JP4292389B2

JP4292389B2 - 異物除去方法及び異物除去装置

Info

Publication number: JP4292389B2
Application number: JP2003273418A
Authority: JP
Inventors: 浩喜大川内
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: JP2005033128A

Description

本発明は、半導体素子や液晶表示素子の微細な回路パターンを作製する工程において、半導体ウェーハ、液晶ディスプレイ基板、レチクル、マスクなどの被処理基板に付着した異物を除去する異物除去方法及び異物除去装置に関するものである。

半導体素子や液晶表示素子の微細な回路パターンを作製する工程において、マスク、半導体ウェーハ、電子回路基板などの被処理基板（以下、総称して「被処理基板」と記す）に付着した異物は、これら微細な回路パターンを形成する上での欠陥の原因になる。この欠陥により、半導体素子、液晶表示素子などの機能に障害が生じ、不良品となる。

現在のところ、被処理基板に付着した異物は、化学的な効果を利用した液体によるウェット洗浄により除去されている。

しかし、近年、ウェット洗浄よりも工程数の少ない異物洗浄或いは異物除去方法が望まれ、ドライな環境での異物除去（洗浄）方法や異物除去（洗浄）装置の開発が行われている。

そのような異物除去装置の一つとして、被処理基板を振動させ、その被処理基板に付着した異物に振動を伝え、その異物が被処理基板から離れ易くして、パルスレーザー光を被処理基板の表面に照射して、その被処理基板に付着している異物を蒸発させたり、異物または被処理基板表面の急激な熱膨張によって発生する加速度によって、異物を被処理基板表面から引き離して除去しようとする異物除去技術が提案され、特開２０００−２０８４６３（特許文献１）に開示されている。

また、異物除去装置の他の一つとして、真空チャンバー内に格納された被処理基板に不活性ガスなどの気体を吹き付け、ベルヌーイの定理を応用して異物を除去する装置が提案され、特開平７−９６２５９（特許文献２）に開示されている。

特開２０００−２０８４６３（第１頁、図１）特開平７−９６２５９９（第１頁、図１）

しかし、前者の異物除去方法及びその装置では、パルスレーザーで被処理基板を破壊したり、除去された異物が被処理基板の他の箇所へ再付着するという課題がある。

また、後者の異物除去方法及びその装置では、被処理基板の大型化に伴い真空チャンバーも大型化する必要があり、そして被処理基板から異物を完全に除去することができないという課題がある。

本発明はこのような課題を解決しようとするものであって、半導体ウェーハ、フラットパネルディスプレイ基板、レチクル、マスクなどの被処理基板の表面上に付着した様々な材料から成る異物にであっても、その異物を除去でき、特に被処理基板が大型化（大面積化）しても対応できて、しかもその被処理基板の表面を損傷することなく、付着した異物を容易に、そして他所に再付着させることなく除去できる異物除去方法及び異物除去装置を得ることを目的とするものである。

それ故、前記課題を解決するために、本発明の異物除去方法では、除去装置本体の被処理基板と対抗する平坦な対向面を前記被処理基板に対して所定のギャップを隔てて対向させ、前記除去装置本体の水蒸気供給路によって前記被処理基板に対して水蒸気を吹付け、異物の付着した部分の表面に前記水蒸気によって水膜を作った状態で該異物の付着した被処理基板を振動させながら前記除去装置本体の気体供給路によって前記異物付着部分に気体を吹き付け、前記除去装置本体の平坦な対向面と前記被処理基板の表面との間に前記被処理基板の表面に沿う流れを発生させ、この流れに伴うベルヌーイの定理に基づく力と、前記異物をレーザービームで照射し、該レーザービームによる前記水膜の蒸発により発生する力と、レーザービームエネルギー自身の力と、前記振動による力で異物を除去すると共に、剥離した前記異物を吸引して外部へ排出することを特徴とする。

そして本発明の異物除去装置では、被処理基板の異物が付着した表面と対向する平坦な対向面を有する除去装置本体と、前記除去装置本体の水蒸気供給路によって構成され、異物の付着した被処理基板に水蒸気を供給して水膜を形成する手段と、該被処理基板に振動を加える手段と、前記除去装置本体の気体供給路によって構成され、前記被処理基板に気体を吹き付ける手段と、前記被処理基板の異物付着部分にレーザー光を照射する手段と、前記被処理基板から剥離された異物を吸引する手段を備えて構成され、前記除去装置本体の平坦な前記対向面と前記被処理基板とが所定のギャップをもって対向され、前記気体を吹付ける手段によって吹付けられる気体で前記被処理基板の表面に沿う流れに伴う前記被処理基板の表面と直交する方向の圧力差が発生することを特徴とする。

また、本発明の他の異物除去装置では、除去装置本体の中央部に貫通孔が形成され、該貫通孔は被処理基板の異物が付着した表面と対向する平坦な対向面に開放されて、該貫通孔の中間部にレーザービームを透過する保護板で仕切って２分し、上方にレンズを含む異物観察用カメラとレーザービーム発生手段が配され、下方の空間を異物除去室とし、該異物除去室に開口し、前記保護板の近傍から第１気体供給通路、第１吸引通路、水蒸気供給通路が、前記除去装置本体の被処理基板との平坦な対向面に開口し、前記異物除去室を中心にしてその異物除去室側にリング状気体供給溝とこれに連結された第２気体供給通路が、該リング状気体供給溝の外周部にリング状吸引溝とこれに連結された第２吸引通路が形成され、前記除去装置本体の平坦な対向面を前記処理基板の異物が付着した表面と所定のギャップをもって対向配置されることを特徴とする。そして前記異物観察用カメラは異物の付着した被処理基板の異物付着部分を観察でき、異物除去領域を決定し、異物除去後、異物除去の確認ができる手段を備えている。また、前記異物除去手段の異物対向面と被処理基板の表面との設定ギャップ量は、前記第１吸引通路の排気量が前記リング状気体供給溝からの気体供給流量より大きくなるように設定されていることを特徴とする。

更に、本願発明の他の異物除去方法では、除去装置本体の中央部に貫通孔が形成され、該貫通孔は被処理基板の異物が付着した表面と対向する平坦な対向面に開放されて、該貫通孔の中間部にレーザービームを透過する保護板で仕切って２分し、上方にレンズを含む異物観察用カメラとレーザービーム発生手段が配され、下方の空間を異物除去室とし、該異物除去室に開口し、前記保護板の近傍から第１気体供給通路、第１吸引通路、水蒸気供給通路が、前記除去装置本体の被処理基板との平坦な対向面に開口し、前記異物除去室を中心にしてその異物除去室側にリング状気体供給溝とこれに連結された第２気体供給通路が、該リング状気体供給溝の外周部にリング状吸引溝とこれに連結された第２吸引通路が形成され、前記除去装置本体の平坦な対向面を前記被処理基板の異物が付着した表面と所定のギャップをもって対向配置される異物除去手段を備えた異物除去装置を用い、
前記リング状吸引溝を吸引状態にし、前記第２気体供給通路を通じて前記リング状気体供給溝から気体を被処理基板の表面に吹き付け、その後、前記第１気体供給通路から気体を異物除去室に噴出し、その後、前記水蒸気供給通路から水蒸気を異物除去室に噴出して被処理基板の表面に水膜を形成させ、前記第１気体供給通路からの気体圧力を前記リング状気体供給溝からの気体圧力より高く設定し、気体圧力差を制御して前記水蒸気供給通路から水蒸気が前記被処理基板に付着するようにし、次に、振動発生手段を作動させて前記被処理基板に付着した異物に振動を与え、その後、前記第１吸引通路で異物除去室を吸引しながら異物領域にレーザービーム発生手段を作動させてレーザービームを照射し、前記被処理基板の表面に沿う流れに伴うベルヌーイの定理に基づく力と前記振動発生手段の振動による異物除去効果とレーザービームの照射による前記水膜の蒸発により発生する力での異物除去効果とレーザーエネルギー自身による異物除去効果の相乗効果により前記異物を除去し、該除去された異物を前記第１吸引通路から外部に排出することを特徴とする。

従って、本発明の異物除去方法及び異物除去装置によれば、振動による異物除去効果と、レーザービームの照射による被処理基板表面の水の蒸発により発生する力での異物除去効果とレーザーエネルギー自身による異物除去効果とベルヌーイ定理を用いた異物除去効果の相乗効果により確実に異物を除去でき、除去された異物は吸引され、他の被処理基板箇所へ再付着しない。また、異物の付着した被処理基板に水蒸気を塗布し、被処理基板表面に水膜を作ることによって、レーザービームの照射による被処理基板へのダメージを防止することができる。

本発明に係わる異物除去方法及び異物除去装置は、被処理基板上の異物が確実に除去でき、除去された異物は吸引されて他の基板箇所へ排出できるので、異物が原因で発生していたマスクや各種基板等の微細な回路パターンの欠陥が無くなり、歩留まり、品質及び生産性を飛躍的に向上することができる。

また、異物の付着した被処理基板に水蒸気を塗布し、その表面に水膜（保護膜）を作ることによって、レーザービームの照射による被処理基板の損傷を防止でき、プロセス領域が広がる。

更に、本発明により、半導体素子の製造工程における超微細化プロセスで使用されるレチクル、マスク上に発生した超微細異物も確実に除去することができる。

更にまた、大型フラットディスプレイパネルのような基板では、従来技術では、除去した異物を排出するために真空チャンバーが必要であるが、本発明では不要となり装置の小型化、低価格が実現できる。

以下、図面を用いて、本発明に係わる異物除去方法及び異物除去装置の一実施の形態について説明する。

図１は本発明の一実施の形態の異物除去装置の構成ブロック図、図２は図１に示した異物除去手段を中心に示した断面図、図３は図１に示した異物除去装置の動作フローチャート、そして図４は改良した異物除去手段の断面図である。

先ず、図１を用いて本発明の一実施の形態の異物除去装置の構成を説明する。図１において符号１は全体として本発明の異物除去装置を指す。この異物除去装置１は、異物観察用カメラ１０、画像処理ユニット１１、ハーフミラー１２、光源１３、ハーフミラー１４、レーザー発生源１５、レンズ１６、第１実施形態の異物除去手段１７Ａ、吸引手段１８、気体供給手段１９、水蒸気供給手段２０、被処理基板保持手段２１、振動発生手段２２、振動発生電源２３、可動ステージ２４などから構成されている。なお、符号Ｐは半導体ウェーハ、フラットパネルディスプレイ基板、レチクル・マスクなど、異物が付着し、その異物を除去しようとする被処理基板を指す。

異物観察用カメラ１０は除去する異物の領域を観察し、また異物を除去した後、完全に除去できたかを観察するものである。

画像処理ユニット１１は異物観察用カメラ１０で取得された異物画像から異物の形状を判断し、異物除去範囲の決定と、異物除去が完全に達成できたかを判断するものである。ハーフミラー１２は異物観察力メラ１０の光源用のハーフミラーである。

光源１３は異物観察力メラ用の光源である。

ハーフミラー１４は異物除去用レーザー用のハーフミラーである。

レーザー発生源１５は異物除去用のレーザーであって、レーザーとしてはＫｒＦレーザー、ＡｒＦレーザー、ＸｅＣｌレーザーなどのエキシマレーザーや、ＹＡＧレーザー、窒素レーザー、二酸化炭素レーザーなどを用いることができる。

レンズ１６は異物観察用カメラ１０と異物除去用のレーザーを集光するためのレンズである。レンズ１６は電動レポルバーに装着されており、異物観察力メラ用レンズと異物除去用レーザーを集光するためのレンズに自動で切り替えができる構造となっている（不図示）。

異物除去手段１７Ａは本発明の異物除去装置１の中心部であって、詳細な構造は図２を用いて後記する。

吸引手段１８は被処理基板Ｐから除去された異物を吸引するドライポンプなど真空能力を有する手段である。

気体供給手段１９はレーザー照射時に被処理基板Ｐにレーザーと大気中成分が反応して反応生成物が被処理基板Ｐやレンズに付着するのを防止する役目と、水蒸気供給手段２０で発生した水蒸気を被処理基板Ｐの表面に付着させる役目と、更に、異物除去手段１７Ａを被処理基板Ｐから浮上させる役目で窒素など圧縮された不活性ガスを供給する気体供給手段である。

水蒸気供給手段２０は被処理基板Ｐの表面に水の膜を付着させ、レーザー光を照射すると、被処理基板Ｐの表面の水の急激な蒸発により発生する力の効果も加わり、更に、除去効果を増すための手段である。更にまた、水蒸気供給手段２０で被処理基板Ｐの表面に水の膜を付着させることにより、レーザー光が被処理基板Ｐの表面に直接照射されないので、被処理基板Ｐを保護することができる。水蒸気供給手段２０は、純水の液体槽に非常に高い周波数の超音波を放射し、液面から霧化粒子を発生させるような手段を用いるとよい。液体を加熱する必要がなく、また、霧化粒子を非常に細かくすることができる。

被処理基板保持手段２１は真空チャック方式や静電チャック方式などで被処理基板Ｐを保持するための手段である。

振動発生手段２２は超音波などで被処理基板Ｐに付着した異物に振動を伝え、異物に対して被処理基板Ｐから離れ易くするための振動発生部である。

振動発生電源２３は振動発生手段２２に接続されており、振動発生手段２２を駆動するための電源である。被処理基板Ｐに振動を与えることを目的としているためこのような機構を有するものであればどのような手段を用いてもよい。

可動ステージ２４はＸ，Ｙ軸方向に移動可能なステージである。

ハーフミラー１２、ハーフミラー１４、レンズ１６、異物除去手段１７Ａの中心は異物観察用カメラ１０の光軸Ｌ上に配列されており、ハーフミラー１２は光源１３からの光に対して４５°の角度で、ハーフミラー１４はレーザー発生源１５からのレーザー光に対して４５°の角度で配設されている。

吸引手段１８、気体供給手段１９及び水蒸気供給手段２０は異物除去手段１７Ａに連結されている。

振動発生手段２２は可動ステージ２４上に搭載、固定されており、その振動発生手段２２に被処理基板保持手段２１が固定されていて、被処理基板保持手段２１に載置された被処理基板Ｐの全面が異物観察用カメラ１０の光軸Ｌ下に移動できるように構成されている。

図２に前記異物除去手段１７Ａの構成及び構造を略線図で拡大して示した。この異物除去手段１７Ａの本体１７１０は円筒体で、中心に貫通孔１７１１が形成されている。この貫通孔１７１１の上方には、前記レンズ１６が配設されており、このレンズ１６面が除去された異物で汚染されることを防ぐために貫通孔１７１１内の前記細管１７１２の開口より上方に保護ガラス１７２１がはめ込まれている。この保護ガラス１７２１の下方の貫通孔１７１１の部分は後記する機能を備えた異物除去室１７２２であって、この異物除去室１７２２と前記レンズ１６は保護ガラス１７２１で遮蔽されている。保護ガラス１７２１は、短波長の紫外線レーザー光も透過できるような石英ガラスを用いることが好ましい。

本体１７１０の一方の外周面から前記貫通孔１７１１に開口した３本の細管１７１２、１７１３、１７１４が形成されている。細管１７１２には開閉弁２５を介して第１気体供給通路２６が、細管１７１３には開閉弁２７を介して第１吸引通路２８が、そして細管１７１４には開閉弁２９を介して水蒸気供給通路３０がそれぞれ接続されている。

また、本体１７１０の他の外周面に開口している細管１７１５には開閉弁３１を介して第３吸引通路３２が、細管１７１６には開閉弁３３を介して第２吸引通路３４が、そして細管１７１７には開閉弁３５を介して第２気体供給通路３６がそれぞれ接続されている。

本体１７１０の被処理基板Ｐとの対向面に開口して、本体１７１０の外周面側から第１リング状吸引溝１７１８、第２リング状吸引溝１７１９、リング状気体供給溝１７２０が、異物除去室１７２２を中心とする同心円状に形成されている。そして第１リング状吸引溝１７１８は細管１７１５に接続され、開閉量を制御できる開閉弁３１が設けられた第３吸引通路３２を介して吸引手段１８に接続されている。第２リング状吸引溝１７１９は開閉量を制御できる開閉弁３３が設けられた第２吸引通路３４を介して吸引手段１８に接続されている。リング状気体供給溝１７２０は細管１７１７に接続され、開閉量を制御できる開閉弁３５が設けられた気体供給通路３６を介して気体供給手段１９に接続されている。

このリング状気体供給溝１７２０から窒素、アルゴンなどの圧縮された不活性ガスを被処理基板Ｐの表面に吹き付けると、ベルヌーイの定理によって被処理基板Ｐの表面層部（被処理基板Ｐの表面から数μｍ領域）とその表面層部から上方層部（被処理基板Ｐの表面から数μｍ以上離れた領域）の界面に圧力差が発生し、被処理基板Ｐの表面に付着している異物がその表面から浮上し易くなる。

第１リング状吸引溝１７１８、第２リング状吸引溝１７１９は、異物除去室１７２２で除去された異物が万一第１吸引通路２８で吸引できなかった場合や、リング状気体供給溝１７２０と第２リング状吸引溝１７１９の間にも異物があった場合、リング状気体供給溝１７２０から気体を被処理基板Ｐに吹き付け、圧力差で異物が被処理基板Ｐから浮上すると、第１リング状吸引溝１７１８、第２リング状吸引溝１７１９が設けられていないと、浮上した異物が被処理基板Ｐの他の箇所に再付着する可能性が生じることから、そのような異物の再付着を防止するために、除去された異物を確実に吸引する機能を備えた機構である。本実施形態では、リング状吸引溝は２重リング構造としたが、単一リング構造や３重リング構造としてもよい。

本体１７１０の上面外周部には本体１７１０を上下方向に可動させ、被処理基板Ｐの表面とのギャップ量ｄを調節するためのＺ方向可動手段３７が取り付けられている。

異物除去用のレーザービームＢはレーザー発生源１５から発射され、ハーフミラー１４を介してレンズ１６で絞られ、保護ガラス１７２１を透過して異物除去室１７２２を通過し、被処理基板Ｐ上の異物が存在する箇所を照射する。

異物除去室１７２２では、被処理基板Ｐに付着した異物に水の膜を付着させ、そして振動発生電源２３により振動発生手段２２を駆動して超音波振動を発生させ、その超音波振動で被処理基板Ｐに付着した異物に振動を伝え、異物が被処理基板Ｐから離れ易くしてから、レーザービームＢを照射し、異物を蒸発させたり、異物または被処理基板Ｐの表面の急激な熱膨張によって発生する加速度によって被処理基板Ｐの表面から引き離なされた異物を被処理基板Ｐの他の箇所に再付着させることなく、確実に除去するための部屋である。

異物除去室１７２２には、窒素、アルゴンなど不活性ガスを異物除去室１７２２に供給するための第１気体供給通路２６と、除去された異物が被処理基板Ｐの他の箇所に再付着することなく、確実に排出されるための第１吸引通路２８と、被処理基板Ｐの表面に水の膜を付着させ、レーザービームＢを照射すると、被処理基板Ｐの表面の水の急激な蒸発により発生する力の効果も加わり、更に除去効果を増すための水蒸気供給通路３０が設けられている。第１気体供給通路２６から窒素、アルゴンなど不活性ガスを噴出することで、除去された異物で異物除去室１７２２内のレンズ汚染を防止する。

また、第１気体供給通路２６から窒素、アルゴンなど不活性ガスの噴出圧力で水蒸気供給通路３０から噴出された水蒸気が異物除去室１７２２内のレンズ１６に付着することなく、被処理基板Ｐの表面に水の膜を付着させるようになっている。

第１気体供給通路２６は開閉量を制御できる開閉弁２５を介して気体供給手段１９に接続されている。第１吸引通路２８は開閉弁２７を制御できる開閉弁２７を介して吸引手段１８に接続されている。水蒸気供給通路３０は開閉量を制御できる開閉弁２９を介して蒸気供給手段２０に接続されている。

Ｚ方向可動手段３７は異物除去手段１７Ａを上下に移動させる機構である。被処理基板Ｐ上の異物箇所を可動ステージ２５で移動する場合、対向面と被処理基板Ｐの表面との距離を被処理基板Ｐの反り、うねりなどの影響で被処理基板Ｐにダメージを与えないギャップ量ｄに異物除去手段１７Ａを上昇させ、異物位置に到達したら、異物除去手段１７Ａを設定位置に下降させる。

次に、図１に示した異物除去装置１の異物除去機能を図２に示した異物除去手段１７Ａの機能と併せて図３の異物除去フローを用いて説明する。

先ず、別工程で被処理基板Ｐの異物が存在する箇所を調べ、その異物存在箇所をの座標を異物除去装置１のコンピュータ（不図示）にティーチングしておくと同時に画像処理ユニット１１に記憶させておく。その被処理基板Ｐを被処理基板保持手段２１上に固定し、可動ステージ２４は前記ティーチングに従って移動する。

ステップＳ１（異物位置移動）：Ｚ方向可動手段３７で異物除去手段１７Ａを設定ギャップ量ｄ以上に上昇後、可動ステージ２５で異物位置に移動する。

ステップＳ２（Ｚ軸下降）：Ｚ方向可動手段３７で異物除去手段１７Ａを設定ギャップ量ｄに下降する。異物除去手段１７Ａの異物対向面と被処理基板Ｐの表面との設定ギャップ量ｄは、第１吸引通路２８の排気量がリング状気体供給溝１７２０からの気体供給流量より大きくなるように設定されている。

ステップＳ３（異物除去領域抽出）：異物観察用カメラ１０用のレンズ１６に切り替え、異物観察用カメラ１０で異物箇所画像を取得し、画像処理ユニット１１で異物の形状を抽出して除去する異物領域を決定する。抽出した異物領域がレーザービームＢの照射範囲となる。異物以外の箇所にレーザービームＢを照射し、被処理基板Ｐにダメージを与えないためである。

ステップＳ４（水蒸気塗布）：第３吸引通路３２の開閉弁３１を開き、第１リング状吸引溝１７１８を吸引状態にする。開閉弁３３を開き、第２リング状吸引溝１７１９を吸引状態にする。開閉弁３５を開き、リング状気体供給溝１７２０から気体を被処理基板Ｐの表面に吹き付ける。その後、開閉弁２５を開き、第１気体供給通路２６から気体を異物除去室１７２２に噴出したら、開閉弁２９を開き、水蒸気供給通路３０から水蒸気を噴出して被処理基板Ｐの表面に水の膜を付着させる。第１気体供給通路２６からの気体圧力をリング状気体供給溝１７２０からの気体圧力より高く設定し、気体圧力差を制御して水蒸気供給通路３０から水蒸気が被処理基板Ｐに付着するようにする。水蒸気を設定時間噴出したら開閉弁２９を閉じる。

ステップＳ５（被処理基板Ｐの振動開始）：振動発生手段２２で被処理基板Ｐに振動を与える。被処理基板Ｐに付着した異物に振動が伝わり、異物が被処理基板Ｐから離れやすくなる。また被処理基板Ｐの表面に水の膜も付着しているのでさらに振動が異物に伝わりやすい。

ステップＳ６（レーザービーム照射開始）：レンズ１６をレーザービームＢ用に切り替え、第１吸引通路２８の開閉弁２７を開き、第１吸引通路２８で異物除去室１７２２を吸引しながら異物領域にレーザービームＢを照射する。

振動発生手段２２で発生させた振動により被処理基板Ｐを振動させて異物を除去する異物除去効果とレーザービームＢの照射による被処理基板Ｐの表面の水の急激な蒸発により発生する力での異物除去効果とレーザーエネルギー自身による異物除去効果の相乗効果により確実に異物が除去され、除去された異物は第１吸引通路２８から排出される。第１吸引通路２８の排気量はリング状気体供給溝１７２０からの気体供給流量と第１気体供給通路２６からの気体供給流量の総気体流量より大きくなるように設定されている。

ステップＳ７（レーザービーム照射停止）：異物領域にレーザービームＢを照射したら、レーザービーム照射を停止する。

ステップＳ８（被処理基板Ｐの振動停止）：振動発生手段２２での被処理基板Ｐの振動を停止し、開閉弁２５及び開閉弁３５を閉じた後、第３吸引通路３２の開閉弁３１、第２吸引通路３４の開閉弁３３を閉じて、最後に第１吸引通路２８の開閉弁２７を閉じる。

ステップＳ９（異物除去確認）：異物観察用カメラ１０により観察するためにレンズ１６を異物観察用に切り替え、異物観察用カメラ１０で異物除去画像を取得し、画像処理ユニット１１で異物が完全に除去されたかを確認する。除去できなかった場合は、ステップＳ４の処理から繰り返す。

ステップＳ１０（Ｚ軸上昇）：Ｚ方向可動手段３７で異物除去手段１７Ａを設定ギャップ量ｄ以上に上昇させた後、可動ステージ２４で次の異物位置に移動する。

図３の異物除去フローは本発明の異物除去フローの一例を示すものであり、この限りではない。

図４に本発明に用いて好適な第２実施形態の異物除去手段１７Ｂを示した。この異物除去手段１７Ｂは、異物除去手段１７Ａのリング状気体供給溝１７２０にリング状多孔質通気部３８を付加したものである。半導体素子などの電子回路パターンなどが超微細パターンで、幅が極めて狭くて高さが極めて高いパターン、例えば、幅が１００ｎｍ、高さが数１００ｎｍのようなパターンであれば、気体の噴出により損傷を受け易くなるが、このリング状多孔質通気部３８を付加したことにより、リング状気体供給溝１７２０に供給された気体がリング状多孔質通気部３８を通過することにより、その気体の流量が拡散され、前記のような超微細パターンの噴出気体による損傷を防止することができる。

本発明は、大小何れの基板に対して超微細加工或いは多数の加工を欠陥無く施す必要がある技術分野の塵埃を含む異物の除去、即ち、洗浄に普く適用することができる。

本発明の一実施の形態の異物除去装置の構成ブロック図である。図１に示した異物除去手段を中心に示した断面図である。図１に示した異物除去装置の動作フローチャートである。改良した異物除去手段の断面図である。

符号の説明

１…本発明の一実施形態の異物除去装置、１０…異物観察用カメラ、１１…画像処理ユニット、１２，１４…ハーフミラー、１３…光源、１５…レーザー発生源、１６…レンズ、１７…異物除去手段、１７１０…本体、１７１１…貫通孔、１７１２〜１７１７…細管、１７１８…第１リング状吸引溝、１７１９第２リング状吸引溝、１７２０…リング状気体供給溝、１７２１…保護ガラス、１７２２…異物除去室、１８…吸引手段、１９…気体供給手段、２０…水蒸気供給手段、２１…被処理基板保持手段、２２…振動発生手段、２３…振動発生電源、２４…可動ステージ、２５，２７，２９，３１，３３，３５…開閉弁、２６…第１気体供給通路、２８…第１吸引通路、３０…水蒸気供給通路、３２…第３吸引通路、３４…第２吸引通路、３６…第２気体供給通路、３７…Ｚ方向可動手段、３８…リング状多孔質通気部、Ｂ…レーザービーム

Claims

除去装置本体の被処理基板と対抗する平坦な対向面を前記被処理基板に対して所定のギャップを隔てて対向させ、前記除去装置本体の水蒸気供給路によって前記被処理基板に対して水蒸気を吹付け、異物の付着した部分の表面に前記水蒸気によって水膜を作った状態で該異物の付着した被処理基板を振動させながら前記除去装置本体の気体供給路によって前記異物付着部分に気体を吹き付け、前記除去装置本体の平坦な対向面と前記被処理基板の表面との間に前記被処理基板の表面に沿う流れを発生させ、この流れに伴うベルヌーイの定理に基づく力と、前記異物をレーザービームで照射し、該レーザービームによる前記水膜の蒸発により発生する力と、レーザービームエネルギー自身の力と、前記振動による力で異物を除去すると共に、剥離した前記異物を吸引して外部へ排出することを特徴とする異物除去方法。
被処理基板の異物が付着した表面と対向する平坦な対向面を有する除去装置本体と、前記除去装置本体の水蒸気供給路によって構成され、異物の付着した被処理基板に水蒸気を供給して水膜を形成する手段と、該被処理基板に振動を加える手段と、前記除去装置本体の気体供給路によって構成され、前記被処理基板に気体を吹き付ける手段と、前記被処理基板の異物付着部分にレーザー光を照射する手段と、前記被処理基板から剥離された異物を吸引する手段を備えて構成され、前記除去装置本体の平坦な前記対向面と前記被処理基板とが所定のギャップをもって対向され、前記気体を吹付ける手段によって吹付けられる気体で前記被処理基板の表面に沿う流れに伴う前記被処理基板の表面と直交する方向の圧力差が発生することを特徴とする異物除去装置。
除去装置本体の中央部に貫通孔が形成され、該貫通孔は被処理基板の異物が付着した表面と対向する平坦な対向面に開放されて、該貫通孔の中間部にレーザービームを透過する保護板で仕切って２分し、上方にレンズを含む異物観察用カメラとレーザービーム発生手段が配され、下方の空間を異物除去室とし、該異物除去室に開口し、前記保護板の近傍から第１気体供給通路、第１吸引通路、水蒸気供給通路が、前記除去装置本体の被処理基板との平坦な対向面に開口し、前記異物除去室を中心にしてその異物除去室側にリング状気体供給溝とこれに連結された第２気体供給通路が、該リング状気体供給溝の外周部にリング状吸引溝とこれに連結された第２吸引通路が形成され、前記除去装置本体の平坦な対向面を前記処理基板の異物が付着した表面と所定のギャップをもって対向配置される異物除去手段を備えた異物除去装置。
前記異物観察用カメラは異物の付着した被処理基板の異物付着部分を観察でき、異物除去領域を決定し、異物除去後、異物除去の確認ができる手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の異物除去装置。
前記異物除去手段の異物対向面と被処理基板の表面との設定ギャップ量は、前記第１吸引通路の排気量が前記リング状気体供給溝からの気体供給流量より大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の異物除去装置。
除去装置本体の中央部に貫通孔が形成され、該貫通孔は被処理基板の異物が付着した表面と対向する平坦な対向面に開放されて、該貫通孔の中間部にレーザービームを透過する保護板で仕切って２分し、上方にレンズを含む異物観察用カメラとレーザービーム発生手段が配され、下方の空間を異物除去室とし、該異物除去室に開口し、前記保護板の近傍から第１気体供給通路、第１吸引通路、水蒸気供給通路が、前記除去装置本体の被処理基板との平坦な対向面に開口し、前記異物除去室を中心にしてその異物除去室側にリング状気体供給溝とこれに連結された第２気体供給通路が、該リング状気体供給溝の外周部にリング状吸引溝とこれに連結された第２吸引通路が形成され、前記除去装置本体の平坦な対向面を前記被処理基板の異物が付着した表面と所定のギャップをもって対向配置される異物除去手段を備えた異物除去装置を用い、
前記リング状吸引溝を吸引状態にし、前記第２気体供給通路を通じて前記リング状気体供給溝から気体を被処理基板の表面に吹き付け、その後、前記第１気体供給通路から気体を異物除去室に噴出し、その後、前記水蒸気供給通路から水蒸気を異物除去室に噴出して被処理基板の表面に水膜を形成させ、前記第１気体供給通路からの気体圧力を前記リング状気体供給溝からの気体圧力より高く設定し、気体圧力差を制御して前記水蒸気供給通路から水蒸気が前記被処理基板に付着するようにし、次に、振動発生手段を作動させて前記被処理基板に付着した異物に振動を与え、その後、前記第１吸引通路で異物除去室を吸引しながら異物領域にレーザービーム発生手段を作動させてレーザービームを照射し、前記被処理基板の表面に沿う流れに伴うベルヌーイの定理に基づく力と前記振動発生手段の振動による異物除去効果とレーザービームの照射による前記水膜の蒸発により発生する力での異物除去効果とレーザーエネルギー自身による異物除去効果の相乗効果により前記異物を除去し、該除去された異物を前記第１吸引通路から外部に排出することを特徴とする異物除去方法。