JP7357625B2 - 制御可能なビームサイズの処理噴霧を有する小型電子機器処理システム - Google Patents
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Description
図5を参照すると、300nmの小さな粒子のクリーニングを実証するため、試験(試験1、2)が実施された。無垢のシリコンウェハ200は、表面201が30nmのシリカ粒子で汚染された後、それぞれ異なる2つのチャンバ圧力で、極低温エアロゾル処理ビームに暴露された。第1の試験では、19Torrの比較的高いビーム圧力で、比較的集中された処理ビームを使用した。第2の試験では、これが、4Torrのより低いチャンバ圧力で、より大きなより拡散された処理ビームと比較された。他の条件は同じであった。
流速およびチャンバ圧力が、ウェハ表面からの粒子のクリーニングに使用される流体処理ビームの形状およびサイズにどのように影響するかを評価する試験を実施した。試験は、30nmのシリカ粒子で表面が汚染された、300mmの無垢のシリコンウェハを用いて実施した。表2-1に示した条件を用い、4つの異なる試験(試験3、4、5、6)において、汚染ウェハを流体処理ビームに暴露した。
流速、ノズルオリフィスサイズ、およびギャップ距離(図4において、ギャップ距離126として示されている)が、ウェハ表面からの粒子のクリーニングに使用される流体処理ビームの形状およびサイズに、どのように影響するかを評価する試験を実施した。試験は、100nmのシリカ粒子で表面が汚染された、300mmの無垢のシリコンウェハを用いて実施した。表3-1に示した条件を用い、3つの異なる試験(試験7、8,9)において、汚染ウェハを流体処理ビームに暴露した。3つ全ての試験において、表3-1に示した予備膨張圧力、-173℃(100K)で、ノズルに加圧冷却アルゴンを供給した。アルゴンの圧力および温度は、ノズルに供給される加圧冷却アルゴンが供給ラインの中で気体として維持することができ、液体物が回避されることが確実に補償されるように選定した。3つ全ての試験において、ノズルは、その出口オリフィスが予備チャンバの外側に配置され、処理チャンバに突出するように配置した。従って、ノズル出口は、予備チャンバ内に奥まっては配置されなかった。予備チャンバは、依然として、放出ビームの上方で開放され、ビーム軸の上部のこの開放体積により、依然、圧力変化に対応して、ビームの形状化が助長されるものと考えられる。流体は、ノズルから放出され、ガスクラスタを含む流体処理ビームとして処理チャンバに入る。
ガスクラスタは、主に液体粒子からおよび/または固体粒子から形成される処理ビームを用いる場合に比べて、装置特徴物に対する損傷のリスクを低減した状態で、大きな粒子(100nm超)および小さな粒子(100nm以下)の優れたクリーニングを提供するため、有意である。
Claims (27)
- 小型電子機器試料を処理噴霧で処理するシステムであって、
a.処理の間、前記小型電子機器試料が配置される試料ホルダを有する真空処理チャンバであって、制御可能な真空圧力を有する、真空処理チャンバと、
b.前記真空処理チャンバと流体連通された予備チャンバであって、該予備チャンバから前記真空処理チャンバに分配された流体処理ビームが、前記試料ホルダに配置された前記小型電子機器試料に誘導され、前記真空処理チャンバに分配される前記流体処理ビームは、前記真空処理チャンバ内の圧力変化に応じて調整可能なビームサイズを有し、前記ビームサイズは、前記制御可能な真空圧力を調整することにより、要求に応じて調整可能である、予備チャンバと、
c.前記予備チャンバと流体連通された、少なくとも一つのノズルであって、該ノズルは、前記予備チャンバに流体噴霧を分配し、前記ノズルから分配される前記流体噴霧は、前記予備チャンバから前記真空処理チャンバに、前記流体処理ビームとして分配される前に、前記予備チャンバにおいて形状化された流体ビームに制限され形状化される、少なくとも一つのノズルと、
を有し、
前記真空圧力を高めることにより、前記小型電子機器試料の表面を円形スポット状に処理できる前記流体処理ビームが得られ、前記真空圧力を低下させることにより、前記小型電子機器試料の表面を環状に処理できる前記流体処理ビームが得られる、システム。 - さらに、プログラム指令を含む制御システムを有し、
前記プログラム指令は、前記真空圧力を制御することを含む、1または2以上の処理制御ステップにより、前記流体処理ビームのビームサイズを制御可能に平行化する、請求項1に記載のシステム。 - 前記真空処理チャンバは、前記小型電子機器試料の上を覆う天井を有し、
前記真空処理チャンバの天井は、前記天井と前記小型電子機器試料の間にギャップを提供するのに有効な態様で配置され、前記流体処理ビームが前記小型電子機器試料にわたって、半径方向外向きに流れることが助長される、請求項1に記載のシステム。 - 前記ギャップは、20mmから100mmの範囲である、請求項3に記載のシステム。
- 前記制御システムは、処理の間、前記制御可能な真空圧力を調節する、請求項2に記載のシステム。
- 前記制御システムは、異なる処理の間、前記制御可能な真空圧力を調節する、請求項2に記載のシステム。
- 前記制御システムは、前記制御可能な真空圧力を調整し、異なるサイズを有する一連の流体処理ビームにより、基板の共通の領域を処理する、請求項2に記載のシステム。
- 前記制御システムは、比較的大きな流体処理ビームを有する第1の処理部分が生じ、前記第1の処理部分の発生の前後に、比較的集束された流体処理ビームを用いる第2の処理部分が生じるように、前記制御可能な真空圧力を調整する、請求項2に記載のシステム。
- 前記制御可能な真空圧力は、1ミリTorrから750Torrの範囲にある、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御可能な真空圧力は、50Torr未満である、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御可能な真空圧力は、25Torr未満である、請求項1に記載のシステム。
- 前記ノズルは、前記予備チャンバ内に、対称で奥まった配置を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記予備チャンバは、側壁およびカバーを有し、
前記ノズルは、前記予備チャンバの前記側壁および前記カバーから奥まった位置に配置される、請求項1に記載のシステム。 - 前記予備チャンバは、中心軸を有する筒状形状を有し、
前記ノズルは、前記中心軸上に配置される、請求項1に記載のシステム。 - 前記ノズルには加圧冷却流体が供給され、
前記加圧冷却流体は、70Kから150Kの範囲の温度であり、10psigから100psigの範囲の圧力であり、
前記加圧冷却流体の少なくとも99質量%は、気相である、請求項1に記載のシステム。 - 前記ノズルには加圧冷却流体が供給され、
前記加圧冷却流体は、70Kから150Kの範囲の温度であり、10psigから100psigの範囲の圧力であり、
前記加圧冷却流体の少なくとも10質量%は、液相であり、1質量%未満は、固相である、請求項1に記載のシステム。 - 前記ノズルには加圧冷却流体が供給され、
前記加圧冷却流体は、窒素および/またはアルゴンを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記ノズルには加圧冷却流体が供給され、
前記加圧冷却流体は、窒素を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記ノズルには加圧冷却流体が供給され、
前記加圧冷却流体は、アルゴンを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記ノズルは、出口オリフィスを有し、該出口オリフィスは、前記予備チャンバの出口に対して、5mmから200mmの範囲の距離だけ、前記予備チャンバから奥まって配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記ノズルは、流体供給部に結合された第1の本体と、ノズルオリフィスを有する第2の本体とを有し、
前記第2の本体は、前記第1の本体に、取り外し可能に取り付けられる、請求項1に記載のシステム。 - 処理噴霧により小型電子機器試料を処理するシステムであって、
a.処理の間、前記小型電子機器試料が配置される試料ホルダを有する真空処理チャンバであって、制御可能な真空圧力を有する、真空処理チャンバと、
b.前記真空処理チャンバおよび前記小型電子機器試料に流体処理ビームを供給するノズルシステムであって、(i)前記真空処理チャンバと流体連通された予備チャンバ、および(ii)前記予備チャンバに収容され、奥まって配置された、少なくとも一つのノズルを有する、ノズルシステムと、
を有し、
i.前記ノズルは、加圧冷却流体を有する流体供給システムに結合され、前記ノズルは、前記予備チャンバに前記加圧冷却流体を噴霧し、
ii.前記予備チャンバに噴霧された前記加圧冷却流体は、前記予備チャンバ内で、形状化された流体ビームに制限され形状化され、
iii.前記予備チャンバは、前記真空処理チャンバと流体連通され、前記試料ホルダの上方に配置され、前記形状化された流体ビームは、前記試料ホルダに配置された前記小型電子機器試料に誘導される流体処理ビームとして、前記予備チャンバから前記真空処理チャンバに分配され、
前記真空処理チャンバに分配される前記流体処理ビームは、前記真空処理チャンバにおける圧力変化に応じて、調整可能なビームサイズを有し、前記ビームサイズは、前記制御可能な真空圧力を調整することにより、要求に応じて調整でき、
前記真空圧力を高めることにより、前記小型電子機器試料の表面を円形スポット状に処理できる前記流体処理ビームが得られ、前記真空圧力を低下させることにより、前記小型電子機器試料の表面を環状に処理できる前記流体処理ビームが得られる、システム。 - 前記真空処理チャンバは、さらに、前記小型電子機器試料の上を覆う天井を有し、
前記真空処理チャンバの天井は、前記天井と前記小型電子機器試料の間にギャップを提供するのに有効な態様で配置され、前記流体ビームが前記小型電子機器試料にわたって、半径方向外向きに流れることが助長される、請求項22に記載のシステム。 - 小型電子機器試料を処理流体で処理する方法であって、
a.小型電子機器試料を提供するステップであって、前記小型電子機器試料は、真空処理チャンバ内の試料ホルダに支持され、前記真空処理チャンバは、制御可能な真空圧力を有する、ステップと、
b.側壁およびカバーを有する予備チャンバに、ノズルを介して加圧冷却流体を噴霧するステップであって、前記ノズルは、前記真空処理チャンバに開放された予備チャンバ出口に対して、陥凹距離だけ前記予備チャンバ内に奥まって配置された、少なくとも一つのノズルオリフィスを有し、該ノズルオリフィスは、前記予備チャンバの前記側壁および前記カバーから奥まって配置される、ステップと、
c.前記予備チャンバ内で前記噴霧された加圧冷却流体を形状化し、形状化された流体ビームを提供するステップと、
d.前記形状化された流体ビームを、ビームサイズを有する分配流体処理ビームとして、前記予備チャンバから前記真空処理チャンバおよび前記小型電子機器試料に分配するステップであって、前記ビームサイズは、前記真空処理チャンバ内の圧力変化により調整され、前記ビームサイズは、前記制御可能な真空圧力を調整することにより、要求に応じて調整できる、ステップと、
e.前記制御可能な真空圧力を変化させ、前記分配流体処理ビームのビームサイズを維持または調整する、制御システムを提供するステップと、
を有し、
前記真空圧力を高めることにより、前記小型電子機器試料の表面を円形スポット状に処理できる前記分配流体処理ビームが得られ、前記真空圧力を低下させることにより、前記小型電子機器試料の表面を環状に処理できる前記分配流体処理ビームが得られる、方法。 - 前記真空処理チャンバは、さらに、前記小型電子機器試料の上を覆う天井を有し、
さらに、前記小型電子機器試料に十分に接近させて、前記天井を配置し、前記天井と前記小型電子機器試料の間にギャップを提供するステップを有し、前記分配流体処理ビームが前記小型電子機器試料にわたって、半径方向外向きに流れることが助長される、請求項24に記載の方法。 - 小型電子機器試料を処理流体で処理する方法であって、
a)小型電子機器試料を提供するステップであって、前記小型電子機器試料は、真空処理チャンバ内の試料ホルダに支持され、前記真空処理チャンバは、制御可能な真空圧力を有する、ステップと、
b)前記小型電子機器試料の上方の少なくとも一つの予備チャンバ出口を介して、前記真空処理チャンバと流体連通された予備チャンバを提供するステップと、
c)前記予備チャンバ出口、前記予備チャンバの側壁、および前記予備チャンバのカバーから、前記予備チャンバ内に奥まって配置されたノズルオリフィスから、前記予備チャンバ内に加圧冷却流体を噴霧するステップと、
d)前記予備チャンバ内に分配された噴霧流体を用いて、ビームサイズを有する流体処理ビームを形成するステップであって、前記ビームサイズは、前記真空処理チャンバの圧力変化により調整され、前記ビームサイズは、前記制御可能な真空圧力を調整することにより、要求に応じて調整できる、ステップと、
e)前記予備チャンバからの前記流体処理ビームを前記小型電子機器試料に分配するステップと、
を有し、
前記真空圧力を高めることにより、前記小型電子機器試料の表面を円形スポット状に処理できる前記流体処理ビームが得られ、前記真空圧力を低下させることにより、前記小型電子機器試料の表面を環状に処理できる前記流体処理ビームが得られる、方法。 - さらに、前記真空処理チャンバの前記真空圧力を制御し、前記流体処理ビームのビームサイズを調整するステップを有する、請求項26に記載の方法。
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