RU46446U1 - Устройство для очистки поверхности пластин - Google Patents
Устройство для очистки поверхности пластин Download PDFInfo
- Publication number
- RU46446U1 RU46446U1 RU2003137028/22U RU2003137028U RU46446U1 RU 46446 U1 RU46446 U1 RU 46446U1 RU 2003137028/22 U RU2003137028/22 U RU 2003137028/22U RU 2003137028 U RU2003137028 U RU 2003137028U RU 46446 U1 RU46446 U1 RU 46446U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- tool
- water
- stream
- cleaning
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение касается способа жидкостной очистки поверхности пластин из полупроводниковых материалов, стекла, кварца и других материалов от загрязнений и частиц, возникающих по маршруту их изготовления и применения, и может быть использовано в микроэлектронике. Сущность изобретения состоит в том, что очистку ведут струей воды или моющего раствора, которую сканируют по всей поверхности обрабатываемой пластины с одновременным торможением потока на поверхности пластины за счет использования инструмента в виде плоской пластины, расположенной со стороны обрабатываемой поверхности на расстоянии контакта с потоком. Инструмент торможения выполнен с возможностью вертикального и горизонтального перемещения над обрабатываемой пластиной, может иметь рельефную поверхность а также отверстие для подачи струи воды или моющего раствора.
Description
Изобретение касается способа жидкостной очистки поверхности пластин из полупроводниковых материалов, стекла, кварца и других материалов от загрязнений и частиц, возникающих по маршруту их изготовления и применения, и может быть использовано, например, в микроэлектронике. Такие частицы и загрязнения могут быть пылью, остатками фоторезиста, адсорбированными парами вакуумного масла, продуктами плазмохимической и других видов обработки. Подаваемой на поверхность пластины жидкостью может быть моющий раствор и вода.
Известен способ очистки пластин (патент WO 01/82340 А 1, МКИ: H 01 L 21/00), заключающийся в том, что пластину располагают обрабатываемой поверхностью вниз и при ее вращении на ее центральную часть снизу вверх струйно подают жидкость. Очистку ведут с использованием ультразвуковых колебаний.
Недостатком этого способа является недостаточная и неодинаковая эффективность очистки поверхности пластин (периферийная часть и центральная область) вследствие недостаточного динамического воздействия жидкости на поверхность пластины и центральной подачи жидкости.
Известен способ очистки пластин (Установка отмывки автоматическая УОХМ.ПСЭ-100-001, Техническое описание ЩЦМ 3.190.038 ТО, листы 3, 8). Струю воды высокого давления - до 25 МПа формируют при протекании через форсунку. Форсунку сканируют над поверхностью пластины для охвата всей ее поверхности. Струю воды подают перпендикулярно обрабатываемой поверхности пластины, которую фиксируют вакуумом на столике центрифуги и вращают с частотой до 8500 об/мин. Струя высокого давления является средством для отрыва частиц от обрабатываемой поверхности и последующего их уноса потоком воды.
Недостатками этого способа являются:
а) недостаточная эффективность очистки обрабатываемой поверхности пластины - не более 15-20%, так как отрываются и уносятся потоком воды только частицы размером более 2 мкм;
б) невозможность качественной очистки поверхности пластин с технологическим рельефом (щель глубиной более 1мкм, впадины между мезаструктурами и т.д.).
Целью изобретения является повышение качества очистки поверхности пластин и расширение области применения.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки пластин, включающем подачу воды в виде струи на вращающуюся пластину, сканирование струи по поверхности пластины для охвата всей ее поверхности, поток воды на поверхности пластины тормозят с использованием поверхности плоского инструмента, расположенного от обрабатываемой поверхности на расстоянии контакта с потоком воды, а так же за счет того, что в поток воды, проходящий через форсунку, вводят химические компоненты для образования моющего раствора, такие как окислители, щелочи, поверхностно-активные вещества (ПАВ), стабилизаторы и т.д., например, окислитель - Н2O2 и щелочь - NH4OH, в количестве не более 10%; на струю воды или моющего раствора накладывают мегазвуковые колебания с мощностью, необходимой для возникновения явления кавитации; плоский инструмент для торможения потока жидкости сканируют над поверхностью пластины; струю воды или моющего раствора подают через отверстие в инструменте для торможения потока жидкости; поверхность инструмента для торможения потока жидкости, обращенная к обрабатываемой поверхности пластины, имеет дополнительный рельеф; струю воды, проходящую через форсунку, нагревают внешним источником тепла, например, термостатом, до температуры 25-40°С;.
Изобретение поясняется рисунками 1-5.
На рис.1 схематично изображены силы, воздействующие на загрязнения и частицы на поверхности пластины:
1 - точка на поверхности плоского инструмента торможения;
2 - точка на поверхности пластины, где располагается загрязнение.
На рис.2 - схема устройства, показывающая осуществление способа очистки по п.1 формулы изобретения.
На рис.3 - схема устройства, показывающая осуществление способа очистки по п.п.1, 2, 3, 4 формулы изобретения.
На рис.4 - схема устройства, показывающая осуществление способа очистки по п.п.1, 4, 5 формулы изобретения.
На рис.5 - схема устройства, показывающая осуществление способа очистки по п.п.1-6 формулы изобретения.
Сущность изобретения поясняет рис.1, который позволяет понять физику процесса удаления частиц и загрязнений с поверхности обрабатываемой пластины. При подаче на поверхность вращающейся пластины воды через форсунку для формирования струи, сканирующей по поверхности пластины для охвата всей ее поверхности, и при торможении потока воды неподвижной поверхностью плоского инструмента, расположенного от обрабатываемой поверхности на расстоянии контакта с потоком воды, возникает динамическая сила Fд, воздействующая на частицу или загрязнение на поверхности пластины, которая является результирующей двух сил:
1. центробежной силы от вращения пластины [Fц=f(ω2; R)];
2. силы вязкого трения, возникающей при торможении потока жидкости вследствие наличия градиента скорости по толщине потока жидкости
[Fт=f(ω; R; η; Sз)].
ω - частота вращения пластины;
R - расстояние от центра пластины до точки 2;
η - коэффициент вязкости (вязкость) жидкости;
Sp - коэффициент, характеризующий состояние поверхности инструмента торможения - ее рельеф. Очистка поверхности пластины всегда происходит в два этапа:
1. Отрыв частицы от обрабатываемой поверхности пластины.
2. Удаление частицы с поверхности потоком жидкости.
Для усиления эффективности отрыва частицы от поверхности и разрушения загрязнения настоящий способ обработки предполагает использование:
1. Моющего раствора, образуемого при введении в струю воды, подающейся на пластину, химических компонентов, таких как окислители, щелочи, поверхностно-активные вещества (ПАВ), стабилизаторы и т.д., например, окислитель - Н2О2 и щелочь - NР4OH;
2. Наложение мегазвуковых колебаний с мощностью, необходимой для возникновения явления кавитации на струю воды или моющего раствора.
Эффективность удаления частиц возрастает, если использовать:
1. Сканирование плоского инструмента торможения потока жидкости над поверхностью пластины для охвата всей ее поверхности на расстоянии контакта с потоком воды.
2. Подачу струи воды или моющего раствора через отверстие в инструменте торможения потока жидкости.
3. Дополнительный рельеф поверхности инструмента торможения потока жидкости, обращенной к обрабатываемой пластине, за счет турбулизации потока.
4. Дополнительный нагрев воды или моющего раствора внешним источником.
Таким образом, удаление частиц и загрязнений в рассматриваемом способе обработки происходит в два этапа:
1. Отрыв частиц от поверхности пластины, обусловленный динамическим воздействием суммарной силы Fд, дополнительной энергией подведенных мегазвуковых колебаний и химической активностью моющего раствора.
2. Удаление частиц, зависящее от суммарной силы Fд и геометрии поверхности инструмента (рельефа), обращенной к пластине.
Осуществление способа очистки пластин приведено в примерах выполнения № 1-№ 4.
Пример выполнения № 1
Осуществление способа очистки пластин поясняет рис. 2. Кремниевую пластину 3 ⌀ 100 мм, фиксируют вакуумом на столике центрифуги 4 и вращают с частотой вращения ω=6500 об/мин. Струю деионизованной воды 5 с расходом 1,3 л/мин подают в течение 30 с через форсунку 6. Струю сканируют по поверхности пластины 3 для охвата всей ее поверхности за счет перемещения форсунки 6. Над пластиной 3 располагают инструмент 7, выполненный в виде плоской пластины, с помощью которого проводят торможение потока воды на поверхности пластины 3. Инструмент 7 закреплен неподвижно над обрабатываемой пластиной 3, но имеет возможность вертикального перемещения для ввода его в контакт с потоком воды на поверхности пластины 3. Очистку пластины проводят в рабочей камере 8, из которой через патрубок 9 осуществляют слив отработавшей воды. Оценка эффективности очистки поверхности от частиц проводилась на 8 пластинах (2 партии по 4 шт. каждая) с использованием установки SurfScan 4500, при этом фиксировалась степень удаление частиц размером от 0,16 мкм и более. Эффективность очистки составила 20-25%.
Пример выполнения № 2
Осуществление заявленного способа очистки пластин поясняет рис.3. Последовательность операций как в примере 1, отличие только в том, что в деионизованную воду 5 добавляют химические компоненты 10 для образования моющего раствора. На протекающую через форсунку 6 струю воды или моющего раствора накладывают мегазвуковые колебания с помощью излучателя 11, расположенного внутри форсунки 6, и плоский инструмент для торможения потока жидкости 7 сканируют
над поверхностью пластины 3 с использованием устройства перемещения по радиусу пластины (поз.12). Частота мегазвуковых колебаний 0,9-1,6 МГц, мощность ~40 Вт. Оценка степени очистки проводилась на 16 кремниевых пластинах 0 100 мм (4 партии по 4 шт. каждая). Режим обработки пластин:
- частота вращения пластины 6500 об/мин;
- частота сканирования - 0,4 с-1;
- расход подаваемой в форсунку воды - 1,3 л/мин;
- время обработки поверхности моющим раствором, например 1:1:40 (NH4OH:H2O2:H2O) - 12 с;
- время промывки водой - 10 с;
- время сушки - 10 с.
Применение такого способа резко усиливает эффект отрыва частиц от поверхности и разрушения загрязнений и их последующего уноса потоком жидкости и позволяет увеличить степень очистки поверхности пластин до 65-70%.
Пример выполнения № 3
Осуществление способа очистки поясняет рис.4. Он позволяет отказаться от отдельного механизма сканирования 12 инструмента торможения 7 потока воды за счет закрепления инструмента 7 на форсунке 6, сканирующей над поверхностью пластины 3. Подача струи воды или моющего раствора происходит через отверстие 13 в инструменте 7 для торможения потока воды. При использовании обработки поверхности пластины струей деионизованной воды в течение 30 с получили степень очистки 25-30%, при использовании моющего раствора - 40-50%. Режим обработки пластин:
- частота вращения пластины 6500 об/мин;
- частота сканирования - 0,4 с-1;
- расход подаваемой в форсунку воды - 1,3 л/мин;
- время обработки поверхности моющим раствором, например 1:1:40 (NH4OH:H2O2:H2O) - 20 с;
- время промывки водой - 10 с;
- время сушки - 10 с.
Использование этой очистки для отмывки пластин водой после проявления слоя фоторезиста, например, в 0,6% растворе КОН, позволяет снизить общий расход деионизованной воды и времени отмывки в 2 раза (10 с вместо 20 с) по сравнению с отмывкой пластины только при струйной подаче воды.
Пример выполнения № 4
Осуществление способа очистки пластин по п.п.1-6, проиллюстрированного на рис. 5, позволяет наиболее полно реализовать эффект торможения потока жидкости инструментом 7, совмещенным с форсункой 6, при подаче струи воды или моющего раствора через отверстие 13 в инструменте 7 для торможения потока жидкости, с применением средств активизации процесса отрыва частиц от поверхности и разрушения загрязнений: применение моющего раствора, например, 1:1:40 (NH4OH:H2О2:H2O) и наложение мегазвуковых колебаний на истекающую из форсунки струю жидкости.
Усиление эффекта торможения потока жидкости для всей поверхности пластины 3 в процессе уноса частиц достигается за счет увеличения турбулентности потока жидкости путем создания дополнительного рельефа 14 на поверхности инструмента торможения 7, обращенной к обрабатываемой поверхности, например, кольцевых канавок, угловых отклонений части поверхности инструмента от плоскости и т.д.
Степень очистки поверхности от частиц для данного примера приближается к ###U155 90-95% (в пределах чувствительности установки SurfScan 4500 для частиц размером от 0,16 мкм и более). Данные приведены для 16 проконтролированных кремниевых пластинах ⌀ 100 мм (4 партии по 4 шт. каждая). Режим обработки пластин:
- частота вращения пластины 6500 об/мин;
- частота сканирования - 0,4 с-1;
- расход подаваемой в форсунку воды - 1,3 л/мин;
- время обработки поверхности моющим раствором, например, 1:1:40 (NH4OH:H2O2:H2O) - 12 с;
- время промывки водой - 10 с;
- время сушки - 10 с
- рельеф поверхности инструмента - кольцевые канавки. Время обработки моющим раствором и сушки пластин можно уменьшить до 10 с и 6 с соответственно при нагреве деионизованной воды, подающейся в форсунку, внешним источником тепла, например, термостатом, до температуры 25-40°С.
При использовании приведенного режима обработки достигается высокая эффективность очистки (~90-95% в пределах чувствительности установки SurfScan 4500 и микроскопа JENATECH) при:
- удалении жировых загрязнений с поверхности пластин (вся поверхность пластины до обработки загрязнялась следами от пальцев рук, затем на ее поверхность наносилось вакуумное масло ВМ-1 и размазывалось по всей ее поверхности);
- удалении так называемых «заборов», образующихся при плазмохимических процессах травления.
Аналогичные результаты были получены при очистке пластин арсенида галлия (GaAs), сапфира и фотошаблонных заготовок.
Использование предлагаемого способа обработки пластин позволяет улучшить качество очистки поверхности от частиц и загрязнений и расширить область его применения.
Claims (5)
1. Устройство для очистки поверхности пластины, выполненное в виде форсунки для подачи на поверхность вращающейся пластины струи жидкости, сканирующей по поверхности пластины для охвата всей ее поверхности путем перемещения форсунки, при этом оно снабжено выполненным с возможностью перемещения относительно поверхности пластины инструментом торможения потока неподвижной его поверхностью путем ввода ее в контакт с потоком или инструмент совмещен с форсункой и выполнен с отверстием для подачи струи.
2. Устройство по п.1, в котором поверхность инструмента, обращенная, например, к обрабатываемой пластине, выполнена плоской или с рельефом, в виде кольцевых канавок, угловых отклонений части поверхности инструмента от плоскости.
3. Устройство по п.1, в котором в качестве жидкости выбрана вода или моющий раствор с химическими компонентами.
4. Устройство по любому из пп.1-3, которое снабжено ультразвуковым излучателем, расположенным в форсунке для наложения мегазвуковых колебаний, обеспечивающих кавитационные явления в потоке.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137028/22U RU46446U1 (ru) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Устройство для очистки поверхности пластин |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137028/22U RU46446U1 (ru) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Устройство для очистки поверхности пластин |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU46446U1 true RU46446U1 (ru) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003137028/22U RU46446U1 (ru) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Устройство для очистки поверхности пластин |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU46446U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173385U1 (ru) * | 2017-01-27 | 2017-08-24 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Устройство мегазвуковой очистки полупроводниковых пластин |
RU2649695C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-04-04 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Способ очистки подложек из ситалла в струе высокочастотной плазмы пониженного давления |
-
2003
- 2003-12-24 RU RU2003137028/22U patent/RU46446U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173385U1 (ru) * | 2017-01-27 | 2017-08-24 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Устройство мегазвуковой очистки полупроводниковых пластин |
RU2649695C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-04-04 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Способ очистки подложек из ситалла в струе высокочастотной плазмы пониженного давления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE46454E1 (en) | Particle removal method using an aqueous polyphosphate solution | |
US5545076A (en) | Apparatus for gringing a semiconductor wafer while removing dust therefrom | |
KR100824362B1 (ko) | 반도체기판 세정장치 및 세정방법 | |
TWI619190B (zh) | Liquid processing method, memory medium and liquid processing device | |
CN111508822A (zh) | 用于清洗晶圆和洗涤器的方法和系统 | |
KR20070052321A (ko) | 대상물 처리 장치 및 그 방법 | |
TW201820438A (zh) | 晶圓的加工方法 | |
KR19990026619A (ko) | 메가소닉 세정 방법 | |
JPH1147701A (ja) | ウエハ状の物品、特にシリコンウエハの処理装置 | |
CN108028191B (zh) | 基板处理方法及基板处理装置 | |
JPS6373626A (ja) | 処理装置 | |
US6492284B2 (en) | Reactor for processing a workpiece using sonic energy | |
RU46446U1 (ru) | Устройство для очистки поверхности пластин | |
JP2008288541A (ja) | 枚葉式洗浄装置 | |
JP3088118B2 (ja) | 板状物処理装置および板状物処理方法ならびに半導体装置の製造方法 | |
GB2349742A (en) | Method and apparatus for processing a wafer to remove an unnecessary substance therefrom | |
JP2004096055A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
US20030196686A1 (en) | Gutter and splash-guard for protecting a wafer during transfer from a single wafer cleaning chamber and positioning such a wafer in this single wafer chamber | |
US6511914B2 (en) | Reactor for processing a workpiece using sonic energy | |
JP2006156919A (ja) | 有機被膜の除去方法及び除去剤 | |
KR20100060094A (ko) | 기판 이면 세정 방법 | |
KR20100046793A (ko) | 매엽식 기판 처리 장치 및 방법 | |
KR20160116476A (ko) | 반도체 웨이퍼 세정 장치 | |
JP2007059832A (ja) | 基板処理装置 | |
KR20230094092A (ko) | 웨이퍼 세정장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20081225 |