JP2009200392A - 半導体基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薬液を用いて洗浄、エッチングする半導体基板洗浄装置において、ウェハを搬送、保持するガイドに蓄積した薬液や汚染物を容易に、且つ略完全に除去することができる半導体基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】複数の処理槽５間を移動するガイド洗浄ロボット６と、ガイド洗浄ロボット６に搭載され垂直方向に移動するガイド洗浄機構１と、ガイド洗浄機構１に設けられ回動動作可能な一対のガイド洗浄アーム２と、ガイド洗浄アーム２の先端に回転自在に設けられたガイド洗浄ブラシ３を備え、前記洗浄ブラシ３は前記処理槽５内において例えばウェハガイド４に接触し、その正逆回転による振り子動作によりこれを洗浄する。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体基板洗浄装置に係わり、特に半導体基板を保持するウェハガイドの洗浄装置に関するものである。

従来、薬液を用いて洗浄、エッチングする半導体基板洗浄装置において、半導体基板（以下、ウェハという）を複数枚同時に処理するバッチ式バス式洗浄装置においては、洗浄装置内に取り込まれたウェハのエッジ部を搬送ガイドで保持してウェハを搬送し、次に処理槽内でこのままウェハのエッジ部を保持、固定しながらウェハの洗浄処理を行うものである。

図４は、従来のバッチ式バス式洗浄装置の処理槽と搬送系を示す概略構成図である。

この装置は、搬送ガイド２１に回動自在に設けられた一対の搬送ガイドアーム２２の開閉動作によりガイド２３の間隔が調整され、これによりウェハ２４を保持する。次に搬送ロボット２５を水平方向に移動させ、これをウェハ洗浄する処理槽Ａ２６の上方まで搬送し、次に搬送ガイド２１を垂直下降させ、ウェハ２４をウェハガイドＡ２７に置いて保持させると共に搬送ガイドアーム２２を開いてガイド２３の間隔を広げ、ウェハ２４の保持を開放、引き続き搬送ガイド２１を垂直上昇させ、処理槽Ａ２６内に残ったウェハ２４の洗浄処理を行う。

洗浄処理後は、上記動作と同様にウェハ２４をガイド２３で保持し、処理槽Ａ２６から取り出し、洗浄条件により複数の洗浄処理を実行する場合は、他の処理槽Ｂ２８で同様なウェハ搬送動作を行い、ウェハガイドＢ２９上にあるウェハ２４を更に洗浄処理する。

図５は、図４のバッチ式バス式洗浄装置の他の例を示し、その処理槽と搬送系を示す概略構成図である。

この装置は、ウェハガイド３０がウェハガイドロボット３１により垂直方向と水平方向に移動することができ、２つ以上の処理槽を搬送ガイド２１とウェハ２４の取り合いなしに洗浄処理ができるよう構成されている。まず、搬送ガイド２１がウェハ２４を保持しながら処理槽Ａ２６の上方まで移動し、この時点でウェハガイド３０が処理槽Ａ２６から垂直に上昇してウェハ２４を持ち上げ保持し、搬送ガイドアーム２２が回動してガイド２３の間隔を広げ、ウェハ２４の保持を開放し、搬送ガイド２１からウェハガイド３０へのウェハ２４の受け渡しが完了する。

次にウェハガイド３０が垂直下降し、処理槽Ａ２６へウェハ２４を移動させ、処理槽Ａ２６で洗浄処理が実行される。更に、処理槽Ａ２６での洗浄処理後は、ウェハガイド３０が垂直上昇しウェハガイドロボット３１が水平方向へ移動し、処理槽Ｂ３２の上方まで到着した時に、ウェハガイド３０が垂直下降し、処理槽Ｂ３２へウェハ２４を移動させ、処理槽Ｂ３２で更なる洗浄処理が実行される。

処理槽Ｂ３２での洗浄処理後で、ウェハガイド３０が水平移動できる範囲以外にウェハ２４を移動させる場合は、搬送ロボット２５が処理槽Ｂ３２の上方まで移動し、ウェハガイド３０が垂直上昇し、搬送ガイドアーム２２が回動し、ガイド２３の間隔が狭くなり、ウェハ２４を保持してウェハガイド３０が垂直下降することによって、ウェハガイド３０から搬送ガイド２１へのウェハ２４の受け渡しが完了し、ウェハを受け渡された搬送ガイド２１でウェハ２４を移動させる。

図６は、図４および図５に示す従来の搬送ガイドのガイドを洗浄する洗浄乾燥室を示す概略構成図である。

この装置は、搬送ガイド２１のガイド２３を、洗浄乾燥室３３の上方まで移動し、この時点で搬送ガイド２１を垂直下降させ、イソプロピルアルコールなどの溶媒３４が入った溶媒溶槽３５にガイド２３を浸漬して、ガイド２３に付着した薬液や汚染物などを洗浄置換する。

その後、搬送ガイド２１を垂直上昇させ、洗浄乾燥室３３内でヒーター３６の加熱によりガイド２３を乾燥させ、清浄を完了する。
特開平６−８５０３４号公報

しかしながら、これら従来装置にあっては、搬送ガイド２１の洗浄においてガイド２３に付着した薬液や汚染物が完全に除去できないことがあり、また搬送ガイド２３だけでなくウェハ２４からの持ち込み汚染がウェハガイド３０の溝に蓄積して、洗浄処理のときにウェハガイド３０から汚染物がウェハ２４に再付着し、ウェハ２４のパーティクル問題や低歩留まり問題の要因になる等の課題がある。

本発明は前記課題を解決し、搬送ガイドやウェハガイドを効果的に洗浄し、汚染物を除去することができる半導体基板洗浄装置を提供することを目的とする。

洗浄装置内部に設置された洗浄槽と、前記洗浄槽内に配置されたウェハガイドと、前記洗浄装置内部を上下左右に移動可能であり、且つ、先端に設けたガイドを開閉させることができる搬送ガイドアームを備えた搬送ガイドと、前記洗浄装置内部を上下左右に移動可能であり、且つ、先端のガイド洗浄ブラシを前記ウェハガイド等のガイドに接触させることができるガイド洗浄アームを有するガイド洗浄ロボットを備えたことを特徴とする。

本発明の半導体基板洗浄装置では、搬送ガイドやウェハガイドを物理的に洗浄し汚染物を除去することで、ウェハを保持する各ガイドを清浄に保つことができ、これにより、洗浄処理時におけるパーティクルや欠陥異物が半導体基板へ再付着することを防止できる。また、ガイドの汚染物除去のために設備を長時間停止させるようなメンテナンスを省くことも可能となる。

以下、本発明の半導体基板洗浄装置の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明半導体基板洗浄装置の実施の形態１における装置概要を示す概略構成図である。

図中、１はガイド洗浄機構、２はガイド洗浄アーム、３はガイド洗浄ブラシ、４はウェハガイド、５は処理槽、６はガイド洗浄ロボット、７は水平ボールねじ、８は垂直ボールねじ、９は回転機構、１０は純水、１１は処理槽排水であり、次のように動作する。

この図１に示す状態は、処理槽５でウェハ洗浄処理が行われていないとき、即ち、図面上省略してあるが、例えば図５に示すような搬送ロボット２５が別途設けられており、これによりウェハの搬送、洗浄が行われ、洗浄後のウェハが取り除かれた状態を示している。

この状態において、半導体基板洗浄装置の処理槽間に水平に設置された水平ボールねじ７によって、ガイド洗浄ロボット６が処理槽間を水平方向に移動し、処理槽５の上方に到着する。次に、ガイド洗浄ロボット６に搭載された垂直ボールねじ８によって、ガイド洗浄機構１が下降し、ガイド洗浄アーム２の先端に搭載されたナイロンなどでできたガイド洗浄ブラシ３が処理槽５内にあるウェハガイド４に接触する位置まで下降停止する。

この状態で、ガイド洗浄機構１の回転機構９を交互に正回転、逆回転させることにより、ガイド洗浄ブラシ３はこれと連動して正、逆回転し、ガイド洗浄アーム２は回転機構９の回転軸を中心に振り子動作を行うと共に、ガイド洗浄ブラシ３も振り子動作し、ウェハガイド４に接触している洗浄ブラシ３はガイド溝の汚染物を物理的に払いだすように除去する。

この時、処理槽５内には純水１０が入っており、除去された汚染物は処理槽５内に流れ出し、処理槽５にある処理槽排水１１を通り、外部へ排除される。ウェハガイド４の洗浄が終了したときは処理槽５内が汚れているので、処理槽５内に純水を投入して十分リンスを行う。

その後、ガイド洗浄機構１が上昇し、ガイド洗浄ロボット６により所定の位置まで移動、ウェハガイド４の汚染物除去動作が完了する。

なお、ウェハガイド４の汚染物をガイド洗浄ブラシ３が振り子動作で除去しているときの処理槽５内は純水10だけでなく、アンモニアと過水と純水の混合液などの薬液であってもよく、また、ガイド洗浄ブラシ３にナイロンを用いた例を示したが、ウェハガイド４のガイド溝の形状と同一形状のＰＶＡ（Polyvinyl Alcohol）などのスポンジ状のガイド洗浄ブラシとしてもよい。更にまた、ガイド洗浄アーム２を振り子動作させるガイド洗浄機構１の回転機構９をモーターなどで制御し、回転速度を可変とし、ガイド洗浄ブラシ３の振り子動作の速度を低速、高速の動作となるようにしてもよい。

（実施の形態２）
図２は、本発明半導体基板洗浄装置の実施の形態２における装置概要を示す概略構成図である。

本実施の形態は前記実施の形態１の構成に超音波洗浄手段を付加したものであるため、図中、図１と同一部分については同一符号を用いその詳細な説明は省略する。

図２に示すように超音波発信機１２から発信された超音波が配線を通って、ガイド洗浄ブラシ３付近に搭載された超音波振動子１３に伝達され、ガイド洗浄ブラシ３と超音波のエネルギーにより、汚染物を除去できるようにしたものであり、実施の形態１のものに比し、より強力に汚染物を除去することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明半導体基板洗浄装置の実施の形態３における装置概要を示す概略斜視図である。なお、本実施の形態は前記実施の形態１の構成を一部変形したものであり、更に、図５に示す搬送ガイド関連の機構と同様の機構も採用しているため、図１、図５と同一部分については同一符号を用いその詳細な説明は省略する。

図３に示すようにガイド洗浄ブラシ３がガイド２３より下方になるように垂直ボールねじ８によりガイド洗浄機構１が移動し、水平ボールねじ７によりガイド洗浄ロボット６が水平方向に移動し、ガイド２３のところにガイド洗浄ブラシ３が接触できる位置へ移動する。その位置でガイド洗浄機構１が垂直上昇し、ガイド洗浄ブラシ３がガイド２３より上方になる位置に移動する。搬送ガイドアーム２２が回動し、ガイド２３の間隔が狭くなり、ガイド洗浄ブラシ３がガイド２３に接触する。ガイド洗浄機構１が上下、又は回転機構９によるガイド洗浄アーム２の振り子動作でガイド洗浄ブラシ３がガイド２３の汚染物を除去する。なお、ガイド２３の汚染物を除去するときの処理槽としては、半導体基板洗浄装置の処理槽であったり、搬送ガイド２１のガイド２３を専用に洗浄する処理槽であったりしてもよい。

このようにすれば、前記各実施の形態同様、効果的に汚染物を除去することができる。

本発明の半導体基板洗浄装置は、バス式洗浄装置でウェハを搬送する搬送ガイドやウェハを保持するウェハガイドの蓄積汚染物を容易に除去することができ、半導体製造に用いられるバス式洗浄装置として有効である。

本発明半導体基板洗浄装置の実施の形態１における装置概要を示す概略構成図 本発明半導体基板洗浄装置の実施の形態２における装置概要を示す概略構成図 本発明半導体基板洗浄装置の実施の形態３における装置概要を示す概略斜視図 従来のバッチ式バス式洗浄装置の処理槽と搬送系を示す概略構成図 図４に示すバッチ式バス式洗浄装置の他の例を示し、その処理槽と搬送系を示す概略構成図 図４および図５に示す従来の搬送ガイドのガイドを洗浄する洗浄乾燥室を示す概略構成図

符号の説明

１ ガイド洗浄機構
２ ガイド洗浄アーム
３ ガイド洗浄ブラシ
４ ウェハガイド
５ 処理槽
６ ガイド洗浄ロボット
７ 水平ボールねじ
８ 垂直ボールねじ
９ 回転機構
１０ 純水
１１ 処理槽排水
１２ 超音波発信機
１３ 超音波振動子

Claims (5)

1. 洗浄装置内部に設置された洗浄槽と、
   前記洗浄槽内に配置されたウェハガイドと、
   前記洗浄装置内部を上下左右に移動可能であり、且つ、先端に設けたガイドを開閉させることができる搬送ガイドアームを備えた搬送ガイドと、
   前記洗浄装置内部を上下左右に移動可能であり、且つ、先端のガイド洗浄ブラシを前記ウェハガイド等のガイドに接触させることができるガイド洗浄アームを有するガイド洗浄ロボットを備えたことを特徴とする半導体基板洗浄装置。
2. 前記ガイド洗浄ブラシは回転可能であり、且つ、その回転速度を可変できる回転機構を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
3. 前記ガイド洗浄ブラシ近傍に超音波振動子をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体基板洗浄装置。
4. 前記ガイド洗浄ブラシが、前記ウェハガイドに沿って平行になるように設置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
5. 前記ガイド洗浄ブラシが、前記搬送ガイドのガイドに沿って平行になるように設置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。

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