JP3140520B2 - 付着微粒子の除去方法 - Google Patents
付着微粒子の除去方法Info
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- JP3140520B2 JP3140520B2 JP03336316A JP33631691A JP3140520B2 JP 3140520 B2 JP3140520 B2 JP 3140520B2 JP 03336316 A JP03336316 A JP 03336316A JP 33631691 A JP33631691 A JP 33631691A JP 3140520 B2 JP3140520 B2 JP 3140520B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、付着微粒子の除去方法
に関し、特に被洗浄物の表面に静電吸着力によって付着
している微粒子を除去する方法に関するものである。
に関し、特に被洗浄物の表面に静電吸着力によって付着
している微粒子を除去する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被洗浄物である例えば半導体ウェ
ハの表面に付着している微粒子等を除去するには、半導
体ウェハを回転駆動し、洗浄水等をウェハ表面に供給し
つつその表面上をブラシを移動することによって行われ
ていた。このような表面処理装置の代表的なものとし
て、図５に示すカップ型ブラシスクラブ装置と、図６に
示す円筒型ブラシスクラブ装置が知られている。
ハの表面に付着している微粒子等を除去するには、半導
体ウェハを回転駆動し、洗浄水等をウェハ表面に供給し
つつその表面上をブラシを移動することによって行われ
ていた。このような表面処理装置の代表的なものとし
て、図５に示すカップ型ブラシスクラブ装置と、図６に
示す円筒型ブラシスクラブ装置が知られている。
【０００３】カップ型ブラシスクラブ装置では、図５に
示すように、半導体ウェハ５１をバキュームチャック５
２によって担持しつつ回転させ、ナイロン等からなるブ
ラシ５３がカップ状治具５４に取り付けられ、半導体ウ
ェハ５１上に洗浄液５５を供給しながらアーム５６によ
ってブラシ５３を矢印のようにスイープさせつつ表面処
理を行う構成となっている。
示すように、半導体ウェハ５１をバキュームチャック５
２によって担持しつつ回転させ、ナイロン等からなるブ
ラシ５３がカップ状治具５４に取り付けられ、半導体ウ
ェハ５１上に洗浄液５５を供給しながらアーム５６によ
ってブラシ５３を矢印のようにスイープさせつつ表面処
理を行う構成となっている。
【０００４】一方、円筒型ブラシスクラブ装置では、図
６に示すように、円筒状の治具５７の外周面にナイロン
製等のブラシ５８が放射状に設けられており、半導体ウ
ェハ５１の回転と、円筒状のブラシ５８の回転と、洗浄
液５５によって半導体ウェハ５１に付着した微粒子を除
去する構成となっている。
６に示すように、円筒状の治具５７の外周面にナイロン
製等のブラシ５８が放射状に設けられており、半導体ウ
ェハ５１の回転と、円筒状のブラシ５８の回転と、洗浄
液５５によって半導体ウェハ５１に付着した微粒子を除
去する構成となっている。
【０００５】これら装置におけるブラシスクラブ前後の
微粒子マップを図７（ａ），（ｂ）に示す。先ず、図７
（ａ）の微粒子マップは、半導体ウェハ、例えばシリコ
ンを熱酸化し、酸化膜厚を約１００ｎｍ成長させた後の
微粒子マップであり、０．１６μｍ以上のものを示して
いる。この半導体ウェハをブラシスクラブしたときの微
粒子マップを示したものが図７（ｂ）である。
微粒子マップを図７（ａ），（ｂ）に示す。先ず、図７
（ａ）の微粒子マップは、半導体ウェハ、例えばシリコ
ンを熱酸化し、酸化膜厚を約１００ｎｍ成長させた後の
微粒子マップであり、０．１６μｍ以上のものを示して
いる。この半導体ウェハをブラシスクラブしたときの微
粒子マップを示したものが図７（ｂ）である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ブラシスクラブによる
微粒子除去方法においては、付着した微粒子を半導体ウ
ェハの回転とブラシの回転及び押さえ付けにより、機械
的な方法で除去し、半導体ウェハの回転により発生する
遠心力で洗浄液とともに、ウェハ外部に排出するように
している。これを模式的に示したものが図８であり、ブ
ラシ６０により絶縁物の酸化膜面に摩擦が生じるため、
付着微粒子５９及び酸化膜６１には静電気が帯電してし
まう。このため、一度半導体ウェハ６２の表面から除去
された微粒子５９は直ちに半導体ウェハ６２に再付着し
てしまうという欠点があった。
微粒子除去方法においては、付着した微粒子を半導体ウ
ェハの回転とブラシの回転及び押さえ付けにより、機械
的な方法で除去し、半導体ウェハの回転により発生する
遠心力で洗浄液とともに、ウェハ外部に排出するように
している。これを模式的に示したものが図８であり、ブ
ラシ６０により絶縁物の酸化膜面に摩擦が生じるため、
付着微粒子５９及び酸化膜６１には静電気が帯電してし
まう。このため、一度半導体ウェハ６２の表面から除去
された微粒子５９は直ちに半導体ウェハ６２に再付着し
てしまうという欠点があった。
【０００７】また、ブラシ６０がナイロン等の誘電体で
製作されていることから、このブラシ６０にも微粒子が
付着することによってウェハ中心部に運ばれ、さらにブ
ラシ自身からも粒子が発生することになり、ウェハ中心
部においては、半導体ウェハの回転によって発生する遠
心力が小さいため、図７（ｂ）に示すように、さらに残
りやすいという結果となっている。
製作されていることから、このブラシ６０にも微粒子が
付着することによってウェハ中心部に運ばれ、さらにブ
ラシ自身からも粒子が発生することになり、ウェハ中心
部においては、半導体ウェハの回転によって発生する遠
心力が小さいため、図７（ｂ）に示すように、さらに残
りやすいという結果となっている。
【０００８】また、図９には、ゴムのベルト搬送によっ
て裏面に付着した絶縁物の粒子を、ブラシスクラブした
前後の付着粒子のマップを示す。図９（ａ）の搬送直後
においては、搬送ベルトの搬送跡６３が明確に現れてい
る。この搬送跡６３は、図９（ｂ）に示すように、ブラ
シスクラブ処理で一時的にウェハ面から機械的に離され
るため、搬送跡６３としては少なくなるが、静電気を帯
びているため、直ちにウェハに再付着してしまう。この
ため、搬送部で付着した微粒子はウェハ全面に散らされ
るだけで、全く除去されないという欠点があった。
て裏面に付着した絶縁物の粒子を、ブラシスクラブした
前後の付着粒子のマップを示す。図９（ａ）の搬送直後
においては、搬送ベルトの搬送跡６３が明確に現れてい
る。この搬送跡６３は、図９（ｂ）に示すように、ブラ
シスクラブ処理で一時的にウェハ面から機械的に離され
るため、搬送跡６３としては少なくなるが、静電気を帯
びているため、直ちにウェハに再付着してしまう。この
ため、搬送部で付着した微粒子はウェハ全面に散らされ
るだけで、全く除去されないという欠点があった。
【０００９】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであって、被洗浄物の表面に静電吸着力によって付着
する微粒子を容易かつ確実に除去することが可能な付着
微粒子の除去方法を提供することを目的とする。
のであって、被洗浄物の表面に静電吸着力によって付着
する微粒子を容易かつ確実に除去することが可能な付着
微粒子の除去方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による付着微粒子の除去方法は、被洗浄物を
回転運動させる工程と、回転運動している被洗浄物の表
面に洗浄水を供給しながら、この表面上でブラシを移動
させてこの表面から付着微粒子を剥離する工程と、剥離
した付着微粒子が被洗浄物から外方へ飛び出すように剥
離した付着微粒子に磁界をかける工程とを有している。
に、本発明による付着微粒子の除去方法は、被洗浄物を
回転運動させる工程と、回転運動している被洗浄物の表
面に洗浄水を供給しながら、この表面上でブラシを移動
させてこの表面から付着微粒子を剥離する工程と、剥離
した付着微粒子が被洗浄物から外方へ飛び出すように剥
離した付着微粒子に磁界をかける工程とを有している。
【００１１】
【作用】被洗浄物に付着した微粒子を除去するに際し、
先ず、被洗浄物を回転運動させる。そして、この回転運
動している被洗浄物の表面に洗浄水を供給しながらこの
表面上でブラシを移動させることで、被洗浄物に付着し
た微粒子をその表面から剥離する。また、剥離した微粒
子に対して磁界をかけることにより、フレミング左手の
法則によって当該微粒子に運動エネルギーが与えられ
る。その結果、微粒子が被洗浄物から外方へ飛び出す。
先ず、被洗浄物を回転運動させる。そして、この回転運
動している被洗浄物の表面に洗浄水を供給しながらこの
表面上でブラシを移動させることで、被洗浄物に付着し
た微粒子をその表面から剥離する。また、剥離した微粒
子に対して磁界をかけることにより、フレミング左手の
法則によって当該微粒子に運動エネルギーが与えられ
る。その結果、微粒子が被洗浄物から外方へ飛び出す。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、カップ型ブラシスクラブ方式に適
用された本発明による微粒子除去装置の一実施例の構成
図である。図において、カップ型ブラシ１１はナイロン
等からなりかつブラシ支持部１２にて支持され、上部ア
ーム１３による駆動により、半導体ウェハ（以下、単に
ウェハと称する）１４上をスイングすることによってス
クラブ処理を行う。ブラシ支持部１２内には、高透磁材
及びこれに巻装されたコイルからなる上部電磁石１５が
設置されている。
に説明する。図１は、カップ型ブラシスクラブ方式に適
用された本発明による微粒子除去装置の一実施例の構成
図である。図において、カップ型ブラシ１１はナイロン
等からなりかつブラシ支持部１２にて支持され、上部ア
ーム１３による駆動により、半導体ウェハ（以下、単に
ウェハと称する）１４上をスイングすることによってス
クラブ処理を行う。ブラシ支持部１２内には、高透磁材
及びこれに巻装されたコイルからなる上部電磁石１５が
設置されている。
【００１３】一方、ウェハ１４の下側には、上部電磁石
１５に対応するように、上部電磁石１５と同様の構成の
下部電磁石１６が設置されている。この下部電磁石１６
は、洗浄水２２からの濡れを防止するカバー１７を介し
て下部アーム１８に固定されている。これら上部電磁石
１５と下部電磁石１６は、対向する磁極面がＮ極とＳ極
となる方向の電流が供給されることにより、ウェハ１４
に対しその表面に垂直な磁界２３を印加する。
１５に対応するように、上部電磁石１５と同様の構成の
下部電磁石１６が設置されている。この下部電磁石１６
は、洗浄水２２からの濡れを防止するカバー１７を介し
て下部アーム１８に固定されている。これら上部電磁石
１５と下部電磁石１６は、対向する磁極面がＮ極とＳ極
となる方向の電流が供給されることにより、ウェハ１４
に対しその表面に垂直な磁界２３を印加する。
【００１４】ウェハ１４は、上部電磁石１５と下部電磁
石１６の間に位置するように吸着板１９によって吸着・
担持され、図示せぬ駆動源により回転軸２０を介して回
転させられる。このウェハ１４の表面には微粒子２１が
付着しており、この微粒子２１を除去するために、洗浄
水２２がウェハ１４の表面上に供給される。この洗浄水
２２としては、一般に、純水が用いられている。
石１６の間に位置するように吸着板１９によって吸着・
担持され、図示せぬ駆動源により回転軸２０を介して回
転させられる。このウェハ１４の表面には微粒子２１が
付着しており、この微粒子２１を除去するために、洗浄
水２２がウェハ１４の表面上に供給される。この洗浄水
２２としては、一般に、純水が用いられている。
【００１５】次に、このように構成された微粒子除去装
置において、ウェハ１４の表面に付着した微粒子２１を
除去する際の手順について説明する。先ず、ウェハ１４
の表面に付着した微粒子２１を除去するために、回転軸
２０によってウェハ１４を回転させるとともに、ブラシ
１１をウェハ１４に押し当てて機械的に微粒子２１をウ
ェハ１４の表面より剥離させる処理を行う。このときの
ブラシ１１と微粒子２１及びウェハ１４の摩擦によって
各々静電帯電し、微粒子２１の帯電極性及びその強度
は、微粒子２１の組成、ウェハ１４の表面組成、ウェハ
１４の回転速度、或いは洗浄水２２の導電率等によって
異なってくる。
置において、ウェハ１４の表面に付着した微粒子２１を
除去する際の手順について説明する。先ず、ウェハ１４
の表面に付着した微粒子２１を除去するために、回転軸
２０によってウェハ１４を回転させるとともに、ブラシ
１１をウェハ１４に押し当てて機械的に微粒子２１をウ
ェハ１４の表面より剥離させる処理を行う。このときの
ブラシ１１と微粒子２１及びウェハ１４の摩擦によって
各々静電帯電し、微粒子２１の帯電極性及びその強度
は、微粒子２１の組成、ウェハ１４の表面組成、ウェハ
１４の回転速度、或いは洗浄水２２の導電率等によって
異なってくる。
【００１６】以下の説明においては、微粒子２１に負電
位の帯電が行われたものと仮定して動作説明を行うこと
とする。この負電位に帯電した微粒子２１- は、ウェハ
１４の回転速度で磁界２３中を横切ることにより、以下
に述べるようにして運動エネルギーが与えられる。すな
わち、図２の動作原理図において、電磁石１５，１６に
よって作られる磁界２３中を、負電位に帯電した微粒子
２１- が矢印Ａ方向に通過した場合、電流は矢印Ｂで示
す方向に流れたことになり、これによって微粒子２１-
には矢印Ｃで示す方向に運動エネルギーが与えられるの
である。
位の帯電が行われたものと仮定して動作説明を行うこと
とする。この負電位に帯電した微粒子２１- は、ウェハ
１４の回転速度で磁界２３中を横切ることにより、以下
に述べるようにして運動エネルギーが与えられる。すな
わち、図２の動作原理図において、電磁石１５，１６に
よって作られる磁界２３中を、負電位に帯電した微粒子
２１- が矢印Ａ方向に通過した場合、電流は矢印Ｂで示
す方向に流れたことになり、これによって微粒子２１-
には矢印Ｃで示す方向に運動エネルギーが与えられるの
である。
【００１７】これは、図３において、磁石３１のＮ極端
面から磁石３２のＳ極端面に向かう磁界３３中に、紙面
の表面側から裏面側方向に向かう電流が流れると、この
磁界３３中に存在する流体３４にはフレミング左手の法
則により、図の矢印Ｄ方向の運動エネルギーが与えられ
ることによるものである。本実施例では、磁界３３を発
生する手段として、図１，図２に示すように、電磁石１
５，１６を用いたが、これに限定されるものではない。
但し、電磁石１５，１６を用いることにより、各電磁石
のコイルに供給する電流の方向及び大きさに応じて磁界
方向及び強度を制御することができることになる。
面から磁石３２のＳ極端面に向かう磁界３３中に、紙面
の表面側から裏面側方向に向かう電流が流れると、この
磁界３３中に存在する流体３４にはフレミング左手の法
則により、図の矢印Ｄ方向の運動エネルギーが与えられ
ることによるものである。本実施例では、磁界３３を発
生する手段として、図１，図２に示すように、電磁石１
５，１６を用いたが、これに限定されるものではない。
但し、電磁石１５，１６を用いることにより、各電磁石
のコイルに供給する電流の方向及び大きさに応じて磁界
方向及び強度を制御することができることになる。
【００１８】このようにして微粒子２１に与えられる運
動エネルギーの方向を、ウェハ１４の回転で生じる遠心
力方向と同一にすれば、すなわち上部電磁石１５のウェ
ハ１４側端面をＮ極とし、下部電磁石１６のウェハ１４
側端面をＳ極とすれば、洗浄水２２による微粒子排出効
果と相俟って微粒子２１の静電気による再吸着を抑制で
きることになる。また、ブラシ支持部１２の内部に上部
電磁石１５を設置したことにより、機械的に除去した微
粒子２１を直ちに磁界によってウェハ１４の面外に排除
できることになる。
動エネルギーの方向を、ウェハ１４の回転で生じる遠心
力方向と同一にすれば、すなわち上部電磁石１５のウェ
ハ１４側端面をＮ極とし、下部電磁石１６のウェハ１４
側端面をＳ極とすれば、洗浄水２２による微粒子排出効
果と相俟って微粒子２１の静電気による再吸着を抑制で
きることになる。また、ブラシ支持部１２の内部に上部
電磁石１５を設置したことにより、機械的に除去した微
粒子２１を直ちに磁界によってウェハ１４の面外に排除
できることになる。
【００１９】一方、ウェハ１４の表面組成や付着微粒子
２１の組成の関係上、微粒子２１の帯電が正電位となる
場合は、上部電磁石１５及び下部電磁石１６の各コイル
に流す電流の方向を変えることにより、上部電磁石１５
のウェハ１４側端面をＳ極とし、下部電磁石１６のウェ
ハ１４側端面をＮ極として磁界方向を１８０°反転さ
せ、正電位に帯電した微粒子２１+ の運動方向をウェハ
１４の回転で生じる遠心力方向とすることができる。ま
た、電磁石を用いているため、磁界強度を自由に調整可
能となる。
２１の組成の関係上、微粒子２１の帯電が正電位となる
場合は、上部電磁石１５及び下部電磁石１６の各コイル
に流す電流の方向を変えることにより、上部電磁石１５
のウェハ１４側端面をＳ極とし、下部電磁石１６のウェ
ハ１４側端面をＮ極として磁界方向を１８０°反転さ
せ、正電位に帯電した微粒子２１+ の運動方向をウェハ
１４の回転で生じる遠心力方向とすることができる。ま
た、電磁石を用いているため、磁界強度を自由に調整可
能となる。
【００２０】上述した微粒子除去装置では、上部電磁石
１５及び下部電磁石１６が上部アーム１３及び下部アー
ム１８によって相対するように動かされることになる
が、一般的なブラシスクラブ装置においては、図４に示
すように、下部アーム１８の動きが回転軸２０によって
制限を受けることになる。そこで、吸着板１９をテフロ
ン等でコーテングしたパーマロイ等の高透磁材によって
ウェハ１４とほぼ同じ大きさに形成することにより、上
部電磁石１５で発生する磁界と下部電磁石１６で発生す
る磁界の緩衝が強くなり、ウェハ１４に入射する磁界２
３の効率を高めることができる。
１５及び下部電磁石１６が上部アーム１３及び下部アー
ム１８によって相対するように動かされることになる
が、一般的なブラシスクラブ装置においては、図４に示
すように、下部アーム１８の動きが回転軸２０によって
制限を受けることになる。そこで、吸着板１９をテフロ
ン等でコーテングしたパーマロイ等の高透磁材によって
ウェハ１４とほぼ同じ大きさに形成することにより、上
部電磁石１５で発生する磁界と下部電磁石１６で発生す
る磁界の緩衝が強くなり、ウェハ１４に入射する磁界２
３の効率を高めることができる。
【００２１】なお、上記実施例では、被洗浄物が半導体
ウェハである場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、静電吸着力によって微粒子が付着し易
い被洗浄物全般に適用可能である。
ウェハである場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、静電吸着力によって微粒子が付着し易
い被洗浄物全般に適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、被洗浄物を回転運動させ、この回転運動している
被洗浄物の表面に洗浄水を供給しながら、この表面上で
ブラシを移動させることによってこの表面から微粒子を
剥離するとともに、当該微粒子に対して磁界をかけるよ
うにしたことにより、剥離された微粒子には被洗浄物か
ら外方に飛び出すような運動エネルギーが与えられるの
で、この運動エネルギーによって被洗浄物に付着した微
粒子を容易かつ確実に除去できることになる。
れば、被洗浄物を回転運動させ、この回転運動している
被洗浄物の表面に洗浄水を供給しながら、この表面上で
ブラシを移動させることによってこの表面から微粒子を
剥離するとともに、当該微粒子に対して磁界をかけるよ
うにしたことにより、剥離された微粒子には被洗浄物か
ら外方に飛び出すような運動エネルギーが与えられるの
で、この運動エネルギーによって被洗浄物に付着した微
粒子を容易かつ確実に除去できることになる。
【図１】本発明による微粒子除去装置の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明による微粒子除去装置の動作原理図であ
る。
る。
【図３】フレミング左手の法則の原理図である。
【図４】本発明の変形例を示す構成図である。
【図５】カップ型ブラシスクラブ装置の構成図である。
【図６】円筒型ブラシスクラブ装置の構成図である。
【図７】従来例における微粒子マップ図である。
【図８】ブラシスクラブの模式図である。
【図９】ゴムベルトによる裏面付着の微粒子マップ図で
ある。
ある。
１１ カップ型ブラシ １３ 上部アーム １４ 半導体ウェハ １５ 上部電磁石 １６ 下部電磁石 １８ 下部アーム １９ 吸着板 ２１ 微粒子 ２２ 洗浄水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 646 H01L 21/304 641 H01L 21/304 644 B08B 7/00
Claims (3)
- 【請求項１】 被洗浄物の表面に付着している微粒子を
除去する付着微粒子の除去方法であって、前記被洗浄物を回転運動させる工程と、 回転運動している前記被洗浄物の表面に洗浄水を供給し
ながら、この表面上でブラシを移動させてこの表面から
前記付着微粒子を剥離する工程と、 剥離した前記付着微粒子が前記被洗浄物から外方へ飛び
出すように剥離した前記付着微粒子に磁界をかける工程
と を有する ことを特徴とする付着微粒子の除去方法。 - 【請求項２】 前記付着微粒子に磁界をかける工程で
は、前記被洗浄物の回転運動によって生じる遠心力の方
向と略同一の方向の運動エネルギーが得られるように前
記付着微粒子に磁界をかける ことを特徴とする請求項１
記載の付着微粒子の除去方法。 - 【請求項３】 前記磁界の方向を切り替える工程 を有す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の付着微粒子の
除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03336316A JP3140520B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 付着微粒子の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03336316A JP3140520B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 付着微粒子の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217979A JPH05217979A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3140520B2 true JP3140520B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=18297859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03336316A Expired - Fee Related JP3140520B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 付着微粒子の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140520B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990047949A (ko) * | 1997-12-06 | 1999-07-05 | 윤종용 | 반도체 세정 공정에서 메탈 파티클 제거 방법 및 그 방법이 적용된 습식 세정 장치 |
| JP4667264B2 (ja) | 2006-02-08 | 2011-04-06 | パナソニック株式会社 | 半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置 |
| US11787008B2 (en) * | 2020-12-18 | 2023-10-17 | Applied Materials, Inc. | Chemical mechanical polishing with applied magnetic field |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP03336316A patent/JP3140520B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05217979A (ja) | 1993-08-27 |
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