JPS6336535A - 基板表面から粒子を除去する方法 - Google Patents
基板表面から粒子を除去する方法Info
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
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- H10P72/0406—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
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- H10P72/0416—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
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- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、除去する力を液体によって粒子に働かせて
基板表面から望ましくない粒子を除去する方法に関する
。
基板表面から望ましくない粒子を除去する方法に関する
。
前記方法は、半導体基板の表面から望ましくない粒子を
除去するのに特に適当である。
除去するのに特に適当である。
集積回路（ＩＣ）の製造において、不合格ＩＣのほとん
どの部分は、加工段階の一つで基板に付着した粒子の不
利な影響によるものである。ＩＣの最終動作の間に、こ
れらの粒子は、不安定性、電圧破壊又は短絡を起こす可
能性があり、これは全ＩＣを使用不能にする。ＩＣの製
造中、約６０％の不合格ｒｃは、小さな粒子によるこの
ような汚染によるので、これらの粒子は、製造収率に対
して重要な因子となっている。
どの部分は、加工段階の一つで基板に付着した粒子の不
利な影響によるものである。ＩＣの最終動作の間に、こ
れらの粒子は、不安定性、電圧破壊又は短絡を起こす可
能性があり、これは全ＩＣを使用不能にする。ＩＣの製
造中、約６０％の不合格ｒｃは、小さな粒子によるこの
ような汚染によるので、これらの粒子は、製造収率に対
して重要な因子となっている。
米国特許第４１１８６４９号明細書に、冒頭に述べた・
種類の方法が開示され、この方法では、粒子を除去する
力は、メガソニック波（ｍｅｇａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ
）によりつくられる。この場合には、基板は、清浄化液
を内蔵する槽内に置かれ、この槽内でメガソニック波が
発生される。これらの波の振動数は、０，２〜５ ＭＨ
２である。したがって、０．３μｍ以上の直径を有する
粒子は、基板表面から有効に除去しうる。
種類の方法が開示され、この方法では、粒子を除去する
力は、メガソニック波（ｍｅｇａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ
）によりつくられる。この場合には、基板は、清浄化液
を内蔵する槽内に置かれ、この槽内でメガソニック波が
発生される。これらの波の振動数は、０，２〜５ ＭＨ
２である。したがって、０．３μｍ以上の直径を有する
粒子は、基板表面から有効に除去しうる。
前記既知方法は、粒子の除去に高価にして複雑な装置を
必要とする点、及び０．３μｍより小さい直径を有する
粒子を基板表面から有効に除去するのに十分でない点で
不利益を有する。
必要とする点、及び０．３μｍより小さい直径を有する
粒子を基板表面から有効に除去するのに十分でない点で
不利益を有する。
ＩＣにおいては、ＩＣ中の最小の小部品寸法の１０〜２
０％より大きい直径を有する粒子は、ＩＣの最終的に不
満足な動作を起こすことができる。これは、１μｍの大
きさ程度の小部品が現れる、最近におけるＩＣ中での成
分の大規模集積では、０．３μｍより小さい直径を有す
る粒子が破壊的な影響を及ぼしうることを意味する。成
分がＩＣ中で集積される規模が段々と増大するので、０
．３ μｍ以下の直径を有する粒子の不利な影響は、将
来ますます大きな役割を演するようになる。
０％より大きい直径を有する粒子は、ＩＣの最終的に不
満足な動作を起こすことができる。これは、１μｍの大
きさ程度の小部品が現れる、最近におけるＩＣ中での成
分の大規模集積では、０．３μｍより小さい直径を有す
る粒子が破壊的な影響を及ぼしうることを意味する。成
分がＩＣ中で集積される規模が段々と増大するので、０
．３ μｍ以下の直径を有する粒子の不利な影響は、将
来ますます大きな役割を演するようになる。
この発明の目的は、簡単な仕方で基板表面から望ましく
ない粒子を、特に０．３μｍより小さい直径を有する粒
子をも除去することを可能にする方法を提供することで
ある。
ない粒子を、特に０．３μｍより小さい直径を有する粒
子をも除去することを可能にする方法を提供することで
ある。
この発明は、次の認識に基づく。既知方法においては、
粒子を基板表面から除去する力は、除去すべき粒子の断
面に依存し、したがってその半径の二乗値に比例する。
粒子を基板表面から除去する力は、除去すべき粒子の断
面に依存し、したがってその半径の二乗値に比例する。
反対に、粒子が基板に付着する力は、粒子の半径に直接
比例する。これは、前記既知方法の清浄化効果は、粒子
の大きさが減少するにつれて著しく減少することを意味
する。
比例する。これは、前記既知方法の清浄化効果は、粒子
の大きさが減少するにつれて著しく減少することを意味
する。
したがって、既知方法によって一定値より小さい直径を
有する粒子を基板表面から有効に除去することは、不可
能である。
有する粒子を基板表面から有効に除去することは、不可
能である。
目指す目的を達成するために、冒頭に述べたこの方法は
、この発明に従って液体の界面を基板表面にわたって移
動させることにより除去する力を働かせる。用語「液体
の界面」とは、ここでは１、液体の表面のみでなく、種
々に得られる、液体と気体の間の相境界並びに液体と他
の液体の間の相境界をも意味するものである。
、この発明に従って液体の界面を基板表面にわたって移
動させることにより除去する力を働かせる。用語「液体
の界面」とは、ここでは１、液体の表面のみでなく、種
々に得られる、液体と気体の間の相境界並びに液体と他
の液体の間の相境界をも意味するものである。
液体の界面により粒子に働かせうる除去する力は、界面
の表面張力により起こされ、かつ、粒子が基板に付着す
る力と同様に、粒子の半径に直接比例する力であること
を確かめた。この発明に従′う方法による基板表面から
の粒子の除去に対しては、粒子の大きさは、したがって
役割を演じない。
の表面張力により起こされ、かつ、粒子が基板に付着す
る力と同様に、粒子の半径に直接比例する力であること
を確かめた。この発明に従′う方法による基板表面から
の粒子の除去に対しては、粒子の大きさは、したがって
役割を演じない。
したがって、０．３ μｍより小さい直径を有する粒子
も、基板表面から有効に除去することができる。
も、基板表面から有効に除去することができる。
以下に明らかなように、これは、簡単な仕方で実現しう
る。
る。
この発明では、方法は、液体の界面を基板表面にわたっ
て多くとも１０ｃｍ／ｓｅｃの速度で移動させる場合、
有効に行われる。実験により、基板表面にわたる界面の
移動速度は、重要な役割を果たすことが確かめられた。
て多くとも１０ｃｍ／ｓｅｃの速度で移動させる場合、
有効に行われる。実験により、基板表面にわたる界面の
移動速度は、重要な役割を果たすことが確かめられた。
速度が高過ぎると、基板表面に付着した粒子の有効な除
去に至らないけれども、この速度が１０ｃｍ／ｓｅｃよ
り低い場合、粒子の大部分を除去しうることになる。界
面は、調整されるのに若干の時間を要すると思われる。
去に至らないけれども、この速度が１０ｃｍ／ｓｅｃよ
り低い場合、粒子の大部分を除去しうることになる。界
面は、調整されるのに若干の時間を要すると思われる。
更に、粒子は、それを基板に付着させる力の作用範囲か
ら脱出させなければならず、これにも若干の時間がかか
る。
ら脱出させなければならず、これにも若干の時間がかか
る。
この発明の方法の好ましい例では、液体の界面は、液体
表面により形成されていて、基板を液体中へ移動させる
ことにより該液体表面を基板表面にわたって移動させる
。この場合には、基板表面に付着している粒子は、前進
する液体と出会う。
表面により形成されていて、基板を液体中へ移動させる
ことにより該液体表面を基板表面にわたって移動させる
。この場合には、基板表面に付着している粒子は、前進
する液体と出会う。
かくして、簡単な仕方で、液体によるぬれか「良好すぎ
ない」粒子を、同じ液体によるぬれか「満足な」基板か
ら除去することができ、これは、実際、全粒子のほとん
どの部分に対する例である。
ない」粒子を、同じ液体によるぬれか「満足な」基板か
ら除去することができ、これは、実際、全粒子のほとん
どの部分に対する例である。
液体が表面（この場合は、基板表面又は粒子表面）をぬ
らす段階で、液体の界面とこの表面は、液の内部にある
角を囲む。この角を以後「接触角（ｗｅｔｔｉｎｇ ａ
ｎｇｌｅ） Ｊという。この角は、Ｏ−１８０＠の範囲
内の値を有し、この角がいっそう小さくなるに従って、
ぬれは、いっそう満足であるといわれる。用語「表面の
ぬれが満足（ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ）で−ある。Ｊ
とは、接触角が９０°より小さいことを意味し、他方、
用語［ぬれが良好すぎない（ｎｏｔ ｔｏ。
らす段階で、液体の界面とこの表面は、液の内部にある
角を囲む。この角を以後「接触角（ｗｅｔｔｉｎｇ ａ
ｎｇｌｅ） Ｊという。この角は、Ｏ−１８０＠の範囲
内の値を有し、この角がいっそう小さくなるに従って、
ぬれは、いっそう満足であるといわれる。用語「表面の
ぬれが満足（ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ）で−ある。Ｊ
とは、接触角が９０°より小さいことを意味し、他方、
用語［ぬれが良好すぎない（ｎｏｔ ｔｏ。
ｇｏｏｄ） Ｊとは、接触角が３０°より大きいことを
意味する。
意味する。
この発明に従う方法の他の好ましい例では、液体の界面
が液体表面により形成されていて、基板を液体中から外
へ移動させることにより該液体表面を基板表面にわたっ
て移動させる。この場合には、基板表面に付着した粒子
は、後退する液体と出会う。このように簡単な仕方で、
液体によるぬれかｒ不良すぎない」粒子を、同じ液体に
よるぬれか「不良な」基板から除去することができ、こ
れも、実際、全粒子のほとんどの部分に対する例である
。用語「表面のぬれが不良（ｐｏｏｒ）であるＪとは、
接触角が９０°より大きいことを意味し、他方、用語「
ぬれが不良すぎない（ｎｏｔ ｔｏｏ ｐｏｏｒ）」と
は、接触角が１５０＠より小さいことを意味する。
が液体表面により形成されていて、基板を液体中から外
へ移動させることにより該液体表面を基板表面にわたっ
て移動させる。この場合には、基板表面に付着した粒子
は、後退する液体と出会う。このように簡単な仕方で、
液体によるぬれかｒ不良すぎない」粒子を、同じ液体に
よるぬれか「不良な」基板から除去することができ、こ
れも、実際、全粒子のほとんどの部分に対する例である
。用語「表面のぬれが不良（ｐｏｏｒ）であるＪとは、
接触角が９０°より大きいことを意味し、他方、用語「
ぬれが不良すぎない（ｎｏｔ ｔｏｏ ｐｏｏｒ）」と
は、接触角が１５０＠より小さいことを意味する。
方法のこの例は、望ましくない粒子が有効に除去された
後、液体中に残り、他方、基板は、清浄化操作後、液体
の外にあるので、除去された粒子による再汚染が起こり
得ないという更に別の利点をも有する。
後、液体中に残り、他方、基板は、清浄化操作後、液体
の外にあるので、除去された粒子による再汚染が起こり
得ないという更に別の利点をも有する。
この発明に従う方法の他の好ましい例は、液体の界面を
該液体と気泡との相境界により形成し、液体中に浸漬し
た基板の表面にわたって該気泡を移動させる。したがっ
て、基板に付着している粒子は、続けて前進液体と後退
液体との両方に出会い、基板のぬれの程度と無関係に、
粒子の大部分が基板表面から除かれうる。この発明に従
う方法のこの例の更に別の利点は、若干の気泡を一時に
基板表面にわたって移動させることにより、効率を簡単
に増加させうる点である。
該液体と気泡との相境界により形成し、液体中に浸漬し
た基板の表面にわたって該気泡を移動させる。したがっ
て、基板に付着している粒子は、続けて前進液体と後退
液体との両方に出会い、基板のぬれの程度と無関係に、
粒子の大部分が基板表面から除かれうる。この発明に従
う方法のこの例の更に別の利点は、若干の気泡を一時に
基板表面にわたって移動させることにより、効率を簡単
に増加させうる点である。
気泡が蒸気の泡であって、この蒸気の泡が液体中に浸漬
した基板をレーザ放射ビームで照射することにより発生
され、かつレーザ放射ビームを前記基板表面にわたって
移動させることにより基板表面にわたって移動させられ
る場合、前記気泡は、極めて容易に生成させることがで
きる。基板表面にわたって移動中の蒸気の泡は、絶えず
同じ大きさではなくて、絶えず直径が変化する。したが
っ− で、レーザビームの移動により起こされる界面の
移動には、追加の移動が重なる。
した基板をレーザ放射ビームで照射することにより発生
され、かつレーザ放射ビームを前記基板表面にわたって
移動させることにより基板表面にわたって移動させられ
る場合、前記気泡は、極めて容易に生成させることがで
きる。基板表面にわたって移動中の蒸気の泡は、絶えず
同じ大きさではなくて、絶えず直径が変化する。したが
っ− で、レーザビームの移動により起こされる界面の
移動には、追加の移動が重なる。
この発明に従う更にいっそう有効な方法は、基板表面と
、これに付着した望ましくない粒子の表面とを界面活性
物質であらかじめ処理し、これにより基板表面と粒子表
面とをいっそう満足度の小さい（ｌｅｓｓ ５ａｔｉｓ
ｆａｃｔＯｒｙ）ぬれにする。かくして、液体による粒
子のぬれが良すぎており（ｔｏｏ ｇｏｏｄ）、しかも
該粒子の付着する基板表面が同じ液体による「満足な」
ぬれを有するために、この発明に従う方法の前記諸例の
一つによっては、有効に粒子を除去することができない
粒子のぬれを、実際に粒子の除去が可能になるように減
少させることを実現しうる。
、これに付着した望ましくない粒子の表面とを界面活性
物質であらかじめ処理し、これにより基板表面と粒子表
面とをいっそう満足度の小さい（ｌｅｓｓ ５ａｔｉｓ
ｆａｃｔＯｒｙ）ぬれにする。かくして、液体による粒
子のぬれが良すぎており（ｔｏｏ ｇｏｏｄ）、しかも
該粒子の付着する基板表面が同じ液体による「満足な」
ぬれを有するために、この発明に従う方法の前記諸例の
一つによっては、有効に粒子を除去することができない
粒子のぬれを、実際に粒子の除去が可能になるように減
少させることを実現しうる。
更に、この方法により、液体によるぬれが満足であるた
めに、基板を液体中から外へ移動させることにより基板
表面に付着した望ましくない粒子を除去することができ
ない基板の同じぬれを、粒子の除去が実際に可能であり
、除去粒子による再汚染がかくして抑えられるような程
度に減少させることを実現しうる。
めに、基板を液体中から外へ移動させることにより基板
表面に付着した望ましくない粒子を除去することができ
ない基板の同じぬれを、粒子の除去が実際に可能であり
、除去粒子による再汚染がかくして抑えられるような程
度に減少させることを実現しうる。
基板表面及び粒子表面の、ぬれを減少させる処理は、界
面活性物質がシラン、アルコール及びアルキルリチウム
よりなる化合物群から選ばれた物質である場合、有効に
行うことができる。
面活性物質がシラン、アルコール及びアルキルリチウム
よりなる化合物群から選ばれた物質である場合、有効に
行うことができる。
次に、この発明を図面及び例によっていっそう詳細に説
明する。
明する。
図面は、略図であり、比例して描かれてはいないし、ま
た明瞭にするために寸法は大いに誇張されている。
た明瞭にするために寸法は大いに誇張されている。
第１図は、粒子３が付着している表面２を有する基板１
を線図で示す。矢印６で線図的に示す引力ＦＡが基板工
により粒子３に働き、これに対して次式が成立する： Ｒ 式中、Ｒは粒子３の半径５であり、２は基板１の表面２
と粒子３の表面４の間の距離７であり、Ａはいわゆるｌ
ｌａｍａｋｅｒ定数である。このカは、粒子３の半径５
に直接比例する。このような粒子３を一基板１の表面２
から液体によって除去する場合、この液体は、粒子３を
基板１の表面２に付着させる力ＦＡ６より大きく向きが
反対の力を粒子３に働かせなければならない。
を線図で示す。矢印６で線図的に示す引力ＦＡが基板工
により粒子３に働き、これに対して次式が成立する： Ｒ 式中、Ｒは粒子３の半径５であり、２は基板１の表面２
と粒子３の表面４の間の距離７であり、Ａはいわゆるｌ
ｌａｍａｋｅｒ定数である。このカは、粒子３の半径５
に直接比例する。このような粒子３を一基板１の表面２
から液体によって除去する場合、この液体は、粒子３を
基板１の表面２に付着させる力ＦＡ６より大きく向きが
反対の力を粒子３に働かせなければならない。
望ましくない粒子を基板表面から除去することは、集積
回路（ＩＣ）中の最小小部品寸法の１０〜２０％より大
きい直径を有する粒子がこのＩＣ動作を不満足なものに
しうるＩＣの製造上大いに重要である。
回路（ＩＣ）中の最小小部品寸法の１０〜２０％より大
きい直径を有する粒子がこのＩＣ動作を不満足なものに
しうるＩＣの製造上大いに重要である。
最近のＩＣ構成部分集積においては、１μｍの程度の小
部品が現れる。したがって、０．３μｍより小さい直径
を有する粒子が既に極めて有害でありうる。
部品が現れる。したがって、０．３μｍより小さい直径
を有する粒子が既に極めて有害でありうる。
既知方法において、メガソニック波によって、液体は、
粒子の断面、したがって粒子半径の二乗値に比例する力
を粒子に働かせる。したがって、この力の値は、粒子寸
法が現象するにつれて、引例ＦＡ 、この力は実際は粒
子の半径Ｒに直接比例する、よりはるかに迅速に減少す
る。極めて小さな粒子の場合、この力は、ＦＡより小さ
くなることができ、したがってこれらの粒子は、既知方
法では、除去し得ない。０．３ μｍより小さい直径を
有する粒子の場合がこの例であることを確かめた。
粒子の断面、したがって粒子半径の二乗値に比例する力
を粒子に働かせる。したがって、この力の値は、粒子寸
法が現象するにつれて、引例ＦＡ 、この力は実際は粒
子の半径Ｒに直接比例する、よりはるかに迅速に減少す
る。極めて小さな粒子の場合、この力は、ＦＡより小さ
くなることができ、したがってこれらの粒子は、既知方
法では、除去し得ない。０．３ μｍより小さい直径を
有する粒子の場合がこの例であることを確かめた。
この発明では、望ましくない粒子３は、基板１の表面２
にわたって移動させられる液体の界面により粒子３に働
く力で基板１の表面２から除去される。用語「液体の界
面」は、ここでは、液体の表面のみでなく、種々に実現
される液体と気体との間の相境界及び液体と他の液体と
の間の相境界をも意味する。
にわたって移動させられる液体の界面により粒子３に働
く力で基板１の表面２から除去される。用語「液体の界
面」は、ここでは、液体の表面のみでなく、種々に実現
される液体と気体との間の相境界及び液体と他の液体と
の間の相境界をも意味する。
第２図は、液体１１の界面１０に付着した粒子３を線図
で示す。いくつかの力が粒子に作用するが、これらの力
の中では、界面の表面張力により起こる力のみがここで
関係のある極めて小さくて軽い粒子に対して重要である
。θは、界面１０と粒子３の表面４とが囲む、液体の内
部にある角１２であり、接触角と呼ばれ、他方ωは、粒
子３に関して界面ｌＯの位置を示す角１３である。
で示す。いくつかの力が粒子に作用するが、これらの力
の中では、界面の表面張力により起こる力のみがここで
関係のある極めて小さくて軽い粒子に対して重要である
。θは、界面１０と粒子３の表面４とが囲む、液体の内
部にある角１２であり、接触角と呼ばれ、他方ωは、粒
子３に関して界面ｌＯの位置を示す角１３である。
第２図−平衡状態−に示される場合において、θ１２は
、ω１３に等しい。粒子３を液体１１中に移動させる場
合、この移動は、多くとも値Ｆｌ＋ｍａｘ−６２ｚＲｙ
ｓｉｎ” （θ／２）を有夫る力Ｆ、で液体１１の界面
１０により反作用を受ける。この弐で、Ｒは粒子３の半
径５であり、γは界面１０の表面張力である。
、ω１３に等しい。粒子３を液体１１中に移動させる場
合、この移動は、多くとも値Ｆｌ＋ｍａｘ−６２ｚＲｙ
ｓｉｎ” （θ／２）を有夫る力Ｆ、で液体１１の界面
１０により反作用を受ける。この弐で、Ｒは粒子３の半
径５であり、γは界面１０の表面張力である。
粒子３を液体１１中から外へ移動させる場合、この移動
は、液体１１の界面１０により最大値Ｆ２．□８＝−２
πＲ７ｓｉｎ”（９０’＋θ／２）を有する力Ｆ２で反
作用を受ける。力Ｆ１又はＦ２は、この発明に従って液
体１１の界面１０により粒子３に働く。力Ｆ１及び力Ｆ
２の両方は、粒子３の半径５に直接比例する。０．３μ
ｍより小さい直径を有する粒子も、この発明に従う方法
によって基板表面から有効に除去しうる。
は、液体１１の界面１０により最大値Ｆ２．□８＝−２
πＲ７ｓｉｎ”（９０’＋θ／２）を有する力Ｆ２で反
作用を受ける。力Ｆ１又はＦ２は、この発明に従って液
体１１の界面１０により粒子３に働く。力Ｆ１及び力Ｆ
２の両方は、粒子３の半径５に直接比例する。０．３μ
ｍより小さい直径を有する粒子も、この発明に従う方法
によって基板表面から有効に除去しうる。
この発明では、液体１１の界面１０を基板１の表面２に
わたって多くとも１０ｃｍ／ｓｅｃの速度で移動させる
。この速度がいっそう大きくなると、粒子３は、有効に
除去されない。液体１１の界面１０が調整され、粒子３
が基板１の引力作用から運び出されるには、若干の時間
がかかるようである。
わたって多くとも１０ｃｍ／ｓｅｃの速度で移動させる
。この速度がいっそう大きくなると、粒子３は、有効に
除去されない。液体１１の界面１０が調整され、粒子３
が基板１の引力作用から運び出されるには、若干の時間
がかかるようである。
第３図は、この発明に従う方法の一定の時における段階
を線図で示し、この段階では、液体１１の界面１０は、
液体表面１０により形成され、基板１を矢印１６により
線図的に示すように液体１１中へ移動 ゛させることに
より該液体表面１０を基板１の表面２にわたって移動さ
せる。明りょうにするために、この場合に重要であり、
かつ基板１の表面２のすぐ近くにある、液体１１の表面
１０のその部分のみを示す。このようにして、粒子３は
、前進する液体１１と出会う。粒子３を基板１に付着さ
せる力ＦＡ６は、基板の表面２に対して横向きの前記力
Ｆｌ （線図的に矢印１７で示す。）の成分Ｆｌ （→
）により反作用を受ける。この成分、Ｆｌ （→）は、
矢印１８で線図的に示され、次の最大値を有する。
を線図で示し、この段階では、液体１１の界面１０は、
液体表面１０により形成され、基板１を矢印１６により
線図的に示すように液体１１中へ移動 ゛させることに
より該液体表面１０を基板１の表面２にわたって移動さ
せる。明りょうにするために、この場合に重要であり、
かつ基板１の表面２のすぐ近くにある、液体１１の表面
１０のその部分のみを示す。このようにして、粒子３は
、前進する液体１１と出会う。粒子３を基板１に付着さ
せる力ＦＡ６は、基板の表面２に対して横向きの前記力
Ｆｌ （線図的に矢印１７で示す。）の成分Ｆｌ （→
）により反作用を受ける。この成分、Ｆｌ （→）は、
矢印１８で線図的に示され、次の最大値を有する。
Ｆｌ１ｍ１ｘ （→） ＝ ２πＲＴ ５ｉｎ２（θ／
２）ｃｏｓα式中のαは液体１１の表面１０と基板１の
表面２とにより囲まれる、液体中にある角１９である。
２）ｃｏｓα式中のαは液体１１の表面１０と基板１の
表面２とにより囲まれる、液体中にある角１９である。
これは、基板１の接触角である。このようにして、筒車
な仕方で、液体１１によるぬれが「良好すぎない」（す
なわち、θ〉３０°）粒子３を、同じ液体１１によるぬ
れか「満足な」な基板ｌ（すなわち、α＜９０’ ）か
ら除去することができ、これは、実際、全粒子３のほと
んどの部分に対する例である。）第４図は、この発明に
従う方法の一定の時の段階を線図で示すものであり、こ
の段階では、液体１１の界面１０は、液体表面１０によ
り形成され、基板１を矢印１６で線図的に示すように液
体１１中から外へ移動させることにより該液体表面１０
を基板１の表面２にわたって移動させる。明りょうにす
るために、この場合に重要であり、かつ基板１の表面２
のすぐ近くにある、液体１１の表面１０のその部分のみ
を示す。このようにして、粒子３は、後退する液体１１
と出会う。粒子３を基板１に付着させる力Ｆ、 ６は、
基板１の表面２に対して横向きの前記力ｐｚ （線図的
に矢印２０で示す。）の成分Ｆ２（→）によりここで反
作用を受ける。この成分、ｐｚ （→）は、矢印２１で
示され、次の最大値を有する。
な仕方で、液体１１によるぬれが「良好すぎない」（す
なわち、θ〉３０°）粒子３を、同じ液体１１によるぬ
れか「満足な」な基板ｌ（すなわち、α＜９０’ ）か
ら除去することができ、これは、実際、全粒子３のほと
んどの部分に対する例である。）第４図は、この発明に
従う方法の一定の時の段階を線図で示すものであり、こ
の段階では、液体１１の界面１０は、液体表面１０によ
り形成され、基板１を矢印１６で線図的に示すように液
体１１中から外へ移動させることにより該液体表面１０
を基板１の表面２にわたって移動させる。明りょうにす
るために、この場合に重要であり、かつ基板１の表面２
のすぐ近くにある、液体１１の表面１０のその部分のみ
を示す。このようにして、粒子３は、後退する液体１１
と出会う。粒子３を基板１に付着させる力Ｆ、 ６は、
基板１の表面２に対して横向きの前記力ｐｚ （線図的
に矢印２０で示す。）の成分Ｆ２（→）によりここで反
作用を受ける。この成分、ｐｚ （→）は、矢印２１で
示され、次の最大値を有する。
Ｆ２＋１ＩｌｌＸ （→） ＝ ２ πＲｙｓｉｎ
”（９０’＋θ／２）ｃｏｓαこのようにして、液体１
１によるぬれか「不良すぎない」 （θ＜１５０ ”
）粒子３を、同じ液体１１によるぬれが「不良な」基板
１（α〉９０°）から除去することができ、これも、実
際、全粒子のほとんどの部分に対する例である。除去さ
れた後、これらの粒子３は、液体１１中に残るので、こ
れらの粒子３による再汚染は避けられる。
”（９０’＋θ／２）ｃｏｓαこのようにして、液体１
１によるぬれか「不良すぎない」 （θ＜１５０ ”
）粒子３を、同じ液体１１によるぬれが「不良な」基板
１（α〉９０°）から除去することができ、これも、実
際、全粒子のほとんどの部分に対する例である。除去さ
れた後、これらの粒子３は、液体１１中に残るので、こ
れらの粒子３による再汚染は避けられる。
第５図は、この発明に従う方法の一定の時の段階を示し
、この段階では、液体１工の界面１０を気泡２５と液体
１１の相境界１０により形成し、液体１１中に浸漬した
基板１の表面２にわたって該気泡２５を線図的に矢印２
７で示すように移動させる。
、この段階では、液体１工の界面１０を気泡２５と液体
１１の相境界１０により形成し、液体１１中に浸漬した
基板１の表面２にわたって該気泡２５を線図的に矢印２
７で示すように移動させる。
このようにして、粒子３は、前進及び後退する液体１１
と続けて出会う。基板１のぬれと関係なく（第５図では
不良ぬれ、すなわち、α〉９０°が示される。）実際に
起こる粒子３のほとんど（３０６≦θ≦１５０°）を除
去することができる。清浄化操作は、若干の気泡を同時
に基＋７ｉ １の表面２にわたって移動させることによ
りいっそう効率よく行うことができる。
と続けて出会う。基板１のぬれと関係なく（第５図では
不良ぬれ、すなわち、α〉９０°が示される。）実際に
起こる粒子３のほとんど（３０６≦θ≦１５０°）を除
去することができる。清浄化操作は、若干の気泡を同時
に基＋７ｉ １の表面２にわたって移動させることによ
りいっそう効率よく行うことができる。
前記気泡２５は、基板１の表面２を矢印２８で線図的に
示すレーザ放射で照射することにより簡単な仕方で発生
させることができる。この場合には、気泡２５は蒸気の
泡である。
示すレーザ放射で照射することにより簡単な仕方で発生
させることができる。この場合には、気泡２５は蒸気の
泡である。
次の例において、約ｌＱｃｍの直径を有するシリコ・
ンウエーハをエタノールで清浄化し、次いで既知の大き
さを有する粒子の懸濁液で覆い、次いで乾燥した。
ンウエーハをエタノールで清浄化し、次いで既知の大き
さを有する粒子の懸濁液で覆い、次いで乾燥した。
劃−」−
前記仕方で、０．１〜０．３μｍの直径を有するパラジ
ウム粒子（θｚ６２°）をシリコンウェーハ（α２２０
°）上に与えた。ウェーハを約１ ｍｍへの速度で徐々
に水を入れたビーカー中に移動させ、次いでこれを水か
ら外にすばやく引き出した。１回浸漬後、約５０％の粒
子力塙去されたことが分かった；５回浸漬後、この百分
率は約８０％であった。
ウム粒子（θｚ６２°）をシリコンウェーハ（α２２０
°）上に与えた。ウェーハを約１ ｍｍへの速度で徐々
に水を入れたビーカー中に移動させ、次いでこれを水か
ら外にすばやく引き出した。１回浸漬後、約５０％の粒
子力塙去されたことが分かった；５回浸漬後、この百分
率は約８０％であった。
このようなウェーハを１０ｃｍ／ｓより大きな速度で水
を入れたビーカー中に移動させた場合、操り返し浸漬後
でさえも粒子の有効な除去は、起こらなかった。
を入れたビーカー中に移動させた場合、操り返し浸漬後
でさえも粒子の有効な除去は、起こらなかった。
炭−１
この例においては、０．１〜１μｍの直径を有する、ぬ
れが「良好すぎない」 （θ〉３０°）ルチル粒子（Ｔ
ｉＯ□）を前記仕方でシリコンウェーハ（α七２０°）
上に与えた。ウェーハを約３μｍ ／ｓの速度で徐々に
水を入れたビーカー中に移動させ、次いでこれを水から
外にすばやく引き出した。この例では、粒子の約８５％
の有効な除去が達成された。
れが「良好すぎない」 （θ〉３０°）ルチル粒子（Ｔ
ｉＯ□）を前記仕方でシリコンウェーハ（α七２０°）
上に与えた。ウェーハを約３μｍ ／ｓの速度で徐々に
水を入れたビーカー中に移動させ、次いでこれを水から
外にすばやく引き出した。この例では、粒子の約８５％
の有効な除去が達成された。
しかし、このようなウェーハを１０ ｃｍ ／ ｓより
大きい速度で水を入れたビーカー中に移動させた場合、
この段階が終ってもほとんど粒子の除去は起こらなかっ
た。
大きい速度で水を入れたビーカー中に移動させた場合、
この段階が終ってもほとんど粒子の除去は起こらなかっ
た。
貫り−１
前記の仕方で、約０．１ μｍの直径及び約０．８μｍ
の長さを有する棒状赤鉄鉱粒子（αＦｅｚＯ１）をシリ
コンスライス（α寝２０°）上に与えた。スライスを約
３μｍ／ｓの速度で徐々に水を入れたビーカー中に移動
させ、次いでこれを水から外にすばやく引き出した。全
体のこの操作により、粒子の約９７％の有効な除去が得
られた。また、この場合にも、このようなウェーハを１
０ｃｍ／３より大きな速度で水を入れたビーカー中に移
動させた場合は、はとんど粒子は、除去されなかった。
の長さを有する棒状赤鉄鉱粒子（αＦｅｚＯ１）をシリ
コンスライス（α寝２０°）上に与えた。スライスを約
３μｍ／ｓの速度で徐々に水を入れたビーカー中に移動
させ、次いでこれを水から外にすばやく引き出した。全
体のこの操作により、粒子の約９７％の有効な除去が得
られた。また、この場合にも、このようなウェーハを１
０ｃｍ／３より大きな速度で水を入れたビーカー中に移
動させた場合は、はとんど粒子は、除去されなかった。
次の諸例において、基板の表面と、これに付着した望ま
しくない粒子の表面とを界面活性物質に′ よりあらか
じめ処理し、その結果、基板及び粒子の表面のぬれは、
いっそう満足度が小さくなった。
しくない粒子の表面とを界面活性物質に′ よりあらか
じめ処理し、その結果、基板及び粒子の表面のぬれは、
いっそう満足度が小さくなった。
適当な界面活性物質は、シラン、アルコール及びアルキ
ルリチウムより成る化合物群の中から選ばれた物質であ
る。
ルリチウムより成る化合物群の中から選ばれた物質であ
る。
炎−土
前記仕方で、約０．７μｍの直径を有する酸化ケイ素粒
子（θＮＯ’）をシリコンウェーハ（α２２０°）上に
与えた。ウェーハを３μｍ／ｓの速度で水を入れたビー
カー中に移動させる前に、全体を、水を排除した状態で
、５Ｐａの圧力下、約１００°Ｃの温度で２時間、ＣＦ
ｚ（Ｃ１ｈ）ＳｉＣｈの蒸気により処理した。この前処
理により、前記シラン化合物の単分子層が基板表面及び
粒子表面上に析出され、その結果として、両表面の水に
よるぬれは、両表面に対して接触角が約７６°の値をと
るような程度に減少された。基板を水からすばやく引き
出した後、粒子の約７５％が除去されたことが分かった
。前処理をしなかった場合、はとんど粒子が除去されな
いことが分かった。
子（θＮＯ’）をシリコンウェーハ（α２２０°）上に
与えた。ウェーハを３μｍ／ｓの速度で水を入れたビー
カー中に移動させる前に、全体を、水を排除した状態で
、５Ｐａの圧力下、約１００°Ｃの温度で２時間、ＣＦ
ｚ（Ｃ１ｈ）ＳｉＣｈの蒸気により処理した。この前処
理により、前記シラン化合物の単分子層が基板表面及び
粒子表面上に析出され、その結果として、両表面の水に
よるぬれは、両表面に対して接触角が約７６°の値をと
るような程度に減少された。基板を水からすばやく引き
出した後、粒子の約７５％が除去されたことが分かった
。前処理をしなかった場合、はとんど粒子が除去されな
いことが分かった。
廿Ｈ
前記仕方で、０．７μｍの直径を有する酸化ケイ素粒子
（θ心０’）をシリコンウェーハ（α七２０°）上に与
えた。次いで、全体を、１００°Ｃの温度、５Ｐａの圧
力下、水を排除しながらＣＰ ３ （ＣＦ ２） ？
（Ｃｌｌ□）ｚｓｉｃＩ３蒸気で２時間処理し、その結
果、前記シラン化合物の単分子層が基板表面及び粒子表
面上に析出され、これにより両表面の水によるぬれは、
この段階終了後、それらの接触角が約１００°の値を有
するような程度に減少された。その後、全体を水をいれ
たビーカー中にすばや（浸漬し、次いでこれを水から外
に約３μｍ ／ｓの速度で徐々に引き出した。清浄化操
作の終了後、約６０％の粒子が有効に除去されたことが
分かった。除去された粒子は、ビーカー内の水面上にも
やのように見ることができた。
（θ心０’）をシリコンウェーハ（α七２０°）上に与
えた。次いで、全体を、１００°Ｃの温度、５Ｐａの圧
力下、水を排除しながらＣＰ ３ （ＣＦ ２） ？
（Ｃｌｌ□）ｚｓｉｃＩ３蒸気で２時間処理し、その結
果、前記シラン化合物の単分子層が基板表面及び粒子表
面上に析出され、これにより両表面の水によるぬれは、
この段階終了後、それらの接触角が約１００°の値を有
するような程度に減少された。その後、全体を水をいれ
たビーカー中にすばや（浸漬し、次いでこれを水から外
に約３μｍ ／ｓの速度で徐々に引き出した。清浄化操
作の終了後、約６０％の粒子が有効に除去されたことが
分かった。除去された粒子は、ビーカー内の水面上にも
やのように見ることができた。
劃−」−
他のシリコンウェーハを前の例と同じ仕方で処理した。
シラン層を付与した後、全体を水を入れたビーカー中に
？ｌ責し、次いでアルゴンレーザにより５１４ｎｍの波
長と約２０μｍ、の断面とを有する単色レーザ放射ビー
ムを基板表面に指向させ、これにより蒸気の泡をその場
で、ビーム近傍の基板表面上に発生させた。ビームを基
板にわたって横方向に１６μｍ ／ｓの速度で移動させ
た。これらのすべてにより粒子の約９５％の除去が達成
された。基板表面にわたる移動の間に、蒸気の泡は、絶
えず同じ大きさではなくて絶えず直径が変化した。この
結果、追加の移動がレーザビームの移動により起こされ
る界面の移動に重なり、この追加の移動が恐らく効率の
前例との相当の差を説明するのであろう。
？ｌ責し、次いでアルゴンレーザにより５１４ｎｍの波
長と約２０μｍ、の断面とを有する単色レーザ放射ビー
ムを基板表面に指向させ、これにより蒸気の泡をその場
で、ビーム近傍の基板表面上に発生させた。ビームを基
板にわたって横方向に１６μｍ ／ｓの速度で移動させ
た。これらのすべてにより粒子の約９５％の除去が達成
された。基板表面にわたる移動の間に、蒸気の泡は、絶
えず同じ大きさではなくて絶えず直径が変化した。この
結果、追加の移動がレーザビームの移動により起こされ
る界面の移動に重なり、この追加の移動が恐らく効率の
前例との相当の差を説明するのであろう。
前記諸例においてシリコン基板の代りにガラス基板が用
いられた場合、対応する結果が得られることは、注目す
べきである。
いられた場合、対応する結果が得られることは、注目す
べきである。
この発明は、前述の例に限定されなくて、この発明の範
囲内で更に多くの変化が当業者によって可能である。例
えば、基板表面及びこれに付着した粒子の表面のぬれは
、これらをアルコール又はアルキルリチウムで処理する
ことにより減少させることかできる。次の表は、接触角
αがＯ〜２０゜の値を存するシリコン基板に対する、そ
れらの若干の例を示す。表の第２欄において、シリコン
基板の接触角値αは、該基板を第１欄に述べる物質で処
理した後の値である。
囲内で更に多くの変化が当業者によって可能である。例
えば、基板表面及びこれに付着した粒子の表面のぬれは
、これらをアルコール又はアルキルリチウムで処理する
ことにより減少させることかできる。次の表は、接触角
αがＯ〜２０゜の値を存するシリコン基板に対する、そ
れらの若干の例を示す。表の第２欄において、シリコン
基板の接触角値αは、該基板を第１欄に述べる物質で処
理した後の値である。
表 １
また、粒子の基板表面からの除去を、該表面及びこれに
付着した粒子のぬれを界面活性物質で増加させることに
より容易にすることも可能である。
付着した粒子のぬれを界面活性物質で増加させることに
より容易にすることも可能である。
すなわち、液体によるぬれが不良な基板（α＞９０”
”）を、基板を液体中へ移動させることにより基板表面
から粒子を除去しうるように処理することもできる。更
に、液体によるぬれが不良すぎる（ｔｏｏ ｐｏｏｒ）
粒子（θ〉１５０°）を、基板を液体中から外へ移動さ
せることにより該粒子を基板表面から除去しうるように
処理することもできる。
”）を、基板を液体中へ移動させることにより基板表面
から粒子を除去しうるように処理することもできる。更
に、液体によるぬれが不良すぎる（ｔｏｏ ｐｏｏｒ）
粒子（θ〉１５０°）を、基板を液体中から外へ移動さ
せることにより該粒子を基板表面から除去しうるように
処理することもできる。
第１図は、面上に粒子の存在する表面を有する基板を示
す線図、 第２図は、液体の界面に平衡状態で付着した粒子を示す
線図、 第３図は、粒子が面上に存在する表面を有し、液体中へ
移動させられる基板を示す線図、第４図は、粒子か面上
に存在する表面を有し、液体中から外へ移動させられる
基板を示す線図、第５図は、レーザ放射によって発生さ
せ、かつ粒子が存在する基板表面にわたって移動させる
ことができる気泡を示す線図である。 １・・・基板 ２・・・基板表面３・・・
粒子 ４・・・粒子表面５・・・粒子半径
６・・・引力Ｆａを示す矢印７、・、基板表
面と粒子表面間の距離 １０・・・界面 １１・・・液体１２・・
・粒子接触角θ １３・・・角ω１６・・・基板移
動方向 １７・・・力Ｆ。 １８・・・力Ｆ１の成分 １９・・・基板接触角
α２０・・・力Ｆ２２１・・・力Ｆ２の成分２５・・・
気泡 ２７・・・気泡の移動方向２８・・
・レーザ放射 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランベンファプリケン
す線図、 第２図は、液体の界面に平衡状態で付着した粒子を示す
線図、 第３図は、粒子が面上に存在する表面を有し、液体中へ
移動させられる基板を示す線図、第４図は、粒子か面上
に存在する表面を有し、液体中から外へ移動させられる
基板を示す線図、第５図は、レーザ放射によって発生さ
せ、かつ粒子が存在する基板表面にわたって移動させる
ことができる気泡を示す線図である。 １・・・基板 ２・・・基板表面３・・・
粒子 ４・・・粒子表面５・・・粒子半径
６・・・引力Ｆａを示す矢印７、・、基板表
面と粒子表面間の距離 １０・・・界面 １１・・・液体１２・・
・粒子接触角θ １３・・・角ω１６・・・基板移
動方向 １７・・・力Ｆ。 １８・・・力Ｆ１の成分 １９・・・基板接触角
α２０・・・力Ｆ２２１・・・力Ｆ２の成分２５・・・
気泡 ２７・・・気泡の移動方向２８・・
・レーザ放射 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランベンファプリケン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、除去する力を液体によって粒子に働かせて基板表面
から望ましくない粒子を除去するに当り、液体の界面を
基板表面にわたって移動させることにより除去する力を
働かせることを特徴とする基板表面から望ましくない粒
子を除去する方法。 ２、液体の界面を基板表面にわたって多くとも１０ｃｍ
／ｓｅｃの速度で移動させる特許請求の範囲第１項記載
の粒子を除去する方法。 ３、液体の界面が液体表面により形成され、基板を液体
中へ移動させることにより該液体表面を基板表面にわた
って移動させる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
粒子を除去する方法。 ４、液体の界面が液体表面により形成され、基板を液体
中から外へ移動させることにより該液体表面を基板表面
にわたって移動させる特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の粒子を除去する方法。 ５、液体の界面を該液体と気泡との相境界により形成し
、液体中に浸漬した基板表面にわたって該気泡を移動さ
せる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の粒子を除去
する方法。 ６、気泡が蒸気の泡であって、この蒸気の泡が液体中に
浸漬した基板をレーザ放射ビームで照射することにより
発生され、かつレーザ放射ビームを前記基板表面にわた
って移動させることにより基板表面にわたって移動させ
られる特許請求の範囲第５項記載の粒子を除去する方法
。 ７、基板表面と、これに付着した望ましくない粒子の表
面とを界面活性物質であらかじめ処理し、これにより基
板表面と粒子表面とをいっそう満足度の小さいぬれにす
る特許請求の範囲第１〜６項のいずれか一つの項に記載
の粒子を除去する方法。 ８、界面活性物質がシラン、アルコール及びアルキルリ
チウムより成る化合物群の中から選ばれた物質である特
許請求の範囲第７項記載の粒子を除去する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8601939A NL8601939A (nl) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | Werkwijze voor het verwijderen van ongewenste deeltjes van een oppervlak van een substraat. |
| NL8601939 | 1986-07-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336535A true JPS6336535A (ja) | 1988-02-17 |
| JP2517607B2 JP2517607B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=19848356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62185627A Expired - Fee Related JP2517607B2 (ja) | 1986-07-28 | 1987-07-27 | 基板表面から粒子を除去する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4781764A (ja) |
| EP (1) | EP0255167B1 (ja) |
| JP (1) | JP2517607B2 (ja) |
| KR (1) | KR960013142B1 (ja) |
| DE (1) | DE3787595T2 (ja) |
| NL (1) | NL8601939A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH047071A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-10 | Ebara Res Co Ltd | 洗浄方法 |
| JPH05160097A (ja) * | 1991-12-06 | 1993-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 基板の洗浄方法 |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100254653B1 (ko) | 1991-10-04 | 2000-05-01 | 월터 알란 이. | 대상물을 처리하는 방법 |
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| US7416370B2 (en) | 2005-06-15 | 2008-08-26 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for transporting a substrate using non-Newtonian fluid |
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