JP4773650B2 - ウエハのスピン洗浄・乾燥方法および洗浄・乾燥装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの製造の際、ウエハを研削加工したり、研磨加工した後、ウエハの加工面を洗浄し、ウエハを乾燥させる方法、およびそれに用いるスピン洗浄・乾燥装置に関する。
ウエハとしては、ベアウエハ、基板の表面にデバイスパタ−ンが施されているデバイスウエハ等が対象とされる。
【0002】
【従来の技術】
ICカ−ド用のICチップは、シリコン基板の表面にデバイスパタ−ンが施されている厚みが500〜750μmのデバイスウエハのデバイスパタ−ン面をUV照射硬化性粘着樹脂保護テ−プで被覆し、この保護テ−プとは反対面のシリコン層を裏面研削し、研削面をスピン洗浄後、さらに裏面研削面をエッチング処理してデバイスウエハの厚みを250〜450μmまで減少させる(特開2000−269175号、同2000−340638号)。
ついでUV照射硬化した後、保護テ−プをデバイスウエハより引き剥がし、デバイスウエハのパタ−ン面とは逆の裏面にUV照射硬化性粘着樹脂保護テ−プを貼り、ついでダイサ−でデバイスウエハのパタ−ンの格子線上に沿って切り込み、切断を行って製造している(特開2000−68293号)。
【0003】
また、裏面研削後のエッチングに替えて研削面を研磨加工(ポリッシング)し、ロ−ル状ブラシスクラブ洗浄することも提案されている(特開2000−225561号、同2000−254857号)。
【0004】
上述したようにウエハの裏面研削加工後に、研削傷を除去するために研磨加工されたウエハは、ウエハ表面に付着した加工屑や研磨剤砥粒を除去するため、洗浄に供される。かかる洗浄装置として、特開平11−330036号公報に記載される裏面研削装置用に用いられる洗浄装置、すなわち、図10に示すように、上下方向に昇降可能および水平方向に回転可能な真空チャック3の乗置台2上に研削加工されたウエハを加工面が上向きとなるように載置し、真空チャックの回転を継続しながら真空チャックの外筒4に固定した洗浄液供給ノズル6より洗浄液をウエハの中心点に供給してウエハを洗浄した後、洗浄液の供給を停止し、ついで、真空チャックの回転を継続しながら同じく真空チャックの外筒に固定した気体供給ノズル7より空気をウエハの中心点に向けて吹き付けてウエハ表面を乾燥する洗浄装置113を用いた場合、次世代の300mm、450mm径の研磨基板の洗浄装置としては、洗浄が十分でない。
【0005】
すなわち、このスピン洗浄・乾燥装置は、ウエハ径が300mm、450mmと拡径し、5層以上の高集積、回線回路が13nm以下のデバイスが要求されるデバイスウエハの洗浄装置としては、ウエハの種類によっては研磨、洗浄、乾燥処理されたウエハ表面に目視できない径の屑が付着している数が基準数値を越えることがあることが顕微鏡で確認された。
【0006】
また、ウエハの径が増大したことにより処理面積も拡大し、乾燥されていない部分が残り、後工程のマウンタ、加工・洗浄面テ−プ貼付工程、デバイス保護テ−プ剥離工程、ダイシング工程と続く工程において、特に加工・洗浄面テ−プ貼付工程においてテ−プの密着力が低下することが判明した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、径が300mm以上のウエハ(基板)においても目視できない径の屑が付着している数が基準数値以内であり、スピン乾燥がスル−プット時間内の短時間で行なえる加工ウエハのスピン洗浄・乾燥方法の提供、および該方法を実施するのに用いるスピン洗浄・乾燥装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1は、上下方向に昇降可能および水平方向に回転可能な中空スピンドル(82)の上端面に軸承され円盤状ポーラスセラミック板(85)上に研磨加工されたウエハ(w)を加工面が上向きとなるようにセンタリング機構の受皿(86)起立外周(86a)の内側に載せ、この受皿(86)起立外周(86a)の内側によりウエハ(w)のセンタリングを行って基板を載置し、真空ポンプにより前記中空スピンドル(82)内に設けられた管(82a)内の真空引きを行って前記基板を円盤状ポーラスセラミック板(85)上に固定し、円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承する中空スピンドル(82)のモータ(83)による回転を継続しながら洗浄液を洗浄液供給ノズル(89)より前記基板(w)の中心点に供給しつつ、前記ウエハ(w)の研磨加工面にブラシスクラブ洗浄機構(94)の回転ブラシ(94m,94m)をスクラブしてウエハ(w)を洗浄した後、前記洗浄液の供給を停止するとともに前記回転ブラシ(94m,94m)を上昇させることによりウエハ(w)面より後退させ、
ついで、前記円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承する中空スピンドル(82)のモータ(83)による回転を継続しながら気体供給ノズル(95a)を前記ウエハ(w)の中心点と該中心点を通過する円弧状軌跡とウエハ外周端が交差するウエハ外周端間を円弧状に往復揺動させつつ前記気体供給ノズル(95a)より前記ウエハ(w)面に気体を吹き付けて前記ウエハ(w)表面を乾燥させることを特徴とするウエハ(w)のスピン洗浄・乾燥方法を提供するものである。
【0009】
本発明の請求項2は、気体供給ノズル(95a)の円弧状往復揺動速度が30〜200m/分、円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承する中空スピンドル(82)の回転数が50〜6,000rpmでウエハ(w)の乾燥が行なわれ、ウエハ(w)のスピン洗浄・乾燥が行なわれた後、中空スピンドル(82)に軸承された円盤状ポーラスセラミック板(85)をエアシリンダ(81)により受け皿(86)の縁起立部(86c)よりも高い位置に上昇させ、ついで、前記中空スピンドル(82)内に設けられた管(82a)を真空引きすることを停止し、つづいて、前記中空スピンドル(82)内に設けられた管(82a)内にコンプレッサより空気を供給して前記ウエハ(w)の前記円盤状ポーラスセラミック板(85)表面からの剥離を容易としたことを特徴とする、請求項1に記載のウエハ(w)のスピン洗浄・乾燥方法を提供するものである。
【0010】
回転するブラシを用いてスピン回転しているウエハを面でスクラブ洗浄するので、目視できない径の屑も基板より擦り取られ、ウエハ表面に残存する屑の個数が基準数値より低くなった。
また、気体供給ノズルをウエハ上で揺動させながらスピン回転しているウエハ面に気体を吹き付けるのでウエハ径方向への気体の分散が均一化され、ウエハ表面の乾燥が均一に行なわれる。
【0011】
本発明の請求項3は、エアーシリンダ(81)により上下方向に昇降可能およびモータ(83)により水平方向に回転可能な中空スピンドル(82)の上端面に円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承し、前記中空スピンドル(82)下端面に中空スピンドル(82)の中空部に設けられた管(82a)に空気を供給するコンプレッサおよび前記管(82a)内の空気を排出する真空ポンプに接続する分岐管を以ってロータリージョイント(84)の管口(84a)に接続した基板搭載機構(80)を基台(11)上に立設し、
前記中空スピンドル(82)が貫通する中央刳り貫かれた受皿(86)の起立外周(86a)の内側に円弧状に傾斜(86b)した突起部(86c)を複数設けたセンタリング機構を前記受皿(86)の中心点と前記中空スピンドル(82)の軸心が同一となるように設け、
前記基台(11)上に設けた支持部材(88)に固定された外筒(87)内に前記ウエハ搭載機構(80)と前記センタリング機構を内在させることによりウエハ搭載機構(80)と前記センタリング機構を保護し、
前記外筒(87)の外側に洗浄液供給ノズル(89)をそのノズル先端角度が前記円盤状ポーラスセラミック板(85)上のウエハ(w)の中心に洗浄液が届くように角度調整して固定し、
前記基台(11)上に立設した中空支柱(91)に固定したブラケット(93)を介して内側に複数のレール(92a,92a)を備える取り付けケース(92)を固定し、この取り付けケース(92)の前側に前記レ−ル(92a,92a)上を横水平方向に移動する可動体(94a)、この可動体(94a)を直線状に横方向に往復移動させる駆動力を与えるサ−ボモ−タ(94b)、前記取付ケ−ス(92)上に設けられたタイミングベルト(94c,94c)、前記可動体(94a)前面に固定して設けられた昇降シリンダ(94d)、この昇降シリンダ(94d)に取付けられたレ−ル(94e)上を垂直方向に移動する可動体(94f)、この可動体(94f)に取付部材(94g)を介してブラシハウジング(94h)を固定し、このブラシハウジング(94h)内にサ−ボモ−タ(94j)により回転駆動されるスピンドル(94i)を収納し、このスピンドル(94i)先端にはブラシ固定プレ−ト(94k)が固定され、該固定プレ−ト下面に一対のブラシ(94m,94m)が前記スピンドル(94i)軸芯に対して対称位置に設けられたブラシスクラブ洗浄機構(94)を設け、
気体供給ノズル(95a)に連通する気体供給管(95b)、気体供給ノズル取付ア−ム(95c)、この気体供給ノズル取付ア−ム(95c)を回動させるロ−タリ−テ−ブル(162)、基板搭載機構(80)の円盤状ポーラスセラミック板(85)に搭載され、真空吸着されたウエハ(w)に対する前記気体供給ノズル(95a)の位置を検知する検知手段のリミットスイッチ(L1,L2,L3)、これらリミットスイッチのon−off信号を受けて前記ロ−タリ−テ−ブル(162)の回転軸の回動向きを逆方向に切り替える手段(162c,162d)を有する気体供給機構(95)を、前記ブラケット(93)を介して前記取付ケ−ス(92)下部に設けた、
ことを特徴とするウエハの洗浄・乾燥装置(1)を提供するものである。
【0012】
乾燥が均一に行なわれ、目視できない屑の付着数が基準数値以内の洗浄がなされたウエハを提供するのに適した洗浄・乾燥装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図1は本発明の洗浄・乾燥装置を備える研磨装置の平面図、図2は本発明の洗浄・乾燥装置の一部を切り欠いた正面図、図3は本発明の洗浄・乾燥装置において、ブラシとロボット搬送装置のア−ムが真空チャック上の仮想位置に移動した状態を示す部分平面図、図4は本発明の洗浄・乾燥装置において、原点位置にある気体供給ノズルが真空チャック上に載置されたウエハ上の仮想位置に回動した状態を示す部分平面図、図5は気体供給ノズルの取付位置を示す正面図、図6は気体供給ノズルの取付位置を示す側面図、図7はロ−タリ−テ−ブルの斜視図、図8は搬送ロボットの側面図である。
図9は公知の裏面研削装置の斜視図、図10はこの裏面研削装置の洗浄装置として用いられた公知のスピン洗浄・乾燥装置の斜視図である。
【0014】
【実施例】
本発明の実施例として、裏面研削装置の横にインライン化して並置される研磨装置内に本発明のスピン洗浄・乾燥装置1を設置した例を用いて説明する。
【0015】
先に、裏面研削装置101について簡単に説明する。
図9に示す裏面研削装置101において、裏面研削装置101は左右にカセット117を対として前列に配置し、基台の上に左側のカセットの後部にウエハ仮置台106を、右側のカセットの後部に図3に示すウエハ洗浄機構113を対として次列に配置し、ウエハ仮置台106と既述した図10に示す洗浄装置113後部の基台の中央部を刳り抜いた箇所にインデックスタ−ンテ−ブル108を設け、かつ、このインデックスタ−ンテ−ブルに害テ−ブルの軸心を中心に3基のウエハチャック機構107,107,107を等間隔に回転転自在に設けるとともにウエハロ−ディング/ウエハアンロ−ディングゾ−ンs1、粗研削ゾ−ンs2および仕上研削ゾ−ンs3にテ−ブルを区分けし、インデックスタ−ンテ−ブル108の後列には基台より起立させた枠体111に各研削ゾ−ンに適した砥石111dをスピンドル軸111cに軸承させた研削機構を各研削ゾ−ンに位置するウエハチャック機構に対応して設けている。
【0016】
前記1対のカセットの列と前記ウエハの仮置台と洗浄機構の列間に位置する基台の略中央に昇降機構103、回転駆動機構、ウエハアライメント測定機構と各ア−ム115a,115b,115c駆動の制御機構を備えた多関節型搬送ロボット115を立設し、前記仮置台上のデバイスウエハをインデックスタ−ンテ−ブルのウエハロ−ディング/ウエハアンロ−ディングゾ−ンs1のチャック機構に移送可能としている。
インデックスタ−ンテ−ブルを設けた基台の略中央部の左右に設けた1対の軸に回転可能に取り付けられた柄112に設けられたデバイスウエハ径の2/3〜4/3倍の径を有する吸着パッド112a、112aは、それぞれ仮置台のデバイスウエハをウエハロ−ディング/ウエハアンロ−ディングゾ−ンのチャック機構上に、また、ウエハロ−ディング/ウエハアンロ−ディングゾ−ンのチャック機構上の裏面研削されたデバイスウエハを洗浄機構の真空チャック上に搬送する。
【0017】
インデックスタ−ンテ−ブルの各チャック機構は、基台より立設した枠体110に設けたネジ棒上を左右方向に移動可能な駆体に取り付けられたチャック洗浄機構109bとセラミック製チャッククリ−ナ109aにより洗浄される。
【0018】
この裏面研削装置101の横に図1で示す研磨装置20が並置される。
図2において、113は、前記研削装置の洗浄機構113(特開平11−330036号)を示すものである。
研磨装置20は、本発明のスピン洗浄・乾燥装置1、ウエハ収納カセット10,10、裏面研削装置101と研磨装置20との仕切壁21、ダブルア−ム搬送ロボット30、下面に研磨布を貼った研磨プラテン51とこの研磨プラテン下方に設けた基板チャック機構52、研磨プラテン51を回転軸53廻りに回動させてドレッサ70上に移動させる回動機構54(サ−ボモ−タ54aと減速機54b)、前記基板チャック機構を洗浄するチャック洗浄機器60、前記研磨プラテン51をドレッシングするドレッサ70を備える。
【0019】
前記ダブルア−ム搬送ロボット30は、図1および図8に示すように、研磨装置の基台11より立設された支柱31の上部に支持プレ−ト32を水平に設け、この支持プレ−ト32上に第1回転軸33を、この第1回転軸の上に、第1回転軸芯33aを中心として回動自在に設けた回転移動ア−ム34を配し、その回転移動ア−ム34の端部下方に第2回転軸35を設け、これを蛇腹35bで覆い、前記回転軸の下方にギアボックス36を設け、一対のア−ム38,38を回動させる第3回転軸37,37を設ける。
このア−ム38,38下に、ア−ム39,39を第3回転軸37,37下部に回動自在に取り付け、このア−ム39,39に備え付けた取付具40,40に段差(高さの差)を設けて把持具41a,41bを備えるア−ム41,41を固定する。
なお、図1において、実線で左端に示されるダブルア−ム搬送ロボット30は、研磨装置20における原点復帰位置を示し、裏面研削装置の洗浄装置113からウエハを受け取りに行く位置に在る。
【0020】
また、図1において、仮想線で中央に示されるダブルア−ム搬送ロボット30は、基板チャック機構52上に基板(裏面研削ウエハ)を載せる際、もしくは基板チャック機構52上の基板(ウエハ)を把持・搬送し、スピン洗浄・乾燥装置1上へウエハを搬送する際、あるいは収納カセット10内にウエハを収納する際の待機位置を示す。
ダブルア−ム搬送ロボットの把持具41b,41bは綺麗に研磨されたウエハを搬送するのに、ダブルア−ム搬送ロボットの把持具41a,41aは裏面研削されたウエハを洗浄装置113から搬送するのに専ら使用するとカセット10内に収納される研磨された基板に汚れが付着しない。
【0021】
下面に研磨布を貼った研磨プラテン51の径に対し、研磨プラテンの下方位置に設けられた基板チャック機構52のセラミックチャック径は1/2から2/3の大きさである。裏面研削されたデバイスウエハは、保護フィルムが貼付されたデバイス面を下面に加工されたシリコンウエハ面を上向きにして基板チャック機構52に減圧固定される。裏面研削されたシリコンウエハ面の研削傷を消滅させるために水平方向に回転しているシリコンウエハ面に研磨液を供給しながら回転している研磨プラテン51を下降させ、研磨プラテン51をシリコンウエハ面上で摺動してウエハの研磨を行なう。
【0022】
この際、回転軸53を回動させることにより研磨プラテン51をウエハの中心点oを通りウエハの外周点pを通る円弧状幅、往復揺動させながら研磨を行ない、より均一な研磨面が得られるように加工する。なお、図1中で示す符号55は研磨液が基板チャック52外側に散乱することを防ぐ外套(フ−ド)である。
【0023】
前記基板チャック機構52のセラミック製チャックを洗浄するチャック洗浄機器60は、図示されていないモ−タにより回転される軸に取り付けられたセラミック製ブラシ62を備えており、サ−ボモ−タ63によりセラミック製チャックの中心点方向に直線状に前後往復移動できるように基台より立設された支柱61により支持されている。
【0024】
ウエハの研磨が終了すると研磨プラテン51が上昇し、基板チャック機構52の減圧が停止された後、図1で仮想線で示す中央で待機していたダブルア−ム搬送ロボット30のア−ムが回動、直線移動、上下移動等の動きを行ない、ダブルア−ム搬送ロボットの把持具41b,41bにより研磨されたウエハの外端を把持し、再び上下移動、直線移動、回動等の動きをなし、研磨加工されたウエハwをスピン洗浄・乾燥装置1上へと搬送する。
【0025】
前記研磨プラテン51をドレッシングするドレッサ70は、研磨プラテン面に下側からドレッサ砥石72を摺動させ、研磨布の目立てを修復するとともに、ノズル73より高圧ジェット水を吹き付けて研磨プラテンに付着している研磨屑や研磨砥粒を洗い落すものである。
回転軸53の回動により図1の仮想線で示す研磨プラテン51がドレッサ70上に回動され、排水管に連通している外筒71内に設置した円盤状ドレッサ砥石72を摺動させるとともに高圧ジェット水噴出ノズル73より研磨プラテン51の研磨布に高圧ジェット水を吹き付けて洗浄を行なう。74は気体供給ノズルである。
【0026】
ドレッサ70上の研磨プラテン51の位置は、基板チャック機構52上にダブルア−ム搬送ロボット30が基板を載せる際の研磨プラテン待機位置である。
【0027】
次に本発明のスピン洗浄・乾燥装置1の構造について説明する。
スピン洗浄・乾燥装置1は主として基板搭載機構80と基板洗浄・乾燥機構90を備える。
図1および図2に示すように、基板搭載機構80は、基台11の空所にエアシリンダ81を設け、このエアシリンダロッド81aの先端にL字型繋ぎ材81bを固定し、該L字型繋ぎ材の上面にモ−タ83を下面に固定する支持プレ−ト81cを固定する。
支持プレ−ト81cの中央は刳り貫かれていて中空スピンドル82が鉛直方向に設けられている。中空スピンドル82下部外周に取り付けられた滑車83dは、前記モ−タ83の回転力を回転軸83a外周に取り付けられた滑車83b、プ−リ83cから受けて水平方向に回転する。
【0028】
中空スピンドル82下端面には、中空スピンドル軸82の中空部に設けられた管82aに空気を導入、または排出する口84aを有するロ−タリ−ジョイント84が接続され、図示されていないコンプレッサおよび真空ポンプに分岐管を以って口84aに接続されており、その間に切り換えバルブ(図示されていない)が設けられる。
【0029】
中空スピンドル82上端面には、内周に段部を有し、底部に複数の円環状棚85cを有する円盤状支持部材85aに載せた円盤状ポ−ラスセラミック板85が軸承され、この円盤状ポ−ラスセラミック板85上に基板wが載せられる。支持部材85aとポ−ラススセラミック板85間には室85dが設けられている。前記複数の円環状棚85cは各々連絡孔または溝を有しており、これら円環状棚85cと円盤状ポ−ラスセラミック板85下面とで形成される複数の室85dは気体がお互いの室を流通する構造となっている。
【0030】
室85dを真空ポンプにより減圧することにより基板wは円盤状ポ−ラスセラミック板85に固定(チャック)される。室85dにコンプレッサにより供給される加圧空気を導くことにより基板wの円盤状ポ−ラスセラミック板85上からの剥離を容易とする。
【0031】
位置決め機構の受皿86は中央が刳り貫かれ、前記中空スピンドル82が貫通している。受皿86の起立外周86aには、内側に円弧状に傾斜86bした突起部86cが複数設けられ、この突起部86cの傾斜面を基板が滑ってセンタリング(芯出し)を可能としている。
円盤状ポ−ラスセラミック板85を昇降エアシリンダ81により受皿86の縁起立部86cよりも高い位置に上昇させることによりダブルア−ム搬送ロボット30の把持具41b,41bによる基板の把持を容易とする。
【0032】
前記受皿86、中空スピンドル82は、基台11上に設けた支持部材88に固定された外筒87により保護される。この外筒87の外側には洗浄液供給ノズル89が固定される。そのノズル先端角度は、円盤状ポ−ラスセラミック板85上の基板の中心に洗浄液が届くように角度調整される。
【0033】
基板洗浄・乾燥機構90は、前記洗浄液供給機構89とブラシスクラブ洗浄機構94と気体供給機構95とからなる。
基台11上に中空支柱91を立設し、この中空支柱上にブラケット93を介して内側に複数のレ−ル92a,92aを備える取付ケ−ス92を固定する。
取付ケ−ス92の前側にはブラシスクラブ洗浄機構94を備えさせ、取付ケ−ス92の下面には気体供給機構95を設ける。
【0034】
ブラシスクラブブ洗浄機構94は、前記レ−ル92a,92a上を横水平方向に移動する可動体94a、この可動体94aを直線状に横方向に往復移動させる駆動力を与えるサ−ボモ−タ94b、取付ケ−ス92上に設けられたタイミングベルト94c,94c、可動体94a前面に固定して設けられた昇降シリンダ94d、昇降シリンダ94dに取付けられたレ−ル94e上を垂直方向に移動する可動体94f、可動体94fに取付部材94gを介してブラシハウジング94hを固定する。
【0035】
ブラシハウジング94h内にはスピンドル94iが収納され、サ−ボモ−タ94jにより回転駆動される。スピンドル94i先端にはブラシ固定プレ−ト94kが固定され、該固定プレ−ト下面に一対のブラシ94m,94mがスピンドル94i軸芯に対して対称位置に設けられる。
スピンドル94i下部外周に設けた軸受94nのフランジ94p下部には、前記一対のブラシ94m,94mを保護する透明樹脂フ−ド94lが吊り下げられる。
【0036】
取付ケ−ス92下部には、ブラケット93を介して気体供給機構95を設ける。気体供給機構95は主として気体供給ノズル95aこれに連通する気体供給管95b、気体供給ノズル取付ア−ム95c、この気体供給ノズル取付ア−ム95cを回動させるロ−タリ−テ−ブル162、搭載ステ−ジの真空チャックに吸着された基板wに対する気体供給ノズル95aの位置を検知する検知手段のリミットスイッチL1,L2,L3、これらリミットスイッチのon−off信号を受けてロ−タリ−テ−ブル162の回転軸の回動向きを逆方向に切り替える手段162c,162dを有する。
【0037】
気体供給ノズル95aに連通する気体供給管95bは、図5で示すようにロ−タリ−テ−ブル162の揺動テ−ブル162eの中央部を経由して支柱91内に収納され、その先をポンプ(図示されていない)に連結されている。気体供給ノズル95aはア−ム95cに固定され、このア−ムの一方端はロ−タリ−テ−ブル162の揺動テ−ブル162e下面にボルトで固定される。
ロ−タリ−テ−ブル162は、図7に示すように右角度調整ボルト162a、左角度調整ボルト162b、揺動テ−ブル162eを備え、上下逆にしてブラケット93に固定される。
【0038】
リミットスイッチL1,L2,L3のそれぞれのon信号は、図4で示すようにL1が基板wの右端外周位置または左端外周位置にノズル位置が存在することを、L2が基板wの中心点位置にノズル位置が存在することを、L3がノズルを実線で示す原点位置に存在することを報せる。
これら信号を受けて空気供給口162cへの空気供給、空気排気口162dからの空気排気の切り換え時期と空気量を変え、揺動テ−ブル162eを回動させる。
【0039】
リミットスイッチL1,L2間のon−off切り換えは、気体供給ノズル95aが基板中心点と基板の右端外周位置または左端外周位置間を円弧状に揺動する。L3は、図示されていない基板厚み測定機器で所望の厚みと検出された場合、または加工プログラムに設定された洗浄時間に達したときに洗浄・乾燥装置の制御装置より原点にノズルを戻す指令がロ−タリ−テ−ブル162に出力され、ノズルが原点位置に復帰したときにL3がonとなり、基板の洗浄・乾燥が終了する。
【0040】
基板wの洗浄は、真空チャック85上に研磨加工された基板(ウエハ)を加工面が上向きとなるように載置し、真空チャックの回転を継続しながらノズル89より洗浄液を基板の中心点に供給しつつ、基板の加工面に回転するブラシ94m,94mを下降し、基板面で摺動するスクラブ洗浄をなした後、ブラシを上昇させ、ついでブラシを左方向に後退させ、しばらく洗浄液を流したのち、洗浄液の供給を止め、次で、取付ア−ム95cをロ−タリ−テ−ブル162で回動して気体供給ノズルを基板上に移動させる。
【0041】
ついで、真空チャックの回転を継続しながら気体供給ノズル95cを基板の中心点と基板外周端が交差する基板外周端間を円弧状に往復揺動させつつ該気体供給ノズルより基板面に気体を吹き付けて基板表面を乾燥させる。または中心点を通過する円弧状軌跡と基板外周端が交差する右左両基板外周端間を往復揺動させつつ該気体供給ノズルより基板面に気体を吹き付けて基板表面を乾燥させる。
【0042】
気体供給ノズル95cの円弧状往復揺動速度は30〜200m/分、真空チャックの回転数は50〜6,000rpmで基板の乾燥を行なうのが好ましい。
【0043】
基板のスピン乾燥を終えた後、気体供給ノズル95aの取付ア−ム95bを回動して気体供給ノズル95aを原点位置に戻し、シリンダ81により円盤状ポ−ラスセラミック板85を上昇させ、ついでダブルア−ム搬送ロボット30の把持具41b,41bにより円盤状ポ−ラスセラミック板85上の基板を把持し、室85dへの減圧を止め、圧空を室85dへ瞬時供給して基板の離れを容易となしたのち、ダブルア−ム搬送ロボット30で基板をカセット10内に搬送する。
ついで、ダブルア−ム搬送ロボット30の回転移動ア−ム34を回動させ、ダブルア−ム搬送ロボット30を図1で実線で示す左端の待機位置に移動させ、裏面研削装置内の洗浄装置113上の基板を搬入する準備にはいる。
【0044】
上記実施例では、裏面研削された基板の研削傷を無くす手段として研磨プラテンを用いる研磨加工を以って説明したが、研磨プラテンに代えて炭酸バリウム粒子を含有する2,400〜4,000番の固定砥石(裏面研削盤には600〜800番の第一研削砥石と1,200〜1,800番の第二研削砥石を使用)を用い、ドライポリッシングして研削傷を無くすようにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明のスピン洗浄・乾燥装置1は、回転するブラシ94mを用いてスピン回転しているウエハを面でスクラブ洗浄するので、目視できない径の屑も基板より擦り取られ、ウエハ表面に残存する屑の個数が基準数値より低くなった。
また、気体供給ノズル95aをウエハ上で円弧状軌跡で往復揺動させながらスピン回転しているウエハ面に気体を吹き付けるのでウエハ径方向への気体の分散が均一化され、ウエハ表面の乾燥が均一に行なわれる。
【0046】
ダブルア−ム搬送ロボット30を上下逆の逆さ吊りとし、基板把持具を最下位置に持ってきたので、ポリッシャの真空チャック52およびスピン洗浄・乾燥装置1の真空チャック85を基台11近くに設置でき、研磨、洗浄作業が容易となり、かつ、ダブルア−ム搬送ロボット30のア−ム、ギヤボックス等も基台上に存在するので、ダブルア−ム搬送ロボット30の点検、補修作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の洗浄・乾燥装置を備える研磨装置の平面図である。
【図2】本発明の洗浄・乾燥装置の一部を切り欠いた正面図である。
【図3】本発明の洗浄・乾燥装置において、ブラシとロボット搬送装置のア−ムが真空チャック上の仮想位置に移動した状態を示す部分平面図である。
【図4】本発明の洗浄・乾燥装置において、原点位置にある気体供給ノズルが真空チャック上に載置されたウエハ上の仮想位置に回動した状態を示す部分平面図である。
【図5】気体供給ノズルの取付位置を示す正面図である。
【図6】気体供給ノズルの取付位置を示す側面図である。
【図7】ロ−タリ−テ−ブルの斜視図である。
【図8】搬送ロボットの側面図である。
【図9】裏面研削装置の斜視図である。(公知)
【図10】公知のスピン洗浄・乾燥装置の斜視図である。
【符号の説明】
1 スピン洗浄・乾燥装置
101 裏面研削装置
113 裏面研削装置の洗浄装置
20 研磨装置
30 ダブルア−ム搬送ロボット
w デバイスウエハ
80 基板搭載ステ−ジ
81 昇降エヤシリンダ
83 サ−ボモ−タ
85 円盤状ポ−ラスセラミック板
86 受皿
89 洗浄液供給ノズル
90 洗浄・乾燥機構
94 ブラシスクラブ洗浄機構
94m ブラシ
95 気体供給機構
95a 気体供給ノズル
162 ロ−タリ−テ−ブル
Claims (3)
- 上下方向に昇降可能および水平方向に回転可能な中空スピンドル(82)の上端面に軸承され円盤状ポーラスセラミック板(85)上に研磨加工されたウエハ(w)を加工面が上向きとなるようにセンタリング機構の受皿(86)起立外周(86a)の内側に載せ、この受皿(86)起立外周(86a)の内側によりウエハ(w)のセンタリングを行って基板を載置し、真空ポンプにより前記中空スピンドル(82)内に設けられた管(82a)内の真空引きを行って前記基板を円盤状ポーラスセラミック板(85)上に固定し、円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承する中空スピンドル(82)のモータ(83)による回転を継続しながら洗浄液を洗浄液供給ノズル(89)より前記基板(w)の中心点に供給しつつ、前記ウエハ(w)の研磨加工面にブラシスクラブ洗浄機構(94)の回転ブラシ(94m,94m)をスクラブしてウエハ(w)を洗浄した後、前記洗浄液の供給を停止するとともに前記回転ブラシ(94m,94m)を上昇させることによりウエハ(w)面より後退させ、
ついで、前記円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承する中空スピンドル(82)のモータ(83)による回転を継続しながら気体供給ノズル(95a)を前記ウエハ(w)の中心点と該中心点を通過する円弧状軌跡とウエハ外周端が交差するウエハ外周端間を円弧状に往復揺動させつつ前記気体供給ノズル(95a)より前記ウエハ(w)面に気体を吹き付けて前記ウエハ(w)表面を乾燥させることを特徴とするウエハ(w)のスピン洗浄・乾燥方法。 - 気体供給ノズル(95a)の円弧状往復揺動速度が30〜200m/分、円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承する中空スピンドル(82)の回転数が50〜6,000rpmでウエハ(w)の乾燥が行なわれ、ウエハ(w)のスピン洗浄・乾燥が行なわれた後、中空スピンドル(82)に軸承された円盤状ポーラスセラミック板(85)をエアシリンダ(81)により受け皿(86)の縁起立部(86c)よりも高い位置に上昇させ、ついで、前記中空スピンドル(82)内に設けられた管(82a)を真空引きすることを停止し、つづいて、前記中空スピンドル(82)内に設けられた管(82a)内にコンプレッサより空気を供給して前記ウエハ(w)の前記円盤状ポーラスセラミック板(85)表面からの剥離を容易としたことを特徴とする、請求項1に記載のウエハ(w)のスピン洗浄・乾燥方法。
- エアーシリンダ(81)により上下方向に昇降可能およびモータ(83)により水平方向に回転可能な中空スピンドル(82)の上端面に円盤状ポーラスセラミック板(85)を軸承し、前記中空スピンドル(82)下端面に中空スピンドル(82)の中空部に設けられた管(82a)に空気を供給するコンプレッサおよび前記管(82a)内の空気を排出する真空ポンプに接続する分岐管を以ってロータリージョイント(84)の管口(84a)に接続した基板搭載機構(80)を基台(11)上に立設し、
前記中空スピンドル(82)が貫通する中央刳り貫かれた受皿(86)の起立外周(86a)の内側に円弧状に傾斜(86b)した突起部(86c)を複数設けたセンタリング機構を前記受皿(86)の中心点と前記中空スピンドル(82)の軸心が同一となるように設け、
前記基台(11)上に設けた支持部材(88)に固定された外筒(87)内に前記ウエハ搭載機構(80)と前記センタリング機構を内在させることによりウエハ搭載機構(80)と前記センタリング機構を保護し、
前記外筒(87)の外側に洗浄液供給ノズル(89)をそのノズル先端角度が前記円盤状ポーラスセラミック板(85)上のウエハ(w)の中心に洗浄液が届くように角度調整して固定し、
前記基台(11)上に立設した中空支柱(91)に固定したブラケット(93)を介して内側に複数のレール(92a,92a)を備える取り付けケース(92)を固定し、この取り付けケース(92)の前側に前記レ−ル(92a,92a)上を横水平方向に移動する可動体(94a)、この可動体(94a)を直線状に横方向に往復移動させる駆動力を与えるサ−ボモ−タ(94b)、前記取付ケ−ス(92)上に設けられたタイミングベルト(94c,94c)、前記可動体(94a)前面に固定して設けられた昇降シリンダ(94d)、この昇降シリンダ(94d)に取付けられたレ−ル(94e)上を垂直方向に移動する可動体(94f)、この可動体(94f)に取付部材(94g)を介してブラシハウジング(94h)を固定し、このブラシハウジング(94h)内にサ−ボモ−タ(94j)により回転駆動されるスピンドル(94i)を収納し、このスピンドル(94i)先端にはブラシ固定プレ−ト(94k)が固定され、該固定プレ−ト下面に一対のブラシ(94m,94m)が前記スピンドル(94i)軸芯に対して対称位置に設けられたブラシスクラブ洗浄機構(94)を設け、
気体供給ノズル(95a)に連通する気体供給管(95b)、気体供給ノズル取付ア−ム(95c)、この気体供給ノズル取付ア−ム(95c)を回動させるロ−タリ−テ−ブル(162)、基板搭載機構(80)の円盤状ポーラスセラミック板(85)に搭載され、真空吸着されたウエハ(w)に対する前記気体供給ノズル(95a)の位置を検知する検知手段のリミットスイッチ(L 1 ,L 2 ,L 3 )、これらリミットスイッチのon−off信号を受けて前記ロ−タリ−テ−ブル(162)の回転軸の回動向きを逆方向に切り替える手段(162c,162d)を有する気体供給機構(95)を、前記ブラケット(93)を介して前記取付ケ−ス(92)下部に設けた、
ことを特徴とするウエハの洗浄・乾燥装置(1)。
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