JP3798712B2 - Cleaning device - Google Patents

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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に係り、特に半導体ウェハを洗浄液(薬液)を用いて洗浄する洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体ウェハ上に形成された例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の薄膜を除去するため、或いはドライエッチング後に半導体ウェハ上に残存するデポ物(反応副生成物)を除去(ウェットエッチング)するために、洗浄装置が用いられている。
上記デポ物の除去性は、前工程であるドライエッチングのプロセス条件や、例えばレジスト材料のようなデバイス材料によって大きく変動する。この除去性の変動に対応するため、従来の洗浄装置では、プロセス条件やデバイス材料ごとに調合比をそれぞれ最適に調整した複数の薬液を予め用意していた。すなわち、薬液の成分が概略同じであっても、調合比の異なる複数の薬液の何れかを用いて洗浄を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような最適な調合比の薬液を用いて洗浄を行っても、洗浄後の半導体ウェハ上にデポ物が残存する場合がある。このため、洗浄工程の後に、オペレータによってデポ物が残存するか否かを外観検査する必要があった。そして、この外観検査によりデポ物が発見された場合には、洗浄装置において再洗浄が行われた。
従って、従来は、洗浄工程後に人手による外観検査を行い、そこでデポ物の洗浄残りが発見された場合には洗浄装置で再洗浄を行っていた。このため、次の工程へのロットの仕掛かりが遅くなってしまうため、工程間での時間のロスが大きくなってしまうという問題があった。
【0004】
また、上記外観検査では、デポ物が残っているかを簡易的に判断するだけであり、その残存量を測定していなかった。さらに、再洗浄を行う際には、初回の洗浄で用いた薬液と同じ組成の薬液を用いていた。
【0005】
しかし、初回の洗浄と再洗浄とでは被洗浄物であるデポ物の状態(量、分布)が異なるため、初回の洗浄と同じ組成の薬液を用いて再洗浄を行った場合、その再洗浄を最適な条件で精度良く洗浄できないという問題があった。例えば、再洗浄において薬液の除去性が高くなってしまい、下地との選択比がとれない等の問題があった。この下地との選択比の問題は、洗浄装置において上記薄膜を除去する場合に、特に重要である。
【0006】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、被洗浄物の状態に応じた最適な条件で洗浄を行う洗浄装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】
発明に係る洗浄装置は、基板上に形成された薄膜を除去する洗浄装置であって、
前記薄膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、
前記膜厚測定部により測定された膜厚に基づいて、薬液を調合する調合部と、
前記調合部により調合された前記薬液を用いて前記基板を洗浄する洗浄部とを備え
前記膜厚測定部は、前記洗浄部により前記基板を洗浄した後、前記薄膜の膜厚を更に測定するものであり、
前記調合部は、前記基板の洗浄後に残存する薄膜を除去するため、該残存する薄膜の下地に対する選択比を考慮して、薬液を再調合するものであることを特徴とするものである。
【0008】
発明に係る洗浄装置において、
前記基板上の反応副生成物を測定する残存量測定部を更に備え、
前記残存量測定部は、前記洗浄部により前記基板を洗浄した後、前記反応副生成物の残存量を更に測定するものであり、
前記調合部は、前記基板の洗浄後に残存する反応副生成物を除去するため、前記下地に対する選択比を考慮して、薬液を再調合するものであることが好適である
【0009】
発明に係る洗浄装置において、
前記調合部は、前記薄膜の除去に要する時間が所定の範囲内となるように、前記薬液を調合するものであることが好適である
【0010】
発明に係る洗浄装置において、
前記調合部は、前記薬液を調合するとともに、前記薬液の温度を調整するものであることが好適である
【0011】
発明に係る洗浄装置において、
前記調合部は、
薬液の各成分をそれぞれ蓄える複数のタンクと、
前記複数のタンクから各成分を所望の比率で調合する調合バルブと、
を有するものであることが好適である
【0012】
発明に係る洗浄装置は、基板上に残存する反応副生成物を除去する洗浄装置であって、
前記反応副生成物の残存量を測定する残存量測定部と、
前記残存量測定部により測定された残存量に基づいて、薬液を調合する調合部と、
前記調合部により調整された前記薬液を用いて前記基板を洗浄する洗浄部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
発明に係る洗浄装置において、
前記残存量測定部は、前記基板の所定の領域において前記反応副生成物が残存する面積を測定するものであることが好適である
【0014】
発明に係る洗浄装置において、
前記残存量測定部は、前記洗浄部により前記基板を洗浄した後、前記反応副生成物の残存量を更に測定するものであり、
前記調合部は、前記基板の洗浄後に残存する反応副生成物を除去するため、下地に対する選択比を考慮して、薬液を再調合するものであることが好適である
【0015】
発明に係る洗浄装置において、
前記調合部は、前記反応副生成物の除去に要する時間が所定の範囲内となるように、前記薬液を調合するものであることが好適である
【0016】
発明に係る洗浄装置において、
前記調合部は、前記薬液を調合するとともに、前記薬液の温度を調整するものであることが好適である
【0017】
発明に係る洗浄装置において、
前記調合部は、
薬液の各成分をそれぞれ蓄える複数のタンクと、
前記複数のタンクから各成分を所望の比率で調合する調合バルブと、
を有するものであることが好適である
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。
【0019】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による洗浄装置を説明するための概略平面図である。
図1において、参照符号1は基板を収納するためのキャリア、2は基板としての半導体ウェハ、10は半導体ウェハ2のロード及びアンロードを行うロード/アンロード部、3は半導体ウェハ2を搬送するための搬送アームを示している。参照符号4は膜厚測定プローブ41を用いて、半導体ウェハ2上に形成された薄膜(例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜)の膜厚を測定するための膜厚測定部を示している。参照符号5はその内部で半導体ウェハ2を薬液洗浄(枚葉式スピン洗浄)するための処理チャンバ、6は処理チャンバ5内に設けられ、半導体ウェハ2をクランプ又は真空吸着により保持するとともに、回転軸(後述)を中心にして水平方向に回転する回転ステージ、7は薬液調合部30(詳細は後述)によって所望の調合比で調合された薬液を半導体ウェハ2上に噴射するための薬液ノズルを示している。参照符号8は残存量測定プローブ81としての画像認識プローブを用いて、半導体ウェハ2上に残存する反応副生成物(デポ物)の残存量を測定するための残存量測定部を示している。
【0020】
ここで、膜厚測定部4は、例えば光学式膜厚計であり、予め定められた半導体ウェハ2上の少なくとも1点における薄膜の膜厚を測定するものである。
また、残存量測定部8は、例えば画像認識装置であり、半導体ウェハ上の単位面積当たりのデポ物が残存する面積を測定するものである。残存量測定部8は、光学的なデポ物と下地膜との差異により、デポ物の有無を判断する。
【0021】
また、本実施の形態1による洗浄装置は、膜厚測定部4による測定結果(膜厚)又は残存量測定部8による測定結果(残存量)に基づいて、被洗浄物の状態を把握し、その状態に応じた薬液成分の調合比及び最適な洗浄時間を決定する制御部20を備えている。
【0022】
図2は、図1に示す洗浄装置において、薬液を調合する薬液調合部30を説明するための概略図である。
図2において、参照符号11a,11b,11cは各薬液成分を蓄えるタンク、12a,12b,12cはタンク11a,11b,11cにそれぞれ蓄えられた薬液成分を供給するための配管、13は調合バルブ(ミキシングバルブ)、14は配管を示している。
【0023】
図2に示すように、本実施の形態1による洗浄装置において、薬液調合部30は、薬液成分ごとにタンク11a,11b,11cを有している。タンク11aには薬液成分Aが、タンク11bには薬液成分Bが、タンク11cには薬液成分Cがそれぞれ蓄えられている。
なお、本実施の形態1では、薬液成分を蓄えるためのタンクを3個備えているが、調合する薬液成分の種類に応じてタンクの数を適宜変更してもよい。例えば、薬液としてフッ化アンモン系剥離液が用いられる場合には、タンク11aには除去性に寄与するフッ化アンモンが、タンク11b,11c及び図示しないタンクには解離性を調整する有機溶剤、水、pH調整剤、界面活性剤等が蓄えられる。
また、調合バルブ13は、上述した制御部20によって決定された調合比となるように、各薬液成分から薬液を調合し、その調合した薬液を配管14を介して薬液ノズル7に供給する。
【0024】
図3は、図1に示す洗浄装置において、薬液ノズルの近傍を説明するための概略図である。
図3において、参照符号61は、回転ステージ6を構成する回転軸を示している。また、薬液ノズル7の先端(噴射口)は、半導体ウェハ2の近傍に配置される。
図3に示すように、半導体ウェハ2が回転ステージ6上に保持され、この半導体ウェハ2は回転軸61を中心にして回転ステージ6とともに回転している。また、上記調合バルブ13により調合された薬液が、薬液ノズル7から半導体ウェハ2上に噴射される。
【0025】
次に、上記洗浄装置の動作について説明する。
先ず、第1の動作について説明する。ここで、第1の動作とは、被洗浄物が薄膜である場合における洗浄装置の動作である。
キャリア1をロード/アンロード部10に載置する。
次に、搬送アーム3により半導体ウェハ2をキャリア1から取り出し、膜厚測定部4に移載する。
そして、膜厚測定部4において、膜厚測定プローブ41を用いて、半導体ウェハ2上に形成された薄膜の膜厚を測定する。
【0026】
薄膜の膜厚を測定した後、搬送アーム3により半導体ウェハ2を処理チャンバ5内の回転ステージ6上に移載する。そして、回転ステージ6とともに半導体ウェハ2を回転させながら、最適の成分比率で調合された薬液を薬液ノズル7から半導体ウェハ2上に噴射して、薄膜の除去を行う。
ここで、薬液調合部30における薬液の調合について説明する。
制御部20は、膜厚測定部4によって測定された膜厚に応じて、すなわち被洗浄物である薄膜の膜厚に応じて、各薬液成分の調合比を決定する。この決定は、例えば、1〜10nm、10〜100nmのように膜厚の範囲を設け、これに対応する調合比を割り出すことにより行う。調合バルブ13は、制御部20によって決定された調合比となるように、各薬液成分から薬液を調合する。そして、この調合された薬液は、配管14を介して薬液ノズル7に供給される。
また、制御部20は、上記調合比を決定するとともに、最適な洗浄時間を決定する。
【0027】
制御部20により決定された時間だけ洗浄を行った後、搬送アーム3により半導体ウェハ2を膜厚測定部4に移載し、膜厚測定部4において、薄膜の膜厚を再度測定する。
ここで、薄膜の膜厚が所望の膜厚以下の場合には、搬送アーム3により半導体ウェハ2をキャリア1に戻し、当該半導体ウェハ2の洗浄処理を終了する。
【0028】
一方、薄膜の膜厚が、所望の膜厚を超えている場合には、搬送アーム3により半導体ウェハ2を処理チャンバ5内の回転ステージ6上に移載し、再洗浄を行う。この時、制御部20は、薄膜の膜厚に応じて、各薬液成分の調合比を改めて決定するとともに、最適な洗浄時間を改めて決定する。そして、調合バルブ13は、この決定された調合比となるように、再度薬液の調合を行う。
再洗浄後、膜厚測定部4において薄膜の膜厚を再び測定し、以後は同様の動作を行う。
【0029】
次に、第2の動作について説明する。ここで、第2の動作とは、被洗浄物がデポ物である場合における洗浄装置の動作である。
先ず、第1の動作と同様に、キャリア1をロード/アンロード部10に載置する。
次に、搬送アーム3により半導体ウェハ2をキャリア1から取り出し、残存量測定部8に移載する。
そして、残存量測定部8において、画像認識プローブ81を用いて、半導体ウェハ2上に残存するデポ物の残存量を測定する。
【0030】
デポ物の残存量を測定した後、搬送アーム3により半導体ウェハ2を処理チャンバ5内の回転ステージ6上に移載する。そして、回転ステージ6とともに半導体ウェハ2を回転させながら、最適の成分比率で調合された薬液を薬液ノズル7から半導体ウェハ2上に噴出して、薄膜の除去を行う。
ここで、薬液調合部30における薬液の調合について説明する。
制御部20は、残存量測定部8によって測定された残存量に応じて、すなわち被洗浄物であるデポ物の残存量に応じて、各薬液成分の調合比を決定する。調合バルブ13は、制御部20によって決定された調合比となるように、各薬液成分から薬液を調合する。そして、この調合された薬液は、配管14を介して薬液ノズル7に供給される。
また、制御部20は、上記調合比を決定するとともに、最適な洗浄時間を決定する。
【0031】
制御部20により決定された時間だけ洗浄を行った後、搬送アーム3により半導体ウェハ2を残存量測定部8に移載する。そして、残存量測定部8において、残存量測定プローブ81を用いて、デポ物の残存量を再度測定する。
ここで、デポ物が残存していない場合には、搬送アーム3により半導体ウェハ2をキャリア1に戻し、当該半導体ウェハ2の洗浄処理を終了する。
【0032】
一方、デポ物が残存している場合には、搬送アーム3により半導体ウェハ2を処理チャンバ5内の回転ステージ6上に移載し、再洗浄を行う。この時、制御部20は、デポ物の残存量に応じて、各薬液成分の調合比を改めて決定するとともに、最適な洗浄時間を改めて決定する。そして、調合バルブ13は、この決定された調合比となるように、再度薬液の調合を行う。
再洗浄後、残存量測定部8においてデポ物の残存量を再び測定し、以後は同様の動作を行う。
【0033】
以上説明したように、本実施の形態1では、洗浄を行う前に、膜厚測定部4又は残存量測定部8により被洗浄物の状態を測定して、その状態に最適な薬液成分の調合比および洗浄時間を決定することとした。従って、被洗浄物の状態に応じた最適な洗浄を行うことができる。
【0034】
また、洗浄後に再度被洗浄物の状態を測定して、再洗浄が必要か否かを判断することとした。従って、従来洗浄工程後に人手により行われていた外観検査工程が不要となる。このため、半導体製造コストを抑えることができる。また、次工程にロットを早く仕掛けることが可能となるため、工程間の時間のロスを大幅に減らすことができる。
さらに、再洗浄が必要な場合に、再度測定された被洗浄物の状態に最適な薬液成分の調合比および洗浄時間を改めて決定することとした。従って、再洗浄を精度良く行うことができる。これは、下地との選択比が問題となる薄膜除去の場合に、特に好適である。
【0035】
なお、本実施の形態1による洗浄装置では、膜厚測定部4と残存量測定部8の両方を備えているが必ずしもこの構成に限られず、薄膜の除去のみを行う場合には膜厚測定部4のみを、デポ物の除去のみを行う場合には残存量測定部8のみを備えていればよい。
【0036】
また、複数の処理チャンバ5を備えていてもよい。さらに、処理チャンバ5の数に応じて、膜厚測定部4及び残存量測定部8を複数備えていてもよい。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、被洗浄物の状態に応じた最適な条件で洗浄を行う洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による洗浄装置を説明するための概略平面図である。
【図2】 図1に示す洗浄装置において、薬液を調合する薬液調合部を説明するための概略図である。
【図3】 図1に示す洗浄装置において、薬液ノズルの近傍を説明するための概略図である。
【符号の説明】
1 キャリア
2 基板(半導体ウェハ)
3 搬送アーム
4 膜厚測定部(光学式膜厚計)
5 処理チャンバ
6 回転ステージ
7 薬液ノズル
8 残存量測定部(画像認識装置)
10 ロード/アンロード部
11a,11b,11c タンク
12a,12b,12c 配管
13 ミキシングバルブ
14 配管
20 制御部
30 薬液調合部
41 膜厚測定プローブ
61 回転軸
81 残存量測定プローブ(画像認識プローブ)
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a cleaning apparatus for cleaning a semiconductor wafer using a cleaning liquid (chemical solution).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to remove a thin film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film formed on a semiconductor wafer, or to remove a deposit (reaction by-product) remaining on a semiconductor wafer after dry etching (wet etching). In order to do this, a cleaning device is used.
The removal property of the deposit varies greatly depending on the process conditions of the dry etching, which is the previous step, and the device material such as a resist material. In order to cope with this change in removability, a conventional cleaning apparatus has prepared in advance a plurality of chemical solutions in which the mixing ratio is optimally adjusted for each process condition and device material. That is, even if the components of the chemical solution are approximately the same, cleaning is performed using any one of a plurality of chemical solutions having different preparation ratios.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when cleaning is performed using the chemical solution having the optimum blending ratio as described above, deposits may remain on the cleaned semiconductor wafer. For this reason, it was necessary to inspect the appearance of the deposits by the operator after the cleaning process. And when a deposit was discovered by this visual inspection, re-cleaning was performed in the cleaning device.
Therefore, conventionally, a visual appearance inspection is manually performed after the cleaning process, and when a deposit remaining in the deposit is found there, the cleaning apparatus performs re-cleaning. For this reason, since the start of the lot to the next process is delayed, there is a problem that time loss between processes becomes large.
[0004]
Moreover, in the said external appearance inspection, it was only judged simply whether the deposit remains, and the residual amount was not measured. Furthermore, when performing the re-cleaning, a chemical solution having the same composition as the chemical solution used in the first cleaning was used.
[0005]
However, since the state (amount and distribution) of the depot that is the object to be cleaned is different between the initial cleaning and the re-cleaning, when re-cleaning is performed using a chemical solution having the same composition as the first cleaning, There was a problem that it could not be cleaned accurately under the optimum conditions. For example, there is a problem that the removability of the chemical solution is increased in re-cleaning, and the selection ratio with the base cannot be taken. This problem of the selection ratio with the base is particularly important when the thin film is removed in a cleaning apparatus.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a cleaning apparatus that performs cleaning under optimal conditions according to the state of an object to be cleaned.
[0007]
[Means for solving the problems]
A cleaning apparatus according to the present invention is a cleaning apparatus for removing a thin film formed on a substrate,
A film thickness measuring unit for measuring the film thickness of the thin film;
Based on the film thickness measured by the film thickness measurement unit, a preparation unit for preparing a chemical solution,
And a cleaning unit for cleaning the substrate by using the chemical solution formulated by the formulation unit,
The film thickness measurement unit further measures the film thickness of the thin film after the substrate is cleaned by the cleaning unit.
In order to remove the thin film remaining after the cleaning of the substrate, the blending unit remixes the chemical solution in consideration of the selection ratio of the remaining thin film to the base .
[0008]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
Further comprising a residual amount measuring unit for measuring a reaction by-product on the substrate;
The residual amount measuring unit further measures the residual amount of the reaction by-product after cleaning the substrate by the cleaning unit,
In order to remove the reaction byproduct remaining after cleaning the substrate, it is preferable that the blending unit remixes the chemical solution in consideration of the selection ratio with respect to the base .
[0009]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The preparation unit, so that the time required for removing the thin film is within a predetermined range, it is preferable to set the even you formulate the drug solution.
[0010]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The preparation unit is configured to formulate the drug solution, it is preferable to set the even that to adjust the temperature of the chemical solution.
[0011]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The blending unit is
Multiple tanks that store each component of the chemical solution,
A blending valve for blending each component from the plurality of tanks in a desired ratio;
It is preferable that in the even that have a.
[0012]
A cleaning apparatus according to the present invention is a cleaning apparatus for removing reaction byproducts remaining on a substrate,
A residual amount measuring unit for measuring the residual amount of the reaction by-product;
Based on the residual amount measured by the residual amount measuring unit, a preparation unit for preparing a chemical solution,
A cleaning unit for cleaning the substrate using the chemical solution adjusted by the preparation unit;
It is characterized by comprising.
[0013]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The residual amount measuring unit, it is preferable that the reaction by-products in a predetermined region of the substrate is to be you measure the area remaining.
[0014]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The residual amount measuring unit, after cleaning the substrate by the cleaning unit, and than the even you further measuring the residual amount of reaction by-products,
In order to remove the reaction byproduct remaining after cleaning the substrate, it is preferable that the blending unit remixes the chemical solution in consideration of the selection ratio with respect to the base .
[0015]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The preparation unit is configured so that the time required for removal of reaction by-products is within a predetermined range, it is preferable to set the even you formulate the drug solution.
[0016]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The preparation unit is configured to formulate the drug solution, it is preferable to set the even that to adjust the temperature of the chemical solution.
[0017]
Oite the cleaning equipment according to the present invention,
The blending unit is
Multiple tanks that store each component of the chemical solution,
A blending valve for blending each component from the plurality of tanks in a desired ratio;
It is preferable that in the even that have a.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be simplified or omitted.
[0019]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a cleaning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 is a carrier for housing a substrate, 2 is a semiconductor wafer as a substrate, 10 is a load / unload unit for loading and unloading the semiconductor wafer 2, and 3 is a semiconductor wafer 2. A transfer arm is shown. Reference numeral 4 indicates a film thickness measuring unit for measuring the film thickness of a thin film (for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film) formed on the semiconductor wafer 2 using the film thickness measuring probe 41. Reference numeral 5 denotes a processing chamber for cleaning the semiconductor wafer 2 with a chemical solution (single-wafer spin cleaning), and 6 is provided in the processing chamber 5 to hold the semiconductor wafer 2 by clamping or vacuum suction and to rotate it. A rotary stage that rotates horizontally around an axis (described later), 7 is a chemical nozzle for injecting a chemical liquid prepared at a desired mixing ratio onto the semiconductor wafer 2 by a chemical liquid preparing unit 30 (details will be described later). Show. Reference numeral 8 denotes a residual amount measuring unit for measuring the residual amount of reaction by-products (deposited matter) remaining on the semiconductor wafer 2 using an image recognition probe as the residual amount measuring probe 81.
[0020]
Here, the film thickness measuring unit 4 is, for example, an optical film thickness meter, and measures the film thickness of the thin film at at least one point on the semiconductor wafer 2 determined in advance.
The remaining amount measuring unit 8 is an image recognition device, for example, and measures an area where deposits per unit area on the semiconductor wafer remain. The remaining amount measuring unit 8 determines the presence or absence of a deposit based on the difference between the optical deposit and the base film.
[0021]
Further, the cleaning apparatus according to the first embodiment grasps the state of the object to be cleaned based on the measurement result (film thickness) by the film thickness measurement unit 4 or the measurement result (residual amount) by the residual amount measurement unit 8, A control unit 20 that determines the mixing ratio of the chemical components and the optimum cleaning time according to the state is provided.
[0022]
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a chemical liquid preparation unit 30 for preparing a chemical liquid in the cleaning apparatus shown in FIG.
In FIG. 2, reference numerals 11a, 11b, and 11c are tanks for storing respective chemical components, 12a, 12b, and 12c are pipes for supplying the chemical components stored in the tanks 11a, 11b, and 11c, and 13 is a mixing valve ( (Mixing valve) 14 indicates piping.
[0023]
As shown in FIG. 2, in the cleaning apparatus according to the first embodiment, the chemical liquid preparation unit 30 has tanks 11a, 11b, and 11c for each chemical liquid component. A chemical component A is stored in the tank 11a, a chemical component B is stored in the tank 11b, and a chemical component C is stored in the tank 11c.
In addition, in this Embodiment 1, although the three tanks for storing a chemical | medical solution component are provided, you may change the number of tanks suitably according to the kind of chemical | medical solution component to mix | blend. For example, when an ammonium fluoride stripping solution is used as the chemical solution, ammonium fluoride that contributes to removability is contained in the tank 11a, and an organic solvent, water that adjusts dissociation is provided in the tanks 11b and 11c and tanks not shown. , PH adjusters, surfactants and the like are stored.
In addition, the compounding valve 13 prepares a chemical solution from each chemical solution component so as to achieve the compounding ratio determined by the control unit 20 described above, and supplies the prepared chemical solution to the chemical solution nozzle 7 via the pipe 14.
[0024]
FIG. 3 is a schematic view for explaining the vicinity of the chemical nozzle in the cleaning apparatus shown in FIG.
In FIG. 3, reference numeral 61 indicates a rotating shaft constituting the rotating stage 6. Further, the tip (injection port) of the chemical solution nozzle 7 is disposed in the vicinity of the semiconductor wafer 2.
As shown in FIG. 3, the semiconductor wafer 2 is held on the rotary stage 6, and the semiconductor wafer 2 rotates with the rotary stage 6 about the rotary shaft 61. Further, the chemical liquid prepared by the preparation valve 13 is sprayed from the chemical liquid nozzle 7 onto the semiconductor wafer 2.
[0025]
Next, the operation of the cleaning device will be described.
First, the first operation will be described. Here, the first operation is an operation of the cleaning device when the object to be cleaned is a thin film.
The carrier 1 is placed on the load / unload unit 10.
Next, the semiconductor wafer 2 is taken out from the carrier 1 by the transfer arm 3 and transferred to the film thickness measuring unit 4.
Then, in the film thickness measuring unit 4, the film thickness of the thin film formed on the semiconductor wafer 2 is measured using the film thickness measuring probe 41.
[0026]
After measuring the thickness of the thin film, the semiconductor wafer 2 is transferred onto the rotating stage 6 in the processing chamber 5 by the transfer arm 3. Then, while rotating the semiconductor wafer 2 together with the rotary stage 6, a chemical solution prepared at an optimal component ratio is sprayed onto the semiconductor wafer 2 from the chemical nozzle 7 to remove the thin film.
Here, the preparation of the chemical liquid in the chemical liquid preparation unit 30 will be described.
The control unit 20 determines the blending ratio of each chemical component according to the film thickness measured by the film thickness measuring unit 4, that is, according to the film thickness of the thin film that is the object to be cleaned. This determination is performed, for example, by providing a film thickness range such as 1 to 10 nm and 10 to 100 nm and calculating a blending ratio corresponding thereto. The blending valve 13 blends the chemical liquid from each chemical liquid component so that the blending ratio determined by the control unit 20 is obtained. Then, the prepared chemical solution is supplied to the chemical nozzle 7 through the pipe 14.
In addition, the control unit 20 determines the optimal mixing time as well as the mixing ratio.
[0027]
After cleaning for a time determined by the control unit 20, the semiconductor wafer 2 is transferred to the film thickness measuring unit 4 by the transfer arm 3, and the film thickness measuring unit 4 measures the film thickness of the thin film again.
Here, when the film thickness of the thin film is equal to or less than the desired film thickness, the semiconductor wafer 2 is returned to the carrier 1 by the transfer arm 3 and the cleaning process of the semiconductor wafer 2 is finished.
[0028]
On the other hand, when the film thickness of the thin film exceeds the desired film thickness, the semiconductor wafer 2 is transferred onto the rotating stage 6 in the processing chamber 5 by the transfer arm 3 and re-cleaning is performed. At this time, the control unit 20 determines the mixing ratio of each chemical component again according to the film thickness of the thin film, and also determines the optimum cleaning time. And the preparation valve | bulb 13 mixes a chemical | medical solution again so that it may become this determined preparation ratio.
After the re-cleaning, the film thickness measurement unit 4 measures the film thickness of the thin film again, and thereafter the same operation is performed.
[0029]
Next, the second operation will be described. Here, the second operation is an operation of the cleaning device when the object to be cleaned is a deposit.
First, the carrier 1 is placed on the load / unload unit 10 as in the first operation.
Next, the semiconductor wafer 2 is taken out from the carrier 1 by the transfer arm 3 and transferred to the remaining amount measuring unit 8.
Then, the remaining amount measuring unit 8 measures the remaining amount of deposits remaining on the semiconductor wafer 2 using the image recognition probe 81.
[0030]
After measuring the remaining amount of the deposit, the semiconductor wafer 2 is transferred onto the rotating stage 6 in the processing chamber 5 by the transfer arm 3. Then, while rotating the semiconductor wafer 2 together with the rotary stage 6, the chemical liquid prepared at the optimum component ratio is ejected from the chemical liquid nozzle 7 onto the semiconductor wafer 2 to remove the thin film.
Here, the preparation of the chemical liquid in the chemical liquid preparation unit 30 will be described.
The control unit 20 determines the preparation ratio of each chemical component according to the remaining amount measured by the remaining amount measuring unit 8, that is, according to the remaining amount of the deposit that is the object to be cleaned. The blending valve 13 blends the chemical liquid from each chemical liquid component so that the blending ratio determined by the control unit 20 is obtained. Then, the prepared chemical solution is supplied to the chemical nozzle 7 through the pipe 14.
In addition, the control unit 20 determines the optimal mixing time as well as the mixing ratio.
[0031]
After cleaning for a time determined by the control unit 20, the semiconductor wafer 2 is transferred to the remaining amount measuring unit 8 by the transfer arm 3. Then, the residual amount measuring unit 8 measures the residual amount of the deposit using the residual amount measuring probe 81 again.
If no deposit remains, the transfer arm 3 returns the semiconductor wafer 2 to the carrier 1 and the cleaning process for the semiconductor wafer 2 is completed.
[0032]
On the other hand, when the deposit remains, the transfer arm 3 transfers the semiconductor wafer 2 onto the rotating stage 6 in the processing chamber 5 and performs re-cleaning. At this time, the control unit 20 determines the mixing ratio of each chemical component anew and also determines the optimal cleaning time anew according to the remaining amount of the deposit. And the preparation valve | bulb 13 mixes a chemical | medical solution again so that it may become this determined preparation ratio.
After the re-washing, the remaining amount measuring unit 8 again measures the remaining amount of the deposit, and thereafter the same operation is performed.
[0033]
As described above, in the first embodiment, the state of the object to be cleaned is measured by the film thickness measuring unit 4 or the remaining amount measuring unit 8 before cleaning, and the composition of the chemical component optimal for the state is prepared. It was decided to determine the ratio and wash time. Therefore, it is possible to perform optimum cleaning according to the state of the object to be cleaned.
[0034]
In addition, the state of the object to be cleaned is measured again after cleaning to determine whether or not re-cleaning is necessary. Therefore, the appearance inspection process that has been performed manually after the conventional cleaning process becomes unnecessary. For this reason, the semiconductor manufacturing cost can be suppressed. Moreover, since it becomes possible to start a lot early in the next process, time loss between processes can be greatly reduced.
Furthermore, when re-cleaning is necessary, the optimum mixing ratio of chemical components and the cleaning time for the state of the object to be cleaned measured again are determined. Therefore, re-cleaning can be performed with high accuracy. This is particularly suitable in the case of thin film removal in which the selection ratio with the base is a problem.
[0035]
Although the cleaning apparatus according to the first embodiment includes both the film thickness measuring unit 4 and the remaining amount measuring unit 8, the present invention is not necessarily limited to this configuration. When only the thin film is removed, the film thickness measuring unit. In the case where only the removal of deposits is performed only for 4, the remaining amount measuring unit 8 only needs to be provided.
[0036]
A plurality of processing chambers 5 may be provided. Furthermore, a plurality of film thickness measuring units 4 and remaining amount measuring units 8 may be provided according to the number of processing chambers 5.
[0037]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the washing | cleaning apparatus which performs washing | cleaning on the optimal conditions according to the state of to-be-washed | cleaned object can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a cleaning device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view for explaining a chemical liquid preparation unit for preparing a chemical liquid in the cleaning apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic view for explaining the vicinity of a chemical liquid nozzle in the cleaning apparatus shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Carrier 2 Substrate (semiconductor wafer)
3 Transfer arm 4 Film thickness measuring part (optical film thickness meter)
5 Processing chamber 6 Rotating stage 7 Chemical solution nozzle 8 Remaining amount measuring unit (image recognition device)
10 Load / Unload parts 11a, 11b, 11c Tanks 12a, 12b, 12c Pipe 13 Mixing valve 14 Pipe 20 Control part 30 Chemical preparation part 41 Film thickness measurement probe 61 Rotating shaft 81 Residual amount measurement probe (image recognition probe)

Claims (11)

基板上に形成された薄膜を除去する洗浄装置であって、
前記薄膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、
前記膜厚測定部により測定された膜厚に基づいて、薬液を調合する調合部と、
前記調合部により調合された前記薬液を用いて前記基板を洗浄する洗浄部とを備え
前記膜厚測定部は、前記洗浄部により前記基板を洗浄した後、前記薄膜の膜厚を更に測定するものであり、
前記調合部は、前記基板の洗浄後に残存する薄膜を除去するため、該残存する薄膜の下地に対する選択比を考慮して、薬液を再調合するものであることを特徴とする洗浄装置。
A cleaning apparatus for removing a thin film formed on a substrate,
A film thickness measuring unit for measuring the film thickness of the thin film;
Based on the film thickness measured by the film thickness measurement unit, a preparation unit for preparing a chemical solution,
And a cleaning unit for cleaning the substrate by using the chemical solution formulated by the formulation unit,
The film thickness measurement unit further measures the film thickness of the thin film after the substrate is cleaned by the cleaning unit.
The cleaning device is characterized in that, in order to remove the thin film remaining after the cleaning of the substrate, the chemical solution is re-mixed in consideration of the selection ratio of the remaining thin film to the base .
請求項1に記載の洗浄装置において、
前記基板上の反応副生成物を測定する残存量測定部を更に備え、
前記残存量測定部は、前記洗浄部により前記基板を洗浄した後、前記反応副生成物の残存量を更に測定するものであり、
前記調合部は、前記基板の洗浄後に残存する反応副生成物を除去するため、前記下地に対する選択比を考慮して、薬液を再調合するものであることを特徴とする洗浄装置。
The cleaning device according to claim 1,
Further comprising a residual amount measuring unit for measuring a reaction by-product on the substrate;
The residual amount measuring unit further measures the residual amount of the reaction by-product after cleaning the substrate by the cleaning unit,
The formulation unit, for removing the reaction by-products remaining after the cleaning of the substrate, in consideration of the selectivity to the underlying cleaning device according to claim der Rukoto which reconstitution of the drug solution.
請求項1又は2に記載の洗浄装置において、
前記調合部は、前記薄膜の除去に要する時間が所定の範囲内となるように、前記薬液を調合することを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to claim 1 or 2,
The said mixing part prepares the said chemical | medical solution so that the time required for the removal of the said thin film may be in a predetermined range, The cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1から3の何れかに記載の洗浄装置において、
前記調合部は、前記薬液を調合するとともに、前記薬液の温度を調整することを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The said preparation part adjusts the temperature of the said chemical | medical solution while preparing the said chemical | medical solution, The washing | cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1から4の何れかに記載の洗浄装置において、
前記調合部は、
薬液の各成分をそれぞれ蓄える複数のタンクと、
前記複数のタンクから各成分を所望の比率で調合する調合バルブと、
を有することを特徴とする洗浄装置。
In the cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The blending unit is
Multiple tanks that store each component of the chemical solution,
A blending valve for blending each component from the plurality of tanks in a desired ratio;
A cleaning apparatus comprising:
基板上に残存する反応副生成物を除去する洗浄装置であって、
前記反応副生成物の残存量を測定する残存量測定部と、
前記残存量測定部により測定された残存量に基づいて、薬液を調合する調合部と、
前記調合部により調整された前記薬液を用いて前記基板を洗浄する洗浄部と、
を備えたことを特徴とする洗浄装置。
A cleaning apparatus for removing reaction by-products remaining on a substrate,
A residual amount measuring unit for measuring the residual amount of the reaction by-product;
Based on the residual amount measured by the residual amount measuring unit, a preparation unit for preparing a chemical solution,
A cleaning unit for cleaning the substrate using the chemical solution adjusted by the preparation unit;
A cleaning apparatus comprising:
請求項6に記載の洗浄装置において、
前記残存量測定部は、前記基板の所定の領域において前記反応副生成物が残存する面積を測定することを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to claim 6, wherein
The residual amount measuring unit measures an area where the reaction by-product remains in a predetermined region of the substrate.
請求項6又は7に記載の洗浄装置において、
前記残存量測定部は、前記洗浄部により前記基板を洗浄した後、前記反応副生成物の残存量を更に測定するものであり、
前記調合部は、前記基板の洗浄後に残存する反応副生成物を除去するため、下地に対する選択比を考慮して、薬液を再調合するものであることを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to claim 6 or 7,
The residual amount measuring unit further measures the residual amount of the reaction by-product after cleaning the substrate by the cleaning unit ,
The cleaning device is characterized in that, in order to remove reaction by-products remaining after cleaning the substrate, the preparation solution is re-prepared in consideration of the selection ratio with respect to the substrate.
請求項6から8の何れかに記載の洗浄装置において、
前記調合部は、前記反応副生成物の除去に要する時間が所定の範囲内となるように、前記薬液を調合することを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to any one of claims 6 to 8,
The said preparation part prepares the said chemical | medical solution so that the time required for the removal of the said reaction by-product may be in a predetermined range, The washing | cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項6から9の何れかに記載の洗浄装置において、
前記調合部は、前記薬液を調合するとともに、前記薬液の温度を調整することを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to any one of claims 6 to 9,
The said preparation part adjusts the temperature of the said chemical | medical solution while preparing the said chemical | medical solution, The washing | cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項6から10の何れかに記載の洗浄装置において、
前記調合部は、
薬液の各成分をそれぞれ蓄える複数のタンクと、
前記複数のタンクから各成分を所望の比率で調合する調合バルブと、
を有することを特徴とする洗浄装置。
The cleaning apparatus according to any one of claims 6 to 10,
The blending unit is
Multiple tanks that store each component of the chemical solution,
A blending valve for blending each component from the plurality of tanks in a desired ratio;
A cleaning apparatus comprising:
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