TWI493614B - Substrate cleaning method - Google Patents

Substrate cleaning method Download PDF

Info

Publication number
TWI493614B
TWI493614B TW102115659A TW102115659A TWI493614B TW I493614 B TWI493614 B TW I493614B TW 102115659 A TW102115659 A TW 102115659A TW 102115659 A TW102115659 A TW 102115659A TW I493614 B TWI493614 B TW I493614B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
cleaning
cleaning liquid
roller
region
Prior art date
Application number
TW102115659A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201349323A (zh
Inventor
Tomoatsu Ishibashi
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Publication of TW201349323A publication Critical patent/TW201349323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI493614B publication Critical patent/TWI493614B/zh

Links

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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H01L21/02065—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being a planarization of insulating layers
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02074—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02647—Lateral overgrowth
    • H01L21/0265—Pendeoepitaxy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B08B1/32—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B08B1/32—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members
    • B08B1/34—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members rotating about an axis parallel to the surface
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02096—Cleaning only mechanical cleaning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

基板洗淨方法
本發明係關於一種基板洗淨方法，在洗淨液存在下，使以圓柱狀延伸成長尺狀的輥洗淨部件接觸半導體晶圓等的基板表面，並使基板及輥洗淨部件一起在一方向旋轉並洗滌洗淨基板表面。本發明的基板洗淨方法，也適用於製造半導體晶圓表面的洗淨、LCD(液晶顯示器)裝置、PDP(電漿顯示器)裝置以及CMOS影像感應器等時候的基板表面洗淨。
隨著近年的半導體裝置微細化，廣泛進行在基板上形成各種不同物性材料的膜並將其洗淨者。例如，以金屬埋入在基板表面的絕緣膜內所形成的配線溝來形成配線的金屬鑲嵌配線形成程序中，在金屬鑲嵌配線形成後，以化學機械研磨(CMP)將基板表面的多餘金屬研磨除去，在CMP後的基板表面，露出有金屬膜、屏障膜以及絕緣膜等對不同親水性的複數種膜。
由於CMP，在金屬膜、屏障膜以及絕緣膜等露出的基板表面，存在著使用於CMP的漿體殘渣或金屬研磨屑等，當基板表面的洗淨不充分，使殘渣物留在基板表面，從基板表面的殘渣物所殘留的部分會產生洩漏，成為密閉性不佳的原因等，在信賴性上成問題。因此，有需要以高洗淨度洗淨金屬膜、屏障膜以及絕緣膜等對不同親水性的複數種膜露出的基板表面。
做為洗淨CMP後的基板表面的洗淨方法，已知在洗淨液存在下，使延伸成圓柱狀的長尺狀的輥洗淨部件(輥海綿或輥刷)接觸半導體晶圓等的基板表面，並使基板及輥洗淨部件一起在一方向旋轉並洗滌洗淨基板表面。
第一圖係表示使用以往的輥洗淨部件來洗滌洗淨基板表面時的概要。如第一圖所示，輥洗淨部件R具有比基板W的直徑略長的長度，輥洗淨部件R在其長方向中央部，被配置成在旋轉軸O1 與基板W的旋轉 軸O2 垂直的狀態下，接觸基板W的表面。然後，從洗淨液供給噴嘴N供給洗淨液至基板W表面，並在以旋轉軸O2 為中心旋轉中的基板W表面，跨越其質徑方向的全長，使以旋轉軸O1 為中心旋轉中的輥洗淨部件R接觸，在洗淨液存在下，藉由基板W表面擦拭輥洗淨部件R來獲得洗淨特性。
在此，基板W表面的洗淨係在基板W表面與輥洗淨部件R彼此接觸的長度L的洗淨區域E來進行。此洗淨區域E，是大致以基板W的的旋轉軸O2為界線，分成長度Li 的逆方向洗淨區域E1 與長度Lf 的順方向洗淨區域E2 ，逆方向洗淨區域E1 係基板W與輥洗淨部件R的旋轉方向彼此相反，基板W與輥洗淨部件R的相對旋轉速度相對地高，順方向洗淨區域E2係基板W與輥洗淨部件R的旋轉方向彼此相同，基板W與輥洗淨部件R的相對旋轉速度相對地低，以求將洗淨液有效率地供給至由此逆方向洗淨區域E1 與順方向洗淨區域E2 組成的洗淨區域E。
因此，如第一圖所示，洗淨液供給噴嘴N為例如在從上面來看基板W在順時針方向旋轉，從左側來看位於基板W上方的輥洗淨部件R也在順時針方向旋轉的狀況下，一般配置成以洗淨區域E做為界線，從上來看基板W，分成左右的左側區域WL 與右側區域WR 的狀況下，供給洗淨液至右側區域WR 。藉此，供給至基板W並保持於基板W上的洗淨液，由於基板W的旋轉，首先被供給至基板W的旋轉方向與輥洗淨部件R的旋轉方向相同的順方向洗淨區域E2 。在順方向洗淨區域E2 ，基板W上的洗淨液的移動方向與輥洗淨部件R的旋轉方向成為相同方向(順方向)，因此輥洗淨部件E捲入基板W上的洗淨液，並進行接觸物理性洗淨。然後，通過順方向洗淨區域E2 的基板W上的洗淨液，由於基板W的旋轉，被供給至進行接下來的接觸物理洗淨的逆方向洗淨區域E1 。
在專利文獻1、2，記載著在洗淨液存在下，使輥洗淨部件(輥海綿或輥刷)彼此接觸基板表面，並使兩者旋轉並洗滌洗淨基板表面的洗滌洗淨裝置，係隨著基板旋轉一次，將洗淨液供給至基板表面成供給洗淨液於順方向洗淨區域與逆方向洗淨區域的洗滌洗淨裝置。在專利文獻3、4，記載著在洗淨液存在下，使輥洗淨部件(輥海綿或輥刷)彼此接觸基板表面，並使兩者旋轉並洗滌洗淨基板表面的洗滌洗淨裝置，係從挾著 輥洗淨部件的兩側，供給洗淨液至基板表面的洗滌洗淨裝置。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】特開2010-278103號公報
【專利文獻2】特開2010-74191號公報
【專利文獻3】特開2003-77876號公報
【專利文獻4】特開平9-69502號公報
【發明所欲解決的問題】
基板與輥洗淨部件的相對旋轉速度相對低的順方向洗淨區域，只能得到低物理洗淨性，基板與輥洗淨部件的相對旋轉速度相對高的逆方向洗淨區域，獲得高物理洗淨性。如第一圖所示，當洗淨液供給噴嘴N設置於基板W的右側區域WR ，則供給並保持於基板W的洗淨液，隨著基板W與輥洗淨部件R的旋轉，使洗淨液的搬運方向與輥洗淨部件R的旋轉方向一致，從被輥洗淨部件R支持的順方向洗淨區域E2 排出，平穩地送到此下流側的逆方向洗淨區域E1 。但是，從順方向洗淨區域E2 排出的洗淨液，曾使用於洗淨處理並使洗淨特性惡化，再者，由於隨著基板W的水平旋轉來搬運，為了接受基板W的旋轉產生的離心力而排出至基板W外部並到達逆方向洗淨區域E1 ，結果洗淨液量會大幅減少。
因此，將大量的洗淨液供給至獲得高物理洗淨性的逆方向洗淨區域，將在此逆方向洗淨區域用於基板洗淨的洗淨液，供給至只能得到低物理洗淨性的順方向洗淨區域並藉由環繞使用，綜合地被認為可獲得高洗淨性能。
又，在順方向洗淨區域，由於輥洗淨部件或基板的尺寸或旋轉速度等洗淨條件，會產生基板與輥洗淨部件的相對旋轉速度為零的區域。在此相對旋轉速度為零的區域以及其周邊等，處於將輥洗淨部件單純地壓抵(壓印)至基板的狀況。因此，由於與輥洗淨部件的接觸，基板表面會有被逆污染的狀況，需要有效地洗淨此被逆污染的區域。
在專利文獻1是關於大口徑的薄基板的洗淨，在基板低速旋轉時，將洗淨液供給至中央部，則洗淨液會滯留在中央部，欲抑制基板翻 面導致中央部的洗淨不充分的狀況。專利文獻2欲判定輥洗淨部件的交換時期來抑制輥洗淨部件的污染。
專利文獻1、2所記載的發明，並非使用如上述的輥洗淨部件的洗滌洗淨中的考慮順方向洗淨區域與逆方向洗淨區域的物理洗淨性不同者。專利文獻1、2的圖所示的洗淨液供給噴嘴的配置位置，是考慮到製作圖式時的方便等，被認為是偶然產生的結構。因此，在專利文獻1、2，說明書中並沒有記載任何關於洗淨液供給噴嘴的配置位置、基板與輥洗淨部件的相對旋轉速度的關係等。
又，如專利文獻3、4所記載，當從挾著輥洗淨部件的兩側供給洗淨液至基板表面，洗淨液的使用量會相對增加，不僅是不經濟，結構上也會變得複雜。又，基板的平置導致與輥洗淨部件的接觸洗淨中，基板上的洗淨液受到基板水平旋轉導致的離心力影響，會移動並排出至基板外周方向，但在基板的旋轉軸附近，離心力非常低甚至沒有，所以洗淨液停滯且容易累積，因此，新洗淨液的替換也困難，所以估計會使洗淨特性惡化。
本發明有鑑於上述問題，其目的在於提供一種基板洗淨方法，在基板與輥洗淨部件一起旋轉並彼此接觸來洗淨基板的洗淨機構中，以高效率進行基板洗淨，綜合提升洗淨性能，更使逆污染特別地減低。
本發明的基板洗淨方法係跨越基板直徑的幾乎全長，使直線狀延伸的輥洗淨部件與基板分別在一方向旋轉，在洗淨液存在下，使前述輥洗淨部件與基板表面沿著洗淨區域彼此接觸，來洗滌洗淨該表面，在該基板洗淨方法中，隨著基板旋轉一次，將洗淨液供給至基板表面成在洗淨液被供給至前述洗淨區域上的前述輥洗淨部件與基板的相對旋轉速度為相對高的逆方向洗淨區域後，洗淨液被供給至前述洗淨區域上的前述輥洗淨部件與基板的相對旋轉速度為相對低的順方向洗淨區域。
在此，將洗淨液供給至逆方向洗淨區域，係指當將洗淨液供給至基板上時，雖然一部分的洗淨液也被供給至基板中心部或是基板中心附近的順方向洗淨區域，但洗淨液的大部分被供給至逆方向洗淨區域的意 思。
藉此，將大量的洗淨液供給至獲得高物理洗淨性的逆方向洗淨區域，可以將在此逆方向洗淨區域使用於基板洗淨的洗淨液，供給至只能獲得低物理洗淨性的順方向洗淨區域並環繞使用，所以可獲得綜合地高洗淨性能。再者，在逆方向洗淨區域，不存在基板與輥洗淨部件的相對移動速度成為零的區域，由於在逆方向洗淨區域重點地洗淨基板，可以特別減低來自基板表面的輥洗淨部件的逆污染。
雖然將大量的洗淨液供給至逆方向洗淨區域，但此狀況的洗淨液的量為0.5~2.0公升/分。
前述逆方向洗淨區域的長方向中心線與供給至基板表面的洗淨液的投影至該表面的供給方向所成的洗淨液的供給角度，是從前述長方向中心線往順時針方向所看到的供給角度為1°以上未滿90°為較佳。
如此，為了洗淨液的前述供給角度成為特定範圍，藉由決定洗淨液供給噴嘴的位置來供給洗淨液至基板，供給至基板表面的洗淨液係保持在該表面並運送到逆方向洗淨區域，隨著輥洗淨部件的旋轉，相對基板的旋轉方向在上流側被搜出。搜出的洗淨液，不會停滯在基板上，會與從後面被供給至基板表面保持於該表面並運送到逆方向洗淨區域的洗淨液，被隨著基板旋轉的離心力迅速地從基板外周排出至外部。
在本發明的較佳態樣中，將洗淨液供給至基板背面成洗淨液被供給至接觸基板背面的輥洗淨部件與該基板的相對旋轉速度為相對高的洗淨區域。
藉由提高基板的旋轉速度來相對提高前述輥洗淨部件與基板的相對旋轉速度為較佳。在輥洗淨部件的旋轉速度為固定的情況下，可以藉由基板的旋轉速度上升使洗淨特性提升。例如，基板旋轉速度為50rpm~300rpm。
根據本發明的基板洗淨方法，將大量的洗淨液供給至獲得高物理洗淨性的逆方向洗淨區域。藉此，供給至逆方向洗淨區域的洗淨液，在逆方向洗淨區域有效率地洗淨基板後，需要量的洗淨液通過逆方向洗淨 區域，被供給至順方向洗淨區域，成為使用於在此部分的洗淨。因此，可以綜合地提高基板的洗淨性能，大幅地減少在洗淨後殘留於基板表面的瑕疵數，更特別減低來自基板表面的輥洗淨部件的逆污染。
10‧‧‧轉軸
12‧‧‧上部輥支架
14‧‧‧下部輥支架
16‧‧‧上部輥洗淨部件
18‧‧‧下部輥洗淨部件
20‧‧‧上部洗淨液供給噴嘴
24‧‧‧轉筒
24a‧‧‧嵌合溝
30、E‧‧‧洗淨區域
32、E2 ‧‧‧順方向洗淨區域
34、E1 ‧‧‧逆方向洗淨區域
F1、F2、G‧‧‧箭頭
L、Lf 、Li ‧‧‧長度
M‧‧‧區域
N‧‧‧洗淨液供給噴嘴
O1 、O2 ‧‧‧旋轉軸
R‧‧‧輥洗淨部件
VW 、VR ‧‧‧旋轉速度
W‧‧‧基板
WL ‧‧‧左側區域
WR ‧‧‧右側區域
θ‧‧‧供給角度
第一圖係表示使用以往輥洗淨部件來洗滌洗淨基板表面時的概略圖。
第二圖係使用於本發明的基板洗淨方法的洗滌洗淨裝置的一例的概略圖。
第三圖係表示第二圖所示的洗滌洗淨裝置的輥洗淨部件、基板及洗淨液供給噴嘴的關係的概略圖。
第四圖係表示第二圖所示的洗滌洗淨裝置的輥洗淨部件、基板、洗淨液供給噴嘴以及來自該噴嘴洗淨液的供給方向的關係的平面圖。
第五(A)圖係表示在順方向洗淨區域的基板與輥洗淨部件與這些旋轉速度的剖面圖。
第五(B)圖係表示在逆方向洗淨區域的基板與輥洗淨部件與這些旋轉速度的剖面圖。
第六圖係表示在實施例1、2及比較例1的洗淨後殘留於基板表面的瑕疵數的圖。
第七圖係表示在實施例3、4及比較例2的洗淨後殘留於基板表面的瑕疵數的圖。
以下參照第二圖至第五圖來說明本發明的實施形態。
第二圖係使用於本發明的基板洗淨方法的洗滌洗淨裝置的一例的概略圖。如第二圖所示，此洗滌洗淨裝置具備：複數根轉軸10(圖中為四根)，表面向上，支持半導體晶圓等基板W的周緣部，使基板W水平旋轉，可在水平方向自由移動；上部輥支架12，可自由升降地配置在以轉軸10支持並旋轉的基板W的上方；以及下部輥支架14，可自由升降地配置在以轉軸10支持並旋轉的基板W的下方。
在上部輥支架12支持有可自由旋轉的上部輥洗淨部件(輥海綿)16，上部輥洗淨部件16以圓柱狀延伸成長尺狀，由例如PVA所組成。 在下部輥支架14支持有可自由旋轉的下部輥洗淨部件(輥海綿)18，下部輥洗淨部件18以圓柱狀延伸成長尺狀，由例如PVA所組成。
上部輥支架12連接於驅動機構(圖未顯示)，該驅動機構使上部輥支架12升降，使以上部輥支架12支持成可自由旋轉的上部輥洗淨部件16在箭頭F1所示方向(從左側來看為順時針方向)旋轉。下部輥支架14連接於驅動機構(圖未顯示)，該驅動機構使下部輥支架14升降，使以下部輥支架14支持成可自由旋轉的下部輥洗淨部件18在箭頭F2所示方向(從左側來看為逆時針方向)旋轉。
位於以轉軸10支持並旋轉的基板W上方，將上部輥洗淨部件16做為分界，從上方來看為順時針方向旋轉的基板W的表面(上面)分成左右的左側區域WL 與右側區域WR 時的左側區域WL ，配置有供給洗淨液的上部洗淨液供給噴嘴20。又，位於以轉軸10支持並旋轉的基板W下方，在上述基板表面左側區域WL 的背面(下面)，配置有供給洗淨液的下部洗淨液供給噴嘴(圖未顯示)。
在上述結構的洗滌洗淨裝置中，由於使基板W的周緣部位於設在轉軸10的上部的轉筒24的外周側面所形成的嵌合溝24a內，並往內方壓抵使轉筒24旋轉(自轉)，所以使基板W在箭頭G所示方向(從上來看為順時針方向)水平地旋轉。在此例，四個中的兩個轉筒24施加旋轉力於基板W，其他兩個轉筒24做為接受基板W旋轉的軸承來運作。又，所有的轉筒24也可以連接於驅動機構，賦予基板W旋轉力。
如此，在使基板W水平地旋轉的狀態下，從上部洗淨液供給噴嘴20供給洗淨液(藥液)至基板W的表面(上面)左側區域WL ，並使上部輥洗淨部件16旋轉並下降來接觸旋轉中的基板W表面，藉此，在洗淨液存在下，以上部輥洗淨部件16洗滌洗淨基板W表面。上部輥洗淨部件16的長度，設定成略長於基板W的直徑。然後，上部輥洗淨部件16，其中心軸(旋轉軸)O1 位於大致垂直於基板W的旋轉軸O2 ，配置成越過基板W直徑全長來延伸，藉此，從基板W的直徑的一方端部越過另一方端部來同時洗淨。
同時，從下部洗淨液供給噴嘴供給洗淨液至基板的背面(下 面)左側區域WL ，使下部輥洗淨部件18旋轉並上升來接觸旋轉中的基板W的背面，藉此，在洗淨液存在下，以下部輥洗淨部件18洗滌洗淨基板W的背面。下部輥洗淨部件18的長度，設定成略長於基板W的直徑，與前述基板W的表面大致一樣，從基板W的直徑的一方端部越過另一方端部來同時洗淨。
如上述進行，從上部洗淨液供給噴嘴20(以下簡稱為洗淨液供給噴嘴)供給洗淨液於基板W表面，並以上部輥洗淨部件16(以下簡稱輥洗淨部件)洗淨基板W表面時，如第三圖所示，基板W與輥洗淨部件16，沿著輥洗淨部件16的軸方向，越過基板W的直徑方向的全長來延伸成直線狀，在長度L的洗淨區域30彼此接觸，在沿著此洗淨區域30的位置洗滌洗淨基板W的表面。上部洗淨液供給噴嘴20是使用在用來供給洗淨液至基板W上的總稱，可列舉在使用扇形分佈噴霧噴嘴、具有複數個供給孔的多孔噴嘴、具有縫隙狀供給口的縫隙噴嘴或是複數個單孔噴嘴的情況，以及將這些組合來使用的情況等。像這種供給噴嘴的形狀或因使用數所造成的洗淨液的供給方法有各種情況，即使在任何情況都可以。
第四圖是從正上方來看洗淨中的基板與輥洗淨部件的位置關係的圖。如第四圖所示，洗淨區域30隨著以基板W的旋轉軸O2 做為中心旋轉，沿著洗淨區域30的基板W的旋轉速度VW 的大小，在基板的旋轉軸O2 上為零，挾著旋轉軸O2 ，基板W的旋轉速度VW 的方向(洗淨方向)彼此相反。另一方面，洗淨區域30隨著輥洗淨部件16旋轉，沿著洗淨區域30的輥洗淨部件16的旋轉速度VR 的大小，越過洗淨區域30的全長為固定，旋轉速度VR 的方向(洗淨方向)也一樣。
又，在第四圖中，沿著洗淨區域30的長方向中心線選擇為x軸，垂直於基板W的表面的該x軸的方向選擇為y軸，使基板W的旋轉軸O2通過x軸與y軸的交點。
因此，洗淨區域30分成挾著基板W的旋轉軸O2 ，基板W的旋轉速度VW 的方向與輥洗淨部件16的旋轉速度VR 的方向為相同的長度Lf 的順方向洗淨區域32，以及基板W的旋轉速度VW 的方向與輥洗淨部件16的旋轉速度VR 的方向彼此逆向的長度Li 的逆方向洗淨區域34。
在順方向洗淨區域32，如第五(A)圖所示，基板W的旋轉速度VW 與輥洗淨部件16的旋轉速度VR 的相對旋轉速度的大小，成為兩者的旋轉速度大小的差的絕對值並變得相對地低，只能獲得低物理洗淨性。再者，基板W的旋轉速度VW 與輥洗淨部件16的旋轉速度VR 的大小，如第四圖所示，兩者的相對旋轉速度的大小為零(VW =VR )，會有產生基板W未被洗淨的區域M的狀況。此基板W未被洗淨的區域M，只是基板W與輥洗淨部件16接觸，並沒有以基板W的表面的輥洗淨部件16進行洗滌洗淨，相反地附著於輥洗淨部件16的殘渣等被壓抵至基板W的表面並再次附著，被認為是基板W的表面污染的原因。
另一方面，在逆方向洗淨區域34，如第五(B)圖所示，基板W的旋轉速度VW 與輥洗淨部件16的旋轉速度VR 的相對旋轉速度的大小，成為兩者的旋轉速度大小的和並變得相對地高，可獲得高物理洗淨性。
如第四圖所示，在沿著x軸延伸的逆方向洗淨區域34的輥洗淨部件的旋轉軸O1 ，與從洗淨液供給噴嘴20供給洗淨液至基板W表面的投影至該表面的供給方向所成的洗淨液供給角度θ，較佳為1°以上未滿90°。在第四圖中，供給角度θ是從輥洗淨部件的旋轉軸O1 往順時針方向來看的角度。
洗淨液的供給角度，有需要考慮欲供給大量洗淨液至逆方向洗淨區域34與從基板排出洗淨液的方向來選擇。因此，即使洗淨液供給方向是向著具有與基板W的半徑大致同長度(長方向)Li 的逆方向洗淨區域34的任一處，前述供給角度θ較佳為1°以上未滿90°。更佳為，洗淨液的供給角度θ為30°以上未滿80°。
以下，考慮洗淨液供給噴嘴20為單孔噴嘴的情況。供給角度θ為0°的情況，是洗淨液供給噴嘴20位於x軸上的情況，在此情況下，洗淨液供給方向與旋轉軸O1 重疊，洗淨液不能供給至逆方向洗淨區域34。
為了將洗淨液供給至在順時針方向旋轉的基板W的基板表面，首先供給大量洗淨液於逆方向洗淨區域34，洗淨液供給噴嘴20需要位於在第四圖中的比x軸更上側。但是，洗淨液供給噴嘴20位於y軸上或比y軸更右側且比x軸更上側的情況下，供給角度有在90°以上的情況。例如， 向著逆方向洗淨區域34中的基板W的中心部附近，從洗淨液供給噴嘴20供給洗淨液的情況。在此情況成為在逆行於基板W的旋轉方向從洗淨液供給噴嘴20供給洗淨液，又，由於洗淨液向著基板中心部被供給，所以從基板上將洗淨除去污染物的洗淨液排出的觀點來看並不佳。
藉由選定洗淨液的供給角度的範圍，即使在使用數個任何形狀的噴嘴，也可以決定洗淨液供給噴嘴20的位置。如此，由於決定洗淨液的供給角度並供給洗淨液至基板W，供給至基板W表面的洗淨液被保持於該表面並運到逆方向洗淨區域34，洗淨基板表面使用於洗淨的洗淨液的一部份，隨著輥洗淨部件16的旋轉，對於基板W的旋轉方向，在上流側被搜出。搜出的洗淨液，不會停滯在基板上，會與從後面被供給至基板W表面並保持於該表面並運送到逆方向洗淨區域34的洗淨液，被隨著基板旋轉的離心力迅速地從基板外周排出至外部。
本發明的基板洗淨方法，使用在第二圖所示的洗滌洗淨裝置，在以轉軸10保持水平並旋轉的基板W表面，使輥洗淨部件16旋轉並接觸輥洗淨部件16洗滌洗淨該表面。在此洗滌洗淨時，從洗淨液供給噴嘴20供給洗淨液至基板W表面。
如前述，在洗淨區域30上的長度Lf 的順方向洗淨區域32，只能得到低物理洗淨性，在長度Li 的逆方向洗淨區域34，獲得高物理洗淨性。因此，在此例中，從洗淨液供給噴嘴20供給至基板W表面的洗淨液，隨著基板W的一次旋轉，首先供給至獲得高物理洗淨性的逆方向洗淨區域34，以逆方向洗淨區域34使用於基板W的洗淨後，被供給並環繞於只能獲得低物理洗淨性的順方向洗淨區域32。
在逆方向洗淨區域34，輥洗淨部件16在隨著基板W的旋轉來運送的洗淨液的流動方向的相反方向旋轉。供給至基板W表面的洗淨液，因基板W旋轉通過逆方向洗淨區域34後，供給至順方向洗淨區域32。因此，在順方向洗淨區域32，洗淨液並不會不足。
如此例，將大量洗淨液供給至獲得高物理洗淨性的逆方向洗淨區域34，即使供給至順方向洗淨區域32的洗淨液不足，仍可總和地獲得高洗淨性能。再者，在逆方向洗淨區域34，不存在基板W與輥洗淨部件 16的相對移動速度為零的區域M，以在逆方向洗淨區域34重點地洗淨基板W，特別降低來自基板W表面的輥洗淨部件16的逆污染。
如前述，由於沿著x軸延伸的逆方向洗淨區域34的輥洗淨部件的旋轉軸O1，與從洗淨液供給噴嘴20供給至基板W表面的洗淨液的投影至該表面的供給方向所成的洗淨液的供給角度θ(從旋轉軸O1 順時針方向來看的角度)為1°以上未滿90°，供給至基板W表面的洗淨液被保持於該表面並運到逆方向洗淨區域34，隨著輥洗淨部件16的旋轉，對於基板W的旋轉方向，在上流側被搜出。搜出的洗淨液，不會停滯在基板上，會與從後面被供給至基板W表面並保持於該表面並運送到逆方向洗淨區域34的洗淨液，被隨著基板旋轉的離心力迅速地從基板外周排出至外部。
一般來說對於接觸吸附並保持背面的基板表面進行CMP。因此CMP後的基板背面通常會被污染，在之後洗淨需要以高洗淨度來洗淨。在此，供給至保持水平的基板背面並附著於該背面的洗淨液，受到重力影響，容易因本身重量而落下。因此，使洗淨液滯留在基板背面，比基板表面更困難。也就是說，在把與供給至基板表面的同流量的洗淨液供給至基板表面的情況下，到達供給至基板背面並獲得高洗淨性的洗淨區域的洗淨液液量比基板表面少，基板表面的洗淨性會降低。但是，使用與前述基板表面幾乎相同的洗淨方法，即第二圖所示的，為了供給洗淨液至與基板W表面接觸的輥洗淨部件18與該基板W的相對旋轉速度為相對高的洗淨區域，將洗淨液供給至基板W背面。藉此，由於使供給至基板W背面的洗淨液到達輥洗淨部件18與基板W的相對旋轉速度為相對高的洗淨區域的時間變得最短，因本身重量導致洗淨液落下所造成的洗淨液減少量會被限制在最小程度，可以獲得與基板表面大致相同的基板背面洗淨效果。
第六圖表示關於實施例1、實施例2以及比較例1，在基板洗淨後測量殘留於基板表面的瑕疵數的結果。洗滌洗淨裝置係使用第二圖所示的裝置。
在實施例1，表示將第一流量的洗淨液供給至基板左側區域WL(參照第二圖)，並以第一洗淨條件與第二洗淨條件使基板表面洗淨並乾燥時，測量殘留於基板表面的42nm以上的瑕疵數的結果。在實施例2， 表示將比第一流量大的第二流量的洗淨液供給至基板左側區域WL (參照第二圖)，並以第一洗淨條件與第二洗淨條件使基板表面洗淨並乾燥時，測量殘留於基板表面的42nm以上的瑕疵數的結果。在比較例1，表示將第一流量的洗淨液供給至基板右側區域WR (參照第二圖)，並以第一洗淨條件與第二洗淨條件使基板表面洗淨並乾燥時，測量殘留於基板表面的42nm以上的瑕疵數的結果。
基板表面的乾燥是進行旋轉乾燥。又，瑕疵數的測量是用科磊(KLA-Tencor)公司製造的缺陷測量裝置SP2來進行。以下所述的瑕疵數的測量也是同樣地進行。
第六圖的縱軸表示將比較例1的第一洗淨條件的瑕疵數做為1.0，分別以各條件洗淨時的瑕疵數的相對比率。
在此實施例1、2，DHF(稀氫氟酸)洗淨表面，之後以O3 洗淨，在最表面產生表面氧化膜的裸矽基板，不施加研磨處理，做為被洗淨基板來使用。此裸矽基板的表面特性是以超純水進行接觸角測量為接觸角1°~3°程度的親水性。第一洗淨條件是使裸矽基板以50rpm，輥洗淨部件以200rpm分別旋轉來獲得低洗淨特性的條件，第二洗淨條件是使裸矽基板以150rpm，輥洗淨部件以200rpm分別旋轉來獲得高洗淨特性的條件。
從第六圖，在第一洗淨條件的實施例1、2，相較於比較例1，可以大幅減少在基板表面殘留的瑕疵數至例如65%~51%。再者，在高洗淨度的第二洗淨條件的實施例1、2，知道以高洗淨度有效地洗淨基板表面，可以大幅減少在基板表面殘留的瑕疵數至例如53%~24%。特別是從洗淨條件1與洗淨條件2的比較，知道藉由提高基板旋轉速度，相對地提高輥洗淨部件與基板的相對旋轉速度，可獲得較高的洗淨效果，又，從實施例1與實施例2知道，藉由增加供給至在第二圖所示的基板左側區域WL 的洗淨液液量，可獲得更高的洗淨效果。例如從第六圖知道，基板表面殘留的瑕疵數減少到24%。
第七圖表示關於實施例3、實施例4以及比較例2，在基板洗淨後測量殘留於基板表面的瑕疵數的結果。
在實施例3、4，表示以CMP裝置對Low-k膜(BD2x,k=2.4) 成膜於表面的基板施加以CMP的研磨處理，然後以相同於上述實施例1、2條件來洗淨並IPA(Iso-Propyl Alcohol)乾燥基板表面時，測量基板表面殘留的120nm以上的瑕疵數的結果。在比較例2，表示將第一流量的洗淨液供給至基板右側區域WR (參照第二圖)，並以第一洗淨條件與第二洗淨條件使基板表面洗淨並IPA乾燥時的基板表面所殘留的120nm以上的瑕疵數的結果。此基板的表面特性是以在表面上的超純水進行接觸角測量為接觸角40°~60°程度的疏水性。
第七圖的縱軸表示將比較例2的第一洗淨條件的瑕疵數做為1.0，分別以各條件洗淨時的瑕疵數的相對比率。
從第七圖，在第一洗淨條件的實施例3、4，相較於比較例2，可以大幅減少在基板表面殘留的瑕疵數至例如81%~65%。再者，在高洗淨度的第二洗淨條件的實施例3、4，知道相較於比較例2，有效地洗淨基板表面，可以大幅減少在基板表面殘留的瑕疵數至例如42%~30%。特別是從洗淨條件1與洗淨條件2的比較知道，不拘泥於洗淨特性能力，本發明在洗淨後降低基板表面殘留瑕疵數是有效的，也就是說，使基板與輥洗淨部件一起旋轉並彼此接觸來洗淨基板的接觸物理洗淨中，可以使洗淨性能提升。又，從實施例3與實施例4知道，即使藉由增加供給至在第二圖所示的基板左側區域WL 的洗淨液液量，也可獲得高洗淨效果。例如從第七圖知道，基板表面殘留的瑕疵數減少到30%。
目前為止說明關於本發明的一實施形態，但本發明並非受限於上述實施形態，更不用說在其技術思想範圍內可實施各種不同形態。
16‧‧‧上部輥洗淨部件
20‧‧‧上部洗淨液供給噴嘴
30‧‧‧洗淨區域
32‧‧‧順方向洗淨區域
34‧‧‧逆方向洗淨區域
F1、F2、G‧‧‧箭頭
L、Lf、Li‧‧‧長度
O1 、O2 ‧‧‧旋轉軸
W‧‧‧基板
WL ‧‧‧左側區域
WR ‧‧‧右側區域

Claims (4)

  1. 一種用以洗淨基板之基板洗淨方法，係包括：藉由基板支持裝置來支持該基板；藉由該基板支持裝置來使該基板在一方向旋轉；使跨越著該基板之直徑的幾乎全長直線狀延伸的輥洗淨部件在一方向旋轉，且使前述輥洗淨部件與該基板之表面沿著洗淨區域彼此接觸，來洗滌洗淨該基板之該表面；及當該輥洗淨部件正在洗滌洗淨該基板之該表面時，將洗淨液以洗淨液供給角度的預設角度θ從洗淨液供給噴嘴供給至該基板之該表面之第一洗淨區域；其中，該第一洗淨區域係前述洗淨區域之一部分，該基板之該表面與該輥洗淨部件沿著該洗淨區域彼此接觸；該基板之旋轉速度之方向與該輥洗淨部件之旋轉速度之方向相反；及該預設角度θ係一角度，位於該輥洗淨部件之旋轉軸與該洗淨液之供給方向之間，且位於該輥洗淨部件之該旋轉軸與該洗淨液之投影至該基板之該表面的供給方向之間，該角度θ定義為從該輥洗淨部件之該旋轉軸往順時針方向來看的角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板洗淨方法，其中前述預設角度θ為1°以上未滿90°。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基板洗淨方法，更包括：使跨越著該基板直徑的幾乎全長直線狀延伸的下部輥洗淨部件在一方向旋轉，且使該下部輥洗淨部件沿洗淨區域接觸該基板之背面，以洗滌洗淨該基板之該背面；及將洗淨液從下部洗淨液供給噴嘴供給至該基板之該背面之該洗淨區域，以將該洗淨液供給至該基板之該背面之該洗淨區域，在該洗淨區域，該下部輥洗淨部件之旋轉速度之方向與該基板之該旋轉速度之方向相反。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基板洗淨方法，其中藉由提高該基板的該旋轉速度來提升洗淨特性。
TW102115659A 2012-05-23 2013-05-02 Substrate cleaning method TWI493614B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012117344 2012-05-23
JP2013041494A JP5886224B2 (ja) 2012-05-23 2013-03-04 基板洗浄方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201349323A TW201349323A (zh) 2013-12-01
TWI493614B true TWI493614B (zh) 2015-07-21

Family

ID=49620627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102115659A TWI493614B (zh) 2012-05-23 2013-05-02 Substrate cleaning method

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8932407B2 (zh)
JP (1) JP5886224B2 (zh)
KR (1) KR20130131232A (zh)
CN (1) CN103418558A (zh)
TW (1) TWI493614B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD735427S1 (en) * 2013-02-01 2015-07-28 Ebara Corporation Roller shaft for substrate cleaning
TWI664672B (zh) * 2013-07-03 2019-07-01 荏原製作所股份有限公司 基板洗淨裝置及基板洗淨方法
JP6600470B2 (ja) 2014-04-01 2019-10-30 株式会社荏原製作所 洗浄装置及び洗浄方法
CN111589752B (zh) * 2014-04-01 2023-02-03 株式会社荏原制作所 清洗装置
US9475272B2 (en) 2014-10-09 2016-10-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. De-bonding and cleaning process and system
CN107206438A (zh) * 2014-11-24 2017-09-26 康宁股份有限公司 用于基材表面清洁的方法和设备
CN104907300B (zh) * 2015-06-01 2017-04-26 常州兆阳能源科技有限公司 太阳能电池板的高效清洗系统
JP6646460B2 (ja) * 2016-02-15 2020-02-14 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置及び基板処理装置
JP6609197B2 (ja) * 2016-02-25 2019-11-20 株式会社ディスコ 洗浄装置
JP6718714B2 (ja) * 2016-03-25 2020-07-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
KR102573572B1 (ko) * 2017-12-20 2023-09-01 삼성전자주식회사 웨이퍼 세정 장치
US20200276619A1 (en) * 2019-02-04 2020-09-03 Ebara Corporation Cleaning member attaching part, cleaning member assembly and substrate cleaning apparatus
CN111085485B (zh) * 2019-12-26 2021-02-09 海盐宝仕龙塑业股份有限公司 一种板材的表面处理系统
CN112268211B (zh) * 2020-10-27 2022-05-10 沧州诚效通信器材有限公司 一种智能无线通信设备支撑固定方法
KR20230173091A (ko) 2021-04-21 2023-12-26 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 웨이퍼의 세정방법 및 세정처리장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0433596B2 (zh) * 1984-12-25 1992-06-03 Mutoh Ind Ltd
US20060016029A1 (en) * 2003-02-28 2006-01-26 Katrina Mikhaylichenko Brush scrubbing-high frequency resonating substrate processing system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04363022A (ja) * 1991-06-06 1992-12-15 Enya Syst:Kk 貼付板洗浄装置
JP2647050B2 (ja) * 1995-03-31 1997-08-27 日本電気株式会社 ウェハ研磨装置
JP2887095B2 (ja) 1995-08-31 1999-04-26 芝浦メカトロニクス株式会社 洗浄装置
JP2002043267A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Ebara Corp 基板洗浄装置、基板洗浄方法及び基板処理装置
JP2003077876A (ja) 2001-08-30 2003-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗浄装置及び洗浄方法
JP2003142444A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Applied Materials Inc 洗浄装置
US6733596B1 (en) * 2002-12-23 2004-05-11 Lam Research Corporation Substrate cleaning brush preparation sequence, method, and system
US7353560B2 (en) * 2003-12-18 2008-04-08 Lam Research Corporation Proximity brush unit apparatus and method
US8608858B2 (en) * 2004-09-28 2013-12-17 Ebara Corporation Substrate cleaning apparatus and method for determining timing of replacement of cleaning member
JP4387938B2 (ja) * 2004-12-27 2009-12-24 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP2008226349A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Showa Denko Kk 円盤状基板の製造方法、洗浄装置
JP2008311481A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Sony Corp 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び半導体製造方法
JP2010212295A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Elpida Memory Inc 基板洗浄装置および基板洗浄方法
JP2010278103A (ja) 2009-05-27 2010-12-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スクラブ洗浄装置
JP2011165751A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Toshiba Corp 洗浄装置及び半導体装置の製造方法
JP2011233646A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 半導体用基板の洗浄方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0433596B2 (zh) * 1984-12-25 1992-06-03 Mutoh Ind Ltd
US20060016029A1 (en) * 2003-02-28 2006-01-26 Katrina Mikhaylichenko Brush scrubbing-high frequency resonating substrate processing system

Also Published As

Publication number Publication date
TW201349323A (zh) 2013-12-01
KR20130131232A (ko) 2013-12-03
US8932407B2 (en) 2015-01-13
JP5886224B2 (ja) 2016-03-16
JP2014003273A (ja) 2014-01-09
US20130312790A1 (en) 2013-11-28
CN103418558A (zh) 2013-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI493614B (zh) Substrate cleaning method
TWI666068B (zh) 基板之洗淨裝置及基板之洗淨方法
KR102146872B1 (ko) 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법
TWI525686B (zh) 基板洗淨方法
JP6265702B2 (ja) 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
US6864187B2 (en) Method of washing a semiconductor wafer
KR101554767B1 (ko) 기판 세정 방법 및 롤 세정 부재
JP2014003273A5 (zh)
US10892173B2 (en) Substrate cleaning roll, substrate cleaning apparatus, and substrate cleaning method
JP6901277B2 (ja) スクラブ洗浄方法およびスクラブ洗浄装置
JP5775383B2 (ja) 基板洗浄方法
US9058977B2 (en) Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method
KR101530115B1 (ko) 세정 성능 예측 방법 및 기판 세정 방법
KR20150103460A (ko) 화학 기계적 연마 공정이 행해진 기판의 세정 장치