JP5531489B2 - Wafer end face cleaning method and apparatus, and cleaning liquid supply apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、超音波を使用するウェーハ端面の洗浄方法及び装置、並びに該方法及び装置に用いる洗浄液供給装置に関する。 The present invention relates to a wafer end face cleaning method and apparatus using ultrasonic waves, and a cleaning liquid supply apparatus used in the method and apparatus.
集積回路(IC)や大規模集積回路(LSI)等の半導体装置の微細化に伴い、その製造プロセス中に微小な異物などが付着することによる歩留まりの低下が問題となっている。そのため、半導体ウェーハの半導体装置形成領域の付着異物を除去する技術のみならず、該異物の発生原因となる汚染物を除去するためのウェーハ端面(ベベル部)の洗浄技術も重要になってきている。 As semiconductor devices such as integrated circuits (ICs) and large scale integrated circuits (LSIs) are miniaturized, there is a problem in yield reduction due to the attachment of minute foreign matters during the manufacturing process. For this reason, not only a technique for removing adhered foreign substances in a semiconductor device formation region of a semiconductor wafer, but also a technique for cleaning a wafer end face (bevel part) for removing contaminants that cause the generation of the foreign substances has become important. .
また、半導体装置を低コストで製造するために、半導体ウェーハは一般的に直径300mmまで大口径化されており、さらには450mm化の検討も始められている。これに伴い、各製造工程における製造装置も大型化・高額化しており、製造装置の構成の簡略化や製造装置の稼働率及びランニングコストの改善により、総合的にコストダウンを図ることが重要になっている。このことは、大口径ウェーハの微細プロセス中にますます多く必要になると考えられるウェーハ端面の洗浄処理についても当てはまる。 In order to manufacture a semiconductor device at a low cost, the diameter of a semiconductor wafer is generally increased to a diameter of 300 mm, and further studies on a 450 mm diameter have begun. Along with this, the manufacturing equipment in each manufacturing process has become larger and more expensive, and it is important to reduce costs comprehensively by simplifying the construction of the manufacturing equipment and improving the operating rate and running cost of the manufacturing equipment. It has become. This is also true for the wafer edge cleaning process, which is likely to be required more and more during the fine process of large diameter wafers.
図1に、従来技術に係る典型的なウェーハ端面洗浄技術を概略的に示す。処理対象ウェーハ1が、表面(パターン形成面)を上にした状態で裏面を吸着パッド2で固定され、ウェーハ1の中心軸の周りで回転される。ウェーハ1の表面の上方に配置されたノズル3から供給される洗浄液(例えば、純水)が、ウェーハ1の回転による遠心力によってウェーハ端面へと流れる。ウェーハ端面に1つ以上の回転ブラシ4が押し当てられ、回転ブラシとウェーハ端面との間に流入した洗浄液を用いて、ウェーハ端面の表面及び/又は裏面側の物理的な擦り洗いが行われる。回転ブラシ4は、一般的に、ポリビニルアルコール(PVA)からなる弾力性を有するスポンジ状のブラシである。このような物理的なブラシ洗浄では、ブラシが消耗するため、その定期交換や廃棄作業が必要であり、装置稼働率の低下及びランニングコストの増大をもたらす。
FIG. 1 schematically shows a typical wafer edge cleaning technique according to the prior art. The
また、洗浄液として化学的な洗浄を行う薬液を用いると、回転ブラシを省略し得る場合もあるが、薬液による腐食を避けるための高価な耐食材料と、排気機構、及び作業者に対する安全保護機構を必要とする。従って、このような薬液洗浄は、洗浄装置を大型化させるとともに、装置の製造コスト及びランニングコストの増大をもたらす。さらに、薬液洗浄は、薬液の廃棄を必要とし、環境負荷が大きいという問題を有する。 In addition, if a chemical solution that performs chemical cleaning is used as the cleaning solution, the rotating brush may be omitted, but an expensive anti-corrosion material, an exhaust mechanism, and a safety protection mechanism for workers are avoided to avoid corrosion caused by the chemical solution. I need. Therefore, such chemical cleaning increases the size of the cleaning device and increases the manufacturing cost and running cost of the device. Furthermore, chemical cleaning requires the disposal of chemicals and has a problem that the environmental load is large.
このような状況の下、近年、ウェーハ端面の洗浄に超音波を利用する手法が開発されている。例えば、超音波振動を与えた洗浄液を回転ウェーハ上に供給して洗浄力を向上させる手法や、回転ウェーハ上に洗浄液を供給し、ウェーハ端面位置に配置された超音波励振装置に流入した洗浄液に、該励振装置により超音波振動を与える手法が知られている。 Under such circumstances, in recent years, a technique using ultrasonic waves for cleaning the wafer end face has been developed. For example, the cleaning liquid supplied with ultrasonic vibration is supplied onto the rotating wafer to improve the cleaning power, or the cleaning liquid is supplied onto the rotating wafer, and the cleaning liquid that has flowed into the ultrasonic excitation device disposed at the wafer end face position is used. A method of applying ultrasonic vibration using the excitation device is known.
しかしながら、ウェーハ上に供給する洗浄液、又は供給した洗浄液に超音波振動を与える既知の手法は、超音波振動の減衰のため、あるいは洗浄液に超音波を伝播させる効率の低さのため、ウェーハ端面の洗浄度を十分に高めることが困難である。従って、消耗品である回転ブラシや種々の問題を有する薬液の使用を回避しながら、ウェーハ端面の付着異物などを十分に除去し得る洗浄技術が依然として望まれる。 However, a known method for supplying ultrasonic vibration to the cleaning liquid supplied on the wafer or the supplied cleaning liquid is used for the attenuation of the ultrasonic vibration or because of the low efficiency of transmitting ultrasonic waves to the cleaning liquid. It is difficult to increase the degree of cleaning sufficiently. Therefore, there is still a demand for a cleaning technique that can sufficiently remove foreign substances adhering to the wafer end face while avoiding the use of rotating brushes that are consumables and chemicals having various problems.
一観点によれば、ウェーハ端面洗浄方法が提供される。洗浄液供給装置は、ウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有する。当該方法は、洗浄液供給装置を該装置の壁面がウェーハの端面に近接するように配置する段階と、ウェーハの回転中に、洗浄液供給装置の上記壁面からウェーハの端面に向けて、超音波振動が与えられた洗浄液を吐出する段階とを有する。 According to one aspect, a wafer end face cleaning method is provided. The cleaning liquid supply device has a groove-like wall surface that wraps around the edge of the wafer. In the method, the cleaning liquid supply device is disposed so that the wall surface of the device is close to the end surface of the wafer, and ultrasonic vibration is generated from the wall surface of the cleaning liquid supply device toward the end surface of the wafer during the rotation of the wafer. Discharging a given cleaning liquid.
他の一観点によれば、ウェーハの保持及び回転を行うウェーハ回転機構と、洗浄液供給装置とを有するウェーハ端面洗浄装置が提供される。洗浄液供給装置は、ウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有し、ウェーハの回転中に、上記壁面からウェーハ端面に向けて、超音波振動が与えられた洗浄液を吐出する。 According to another aspect, there is provided a wafer end surface cleaning device having a wafer rotation mechanism for holding and rotating a wafer and a cleaning liquid supply device. The cleaning liquid supply device has a groove-shaped wall surface that wraps around the edge of the wafer, and discharges the cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied from the wall surface toward the wafer end surface while the wafer is rotating.
更に他の一観点によれば、超音波発振子と、該超音波発振子から放射された超音波を伝達する超音波ホーンとを有する洗浄液供給装置が提供される。超音波ホーンは、洗浄すべきウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有する。洗浄液供給装置はまた、超音波ホーンの内部に延在した洗浄液導管を有し、洗浄液導管は、超音波ホーンにより伝達された超音波を洗浄液に伝播させて超音波洗浄液を生成する。洗浄液供給装置は更に、洗浄液導管と超音波ホーンの上記壁面との間に延在する導管出口を有し、該導管出口からウェーハ端面に向けて超音波洗浄液を吐出する。 According to still another aspect, there is provided a cleaning liquid supply apparatus that includes an ultrasonic oscillator and an ultrasonic horn that transmits ultrasonic waves emitted from the ultrasonic oscillator. The ultrasonic horn has a groove-like wall surface that wraps around the edge of the wafer to be cleaned. The cleaning liquid supply device also has a cleaning liquid conduit extending inside the ultrasonic horn, and the cleaning liquid conduit propagates the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic horn to the cleaning liquid to generate the ultrasonic cleaning liquid. The cleaning liquid supply device further has a conduit outlet extending between the cleaning liquid conduit and the wall surface of the ultrasonic horn, and discharges the ultrasonic cleaning liquid from the conduit outlet toward the wafer end surface.
開示の技術によれば、超音波振動が伝播された洗浄液をウェーハ端面に効率的に供給し、ウェーハ端面に接触する回転ブラシを用いることなくウェーハ端面の洗浄度を高めることが可能である。 According to the disclosed technique, it is possible to efficiently supply the cleaning liquid to which the ultrasonic vibration is propagated to the wafer end surface, and to increase the cleaning degree of the wafer end surface without using a rotating brush that contacts the wafer end surface.
以下、添付図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。なお、図面において、種々の構成要素は必ずしも同一の尺度で描かれていない。また、図面全体を通して、同一あるいは対応する構成要素には同一又は類似の参照符号を付する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, various components are not necessarily drawn to the same scale. Throughout the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or similar reference numerals.
先ず、図2−4を参照して、第1実施形態に係るウェーハ端面洗浄方法、及び洗浄液供給装置を含んだウェーハ端面洗浄装置を説明する。 First, a wafer end surface cleaning method and a wafer end surface cleaning apparatus including a cleaning liquid supply device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
当該実施形態に係る洗浄装置は、図2に示すように、ウェーハ回転機構10と、超音波振動が与えられた洗浄液(本願において、超音波洗浄液とも称する)を生成する洗浄液供給装置(以下、超音波洗浄液供給ユニットとも称する)20とを含んでいる。ウェーハ回転機構10は、半導体ウェーハ等のウェーハ1を保持し、回転軸の周りで回転させるものである。ウェーハ回転機構10は、例えば、ウェーハ1の表面(パターン形成面)を上にしてウェーハ1の裏面を真空チャックし、ウェーハ1をその中心軸の周りで回転させる。超音波洗浄液供給ユニット20は、ウェーハ1に対して近接して且つ非接触で配置され、回転するウェーハ1の端面に向けて直接的に超音波洗浄液を吐出する。
As shown in FIG. 2, the cleaning apparatus according to the embodiment includes a
図3及び4に、超音波洗浄液供給ユニット20の構成をより詳細に示す。図3は、超音波ホーンの内部構造を透視的に示しており、図4は、図3の直線A−A’に沿った断面図である。超音波洗浄液供給ユニット20は、超音波発振子21、及び超音波発振子21が取り付けられた超音波ホーン22を有する。さらに、超音波洗浄液供給ユニット20は、ホーン22内に配設された洗浄液導管23、当該装置20の外部から導管23内に洗浄液を供給する供給口24、及び導管23内の洗浄液を吐出する複数の導管出口25を有する。
3 and 4 show the configuration of the ultrasonic cleaning
超音波発振子21は、例えば数十kHzから数MHzの超音波周波数の電気信号を機械的な振動に変換する圧電変換器(piezoelectric transducer;PZT)を有する。
The
超音波ホーン22は、超音波発振子21が取り付けられた本体部分22aと、処理対象のウェーハ1の外周の或る一定部分に沿った、本体部分22aとともに中空構造を構成する円弧部分22bとを有する。また、円弧部分22bは、その断面において、図4に示すように、処理ウェーハ1の端面1aに適合された溝形状を有する壁面22cを有する。具体的には、処理ウェーハ1の端部1bを包み込む溝形状を有する壁面22cを有する。ここで端部1bとは、少なくとも処理ウェーハ1の端面1aを含む部分である。壁面22cの断面形状は、ウェーハ1の処理中、壁面22cとウェーハ端部1bとの間に実質的に均一な間隔dが存在するように適合されている。間隔dは好ましくは、壁面22cに連通した導管出口25から吐出される超音波洗浄液によって液膜26が安定に形成されるよう、1mm−3mmの範囲内の値を有する。
The
また、超音波ホーン22の材質は、洗浄液に対して安定であれば特に限定されないが、金属、特には防錆性を有するステンレスやチタン合金等の合金とし得る。代替的に、超音波ホーン22は石英を有してもよい。さらに、超音波ホーン22は、超音波発振子21との接合部にステンレスなどの合金を有し且つ全体として石英を有する等、複数の材料を有してもよい。
The material of the
導管23は、超音波発振子21から放射されて超音波ホーン22により伝達された超音波を洗浄液に伝播させ、それにより生成された超音波洗浄液を超音波ホーン22の円弧部分22bに沿って導くよう延在している。導管23は、図3においては第1及び第2の延在部23a及び23bを有するが、導管23の形状はこれに限定されるものではない。しかしながら、導管23は好ましくは、図3の第2の延在部23bのように、超音波発振子21から放射される超音波の伝播方向に対して為す角θが45°≦θ≦90°であるように延在する部分を有する。導管23内を流れる洗浄液に効率的に超音波振動を伝播させるためである。導管23は、例えば、防錆性を有する合金を含む。
The
導管出口25は好ましくは、超音波ホーン22の円弧部分22b及び導管23に沿って複数箇所に設けられている。より好ましくは、回転中のウェーハ1の端面1aに超音波洗浄液を均一に供給するため、これら導管出口25は、超音波ホーン22の円弧部分22bに沿って等間隔に配置される。また、導管出口25は、図4においてはウェーハ1の真横に水平方向に延在するように描かれているが、導管出口25の配設位置及び角度はこれに限定されない。壁面22cをウェーハ1の端部1bに適合させ且つこれら間の間隔を1mm−3mmの範囲内とすることにより安定な液膜26形成が確保されるため、導管出口25は、ウェーハ1に対してずれた鉛直位置及び/又はずれた角度から洗浄液を吐出してもよい。導管出口25は好ましくは、超音波ホーン22及び/又は導管23と同一の材料を有する。
The
なお、図2及び3は、ウェーハ1の外周の約1/4に等しい円弧部分22bを有する1つの超音波ホーン22を示しているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、円弧部分22bの大きさはウェーハ1の外周の1/4より小さくてもよい。逆に、円弧部分22bの大きさはウェーハ1の外周の1/4より大きくてもよく、超音波洗浄液供給ユニット20は複数の洗浄液供給口24を有してもよい。また、ウェーハ端面洗浄装置は、例えば、ウェーハ1の全周を実質的に取り囲むようにリング状に配置された4個の超音波洗浄液供給ユニット20を有する等、複数の超音波洗浄液供給ユニットを有してもよい。
2 and 3 show one
また、回転機構10によるウェーハ1の回転数は好ましくは、例えば50rpm等、30rpm−100rpmの範囲内とし得る。回転数が100rpmより高いと、液膜26中に気泡が混入し超音波振動が消滅あるいは減衰し得るとともに、洗浄液がウェーハ1の中心方向等に飛散して異物の再付着を起こしやすくなる。また、回転数が30rpmより低いと、十分な遠心力が働かず、液膜26の形成が不安定になりやすい。なお、ウェーハ端面の洗浄後、ウェーハ端部1bに付着した洗浄液を遠心力で振り切る乾燥処理を行うことが好ましい。この乾燥処理においては、アーム等の駆動機構を用いて超音波洗浄液供給ユニット20をウェーハ1から離隔した後、回転機構10の回転数を例えば1000rpm以上に増大させる。故に、ウェーハ回転機構10は、好ましくは、少なくとも30rpm−100rpmを含む比較的低速域で回転制御可能であり、より好ましくは、上記低速域と例えば1000rpm−3000rpmの比較的高速域との双方で回転制御可能である。
Further, the number of rotations of the
本実施形態によれば、洗浄液に超音波を効率的に伝播させ、それによる超音波洗浄液を近接位置から直接的にウェーハ端面に供給するので、特に洗浄液として純水を用いた場合であっても、ウェーハ端面の異物を除去するのに十分な洗浄力が得られる。故に、ランニングコスト及び/又は装置の製造コストを増大させる回転ブラシ等の消耗品や薬液の使用を回避し得る。さらに、複数の導管出口から超音波洗浄液を供給することにより、あるいは複数の超音波洗浄液供給ユニットを用いることにより、各ウェーハの端面洗浄時間を短縮することが可能である。 According to the present embodiment, since ultrasonic waves are efficiently propagated to the cleaning liquid and the ultrasonic cleaning liquid thereby is supplied directly to the wafer end surface from the proximity position, even when pure water is used as the cleaning liquid. A sufficient cleaning power for removing foreign substances on the wafer end surface can be obtained. Therefore, it is possible to avoid the use of consumables such as a rotating brush and chemicals that increase the running cost and / or the manufacturing cost of the apparatus. Further, it is possible to shorten the time for cleaning the edge of each wafer by supplying ultrasonic cleaning liquid from a plurality of conduit outlets or using a plurality of ultrasonic cleaning liquid supply units.
次に、図5、6を参照して、第2実施形態に係るウェーハ端面洗浄方法、及び超音波洗浄液供給装置を含んだウェーハ端面洗浄装置を説明する。 Next, with reference to FIGS. 5 and 6, a wafer end surface cleaning method according to the second embodiment and a wafer end surface cleaning apparatus including an ultrasonic cleaning liquid supply device will be described.
当該実施形態に係る洗浄装置は、図5に示すように、ウェーハ回転機構10と、洗浄液供給装置20と、更なる洗浄液供給装置30とを含んでいる。ウェーハ回転機構10は、例えば、半導体ウェーハ等のウェーハ1の表面を上にしてウェーハ1の裏面を真空チャックし、ウェーハ1をその中心軸の周りで回転させるものであり、図2に示したウェーハ回転機構10と同様の構成を有し得る。また、洗浄液供給装置20は、ウェーハ1に対して近接して且つ非接触で配置され、回転するウェーハ1の端面に向けて直接的に超音波洗浄液を吐出するものであり、図2−4に示した超音波洗浄液供給ユニット20と同様の構成を有し得る。従って、ここでは、更なる洗浄液供給装置30に関連する事項のみ説明する。
As shown in FIG. 5, the cleaning apparatus according to this embodiment includes a
洗浄液供給装置30は、例えば洗浄液ノズルであり、ウェーハ1の表面の上方に配置され、回転するウェーハ1の中心付近に向けて、例えば純水などの洗浄液を吐出する。吐出された洗浄液は、ウェーハ1の回転による遠心力によってウェーハ端面方向に移動し、該洗浄液の少なくとも一部が、超音波洗浄液供給ユニット20が配置された外周部分へと流れ込む。従って、図6に示すように、洗浄液ノズル30からウェーハ1の表面に供給された洗浄液が、ウェーハ端部1b付近で、超音波洗浄液供給ユニット20の導管出口25からの超音波洗浄液と混ざり合う。それにより、洗浄液ノズル30からの洗浄液にも超音波振動が伝播され、超音波振動する水膜36が形成される。
The cleaning
ここで、水膜36は、超音波洗浄液供給ユニット20の超音波ホーン22の溝状の壁面22cとウェーハ端部1bとの間のみならず、ウェーハ1の表面をも覆うので、ウェーハ端面に加えてウェーハ表面を洗浄することも可能にし得る。しかしながら、水膜36の超音波振動は、ウェーハ1の中心部に向かって減衰するため、ウェーハ1の半導体装置形成領域に形成された微細パターンを損傷することなく、該領域に付着した異物を除去し得る。
Here, the
また、本実施形態においては、回転ウェーハ1の中心付近に供給された洗浄液が遠心力によりウェーハ端部1bへと流れ込むため、洗浄処理中に異物がウェーハ中心方向に飛散したとしても、再付着することなく洗浄液とともに排出される。故に、回転機構10によるウェーハ1の回転数を、例えば100rpm等、第1実施形態と比較して高く設定したとしても、異物の飛散の影響を抑制することができる。なお、ウェーハ洗浄後、ウェーハ1の表面及び端部1bに付着した洗浄液を遠心力で振り切る乾燥処理を行うことが好ましい。この乾燥処理においては、アーム等の駆動機構を用いて超音波洗浄液供給ユニット20をウェーハ1から離隔した後、回転機構10の回転数を例えば1000rpm以上に増大させる。
In the present embodiment, the cleaning liquid supplied near the center of the
なお、ウェーハ1の表面側に加え裏面側にも、洗浄液ノズル30と同様の洗浄液ノズルを設けてもよい。
A cleaning liquid nozzle similar to the cleaning
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、洗浄液に超音波を効率的に伝播させ、得られた超音波洗浄液を近接位置からウェーハ端面に供給するので、特に洗浄液として純水を用いた場合であっても、ウェーハ端面の異物を除去するのに十分な洗浄力が得られる。故に、ランニングコスト及び/又は装置の製造コストを増大させる回転ブラシ等の消耗品や薬液の使用を回避し得る。さらに、複数の導管出口から超音波洗浄液を供給することにより、あるいは複数の超音波洗浄液供給ユニットを用いることにより、各ウェーハの端面洗浄時間を短縮することが可能である。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, ultrasonic waves are efficiently propagated to the cleaning liquid, and the obtained ultrasonic cleaning liquid is supplied to the wafer end surface from the proximity position. Therefore, pure water was used as the cleaning liquid. Even in this case, sufficient cleaning power can be obtained to remove foreign substances on the wafer end face. Therefore, it is possible to avoid the use of consumables such as a rotating brush and chemicals that increase the running cost and / or the manufacturing cost of the apparatus. Further, it is possible to shorten the time for cleaning the edge of each wafer by supplying ultrasonic cleaning liquid from a plurality of conduit outlets or using a plurality of ultrasonic cleaning liquid supply units.
次に、図7−9を参照して、図2及び図5に示した裏面チャック方式のウェーハ回転機構10の代替例を説明する。ウェーハ回転機構は種々の形態を取り得る。図7は一代替例に係るウェーハ回転機構40を含むウェーハ端面洗浄装置を概略的に示す上面図であり、図8はその側面図である。ただし、図8においては、超音波洗浄液供給ユニット20を省略するとともに、後述の4つの回転ローラ41のうち2つのみを示している。
Next, an alternative example of the back surface chuck type
ウェーハ回転機構40は、端面洗浄処理を行うべきウェーハ1の保持及び回転を、3つ以上(図示の例では4つ)の回転ローラ41により行う。各回転ローラ41は、一例として、図9に拡大して示すように、鉛直方向に対して傾斜した回転軸41a、第1の円筒部41b、第1の円筒部41bより径の大きい第2の円筒部41d、及び第1及び第2の円筒部41bと41dとの連結部41cを有している。鉛直方向に対する回転軸41aの傾斜角度は好ましくは45°である。ウェーハ1は、その端面1aの裏面側が第1の円筒部41bに点接触した状態で保持され回転される。具体的には、各回転ローラ41が1つのモータ42の動力によって同一回転数で回転され、各回転ローラ41とウェーハ1との点接触部分の摩擦力により、ウェーハ1が回転される。
The
モータ42から回転ローラ41への回転の伝達のため、各回転ローラ41はそれぞれの回転軸41aに固定されたギア43を有し、各回転ローラ41に付随して、ギア43と噛み合う更なるギア44が固定されたプーリー45が設けられている。各プーリー45は、タイミングベルト46によって、他のプーリー45と同一の回転数で回転される。モータ42からタイミングベルト46への回転の伝達のため、図8に示した例においては、1つのプーリー45及びそれに付随するギア44がモータ42に直結されている。しかしながら、タイミングベルト46への回転の伝達のため、モータ42に直結され且つタイミングベルト46に接触する別個のプーリーを設けてもよい。
In order to transmit the rotation from the
モータ42の回転数は、好ましくは、上述のようにウェーハ1の回転数が30rpm−100rpmの範囲内となるように制御される。ウェーハ1の各回転ローラ41との接点部分にかかる荷重はウェーハ1の中心方向にも分散するため、ウェーハ1を水平に保とうとする作用が得られる。また、仮にウェーハ1がその水平方向のバランスを崩しそうになったとしても、各回転ローラ41の連結部41cの外周部を図9に示すように実質的に鉛直方向に立ち上げることにより、水平方向のバランスを崩す前にウェーハ1を水平に戻すことができる。従って、ウェーハ1をその自重を利用して水平に保ち、ウェーハ端面が超音波洗浄液供給ユニット20に接触することを回避しながら、ウェーハ端面全周を洗浄することが可能である。
The rotational speed of the
また、ウェーハ回転機構40を用いた場合、例えば図5に示した第2実施形態において、洗浄液ノズル30と同様の装置をウェーハ1の裏面の中心付近に配置して洗浄液を供給することにより、ウェーハ端面を含むウェーハ1の全体を洗浄することが可能になる。
Further, when the
なお、ウェーハ回転機構40によるウェーハ端面の洗浄処理後、例えば1000rpmといった高速回転による振り切り乾燥を行う場合、ウェーハ1を例えば搬送アーム等により他のウェーハ回転機構などに移送して行ってもよい。あるいは、ウェーハ回転機構40と同一の処理空間内でウェーハ1の下方の退避位置にあった他の回転機構を上昇させ、その回転機構を用いて行ってもよい。
In addition, after performing the wafer end face cleaning process by the
次に、図10を参照して、ウェーハ端面洗浄工程の処理フローを説明する。 Next, with reference to FIG. 10, the process flow of the wafer edge cleaning process will be described.
ステップS1にて、例えばウェーハ洗浄装置の操作パネルを用いて、ウェーハ端面洗浄処理のレシピを設定する。レシピは、洗浄ステップ(S8)の処理時間、ウェーハ回転数及び超音波パワーを含む。また、レシピは、例えば乾燥ステップ(S12)の処理時間やウェーハ回転数など、その他の処理パラメータを含み得る。 In step S1, a wafer end face cleaning process recipe is set using, for example, an operation panel of the wafer cleaning apparatus. The recipe includes the processing time of the cleaning step (S8), the number of wafer rotations, and the ultrasonic power. In addition, the recipe may include other processing parameters such as the processing time of the drying step (S12) and the number of wafer rotations.
ステップS2にて、例えば搬送アーム等により、処理対象ウェーハを端面洗浄のための所定の処理位置に搬送し、必要に応じてのステップS3にて、該ウェーハをウェーハ回転機構に真空チャック等により吸着させる。 In step S2, the wafer to be processed is transferred to a predetermined processing position for end face cleaning by, for example, a transfer arm, and the wafer is sucked to the wafer rotating mechanism by a vacuum chuck or the like in step S3 as necessary. Let
次いで、ステップS4にて、ステップS1にて設定されたウェーハ回転数(好ましくは、30rpm−100rpm)に従ってウェーハの回転を開始させる。ステップS5にて、例えば上述の超音波洗浄液供給ユニット20である洗浄液供給装置を、ウェーハ端面に近接した稼働位置に移動させる。また、必要に応じて、例えば上述の洗浄液ノズル30である更なる洗浄液供給装置をウェーハの上方の稼働位置に移動させる。さらに、必要に応じて、例えば上述の洗浄液ノズル30と同様の洗浄液ノズルをウェーハの下方の稼働位置に移動させてもよい。なお、ステップS5はステップS4の前に行ってもよい。
Next, in step S4, rotation of the wafer is started in accordance with the wafer rotation speed (preferably 30 rpm-100 rpm) set in step S1. In step S5, for example, the cleaning liquid supply device which is the above-described ultrasonic cleaning
次いで、ステップS6にて、超音波洗浄液供給ユニットが例えば純水である洗浄液の吐出を開始する。また、必要に応じての洗浄液ノズルが例えば純水である洗浄液の吐出を開始する。ステップS7にて、超音波洗浄液供給ユニットは、ステップS1で設定された超音波パワーに従って超音波発振子による超音波発振を開始する。これにより、当該処理フローはステップS8の洗浄ステップへと移行する。そして、例えば1分といった設定された処理時間の経過後、超音波洗浄液供給ユニットは、ステップS9にて超音波発振子による超音波発振を停止させ、ステップS10にて洗浄液の吐出を停止する。また、必要に応じての洗浄液ノズルも洗浄液の吐出を停止する。その後、ステップS11にて、超音波洗浄液供給ユニット及び必要に応じての洗浄液ノズルを処理対象ウェーハから離隔した退避位置まで移動させる。 Next, in step S6, the ultrasonic cleaning liquid supply unit starts discharging a cleaning liquid that is, for example, pure water. Further, the cleaning liquid nozzle as required starts to discharge the cleaning liquid, for example, pure water. In step S7, the ultrasonic cleaning liquid supply unit starts ultrasonic oscillation by the ultrasonic oscillator according to the ultrasonic power set in step S1. Thereby, the process flow moves to the cleaning step of Step S8. Then, after elapse of a set processing time, for example, 1 minute, the ultrasonic cleaning liquid supply unit stops the ultrasonic oscillation by the ultrasonic oscillator in step S9, and stops the discharge of the cleaning liquid in step S10. Further, the cleaning liquid nozzle as required also stops the discharge of the cleaning liquid. Thereafter, in step S11, the ultrasonic cleaning liquid supply unit and the cleaning liquid nozzle as necessary are moved to a retracted position separated from the processing target wafer.
次いで、ステップS12にて洗浄液の乾燥処理を行う。この乾燥ステップは、洗浄液が処理対象ウェーハの端面、表面、及び/又は裏面に残存して新たな汚染を発生させないよう、例えば、ウェーハの高速回転による振り切り乾燥を用い得る。振り切り乾燥の例において、ステップS12−1にて、ステップS1にて設定された例えば1000rpmといったウェーハ回転数及び時間に従って、ウェーハ回転機構がウェーハを回転させる。洗浄ステップS8で用いたウェーハ回転機構の形態及び所望の回転数に応じて、乾燥ステップS12で用いるウェーハ回転機構は、ステップS8の機構と同一あるいは異なる機構とし得る。そして、ステップS12−2にて、ウェーハの回転を停止させる。 Next, in step S12, the cleaning liquid is dried. This drying step may use, for example, swing-off drying by high-speed rotation of the wafer so that the cleaning liquid does not remain on the end surface, front surface, and / or back surface of the wafer to be processed to generate new contamination. In the example of swing-off drying, in step S12-1, the wafer rotation mechanism rotates the wafer according to the wafer rotation speed and time set in step S1, such as 1000 rpm. The wafer rotation mechanism used in the drying step S12 may be the same as or different from the mechanism in step S8 depending on the form of the wafer rotation mechanism used in the cleaning step S8 and the desired number of rotations. In step S12-2, the rotation of the wafer is stopped.
次いで、必要に応じてのステップS13にて、ウェーハ回転機構は真空チャック等によるウェーハの吸着を解除する。最後に、ステップS14にて、処理済みウェーハを搬出する。 Next, in step S13 as necessary, the wafer rotation mechanism releases the wafer suction by a vacuum chuck or the like. Finally, in step S14, the processed wafer is unloaded.
同一レシピを用いて処理すべきウェーハが、例えば1ロット分等、複数枚存在する場合には、ステップS2−S14を繰り返せばよい。 If there are a plurality of wafers to be processed using the same recipe, for example, for one lot, steps S2 to S14 may be repeated.
以上、実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。例えば、第2実施形態が有する更なる洗浄液供給装置30をいわゆる超音波ノズルとして、ウェーハの表面及び/又は裏面の洗浄度を高める構成としてもよい。
Although the embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist described in the claims. For example, the further cleaning
以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
洗浄液供給装置を、該装置の壁面がウェーハの端面に近接するように配置する配置段階と、
前記ウェーハの回転中に、前記洗浄液供給装置の前記壁面から前記ウェーハの端面に向けて、超音波振動が与えられた洗浄液を吐出する洗浄段階と、
を有し、
前記壁面は前記ウェーハの端部を包み込む溝状の断面形状を有する、
ウェーハ端面洗浄方法。
(付記2)
前記洗浄段階において、前記壁面に設けられた複数の吐出口から前記ウェーハの端面に向けて前記洗浄液を吐出する、付記1に記載のウェーハ端面洗浄方法。
(付記3)
前記洗浄段階において更に、更なる洗浄液供給装置を用いて前記ウェーハの表面に洗浄液を供給する、付記1又は2に記載のウェーハ端面洗浄方法。
(付記4)
前記ウェーハの前記回転の速度は30rpm−100rpmの範囲内である、付記1乃至3の何れか一に記載のウェーハ端面洗浄方法。
(付記5)
ウェーハの保持及び回転を行うウェーハ回転機構と、
前記ウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有する洗浄液供給装置であり、前記ウェーハの回転中に、前記壁面から前記ウェーハの端面に向けて、超音波振動が与えられた洗浄液を吐出する洗浄液供給装置と、
を有するウェーハ端面洗浄装置。
(付記6)
回転中の前記ウェーハの表面に洗浄液を吐出する更なる洗浄液供給装置、を有する付記5に記載のウェーハ端面洗浄装置。
(付記7)
前記ウェーハ回転機構は、各回転ローラが前記ウェーハの前記端面の裏面側で前記ウェーハに接触する3以上の複数の回転ローラを有し、前記複数の回転ローラは、前記ウェーハの自重により前記ウェーハを水平方向に維持する、付記5又は6に記載のウェーハ端面洗浄装置。
(付記8)
超音波発振子と、
前記超音波発振子から放射された超音波を伝達する超音波ホーンであり、洗浄すべきウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンの内部に延在し、洗浄液を導く導管であり、前記超音波ホーンにより伝達された前記超音波を前記洗浄液に伝播させて超音波洗浄液を生成する導管と、
前記導管と前記超音波ホーンの前記壁面との間に延在し、前記ウェーハの端面に向けて前記超音波洗浄液を吐出する導管出口と、
を有する洗浄液供給装置。
(付記9)
前記超音波ホーンは、洗浄すべきウェーハの外周に沿った、前記壁面を有する円弧部分を有し、前記導管出口は前記円弧部分に沿って複数設けられている、付記8に記載の洗浄液供給装置。
(付記10)
前記溝状の壁面は、前記ウェーハ端面の洗浄中、前記ウェーハ端面から均一の距離を有するように適合されている、付記8又は9に記載の洗浄液供給装置。
(付記11)
前記導管の少なくとも一部は、前記超音波発振子から放射される超音波の伝播方向に対して45°以上90°以下の角度を為す、付記8乃至10の何れか一に記載の洗浄液供給装置。
Regarding the above description, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
Arranging the cleaning liquid supply device so that the wall surface of the device is close to the end surface of the wafer;
During the rotation of the wafer, a cleaning step of discharging a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied from the wall surface of the cleaning liquid supply device toward the end surface of the wafer;
Have
The wall surface has a groove-like cross-sectional shape that wraps around the edge of the wafer,
Wafer edge cleaning method.
(Appendix 2)
The wafer end surface cleaning method according to
(Appendix 3)
3. The wafer end surface cleaning method according to
(Appendix 4)
The wafer end surface cleaning method according to any one of
(Appendix 5)
A wafer rotation mechanism for holding and rotating the wafer;
A cleaning liquid supply device having a groove-shaped wall surface that wraps around an edge of the wafer, and supplying a cleaning liquid that discharges a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied from the wall surface toward the end surface of the wafer during rotation of the wafer Equipment,
A wafer end surface cleaning apparatus.
(Appendix 6)
6. The wafer end surface cleaning apparatus according to
(Appendix 7)
The wafer rotating mechanism has three or more rotating rollers in which each rotating roller contacts the wafer on the back side of the end surface of the wafer, and the rotating rollers move the wafer by its own weight. The wafer end surface cleaning apparatus according to
(Appendix 8)
An ultrasonic oscillator,
An ultrasonic horn that transmits ultrasonic waves radiated from the ultrasonic oscillator, and an ultrasonic horn having a groove-like wall surface that wraps around an end of a wafer to be cleaned;
A conduit that extends inside the ultrasonic horn and guides the cleaning liquid; a conduit that propagates the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic horn to the cleaning liquid to generate the ultrasonic cleaning liquid;
A conduit outlet extending between the conduit and the wall surface of the ultrasonic horn and discharging the ultrasonic cleaning liquid toward an end surface of the wafer;
A cleaning liquid supply apparatus.
(Appendix 9)
The cleaning liquid supply apparatus according to appendix 8, wherein the ultrasonic horn has an arc portion having the wall surface along the outer periphery of the wafer to be cleaned, and a plurality of the conduit outlets are provided along the arc portion. .
(Appendix 10)
The cleaning liquid supply apparatus according to
(Appendix 11)
The cleaning liquid supply apparatus according to any one of appendices 8 to 10, wherein at least a part of the conduit forms an angle of 45 ° or more and 90 ° or less with respect to a propagation direction of the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic oscillator. .
1 ウェーハ
1a ウェーハ端面
1b ウェーハ端部
10 ウェーハ回転機構
20 超音波洗浄液供給ユニット(洗浄液供給装置)
21 超音波発振子
22 超音波ホーン
22a 超音波ホーン本体
22b 超音波ホーン円弧部分
22c 超音波ホーン円弧部分の壁面
23 洗浄液導管
24 洗浄液供給口
25 導管出口(洗浄液吐出口)
26 液膜
30 洗浄液ノズル(更なる洗浄液供給装置)
36 液膜
40 ウェーハ回転機構
41 回転ローラ
42 モータ
43、44 ギア
45 プーリー
46 タイミングベルト
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
26
36
Claims (5)
前記ウェーハの回転中に、前記洗浄液供給装置の前記壁面から前記ウェーハのベベル部に向けて、超音波振動が与えられた洗浄液を吐出する洗浄段階と、
を有し、
前記壁面は前記ウェーハの端部を包み込む溝状の断面形状を有し、該溝状の断面形状は、前記ウェーハのベベル部の洗浄中に前記ウェーハのベベル部との間に均一な間隔を有するように適合されている、
ウェーハ端面洗浄方法。 Arranging the cleaning liquid supply device so that the wall surface of the device is close to the bevel portion of the wafer;
During the rotation of the wafer, a cleaning step of discharging a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied from the wall surface of the cleaning liquid supply device toward the bevel portion of the wafer;
Have
The wall has a groove-like cross-sectional shape that wraps the ends of the wafer, the groove-like cross-sectional shape has a uniform gap between the bevel portion of the wafer during cleaning of the bevel portion of the wafer Have been adapted as
Wafer edge cleaning method.
前記ウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有する洗浄液供給装置であり、前記ウェーハの回転中に、前記壁面から前記ウェーハのベベル部に向けて、超音波振動が与えられた洗浄液を吐出する洗浄液供給装置と、
を有し、
前記溝状の壁面は、前記ウェーハのベベル部の洗浄中に前記ウェーハのベベル部との間に均一な間隔を有するように適合されている、
ウェーハ端面洗浄装置。 A wafer rotation mechanism for holding and rotating the wafer;
A cleaning liquid supply device having a groove-shaped wall surface that wraps around an edge of the wafer, and discharges a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied from the wall surface toward the bevel portion of the wafer during rotation of the wafer. A feeding device;
Have
The groove-like wall surface is adapted to have a uniform spacing with the bevel portion of the wafer during cleaning of the bevel portion of the wafer;
Wafer edge cleaning equipment.
前記超音波発振子から放射された超音波を伝達する超音波ホーンであり、洗浄すべきウェーハの端部を包み込む溝状の壁面を有する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンの内部に延在し、洗浄液を導く導管であり、前記超音波ホーンにより伝達された前記超音波を前記洗浄液に伝播させて超音波洗浄液を生成する導管と、
前記導管と前記超音波ホーンの前記溝状の壁面との間に延在し、前記ウェーハのベベル部に向けて前記超音波洗浄液を吐出する導管出口と、
を有し、
前記溝状の壁面は、前記ウェーハのベベル部の洗浄中に前記ウェーハのベベル部との間に均一な間隔を有するように適合されている、
洗浄液供給装置。 An ultrasonic oscillator,
An ultrasonic horn that transmits ultrasonic waves radiated from the ultrasonic oscillator, and an ultrasonic horn having a groove-like wall surface that wraps around an end of a wafer to be cleaned;
A conduit that extends inside the ultrasonic horn and guides the cleaning liquid; a conduit that propagates the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic horn to the cleaning liquid to generate the ultrasonic cleaning liquid;
A conduit outlet extending between the conduit and the groove-like wall surface of the ultrasonic horn and discharging the ultrasonic cleaning liquid toward the bevel portion of the wafer;
Have
The groove-like wall surface is adapted to have a uniform spacing with the bevel portion of the wafer during cleaning of the bevel portion of the wafer;
Cleaning liquid supply device.
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