TWI419248B - Cleaning apparatus and cleaning method for semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

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TWI419248B
TWI419248B TW098125137A TW98125137A TWI419248B TW I419248 B TWI419248 B TW I419248B TW 098125137 A TW098125137 A TW 098125137A TW 98125137 A TW98125137 A TW 98125137A TW I419248 B TWI419248 B TW I419248B
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Description

半導體製造裝置之洗淨裝置及洗淨方法
本發明係關於一種清洗半導體製造裝置的半導體製造裝置之洗淨裝置及洗淨方法，其中，該半導體製造裝置係用以處理半導體晶圓等而製作半導體元件。
習知技術中，半導體元件之製造步驟中係使用半導體製造裝置來處理半導體晶圓等基板而製作半導體元件。該等半導體製造裝置(如成膜裝置或蝕刻裝置)於處理該半導體晶圓等之處理室内等處會有由於進行該處理導致堆積物或微粒等汚染的情況。因此，於保養等時便會進行該半導體製造裝置之洗淨作業。
如前述半導體製造裝置之洗淨係使用乙醇等並藉由布巾擦拭，或乾擦拭等方式來由作業員手動進行作業為主。又，將組件拆下洗淨之情況，已知可藉由氣體噴射洗淨或超音波洗淨來進行洗淨的方法(例如專利文獻1)。
【專利文獻1】日本特開第2003-273078號公報。
如前述，一般係使用不織布擦拭等來進行半導體製造裝置之洗淨。但是，由於該等洗淨方法因為係以手動作業來進行擦拭，故依不同作業者會產生洗淨效果上的差異，而存在難以獲得穩定洗淨效果之課題。又，就裝置内手無法觸及之場所或微小之場所、具有凹凸之場所等處而言，洗淨作業便會不甚充份，而存在即便於剛洗淨後仍有可能發生微粒污染等問題。再者，藉由擦拭有可能發生2次汚染的情況，且由於人員直接接觸堆積物等亦有危險性問題。
又，藉由超音波洗淨或氣體噴射洗淨來進行洗淨之情況，則存在必須將組件拆下進行，且洗淨作業耗費時間與精力等問題。
本發明係對應前述習知技術之問題，提供一種相較於習知技術，可更有效率地進行洗淨作業，且可獲得更高洗淨效果的半導體製造裝置之洗淨裝置及洗淨方法。
申請專利範圍第1項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其特徵係具備有：一純水蒸氣產生容器，係由純水產生純水蒸氣；一供給口，係將純水蒸氣供給至被洗淨部位；一供給管線，係連接該純水蒸氣產生容器與該供給口；一回收口，係設置於該供給口之周圍處，且將已用於洗淨的使用後蒸氣自被洗淨部位回收；一回收容器，係將該使用後蒸氣凝結而回收；以及一回收管線，係連接該回收口與該回收容器。
申請專利範圍第2項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該回收口係在筒狀元件開口端之側壁部的一部份處形成倒V字狀突出之凸形狀。
申請專利範圍第3項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該回收口係在筒狀元件開口端對向之側壁部的一部份處形成V字狀凹陷之凹形狀。
申請專利範圍第4項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該回收口係至少於開口區域的周圍藉由彈性元件而加以形成。
申請專利範圍第5項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1至4項中任一項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該供給管線以及該回收管線係在該供給口側以及該回收口側之一部份的雙層配管結構。
申請專利範圍第6項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1至5項中任一項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該供給管線與純水蒸氣之接觸面係樹脂所構成。
申請專利範圍第7項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該供給管線與純水蒸氣之接觸部或非接觸面係導電性材料所構成。
申請專利範圍第8項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1至7項中任一項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該純水蒸氣產生容器於其下半部區域處配置有用以產生純水蒸氣的加熱器。
申請專利範圍第9項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第8項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該純水蒸氣產生容器於其下半部區域處可儲存純水。
申請專利範圍第10項之半導體製造裝置之洗淨裝置係申請專利範圍第1至9項中任一項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該純水蒸氣產生容器與純水之接觸面係由樹脂所構成。
申請專利範圍第11項之半導體製造裝置之洗淨方法，其特徵係包含有：藉由純水蒸氣產生容器由純水產生純水蒸氣的步驟；藉由供給管線自該純水蒸氣產生容器將純水蒸氣供給至供給口的步驟；自該供給口處將純水蒸氣供給至被洗淨部位的步驟；藉由設置於該供給口周圍處之回收口，自被洗淨部位處將已用於洗淨之使用後蒸氣回收的步驟；藉由回收管線自該回收口處將使用後蒸氣回收至回收容器的步驟；以及，於該回收容器內將使用後蒸氣凝結的步驟。
根據本發明，可提供一種相較於習知技術更有效率地進行洗淨作業，且可獲得更高洗淨效果的半導體製造裝置之洗淨裝置及洗淨方法。
以下，便參照圖式詳細說明本發明相關之半導體製造裝置之洗淨裝置及洗淨方法的實施例。
第1圖係顯示本發明相關實施例之半導體製造裝置之洗淨裝置的結構。如該圖中所示，半導體製造裝置之洗淨裝置100内部係具有一用以收納機器的外殼1。該外殼1内係設置一由純水(包含超純水)產生純水蒸氣的純水蒸氣產生容器2。
該純水蒸氣產生容器2為了收納高溫、高壓之純水蒸氣，係由如不鏽鋼等金屬所構成。又，為了防止混入金屬離子等不純物，純水蒸氣產生容器2内與純水及純水蒸氣之接觸面係由樹脂所構成。其中，可於純水蒸氣產生容器2内進行樹脂包覆(coating)等方法來作為由樹脂構成該純水及純水蒸氣之接觸面的方法。其中該樹脂可使用例如聚二醚酮樹脂(polyetheretherketone/商品名PEEK)、全氟烷氧基樹脂(perfluoro alkoxyl alkane/PFA)等。其他亦可使用電解研磨或化學研磨等的方法。
如第2圖所示，該純水蒸氣產生容器2内設置有一加熱器2a。該加熱器2a係設置於純水蒸氣產生容器2之底部附近，而使其位於純水蒸氣產生容器2内部之下半部處。然後，用以供電至加熱器2a的供電部2b係自純水蒸氣產生容器2之上部而導出至外部。如此一來，藉由自純水蒸氣產生容器2之上部將供電部2b導出至外部的構造，可自然地將加熱器(發熱部)2a設置於純水蒸氣產生容器2内之底部附近處。加熱器2a係可產生例如150℃左右的高溫，而使得純水蒸氣產生容器2内的純水變成純水蒸氣。
如第1圖所示，該純水蒸氣產生容器2係連接至一純水槽3，並使得純水自該純水槽3供給至純水蒸氣產生成容器2内。又，純水蒸氣產生容器2之上部係連接至供給管線4之一端，該供給管線4之另端處係設置一用以將純水蒸氣供給至被洗淨部位的供給口5。
該供給管線4係由具有可彎曲性之圓環狀組件所構成，其内部可流通純水蒸氣。又，為了防止混入金屬離子等不純物，該供給管線4内與純水蒸氣之接觸面係由樹脂製成(本實施例中為PFA製)。本實施例中，如第3圖所示，供給管線4係於樹脂製之側壁部4a的外側處設置一由導電性組件(本實施例中為導電性PFA)所組成之導電層4b的構造，該導電層4b連接至接地電位。另外，供給管線4之外側處設置有後述之回收管線7而為一雙層配管結構。
該導電層4b係藉由流通於供給管線4内的純水蒸氣所產生的静電來防止供給管線4之帶電。本實施例中，係使用NAFLON PFA-NE管(商品名：霓佳斯NICHIAS公司製造)作為管線以構成供給管線4。如果沒有該等防止帶電之措施，會因帶有静電而使得後述之控制部10發生誤動作，抑或於作業員接觸之時發生静電放電等問題。
如第1圖所示，該供給口5之周圍處設置有朝向前端側且較供給口5更為突出的回收口6。該回收口6係回收供給至被洗淨部而用於洗淨的使用後蒸氣，同時回收因洗淨而自被洗淨部處剝離的剝離物。該回收口6之部分係於供給管線4之外側設置有回收管線7的雙層配管構造。該回收管線7係由具有可彎曲性之材料所構成，而於雙層配管構造之部分亦為柔軟可彎曲之結構。又，使用後蒸氣之回收過程中，回收管線7亦由導電性材料所構成以使其不會蓄積靜電。本實施例中，係使用TAC DUCT AS導管(商品名：東拓工業社製造)作為管線以構成回收管線7。
該回收口6係由具有可彎曲性之樹脂製圓筒狀組件所構成，於不斷地將純水蒸氣供給至被洗淨部位來進行洗淨之時，其形狀可對應於被洗淨部位之形狀而作適度的變形。又，由於該回收口6的部分係與洗淨對象(半導體製造裝置之處理室内等)直接接觸的部位，其必須由柔軟而不會損傷處理室等，且可防止不純物汚染或微粒汚染的材料所構成。
該回收管線7末端係連結至設置於外殼1内的回收容器8。該回收容器8係使得回收後之洗淨後純水蒸氣凝結還原成水，並將該水儲存。該回收容器8係連結至一用以作為回收純水蒸氣之吸引源的真空清潔機9。
真空清潔機9之入口側設置有入口側過濾器9a以防止因洗淨而去除之微粒等進入真空清潔機9。又，真空清潔機9之出口側設置有出口側過濾器9b以防止微粒等散播至無塵室内。另外，真空清潔機9出口側之排氣口9c可連結至無塵室之排氣管路。
又，外殼1之上部處設置有前述之控制部10以控制前述各部位之動作。
使用具有前述結構之半導體製造裝置之洗淨裝置100來進行半導體製造裝置洗淨之情況，如第4圖之流程圖所示，依下述順序進行洗淨。
預先自純水槽3將純水供給至純水蒸氣產生容器2，藉由加熱器2a加熱而由純水產生純水蒸氣，使該純水蒸氣為蓄積於純水蒸氣產生容器2内的狀態(201)。
其次，在回收口6緊壓至半導體製造裝置之被洗淨部位處的狀態下，自純水蒸氣產生容器2供給純水蒸氣。此時，產生於純水蒸氣產生容器2内，且蓄積於純水蒸氣產生容器2内的純水蒸氣會自純水蒸氣產生容器2内通過供給管線4而供給至供給口5(202)，並自供給口5朝向被洗淨部供給(203)。藉由噴射純水蒸氣，能除去附著於被洗淨部的堆積物、微粒等。
然後，該等自被洗淨部處剝離的堆積物、微粒等則與已用於洗淨之使用後蒸氣一同自被洗淨部處藉由回收口6而回收(204)。
其次，使用後蒸氣以及自被洗淨部處剝離的堆積物、微粒等則藉由回收管線7自回收口6回收至回收容器8内(205)。
其次，回收至回收容器8内的使用後蒸氣便於該回收容器8内冷却而凝結(206)。然後，凝結後的水則儲存於回收容器8内。又，自被洗淨部處剝離的堆積物、微粒等亦集中儲存於回收容器8内。
進行前述洗淨作業時，如第5圖所示，在欲洗淨平坦部之情況，所使用之回收口6a與被洗淨部抵接的開口端之形狀係平坦狀。又，如第6圖所示，例如於處理室内的側壁部與底部之轉角部等，欲洗淨的被洗淨面係交叉略呈直角部位之情況，所使用之回收口6b與被洗淨部抵接之開口端的形狀，係在筒狀元件開口端的側壁部之一部份形成倒V字狀突出之凸形狀。又，如第7圖所顯示，欲洗淨元件之邊角部等被洗淨面係交叉略呈270度部位之情況，所使用之回收口6c與被洗淨部抵接之開口端的形狀，係在筒狀元件開口端對向之側壁部的一部份形成V字狀凹陷之凹形狀。
第8圖係以前述實施例相關的半導體製造裝置之洗淨裝置100進行洗淨並除去附著於石英製半導體製造裝置之零件的微粒之情況，與藉由使用酒精的不織布來進行擦拭的洗淨效果之情況的比較。圖中縱軸係顯示附著於石英製半導體製造裝置之零件中每單位面積之微粒數，線A為使用半導體製造裝置之洗淨裝置100之情況，線B為使用酒精與不織布擦拭之情況的結果。洗淨合計進行5次，每次洗淨後計算附著於零件之微粒數。如圖中所示，相較於擦拭的情況，使用了半導體製造裝置之洗淨裝置100可減少1個位數左右之微粒數。
第9圖係為了除去因C4 F8 氣體電漿所產生而堆積於模擬半導體製造裝置元件之樣本(表面經陽極氧化處理後的鋁製板材(30mmx30mmx2mm))上的堆積物時，顯示藉由前述實施例相關的半導體製造裝置之洗淨裝置100來進行洗淨之情況，以及藉由使用酒精的不織布來進行擦拭之情況的洗淨效果。洗淨效果的比較係藉由EDX(能量分散型X光分析裝置)的分析結果表示。圖中(a)係顯示該堆積物之堆積前、(b)係顯示該堆積物之堆積後、(c)係顯示藉由使用酒精的不織布來擦拭之後、(d)係顯示藉由前述實施例相關的半導體製造裝置之洗淨裝置100來洗淨之後的結果。
另外，藉由使用酒精的不織布來擦拭時，係進行洗淨直到目視不織布未附著有堆積物為止，其洗淨時間約4至5分鐘。另一方面，藉由半導體製造裝置之洗淨裝置100來洗淨時，純水蒸氣供給口5之孔徑為3mm、純水蒸氣產生容器2内之溫度設定為150℃、純水蒸氣之供給口5與樣本間的距離為1至2mm，而洗淨時間為30秒。
如第9圖中(a)所示，該堆積物之堆積前，氧與鋁之峰值較高，而碳與氟等之峰值較低。又，如(b)所示，該堆積物之堆積後，由於表面包覆著該堆積物，故氧與鋁之峰值變低，而碳與氟等之峰值則變高。與(b)相比，藉由使用酒精的不織布來擦拭之情況如(c)所示，雖碳與氟等之峰值較低，而氧與鋁之峰值變高，但與該堆積物之堆積前的(a)有著明顯的差異。
另一方面，與(b)相比，藉由前述實施例相關的半導體製造裝置之洗淨裝置100而使用純水蒸氣來進行洗淨之情況則如(d)所示，碳與氟等之峰值較低，而氧與鋁之峰值則變高，與該堆積物之堆積前的(a)約為相同之狀態。如此一來，可知藉由本實施例來除去該堆積物的洗淨效果係明顯較習知方法更為優良。又，與習知方法相比，其洗淨時間亦可縮短至數分之1左右，故可有效率地進行洗淨。
1．．．外殼
2．．．純水蒸氣產生容器
2a．．．加熱器
2b．．．供電部
3．．．純水槽
4．．．供給管線
4a．．．側壁部
4b．．．導電層
5．．．供給口
6、6a、6b、6c．．．回收口
7．．．回收管線
8．．．回收容器
9．．．真空清潔機(vacuum cleaner)
9a‧‧‧入口側過濾器
9b‧‧‧出口側過濾器
9c‧‧‧排氣口
10‧‧‧控制部
100‧‧‧半導體製造裝置之洗淨裝置
第1圖係顯示本發明相關實施例之半導體製造裝置之洗淨裝置的概略結構圖。
第2圖係顯示第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置的部份概略結構圖。
第3圖係顯示第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置之部份概略結構圖。
第4圖係顯示本發明相關實施例之半導體製造裝置之洗淨方法的流程圖。
第5圖係顯示第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置之部份概略結構圖。
第6圖係顯示第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置之部份概略結構圖。
第7圖係顯示第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置之部份概略結構圖。
第8圖係顯示調查第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置於微粒洗淨效果之結果的圖表。
第9圖係顯示調查第1圖的半導體製造裝置之洗淨裝置於堆積物洗淨效果之結果的圖表。
1．．．外殼
2．．．純水蒸氣產生容器
3．．．純水槽
4．．．供給管線
5．．．供給口
6．．．回收口
7．．．回收管線
8．．．回收容器
9．．．真空清潔機
9a．．．入口側過濾器
9b．．．出口側過濾器
9c．．．排氣口
10．．．控制部
100．．．半導體製造裝置之洗淨裝置

Claims (10)

  1. 一種半導體製造裝置之洗淨裝置，其特徵係具備有：一純水蒸氣產生容器，係由純水產生純水蒸氣；一供給口，係將純水蒸氣供給至被洗淨部位；一供給管線，係連接該純水蒸氣產生容器與該供給口；一回收口，係於該供給口之外周部以無隔斷的方式來設置，且將已用於洗淨的使用後蒸氣自被洗淨部位回收；一回收容器，係將該使用後蒸氣凝結而回收；以及一回收管線，係連接該回收口與該回收容器；該純水蒸氣產生容器與純水之接觸面係由樹脂所構成，該供給管線與純水蒸氣之接觸面係樹脂所構成；該回收口係具有和被洗淨面成為以特定角度交叉之轉角部相接觸之開口端，該開口端形成為倒V字狀突出之凸形狀。
  2. 一種半導體製造裝置之洗淨裝置，其特徵係具備有：一純水蒸氣產生容器，係由純水產生純水蒸氣；一供給口，係將純水蒸氣供給至被洗淨部位；一供給管線，係連接該純水蒸氣產生容器與該供給口；一回收口，係於該供給口之外周部以無隔斷的方式來設置，且將已用於洗淨的使用後蒸氣自被洗淨部位回收； 一回收容器，係將該使用後蒸氣凝結而回收；以及一回收管線，係連接該回收口與該回收容器；該純水蒸氣產生容器與純水之接觸面係由樹脂所構成，該供給管線與純水蒸氣之接觸面係樹脂所構成；該回收口係具有和被洗淨面成為以特定角度交叉之轉角部相接觸之開口端，該開口端整體形成為V字狀凹陷之凹形狀。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該回收口係至少於開口區域的周圍藉由彈性元件而加以形成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該供給管線以及該回收管線係在該供給口側以及該回收口側之一部份的雙層配管結構。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該供給管線與純水蒸氣之接觸部或非接觸面係導電性材料所構成。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該純水蒸氣產生容器於其下半部區域處配置有用以產生純水蒸氣的加熱器。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中該純水蒸氣產生容器於其下半部區域處可儲存純水。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置之洗 淨裝置，其中該供給口相對於該回收口位於內側之位置。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中於回收容器係連結一用以作為回收純水蒸氣之吸引源的真空清潔機。
  10. 如申請專利範圍第9項之半導體製造裝置之洗淨裝置，其中於該真空清潔機設有過濾器。
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