JPH02275630A - 異物除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＬＳＩ製造プロセスにおける光リソグラフィー
工程等で使用される異物除去装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、半導体ウェハ（以下単にウェハという。）を洗浄
する際に使用する異物除去装置としては、超音波エネル
ギーを使用するものや、ブラシスクラバ一方式のもの等
様々なものが採用されている。

第４図は従来のこの種の異物除去装置のうち超音波エネ
ルギーを使用した異物除去装置の概略構成を示す斜視図
、第５図はウェハが洗浄されている状態を拡大して示す
断面図である。これらの図において、■は洗浄槽で、こ
の洗浄槽１は全体が略々有底円筒状に形成されており、
内部には純水２が溜められている。また、この洗浄槽１
には給水管（図示せず）および排水管（図示せず）が接
続されており、洗浄作業を繰り返し行なうことによって
汚染された純水はこの排水管から排出され、排水ライン
中に介装されたフィルタ（図示せず）によって適宜異物
が濾過されるように構成されている。３は前記洗浄槽ｌ
に超音波エネルギーを加えるための超音波発生装置で、
この超音波発生装置３内には前記洗浄槽１が装着されて
いる。また、この超音波発生装置３は交流電源４に接続
されている。５はウェハ６を前記洗浄槽ｌ内に浸漬させ
るためのウェハケースで、このウェハケース５には、第
５図に示すように、ウェハ６が水平状態で載置されるア
ーム５ａが上下に所定間隔おいて複数並設されている。

なお、７はウェハ６の上面に付着された異物、８はウェ
ハ６の裏面に付着された異物である。

次に、このように構成された従来の異物除去装置を使用
してウェハ６を洗浄する手順について説明する。先ず、
ウェハケース５のアーム５ａ上にウェハ６を載置させる
。次いで、第５図に示すように、ウェハケース５を洗浄
槽１内に浸漬させ、この状態で超音波発生装置３を作動
させる。この際、超音波発生装置３を作動させることに
よって超音波エネルギーが洗浄槽１から純水２を介して
ウェハ６に伝えられることになり、ウェハ６上の異物７
および８が第５図中矢印Ａで示すようにウェハ６から離
脱されて純水２中に洗い出されることになる。しかる後
、超音波発生装置３を停止させ、洗浄槽１からウェハケ
ース５を取り出すことによって洗浄作業が終了される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、このように構成された従来の異物除去装置に
おいては、洗浄中にウェハ６の裏面に付着されていた異
物８が純水２中を落下し、この異物８が、前記ウェハ６
の下側に配置された他のウェハ６に付着される場合があ
った。このような場合には、再付着された異物８によっ
て前記下側のウェハ６が汚染されることになる。また、
純水２自体が高価なものであり、しかも、洗浄後のウェ
ハ６を乾燥させるために付属設備を設けなければならな
いためにコストが嵩むという問題もあった。

一方、ブラッシングによって異物を除去するブラシスク
ラバ一方式の異物除去装置を使用するとウェハの表面が
傷つき易い。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る異物除去装置は、半導体ウェハの表面に対
して小さい入射角度をもって荷電粒子を照射する荷電粒
子照射装置と、前記荷電粒子の入射方向を半導体ウェハ
の表面付近で磁気的に変える軌道制御部材と、前記軌道
制御部材によって軌道修正された荷電粒子を回収するド
レイン電極と、半導体ウェハの外周部と対向する部位に
配置され、前記荷電粒子が衝突することによって帯電さ
れた半導体ウェハ上の異物を吸着する異物除去用電極部
材とを真空容器内に設けたものである。

〔作　用〕

半導体ウェハ上に付着された異物は荷電粒子が衝突する
ことによって帯電され、異物除去用電極部材によって吸
着されることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図によって
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る異物除去装置の概略構成を示す斜
視図、第２図は同じく要部を拡大して示す斜視図である
。これらの図において、１１は異物除去装置本体として
の真空チャンバーで、この真空チャンバー１１は、その
内方に後述するイオン銃。

イオンビーム軌道制御用磁極、ドレイン電極、異物除去
用電極、ウェハステージ等が取付けられており、前記各
部材を内方に取付けた状態で気密を保つように構成され
ている。また、この真空チャンバー１１は真空ポンプ（
図示せず）に接続され、異物除去作業時にはこの真空ポ
ンプによってチャンバー内が真空状態にされる。１２は
ウェハで、このウェハ１２は前記真空チャンバー１１の
底部に配設されたウェハステージ（図示せず）上に装着
されており、このウェハステージによって、その表面を
略水平に保った状態で水平方向に沿って前後左右に移動
自在に設けられている。また、前記ウェハ１２はウェハ
ステージ上に装着された際に接地されるように構成され
ている。１３は前記ウェハ１２に向けてイオンビーム１
４を照射するためのイオン銃で、このイオン銃１３はイ
オンビーム１４がウェハ１２の表面に対して小さい入射
角度をもって照射されるように真空チャンバー１１に所
定角度をもって取付けられている。なお、１４ａは荷電
粒子としてのイオンである。１５ａおよび１５ｂは前記
イオンビーム１４の軌道を制御するための磁極で、これ
ら磁極１５ａおよび１５ｂは電磁石によって形成されて
おり、磁力線（図示せず）がウェハ１２の表面付近を通
りかつ前記イオンビーム１４の入射方向に対して直交す
るようにウェハ１２の側方に配設されている。

なお、この１ａｉ１５ａおよび１５ｂは上述したように
電磁石によって形成する他に永久磁石によって形成する
こともできる。すなわち、これら両磁極１５ａ、１５ｂ
間に形成される磁界によってウェハ１２付近に達したイ
オンビーム１４はローレンツ力を受けることになり、こ
のローレンツ力によってイオンビーム１４はウェハ１２
に直接に照射されることなくウェハ１２の上方へ向けて
軌道修正されることになる。このため、ウェハ１２がイ
オン１４ａによってスパッタリングされたり、ウェハ１
２にイオン１４ａが注入されたりするのを防止すること
ができる。１６は軌道修正されたイオンビーム１４を回
収するためのドレイン電極で、接地された状態でウェハ
１２の上方に配置されている。１７および１８はウェハ
１２上に付着された異物、１９および２０は前記異物１
７．１８を吸着するための陽極と陰極で、この陽極１９
および陰極２０は互いの電掻面を対向させた状態でウェ
ハ１２の両側方に配置されており、陽極１９は前記磁極
１５ａとウェハ１２との間に配設され、陰極２０は前記
磁極１５ｂとウェハ１２との間に配設されている。

また、前記陽極１９は＋６Ｋｖの直流電圧が印加され、
前記陰極２０は一６ＫＶの直流電圧が印加されている。

次にこのように構成された異物除去装置によってウェハ
１２上の異物１７．１８を除去する手順について説明す
る。先ず、真空チャンバー１１内にウェハ１２を装着さ
せて真空チャンバー１１を密閉し、真空ポンプを作動さ
せて真空チャンバー１１内を真空状態にする。そして、
磁極１５ａ　　、１５ｂによってウェハ１２上に磁界を
発生させると共に、陽極１９および陰極２０に所定電圧
を印加した後、イオン銃１３からイオンビーム１４を照
射させる。イオンビーム１４はウェハ１２付近に達する
と磁界によって軌道修正され、ウェハ１２の上方に迂回
される。ここで、第２図に示すように、ウェハ１２上に
異物１７．１８が付着されていれば、イオンビーム１４
がウェハ１２の近傍を通過する際にこの異物１７．１８
にイオンビーム１４が照射されることになる。この際、
イオンが異物１７．１８に衝突されることになり、この
イオンによって異物１７．２８は衝撃が加えられると共
に帯電されることになる。本発明に係る異物除去装置は
、このようにして異物１７．１８に正、負いずれかの電
荷をもって帯電させ、異物１７．１８とは正、負逆の電
荷をもって帯電された異物除去用電極（前記陽極１９お
よび陰極２０）に異物１７．１８を吸着させるもので、
異物１７が負の電荷をもって帯電された場合には、この
異物１７は前記陽極１９に吸着され、また、異物１８が
正の電荷をもって帯電された場合には、この異物１８は
前記陰極２０に吸着されることになる。

なお、異物１７．１８に衝突されなかったイオン１４ａ
はドレイン電極１６にトラップされる。そして、イオン
ビーム１４が照射された状態でウェハステージを作動さ
せ、ウェハ１２を前後左右に移動させる。

これによってウェハ１２は全面にわたって異物が除去さ
れることになる。

なお、本実施例に使用するイオンは陽イオンであっても
、また、陰イオンであってもよく、いずれのイオンを使
用しても同等の効果が得られる。

また、本実施例ではイオンビーム１４を照射して異物１
７．１８を帯電させる例を示したが、本発明はこのよう
な限定にとられれることな（、例えば、荷電粒子を電子
とした電子ビームを使用してもよい。

この際にはイオン銃１３の代わりに電子銃が使用される
。

また、上述したように構成された本発明の異物除去装置
は真空中にて使用されるために、この異物除去装置を半
導体装置の各種製造装置のうち特に真空状態で使用され
る装置（ドライエツチング装置、電子ビーム、イオンビ
ーム、Ｘ線を使用する製造装置等）に装着させることに
よって、搬送経路上でウェハ１２上に付着された異物を
この種の真空処理装置内で除去することができる。これ
を第３図（ａ）〜（ｃ）によって説明する。

第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の異物除去装置が内蔵さ
れた真空処理装置の概略構成を示す断面図で、同図（ａ
）はウェハが挿入される前の状態を示し、同図（ｂ）は
バッファ槽内で粗引きが行われている状態を示し、同図
（ｃ）は真空処理中の状態を示す。

これらの図において、３１はウェハ１２を加工したり露
光させたりするための真空チャンバーで、この真空チャ
ンバー３１は真空ポンプ（図示せず）に接続され、内部
が高真空状態に保持されるように構成されている。また
、この真空チャンバー３１内にはウェハ用処理装置３２
および本発明の異物除去装置３３が取付けられている。

この真空チャンバー３１内に取付けられる異物除去装置
３３においては、前記実施例で使用したようなそれ自体
の真空チャンバー１１は備えておらず、真空チャンバー
１１の代わりに真空チャンバー３１が機能を果たすよう
に構成されている。３４はバッファ槽で、前記真空チャ
ンバー３１におけるウェハ出し入れ部に配設されている
。すなわち、高真空状態に維持された真空チャンバー３
１に対してウェハ１２を出し入れする際には、このバッ
ファ槽３４内を一旦通して行われることになる。なお、
３５は塵埃等の異物である。次に、上述した真空処理装
置の動作について説明する。外気中のウェハ１２を真空
チャンバー３１内に挿入する際には、先ず、同図（ｂ）
に示すように、バッファ槽３４内にウェハ１２を挿入さ
せ、このバッファ槽３４内の空気を排出させて粗引きを
行なう。この際、粗引き時に生じる気流によって、同図
に示すようにバッファ槽３４の内壁に付着された異物３
５がバッファ槽３４内に飛散され、これがウェハ１２上
に付着されることになる。粗引き終了後、同図（ｃ）に
示すように、このバッファ槽３４から真空チャンバー３
１内にウェハ１２を移動させ、異物除去装置３３によっ
てウェハ１２上の異物３５を除去する。しかる後、処理
装置３２によって所定の加工をウェハ１２に施す。

したがって、このように真空装置内に本発明の異物除去
装置を装着させることによって、従来困難であった真空
装置内での異物除去を行なうことができる。また、加工
後のウェハ１２を真空処理装置から取り出す際に、バッ
ファ槽３４内へ吹き込む気流によってウェハ１２上に異
物が付着される場合もあるが、これは次工程の真空処理
装置等によって除去することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る異物除去装置は、半導
体ウェハの表面に対して小さい入射角度をもって荷電粒
子を照射する荷電粒子照射装置と、前記荷電粒子の入射
方向を半導体ウェハの表面付近で磁気的に変える軌道制
御部材と、前記軌道制御部材によって軌道修正された荷
電粒子を回収するドレイン電極と、半導体ウェハの外周
部と対向する部位に配置され、前記荷電粒子が衝突する
ことによって帯電された半導体ウェハ上の異物を吸着す
る異物除去用電極部材とを真空容器内に設けたため、半
導体ウェハ上に付着された異物は荷電粒子が衝突するこ
とによって帯電され、異物除去用電極部材によって吸着
されることになる。したがって、荷電粒子が直接半導体
ウェハに照射されることなく異物を除去することができ
るので、半導体ウェハに損傷を与えることなく洗浄する
ことができる。また、本発明に係る異物除去装置によれ
ば、半導体ウェハを真空中で洗浄することができるため
、純水を使用する異物除去装置に較べて洗浄コストを低
く抑えることができるという効果もある。さらにまた、
本発明に係る異物除去装置を真空処理装置内に装着すれ
ば、搬送経路上で半導体ウェハ上に付着された異物をこ
の真空処理装置内で除去することができるから、より信
頼性の高い半導体ウェハを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る異物除去装置の概略構成を示す斜
視図、゛第２図は同じく要部を拡大して示す斜視図、第
３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の異物除去装置が内蔵され
た真空処理装置の概略構成を示す断面図で、同図（ａ）
はウェハが挿入される前の状態を示し、同図（ｂ）はバ
ッファ槽内で粗引きが行われている状態を示し、同図（
ｃ）は真空処理中の状態を示す。第４図は従来の異物除
去装置の概略構成を示す斜視図、第５図は従来の異物除
去装置によってウェハが洗浄されている状態を拡大して
示す断面図である。 ＩＩ・・・・真空チャンバー、１２・・・・半導体ウェ
ハ、１３・・・・イオン銃、１４・・・・イオンビーム
、１５ａ、１５ｂ・・・・磁極、１６・・・・ドレイン
電極、１７　、］、］８．−０−５１１９・・・・陽極
、 ２０・・・・陰極。 第１＝ １１：　ｘ望チインバー １２：　′！ｆ導棒ウニつ １３：　　イオン（先 １４：　イオンビ゛−ム １５ａ　、　＋５ｂ−蝋極 １６：　　ドレインミオ壬 １７、４８　：墨矧 １９　：　陽　才セ ２０：　　已【桐！ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェハの表面に対して小さい入射角度をもって荷
   電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、前記荷電粒子の
   入射方向を半導体ウェハの表面付近で磁気的に変える軌
   道制御部材と、前記軌道制御部材によって軌道修正され
   た荷電粒子を回収するドレイン電極と、半導体ウェハの
   外周部と対向する部位に配置され、前記荷電粒子が衝突
   することによって帯電された半導体ウェハ上の異物を吸
   着する異物除去用電極部材とを真空容器内に設けたこと
   を特徴する異物除去装置。