JP6700150B2 - パーティクル捕集装置、パーティクル捕集方法、およびパーティクル捕集システム - Google Patents
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Description
tan-1(d1/2r)<θ≦60°
図1は、パーティクル捕集システム10の一例を示すシステム構成図である。パーティクル捕集システム10は、例えば図1に示すように、パーティクル捕集装置20と、吸引ポンプ40と、流速計41と、パーティクルカウンタ42と、ガス供給装置45と、マスフローコントローラ(MFC)46と、フィルタ47とを有する。図1には、チャンバ11内で載置台12に載置された半導体ウエハ13に所定の処理が施された後、チャンバ11の上部が開放されてチャンバ11の上部にパーティクル捕集装置20等が配置された状態が図示されている。
図3は、パーティクル捕集装置20のヘッド22の断面の一例を示す図である。図4は、パーティクル捕集装置20のヘッド22の底面の一例を示す図である。ヘッド22は、半導体ウエハ13と対向する下端が開口し、上端が閉塞されている略円筒状の筐体23を有する。筐体23の中心軸をz軸と定義する。また、例えば図4に示すように、筐体23の下端の面における半径をrと定義する。
次に、ヘッド22における供給路24の高さh1、吸気路26の高さh2、および、供給口25の幅wを変えた場合のパーティクルの捕集率をシミュレーションした。図10は、供給路24の高さh1、吸気路26の高さh2、および供給口25の幅wの一例を説明するための図である。
筐体23の下端と半導体ウエハ13との間の距離d1 2mm
筐体23の下端の面に対する供給口25の傾きの角度θ2 45°
供給口25から供給されるガス種 ドライエアー
供給口25から供給されるガスの流量 28.3L/min
吸気口27から吸引されるガスの流量 28.3L/min
パーティクルの材料 Al2O3
パーティクルのサイズ 0.1μm
なお、以下では、特に言及する場合を除き、シミュレーションは上記の条件で行われる。
tan-1(d1/2r)<θ2≦90° ・・・(1)
tan-1(d1/2r)<θ2≦60° ・・・(2)
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
11 チャンバ
12 載置台
13 半導体ウエハ
20 パーティクル捕集装置
21 調整機構
22 ヘッド
23 筐体
24 供給路
240 空間
25 供給口
26 吸気路
260 空間
27 吸気口
28 仕切り板
29 超音波発生器
30 移動機構
31 ガイド
32 移動機構
40 吸引ポンプ
41 流速計
42 パーティクルカウンタ
43 配管
45 ガス供給装置
46 MFC
47 フィルタ
48 配管
Claims (20)
- 対象物と対向している下端が開口し上端が閉塞されている筒状の筐体と、
前記下端と前記対象物との間に所定距離の隙間を形成する隙間形成機構と、
前記下端の開口に前記筐体の内側壁に沿って環状に形成されており、前記対象物にガスを供給する供給口と、
前記供給口よりも前記供給口の中心軸側に形成されており、前記対象物上のパーティクルを含むガスを吸引する吸気口と、
前記供給口の中心軸に沿って配置された円筒状の筒状部材と、
前記供給口に供給されるガスと前記吸気口から吸引されたガスとを仕切る仕切り板と、
前記筐体の外部から供給されたガスを前記供給口に流す第1の流路であって、前記筐体の内側壁と前記仕切り板の外側壁との間に形成されており、前記筐体の外部から供給されたガスが流れる方向において、前記供給口の中心軸の周りを旋回するに従って天井が徐々に下がる形状を有する第1の流路と、
前記吸気口から吸引されたガスを前記筐体の外部へ流す第2の流路であって、前記仕切り板の内側壁と前記筒状部材の外側壁との間に形成されており、前記吸気口から吸引されたガスが流れる方向において、前記筒状部材の周りを旋回するに従って天井が徐々に上がる形状を有する第2の流路と
を備えることを特徴とするパーティクル捕集装置。 - 前記筒状部材は、前記対象物に向けて超音波を発生する超音波発生器であることを特徴とする請求項1に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記超音波発生器が発生させた超音波により前記対象物の表面に与えられる衝撃波圧力は、150dB以上であることを特徴とする請求項2に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記第1の流路を流れるガスは、前記供給口の中心軸を中心として前記筐体の内側壁に沿って所定の方向に旋回しながら上方から下方へ流れ、
前記第2の流路を流れるガスは、前記吸気口の中心軸を中心として前記仕切り板の内側壁に沿って、前記第1の流路を流れるガスと同一の方向に旋回しながら下方から上方へ流れることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。 - 前記対象物上のガスの風速は、0.02mm/sec以上であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記吸気口を介して吸引されるガスの流量に対する、前記供給口を介して供給されるガスの流量の比率は、1.0以上1.2以下の範囲内の比率であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記筐体の外形は、略円筒形状であり、
前記供給口は、前記筐体の下端において、前記供給口の中心軸の方向に傾いており、
前記筐体の下端の半径をr、前記筐体の下端と前記対象物との距離をd1とした場合、前記筐体の下端の面に対する前記供給口の傾きの角度θは、下記の式で示される範囲内の角度であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
tan-1(d1/2r)<θ≦60° - 前記供給口から供給されるガスは、ドライエアーまたは不活性ガスであることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
- 対象物と対向している下端が開口し上端が閉塞されている筒状の筐体の下端と前記対象物との間に所定距離の隙間を形成するステップと、
前記筐体の内側壁と、供給口に供給されるガスと吸気口から吸引されたガスとを仕切る仕切り板の外側壁との間に形成されており、前記筐体の外部から供給されたガスが流れる方向において、前記供給口の中心軸の周りを旋回するに従って天井が徐々に下がる形状を有する第1の流路を介して前記筐体の外部から供給されたガスを、前記下端の開口に前記筐体の内側壁に沿って環状に形成されている前記供給口から前記対象物に供給するステップと、
前記供給口よりも前記供給口の中心軸側に形成された吸気口から、前記仕切り板の内側壁と前記供給口の中心軸に沿って配置された円筒状の筒状部材の外側壁との間に形成されており、前記吸気口から吸引されたガスが流れる方向において、前記筒状部材の周りを旋回するに従って天井が徐々に上がる形状を有し、前記吸気口から吸引されたガスを前記筐体の外部へ流す第2の流路へ、前記対象物上のパーティクルを含むガスを吸引するステップと
を含むことを特徴とするパーティクル捕集方法。 - パーティクル捕集装置と、
前記パーティクル捕集装置にガスを供給するガス供給装置と、
前記ガス供給装置から前記パーティクル捕集装置に供給されるガスの供給量を制御する流量制御器と、
前記パーティクル捕集装置からガスを吸引する吸引ポンプと、
前記吸引ポンプによって前記パーティクル捕集装置から吸引されるガスの流速を測定する流速計と
を備え、
前記パーティクル捕集装置は、
対象物と対向している下端が開口し上端が閉塞されている筒状の筐体と、
前記下端と前記対象物との間に所定距離の隙間を形成する隙間形成機構と、
前記下端の開口に前記筐体の内側壁に沿って環状に形成されており、前記ガス供給装置から供給されたガスを前記対象物に供給する供給口と、
前記供給口よりも前記供給口の中心軸側に形成されており、前記吸引ポンプによる吸引により前記対象物上のパーティクルを含むガスを吸引する吸気口と、
前記供給口の中心軸に沿って配置された円筒状の筒状部材と、
前記供給口に供給されるガスと前記吸気口から吸引されたガスとを仕切る仕切り板と、
前記筐体の外部から供給されたガスを前記供給口に流す第1の流路であって、前記筐体の内側壁と前記仕切り板の外側壁との間に形成されており、前記筐体の外部から供給されたガスが流れる方向において、前記供給口の中心軸の周りを旋回するに従って天井が徐々に下がる形状を有する第1の流路と、
前記吸気口から吸引されたガスを前記筐体の外部へ流す第2の流路であって、前記仕切り板の内側壁と前記筒状部材の外側壁との間に形成されており、前記吸気口から吸引されたガスが流れる方向において、前記筒状部材の周りを旋回するに従って天井が徐々に上がる形状を有する第2の流路と
を有することを特徴とするパーティクル捕集システム。 - 前記パーティクル捕集装置と前記流速計との間に設けられ、前記パーティクル捕集装置を介して吸引されたガスに含まれるパーティクルの数を測定するパーティクルカウンタをさらに有することを特徴とする請求項10に記載のパーティクル捕集システム。
- 対象物と対向している下端が開口し上端が閉塞されている筒状の筐体と、
前記下端と前記対象物との間に所定距離の隙間を形成する隙間形成機構と、
前記下端の開口に前記筐体の内側壁に沿って環状に形成されており、前記対象物にガスを供給する供給口と、
前記供給口よりも前記供給口の中心軸側に形成されており、前記対象物上のパーティクルを含むガスを吸引する吸気口と
を備え、
前記筐体の外形は、略円筒形状であり、
前記供給口は、前記筐体の下端において、前記供給口の中心軸の方向に傾いており、
前記筐体の下端の半径をr、前記筐体の下端と前記対象物との距離をd 1 とした場合、前記筐体の下端の面に対する前記供給口の傾きの角度θは、下記の式で示される範囲内の角度であることを特徴とするパーティクル捕集装置。
tan -1 (d 1 /2r)<θ≦60° - 前記供給口の中心軸に沿って配置された円筒状の筒状部材をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記筒状部材は、前記対象物に向けて超音波を発生する超音波発生器であることを特徴とする請求項13に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記超音波発生器が発生させた超音波により前記対象物の表面に与えられる衝撃波圧力は、150dB以上であることを特徴とする請求項14に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記対象物上のガスの風速は、0.02mm/sec以上であることを特徴とする請求項12から15のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記吸気口を介して吸引されるガスの流量に対する、前記供給口を介して供給されるガスの流量の比率は、1.0以上1.2以下の範囲内の比率であることを特徴とする請求項12から16のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
- 前記供給口から供給されるガスは、ドライエアーまたは不活性ガスであることを特徴とする請求項12から17のいずれか一項に記載のパーティクル捕集装置。
- パーティクル捕集装置と、
前記パーティクル捕集装置にガスを供給するガス供給装置と、
前記ガス供給装置から前記パーティクル捕集装置に供給されるガスの供給量を制御する流量制御器と、
前記パーティクル捕集装置からガスを吸引する吸引ポンプと、
前記吸引ポンプによって前記パーティクル捕集装置から吸引されるガスの流速を測定する流速計と
を備え、
前記パーティクル捕集装置は、
対象物と対向している下端が開口し上端が閉塞されている筒状の筐体と、
前記下端と前記対象物との間に所定距離の隙間を形成する隙間形成機構と、
前記下端の開口に前記筐体の内側壁に沿って環状に形成されており、前記ガス供給装置から供給されたガスを前記対象物に供給する供給口と、
前記供給口よりも前記供給口の中心軸側に形成されており、前記吸引ポンプによる吸引により前記対象物上のパーティクルを含むガスを吸引する吸気口と
を有し、
前記筐体の外形は、略円筒形状であり、
前記供給口は、前記筐体の下端において、前記供給口の中心軸の方向に傾いており、
前記筐体の下端の半径をr、前記筐体の下端と前記対象物との距離をd 1 とした場合、前記筐体の下端の面に対する前記供給口の傾きの角度θは、下記の式で示される範囲内の角度であることを特徴とするパーティクル捕集システム。
tan -1 (d 1 /2r)<θ≦60° - 前記パーティクル捕集装置と前記流速計との間に設けられ、前記パーティクル捕集装置を介して吸引されたガスに含まれるパーティクルの数を測定するパーティクルカウンタをさらに有することを特徴とする請求項19に記載のパーティクル捕集システム。
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