JP6036742B2

JP6036742B2 - 集塵用治具、基板処理装置及びパーティクル捕集方法。

Info

Publication number: JP6036742B2
Application number: JP2014083062A
Authority: JP
Inventors: 仁志羽島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: WO2015159849A1; TW201603870A; JP2015204378A

Description

本発明は、基板処理装置内のパーティクルの除去を行う技術分野に関する。

半導体製造装置では、装置内の部材に付着しているパーティクルや雰囲気に含まれるパーティクルを除去及び抑制するために、装置の立ち上げ時やメンテナンスの終了後に装置内の拭き上げによる清掃作業などによりパーティクルを除去している。また半導体製造装置の稼働中には装置の天井部分から、装置内に気流を形成することで装置の内部雰囲気を清浄に保っている。一方パターンの線幅の微細化に伴い、基板例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）が置かれる雰囲気中のパーティクルのサイズや単位体積当たりの個数の許容値が厳しくなってきている。また近年では、パーティクル検査機の進歩により、微細な粒径の検出が可能となっており、例えば３０ｎｍ未満の大きさの微細なパーティクルの除去まで求められるようになっている。

このためウエハのパーティクル汚染を抑制するための技術が求められている。例えば特許文献１には、シリコンウエハのミラー面搬送による異物捕集能力とは異なる異物捕集能力を有するクリーニング部材を半導体製造装置内を搬送させた後、シリコンウエハのミラー面搬送を行うことにより、大きな粒子のパーティクルから小さい粒子のパーティクルまで広い範囲で捕集する技術が記載されている。しかしながら捕集されるパーティクルは、クリーニング部材及びシリコンウエハに接触したパーティクルに限られる。微細なパーティクルは重力の寄与率が低く沈降しにくいため、雰囲気中を浮遊している微細なパーティクルの除去効率が悪いという問題がある。

特開２００９−２３８８０９号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、半導体製造用の基板が置かれる機器内のパーティクルを除去して雰囲気の清浄度を高くすることができる技術を提供することにある。

本発明の集塵用治具は、半導体製造工程にて用いられ、半導体製造用の基板が置かれる機器内に含まれるパーティクルを捕集するための集塵用治具であって、
前記機器内の基板を搬送する基板搬送機構により搬送可能な基板と、
前記基板に設けられ、気流に含まれるパーティクルを捕集するためのフィルタと、
前記フィルタに気流を通過させるための流路と、を備えたことを特徴とする。

本発明の基板処理装置は、基板を搬送する基板搬送機構と、基板が載置され、処理を行う処理モジュールを含む複数のモジュールと、を備えた基板処理装置において、
上述の集塵用治具へ制御信号を出力し、前記集塵用治具の周囲の雰囲気の気流をフィルタに通過させて雰囲気中のパーティクルを捕集するステップを実行する制御部を備えたことを特徴とする。

本発明のパーティクル捕集方法は、半導体製造工程にて用いられ、半導体製造用の基板が置かれる機器内に上述の集塵用治具を置いた状態で、または前記機器内にて基板搬送機構により前記集塵用治具を搬送させた状態で、前記集塵用治具の周囲の雰囲気の気流をフィルタに通過させて雰囲気中のパーティクルを捕集する工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、半導体製造用の基板が置かれる機器内のパーティクルを除去するにあたって、機器内に集塵用治具を置いた状態で、または機器内にて基板搬送機構により集塵用治具を搬送させた状態で、集塵用治具に設けたフィルタにその周囲の雰囲気の気流を通過させることにより雰囲気中のパーティクルを捕集している。このため雰囲気の清浄度を高くすることができ、しかもパーティクルの除去における作業効率が良いという効果がある。

本発明の実施の形態にかかる集塵基板を示す平面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板を示す斜視図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板を示すＩ−Ｉ’断面図である。本発明の実施の形態にかかる圧電ブロワを示す断面図である。圧電ブロワの作用を示す説明図である。圧電ブロワの作用を示す説明図である。集塵基板の全体の動作を示す説明図である。集塵基板の全体の動作を示す説明図である。静電ろ材によるパーティクルの捕集方法を示す説明図である。塗布、現像装置を示す斜視図である。塗布、現像装置を示す縦断面図である。塗布、現像装置を示す平面図である。塗布、現像装置の制御部を示す説明図である。塗布、現像装置における立ち上げからウエハの処理の開始までの工程を示すフロー図である。加熱−冷却モジュール内のパーティクルの捕集方法を示す説明図である。パーティクル評価用の金属メッシュを設けた集塵基板の平面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板の他の例を示す平面図である本発明の実施の形態にかかる集塵基板の他の例を示すII‐II’断面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板の他の例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板のさらに他の例を示す平面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板のさらに他の例を示すIII‐III’断面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板のさらに他の例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板のさらに他の例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板のさらに他の例を示す平面図である。本発明の実施の形態にかかる集塵基板のさらに他の例を示すIV−IV’断面図である。

本発明の集塵用治具の実施の形態を説明するにあたって、以下の実施の形態では、集塵用治具を集塵基板と呼ぶ。図１〜図４に示すように、集塵基板１は、防水性、防湿性、絶縁性および耐薬品性などを備えた、例えばパラキシリレン樹脂によりコーティングがされた、円形のガラス板である基板１０を備え、基板１０に後述の部品が搭載されている。基板１０は、当該集塵基板１が用いられる基板処理装置が対象とする被処理基板に応じた大きさ、形状に形成され、例えば３００ｍｍウエハに対応させて、直径３００ｍｍの円形に成形される。基板１０の表面側には、２つの区画部材２が基板１０の直径に対して左右対称に設けられている。図３、図４に示すように区画部材２は、平面で見ると、矩形の一辺を円弧状に形成した箱型に構成されると共に、区画すべき空間を囲む側壁をなす枠部２０と、上述の空間の上部を塞ぐフィルタ部４とを備えている。枠部２０は、基板１０の表面から突出するように設けられており、枠部２０の内側には全周に亘って、段差部２１が形成されている。枠部２０の上部には、枠部２０で囲まれる領域に向かって水平に突出する、後述のフィルタ部４を係止するための爪部２２が枠部２０の周方向に沿って、間隔をおいて複数、例えば５個設けられている。

フィルタ部４は、静電フィルタ４０を備え、静電フィルタ４０の上面と下面に夫々上流側メッシュ体４１と、下流側メッシュ体４２と、が設けられている。静電フィルタ４０は、例えば繊維状の静電ろ材で構成されたエレクトレットフィルタを用いる。上流側メッシュ体４１と、下流側メッシュ体４２とは、夫々周縁に外枠２５が形成された金属メッシュで構成されている。上流側メッシュ体４１は、フィルタ部４を通過する気流が流入する側の面、この例では上面に設けられ、圧損の少ない目の粗い金属メッシュで構成されている。下流側メッシュ体４２は、フィルタ部４における気流が流出する側の面、この例では下面に設けられ、フィルタ部４の圧損を調整するために目の細かい金属メッシュで構成されている。静電フィルタ４０の圧損は非常に小さいので、上流側メッシュ体４１及び下流側メッシュ体４２により圧損を調整することにより、フィルタ部４の全面に亘って気流が通過するようにする。なおフィルタ部４は雰囲気の湿度を高めて、パーティクルを沈降しやすくするために、常温で気化する液体、例えば純水、アルコール系溶剤などにより事前に湿らせておくようにしてもよい。
フィルタ部４は、周縁が段差部２１の段面上に載置され、段面と爪部２２との間に入り込んで係止される。これにより枠部２０の内側がフィルタ部４により塞がれ、基板１０の表面側に、雰囲気に対して区画部材２によって区画された空間が形成される。

基板１０における各区画部材２に区画された領域には、開口部１６が設けられている。各開口部１６の上方には、通風機構である圧電ブロワ３が設けられている。図１、図２に戻って圧電ブロワ３は基板１０の表面に設けられた配線１３を介して圧電ブロワ３を駆動するための回路部１２に接続されており、回路部１２は、基板１０の表面側の中心部に設けられたリチウムイオン電池１１に接続されている。また基板１０上には、外部と無線通信を行うための通信部１４が設けられ、外部から送信される信号に基づいて回路部１２を介して圧電ブロワ３の各動作が個別に、例えばオン、オフ制御される。

図３、図４に加えて図５を参照して説明すると、圧電ブロワ３は、角筒形の本体部３０を備えており、一面に吸引したガスを吐出する吐出ノズル３２が設けられ、一面に対して背面側に雰囲気ガスを吸引する吸引孔３１が設けられている。圧電ブロワ３は、開口部１６に吐出ノズル３２が臨むように設置されている。
圧電ブロワ３は、本体部３０の内部に外周部が本体部３０に固定されたガス室３３が設けられている。ガス室３３は、上面側における吐出ノズル３２に対応する位置にガス孔３６が設けられた角筒形に構成されており、ガス室３３の下面はダイヤフラム３５になっている。ダイヤフラム３５の下面側には圧電板３４が設けられている。圧電板３４は例えば外部から通信部１４を介して送られる制御信号に基づいて、回路部１２から交流電圧が供給され、振動する。

図６に示すように圧電板３４が振動して下方側に振動すると、ダイヤフラム３５が下方側に屈曲するため、ガス室３３の容積が増え、ガス孔３６から本体部３０の内部のガスが引き込まれる。次いで図７に示すように圧電板３４が上方側に振動すると、ダイヤフラム３５が上方側に屈曲するため、ガス室３３の容積が減り、ガス孔３６からガスが押し出され、吐出ノズル３２からガスが吐出される。また吐出ノズル３２からガスを吐出することで、本体部３０の内部の気圧が下がるため、吸引孔３１からガスが吸引される。この例では、吸引孔３１から吸引されたガスは、ダイヤフラム３５が下方側に屈曲した時に、本体部３０内部におけるガス室３３の周囲を通って、ガス孔３６側に回り込み、ガス室３３内に吸引される。従って吸引孔３１と、本体部３０内部におけるガス室３３の周囲と、吐出ノズル３２とが流路に相当する。

続いて集塵基板１の全体の動作について図８〜図１０を参照して説明する。圧電ブロワ３に電流が供給されると、上述のように圧電ブロワ３は吸引孔３１から吸引を開始し、図８に示すように区画部材２の内部が陰圧になる。区画部材２により区画された空間が陰圧になると、図８及び図９に示すように集塵基板１の上方側のパーティクル１００を含む雰囲気が上流側メッシュ体４１、静電フィルタ４０、及び下流側メッシュ体４２（図８、図９では上流側メッシュ体４１と、静電フィルタ４０と、下流側メッシュ体４２とは、便宜上省略してある）をこの順で通過して、区画部材２の内部空間に引き込まれる。

図１０に示すように静電フィルタ４０は静電ろ材４３が絡み合った構造を備えており、静電ろ材４３には＋極に帯電した部分と−極に帯電した部分とが形成される。そのため静電フィルタ４０を通過しようとするパーティクル１００のうち＋や−に帯電した荷電粒子は、クーロン力により静電フィルタ４０を構成する静電ろ材４３に吸着される。また無荷電粒子は、静電ろ材４３に近づくと誘電分極されて誘起力を生じ、静電ろ材４３に吸着される。従って集塵基板１の雰囲気がフィルタ部４を通過すると、雰囲気に含まれるパーティクル１００が、図８及び図９に示すようにフィルタ部４に吸着されて捕集される。そしてパーティクル１００が捕集された雰囲気は、フィルタ部４を通過して区画部材２の内部に引き込まれた後、圧電ブロワ３に吸引されて吐出ノズル３２から吐出され、開口部１６を介して、基板１０の下方側に排気される。このようにパーティクル１００を含んだ雰囲気をフィルタ部４に通過させて捕集している。従って、重量が軽く沈降しにくい微細なパーティクル１００も効率よく捕集することができる。

本発明の実施の形態にかかる集塵基板１を用いて、パーティクルの捕集を行う基板処理装置として、塗布、現像装置に適用した実施形態について説明するが、まず塗布、現像装置の構成について図１１〜図１３を参照して説明する。この塗布、現像装置は、キャリアブロックＢ１と、処理ブロックＢ２と、インターフェイスブロックＢ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＢ３には、更に露光ステーションＢ４が接続されている。

キャリアブロックＢ１は、ウエハＷを複数枚含む搬送容器であるキャリアＣ（例えばＦＯＵＰ）から装置内に搬入出する役割を有し、キャリアＣの載置ステージ９１と、蓋部９２と、蓋部９２を介してキャリアＣからウエハＷを搬送するための搬送アーム９３と、を備えている。
処理ブロックＢ２はウエハＷに液処理を行うための第１〜第６の単位ブロックＤ１〜Ｄ６が下から順に積層されて構成され、各単位ブロックＤ１〜Ｄ６は、概ね同じ構成である。図１１において各単位ブロックＤ１〜Ｄ６に付したアルファベット文字は、処理種別を表示しており、ＢＣＴは反射防止膜形成処理、ＣＯＴはウエハＷにレジストを供給してレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理、ＤＥＶは現像処理を表している。

図１３では、代表して単位ブロックＤ３の構成を示すと、単位ブロックＤ３には、キャリアブロックＢ１側からインターフェイスブロックＢ３へ向かう直線状の搬送領域Ｒ３を移動するメインアームＡ３と、塗布膜形成装置である液処理モジュール５（５ａ〜５ｅ）を備えた塗布ユニット８０と、ウエハＷを加熱、冷却するための加熱−冷却モジュール６（６ａ〜６ｆ）を積層した棚ユニットＵ１〜Ｕ６と、を備えている。
搬送領域Ｒ３のキャリアブロックＢ１側には、互いに積層された複数の処理モジュールにより構成されている棚ユニットＵ７が設けられている。搬送アーム９３とメインアームＡ３との間のウエハＷの受け渡しは、棚ユニットＵ７の処理モジュールと搬送アーム９４とを介して行なわれる。

インターフェイスブロックＢ３は、処理ブロックＢ２と露光ステーションＢ４との間でウエハＷの受け渡しを行うためのものであり複数の処理モジュールが互いに積層された棚ユニットＵ８、Ｕ９、Ｕ１０を備えている。なお図中９５、９６は夫々棚ユニットＵ８、Ｕ９間、棚ユニットＵ９、Ｕ１０間でウエハＷの受け渡しをするための搬送アームであり、図中９７は、棚ユニットＵ１０と露光ステーションＢ４との間でウエハＷの受け渡しをするための搬送アームである。メインアームＡ１〜Ａ６、搬送アーム９３〜９７は基板搬送機構に相当する。

棚ユニットＵ７、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１０に設けられている処理モジュールの具体例を挙げると、単位ブロックＤ１〜Ｄ６との間でのウエハＷを受け渡す際に用いられる既述の受け渡しモジュールＴＲＳ、ウエハＷの温度調整を行う温調モジュールＣＰＬ、複数枚のウエハＷを一時的に保管するバッファモジュールＢＵ、ウエハＷの表面を疎水化する疎水化処理モジュールＡＤＨなどがある。説明を簡単にするため、前記疎水化処理モジュールＡＤＨ、温調モジュールＣＰＬ、バッファモジュールＢＵについての図示は省略してある。

塗布、現像装置の天井部には図１２に示すようにＦＦＵ（Fan Filter Unit）９９が設けられている。ＦＦＵ９９はキャリアブロックＢ１を構成する筐体内に清浄空気の下降流を形成し、ウエハＷへのパーティクルなどの付着を抑えるために設けられている。他ブロックＢ２、Ｂ３においても雰囲気内に清浄気体の下降気流を形成する機構が設けられているが、説明は省略する。清浄気体としては、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタやＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタを通過させた、清浄空気あるいは窒素ガスなどの不活性ガスが挙げられる。

塗布、現像装置及び露光ステーションＢ４からなるシステムのウエハＷの搬送経路の概略について簡単に説明する。ウエハＷは、キャリアＣ→搬送アーム９３→棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールＴＲＳ→搬送アーム９４→棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールＴＲＳ→単位ブロックＤ１（Ｄ２）→単位ブロックＤ３（Ｄ４）→インターフェイスブロックＢ３→露光ステーションＢ４→インターフェイスブロックＢ３→単位ブロックＤ５（Ｄ６）→棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールＴＲＳ→搬送アーム９３→キャリアＣの順で流れていく。

塗布、現像装置は制御部９０を備えており、制御部９０は図１４に示すようにバス１１０に接続されたレシピ格納部１１２及びレシピ選択部１１３を備えている。レシピ格納部１１２には、プロセスレシピ１１５、除電レシピ１１６、エージングレシピ１１７及び集塵レシピ１１８が格納されている。プロセスレシピ１１５は、製品基板に対して処理を行うレシピである。除電レシピ１１６、エージングレシピ１１７及び集塵レシピ１１８は、装置の立ち上げ時やメンテナンスを終了した後であって、プロセスレシピ１１５を実行する前やウエハＷのロット間に行われる前処理を実行するためのレシピである。

除電レシピ１１６は、装置内に除電用の基板を搬入して装置内を除電するためのレシピである。エージングレシピ１１７は、搬送アームや塗布ユニット８０内のノズル移動機構などの駆動部を、ウエハＷの搬送、処理を行う通常運転時よりも過酷な状態で動作させて、例えばウエハＷの搬送、処理を行わずに繰り返し連続動作をさせて、パーティクルを雰囲気中に巻き上げる処理を行うためのレシピである。集塵レシピ１１８は、既述の集塵基板１を装置内に搬入し、圧電ブロワ３を動作させて装置内のパーティクルを捕集するためのレシピであり、集塵基板１の搬送手順や、圧電ブロワ３のオン、オフのタイミングなどが書き込まれている。レシピとは、手順を時系列で記載したソフトウエアであり、ＣＰＵ１１１がレシピに記載されている手順を読み出して制御信号が出力される。
またレシピ選択部１１３は、例えばソフトスイッチやマウスなどを含み、レシピ選択部１１３によりレシピ格納部１１２からレシピが選択される。更に制御部９０は、通信部１１４を備えており、集塵レシピ１１８に基づいて作成された制御信号が当該通信部１１４を介して集塵基板１の通信部１４に送信される。従って集塵基板１における圧電ブロワ３の動作は制御部９０により制御されることになる。

次いで上述の塗布、現像装置の立ち上げ時、あるいはメンテナンス終了後において、被処理基板である製品ウエハＷの処理の開始前に行われる一連の前処理工程について図１５に示すフロー図を参照しながら説明する。先ずステップＳ１として塗布、現像装置のカバーを開放して内部の拭き上げや、エアブローおよびエアバキュームを行い、各処理モジュールや搬送路など大きな汚れや付着物を取り除く。次いで塗布、現像装置のカバーを閉じ、ＦＦＵ９９及び図示しないフィルタユニットを駆動して、塗布、現像装置の内部に清浄気体のダウンフローを形成する。

続いて、ステップＳ２において、塗布、現像装置内の各部材の帯電を取り除く。この除電工程は図１４に示すレシピ選択部１１３により除電レシピ１１６を選択することにより、基板搬送機構が塗布、現像装置内の保管部から、例えば公知の除電基板を取り出し、塗布、現像装置の内部を搬送することにより行われる。除電基板は例えば誘電電極と、放電電極と、これら誘電電極と放電電極との間に挟まれる誘電体と、から構成されたイオン発生電極を備えた基板であり、塗布、現像装置の内部を基板搬送機構により搬送され、各処理モジュールに載置されることにより、各処理モジュールや基板搬送機構の帯電を除去する。塗布、現像装置の内部が帯電していると、クーロン力によりパーティクル１００が帯電した部位に引きつけられてしまいパーティクルを除去しにくくなる。塗布、現像装置内の帯電を除去することにより、パーティクル１００が部材から放出されやすくなり、パーティクル１００の除去がしやすくなる。

その後、塗布、現像装置における各処理モジュール内の駆動部や基板搬送機構などの各駆動部を一斉に連続動作させるエージングモードによりしばらく運転する（ステップＳ３）。エージングモードは、レシピ選択部１１３によりエージングレシピ１１７を選択することにより行われ、駆動部に付着しているパーティクル１００が雰囲気中に放出される。
このエージングモードにおいては、この例では、駆動部の動作速度が被処理基板である製品ウエハＷを搬送、処理する時の駆動部の動作速度よりも早くなるようにレシピが設定されたり、駆動部の動作が連続して所定回数繰り返されるようにレシピが設定される。この繰り返し回数については、例えばオペレータが操作画面により任意の回数に設定できる。また駆動部の動作が連続して繰り返される場合、ウエハＷを搬送、処理するときの駆動部の動作速度よりも早くなるようにレシピが設定されていてもよい。製品ウエハＷを搬送、処理するときよりも駆動部に対して、パーティクル１００が発生しやすい過酷な状況を事前に作り出し、雰囲気中に飛散したパーティクル１００を次工程で捕集している。この結果、製品ウエハＷが塗布現像装置内を流れるときにおいて、パーティクル１００の舞い上がりがより一層抑えられる利点がある。

しかる後ステップＳ４において、集塵基板１を用いて塗布、現像装置内のパーティクル１００の除去を行う。この工程は、集塵基板１を収納したキャリアＣを載置ステージ９１に載置し、図１４に示すレシピ選択部１１３により集塵レシピ１１８を選択することにより行われる。キャリアＣ内の集塵基板１は搬送アーム９３により取り出され、集塵レシピ１１８に書き込まれた経路で搬送され、例えば製品ウエハＷと同様の経路で塗布、現像装置内を搬送される。圧電ブロワ３は例えば集塵基板１がキャリアＣから搬送アーム９３により取り出された時点からオンにされて通風動作が開始され、所定の搬送経路を経てキャリアＣに戻される直前にオフにされる。圧電ブロワ３をどの時点でオンにし、またどの時点でオフにするかについては、集塵レシピ１１８の中で適切なタイミングを設定することができる。例えば集塵基板１を収容するキャリアＣが塗布、現像装置に設置されたときに圧電ブロワ３をオンにし、キャリアＣ内のパーティクルを捕集するようにしてもよい。このようにすれば、ウエハＷの搬送に用いられるキャリアＣ（この例ではＦＯＵＰ）内のパーティクルを捕集して当該キャリアＣを清浄化できる。また搬送経路の途中で圧電ブロワ３のオフの時間帯を設定してもよい。更にまた搬送経路の途中で圧電ブロワ３に印加する交流電流の大きさを調整して圧電ブロワ３の吸引量を変更してもよいし、複数設けられた圧電ブロワ３を個々にオン、オフしてもよい。

また集塵基板１が処理モジュールに搬入されている時間は、パーティクルの捕集を有効に行うことができるために十分な時間を事前に把握して設定することができる。キャリアＣから塗布、現像装置内に搬入する集塵基板１は１枚であってもよいが複数枚の集塵基板１を塗布、現像装置内に搬入し、分散させて並行してパーティクルの捕集を行ってもよく、この場合にはパーティクルの除去工程の時間短縮が期待できる。集塵基板１によるパーティクルの捕集は、ステップＳ３のエージングモードの運転の後に行うことに限られるものではなく、例えば基板搬送機構が集塵基板１を載せた状態で、通常の動作よりも早い動作を行いながら実施してもよい。

ここで集塵基板１により塗布、現像装置内のパーティクル１００を捕集する様子の一例として加熱−冷却モジュール６を例にとって、図１６に示しておく。加熱−冷却モジュール６は、筐体６０内に加熱板６２と冷却板６１とを備え、冷却板６１はメインアームＡ３との受け渡し位置と加熱板６２の上方位置との間で駆動部を含む移動機構６９によりガイドレール７９に沿って、移動可能に構成されている。加熱板６２は内部にヒータ６８を備え、冷却板６１との間のウエハＷの受け渡しは、加熱板６２を貫通する図示しない昇降ピンにより行われる。筐体６０の冷却板６１側の側面には搬入出口６４が設けられ、搬入出口６４には、搬入出口６４を開閉するシャッタ６５が設けられている。また筐体６０内には、天井部に不活性ガスである窒素ガスを供給するための窒素ガス供給部８４が設けられている。また筐体６０の底面には排気部１０４が設けられており、排気部１０４は排気管１０５を介して排気ポンプ１０６に接続されている。

これにより天井部から底部に気流が形成されており、図１６に示すように集塵基板１を冷却板６１に載置すると、集塵基板１の雰囲気の温度が低くなり、加熱−冷却モジュール６内部の雰囲気は集塵基板１に向かって流れる。そのため集塵基板１を冷却板６１に載置して、パーティクル１００を捕集することで効率よくパーティクル１００を捕集することができる。またフィルタ部４を通過した雰囲気は圧電ブロワ３を介して、集塵基板１の下方や側方へと排気される。

またパーティクル１００は重量が軽いため、重力により沈降しにくいが、筐体６０内に形成されているパージガスのダウンフローによりパーティクル１００はその流れに従って下降する。さらにフィルタ部４に浸みこんでいるアルコールが気化するため、集塵基板１の周囲が、局所的に湿度が高くなる。有機物などのパーティクル１００は雰囲気の湿度の上昇により、水分などが吸着して重くなると、沈降しやすくなり、効率よく捕集できる。なお加熱−冷却モジュール６内の排気方法としては、筐体６０の搬入出口６４から奥側に向かって一方向の横向きの気流が形成される手法であってもよい。

またステップＳ３のエージングモードによるパーティクル１００の放出と、ステップＳ４の集塵基板１による塗布、現像装置内のパーティクル１００の除去と、を複数回、例えば３回繰り返すことにより、細部に入り込んだ微細なパーティクル１００まで除去を行う。この場合には、集塵基板１がキャリアＣ内に戻った後、再度エージングレシピ１１７と集塵レシピ１１８とを選択する。また例えば除電レシピ１１６が終了した後、エージングレシピ１１７と集塵レシピ１１８とを選択すると共に操作画面上に設定された繰り返し回数を入力することで両レシピを設定回数だけ繰り返すようにシステムを構成してもよい。またステップＳ３とステップＳ４の間や、ステップＳ４の後に、ベアウエハを連続搬送させるようにしてもよい。

その後、ステップＳ５として、評価用のベアウエハを用いたパーティクル密度の評価を行う。この工程は、評価用のベアウエハを製品用のウエハＷと同様な工程で、塗布、現像装置内を搬送させる。各評価用のベアウエハがキャリアＣに戻された後、例えばパーティクル検査機により、ベアウエハの表面に付着しているパーティクル、例えば単位面積当たりの付着数の評価を行い、塗布、現像装置内のパーティクルの密度が基準値に達しているかを判定する。この時、基準値に達しており、十分にパーティクルの除去がされていると判定されたならば、製品用のウエハＷの処理を開始する（ステップＳ６）。また基準値に達しておらずパーティクルの除去が十分に行われていないと判定されたならば、例えばステップＳ３とステップＳ４とを改めて行った後、ステップＳ５の評価用のベアウエハによるパーティクル密度の評価を行い基準値に達しているか否かの判定を行う。

キャリアＣに戻ったパーティクル１００の捕集後の集塵基板１は、例えばその都度洗浄するようにしてもよい。集塵基板１は、パーティクル１００の捕集により、例えばフィルタ部４が目詰まりを起こしたり、基板１０に付着したパーティクル１００により、塗布、現像装置内が汚染される虞がある。そのため例えばパーティクル捕集後の集塵基板１の基板１０から、リチウムイオン電池１１および区画部材２を取り外す。そして基板１０の洗浄を行い、リチウムイオン電池１１、および新たなフィルタ部４に交換した区画部材２を取り付けるようにしてもよい。
また、後述するパーティクル検査装置を用いて、集塵基板１のフィルタ部４の汚れ度合いを確認し、許容値を超えている場合には、フィルタ部４を交換してもよい。汚れ度合いは、例えばフィルタ部４に付着しているパーティクルの全体の体積に相当する値とすることができる。またパーティクル検査装置に集塵基板１を搬送して、汚れ度合いを確認して、再度処理モジュールへ戻すようにしてもよい。

上述実施の形態によれば、塗布、現像装置内に集塵基板１を搬入して、基板搬送機構により搬送すると共に各モジュール内に搬入し、塗布、現像装置内の雰囲気の気流をフィルタ部４に通過させて雰囲気中のパーティクル１００を捕集するようにしている。従って、装置を閉じた状態で、パーティクルの捕集を行い雰囲気の清浄度を高くすることができる。しかも人手を介さず、大掛かりな作業を行わずに簡単な手法でパーティクル１００の捕集ができるので、作業効率がよい。

更にステップＳ４において集塵基板１を塗布、現像装置に搬入して、一通りの処理工程を終えた後、パーティクルの量の評価を行い、塗布、現像装置内の汚れ度合い（清浄度）を確認するようにしてもよい。そして塗布、現像装置の汚れ度合いが許容値以下になった後、ステップＳ５の評価用のベアウエハにより基準値に達しているか詳細に評価するようにしてもよい。例えば図１７に示すように集塵基板１を貫通する孔部（図では見えない）を設け、孔部に金属メッシュ８９を嵌合する。また、例えば塗布、現像装置における棚ユニットＵ７にパーティクルの量の評価を行う検査装置（不図示）を設ける。

検査装置は、例えばテラヘルツ時間領域分光法により汚れ度合いを評価する公知の検査装置を用いる。検査装置は、例えば電磁波（２０ＧＨｚ〜１２０ＴＨｚ）を金属メッシュ８９に対して垂直な方向から照射し、金属メッシュ８９を透過する電磁波の透過率スペクトルに現れるディップ波形の現れる周波数を求める。そしてパーティクルが付着した金属メッシュ８９を透過する電磁波において、透過率スペクトルに現れるディップ波形が位置する周波数と、パーティクルが付着していない金属メッシュ８９を透過する電磁波において、透過率スペクトルに現れるディップ波形が位置する周波数と、の周波数の変化率を求める。金属メッシュ８９にパーティクルが付着すると、電磁波の通路の容量及びインダクタンスが変わるため、透過する電磁波の吸収スペクトルが変わり、透過率スペクトルの周波数が変わる。この周波数の変化率は、金属メッシュ８９に付着するパーティクルの総体積に応じて変わることから、塗布、現像装置内の汚れ度合いとして用いることができる。

例えばステップＳ４において、集塵基板１をキャリアＣに戻す際に、単位ブロックＤ６から棚ユニットＵ７に受け渡された後に、搬送アーム９４により、検査装置に搬入する。検査装置では、集塵基板１に設けた金属メッシュ８９に向けて電磁波を照射して、集塵基板１が塗布、現像装置内における一連のパーティクルの捕集を行う際に金属メッシュ８９に付着したパーティクルの量（総体積）がわかり、塗布、現像装置内の汚れ度合いがわかる。

従ってウエハＷの処理に問題ないと判断される塗布、現像装置内の清浄度に対応する周波数の変化率を基準値として予め求めておき、ステップＳ４に示したパーティクルの捕集を行った後、集塵基板１の金属メッシュ８９について取得した周波数の変化率と基準値とを比較することにより、塗布、現像装置内の汚れ度合いを判定する。
そして塗布、現像装置内の汚れ度合いが十分に下がっていると判定されたならば、ステップＳ５の評価用のベアウエハによるパーティクル量の評価を行うようにしてもよい。その後基準値に達していると判断がされたら、ウエハＷの処理を開始する。
また検査装置により集塵基板１に付着したパーティクルを評価して、塗布、現像装置内の汚れ度合いを評価する工程は、キャリアＣに戻された集塵基板１をスタンドアローンの検査装置に搬送して、汚れ度合いの評価を行うようにしてもよい。汚れ度合いの評価の対象として、塗布ユニット８０内に飛散するミストや各駆動部から発生するグリスなどを検出するようにしてもよい。

上述の例では、ステップＳ３のエージングモードは、駆動部を一斉に駆動させて、パーティクル１００を生じさせるようにしているが、エージングモードは、ダミーウエハを製品用のウエハＷと同様な工程で搬送して、各処理モジュール及び基板搬送機構において、駆動部を動作させるようにしてもよい。またステップＳ４のパーティクル１００を捕集するステップと並行して、塗布、現像装置内に設けられている駆動部を作動させるようにしてもよい。エージングモードにおいては、積極的にパーティクルを発生させるために、例えば、加熱−冷却モジュール６のパージガスのオン、オフや流量の増減、排気ポンプ１０６の吸引量の増減、ＦＦＵ９９のオン、オフや流量の増減、システムファンのオン、オフや流量の増減を行ってもよい。また加熱−冷却モジュール６におけるヒータ６８や冷却機構の設定温度を処理温度以外の温度に設定し、筐体６０内に温度や湿度の変化をつける動作を行ってもよい。

ステップＳ４の集塵基板１を用いて、塗布、現像装置内部のパーティクルの除去を行う工程は、複数の集塵基板１を塗布、現像装置に搬入して行ってもよい。例えば２５枚の集塵基板１をキャリアＣに収納して、載置ステージ９１に載置する。そして例えば集塵基板１を順に取り出し、塗布、現像装置内に搬入して、集塵基板１を各々上述した工程に従って搬送して、各処理モジュール及び搬送領域におけるパーティクルの捕集を行うようにしてもよい。

例えば１枚目に取り出される集塵基板１は、１枚目に処理が行われるウエハＷと同様の順序で搬送され、各処理モジュールに順次搬入されてパーティクルを捕集する。このように各集塵基板１は、キャリアＣ内の製品ウエハＷの群において、対応する段に位置するウエハＷと同様の搬送経路で搬送されて、各処理モジュール内のパーティクルの捕集を行う。単位ブロックＤ３を例に説明すると、１枚目の集塵基板１は、例えば液処理モジュール５ａ及び加熱−冷却モジュール６ａに順に搬入されて、各処理モジュールにおいてパーティクルの捕集を行う。次いで２枚目の集塵基板１は液処理モジュール５ｂ及び加熱−冷却モジュール６ｂに順に搬入されて、各処理モジュールにおいてパーティクルの捕集を行う。そして５枚目の集塵基板１は液処理モジュール５ａ及び加熱−冷却モジュール６ｅに順に搬入されて、各処理モジュールにおいてパーティクルの除去を行う。このようにして塗布、現像装置内のすべての処理モジュールに集塵基板１を搬入してパーティクルの除去を行う。このような場合には、複数の集塵基板１により、複数の処理モジュール内のパーティクル１００を同時に捕集することができるため、より効率よくパーティクルの除去を行うことができる。

以下に集塵基板１の変形例について列挙する。
圧電ブロワ３は、フィルタ部４の真下に配置されることに限らず、フィルタ部４の投影領域からはずれた部位に配置されていてもよい。図１８及び図１９は、このような例を示しており、フィルタ部４及び枠部２０からなる組が基板１０の周方向に等間隔に４個配置され、各枠部２０の基板１０の中央寄りに連通路部材３９の一端が接続されている。そして各フィルタ部４に隣接して圧電ブロワ３が設けられると共に、吸い込み側（吸引孔３１側）及び吐出側（吐出ノズル３２側）の一方が上面側、他方が下面側となるように圧電ブロワ３を配置し、下面側に臨む基板１０の部位に開口部１６が形成される。圧電ブロワ３の上面側はカバー体３７により空間を介して覆われており、このカバー体３７に既述の連通路部材３９の他端が接続されている。従ってフィルタ部４の下方側空間及びこの空間に連通するカバー体３７の下方側空間は、集塵基板１が配置される空間から区画されていることになり、この例ではフィルタ部４、枠部２０、連通路部材３９及びカバー体３７が区画部材に相当する。

例えば圧電ブロワ３の吸い込み側を上面側、吐出側を下面側となるように配置した場合には、圧電ブロワ３を駆動することにより、連通路部材３９及びカバー体３７を介して、枠部２０とフィルタ部４とにより囲まれた領域が吸引されて陰圧になるため、集塵基板１の周囲の雰囲気がフィルタ部４を通過して枠部２０とフィルタ部４の下方に引き込まれる。その後パーティクル１００が除去された雰囲気は、連通路部材３９及びカバー体３７及び圧電ブロワ３を介して、開口部１６から基板１０の下面側に排気される。このような構成にした場合にも、集塵基板１の雰囲気に含まれるパーティクル１００を除去することができるため同様の効果が得られる。

また圧電ブロワ３の吸い込み側を下面側、吐出側を上面側となるように配置した場合には、集塵基板１の周囲の雰囲気が圧電ブロワ３により、基板１０の下方側から吸引されて、フィルタ部４の下方に吐出され、フィルタ部４の下方側の圧力が高まると、上方側に通流する。このように構成した場合にも、雰囲気がフィルタ部４を通過して、パーティクル１００が捕集されるため同様な効果を得ることができる。
また図１８及び図１９に示した集塵基板の変形例として、図２０に示すように基板に開口部１５を設け、この開口部１５にフィルタ部４を臨むように配置し、フィルタ部４の上面を隙間を介してプレート２９を配置し、さらにプレート２９の周囲を枠部２０で囲む。この場合には圧電ブロワ３により基板１０の下方から吸引された雰囲気がカバー体３７、及び連通路部材３９を介してフィルタ部４の上方に流入する。そしてフィルタ部４を上方側から下方側に通流して、基板１０の下方側へ流出する。

集塵基板１のさらなる変形例として、図２１及び図２２に示すように基板１０の表面にリチウムイオン電池１１、回路部１２、配線１３及び圧電ブロワ３を設け、これらの部材の上方をフィルタ部４で覆うように構成してもよい。例えば基板１０の周縁部に全周に亘って枠部２０を設ける。枠部２０の内側にはフィルタ部４を枠部２０で囲まれる空間を塞ぐように設ける。このような構成の場合には、圧電ブロワ３が駆動されて、フィルタ部４の下方が陰圧となり、フィルタ部４を上面側から下面側へと通過する気流が生じ、フィルタ部４を通過した雰囲気は圧電ブロワ３により、基板１０の下面側に排気される。従って雰囲気に含まれるパーティクル１００を捕集することができる。

また集塵基板１の変形例として、図２３に示すように雰囲気を基板１０の上面側から吸い込み、基板１０の上面側に流出させるように構成してもよい。例えば枠部２０の上面をフィルタ部４により塞ぎ、枠部２０の側面に開口部２３を設ける。基板１０の表面側に圧電ブロワ３を吸引孔３１が上面側に向くように設けると共に、基板１０の吐出ノズル３２側に対向するように基板１０と圧電ブロワ３の間に流路部材３８を設ける。この場合、吐出ノズル３２から吐出するガスが、開口部２３に向けて案内されて流れるように構成する。

図２３に示した集塵基板１の変形例として、基板１０に開口部を形成し、この開口部にフィルタ部４を臨むように配置すると共に、フィルタ部４の上面を隙間を介してプレートを配置し、さらにプレートの周囲を囲んでフィルタ部４に気流が流れるように流路を形成してもよい。即ち図２３においてフィルタ部４が設けられている位置にプレートが設けられ、その下方にフィルタ部４が設けられることになる。またこのような例のさらなる変形例として、基板１０における圧電ブロワ３の下方側部位に開口部を形成し、この開口部及び圧電ブロワ３を介して気流が流れるようにしてもよい。

更に集塵基板１の変形例として、フィルタ部４は、気流が厚さ方向に通過する構成に限らず、例えば静電フィルタ４０を複数枚積層して、積層した静電フィルタ４０の側面から気流を導入するようにしてもよい。例えば図２４に示すように積層した静電フィルタ４０の周囲を枠部２０で囲み、枠部２０における互いに対向する２個所に通気口４５を設けると共に枠部２０で囲まれた領域の上方をプレート２９により塞ぐ、そして内部には積層した静電フィルタ４０により構成されたフィルタ部４を収める。

そして図２３に示した集塵基板１と同様に圧電ブロワ３と流路部材３８とにより、雰囲気が一方の通気口４５に向けて吐出されるように構成する。一方の通気口４５から流入した雰囲気は、フィルタ部４を側面から通過して、他方の通気口４５から流出する。このように構成した場合には、基板１０の上面側の雰囲気が圧電ブロワ３に吸引されて、フィルタ部４に向けて吐出される。吐出された雰囲気は一方の通気口４５から流入し、フィルタ部４を通過して、他方の通気口４５から流出する。従って雰囲気に含まれるパーティクル１００をフィルタ部４を通過するときに捕集することができる。

集塵基板１は、圧電ブロワ３を設けない構成でもよい。例えば図２５に示すように、図２３に示した枠部２０及びフィルタ部４を基板１０の周縁寄りの位置に周方向に４カ所設け、集塵基板１の中心側に開口部２３が向くよう設置する。このように構成した場合には、図２６に示すように、集塵基板１の雰囲気は、例えば、ＦＦＵ９９により塗布、現像装置内に形成される空気清浄用のダウンフローにより、フィルタ部４を上方側から、下方側に通過する。フィルタ部４を通過した雰囲気は、開口部２３から基板１０の上面側に排気される。このように構成した場合にも、集塵基板１の雰囲気をフィルタ部４を通過させることができるため、集塵基板１の雰囲気に含まれるパーティクル１００を捕集することができる。
また圧電ブロワ３を設けない集塵基板の更なる例として、フィルタ部４の下方が区画されており、その区画空間が基板に形成した開口部を介して基板の下面側に連通していてもよい。

集塵基板１にイオン発生電極を設けて、パーティクルの捕集と共に装置内の除電を行ってもよい。この場合には、例えば、集塵基板１に誘電電極と、放電電極と、これら誘電電極と放電電極との間に挟まれる誘電体と、から構成されたイオン発生電極を設ける。イオン発生電極に電圧を印加すると、イオンが発生し、イオンが処理モジュールにおける帯電している部位に接触すると、放電が起こるため除電することができる。まず例えば集塵基板１のイオン発生電極に電圧を印加して、塗布、現像装置内を搬送し、ステップＳ２の除電工程を行う。次いでステップＳ３を行った後、ステップＳ４において、集塵基板１を再度、塗布、現像装置内を搬送してパーティクルの捕集を行うようにする。またステップＳ４において、イオン発生電極に電圧を印加して装置内の除電を行いながら、パーティクルの捕集を行うようにしてもよく、集塵基板１が処理モジュールや搬送アームに載置されるごとに除電をまず行い、その後圧電ブロワ３を駆動して、パーティクルの捕集を行うようにしてもよい。

集塵基板１のフィルタ部４に用いるフィルタとしては、例えばイオン（アニオン、カチオン）交換樹脂や活性炭などで構成されるケミカルフィルタを用いてもよい。これにより、塩基性ガス、酸性ガスあるいは有機ガスなどの分子状汚染物質からなるパーティクルを効率よく捕集することができる。またケミカルフィルタと静電フィルタ４０とを組み合わせてもよい。
また本発明の構成要件である基板１０とは、フィルタ部４を支持する部分であるが、板状ではない形状の構造体についても含まれる。さらに基板１０の材料はシリコン、ガラスエポキシ、セラミック、強化プラスチック、ガラスファイバーあるいはカーボンファイバーなどであってもよい。
本発明のステップＳ３におけるエージングモードや、集塵基板１を用いたパーティクルの捕集による雰囲気清浄化を行う対象については、上記に説明した塗布、現像装置に限定されず、半導体製造工程に用いる機器であればよい。例えばＦＯＵＰなどの密閉型の搬送容器、洗浄装置などの他の液処理装置、エッチング装置、成膜装置、基板貼り合わせ装置、露光装置、検査装置などでもよい。また半導体製造工程とは、半導体ウエハに半導体装置を形成するための工程に限らず、ガラス基板にトランジスタを形成して液晶パネルを製造するための工程であってもよい。

１集塵基板
２区画部材
３圧電ブロワ
４フィルタ部
５液処理モジュール
６加熱−冷却モジュール
１０基板
４０静電フィルタ
９０制御部
９９ＦＦＵ
１００パーティクル
Ｗウエハ

Claims

半導体製造工程にて用いられ、半導体製造用の基板が置かれる機器内に含まれるパーティクルを捕集するための集塵用治具であって、
前記機器内の基板を搬送する基板搬送機構により搬送可能な基板と、
前記基板に設けられ、気流に含まれるパーティクルを捕集するためのフィルタと、
前記フィルタに気流を通過させるための流路と、を備えたことを特徴とする集塵用治具。
前記流路は、気流が前記フィルタを上下方向に通過するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の集塵用治具。
前記気流の流路は、基板の一面及び他面の一方側から気流が取り込まれ、他方側から気流が吹き出すように構成されていることを特徴とする１または２記載の集塵用治具。
前記流路に前記気流を形成するための通風機構を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の集塵用治具。
前記通風機構は、前記フィルタの下方側に配置されていることを特徴とする請求項４記載の集塵用治具。
前記基板には、区画部材により前記機器内の雰囲気に対して区画された空間が形成され、
前記フィルタ及び通風機構は前記区画部材の一部をなしていることを特徴とする請求項４または５記載の集塵用治具。
前記フィルタは複数配置され、複数のフィルタごとに前記区画された空間と通風機構とが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の集塵用治具。
前記フィルタは基板の中央領域よりも基板の周縁側に寄った位置に複数配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の集塵用治具。
前記フィルタにおける気流の流入側には第１のメッシュ体が設けられ、
前記フィルタにおける気流の流出側には第１のメッシュ体よりも目の細かい第２のメッシュ体が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の集塵用治具。
基板を搬送する基板搬送機構と、基板が載置され、処理を行う処理モジュールを含む複数のモジュールと、を備えた基板処理装置において、
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の集塵用治具へ制御信号を出力し、前記集塵用治具の周囲の雰囲気の気流をフィルタに通過させて雰囲気中のパーティクルを捕集するステップを実行する制御部を備えたことを特徴とする基板処理装置。
前記パーティクルを捕集するステップは、前記集塵用治具を、前記処理モジュール内に搬入し、処理モジュール内の雰囲気の気流をフィルタに通過させるステップを含むことを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
前記制御部は、前記パーティクルを捕集するステップの前にまたは前記パーティクルを捕集するステップと並行して、基板処理装置内に設けられている駆動部を作動させるステップを実行するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１０または１１記載の基板処理装置。
前記駆動部を作動させるステップは、被処理用の基板を処理するときの前記駆動部の動作よりも早く動作することを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置。
複数の被処理用の基板を搬送する搬送容器が搬入出される搬入出ポートを備え、
前記制御部は、前記集塵用治具を収納した搬送容器が搬入出ポートに搬入された後、搬送機構により前記搬送容器内から集塵用治具を取り出すように制御信号を出力することを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
半導体製造工程にて用いられ、半導体製造用の基板が置かれる機器内に請求項１ないし９のいずれか一項に記載の集塵用治具を置いた状態で、または前記機器内にて基板搬送機構により前記集塵用治具を搬送させた状態で、前記集塵用治具の周囲の雰囲気の気流をフィルタに通過させて雰囲気中のパーティクルを捕集する工程を含むことを特徴とするパーティクル捕集方法。
前記集塵用治具の汚れ度合いを検査装置により確認する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載のパーティクル捕集方法。
前記パーティクルを捕集する工程の後に、前記集塵用治具を洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載のパーティクル捕集方法。