JP4517768B2 - Foreign matter removal device - Google Patents
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本発明は、半導体素子製造プロセスで使用されるシリコンあるいは化合物で形成される基板あるいはフラットパネル表示器に用いられるガラス若しくは樹脂から形成される基板に付着した異物を除去する技術に関する。 The present invention relates to a technique for removing foreign substances adhering to a substrate formed of silicon or a compound used in a semiconductor element manufacturing process or a substrate formed of glass or resin used in a flat panel display.
半導体素子をシリコン、ガラスあるいは樹脂などの基板上に製造するとき、その製造装置内あるいは装置間の移動中でのゴミあるいはパーティクルなどの異物の存在によりその歩留まりを低下することが問題となっている。近年では半導体素子を形成する表面だけでなく裏面、すなわち製造装置への装填時あるいは移送機構におけるハンドリング時にそれらを構成する部材と接触する面の異物の管理も要求される。これは異物がウエハの裏面とウエハを保持するステージに挟まることでぴったりと装着できず浮いてしまうため露光装置での焦点ズレを引き起こす可能性があること、エッチング装置では裏面に付着した異物が静電チャックの電極の絶縁層を傷つけることがあり静電チャックの電極部が放電により修復不能にいたる場合があること、さらにCVD装置では薄膜形成においてその形成層に異物が混入する場合がある。また、異物が金属質の場合、洗浄層の中でウエハから離脱した異物が次ぎに処理されるウエハに付着することがあり、異物汚染の拡散が問題となっている。特に半導体接合領域などを金属の異物により汚染すると、その接合ポテンシャルが変動し、素子の特性が設計値からずれ、最終物としての集積回路の動作不良が起こってしまう。 When manufacturing a semiconductor element on a substrate such as silicon, glass, or resin, there is a problem that the yield is lowered due to the presence of foreign matter such as dust or particles in the manufacturing apparatus or between moving apparatuses. . In recent years, not only the surface on which semiconductor elements are formed, but also the back surface, that is, the management of foreign matter on the surface that comes into contact with members constituting them at the time of loading into a manufacturing apparatus or handling in a transfer mechanism is required. This is because foreign matter can not be fitted tightly when it is sandwiched between the back surface of the wafer and the stage that holds the wafer and floats, which may cause focus shift in the exposure apparatus. The insulating layer of the electrode of the electric chuck may be damaged, and the electrode part of the electrostatic chuck may become unrepairable due to electric discharge. Further, in the CVD apparatus, foreign matter may be mixed in the formed layer during the thin film formation. Further, when the foreign matter is metallic, the foreign matter detached from the wafer in the cleaning layer may adhere to the wafer to be processed next, and diffusion of foreign matter becomes a problem. In particular, when the semiconductor junction region or the like is contaminated with a metal foreign substance, the junction potential fluctuates, the element characteristics deviate from the design values, and the integrated circuit as a final product malfunctions.
これらの事象について国際的な指針が国際半導体技術ロードマップ(ITRS)という機関でまとめられ、同インターネットホームページ(URLはhttp//public.itrs.net/)で公開されている。たとえば西暦2003年版フロントエンド処理の中で、ウエハ表面の許容パーティクルの指針は2006年では、直径300mmウエハ表面でクリティカルパーテクルサイズは35nmでウエハ当たりのパーティクルの個数は64個となっている。またMOSトランジスタのゲート酸化物中の金属の異物は1×1010atm/cm2以下であることが望ましいと示されている。製造出荷されたばかりのウエハへのパーティクル付着は原則皆無であること、また半導体製造工場の装置間の移送はクリーン度の高い環境下で行われることが一般的であるため、ウエハへの異物の付着は半導体製造装置内で起こっていると考えられる。装置内では様々な処理が行われるがそこで使われるフォトレジスト、金属などのウエハ表面に素材を堆積させる過程で、またウエハの一部を除去するエッチング等の過程でその異物付着の確率が増すと考えられる。International guidelines on these events are compiled by an organization called the International Semiconductor Technology Roadmap (ITRS) and are published on the Internet homepage (URL is http://public.itrs.net/). For example, in the year 2003 version front end processing, the allowable particle guideline on the wafer surface in 2006 is a 300 mm diameter wafer surface, the critical particle size is 35 nm, and the number of particles per wafer is 64. Further, it is indicated that the metal foreign matter in the gate oxide of the MOS transistor is desirably 1 × 10 10 atm / cm 2 or less. In principle, there is no particle adhesion to wafers that have just been manufactured and shipped, and transfer between devices in a semiconductor manufacturing plant is generally performed in a clean environment. Is considered to occur in semiconductor manufacturing equipment. Various processes are performed in the apparatus, but when the material is deposited on the surface of the wafer, such as photoresist and metal used in the apparatus, and when the probability of foreign matter adhesion increases in the process of etching to remove a part of the wafer. Conceivable.
ウエハに付着した異物を除去する方法として公開されているものとしてRCA洗浄法という手法がある。これはウエット洗浄と呼ばれる処理のひとつで、アンモニア水溶液と過酸化水素水の混合液を用いてパーティクル除去を行い、塩酸と過酸化水素水の混合液により金属イオンの除去を行うもので、これら二つの処理を組み合わせて使われる。特開平6−232108号ではドライ洗浄と呼ばれる処理のひとつで半導体ウエハ裏面に付着した異物をローラに巻かれた粘着テープを同面に貼り付け、後に剥離することで除去する方法が開示されている。特開平6−120175号ではプラズマ処理によりウエハ裏面に付着した異物を除去する方法が開示されている。特開平7−94462号では特殊な溶液をウエハ表面に塗布しウエハをその面の中心軸を中心に回転させ、後に純水などで洗い流す方法が開示されている。特許第3534847号では前記同様に粘着テープを使用する方法でその粘着層を特定したものが開示されている。特開平8−222538号ではウエハの表面に沿って不活性ガスを吹き付けることで異物を除去する方法が開示されている。特開平11−102849号ではウエハの表面をブラシでこすることで異物を掃き出す方法が開示されている。ここに掲げたウエット洗浄の方法では、その洗浄液の中で新たな異物の付着が懸念されるとともに、洗浄液の準備そしてその廃液の処理に多大なコストがかかるため今日の環境保全への配慮から望ましくないと考えられる。また、ドライ系の粘着テープを貼り付ける手法ではそのテープを引き剥がすときにウエハにかかる力によりウエハが破損する場合があり、ウエハの大口径化による引き剥がし力の増加そして現在ウエハ一枚当たりの末端コストが数百万〜1千万の範囲であることを考えると、大変リスクの高い手法であると考えられる。プラズマ処理そして不活性ガスを吹き付ける手法ではそれら処理中に新たな異物を付着させる原因になりかねない。プラズマ処理ではイオンの激突によって処理室の部材がスパッタにより飛び散る可能性があり、他方不活性ガス吹き付け方法においては使用するガスの不純物濃度などの管理が特に問題になると考えられる。 There is a technique called an RCA cleaning method that has been disclosed as a method for removing foreign substances adhering to a wafer. This is one of the processes called wet cleaning, in which particles are removed using a mixture of aqueous ammonia and hydrogen peroxide, and metal ions are removed using a mixture of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. Used by combining two processes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-232108 discloses a method of removing foreign matter adhering to the back surface of a semiconductor wafer by attaching an adhesive tape wound around a roller to the same surface and peeling it off afterwards in one of the processes called dry cleaning. . Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-120175 discloses a method for removing foreign matter adhering to the back surface of a wafer by plasma processing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-94462 discloses a method in which a special solution is applied to the wafer surface, the wafer is rotated around the central axis of the surface, and then washed away with pure water or the like. Japanese Patent No. 3533447 discloses a method in which the adhesive layer is specified by a method using an adhesive tape as described above. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-222538 discloses a method for removing foreign substances by blowing an inert gas along the surface of a wafer. Japanese Patent Laid-Open No. 11-102849 discloses a method of sweeping out foreign matter by rubbing the surface of a wafer with a brush. In the wet cleaning method listed here, there is a concern about the adhering of a new foreign substance in the cleaning liquid, and it takes a great deal of cost to prepare the cleaning liquid and process the waste liquid. It is not considered. In addition, when applying a dry adhesive tape, the wafer may be damaged due to the force applied to the wafer when the tape is peeled off. Considering that the end cost is in the range of several million to 10 million, it is considered to be a very risky method. Plasma treatment and inert gas blowing techniques can cause new foreign matter to adhere during the treatment. In the plasma processing, there is a possibility that the members of the processing chamber are scattered by sputtering due to the collision of ions. On the other hand, in the inert gas spraying method, it is considered that the management of the impurity concentration of the gas used is particularly problematic.
本発明の課題は、半導体、ガラス、基板、樹脂から形成されたウエハ若しくは基板の裏面に付着している異物の除去を大口径のウエハ若しくは大面積の基板に対応することである。又、本発明の第二の課題はウエハ若しくは基板の裏面に付着している異物の除去を、連続して処理することができる装置を提供することである。さらに、本発明の第三の課題はウエハ若しくは基板に付着している異物の量あるいは大きさによって異物除去効果を最適に調整できる機能を有すことでウエハ若しくは基板一枚あたりに要する処理時間を最短化することである。最後に、前者三つの課題を安価に実現することにある。 An object of the present invention is to cope with the removal of foreign matter adhering to the back surface of a wafer formed from a semiconductor, glass, a substrate, or a resin or a large-diameter wafer or a large-area substrate. A second object of the present invention is to provide an apparatus capable of continuously removing foreign substances adhering to the back surface of a wafer or a substrate. Furthermore, the third problem of the present invention is that the processing time required for each wafer or substrate can be reduced by having a function capable of optimally adjusting the effect of removing foreign matter depending on the amount or size of the foreign matter adhering to the wafer or substrate. It is to minimize. Finally, the former three issues are to be realized at low cost.
以下に先ず概要を示す。基板を、樹脂シートを介して静電チャックの吸着面に一定時間吸着させることにより基板に付着している異物を前記樹脂シートに捕捉することにより取り除く。ここで樹脂シートは粘着性の表面を持たない。これにより基板にかかる力は通常の半導体製造装置で使用される静電チャックの吸着力と同等であるので、粘着テープを使用した場合に比べその引き剥がし時に基板にかかる力は原理的に皆無にできる。したがい、半導体ウエハの場合現在は直径300mmが主流であるが次世代の450mmの大口径化にも簡単に対応できる。樹脂製シートの材質についは硬度と価格を考慮する必要がある。静電チャックあるいは基板に比較して柔らかい材質を用いないと異物をうまく捕捉できないためである。樹脂製シートは安価なものを使用する必要がある。一度異物を捕捉した部分は使い捨てにするのが管理上最も簡単なためである。複数の基板を連続して処理するためには樹脂シートをロール状にして装着し、基板ごとに新しい樹脂シートを送り出し、基板に付着している異物を捕捉し、一度使った部分はロール状に巻き取り、そして全ての樹脂シートを使い終えたら新しいものに取り替えることが必要である。また、これらの一連の動作には基板を静電チャックに装填または同静電チャックから基板を回収できるロボットアームが必要である。 The outline is shown below first. By adsorbing the substrate to the adsorption surface of the electrostatic chuck for a certain period of time via the resin sheet, foreign substances adhering to the substrate are removed by capturing the resin sheet. Here, the resin sheet does not have an adhesive surface. As a result, the force applied to the substrate is equivalent to that of an electrostatic chuck used in ordinary semiconductor manufacturing equipment. Therefore, in principle, there is no force applied to the substrate when the adhesive tape is peeled off. it can. Therefore, in the case of semiconductor wafers, the diameter of 300 mm is currently mainstream, but it can easily cope with the next generation of 450 mm. Regarding the material of the resin sheet, it is necessary to consider hardness and price. This is because the foreign matter cannot be captured well unless a soft material is used as compared with the electrostatic chuck or the substrate. It is necessary to use an inexpensive resin sheet. This is because it is the simplest in terms of management to dispose the portion once the foreign matter has been captured. In order to process multiple substrates in succession, resin sheets are mounted in rolls, new resin sheets are sent out for each substrate, and foreign substances adhering to the substrates are captured. It is necessary to wind up and replace all the resin sheets with new ones. In addition, a series of these operations requires a robot arm that can load a substrate into the electrostatic chuck or recover the substrate from the electrostatic chuck.
次に異物捕捉に使われるシートについて説明する。静電チャック表面は硬い表面が必要なのでたとえばアルミナ、炭化珪素、窒化アルミなどのセラミックを使用する。例えば炭化珪素、アルミナのヌープ硬度はそれぞれ2500Hk、2100Hkである。一方基板たとえばシリコンのヌープ強度は960Hkである。異物であるゴミ、パーティクルは組成が半導体製造に最も有害とされる鉄とすると300Hkである。異物を効果的に捕捉するためにはこれらよりも低い値の硬度を有する材料を用いなければならない。この目的のための適切なヌープ硬度は20〜200Hkである。樹脂は前記に掲げた物質よりも比較的柔らかく通常その硬度は100Hk程度あるので、本目的に適切である。基板がガラスの場合は異物を捕捉するシートは更に柔らかい材質が適切である。ガラスのヌープ硬度は315Hkと異物と同程度の硬さを示すためである。適切な硬度は20〜200Hkの範囲で、さらに好ましくは20〜100Hkである。 Next, a sheet used for capturing foreign matter will be described. Since the electrostatic chuck surface needs to be a hard surface, for example, ceramic such as alumina, silicon carbide, or aluminum nitride is used. For example, Knoop hardness of silicon carbide and alumina is 2500Hk and 2100Hk, respectively. On the other hand, the Knoop strength of the substrate such as silicon is 960 Hk. The dust and particles as foreign matter are 300 Hk when the composition is iron, which is most harmful to semiconductor manufacturing. In order to effectively capture foreign substances, a material having a hardness value lower than these must be used. A suitable Knoop hardness for this purpose is 20-200 Hk. Resins are relatively softer than the materials listed above and usually have a hardness of about 100 Hk, which is appropriate for this purpose. When the substrate is glass, a softer material is appropriate for the sheet that captures foreign matter. This is because the Knoop hardness of the glass is 315 Hk, which is as high as that of a foreign substance. Suitable hardness is in the range of 20 to 200 Hk, more preferably 20 to 100 Hk.
樹脂シートの材質としてはたとえば、ポリビニルアルコール、低密度ポリエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ナイロン、ポリイミド、アラミド、ポリカルボジイミド、などが適当である。価格の点からこれらの中で更に、ポリビニルアルコール、低密度ポリエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンフタレートが好ましい。更にシリコンなどのゴム系材料を使用することも可能である。樹脂シートの厚みは5〜30μmが好ましい。30μmより厚いと静電チャックの吸着力が小さくなるためである。また5μmより薄いとそのシートの取扱が難しくなり破れることがあるためである。 Suitable materials for the resin sheet include, for example, polyvinyl alcohol, low density polyethylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene terephthalate, acetyl cellulose, polycarbonate, nylon, polyimide, aramid, polycarbodiimide, and the like. Among these, polyvinyl alcohol, low density polyethylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polypropylene, and polyethylene phthalate are more preferable from the viewpoint of price. It is also possible to use a rubber-based material such as silicon. The thickness of the resin sheet is preferably 5 to 30 μm. This is because if it is thicker than 30 μm, the attractive force of the electrostatic chuck becomes small. On the other hand, if the thickness is less than 5 μm, the sheet is difficult to handle and may be torn.
樹脂シートの体積抵抗値を下げると基板がより強く静電チャックに吸着される場合がある。これは静電チャックがジョンソン・ラーベック力を発揮している場合である。即ち、静電チャックの電極からの微少な電流がその電極周辺及び吸着面を伝わり基板へ流通し基板と吸着面の微少な空隙で大きな静電的吸着力を発生している。従い、前記に掲げた樹脂シートは電気的に高い絶縁性を示すが(体積抵抗では1015〜1018Ω・cmの範囲である)これに導電性のフィーラーを混入させるなどして体積抵抗値を109〜1013Ω・cm程度の範囲にすることで、基盤の静電チャックへの吸着力を増すこともできる。When the volume resistance value of the resin sheet is lowered, the substrate may be more strongly attracted to the electrostatic chuck. This is the case when the electrostatic chuck exhibits the Johnson-Rahbek force. That is, a minute current from the electrode of the electrostatic chuck is transmitted to the substrate through the periphery of the electrode and the attracting surface, and a large electrostatic attracting force is generated in the minute gap between the substrate and the attracting surface. Therefore, although the resin sheet listed above exhibits high electrical insulation (in the range of 10 15 to 10 18 Ω · cm in volume resistance), the volume resistance value is obtained by mixing a conductive feeler into the resin sheet. By making the range of about 10 9 to 10 13 Ω · cm, it is possible to increase the attractive force of the substrate to the electrostatic chuck.
樹脂シートを基板に接触させ後に引き離すので、接触・剥離帯電を伴う場合が考えられる。基板あるいは樹脂シートが帯電すると、静電気により再び樹脂シートに捕捉されていた異物が樹脂シートから離れ、基板に付着してしまうことが考えられる。この場合には、イオナイザーなどの静電気を中和化する機器を異物除去装置内に取り付け、基板と樹脂シートの間更には樹脂シートと静電チャックの間に中和化粒子であるプラスあるいはマイナスのイオンを吹き付けることで解消できる。 Since the resin sheet is brought into contact with the substrate and then separated, there may be a case where contact / peeling charging is involved. When the substrate or the resin sheet is charged, it is conceivable that the foreign matter captured by the resin sheet again due to static electricity separates from the resin sheet and adheres to the substrate. In this case, a device for neutralizing static electricity, such as an ionizer, is installed in the foreign matter removing device, and the neutralizing particles between the substrate and the resin sheet, and between the resin sheet and the electrostatic chuck, are positive or negative. It can be solved by spraying ions.
本発明による異物除去装置の構成について以下に説明する。この装置は2つ以上の吸着面から成る静電チャックと、前記静電チャックの一つ以上の吸着面を上昇下降させる機能を有する。静電チャックを分割構成にすることで静電チャックの一部を上昇下降可能とさせ、基板の装填と回収を容易にさせる。ロール状に巻かれた樹脂シートを装填する部分を有し、樹脂シートを静電チャックの吸着面に導く機構と、使い終わった樹脂シートをロール状に巻き取る部分を有し、静電チャックの吸着面から前記樹脂シートを前記の巻き取る部分に導く機構を有す。これにより基板を装填し、異物を捕捉し、基板の回収の後、次の基板の処理のため常に新しい樹脂シートを配置することができる。さらに静電チャックの吸着面に敷かれた前記樹脂シートの上面に基板を装填および回収するための一組以上のロボットアームと一組以上の基板の押し上げピンを有する。基板を回収するとき、静電チャックの一部の吸着面を下降させ、基板を押し上げピンにより下部から押し上げることでロボットアームの先端に取り付けられたフォークで基板をつかみやすくする。また、基板を静電チャック上部に装填する場合に、フォークでとらえられた基板をいったん押し上げピンの上に載せ、静電チャックの吸着面に敷かれた樹脂シートの上に装填する。基板が装填されると静電チャックの表面を同一面にするため、下降させた静電チャックの吸着面を上昇させる。 The configuration of the foreign matter removing apparatus according to the present invention will be described below. This apparatus has an electrostatic chuck composed of two or more suction surfaces and a function of raising and lowering one or more suction surfaces of the electrostatic chuck. By making the electrostatic chuck into a divided configuration, a part of the electrostatic chuck can be raised and lowered to facilitate loading and recovery of the substrate. It has a part for loading a resin sheet wound in a roll shape, a mechanism for guiding the resin sheet to the adsorption surface of the electrostatic chuck, and a part for winding the used resin sheet in a roll shape. A mechanism for guiding the resin sheet from the adsorption surface to the winding portion; As a result, the substrate can be loaded, foreign matter can be captured, and after the substrate is recovered, a new resin sheet can always be disposed for processing the next substrate. Furthermore, it has one or more sets of robot arms and one or more sets of push-up pins for the substrates on the upper surface of the resin sheet laid on the adsorption surface of the electrostatic chuck. When collecting the substrate, a part of the chucking surface of the electrostatic chuck is lowered, and the substrate is pushed up from below by a push-up pin, so that the substrate can be easily grasped with a fork attached to the tip of the robot arm. When the substrate is loaded on the electrostatic chuck, the substrate picked up by the fork is once placed on a push-up pin and loaded on a resin sheet laid on the adsorption surface of the electrostatic chuck. When the substrate is loaded, in order to make the surface of the electrostatic chuck the same surface, the attracting surface of the lowered electrostatic chuck is raised.
次に連続処理の手順について説明する。基板を静電チャックの吸着面に敷かれた樹脂シートの上に装填した後に、基板を、樹脂シートを挟んで静電チャックに一定時間吸着させ、基板の静電チャックに対抗する吸着面側に付着した異物を樹脂シートに捕捉させることにより基板に付着している異物を取り除く。次に、静電チャックの一つ以上の吸着面を下降させ基板を回収し、使用済みの樹脂シートをロール状に巻き取り、新しい樹脂シートを静電チャックに配置し、次に処理する基板を装填し、静電チャックの一つ以上の吸着面を元の位置に上昇させ、これら一連の動作を繰り返し行うことで連続的に複数の基板を処理する。吸着時間は異物の大きさ、その量により異なるが、1〜60秒である。単位面積当たりの異物の量が多いときは吸着時間を長くするほうが、異物の捕捉が良好になる。静電チャックには双極型のものを使うのが好ましく、なるべく元々の吸着能力の高いものが望ましい。静電チャックの吸着力はその吸着電極に印加する電圧を可変することで調整できるので、異物の量が少ない場合には電圧を落とすあるいは吸着時間を短くするなどしてその条件により対応すること可能になり、一枚当たりの処理時間が最短になるよう運転パラメータを最適化できる。単位面積当たりでは基板に対する吸着力は10〜300gf/cm2の範囲であることが望ましい。Next, the procedure of continuous processing will be described. After loading the substrate on the resin sheet laid on the electrostatic chuck's adsorption surface, the substrate is adsorbed to the electrostatic chuck for a certain period of time with the resin sheet sandwiched, and the substrate is placed on the adsorption surface side that opposes the electrostatic chuck. The foreign matter adhering to the substrate is removed by causing the resin sheet to capture the attached foreign matter. Next, one or more suction surfaces of the electrostatic chuck are lowered to collect the substrate, the used resin sheet is wound into a roll, a new resin sheet is placed on the electrostatic chuck, and the substrate to be processed next The plurality of substrates are successively processed by loading, raising one or more attracting surfaces of the electrostatic chuck to the original position, and repeating these series of operations. The adsorption time varies depending on the size and amount of foreign matter, but is 1 to 60 seconds. When the amount of foreign matter per unit area is large, the longer the adsorption time, the better the capture of foreign matter. It is preferable to use a bipolar type electrostatic chuck, and it is desirable to use an electrostatic chuck having a high adsorption ability as much as possible. The chucking force of the electrostatic chuck can be adjusted by changing the voltage applied to the chucking electrode. If the amount of foreign matter is small, it is possible to cope with the conditions by reducing the voltage or shortening the chucking time. Thus, the operating parameters can be optimized so that the processing time per sheet is minimized. The adsorption force with respect to the substrate per unit area is desirably in the range of 10 to 300 gf / cm 2 .
粘着性のテープを使用しないため、その引き剥がし時の基板にかかる力は皆無になり半導体、ガラス、樹脂から形成された基板の裏面に付着している異物の除去を大型の基板に対応することが可能になる。また、基板の裏面に付着している異物の除去を、連続して処理することができるので、半導体素子の生産現場などで使用が可能となる。さらに、基板に付着している異物の量あるいは大きさによって異物除去効果を静電チャックに印加する電位と吸着時間をパラメータとして最適化できる機能を有すことで基板一枚あたりに要する処理時間を最短化できる。そして最後に、安価な樹脂シートを異物捕捉に使用することで、維持費用を安価に抑えることが可能となる。 Since no adhesive tape is used, there is no force applied to the substrate when it is peeled off, and removal of foreign substances adhering to the back side of the substrate made of semiconductor, glass, or resin is compatible with large substrates. Is possible. Moreover, since the removal of the foreign substances adhering to the back surface of the substrate can be continuously processed, it can be used at the production site of semiconductor elements. Furthermore, the processing time required for each substrate can be reduced by having the function of optimizing the effect of removing the foreign matter depending on the amount or size of the foreign matter adhering to the substrate, using the potential applied to the electrostatic chuck and the adsorption time as parameters. It can be minimized. Finally, using an inexpensive resin sheet for capturing foreign matter makes it possible to keep maintenance costs low.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図6に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず基本的な構造を図1により説明する。静電チャックは三つの部分に分けられている。中央の比較的広い部分を有す第一静電チャック10と第一静電チャック10の左右に位置する第二静電チャック11と第三静電チャック12である。第二静電チャック11と第三静電チャック12は上下可動式である。またこれら三つの静電チャックで構成される吸着面は四角形である。それぞれの静電チャックは双極型で第一静電チャック10では第一電極13と第二電極14の2つの電極を有す。第一電極13と第二電極14には電源15が電源の電圧をONあるいはOFFにするためのスイッチ16と直列に接続されている。第二静電チャック11と第三静電チャック12の電極には電源15とスイッチ16から第一静電チャックの第一電極13と第二電極14と同等に接続される。第一静電チャック10、第二静電チャック11、第三静電チャック12の上部には樹脂シート3が敷かれている。樹脂シート3の厚みは10μmで、その材質はポリビニルアルコールである。樹脂シート3の上部には異物2が付着した基板1が配置されている。使用済みの樹脂シート3aを巻き取りロール6に導くために第一ガイドローラ4と第二ガイドローラ5を第二静電チャック11の側部に設けている。ここで、第一ガイドローラ4は上下可動式である。新しい樹脂シート3bを送り出しロール9から前述した三つの静電チャック上に供給するために第三ガイドローラ7と第四ガイドローラ8が第三静電チャック12の側部に設けてある。ここで、第三ガードローラ7は第一ガイドローラ4と同様に上下可動が可能である。 First, the basic structure will be described with reference to FIG. The electrostatic chuck is divided into three parts. A first
次に異物除去方法の全体の手順を説明しながら、その他の構成部分についてふれる。図1は基板1を樹脂シート2の上に設置したようすを示す。このとき静電チャックの電源15のスイッチ16はOFF状態で、吸着は行っていない。図2は電源15のスイッチ16をON状態にして、第一静電チャック10の第一電極13と第二電極14の間、同時に第二静電チャック11と第三静電チャック12の同等な電極間に電圧を印加し基板1の吸着を行ったようすを示す。ここでは、異物2が樹脂シート3にめり込んでいるようすも示している。吸着時間の設定時間と電源15の電圧は可変できる。吸着時間の可変範囲は1〜60秒で、電源15の端子間の電圧は0〜8kVである。双極型の静電チャックの場合、正負の電位を電極間に印加する場合があるが、この場合には前記と同等な電位差は0〜±4kVとなる。図3は第二静電チャック11と第三静電チャック12を第一ガイドローラ4と第三ガイドローラ7と共に下降させたようすを示す。これら動作に続いて基板押し上げピン17aと17bが基板1の左右側部の下方に位置させるようすを示す。同図には異物2が樹脂シート2に捕捉されているようすも示している。図4では使用済みの樹脂シート3aを巻き取りロール6に回収し、新しい樹脂シート3bを送り出しロール9から供給しているようすを示す。また、基板押し上げピン17aと17bにより処理済みの基板1を持ち上げているようす、さらにフォーク18を基板1の下部に位置させ、基板1を回収するところも示している。基板1を第一静電チャック10の上に装填する場合は前記の一連の動作を逆に行う。すなわち、基板1をフォーク18で第一静電チャックの上部に運び、基板押し上げピン17aと17bにより基板2を下側から支え、フォーク18を第一静電チャック10の上部から退けた後、基板押し上げピン17aと17bを下降させ、基板1を樹脂シート3が敷かれている第一静電チャック10の吸着面に設置させる。樹脂シート3を全部使い終わった場合には新しいものを送り出しロール9に装填し、ロール状に回収した使用済みの樹脂シート3aは廃棄する。 Next, while explaining the entire procedure of the foreign matter removing method, the other components will be described. FIG. 1 shows a state in which a
図5は異物除去装置100の内部のようすを上部から見たところを示している。左側には複数の基板1を設置するための供給側カセット19と、処理済の基板1を複数枚ストックする回収側カセット20を有す。ロボット機構は2組あり、そのうち一組のロボットアーム21を示している。ロボットアーム21の先端にはフォーク18があり、基板1を乗せているところを示している。図5中の右側には異物除去機構部22があり、ここに第一静電チャック10以下各ガイドローラなどが設置されている。図6は異物除去装置の外観図である。 FIG. 5 shows the interior of the foreign
本発明の異物除去装置は半導体ウエハ製造工場、半導体素子製造工場、ガラス基板製造工場、液晶やプラズマを使ったテレビなどに使われる薄型ディスプレー装置の製造工場、また有機材料を使った薄型ディスプレー装置の製造工場などで、それら製造にかかわる基板の裏面に付着した異物を除去することを安価に提供できる。 The foreign matter removing apparatus of the present invention is a semiconductor wafer manufacturing factory, a semiconductor element manufacturing factory, a glass substrate manufacturing factory, a thin display apparatus manufacturing factory used for a television using liquid crystal or plasma, and a thin display apparatus using an organic material. In a manufacturing factory or the like, it is possible to provide at low cost to remove foreign substances adhering to the back surface of the substrate involved in the manufacturing.
1 基板
2 異物
3 樹脂シート
3a 使用済みの樹脂シート
3b 新しい樹脂シート
4 第一ガイドローラ
5 第二ガイドローラ
6 巻き取りロール
7 第三ガイドローラ
8 第四ガイドローラ
9 送りだしロール
10 第一静電チャック
11 第二静電チャック
12 第三静電チャック
13 第一電極
14 第二電極
15 電源
16 スイッチ
17 基板押し上げピン
18 フォーク
19 供給側カセット
20 回収側カセット
21 ロボットアーム
22 異物除去機構部
100 異物除去装置DESCRIPTION OF
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