JP2006286948A - Method and apparatus for cleaning electronic device - Google Patents
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本発明は、半導体ウエハやディスプレイ等の電子デバイスを洗浄する電子デバイス洗浄方法及び電子デバイス洗浄装置に関し、特にデバイスパターンを損傷することなくパーティクルを除去することができるものに関する。 The present invention relates to an electronic device cleaning method and an electronic device cleaning apparatus for cleaning an electronic device such as a semiconductor wafer or a display, and more particularly to a device capable of removing particles without damaging a device pattern.
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハの表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細パターンを形成するために、半導体ウエハの両面、特に薄膜形成面を清浄に保つ必要があることから、基板洗浄装置を用いて半導体ウエハの洗浄処理が行われる。このような半導体ウエハの洗浄処理を行う基板洗浄装置では、二流体ノズルを用いて、純水を高圧窒素や高圧窒素により霧化させて、基板にぶつけることによりパーティクルを除去する(例えば、特許文献1参照)。 The manufacturing process of a semiconductor device includes a process of forming a fine pattern by repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of a semiconductor wafer. In order to form a fine pattern, it is necessary to keep both surfaces of the semiconductor wafer, particularly the thin film forming surface, clean, so that the semiconductor wafer is cleaned using a substrate cleaning apparatus. In such a substrate cleaning apparatus for performing a semiconductor wafer cleaning process, a two-fluid nozzle is used to atomize pure water with high-pressure nitrogen or high-pressure nitrogen and remove the particles by hitting the substrate (for example, Patent Documents). 1).
半導体ウエハと同様に、液晶ディスプレイやPDP基板等の電子デバイスにおいても同様な洗浄装置を用いて洗浄を行っている。
上述した半導体ウエハの洗浄方法では、次のような問題があった。すなわち、純水を高圧窒素や高圧窒素により霧化させてパーティクルを除去する方法では、洗浄後に基板上に水が残留するため、水をスピン回転やN2ブロー等で乾燥させる。このとき、微細なパターンでは水の表面張力により隣接するパターン同士が引き寄せられ、損傷してしまう虞があった。 The above-described semiconductor wafer cleaning method has the following problems. That is, in the method of removing particles by atomizing pure water with high-pressure nitrogen or high-pressure nitrogen, water remains on the substrate after cleaning, and thus water is dried by spin rotation, N 2 blow, or the like. At this time, in the fine pattern, the adjacent patterns are attracted by the surface tension of water, and there is a risk of damage.
そこで本発明は、電子デバイスの表面を損傷させることなくパーティクルを除去できる電子デバイス洗浄方法及び電子デバイス洗浄装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic device cleaning method and an electronic device cleaning apparatus that can remove particles without damaging the surface of the electronic device.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電子デバイス洗浄方法及び電子デバイス洗浄装置は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, an electronic device cleaning method and an electronic device cleaning apparatus of the present invention are configured as follows.
(1)有機溶剤を含む洗浄液を供給し、高圧の気体を供給し、供給された上記洗浄液を上記気体と混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付けることを備えていることを特徴とする。 (1) Supplying a cleaning liquid containing an organic solvent, supplying a high-pressure gas, mixing the supplied cleaning liquid with the gas, and spraying the electronic device. .
(2)前記(1)に記載された電子デバイス洗浄方法であって、上記有機溶剤は少なくともアルコール、ハイドロフルオロエーテルのいずれかを含むことを特徴とする。 (2) The electronic device cleaning method according to (1), wherein the organic solvent contains at least one of alcohol and hydrofluoroether.
(3)前記(1)に記載された電子デバイス洗浄方法であって、
上記有機溶剤は少なくともエチルアルコール、イソプロピルアルコール、C4F9OCH3、C4F9OC2H5のいずれかを含むことを特徴とする。
(3) The electronic device cleaning method described in (1) above,
The organic solvent contains at least one of ethyl alcohol, isopropyl alcohol, C 4 F 9 OCH 3 , and C 4 F 9 OC 2 H 5 .
(4)前記(1)に記載された電子デバイス洗浄方法であって、上記洗浄液及び上記気体の圧力は0.3MPa以下であることを特徴とする。 (4) The electronic device cleaning method according to (1), wherein the pressure of the cleaning liquid and the gas is 0.3 MPa or less.
(5)前記(1)に記載された電子デバイス洗浄方法であって、上記気体の流量は上記二流体ノズルのノズルオリフィスにおいて、1mm2あたり0.0055m2以下であることを特徴とする。 (5) The electronic device cleaning method according to (1), wherein the flow rate of the gas is 0.0055 m 2 or less per 1 mm 2 in the nozzle orifice of the two-fluid nozzle.
(6)有機溶剤を含む洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、高圧の気体を供給する高圧気体供給手段と、供給された上記洗浄液を上記気体と混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付ける二流体ノズルとを備えていることを特徴とする。 (6) A cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid containing an organic solvent, a high-pressure gas supply means for supplying a high-pressure gas, and a mist by mixing the supplied cleaning liquid with the gas and spraying the electronic device. And a fluid nozzle.
本発明によれば、電子デバイスの表面を損傷させることなくパーティクルを除去することが可能となる。 According to the present invention, particles can be removed without damaging the surface of the electronic device.
図1は本発明の一実施の形態に係る基板洗浄装置(電子デバイス洗浄装置)10の構成を示す説明図、図2及び図3は基板洗浄装置10における窒素流量とデバイスパターンのダメージ数との関係を示す図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of a substrate cleaning apparatus (electronic device cleaning apparatus) 10 according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 show the nitrogen flow rate and the number of device pattern damages in the substrate cleaning apparatus 10. It is a figure which shows a relationship.
電子デバイス洗浄装置10は、洗浄部20と、高圧窒素供給部40と、洗浄液供給部50と、これら各部を連携して制御する制御部60とを備えている。
The electronic device cleaning apparatus 10 includes a
洗浄部20は、制御部60により制御される電動モータ21と、この電動モータ21の回転軸22に取り付けられ、半導体ウエハWを保持するスピンチャック23と、スピンチャック23に対向して配置された二流体ノズル30とを備えている。二流体ノズル30は、中心部に高圧窒素が通流するガス流路31、このガス流路31を囲むようにして配置され、洗浄液が通流する洗浄液路32とを備えている。なお、図1中33はノズルオリフィスを示している。ガス流路31は後述する窒素配管42、洗浄液路32は後述する洗浄液配管52にそれぞれ接続されており、それぞれ高圧窒素、洗浄液を導入するように構成されている。また、二流体ノズル30は、図示しない昇降・移動機構によって、半導体ウエハW面内の洗浄液の供給位置を変更できるように支持されている。
The
高圧窒素供給部40は、高圧窒素発生部41と、この高圧窒素発生部41から二流体ノズル30まで高圧窒素を送るための窒素配管42と、この窒素配管42の途中に設けられた圧力調整部43と、この圧力調整部43における窒素圧力を測定するための圧力センサ44と、窒素配管42の途中に設けられた流量センサ45とを備えている。なお、圧力調整部43は制御部60からの指示により圧力調整が行われる。また、圧力センサ44及び流量センサ45の出力は制御部60に入力されている。
The high-pressure
洗浄液供給部50は、洗浄液供給タンク51と、この洗浄液供給タンク51から二流体ノズル30まで洗浄液を送るための洗浄液配管52と、この洗浄液配管52の途中に設けられた圧力調整部53と、この圧力調整部53における洗浄液圧力を測定するための圧力センサ54と、洗浄液配管52の途中に設けられた流量センサ55とを備えている。なお、圧力調整部53は制御部60からの指示により圧力調整が行われる。また、圧力センサ54及び流量センサ55の出力は制御部60に入力されている。
The cleaning
有機溶剤を含む洗浄液としては、アルコール(例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等)又はハイドロフルオロエーテル(例えば、C4F9OCH3、C4F9OC2H5等)を含んでいる。 The cleaning liquid containing an organic solvent contains alcohol (eg, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc.) or hydrofluoroether (eg, C 4 F 9 OCH 3 , C4F 9 OC 2 H 5, etc.).
このように構成された基板洗浄装置10では、次のようにして半導体ウエハWの洗浄を行う。すなわち、電動モータ21を回転させることにより、半導体ウエハWを回転させる。このときの回転速度は例えば500rpm程度である。
In the substrate cleaning apparatus 10 configured as described above, the semiconductor wafer W is cleaned as follows. That is, the semiconductor wafer W is rotated by rotating the
次に、圧力調整部43,53を制御部60からの信号により開き、二流体ノズル30に窒素と洗浄液が供給されると、洗浄液が高圧窒素によって霧化され、半導体ウエハWの表面に噴霧される。これにより、パーティクルが流し出される。このとき、制御部60から各圧力調整部43,53に制御信号が送られ、所定の圧力の洗浄液が噴霧されるように窒素と洗浄液の圧力が適切に調整される。同時に、各圧力センサ44,54と流量センサ45,55から検出された結果が、逐次制御部60にフィードバックされる。
Next, when the
ここで、洗浄液として有機溶剤を含んだものを用いた場合の作用について詳述する。すなわち、有機溶剤は純水に比べて表面張力が小さい。したがって、デバイスパターンの間に残った水を乾燥する場合であっても、隣接するパターン同士が引き寄せられることがなく、損傷することがない。 Here, the operation in the case where a cleaning liquid containing an organic solvent is used will be described in detail. That is, the organic solvent has a smaller surface tension than pure water. Therefore, even when the water remaining between the device patterns is dried, adjacent patterns are not attracted and are not damaged.
上述したように、本実施の形態に係る電子デバイス洗浄装置10による電子デバイスの洗浄方法によれば、純水に比べて表面張力が小さい有機溶剤を含んだ洗浄液を用いているので、デバイスパターンの間に残った水を乾燥する場合であっても、隣接するパターン同士が引き寄せられることがなく、損傷することがない。 As described above, according to the electronic device cleaning method performed by the electronic device cleaning apparatus 10 according to the present embodiment, the cleaning liquid containing an organic solvent having a surface tension smaller than that of pure water is used. Even when the water remaining between them is dried, the adjacent patterns are not attracted and are not damaged.
ここで、実験例について説明する。55nmの孤立パターンを形成した半導体ウエハWをパターン検査装置で測定し、欠陥数をカウントした。この半導体ウエハを基板洗浄装置10で、下記の「条件1」〜「条件3」で洗浄した。 Here, an experimental example will be described. A semiconductor wafer W on which an isolated pattern of 55 nm was formed was measured with a pattern inspection apparatus, and the number of defects was counted. The semiconductor wafer was cleaned by the substrate cleaning apparatus 10 under the following “condition 1” to “condition 3”.
条件1は、C4F9OCH30.2MPa(100mL/min)、高圧窒素0.2MPa(60L/min)、半導体ウエハ回転数500rpmである。条件2は、C4F9OC2H50.2MPa(100mL/min)、高圧窒素0.2MPa(60L/min)、半導体ウエハ回転数500rpmである。条件3は、純水0.2MPa(100mL/min)、高圧窒素0.2MPa(60L/min)、半導体ウエハ回転数500rpmである。
Condition 1 is C 4 F 9 OCH 3 0.2 MPa (100 mL / min), high-pressure nitrogen 0.2 MPa (60 L / min), and a semiconductor wafer rotational speed of 500 rpm.
上記の処理後の半導体ウエハWをパターン検査装置で測定し、欠陥数をカウントした。また、増加した欠陥をレビューSEMで観察し、パターンに損傷が無いか確認した。この結果、欠陥の除去率は条件1では60%、条件2では70%、条件3では80%であった。また、条件1、条件2ではパターンの損傷は見られなかったが、条件3では7箇所でパターンの損傷が見られた。したがって、洗浄液及び高圧の窒素の圧力は0.3MPa以下であることが好ましい。
The semiconductor wafer W after the above processing was measured with a pattern inspection apparatus, and the number of defects was counted. Moreover, the increased defect was observed by review SEM and it was confirmed whether the pattern was damaged. As a result, the defect removal rate was 60% under Condition 1, 70% under
図2及び図3は、基板洗浄装置10における窒素流量とデバイスパターンのダメージ数との関係を示すグラフである。この関係に基づくと、窒素の流量は70L/min以下、すなわち二流体ノズル30のノズルオリフィス33において、1mm2あたり0.0055m2以下であることを好ましいことがわかる。
2 and 3 are graphs showing the relationship between the nitrogen flow rate and the number of device pattern damages in the substrate cleaning apparatus 10. Based on this relationship, it can be seen that the flow rate of nitrogen is preferably 70 L / min or less, that is, 0.0055 m 2 or less per 1 mm 2 at the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10…電子デバイス洗浄装置、20…洗浄部、30…二流体ノズル、40…高圧窒素供給部、50…洗浄液供給部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electronic device washing | cleaning apparatus, 20 ... Washing | cleaning part, 30 ... Two fluid nozzle, 40 ... High-pressure nitrogen supply part, 50 ... Cleaning liquid supply part.
Claims (6)
高圧の気体を供給し、
供給された上記洗浄液を上記気体と混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付けることを特徴とする電子デバイス洗浄方法。 Supply cleaning liquid containing organic solvent,
Supply high pressure gas,
An electronic device cleaning method, wherein the supplied cleaning liquid is mixed with the gas to form a mist and sprayed onto the electronic device.
高圧の気体を供給する高圧気体供給手段と、
供給された上記洗浄液を上記気体と混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付ける二流体ノズルとを備えていることを特徴とする電子デバイス洗浄装置。 Cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid containing an organic solvent;
High-pressure gas supply means for supplying high-pressure gas;
An electronic device cleaning apparatus comprising: a two-fluid nozzle that sprays the supplied cleaning liquid into the mist by mixing with the gas and sprays the electronic device.
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