(57)【要約】【課題】本願明細書では、裏面汚染物粒子を減少させる技術が開示されている。【解決手段】ある1つの特定の例示的実施形態において、この技術は、裏面汚染物粒子を減少させる装置として実現することが可能である。すなわち、上記裏面汚染物粒子（Backside  Particles(BSP’s)）を減少させる装置は、加工室に収納された平面板へ洗浄物質を供給する洗浄物質送出メカニズムを有している。更にこの裏面汚染物粒子を減少させる装置は、制御装置とで構成され、この制御装置は、前記加工室を第1の圧力レベルに調整し；前記平面板の表面に前記洗浄物質を供給し；そして前記加工室を第2の圧力レベルに調整すると共に、これにより前記洗浄物質と共に汚染物粒子を前記平面板の表面から除去するように構成されたことを特徴とする。【選択図】    図１
2008523632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面汚染物粒子（Backside  Particles(BSP’s)）を減少させる装置において：
加工室に収納された平面板へ洗浄物質を供給する洗浄物質送出メカニズムと;そして、
制御装置とで構成された裏面汚染物粒子を減少させる装置であり、前記制御装置が：
前記加工室を第1の圧力レベルに調整し；
前記平面板の表面に前記洗浄物質を供給し；そして
前記加工室を第2の圧力レベルに調整すると共に、これにより前記洗浄物質と共に汚染物粒子を前記平面板の表面から除去するように構成されたことを特徴とする裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項２】
前記加工室を前記第2の圧力レベルに調整することにより、少なくとも一部の前記洗浄物質を昇華させ、これにより前記平面板の表面から汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項３】
前記平面板が、複合表面コーティングを有する静電クランプで構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項４】
更に前記平面板へクリーンなウエハを載置し、そして前記平面板からクリーンなウエハを降ろす各動作を行なうウエハ積み降ろしメカニズムを有し、これにより前記平面板の表面から前記汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項５】
前記洗浄物質送出メカニズムが、ノズルと駆動アセンブリとを有し；
前記駆動アセンブリが、前記ノズルを前記平面板の表面近傍へ配置するようにし；そして、
前記制御装置が、前記ノズルで前記平面板の表面へ、前記洗浄物質をスプレーするように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項６】
前記ノズルが、連接構造を有するように構成されたことを特徴とする請求項５記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項７】
前記ノズルが、前記平面板の表面の略6インチ上部空間に配置されるように構成されたことを特徴とする請求項５記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項８】
前記制御装置が、前記駆動アセンブリにより、前記平面板の表面の全体にわたり前記ノズルを掃くように動かし、これにより前記平面板の表面全体にわたり前記洗浄物質を均一にコーティングさせるように構成されたことを特徴とする請求項５記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項９】
前記制御装置が、前記駆動アセンブリにより、前記ノズルに対して相対的に前記平面板の表面を掃くように動かし、これにより前記平面板の表面全体にわたり前記洗浄物質を均一にコーティングさせるように構成されたことを特徴とする請求項５記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１０】
前記裏面汚染物粒子を減少させる装置において：
前記洗浄物質が、脱イオン水であり；そして
前記平面板の表面を前記脱イオン水の液滴で覆うために、前記平面板の表面上に前記脱イオン水の霧がスプレーされるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１１】
前記裏面汚染物粒子を減少させる装置において：
前記洗浄物質が、二酸化炭素であり；そして
前記平面板の表面には雪状の二酸化炭素がスプレーされ、前記雪状の二酸化炭素が、固体二酸化炭素粒子で構成されていることを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１２】
前記裏面汚染物粒子を減少させる装置において：
前記洗浄物質が、イオンガスであり；そして
帯電している粒子を電気的に中和するために、前記平面板の表面上に前記イオンガスがスプレーされるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１３】
前記洗浄物質送出メカニズムが、前記平面板の表面の上部空間に位置する平坦部材を含み、当該平坦部材と前記平面板の表面との隙間により前記洗浄物質が前記平面板の表面全体に広がるような短い距離間隔となるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１４】
前記平坦部材が、前記平面板の表面から略0.02-0.5mm上部空間に配置されるように構成されたことを特徴とする請求項１０記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１５】
前記平坦部材が、半導体ウエハと類似の形状を有するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１６】
前記平坦部材が、半導体ウエハであり、当該半導体ウエハの裏面が、前記平面板の表面と共に洗浄されるように構成されたことを特徴とする請求項１０記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一部の洗浄物質送出メカニズムが、前記平面板に冷却剤を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１８】
前記洗浄物質が、DI水（脱イオン化された水）、アルコール、二酸化炭素、イオン化された乾燥空気、およびイオン化された乾燥窒素、から選択した１又は複数個の洗浄物質であるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項１９】
前記第2の圧力レベルが、前記第1の圧力レベルより実質的に低くなるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項２０】
前記裏面汚染物粒子を減少させる装置の少なくとも一部分が、加工室内に取り付けられているように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項２１】
前記裏面汚染物粒子を減少させる装置の少なくとも一部分が、加工室外に取り付けられているように構成されたことを特徴とする請求項１記載の裏面汚染物粒子を減少させる装置。
【請求項２２】
裏面汚染物粒子（Backside  Particles(BSP’s)）を減少させる方法において：
平面板を加工室内に位置させるステップと；
前記加工室を第1の圧力レベルに加圧するステップと；
前記平面板の表面に洗浄物質を供給するステップと；そして
前記加工室を第２の圧力レベルに調整するステップ、とで構成し、これにより前記平面板の表面から洗浄物質と共に汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２３】
前記加工室を前記第2の圧力レベルに調整することにより、少なくとも一部の前記洗浄物質を昇華させ、これにより前記平面板の表面から汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２４】
前記平面板が、複合表面コーティングを有する静電クランプで構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２５】
更に前記平面板へクリーンなウエハを載置し、そして前記平面板からクリーンなウエハを降ろす各動作を行ない、これにより前記平面板の表面から前記汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２６】
更に、前記平面板の表面の全体にわたり前記洗浄物質をスプレーするステップを有し、これにより前記平面板の表面全体にわたり前記洗浄物質を均一にコーティングさせるように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２７】
前記洗浄物質が、脱イオン水であり；そして
前記平面板の表面を前記脱イオン水の液滴で覆うために、前記平面板の表面上に前記脱イオン水の霧がスプレーされるように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２８】
前記洗浄物質が、二酸化炭素であり；そして
前記平面板の表面には雪状の二酸化炭素がスプレーされ、前記雪状の二酸化炭素が、固体二酸化炭素粒子で構成されていることを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項２９】
前記洗浄物質が、イオンガスであり；そして
前記平面板の表面上に前記イオンガスがスプレーされるように構成されたことを特徴とする請求項１９記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項３０】
更に、前記平面板の表面の上部空間に平坦部材を位置させるステップを含み、当該平坦部材と前記平面板の表面との隙間により前記洗浄物質が前記平面板の表面全体に広がるような短い距離間隔となるように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項３１】
前記平坦部材が、前記平面板の表面から略0.02-0.5mm上部空間に配置されるように構成されたことを特徴とする請求項３０記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項３２】
前記平坦部材が、半導体ウエハと類似の形状を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項３３】
前記平坦部材が、半導体ウエハであり、当該半導体ウエハの裏面が、前記平面板の表面と共に洗浄されるように構成されたことを特徴とする請求項３０記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項３４】
前記洗浄物質が、DI水（脱イオン化された水）、アルコール、二酸化炭素、イオン化された乾燥空気、およびイオン化された乾燥窒素、から選択した１又は複数個の洗浄物質であるように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【請求項３５】
前記第2の圧力レベルが、前記第1の圧力レベルより実質的に低くなるように構成されたことを特徴とする請求項２２記載の裏面汚染物粒子を減少させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この特許出願は米国仮出願2004年12月13日出願の特許出願番号第60/635,524号の優先権を主張する。そして、その出願は、全て本願明細書においてに引用するものとする。この開示は、一般的には、半導体製造装置に関連し、より詳しくは、裏面汚染物粒子を減少させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクス製品、例えばマイクロプロセッサ、集積回路（IC）および他のマイクロデバイス、等の製造は、例えば塵、エアゾール粒子、および化学物質霧、等の汚染物粒子のレベルが低いクリーンな製造環境を必要とする。この種のクリーンな環境は通常は、クリーンルーム内部に半導体製造装置を収納し、そしてその装置内部の汚染度を制御することによって実現されている。最新のマイクロエレクトロニクスの特長的なサイズが、縮小するにつれて、ごくわずかな無視できる程の汚染物粒子であったものが、現在では反対に、生産性や装置性能に悪影響を与えることがあり得る。
【０００３】
このような汚染を最小化するために、半導体製造装置内部のプロセス空間は、高真空レベル又は超高真空レベルに通常は維持されている。しかしながら、比較的高い真空レベルでさえ、不必要な粒子が存在し、そこで処理される半導体ウエハを汚染することがあり得る。例えば静電クランプ（ESC）を備えた自動化システムで、汚染物粒子は、通常の摩耗により、ESC自体から生じることがあり得る。加えて汚染物粒子は、他の汚染発生源から付着することもあり得る。すなわち例えば典型的には、部材選択アームのパッド、方向制御用のパッド、パススルー・カセット、バッファーロボットのエンドエフェクタ、等の自動ウエハハンドリング・システムの他の部分から付着する場合があり得る。これらの汚染物粒子は、通常は半導体ウエハの裏面に付着する。従って、これらの汚染物粒子は、通常は裏面汚染物粒子（Backside  Particles(BSP’s)）と呼ばれている。
【０００４】
ESCの平面板の表面を、例えばTexWipe609（商標）のような予め濡らした半導体ワイプを用いて、手動で拭くことにより洗浄することは周知である。しかしながら、この種の洗浄方法は、BSPレベルを減少させるよりはむしろ、しばしば増加させる結果となる。ある1つの実験において、200mmのESCが、洗浄の前には17,870個の粒子を有したBSPレベルを有することが判明した。しかしながTexWipe609（商標）でそのESCを洗浄した後には、BSPレベルは、70,000個の粒子レベルに上昇したことが認められた。このBSPレベルの増加は、そのワイプの表面繊維と、ESC平面板表面の微細構造との間における相互作用に起因していることが原因であると考えられている。類似の実験においても、例えばTexWipe  Alpha  10（商標）、MiraWipe（商標）等も評価されたが、類似の結果が得られている。
【０００５】
加えて、しばしば手動で装置の構成要素を拭く方法は、各洗浄のために真空チャンバをその都度開けなければならず、そしてその後に再び、その装置内を真空状態にしなければならない。従ってこの種の方法は、時間がかかるだけでなくて、同様に工程上のコストを著しく上昇させることになる。
【０００６】
一方、手動で、脱イオン化された（DI）水と半導体ワイプで加工室を洗浄することも周知でもある。例えば、加工室は、DI水で湿らせた半導体ワイプを使用して、手動で拭くことが出来る。また或いは、汚染物粒子を除去するためにマニュアルで拭くステップ後に、DI水を、加工室に、手動でスプレーすることもある。しかしながら、DI水をESC平面板の表面に手動スプレーすることさえ、静電クランピングの間に半導体ウエハを接触させるESC表面コーティングに損傷を与えることを恐れて、試みられていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の現状からみて、上記の技術的不十分さおよび欠点を克服するための、汚染物粒子を除去する解決策が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願明細書では、裏面汚染物粒子を減少させる技術が開示されている。ある1つの特定の例示的実施形態において、この技術は、裏面汚染物粒子を減少させる装置として実現することが可能である。すなわち、上記裏面汚染物粒子（Backside  Particles(BSP’s)）を減少させる装置は、加工室に収納された平面板へ洗浄物質を供給する洗浄物質送出メカニズムを有している。更にこの裏面汚染物粒子を減少させる装置は、制御装置とで構成され、この制御装置は、前記加工室を第1の圧力レベルに調整し；前記平面板の表面に前記洗浄物質を供給し；そして前記加工室を第2の圧力レベルに調整すると共に、これにより前記洗浄物質と共に汚染物粒子を前記平面板の表面から除去するように構成されたことを特徴とする。
【０００９】
この装置に関する実施例の他の技術的側面においては、前記加工室を前記第2の圧力レベルに調整することにより、少なくとも一部の前記洗浄物質を昇華させ、これにより前記平面板の表面から汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
更にこの装置に関する実施例の他の技術的側面においては、前記平面板が、複合表面コーティングを有する静電クランプで構成されたことを特徴とする。
【００１１】
更にこの装置に関する実施例の他の技術的側面においては、更に前記平面板へクリーンなウエハを載置し、そして前記平面板からクリーンなウエハを降ろす各動作を行なうウエハ積み降ろしメカニズム有し、これにより前記平面板の表面から前記汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
更にこの装置に関する実施例の他の技術的側面においては、前記洗浄物質送出メカニズムが、ノズルと駆動アセンブリとを有する。なお前記駆動アセンブリが、前記ノズルを前記平面板の表面近傍へ配置するようにし構成されている。そして、前記制御装置が、前記ノズルで前記平面板の表面へ、前記洗浄物質をスプレーするように構成されたことを特徴とする。更に前記ノズルが、連接構造を有するように構成されたことを特徴とする。また前記ノズルが、前記平面板の表面の略6インチ上部空間に配置されるように構成されたことを特徴とする。更に、前記制御装置が、前記駆動アセンブリにより、前記平面板の表面の全体にわたり前記ノズルを掃くように動かし、これにより前記平面板の表面全体にわたり前記洗浄物質を均一にコーティングさせるように構成されたことを特徴とする。或いは代替構成として、前記制御装置が、前記駆動アセンブリにより、前記ノズルに対して相対的に前記平面板の表面を掃くように動かし、これにより前記平面板の表面全体にわたり前記洗浄物質を均一にコーティングさせるように構成されたことを特徴とする。
【００１３】
更にこの装置に関する実施例の他の技術的側面においては、前記洗浄物質送出メカニズムが、前記平面板の表面の上部空間に位置する平坦部材を含み、当該平坦部材と前記平面板の表面との隙間により前記洗浄物質が前記平面板の表面全体に広がるような短い距離間隔となるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
更にこの装置に関する実施例の他の技術的側面においては、前記洗浄物質が、DI水（脱イオン化された水）、アルコール、二酸化炭素、イオン化された乾燥空気、およびイオン化された乾燥窒素、から選択した１又は複数個の洗浄物質であるように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、この方法に関する実施例の他の技術的側面においては、この技術は、裏面汚染物粒子を減少させる方法として実現することが可能である。すなわち、上記裏面汚染物粒子（Backside  Particles(BSP’s)）を減少させる装置は、平面板を加工室内に位置させるステップを有する。更にこの方法は、前記加工室を第1の圧力レベルに加圧するステップを有する。更にこの方法は、前記平面板の表面に洗浄物質を供給するステップを有する。更にこの方法は、前記加工室を第２の圧力レベルに調整するステップ、とで構成し、これにより前記平面板の表面から洗浄物質と共に汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする。
【００１６】
更にこの方法に関する実施例の他の技術的側面においては、前記加工室を前記第2の圧力レベルに調整することにより、少なくとも一部の前記洗浄物質を昇華させ、これにより前記平面板の表面から汚染物粒子を除去するように構成されたことを特徴とする。
【００１７】
更にこの方法に関する実施例の他の技術的側面においては、前記平面板が、複合表面コーティングを有する静電クランプで構成されたことを特徴とする。
【００１８】
更にこの方法に関する実施例の他の技術的側面においては、更に、前記平面板の表面の全体にわたり前記洗浄物質をスプレーするステップを有し、これにより前記平面板の表面全体にわたり前記洗浄物質を均一にコーティングさせるように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
更にこの方法に関する実施例の他の技術的側面においては、前記洗浄物質が、脱イオン水であり、そして前記平面板の表面を前記脱イオン水の液滴で覆うために、前記平面板の表面上に前記脱イオン水の霧がスプレーされるように構成されたことを特徴とする。
【００２０】
更にこの方法に関する実施例の他の技術的側面においては、前記洗浄物質が、二酸化炭素であり、そして前記平面板の表面には雪状の二酸化炭素がスプレーされ、前記雪状の二酸化炭素が、固体二酸化炭素粒子で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
更にこの方法に関する実施例の他の技術的側面においては、前記洗浄物質が、イオンガスであり、そして前記平面板の表面上に前記イオンガスがスプレーされるように構成されたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の開示は、ここに添付した図面を参照にしてその例示的実施形態に関して更に詳細に記載される。この開示は、以下に示す例示的実施形態を参照にして記載されたが、この開示は、それらの実施形態に制限されないことを理解すべきである。ここに記載された技術に関連した当業者であれば、追加的実施態様、変更態様、および各種の実施例、更に他の使用分野を十分に理解し、それらは本明細書の技術的範囲に属し、それらに関しては、本願開示事項は、本質的に有用であることを当然認識することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
半導体製造装置のための既存の洗浄方法と関連した上述の課題を解決するために、ここに開示した実施例は、効果的に、半導体ウエハに転写される裏面汚染物粒子を減少させる洗浄技術を開示する。一つ以上の洗浄物質が、加工室にある平面板（または他の構成要素）の表面に供給される。ポンプで加工室から空気が抜かれ、平面板（またはコンポーネント）上にある汚染物粒子と共に、洗浄物質が平面板の表面から取り除かれる。以下の説明は、平面板の洗浄に集中して説明する。しかしながら、本願明細書において記載されている例示的実施形態は、半導体製造装置の他の構成要素を洗浄するためにも容易に適していると理解されるべきである。
【００２４】
図1を参照にして、本願発明の実施例に係る裏面汚染物粒子を減少させるための例示システム100を示すブロック図が、示されている。システム100には、例えばターボ・ポンプ120および機械式ポンプ122に連結された加工室102が含まれる。この真空ポンプ（120および122）は、個々に又は組み合わせて、加工室102を所望の真空レベルにすることが出来る。加工室102は、半導体製造装置の一部であってもよくて、また一つ以上の半導体処理機能、例えば化学蒸着機能（CVD）、物理的蒸着機能（PVD）、イオン注入機能、またはプラズマエッチング機能、等として機能してもよい。
【００２５】
一つ以上のウエハを保持する平面板104は、加工室102に収納されている。この平面板104は、隣接する加工室（図示せず）へそれ等のウエハを移したり、あるいはそこからウエハを移したりする自動ウエハ処理アセンブリの一部であってもよい。自動的にウエハの積み降ろしを行なうウエハ積み降ろしメカニズムとして、平面板104は、概して複合表面コーティングを有する静電クランプを有している。但し、複合表面コーティング付き、あるいは無しの非静電クランプも、同様に用いることが出来るものと理解すべきである。
【００２６】
更にシステム100は、このシステム100の多くの他の構成要素を制御できる制御装置106を含むことが出来る。システム100は、制御装置106によって制御されて更にスプレーアーム110に連結する駆動アセンブリ108から、構成されている。スプレーアーム110の先端には、ノズル112が取り付けられている。洗浄物質の供給源114は、パイプライン116を介してスプレーアーム110に連結し、そして洗浄物質は、連接構造のノズル112へ、スプレーアーム110によって分配される。
【００２７】
洗浄物質の供給源114は、典型的には液体またはガス状態の一つ以上の洗浄物質が含まれる。好適な洗浄物質は、容易に入手可能であり、クリーンルーム内で容易に蓄積または取り扱うことが可能なガスまたは流体である。好適な洗浄物質は、少量でも分配でき、そしてその残余の蒸気が真空チャンバから容易に除去される物質である。この典型的な洗浄物質には、以下に限定されるものではないが、DI水、アルコール、二酸化炭素（例えば固体CO2粒子を有する雪状のCO2）、イオン化された乾燥空気、またはイオン化された乾燥窒素、などが含まれる。このイオン化された乾燥空気または窒素は、特に静電力によって平面板の表面に残留したそれらの粒子を除去するために効果的である。これらのイオン化されたガスは、例えば、Ion  Systems社から入手可能な商標AirForceと呼ばれるIonizing  Blow-Off  Gun装置で作り出すことが可能である。ある実施例によれば、所望の結果を達成するには、2つ以上の洗浄物質の組合せを使用することが有益である。例えば、DI水およびアルコールの混成物が、ノズル112に対してスプレーアーム110によって分配してもよい。このような2つ以上の洗浄物質のこの種の組合せも、ここでは1つの洗浄物質（すなわち、単数形で）と呼ぶことが出来る。
【００２８】
スプレーアーム110は、図1で示す望遠鏡タイプでもよいし、又は駆動アセンブリ108によって駆動され、制御装置106によって制御される他のタイプのいかなるアセンブリであってもよい。スプレーアーム110の動きによって、連接構造であるノズル112は、平面板104の表面に対して相対的な位置に配置することが可能である。概して、ノズル112は、平面板104の上部または近傍に配置されている。ある実施例によれば、ノズル112は、平面板104の上部ほぼ6インチで位置してもよい。
【００２９】
ノズル112は、ガス、液体または固体粒子の制御された流れをスプレーすることが出来る。すなわち、ノズル112による洗浄物質の流出率は、スプレー密度と同様に、例えば制御装置106によって制御することが出来る。スプレーアーム110およびノズル112は、平面板104の表面上に所望の入射角になるように調整することも可能である。スプレーする場合、ノズル112は静止しているままであってもよいし、或いは、スプレーアーム110は、所定パターン、単一ディメンジョンまたは複数ディメンジョンに、平面板104の表面全体で、ノズル112を動かすことが可能である。ノズル112の動きを調整し、また同じく流出率およびスプレー密度を制御することで、平面板104の表面は、選択された洗浄物質によってスプレー・コートされる。
【００３０】
平面板104を洗浄するのが望ましいときには、加工室102は、ほぼ大気圧（または、洗浄物質の熱力学的特性、真空ポンプの流出率、ポンプの休止時間および温度等により、ほぼ真空状態の圧力レベル）に調整され、平面板104は、安全位置に置かれるように構成されている。制御装置106は、自動的に又は操作オペレータによって、操作され、ノズル112を平面板104上に配置し、平面板の表面上に選択された洗浄物質をスプレーするように構成されている。それから、加工室102は、所望の真空レベル（例えばほぼ真空または10-7から10-6Torr程度の真空）までポンプで気圧を下げられる。洗浄物質が昇華するに従い（すなわち平面板104の表面が蒸発したら）、汚染物粒子は、加工室102の外、または加工室の床面上へ、除去される。次に、平面板104（および／または加工室102）は、低い粒子数を有するクリーンなウエハによって、オプションとして、任意に吸着処理される（ゲッターされる）。このクリーンなウエハは、平面板104へ短時間だけ移され、そしてカセットに戻され、平面板の表面上から汚染物粒子を更に減少させるために、上述のプロセスを繰り返してもよい。
【００３１】
駆動アセンブリ108、スプレーアーム110、ノズル112、洗浄物質の供給源114、およびパイプライン116は、全体として「洗浄物質送出メカニズム」と呼んでもよい。この洗浄物質送出メカニズムが、加工室102との関係で何処に配置されるかは、特に柔軟的に理解されるべきである。図1に示すように、洗浄物質送出メカニズム（スプレーアーム110を含む）および制御装置106の大部分は、外部に取り付けることが出来る。スプレーアーム110は、スプレーアーム110の動きに充分対応した密封された壁穴または切込みを介して、加工室102内に入るように構成してもよい。或いは図2に示すように、少なくとも一部の洗浄物質送出メカニズムが、加工室に載置されるように構成してもよい。
【００３２】
図2は、本願発明の実施例に係る裏面汚染物粒子を減少させるための例示システム200を例示するブロック図である。
【００３３】
システム100と比較して、システム200は、同様に、ターボ・ポンプ220および機械式ポンプ222に連結する加工室20が含まれている。平面板204は、加工室202に収納することが出来る。システム200は、制御装置206、および図示するようにスプレーアーム210を介してノズル212に連結する駆動アセンブリ208を含むことが出来る。図1で示すシステム100とは対照的に、システム200の駆動アセンブリ208は、加工室202または他の控え目な場所の角で、加工室202内部に載置されている。洗浄物質の供給源214は、加工室102の壁に設けた壁穴または切込み216を介して、スプレーアーム210に連接構造で構成してもよい。制御装置206が外部的に載置されているので、壁穴または切込み216は、制御装置206から駆動アセンブリ208までの電気制御ラインを収納してもよい。
【００３４】
図3は、本願発明の実施例に係る静電クランプから裏面汚染物粒子を減少させる典型的な方法を例示するフローチャートである。ESC平面板は、加工室または類似の真空チャンバ内部に設けることが出来る。ここに開示する典型的な方法の各ステップは、半導体処理工程がこの加工室において始まる前、又は工程完了後、工程の途中、或いは所望の如何なる時点でも、実行可能である。又これらの方法の各ステップは、所望の洗浄結果に達するために繰り返し実行可能である。
【００３５】
まずステップ302において、ウエハを載置しないでESC平面板を、例えば「安全」位置に停止させる。なお当業者であれば、この平面板を同様に他の位置に停止させてもよいと理解できる点は、留意されなければならない。
【００３６】
ステップ304において、加工室は、ほぼ大気の圧力に調整される。
【００３７】
ステップ306において、霧吹きノズルが、ESC平面板の上部空間に配置される。この霧吹きノズルは、微細霧を生成するように調整することが出来る。霧吹きノズルの流量率およびスプレー密度の調整は、概して、スプレーされる洗浄物質の特性、およびESC平面板の表面と洗浄物質間との予想される相互作用、とに依存することがある。
【００３８】
ステップ308において、ノズルは、ESC平面板の表面上にDI水の霧をスプレーすることが出来る。スプレーの間、そのノズルは、DI水滴が一様に表面全体にかかるように、ESC平面板の表面全体にわたり広く移動することが出来る。あるいは、霧吹きノズルは、連接構造であっても又連接構造でなくてもよく、定位置に固定されていてもよく、平面板が、ノズルの下方空間で広く移動するように構成してもよい。DI水の代わりに、DI水およびアルコールの混成または他の溶媒が、スプレーされることも出来る。あるいは、イオン化された乾燥空気またはイオン化された乾燥窒素が、平面板の表面をスプレーするために用いることも出来る。一般にこのノズルは、表面を覆うような穏やかな速度で、または吹き飛ばすように粒子を除去する比較的強い速度で、ESC平面板の表面に対して洗浄物質を供給することが出来る。更に、この洗浄物質のスプレーは、完全にはESC平面板の表面をカバーする必要はない。所望された場合または必要に応じて、正確な運動および／または霧吹きノズル（および／または平面板）の方向により、表面の指定された部分のみがスプレーされ、また洗浄されるように構成してもよい。
【００３９】
本願発明の一実施例によれば、雪状の二酸化炭素（CO2）が、洗浄物質として使われるように構成してもよい。この雪状のCO2は、効果的にESC平面板の表面から汚染物粒子を吹き飛ばし、又は他の表面相互作用により粒子を除去することが出来る固体CO2粒子で構成されている。この雪状のCO2は、液体CO2から固体CO2への変換およびCO2ガスで形成することが出来る。液体CO2は、高純度パイプラインを介して霧吹きノズルに届けられる。霧吹きノズルの内部で、このCO2の液体は、開口部で膨張し、固体CO2粒子およびCO2ガスの混成物に変化することが出来る。その後、この混合物は、洗浄目的のために、ESC平面板の表面に向けてスプレーされる。
【００４０】
ステップ310において、オプションとして、加工室は、所望の真空レベルまでポンプで気圧を下げられる。加工室からガスをポンプで排出すると、ESC平面板の表面から汚染物粒子を除去する洗浄物質の残渣を取り除くのを助けることが出来る。
【００４１】
ステップ314において、ESC平面板は、更にオプションとして、その汚染物粒子数を減らすために、クリーンなウエハによって任意に吸着処理する（ゲッターする）ように構成してもよい。
【００４２】
本願発明の実施例によれば、上記の洗浄方法は、ESC平面板から汚染物粒子の存在を著しく減らすことが出来る。1つの実験において、複合表面コーティングがされた200mmサイズのESCは、洗浄の前にほぼ24,933個の粒子数を有していた。上述のようにこの200mmサイズのESCがDI水霧スプレーを使用して洗浄された後は、その粒子数は、ほぼ11,374個（50%以上の減少）になった。他の実験においては、300mmサイズのESCは、半導体ワイプによって手動で洗浄された後に、ほぼ10,597個の粒子数を有することが明らかになった。しかしながら、同じ300mmサイズのESCは、DI水霧スプレーで洗浄された後には、約2,816個の粒子だけが残った。すなわち、それは従来の洗浄プロセスと比較して、70%程の粒子減少を実現することが出来たことになる。
【００４３】
上記構成から平面板をスプレーする代わりに、その洗浄物質が、平面板自体を経由して平面板の表面に供給されるように構成してもよい。図4は、この代案による方法を用いた裏面汚染物粒子を減少させるための例示システム400を例示するブロック図である。
【００４４】
システム400は、ターボ・ポンプ420および機械式ポンプ422に連結する加工室402を含むように構成されている。平面板404は、加工室402に収納されている。平面板404には、少なくとも一つのフィードスルー・チャネル（ガス供給口）412と、それに連結するパイプライン410を有している。このフィードスルー・チャネル412およびパイプライン410は、その上の平面板404及びいかなるウエハを冷やすための既存の冷却液供給システム（図示せず）の一部であってもよい。平面板404の上面に、冷却液を通す一つ以上のガスチャンネル（ガス排出口）を設けてもよい。
【００４５】
制御装置406が、パイプライン416および410を経由し、そしてフィードスルー・チャネル（ガス供給口）412を経由して、平面板404の表面へ、洗浄物質の供給源414からの洗浄物質の供給を制御している。
【００４６】
一旦フィードスルー・チャネル（ガス供給口）412を経由して供給されると、平面板404の表面全体での洗浄物質の流れおよび洗浄物質の分布を制御するのが望ましい。したがって平坦部材408は、洗浄物質が流される前に、平面板404の表面近傍の上部空間に、配置するのが望ましい。この平坦部材408の底面は、実質的に平坦であるか、或いは平面板404の表面と同程度の平坦であるように構成されている。一実施例によれば、この平坦部材408は、半導体ウエハまたは同様の形状をしたもので構成されている。平坦部材408は、小さなギャップ411が平坦部材408の底面と平面板404の表面との間に形成されることが出来るように、平面板404から、例えば僅かな距離（例えば0.02-0.5mm）に配置されるように構成されている。この小さなギャップ411が、平面板404の表面全体に洗浄物質を広げ、このようにして表面相互作用を高める役割を果たすことが出来る。平面板の表面のガスチャンネルは、洗浄物質を均等に分布させるのを容易にしている。
【００４７】
洗浄物質が平面板の表面に供給されると同時に、或いはその後に、加工室402は、平面板404からの汚染物粒子と共に洗浄物質の除去を容易にするために、所望の真空レベルまでポンプで減圧されるように構成されている。
【００４８】
上述のように、洗浄物質のための洗浄物質送出メカニズムは、既存の冷却剤送出システムを利用することが出来る。図5には、追加的サブシステム50を既存のガス冷却システムおよびバラスト・システムに組み込むことが出来る裏面汚染物粒子を減少させるための例示システム500を、開示するブロック図が示されている。
【００４９】
システム500において、平面板502が、傾斜／回転アセンブリ506に取り付けられている。ガス冷却システムおよびバラスト・システムは、バラストタンク520、ガスシステム522、バラスト弁516、エアベアリング512、パイプライン510、ガス冷却弁508、およびフィードスルー・チャネル（ガス供給口）504で構成されており、これ等は全体として半導体ウエハを冷却するのに役立っている。
追加的サブシステム50は、複数種類の洗浄物質（例えば洗浄物質1、洗浄物質2および洗浄物質3）の一つ以上の供給源で構成されている。これらの洗浄物質の供給源は、オン／オフ動作弁518およびパイプライン517を介して、二方弁514に連結されている。この二方弁514を使用して、追加的サブシステム50は、冷却ガスのための既存設備を利用することが出来る。この追加的サブシステム50は、ガス冷却装置のための制御モジュール（図示せず）に連結できる制御装置515から、更に構成してもよい。バルブ508および516と共に制御装置515は、サブシステム50の弁514および518を制御することができ、それによって平面板502への洗浄物質または冷却ガスのいずれかの流れを制御することが出来る。
【００５０】
本願発明の開示内容は、この明細書において記載されている特定の実施例によって、その範囲が制限されることはない。実際、当業者であれは、本願明細書と添付図面から、ここに記載されている事項に加えて、この開示内容に対して各種の実施形態および変更態様を創作することは、明らかである。このように、他の実施例および変更態様は、本願発明の権利範囲内である。更に、本願発明の開示内容は、特定の目的と特定の環境での特定の実施の目的のために記載されているが、当業者であれば、その有用性がこの開示内容に制限されないと理解出来ると共に、本願発明が、いかなる目的のための、いかなる環境においても、有益に実行可能であると認識することが可能である。したがって以下に記載する特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想に照らし合わせて広範囲な技術的範囲をカバーするものと解釈されなければならない。
【００５１】
本願発明を、より完全に理解するのを容易にするために、各要素は、具体的な番号を参照にして、添付図面により詳述される。これらの図面は、本願発明の範囲を制限するものではなく、単に技術説明のための記述的目的と理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本願発明の実施例に係る裏面汚染物粒子を減少させるための例示的システムを示すブロック図である。
【図２】本願発明の実施例に係る裏面汚染物粒子を減少させるための、他の例示的システムを示すブロック図である。
【図３】本願発明の実施例に係る、静電クランプから裏面汚染物粒子を減少させるための例示的方法を示すフローチャートである。
【図４】本願発明の実施例に係る裏面汚染物粒子を減少させるための例示的システムを示すブロック図である。
【図５】本願発明の実施例に係る裏面汚染物粒子を減少させるための、他の例示的システムを示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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