(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄処理用の液体を流しながらウエハーの表面を洗浄するためのブラシと、
上記ウエハーの表面に存する洗浄処理中又は洗浄処理後の上記液体をサンプリングするためのノズルと、
上記ノズルによりサンプリングした上記液体に含まれるパーティクル量をモニターするためのパーティクルモニターと、
上記パーティクル量のデータを用いた演算により洗浄処理の終点時を判定する演算器と、上記演算器により判定された終点時に上記ブラシによる洗浄を終了させるよう制御するコントローラーとを具備し、
上記ノズルの一端が上記ブラシと離れた位置に形成されている
ことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造装置に係わり、特に洗浄処理の終点時を判定することにより、安定したパーティクル除去性能を発揮できるスクラバー洗浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体製造装置（スクラバー洗浄機）は、ウエハーの洗浄面を洗浄するためのブラシと、このブラシを駆動制御する制御手段とから構成されている。これは、回転するブラシに洗浄液をかけながら、ウエハーの洗浄面に押し当て移動させて、表面付着物をこすり洗浄する装置である。この装置は、レジスト塗布前の除塵に使われるほか、ウエハーの裏面汚れをとることなどにも使われる。
【０００３】
上記従来の半導体製造装置によるスクラバー洗浄プロセスは、後のウエハーの処理工程を行うために必要な一定の基準以上のウエハーの表面状態を確保するためのものである。具体的には、まず、各洗浄工程における被洗浄膜ごとの最適条件を検討するために、多数のウエハーを用いた再現データをとり、このデータから各洗浄工程における被洗浄膜ごとの最適な洗浄処理条件及び時間を導き出す。次に、この最適条件を上記制御手段に設定する。そして、この最適条件で各洗浄工程において上記スクラバー洗浄機によってウエハーの洗浄処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のスクラバー洗浄機では、上述したように各工程において被洗浄膜毎の最適条件を検討するために、特にウエハーの洗浄処理時間を設定するためだけに、多数のウエハーを用いる必要がある。つまり、再現データに裏付けられた最適なウエハーの洗浄処理時間を設定するには、再現データをとるためだけに多数のウエハーが必要となり、コスト（費用）と時間を費やすこととなる。尚、多数のウエハーが必要となる理由は、被洗浄膜種とブラシスクラバープロセスによりウエハーに付着したごみの取れる量が異なるので、ブラシスクラバープロセスパラメータを種々変化させたデータが必要となり、それに応じてデータ取りのためのウエハーも多数必要となるためである。
【０００５】
また、上述した洗浄方法では、スクラバー洗浄機のパーティクル除去性能の安定性について疑問がつきまとう。なぜなら、複数のウエハーの洗浄面を洗浄していくうちに洗浄機のブラシの状態も変化していくので、これに応じて徐々に最適な洗浄処理時間も変化していくからである。したがって、上述の疑問を解消し、次のウエハー処理工程に対してある基準以上のウエハーの表面状態を保証するためには、スクラバー洗浄機による洗浄処理の終点時を判定するのが必要となる。
【０００６】
この発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、洗浄処理の終点を判定することにより、安定したパーティクル除去性能を発揮できる半導体製造装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体製造装置は、上記課題を解決するため、被洗浄面を洗浄処理用の液体により洗浄する洗浄手段と、洗浄処理中又は洗浄処理後の上記液体に含まれるパーティクル量を分析する分析手段と、上記分析手段により分析したパーティクル量のデータを用いた演算により洗浄処理の終点を判定する演算手段と、上記演算手段により判定された終点時に上記洗浄手段による洗浄を終了させるよう制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
上記半導体製造装置では、洗浄処理中又は洗浄処理後の洗浄処理用の液体に含まれるパーティクル量を分析手段により分析し、このデータを用いた演算により洗浄処理の終点を判定し、制御手段によってこの終点時に洗浄手段による洗浄を終了させるよう制御できる。従って、安定したパーティクル除去性能を発揮することができる。
【０００９】
また、この発明に係る半導体製造装置は、洗浄処理用の液体を流しながらウエハーの表面を洗浄するためのブラシと、上記ウエハーの表面に存する洗浄処理中又は洗浄処理後の上記液体をサンプリングするためのノズルと、上記ノズルによりサンプリングした上記液体に含まれるパーティクル量をモニターするためのパーティクルモニターと、上記パーティクル量のデータを用いた演算により洗浄処理の終点を判定する演算器と、上記演算器により判定された終点時に上記ブラシによる洗浄を終了させるよう制御するコントローラーと、を具備することを特徴とする。
【００１０】
上記パーティクルモニターには上記パーティクル量を定量的且つ時系列的に表示するためのモニターディスプレイをさらに含むことが好ましい。これにより、上記液体中のパーティクル数の増減を視覚的に把握し、ウエハー表面からごみがとれにくくなってきてきるかどうかが判断できる。また、上記パーティクルモニターは、上記液体中に含まれる単位堆積当たりの０．０６５μｍ以上のサイズのパーティクル数をモニターするものであることが好ましい。そして特に、本発明の請求項１の半導体製造装置では、上記ノズルの一端が、上記ブラシと離れた位置に形成された構成となっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の第１の実施の形態による半導体製造装置（両面スクラバー洗浄機）を示す構成図である。
【００１２】
この両面スクラバー洗浄機１は、ブラシ３、ブラシアーム１１、液中パーティクルモニター４、スクラバーコントローラー７及び駆動制御系９から構成されている。
【００１３】
両面スクラバー洗浄機１はウエハー２を載置する図示せぬ載置台を有しており、この載置台はウエハー２表面の中心を通る軸を回転軸として回転する構成としている。上記載置台の上方にはブラシアーム１１が設けられている。このブラシアーム１１には洗浄用のブラシ３が設けられており、このブラシ３はブラシアーム１１によってウエハー２の表面（洗浄面）上を自在に移動できるような構成としている。ブラシ３の外周には洗浄処理用の薬液（水又は酸性又はアルカリ性の薬液）をウエハー２の洗浄面に滴下するための図示せぬ滴下用ノズルが設けられている。
【００１４】
上記ブラシ３の中心部からブラシアーム１１内にはウエハー２表面の処理薬液１０を吸い込むためのサンプリング用ノズル１２が設けられており、このサンプリング用ノズル１２の一端はブラシ３の先端部に設けられている。このノズル１２は液中パーティクルモニター４につながっている。この液中パーティクルモニター４はサンプリングノズル１２によって供給された処理薬液中のサイズ０．０６５μｍ以上のパーティクルをリアルタイムで分析するための機能を有するものであり、この分析結果はモニターディスプレイ５に定量的且つ時系列的に表示される。この液中パーティクルモニター４は演算器１４を内蔵しており、この演算器１４は液中パーティクルモニター４によって得られた処理薬液１０中に含まれるパーティクル量の時系列データを用いて洗浄処理の終点を算出するための手段（終点判定手段）である。
【００１５】
上記演算器１４は第１のインターフェイス６を介してスクラバーコントローラー７につながっており、このスクラバーコントローラー７は第２のインターフェース８を介して駆動制御系９につながっている。スクラバーコントローラー７は、演算器１４から第１のインターフェイス６を介して送られてくる洗浄処理の終点のデータを用いて、第２のインターフェース８を介して駆動制御系９をコントロールするものである。この駆動制御系９は上記載置台の回転やブラシアーム１１の動きを制御するものである。
【００１６】
以下、上述した両面スクラバー洗浄機を用いてウエハーを洗浄する方法について図１を参照しながら説明する。
【００１７】
先ず、上記載置台の上にウエハー２を載置し、この載置台をウエハー２の中心を通る軸を回転軸として回転させる。次に、ブラシ３を回転させ、図示せぬ滴下用ノズルから洗浄処理の薬液をウエハー２の表面に滴下する。
【００１８】
この後、ブラシアーム１１によってブラシ３をウエハー２の表面に所定の接触圧力で押し当て移動させて、塵などの表面付着物をこすり洗浄する。この際、ウエハー２表面に残存する処理中又は処理後の処理薬液１０をサンプリング用ノズル１２から吸い込むことにより、液中パーティクルモニター４に処理薬液１０を導入する。尚、ブラシアーム１１はウエハー２の外側のある軸を中心としてブラシ３が円弧状に動くようにしてある。
【００１９】
次に、この液中パーティクルモニター４において処理薬液１０の中に含まれる単位体積当たりの０．０６５μｍ以上のサイズのパーティクル量（例えば１cc当たりの０．０６５μｍ以上のサイズのパーティクルの数）を測定する。この場合のパーティクル量は一定時間当たり、例えば１０秒ごとの平均値をとる。この測定のデータをリアルタイムでモニターディスプレイ５に時間とパーティクル量の関係として表示しながら、このデータの絶対量、一次微分値、二次微分値を用いて演算器１４によって終点判定値を感度及び運用法に応じて算出する。この感度及び運用法に応じてというのは、被洗浄膜種に応じてということであり、つまり膜種によってウエハー表面に付着しているごみの量やスクラバー洗浄機によってとれるごみの量が異なるので、それに応じて終点判定値を算出することである。
【００２０】
この後、上記終点判定値を越えた時点でウエハー２の洗浄を終了するように、スクラバーコントローラー７によって駆動制御系９がコントロールされる。つまり、上記終点判定値を越えた時点でスクラバーコントローラー７が駆動制御系９に洗浄を終了させる命令を与えることにより、ウエハー２表面との接触を解除するべくブラシ３を上方に移動させ、ブラシの回転及び載置台の回転を停止し、滴下用ノズルからの洗浄処理の薬液の滴下を止め、サンプリング用ノズル１２から処理薬液１０を吸い込むのを停止する。
【００２１】
尚、ウエハー２の裏面を洗浄するには、ウエハー２の表面を洗浄した後にウエハー２の裏面がブラシ３に対向するように載置台に載置することにより行う。
【００２２】
上記第１の実施の形態によれば、スクラバー洗浄機１におけるサンプリング用ノズル１２によってウエハー２表面を処理中又は処理後の処理薬液１０を吸い込み、液中パーティクルモニター４の分析機能によって処理薬液１０中に含まれるパーティクル数を測定し、液中パーティクルモニター４によりIn-Situ モニターする。これにより、プロセス中のパーティクル数の増減を定量的且つ時系列的に測定することができ、被洗浄膜毎に最適な条件で洗浄することが可能となる。そして、演算器１４によってこの測定データを用いた演算を行い、適当なしきい値を設定することで洗浄処理の終点を判定することができる。したがって、この両面スクラバー洗浄機１は、従来のスクラバー洗浄機に比べて安定したパーティクル除去性能を発揮することができ、再現性の良好なスクラバープロセスの実現が可能となる。その結果、次のウエハー処理工程に対してある基準以上のウエハーの表面状態を従来の洗浄機より完全に保証することができる。
【００２３】
また、前述したように従来の洗浄機では、ウエハーの最適な洗浄処理時間を設定するデータ取りのためだけに多数のウエハーが必要であったが、上記両面スクラバー洗浄機では、処理薬液中１０のパーティクル数をモニターできるため、データ取りのためのウエハーの数を少なくすることができる。この結果、コストと時間の大幅な削減が可能となる。
【００２４】
また、液中パーティクルモニター４によって、プロセス中の処理薬液１０内のパーティクル数の増減を定量的且つ時系列的に測定することができるので、ブラシ３の交換時期を正確に把握することができる。つまり、ブラシの交換時期が迫ってくると、ウエハー表面からごみがとれにくくなるので、モニターディスプレイ５により表示されるごみのとれる量が少なくなり、同一条件で終点時間が遅れてくる。このようにパーティクルモニター４によりごみが取れにくくなったことを見ることができるので、ブラシの交換時期の判断が容易となる。
【００２５】
尚、上記第１の実施の形態では、ウエハー２表面の洗浄に用いられた処理中又は処理後の薬液に含まれるパーティクル数をIn-Situ モニターしているが、処理中又は処理後の薬液に含まれるパーティクル数とサイズをIn-Situ モニターすることも可能である。
【００２６】
また、ブラシ３に洗浄液をかけながらウエハー２表面を洗浄するスクラバー洗浄機１を用いているが、メガソニック機構又はジェット洗浄機構を備えた洗浄機を用いることも可能である。
【００２７】
図２は、この発明の第２の実施の形態による半導体製造装置（両面スクラバー洗浄機）におけるブラシアームを示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００２８】
ブラシアーム１１には、洗浄用のブラシ３とは異なる位置からウエハー２表面の処理中又は処理後の薬液１０を吸い込むためのサンプリング用ノズル１２が設けられている。このノズル１２の一端がブラシ３と離れた位置に形成されている。ノズル１２は液中パーティクルモニターに接続されている。
【００２９】
上記第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
尚、上記第２の実施の形態では、ブラシアーム１１にサンプリング用ノズル１２を一セット設けているが、ブラシアーム１１に複数のサンプリング用ノズル１２を設けることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、洗浄処理中又は洗浄処理後の上記液体に含まれるパーティクル量を分析する分析手段と、この分析手段により分析したパーティクル量のデータを用いた演算により洗浄処理の終点を判定する演算手段を有している。したがって、洗浄処理の終点を判定することにより、安定したパーティクル除去性能を発揮できる半導体製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態による半導体製造装置（両面スクラバー洗浄機）を示す構成図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態による半導体製造装置（両面スクラバー洗浄機）におけるブラシアームを示す構成図である。
【符号の説明】
１…両面スクラバー洗浄機、２…ウエハー、３…ブラシ、４…液中パーティクルモニター、６…第１のインターフェイス、７…スクラバーコントローラー、
８…第２のインターフェース、９…駆動制御系、１０…処理薬液、１１…ブラシアーム、１２…サンプリング用ノズル、１４…演算器。
【図１】
0003541589.tif 000002
【図２】
0003541589.tif 000003