DE102004054658B3 - Static megasound cleaning system for cleaning substrates, has outer basin with four side walls with acoustic irradiation surfaces, where each surface is responsible for treatment of only small partial area of entire substrate surface - Google Patents
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Abstract
Description
Für die zukünftige Halbleitertechnologie ist es notwendig, Verunreinigungen auf Halbleitersubstraten wirkungsvoll abzureinigen, ohne dass die auf den Substraten befindlichen feinen Strukturen dabei beschädigt werden. Bei den Substraten handelt es sich meist um scheibenförmige Objekte, die auf einer Seite meist feine Strukturen aufweisen.For the future semiconductor technology It is necessary to impurities on semiconductor substrates effectively clean, without the on the substrates located fine Structures thereby become damaged. The substrates are mostly disc-shaped objects, which usually have fine structures on one side.
Diese Substrate werden bei der Halbleiterherstellung nacheinander in diverse Prozessbecken eingetaucht, die mit Flüssigkeit gefüllt sind. Zur Unterstützung dieser nasschemischen Prozessschritte wird zusätzlich physikalisch mit Megaschallschwingungen auf die Substrate eingewirkt. Die benutzte Frequenz bei Megaschall-Reinigungssystemen liegt üblicherweise in einem Bereich von >700kHz. Durch die Kombination aus chemischer und physikalischer Behandlung der Substrate ist es möglich, kleinste Partikel von der Substratoberfläche abzureinigen.These Substrates are successively in diverse semiconductor manufacturing Immersed in process tanks filled with liquid. For support In addition, these wet-chemical process steps become physical with megasonic vibrations acted on the substrates. The frequency used in megasonic cleaning systems is usually in a range of> 700kHz. By the combination of chemical and physical treatment the substrates it is possible to remove the smallest particles from the substrate surface.
Es ist erwiesen, dass mit Erhöhen der Megaschallleistung nicht nur die Abreinigungseffektivität sondern auch der Beschädigungsgrad der feinen Strukturen zunimmt. Da die Strukturen auf den Substraten zukünftig immer kleinere Ausmaße haben, stoßen herkömmliche Reinigungssysteme mit Megaschallunterstützung bei einigen Anwendungen bereits an Ihre Grenzen, da eine gewisse Mindest-Megaschalleistung auf die Substrate aufgebracht werden muss, um eine gute Partikelabreinigungswirkung zu erzielen. Diese Mindest-Megaschallleistung ist jedoch bei Strukturgrößen <100nm schon groß genug, um die feinen Strukturen auf den Substraten aufgrund der von Megaschall verursachten Kavitationswirkung Implosion von ungelösten Gasbläschen in der Reinigungsflüssigkeit) zu beschädigen. Somit muss bei herkömmlichen Megaschallsystemen mit hoher Abreinigungseffektivität ein entsprechend hoher Beschädigungsgrad der Strukturen in Kauf genommen werden.It is proven to increase with the megasonic performance not only the cleaning efficiency but also the degree of damage the fine structures increases. Because the structures on the substrates future ever smaller dimensions have, bump conventional Cleaning systems with megasonic support for some applications already at your limits, because of a certain minimum megahall performance on the substrates must be applied to a good particle cleaning effect to achieve. However, this minimum megasonic power is already large enough for structure sizes <100nm, around the fine structures on the substrates due to the megasonic caused cavitation effect implosion of unresolved gas bubbles in the cleaning liquid) to damage. Thus, in conventional Megasonic systems with high cleaning efficiency a corresponding high degree of damage structures are accepted.
Aus der US 6026832A ist eine Ultraschallreinigungseinrichtung bekannt, bei der Substrate in einem Innenbehälter mittels Ultraschall gereinigt werden, der von Ultraschallgeneratoren erzeugt wird, die an einem Außenbehälter angebracht sind. Zur Übertragung des Ultraschalls sind der Innenbehälter sowie der Außenbehälter mit Fluid angefüllt. Die Ultraschallerzeuger können wechselweise, zur Vermeidung von Interferenz, abgeschaltet werden. Zur Erzeugung eines wechselseitigen Mehrrichtungsschwingungsfeldes werden mehrere Ultraschallgeneratoren an verschiedenen Seiten des Behälters angebracht und zeitgleich betrieben, was für das Gesamtfeld eine Intensitätserhöhung bedeutet.Out US 6026832A discloses an ultrasonic cleaning device, cleaned at the substrates in an inner container by means of ultrasound generated by ultrasonic generators attached to an outer container are. For transmission of the ultrasound are the inner container as well as the outer container with Fluid filled. The ultrasonic generators can alternately, to avoid interference, be switched off. For generating a mutual multi-directional vibration field be several ultrasonic generators on different sides of the container attached and operated at the same time, which means an increase in intensity for the total field.
Bei
den derzeit bestehenden indirekt beschallten Megaschall-Reinigungssystemen,
wie sie z.B. in
Die bekannte Formel dazu lautet: Formel 1 The familiar formula is: formula 1
Bei
der in
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsart wird nicht mit einer indirekten Megaschalleinbringung von einem Außenbehälter in einen Innenbehälter beschallt sondern die Schallelemente sind von Außen direkt an den beiden Seitenwänden des eigentlichen Prozessbeckens angebracht, womit eine möglichst intensive Beschallung der Substratflächen durch Megaschall ermöglicht werden soll. Auch hier wird wiederum nur von zwei gegenüberliegenden Seiten beschallt, wobei die Beschallungselemente streifenförmig in horizontaler oder vertikaler Richtung an den Behälterwänden angebracht sind. Auch bei diesem System muss die Megaschallleistung von jeder der beiden Seiten so hoch gewählt werden, dass mindestens die Hälfte jedes Substrates von einer Beschallungsfläche gereinigt werden muss.at another known embodiment does not come with an indirect megahall insertion of one Outer container in an inner container sonicated but the sound elements are from the outside directly to the two side walls of the proper process tank attached, making one possible intensive sonication of the substrate surfaces are made possible by megasonic should. Again, only from two opposite sides sonicated, wherein the sound elements strip-shaped in horizontal or vertical Direction attached to the container walls are. Even with this system, the megasonic performance of each chosen so high on both sides be that at least half Each substrate must be cleaned from a public address area.
Die Problematik bei den bestehenden Arten von Systemen ist, dass durch Beschallung von nur zwei Seiten die benötigte Megaschallleistung jeder Beschallungsseite so hoch bemessen werden muss, dass ein großer Bereich der Substratoberfläche ausreichend durch sie gereinigt wird. Bei Systemen, die nur aus einer Richtung beschallen, muss sogar die komplette Substratoberfläche von einem einzigen Beschallungsfeld aus nur einer Richtung gereinigt werden. Bei allen aufgeführten Systemen muss die Beschallungsleistung aufgrund der benötigten Abreinigungswirkung so hoch gewählt werden, dass dabei feine Strukturen auf dem Substrat bereits beschädigt werden können.The Problematic with the existing types of systems is that through Sonication of only two sides the required megasonic power everyone Sound side needs to be sized so that a large area the substrate surface is sufficiently cleaned by them. For systems that only off sounding in one direction, even the complete substrate surface of cleaned from a single sound field from one direction only become. In all listed Systems must have the sound power due to the required cleaning effect chosen so high that fine structures on the substrate are already damaged can.
Dadurch verringert sich die Anzahl der verwendbaren Bereiche eines Substrates für die weitere Chipherstellung zum Teil erheblich.Thereby reduces the number of usable areas of a substrate for the further chip production partly considerable.
Zur Lösung dieses Problems wurde ein statisches Megaschall-Reinigungssystem mit indirekter Beschallung konstruiert, dessen Megaschallfelder so platziert und angesteuert werden, dass die auf die zu reinigenden Substrate wirkende Megaschalleistung zwar groß genug bemessen ist, um eine gute Reinigungswirkung zu erzielen, die aber immer noch klein genug gehalten werden kann um keine Beschädigung der Strukturen auf den Substraten zu verursachen. Die Megaschall-Elemente werden dabei in einer Weise um das zu behandelnde Substrat platziert, dass auf der gesamten Substratoberfläche eine gleichmäßige Abreinigung erfolgt ohne dass die Kassette welche die Substrate in dem Innenbecken hält die Schallwellen dabei behindert.to solution This problem became a static megasonic cleaning system constructed with indirect sound, its megasonic fields be placed and controlled so that the to be cleaned Although the substrate-acting megacycle performance is large enough to one To achieve good cleaning effect, but still small enough can be held to prevent damage to the structures on the To cause substrates. The megasonic elements are doing so in a way placed around the substrate to be treated, that on the whole substrate surface a uniform cleaning takes place without the cassette which the substrates in the inner basin Hold the Sound waves hindered.
Der erste Teil der Erfindung besteht nun darin, die Beschallung des indirekt beschallten Megaschall-Reinigungssystems aus so vielen verschiedenen seitlichen Richtungen wie möglich auf die zu reinigenden Substrate einwirken zu lassen jedoch mindestens aus vier unterschiedlichen Richtungen), damit von jedem Beschallungsfeld nur ein kleines Teilsegment einer Substratoberfläche zu reinigen ist. Die anderen Segmente der Substratoberfläche werden jeweils von einem anderen Schallfeld aus einer anderen Richtung behandelt. Dadurch kann die Megaschallleistung der einzelnen Beschallungsflächen wesentlich reduziert werden, wobei insgesamt gesehen trotzdem eine gute und über die gesamte Substratoberfläche gleichmäßige Abreinigungswirkung erreicht wird. Dadurch, dass nun eine deutlich niedrigere Beschallungsleistung gewählt werden kann als es bei den herkömmlichen Ultraschall-Reinigungssystemen der Fall ist, wird die Beschädigung von Strukturen auf der Substratoberfläche vermieden.The first part of the invention is to make the sonication of the indirectly sonicated megasonic cleaning system from as many different lateral directions as possible to act on the substrates to be cleaned, but at least from four different directions), so that from each sound field only a small sub-segment of a Substrate surface is to clean. The other segments of the substrate surface are each treated by another sound field from another direction. As a result, the megasonic performance of the individual sounding surfaces can be substantially reduced, yet, overall, a good and even over the entire surface of the substrate cleaning effect is achieved. The fact that now elected a much lower sound power who which is the case with the conventional ultrasonic cleaning systems, the damage of structures on the substrate surface is avoided.
Der zweite Teil der Erfindung besteht darin, die verschiedenen Beschallungsfelder in einer dem Substrat angepassten Aktivierungs-Reihenfolge, Beschallungsintensität und Beschallungsdauer zu beschicken und diese Parameter als Beschallungs-Rezept speziell für diesen Substrat-Typ mit Hilfe der Bedienungssoftware als Datei abzuspeichern. Eine so erstellte Datei kann dann jederzeit je nach dem gerade zu behandelnden Substrattyp aufgerufen, modifiziert oder ausgeführt werden. Da für unterschiedliche Substrate meist unterschiedliche Parameter benötigt werden (manche Substrate sind dünner oder haben kleinere Strukturen auf der Oberfläche oder haben unterschiedliche Partikelgrößen, die es zu entfernen gilt), kann somit für jeden Substrattyp ein optimiertes Beschallungs-Rezept erstellt und als Datei gespeichert werden. Es können beliebig viele Dateien erstellt und abgespeichert werden.Of the second part of the invention is the different sound fields in an order of activation, sonication intensity and sonication time adapted to the substrate to feed and use these parameters as a sonication recipe specifically for this Save the substrate type as a file using the operating software. A file created this way can then be changed at any time depending on the time treated substrate type called, modified or executed. Therefore different substrates usually different parameters are needed (some substrates are thinner or have smaller structures on the surface or have different Particle sizes that it must be removed) can thus be optimized for each type of substrate Sound prescription created and saved as a file. It can Any number of files can be created and saved.
Per Bediener-Software kann nun für jeden Substrattyp individuell das Programm mit den jeweils passenden Beschallungs- Parametern gestartet werden.By Operator software is now available for each substrate type individually the program with the appropriate one Sound parameters are started.
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigen die
Die
in
Das
Innenbecken aus Quarzglas
Jede
der fünf
Beschallungsflächen
des Außenbeckens
Zur
Aktivierung der Beschallungsfelder (A, B, C, D, E ) wird eine Anordnung
aus mindestens einem Megaschall-Generator
Die
Steuerbox
Ein so erstelltes Beschallungs-Rezept kann mit der speziell entwickelten Bediener-Software als Datei abgespeichert und jederzeit aufgerufen werden.One thus created public address prescription can with the specially developed Server software saved as a file and called up at any time.
Somit
kann für
verschiedenartige Substrate
Mittels der Bedienungssoftware kann ein Beschallungsrezept neu erstellt oder ein bereits erstelltes und abgespeichertes Beschallungsrezept aufgerufen, modifiziert oder gestartet werden.through The operating software can recreate a sound prescription or an already created and stored sound reinforcement recipe be called, modified or started.
Die
Steuerbox
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410054658 DE102004054658B3 (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Static megasound cleaning system for cleaning substrates, has outer basin with four side walls with acoustic irradiation surfaces, where each surface is responsible for treatment of only small partial area of entire substrate surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200410054658 DE102004054658B3 (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Static megasound cleaning system for cleaning substrates, has outer basin with four side walls with acoustic irradiation surfaces, where each surface is responsible for treatment of only small partial area of entire substrate surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004054658B3 true DE102004054658B3 (en) | 2006-05-18 |
Family
ID=36274026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410054658 Active DE102004054658B3 (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Static megasound cleaning system for cleaning substrates, has outer basin with four side walls with acoustic irradiation surfaces, where each surface is responsible for treatment of only small partial area of entire substrate surface |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102004054658B3 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4019996A1 (en) * | 1989-06-25 | 1991-01-10 | Erel D | Ultrasonic cleaning and sterilising of fruit or vegetables - basket contg. fruit or vegetables is moved around to allow mixt. possible ultrasonic energy to reach surfaces to be cleaned |
US6026832A (en) * | 1997-05-26 | 2000-02-22 | Sony Corporation | Ultrasonic cleaning apparatus |
-
2004
- 2004-11-11 DE DE200410054658 patent/DE102004054658B3/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4019996A1 (en) * | 1989-06-25 | 1991-01-10 | Erel D | Ultrasonic cleaning and sterilising of fruit or vegetables - basket contg. fruit or vegetables is moved around to allow mixt. possible ultrasonic energy to reach surfaces to be cleaned |
US6026832A (en) * | 1997-05-26 | 2000-02-22 | Sony Corporation | Ultrasonic cleaning apparatus |
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