JP2010021178A - 付着物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パーティクルを除去し易い姿勢で除電することが出来、効率的にパーティクルを除去することが可能な付着物除去装置を提供すること。
【解決手段】基板（ウエハ１０）を保持して基板の延在方向を重力方向に向ける傾斜機構（回転・傾斜機構１４）と、前記基板の表面に付着している付着物を電気的に中和する除電機構２０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハなどの基板表面に付着したフォトレジストの残渣や半導体ウエハの欠けなどのパーティクル（付着物）を除去する付着物除去装置に関する。

ＬＳＩ（大規模集積回路）の製造工程において、ゴミや微量不純物（金属や有機物）は高歩留まり、高性能、高信頼性を確保する上で大敵である。ＬＳＩの製造ラインが装備されたクリーンルームは、もともと高清浄な環境に維持されてはいるが、それでもウェハの保管・搬送・ハンドリングなどによって生じる微量汚染を１００％防ぐことは出来ない。また、半導体ウェハに実際のプロセス作業を行うと、装置から又はプロセス反応そのものから、何がしかの汚染が必ず導入される。

このような汚染を除去するため、あるプロセス工程から次のプロセス工程に移行する間に「洗浄」という工程が入れられている。洗浄方法としては、例えば、薬液を用いたウェット洗浄が主に用いられている。洗浄液にもいくつかの種類があり、それぞれ汚染を除去できない除去効果が異なる。従って、単独ではすべての汚染を除去できないのでこれらの薬液を組み合わせて用いている。また、ドライ洗浄も用いられている。このドライ洗浄には、オゾン、プラズマを用いた洗浄がある。

洗浄工程でウエット洗浄或いはドライ洗浄を行って半導体ウエハを洗浄して汚染を除去するが、それでも洗浄後に半導体ウエハの表面にパーティクルが付着したまま残ることがある。

洗浄後或いは各プロセス工程の終了後に行われる半導体ウェハ上の異物・傷などの検査工程において、この検査工程で使用する検査装置にパーティクルを除去する手段としてマイナスイオンとプラスイオンを独立してウェハ面に放射して電気的に中和する機能を有する除電機構を取り付けることが取り付け可能である。

この除電機構としては、例えば、パーティクルに正又は負に帯電した粒子を照射して、パーティクルを電気的に中性にし（除電し）、その後、電気的に中性となったパーティクルを吸引して除去する装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１７４６６号公報

しかしながら、パーティクルを電気的に中性に（中和）しても、これだけではパーティクルを積極的に除去できるものでは無く、半導体ウエハの表面を検査するとパーティクルが付着したまま、残存していることがある。

本発明は、パーティクルを除去し易い姿勢で除電することが出来、効率的にパーティクルを除去することが可能な付着物除去装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の請求項１に記載の付着物除去装置は、基板を保持して前記基板を傾ける傾斜機構と、帯電した前記基板に接触してゼロ電位にすることにより、基板表面近傍の帯電状態を電気的に中和する除電機構と、を備えたことを特徴とする。

基板としては、例えば半導体ウエハや、液晶ガラス基板などがある。

基板を保持してとは、例えば基板を吸着ユニット（図１の吸着ユニット１２参照）や爪などにより保持して、基板を重力方向に傾斜させても基板を落とさないようにすることをいう。

付着物としては、例えばパーティクルが含まれる。

本発明の請求項２に記載の付着物除去装置は、前記基板を振動させる振動機構を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の付着物除去装置は、前記除電機構により電気的に中和された、前記基板の表面に付着している付着物を排出する排出機構を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の付着物除去装置は、前記除電機構は、前記排出機構に設けられたアース部材であることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の付着物除去装置は、前記基板を回転させる回転機構を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の付着物除去装置は、前記傾斜機構は前記基板を９０°以上に傾斜させることを特徴とする。

本発明によれば、パーティクルを除去し易い態様で除電することが出来、効率的にパーティクルを除去することが可能である。

以下本発明の付着物除去装置の一実施形態について図１〜図８を参照して説明する。

図１は本発明の付着物除去装置の一実施形態を示す、除電機構部分及び排出機構部分を省略して概略的に示した総体斜視図、図２は図１に示す付着物除去装置のうち、ウエハを保持する吸着ユニット部分の側面図、図３は図２に示す吸着ユニット部分を９０°（重力方向）に回転させたときの状態を示す側面図、図４は図３の状態にあるウエハの正面図、図５は図３に示す吸着ユニット部分に吸着保持されたウエハに回転及び振動を加えつつ該ウエハの表面に付着したパーティクルを除電機構により電気的に中性（中和）する状態を示す側面図、図６は図５の状態にあるウエハの正面図、図７は図３に示す吸着ユニット部分を９０°以上回転（下向きに）させたときの状態を示す側面図、図８は図５の状態で除電したパーティクルを吸引して除去する状態を示す側面図である。

本実施形態の付着物除去装置は、図１に示すように、基板としての半導体ウエハ１０（以下ウエハと略記する）の裏面を真空吸着し保持する吸着ユニット１２（図２参照）と、この吸着ユニット１２により保持されたウエハ１０を回転させ且つウエハ１０を水平状態から垂直（９０°）又はそれ以上（９０°以上）回転させる回転・傾斜機構１４と、吸着ユニット１２により支持されたウエハ１０を垂直方向（上下方向）に振動させる振動機構１８と、吸着ユニット１２により支持されたウエハ１０の表面に静電気により付着したパーティクルＰ（フォトレジストの残渣、ウエハ１０が欠けて生じた砕片など）を除電して電気的に中性（中和）させる除電機構２０（吸引器２２に設けられたアース部材、図５参照）と、除電されたパーティクルを吸引排出する排出機構としての吸引器２２（図８参照）とを備える。

吸着ユニット１２は、その上面に複数の吸着孔（図示せず）を有し、不図示の真空吸引ポンプに接続されていて、これら吸着孔から作用する負圧によりウエハ１０の裏面を吸着保持する。

回転・傾斜機構１４は、内蔵した不図示のモータにより回転駆動される回転軸１５を有し、該回転軸１５の上端に吸着ユニット１２を固定していて、ウエハ１０を回転させる。また、回転・傾斜機構１４は、同じく内蔵した不図示の別個のモータにより水平回転軸１６を中心に回転・傾斜機構１４自体を回転させて、吸着ユニット１２（ウエハ１０）を水平状態から垂直状態（９０° 重力方向に沿う状態）又はそれ以上（９０°以上 ウエハ１０を下向きにする状態）回転させる（図３、図４、図７参照）。

振動機構１８は、水平回転軸１６を介して回転・傾斜機構１４全体（ウエハ１０）を垂直方向（上下方向）に振動させる、一対の振動部１９を有する。振動部１９はパーティクルＰをウエハ１０の表面から振り落とすようにウエハ１０を上下に振動させるもので、例えば、内蔵した不図示のモータの回転運動を上下運動に変換してこれにより水平回転軸１６、回転・傾斜機構１４、吸着ユニット１２を介してウエハ１０を上下に振動させるようにしてある。

除電機構２０は、図５に示すように、吸引器２２に設けたアース部材２０であり、帯電したウエハ１０の端面に接触してゼロ電位にすることで、ウエハ１０表面近傍の帯電状態を電気的に中和することにより、ウエハ１０の表面に静電気により付着したパーティクルＰを除電するようにしてある。除電機構２０は、不図示の支持機構により、ウエハ１０が垂直状態になったとき（図５参照）、あるいは９０°以上になったとき（図７参照）、ウエハ１０と平行状態で且つウエハ１０の表面に対向するように、その姿勢を調整できるようにしてある。

吸引器２２は、図８に示すように、ウエハ１０からパーティクルＰを吸引する略漏斗状の吸引部２３が不図示の真空吸引ポンプに接続されていて、この真空ポンプの吸引力により空気流を起こして浮遊するパーティクルＰを該空気流に乗せて吸引し、装置の外に排出する。

以上のように構成された本実施形態の付着物除去装置は、ウエハ１０の検査直前もしくは検査前後にパーティクル除去処理を施すのに使用される。

具体的には、ウェハ１０裏面の中心もしくはその周辺を吸着ユニット１２により真空吸着し、水平回転軸１６を中心に回転・傾斜機構１４自体を略９０°回転させて、吸着ユニット１２と共にウエハ１０を重力方向（垂直方向）に沿うようにする（図３、図４参照）か、あるいは回転・傾斜機構１４自体を９０°以上回転させて、吸着ユニット１２と共にウエハ１０が下向きなるようにして（図７参照）、ウエハ１０の表面に付着したパーティクルＰが落下し易い姿勢にする。 また、除電機構２０をウエハ１０と平行で且つウエハ１０の表面と対向させる（図５、図７参照）。

このように、ウエハ１０が重力方向に沿った状態又は下向きになる状態にし、これに対向するように除電機構２２を移動調整した状態で、回転・傾斜機構１４の回転軸１５によりウエハ１０を回転させると共に振動機構１８を駆動してウエハ１０を垂直（上下）方向に振動させつつ、吸引器２２に設けたアース部材２０を帯電したウエハ１０の端面に接触させてゼロ電位とすることにより、ウエハ１０表面近傍の帯電状態を電気的に中和させる。

これにより、パーティクルＰは、静電気を失いウエハ１０の表面から離れやすい状態である上に、重力や上下振動が加わり、この結果、ウエハ１０の表面から離れ、その近傍に漂うが、吸引器２２を駆動することにより生じる空気流に乗って吸引部２３に吸い込まれ、ウエハ１０の付近に留まらずに装置の外部に排出される。

本実施形態の付着物除去装置によれば、ウエハ１０をその表面からパーティクルＰが離れやすい姿勢に、すなわちパーティクルＰが重力により落下する姿勢にしておき、この姿勢で除電機構２０によりパーティクルＰを電気的に中性に（中和）しているので、ウエハ１０の表面に付着したパーティクルＰを単に電気的に中性に（中和）する場合に比してパーティクルＰの除去効率を高めることが可能となる。

また、吸引器２２に設けたアース部材２０を帯電したウエハ１０の端面に接触させる際、ウエハ１０を回転させるので、アース部材２０は、ウエハ１０の端面に満遍なく当たり、電気的に中性に（中和）されないパーティクルＰの存在を無くすことができる。

さらに、ウエハ１０の上下方向の振動を加えることにより、パーティクルＰは重力と振動の双方の影響を受けて、ウエハ１０の表面からさらに離れやすくなり、この状態でパーティクルＰを電気的に中性に（中和）すれば、パーティクルＰの除去効率をさらに高めることが可能となる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、吸着ユニット１２の代わりにウエハ１０を把持する爪を使用してもよい。ウエハ１０を固定保持する手段についてはこれ以外にウエハ１０が載置されるテーブルなどがあるが、これらに限定されるものではない。ウエハ１０を傾斜させてもウエハ１０を落とさないように保持するものであればよい。また、除電機構２０の方向を調整し、除電機構２０から出る気体が層流になって吸引器２２に吸い込まれるようにすることもできる。

また、回転・傾斜機構１４、振動機構１８、除電機構２０は、上記実施形態に示すものに限定されず、種々変更が可能である。

また、本発明の付着物除去装置は、単独で使用することが出来るが、検査装置と組み合わせて使用することも出来る。

本発明の付着物除去装置の一実施形態を示す、除電機構部分及び排出機構部分を省略して概略的に示した総体斜視図である。 図１に示す付着物除去装置のうち、ウエハを保持する吸着ユニット部分の側面図である。 図２に示す吸着ユニット部分を９０°（重力方向）に回転させたときの状態を示す側面図である。 図３の状態にあるウエハの正面図である。 図３に示す吸着ユニットに吸着保持されたウエハに回転及び振動を加えつつ該ウエハの表面に付着したパーティクルを除電機構により電気的に中性（中和）する状態を示す側面図である。 図５の状態にあるウエハの正面図である。 図３に示す吸着ユニット部分を９０°以上回転（下向きに）させたときの状態を示す側面図である。 図５の状態で除電したパーティクルを吸引して除去する状態を示す側面図である。

符号の説明

１０ ウエハ
１２ 吸着ユニット
１４ 回転・傾斜機構
１５ 回転軸
１６ 水平回転軸
１８ 振動機構
２０ 除電機構
２２ 吸引器（排出機構）

Claims (6)

1. 基板を保持して前記基板を傾ける傾斜機構と、
   帯電した前記基板に接触してゼロ電位にすることにより、基板表面近傍の帯電状態を電気的に中和する除電機構と、
   を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
2. 請求項１に記載の付着物除去装置において、
   前記基板を振動させる振動機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
3. 請求項１又は２に記載の付着物除去装置において、
   前記除電機構により電気的に中和された、前記基板の表面に付着している付着物を排出する排出機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
4. 請求項３に記載の付着物除去装置において、
   前記除電機構は、前記排出機構に設けられたアース部材であることを特徴とする付着物除去装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の付着物除去装置において、
   前記基板を回転させる回転機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載の付着物除去装置において、
   前記傾斜機構は前記基板を９０°以上に傾斜させることを特徴とする付着物除去装置。