JP2014127640A - 異物除去装置、異物除去方法、および微細構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】異物を効果的に除去することができる異物除去装置、異物除去方法、および微細構造体の製造方法を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る異物除去装置は、基体を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基体の処理面上の異物を検出する検出部と、前記検出された異物に電子線を照射する第1の荷電粒子供給部と、を備えている。
【選択図】図3
【解決手段】実施形態に係る異物除去装置は、基体を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基体の処理面上の異物を検出する検出部と、前記検出された異物に電子線を照射する第1の荷電粒子供給部と、を備えている。
【選択図】図3
Description
後述する実施形態は、概ね、異物除去装置、異物除去方法、および微細構造体の製造方法に関する。
半導体装置、フラットパネルディスプレイ、露光マスク、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、太陽電池などの微細構造体の製造においては、ウェーハやガラス基板などの基体上にある異物(例えば、パーティクルなど)の除去が行われている。
例えば、半導体装置の製造においては、基板に帯電した気体を吹き付けて基板表面を正または負に帯電させ、逆の極性に帯電させた集塵部材により異物を引き寄せて除去する技術が提案されている。
しかしながら、基板に帯電した気体を吹き付けるようにすると、基板の外部にある異物が基板上に吹き付けられたり、基板上の異物が舞い上がり除去が困難となったりするおそれがある。
例えば、半導体装置の製造においては、基板に帯電した気体を吹き付けて基板表面を正または負に帯電させ、逆の極性に帯電させた集塵部材により異物を引き寄せて除去する技術が提案されている。
しかしながら、基板に帯電した気体を吹き付けるようにすると、基板の外部にある異物が基板上に吹き付けられたり、基板上の異物が舞い上がり除去が困難となったりするおそれがある。
本発明が解決しようとする課題は、異物を効果的に除去することができる異物除去装置、異物除去方法、および微細構造体の製造方法を提供することである。
実施形態に係る異物除去装置は、基体を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基体の処理面上の異物を検出する検出部と、前記検出された異物に電子線を照射する第1の荷電粒子供給部と、を備えている。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。
なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 また、各図中の矢印X、Y、Zは互いに直交する三方向を表しており、例えば、X、Yは水平方向、Zは鉛直方向を表している。
また、一例として、板状の基体である基板100に対する異物200の除去について例示をするが、基体は板状のものに限定されるわけではない。例えば、基体はブロック状などの任意の形態を有するものとすることができる。
なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 また、各図中の矢印X、Y、Zは互いに直交する三方向を表しており、例えば、X、Yは水平方向、Zは鉛直方向を表している。
また、一例として、板状の基体である基板100に対する異物200の除去について例示をするが、基体は板状のものに限定されるわけではない。例えば、基体はブロック状などの任意の形態を有するものとすることができる。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る異物除去装置1を例示するための模式図である。
図1に示すように、異物除去装置1には、処理容器2、載置部3、荷電粒子供給部4(第2の荷電粒子供給部の一例に相当する)、捕集部5、排出部6が設けられている。
図1は、第1の実施形態に係る異物除去装置1を例示するための模式図である。
図1に示すように、異物除去装置1には、処理容器2、載置部3、荷電粒子供給部4(第2の荷電粒子供給部の一例に相当する)、捕集部5、排出部6が設けられている。
処理容器2は、パーティクルなどの異物200の侵入や、異物200の飛散などを抑制するために気密構造を有している。処理容器2は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属材料で形成することができる。処理容器2の側壁には、基板100の搬入搬出を行うための開口部2aが設けられ、開口部2aを気密に開閉可能な開閉扉2bが設けられている。処理容器2は、必ずしも必要ではないが、処理容器2を設けるものとすれば、異物200が除去された基板100の清浄な状態を維持したり、異物200を除去する際に異物200が飛散するのを抑制したりすることができる。
載置部3は、処理容器2の内部の底面に設けられている。載置部3の上面は、基板100を載置する載置面3aとなっている。載置部3には、基板100を保持する図示しない保持部(例えば、バキュームチャックなど)を設けることもできる。また、載置部3には、図示しない搬送装置との間で基板100の受け渡しを行うための図示しない受け渡し部(例えば、昇降ピンなど)を設けることもできる。
荷電粒子供給部4は、例えば、基板100の処理面100aの上方に設けることができる。荷電粒子供給部4は、載置部3に載置された基板100の処理面100aに正の荷電粒子または負の荷電粒子を供給する。この場合、荷電粒子供給部4は、除去対象である異物200が帯電しやすい極性の荷電粒子を供給するものとすることができる。異物200が帯電しやすい極性は異物200の材質などにより異なるため、異物200の材質などに応じて供給する荷電粒子の極性を選択することができる。この場合、予め実験などを行うことで異物200が帯電しやすい極性を知ることができる。
荷電粒子供給部4としては、例えば、コロナ放電を利用したものを例示することができる。例えば、荷電粒子供給部4は、電極4a、本体部4b、高圧直流電源4c、スイッチ4d、保持部4eを有するものとすることができる。
電極4aは、針状を呈し、導電性材料から形成されている。
本体部4bは、筒状を呈し、絶縁性材料から形成されている。本体部4bには、複数の電極4aが設けられ、電極4aの尖った側の端部が本体部4bから露出している。
電極4aは、針状を呈し、導電性材料から形成されている。
本体部4bは、筒状を呈し、絶縁性材料から形成されている。本体部4bには、複数の電極4aが設けられ、電極4aの尖った側の端部が本体部4bから露出している。
高圧直流電源4cは、高圧の直流電圧を発生させる。高圧直流電源4cは、例えば、3kV〜7kV程度の直流電圧を発生させるものとすることができる。
スイッチ4dは、針状の電極4aに接続する高圧直流電源4cの極性の選択および高圧の直流電圧の印加と印加の停止とを行う。
保持部4eは、処理容器2の内部の天井面に設けられ、本体部4bを保持する。
スイッチ4dは、針状の電極4aに接続する高圧直流電源4cの極性の選択および高圧の直流電圧の印加と印加の停止とを行う。
保持部4eは、処理容器2の内部の天井面に設けられ、本体部4bを保持する。
次に、荷電粒子供給部4の作用について例示をする。
針状の電極4aに高圧直流電源4cのプラス側から直流電圧が印加されると、コロナ放電が発生し、針状の電極4aの周囲にある気体の分子から電子が離脱する。離脱した電子は、針状の電極4aに吸引される。電子が離脱したことで正に帯電した気体の分子(正の荷電粒子)と、正に帯電した針状の電極4aとの間には反発しあう力が働くため、正に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達する。そのため、処理面100aにある異物200に正の荷電粒子を供給することができ、異物200を正に帯電させることができる。
針状の電極4aに高圧直流電源4cのプラス側から直流電圧が印加されると、コロナ放電が発生し、針状の電極4aの周囲にある気体の分子から電子が離脱する。離脱した電子は、針状の電極4aに吸引される。電子が離脱したことで正に帯電した気体の分子(正の荷電粒子)と、正に帯電した針状の電極4aとの間には反発しあう力が働くため、正に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達する。そのため、処理面100aにある異物200に正の荷電粒子を供給することができ、異物200を正に帯電させることができる。
また、針状の電極4aに高圧直流電源4cのマイナス側から直流電圧が印加されると、コロナ放電が発生し、針状の電極4aの周囲にある気体の分子から電子が離脱する。離脱した電子は、他の気体の分子と結合し負に帯電した気体の分子(負の荷電粒子)が生成される。一方、電子が離脱した気体の分子は正に帯電した気体の分子となる。この場合、負に帯電した気体の分子と、負に帯電した針状の電極4aとの間には反発しあう力が働く。正に帯電した気体の分子と、負に帯電した針状の電極4aとの間には引き合う力が働く。そのため、負に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達する。その結果、処理面100aにある異物200に負の荷電粒子を供給することができ、異物200を負に帯電させることができる。
なお、荷電粒子供給部4は、コロナ放電を利用したものに限定されるわけではなく、基板100の処理面100a上にある異物200を正または負のいずれかに帯電させることができるものであればよい。
ここで、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を気流に乗せて基板100の処理面100aに供給すると、基板100の外部にある異物200が処理面100a上に吹き付けられたり、処理面100a上の異物200が舞い上がり後述する捕集が困難となったりするおそれがある。
そのため、本実施の形態においては、前述した針状の電極4aとの間で反発し合う力や重力、拡散などを利用して、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を基板100の処理面100aに供給するようにしている。
そのため、本実施の形態においては、前述した針状の電極4aとの間で反発し合う力や重力、拡散などを利用して、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を基板100の処理面100aに供給するようにしている。
この場合、正に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達すると、異物200と基板100の処理面100aとが正に帯電する。負に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達すると、異物200と基板100の処理面100aとが負に帯電する。
そのため、異物200と基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。この場合、基板100の処理面100aが平坦面であったり、基板100の処理面100aの周縁近傍に異物200が付着していたりした場合には、異物200を基板100外側に排出しやすくなる。
そのため、異物200と基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。この場合、基板100の処理面100aが平坦面であったり、基板100の処理面100aの周縁近傍に異物200が付着していたりした場合には、異物200を基板100外側に排出しやすくなる。
一方、基板100の処理面100aに設けられた溝の内部に異物200があったりした場合には、反発し合う力だけではすべての異物200を除去することができない場合もある。
そのため、本実施の形態においては、捕集部5を設けて異物200を捕集するようにしている。
そのため、本実施の形態においては、捕集部5を設けて異物200を捕集するようにしている。
捕集部5は、例えば、基板100の処理面100aの上方に設けることができる。
捕集部5には、捕集体5a、保持部5b、移動部5c、制御部5d、直流電源5e、スイッチ5fが設けられている。
捕集部5には、捕集体5a、保持部5b、移動部5c、制御部5d、直流電源5e、スイッチ5fが設けられている。
捕集体5aは、例えば、針状を呈し、尖った先端部分に異物200を捕集する。なお、捕集体5aの形態は針状に限定されるわけではない。例えば、捕集体5aは先端に平坦面を有するものとすることもできる。この場合、針状の捕集体5aとすれば、微細な異物200に対して集中的に静電気力を印加することができるため異物200の除去を容易とすることができる。先端に平坦面を有する捕集体5aとすれば、所定の領域にある異物200を一度に捕集することができる。
捕集体5aの材料は、導電性材料であれば特に限定はない。捕集体5aの材料は、例えば、ステンレスなどの金属材料とすることができる。
捕集体5aの材料は、導電性材料であれば特に限定はない。捕集体5aの材料は、例えば、ステンレスなどの金属材料とすることができる。
保持部5bは、捕集体5aを揺動可能に保持し、基板100の処理面100aに対して捕集体5aの先端を近接させたり、遠ざけたりする移動部5b1を有したものとすることができる。すなわち、保持部5bには、捕集体5aの先端のZ方向の位置を変化させる移動部5b1を設けることができる。なお、保持部5bは捕集体5aを保持し、後述する移動部5cにより捕集体5aをZ方向に昇降させてもよい。
移動部5cは、保持部5bに保持された捕集体5aのXY方向の位置を変化させる。なお、捕集体5aの位置をZ方向に移動させる移動部5b1を保持部5bに設けない場合には、移動部5cは、保持部5bに保持された捕集体5aのXYZ方向の位置を変化させるものとすることができる。移動部5b1が設けられる場合には、移動部5cは、例えば、2軸制御のロボットなどとすることができる。移動部5b1が設けられない場合には、移動部5cは、例えば、3軸制御のロボットなどとすることができる。
なお、捕集部5に捕集体5aの位置を変化させる移動部5cを設ける場合を例示したが、載置部3に基板100の位置を変化させる移動部を設けてもよい。すなわち、捕集体5aと基板100の相対的な位置を変化させる移動部を設けるようにすればよい。
制御部5dは、移動部5b1と移動部5cを制御して捕集体5aの先端を所望の位置に移動させる。なお、移動部5b1が設けられない場合には、制御部5dは、移動部5cを制御して捕集体5aの先端を所望の位置に移動させる。
例えば、制御部5dは、基板100の処理面100aの全域に対して捕集体5aをXY方向に移動させることができる。
また、例えば、画像処理装置などで異物200を検出する場合には、制御部5dは、検出された異物200のXY方向の位置に捕集体5aを移動させることもできる。この場合、画像処理装置として、例えば、後述する検出部17を設けることができる。
例えば、制御部5dは、基板100の処理面100aの全域に対して捕集体5aをXY方向に移動させることができる。
また、例えば、画像処理装置などで異物200を検出する場合には、制御部5dは、検出された異物200のXY方向の位置に捕集体5aを移動させることもできる。この場合、画像処理装置として、例えば、後述する検出部17を設けることができる。
直流電源5eは、スイッチ5fを介して捕集体5aに電気的に接続されている。
スイッチ5fは、捕集体5aに印加される直流電圧の極性を選択する。スイッチ5fにより直流電源5eのプラス側が捕集体5aに電気的に接続されると、捕集体5aが正に帯電する。スイッチ5fにより直流電源5eのマイナス側が捕集体5aに電気的に接続されると、捕集体5aが負に帯電する。この場合、スイッチ5fは、荷電粒子供給部4の電極4aに印加される高圧の直流電圧の極性と逆の極性の直流電圧が捕集体5aに印加されるように直流電源5eの極性を選択する。そのため、荷電粒子供給部4により正に帯電した異物200を、負に帯電した捕集体5aに吸引させることができる。また、荷電粒子供給部4により負に帯電した異物200を、正に帯電した捕集体5aに吸引させることができる。
スイッチ5fは、捕集体5aに印加される直流電圧の極性を選択する。スイッチ5fにより直流電源5eのプラス側が捕集体5aに電気的に接続されると、捕集体5aが正に帯電する。スイッチ5fにより直流電源5eのマイナス側が捕集体5aに電気的に接続されると、捕集体5aが負に帯電する。この場合、スイッチ5fは、荷電粒子供給部4の電極4aに印加される高圧の直流電圧の極性と逆の極性の直流電圧が捕集体5aに印加されるように直流電源5eの極性を選択する。そのため、荷電粒子供給部4により正に帯電した異物200を、負に帯電した捕集体5aに吸引させることができる。また、荷電粒子供給部4により負に帯電した異物200を、正に帯電した捕集体5aに吸引させることができる。
排出部6は、処理容器2の内部の底面に設けられている。排出部6は、捕集部5により捕集された異物200を処理容器2の外部に排出する。
排出部6には、ホッパー6a、吸引部6bが設けられている。
処理容器2の内部にあるホッパー6aの一方の端部は開口している。ホッパー6aの他方の端部は、処理容器2の底面を貫通し、処理容器2の外部に設けられている。
吸引部6bは、処理容器2の外部に設けられ、ホッパー6aの他方の端部に接続されている。吸引部6bは、例えば、集塵機などとすることができる。
排出部6には、ホッパー6a、吸引部6bが設けられている。
処理容器2の内部にあるホッパー6aの一方の端部は開口している。ホッパー6aの他方の端部は、処理容器2の底面を貫通し、処理容器2の外部に設けられている。
吸引部6bは、処理容器2の外部に設けられ、ホッパー6aの他方の端部に接続されている。吸引部6bは、例えば、集塵機などとすることができる。
次に、異物除去装置1の作用とともに異物除去方法について例示をする。
図2(a)、(b)は、異物除去装置1の作用を例示するための模式図である。
まず、図示しない搬送装置により、基板100を開口部2aから処理容器2の内部に搬入する。なお、開閉扉2bは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器2の内部に搬入された基板100は、載置部3の載置面3a上に載置される。この際、載置部3に設けられた図示しない保持部により基板100を保持することができる。
図2(a)、(b)は、異物除去装置1の作用を例示するための模式図である。
まず、図示しない搬送装置により、基板100を開口部2aから処理容器2の内部に搬入する。なお、開閉扉2bは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器2の内部に搬入された基板100は、載置部3の載置面3a上に載置される。この際、載置部3に設けられた図示しない保持部により基板100を保持することができる。
次に、荷電粒子供給部4により、基板100の処理面100aに正の荷電粒子または負の荷電粒子を供給する。この際、除去対象である異物200が帯電しやすい極性の荷電粒子を供給するようにすることができる。
図2(a)は、基板100の処理面100aに正の荷電粒子を供給する場合である。
図2(a)は、基板100の処理面100aに正の荷電粒子を供給する場合である。
コロナ放電を利用する荷電粒子供給部4の場合には、針状の電極4aに高圧の直流電圧を印加してコロナ放電を発生させる。この際、針状の電極4aに印加される高圧の直流電圧の極性をスイッチ4dにより選択することで、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を生成する。生成された気体の分子は、針状の電極4aとの間で反発し合う力や重力、拡散などにより基板100の処理面100aに到達する。
図2(a)に示すように、正に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達すると、異物200と基板100の処理面100aとが正に帯電する。
これに対して、負に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達すると、異物200と基板100の処理面100aとが負に帯電する。
そのため、異物200と基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。
これに対して、負に帯電した気体の分子が基板100の処理面100aに到達すると、異物200と基板100の処理面100aとが負に帯電する。
そのため、異物200と基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。
例えば、図2(b)に示すように、正に帯電した異物200と、正に帯電した基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。
なお、荷電粒子供給部4の作用は前述したものと同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
なお、荷電粒子供給部4の作用は前述したものと同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
ここで、基板100の処理面100aに設けられた溝の内部に異物200があったりした場合には、反発し合う力だけではすべての異物200を除去することができない場合もある。
そのため、次に、捕集部5により異物200を捕集する。
まず、捕集体5aに直流電圧を印加して、捕集体5aを正または負のいずれかに帯電させる。この際、スイッチ5fにより、荷電粒子供給部4の電極4aに印加される高圧の直流電圧の極性と逆の極性の直流電圧を捕集体5aに印加する。すると、捕集体5aは、異物200における帯電の極性と逆の極性に帯電する。
そのため、次に、捕集部5により異物200を捕集する。
まず、捕集体5aに直流電圧を印加して、捕集体5aを正または負のいずれかに帯電させる。この際、スイッチ5fにより、荷電粒子供給部4の電極4aに印加される高圧の直流電圧の極性と逆の極性の直流電圧を捕集体5aに印加する。すると、捕集体5aは、異物200における帯電の極性と逆の極性に帯電する。
次に、捕集体5aの先端を移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
例えば、図2(b)に示すように、正に帯電させた異物200に負に帯電させた捕集体5aの先端を近づけて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
例えば、図2(b)に示すように、正に帯電させた異物200に負に帯電させた捕集体5aの先端を近づけて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
この際、例えば、基板100の処理面100aの全域に対して捕集体5aをXY方向に移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引するようにすることができる。
また、例えば、画像処理装置などで異物200を検出し、検出された異物200のXY方向の位置に捕集体5aを移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引するようにすることもできる。
また、例えば、画像処理装置などで異物200を検出し、検出された異物200のXY方向の位置に捕集体5aを移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引するようにすることもできる。
次に、捕集体5aの先端をホッパー6aの開口の上方の位置に移動させる。
次に、捕集体5aへの直流電圧の印加を停止して、異物200をホッパー6a内に落下させる。この際、捕集体5aへ逆の極性の直流電圧を印加して、捕集体5aと異物200との間に反発し合う力を生じさせることもできる。
そして、吸引部6bにより異物200を吸引して処理容器2の外部に異物200を排出する。
次に、捕集体5aへの直流電圧の印加を停止して、異物200をホッパー6a内に落下させる。この際、捕集体5aへ逆の極性の直流電圧を印加して、捕集体5aと異物200との間に反発し合う力を生じさせることもできる。
そして、吸引部6bにより異物200を吸引して処理容器2の外部に異物200を排出する。
本実施の形態によれば、異物200を帯電させ、異物200における帯電の極性と逆の極性に捕集体5aを帯電させるようにしているので、異物200を効果的に除去することができる。
また、針状の電極4aとの間で反発し合う力や重力、拡散などを利用して、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を基板100の処理面100aに供給しているので、基板100の外部にある異物200が処理面100a上に吹き付けられたり、処理面100a上の異物200が舞い上がり捕集が困難となったりすることがない。
また、針状の電極4aとの間で反発し合う力や重力、拡散などを利用して、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を基板100の処理面100aに供給しているので、基板100の外部にある異物200が処理面100a上に吹き付けられたり、処理面100a上の異物200が舞い上がり捕集が困難となったりすることがない。
[第2の実施形態]
図3は、第2の実施形態に係る異物除去装置11を例示するための模式図である。
図4は、荷電粒子供給部14(第1の荷電粒子供給部の一例に相当する)を例示するための模式図である。
図3に示すように、異物除去装置11には、処理容器12、載置部13、荷電粒子供給部14、捕集部15、排出部6、検出部17、減圧部18が設けられている。
図3は、第2の実施形態に係る異物除去装置11を例示するための模式図である。
図4は、荷電粒子供給部14(第1の荷電粒子供給部の一例に相当する)を例示するための模式図である。
図3に示すように、異物除去装置11には、処理容器12、載置部13、荷電粒子供給部14、捕集部15、排出部6、検出部17、減圧部18が設けられている。
処理容器12は、気密構造となっており大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能となっている。処理容器12は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属材料で形成することができる。処理容器12の側壁には、基板100の搬入搬出を行うための開口部12aが設けられ、開口部12aを気密に開閉可能な開閉扉12bが設けられている。
載置部13には、載置台13a、制御部13bが設けられている。
載置台13aは、処理容器12の内部の底面に設けられている。載置台13aの上面は、基板100を載置する載置面13a1となっている。載置台13aには、基板100を保持する図示しない保持部(例えば、静電チャックなど)を設けることができる。また、載置台13aには、図示しない搬送装置との間で基板100の受け渡しを行うための図示しない受け渡し部(例えば、昇降ピンなど)を設けることもできる。
載置台13aは、処理容器12の内部の底面に設けられている。載置台13aの上面は、基板100を載置する載置面13a1となっている。載置台13aには、基板100を保持する図示しない保持部(例えば、静電チャックなど)を設けることができる。また、載置台13aには、図示しない搬送装置との間で基板100の受け渡しを行うための図示しない受け渡し部(例えば、昇降ピンなど)を設けることもできる。
載置台13aは、載置された基板100のXY方向の位置を変化させる。なお、捕集体5aの位置をZ方向に移動させる移動部5b1を保持部5bに設けない場合には、載置台13aは、載置された基板100のXYZ方向の位置を変化させるものとすることができる。移動部5b1が設けられる場合には、載置台13aは、例えば、2軸制御のXYステージなどとすることができる。移動部5b1が設けられない場合には、載置台13aは、例えば、3軸制御のXYZステージなどとすることができる。
制御部13bは、載置台13aを制御して、後述する電子線101が照射される位置の近傍に異物200がくるように基板100を移動させる。
制御部13bは、載置台13aを制御して、後述する電子線101が照射される位置の近傍に異物200がくるように基板100を移動させる。
荷電粒子供給部14は、検出部17により検出された異物200に電子線101を照射する。すなわち、荷電粒子供給部14は、負の荷電粒子である電子を検出された異物200に供給する。
図4に示すように、荷電粒子供給部14には、筐体14a、線源14b、電子レンズ14c、偏向レンズ14dが設けられている。
筐体14aは、気密構造となっており大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能となっている。筐体14aには減圧部18が接続され、電子線101の出射時には筐体14aの内部が大気圧よりも減圧された雰囲気(例えば、10−3Pa程度)となる。筐体14aの一方の端部は処理容器12の内部に設けられ、電子線101が出射する開口14a1が設けられている。
図4に示すように、荷電粒子供給部14には、筐体14a、線源14b、電子レンズ14c、偏向レンズ14dが設けられている。
筐体14aは、気密構造となっており大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能となっている。筐体14aには減圧部18が接続され、電子線101の出射時には筐体14aの内部が大気圧よりも減圧された雰囲気(例えば、10−3Pa程度)となる。筐体14aの一方の端部は処理容器12の内部に設けられ、電子線101が出射する開口14a1が設けられている。
線源14bは、筐体14aの内部であって、開口14a1が設けられる端部とは反対側の端部の近傍に設けられている。線源14bには電源14b1が電気的に接続されている。線源14bは、電子線101を発生させる。線源14bは、例えば、電界放射型電子銃や熱電子放出型電子銃などとすることができる。
電子レンズ14cは、線源14bから出射した電子線101を集束させる。電子レンズ14cは、電子線101の出射方向に沿って複数設けられている。複数の電子レンズ14cのそれぞれには、制御部14c1が電気的に接続されている。例えば、電子レンズ14cはコイルを有し、制御部14c1はコイルに流れる電流値を制御して電子線101を集束させる。
電子レンズ14cは、線源14bから出射した電子線101を集束させる。電子レンズ14cは、電子線101の出射方向に沿って複数設けられている。複数の電子レンズ14cのそれぞれには、制御部14c1が電気的に接続されている。例えば、電子レンズ14cはコイルを有し、制御部14c1はコイルに流れる電流値を制御して電子線101を集束させる。
偏向レンズ14dは、電子線101の出射方向を変化させて、電子線101を異物200に入射させる。偏向レンズ14dには、制御部14d1が電気的に接続されている。例えば、偏向レンズ14dはコイルを有し、制御部14d1はコイルに流れる電流値を制御して電子線101の出射方向を変化させて、電子線101を異物200に入射させる。
前述した荷電粒子供給部4は、正または負のいずれかに帯電した気体の分子を基板100の処理面100aに供給する。そのため、異物200および処理面100aが正または負のいずれかに帯電する。これに対し、荷電粒子供給部14は、検出された異物200に電子線101を照射する。そのため、電子線101が照射された異物200とその近傍の処理面100aが負に帯電する。
前述したように、異物200が帯電しやすい極性は異物200の材質などにより異なるものとなるが、所定のエネルギーや電流密度などを有する電子線101を所定の時間照射すれば異物200の材質などにかかわらず、異物200を負に帯電させることができる。 例えば、粒状の異物200の直径寸法が数十nm(ナノメートル)程度の場合には、電子線101のエネルギーを2kV〜5kV程度、照射時間を1分程度とすることができる。ただし、電子線101のエネルギーや照射時間は、例示をしたものに限定されるわけではなく、異物200の大きさなどに応じて適宜変更することができる。
ここで、異物200の大きさが例えば直径寸法で数十nm程度であれば、異物200の材質などにかかわらず、異物200を負に帯電させることができる。しかしながら、異物200の大きさが極端に小さくなれば、加速電圧や二次電子放出効率との関係で、異物200の材質などによっては異物200が正に帯電する場合もある。
その様な場合には、後述する捕集部15において、直流電源5eのマイナス側が捕集体5aに電気的に接続されるようにすればよい。
なお、異物200の大きさと帯電の極性との関係は、予め実験などを行うことで知ることができる。
ここで、異物200の大きさが例えば直径寸法で数十nm程度であれば、異物200の材質などにかかわらず、異物200を負に帯電させることができる。しかしながら、異物200の大きさが極端に小さくなれば、加速電圧や二次電子放出効率との関係で、異物200の材質などによっては異物200が正に帯電する場合もある。
その様な場合には、後述する捕集部15において、直流電源5eのマイナス側が捕集体5aに電気的に接続されるようにすればよい。
なお、異物200の大きさと帯電の極性との関係は、予め実験などを行うことで知ることができる。
また、電子線101が照射された異物200とその近傍の処理面100aが負に帯電する。そのため、異物200と基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。この場合、基板100の処理面100aが平坦面であったり、基板100の処理面100aの周縁近傍に異物200が付着していたりした場合には、異物200を基板100外側に排出しやすくなる。
一方、基板100の処理面100aに設けられた溝の内部に異物200があったりした場合には、反発し合う力だけではすべての異物200を除去することができない場合もある。
そのため、本実施の形態においては、捕集部15を設けて異物200を捕集するようにしている。
そのため、本実施の形態においては、捕集部15を設けて異物200を捕集するようにしている。
捕集部15、例えば、基板100の処理面100aの上方に設けることができる。
捕集部15には、捕集体5a、保持部5b、移動部5c、制御部5d、直流電源5e、スイッチ15fが設けられている。
前述した捕集部5の場合には、異物200が正または負のいずれかに帯電しているため、異物200の帯電の極性と逆の極性の帯電状態となるように捕集体5aに電気的に接続される直流電源5eの極性を選択していた。これに対し、捕集部15の場合には、異物200は負に帯電しているため、直流電源5eのプラス側が捕集体5aに電気的に接続されるようにすればよい。
捕集部15には、捕集体5a、保持部5b、移動部5c、制御部5d、直流電源5e、スイッチ15fが設けられている。
前述した捕集部5の場合には、異物200が正または負のいずれかに帯電しているため、異物200の帯電の極性と逆の極性の帯電状態となるように捕集体5aに電気的に接続される直流電源5eの極性を選択していた。これに対し、捕集部15の場合には、異物200は負に帯電しているため、直流電源5eのプラス側が捕集体5aに電気的に接続されるようにすればよい。
そのため、直流電源5eのプラス側がスイッチ15fを介して捕集体5aに電気的に接続されている。
また、スイッチ15fは、直流電圧の印加と印加の停止とを切り替える。
前述したように、異物200の大きさが極端に小さくなると、異物200が正に帯電する場合もある。その様な場合は、直流電源5eのマイナス側が捕集体5aに電気的に接続されるようにすればよい。
なお、捕集部15に代えて、前述した捕集部5を設けるようにすれば、異物200の大きさがばらついて、正に帯電した異物200と負に帯電した異物200とが混在する場合にも対応が可能となる。
また、スイッチ15fは、直流電圧の印加と印加の停止とを切り替える。
前述したように、異物200の大きさが極端に小さくなると、異物200が正に帯電する場合もある。その様な場合は、直流電源5eのマイナス側が捕集体5aに電気的に接続されるようにすればよい。
なお、捕集部15に代えて、前述した捕集部5を設けるようにすれば、異物200の大きさがばらついて、正に帯電した異物200と負に帯電した異物200とが混在する場合にも対応が可能となる。
検出部17は、載置部13に載置された基板100の処理面100a上の異物200を検出する。
検出部17には、検出ヘッド17a、演算部17bが設けられている。
検出ヘッド17aは、基板100の処理面100aにおける画像情報を検出する。検出ヘッド17aは、例えば、CCDイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)などとすることができる。
検出部17には、検出ヘッド17a、演算部17bが設けられている。
検出ヘッド17aは、基板100の処理面100aにおける画像情報を検出する。検出ヘッド17aは、例えば、CCDイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)などとすることができる。
また、検出ヘッド17aは、電子線101を異物200に照射したことで異物200から放出された二次電子などを検出して、異物200の画像情報を得るものとすることもできる。例えば、検出ヘッド17aは、光電子増倍管、チャネルトロン、チャネルプレートなどとすることができる。
この場合、荷電粒子供給部14は、異物200を検出する際における電子線101のエネルギーや電流密度などと、異物200を帯電させる際における電子線101のエネルギーや電流密度などとを切り替えるようにしてもよい。また、異物200を検出する際における電子線101のエネルギーや電流密度などと、異物200を帯電させる際における電子線101のエネルギーや電流密度などとを同じにし、照射時間を切り替えるようにしてもよい。
この場合、荷電粒子供給部14は、異物200を検出する際における電子線101のエネルギーや電流密度などと、異物200を帯電させる際における電子線101のエネルギーや電流密度などとを切り替えるようにしてもよい。また、異物200を検出する際における電子線101のエネルギーや電流密度などと、異物200を帯電させる際における電子線101のエネルギーや電流密度などとを同じにし、照射時間を切り替えるようにしてもよい。
例えば、荷電粒子供給部14により電子線101を走査することで、検出部17により異物200が検出された場合には、荷電粒子供給部14は電子線101のエネルギー、電流密度および照射時間の少なくともいずれかを切り替えて異物200を帯電させるようにすることができる。
この場合、異物200を帯電させる際における電子線101のエネルギーや電流密度などが、異物200を検出する際における電子線101のエネルギーや電流密度などよりも大きくなるようにすることができる。また、異物200を帯電させる際における照射時間が、異物200を検出する際における照射時間よりも長くなるようにすることもできる。
この場合、異物200を帯電させる際における電子線101のエネルギーや電流密度などが、異物200を検出する際における電子線101のエネルギーや電流密度などよりも大きくなるようにすることができる。また、異物200を帯電させる際における照射時間が、異物200を検出する際における照射時間よりも長くなるようにすることもできる。
演算部17bは、検出ヘッド17aにより得られた画像情報に基づいて異物200であるか否かを判定する。そして、異物200であると判定した場合には、処理面100a上における異物200の位置を特定する。また、演算部17bは、異物200の大きさなどをも演算し、必要となる電子線101のエネルギー、電流密度、照射時間などを求めるようにすることもできる。
減圧部18は、処理容器12と筐体14aとに接続されている。減圧部18は、処理容器12の内部と筐体14aの内部を所定の圧力(例えば、10−3Pa程度)まで減圧する。減圧部18は、例えば、真空ポンプなどとすることができる。
次に、異物除去装置11の作用とともに異物除去方法について例示をする。
図5(a)、(b)は、異物除去装置11の作用を例示するための模式図である。
まず、図示しない搬送装置により、基板100を開口部12aから処理容器12の内部に搬入する。なお、開閉扉12bは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器12の内部に搬入された基板100は、載置部13の載置面13a上に載置される。そして、載置部13に設けられた図示しない保持部により基板100を保持する。
図5(a)、(b)は、異物除去装置11の作用を例示するための模式図である。
まず、図示しない搬送装置により、基板100を開口部12aから処理容器12の内部に搬入する。なお、開閉扉12bは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器12の内部に搬入された基板100は、載置部13の載置面13a上に載置される。そして、載置部13に設けられた図示しない保持部により基板100を保持する。
次に、開閉扉12bを閉め、処理容器12を気密に密閉する。
続いて、減圧部18により、処理容器12の内部と筐体14aの内部を所定の圧力(例えば、10−3Pa程度)まで減圧する。
続いて、減圧部18により、処理容器12の内部と筐体14aの内部を所定の圧力(例えば、10−3Pa程度)まで減圧する。
次に、検出部17により基板100の処理面100a上の異物200を検出する。
異物200の検出は、CCDイメージセンサなどにより行うこともできるし、荷電粒子供給部14により電子線101を走査して行うこともできる。
異物200の検出は、CCDイメージセンサなどにより行うこともできるし、荷電粒子供給部14により電子線101を走査して行うこともできる。
次に、図5(a)に示すように、検出部17により検出された異物200に対して電子線101を照射する。
電子線101が照射された異物200とその近傍の処理面100aは負に帯電する。そのため、図5(b)に示すように、負に帯電した異物200と、負に帯電した基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。
電子線101が照射された異物200とその近傍の処理面100aは負に帯電する。そのため、図5(b)に示すように、負に帯電した異物200と、負に帯電した基板100の処理面100aとの間で反発し合う力が働くので、異物200を除去することができる。
ここで、基板100の処理面100aに設けられた溝の内部に異物200があったりした場合には、反発し合う力だけではすべての異物200を除去することができない場合もある。
そのため、次に、捕集部15により異物200を捕集する。
そのため、次に、捕集部15により異物200を捕集する。
まず、捕集体5aに直流電圧を印加して、捕集体5aを正に帯電させる。
次に、捕集体5aの先端を移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
例えば、検出部17により検出された異物200の位置に捕集体5aの先端を移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
例えば、図5(b)に示すように、負に帯電させた異物200に正に帯電させた捕集体5aの先端を近づけて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
次に、捕集体5aの先端を移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
例えば、検出部17により検出された異物200の位置に捕集体5aの先端を移動させて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
例えば、図5(b)に示すように、負に帯電させた異物200に正に帯電させた捕集体5aの先端を近づけて、捕集体5aの先端に異物200を吸引する。
次に、捕集体5aの先端をホッパー6aの開口の上方の位置に移動させる。
次に、捕集体5aへの直流電圧の印加を停止して、異物200をホッパー6a内に落下させる。なお、捕集体5aに直流電源5eのマイナス側を電気的に接続して、捕集体5aと異物200との間に反発し合う力を生じさせることもできる。
そして、吸引部6bにより異物200を吸引して処理容器12の外部に異物200を排出する。
次に、捕集体5aへの直流電圧の印加を停止して、異物200をホッパー6a内に落下させる。なお、捕集体5aに直流電源5eのマイナス側を電気的に接続して、捕集体5aと異物200との間に反発し合う力を生じさせることもできる。
そして、吸引部6bにより異物200を吸引して処理容器12の外部に異物200を排出する。
本実施の形態によれば、異物200を負に帯電させ、捕集体5aを正に帯電させるようにしているので、異物200を効果的に除去することができる。
また、所定のエネルギーや電流密度などを有する電子線101を所定の時間照射することができるので、異物200の材質などにかかわらず異物200を負に帯電させることができる。
また、異物200の大きさが極端に小さい場合には、異物200の材質などによっては異物200を正に帯電させることができる。
また、異物200に電子線101を照射して異物200を負または正に帯電させるので、基板100の外部にある異物200が処理面100a上に吹き付けられたり、処理面100a上の異物200が舞い上がり捕集が困難となったりすることがない。
また、所定のエネルギーや電流密度などを有する電子線101を所定の時間照射することができるので、異物200の材質などにかかわらず異物200を負に帯電させることができる。
また、異物200の大きさが極端に小さい場合には、異物200の材質などによっては異物200を正に帯電させることができる。
また、異物200に電子線101を照射して異物200を負または正に帯電させるので、基板100の外部にある異物200が処理面100a上に吹き付けられたり、処理面100a上の異物200が舞い上がり捕集が困難となったりすることがない。
[第3の実施形態]
次に、微細構造体の製造方法について例示をする。
微細構造体は、例えば、半導体装置、フラットパネルディスプレイ、露光マスク、MEMS、太陽電池などとすることができる。ただし、微細構造体は、例示をしたものに限定されるわけではなく、例えば、いわゆる半導体プロセスを用いて形成されるものとすることができる。
次に、微細構造体の製造方法について例示をする。
微細構造体は、例えば、半導体装置、フラットパネルディスプレイ、露光マスク、MEMS、太陽電池などとすることができる。ただし、微細構造体は、例示をしたものに限定されるわけではなく、例えば、いわゆる半導体プロセスを用いて形成されるものとすることができる。
ここでは、一例として、半導体装置の製造方法を例示する。
半導体装置の製造工程には、いわゆる前工程における成膜・レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などにより基板(ウェーハ)表面にパターンを形成する工程、検査工程、洗浄工程、熱処理工程、不純物導入工程、拡散工程、平坦化工程などがある。また、いわゆる後工程においては、ダイシング、マウンティング、ボンディング、封入などの組立工程、機能や信頼性の検査を行う検査工程などがある。
半導体装置の製造工程には、いわゆる前工程における成膜・レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などにより基板(ウェーハ)表面にパターンを形成する工程、検査工程、洗浄工程、熱処理工程、不純物導入工程、拡散工程、平坦化工程などがある。また、いわゆる後工程においては、ダイシング、マウンティング、ボンディング、封入などの組立工程、機能や信頼性の検査を行う検査工程などがある。
前述した異物除去装置1、11や異物除去方法は、例えば、検査工程や洗浄工程の前後において用いることができる。なお、前述した異物除去装置1、11や異物除去方法以外のものは、各工程における既知の技術を適用することができるので、それらの説明は省略する。
本実施の形態に係る微細構造体の製造方法によれば、異物200を効果的に除去することができるので、品質の向上、製品の歩留まりの向上、生産性の向上などを図ることができる。
本実施の形態に係る微細構造体の製造方法によれば、異物200を効果的に除去することができるので、品質の向上、製品の歩留まりの向上、生産性の向上などを図ることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 異物除去装置、2 処理容器、3 載置部、4 荷電粒子供給部、4a 電極、4b 本体部、4c 高圧直流電源、4d スイッチ、4e 保持部、5 捕集部、6 排出部、11 異物除去装置、12 処理容器、13 載置部、14 荷電粒子供給部、14a 筐体、14b 線源、14c 電子レンズ、14d 偏向レンズ、15 捕集部、17 検出部、18 減圧部、100 基板、100a 処理面、101 電子線、200 異物
Claims (5)
- 基体を載置する載置部と、
前記載置部に載置された前記基体の処理面上の異物を検出する検出部と、
前記検出された異物に電子線を照射する第1の荷電粒子供給部と、
を備えた異物除去装置。 - 直流電源と、
前記直流電源のプラス側に接続され、前記電子線が照射された異物を捕集する捕集体と、
をさらに備えた請求項1記載の異物除去装置。 - 基体を載置する載置部と、
前記載置部に載置された前記基体の処理面に荷電粒子を供給する第2の荷電粒子供給部と、
直流電源と、
前記直流電源に接続され、前記荷電粒子が供給された前記処理面上の異物を捕集する捕集体と、
前記捕集体に接続する前記直流電源の極性を選択するスイッチと、
を備えた異物除去装置。 - 基体の処理面上の異物を検出する工程と、
前記検出された異物に電子線を照射する工程と、
正に帯電させた捕集体により、前記電子線が照射された異物を捕集する工程と、
を備えた異物除去方法。 - 請求項4記載の異物除去方法を用いて基体の処理面上の異物を除去する微細構造体の製造方法。
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JP7242228B2 (ja) | 2018-09-26 | 2023-03-20 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
-
2012
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