TW201732913A - 基板洗淨方法 - Google Patents
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Abstract
一種基板洗淨方法，係在腔室內，一面使噴嘴部移動且使被處理基板旋轉，一面將藉由對噴嘴部供給團簇生成用之氣體所生成的氣體團簇，從噴嘴部照射至被處理基板而洗淨被處理基板，具有：藉由特定條件之第1洗淨處理而除去被處理基板上之初始之微粒的工程；和之後，對被處理基板進行一次以上的較第1洗淨處理短時間之洗淨條件的第2洗淨處理之工程。
Description
本發明係關於照射氣體團簇而洗淨基板的基板洗淨方法。
在半導體製造工程中，微粒附著於半導體基板(半導體晶圓)成為左右製品之良率的大要因之一。因此，在對基板進行特定處理之前或之後，進行用以對基板除去微粒之洗淨處理。
在半導體製造工程中，作為除去附著於基板之微粒的技術，以往採用2流體洗淨，或使用Ar或N2等之氣溶膠洗淨，但是該些之技術難以對應於近來的半導體裝置之微細化。
於是，作為即使在微細之圖案內亦能夠洗淨之裝置，注目有使用氣體團簇之基板洗淨裝置(例如，專利文獻1~3等)。
氣體團簇係藉由將高壓之氣體噴出至真空中，且利用隔熱膨脹將氣體冷卻至凝縮溫度，氣體之原子或分子之一部分藉由凡得瓦力凝聚而被形成者。
[專利文獻1]日本特開2013-026327號公報
[專利文獻2]日本特開2015-026745號公報
[專利文獻3]日本特開2015-041646號公報
但是，在使用如此之氣體團簇之基板洗淨裝置中，已明白在洗淨處理中從基板被除去之微粒或暫時附著於腔室壁之微粒會再附著於基板。要求附著於基板之微粒的個數極少，期待再附著之微粒的數量也盡可能減少。
本發明之目的係提供於使用氣體團簇而進行基板洗淨之時，可以抑制微粒再附著於基板之基板洗淨方法。
若藉由本發明時，提供一種基板洗淨方法，係在腔室內，一面使噴嘴部移動且使被處理基板旋轉，一面將藉由對上述噴嘴部供給團簇生成用之氣體所生成的氣體團簇，從上述噴嘴部照射至上述被處理基板而洗淨被處理基板，該基板洗淨方法具有：藉由特定條件之第1洗淨處理而除去被處理基板上之初始之微粒的工程；和之後，對上述被處理基板進行一次以上的較上述第1洗淨處理短時間之洗淨條件的第2洗淨處理之工程。
以將被處理基板之溫度控制成較上述腔室之壁面之溫度高為佳。
以於開始或結束從上述噴嘴部吐出氣體之時，將上述噴嘴部之位置設為被處理基板上為佳。再者，以於開始從上述噴嘴部吐出氣體之時，進行減少最初之流量而逐漸增加流量之緩起步，於結束從上述噴嘴部吐出氣體之時，進行逐漸降低流量的緩停止為佳。
以於進行上述第1洗淨處理之時，預先根據以檢查部檢查被處理基板上之微粒的檢查結果，作成由被處理基板上之微粒之尺寸及分布所構成的微粒對映圖，配合微粒尺寸而調整氣體團簇之照射條件，同時對附著微粒之位置照射氣體團簇為佳。
若藉由本發明時，由於藉由特定條件之第1洗淨處理除去被處理基板上之初始之微粒之後，對上述被處理基板進行一次以上的較第1洗淨處理短時間之洗淨條件的第2洗淨處理，故可以使再附著於基板之微粒的數量顯著減少，可以抑制微粒再附著於基板。
1‧‧‧腔室
4‧‧‧旋轉台
5‧‧‧旋轉軸
6‧‧‧馬達
7‧‧‧升降機構
10‧‧‧噴嘴部移動構件
13‧‧‧噴嘴部
32‧‧‧排氣口
33‧‧‧排氣配管
34‧‧‧真空泵
50‧‧‧控制部
100‧‧‧基板洗淨裝置
110‧‧‧凹部
120‧‧‧微粒
200‧‧‧晶圓檢查部
W‧‧‧半導體晶圓
圖1為表示可以進行本發明之基板洗淨方法的基板洗淨裝置之一例的剖面圖。
圖2為用以說明噴嘴部藉由旋轉臂在晶圓上旋轉之狀態的俯視圖。
圖3為示意性表示對晶圓之電路圖案用之凹部內照射氣體團簇之狀態的剖面圖。
圖4為表示於從洗淨處理前之狀態到最初之洗淨處理之時由於再附著增加的微粒數之比例(再附著率)的圖示。
圖5為表示進行2次及4次洗淨處理之後的微粒再附著率的圖示。
圖6為表示附著微粒後之經過日數和微粒除去率之關係的圖示。
圖7為表示附著後之經過時間長之微粒的附著力分布和氣體團簇之除去力分布的關係之圖示。
圖8為表示附著後之經過時間短之微粒的附著力分布和氣體團簇之除去力分布的關係之圖示。
圖9為表示與本發明之一實施型態有關之基板洗淨方法之流程圖。
以下參照附件圖面針對本發明之實施型態進行說明。
圖1為表示可以進行本發明之基板洗淨方法的基板洗淨裝置之一例的剖面圖。
基板洗淨裝置100係用以對進行CVD或濺鍍等之成膜處理或蝕刻等之真空處理之前或之後的被處理基
板，進行洗淨處理者。基板洗淨裝置100係和進行上述真空處理之複數的真空處理裝置，同時連接於集束型多腔室系統之真空搬運室。
該基板洗淨裝置100具備區劃用以進行洗淨處理之處理室的圓筒形狀之腔室1。在腔室1之側面，設置用以進行作為被處理基板之半導體晶圓(以下，僅記載為晶圓)W之搬入搬出的搬運口2，在搬運口2設置有用以進行搬運口2之開關的閘閥3。搬運口2被連接於多腔室系統之真空搬運室，藉由被設置在真空搬運室之搬運裝置而搬入搬出晶圓W。
在腔室1內之底部中央，設置有作為被處理基板之晶圓W在水平姿勢下被載置的旋轉台4。旋轉台4係經由旋轉軸5連接馬達6，馬達6係藉由升降機構7而升降。依此，旋轉台4被旋轉及升降。腔室1之底部和升降機構7之間藉由密封構件8被密封。旋轉台4具有從中心延伸之3根(在圖中為兩根)之機械臂4a，在機械臂之外端部具有晶圓支撐部4b。
在旋轉台4之上方，設置有用以對晶圓W照射氣體團簇之噴嘴部13。噴嘴部13在被載置於旋轉台4之晶圓W上移動。如圖2所示般，噴嘴部13藉由噴嘴部移動構件10轉動。噴嘴部移動構件10具有旋轉軸部10a，旋轉臂10b，噴嘴部13被安裝於旋轉臂10b之前端。而且，藉由無圖示之驅動機構，以旋轉軸部10a作為轉動軸而與旋轉臂10b同時使噴嘴部13轉動。另外，在
圖1中，省略噴嘴部移動構件10之圖示。
在噴嘴部13，經被設置在噴嘴部移動構件10之內部的配管(無圖示)而被供給洗淨用之氣體(團簇生成用之氣體)。
噴嘴部13係用以從壓力較腔室1內之處理氛圍高的區域朝向腔室1內之晶圓W吐出洗淨用之氣體，利用隔熱膨脹生成作為洗淨用氣體之原子或分子之集合體的氣體團簇者。被生成的氣體團簇係朝向晶圓W幾乎垂直地被照射。
在腔室1之底部設置有排氣口32，在排氣口32連接有排氣配管33。在排氣配管33設置有真空泵34，藉由該真空泵34腔室1內被真空排氣。腔室1內之真空度能夠藉由被設置在排氣配管33之壓力控制閥35而進行控制。藉由該些構成排氣機構，依此腔室1內保持為特定之真空度，同時將除去的微粒排出至腔室1外。
基板洗淨裝置100具有控制基板洗淨裝置100之各構成部的控制部50。控制部50具有控制基板洗淨裝置100之氣體的供給、氣體之排氣、旋轉台4之驅動控制等的具有微處理器(電腦)之控制器。於控制器連接有操作者為了管理基板洗淨裝置100進行指令之輸入操作的鍵盤，或使基板洗淨裝置100之運轉狀況可視化而顯示之顯示器等。再者，於控制器連接有儲存處理配方或各種資料庫等之記憶部，且該處理配方係用以利用控制器之控制實現基板洗淨裝置100中之處理的控制程式或用以因應於處
理條件而使基板洗淨裝置100之各構成部實行特定之處理的控制程式。而且，因應所需，藉由從記憶部叫出任意之配方而使控制器實行，在控制器之控制下，進行在基板洗淨裝置100中的期望之洗淨處理。
再者，控制部50也輸入藉由被搭載於多腔室系統之晶圓檢查部200所進行之晶圓W之檢查結果。晶圓檢查部200係檢測出附著於洗淨處理前之晶圓W之微粒的尺寸或微粒之附著位置等，例如以使用正反射光或散射光之光學式或電子束式之表面缺陷檢查裝置而構成。控制部50也能夠根據來自晶圓檢查部200之資訊而控制基板洗淨裝置100之洗淨處理。
接著，針對如上述般構成之基板洗淨裝置中之基板洗淨方法進行說明。
首先，開啟閘閥3而經搬入搬出口2而將作為被處理基板之晶圓W搬入至腔室1內，藉由旋轉台4之升降，在旋轉台4載置晶圓W。接著，開始從噴嘴部13吐出氣體，在形成氣體團簇之時點，開始對晶圓W照射氣體團簇。此時，氣體吐出之開始位置在晶圓W上為佳。當使噴嘴部13位於晶圓W之外側而開始吐出氣體時，氣體或氣體團簇揚起腔室1之底部之微粒而增加了微粒之再附著。再者，氣體開始流動係設為以減少流量而逐漸地增加流量之緩起步為佳。
而且，將晶圓W之周緣部設為氣體團簇之照射開始位置，藉由一面照射氣體團簇一面使旋轉臂10b旋轉，使照射位置移動。此時，藉由旋轉台4，以例如20~200rpm之旋轉速度使晶圓W旋轉。如此一來，藉由邊使晶圓W旋轉邊使噴嘴部13移動，對晶圓W之表面全體照射氣體團簇。
如圖3所示般，從噴嘴部13被照射之氣體團簇C朝向晶圓W幾乎垂直地被照射，進入晶圓W之電路圖案用的凹部110內。而且，凹部110內之微粒120藉由氣體團簇C或因氣體團簇與晶圓W衝突而分解的氣體團簇之構成分子，被吹散而除去。
氣體團簇之照射位置即使連續性移動亦可，即使間歇性移動亦可。如此一來，藉由邊使晶圓W旋轉，邊使噴嘴13例如從晶圓W之一方之周緣通過中心而移動至另一方之周緣，結束一次掃描。此時，當加快噴嘴部13之移動速度時，噴嘴部13之一次掃描時間變短，當降低噴嘴部13之移動速度時，噴嘴部之一次掃描時間變長。
於結束氣體團簇照射後，停止氣體，但氣體之停止位置以在晶圓W上為佳。當使噴嘴部13位於晶圓W之外側而停止吐出氣體時，至停止為止之期間氣體或氣體團簇揚起腔室1之底部之微粒而增加了微粒之再附著。再者，氣體結束流動以逐漸降低流量而進行緩停止為佳。
另外，被供給至噴嘴部13之洗淨用氣體即使
藉由升壓器般之升壓機構使供給壓力上升亦可。再者，即使設置用以除去氣體中之雜質的過濾器亦可。
如上述般於對晶圓W照射氣體團簇C而進行晶圓W之洗淨處理之時，有從晶圓W被除去的微粒或暫時附著於腔室壁之微粒會再附著於晶圓W之問題。要求附著於晶圓W之微粒的個數極少，期待盡可能抑制再附著微粒的數量。
為了抑制再附著微粒，相較於增長初始之洗淨處理，以於初始之洗淨處理之後，再次進行一次以上藉由氣體團簇所致的短時間之洗淨處理為有效。
針對該點加以具體說明。
圖4為表示於從洗淨處理前之狀態到最初之洗淨處理之時由於再附著增加的微粒數之比例(再附著率)的圖示，按微粒之大小不同表示其分布。上層係朝排氣逆方向掃描噴嘴部13之情況，下層為朝排氣方向掃描噴嘴部13之情形。如該圖示所示般，可知無論在任一情況下，進行一次洗淨處理之後的微粒之再附著率較10%小。即是，藉由一次之洗淨處理再附著於與一開始存在之位置不同的位置之微粒的數量成為一開始之微粒的數量之1/10以下。再者，如圖5所示般，進行2次及4次洗淨處理之後的微粒之再附著率分別為0.07%及0.01%。由此被認為當重複n次洗淨處理時，此時之再附著微粒之數量減少至(1/10)n以下。
另外，微粒如圖6所示般，附著後之經過時
間越增加，洗淨之時的除去率越下降。此係經過時間越長，微粒越牢固地附著之故。因此，為了除去經過時間長的微粒，需要高的能量，此時之微粒的附著力分布與氣體團簇之除去力分布之關係如圖7所示般。即是，對附著力高之微粒持有足以除去之力量的氣體團簇的數量少。因此，需要長時間之洗淨處理。對此，由於經過時間短的微粒未牢固地附著，故如圖8所示般，持有除去微粒之力量的氣體團簇之數量變多。因此，可以在短時間之洗淨處理中除去。再附著微粒由於係經過時間非常短的微粒，故被認為能夠在極短時間除去。相反地，為了除去再附著微粒即使增長處理時間其效果也小。
藉由上述，為了抑制再附著微粒，以於以事先設定之特定條件進行附著於晶圓W上之初始之微粒之洗淨處理之後，進行一次以上較此更短時間的洗淨處理為有效。
於是，在本實施型態中，如圖9之流程圖所示般，首先進行在特定條件之第1洗淨模式中的第1洗淨處理(步驟1)而除去晶圓W上之初始的微粒之後，進行一次以上在較此更短時間之洗淨條件的第2洗淨模式中之第2洗淨處理(步驟2)。
具體而言，如上述般，當加速噴嘴部13之移動速度時，噴嘴部13之一次掃描時間變短，當降低噴嘴13之移動速度時，由於噴嘴部之一次掃描時間變長，故在步驟1之第1洗淨模式中，降低噴嘴部13之移動速
度，且增快步驟2之第2洗淨模式中之噴嘴部之動作速度。
在第2洗淨處理中，主要係再附著微粒被除去，藉由進行一次以上該第2洗淨處理，可以減少再附著微粒，並可抑制微粒再附著於基板。尤其，因藉由重複特定次第2洗淨處理，可以在每一次處理使再附著微粒逐次減少1/10以下，故可以使最終的再附著微粒之數量成為極少。在此情況下，可以先掌握能夠除去再附著微粒的洗淨時間，使第2洗淨模式之時間盡可能成為短時間而增加次數，依此可以更提高再附著微粒的減少效果。
再者，以藉由在旋轉台4設置調溫機構等，將晶圓W之溫度控制成較腔室1之壁面之溫度高為佳。依此，藉由產生的熱泳動力，可以抑制浮游微粒附著於晶圓W，並可以更有效果地減少再附著微粒數量。
於進行除去初始之微粒的第1洗淨處理之時的第1洗淨模式之條件，係根據事先以晶圓檢查部200檢查的結果，藉由控制部50被設定。此時，在控制部50中，以根據藉由晶圓檢查部200進行的晶圓W上之微粒的檢查結果，作成由晶圓W上之微粒之尺寸及分布所構成的微粒對映圖，配合微粒尺寸而調整氣體團簇之照射條件，同時對附著微粒之位置定點地照射氣體團簇為佳。依此，可以改善初始洗淨模式之洗淨中之微粒的除去率。
以上，雖然針對本發明之實施型態進行說明，但是本發明並不限定於上述實施型態，能夠在本發明之思想範圍內做各種變形。例如，在上述實施型態中，雖然例示在基板洗淨裝置中藉由旋轉使噴嘴部移動之情況，但是即使噴嘴部為直線移動者亦可。再者，被處理基板並不限定於半導體晶圓，使用於液晶顯示裝置等之FPD(平面面板顯示器)的玻璃基板，或陶瓷基板等之其他基板當然亦可以適用本發明。
Claims (5)
- 一種基板洗淨方法，係在腔室內，一面使噴嘴部移動且使被處理基板旋轉，一面將藉由對上述噴嘴部供給團簇生成用之氣體所生成的氣體團簇，從上述噴嘴部照射至上述被處理基板而洗淨被處理基板，該基板洗淨方法具有：藉由特定條件之第1洗淨處理而除去上述被處理基板上之初始之微粒的工程；和之後，對上述被處理基板進行一次以上的較上述第1洗淨處理短時間之洗淨條件的第2洗淨處理之工程。
- 如請求項1所記載之基板洗淨方法，其中將被處理基板之溫度控制成較上述腔室之壁面之溫度高。
- 如請求項1所記載之基板洗淨方法，其中於開始或結束從上述噴嘴部吐出氣體之時，將上述噴嘴部之位置設為被處理基板上。
- 如請求項1所記載之基板洗淨方法，其中於開始從上述噴嘴部吐出氣體之時，進行減少最初之流量而逐漸增加流量之緩起步，於結束從上述噴嘴部吐出氣體之時，進行逐漸降低流量的緩停止。
- 如請求項1所記載之基板洗淨方法，其中於進行上述第1洗淨處理之時，預先以檢查部檢查被處理基板上之微粒，根據其檢查結果，作成由被處理基板上之微粒之尺寸及分布所構成的微粒對映圖，配合微粒尺 寸而調整氣體團簇之照射條件，同時對附著微粒之位置照射氣體團簇。
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2016
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- 2016-11-25 TW TW105138890A patent/TW201732913A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI829726B (zh) * | 2018-08-07 | 2024-01-21 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 基板處理裝置之微粒去除方法及基板處理裝置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017094389A1 (ja) | 2017-06-08 |
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