JP3066986B2 - ウエット処理装置及びウエット処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハを各種薬
液、純水等で浸漬処理するウエット処理装置およびウエ
ット処理方法に関し、特に、ウエット処理後、回転乾燥
装置で半導体ウエハ表面の水分を除去するのに適したウ
エット処理装置およびウエット処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造における半導体ウエハ
の洗浄装置においては、複数枚の半導体ウエハをバスケ
ットに収納した状態で、酸等の薬液によって半導体ウエ
ハの表面に形成された自然酸化膜や表面に付着した汚染
物質を除去する薬液洗浄処理、この薬液洗浄処理の際半
導体ウエハの表面に付着した薬液を純水によって洗い流
す純水洗浄処理およびこの純水処理によって半導体ウエ
ハの表面に付着した水分を除去する乾燥処理が行われ
る。この場合、処理される半導体ウエハはバスケットに
収納されたままで、前記バスケットを把持する搬送ロボ
ットにより前記各処理槽へ搬送および処理液への浸漬、
処理液からの引き上げがなされ、一連の処理工程の自動
化が図られている。上記洗浄装置において、半導体ウエ
ハはその面を垂直にしてバスケットに収納されており、
薬液洗浄処理槽および純水洗浄処理槽へ半導体ウエハを
浸漬する場合には、搬送ロボットに把持されたバスケッ
トが前記薬液洗浄処理槽および純水洗浄処理槽内に下降
する。したがって、半導体ウエハはその面を垂直にした
状態でウエット処理される。その後、遠心力による回転
乾燥を行う際、半導体ウエハの面を水平状態にしなけれ
ば遠心力による乾燥効果が働かないため、回転乾燥装置
に搬入した後に半導体ウエハを垂直状態から水平状態に
姿勢変換するようになっていた。

【０００３】上記回転乾燥装置の例が特開昭５６−８８
２３号公報、特開昭６２−９６３５号公報に開示されて
いる。これらの公報に開示されている回転乾燥装置を図
４および図５を用いて説明する。図４は従来の回転乾燥
装置の一例を示す縦断面図であり、図５は従来の回転乾
燥装置の他の例を示す概略正面図である。図４におい
て、４１は容器、４２はターンテーブル、４３はクレー
ドル、４４は円弧アーム、４５はエアシリンダ、４７は
固定アーム、４８はエアシリンダ、４９は低速回転用モ
ータ、５０はエアシリンダ、５１及び５２は摩擦車、５
３は高速回転用モータ、５４は支持枠である。この図に
示される回転乾燥装置は、支持枠５４にクレードル４３
が揺動自在に取り付けられており、バスケットの搬入時
にはエアシリンダ４５が作動することにより円弧アーム
４４が前進してクレードル４３を起こすものである。し
たがって、クレードル４３が起こされたところ（図４に
おける右側のクレードル４３の状態）で搬送ロボットに
よってバスケットが搬入され、次にエアシリンダ４５が
作動することによってクレードル４３は元の状態に戻
る。この一連の動作によって、半導体ウエハ垂直状態か
ら水平状態に姿勢変換されるというものである。

【０００４】次に、図５を用いて、容器の外にはクレー
ドルの姿勢変換を行う部材を設けずに、クレードルの姿
勢変換を行う回転乾燥装置の例を示す。図５において、
５１は容器、５２は駆動モータ、５３はターンテーブ
ル、５４は突当部材、５５はクレードル支持部材、５６
は穴、５７はクレードル、５８は回転軸、５９はバスケ
ット、６０は重心である。この図に示される回転乾燥装
置においては、クレードル５７の外側に一対の回転軸５
８が固着されており、クレードル５７，５７はクレード
ル支持部材５５の穴５６に通して吊り下げられている。
前記回転軸５８は、クレードル５７，５７の重心６０よ
り上方であって、かつ重心６０よりターンテーブル５３
の中心に近い位置に取り付けられている。これにより、
クレードル５７，５７は互いに近づく方向に傾斜するた
め、クレードル５７，５７間に突当部材５４を取り付け
ている。したがって、クレードル５７，５７は、重力の
分力により突当部材５４に当たって水平に支持される。
また、回転時は、遠心力によって外方に振り回されほぼ
垂直になるものである。以上が、従来の自動洗浄装置に
用いられている回転乾燥装置の一般的な姿勢変換方法で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た回転乾燥装置は、いずれもバスケットに収納された半
導体ウエハはその面を垂直にした状態で回転乾燥装置に
搬入された後、回転乾燥装置内で半導体ウエハの姿勢を
水平状態に変換するものであるため、姿勢変換作業中に
発生した塵埃により半導体ウエハが汚染されてしまうと
いう問題があった。すなわち、図４に示される回転乾燥
装置においては、クレードル４３を作動させる際に容器
４１の外部に位置した円弧アーム４４が清浄な乾燥室に
入ってくるため、容器４１のシール部における摩擦およ
びクレードル下面の滑動により塵埃が発生する。また、
図５に示される回転乾燥装置においては、クレードルの
回転軸５８とこの回転軸５８が入るクレードル支持部材
５５の穴５６との間に摩擦が起きるため、金属粉等の塵
埃が発生する。

【０００６】本発明は、回転乾燥装置に搬入される前、
すなわちウエット処理槽内で半導体ウエハの姿勢を垂直
状態から水平状態に変換できるようにしたウエット処理
装置およびウエット処理方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、半導体ウエハをウエット処理する流体を貯
蔵する洗浄処理槽と、複数枚の半導体ウエハを収納した
バスケットを把持し、前記複数枚の半導体ウエハを前記
洗浄処理槽に搬送し、この洗浄処理槽内への浸漬および
この洗浄処理槽からの引き上げを行うとともに、ウエッ
ト処理された前記複数枚の半導体ウエハを回転乾燥装置
に搬送する搬送手段とからなるウエット処理装置におい
て、前記洗浄処理槽は、前記複数枚の半導体ウエハが順
次浸漬される薬液洗浄処理槽および純水洗浄処理槽を有
するとともに、前記純水洗浄処理槽内には前記バスケッ
トに収納された前記複数枚の半導体ウエハの面を垂直状
態から水平状態に変換する姿勢変換手段を有し、前記搬
送手段は、前記複数枚の半導体ウエハを収納したバスケ
ットを把持し、前記複数枚の半導体ウエハを前記純水洗
浄処理槽に搬送し、この純水洗浄処理槽内への浸漬を行
う第１の搬送手段と、前記姿勢変換手段によって前記半
導体ウエハの面が水平状態となって収納された前記バス
ケットを把持し、前記純水洗浄処理槽からの引き上げを
行い、前記回転乾燥装置に搬送する第２の搬送手段とか
ら構成されるようにしたものである。

【０００８】また、本発明の処理方法は、バスケットに
収納された複数枚の半導体ウエハをウエット処理する各
種薬液洗浄処理槽および純水洗浄処理槽に順次浸漬する
工程からなり、このウエット処理の後、前記複数枚の半
導体ウエハの表面に付着した水分を除去するための乾燥
処理が施されるウエット処理方法において、前記半導体
ウエハはその面を垂直にして前記各種薬液処理槽内に浸
漬され、前記純水処理槽において水洗処理された後、こ
の純水処理槽内で前記半導体ウエハの面が垂直状態から
水平状態に姿勢変換され、ウエット処理が終了するよう
にしたものである。

【０００９】

【作用】本発明において、バスケットに収納された複数
枚の半導体ウエハは、前記第１の搬送手段によって前記
純水洗浄処理槽に搬送され、この純水洗浄処理槽内への
浸漬がなされる。このバスケットに収納された複数枚の
半導体ウエハは、前記純水洗浄処理槽内に浸漬されてい
る間に前記姿勢変換手段によって前記半導体ウエハの面
が垂直状態から水平状態となるように姿勢変換される。
前記複数枚の半導体ウエハは、水平状態で前記第２の搬
送手段によって前記純水洗浄処理槽から引き上げられた
後、この状態を保ったまま、回転乾燥装置に搬送され、
ウエハの表面に付着した水分を除去するための遠心力に
よる乾燥処理が施されることになる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明によるウエット処理装置の純
水洗浄処理槽を示す側面図である。この図において、２
はバスケット、４は純水洗浄処理槽、１０は載置台、１
１および１２はそれぞれの位置での載置台１０の位置決
めを行う位置決めストッパ、Ｂはその面を垂直にしてバ
スケット２に収納されている半導体ウエハ、Ｃはその面
を水平にしてバスケット２に収納されている半導体ウエ
ハである。この図に示される様に、本発明によるウエッ
ト処理装置は純水洗浄処理槽４内に半導体ウエハの姿勢
変換機構を設けている。すなわち、純水洗浄処理槽４内
に半導体ウエハがバスケット２に保持されて載置台１０
に載置されると、Ａを支点として、図示しない駆動機構
によって載置台１０が９０°回転する。これによって、
半導体ウエハの姿勢はＢの垂直状態からＣの水平状態に
変換されるわけである。

【００１１】次に図示しない第２の搬送手段によってバ
スケット２の上部を把持してバスケット２を回転乾燥装
置９に搬入する。この第２の搬送手段（搬送ロボット）
は、バスケット２の端部溝部分に嵌合する爪を有し、こ
の爪によってバスケット２を把持する。前記駆動機構
は、純水洗浄処理槽４の外に設け、連結手段（図示せ
ず）によって載置台１０を移動する。なお、純水洗浄処
理槽４内は、姿勢変換によって塵埃が発生しても純水を
急速に給水し急速に排水する、いわゆるＱuick Ｄump
機構を有しているため、塵埃は槽外に排出され、ウエハ
に付着することはなく、かつ洗浄工程中に混在した薬液
も槽外に排出される。

【００１２】図２はその面が水平にされてバスケット２
に収納された半導体ウエハを回転乾燥装置９に搬入する
状態を示す側面図である。この図において、５はクレー
ドル、６はターンテーブル、７は本体容器、８は駆動モ
ータ、９は回転乾燥装置、１３ａおよび１３ｂは取り付
け部である。この図に示されるように、その面を水平に
してバスケット２に収納されている半導体ウエハＣはク
レードル５に挿入される。このクレードル５は、本体容
器７内に設けられたターンテーブル６に取り付け部１３
ａ，１３ｂを介して固定されている。バスケット２はこ
のクレードル５の上部より挿入される。クレードル５の
各側面はバスケット２を保持するように開口されてお
り、遠心力によりこの開口部から水が飛散するように構
成されている。回転乾燥装置９は、駆動モータ８によっ
てターンテーブル６を回転し、これに基づく遠心力によ
り半導体ウエハの表面に付着している水分を除去する。

【００１３】図３は、本発明のウエット処理工程から乾
燥工程までの流れを示す概略説明図である。この図にお
いて、１は半導体ウエハ、２はバスケット、３は第１の
搬送ロボット、４は純水洗浄処理槽、５はクレードル、
９は回転乾燥装置である。図３（Ａ）は、半導体ウエハ
１がその面を垂直にしてバスケット２に保持され、各種
洗浄処理槽に浸漬、引き上げされる状態を示すものであ
る。図３（Ｂ）は純水洗浄処理槽４内で半導体ウエハ１
の姿勢を垂直状態から水平状態に変換する状態を示すも
のである。すなわち、第１の搬送ロボット３は純水洗浄
処理槽４の底部にバスケット２を載置した後、上昇す
る。この後、図１に示した姿勢変換機構が作動すること
によって載置台１０が９０°回動して半導体ウエハ１の
姿勢を垂直状態から水平状態に変換する。半導体ウエハ
１を水平状態にして収納したバスケット２は、第２の搬
送ロボット（図示せず）によって純水洗浄処理槽４から
引き上げられ、さらに回転乾燥装置９に搬送され、クレ
ードル５に挿入される。この純水洗浄処理槽４はＱuick
Ｄump 機構を有するため、塵埃や薬液を純粋洗浄処理
槽４から排出できるだけでなく、半導体ウエハ１を大気
中に長時間さらすこともないので、大気との接触に起因
する半導体ウエハ１の汚染を効果的に防止することがで
きる。また、純水洗浄処理槽４から回転乾燥装置９まで
の搬送を第１の搬送ロボットとは別の第２の搬送ロボッ
トによって行っているため、薬液処理に伴う酸系雰囲気
を乾燥工程に持ち込むのを防ぐことができる。

【００１４】なお、水平変換時の位置決めストッパ１２
を、載置台が水平になる高さより若干高めに設定すれ
ば、半導体ウエハの面が水平より少し傾斜した状態で保
持され、回転乾燥時にバスケット２から半導体ウエハが
飛び出すのを防止することができる。この場合、少し傾
斜して保持された半導体ウエハはそのまま搬送手段によ
って搬送され、クレードル５に挿入される。したがっ
て、回転乾燥装置９においても、ターンテーブル６への
クレードル５の取り付け部１３ｂを１３ａよりも広くす
ることによって、同様の傾斜角を得ることが可能であ
る。本発明のウエット装置によれば、自動洗浄装置の一
部である乾燥装置に新たに姿勢変換機構を設けなくても
よいため、そのスペースの拡大を抑えることも可能とな
る。

【００１５】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることはいうまでもない。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るウエット処理装置は複数枚の半導体ウエハを純水洗浄
処理槽内で姿勢変換できるものであるため、姿勢変換機
構の作動に起因する塵埃が半導体ウエハの表面に付着す
るのを防止するとともに、半導体ウエハを大気と長時間
接触させることなく姿勢変換することが可能となる。こ
のため、従来、乾燥装置に設けられていた姿勢変換機構
の回転部から大気中に発生する塵に起因する半導体ウエ
ハの汚染、および大気との接触に起因する半導体ウエハ
の汚染を防止できるようになる。これは、液槽中の姿勢
変換は、乾燥装置に搬入した後に姿勢変換（大気中で姿
勢変換）し半導体ウエハを大気に長時間さらすのと比べ
て、塵埃およびシミ等の半導体ウエハ表面への悪影響を
抑えることが可能になるからである。また、ウエット処
理中に半導体ウエハを揺動することにより、より脱泡力
が高くなる効果もある。以上のように、本発明のウエッ
ト処理装置及びウエット処理方法は、信頼性の高い洗浄
処理技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウエット処理装置の純水洗浄処理
槽を示す側面図である。

【図２】半導体ウエハを回転乾燥装置に搬入する状態を
示す側面図である。

【図３】本発明のウエット処理工程から乾燥工程までの
流れを示す概略説明図である。

【図４】従来の回転乾燥装置の一例を示す縦断面図であ
る。

【図５】従来の回転乾燥装置の他の例を示す概略正面図
である。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ ２ バスケット ３ 第１の搬送ロボット ４ 純水洗浄処理槽 ５ クレードル ６ ターンテーブル ７ 本体容器 ８ 駆動モータ ９ 回転乾燥装置 １０ 載置台 １１ 位置決めストッパ １２ 位置決めストッパ １３ａ 取り付け部 １３ｂ 取り付け部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハをウエット処理する流体を
   貯蔵する洗浄処理槽と、複数枚の半導体ウエハを収納し
   たバスケットを把持し、前記複数枚の半導体ウエハを前
   記洗浄処理槽に搬送し、この洗浄処理槽内への浸漬およ
   びこの洗浄処理槽からの引き上げを行うとともに、ウエ
   ット処理された前記複数枚の半導体ウエハを回転乾燥装
   置に搬送する搬送手段とからなるウエット処理装置にお
   いて、 前記洗浄処理槽は、前記複数枚の半導体ウエハが順次浸
   漬される薬液洗浄処理槽および純水洗浄処理槽を有する
   とともに、前記純水洗浄処理槽内には前記バスケットに
   収納された前記複数枚の半導体ウエハの面を垂直状態か
   ら水平状態に変換する姿勢変換手段を有し、 前記搬送手段は、前記複数枚の半導体ウエハを収納した
   バスケットを把持し、前記複数枚の半導体ウエハを前記
   純水洗浄処理槽に搬送し、この純水洗浄処理槽内への浸
   漬を行う第１の搬送手段と、前記姿勢変換手段によって
   前記半導体ウエハの面が水平状態となって収納された前
   記バスケットを把持し、前記純水洗浄処理槽からの引き
   上げを行い、前記回転乾燥装置に搬送する第２の搬送手
   段とから構成されることを特徴とするウエット処理装
   置。
2. 【請求項２】 バスケットに収納された複数枚の半導体
   ウエハをウエット処理する各種薬液洗浄処理槽および純
   水洗浄処理槽に順次浸漬する工程からなり、このウエッ
   ト処理の後、前記複数枚の半導体ウエハの表面に付着し
   た水分を除去するための乾燥処理が施されるウエット処
   理方法において、 前記半導体ウエハはその面を垂直にして前記各種薬液処
   理槽内に浸漬され、前記純水処理槽において水洗処理さ
   れた後、この純水処理槽内で前記半導体ウエハの面が垂
   直状態から水平状態に姿勢変換され、ウエット処理が終
   了することを特徴とするウエット処理方法。