JPH10501741A - ウエハー上に制御された粒子付着を施すための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半導体ウエハー（14）または他の表面上に粒子を付着させる方法では、先ず付着チャンバー（11）をパージする清浄ガス流れ（16）を付着チャンバー中に供給する。ウエハー（14）を所定の場所に配置した後、清浄ガス流れ（16）の供給を継続する。清浄ガス流れ中にエーロゾルを所望の時間長さにわたって混合し、これにより合流流れが付着チャンバー（11）を通過するときに、チャンバー（11）中に支持されているウエハー（14）上に粒子が付着する。所望の粒子カウント数または所望の時間長さに関して付着操作を継続した後、エーロゾル流れ（22）を供給停止し、ウエハーをチャンバー（11）から取り出すときに、ウエハー（14）上に清浄ガス流れ（16）のシースを供給する。本発明の方法は、清浄ガス（16）の供給源、清浄ガス中へのエーロゾル導入を制御するための弁（24）、およびチャンバー（11）に導入されるガスの通路に位置するウエハーのための支持体（12）を含んだ装置によって実施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ウエハー上に制御された粒子付着を施すための方法と装置 発明の背景 本発明は、粒子の付着プロセス時に、粒子の付着を正確に制御しながら、半導 体ウエハーの機械的な移動を行うことなく、標準サイズまたは既知サイズの粒子 を、半導体ウエハーもしくは他の表面上に付着させるための方法と装置に関する 。 半導体業界においては、ウエハー検査ツール（wafer inspection tool）を使 用してウエハー上の粒子の数を求めることがしばしば必要となる。こうしたツー ルは、一般に光散乱の原理に基づいて作動し、レーザー光線がウエハー表面を掃 引するときに各粒子により散乱される光の量によって、ウエハー上の粒子のサイ ズを測定する。このような検査ツールを標準化するためには、ウエハー上に既知 サイズの粒子を付着させ、このウエハーを検査ツール中に配置して、該基準ウエ ハー粒子からのレスポンスを調べる必要がある。そしてこれを検査ツールの既知 工場設定値と比較する。さらに、ウエハー上の粒子の数を知ること、およびウエ ハー表面に粒子を適度に均一に分布させることが重要である。これは本質的に、 ウエハー検査ツールから得られる結果が正確であるようにするための、あるいは 何らかの仕方で標準読み取り値と相関付けできるようにするための較正プロセス である。 さらに、工場における検査ツールの初期較正も、ウエハー上に既知サイズの粒 子を使用することに基づいている。最も広く使用されている較正用粒子はポリス チレンラテックス（PSL）であり、通常は0.1〜２μmのサイズ範囲である。さら に、異種材料の粒子に対する検査ツールのレスポンスを調べるためには、ケイ素 、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、および類似材料の均一サイズ粒子をウエハー上に 付着させる必要がある。例えば、S.A．Chae，H.S．Lee,及びB.Y.H．Liuによる論 文「“ノンアイデアルでリアルワールドの粒子に対する、ウエハー表面スキャナ のサイズレスポンス特性（Size Response Characteristics 0f A Wafer Surface Scanner for Non-Ideal，Real-World Particles）”Journal of the IES 35(6) :45-52，Dec．1992」を参照のこと。 このような標準較正用粒子をウエハー上に付着させる際に広く使用されている 方法は、粒子の水中懸濁液（例えばPSL）を作製し、次いでこの懸濁液を霧化し てスプレーを形成させる。このスプレーを自然乾燥し、均一なサイズのPSL粒子 を空気中に懸濁させてエーロゾルを形成させる。次いでこのエーロゾルを、これ らの粒子がウエハー表面上に付着できるようにウエハーを保持しているチャンバ ーに導入する。エーロゾルからウエハーへの粒子の付着を引き起こすメカニズム についてはよく知られている。理論的および実験的研究によれば、主たる付着メ カニズムは、重力による沈降と拡散であることがわかっている。粒子が帯電して いる場合は、静電引力も粒子の付着においてある役割を演じる。B.Y.H．LiuとK. H．Ahnによる論文「“半導体ウエハーへの粒子付着”，Aerosol Sci ．Technol.6 :215-224，1987」およびD.Y.H．Puiらによる論文「“半導体ウエハーへの粒子付 着の実験的研究”,Aerosol Science and Technology 12:795-804，1990」を参照 のこと。 ウエハーを収容したチャンバー中で、単にエーロゾルをチャンバーに導入する ことによって付着を行うことは、多くの欠点を有する。第一に、ウエハーをチャ ンバー中に配置すると、チャンバー中に既に存在している未制御の汚染物粒子が ウエハーに付着して、ウエハーの望ましくない汚染を引き起こすことがある。第 二に、エーロゾルをチャンバーに導入すると、エーロゾルが比較的清浄なチャン バー空気と混合されるにつれ、チャンバー中の粒子濃度が徐々に増大する。した がって、粒子付着の速度は、粒子濃度の変化による時間の関数として変化する。 粒子濃度の変化は、ウエハー上に付着する粒子の数を制御するのを困難にする。 同様に、チャンバーへのエーロゾル流れを停止すると、チャンバー中の粒子濃度 が徐々に低下し、時間と共に粒子付着速度が変化し、付着する粒子の数を制御す ること、または付着する粒子の数を知ることが困難となる。 ブラッドレー H.シールらによる“表面上に粒子を正確に付着させるためのシ ステムと方法”と題する米国特許第5,194,297号は、チャンバー中に清浄なシー ス流れ区域（sheath flow area）を設けることによって、こうした問題点を解消 しようとする方法を開示している。すなわち、ウエハーの上にシースをもたらす 清浄空気の存在区域があり、同じ付着チャンバー中に別個のエーロゾル流れ区域 が与えられる。付着の前に、先ずウエハーを清浄なシース流れ区域に導入し、こ のシ ース流れ区域において粒子の付着が起こらないようにする。次いで付着を起こさ せるために、ウエハーをエーロゾル流れ区域に機械的に移動し、それから付着の 後に清浄なシース流れ区域に戻してサイクルを完了させる。付着チャンバーにお けるウエハーの機械的な移動は複雑な動きであり、ウエハーをチャンバー内の２ つの区域間に移動させるのに必要なコンベヤーベルト、ロボットアーム、または 他の歯車機構の機械的な移動によって、望ましくない汚染物粒子の発生を引き起 こすことがある。 本発明の目的は、望ましくない汚染物を導入することなく、単純かつ簡単に制 御できる方法にて、既知サイズの粒子をウエハー上に正確に付着させる上で固有 の問題点を解消することにある。 発明の要約 本発明は、その最も単純な形においては、ウエハーを公知の仕方で支持できる チャンバー、および粒子非含有ガス源（例えば、望ましくない粒子を含んだチャ ンバーをパージし、これによってチャンバーを清浄かつ粒子非含有にするような 空気または乾燥窒素）を提供する。ウエハーをチャンバー中に配置し、清浄空気 流れを、チャンバーの入口にて既知サイズの粒子を搬送している霧化流れと合流 させることができる。したがって、既知サイズ粒子を含んだエーロゾルと、チャ ンバー中に導入される清浄空気流れとのミキシングが行われる。清浄空気流れと 混合されたエーロゾル流れがチャンバー中のウエハー表面に突き当たり、これに よって粒子の付着が引き起こされる。チャンバーからの排出空気流れは通常、高 効率フィルターを通して濾過して、周囲のクリーンルーム環境へのエーロゾルの 排出を防止する。 所定量の粒子が付着した後、エーロゾル流れが停止し、再びチャンバーに入る 空気流れまたはガス流れが最初の清浄空気流れとなるよう、手動制御可能な弁を 使用して、あるいは電子式タイマーもしくはコンピュータを使用してアトマイザ ーの電源を切る。清浄空気流れがウエハーに直接突き当たり、ウエハー表面への さらなる粒子付着を防止するための保護清浄空気層が形成される。こうした手順 は、チャンバー中の幾らかの粒子が残存している場合に特に有用である。 ウエハー上に付着される粒子の数を正確に制御できるよう、エーロゾル流れを 速やかに開始・停止することができる。粒子を付着させたくない場合は、粒子供 給源を形成するアトマイザーの電源を切ることができ、これによってこのような 材料とその付随物のコストが節減される。 本発明の変形においては、チャンバーの入口側にてエーロゾル流れを清浄ガス 流れに加えた後でも、チャンバーへのトータル流れを既知レベルに保持する。こ れによって、チャンバー中における乱流空気流れはより少なくなる。さらに、粒 子に静電荷を付与して、粒子付着システムの性能を改良することができる。 粒子サイズに対する極めて正確な制御は、所望する直径の粒子の進路をそらす 電気エーロゾルスイッチ（electrical aerosol switch）を、スイッチハウジン グの底部付近のスリット開口の近くに設けることによって、そしてこれらの粒子 をスイッチの外から付着用チャンバー中に掃引することによって達成することが できる。 電気エーロゾルスイッチはそれ自体公知のものであるが、清浄空気流れと組み 合わせ、そして既知サイズの粒子を清浄流れの定常空気流れの中に、あるいは前 記流れから外に切り換えることにより、極めて正確な付着時間の制御が可能とな る。 図面の簡単な説明 図１は、本発明にしたがって造られた基本的な粒子付着システムの概略図であ る。 図２は、付着チャンバーへのインプット空気流れのための流れ制御装置を示し ている、図１のシステムの変形である。 図３は、ウエハーに付着させようとするエーロゾル粒子に静電荷を付与してい る、本発明のさらなる変形である。 図４は、付着チャンバー中への粒子の導入タイミングを正確に制御するための 電気粒子スイッチを付着チャンバーのインプット側に設けた状態の、本発明にし たがって造られた付着システムを示している。 好ましい実施態様の詳細な説明 図１を参照すると、本発明を実施するための基本的なシステムが示されている る。付着装置10は一般に、粒子を付着させようとするウエハーまたは対象物14を 支持するための支持対12を有する公知の付着チャンバー11と連結して使用する。 チャンバーの構造はよく知られており、一般にはクリーンルーム内に配置される 。この付着用集成体は、較正用または粒子分布を調べるのに使用されるウエハー との比較用に使用することのできるウエハー上に、既知サイズおよび既知密度で 既知数の粒子（適切な限度内にて）を供給しなければならない。種々の形態のチ ャンバーを使用することができる。付着装置10はさらに、清浄空気流れの供給装 置16を含む。この供給装置は、空気だけでなく他のガス（例えば乾燥窒素）を含 んでもよい。必要であれば、清浄空気流れ供給源16の出口ラインに流量調節器18 を設けて、ライン20に沿って空気の流れ（Ｑ₁）を供給することができる。これ によって既知流量の清浄ガスまたは清浄空気が供給され、このときいかなる汚染 粒子も含まれない。 アトマイザー22は、既知サイズの粒子（例えば、前述のPCL粒子など）を供給 するのに使用される。清浄圧縮空気供給装置26から電磁弁24を介してアトマイザ ー22に圧縮空気が送られると、アトマイザーはエーロゾルを供給する。電磁弁24 は、電子式タイマーまたはコンピューター28に繋がった制御信号25によって制御 することができる。タイマーまたはコンピューター28はさらに、適切な弁を作動 させることによって、供給装置16からの清浄空気流れの供給も制御することがで きる。 アトマイザー22の出口ライン30は、流量調節器18より下流で、流量調節器と付 着チャンバー11との間にてライン20に接続されている。ライン30にアトマイザー 流れＱ₂が供給される。図からわかるように、ライン20は、付着チャンバー11の 内部への入口接続部を有する。タイマーまたはコンピューター28から制御信号25 をを供給することによって弁24を作動させると、アトマイザー22は、充分なエー ロジル流量Ｑ₂が確実に得られるよう、公知の方法で発生させた粒子を搬送する 既知容量の空気を送り出す。本発明のこの形においては、ライン30との接続部と 付着チャンバー11との間にてライン20に沿った流れはＱ₁＋Ｑ₂の合計流量を有し 、粒子を付着チャンバー中に運び込む。これらの粒子は、チャンバー内部にて32 で示すように方向付けされ、ウエハー14の上向き表面に落下していく。 付着しなかった粒子は、ライン34および排出・フィルター集成体36を介して排 出される。 図１の装置を運転するプロセスにおいては、先ず最初に供給装置16から空気流 れを開始し、そして再び粒子非含有ガスまたは公知の方法で得られた空気の供給 装置となる。付着チャンバー11中への清浄空気流れは、チャンバーが清浄かつ粒 子非含有になるまで、望ましくない粒子を含んだチャンバーをパージするのに使 用することができる。これらの望ましくない粒子は、排出ライン34と排出・フィ ルター集成体36を介して排出される。チャンバー11中の望ましくない粒子が確実 にパージされるよう、充分な長さの時間にわたって充分な量の初期清浄空気流れ を供給する。 次いで、ウエハー14をチャンバー中の支持体12（これはいかなる適切な支持体 であってもよく、図面には概略的に示してある）上に配置する。チャンバー内を 粒子非含有状態に保持するために、ウエハーの設置中は清浄空気流れを継続する 。ウエハーを設置し、チャンバーを閉じた後に電磁弁を作動させると、既知サイ ズおよび既知容量の粒子のエーロゾル流れＱ₂が開始される。流れＱ₂がライン20 に入り、清浄空気流れＱ₁と合流して合流エーロゾル流れＱ₁＋Ｑ₂を形成し、こ れがチャンバー11に進み、粒子を付着させようとするウエハー14の上向き表面に 方向付けされる。エーロゾル流れがチャンバー11中のウエハーに突き当って、粒 子の付着が起こる。排出空気流れをフィルター（好ましくは高効率フィルター） に通して、これらのプロセスが通常行われる周囲クリーンルーム環境中にエーロ ゾルが排出されるのを防止する。 所定時間の粒子付着の後、手動操作あるいは正確なタイマーもしくはコンピュ ーター28からの電気信号により弁24を作動停止させることによって、アトマイザ ー22の電源を切る。エーロゾル流れＱ₁が停止し、チャンバー11に入る流れは再 び、その最初の清浄空気流れもしくは清浄ガス流れＱ₁に戻る。図面からわかる ように、清浄空気流れはウエハー14に直接突き当たるので、少なくともある短い 時間にわたって、チャンバー11中に残存しているかも知れない粒子がウエハー表 面上にさらに粒子付着するのを防止するための保護清浄空気層をもたらす。ウエ ハー14が、清浄空気層がウエハー上に確実に流れるに足る充分な時間にわたって 静置されたとき、分析用機器にて使用するために、あるいは所望する他の用途に 資するために、ウエハーを付着チャンバー11から取り出すことができる。ウエハ ーは、チャ ンバー11内におけるその最初の位置から移動させる必要はなく、チャンバー内に 配置されている間は、清浄シース空気の直接的な衝突を受ける。汚染物がウエハ ーに付着するのを防止するために、ウエハーは、パージされて清浄状態の粒子非 含有チャンバー中に配置されていなければならない。付着時間（これは比較的正 確に制御することができる）の後、ウエハー14を取り出すことができる。ウエハ ーには、既知サイズで既知数の粒子が付着しているであろう。 ここに開示しているエーロゾル流れ切り換え法（aerosol flow switching met hod）は、付着のためにエーロゾルが必要となったときに、アトマイザー22を短 時間だけ作動させることができる、というさらなる利点を有する。残りの時間中 、霧化してエーロゾルを形成させなければならない懸濁液の量を少なくするため に、アトマイザー22は非作動状態のままであり、これによって材料および費用の 両面で節減が可能となる。ウエハーへの粒子付着に必要とされるときにのみアト マイザー22が作動するという事実はさらに、付着システムの内部表面上への望ま しくない粒子の堆積を最小限に抑え、このため頻繁な清浄化処理のためにシステ ムを分解する必要はなくなる。 図２は、乱流の発生を避けることによって、付着チャンバー11中へのより正確 な流れを得るための変形システムを示している。図１のシステムは、アトマイザ ー22が作動しているときのチャンバー11中への流れを示している。すなわち、付 着チャンバー11中へのトータル流れはＱ₁＋Ｑ₂であり、清浄空気流れだけが付着 チャンバー11中に流れているとき、流れはＱ₁のみである。図２は、流量を変化 させることによって引き起こされる乱流を避ける方法を示している。図２におい ては、同じ構成成分には同じ番号が付してあり、エーロゾルチャンバー11、およ びウエハー14を据え付ける支持体12が含まれている。排出ライン34と入口ライン 20は同じ番号が付けてある。 ライン20に対するブリードライン40は、ライン30とライン20との間の接続部42 より下流の接続部、すなわち“Ｔ”継手41にてライン20に連結されている。前述 したように、ライン30は、電磁弁24が作動されるたびにエーロゾルを搬送する。 ライン40は、第２の電磁弁44を介して排出集成体46（これも必要に応じてフィ ルターを有する）に連結されている。弁40は、電磁弁24を作動させる制御信号25 に対して制御を同調させる電子タイマーまたはコンピューター28からの制御信号 48によって始動・停止されるか、あるいは制御される。電磁弁24を作動させるこ とによってアトマイザー22の電源を入れた後、接合部42においてエーロゾル流れ と清浄空気流れＱ₁とをミキシングし、電磁弁44を開き、そのポートサイズに関 して制御し（流量制御弁であってもよい）、接合部41において混合流れＱ₁＋Ｑ₂ の一部を方向転換させる。Ｑ₂に等しい方向転換流れは、排出集成体46を介して 排出される。したがって合流流れが分割され、接合部41からのライン20ダウンス トリームの一部、および接合部41から付着チャンバー11のほうに向かっている部 分は流量Ｑ₁を保持し続けるが、それはエーロゾル流れである。したがって、チ ャンバー11中へのトータル流量は、いつもＱ₁にて一定に保持される。 このプロセスは前述したものと同じである。付着チャンバー11が、タイマーま たはコンピューター28の制御の下に、供給装置16からの清浄空気流れまたは清浄 ガス流れによってパージされ、そして付着チャンバー11がそのようにパージされ ると、チャンバー中に異物粒子は存在しなくなり、粒子の付着を起こさせようと するウエハー14や他の対象物を支持体12上に移動する。次いで電磁弁24を開いて ライン30に沿ってエーロゾル流れＱ₁を供給し、さらに適切な時間にて弁44を開 いて、接合部41と付着チャンバー11との間にて、ライン20を介して流れてくるト ータル流量をＱ₁の容量（しかしこの容量中にエーロゾルを含む）に制御する。 この場合も、プロセスのタイミングは、ウエハーへの付着が所望どおりになる ようアトマイザー流れを所望の時間で停止することによって、前述のように行う ことができる。 図３は、本発明のさらなる変形を示している。この場合、50で示されているエ ーロゾルは、図２の接合部41と付着チャンバー11との間のエーロゾルでよい。付 着チャンバー11をパージするための空気流れを供給し、ウエハーを所定の位置に 配置してから、前述のようにエーロゾルを供給する。アトマイザー22の電源を切 った後、図３のチャンバー11Aを清浄ガスでパージする。 霧化によって生成されるエーロゾル粒子は、一般には帯電している。したがっ て電場を加えることによって、粒子付着速度を増大させることができる。図３の 付着チャンバー11Aにおいては、金属板52が取り付けられており、これが入口ポ ー ト53を取り囲んでいる。金属板に電位をもたらすために、金属板53が高電圧電源 54に連結されている。金属板53は絶縁性の支持体に据え付けられており、付着チ ャンバー11Aから電気的に絶縁されるように連結されている。ウエハー14自体は 、ライン55を介してアース接続部に連結されており、ライン55は、必要に応じて ウエハーを介して接続してもよいし、あるいはウエハー支持体12に連結してもよ い。 このシステムにおいては、チャンバー11Aに流入するエーロゾル流れがウエハ ー14に衝突する場合、エーロゾル流れ中に搬送されている粒子に静電荷を付与さ せると、粒子の付着速度の増大を引き起こし、これによって粒子の付着がウエハ ー14上への既知粒子数または既知粒子密度を達成するのに必要な時間が短縮され る。 帯電させた金属板53を、図１と２に示されているシステムのいずれかと一緒に 使用し、特定のウエハー14への充分な付着を行うのに必要な時間を短くすること によって、粒子の付着をさらに改良することができる。 エーロゾルをライン20に導入する前に、そしてさらにエーロゾルの付着が完了 したときに、付着のための同じ手順を使用する。すなわち、ウエハー14を所定の 位置に配置する前に先ずチャンバーをパージし、そして付着操作を停止した後に ウエハー14上に清浄ガス流れを供給する。 図４は、本発明のさらに他の変形を示している。この場合も同じ構成成分には 、図１〜３の場合と同じ番号が付してある。本発明のこの態様においては、付着 チャンバー11の入口側に電気エーロゾルスイッチ（electrical aerosol switch ）が取り付けてある。この態様では、清浄空気流れは、前述のように供給装置16 からライン20に沿って供給される。清浄ガス流れまたは清浄空気流れの容量は、 前述したようにＱ₁である。 アトマイザー22は、ライン30を介して従来型の乾燥器58に連結されている。ラ イン30を通る流れは、前述のように、弁24およびタイマーもしくはコンピュータ ー28からの制御信号によって制御される。圧縮空気供給装置26が弁24を介して設 けられている。乾燥器58は、エーロゾル流れからの液体を乾燥する従来設計物で あり、従来型乾燥器58を通過した後の乾燥空気中エーロゾルは、粒子に電荷を付 与するイオナイザー60を通過する。このイオナイザーも、現時点においてエーロ ゾルを供給するのに使用されている従来型のユニットである。帯電した粒子は、 ライン30Aを介して排出される。 電気エーロゾルスイッチは62で示されている。これは薄層状空気流れを生成さ せる円筒形凝縮器である。２つのインプット空気流れが存在する。流れＱ₁は、 スイッチ中心部近くの接続部64におけるスイッチへのインプットであり、流れＱ₂ （これはインプットエーロゾル流れである）は、電気スイッチ62の周縁に隣接 した環状インプット接続部66にて供給される。 清浄空気流れのためのインプット空気接続部64は、ハウジング76中の中央電極 70を取り囲んでいる管状壁67によって画定されている環状チャンバーまたはプレ ナム68中に空気を排出する。管状壁67はさらに、ハウジング76の内部ではあるが 、チャンバー68の外側に管状チャンバー74を画定している。清浄空気とエーロゾ ルの両方が矢印71と73によって示されているように下方に向かって流れるよう、 エーロゾルインプット接続部66は、チャンバー68を取り囲んでいる環状チャンバ ー74に通じている。清浄空気流れは、電極70に隣接した、中央付近の空気のコア ーである。 電極70は内部に配置された円筒形物体であり、高電圧電源に連結されている。 空気流れＱ₁とＱ₂は両方とも、中央電極70と電気エーロゾルスイッチの外側ハウ ジング76との間の環状スペースを通って下方に流れ、比較的分離した状態を保持 する。すなわち、これらの流れは実質的に混ざり合わない。電極70（内部シリン ダー）に電圧を加えることによって、環状チャンバー74を介して流れＱ₂中に搬 送されている粒子が清浄空気流れの外側に移動し続けるが、電極70の外側の周囲 にて下方に向かっている清浄空気流れを横切る形で方向転換される。このように エーロゾル粒子は中心の電極のほうに引きつけられ、電場を調節することによっ て、所望直径の粒子を電極70の底部付近のスリット開口80（出口管状シリンダー 82からわずかに離れて配置されている）の近くに向けることができる。 シリンダー82は、電気エーロゾルスイッチからの空気流れのための出口開口を 取り囲んでいる。スリット80のほうに引きつけられた粒子が、アウトプットエー ロゾル流れ（Ｑ₄）によって、付着チャンバー11に通じているライン86に沿って スイッチから掃引される。適切なサイズの粒子が、付着チャンバー11中への流れ と共に運ばれる。ハウジング76の出口通路88から排出濾過器集成体90に流れてい く 排出流れＱ₃中には、過剰のエーロゾルが含まれている。 電気エーロゾルスイッチ62は、最初は多分散であるエーロゾルから単分散エー ロゾルを生成させるための静電粒子選別器として使用されている。この構造物は 、「“A SUBMICRON AEROS0L STANDARD AND THE PRIMARY，ABS0LUTE CALIBRATI0N 0F THE CONDENSATI0N NUCLEI COUNTER”J ．Colloid Interface Sci．47:155-17 1,1974」と題する、Benjamin LiuおよびD.Y.H．Puiによる論文の主題である。し かしながら、このタイプの選別器を付着チャンバー11のインプット側に適合させ ると、既知サイズの粒子を供給できるという大きな利点が得られ、また狭いスリ ット80を通る粒子の流れが、電極70に加えられる電圧によって制御されるので、 単分散エーロゾル粒子を、速やかに付着チャンバー11中に切り換えたり、付着チ ャンバー11への流入を停止したりして、ウエハー14上への粒子の付着を極めて正 確に制御することができる。 この場合、アトマイザー22によって生成されるエーロゾルは多分散エーロゾル であってもよく、電気エーロゾルスイッチ62は、粒子付着チャンバー11中に単分 散エーロゾルを供給するための選別器として作用する。 電気エーロゾルスイッチ62のために、円筒状ハウジング中に薄層状流れが達成 され、その従来の役割にて粒子選別器として使用される。しかしながら、電極に 電圧が加えられたときにのみ粒子の流入を可能にする狭いスリット開口のため、 エーロゾルスイッチとしてのさらなる用途により、付着チャンバー11中への定常 空気流れＱ₄を保持しつつ、流れに対する粒子の切り換えを速やかに行って、付 着時間を正確に制御することが可能となる。言い換えると、システムが作動して いるときには、常に隙間80を通って付着チャンバー11中に進む空気流れが存在す るが、電極70が作動状態にあるときは、粒子はその隙間に流入するだけである。 図４においては、ライン96を介して粒子カウンター94がオプションとして組み 込まれている。粒子カウンターは、ライン86に入ってくる粒子を、したがって付 着チャンバー11中に流入する粒子を計数することが必要となるときに、システム 中に組み込むことができる。 電気スイッチ62はさらに、前述のように、電極70に対して一定の高電圧を保持 しながら弁24を作動させてエーロゾル流れを制御することにより、厳密に粒子選 別器として使用することができる。したがって、円筒状ハウジング76中の薄層状 流れはなおも保持されるが、粒子導入のタイミングは、電極70に継続的に電圧が 加えられる限り、アトマイザー22を作動させる弁24によって制御される。 空気搬送粒子のカウンターのアウトプットは、必要に応じてタイマーやコンピ ューター28を通しての、付着時間の自動調節のための信号として使用することが できる。 付着時間の自動調節は、ウエハー14への付着のために付着チャンバー11に流入 していく粒子をカウントすることによって決定することができる。さらに電子式 制御器を使用し、粒子カウンターのアウトプットによって制御することもできる 。 さらに、任意使用の空気搬送粒子カウンター94を図１と２に示されているシス テムと共に使用すると、粒子付着の自動制御が可能になる。 したがって本発明のシステムは、ウエハーを導入する前に、チャンバーをパー ジしてチャンバーから望ましくない粒子を除去する清浄空気流れを有するという 利点、およびチャンバー中に導入される粒子を、正確な時間にわたってある選定 された範囲のサイズに制御して、必要な数の粒子をウエハー表面に付着させるこ とができるという利点を与える。タイマーに応答して、あるいは所望の粒子カウ ント後に、粒子の供給を遮断することができる。 さらに、粒子がウエハー14上に付着した後に清浄空気のシースを使用すると、 ウエハーが付着チャンバーから取り出されつつあるときに、望ましくない粒子が ウエハー付着するのを確実に防止することができる。 好ましい実施態様を挙げて本発明を説明してきたが、当業者にとっては、本発 明の精神と範囲を逸脱することなく種々の変形が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ウエハー上に向けられた付着チャンバー中への清浄ガス流れを供給・保 持して、付着チャンバーから望ましくない粒子をパージする工程； 供給源からの粒子を含有したガス流れを、付着チャンバー中のウエハー上に 、供給源からの所望数の粒子をウエハー上に付着させる時間にわたって供給し、 次いで供給源からの粒子を含有したガス流れを供給停止する工程；および 供給源からの粒子を含有したガス流れを供給停止した後、付着チャンバーか らウエハーを取り出す前に、チャンバー中への清浄ガス流れの供給をある選定し た時間にわたって保持する工程； を含む、付着チャンバー中のウエハー上に供給源からの粒子を付着させる方法。 ２． 粒子の導入を制御するための、付着チャンバー中に導入される供給源か らの粒子をカウントする工程を含む、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 供給源からの粒子が静電荷を搬送し、付着チャンバー中において帯電粒 子を付着させるために電場が使用される、請求の範囲第１項に記載の方法。 ４． 前記方法の工程中、付着チャンバー中への全ガス流れを実質的に一定の 容量に制御する工程を含む、請求の範囲第１項に記載の方法。 ５． エーロゾル流れを清浄ガス流れに加える工程；およびエーロゾル流れを 加えた後のチャンバー中への全ガス流れを制御して、付着チャンバー中へのガス 流れの容量を、エーロゾル流れを加える前のチャンバー中へのガス流れの容量と 実質的に同じ容量に保持する工程；を含む、請求の範囲第１項に記載の方法。 ６． 供給源からの粒子を含んだガス流れを受け入れる粒子選別器を組み込み 、供給源からの粒子を、付着チャンバー中に導入する前に選別する工程を含む、 請求の範囲第１項に記載の方法。 ７． 前記選別工程が、２種のガス、すなわち清浄ガス流れで構成されたガス と粒子を含んだ流れで構成されたガスの薄層状流れを生成させる静電選別器を使 用すること、および粒子に静電荷を付与して、粒子を、粒子を含んだ流れから清 浄ガス流れを通して付着チャンバー中に移動させることを含む、請求の範囲第６ 項に記載の方法。 ８． 内部容積、入口開口、チャンバーからの排出出口、およびウエハーを入 口から出口に向かう流れ通路中に支持するための、チャンバー中の支持体、を有 する付着チャンバー； 前記入口に連結された清浄ガス流れの供給源； 既知コンシステンシーの粒子を含んだエーロゾル流れを付着チャンバー中に 導入するよう連結されたエーロゾル発生器；および 付着チャンバー中へのエーロゾルの導入を制御し、エーロゾル導入の前後に 清浄ガス流れを保持するための制御装置； を含む、ウエハー上に材料を付着させるための装置。 ９． 前記制御装置が、アトマイザー中への圧縮空気の流れを制御するための 、および引き続きアトマイザーから、前記入口への清浄ガス流れを搬送している ライン中へのエーロゾルの排出を制御するための弁を含む、請求の範囲第８項に 記載の装置。 10． 清浄ガス流れとエーロゾル流れの両方に連結された、付着チャンバーに 流入する粒子を制御するための静電スイッチを含む、請求の範囲第８項に記載の 装置。 11． 前記清浄ガス流れが前記電極に沿って移動するときに、前記清浄ガス流 れを取り囲む薄層状のエーロゾル流れを供給するためのバッフル、および一方の 端部と反対側の端部にて円筒状ハウジングに連結された、付着チャンバーに対す る開口を含み、このとき清浄ガス流れとエーロゾル流れが円筒状ハウジングに導 入され、円筒状ハウジング中において、清浄ガス流れを横切ってエーロゾル流れ からの粒子の通過を引き起こすよう、電極に電圧が加えられる、請求の範囲第８ 項に記載の装置。 12． 電極によって引きつけられた粒子だけの流入を可能にし、そして付着チ ャンバー中への排出を可能にするための、前記入口に対する円筒状ハウジング開 口に設けられた制御スリットを含む、請求の範囲第11項に記載の装置。 13． 付着チャンバーに流入する粒子の付着に影響を及ぼすよう電場を供給す るための電源を含み、このとき前記電源は付着チャンバー中の金属電極に連結さ れている、請求の範囲第８項に記載の装置。 14． 清浄ガス流れを付着チャンバー中に供給して、付着チャンバーから望ま しくない粒子をパージする工程； 清浄ガス流れを保持しながら、ウエハーをチャンバー中に導入する工程； ウエハーを導入した後に、供給源からの所望数の粒子がウエハーに付着する まで、供給源からの粒子を含んだガス流れを付着チャンバーに供給し、次いで供 給源からの粒子を含んだガス流れを供給停止する工程；および 供給源からの粒子を含有したガス流れを供給停止した後、付着チャンバーか らウエハーを取り出す前に、チャンバー中への清浄ガス流れの供給をある選定し た時間にわたって保持する工程； を含む、付着チャンバー中において供給源からの粒子を付着させる方法。