JP2004515053A - ウェーハ洗浄方法及び装置 - Google Patents
ウェーハ洗浄方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004515053A JP2004515053A JP2002505663A JP2002505663A JP2004515053A JP 2004515053 A JP2004515053 A JP 2004515053A JP 2002505663 A JP2002505663 A JP 2002505663A JP 2002505663 A JP2002505663 A JP 2002505663A JP 2004515053 A JP2004515053 A JP 2004515053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- platter
- frequencies
- device side
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
- H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
- B08B2203/0288—Ultra or megasonic jets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
- Y10S134/902—Semiconductor wafer
Abstract
個々のウェーハを湿式処理するための装置であって、ウェーハを保持するための装置と、該ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを供給するための装置と、該ウェーハのデバイス側上に流体を流すための装置とを備えている。プラッタ上方に位置決めされたウェーハの片側又は両側に洗浄又はすすぎ溶液が適用される。ウェーハは回転されるブラケット中に位置決めすることができ、プラッタはメガソニックエネルギを1つ以上の周波数の形でウェーハの一側に当てることができる。ブラケットは3箇所以上でウェーハを保持することができ、これらの個所でウェーハの位置が重力により維持される。300mmウェーハに適用される少なくとも1つの周波数は5.4MHzとすることができる。プラッタに対面するウェーハの一側は非デバイス側でよく、プラッタは、同プラッタの裏側上に1つ以上の音響波周波数を位置決めして、1つ以上の周波数でメガソニックエネルギを発生することができる。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
【0001】
本願は、西暦2000年6月26日に出願された米国特許願第09/603,792号の一部継続出願である。
【0002】
【発明の背景】
1.発明の属する技術分野
本発明は、基板表面の洗浄の分野に関し、特に半導体ウェーハの化学・メガソニック(megasonic)洗浄の領域に関するものである。
【0003】
2.関連技術の検討
半導体ウェーハ基板(ウェーハ)の洗浄においては、粒子除去が極めて重要である。粒子は、化学的手段により、或いは機械的手段により除去することができる。現時点での技術の状態では、通常、化学的手段及び機械的手段の双方を組み合わせることにより、粒子の除去が行われている。この現時点での技術の状態はバッチプロセスであり、多数のウェーハを液体で満たされたタンクの中に入れてから、この液体に高周波(メガソニック)の照射を行っている。メガソニック洗浄は、高周波AC電圧により励磁されるセラミック圧電結晶を使用しており、該高周波AC電圧が結晶を振動させる。この振動により音波が液体中に伝わると共に、機械的手段がウェーハ表面から粒子を除去する準備をする。同時に、液体中の薬剤が軽い表面エッチングを行うと共に正しい表面終端(surface termination)をもたらすので、粒子に働くメガソニックの機械的作用とエッチングの組合せにより、粒子が一旦表面から除去されれば、これらの粒子は表面上に再付着しない。その上、薬剤は、ウェーハの表面終端と粒子との間に静電反発力が存在するように選択されている。
【0004】
現在まで、メガソニックの照射はウェーハが浸漬されているタンクに適用されてきた。ウェーハを浸漬させるために液体で満たされた洗浄タンクを使用する場合、効率的であるためには同時に複数のウェーハを浸漬する必要がある。タンク中で単一ウェーハの洗浄が可能であるが、単一ウェーハのタンクの体積を考慮すると、薬剤を再使用しなければならない。
【0005】
従来、単一ウェーハ洗浄方法においては、機械的攪拌が幾つかの方法で行われてきた。第1に、ウェーハが完全に平坦であるときには、ウェーハ表面を洗うためにブラシを使用することができる。しかし、この方法は、ウェーハがブラシにより損傷を受けうる微細構成(パターン)を有しているときには、可能ではない。更に、ブラシはウェーハのパターン間には届かない。パターンが存在する場合には好適な機械的攪拌であるメガソニックエネルギをノズル内の液体に加えることができ、その後、該液体をウェーハ上にスプレーもしくは噴射することができる。このようにしてスプレー式方法が用いられる場合、音による圧力波がスプレーの液滴内に閉じ込められ、その中で圧力波の力が多く失われる。液滴がウェーハ表面にぶつかるときに、残りの音響エネルギの大部分が失われる。使用されている別の方法では、ウェーハ表面上に懸架された水晶ロッドにより、該水晶ロッドとウェーハ表面の間に洗浄溶液を集めた状態で、メガソニック圧力波を適用している。
【0006】
単一ウェーハの表面にメガソニックを当てようとするこれらの試みは、この上なく重要な単一ウェーハの洗浄時間を短縮していないので、いずれも十分に効果的ではない。単一ウェーハ洗浄方法は、競争力があるためには、バッチ式洗浄方法よりももっと迅速でなければならない。更に、現在の単一ウェーハ洗浄技術のいずれにも、同時にウェーハの表裏の双方を十分に洗浄できるものはない。同時に表裏を洗浄する唯一の既知技術は、タンクに1バッチのウェーハを浸漬し、該ウェーハの両側から音波を当てることである。このようにして、音波は洗浄すべきウェーハ表面と平行に進む。シリコンウェーハの洗浄に際しては、デバイス側(表側)のみが能動素子で構成されていても、ウェーハの両側を洗浄することが重要である。デバイス側に残った汚染はデバイスの誤動作を生じさせうる。非デバイス側(裏側)に残った汚染は多くの問題を生じさせうる。裏側の汚染は、表側へのフォトリソグラフィの段階で焦点外れを生じさせうる。また、裏側の汚染は、処理ツールに汚染を生じさせ、これが次にウェーハの表側に転移されうる。最後に、高温工程前に付着した裏側の金属汚染は、シリコンウェーハ全体に拡散して最後にはウェーハのデバイス側に達することになるので、デバイスの誤動作を生じさせる。
【0007】
ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、種々の目的でシリコンウェーハ上に成膜される。これは、トランジスタのゲート材料とすることができ、或いは局所的な相互接続のために使用することができ、或いはキャパシタ構造においてキャパシタプレートの一つとして使用することができる。通常、ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、二酸化ケイ素のような絶縁材料上に堆積される。ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、CVD(化学気相堆積)法により堆積されるのが普通である。ポリシリコン又はアモルファスシリコンの堆積は、通常非選択的に起こる、即ち、ウェーハ全体がポリシリコン又はアモルファスシリコンの層で覆われる。このような全面的堆積の後、ウェーハはフォトレジストで被覆され、フォトレジストは、ある設計パターンに従ってUV光に露出され、現像される。次いで、ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、プラズマ反応炉においてエッチングされる。フォトレジストの露光は、ポリシリコン又はアモルファスシリコンがエッチングされるパターンを決定する。通常、ポリシリコンは、電流をある個所から別の個所に導いたり、キャパシタのように電荷を集めたりするのに使用される。いずれにしても、寸法は、新しい技術の発生に伴って縮小されてくる。
【0008】
最近まで、0.3μm(ミクロン)よりも小さい寸法は使用されていなかった。しかし、例えば0.14μmのような、また0.1μmまでも低下する0.3μm未満の多重配線寸法(poly−line dimensions)を用いる技術が使用されてきている。これらの多重配線寸法及びキャパシタプレートの寸法は、脆弱な構造であるので、破断する傾向がある。即ち、これらの構造は脆弱であるから、攪拌により破断し、欠陥のあるチップを生じさせる。例えば酸素プラズマ(即ち、フォトレジストの灰化)によりエッチング及びフォトレジスト除去の後、シリコンウェーハは、粒子だらけになるのが普通である。これらの粒子は次のデバイス製造工程に進む前に除去しなければならない。
【0009】
これらの粒子は、ウェットベンチ(wet bench)のような洗浄ツール中に除去されるのが普通である。粒子は、ウェーハを洗浄液体中に浸漬すると共に、該洗浄液体をメガソニック音波で攪拌することにより、除去される。これは0.3μm以上の多重配線もしくはポリラインで効を奏したが、0.3μmよりも小さい寸法を有する多重配線を使用した場合には、メガソニック音の攪拌によりこれらの脆弱な構造が損傷を受けるため、メガソニック音の攪拌を使用することはできない。従って、これらの脆弱な構造が洗浄液体にさらされる場合には、薬剤のみが粒子の洗浄に使用できる。攪拌なしに単に洗浄液体中に浸漬するだけで粒子の幾分かが除去されるが、粒子の全て或いは十分な量を除去できるわけではない。それにもかかわらず、代替洗浄方法は存在しておらず、この方法が、これらの脆弱な構造に対して使用される唯一の洗浄技術である。
【0010】
【発明の概要】
プラッタ上方に位置決めされたウェーハの片側又は両側に洗浄又はすすぎ溶液を適用する単一ウェーハ処理のための方法及び装置が開示されている。ウェーハは回転されるブラケット中に位置決めすることができ、プラッタはメガソニックエネルギを1つ以上の周波数の形でウェーハの一側に当てることができる。ブラケットは3箇所以上でウェーハを保持することができ、これらの個所でウェーハの位置が重力により維持される。300mmウェーハに適用される少なくとも1つの周波数は5.4MHzとすることができる。プラッタに対面するウェーハの一側は非デバイス側でよく、プラッタは、同プラッタの裏側上に1つ以上の音響波周波数を位置決めして、1つ以上の周波数でメガソニックエネルギを発生することができる。
【0011】
選択された周波数は、プラッタ及びウェーハにより反射されないので、メガソニックエネルギの大部分はプラッタに対面していないウェーハの一側に到達しうる。洗浄/すすぎ溶液をウェーハの非デバイス側に供給しながら、別の洗浄/すすぎ溶液をウェーハのデバイス側に供給してよい。メガソニックエネルギはパルスであってもよく、或いは変動する出力で適用されてもよい。
【0012】
本発明によると、加えられる薬剤は、低容積であることを必要とし、洗浄及びすすぎ薬剤の再使用は必要でない。また、皿形に凹んだ中央部を有するプラッタと自然力により保持すべしウェーハとの間に薬剤を供給すると共に、該薬剤を除去するためウェーハを回転させることが開示されている。
【0013】
【本発明の詳細説明】
単一ウェーハ洗浄を行うのに使用する方法及び装置が開示されている。プロセスチャンバ(チャンバ)は、チップ処理過程において単一ウェーハの上側及び下側の一方又は双方を処理することができる。このチャンバは、洗浄溶液の使用量を少なくしながら良好なプロセス制御を行うのと同時に、ウェーハの高スループットを提供することができる。
【0014】
一実施例において、単一ウェーハは、プラッタ上方のウェーハ保持ブラケット(ブラケット)に位置決めされる。洗浄及びすすぎ溶液のような薬剤は、プラッタを下方から配送されて、ウェーハの下側に接触する。薬剤は、ウェーハとプラッタとの間の隙間を満たすのに十分な流量が供給される。隙間が一旦満たされたら、若干薬剤を追加して、隙間内の溶液を表面張力や毛管力のような自然力により所定位置に保持する必要があるかも知れない。
【0015】
別の実施例において、第1群の薬剤(第1薬剤)をウェーハの下側に輸送しながら別の供給源からの薬剤(第2薬剤)をウェーハの上側に輸送する。上述したどちらの実施例においても、メガソニック音波をプラッタから発射し、下方から流れてウェーハの下側面にぶつかる第1薬剤中を移動させることができる。上述した諸実施例の種々の要素を含んでいてよい更に別の実施例において、メガソニック音波は、溶液がスプレー又は薄膜の形であるウェーハの上側に供給される薬剤内に入れられている。
【0016】
最近、メガソニック範囲にある周波数を発生する音響波変換器の使用は、ウェーハ洗浄の際に普通のことになってきている。超音波洗浄及びメガソニック洗浄間の差は、音響波を発生するのに使用される周波数の差にある。超音波洗浄は、ほぼ20〜400kHzから上の周波数を使用し、不規則なキャビテーションを発生させる。メガソニック洗浄は、350〜400kHzで始まるもっと高い周波数を使用し、メガヘルツ(MHz)の範囲に明らかに入る周波数を使用しうる。2種の洗浄方法間の重要な差は、高いメガソニック周波数により超音波周波数で見られるような激しいキャビテーション効果が生じないことである。メガソニックは、キャビテーション侵食や、ウェーハ表面の損傷の可能性を著しく減少もしくは排除する。一般に、周波数が高くなればなるほど、ウェーハの損傷は小さくなる。
【0017】
メガソニック洗浄は、より制御されたキャビテーションを発生させる。気孔の発生及び活動であるキャビテーションは、実際の粒子除去プロセスにおいて重要な機構であると思われるが、その理由は、キャビテーションが粒子付着力を超克するのに十分なエネルギを有し、粒子を除去させるからである。制御されたキャビテーションは、粒子を押し退けることができるアコースティックストリーミングになり、従って、粒子はウェーハに再付着しない。メガソニック変換器への入力電力を変更及び/又は脈動させることによって、電力を一定レベルで連続的に印加するよりもキャビテーションをより良く制御できるので、メガソニック洗浄が改善されうる。メガソニック洗浄は、同時に発生される複数の周波数を用いることにより、或いは洗浄サイクル又はすすぎサイクル、或いはその組合せサイクル中に1つ以上の周波数を変更することにより、改善することができる。メガソニック洗浄は、使用される周波数(単数又は複数)の選択によっても改善することができる。
【0018】
半導体処理の際には、ウェーハをリソグラフィーツールからのUV光に露出する前に裏側粒子を除去するためのように、表側(デバイス側)を処理することなくウェーハ裏側(非デバイス側)を処理したい場合が数多くある。裏側にある粒子は、焦点深度の問題を生じさせうる。その他の場合、成膜ツールがウェーハの表側に材料を堆積させて膜を形成させるが、不注意により、堆積物がウェーハの裏側に幾分か堆積することになる。銅製電気メッキツールのような他のツールにおいては、銅汚染がウェーハの裏側に生じることになる。これらのいずれの場合においても、裏側は、粒子及び/又は溶解金属について、洗浄しなければならず、或いは幾層かを剥がさなければならない。
【0019】
図1Aは、単一ウェーハの洗浄チャンバ100の一実施例を例示している。ウェーハ106の上側をどんな薬剤にも露出することなくウェーハ106の下側を洗浄、すすぎ及び乾燥薬剤112に露出させるのに使用する方法及び装置が開示されている。一実施例において、ウェーハの非デバイス側114は、薬剤112に露出させるべく下向きになっているが、ウェーハのデバイス側116は上向きであり薬剤112に露出されていない。
【0020】
一実施例において、ウェーハ処理サイクルを開始するために、回転可能のウェーハ保持ブラケット(ブラケット)148は、上向きにある距離だけ軸線145に沿って並進する。ウェーハ106を保持するロボットアーム(図示せず)は出入ドア158を介してチャンバ160の内部に入り、ウェーハ106がブラケット148の中に置かれる。次いでこのブラケット148は、円形のプラッタ108からある距離だけウェーハ106を水平方向に整列させるように下動される。ブラケット148に入っているウェーハ106は、プラッタ108と平行であると共に、該プラッタ108からある距離のところに配置され、即ち隙間がある。プラッタ108は、ウェーハ106に対峙するところで平らであり、従って、プラッタ108及びウェーハ106を隔てている距離は一様である。ウェーハ106及びプラッタ108間の隙間は、約1〜5mmの範囲にあり、好ましくは約3mmである。
【0021】
一実施例において、ブラケット148内に位置決めされたときのウェーハ106は、ブラケット148の3つ以上の垂直支持柱状部(ポスト)110上に載置することができる。該垂直支持柱状部110は、ウェーハ106に直接に接触するエラストマーパッド(後から図4Aに示す)を含むことができる。ウェーハ106は、薬剤112を下方から供給してウェーハの裏側114に接触させながら、回転される。チューブ128は、プラッタ108にある貫通孔(供給ポート)142に連絡している。ウェーハ106が回転(スピン)する結果として、ウェーハの裏側114に供給された薬剤112は、ウェーハの表側116にあるデバイス121に達するのを制限される。また、ノズル117は、ウェーハ106上に入り、ウェーハ表面の約5mm以内で且つウェーハ半径の外側半分に入るように位置決めされている。このノズル117は、N2のような不活性ガス113の流れをウェーハのデバイス側116に供給して、ウェーハの裏側114に供給された薬剤112がウェーハの表側116上に移動するのを更に制限している。高性能微粒子除去フィルタ(HEPA)又はULPAフィルタのようなフィルタ111からの空気123の重力及び下向き流は、柱状部110上に位置付けられたウェーハ106をそこに維持しておくように作用する。ウェーハ106とプラッタ108との間にある薬剤112は、毛管現象及び表面張力のような自然力によって所定位置に維持されることができる。その結果、薬剤112をウェーハの裏側114との接触状態に維持しておくのに必要な薬剤流量は、処理中に減少させることができ、これは各サイクルにおける薬剤使用量を少なくすることを可能にすると共に、薬剤112を効果的に“再使用しない”ことを可能にすることができる。プロセスの洗浄サイクルの間、ウェーハの回転を停止して、ウェーハ106を静止状態に留めておきながら、洗浄薬剤112をウェーハ下側表面114に接触させることができる。しかし、ウェーハ106は、すすぎサイクル及び乾燥サイクルについてはもちろんのこと初期にも洗浄薬剤にウェーハ下側表面114を浸けておくように、回転することができる。
【0022】
図1Bは、単一ウェーハの洗浄チャンバ101の代替実施例を例示している。この実施例において、プラッタ108’は、ウェーハ106に臨むプラッタ側に皿状に凹んだ中央領域119を有している。処理のため、薬剤112を皿状に凹んだ中央領域119に入れることができ、またウェーハ106は、ウェーハ裏側114が薬剤112と接触しているように皿状に凹んだ中央領域119内に位置決めしておくことができる。プラッタ108’のこの皿状に凹んだ中央領域119は、薬剤112を収容しておくと共に、プロセスサイクル中に必要な薬剤112の量を更に低減させるように機能する。皿状に凹んだ中央領域119は、ウェーハ106の上側表面116を薬剤112の外側に留めておきながらウェーハ106の下側表面114を薬剤中に沈めておくのに十分な深さとすることができる。一実施例において、ウェーハ106の総表面積のほぼ半分は薬剤112内に入っている。ノズル117’をチャンバ160の上部領域内に配置して、窒素のようなガスをウェーハの上側に流すことができる。ノズル117”は、すすぎサイクル及び回転サイクルについてはもちろんのことウェーハ交換及び除去の間、ウェーハ106との接触を避けるように運動もしくは枢回しなければならない。ノズル117’からのガス流は、ウェーハがスピンしていれば遠心力も一緒に加わって、薬剤112をウェーハ縁部115に向かって移動させることができ、ウェーハの上側表面116へと薬剤112が移動することを更に制限する。
【0023】
図2Aは、メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。図2Bは、薬剤の流れが内部にあるプラッタ及びウェーハの中央部の一実施例を示している。このメガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバ200は、図1A及び図1Bに例示した単一ウェーハ洗浄チャンバ100及び101についての方法、特徴及び利点を取り込むことができる。洗浄チャンバ200内において、プラッタ208に取り付けられた1つ以上の音響波変換器(変換器)202によりメガソニックエネルギが発生され、このメガソニックエネルギは、ウェーハ206及びプラッタ208の双方と接触している薬剤212を経てウェーハ206に達することができる。その結果、ウェーハ206は、ウェーハ回転、メガソニックエネルギ及び化学作用を含む色々な組合せで全て温度制御下に洗浄されうる。洗浄サイクルとすすぎサイクルとの間、並びに洗浄サイクル及びすすぎサイクルの後、単一ウェーハ洗浄チャンバ200はウェーハ206を乾燥させることができる。
【0024】
プラッタ208は上側217及び下側219を有し、変換器202のセットは下側219に取り付けられている。プラッタの上側217は、ウェーハ206に対面することができる。プラッタ208はこの実施例では固定されているが、別の実施例では、ウェーハのすすぎ又は乾燥サイクル中に隙間を開くために、プラッタ208をブラケットの回転軸線245に沿って並進可能とすることができる。ロボットアーム(図示せず)は、ウェーハのデバイス側216が上を向きプラッタ208から離れるように、ウェーハ206を回転可能なウェーハ保持ブラケット(ブラケット)248内に置くことができる。ウェーハ206は、ブラケット248内に置かれると、プラッタ208の上方で中央に位置決めされると共にプラッタ208と実質的に平行に保持されて、隙間を形成する。隙間の長さは約3mmであるが、ほぼ1〜5mmの範囲内に入ればよい。プラッタ208の直下に配置されているのは、ブラケット248を回転させるための電気モータ222である。該電気モータには貫通孔225があり、この貫通孔225を通ってチューブ228だけでなくプラッタ208からの配線246が延びている。チューブ228は薬剤212を供給ポート242に移送することができる。
【0025】
同じく図2Aを参照すると、プラッタ208は直径が約0.190インチの貫通孔242を有することができ、これは、下方から供給される薬剤212の供給ポートの役目をする。この供給ポート242は、プラッタ208の中央に配置することができ、或いは供給ポート242は、2,3mm程度まで中心をずらして配置することができる(図示せず)。各音響波変換器202には銅製スプリング244を取り付けることができる。このスプリング244は、ワイヤコイル形状(図示)又は薄板から形成した弾性フォイル(図示せず)のように電気的接触を維持するための種々の形状とすることができる。このスプリング244には配線であるリード線246の自由端が半田付けされて、電気接続を形成している。プラッタ208は、音響波変換器202に対する電気接続244,246のアースとして機能するように、洗浄チャンバ200に結合することができる。
【0026】
一実施例において、ノズル251は、プラッタ208及びウェーハ206の上方に配置して位置決めされている。処理中、このノズル251に第2組の薬剤223,224,225及び227(第2薬剤)を通流させることができる。ノズル251は、洗浄プロセスにおいて薬剤223,224,225及び227の各々と共に流体流250をウェーハのデバイス側216上に向けて送り出すことができる。ノズル251は、ウェーハ206を運動させずに、或いはウェーハ206をスピンもしくは回転させながら、薬剤223,224,225及び227をウェーハ206に供給することができる。ノズル251は、過剰を最小にしてウェーハデバイス側216の表面上に薬剤223,224,225及び227のコーティングを維持するように、低流量で薬剤223,224,225及び227を供給することができる。
【0027】
ノズル251は、ウェーハ206上に少なくとも100ミクロンの膜厚を維持するため連続的な薬剤の流れを供給することができる。薬剤の膜厚を100ミクロンに維持するため、薬剤223,224,225及び227は、ノズル251のところで、特定平均直径の粒度を有するミストに変換することができる。全てのノズル構造は、同構造で生成できる粒度をいかに小さくするかについて制限されている。流体使用量を最小にするという要求を満たすため、粒度の更なる減少が求められる。理論限界を超えて粒度を減少させる1つの方法は、ガスを薬剤中に同伴することである。ノズル251は、H2ガス205或いはO2,N2,Ar又はHeのグループから選んだ任意のその他のガスを薬剤223,224,225及び227中に十分に同伴又は溶解して、粒度を更に減少させることができる。その上、ガス205を同伴することは、メガソニックが当てられたときに薬剤223,224,225及び227内のキャビテーションを最適化するという追加の利点を有することができる。
【0028】
図3は、ベンチュリノズルの設計の代替実施例を示している。シャワーヘッドの形状であるこのノズルは、ガスを洗浄薬剤の中に引き込むためにベンチュリを使用する例として提示されている。このベンチュリ形状にすると、H2のようなガス源305を流体の流れ352に噴射することができ、その後、流体の流れ352は、ノズル351内のプレート358に形成された穴360を噴霧350として出てゆく。このような解決策を使用すると、薬剤はスロート部354を通って流れるので、そこで流速が増大することにより、流体圧力が低下する。小さな穴(噴射ポート)356がスロート部354に配置されると共に、そこにH2のようなガス源305が取り付けられている。流体の流れ352が噴射ポート356の側を通るときに、ガス305が低圧力の流体の流れ352内に引き込まれる。或いは、ガス305を十分な圧力下に流体の流れ352内に単に噴射し、それによりベンチュリ構造(図示せず)の必要性を避けてもよい。ガスを薬剤中に同伴するためのその他の解決策(図示せず)は、ガスを泡立てて各洗浄流体に注入すること、或いはガスの流れもしくはガス量に通してミスト化することとしうる。その後、ガスを同伴した薬剤は、穿孔が設けられた表面358を通りノズル351を出るが、表面358では、穿孔360が特定平均粒径を発生するような大きさに作られている。
【0029】
図4Aは、回転可能なウェーハ保持ブラケット(ブラケット)の一実施例を平面図で示している。図4Bは、このブラケットを3次元の斜視図で示している。ウェーハ406(点線で示されている)は、ブラケット448により所定位置に保持することができ、ウェーハ406はプラッタ(明快にするため図示しない)に平行にその近くに位置決めされる。最初、ブラケット448は、ウェーハ縁部415に沿った4個所409,409’で重力によりウェーハ406を保持することができるので、ウェーハ表側416及びウェーハ裏側414は、ブラケット448の構造から離れていて、洗浄/すすぎ液体の双方に、従って、メガソニックエネルギに露出されるようになっている。ウェーハ406とのブラケット448の接触個所409,409’の数は3つ以上とすることができ、また、回転の開始段階及び停止段階中にウェーハ406を摩擦把持するプラスチック又はゴムのような弾性材料により形成することができる。一実施例において、接触個所は、ブラケット支持柱状部(ポスト)411の端部のところに位置決めされるO−リングであり、該端部では、ポスト411は高速回転中の振動を最小にする翼形の形状を与えられている。
【0030】
図4Cは、プラッタ408上で回転しているブラケット448中のウェーハ406上下における空気流の効果について図示している。ウェーハ406とプラッタ408との間に薬剤が存在しないとき(すすぎサイクル及び乾燥サイクルの一部分)、空気は、ウェーハ406の回転中、円形の渦又はパターン460及び462となって流れることができる。プラッタ408及びウェーハ406間の隙間(一定の縮尺ではない)が空気流の領域を限定しており、その結果、ウェーハ406の上方で循環する空気流は、プラッタ及びウェーハの間を流れる空気462とは異なる流速である。すすぎ及び乾燥時の高ウェーハ回転速度では、流速の差によりウェーハ406の上下に圧力差がもたらされ(ベルヌーイの力)、これがウェーハ406上に作用する下向きの力をもたらすように働いて、ウェーハ406をブラケット448上に維持することができる。
【0031】
図2A及び図2Bを参照すると、使用する方法の一実施例では、第1薬剤212をプラッタ208とウェーハの非デバイス側214とに同時に接触するように下方から供給しながら、ブラケット248及びウェーハ206を回転させている。第2薬剤溶液223,224,225及び227は、ウェーハ206のデバイス側216を浸している。音響波変換器202は、プラッタ208を経て、ウェーハ206及びプラッタ208により捕捉された第1薬剤212に入るメガソニック波を発生する。メガソニック波は、ウェーハ表面214に対して実質的に直角(垂直)の角度でウェーハ非デバイス側214に入射しうる。用いられる周波数(単数又は複数)により左右されるが、メガソニック波の何%かは、ウェーハ206を通過してウェーハデバイス側216を励起し、ウェーハデバイス側216上の膜である第2薬剤溶液223,224,225及び227に入ることができる。第2薬剤溶液223,224,225及び227内で作用するメガソニック波は、ウェーハデバイス側216に対する洗浄を生じさせうる。最適のスループット速度のため、音響波変換器202の全面積は、プラッタ表面219の約80〜100%の面積をカバーするのに十分である。プラッタ208の直径はウェーハ206の直径とほぼ同じであっても、或いは大きくてもよい。本発明は、200mm(直径)、300mm(直径)又はそれ以上のサイズのウェーハ206に対し機能する適応性がある。ウェーハ直径がプラッタ直径よりも大きいと、ウェーハ206に当たるメガソニックエネルギからの振動がウェーハ206の外径(OD)まで到達し、洗浄作用を全範囲に及ぼすことができる。
【0032】
洗浄、すすぎ及び乾燥サイクル中、ウェーハ206は、ブラケット248の枢回点を通る軸線245を中心として毎分当りの選択された回転数(rpm)で回転される。また、任意の特定サイクルを最適化するために、ウェーハ回転速度は停止されても或いは変更されてもよく、また、音響エネルギは、出力設定及び周波数(単数又は複数)の組合せを変えたり、強弱をつけて変えたりすることによって変更されてもよい。一実施例において、モータ222により動力を供給されるブラケット248は、ウェーハ206を、洗浄作業中にはほぼ10〜1000rpmで回転させ、乾燥及びすすぎサイクル中には250rpmより大きい回転速度で回転させ、好ましい範囲はほぼ250〜6000rpmである。従って、ブラケット248が作動中のときに、ウェーハ206は、回転しながらメガソニックエネルギを照射されつつ、非デバイス側214で第1洗浄薬剤212に遭遇しており、デバイス側216で第2洗浄薬剤224に遭遇している。
【0033】
続けて図2Aを参照すると、音響波は、デバイス221が存在していないウェーハの非デバイス側214にぶつかり、非デバイス側が音響エネルギの全力を受けて損傷されうる。使用される周波数(単数又は複数)に左右されるが、メガソニックエネルギは、プラッタ208及びウェーハ206を通過してウェーハデバイス側216で洗浄又はすすぎ薬剤223,224,225及び227に入るときに、ある程度減衰することがある。その結果、ウェーハ非デバイス側214にぶつかるメガソニックエネルギは、十分に強力であるから、第1洗浄溶液212としては脱塩(DI)水のみが用いられる。
【0034】
第2洗浄溶液223,224,225及び227の薄膜(図示せず)は、ウェーハデバイス側216の表面を濡らすために付与しうる。DI水225でなければ、第2洗浄溶液224は、アールシーエー(RCA)の洗浄プロセスで使用されているようなより強い化学的性質であってよい。デバイス構造221に対するメガソニックエネルギの作用は、デバイス構造221に接触し、音波を吸収し、有効なキャビテーションを維持する小さな体積(薄膜)に閉じ込められる。
【0035】
一実施例において、メガソニックエネルギは、洗浄プロセスの間ずっと回転ウェーハ206に加えられている。メガソニックエネルギは400kHz〜8Mzの周波数範囲にあるが、もっと高い周波数でもよい。RCA式洗浄プロセスは、フッ化水素酸(HF)の0.5重量%の濃度を有するHFのようなエッチング液を事前使用と共に、ウェーハのデバイス側216に対して使用しうる。RCA式洗浄プロセスは、一般に使用されており、当業者に良く知られている。RCA式洗浄プロセス又は類似の洗浄プロセスは、第1の標準クリーン(SC−1)サイクル(NH4OH+H2O2)224、すすぎ(N2において結局IPA蒸気になるDI水225)、SC−2クリーン(HCl+H2O2)、すすぎ(N2において結局IPA蒸気になるDI水225)及び乾燥サイクル(回転ウェーハ206へのN2の吹き付け)を含みうる。N2におけるIPA蒸気の使用は、DI水をウェーハ上に存在させたままにしながら、行うことができる。その結果、前の洗浄薬剤の幾分かがDI水に浸漬したウェーハ上に依然として残留する。ウェーハへのN2におけるIPA蒸気吹き付けの開始を使用することにより、それはすすぎを完了する前に始まるので、即ちDI水による洗浄薬剤の除去を完了する前に始まるので、すすぎ時間を短縮することができる。N2におけるIPA蒸気の効果はすすぎサイクルに役立ち、また、すすぎサイクルの時間を短縮することである。N2におけるIPA蒸気256は、ウェーハの上側216に対するすすぎサイクルを支持するために第2ノズル253を介して供給することができる。第2ノズル253は、ウェーハの回転軸線245に対して心をずらして配置することができる。更に別の実施例において、2つ以上のノズルを使用することができ、これらのノズルは、ウェーハの上側216に対して薬剤及びガスでカバーできるように、例えば軸線245から等距離で配置するなど、種々のその他のパターンで配置することができる。
【0036】
ウェーハの非デバイス側214は、同じ洗浄、すすぎ及び乾燥のサイクルを有するか、或いは洗浄及びすすぎサイクルにおいてDI水212のみを使用しうる。すすぎ薬剤、エッチング液及びガスだけでなく、洗浄薬剤の温度は、使用中、15〜85℃の間とすることができる。洗浄流体を集めるために排液管262を洗浄チャンバハウジング260に設けることができる。洗浄チャンバのフロア263は排液管262に向かって角度がついていて、排液管262への薬剤223,224,225及び227の流れを良くしている。
【0037】
ウェーハ裏側(非デバイス側)214の表面の洗浄は別の方法で行うことができる。音響エネルギはウェーハの裏側で大きいので、RCAタイプの洗浄溶液224の必要はない。水中の振動のみで粒子をウェーハ206から分離して同粒子を運び去るのに十分である。DI水212は、洗浄サイクル及びすすぎサイクルの双方について、ウェーハ裏側214を囲む領域において音響エネルギを伝達するための媒体として選択されている。一実施例において、ガスを同伴していないDI水又は脱気したDI水がウェーハ裏側214に対し使用するのが好ましい。DI水212は、プラッタ208及びウェーハ206間の領域を絶えず満たしておくのに十分な速度でチューブ228及び供給ポート242を介してウェーハ裏側214の表面上に送られ、これによりウェーハ表面214が絶えず流体と接触することが保証される。DI水212は、例えばノースカロライナ州シャルロットのセルガード(Celgard)により供給される液セル(Liqui−Cel)メンブレン接触器を備えるようなメンブレン式脱気装置(図示せず)に通すことにより、流体入口ポート242に向けられる前に、真空で脱気することができる。代替方法として、真空がメンブレンのガス側にあれば、溶解ガスの大部分は流入するDI水212から除去することができる。すすぎサイクル及び乾燥サイクルの選択肢として、H2Oと一緒に或いはH2Oの代わりにIPAを用いるすすぎサイクルが含まれ、また、乾燥サイクルは、ウェーハの回転及びN2のような不活性ガスを使用してよい。
【0038】
一実施例においては、洗浄溶液を殆ど使用せず、洗浄溶液は再使用しない。これは、プロセスにおいて使用される薬剤が小体積である結果であり、薬剤を一度使用したら廃棄するのが効率的である。使用される薬剤がこのように小体積であると、ワンパス(single pass)の考え方が経済的であり、環境の負担を重くすることがない。本発明では、薄膜を噴射することにより、浸漬を用いる既存のウェーハメガソニックバッチプロセスと比較して、1/10以下の水体積の使用でよい。薬剤使用を減らすため、ブラケット248は、最初、第1速度で回転されて、第1薬剤212をウェーハ206の非デバイス側216上に供給すると共に、第2薬剤223,224,225及び227をウェーハ206のデバイス側216上に供給する。一旦供給したら、メガソニックをウェーハの非デバイス側214に当てながらブラケットの回転速度を第1速度よりも低くすることができる。ブラケット248は、 次いで第1速度よりも高い速度で回転されてウェーハ206をすすぎ、また、ブラケット248は、 第1速度よりも高い速度で回転されてウェーハ206を乾燥させることができる。
【0039】
薬剤を供給した後、ウェーハの回転を下げて、第1薬剤212がウェーハ及びプラッタ間に捕捉された状態に留められるようにすると共に、第2薬剤223,224,225及び227によりウェーハの対向側を濡らしておくようにする。一実施例において、洗浄溶液212,224及び225が供給されている間、ウェーハの初期回転速度は、約50〜300rpmの範囲内にしておくことができ、好ましいのは150rpmである。一実施例において、一旦ウェーハ206のデバイス側216が薬剤224又は225で濡れたら、ウェーハ回転速度を約10〜50rpmの範囲まで、好ましくはほぼ15rpmまで減じることができ、及び/又は薬剤224又は225を低速で供給することができ、いずれの場合も、サイクル時間を短くすることができ、薬剤使用の節約になる。最後に、一実施例において、洗浄プロセスの後で、すすぎサイクル及び/又は乾燥サイクル中に、rpmを1000以上に上げて、ウェーハ206上に残留している薬剤を除去することができる。
【0040】
液体のもっと粗いスプレー或いは液体の無気の流れではなく、薬剤のもっと微細のスプレーでウェーハ表面216を濡らすことによって、薬剤の使用量を更に減少させることができる。微細スプレーは、洗浄溶液を供給する1つ以上のノズル251の効果的な設計を通じて実現しうるが、その際に、供給される洗浄溶液の温度を調節すると共に、スプレーに作用するチャンバ圧力、ノズル251の流体圧力、洗浄溶液223,224,225又は227の薬剤補給、並びに洗浄溶液223,224,225及び227内の同伴ガス205の量及び種類を調節する。
【0041】
薬剤を再使用しない場合、プラッタ208の使用により、種々の液体223,224,225及び227を収容しておく利点が得られ、さもないと、液体223,224,225及び227は重力によりウェーハの非デバイス側214から落ちることになる。ウェーハ206に対して洗浄液体223,224,225及び227を収容しておくことにより、洗浄液体の使用を低減することができ、プラッタ208からウェーハ206へと伝達される音響エネルギを最適化することができ、また、洗浄液体223,224,225及び227がウェーハ表面214により長く作用するのを許容することができる。最後に、ウェーハの非デバイス側に供給される洗浄溶液223,224,225及び227は、もっと薄くすることができる、即ち、洗浄溶液はもっと濃度の高い水で生成することができ、これは洗浄薬剤の消費量を更に減少させる。
【0042】
最終のすすぎサイクルが完了した後、ウェーハを乾燥させるために乾燥サイクルがあってよい。この乾燥サイクル中、窒素ガス(N2)と混合された2,3ミリリットルのイソプロピルアルコール(IPA)蒸気が流体供給ポート242を介して噴射されて、ウェーハのデバイス側216及び非デバイス側214と接触する。水よりも小さい表面張力を有するIPAは、表面をより良く濡らして、薄い境界層を形成する。高いウェーハrpm、界面活性剤としてのIPA蒸気、及びウェーハ206に作用するN2ガス圧力の組合せはウェーハ206の乾燥時間を短縮する。
【0043】
図5Aは、プラッタ500の一実施例の横断面を示している。プラッタ508は、ほぼ300mmの直径を有するアルミニウムから形成することができ、これは、研磨されて16√又はもっと平滑な表面仕上げを有している。或いは、言うまでもなく、プラッタ508は、サファイア、ステンレス鋼、タンタル、又はチタンのような種々の材料から形成することができる。プラッタ508は約3.43mmの厚さ(530)であり、プラッタ表側517は、.015〜.045インチ間の被覆厚さ(536)を有する、登録商標・ハラー(Halar)(Ausimont USA,Thorofare, NJ)のような保護用フッ素重合体534で被覆することができる。プラッタ裏側514は、ほぼ.001〜.010インチの接着剤/半田厚さ546を有する導電性エポキシ接着剤又は半田によりアルミニウムに直接結合された1つ以上の音響波変換器502を有することができる。各音響波変換器502の反対側は、ある周波数で動力を供給するために、符号544のように電気配線520に可撓的に取り付けることができ、一方、プラッタ508はアースに接続されうる。
【0044】
図5Bは、プラッタ500の一実施例の底面図であり、同プラッタに取着された単一の音響波変換器を示している。図示の形状は円形であるが、例えば正方形、丸い形又は矩形に形成された任意の数の個々の音響波変換器502を使用して、カバー領域及び製造上の諸要件を満たすことができる。1つより多い音響波変換器502が使用されるのであれば、これらの音響波変換器502は、プラッタ裏側514の表面積の80%又はそれ以上をカバーもしくは網羅可能なように、互いに接近して位置付けることができる。ウェーハ506(点線)は、その裏側表面507の一部にメガソニックエネルギを受けると同時に、このメガソニックエネルギをウェーハの全裏側表面507に伝達することができる。このようなウェーハ裏側表面507の完全なカバーは、プラッタ508からのメガソニックエネルギがウェーハ裏側表面507の50〜100%に入射している場合に起こりうるが、しかし、最適のスループットには80〜100%をカバーすることが必要であり、90〜100%のカバーが好ましい。一実施例において、プラッタ508に対して音響波変換器が80%以上を網羅しており、その結果、メガソニックエネルギはウェーハの全裏側表面507に作用して、サイクル時間を劇的に短縮させ、従って、ウェーハのスループットを増大させる。別の実施例(図示せず)において、ブラケットは、全ウェーハ表面上に音響エネルギをピックアップするため、ウェーハを回転することなく線形移動で並進させることができる。
【0045】
音響波変換器の厚さt(図5A)は、特定周波数で音波を発生するような寸法にすることができる。変換器が応答するように設計された周波数で発生される信号が変換器に到達するときに、変換器はその周波数で振動する。代表的な音響波変換器は、920kHzの周波数に応答するように設計された厚さ.098インチの圧電材料から形成されている。300mmのウェーハ506(プラッタ508の対向側における位置を示すため図5Bにおいて点線が付されている)については、5.4MHzの周波数であると、300mmのウェーハ506が該音波に対して透過性である点で特別に有効である。5.4MHz±30%では、音波はウェーハ506を実質的に通過して進み反対側のウェーハ表面から出ることができる。5.4MHzの周波数を得るため、音響波変換器502の厚さはもちろんのこと、他の全層(プラッタ508及び図5Aの接着剤/半田層540)の各厚さも920/5400=0.17倍されており、或いはその代わりに音響波変換器の圧電材料、接着剤及びアルミニウム製プラッタの層厚が5.87分の1にされている。これにより、変換器が5.4MHzの周波数に応答するのが可能になると共に、音波がウェーハ506に達するまでの途中に通過しなければならない他の材料層508及び540からの跳ね返りを減少させることが可能になる。例外はフッ素重合体被覆534の厚さ536(正しい縮尺ではない)であり、これは全実施例において同じに保持することができる。一実施例において、変換器502がカリフォルニア州サンタバーバラのチャンネル・インダストリーズ・インコーポレイテッド(Channel Industries, Inc.)により製造されていれば、圧電材料はジルコン酸チタン酸鉛のセラミックである。一実施例において、変換器502に供給されるエネルギは少なくとも30%の効率でウェーハ506に達することができる。
【0046】
図5Cは、プラッタ上に条片状に位置決めされた複数の音響波変換器を有する一実施例を例示している。プラッタ裏側514に線形に配置された音響波変換器502及び503は、プラッタ表面514上である距離だけ移動することができる。プラッタ裏側514にある音響波変換器502及び503は、プラッタ508の少なくとも実質的に直径(ここでは外径と呼ぶ)にわたり延びる条片として配置されていて、プラッタ裏側514の面積のほぼ40%をカバーしている。音響波変換器502は、他の音響波変換器503とは異なる周波数で伝達しうる。一実施例において、音響波変換器502は一本の条片を形成することができ、一方、音響波変換器503は第2の平行な条片を形成することができる。代替実施例(図示せず)において、音響波変換器502及び503は均等に混在させることができる。別の実施例において(図示せず)、音響波変換器は、プラッタ内径からプラッタ外径までの距離、実質的に半径(R)にわたり延びる一本の条片としうる。この実施例については、音響波変換器502及び503は、プラッタ裏側514の表面積の約20%をカバーすることができる。音響波変換器によるプラッタのカバーが80%未満である結果として、補償のため出力が増大されなければ、ウェーハスループットが小さくなることがあるが、メガソニックによるウェーハの完全なカバーは依然として維持することができる。
【0047】
音波による洗浄、特に粒子除去の効果は、周波数に関係することができ、異なったサイズの粒子は、メガソニック周波数が異なっていると、より効果的に除去することができる。これまでは、ウェーハ(図示せず)から除去すべき粒子の大部分は、0.3μm(ミクロン)及び0.1μmのサイズ内に存在している。ウェーハを洗浄する際、0.3μmサイズの範囲にある粒子のメガソニックによる除去は900kHz域において効果的であるが、0.1μm域にある粒子のメガソニックによる除去は1.8MHz域において効果的であることが分かった。一実施例において、メガソニック洗浄のためウェーハに2種の周波数を適用するために、重畳した周波数の組合せを含む単一信号が全ての変換器に送信される。プラッタ上に存在する異なる変換器の各々は、各変換器が適合する対応の周波数のみに応答する。このようにして、単一の信号の範囲内で、ウェーハ処理サイクル全体にわたり各周波数について、個々の周波数を加算もしくは減算したり、或いは出力を変更したりすることができる。
【0048】
図6A,図6B及び図6Cは、1つ以上の周波数を出力する音響波変換器650及び652の一実施例を例示している。除去すべき粒子のサイズと、その粒子を除去するメガソニック周波数の効果との間にはある関係が存在することが分かった。ウェーハを洗浄する場合、除去すべき粒子サイズは、しばしば0.3μm(ミクロン)及び0.1μmのサイズ内にある。925kHz範囲内のメガソニック周波数は、約0.3μmの直径を有する粒子の除去に効果的であり、1.8MHz範囲内のメガソニック周波数は、約0.1μmの直径を有する粒子の除去に効果的であることが分かった。音響波変換器650及び652は、プラッタ608に取着されており、そこで音響波変換器650の幾つかが、残りの音響波変換器652とは異なる周波数を出力する。図6Aは、プラッタ表面614の半円部が925kHzの範囲内で振動する第1の変換器650で覆われており、プラッタの残りの半分が1.8MHzの範囲内で振動する第2の変換器652で覆われている一実施例を示している。ウェーハ(図示せず)は回転するので、ウェーハ全体が双方の周波数範囲での照射を受ける。これらの変換器650及び652がたとえ透過する5.4MHzの周波数で振動されていなくても、十分なエネルギがウェーハに依然として到達することができ、洗浄に効果的である。
【0049】
多重周波数の音響エネルギをウェーハに伝達するには種々の変換器配列の仕方が可能である。2,3の付加的な変換器配列について以下に記載するが、本発明はそれらに限定されない。図6Bは、はす向かいの四分円にある2グループの変換器650及び652を有するプラッタ608の代替実施例を示している。図6Cは、プラッタ608が、プラッタ表面614の直径654にわたり実質的に延びている線形条片になってプラッタ上に位置決めされた2グループの変換器650及び652を有する代替実施例を示している。一実施例において、各変換器グループ650及び652は、プラッタ表面614の約20%をカバーしている。半円変換器配列(図6A)、四分円変換器配列(図6B)及び線形条片配列(図6C)を用いる諸実施例において、ウェーハ(図示せず)の回転は双方の周波数がウェーハ表面の少なくとも80%に当たることを可能にする。80%未満の音響波変換器カバーの結果、スループットはなりうる
【0050】
変換器650及び652が5.4MHzの周波数で発生していなければ、即ち5.4MHzの選択をさせた諸条件についてトランスペアレントであれば、変換器650及び652、接着剤540(図5B)、並びにプラッタ608を構成している各厚さは、音響反射を最小にすると共にウェーハに達する音波の効率を向上させるサイズにやはりすることができる。第1グループの変換器が第2グループの変換器のほぼ2倍の周波数で振動する実施例では、第1グループ変換器650の周波数についての反射を最小にするよう選択されたプラッタ厚さ530(図5A)は、他グループの変換器652の周波数についての反射を減じるのに同様に効果的であろう。上述した諸実施例において例えば2つの周波数が使用されたが、言うまでもなく、任意の数の異なる周波数が与えられていてもよく、また各周波数を発生する各タイプの変換器からのカバー率は変更しうる。1つの周波数からの反射を最小にするようプラッタ厚さが選択された場合、用いられる各周波数の比が最小周波数の整数の倍数であれば、適用される他の全ての周波数もまた最小にされた反射を有することができる。
【0051】
図7は、洗浄チャンバ700の一実施例についてのウェーハ除去を例示している。ウェーハ706の除去中、代替のブラケット748及びノズル751は軸線745に沿って並進することができ、上方へ約1インチ移動して、ウェーハ706が外部ロボットアーム(図示せず)と係合するのを可能にする。次に、洗浄チャンバドア758が移動して洗浄チャンバハウジング760へのアクセスを許容する。こうして開口ができるために、ロボットアームは、洗浄チャンバハウジング760に入り、ウェーハ706に係合して取り除き、そのウェーハを洗浄すべき次のウェーハ(図示せず)と交換することができる。このようにして、システム700がプラッタ708、電気モータ722、流体配管728及び電気配線746のような洗浄装置の複雑な諸要素を移動させる必要なしに、ウェーハ706を取り付け、洗浄し、取り除くことができる。
【0052】
図8は、複数のメガソニック周波数が水晶ロッドに適用されている一実施例を例示している。この実施例において、薬剤806はノズル816を経由してウェーハ814に供給される。第1の水晶ロッド802と1つ以上の追加のロッド804は、該水晶ロッド802,804及びウェーハ814間に液体806を集めるように、ウェーハ814に接近して配置させることができる。水晶ロッド802及び804の各々は、その端部に取着された変換器(図示せず)から液体である接触媒質806に異なる周波数を伝達する。水晶ロッド802及び804は、ウェーハ非デバイス側又はウェーハデバイス側であるウェーハ上面812に音圧波(sound pressure waves)を伝達するため、それらの軸線808及び810を回転するウェーハ814と平行に延ばして状態で配置されている。
【0053】
図9は、複数のメガソニック噴射ノズル902及び904が音響エネルギを伝達するのに使用されている一実施例を例示している。各ノズル902及び904は、プラッタ907内で回転するウェーハ906に当たる水スプレー908及び909に音響エネルギを伝える。この音響エネルギは、ノズル902及び904により伝えられたときに水滴908及び909に入り、そしてメガソニックにより付勢された水は、回転しているウェーハの非デバイス側表面910上に噴射することができる。プラッタ907は、洗浄薬剤911を収容するために皿形に凹んだ中央部912を有していてよく、その中でウェーハ906は“浮いて”いてよい。洗浄薬剤911は、ウェーハデバイス側913及びプラッタ907の間にある領域内にポンプ送りすることができる。この実施例では、複数のメガソニック噴射ノズル908及び909を使用することができ、1つのノズル902に伝えられる周波数は他のノズル904に伝えられる周波数とは異なっている。ウェーハが回転する結果、プロセス中にウェーハは双方のメガソニック周波数を受ける。或いは、ウェーハの両側が音響エネルギを直接に、即ち、単にウェーハを介して反対側に伝達される音響エネルギだけでなく受けるように、1つ以上のメガソニック周波数をプラッタ907から放射することができる。
【0054】
図10は、2つ以上のメガソニック周波数を用いて複数のウェーハをバッチ処理するための装置の一実施例を示している。多数の変換器1004及び1008が洗浄装置1000のチャンバ1001に配置されている。第1タイプの変換器1004は第1周波数を発生し、第2タイプの変換器1008は第2周波数を発生する。第1タイプの変換器1004は、第1チャンバ表面1002上に位置決めされ、一方、第2タイプの変換器1008は、第1チャンバ表面1002に対してほぼ垂直でよい第2チャンバ表面1006上に位置決めされる。このようにして、第1タイプの変換器1004及び第2タイプの変換器1008の双方により発生された音波は、積み重なったウェーハ1010(頂上のウェーハのみ目視できる)に平行に進む。2つの周波数によるプロセスチャンバ1000内の波の干渉を最小にするため、変換器グループのいずれもが他のグループとは180度離れて配置されていない。また、2つの周波数の一方又は双方はパルスとすることができる。代替実施例において、変換器は垂直以外の角度をなしていてよい。一実施例において、多数の周波数を発信する多数の変換器の各々は、メガソニック洗浄ハウジング1012の形状及び発生すべき周波数の数の制約条件に適合するよう、90度未満の角度、即ち鋭角で配置することができる。代替実施例において(図示せず)、変換器1004及び1006は、どの表面においても混在するように位置決めすることができる。
【0055】
図11は、ロボットアームアセンブリ1102を囲んで位置決めされた4つの単一ウェーハ洗浄装置1101の集合体1100を示している。この機械1100の一側には多数のウェーハカートリッジ1104が取着されており、各ウェーハカートリッジが洗浄すべき又は洗浄された複数のウェーハ1106を保持している。洗浄チャンバ1101の洗浄プロセスは、利用可能なスペース及びロボットアームアセンブリ1102の使用を最適化するようにタイミングがとれた順序で進行する。ある可能な順序では、ロボットアームアセンブリ1102が未洗浄のウェーハ1106をウェーハカートリッジ1104から取り込み、このウェーハを洗浄チャンバ1101に入れ、別のプロセスチャンバ1101からクリーンなウェーハ1106を取り出し、このクリーンなウェーハ1106を別のウェーハカートリッジ1104内に置く。プロセスチャンバ1101からウェーハカートリッジ1104へ、プロセス1101へ等というこの移動は、ウェーハ1106の洗浄時間を最適化するが、他の順序バリエーションを使って最適のウェーハ洗浄サイクル時間を選択してもよい。
【0056】
図12は、単一ウェーハ洗浄装置の一例を示している。このウェーハ洗浄装置1200は、積重ね式もしくはスタック式機械である。このスタックの頂部にあるのはフィルタ1210とすることができ、そこではファン又はタービンを使用して空気がフィルタ1210を貫流している。このフィルタ1210は、噴射薬剤がフィルタ1210に到達する可能性を減らすべく洗浄チャンバ1230からある距離にフィルタ1210を位置決めするため、頂部チャンバ1220の上に配置することができる。洗浄チャンバ1230は、ウェーハ保持ブラケット(図示せず)を、ウェーハを処理するために必要とされる他の設備と共に、収容することができる。洗浄チャンバ1230の直下には、洗浄プロセスを制御するのに使用される種々の電子機器1240を配置することができ、また、底部には、洗浄チャンバへ送入する洗浄及びすすぎ薬剤1250を置くことができる。
【0057】
図13は、頂部チャンバの代替実施例を例示している。一実施例において、上述のフィルタ(図示せず)からの空気流は、符号1320で示すように部分的に向きを変えられている。空気1310の一部は、ウェーハ1325(プラッタは明瞭にするため除去)上へと下方に流れるが、残りの部分1320は頂部チャンバ1350のバイパスチャンバ1330を下方に流れる。一連の孔1340は、旋回するウェーハ1325と整列し環状に離れて配置される。処理中にウェーハ1325から振り落とされた薬剤1345は、環状の孔1340内に引き込まれ、バイパスチャンバ1330を流下する。このようにして、洗浄チャンバ1300を通るオーバーフロー流はよりバランスされ、そして薬剤1345はより低い汚染度で収集することができる。より少ない不純物と共に集められたこの薬剤1345は、再使用を考慮することができる。
【0058】
当該技術において良く知られているように、音響エネルギは、境界(材料)を変えるときに跳ね返る又は反射する。従って、変換器接着剤、プラッタ本体及びプラッタフッ素重合体被覆を介して変換器により発生される特定の音響周波数は反射して、後から伝達される音響エネルギと干渉する多くの機会を有すると考えるべきである。一つの解決策は、諸材料の種々の厚さをこの反射が最小になるか無くなるように設計することである。別の解決策は、跳ね返りをおそらく80%の反射まで許容し、次いで、新たに出射される音響エネルギが反射音響エネルギにぶつからないような速度で伝達音響エネルギをパルスにすることである。前述したように、音響エネルギのパルシングもしくはパルス状発振は、キャビテーションを改善し、従ってアコースティックストリーミングを向上させる利点を有している。
【0059】
300mmウェーハの厚さは公称0.775mmである。反射の解消もしくは減少は、諸層の厚さがλ/2の倍数となるように選択することにより行うことができ、ここでλはウェーハに印加されるメガソニックエネルギの波長である。或いは、パルシングについては、反射による干渉は信号パルスの長さを2L/c未満に減少させることにより解消することができ、ここで、cは層内の音響信号の速度であり、Lは層の厚さである。シリコン内に音響信号の速度は、概略で8430m/秒である。従って、パルスもしくはバーストの長さは(0.775mm)2/(8430m/秒)=0.18μsとすべきである。このバーストは、非常に短いので、λ/2=0.775mmとなるように周波数を選択するのが良いことであり、パルシングは不必要である。周波数をfとすると、λ=8430m/秒/fであるから、これから周波数は約5.4MHzになる。
【0060】
300mmウェーハについて試みた後、最小の反射でウェーハを通る送信に対する最適共振周波数は5.4MHzであることが確認された。従って、一実施例において、この5.4MHzの周波数を使用してメガソニック波をウェーハの非デバイス側に送波している。これらの周波数の波は、殆ど反射なしに、プラッタ及びウェーハを通ってプラッタに対向していないウェーハ面に伝わる。即ち、該波は透過周波数である。現在の300mmウェーハの厚さ0.775mmとは異なるウェーハ厚さについて、5.4MHzが正しい周波数ではないであろう。ウェーハ(及び先行材料の諸層)を通る透過波を発生するため、諸ファクター、即ちウェーハ厚さとあいまって層比のλ/2厚さ及びシリコン中の音の速度に基づいた数式を使用しうる。透過性である(即ち、跳ね返りのない)周波数を演算するための一般式は4215±30%m/dである。ここで、mはメートル(meters)であり、dはウェーハの厚さ(メートル)である。しかし、別の実施例において、透過波についての周波数を演算するために式4215m/dを使用し、この周波数をウェーハのデバイス側に適用しうる。このようにして、所定のウェーハ厚さについて、ウェーハに対しウェーハ透過性を有する音響周波数がウェーハデバイス側及び/又はウェーハ非デバイス側に適用されうる。音波がウェーハ表面に達するために通過しなければならない諸材料のスタックに対し透過性である2つ以上の周波数が使用されていれば、最小周波数の倍数である周波数をなるべく多くするのが望ましい。これは諸材料のスタックを通過するかかる周波数の透過性に備えている。かかる周波数の1つがウェーハに対して透過であったら、そのうえ全ての周波数が上述した利点を有することになる。透過周波数を発生させるこの解決策は、2枚以上のウェーハを全体的に浸漬する装置、或いは1本以上の水晶ロッドを使用する装置、或いは音響エネルギをスプレーに注入するのに1本以上のノズルを使用する装置のような他のウェーハ洗浄装置において使用することができる。
【0061】
多重配線(poly−line)、即ちポリシリコン又はアモルファスシリコンなしの粒子除去、微細構造(即ち、03μm未満の寸法を有する)に対する損傷は、ウェーハ裏側表面に垂直に適用されて当たるメガソニックエネルギと関連して使用される洗浄溶液の使用により、大きく減少もしくは解消することができる。900kHz以上の周波数範囲にあるメガソニックエネルギは、高音響出力が印加されるときであっても、脆弱な多重配線(poly−lines)に対する損傷を完全に抑制できる。0.01W(ワット)/cm2〜10W/cm2、好ましくは0.1〜50W/cm2のメガソニック出力密度をもたらしうる700kHz以上の周波数をウェーハ裏側に適用することができる。効果的なメガソニック周波数は700kHz〜2.0MHzの範囲内にあるが、好ましいのは900MHzを超える周波数であり、最も好ましいのはほぼ1.5MHz±30%である。
【0062】
一実施例において、多重配線(poly−line)の損傷を軽減もしくは解消するために(メガソニックエネルギと共に)用いられる洗浄溶液は脱塩水でよく、或いは洗浄溶液は、(前述した)SC−1洗浄プロセスに由来する混合物でよく、約60℃で適用される。SC−1洗浄プロセスは水に添加されるNH4OH+H2O2の洗浄混合物を含み、そしてこの実施例については、洗浄混合物は、体積%でアンモニア対過酸化水素対混合水の比が1:2:80としうる。供給されるアンモニアは、水に対して体積で約28%溶液であり、供給された過酸化水素は、水に対して約31%溶液である。
【0063】
前述した説明において、本発明は、特定の例示的な実施例について記載されてきた。しかし、冒頭の特許請求の範囲に記載した広義の精神及び範囲から逸脱することなく、該実施例に対し種々の改変及び変更がなしうることは明らかである。従って、明細書及び図面は、限定的というよりは例示的な意味であるとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1A】
ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。
【図1B】
このウェーハ洗浄チャンバの別の実施例を例示している。
【図2A】
メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。
【図2B】
内部に薬剤の流れがあるプラッタ及びウェーハの中央部の一実施例を例示している。
【図3】
ベンチュリノズル構造の実施例を例示している。
【図4A】
回転可能なウェーハ保持ブラケット(ブラケット)の一実施例の上面図を示している。
【図4B】
このブラケットを3D的に斜視している。
【図4C】
プラッタ上方で回転するブラケットにあるウェーハ上下にある空気流の効果を説明している。
【図5A】
プラッタの一実施例の横断面を示している。
【図5B】
プラッタアセンブリの一実施例の下面図であり、プラッタに取着された単一の音響波変換器を例示している。
【図5C】
プラッタ上に条片状に位置決めされた音響波変換器を有する一実施例を例示している。
【図6A】
プラッタ表面の一半円部が925kHz範囲で振動する第1の音響波変換器で覆われており、残りのプラッタ半円部は1.8MHz範囲で振動する第2の音響波変換器で覆われている一実施例を示している。
【図6B】
対角関係の四分円に2グループの音響波変換器を有するプラッタの代替実施例を示している。
【図6C】
実質的にプラッタ表面の直径にわたりそれぞれ延びる線形の条片になって位置決めされた2グループの音響波変換器を有するプラッタの代替実施例を示している。
【図7】
洗浄チャンバの一実施例についてのウェーハ取出しを例示している。
【図8】
複数のメガソニック周波数が水晶ロッドに適用されている一実施例を例示している。
【図9】
音響エネルギを伝達するために複数のメガソニック噴射ノズルが用いられている一実施例を例示している。
【図10】
2つ以上のメガソニック周波数を用いて複数のウェーハをバッチ処理する装置の一実施例を例示している。
【図11】
ロボットアームアセンブリを囲んで位置決めされた4つの単一ウェーハ洗浄装置の集合体を示している。
【図12】
単一ウェーハ洗浄装置を示している。
【図13】
頂部チャンバの代替実施例を示している。
【符号の説明】
100…洗浄チャンバ、101…単一ウェーハ洗浄チャンバ、106…ウェーハ、108…プラッタ、108’…プラッタ、110…柱状部(ポスト)、111…フィルタ、112…薬剤、113…不活性ガス、114…非デバイス側、116…デバイス側、117…ノズル、117’…ノズル、119…皿状に凹んだ中央領域、123…空気、128…チューブ、142…貫通孔(供給ポート)、145…軸線、148…ウェーハ保持ブラケット(ブラケット)、160…チャンバ、200…メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバ、202…音響波変換器(変換器)、205…ガス、206…ウェーハ、208…プラッタ、212…薬剤、216…ウェーハのデバイス側、217…プラッタの上側、219…プラッタの下側、223,224,225及び227…薬剤(第2薬剤)、228…チューブ、242…貫通孔(供給ポート)、245…ブラケットの回転軸線、248…ウェーハ保持ブラケット(ブラケット)、251…ノズル、253…第2ノズル、305…ガス源、351…ノズル、356…噴射ポート、406…ウェーハ、409,409’…ブラケット支持柱状部(ポスト)、411…柱状部(ポスト)、414…ウェーハの裏側、416…ウェーハの表側、448…ブラケット、502,503…音響波変換器、506…ウェーハ、508…プラッタ、514…プラッタ裏側、517…プラッタ表側、608…プラッタ、614…プラッタ表面、650,652…音響波変換器、700…洗浄チャンバ700、706…ウェーハ、745…軸線、748…ブラケット、751…ノズル、802,804…水晶ロッド、806…薬剤、812…ウェーハ上面、814…ウェーハ、816…ノズル、902,904…ノズル、906…ウェーハ、907…プラッタ、908,909…メガソニック噴射ノズル、910…非デバイス側表面、911…洗浄薬剤、912…皿形に凹んだ中央部、913…ウェーハデバイス側、1000…洗浄装置、1001…チャンバ、1004,1008…変換器、1010…ウェーハ、1101…単一ウェーハ洗浄装置、1102…ロボットアームアセンブリ、1104…ウェーハカートリッジ、1106…ウェーハ、1200…ウェーハ洗浄装置、1230…洗浄チャンバ、1240…電子機器、1250…薬剤、1325…ウェーハ、1340…一連の孔、1345…薬剤。
本願は、西暦2000年6月26日に出願された米国特許願第09/603,792号の一部継続出願である。
【0002】
【発明の背景】
1.発明の属する技術分野
本発明は、基板表面の洗浄の分野に関し、特に半導体ウェーハの化学・メガソニック(megasonic)洗浄の領域に関するものである。
【0003】
2.関連技術の検討
半導体ウェーハ基板(ウェーハ)の洗浄においては、粒子除去が極めて重要である。粒子は、化学的手段により、或いは機械的手段により除去することができる。現時点での技術の状態では、通常、化学的手段及び機械的手段の双方を組み合わせることにより、粒子の除去が行われている。この現時点での技術の状態はバッチプロセスであり、多数のウェーハを液体で満たされたタンクの中に入れてから、この液体に高周波(メガソニック)の照射を行っている。メガソニック洗浄は、高周波AC電圧により励磁されるセラミック圧電結晶を使用しており、該高周波AC電圧が結晶を振動させる。この振動により音波が液体中に伝わると共に、機械的手段がウェーハ表面から粒子を除去する準備をする。同時に、液体中の薬剤が軽い表面エッチングを行うと共に正しい表面終端(surface termination)をもたらすので、粒子に働くメガソニックの機械的作用とエッチングの組合せにより、粒子が一旦表面から除去されれば、これらの粒子は表面上に再付着しない。その上、薬剤は、ウェーハの表面終端と粒子との間に静電反発力が存在するように選択されている。
【0004】
現在まで、メガソニックの照射はウェーハが浸漬されているタンクに適用されてきた。ウェーハを浸漬させるために液体で満たされた洗浄タンクを使用する場合、効率的であるためには同時に複数のウェーハを浸漬する必要がある。タンク中で単一ウェーハの洗浄が可能であるが、単一ウェーハのタンクの体積を考慮すると、薬剤を再使用しなければならない。
【0005】
従来、単一ウェーハ洗浄方法においては、機械的攪拌が幾つかの方法で行われてきた。第1に、ウェーハが完全に平坦であるときには、ウェーハ表面を洗うためにブラシを使用することができる。しかし、この方法は、ウェーハがブラシにより損傷を受けうる微細構成(パターン)を有しているときには、可能ではない。更に、ブラシはウェーハのパターン間には届かない。パターンが存在する場合には好適な機械的攪拌であるメガソニックエネルギをノズル内の液体に加えることができ、その後、該液体をウェーハ上にスプレーもしくは噴射することができる。このようにしてスプレー式方法が用いられる場合、音による圧力波がスプレーの液滴内に閉じ込められ、その中で圧力波の力が多く失われる。液滴がウェーハ表面にぶつかるときに、残りの音響エネルギの大部分が失われる。使用されている別の方法では、ウェーハ表面上に懸架された水晶ロッドにより、該水晶ロッドとウェーハ表面の間に洗浄溶液を集めた状態で、メガソニック圧力波を適用している。
【0006】
単一ウェーハの表面にメガソニックを当てようとするこれらの試みは、この上なく重要な単一ウェーハの洗浄時間を短縮していないので、いずれも十分に効果的ではない。単一ウェーハ洗浄方法は、競争力があるためには、バッチ式洗浄方法よりももっと迅速でなければならない。更に、現在の単一ウェーハ洗浄技術のいずれにも、同時にウェーハの表裏の双方を十分に洗浄できるものはない。同時に表裏を洗浄する唯一の既知技術は、タンクに1バッチのウェーハを浸漬し、該ウェーハの両側から音波を当てることである。このようにして、音波は洗浄すべきウェーハ表面と平行に進む。シリコンウェーハの洗浄に際しては、デバイス側(表側)のみが能動素子で構成されていても、ウェーハの両側を洗浄することが重要である。デバイス側に残った汚染はデバイスの誤動作を生じさせうる。非デバイス側(裏側)に残った汚染は多くの問題を生じさせうる。裏側の汚染は、表側へのフォトリソグラフィの段階で焦点外れを生じさせうる。また、裏側の汚染は、処理ツールに汚染を生じさせ、これが次にウェーハの表側に転移されうる。最後に、高温工程前に付着した裏側の金属汚染は、シリコンウェーハ全体に拡散して最後にはウェーハのデバイス側に達することになるので、デバイスの誤動作を生じさせる。
【0007】
ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、種々の目的でシリコンウェーハ上に成膜される。これは、トランジスタのゲート材料とすることができ、或いは局所的な相互接続のために使用することができ、或いはキャパシタ構造においてキャパシタプレートの一つとして使用することができる。通常、ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、二酸化ケイ素のような絶縁材料上に堆積される。ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、CVD(化学気相堆積)法により堆積されるのが普通である。ポリシリコン又はアモルファスシリコンの堆積は、通常非選択的に起こる、即ち、ウェーハ全体がポリシリコン又はアモルファスシリコンの層で覆われる。このような全面的堆積の後、ウェーハはフォトレジストで被覆され、フォトレジストは、ある設計パターンに従ってUV光に露出され、現像される。次いで、ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、プラズマ反応炉においてエッチングされる。フォトレジストの露光は、ポリシリコン又はアモルファスシリコンがエッチングされるパターンを決定する。通常、ポリシリコンは、電流をある個所から別の個所に導いたり、キャパシタのように電荷を集めたりするのに使用される。いずれにしても、寸法は、新しい技術の発生に伴って縮小されてくる。
【0008】
最近まで、0.3μm(ミクロン)よりも小さい寸法は使用されていなかった。しかし、例えば0.14μmのような、また0.1μmまでも低下する0.3μm未満の多重配線寸法(poly−line dimensions)を用いる技術が使用されてきている。これらの多重配線寸法及びキャパシタプレートの寸法は、脆弱な構造であるので、破断する傾向がある。即ち、これらの構造は脆弱であるから、攪拌により破断し、欠陥のあるチップを生じさせる。例えば酸素プラズマ(即ち、フォトレジストの灰化)によりエッチング及びフォトレジスト除去の後、シリコンウェーハは、粒子だらけになるのが普通である。これらの粒子は次のデバイス製造工程に進む前に除去しなければならない。
【0009】
これらの粒子は、ウェットベンチ(wet bench)のような洗浄ツール中に除去されるのが普通である。粒子は、ウェーハを洗浄液体中に浸漬すると共に、該洗浄液体をメガソニック音波で攪拌することにより、除去される。これは0.3μm以上の多重配線もしくはポリラインで効を奏したが、0.3μmよりも小さい寸法を有する多重配線を使用した場合には、メガソニック音の攪拌によりこれらの脆弱な構造が損傷を受けるため、メガソニック音の攪拌を使用することはできない。従って、これらの脆弱な構造が洗浄液体にさらされる場合には、薬剤のみが粒子の洗浄に使用できる。攪拌なしに単に洗浄液体中に浸漬するだけで粒子の幾分かが除去されるが、粒子の全て或いは十分な量を除去できるわけではない。それにもかかわらず、代替洗浄方法は存在しておらず、この方法が、これらの脆弱な構造に対して使用される唯一の洗浄技術である。
【0010】
【発明の概要】
プラッタ上方に位置決めされたウェーハの片側又は両側に洗浄又はすすぎ溶液を適用する単一ウェーハ処理のための方法及び装置が開示されている。ウェーハは回転されるブラケット中に位置決めすることができ、プラッタはメガソニックエネルギを1つ以上の周波数の形でウェーハの一側に当てることができる。ブラケットは3箇所以上でウェーハを保持することができ、これらの個所でウェーハの位置が重力により維持される。300mmウェーハに適用される少なくとも1つの周波数は5.4MHzとすることができる。プラッタに対面するウェーハの一側は非デバイス側でよく、プラッタは、同プラッタの裏側上に1つ以上の音響波周波数を位置決めして、1つ以上の周波数でメガソニックエネルギを発生することができる。
【0011】
選択された周波数は、プラッタ及びウェーハにより反射されないので、メガソニックエネルギの大部分はプラッタに対面していないウェーハの一側に到達しうる。洗浄/すすぎ溶液をウェーハの非デバイス側に供給しながら、別の洗浄/すすぎ溶液をウェーハのデバイス側に供給してよい。メガソニックエネルギはパルスであってもよく、或いは変動する出力で適用されてもよい。
【0012】
本発明によると、加えられる薬剤は、低容積であることを必要とし、洗浄及びすすぎ薬剤の再使用は必要でない。また、皿形に凹んだ中央部を有するプラッタと自然力により保持すべしウェーハとの間に薬剤を供給すると共に、該薬剤を除去するためウェーハを回転させることが開示されている。
【0013】
【本発明の詳細説明】
単一ウェーハ洗浄を行うのに使用する方法及び装置が開示されている。プロセスチャンバ(チャンバ)は、チップ処理過程において単一ウェーハの上側及び下側の一方又は双方を処理することができる。このチャンバは、洗浄溶液の使用量を少なくしながら良好なプロセス制御を行うのと同時に、ウェーハの高スループットを提供することができる。
【0014】
一実施例において、単一ウェーハは、プラッタ上方のウェーハ保持ブラケット(ブラケット)に位置決めされる。洗浄及びすすぎ溶液のような薬剤は、プラッタを下方から配送されて、ウェーハの下側に接触する。薬剤は、ウェーハとプラッタとの間の隙間を満たすのに十分な流量が供給される。隙間が一旦満たされたら、若干薬剤を追加して、隙間内の溶液を表面張力や毛管力のような自然力により所定位置に保持する必要があるかも知れない。
【0015】
別の実施例において、第1群の薬剤(第1薬剤)をウェーハの下側に輸送しながら別の供給源からの薬剤(第2薬剤)をウェーハの上側に輸送する。上述したどちらの実施例においても、メガソニック音波をプラッタから発射し、下方から流れてウェーハの下側面にぶつかる第1薬剤中を移動させることができる。上述した諸実施例の種々の要素を含んでいてよい更に別の実施例において、メガソニック音波は、溶液がスプレー又は薄膜の形であるウェーハの上側に供給される薬剤内に入れられている。
【0016】
最近、メガソニック範囲にある周波数を発生する音響波変換器の使用は、ウェーハ洗浄の際に普通のことになってきている。超音波洗浄及びメガソニック洗浄間の差は、音響波を発生するのに使用される周波数の差にある。超音波洗浄は、ほぼ20〜400kHzから上の周波数を使用し、不規則なキャビテーションを発生させる。メガソニック洗浄は、350〜400kHzで始まるもっと高い周波数を使用し、メガヘルツ(MHz)の範囲に明らかに入る周波数を使用しうる。2種の洗浄方法間の重要な差は、高いメガソニック周波数により超音波周波数で見られるような激しいキャビテーション効果が生じないことである。メガソニックは、キャビテーション侵食や、ウェーハ表面の損傷の可能性を著しく減少もしくは排除する。一般に、周波数が高くなればなるほど、ウェーハの損傷は小さくなる。
【0017】
メガソニック洗浄は、より制御されたキャビテーションを発生させる。気孔の発生及び活動であるキャビテーションは、実際の粒子除去プロセスにおいて重要な機構であると思われるが、その理由は、キャビテーションが粒子付着力を超克するのに十分なエネルギを有し、粒子を除去させるからである。制御されたキャビテーションは、粒子を押し退けることができるアコースティックストリーミングになり、従って、粒子はウェーハに再付着しない。メガソニック変換器への入力電力を変更及び/又は脈動させることによって、電力を一定レベルで連続的に印加するよりもキャビテーションをより良く制御できるので、メガソニック洗浄が改善されうる。メガソニック洗浄は、同時に発生される複数の周波数を用いることにより、或いは洗浄サイクル又はすすぎサイクル、或いはその組合せサイクル中に1つ以上の周波数を変更することにより、改善することができる。メガソニック洗浄は、使用される周波数(単数又は複数)の選択によっても改善することができる。
【0018】
半導体処理の際には、ウェーハをリソグラフィーツールからのUV光に露出する前に裏側粒子を除去するためのように、表側(デバイス側)を処理することなくウェーハ裏側(非デバイス側)を処理したい場合が数多くある。裏側にある粒子は、焦点深度の問題を生じさせうる。その他の場合、成膜ツールがウェーハの表側に材料を堆積させて膜を形成させるが、不注意により、堆積物がウェーハの裏側に幾分か堆積することになる。銅製電気メッキツールのような他のツールにおいては、銅汚染がウェーハの裏側に生じることになる。これらのいずれの場合においても、裏側は、粒子及び/又は溶解金属について、洗浄しなければならず、或いは幾層かを剥がさなければならない。
【0019】
図1Aは、単一ウェーハの洗浄チャンバ100の一実施例を例示している。ウェーハ106の上側をどんな薬剤にも露出することなくウェーハ106の下側を洗浄、すすぎ及び乾燥薬剤112に露出させるのに使用する方法及び装置が開示されている。一実施例において、ウェーハの非デバイス側114は、薬剤112に露出させるべく下向きになっているが、ウェーハのデバイス側116は上向きであり薬剤112に露出されていない。
【0020】
一実施例において、ウェーハ処理サイクルを開始するために、回転可能のウェーハ保持ブラケット(ブラケット)148は、上向きにある距離だけ軸線145に沿って並進する。ウェーハ106を保持するロボットアーム(図示せず)は出入ドア158を介してチャンバ160の内部に入り、ウェーハ106がブラケット148の中に置かれる。次いでこのブラケット148は、円形のプラッタ108からある距離だけウェーハ106を水平方向に整列させるように下動される。ブラケット148に入っているウェーハ106は、プラッタ108と平行であると共に、該プラッタ108からある距離のところに配置され、即ち隙間がある。プラッタ108は、ウェーハ106に対峙するところで平らであり、従って、プラッタ108及びウェーハ106を隔てている距離は一様である。ウェーハ106及びプラッタ108間の隙間は、約1〜5mmの範囲にあり、好ましくは約3mmである。
【0021】
一実施例において、ブラケット148内に位置決めされたときのウェーハ106は、ブラケット148の3つ以上の垂直支持柱状部(ポスト)110上に載置することができる。該垂直支持柱状部110は、ウェーハ106に直接に接触するエラストマーパッド(後から図4Aに示す)を含むことができる。ウェーハ106は、薬剤112を下方から供給してウェーハの裏側114に接触させながら、回転される。チューブ128は、プラッタ108にある貫通孔(供給ポート)142に連絡している。ウェーハ106が回転(スピン)する結果として、ウェーハの裏側114に供給された薬剤112は、ウェーハの表側116にあるデバイス121に達するのを制限される。また、ノズル117は、ウェーハ106上に入り、ウェーハ表面の約5mm以内で且つウェーハ半径の外側半分に入るように位置決めされている。このノズル117は、N2のような不活性ガス113の流れをウェーハのデバイス側116に供給して、ウェーハの裏側114に供給された薬剤112がウェーハの表側116上に移動するのを更に制限している。高性能微粒子除去フィルタ(HEPA)又はULPAフィルタのようなフィルタ111からの空気123の重力及び下向き流は、柱状部110上に位置付けられたウェーハ106をそこに維持しておくように作用する。ウェーハ106とプラッタ108との間にある薬剤112は、毛管現象及び表面張力のような自然力によって所定位置に維持されることができる。その結果、薬剤112をウェーハの裏側114との接触状態に維持しておくのに必要な薬剤流量は、処理中に減少させることができ、これは各サイクルにおける薬剤使用量を少なくすることを可能にすると共に、薬剤112を効果的に“再使用しない”ことを可能にすることができる。プロセスの洗浄サイクルの間、ウェーハの回転を停止して、ウェーハ106を静止状態に留めておきながら、洗浄薬剤112をウェーハ下側表面114に接触させることができる。しかし、ウェーハ106は、すすぎサイクル及び乾燥サイクルについてはもちろんのこと初期にも洗浄薬剤にウェーハ下側表面114を浸けておくように、回転することができる。
【0022】
図1Bは、単一ウェーハの洗浄チャンバ101の代替実施例を例示している。この実施例において、プラッタ108’は、ウェーハ106に臨むプラッタ側に皿状に凹んだ中央領域119を有している。処理のため、薬剤112を皿状に凹んだ中央領域119に入れることができ、またウェーハ106は、ウェーハ裏側114が薬剤112と接触しているように皿状に凹んだ中央領域119内に位置決めしておくことができる。プラッタ108’のこの皿状に凹んだ中央領域119は、薬剤112を収容しておくと共に、プロセスサイクル中に必要な薬剤112の量を更に低減させるように機能する。皿状に凹んだ中央領域119は、ウェーハ106の上側表面116を薬剤112の外側に留めておきながらウェーハ106の下側表面114を薬剤中に沈めておくのに十分な深さとすることができる。一実施例において、ウェーハ106の総表面積のほぼ半分は薬剤112内に入っている。ノズル117’をチャンバ160の上部領域内に配置して、窒素のようなガスをウェーハの上側に流すことができる。ノズル117”は、すすぎサイクル及び回転サイクルについてはもちろんのことウェーハ交換及び除去の間、ウェーハ106との接触を避けるように運動もしくは枢回しなければならない。ノズル117’からのガス流は、ウェーハがスピンしていれば遠心力も一緒に加わって、薬剤112をウェーハ縁部115に向かって移動させることができ、ウェーハの上側表面116へと薬剤112が移動することを更に制限する。
【0023】
図2Aは、メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。図2Bは、薬剤の流れが内部にあるプラッタ及びウェーハの中央部の一実施例を示している。このメガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバ200は、図1A及び図1Bに例示した単一ウェーハ洗浄チャンバ100及び101についての方法、特徴及び利点を取り込むことができる。洗浄チャンバ200内において、プラッタ208に取り付けられた1つ以上の音響波変換器(変換器)202によりメガソニックエネルギが発生され、このメガソニックエネルギは、ウェーハ206及びプラッタ208の双方と接触している薬剤212を経てウェーハ206に達することができる。その結果、ウェーハ206は、ウェーハ回転、メガソニックエネルギ及び化学作用を含む色々な組合せで全て温度制御下に洗浄されうる。洗浄サイクルとすすぎサイクルとの間、並びに洗浄サイクル及びすすぎサイクルの後、単一ウェーハ洗浄チャンバ200はウェーハ206を乾燥させることができる。
【0024】
プラッタ208は上側217及び下側219を有し、変換器202のセットは下側219に取り付けられている。プラッタの上側217は、ウェーハ206に対面することができる。プラッタ208はこの実施例では固定されているが、別の実施例では、ウェーハのすすぎ又は乾燥サイクル中に隙間を開くために、プラッタ208をブラケットの回転軸線245に沿って並進可能とすることができる。ロボットアーム(図示せず)は、ウェーハのデバイス側216が上を向きプラッタ208から離れるように、ウェーハ206を回転可能なウェーハ保持ブラケット(ブラケット)248内に置くことができる。ウェーハ206は、ブラケット248内に置かれると、プラッタ208の上方で中央に位置決めされると共にプラッタ208と実質的に平行に保持されて、隙間を形成する。隙間の長さは約3mmであるが、ほぼ1〜5mmの範囲内に入ればよい。プラッタ208の直下に配置されているのは、ブラケット248を回転させるための電気モータ222である。該電気モータには貫通孔225があり、この貫通孔225を通ってチューブ228だけでなくプラッタ208からの配線246が延びている。チューブ228は薬剤212を供給ポート242に移送することができる。
【0025】
同じく図2Aを参照すると、プラッタ208は直径が約0.190インチの貫通孔242を有することができ、これは、下方から供給される薬剤212の供給ポートの役目をする。この供給ポート242は、プラッタ208の中央に配置することができ、或いは供給ポート242は、2,3mm程度まで中心をずらして配置することができる(図示せず)。各音響波変換器202には銅製スプリング244を取り付けることができる。このスプリング244は、ワイヤコイル形状(図示)又は薄板から形成した弾性フォイル(図示せず)のように電気的接触を維持するための種々の形状とすることができる。このスプリング244には配線であるリード線246の自由端が半田付けされて、電気接続を形成している。プラッタ208は、音響波変換器202に対する電気接続244,246のアースとして機能するように、洗浄チャンバ200に結合することができる。
【0026】
一実施例において、ノズル251は、プラッタ208及びウェーハ206の上方に配置して位置決めされている。処理中、このノズル251に第2組の薬剤223,224,225及び227(第2薬剤)を通流させることができる。ノズル251は、洗浄プロセスにおいて薬剤223,224,225及び227の各々と共に流体流250をウェーハのデバイス側216上に向けて送り出すことができる。ノズル251は、ウェーハ206を運動させずに、或いはウェーハ206をスピンもしくは回転させながら、薬剤223,224,225及び227をウェーハ206に供給することができる。ノズル251は、過剰を最小にしてウェーハデバイス側216の表面上に薬剤223,224,225及び227のコーティングを維持するように、低流量で薬剤223,224,225及び227を供給することができる。
【0027】
ノズル251は、ウェーハ206上に少なくとも100ミクロンの膜厚を維持するため連続的な薬剤の流れを供給することができる。薬剤の膜厚を100ミクロンに維持するため、薬剤223,224,225及び227は、ノズル251のところで、特定平均直径の粒度を有するミストに変換することができる。全てのノズル構造は、同構造で生成できる粒度をいかに小さくするかについて制限されている。流体使用量を最小にするという要求を満たすため、粒度の更なる減少が求められる。理論限界を超えて粒度を減少させる1つの方法は、ガスを薬剤中に同伴することである。ノズル251は、H2ガス205或いはO2,N2,Ar又はHeのグループから選んだ任意のその他のガスを薬剤223,224,225及び227中に十分に同伴又は溶解して、粒度を更に減少させることができる。その上、ガス205を同伴することは、メガソニックが当てられたときに薬剤223,224,225及び227内のキャビテーションを最適化するという追加の利点を有することができる。
【0028】
図3は、ベンチュリノズルの設計の代替実施例を示している。シャワーヘッドの形状であるこのノズルは、ガスを洗浄薬剤の中に引き込むためにベンチュリを使用する例として提示されている。このベンチュリ形状にすると、H2のようなガス源305を流体の流れ352に噴射することができ、その後、流体の流れ352は、ノズル351内のプレート358に形成された穴360を噴霧350として出てゆく。このような解決策を使用すると、薬剤はスロート部354を通って流れるので、そこで流速が増大することにより、流体圧力が低下する。小さな穴(噴射ポート)356がスロート部354に配置されると共に、そこにH2のようなガス源305が取り付けられている。流体の流れ352が噴射ポート356の側を通るときに、ガス305が低圧力の流体の流れ352内に引き込まれる。或いは、ガス305を十分な圧力下に流体の流れ352内に単に噴射し、それによりベンチュリ構造(図示せず)の必要性を避けてもよい。ガスを薬剤中に同伴するためのその他の解決策(図示せず)は、ガスを泡立てて各洗浄流体に注入すること、或いはガスの流れもしくはガス量に通してミスト化することとしうる。その後、ガスを同伴した薬剤は、穿孔が設けられた表面358を通りノズル351を出るが、表面358では、穿孔360が特定平均粒径を発生するような大きさに作られている。
【0029】
図4Aは、回転可能なウェーハ保持ブラケット(ブラケット)の一実施例を平面図で示している。図4Bは、このブラケットを3次元の斜視図で示している。ウェーハ406(点線で示されている)は、ブラケット448により所定位置に保持することができ、ウェーハ406はプラッタ(明快にするため図示しない)に平行にその近くに位置決めされる。最初、ブラケット448は、ウェーハ縁部415に沿った4個所409,409’で重力によりウェーハ406を保持することができるので、ウェーハ表側416及びウェーハ裏側414は、ブラケット448の構造から離れていて、洗浄/すすぎ液体の双方に、従って、メガソニックエネルギに露出されるようになっている。ウェーハ406とのブラケット448の接触個所409,409’の数は3つ以上とすることができ、また、回転の開始段階及び停止段階中にウェーハ406を摩擦把持するプラスチック又はゴムのような弾性材料により形成することができる。一実施例において、接触個所は、ブラケット支持柱状部(ポスト)411の端部のところに位置決めされるO−リングであり、該端部では、ポスト411は高速回転中の振動を最小にする翼形の形状を与えられている。
【0030】
図4Cは、プラッタ408上で回転しているブラケット448中のウェーハ406上下における空気流の効果について図示している。ウェーハ406とプラッタ408との間に薬剤が存在しないとき(すすぎサイクル及び乾燥サイクルの一部分)、空気は、ウェーハ406の回転中、円形の渦又はパターン460及び462となって流れることができる。プラッタ408及びウェーハ406間の隙間(一定の縮尺ではない)が空気流の領域を限定しており、その結果、ウェーハ406の上方で循環する空気流は、プラッタ及びウェーハの間を流れる空気462とは異なる流速である。すすぎ及び乾燥時の高ウェーハ回転速度では、流速の差によりウェーハ406の上下に圧力差がもたらされ(ベルヌーイの力)、これがウェーハ406上に作用する下向きの力をもたらすように働いて、ウェーハ406をブラケット448上に維持することができる。
【0031】
図2A及び図2Bを参照すると、使用する方法の一実施例では、第1薬剤212をプラッタ208とウェーハの非デバイス側214とに同時に接触するように下方から供給しながら、ブラケット248及びウェーハ206を回転させている。第2薬剤溶液223,224,225及び227は、ウェーハ206のデバイス側216を浸している。音響波変換器202は、プラッタ208を経て、ウェーハ206及びプラッタ208により捕捉された第1薬剤212に入るメガソニック波を発生する。メガソニック波は、ウェーハ表面214に対して実質的に直角(垂直)の角度でウェーハ非デバイス側214に入射しうる。用いられる周波数(単数又は複数)により左右されるが、メガソニック波の何%かは、ウェーハ206を通過してウェーハデバイス側216を励起し、ウェーハデバイス側216上の膜である第2薬剤溶液223,224,225及び227に入ることができる。第2薬剤溶液223,224,225及び227内で作用するメガソニック波は、ウェーハデバイス側216に対する洗浄を生じさせうる。最適のスループット速度のため、音響波変換器202の全面積は、プラッタ表面219の約80〜100%の面積をカバーするのに十分である。プラッタ208の直径はウェーハ206の直径とほぼ同じであっても、或いは大きくてもよい。本発明は、200mm(直径)、300mm(直径)又はそれ以上のサイズのウェーハ206に対し機能する適応性がある。ウェーハ直径がプラッタ直径よりも大きいと、ウェーハ206に当たるメガソニックエネルギからの振動がウェーハ206の外径(OD)まで到達し、洗浄作用を全範囲に及ぼすことができる。
【0032】
洗浄、すすぎ及び乾燥サイクル中、ウェーハ206は、ブラケット248の枢回点を通る軸線245を中心として毎分当りの選択された回転数(rpm)で回転される。また、任意の特定サイクルを最適化するために、ウェーハ回転速度は停止されても或いは変更されてもよく、また、音響エネルギは、出力設定及び周波数(単数又は複数)の組合せを変えたり、強弱をつけて変えたりすることによって変更されてもよい。一実施例において、モータ222により動力を供給されるブラケット248は、ウェーハ206を、洗浄作業中にはほぼ10〜1000rpmで回転させ、乾燥及びすすぎサイクル中には250rpmより大きい回転速度で回転させ、好ましい範囲はほぼ250〜6000rpmである。従って、ブラケット248が作動中のときに、ウェーハ206は、回転しながらメガソニックエネルギを照射されつつ、非デバイス側214で第1洗浄薬剤212に遭遇しており、デバイス側216で第2洗浄薬剤224に遭遇している。
【0033】
続けて図2Aを参照すると、音響波は、デバイス221が存在していないウェーハの非デバイス側214にぶつかり、非デバイス側が音響エネルギの全力を受けて損傷されうる。使用される周波数(単数又は複数)に左右されるが、メガソニックエネルギは、プラッタ208及びウェーハ206を通過してウェーハデバイス側216で洗浄又はすすぎ薬剤223,224,225及び227に入るときに、ある程度減衰することがある。その結果、ウェーハ非デバイス側214にぶつかるメガソニックエネルギは、十分に強力であるから、第1洗浄溶液212としては脱塩(DI)水のみが用いられる。
【0034】
第2洗浄溶液223,224,225及び227の薄膜(図示せず)は、ウェーハデバイス側216の表面を濡らすために付与しうる。DI水225でなければ、第2洗浄溶液224は、アールシーエー(RCA)の洗浄プロセスで使用されているようなより強い化学的性質であってよい。デバイス構造221に対するメガソニックエネルギの作用は、デバイス構造221に接触し、音波を吸収し、有効なキャビテーションを維持する小さな体積(薄膜)に閉じ込められる。
【0035】
一実施例において、メガソニックエネルギは、洗浄プロセスの間ずっと回転ウェーハ206に加えられている。メガソニックエネルギは400kHz〜8Mzの周波数範囲にあるが、もっと高い周波数でもよい。RCA式洗浄プロセスは、フッ化水素酸(HF)の0.5重量%の濃度を有するHFのようなエッチング液を事前使用と共に、ウェーハのデバイス側216に対して使用しうる。RCA式洗浄プロセスは、一般に使用されており、当業者に良く知られている。RCA式洗浄プロセス又は類似の洗浄プロセスは、第1の標準クリーン(SC−1)サイクル(NH4OH+H2O2)224、すすぎ(N2において結局IPA蒸気になるDI水225)、SC−2クリーン(HCl+H2O2)、すすぎ(N2において結局IPA蒸気になるDI水225)及び乾燥サイクル(回転ウェーハ206へのN2の吹き付け)を含みうる。N2におけるIPA蒸気の使用は、DI水をウェーハ上に存在させたままにしながら、行うことができる。その結果、前の洗浄薬剤の幾分かがDI水に浸漬したウェーハ上に依然として残留する。ウェーハへのN2におけるIPA蒸気吹き付けの開始を使用することにより、それはすすぎを完了する前に始まるので、即ちDI水による洗浄薬剤の除去を完了する前に始まるので、すすぎ時間を短縮することができる。N2におけるIPA蒸気の効果はすすぎサイクルに役立ち、また、すすぎサイクルの時間を短縮することである。N2におけるIPA蒸気256は、ウェーハの上側216に対するすすぎサイクルを支持するために第2ノズル253を介して供給することができる。第2ノズル253は、ウェーハの回転軸線245に対して心をずらして配置することができる。更に別の実施例において、2つ以上のノズルを使用することができ、これらのノズルは、ウェーハの上側216に対して薬剤及びガスでカバーできるように、例えば軸線245から等距離で配置するなど、種々のその他のパターンで配置することができる。
【0036】
ウェーハの非デバイス側214は、同じ洗浄、すすぎ及び乾燥のサイクルを有するか、或いは洗浄及びすすぎサイクルにおいてDI水212のみを使用しうる。すすぎ薬剤、エッチング液及びガスだけでなく、洗浄薬剤の温度は、使用中、15〜85℃の間とすることができる。洗浄流体を集めるために排液管262を洗浄チャンバハウジング260に設けることができる。洗浄チャンバのフロア263は排液管262に向かって角度がついていて、排液管262への薬剤223,224,225及び227の流れを良くしている。
【0037】
ウェーハ裏側(非デバイス側)214の表面の洗浄は別の方法で行うことができる。音響エネルギはウェーハの裏側で大きいので、RCAタイプの洗浄溶液224の必要はない。水中の振動のみで粒子をウェーハ206から分離して同粒子を運び去るのに十分である。DI水212は、洗浄サイクル及びすすぎサイクルの双方について、ウェーハ裏側214を囲む領域において音響エネルギを伝達するための媒体として選択されている。一実施例において、ガスを同伴していないDI水又は脱気したDI水がウェーハ裏側214に対し使用するのが好ましい。DI水212は、プラッタ208及びウェーハ206間の領域を絶えず満たしておくのに十分な速度でチューブ228及び供給ポート242を介してウェーハ裏側214の表面上に送られ、これによりウェーハ表面214が絶えず流体と接触することが保証される。DI水212は、例えばノースカロライナ州シャルロットのセルガード(Celgard)により供給される液セル(Liqui−Cel)メンブレン接触器を備えるようなメンブレン式脱気装置(図示せず)に通すことにより、流体入口ポート242に向けられる前に、真空で脱気することができる。代替方法として、真空がメンブレンのガス側にあれば、溶解ガスの大部分は流入するDI水212から除去することができる。すすぎサイクル及び乾燥サイクルの選択肢として、H2Oと一緒に或いはH2Oの代わりにIPAを用いるすすぎサイクルが含まれ、また、乾燥サイクルは、ウェーハの回転及びN2のような不活性ガスを使用してよい。
【0038】
一実施例においては、洗浄溶液を殆ど使用せず、洗浄溶液は再使用しない。これは、プロセスにおいて使用される薬剤が小体積である結果であり、薬剤を一度使用したら廃棄するのが効率的である。使用される薬剤がこのように小体積であると、ワンパス(single pass)の考え方が経済的であり、環境の負担を重くすることがない。本発明では、薄膜を噴射することにより、浸漬を用いる既存のウェーハメガソニックバッチプロセスと比較して、1/10以下の水体積の使用でよい。薬剤使用を減らすため、ブラケット248は、最初、第1速度で回転されて、第1薬剤212をウェーハ206の非デバイス側216上に供給すると共に、第2薬剤223,224,225及び227をウェーハ206のデバイス側216上に供給する。一旦供給したら、メガソニックをウェーハの非デバイス側214に当てながらブラケットの回転速度を第1速度よりも低くすることができる。ブラケット248は、 次いで第1速度よりも高い速度で回転されてウェーハ206をすすぎ、また、ブラケット248は、 第1速度よりも高い速度で回転されてウェーハ206を乾燥させることができる。
【0039】
薬剤を供給した後、ウェーハの回転を下げて、第1薬剤212がウェーハ及びプラッタ間に捕捉された状態に留められるようにすると共に、第2薬剤223,224,225及び227によりウェーハの対向側を濡らしておくようにする。一実施例において、洗浄溶液212,224及び225が供給されている間、ウェーハの初期回転速度は、約50〜300rpmの範囲内にしておくことができ、好ましいのは150rpmである。一実施例において、一旦ウェーハ206のデバイス側216が薬剤224又は225で濡れたら、ウェーハ回転速度を約10〜50rpmの範囲まで、好ましくはほぼ15rpmまで減じることができ、及び/又は薬剤224又は225を低速で供給することができ、いずれの場合も、サイクル時間を短くすることができ、薬剤使用の節約になる。最後に、一実施例において、洗浄プロセスの後で、すすぎサイクル及び/又は乾燥サイクル中に、rpmを1000以上に上げて、ウェーハ206上に残留している薬剤を除去することができる。
【0040】
液体のもっと粗いスプレー或いは液体の無気の流れではなく、薬剤のもっと微細のスプレーでウェーハ表面216を濡らすことによって、薬剤の使用量を更に減少させることができる。微細スプレーは、洗浄溶液を供給する1つ以上のノズル251の効果的な設計を通じて実現しうるが、その際に、供給される洗浄溶液の温度を調節すると共に、スプレーに作用するチャンバ圧力、ノズル251の流体圧力、洗浄溶液223,224,225又は227の薬剤補給、並びに洗浄溶液223,224,225及び227内の同伴ガス205の量及び種類を調節する。
【0041】
薬剤を再使用しない場合、プラッタ208の使用により、種々の液体223,224,225及び227を収容しておく利点が得られ、さもないと、液体223,224,225及び227は重力によりウェーハの非デバイス側214から落ちることになる。ウェーハ206に対して洗浄液体223,224,225及び227を収容しておくことにより、洗浄液体の使用を低減することができ、プラッタ208からウェーハ206へと伝達される音響エネルギを最適化することができ、また、洗浄液体223,224,225及び227がウェーハ表面214により長く作用するのを許容することができる。最後に、ウェーハの非デバイス側に供給される洗浄溶液223,224,225及び227は、もっと薄くすることができる、即ち、洗浄溶液はもっと濃度の高い水で生成することができ、これは洗浄薬剤の消費量を更に減少させる。
【0042】
最終のすすぎサイクルが完了した後、ウェーハを乾燥させるために乾燥サイクルがあってよい。この乾燥サイクル中、窒素ガス(N2)と混合された2,3ミリリットルのイソプロピルアルコール(IPA)蒸気が流体供給ポート242を介して噴射されて、ウェーハのデバイス側216及び非デバイス側214と接触する。水よりも小さい表面張力を有するIPAは、表面をより良く濡らして、薄い境界層を形成する。高いウェーハrpm、界面活性剤としてのIPA蒸気、及びウェーハ206に作用するN2ガス圧力の組合せはウェーハ206の乾燥時間を短縮する。
【0043】
図5Aは、プラッタ500の一実施例の横断面を示している。プラッタ508は、ほぼ300mmの直径を有するアルミニウムから形成することができ、これは、研磨されて16√又はもっと平滑な表面仕上げを有している。或いは、言うまでもなく、プラッタ508は、サファイア、ステンレス鋼、タンタル、又はチタンのような種々の材料から形成することができる。プラッタ508は約3.43mmの厚さ(530)であり、プラッタ表側517は、.015〜.045インチ間の被覆厚さ(536)を有する、登録商標・ハラー(Halar)(Ausimont USA,Thorofare, NJ)のような保護用フッ素重合体534で被覆することができる。プラッタ裏側514は、ほぼ.001〜.010インチの接着剤/半田厚さ546を有する導電性エポキシ接着剤又は半田によりアルミニウムに直接結合された1つ以上の音響波変換器502を有することができる。各音響波変換器502の反対側は、ある周波数で動力を供給するために、符号544のように電気配線520に可撓的に取り付けることができ、一方、プラッタ508はアースに接続されうる。
【0044】
図5Bは、プラッタ500の一実施例の底面図であり、同プラッタに取着された単一の音響波変換器を示している。図示の形状は円形であるが、例えば正方形、丸い形又は矩形に形成された任意の数の個々の音響波変換器502を使用して、カバー領域及び製造上の諸要件を満たすことができる。1つより多い音響波変換器502が使用されるのであれば、これらの音響波変換器502は、プラッタ裏側514の表面積の80%又はそれ以上をカバーもしくは網羅可能なように、互いに接近して位置付けることができる。ウェーハ506(点線)は、その裏側表面507の一部にメガソニックエネルギを受けると同時に、このメガソニックエネルギをウェーハの全裏側表面507に伝達することができる。このようなウェーハ裏側表面507の完全なカバーは、プラッタ508からのメガソニックエネルギがウェーハ裏側表面507の50〜100%に入射している場合に起こりうるが、しかし、最適のスループットには80〜100%をカバーすることが必要であり、90〜100%のカバーが好ましい。一実施例において、プラッタ508に対して音響波変換器が80%以上を網羅しており、その結果、メガソニックエネルギはウェーハの全裏側表面507に作用して、サイクル時間を劇的に短縮させ、従って、ウェーハのスループットを増大させる。別の実施例(図示せず)において、ブラケットは、全ウェーハ表面上に音響エネルギをピックアップするため、ウェーハを回転することなく線形移動で並進させることができる。
【0045】
音響波変換器の厚さt(図5A)は、特定周波数で音波を発生するような寸法にすることができる。変換器が応答するように設計された周波数で発生される信号が変換器に到達するときに、変換器はその周波数で振動する。代表的な音響波変換器は、920kHzの周波数に応答するように設計された厚さ.098インチの圧電材料から形成されている。300mmのウェーハ506(プラッタ508の対向側における位置を示すため図5Bにおいて点線が付されている)については、5.4MHzの周波数であると、300mmのウェーハ506が該音波に対して透過性である点で特別に有効である。5.4MHz±30%では、音波はウェーハ506を実質的に通過して進み反対側のウェーハ表面から出ることができる。5.4MHzの周波数を得るため、音響波変換器502の厚さはもちろんのこと、他の全層(プラッタ508及び図5Aの接着剤/半田層540)の各厚さも920/5400=0.17倍されており、或いはその代わりに音響波変換器の圧電材料、接着剤及びアルミニウム製プラッタの層厚が5.87分の1にされている。これにより、変換器が5.4MHzの周波数に応答するのが可能になると共に、音波がウェーハ506に達するまでの途中に通過しなければならない他の材料層508及び540からの跳ね返りを減少させることが可能になる。例外はフッ素重合体被覆534の厚さ536(正しい縮尺ではない)であり、これは全実施例において同じに保持することができる。一実施例において、変換器502がカリフォルニア州サンタバーバラのチャンネル・インダストリーズ・インコーポレイテッド(Channel Industries, Inc.)により製造されていれば、圧電材料はジルコン酸チタン酸鉛のセラミックである。一実施例において、変換器502に供給されるエネルギは少なくとも30%の効率でウェーハ506に達することができる。
【0046】
図5Cは、プラッタ上に条片状に位置決めされた複数の音響波変換器を有する一実施例を例示している。プラッタ裏側514に線形に配置された音響波変換器502及び503は、プラッタ表面514上である距離だけ移動することができる。プラッタ裏側514にある音響波変換器502及び503は、プラッタ508の少なくとも実質的に直径(ここでは外径と呼ぶ)にわたり延びる条片として配置されていて、プラッタ裏側514の面積のほぼ40%をカバーしている。音響波変換器502は、他の音響波変換器503とは異なる周波数で伝達しうる。一実施例において、音響波変換器502は一本の条片を形成することができ、一方、音響波変換器503は第2の平行な条片を形成することができる。代替実施例(図示せず)において、音響波変換器502及び503は均等に混在させることができる。別の実施例において(図示せず)、音響波変換器は、プラッタ内径からプラッタ外径までの距離、実質的に半径(R)にわたり延びる一本の条片としうる。この実施例については、音響波変換器502及び503は、プラッタ裏側514の表面積の約20%をカバーすることができる。音響波変換器によるプラッタのカバーが80%未満である結果として、補償のため出力が増大されなければ、ウェーハスループットが小さくなることがあるが、メガソニックによるウェーハの完全なカバーは依然として維持することができる。
【0047】
音波による洗浄、特に粒子除去の効果は、周波数に関係することができ、異なったサイズの粒子は、メガソニック周波数が異なっていると、より効果的に除去することができる。これまでは、ウェーハ(図示せず)から除去すべき粒子の大部分は、0.3μm(ミクロン)及び0.1μmのサイズ内に存在している。ウェーハを洗浄する際、0.3μmサイズの範囲にある粒子のメガソニックによる除去は900kHz域において効果的であるが、0.1μm域にある粒子のメガソニックによる除去は1.8MHz域において効果的であることが分かった。一実施例において、メガソニック洗浄のためウェーハに2種の周波数を適用するために、重畳した周波数の組合せを含む単一信号が全ての変換器に送信される。プラッタ上に存在する異なる変換器の各々は、各変換器が適合する対応の周波数のみに応答する。このようにして、単一の信号の範囲内で、ウェーハ処理サイクル全体にわたり各周波数について、個々の周波数を加算もしくは減算したり、或いは出力を変更したりすることができる。
【0048】
図6A,図6B及び図6Cは、1つ以上の周波数を出力する音響波変換器650及び652の一実施例を例示している。除去すべき粒子のサイズと、その粒子を除去するメガソニック周波数の効果との間にはある関係が存在することが分かった。ウェーハを洗浄する場合、除去すべき粒子サイズは、しばしば0.3μm(ミクロン)及び0.1μmのサイズ内にある。925kHz範囲内のメガソニック周波数は、約0.3μmの直径を有する粒子の除去に効果的であり、1.8MHz範囲内のメガソニック周波数は、約0.1μmの直径を有する粒子の除去に効果的であることが分かった。音響波変換器650及び652は、プラッタ608に取着されており、そこで音響波変換器650の幾つかが、残りの音響波変換器652とは異なる周波数を出力する。図6Aは、プラッタ表面614の半円部が925kHzの範囲内で振動する第1の変換器650で覆われており、プラッタの残りの半分が1.8MHzの範囲内で振動する第2の変換器652で覆われている一実施例を示している。ウェーハ(図示せず)は回転するので、ウェーハ全体が双方の周波数範囲での照射を受ける。これらの変換器650及び652がたとえ透過する5.4MHzの周波数で振動されていなくても、十分なエネルギがウェーハに依然として到達することができ、洗浄に効果的である。
【0049】
多重周波数の音響エネルギをウェーハに伝達するには種々の変換器配列の仕方が可能である。2,3の付加的な変換器配列について以下に記載するが、本発明はそれらに限定されない。図6Bは、はす向かいの四分円にある2グループの変換器650及び652を有するプラッタ608の代替実施例を示している。図6Cは、プラッタ608が、プラッタ表面614の直径654にわたり実質的に延びている線形条片になってプラッタ上に位置決めされた2グループの変換器650及び652を有する代替実施例を示している。一実施例において、各変換器グループ650及び652は、プラッタ表面614の約20%をカバーしている。半円変換器配列(図6A)、四分円変換器配列(図6B)及び線形条片配列(図6C)を用いる諸実施例において、ウェーハ(図示せず)の回転は双方の周波数がウェーハ表面の少なくとも80%に当たることを可能にする。80%未満の音響波変換器カバーの結果、スループットはなりうる
【0050】
変換器650及び652が5.4MHzの周波数で発生していなければ、即ち5.4MHzの選択をさせた諸条件についてトランスペアレントであれば、変換器650及び652、接着剤540(図5B)、並びにプラッタ608を構成している各厚さは、音響反射を最小にすると共にウェーハに達する音波の効率を向上させるサイズにやはりすることができる。第1グループの変換器が第2グループの変換器のほぼ2倍の周波数で振動する実施例では、第1グループ変換器650の周波数についての反射を最小にするよう選択されたプラッタ厚さ530(図5A)は、他グループの変換器652の周波数についての反射を減じるのに同様に効果的であろう。上述した諸実施例において例えば2つの周波数が使用されたが、言うまでもなく、任意の数の異なる周波数が与えられていてもよく、また各周波数を発生する各タイプの変換器からのカバー率は変更しうる。1つの周波数からの反射を最小にするようプラッタ厚さが選択された場合、用いられる各周波数の比が最小周波数の整数の倍数であれば、適用される他の全ての周波数もまた最小にされた反射を有することができる。
【0051】
図7は、洗浄チャンバ700の一実施例についてのウェーハ除去を例示している。ウェーハ706の除去中、代替のブラケット748及びノズル751は軸線745に沿って並進することができ、上方へ約1インチ移動して、ウェーハ706が外部ロボットアーム(図示せず)と係合するのを可能にする。次に、洗浄チャンバドア758が移動して洗浄チャンバハウジング760へのアクセスを許容する。こうして開口ができるために、ロボットアームは、洗浄チャンバハウジング760に入り、ウェーハ706に係合して取り除き、そのウェーハを洗浄すべき次のウェーハ(図示せず)と交換することができる。このようにして、システム700がプラッタ708、電気モータ722、流体配管728及び電気配線746のような洗浄装置の複雑な諸要素を移動させる必要なしに、ウェーハ706を取り付け、洗浄し、取り除くことができる。
【0052】
図8は、複数のメガソニック周波数が水晶ロッドに適用されている一実施例を例示している。この実施例において、薬剤806はノズル816を経由してウェーハ814に供給される。第1の水晶ロッド802と1つ以上の追加のロッド804は、該水晶ロッド802,804及びウェーハ814間に液体806を集めるように、ウェーハ814に接近して配置させることができる。水晶ロッド802及び804の各々は、その端部に取着された変換器(図示せず)から液体である接触媒質806に異なる周波数を伝達する。水晶ロッド802及び804は、ウェーハ非デバイス側又はウェーハデバイス側であるウェーハ上面812に音圧波(sound pressure waves)を伝達するため、それらの軸線808及び810を回転するウェーハ814と平行に延ばして状態で配置されている。
【0053】
図9は、複数のメガソニック噴射ノズル902及び904が音響エネルギを伝達するのに使用されている一実施例を例示している。各ノズル902及び904は、プラッタ907内で回転するウェーハ906に当たる水スプレー908及び909に音響エネルギを伝える。この音響エネルギは、ノズル902及び904により伝えられたときに水滴908及び909に入り、そしてメガソニックにより付勢された水は、回転しているウェーハの非デバイス側表面910上に噴射することができる。プラッタ907は、洗浄薬剤911を収容するために皿形に凹んだ中央部912を有していてよく、その中でウェーハ906は“浮いて”いてよい。洗浄薬剤911は、ウェーハデバイス側913及びプラッタ907の間にある領域内にポンプ送りすることができる。この実施例では、複数のメガソニック噴射ノズル908及び909を使用することができ、1つのノズル902に伝えられる周波数は他のノズル904に伝えられる周波数とは異なっている。ウェーハが回転する結果、プロセス中にウェーハは双方のメガソニック周波数を受ける。或いは、ウェーハの両側が音響エネルギを直接に、即ち、単にウェーハを介して反対側に伝達される音響エネルギだけでなく受けるように、1つ以上のメガソニック周波数をプラッタ907から放射することができる。
【0054】
図10は、2つ以上のメガソニック周波数を用いて複数のウェーハをバッチ処理するための装置の一実施例を示している。多数の変換器1004及び1008が洗浄装置1000のチャンバ1001に配置されている。第1タイプの変換器1004は第1周波数を発生し、第2タイプの変換器1008は第2周波数を発生する。第1タイプの変換器1004は、第1チャンバ表面1002上に位置決めされ、一方、第2タイプの変換器1008は、第1チャンバ表面1002に対してほぼ垂直でよい第2チャンバ表面1006上に位置決めされる。このようにして、第1タイプの変換器1004及び第2タイプの変換器1008の双方により発生された音波は、積み重なったウェーハ1010(頂上のウェーハのみ目視できる)に平行に進む。2つの周波数によるプロセスチャンバ1000内の波の干渉を最小にするため、変換器グループのいずれもが他のグループとは180度離れて配置されていない。また、2つの周波数の一方又は双方はパルスとすることができる。代替実施例において、変換器は垂直以外の角度をなしていてよい。一実施例において、多数の周波数を発信する多数の変換器の各々は、メガソニック洗浄ハウジング1012の形状及び発生すべき周波数の数の制約条件に適合するよう、90度未満の角度、即ち鋭角で配置することができる。代替実施例において(図示せず)、変換器1004及び1006は、どの表面においても混在するように位置決めすることができる。
【0055】
図11は、ロボットアームアセンブリ1102を囲んで位置決めされた4つの単一ウェーハ洗浄装置1101の集合体1100を示している。この機械1100の一側には多数のウェーハカートリッジ1104が取着されており、各ウェーハカートリッジが洗浄すべき又は洗浄された複数のウェーハ1106を保持している。洗浄チャンバ1101の洗浄プロセスは、利用可能なスペース及びロボットアームアセンブリ1102の使用を最適化するようにタイミングがとれた順序で進行する。ある可能な順序では、ロボットアームアセンブリ1102が未洗浄のウェーハ1106をウェーハカートリッジ1104から取り込み、このウェーハを洗浄チャンバ1101に入れ、別のプロセスチャンバ1101からクリーンなウェーハ1106を取り出し、このクリーンなウェーハ1106を別のウェーハカートリッジ1104内に置く。プロセスチャンバ1101からウェーハカートリッジ1104へ、プロセス1101へ等というこの移動は、ウェーハ1106の洗浄時間を最適化するが、他の順序バリエーションを使って最適のウェーハ洗浄サイクル時間を選択してもよい。
【0056】
図12は、単一ウェーハ洗浄装置の一例を示している。このウェーハ洗浄装置1200は、積重ね式もしくはスタック式機械である。このスタックの頂部にあるのはフィルタ1210とすることができ、そこではファン又はタービンを使用して空気がフィルタ1210を貫流している。このフィルタ1210は、噴射薬剤がフィルタ1210に到達する可能性を減らすべく洗浄チャンバ1230からある距離にフィルタ1210を位置決めするため、頂部チャンバ1220の上に配置することができる。洗浄チャンバ1230は、ウェーハ保持ブラケット(図示せず)を、ウェーハを処理するために必要とされる他の設備と共に、収容することができる。洗浄チャンバ1230の直下には、洗浄プロセスを制御するのに使用される種々の電子機器1240を配置することができ、また、底部には、洗浄チャンバへ送入する洗浄及びすすぎ薬剤1250を置くことができる。
【0057】
図13は、頂部チャンバの代替実施例を例示している。一実施例において、上述のフィルタ(図示せず)からの空気流は、符号1320で示すように部分的に向きを変えられている。空気1310の一部は、ウェーハ1325(プラッタは明瞭にするため除去)上へと下方に流れるが、残りの部分1320は頂部チャンバ1350のバイパスチャンバ1330を下方に流れる。一連の孔1340は、旋回するウェーハ1325と整列し環状に離れて配置される。処理中にウェーハ1325から振り落とされた薬剤1345は、環状の孔1340内に引き込まれ、バイパスチャンバ1330を流下する。このようにして、洗浄チャンバ1300を通るオーバーフロー流はよりバランスされ、そして薬剤1345はより低い汚染度で収集することができる。より少ない不純物と共に集められたこの薬剤1345は、再使用を考慮することができる。
【0058】
当該技術において良く知られているように、音響エネルギは、境界(材料)を変えるときに跳ね返る又は反射する。従って、変換器接着剤、プラッタ本体及びプラッタフッ素重合体被覆を介して変換器により発生される特定の音響周波数は反射して、後から伝達される音響エネルギと干渉する多くの機会を有すると考えるべきである。一つの解決策は、諸材料の種々の厚さをこの反射が最小になるか無くなるように設計することである。別の解決策は、跳ね返りをおそらく80%の反射まで許容し、次いで、新たに出射される音響エネルギが反射音響エネルギにぶつからないような速度で伝達音響エネルギをパルスにすることである。前述したように、音響エネルギのパルシングもしくはパルス状発振は、キャビテーションを改善し、従ってアコースティックストリーミングを向上させる利点を有している。
【0059】
300mmウェーハの厚さは公称0.775mmである。反射の解消もしくは減少は、諸層の厚さがλ/2の倍数となるように選択することにより行うことができ、ここでλはウェーハに印加されるメガソニックエネルギの波長である。或いは、パルシングについては、反射による干渉は信号パルスの長さを2L/c未満に減少させることにより解消することができ、ここで、cは層内の音響信号の速度であり、Lは層の厚さである。シリコン内に音響信号の速度は、概略で8430m/秒である。従って、パルスもしくはバーストの長さは(0.775mm)2/(8430m/秒)=0.18μsとすべきである。このバーストは、非常に短いので、λ/2=0.775mmとなるように周波数を選択するのが良いことであり、パルシングは不必要である。周波数をfとすると、λ=8430m/秒/fであるから、これから周波数は約5.4MHzになる。
【0060】
300mmウェーハについて試みた後、最小の反射でウェーハを通る送信に対する最適共振周波数は5.4MHzであることが確認された。従って、一実施例において、この5.4MHzの周波数を使用してメガソニック波をウェーハの非デバイス側に送波している。これらの周波数の波は、殆ど反射なしに、プラッタ及びウェーハを通ってプラッタに対向していないウェーハ面に伝わる。即ち、該波は透過周波数である。現在の300mmウェーハの厚さ0.775mmとは異なるウェーハ厚さについて、5.4MHzが正しい周波数ではないであろう。ウェーハ(及び先行材料の諸層)を通る透過波を発生するため、諸ファクター、即ちウェーハ厚さとあいまって層比のλ/2厚さ及びシリコン中の音の速度に基づいた数式を使用しうる。透過性である(即ち、跳ね返りのない)周波数を演算するための一般式は4215±30%m/dである。ここで、mはメートル(meters)であり、dはウェーハの厚さ(メートル)である。しかし、別の実施例において、透過波についての周波数を演算するために式4215m/dを使用し、この周波数をウェーハのデバイス側に適用しうる。このようにして、所定のウェーハ厚さについて、ウェーハに対しウェーハ透過性を有する音響周波数がウェーハデバイス側及び/又はウェーハ非デバイス側に適用されうる。音波がウェーハ表面に達するために通過しなければならない諸材料のスタックに対し透過性である2つ以上の周波数が使用されていれば、最小周波数の倍数である周波数をなるべく多くするのが望ましい。これは諸材料のスタックを通過するかかる周波数の透過性に備えている。かかる周波数の1つがウェーハに対して透過であったら、そのうえ全ての周波数が上述した利点を有することになる。透過周波数を発生させるこの解決策は、2枚以上のウェーハを全体的に浸漬する装置、或いは1本以上の水晶ロッドを使用する装置、或いは音響エネルギをスプレーに注入するのに1本以上のノズルを使用する装置のような他のウェーハ洗浄装置において使用することができる。
【0061】
多重配線(poly−line)、即ちポリシリコン又はアモルファスシリコンなしの粒子除去、微細構造(即ち、03μm未満の寸法を有する)に対する損傷は、ウェーハ裏側表面に垂直に適用されて当たるメガソニックエネルギと関連して使用される洗浄溶液の使用により、大きく減少もしくは解消することができる。900kHz以上の周波数範囲にあるメガソニックエネルギは、高音響出力が印加されるときであっても、脆弱な多重配線(poly−lines)に対する損傷を完全に抑制できる。0.01W(ワット)/cm2〜10W/cm2、好ましくは0.1〜50W/cm2のメガソニック出力密度をもたらしうる700kHz以上の周波数をウェーハ裏側に適用することができる。効果的なメガソニック周波数は700kHz〜2.0MHzの範囲内にあるが、好ましいのは900MHzを超える周波数であり、最も好ましいのはほぼ1.5MHz±30%である。
【0062】
一実施例において、多重配線(poly−line)の損傷を軽減もしくは解消するために(メガソニックエネルギと共に)用いられる洗浄溶液は脱塩水でよく、或いは洗浄溶液は、(前述した)SC−1洗浄プロセスに由来する混合物でよく、約60℃で適用される。SC−1洗浄プロセスは水に添加されるNH4OH+H2O2の洗浄混合物を含み、そしてこの実施例については、洗浄混合物は、体積%でアンモニア対過酸化水素対混合水の比が1:2:80としうる。供給されるアンモニアは、水に対して体積で約28%溶液であり、供給された過酸化水素は、水に対して約31%溶液である。
【0063】
前述した説明において、本発明は、特定の例示的な実施例について記載されてきた。しかし、冒頭の特許請求の範囲に記載した広義の精神及び範囲から逸脱することなく、該実施例に対し種々の改変及び変更がなしうることは明らかである。従って、明細書及び図面は、限定的というよりは例示的な意味であるとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1A】
ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。
【図1B】
このウェーハ洗浄チャンバの別の実施例を例示している。
【図2A】
メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。
【図2B】
内部に薬剤の流れがあるプラッタ及びウェーハの中央部の一実施例を例示している。
【図3】
ベンチュリノズル構造の実施例を例示している。
【図4A】
回転可能なウェーハ保持ブラケット(ブラケット)の一実施例の上面図を示している。
【図4B】
このブラケットを3D的に斜視している。
【図4C】
プラッタ上方で回転するブラケットにあるウェーハ上下にある空気流の効果を説明している。
【図5A】
プラッタの一実施例の横断面を示している。
【図5B】
プラッタアセンブリの一実施例の下面図であり、プラッタに取着された単一の音響波変換器を例示している。
【図5C】
プラッタ上に条片状に位置決めされた音響波変換器を有する一実施例を例示している。
【図6A】
プラッタ表面の一半円部が925kHz範囲で振動する第1の音響波変換器で覆われており、残りのプラッタ半円部は1.8MHz範囲で振動する第2の音響波変換器で覆われている一実施例を示している。
【図6B】
対角関係の四分円に2グループの音響波変換器を有するプラッタの代替実施例を示している。
【図6C】
実質的にプラッタ表面の直径にわたりそれぞれ延びる線形の条片になって位置決めされた2グループの音響波変換器を有するプラッタの代替実施例を示している。
【図7】
洗浄チャンバの一実施例についてのウェーハ取出しを例示している。
【図8】
複数のメガソニック周波数が水晶ロッドに適用されている一実施例を例示している。
【図9】
音響エネルギを伝達するために複数のメガソニック噴射ノズルが用いられている一実施例を例示している。
【図10】
2つ以上のメガソニック周波数を用いて複数のウェーハをバッチ処理する装置の一実施例を例示している。
【図11】
ロボットアームアセンブリを囲んで位置決めされた4つの単一ウェーハ洗浄装置の集合体を示している。
【図12】
単一ウェーハ洗浄装置を示している。
【図13】
頂部チャンバの代替実施例を示している。
【符号の説明】
100…洗浄チャンバ、101…単一ウェーハ洗浄チャンバ、106…ウェーハ、108…プラッタ、108’…プラッタ、110…柱状部(ポスト)、111…フィルタ、112…薬剤、113…不活性ガス、114…非デバイス側、116…デバイス側、117…ノズル、117’…ノズル、119…皿状に凹んだ中央領域、123…空気、128…チューブ、142…貫通孔(供給ポート)、145…軸線、148…ウェーハ保持ブラケット(ブラケット)、160…チャンバ、200…メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバ、202…音響波変換器(変換器)、205…ガス、206…ウェーハ、208…プラッタ、212…薬剤、216…ウェーハのデバイス側、217…プラッタの上側、219…プラッタの下側、223,224,225及び227…薬剤(第2薬剤)、228…チューブ、242…貫通孔(供給ポート)、245…ブラケットの回転軸線、248…ウェーハ保持ブラケット(ブラケット)、251…ノズル、253…第2ノズル、305…ガス源、351…ノズル、356…噴射ポート、406…ウェーハ、409,409’…ブラケット支持柱状部(ポスト)、411…柱状部(ポスト)、414…ウェーハの裏側、416…ウェーハの表側、448…ブラケット、502,503…音響波変換器、506…ウェーハ、508…プラッタ、514…プラッタ裏側、517…プラッタ表側、608…プラッタ、614…プラッタ表面、650,652…音響波変換器、700…洗浄チャンバ700、706…ウェーハ、745…軸線、748…ブラケット、751…ノズル、802,804…水晶ロッド、806…薬剤、812…ウェーハ上面、814…ウェーハ、816…ノズル、902,904…ノズル、906…ウェーハ、907…プラッタ、908,909…メガソニック噴射ノズル、910…非デバイス側表面、911…洗浄薬剤、912…皿形に凹んだ中央部、913…ウェーハデバイス側、1000…洗浄装置、1001…チャンバ、1004,1008…変換器、1010…ウェーハ、1101…単一ウェーハ洗浄装置、1102…ロボットアームアセンブリ、1104…ウェーハカートリッジ、1106…ウェーハ、1200…ウェーハ洗浄装置、1230…洗浄チャンバ、1240…電子機器、1250…薬剤、1325…ウェーハ、1340…一連の孔、1345…薬剤。
Claims (207)
- 個別のウェーハを湿式処理するために、
ウェーハを保持するための手段と、
該ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを供給するための手段と、
該ウェーハのデバイス側上に流体を流すための手段と、
を備える個別ウェーハの湿式処理装置。 - 前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側に垂直に当たる、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 1つ以上の音響波変換器を装着するための手段と、
該1つ以上の音響波変換器を前記ウェーハの非デバイス側に平行に対面して位置決めするための手段と
を更に備える、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。 - 前記1つ以上の音響波変換器と前記ウェーハの非デバイス側との間に液体を流すための手段を更に備える、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを供給するための手段は、表側及び裏側を有するプラッタにより実行されており、1つ以上の音響波変換器は、前記プラッタの裏側に装着されている、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記ウェーハを回転させるための装置を更に備える、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記ウェーハを線形に移動するための装置を更に備える、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- ウェーハのデバイス側上に液体を流すための手段は、流れを前記ウェーハのデバイス側に向けるように位置決めされたノズルである、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器は圧電材料である、請求項3の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記プラッタは、該プラッタの表側を前記ウェーハの非デバイス側に対面させて、ウェーハ表面と平行に位置決めされている、請求項5の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記プラッタの直径は、前記ウェーハの直径の少なくとも95%である、請求項10の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器は、前記プラッタの裏側に装着されていて、該プラッタの裏側面積の50〜100%をカバーしている、請求項11の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器はウェーハの半径をカバーしている、請求項3の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器はウェーハの直径をカバーしている、請求項3の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器は、前記ウェーハの非デバイス側50〜100%をカバーする音響エネルギを供給する、請求項3の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記ウェーハの非デバイス側に対して前記1つ以上の音響波変換器を提供する手段は、300mmウェーハについて5.4MHz±30%の共振周波数を有するように構成されている請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記ウェーハの非デバイス側に対して前記1つ以上の音響波変換器を提供する手段は、d=m単位のウェーハの厚さとすると、4215m/d±30%の共振周波数を有するように構成されている請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記ウェーハの非デバイス側に対して前記1つ以上の音響波変換器を提供する手段は、1.5MHz未満の共振周波数を有するように構成されている請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 供給された音響エネルギはパルスになっている、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記プラッタの厚さは、前記1つ以上の音響波変換器の音波長の1/4(λ/4)±30%である、請求項5の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記プラッタの厚さは、前記1つ以上の音響波変換器の音波長の1/2(λ/2)±30%である、請求項5の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 液体を流すため前記プラッタにある貫通孔を更に備える、請求項5の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記プラッタの裏側で前記貫通孔に取り付けられた流体供給管を更に備える、請求項22の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記プラッタの表側にはコーティングが設けられている、請求項5の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 前記コーティングはフルオロポリマーである、請求項24の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 個別のウェーハを処理するための方法であって、
ウェーハのデバイス側上に液体を流しながら、ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを伝達することを含む、個別ウェーハの処理方法。 - 更に、前記ウェーハの非デバイス側上に液体を流すことを含み、それにより前記音響エネルギが前記非デバイス側に伝達される、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 第1の流体は薄膜である、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 500kHz〜8MHzの間の範囲にあるメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 5.4MHz±30%でメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- d=m単位の前記ウェーハの厚さとすると、4215m/d±30%の周波数でメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項29の個別ウェーハの処理方法。
- 1.5MHz未満の周波数でメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項29の個別ウェーハの処理方法。
- 前記メガソニックエネルギはパルスモードで当てることを更に含む、請求項29の個別ウェーハの処理方法。
- 前記ウェーハ及びプラッタの間の第2流体は脱気した液体である、請求項27の個別ウェーハの処理方法。
- 前記ウェーハのデバイス側上へ流れているのはH2,O2,N2,Ar,Heのグループから選択した溶解ガスを含む液体である、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 個別ウェーハの湿式処理は前記ウェーハのデバイス側及び非デバイス側から汚染物を除去するための浄化プロセスである、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 個別ウェーハの湿式処理はすすぎプロセスである、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 前記ウェーハを回転させることを更に含む、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 前記ウェーハを10〜6000rpmで回転させることを更に含む、請求項38の個別ウェーハの処理方法。
- 前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側を50〜100%の間でカバーしている、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側を前記ウェーハの半径に沿って線形のようにカバーしている、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側を前記ウェーハの直径を覆う線形のようにカバーしている、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 前記ウェーハは、前記非デバイス側をプラッタの表側に向き合わせて保持されており、前記音響エネルギは、前記プラッタの裏側にある1つ以上の音響波変換器から伝達される、請求項26の個別ウェーハの処理方法。
- 前記ウェーハの非デバイス側は、前記プラッタと実質的に平行に保持されている、請求項43の個別ウェーハの処理方法。
- 個別のウェーハを湿式処理するための装置であって、
表側及び裏側を有するプラッタを備え、該プラッタは、
前記表側上にあるコーティングと、
処理すべき前記ウェーハよりも大きな直径と、
前記プラッタの枢回点にある流体供給ポートと、
前記裏側にある複数のメガソニック圧電変換器とを含んでいて、該変換器がプラッタ面積の80%より多くをカバーしており、
更に、前記ウェーハの非デバイス側を前記プラッタの表側に対して実質的に平行に同プラッタの表側上方で中心に位置決めしながら6000rpmまで回転可能のウェーハブラケットと、
前記ウェーハのデバイス側に向けて流体の流れを指向させるノズルと、
を備える個別ウェーハの湿式処理装置。 - 前記複数の変換器の面積が前記ウェーハの非デバイス側の90〜100%をカバーしている、請求項1の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 5.4MHzが前記ウェーハのデバイス側に適用される、請求項30の個別ウェーハの湿式処理装置。
- 5.4MHzが前記ウェーハの非デバイス側に適用される、請求項30の個別ウェーハの湿式処理装置。
- メガソニックエネルギを前記ウェーハのデバイス側に当てることを更に含む、請求項31の個別ウェーハの処理方法。
- メガソニックエネルギを前記ウェーハの非デバイス側に当てることを更に含む、請求項31の個別ウェーハの処理方法。
- 個別のウェーハを順序付けして湿式処理するための装置であって、
複数の単一ウェーハプロセスチャンバを備え、各プロセスチャンバが、音響エネルギを前記ウェーハの非デバイス側に伝達するために位置決めされた複数の変換器と、複数のウェーハカートリッジとを含み、
更に、ウェーハを前記ウェーハプロセスチャンバへ及び前記ウェーハカートリッジへ並びに前記ウェーハプロセスチャンバから及び前記ウェーハカートリッジから搬送することができる中央配置のロボットアームを備える装置。 - 前記変換器に供給された出力の少なくとも30%が前記ウェーハに達する効率をもたらすための手段を更に備える、請求項1の装置。
- 前記音響エネルギは、周波数=(ウェーハ材料中の音速)/(2)(ウェーハの厚さ)を発生する音響波変換器により供給される、請求項1の装置。
- 1つ以上の音響波変換器を装着するための手段と、該1つ以上の音響波変換器を前記ウェーハの非デバイス側に平行に対面して位置決めするための手段とを更に備える、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器と前記ウェーハの非デバイス側との間に液体を流すための手段を更に備える、請求項54の装置。
- プラッタ上に80%以上の音響カバレッジもたらすように前記1つ以上の音響波変換器を前記プラッタ上に位置決めするための手段を更に備える、請求項55の装置。
- ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハを位置決めすると共に軸線の回りに回転させるためのブラケットと、
貫通孔を有して、前記ブラケットの直下に平行に整列されたプラッタと、
前記ウェーハ及び前記プラッタ間の隙間内に第1薬剤を流入させるため前記貫通孔に接続された流体源と、
を備える装置。 - 前記ウェーハの上面の上方に位置決めされた1つ以上のノズルを更に備える、請求項57の装置。
- 前記1つ以上のノズルの少なくとも1つに取り付けられた第2薬剤源を更に備える、請求項58の装置。
- 前記1つ以上のノズルの少なくとも1つに取り付けられたガス源を更に備える、請求項58の装置。
- 前記プラッタの下側に取り付けられた1つ以上の音響波変換器を更に備える、請求項57の装置。
- 前記1つ以上の音響波変換器は、単一周波数を発生することができる、請求項61の装置。
- 前記単一周波数はほぼ5.4±30%MHzである、請求項62の装置。
- 前記単一周波数はほぼ400kHzより大きい、請求項62の装置。
- 前記単一周波数はほぼ1.5〜1.8MHzの範囲内にある、請求項62の装置。
- 前記プラッタの下側に取り付けられた、複数の周波数を発生することができる複数の音響波変換器を更に備える、請求項57の装置。
- 前記複数の周波数の1つはほぼ5.4±30%MHzである、請求項66の装置。
- 前記複数の周波数はほぼ400kHzより大きい、請求項66の装置。
- 前記複数の周波数のうちの少なくとも1つは、ほぼ1.5〜1.8MHzの範囲内にある、請求項66の装置。
- 前記複数の周波数のうちの少なくとも1つは、ほぼ900kHzであり、前記複数の周波数のうちの少なくとも他の1つは、ほぼ1.8MHzである、請求項66の装置。
- 前記複数の周波数のうちの少なくとも1つは、透過周波数である、請求項66の装置。
- 前記複数の周波数のうちの少なくとも1つの周波数=(ウェーハ材料中の音速)/(2)(ウェーハの厚さ)である、請求項66の装置。
- 前記1つ以上のノズルの少なくとも1つは、第2薬剤に音響エネルギを加えることができる、請求項59の装置。
- 前記第2薬剤に加えられた音響エネルギは単一周波数である、請求項73の装置。
- 前記第2薬剤に加えられた音響エネルギは複数のメガソニック周波数である、請求項73の装置。
- 少なくとも2つのノズルが前記ウェーハの上方に位置決めされており、前記第2薬剤は各ノズルにおいて単一メガソニック周波数を含み、1つのノズルの該単一メガソニック周波数は少なくとも1つの他のノズルとは異なっている、請求項57の装置。
- 前記複数のメガソニック周波数が前記1つ以上のノズルのうち少なくとも1つにおいて前記第2薬剤に加えられる、請求項76の装置。
- 前記複数の単一メガソニック周波数の1つは5.4±30%MHzである、請求項76の装置。
- 前記複数の単一メガソニック周波数のうち1つは、ほぼ900kHzであり、前記複数の単一メガソニック周波数のうち他の1つは、ほぼ1.8MHzである、請求項76の装置。
- 前記プラッタは皿状に凹んだ中央部を有する、請求項57の装置。
- 前記皿状に凹んだ中央部は、前記ウェーハの総面積のほぼ半分を浸漬しておくのに十分に深い、請求項80の装置。
- 前記皿状に凹んだ中央部はほぼ3mmの深さである、請求項80の装置。
- 前記隙間はほぼ.001〜.010mmの範囲内にある、請求項57の装置。
- 前記隙間はほぼ.003mmである、請求項57の装置。
- 前記ブラケットは10,000rpmまでの速度で回転することができる、請求項57の装置。
- 前記ブラケットは、該ブラケットの回転軸線の方向に並進可能である、請求項57の装置。
- 並進の距離は約1インチである、請求項86の装置。
- 発生することができる前記複数の周波数のうち少なくとも1つは、最小周波数のほぼ整数倍である、請求項66の装置。
- 第1周波数で送信できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも2つが前記プラッタの対角関係にある2つの四分円上に位置決めされており、第2周波数を発生できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも2つが残りの四分円上に位置決めされている、請求項66の装置。
- 前記複数の音響波変換器は、1つ以上の線形条片になって前記プラッタ上に位置決めされている、請求項66の装置。
- 複数の周波数を発生できる前記複数の音響波変換器は前記プラッタ上に均等に混在して位置決めされている、請求項66の装置。
- 第1周波数で送信できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも1つが前記プラッタの半分上に位置決めされており、第2周波数を発生できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも1つが残りの半分上に位置決めされている、請求項66の装置。
- 前記ブラケットは可変速度での回転が可能である、請求項57の装置。
- 前記プラッタは前記ウェーハよりも大きい、請求項57の装置。
- 前記プラッタは円形である、請求項57の装置。
- 前記貫通孔の中心は前記円形のプラッタの実質的に中心に位置している、請求項95の装置。
- 前記貫通孔の中心は前記円形のプラッタの中心から外れて位置している、請求項95の装置。
- 前記第2薬剤はDI水である、請求項59の装置。
- 前記ガスはN2である、請求項60の装置。
- 前記ガスはN2中で希釈されたIPAを含む、請求項60の装置。
- 前記第1薬剤はDI水である、請求項57の装置。
- 前記プラッタは前記ブラケットの回転軸線に沿って並進できる、請求項57の装置。
- 前記1つ以上のノズルのうちの少なくとも1つは前記ウェーハの5mm以内に位置決めすることができる、請求項58の装置。
- 前記1つ以上のノズルのうちの少なくとも1つは前記ウェーハの半径の外側半分内に位置決めすることができる、請求項58の装置。
- 個別のウェーハを処理するための装置であって、
回転可能のウェーハ保持ブラケットと、
前記ウェーハとプラッタとの間に第1薬剤を流すための手段と、
前記ウェーハの下側に音響エネルギを供給するための手段と、
を備える装置。 - 前記ウェーハの上側を乾燥状態に保つための手段を更に備える、請求項105の装置。
- 前記ウェーハの上側に第2薬剤を適用するための手段を更に備える、請求項105の装置。
- 前記ウェーハの上側に音響エネルギを当てるための手段を更に備える、請求項107の装置。
- ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハを位置決めすると共に軸線の回りに回転させるためのブラケットと、
貫通孔を有して、前記プラッタの直下に平行に整列したプラッタと、
前記ウェーハ及び前記プラッタ間の隙間内に第1薬剤を流入させるため前記貫通孔に接続された流体源と、
前記プラッタ上に位置決めされ、複数の周波数を送信できる複数の音響波変換器と、
を備える装置。 - 前記ウェーハの上面の上方に位置決めされた1つ以上のノズルを更に備える、請求項109の装置。
- 前記1つ以上のノズルのうちの少なくとも1つはガス源に接続されている、請求項110の装置。
- 前記1つ以上のノズルのうちの少なくとも1つは第2薬剤源に接続されている、請求項110の装置。
- 前記複数の周波数のうち少なくとも1つは透過周波数である、請求項109の装置。
- 少なくとも1つのノズルは、該ノズルを通って流れる前記第2薬剤に音響エネルギを伝えることができる、請求項110の装置。
- 前記音響エネルギは400kHzよりも大きな周波数である、請求項114の装置。
- ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハを位置決めすると共に軸線の回りに回転させるためのブラケットと、
貫通孔を有して、前記プラッタの直下に平行に整列したプラッタと、
前記ウェーハ及び前記プラッタ間の隙間内に第1薬剤を流入させるため前記貫通孔に接続された流体源と、
前記プラッタ上に位置決めされ、複数のメガソニック周波数を送信できる複数の音響波変換器と、
を備え、前記複数のメガソニック周波数のうちの少なくとも1つは透過周波数である、装置。 - 前記複数のメガソニック周波数のうちの少なくとも1つは最小周波数の整数倍である、請求項116の装置。
- 前記複数のメガソニック周波数のうちの少なくとも1つはほぼ5.4±30%MHzである、請求項116の装置。
- ウェーハを処理するための方法であって、
ブラケット中に該ウェーハを入れること、
前記ウェーハがプラッタと平行であり且つ該プラッタから分離するように前記ブラケットを位置決めすること、
前記ブラケットを回転させること、
前記プラッタと前記ウェーハの下側との間に第1薬剤を流すこと、
を含む方法。 - 前記ウェーハの上側上方にガスを流すことを更に含む、請求項119の方法。
- 前記ウェーハの下側にメガソニックエネルギを当てることを更に含む、請求項119の方法。
- 前記ウェーハの上側に第2薬剤を供給することを更に含む、請求項121の方法。
- 前記第2薬剤にメガソニックエネルギを当てることを更に含む、請求項122の方法。
- 前記ブラケット中でデバイス側が上となるように前記ウェーハを位置決めすることを更に含む、請求項122の方法。
- 前記メガソニックエネルギは400kHzを超える周波数で当てることを更に含む、請求項124の方法。
- 前記メガソニックエネルギは透過周波数である周波数で当てることを更に含む、請求項124の方法。
- 前記メガソニックエネルギは約5.4MHzの周波数で当てることを更に含む、請求項124の方法。
- 前記メガソニックエネルギは複数の周波数で当てることを更に含む、請求項124の方法。
- 前記メガソニックエネルギは400kHzを超える複数の周波数で当てることを更に含む、請求項128の方法。
- 前記複数の周波数のうち1つはほぼ5.4±30%MHzである、請求項128の方法。
- 前記複数の周波数のうち少なくとも1つは最小周波数の2の倍数である、請求項128の方法。
- 前記複数の周波数のうち1つは、約900kHzであり、前記複数の周波数のうち別の1つは、約1.8MHzである、請求項128の方法。
- 前記複数の周波数のうち1つは約1.5〜1.8MHzの範囲にある、請求項128の方法。
- ウェーハ処理中に前記メガソニックエネルギの出力のレベルを変更することを更に含む、請求項128の方法。
- 前記出力を変更することは、前記複数の周波数のうち少なくとも1つについて出力をゼロに変えることを含む、請求項134の方法。
- 前記第1薬剤の流量を変更する、請求項119の方法。
- 前記第2薬剤の流量を変更する、請求項122の方法。
- 前記ウェーハを前記プラッタの皿形外側領域内に置くこと、及び前記皿形外側領域及び前記ウェーハの間に前記第1薬剤を入れることを更に含む、請求項119の方法。
- 複数の音響波変換器により複数の周波数を発生させること、全ての周波数信号を重畳し、該重畳信号を前記複数の音響波変換器に送信することを更に含む、請求項128の方法。
- ウェーハを処理するための方法であって、
ブラケット中に該ウェーハをデバイス側を上にして入れること、
前記ウェーハがプラッタと実質的に平行であり且つ該プラッタから分離するように前記ブラケットを位置決めすること、
前記プラッタと前記ウェーハの下側との間に第1薬剤を流すこと、
前記ブラケットを回転させること、
前記ウェーハの上側に第2薬剤を供給すること、
前記ウェーハの非デバイス側にメガソニックエネルギを当てること、及び
ウェーハ洗浄工程を実施すること、
を含む方法。 - 前記ウェーハ洗浄工程は、前記ウェーハを被覆するため前記第1薬剤を接触させること、前記ウェーハが被覆されるまで該ウェーハを10〜50rpmで回すこと、被覆後に前記ウェーハを約50〜300rpmの範囲内で回すことを含む、請求項140の方法。
- 前記第1薬剤はDI水である、請求項141の方法。
- 前記第1薬剤はRC−Iである、請求項141の方法。
- 前記被覆後のrpmはほぼ150である、請求項141の方法。
- 前記ウェーハを被覆するためのウェーハのrpmはほぼ15である、請求項142の方法。
- 前記ウェーハをすすぐために前記第1薬剤を加えること、前記ウェーハを1000rpmまでで回すことを更に含む、請求項141の方法。
- すすぎのための前記第1薬剤はDI水であることを更に含む、請求項146の方法。
- ガスを適用すること、及び前記ウェーハを乾燥させるため1000を超えるrpmで前記ウェーハを回すことを更に含む、請求項146の方法。
- すすぎはDI水であり、その後に窒素ガス中のイソプロピルアルコール蒸気で行われる、請求項147の方法。
- 前記ウェーハの非デバイス側に当てられる前記メガソニックエネルギは複数の周波数で構成されている、請求項140の方法。
- 前記非デバイス側に当てられる前記複数の周波数は最小周波数の2の倍数である、請求項150の方法。
- 前記非デバイス側に当てられる前記複数の周波数の1つはほぼ5.4±30%MHzである、請求項150の方法。
- 400kHzを超える複数の周波数で前記メガソニックエネルギを当てることを更に含む、請求項150の方法。
- 前記複数の周波数の1つはほぼ5.4±30%MHzである、請求項150の方法。
- 前記複数の周波数のうちの少なくとも1つは最小周波数の2の倍数である、請求項150の方法。
- 前記複数の周波数のうち1つは、約900kHzであり、前記複数の周波数のうち別の1つは、約1.8MHzである、請求項150の方法。
- 前記複数の周波数のうち1つは約1.5〜1.8MHzの範囲にある、請求項150の方法。
- メガソニックエネルギは前記第2薬剤に適用される、請求項140の方法。
- 前記第2薬剤は1つ以上のノズルにより供給される、請求項140の方法。
- 前記第2薬剤は複数のノズルを介して供給され、少なくとも1つのノズルが、少なくとも1つの他のノズルとは異なる周波数を前記第2薬剤に入れている、請求項158の方法。
- 前記第1薬剤は前記第2薬剤よりも希薄である、請求項140の方法。
- 前記第1薬剤及び前記第2薬剤は廃棄される、請求項148の方法。
- ウェーハを処理するための方法であって、
ブラケット上にウェーハを位置決めすること、
第1薬剤を前記ウェーハの非デバイス側上に供給すると共に第2薬剤を前記ウェーハのデバイス側上に供給するため前記ブラケットを第1速度で回転させること、
一旦供給に使われた前記第1速度よりも遅い第2速度で前記ブラケットを回転させること、
前記ウェーハの非デバイス側にメガソニックエネルギを当てること、
前記ウェーハをすすぐため前記第1速度よりも速い速度で前記ブラケットを回転させること、及び
前記ウェーハを乾燥するため前記第1速度よりも速い速度で前記ブラケットを回転させること、
を含む方法。 - ウェーハ乾燥工程中、プラッタは前記ウェーハに関して下降される、請求項163の方法。
- 前記第1薬剤は前記第2薬剤よりも希薄である、請求項163の方法。
- 前記第1薬剤及び前記第2薬剤は一回使用後に廃棄される、請求項163の方法。
- ウェーハを洗浄するための方法であって、
デバイス側に0.3ミクロンよりも小さなポリシリコン又はアモルファス構造を有するウェーハを用意すること、
前記デバイス側を第1薬剤にさらすこと、
前記ウェーハの非デバイス側と平行であるように一組の音響波変換器を位置決めすること、
該音響波変換器からのメガソニックエネルギを通常前記ウェーハの非デバイス側に当てること、
を含む方法。 - 前記ウェーハの非デバイス側に当たる音響出力レベルは0.1W/cm2〜10W/cm2の間にある、請求項167の方法。
- 前記ウェーハの非デバイス側に当たる音響出力レベルは0.1W/cm2〜5.0W/cm2の間にある、請求項167の方法。
- 前記第1薬剤は脱塩水である、請求項167の方法。
- 前記第1薬剤はSC−1である、請求項167の方法。
- ブラケット上で前記ウェーハを回転させること、
700kHzよりも大きい周波数で音響エネルギを供給すること、及び
前記ウェーハのデバイス側に第2薬剤を流すことを更に含む、請求項167の方法。 - 前記第1薬剤は、水80に対して、体積でほぼアンモニア1及び過酸化水素2の混合物であり、ここで、アンモニアは水中で約28%の溶液であり、過酸化水素は水中で約31%の溶液である、請求項167の方法。
- 前記第2流体は水である、請求項172の方法。
- 前記周波数は1.5〜2.0MHzの範囲にある、請求項167の方法。
- ウェーハ保持装置であって、
ウェーハと接触する少なくとも3箇所を有すると共に、軸線回りに回転可能のブラケットを備え、前記ウェーハの位置は重力により前記ブラケット上に維持される、装置。 - 前記ブラケットは前記軸線に沿って並進可能である、請求項176の装置。
- 前記3箇所はパッドである、請求項176の装置。
- 前記パッドはエラストマーである、請求項178の装置。
- 前記パッドは複数の柱状部上に配置されている、請求項178の装置。
- 前記柱状部は翼形形状になっている、請求項65の装置。
- ブラケット中にウェーハを位置決めするための方法であって、
回転可能なウェーハ保持ブラケット内にウェーハを入れること、
該ウェーハをプラッタと平行に且つ該プラッタと整列するように位置決めすること、及び
前記ウェーハ保持ブラケットの低回転速度中、前記プラッタ及び前記ウェーハの間にある流体による自然力でウェーハ位置を維持すること、
を含む方法。 - 前記自然力は表面張力及び毛管力からなる、請求項182の方法。
- 翼形形状の柱状部の使用により回転中の前記ウェーハ保持ブラケットを振動に対して安定化させることを含む、請求項182の方法。
- 前記ウェーハ保持ブラケットは、前記ウェーハのデバイス側及び非デバイス側の実質的に全てを薬剤に露出させている、請求項182の方法。
- 前記ウェーハ保持ブラケットの高回転速度中、回転しているウェーハからある距離の所定位置に前記プラッタを固定することに由来する自然力でウェーハ位置を維持することを含む請求項182の方法。
- 前記自然力は、前記ウェーハの上対下における異なるガス流速により生ずるベルヌーイの力である、請求項186の方法。
- 前記ウェーハの位置を維持する方法は、上方に配置されたエアフイルタからウェーハ上に高速空気流を下降させることを含む、請求項182の方法。
- 前記エアフイルタはHEPAフィルタである、請求項188の方法。
- 前記エアフイルタはULPAフィルタである、請求項188の方法。
- ウェーハを処理するための装置であって、
プロセスチャンバと、
複数のウェーハと、
複数の周波数を前記複数のウェーハに伝達することができる複数の音響波変換器と、
を備える装置。 - 前記複数の周波数のうち少なくとも1つは625kHzよりも大きい、請求項191の装置。
- 前記複数の音響波変換器のうち少なくとも1つは前記変換器の残りに対してある角度で位置決めされている、請求項192の装置。
- 発生される前記異なった周波数のうち2つは300kHz及び1.8MHzである、請求項191の装置。
- 発生される前記異なった周波数はほぼ1.5〜2.0MHz間にある、請求項191の装置。
- 異なる周波数を有する信号が重畳され、該重畳された信号が前記複数の音響波変換器の全てに発信される、請求項191の装置。
- ウェーハを湿式処理するための方法であって、
複数のウェーハをプロセスチャンバ内において実質的に互いに平行となるよう位置決めすること、
前記プロセスチャンバ内に流体を流入させること、
前記複数のウェーハに対して実質的に平行に進行する第1方向にメガソニックエネルギを供給すること、及び
前記複数のウェーハに対して実質的に平行に進行する第2方向に音響エネルギを供給することを含み、前記第1方向は前記第2方向に対して鋭角であり、前記メガソニックエネルギは少なくとも2つの周波数を含んでいる、方法。 - 前記少なくとも2つの周波数の少なくとも1つについて出力レベルを変更することを含む、請求項197の方法。
- 前記複数のウェーハに当たるメガソニックエネルギの出力レベルはほぼ0.01W/cm2〜1.00W/cm2の間にある、請求項197の方法。
- 前記複数のウェーハに当たる音響出力レベルは約0.1W/cm2〜0.5W/cm2の間にある、請求項197の方法。
- 前記出力レベルを変更することは、前記少なくとも2つの周波数の少なくとも1つについて出力をゼロに変更することを含む、請求項198の方法。
- ウェーハを湿式処理するための装置であって、
複数のウェーハ及びプロセス流体を含むプロセスチャンバと、
前記複数のウェーハに対しメガソニックエネルギを第1方向に供給するための手段と、
前記第1角度に対してある角度の第2方向に、前記複数のウェーハに対しメガソニックエネルギを供給するための手段と、及び
前記メガソニックエネルギ内に異なる周波数を与えるための手段と、
を備える装置。 - 複数の周波数信号を複数の音響波変換器に伝達して前記メガソニックエネルギをもたらす手段を更に備える、請求項202の装置。
- ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハの上方に位置決めされ、複数の周波数でメガソニックエネルギを送信できる複数の水晶ロッドと、
前記複数の水晶ロッドに平行にウェーハを位置決めできるウェーハ保持ブラケットと、
前記複数の装置及び前記ウェーハ間に薬剤を流すことができる薬剤源と、
を備える装置。 - 前記薬剤源は、前記薬剤を前記ウェーハ上に噴射できる1つ以上のノズルを含んでいる、請求項204の装置。
- ウェーハを湿式処理するためのシステムであって、
プロセスチャンバ中で前記ウェーハを位置決めすると共に回転させるための手段と、
薬剤源と、
第1薬剤を前記ウェーハの下側上に供給するための手段と、
第2薬剤を前記ウェーハの上側上に供給するための手段と、
メガソニックエネルギを前記ウェーハに当てるための手段と、
制御電子機器と、
を備えるシステム。 - 前記プロセスチャンバは、薬剤及びガスを引いて前記ウェーハから離すように円環配列のベントを通る空気流を供給できる、請求項206のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US60379200A | 2000-06-26 | 2000-06-26 | |
US09/891,849 US7451774B2 (en) | 2000-06-26 | 2001-06-25 | Method and apparatus for wafer cleaning |
PCT/US2001/020466 WO2002001613A2 (en) | 2000-06-26 | 2001-06-26 | Method and apparatus for wafer cleaning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004515053A true JP2004515053A (ja) | 2004-05-20 |
JP2004515053A5 JP2004515053A5 (ja) | 2008-09-04 |
Family
ID=27084514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002505663A Pending JP2004515053A (ja) | 2000-06-26 | 2001-06-26 | ウェーハ洗浄方法及び装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (14) | US7334588B2 (ja) |
EP (1) | EP1295314A2 (ja) |
JP (1) | JP2004515053A (ja) |
AU (1) | AU2001270205A1 (ja) |
WO (1) | WO2002001613A2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100411108C (zh) * | 2004-12-21 | 2008-08-13 | 大日本网目版制造株式会社 | 基板处理装置以及基板处理方法 |
KR20220113165A (ko) * | 2021-02-05 | 2022-08-12 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼 디마운트 스테이지 및 이를 포함하는 웨이퍼 폴리싱 장치 |
Families Citing this family (80)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1295314A2 (en) * | 2000-06-26 | 2003-03-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for wafer cleaning |
US7451774B2 (en) * | 2000-06-26 | 2008-11-18 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for wafer cleaning |
US7234477B2 (en) | 2000-06-30 | 2007-06-26 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for drying semiconductor wafer surfaces using a plurality of inlets and outlets held in close proximity to the wafer surfaces |
US7584761B1 (en) | 2000-06-30 | 2009-09-08 | Lam Research Corporation | Wafer edge surface treatment with liquid meniscus |
US7000622B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-02-21 | Lam Research Corporation | Methods and systems for processing a bevel edge of a substrate using a dynamic liquid meniscus |
US6988327B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-01-24 | Lam Research Corporation | Methods and systems for processing a substrate using a dynamic liquid meniscus |
US7632376B1 (en) | 2002-09-30 | 2009-12-15 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for atomic layer deposition (ALD) in a proximity system |
EP1500128B1 (en) * | 2002-09-30 | 2007-06-20 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for drying semiconductor wafer surfaces using a plurality of inlets and outlets held in close proximity to the wafer surfaces |
US7293571B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-11-13 | Lam Research Corporation | Substrate proximity processing housing and insert for generating a fluid meniscus |
US7093375B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-08-22 | Lam Research Corporation | Apparatus and method for utilizing a meniscus in substrate processing |
US7045018B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-05-16 | Lam Research Corporation | Substrate brush scrubbing and proximity cleaning-drying sequence using compatible chemistries, and method, apparatus, and system for implementing the same |
US7153400B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-12-26 | Lam Research Corporation | Apparatus and method for depositing and planarizing thin films of semiconductor wafers |
US7383843B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-06-10 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for processing wafer surfaces using thin, high velocity fluid layer |
US7367345B1 (en) | 2002-09-30 | 2008-05-06 | Lam Research Corporation | Apparatus and method for providing a confined liquid for immersion lithography |
US7513262B2 (en) | 2002-09-30 | 2009-04-07 | Lam Research Corporation | Substrate meniscus interface and methods for operation |
US7614411B2 (en) | 2002-09-30 | 2009-11-10 | Lam Research Corporation | Controls of ambient environment during wafer drying using proximity head |
US7069937B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-07-04 | Lam Research Corporation | Vertical proximity processor |
US7997288B2 (en) | 2002-09-30 | 2011-08-16 | Lam Research Corporation | Single phase proximity head having a controlled meniscus for treating a substrate |
US7240679B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-07-10 | Lam Research Corporation | System for substrate processing with meniscus, vacuum, IPA vapor, drying manifold |
US7389783B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-06-24 | Lam Research Corporation | Proximity meniscus manifold |
US8236382B2 (en) | 2002-09-30 | 2012-08-07 | Lam Research Corporation | Proximity substrate preparation sequence, and method, apparatus, and system for implementing the same |
US6954993B1 (en) | 2002-09-30 | 2005-10-18 | Lam Research Corporation | Concentric proximity processing head |
US6880560B2 (en) * | 2002-11-18 | 2005-04-19 | Techsonic | Substrate processing apparatus for processing substrates using dense phase gas and sonic waves |
US7675000B2 (en) | 2003-06-24 | 2010-03-09 | Lam Research Corporation | System method and apparatus for dry-in, dry-out, low defect laser dicing using proximity technology |
US8062471B2 (en) | 2004-03-31 | 2011-11-22 | Lam Research Corporation | Proximity head heating method and apparatus |
JP2006173378A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
US20060201532A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-14 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor substrate cleaning system |
US20070170812A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Pejman Fani | System apparatus and methods for processing substrates using acoustic energy |
US9987666B2 (en) | 2006-01-20 | 2018-06-05 | Naura Akrion Inc. | Composite transducer apparatus and system for processing a substrate and method of constructing the same |
KR101369197B1 (ko) | 2006-01-20 | 2014-03-27 | 아크리온 테크놀로지즈 인코포레이티드 | 평평한 물품을 처리하는 음향 에너지 시스템, 방법 및 장치 |
US9049520B2 (en) | 2006-01-20 | 2015-06-02 | Akrion Systems Llc | Composite transducer apparatus and system for processing a substrate and method of constructing the same |
US7928366B2 (en) | 2006-10-06 | 2011-04-19 | Lam Research Corporation | Methods of and apparatus for accessing a process chamber using a dual zone gas injector with improved optical access |
US8813764B2 (en) | 2009-05-29 | 2014-08-26 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for physical confinement of a liquid meniscus over a semiconductor wafer |
WO2008070295A2 (en) * | 2006-10-17 | 2008-06-12 | Akrion Technologies, Inc. | System and method for the sonic-assisted cleaning of substrates utilizing a sonic-treated liquid |
US8146902B2 (en) | 2006-12-21 | 2012-04-03 | Lam Research Corporation | Hybrid composite wafer carrier for wet clean equipment |
US20080156360A1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-03 | Applied Materials, Inc. | Horizontal megasonic module for cleaning substrates |
US20080236615A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Mimken Victor B | Method of processing wafers in a sequential fashion |
US7975708B2 (en) | 2007-03-30 | 2011-07-12 | Lam Research Corporation | Proximity head with angled vacuum conduit system, apparatus and method |
US8464736B1 (en) | 2007-03-30 | 2013-06-18 | Lam Research Corporation | Reclaim chemistry |
US8141566B2 (en) | 2007-06-19 | 2012-03-27 | Lam Research Corporation | System, method and apparatus for maintaining separation of liquids in a controlled meniscus |
US8960129B2 (en) * | 2007-11-19 | 2015-02-24 | United Pet Group, Inc. | Toothed pet grooming tool with fur ejecting mechanism |
US20090173358A1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-09 | Micron Technology, Inc. | Megasonic cleaning with controlled boundary layer thickness and associated systems and methods |
US20090255555A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Blakely, Sokoloff, Taylor & Zafman | Advanced cleaning process using integrated momentum transfer and controlled cavitation |
US8492288B2 (en) | 2008-06-10 | 2013-07-23 | Micron Technology, Inc. | Methods of treating semiconductor substrates, methods of forming openings during semiconductor fabrication, and methods of removing particles from over semiconductor substrates |
US20100028813A1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-04 | Banqiu Wu | Backside cleaning of substrate |
US7908902B2 (en) * | 2008-10-16 | 2011-03-22 | Emitech, Inc | Amplified sensitivity of porous chemosensors based on bernoulli effect |
US20100104953A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Papanu James S | Process and hardware for plasma treatments |
KR20120018296A (ko) * | 2009-03-31 | 2012-03-02 | 에이씨엠 리서치 (상하이) 인코포레이티드 | 반도체 웨이퍼 세정 방법 및 장치 |
US20100320081A1 (en) | 2009-06-17 | 2010-12-23 | Mayer Steven T | Apparatus for wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling |
US9455139B2 (en) | 2009-06-17 | 2016-09-27 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating |
US9677188B2 (en) | 2009-06-17 | 2017-06-13 | Novellus Systems, Inc. | Electrofill vacuum plating cell |
US9108232B2 (en) * | 2009-10-28 | 2015-08-18 | Megasonic Sweeping, Incorporated | Megasonic multifrequency apparatus with matched transducers and mounting plate |
US9138784B1 (en) * | 2009-12-18 | 2015-09-22 | Novellus Systems, Inc. | Deionized water conditioning system and methods |
JP5270607B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2013-08-21 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理装置 |
DE102010028883A1 (de) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Dürr Ecoclean GmbH | Prozessbehälter |
JP5306300B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2013-10-02 | 株式会社東芝 | 成膜装置及び成膜方法 |
KR20230104760A (ko) * | 2010-11-08 | 2023-07-10 | 오메로스 코포레이션 | Pde7 억제제를 사용한 중독 및 충동-조절 장애의 치료 |
US9252042B2 (en) | 2011-01-25 | 2016-02-02 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Method for permanent bonding of wafers |
WO2012136268A1 (de) | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Verfahren zum permanenten bonden von wafern |
CN103477420B (zh) | 2011-04-08 | 2016-11-16 | Ev集团E·索尔纳有限责任公司 | 永久性粘合晶片的方法 |
JP6061484B2 (ja) | 2012-03-27 | 2017-01-18 | 株式会社Screenセミコンダクターソリューションズ | 基板洗浄装置およびそれを備えた基板処理装置 |
RU2524603C2 (ru) * | 2012-06-27 | 2014-07-27 | Михаил Олегович Мамонтов | Способ гидрокавитационной очистки поверхности и устройство для его осуществления |
US10043653B2 (en) * | 2012-08-27 | 2018-08-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Maranagoni dry with low spin speed for charging release |
US9147593B2 (en) * | 2012-10-10 | 2015-09-29 | Lam Research Ag | Apparatus for liquid treatment of wafer shaped articles |
US9127884B2 (en) * | 2012-12-04 | 2015-09-08 | Eastman Kodak Company | Acoustic drying system with interspersed exhaust channels |
US9691641B2 (en) | 2012-12-13 | 2017-06-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Apparatus and method of cleaning wafers |
US8943706B2 (en) * | 2013-01-18 | 2015-02-03 | Eastman Kodak Company | Acoustic wave drying method |
US9117760B2 (en) * | 2013-01-30 | 2015-08-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method and system for energized and pressurized liquids for cleaning/etching applications in semiconductor manufacturing |
US9613833B2 (en) | 2013-02-20 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating |
US9435049B2 (en) | 2013-11-20 | 2016-09-06 | Lam Research Corporation | Alkaline pretreatment for electroplating |
US9481942B2 (en) | 2015-02-03 | 2016-11-01 | Lam Research Corporation | Geometry and process optimization for ultra-high RPM plating |
US9617648B2 (en) | 2015-03-04 | 2017-04-11 | Lam Research Corporation | Pretreatment of nickel and cobalt liners for electrodeposition of copper into through silicon vias |
JP6373803B2 (ja) * | 2015-06-23 | 2018-08-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体 |
CA2946415C (en) | 2015-11-11 | 2023-11-07 | Engineered Abrasives, Inc. | Part processing and cleaning apparatus and method of same |
KR102603465B1 (ko) | 2016-09-19 | 2023-11-17 | 에이씨엠 리서치 (상하이), 인코포레이티드 | 기판을 세정하는 방법 및 장치 |
US20190070639A1 (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-07 | Applied Materials, Inc. | Automatic cleaning machine for cleaning process kits |
KR20190086859A (ko) | 2018-01-15 | 2019-07-24 | 삼성전자주식회사 | 기판 지지 기구 및 이를 포함하는 기판 세정 장치 |
US11508610B2 (en) | 2018-04-19 | 2022-11-22 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with edge seal |
KR20220136990A (ko) * | 2021-03-30 | 2022-10-11 | 텐센트 테크놀로지(센젠) 컴퍼니 리미티드 | 포토레지스트 제거 방법 및 포토레지스트 제거 시스템 |
CN113600545B (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-10 | 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 | 一种晶圆喷雾式清洗洁净装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0878368A (ja) * | 1994-09-07 | 1996-03-22 | Hitachi Ltd | ワークの処理方法および装置 |
WO1998001896A1 (fr) * | 1996-07-03 | 1998-01-15 | Ultraclean Technology Research Institute | Appareil de lavage et procede de lavage |
JPH11176787A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 枚葉式基板処理装置 |
JPH11179306A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 枚葉式洗浄装置 |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3182671A (en) * | 1962-12-19 | 1965-05-11 | North American Aviation Inc | Etching apparatus |
DE3027934A1 (de) * | 1980-07-23 | 1982-02-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur einseitigen aetzung von halbleiterscheiben |
US5834871A (en) * | 1996-08-05 | 1998-11-10 | Puskas; William L. | Apparatus and methods for cleaning and/or processing delicate parts |
US6016821A (en) * | 1996-09-24 | 2000-01-25 | Puskas; William L. | Systems and methods for ultrasonically processing delicate parts |
US4401131A (en) * | 1981-05-15 | 1983-08-30 | Gca Corporation | Apparatus for cleaning semiconductor wafers |
US4544446A (en) * | 1984-07-24 | 1985-10-01 | J. T. Baker Chemical Co. | VLSI chemical reactor |
DE8437288U1 (de) * | 1984-12-20 | 1985-03-21 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt | Dichtungsanordnung f}r Lagerb}chsen, insbesondere f}r Kreuzgelenke |
US4736130A (en) * | 1987-01-09 | 1988-04-05 | Puskas William L | Multiparameter generator for ultrasonic transducers |
US4804007A (en) * | 1987-04-29 | 1989-02-14 | Verteq, Inc. | Cleaning apparatus |
US5235995A (en) * | 1989-03-27 | 1993-08-17 | Semitool, Inc. | Semiconductor processor apparatus with dynamic wafer vapor treatment and particulate volatilization |
US4979994A (en) * | 1989-04-06 | 1990-12-25 | Branson Ultrasonics Corporation | Method and apparatus for cleaning by ultrasonic wave energy |
US5158100A (en) * | 1989-05-06 | 1992-10-27 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Wafer cleaning method and apparatus therefor |
JPH03258381A (ja) | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 超音波洗浄機 |
JP3167317B2 (ja) * | 1990-10-18 | 2001-05-21 | 株式会社東芝 | 基板処理装置及び同方法 |
JPH04213826A (ja) | 1990-12-11 | 1992-08-04 | Nec Yamagata Ltd | 半導体製造用ウェーハ洗浄装置 |
JPH0513396A (ja) | 1991-07-09 | 1993-01-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 半導体装置の洗浄方法 |
US5108512A (en) * | 1991-09-16 | 1992-04-28 | Hemlock Semiconductor Corporation | Cleaning of CVD reactor used in the production of polycrystalline silicon by impacting with carbon dioxide pellets |
JP2696017B2 (ja) * | 1991-10-09 | 1998-01-14 | 三菱電機株式会社 | 洗浄装置及び洗浄方法 |
US5518542A (en) | 1993-11-05 | 1996-05-21 | Tokyo Electron Limited | Double-sided substrate cleaning apparatus |
US5979475A (en) * | 1994-04-28 | 1999-11-09 | Hitachi, Ltd. | Specimen holding method and fluid treatment method of specimen surface and systems therefor |
JP3072962B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2000-08-07 | ロデール・ニッタ株式会社 | 研磨のための被加工物の保持具及びその製法 |
US5868882A (en) * | 1996-06-28 | 1999-02-09 | International Business Machines Corporation | Polymer protected component |
US6143081A (en) * | 1996-07-12 | 2000-11-07 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus and method, and film modifying apparatus and method |
US6313565B1 (en) * | 2000-02-15 | 2001-11-06 | William L. Puskas | Multiple frequency cleaning system |
US6039059A (en) | 1996-09-30 | 2000-03-21 | Verteq, Inc. | Wafer cleaning system |
JP3511441B2 (ja) | 1996-11-29 | 2004-03-29 | 忠弘 大見 | 洗浄やエッチング、現像、剥離等を含むウエット処理に用いる省液型の液体供給ノズル、ウエット処理装置及びウエット処理方法 |
US5984391A (en) * | 1997-02-03 | 1999-11-16 | Novellus Systems, Inc. | Microfeature wafer handling apparatus and methods |
US6036785A (en) * | 1997-05-02 | 2000-03-14 | Ferrell; Gary W. | Method for removing chemical residues from a surface |
US5909741A (en) * | 1997-06-20 | 1999-06-08 | Ferrell; Gary W. | Chemical bath apparatus |
JPH1154471A (ja) * | 1997-08-05 | 1999-02-26 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置及び処理方法 |
US6115867A (en) * | 1997-08-18 | 2000-09-12 | Tokyo Electron Limited | Apparatus for cleaning both sides of substrate |
US6334902B1 (en) * | 1997-09-24 | 2002-01-01 | Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) | Method and apparatus for removing a liquid from a surface |
WO1999020407A1 (fr) * | 1997-10-22 | 1999-04-29 | Hitachi, Ltd. | Appareil permettant d'effectuer un traitement par fluide sur une piece de type plaquette |
US5865199A (en) * | 1997-10-31 | 1999-02-02 | Pedziwiatr; Michael P. | Ultrasonic cleaning apparatus |
TW415722U (en) * | 1998-04-02 | 2000-12-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Flexible printed cable with ground plane and required impedance |
US6090534A (en) * | 1998-06-03 | 2000-07-18 | Lucent Technologies Inc. | Device and method of decreasing circular defects and charge buildup integrated circuit fabrication |
US6021791A (en) * | 1998-06-29 | 2000-02-08 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for immersion cleaning of semiconductor devices |
JP2000084503A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-03-28 | Kokusai Electric Co Ltd | 被処理物の流体処理方法及びその装置 |
US6460552B1 (en) * | 1998-10-05 | 2002-10-08 | Lorimer D'arcy H. | Method and apparatus for cleaning flat workpieces |
WO2000021692A1 (en) | 1998-10-14 | 2000-04-20 | Busnaina Ahmed A | Fast single-article megasonic cleaning process |
US6021789A (en) * | 1998-11-10 | 2000-02-08 | International Business Machines Corporation | Wafer cleaning system with progressive megasonic wave |
ATE211855T1 (de) * | 1999-04-28 | 2002-01-15 | Sez Semiconduct Equip Zubehoer | Vorrichtung und verfahren zur flüssigkeitsbehandlung von scheibenförmigen gegenständen |
US6276370B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-08-21 | International Business Machines Corporation | Sonic cleaning with an interference signal |
US6331902B1 (en) * | 1999-10-14 | 2001-12-18 | Match Lab, Inc. | System and method for digital color image processing |
US6273370B1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-08-14 | Lockheed Martin Corporation | Method and system for estimation and correction of angle-of-attack and sideslip angle from acceleration measurements |
US6370791B1 (en) * | 2000-03-10 | 2002-04-16 | Semitool, Inc. | Processing machine with lockdown rotor |
US6539952B2 (en) * | 2000-04-25 | 2003-04-01 | Solid State Equipment Corp. | Megasonic treatment apparatus |
EP1295314A2 (en) * | 2000-06-26 | 2003-03-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for wafer cleaning |
US7451774B2 (en) * | 2000-06-26 | 2008-11-18 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for wafer cleaning |
US20020157685A1 (en) * | 2000-09-11 | 2002-10-31 | Naoya Hayamizu | Washing method, method of manufacturing semiconductor device and method of manufacturing active matrix-type display device |
US6505634B2 (en) * | 2001-03-23 | 2003-01-14 | Will Be S & T Co., Ltd. | Semiconductor wafer cleaning apparatus |
US6595224B2 (en) * | 2001-06-20 | 2003-07-22 | P.C.T. Systems, Inc. | Bath system with sonic transducers on vertical and angled walls |
-
2001
- 2001-06-26 EP EP01948769A patent/EP1295314A2/en not_active Withdrawn
- 2001-06-26 JP JP2002505663A patent/JP2004515053A/ja active Pending
- 2001-06-26 WO PCT/US2001/020466 patent/WO2002001613A2/en not_active Application Discontinuation
- 2001-06-26 AU AU2001270205A patent/AU2001270205A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-07-31 US US11/496,937 patent/US7334588B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-07-31 US US11/496,936 patent/US20060260659A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-31 US US11/497,492 patent/US20060260644A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-31 US US11/496,935 patent/US20060266393A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-31 US US11/496,828 patent/US20060266392A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-31 US US11/497,193 patent/US7819985B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-07-31 US US11/496,895 patent/US20060260642A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-31 US US11/497,405 patent/US20060260643A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-31 US US11/497,410 patent/US20060260661A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-01 US US11/497,907 patent/US20060266387A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-03-21 US US11/689,283 patent/US20070181149A1/en not_active Abandoned
- 2007-10-26 US US11/977,972 patent/US20080083436A1/en not_active Abandoned
- 2007-10-26 US US11/977,818 patent/US20080083437A1/en not_active Abandoned
- 2007-10-26 US US11/977,896 patent/US20080047582A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0878368A (ja) * | 1994-09-07 | 1996-03-22 | Hitachi Ltd | ワークの処理方法および装置 |
WO1998001896A1 (fr) * | 1996-07-03 | 1998-01-15 | Ultraclean Technology Research Institute | Appareil de lavage et procede de lavage |
JPH11176787A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 枚葉式基板処理装置 |
JPH11179306A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 枚葉式洗浄装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100411108C (zh) * | 2004-12-21 | 2008-08-13 | 大日本网目版制造株式会社 | 基板处理装置以及基板处理方法 |
US7617833B2 (en) | 2004-12-21 | 2009-11-17 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Apparatus and method for performing predetermined processing on substrate with ultrasonic waves |
KR20220113165A (ko) * | 2021-02-05 | 2022-08-12 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼 디마운트 스테이지 및 이를 포함하는 웨이퍼 폴리싱 장치 |
KR102517890B1 (ko) * | 2021-02-05 | 2023-04-04 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼 디마운트 스테이지 및 이를 포함하는 웨이퍼 폴리싱 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002001613A2 (en) | 2002-01-03 |
WO2002001613A3 (en) | 2002-08-22 |
US20060260659A1 (en) | 2006-11-23 |
US20060266392A1 (en) | 2006-11-30 |
EP1295314A2 (en) | 2003-03-26 |
US20060278253A1 (en) | 2006-12-14 |
US20060266393A1 (en) | 2006-11-30 |
US7819985B2 (en) | 2010-10-26 |
US20060260643A1 (en) | 2006-11-23 |
US20080047582A1 (en) | 2008-02-28 |
WO2002001613A8 (en) | 2003-10-23 |
US20060260660A1 (en) | 2006-11-23 |
US20070181149A1 (en) | 2007-08-09 |
US20060260642A1 (en) | 2006-11-23 |
US20060266387A1 (en) | 2006-11-30 |
US20080083436A1 (en) | 2008-04-10 |
US20080083437A1 (en) | 2008-04-10 |
US20060260644A1 (en) | 2006-11-23 |
AU2001270205A1 (en) | 2002-01-08 |
US20060260661A1 (en) | 2006-11-23 |
US7334588B2 (en) | 2008-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004515053A (ja) | ウェーハ洗浄方法及び装置 | |
US7836901B2 (en) | Method and apparatus for wafer cleaning | |
US7021319B2 (en) | Assisted rinsing in a single wafer cleaning process | |
US11676827B2 (en) | Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, substrate processing apparatus, and substrate drying apparatus | |
US6539952B2 (en) | Megasonic treatment apparatus | |
TWI558476B (zh) | 基板清潔方法及基板清潔裝置 | |
US20060102198A1 (en) | Rotational thermophoretic drying | |
US11772134B2 (en) | Sonic cleaning of brush | |
TWI220393B (en) | Ultrasonic cleaning module | |
JP2018046259A (ja) | 基板処理方法、基板処理装置および記録媒体 | |
JPH02252238A (ja) | 基板の洗浄装置 | |
JPH08299928A (ja) | 基板の表面処理用超音波発生装置 | |
JP2000294528A (ja) | 洗浄装置および洗浄方法 | |
JP2017163017A (ja) | 基板処理装置 | |
TW202407838A (zh) | 基板處理設備和基板處理方法 | |
JP2010245147A (ja) | 洗浄装置及び洗浄方法 | |
JP2024014249A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2987132B2 (ja) | 基板洗浄装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080626 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100601 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101214 |