JP2000262995A - エアロゾル洗浄装置、及び、これを用いた多段階洗浄方法 - Google Patents

エアロゾル洗浄装置、及び、これを用いた多段階洗浄方法

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JP2000262995A
JP2000262995A JP11071505A JP7150599A JP2000262995A JP 2000262995 A JP2000262995 A JP 2000262995A JP 11071505 A JP11071505 A JP 11071505A JP 7150599 A JP7150599 A JP 7150599A JP 2000262995 A JP2000262995 A JP 2000262995A
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cleaning
aerosol
wafer
gas flow
flow rate
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Kiyouko Sugita
今日子 杉田
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一回の一連の洗浄動作で多段階洗浄を可能と
して、洗浄性能とスループットを向上する。 【解決手段】 エアロゾルノズル20から吹き出したエ
アロゾル24でウエハ10の表面を洗浄する際に、一連
の洗浄動作中に洗浄パラメータの切り換えを可能とし
て、一連の洗浄動作で、洗浄パラメータの異なる複数の
種類の洗浄を組み合わせて多段階洗浄できるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアロゾル洗浄装
置、及び、これを用いた多段階洗浄方法に係り、特に、
半導体用ウエハのような基板の表面を洗浄する際に用い
るのに好適な、一連の洗浄動作で、複数の種類の洗浄を
組み合わせて洗浄することが可能な、エアロゾル洗浄装
置、及び、これを用いた多段階洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI製造工程における半導体用ウェハ
の表面上や、液晶(LCD)あるいは太陽電池等の表面
上の微粒子(パーティクル)や汚れは、最終製品の歩留
りを大きく低下させるため、前記ウェハ等の表面洗浄が
極めて重要である。
【0003】従って従来から、種々の表面洗浄方法が提
案されており、半導体製造を例に採ると、超音波併用の
純水洗浄、純水中に薬液(例えばアンモニア過酸化水素
液や硫酸過酸化水素液)を加えた溶液中に被洗浄物を浸
漬し、洗浄する等の湿式洗浄方式が用いられている。
【0004】しかしながら、この種の湿式洗浄方式は、
各種設備の設置面積が大きく、廃液処理も必要であると
いう問題がある。
【0005】一方、液体を用いない乾式洗浄方式とし
て、ガスを加え化学反応を利用したドライクリーニング
があるが、パーティクル上の汚染物が除去できないとい
う問題がある。
【0006】更に、ドライアイスや氷、アルゴン固体等
の微粒子を、被洗浄物表面に衝突させて、パーティクル
を除去することも考えられているが、氷を用いた場合に
は、被洗浄物の表面が損傷を受ける恐れがあり、ドライ
アイスを用いた場合には、特に鉄鋼や石油精製の廃ガス
を原料とする市販品では、ドライアイス自体が汚れてい
るため、不純物汚染の問題がある。
【0007】これらに対して、特開平6−252114
や特開平6−295895に記載された、アルゴン固体
の微粒子を含むエアロゾル(アルゴンエアロゾルと称す
る)を減圧零囲気中で衝突させて表面洗浄を行う方法に
よれば、上記のような問題は存在しない。
【0008】このアルゴンエアロゾルを用いたウェハ洗
浄装置の一例の全体構成の管路図を図1に、同じく平面
図を図2に示す。
【0009】この例において、マスフローコントローラ
30、32によりその流量を制御されたアルゴンガスと
窒素ガスは、フィルタ34を通過した後、例えばヘリウ
ム(He)クライオ冷凍機36を用いた熱交換器38内
で冷却されてから、エアロゾルノズル20に開けられた
多数の微細なノズル孔22より、エアロゾル24となっ
て、真空ポンプ40で真空引きされている、ウェハ洗浄
用の洗浄室42内に噴出する。
【0010】ウェハ10は、ウェハスキャン機構44に
よりX軸方向及びY軸方向にスキャンされるプロセスハ
ンド(XYスキャンステージとも称する)46上に載っ
ており、ウェハ全面が洗浄可能となっている。
【0011】洗浄力を向上させるために加速ノズル56
を設置することが考えられており、マスフローコントロ
ーラ52及びフィルタ54を介して該加速ノズル56に
供給され、そのノズル孔から吹き出す窒素ガス(加速ガ
ス58と称する)が、前記エアロゾルノズル20から噴
出されたエアロゾル24を加速する。
【0012】又、パーティクルのウェハ面への再付着防
止の目的で、洗浄室42の一端(図2の左端)から、マ
スフローコントローラ62及びフィルタ64を介して流
入される窒素ガスをパージガス66として、洗浄室42
内に供給することも考えられている。
【0013】図2に示す如く、カセット交換用に2つ設
けられた、装置外部からカセット72に収容されたウェ
ハ10を搬入するための、真空状態に排気されるカセッ
ト室70内のウェハ10は、ウェハ10をハンドリング
するロボット室(搬送室とも称する)80内に配設され
た真空内搬送ロボット(真空ロボットと称する)82の
ロボットアーム84の先端に取付けられたロボットハン
ド86により、ゲートバルブ74、76を通過して、洗
浄室42へのウェハ10の受け渡しをするバッファ室9
0内の前記プロセスハンド46上に移送される。
【0014】ウェハスキャン機構44により駆動される
プロセスハンド46に載って運ばれるウェハ10は、エ
アロゾルノズル20の下で、Y軸方向及びX軸方向にス
キャンされる。
【0015】このようにして表面全面が洗浄されたウェ
ハ10は、バッファ室90に搬入された経路を逆に辿っ
て、カセット室70に戻される。
【0016】このようなアルゴンウェハ洗浄装置におけ
る洗浄能力は、洗浄力(不純物除去率)と不純物の再付
着数により評価される。この洗浄能力を決定する洗浄パ
ラメータには、図3に示す如く、アルゴンガス流量、窒
素ガス流量、パージガス流量、加速ガス流量、ノズル温
度、スキャン方法(図4に示すようなY軸洗浄、又は、
図5に示すようなX軸洗浄)等があり、プロセスレシピ
で設定を行う。又、教示(パラメータ設定タブ)の洗浄
レシピの洗浄回数(例えば図4に示したY軸洗浄では、
X軸方向1往復で行きと帰りの2回、図5に示したX軸
洗浄では、空送りした後、Y軸方向に戻りながら1回)
の設定を行う。
【0017】図3において、クライオ周波数は、アルゴ
ンガスの流量に合わせて設定される、Heクライオ冷凍
機36の冷凍能力を左右する周波数、APC開度は、洗
浄室42内の圧力を設定するためのパラメータである。
【0018】次いで、レシピで設定した洗浄パラメータ
に従ってエアロゾル24を生成し、洗浄を行う。
【0019】通常、アルゴンウェハ洗浄装置では、加速
ガス58を用いた加速洗浄(洗浄力は強いが、再付着が
多い)で、付着力の強いパーティクルを除去し、付着力
の弱いパーティクルや加速洗浄で再付着したパーティク
ルを、少量の加速ガスを用いた通常洗浄(洗浄能力は弱
いが、再付着は少ない)で除去する。このため、1枚の
ウェハにつき、加速洗浄と通常洗浄の2種類の洗浄をす
ることになる。
【0020】0.2μmのアルミナスラリにより不純物
を付着したウエハを、加速ガスとパージガスの流量を変
えて洗浄した時の洗浄室圧力と不純物除去率の関係の例
を図6に示す。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来は、
2種類の洗浄を行うためには、一連のパラメータ設定と
洗浄動作を2回に分けて行わなければならず、スループ
ットに問題があった。
【0022】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、一連の洗浄動作で、洗浄パラメータ
が異なる複数の種類の洗浄を組み合わせて多段階洗浄で
きるようにすることを課題とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、エアロゾルノ
ズルから吹き出したエアロゾルで被洗浄物の表面を洗浄
するエアロゾル洗浄装置において、一連の洗浄動作中に
洗浄パラメータの切り換えを可能とすることにより、前
記課題を解決したものである。
【0024】又、該エアロゾル洗浄装置を用いて、一連
の洗浄動作で、洗浄パラメータが異なる複数の種類の洗
浄を組み合わせて多段階洗浄するようにしたものであ
る。
【0025】又、前記複数の種類の洗浄が、加速洗浄と
通常洗浄を含むようにしたものである。
【0026】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0027】本実施形態においては、一連の洗浄動作中
に洗浄パラメータの切り換えを行うため、図7に示す如
く、洗浄パラメータに洗浄切換回数を追加し、切換え後
の洗浄パラメータとして、パージガス流量2、加速ガス
流量2を追加する。
【0028】洗浄に際しては、これらの追加した洗浄パ
ラメータをレシピで設定する。すると、洗浄回数が洗浄
切換回数に到達した後、洗浄パラメータのパージガス流
量1がパージガス流量2へ変更され、加速ガス流量1が
加速ガス流量2へ変更される。従って、1回の一連の洗
浄動作で、加速洗浄と通常洗浄の組合せ洗浄が可能とな
る。
【0029】前記洗浄パラメータは、例えば、次のよう
に設定することができる。
【0030】 アルゴンガス流量: 60[l/m] 窒素ガス流量 : 6[l/m] パージガス流量1: 30[l/m] パージガス流量2:150[l/m] 加速ガス流量1 :100[l/m] 加速ガス流量2 : 30[l/m] ノズル温度 : 92[K] 洗浄切換回数 : 1[回]
【0031】又、教示のパラメータ設定で、洗浄レシピ
を次のように設定する。
【0032】Y洗浄_洗浄回数: 2[回]
【0033】ここで、加速洗浄時のパージガス流量1が
通常洗浄時のパージガス流量2に比べて非常に小さく設
定されているのは、洗浄室42内の圧力が上がらないよ
うにして、洗浄力を強めるためである。
【0034】このようなレシピ設定に従って、アルゴン
ガス流量と窒素ガス流量を制御してエアロゾルを作成
し、Y洗浄_洗浄回数:1回目では、パージガス流量
1、加速ガス流量1を用いて加速洗浄を行い、Y洗浄_
洗浄回数:2回目では、パージガス流量2、加速ガス流
量2に切り換えて通常洗浄を行う。
【0035】なお、前記説明では、まず加速洗浄を行
い、次いで通常洗浄を行うようにされていたが、洗浄の
種類や順序、組合せは、これに限定されず、例えば、ウ
ェハ種類、工程等を洗浄対象に合わせて、揉み洗いに相
当する強い洗浄と濯ぎ洗いに相当する弱い洗浄を組合せ
て行うことができる。洗浄の種類や切換回数も前記実施
形態に限定されず、2回以上切り換えて3種類以上の洗
浄を行ったり、あるいは、2種類の洗浄を繰り返して行
うこともできる。
【0036】又、前記実施形態においては、本発明が、
半導体用ウェハの洗浄に適用されていたが、本発明の適
用対象はこれに限定されず、半導体用マスク、フラット
パネル用基板、磁気ディスク基板、フライイングヘッド
用基板等の他の被洗浄物の洗浄にも同様に適用できるこ
とは明らかである。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、1回の一連の洗浄動作
で、洗浄パラメータが異なる複数の種類の洗浄を組合せ
て多段階洗浄することが可能となるので、1回の一連の
洗浄動作における洗浄性能が向上する。又、従来は同じ
洗浄性能を出すためにパラメータ設定及び洗浄動作を複
数回行わなければならなかったのが、1回で可能となる
ため、スループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される、エアロゾルによるウエハ
洗浄装置の一例の全体構成を示す管路図
【図2】同じく平面図
【図3】従来の洗浄パラメータの一例を示す表
【図4】洗浄方法の一つであるY軸洗浄時のスキャン状
態を示す平面図
【図5】同じくX軸洗浄時のスキャン状態を示す平面図
【図6】加速ガス及びパージガス流量をパラメータとし
た時の、洗浄室圧力と不純物除去率の関係の例を示す線
【図7】本発明の実施形態における洗浄パラメータの一
例を示す表
【符号の説明】
10…ウェハ(被洗浄物) 22…エアロゾルノズル 24…エアロゾル 36…冷凍機 30、32、52、62…マスフローコントローラ 40…真空ポンプ 42…洗浄室 44…ウェハスキャン機構 46…プロセスハンド 56…加速ノズル 58…加速ガス 66…パージガス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エアロゾルノズルから吹き出したエアロゾ
    ルで被洗浄物の表面を洗浄するエアロゾル洗浄装置にお
    いて、 一連の洗浄動作中に洗浄パラメータの切り換えを可能と
    したことを特徴とするエアロゾル洗浄装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のエアロゾル洗浄装置を用
    いて、一連の洗浄動作で、洗浄パラメータが異なる複数
    の種類の洗浄を組み合わせて洗浄することを特徴とする
    エアロゾル洗浄装置の多段階洗浄方法。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記複数の種類の洗浄
    が、加速洗浄と通常洗浄を含むことを特徴とするエアロ
    ゾル洗浄装置の多段階洗浄方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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