JP3299281B2 - 表面を入念に洗浄するための方法と装置 - Google Patents
表面を入念に洗浄するための方法と装置Info
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項1の上位概念に記載した、水蒸気で
表面を入念に洗浄するための方法と、請求項15の上位概
念に記載した、この方法を実施するための装置に関す
る。
表面を入念に洗浄するための方法と、請求項15の上位概
念に記載した、この方法を実施するための装置に関す
る。
従来の洗浄方法では、物体または基板の洗浄すべき表
面は、洗剤を充填した湿式槽に浸漬することによってお
よび例えば超音波で補助してあるいは蒸気雰囲気内に基
板を浸漬することによってあるいは表面の機械的な処
理、例えばブラッシング、噴霧ノズルからの高圧水また
は洗剤の噴霧、振動(メガソニック)の発生によって洗
浄される。
面は、洗剤を充填した湿式槽に浸漬することによってお
よび例えば超音波で補助してあるいは蒸気雰囲気内に基
板を浸漬することによってあるいは表面の機械的な処
理、例えばブラッシング、噴霧ノズルからの高圧水また
は洗剤の噴霧、振動(メガソニック)の発生によって洗
浄される。
特にチップ製造の際、平滑化は、構造を小型化してい
くうちに益々重要となるプロセスステップである。構造
を有する基板(例えばシリコンウェハ)の表面は化学機
械的な研磨ステップ(化学機械的な研磨あるいはCMTプ
ロセスステップ)で研磨されるかまたはラップ加工され
る。この場合、微細な研磨剤(スラリ)が使用される。
この研磨剤はきわめて小さな粒子を有する。これは、研
磨工程の後で個々の研磨粒子が加工された表面に付着
し、一部が表面に堆積するという欠点をもたらす。研磨
工程の後で、基板のその後の処理のために、表面から研
磨剤とその他の汚染物を完全に除去しなければならな
い。
くうちに益々重要となるプロセスステップである。構造
を有する基板(例えばシリコンウェハ)の表面は化学機
械的な研磨ステップ(化学機械的な研磨あるいはCMTプ
ロセスステップ)で研磨されるかまたはラップ加工され
る。この場合、微細な研磨剤(スラリ)が使用される。
この研磨剤はきわめて小さな粒子を有する。これは、研
磨工程の後で個々の研磨粒子が加工された表面に付着
し、一部が表面に堆積するという欠点をもたらす。研磨
工程の後で、基板のその後の処理のために、表面から研
磨剤とその他の汚染物を完全に除去しなければならな
い。
上述のように、ブラシや水を用いてそして50バール以
下の高圧で水を噴霧することによって、残っている研磨
剤を除去することが試みられる。ブラシは絶えず水で湿
らさなければならず、除去された研磨剤が徐々に付着す
るという欠点がある。従って、ブラシを定期的に交換す
る必要がある。これはブラシの交換時に洗浄ステーショ
ンに介入することによって洗浄ステーションが汚染する
という欠点を有する。ブラシによる洗浄すべき表面の機
械的な処理は更に、表面が傷つく、特に掻き傷がつくと
いう危険がある。一般的に、ブラシによる洗浄プロセス
に続いて、高圧の水を噴霧する他の洗浄プロセスが行わ
れる。良好な結果を得るために、洗浄すべき表面に水が
或る時間噴霧され、何度も洗浄される。そのため洗浄時
間が長くなる。
下の高圧で水を噴霧することによって、残っている研磨
剤を除去することが試みられる。ブラシは絶えず水で湿
らさなければならず、除去された研磨剤が徐々に付着す
るという欠点がある。従って、ブラシを定期的に交換す
る必要がある。これはブラシの交換時に洗浄ステーショ
ンに介入することによって洗浄ステーションが汚染する
という欠点を有する。ブラシによる洗浄すべき表面の機
械的な処理は更に、表面が傷つく、特に掻き傷がつくと
いう危険がある。一般的に、ブラシによる洗浄プロセス
に続いて、高圧の水を噴霧する他の洗浄プロセスが行わ
れる。良好な結果を得るために、洗浄すべき表面に水が
或る時間噴霧され、何度も洗浄される。そのため洗浄時
間が長くなる。
次に、従来の方法の欠点について再度説明する。ブラ
シの摩耗が大きく、従ってブラシのコストが高くつくと
いう欠点のほかに、機械への介入、従って機械の停止を
伴う頻繁なブラシ交換を必要とするという欠点がある。
ブラシに研磨剤が付着することにより、表面が引っかき
によって傷つく恐れがあり、ブラシ(部材材料はPFAス
ポンジからなる)を持続的に湿らせるためには脱イオン
化された水(DI水)の消費が多くなる。更に、基板の両
面をブラシ洗浄する洗浄室の構造は複雑でありかつ高価
である。スポンジブラシのブラシ押しつけ力は正確に調
整できない。高圧洗浄の場合には、基板が静電的に負荷
される危険がある。というのは、導電性でないDi水が使
用されるからである。メガソニックでは、特に研磨プロ
セスの後で表面を完全に洗浄できない。
シの摩耗が大きく、従ってブラシのコストが高くつくと
いう欠点のほかに、機械への介入、従って機械の停止を
伴う頻繁なブラシ交換を必要とするという欠点がある。
ブラシに研磨剤が付着することにより、表面が引っかき
によって傷つく恐れがあり、ブラシ(部材材料はPFAス
ポンジからなる)を持続的に湿らせるためには脱イオン
化された水(DI水)の消費が多くなる。更に、基板の両
面をブラシ洗浄する洗浄室の構造は複雑でありかつ高価
である。スポンジブラシのブラシ押しつけ力は正確に調
整できない。高圧洗浄の場合には、基板が静電的に負荷
される危険がある。というのは、導電性でないDi水が使
用されるからである。メガソニックでは、特に研磨プロ
セスの後で表面を完全に洗浄できない。
ヨーロッパ特許出願公開第381435号公報により、プリ
ント回路板を洗浄するための方法と装置が知られてい
る。その際、或る温度と圧力の蒸気が回路板に噴霧され
る。蒸気は相転移を行わない。
ント回路板を洗浄するための方法と装置が知られてい
る。その際、或る温度と圧力の蒸気が回路板に噴霧され
る。蒸気は相転移を行わない。
特開平7−037866号公報(JP−A−7037866)によ
り、NO2を多く含む蒸気からなる雰囲気に物体をさらす
装置が知られている。
り、NO2を多く含む蒸気からなる雰囲気に物体をさらす
装置が知られている。
そこで、本発明の根底をなす課題は、汚染した表面を
簡単に、低価格で、迅速にそして損傷しないように洗浄
することができる、方法およびまたは装置を提供するこ
とである。
簡単に、低価格で、迅速にそして損傷しないように洗浄
することができる、方法およびまたは装置を提供するこ
とである。
この課題は本発明に従い、冒頭に述べた方法におい
て、少なくとも1個の蒸気ノズルを表面のすぐ近くに置
き、ノズルから蒸気を洗浄すべき表面に適切に案内し、
蒸気の噴霧と同時にあるいは噴霧の前に、洗浄すべき表
面を水で湿らせることによって解決される。
て、少なくとも1個の蒸気ノズルを表面のすぐ近くに置
き、ノズルから蒸気を洗浄すべき表面に適切に案内し、
蒸気の噴霧と同時にあるいは噴霧の前に、洗浄すべき表
面を水で湿らせることによって解決される。
本発明による装置は、洗浄すべき表面を機械的に処理
する必要がなく、付着している除去すべき研磨ペースト
の粒子が、蒸気によって供給される熱エネルギーによっ
てほぐれるという利点がある。基板と除去される粒子と
の熱エネルギーの吸収が異なることと、異なる膨張係数
によって生じる応力が、粒子と基板と結合を弱め、それ
によって粒子が洗浄すべき表面から剥がれる。過熱蒸気
の代わりに湿った蒸気を使用すると、粒子は衝撃力伝達
によって更に剥がれやすくなる。その際、液体小敵の衝
突のときに運動エネルギー(超音波エネルギー)が利用
される。他の利点は、表面上にある水フィルムに蒸気を
導入する際、水の一部が局所的に蒸発し、蒸気の気泡が
その後すぐに再び萎縮するかまたは水フィルム表面上で
はじけることにある。粒子に対するこの衝動力作用は同
様に剥がれやすくする作用がある。水フィルム内で表面
上の粒子が浮き上がり、それによって容易に除去可能で
ある。水フィルムは特別に塗布してもよいし、また凝縮
液によって形成してもよい。
する必要がなく、付着している除去すべき研磨ペースト
の粒子が、蒸気によって供給される熱エネルギーによっ
てほぐれるという利点がある。基板と除去される粒子と
の熱エネルギーの吸収が異なることと、異なる膨張係数
によって生じる応力が、粒子と基板と結合を弱め、それ
によって粒子が洗浄すべき表面から剥がれる。過熱蒸気
の代わりに湿った蒸気を使用すると、粒子は衝撃力伝達
によって更に剥がれやすくなる。その際、液体小敵の衝
突のときに運動エネルギー(超音波エネルギー)が利用
される。他の利点は、表面上にある水フィルムに蒸気を
導入する際、水の一部が局所的に蒸発し、蒸気の気泡が
その後すぐに再び萎縮するかまたは水フィルム表面上で
はじけることにある。粒子に対するこの衝動力作用は同
様に剥がれやすくする作用がある。水フィルム内で表面
上の粒子が浮き上がり、それによって容易に除去可能で
ある。水フィルムは特別に塗布してもよいし、また凝縮
液によって形成してもよい。
本発明による方法は平らな表面、すなわち平面にだけ
でなく、例えばマイクロ技術要素の製造の際に生じるよ
うな深い構造を有する表面にも使用可能である。剥がれ
た粒子の搬出は表面に供給された蒸気によって、凝縮液
によっておよびまたは付加的に噴霧される水によって行
うことができる。この水の噴霧は特に非常に薄い基板の
場合に有利である。なぜなら、凝縮液の発生が少ないか
らである。
でなく、例えばマイクロ技術要素の製造の際に生じるよ
うな深い構造を有する表面にも使用可能である。剥がれ
た粒子の搬出は表面に供給された蒸気によって、凝縮液
によっておよびまたは付加的に噴霧される水によって行
うことができる。この水の噴霧は特に非常に薄い基板の
場合に有利である。なぜなら、凝縮液の発生が少ないか
らである。
本発明の実施形では、例えば異なるガス、例えば窒素
(N2)の供給によってあるいは過熱蒸気の使用によって
表面を乾燥することができる。これにより、乾燥シミが
回避される。衝撃力の作用(運動エネルギー)、異なる
熱膨張(熱エネルギー)および衝動力作用(水の蒸発と
気泡の破裂)によって、粒子が剥がれることが特に重要
である。その際、水フィルム内への蒸気の吹き込みが有
利である。
(N2)の供給によってあるいは過熱蒸気の使用によって
表面を乾燥することができる。これにより、乾燥シミが
回避される。衝撃力の作用(運動エネルギー)、異なる
熱膨張(熱エネルギー)および衝動力作用(水の蒸発と
気泡の破裂)によって、粒子が剥がれることが特に重要
である。その際、水フィルム内への蒸気の吹き込みが有
利である。
DI水を使用すると有利である。このDI水にはアルコー
ル、洗剤、溶剤等を添加することができる。蒸気には異
なるガス、例えば窒素等を添加することができる。特に
有利な用途はCMPプロセスに続く洗浄であるが、LCD製品
の製造、ハードディスク製造、マイクロ技術またはきわ
めてきれいな表面を必要とする他のプロセスにも使用可
能である。
ル、洗剤、溶剤等を添加することができる。蒸気には異
なるガス、例えば窒素等を添加することができる。特に
有利な用途はCMPプロセスに続く洗浄であるが、LCD製品
の製造、ハードディスク製造、マイクロ技術またはきわ
めてきれいな表面を必要とする他のプロセスにも使用可
能である。
冒頭に述べた課題は本発明に従い、洗浄すべき表面の
方へ向けた少なくとも1個の蒸気ノズルと、洗浄すべき
表面上に水フィルムを発生するための装置を備えている
ことによって解決される。
方へ向けた少なくとも1個の蒸気ノズルと、洗浄すべき
表面上に水フィルムを発生するための装置を備えている
ことによって解決される。
この装置の場合には、例えばシリコンウェハの表面が
水で湿らせられる。これに続いて、この水フィルムに蒸
気が吹き込まれる。表面は本発明によるこの装置によっ
て無接触で洗浄される。この場合、上記の力は主として
汚染粒子を剥がすために寄与する。水で湿らせることは
例えば蒸気を噴霧することによって行うことができる。
この蒸気はその後凝縮する。
水で湿らせられる。これに続いて、この水フィルムに蒸
気が吹き込まれる。表面は本発明によるこの装置によっ
て無接触で洗浄される。この場合、上記の力は主として
汚染粒子を剥がすために寄与する。水で湿らせることは
例えば蒸気を噴霧することによって行うことができる。
この蒸気はその後凝縮する。
本発明に従って搬送装置が設けられている。表面を洗
浄しなければならない物体すなわち基板はこの搬送装置
によって、回転およびまたは搬送させられる。物体は例
えばシリコンウェハの平らな円板である。このシリコン
ウェハは通過方式で洗浄ステーションを無接触で通過搬
送される。その際、上面と下面が洗浄される。両面は同
時にまたは順々に洗浄することができる。その際特に、
物体は蒸気クッションおよびまたは水クッション上で回
転し、これにより無接触で保持される。位置は円板の縁
に作用するピンまたはローラを介して固定される。円板
の下面の方へ向けられた、適当に配置された搬送装置の
ノズルにより、基板は回転させられ、およびまたは洗浄
ステーションを通って搬送される。ノズルから出る流体
の斜めの流出角度は、円板がいかなる場合でも動かさ
れ、場合によっては付加的に洗浄されるように選択され
る。すなわち、発生する流体は搬送媒体として、洗浄媒
体としておよび剥がれた粒子の搬出媒体としての働きを
する。流体の流出は例えば搬送装置の横方向溝または斜
めに延びる溝によって容易になる。
浄しなければならない物体すなわち基板はこの搬送装置
によって、回転およびまたは搬送させられる。物体は例
えばシリコンウェハの平らな円板である。このシリコン
ウェハは通過方式で洗浄ステーションを無接触で通過搬
送される。その際、上面と下面が洗浄される。両面は同
時にまたは順々に洗浄することができる。その際特に、
物体は蒸気クッションおよびまたは水クッション上で回
転し、これにより無接触で保持される。位置は円板の縁
に作用するピンまたはローラを介して固定される。円板
の下面の方へ向けられた、適当に配置された搬送装置の
ノズルにより、基板は回転させられ、およびまたは洗浄
ステーションを通って搬送される。ノズルから出る流体
の斜めの流出角度は、円板がいかなる場合でも動かさ
れ、場合によっては付加的に洗浄されるように選択され
る。すなわち、発生する流体は搬送媒体として、洗浄媒
体としておよび剥がれた粒子の搬出媒体としての働きを
する。流体の流出は例えば搬送装置の横方向溝または斜
めに延びる溝によって容易になる。
洗浄を行う洗浄ステーションの区間には、基板を乾燥
させる乾燥区間が接続されている。その際、基板は好ま
しくは回転させられる(1500回転/分)。それによっ
て、付着していた水フィルムが遠心除去される。更に、
乾燥は高温蒸気によって補助することができる。洗浄ス
テーションの出口で個々の基板は搬出のためにマガジン
またはカセットに入れられる。
させる乾燥区間が接続されている。その際、基板は好ま
しくは回転させられる(1500回転/分)。それによっ
て、付着していた水フィルムが遠心除去される。更に、
乾燥は高温蒸気によって補助することができる。洗浄ス
テーションの出口で個々の基板は搬出のためにマガジン
またはカセットに入れられる。
本発明による方法と本発明による装置の利点は次の点
にある。すなわち、高い水温で洗浄結果が大幅に改善さ
れ、プロセス時間が短く、それによって処理量が多く、
無接触で洗浄でき、それによって基板表面が機械的応力
を受けず、ブラシ等のような消費材料を必要とせず、そ
れによって運転コストが大幅に低減され、洗浄室内に介
入する必要がなく、それによって停止時間を必要とせず
かつ汚染の危険がなく、蒸気によって自動的に一緒に洗
浄されるのでプロセス室を洗浄する必要がなく、設備寸
法が小さく、必要なクリーン室が狭くて済み、プロセス
室構造が簡単であり、ブラシが摩耗する従来の方法と比
べて洗浄結果の再現性があり、他の設備を備えたクラス
ターに簡単に統合可能であり、例えばCMPプロセスで研
磨剤を洗浄する際に溶剤を必要としないので環境にやさ
しい洗浄である。
にある。すなわち、高い水温で洗浄結果が大幅に改善さ
れ、プロセス時間が短く、それによって処理量が多く、
無接触で洗浄でき、それによって基板表面が機械的応力
を受けず、ブラシ等のような消費材料を必要とせず、そ
れによって運転コストが大幅に低減され、洗浄室内に介
入する必要がなく、それによって停止時間を必要とせず
かつ汚染の危険がなく、蒸気によって自動的に一緒に洗
浄されるのでプロセス室を洗浄する必要がなく、設備寸
法が小さく、必要なクリーン室が狭くて済み、プロセス
室構造が簡単であり、ブラシが摩耗する従来の方法と比
べて洗浄結果の再現性があり、他の設備を備えたクラス
ターに簡単に統合可能であり、例えばCMPプロセスで研
磨剤を洗浄する際に溶剤を必要としないので環境にやさ
しい洗浄である。
本発明の他の効果、特徴および詳細は、請求の範囲と
次の記載から明らかである。次に、図を参照して、特に
有利な実施の形態を詳しく説明する。その際、請求の範
囲および明細書で述べ図に示した特徴はそれぞれ個別的
にも任意に組み合わせても本発明にとって重要である。
次の記載から明らかである。次に、図を参照して、特に
有利な実施の形態を詳しく説明する。その際、請求の範
囲および明細書で述べ図に示した特徴はそれぞれ個別的
にも任意に組み合わせても本発明にとって重要である。
図1は蒸気を発生するための装置の原理図、 図2はシリコンウェハをコーティングおよび平滑化す
るための方法の経過を示す図、 図3は本発明による洗浄装置の第1の実施の形態を示
す図、 図4は本発明による洗浄装置の第2の実施の形態を示
す図、 図5は本発明による搬送装置の第1の実施の形態を示
す図、 図6は本発明による搬送装置の第2の実施の形態を示
す図、 図7は矢印VII方向に図6の装置を見た平面図、 図8は本発明による搬送装置の第3の実施の形態を示
す図、 図9は本発明による搬送装置の第4の実施の形態を示
す図、 図10は本発明による搬送装置の第5の実施の形態を示
す図、 図11は洗浄ステーションの原理図、 図12は汚染した表面を洗浄するための第1の方法を示
す図、 図13は汚染した表面を洗浄するための第2の方法を示
す図、 図14は汚染した表面を洗浄するための第3の方法を示
す図、 図15は矢印XV方向に見た図14の平面図である。
るための方法の経過を示す図、 図3は本発明による洗浄装置の第1の実施の形態を示
す図、 図4は本発明による洗浄装置の第2の実施の形態を示
す図、 図5は本発明による搬送装置の第1の実施の形態を示
す図、 図6は本発明による搬送装置の第2の実施の形態を示
す図、 図7は矢印VII方向に図6の装置を見た平面図、 図8は本発明による搬送装置の第3の実施の形態を示
す図、 図9は本発明による搬送装置の第4の実施の形態を示
す図、 図10は本発明による搬送装置の第5の実施の形態を示
す図、 図11は洗浄ステーションの原理図、 図12は汚染した表面を洗浄するための第1の方法を示
す図、 図13は汚染した表面を洗浄するための第2の方法を示
す図、 図14は汚染した表面を洗浄するための第3の方法を示
す図、 図15は矢印XV方向に見た図14の平面図である。
図1には、汚染した表面を洗浄するために使用される
蒸気を準備するための原理が示してある。その際、参照
符号1は噴霧ノズルを示している。この噴霧ノズルから
蒸気16が過熱された蒸気または湿った蒸気として流出す
る。ノズル1は管17を介してボイラ5に接続されてい
る。その際、管17には、蒸気弁4と、異なるガス、例え
ば窒素(N2)の供給のための接続管12′と、異なる媒
体、例えばアルコール等の供給のための接続管11′と、
微細フィルター3と、例えば絞りの形をした流量低減器
2が順々に設けられている。ボイラ5内には脱イオン水
18が設けられている。この水は直接的な水入口8から非
連続的な運転であるいは流入口19から供給される。この
流入口19は水用接続管15と水用圧力ポンプ14と、連続運
転用の水流入弁13に接続されている。更に、ボイラ5内
の水浴内には、加熱装置6、特に電気式過熱装置が設け
られている。水浴は温度センサ20を備えた加熱コントロ
ーラ7を介してこの加熱装置によって加熱される。ボイ
ラ5は更に、異なるガスの供給のための接続管12と、異
なる媒体の供給のための接続管11と、蒸気圧力スイッチ
10と、圧力逃がし弁9を備えている。これにより、例え
ば接続管11′から水を供給することによって過熱された
蒸気と湿った蒸気を発生することができる。
蒸気を準備するための原理が示してある。その際、参照
符号1は噴霧ノズルを示している。この噴霧ノズルから
蒸気16が過熱された蒸気または湿った蒸気として流出す
る。ノズル1は管17を介してボイラ5に接続されてい
る。その際、管17には、蒸気弁4と、異なるガス、例え
ば窒素(N2)の供給のための接続管12′と、異なる媒
体、例えばアルコール等の供給のための接続管11′と、
微細フィルター3と、例えば絞りの形をした流量低減器
2が順々に設けられている。ボイラ5内には脱イオン水
18が設けられている。この水は直接的な水入口8から非
連続的な運転であるいは流入口19から供給される。この
流入口19は水用接続管15と水用圧力ポンプ14と、連続運
転用の水流入弁13に接続されている。更に、ボイラ5内
の水浴内には、加熱装置6、特に電気式過熱装置が設け
られている。水浴は温度センサ20を備えた加熱コントロ
ーラ7を介してこの加熱装置によって加熱される。ボイ
ラ5は更に、異なるガスの供給のための接続管12と、異
なる媒体の供給のための接続管11と、蒸気圧力スイッチ
10と、圧力逃がし弁9を備えている。これにより、例え
ば接続管11′から水を供給することによって過熱された
蒸気と湿った蒸気を発生することができる。
ウェハ製造時に、シリコンウェハ21の構造を持った表
面に、例えばSiO2からなる平滑化層がコーティングされ
る。露光とそれに続くエッチングによって形成されたる
構造を有する表面が、図2aに示してある。図2bは平滑化
層22で覆った表面を示している。この場合、この平滑化
層22の表面が平らでないことが判る。それに続く研磨プ
ロセスまたはラップ加工プロセス(CMPプロセス)によ
り、平滑化層22は、シリコンウェハ21の表面の凹部23だ
けに充填されるように、削り取られる。その際、きわめ
て微細な研磨剤(スラリ)が使用される。しかし、研磨
プロセスの終了後個々の研磨剤粒子が表面に付着してい
るかあるいは表面60の凹部に蓄積している。図2cにおい
て24で示した表面は他のプロセスで脱汚染化しなければ
ならない。すなわち、いかなる汚染物も除去しなければ
ならない。
面に、例えばSiO2からなる平滑化層がコーティングされ
る。露光とそれに続くエッチングによって形成されたる
構造を有する表面が、図2aに示してある。図2bは平滑化
層22で覆った表面を示している。この場合、この平滑化
層22の表面が平らでないことが判る。それに続く研磨プ
ロセスまたはラップ加工プロセス(CMPプロセス)によ
り、平滑化層22は、シリコンウェハ21の表面の凹部23だ
けに充填されるように、削り取られる。その際、きわめ
て微細な研磨剤(スラリ)が使用される。しかし、研磨
プロセスの終了後個々の研磨剤粒子が表面に付着してい
るかあるいは表面60の凹部に蓄積している。図2cにおい
て24で示した表面は他のプロセスで脱汚染化しなければ
ならない。すなわち、いかなる汚染物も除去しなければ
ならない。
図3は本発明による洗浄装置の第1の実施の形態を示
している。この洗浄装置は円板状の形を有するシリコン
ウェハ21を収容するよう形成されている。シリコンウェ
ハ21、すなわち基板21は、縁の範囲において少なくとも
3個のディアボロ状の駆動ローラ25内で挟持されてい
る。この駆動ローラは矢印26の方向に回転可能に軸承さ
れている。これにより、基板21を損傷させることなくか
つ表面24に触れることなく動かすことができる。その
際、両表面24には上側または下側から噴霧ノズル1によ
って蒸気16が噴霧される。噴霧ノズル1はそれぞれ適切
な装置を介して矢印27の方へ半径方向に移動可能である
かあるいは他の方法で基板21の中心28と縁の間で移動可
能であり、表面24に対して約1mmの間隔を有する。それ
によって、表面24全体を蒸気16によって処理することが
できる。
している。この洗浄装置は円板状の形を有するシリコン
ウェハ21を収容するよう形成されている。シリコンウェ
ハ21、すなわち基板21は、縁の範囲において少なくとも
3個のディアボロ状の駆動ローラ25内で挟持されてい
る。この駆動ローラは矢印26の方向に回転可能に軸承さ
れている。これにより、基板21を損傷させることなくか
つ表面24に触れることなく動かすことができる。その
際、両表面24には上側または下側から噴霧ノズル1によ
って蒸気16が噴霧される。噴霧ノズル1はそれぞれ適切
な装置を介して矢印27の方へ半径方向に移動可能である
かあるいは他の方法で基板21の中心28と縁の間で移動可
能であり、表面24に対して約1mmの間隔を有する。それ
によって、表面24全体を蒸気16によって処理することが
できる。
ノズル1から出る蒸気16が表面24に衝突するので、運
動エネルギーによって、表面24上または表面の凹部に付
着していた汚染物が除去される。湿った蒸気16が表面に
噴霧されると、汚染物は液体小滴によってあるいはその
運動エネルギーによって除去される。更に、水蒸気が表
面に結露し、次の蒸気によって一部が再び蒸発する。こ
の場合、蒸気の気泡がその直後急激に萎縮するかあるい
は基板の表面ではじける。この衝撃力は粒子を一層除去
することになる。更に、基板21と個々の粒子が異なるよ
うに暖められるので、熱応力が発生し、この熱応力によ
って更に除去することになる。
動エネルギーによって、表面24上または表面の凹部に付
着していた汚染物が除去される。湿った蒸気16が表面に
噴霧されると、汚染物は液体小滴によってあるいはその
運動エネルギーによって除去される。更に、水蒸気が表
面に結露し、次の蒸気によって一部が再び蒸発する。こ
の場合、蒸気の気泡がその直後急激に萎縮するかあるい
は基板の表面ではじける。この衝撃力は粒子を一層除去
することになる。更に、基板21と個々の粒子が異なるよ
うに暖められるので、熱応力が発生し、この熱応力によ
って更に除去することになる。
この本発明による方法の利点は媒体の消費量が非常に
少ないことにある。この場合、衝撃作用、熱作用および
衝撃力作用は非常に効果的な洗浄を生じる。更に、洗浄
力作用は蒸気圧、蒸気流出量、蒸気温度、蒸気ノズルと
基板表面の間隔、水フィルムの厚さ、異なる媒体の量の
調節または異なるガスの量の調整によって容易に制御可
能である。洗浄は脱イオン化された水によって行われる
ので、廃水処理問題が生じることがなく、方法全体が環
境にやさしい。乾燥は高温蒸気16を吹きつけることによ
ってあるいは異なるガスの供給によって行うことができ
る。圧力調節は水の温度によって100℃から約200℃まで
の温度範囲で行うことができる。これは約10バールの圧
力範囲に相当する。
少ないことにある。この場合、衝撃作用、熱作用および
衝撃力作用は非常に効果的な洗浄を生じる。更に、洗浄
力作用は蒸気圧、蒸気流出量、蒸気温度、蒸気ノズルと
基板表面の間隔、水フィルムの厚さ、異なる媒体の量の
調節または異なるガスの量の調整によって容易に制御可
能である。洗浄は脱イオン化された水によって行われる
ので、廃水処理問題が生じることがなく、方法全体が環
境にやさしい。乾燥は高温蒸気16を吹きつけることによ
ってあるいは異なるガスの供給によって行うことができ
る。圧力調節は水の温度によって100℃から約200℃まで
の温度範囲で行うことができる。これは約10バールの圧
力範囲に相当する。
図4は本発明による洗浄装置の他の実施の形態を示し
ている。この洗浄装置では、基板21が回転ホルダー29に
挟持されている。この回転ホルダー29は円形でない基板
21も収容することができ、この基板の縁の範囲を掴む。
この実施の形態の場合、上向きの表面24がノズル1によ
って洗浄される。
ている。この洗浄装置では、基板21が回転ホルダー29に
挟持されている。この回転ホルダー29は円形でない基板
21も収容することができ、この基板の縁の範囲を掴む。
この実施の形態の場合、上向きの表面24がノズル1によ
って洗浄される。
図5は基板21を矢印31の方向に移動させるための搬送
装置30の第1の実施の形態を示している。搬送装置30は
蒸気通路31を備えている。この蒸気通路はその上面に、
多数の蒸気ノズル33を備えている。この蒸気ノズル33が
少しだけ矢印31の方向に傾斜しているので、ノズル通路
32から出る蒸気16は基板21の下方に蒸気クッション34を
形成し、この基板を矢印31の方向に搬送する。これによ
り、基板21は洗浄ステーションを通過移動するときに無
接触で移動することができる。側方の案内は図7に示す
ような境界条片を介して行われる。
装置30の第1の実施の形態を示している。搬送装置30は
蒸気通路31を備えている。この蒸気通路はその上面に、
多数の蒸気ノズル33を備えている。この蒸気ノズル33が
少しだけ矢印31の方向に傾斜しているので、ノズル通路
32から出る蒸気16は基板21の下方に蒸気クッション34を
形成し、この基板を矢印31の方向に搬送する。これによ
り、基板21は洗浄ステーションを通過移動するときに無
接触で移動することができる。側方の案内は図7に示す
ような境界条片を介して行われる。
搬送装置30は図5に示す搬送区間のほかに、基板21を
回転させる、図6に湿す区間36も備えている。この区間
36には同様に蒸気ノズル37が設けられている。しかし、
この蒸気ノズルの出口方向は上方へ向けて傾斜し、中心
28回りにおよび場合によっては図6に示すように基板21
の縁の方向に外側へ向けて傾斜して延びている。これに
より、基板は中心28回りに矢印38方向へ回転する。基板
21の位置決めは区間36に下降可能に配置された境界ピン
39を介して行われる。境界ピン39が図6または7に示す
ように突出していると、基板21は矢印31方向への搬送が
阻止され、区間36に固定保持される。境界ピン39それ自
体を回転させてもよい。その場合、この区間36において
基板21の表面24の洗浄を行ってもよい。
回転させる、図6に湿す区間36も備えている。この区間
36には同様に蒸気ノズル37が設けられている。しかし、
この蒸気ノズルの出口方向は上方へ向けて傾斜し、中心
28回りにおよび場合によっては図6に示すように基板21
の縁の方向に外側へ向けて傾斜して延びている。これに
より、基板は中心28回りに矢印38方向へ回転する。基板
21の位置決めは区間36に下降可能に配置された境界ピン
39を介して行われる。境界ピン39が図6または7に示す
ように突出していると、基板21は矢印31方向への搬送が
阻止され、区間36に固定保持される。境界ピン39それ自
体を回転させてもよい。その場合、この区間36において
基板21の表面24の洗浄を行ってもよい。
図8は搬送装置30の搬送区間40の変形された実施の形
態を示している。この場合、基板21は2個の蒸気通路32
の間に配置され、両表面に蒸気ノズル39から流出する蒸
気16が吹きつけられる。それによって、基板21は2個の
蒸気クッション34の間に埋設され、矢印31の方向に移動
する。
態を示している。この場合、基板21は2個の蒸気通路32
の間に配置され、両表面に蒸気ノズル39から流出する蒸
気16が吹きつけられる。それによって、基板21は2個の
蒸気クッション34の間に埋設され、矢印31の方向に移動
する。
図9は搬送装置30の他の洗浄区間41を示している。こ
の洗浄区間では、基板21は図6,7に示したように、境界
ピン39を介して固定保持され、蒸気ノズル37によって回
転させられる。その際、蒸気ノズル37は、図6,7の実施
の形態の場合によって、同時に噴霧ノズル1として、す
なわち基板21の表面24を洗浄する働きをする。遊離した
汚染粒子と落下した水は図10に示すように、下側の蒸気
通路32内に設けた通路42を経て排出される。そのめに、
通路32およびまたは42に傾斜させて配置されている。
の洗浄区間では、基板21は図6,7に示したように、境界
ピン39を介して固定保持され、蒸気ノズル37によって回
転させられる。その際、蒸気ノズル37は、図6,7の実施
の形態の場合によって、同時に噴霧ノズル1として、す
なわち基板21の表面24を洗浄する働きをする。遊離した
汚染粒子と落下した水は図10に示すように、下側の蒸気
通路32内に設けた通路42を経て排出される。そのめに、
通路32およびまたは42に傾斜させて配置されている。
図11はこのような通過装置を概略的に示している。こ
の通過装置では、基板21は搬送装置30上に載せられ、矢
印31の方向に搬送される。その際、区間35は搬送のため
に役立ち、区間36は基板21の洗浄のために役立つ。43は
回転乾燥装置を略示している。この回転乾燥装置では、
基板21は矢印44の方向に迅速に(約1500回転/分で)回
転させられる。基板21は適当なマニピュレータ45を介し
て回転乾燥器43から取り出され、例えばカセットまたは
マガジン(図示していない)に格納され、矢印31方向へ
の搬送のために準備される。
の通過装置では、基板21は搬送装置30上に載せられ、矢
印31の方向に搬送される。その際、区間35は搬送のため
に役立ち、区間36は基板21の洗浄のために役立つ。43は
回転乾燥装置を略示している。この回転乾燥装置では、
基板21は矢印44の方向に迅速に(約1500回転/分で)回
転させられる。基板21は適当なマニピュレータ45を介し
て回転乾燥器43から取り出され、例えばカセットまたは
マガジン(図示していない)に格納され、矢印31方向へ
の搬送のために準備される。
図12は洗浄方法を示している。この洗浄方法の場合、
基板21に水ランス46から水18が噴霧されるので、基板21
の表面24に水フィルム47が生じる。水18は水ランス46か
ら表面24の中央28に供給されるので、矢印48の方向に水
フィルム47として流れる。同時に、噴霧ノズル1が表面
24の上方で矢印27の方向に移動し、蒸気16を水フィルム
47に直接噴霧する。その際、水フィルム47内に蒸気の気
泡が形成される。この蒸気の気泡は直ちに萎縮するかあ
るいは水フィルム47の表面ではじける。粒子49は水蒸気
16の衝撃作用のほかに、この蒸気の気泡の衝動作用を受
け、これにより表面24から剥がされるかまたは除去され
る。そして、粒子は流出する水フィルム47と共に搬出さ
れる。
基板21に水ランス46から水18が噴霧されるので、基板21
の表面24に水フィルム47が生じる。水18は水ランス46か
ら表面24の中央28に供給されるので、矢印48の方向に水
フィルム47として流れる。同時に、噴霧ノズル1が表面
24の上方で矢印27の方向に移動し、蒸気16を水フィルム
47に直接噴霧する。その際、水フィルム47内に蒸気の気
泡が形成される。この蒸気の気泡は直ちに萎縮するかあ
るいは水フィルム47の表面ではじける。粒子49は水蒸気
16の衝撃作用のほかに、この蒸気の気泡の衝動作用を受
け、これにより表面24から剥がされるかまたは除去され
る。そして、粒子は流出する水フィルム47と共に搬出さ
れる。
図13の実施の形態の場合には、基板21が角度αだけ斜
めに設けられ、搬送ローラ50(そのうちの2個だけが示
してある)を介して矢印31の方向に搬送される。この場
合にも、水18は水フィルム47を形成するために水ランス
46を経て基板21の表面24に供給される。この水フィルム
47には、図12の実施の形態の場合のように、噴霧ノズル
1から水蒸気16が吹き込まれる。その際、噴霧ノズル1
は図面の平面に対して垂直に移動するかあるいは図15に
示すような幅広スリットノズルとして形成されている。
めに設けられ、搬送ローラ50(そのうちの2個だけが示
してある)を介して矢印31の方向に搬送される。この場
合にも、水18は水フィルム47を形成するために水ランス
46を経て基板21の表面24に供給される。この水フィルム
47には、図12の実施の形態の場合のように、噴霧ノズル
1から水蒸気16が吹き込まれる。その際、噴霧ノズル1
は図面の平面に対して垂直に移動するかあるいは図15に
示すような幅広スリットノズルとして形成されている。
図14の実施の形態の場合には、基板21は平坦に配置さ
れ、同様にローラ50を介して矢印31の方向に搬送され
る。この場合にも、水フィルム47を形成するためにラン
ス46から水18が表面24に供給され、ノズル1から蒸気16
が水フィルム47に吹き込まれる。図15の平面図から判る
ように、水ランス46とノズル1は幅広スリットノズルと
して形成されている。この構造は通過式(連続式)方式
に特に適している。この場合、基板21はやさしく処理さ
れる。
れ、同様にローラ50を介して矢印31の方向に搬送され
る。この場合にも、水フィルム47を形成するためにラン
ス46から水18が表面24に供給され、ノズル1から蒸気16
が水フィルム47に吹き込まれる。図15の平面図から判る
ように、水ランス46とノズル1は幅広スリットノズルと
して形成されている。この構造は通過式(連続式)方式
に特に適している。この場合、基板21はやさしく処理さ
れる。
この方法とこのような装置は既存の研磨設備に問題な
く後付け可能であり、かつ既存の洗浄装置と容易に置換
可能である。
く後付け可能であり、かつ既存の洗浄装置と容易に置換
可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 19506594.8 (32)優先日 平成7年2月24日(1995.2.24) (33)優先権主張国 ドイツ(DE) (31)優先権主張番号 19522525.2 (32)優先日 平成7年6月23日(1995.6.23) (33)優先権主張国 ドイツ(DE) (56)参考文献 特開 昭59−215729(JP,A) 特開 平4−305927(JP,A) 特開 昭59−184530(JP,A) 特開 昭61−263226(JP,A) 特開 平1−130590(JP,A) IBM TECHNICAL DIS CLOSURE BULLETIN,B d.20,Nr.3,Augus (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B08B 3/02 H01L 21/304 643 H01L 21/304 645
Claims (25)
- 【請求項1】洗浄すべき表面(24)にすぐ近くから少な
くとも1個の蒸気ノズル(1)によって蒸気(16)を供
給する、汚染した表面(24)を水(18)と水蒸気(16)
で入念に洗浄するための方法において、蒸気噴射(16)
の前と噴射中に、水フィルム(47)が別個の装置によっ
て塗布され、蒸気ノズル(1)が表面(24)上にあるこ
の水フィルム(47)に蒸気(16)を適切に案内し、かつ
この水フィルムを通って洗浄すべき表面(24)に案内す
ることを特徴とする方法。 - 【請求項2】過熱された蒸気(16)または湿った蒸気
(16)が使用されることを特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項3】脱イオン化された水(18)が使用されるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】蒸気(16)およびまたは水(18)に、他の
ガス、例えば窒素(N2)およびまたは他の液体、例えば
アルコール、洗剤等が添加されることを特徴とする請求
項1〜3のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項5】洗浄プロセスの間、蒸気(16)およびまた
は水(18)の組成が変更されることを特徴とする請求項
1〜4のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項6】洗浄プロセスが洗浄すべき表面(24)の中
心(28)からその縁の方へ行われることを特徴とする請
求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項7】洗浄すべき表面(24)が回転させられるこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の方
法。 - 【請求項8】蒸気(16)およびまたは液体(18)が表面
(24)に対して垂直にあるいは縁の方へ斜めに表面(2
4)に供給されることを特徴とする請求項1〜7のいず
れか一つに記載の方法。 - 【請求項9】洗浄プロセスの後で、表面(24)が高温空
気およびまたは高温蒸気(16)によってあるいは回転式
脱水器を介して乾燥させられることを特徴とする請求項
1〜8のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項10】汚れた表面(24)の洗浄が洗浄ステーシ
ョン、特に通過ステーションで行われることを特徴とす
る請求項1〜9のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項11】蒸気(16)が10バール以下の圧力で表面
(24)に噴霧されることを特徴とする請求項1〜10のい
ずれか一つに記載の方法。 - 【請求項12】CMPプロセス、マスク製造、フィルム製
造、LCD製造、ハードディスク製造、マイクロ技術、ハ
ードディスクの読み取りヘッド等で使用されることを特
徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項13】洗浄すべき表面(24)の方へ向けた少な
くとも1個の蒸気ノズル(1)と、洗浄すべき表面(2
7)上に水フィルム(47)を発生するための、蒸気ノズ
ル(1)とは別個の噴霧ノズル(46)とを備え、雲霧ノ
ズル(46)と蒸気ノズル(1)が洗浄すべき表面の方へ
向いている、請求項1〜12のいずれか一つに記載の方法
を実施するための装置。 - 【請求項14】洗浄すべき表面(24)を有する物体、特
に平らな円板状物体(21)のための搬送装置(30)が設
けられていることを特徴とする請求項13記載の装置。 - 【請求項15】この搬送装置(30)が物体(21)を接触
しないで搬送することを特徴とする請求項14記載の装
置。 - 【請求項16】搬送装置が物体(21)を回転させ、およ
びまたは洗浄ステーションを通って搬送することを特徴
とする請求項14または15記載の装置。 - 【請求項17】搬送装置(30)がその上側に蒸気ノズル
およびまたは液体ノズル(33,37)を備え、このノズル
が物体(21)のための搬送クッション(34)を発生する
働きをする請求項14または15記載の装置。 - 【請求項18】ノズル(33,37)の出口方向が搬送方向
または回転方向に向いていることを特徴とする請求項1
6,17記載の装置。 - 【請求項19】搬送装置(30)が特に水を案内する装置
(42)を備え、この装置によって、剥離した汚染物(4
9)が搬出されることを特徴とする請求項14〜18のいず
れか一つに記載の装置。 - 【請求項20】搬送装置(30)が蒸気(16)を案内する
洗浄ノズル(37)を備えていることを特徴とする請求項
14〜19のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項21】搬送装置(30)が物体(21)の側方に作
用する、特に下降可能な保持要素(39)、例えばピン、
ローラ等を備えていることを特徴とする請求項14〜20の
いずれか一つに記載の装置。 - 【請求項22】噴霧ノズル(46)およびまたは蒸気ノズ
ル(1)が幅広スリットノズルであることを特徴とする
請求項13〜21のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項23】噴霧ノズル(46)と蒸気ノズル(1)が
洗浄すべき表面(24)上のほぼ同じ位置に向けられてい
ることを特徴とする請求項13〜22のいずれか一つに記載
の装置。 - 【請求項24】蒸気ノズル(1)およびまたは噴霧ノズ
ル(26)が揺動可能およびまたは移動可能であることを
特徴とする請求項13〜23のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項25】既存の研磨装置に後付け可能であること
を特徴とする請求項13〜24のいずれか一つに記載の装
置。
Applications Claiming Priority (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4435414 | 1994-10-04 | ||
DE4442582 | 1994-11-30 | ||
DE19506594 | 1995-02-24 | ||
DE19506594.8 | 1995-06-23 | ||
DE19522525A DE19522525A1 (de) | 1994-10-04 | 1995-06-23 | Verfahren und Vorrichtung zum Feinstreinigen von Oberflächen |
DE4442582.1 | 1995-06-23 | ||
DE4435414.2 | 1995-06-23 | ||
DE19522525.2 | 1995-06-23 | ||
PCT/EP1995/003838 WO1996010463A1 (de) | 1994-10-04 | 1995-09-28 | Verfahren und vorrichtung zum feinstreinigen von oberflächen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10507683A JPH10507683A (ja) | 1998-07-28 |
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Family
ID=27436059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51138696A Expired - Fee Related JP3299281B2 (ja) | 1994-10-04 | 1995-09-28 | 表面を入念に洗浄するための方法と装置 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP3299281B2 (ja) |
AU (1) | AU3699295A (ja) |
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WO (1) | WO1996010463A1 (ja) |
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US7163588B2 (en) | 1997-05-09 | 2007-01-16 | Semitool, Inc. | Processing a workpiece using water, a base, and ozone |
US7264680B2 (en) * | 1997-05-09 | 2007-09-04 | Semitool, Inc. | Process and apparatus for treating a workpiece using ozone |
US6869487B1 (en) | 1997-05-09 | 2005-03-22 | Semitool, Inc. | Process and apparatus for treating a workpiece such as a semiconductor wafer |
US20050034745A1 (en) * | 1997-05-09 | 2005-02-17 | Semitool, Inc. | Processing a workpiece with ozone and a halogenated additive |
US7416611B2 (en) * | 1997-05-09 | 2008-08-26 | Semitool, Inc. | Process and apparatus for treating a workpiece with gases |
US7378355B2 (en) * | 1997-05-09 | 2008-05-27 | Semitool, Inc. | System and methods for polishing a wafer |
US6701941B1 (en) * | 1997-05-09 | 2004-03-09 | Semitool, Inc. | Method for treating the surface of a workpiece |
US6240933B1 (en) * | 1997-05-09 | 2001-06-05 | Semitool, Inc. | Methods for cleaning semiconductor surfaces |
US7404863B2 (en) * | 1997-05-09 | 2008-07-29 | Semitool, Inc. | Methods of thinning a silicon wafer using HF and ozone |
US20050215063A1 (en) * | 1997-05-09 | 2005-09-29 | Bergman Eric J | System and methods for etching a silicon wafer using HF and ozone |
US20020157686A1 (en) * | 1997-05-09 | 2002-10-31 | Semitool, Inc. | Process and apparatus for treating a workpiece such as a semiconductor wafer |
US6491764B2 (en) * | 1997-09-24 | 2002-12-10 | Interuniversitair Microelektronics Centrum (Imec) | Method and apparatus for removing a liquid from a surface of a rotating substrate |
WO1999016109A1 (en) * | 1997-09-24 | 1999-04-01 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vereniging Zonder Winstbejag | Method and apparatus for removing a liquid from a surface |
US6334902B1 (en) * | 1997-09-24 | 2002-01-01 | Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) | Method and apparatus for removing a liquid from a surface |
US6398975B1 (en) * | 1997-09-24 | 2002-06-04 | Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) | Method and apparatus for localized liquid treatment of the surface of a substrate |
US6146469A (en) * | 1998-02-25 | 2000-11-14 | Gamma Precision Technology | Apparatus and method for cleaning semiconductor wafers |
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