TWI809182B - 洗淨裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種洗淨裝置，可抑制真空狀態下的靜電吸附力的減少，並去除半導體製造裝置的真空處理室內的異物。所述洗淨裝置包括：異物吸附部4，於絕緣體的內部設置有包含一對電極的吸附電極3；以及吸附控制部5，將控制開關接通來使所述吸附電極帶電，使絕緣體的表面顯現靜電吸附力而可吸附異物；且所述吸附控制部5的控制開關是可進行外部操作的遠程操作型的開關，針對在真空狀態下被封閉的真空封閉空間內的該洗淨裝置，將控制開關接通，藉此可藉由於真空狀態下顯現的靜電吸附力來去除真空處理室內的異物。

Description

洗淨裝置
本發明是有關於一種用於去除半導體製造裝置的真空處理室內的異物的洗淨裝置，詳細而言，本發明是有關於一種於絕緣體的內部包括吸附電極，可藉由靜電吸附力來吸附並去除異物的洗淨裝置。
例如，於離子注入裝置或蝕刻裝置、化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition，CVD）裝置或微影裝置等各種半導體製造製程中所使用的半導體製造裝置的真空處理室內附著或懸浮有半導體的製造過程中產生的各種異物。作為其一例，可列舉：來自矽晶圓的斷片或抗蝕劑的殘留物、電漿或因機械式的摩擦而產生的源自真空處理室內的結構構件的灰塵或塵土、以及因晶圓的搬送而自外部帶入的粒子等（於本說明書中，將該些總稱為異物）。
若此種異物堆積於真空處理室內，則例如於使用吸附固定如矽晶圓等般的被處理物的靜電吸盤的情況下，存在如下的問題：異物介於靜電吸盤的吸附面與被處理物之間，靜電吸盤與被處理物的接觸變得不充分，由靜電吸盤所產生的被處理物的冷卻性能下降。另外，因於被處理物的背面側存在異物，而導致被處理物的位置精度產生紊亂，例如於微影裝置中亦產生焦距不一致等問題。進而，因異物附著於被處理物的表面（主面）側，而存在產生配線不良等缺陷之虞。
因此，通常定期地對半導體製造裝置實施洗淨，去除真空處理室內的異物，不使該些異物堆積。然而，此種洗淨主要以手工作業為中心，因此，無法否定新產生人為的污染的可能性。另外，於洗淨時，必須解除真空處理室內的真空，於半導體製造裝置的再啟動時，為了達成必要的真空度，每次花費幾小時左右，因此並不經濟。
因此，提出有幾種用於不解除真空處理室的真空而去除異物的洗淨裝置。例如，於專利文獻1中揭示有如下的灰塵吸附用晶圓：將進行電暈充電等而帶電的擋片（dummy wafer）搬送至半導體製造裝置的真空處理室內，藉由擋片的靜電力來吸附灰塵（異物）。另外，於專利文獻2中揭示有如下的洗淨裝置：將藉由利用電暈法的電駐極體化或熱駐極體化而電極化的聚對苯二甲酸乙二酯等的洗淨片黏附於洗淨用晶圓，並搬送至半導體製造裝置的真空處理室內來去除異物。進而，於專利文獻3中揭示有如下的洗淨裝置：將包含黏著性的聚合物的洗淨晶圓經由突出部而載置於半導體製造裝置的晶圓台，當突出部被壓縮而壓碎時，藉由黏著性的洗淨晶圓來回收晶圓台上的異物。
但是，該些先前的洗淨裝置若為使用黏著性的洗淨聚合物的洗淨裝置，則每次使用均必須更換黏著劑，而耗費運營成本。另一方面，若為藉由電暈充電等來使擋片帶電的洗淨裝置，則必須將用於帶電的設備組裝入原有的設備。 [現有技術文獻][專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-260671號公報 [專利文獻2]日本專利特開2002-28594號公報 [專利文獻3]日本專利第5956637號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，本發明者等人對使表面帶電而藉由靜電來吸附並去除真空處理室內的異物的洗淨裝置進行研究後，獲得了如下的實驗結果：於大氣壓下帶電而獲得的靜電吸附力因進入真空狀態而急劇地減少。即，可認為即便如先前的洗淨裝置般，將於大氣壓下使靜電吸附力顯現的擋片等搬送至真空處理室內，實際上亦未充分地發揮真空處理室內的異物的吸附性能。
因此，本發明者等人進一步反覆研究，結果發現使用可自外部進行操作的遠程操作型的控制開關，使處於真空狀態的洗淨裝置帶電而可使靜電吸附力顯現，藉此可提高真空處理室內的異物的吸附的實效性，從而完成了本發明。
因此，本發明的目的在於提供一種可抑制靜電吸附力的減少並去除真空處理室內的異物的洗淨裝置。 [解決課題之手段]
即，本發明是一種洗淨裝置，是用於去除半導體製造裝置的真空處理室內的異物的洗淨裝置，所述洗淨裝置包括：異物吸附部，於絕緣體的內部設置有包含一對電極的吸附電極；以及吸附控制部，將控制開關接通來使所述吸附電極帶電，使所述絕緣體的表面顯現靜電吸附力而可吸附異物；且所述吸附控制部的控制開關是可進行外部操作的遠程操作型的開關，針對在真空狀態下被封閉的真空封閉空間內的所述洗淨裝置，將控制開關接通，藉此可藉由於真空狀態下顯現的靜電吸附力來去除真空處理室內的異物。
本發明的洗淨裝置包括：異物吸附部，於絕緣體的內部設置有包含一對電極的吸附電極；以及吸附控制部，將控制開關接通來使吸附電極帶電，使絕緣體的表面顯現靜電吸附力而可吸附異物；且作為吸附控制部的控制開關，使用可進行外部操作的遠程操作型的開關。
關於該遠程操作型的控制開關，只要可進行外部操作，針對在真空狀態下被封閉的真空封閉空間內的洗淨裝置，不打破真空而一直維持真空狀態，可將吸附控制部的電路接點接通（即，不具有引線而可藉由無線來控制電性連接）即可，例如可列舉：內置定時器且於經過規定的時間後開關接通/斷開的定時器式開關、以及感知來自外部的雷射光來進行運作的雷射感知式開關、藉由磁力來進行運作的舌簧開關等，可將該些開關的兩種以上組合使用，亦可將其他開關與該些開關組合使用。
此處，作為於真空狀態下被封閉的真空封閉空間，去除異物的對象即半導體製造裝置的真空處理室符合，除此以外，例如可列舉中間搬送室等，所述中間搬送室與真空處理室一併設置，且用於藉由搬送機器人來供給如矽晶圓等般的被處理物。
另外，於吸附控制部，亦可內置用於使異物吸附部的吸附電極帶電，而使絕緣體的表面顯現靜電吸附力的電源，或者亦可內置利用外部電源來使電容器等暫時儲存電荷等可蓄積電能的蓄電元件，而不內置電源。
其中，關於內置電源的情況，例如以吸附控制部包括使電壓升壓的升壓電路、用於使該升壓電路工作的電池、以及用於藉由來自升壓電路的高電壓輸出來使吸附電極帶電的電壓施加開關，且該電壓施加開關構成所述遠程操作型的控制開關為宜。藉此，若將洗淨裝置配置於真空封閉空間內並將電壓施加開關接通，則於真空狀態下可使靜電吸附力顯現。此時，亦可在升壓電路與吸附電極之間具有二極體。藉此，利用來自升壓電路的高電壓輸出的吸附電極的帶電由整流作用來維持，因此無需始終維持升壓電路的輸出。
另一方面，於不內置電源的情況下，例如以吸附控制部包括與外部電源的連接端子、藉由與該連接端子連接的外部電源的電壓來充電並儲存電荷的電容器、以及用於將儲存於電容器的電荷放電來使吸附電極帶電的放電開關，且該放電開關構成所述遠程操作型的控制開關為宜。藉此，若於大氣壓下與外部電源連接來對電容器進行充電後，將該洗淨裝置配置於真空封閉空間內並將放電開關接通，則於真空狀態下可使靜電吸附力顯現。另外，藉由內置電容器等蓄電元件來代替內置電源，可使吸附控制部更小型，因此例如於可更確實地進行洗淨裝置自身的密封方面亦合適。
進而，於吸附控制部，亦可包括用於放出已帶電的吸附電極的電荷的接地端子、及將吸附電極與接地端子之間連接的接地開關。於吸附真空處理室內的異物後，將所述接地開關接通而自接地端子放出電荷，藉此可自異物吸附部的絕緣體的表面容易地去除異物。
此處，自異物吸附部的絕緣體的表面去除異物只要是於自半導體製造裝置的真空處理室搬出洗淨裝置之後即可，例如，可將洗淨裝置轉移至所述中間搬送室，於維持真空的狀態下將接地開關接通，而自接地端子放出電荷，亦可自中間搬送室搬出洗淨裝置，於大氣下將接地開關接通。為了可於真空下將接地開關接通，關於該接地開關，亦只要包含如上所述的可進行外部操作的遠程操作型的開關即可。
另外，關於本發明的洗淨裝置的異物吸附部，只要於絕緣體的內部設置有包含一對電極的吸附電極，可藉由該絕緣體的表面所產生的靜電吸附力來吸附半導體製造裝置的真空處理室內的異物即可。此處，為了應對真空處理室內帶正電的異物與帶負電的異物兩者，吸附電極包含一對電極，一個電極於正側帶電，另一個電極於負側帶電。
該異物吸附部的形狀或尺寸等並無特別限制，但理想的是與去除異物的對象的半導體製造裝置所處理的晶圓或玻璃基板等被處理物的形狀等一致。另外，該異物吸附部的材質或形成方法等亦無特別限制，例如可在包含聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）、氟樹脂等的兩種樹脂膜之間夾入由金屬箔所形成的規定的形狀的吸附電極，藉由該些進行積層而成的樹脂製的絕緣體來形成異物吸附部，亦可於兩個生片（green sheet）的一者，以變成規定的形狀的吸附電極的方式形成金屬層，藉由將該些疊加並進行煆燒而成的陶瓷製的絕緣體來形成異物吸附部，亦可藉由該些以外的方法或材料等來形成異物吸附部。
進而，本發明的洗淨裝置亦可將異物吸附部及吸附控制部與模仿如晶圓或玻璃基板般的半導體製造裝置中的被處理物的形狀的基體部一體地設置。藉此，可利用被處理物的搬入方法或搬入路徑，容易地將洗淨裝置搬入真空處理室內。此時，以異物吸附部的絕緣體的表面與真空處理室內的晶圓載置台側相向的方式，將異物吸附部配置於基體部的背面，藉此有效地去除晶圓載置台上的異物。另外，以使異物吸附部的絕緣體的表面朝向與晶圓載置台側相反的真空處理室內的處理空間側的方式，將異物吸附部配置於基體部的表面，藉此可去除如漂浮於真空處理室內的處理空間的異物。
此處，於以使異物吸附部的絕緣體的表面與真空處理室內的晶圓載置台側相向的方式，將異物吸附部配置於基體部的背面的情況下，亦可設置用於使異物吸附部的絕緣體的表面與晶圓載置台之間相互分離的突起部。藉此，可排除在異物吸附部的絕緣體與晶圓載置台之間夾入異物並將異物弄碎、或者因異物而損傷異物吸附部的絕緣體或晶圓載置台的表面之虞。
另外，於設置此種突起部後，亦可於異物吸附部的絕緣體的表面包括具有黏著性的黏著層。藉此，可更確實地捕捉暫時吸附的異物，例如可排除於洗淨裝置的搬送途中使異物落下等由已吸附的異物所引起的再污染之虞。此處，作為黏著層，例如可塗佈高純度矽酮系黏著劑等來形成，但理想的是使用在真空處理室內產生某些氣體之虞少的黏著層（脫氣少的黏著層）。
於本發明中，去除異物的對象的半導體製造裝置並無特別限制，只要是包括於真空下對被處理物進行處理來作為半導體製造製程的真空處理室，便可應用，其中，適宜的是使用藉由靜電吸附力來吸附保持被處理物的靜電吸盤的半導體製造裝置。作為此種半導體製造裝置，例如可列舉：離子注入裝置、離子摻雜裝置、蝕刻裝置、CVD裝置、灰化裝置、步進裝置、微影裝置、液晶基板製造裝置、晶圓檢查裝置。另外，作為去除的異物，如開頭所述，半導體製造製程中所產生、或混入的真空處理室內的各種異物成為對象。 [發明的效果]
根據本發明的洗淨裝置，使用可自外部進行操作的遠程操作型的控制開關，使處於真空狀態的洗淨裝置帶電而可使靜電吸附力顯現，因此不存在如於大氣壓下產生的靜電吸附力於真空狀態下急劇地減少的問題，可提高實效性來去除真空處理室內的異物。
以下，對本發明進行更詳細的說明。 於圖1（a）至圖1（c）中表示本發明的洗淨裝置的一例。如由圖1（b）的剖面圖所示，該洗淨裝置於包含矽晶圓或氧化鋁等的圓板狀的基體部1的一側的面（背面）設置有異物吸附部4，於另一側的面（表面）設置有吸附控制部5。另外，於基體部1的背面，在異物吸附部4的外側，於將基體部1在圓周方向上大致四等分的位置上配備有四個突起部6。
其中，如由圖1（b）的剖面圖或圖1（c）的平面圖（背面）所示，異物吸附部4是在相互黏合來構成絕緣體的兩片圓形聚醯亞胺膜2之間插入包含銅箔的一對半圓狀的吸附電極3a、吸附電極3b而形成。另外，吸附控制部5是具有使該些吸附電極3a、吸附電極3b帶電來使靜電吸附力顯現的吸附控制電路而形成，如由圖1（a）的平面圖（吸附控制部5的表面）所示，包括成為與後述的外部電源的連接端子的輸入端子7a、輸入端子7b，及用於放出已帶電的吸附電極3a、吸附電極3b的電荷的接地端子8。而且，該些異物吸附部4及吸附控制部5分別藉由接合片而與基體部1接合。再者，於所述圖1（a）至圖1（c）中表示了半圓狀的吸附電極3a、吸附電極3b的例子，但吸附電極3a、吸附電極3b的形狀並不限定於此，例如亦可使用梳齒型的吸附電極3a、吸附電極3b等。
另外，於圖2中表示圖1的洗淨裝置於真空處理室內的使用形態。即，將形成異物吸附部4的絕緣體的表面（聚醯亞胺膜2的表面）以與真空處理室內的靜電吸盤等晶圓載置台31相向的方式配置，藉此可去除晶圓載置台上的異物。此時，由於設置有突起部6，因此異物吸附部4與晶圓載置台之間以距離d相互分離，亦無於兩者之間夾入異物並將異物弄碎、或者因異物而損傷異物吸附部4或晶圓載置台的表面之虞。
進而，於圖3中表示所述洗淨裝置的基於變形例的使用形態。即，如所述圖3所示，亦可朝與晶圓載置台31相反的真空處理室內的處理空間側設置異物吸附部4來去除異物。
此處，關於形成吸附控制部5的吸附控制電路，於圖4～圖8中表示第一例。如圖4所示，所述第一例的吸附控制電路包括：成為與外部電源（圖示外）的連接端子的輸入端子7a、輸入端子7b，藉由外部電源的電壓來充電並儲存電荷的電容器9，以及用於將儲存於該電容器9的電荷放電來使吸附電極3（3a、3b）帶電的放電開關10a、放電開關10b。另外，在輸入端子7a與電容器9之間、及輸入端子7b與電容器9之間，分別設置有二極體11a、二極體11b。藉此，即便於如真空處理室內的壓力穿過易放電區域的情況下，電流亦不會自電容器9朝輸入端子7a、輸入端子7b側流動，可防止於使吸附電極3帶電之前電容器9進行放電。進而，於該吸附控制電路包括：用於放出已帶電的吸附電極3（3a、3b）的電荷的接地端子8，及將吸附電極3與接地端子8之間連接的接地開關12a、接地開關12b。
其中，放電開關10a、放電開關10b分別是可進行外部操作的遠程操作型的開關（控制開關），可列舉：定時器式開關、雷射感知式開關、藉由磁力來進行運作的舌簧開關（reed switch）等。其中，為了電容器9與吸附電極3之間的傳導電流朝所述圖4的吸附控制電路中的放電開關10a、放電開關10b流通，必須使用可承受至少1kV左右的電壓的高耐壓規格的開關，就目前容易獲得此種規格的開關而言，較佳為舌簧開關。具體而言，可例示斯丹電子(Standex Electronics)公司製造的商品名KSK-1A83-100150等市售品。再者，關於接地開關12a、接地開關12b，亦只要同樣地使用高耐壓規格的開關即可。
而且，當使用包括圖4的吸附控制電路的洗淨裝置，去除半導體製造裝置的真空處理室內的異物時，首先，如圖5所示，於大氣壓下將外部電源13的輸出端子13a、輸出端子13b與輸入端子7a、輸入端子7b分別連接，而對電容器9進行充電。此時，作為外部電源13，以使用高壓電源為宜，較佳為自V+的輸出端子13a輸出(+)1kV~5kV左右的高電壓，自V-的輸出端子13b輸出(-)1kV~5kV左右的高電壓。
對電容器9進行充電後，使已與外部電源13分開的洗淨裝置移動至真空封閉空間內。繼而，如圖6所示，藉由外部操作來將放電開關10a、放電開關10b分別接通，藉此對電容器9進行放電來使吸附電極3帶電。於所述外部操作時，例如於使用舌簧開關的情況下，只要先將磁鐵等安裝於半導體製造裝置的真空處理室或使用搬送機器人的中間搬送室等真空封閉空間內、或者經由不妨礙磁力的玻璃製觀察孔等而將磁鐵等安裝於外部即可，具體而言，只要先將磁鐵等設置於中間搬送室內的壁面、或將中間搬送室與真空處理室連結的真空處理室的入口等，當於真空狀態下配置了洗淨裝置時，可關閉放電開關10a、放電開關10b的電路即可。另外，於雷射感知式開關的情況下，只要先於中間搬送室或真空處理室等真空封閉空間的任一者設置雷射照射窗即可，若為定時器式開關，則只要瞅準將洗淨裝置配置於真空處理室內的時機來設定定時器即可。
關於電容器9，若將一對吸附電極3（3a、3b）當作電容器而將其靜電電容設為CESC ，將電容器9的靜電電容設為CC ，則只要使電容器9的靜電電容CC 變得比吸附電極3的靜電電容CESC 大即可，較佳為使電容器9的靜電電容CC 變成吸附電極3的靜電電容CESC 的10倍以上（CC ≧10×CESC ）。藉此，於計算方面，可將外部電源13的輸出電壓的九成以上的電壓賦予吸附電極3，於使吸附電極3（3a、3b）帶電後，亦並不特別需要將舌簧開關10a、舌簧開關10b維持於接通的狀態。於使吸附電極3帶電方面，電容器9的靜電電容CC 只要是儘可能大的靜電電容即可，雖然難以規定其上限，但即便使電容器9的靜電電容CC 變成某種程度以上的大小，賦予吸附電極3的電壓的增加量亦變少，效果飽和，因此可以說只要使用靜電電容CC 為靜電電容CESC 的50倍左右的電容器9便足夠。
關於此種關係，若如圖7（a）所示，將與外部電源13連接來對電容器9進行了充電的狀態下的吸附控制電路的電壓設為Vi ，將電容器9的電荷設為Qci ，將電容器9的靜電電容設為CC ，將吸附電極3的靜電電容設為CESC ，另外，如圖7（b）所示，將於分開外部電源13後，將電容器9與吸附電極3連接來使吸附電極3帶電的狀態下的吸附控制電路的電壓設為Vf ，將電容器9的電荷設為Qcf ，將吸附電極3的電荷設為QESC ，則該些可如以下般表示。即，由於電荷的總量於電容器9與吸附電極3的連接的前後不變，因此下述式（1）成立。 Qci ＝Qcf ＋QESC ・・・（1）另外，若使用靜電電容的關係式Q＝CV來改寫所述式（1），則可由下述式（2）及式（3）表示。CC Vi ＝CC Vf ＋CESC Vf ・・・（2）Vf ＝〔CC /（CC ＋CESC ）〕Vi ・・・（3）
此處，若設想使用靜電電容CC 為吸附電極3的靜電電容CESC 的10倍的電容器9的情況，則可知於根據所述式（3）的計算中，如下述式（4）般，施加至吸附電極3的電壓變成外部電源13的電壓的約0.91倍。 Vf ＝〔10CESC /（10CESC ＋CESC ）〕Vi ＝（10/11）Vi ＝0.91Vi ・・・（4）另一方面，對實際使用靜電電容CC 為吸附電極3的靜電電容CESC 的約11倍的電容器9，自電容器9朝吸附電極3放電時的吸附電極3的表面電位進行調查後，確認變成將吸附電極3不經由電容器9而直接與外部電源13連接時的吸附電極3的表面電位的約0.7倍。作為經由電容器9時的表面電位的下降的理由，可想到電荷的洩漏或由電阻所產生的損耗等，但若依據所述（4）的計算結果，則如大致所設想般，可以說藉由來自電容器9的放電而可使吸附電極3帶電。
將使吸附電極3帶電來使形成異物吸附部4的絕緣體的表面顯現靜電吸附力的洗淨裝置配置於半導體製造裝置的真空處理室內，吸附異物後，於吸附有異物的狀態下將洗淨裝置取出至真空處理室的外部。而且，如圖8所示，將接地端子8與地面（大地）連接，並且將接地開關12a、接地開關12b及舌簧開關10a、舌簧開關10b分別接通，藉此放出吸附電極3中帶有的電荷來解除靜電吸附力，而去除吸附於異物吸附部4的異物。此時，例如可於如中間搬送室等般的真空下解除洗淨裝置的靜電吸附力，亦可於大氣壓下解除洗淨裝置的靜電吸附力。去除了異物的洗淨裝置當然可再次用於真空處理室內的異物的去除。
另外，關於形成吸附控制部5的吸附控制電路，亦可如圖9中所示的第二例般構成。所述第二例的吸附控制電路於將電容器9與吸附電極3連接的放電開關由交換電路形成這一點上與第一例不同。即，於所述第二例中，用於將儲存於電容器9的電荷放電來使吸附電極3帶電的放電開關包含交換電路，所述交換電路具有固態繼電器14a、固態繼電器14b，用於使該些固態繼電器14a、固態繼電器14b工作的電池15a、電池15b，以及用於將該些電池與固態繼電器連接的電路開關16a、電路開關16b，其中，作為電路開關16a、電路開關16b，例如使用定時器式開關、雷射感知式開關、藉由磁力來進行運作的舌簧開關等可進行外部操作的遠程操作型的開關。
此處，固態繼電器14a、固態繼電器14b是無可動接點部分的無接點繼電器，因此可藉由電子電路的工作而以電子方式進行接通/斷開。即，為了電容器9與吸附電極3之間的傳導電流朝固態繼電器14a、固態繼電器14b流通，只要使用如第一例中所述的高耐壓規格的開關即可，可進行外部操作的遠程操作型的電路開關16a、電路開關16b無需為高耐壓，可使用通用的開關。作為此種固態繼電器，具體而言，可列舉松下（Panasonic）公司製造的商品名AQV258A等市售品。
所述第二例的吸附控制電路除藉由交換電路來構成放電開關這一點以外，與第一例相同。即，關於藉由與外部電源的連接而於大氣壓下對電容器9進行充電、藉由真空封閉空間內的電容器9的放電來使吸附電極3帶電、吸附真空處理室內的異物後解除靜電吸附力等，能夠以與第一例中所說明的內容相同的方式來進行。
另外，形成吸附控制部5的吸附控制電路亦可如圖10中所示的第三例般構成。於所述第三例中，吸附控制部內置用於使靜電吸附力顯現的電源這一點與先前的第一例、第二例不同。即，所述第三例的吸附控制電路包括：使電壓升壓的升壓電路17、使升壓電路17工作的電池18、以及用於藉由來自升壓電路17的高電壓輸出來使吸附電極3帶電的電壓施加開關19。
此處，作為電壓施加開關19，使用可進行外部操作的遠程操作型的開關（控制開關），例如可列舉定時器式開關、雷射感知式開關、藉由磁力來進行運作的舌簧開關等，但較佳為舌簧開關。但是，於此情況下，由於是用於將電池18與升壓電路17連接的開關，因此並不特別需要使用高耐壓規格的開關。另外，關於升壓電路17，以使吸附電極3帶電而使靜電吸附力顯現後，可自V+的輸出端子17a輸出（+）1 kV～5 kV左右的高電壓，自V-的輸出端子17b輸出（-）1 kV～5 kV左右的高電壓的電路為宜。作為此種升壓電路17，並無特別限制，可使用如柯克勞夫-沃耳吞電路（cockcroft-walton circuit）等公知的電路。
當使用包括如圖10中所示的電源內置型的吸附控制電路的洗淨裝置，去除半導體製造裝置的真空處理室內的異物時，將洗淨裝置配置於中間搬送室或真空處理室等真空封閉空間內，並於真空狀態下將電壓施加開關19接通。藉此，於形成異物吸附部4的絕緣體的表面顯現靜電吸附力，因此將洗淨裝置配置於半導體製造裝置的真空處理室內來吸附異物。於完成真空處理室內的異物的吸附後，於吸附有異物的狀態下將洗淨裝置取出至真空處理室的外部，並將電壓施加開關19斷開，藉此解除靜電吸附力而自異物吸附部4去除異物。將所述電壓施加開關19斷開可為真空狀態，亦可為大氣壓狀態。
進而，形成吸附控制部5的吸附控制電路亦可如圖11中所示的第四例般構成。所述第四例是與先前的第三例同樣地吸附控制部內置電源的例子，但於以下方面不同：於升壓電路17與吸附電極3之間設置有二極體20a、二極體20b，以及設置有用於放出已帶電的吸附電極3的電荷的接地端子21，及將吸附電極3與接地端子21之間連接的接地開關22a、接地開關22b。即，藉由設置二極體20a、二極體20b，利用來自升壓電路17的高電壓輸出的吸附電極3的帶電由整流作用來維持，因此於使吸附電極3帶電後，無需將電壓施加開關19繼續維持於接通的狀態。另外，藉由設置接地端子21，於完成真空處理室內的異物的吸附後，將接地開關22a、接地開關22b接通，藉此可放出吸附電極3中帶有的電荷來解除靜電吸附力，而去除吸附於異物吸附部4的異物。除該些以外，與第三例的情況相同。 [實施例]
（試驗例1） 為了對在真空處理室內顯現的靜電吸附力進行比較，針對於大氣壓下使吸附電極帶電時的靜電吸附力、與於真空下使吸附電極帶電時的靜電吸附力，以如下方式進行測定吸附力的試驗。於圖12中表示該試驗中所使用的試驗裝置，於與圖示外的旋轉泵連接的真空腔室23內配置有試驗用洗淨裝置，於試驗用洗淨裝置的上方，設置有安裝有切成50 mm×48 mm尺寸（24 cm2 ）的矽晶圓24的測力器25。試驗用洗淨裝置於約120 mm×120 mm、厚度約5 mm的鋁製底座（基體部）1的上表面包括異物吸附部4，於相反側的鋁製底座1的下表面貼有雙面膠帶26，而固定於真空腔室23的內壁底面部。再者，關於矽晶圓24，為了防止破損（為了防止由晶圓的破裂或碎片所引起的真空腔室內的污染），在與試驗用洗淨裝置相向的面相反側黏貼有聚醯亞胺製的保護膜。
於準備所述試驗用洗淨裝置時，首先，準備積層有厚度約10 μm的銅箔的厚度50 μm的聚醯亞胺膜，對銅箔部分進行蝕刻，形成約58 mm×110 mm的兩個角型電極相向的吸附電極。其次，使用厚度約10 μm的接合片，將銅箔蝕刻後的聚醯亞胺膜與厚度50 μm的聚醯亞胺膜黏合後，沿著吸附電極3的外周切成約120 mm×120 mm的尺寸，藉此製作於包含兩片聚醯亞胺膜的絕緣體的內部包括吸附電極的異物吸附部4。另外，於形成該異物吸附部4的吸附電極3的一對角型電極3a、角型電極3b分別連接矽酮電纜27a、矽酮電纜27b，並將矽酮電纜27a、矽酮電纜27b的前端抽出至真空腔室23的外部，分別連接舌簧開關（斯丹電子（Standex Electronics）公司製造的商品名KSK-1A83-100150）28a、舌簧開關28b。再者，該些矽酮電纜27a、矽酮電纜27b插通於圓筒狀的金屬零件（圖示外），將該金屬零件插入真空腔室，其間隙藉由O形環來密封。
關於使用以所述方式準備的試驗裝置，於大氣壓下使吸附電極帶電的情況，首先，（1）事先將試驗用洗淨裝置的舌簧開關28a、舌簧開關28b與地面連接並將開關接通，去除吸附電極3的帶電（重置）後，再次將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開。其次，（2）於舌簧開關28a、舌簧開關28b的輸入端子側連接圖示外的高電壓電源，將舌簧開關28a、舌簧開關28b接通來對吸附電極3（3a、3b）施加直流±400 V，並將其維持10秒（將舌簧開關接通10秒）。繼而，（3）於將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開後（電壓施加結束後），將高電壓電源的開關斷開後（其原因在於：若於舌簧開關維持接通的狀態下將高電壓電源斷開，則帶電消失，另外，若於將舌簧開關斷開後，於維持電源接通的狀態下分開，則於舌簧開關的與電源連接之側殘留帶電）將舌簧開關28a、舌簧開關28b與高電壓電源分開。然後，（4）自將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起2分鐘後，使圖示外的旋轉泵運轉來開始抽真空，於大概3分鐘後將真空腔室23內的壓力減壓至40 Pa～50 Pa左右為止。因此，（5）自將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起5分鐘後，使測力器25下降，將矽晶圓24載置於試驗用洗淨裝置的異物吸附部4。繼而，（6）自將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起5分30秒後，使測力器25上升來提起矽晶圓24，並測定吸附力。
另一方面，關於在真空下使吸附電極帶電的情況，先使腔室23內變成真空狀態後，與所述同樣地進行吸附力的測定。即，首先，（4）使旋轉泵運轉來將真空腔室23內的壓力減壓至40 Pa左右為止後，（1）將舌簧開關28a、舌簧開關28b與地面連接並將開關接通，去除吸附電極3的帶電後，再次將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開，（2）於舌簧開關28a、舌簧開關28b的輸入端子側連接圖示外的高電壓電源，將舌簧開關28a、舌簧開關28b接通來對吸附電極3（3a、3b）施加直流±400 V，並將其維持10秒。繼而，（3）於將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開後，將高電壓電源的開關斷開後將舌簧開關28a、舌簧開關28b與高電壓電源分開。然後，（5）自將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起5分鐘後，使測力器25下降，將矽晶圓24載置於試驗用洗淨裝置的異物吸附部4，（6）自將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起5分30秒後，使測力器25上升來提起矽晶圓24，並測定吸附力。
於圖13中，表示將於大氣壓下產生的靜電吸附力與於真空下產生的靜電吸附力進行比較方面的測定條件及壓力條件的概要。另外，於圖14中表示該些的測定結果。吸附力的測定於大氣壓下、真空下均分別進行兩次，於圖14中，以平均值表示矽晶圓（Si晶圓）的每單位面積的吸附力。如根據該圖表而可知般，於真空下產生的靜電吸附力顯示遠優於在大氣壓下產生的靜電吸附力的結果（6倍～7倍）。此外，於圖14中，一併表示不進行於真空下使吸附電極帶電的情況的程序中的（2）與高電壓電源的連接，而測定吸附力時的值。
（試驗例2） 關於使吸附電極帶電時的表面電位，為了將於大氣壓下維持的維持大氣壓的條件的情況、與自大氣壓變成真空後再次恢復成大氣壓的經由真空的條件的情況進行比較，以如下方式進行測定表面電位的試驗。再者，因所使用的表面電位測定裝置（春日電機公司製造的KSD-3000）的關係，於真空下無法測定表面電位，因此此處採用如上所述的條件。
於圖15（a）及圖15（b）中表示該試驗中所使用的試驗裝置。首先，試驗用洗淨裝置於約120 mm×120 mm、厚度約5 mm的鋁製底座（基體部）1的下表面側包括異物吸附部4，該異物吸附部4是以與試驗例1的情況相同的方式製作。另外，與試驗例1的情況同樣地，於形成異物吸附部4的吸附電極3的一對角型電極3a、角型電極3b分別連接矽酮電纜27a、矽酮電纜27b，並於矽酮電纜27a、矽酮電纜27b的前端連接舌簧開關（斯丹電子（Standex Electronics）公司製造的商品名KSK-1A83-100150）28a、舌簧開關28b，但於該試驗例2中，如後述般，包含舌簧開關28a、舌簧開關28b且配置於真空腔室23內，因此利用乙烯-乙酸乙烯酯（Ethylene Vinyl Acetate，EVA）樹脂灌注將矽酮電纜27a、矽酮電纜27b與舌簧開關28a、舌簧開關28b連接的部分的焊料或露出的導線來實施絕緣處理29。進而，於鋁製底座1的下表面側周邊部設置有鋁製的間隔件（突起部）30，當將試驗用洗淨裝置設置於真空腔室23內時，於真空腔室23的內壁底面部與異物吸附部4之間空開約5 mm的距離d。
使用以所述方式準備的試驗例2的洗淨裝置，如以下般測定使吸附電極帶電時的表面電位。 首先，關於將洗淨裝置終始維持於大氣壓的情況，（1）於舌簧開關28a、舌簧開關28b的輸入端子側連接圖示外的高電壓電源，將舌簧開關28a、舌簧開關28b接通來對吸附電極3（3a、3b）施加直流±3.5 kV，於該電壓施加的狀態下測定異物吸附部4的表面電位測定〔（i）〕。其次，（2）將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開，並且將高電壓電源斷開後，將高電壓電源與舌簧開關28a、舌簧開關28b分開，並測定剛將舌簧開關斷開之後的異物吸附部4的表面電位〔測定（ii）〕。繼而，（3）將該試驗用洗淨裝置放入與圖示外的旋轉泵連接的真空腔室23內，維持大氣壓狀態而待機5分鐘。最後，（4）自真空腔室23中取出試驗用洗淨裝置，於自（2）中將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起經過10分鐘的時機測定異物吸附部4的表面電位〔測定（iii）〕。
另一方面，關於將大氣壓狀態的洗淨裝置暫時變成真空狀態後，再次恢復成大氣壓的情況，於先前的（3）中，將試驗用洗淨裝置放入真空腔室23內並使旋轉泵運轉5分鐘，除此以外，設為與所述（1）～所述（4）相同。即，（1）於連接高電壓電源來對吸附電極3（3a、3b）施加直流±3.5 kV的狀態下測定異物吸附部4的表面電位〔測定（i）〕，其次，（2）測定剛將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開之後的異物吸附部4的表面電位〔測定（ii）〕，繼而，（3）將試驗用洗淨裝置放入真空腔室23內並使旋轉泵運轉，進行5分鐘減壓而使真空腔室23內的壓力變成40 Pa左右的真空後，（4）再次將真空腔室23內恢復成大氣壓，自真空腔室23中取出試驗用洗淨裝置，於自（2）中將舌簧開關28a、舌簧開關28b斷開起經過10分鐘的時機測定異物吸附部4的表面電位〔測定（iii）〕。
於圖16中，表示對使壓力環境變化時的表面電位進行比較方面的測定條件及壓力條件的概要。另外，於圖17及圖18中表示該些的測定結果。其中，圖17是將洗淨裝置終始維持於大氣壓的維持大氣壓的條件下的表面電位的測定結果，均顯示大致相同程度的表面電位，尤其，將舌簧開關斷開後經過10分鐘後的表面電位顯示相當於電壓施加狀態下的約92%的高值。相對於此，圖18是經由真空的條件下的結果，將舌簧開關斷開後經過10分鐘後的表面電位下降至相當於電壓施加狀態下的約14%的值為止。
如圖18中所示的表面電位下降的原因可列舉由自大氣壓朝真空的環境變化造成、及自真空朝大氣壓的環境變化造成這兩種原因，但若考慮先前的試驗例1的結果，則可認為至少於自大氣壓朝真空的環境變化的情況下，表面電位亦下降。即，如根據該些試驗例而可知般，於大氣壓下帶電而獲得的靜電吸附力因進入真空狀態而急劇地減少（其理由目前未充分地明確）。再者，所述試驗例2中的表面電位表示吸附電極的一對角型電極3a、角型電極3b中的表面電位的差表示。
1:基體部（鋁製底座） 2:聚醯亞胺膜 3:吸附電極 3a、3b:吸附電極（角型電極） 4:異物吸附部 5:吸附控制部 6:突起部 7a、7b:輸入端子（連接端子） 8:接地端子 9:電容器 10a、10b:放電開關（舌簧開關） 11a、11b:二極體 12a、12b:接地開關 13:外部電源 13a、13b:輸出端子 14a、14b:固態繼電器 15a、15b:電池 16a、16b:電路開關 17:升壓電路 17a、17b:輸出端子 18:電池 19:電壓施加開關 20a、20b:二極體 21:接地端子 22a、22b:接地開關 23:真空腔室 24:矽晶圓 25:測力器 26:雙面膠帶 27a、27b:矽酮電纜 28a、28b:舌簧開關 29:絕緣處理 30:間隔件（突起部） 31:晶圓載置台 d:距離 CC:電容器9的靜電電容 CESC:吸附電極3的靜電電容 Qci、Qcf:電容器9的電荷 QESC:吸附電極3的電荷 Vi、Vf:吸附控制電路的電壓
圖1（a）至圖1（c）是本發明的洗淨裝置的說明圖，圖1（a）表示平面圖（表面），圖1（b）表示剖面圖（X-X'），圖1（c）表示平面圖（背面）。圖2是表示真空處理室內的洗淨裝置的使用形態的說明圖。圖3是表示洗淨裝置的基於變形例的使用形態的說明圖。圖4是表示形成吸附控制部的吸附控制電路的第一例的說明圖。圖5是表示將外部電源與第一例的吸附控制電路連接來對電容器進行充電的樣子的說明圖。圖6是表示於第一例的吸附控制電路中對電容器進行放電來使吸附電極帶電的樣子的說明圖。圖7（a）及圖7（b）是用於對電荷自電容器朝吸附電極的移動進行計算的說明圖，圖7（a）表示連接了外部電源的狀態，圖7（b）表示將外部電源分開並將電容器與吸附電極連接的狀態。圖8是表示於第一例的吸附控制電路中將接地端子與地面連接來放出吸附電極的電荷的樣子的說明圖。圖9是表示形成吸附控制部的吸附控制電路的第二例的說明圖。圖10是表示形成吸附控制部的吸附控制電路的第三例的說明圖。圖11是表示形成吸附控制部的吸附控制電路的第四例的說明圖。圖12是用於說明試驗例1中所使用的試驗裝置的示意圖。圖13是用於說明試驗例1中的測定條件及壓力條件的概要的示意圖。圖14是表示試驗例1中的吸附力的測定結果的圖表。圖15（a）及圖15（b）是用於說明試驗例2中所使用的試驗裝置的示意圖。圖16是用於說明試驗例2中的測定條件及壓力條件的概要的示意圖。圖17是表示試驗例2中的表面電位的測定結果的圖表（維持大氣壓的條件的情況）。 圖18是表示試驗例2中的表面電位的測定結果的圖表（經由真空的條件的情況）。
1:基體部
2:聚醯亞胺膜
3:吸附電極
4:異物吸附部
5:吸附控制部
6:突起部
31:晶圓載置台
d:距離

Claims (11)

  1. 一種洗淨裝置，是用於去除半導體製造裝置的真空處理室內的異物的洗淨裝置，其特徵在於包括：異物吸附部，於所述異物吸附部的絕緣體的內部設置有包含一對電極的吸附電極；以及吸附控制部，將控制開關接通來使所述吸附電極帶電，使所述絕緣體的表面顯現靜電吸附力而能夠吸附異物；且所述吸附控制部的所述控制開關是能夠進行外部操作的遠程操作型的開關，針對在真空狀態下被封閉的真空封閉空間內的所述洗淨裝置，將所述控制開關接通，藉此可藉由於真空狀態下顯現的靜電吸附力來去除所述真空處理室內的異物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的洗淨裝置，其中所述吸附控制部包括與外部電源連接的連接端子、藉由外部電源的電壓來充電並蓄積電荷的電容器、以及用於將蓄積於電容器的電荷放電來使吸附電極帶電的放電開關，並且所述放電開關構成所述控制開關，於大氣壓下將外部電源與所述連接端子連接來對所述電容器進行充電後，將所述洗淨裝置配置於所述真空封閉空間內並將所述放電開關接通，藉此於真空狀態下使靜電吸附力顯現。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的洗淨裝置，其中所述放電開關是藉由磁力來進行運作的舌簧開關，所述電容器與所述吸附電極之間的傳導電流朝所述舌簧開關流通。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的洗淨裝置，其中所述放電開關包含交換電路，所述交換電路具有固態繼電器、使所述固態繼電器工作的電池、以及將兩者連接的電路開關，所述電路開關是選自由定時器式開關、雷射感知式開關、及藉由磁力來進行運作的舌簧開關所組成的群組中的任一種遠程操作型開關。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的洗淨裝置，其中所述吸附控制部包括使電壓升壓的升壓電路、使所述升壓電路工作的電池、以及用於藉由來自所述升壓電路的高電壓輸出來使所述吸附電極帶電的電壓施加開關，並且所述電壓施加開關構成所述控制開關，將所述洗淨裝置配置於所述真空封閉空間內並將所述電壓施加開關接通，藉此於真空狀態下使靜電吸附力顯現。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的洗淨裝置，其中所述電壓施加開關是選自由定時器式開關、雷射感知式開關、及藉由磁力來進行運作的舌簧開關所組成的群組中的任一種遠程操作型開關。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述的洗淨裝置，其中所述吸附控制部在所述升壓電路與所述吸附電極之間具有二極體，利用來自所述升壓電路的高電壓輸出的所述吸附電極的帶電由整流作用來維持。
  8. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的洗淨裝置，其中所述吸附控制部包括用於放出已帶電的吸附電極的電荷 的接地端子、及將所述吸附電極與所述接地端子之間連接的接地開關，於吸附所述真空處理室內的異物後，將所述接地開關接通，藉此可自所述異物吸附部的所述絕緣體的表面去除異物。
  9. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的洗淨裝置，其中所述異物吸附部及所述吸附控制部一體地設置於基體部的一側的面，將所述異物吸附部的所述絕緣體以與所述真空處理室內的晶圓載置台相向的方式配置，而去除所述晶圓載置台上的異物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的洗淨裝置，更包括突起部，所述突起部用於使所述異物吸附部的所述絕緣體的表面與所述晶圓載置台之間相互分離。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的洗淨裝置，其中所述異物吸附部的所述絕緣體的表面包括具有黏著性的黏著層。
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