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Dokumentenidentifikation DE112005001550T5 16.05.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Sammlung von Chemikalien von einer Halbleiterscheibe
Anmelder Komatsu Denshi Kinzoku K.K., Hiratsuka, Kanagawa, JP
Erfinder Wakuda, Mariko, Hiratsuka, Kanagawa, JP;
Sato, Ichiro, Hiratsuka, Kanagawa, JP
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Aktenzeichen 112005001550
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 28.06.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2005/011835
WO-Veröffentlichungsnummer 2006001451
WO-Veröffentlichungsdatum 05.01.2006
Date of publication of WO application in German translation 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse H01L 21/66(2006.01)A, F, I, 20070215, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01N 1/28(2006.01)A, L, I, 20070215, B, H, DE   

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterscheibe und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sammlung von Verunreinigungen auf einem abgefasten Teil einer Halbleiterscheibe mit Chemikalien.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Zu den Verfahren zur Analyse der Menge und Konzentration von Verunreinigungen wie z.B. Metallen, die an der Oberfläche einer Siliziumscheibe haften, und zu den Verfahren zur Auswertung des Verschmutzungsgrades gehört ein Verfahren zur Analyse und Auswertung, das auf der Sammlung von Chemikalien basiert.

Bei Verfahren zur Analyse und Auswertung durch Sammlung von Chemikalien werden die Vorrichtung und das Verfahren vom jeweiligen Bereich der Siliziumscheibe bestimmt.

Bei der Analyse und Auswertung des flachen Teils auf der Vorderseite der Siliziumscheibe kommt ein in 1A und 1B gezeigter automatischer Tropfenscanner zur Anwendung.

1A ist eine Draufsicht auf den automatischen Tropfenscanner, 1B eine perspektivische Ansicht des automatischen Tropfenscanners.

Wie 1A und 1B zeigen, wird die Rückseite 10a der Siliziumscheibe 10 von einem nicht in der Zeichnung gezeigten Befestigungselement so gehalten und gleichzeitig abgestützt, dass sie sich in waagerechter Lage unbehindert drehen kann. Auf der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 sind ein Tropfenzuführarm 20 und ein Tropfenhalter 30 angeordnet. Der Tropfenhalter 30 wird mit Hilfe eines Vakuums an der Spitze des Tropfenzuführarms 20 gehalten. Der Tropfenzuführarm 20 hat eine gewisse Beweglichkeit and kann den Tropfenhalter 30 von der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 in Radiusrichtung A der Scheibe 10 verlagern. Außerdem ist die Höhe des Tropfenzuführarms 20 auf einen Vorgabewert eingestellt, und ein Tropfenauslass 30a des Tropfenhalters 30 ist nur so weit von der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 entfernt, dass er Chemikalien 40 halten kann. Ein Steuergerät 50 steuert den Antrieb des Tropfenzuführarms 20, und während sich der Tropfenhalter 30 in der Radiusrichtung A bewegt, steuert eine Drehantriebsquelle den Antrieb der Siliziumscheibe 10, so dass sich die Siliziumscheibe 10 dreht. Ein Behälter 60 zur Sammlung von Chemikalien 40 ist in einiger Entfernung von der Siliziumscheibe 10 angeordnet.

2A bis 2D veranschaulichen, wie der Tropfenhalter 30 Chemikalien 40 halten kann. 3 ist ein perspektivischer Querschnitt durch den Tropfenhalter 30.

Wie 2A und 2B zeigen, erhält der Tropfenhalter 30 Tropfen 41 über das Innere des Tropfenzuführarms 20, und diese fallen einzeln nacheinander aus dem Tropfenauslass 30a auf die Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10. Auf diese Weise nehmen Chemikalien 40 auf der Siliziumscheibe 10 nach und nach zu. Wenn die Chemikalien 40 schließlich den in 3 gezeigten Auslass R erreichen, kann ein Zustand beibehalten werden, in dem sich auf der Vorderseite eine Zugkraft der Chemikalien 40 entwickelt und der Tropfenhalter 30 die Chemikalien 40 mit der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 in Kontakt bringt (2C).

Wenn dann der Tropfenzuführarm 20 gesteuert angetrieben und der Tropfenhalter 30 in Radiusrichtung A verlagert wird, können die Chemikalien 40 zusammen mit dem Tropfenhalter 30 in der gleichen Richtung A verlagert werden. (2D).

Im Folgenden wird die Wirkungsweise des automatischen Tropfenscanners aus 1A und 1B erläutert.

4A zeigt in perspektivischer Ansicht die Bewegung des Tropfenhalters 30 in Radiusrichtung. 4B zeigt die Bewegungsbahn der Mitte 40c der Chemikalien 40 auf der Siliziumscheibe 10.

Bei Erreichen des Zustandes, in dem Chemikalien 40 vom Tropfenhalter 30 wie oben erwähnt gehalten werden, wird der Tropfenzuführarm 20 vom Steuergerät 50 angetrieben, wodurch der Tropfenhalter 30 in der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 positioniert wird. Wie 4A zeigt, wird die Drehantriebsquelle vom Steuergerät 50 so gesteuert, dass die Siliziumscheibe 10 mit konstanter Drehzahl gedreht wird, wobei gleichzeitig der Tropfenzuführarm 20 vom Steuergerät 50 so angetrieben wird, dass sich der Tropfenhalter 30 mit vorgegebener Geschwindigkeit (zum Beispiel einige mm je Umdrehung) in Radiusrichtung A bewegt. Der Tropfenhalter 30 dreht sich also im Verhältnis zur Siliziumscheibe 10 mit vorgegebener Geschwindigkeit in der Umfangsrichtung &ohgr; der Siliziumscheibe 10 und bewegt sich gleichzeitig mit vorgegebener Geschwindigkeit in der Radiusrichtung A der Siliziumscheibe 10. Wie 4B zeigt, wird infolge dessen die Mitte 40c der Chemikalien auf der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 in Umfangsrichtung &ohgr; abgetastet und bildet eine spiralförmige Bewegungsbahn, die von der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 ausgeht.

5A zeigt die Bewegungsbahn des letzten Umlaufs der Mitte 40c der Chemikalien. Während die Mitte 40c der Chemikalien vom Startpunkt S bis zum Endpunkt G abgetastet wird, bewegt sie sich um einen vorgegebenen Weg in Radiusrichtung A, weshalb die beiden Punkte in Radiusrichtung in verschiedener Lage sind.

5B zeigt einen Chemikaliensammelbereich 42, wo sich Verunreinigungen, die auf der Vorderseite der Siliziumscheibe 10 mit Chemikalien 40 in Kontakt kommen, in Chemikalien 40 auflösen und die Chemikalien 40 einschließlich der Verunreinigungen gesammelt werden, sowie ein Profil des Bereichs 43 außerhalb des Chemikaliensammelbereichs 42, wo keine Sammlung stattfindet. Der in 5B durch Schräglinien angedeutete Chemikaliensammelbereich 42 hat eine dem letzten Umlauf der in 5A gezeigten Bewegungsbahn entsprechende Form, weshalb verschiedene Abschnitte in der Umfangsrichtung der Siliziumscheibe 10 in Radiusrichtung unterschiedliche Längen aufweisen.

Die Chemikalien 40 mit den aufgelösten Verunreinigungen werden zur Sammlung in den Behälter 60 getragen, während sie noch vom Tropfenhalter 30 gehalten werden. Aus der Analyse der im Behälter 60 gesammelten Chemikalien 40 lässt sich der Verschmutzungsgrad des flachen Teils der Vorderseite der Siliziumscheibe 10 ableiten.

Im Folgenden wird die Vorrichtung zur Analyse und Auswertung des abgefasten Teils der Siliziumscheibe 10 beschrieben.

6 zeigt eine manuelle Chemikaliensammelvorrichtung zur manuellen Sammlung von Chemikalien am abgefasten Teil (Rand) der Siliziumscheibe 10.

Wie 6 zeigt, wird eine Sondervorrichtung 70 in der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 senkrecht zu deren Oberfläche in Längsrichtung angesetzt. In einem Behälter 80 wird eine schiffsbodenförmige Nut 81 gebildet, und die Chemikalien 40 sammeln sich in dieser Nut 81. Die Siliziumscheibe 10 steht senkrecht zum Behälter 80, und der abgefaste Teil 15 wird in die Chemikalien 40 getaucht. Unter Aufrechterhaltung des senkrechten Zustandes der Siliziumscheibe 10 wird die Sondervorrichtung 70 von Hand um 90 Grad gedreht, der abgefaste Teil 15 der Siliziumscheibe 10 legt in Kontakt mit den Chemikalien 40 eine Viertelumdrehung in Umfangsrichtung zurück, und die in diesem Bereich am abgefasten Teil 15 haftenden Verunreinigungen lösen sich in den Chemikalien 40 auf. 11B zeigt einen Sammelbereich 44 der Siliziumscheibe 10. Ein Bediener stellt eine Position ein, wo bei 0 Grad eine Kerbe 17 gebildet wird, und verifiziert zur Chemikaliensammlung visuell, dass sich die Sondervorrichtung 70 um eine Viertelumdrehung (90 Grad) aus der Position der Kerbe (0 Grad) dreht.

Der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 der Siliziumscheibe 10 kann durch Analyse der aus dem Behälter 80 gesammelten Chemikalien 40 ausgewertet werden. Dazu ist zu sagen, dass die Sammlung der Chemikalien im Reinraum erfolgt.

Die manuelle Chemikaliensammelvorrichtung wird unten in Patentschrift 1 geoffenbart.

Außerdem wird unten in Patentschrift 2 und 3 eine automatische Chemikaliensammelvorrichtung geoffenbart, die aus einer Haltevorrichtung und einer Drehvorrichtung besteht und Chemikalien automatisch vom abgefasten Teil (Rand) sammelt, indem eine Siliziumscheibe 10 mittels der Drehvorrichtung gedreht wird, während die Siliziumscheibe 10 mittels der Haltevorrichtung wie im Fall der manuellen Chemikaliensammelvorrichtung in senkrechter Lage gehalten wird.

  • Patentschrift 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-77492
  • Patentschrift 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-92889
  • Patentschrift 3: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 11-204604

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Durch die Erfindung zu lösende Probleme

Die Probleme im oben erwähnten Stand der Technik werden im Folgenden beschrieben.

Bei dem in 1A und 1B gezeigten und anhand von 5A und 5B erläuterten automatischen Tropfenscanner bildet die Tropfenmitte 40c beim letzten Umlauf eine spiralförmige Bewegungsbahn, weshalb der Chemikaliensammelbereich 42 mit dem Problem der Instabilität zu kämpfen hat. Bei der Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades auf der flachen Vorderseite der Siliziumscheibe 10 kann sich also ein Fehler ergeben.

Die Höhe des Tropfenhalters 30 ist so festgelegt, dass die Chemikalien 40 auf der flachen Vorderseite gehalten werden können, weshalb die Chemikalien 40 auch, wenn der Tropfenhalter 30 zum abgefasten Teil 15 verlagert wird, nicht in den abgefasten Teil 15 gedreht werden können. Der abgefaste Teil 15 kann also mit diesem automatischen Tropfenscanner nicht analysiert und ausgewertet werden.

Bei der manuellen Chemikaliensammelvorrichtung nach 6 tritt das Problem von bedienerbedingten Unterschieden im Sammelbereich auf, was dort zu Instabilität führen kann, da die Sammlung von Hand erfolgt. Bei der Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades am abgefasten Teil 15 der Siliziumscheibe 10 kann sich also ein Fehler ergeben.

Außerdem lassen sich die Analyse und Auswertung des abgefasten Teils 15 nicht genau durchführen, da auch ein anderer Bereich als der abgefaste Teil 15 in die Chemikalien eingetaucht wird, weil der abgefaste Teil 15 in Senkrechtstellung der Siliziumscheibe 10 in die Chemikalien 40 eingetaucht wird. Das wird anhand von 7 erklärt.

7 ist ein Querschnitt durch den äußeren Randabschnitt der Siliziumscheibe 10. Die Siliziumscheibe 10 besteht aus einem flachen Teil 11, der den flachen Teil der Vorderseite 10a bildet, dem abgefasten Teil 15 und einem flachen Teil 16, der den flachen Teil der Rückseite 10b bildet. Der abgefaste Teil 15 besteht aus einem Schrägteil 12 auf der Vorderseite, die zu diesem Zweck in einem vorgegebenen Winkel relativ zum flachen Teil 11 auf der Vorderseite 10a angeschnitten wird, einem geraden Mittelteil 13, dessen Oberfläche senkrecht zu den flachen Teilen 11 und 16 der Vorder- und Rückseite verläuft, und einem Schrägteil 14 auf der Rückseite, die zu diesem Zweck in einem vorgegebenen Winkel relativ zum flachen Teil 16 auf der Rückseite 10b angeschnitten wird.

Wenn der abgefaste Teil 15 in Senkrechtstellung der Siliziumscheibe 10 in die Chemikalien 40 eingetaucht wird, kommen die Chemikalien 40 vom geraden Mittelteil 15 bis zu einer um einen vorgegebenen Abstand &Dgr;X entfernten Stelle mit der Oberfläche in Kontakt. Der Chemikaliensammelbereich 44 umfasst nicht nur den abgefasten Teil 15, sondern auch die flachen Teile 11 und 16 auf der Vorder- und Rückseite. Die an den flachen Teilen 11 und 16 auf der Vorder- und Rückseite haftenden Verunreinigungen geraten also ebenfalls in die Chemikalien 40. Insbesondere enthalten die Verunreinigungen am flachen Teil 16 auf der Rückseite solche, die infolge von Beschädigung etc. nur dort auftreten und stark von der jeweiligen Art der Siliziumscheibe abhängen. Die Analyse- und Auswertungsergebnisse des Verschmutzungsgrades werden also weitgehend vom Verschmutzungsgrad der Rückseite 1b beeinflusst, und der Verschmutzungsgrad am abgefasten Teil 15 kann nicht genau analysiert und ausgewertet werden.

Obwohl diese Arbeit im Reinraum erfolgt, ist, da sie von Hand durchgeführt wird, Kontamination durch aus den oben liegenden Chemikalien 40 in die Chemikalien 40 fallende Verunreinigungen möglich, was Fehler in den Analyse- und Auswertungsergebnissen zur Folge hat.

Da die Sammlung wie in 11B gezeigt unter Sichtkontrolle des Drehwinkels erfolgt, beschränkt sich der Sammelbereich auf einen Bereich, in dem der Winkel durch Sichtkontrolle verifiziert werden kann, d.h. 90 Grad, 180 Grad, 270 Grad und 360 Grad (komplette Umdrehung) von der Kerbe 17 (0 Grad) aus gemessen. Der Start- und der Schlusswinkel der Sammlung sind also begrenzt, und die Chemikalien 40 können nicht immer beim gewünschten Start- und Schlusswinkel und im gewünschten Bereich gesammelt werden.

Wenn die Chemikalien 40 andererseits mittels der automatischen Chemikaliensammelvorrichtung vom abgefasten Teil 15 gesammelt werden, lässt sich, auch wenn die oben beschriebenen mit manuellem Betrieb verbundenen Probleme nicht eintreten, das Problem der Genauigkeit der Analyse- und Auswertungsergebnisse nicht vermeiden, da die Siliziumscheibe 10 weiterhin in Aufrechtstellung in die Chemikalien 40 eingetaucht wird und, wie 7 veranschaulicht, Verunreinigungen aus außerhalb des abgefasten Teils 15 liegenden Bereichen (insbesondere aus dem flachen Teil 16 auf der Rückseite) die Genauigkeit beeinträchtigen können. Da außerdem die Siliziumscheibe 10 in Aufrechtstellung ist und die Scheibe 10und das Betätigungsteil der Vorrichtung oberhalb der Chemikalien 40 angeordnet sind, können Verunreinigungen aus nicht in den Chemikalien 40 liegenden Bereichen von oben in diese geraten.

Wie bereits gesagt ist der automatische Tropfenscanner gemäß 1A und 1B ein Sondergerät zur Sammlung der Chemikalien 40 vom flachen Teil 11 auf der Vorderseite, und die manuelle Chemikaliensammelvorrichtung gemäß 6 und die automatische Chemikaliensammelvorrichtung sind Sondergeräte zur Sammlung der Chemikalien 40 vom abgefasten Teil 15; wenn also der Verschmutzungsgrad auf dem flachen Teil 11 und dem abgefasten Teil 15 analysiert und ausgewertet werden soll, müssen zwei Vorrichtungen verwendet und zwei Siliziumscheiben bereitgestellt werden und die Arbeitsvorgänge separat ablaufen. Das beeinträchtigt die Betriebseffizienz, da diese Arbeit viel Zeit und Mühe erfordert.

Die vorliegende Erfindung setzt sich die Lösung der oben beschriebenen Probleme zum Ziel.

Die vorliegende Erfindung ist so ausgelegt, dass nicht vom abgefasten Teil 15 stammende Verunreinigungen nicht in die Chemikalien 40 geraten, wodurch eines der Probleme gelöst wird und der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 mit hoher Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

Außerdem ist die vorliegende Erfindung so ausgelegt, dass die gesamten Chemikalien 40 vom ganzen flachen Teil 11 auf der Vorderseite gesammelt werden, wodurch eines der Probleme gelöst wird und der Verschmutzungsgrad des flachen Teils 11 auf der Vorderseite mit hoher Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

Außerdem besteht die vorliegende Erfindung aus einer Einzeleinheit, die nur eine Siliziumscheibe 10 verwendet und die Chemikalien der Reihe nach vom flachen Teil 11 auf der Vorderseite und vom abgefasten Teil 15 sammeln kann, wodurch eines des Probleme gelöst und die Effizienz des Vorgangs gesteigert wird.

Die vorliegende Erfindung löst außerdem eines der Probleme dadurch, das ein gewünschter Start- und Endpunkt für die Sammlung sowie ein gewünschter Sammelbereich bei der Sammlung der Chemikalien 40 auf dem abgefasten Teil 15 eingestellt werden können.

Mittel zur Lösung der Probleme

Eine erste Erfindung ist ein Verfahren zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe, wobei Verunreinigungen enthaltende Chemikalien durch Abtasten der Chemikalien in Umfangsrichtung in einem Zustand gesammelt werden, in dem die Chemikalien mit der Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt gebracht werden, bestehend aus:

einem ersten Prozess der Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Bestimmen, auf dem flachen Teil auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe, einer Position der Chemikalien in Radiusrichtung, in der diese mit einem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich in Kontakt kommen können, und durch Abtasten in Umfangsrichtung; und

einem zweiten Prozess der Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Bestimmen der Position der Chemikalien in Radiusrichtung, in der diese sowohl mit dem Grenzbereich als auch mit dem abgefasten Teil der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen können, und durch Abtasten in Umfangsrichtung.

Eine zweite Erfindung ist eine Vorrichtung zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe, wobei Verunreinigungen enthaltende Chemikalien durch Bewegen eines Tropfenhalters in Radiusrichtung der Halbleiterscheibe gesammelt werden, während der Tropfenhalter relativ zur Umfangsrichtung der Halbleiterscheibe gedreht wird, in einem Zustand, in dem die Chemikalien mittels des Tropfenhalters mit einer Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt gebracht werden, bestehend aus:

einem ersten Steuermittel zur Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Positionieren des Tropfenhalters in einer Position in Radiusrichtung, in der die Chemikalien mit einem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich auf einem flachen Teil auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen können, und durch Drehen des Tropfenhalters relativ zur Umfangsrichtung der Halbleiterscheibe; und

einem zweiten Steuermittel zur Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Positionieren des Tropfenhalters in einer Position in Radiusrichtung, in der die Chemikalien sowohl mit dem abgefasten Teil als auch mit dem Grenzbereich der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen können, und durch Drehen des Tropfenhalters relativ zur Umfangsrichtung der Halbleiterscheibe.

Eine dritte Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuermittel in der zweiten Erfindung einen Abstand zwischen dem Tropfenhalter und der Halbleiterscheibe so einstellt, dass die Chemikalien in den abgefasten Teil gedreht werden.

Eine vierte Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuermittel in der zweiten Erfindung den Tropfenhalter aus einem gewünschten Startpunkt zu einem Endpunkt relativ zu einer Umfangsrichtung am Umfang der Halbleiterscheibe dreht.

Gemäß der ersten bis vierten Erfindung und wie in 8A und 8B gezeigt, wird eine Position der Chemikalien 40 in Radiusrichtung (mit Abstand R zwischen der Mitte 40c der Chemikalien und der Mitte 10c der Scheibe) so bestimmt, dass auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe 10 der an den abgefasten Teil 15 angrenzende Grenzbereich mit den Chemikalien 40 in Kontakt kommen kann, wobei die Abtastung in Umfangsrichtung &ohgr; erfolgt und die Chemikalien 40 einschließlich der Verunreinigungen gesammelt werden.

Dann wird wie in 9 gezeigt eine Position in Radiusrichtung der Chemikalien 40 so bestimmt, dass sowohl der abgefaste Teil 15 der Halbleiterscheibe 10 als auch der Grenzbereich 11a mit den Chemikalien 40 in Kontakt kommen können, wobei die Abtastung in Umfangsrichtung &ohgr; erfolgt und die Chemikalien 40 einschließlich der Verunreinigungen gesammelt werden.

Bei der in 9 gezeigten dritten Erfindung ist der Abstand zwischen dem Tropfenhalter 30 und der Halbleiterscheibe 10 so eingestellt, dass die Chemikalien 40 in den abgefasten Teil 15 gedreht werden. Spezifisch gesehen wird die Höhe des Tropfenhalters 30 eingestellt.

Bei der vierten Erfindung wird, wie in 9 gezeigt, während des Abtastens in Umfangsrichtung &ohgr; der Tropfenhalter 30 aus dem gewünschten Startpunkt S2 am Umfang der Halbleiterscheibe 10 relativ zur Umfangsrichtung in einen in 11A gezeigten Endpunkt G2 gedreht.

Eine fünfte Erfindung ist ein Verfahren zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe, wobei Verunreinigungen enthaltende Chemikalien durch Abtasten der Chemikalien in Umfangsrichtung in einem Zustand gesammelt werden, in dem die Chemikalien mit einer Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt sind, bestehend aus:

einem ersten Prozess, in dem die Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Abtasten in Umfangsrichtung gesammelt werden, während die Chemikalien zur Bewegung in Radiusrichtung aus einer Mitte der Scheibe in einen Grenzbereich auf einer Vorderseite der Halbleiterscheibe veranlasst werden, der an einen abgefasten Teil angrenzt; und

einem zweiten Prozess, in dem die Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Festlegen einer Position der Chemikalien in Radiusrichtung zu einem Zeitpunkt gesammelt werden, zu dem eine Position der Chemikalien in Radiusrichtung erreicht ist, in der die Chemikalien mit dem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich in Kontakt kommen können, und durch Abtasten in Umfangsrichtung.

Gemäß der fünften Erfindung werden, wie in 4A und 4B gezeigt, die Chemikalien 40 einschließlich der Verunreinigungen durch Abtasten in Umfangsrichtung &ohgr; gesammelt, während die Chemikalien 40 zur Bewegung in Radiusrichtung A aus der Mitte 10c der Scheibe auf dem flachen Teil 11 der Halbleiterscheibe 10 in den an den abgefasten Teil 15 abgrenzenden Grenzbereich veranlasst werden. Dann wird, wie in 8A und 8B gezeigt, die Position der Chemikalien 40 in Radiusrichtung (Abstand R ist eingestellt) zu einem Zeitpunkt festgelegt, zu dem die Position der Chemikalien 40 in Radiusrichtung erreicht ist, in welcher der abgefaste Teil 15 und der Grenzbereich 11a mit den Chemikalien 40 in Kontakt kommen können, wobei die Abtastung in Umfangsrichtung &ohgr; erfolgt und die Chemikalien 40 einschließlich der Verunreinigungen gesammelt werden.

Auswirkungen der Erfindung

Gemäß der ersten bis vierten Erfindung umspannen die Chemikalien 40, wie in 10 gezeigt, den ganzen Bereich in Umfangsrichtung der Siliziumscheibe 10 und sind sowohl mit dem abgefasten Teil 15 als auch mit dem Grenzbereich 11a (einem Chemikaliensammelbereich 46) in Kontakt, und am abgefasten Teil 15 haftende Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Zu diesem Zeitpunkt wurden die am Grenzbereich 11a haftenden Verunreinigungen bereits gesammelt, und zwar in dem in 8A gezeigten Sammelprozess auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite. Die Verunreinigungen im Grenzbereich 11a geraten also nicht in die Chemikalien 40, auch wenn ein Teil der Chemikalien 40 wie in 10 gezeigt mit dem Grenzbereich 11a in Kontakt ist, und nur die am abgefasten Teil 15 haftenden Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Da wie oben gezeigt nur die am abgefasten Teil 15 der Siliziumscheibe 10 haftenden Verunreinigungen in den Chemikalien 40 aufgelöst werden, können die Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades auf dem abgefasten Teil 15 mit hoher Genauigkeit erfolgen.

Bei Erfindungen eins bis vier kommen ein automatischer Tropfenscanner (1A und 1B) und eine Siliziumscheibe 10 zur Anwendung, und die Chemikaliensammlung kann der Reihe nach auf dem flachen Teil 11 und dem abgefasten Teil 15 auf der Vorderseite erfolgen, wodurch die Betriebseffizienz dramatisch verbessert wird.

Gemäß der vierten Erfindung können, wie in 11A gezeigt, der Startpunkt und der Endpunkt der Sammlung wie gewünscht eingestellt werden, und die Sammlung der Chemikalien 40 auf dem abgefasten Teil 15 kann in einem gewünschten Bereich 46 erfolgen, wodurch die Flexibilität bei der Bestimmung des Chemikaliensammelbereichs erhöht wird.

Gemäß der fünften Erfindung können die Chemikalien 40 ausnahmslos auf dem ganzen Bereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite gesammelt werden, weshalb die Analyse und die Auswertung des Verschmutzungsgrades des flachen Teils 11 auf der Vorderseite mit hoher Genauigkeit erfolgen können.

Außerdem können gemäß Erfindung eins bis vier die Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite und auf dem abgefasten Teil 15 an einer einzigen Siliziumscheibe 10 durchgeführt werden, weshalb die Genauigkeit der Analyse und Auswertung höher ist als beim Stand der Technik, wo der Verschmutzungsgrad anhand von mehreren Scheiben analysiert und ausgewertet wird und jeweils eine für den flachen Teil 11 auf der Vorderseite und eine für den abgefasten Teil 15 verwendet wird.

BESTES VERFAHREN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Ein die vorliegende Erfindung betreffendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe und das beste Verfahren zur Durchführung der Erfindung werden anhand der Zeichnungen im Folgenden erklärt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt ein in 1A und 1B gezeigter automatischer Tropfenscanner zur Anwendung. Die Sammlung erfolgt der Reihe nach auf einem flachen Teil 11 auf der Vorderseite und auf einem abgefasten Teil 15 an einer einzigen Siliziumscheibe 10 mit Hilfe des in 1A und 1B gezeigten automatischen Tropfenscanners.

1A ist eine Draufsicht auf den automatischen Tropfenscanner, 2B eine perspektivische Ansicht des automatischen Tropfenscanners.

Wie 1A und 1B zeigen, wird eine Rückseite 10a der Halbleiterscheibe 10 von einem nicht in den Zeichnungen gezeigten Befestigungselement in waagerechter Lage gehalten und gleichzeitig drehbar abgestützt. Auf der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 sind ein Tropfenzuführarm 20 und ein Tropfenhalter 30 angeordnet. Der Tropfenhalter 30 wird mit Hilfe eines Vakuums an der Spitze des Tropfenzuführarms 20 gehalten. Der Tropfenzuführarm 20 hat eine gewisse Flexibilität and kann den Tropfenhalter 30 von der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 in Radiusrichtung A der Scheibe 10 verlagern. Außerdem hat der Tropfenzuführarm 20 eine gewisse Flexibilität, die ihn zur Verlagerung des Tropfenhalters 30 in Höhenrichtung H befähigt. Ein Abstand zwischen der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 und dem Chemikalienauslass 30a des Tropfenhalters 30 wird durch Einstellen der Höhe des Tropfenhalters 30 auf den gewünschten Wert gebracht.

Ein Steuergerät 50 steuert den Antrieb des Tropfenzuführarms 20, und der Tropfenhalter 30 bewegt sich gleichzeitig in Umfangsrichtung A und in Höhenrichtung H. Das Steuergerät 50 steuert außerdem eine Drehantriebsquelle der Siliziumscheibe 10, so dass sich die Siliziumscheibe 10 dreht. Ein Behälter 60 zur Sammlung von Chemikalien 40 ist in einiger Entfernung von der Siliziumscheibe 10 angeordnet.

2A bis 2D veranschaulichen, wie der Tropfenhalter 30 die Chemikalien 40 hält. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts durch den Tropfenhalter 30.

Wie 2A und 2B zeigen, erhält der Tropfenhalter 30 Tropfen 41 über das Innere des Tropfenzuführarms 20, und diese fallen einzeln nacheinander aus einem Tropfenauslass 30a auf die Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10. Auf diese Weise nehmen die Chemikalien 40 auf der Siliziumscheibe 10 nach und nach zu. Wenn die Chemikalien 40 schließlich den in 3 gezeigten Auslass R erreichen, kann ein Zustand beibehalten werden, in dem sich auf der Vorderseite eine Zugkraft der Chemikalien 40 entwickelt und der Tropfenhalter 30 die Chemikalien 40 mit der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 in Kontakt bringt (2C).

Wenn dann der Tropfenzuführarm 20 gesteuert angetrieben und der Tropfenhalter 30 in Radiusrichtung A verlagert wird, können die Chemikalien 40 zusammen mit dem Tropfenhalter 30 in der gleichen Richtung A verlagert werden. (2D).

Im Folgenden wird die Wirkungsweise des automatischen Tropfenscanners aus 1A und 1B erläutert.

(Ausführungsbeispiel 1) (Sammlung auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite)

4A zeigt in Seitenansicht die Bewegung des Tropfenhalters 30 in Radiusrichtung. 4B zeigt die Bewegungsbahn der Mitte 40c der Chemikalien 40 auf der Siliziumscheibe 10.

Bei der Chemikaliensammlung auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite wird die Höhe des Tropfenhalters 30 so eingestellt, dass die Chemikalien 40 in einem Zustand bleiben können, in dem sie den flachen Teil 11 auf der Vorderseite berühren.

Wenn ein Zustand erreicht ist, in dem die Chemikalien 40 durch das in 2A bis C gezeigte Verfahren am Tropfenhalter 30 gehalten werden können, steuert das Steuergerät 50 den Tropfenzuführarm 20 an, und der Tropfenhalter 30 wird in der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 positioniert. Wie 4A zeigt, wird die Drehantriebsquelle vom Steuergerät 50 so gesteuert, dass die Siliziumscheibe 10 mit vorgegebener Drehzahl gedreht wird, wobei gleichzeitig der Tropfenzuführarm 20 vom Steuergerät 50 so angetrieben wird, dass sich der Tropfenhalter 30 mit vorgegebener Geschwindigkeit (zum Beispiel einige mm je Umdrehung) in Radiusrichtung A bewegt. Der Tropfenhalter 30 dreht sich also im Verhältnis zur Siliziumscheibe 10 mit vorgegebener Geschwindigkeit in der Umfangsrichtung &ohgr; der Siliziumscheibe 10 und bewegt sich gleichzeitig mit vorgegebener Geschwindigkeit in der Radiusrichtung A der Siliziumscheibe 10. Wie 4B zeigt, wird infolge dessen die Mitte 40c der Chemikalien auf der Vorderseite 10a der Siliziumscheibe 10 in Umfangsrichtung &ohgr; abgetastet und bildet eine spiralförmige Bewegungsbahn, die von der Mitte 10c der Siliziumscheibe 10 ausgeht.

Wenn der Tropfenhalter 30 in Radiusrichtung eine Position erreicht, in der, auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite der Siliziumscheibe 10, der an den abgefasten Teil 15 angrenzende Grenzbereich mit dem Tropfenhalter 30 in Kontakt kommen kann, unterbricht das Steuergerät 50 die Bewegung des Tropfenhalters 30 in Radiusrichtung A, so dass die gegenwärtige Position in Radiusrichtung beibehalten wird. Das Verhältnis zwischen den Positionen der Siliziumscheibe 10 und des Tropfenhalters 30 zu diesem Zeitpunkt ist in 8B zu sehen.

Danach dreht das Steuergerät 50 die Siliziumscheibe 10 um eine Umdrehung in eine Lage, in der die Position der Chemikalien 40 in Radiusrichtung A wie in 8B gezeigt bestimmt und beibehalten wird. Die Abtastung erfolgt also wie in 8A gezeigt in Umfangsrichtung &ohgr;, während die Mitte 40c der Chemikalien von einem Startpunkt S1 bis zu einem Endpunkt G1 den selben Radialabstand R beibehält. Die Mitte 40c der Chemikalien zieht einen perfekten Kreis um die Mitte 10c der Scheibe. Die Verunreinigungen in dem an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite werden also in den Chemikalien 40 aufgelöst. Dazu ist zu sagen, dass die Abtastung vom Startpunkt S1 zum Endpunkt G1 auch zweimal oder mehrmals erfolgen kann und die Abtastung auch so durchgeführt werden kann, dass nach der Abtastung vom Startpunkt S1 zum Endpunkt G1 die Mitte 10c der Chemikalien vom Endpunkt G1 zum Startpunkt S1 zurückkehrt.

Wie oben gezeigt, können die Chemikalien 40 ausnahmslos auf dem ganzen Bereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite der Siliziumscheibe 10 gesammelt werden. Der Chemikaliensammelbereich 45 ist, wie 8A zeigt, der komplette Teil (der flache Teil 11 auf der Vorderseite) mit Ausnahme des (durch Schräglinien angedeuteten) abgefasten Teils 15 auf der Vorderseite 1a.

Die Chemikalien 40, in der die Verunreinigungen aufgelöst sind, wird zur Sammlung im Behälter 60 zum Behälter 60 getragen, während sie noch vom Tropfenhalter 30 gehalten wird. Der Verschmutzungsgrad des flachen Teils 11 auf der Vorderseite der Siliziumscheibe 10 kann durch Analyse der im Behälter 60 gesammelten Chemikalien 40 ausgewertet werden.

Wie oben gezeigt, sind die Chemikalien 40 ausnahmslos mit dem ganzen Bereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite der Siliziumscheibe 10 in Kontakt, weshalb der Verschmutzungsgrad des flachen Teils 11 auf der Vorderseite mit hoher Stabilität und Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

Wenn man die vorliegende Erfindung mit dem in 5A und 5B gezeigten Stand der Technik vergleicht, bildet die Mitte 40c der Chemikalien nach dem Stand der Technik beim letzten Umlauf eine spiralförmige Bewegungsbahn, so dass die Chemikalien 40 nicht von allen Abschnitten des flachen Teils 11 auf der Vorderseite gesammelt werden; gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Bewegungsbahn rein kreisförmig in einem Zustand, in dem die Chemikalien 40 in einer Position gehalten werden, in der sie mit dem an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich in Kontakt sein können, weshalb die Chemikalien 40 vom ganzen Bereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite gesammelt werden können.

(Sammlung auf dem abgefasten Teil 15)

9 veranschaulicht in Seitenansicht die relativen Positionen des Tropfenhalters 30 und der Siliziumscheibe 10, wenn die Chemikalien vom abgefasten Teil 15 gesammelt werden. 10 veranschaulicht in Seitenansicht die relativen Positionen des äußeren Teils der Siliziumscheibe 10 und der Chemikalien 40.

Wie bereits erwähnt, verlagert das Steuergerät 50 nach der Sammlung der Chemikalien auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite, wie auch in 9 gezeigt, den Tropfenhalter 30 weiter in Radiusrichtung A und lässt den Tropfenhalter 30 zur gleichen Zeit herunter und bringt den Tropfenhalter 30 in eine Position, in der die Chemikalien 40 sowohl mit dem abgefasten Teil 15 der Siliziumscheibe 10 als auch mit dem an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich 11a auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite in Kontakt kommen können. Wenn also ein Zustand erreicht ist, in dem die Chemikalien 40 sowohl mit dem abgefasten Teil 15 als auch mit dem Grenzbereich 11a in Kontakt kommen kann, hält das Steuergerät 50 die Bewegung des Tropfenhalters 30 in Radiusrichtung A und Höhenrichtung H an.

Daraufhin dreht das Steuergerät 50 die Siliziumscheibe 10 um eine Umdrehung und tastet die Mitte 40c des Tropfens in der Umfangsrichtung &ohgr; der Siliziumscheibe 10 in einem Zustand ab, in dem der Tropfenhalter 30 in Radius- und Höhenrichtung auf die in 9 gezeigte Position eingestellt ist. Dazu ist zu sagen, dass die Abtastung auch zweimal oder mehrmals erfolgen kann und die Abtastung auch so durchgeführt werden kann, dass nach der Abtastung vom Startpunkt zum Endpunkt die Mitte 10c des Tropfens vom Endpunkt zum Startpunkt zurückkehrt.

Wie in 10 gezeigt, umspannen die Chemikalien 40 daher den ganzen Bereich in der Umfangsrichtung der Siliziumscheibe 10 und kommen sowohl mit dem abgefasten Teil 15 als auch mit dem Grenzbereich 11a (dem Chemikaliensammelbereich 46) in Kontakt, und die am abgefasten Teil 15 haftenden Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Zu diesem Zeitpunkt sind die am Grenzbereich 11a haftenden Verunreinigungen bereits im letzten in 8A gezeigten Prozess vom flachen Teil 11 auf der Vorderseite gesammelt worden. Die Verunreinigungen des Grenzbereichs 11a geraten also nicht in die Chemikalien 40, auch wenn ein Teil der Chemikalien 40 wie in 10 gezeigt mit dem Grenzbereich 11a in Kontakt ist, und nur die am abgefasten Teil 15 haftenden Verunreinigungen lösen sich in den Chemikalien 40 auf.

Die Chemikalien 40, in denen die Verunreinigungen aufgelöst sind, werden zur Sammlung im Behälter 60 zum Behälter 60 getragen, während sie noch vom Tropfenhalter 30 gehalten werden. Der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 der Siliziumscheibe 10 kann durch Analyse der im Behälter 60 gesammelten Chemikalien 40 ausgewertet werden.

Wie oben gezeigt, werden nur die Verunreinigungen auf dem abgefasten Teil 15 der Siliziumscheibe 10 in den Chemikalien 40 aufgelöst, so dass der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 mit hoher Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

Wenn man die vorliegende Erfindung mit dem in 7 gezeigten Stand der Technik vergleicht, ergibt sich, dass beim Stand der Technik ein Verfahren zur Anwendung kommt, wobei die Siliziumscheibe 10 in Senkrechtstellung gebracht und in die Chemikalien 40 eingetaucht wird; Verunreinigungen auf dem flachen Teil 16 auf der Rückseite und auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite bzw. von oben fallende Verunreinigungen geraten also in die Chemikalien 40, so dass der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 nicht genau analysiert und ausgewertet werden kann, während die Chemikalien 40 bei der vorliegenden Erfindung nur mit dem abgefasten Teil 15 und dem Grenzbereich 11a (dem Chemikaliensammelbereich 46) in Kontakt kommen und, da die Verunreinigungen bereits aus dem Grenzbereich 11a entfernt wurden, nur die Verunreinigungen auf dem abgefasten Teils 15 in die Chemikalien 40 geraten und der Verschmutzungsgrad daher mit hoher Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

Die Zusammensetzung der Chemikalien 40 wird im Folgenden beschrieben.

Wie 9 zeigt, ist es, da die Chemikalien 40 aus dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite in den abgefasten Teil 15 gedreht werden, wünschenswert, dass die Zusammensetzung der Chemikalien 40 eine gute Haftung an der Siliziumscheibe 10 gewährleistet.

Die Haftung der Chemikalien 40 kann durch Erhöhen der Viskosität und der Oxidationsfähigkeit der Chemikalien 40 verbessert werden. Anders ausgedrückt, die Haftung kann durch Erhöhen der Viskosität der Chemikalien 40 verbessert werden. Außerdem können die Wasser anziehenden Eigenschaften verstärkt und die Haftung durch Erhöhen der Oxidationsfähigkeit der Chemikalien verbessert werden.

In einem Versuch wurde eine zubereitete wässrige Lösung der aus Fluor und Salpetersäure bestehenden Chemikalien 40 auf eine Viskosität gebracht, bei der die Chemikalien 40 wie in 9 gezeigt vom flachen Teil 11 auf der Vorderseite in den abgefasten Teil 15 gedreht werden können. Daraus ergibt sich eine gute Haftung.

(Ausführungsbeispiel 2)

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 werden die Chemikalien 40 bei der Sammlung auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite wie in 4A gezeigt zur Abtastung in Umfangsrichtung veranlasst, während sie mit fester Geschwindigkeit in Radiusrichtung A bis zum an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich verlagert werden, woraus sich eine spiralförmige Bewegungsbahn ergibt.

Es kann jedoch auch eine rein kreisförmige Bewegungsbahn entstehen, wenn die Bewegung mit vorgegebener Teilung in Radiusrichtung erfolgt, nachdem die Abtastung in Umfangsrichtung um ein oder mehr Umdrehungen in einem Zustand durchgeführt wurde, in dem die Position des Tropfens 40 in Radiusrichtung festgelegt ist, und wenn wiederholt ein Vorgang abläuft, der Abtastung in Umfangsrichtung im selben Zustand veranlasst, in dem die Position des Tropfens 40 in Radiusrichtung festgelegt ist. Wenn die Chemikalien ausnahmslos im ganzen Bereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite gesammelt werden, gibt es keinen Grund, warum die Bewegungsbahn der Chemikalien 40 (Mitte 40c der Chemikalien) auf die in 4B gezeigte Spiralform begrenzt werden sollte.

(Ausführungsbeispiel 3)

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 und 2 tasten die Chemikalien 40 die ganze Oberfläche des flachen Teils 11 auf der Vorderseite ab (4B, 8A), worauf der abgefaste Teil 15 (9) abgetastet wird. Wenn sich jedoch die Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades des flachen Teils 11 auf der Vorderseite erübrigen und nur der abgefaste Teil 15 analysiert und ausgewertet werden soll, müssen die Chemikalien 40 nicht unbedingt die ganze Oberfläche des flachen Teils 11 auf der Vorderseite abtasten, und die in 4B gezeigte Abtastung kann entfallen; auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite werden wie in 8A gezeigt lediglich der an den abgefasten Teil 15 angrenzende Grenzbereich und dann der abgefaste Teil 15 selbst abgetastet (9).

Der Prozess von Ausführungsbeispiel 3 wird im Folgenden erklärt.

Zuerst wird die Mitte 40c der Chemikalien nicht in der Mitte 10c der Scheibe, sondern wie in 8A gezeigt am Startpunkt S1 positioniert; daraufhin beginnt die Abtastung beim Startpunkt S1 und wird in Umfangsrichtung &ohgr; bis zum Endpunkt G1 fortgesetzt. Die Chemikalien 40 kommen also auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite nur mit dem an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich in Kontakt, und die Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Dann werden die Chemikalien 40 mit den darin aufgelösten Verunreinigungen im Behälter 60 gesammelt. Darauf folgt die in 9 gezeigte Abtastung des abgefasten Teils 15. Die Chemikalien 40 kommen mit dem abgefasten Teil 15 und mit dem Grenzbereich 11a in Kontakt, und die Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Dann werden die Chemikalien 40 mit den darin aufgelösten Verunreinigungen im Behälter 60 gesammelt. Zur Auswertung des Verschmutzungsgrades des abgefasten Teils 15 der Siliziumscheibe 10 werden die im Behälter 60 gesammelten Chemikalien 40 analysiert.

Bei Ausführungsbeispiel 3 kommen die Chemikalien 40 also wie in 10 gezeigt mit dem abgefasten Teil 15 und mit dem Grenzbereich 11a (dem Chemikaliensammelbereich 46) in Kontakt, aber da die am Grenzbereich 11a haftenden Verunreinigungen wie in 8A gezeigt bereits durch Abtasten der Chemikalien 40 auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite gesammelt wurden, geraten die Verunreinigungen im an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich 11a nicht in die Chemikalien 40, und nur die am abgefasten Teil 15 haftenden Verunreinigungen werden von den Chemikalien 40 aufgenommen, so dass der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 der Siliziumscheibe 10 mit hoher Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

(Ausführungsbeispiel 4)

Der Chemikaliensammelbereich 46 des abgefasten Teils 15 kann den ganzen Umfang der Siliziumscheibe 10 umfassen oder aber nur einen Teil eines Kreisbogens in der Umfangsrichtung der Siliziumscheibe 10 bilden.

Wie zum Beispiel 11A zeigt, können der Startpunkt S2 und der Endpunkt G2 der Sammlung an beliebigen Stellen und in beliebigen Winkeln auf der Siliziumscheibe 10 festgelegt werden, und die Chemikalien 40 können im Bereich 46 von diesem Startpunkt S2 bis zu diesem Endpunkt G2 gesammelt werden. Der Startpunkt S2 kann in einer von einer Kerbe 17 entfernten Position liegen.

Der Prozess von Ausführungsbeispiel 4 wird im Folgenden erklärt.

Die Mitte 40c der Chemikalien wird wie in 8A gezeigt in Umfangsrichtung &ohgr; bis zum Endpunkt G1 abgetastet. Der Endpunkt G1 ist so eingestellt, dass die Position am Umfang (Drehwinkel) dem Startpunkt S2 der Sammlung gemäß 11a entspricht. Die Chemikalien 40 sind also mit dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite in Kontakt, und die Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Dann werden die Chemikalien 40 mit den darin aufgelösten Verunreinigungen im Behälter 60 gesammelt.

Nach Abschluss der in 8A gezeigten Abtastung des flachen Teils 11 auf der Vorderseite wird die Mitte 40c der Chemikalien in Radiusrichtung A zum Startpunkt S2 der Sammlung verlagert, während die Position der Mitte 40c der Chemikalien am Umfang (Drehwinkel) (G1) und somit der in 9 gezeigte Zustand erhalten bleiben. Dann wird die Mitte 40c der Chemikalien in Umfangsrichtung &ohgr; bis zum Endpunkt G2 abgetastet, und die Chemikalien werden auf dem abgefasten Teil 15 im Bereich 46 wie in 11B gezeigt vom Startpunkt S2 bis zum Endpunkt G2 abgetastet. Die Positionen des Startpunktes S2 und des Endpunktes G2 am Umfang können durch den Drehwinkel der Siliziumscheibe 10 ersetzt werden. Es könnte zum Beispiel ein Sensor vorgesehen sein, der den aktuellen Drehwinkel der Siliziumscheibe 10 erfasst und dessen Ergebnisse dem Steuergerät 50 zugeführt werden. Das Steuergerät 50 könnte die Drehung der Siliziumscheibe 10 so steuern, dass die Mitte 40c der Chemikalien auf der Basis des Rückführungswinkels der Scheibendrehung aus dem Startpunkt S2 (Startwinkel der Drehung) zum Endpunkt G2 (Endwinkel der Drehung) verlagert wird.

Die Chemikalien 40 sind also mit dem abgefasten Teil 15 und dem Grenzbereich 11a in Kontakt, und die Verunreinigungen werden in den Chemikalien 40 aufgelöst. Dann werden die Chemikalien 40 mit den darin aufgelösten Verunreinigungen im Behälter 60 gesammelt. Daraufhin werden zur Auswertung des Verschmutzungsgrades auf dem abgefasten Teil 15 der Siliziumscheibe 10 die im Behälter 60 gesammelten Chemikalien 40 analysiert.

In diesem Ausführungsbeispiel 4 sind die Chemikalien 40 wie in 10 gezeigt ebenfalls mit dem abgefasten Teil 15 und mit dem Grenzbereich 11a (dem Chemikaliensammelbereich 46) in Kontakt, aber da die am Grenzbereich 11a haftenden Verunreinigungen wie in 8A gezeigt bereits durch Abtasten der Chemikalien 40 auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite gesammelt wurden, geraten die Verunreinigungen im an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereich 11a nicht in die Chemikalien 40, und nur die am abgefasten Teil 15 haftenden Verunreinigungen werden von den Chemikalien 40 aufgenommen, so dass der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 der Siliziumscheibe 10 mit hoher Genauigkeit analysiert und ausgewertet werden kann.

Außerdem beschränkt sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 der Chemikaliensammelbereich nicht auf den Bereich 44, wo der Winkel wie beim Stand der Technik durch Sichtkontrolle verifiziert werden kann (11B), so dass der Startpunkt S2 und der Endpunkt G2 nach Belieben eingestellt werden können und die Sammlung im gewünschten Bereich 46 erfolgen kann, wodurch die Flexibilität bei der Bestimmung des Chemikaliensammelbereichs erhöht wird. Der spezifische Chemikaliensammelbereich, zum Beispiel die Stelle, wo die Siliziumscheibe 10 befestigt ist, kann mit höchster Genauigkeit angegeben werden, worauf der Verschmutzungsgrad des angegebenen Bereichs 46 ausgewertet werden kann.

Dazu ist zu sagen, dass, da die Chemikaliensammlung des abgefasten Teils 15 auf einen Teil eines Kreisbogens am Umfang beschränkt ist, beim Abtasten des an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereichs wie in 8A gezeigt nur der dem Bereich 46 aus 11A entsprechende innere Teil des Kreisbogens abgetastet werden kann.

Wie oben erklärt, kann der Verschmutzungsgrad des abgefasten Teils 15 gemäß der vorliegenden Erfindung genau analysiert und ausgewertet werden, da die außerhalb des abgefasten Teils 15 liegenden Verunreinigungen nicht in die Chemikalien 40 geraten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch die Betriebseffizienz dramatisch verbessert, da die Chemikalien der Reihe nach mittels eines automatischen Tropfenscanners (1A und 1B) und einer einzigen Siliziumscheibe 10 sowohl auf dem flachen Teil 11 auf der Vorderseite als auch auf dem abgefasten Teil 15 gesammelt werden können.

Die anhand des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläuterte Wirkungsweise kann durch Ändern des Steuerprogramms im Steuergerät 50 von bereits vorhandenen automatischen Tropfenscannern implementiert werden. Das wird durch einfache Umwandlung erreicht, wobei ein Steuerprogramm, nach dem der Tropfenhalter 30 in Radius- und Höhenrichtung verschoben wird, in das Steuergerät 50 installiert wird, wodurch die mit der Entwicklung derartiger Geräte verbundenen Kosten dramatisch reduziert werden können. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Siliziumscheibe 10 gedreht, und die Abtastung erfolgt mit dem Tropfenhalter 30 in Umfangsrichtung &ohgr;, aber die Abtastung kann auch mit dem Tropfenhalter 30 in Umfangsrichtung &ohgr; erfolgen, wenn anstelle der Siliziumscheibe 10 der Tropfenzuführarm 20 gedreht wird. Auf gleiche Weise kann zur Relativbewegung des Tropfenhalters 30 im Verhältnis zur Siliziumscheibe 10 anstelle des Tropfenzuführarms 20 die Siliziumscheibe 10 bewegt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch die Flexibilität bei der Bestimmung des Chemikaliensammelbereichs verbessert, da der Startpunkt und der Endpunkt der Sammlung nach Belieben eingestellt werden können und die Chemikalien 40 im gewünschten Bereich auf dem abgefasten Teil 15 gesammelt werden können.

(Ausführungsbeispiel 5)

Bei den Erläuterungen zum obigen Ausführungsbeispiel wurde ein Fall vorausgesetzt, in dem die Chemikalien auf dem abgefasten Teil 15 gesammelt werden, aber wenn sich die Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades des abgefasten Teils 15 erübrigen und nur der Verschmutzungsgrad des flachen Teils 11 auf der Vorderseite analysiert und ausgewertet werden soll, kann der Prozess wie in 8A gezeigt nach der Abtastung des flachen Teils 11 auf der Vorderseite und des an den abgefasten Teil 15 angrenzenden Grenzbereichs unterbrochen und die Chemikalien 40 im Behälter 60 gesammelt werden, ohne dass der abgefaste Teil 15 wie in 9 gezeigt abgetastet wird. Gemäß Ausführungsbeispiel 5 können die Chemikalien 40 ausnahmslos aus dem ganzen Bereich des flachen Teils 11 auf der Vorderseite gesammelt werden, weshalb der Verschmutzungsgrad des flachen Teils 11 auf der Vorderseite genau analysiert und ausgewertet werden kann.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgte die Erläuterung anhand einer Siliziumscheibe, aber auch andere Halbleiterscheiben, wie zum Beispiel Scheiben aus Galliumarsenid, können auf die selbe Art und Weise verarbeitet werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A und 1B veranschaulichen die Struktur des automatischen Tropfenscanners;

2A bis 2D erklären die Wirkungsweise des Tropfenhalters, der den Tropfen hält;

3 ist eine perspektivische Ansicht des Inneren des Tropfenhalters;

4A und 4B veranschaulichen die Bewegung der Mitte der Chemikalien relativ zur Siliziumscheibe;

5A und 5B veranschaulichen die Bewegung der Mitte der Chemikalien relativ zur Siliziumscheibe nach dem Stand der Technik;

6 veranschaulicht die Wirkungsweise der manuellen Chemikaliensammelvorrichtung nach dem Stand der Technik;

7 zeigt den Sammelbereich der manuellen Chemikaliensammelvorrichtung aus 6;

8A und 8B veranschaulichen den Abtastvorgang in Umfangsrichtung in einem Zustand, in dem eine Position in Radiusrichtung bestimmt wird, in der die Chemikalien auf dem flachen Teil auf der Vorderseite mit dem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich in Kontakt kommen können;

9 zeigt den Zustand, in dem die Chemikalien sowohl mit dem abgefasten Teil als auch auf der Vorderseite mit dem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich in Kontakt kommen können;

10 zeigt den Chemikaliensammelbereich bei Bestimmung der Position in dem in 9 gezeigten Zustand;

11A zeigt den Chemikaliensammelbereich, wo Sammlung beim Ausführungsbeispiel möglich ist; und

11B zeigt den Chemikaliensammelbereich, wo Sammlung beim Stand der Technik möglich ist.

Zusammenfassung

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur genauen Analyse und Auswertung des Verschmutzungsgrades auf einem abgefasten Teil werden bereitgestellt, ohne dass Verunreinigungen aus anderen Teilen in Chemikalien geraten. In einer Position, in welcher auf einem flachen Teil auf der Vorderseite einer Halbleiterscheibe ein Grenzbereich, der an den abgefasten Teil angrenzt, in Kontakt kommen kann mit den Chemikalien, wird in der Radiusrichtung eine Position der Chemikalien (ein Abstand zwischen der Mitte der Chemikalien und der Mitte der Scheibe) bestimmt, die Abtastung erfolgt in Umfangsrichtung, und die Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen werden gesammelt. Dann wird in einer Position, die sowohl mit dem abgefasten Teil der Halbleiterscheibe als auch mit dem Grenzbereich in Kontakt gebracht werden kann, in der Radiusrichtung eine Position der Chemikalien bestimmt, die Abtastung erfolgt in Umfangsrichtung, und die Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen werden gesammelt. Ein Tropfenhalter wird zum Beispiel in Umfangsrichtung aus einem gewünschten Startpunkt am Umfang der Halbleiterscheibe zu einem Endpunkt gedreht.


Anspruch[de]
Verfahren zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe, wobei Verunreinigungen enthaltende Chemikalien durch Abtasten der Chemikalien in Umfangsrichtung in einem Zustand gesammelt werden, in dem die Chemikalien mit der Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt gebracht werden, bestehend aus:

einem ersten Prozess der Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Bestimmen, auf dem flachen Teil auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe, einer Position der Chemikalien in Radiusrichtung, in der diese mit einem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich in Kontakt kommen können, und durch Abtasten in Umfangsrichtung; und

einem zweiten Prozess der Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Bestimmen der Position der Chemikalien in Radiusrichtung, in der diese sowohl mit dem Grenzbereich als auch mit dem abgefasten Teil der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen können, und durch Abtasten in Umfangsrichtung.
Vorrichtung zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe, wobei Verunreinigungen enthaltende Chemikalien durch Bewegen eines Tropfenhalters in Radiusrichtung der Halbleiterscheibe gesammelt werden, während der Tropfenhalter relativ zur Umfangsrichtung der Halbleiterscheibe gedreht wird, in einem Zustand, in dem die Chemikalien mittels des Tropfenhalters mit einer Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt gebracht werden, bestehend aus:

einem ersten Steuermittel zur Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Positionieren des Tropfenhalters in einer Position in Radiusrichtung, in der die Chemikalien mit einem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich auf einem flachen Teil auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen können, und durch Drehen des Tropfenhalters relativ zur Umfangsrichtung der Halbleiterscheibe; und

einem zweiten Steuermittel zur Sammlung der Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Positionieren des Tropfenhalters in einer Position in Radiusrichtung, in der die Chemikalien sowohl mit dem abgefasten Teil als auch mit dem Grenzbereich der Halbleiterscheibe in Kontakt kommen können, und durch Drehen des Tropfenhalters relativ zur Umfangsrichtung der Halbleiterscheibe.
Vorrichtung zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuermittel einen Abstand zwischen dem Tropfenhalter und der Halbleiterscheibe so einstellt, dass die Chemikalien in den abgefasten Teil gedreht werden. Vorrichtung zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuermittel den Tropfenhalter aus einem gewünschten Startpunkt zu einem Endpunkt relativ zur Umfangsrichtung am Umfang der Halbleiterscheibe dreht. Verfahren zur Sammlung von Chemikalien für eine Halbleiterscheibe, wobei Verunreinigungen enthaltende Chemikalien durch Abtasten der Chemikalien in Umfangsrichtung in einem Zustand gesammelt werden, in dem die Chemikalien mit einer Vorderseite der Halbleiterscheibe in Kontakt sind, bestehend aus:

einem ersten Prozess, in dem die Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Abtasten in Umfangsrichtung gesammelt werden, während die Chemikalien zur Bewegung in Radiusrichtung aus einer Mitte der Scheibe in einen Grenzbereich auf einer Vorderseite der Halbleiterscheibe veranlasst werden, der an einen abgefasten Teil angrenzt; und

einem zweiten Prozess, in dem die Chemikalien einschließlich der Verunreinigungen durch Festlegen einer Position der Chemikalien in Radiusrichtung zu einem Zeitpunkt gesammelt werden, zu dem eine Position der Chemikalien in Radiusrichtung erreicht ist, in der die Chemikalien mit dem an den abgefasten Teil angrenzenden Grenzbereich in Kontakt kommen können, und durch Abtasten in Umfangsrichtung.






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