JP2017204517A - 基板洗浄装置 - Google Patents

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【課題】半導体ウエハ等の基板の表面を洗浄する際に基板表面にウォーターマークが発生することを防止すること。【解決手段】本発明は、半導体ウエハＷを保持して回転する基板回転機構２と、基板回転機構２に保持された半導体ウエハＷの周囲を覆うように配置され、半導体ウエハＷの洗浄時に回転する半導体ウエハＷからの洗浄液が飛散することを防止する液飛散防止カップ１０と、を有する基板洗浄装置１であって、液飛散防止カップ１０は、内壁Ｍの周方向に沿って均等に配置された複数のガイド部１１を有し、ガイド部１１は、内壁Ｍに基板回転機構２の回転軸Ｄと平行な方向に沿って延在するように形成されている、基板洗浄装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板を洗浄するための基板洗浄装置に関する。
半導体デバイスの製造工程において、半導体ウエハ等の基板の表面を洗浄する工程がある。この工程では、基板を保持しながら回転させて洗浄液を供給し基板の表面を洗浄する。その後、基板を高速回転させることにより、基板表面に付着した洗浄液を遠心力によって除去する。特許文献１には、基板の表面を洗浄するための基板洗浄装置が記載されている。この基板洗浄装置は、基板を保持し回転させる基板回転機構と、基板を収容すると共に基板から飛散する液の飛散を防止する液飛散防止カップとを有している。液飛散防止カップの内周面全面には、表面に親水性材層からなる液飛散防止シートが貼り付けられている。
特開２０１０−１４９００３号公報
特許文献１に記載された基板洗浄装置は、洗浄液の流量が多い場合、液飛散防止カップの内周面に衝突する液滴の量が多くなり、水はけの量よりも供給される液滴量が多くなり該内周面に液溜まりが生じる場合がある。この液溜まりに後から飛散してくる液滴が衝突すると、ミストが発生して半導体ウエハ上に再付着する（図６参照）。ミストは非常に細かいため半導体ウエハの回転によって生じる遠心力では完全に飛散しない場合がある。ミストが乾燥すると、ミストに含まれる不純物の析出及び周囲の酸素の影響により、半導体ウエハの表面にウォーターマーク（局所酸化膜）が発生する虞がある（図７参照）。ウォーターマークは、半導体ウエハ表面においてリークを生じさせたり、素子不良を生じさせたりする虞がある。
本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面を洗浄する際に基板表面にウォーターマークが発生することを防止することができる基板洗浄装置を提供することを目的とする。
本発明は、半導体ウエハを保持して回転する基板回転機構と、前記基板回転機構に保持された前記半導体ウエハの周囲を覆うように配置され、前記半導体ウエハの洗浄時に回転する前記半導体ウエハからの洗浄液が飛散することを防止する液飛散防止カップと、を有する基板洗浄装置であって、
前記液飛散防止カップは、内壁の周方向に沿って均等に配置された複数のガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記内壁に前記基板回転機構の回転軸と平行な方向に沿って延在するように形成されている、基板洗浄装置である。
本発明にかかる基板洗浄装置は、半導体ウエハ等の基板の洗浄時に回転する基板から飛散する液滴を液飛散防止カップで受けて液滴を下方に流すことができる。このとき、液飛散防止カップの内壁に形成されたガイド部に沿って液滴が下方に流れやすくなり、内壁に液溜まりが形成されにくくなる。これにより、基板洗浄装置では基板表面に生じるウォーターマークの発生を未然に防止することができる。
本発明にかかる基板洗浄装置によると、半導体ウエハ等の基板の表面を洗浄する際に基板表面にウォーターマークが発生することを防止することができる。
本発明の実施形態にかかる基板洗浄装置を示す断面図である。 基板洗浄装置が有する液飛散防止カップを示す斜視図である。 液飛散防止カップの径方向の断面図である。 液飛散防止カップの軸方向の断面図である。 基板洗浄装置によって半導体ウエハを洗浄する状態を概略的に示す図である。 半導体ウエハの洗浄工程においてミストが発生する原因を概略的に示す図である。 ミストによってウォーターマークが発生する原因を概略的に示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明にかかる基板洗浄装置の実施形態について説明する。
図１に示されるように、基板洗浄装置１は、処理対象の半導体ウエハＷを保持して回転させる基板回転機構２と、半導体ウエハＷ及び基板回転機構２を覆って洗浄液の飛散を防止するための液飛散防止カップ１０とを有する。基板回転機構２は、上面側に半導体ウエハＷを載置するテーブル３を有する。テーブル３は、円板状に形成されている。テーブル３は、半導体ウエハＷを保持した状態で回転する。テーブル３の下面側には、回転軸４の一端４ａがテーブル３と同心に取り付けられている。回転軸４は、テーブル３の下面側にテーブル３の中心から軸線Ｄに沿って垂下して設けられている。回転軸４の他端４ｂは、回転する駆動力を与えるための駆動部（不図示）に連結されている。
半導体ウエハＷは、例えば、直径φ＝５０．８ｍｍである。回転軸４は、例えば、５００〜３０００ｒｐｍの回転速度で回転する。半導体ウエハＷ及び基板回転機構２の周囲には、半導体ウエハＷ及び基板回転機構２を覆うように円筒形の液飛散防止カップ１０が配置されている。液飛散防止カップ１０は、例えば、外径φ＝８５ｍｍである。液飛散防止カップ１０の高さは、例えば、５０ｍｍである。
液飛散防止カップ１０は、上端１０ａ及び下端１０ｂにそれぞれ開口部１０ｃ，１０ｄを有している。液飛散防止カップ１０の上端１０ａ側は、下端１０ｂ側に比して上端１０に近付くにつれて径が小さくなるように絞られた絞り部１０ｅが形成されている。開口部１０cは、半導体ウエハＷの直径よりも大きい径で開口されている。開口部１０cから半導体ウエハＷを出し入れする。また、開口部１０cからテーブル３に載置された半導体ウエハＷの表面に洗浄液が供給される。開口部１０ｄからは、洗浄後の洗浄液が排出される。
図２〜図４に示されるように、液飛散防止カップ１０の内壁Ｍには、回転軸４の軸線Ｄと平行な方向に沿って突出して延在するように複数のレール状のガイド部１１が設けられている。複数のレール状のガイド部１１は、液飛散防止カップ１０の内壁Ｍに周方向に沿って均等に形成されている。ガイド部１１の上端部は、折れ曲がって形成された折り曲がり部１１ａを有する。複数の折り曲がり部１１ａは、絞り部１０ｅにおいて、絞り部１０ｅの内壁Ｍに沿って軸線Ｄに向かって放射状に配列されている（図３参照）。ガイド部１１の幅は、例えば１.５ｍｍである。ガイド部１１は、例えば、軸線Ｄを中心に１５°毎に配置されている。
ガイド部１１は、半導体ウエハＷの表面にある洗浄液がテーブル３の回転によって飛ばされて液飛散防止カップ１０の内壁Ｍに付着した場合に、毛細管現象と重力により洗浄液を下方に流れやすくする。これにより、内壁Ｍには、洗浄液の液溜まりが形成されにくくなる。洗浄液は、ガイド部１１に沿って下方に流れ、開口部１０ｄから排出される。即ち、ガイド部１１は液滴を排出するためのガイドとなる。ガイド部１１は、凹状の溝として形成してもよい。凸状又は凹状のガイド部１１の配置間隔は、上記の間隔に限らず液滴を排出しやすくするために適切に選択される。
次に、基板洗浄装置１による半導体ウエハＷの洗浄工程について説明する。
図５に示されるように、基板洗浄装置１において、テーブル３が回転軸４によって回転すると、テーブル３に載置された半導体ウエハＷも連動して回転する。液飛散防止カップ１０の開口部１０cから洗浄液が供給される。半導体ウエハＷが回転しながら洗浄される。洗浄が終了すると、テーブル３の回転数が上昇する。このとき、半導体ウエハＷの表面にある液滴は、遠心力によって半導体ウエハＷの外周方向に移動する。その後、液滴は半導体ウエハＷの外周から飛散する。飛散した液滴は、先ず液飛散防止カップ１０の絞り部１０ｅの内壁に付着する。
このとき、液滴がガイド部１１の折れ曲がり部１１ａに付着すると、毛細管現象と重力によって折れ曲がり部１１ａに沿って下方に流される。そして、液滴は、毛細管現象と重力によってさらにガイド部１１に沿って下方に流され、液飛散防止カップ１０の開口部１０ｄから排出される。
上述したように基板洗浄装置１によると、半導体ウエハＷの洗浄時に回転する半導体ウエハＷから飛散する液滴を液飛散防止カップ１０で受けて液滴を下方に流すことができる。このとき、液飛散防止カップ１０の内壁Ｍに形成されたガイド部１１に沿って液滴が下方に流れやすくなり、内壁に液溜まりが形成されにくくなる。これにより、基板洗浄装置１では半導体ウエハＷ表面に生じるウォーターマークの発生を未然に防止することができる。
１ 基板洗浄装置
２ 基板回転機構
３ テーブル
４ 回転軸
４ａ 一端
４ｂ 他端
１０ 液飛散防止カップ
１０c 開口部
１０ａ 上端
１０ｂ 下端
１０ｃ，１０ｄ 開口部
１０ｄ 開口部
１０ｅ 絞り部
１１ ガイド部
１１ａ 折れ曲がり部
Ｄ 軸線
Ｍ 内壁
Ｗ 半導体ウエハ

Claims (1)

  1. 半導体ウエハを保持して回転する基板回転機構と、前記基板回転機構に保持された前記半導体ウエハの周囲を覆うように配置され、前記半導体ウエハの洗浄時に回転する前記半導体ウエハからの洗浄液が飛散することを防止する液飛散防止カップと、を有する基板洗浄装置であって、
    前記液飛散防止カップは、内壁の周方向に沿って均等に配置された複数のガイド部を有し、
    前記ガイド部は、前記内壁に前記基板回転機構の回転軸と平行な方向に沿って延在するように形成されている、基板洗浄装置。
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