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TWI465155B - 半導體製造裝置用構件及其洗淨方法 - Google Patents

半導體製造裝置用構件及其洗淨方法 Download PDF

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TWI465155B
TWI465155B TW095125606A TW95125606A TWI465155B TW I465155 B TWI465155 B TW I465155B TW 095125606 A TW095125606 A TW 095125606A TW 95125606 A TW95125606 A TW 95125606A TW I465155 B TWI465155 B TW I465155B
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oxide ceramic
semiconductor manufacturing
film
ceramic film
Prior art date
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TW095125606A
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English (en)
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TW200715917A (en
Inventor
Tadahiro Ohmi
Akinobu Teramoto
Hitoshi Morinaga
Yukio Kishi
Hiromichi Ohtaki
Yoshihumi Tsutai
Original Assignee
Univ Tohoku
Nihon Ceratec Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of TW200715917A publication Critical patent/TW200715917A/zh
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Description

半導體製造裝置用構件及其洗淨方法
本發明係關於使用於要求高度潔淨性環境之零件、構件，如電子裝置之乾燥過程用、醫療用品製造用、食品加工製造等的構造體與其洗淨方法。
半導體隨著密集度提高，設計規則不斷細緻化，容許之附著物與金屬污染物在尺寸及數量上要求更小且更少。再從醫療品和食品等衛生觀點而言，減少附著物和金屬污染物亦有其必要。宜避免金屬等污染之此等構造體中，一般採用陶瓷作為構件。尤其是構成半導體與液晶裝造裝置之構造體，伴隨晶圓、面板之大型化亦有大型化之傾向。
在此，就作為半導體製造裝置而言，舉微波電漿處理裝置作說明。該微波電漿處理裝置具備以下設備：一處理室；一支撐台，配置於處理室內，用以支撐被處理之基盤；一噴淋板，裝設於被處理基盤之對面位置；一蓋板，配置於噴淋板上；一徑向棒狀天線，裝設於蓋板上。噴淋板係藉由一板面所構成，該板面由具備多個氣體噴出孔之氧化鋁所形成。另一方面，蓋板亦由氧化鋁形成。並且，從對氧化鋁及電漿之耐蝕性觀點，處理室內之內壁亦考慮到以氧化釔構成。
類此，研究指出，在以氧化鋁等陶瓷構成半導體製造裝置內之各種構件時，於烘烤研磨、拋光等各種製程上，陶瓷構件將產生有機物污物、金屬污染及微粒子附著所致玷污。當晶圓、液晶面板直接接觸此等殘存污物之構件時，因污物堆積於晶圓、液晶面板表面，造成導致電路不良之原因。又根據研究，接觸將使不純物擴散至晶圓中。
因此，為獲得半導體和液晶面板之高成品率，有必要極力抑制粒子、金屬附著物之產生。
在晶圓與液晶面板大型化之同時，對於構成半導體製造裝置之各構件的高潔淨化要求，今後傾向更高標準。
首先，本案發明人等在專利文獻1中提議，如何洗淨構成半導體製造裝置各種構件之陶瓷構件的方法。依該洗淨方法，將可使陶瓷構件之表面潔淨化。具體說明之，專利文獻1所提議之陶瓷構件洗淨方法，係高潔淨海綿或刷毛之擦拭、脫脂液之超音波洗淨、有機藥劑之浸漬洗淨、臭氧水之超音波洗淨、SPM洗淨及HF/HNO3 洗淨中，至少藉由其中一種方法，進行陶瓷構件之前段洗淨。
又，此洗淨方法中，於完成前段洗淨後，進行利用臭氧水之洗淨、及利用含有pH值控制於鹼性之氫的純水之超音波，與從HF、SPM、HPM、HNO3 /HF至少擇一使用，進行洗淨。最後，使用含氫之純水、臭氧水、超純水其中選擇的一種進行超音波洗淨。
經由該洗淨方法，而洗淨陶瓷構件，將可使陶瓷構件表面上，粒徑0.2μm以上之粒子控制於每1mm2 在2個以下。
因此，依據專利文獻1所洗淨之陶瓷構件表面由於極其潔淨，能明顯改善晶圓與液晶面板之成品率。
如上述，半導體製造裝置大型化之同時，無可避免地，用於該半導體製造裝置之各種陶瓷構件也大型化。然而，由於陶瓷構件於1000℃以上高溫烘烤所造出，烘烤時不可避免地產生收縮。其結果，陶瓷構件於大型化之發展下，欲保有尺寸精密度，困難重重。甚且，當陶瓷構件大型化，由於必須長時間烘烤，欲短時間且經濟地造出大型並尺寸精密之陶瓷構件更為困難。
因此，以陶瓷構件單體欲迅速因應大型化之要求，實為困難。
專利文獻1：特開2004－279481號公報專利文獻2：特開平5－339699號公報專利文獻3：特開平5－202460號公報
本發明之第一目的，在於因應半導體製造裝置等之大型化要求，提供一構造體，該構造體表現出與陶瓷構件同等之作用、效果，譬如絕緣性、蝕刻環境下之耐蝕性或輕型化，而且具備極潔淨之表面。
本發明之第二目的，在於提供具有多層構造之構造體；藉此減輕以陶瓷構件單體構成半導體製造裝置等構件之負擔。
本發明之第三目的，在於提供一多層構造體；該多層構造體即使為提高潔淨度而進行洗淨，表面層也不致產生剝落等。
本發明之第四目的，在於提供高附著強度之陶瓷層堆積方法，供作形成多層構造體表面之表面層。
本發明之第五目的，在於提供洗淨方法，為獲得高潔淨度之陶瓷表面。
本案發明人等，取代藉由陶瓷構件單體構成半導體製造裝置用陶瓷構件，針對具有多層構造之構造體進行研究；具體言之，針對在基材上累積膜(具體指陶瓷膜)之多層構造體進行研討。此外，藉由改善基材上所堆積陶瓷膜之堆積方法及洗淨方法，所造出之構造體可具有與專利文獻1所示之陶瓷構件表面同等之表面。
依本發明之第一樣態，係多層構造體具備基材與形成於該基材表面之膜；又此多層構造體之特徵為該膜上，粒徑0.2μm以上之粒子附著數在每1mm2 、2個以下。
依本發明之第二樣態，所造出多層構造體之特徵為在第一樣態中，該基材由陶瓷、金屬，或該等複合材料構成。
依本發明之第三樣態，所造出多層構造體之特徵為在第二樣態中，該膜為陶瓷膜。
依本發明之第四樣態，所造出多層構造體之特徵為在第三樣態中，該陶瓷膜係藉由熔射而堆積於該基材上之熔射膜。
依本發明之第五樣態，所造出多層構造體之特徵為在第四樣態中，該陶瓷膜係藉由CVD法而堆積於該基材上之陶瓷膜。
依本發明之第六樣態，所造出多層構造體之特徵為該陶瓷膜係藉由PVD法而堆積於該基材上之陶瓷膜。
依本發明之第七樣態，所造出多層構造體之特徵為該陶瓷膜係藉由凝膠法而堆積於該基材上之陶瓷膜。
依本發明之第八樣態，所造出多層構造體之特徵為該陶瓷膜係藉由申請專利範圍第5項乃至第7項所載之任一法，而堆積於熔射膜上之陶瓷膜。
依本發明之第九樣態，所造出多層構造體之特徵為陶瓷膜之附著強度在10MPa以上。
依本發明之第十樣態，其所構成多層構造體之洗淨方法的特徵為多層構造體具備基材與形成於該基材表面之膜；而該構造體之洗淨方法中，包含藉由附予5W/cm2 以上30W/cm2 以下之超音波，洗淨該膜之製程。
依本發明之第十一樣態，其所構成多層構造體之洗淨方法的特徵為在第十樣態中，該超音波洗淨採用噴嘴型洗淨裝置進行。
依本發明之第十二樣態，其所構成多層構造體之洗淨方法的特徵為在第十樣態或第十一樣態中，該超音波洗淨須先準備一種溶液；該溶液係從氫、二氧化碳、氨所形成之群組選出之一種氣體，溶解在超純水中而成；其次於該溶液裡加入超音波而進行超音波洗淨。
依本發明，藉由在表面形成具備陶瓷層狀構造之構造體，有迅速並經濟地因應構造構件大型化之效果。並且，對於堆積於基材之陶瓷層，由於可進行高潔淨清洗，能保持高度潔淨性。甚至，由於所堆積陶瓷層之附著強度高，在高潔淨清洗時，即使施加5W/cm2 以上30W/cm2 以下之超音波，也不致產生剝落等。
以下，說明本發明之實施例。
圖1係於本發明各種製造法之Y2 O3 膜的高潔淨洗淨中，粒子數與超音波輸出之關係圖。如圖1所示，由於所堆積之陶瓷層附著強度頗高，為達成高潔淨洗淨，即使施加5W/cm2 以上30W/cm2 以下之超音波，仍無法產生剝落等效果。
參照圖2，有關本發明第1實施例之多層構造體，具有例如基材10與陶瓷層11；該陶瓷層11者，係藉由電漿熔射將氧化釔堆積於基材10表面上(即電漿熔射而成之Y2 O3 層)。在此，使用直徑40mm、厚3mm之鋁合金，作為基材10；又該基材10之表面上，有電漿熔射膜成膜，作為陶瓷層11。圖示之電漿熔射膜為厚200 μ m之Y2 O3 層。有關電漿熔射，可使用例如專利文獻2或專利文獻3所載之熔射裝置。
至於陶瓷膜，從耐電漿性之觀點，並作為半導體製造裝置而言，以Y2 O3 、Al2 O3 、MgO與其化合物為理想。
圖示之例中，在鋁合金基材10之表面直接構成陶瓷層11；然而，亦可將鋁合金基材10之表面陽極氧化；構成陽極氧化膜後，再進行電漿熔射膜之成膜工程。亦即，基材10上仍可形成複合層。
通常，藉電漿熔射而成膜之電漿熔射膜造不出縝密之陶瓷層；一般之洗淨方法，由於製程所致附著物等將殘留氣孔中，因此不適於構成要求高品質之構件。然而，根據本案發明人等之研究，利用所開發之洗淨方法，可獲致不產生膜之剝落或缺陷而可充分耐用作為半導體製造裝置用構件之多層構造體。
關於粒子之定量評價，實施如下。
利用圖3所示形狀之試料，於洗淨前後，將鏡面加工後之陶瓷膜面吸附轉抄至矽晶圓0.107Pa(約0.8mTorr)以下，計2分鐘；將試料表面附著之粒子轉抄至晶圓處。其後，即以粒子計算器(KLA Tencor公司製之Surfscan6420)測量矽晶圓上之粒子。
首先在純水中，用超音波洗淨可目測確認之雜類附著物；再使用無塵室用海綿與脫脂液，對於施行前段洗淨之試料，施行由1~4所組成之洗淨工程。
第1洗淨工程者，係消除有機物之工程，對於臭氧溶解超純水頗為有效。
第2洗淨工程者，係先從氫、氨、二氧化碳組成之群組中選出一種氣體，將該氣體溶解於超純水，再使用該超純水，以噴嘴型超音波洗淨裝置進行洗淨(略稱噴嘴)；或以浴槽型超音波洗淨裝置進行洗淨(略稱浴槽)。亦即，從此二法至少擇一之洗淨工程。
第3洗淨工程者，係消除金屬之工程；第4洗淨工程者，係沖漂工程；該沖漂工程中，僅使用超純水，或溶有從氫、氨、二氧化碳所形成群組中所選出之氣體的超純水。
下列表1至表4，表記粒子量測之結果；以及分別適用於本發明實施例之超音波洗淨條件。
參照該表1至表4，超音波輸出為4W/cm2 以下時，對於多數半導體製造裝置等在高度潔淨環境下使用而言，殘餘粒子非屬理想。此研究可知，超音波輸出在5W/cm2 以上時，粒子數降至2個/mm2 ；甚且就超音波方式而言，噴嘴型比浴槽型對降低粒子數之效果為佳。然而，當超音波輸出超過30W/cm2 時，將發生部分陶瓷膜剝落等問題。
實際上，在鋁合金基材10上，以作為電漿熔射膜11之Y2 O3 膜的平均黏著力，依據JIS H8666之量測法所測量結果，可確知達11MPa以上。並且，若基材10上形成複合膜，構成最上層之電漿熔射膜亦具有12MPa以上之附著強度。
參照圖4，說明有關本發明第2實施例之多層構造體。有關該實施例之多層構造體，使用圖4所示之大氣開放型熱CVD裝置進行製膜；該CVD裝置具有流量計21、汽化器23，以及噴嘴25。構成基材10之矽晶圓裝載於加熱器27上；又圖示之矽晶圓的直徑達200mm。如圖所示，汽化器23及噴嘴25由加熱器29所覆被。
在經由流量計21導入氮氣(N2 )之汽化器23中，儲存著含Y之有機金屬錯合體以作為原料；該原料由於加熱而汽化，經由噴嘴25導引至基材10。其結果，形成基材10之矽晶圓上，以Y2 O3 膜作為蒸鍍膜而蒸鍍。由此蒸鍍膜可知，其比電漿熔射膜之附著度高之同時；在粒子附著數上，也少於電漿熔射膜。亦即就蒸鍍膜之粒子附著數而言，大於0.2 μ m粒徑者在2個/mm2 以下，且具有10MPa以上之附著強度。
參照圖5(a)及(b)，以矽晶圓作為基材，並藉由圖4所示CVD裝置，於該矽晶圓上將Y2 O3 膜進行成膜後，所形成之剖面與表面。圖示之Y2 O3 膜厚2 μ m，於240℃汽化溫度下，保持基材10於500℃狀態，以進行成膜。如圖5(a)及(b)所示，藉蒸鍍而成膜之Y2 O3 膜具有非常平坦之表面。因此，試料不必施行研光等平坦化加工，即可作為評價之用。與對矽晶圓上之成膜相同地，對於成膜於陶瓷基材與SUS基材上之試料，以該方法進行洗淨。其結果將如表1，超音波輸出在5W/cm2 以上；並與熔射膜相同地，附著粒子大於0.2 μ m者，降至2個/mm2 以下。
又藉由PVD裝置，並以陶瓷作為基板，於該陶瓷基材上，以電子束為加熱源，進行Y2 O3 膜之蒸鍍成膜，取得試料。此試料之Y2 O3 膜也與該CVD法相同，可產生非常平滑之膜。又同於對陶瓷上之成膜，對於矽晶圓基材上及鋁基材上所成膜之試料，以該方法進行洗淨。其結果將如表1，超音波輸出在5W/cm2 以上；並與熔射膜相同地，附著粒子大於0.2 μ m者，降至2個/mm2 以下。
其次，參照圖6(a)及(b)，說明有關本發明第3實施例之多層構造體。如圖6(a)所示，多層構造體先在基材10上，用噴槍31塗佈陶瓷之前驅物33後，在烘烤爐35內烘烤而成。以噴槍31形成前驅物33後，將其放入烘烤爐35內，以300℃左右之溫度烘烤。藉此，可造出高純度且高縝密性之陶瓷膜；譬如Y2 O3 膜。如此成膜Y2 O3 膜之方法，本案發明人等在此稱之為凝膠法。
依此方法，可於較低溫下，輕鬆地成膜高純度之陶瓷膜。事實上，當鋁基材10上形成Y2 O3 膜，基材10之Ra為0.18 μ m時，可造出Ra為0.11 μ m之Y2 O3 膜。
又前述例中，說明以噴槍31塗佈前驅物；但前驅物亦可採浸漬法塗佈。
前述實施例中，已對成膜Y2 O3 膜作出說明；但同樣適用於Al2 O3 膜等其他陶瓷膜之製膜。又，在作為基材上，也說明氧化鋁合金、鋁、矽基板之使用；但亦可用其他金屬、陶瓷或該等複合材料。
前述實施例中，僅說明作為半導體製造裝置之構件、零件，而使用有關本發明之多層構造體；但關於本發明之多層構造體並不限於此，亦即也可作為陶瓷構件之替代品而適用於各種裝置。又，不僅半導體、液晶製造裝置等，亦適用於醫療品製造用、食品加工.製造等構造體；而該構造體係用於要求高度潔淨性環境之構件、零件。
產業上利用性
如以上說明，關於本發明之多層構造體並不限於此，亦可作為陶瓷構件之替代品而適用於各種裝置。又，不僅半導體、液晶製造裝置等，亦適用於醫療品製造用、食品加工．製造等構造體；而該構造體係用於要求高度潔淨性環境之構件、零件。
10．．．基材
11．．．陶瓷層
12．．．熔射膜
13．．．CVD膜
14．．．PVD膜
15．．．凝膠膜
21．．．流量計
23．．．汽化器
25．．．噴嘴
27．．．加熱器
29．．．加熱器
31．．．噴槍
33．．．陶瓷前驅物
35．．．烘烤爐
圖1係使用本發明之各種製造法施行Y2 O3 膜的高潔淨清洗中之粒子數與超音波輸出關係圖。
圖2係依本發明第1實施例之多層構造體剖面圖。
圖3係用以測定附著粒子數之試料形狀圖。
圖4係說明用以形成本發明第2實施例之多層構造體的大氣開放型熱CVD裝置之概略圖。
圖5(a)及(b)係就顯示以圖4所示CVD裝置製膜形成之多層構造體的剖面及平面之掃描電子顯微鏡(SEM)照片加以模仿的圖式。
圖6(a)(b)係以製程順序說明採凝膠法形成依本發明第3實施例之多層構造體時的說明圖。
12．．．熔射膜
13．．．CVD膜
14．．．PVD膜
15．．．凝膠膜

Claims (9)

  1. 一種半導體製造裝置用構件，具有基材與在該基材表面所形成之氧化物陶瓷膜；先準備一種將選自於由氫、氨、二氧化碳所構成之群組中之任一種氣體溶解在超純水中而成的溶液，其次施加5W/cm2 以上而未滿30W/cm2 之超音波於該溶液，採用噴嘴型洗淨裝置進行超音波洗淨，於該氧化物陶瓷膜上，粒徑0.2μm以上之粒子的附著數為每1mm2 中有2個以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該基材由陶瓷、金屬或這些材料的複合材料構成。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該氧化物陶瓷膜係藉由熔射法於該基材上堆積成之熔射膜。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該氧化物陶瓷膜係藉由CVD法於該基材上堆積成之氧化物陶瓷膜。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該氧化物陶瓷膜係藉由PVD法於該基材上堆積成之氧化物陶瓷膜。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該氧化物陶瓷膜係藉由凝膠法於該基材上堆積成之氧化物陶瓷膜。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該氧化物陶瓷膜包含：藉由熔射法於該基材上堆積成之熔射膜；及在熔射膜上，更藉由選自於CVD法、PVD法及凝膠法中，至少其中一種方法形成之膜。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用構件，其中，該氧化物陶瓷膜之附著強度在10MPa以上。
  9. 一種半導體製造裝置用構件之洗淨方法，用以洗淨包含基材與形成於基材表面之氧化物陶瓷膜的半導體製造裝置用構件；該半導體製造裝置用構件之洗淨方法的特徵為包含：第1洗淨製程，使用臭氧溶解超純水自該氧化物陶瓷膜消除 有機物；第2洗淨製程，先準備一種將選自於由氫、氨、二氧化碳所構成之群組中之任一種氣體溶解在超純水中而成的溶液，其次施加5W/cm2 以上而未滿30W/cm2 之超音波於該溶液，此外使用噴嘴型超音波洗淨裝置對該氧化物陶瓷膜進行超音波洗淨；第3洗淨製程，自該氧化物陶瓷膜消除金屬；及第4洗淨製程，僅以超純水，或以溶解有選自於由氫、氨、二氧化碳所構成之群組中之任一種氣體之超純水，對該氧化物陶瓷膜進行沖漂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10720350B2 (en) 2010-09-28 2020-07-21 Kla-Tencore Corporation Etch-resistant coating on sensor wafers for in-situ measurement

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009124128A (ja) * 2007-10-26 2009-06-04 Shin Etsu Chem Co Ltd ウエハ
US8138060B2 (en) 2007-10-26 2012-03-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Wafer
JP5245365B2 (ja) * 2007-11-12 2013-07-24 信越化学工業株式会社 希土類水酸化物被膜及び希土類酸化物被膜の形成方法
JP4591722B2 (ja) * 2008-01-24 2010-12-01 信越化学工業株式会社 セラミックス溶射部材の製造方法
JP5274065B2 (ja) * 2008-03-19 2013-08-28 株式会社日本セラテック 酸化物膜形成方法
CN101590372A (zh) * 2009-06-29 2009-12-02 东莞市硕源电子材料有限公司 一种用于液晶过滤的过滤膜的清洁方法
CA3085086C (en) 2011-12-06 2023-08-08 Delta Faucet Company Ozone distribution in a faucet
US9034199B2 (en) 2012-02-21 2015-05-19 Applied Materials, Inc. Ceramic article with reduced surface defect density and process for producing a ceramic article
US9212099B2 (en) 2012-02-22 2015-12-15 Applied Materials, Inc. Heat treated ceramic substrate having ceramic coating and heat treatment for coated ceramics
US9090046B2 (en) 2012-04-16 2015-07-28 Applied Materials, Inc. Ceramic coated article and process for applying ceramic coating
US9604249B2 (en) * 2012-07-26 2017-03-28 Applied Materials, Inc. Innovative top-coat approach for advanced device on-wafer particle performance
US9343289B2 (en) 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
US9865434B2 (en) 2013-06-05 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based erosion resistant coatings for semiconductor application
US9850568B2 (en) 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
US20170022595A1 (en) * 2014-03-31 2017-01-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma-Resistant Component, Method For Manufacturing The Plasma-Resistant Component, And Film Deposition Apparatus Used For Manufacturing The Plasma-Resistant Component
CA3007437C (en) 2015-12-21 2021-09-28 Delta Faucet Company Fluid delivery system including a disinfectant device
US11047035B2 (en) 2018-02-23 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Protective yttria coating for semiconductor equipment parts
WO2021002339A1 (ja) * 2019-07-03 2021-01-07 時田シーブイディーシステムズ株式会社 複合膜、部品及び製造方法
JP6994694B2 (ja) * 2020-02-27 2022-01-14 信越化学工業株式会社 成膜用霧化装置及びこれを用いた成膜装置
KR102649715B1 (ko) 2020-10-30 2024-03-21 세메스 주식회사 표면 처리 장치 및 표면 처리 방법
CN112563111A (zh) * 2020-12-08 2021-03-26 富乐德科技发展（天津）有限公司 一种去除陶瓷表面沉积的金属氧化物的清洗方法
US20220415617A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 Applied Materials, Inc. Remote plasma apparatus for generating high-power density microwave plasma
US12437978B2 (en) 2021-08-23 2025-10-07 Hitachi High-Tech Corporation Cleaning method of film layer in the plasma processing apparatus
CN116936348B (zh) * 2023-09-07 2024-01-30 浙江晶越半导体有限公司 一种晶片表面的清洗方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064868A (ja) * 1996-08-15 1998-03-06 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄装置および基板洗浄方法
JPH11265871A (ja) * 1998-03-16 1999-09-28 Tokyo Electron Ltd 洗浄処理方法
TW389976B (en) * 1997-06-26 2000-05-11 Toshiba Ceramics Co Jig for semiconductor wafers and method for producing the same
TW471053B (en) * 1999-12-22 2002-01-01 Saint Gobain Ceramics Process for cleaning ceramic articles
US20030000548A1 (en) * 2001-03-05 2003-01-02 Toshihito Tsuga Method and device for removing particles on semiconductor wafers
TW533494B (en) * 2000-12-29 2003-05-21 Lam Res Corp Boron nitride/yttria composite components of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof
US20030150476A1 (en) * 2002-02-13 2003-08-14 Kawasaki Microelectronics, Inc. Method of cleaning component in plasma processing chamber and method of producing semiconductor devices
TW583149B (en) * 1999-09-13 2004-04-11 Heraeus Quarzglas Quartz article having sand blast-treated surface and method for cleaning the same
TW200412827A (en) * 2002-06-27 2004-07-16 Lam Res Corp Productivity enhancing thermal sprayed yttria-containing coating for plasma reactor
TW200423195A (en) * 2002-11-28 2004-11-01 Tokyo Electron Ltd Internal member of a plasma processing vessel

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150768A (ja) * 1996-07-05 2005-06-09 Toshiba Corp 洗浄方法および電子部品の洗浄方法
US6082373A (en) * 1996-07-05 2000-07-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Cleaning method
JP3274389B2 (ja) * 1996-08-12 2002-04-15 株式会社東芝 半導体基板の洗浄方法
US6927176B2 (en) * 2000-06-26 2005-08-09 Applied Materials, Inc. Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process
WO2002015255A1 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Chem Trace Corporation System and method for cleaning semiconductor fabrication equipment parts
US6488038B1 (en) * 2000-11-06 2002-12-03 Semitool, Inc. Method for cleaning semiconductor substrates
US6730176B2 (en) * 2001-07-09 2004-05-04 Birol Kuyel Single wafer megasonic cleaner method, system, and apparatus
US7156111B2 (en) * 2001-07-16 2007-01-02 Akrion Technologies, Inc Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution
JP2003112997A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Shin Etsu Handotai Co Ltd エピタキシャルウエーハの製造方法
JP2003197878A (ja) * 2001-10-15 2003-07-11 Hitachi Ltd メモリ半導体装置およびその製造方法
US6776873B1 (en) * 2002-02-14 2004-08-17 Jennifer Y Sun Yttrium oxide based surface coating for semiconductor IC processing vacuum chambers
US6729339B1 (en) * 2002-06-28 2004-05-04 Lam Research Corporation Method and apparatus for cooling a resonator of a megasonic transducer

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064868A (ja) * 1996-08-15 1998-03-06 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄装置および基板洗浄方法
TW389976B (en) * 1997-06-26 2000-05-11 Toshiba Ceramics Co Jig for semiconductor wafers and method for producing the same
JPH11265871A (ja) * 1998-03-16 1999-09-28 Tokyo Electron Ltd 洗浄処理方法
TW583149B (en) * 1999-09-13 2004-04-11 Heraeus Quarzglas Quartz article having sand blast-treated surface and method for cleaning the same
TW471053B (en) * 1999-12-22 2002-01-01 Saint Gobain Ceramics Process for cleaning ceramic articles
TW533494B (en) * 2000-12-29 2003-05-21 Lam Res Corp Boron nitride/yttria composite components of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof
US20030000548A1 (en) * 2001-03-05 2003-01-02 Toshihito Tsuga Method and device for removing particles on semiconductor wafers
US20030150476A1 (en) * 2002-02-13 2003-08-14 Kawasaki Microelectronics, Inc. Method of cleaning component in plasma processing chamber and method of producing semiconductor devices
TW200412827A (en) * 2002-06-27 2004-07-16 Lam Res Corp Productivity enhancing thermal sprayed yttria-containing coating for plasma reactor
TW200423195A (en) * 2002-11-28 2004-11-01 Tokyo Electron Ltd Internal member of a plasma processing vessel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10720350B2 (en) 2010-09-28 2020-07-21 Kla-Tencore Corporation Etch-resistant coating on sensor wafers for in-situ measurement

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Publication number Publication date
WO2007007782A1 (ja) 2007-01-18
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KR20080034119A (ko) 2008-04-18

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