JP2010524234A - 洗浄液に周期的せん断応力を印加することにより半導体ウエハー表面を洗浄する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】その内部に分散結合体を懸濁させた洗浄媒体をウエハー表面上に供給する。外部エネルギーを洗浄媒体に印加して、洗浄媒体内部に周期的せん断応力を発生させる。発生した周期的せん断応力により、結合体上で運動量および/あるいは抗力が作用する。この結果、結合体と粒子状汚染物質との間に相互作用が生じて、ウエハー表面から粒子状汚染物質が除去される。
【選択図】図1
Description
Claims (31)
- 粒子が付着する表面を有するウエハーを準備する工程と、
内部に一つあるいは複数の分散結合体を懸濁させた洗浄媒体を前記表面上に供給する工程と、
前記洗浄媒体に外部エネルギーを印加して、前記洗浄媒体内部に周期的せん断応力を発生させる工程と、
を備える洗浄方法で、
前記周期的せん断応力により、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体上で力を作用させ、この結果、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間に相互作用を生じさせて、前記表面から前記粒子を除去する、
洗浄方法。 - 請求項1記載の洗浄方法で、
前記洗浄媒体に外部エネルギーを印加する前記工程は、メガソニック、超音波処理、圧電駆動、圧電音響駆動、キャビテーション、蒸発技術のうち一つあるいは複数を用いて、前記外部エネルギーを印加する、
洗浄方法。 - 請求項2記載の洗浄方法で、
前記ウエハーを介して前記洗浄媒体に前記外部エネルギーを印加し、前記ウエハーは前記印加された外部エネルギーを前記洗浄媒体に移動させる、
洗浄方法。 - 請求項2記載の洗浄方法で、
密閉源から前記洗浄媒体に、前記外部エネルギーを直接印加する、
洗浄方法。 - 請求項1記載の洗浄方法で、
前記外部エネルギーが、約600KHzから約3MHzの周波数域の高周波メガソニック音響エネルギーである、
洗浄方法。 - 請求項1記載の洗浄方法で、
前記外部エネルギーが、約50Hzから約100KHzの周波数域の超音波エネルギーである、
洗浄方法。 - 請求項1記載の洗浄方法で、
前記相互作用が、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間の機械的結合、化学的結合、静電結合のうちのいずれか一つあるいは複数により実現される、
洗浄方法。 - 請求項7記載の洗浄方法で、
前記機械的結合が、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間の接着により実現され、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と共に、前記粒子が前記表面から離昇する、
洗浄方法。 - 請求項7記載の洗浄方法で、
前記機械的結合が、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間の物理的衝突により実現され、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体から前記粒子へのエネルギー移動により、前記粒子が前記表面から離昇する、
洗浄方法。 - 請求項7記載の洗浄方法で、
前記化学的結合が、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間の物理的接触および化学的適合性により実現され、前記物理的接触により、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間の化学的接着が促進される、
洗浄方法。 - 請求項7記載の洗浄方法で、
前記静電結合が、前記一つあるいは複数の結合体のうち少なくとも一つの結合体と前記粒子との間の引力相互作用あるいは反発相互作用により実現する、
洗浄方法。 - 請求項1記載の洗浄方法で、
前記力が、抗力、運動量、あるいはその組み合わせである、
洗浄方法。 - 請求項1記載の洗浄方法で、
前記洗浄媒体が、
液体成分と気体成分と固体成分、あるいは、
液体成分と固体成分
のいずれかを含む、
洗浄方法。 - 請求項13記載の洗浄方法で、
前記固体成分が、前記一つあるいは複数の分散結合体に対応する、
洗浄方法。 - 請求項14記載の洗浄方法で、
前記固体成分が、脂肪族酸、カルボン酸、パラフィン、ワックス、高分子、ポリスチレン、ポリペプチド、脂肪酸、粘弾性材料のいずれか一つである、
洗浄方法。 - 請求項13記載の洗浄方法で、
前記気体成分が、
オゾン(O3)と酸素(O2)と塩化水素酸(HCl)とフッ化水素酸(HF)と窒素(N2)とアルゴン(Ar)とを含む気体混合物、
オゾン(O3)と窒素(N2)とを含む気体混合物、
オゾン(O3)とアルゴン(Ar)とを含む気体混合物、
オゾン(O3)と酸素(O2)と窒素(N2)とを含む気体混合物、
オゾン(O3)と酸素(O2)とアルゴン(Ar)とを含む気体混合物、
オゾン(O3)と酸素(O2)と窒素(N2)とアルゴン(Ar)とを含む気体混合物、
酸素(O2)とアルゴン(Ar)と窒素(N2)とを含む気体混合物、
のいずれか一つである、
洗浄方法。 - 請求項13記載の洗浄方法で、
前記液体成分が、水性あるいは非水性である、
洗浄方法。 - 粒子が付着する表面を有するウエハーを保持する保持体と、
基部と前記基部から伸長する一つあるいは複数の側壁とにより規定される空洞を有するタンクで、前記ウエハーを浸すための所定量の洗浄媒体で、内部に一つあるいは複数の分散結合体を懸濁させた洗浄媒体を前記空洞内に収容するように構成されたタンクと、
前記一つあるいは複数の側壁のうち少なくとも一つの側壁あるいは前記基部に接続される一つあるいは複数のトランスデューサで、前記洗浄媒体に音響エネルギーを印加する一つあるいは複数のトランスデューサと、
を備える洗浄システムで、
前記音響エネルギーは、前記洗浄媒体内部に周期的せん断応力を発生させ、
前記周期的せん断応力により、前記一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体上で力を作用させ、この結果、前記一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体と前記粒子との間に相互作用を生じさせて、前記表面からの前記粒子の除去を促進する、
システム。 - 請求項18記載のシステムで、
前記トランスデューサが、メガソニック・トランスデューサあるいは超音波トランスデューサである、
システム。 - 請求項19記載のシステムで、
前記トランスデューサがメガソニック・トランスデューサで、前記音響エネルギーの周波数が約600KHzから約3MHzの範囲である、
システム。 - 請求項19記載のシステムで、
前記トランスデューサが超音波トランスデューサで、前記音響エネルギーの周波数が約50Hzから約100KHzの範囲である、
システム。 - 洗浄システムで、
保持体を備える処理チャンバで、粒子が付着するウエハー表面を露出させるように、前記保持体が前記処理チャンバ内にウエハーを保持可能な処理チャンバと、
音響エネルギーを発生させるように構成された噴出部で、内部に一つあるいは複数の分散結合体を懸濁させた洗浄媒体が前記噴出部の流路を流れる際に、前記露出したウエハー表面に前記洗浄媒体を供給する前に、前記洗浄媒体に前記発生させた音響エネルギーを印加することにより、前記音響エネルギーが前記各分散結合体の物理的特性を変化させ、前記噴出部の噴流による流体運動が、前記物理的特性を変化させた一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体上で力を作用させて、この結果、前記物理的特性を変化させた一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体と前記粒子との間に相互作用を生じさせ、前記露出したウエハー表面から前記粒子を除去する噴出部と、
を備えるシステム。 - 請求項22記載のシステムで、
前記物理的特性を変化させた各結合体は、前記露出したウエハー表面からの前
記粒子の除去を促進する、
システム。 - 請求項22記載のシステムで、
前記物理的特性を変化させた各結合体のサイズ分布は、広くなる、狭くなる、あるいは、より小さな平均サイズにシフトする、
システム。 - 請求項22記載のシステムで、
前記各結合体の前記物理的特性は、サイズと形状の一つあるいは複数である、
システム。 - 洗浄システムで、
保持体を備える処理チャンバで、粒子が付着するウエハー表面を露出させるように、前記保持体が前記処理チャンバ内にウエハーを保持可能な処理チャンバと、
内部に一つあるいは複数の分散結合体を懸濁させた洗浄媒体を前記表面に供給するように構成された流体供給部と、
音響エネルギーを発生可能なエネルギー源で、前記発生した音響エネルギーを前記洗浄媒体の表面に印加することにより、前記洗浄媒体内部に周期的せん断応力を発生させて、前記周期的せん断応力により、前記一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体上で力を作用させ、この結果、前記一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体と前記粒子との間に相互作用を生じさせて、前記表面から前記粒子を除去するエネルギー源と、
を備えるシステム。 - 裏面と前記裏面の反対側で粒子が付着する表面とを備えるウエハーの前記裏面の近傍で、音響エネルギーを発生可能なトランスデューサと、
前記ウエハーの前記裏面と前記トランスデューサとの間に液体層を供給可能な第1流体供給部と、
内部に一つあるいは複数の分散結合体を懸濁させた洗浄媒体を前記ウエハーの前記表面上に供給可能な第2流体供給部と、
を備える洗浄システムで、
前記音響エネルギーが、前記トランスデューサから、前記液体層と前記ウエハーとを介して、前記ウエハーの前記表面上の前記洗浄媒体に移動することにより、前記洗浄媒体内部に周期的せん断応力を発生させて、前記周期的せん断応力により、前記一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体上で力を作用させ、この結果、前記一つあるいは複数の分散結合体のうち少なくとも一つの分散結合体と前記粒子との間に相互作用を生じさせて、前記表面から前記粒子を除去する、
システム。 - 請求項27記載のシステムで、
前記トランスデューサが、メガソニック・トランスデューサあるいは超音波トランスデューサである、
システム。 - 請求項28記載のシステムで、
前記トランスデューサがメガソニック・トランスデューサで、前記音響エネルギーの周波数が約600KHzから約3MHzの範囲である、
システム。 - 請求項28記載のシステムで、
前記トランスデューサが超音波トランスデューサで、前記音響エネルギーの周波数が約50Hzから約100KHzの範囲である、
システム。 - 請求項27記載のシステムで、
前記液体層が、脱イオン水、アンモニア‐過酸化水素混合物(APM)、界面活性剤溶液、非水性液体のいずれか一つである、
システム。
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