JP2000183020A - 洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
用される洗浄装置のうち、8インチ以上の大型ウエハ両
面を同時に洗浄し、かつ装置の省スペース化を実現する
ことを目的とする。 【構成】本発明の装置は、各部のユニットを縦位置に配
置すると共に、ウェハを縦位置で洗浄処理するユニット
を、そしてその上方に乾燥ユニットを配置することによ
って、省スペース化と洗浄性能を向上させた構成の縦型
両面ブラシスクラブ洗浄装置を提供するものである。 【効果】、それに伴う間題点と上記各処理部の従来の問
題点を解決することによって、省スペース化を実現し
た。
Description
プロセスで使用される洗浄装置のうち、0.3μm以上
のパーティクル除去までの洗浄効果を有するブラシスク
ラブ洗浄装置に関するものであり、とくに超精密洗浄の
前処理装置として8インチ以上の大型ウェハの両面を同
時に洗浄することを可能とし、かつ、装置の省スペース
化を実現した縦型ブラシスクラブ洗浄装置を提供するこ
とにある。
しく、とくに高集積半導体素子製造プロセスに於いては
より高清浄な超精密洗浄が必要とされて来ている。また
パターンの微細化、高集積化と共に取り扱うウェハは大
型化し、8から12インチサイズそして16インチサイ
ズへと移行する現状にある。洗浄はこれらのほとんどの
工程で行われており歩留まり向上のためにますます洗浄
工程は重要視されて来ている。これらに関係する発明を
以下に記すが、これらでは我々が希望する仕様をまだ充
足したものは無い。
置」、特開平6−163491「半導体基板の洗浄方法
および洗浄装置」、特開平10−135304「処理装
置およびその方法、ロボット装置」、特開平5−182
940「簿円板状ワークのスクラバー洗浄装置」、特開
平6−45302「処理装置」、特開平10−1000
68「ウエハー両面洗浄乾燥装置」、特開平10−92
780「洗浄用スポンジ」、特開平10−137710
「洗浄処理装置および洗浄装置」。
状に鑑みて0.3μmレベルの工程の前処理装置として
使用する場合と、超精密洗浄の前洗浄として使用するこ
とによって、上記最終超精密洗浄をより効果的にするこ
とを目的としたものである。ブラシスクラブ洗浄装置で
の基本的な動作、処理の通常の工程は洗浄前のウェハを
収容するローダ→ブラシスクラブ洗浄→乾燥→洗浄後の
ウェハを収容するアンローダで行われるのが一般的であ
る。ブラシ洗浄そのものはウェハ表面に強固に付着した
粒子状汚染物の除去に有効である。
があることが指摘されている。また乾燥部には比較的安
価で生産性の優れたスピン乾燥が有効であるが、ウェハ
チャツクによる再汚染や中心部の乾燥不良による使用不
能領域の存在など間題点が指摘されている。さらに装置
全体として、ウェハの大型化に伴い設置スペースや従来
装置でのウェハ表裏両面を同時洗浄出来ないことから派
生する歩留まり低下などが問題とされてきた。
件装置 と称する)は、各部のユニットを縦位置に配置
すると共に、ウェハを縦位置で処理するユニットを持つ
構造とし、それに伴う間題点と上記各処理部の従来の問
題点を解決することによって、省スペース化と洗浄性能
を向上させた縦型両面ブラシスクラブ洗浄装置を提供す
るものである。
程、ブラシスクラブ行程、スピン乾燥行程、洗浄後のウ
ェハを搬入する行程の全ての行程において、ウェハを縦
方向に立てた状態を維持して行うことを特徴とするウェ
ハ洗浄方法を提供するものである。
シスクラブ洗浄ユニット、スピン乾燥ユニット、アンロ
ーダ部を縦方向に配置したウェハ洗浄装置に於いて、ウ
ェハを縦位置で処理する洗浄ユニットと乾燥ユニットと
を有し、ウェハの表裏両面全体と端面を同時に洗浄処理
し、かつウェハの表裏両面全体のスピン乾燥処理を行う
ことを特徴とする縦型配置のウェハ洗浄装置を提供する
ものである。
たウェハの表裏各面に対して、3つ以上の面洗浄ブラシ
とウェハ端面を洗浄するブラシを有し、面及び端面各ブ
ラシに対し独立に回転駆動機構を設けて洗浄するブラシ
スクラブ洗浄機構とウェハ両面を洗浄する噴射ノズルを
設けた洗浄機構を有する洗浄装置であって、該両ブラシ
の回転をさせることによってブラシスクラブ洗浄と、洗
浄水噴射ノズルによるスクラブ洗浄を行うことを特徴と
するブラシスクラブ洗浄装置を提供するものである。
洗浄部のウェハ両面及び端面の洗浄ブラシに対し、ブラ
シ表面から洗浄水を送出する構造を設けることにより、
洗浄ブラシ自身のセルフクリーニング機能を有すること
を特徴とするブラシスクラブ洗浄装置を提供するもので
ある。
に支持した後、ウェハを中空軸モータで高速回転させて
乾燥させるスピンドライヤに於いて、ウェハ外周部に設
けたチャック形状を洗浄水が遠心方向に流れる構造と
し、チャック部の未乾燥及び汚染を防止すると共に、ウ
ェハ表裏両面中心部の回転乾燥出来ないエリアに吹出し
方向を持つ吹出ノズルを設け、乾燥動作中窒素ガスを吹
き付けて遠心乾燥させることにより、ウェハ両面全体を
清浄乾燥させる機能を有することを特徴とするブラシス
クラブ洗浄装置を提供するものである。
ニット及び処理ユニットを平面に配置した横型装置であ
った。しかしながら最近のようにウェハサイズが8〜1
2インチのように大型化して来るにつれて設置スペース
が重要視されて来たのである。このため本件装置では装
置内の各ユニットを縦型配置にし、付随する機械構造の
複雑さなどの問題を解消し、この問題を解決するに至っ
たものである。
1は本件装置における縦型洗浄装置内の各基本動作ユニ
ット及び処理ユニットの基本配置構成を示したものであ
り、洗浄前のウェハを縦方向の状態で収容するローダ部
1と洗浄後のウエハを同じく縦方向の状態で収容するア
ンローダ部4が本件装置の前面になっており、ローダ部
1が下部に、アンローダ部4が上部に配置されている。
ブラシスクラブ洗浄ユニット2、上部にはスピン乾燥ユ
ニット3を配置している。図の矢印X,Y,Zはウェハ
の基本的処理の流れを示したものである。なお図示して
いないがこの他に操作パネル・警報表示灯などが前面に
配置されている。
を単独のユニットを持つ洗浄処理装置として述べたが、
インライン装置の場合にはウェハの搬入、搬出機構を設
け前後工程との受け渡しすることで対応出来るものであ
り、本件の本質的な事ではないが、本発明の範囲内に含
まれる。
例に於ける装置内でのウェハの流れと各ユニットの基本
的動作を示した装置概要図である。以下図に従い動作の
概要を述べる。
数枚収容されたローダカセット12をローダ部のローダ
槽11にセットする。インライン装置の場合はこのロー
ダ部に洗浄前のウェハ13が外部装置から供給されるこ
とになる。ローダ槽11には純水を流しておりウェハの
乾燥による汚染物の付着を防止し洗浄処理に備えてい
る。ローダ槽11はローダステージ14上に固定されて
おり、このステージには移動出来る駆動源があり、図の
矢印5方向に移動する。
6は装置が動作した場合の各ユニット間のウェハの流れ
の順序を示している。なお図示していないが、ウェハを
搬送する搬送ロボットA,搬送ロボットB,搬送ロボッ
トCが設けてあり、搬送ロボットAはR1,R2,R3
を、搬送ロボットBはR4を、搬送ロボットCはR5,
R6を担当する。これらの各搬送ロボットはシーケンサ
を含む制御系の動作順序に従いウェハを搬送する。ウエ
ハを縦に立てた状態のまま移動させるため搬送ロボット
のアームの動きは回転動作を余り必要としないためスピ
ードが速くなるだけでなく、パーティクルの発生も少な
く半導体製造装置にとって非常に大きなメリットを生ん
だ。
セッティングされたウェハ13を洗浄するブラシ洗浄ユ
ニットのディスクブラシ10が6ケあり、ウェハ13の
表と裏側に各3ケづつ取り付けられている。さらにサイ
ドブラシ145がありウェハ13の端面を洗浄する。ブ
ラシ洗浄中の各ブラシの回転方向は矢印で示している。
その他ウェハを支持する支持ローラ144やウェハ13
を押さえる押えローラ142などがある。
タ51,サイドブラシ145を回転駆動させるモータ6
8がそれぞれ取り付けられており、その回転によりそれ
ぞれ洗浄が行われる。スピン乾燥部にはスピンモータ2
5、スピン乾燥部にセットされたウェハ21を支持する
ウエハチャツク23、ウェハ表面中心部を乾燥させる吹
出ノズル22と図示されていない裏面中心部を乾燥させ
るノズルが設けられている。乾燥はスピンモータ25が
矢印26方向に回転して行われる。
飛散するのを防止し、排出するためのハウジングで一般
にグローブとも呼ばれるものである。ブラシ洗浄部及び
スピン乾燥部の詳細は構造を含め後述する。アンローダ
部4には洗浄処理後のウェハ32を収容するアンローダ
カセット31がセット出来る移動アンローダステージ3
3があり図の矢印方向34に移動出来る。
せるとウェハ搬送ロボットAがローダ部のローダ槽11
にセットされているローダカセット12のウェハ13を
取り出す。その後スタート時に一枚目の取出し位置にあ
ったローダステージ14は、二枚目の位置に移動し次の
取り出しに備える。取り出されたウェハ13は搬送ロボ
ットAによって上方R1に移動、次に横(後)方R2に
移動し、ブラシ洗浄部で下方R3に移動した後、ウェハ
13としてセット位置に置かれる。一方搬送ロボットA
は上方R3、前方R2の待機位置R20に移動してブラ
シ洗浄が終了する前に、次のローダ部のウェハ13の取
り出しに備えて待つ。
るが、ウェハ13がセットされる時と洗浄動作終了後の
取り出し時には、ブラシ洗浄ユニットのディスクブラシ
10と押えローラ142は下降するウェハ13とロボッ
トアームに当たらない各位置まで(図中矢印147,1
48方向)逃げていることが必要である。
BがR4の待機位置R40から下方R3に移動し洗浄さ
れたウェハ13を取り出して、上方R4に移動しスピン
乾燥ユニットのウェハ21としてセット位置まで運ぶ。
ウェハ21がセット位置に来るとウェハチャック23が
動作し、ウェハ21をスピンモータの回転軸に取り付け
られているターンテーブル27に固定する。
シ洗浄が終了するまでR4の待機位置R40で待ち二枚
目のブラシ洗浄部のウェハ取り出しに備える。一方ウェ
ハ21が固定され搬送ロボットBが待機位置R40まで
下降するとスピンモータが回転をスタートし、スピン乾
燥動作が開始される。以後スピン乾燥部の詳細について
は後述する。
スピン乾燥ユニットからウェハ21を取り出し前方R5
に移動してから、下方R6に移動しアンローダカセット
31の一枚目としてウェハ32を収容する。収容後搬送
ロボットCは次のスピン乾燥ユニットの二枚目のウェハ
21の取り出しに備え上方R6から後方R5の中央付近
にある待機位置R50まで移動し次のスピン乾燥の終了
を待つ。なおアンローダ4のアンローダステージ33は
一枚目の位置から二枚目の位置にアンローダカセット3
1を移動させて次のウェハ32の収容に備えている。
2から洗浄前ウェハ13を次々と取り出し、洗浄及び乾
操処理して洗浄処理後のウェハ32としてアンローダカ
セット31に順次収容して行き、ローダカセット12の
最後のウェハ13の処理を終了し、アンローダカセット
31に収容した時点で装置動作を終了する。なお本実施
例ではローダカセット12の種類があらかじめ決まって
おり、収容枚数が分かっているのでスタート時にパネル
上に処理枚数をプリセットし、自動終了させている。
の洗浄処理後のウェハ32はアンローダカセット31に
収容せずに後工程に搬送されることになる。
成図であり、図4は洗浄ブラシの構造図である。以下図
3および図4に従い実施例に於けるブラシスクラブ洗浄
ユニット2の構成と動作を説明し、次にブラシの構造と
機能について説明する。
いて記すと、まず洗浄するウェハ13に対し、ウェハ端
面が接触する回転周囲に溝を持つ支持ローラ144があ
り、回転軸は本体ベースに固定されており、ブラシスク
ラブ洗浄ユニット2に搬入されて来たウェハ端面がこれ
ら3ケの溝に入り込むようにセットされる。また押さえ
ローラ142にも同様の外円周に溝がありセット状態で
はウェハ端面が溝に入り込むようになっている。
6a,56bと結合し移動出来る構造になっている。図
3に示すセット状態ではウェハ13は上記各ローラ14
2に設けられた溝によってウェハ13が回転した時に外
周方向に逃げ出さない役割を担い回転方向には自由度が
ある位置にありウェハ13自身を押さえ付けてはいな
い。
の幅はウェハの厚さより広く取ってある。66は縦型ブ
ラシ洗浄ユニットでのウェハ13の垂直軸位置を示す処
理基準線であり、各ローラ溝はこの線上位置にあるよう
調整される。実施例ではこの位置を基準としてすべての
動作が行われるようになっている。ディスクブラシ10
はフラットスポンジを持つブラシであり、回転機構と移
動機構及び洗浄水供給機構と結合されている。
ものであり、図示していないが裏面にも全く同様の構造
を持つディスクブラシ動作機構がありウェハ13の両面
を同時にブラシスクラブ洗浄をするようになっている。
サイドブラシ145はウェハ13の外周端面を洗浄する
ものであり、回転機構及び洗浄水供給機構と結合されて
いる。
5の構造については後述する。サイドディスクブラシ1
0は複数個のブラシにより洗浄効果を発揮するもので本
実施例では10a,10b,10cの三つで構成されて
いる。回転機構は図示するようにブラシを回転するモー
タ51によりディスクブラシ10は同一方向に回転する
ようになっている。
3で結合し、さらに10の回転軸ギアとモータ51の回
転軸ギアとがタイミングベルト52、53で結合されて
いる。これでモータ51の回転はディスクブラシ10
a,10b,10cに伝達され図の矢印方向に回転す
る。移動機構はウェハ13の挿入時と取り出し時には標
準位置仮想線66からディスクブラシ10をウェハ面か
ら離れた位置に移動させ、洗浄時にはウェハ面に押圧を
与える位置まで移動させるためのものである。
効果が得られる位置データを押圧パラメータとして設定
しておく。ディスクブラシ10を回転させるモータ51
を含む回転機構,ディスクブラシ及び後述する洗浄水供
給機構の配管などを一体として乗せた移動ステージ50
があり、これが移動モータ49によって図の矢印方向に
駆動するようになっている。洗浄水供給機構は洗浄動作
中ディスクブラシ10に洗浄水の供給と、供給すること
によるディスクブラシ10自身のセルフクリーニング機
能を持たせるためのものであり、10の供給構造は後述
する。
転を自由にする洗浄水供給配管のために設けたものであ
る。洗浄水は界面活性剤で洗浄した後、純水洗浄するの
が一般的であるが、本件装置では次のようになってい
る。ディスクブラシ10a,10b,10cには上記し
たように回転継ぎ手48に接続されたあと、界面活性剤
と純水が互いの逆流防止のための逆止弁47を介して界
面活性剤と純水配管とに分岐される。
と純水用電磁弁43を介して純水供給圧源40に接続さ
れている。界面活性剤配管はニードルバルブ付き流量計
46と界面活性剤用電磁弁44を介してベローズポンプ
42に接続されている。ベローズポンブ42には界面活
性剤タンク41から洗浄液としての界面活性剤が供給さ
れている。動作に当たっては事前に設定されている流量
で各洗浄液が純水用電磁弁43,界面活性剤用44を開
くことによってディスクブラシ10a,10b,10c
に供給される。
クブラシにはニードルバルブ付き流量計45,界面活性
剤配管はニードルバルブ付き流量訃46の出力側に各々
接続されている。なお実際の配管実施例では表裏計6ケ
のディスクブラシの各々にニードルバルブを付け流量を
独立に調整して各ブラシの流量バランスを取っている。
ータ68があり,ブラシスクラブ洗浄時及び後述するメ
ガソニック洗浄時に駆動され、ウェハ13に回転力を与
える。さらに洗浄水供給配管もなされておりセルフクリ
ーニング機能も持たせているが上記ディスクブラシと同
様であり省略する。サイドブラシ145の構造例と動作
の詳細は後述する。
両面を同時にメガソニック洗浄するためのものであり、
ブラシスクラブ洗浄ではウェハに固着した汚染粒子を除
去しさらにメガソニック洗浄でより微小な汚染粒子を除
去する。メガソニック洗浄そのものはすでに一般的な方
法である。噴射ノズル60a,60bは約1/4回転す
る駆動モータ63の回転軸に取り付けられたアームの先
端に取り付けられている。
a,60bが図の矢印61方向に移動出来る。65は噴
射ノズル60への配管を示し純水供給圧源に接続されて
いる。64a,64bは噴射ノズル内のメガソニック洗
浄振動部からの配線でメガソニックコントローラに各々
接続されている。次にブラシ洗浄部の動作を説明する。
べきウェハ13が搬入されるまでの待機状態で移動モー
タ49を駆動し、ディスクブラシ10を位置66から離
して置く。上記したように裏面洗浄用ディスクブラシが
あるが以下の説明ではディスクブラシ10と同様の動作
するものとして簡単のため省略する。押さえローラ14
2はシリンダ56a,56b共OFFとし図中矢印反対
にあり位置66から離して置く。また噴射ノズル60は
図の位置(矢印61反対方向)にあり原点復帰状態にな
っている。洗浄動作に先立ち、前述したように搬送ロボ
ットがウェハを搬入し図のウェハ13の位置に置き待機
位置に戻るとシリンダ56a,56bを動作させ押さえ
ローラ142を図の位置にしてウェハ13が上方に飛び
出さないようにする。
シ10をウェハ13に適当な押圧を与える位置まで移動
する。この結果ウェハ裏面のディスクブラシと相俟って
ウェハ13は両面ディスクブラシでサンドイッチされた
状態となると同時にウェハ13が標準位置66に来る。
この時の移動モータ49と図示していない裏面の移動モ
ータの移動量は標準位置66に来るように調整されてい
ることが前提となっている。この位置がでていないとロ
ーラ144及び142との位置関係からウェハ13がひ
ずみ破壊してしまう可能性があり重要な調整である。
間使用する内に位置ズレを起こした場合警報停止した
り、移動モータにフィードバックし、常時ウェハ13が
標準位置66にあるよう自動コントロールする方法など
も考えられ可能であるが、実施例では装置の複雑さとコ
ストアップの点から調整する方法を取ったものであり本
件装置範囲内に含まれるものである。
ータ51及びモータ68が回転を始めブラシスクラブ洗
浄を開始する。この結果ディスクブラシ10とサイドブ
ラシ145は図の矢印方向に回転を始めると同時にこれ
らの総合回転力によってウェハ13が矢印58方向に回
転する。このようにディスクブラシ10とサイドブラシ
145及ぴウェハ13が互いに回転し、常に同一回転方
向にベクトル力を与えながらウェハのブラシスクラブ洗
浄を行うことで、従来の同様洗浄装置のウェハ表面にキ
ズをつけるという間題点を軽減しているのである。
磁弁44とサイドブラシの電磁弁を開きそれぞれのブラ
シに界面活性剤を供給しながら洗浄し、一定時間後に電
磁弁を閉じ純水用電磁弁43とサイドブラシの電磁弁を
開き純水洗浄に入る。
と純水洗浄時間を経過するとモータ51及びモータ68
が回転を停止し、移動モータ49が駆動され移動ステー
ジ50を初期位置に戻し、ディスクブラシをウェハから
離しブラシスクラブ洗浄を終了する。
45を回転させるとウェハが回転を始めメガソニック洗
浄を開始する。同時に64に接続されているメガソニッ
クコントローラを動作させ、配管65に接続されている
電磁弁を開き純水供給を行い、駆動モータ63を動作さ
せ噴射ノズル60a,60bを矢印61方向にスイング
移動させることによってウェハの両面全体のメガソニッ
ク洗浄を行う。なお洗浄中サイドブラシに純水を供給し
ても良いが本実施例では行っていない。また洗浄中噴射
ノズル60a,60bは矢印61を行き来するように移
動モータ63を動作させるが、この時の移動速度及び洗
浄時間はテストにより決めた最適値があらかじめ設定出
来るようになっている。
ズルやスプレーノズルあるいは棒状のノズルであれば洗
浄中スイング動作を必要としない場合もあり、ウェハ上
を広範囲に短時間で処理出来ることになり、本件では噴
射ノズルに限定しているものではない。こうして事前に
設定された洗浄時間を経過するとサイドブラシの回転を
停止し、同時にメガソニックコントローラの動作を停止
し、配管65からの純水供給も停止させる。さらに噴射
ノズル60a,60bを初期位置に戻しメガソニック洗
浄を終了する。
給と回転機能だけとして説明したが、ウェハ外周端面が
常にブラシの特定位置に当たることによる摩耗などの弊
害の可能性を考えてモータ68を含むサイドブラシ系全
体を水平移動させる移動ステージを設ける事でブラシ円
周面全体を均一に使用することも可能である。以上でブ
ラシ洗浄部での洗浄を終えウェハの搬出動作に入る。押
さえローラをシリンダ56の動作によってウェハから離
し初期位置に戻すと、前述した搬送ロボットがウェハを
ブラシ洗浄部から取り出しスピン乾燥部に持って行きス
ピン乾燥動作に入る事になる。
もので4−A(1)はディスクブラシの基本構成図であ
り、4−A(2)は接着面から見たブラシベース81で
あり、ベースには洗浄剤供給口80が洗浄剤湧出口83
となり、そこから図のごとく四方と円周上に湧出溝84
が彫り込んである。
から洗浄液がより均等に滲み出すようにブラシベース8
1にディスクブラシベース中空部85を設け、実施例の
洗浄剤湧出溝84の代わりに洗浄水湧出孔86を設けた
例である。ベースの溝や孔の形状などは色々考えられる
が、フラットスポンジ82全体から洗浄液が均等に滲み
出すことが必要なことであり、本件が上記例に限定され
るものではないことは当然である。
であり、4−B(2)が実施例で以下図に従い説明す
る。ディスクブラシは洗浄剤供給口80を有するブラシ
ベース81とフラットスポンジ82からなりベースにフ
ラットスポンジ82を接着してあるものである。この結
果、洗浄剤が洗浄剤供給口80から送り込まれると、洗
浄剤湧出口83を介してフラットスポンジ82全体から
洗浄剤が滲み出してくるようになっている。
洗浄中の洗浄液として機能すると同時に常に新しい洗浄
液が流れ出すことによって、ウェハ表面に付着していた
汚染粒子が除去後ブラシに付着することを防止するブラ
シそのもののセルフクリーニング機能をもつこととな
り、一度除去された汚染粒子が再度ウェハ表面に付着す
ることをも防止しているのである。
り、サイドブラシベース91の円周上にリングスポンジ
が接着してあるもので、洗浄剤供給口90とブラシ回転
のためのブラシシャフト93から構成される。また図4
−B(2)はサイドブラシベース91の構造例であり、
ディスクブラシと同様のサイドブラシベース中空部94
とサイドブラシベース91の円周上に設けられた洗浄剤
湧出孔95がある。洗浄剤供給口90から洗浄液が送り
込まれるとリングスポンジ円周部から洗浄液が滲み出す
ようになっておりディスクブラシと同様の機能を有する
ものである。
スピンモータ25のスピン中空部110付近の構造図
で、図7はウェハチャック23の詳細説明図である。以
下図に従い実施例に於けるスピン乾燥ユニットの構成と
動作を説明し、次にスピンモータ25のスピン中空部1
10及びウェハチャック23の構造と機能について説明
する。
軸モータであり、回転軸にターンテーブル27が取り付
けられ、ターンテーブル27の外周部には複数個のウエ
ハチャック23が設けられている。実施例ではウェハチ
ャック23は外周等間隔に6ケ配置されており、ウェハ
チャックが動作することによって、ウェハ21がターン
テーブルに固定されるようになっている。
るとそれに結合されたチャック開閉盤112がウェハチ
ャック23の一端を押しウェハ21はターンテーブルか
ら解放される。通常、ウェハチャックはターンテーブル
との間に付属するスプリング力によってウェハ21を固
定する位置にある。ウエハチャック23の詳細は後述す
る。
21に対してスピン乾燥中にウェハ21の表裏両面中心
部に窒素ガス(N2)を吹き付けるノズルを設けてあ
り、表面に対しては吹出ノズル22が、裏面用は図示し
ていないが中空部先端の吹出口103内にある。ウェハ
21,ターンテーブル27,ウェハチャック23などの
回転部及び吹出ノズル22は図5に示すスピンカップ2
4によって覆われている。これは通常グローブともいわ
れるもので、スピン乾燥中の洗浄水及び水滴ミストが周
囲に飛び散らないように下部に排気/排水口が設けられ
ているもので一般的なものである。
ンモータ25,吹出ノズルの窒素ガス供給口106,ウ
ェハチャック23のチャック開閉盤用シリンダ107及
びスピンカップ24を移動させるためのカップ駆動用シ
リンダ113などが配置されている。
クの駆動用シリンダを動作させておく。この結果ウェハ
チャックはターンテーブルの外周側に倒れウェハがター
ンテーブルの面側に搬入出来る状態にある。スピンカッ
プはカップ駆動用シリンダ113が駆動されておらずス
ピンモータ側に引っ込んだ位置にあり、ウェハを搬入出
来る状態にある。
了すると前述したように搬送ロボットが待機位置からブ
ラシスクラブ洗浄ユニットに移動し、洗浄されたウェハ
を取り出し、図5に示すスピン乾燥ユニットのウェハ2
1の位置まで運んでくる。次に駆動用シリンダの動作を
OFFにして、ウェハチャックを駆動しウェハをターン
テーブルに固定する。その後搬送ロボットは待機位置に
戻る。
5に示す位置まで移動させてスピン乾燥動作に入る。ま
ずスピンモータを駆動させウェハ21を高速回転させる
と同時に窒素ガス供給口106,109に接続されてい
る電磁弁をONにし、前述したようにウェハ21の表裏
両面中心部に窒素ガス(N2)を吹き付ける。このスピ
ン乾燥動作を予め設定した処理時間を経過するとスピン
モータの回転を停止し、窒素ガス供給電磁弁を閉じてス
ピン乾燥を終了する。
ハの接触部をテーパー形状とすることで、従来ウェハチ
ャック部での洗浄水の跳ね返りなどによる未乾燥やそれ
に伴う再汚染を防止出来たものである。
定、配置したスビン乾燥部の処理でウェハ21の表裏両
面全体を確実にスピン乾燥を実現させることが出来たの
である。スピン乾燥を終了するとシリンダをOFFに
し、スピンカップを待機位置に戻す。さらに前記した外
部搬送ロボットが待機位置からスピン乾燥部まで移動
し、ウェハを取り出しアンローダ部に搬送することにな
る。なおターンテーブルに固定されているウェハは搬送
ロボットアームがウェハを掴んだ時点で、シリンダをO
FFにしてウェハを解放し、次のウェハの搬入に備え
る。
の内部構造図である。従来のスピン乾燥に於ける間題点
のひとつは、ウェハを高速回転することで乾燥させるた
め中心部に遠心力が働かないため、未乾燥エリアが存在
し、不良エリアとして使用出来ないことがあった。
のもあるが解決には至っていないのが実情である。また
従来のスピン乾燥装置では、特に横型処理装置の場合ウ
ェハ裏面を吸着することなどから、ウェハ表裏両面を洗
浄することが難しかったのである。
5に中空軸モータを採用し、縦型構造のスピン乾燥を行
うことでこれらの問題を解決したのである。スピンモー
タの中空回転軸シャフト125にターンテーブル27が
固定され該ターンテーブル上のウェハチャック23に搬
入され固定されたウェハが高速回転する。
グ122を介して回転しない中空シャフト124があ
り、内部に窒素ガス(N2)管を配管し、一方に窒素ガ
ス供給口109を先端側に吹出ノズル22を取り付けて
ある。この結果窒素ガスを供給することによってウェハ
チャック23に固定されたウェハ21の裏面中央部に窒
素ガスを吹き付けられ、中央部の回転による遠心力の働
かないエリアに滞る洗浄水は周囲に広げられ、その後の
遠心力によって確実にスピン乾燥がなされるのである。
でウェハの円周周囲でチャックしたスピン乾燥と表面吹
出ノズルとが相俟ってウェハ表裏両面かつ中心未乾燥エ
リアの無い全面乾燥を実現している。
スピン乾燥ではチャック部での洗浄水の跳ね返りなどに
よる未乾燥やそれに伴う再汚染によりウェハ上使用出来
ないエリアの存在が間題視されて来た。本件ではスピン
モータの回転による遠心力によってウェハ外周部に飛ば
される洗浄水がチャック部に滞ることなく円周外に飛ば
されるようチャックのウェハ接触部分をテーパーとする
ことでこの間題を解決したものである。
よって、ターンテーブル27に固定されている状態を示
している。チャック開閉盤112が図の矢印方向に移動
しておらず、ウェハチャック23の一端を押していない
ため、スプリング134の力でピン固定台137を支点
として矢印a方向にウェハ接触部132が移動すること
によってウェハを固定している。なお解放する時はチャ
ック開閉盤112をシリンダで押し、ウェハチャック2
3の一端を押すことによって矢印b方向にウェハ接触部
132を移動させて行う。
ハ21の前面側から見た図であり、ピン固定台137に
固定された支点ピンを中心として図の前後方向に動く。
スピン乾燥動作中ウェハ21はウェハ接触部132のA
点で接触しており図で示すようにテーパー形状になって
いる。矢印130はウェハ21の回転方向を示しており
スピン乾燥が始まるとウェハ21上全面の洗浄液が外周
方向に流され、当然ウェハの外周に設けられた複数個の
ウェハチャックにも流れてくる。しかしながらこれらの
洗浄液は図の133方向に流れウェハ円周外に導かれる
ので、洗浄液がチャック部に滞ることなく円周外に排出
され、ウェハチャック部での未乾燥や再汚染が防止され
たことが確認された。
での、装置占有面積と洗浄結果を以下に述べる。設置ス
ペース:本件12インチウェハ縦型装置の実施の結果、
設置スペースは1300×1450mmとなった。一
方、従来の8インチウェハ横型装置では1000×17
50mmであった。このことから縦型洗浄装置とするこ
とで、従来の8インチ横型装置で必要としでいた設置ス
ペースとほぼ同等の設置スペースで12インチウェハの
洗浄処理が実現出来ることで今後の大型化するウェハ処
理に対する有効性が確認された。
以下の設定とし確認結果を得たので、表1〜表3に示
す。
結果、ウェハ表裏各面に対して0.3μm以下の汚染粒
子が10〜20個以内であり、従来ブラシ洗浄で問題と
された面上でのキズも無く超精密洗浄の前洗浄としての
洗浄性能を十分満足する結果が得られることを確認し
た。
た構成図。
図。
図。
正面図。 4−A(3)ブラシベースの断面図。 4−B(1)サイドブラシの斜視図 4−B(2)サイドブラシのブラシベース中空部の透視
図。
図。
印。 149 ディスクブラシ10の各々が回転する方向を
示す矢印。 150 噴射ノズルがスイング移動する方向を示ず矢
印。 21 スピン乾燥部にセットされたウェハ。 22 吹出ノズル。 23 ウェハチャック。 24 スピンカップ。 25 スピンモータ。 26 ウエハ21が回転する方向を示す矢印。 27 ターンテーブル。 31 アンローダカセット。 32 洗浄処理後のウェハ。 33 アンローダステージ。 34 アンローダステージが移動する方向を示す矢
印。 40 純水供給圧源。 41 界面活性剤タンク。 42 ベローズポンプ。 43 純水用電磁弁。 44 界面活性剤用電磁弁。 45 ニードルバルブ付き流量計。 46 界面活性剤供給ニードルバルブ付き流量計。 47 逆止弁。 48 回転継ぎ手。 49 移動モータ。 50 移動ステージ。 51 モータ。 52 タイミングベルト付きギア。 53 タイミングベルト付きギア。 55 ウェハ13の上方押えローラ。 56 シリンダ。 58 ウェハ13が洗浄中回転する方向を示す矢
印。 59a 支持ローラ。 59b 支持ローラ。 59c 支持ローラ。 60a 噴射ノズル。 60b 噴射ノズル。 61 噴射ノズル60a、60bがスイング移動す
る方向を示す矢印。 62 噴射ノズル60a、60bを支える回転アー
ム。 63 移動モータ。 64a 噴射ノズルとメガソニックコントローラとを
結ぷ配線。 64b 噴射ノズルとメガソニックコントローラとを
結ぷ配線。 65 配管。 66 ブラシ洗浄部でのウェハ13の位置を示ず仮
想線。 68 モータ。 80 洗浄剤供給口 81 ブラシベース。 82 フラットスポンジ。 83 洗浄剤湧出口 84 洗浄剤湧出溝。 85 ディスクブラシベース中空部。 86 洗浄水湧出孔。 90 洗浄剤供給口。 91 サイドブラシベース。 92 リングスポンジ。 93 ブラシシャフト。 94 サイドブラシベース中空部。 95 洗浄剤湧出孔。 103 窒素ガス吹出口。 106 窒素ガス供給口。 107 チャック開閉盤用シリンダ。 109 窒素ガス供給口 110 スピン中空部。 112 チャック開閉盤。 113 カップ駆動用シリンダ。 122 ベアリング。 124 中空シャフト。 125 中空回転軸シャフト。 130 スピン乾燥時にウェハ21が回転する方向を
示す矢印。 132 接触部。 133 スピン乾燥時洗浄液が流れ飛ぷ方向を示す矢
印。 134 スプリング。 135 支点ピン。 136 ウェハチャック23の移動方向を示す矢印。 137 ピン固定台。 A ウェハ13をブラシ洗浄部まで搬送ずる搬送ロ
ボット。 B ブラシ洗浄部とスピン乾燥部間を移動するウェ
ハ搬送ロボットB。 C スピン乾燥部とアンローダ部間を移動するウェ
ハ搬送ロボット。 R1 Aが移動する方向を示す矢印。 R2 Aがローダ部とブラシ洗浄部間を移動する方向
を示す矢印。 R3 Aがブラシ洗浄部にウェハをセットするために
移動する方向を示す矢印。 R4 Bが上下移動ずる方向をしめす矢印。 R6 アンローダ部のアンローダカセット31にウェ
ハ32を収容するために 搬送ロボットCが下方移動する方向を示す矢印。 R20 Aが通常待機している待機位置。 R40 Bが適常待機している待機位置。 R50 搬送ロボットCが通常待機している待機位置。
Claims (6)
- 【請求項1】洗浄前のウェハを搬出する行程、ブラシス
クラブ行程、スピン乾燥行程、洗浄後のウェハを搬入す
る行程の全ての行程において、ウェハを縦方向に立てた
状態を維持して行うことを特徴とするウェハ洗浄方法。 - 【請求項2】洗浄前のウェハを収容するローダ装置部、
ブラシスクラブ洗浄装置、スピン乾燥装置、洗浄後のウ
ェハを収容するアンローダ装置部の全ての装置に於い
て、ウェハを縦方向に立てた状態を維持したまま洗浄の
全行程を行うことを特徴とするウェハ洗浄装置。 - 【請求項3】請求項2において、ウェハを縦位置で処理
する洗浄ユニットと乾燥ユニットとを有し、ウェハの表
裏両面全体と端面を同時に洗浄処理し、かつウェハの表
裏両面全体のスピン乾燥処理を行うことを特徴とする縦
型配置のウェハ洗浄装置。 - 【請求項4】ブラシスクラブ洗浄装置において、3個以
上の面洗浄ブラシとウェハ端面を洗浄するブラシ、面及
び端面各ブラシに対し独立に回転駆動機構を設けて洗浄
するブラシスクラブ洗浄機構、ウェハ両面を洗浄する噴
射ノズルを設けた洗浄機構とを有する洗浄装置であっ
て、該両ブラシの回転をさせることによって行うブラシ
スクラブ洗浄と、洗浄水噴射ノズルによって行うスクラ
ブ洗浄とを特徴とするブラシスクラブ洗浄装置 - 【請求項5】ブラシスクラブ洗浄装置において、ブラシ
スクラブ洗浄部のウェハ両面及び端面の洗浄ブラシに対
し、ブラシ表面から洗浄水を送出する構造を設けること
により、洗浄ブラシのセルフクリーニング機能を有する
ブラシスクラブ洗浄装置。 - 【請求項6】ウェハを中空軸モータで高速回転させて乾
燥させるスピンドライヤに於いて、ウェハ外周部に設け
たチャック形状を洗浄水が遠心方向に流れる構造、ウェ
ハ表裏両面中心部の回転乾燥が出来ないエリアに吹出し
方向を持つ吹出ノズル、乾燥動作中窒素ガスを吹き付け
て遠心乾燥させる構造とを有して、ウェハ両面全体を清
浄乾燥させることを特徴とするブラシスクラブ洗浄装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10378637A JP2000183020A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10378637A JP2000183020A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 洗浄装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000183020A true JP2000183020A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18509847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10378637A Pending JP2000183020A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 洗浄装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000183020A (ja) |
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-
1998
- 1998-12-11 JP JP10378637A patent/JP2000183020A/ja active Pending
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