JP3832923B2 - 洗浄装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の装置に装着されて洗浄対象物に洗浄水を噴射する洗浄水供給ノズルに関するものであり、詳しくは、洗浄水を噴射する細孔を形成するスプレーチップの材質を焼結ダイヤモンドとすることにより、静電気の発生及び噴射口の広がりを防止するようにした洗浄水供給ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェーハ等の切削を行い、切削後の半導体ウェーハ等の洗浄を行うことができるダイシング装置、半導体ウェーハ等の研磨を行う研磨装置、切削後の半導体ウェーハ等の洗浄を行う単体の洗浄装置等には、半導体ウェーハ等を洗浄するための洗浄水を噴射する洗浄水供給ノズルが設けられている。
【0003】
例えば、図4に示すような洗浄装置31においては、上下動して開閉する開閉扉32aにより覆われた洗浄チャンバ32内において、洗浄水供給手段34から供給される洗浄水によって半導体ウェーハ等の洗浄が行われる。
【0004】
洗浄チャンバ32の背面上部には、マトリクス状に配設した円形の孔である外気流入孔32bを設けており、また、洗浄チャンバ32の中央部には、洗浄しようとする半導体ウェーハ等を吸引保持して高速回転するスピンナーテーブル33が配設されている。
【0005】
スピンナーテーブル33の近傍に配設された洗浄水供給手段34は、アーム部34bから供給される洗浄水を、先端に設けた洗浄水供給ノズル34aから噴射するようにしたもので、スピンナーテーブル33が回転すると共に、アーム部34bが所定角度回転することによって、スピンナーテーブル33に保持された半導体ウェーハ等の表面に一様に洗浄水が噴射される。
【0006】
また、洗浄水供給手段34のアーム部34bには、ガス供給ノズル35a及びガス供給管35bからなる高圧ガス供給手段35が一体的に形成されており、ガス供給管35bから供給される高圧ガスを、ガス供給ノズル35aから半導体ウェーハ等に向けて噴射することができる。
【0007】
チャンバ32の背面下部においては、排気手段36が貫通しており、この排気手段36は、チャンバ32内のミストを吸い込むための吸い込み口36aと、吸い込み口36aから吸い込んだミストを外部に排気するホース36bとを備えている。
【0008】
以上のように構成される洗浄装置31を用いて半導体ウェーハの表面の洗浄を行う際は、先ず、開閉扉32aを開けて半導体ウェーハをスピンナーテーブル33に吸引保持させてから開閉扉32bを閉じ、スピンナーテーブル33を高速回転させる。
【0009】
そして、半導体ウェーハを吸引保持したスピンナーテーブル33をこのまま高速回転させた状態で、洗浄水供給ノズル34aから洗浄水を噴射させることにより、スピン洗浄が遂行される。このとき、アーム部34bが所定角度回転することにより、半導体ウェーハの表面全体に洗浄水が行き渡る。
【0010】
洗浄水が噴射されると、洗浄チャンバ32内は、ミストで充満されるが、充満されたミストは、吸い込み口36aから吸い込まれてホース36bを通じて外部に排出される。また、ミストが排出されると、外気流入孔32bから外気が流入し、この外気は洗浄チャンバ32の天井32cに沿って循環して最終的には吸い込み口36aから吸い込まれて外部に排出される。
【0011】
このようにしてスピン洗浄が行われ、洗浄の終了後は、スピンナーテーブル33を高速に回転させた状態で、高圧ガス供給手段35のガス供給ノズル35aから高圧ガスを半導体ウェーハの表面に吹き付けてスピン乾燥を行う。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
洗浄水供給ノズル10の中心部には、洗浄水の噴射時に洗浄水の通り道となる細孔及び噴射口を形成するスプレーチップを備えている。このスプレーチップの材質としては、比較的硬度が高く、高圧水の噴射によっても噴射口が広がらない等の理由により、通常は炭化珪素(SiC)が用いられている。
【0013】
しかしながら、炭化珪素からなるスプレーチップの場合には、炭化珪素に導電性がないことに起因して、洗浄水が通過する際に静電気が発生することがある。この静電気は、洗浄水を通じて半導体ウェーハ等に伝わり、半導体ウェーハ等の電気特性に悪影響を及ぼすことがある。
【0014】
一方、静電気の発生を防止すべく、スプレーチップの素材として導電性のある超硬合金を用いたものもあるが、超硬合金は比較的軟質であり、高圧水の噴射により噴射口が広がりやすく、洗浄に支障が生じる。このため、スプレーチップの交換頻度が高く不経済であり、また、交換作業も煩にたえない。
【0015】
尚、DLC(ダイヤモンド状カーボン)を超硬合金または炭化珪素で形成されたスプレーチップに数ミクロン程度の厚さで被覆すると、導電性があり、且つ、噴射口の広がりを抑制できるが、充分とはいえない。
【0016】
従って、従来の洗浄水供給ノズルにおいては、洗浄水の噴射時における静電気の発生及び噴射口の広がりの双方を防止することに解決しなければならない課題を有している。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、半導体ウェーハを吸引保持するスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルの近傍に配設されアーム部から供給される洗浄水を先端に設けた洗浄水供給ノズルから噴射する洗浄水供給手段とを有し、スピンナーテーブルが回転すると共にアーム部が噴射位置変更のための回転をしてスピンナーテーブルに保持された半導体ウェーハの表面に洗浄水が噴射される洗浄装置において、洗浄水供給ノズルは、ホルダー本体と、ホルダー本体の内部に嵌入され、洗浄水の通り道となる細孔及び噴射口を備えた焼結ダイヤモンドチップと、洗浄水の漏れを防止するOリング及び焼結ダイヤモンドチップをホルダー本体との間で挟持するリングとを備え、焼結ダイヤモンドチップとホルダー本体とは導通し、ホルダー本体がアーム部に接続され、アーム部が接地され、焼結ダイヤモンドが接地されている洗浄装置を提供するものである。
【0018】
このような洗浄装置によれば、焼結ダイヤモンドチップを構成する焼結ダイヤモンドが従来使用されていた炭化珪素よりも導電性の大きな素材であるため、洗浄水が噴射口を通過する際の静電気の発生を防止することができる。
【0019】
また、焼結ダイヤモンドは、超硬合金よりも硬度が高いという性質を有しているため、洗浄水が高圧で噴射されても噴射口が広がりにくい。
【0020】
また本発明は、焼結ダイヤモンドチップの噴射口の先端は、30〜50度開いた状態であることを付加的に含むものである。
【0021】
焼結ダイヤモンドチップの噴射口の先端が30〜50度開いた状態となっていることにより、洗浄水が広角に噴射される。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一例として、図1及び図2に示す洗浄水供給ノズル10について説明する。
【0023】
図1に示すように、洗浄水供給ノズル10の底面側は、洗浄しようとする半導体ウェーハと対向して洗浄水を噴射する噴射口11を設けた側であり、上面側は、噴射位置変更のための回転及び洗浄水の供給を行うアーム部12に接続される側である。
【0024】
この洗浄水供給ノズル10は、ホルダー本体13の内部に、洗浄水の通り道となる細孔14及び噴射口11を備えた焼結ダイヤモンドチップ15を上側から嵌入させ、更にその上から、洗浄水の漏れ防止用のガスケットであるOリング16及び焼結ダイヤモンドチップ15を固定するためのリング17を嵌入させることにより、焼結ダイヤモンドチップ15がホルダー本体13とリング17との間に挟持された構造となっている。
【0025】
焼結ダイヤモンドチップ15は、焼結したダイヤモンドからなるスプレーチップであり、例えば、体積比で5〜10パーセントのコバルトを含有している。
【0026】
この焼結ダイヤモンドチップ15の中心部には、洗浄水を噴射する噴射口11と、噴射口11へ洗浄水を供給する空洞である細孔14を備えている。
【0027】
噴射口11は、先端が例えば30〜50度開いた状態となっており、洗浄水の噴射時は、この角度に対応して洗浄水が広角に噴射されるようになっている。
【0028】
一方、細孔14は、アーム部と接続されており、アーム部から供給される洗浄水を噴射口11へ供給するための通り道となるものである。
【0029】
焼結ダイヤモンドチップ15を構成する焼結ダイヤモンドは、従来使用されていた炭化珪素よりも導電性の大きな素材であるため、洗浄水が噴射口11を通過する際の静電気の発生を減少させることができる。また、コバルトを含有していることにより、より一層導電性が増大し、静電気の発生をより高い確率で防止することができる。
【0030】
更に、焼結ダイヤモンドチップ15とホルダー本体13とは導通しており、ホルダー本体13はアーム部12に接続され、また、アーム部12は接地されている。従って、焼結ダイヤモンドチップ15は直接接地されることになる。
【0031】
また、ダイヤモンドは、超硬合金よりも硬度が高いという性質を有しており、更に、焼結によって形成したことにより、粒子や分子の相互拡散によって緻密となって強度が増すため、洗浄水が高圧で噴射されても噴射口が広がりにくい。従って、噴射口11の径を一定に保つことができ、洗浄水の噴射を適正に行うことができると共に、チップの寿命も長くなる。
【0032】
以上説明したような洗浄水供給ノズル10は、例えば、図3に示すダイシング装置20や、従来例で示した洗浄装置1における洗浄水供給手段4に設けられる。
【0033】
ダイシング装置20では、フレーム21に保持テープ22を介して保持された半導体ウェーハ23は、チャックテーブル24に吸引保持されて切削ブレード25によって切削される。そして、切削後の半導体ウェーハ23は、フレーム21に保持されたまま搬送手段26に吸着保持されて、搬送手段26が摺動してスピン洗浄領域27に搬送され、スピンナーテーブル28に吸着保持される。
【0034】
スピンナーテーブル28に保持された半導体ウェーハ23は、スピンナーテーブル28が回転すると共に、図3において図示されていないが、洗浄領域27の壁側に設けられた図2に示す如く洗浄水供給ノズル10から噴射される洗浄水によって洗浄されて、表面に付着した切削屑等が除去される。
【0035】
以上説明したように、本発明に係る洗浄装置は、焼結ダイヤモンドチップを備えたことにより、従来のスプレーチップよりも導電性が増し、洗浄水が噴射口を通過する際の静電気の発生を防止することができるため、半導体ウェーハ等の電気特性に悪影響を与えることがなくなる。
【0036】
また、焼結ダイヤモンドは硬度が高く、洗浄水が高圧で噴射されても噴射口が広がりにくいため、寿命が長く、交換頻度も低くなる。
【0037】
更に、焼結ダイヤモンドチップが、体積比で5〜10パーセントのコバルトを含有していることにより、焼結ダイヤモンドの導電性が更に増大し、静電気の発生をより高い確率で防止することができるため、半導体ウェーハ等の電気特性の信頼性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る洗浄水供給ノズルの実施の形態の一例を示す底面図である。
【図2】同洗浄水供給ノズルを示すA−A断面図である。
【図3】同洗浄水供給ノズルを備えたダイシング装置を示す斜視図である。
【図4】従来の洗浄水供給ノズルを備えた洗浄装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
10:洗浄水供給ノズル 11:噴射口 12:アーム部 13:ホルダー本体
14:細孔 15:焼結ダイヤモンドチップ 16:Oリング 17:リング
20:ダイシング装置 21:フレーム 22:保持テープ
23:半導体ウェーハ 24:チャックテーブル 25:切削ブレード
26:搬送手段 27:スピン洗浄領域 28:スピンナーテーブル
31:洗浄装置 32:洗浄チャンバ 32a:開閉扉 32b:外気流入孔
32c:天井 33:スピンナーテーブル 34:洗浄水供給手段
34a:洗浄水供給ノズル 34b:アーム部 35:高圧ガス供給手段
35a:ガス供給ノズル 35b:ガス供給管 36:排気手段
36a:吸い込み口 36b:ホース

Claims (2)

  1. 半導体ウェーハを吸引保持するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルの近傍に配設されアーム部から供給される洗浄水を先端に設けた洗浄水供給ノズルから噴射する洗浄水供給手段とを有し、該スピンナーテーブルが回転すると共に該アーム部が噴射位置変更のための回転をして該スピンナーテーブルに保持された半導体ウェーハの表面に洗浄水が噴射される洗浄装置において、
    該洗浄水供給ノズルは、ホルダー本体と、
    該ホルダー本体の内部に嵌入され、洗浄水の通り道となる細孔及び噴射口を備えた焼結ダイヤモンドチップと、
    該洗浄水の漏れを防止するOリング及び該焼結ダイヤモンドチップを該ホルダー本体との間で挟持するリングとを備え、
    該焼結ダイヤモンドチップと該ホルダー本体とは導通し、該ホルダー本体が該アーム部に接続され、該アーム部が接地され、該焼結ダイヤモンドが接地されている洗浄装置
  2. 前記焼結ダイヤモンドチップの噴射口の先端は、30〜50度開いた状態である
    請求項1に記載の洗浄装置
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