TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat-Reinigungsverfahren, welches in der Lage ist, die Bildung von Wasserzeichen auf der Oberfläche eines zu behandelnden Substrats wie eines Halbleiter-Wafers oder Glas-Substrats für FPD (Fiat Panel Display - Flachbildanzeige) zu unterdrücken, eine SubstratReinigungsvorrichtung und ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium zur Durchführung des Substrat-Reinigungsverfahrens.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In einem Herstellungsprozess von Halbleitervorrichtungen wird, da beispielsweise die Oberfläche eines Halbleiter-Wafers immer sauber gehalten werden sollte, ein Reinigungsverfahren am Halbleiter-Wafer durchgeführt.
Als typisches Beispiel für ein Einzel-Wafer-Reinigungsverfahren zur Bearbeitung jeweils eines Halbleiter-Wafers nach dem anderen ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine vorherbestimmte Reinigungsflüssigkeit einem in einem Schleuderspannrahmen gehaltenen Halbleiter-Wafer zugeführt wird (Reinigungsprozess mit chemischer Flüssigkeit) , dann Reinwasser zum Abspülen der Reinigungsflüssigkeit zum HalbleiterWafer zugeführt wird (Sp[upsilon]lprozess) und das Halbleiter-Wafer weiter mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, um das Reinwasser vom Halbleiter-Wafer abzuschleudern (Schleudertrocknungsprozess) .
Bei einem derartigen Verfahren besteht das Problem, dass sich durch Adhäsion eines bei der Schleudertrocknung entstehenden Reinwassernebels an der trockenen Oberfläche eines Halbleiter-Wafers od. dgl.
auf der Oberfläche des HalbleiterWafers Wasserzeichen bilden.
Als Reinigungsverfahren, bei dem die Bildung von solchen Wasserzeichen unterdrückt wird, offenbart die ungeprüfte Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr . H4-287922 ein Substrat-Reinigungsverfahren umfassend einen Reinigungsprozessschritt des Zuführens einer vorherbestimmten Reinigungsflüssigkeit von schräg oben zur Oberfläche eines zu bearbeitenden Substrats, danach einen Spülprozessschritt des Zuführens von Reinwasser von schräg oben zur Oberfläche des Substrats und an-
1 NACHGEREICHT
_ _ * schliessend einen Trocknungsprozessschritt des Drehens des Substrats mit hoher Geschwindigkeit zum Abschleudern der Flüssigkeit,
wobei die Endperiode des Spülprozessschritts und die Startperiode einander überlappen und im Überlappungsschritt und im Trocknungsprozessschritt ein Stickstoffgas zum mittleren Abschnitt des Substrats zugeführt wird.
Die ungeprüfte Japanische Patentanmeldung VeröffentlichungsNr. 2001-53051 offenbart ein Substrat-Trocknungsverfahren, bei dem nach einem Spülprozess ein inaktives Gas auf den mittleren Abschnitt eines Substrats gesprüht wird, Reinwasser auf den äusseren Umfangsabschnitt des Substrats gesprüht wird und die Sprühposition des inaktiven Gases sowie die Sprühposition des Reinwassers in radialer Richtung vom Substrat nach aussen bewegt werden.
Mit fortschreitendem Herstellungprozess der Halbleitervorrichtung entsteht jedoch auf der Oberfläche des HalbleiterWafers ein Muster aus einer Mischung von einer hydrophilen Oberfläche (z.B.
einer durch ein vorherbestimmtes Verfahren gebildeten Si02-Oberflache) und einer hydrophoben Oberfläche (z.B. einer blanken Si-Oberflache) . Weil sich die hydrophile Oberfläche und die hydrophobe Oberfläche hinsichtlich der Wasser-Abschleudergeschwindkeit zum Zeitpunkt des Schleudertrocknungsprozesses voneinander unterscheiden, gibt es bei dem zuvor genannten herkömmlichen Schleudertrocknungsverfahren Schwierigkeiten bei der Vermeidung der Bildung von Wasserzeichen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die obigen Situationen geschaffen und bezweckt die Bereitstellung eines Substrat-Reinigungsverfahrens, welches in der Lage ist, die Bildung von Wasserzeichen zu unterdrücken.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Substrat-Reinigungsvorrichtung und ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium zur Durchführung des Substrat-Reinigungsverfahrens bereitzustellen.
Gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung ist ein SubstratReinigungsverfahren vorgesehen, umfassend das Durchführen eines Spülprozesses an einem zu bearbeitenden Substrat mit Reinwasser, das unter Drehung des Substrats in einem im Wesentlichen horizontalen Zustand einer Oberfläche desselben zugeführt wird;
und danach das Durchführen eines Schleudertrocknungsprozesses am Substrat unter Bildung eines Flüssigkeitsfilms in einem im
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Wesentlichen äusseren Bereich einer Stelle einer Reinwasser-Zufuhr zum Substrat durch Verringern der Reinwasser-Zufuhrmenge zum Substrat gegenüber jener zum Zeitpunkt des Spülprozesses und durch Bewegen der Reinwasser-Zufuhrstelle von der Mitte des Substrats nach aussen.
Auf bevorzugte Weise wird in einem derartigen SubstratReinigungsverfahren die Geschwindigkeit zum Bewegen der Stelle der Reinwasser-Zufuhr zum Substrat von der Mitte des Substrats nach aussen im äusseren Umfangsbereich des Substrats höher eingestellt als im mittleren Bereich desselben.
Da es für die Zentrifugalkraft schwierig ist, im Wesentlichen auf Reinwasser im mittleren Bereich des Substrats zu wirken, und das Trocknen an und für sich schwierig ist, wird vorzugsweise ein Verfahren angewendet, bei dem die Bewegung der Stelle der Zufuhr von Reinwasser zum Substrat vorübergehend gestoppt wird, wenn die Reinwasser-Zufuhrstelle eine Position in einem vorherbestimmten Abstand von der Mitte des Substrats entfernt erreicht, und ein Stickstoffgas auf den mittleren Bereich des Substrats gesprüht wird, worauf das Sprühen des Stickstoffgases gestoppt und die Reinwasser-Zufuhrstelle wieder vom Substrat weg bewegt wird.
Weiters besteht ein bevorzugtes Verfahren darin, dass die Stelle der Zufuhr von Reinwasser zum Substrat rasch in eine Position 10 bis 15 mm von der Mitte des Substrats entfernt bewegt wird,
wobei die Bewegung der Reinwasser-Zufuhrstelle vorübergehend gestoppt und ein Stickstoffgas über einen vorherbestimmten Zeitraum auf den mittleren Bereich des Substrats gesprüht wird, worauf das Sprühen des Stickstoffgases gestoppt und die Reinwasser-Zufuhrstelle mit einer Geschwindigkeit von höchstens 3 mm/s vom Substrat wieder weg bewegt wird.
Weiters ist es möglich, ein Verfahren derart zu wählen, dass nach Verschieben der Stelle der Reinwasser-Zufuhr zum Substrat um einen vorherbestimmten Abstand weg von der Mitte des Substrats ein Stickstoffgas auf den mittleren Bereich des Substrats gesprüht wird, worauf eine Stickstoffgas-Sprühstelle zusammen mit der Reinwasser-Zufuhrstelle vom mittleren Bereich des Substrats nach aussen bewegt wird, während Stickstoffgas auf das Substrat gesprüht wird.
Darüber hinaus wird, da in einem äusseren Bereich des Substrats eine wesentliche Zentrifugalkraft auf das Reinwasser wirkt, vorzugsweise auch nach Verschieben der Reinwasser-Zufuhrstelle um einen vorherbestimmten Abstand weg von
NACHGEREICHT der Mitte des Substrats ein Stickstoffgas auf den mittleren Bereich des Substrats gesprüht, worauf unter Sprühen des Stickstoffgases auf das Substrat eine Stickstoffgas-Sprühstelle zusammen mit der Reinwasser-Zufuhrstelle vom mittleren Bereich des Substrats nach aussen bewegt wird, währenddessen nur das Sprühen des Stickstoffgases gestoppt wird.
Auf bevorzugte Weise wird im Spülprozess eine Drehzahl des Substrats von mindestens 100 Upm und höchstens 1000 Upm eingestellt.
Wenn im Schleudertrocknungsprozess ein Stickstoffgas auf den mittleren Bereich des Substrats gesprüht und eine Stickstoffgas-Sprühstelle zusammen mit der Reinwasser-Zufuhrstelle vom Substrat nach aussen bewegt wird, braucht die Drehzahl des Substrats nur auf mindestens 800 Upm eingestellt werden. Bevorzugt beträgt die Drehzahl des Substrats im Schleudertrocknungsprozess vom Gesichtspunkt der Verhinderung einer Bildung von Teilchen oder Wasserzeichen aufgrund von Vernebelung oder Reinwasserspritzern vom Substrat oder. dgl. höchstens 2500 Upm.
Wird dem Substrat zum Zeitpunkt der Schleudertrocknung hingegen kein Stickstoffgas zugeführt, dann wird die Anzahl von Umdrehungen des Substrats zum Zeitpunkt des Schleudertrocknungsprozesses vorzugsweise höher als die Anzahl von Umdrehungen des Substrats zum Zeitpunkt des Spülprozesses eingestellt.
Insbesondere wird vorzugsweise im Spülprozess eine Drehzahl des Substrats von mindestens 100 Upm und höchstens 1000 Upm eingestellt und im Schleudertrocknungsprozess eine Drehzahl des Substrats von mindestens 1500 Upm und höchstens 2500 Upm eingestellt. Zwar wird das erfindungsgemässe Substrat-Reinigungsverfahren zweckmässig bei Vorhandensein einer Mischung von einer hydrophoben Oberfläche und einer hydrophilen Oberfläche auf der Oberfläche des Substrats verwendet, doch kann es natürlich auch dann angewendet werden, wenn die Oberfläche des Substrats nur eine hydrophobe Oberfläche oder nur eine hydrophile Oberfläche ist.
Die Erfindung sieht eine Substrat-Reinigungsvorrichtung zur Durchführung des Substrat-Reinigungsverfahrens vor.
Somit ist gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung eine Substrat-Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist, umfassend: eine Schleuderspanneinrichtung zur Halterung und Drehung eines zu bearbeitenden Substrats in annähernd horizontalem Zustand; eine Reinwasser-Zufuhreinrichtung mit einer Reinwasser-Zu-
NACHGEREICHT fuhrdüse zur Abgabe von Reinwasser an eine Oberfläche des von der Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats und mit einem Reinwasser-Zufuhrteil zur Zuführung von Reinwasser zur Reinwasser-Zufuhrdüse; eine Reinwasserdüsen-Abtasteinrichtung zur Veranlassung einer Überstreichbewegung der Reinwasser-Zufuhrdüse zwischen oberhalb der Mitte des Substrats und oberhalb des Aussenrands desselben;
und einen Steuerteil zur Steuerung der Schleuderspanneinrichtung, der Reinwasser-Zufuhreinrichtung und der Reinwasserdüsen-Abtasteinrichtung derart, dass ein Spülprozess mit Zuführen von Reinwasser zu einer Oberfläche des Substrats mit einer vorherbestimmten Durchflussmenge unter Drehung des von der Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats durchgeführt wird und dann ein Schleudertrocknungsprozesses am Substrat unter Bildung eines Flüssigkeitsfilms in einem im Wesentlichen äusseren Bereich einer Reinwasser-Zufuhrstelle zum Substrat durch Reduzieren der Reinwasser-Zufuhrmenge zum Substrat gegenüber jener zum Zeitpunkt des Spülprozesses und durch Bewegen der Reinwasser-Zufuhrstelle von der Mitte des Substrats nach aussen durchgeführt wird.
Zur Durchführung der Schleudertrocknung unter Verwendung eines Stickstoffgases weist die Substrat-Reinigungsvorrichtung
vorzugsweise weiters eine Gaszufuhreinrichtung mit einer Gasdüse zum Sprühen eines Stickstoffgases auf einen mittleren Bereich der Oberfläche des von der Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats auf. Bevorzugt ist die Gaszufuhreinrichtung so aufgebaut, dass sie durch den Steuerteil in Hinblick auf eine gleichmässige Bearbeitung des Substrats gesteuert wird.
Vorzugsweise ist die Substrat-Reinigungsvorrichtung so aufgebaut, dass sie weiters eine Gaszufuhreinrichtung mit einer Gasdüse zum Sprühen eines Stickstoffgases auf die Oberfläche des von der Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats und eine Gasdüsen-Abtasteinrichtung zum Veranlassen einer Überstreichbewegung der Gasdüse über das Substrat aufweist.
Auch in diesem Fall ist es möglich, das Substrat gleichmässig zu bearbeiten, da die Gaszufuhreinrichtung und die Gasdüsen-Abtasteinrichtung so aufgebaut sind, dass sie vom Steuerteil gesteuert werden.
Die Erfindung sieht ein Computer-lesbares Aufzeichnungsedium mit einem aufgezeichneten Programm vor, das einem eine
NACHGEREICHT derartige Substrat-Reinigungsvorrichtung steuernden Computer gestattet, das Substrat-Reinigungsverfahren durchzuführen.
Somit ist gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium mit einem aufgezeichneten Programm vorgesehen, das einem Computer, der eine einen Spülprozess durch Zufuhr von Reinwasser zu einem zu bearbeitenden Substrat unter Drehung des in annähernd horizontalem Zustand gehaltenen Substrats durchführende Substrat-Reinigungsvorrichtung steuert, die Ausführung eines Verfahrens umfassend das
(a) Durchführen eines Spülprozesses mit Zuführen von Reinwasser zu einer Oberfläche des Substrats mit einer vorherbestimmten Durchflussmenge unter Drehung des von einer Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats und
(b)
Durchführen eines Schleudertrocknungsprozesses am Substrat unter Bildung eines Flüssigkeitsfilms in einem im Wesentlichen äusseren Bereich einer Stelle zur Zufuhr von Reinwasser zum Substrat durch Reduzieren der Reinwasser-Zufuhrmenge zum Substrat gegenüber jener zum Zeitpunkt des Spülprozesses und durch Bewegen der Reinwasser-Zufuhrstelle von der Mitte des Substrats nach aussen gestattet.
Gemäss dem vierten Aspekt der Erfindung ist ein anderes Aufzeichnungsmedium entsprechend dem Aufbau der Substrat-Reinigungsvorrichtung vorgesehen, nämlich ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium mit einem aufgezeichneten Programm, das einem Computer,
der eine einen Spülprozess durch Zufuhr von Reinwasser zu einem zu bearbeitenden Substrat unter Drehung des in annähernd horizontalem Zustand gehaltenen Substrats und weiters eine Schleudertrockung durch Zufuhr eines Stickstoffgases zum Substrat durchführende Substrat-Reinigungsvorrichtung steuert, die Ausführung eines Verfahrens umfassend das
<(>a<)>Durchführen eines Spülprozesses des Zuführens von Reinwasser zu einer Oberfläche des Substrats mit einer vorherbestimmten Durchflussmenge unter Drehung des von einer Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats,
<(>b<)>Reduzieren der Reinwasser-Zufuhrmenge zum Substrat gegenüber jener zum Zeitpunkt des Spülprozesses und Bewegen einer Stelle der Zufuhr von Reinwasser zum Substrat von der Mitte des Substrats nach aussen,-
(c)
vorübergehende Stoppen der Bewegung der Stelle der Reinwasser-Zufuhr zum Substrat bei Erreichen einer von der Mitte des
NACHGEREICHT Substrats um einen vorherbestimmten Abstand entfernten Position durch die Reinwasser-Zufuhrstelle und Sprühen eines Stickstoffgases zum mittleren Bereich des Substrats, und
(d)neuerliche Bewegen der Reinwasser-Zufuhrstelle vom Substrat nach aussen nach Stoppen des Sprühens des Stickstoffgases, wobei eine Schleudertrocknung am Substrat unter Bildung eines Flüssigkeitsfilms in einem im Wesentlichen äusseren Bereich der Reinwasser-Zufuhrstelle ausgeführt wird, gestattet .
Gemäss dem fünften Aspekt der Erfindung ist noch ein anderes Aufzeichnungsmedium entsprechend dem Aufbau der Substrat-Reinigungsvorrichtung vorgesehen, nämlich ein Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium mit einem aufgezeichneten Programm, das einem Computer,
der eine einen Spülprozess durch Zufuhr von Reinwasser zu einem zu bearbeitenden Substrat unter Drehung des in annähernd horizontalem Zustand gehaltenen Substrats und weiters eine Schleudertrockung durch Zufuhr eines Stickstoffgases zum Substrat durchführende Substrat-Reinigungsvorrichtung steuert, die Ausführung eines Verfahrens umfassend das
(a)Durchführen eines Spülprozesses mit Zuführen von Reinwasser zu einer Oberfläche des Substrats mit einer vorherbestimmten Durchflussmenge unter Drehung des von einer Schleuderspanneinrichtung gehaltenen Substrats,
(b)Reduzieren der Reinwasser-Zufuhrmenge zum Substrat gegenüber jener zum Zeitpunkt des Spülprozesses und Bewegen der Stelle der Zufuhr von Reinwasser zum Substrat von der Mitte des Substrats nach aussen,
(c)
vorübergehende Stoppen der Bewegung der Reinwasser-Zufuhrstelle bei Erreichen einer von der Mitte des Substrats um einen vorherbestimmten Abstand entfernten Position durch die Reinwasser-Zufuhrstelle und Sprühen eines Stickstoffgases zum mittleren Bereich des Substrats, und
(d)Bewegen einer Stickstoffgas-Sprühstelle zusammen mit der Reinwasser-Zufuhrstelle vom mittleren Bereich des Substrats nach aussen unter Sprühen des Stickstoffgases auf das Substrat gestattet .
Erfindungsgemäss ist es auch bei Vorhandensein einer Mischung aus einer hydrophoben Oberfläche und einer hydrophilen Oberfläche möglich, den Unterschied zwischen der Trocknungszeit für die hydrophobe Oberfläche und der Trocknungszeit für die hydro-
NACHGERE:
CHT
_ o _ phile Oberfläche zu verringern, so dass ein Substrat-Reinigungsprozess mit hoher Präzision durchgeführt werden kann, der die Bildung von Wasserzeichen unterdrückt. Die Erfindung ist selbstverständlich auch dann wirksam, wenn die Oberfläche des Substrats entweder nur aus einer hydrophoben Oberfläche oder nur aus einer hydrophilen Oberfläche besteht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die den schematischen Aufbau einer Substrat-Reinigungsvorrichtung zeigt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den schematischen Aufbau einer Substrat-Reinigungsvorrichtung .
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die ein schematisches Steuersystem der Substrat-Reinigungsvorrichtung zeigt.
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Reinigungsverfahrens .
Fig.
5 ist eine grafische Darstellung, die den Trocknungsprozess für ein Wafer gemäss einem herkömmlichen Schleudertrockungsverfahren beispielhaft veranschaulicht.
Fig. 6 ist eine weitere grafische Darstellung, die den Trocknungsprozess für ein Wafer gemäss einem herkömmlichen Schleudertrockungsverfahren beispielhaft veranschaulicht.
Fig. 7 ist eine noch weitere grafische Darstellung, die den Trocknungsprozess für ein Wafer gemäss einem herkömmlichen Schleudertrockungsverfahren beispielhaft veranschaulicht.
Fig. 8 ist eine grafische Darstellung, die den Trocknungsprozess für ein Wafer durch Schleudertrocknen in einem erfindungsgemässen Reinigungsverfahren beispielhaft veranschaulicht .
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf den schematischen Aufbau einer anderen Substrat-Reinigungsvorrichtung.
Fig.
10 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Reinigungsverfahrens.
Fig. 11 ist eine Draufsicht auf den schematischen Aufbau noch einer anderen Substrat-Reinigungsvorrichtung.
BESTE ART DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist eine vertikaler Querschnittsansicht und zeigt schematisch den Aufbau einer Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 zur Reinigung eines Halbleiter-Wafers, und Fig. 2
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ist eine Draufsicht auf dieselbe.
Die wesentlichen Teile der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 sind in einem Gehäuse 50 untergebracht. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen nur einen Teil des Gehäuses 50.
Ein ringförmiges Gefäss CP ist etwa in der Mitte des Gehäuses 50 angeordnet, und im Gefäss CP ist eine Schleuderspanneinrichtung 51 vorgesehen. Als Schleuderspanneinrichtung 51 wird vorzugsweise ein Spannrahmen, in dem ein Wafer W unter Vakuum eingespannt und festgehalten wird, oder ein so genannter mechanischer Spannrahmen, bei dem die Stirnseiten des Wafers W mechanisch festgehalten werden, verwendet, wobei der Spannrahmen durch einen Antriebsmotor 52 in Drehung versetzt wird, während er den Wafer W festhält.
Eine Ableitung 53 zum Ableiten einer Reinigungsflüssigkeit und von Reinwasser ist im Boden des Gefässes CP vorgesehen, und ein Zufuhrfenster 56, durch das ein Wafer von aussen bzw. nach aussen befördert wird, ist in der vertikalen Wand des Gehäuses 50 der SubstratReinigungsvorrichtung 10 vorgesehen.
Eine Prozessflüssigkeitsdüse 61, die die Reinigungsflüssigkeit und Reinwasser zur Oberfläche des Wafers W zuführt, ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und von einem Düsenhalterungselement 63 mit ihrer Längserstreckung annähernd vertikal gehalten. Die Reinigungsflüssigkeit oder Reinwasser wird der Prozessflüssigkeitsdüse 61 von einem Reinigungsflüssigkeits-Zufuhrteil 64 bzw. einem Reinwasser-Zufuhrteil 65 selektiv zugeführt, welcher so aufgebaut ist, dass er die Durchflussmenge durch Einstellung des Öffnens und Schliessens eines Ventils verändern kann.
Somit fungiert die Prozessflüssigkeitsdüse 61 als Düse zur Zuführung der Reinigungsflüssigkeit zum Wafer W und als Düse zur Zuführung von Reinwasser zum Wafer W. Als Prozessflüssigkeitsdüse 61 wird vorzugsweise eine so genannte gerade Düse verwendet. Das Düsenhalterungselement 63 ist am distalen Endteil eines Abtastarms 67 angebracht.
Der Abtastarm 67 ist am oberen Endteil eines vertikalen Stützelements 69 befestigt, welches auf einer Führungsschiene 68 angeordnet ist, die auf der Bodenplatte des Gehäuses 50 in einer Richtung (Y-Richtung) verlegt ist. Das vertikale Stützelement 69 kann durch eine Y-Achsen-Antriebseinrichtung 77 horizontal bewegt werden und besitzt eine Z-Achsen-Antriebseinrichtung 78 zum Heben und Senken des Abtastarms 67.
Die Prozessflüssigkeitsdüse 61 ist daher über dem Wafer W in der Y-Richtung beweglich und
NACHGEREICHT über das obere Ende des Gefässes CP aus dem Gefäss CP zurückziehbar .
Eine N2-Düse 62, die Stickstoffgas (N2-Gas) auf die Oberfläche des Wafers W sprüht, ist ebenfalls annähernd zylinderförmig gestaltet und mit ihrer Längserstreckung annähernd vertikal über dem Mittelteil des vom Schleuderspannrahmen 51 gehaltenen Wafers W angeordnet. Die N2-Düse 62 ist durch eine Hubeinrichtung 79 heb- und senkbar. Ein N2-Gas-Zufuhrteil 66 führt der N2-Düse 62 N2-Gas zu.
Eine zylindrische Abdeckung 54 ist derart an der N2-Düse 62 angebracht, dass sie das distale Ende derselben überdeckt.
Wäre keine Abdeckung 54 angebracht, so würde das von der N2-Düse versprühte N2-Gas auf einen Punkt des Wafers W konzentriert aufgebracht, wodurch sich ein Reinwassernebel vom Wafer W nach oben ausbreiten würde. Zu diesem Zeitpunkt wird die Fallgeschwindigkeit des Nebels rund um das von der N2-Düse 62 versprühte N2-Gas langsamer, wodurch das Problem entsteht, dass der Nebel auf trockene Abschnitte des Wafers W fällt und sich daraus Teilchen bilden.
Durch Vorsehen der Abdeckung 54 trifft das von der N2-Düse 62 ausserhalb versprühte N2-Gas auf die Abdeckung 54 und fliesst ab, so dass der Nebel auf einen ungetrockneten Reinwasserabschnitt des Wafers W fällt und der Reinwasserabschnitt später entfernt wird, wodurch die Bildung von Teilchen unterdrückt wird.
Beträgt der Aussendurchmesser der N2-Düse 62 zum Beispiel 6 mm (Innendurchmesser: 4 mm), dann ist der Innendurchmesser der Abdeckung 54 vorzugsweise 10 mm bis 20 mm. Vorzugsweise sind die Abdeckung 54 und die N2-Düse 62 unabhängig voneinander hebbar, so dass der Abstand zwischen dem distalen Ende der N2-Düse 62 und dem distalen Ende der Abdeckung 54 entsprechend eingestellt werden kann. Auf diese Weise lässt sich der Fortschritt der Trocknung des Wafers W steuern.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau eines Steuersystems der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10.
Ein Steuerteil (d.h. ein Computer) 11 zur Steuerung der Bearbeitung des Wafers W durch die Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 enthält eine Prozesssteuerung (CPU) 12, einen Datenein-/-ausgabe-Teil 13 mit einer Tastatur für einen Prozess-Bediener zur Ausführung einer Befehlseingabeoperation od. dgl. zwecks Festlegung der Bedingungen od. dgl. für den Reinigungsprozess für das Wafer W,
NACHGEREICHT eine Anzeige od. dgl. zur Sicht-Anzeige der Ergebnisse von Rechenoperationen durch die Prozesssteuerung (CPU) 12, des Status des Fortschritts des Reinigungsprozesses und dgl. sowie einen Speicherteil 14, wo Programme und Anweisungen für die Steuerung der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10, mit ausgeführten Prozessen in Zusammenhang stehende Daten etc.
aufgezeichnet werden.
Im Speicherteil 14 aufgezeichnet werden insbesondere Verarbeitungsprogramme 15 zur Ermoglichung der Abwicklung der Operationssteuerung verschiedener die Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 bildender Antriebseinrichtungen durch die Prozesssteuerung (CPU) 12 zur Durchführung einer Reihe von Prozessen einschliesslich eines Reinigungsprozesses mit einer Reinigungsflüssigkeit, eines Spülprozesses mit Reinwasser und eines Schleudertrocknungsprozesses, wie später noch detailliert beschrieben wird, sowie mit der Zeitzuordnung in einer Reihe von Prozessen aufgezeichnete Anweisungen 16, die Zufuhrmenge einer Reinigungsflussigkeit , von Reinwasser oder N2-Gas, die Abtastgeschwindigkeit des Abtastarms 67 und dgl.
Diese Verarbeitungsprogramme 15 und Anweisungen 16 werden in verschiedenen Speichermedien, beispielsweise einem fixen Speichermedium wie einer Festplatte (HD) oder einem Speicher (RAM od. dgl.), und einem tragbaren Typ wie einer CD-ROM (oder CD-R od. dgl.), DVD-ROM (oder DVD-R od. dgl.) oder MO (magnetooptischen) -Platte, aufgezeichnet, u.zw. derart, dass sie von der Prozesssteuerung (CPU) 12 lesbar sind.
Der Speicherteil 14 kann Daten über Prozesse aufzeichnen, die von der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 ausgeführt werden, z.B. Daten 17 über die Losnummer von Wafers W, eine angewendete Prozessanweisung, Prozessdaten, ob eine Betriebsstörung in den diversen Einrichtungen während des Prozesses auftritt und dgl.
Solche Daten 17 können auf verschiedene Arten von tragbaren Speichermedien wie CD-R und MO-Platten kopiert oder übertragen werden.
Gemäss dem Verarbeitungsprogramm 15 und der Anweisung 16 sendet die Prozesssteuerung (CPU) 12 an verschiedene Einrichtungen od. dgl. verschiedene Steuersignale betreffend die Einspannung/Freigabe eines Wafers W durch den Schleuderspannrahmen 51, die Steuerung der Drehzahl des Motors 52, den Abtastvorgang durch die Y-Achsen-Antriebseinrichtung 77, den Hubvorgang durch die Z-Achsen-Antriebseinrichtung 78, den Start und Stopp der Zu-
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fuhr von Reinwasser und die Steuerung der Durchflussmenge von Reinwasser, aus dem Reinwasser-Zufuhrteil 65, den Start und Stopp der Zufuhr von N2-Gas aus dem N2-Gas-Zufuhrteil 66 usw.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausbildung, bei der bidirektionelle Kommunikationen zur Zuführung von Daten, die die Abwicklung der Operationen verschiedener die Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 bildender Einrichtungen anzeigen, von den Einrichtungen zurück zur Prozesssteuerung (CPU) 12 stattfindet. Fig. 3 zeigt nur die wichtigsten Einrichtungen od. dgl., aber nicht alle Einrichtungen, die von der Prozesssteuerung (CPU) 12 gesteuert werden.
Als nächstes wird ein Substrat-Reinigungsverfahren für Wafers W unter Verwendung der wie oben ausgeführt ausgebildeten Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 beschrieben. Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für Reinigungsschritte wie nachstehend beschrieben. Zuerst wird der Wafer W vom Schleuderspannrahmen 51 im Wesentlichen horizontal gehalten und die Höhe des Wafers W eingestellt (Schritt 1) .
Die Prozessflüssigkeitsdüse 61 ist über dem Mittelteil des Wafers W angeordnet, eine vorherbestimmte Menge Reinigungsflüssigkeit wird zur Oberfläche des Wafers W zugeführt, während der Wafer W mit einer vorherbestimmten Anzahl von Umdrehungen gedreht wird, und der Wafer W wird über einen vorherbestimmten Zeitraum behandelt (Schritt 2) .
Im Prozess kann die Reinigungsflüssigkeit in Schritt 2 zur Oberfläche des in einen stationären Zustand versetzten Wafers W zugeführt werden, wodurch sich Pfützen bilden, und nach Verstreichen einer vorherbestimmten Zeit kann Reinigungsflüssigkeit unter Drehen des Wafers W zur Oberfläche des Wafers W weiter zugeführt werden.
Danach wird unter Drehung des Wafers W mit einer vorherbestimmten Anzahl von Umdrehungen (z.B. 100 Upm bis 1000 Upm) Reinwasser aus der Prozessflüssigkeitsdüse 61 mit einer vorherbestimmten Durchflussmenge (z.B. 1 1/min) in die Nähe des Mittelteils des Wafers W zur Spülung des Wafers W zugeführt (Schritt 3).
Im Spülprozess kann die Prozessflüssigkeitsdüse 61 in der Y-Richtung über den Wafer W streichen.
Am Ende eines derartigen Spülprozesses wird bei über dem Mittelteil des Wafers W platzierter Prozessflüssigkeitsdüse 61 die Zufuhrmenge von Reinwasser zum Wafer W (d.h. die Ausflussmenge von Reinwasser aus der Prozessflüssigkeitsdüse 51) auf beispielsweise 20 bis 50 ml/min reduziert (Schritt 4), worauf die Reinwasser-Zufuhrstelle (d.h. die Position der Prozess-
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flüssigkeitsdüse 61) von der Mitte des Wafers W mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit nach aussen bewegt wird (Schritt 5) .
Der Grund, warum die Zufuhrmenge von Reinwasser zum Wafer W in Schritt 4 reduziert wird, ist folgender. Bevorzugt wird die Zufuhrmenge von Reinwasser zum Wafer W zum Zeitpunkt des Spülprozesses zwecks Verbesserung der Spülleistung erhöht.
Wird jedoch das Überstreichen mit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 bei unveränderter Durchflussmenge begonnen, dann ist der auf dem Wafer W gebildete Flüssigkeitsfilm dick, so dass vom Wafer W abgeschleudertes Reinwasser vom Gefäss CP zurückprallt, was zur Bildung einer Menge Tröpfchen oder von Nebel und damit zur Bildung von Teilchen oder Wasserzeichen führen würde. Demgemäss hemmt eine Reduktion der Zufuhrmenge von Reinwasser zwecks Ausbildung eines dünnen Flüssigkeitsfilms ein derartiges Zurückprallen, wodurch die Bildung von Teilchen oder Wassermarken unterdrückt wird. Durch dieses Verfahren kann das Trocknen beschleunigt werden.
Der Schleudertrocknungsprozess in Schritt 4 und 5 ist beendet, sobald die Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W gestoppt wird, wenn sich die Stelle zur Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W vom Umfang des Wafers W entfernt.
Danach kann der Wafer W jedoch noch über einen vorherbestimmten Zeitraum rotiert werden. Der Wafer W, dessen Schleudertrockungsprozess beendet ist, wird vom Schleuderspannrahmen 51 zu einer Vorrichtung transferiert, die den nächsten Prozess ausführt (Schritt 6) .
Als nächstes folgt eine weitere detaillierte Beschreibung des oben genannten Schleudertrocknungsprozesses in Schritt 4 und 5. Die Fig. 5 bis 8 sind Diagramme, die herkömmliche Schleudertrocknungsverfahren und das Schleudertrocknungsverfahren in Schritt 4 und 5 im gegenseitigen Vergleich zeigen.
Fig. 5 ist ein Schema, das beispielhaft den herkömmlichen Schleudertrocknungsprozess für einen Wafer W veranschaulicht, welcher eine über die gesamte Oberfläche ausgebildete hydrophile Si02-Schicht 21 aufweist.
Im linken Teil der Fig. 5 sind zur Mitte des Wafers W zugeführtes Reinwasser und eine Reinwasserpfütze 22 auf der Oberfläche des Wafers W zu sehen. Im rechten Teil der Fig. 5 ist der anfängliche Zustand dargestellt, in dem die Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W gestoppt und der Wafer W mit einer vorherbestimmten Drehzahl rotiert wird. Ist die gesamte
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Oberfläche des Wafers W hydrophil, bewegt sich das Reinwasser 22 auf dem Wafer W aufgrund der Zentrifugalkraft langsam vom Wafer W nach aussen und lässt dabei einen dünnen Flüssigkeitsfilm (nicht dargestellt) auf der Oberfläche des Wafers W zurück, so dass die Oberfläche des Wafers W langsam vom Mittelteil nach aussen trocknet.
Fig. 6 ist ein Schema, das beispielhaft den herkömmlichen Schleudertrocknungsprozess für einen Wafer W (blanker Wafer) mit hydrophober Oberfläche veranschaulicht.
Im linken Teil der Fig. 6 sind zum Mittelteil des Wafers W zugeführtes Reinwasser und eine Reinwasserpfütze 22 auf der Oberfläche des Wafers W zu sehen. Im rechten Teil der Fig. 6 ist der anfängliche Zustand dargestellt, in dem die Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W gestoppt und der Wafer W mit einer vorherbestimmten Drehzahl rotiert wird. Da das Reinwasser auf der hydrophoben Oberfläche abgestossen wird, wird das Reinwasser auf der Oberfläche des Wafers W durch die Luftbewegung aufgrund der Zentrifugalkraft weggeschleudert, so dass die gesamte Oberfläche des Wafers W sofort trocknet.
Das bedeutet, dass die hydrophobe Oberfläche bei derselben Anzahl von Umdrehungen des Wafers W schneller trocknet als die hydrophile Oberfläche.
Fig. 7 ist ein Schema, das beispielhaft den herkömmlichen Schleudertrocknungsprozess für einen Wafer W veranschaulicht, der eine Mischung aus hydrophilem Oberflächenabschnitt 23 und hydrophober Oberfläche 24 aufweist. Im linken Teil der Fig. 7 sind zum Mittelteil des Wafers W zugeführtes Reinwasser und eine Reinwasserpfütze 22 auf der Oberfläche des Wafers W zu sehen. Im rechten Teil der Fig. 7 ist der anfängliche Zustand dargestellt, in dem die Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W gestoppt und der Wafer W mit einer vorherbestimmten Drehzahl rotiert wird.
Da bei gleicher Anzahl von Umdrehungen des Wafers W ein Unterschied in der Trocknungszeit zwischen einer hydrophilen Oberfläche und einer hydrophoben Oberfläche besteht, wie oben ausgeführt, bewirkt die Mischung aus hydrophilem Oberflächenabsschnitt 23 und hydrophober Oberfläche 24 bei Vorhandensein auf dem Wafer W, dass die hydrophobe Oberfläche 24 zuerst trocknet und das Reinwasser auf dem hydrophilen Oberflächenabschnitt 23 verbleibt.
Es scheint, als würde das auf dem hydrophilen Oberflächenabsschnitt 23 verbleibende Reinwasser 22 auf der getrockneten hydrophoben Oberfläche 24 anhaften, wenn sich das Reinwasser 22 aufgrund der
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Zentrifugalkraft nach aussen bewegt, wodurch sich Wasserzeichen bilden.
Fig. 8 ist ein Schema, das beispielhaft den Schleudertrocknungsprozess für einen Wafer W mit einer Mischung aus hydrophilem Oberflächenabschnitt 23 und hydrophober Oberfläche 24 gemäss dem zuvor beschriebenen Schleudertrocknungsverfahren in Schritt 4 und 5 veranschaulicht. Im linken Teil der Fig. 8 sind zum Mittelteil des Wafers W zugeführtes Reinwasser und eine Reinwasserpfütze 22 auf der Oberfläche des Wafers W zu sehen.
Im rechten Teil der Fig. 8 ist der Zustand des Wafers W dargestellt, wenn die Reinwasser-Zufuhrmenge zum Wafer W reduziert und die Reinwasser-Zufuhrstelle von der Mitte des Wafers W nach ausserhalb des Wafer W bewegt wird.
Wie im rechten Teil der Fig. 8 gezeigt, wird beim erfindungsgemässen Schleudertrocknungsverfahren in Schritt 4 und 5 ein Flüssigkeitsfilm von Reinwasser 22 in einem im Wesentlichen äusseren Bereich der Reinwasser-Zufuhrstelle gebildet und die Fläche, wo sich der Flüssigkeitsfilm bildet, mit zunehmender Verlagerung der Position der Prozessflüssigkeitsdüse 61 nach ausserhalb des Wafers W immer schmäler. Das bedeutet, dass der Wafer W langsam von seinem Mittelteil nach aussen trocknen kann.
Auch wenn eine Mischung aus hydrophilem Oberflächenabschnitt 23 und hydrophober Oberfläche 24 auf der Oberfläche des Wafers W vorhanden ist, verringert sich daher der Unterschied in der Trocknungszeit zwischen dem hydrophilen Oberflächenabschnitt 23 und der hydrophoben Oberfläche 24, wodurch die Bildung von Wasserzeichen unterdrückt wird.
Gemäss dem Schleudertrocknungsverfahren in Schritt 4 und 5 wird die Drehzahl des Wafers W zum Zeitpunkt des Schleudertrocknungsprozesses vorzugsweise höher eingestellt als die Drehzahl des Wafers W zum Zeitpunkt des Spülprozesses. Beispielsweise kann die Drehzahl des Wafers W im Spülprozess auf mindestens 100 Upm und höchstens 1000 Upm eingestellt werden, in welchem Fall die Drehzahl des Wafers W im Schleudertrocknungsprozess vorzugsweise auf mindestens 1500 Upm und höchstens 2500 Upm eingestellt wird.
Dies deshalb, weil die Trocknungszeiten, wenn die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W zu gering ist, für den hydrophilen Oberflächenabschnitt und die hydrophobe Oberfläche unterschiedlich sind, was das Problem mit sich bringt, dass leicht Wasserzeichen gebildet werden, wogegen bei einer zu hohen Anzahl von
NACHGEREICHT Umdrehungen des Wafers W eine Verwirbelung um den Wafer W herum stattfindet und ein vom Wafer W zerstäubter Reinwassernebel von der Verwirbelung mitgerissen wird und sich wieder auf dem bereits getrockneten Abschnitt des Wafers W absetzt, wodurch sich leichter Wasserzeichen bilden können.
Die Geschwindigkeit, mit der die Stelle der Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W vom Mittelteil des Wafers W nach aussen bewegt wird, d.h.
die Überstreichgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61, kann entsprechend der Anzahl von Umdrehungen des Wafers W verändert werden, um die Bildung von Wasserzeichen zu vermeiden. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse einer Überprüfung der Stellen, an denen ein Interferenzstreifen im inneren Abschnitt des Flüssigkeitsfilms verschwindet, der sich auf dem Wafer W bildet, wenn die Prozessflüssigkeitsdüse 61 vom Zentrum des Wafers W mit konstanter Geschwindigkeit (1 bis 4 mm/s) nach aussen streicht, während der Wafer W mit einem Durchmesser von 300 mm mit einer konstanten Anzahl von Umdrehungen gedreht und Reinwasser zum Wafer W aus der Prozessflüssigkeitsdüse 61 mit 50 ml/min zugeführt wird.
[Tabelle 1]
Anzahl von Umdrehungen (Upm)
1600 1800 2000 2200 2500
1 40mm 35mm 30mm 25mm 20mm
Düsenüber-
2 80mm 70mm 60mm 50mm 40mm streichgeschwin-
3 NG* NG 120mm 100mm 80mm digkeit (mm/s)
<EMI ID=16.1>
4 NG NG NG NG NG
*NG: ein Interferenzstreifen verschwand nicht, während die Prozessflüssigkeitsdüse zum Randbereich des Wafers hinaus bewegt wurde
Tabelle 1 zeigt, dass bei einer Anzahl von Umdrehungen des Wafers W von 1600 Upm und bei vom Zentrum des Wafers W mit 1 mm/s nach aussen streichender Prozessflüssigkeitsdüse 61 ein Interferenzstreifen an einer Stelle verschwand, an der die Prozessflüssigkeitsdüse 61 vom Zentrum des Wafers W 40 mm entfernt war, worauf keine Bildung eines Interferenzstreifens bemerkt wurde, während die Prozessflüssigkeitsdüse 61 hinaus zum Rand des Wafers W bewegt wurde.
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass
NACHGERE1CHT
- 17 be<i>einem überstreichen durch die Prozessflüssigkeitsdüse 61 mit 2 mm/s ein Interferenzstreifen an einer Stelle verschwand, an der sich die Prozessflüssigkeitsdüse 61 vom Zentrum des Wafers W 80 mm entfernt befand, worauf keine Bildung eines Interferenzstreifens bemerkt wurde. Bei einer Abtastbewegung der Prozessflüssigkeitsdüse 61 mit 3 mm/s oder 4 mm/s wurde hingegen immer ein Interferenzstreifen beobachtet, bis die Prozessflüssigkeitsdüse 61 den Randbereich des Wafers W erreichte.
Das bedeutet, dass unter diesen Bedingungen der Interferenzstreifen vom Anfang bis zum Ende nicht verschwand und die Bildung von Wasserzeichen nicht unterdrückt werden konnte.
Aus Tabelle 1 ist erkennbar, dass bei konstanter Abtastgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 die Stelle, an der ein Interferenzstreifen verschwindet, näher zum Zentrum des Wafers W rückt, wenn die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W erhöht wird, wogegen sich die Stelle, an der ein Interferenzstreifen verschwindet, bei einer konstanten Anzahl von Umdrehungen des Wafers W der Mitte des Wafers W nähert, wenn die Abtastgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 niedrig ist.
Daraus geht hervor, dass die Bildung eines Interferenzstreifens bei einer hohen Rotationsgeschwindigkeit des Wafers W und einer niedrigen Abtastgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 unterdrückt werden kann.
Wird der Wafer W jedoch zur Gänze mit einer Abtastgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 von beispielsweise 1 mm/s überstrichen, dann verlängert sich die Prozesszeit und sinkt die Produktivität. Wird die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W konstant eingestellt, kann die Prozesszeit daher verkürzt werden, indem die Abtastgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 im äusseren Randbereich des Wafers W gegenüber dem mittleren Bereich desselben erhöht wird.
Beträgt die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W (0 300 mm)zum Beispiel 2500 Upm, kann die Abtastgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeitsdüse 61 auf 1 mm/s innerhalb eines Radius von 40 mm vom Mittelpunkt des Wafers W, auf 2 mm/s von einem Radius von 40 m.m bis zu einem Radius von 80 mm und auf 3 mm/s von einem Radius von 80 mm bis zum Randbereich (Radius:
150 mm) eingestellt werden.
Anstelle des Verfahrens zum Verlangsamen der Bewegung der Prozessflüssigkeitsdüse 61 vom Zentrum des Wafers W nach aussen m.m
NACHGEREICHT - 18 wird zweckmässig ein Verfahren zum raschen Bewegen der Prozessflüssigkeitsdüse 61 (z.B. 80 mm/s) in eine Position 10 bis 15 mm vom Zentrum des Wafers W entfernt, zum anschliessenden raschen Sprühen eines N2-Gases aus der N2-Düse 62 auf den mittleren Bereich des Wafers W zwecks Beschleunigung der Trocknung im mittleren Bereich des Wafers W und zum Bewegen der Prozessflüssigkeitsdüse 61 von dort zum Randbereich des Wafers W mit einer Geschwindigkeit von höchstens 3 mm/s verwendet, weil damit die Bildung von Wasserzeichen im mittleren Bereich des Wafers W weiter unterdrückt werden kann.
Auch wenn mit der Bewegung der Prozessflüssigkeitsdüse 61 zum Randbereich des Wafers W vorzugsweise nach Beendigung des Sprühens des N2-Gases auf den mittleren Bereich des Wafers W begonnen wird, kann die Bewegung noch während des Sprühens des N2-Gases eingeleitet werden.
Als nächstes wird eine andere Substrat-Reinigungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Reinigungsverfahrens beschrieben. Fig. 9 ist eine Draufsicht auf den schematischen Aufbau einer Substrat-Reinigungsvorrichtung 10'.
Die SubstratReinigungsvorrichtung 10' weist eine derartige Struktur auf, dass eine Prozessflüssigkeitsdüse 61, die eine chemische Flüssigkeit und Reinwasser selektiv zu einem Wafer W zuführt, eine Reinwasserdüse 61a, die Reinwasser zum Wafer W zum Zeitpunkt eines Schleudertrocknungsverfahrens zuführt, und eine N2Düse 62, die ein N2-Gas auf den Wafer W sprüht, auf einem Düsenhalterungselement 63' angeordnet sind, welches am distalen Endteil eines Abtastarms 67 angebracht ist.
Da der sonstige Aufbau mit Ausnahme um die Düsen herum gleich wie bei der zuvor beschriebenen Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 ist, wird dieser hier nicht näher erläutert.
Wie oben beschrieben, wird im Reinigungsprozess für einen Wafer W mit Hilfe der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 beim Übergang von einem Spülprozess zu einem Schleudertrocknungsprozess die Menge von dem Wafer W zuzuführendem Reinwasser von beispielsweise 1 1/min auf 20 bis 50 ml/min reduziert, wobei es sein kann, dass die Reinigungsflüssigkeitsdüse 61, sofern sie für die grosse Abgabemenge von Reinwasser zum Zeitpunkt des Spülprozesses ausgelegt ist, aufgrund der Beziehung zwischen Rohrdurchmesser und Düsendurchmesser keine beständige Zufuhr von Reinwasser gewährleistet,
wenn die Abgabemenge von Reinwasser zum Zeitpunkt des Schleudertrocknungsprozesses reduziert wird.
NACHGEREICHT Zur Überwindung dieses Problems ist es bei der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10' möglich, in einem eine Reinigungsflüssigkeit verwendenden Prozess und im Spülprozess Reinwasser aus der Prozessflüssigkeitsdüse 61 zum Wafer W zuzuführen und zum Zeitpunkt des Schleudertrocknungsprozesses Reinwasser zum Wafer W aus der Reinwasserdüse 61a zuzuführen.
Im Düsenhalterungselement 63' sind die Prozessflüssigkeitsdüse 61 und die Reinwasserdüse 61a nahe beieinander angeordnet, und die Reinwasserdüse 61a und das N2-Gas werden in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten.
Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein erstes Reinigungsverfahren für ein Wafer W unter Verwendung der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10' veranschaulicht.
Bei diesem Verfahren werden sowohl die Sprühstelle des N2-Gases als auch die Reinwasser-Zufuhrstelle vom Zentrum des Wafers W nach aussen bewegt. Somit werden Schritte 11 bis 13 ausgeführt, die identisch mit den Prozessen der zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Schritte 1 bis 3 sind. Danach wird am Ende des Spülprozesses in Schritt 13 die Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W aus der Reinwasserdüse 61a (z.B. 20 bis 50 ml/min) eingeleitet, während die Zufuhr von Reinwasser zum Zentrum des Wafers W aus der Prozessflüssigkeitsdüse 61 (z.B. 1 1/min) (Schritt 14) aufrecht erhalten wird.
Dann wird, nach Lenken des Abtastarms 67 in Richtung +Y (siehe Fig. 9) derart, dass die Reinwasserdüse 61a oberhalb des Zentrums des Wafers W in Position gelangt, die Zufuhr von Reinwasser zum Wafer W aus der Prozessflüssigkeitsdüse 61 gestoppt (Schritt 15) .
Anschliessend wird die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W auf 800 Upm oder mehr eingestellt (Schritt 16) . Der Grund, warum die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W auf diese Weise reduziert wird, besteht darin, dass in den nachfolgenden Schritten die N2-Düse 62 und die Reinwasserdüse 61a beide über den Wafer W bewegt werden, während das N2-Gas aus der N2-Düse 62 auf das Wafer W gesprüht wird, wodurch die Trocknung des Wafers W mit dem N2-Gas beschleunigt werden kann.
Sobald die Anzahl von Umdrehungen des Wafers W eingestellt ist, streicht der Abtastarm 67 mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit in Richtung +Y (d.h. zur Aussenseite des Wafers W) , während Reinwasser aus der Reinwasserdüse 61 zugeführt wird (Schritt 17) .
Sobald die N2-Düse 62 auf diese Weise über den Mit-
NACHGERESCHT telbereich des Wafers W gelangt, wird der Antrieb des Abtastarms 67 vorübergehend gestoppt und N2-Gas aus der N2-Düse 62 auf den Mittelteil des Wafers W gesprüht, wodurch eine gleichmässig Trocknung im mittleren Bereich des Wafers W beschleunigt wird (Schritt 18) .
Nachdem eine vorherbestimmte Zeit lang N2-Gas auf den Mittelteil des Wafers W gesprüht worden ist, wird der Abtastarm 67 wieder in Richtung +Y gelenkt, um gleichzeitig die Reinwasserdüse 61a und die N2-Düse 62 zu bewegen, während N2-Gas aus der N2Düse 62 auf das Wafer W gesprüht wird (Schritt 19) .
Mit einem derartigen Verfahren ist es möglich, die Trocknung unter Verringerung des Unterschieds zwischen den Trocknungszeiten der hydrophilen Oberfläche und der hydrophoben Oberfläche allmählich von der Mitte des Wafers W nach aussen fortschreiten zu lassen, so dass nach und nach die gesamte Oberfläche des Wafers W trocknen kann.
Auch bei Verwendung der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10' ist ein Verfahren möglich, bei dem zum Zeitpunkt des Überstreichens mit der N2-Düse 62 kein N2-Gas auf den Wafer W aus der N2-Düse 62 gesprüht wird, in welchem Fall die Drehzahl des Wafers W vorzugsweise auf 1500 Upm oder mehr eingestellt wird.
Im Allgemeinen wirkt bei der Zufuhr von Reinwasser zu einem rotierenden Wafer W die Zentrifugalkraft ausreichend stark auf das zugeführte Reinwasser in einem äusseren Bereich des Wafers W, so dass die Trocknung voranschreitet.
Dabei ist es bei der Bearbeitung des Wafers W unter Verwendung der Substrat-Reinigungs-
Vorrichtung 10' möglich, ein Verfahren zum Stoppen des Sprühens von N2-Gas auf den Wafer W oder ein Verfahren zum Reduzieren der Einspritzmenge von N2-Gas anzuwenden, wenn sich die N2-Düse 62 dem äusseren Umfangsbereich des Wafers W nähert. Es ist auch möglich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem das Sprühen des N2-Gases zum Wafer W aus der N2-Düse 62 nur zum mittleren Bereich des Wafers W wie mit der Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 stattfindet.
Weiters ist es möglich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem der Abtastarm 67 in Richtung +Y mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit derart bewegt wird, dass sich die Prozessflüssigkeitsdüse 61 vom Zentrum des Wafers W nach aussen bewegt und mit dem Sprühen von N2-Gas auf den Wafer W dann begonnen wird, wenn die N2-Düse 62 die Mitte des Wafers W erreicht, wobei aber die Bewegung des Abtastarms 67 nicht gestoppt wird.
NACHGEREICHT
<EMI ID=21.1>
werden.
Bei Verwendung einer Konstruktion, bei der die Reinwasserdüse 61a und die N2-Düse 62 unabhängig voneinander abtasten können, kann ein Unterschied zwischen der Abtastgeschwindigkeit der Reinwasserdüse 61a und jener der N2-Düse 62 vorgesehen werden .
Wenn vorstehend Ausführungsformen des erfindungsgemässen Substrat-Reinigungsverfahrens erläutert worden sind, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Auch wenn die dargestellte Prozessflüssigkeitsdüse 61 in der vorstehenden Beschreibung derart aufgebaut ist, dass sie selektiv Reinigungsflüssigkeit und Reinwasser zum Wafer W zuführen kann, kann die Substrat-Reinigungsvorrichtung eine Düse zur ausschliesslichen Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit und eine Düse zur ausschliesslichen Zufuhr von Reinwasser getrennt aufweisen.
Vorzugsweise ist die Substrat-Reinigungsvorrichtung 10 ebenso wie die SubstratReinigungsvorrichtung 10' mit einer Reinwasserdüse versehen, die zum Zeitpunkt der Schleudertrocknung zusätzlich zur Prozessflüssigkeitsdüse 61 Reinwasser zum Wafer W zuführt. Dabei kann die Reinwasserdüse am Düsenhalterungselement 63 vorgesehen oder derart aufgebaut sein, dass sie unabhängig von der Prozessflüssigkeitsdüse 61 antreibbar ist.
Weiters kann die Prozessflüssigkeitsdüse 61, auch wenn die dargestellte
Prozessflüssigkeitsdüse derart aufgebaut ist, dass sie in Richtung Y-Achse beweglich ist, beispielsweise eine Einrichtung aufweisen, die um eine vorherbestimmte Drehachse dreht und dabei einen Bogen zwischen der Mitte des Wafers W und dem Umfang zieht .
Zwar ist die Wirkung des erfindungsgemässen Substrat-Reinigungsverfahrens zur Unterdrückung der Ausbildung von Wasserzeichen auf besonders markante Weise dann erzielbar, wenn eine Mischung aus hydrophober Oberfläche und hydrophiler Oberfläche auf der Oberfläche eines zu bearbeitenden Substrats vorhanden ist, doch kann die Wirkung natürlich auch dann erreicht werden, wenn die Oberfläche des Substrats nur aus einer hydrophoben Oberfläche oder nur aus einer hydrophilen Oberfläche besteht.
Das Substrat ist nicht auf Halbleiter-Wafer beschränkt, sondern kann auch ein Glassubstrat für FPD oder ein Keramiksubstrat od. dgl. sein.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sollen den technischen Inhalt der Erfindung verdeutlichen, und die Er-
NACHGEREICHT findung sollte nicht ausschliesslich nur anhand dieser speziellen Beispiele interpretiert werden, sondern kann auf verschiedene Weise innerhalb des Geistes der Erfindung und dem beschrieben Umfang der Ansprüche modifiziert und nachgearbeitet werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT Das erfindungsgemasse Substrat-Reinigungsverfahren eignet sich für ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung oder ein FDP-Gerät.
NACHGEREiCHT