JP7464467B2 - ウェーハ洗浄装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハ洗浄装置に関する。
ウェーハの製造では、インゴットをスライスすることによって、うねりや反りが形成されたウェーハが得えられる。このウェーハからうねりや反りを除去するために、特許文献１に開示のように、ウェーハの一方の面に、樹脂およびシートからなる保護部材を形成している。
そして、保護部材を介してチャックテーブルによってウェーハの一方の面を保持し、研削砥石によってウェーハの他方の面を研削することによって、うねりや反りを除去している。
ウェーハの他方の面の研削後には、特許文献２に開示のように、保護部材を剥離して、ウェーハの一方の面を研削する。これによって、所定の厚みのウェーハが製造される。
ウェーハから保護部材を剥離する際に、ウェーハの外周縁（エッジ）に樹脂が残ることがある。そこで、特許文献３に開示のように、ウェーハの外周縁を洗浄具によって洗浄することによって、付着した樹脂を除去している。
特開２０１７－１６８５６５号公報 特開２０１８－０９８２４１号公報 特開２０１９－０４７０５４号公報
しかし、従来の洗浄方法では、洗浄具としてのスポンジが消耗するなどのため、洗浄具の交換コストがかかる。
したがって、本発明の目的は、洗浄具を用いることなく、ウェーハの外周縁に付着した樹脂を除去することにある。
本発明のウェーハ洗浄装置（本ウェーハ洗浄装置）は、ウェーハの外周縁を洗浄するウェーハ洗浄装置であって、保持面によって、ウェーハの外周縁がはみ出るようにウェーハを保持する保持テーブルと、該保持面の中心を軸に該保持テーブルを回転させるモータと、該モータの回転速度を制御する回転制御部と、該保持面に保持されたウェーハの外周縁よりも外側から、ウェーハの外周縁に向かって高圧水を噴射して、ウェーハの外周縁を洗浄する洗浄手段と、を備え、該洗浄手段は、該ウェーハの外周縁よりも外側から、該保持面に平行な０度方向で、該ウェーハの外周縁に高圧水を噴射する第１ノズルと、該ウェーハの外周縁よりも外側上方から、該保持面に対して４５度下向きとなる方向で、該ウェーハの外周縁に高圧水を噴射する第２ノズルと、該ウェーハの外周縁よりも外側下方から、該保持面に対して４５度上向きとなる方向で、該ウェーハの外周縁に高圧水を噴射する第３ノズルと、を備え、該第１ノズルと該第２ノズルと該第３ノズルとが、ウェーハの周方向において互いに離間するように配置されている。
本ウェーハ洗浄装置では、該洗浄手段は、水とエアとを混合することによって、エアの圧力を利用した高圧水を噴射するように構成されていてもよい。
また、本ウェーハ洗浄装置では、該回転制御部は、該保持テーブルを１０ｒｐｍ以下の回転速度で回転させてウェーハの外周を洗浄した後、該保持テーブルを１０００ｒｐｍ以上の回転速度で回転させてウェーハを乾燥させるように構成されていてもよい。
本ウェーハ洗浄装置では、ウェーハの外周縁に対して、異なる３つの方向から高圧水を吹き付けることによって、外周縁をくまなく洗浄し、外周縁に付着した樹脂等を除去することが可能である。したがって、本ウェーハ洗浄装置では、外周縁の洗浄のために、消耗品となるスポンジなどの洗浄具が不要である。このため、洗浄具の交換作業が不要となるので、洗浄具の交換にかかるコストを回避することができる。
ウェーハ洗浄装置の構成を示す説明図である。図である。 ウェーハおよび保持テーブルと洗浄手段のノズルとを示す上面図である。 ウェーハ洗浄装置の他の構成を示す説明図である。
図１に示すように、本実施形態にかかるウェーハ洗浄装置１は、ウェーハ１００の外周縁１０１を洗浄するためのものである。外周縁１０１は、ウェーハ１００の一方の面から他方の面にかけて円弧状に面取りが形成されているため、丸みを帯びている。
また、ウェーハ１００は、既に研削加工が施され、その一方の面に形成されていた保護部材が剥離されている。したがって、ウェーハ１００の外周縁１０１には、保護部材の材料である樹脂等の汚れが付着している。ウェーハ洗浄装置１では、ウェーハ１００の外周縁１０１を洗浄することにより、この樹脂等の汚れを除去する。
ウェーハ洗浄装置１は、ウェーハ１００を保持するための保持テーブル１０を備えている。保持テーブル１０は、ウェーハ１００よりも小さい保持面１１を有している。この保持面１１は、たとえばポーラス材からなり、図示しない吸引源に連通されることにより、ウェーハ１００を吸引保持することができる。したがって、保持テーブル１０は、保持面１１によって、ウェーハ１００の外周縁１０１がはみ出るように、ウェーハ１００を保持する。
ウェーハ洗浄装置１は、さらに、保持テーブル１０の下面に備えられたスピンドル１３、スピンドル１３を回転させるモータ１５、および、モータ１５の回転速度を制御する回転制御部１７を備えている。
スピンドル１３は、保持面１１の中心を軸に回転可能なように構成されている。モータ１５は、スピンドル１３を回転させることによって、矢印２００に示すように、保持面１１の中心を軸に、保持テーブル１０を回転させることが可能である。
ウェーハ洗浄装置１は、さらに、保持テーブル１０の保持面１１に保持されたウェーハ１００における外周縁１０１の外側に、洗浄手段２０を有している。洗浄手段２０は、保持面１１に保持されたウェーハ１００の外周縁よりも外側から、ウェーハ１００の外周縁１０１に向かって、たとえば、外周縁１０１の厚み方向の中心に向かって、高圧水を噴射することにより、ウェーハ１００の外周縁１０１を洗浄する。
図１に示すように、洗浄手段２０は、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７の、３つのノズルを有している。
第１ノズル２１は、図１に矢印２０１によって示すように、ウェーハ１００の外周縁１０１よりも外側から、保持テーブル１０の保持面１１に平行な０度方向で、ウェーハ１００の外周縁１０１に高圧水を噴射する。
第２ノズル２４は、図１に矢印２０２によって示すように、ウェーハ１００の外周縁１０１よりも外側上方から、保持テーブル１０の保持面１１に対して４５度下向きとなる方向で、ウェーハ１００の外周縁１０１に高圧水を噴射する。
第３ノズル２７は、図１に矢印２０３によって示すように、ウェーハ１００の外周縁１０１よりも外側下方から、保持テーブル１０の保持面１１に対して４５度上向きとなる方向で、ウェーハ１００の外周縁１０１に高圧水を噴射する。
また、図２に示すように、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、ウェーハ１００の周方向において、たとえば１０度おきに、互いに離間するように配置されている。
また、図２に示すように、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７からの噴射される高圧水の水平面（保持面１１に平行な面）上での方向は、たとえば、保持面１１における径方向の中心（ウェーハ１００の中心）である中心点１２を向いている。
また、洗浄手段２０は、水とエアとを混合することによって、エアの圧力を利用した高圧水を噴射するように構成されている。
すなわち、図１に示すように、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、それぞれ、エア源２２および水源２３、エア源２５および水源２６、ならびに、エア源２８および水源２９に接続されている。
そして、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、それぞれの水源２３，２６および２９からの水と、それぞれのエア源２２，２５および２８からのエアとを混合することによって、エアの圧力を利用した高圧水、すなわち、水とエアとの混合水である二流体洗浄水からなる高圧水を生成し、この高圧水を噴射するように構成されている。
このように、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、二流体洗浄ノズルとして機能する。
なお、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、それぞれのエア源２２，２５および２８からのエアのみを噴射すること、および、それぞれの水源２３，２６および２９からの水のみを噴射することも可能なように構成されている。
また、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７を含む洗浄手段２０は、図１に示した洗浄制御部３０によって制御される。
次に、ウェーハ洗浄装置１の動作について説明する。
［洗浄動作］
初めに、洗浄動作が実施される。
この動作では、まず、保持テーブル１０の保持面１１によって、ウェーハ１００が保持される。
その後、洗浄制御部３０が、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７に対し、水源２３，２６および２９から、たとえば４０ｍｌ／ｍｉｎで水を供給するとともに、エア源２２，２５および２８から、たとえば７０ｌ／ｍｉｎでエアを供給する。
第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、供給された水とエアとを混合することにより二流体洗浄水からなる高圧水を生成し、それぞれに設定された上述した噴射方向で、ウェーハ１００の外周縁１０１に対する高圧水の噴射を開始する。
次に、回転制御部１７が、モータ１５を制御して、保持面１１によってウェーハ１００を保持している保持テーブル１０を、１０ｒｐｍ以下（たとえば、１ｒｐｍ）の回転速度で１回転させる。これにより、ウェーハ１００の洗浄が終了し、回転制御部１７が、モータ１５による保持テーブル１０の回転を停止する。これとともに、洗浄制御部３０が、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７への、水およびエアの供給を停止する。
この洗浄動作により、ウェーハ１００の外周縁１０１に付着した樹脂等の汚れが除去される。
なお、本実施形態においては、ウェーハ１００を１回転させる、ということは、ウェーハ１００の外周縁１０１の全ての部分に、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７から噴射された３つの高圧水が吹き付けられるように、ウェーハ１００が回転すること、を意味する。
ここで、図２に示したように、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、ウェーハ１００の周方向において、互いに離間するように配置されている。このため、１回転の回転角度は、ノズルの配置の角度範囲の分だけ、３６０度から大きくなる。
たとえば、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７が、ウェーハ１００の周方向において１０度おきに配置されている場合、ウェーハ１００を１回転させることは、ウェーハ１００を略３８０度回転させることを意味する。
［乾燥動作］
次に、乾燥動作が実施される。乾燥動作では、まず、回転制御部１７が、モータ１５を制御して、保持面１１によってウェーハ１００を保持している保持テーブル１０を、１０００ｒｐｍ以上（たとえば、２０００ｒｐｍ）の回転速度で、たとえば、２０秒間にわたって回転させる。この際、最初の１５秒間は、洗浄手段２０からのエア等の噴射はなされず、ウェーハ１００を保持している保持テーブル１０の回転によって、ウェーハ１００に付着している水が飛ばされる。
なお、洗浄動作で保持テーブル１０の回転を停止させないで、洗浄動作ののち直ちに乾燥動作の回転速度に切り換えてもよい。
そして、保持テーブル１０の回転から１５秒経過時に、洗浄制御部３０が、５秒間にわたって、エア源２２，２５および２８から、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７にエアを供給して、これらのノズルからのウェーハ１００に対するエアの噴射を開始する。この５秒間では、回転するウェーハ１００に３方向からエアが供給されて、ウェーハ１００の乾燥が促進される。
エアの供給開始から５秒後、すなわち、乾燥動作の開始から２０秒後、ウェーハ１００の乾燥が終了したとして、回転制御部１７が、モータ１５による保持テーブル１０の回転を停止する。これとともに、洗浄制御部３０が、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７へのエアの供給を停止する。
以上のように、本実施形態では、ウェーハ１００の外周縁１０１に対して、異なる３つの方向から高圧水を吹き付けることによって、丸みを帯びている外周縁１０１をくまなく洗浄し、外周縁１０１に付着した樹脂等の汚れを除去することが可能である。したがって、本実施形態では、外周縁１０１の洗浄のために、消耗品となるスポンジなどの洗浄具が不要である。このため、洗浄具の交換作業が不要となるので、洗浄具の交換にかかるコストを回避することができる。
なお、本実施形態では、乾燥動作の際、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７から、ウェーハ１００にエアが噴射される。これに関し、図３に示すように、ウェーハ洗浄装置１は、エアノズル４０をさらに備えていてもよい。エアノズル４０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持されているウェーハ１００の中央の上方に配置されて、ウェーハ１００に対して、矢印２０５に示すようにエアを噴射するように構成されている。
この場合、洗浄制御部３０は、乾燥動作において、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７からウェーハ１００へのエアの噴射に代えてあるいは加えて、エアノズル４０から、ウェーハ１００に向かってエアを噴射させる。
このように、エアノズル４０は、ウェーハ１００の回転中心にエアを吹き付けているため乾燥時間を短縮することができる。
また、保持テーブル１０の外周にエアを噴射させウェーハ１００の下面を乾燥させてもよい。
また、本実施形態では、洗浄動作の際、回転制御部１７は、ウェーハ１００を保持している保持テーブル１０を１回転させている。これに関し、回転制御部１７は、保持テーブル１０を、２回転以上回転させてもよいし、３６０度回転させてもよい。
また、本実施形態では、乾燥動作において、保持テーブル１０の回転のみによる乾燥を１５秒間にわたって実施した後、洗浄手段２０からのエアの噴射を加えた乾燥を５秒間にわたって実施している。これに関し、保持テーブル１０の回転のみによる乾燥の時間、および、エアの噴射を加えた乾燥の時間については、任意に設定されてよい。
また、本実施形態では、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７が、それぞれ、エア源２２，２５および２８、ならびに、水源２３，２６および２９を備えている。これに代えて、第１ノズル２１、第２ノズル２４および第３ノズル２７は、共通の１つのエア源および水源に連通されるように構成されていてもよい。
１：ウェーハ洗浄装置、
１０：保持テーブル、１１：保持面、１２：中心点、
１３：スピンドル、１５：モータ、１７：回転制御部、
２０：洗浄手段、
２１：第１ノズル、２２：エア源、２３：水源、
２４：第２ノズル、２５：エア源、２６：水源、
２７：第３ノズル、２８：エア源、２９：水源、
３０：洗浄制御部、
４０：エアノズル、
１００：ウェーハ、１０１：外周縁

Claims (3)

  1. ウェーハの外周縁を洗浄するウェーハ洗浄装置であって、
    保持面によって、ウェーハの外周縁がはみ出るようにウェーハを保持する保持テーブルと、
    該保持面の中心を軸に該保持テーブルを回転させるモータと、
    該モータの回転速度を制御する回転制御部と、
    該保持面に保持されたウェーハの外周縁よりも外側から、ウェーハの外周縁に向かって高圧水を噴射して、ウェーハの外周縁を洗浄する洗浄手段と、を備え、
    該洗浄手段は、
    該ウェーハの外周縁よりも外側から、該保持面に平行な０度方向で、該ウェーハの外周縁に高圧水を噴射する第１ノズルと、
    該ウェーハの外周縁よりも外側上方から、該保持面に対して４５度下向きとなる方向で、該ウェーハの外周縁に高圧水を噴射する第２ノズルと、
    該ウェーハの外周縁よりも外側下方から、該保持面に対して４５度上向きとなる方向で、該ウェーハの外周縁に高圧水を噴射する第３ノズルと、を備え、
    該第１ノズルと該第２ノズルと該第３ノズルとが、ウェーハの周方向において互いに離間するように配置されている、
    ウェーハ洗浄装置。
  2. 該洗浄手段は、水とエアとを混合することによって、エアの圧力を利用した高圧水を噴射する、
    請求項１記載のウェーハ洗浄装置。
  3. 該回転制御部は、該保持テーブルを１０ｒｐｍ以下の回転速度で回転させてウェーハの外周を洗浄した後、該保持テーブルを１０００ｒｐｍ以上の回転速度で回転させてウェーハを乾燥させるように構成されている、
    請求項１記載のウェーハ洗浄装置。
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