JP6450024B2 - Cleaning device and cleaning method - Google Patents
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Description
本発明は、洗浄装置に係り、特に、中空領域を有する半導体基板を洗浄する洗浄装置及びこれを用いた洗浄方法に関する。 The present invention relates to a cleaning apparatus, and more particularly, to a cleaning apparatus for cleaning a semiconductor substrate having a hollow region and a cleaning method using the same.
近年、半導体装置の製造プロセスにおいて、製造途中段階のウェハに集束イオンビームを照射して、加工や形状観察を行う技術が注目されている。例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスのように、複雑な形状を有する半導体装置を製造する際の断面検査では、集束イオンビームを用いた断面形状観察は有効な方法である。MEMSデバイスとしては、例えばメンブレンの振動を利用した圧力センサが知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, in a semiconductor device manufacturing process, a technique for irradiating a focused ion beam onto a wafer in the middle of manufacturing and performing processing and shape observation has attracted attention. For example, cross-sectional shape observation using a focused ion beam is an effective method for cross-sectional inspection when manufacturing a semiconductor device having a complicated shape, such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device. As a MEMS device, for example, a pressure sensor using vibration of a membrane is known.
一般に、集束イオンビームとしては、Gaイオンビームが用いられている。集束イオンビーム照射後の半導体基板をそのまま製造ラインに戻した場合、半導体基板の表面に注入されたGaイオンにより、製造ラインの構成部品が汚染されることがある。例えば特許文献1には、集束イオンビームを照射した後の半導体基板に、Arイオン等のイオンビームを照射して、半導体基板の表面からGaイオンを除去する方法が開示されている。 In general, a Ga ion beam is used as the focused ion beam. When the semiconductor substrate after focused ion beam irradiation is returned to the production line as it is, the components of the production line may be contaminated by Ga ions implanted into the surface of the semiconductor substrate. For example, Patent Document 1 discloses a method of removing Ga ions from the surface of a semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate after irradiation with a focused ion beam with an ion beam such as Ar ions.
試料の表面に付着した物質は、洗浄処理によって除去することが可能である。特許文献1には、スパッタリングにより除去されて半導体基板表面に再付着した物質を、洗浄により除去したうえで、再び製造工程に戻す点が開示されている。 The substance attached to the surface of the sample can be removed by a cleaning process. Patent Document 1 discloses that a substance removed by sputtering and reattached to the surface of a semiconductor substrate is removed by cleaning and then returned to the manufacturing process.
半導体装置の製造プロセスにおいて一般に用いられる洗浄方法では、半導体基板の少なくとも片面は、全領域が洗浄液に晒される。このため、洗浄を必要としない領域も、洗浄液と接触してエッチングされることがある。従って、半導体基板において洗浄を必要としている領域だけを洗浄する、所謂局所洗浄技術の適用が求められている。例えば特許文献2には、チップの大きさに適合させて形成したシール部をSiウェハに密着させた後、シール部の内側の領域に薬品を吐出するようにした、ウェハーの微小領域加工装置が開示されている。 In a cleaning method generally used in the manufacturing process of a semiconductor device, at least one surface of the semiconductor substrate is exposed to the cleaning liquid. For this reason, the area | region which does not require washing | cleaning may be etched in contact with a washing | cleaning liquid. Therefore, there is a demand for applying a so-called local cleaning technique for cleaning only a region of the semiconductor substrate that requires cleaning. For example, Patent Document 2 discloses a wafer micro-area processing apparatus in which a seal formed in conformity with the size of a chip is brought into close contact with a Si wafer and then a chemical is discharged to an area inside the seal. It is disclosed.
上記したMEMSデバイスにおいては、多くの場合、内部に中空領域を有している。中空領域を有する半導体基板に集束イオンビームを照射して断面加工すると、半導体基板から除去された物質の一部は、再付着物として、半導体基板の加工断面、表面、及び中空領域の内壁に付着する。 In many cases, the above-described MEMS device has a hollow region inside. When a cross section is processed by irradiating a semiconductor substrate having a hollow region with a focused ion beam, a part of the substance removed from the semiconductor substrate adheres to the processing cross section of the semiconductor substrate, the surface, and the inner wall of the hollow region as a reattachment. To do.
再付着物が付着した状態のまま、半導体基板の断面観察を行うと、断面加工後の半導体基板の中空領域の高さは、断面加工前と比較すると、観察視野に含まれる再付着物の厚さの分、低い値として測定される。従って、断面観察により本来得るべき情報である、再付着物が付着していない状態の形状情報を、正確に得られないことがある。また、集束イオンビームによる加工後の半導体基板を、ビーム照射により除去された物質が中空領域に再付着した状態のまま、製造ラインに戻した場合、中空領域に付着したGaイオンにより、製造ラインの構成部品が汚染されることがある。 When the cross section of the semiconductor substrate is observed with the reattachment attached, the height of the hollow region of the semiconductor substrate after the cross section processing is larger than the thickness of the reattachment included in the observation field as compared to before the cross section processing. It is measured as a low value. Therefore, shape information in a state where no reattachment is attached, which is information that should be originally obtained by cross-sectional observation, may not be obtained accurately. In addition, when the semiconductor substrate processed by the focused ion beam is returned to the production line while the substance removed by the beam irradiation is reattached to the hollow region, the Ga ion adhering to the hollow region causes Components can become contaminated.
このため、中空領域を有する半導体基板から、再付着物を除去する技術が求められている。特許文献1に記載の方法では、半導体基板の表面や加工断面へのイオンビーム照射は可能であるが、中空領域にはイオンビーム照射することができない。このため、特許文献1の方法では、中空領域に付着した再付着物は、除去されずに残存する。 For this reason, the technique which removes a reattachment from a semiconductor substrate which has a hollow region is calculated | required. According to the method described in Patent Document 1, it is possible to irradiate the surface of a semiconductor substrate or a processed cross section with an ion beam, but it is not possible to irradiate a hollow region with an ion beam. For this reason, in the method of Patent Document 1, the reattachment adhered to the hollow region remains without being removed.
特許文献2に記載の方法を用いた場合、中空領域に付着した再付着物の除去を、局所的に行うことが可能である。しかしながら、この方法では、Siウェハの表面にシール部を密着させるため、シール部との接触部において、Siウェハの表面に傷がつき易く、シール部から異物が発生してSiウェハ表面に付着することがある。また、シール部で囲まれた領域の角部には液体が溜まり易く、ウォーターマークが発生し、Siウェハが変質して異物が発生することがある。 When the method described in Patent Document 2 is used, it is possible to locally remove the reattachment adhered to the hollow region. However, in this method, since the seal portion is brought into close contact with the surface of the Si wafer, the surface of the Si wafer is easily damaged at the contact portion with the seal portion, and foreign matter is generated from the seal portion and adheres to the Si wafer surface. Sometimes. In addition, liquid easily accumulates at the corners of the region surrounded by the seal portion, a watermark is generated, and the Si wafer may be denatured to generate foreign matter.
本発明の目的は、半導体基板の中空領域に付着した再付着物の除去を局所的に行うことができ、また半導体基板の表面への異物の付着を防止できる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cleaning apparatus and a cleaning method capable of locally removing the re-adhered matter adhering to the hollow region of the semiconductor substrate and preventing foreign matter from adhering to the surface of the semiconductor substrate. It is in.
本発明に係る洗浄装置の好ましい実施形態としては、半導体基板を支持する支持台と、前記支持台の上に支持される前記半導体基板の表面に向けて液体を供給する液体供給ラインと、前記液体供給ラインから供給された液体を前記半導体基板の表面に吐出する吐出ノズルと、前記半導体基板の表面から液体を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルから吸引された液体を回収する真空ラインと、前記吐出ノズルを移動させる吐出ノズル移動機構と、前記吸引ノズルを移動させる吸引ノズル移動機構と、を有し、前記吐出ノズルから前記半導体基板に液体を吐出して前記半導体基板の表面を洗浄する洗浄時には、前記吐出ノズルの吐出口は、前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に、前記吐出ノズル移動機構により位置付けられ、前記吸引ノズルは、前記半導体基板の表面から離間した状態で前記液体を吸引することを特徴とする。 As a preferred embodiment of the cleaning apparatus according to the present invention, a support base for supporting a semiconductor substrate, a liquid supply line for supplying a liquid toward the surface of the semiconductor substrate supported on the support base, and the liquid A discharge nozzle for discharging the liquid supplied from the supply line to the surface of the semiconductor substrate; a suction nozzle for sucking the liquid from the surface of the semiconductor substrate; a vacuum line for recovering the liquid sucked from the suction nozzle; During cleaning for cleaning the surface of the semiconductor substrate by having a discharge nozzle moving mechanism for moving the discharge nozzle and a suction nozzle moving mechanism for moving the suction nozzle, discharging liquid from the discharge nozzle to the semiconductor substrate The discharge port of the discharge nozzle is disposed in a region inside the suction region where liquid is sucked from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle. Located by nozzle movement mechanism, the suction nozzle, characterized by sucking the liquid in a state of being separated from the surface of the semiconductor substrate.
また、本発明に係る洗浄装置の好ましい実施形態としては、半導体基板を支持する支持台と、前記半導体基板の表面から液体を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルから吸引された液体を回収する真空ラインと、前記支持台の上に支持される前記半導体基板の表面に向けて液体を供給する液体供給ラインと、前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に設置され、前記液体供給ラインから供給された液体を前記半導体基板の表面に吐出する吐出ノズルと、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルに接続されたノズル可動アームと、前記ノズル可動アームを駆動し、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを移動させるノズル移動機構と、を有し、前記洗浄時には、前記吸引ノズルは、前記半導体基板の表面から離間した状態で前記液体を吸引すること特徴とする。 Further, as a preferred embodiment of the cleaning apparatus according to the present invention, a support base for supporting the semiconductor substrate, a suction nozzle for sucking liquid from the surface of the semiconductor substrate, and a vacuum for collecting the liquid sucked from the suction nozzle A line, a liquid supply line for supplying liquid toward the surface of the semiconductor substrate supported on the support base, and a region inside the suction region where the liquid is sucked from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle A discharge nozzle for discharging the liquid supplied from the liquid supply line to the surface of the semiconductor substrate, a nozzle movable arm connected to the discharge nozzle and the suction nozzle, and driving the nozzle movable arm, A nozzle moving mechanism for moving the discharge nozzle and the suction nozzle, and at the time of cleaning, the suction nozzle is formed on the semiconductor substrate. Wherein aspirating the said liquid in a state of being spaced apart from the surface.
本発明に係る洗浄方法好ましい実施形態としては、支持台に載せられた半導体基板の表面から液体を吸引する吸引ノズルを、該吸引ノズルを移動させる吸引ノズル移動機構により、前記半導体基板の所定領域の上に移動させ、前記半導体基板の表面に液体を吐出する吐出ノズルを、該吐出ノズルを移動させる吐出ノズル移動機構により、前記吐出ノズルの吐出口が、前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に入るように移動させ、前記吐出ノズルに接続された液体供給ラインから供給された液体を、前記吐出ノズルから前記半導体基板の表面に吐出し、前記吸引ノズルを前記半導体基板の表面から離間させた状態で、前記半導体基板の表面に供給された液体を前記吸引ノズルにより吸引し、前記液体を前記吸引ノズルに接続された真空ラインにより回収することを特徴とする。 As a preferred embodiment of the cleaning method according to the present invention, a suction nozzle that sucks liquid from the surface of a semiconductor substrate placed on a support base is moved to a predetermined region of the semiconductor substrate by a suction nozzle moving mechanism that moves the suction nozzle. The discharge nozzle for moving the discharge nozzle to move the discharge nozzle to the surface of the semiconductor substrate is moved from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle. Is moved so as to enter a region inside the suction region to be sucked, and the liquid supplied from the liquid supply line connected to the discharge nozzle is discharged from the discharge nozzle onto the surface of the semiconductor substrate, and the suction nozzle The liquid supplied to the surface of the semiconductor substrate is sucked by the suction nozzle while being separated from the surface of the semiconductor substrate, And recovering the connected vacuum line liquid to the suction nozzle.
また、本発明に係る洗浄方法の好ましい実施形態としては、支持台に半導体基板を設置し、前記半導体基板の表面から液体を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に設置され、前記半導体基板の表面に液体を吐出する吐出ノズルとを移動させるノズル移動機構により、前記吸引ノズル及び前記吐出ノズルを所定領域の上に移動させ、前記吐出ノズルに接続された液体供給ラインから供給された液体を、前記吐出ノズルから前記半導体基板の表面に吐出し、前記吸引ノズルを前記半導体基板の表面から離間させた状態で、前記半導体基板の表面に吐出された液体を、前記吸引ノズルにより吸引し、前記吸引ノズルに接続された真空ラインにより回収することを特徴とする。 Further, as a preferred embodiment of the cleaning method according to the present invention, a semiconductor substrate is installed on a support base, and a suction nozzle that sucks liquid from the surface of the semiconductor substrate, and liquid is sucked from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle. The suction nozzle and the discharge nozzle are moved over a predetermined area by a nozzle moving mechanism that moves to a surface of the semiconductor substrate and moves a discharge nozzle that discharges liquid to the surface of the semiconductor substrate. The liquid supplied from the liquid supply line connected to the discharge nozzle is discharged from the discharge nozzle onto the surface of the semiconductor substrate, and the suction nozzle is separated from the surface of the semiconductor substrate. The liquid discharged on the surface is sucked by the suction nozzle and collected by a vacuum line connected to the suction nozzle. .
本発明によれば、半導体基板の中空領域に付着した再付着物の除去を局所的に行うことができ、また半導体基板の表面への異物の付着を防止できる洗浄装置及び洗浄方法を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cleaning apparatus and the cleaning method which can remove locally the reattachment adhering to the hollow area | region of a semiconductor substrate, and can prevent the adhesion of the foreign material to the surface of a semiconductor substrate are implement | achieved. Can do.
<洗浄装置の構造>
実施例1に係る洗浄装置について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、実施例1に係る洗浄装置100を示す斜視図である。<Structure of the cleaning device>
A cleaning apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view illustrating a
洗浄装置100は、半導体基板13を支持する支持台11を備えている。支持台11上には、半導体基板13を保持する基板保持機構12が設置されている。基板保持機構12は、複数本のピン状の突起物121により構成されており、洗浄時には、各突起物121の上部に半導体基板13が保持される。なお、図1では、半導体基板13を物理的に保持する方式について示したが、半導体基板13の保持方式としては、物理的な保持とは異なる方式で保持するようにしてもよい。
The
支持台11には、支持台11を回転させる支持台回転機構71が接続されている。支持台回転機構71を備えることで、半導体基板13をスピン回転させながら洗浄することができる。
A support
支持台11の近傍には、支持台11上の半導体基板13の表面に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給ライン21が設置されている。洗浄液供給ライン21は、中空の柱状体により構成されており、洗浄液供給ライン21の一端には、不図示の洗浄液貯留タンクが接続されている。洗浄液供給ライン21の他端には、吐出ノズル可動アーム22、吐出ノズル23とがこの順に接続されている。
A cleaning
洗浄液供給ライン21の近傍には、半導体基板13の表面から液体を回収する真空ライン31が設置されている。真空ライン31は、中空の柱状体により構成されており、真空ライン31の一端には、不図示の真空ポンプが接続されている。真空ライン31の他端には、吸引ノズル可動アーム32、吸引ノズル33とがこの順で接続されている。
In the vicinity of the cleaning
吐出ノズル可動アーム22は吐出ノズル移動機構72に接続されている。吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル可動アーム22を駆動することで、吐出ノズル23を移動させる。吸引ノズル可動アーム32は、吸引ノズル移動機構73に接続されている。吸引ノズル移動機構73は、吸引ノズル可動アーム32を駆動することで、吸引ノズル33を移動させる。図1に示す例では、吐出ノズル可動アーム22は、吸引ノズル可動アーム32よりも高い位置で、洗浄液供給ライン21と接続されている。すなわち、吸引ノズル可動アーム32は、吐出ノズル可動アーム22の下側を移動するように構成されている。
The discharge nozzle
制御部81は、支持台回転機構71、吐出ノズル移動機構72、吸引ノズル移動機構73に接続されており、これら各部の動作を制御する。
The
洗浄液による腐食の発生を防止するため、支持台11、基板支持機構12、吐出ノズル23、及び吸引ノズル33において、洗浄液と接触する可能性のある箇所を、耐腐食性材料により形成することが望ましい。
In order to prevent the occurrence of corrosion due to the cleaning liquid, it is desirable to form portions of the
洗浄装置100は、半導体製造用の一般的な洗浄装置と同様、クリーンルーム内での使用を想定している。このため、洗浄装置100の使用により、半導体基板13に異物や金属汚染が付着しないようにすることが望ましい。従って、洗浄装置100を構成する各部材は、可能な限り、低発塵性の非金属材料で構成することが望ましい。
The
支持台11の近傍には、純水を供給する純水供給ライン及びこれに接続する純水吐出ノズルが設置されていてもよい。また、半導体基板13の洗浄後、半導体基板13の表面に残存する液体にガスを吹き付けて、半導体基板13の表面を乾燥させる、ガス吹付機構を設けてもよい。
In the vicinity of the
図1に示す例では、吸引ノズル33として、環状に形成された吸引口331の内側に開口部332を有するものを用いている。吸引ノズル33は、吸引口331の外縁及び内縁が、いずれも円形の上面形状を有する二重円筒型の構成を有している。ただし、環状の吸引口331を有する吸引ノズル33としては、吸引口331の内縁及び外縁が、例えば四角形等の他の平面形状を有するものを用いてもよい。
In the example shown in FIG. 1, a
また、支持台11、基板支持機構12、洗浄液供給ライン21、吐出ノズル可動アーム22、吐出ノズル23、真空ライン31、及び吸引ノズル可動アーム32も、図1に示す構造とは異なる形状を有してもよい。
<洗浄装置の動作>
洗浄装置100を用いた洗浄方法について、図16に示すフローチャート及び図2A〜2Dを用いて説明する。なお、図2A〜2Dでは、制御部81、支持台回転機構71、吐出ノズル移動機構72、吸引ノズル移動機構73の表記は省略する。
(ステップ11)
まず、ステップ11で、支持台11の基板保持機構12の各突起物121上に、半導体基板13を設置する(図2A参照)。図15は、支持台11の上に設置する半導体基板13の上面図である。図15に示すように、半導体基板13の表面には、多数のチップ99が形成されている。
(ステップ12)
次に、ステップ12で、制御部81は、不図示の入力部により入力された情報に基づき、集束イオンビームによる加工対象あるいは観察対象となるチップ99に対応するように、制御プログラムにより、洗浄範囲を設定する。
(ステップ13)
次に、ステップ13で、支持台回転機構71は、制御部81の指令に基づき、支持台11を回転駆動させる。これにより、半導体基板13はスピン回転する。
(ステップ14)
次に、ステップ14で、吸引ノズル移動機構73は、制御部81からの指令に基づき、吸引ノズル可動アーム32を駆動し、吸引ノズル33の吸引口331を半導体基板13の表面から離間させた状態で、吸引ノズル33を水平移動させる(図2B参照)。吸引ノズル移動機構73は、吸引ノズル33の軸方向から見たときに、吸引ノズル33の吸引口331が、ステップ12で設定した洗浄範囲内に位置するように、吸引ノズル可動アーム32を駆動して吸引ノズル33を移動させる。
(ステップ15)
次に、ステップ15で、吸引ノズル移動機構73は、制御部81からの指令に基づき、吸引ノズル可動アーム32を駆動し、吸引ノズル33を半導体基板13側に垂直移動させる。吸引ノズル移動機構73は、吸引ノズル33の吸引口331と半導体基板13との距離が所望の値となる位置まで、吸引ノズル可動アーム32を移動させる。
(ステップ16)
次いで、ステップ16で、吐出ノズル移動機構72は、制御部81からの指令に基づき、吐出ノズル可動アーム22を駆動し、吐出口231を半導体基板13の表面から離間させた状態で、吐出ノズル23を水平移動させる。Further, the
<Operation of cleaning device>
A cleaning method using the
(Step 11)
First, in
(Step 12)
Next, in
(Step 13)
Next, in
(Step 14)
Next, in
(Step 15)
Next, in
(Step 16)
Next, in
吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル23を軸方向から見たときに、吐出口231が吸引領域の内側に入るように、吐出ノズル可動アーム22を水平移動させる。
吸引領域は、吸引ノズル33により、半導体基板13の表面から液体が吸引される領域である。図1〜図4に示す例では、吸引領域は、吸引口331の外縁と内縁とで囲まれた領域である。このため、吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル23を軸方向から見たときに、吐出ノズル23の吐出口231が、吸引口331の内側の領域、すなわち開口部332の内側に入るように、吐出ノズル可動アーム22を水平移動させる(図2C参照)。
(ステップ17)
次に、ステップ17で、吐出ノズル移動機構72は、制御部81からの指令に基づき、吐出ノズル可動アーム22を駆動し、吐出ノズル23を半導体基板13側に垂直移動させる。吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル23の吐出口231と半導体基板13との距離が所望の値となる位置まで、吐出ノズル可動アーム22を半導体基板13側に垂直移動させる。
(ステップ18)
次に、ステップ18〜ステップ19で、洗浄液の吐出及び吸引を行う。図3に、以下のステップ18〜ステップ19における、洗浄装置100内の洗浄液の流動方向を模式的に示す。図3では、洗浄液の流動方向14を矢印で示している。The discharge
The suction region is a region where liquid is sucked from the surface of the
(Step 17)
Next, in
(Step 18)
Next, in
まず、吸引ノズル33の内部を減圧して、半導体基板13に対する吸引力を作用させる。次に、ステップ18で、不図示の洗浄液貯留タンクに貯留された洗浄液15を、洗浄液供給ライン21から吐出ノズル可動アーム22を介して、吐出ノズル23に供給する。そして、吐出ノズル23により、半導体基板13の表面に洗浄液15を吐出する(図2D参照)。吐出ノズル23は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吐出する。
(ステップ19)
次に、ステップ19で、半導体基板13の表面に吐出された洗浄液15を、吸引ノズル33により吸引する。吸引ノズル33は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吸引する。吸引ノズル33により吸引された洗浄液15は、吸引ノズル可動アーム32を介して、真空ライン31に回収される。First, the inside of the
(Step 19)
Next, in
吸引ノズル33は、上記したように、ノズル内部を減圧することで、洗浄液15に対して吸引力を作用させている。これにより、吸引ノズル33と半導体基板13とが非接触の状態で、洗浄液15が吸引ノズル33により吸引される。
一方、洗浄装置100の作動時には、洗浄液15が半導体基板13の表面の所望の洗浄範囲を移動するように、半導体基板13をスピン回転させることが望ましい。半導体基板13のスピン回転させた場合、洗浄液15には、半導体基板13の外周部に向かう遠心力が作用する。As described above, the
On the other hand, when the
吸引ノズル33による吸引力が、洗浄液15に作用する遠心力より小さい場合には、洗浄液15が吸引ノズル33に吸引されず、半導体基板13の外周に拡散する。従って、吸引ノズル33から洗浄液15に作用する吸引力が、半導体基板13のスピン回転により洗浄液15に作用する遠心力よりも大きくなるように、洗浄装置100の各部の設定や、吸引時の条件を、適宜調整することが望ましい。
When the suction force by the
具体的には、吸引ノズル33の吸引力、吸引ノズル33と吐出ノズル23との距離、吸引ノズル33と半導体基板13との距離、及び半導体基板13のスピン回転速度を調整するのが望ましい。
Specifically, it is desirable to adjust the suction force of the
実施例1では、支持台11に支持台回転機構71が接続されている例について説明した。但し、洗浄装置100は、必ずしも支持台回転機構71を有していなくてもよい。この点は、実施例2〜3において同様である。
In the first embodiment, the example in which the support
図1に示す例では、吸引ノズル33は、円形の上面形状を有しており、回転対称性を有している。吸引ノズル33が回転対称性を有している場合には、洗浄液15の吸引時には、支持台11の回転により、洗浄液15の流れが全方位に向けて均一に発生する。このため、半導体基板13の表面における、ウォーターマークの発生を防止することができる。
In the example shown in FIG. 1, the
図1に示す例では、吐出ノズル23の外径直径が、吸引ノズル33の吸引口331の内径よりも小さく形成されている。これにより、吐出ノズル23を軸方向から見たときに、吐出ノズル23の吐出口231全体が、吸引ノズル33の吸引口331の内側に入った状態で、洗浄液15の吐出及び吸引を行うことが可能となる。
In the example shown in FIG. 1, the outer diameter of the
吐出ノズル23の外径直径が、吸引ノズル33の吸引口331の内径より大きい場合、吐出ノズル23と吸引ノズル33との位置関係は、吐出ノズル23の吐出口231と半導体基板13との距離が、吸引ノズル33の上端と半導体基板13との距離より大きくなる位置関係に制約される。
When the outer diameter of the
また、吐出ノズル23の外径が、吸引ノズル33の吸引口331の内径より大きいと、吐出ノズル23と吸引ノズル33とを上記した位置関係に設置して、洗浄液15の吐出を行ったときに、吐出ノズル23から吐出された洗浄液の一部が、吸引ノズル33と接触する。即ち、吸引ノズル33の外表面の一部が、吐出ノズル23から吐出された洗浄液15に晒される。
When the outer diameter of the
この結果、吸引ノズル33に接触した洗浄液15が、半導体基板13表面の、洗浄範囲外に滴下されることがある。また、洗浄液15が、吸引ノズル33のうち耐腐食性に劣る材料で形成された部位に付着した場合、吸引ノズル33が腐食することがある。従って、吐出ノズル23の外径は、吸引ノズル33の吸引口の内径より小さくすることが望ましい。
As a result, the cleaning
<洗浄装置の効果>
以上説明した、洗浄装置100を用いた洗浄方法によれば、集束イオンビームによる断面加工を行った、中空領域を有する半導体基板13に対して、(i)半導体基板13の中空領域の内壁に付着した再付着物を除去する、(ii)再付着物の除去処理を局所的に行う、(iii)半導体基板13表面への異物の付着を防止する、という(i)〜(iii)の条件を全て満たした洗浄を行うことができる。<Effect of cleaning device>
According to the cleaning method using the
洗浄装置100を用いて、半導体基板13の洗浄処理を行ったときの効果について、以下に説明する。図4は、断面観察に供する半導体基板13を、実施例1の洗浄装置100を用いて洗浄処理し、断面観察試料を作製する一連の工程を説明するための断面図である。以下では、試料である半導体基板13の断面観察を行うために、集束イオンビームを用いて断面加工を行った半導体基板の処理に、図2及び図3で説明した洗浄方法を適用した場合を例に説明する。
The effects when the
図4Aに、集束イオンビーム照射により断面加工を行う前の初期状態の試料の断面を示す。試料としては、中空領域92を有する半導体基板13を用いている。図4Aでは、半導体基板13の上方に、集束イオンビーム照射を行うためのイオン銃91が設置された加工装置を用いて断面加工を行う。
FIG. 4A shows a cross section of the sample in an initial state before cross section processing is performed by focused ion beam irradiation. As a sample, the
まず、中空領域92を有する半導体基板13に、イオン銃91によりイオンビーム93を照射する。図4Bに、イオンビーム93照射後の半導体基板13の断面を示す。図4Bに示すように、イオンビーム93の照射により、半導体基板13の表面に切削口94が形成される。
First, the
図4では、半導体基板13の中空領域92の上端から下端までを含む領域について断面観察を行う場合の前処理について検討する。このため、図4Bにおいては、切削口94は、半導体基板13の表面から、中空領域92の下端より深い位置まで形成する。
In FIG. 4, the preprocessing when performing cross-sectional observation on the region including the upper end to the lower end of the
図14は、中空領域92を有する半導体基板13に、集束イオンビームを照射して断面加工を行った後の、加工断面98近傍の領域を拡大して示す斜視図である。図14に示すように、断面加工の結果、半導体基板13の加工断面98及び中空領域92の内壁が、外部に露出した状態となる。イオンビームの照射により半導体基板13から除去された物質は、再付着物97として、半導体基板13の表面、加工断面98、及び中空領域92の内壁に再付着する。
FIG. 14 is an enlarged perspective view showing a region in the vicinity of the processed
従って、図4Bでは、イオンビーム93の照射により半導体基板13から除去された物質が、半導体基板13の切削口94及び中空領域92の内壁に再付着する。
Therefore, in FIG. 4B, the substance removed from the
次に、洗浄装置100を用いて、図1〜図3で説明した方法により、半導体基板13を洗浄する。図4Cに、集束イオンビームによる断面加工後の半導体基板13の洗浄時における、洗浄液15の流動方向を模式的に示す。図4Cでは、洗浄液15の流動方向14を矢印で示している。
Next, the
図4Cに示すように、切削口94及び中空領域92は、洗浄液15により充填される。洗浄液15により、切削口94及び中空領域92の内壁に付着した再付着物が除去される。
As shown in FIG. 4C, the cutting
次いで、プローブ95を用いて、洗浄後の半導体基板13から、観察試料96を摘出する。観察試料96を摘出する時の半導体基板13の断面形状を図4Dに示す。図4Cに示す状態から、観察試料96を摘出するまでの間に、必要に応じて、半導体基板13にイオンビーム93を追加照射する。プローブ95を用いた観察試料96の摘出方法は、一般的な集束イオンビーム装置で行われる方法と同様にして行うことができる。
Next, the
最後に、洗浄装置100を用いて、半導体基板13を洗浄する。図4Eに、観察試料96を摘出した後の半導体基板13の洗浄時における、洗浄液15の流動方向を模式的に示す。図4Eでは、洗浄液15の流動方向14を矢印で示している。なお、洗浄処理は、図1〜図3で説明した方法で実施する。図4Eに示す工程により、観察試料96を摘出した後の半導体基板13の表面に残留していたGa含有物が除去される。
Finally, the
上記(i)について説明する。
図4Cに示すように、集束イオンビームを照射した後の半導体基板13の切削口94及び中空領域92に、洗浄液15を充填することで、切削口94及び中空領域92の内壁が洗浄液15に晒される。これにより、中空領域92の内壁に付着した再付着物を除去することができる。従って、中空領域92の内壁から再付着物が除去された状態の半導体基板13から、観察試料96を摘出することができる。The above (i) will be described.
As illustrated in FIG. 4C, the cutting
また、洗浄装置100を用いた洗浄方法によれば、図4Eに示すように、観察試料96を摘出した後の半導体基板13の切削口94及び中空領域92に、洗浄液15を充填することで、切削口94及び中空領域92の内壁が洗浄液15に晒される。これにより、観察試料96を摘出した後の半導体基板13に残留していたGa含有物を除去することができる。
Further, according to the cleaning method using the
従って、第1に、中空構造を有する半導体基板13を、集束イオンビームを用いて断面観察する際に、再付着物のない試料形状を観察することができる。このため、従来より正確な形状検査が可能となる。第2に、集束イオンビームによる加工を行った後の半導体基板13を、再び製造ラインに戻したときに、再付着物による、製造ラインの構成部品の汚染を防止することができる。
Accordingly, first, when the cross section of the
上記(ii)について説明する。
図1、図4C及び図4Eに示すように、吸引ノズル33を吐出ノズル23と併用し、吸引ノズル33による吸引領域の内側の領域に吐出ノズル23の吐出口231を入れた状態で、洗浄液15の吐出及び吸引を行うことで、半導体基板13の所定領域だけを洗浄する局所洗浄を行うことができる。このため、集束イオンビームによる加工が行われなかったチップ領域が、洗浄液に晒されないようにして、洗浄を行うことができる。The above (ii) will be described.
As shown in FIG. 1, FIG. 4C and FIG. 4E, the cleaning
上記(iii)について説明する。
図1、図4C及び図4Eに示すように、吐出ノズル23及び吸引ノズル33を半導体基板13と接触させないようにして、洗浄液15の吸引を行うことで、洗浄時に、半導体基板13の表面に異物が付着するのを防止することができる。The above (iii) will be described.
As shown in FIG. 1, FIG. 4C and FIG. 4E, the cleaning
<洗浄装置の構造>
実施例2の洗浄装置について、図5〜7を用いて説明する。図5は、実施例2に係る洗浄装置200を示す斜視図である。<Structure of the cleaning device>
The cleaning apparatus of Example 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view illustrating the
実施例1の洗浄装置100では、真空ライン31、吸引ノズル可動アーム32、及び吸引ノズル33が、それぞれ一体ずつ設置されている。これに対し、実施例2の洗浄装置200では、真空ライン、吸引ノズル可動アーム、及び吸引ノズルが、それぞれ三体ずつ設置されている点が、実施例1と異なっている。なお、洗浄装置200は、上記以外の基本的な構成は、実施例1の洗浄装置100と同様である。このため、洗浄装置100と共通する構成については、その説明を省略する。
In the
洗浄装置200において、支持台11は、実施例1と同様、支持台11には、支持台11を回転させる支持台回転機構71が接続されている。支持台11の近傍には、第1の真空ライン41、第2の真空ライン51、第3の真空ライン61が、支持台11の外縁を囲むように設置されている。
In the
第1の真空ライン41には、第1の吸引ノズル可動アーム42、第1の吸引ノズル43がこの順に接続されている。第2の真空ライン51にも同様に、第2の吸引ノズル可動アーム52、第2の吸引ノズル53が接続されている。また、第3の真空ライン61にも同様に、第3の吸引ノズル可動アーム62、第3の吸引ノズル63が接続されている。
A first suction nozzle
なお、図5に示す洗浄装置200では、真空ライン、吸引ノズル可動アーム、及び吸引ノズルを、それぞれ三体ずつ設置したが、これらは、それぞれ二体ずつ設置してもよい。
In the
第2の真空ライン51と第3の真空ライン61との間の位置には、洗浄液供給ライン21が設置されている。洗浄液供給ライン21には、吐出ノズル可動アーム22、吐出ノズル23が接続されている。吐出ノズル可動アーム22は、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62よりも高い位置で、洗浄液供給ライン21と接続されている。
A cleaning
吐出ノズル可動アーム22は、吐出ノズル移動機構72に接続されている。吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル可動アーム22を駆動することで、吐出ノズル23を移動させる。また、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62は、吸引ノズル移動機構73に接続されている。吸引ノズル移動機構73は、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62をそれぞれ駆動することで、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63を移動させる。
The discharge nozzle
洗浄装置200では、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62が、それぞれ独立に動作するように構成されている。これにより、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53及び第3の吸引ノズル63は、それぞれ任意の方向に移動する。
In the
制御部82は、支持台回転機構71、吐出ノズル移動機構72、吸引ノズル移動機構73に接続されており、これら各部の動作を制御する。
The
洗浄装置200では、図5に示すように、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63が、長方形の上面形状を有している。第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の上面形状は、長方形には限られず、例えば正方形や三角形であってもよい。
In the
但し、実施例2では、後述するように、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63は、それぞれの側壁を互いに近接させて、吸引領域を形成する。このとき、各吸引ノズル間に隙間が形成されないように、互いの側壁を接触させることが望ましい。従って、実施例2の第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63には、実施例1における吸引ノズル33のような、開口部332を有するものや、円形の上面形状を有するものは、適用しない方がよい。
<洗浄装置の動作>
洗浄装置200を用いた洗浄方法について、図17に示すフローチャート及び図6A〜6Dを用いて説明する。
(ステップ21)
まず、ステップ21では、支持台11の基板保持機構12の各突起物121上に、半導体基板13を設置する(図6A参照)。
(ステップ22)
次に、ステップ22では、制御部82は、制御プログラムにより、半導体基板13における洗浄範囲を設定する。
(ステップ23)
次に、ステップ23で、支持台回転機構71は、制御部82の指令に基づき、支持台11を回転させる。これにより、半導体基板13はスピン回転する。
(ステップ24)
次に、ステップ24では、吸引ノズル移動機構73は、制御部82からの指令に基づき、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62をそれぞれ駆動し、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の吸引口431、531、631を、それぞれ半導体基板13の表面から離間させた状態で、水平移動させる。However, in the second embodiment, as will be described later, the
<Operation of cleaning device>
A cleaning method using the
(Step 21)
First, in
(Step 22)
Next, in
(Step 23)
Next, in
(Step 24)
Next, in
吸引ノズル移動機構73は、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の側壁を互いに近接させるように、第1〜第3の吸引ノズル可動アーム42、52、62を移動させる。
The suction
洗浄装置200では、第1の吸引ノズル43の側壁で囲まれた領域、第2の吸引ノズル53の側壁で囲まれた領域、及び第3の吸引ノズル63で囲まれた領域の全体が、吸引領域となる。吸引ノズル移動機構73は、吸引領域が、ステップ22で設定した洗浄領域の範囲内に形成されるように、第1〜第3の吸引ノズル可動アーム42、52、62を移動させる(図6B参照)。
In the
後述するステップ28において、吐出ノズル23から吐出された洗浄液が洗浄範囲の外部に移動するのを防止するため、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63は、その側壁同士を互いに接触させるようにして、吸引領域を形成することが望ましい。
(ステップ25)
次に、ステップ25では、吸引ノズル移動機構73は、制御部82からの指令に基づき、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62を駆動し、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63を、半導体基板13側に垂直移動させる。In
(Step 25)
Next, in
吸引ノズル移動機構73は、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の吸引口と半導体基板13との距離が所望の値となる位置まで、第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62をそれぞれ移動させる。
(ステップ26)
次いで、ステップ26では、吐出ノズル移動機構72は、制御部82からの指令に基づき、吐出ノズル可動アーム22を駆動し、吐出ノズル23の吐出口231を、半導体基板13の表面から離間させた状態で、吐出ノズル23を水平移動させる。The suction
(Step 26)
Next, in
吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル23を軸方向から見たときに、吐出ノズル23の吐出口231が、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63により形成される吸引領域の内側の領域に入るように、吐出ノズル可動アーム22を移動させる(図6C参照)。
(ステップ27)
次に、ステップ27では、吐出ノズル移動機構72は、制御部82からの指令に基づき、吐出ノズル可動アーム22を駆動し、吐出ノズル23を半導体基板13側に垂直移動させる。吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル23の吐出口231と半導体基板13との距離が所望の値となる位置まで、吐出ノズル可動アーム22を半導体基板13側に移動させる。
(ステップ28)
次に、ステップ28〜ステップ29で、洗浄液の吐出及び吸引を行う。図7に、以下のステップ29〜ステップ29における、洗浄装置200内の洗浄液の流動方向を模式的に示す。図7では、洗浄液の流動方向14を矢印で示している。
まず、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の内部を減圧して、半導体基板13に対する吸引力を作用させる。In the discharge
(Step 27)
Next, in
(Step 28)
Next, in
First, the insides of the
次に、ステップ28では、不図示の洗浄液貯留タンクに貯留された洗浄液15を、洗浄液供給ライン21から吐出ノズル可動アーム22を介して、吐出ノズル23に供給する。そして、吐出ノズル23により、半導体基板13の表面に洗浄液15を吐出する(図6D参照)。吐出ノズル23は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吐出する。
(ステップ29)
次に、ステップ29では、半導体基板13の表面に吐出された洗浄液15を、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63により吸引する。第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吸引する。洗浄液15は、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、及び第3の吸引ノズル63のいずれかから吸引され、それぞれ第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52及び第3の吸引ノズル可動アーム62を介して、第1の真空ライン41、第2の真空ライン51、第3の真空ライン61に回収される。Next, in
(Step 29)
Next, in
<洗浄装置の効果>
実施例2の洗浄装置200は、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の走査範囲をそれぞれ制御することで、吸引領域を調整することができる。このため、例えば半導体基板13のチップサイズが変更された場合のように、洗浄範囲を変更する必要が生じた場合には、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63の走査範囲を制御して、吸引領域の範囲を調整すればよい。従って、洗浄装置200では、吸引ノズル自体のサイズを変更しなくても、洗浄領域の範囲を変更することができる。このため、吸引ノズルの交換を行うことなく、種々の半導体基板13に対応した洗浄を行うことができる。<Effect of cleaning device>
The
なお、実施例1の洗浄装置100では、一体の吸引ノズルの吸引口331により、吸引領域が規定されている。このため、洗浄液に十分な吸引力を作用させていれば、洗浄範囲の外部への、洗浄液の拡散は防止される。これに対し、実施例2の洗浄装置200では、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53、第3の吸引ノズル63を互いに近接させることで、吸引領域を形成している。このため、例えば各吸引ノズルの側壁の間に隙間が存在していると、その隙間から洗浄液が拡散することがある。
In the
従って、洗浄装置200では、洗浄液が洗浄範囲の外部に拡散するのを防止するように留意して、各部を制御する点に留意する。具体的には、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53及び第3の吸引ノズル63の走査位置、走査速度、及び吸引力を制御することがよい。これにより、所望の洗浄範囲の外部の領域に、洗浄液が拡散するのを防止することができる。
Therefore, it should be noted that in the
<洗浄装置の構造>
実施例3の洗浄装置300について、図8〜9を用いて説明する。図8は、実施例3に係る洗浄装置300を示す斜視図である。<Structure of the cleaning device>
A
実施例3の洗浄装置300は、実施例2の洗浄装置200の変形例である。洗浄装置300は、図5に示す洗浄装置200とは、吸引ノズル、可動アーム及び真空ラインの数と、吸引ノズルの断面形状が異なっている。
The
なお、洗浄装置300は、上記以外の基本的な構成は、図5に示す洗浄装置200と同様である。このため、洗浄装置200と共通する構成については、その説明を省略する。
The basic configuration of the
図8に示すように、洗浄装置300は、第1の真空ライン41及び第2の真空ライン51が、支持台11を挟んで対向するように設置されている。第1の真空ライン41、第2の真空ライン51には、それぞれ第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53が接続されている。
As shown in FIG. 8, the
具体的には、第1の真空ライン41には、第1の吸引ノズル可動アーム42、第1の吸引ノズル43がこの順に接続されている。また、第2の真空ライン51には、第2の吸引ノズル可動アーム52、第2の吸引ノズル53が接続されている。
Specifically, a first suction nozzle
第1の真空ライン41と第2の真空ライン51との間の位置には、洗浄液供給ライン21が設置されている。洗浄液供給ライン21には、吐出ノズル可動アーム22、吐出ノズル23が接続されている。
A cleaning
吐出ノズル可動アーム22は、吐出ノズル移動機構72に接続されている。吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル可動アーム22を駆動することで、吐出ノズル23を移動させる。また、第1の吸引ノズル可動アーム42及び第2の吸引ノズル可動アーム52は、吸引ノズル移動機構73に接続されている。吸引ノズル移動機構73は、第1の吸引ノズル可動アーム42及び第2の吸引ノズル可動アーム52をそれぞれ駆動することで、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53を移動させる。
The discharge nozzle
洗浄装置200では、第1の吸引ノズル可動アーム42及び第2の吸引ノズル可動アーム52が、それぞれ独立に動作するように構成されている。これにより、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53は、それぞれ任意の方向に移動する。
In the
制御部83は、支持台回転機構71、吐出ノズル移動機構72、吸引ノズル移動機構73に接続されており、これら各部の動作を制御する。
The
洗浄装置300では、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53が、それぞれL字型の上面形状を有している。なお、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53の上面形状は、L字型に限られず、例えば半円型であってもよい。
In the
洗浄装置300では、図5に示す洗浄装置200と比較して、吸引ノズルの数が少ない。このため、洗浄範囲の外部への洗浄液の拡散を防止するために、洗浄時に制御するパラメータ数を、洗浄装置200の場合よりも低減することができる。
<洗浄装置の動作>
洗浄装置300を用いた洗浄方法について、図18に示すフローチャート及び図9A〜図9Dを用いて説明する。In the
<Operation of cleaning device>
A cleaning method using the
洗浄装置300を用いた洗浄方法では、ステップ31〜ステップ33は、洗浄装置200を用いた洗浄方法のステップ21〜ステップ23と同様であるため、説明を省略する。
(ステップ34)
ステップ34では、吸引ノズル移動機構73は、制御部83からの指令に基づき、図9Aに示す初期状態から、第1の吸引ノズル可動アーム42及び第2の吸引ノズル可動アーム52を駆動し、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53の吸引口431、531を、それぞれ半導体基板13の表面から離間させた状態で水平移動させる。In the cleaning method using the
(Step 34)
In step 34, the suction
吸引ノズル移動機構73は、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53の側壁を互いに対向させ、それぞれの端部を互いに接触させるように、第1の吸引ノズル可動アーム42及び第2の吸引ノズル可動アーム52を移動させる(図9B参照)。洗浄装置300では、第1の吸引ノズル43の側壁で囲まれた領域及び第2の吸引ノズル53の側壁で囲まれた領域の全体が、吸引領域となる。
(ステップ35)
ステップ35では、洗浄装置300においても、図5に示す洗浄装置200と同様に、吸引ノズル移動機構73は、制御部83からの指令に基づき、第1の吸引ノズル可動アーム42及び第2の吸引ノズル可動アーム52を駆動し、それぞれ、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53の吸引口431、531と半導体基板13との距離が所望の値となる位置まで、半導体基板13側に垂直移動させる。
(ステップ36)
次いで、ステップ36では、吐出ノズル移動機構72は、制御部83からの指令に基づき、吐出ノズル可動アーム72を駆動し、吐出ノズル23の吐出口231を、半導体基板13の表面から離間させた状態で水平移動させる。吐出ノズル移動機構72は、吐出ノズル23を軸方向から見たときに、吐出ノズル23の吐出口231が、第1の吸引ノズル43及び第2の吸引ノズル53により形成される吸引領域の内側に入るように、吐出ノズル可動アーム22を移動させる(図9C参照)。
(ステップ37)
次に、ステップ37では、吐出ノズル移動機構72は、制御部83からの指令に基づき、吐出ノズル可動アーム22を駆動し、吐出ノズル23の吐出口231と半導体基板13との距離が所望の値となる位置まで、半導体基板13側に垂直移動させる。
(ステップ38)
次に、ステップ38〜ステップ39で、洗浄液の吐出及び吸引を行う。
まず、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53の内部を減圧して、半導体基板13に対する吸引力を作用させる。次に、ステップ38では、不図示の洗浄液貯留タンクに貯留された洗浄液15を、洗浄液供給ライン21から吐出ノズル可動アーム22を介して、吐出ノズル23に供給する。そして、吐出ノズル23により、半導体基板13の表面に洗浄液15を吐出する(図9D参照)。吐出ノズル23は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吐出する。
(ステップ39)
次に、ステップ29では、半導体基板13の表面に吐出された洗浄液15を、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53により吸引する。第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吸引する。洗浄液15は、第1の吸引ノズル43、第2の吸引ノズル53のいずれかから吸引され、それぞれ第1の吸引ノズル可動アーム42、第2の吸引ノズル可動アーム52を介して、第1の真空ライン41、第2の真空ライン51に回収される。The suction
(Step 35)
In step 35, in the
(Step 36)
Next, in
(Step 37)
Next, in
(Step 38)
Next, in
First, the insides of the
(Step 39)
Next, in
図10は、洗浄装置300の第1の吸引ノズル可動アーム42と第1の吸引ノズル43との接続部の変形例を示す斜視図である。図10に示すように、第1の吸引ノズル可動アーム42と、第1の吸引ノズル43との間には、ノズル回転部44が介設されている。
FIG. 10 is a perspective view showing a modified example of the connection portion between the first suction nozzle
ノズル回転部44は、ノズル回転機構76に接続されている。ノズル回転機構76は、ノズル回転部44を回転駆動することで、第1の吸引ノズル43を回転させる。ノズル回転部44は、制御部83(図8参照)に接続され、制御部83により、その動作が制御される。図10には、ノズル回転部44の回転方向45と、ノズル回転部44の回転に伴う、第1の吸引ノズル43の回転方向46が、それぞれ矢印で示されている。
The
第1の吸引ノズル可動アーム42に、ノズル回転部44を設置することで、第1の吸引ノズル43の動作の自由度が高くなる。その結果、設定できる洗浄範囲の形状の自由度が高くなる。ノズル回転部44は、第2の吸引ノズル可動アーム52と第2の吸引ノズル53との間にも、同様に介設することができる。
By installing the
<洗浄装置の構造>
実施例4の洗浄装置について、図11〜13を用いて説明する。図11は、実施例4に係る洗浄装置400を示す斜視図である。<Structure of the cleaning device>
The cleaning apparatus of Example 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a perspective view illustrating the
洗浄装置400では、吐出ノズル23、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27が、ノズル回転部24を介して同一のノズル可動アーム29に接続されている点が、実施例1〜実施例3と異なっている。
In the
なお、洗浄装置400は、上記以外の基本的な構成は、実施例1の洗浄装置100、実施例2の洗浄装置200、実施例3の洗浄装置300と同様である。このため、洗浄装置100〜300と共通する構成については、その説明を省略する。
The basic configuration of the
洗浄装置400は、支持台11の近傍に、吸引吐出ライン28が設置されている。吸引吐出ライン28は、中空の柱状体の内部に、洗浄液供給ライン及び真空ラインが設置されたものである。
In the
洗浄装置400において、支持台11には、実施例1と同様、支持台11を回転させる支持台回転機構71が接続されている。
In the
吸引吐出ライン28には、ノズル可動アーム29、ノズル回転部24が、この順に接続されている。ノズル回転部24の中央には、吐出ノズル23が接続されている。また、ノズル回転部24には、吐出ノズル23を囲むように、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27が接続されている。
A nozzle
ノズル可動アーム29は、ノズル移動機構74に接続されている。ノズル移動機構74は、ノズル可動アーム29を駆動することで、吐出ノズル23、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27を移動させる。ノズル回転部24は、ノズル回転機構75に接続されている。ノズル回転機構75は、ノズル回転部24を回転駆動することで、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27を回転させる。
The nozzle
制御部84は、支持台回転機構71、ノズル移動機構74、ノズル回転機構75に接続されており、これら各部の動作を制御する。
The
なお、図11に示す例では、吸引ノズルを3本接続した例を示したが、吸引ノズルの設置数は、必ずしも3本には限られず、例えば4本であってもよく、2本であってもよい。また、ノズル回転機構24は、必ずしも設置しなくてもよい。また、洗浄装置400では、必ずしも、吸引ノズルを複数本設置する構成でなくてもよい。例えば、環状の吸引口を有する吸引ノズルを用い、吸引ノズルの吸引口の内縁で囲まれた領域の内側に、吐出ノズル23を設置するようにしてもよい。
<洗浄装置の動作>
洗浄装置400を用いた洗浄方法について、図19に示すフローチャート及び図12A〜図12Cを用いて説明する。
(ステップ41)
まず、ステップ41では、支持台11の基板保持機構12の各突起物121上に、半導体基板13を設置する(図12A参照)。
(ステップ42)
次に、ステップ42では、制御部84は、制御プログラムにより、半導体基板13における洗浄範囲を設定する。
(ステップ43)
次に、ステップ43で、支持台回転機構71は、制御部84の指令に基づき、支持台11を回転させる。これにより、半導体基板13はスピン回転する。
(ステップ44)
次いで、ステップ44では、ノズル移動機構74は、制御部84からの指令に基づき、ノズル可動アーム29を駆動し、吐出ノズル23、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27を水平移動させる。ノズル可動アーム29は、吐出ノズル23の吐出口231、及び第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27の吸引口251、261、271を、半導体基板13の表面から離間させた状態で移動させる。ノズル可動アーム29は、第4の吸引ノズル25の吸引口251、第5の吸引ノズル26の吸引口261、及び第6の吸引ノズル27の吸引口271が、いずれも、ステップ42で設定した洗浄範囲内に位置するように、第4〜第6の吸引ノズル25〜27を移動させる(図12B参照)。
(ステップ45)
次に、ステップ45では、ノズル移動機構74は、制御部84からの指令に基づき、ノズル可動アーム29を駆動し、吐出ノズル23、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27を、半導体基板13側に垂直移動させる。ノズル移動機構74は、吐出ノズル23の吐出口231と半導体基板13との距離、及び第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、第6の吸引ノズル27の吸引口251、261、271と半導体基板13との距離が、所望の値となる位置まで、ノズル可動アーム29を移動させる。
(ステップ46)
次に、ステップ46〜ステップ48では、洗浄液の吐出及び吸引を行う。図13に、以下のステップ46〜ステップ48における、洗浄装置400内の洗浄液の流動方向を模式的に示す。図13では、洗浄液の流動方向14を矢印で示している。The example shown in FIG. 11 shows an example in which three suction nozzles are connected. However, the number of suction nozzles is not necessarily limited to three, and may be four, for example, two. May be. Further, the
<Operation of cleaning device>
A cleaning method using the
(Step 41)
First, in
(Step 42)
Next, in
(Step 43)
Next, in
(Step 44)
Next, in
(Step 45)
Next, in
(Step 46)
Next, in
まず、ノズル回転機構75は、制御部84の指令に基づき、ノズル回転部24を駆動し、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27を、吐出ノズル23を中心として回転させる。次に、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27の内部を減圧して、半導体基板13に対する吸引力を作用させる。
First, the
実施例3では、ノズル回転部24の回転により、第4の吸引ノズル25の吸引口251、第5の吸引ノズル26の吸引口261、第6の吸引ノズル27の吸引口271が回転移動する領域が、吸引領域となる。
(ステップ47)
次に、ステップ47では、不図示の洗浄液貯留タンクに貯留された洗浄液15を、吸引吐出ライン28内の洗浄液供給ラインからノズル可動アーム29を介して、吐出ノズル23に供給する。そして、吐出ノズル23により、半導体基板13の表面に洗浄液15を吐出する(図12C参照)。吐出ノズル23は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吐出する。
(ステップ48)
次に、ステップ48では、半導体基板13の表面に吐出された洗浄液15を、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27により吸引する。第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27は、半導体基板13の表面から離間した状態で、洗浄液15を吸引する。洗浄液15は、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27のいずれかから吸引され、ノズル可動アーム29を介して、吸引吐出ライン28内の真空ラインに回収される。In the third embodiment, the
(Step 47)
Next, in
(Step 48)
Next, in
このとき、ノズル回転機構75によりノズル回転部24を回転駆動し、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27を、吐出ノズル23を中心として回転させながら吸引することで、洗浄液15が、所望の洗浄範囲から外部に拡散するのを防止することができる。
At this time, the
なお、ステップ42で設定した洗浄範囲が、第4の吸引ノズル25、第5の吸引ノズル26、及び第6の吸引ノズル27により規定される吸引領域より広い場合には、洗浄範囲の残りの領域について、ステップ44〜ステップ48の工程を繰り返せばよい。
When the cleaning range set in
実施例4の洗浄装置400によれば、実施例1及び実施例2の洗浄装置と比較して、洗浄装置を構成する可動アームの数を減らすことができる。このため、洗浄装置を小型化することが可能である。
According to the
11…支持台、12…基板保持機構、121…突起物、13…半導体基板、14…流動方向、15…洗浄液、21…洗浄液供給ライン、22…吐出ノズル可動アーム、23…吐出ノズル、231…吐出口、24、44…ノズル回転部、25、26、27…第4〜第6の吸引ノズル、28…吸引吐出ライン、29…ノズル可動アーム、31…真空ライン、32…吸引ノズル可動アーム、33…吸引ノズル、331、431、531、631…吸引口、332…開口部、41、51、61…第1〜第3の真空ライン、42、52、62…第1〜第3の吸引ノズル可動アーム、43、53、63…第1〜第3の吸引ノズル、45…ノズル回転機構44の回転方向、46…第1の吸引ノズル43の回転方向、71…支持台回転機構、72…吐出ノズル移動機構、73…吸引ノズル移動機構、74…ノズル移動機構、75、76…ノズル回転機構、81、82、83、84…制御部、91…イオン銃、92…中空領域、93…イオンビーム、94…切削口、95…プローブ、96…観察試料、97…再付着物、98…加工断面、99…チップ、100、200、300、400…洗浄装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記支持台の上に支持される前記半導体基板の表面に向けて液体を供給する液体供給ラインと、
前記液体供給ラインから供給された液体を前記半導体基板の表面に吐出する吐出ノズルと、
前記半導体基板の表面から液体を吸引する吸引ノズルと、
前記吸引ノズルから吸引された液体を回収する真空ラインと、
前記吐出ノズルを移動させる吐出ノズル移動機構と、
前記吸引ノズルを移動させる吸引ノズル移動機構と、を有し、
前記吐出ノズルから前記半導体基板に液体を吐出して前記半導体基板の表面を洗浄する洗浄時には、前記吐出ノズルの吐出口は、前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に、前記吐出ノズル移動機構により位置付けられ、前記吸引ノズルは、前記半導体基板の表面から離間した状態で前記液体を吸引することを特徴とする洗浄装置。 A support for supporting the semiconductor substrate;
A liquid supply line for supplying a liquid toward the surface of the semiconductor substrate supported on the support base;
A discharge nozzle for discharging the liquid supplied from the liquid supply line to the surface of the semiconductor substrate;
A suction nozzle for sucking liquid from the surface of the semiconductor substrate;
A vacuum line for collecting the liquid sucked from the suction nozzle;
A discharge nozzle moving mechanism for moving the discharge nozzle;
A suction nozzle moving mechanism for moving the suction nozzle,
When cleaning the surface of the semiconductor substrate by discharging liquid from the discharge nozzle to the semiconductor substrate, the discharge port of the discharge nozzle is a suction region in which liquid is sucked from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle. The cleaning apparatus is positioned in an inner region by the discharge nozzle moving mechanism, and the suction nozzle sucks the liquid in a state of being separated from the surface of the semiconductor substrate.
前記吸引ノズル移動機構は、前記吸引ノズルに接続された吸引ノズル可動アームを駆動し、
前記吸引ノズルは、環状に形成された吸引口の内側に開口部が形成されており、
前記洗浄時には、前記吐出ノズルの吐出口は、前記開口部の内側に入るように、前記吐出ノズル移動機構により位置付けられることを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置。 The discharge nozzle moving mechanism drives a discharge nozzle movable arm connected to the discharge nozzle,
The suction nozzle moving mechanism drives a suction nozzle movable arm connected to the suction nozzle,
The suction nozzle has an opening formed inside the annular suction port,
2. The cleaning apparatus according to claim 1, wherein, at the time of cleaning, the discharge port of the discharge nozzle is positioned by the discharge nozzle moving mechanism so as to enter the inside of the opening.
前記吐出ノズルに接続された吐出ノズル可動アームと、
前記第1の吸引ノズルに接続された第1の吸引ノズル可動アームと、
前記第2の吸引ノズルに接続された第2の吸引ノズル可動アームと、を有し、
前記吐出ノズル移動機構は、前記吐出ノズル可動アームを駆動し、
前記吸引ノズル移動機構は、前記第1の吸引ノズル可動アームと、前記第2の吸引ノズル可動アームとを駆動し、
前記洗浄時には、前記第1の吸引ノズル及び前記第2の吸引ノズルは、前記第1の吸引ノズルの側壁と前記第2の吸引ノズルの側壁とが近接して、少なくとも前記第1の吸引ノズル及び前記第2の吸引ノズルにより前記吸引領域が形成されるように、前記吸引ノズル移動機構により位置付けされ、かつ前記吐出ノズルの吐出口は、前記吸引領域の内側に入るように、前記吐出ノズル移動機構により位置付けされることを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置。 The cleaning device includes a first suction nozzle and a second suction nozzle as the suction nozzle;
A discharge nozzle movable arm connected to the discharge nozzle;
A first suction nozzle movable arm connected to the first suction nozzle;
A second suction nozzle movable arm connected to the second suction nozzle,
The discharge nozzle moving mechanism drives the discharge nozzle movable arm,
The suction nozzle moving mechanism drives the first suction nozzle movable arm and the second suction nozzle movable arm,
At the time of the cleaning, the first suction nozzle and the second suction nozzle are arranged such that a side wall of the first suction nozzle and a side wall of the second suction nozzle are close to each other, and at least the first suction nozzle and the second suction nozzle The discharge nozzle moving mechanism is positioned by the suction nozzle moving mechanism so that the suction area is formed by the second suction nozzle, and the discharge port of the discharge nozzle is located inside the suction area. The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning apparatus is positioned by:
前記第2の吸引ノズル可動アームと前記第2の吸引ノズルとの間には、前記第2の吸引ノズルを回転させる第2のノズル回転部が介設され、
前記第1のノズル回転部及び前記第2のノズル回転部には、前記第1のノズル回転部及び前記第2のノズル回転部を回転させるノズル回転機構が接続されていることを特徴とする請求項7に記載の洗浄装置 Between the first suction nozzle movable arm and the first suction nozzle, a first nozzle rotating unit that rotates the first suction nozzle is interposed,
Between the second suction nozzle movable arm and the second suction nozzle, a second nozzle rotating unit that rotates the second suction nozzle is interposed,
The nozzle rotation mechanism for rotating the first nozzle rotation unit and the second nozzle rotation unit is connected to the first nozzle rotation unit and the second nozzle rotation unit. Item 7. The cleaning device according to Item 7
前記第2の吸引ノズルは、L字型の上面形状を有していることを特徴とする請求項7に記載の洗浄装置。 The first suction nozzle has an L-shaped upper surface shape,
The cleaning apparatus according to claim 7, wherein the second suction nozzle has an L-shaped upper surface shape.
前記半導体基板の表面から液体を吸引する吸引ノズルと、
前記吸引ノズルから吸引された液体を回収する真空ラインと、
前記支持台の上に支持される前記半導体基板の表面に向けて液体を供給する液体供給ラインと、
前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に設置され、前記液体供給ラインから供給された液体を前記半導体基板の表面に吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルに接続されたノズル可動アームと、
前記ノズル可動アームを駆動し、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを移動させるノズル移動機構と、を有し、
前記洗浄時には、前記吸引ノズルは、前記半導体基板の表面から離間した状態で前記液体を吸引し、
前記ノズル可動アームと前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルとの間には、前記吐出ノズル及び前記吸引ノズルを回転させる第3のノズル回転部が設けられ、
前記第3のノズル回転部には、該第3のノズル回転部を回転させるノズル回転機構が接続されていることを特徴とする洗浄装置。 A support for supporting the semiconductor substrate;
A suction nozzle for sucking liquid from the surface of the semiconductor substrate;
A vacuum line for collecting the liquid sucked from the suction nozzle;
A liquid supply line for supplying a liquid toward the surface of the semiconductor substrate supported on the support base;
A discharge nozzle that is installed in a region inside a suction region in which liquid is sucked from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle, and discharges the liquid supplied from the liquid supply line to the surface of the semiconductor substrate;
A nozzle movable arm connected to the discharge nozzle and the suction nozzle;
A nozzle moving mechanism for driving the nozzle movable arm and moving the discharge nozzle and the suction nozzle;
At the time of cleaning, the suction nozzle sucks the liquid in a state of being separated from the surface of the semiconductor substrate ,
Between the nozzle movable arm and the discharge nozzle and the suction nozzle, a third nozzle rotating unit that rotates the discharge nozzle and the suction nozzle is provided,
A cleaning apparatus , wherein the third nozzle rotating unit is connected to a nozzle rotating mechanism for rotating the third nozzle rotating unit .
前記半導体基板の表面に液体を吐出する吐出ノズルを、該吐出ノズルを移動させる吐出ノズル移動機構により、前記吐出ノズルの吐出口が、前記吸引ノズルにより前記半導体基板の表面から液体が吸引される吸引領域の内側の領域に入るように移動させ、
前記吐出ノズルに接続された液体供給ラインから供給された液体を、前記吐出ノズルから前記半導体基板の表面に吐出し、
前記吸引ノズルを前記半導体基板の表面から離間させた状態で、前記半導体基板の表面に供給された液体を前記吸引ノズルにより吸引し、前記液体を前記吸引ノズルに接続された真空ラインにより回収することを特徴とする洗浄方法。 A suction nozzle that sucks liquid from the surface of the semiconductor substrate placed on the support base is moved over a predetermined region of the semiconductor substrate by a suction nozzle moving mechanism that moves the suction nozzle,
A suction nozzle that discharges liquid onto the surface of the semiconductor substrate, a discharge nozzle moving mechanism that moves the discharge nozzle, and a discharge port of the discharge nozzle that sucks liquid from the surface of the semiconductor substrate by the suction nozzle Move it to enter the area inside the area,
A liquid supplied from a liquid supply line connected to the discharge nozzle is discharged from the discharge nozzle onto the surface of the semiconductor substrate;
With the suction nozzle being separated from the surface of the semiconductor substrate, the liquid supplied to the surface of the semiconductor substrate is sucked by the suction nozzle, and the liquid is collected by a vacuum line connected to the suction nozzle. A cleaning method characterized by.
前記吸引ノズル移動機構は、前記吸引ノズルに接続された吸引ノズル可動アームを駆動して、前記吸引ノズルを、前記半導体基板の所定領域の上に移動させ、
前記吐出ノズル移動機構は、前記吐出ノズルに接続された吐出ノズル可動アームを駆動して、前記吐出ノズルの吐出口が、前記開口部の内側に入るように、前記吐出ノズルを移動させることを特徴とする請求項11に記載の洗浄方法。 The suction nozzle has an opening formed inside the annular suction port,
The suction nozzle moving mechanism drives a suction nozzle movable arm connected to the suction nozzle to move the suction nozzle onto a predetermined region of the semiconductor substrate,
The discharge nozzle moving mechanism drives the discharge nozzle movable arm connected to the discharge nozzle to move the discharge nozzle so that the discharge port of the discharge nozzle enters the inside of the opening. The cleaning method according to claim 11 .
前記吸引ノズル移動機構は、前記第1の吸引ノズルに接続された第1の吸引ノズル可動アームを駆動して、前記第1の吸引ノズルを移動させ、前記第2の吸引ノズルに接続された第2の吸引ノズル可動アームを駆動して、前記第2の吸引ノズルを移動させて、前記第1の吸引ノズルの側壁と前記第2の吸引ノズルの側壁とを近接させ、少なくとも前記第1の吸引ノズル及び前記第2の吸引ノズルにより前記吸引領域を形成させ、
前記吐出ノズル移動機構は、前記吐出ノズルに接続された吐出ノズル可動アームを駆動して、前記吐出ノズルの吐出口が、前記吸引領域の内側の領域に入るように、前記吐出ノズルを移動させることを特徴とする請求項11に記載の洗浄方法。 As the suction nozzle, at least a first suction nozzle and a second suction nozzle are used,
The suction nozzle moving mechanism drives a first suction nozzle movable arm connected to the first suction nozzle, moves the first suction nozzle, and moves a first suction nozzle connected to the second suction nozzle. The suction nozzle movable arm is driven to move the second suction nozzle so that the side wall of the first suction nozzle and the side wall of the second suction nozzle are close to each other, and at least the first suction nozzle is moved. Forming the suction region by the nozzle and the second suction nozzle;
The discharge nozzle moving mechanism drives the discharge nozzle movable arm connected to the discharge nozzle to move the discharge nozzle so that a discharge port of the discharge nozzle enters an area inside the suction area. The cleaning method according to claim 11 .
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