JP4089837B2

JP4089837B2 - スピンナー装置

Info

Publication number: JP4089837B2
Application number: JP18507597A
Authority: JP
Inventors: 吉三佐藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JPH1131643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハを洗浄するためのスピンナー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程で研磨されたウェーハは、表面にコンタミ（切削屑）等が付着しているため、研磨後に洗浄が行われている。このウェーハの洗浄は、通常洗浄装置のテーブルにウェーハを吸着させ、そのテーブルを回転させながらウェーハの表面を洗浄し、洗浄後に乾燥している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の洗浄装置によると、ウェーハの表面は綺麗に洗浄できるが、テーブルに吸着されたウェーハの裏面は洗浄できないという問題がある。研磨時にコンタミ等がウェーハの裏面側に回り込んで汚染することがあり、ウェーハの裏面も洗浄することが要求される。
この要求を満たすためには、ウェーハの表面を洗浄・乾燥した後に、ウェーハをひっくり返して裏面の洗浄・乾燥を行わねばならないが、手間が掛かると共に作業能率を低下させることになる。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、研磨後にウェーハの表裏面を同時に洗浄し、且つ乾燥できるようにしたスピンナー装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、半導体ウェーハの外周の少なくとも３箇所を把持するクランプと、このクランプを支持し回転する回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を乾燥する表面乾燥用エアー供給ノズルと、ウェーハの裏面を乾燥する裏面乾燥用エアー供給ノズルとから少なくとも構成されるスピンナー装置であって、
前記回転体は略円筒状であり、
前記表面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の外側に沿って当該回転体に隣接配設し、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの上面に臨ませ、
前記裏面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の内部略中央部に配設され、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの下面に臨ませ、
これらノズルの一方又は両方が揺動してウェーハの全面を洗浄することを特徴とするスピンナー装置を要旨とする。
又、請求項２は、請求項１のスピンナー装置において、裏面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給ノズルとの一方又は両方に超音波発生手段を配設したこと、
請求項３は、請求項１又は２のスピンナー装置において、ウェーハを洗浄する際は、表面及び裏面洗浄水供給ノズルから洗浄水が供給され、ウェーハを把持した回転体は比較的低速で回転し、洗浄が終了した後は、洗浄水の供給が停止されてウェーハを把持した回転体は比較的高速で回転してウェーハをスピン乾燥させること、
請求項４は、請求項３のスピンナー装置において、ウェーハをスピン乾燥させる際に、表面及び裏面乾燥用エアー供給ノズルからエアーが供給されウェーハの表面と裏面とをエアーブローすること、
請求項５は、請求項１ないし４のいずれかのスピンナー装置において、洗浄水の飛散を防止するために、上部カバーと側部カバーとが配設されており、側部カバーはウェーハの搬出入の際は少なくとも開状態となり、ウェーハの洗浄、スピン乾燥の際は閉状態になること、
を要旨とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳説する。
図１は、本発明に係るスピンナー装置１を示すもので、上部カバー１ａと、昇降自在に形成された側部カバー１ｂとを有し、この側部カバー１ｂはウェーハの出し入れの際は下降して開状態となり、ウェーハを洗浄・乾燥する際は上昇して閉状態となり、洗浄水等の飛散を防止できるようにしてある。
【０００７】
スピンナー装置１内のほぼ中央部には、略円筒状の回転体２が装備され、この回転体２は図２に示すように、下端に形成した縮径円筒部２ａの上下部がベアリング３によりそれぞれ支持され、駆動用モータ４及び伝動ベルト５を介して低速から高速まで自在に軸回転する。
【０００８】
前記回転体２の上部には、図３のようにウェーハＷの外周部を把持するクランプ６が複数個（図例では４個であるが３個でも良い）設けられている。このクランプ６は、回転体２の上縁部に形成された切欠部２ｂに取り付けられたウェーハ把持部６ａと、回転部６ｂと、被把持作用部６ｃと、回転体２の内部に取り付けられた把持作用部６ｆとを含む構成になっている。
【０００９】
前記ウェーハ把持部６ａは、回転部６ｂにバネ６ｄが装着されて内側に付勢され、前記被把持作用部６ｃは、図２に示すようにシリンダ６ｅにより昇降可能に形成された把持作用部６ｆの作用を受ける。そして、この把持作用部６ｆの作用、非作用によってクランプ６を動かし、ウェーハ把持部６ａの把持又は開放操作を行う。
【００１０】
即ち、図３に実線で示すように、把持作用部６ｆでクランプ６の下端部である被把持作用部６ｃを突き上げている時には、バネ６ｄの付勢に抗してウェーハ把持部６ａが外側に逃がされてウェーハＷを開放状態にするが、把持作用部６ｆを下げて突き上げを解除した時には、仮想線で示すようにバネ６ｄの付勢力によりウェーハ把持部６ａが内側に回転してウェーハＷを把持状態にする。
【００１１】
７は表面洗浄水供給ノズル、８は表面乾燥用エアー供給ノズルであり、前記回転体２の外側に沿ってスピンナー装置１内に隣接配置され、これらの先端部はいずれも揺動可能に形成され、前記クランプ６により把持されるウェーハＷの上面に臨ませてある。
【００１２】
９は裏面洗浄水供給ノズル、１０は裏面乾燥用エアー供給ノズルであり、回転体２の中央部に沿って隣接配置され、これらの先端部はいずれも揺動可能に形成され、前記クランプ６により把持されるウェーハＷの下面に臨ませてある。
【００１３】
前記各ノズルの揺動速度は調整できるように構成し、表面洗浄水供給ノズル７と裏面洗浄水供給ノズル９との一方又は両方に超音波発生手段（図略）を設けて洗浄効果を上げることもある。
尚、図１において、１１は側部カバー１ｂを昇降させるためのシリンダであり、そのロッド１１ａの上端部が側部カバー１ｂに連結されている。
【００１４】
このように構成されたスピンナー装置１は、例えば図４に示すウェーハ研磨装置Ａに組み込まれて使用される。
このウェーハ研磨装置Ａにおいては、先ずカセットＣ内に収容されたウェーハＷが搬出入手段Ｂによって搬出されると共に、スピンナー装置１の隣に配設されたスポンジロール部Ｄに位置付けられ、ここでウェーハＷの裏面が洗浄される。
【００１５】
洗浄後に、ウェーハＷは搬送手段ＥによってチャックテーブルＴ上に搬送され、吸引保持される。この際、ウェーハＷの裏面は既に洗浄済みであるから、ウェーハの裏面とチャックテーブルＴの上面との間にゴミ等が挾み込まれることはない。従って、研磨時でのマイクロクラックの発生や面内厚さのバラツキ等を未然に防止することができる。
【００１６】
チャックテーブルＴに保持されたウェーハＷは、ターンテーブルＦを回転することで研磨機Ｇに位置付けられ、表面が研磨される。研磨機Ｇは、隣接して２台配設されており、一方を粗研磨用、他方を仕上げ研磨用とした場合には、粗研磨用の研磨機で研磨した後、ターンテーブルＦを回転させて仕上げ研磨用の研磨機に位置付け、仕上げ研磨がなされる。
【００１７】
研磨後に、ターンテーブルＦを回転させてチャックテーブルＴを前記搬送手段Ｅに位置付け、この搬送手段ＥでウェーハＷを吸着して前記スピンナー装置１に搬送する。この時、スピンナー装置１の側部カバー１ｂは開状態にされている。
【００１８】
この後、前記クランプ６によりウェーハＷの外周部が把持されると搬送手段Ｅが退避し、側部カバー１ｂが上昇して閉状態となり、ウェーハＷの洗浄が開始される。
【００１９】
このウェーハＷの洗浄は、前記クランプ６によりウェーハＷを把持したままで回転体２を比較的低速で回転させ、前記表面洗浄水供給ノズル７及び裏面洗浄水供給ノズル９から洗浄水を噴射させ、且つ一方又は両方のノズルを揺動させてウェーハＷの表裏面を同時に洗浄する。
【００２０】
洗浄後は、ウェーハＷを把持したまま回転体２を比較的高速で回転させ、前記表面乾燥用エアー供給ノズル８及び裏面乾燥用エアー供給ノズル１０からエアーを噴射させ、ウェーハＷの表裏面をエアーブローしながらスピン乾燥させる。
【００２１】
ウェーハＷの洗浄時及び乾燥時において、回転体２の回転の際、ウェーハ把持部６ａの下端にある被把持作用部６ｃに遠心力が生じ、回転部６ｂの反対側にあるウェーハ把持部６ａに内力を与え、バネ６ｄの付勢と相俟ってウェーハＷの把持力を増強し、ウェーハＷの飛散を防止することができる。
【００２２】
スピン乾燥後、側部カバー１ｂが下降して開状態となり、前記搬出入手段ＢがウェーハＷに位置付けられる。この搬出入手段ＢがウェーハＷを把持するとクランプ６が開放状態となり、ウェーハＷは搬出入手段Ｂによって前記カセットＣ内に収容される。
【００２３】
このような一連の工程は、タイミングを取りながら連続的且つ効率的に行われる。前記スピナー装置１、スポンジロール部Ｄ、搬送手段１１は図４に示すようにそれぞれ左右一対配設され、つまり２系列となっており、配設された２台の研磨機Ｇと関連させて、ウェーハに応じた種々のルートを設定することができる。
【００２４】
即ち、前記研磨ルートでは１系列を利用したのみであるが、例えば２台の研磨機Ｇをいずれも仕上げ研磨用に設定して２系列を同時に使用すれば、ウェーハの仕上げ研磨作業を２倍の効率で行うことができる。
又、一方の研磨機を粗研磨用、他方を仕上げ研磨用に設定して２系列を選択使用すれば、一方のカセットＣから搬出したウェーハを粗研磨及び仕上げ研磨した後、他方のカセットＣ′に収容するといった一連のＵ字型ルートで研磨作業を行うこともできる。ウェーハの研磨目的に合わせてルートを設定することで、高能率の研磨作業が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるスピンナー装置は、ウェーハの表裏面を同時に洗浄し、且つ乾燥できるようにしたので、研磨後に行うウェーハの洗浄・乾燥工程を簡略化すると共に、その作業能率を著しく向上させることができる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスピンナー装置を示す斜視図である。
【図２】スピンナー装置要部の断面図である。
【図３】クリップを示す拡大図である。
【図４】スピンナー装置を組み込んだウェーハ研磨装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…スピンナー装置
２…回転体
３…ベアリング
４…駆動用モータ
５…伝動ベルト
６…クランプ
６ａ…ウェーハ把持部６ｂ…回転部６ｃ…把持作用部
７…表面洗浄水供給ノズル
８…表面乾燥用エアー供給ノズル
９…裏面洗浄水供給ノズル
１０…裏面乾燥用エアー供給ノズル
１１…シリンダ

Claims

半導体ウェーハの外周の少なくとも３箇所を把持するクランプと、このクランプを支持し回転する回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を乾燥する表面乾燥用エアー供給ノズルと、ウェーハの裏面を乾燥する裏面乾燥用エアー供給ノズルとから少なくとも構成されるスピンナー装置であって、
前記回転体は略円筒状であり、
前記表面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の外側に沿って当該回転体に隣接配設し、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの上面に臨ませ、
前記裏面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の内部略中央部に配設され、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの下面に臨ませ、
これらノズルの一方又は両方が揺動してウェーハの全面を洗浄することを特徴とするスピンナー装置。
裏面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給ノズルとの一方又は両方に超音波発生手段を配設した請求項１記載のスピンナー装置。
ウェーハを洗浄する際は、表面及び裏面洗浄水供給ノズルから洗浄水が供給され、ウェーハを把持した回転体は比較的低速で回転し、洗浄が終了した後は、洗浄水の供給が停止されウェーハを把持した回転体は比較的高速で回転してウェーハをスピン乾燥させる請求項１又は請求項２記載のスピンナー装置。
ウェーハをスピン乾燥させる際に、表面及び裏面乾燥用エアー供給ノズルからエアーが供給されウェーハの表面と裏面とをエアーブローする請求項３記載のスピンナー装置。
洗浄水の飛散を防止するために、上部カバーと側部カバーとが配設されており、側部カバーはウェーハの搬出入の際は少なくとも開状態になり、ウェーハの洗浄、スピン乾燥の際は閉状態になる請求項１ないし請求項４いずれかに記載のスピンナー装置。