JP2004319930A

JP2004319930A - 基板用洗浄・乾燥装置

Info

Publication number: JP2004319930A
Application number: JP2003115294A
Authority: JP
Inventors: Saburo Sekida; 三郎関田; Katsuhiro Tsuji; 克浩辻; Sadaaki Kurita; 定明栗田
Original assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd
Current assignee: Okamoto Machine Tool Works Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】基板を洗浄、乾燥した際、洗浄・乾燥装置の基板保持プレ−トに残存水滴がない、および洗浄・乾燥された基板に洗浄水の残存付着がない水切れの良好な洗浄・乾燥装置。
【解決手段】前記保持プレ−ト２は、円盤状ポ−ラスセラミック板３と、その外周に設けられた非通気性材よりなる環状体４とから構成され、環状体４の基板保持ステ−ジ面には同心円状に設けられた複数の環状吸着溝４ａと、環状体中心部より保持プレ−トの回転方向に対して逆方向となる環状体の周縁部に向かって非放射状に延びて複数の環状吸着溝全てと交差するように設けられた複数の連絡溝４ｂおよび前記環状溝及び連絡溝を跨いで設けられた複数の貫通孔４ｃが設けられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアウエハや半導体ウエハ等の基板表面が研削、研磨、エッチング等の加工を施された後、基板の加工表面に洗浄液を供給して基板を洗浄し、ついで、洗浄された基板の表面に気体を供給して基板を乾燥させるに用いる基板用洗浄・乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の加工表面に洗浄液を供給して基板を洗浄し、ついで、洗浄された基板の表面に気体を供給して基板を乾燥させる基板用洗浄・乾燥装置としては、従来、基板の直径より小さい円盤状ポ−ラスセラミックよりなる吸着スピンチャックに基板を吸着し、基板外周面を複数のピンで位置合わせして基板を保持し、洗浄ノズルより洗浄液を基板表面に供給しつつ、スピンチャックを回転させて基板表面を洗浄し、ついで、洗浄液の供給を止め、気体（例えば空気）供給ノズルより気体を基板表面に供給しつつ、スピンチャックを回転させて基板表面を乾燥させていた（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３００３６号公報（第３−５頁および図１および図４参照。）
【特許文献２】
特開２０００−２０８４６１号公報（第３−４頁および図１および図２参照。）
【０００４】
これらの基板用洗浄・乾燥装置（スピナ）は、厚みが２００〜９００μｍの基板の洗浄、乾燥には実用できる。しかし、スマ−トカ−ド用ＩＣチップ製造用ウエハのような直径が２００〜４００ｍｍ、厚みが２０〜１５０μｍの可撓性基板を洗浄・乾燥させるスピナとしては円盤状ポ−ラスセラミック板より外れた基板の外周縁が撓れてしまい、洗浄・乾燥後に搬送ロボットで基板を別工程の加工現場または収納カセットへ搬送するのが困難である。
【０００５】
可撓性基板の直径と同径の円盤状吸着板をスピナに用いることにより撓れた状態での基板保持はなくなるが、円盤状吸着板に接触している側の可撓性基板表面の水切れが不充分でをウオ−タ−（水）マ−クの原因となったり、不純物や加工屑が円盤状吸着板に固着する原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基板の洗浄・乾燥後も保持プレ−ト上で基板が撓むことなく保持でき、かつ、洗浄・乾燥後の保持プレ−ト、基板の水切れが良好なスピナを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、水平方向に回転自在に保持された基板の表面に洗浄液を供給して基板を洗浄し、基板の表面に気体を供給して基板を乾燥させる基板用洗浄・乾燥装置であって、
基板を略水平に保持する保持プレ−トと、
前記保持プレ−トに基板を吸着保持させる減圧吸引手段と、
前記保持プレ−トを回転させる回転手段と、
前記保持プレ−トに保持された基板の表面に洗浄液を供給する液体供給手段と気体供給手段と、
を具備し、
前記保持プレ−トは、減圧吸引手段のスピンシャフト上面に設けられた円盤状ポ−ラスセラミック板と、その外周に設けられた非通気性材よりなる環状体とから構成され、前記円盤状ポ−ラスセラミック板と非通気性材よりなる環状体の上面を面一として基板保持ステ−ジを構成し、該非通気性材よりなる環状体の基板保持ステ−ジ面には同心円状に設けられた複数の環状吸着溝（ａ）と、環状体中心部より保持プレ−トの回転方向に対して逆方向となる環状体の周縁部に向かって非放射状に延びて複数の環状吸着溝（ａ）全てと交差するように設けられた複数の連絡溝（ｂ）および前記環状溝（ａ）及び連絡溝（ｂ）を跨いで複数の孔（ｃ）が環状体の上下方向を貫通して設けられていることを特徴とする、基板用洗浄・乾燥装置を提供するものである。
【０００８】
基板を吸着した保持プレ−トが水平方向に高速で回転すると理由は定かでないが貫通孔（ｃ）に減圧が生じ、基板裏面および環状吸着溝（ａ）および連絡溝（ｂ）に付着残存していた水分が逸散し、水切れが良好となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は基板用洗浄・乾燥装置の保持プレ−トの平面図、図２は基板用洗浄・乾燥装置の一部を切り取った断面図および図３は基板用洗浄・乾燥装置の要部を示す斜視図である。
【００１０】
図２および図３に示す基板用洗浄・乾燥装置１において、ｗは基板、２は保持プレ−ト、３は円盤状ポ−ラスセラミック板、４は非通気性材よりなる環状体、５は気体室、６は気体通路、７は中空スピンシャフト、８は駆動モ−タ、９はプ−リ−、１０はロ−タリ−ジョイント、１１は吸排気管であり、図示されていないコンプレッサおよび真空ポンプに切換弁を介して連結されている。１２は洗浄液供給手段、１３は気体供給手段、１４は容器、１５は外套である。外套１５はシリンダ１６により昇降可能であり、基板の洗浄、乾燥時には上昇され、基板をパッドまたは搬送ロボットで次工程の現場へ搬送する場合は下降される。
【００１１】
保持プレ−ト２に基板を吸着保持させる減圧吸引手段は、前記中空スピンドル７内に配管された吸排気管１１と図示されていない真空ポンプにより構成される。前記保持プレ−トを回転させる回転手段は、中空スピンドル７、駆動モ−タ８およびプ−リ−９とから構成される。
【００１２】
前記保持プレ−ト２は、中空スピンシャフト７上面に設けられた円盤状ポ−ラスセラミック板３と、その外周に設けられた非通気性材よりなる環状体４とから構成され、円盤状ポ−ラスセラミック板３とアルミニウム板、ステンレス板のような非通気性材よりなる環状体の上面を面一として基板保持ステ−ジを構成している。環状体４は中央部上方に前記円盤状ポ−ラスセラミック板３を挿入する凹部空所と、この空所に連通する気体室を構成する空間５とこの空間５に上下方向に連通する吸排気管１１が挿入される気体通路６を構成する空間部を備える。
【００１３】
図１に示すように、保持プレ−トを構成する非通気性材よりなる環状体４の基板保持ステ−ジ面には同心円状に設けられた幅０．３〜１ｍｍ、深さ０．２〜０．５ｍｍの複数の環状吸着溝４ａと、円盤状ポ−ラスセラミック板３の外周側壁上部３ａに連通し、かつ、環状体中心部４ｄより保持プレ−トの矢印で示す回転方向に対して逆方向となる環状体の周縁部４ｅに向かって非放射状に延びて前記複数の環状吸着溝４ａ全てと交差するよう等間隔に設けられた５〜８本の幅０．３〜１ｍｍ、深さ０．２〜０．５ｍｍの連絡溝４ｂおよび前記環状溝４ａ及び連絡溝４ｂを跨いで複数の孔４ｃが環状体の上下方向を貫通して設けられている。孔４ｃは直径３〜１５ｍｍの円柱状、楕円柱状あるいは一辺が３〜１２ｍｍの三角柱状、四角柱状、五角柱状、あるいは六角柱状であるのが好ましい。孔４ｃが前記環状溝４ａ及び連絡溝４ｂ上に設けられると基板の吸引力が減じられるので環状溝４ａ及び連絡溝４ｂと重ならないように跨いで設けられる。
【００１４】
隣接する環状吸着溝４ａ間の距離は、２〜１０ｍｍが好ましい。また、孔４ｃは同心円状に等間隔に設けることが好ましく、かつ、複数の同心円状に設ける（図１では２つの同心円状）のが好ましい。例えば、円盤状ポ−ラスセラミック板３の中心点から６５〜１００ｍｍの半径の間に位置する同心円状、および円盤状ポ−ラスセラミック板３の中心点から１２０〜１５０ｍｍの半径の間に位置する同心円状に設ける。環状体４の下面４ｇは、中空スピンシャフト７の軸に対し、１５〜３０度傾斜しているのが水切り速度を高める上で好適である。
【００１５】
環状吸着溝４ａの減圧は、円盤状ポ−ラスセラミック板３の外周側壁上部３ａに連通している部分から行ってもよいし、環状吸着溝４ａと連絡溝４ｂとが交差する交差点の最内側に直径１〜５ｍｍの吸引孔４ｆを設け、環状体４の中央部に形成された気体室５に連通させ、この気体室５を減圧吸引手段で減圧させることにより行ってもよい。
【００１６】
複数の環状吸着溝４ａ全てと交差するように設けられる複数の連絡溝４ｂは、環状体４中心部より保持プレ−ト２の回転方向に対して逆方向となる環状体の周縁部に向かって非放射状に延びる。連絡溝４ｂの方向が保持プレ−ト２の回転方向と同じであると環状吸着溝４ａや連絡溝４ｂに付着した洗浄水の水切りが発揮されない。前記連絡溝４ｂは直線状であっても円弧状であってもよいが、直線状の方が減圧の伝わる速度が速いので好ましい。連絡溝４ｂは、円盤状ポ−ラスセラミック板３の外周に対して接線となるように設けるのが好ましい。
【００１７】
本発明の洗浄・乾燥装置１を用いて加工基板の加工表面を洗浄および乾燥するには、洗浄・乾燥装置１の外套１５をシリンダで下降させ、ついで、吸着パッドまたは搬送ロボットで加工基板を保持プレ−ト２上に搬入し、真空ポンプを稼動して気体室５を減圧することにより加工表面を上に向けて加工基板を保持プレ−ト２に吸着固定する。
【００１８】
ついで、外套１５を上昇させた後、スピンシャフト７を１５００〜５０００ｍｉｎ^−１の回転速度で駆動モ−タ８の動力で回転させ、洗浄液供給ノズル１２より洗浄液を基板表面に供給して基板を洗浄する。洗浄終了後、洗浄液の供給を止める。
【００１９】
その後、回転している基板表面に気体（例えば空気、窒素ガス、ヘリウムガス）供給ノズル１３より気体を基板表面に供給して基板の乾燥を行う。基板の乾燥が終了した後、モ−タ８の稼動を止めて基板の回転をなくしたのち、真空ポンプの稼動を止め、切換弁を回してコンプレッサより加圧空気を気体室５に供給して基板を保持プレ−ト２上より若干浮かせて保持プレ−トからの基板の剥離を容易としたのち、切換弁を閉める。
【００２０】
外套１５を下降させた後、洗浄、乾燥された基板を吸着パッドまたは搬送ロボットで次工程の現場へと搬送する。
【実施例】
実施例１
図１に示す保持プレ−トを用いた。この保持プレ−トは、外径が３０２ｍｍ、下面が中空スピンシャフトに対し１５度傾斜している環状アルミニウム板の中央上部の空所に、直径８０ｍｍ、厚み１２ｍｍの円盤状ポ−ラスセラミック板を嵌め込んだものである。この環状アルミニウム板の基板保持ステ−ジ面には同心円状に設けられた幅０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの環状吸着溝を２０ｍｍ間隔に６本と、円盤状ポ−ラスセラミック板の外周側壁上部より接線方向に接し、かつ、図１で示すように環状アルミニウム板中心部より保持プレ−トの矢印で示す回転方向に対して逆方向となる環状アルミニウム板の周縁部に向かって非放射状に直線状に延びて前記５本の環状吸着溝全てと交差するよう等間隔に設けられた６本の幅０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの連絡溝および前記環状溝及び連絡溝を跨いで円盤状ポ−ラスセラミック板の中心点から半径７２ｍｍと１３２ｍｍの同心円状に直径１０ｍｍの円柱状孔を等間隔に８個と１６個が穿孔され、かつ、前記環状吸着溝と直線状連絡溝の最内側の交差点位置に直径１ｍｍの真空孔６個が穿孔されている。
【００２１】
この保持プレ−トを備える図２および図３に示す洗浄・乾燥装置を用い、直径３００ｍｍ、厚み８０μｍの裏面研削された半導体ウエハの洗浄、乾燥を行ったところ、保持プレ−ト上には水の付着は見受けられなかった。また、洗浄・乾燥処理した半導体ウエハの表裏面にも水の付着は見受けられなかった。
【００２２】
比較例１
環状アルミニウム板に直径１０ｍｍの孔を穿孔しない保持プレ−トを用いる他は実施例１と同様にして半導体ウエハの洗浄、乾燥を行ったところ、保持プレ−トの環状溝、連絡溝のところどころに水滴が付着していた。また、洗浄・乾燥処理した半導体ウエハの裏面にも水の付着が若干見受けられた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の基板用洗浄・乾燥装置は、基板の裏面全面が保持プレ−トに固定されて洗浄・乾燥処理されるので、加工処理中、あるいは基板を搬送する吸着パッドで吸引する場合も基板が撓むことがない。また、基板径と同等または若干大きい径の保持プレ−トを使用するにもかかわらず、洗浄・乾燥後、保持プレ−トおよび基板に水滴が残存することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】保持プレ−トの平面図である。
【図２】洗浄・乾燥装置の斜視図である。
【図３】洗浄・乾燥装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１洗浄・乾燥装置
２保持プレ−ト
３円盤状ポ−ラスセラミック板
４非通気性材よりなる環状体
４ａ環状溝
４ｂ連絡溝
４ｃ貫通孔
４ｆ真空孔
７中空スピンシャフト
１２洗浄液供給手段
１３乾燥気体供給手段
１４容器

Claims

水平方向に回転自在に保持された基板の表面に洗浄液を供給して基板を洗浄し、基板の表面に気体を供給して基板を乾燥させる基板用洗浄・乾燥装置であって、
基板を略水平に保持する保持プレ−トと、
前記保持プレ−トに基板を吸着保持させる減圧吸引手段と、
前記保持プレ−トを回転させる回転手段と、
前記保持プレ−トに保持された基板の表面に洗浄液を供給する液体供給手段と気体供給手段と、
を具備し、
前記保持プレ−トは、減圧吸引手段のスピンシャフト上面に設けられた円盤状ポ−ラスセラミック板と、その外周に設けられた非通気性材よりなる環状体とから構成され、前記円盤状ポ−ラスセラミック板と非通気性材よりなる環状体の上面を面一として基板保持ステ−ジを構成し、該非通気性材よりなる環状体の基板保持ステ−ジ面には同心円状に設けられた複数の環状吸着溝（ａ）と、環状体中心部より保持プレ−トの回転方向に対して逆方向となる環状体の周縁部に向かって非放射状に延びて複数の環状吸着溝（ａ）全てと交差するように設けられた複数の連絡溝（ｂ）および前記環状溝（ａ）及び連絡溝（ｂ）を跨いで複数の孔（ｃ）が環状体の上下方向を貫通して設けられていることを特徴とする、基板用洗浄・乾燥装置。