JPH0250426A - 半導体ウエーハの洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造工程における半導体ウェー
ハ（以下、ウェーハという）の洗浄技術に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造において、ウェー八表面には高い清浄
度が要求されており、各工程でウェーハには拡散前洗浄
、ＣＶＤ洗浄、レジスト除去洗浄等の洗浄処理が施され
ている。そして、これらの洗浄は近年−半導体装置の高
集積化によるパターンの微細化に伴い更にウェーハの清
浄度の向上が要求されてきている。そのため、拡散前洗
浄およびＣＶＤ前洗浄ではフッ酸洗浄、高温薬液洗浄を
行ない、レジスト除去洗浄では高温薬液洗浄、温水洗浄
、超音波洗浄を行なうというようにいくつかの処理を組
合せて１つの洗浄処理を行なっている。これらの洗浄を
行なう場合、実際にはフッ素樹脂または石英からなる収
納治具にウェーハを収納した状態で取扱い、収納治具ご
と洗浄槽内へ入れてウェーハの洗浄を行なっている。洗
浄後は遠心乾燥または蒸気乾燥によりウェーハを乾燥さ
せる。なお、ウェーハを洗浄する技術としては特開昭５
５−９９７２７が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、洗浄におけるウェーハの清浄度を向上
させる点について配慮されていなかった。

すなわち、フッ素樹脂からなる収納治具を用いてウェー
ハに一連の洗浄処理を施す場合、洗浄中に洗浄液（薬液
）が収納治具（フッ素樹脂）に浸透してしまう。そして
、その後の乾燥工程において収納治具（フッ素樹脂）が
高温雰囲気（蒸気乾燥雰囲気等）にさらされると収納治
具（フッ素樹脂）に浸透した薬液が染み出してきてウェ
ーハを汚染してしまう。また、石英からなる治具を用い
て洗浄する場合、洗浄液にフッ酸を用いたフッ酸洗浄に
よると石英は７ツ酸によって溶かされウェーハを汚染し
てしまう。また、超音波およびバブリング洗浄によると
ウェーハと石英とが擦れて異物が発生し、ウェーハを汚
染してしまう。このように、一連の洗浄処理を１つの収
納治具で行なうとウェーハが汚染されてしまい清浄度を
向上させることが困難であるという課題があった。

本発明の目的は、前記課題を解決したウェーハの清浄度
を向上させることができる半導体ウェーハの洗浄装置お
よび洗浄方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、本発明の半導体ウェーハの洗浄装置は、半導
体ウェーハを保持するフッ素樹脂からなる保持手段と、
半導体ウェーハを保持した状態で前記保持手段を前記洗
浄槽内に移動させる移動手段とを有することを特徴とす
るものである。

また、本発明の半導体ウェーハの洗浄方法は、フッ素樹
脂からなる保持手段にて半導体ウェーハを保持し、前記
半導体ウェーハを保持したまま前記保持手段を移動させ
て前記半導体ウェーハな洗浄槽内へ搬入し、前記半導体
ウェーハを前記保持手段に保持したまま洗浄することを
特徴とするものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、フッ素樹脂からなるウェーハ保
持手段によりウェーハを保持したまま洗浄するようにし
たため、ウェーハ保持手段は洗浄の際にのみウェーハを
保持することになる。従って、洗浄液にフッ酸等の薬液
を用いることにより保持手段に薬液が浸透しても、ウェ
ーハ保持手段自体が後の乾燥工程等で高温雰囲気にさら
されることがないため、ウェーハ保持手段から薬液が染
み出してウェーハが汚染されることを防止することがで
きる。また、ウェーハ保持手段はフッ素樹脂からなって
いるためフッ酸洗浄を行なっても溶けることなく、ウェ
ーハの汚染を防止することができる。以上のことから、
洗浄におけるウェーハの清浄度を向上させることができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明のウェーハ洗浄装
置に用いるウェーハ保持手段の一実施例を示す概略図で
あって、第１図（ａ）がウェーハ保持部の斜視図、第１
図６）が第１図（ａ）　Ｋ示すウェーハ保持手段のＡ−
Ａ′断面図である。フッ素樹脂からなるウェーハ保持爪
ｌが支持体４に形成した凹部５を介して支持体４に取付
けられており、矢印ＦおよびＧ方向に移動するように構
成されている。このウェーハ保持爪ＩＫはウェーハ収納
治具（図示せず）Ｋ形成した溝の数に対応してウェーハ
案内用の溝３を設けるとともに、ウェーハ保持爪ｌの側
壁に貫通するように形成した窓部２を有している。以上
の構成により、ウェーハをウェーハ保持手段に保持する
際には溝３に沿りてウェーハを移動させ、その後、相対
向するウェーハ保持爪１を矢印Ｆ方向へ移動させて挟持
する。これによりウェーハはウェーハ保持爪ｌの窓部に
入り込んだ状態で保持される。従って、この構成による
とウェーハを容易にしかも、確実に保持することができ
る。また、ウェーハの洗浄の際には窓部２を介して洗浄
液が流れろことができ、洗浄液をウェー７１表面に対し
て均一に供給することができる。

第２図は、本発明のウェーハ洗浄装置に用いるウェーハ
保持手段の他の実施例を示す概略図である。本実施例は
クエーノ・を１枚ずつ洗浄する枚葉処理式のウェーハ保
持手段である。支持体１４には凹部１５を介してフッ素
樹脂からなるウェーハ保持爪１１が摺動可能に取付けら
れている。そして、このウェーハ保持爪１１の相対向す
る内側の側壁の長手方向に、それぞれ溝１３を形成する
とともに、溝１３を形成した側壁の反対側の側壁へ貫通
する窓部１２を形成している。また、支持体１４の上面
にはガイド軸１７およびネジ１６を立設し、上方に設け
た支持ブロック２１と嵌合させている。ネジ１６は支持
ブロック２１上に取付けられたモーター１９により駆動
されるギヤ２０と噛み合っており、ギヤ２０が回転する
とネジ１６も回転するようになっている。一方、ガイド
軸１７は支持体１４に固定され、支持ブロック２１に対
しては摺動するように取付けられている。この構成によ
り、モーター１９の駆動力がギヤ２０およびネジ１６に
伝達され、支持体１４がガイド軸１７に沿って上下方向
に移動することになる。

さらに、支持ブロック２１にはネジ１６およびガイド軸
１７と直交する方向圧設けたネジ１８を嵌合させている
。このネジ１８を駆動手段（図示せず）により回転させ
て支持体を水平方向に移動させる。本実施例によると、
枚葉処理式の構造としたためウェーハ洗浄の均一性を向
上させることがで診る。また、ウェーハ保持爪１１を備
えた支持体１４を、上下方向ならびに水平方向へ容易に
移動させることができる。また、ウェーハ保持爪１１が
フッ素樹脂からなっているため、フッ酸洗浄を行なって
も石英のようにウェーハ保持爪１１が溶けてウェーハが
汚染されることを防止することができる。また、ウェー
ハ保持爪１１は洗浄の際のみウェーハを保持するため、
高温雰囲気にさらされずウェーハ保持爪１１に浸透した
薬液が忙じみ出てきてウェーハが汚染されろことを防止
することができる。

第３図に、本発明のウェーハの洗浄方法の一実施例に用
いるウェーハ収納治具を示す。このウェーハ収納治具３
０は複数の棒状の石英を固着してなるものである。そし
て、ウェーハ収納治具３０の長手方向に延在する４本の
石英３２にウェーハ３１を収納する溝（図示せず）を形
成している。

この溝は、ウェーハ収納治具３０が載置される面に対し
てウェーハ３１が垂直に収納されるよう忙形成されてい
る。これにより、ウェーハ３１の上下動を容易に行なえ
るようにしている。

第４図（ａ）乃至（ｆ）に本発明のウェーハ洗浄装置お
よびウェーハの洗浄方法の一実施例の概略図を示す。第
４図（ａ）乃至（０に従って本実施例のウェーハの洗浄
装置の動作とともにウェーハの洗浄方法を説明する。未
洗浄のウェーハ４５を収納したウェーハ収納治具４４を
ウェーハ洗浄装置にセットした状態を第４図（ａ）に示
す。この状態において、ウェーハ収納治具４４はテーブ
ル４２０貫通孔４Ｂの形成された部分の上方に載置され
ている。そして、このウェーハ収納治具４４の上方にウ
ェーハ保持爪４１を支持体４０で支持してなるウェーハ
保持手段を位置させている。このウェーハ保持手段は、
前記の第１図または第２図に示した構成と同様のもので
ある。また、ウェーハ収納治具４４の下方罠は、収納さ
れたウェーハ４５を昇降させる昇降手段４３を備えてい
る。さらに、テーブル４２のウェーハ収納治具４４を載
置した位置にフッ酸等の洗浄液４７で満たされた洗浄槽
４６を近接させて配置している。次に、第４図（６）に
示すようにウェーハ収納治具４４に収納されたクエーノ
１４５をウェーハ保持爪４１に移し換える。移し換えの
際には、ウェーハ収納治具４４の下方に備えられた昇降
手段４３を上昇させることによりウェーハ収納治具４４
に収納されたウエーノＳ４５を押し上げ、上方に位置さ
せたウェーハ保持爪４１へ移動させる。このウエーノ〜
４５を移動させる際には、ウェーハ保持爪４１に形成し
た溝（図示せず）がガイドとなり、クエーノ・４５を脱
落しないように移動させる。次に、第４図（Ｃ）に示す
ようにウェーハ保持爪４１によりウェーハ４５を保持す
る。

このウェーハ４５の保持の際には、矢印に示すように相
対向するウェーノー保持爪４１をそれぞれが近ずく方向
へ移動させてウエーノＳ４５を挟持する。

保持されたウェーハ４５は、ウエーノ１保持爪４１の窓
部（図示せず）に嵌挿された状態となり確実に保持され
る。そして、ウェー７１保持手段を矢印に示すように、
上昇、水平移動、下降させて洗浄槽４６ヘウエーハ４５
を搬入する。次に、第４図（ｄ）に示すようにウェーハ
４５をウェーハ保持爪４１に保持したまま洗浄する。洗
浄の際には、ウェーハ保持手段を揺動させたり、洗浄液
を流動させたり、バブリングを加えたりしてもよい。洗
浄が終わるウェーハ保持手段を矢印に示すように上昇、
水平移動、下降させてウェーハ４５をテーブル４８上に
載置したウェーハ収納治具４４の上方に搬入する。次に
、第４図（ｅ）に示すように、ウェーハ保持爪４１に保
持しているウェーハ４５をウェーハ収納治具４４へ移し
換える。この際には、昇降手段４３を予め上昇させてお
きウェーハ４５の下方に位置させる。そして、相対向す
るウェーハ保持爪４１の溝間隔がウェーハ４５の径より
も若干大きくなるように、ウェーハ保持爪４１を矢印に
示す方向へ移動させる。これにより、ウェーハ４５はウ
ェーハ保持爪４１の溝でガイドされながら昇降手段の下
降とともに降下し、第４１ｆｉ（ｆ）に示されるように
ウェーハ収納治具４４へ収納される。本実施例によると
、ウェーハ４５をフッ素樹脂からなるウェーハ保持爪４
１で保持しながら洗浄するよ５＆Ｃしたため、ウェーノ
ー保持爪４１に洗浄液が浸透しても、クエーノ・保持爪
４１自体が高温雰囲気にさらされることがなく、ウエー
ノ１保持爪４１から洗浄液が染み出し【ウェー７４５を
汚染することを防止することができる。また、洗浄は、
ウェーハ保持爪４１で保持して行なうため、ウェーハ収
納治具４４が汚染されることも防止することができる。

さらＫ、ウェーハ保持爪４１をフッ素樹脂からなるよう
にしたため、フッ酸洗浄を行なってもウェーハ保持爪４
１は溶けることなく、洗浄中にウエーノＳ４５が汚染さ
れるのを防止することができる。

第５図（ａ）乃至ωに本発明のウエーノ１洗浄装置およ
びウェーハの洗浄方法の他の実施例を示す。第５図（ａ
）乃至（２）に従って本実施例のクエーノ−の洗浄装置
の動作とともにつ二一ノ１の洗浄方法を説明する。第５
図（ωに示すように未洗浄のウェーハ５５を収納したウ
ェーハ収納治具５４をウエーノ１の洗浄装置のテーブル
５２上に載置する。このウェーハ収納治具５４の下方に
は、貫通孔５８が形成されており、貫通孔５８を通過し
て上下するように昇降手段５３が設けられている。また
、ウェーハ収納治具５４の上方にはフッ素樹脂からなる
ウェーハ保持爪５１と支持体５０からなるウェーハ保持
手段を位置させ、さらにその上方にフッ素樹脂からなる
治具保持爪５９と支持体６０からなる治具保持手段を位
置させている。そして、治具保持爪５９の先端は、Ｌ字
形状となっている。また、このウェーハ保持手段および
治具保持手段の基本的構造は前記の第１図または第２図
に示したウェーハ保持手段と同様である。一方、テーブ
ル５２に近接させ℃フッ酸洗浄槽５６．純水洗浄槽６７
゜薬液洗浄槽６８．純水洗浄槽６９の順に洗浄槽を配置
している。そして、フッ酸洗浄槽５６と純水洗浄槽６７
との間に貫通孔６２を有するテーブル６３を設けている
。このテープ／Ｌ／６３の下方には、貫通孔６２を通過
して上下する昇降手段を設けている。次に、第５図伽）
に示すようにウェーハ５５をウェーハ保持爪５１で保持
したままフッ酸洗浄槽５６へ搬入する。ウェーハ５５の
保持の際には、昇降手段５３を上昇させることＫよりウ
ェーハ５５を上昇させ、上方に位置させたウェーハ保持
爪５１へ移動させる。ウェーハ保持手段によりウェーハ
５５を保持してウェーハを７ツ酸洗浄槽５６へ搬入する
。その後、治具保持手段を降下させてウェーハ収納治具
５４を治具保持爪５９により保持する。ウェーハ収納治
具５４を保持した時には治具保持爪５９のＬ字形状とな
りている先端がウェーハ収納治具５４の下部に回り込ん
だ状態となっている。次に、第５図（Ｃ）に示すように
ウェーハ収納治具５４を治具保持手段によりテーブル６
３上へ搬入する。このウェーハ収納治具５４の搬入の際
には治具保持手段は矢印に示すように移動してウェーハ
５５を洗浄しているウェーハ保持手段の上方を通過し、
テーブル６３に形成した貫通孔６２の上方にウェーハ収
納治具５４を載置する。次に第５図（イ）Ｋ示すように
フッ酸洗浄を終えたウェーハ５５をウェーハ収納治具５
４に移し換える。この際には、治具保持手段を上昇させ
た後、フッ酸洗浄槽５６内に位置させたウェーハ保持手
段を矢印に示すように移動させ、ウェーハ収納治具５４
の上方に位置させる。そして、昇降手段６１を上昇させ
てウェーハ保持爪５１に保持したウェーハ５４の下部を
支持するように位置させる。

その後、相対向するウェーハ保持爪５１の間隔を着干広
げ、ウェーハ５５がウェーハ保持爪５１に形成していた
溝（図示せず）にガイドされて移動するようにする。昇
降手段を下降させることによりウェーハ５５を下降させ
、ウェーハ保持手段からウェーハ収納治具５４へ移し換
える。次に、第５図（ｅ）に示すようにウェーハを純水
洗浄する。この際には、ウェーハ保持手段を矢印に示す
ように移動させて次のウェーハの洗浄に備え【待機させ
る。そして、治具保持手段を下降させ、第５図伽）に示
したのと同様な動作によりウェーハ保持治具５４を保持
する。この治具保持手段を矢印に示すように移動させ、
ウェーハ５５を収納したウェーハ収納治具ごと純水洗浄
槽へ搬入する。搬入後は純水洗浄槽６７内でウェーハ５
５の洗浄を行なう。

本実施例におい【、洗浄中は治具保持爪５９が、洗浄槽
の上方に位置するようにしている。次ｋ。

第５図（０に示すようにウェーハ５５を収納したウェー
ハ収納治具５５を薬液洗浄槽６８へ搬入し洗浄を行なう
。この薬液洗浄には例えば過酸化水素とアンそニアを混
合した洗浄液を用いる。薬液洗浄後は純水洗浄槽６９に
てウェーハ５５を純水洗浄する。その後、第５図（２）
に示すように純水洗浄゛槽６９内のウェーハ収納治具５
４を治具保持手段により保持して引き上げ、乾燥等の次
工程へ搬入する。

本実施例によるとウェーハ保持手段によりウェーハ５５
を保持して洗浄を行なりている関にウェーハ収納治具５
４を次の処理を行なう位置に移動させるようにしたため
、洗浄中に次に洗浄するウェーハの準備ができ、洗浄効
率を向上させることができる。また、洗浄槽をテーブル
５２．６３よりも低い位置に設けたため、ウェーハ保持
手段や治具保持手段の移動量を最小限におさえることか
できる。さらに、フッ酸洗浄をフッ素樹脂からなるウェ
ーハ保持爪５１によりウェーハ５５を保持したまま行な
うため、ウェーハ保持爪５１が溶けて汚染されることを
防止することができる。また。

その他の洗浄忙ついては石英からなるウェーハ収納治具
５４にて保持して洗浄を行なうためウェーハの洗浄度が
保たれ、ウェーハ洗浄における清浄度を向上させること
かできる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、複数の洗
浄を行なう場合において洗浄の際には常にウェーハをウ
ェーハ保持手段で保持しながら行なうようにしてもよい
。また、ウェーハの洗浄装置に設けるウェーハ保持手段
や治具保持手段は複数であってもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、本願発明の半導体ウェーハの洗浄装置および
洗浄方法によると、フッ素樹脂からなるウェーハ保持手
段によりウェーハを保持して洗浄するようにしたため、
ウェーハ保持手段に洗浄液（薬ｇ）が浸透しても、ウェ
ーハ保持手段自体がその後の乾燥工程等により高温雰囲
気にさらされることがない。従って、ウェーハ保持手段
から洗浄液（薬液）が染み出してウェーハが汚染される
ことを防止することができる。また、クエーノ・保持手
段はフッ素樹脂からなっているためフッ酸洗浄を行なっ
ても溶けろことなく、ウェーハの汚染を防止することが
できる。以上のことから、洗浄におけるウェーハの汚染
を防止し、清浄度を向上したウェーハの洗浄装置および
洗浄方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のウェーハ洗浄装置に用いるウェ
ーハ保持手段の一実施例を示す概略図、第１図伽）は、
第１図（（転）に示したウェーハ保持手段のＡ−Ａ’断
面図、 第２図は本発明のウェーハ洗浄装置に用いるウェーハ保
持手段の他の一実施例を示す概略図、第３図は本発明の
ウェーハの洗浄方法に用いるウェーハ収納治具の概略図
、 第４図（ａ）乃至（ｆ）は本発明のウェーハ洗浄装置お
よびウェーハ洗浄方法の一実施例を示す概略図説明図、 第５図（ａ）乃至優）は本発明のウェーハ洗浄装置およ
びウェーハ洗浄方法の他の実施例を示す概略説明図であ
る。 １．１１，４１，５１・・・ウェーハ保持爪、２゜１２
・・・窓部、３，１３・・・溝、４，１４，４０．５０
゜６０・・・支持体、５，１５・・・凹部、１６．１８
・・・ネジ、１７・・・ガイド軸、１９・・・モーター
　２０・・・ギヤ、２１・・・支持ブロック、３０，４
４，５４・・・ウェーハ収納治具、３１，４５．５５・
・・ウェーハ３２・・・石英、４２．５２．６３・・・
テーブル、４３゜５３．６１・・・昇降手段、４６・・
・洗浄槽、４７・・・洗浄液、４８．５８，６２・・・
貫通孔、５６・・・フッ酸洗浄槽、５７・・・フッ酸洗
浄液、６４．６６・・・洗浄水（純水）、６５・・・洗
浄水（過酸化水素とアンモニアの混合液）、６７．６９
・・・純水洗浄槽、６８・・・薬液洗浄槽。 第　　１　　図 （ｂ） Ｆ ｑ□ Ｆ□ □ｑ 第 図 第 図 （Ｃ） （ｄ−ン ４ゝ−ウェーハ ４Ｃ−ズ碑糟 第 図 ３０−ラエーハ峻耐巧！ Ｌ７′／−ウェー／＼ 第 図 （ｅ＞ （チ） 句 第 図 （ｅ） 第 図 第 図 （矛） マＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェーハを洗浄槽にて洗浄する洗浄装置にお
   いて、半導体ウェーハを保持するフッ素樹脂からなるウ
   ェーハ保持手段と、半導体ウェーハを保持した状態で前
   記ウェーハ保持手段を洗浄槽内に移動させる移動手段と
   を有することを特徴とする半導体ウェーハの洗浄装置。 ２、半導体ウェーハを洗浄槽にて洗浄する洗浄装置にお
   いて、ウェーハ収納治具に収納した半導体ウェーハを昇
   降させる昇降手段と、前記昇降手段により上昇させた前
   記半導体ウェーハを保持するウェーハ保持手段と、前記
   半導体ウェーハを保持したまま前記ウェーハ保持手段を
   洗浄槽へ移動させる第１の移動手段と、前記ウェーハ収
   納治具を保持する治具保持手段と、前記ウェーハ収納治
   具を保持した治具保持手段を他の位置へ移動させる第２
   の移動手段とを有することを特徴とする半導体ウェーハ
   の洗浄装置。 ３、半導体ウェーハを洗浄槽にて洗浄する洗浄方法にお
   いて、フッ素樹脂からなるウェーハ保持手段にて半導体
   ウェーハを保持し、前記半導体ウェーハを保持したまま
   前記ウェーハ保持手段を移動させて前記半導体ウェーハ
   を洗浄槽内へ搬入し、前記半導体ウェーハを前記ウェー
   ハ保持手段で保持したまま洗浄することを特徴とする半
   導体ウェーハの洗浄方法。 ４、フッ素樹脂からなる保持手段により半導体ウェーハ
   を保持した状態でフッ酸洗浄を行ない、フッ酸洗浄後に
   前記半導体ウェーハをウェーハ収納治具に移し換えて他
   の処理を行なうことを特徴とするウェーハ洗浄方法。