TW424001B - An apparatus for the electrostatic collection of contaminant particles from a substrate in semiconductor substrate processing equipment and a method for removing contaminant particles from the surface of a substrate - Google Patents
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Description
_ m η * Λα 24 001 - at B7 五、發明説明(i ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明槪略係關於一種使顆粒置於靜電埸下而由加工 環境去除顆粒之裝置及方法。特別本發明係關於一種於半 専趙基質處理系铳中由表面去除導轚性、半導題及介電顆 粒及經由使該等顆粒接受靜電場而由半専體基質表面去除 之装置及方法。 發明背景 於大型積體(LSI)*極大型積體(VLSI)及今日超大型 積體(ULSI)之包裝密度增高造成線寬逐漸縮窄,因而需要 超潔淨製程與製造加工區。基質污染顆粒對基質上方形成 的積體電路裝置完整性有不良影響。 半専體裝置通常係經由依次進行一系列加工步驟至半 専體基質之暴露面而製造。製程步驟典型包含於半等通材 科恰於暴露面下方植入離子*藉例如化學或物理蒸氣沈積 方法沈積薄膜於暴露面上•或蝕刻基質與沈積膜之特理部 分。此等製程通常係於氣密室内側於低於大氣壓之内部氣 壓下進行。 經濟部中央標準局員工消費合作社印11 開發與使用半導體製法之連續不斷的問題係為防止相 當大量顆粒沈檟於半専腥裝置上。此種問題特別難Μ解決 ,原因為難Μ檢測直徑僅數微米的顆粒存在且甚至更難Μ 確定微粒的來源或起因。當然有多種不同來源造成半導髖 製造時的微粒。 於半専體基質上製造積體電路之第一種或許是最重要 的因素之一為起始基質或薄片的晶相、物理與化學潔淨· 以及随後於整個製程維持此種潔淨條件。原料基質於拋光 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 4 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A7 -_!Z__ 五、發明説明(2 ) 後必需清潔去除拋光作桊殘留於基質上的任何殘餘物。完 全清潔與維挎潔淨條件,需要由基霣及加工環境去除微粒 物質、有攧薄膜及吸附金靨離子。大部分清潔基質之方法 爾將基質浸泡於液體浴或唄灑内。超音波攪動或刷洗乃另 —種清潔基質的方法。另一種清潔基質的方法為溫度蒸氣 鮏刻或低壓嗔鍍蝕刻。然而需小心避免清潔材料於基質表 面上留下微粒物質。也曾使用有機溶劑來清潔基質,但偶 爾於基質表面留下殘餘物。由於此等製程之相翮問題*高 純度水一般為氧化性酸蝕刻後之最末清潔步驟;俾去除由 於先前清潔步驟而於基質表面上殘留的任何有機物料。 對去除花紋及其他電路形成過程之沈積物料方面具有 成本價值之櫬械抛光方法的開發*導致需要去除堆積的漿 液及摁光副產物,作為卽刻裝置處理步睇►同時也作為原 科基質,亦即前膜層處理的最末步琢。此種摁光留下殘餘 物必霈由基質表面上完全去除。 基質表面污染物一般歸頬為無機或有機。無櫬原子雜 質如金、銅、鐵及鎂之重金屬,縮短半導體裝置壽命。此 等污染源包含化學品如拋光設備與介質,酸蝕刻劑及構成 處理設備本身的材質》蝕刻劑經常含有汚染物可能沈積於 基質上或已經由基質表面去除*或於想浮液中及可能再度 沈積於基質表面上。去除基於蝕刻劑污染物之方法係使用 含酸及錯合劑溶液來溶解重金屬並形成具污染物離子形之 可溶錯合物,因而防止污染物由清潔溶液鍍敷或再度沈積 於晶圓上。 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X 297公釐) n I» - 1 - - -t I - - - 1 ----- I an - - I— . - 、1 r -.. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 2 4 0 0 1 义 A7 _ B7 五、發明说明(3 ) 其他無櫬雜質如納及鉀之驗性離子對於電性能特別有 害,原因為此等離子可於電路裝置之矽/氧化物界面形成 活動電荷。於加工過程中或完成的装置内,活動霣荷由於 電埸或溫度改變可移動因而產生轉化層,漏電與装置不安 定。去除污染物之典型方法係化學性清潔或蝕刻半導體基 質表面。 有機污染物通常為光阻殘餘物油(指紋)及蠟(來自 抛光過程)通常吸附於基質表面,於此處干播隨後的蝕刻 及沈積步嫌因而造成瑕疵装置。此等污染物最佳係賴熱硫 酸(HeS0«)或氫氧化銨(NhOH)清潔溶液清潔基質而去除。 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 目前用於清潔半等體基質之化學性及機械性方法有某 些限制。首先大半限於淸潔基質原料*亦即尚未進行電路 製造步驟的基質。又甚至於加工完成後半導髖基霣仍未充 分潔淨而可加工成電子裝置。典型基質之前清潔僅去除基 質暴露於氧氣時的氧化物層。除氣過程通常僅由基質表面 孔去除氣體及蒸氣如水蒸氣而無法去除殘留於基質表面上 的顆粒。申請人發^目前可爾之設備或方法並無任一種可 由半導體基質表面上去除顆粒,而未去除與基質加工面作 物理接觸之化學劑,且無懸浮於清潔溶液内的類粒再度沈 積於基質上的風險。 此外一旦清潔妥基質置於裝置製造環境時*導電、半 導體與介電顆粒由於基質與設備的移動繼績產生,例如機 器手臂移動,長槽閥的開閉,支撐件的升降與其間的交互 作用。前述淸潔過程典型不與半導體加工環境相容而限於 本紙張尺度適用宁國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0 X 297公釐) 經濟部t夬標準局員工消费合作社印聚 4 2 4 0 0 1 v a? ______B7 五、發明説明(4 ) 加工室外使用。此外部分或完全形成装置暴露於大部分潔 淨計劃大半對所得装置性能及可靠性有害。目前並無任一 種可由半導體装置表面上有效去除半導髖装置製造過程中 產生的顆粒之方法,而未破壤或有害完全或部分形成的積 通電路,或可於半専趙装置加工瓖境下進行者。 因此仍需要一種可由加工糸统内部*由基質或由完全 或部分彤成的半導15装置表面去除污染顆粒之裝置及方法 •而未將其他污染物引進加工系統。希望此種裝置及方法 可於加工前由半導體表面去除所有粒狀導電物質包含重金 屬,所有粒狀半導體材料|及所有粒狀介電材料例如自由 亦即非與晶圓、矽等連縝。此外也希望有一種装置及方法 其可於進一步處理基質前*由半導體基質表面去除半専體 加工室内產生的顆粒,而未使基質暴露於周遭環境。 發明概述 本發明提供一種靜電收集污染顆粒之装置,係娌由設 有一片電極板,一層成形於電棰板表面之介電層*及以限 開88係定位有待清潔的基質表面及介電覆蓋金屬窜極板之 裝置•其中一個霣壓源介於電搔與基質間施加充分電壓電 位而進行污染顆粒由基質表面移動至霣極板。本發明之最 佳態樣中*顆粒係收集於板上較佳於介窜面上。 本發明也提供一種靜電收集污染顆粒之装置,包含一 個小室具有一涸安放基質於上方的基質接收面並填充以可 離子化氣體,一個安置於小室内且與小室電絕緣之電極板 ,其中一涸電壓源介於霉極與基質間施加充分電壓而使顆 本纸張尺度通用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) - I n - - ....... I -- n - = - - - -I ^^1 j -0 ' (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 42d〇〇1 B7 五、發明説明(5 ) n II Ϊ - - m ' --1 I i - --- -s ^^1 x« * _ X *言 - ·. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 粒由基質移動;及一層彤成於電極板表面上的介電曆•該 層具有充分厚度而可防止電子由該層上方的顆粒過度轉移 至電極板。最佳具體例中顆粒收集於電極板上較佳收集於 電極板上形成的介電層。 本發明又提供一種由基質表面去除污染顆粒之方法, 包括下列步驟··安置霄極及基質呈隔開關係;介於霣極與 基質間施加電位而介於其間胗成電位場:及由基質表面轉 移污染顆粒至霄極表面。 本發明又提供一種由基質表面去除污染頼粒之方法, 包括下列步驟:安置基質於小室内之基質接收面上•其中 小室含有一種可離孑化氣髀;介於電極與基質間提供電位 而形成電位埸;離子化該可離子化氣體;使用離子化氣體 撞擊污染顆粒而將鼋荷轉移至污染顆粒;及由基質表面移 動帶甯污染顆粒至電極。 圔示之簡單說明 參照附圖示例說明之具髁例更特地描逑前文簡短說明 的本發明將更詳细了解本發明的前述特點、優點及目的。 但箱了解附圖僅舉例說明本發明之典型具體例,因此 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 並非視為限制其範圍•本發明許可其他同等有效的具鼉例 〇 第1圈為處理半導體晶固之&工具之頂視_ ; 第2圏為具有靜電顆粒去除器安置於基質上之代表性 小室之剖面圖; 第3圖為第2圖之圓形靜電顆粒去除器之頂視圓; 第4圖為一對靜電顆粒去除器安置於基質兩側之部分 本紙張尺度適用中國國家標準(CISS ) Μ規格(210X2奵公釐) 4 2 4 0 0 1 ^ A? B7 五、發明説明(6 ) 剖面匾;及 第5圔為當晶圓接近基質支撐件時機械手臂上的晶圓 通遇長撺閥且於靜電顆粒去除器下方之部分頂視圓; 較佳具體例之詳细說明 本發明提供一種藉靜電吸引環境内的顆粒而使位在加 工瑁境内的電偏壓件而由加工環境去除顆粒的裝置及方法 。特別本發明提供一種經由使顆粒接觸靜罨埸,較佳未由 加工環境之氣黷形成電漿而吸引顆粒至基質以外的位置* 而由半導體基質表面及加工環境内去除導電性、半導霄及 介電顆粒之裝置及方法。顆粒係藉構成電場的偏廑件引離 基質表面,且較佳含於其表面直到系統關閉進行例行維修 為止。較佳靜電埸係由一或多涸具有任何可放置或通過接 近污染面或加工環境而吸引其中顆粒的大小與形狀的電極 提供。較佳基質支撐件接地。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之較佳實務中*鋰由將偏懕件放置緊鄰顆粒所 在的污染面上而使電荷施用於污染顆粒。較佳氣髓維持於 板與污染面間且至少部分氣體被表面與偏壓件間之電位離 子化。離子化氣體使導電及半専罨顆粒帶霣(容後詳述) 而促進専電及半導電顆粒由處理設備之污染面上被靜電掃 除至僱壓件上。偏壓件產生的靜電場於污染面上的介電顆 粒形成電雙極*因此可使介電顆粒由污染面靜電掃除至偏 壓件上。如此偏壓件可由加工環境去除導電、半導電及介 電顆粒•而未使污染面與顆粒去除介質接觸。 本發明之靜霄顆粒去除器可用於任何颳力*由極高壓 本紙張尺度適用肀國國家樣隼((:>15)六4規格(210/297公釐) 4 2 4 0 0] r^f A7 _B7 五、發明説明(7 ) r n n I- - - - ί -- -—ΤΊ —I- -I I I - I - - - — —1 n- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本s·) 至極低壓。但筲了解於特定電位下,由靜電場收集的導電 顆粒效率與大氣壓比較為更低壓(例如某些半導體製造法 使用的UT9托耳基本壓力)更大,原因為有更大量氣趙可 供離子化因而使顆粒帶電之故。然而效率減低撖小•即使 於近完美真空環境下,最終導電及半導電顆粒及介霄顆粒 被吸引至電極。 此外大半半専性顆粒無法完美導電*且放置於靜電場 下方時電荷具有稍微壜移或小的介電效應。此種電荷小a 移可使導電顆粒以頬似介電顆粒方式收集。因此根據本發 明導電及半導電顆粒之吸引非與雜$化氣體存在有鼷,但 以存在有離子化氣體較佳。 I. 導電及半導電污染物之吸引 經濟部令央樣準局員工消費合作杜印製 當存在有氣體雔子且撞擊小室内導電或半専電顆粒時 ,専電/半導電顆粒表面相闞離子於帶負電荷顆粒形成周 圍曆。然後帶負霣顆粒被吸引至帶正電電極。若電極之正 電壓充足•而顆粒相對其質量獲得充分負電荷來克服重力 Μ及任何可能存在於污染面上或小室內的相反靜電荷,則 顆粒將由污染面跳至電極。雖i&Jfe發明可於廣泛電壓操作 ,但較佳電歷係於約l,Q〇〇V( + )DC至約15,Q0QV( + )DC,最 佳電壓為約5,a〇QV( + )DC而電極與基質間之間隔約半时。 施加於霄極的電流較佳使^高-電阻電阻器例如一百萬歐 姆電阻器置於電壓源與罨搔間,而限制於约Q.5奄安。 II. 介電污染物之吸引 電極也可吸弓丨介霣顆從,原因為靜電埸内部的介電顆 10 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 424001 - A7 _B7_ 五、發明説明(8 ) 粒變成極化*具有帶負電區集中於毗鄰正電極的顆粒表面 而帶正霣區集中於距離帶正電電棰最遠的顆粒表面。由於 帶正電電極比較帶正霄表面更接近介電顆粒的帶負霣表面 *於帶正電電捶方向淨吸引至介電顆粒。若有待掃除(或 清潔)例如基質表面獲得若干小電荷*其Μ靜锺方向妨礙 顆粒遷移,則表面電荷可藉吹送鐮子化氣SI於表面上中和 。典型地加工小室配備有惰性氣體供應,如氬氣供應來提 供嗔鍍氣體至小室。毗鄰電極的鲺氣被毗鄰僱歷電極形成 的靜電場離子化。當氣體離子上的電荷接觴帶正電表面如 基質表面時,電荷釋放於電荷表面因而中和表面電荷。 經濟部中失標準局員工消費合作社印製 本發明之電掻較佳具有一靥形成於其至少一面上介電 層來防止被吸引的顆粒將其電荷轉移至電極而落回已綬被 清除的物件或小室内另一個表面上。介電層可被極化,帶 負電區集中接近導電性正電極•而帶正電區集中接近専電 霣極相對的介電層外表面。藉此方式,介電物質被覆電極 形成錚電場其可吸引専電、半導電及介電顆粒至其表面, 但介罨層之絕緣性質可防止顆粒轉移其電荷至電極板*结 果導顆粒與電極間的吸引力喪失。較佳介電層材料包含聚 醸胺例如得自德拉威卅威明頓之杜邦公司,商品名開普頓 (ΚΑΡΤ0Ν)可施用成1-2密耳薄片。電極較佳為専電金羼* 但其他材料於本發明之構造帶正電者也可於顆粒造成吸引 拉力。 III.於簇工具内收集顆粒 參照第1圖顯示加工基質之簇工具10之頂視圖。典型 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(2! 〇 X 297公釐) ,狀 Α7 Β7 五、發明説明(9 ) 地*基質係經由卡匣装載閛12引進簇工具10Κ及由其中取 出。具有葉片17之慊械人14位在簇工具10内使基質移動通 過簇工具。欉械人14典型地置於嫒衝室18内來介於卡匣裝 載閛12,除氣晶画取向小室20 *前清潔小室22,24以及冷 郤小室26間轉運基質。第二涸櫬械人28位在轉運小室30, 而使基質轉運至冷卻小室26及處理小室32或由其中轉捶出 。第1圆小室之特殊構造僅供舉例說明而非視為限制本發 明之用途。 典型地於簇工具10加工的基質由卡匣裝載閘12通至婊 衡小室18 ·於此處機械人14首先移動基質進入除氣小室20 然後進入前清潔小室2 2然後進入冷卻小室26 ^櫬械人28典 型地由冷卻小室26移動基質進入一或多個處理小室32·隨 後基質返回冷卻小室26。預期基質可从任何順序K 一或多 個小室加工處理或冷卻任何次數俾完成基質上期望構造的 製造。基質於加工處理後,由簇工具10移動通遇級衝小室 18然後至裝載閛12。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本發明之介m顆粒去除器較佳於任何一或多e位置合 併於簇工具,需了解去除器暴霣於加工環境,例如用來蝕 刻或沈積薄膜層的電漿嗔鍍材料及化學蒸氣,對去除器的 性能及壽命有害。較佳靜電顆粒去除器置於冷卻小室28内 部而於所裔基質加工步嫌前及後由基質去除顆粒。至於另 一例*靜電顆粒去除器可構成機械手蹵的一部分因而可瑁 鎳小室移動*小室内櫬械手臂連通而去除多個小室的顆粒 由支撺件及靜電夾頭表面去除顆粒。又另一例•靜電顆粒 12 i - -. I ] I I - - -I I ^^^1 I— ^^1. -- - 1^1 (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2IOX297公釐) 424001 A7 ____B7_ 五、發明説明(10 ) 去除器可用於埋衝小室18及轉運小室30内供於各個製程步 费前及各製程步驟間由基質去除顆粒。本發明使用之若干 特定具雔例容後詳述。 IV.靜霣顆粒去除器之特定具體例 第2圖所示本發明之具體例中,顯示代表性小室26之 剖面圖具有靜電顆粒去除器置於基質35上。小室26具有電 極34位置毗鄰或接近污染面35或瓌境33通過而去除頼粒例 如重金靥或介電材料。電極34彤成電子之電®放霣(e-)其 结合置於電極34與基質35間之氣體例如氤氣(Ar)而形成離 子例如氧氣離子(Αγ_)。雔子化氣艚移動通過小室並撞擊 小室表面上的顆粒,包栝半導通募質篆 子撞擊污染面及位在其上的顆粒程度可辞由和W於表面設 置電極34使電翬毗鄰基質3 5面產生離子而增高。通常較佳 電極34與表面間距不多於約二吋,最佳間距約半吋,雖然 具負電壓之電掻34靥於本發明之範圃,但通常用於去除等 霉及半導霣顆粒如重金屬較不佳•原因為比較帶負離子化 氣體更難以吸引帶正離子化氣涠的顆粒。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 小室包含舉升銷36供由機械手鹫舉高基質35 (示於第 1圓)及降低基質至基質接收面37。雖然小室元件通常較 佳故機械手臂可於加工開始前由加工室去除,但窬了解任 何可使基質通通靜電顆粒去除器3 4下方之装置或方法皆足 夠用於本發明。 正電壓源38经由高電阻電姐器31及導線39電連接至睜 電顆粒去除器34。専線39耦埋至導通件40較佳為不锈網製 13 I J 1— I 111- - —II I I 策!- 1 I ru -1 1· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙法尺度適用中國國家標準(CN'S ) A4規格(210X 297公釐) 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(U ) ,小室利用絕緣軸環44與小室26壁42電絕緣。然後袖環44 及導通件40藉固定環46固定於壁4 2而形成氣密封。此種通 過進枓配置為業界眾所周知。 導通小室40有一銷48延伸入小室26内與導電底件50耦 連。底件5 0較佳為鋁製。金靥電極板5 2較佳為不锈鋼製| 使用絕緣鉚釘54耦連至底件50。電極板5 2有個表面5 6被覆 有介電薄層5 5其厚度足夠防止電専通,較佳厚度低抵約 O.OG 5吋。介罨薄層55之較佳材質為於真空出氣最極低者 ,如前述聚醮胺類。 參照第3圖,顯示第2·之圓彤靜電顆粒去除器之頂 視圖。雖然罨極板52大體可成形為任何形狀,但典型地成 形為匹配接受加工處理的基質形狀,於半専體基霣之例典 型為圆彤。顯示底件50位置接近電棰板52中心,但可於表 面任何位置接觸電極板。較佳底件50及電掻板52賴絕緣_ 釘54至少以三俚間隔相等的徑向位置固定在一靼。 锥然較佳電極具有大體類似有待清潔的基質35之面積 及形狀*但需注意罨檯34之大小及形狀次要,只要基霣35 全面積接近電極34通過而顆粒可被®引至霣極即可。例如 電棰可呈毗鄰長镄閥5 0之窄長條形式•因此移動通過長檐 閥的基質35全面積可靠近電極3 4通過而去除顆粒。 另一具臛例中*多個電極設於一個加工小室内或整合 一體的多小室系統內,因此基質兩面位置毗鄺顆粒去除電 極而可被清潔。電極放置«布簇工具並毗海位在小室内的 基質頂面及底面而可由基質兩側去除顆粒包含位在基質背 II - I - Jn - II - t------- I It_ : -I (讀先閱颉背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS M4規格(210X 297公釐) 14 A7 4 24 001 B7 五、發明説明(12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 倒的顆粒。當基質放置靜電夾琴t顆粒可能於靜電夾頭表 面產生。靜電夾頭上顆粒可於基質由靜電夾頭離開時吸引 至基霣背俩,其經由使用基質背側作為顆粒載暖有助於由 靜電夾頭本身去除顆粒。靜電夾頭用於半導體處理小室固 定®半導«基質於小室结構件上•例如基質支撐件或台座 上0 靜電夾頭典型地至少包含一層介電層及一個電極其可 位在小室支撐件上或構成小室支撐件的整合一體部件。半 等通基質放置於介電層接觸*直流電壓置於電極產生靜電 吸力而抓住基質於夾頭上。靜電夾頭特別可用於真空加工 環境,其中介於低壓小室與夾頭表面可建立最大差壓其不 足以牢固抓住基質於夾頭& *或希望以機械方式夾住基質 於夾頭。有轚壓源連接的靜電夾頭可吸引小室内存在的介 電與導電顆粒包含存在於基質上或小室內產生者。此等顆 粒當吸引至基質背側,亦即基質位置牴靠靜電夾頭該側時 於基質背側通過去除器將由晶圓靜電夾頭環境去除。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 參照第4圖顯示置於基質35兩側之一對顆粒去除器52 ,58之部分剖面圖。機械人葉片62固定基質35於上方並通 過電極板52,58間;二板各自具有一層介電層形成於面對 基質的表面64 · 66。電極板52 * 58各自電耦達至共通或分 開的電壓源68, 70。如前就單一電極裝置所述例如第2圖 所示,各個電極板52 » 58於箭頭74方向由晶圓表面吸引導 電、半専電及介霣顆粒72。 根據本發明之另一態樣*位在簇工具一小室内的顆粒 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準爲員工消費合作社印家 乙‘ A7 _B7_ 五、發明説明(13) 去除器34(參見第2圖)可用來使活動件有效帶電,例如 基質、櫧械人葉片(參見第1圖)或搭接於葉片的去除器 有效帶電*因此當活動件位置毗鄰靜電夾頭或簇工具内其 他區時,存在於表面上顆粒被吸引至活動件。收集有顆粒 的活動件由小室内退出並移動通過位在簇工具内電極使顆 粒收集於電極上或共同由簇工具去除。活動式靜電顆粒去 除器必需提供有效靜電場•來克服頼粒與靜電夾頭間的吸 引力*因此顆粒可被吸靜離電夾頭至顆粒去除器上。較佳 施加於靜電夾頭之電壓歸零绠歷一段時間*同時活動式靜 電顆粒去除器位置毗鄰靜電夾頭表面形成靜電埸可吸引來 自靜電夾頭的顆粒。甚至可瞬間反轉靜電夾頭霣懕而去除 任何殘餘電荷*使顆粒與靜電夾頭間的吸力減至最低。 參照第5圖*顧示機械手资84之晶圓8 2之部分頂視圓 |機械手臂之位置通過長榷閥86並於靜電顆粒去除器88下 方,而晶固82接近位在真空顆粒92之基質支撐件90。顆粒 去除器88為窄條跨距寬度足夠由整個晶画面收集顆粒。當 晶圆82通過電極88下方時*顆粒首先由晶圓前區94 (相對 於支撐件90)收集|然後當晶圃82前進入小室92時*由中 區9 6及後區96收集顆粒。箱了解額外電極需置於長槽閥86 下方,而以相同方式由基質底側去除顆粒》 本發明之另一具體钶中,固定式靜電顆粒去除器之電 極板34置於蔟工具10 (示於第1圓)内位在基質35藉櫬械 人14, 18手臂移進及移出簇工具10内部多個小室而由多涸 表面例如基質表面去除顆粒。當镧械手臂將基質35由裝載 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 16 — ill. ^^^1 - - 1 ! ,- n^— ^^^1 1 ^^^1 nn ^^^1τ·ν (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 424 001 A7 B7 五、發明説明(1〇 閘12轉移至蔟工具10内部具有靜電顆粒去除器位置時,基 質35直接位在電極板34下方一段距離經歷短至一分鐘》長 達基質移動通過蔟工具之方便時間,而由基質表面去除顆 粒。當顆粒由基質表面去除後,櫬械手臂將基質35轉至另 一小室供進一步加工處理。 較佳櫬械手臂由絕緣材料例如陶瓷製成,或其上方肜 成一廇介罨層,及空的及/或空轉櫬械手资可定期通過電 極板下方去除顆粒並於欐械人葉片建立電荷而使機械人莱 片可吸引整届系統的顆粒。帶電拥械人葉片連績吸引簇工 具整個位置的顆粒,此處葉片移動。至於另一例機械人葉 片可於靜霣夾頭表面上移動,用於某些用途確保基質固定 於加工位置。靜電夾頭表面典型地藉偏壓形成靜電場可吸 引及固定基質於夾頭•結果容易收集顆粒。帶電槲械人葉 片由靜電夾頭表面吸引顆粒因而清潔其表面。藉此方式, 葉片作為移動式顆粒去除器而去除整個加工設備的顆粒。 機械人葉Η通過電極板34下方清潔,電極板具有足夠靜電 力來克服葉片上的靜電荷並舉升葉片收集的顆粒。 V.由電極去除顆粒 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 施於霉極34的霄懕較佳維持而吸引顆粒•直到多數基 質被加工處理並移動至由電極釋放的顆粒不畲再度沈稹於 加工設備或其中基質上的位置為止。較佳施於電極34之電 壓維持至基質加工設備或簇工具之其他組件闞閉為止。可 能電極可於整個期間便用,無需清潔,特別於基質上及加 工環境内產生的粒狀污染物檯少時。 17 ----^---;---- 装------訂 * - (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 424 001A7 _B7___ 五、發明説明(I5 ) 較佳霣極本身定期清潔,例如放置一塊儀牲基質或收 集盤於霄極34下方及移動、減少或反轉沲於電極的霉屋來 使顆粒由電極34釋出並吸引顆粒至播牲基質或吹集盤。較 佳收集盤帶電因而施加吸引力於顆粒上足夠克服正電極表 面之任何殘餘電荷。顆粒已經轉移至收集盤後,盤由小室 取出及清潔。預期霣棰34也可定期以化學或櫬械方式清潔 •而去除堆稹的顆粒及減少系統内污染可能。 雖然前文係根據本發明之較佳具髁例*但無滞背離基 本範圍可做出本發明之其他及進一步具趙例。本發明之範 圃係由後文申請專利範園界定。 (請先聞讀背面之注意事項再镇寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 18 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 424 001 ·* A7 B7 五、發明説明(M ) 元件標號對照 10 _ ...簇工具 46. •..固疋環 12 · ...卡匣装載閘 48. …銷 14 28----機械人 50 · ...底件 17. ...葉片 52 * 58____電極板 18. ...鑀衡小室 54 · ...絕緣铆釘 20 ‘ ...除氣晶圓取向小室 55. ...薄介電層 22, 24 ....前清潔小室 62 . ...機械人葉片 26 . ...冷卻小室 64 * 6 6 ....表面 30 . ...轉運小室 68 * 70----電壓源 31 . ...電阻器 72 . ..·顆粒 32 . ...處理小室 74. ...箭頭 33 · ...環境 82 · ...晶圓 34. ..·電極 84 ...機械手臂 35 · ...污染面,基質 86 . ...長槽閥 36. ...舉升銷 88. ...靜電顆粒去除器•電極 37 . ...基質接收面 90 . ...基質支撐件 38. ..,正電壓源 92. ...真空小室 39 . ...導線 94 . ...前區 40 . ...導通件 96. ...中區 42. …壁 98. ...後區 44. ...絕緣軸環 -I - - - i - 1-^^/ - -----^^1 m-----I 1 I 为 ,T - ' i {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 19
Claims (1)
- 424 ΟΟΨ 3.15 Α8 Β8 C8 D8 六 爹煩 -Μ青 十委β明 ^89.,『年 ;ί Ί ? Η 仔 jl 月 s所 提 之 ?二 申請專利範圍 第86101205號專利申請案申請專利範圍修正本 修正日期:89年3月 一種由半導體基質加工設備之表面靜電收集污染顆粒 的裝置,其包含: a)—電極板’其電連接至一電壓源; c)一介電層,其被形成於該電極板表面;以及 句一定位件’其係提供該表面與該電極板之間的隔 開關係,其中該電壓源在該電極與該表面之間施加足 夠電壓,俾由該表面收集污染顆粒。 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該表面為基質表 面。 如申請專利範圍第2項之裝置,其中該定位件包括一 個將基質接近電極板通過的機械手臂。 如申凊專利範圍第2項之裝置,其中該定位件包括一 個位置础鄰且大體平行電極板之基質接收面及一個安 置基質於基質接收面的機械手臂。 如申清專利範圍苐2項之裝置,其中該定位件包括一 個基質接收面及一個具有電極板安裝其上的機械手 臂,该基質接收面接收基質於其上,該機械手臂將金 屬電極板通入與基質面呈隔開關係。 如申請專利範圍第]項之裝置,其中該電極板為一在 外表上設有一介電層的金屬電極。 一種用以靜電收集污染顆粒之裝置,其包含: a)—個小室,其中含有一種可離子化氣體’並具有 1. 3. 15 2. 3. 4. 5. 6, 7· 本紙張尺度適吊中國國家標準(CNS)A4規格(ΙΠϋ X 297公复) --------------果 -------訂----------線 {請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 申請專利範圍 供文置基質於其上的基質接收面; b) —電極’其位於該小室内,且與該小室呈電絕緣, 該電極電連接至電壓源,其中該電壓源施加足夠電壓 而可從該小室收集污染顆粒;及 c) 一位於該電極表面上的介電層,該層具足夠厚 度,以防止電子由被收集之帶電顆粒轉移至該電極 板。 8'如申請專利範圍第7項之裝置,其中該介電層具有位 置毗鄰且大體平行基質的表面。 9·如申請專利範圍第7項之裝置,其中該電極表面包含 一個機械人葉片表面。 1〇.如申請專利範圍第8項之裝置,其中該電極為金屬板。 11. 如申請專利範圍第7項之裝置,其又包括一個長槽間 供安置基質於小室内》 12. 如申請專利範圍苐7項之裝置,其中該介於電極與基 質間之電壓為约】,〇〇〇至约15,〇〇〇伏。 13,如申請專利範圍第7項之裝置,其中該介於電極及晶 圓間之電壓電位為約5,〇〇〇伏。 M, 一種闬以由一基質之表面移除污染顆粒的方法’其包 含有下列步驟: a) 將一電極與一基質呈間隔關係放置; b) 在該電極與該基質之間施加一電位,以形成靜電 場;以及 c) 污染顆粒由該基質表面轉移至該電極。 οο 4 2 4 α A8B8C8D8 六、申請專利範圍 15·如申請專利範園第14項之方法,其中該電極包括被覆 以介電材料之一片金屬電極板。 16. 如申請專利範圍第14項之方法,其又包含有下列步 驟: d) 離子化介於電極與基質間之空間的氣體;以及 e) 撞擊污染顆粒與離子化氣體將電荷轉移至污染顆 粒。 17. 如申請專利範圍第14項之方法,其中介於電極與基質 間之電位為約1,〇〇〇伏至約15,〇〇〇伏。 18. 如申請專利範圍第M項之方法,其中該電極含於小室 内。 19. 一種用以由一基質表面移除污染顆粒之方法,其包含 有下列步驟: a) 將一基質放置於位在小室内之基質接收面上,其 中該小室含有一種可離子化氣體; b) 在該電極與該基質之間提供一電位,以形成一靜 電場; c) 離子化該可離子化氣體; U令該可離子化氣體撞擊污染顆粒,俾將一電荷轉 移至污染顆粒;以及 Η令帶電污染顆粒由該基質表面移動至該電極。 20. 如申請專利範圍第19項之方法,纟中該電極包括一片 金屬電極板具有一個位置毗鄰且大體平行基質接收面 t 的表面^ ΐ紙張尺度適用中國國家標準規格(21〇 χ 297公釐) ------- -22- ---- 4!-東---II I--訂· -----•線 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 4 24 001 0"-:-^匕--'--";,>-^^ f j f 令^. ..~·ί:Γ 申請專利範圍 21.如申請專利範圍第19項之方法,其中該介於電極與晶 圓間之電位為約1,〇〇〇至約6,〇〇〇伏。 22_如申請專利範圍第19項之方法,其中該介於電極與晶 圓間之電位為約5,000伏。 23·如申請專利範圍第〗9項之方法,又包括下列步驟: 0由小室取出基質; g) 將集塵盤放置於基質接收面上; h) 消除電位而由電極釋放污染顆粒; i) 收集污染顆粒於集塵盤内;以及 j) 由小室取出集塵盤及顆粒。 24. —種用以將污染顆粒收集於一簇工具之方法,其包含 有下列步驟: a) 於一絕緣件上提供一個電荷: b) 於該簇工具内移動帶電之絕緣件; c) 於該镇工具内收集污染顆粒至帶電絕緣件上。 25·如申請專利範圍第24項之方法,其中該絕緣件為機械 人組件。 26·如申請專利範圍第25項之方法,其中該機械人組件為 機械人葉片。 如申請專利範圍第2 6項之方法,其又包括機械人葉片 通過鎮工具内部接近電極而使機械人葉片帶電之步 驟。 如申請專利範圍第26項之方法,其又包括機械人葉片 通過箱工具内部接近電極而清潔機械人葉片之步驟。 27 28 本紙張尺度適用中國®豕標準(CNS)A4規格(2】0 χ 297公发) i If lull! i — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --線. •23 -申請專利範圍 29.如申請專利範圍第26項之方法,其又包括機械人葉片 4 24 001 Μ 3. is -j .> 通過靜電夾頭附近而去除靜電夾頭表面上的顆粒。 3〇_ —種用以由半導體加工設備之内部區域移除微粒之裝 置,其包含: a) —個收集件; 其被連接至該收集件;以及 其供用於將該收集件定位於該小室 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) b) —個偏壓件 c) 一個定位件 設備内部。 31·如申請專利範圍第3〇項之裝置,其中該收集件為固定 件D 32‘如申請專利範圍第3〇項之裝置,其中該收集件可於加 工處理設備内移動。 33. 如申請專利範圍第32項之裝置,其中該加工處理設備 包含至少一個轉移小室,一個處理小室,及一個基質 處理件,其定位成可介於轉移小室與處理小室間移動 基質,及該定位件係提供於處理件上。 34. 如申請專利範圍第33項之裝置,其又包含一個支撐 件,於支撐件上接收基質及該定位件具有至少第一位 1' η 置可定位收集件毗鄰支撐件及遠離支撐件的第二位 置。 35. 如申請專利範圍第34項之裝置,其中該支撐件包含一 個抓住基質至支撐件的靜電吸引件。 合 作 社 iu 本紙張及度適用中國國豕標準(CNS)A'l規格(210 X 297公ίέ ) -24*
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