JP3631775B2 - 自動洗浄の方法およびシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般に自動洗浄の方法およびシステムに関し、特に半導体ウェーハカセットおよびキャリアを洗浄する方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィック処理（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行うためシリコンウェーハを保持し輸送するのに使用するカセットおよびキャリアはレジストフレーク（ｒｅｓｉｓｔ ｆｌａｋｅｓ）で汚染される。これらのレジストフレークをカセットおよびキャリアから除去することに失敗すると、これらのレジストフレークがその後の処理オペレーションの際にウェーハに移ることになる。これらの移ったレジストフレークは非含有型欠陥（ｄｅｆｅｃｔ ｗｉｔｈｏｕｔ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）と呼ばれるフォトリソグラフィック欠陥の主な原因である。
【０００３】
現在市販されている利用可能なシステムには二つの基本的な設計形態がある：一つは高温の脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）および界面活性剤のスプレーシステムで、これは通常の粒子の除去には効果があるがカセットからレジストフレークを除去することができない。もう一つは溶媒ベースのシステムで、これは粒子の除去およびレジストフレークの除去の双方に有効である。上記第一のシステムは粒子しか除去できないという欠点がある。汚染された部品からレジストフレークを除去することは浸潜（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）によりおよびまたは手でレジスト除去溶媒を使って擦ることにより行われる。上記第二のシステムは特別の取り扱いとレジスト溶媒の廃棄とが必要であるという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ本発明の課題は自動化された洗浄（以下、「自動洗浄」と言う）システムを与えることである。
【０００５】
本発明の別の課題は半導体ウェーハカセットおよびキャリアの自動洗浄システムを与えることである。
【０００６】
本発明のさらに別の課題は自動洗浄プロセスを与えることである。
【０００７】
本発明のさらに別の課題は半導体ウェーハカセットおよびキャリアの自動洗浄プロセスを与えることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシステムおよび方法は特に溶媒の使用に伴う危険および廃棄問題に向けられており、カセットおよびキャリア上に通常蓄積する粒子を処理装置から除去することのできるシステムを与える。かかるシステムはさらに溶媒を使用することなくレジストフレークを除去することができるものである。
【０００９】
本システムは静的除去（ｓｔａｔｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ）を行うため、化学薬品スプレー給配（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｐｒａｙ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）、高温の超純粋水スプレー水洗（ｈｏｔ ｕｌｔｒａ−ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｓｐｒａｙ ｒｉｎｓｉｎｇ）、およびイオン化空気システム（ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｉｒ ｓｙｓｔｅｍ）を使った高温超低粒子空気（ｈｏｔ ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ａｉｒ）による濾過済み空気乾燥（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ａｉｒ ｄｒｙｉｎｇ）を含む。またあらゆるレジスト汚染を完全に露光するため紫外線光源のみならず、高ノマリティーユニヴァーサリティーレジスト現像液も用いられる。これらの特徴により特別の廃棄処理を必要としない化学物質を使って完全且つ急速なレジスト汚染除去ができる。本システムはウェーハ製造で使用される任意のレジスト汚染部品の清浄化に効果がある。
【００１０】
本発明の別の利点および特長は添付の図面、好ましい実施例に関する以下の説明および前記特許請求の範囲から当業者に明瞭となろう。
【００１１】
【実施例】
図１には半導体ウェーハ用カセットおよびキャリアのような洗浄対象物を洗浄するためのシステムの略線図が示されている。半導体チップの製造においてはチップが製造されるウェーハはいろいろの処理工程を行うためのカセット内に固定される。さらに、複数のカセットが、処理をうけるとともにステーションからステーションへ移動するため、キャリア内に保持することができる。半導体チップ製造の際に非常に高度の清浄性が必要であるというよく知られた条件のために、カセットおよびキャリアは再使用の前に清浄化しなければならない。本清浄化システムはそのような清浄のための手段を提供する。
【００１２】
カセットおよびキャリアの清浄はプロセスチャンバ１０内で行われる。このチャンバ１０内にはカセット１６およびキャリア１８を保持するためのバスケット１２、１４を配置することができる。チャンバ１０は、紫外線光源２２からくる紫外線をチャンバ１０の内部に印加することができる窓２０を含んでいる。プロセスチャンバ１０の内周の少なくとも一部には複数のスプレーノズル２４が配置されている。これらのスプレーノズルはスプレー兼乾燥ノズルマニホルド２６に接続される。いろいろの気体および液体の流体を輸送するための多数のラインがマニホルド２６に接続される。プロセスチャンバ１０から汚染された空気を廃棄するため、チャンバ排気管２８が設けられており、プロセスチャンバ１０から汚染された液体を除去するため、排液ライン３０が設けられている。
【００１３】
マニホルド２６に接続された第一ライン３２は、中を通る流体の運動を制御するための弁を含み、加熱され、イオン化された超低粒子空気をチャンバ中に導入するために利用される。室の空気は入り口３６にあるライン３２を通して、かつこのライン中に引き込まれ、プレフィルター３８を通る運動により大きな粒子を除去するための予備的濾過を行い、ブロワー４０によりライン３２を通して引き込まれ、電気的ストリップヒーター４２で加熱され、超低粒子空気フィルター４４により濾過され、弁３４およびマニホルド２６を通過してノズル２４からブロワー４０の圧力を受けてチャンバ１０中に配給される前にイオン化源４６によりイオン化される。
【００１４】
空気はその乾燥能力を改善するために加熱され、チャンバ１０中に不純物を導入する可能性を最小限にするために濾過され、その運動により空気により拾われる電荷を最小限に留めるためにイオン化されることを理解されたい。これはひいては静電荷を有する清浄済み部品が空気から粒子を引きつける可能性を最小限に抑える。
【００１５】
マニホルド２６に接続された第二ライン４８には第一制御弁５０が設けられる。ライン４８は二つの枝ライン５２および５４に接続される。これらのラインにはそれぞれ制御弁５６および５８が設けられる。さらにライン５４には二つのライン５２、５４からライン４８に入る流体の相対的比率を制御することができるようにするための混合弁６０が設けられる。ライン４８に入るためのライン５２のべん５６を通過する前に、製造施設内の中央源６２から送られる超純粋水、すなわち「ハウス」水がフィルター６４により濾過される、ヒーター６６により加熱される。適当な界面活性剤が界面活性剤貯留槽内に収容されており、弁５８を通してライン５４に供給される。ライン４８中に導入される超純粋水に対する界面活性剤の比率は混合弁６０により制御される。この界面活性剤は実際上、粒子および粒子が付着する表面との間の表面張力を破るために使用する石鹸である。任意の適当な非イオン性界面活性剤を使用することができる。そのような界面活性剤は「トリトンＸ−１００（ＴＲＩＴＯＮ Ｘ−１００）」という名前で市販されている。界面活性剤貯留槽６８はライン７２によって弁７０を通して施設の排液管７４に接続される。弁７０は通常、閉じられており、修理あるいは再充填の目的で貯留槽６８を空にしたいときのみ開かれる。
【００１６】
マニホルド２６に接続された第三ライン７６には制御弁７８が設けられている。ライン７６はレジスト現像液貯留槽８０に接続される。この貯留槽からレジスト現像液がマニホルド２６に供給され、このマニホルドからスプレーノズル２４を通してプロセスプロセスチャンバ１０内に供給される。任意の適当な「ユニヴァーサル 高ノーマリティー」レジスト現像液を使うことができる。「ユニヴァーサル」と言う用語は当該レジスト現像液が種々のフォトレジストに作用することを意味するのに使われ、「高ノーマリティー」と言う用語は非常に高効率のすなわち比較的に強い、除去性能を有するレジスト現像液を指すのに使われる。貯留槽８０はライン８２により弁８４を介して施設の排液管７４に接続される。弁８４は通常は閉じており、修理または再充填の目的で貯留槽８０を空にするときのみ開く。
【００１７】
プロセスチャンバ１０から来る排液ライン３０は三方弁８６を介して施設の排液管７４およびライン８８に接続される。ライン８８はポンプ９０およびフィルター９２を介してレジスト現像液貯留槽８０まで延びる。この構成を使うことにより、チャンバ１０から施設排液管７４に使用済み液体を廃棄しあるいは汚染物を除去するため、ポンプでその液体をフィルター９２を通して送り、その後の再使用のためレジスト現像液貯留槽８０に返還することにより、その液体をリサイクルすることが可能である。
【００１８】
中央源から来る窒素は弁９６を通してマニホルド２６に供給することができる。「ハウス」窒素はある特別の時間のみ弁９６を通して供給され、マニホルド２６およびスプレーノズル２４を浄化するためにチャンバ１０に液体を送った後、乾燥オペレーションで使用される。
【００１９】
紫外線光源２２、ブロワー４０、ストリップヒーター４２、イオン化源４６、水ヒーター６６、ポンプ９０、および混合弁６０、三方弁８６を含むいろいろの弁はすべて、適当な制御システムで制御される。これは適切なシーケンスの事象が確実に起きるようにし、ヒーター、イオン化源、ブロワーあるいはポンプの予定パラメータの範囲内で動作が行われるようにするためである。そのような制御システムはデータ処理システム９８を含むことができる。システム９８は適当なプログラム９９で動作され、図３に線図で示すように制御システムが制御するいろいろの要素に接続されている。
【００２０】
図２に示すのは図１にシステムを使って行われる洗浄プロセスを例示する一般的な流れ図である。ブロック１００に表すように、汚染されたカセットおよびキャリアをプロセスチャンバ１０内に配置し処理するために所定位置に保持すべく設計された特注フレームもしくはバスケットを充填するとこのプロセスが開始される。紫外線光源は次いで電力投入され（ブロック１０２）、任意のレジストフレークの完全な露光を確実に行い、その後停止される（ブロック１０４）。次いでブロック１０６に表すようにユニヴァーサルレジスト現像液が貯留槽８０からマニホルド２６およびスプレーノズル２４を通してポンプ注入される。これらのスプレーノズル２４は現像液の濃厚なスプレーもしくは霧を発生し、それが完全にカセット１６およびキャリア１８を浸す。その結果任意の汚染を溶解する。現像液溶液は三方廃液弁８６を通して流され、貯留槽８０に戻される前にポンプ９０によりフィルター９２を介して汲み出される。この現像サイクルが完了すると、マニホルド２６に付けられた現像液弁７８が閉じられ（ブロック１０８）、ポンプ９０が停止される。次に超純粋水弁が開かれ（ブロック１１０）、残留現像液を流し、三方弁８６が施設排出位置に移動する。簡単な超純粋水洗の終了後、界面活性剤混合弁６０が開かれ、生じた界面活性剤／超純粋水溶液がチャンバ１０中にスプレーされて、ブロック１１２に表すようにすべての粒状物を洗い流す。この界面活性剤弁が閉じられ（ブロック１１４）、プロセス中の部品およびプロセスチャンバ１０を水洗するため、高温の超純粋水スプレーが使われる（ブロック１１６）。この水洗が完了すると、ブロック１１８に表すように、加熱し濾過したイオン化済み超低粒子空気がプロセスチャンバ１０中に吹き込んで処理中の部品を乾燥させる。これで本プロセスが終了する。
【００２１】
上述のプロセスに関して次のコメントを付記しておく。紫外線光源２２は使用するフォトレジストの感度に合致するように調製することができる。使用する現像液は当該製造プロセスで使用するフォトレジストのいずれのタイプにも適合するものとすべきである。この現像液の使用は浸潜によっても達成できる。その効果は超音波エネルギーを加えることによっても増強できる。
【００２２】
【効果】
本発明は溶媒を使用することなくレジストフレークを除去することができるものである。すなわち本発明はあらゆるレジスト汚染を完全に露光するため紫外線光源のみならず、高ノ_ーマリティーユニヴァーサリティーレジスト現像液を用いたレジスト現像液溶液スプレー、高温の超純粋水のスプレー、イオン化した高温超低粒子空気による空気乾燥を利用する。これらの特徴により特別の廃棄処理を必要としない化学物質を使って完全且つ急速なレジスト汚染の除去ができる。従って本システムはウェーハ製造で使用される任意のレジスト汚染部品の清浄化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動化したカセットおよびキャリア洗浄システムの線図である。
【図２】図１のシステムを使ってカセットおよびキャリアを洗浄するプロセスを示す流れ図である。
【図３】本自動洗浄システムのための制御システムを示すブロック線図である。
【符号の説明】
１０ プロセスチャンバ
１２、１４ バスケット
１６ カセット
１８ キャリア
２０ 窓
２４ スプレーノズル
３０ 排液ライン

Claims (2)

1. レジストフレークが付着したシリコンウェーハ用カセット又はキャリア（以下、「対象物」という）を洗浄するための自動洗浄システムであって、
   前記対象物をその内部に保持するチャンバと、
   前記チャンバ内の前記対象物に対して紫外線を照射する手段と、
   前記チャンバ内の前記対象物に対してレジスト現像液と加熱された純水とを混合して複数のスプレーノズルからスプレー掛けする手段と、
   前記チャンバ内の前記対象物に対して界面活性剤と前記加熱された純水とを混合して前記スプレーノズルからスプレー掛けする手段と、
   前記レジスト現像液のスプレー掛けと前記界面活性剤のスプレー掛けの後に、前記チャンバ内の前記対象物を前記加熱された純水を前記スプレーノズルからスプレー掛けすることにより水洗する手段と、
   前記対象物を乾燥させるために、前記チャンバ中において濾過され加熱されてイオン化された低粒子空気を前記スプレーノズルから吹き付けて前記対象物を乾燥させる手段と、の各手段を備え、
   前記レジスト現像液と加熱された純水とを混合して複数のスプレーノズルからスプレー掛けする手段と、前記界面活性剤と前記加熱された純水とを混合して前記スプレーノズルからスプレー掛けする手段は、それぞれ、前記複数のスプレーノズルに対してパイプ接続されバルブによって制御されたレジスト現像液貯留槽と界面活性剤貯留槽と、を備えることを特徴とする自動洗浄システム。
2. レジストフレークが付着したシリコンウェーハ用カセット又はキャリア（以下、「対象物」という）を洗浄するための自動洗浄方法であって、
   （ａ）前記対象物をその内部に載置するステップと、
   （ｂ）前記チャンバ内の前記対象物に対して紫外線を照射するステップと、
   （ｃ）前記チャンバ内の前記対象物に対してレジスト現像液と加熱された純水とを混合して複数のスプレーノズルからスプレー掛けするステップと、
   （ｄ）前記チャンバ内の前記対象物を前記加熱された純水を前記スプレーノズルからスプレー掛けすることにより水洗するステップと、
   （ｅ）前記チャンバ内の前記対象物に対して界面活性剤と前記加熱された純水とを混合して前記スプレーノズルからスプレー掛けするステップと、
   （ｆ）前記チャンバ内の前記対象物を前記加熱された純水を前記スプレーノズルからスプレー掛けすることにより水洗するステップと、
   （ｇ）前記チャンバ中において、濾過され加熱されてイオン化された低粒子空気を前記スプレーノズルから吹き付けて前記対象物を乾燥させるステップと、
   の各ステップにより構成され、
   前記ステップ（ｃ）のレジスト現像液と加熱された純水とを混合して複数のスプレーノズルからスプレー掛けするステップと、前記ステップ（ｅ）の界面活性剤と前記加熱された純水とを混合して前記スプレーノズルからスプレー掛けするステップとにおいては、前記複数のスプレーノズルに対してパイプ接続されバルブによって制御されたレジスト現像液貯留槽又は界面活性剤貯留槽とから、それぞれ前記レジスト現像液又は前記界面活性剤とが供給されることを特徴とする自動洗浄方法。

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