JP2959763B1 - ウェーハ洗浄装置 - Google Patents

ウェーハ洗浄装置

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JP2959763B1 JP10181038A JP18103898A JP2959763B1 JP 2959763 B1 JP2959763 B1 JP 2959763B1 JP 10181038 A JP10181038 A JP 10181038A JP 18103898 A JP18103898 A JP 18103898A JP 2959763 B1 JP2959763 B1 JP 2959763B1
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Abstract

【要約】 【課題】 半導体ウェーハの表裏面を効果的に洗浄で
き、ウェーハの汚染を防止できるウェーハ洗浄装置およ
びウェーハ洗浄装置に適用されるウェーハ搬送保持機構
を提供する。 【解決手段】 ウェーハ1の外周端部を保持して搬送す
る搬送ロボット2と、ウェーハ1の反転および芯出し修
正する反転アライメント部7と、搬送ロボット2の保持
部2aを洗浄する搬送ロボット洗浄部6とを設ける。ま
た、ウェーハ1を洗浄するウェーハ洗浄部5を設け、こ
のウェーハ洗浄部5にウェーハ1を把握するスピンナ2
2と、このウェーハ1上に洗浄液を噴射するノズル20
とを設ける。このノズル20には純水を供給する純水タ
ンク11、機能水を供給する機能水タンク12、薬液を
供給する薬液タンク13、およびこの各種洗浄液を収容
して混合する洗浄液混合部14とを供給ラインにより接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハ洗浄装置
およびウェーハ洗浄装置に適用されるウェーハ搬送把持
機構に係り、より詳細にはウェーハを搬送して洗浄液を
ノズルから超音速に噴射して得られる氷粒子により表面
を洗浄するウェーハ洗浄装置およびウェーハ洗浄装置に
適用されるウェーハ搬送把持機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超LSI製造工程において、各製
造工程中にパーティクルなどの汚染物質がウェーハの表
面に付着すると、歩留りおよび品質が著しく低下するた
め、ウェーハ表面の洗浄技術をより一層、高性能化する
ことが要求されてきた。特に、最近では半導体産業にお
いて、シリコンウェーハの高集積化が求められており、
パーティクルなどの汚染物質が生産歩留りに与える影響
は極めて大きくなっている。このように、ウェーハ表面
を洗浄する高性能化された洗浄技術として、本願出願人
は特願平9−19375号をすでに出願している。これ
に開示されているウェーハ洗浄装置は、ラバールノズル
などの噴射口を設け、この噴射口から微小な氷粒子をウ
ェーハの表面に噴射させることで付着している汚染物質
を除去する装置である。
【0003】図7は、このような氷粒子を噴射させウェ
ーハの表面を洗浄する半導体ウェーハ洗浄装置を示す斜
視図である。図7に示すように、この半導体ウェーハ洗
浄装置は、装置の略中央部にウェーハ31をローディン
グまたはアンローディングして搬送する搬送ロボット3
2と、洗浄前のウェーハ31を収納するローダ33と、
洗浄が終了したウェーハ31を収納するアンローダ34
と、このローダ33とアンローダ34との間にウェーハ
31の位置修正を行うアライメント37と、ウェーハ3
1を洗浄する洗浄部35とにより構成されている。この
洗浄部35には、ウェーハ31を真空吸着により固定し
て回転させるスピンナ42と、この回転するウェーハ3
1の表面に洗浄液を噴射させて洗浄するノズル40と、
このノズル40から噴射する洗浄液が周囲に飛び散らな
いようにスピンナ42の周囲を取り囲むように設けた排
水カップ44とを備えている。また、ローダ33の近傍
には、装置を所定の洗浄条件により動作させるために設
定する操作ボタン38が設けられており、さらに、この
操作ボタン38の近傍には洗浄条件を解析して表示する
パソコン39が設置されている。
【0004】ここで、搬送ロボット32は、装置の中央
部に設置され、ウェーハ31を真空吸着する吸着部を備
えている。この搬送ロボット32は、吸着部が前後に伸
縮可能に設けられているとともに、所定の軸を中心に3
60°回転できるように装着されている。このように搬
送ロボット32は、ウェーハ1を真空吸着して周囲に設
けたローダ33、アンローダ34、洗浄部35およびア
ライメント37に搬送して洗浄処理を実行するように設
置されている。
【0005】搬送ロボット32の周囲に設けたローダ3
3は、所定の工程から洗浄処理前のウェーハ31を複数
収納したウェーハカセット(図示せず)を搬送して設置
している。またアンローダ34は、洗浄処理を終えたウ
ェーハ31を収納するウェーハカセット(図示せず)を
設置している。このローダ33とアンローダ34との間
にはアライメント37が設けてある。アライメント37
は、搬送ロボット32によりローディングされたウェー
ハ31の中心を検出して芯出し修正を実行する。またロ
ーダ33の近傍には、ウェーハ31を洗浄する洗浄部3
5が設置されている。
【0006】洗浄部35には、ローダ33から搬送ロボ
ット32により真空吸着して搬送されるウェーハ31を
吸着固定するスピンナ42が設けてある。このスピンナ
42は、ウェーハ31を吸着固定するとともに、回転自
在に軸支され、モータなどの駆動源と係合している。こ
のように、ウェーハ31は、アライメント37で中心を
検出して芯出し修正され、この中心を回転自在に軸支さ
れたスピンナ42の中心に一致させることでスピンナ4
2に固定される。また洗浄部35には、スピンナ42に
真空吸着して回転するウェーハ31上に洗浄液を噴射さ
せて洗浄するノズル40が装着されている。
【0007】このノズル40は、外部に設けた空気供給
装置(図示せず)から加圧された圧縮空気を供給する貫
通孔(図示せず)が形成されている。この貫通孔は、底
部近傍の先端に向かい先細になるラバールノズル(La
val nozzle)形状を有している。またノズル
40の貫通孔には、途中で純水を供給できるように形成
されている。この純水は、貫通孔に供給する際に所定の
水圧を加えて供給される。このようにノズル40は、貫
通孔に純水と圧縮空気とを供給し、純水に所定の水圧を
加えてラバールノズル形状のノズル51の先端から純水
を噴射させる。これによりノズル40先端では、純水の
流速が増大するのに伴い、圧力が急激に低下するととも
に、純水が断熱膨張し温度が低下する。従って、ノズル
40の先端に供給された純水は、温度が低下して氷粒子
になると同時に、ノズル40の先端から外部に噴射され
る。この氷粒子が噴射するノズル40の下部には、スピ
ンナ42に固定されて回転するウェーハ31が位置して
おり、このウェーハ31の表面に氷粒子を衝突させるこ
とで洗浄が実行される。
【0008】また洗浄部35には、ノズル40により噴
射された洗浄液が飛び散らないように、スピンナ42の
周囲を取り囲むように排水カップ44が覆設されてい
る。この排気カップ44は、上面に開口部を設けてあ
り、ウェーハ31をスピンナ42上に搬送する搬送ロボ
ット32のローディングまたはアンローディング動作を
容易に行えるように形成されている。
【0009】また、ローダ33の近傍には、装置を動作
させるための操作ボタン38が設けられており、この操
作ボタン38によりウェーハ31の洗浄条件を設定する
ことで装置を制御することができる。このように操作ボ
タン38により所定された洗浄条件に従って、装置内で
ウェーハ31の洗浄が実行される。さらに、操作ボタン
38の近傍には、パソコン39が設置されている。この
パソコン39は、洗浄動作をシュミレートして解析する
ことで得られる情報を表示する。従って、パソコン39
から得られた情報を操作ボタン38により設定すること
で、装置を所定の条件で駆動させることができる。
【0010】次に、このように構成されたウェーハ洗浄
装置によりウェーハを洗浄する動作を説明する。まず、
所定の工程から洗浄前のウェーハ31が複数収納された
ウェーハカセットを搬送してローダ33の上部に設置す
る。また、ウェーハ31が収納されていないウェーハカ
セットをアンローダ34の上部に設置する。ウェーハカ
セットを設置した後、パソコン39により得られた情報
により、この情報を操作ボタン38で設定し、装置を駆
動させる。装置が駆動すると、搬送ロボット32がロー
ダ33に移動してローダ33内からウェーハ31を吸着
することで取り出し、アライメン37に搬送する。
【0011】アライメント37に搬送されたウェーハ3
1は、中心を検出して芯出し修正された後、搬送ロボッ
ト32によりスピンナ42の上部に搬送され、中心を一
致させて吸着固定される。ウェーハ31が吸着固定され
ると、スピンナ42が回転するとともに、ノズル40内
に純水および圧縮空気を供給する。これによりノズル4
0内に供給した純水は、圧縮空気により加圧されてノズ
ル40の先端で加速し、この先端から外部に噴射する。
このノズル40の近傍では、純水が断熱膨張し温度が低
下することで氷粒子が形成される。
【0012】この氷粒子が噴射されるノズル40の下部
には、スピンナ42により回転するウェーハ31が位置
し、このウェーハ31表面に氷粒子が衝突することで洗
浄が実行される。このようにノズル40は、回転するウ
ェーハ31の上部で氷粒子を噴射させながらウェーハ3
1の中心から外周に移動することによりパーティクルな
どの汚染物質を吹き飛ばすように洗浄する。ウェーハ3
1の洗浄が終了すると、スピンナ42の回転と噴射ノズ
ル40の噴射とが停止する。これと同時に、スピンナ4
2に設置されたウェーハ31を搬送ロボット32が吸着
し、アンローダ34に設置したウェーハカセットに搬送
して収納する。このような動作による洗浄工程を繰り返
し実行することで、ローダ33のウェーハカセットに収
納されたウェーハ31が全て洗浄される。
【0013】このように、図7に示したウェーハ洗浄装
置は、半導体ウェーハの表面に付着する汚染物をノズル
部から噴射する氷粒子により効果的に洗浄していた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このウ
ェーハ洗浄装置では、ウェーハの表面に付着した異物や
金属汚染物などの強固な汚染物質を除去する場合、噴射
させる洗浄液が純水のみであるため、高い洗浄効果を得
ることができなかった。また、ウェーハの表裏面をスピ
ンナ42により吸着保持した状態で洗浄するため、吸着
されたウェーハの裏面が汚染している場合、ノズルから
の噴射では汚染物質を全て除去することは困難であり、
ウェーハを反転させて洗浄することも困難であった。ま
た、搬送ロボット32は、ウェーハを吸着する間に汚れ
を蓄積してしまい、新たに保持したウェーハを汚染させ
てしまうことがあった。さらに、排気カップが備えられ
ている場合においてもウェーハ表面に衝突し飛散した微
小液滴を充分に排気することは難しく、汚染した液がウ
ェーハに再付着することがあった。本発明は、このよう
な問題点を解決し、半導体ウェーハの表裏面を効果的に
洗浄でき、ウェーハの汚染を防止できるウェーハ洗浄装
置およびウェーハ洗浄装置に適用されるウェーハ搬送保
持機構を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、ウェーハを搬送部により搬送してウェー
ハ上にラバールノズル形状の噴出口から純水などの洗浄
液を圧縮空気により超音速に加速して噴射することで洗
浄するウェーハ洗浄装置において、ウェーハの外周端部
を保持して所定の位置に搬送する搬送部と、この搬送部
により搬送されたウェーハの芯出し修正およびウェーハ
の表裏面を反転させる反転アライメント部と、搬送部に
より搬送されたウェーハを把持して回転させるスピンナ
を備えてこのスピンナに把持されたウェーハ上に噴出口
から洗浄液を噴射させて洗浄するとともに噴出口と対向
する片側に飛散した洗浄液の微小液滴を排出する排出口
を備えた洗浄部と、ウェーハを洗浄する各種洗浄液を各
々収容する複数の貯蔵部を有してウェーハの汚染状態に
応じて各種洗浄液のいずれかを選択的に加圧して噴出口
に供給する供給部とを設ける。ここで供給部の貯蔵部は
純水を供給する純水貯蔵部と、オゾン水、電解イオン水
などの機能水を供給する機能水貯蔵部と、薬液を供給す
る薬液貯蔵部とを備える。また供給部に貯蔵部から各種
洗浄液を収容して所定の割合で混合させてこの混合液を
噴射口に供給する洗浄液混合部をさらに設ける。またウ
ェーハの外周端部を保持する搬送部のウェーハ保持部を
洗浄する搬送洗浄部を設ける。また洗浄部の排出口には
ラバールノズル形状に設けた噴出口の動きに連動して移
動する機構を有した局所排気装置をさらに備え、ラバー
ルノズル形状の噴出口先端は液滴加速用テーパ管の形状
に形成することが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
によるウェーハ洗浄装置およびウェーハ洗浄装置に適用
されるウェーハ搬送保持機構の実施の形態を詳細に説明
する。図1は本発明によるウェーハ洗浄装置の実施の形
態を示す斜視図である。図1に示すように、本発明によ
るウェーハ洗浄装置の実施の形態は、装置の略中央部に
ウェーハ1をローディングまたはアンローディングして
搬送する搬送ロボット2と、洗浄処理するウェーハ1を
収納するローダ3と、洗浄が終了したウェーハ1を収納
するアンローダ4と、このローダ3およびアンローダ4
と対向する片側に設けた反転アライメント部7と、ウェ
ーハ1を洗浄するウェーハ洗浄部5と、このウェーハ洗
浄部5と対向する片側に搬送ロボット2の保持部2aを
洗浄する搬送ロボット洗浄部6とを備えている。
【0017】また、ウェーハ洗浄部5には、ウェーハ1
を把持するスピンナ22と、このスピンナ22に洗浄液
を噴射するノズル20とが設けられている。このノズル
20には、純水用タンク11、機能用タンク12、およ
び薬液用タンク13とを設け、供給ラインにより接続さ
れている。また純水用タンク11、機能用タンク12、
および薬液用タンク13は、洗浄液供給部10に接続さ
れおり、この洗浄液供給部10に洗浄液混合部14を備
え、この洗浄液混合部14により洗浄液を混合してノズ
ル20に供給できるように設けてある。また、本実施の
形態は、装置を所定の洗浄条件により動作させるために
制御する操作ボタン8を設けているとともに、この操作
ボタン8の近傍には洗浄条件を解析して表示するパソコ
ン9が設置されている。
【0018】このように構成されたウェーハ洗浄装置の
中央部には、搬送ロボット2が設置されている。この搬
送ロボット2は、ウェーハ1の外周端部を保持して搬送
する保持部2aが設けてある。図2および図3は、図1
に示した本発明によるウェーハ洗浄装置に適用される搬
送ロボット2のウェーハ搬送保持機構の具体例を示した
図である。図2は本発明によるウェーハ洗浄装置に適用
されるウェーハ搬送保持機構の具体例を示す斜視図であ
り、図3は、図2に示したA−A部の断面を示す断面図
である。
【0019】図2に示すように、ウェーハ洗浄装置に適
用されるウェーハ搬送保持機構は、搬送ロボット2に適
用されており、ウェーハ1の外周端部を保持して搬送す
る保持部2aを備えている。この搬送ロボット2は、台
部2dを設け、この台部2dの上部で前後に移動可能な
移動部2cを有している。この移動部2cには前方に延
長するアーム部2dが設けてある。また、台部2dに
は、この台部2dを底部から支持する回転軸2eを有し
ている。この回転軸2eは、360°回転可能であり、
台部2dおよびアーム部2dを自由に回転できるように
設けてある。さらにアーム部2dの先端には、ウェーハ
1の外周端部を保持する保持部2aを備えている。この
保持部2aは、ウェーハ1の両側に2つ平行に対向させ
て設けてあり、この保持部2aの対向する内側側面はウ
ェーハ1の外周両側が嵌入するように円形状に形成され
ている。この切り欠きは、底部近傍で内側中心に向かい
延長して下部に傾斜する底面を有している。
【0020】このように形成された搬送ロボット2は、
図3に示すように、対向させて設けた2つの保持部2a
の間にウェーハ1が嵌入される。このとき保持部2aの
傾斜した底面は、ウェーハ1の外周端部を保持している
ため、ウェーハ1の表裏面の中心部を汚染させることが
ない。このように搬送ロボット2は、ウェーハ1をロー
ダ3、アンローダ4、ウェーハ洗浄部5および反転アラ
イメント部7に汚染させることなく搬送して洗浄するこ
とができる。
【0021】ここで、再び図1を参照して、搬送ロボッ
ト2の近傍には、所定の工程から搬送されたウェーハ1
を設置するローダ3が設けてある。このローダ3は、所
定の工程から搬送された洗浄処理前のウェーハ1を複数
枚収納したウェーハカセット(図示せず)を設置してい
る。また、ローダ3の近傍には、アンローダ4が設けら
れている。このアンローダ4内には、洗浄処理を終えた
ウェーハ1を収納するウェーハカセット(図示せず)が
設置される。このローダ3およびアンローダ4と対向す
る位置には、反転アライメント部7が設けられている。
【0022】反転アライメント部7は、搬送ロボット2
により保持されたウェーハ1の中心を検出して芯出し修
正を実行するとともに、このウェーハ1の外周端部を把
持して表裏面を反転させる。ここで、反転アライメント
部7は、ウェーハ1の外周端部を把持して芯出し修正お
よび反転するように設けてある。このように反転アライ
メント部7は、ウェーハ1の外周端部を把持して汚染す
ることを防止するとともに、ウェーハ1の表裏面を反転
させて両面を洗浄できるように設けている。また、反転
アライメント部7の側面近傍には、ウェーハ1の表面に
付着した汚染物質を洗浄するウェーハ洗浄部5が備えて
ある。
【0023】ウェーハ洗浄部5には、ローダ3から搬送
ロボット2により搬送されたウェーハ1を把持するスピ
ンナ22が設けてある。図4は、図1に示したスピンナ
22を示す斜視図である。図4に示すように、スピンナ
22は、図7に示したウェーハ洗浄装置とは異なり、ウ
ェーハ1を真空吸着して固定するのではなく、ウェーハ
1の外周端部を把持するスピンナチャック22aが複数
設けてある。このスピンナチャック22aは、回転台2
2bに複数装着されている。また回転台22bは、回転
自在に軸支され、モータなどの駆動源と係合して所定の
速度で回転するように形成されている。ここで、スピン
ナチャック22aは、回転台22bの外側から内側に開
閉するように設けられている。このようにスピンナチャ
ック22aは、開閉することでウェーハ1を把持し、回
転台22bが回転することでウェーハ1を把持して所定
の速度で回転する。このように形成されたスピンナ22
によると、ウェーハ1の外周端部を把持して回転するた
め、スピンナ22によりウェーハ1の中心部が汚染する
ことを防止できる。
【0024】また、ウェーハ洗浄部5には、スピンナ2
2に把持されて回転するウェーハ1上に洗浄液を噴射さ
せて洗浄するノズル20が装着されている。このノズル
20には、外部に設けた空気供給装置(図示せず)から
加圧された圧縮空気を供給するようになっている。また
ノズル20には、供給ラインにより洗浄液を供給できる
ように形成されている。さらにノズル20には、供給さ
れた洗浄液を噴射させる貫通孔(図示せず)が形成され
ている。この貫通孔は、先端に向かい先細になるラバー
ルノズル(Laval nozzle)状の形状を有し
ている。
【0025】図5は、図1に示したノズル20の先端部
を示す断面図である。ノズル20は、図5に示すように
ラバールノズル形状の先端に液滴加速用テーパ管の形状
を備えている。このテーパ管部分の長さは、実用的には
20〜40mmに設定することが好ましい。これにより
ノズル20から噴出される超音速の液滴は、液滴加速用
テーパ管を介すことによって、さらに加速させることが
可能となる。
【0026】そしてノズル20は、貫通孔に洗浄液およ
び圧縮空気とを供給し、所定の水圧を加えてラバールノ
ズル形状のノズル20の先端から純水を噴射させる。こ
れによりノズル20の先端では、洗浄液の流速が増大す
るのに伴い、圧力が急激に低下するとともに、洗浄液が
断熱膨張して温度が低下する。従って、ノズル20の先
端に供給される洗浄液は、温度が低下して氷粒子になる
と同時に、この氷粒子がノズル20の先端から外部に噴
射する。
【0027】氷粒子が噴射するノズル20の下部には、
スピンナ22に把持されて回転するウェーハ1が設置さ
れており、このウェーハ1の表面に氷粒子を衝突させる
ことで洗浄が実行される。また、このノズル20は、圧
縮空気により洗浄液を加速せずに噴射することも可能で
ある。
【0028】また、ウェーハ洗浄部5には、ノズル20
により噴射された洗浄液が飛び散らないように、スピン
ナ22の周囲を取り囲むうように排水カップ24が覆設
されている。この排気カップ24は、搬送ロボット2が
ウェーハ1をスピンナ22上に容易にローディングまた
はアンローディングできるように上面に開口部を形成し
ている。
【0029】図6は、図1に示した排気カップ24の内
部を示す概念図である。図6に示すように、スピンナに
把持されたウェーハ1の近傍には、ノズル20と対向す
る片側に局所排気装置25を設けている。この局所排気
装置25は、ウェーハ1に衝突した液が飛散して再付着
するこを防止するため、ウェーハ1の片側でノズル20
から噴出して飛散した液を排出するように形成されてい
る。また、局所排気装置25は、洗浄工程時のノズル2
0の移動に連動して動く機構を備えており、常にノズル
20と対向した位置に保持される。これにより、ウェー
ハ1は、洗浄工程時に汚染物質により再汚染されること
がなくなり、常に清浄な状態に維持される。
【0030】さらに、本実施の形態は、ノズル20に洗
浄液を供給する洗浄液供給部10が設けてある。この洗
浄液供給部10には、純水用タンク11、機能用タンク
12、および薬液用タンク13とが設けてある。ここ
で、純水用タンク11は純水による洗浄液を、機能用タ
ンク12はオゾン水または電解イオン水などの洗浄液
を、さらに薬液用タンク13には薬液による洗浄液を各
々格納している。この純水用タンク11、機能用タンク
12、および薬液用タンク13は、各々供給ラインによ
りノズル20に接続されており各種洗浄液を供給できる
ようになっている。このように各種洗浄液を洗浄液供給
部10に収容しているため、ウェーハ1の汚染状態に応
じて洗浄に適した洗浄液により洗浄できる。
【0031】また、洗浄液供給部10には、洗浄液混合
部14が設けてある。この洗浄液混合部14は、純水用
タンク11、機能用タンク12、および薬液用タンク1
3が供給ラインにより接続されている。この洗浄液混合
部14では、純水用タンク11、機能用タンク12、お
よび薬液用タンク13から各種洗浄液を収容して所定の
割合で混合する。この混合した洗浄液は、ノズル20に
供給できるように洗浄液混合部14とノズル20とを供
給ラインにより接続している。従って、ノズル20は、
純水、機能水(オゾン水、電解イオン水など)、または
薬液などの各種洗浄液に加え、この各種洗浄液を所定の
割り合いで混合した混合液を選択的に噴射することがで
きる。このようにノズル20から純水、機能水、薬液、
もしくはその混合液を噴射することにより、ウェーハ1
表面の有機汚染物質は分解解除され、金属汚染物質は除
去される。
【0032】また、ウェーハ洗浄部5と対向する位置に
は、搬送ロボット2の保持部2aを洗浄する搬送ロボッ
ト洗浄部6が設置されている。この搬送ロボット洗浄部
6は、搬送ロボット2がウェーハ1を複数回保持する間
に保持部2aに汚れを蓄積してしまうため、ウェーハ1
を洗浄する際に搬送ロボット2の保持部2aを洗浄でき
るように設けてある。これにより保持するウェーハが保
持部2aに蓄積された汚染物質により汚染することを防
止することができる。
【0033】また、ローダ3の近傍には、装置を動作さ
せるための操作ボタン8が設けられており、この操作ボ
タン8によりウェーハ1の洗浄条件を設定することで装
置の動作を制御することができる。このように操作ボタ
ン8により、所定の洗浄条件を設定することで、この洗
浄条件に従って装置内でウェーハ1の洗浄が実行され
る。さらに、操作ボタン8の近傍には、パソコン9が設
置されている。このパソコン9は、洗浄動作をシュミレ
ートして解析することで得られる情報を表示する。この
情報を操作ボタン8により設定することで装置を安定し
て駆動させることができる。
【0034】次に、このように構成された本発明による
ウェーハ洗浄装置およびウェーハ洗浄装置に適用される
ウェーハ搬送保持機構によりウェーハを洗浄する動作を
詳細に説明する。まず、所定の工程から搬送されるウェ
ーハ1を複数収納したウェーハカセット(図示せず)を
ローダ3に設置する。また、ウェーハ1が収納されてい
ないウェーハカセットをアンローダ4に設置する。ウェ
ーハカセットをローダ3およびアンローダ4に設置する
と、装置を駆動させてパソコン9により洗浄動作をシュ
ミレートして解析させ、この解析情報による洗浄条件を
操作ボタン8で設定する。また、操作ボタン8で設定が
終了すると、装置の洗浄動作を実行させる。
【0035】装置が洗浄動作を開始すると、ローダ3内
のウェーハカセットから搬送ロボット2によってウェー
ハ1の外周端部を保持して取り出すとともに、このウェ
ーハ1を反転アライメント部7に搬送させる。反転アラ
イメント部7に搬送されたウェーハ1は、外周端部を把
持されて裏表を反転させるとともに、中心を検出して芯
出し修正を行う。このウェーハ1は、反転して裏面を上
向きにした状態でウェーハ洗浄部5のスピンナ22まで
搬送してセットされる。スピンナ22にセットされたウ
ェーハ1は、スピンナ22のスピンナチャック22aに
より外周端部を把持されて固定されるとともに、スピン
ナ22に係合した駆動源を駆動することでスピンナ22
と共にウェーハ1を回転させる。このようにスピンナ2
2のスピンナチャック22aは、ウェーハ1の外周端面
を保持して固定する構造のため、ウェーハ1の表面中央
部を汚染させることがない。
【0036】スピンナ22に固定されて回転するウェー
ハ1の上部には、ノズル20が装着されており、このノ
ズル20から洗浄液を噴射することにより洗浄が実行さ
れる。この際、ノズル20には、純水用タンク11、機
能水用タンク12、薬液用タンク13、または洗浄液混
合部14の中からウェーハ1表面の汚染状況に適した洗
浄液を操作ボタン8により設定することで選択的に供給
できる。これによりウェーハ1を効率よく洗浄すること
が可能になる。また、ノズル20に供給された洗浄液
は、先端部に形成した液滴加工用テーパ管を介すことに
より、さらに加速されて噴出する。この噴出した洗浄液
は、ウェーハ1の表面に衝突して洗浄し、局所排気装置
25により排出される。
【0037】ノズル20を用いてウェーハ1を洗浄した
後、スピンナ22により高速で回転させて乾燥させる。
次に、乾燥が終了すると、スピンナ22から搬送ロボッ
ト2によりウェーハ1が取り出される。この取り出され
たウェーハ1は、反転アライメント部5に搬送され、再
び反転させて表面を上向きにして再びウェーハ洗浄部5
のスピンナ22にセットされる。スピンナ22に再びセ
ットされたウェーハ1は、ノズル20を用いて洗浄液を
噴射させてウェーハ1の表面を洗浄して乾燥させる。
【0038】ここで、ウェーハ1の洗浄中に搬送ロボッ
ト2は、搬送ロボット洗浄部6に移動して水洗、および
乾燥され、常に洗浄された状態に維持される。従って、
ウェーハ1の表裏を洗浄する際に、搬送ロボット2が搬
送ロボット洗浄部6で常に洗浄されるため、ウェーハ1
を汚染させることがなくなる。また、ウェーハ洗浄部5
で洗浄とともに乾燥させたウェーハ1は、搬送ロボット
2によりスピンナ22から取り出され、アンローダ4に
設置したウェーハカセットに格納される。このような動
作による洗浄工程を繰り返し実行することで、ローダ3
のウェーハカセットに収納されたウェーハ1が全て洗浄
される。
【0039】このように、本実施の形態によると、搬送
ロボット2、反転アライメント部7、およびスピンナ2
2は、常にウェーハ1の外周端部を把持および保持する
ために、ウェーハ1の表裏面の中心部を汚染させること
がなくなる。またウェーハ1は、反転アライメント部7
により反転させて表裏の両面を洗浄することができるた
め、汚染物質が残存することがない。また、搬送ロボッ
ト2は、保持部2aを搬送ロボット洗浄部6で洗浄する
ためウェーハ1を汚染させることがない。さらに、ノズ
ル20は、純水、機能水、薬液、または混合液などの洗
浄液をウェーハ1表面の汚染状況に応じて選択的に噴射
させるため、ウェーハ1を効率よく洗浄することが可能
になる。
【0040】また、本実施の形態によると、ラバールノ
ズル形状のノズル20の先端を液滴加速用テーパ管の形
状に形成することでノズル20により噴出される超音速
の液滴をテーパ管によってさらに加速できるため、洗浄
効率を向上させることができる。また、ノズル20と対
向する片側に局所排気装置25が備えられているため、
ウェーハ1の表面に衝突した液が飛散し、再付着するこ
とを防止することが可能となる。
【0041】以上、本発明によってなされたウェーハ洗
浄装置の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述
の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で変更可能である。例えば、洗浄液は、純
水、機能水、薬液に限定されるものではなく、ウェーハ
1の汚染状況により洗浄液を替えてもよい。また、純水
用タンク11、機能用タンク12、および薬液用タンク
13は、この3つのタンクに限定されるものではなく、
必要に応じて増やしても良い。
【0042】
【発明の効果】このように、本発明によるウェーハ洗浄
装置によれば、純水、機能水、薬液もしくは、それらの
混合液などの洗浄液を噴射口から選択的に噴射すること
が可能なため、ウェーハの表面に付着した強固な異物、
微小異物、または金属汚染物などの汚染物質を効果的に
除去することができる。また、ウェーハを搬送する搬送
手段は、ウェーハ保持部を洗浄部で常に洗浄するととも
にウェーハの外周端部を保持するため、搬送手段に付着
した汚染物質により逆汚染することがなく、ウェーハの
表裏面は常に洗浄された状態に維持することができる。
加えて、ウェーハの反転機構を備えていることにより、
ウェーハの表裏面の洗浄が実行できるため、洗浄後にウ
ェーハの裏面に汚染物質が残存することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるウェーハ洗浄装置の実施の形態を
示す斜視図。
【図2】本発明によるウェーハ洗浄装置に適用されるウ
ェーハ搬送保持機構を示す斜視図。
【図3】図2に示したA−A部の断面を示す断面図。
【図4】図1に示したスピンナを示す斜視図。
【図5】図5は、図1に示したノズルの先端部を示す断
面図。
【図6】図6は、図1に示した排気カップの内部を示す
概念図。
【図7】従来のウェーハ洗浄装置を示す斜視図。
【符号の説明】
1 ウェーハ 2 搬送ロボット 3 ローダ 4 アンローダ 5 ウェーハ洗浄部 6 搬送ロボット洗浄部 7 反転アライメント部 8 操作ボタン 9 パソコン 10 洗浄液供給部 11 純水用タンク 12 機能水用タンク 13 薬液用タンク 14 洗浄液混合部 20 ノズル 22 スピンナ 24 排水カップ 25 局所排気装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 辰雄 東京都調布市柴崎2丁目1番地3 島田 理化工業株式会社内 (72)発明者 米田 尚史 東京都調布市柴崎2丁目1番地3 島田 理化工業株式会社内 (72)発明者 立幅 義人 東京都調布市柴崎2丁目1番地3 島田 理化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−256222(JP,A) 特開 平5−267261(JP,A) 特開 平4−253331(JP,A) 特開 平2−283021(JP,A) 実開 昭63−144953(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304 H01L 21/68

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェーハを搬送部により搬送し、このウ
    ェーハ上にラバールノズル形状の噴出口から純水などの
    洗浄液を圧縮空気により超音速に加速して噴射すること
    で洗浄するウェーハ洗浄装置において、 前記ウェーハを洗浄する各種洗浄液を各々収容する複数
    の貯蔵部を有し、前記ウェーハの汚染状態に応じて前記
    各種洗浄液のいずれかを選択的に前記噴出口に供給する
    供給部とを設けたことを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記供給部の貯蔵部は、純水を供給する純水貯蔵部と、
    オゾン水、電解イオン水などの機能水を供給する機能水
    貯蔵部と、薬液を供給する薬液貯蔵部とを備えているこ
    とを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記供給部には、前記貯蔵部から前記各種洗浄液を収容
    して所定の割合で混合させ、この混合液を前記噴射口に
    供給する洗浄液混合部をさらに設けたことを特徴とする
    ウェーハ洗浄装置。
  4. 【請求項4】 ウェーハを搬送部により搬送し、このウ
    ェーハ上にラバールノズル形状の噴出口から純水などの
    洗浄液を圧縮空気により超音速に加速して噴射すること
    で洗浄するウェーハ洗浄装置において、 前記ウェーハの外周端部を保持して所定の位置に搬送す
    る搬送部と、 前記搬送部により搬送されたウェーハの芯出し修正およ
    び前記ウェーハの表裏面を反転させる反転アライメント
    部と、 前記搬送部により搬送されたウェーハを把持して回転さ
    せるスピンナを有し、このスピンナに把持されたウェー
    ハ上に前記噴出口から洗浄液を噴射させて洗浄するとと
    もに前記噴出口と対向する片側に飛散した洗浄液の微小
    液滴を排出する排出口を備えた洗浄部と、 前記ウェーハを洗浄する各種洗浄液を各々収容する複数
    の貯蔵部を有し、前記ウェーハの汚染状態に応じて前記
    各種洗浄液のいずれかを選択的に加圧して前記噴出口に
    供給する供給部とを設けたことを特徴とするウェーハ洗
    浄装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記供給部の貯蔵部は、純水を供給する純水貯蔵部と、
    オゾン水、電解イオン水などの機能水を供給する機能水
    貯蔵部と、薬液を供給する薬液貯蔵部とを備えているこ
    とを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記供給部には、前記貯蔵部から前記各種洗浄液を収容
    して所定の割合で混合させ、この混合液を前記噴射口に
    供給する洗浄液混合部をさらに設けたことを特徴とする
    ウェーハ洗浄装置。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記ウェーハの外周端部を保持する前記搬送部のウェー
    ハ保持部を洗浄する搬送洗浄部をさらに設けたことを特
    徴とするウェーハ洗浄装置。
  8. 【請求項8】 請求項4に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記反転アライメント部は、前記ウェーハの外周端部を
    把持して芯出し修正および反転することを特徴とするウ
    ェーハ洗浄装置。
  9. 【請求項9】 請求項4に記載のウェーハ洗浄装置にお
    いて、 前記洗浄部のスピンナは、前記ウェーハの外周端部を把
    持して回転することを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  10. 【請求項10】 請求項4に記載のウェーハ洗浄装置に
    おいて、 前記洗浄部の排出口には、局所排気装置をさらに備えて
    いることを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のウェーハ洗浄装置
    において、 前記局所排気装置は、前記ラバールノズル形状に設けた
    噴出口の動きに連動して移動する機構をさらに備えてい
    ることを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  12. 【請求項12】 請求項1または請求項4のいずれかに
    記載のウェーハ洗浄装置において、 前記供給部は、加圧供給する手段をさらに備えているこ
    とを特徴とするウェーハ洗浄装置。
  13. 【請求項13】 請求項1または請求項4のいずれかに
    記載のウェーハ洗浄装置において、 前記ラバールノズル形状の噴出口先端は、液滴加速用テ
    ーパ管の形状に形成されていることを特徴とするウェー
    ハ洗浄装置。
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