JP3341727B2 - ウエット装置 - Google Patents

ウエット装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエット装置に関
し、特に半導体基板（以下ウエハという）の洗浄や薬液
処理に用いられるウエット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウエット装置では、ウエハの洗浄や薬液
処理効果を向上させる事が重要な要素の１つになってい
る。この目的のために、従来のウエット装置（従来例
１）は枚葉式であり、処理チャンバーにウエハが１枚セ
ットされ、ウエハ上に設けられたノズルから処理液（洗
浄液または処理薬液）を噴射させ、ウエハを回転させな
がら処理液をウエハ表面に当て処理する方法がとられて
いる。しかしながらこの方法では一度にウエハ１枚しか
処理されないため、スループットが低く製造コストが高
くなるという問題があった。
【０００３】この問題を解決する装置として、一度に複
数枚のウエハを処理し、ウエハの洗浄と薬液処理を連続
して処理する多槽式ウエット装置がある。従来の多槽式
ウエット装置では、図５に示す浸漬方式と図６および図
７に示すスプレーノズルによるスプレー方式が用いられ
ている。従来の浸漬方式の多槽式ウエット装置（従来例
２）は、断面図である図５に示すように、複数枚のウエ
ハ１を収納したキャリア３１を処理液３２（洗浄液また
は処理薬液）の入った処理槽（洗浄槽または薬液槽）３
３に浸し、かつ処理槽３３下部の供給口３４より処理液
３２を供給してこの処理液３２を上側周辺部に設けた排
出溝３５にオーバーフローさせながら洗浄または薬液処
理を行っている。この浸漬方式では、ウエハ１を収納し
たキャリア３１ごと処理槽３３に浸漬するため、ウエハ
１を洗浄する場合は、キャリア３１に付着した汚染物質
が洗浄液に拡散されてウエハ１が汚染されることが有
り、またキャリア３１に収納されたウエハ１相互の間隔
が狭いため、洗浄効率が悪く、ウエハ１に付着したゴミ
が完全に取れないという問題がある。また、ウエハ１を
薬液処理する場合は、ウエハ１の液置換速度が遅い為、
処理時間が長くなるという問題がある。
【０００４】このため近年では、スプレー方式が用いら
れている。このスプレー方式の従来の多槽式ウエット装
置（従来例３）は、断面図である図６に示すように、複
数枚のウエハ１を収納したキャリア３１を処理室３６内
に載置し、この処理室３６の上部に固定され設けられた
スプレーノズル３７から処理液３２（洗浄液または処理
薬液）をウエハ１やキャリア３１に噴射させてウエハ１
の洗浄または薬液処理を行うものである。しかしなが
ら、スプレーノズル３７が固定されているため、キャリ
ア３１が障害になってウエハ１に噴射させた洗浄液また
は処理薬液が均一に当たらず、またスプレーノズル３７
からウエハ１までの距離があるため、十分な洗浄または
薬液処理効果が得られないという問題がある。
【０００５】このため、キャリアレスのスプレー方式が
示されている。このキャリアレスのスプレー方式の従来
の多槽式ウエット装置（従来例４）は、斜視図である図
７に示すように、複数枚のウエハ１を掛止する一対のハ
ンガ３８が用いられ、ハンガ３８にスプレーノズル３７
が固定され設けられているものである。そして処理室３
６内において、ハンガ３８に設けられたスプレーノズル
３７から処理液３２（洗浄液または処理薬液）をハンガ
３８に掛止されたウエハ１に噴射させてウエハ１の洗浄
または薬液処理を行うものである。この構造により、キ
ャリアが処理液３２をウエハ１に噴射させる障害になる
ことはなく、またスプレーノズル３７からウエハ１まで
の距離が小さくできる。このため従来例３のスプレー方
式の多槽式ウエット装置に対し、洗浄または薬液処理効
果が向上する。しかしながら、このキャリアレスのスプ
レー方式でも、スプレーノズル３７が固定されていて、
スプレーノズル３７からウエハ１までの距離がまだある
ため、ウエハ１に噴射させた洗浄液または処理薬液が均
一に当たらず、十分な洗浄または薬液処理効果が得られ
ないという問題がある。さらに、ウエハ１を洗浄する場
合は、ウエハ１に付着したサイズの大きいゴミ（パーテ
ィクル）しか洗浄できず、洗浄効果が良くないという問
題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のウエッ
ト装置は、枚葉式のウエット装置では一度にウエハ１が
１枚しか処理されず、スループットが低く製造コストが
高くなるという問題があった。
【０００７】また、多槽式ウエット装置では一度に複数
枚のウエハ１を処理できるが、浸漬方式では、ウエハ１
を洗浄する場合は、キャリア３１に付着した汚染物質が
洗浄液に拡散されてウエハ１が汚染されることが有り、
また洗浄効率が悪く、ウエハ１に付着したゴミが完全に
取れないという問題がある。また、ウエハ１を薬液処理
する場合は、ウエハ１の液置換速度が遅い為、処理時間
が長くなるという問題がある。そして、スプレー式で
は、ウエハ１に噴射させた洗浄液または処理薬液が均一
に当たらず、またスプレーノズル３７からウエハ１まで
の距離があるため、十分な洗浄または薬液処理効果が得
られないという問題がある。さらに、ウエハ１を洗浄す
る場合は、ウエハ１に付着したサイズの大きいゴミ（パ
ーティクル）しか洗浄できず、洗浄効果が良くないとい
う問題がある。
【０００８】従って、本発明の目的は、ウエハの洗浄ま
たは薬液処理効果が高く、かつ一度に複数枚のウエハの
処理が可能である処理効率の良いウエット装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のウエット装置
は、基板の処理を行なうチャンバー内に、前記基板を保
持するチャックユニットが設けられているウエット装置
において、前記チャックユニット内に処理液用配管が設
けられ、前記チャックユニットに前記処理液用配管が接
続され前記基板に処理液を噴射させる処理液ノズルが設
けられ、かつこのチャックユニットが、前記チャックユ
ニット全体を回転させる手段を有していることを特徴と
する。
【００１０】また、複数種類の前記処理液用配管が前記
チャックユニット内に設けられ、前記複数種類の処理液
用配管がそれぞれ接続された複数種類の前記処理液ノズ
ルが前記チャックユニットに設けられている。
【００１１】また、前記処理液ノズルが、前記チャック
ユニットに保持される前記基板のそれぞれの上部の位置
に設けられている。
【００１２】また、前記処理液は処理薬液または洗浄液
である。
【００１３】
【００１４】また、前記チャックユニットは、前記基板
のそれぞれの外周部を保持する治具が設けられている。
【００１５】また、前記チャックユニットは複数の前記
基板を保持する。
【００１６】また、前記基板は半導体基板である。
【００１７】この様な本発明によれば、処理液ノズルか
ら半導体基板までの距離が小さく（直ぐ真近）、処理液
ノズルから半導体基板に噴射させた処理薬液または洗浄
液が均一に効果的に当たる。また、一度に複数の半導体
基板の処理が可能である。さらにまた、チャックユニッ
ト全体を回転させることにより、半導体基板を回転させ
ながら、半導体基板に処理薬液または洗浄液を噴射させ
るので、噴射させた処理薬液または洗浄液がさらに均一
に効果的に当たる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実
施形態を示す上面図、図２は図１の一実施形態のＡ−Ａ
線に沿った断面図である。
【００１９】図１および図２に示すように、本実施形態
のウエット装置は、ウエハ１の薬液処理または洗浄を行
なうチャンバー２内に外周チャックユニット３が設けら
れている。外周チャックユニット３は、ウエハ１を挟み
込んで保持する複数の外周チャック４と、外周チャック
４を保持している外周チャック台座部１２とから構成さ
れている。
【００２０】各外周チャック４には、複数のウエハ１の
各外周部を保持する治具であるウエハチャック玉５が設
けられている。ウエハチャック玉５は、ウエハ１の外周
部を保持する溝が形成されていて、材質は弾性が有りウ
エハ１の処理薬液１０および洗浄液（純水）１１に侵さ
れない樹脂（例えばテフロン樹脂）である。
【００２１】そして、外周チャック４に設けられた各ウ
エハチャック玉５の上部に（つまり各ウエハ１の外周部
の上部に）、処理薬液噴射ノズル（スプレーノズル）６
または洗浄液（純水）噴射ノズル（スプレーノズル）７
が設けられている。処理薬液噴射ノズル６および洗浄液
噴射ノズル７は、供給される処理薬液１０および洗浄液
（純水）１１をウエハ１表面に均一に拡散して噴射する
ノズル状の形状であり、材質はウエハ１の処理薬液１０
または洗浄液（純水）１１に侵されない金属（例えばス
テンレス）または樹脂（例えばテフロン樹脂）である。
そして処理薬液噴射ノズル６および洗浄液噴射ノズル７
は、それぞれ対向する外周チャック４に対向してかつ保
持するウエハ１表面の中心部に向かって設けられてい
て、処理薬液噴射ノズル６と洗浄液噴射ノズル７はウエ
ハ１表面上で直交するように設けられている。
【００２２】そして、外周チャックユニット３内には処
理薬液配管８と洗浄液（純水）配管９が組み込まれてい
て、それぞれ処理薬液噴射ノズル６と洗浄液噴射ノズル
７に接続されている。そして、処理薬液１０および洗浄
液（純水）１１が、処理薬液配管８および洗浄液配管９
を通って、それぞれ処理薬液噴射ノズル６および洗浄液
噴射ノズル７に供給される。ここで、処理薬液配管８と
洗浄液配管９は、フレキシブルでウエハ１の処理薬液１
０または洗浄液（純水）１１に侵されない配管材（例え
ばテフロン樹脂）を用いる。
【００２３】また、外周チャックユニット３の外周チャ
ック台座部１２には、噴射された処理薬液１０および洗
浄液（純水）１１を排出する排出口１３ａが設けられて
いて、同様にチャンバー２にも排出口１３ｂが設けられ
ている。
【００２４】ここで、このウエット装置は、図２に示す
ように動作する。まずウエハ１は、図示しない機構によ
り、収納されているウエハキャリアから取り出され、チ
ャンバー２内の外周チャックユニット３の外周チャック
４のウエハチャック玉５の上下間のピッチｐ（つまり外
周チャック４で保持されるウエハ１のピッチ）に合わせ
て上下方向に配置され、チャンバー２内に搬送される。
【００２５】そして、チャンバー２内の外周チャックユ
ニット３のそれぞれ対向する各外周チャック４を外周チ
ャック台座部１２上で、図示しない機構により、保持す
るウエハ１の直径以上に開いておく。そして、開いてい
る外周チャックユニット３の各外周チャック４の間に、
外周チャック４のウエハチャック玉５の位置に合わせて
上下方向に配置されたウエハ１を挿入させる。そして、
外周チャックユニット３のそれぞれ対向する各外周チャ
ック４を外周チャック台座部１２上で、図示しない機構
により、閉じ、挿入されたウエハ１の各外周部を各外周
チャック４のウエハチャック玉５で保持する。
【００２６】そしてこの状態で、外周チャックユニット
３のそれぞれ対向する各外周チャック４のウエハチャッ
ク玉５で各外周部を保持されたウエハ１を、外周チャッ
クユニット３全体を回転させることにより、回転させな
がら、同時に外周チャック４に設けられた処理薬液噴射
ノズル６より処理薬液１０をウエハ１表面に噴射させ、
ウエハ１の薬液処理を行なう。そして同様に、外周チャ
ック４に設けられた洗浄液噴射ノズル７より洗浄液（純
水）１１をウエハ１表面に噴射させ、ウエハ１の洗浄を
行なう。ここで、外周チャックユニット３は台座部１２
を図示しないモータにより回転させることにより全体を
回転させる。
【００２７】そして、薬液処理およびまたは洗浄を行な
ったウエハ１は、図示しない機構により、保持される。
そして、外周チャックユニット３のそれぞれ対向する各
外周チャック４を外周チャック台座部１２上で、図示し
ない機構により、保持したウエハ１の直径以上に開く。
そして、図示しない機構により、保持したウエハ１をチ
ャンバー２内（外周チャックユニット３のそれぞれ対向
する各外周チャック４）から取り出し搬送し、ウエハキ
ャリアに収納する。
【００２８】また、本実施形態では、外周チャックユニ
ット３の外周チャック４に処理薬液噴射ノズル６および
洗浄液噴射ノズル７が設けられ、外周チャック４のウエ
ハチャック玉５で各外周部を保持されたウエハ１と一体
的に回転させながら、処理薬液１０および洗浄液（純
水）１１をウエハ１表面に噴射させ、ウエハ１の薬液処
理および洗浄を行なうが、本発明はこれに限定されず、
外周チャックユニット３の外周チャック４に設けられた
処理薬液噴射ノズル６および洗浄液噴射ノズル７は回転
させず固定させた構造にし、外周チャック４のウエハチ
ャック玉５で各外周部を保持されたウエハ１のみ回転さ
せ、処理薬液１０および洗浄液（純水）１１をウエハ１
表面に噴射させ、ウエハ１の薬液処理および洗浄を行な
うようにしても良い。
【００２９】なお、本発明は、以上説明した半導体基板
（ウエハ）の洗浄や薬液処理に用いられるウエット装置
に限定されず、液晶、フォトマスク等の表面処理に用い
られるウエット装置についても適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ウ
エハの薬液処理または洗浄を行なうチャンバー内に外周
チャックユニットが設けられ、外周チャックユニットの
外周チャックに設けられた複数のウエハの各外周部を保
持する治具であるウエハチャック玉の上部に（つまり各
ウエハの外周部の上部に）、外周チャックユニット内に
組み込まれた処理薬液配管および洗浄液（純水）配管が
接続されている処理薬液噴射ノズルまたは洗浄液（純
水）噴射ノズルが設けられているので、噴射ノズル（ス
プレーノズル）からウエハまでの距離が小さく（直ぐ真
近であり）、ウエハ表面に噴射させた処理薬液または洗
浄液が均一に効果的に当たり、薬液処理または洗浄効果
が高いという効果が得られる。さらに、ウエハを洗浄す
る場合は、ウエハに付着したサイズの小さいゴミ（パー
ティクル）でも洗浄でき、洗浄効果が高いという効果が
得られる。さらにまた、一度に複数枚のウエハの処理が
可能であり処理効率が良いという効果が得られる。そし
てさらにまた、ウエハを回転させながら、ウエハ表面に
処理薬液または洗浄液を噴射させるので、噴射させた処
理薬液または洗浄液がさらに均一に効果的に当たり、さ
らに薬液処理または洗浄効果が高くなるという効果が得
られる。
【００３１】このことを図３に示す評価例を用いてさら
に説明する。図３はビアホール形成されたウエハを有機
アルカリ現像液で処理した場合の、洗浄後のビアホール
直下のアルミ配線がエッチングされたビアホール数を示
している。図４はビアホール直下のアルミ配線がエッチ
ングされた評価用ウエハの構造図である。今回、本発明
方式のウエット装置と従来の多槽式（浸漬方式）ウエッ
ト装置とを使用した場合で比較した。本発明装置を使用
した場合が従来の多槽式装置を使用した場合と比較し
て、アルミ配線がエッチングされたビアホール数が少な
いことがわかる。これは本発明装置を使用した場合、有
機アルカリ現像液処理後の洗浄（純水リンス）時におい
て洗浄（純水リンス）効果が良い為、ビアホール１４内
に有機アルカリ現像液が残りにくくアルミ配線１５がエ
ッチングされないためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエット装置の一実施形態を示す上面
図である。
【図２】図１に示す一実施形態の断面図である。
【図３】本発明のウエット装置の効果を、評価例を用い
て示す説明図である。
【図４】図３に示す評価例で用いた評価用ウエハの構造
図である。
【図５】従来技術を説明する断面図である。
【図６】他の従来技術を説明する断面図である。
【図７】さらに他の従来技術を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１ ウエハ ２ チャンバー ３ 外周チャックユニット ４ 外周チャック ５ ウエハチャック玉 ６ 処理薬液噴射ノズル（スプレーノズル） ７ 洗浄液（純水）噴射ノズル（スプレーノズル） ８ 処理薬液配管 ９ 洗浄液（純水）配管 １０ 処理薬液 １１ 洗浄液（純水） １２ 外周チャック台座部 １３ａ，１３ｂ 排出口 １４ ビアホール １５ アルミ配線 １６ エッチングされた箇所 １７ 酸化膜 ３１ キャリア ３２ 処理液 ３３ 処理槽 ３４ 供給口 ３５ 排出溝 ３６ 処理室 ３７ スプレーノズル ３８ ハンガ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板の処理を行なうチャンバー内に、前
    記基板を保持するチャックユニットが設けられているウ
    エット装置において、前記チャックユニット内に処理液
    用配管が設けられ、前記チャックユニットに前記処理液
    用配管が接続され前記基板に処理液を噴射させる処理液
    ノズルが設けられ、かつこのチャックユニットが、前記
    チャックユニット全体を回転させる手段を有しているこ
    とを特徴とするウエット装置。
  2. 【請求項２】 複数種類の前記処理液用配管が前記チャ
    ックユニット内に設けられ、前記複数種類の処理液用配
    管がそれぞれ接続された複数種類の前記処理液ノズルが
    前記チャックユニットに設けられている請求項１記載の
    ウエット装置。
  3. 【請求項３】 前記処理液ノズルが、前記チャックユニ
    ットに保持される前記基板のそれぞれの上部の位置に設
    けられている請求項１記載のウエット装置。
  4. 【請求項４】 前記処理液は処理薬液または洗浄液であ
    る請求項１記載のウエット装置。
  5. 【請求項５】 前記チャックユニットは、前記基板のそ
    れぞれの外周部を保持する治具が設けられている請求項
    １または４記載のウエット装置。
  6. 【請求項６】 前記チャックユニットは複数の前記基板
    を保持する請求項１，４または５記載のウエット装置。
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