JP3133049U - Semiconductor wafer cleaning equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 半導体ウェハがキャリアの保持溝内で接触した部分の洗浄処理効果を高め、洗浄水の使用量を削減し、かつ、短時間で、しかも均一に、半導体ウェハの処理することができる半導体ウェハの洗浄処理装置を提供する。
【解決手段】 キャリア2に、複数枚の半導体ウェハ1を保持し、そのキャリア2ごと、たとえば超純水などの洗浄液と共に処理槽3内に収納することにより洗浄処理をする装置で、底面側に揺動手段5が設けられている。この揺動手段5が、半導体ウェハ1が並列される方向における処理槽3のほぼ中心面を支点として、半導体ウェハ1の表面が前方あるいは後方に傾く方向に揺動するように設けられ、かつ、処理槽3は、半導体ウェハ1の表面と垂直側の側壁上端部が、前記側壁中心部で低く、両端部側で高い勾配を有するように形成されている。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a cleaning treatment effect of a portion where a semiconductor wafer is contacted in a holding groove of a carrier, reduce the amount of washing water used, and process a semiconductor wafer in a short time and uniformly. A wafer cleaning apparatus is provided.
An apparatus for carrying out a cleaning process by holding a plurality of semiconductor wafers 1 on a carrier 2 and storing them in a processing tank 3 together with a cleaning liquid such as ultrapure water, for example, on the bottom side. A swinging means 5 is provided. The swinging means 5 is provided so as to swing in a direction in which the surface of the semiconductor wafer 1 tilts forward or backward, with the substantially central surface of the processing bath 3 in the direction in which the semiconductor wafers 1 are arranged in parallel as a fulcrum, and The processing tank 3 is formed so that the upper end portion of the side wall on the side perpendicular to the surface of the semiconductor wafer 1 is low at the central portion of the side wall and has a high gradient at both end portions.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、半導体ウェハの製造工程における洗浄処理を効率的に行うことができる半導体ウェハの洗浄処理装置に関する。さらに詳しくは、半導体ウェハを保持する治具と半導体ウェハとの接触部分を効率よく洗浄することができる半導体ウェハの洗浄処理装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer cleaning apparatus capable of efficiently performing a cleaning process in a semiconductor wafer manufacturing process. More specifically, the present invention relates to a semiconductor wafer cleaning apparatus capable of efficiently cleaning a contact portion between a semiconductor wafer holding jig and a semiconductor wafer.
半導体装置の製造工程においては、たとえばフッ酸を主体とするエッチング液によるSiO2膜の除去や、アンモニア水を主体とするエッチング処理などがあり、それらの薬液浸漬による処理の後には、殆どの場合に、超純水によるオーバーフロー洗浄を必要とする。これらの半導体ウェハの水洗処理に求められる機能としては、(1)直前の処理工程で付着した薬液を希釈し除去すること、(2)極力短時間で洗浄し、半導体ウェハの表面が酸化により変質しないようにすること、(3)異物付着や逆汚染などが生じないようにすること、(4)多数枚の半導体ウェハを収容する治具内のそれぞれの半導体ウェハが均一に洗浄されること、(5)地球環境保全および水資源の有効利用などの観点から極力少量の超純水で洗浄処理すること、などが求められており、従来図4に示すようなオーバーフロー型のバッチ処理式水洗槽が用いられている。 In the manufacturing process of a semiconductor device, for example, there are removal of SiO 2 film with an etchant mainly composed of hydrofluoric acid, etching process mainly composed of ammonia water, etc. In addition, overflow cleaning with ultrapure water is required. The functions required for the water washing treatment of these semiconductor wafers include (1) diluting and removing the chemical solution adhering to the immediately preceding treatment process, and (2) washing the semiconductor wafer in as short a time as possible to alter the surface of the semiconductor wafer by oxidation. (3) To prevent foreign matter adhesion and back-contamination from occurring, (4) Each semiconductor wafer in a jig that accommodates a large number of semiconductor wafers is uniformly cleaned, (5) From the viewpoint of global environmental protection and effective use of water resources, it is required to perform a cleaning process with a small amount of ultrapure water as much as possible. Conventionally, an overflow type batch processing type water washing tank as shown in FIG. Is used.
図4において、1は、たとえば口径が5インチ程度の半導体ウェハ、2は半導体ウェハ1を多数枚保持する治具で、以下キャリアと呼ぶ。このキャリア2は、側板21が一定間隔で配置され、保持溝22に半導体ウェハ1が保持されている。半導体ウェハ1は、キャリア2に、たとえば25〜50枚程度保持されている。キャリア2の底面には、洗浄用の超純水4が流れ込むように貫通孔23が形成されている。導水管31より導入された超純水4は、予備室32を経てパンチング板33の各穿孔部34より均一にキャリア2側に流れ込むようになっている。なお、導入された超純水4は、半導体ウェハ1およびキャリア2内を通過して処理槽3の側壁上端部からオーバーフローする(図4ではAで示してある)ようになっている。この場合、パンチング板33は水平にして半導体ウェハ1は垂直に保持する(半導体ウェハ1の表面をパンチング板33と垂直にする)と共に、穿孔部34を介して、導入された超純水4が層流になるように半導体ウェハ1を洗浄することが、洗浄により分離したパーティクルを再付着させることなく流し出すという観点から重要である。
In FIG. 4, 1 is a semiconductor wafer having a diameter of about 5 inches, for example, and 2 is a jig for holding a large number of
この半導体ウェハ1が完全に洗浄されたか否かを判定するには、通常は、前工程で使うエッチング液などが電解質であることから、その電解質が超純水中に混じると洗浄水の比抵抗が下がることを利用して、オーバーフローして流れ出る洗浄水の比抵抗を測定することにより判断することができる。たとえば、通水量を9リットル/分に設定して、通常の水洗を10分間行った後にキャリア2を処理槽3内で故意に振動させた場合における、洗浄水の比抵抗値の変化を図3にQとして示す。すなわち、水洗を行うと通水時間に比例して比抵抗値は指数関数的に回復し、10分近くの洗浄で、原水(超純水)の比抵抗値に近くなる。このように洗浄水の比抵抗が超純水の比抵抗と同程度になれば、半導体ウェハ1に付着していたエッチング液などの薬液成分はほぼ除去されたと見做すことができる。
In order to determine whether or not the
しかし、たとえば経過時間が10分のときにキャリア2を故意に振動させると、図3のQに示すように、その時点で急速に比抵抗値の低下が現れることがある。これは、半導体ウェハ1の洗浄が不十分であることを表している。これを防ぐためには、大量の通水を行うか、半導体ウェハ1の処理枚数を減らす必要がある。そのため、図4に示す装置(口径
が5インチの半導体ウェハ1を25〜50枚収納)を用いた場合、15リットル/分以上の通水量と15分以上の水洗時間が必要になる。
However, if the
このような、半導体ウェハ1に振動を与えることにより、水洗不足が顕在化することを改善する試みとして、水洗中の半導体ウェハ1の一端部に回転ローラを当接させ、半導体ウェハ1を強制的に回転させて、半導体ウェハ1が保持溝22に密着するのを防止する手段を設けることが知られている。また別の手段として、キャリア2にハンドルを取り付けて、このハンドルを介してキャリア2を揺動させる方法も知られている。しかしながら、前者の方法では、回転体の摺動部分でパーティクルが発生すること、後者の方法では、キャリア2とハンドルとの接触部分の隙間に薬液が残留するなどの問題があり、信頼性上の難点があった。
As an attempt to improve the manifestation of the lack of water washing by applying vibration to the
さらに、処理槽3の傾きなどの理由で、洗浄水が処理槽3の一部からしか流れ出なくなり、処理槽3の側壁上端部の4隅にダストが溜まってしまい、オーバーフローの本来の役目を果たさなくなることを改善する目的で、図5に示すように、処理槽3の底面にモータ7などを設けて、その中心部を支点としてシーソーのように揺動させる方法も知られている(たとえば特許文献1参照)。図5において、8は外箱で、図4と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
前述のように、キャリア内に半導体ウェハを保持して、底面側から超純水などを導入して側壁上端部からオーバーフローさせることにより洗浄処理する場合、半導体ウェハがキャリアの側板と接触している部分の洗浄処理が充分に行えないため、その洗浄を充分に行うためには、水量を多くし、さらに洗浄時間を長くしなければならないが、水資源の浪費になると共に、半導体装置のコストアップの原因になるという問題がある。とくに、集積回路(IC)などの複雑な半導体装置を製造する場合、一般に製造工程が完了するまでには凡そ20回程度の水洗工程が必要であり、超純水の価格は一般の水道水に比べて数百倍になるため、消費される超純水量並びに廃水処理のコストは膨大なものになっている。従って、ICなどの半導体装置の製造工程では、いかにして超純水の使用量を減じるかが重要なテーマになっており、地球環境保全上からも、水資源の消費は抑制することが望ましい。しかも、このように水量と時間を充分にかけても、キャリアの保持溝の部分で薬液残留による染み不良などが多発することがある。とくに、大口径ウェハになるほど、キャリア内での半導体ウェハの傾きは小さくなり、かつ、重量も増えるので、液体中での半導体ウェハの揺らぎは起こり難く、染み不良などが多発する傾向にある。このような問題を完全に解決するには、半導体ウェハを1枚づつ処理する枚葉処理に向かわざるを得ないが、一度に多数枚を処理するバッチ処理に比べると、著しく生産性が低く、コストアップになるという問題がある。 As described above, when cleaning is performed by holding a semiconductor wafer in a carrier and introducing ultrapure water or the like from the bottom side to overflow from the upper end of the side wall, the semiconductor wafer is in contact with the side plate of the carrier. Since the part cannot be cleaned sufficiently, it is necessary to increase the amount of water and increase the cleaning time in order to perform sufficient cleaning. However, water resources are wasted and semiconductor device costs are increased. There is a problem of causing. In particular, when manufacturing a complicated semiconductor device such as an integrated circuit (IC), generally, a washing process of about 20 times is required to complete the manufacturing process, and the price of ultrapure water is equal to that of general tap water. Since it is several hundred times larger than that, the amount of ultrapure water consumed and the cost of wastewater treatment are enormous. Therefore, in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs, how to reduce the amount of ultrapure water used is an important theme, and it is desirable to suppress consumption of water resources from the viewpoint of global environmental conservation. . In addition, even if the amount of water and the time are sufficiently increased as described above, a stain defect or the like due to residual chemicals may frequently occur in the holding groove portion of the carrier. In particular, the larger the diameter of the wafer, the smaller the inclination of the semiconductor wafer in the carrier and the more the weight increases. Therefore, the fluctuation of the semiconductor wafer in the liquid is less likely to occur, and there is a tendency for defective stains to occur frequently. In order to completely solve such a problem, it is necessary to go to single wafer processing for processing semiconductor wafers one by one, but productivity is significantly lower than batch processing for processing many wafers at once. There is a problem of increased costs.
一方、生産性を高める観点から、キャリア内の保持溝の数を増やす、すなわち保持溝のピッチを小さくして、同じ大きさのキャリア内に保持する半導体ウェハの数を多くしたり、半導体ウェハの口径を増大させたり、水洗時間を短縮したり、通水量を減じたりするなどの手段を単独あるいは2以上併用して行うことが要求されているが、このような要請は、前述の短時間で、少ない水による完全な洗浄と相反する。 On the other hand, from the viewpoint of increasing productivity, the number of holding grooves in the carrier is increased, that is, the pitch of the holding grooves is reduced to increase the number of semiconductor wafers held in the same size carrier, Although it is required to carry out means such as increasing the diameter, shortening the washing time, reducing the amount of water flow, alone or in combination of two or more, such a request is made in the short time mentioned above. Contrary to thorough cleaning with less water.
さらに、前述のように洗浄を確実に行うため、大量に超純水を導入すると、水流や水圧により、半導体ウェハは強制的にキャリア内で揺らすことが可能となるが、これは不経済であり、かつ、必ずしもキャリアに収容された半導体ウェハの全量が揺らいで保持溝の内壁から離れるという保証はない。そのため、大量に超純水を導入しても、長時間の洗浄を
行わなければならないという問題がある。また、大量の超純水を導入すると、処理槽内で水流が乱れていわゆる乱流となり、エッチング液などの除去には適しても、却って発塵によって半導体ウェハはパーティクル汚染を受けてしまう。
Furthermore, in order to ensure cleaning as described above, if a large amount of ultrapure water is introduced, the semiconductor wafer can be forcibly shaken in the carrier by water flow or water pressure, which is uneconomical. In addition, there is no guarantee that the entire amount of the semiconductor wafer accommodated in the carrier fluctuates away from the inner wall of the holding groove. Therefore, there is a problem that even if ultrapure water is introduced in a large amount, cleaning for a long time must be performed. In addition, when a large amount of ultrapure water is introduced, the water flow is disturbed in the treatment tank to become a so-called turbulent flow, and even if it is suitable for removing the etching solution or the like, the semiconductor wafer is subjected to particle contamination by dust generation.
さらに、前述の図5に示すような揺動手段を設けると、一方に傾けたときに、傾けられた低い側から処理槽内の洗浄水が一度に流れ出し、反対側に傾けると、今度は反対側から大量の洗浄水が一度に流れ出すため、処理槽内の洗浄水に乱流が生じ、前述のように半導体ウェハから分離したパーティクルが処理槽内で攪拌されて下側に戻り、半導体ウェハに再付着するという汚染の問題が発生し、結局は長時間の洗浄が必要となる。しかも、図5に示すように、半導体ウェハの表面と平行方向に揺動させても、半導体ウェハとキャリアとの接触部分は殆ど影響を受けることはなく、前述の半導体ウェハとキャリアとの接触部分の洗浄不十分対策にはなんら寄与しない。 Furthermore, when the swinging means as shown in FIG. 5 is provided, the cleaning water in the treatment tank flows out from the tilted low side at a time when tilted to one side, and this time, the tilt is reversed. Since a large amount of cleaning water flows out from the side at once, turbulent flow occurs in the cleaning water in the processing tank, and the particles separated from the semiconductor wafer as described above are stirred in the processing tank and returned to the lower side. The problem of contamination of redeposition occurs and eventually cleaning for a long time is required. Moreover, as shown in FIG. 5, even if the semiconductor wafer is swung in a direction parallel to the surface of the semiconductor wafer, the contact portion between the semiconductor wafer and the carrier is hardly affected, and the contact portion between the semiconductor wafer and the carrier described above. It does not contribute at all to measures for insufficient cleaning.
本考案は、このような問題を解決するためになされたもので、半導体ウェハがキャリアの保持溝と接触する部分の洗浄処理効果を高め、洗浄水の使用量を削減し、かつ、短時間で、しかも均一に、半導体ウェハの処理することができる半導体ウェハの洗浄処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and enhances the cleaning effect of the portion where the semiconductor wafer is in contact with the holding groove of the carrier, reduces the amount of cleaning water used, and in a short time. In addition, an object of the present invention is to provide a semiconductor wafer cleaning apparatus capable of uniformly processing a semiconductor wafer.
本考案者は、前述の問題を解決するため鋭意検討を重ね、まず、キャリアに収容された半導体ウェハの洗浄過程を克明に追跡した。すなわち、キャリアに半導体ウェハを1枚だけ保持し、水洗中に確実に半導体ウェハが揺らぐような通水量(具体的には5リットル/分)を確保して10分間水洗した。その直後に、キャリアを故意に振動させてオーバーフロー水の比抵抗値を測定した結果、比抵抗値は全く低下しなかった。この要領で、キャリア内に保持する半導体ウェハ1の枚数を徐々に増やし、各々の半導体ウェハが全て揺動していれば、ほぼ原水の比抵抗値に近くなった水洗時間後に故意の振動を与えても、オーバーフロー水の比抵抗値の低下は見られないことを確認した。また、キャリアだけを槽内で揺動させたり、側壁上端部と下端部とが平行な一般的な処理槽で、処理槽ごと揺動させたりしても、槽内で洗浄水の激しい乱流が生じて、却ってパーティクル汚染を引き起こすことが判明し、処理槽を半導体ウェハの面と垂直方向にシーソー運動(揺動)させ、かつ、処理槽の側壁上端部を揺動方向に合せてV字状にすることにより、揺動しても洗浄水が一度に排水されることがなく、内部で乱流が生じないことから、少ない超純水の通水量で、しかも短時間で完全に洗浄することができることを見出した。
The present inventor conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and first followed the cleaning process of the semiconductor wafer accommodated in the carrier. That is, only one semiconductor wafer was held on the carrier, and a water flow amount (specifically, 5 liters / minute) was ensured so that the semiconductor wafer was surely shaken during the water washing, and the carrier was washed with water for 10 minutes. Immediately after that, the specific resistance value of the overflow water was measured by intentionally vibrating the carrier. As a result, the specific resistance value did not decrease at all. In this way, if the number of
本考案による半導体ウェハの処理装置は、複数枚の半導体ウェハを保持する治具と共に洗浄水を収容する上面が開放された処理槽と、該処理槽の底面側に設けられ、該処理槽を揺動運動させる揺動手段とを有し、前記揺動手段は、前記処理槽に収容される前記半導体ウェハの表面が前方あるいは後方に傾く方向に揺動するように設けられ、かつ、前記処理槽は、前記半導体ウェハの表面と垂直側の側壁上端部が、前記側壁の中心部で低く、両端部側で高い勾配を有すると共に、前記勾配の角度が前記処理槽を揺動させる角度の最大値とほぼ等しい角度に形成されていることを特徴としている。 A semiconductor wafer processing apparatus according to the present invention is provided with a jig for holding a plurality of semiconductor wafers together with a processing tank having an open top surface for containing cleaning water, and a bottom surface side of the processing tank. Swinging means for moving the swinging means, wherein the swinging means is provided so as to swing in a direction in which the surface of the semiconductor wafer accommodated in the processing bath is tilted forward or backward, and the processing bath Is the maximum value of the angle at which the upper end of the side wall perpendicular to the surface of the semiconductor wafer has a low gradient at the center of the side wall and a high gradient at both ends, and the angle of the gradient causes the processing bath to swing. It is characterized by being formed at substantially the same angle as.
ここに勾配とは、一番低いところと高いところに高低差があることを意味し、連続した傾斜面のみならず、階段的な段差による高低も含む。 Here, “gradient” means that there is a difference in height between the lowest point and the highest point, and includes not only a continuous inclined surface but also a height due to a stepped step.
本考案によれば、半導体ウェハを収納した処理槽を、半導体ウェハの表面と垂直方向で揺動させているため、治具(キャリア)の保持溝内に保持された半導体ウェハとキャリアの側板との接触が、半導体ウェハの表裏で交互にかわることになり、同じ場所での接触が続かないため、確実に洗浄処理をすることができる。すなわち、半導体ウェハは、その下
端部がキャリアの保持溝内の底面で支持され、上端部は保持溝を形成している一対の対向する側板のいずれかに寄り掛かって保持されている。そのため、処理槽が揺動により一方に傾くと、半導体ウェハを保持するキャリアも傾き、半導体ウェハの上端部は傾いた低い側の側板側に倒れて保持される。この一対の側板は、処理槽の揺動にしたがって、一方が下側になるため、半導体ウェハも揺動にしたがって、保持される側板が交互に変る。その結果、側板との接触部も完全に洗浄することができる。
According to the present invention, since the processing tank containing the semiconductor wafer is swung in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer held in the holding groove of the jig (carrier), the side plate of the carrier, Since the contact is alternately performed on the front and back of the semiconductor wafer and the contact at the same place does not continue, the cleaning process can be surely performed. That is, the lower end portion of the semiconductor wafer is supported by the bottom surface in the holding groove of the carrier, and the upper end portion is held against one of a pair of opposing side plates forming the holding groove. Therefore, when the processing tank is tilted to one side by swinging, the carrier for holding the semiconductor wafer is also tilted, and the upper end portion of the semiconductor wafer is tilted and held on the tilted lower side plate side. One side of the pair of side plates becomes lower as the processing tank swings, so that the held side plates change alternately as the semiconductor wafer swings. As a result, the contact portion with the side plate can be completely cleaned.
一方、処理槽の側壁上端部のうち、半導体ウェハの表面と垂直側の側壁上端部が、その側壁の中心部で低く、両端部側で高い勾配を有する(傾斜面になる)ように形成し、その傾斜角を揺動の最大角の角度と合せることにより、揺動により一番傾いた角度のときに、その傾くことにより低くなる側の処理槽の傾斜した側壁上端部は、水平面になり、オーバーフローによる洗浄水の流出は行われるが、傾いたことにより一度に大量の洗浄水が溢れ出るということは起こらない。すなわち、処理槽の側壁が揺動方向に合せて中心部よりも端部側が高く形成されているため、処理槽が傾くと、低くなる側に処理液は移動するが、揺動自体を緩やかに行うことにより、処理液も溢れることなく低い側にそのまま移動することになり、一気に溢れて流れ出すということはなく、オーバーフローする処理液のみが傾斜面の形成された側壁上端部から排出される。そのため、処理液中で乱流が生じて、半導体ウェハから分離したパーティクルなどが再度半導体ウェハの他の部分または他の半導体ウェハに付着するということは一切起こらない。 On the other hand, of the upper end portion of the side wall of the processing tank, the upper end portion of the side wall perpendicular to the surface of the semiconductor wafer is formed so as to have a low gradient at the center portion of the side wall and a high gradient at both end portions (become inclined surfaces). By aligning the inclination angle with the maximum angle of oscillation, the upper end of the inclined side wall of the processing tank that is lowered by the inclination becomes the horizontal plane when the angle is the most inclined by the oscillation. However, the washing water flows out due to overflow, but it does not happen that a large amount of washing water overflows at a time due to the inclination. That is, since the side wall of the processing tank is formed higher on the end side than the center part in accordance with the swinging direction, when the processing tank is tilted, the processing liquid moves to the lower side, but the swinging itself is gently By doing so, the processing liquid also moves to the lower side without overflowing, so that it does not overflow all at once, and only the overflowing processing liquid is discharged from the upper end of the side wall where the inclined surface is formed. Therefore, a turbulent flow is generated in the processing liquid, and particles separated from the semiconductor wafer do not adhere to another part of the semiconductor wafer or another semiconductor wafer at all.
その結果、超純水や純水などの洗浄水で洗浄する場合でも、少ない流量(通水量)の洗浄水で短い洗浄時間で、完全に洗浄することができる。 As a result, even when cleaning is performed with cleaning water such as ultrapure water or pure water, it is possible to completely clean with a small flow rate (water flow rate) of cleaning water in a short cleaning time.
つぎに、図面を参照しながら本考案の半導体ウェハの洗浄処理装置について説明をする。本考案による半導体ウェハの洗浄処理装置は、図1に断面の説明図が示されるような構造になっている。すなわち、治具(キャリア2)により、複数枚の半導体ウェハ1を保持し、そのキャリア2ごと、超純水などの洗浄水と共に処理槽3内に収納することにより洗浄処理する装置で、この処理槽3の底面側に処理槽3を揺動運動させる揺動手段5が設けられている。本考案では、この揺動手段5が、半導体ウェハ1の表面に垂直な方向(図1のx方向)における処理槽3のほぼ中心面(x方向中心での紙面と垂直な面)を支点として、x方向に揺動するように設けられ、かつ、処理槽3は、半導体ウェハ1の表面と垂直側の側壁上端部が、前記中心面の位置で低く、両端部側で高い勾配(高低差)を有するように形成されていることに特徴がある。
Next, a semiconductor wafer cleaning apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The semiconductor wafer cleaning apparatus according to the present invention has a structure as shown in FIG. In other words, this processing is performed by a device that holds a plurality of
半導体ウェハ1は、一般的には、半導体装置を製造するための製造工程中のウェハで、キャリア2は、半導体ウェハ1を1枚ごと保持することができるように、保持溝22が形成され、その保持溝22を形成する側板21が連続的に並んで設けられた構造になっている。この保持溝22の底面には、下から、たとえば超純水4などの洗浄水を保持溝22内に導入して上方から溢れ出るようにするため、貫通孔23が形成されている。
The
処理槽3は、底面に導水管31が設けられ、中底として穿孔部34が形成されたパンチング板33が取り付けられた、断面が矩形状の箱型になっており、このパンチング板33にキャリア2が、固定具35により固定されている。導水管31には、ホース39が接続され、たとえば超純水4などの洗浄水が導入され、予備室32を経てパンチング板33の穿孔部34からキャリア2の底面に形成された貫通孔23を経て半導体ウェハ1の周囲を上昇するようになっている。本考案では、この処理槽3の側壁のうち、半導体ウェハ1の表面と垂直な面(紙面と平行な面)の側壁36の上端部が、中心部で低く、両端部で高いV字型の傾斜面になっている。この斜面Bの底面(x軸)に対する傾斜角度θ2は、後述する処理槽3を揺動させる最大の角度である揺動角θ1と同程度に形成されている。この
ような角度の傾斜角とすることにより、揺動により最も傾いた状態で、処理槽3の上端部が水平面となり、傾斜面の一番高い端部側からも洗浄水が溢れ出るため、部分的に洗浄水が滞留することはない。この側壁36上端部の傾斜面は、連続した傾斜面ではなく、階段的に傾斜していても構わない。
The
本考案では、さらに、この傾斜面にスリット37が一定間隔で形成され、オーバーフローする洗浄液をこのスリット37から流出させることにより、洗浄水が不要に槽内で攪拌しないで、きれいな層流で流れ出るようにされている。
Further, in the present invention, slits 37 are formed on the inclined surface at regular intervals, and the overflowing cleaning liquid is allowed to flow out from the
処理槽3の底面には揺動手段5が設けられ、処理槽3を揺動させることができるようになっている。揺動手段5は、図1に示される例では、処理槽3底面のx方向両端部を、固定板51に設けられたジグシリンダ52とピストン53とローラ54とで支持する構成とし、両側のピストン53の上下動を反対に行うことにより、シーソー運動をさせることができる。このピストン53の上下動は、エアチューブ55を介して空気圧を調整することにより行う。図示されていないが、このエアチューブ55にスピードコントローラを取り付けておくことにより、容易に空気圧制御をすることができ、揺動を微細に調整することができる。また、揺動手段5は、ピストンを空気圧で制御する構成の例に限定されるものではなく、たとえばキャリア2の底面の中心部を支点として支えて、その両側に超純水を交互に吹き付ける水圧や、空気圧などによりシーソー運動をさせる構成などにすることもできる。
A swinging means 5 is provided on the bottom surface of the
このシーソー運動による揺動の最大の傾斜角θ1は、たとえば3〜6°になるように設定される。処理槽3を揺動させる理由は、図2に保持溝22内で半導体ウェハ1が保持される状態の拡大断面説明図(寸法関係は正確ではない)を示すように、揺動による傾きで、半導体ウェハ1の上部が左に傾いたり、右に傾いたりするように、傾き方向を変えることにあり、半導体ウェハ1の傾きを変え得る角度の範囲で揺動させれば良いからである。すなわち、半導体ウェハ1は、保持溝22の底面に載置されただけの状態であるため、たとえばその底面が図で左側に傾くと側板21aが側板21bよりも低くなり、半導体ウェハ1の上部はその自重により低い側の側板21aの方に倒れ、側板21aで保持される。また、右側に傾くと、側板21bの方が低くなり、半導体ウェハ1の上部は低い側の側板21b側に倒れて保持される。なお、図1では、水平面Hと、処理槽3の傾きが最大のときの処理槽3の底面、すなわちx方向とのなす角度をθ1で示してある。反対側に傾く場合には、図で右側のシリンダ53が下がり、左側のシリンダ53が上昇して逆向きに傾き、その場合の水平面Hに対する最大の傾斜角は−θ1になる。
The maximum inclination angle θ1 of the rocking by the seesaw motion is set to be 3 to 6 °, for example. The reason why the
つぎに、この洗浄処理装置の動作について説明をする。キャリア2の保持溝22内に、洗浄する半導体ウェハ1を保持し、処理槽3内のパンチング板33に固定具35で固定する。初期状態の処理槽3の位置は制約されないが、揺動手段5の調整により、水平の位置に設定されていれば、キャリア2の固定を行いやすい。そして、ホース39を通して超純水4を、たとえば5リットル/分の割合で処理槽3内に導入する。導入された超純水4は、最初のうちは予備室32内にたまり、予備室32が満タンになると、パンチング板33の穿孔部34からキャリア2側に進み、キャリア2の底面の貫通孔22から保持溝内の半導体ウェハ1を洗いながら上方に進む。導入された超純水4は、キャリア2の外側にも充満しながら上方に進む。超純水4が処理槽3内にほぼ充満したら、揺動手段5を作動させ、左右に揺動する。
Next, the operation of this cleaning processing apparatus will be described. The
揺動手段5は、たとえば処理槽3が水平状態から5秒程度で最大の傾斜角が3〜6°になるように、エアチューブ55内の空気圧力を調整することにより、1周期が20秒程度の揺動運動をさせることができる。この揺動周期が余り早いと、洗浄液に乱流が生じて好ましくなく、また、遅すぎると、短時間での洗浄を行うことができない。この空気圧の調
整は、図示しないスピードコントローラにより自由に調整することができ、所望の周期で揺動させることができる。
The oscillating means 5 adjusts the air pressure in the
この方法で5インチ口径の半導体ウェハ1をキャリア2に収容して、前述の5リットル/分の割合で超純水4を導入して洗浄を行い、さらに、10分経過の時点で処理槽3に故意に振動を与えて、オーバーフローした洗浄水の比抵抗の変化を測定した。その結果が、図3にPで示されている。図3には、同様に従来の揺動しない状態で、通水量を9リットル/分で洗浄を行った場合の比抵抗の変化をQで示してあるが、図3から明らかなように、本考案によれば、途中で処理槽に故意に振動を与えても、比抵抗の急激な変動は生じず、完全に洗浄されていることが分る。これに対して、従来の洗浄装置を用いて、揺動運動をさせていない場合には、前述のように、超純水4の流量が倍近い量であるにも拘らず、外部から振動を処理槽3に与えると、急激に比抵抗が低下し、完全に洗浄されていないことを示し、完全に洗浄するには、15分以上の洗浄が必要であった。
By this method, the
以上のように、本考案によれば、超純水の使用量は、従来の5/9(単位時間当たりの流量)×10/15(時間)=37%と大幅に減らしながら、しかも洗浄不十分なものが発生することが一切なく、さらに、保持溝内に位置していた部分などに現れる薬液残留などの染み不良も一切発生せず、非常に信頼性の良い洗浄処理を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the amount of ultrapure water used is significantly reduced to the conventional 5/9 (flow rate per unit time) × 10/15 (hours) = 37%, and cleaning is not possible. Sufficient things do not occur at all, and furthermore, there is no stain defect such as chemical residue remaining in the part located in the holding groove, etc., and very reliable cleaning treatment can be performed .
以上の説明は、半導体ウェハを超純水で洗浄する場合の例であったが、超純水による洗浄に限らず、純水洗浄、通常の水道水による洗浄などでも、同様に洗浄水の節約および洗浄の信頼性を大幅に向上させることができる。 The above explanation is an example of cleaning a semiconductor wafer with ultrapure water. However, not only cleaning with ultrapure water, but also cleaning with pure water, normal tap water, etc., saves cleaning water as well. In addition, the reliability of cleaning can be greatly improved.
1 半導体ウェハ
2 キャリア
3 処理槽
4 超純水
5 揺動手段
21 側板
22 保持溝
23 貫通孔
31 導水管
32 予備室
33 パンチング板
34 穿孔部
35 固定具
36 半導体ウェハの面と垂直な側の処理槽の側壁
37 スリット
38 半導体ウェハの表面と平行な側の処理槽の側壁
39 ホース
51 固定板
52 ジグシリンダ
53 ピストン
54 ローラ
55 エアチューブ
DESCRIPTION OF
21 Side plate
22 Holding groove
23 Through hole
31 Water conduit
32 Spare room
33 Punching plate
34 Perforated part
35 Fixture
36 Side wall of the processing tank on the side perpendicular to the surface of the semiconductor wafer
37 Slit
38 Side wall of the processing tank on the side parallel to the surface of the semiconductor wafer
39 hose
51 Fixed plate
52 Jig cylinder
53 Piston
54 Laura
55 Air tube
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2007002686U JP3133049U (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Semiconductor wafer cleaning equipment |
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JP2007002686U JP3133049U (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Semiconductor wafer cleaning equipment |
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ID=43283751
Family Applications (1)
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JP2007002686U Expired - Lifetime JP3133049U (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Semiconductor wafer cleaning equipment |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015106571A (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-08 | 京セラ株式会社 | Etching method |
CN109087874A (en) * | 2018-08-31 | 2018-12-25 | 江苏英锐半导体有限公司 | A kind of wafer cleaning device |
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2007
- 2007-04-16 JP JP2007002686U patent/JP3133049U/en not_active Expired - Lifetime
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