JP2001102352A

JP2001102352A - ウェーハスピン乾燥装置

Info

Publication number: JP2001102352A
Application number: JP27952299A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kuroda; 幸夫黒田; Keiichi Tanaka; 恵一田中
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】スピン乾燥時に、飛散した液滴がはね返って
半導体ウェーハに再付着するのを防ぐウェーハスピン乾
燥装置を提供する。【解決手段】スピン乾燥時に、シロッコファン１５を
チャックテーブル１２と同軸的に回転させると、このフ
ァン１５の回転により、チャックテーブル１２上に半径
方向外側へ向かう負圧力が発生し、この負圧力により、
シリコンウェーハＷから飛散した水滴を羽根板１８間か
ら外へ強制的に排出させる。結果、ファン１５の外で何
らかの部材に水滴が当たっても、その後の水滴は、この
ファン１５による風および回転中の羽根板１８が妨げに
なって、ウェーハ方向へはね返ってこない。よって、は
ね返った水滴がシリコンウェーハＷに再付着するのを防
ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はウェーハスピン乾
燥装置、詳しくは例えば洗浄後の半導体ウェーハを高速
回転させて、その遠心力により、半導体ウェーハに付着
した液滴を除去して乾燥させるウェーハスピン乾燥装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、表面研磨されたシリコンウェー
ハ（半導体ウェーハ）は、その後、洗浄工程から乾燥工
程を経過して製品化される。近年、洗浄後のウェーハを
機械的に洗浄する方法として、ナイロン，ポリプロピレ
ン，ＰＶＡなどの円筒状のブラシを回転させ、これを超
純水の洗浄液をジェットスプレーしながらウェーハ表面
に接触させることで洗浄するという接触スクラブ洗浄が
開発されている。この接触スクラブ洗浄後のシリコンウ
ェーハは、ウェーハスピン乾燥装置を用い、そのウェー
ハ１枚ずつをスピン乾燥する場合がある。このウェーハ
スピン乾燥装置の一種として、遠心力を利用し、ウェー
ハ表面の水滴をふき飛ばして乾燥させるウェーハスピン
乾燥装置が知られている。この従来の乾燥装置として
は、例えば特開平１０−１８９５３０号公報に記載され
たものが知られている。

【０００３】この従来装置は、円筒形のチャンバと、こ
のチャンバ内に回転自在に軸支されて、このシリコンウ
ェーハを着脱自在に保持するウェーハ保持板と、この保
持板を高速回転させる保持板回転用モータ（保持板回転
手段）とを備えている。このウェーハのスピン乾燥時に
は、保持板回転用モータにより、ウェーハ保持板ととも
にシリコンウェーハを高速回転させて、遠心力でもっ
て、ウェーハに付着した水滴を吹き飛ばして乾燥させ
る。この際、シリコンウェーハから飛散した水滴は、チ
ャンバの周側板の内周面に当たった際、この内周面をつ
たいながら、チャンバの底面にすべり落ち、そのままチ
ャンバに形成された排出口から外部に排出されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のウェーハスピン乾燥装置にあっては、シリコンウェ
ーハのスピン乾燥時に、このウェーハから飛び散った水
滴の一部が、チャンバの周側板の内周面に当たってはね
返り、再度、このウェーハに付着してしまうという問題
点があった。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、ウェーハのスピン乾燥時
に、一度飛散した液滴がはね返って半導体ウェーハに再
付着するのを防止することができるウェーハスピン乾燥
装置を提供することを、その目的としている。また、こ
の発明は、ウェーハ保持板の回転速度にかかわらず、シ
ロッコファンによる負圧力の大きさを制御することがで
きるウェーハスピン乾燥装置を提供することを、その目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、半導体ウェーハが着脱自在に保持されるウェーハ保
持板と、前記ウェーハ保持板を回転軸体を中心にして高
速回転させる保持板回転手段と、前記ウェーハ保持板の
外周りに配置された多数枚の羽根板を有して、前記回転
軸体と同軸的に回転されるシロッコファンと、前記羽根
板の回転領域よりウェーハ保持板の半径方向外側に配設
されて、回転中の前記シロッコファンによる負圧排気に
ともなって排出された水滴を受ける環状ダクトとを備え
たウェーハスピン乾燥装置である。

【０００７】このウェーハスピン乾燥装置は、通常、１
回の処理につき１枚の半導体ウェーハをスピン乾燥させ
るウェーハ保持板の回転軸方向を垂直に向けた枚葉式の
装置である。ただし、これには限定されない。例えば、
ウェーハ保持板の回転軸方向を水平に向け、この半導体
ウェーハを垂直面内で回転させるようにしてもよい。こ
の垂直回転式にすれば、特に３００ｍｍを超える半導体
ウェーハの場合に、ウェーハスピン乾燥装置の省スペー
ス化を図ることができる。また、半導体ウェーハの種類
は限定されない。例えばシリコンウェーハ，ガリウム砒
素ウェーハでもよい。ウェーハ保持板のウェーハ保持方
法は限定されない。例えば、半導体ウェーハの外周部を
外方から挟持するチャック爪を有するクランプ手段でも
よいし、半導体ウェーハの片面を吸着する真空吸着手段
でもよい。シロッコファンは、互いに離間配置されて同
一外径である円形の羽根車主板と環状の羽根車側板との
間に、多数枚の羽根板が平行に配列された多翼ファンで
ある。これらの羽根板は、通常、ウェーハ保持板の外周
方向へ向かうほど徐々に回転方向とは逆方向へ傾倒して
いる。また、このシロッコファンの回転方向は限定され
ない。ただし、通常はウェーハ保持板と同じ回転方向で
ある。

【０００８】このシロッコファンに組み付けられた羽根
板の総数は限定されない。また、この羽根板の形状も限
定されない。さらに、このシロッコファンは、ウェーハ
保持板の回転軸体に一体的に固着されていてもよいし、
この回転軸体とは別個に回転するようにしてもよい。要
は、このシロッコファンが、その回転軸体と同軸的に回
転することができればよい。環状ダクトの形状も限定さ
れない。シロッコファンの回転板の隙間から排出された
水滴を受けることができる形状であればよい。また、こ
の環状ダクトには、排水用のドレン管が設けられていて
もよい。

【０００９】保持板回転手段の回転機構は限定されな
い。駆動部としては、電動モータなどが挙げられる。こ
の保持板回転手段によるウェーハ保持板の回転速度も限
定されない。ただし、ウェーハ保持板とシロッコファン
とが一体的に回転する場合、保持板の回転速度は、１０
００〜４０００ｒｐｍ、特に２０００〜３０００ｒｐｍ
が好ましい。１０００ｒｐｍ未満では、半導体ウェーハ
上の水滴の排除が完全に行われないおそれがあるまた、
４０００ｒｐｍを超えると、半導体ウェーハが遠心力に
耐えきれず、破壊されるおそれがある。なお、この発明
のウェーハスピン乾燥装置は、スピン乾燥の他、枚葉エ
ッチングなどにも応用することができる。この場合、エ
ッチング中、エッチャントとの反応ガスを、半導体ウェ
ーハの外周方向へ均等に排気することができる。しか
も、その後、純水などによるリンスを行い、さらに同一
ステージ上で、スピン乾燥を行うこともできる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記シロッコフ
ァンを回転させるファン回転手段が設けられた請求項１
に記載のウェーハスピン乾燥装置である。ファン回転手
段の回転機構は限定されない。駆動部としては、電動モ
ータなどが挙げられる。このファン回転手段によるシロ
ッコファンの回転速度は限定されない。なお、この回転
速度は、羽根板の取り付け角度により異なる。この羽根
板の取り付け角度は限定されない。ただし、通常は、１
０〜８０度、特に３０〜６０度が好ましい。この角度が
１０度未満だったり、６０度を超えたりした場合には、
排気が良好に行われないという問題点が生じる。具体例
を挙げると、この取り付け角度が３０度の場合、シロッ
コファンの回転数は、通常、５００〜２０００ｒｐｍと
なる。特に、１０００〜１５００ｒｐｍが好ましい。５
００ｒｐｍ未満では、所定の排気が行われず、２０００
ｒｐｍを超えると、抵抗が増大してエネルギーロスが大
きくなり、実用的でない。

【００１１】

【作用】この発明によれば、ウェーハのスピン乾燥時
に、シロッコファンをウェーハ保持板と同軸的に回転さ
せる。これにより、シロッコファンの回転によって、ウ
ェーハ保持板上に半径方向外側へ向かう負圧力が発生
し、この負圧力により、半導体ウェーハから飛び散った
液滴をこの羽根板間の隙間から外部へ強制的に排出させ
る。これにより、仮にこのファンの外部において、例え
ば何らかの板材に当たったとしても、この衝突後の液滴
は、このファンによる風および回転中の羽根板が妨げと
なって、ウェーハ方向へはね返ることはできない。これ
により、このはね返った液滴が半導体ウェーハに再付着
するのを防ぐことができる。

【００１２】特に、請求項２の発明にあっては、ウェー
ハ保持板の回転とは別個に、ファン回転手段によって、
このシロッコファンを任意の速度で回転させられる。こ
れにより、ウェーハ保持板の回転速度にかかわらず、シ
ロッコファンの回転によりウェーハ保持板上で発生する
負圧力の大きさを制御することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係
るウェーハスピン乾燥装置の縦断面図である。図２は、
この発明の一実施例に係るウェーハスピン乾燥装置の平
面図である。図１および図２において、１０はこの発明
の一実施例に係るウェーハスピン乾燥装置であり、この
ウェーハスピン乾燥装置１０は、円筒状をした装置本体
１１を有している。この装置本体１１の中心部の上方に
は、シリコンウェーハＷが着脱自在に保持される円板状
のチャックテーブル（ウェーハ保持板）１２が水平回転
自在に配置されている。すなわち、チャックテーブル１
２の垂直方向へ延びた回転軸体１２ａが装置本体１１の
中心部に取り付けられている。

【００１４】チャックテーブル１２の外周部の上面に
は、シリコンウェーハＷの外周部をつかんで、このシリ
コンウェーハＷを水平状態で中空に保持する６個のチャ
ック爪１３が、テーブル周方向へ６０度ごとに配設され
ている。また、回転軸体１２ａの下端部は、装置本体１
１の下部中央に載置されたテーブル回転用モータ（駆動
部）１４の出力シャフトに連結されている。テーブル回
転用モータ１４により回転軸体１２ａを高速回転させる
ことで、チャックテーブル１２およびシリコンウェーハ
Ｗが水平に高速回転する。

【００１５】一方、このチャックテーブル１２は、シロ
ッコファン１５の内部空間に配置されている。すなわ
ち、このシロッコファン１５は、チャックテーブル１２
の下方近傍に水平配置された円形の羽根車主板１６と、
この羽根車主板１６と同じ外径でかつこの主板１６と平
行状態でチャックテーブル１２の上方に配置された環状
の羽根車側板１７とを有し、チャックテーブル１２の外
周りであって、両板１６，１７間には、多数枚の羽根板
１８が周方向へ一定ピッチで配置されている。各羽根板
１８は、チャックテーブル１２の外周方向へ向かうほど
徐々に回転方向とは逆方向へ傾倒している。シロッコフ
ァン１５の回転軸体１５ａは中空の軸体であり、ベアリ
ング１９を介して、前記テーブル回転用モータ１４の回
転軸体１２ａの外周りに同軸的に配設されている。な
お、このベアリング１９は、装置本体１１の中心部の空
間に内嵌されている。また、これらの回転軸体１２ａ，
１５ａの間には、上下一対のベアリング２０が介在され
ている。

【００１６】この回転軸体１５ａの下端外周部にはギヤ
２１が外嵌されている。このギヤ２１に噛合されるギヤ
２２は、テーブル回転用モータ１４の近傍に配置された
ファン回転用モータ２３の出力シャフトの先端に固着さ
れている。ファン回転用モータ２３により出力シャフト
を回転させると、ギヤ２１，２２を介して、チャックテ
ーブル１２の外方において、シロッコファン１５がチャ
ックテーブル１２と同軸的に回転する。装置本体１１の
上端部であって、羽根板１８の回転領域よりチャックテ
ーブル１２の半径方向外側には、回転中のシロッコファ
ン１５による負圧排気にともなって排出された水滴を受
ける平面視して楕円リング状をした環状ダクト２４が設
けられている。なお、シロッコファン１５の各羽根板１
８の一部が、この環状ダクト２４の内部空間に若干挿入
された状態となっている。また、環状ダクト２４の底板
の対向部分には、一対の排水用のドレン管２５が連結さ
れている。なお、図１において、１１ａは、装置本体１
１の支柱である。

【００１７】次に、この一実施例のウェーハスピン乾燥
装置１０の作動を説明する。図１および図２に示すよう
に、まず、チャックテーブル１２上に、チャック爪１３
を介して、仕上げ洗浄直後のシリコンウェーハＷを水平
に保持させる。この状態のまま、テーブル回転用モータ
１４により回転軸体１２ａを回転させると、チャックテ
ーブル１２およびシリコンウェーハＷが、水平状態で３
０００ｒｐｍの速さで回転する。これと同時に、ファン
回転用モータ２３により、シロッコファン１５をチャッ
クテーブル１２と同軸的に同一方向へ回転させる。これ
により、チャックテーブル１２の外方で、多数の羽根板
１８が水平回転する。なお、このときのシロッコファン
１５の回転速度は１０００ｒｐｍである。

【００１８】この際、シリコンウェーハＷの高速回転に
より、シリコンウェーハＷに付着していた水滴が、その
遠心力により、チャックテーブル１２の半径方向外方へ
飛び散る。このとき、チャックテーブル１２上では、シ
ロッコファン１５の回転によって、このチャックテーブ
ル１２の半径方向外側へ向かう負圧力が発生しており、
この負圧力により、シリコンウェーハＷから飛び散った
水滴が、この羽根板１８間の隙間から外部へ強制的に排
出される。この排出された水滴は、環状ダクト２４の内
周面に当たり、その面をつたって底板へすべり落ちてい
く。その後、この底板の上に溜まった水滴は、環状ダク
ト２４の両側に形成されたドレン管２５を介して、装置
外へ排出される。

【００１９】ところで、環状ダクト２４の内周面に水滴
が衝突したとき、従来のウェーハスピン乾燥装置では、
その一部がシリコンウェーハＷ側へはね返っていた。し
かしながら、この一実施例のウェーハスピン乾燥装置１
０では、このシロッコファン１５による強い風と、高速
回転する羽根板１８とが妨げになり、水滴がシリコンウ
ェーハＷまではね返ってくることができない。その結
果、はね返った液滴のシリコンウェーハＷへの再付着を
防止することができ、これを原因とする後工程の不都
合、引いては不良ウェーハの発生を抑えることができ
る。なお、この一実施例では、シロッコファン１５の回
転手段は、チャックテーブル１２の回転手段とは別系統
となっている。これにより、チャックテーブル１２の回
転速度にかかわらず、羽根板１８の回転によって、チャ
ックテーブル１２上で発生する負圧力の大きさを、任意
に増減させることができる。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、ウェーハのスピン乾
燥時に、シロッコファンをウェーハ保持板と同軸的に回
転させるようにしたので、いったん、ファンの外へ排出
された液滴は、シロッコファンの風によって、ウェーハ
方向へはね返れず、その結果、はね返った液滴の半導体
ウェーハへの再付着を防止することができる。

【００２１】特に、請求項２の発明にあっては、ウェー
ハ保持板の回転とは別に、シロッコファンを回転させる
ことができるので、ウェーハ保持板の回転速度にかかわ
らず、シロッコファンにより発生される負圧力を制御す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るウェーハスピン乾燥
装置の縦断面図である。

【図２】この発明の一実施例に係るウェーハスピン乾燥
装置の平面図である。

【符号の説明】

１０ウェーハスピン乾燥装置、１２チャックテーブル（ウェーハ保持板）、１２ａ回転軸体、１４テーブル回転用モータ（保持板回転手段）、１５シロッコファン、１８羽根板、２３ファン回転用モータ（ファン回転手段）、２４環状ダクト、Ｗシリコンウェーハ（半導体ウェーハ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3L113 AA04 AB08 AC23 AC46 AC53 AC63 AC67 AC76 BA34 CA15 CA16 CB15 CB24 CB34 DA04 DA15 DA17 DA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェーハが着脱自在に保持される
ウェーハ保持板と、前記ウェーハ保持板を回転軸体を中
心にして高速回転させる保持板回転手段と、前記ウェー
ハ保持板の外周りに配置された多数枚の羽根板を有し
て、前記回転軸体と同軸的に回転されるシロッコファン
と、前記羽根板の回転領域よりウェーハ保持板の半径方
向外側に配設されて、回転中の前記シロッコファンによ
る負圧排気にともなって排出された水滴を受ける環状ダ
クトとを備えたウェーハスピン乾燥装置。
【請求項２】前記シロッコファンを回転させるファン
回転手段が設けられた請求項１に記載のウェーハスピン
乾燥装置。