JP3101863B2 - ウエ−ハ洗浄槽及びそれを用いたウエ−ハ枚葉洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウエ−ハを枚葉式に
ケミカル洗浄する際に好適に使用されるウエ−ハ洗浄槽
に関し、さらに該ウエ−ハ洗浄槽を用いたウエ−ハ枚葉
洗浄装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】ウエ−ハをケミカル洗浄等する場合、洗
浄槽内にウエ−ハを保持して洗浄液を供給して行うが、
この際、洗浄液等を洗浄槽の上縁からオ−バ−フロ−さ
せる方式が広く用いられている。ところが、従来のよう
なオ−バ−フロ−形式であると、大量の洗浄液を必要と
し、その上、該洗浄液が洗浄槽の底部に滞留し、渦流を
生じてダスト等を巻き込み、洗浄槽の外方へ充分に排除
できず、該ダスト等がウエ−ハに再付着する等の問題が
あった。

【０００３】そのような滞留を生じないよう、例えば給
排水を急速に行うクィックダンプリンス方式等による洗
浄槽も知られているが、このような方式でも、ケミカル
液や純水等の洗浄液を多量に必要とし、また装置も複雑
で操作も面倒である。特にＣＭＰ法（chemical mechani
cal polishing ）によりウエ−ハの表面をポリッシング
した後は、該ウエ−ハの表面には研磨用砥粒スラリその
他のダストが多量に付着しており、従来の洗浄槽では充
分に洗浄することはできず、またそのままブラシでスク
ラバ洗浄すると、ウエ−ハの表面に傷をつけてしまうお
それがあった。

【０００４】

【発明の解決課題】本発明は、洗浄槽の底部に洗浄液が
滞留しないようにし、かつ少ない洗浄液でウエ−ハの両
面を同時に洗浄できるようにしたウエ−ハ洗浄槽を提供
することを目的とする。また、本発明の他の目的は、該
ウエ−ハ洗浄槽を用いてポリッシング後のウエ−ハを枚
葉洗浄できるようにしたウエ−ハ枚葉洗浄装置を提供す
ることである。

【０００５】

【課題解決の手段】本発明によれば、洗浄槽本体内にウ
エ−ハを水平に保持し、該ウエ−ハに沿って洗浄液を供
給し、該ウエ−ハの上面を流れる上面流と下面を流れる
下面流をそれぞれ流出させるよう槽本体の側壁に上部流
出口と下部流出口を形成し、該上部流出口と下部流出口
からの流出量を制御することにより上記上面流と下面流
の流速をほぼ等しくするよう上記上部流出口と下部流出
口の開口面積を調節可能としたウエ−ハ洗浄槽が提供さ
れ、上記目的が達成される。

【０００６】また、本発明によれば、ポリッシング後の
ウエ−ハを浸漬槽内に浸漬し、該浸漬槽から取り出した
ウエ−ハを上記本発明による洗浄槽に搬入し、ケミカル
洗浄した後、該ウエ−ハを洗浄ブラシでスクラバ洗浄す
るようにしたウエ−ハ枚葉洗浄装置が提供される。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のウエ−ハ洗浄槽
（１）の一実施例を示し、槽本体（２）は、ＰＴＦＥ等
の耐食性を有する材料で浅い箱状に作られ、一端に形成
した流入口（３）から洗浄液を供給し、該洗浄液が整流
板（４）を通って槽内を川のように流れ、他端に形成し
た排出口（５）から排出され、タンク（６）に戻り、再
びポンプ（７），フィルタ−（８）を通って上記流入口
（３）に循環するように構成されている。なお、該タン
ク（６）には、各種の洗浄液のタンク（９），(10)から
ポンプ(11)，(12)により適時に各種の洗浄液が補給され
る。

【０００８】上記槽本体（２）内には、ウエ−ハ(13)を
ほぼ水平状態に載置するよう支持ピン(14)・・・が設け
られている。該支持ピン(14)・・・は、上記流入口
（３）から排出口（５）へ向う洗浄液の流れ方向に重な
らないように位置をずらして４本形成してあるが、その
本数はウエ−ハのサイズに応じて適宜数とすることがで
きる。また、該ウエ−ハ(13)が流動しないよう該ウエ−
ハ(13)の端縁が当る適宜数のストッパ−ピン(15)が設け
られている。なお、槽本体（２）の底部には、図示を省
いた超音波発生装置を所望により設けてあり、該本体
（２）の上面には開閉自在のシャッタ−等の蓋体(16)が
形成されている。

【０００９】上記ウエ−ハ(13)の側方の槽本体（２）の
側壁(17)には、図１（Ｂ）に示すように、該ウエ−ハ(1
3)の上面に沿って流下する洗浄液の上面流(18)を流出さ
せる上部流出口(19)と、該ウエ−ハ(13)の下面に沿って
流れる下面流(20)を流出させる下部流出口(21)が形成さ
れ、該上部流出口(19)と下部流出口(21)により、槽本体
内を流れる洗浄液が槽内に滞留して渦流等を生じないよ
うに制御される。

【００１０】すなわち、ウエ−ハ(13)の上面の上面流(1
8)と下面の下面流(20)の流速がほぼ等しい状態で流下し
て行けば、浅い槽本体内には洗浄液の実質的な滞留はな
いと考えることができ、そのように上記上面流(18)及び
下面流(20)の流速を制御するため、上記上部流出口(19)
及び下部流出口(21)は開口面積を可変構造にして調節可
能に形成されている。

【００１１】上記上部流出口(19)と下部流出口(21)の開
口面積を調節するため、図においては流量調整体(22)を
設けてある。該流量調整体(22)は、槽本体（２）の側壁
(17)の幅方向にウエ−ハに対向して形成した開口部(23)
に臨んで設けられ、取付軸(24)により回転可能に構成さ
れている。該流量調整体(22)は、上記開口部(23)の上縁
(25)に対向し該上縁(25)との間に上記上部流出口(19)を
形成する上面部(26)と、上記開口部(23)の下縁(27)に対
向し該下縁(27)との間に上記下部流出口(21)を形成する
下面部(28)を有し、該上面部(26)と下面部(28)は、上記
のようにほぼ水平に支持されている上記ウエ−ハ(13)の
端縁へ向ってそれぞれ傾斜し、その内方端で山形状に一
連に連結され、突縁部(29)を形成している。

【００１２】上記突縁部(29)は、上面流と下面流の分水
嶺を構成するように図１（Ｂ）においては、鋭角の山形
状に形成してあるが、図２（Ａ）のように先端を弧状に
形成してもよい。また、上記上面部(26)及び下面部(28)
は、平板状の平面に形成してあるが、図２（Ｂ）に示す
ように、ゆるやかな弧面に形成することもできる。上記
取付軸(24)は、槽本体の外方に設けたつまみ（図示略）
により手動で、若しくは適宜のサ−ボモ−タやステッピ
ングモ−タ等の駆動手段（図示略）により操作され、図
１（Ｂ）鎖線に示す状態に流量調整体(22)を回転すれ
ば、下部流出口(21)からの流量が多く、上部流出口(19)
からの流量が少なくなり、また鎖線に示す状態と逆方向
に流量調整体(22)を回転すれば、上部流出口(19)からの
流量を多くし、下部流出口(21)からの流量を少なくする
ことができ、そのようにして上部流出口(19)と下部流出
口(21)からの流量を調節することにより上記上面流(18)
と下面流(20)の流速をほぼ等速に調整することができ
る。このような流速の制御は、手動で行ったり、槽本体
内の適宜の深さの部位に上面流と下面流の流速を測定す
るセンサ−（図示略）を設け、その測定値に基いて自動
的に行うこともできる。

【００１３】上記ウエ−ハ洗浄槽（１）にウエ−ハ(13)
を搬入し、支持ピン(14)・・・上に載置すると、槽本体
（２）に供給されたケミカル液や純水等の洗浄液は、ウ
エ−ハ(13)の上面及び下面に沿って流れ、上記上部流出
口(19)及び下部流出口(21)から流出し、槽本体内に渦流
を生じたり滞留したりするおそれがなく、該ウエ−ハを
確実に洗浄することができる。

【００１４】上記ウエ−ハ洗浄槽（１）を用いてポリッ
シング後のウエ−ハを枚葉式に洗浄する洗浄装置が図
３，図４に示されている。図において、ポリッシング後
のウエ−ハ(13)を収納したカセット(30)は、純水をオ−
バ−フロ−させた浸漬槽(31)内にディップされ、図示を
省いたカセットエレベ−タ−により上昇され、これと共
に側方に設けたウエ−ハプッシャ−(32)を作動させるこ
とによりウエ−ハを１枚づつウオ−タ−ベアリング部(3
3)へ搬送するように構成されている。

【００１５】上記ウオ−タ−ベアリング部(33)は、２枚
の透明なＰＶＣ製のプレ−ト(34)，(34)を上下に対設
し、各プレ−ト(34)，(34)から４５°の角度で純水を噴
出させてウエ−ハを搬送し、ストッパ−ピン（34ａ）で
定位置に受け止めるようにしてある。そして、所要時に
ロボット(35)でウエ−ハ(13)を把持して次工程へ搬送す
るが、この際ウエ−ハに付着している水滴をブロ−する
機構を設けてある（図示略）。

【００１６】上記ウオ−タ−ベアリング部(33)に隣接し
て、ケミカル洗浄部(36)が設けられている。該ケミカル
洗浄部(36)は、本発明の上記ウエ−ハ洗浄槽（１）が用
いられており、該洗浄部において、ウエ−ハは川の流れ
のようなサ−キュレ−ションを行うケミカル洗浄液によ
り、また同時に所望により底部から比較的低い周波数の
超音波を当てながら、高度に洗浄される。この際、ケミ
カル液の種類により、液温を、例えば約７５℃程度に加
温して循環させることもでき、また循環量は毎秒約１０
リットル程度とするとよい。

【００１７】上記ケミカル洗浄部(36)には、ウエ−ハ(1
3)を搬送するためのロボット(37)が設けられており、該
ロボット(37)はケミカル洗浄後のウエ−ハをシャワ−リ
ンス部(38)へ搬送する。該シャワ−リンス部(38)では、
ケミカル処理されたウエ−ハをすばやくシャワ−リンス
しながら、傾斜状態にセットし、ウエ−ハの両面に対向
して該ウエ−ハの傾斜方向に向けて設けたシャワ−ノズ
ル（38ａ）から純水をシャワ−してリンスする。

【００１８】シャワ−リンス後、ウエ−ハ(13)は、ロボ
ット(39)により洗浄ブラシ部(40)へ送られ、両面がスク
ラバ洗浄される。図において、該洗浄ブラシ部(40)で
は、ウエ−ハの上下面をボビン式のブラシ(41)，(42)で
挟み、該ブラシ(41)，(42)を約５０〜３００rpｍ程度で
回転させると共に該ウエ−ハをウエ−ハドライブロ−ラ
(43)で約７〜３０rpｍ程度回転して回転洗浄を行ってい
るが、片面づつブラシ洗浄するようにしてもよい。ま
た、この際、ウエ−ハの周縁に端面洗浄ブラシ(44)，(4
4)を当て、該洗浄ブラシ(44)，(44)を約３０〜１００rp
ｍ程度で回転し、ウエ−ハの端面洗浄も同時に行うよう
にしてある。

【００１９】上記のようにして両面をスクラバ洗浄した
ウエ−ハ(13)は、ウエ−ハハンドラ−(45)により上記洗
浄ブラシ部(40)から取り出され、メガソニックジェット
部(46)に搬入されスピンされつつブラシ洗浄され、同時
に、強いジェット水流でメガソニック洗浄される。この
際、同時に裏面を純水リンスするとよく、また該メガソ
ニックジェット部(46)には、ブラシ自体を洗浄するため
の超音波洗浄槽(47)やブラシシャワ−槽（図示略）を設
けることもできる。なお、このメガソニックジェット部
を用いないこともできる。

【００２０】上記メガソニックジェット部(46)からウエ
−ハ(13)は、ウエ−ハハンドラ−(48)によりホットプレ
−ト部(49)へ運ばれる。該ホットプレ−ト部には、ウエ
−ハを下面から加熱するようにした遠赤外線ヒ−タ−
（図示略）が設けられ、ウエ−ハ表面の水分を発散させ
る。その後、該ウエ−ハは、ウエ−ハ搬送ロボット(50)
により上記ホットプレ−ト部(49)から取り出され、アン
ロ−ダカセット(51)に収納される。

【００２１】上記のようにして、ポリッシング後のウエ
−ハは、カセットから取り出されて枚葉で洗浄され、最
後にアンロ−ダカセットに１枚づつ収納される。なお、
図に示す実施例では、上記図１等に示すウエ−ハ洗浄槽
は、ケミカル洗浄部に使用されているが、その他の適所
の洗浄に使用することもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、槽本体
内に水平に保持したウエ−ハの上面に沿って流れる上面
流とウエ−ハの下面に沿って流下する下面流の流速を、
上部流出口と下部流出口の開口面積を調節することによ
り、ほぼ等しくすることができ、したがって洗浄液の滞
留や渦流をなくし、少ない洗浄液量できれいに洗浄する
ことができ、経済的であり、また管理も容易になり、ポ
リッシング後のウエ−ハの枚葉式洗浄に使用すると高効
率で超精密洗浄を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエ−ハ洗浄槽を示し、（Ａ）は説明
図、（Ｂ）は一部の拡大断面図である。

【図２】流量調整体の変形例を示す断面図である。

【図３】ポリッシング後のウエ−ハを枚葉式に洗浄する
洗浄装置の説明図である。

【図４】図３に示す洗浄装置の平面図である。

【符号の説明】 １ ウエ−ハ洗浄槽 ２ 槽本体 １３ ウエ−ハ
１７ 側壁 １８ 上面流 １９ 上部流出口
２０ 下面流 ２１ 下部流出口 ２２ 流量
調整体 ２３ 開口部 ２６ 上面部 ２８ 下
面部 ２９突縁部 ３１ 浸漬槽 ３３ ウオ−
タ−ベアリング部 ３６ ケミカル洗浄部 ３８
シャワ−リンス部 ４０ 洗浄ブラシ部 ４６ メ
ガソニックジェット部 ４９ ホットプレ−ト

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 槽本体内にウエ−ハを水平に保持し、該
   ウエ−ハに沿って流下するよう洗浄液を供給し、該槽本
   体の側壁にウエ−ハの上面に沿って流れる上面流とウエ
   −ハの下面に沿って流れる下面流をそれぞれ流出させる
   よう上部流出口と下部流出口を設け、該上部流出口と下
   部流出口の開口面積を調節可能に形成したことを特徴と
   するウエ−ハ洗浄槽。
2. 【請求項２】 上記ウエ−ハの側方の槽本体の側壁に開
   口部を形成し、該開口部に臨んで上面部と下面部を有す
   る流量調整体を回転可能に設け、上記上面部と開口部の
   上縁間で上記上部流出口を形成し、上記下面部と開口部
   の下縁間で上記下部流出口を形成し、該上面部と下面部
   を上記ウエ−ハ方向へ傾斜しその内方端を連結して突縁
   部を形成した請求項１に記載のウエ−ハ洗浄槽。
3. 【請求項３】 ポリッシング後のウエ−ハを浸漬する浸
   漬槽を有し、該浸漬槽から搬送されたウエ−ハを請求項
   １又は２に記載のウエ−ハ洗浄槽に搬入してケミカル洗
   浄し、ケミカル洗浄後のウエ−ハを洗浄ブラシでスクラ
   バ洗浄することを特徴とするウエ−ハ枚葉洗浄装置。