JPS63316441A - 表面からミクロン及びサブミクロンの寸法の汚染粒子を除去する方法 - Google Patents
表面からミクロン及びサブミクロンの寸法の汚染粒子を除去する方法Info
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- JPS63316441A JPS63316441A JP63064757A JP6475788A JPS63316441A JP S63316441 A JPS63316441 A JP S63316441A JP 63064757 A JP63064757 A JP 63064757A JP 6475788 A JP6475788 A JP 6475788A JP S63316441 A JPS63316441 A JP S63316441A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B6/00—Cleaning by electrostatic means
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
- G11B23/50—Reconditioning of record carriers; Cleaning of record carriers ; Carrying-off electrostatic charges
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
A、産業上の利用分野
本発明は表面のクリーニング、具体的には静電界を使用
することによって表面をドライ・クリーニングする方法
に関する。
することによって表面をドライ・クリーニングする方法
に関する。
B、従来技術
粒粒子による汚染は半導体チップの製造時の大きな収率
の損失、及び高密度の磁気メモリ装置の収率及び信頼性
の損失をもたらす。このような損失を減少する1つ方法
として高効率のクリーニングが認識されている。
の損失、及び高密度の磁気メモリ装置の収率及び信頼性
の損失をもたらす。このような損失を減少する1つ方法
として高効率のクリーニングが認識されている。
表面から汚染を除去するためには、汚染物の付着力を減
少もしくはそれに打ち克たなければならない。表面活性
剤によってウェット・クリーニングはこの両方を達成す
る代表的な1つの方法である。
少もしくはそれに打ち克たなければならない。表面活性
剤によってウェット・クリーニングはこの両方を達成す
る代表的な1つの方法である。
ウェット・クリーニングは多くの場合に有効であるが、
次のような欠点が存在する。
次のような欠点が存在する。
(1)ウェット・クリーニングは有害な残渣を残す。
(2)材料を湿潤することによって材料を損傷する。
(3)乾燥に時間がかなりかかる。
このような場合には、ドライ・クリーニングが好ましい
。ドライ・クリーニングの1つの普通の方法である、高
速気体の噴流を使用する方法が、しばしば使用されてい
るが、その有効性は粒子の寸法が減少すると減少し、直
径が2,3ミクロンもしくはそれ以下の汚染物について
は無効であることが知られている。事実、数ミクロン以
下の粒子の除去は困難であることが知られている。従っ
て、直径が数ミクロン及びそれ以下の粒子汚染物を除去
するドライ方法の必要性が増大している。
。ドライ・クリーニングの1つの普通の方法である、高
速気体の噴流を使用する方法が、しばしば使用されてい
るが、その有効性は粒子の寸法が減少すると減少し、直
径が2,3ミクロンもしくはそれ以下の汚染物について
は無効であることが知られている。事実、数ミクロン以
下の粒子の除去は困難であることが知られている。従っ
て、直径が数ミクロン及びそれ以下の粒子汚染物を除去
するドライ方法の必要性が増大している。
表面から帯電粒子を除去するドライ・クリーニング方法
として電界が使用されている。たとえば、米国特許第3
536528号にはウェブ表面がらウェブの一面をコロ
ナ放電にさらすことによって粒子を除去する方法及び装
置が開示されている。
として電界が使用されている。たとえば、米国特許第3
536528号にはウェブ表面がらウェブの一面をコロ
ナ放電にさらすことによって粒子を除去する方法及び装
置が開示されている。
コロナ放電は粒子を帯電して、この帯電が粒子の付着力
を克服する助けをなす。次にウェブは、ウェブの反対側
上にある同種(反#)電荷を有する電極上を通過されて
、粒子が空気の流れとともに除去されている。
を克服する助けをなす。次にウェブは、ウェブの反対側
上にある同種(反#)電荷を有する電極上を通過されて
、粒子が空気の流れとともに除去されている。
他の従来のクリーニング・システ11は針状の静電的に
帯電可能なプローブを使用して、表面がら粒子を除去し
ている。この技術は1979年12月刊のIBMテクニ
カル・ディスクロージャ・バレテン第22巻、第7号、
第2696頁のり、C。
帯電可能なプローブを使用して、表面がら粒子を除去し
ている。この技術は1979年12月刊のIBMテクニ
カル・ディスクロージャ・バレテン第22巻、第7号、
第2696頁のり、C。
シャング著「静電クリ−ニゲ・システム」(”Elec
trostatic Cleaning System
”、 by D、C。
trostatic Cleaning System
”、 by D、C。
Shang、 I BM Technical D
isclosure [1ulletin。
isclosure [1ulletin。
Vol、22、No、7、December 1979
、P、2696)に開示されている。プローブは最初所
与の静ff!極性で帯電された後表面上を走査する。こ
れによって1反対に帯電した粒子がプローブに吸引され
て、一時的にプローブに付着する。粒子はその後、離れ
た場所でプローブから除去されている。
、P、2696)に開示されている。プローブは最初所
与の静ff!極性で帯電された後表面上を走査する。こ
れによって1反対に帯電した粒子がプローブに吸引され
て、一時的にプローブに付着する。粒子はその後、離れ
た場所でプローブから除去されている。
しかしながら、上述のクリーニング・システムの両方の
型とも、55ミクロン以上の比較的大きな粒子の除去に
限られている。それは小さな粒子のために必要とされる
電界の強さでは誘電界破壊を生ずるからである。しかし
ながら、大きな粒子は他の手段によって効果的に除去さ
れるので、静電クリーニング・システムは実施に好まし
い方法とは云えない。
型とも、55ミクロン以上の比較的大きな粒子の除去に
限られている。それは小さな粒子のために必要とされる
電界の強さでは誘電界破壊を生ずるからである。しかし
ながら、大きな粒子は他の手段によって効果的に除去さ
れるので、静電クリーニング・システムは実施に好まし
い方法とは云えない。
理論的には、導電性の表面上の汚染粒子は、その粒子の
面積及び電界に比例する電荷を獲得することが推測され
る。又理論的には、粒子は電界中で電界X電荷に比例す
る正味の力を受けることが推測される。従って1球上の
力(F)は次式で示すように球の直径(d)の2乗と、
電界(E)の2乗に比例する。
面積及び電界に比例する電荷を獲得することが推測され
る。又理論的には、粒子は電界中で電界X電荷に比例す
る正味の力を受けることが推測される。従って1球上の
力(F)は次式で示すように球の直径(d)の2乗と、
電界(E)の2乗に比例する。
F=kE2d2
ここでに=3.8X10−6ダイン/■2である。ただ
し、電界の単位をV(ボルト)/all及び粒子の直径
の単位を■、力の単位をダインとする。
し、電界の単位をV(ボルト)/all及び粒子の直径
の単位を■、力の単位をダインとする。
正味の力の良好な近似は予測された電荷、平面上の電界
及び球の像電荷による平面に向う吸引力のための補正を
使用することによって得られる。この粒子のための正味
の力の式から、小さな直径の粒子を除去するにはより大
きな強さの電界が必要なことが容易に理解さ九よう。
及び球の像電荷による平面に向う吸引力のための補正を
使用することによって得られる。この粒子のための正味
の力の式から、小さな直径の粒子を除去するにはより大
きな強さの電界が必要なことが容易に理解さ九よう。
気体の誘電破壊は幾何学的形状及び気体の密度及び気体
の原子もしくは分子の特性に依存する。
の原子もしくは分子の特性に依存する。
常温及び常圧(NTP)の空気の場合は、1■程度のギ
ャップで電界破壊は10kV/■で生ずる。
ャップで電界破壊は10kV/■で生ずる。
電界がこれより高くなると、アーク放電が生ずることが
知られている。
知られている。
この分野での従来の作業の大部分は空気中でNTPで行
われ、従って約10kV/amに制限されているが、1
969年刊のZavod L A B (U S S
R)、第35(10)巻、第1265−1267頁のミ
ャズドリコフ及びプヅノフの論文[表面粒子系における
付着力を測定する装置J (Myazdrikovan
d Paznov“Instrument for d
etera+ingAdhesion Forces
in a 5urface Particle Sys
tem。
われ、従って約10kV/amに制限されているが、1
969年刊のZavod L A B (U S S
R)、第35(10)巻、第1265−1267頁のミ
ャズドリコフ及びプヅノフの論文[表面粒子系における
付着力を測定する装置J (Myazdrikovan
d Paznov“Instrument for d
etera+ingAdhesion Forces
in a 5urface Particle Sys
tem。
”Zavod I、ab(U S S R)、35(1
0): 1265−1267(1969))は高圧の気
体を使用することによって、若干高い電界(30−50
k V/an)を求める方法を開示している。空気は1
気圧の数分の1でその最小の誘電強さを示す。従って高
圧と空気以外の(6つフッ化イオウのような)気体を使
用することによってこの電界の強さの範囲を広げること
ができる。
0): 1265−1267(1969))は高圧の気
体を使用することによって、若干高い電界(30−50
k V/an)を求める方法を開示している。空気は1
気圧の数分の1でその最小の誘電強さを示す。従って高
圧と空気以外の(6つフッ化イオウのような)気体を使
用することによってこの電界の強さの範囲を広げること
ができる。
しかしながら、上記の力の式から、数ミクロン以下の粒
子を除去するためには、数100kV/cm I M
V /■の静電界が必要なことがわかる。このような高
い電界の強さは従来得られていない。
子を除去するためには、数100kV/cm I M
V /■の静電界が必要なことがわかる。このような高
い電界の強さは従来得られていない。
C0発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は静電粒子除去システムを使用することに
よって直径がミクロンもしくはサブミクロンの汚染粒子
を有する半導体装置の表面をクリーニングする方法を与
えることにある。
よって直径がミクロンもしくはサブミクロンの汚染粒子
を有する半導体装置の表面をクリーニングする方法を与
えることにある。
D0問題点を解決するための手段
導電性プレートを互に絶縁するための絶縁体(たとえば
キャブトン(KAPON(登録商標))もしくは他のポ
リマ、マイカ等の誘電層)を使用すること、及びプレー
トに大きな電位差を与えることによって、誘電アーク放
電を生ずることなく、ミクロン寸法及びサブミクロン寸
法の粒子を除去できる高静電界が発生されることが発見
された。
キャブトン(KAPON(登録商標))もしくは他のポ
リマ、マイカ等の誘電層)を使用すること、及びプレー
トに大きな電位差を与えることによって、誘電アーク放
電を生ずることなく、ミクロン寸法及びサブミクロン寸
法の粒子を除去できる高静電界が発生されることが発見
された。
本発明の好ましい実施例に従えば、金属のベース・プレ
ートが高電圧電力源の1つの端子に接続される。次に清
浄にすべき基板を金属のベース・プレート上に置く。次
に絶縁フィルムを基板上に置く。このフィルムは高電圧
電力源の他の端子に接続された金属ローラによって基板
に押つけられる。ローラはヨーク(ねじ駆動装置に接続
された)によってフィルム/基板組合せ体を横切って移
動され、これにより、フィルムの相継ぐ領域が基板の相
継ぐ領域に接触し、このとき、フィルムが基板面で引き
ずられないようにする。フィルムの基板上の移動時間は
略1分であり、このような条件の下でミクロン及びサブ
ミクロン寸法の粒子が基板から除去される。
ートが高電圧電力源の1つの端子に接続される。次に清
浄にすべき基板を金属のベース・プレート上に置く。次
に絶縁フィルムを基板上に置く。このフィルムは高電圧
電力源の他の端子に接続された金属ローラによって基板
に押つけられる。ローラはヨーク(ねじ駆動装置に接続
された)によってフィルム/基板組合せ体を横切って移
動され、これにより、フィルムの相継ぐ領域が基板の相
継ぐ領域に接触し、このとき、フィルムが基板面で引き
ずられないようにする。フィルムの基板上の移動時間は
略1分であり、このような条件の下でミクロン及びサブ
ミクロン寸法の粒子が基板から除去される。
E、実施例
本発明に従う装置の基本的構成を第1図に示す。
本発明に従い除去されるべき粒子20を有する表面10
が導電性のベース・プレート12上に置かれている0表
面10は導電性もしくは非導電性のどちらでもよい。
が導電性のベース・プレート12上に置かれている0表
面10は導電性もしくは非導電性のどちらでもよい。
導電性ベース・プレート12はDC電力源14の1側に
接続されている。しかしながら表面が導電性の時はベー
ス・プレートの使用は省略でき、接続は直接表面10自
体になされる。
接続されている。しかしながら表面が導電性の時はベー
ス・プレートの使用は省略でき、接続は直接表面10自
体になされる。
上記導電性ベース・プレート12の反対側に隣接して第
2のプレート16が存在し、これは大地もしくはDC電
力源の反対の電位の側に接続されている。プレート16
に連続もしくは隣接して絶縁材料18が存在する。この
材料はスパークを発生することなくプレート12及び1
6間に高い誘電界を形成できる高い誘電強さを有するこ
とを基準にして選択される。プレート12及び16は固
定もしくは可動でよく、あるいは上記絶縁材料18の金
属フィルム・バッキングとなるように形成される。
2のプレート16が存在し、これは大地もしくはDC電
力源の反対の電位の側に接続されている。プレート16
に連続もしくは隣接して絶縁材料18が存在する。この
材料はスパークを発生することなくプレート12及び1
6間に高い誘電界を形成できる高い誘電強さを有するこ
とを基準にして選択される。プレート12及び16は固
定もしくは可動でよく、あるいは上記絶縁材料18の金
属フィルム・バッキングとなるように形成される。
動作について説明すると、導電性ベース・プレート12
は表面10上の粒子20を表面10と同一電位に帯電し
、プレート16とプレート12間に静電界を確並してい
る。絶縁体18の厚さくh)とプレート12及び16間
の電圧差(V)によってV/hに比例する電界が発生す
る。この電界を上述の力の式に代入すると1粒子は次式
で示すように粒子の直径の2乗に比例する、帯電プレー
ト12からの反撲力(F)を受けることがわかる。
は表面10上の粒子20を表面10と同一電位に帯電し
、プレート16とプレート12間に静電界を確並してい
る。絶縁体18の厚さくh)とプレート12及び16間
の電圧差(V)によってV/hに比例する電界が発生す
る。この電界を上述の力の式に代入すると1粒子は次式
で示すように粒子の直径の2乗に比例する、帯電プレー
ト12からの反撲力(F)を受けることがわかる。
F=k(V/h)2d 2
粒子を除去するために静電力を使用する従来の方法は電
極(プレート)間の絶縁体として種々の圧力の空気もし
くは他の気体を使用したために、部分的に成功している
にすぎない、これによって、電界は気体の破壊電界に制
限され、常温常圧の空気では約10000 V / t
:vに制限される。ポリイミドの場合の破壊電界はl0
00000V/(211以上である。これによって数ミ
クロン以下の直径の粒子を除去するのに十分大きな電界
を発生することが可能になる。
極(プレート)間の絶縁体として種々の圧力の空気もし
くは他の気体を使用したために、部分的に成功している
にすぎない、これによって、電界は気体の破壊電界に制
限され、常温常圧の空気では約10000 V / t
:vに制限される。ポリイミドの場合の破壊電界はl0
00000V/(211以上である。これによって数ミ
クロン以下の直径の粒子を除去するのに十分大きな電界
を発生することが可能になる。
フィルムを使用することの他の長所は極めて大きな表面
(間隔の数1000倍大きい)及び不規則な表面上に極
めて接近した間隔を保持することが容易になることであ
る。第1図の装置に対応する例では、銅フィルムが裏打
ちされている0、0025cmのポリイミド絶縁体を使
用して、ポリイミドにより0.0025anの間隔が都
合よく保持された。これに対して、絶縁体として気体も
しくは真空を使用した場合には間隔の注意深い副室及び
平面電極の平行性を保つのに特別な努力を要する。この
ような狭い間隔が望ましいのはより低い電圧で高電界が
保持されるからである。
(間隔の数1000倍大きい)及び不規則な表面上に極
めて接近した間隔を保持することが容易になることであ
る。第1図の装置に対応する例では、銅フィルムが裏打
ちされている0、0025cmのポリイミド絶縁体を使
用して、ポリイミドにより0.0025anの間隔が都
合よく保持された。これに対して、絶縁体として気体も
しくは真空を使用した場合には間隔の注意深い副室及び
平面電極の平行性を保つのに特別な努力を要する。この
ような狭い間隔が望ましいのはより低い電圧で高電界が
保持されるからである。
気体もしくは真空と比較して、フィルムを使用すことの
他の利点は汚染粒子が、大きなギャップを横切る場合の
ように、再結合するような速度を獲得しない点にある。
他の利点は汚染粒子が、大きなギャップを横切る場合の
ように、再結合するような速度を獲得しない点にある。
ギャップが小さい程、粒子が獲得する運動エネルギは小
さくなる(略静電力Xギャップ幅(V/h)2d 2h
)。さらにフィルムはエネルギーの一部の形態を変え、
吸収して、再結合の可能性を減少する。
さくなる(略静電力Xギャップ幅(V/h)2d 2h
)。さらにフィルムはエネルギーの一部の形態を変え、
吸収して、再結合の可能性を減少する。
第1図の装置のテストを多くの比較動作条件の下(即ち
代替誘電材料:ポリイミド、真空及び空気)及び異なる
型のサンプル(即ち、平坦な金属、平坦な絶縁体、粗ら
い絶縁体)を使用して遂行した。結果を第1表に示す。
代替誘電材料:ポリイミド、真空及び空気)及び異なる
型のサンプル(即ち、平坦な金属、平坦な絶縁体、粗ら
い絶縁体)を使用して遂行した。結果を第1表に示す。
第1表
平坦な金属の(反射性)表面
粒子の 粒子の 電界り径゛
皿底 朋3if)h* (KV/印)0.5um
ラテックスポリイミド >95% 70001.1
ラテックスポリイミド46%−98% 2800
1.1 ラテックス 真空 1% 550
10.1 ラテックス 真空 85% 60
01−2 Ni 真空 47%
6003−5 Ni 真空 85%
2225−8 Ni 真空 〉9
5% 2228−10 Ni 真空
〉85% 2220.5 SiO□ ポリイミ
ド 〉95% 84000.5 5in2
真空 <10% 5250 、5 SiO□
空気 〈10% 209−15 S
iO□ 真空 99% 140平坦な絶縁
体(ガラス、ガラス・セラミック)表面電圧 (k V) 3−17 Ni ポリイミド )50%
153−17 Ni 空気 〉90%
1039 Sio□ 空気 変動す
る 10粗い絶縁体−製品(多層セラミックMoパッ
ド)表面 3−17 Ni 空気 〉90%
103−17 Ni ポリイミド 〉90%
10使用した汚染粒子は(ホトレジストのような
ポリマー粒子をシミュレートした)ポリスチレン・ララ
ックス、(ステンレス鋼のような4電性金属をシミュレ
ートした)ニッケル及び(種々の非導電性酸化物をシミ
ュレートした)Sin、である。
皿底 朋3if)h* (KV/印)0.5um
ラテックスポリイミド >95% 70001.1
ラテックスポリイミド46%−98% 2800
1.1 ラテックス 真空 1% 550
10.1 ラテックス 真空 85% 60
01−2 Ni 真空 47%
6003−5 Ni 真空 85%
2225−8 Ni 真空 〉9
5% 2228−10 Ni 真空
〉85% 2220.5 SiO□ ポリイミ
ド 〉95% 84000.5 5in2
真空 <10% 5250 、5 SiO□
空気 〈10% 209−15 S
iO□ 真空 99% 140平坦な絶縁
体(ガラス、ガラス・セラミック)表面電圧 (k V) 3−17 Ni ポリイミド )50%
153−17 Ni 空気 〉90%
1039 Sio□ 空気 変動す
る 10粗い絶縁体−製品(多層セラミックMoパッ
ド)表面 3−17 Ni 空気 〉90%
103−17 Ni ポリイミド 〉90%
10使用した汚染粒子は(ホトレジストのような
ポリマー粒子をシミュレートした)ポリスチレン・ララ
ックス、(ステンレス鋼のような4電性金属をシミュレ
ートした)ニッケル及び(種々の非導電性酸化物をシミ
ュレートした)Sin、である。
誘電媒体がポリイミドの時は、汚染した表面を乾燥ポリ
イミド・フィルムと接触さした。誘電媒体が真空の時は
、動作は電気的破壊を防止するために100万分の1ト
ル以下の真空容器中で行われ、除去能力をテストするた
めの粒子が置かれているステンレス鋼と接触しない薄い
ポリマー・コーティングがほどこされた(別の)ステン
レス鋼表面を有する対向ft1極が使用された。絶縁媒
体が空気の時は、動作は雰囲気の温度及び圧力で行われ
、絶縁体でカバーした対向電極を、空気ギャップを保つ
ための絶縁スペーサによって汚染表面から雛して使用し
た。
イミド・フィルムと接触さした。誘電媒体が真空の時は
、動作は電気的破壊を防止するために100万分の1ト
ル以下の真空容器中で行われ、除去能力をテストするた
めの粒子が置かれているステンレス鋼と接触しない薄い
ポリマー・コーティングがほどこされた(別の)ステン
レス鋼表面を有する対向ft1極が使用された。絶縁媒
体が空気の時は、動作は雰囲気の温度及び圧力で行われ
、絶縁体でカバーした対向電極を、空気ギャップを保つ
ための絶縁スペーサによって汚染表面から雛して使用し
た。
収集効率は汚染表面上の成る領域中の粒子の数を数え、
電圧(電界)を段階的に増加した後に同じ領域に戻るこ
とによって決定された。
電圧(電界)を段階的に増加した後に同じ領域に戻るこ
とによって決定された。
真空ギャップの場合の電界は単に電圧を間隔で割ったも
のである。ポリイミドが絶縁体である場合の電界は、粒
子が(ポリイミドと汚染表面間に)ある個所では、3.
ex?fl圧÷ポリイミドの厚さく通常0.00(25
cm)の値を有する。ここで3゜6はポリイミドの誘電
定数である。ギャップ中の電界は導体間の間隔並びにポ
リイミド層及び空気層の厚さ及び誘電定数を含む式によ
って決定される。セラミック・ガラス・スライドもしく
は多層セラミック(MLC)表面の場合の電界は計算し
なかった。MLCの推定値は詳細にはMLCの表面が導
体であるか絶縁体であるかに依存し、実際には成る領域
は導電性であり、他の領域は絶縁性であるので電界の計
算は回連である。しかしながら、示された値よりもはる
かに大きな電圧が製造設計者にとって使用できるものと
考えられる。
のである。ポリイミドが絶縁体である場合の電界は、粒
子が(ポリイミドと汚染表面間に)ある個所では、3.
ex?fl圧÷ポリイミドの厚さく通常0.00(25
cm)の値を有する。ここで3゜6はポリイミドの誘電
定数である。ギャップ中の電界は導体間の間隔並びにポ
リイミド層及び空気層の厚さ及び誘電定数を含む式によ
って決定される。セラミック・ガラス・スライドもしく
は多層セラミック(MLC)表面の場合の電界は計算し
なかった。MLCの推定値は詳細にはMLCの表面が導
体であるか絶縁体であるかに依存し、実際には成る領域
は導電性であり、他の領域は絶縁性であるので電界の計
算は回連である。しかしながら、示された値よりもはる
かに大きな電圧が製造設計者にとって使用できるものと
考えられる。
第1表の結果から、次のことがわかる。
(a)小さな粒子を除去するには高い電界が必要である
。
。
(b)ラテックス粒子はニッケルもしくは5i02粒子
を除去するよりも困難である。
を除去するよりも困難である。
(c)最高の電界はポリマーの場合に1次に高い電界は
真空の場合に、最低の電界は空気ギャップの場合に、達
成される。
真空の場合に、最低の電界は空気ギャップの場合に、達
成される。
理論的には、除去される最小の粒子寸法は1/E2に比
例しなければならず、高い電界(E)を得るのが困難に
なる。ラテックス粒子はニッケルもしくはSiO□より
も変形しやすく、おそらくこの変形によってかたく付着
しやすい。ポリマー・フィルムは12ミクロンの厚さを
保持しやすく、tl r?L ritt壊の強さが高い
ので高い電界の発生が可能である。
例しなければならず、高い電界(E)を得るのが困難に
なる。ラテックス粒子はニッケルもしくはSiO□より
も変形しやすく、おそらくこの変形によってかたく付着
しやすい。ポリマー・フィルムは12ミクロンの厚さを
保持しやすく、tl r?L ritt壊の強さが高い
ので高い電界の発生が可能である。
さらにポリマー・フィルムのギャップ中の電界は誘電体
中の電界よりも3.6倍高い。真空も高い誘電破壊強さ
を有するが、ポリマー・フィルムの場合よりも1dの面
積にわたって小さな間隔を均一に保つことが困難である
。空気はImma度の間隔の場合、約10kV/cmに
おいて破壊するが。
中の電界よりも3.6倍高い。真空も高い誘電破壊強さ
を有するが、ポリマー・フィルムの場合よりも1dの面
積にわたって小さな間隔を均一に保つことが困難である
。空気はImma度の間隔の場合、約10kV/cmに
おいて破壊するが。
この誘電破壊の強さは間隔が小さくなると増大する。
第2図及び第3図は本発明の好ましい実施例の装置の正
面及び側面図である。これ等の図で、金属ベース30は
高電圧電力源32の1端子に接続されている。清浄にす
べき基板表面34が金属ベース上に固定されている。表
面34上には藩い絶縁フィルム36が存在する。金属ロ
ーラ38が電力源32の他の端子に接続され、フィルム
36を清浄にすべき表面に押付けるために上記絶縁フィ
ルム36の上に存在する。
面及び側面図である。これ等の図で、金属ベース30は
高電圧電力源32の1端子に接続されている。清浄にす
べき基板表面34が金属ベース上に固定されている。表
面34上には藩い絶縁フィルム36が存在する。金属ロ
ーラ38が電力源32の他の端子に接続され、フィルム
36を清浄にすべき表面に押付けるために上記絶縁フィ
ルム36の上に存在する。
ローラ38はヨーク(わ<)40(、t2じ駆動装置に
接続されている)によってフィルム/基板上に横切るよ
うに移動される6従ってフィルムの相継ぐ領域がフィル
ム36を基板34上で引することなく、基板34の相継
ぐ領域と接触する。フィルム36が表面を横切って通過
する全時間は各テストにつき略1分である。
接続されている)によってフィルム/基板上に横切るよ
うに移動される6従ってフィルムの相継ぐ領域がフィル
ム36を基板34上で引することなく、基板34の相継
ぐ領域と接触する。フィルム36が表面を横切って通過
する全時間は各テストにつき略1分である。
ローラ及びベースはステンレス鋼もしくは他の導電性材
料で形成される。
料で形成される。
第2図及び第3図の装置を種々の表面を使用してテスト
した。1つのテストでは、高度に反射性の表面を有し、
内部に金属表面を持たないセラミック基板を使用した。
した。1つのテストでは、高度に反射性の表面を有し、
内部に金属表面を持たないセラミック基板を使用した。
使用したフィルムは米国ノース・カロライナ州シャーロ
ット市のラミネックス(Laminex>社によって製
造されているパーマラム(PERMALAM登録商標)
AV150である。このフィルムは1.27xlO”a
mの厚さポリエステル(輝色)を2.54X10 ”
csの厚さのポリエチレン(鈍色)に積ねた厚さ3.8
1X10 ”■のものである。ポリエステル(]!i
いている)の側を基板と接触するように使用した。しか
しながらこのポリエステル/ポリエチレンは使用できる
うち好ましい方でもなく唯一のポリマーでもない。
ット市のラミネックス(Laminex>社によって製
造されているパーマラム(PERMALAM登録商標)
AV150である。このフィルムは1.27xlO”a
mの厚さポリエステル(輝色)を2.54X10 ”
csの厚さのポリエチレン(鈍色)に積ねた厚さ3.8
1X10 ”■のものである。ポリエステル(]!i
いている)の側を基板と接触するように使用した。しか
しながらこのポリエステル/ポリエチレンは使用できる
うち好ましい方でもなく唯一のポリマーでもない。
シミュレートされた粒子はNi球もしくはガラス球であ
る。これ等の粒子は乾燥した状態で基板に付着された6
粒子の寸法を測定し、数を教えるのに光学顕微5!(2
00倍)を使用した。Ni球の場合は、写真上で直径が
1mm乃至1.5mm間にあるとみなされるものだけを
数えた。これ等は実際には5及び7.5ミクロン間の直
径を有する(有効数字で5−8μm)。ガラス球は直径
9乃至15ミクロンであった(公称12ミクロン)。こ
れより大きい及び小さいガラス球については寸法上の区
別をせず1寸法にかかわらず数えた。
る。これ等の粒子は乾燥した状態で基板に付着された6
粒子の寸法を測定し、数を教えるのに光学顕微5!(2
00倍)を使用した。Ni球の場合は、写真上で直径が
1mm乃至1.5mm間にあるとみなされるものだけを
数えた。これ等は実際には5及び7.5ミクロン間の直
径を有する(有効数字で5−8μm)。ガラス球は直径
9乃至15ミクロンであった(公称12ミクロン)。こ
れより大きい及び小さいガラス球については寸法上の区
別をせず1寸法にかかわらず数えた。
一般的に云って、写真は最初粒子を付着した後に撮影し
、領域中の粒子を数えた。次にフィルム/ローラ組立体
を介して静電界を印加した。同じ領域の写真を撮影し、
粒子を再び数えた。除去効率は除去された孤立粒子の数
を始めに存在した孤豆粒子の数によって割った値として
決定された。
、領域中の粒子を数えた。次にフィルム/ローラ組立体
を介して静電界を印加した。同じ領域の写真を撮影し、
粒子を再び数えた。除去効率は除去された孤立粒子の数
を始めに存在した孤豆粒子の数によって割った値として
決定された。
第2表は開始時点の孤立粒子の数とフィルム/ローラ組
立体を介して10kVの電圧を印加した後に残された粒
子の数を示している。この表は又除去効率、その平均、
標準偏差(SD)及び平均の標i(+4 it差(SE
)を示す。さらに、スチューデントを分布臨界値及び標
/(1!誤差から求めた平均の推定値に関する95%信
頼区間が与えられている。
立体を介して10kVの電圧を印加した後に残された粒
子の数を示している。この表は又除去効率、その平均、
標準偏差(SD)及び平均の標i(+4 it差(SE
)を示す。さらに、スチューデントを分布臨界値及び標
/(1!誤差から求めた平均の推定値に関する95%信
頼区間が与えられている。
第2表
粒子数及び除去効率の統計値
ニッケル球(5−8μm)
効率の統計値
条件 粒子数効率平均SD SE 95%区間開始
90 10kV 1 0.989 開始 135 10kV 9 0.933 開始 120 10kV 2 0.983 開始 75 10kV 1 0.9870.973’0
.027 0.0134 0.93−1.00ガラス(
Sin□)球(9−15μn+)効率の統計値 条件 粒子数効率平均SD SE 95%区間開始
45 10kV O1,000 開始 46 10kV O1,000 開始 27 10kV 0 1.000 開始 27 1.000 10kV 1 0.955 0.9910.0200.0090.96−1.00第
2表から、5−8μmの直径のニッケル球の場合は平均
効率についての95%信頼区間は97゜3±4.3%で
あることがわかる。同種の分析によって平均効率が95
%以上の90%信頼レベルがあることが示される。さら
にこのクリーニング方法によって小さなNi粒子でも除
去されていることが認められる。直径が9−15μmの
ガラス球の場合は平均効率についての95%信頼区間は
99.1±2.5%であり、これは平均効率が95%以
上の99%信頼レベルに対応する。
90 10kV 1 0.989 開始 135 10kV 9 0.933 開始 120 10kV 2 0.983 開始 75 10kV 1 0.9870.973’0
.027 0.0134 0.93−1.00ガラス(
Sin□)球(9−15μn+)効率の統計値 条件 粒子数効率平均SD SE 95%区間開始
45 10kV O1,000 開始 46 10kV O1,000 開始 27 10kV 0 1.000 開始 27 1.000 10kV 1 0.955 0.9910.0200.0090.96−1.00第
2表から、5−8μmの直径のニッケル球の場合は平均
効率についての95%信頼区間は97゜3±4.3%で
あることがわかる。同種の分析によって平均効率が95
%以上の90%信頼レベルがあることが示される。さら
にこのクリーニング方法によって小さなNi粒子でも除
去されていることが認められる。直径が9−15μmの
ガラス球の場合は平均効率についての95%信頼区間は
99.1±2.5%であり、これは平均効率が95%以
上の99%信頼レベルに対応する。
第2図及び第3図の第2のテストでは、清浄にすべきサ
ンプルとしてモリブデンのパターンを有する多層セラミ
ック基板(サンプルA及びB)を使用した。
ンプルとしてモリブデンのパターンを有する多層セラミ
ック基板(サンプルA及びB)を使用した。
サンプルAの場合には、使用したフィルムはノース・カ
ロライナ州シャーロット市のラミネックス社によって製
造された3、81X10 cmの厚さのパーマラム
(PERMALAM登録商標)フィルム(1,27X1
0−3csnの厚さのポリニスチルにラミネートされた
2、54X10 amの厚さのポリエチレン)と1
2.7XlO印の厚さのキャブトン(K A P T
ON ’J−録商標)ポリイミド・フィルムより成るも
のである。サンプルBの場合は、3.81X10−3−
の厚さのパーマラム(P E RM A L A Vi
’3L 8商標)の単一フィルムを使用した。
ロライナ州シャーロット市のラミネックス社によって製
造された3、81X10 cmの厚さのパーマラム
(PERMALAM登録商標)フィルム(1,27X1
0−3csnの厚さのポリニスチルにラミネートされた
2、54X10 amの厚さのポリエチレン)と1
2.7XlO印の厚さのキャブトン(K A P T
ON ’J−録商標)ポリイミド・フィルムより成るも
のである。サンプルBの場合は、3.81X10−3−
の厚さのパーマラム(P E RM A L A Vi
’3L 8商標)の単一フィルムを使用した。
使用した粒子は上述のセラミック基板の場合と同じであ
る。テスト規準は上述の場合と同じである。
る。テスト規準は上述の場合と同じである。
2枚のフィルムより成るサンプルAの場合は。
パッド上の19個のガラス粒子919個が除かれた。さ
らにパッドのまわりの領域中の130個のガラス粒子9
123個が除かれた。粒子の除去についてはパッドと残
りの領域間に統計的に有意な差は認められなかった。総
除去数は149中142であり、95.3%に当る。
らにパッドのまわりの領域中の130個のガラス粒子9
123個が除かれた。粒子の除去についてはパッドと残
りの領域間に統計的に有意な差は認められなかった。総
除去数は149中142であり、95.3%に当る。
2枚のフィルムより成るサンプルAの場合、10kVで
パッド上の34個のNi粒子934個が除去された。さ
らにパッドのまわりの領域では276個のNi粒子中2
60個が除かれた。粒子の除去に関しては、パッドと他
の領域間に統計的に有意な差は認めなかった。総除去率
は310中294であり、94.8%に当る。
パッド上の34個のNi粒子934個が除去された。さ
らにパッドのまわりの領域では276個のNi粒子中2
60個が除かれた。粒子の除去に関しては、パッドと他
の領域間に統計的に有意な差は認めなかった。総除去率
は310中294であり、94.8%に当る。
3.81X10−3Gのパーマラム(PERMALAM
)フィルムのサンプルBの場合は、望ましくないアーク
放電を生ずることなく達成される最高の電圧差は3乃至
4kVであったのでこれ等の試行のデータを組合した6 3.81X10 ”■のフィルムのサンプルBの場合
は、3−4kVでパッド上の28個のガラス粒子中28
個が除去され、パッドのまわりの領域では163個のガ
ラス粒子9163個が除去された。粒子の除去に関して
は、パッドと他の領域間に統計的に有意な差は認められ
なかった6全体の除去率は191中189で、99.0
%に当る。
)フィルムのサンプルBの場合は、望ましくないアーク
放電を生ずることなく達成される最高の電圧差は3乃至
4kVであったのでこれ等の試行のデータを組合した6 3.81X10 ”■のフィルムのサンプルBの場合
は、3−4kVでパッド上の28個のガラス粒子中28
個が除去され、パッドのまわりの領域では163個のガ
ラス粒子9163個が除去された。粒子の除去に関して
は、パッドと他の領域間に統計的に有意な差は認められ
なかった6全体の除去率は191中189で、99.0
%に当る。
3.81X10 ryeのフィルムのサンプルBの
場合には、パッド上の8個のNi粒子中7個が除去され
、パッドのまわりの領域では64個の粒子中62個が除
去された。粒子の除去について云えば、パッドと基板領
域間には統計的に有意な差は認められなかった。
場合には、パッド上の8個のNi粒子中7個が除去され
、パッドのまわりの領域では64個の粒子中62個が除
去された。粒子の除去について云えば、パッドと基板領
域間には統計的に有意な差は認められなかった。
ガラス球をテスト汚染物として使用し、異なるフィルム
/電圧の組合せを使用した場合を比較すると、総除去率
の比189/191=0.990対142/149=0
.953は統計的に有意な差であり、3.81X10−
3a++のパーマラム(PERMALAM)フィルムを
介してサンプルBに作用する3−4kVの電圧の組合せ
条件は2攻のフィルム(3,81X10−3■の厚さの
パーマラム(PERMALAM)及び12 、7 X
10””r+n3の厚さのキャブトン(KAPTON)
を介してサンプルAに作用し12μmのガラス球を除去
する10kVの電圧の組合せ条件よりも多くの粒子を除
去することを示している。N1球の場合は統計的に有意
な差は認められない(サンプルBの1枚のフィルムの場
合は69/72=0.948で、サンプルAの2枚のフ
ィルムの場合は294/310=0.948)。
/電圧の組合せを使用した場合を比較すると、総除去率
の比189/191=0.990対142/149=0
.953は統計的に有意な差であり、3.81X10−
3a++のパーマラム(PERMALAM)フィルムを
介してサンプルBに作用する3−4kVの電圧の組合せ
条件は2攻のフィルム(3,81X10−3■の厚さの
パーマラム(PERMALAM)及び12 、7 X
10””r+n3の厚さのキャブトン(KAPTON)
を介してサンプルAに作用し12μmのガラス球を除去
する10kVの電圧の組合せ条件よりも多くの粒子を除
去することを示している。N1球の場合は統計的に有意
な差は認められない(サンプルBの1枚のフィルムの場
合は69/72=0.948で、サンプルAの2枚のフ
ィルムの場合は294/310=0.948)。
F1発明の効果
本発明に従い静電粒子除去システムを使用することによ
って、直径がミクロンもしくはサブミクロンの汚染粒子
を有する半導体装置をクリーニングする方法が与えられ
る。
って、直径がミクロンもしくはサブミクロンの汚染粒子
を有する半導体装置をクリーニングする方法が与えられ
る。
第1図は本発明に従う基本的な静電粒子除去装置の側面
図である。第2図は本発明に従う好ましい実施例の装置
の正面図である。第3図は第2図の装置の側面図である
。 10・・・・基板の表面、12・・・・導電性ベース・
プレート、14・・・・DCffi力源、16・・・・
第2のプレート、18・・・・絶縁材料、20・・・・
粒子、30・・・・金屑ベース、32・・・・電力源、
34・・・・基板の表面、36・・・・絶縁フィルム、
38・・・・ローラ、40・・・・ヨーク。 出1傾人 インターナショナル・ビジネス・マシーン
ズ・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗(外1名) 20−a −1−
図である。第2図は本発明に従う好ましい実施例の装置
の正面図である。第3図は第2図の装置の側面図である
。 10・・・・基板の表面、12・・・・導電性ベース・
プレート、14・・・・DCffi力源、16・・・・
第2のプレート、18・・・・絶縁材料、20・・・・
粒子、30・・・・金屑ベース、32・・・・電力源、
34・・・・基板の表面、36・・・・絶縁フィルム、
38・・・・ローラ、40・・・・ヨーク。 出1傾人 インターナショナル・ビジネス・マシーン
ズ・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗(外1名) 20−a −1−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (a)高電圧、直流電力源の1端子に接続した第1の導
電性のベースを設置し、 (b)粒子を除去すべき表面を上記第1の導電性のベー
ス上に位置付け、 (c)上記高電圧、直流電力源の他の端子に接続した第
2の導電性のベースを上記第1の導電性のベース及び上
記表面から少なくとも1つの粒子の直径分離れた予定の
幾何学的位置に設置し、 (d)上記第2の導電性のベースと上記表面間に絶縁体
を位置付け、 (e)上記第1及び第2の導電性のベース間に約0.1
MV/cm以上の電界を印加して、上記粒子を上記表面
から静電的に除去する段階を有する、表面からミクロン
及びサブミクロンの寸法の汚染粒子を除去する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US061753 | 1987-06-11 | ||
US07/061,753 US4744833A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Electrostatic removal of contaminants |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63316441A true JPS63316441A (ja) | 1988-12-23 |
Family
ID=22037901
Family Applications (1)
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