JP2003133276A - ウエハのパーティクル除去方法および装置 - Google Patents

ウエハのパーティクル除去方法および装置

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JP2003133276A
JP2003133276A JP2001329042A JP2001329042A JP2003133276A JP 2003133276 A JP2003133276 A JP 2003133276A JP 2001329042 A JP2001329042 A JP 2001329042A JP 2001329042 A JP2001329042 A JP 2001329042A JP 2003133276 A JP2003133276 A JP 2003133276A
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JP
Japan
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wafer
particle
particles
jet water
suction nozzle
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JP2001329042A
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Tadaaki Yamada
匡章 山田
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の枚葉式洗浄装置ではウエハ表面のパー
ティクルが完全には洗い流せない。ここでパーティクル
とは広がりが数μm以下のものをいう。従来の枚葉式洗
浄装置では広がりが0.5μm以下のパーティクルはほ
とんど洗い流せない。また広がりが2μmのパーティク
ルでも高さが0.5μm以下である薄膜状のものも洗い
流せない。 【解決手段】 パーティクル検査装置で得られたパーテ
ィクル位置座標データを本発明のパーティクル除去装置
10に取り込み、ウエハ12表面のパーティクル14a
のある位置だけをねらって細い高圧ジェット水流15を
瞬間的に当て、流されたパーティクル14aを直近の吸
引ノズル13cで吸い取ってしまい他の場所に再付着し
ないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハ表面の
パーティクルの除去方法と除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIを代表とする半導体のウエハプロ
セスには多数の成膜工程があるが、各成膜工程が完了す
るたびに、ウエハ表面に付着した反応生成物、塵埃など
のパーティクルを洗浄しなければならない。最も一般的
な洗浄方法は、キャリアに立てた25枚程度のウエハを
洗浄槽内の洗浄液ないし純水の層流に10分程度浸漬さ
せておくバッチ洗浄である。
【0003】しかしバッチ洗浄では洗浄液を毎回交換す
るわけではないので、洗浄液に前のバッチの汚れが滞留
していて次のバッチのウエハに再付着することがある。
またウエハ表面での洗浄液の流れが遅いので洗浄に長時
間必要である。またウエハの大型化にともなって洗浄装
置が大型になりクリーンルーム内での占有面積が増える
という問題もある。
【0004】そこでウエハを一枚ずつ処理する枚葉式の
洗浄装置が開発された(例えば特開平11−26077
8号公報、特開2001−267277)。図2に従来
の枚葉式の洗浄装置の一例20を示す。回転するウエハ
台21上のウエハ22にノズル23から純水24(また
は洗浄液)を低圧(0.5kg/cm2程度)で吹き付
け、ウエハ22表面のパーティクルを洗い流す。純水2
4の径はウエハ22に比べて小さいので、ノズル23を
左右に走査してウエハ22全体に純水24が当るように
している。ウエハ22一枚の洗浄時間は30秒程度であ
る。これより長い洗浄時間は量産ラインに向かない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の枚葉式洗浄装置
ではウエハ22表面のパーティクルが完全には洗い流せ
ないのが問題である。ここでパーティクルとは広がりが
数μm以下のものをいう。従来の枚葉式洗浄装置では広
がりが0.5μm以下のパーティクルはほとんど洗い流
せない。また広がりが2μmのパーティクルでも高さが
0.5μm以下である薄膜状のものも洗い流せない。
【0006】その理由の第一は純水24の圧力が低いた
めである。しかし圧力を高くするとウエハ22にダメー
ジを与える恐れがあるため高くできない。第二は洗浄時
間が短いためである。しかし量産ラインでは洗浄時間を
これ以上長くできない。第三は一度流されたパーティク
ルがウエハ22の別の場所に付着することがあるためで
ある。これは避ける手段がない。
【0007】パターンの無いウエハは表面に段差がない
のでブラシを併用して効果的に洗浄できるが、パターン
がある、つまり段差のあるウエハではパターン崩れを引
き起こすのでブラシが使えない。このため効率が良く、
ウエハの品質に影響の無い洗浄方法、洗浄装置がなかっ
た。
【0008】本発明は上記問題を解決するために提案さ
れたもので、ウエハの品質に影響を与えないでウエハ表
面のパーティクルを短時間に効率良く除去する方法と装
置である。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者は上述した従来の
枚葉式洗浄装置20の問題点を追求した結果、その根本
原因は、ウエハ上のパーティクルの位置を知らず、その
ためウエハ全面にやみくもに純水を当てていることであ
ることを見い出した。発明者はこれを解決するのにパー
ティクル近傍のみに集中的に純水を当て、さらに流され
たパーティクルをその場で吸い取ってしまうのが非常に
有効であることを発見し本発明をするに至った。
【0010】本発明においては、既存のパーティクル検
査装置で得られたパーティクル位置座標データを本発明
のパーティクル除去装置に取り込み、ウエハ表面のパー
ティクルのある位置だけをねらって細い高圧ジェット水
流を瞬間的に当て、流されたパーティクルを直近の吸引
ノズルで吸い取ってしまい他の場所に流れて再付着しな
いようにする。ジェット水流の圧力は5〜50kg/c
m2程度、径は0.3〜3mm程度である。また吸引ノ
ズルの径は2〜20mm程度である。必要な箇所全てに
ジェット水流を当て終わった後にウエハを遠心乾燥して
残留水滴を飛ばす。
【0011】ジェット水流は少なくとも低角度、高角度
の二方向から同時に発射する。一方向だけのジェット水
流では薄膜状のパーティクルが流せないことが多いから
である。ジェット水流の方向は多いほど良いが、ジェッ
ト水流ノズルと吸引ノズルが狭いところに集中するので
本数はそれ程増やせない。
【0012】ジェット水流は瞬間的(0.1〜0.5秒
程度)なので水圧を従来の10倍以上高くしてもパター
ン崩れを引き起こす恐れは少ない。ジェット水流の時間
が短くて済むのはパーティクルのある位置だけをねらっ
て当てるからである。
【0013】本発明の高圧のジェット水流により、従来
の枚葉式洗浄装置20では洗い流すのが困難だった、広
がりが0.5μm以下のパーティクル、また高さが0.
5μm以下で広がりが2μm程度の薄膜状パーティクル
が洗い流せるようになった。また本発明の吸引ノズルに
よりパーティクルの再付着が防げるようになった。
【0014】発明者の実験・検討によると6インチウエ
ハにおいて除去すべきパーティクル数は、一ウエハ当り
平均10個、最大50個であった。これらのパーティク
ルをジェット水流で順次除去するのに必要な時間は従来
の枚葉式洗浄装置20よりむしろ短い。したがって本発
明のパーティクル除去装置は従来装置以上に量産ライン
に適している。
【0015】容易に考えられるように本発明のウエハの
パーティクル除去装置は半導体ウエハに限らず磁気ヘッ
ド基板、液晶基板、各種センサー基板などμmオーダー
のパーティクルを嫌う精密電子部品、精密機械部品にそ
のまま応用できる。
【0016】請求項1記載の発明は、パーティクル検査
装置で得られたウエハ表面のパーティクル位置データを
取り込み、ウエハ表面のパーティクルのある位置だけを
ねらって細いジェット水流を瞬間的に当て、流されたパ
ーティクルを直近の吸引ノズルで吸い取ることを特徴と
するウエハのパーティクル除去方法である。
【0017】請求項2記載の発明は、パーティクル検査
装置で得られたウエハ表面のパーティクル位置データを
取り込み、ウエハ表面のパーティクルのある位置だけを
ねらって細いジェット水流を瞬間的に当て、流されたパ
ーティクルを直近の吸引ノズルで吸い取ることを特徴と
するウエハのパーティクル除去装置である。
【0018】請求項3記載の発明は、請求項2記載のウ
エハのパーティクル除去装置において、ジェット水流の
径が0.3〜3mmで、吸引ノズルの径が2〜20mm
であることを特徴とするウエハのパーティクル除去装置
である。
【0019】請求項4記載の発明は、請求項2記載のウ
エハのパーティクル除去装置において、必要な箇所にジ
ェット水流を当て終わった後にウエハを遠心乾燥して残
留水滴を飛ばすことを特徴とするウエハのパーティクル
除去装置である。
【0020】請求項5記載の発明は、請求項2記載のウ
エハのパーティクル除去装置において、ジェット水流の
水圧が5〜50kg/cm2であることを特徴とするウ
エハのパーティクル除去装置である。
【0021】請求項6記載の発明は、請求項2記載のウ
エハのパーティクル除去装置において、同時に二本以上
のジェット水流が発射されることを特徴とするウエハの
パーティクル除去装置である。
【0022】請求項7記載の発明は、請求項6記載のウ
エハのパーティクル除去装置において、少なくとも一本
のジェット水流がウエハとなす角度が30°以下で、別
の少なくとも一本のジェット水流がウエハとなす角度が
60°以上であることを特徴とするウエハのパーティク
ル除去装置である。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明のウエハのパーティクル除
去装置の実施の形態を図を用いて説明する。図1は本発
明のウエハのパーティクル除去装置の一実施例10の要
部斜視図である。あらかじめパーティクル検査装置(図
示せず)により当該ウエハのパーティクル位置座標デー
タが取られパーティクル除去装置10に転送されてい
る。
【0024】まずウエハ台11に当該ウエハ12を吸着
固定する。次に既存の方法によりウエハ12の位置出し
をおこない、パーティクル検査装置と位置座標を共通に
する。パーティクル位置座標データにしたがって高角度
ノズル13a、低角度ノズル13b、吸引ノズル13c
を一個目のパーティクル14aの位置に移動させる。高
角度ノズル13a、低角度ノズル13b、吸引ノズル1
3cは一体となってウエハ12の直上を動く機構であ
る。高角度ノズル13a、低角度ノズル13bがウエハ
12となす角度はそれぞれ75°、15°である。また
高角度ノズル13a、低角度ノズル13bからパーティ
クル14aまで距離は約5mmである。
【0025】純水ジェット水流15を高角度ノズル13
a、低角度ノズル13bから同時に高圧(約20kg/
cm2)でパーティクル14aに約0.3秒当てる。ジ
ェット水流15のショックでウエハ12表面から離れて
浮き上がったパーティクル14aは直後に吸引ノズル1
3cに吸い込まれる。したがって一度離れたパーティク
ル14aが再び他の場所に付着することはない。
【0026】一個目のパーティクル14aの処理が済む
と、パーティクル位置座標データにしたがい二個目のパ
ーティクル14bの位置に高角度ノズル13a、低角度
ノズル13b、吸引ノズル13cが移動する。そして同
じようにしてパーティクル14bを浮き上がらせ吸引ノ
ズル13cで吸い込む。
【0027】以上を繰り返してウエハ12表面の全ての
パーティクル14a、14b、…を除去する。ジェット
水流15の大半は吸引ノズル13cに吸い込まれるが一
部はウエハ12表面に残っている。そこで最後にウエハ
台11を高速回転させて残留水滴を飛ばす。遠心乾燥終
了後当該ウエハ12をウエハ台11から外して次のウエ
ハに入れ替え次のウエハのパーティクル除去をおこな
う。
【0028】以上のようにして次々とウエハのパーティ
クル除去が進められる。
【0029】
【発明の効果】本発明においては、既存のパーティクル
検査装置で得られたパーティクル位置座標データを本発
明のパーティクル除去装置に取り込み、ウエハ表面のパ
ーティクルのある位置だけをねらって細い高圧ジェット
水流を瞬間的に当て、流されたパーティクルを直近の吸
引ノズルで吸い取ってしまい他の場所に流れて再付着し
ないようにする。必要な箇所全てにジェット水流を当て
終わった後にウエハを遠心乾燥して残留水滴を飛ばす。
【0030】本発明により、従来の枚葉式洗浄装置では
洗い流すのが困難だった、広がりが0.5μm以下のパ
ーティクル、また高さが0.5μm以下で広がりが2μ
mの薄膜状パーティクルが洗い流せるようになった。ま
た本発明の吸引ノズルによりパーティクルの再付着が防
げるようになった。本発明のパーティクル除去装置は従
来装置以上に量産ラインに適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のウエハのパーティクル除去装置の要
部斜視図
【図2】 従来の枚葉式ウエハ洗浄機の要部斜視図
【符号の説明】
10 本発明のパーティクル除去装置 11 ウエハ台 12 ウエハ 13a 高角度ノズル 13b 低角度ノズル 13c 吸引ノズル 14a 一個目のパーティクル 14b 二個目のパーティクル 15 ジェット水流 20 従来の枚葉式洗浄装置 21 ウエハ台 22 ウエハ 23 ノズル 24 純水

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パーティクル検査装置で得られたウエハ表
    面のパーティクル位置データを取り込み、前記ウエハ表
    面の前記パーティクルのある位置だけをねらって細いジ
    ェット水流を瞬間的に当て、流された前記パーティクル
    を直近の吸引ノズルで吸い取ることを特徴とするウエハ
    のパーティクル除去方法。
  2. 【請求項2】パーティクル検査装置で得られたウエハ表
    面のパーティクル位置データを取り込み、前記ウエハ表
    面の前記パーティクルのある位置だけをねらって細いジ
    ェット水流を瞬間的に当て、流された前記パーティクル
    を直近の吸引ノズルで吸い取ることを特徴とするウエハ
    のパーティクル除去装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載のウエハのパーティクル除去
    装置において、前記ジェット水流の径が0.3〜3mm
    で、前記吸引ノズルの径が2〜20mmであることを特
    徴とするウエハのパーティクル除去装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載のウエハのパーティクル除去
    装置において、必要な箇所に前記ジェット水流を当て終
    わった後に前記ウエハを遠心乾燥して残留水滴を飛ばす
    ことを特徴とするウエハのパーティクル除去装置。
  5. 【請求項5】請求項2記載のウエハのパーティクル除去
    装置において、前記ジェット水流の水圧が5〜50kg
    /cm2であることを特徴とするウエハのパーティクル
    除去装置。
  6. 【請求項6】請求項2記載のウエハのパーティクル除去
    装置において、同時に二本以上の前記ジェット水流が発
    射されることを特徴とするウエハのパーティクル除去装
    置。
  7. 【請求項7】請求項6記載のウエハのパーティクル除去
    装置において、少なくとも一本の前記ジェット水流が前
    記ウエハとなす角度が30°以下で、別の少なくとも一
    本の前記ジェット水流が前記ウエハとなす角度が60°
    以上であることを特徴とするウエハのパーティクル除去
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006038472A1 (ja) * 2004-10-06 2006-04-13 Ebara Corporation 基板処理装置及び基板処理方法

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WO2006038472A1 (ja) * 2004-10-06 2006-04-13 Ebara Corporation 基板処理装置及び基板処理方法

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