説明

付着物除去装置

【課題】パーティクルを除去し易い姿勢で除電することが出来、効率的にパーティクルを除去することが可能な付着物除去装置を提供すること。
【解決手段】基板(ウエハ10)を保持して基板の延在方向を重力方向に向ける傾斜機構(回転・傾斜機構14)と、前記基板の表面に付着している付着物を電気的に中和する除電機構20とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、半導体ウエハなどの基板表面に付着したフォトレジストの残渣や半導体ウエハの欠けなどのパーティクル(付着物)を除去する付着物除去装置に関する。
【背景技術】
【0002】
LSI(大規模集積回路)の製造工程において、ゴミや微量不純物(金属や有機物)は高歩留まり、高性能、高信頼性を確保する上で大敵である。LSIの製造ラインが装備されたクリーンルームは、もともと高清浄な環境に維持されてはいるが、それでもウェハの保管・搬送・ハンドリングなどによって生じる微量汚染を100%防ぐことは出来ない。また、半導体ウェハに実際のプロセス作業を行うと、装置から又はプロセス反応そのものから、何がしかの汚染が必ず導入される。
【0003】
このような汚染を除去するため、あるプロセス工程から次のプロセス工程に移行する間に「洗浄」という工程が入れられている。洗浄方法としては、例えば、薬液を用いたウェット洗浄が主に用いられている。洗浄液にもいくつかの種類があり、それぞれ汚染を除去できない除去効果が異なる。従って、単独ではすべての汚染を除去できないのでこれらの薬液を組み合わせて用いている。また、ドライ洗浄も用いられている。このドライ洗浄には、オゾン、プラズマを用いた洗浄がある。
【0004】
洗浄工程でウエット洗浄或いはドライ洗浄を行って半導体ウエハを洗浄して汚染を除去するが、それでも洗浄後に半導体ウエハの表面にパーティクルが付着したまま残ることがある。
【0005】
洗浄後或いは各プロセス工程の終了後に行われる半導体ウェハ上の異物・傷などの検査工程において、この検査工程で使用する検査装置にパーティクルを除去する手段としてマイナスイオンとプラスイオンを独立してウェハ面に放射して電気的に中和する機能を有する除電機構を取り付けることが取り付け可能である。
【0006】
この除電機構としては、例えば、パーティクルに正又は負に帯電した粒子を照射して、パーティクルを電気的に中性にし(除電し)、その後、電気的に中性となったパーティクルを吸引して除去する装置が提案されている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2003−17466号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、パーティクルを電気的に中性に(中和)しても、これだけではパーティクルを積極的に除去できるものでは無く、半導体ウエハの表面を検査するとパーティクルが付着したまま、残存していることがある。
【0008】
本発明は、パーティクルを除去し易い姿勢で除電することが出来、効率的にパーティクルを除去することが可能な付着物除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成する本発明の請求項1に記載の付着物除去装置は、 基板を保持して前記基板を傾ける傾斜機構と、前記基板及び付着物の帯電極性とは、逆の極性に帯電した気体を吹き付けて基板表面近傍の帯電状態を電気的に中和する除電機構と、を備えたことを特徴とする。基板としては、例えば半導体ウエハや、液晶ガラス基板などがある。
【0010】
基板を保持してとは、例えば基板を吸着ユニット(図1の吸着ユニット12参照)や爪などにより保持して、基板を重力方向に傾斜させても基板を落とさないようにすることをいう。
【0011】
付着物としては、例えばパーティクルが含まれる。
【0012】
本発明の請求項2に記載の付着物除去装置は、前記基板を振動させる振動機構を備えたことを特徴とする。
【0013】
本発明の請求項3に記載の付着物除去装置は、前記除電機構により電気的に中和された、前記基板の表面に付着している付着物を排出する排出機構を備えたことを特徴とする。
【0014】
本発明の請求項4に記載の付着物除去装置は、前記気体が不活性ガスであることを特徴とする。
【0015】
本発明の請求項5に記載の付着物除去装置は、前記基板を回転させる回転機構を備えたことを特徴とする。
【0016】
本発明の請求項6に記載の付着物除去装置は、前記傾斜機構は前記基板を90°以上に傾斜させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、パーティクルを除去し易い態様で除電することが出来、効率的にパーティクルを除去することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下本発明の付着物除去装置の一実施形態について図1〜図8を参照して説明する。
【0019】
図1は本発明の付着物除去装置の一実施形態を示す、除電機構部分及び排出機構部分を省略して概略的に示した総体斜視図、図2は図1に示す付着物除去装置のうち、ウエハを保持する吸着ユニット部分の側面図、図3は図2に示す吸着ユニット部分を90°(重力方向)に回転させたときの状態を示す側面図、図4は図3の状態にあるウエハの正面図、図5は図3に示す吸着ユニット部分に吸着保持されたウエハに回転及び振動を加えつつ該ウエハの表面に付着したパーティクルを除電機構により電気的に中性(中和)する状態を示す側面図、図6は図5の状態にあるウエハの正面図、図7は図3に示す吸着ユニット部分を90°以上回転(下向きに)させたときの状態を示す側面図、図8は図5の状態で除電したパーティクルを吸引して除去する状態を示す側面図である。
【0020】
本実施形態の付着物除去装置は、図1に示すように、基板としての半導体ウエハ10(以下ウエハと略記する)の裏面を真空吸着し保持する吸着ユニット12(図2参照)と、この吸着ユニット12により保持されたウエハ10を回転させ且つウエハ10を水平状態から垂直(90°)又はそれ以上(90°以上)回転させる回転・傾斜機構14と、吸着ユニット12により支持されたウエハ10を垂直方向(上下方向)に振動させる振動機構18と、吸着ユニット12により支持されたウエハ10の表面に静電気により付着したパーティクルP(フォトレジストの残渣、ウエハ10が欠けて生じた砕片など)を除電して電気的に中性(中和)させる除電機構20(図5参照)と、除電されたパーティクルを吸引排出する排出機構としての吸引器22(図8参照)とを備える。 吸着ユニット12は、その上面に複数の吸着孔(図示せず)を有し、不図示の真空吸引ポンプに接続されていて、これら吸着孔から作用する負圧によりウエハ10の裏面を吸着保持する。
【0021】
回転・傾斜機構14は、内蔵した不図示のモータにより回転駆動される回転軸15を有し、該回転軸15の上端に吸着ユニット12を固定していて、ウエハ10を回転させる。また、回転・傾斜機構14は、同じく内蔵した不図示の別個のモータにより水平回転軸16を中心に回転・傾斜機構14自体を回転させて、吸着ユニット12(ウエハ10)を水平状態から垂直状態(90° 重力方向に沿う状態)又はそれ以上(90°以上 ウエハ10を下向きにする状態)回転させる(図3、図4、図7参照)。
【0022】
振動機構18は、水平回転軸16を介して回転・傾斜機構14全体(ウエハ10)を垂直方向(上下方向)に振動させる、一対の振動部19を有する。振動部19はパーティクルPをウエハ10の表面から振り落とすようにウエハ10を上下に振動させるもので、例えば、内蔵した不図示のモータの回転運動を上下運動に変換してこれにより水平回転軸16、回転・傾斜機構14、吸着ユニット12を介してウエハ10を上下に振動させるようにしてある。
【0023】
除電機構20は、図5に示すように、前記ウエハ10及びパーティクルPの帯電極性(例えばマイナス)とは、逆の極性(例えばプラス)に帯電した不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガスなど)を吹き付けてウエハ10表面近傍の帯電状態を電気的に中和することにより、ウエハ10の表面に静電気により付着したパーティクルPを除電するようにしてある。除電機構20は、不図示の支持機構により、ウエハ10が垂直状態になったとき(図5参照)、あるいは90°以上になったとき(図7参照)、ウエハ10と平行状態で且つウエハ10の表面に対向するように、その姿勢を調整できるようにしてある。
【0024】
吸引器22は、図8に示すように、ウエハ10からパーティクルPを吸引する略漏斗状の吸引部23が不図示の真空吸引ポンプに接続されていて、この真空ポンプの吸引力により空気流を起こして浮遊するパーティクルPを該空気流に乗せて吸引し、装置の外に排出する。
【0025】
以上のように構成された本実施形態の付着物除去装置は、ウエハ10の検査直前もしくは検査前後にパーティクル除去処理を施すのに使用される。
【0026】
具体的には、ウェハ10裏面の中心もしくはその周辺を吸着ユニット12により真空吸着し、水平回転軸16を中心に回転・傾斜機構14自体を略90°回転させて、吸着ユニット12と共にウエハ10を重力方向(垂直方向)に沿うようにする(図3、図4参照)か、あるいは回転・傾斜機構14自体を90°以上回転させて、吸着ユニット12と共にウエハ10が下向きなるようにして(図7参照)、ウエハ10の表面に付着したパーティクルPが落下し易い姿勢にする。 また、除電機構22をウエハ10と平行で且つウエハ10の表面と対向させる(図5、図7参照)。
【0027】
このように、ウエハ10が重力方向に沿った状態又は下向きになる状態にし、これに対向するように除電機構22を移動調整した状態で、回転・傾斜機構14の回転軸15によりウエハ10を回転させると共に振動機構18を駆動してウエハ10を垂直(上下)方向に振動させつつ、除電機構22からウエハ10の表面に向けて、ウエハ10及びパーティクルPの帯電極性とは、逆の極性に帯電した不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガスなど)を吹き付けてウエハ10表面近傍の帯電状態を電気的に中和させる。
【0028】
これにより、パーティクルPは、静電気を失いウエハ10の表面から離れやすい状態である上に、重力や上下振動が加わり、この結果、ウエハ10の表面から離れ、その近傍に漂うが、吸引器22を駆動することにより生じる空気流に乗って吸引部23に吸い込まれ、ウエハ10の付近に留まらずに装置の外部に排出される。
【0029】
本実施形態の付着物除去装置によれば、ウエハ10をその表面からパーティクルPが離れやすい姿勢に、すなわちパーティクルPが重力により落下する姿勢にしておき、この姿勢で除電機構20によりパーティクルPを電気的に中性に(中和)しているので、ウエハ10の表面に付着したパーティクルPを単に電気的に中性に(中和)する場合に比してパーティクルPの除去効率を高めることが可能となる。
【0030】
また、除電機構20によりウエハ10の表面にウエハ10及びパーティクルPの帯電極性とは、逆の極性に帯電した不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガスなど)を吹き付ける際、ウエハ10を回転させるので、これらのマイナ帯電した不活性ガスは、ウエハ10の表面に満遍なく当たり、電気的に中性に(中和)されないパーティクルPの存在を無くすことができる。
【0031】
さらに、ウエハ10の上下方向の振動を加えることにより、パーティクルPは重力と振動の双方の影響を受けて、ウエハ10の表面からさらに離れやすくなり、この状態でパーティクルPを電気的に中性に(中和)すれば、パーティクルPの除去効率をさらに高めることが可能となる。
【0032】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、吸着ユニット12の代わりにウエハ10を把持する爪を使用してもよい。ウエハ10を固定保持する手段についてはこれ以外にウエハ10が載置されるテーブルなどがあるが、これらに限定されるものではない。ウエハ10を傾斜させてもウエハ10を落とさないように保持するものであればよい。また、除電機構20の方向を調整し、除電機構20から出る気体が層流になって吸引器22に吸い込まれるようにすることもできる。
【0033】
また、回転・傾斜機構14、振動機構18、除電機構20は、上記実施形態に示すものに限定されず、種々変更が可能である。
【0034】
また、本発明の付着物除去装置は、単独で使用することが出来るが、検査装置と組み合わせて使用することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の付着物除去装置の一実施形態を示す、除電機構部分及び排出機構部分を省略して概略的に示した総体斜視図である。
【図2】図1に示す付着物除去装置のうち、ウエハを保持する吸着ユニット部分の側面図である。
【図3】図2に示す吸着ユニット部分を90°(重力方向)に回転させたときの状態を示す側面図である。
【図4】図3の状態にあるウエハの正面図である。
【図5】図3に示す吸着ユニットに吸着保持されたウエハに回転及び振動を加えつつ該ウエハの表面に付着したパーティクルを除電機構により電気的に中性(中和)する状態を示す側面図である。
【図6】図5の状態にあるウエハの正面図である。
【図7】図3に示す吸着ユニット部分を90°以上回転(下向きに)させたときの状態を示す側面図である。
【図8】図5の状態で除電したパーティクルを吸引して除去する状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【0036】
10 ウエハ
12 吸着ユニット
14 回転・傾斜機構
15 回転軸
16 水平回転軸
18 振動機構
20 除電機構
22 吸引器(排出機構)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を保持して前記基板を傾ける傾斜機構と、
前記基板及び付着物の帯電極性とは、逆の極性に帯電した気体を吹き付けて基板表面近傍の帯電状態を電気的に中和する除電機構と、
を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
【請求項2】
請求項1に記載の付着物除去装置において、
前記基板を振動させる振動機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の付着物除去装置において、
前記除電機構により電気的に中和された、前記基板の表面に付着している付着物を排出する排出機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
【請求項4】
請求項1ないし3の何れか一項に記載の付着物除去装置において、
前記気体は、不活性ガスであることを特徴とする付着物除去装置。
【請求項5】
請求項1ないし4の何れか一項に記載の付着物除去装置において、
前記基板を回転させる回転機構を備えたことを特徴とする付着物除去装置。
【請求項6】
請求項1ないし5の何れか一項に記載の付着物除去装置において、
前記傾斜機構は前記基板を90°以上に傾斜させることを特徴とする付着物除去装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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