JPH0276227A

JPH0276227A - 基板の洗浄乾燥方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0276227A
Application number: JP22798788A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Koyanagi; 小柳　哲雄; Toshio Takedachi; 竹達　敏雄; Masazumi Nakarai; 半井　正澄
Original assignee: SUGAI KK
Current assignee: SUGAI KK
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-15
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH07111963B2

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ｊこの発明は、半導体ウェハやガラスマスク等の基板を自
動的に洗浄、乾燥するのに有効な方法と装置に関するも
のである。

［従来の技術ｌ半導体ウェハをメガソニック洗浄、ＨＦエツチング、乾
燥からなる一連の工程により自動的に洗浄、乾燥する工
程のあることは周知である。すなわちメガソニック洗浄
は、石英ガラス槽にヒートコントロールされたＮ）＋４
　０８．Ｈ２ｏ２．純水の混合液を入れ、ウェハを浸せ
きして槽の底に固定された９５０ＫＨｚの振動子により
振動させてウェハ表面に付着した異物を洗い落とす、Ｈ
Ｆエツチングは、石英ガラス槽にＨＦと純水の混合液を
入れ、ウェハを浸せきしてウェハ表面のエッチングを行
う、乾燥は、洗浄液からウェハを微速度で引き上げ、洗
浄液の表面張力を利用して静的に乾燥するスタティック
乾燥、純水をインプロピルアルコールで置換するＩＰＡ
乾燥等である。

［発明が解決しようとする問題点１これら従来の工程では、ウェハはすべて第１図に示すよ
うなフッ素樹脂製のキャリア１に担持され処理されてい
た。フッ素樹脂製のキャリア１は１個当り２０〜２６枚
のウェハを相互に接触しないように担持するための案内
溝２が形成されてあり、非常に複流な形状をしている。

そのためキャリア１の案内溝２に接触したウェハの表面
が十分に洗浄、乾燥されなかったり、ＨＦ工・７チング
中にキャリア表面から溶出してくる有機物のためウェハ
が汚染されるという問題点があった。

１　発明が問題点を解決するための手段］本発明は上記
欠点の原因となるキャリアを洗浄乾燥工程中に一切使用
せず、クリーン度をア・ツブした基板の洗浄乾燥方法と
装置を提供するものである０本発明においてキャリアが
介在するのは、本発明による装置入口であるローダ部と
出口であるアンローダ部のみで、洗浄、乾燥工程中のハ
ンドリングは、ウェハとの接触面積が小さくウェハを等
間隔に保持する形状のロボットが行うようにした。

［作　用１ウェハを接触面積が小さいチャッキングで保持するため
ウェハの洗浄、乾燥残しがなく、又キャリアを使用しな
いためＨＦエツチング中に有機物の溶出がなくウェハが
汚染されることがない。

Ｉ　実施例］本発明の実施例を図面により説明する。

第２図は本発明の一実施例の概略断面構成図であり、本
発明による基板の洗浄乾燥装置３は、台座４が取付けら
れたハウジング５を有し、その内部には図示左側から順
にローダ部６、チャッキング洗浄部７、メガソニック洗
浄部８、ＨＦエッチンけている。又、その上部には２台
のチャッキング１２．１３とその搬送部１４を設け、更
にその上部には清浄な風を送るための送風ＩＲ（図示せ
ず）とフィルタ１５とを設けている。ローダ部６にはキ
ャリアｌを置くための載置部１６が有り、その下部には
キャリア１内の複数のウェハ１７（以下ウェハ１７と記
す）のオリフラ１７ａを上部に揃えるためのオリフラ合
わせ機構１８と、ウェハ１７をキャリア１から垂直に押
し出すためのリフト手段１９とを設けている。オリフラ
合わせ機構１８はウェハ１７の周縁部に接触して回転さ
せるためのシリコンゴム製の駆動ローラ２０と、駆動ロ
ーラ２０をキャリア１の真下まで水平移動するための水
平駆動装置２１と、駆動ローラ２０を持ち上げてキャリ
アｌ内のウェハ１７に接触させるための垂直駆動装置２
２とで構成されており、リフト手段１９はウェハ支持バ
ー２３とブツシュロッド２４とエアシリンダ２５とで構
成されている。チャッキング１２（１３）は第３図に詳
細に示すが２本の連結パイプ２６．２７と連結ボックス
２８とで搬送部１４に連結され、搬送部１４内の駆動機
構（図示せず）により水平移動、垂直移動、ウェハ１７
の把持が行われる。連結ボックス２８には１本の固定ア
ーム２９が固定され、２本の回動アーム３０．３１が一
定角度回動するように支持されている。固定アーム２９
の先端には静止プレート３２が固定され、静止ル−ト３
２にはウェハ１７を相互に接触しないように担持するた
めの案内溝３３が形成された石英ガラスのガイド３４３
５が各々プレート３６．３７と各々２本の固定バー３８
．３８と２本のボルト３９．３９により左右対称的に挟
持固定されている０回動アーム３０３１の先端には各々
扇動プレート４０．４１が固定され、扇動プレート４０
．４１には各々前記ガイド３４．３５と同様にウェハ１
７を相互に接触しないように担持するための円周講４２
が形成された石英ガラス製の溝付バー４３．４４（図示
せず）が、各々プレート４５．４６と各々２本の固定バ
ー３８．３８及び２本のボルト３つ、３９によりやはり
左右対称に挟持固定されている０以上のように構成され
たチャッキング１２（１３）でウェハ１７を担持する場
合は、ガイド３４と３５でウェハ１７の水平方向中心線
上の左右周縁部４７４８を案内し、２本の溝付バー４３
．４．４が前記左右周縁部４７．４８からウェハ１７の
中心からの角度で各々約３０°下側の周縁部４９．５０
を支持しているだけで、強固にウェハ１７を把持してい
るわけでわない、すなわち、ウェハ１７の下端を押し上
げれば容易に上方に移動する状態に保持されている。チ
ャッキング１２（１３）がウェハ１７を解放する場合は
、回動アーム３０と３１が搬送部１４内の図示しない駆
動装置により各々矢印５１．５２方向に一定角度回動さ
れ、つれて扇動プレート３９及び４０が矢印５３．５４
方向に扇動されて左右２本の溝付バー４３と４４の間隔
がガイド３４と３５の間隔と同距離になるまで拡張され
、ウェハ１７が下方に解放される。

第２図において、チャッキング洗浄部７には純水をスプ
レーしてチャッキング１２のガイド３４３５や溝付バー
４３．４４等を洗浄するための洗浄ノズル５５．５６が
設けである。メガソニック洗浄部８には石英ガラス製の
オーバフロー槽５７が置かれ、その下部に約９５０ＫＨ
ｚの周波数で発振するメガソニック発振器５８が固定さ
れている。オーバフロー槽５７には工場内配管（図示せ
ず）からＨ２０２が、メガソニック洗浄部８の下部に置
かれ工場内配管によりＮ）（４０Ｈと純水が供給される
貯液タンク５９から図示しないポンプによりＮＨ，ＯＨ
と純水の混合液が供給されて混合され洗浄液になる。オ
ーバフロー槽５７は第４図に詳細を示すように、外槽６
０の内側に外槽より高さが少し低い内槽６１が有り、内
槽６１の内側にはウェハ１７を相互に接触しないように
保持するための案内溝６２が形成されている。オーバフ
ロー槽５７へのウェハ１７の出し入れは、垂直駆動装置
く図示せず）に連結されたリフトパー６３により行われ
、チャッキング１２とオーバフロー槽５７との間でウェ
ハ１７の受渡しが行われる。

リフトパー６３のウェハ１７との接触部は細いスリット
６４が形成してあり、ウェハ１７を洗浄液から取り出す
際毛管現象により最後の液切りを行い、ウェハ１７の乾
燥速度を早める効果がある。

ＨＦエツチング部９には、前記メガソニ・ｙり洗浄部８
と同様にＨＦと純水の混合液を入れるための石英ガラス
製のオーバフロー槽６５が有り、その構造はメガソニッ
ク洗浄部８のオーバフロー槽５７と全く同一である。Ｈ
Ｆと純水の混合液の供給はＨＦエツチング部９の下部に
置かれ工場内配管（図示せず）によりＨＦと純水が供給
される貯液タンク６６からポンプ（図示せず）により供
給される。オーバフロー槽６５へのウェハ１７の出し入
れは、メガソニック洗浄部８と同様に垂直駆動装置（図
示せず）に連結されたリフトパー６７により行われる。

リフトパー６７は前記リフトパー６３と同一形状であり
、ウェハ１７の液切り、乾燥に関して同一の効果を有す
る。ＩＰＡ乾燥部１０にはステンレス製のＩＰＡ槽６８
が置かれ、その底部にはＩＰＡ液を暖めて蒸発させるた
めのヒータ６９が、その上部には蒸発したＩＰＡ蒸気を
凝縮して繰返し利用するための凝縮器７０が設けである
。又、ＩＰＡは揮発性で引火化が強いためＩＰＡ槽６８
の上側に両開きのオートシャッタ７１が設けてあり、さ
らにＨＦエツチング部９との境界アンローダ部１１との
境界に各々オートシャッタ７２．７３が設けてありＩＰ
Ａの外部への漏れを防止している。ＩＰＡ槽６８へのウ
ェハ１７の出し入れは、ウェハ授受装置７４により行わ
れる。

ウェハ授受装置７４は、第５図に示すようにチャッキン
グ１２に用いられている溝付バー４３と同−構造の４本
の溝付バー７５．７６．７７．７８が固定されたブロッ
ク７９が２本のバイ１８０と８１とで垂直駆動装置（図
示せず）に接続され、１本の溝付バー８２が固定された
ブロック８３が１本のパイプ８４で別の垂直駆動装置（
図示せず）に接続された構造になっており、ＩＰＡ槽６
槽内８内理中のウェハ１７は５本の溝付バーで保持され
る。前記２本のパイプ８０と８１とを駆動する垂直駆動
装置にはパイプ８４を駆動する垂直駆動装置が載置され
ているため、パイプ８０と８１が垂直移動されるとパイ
プ８４も一緒に同距離だけ垂直移動し、したがってブロ
ック７９に固定された４本の溝付バー７５．７６．７７
．７８とブロック８３に固定された１本の溝付バー８２
とが同時に移動し、ウェハ１７を持ち上げたり下げたり
する。さらにバイブ８４を駆動する垂直駆動装置により
バイブ８４を垂直移動するとブロック８３とそれに固定
された溝付バー８２のみが垂直移動してウェハ１７の周
縁下部を持ち上げたり下げたりすることができる。ＩＰ
Ａ乾燥部１０では、チャッキング１２からウェハ授受装
置７４にウェハ１７を移載してＩＰＡ乾燥後、今度はウ
ェハ授受装置７４から別のチャッキング１３にウェハ１
７を再び移載する工程を経るが、次に移載の方法を詳し
く述べる。ウェハ授受装置７４の真上に停止しているチ
ャッキング１２に対しウェハ授受装置７４が実線８５で
示す位置まで上昇して停止し、次に溝付バー８２のみが
上昇してウェハ１７の周縁下部を持ち上げ、二点鎖線８
６の位置まで持ち上げて停止する。この状態で、チャッ
キング１２の扇動プレート４０．４１が矢印５３．５４
方向に扇動して二点鎖線４０ａ、４１ａの位置まで開き
、溝付バー４３と４４との間隔がガイド３４と３５との
Ｉｎ隔と同距離だけ離され、ウェハ１７が下降する際の
ガイドとなる９次に溝付バー８２が下降して実線８７の
位置まで下がると、ウェハ１７は５本の溝付バー７５．
７６．７７．７８．８２によってウェハ１７を相互に接
触しないように保持される。これでチャッキング１２か
らウェハ授受装置７４への移載は終了し、次にウェハ授
受装置７４全体が下降してＩＰＡ槽６槽内８内端位置で
停止し、ウェハ１７がＩＰＡ乾燥される。

ウェハ授受装置７４からチャッキング１３への移載は、
前記チャッキング１２からウェハ授受装置１ｆ７４への
移載と全く逆工程で行われるため詳細な説明は省略する
。

アンローダ部１１には清浄なキャリア８８を置くための
載１部８９が有り、その下部にはキャリア８８内に洗浄
乾燥済みのウェハ１７を収納するためのリフト手段９０
が設けである。リフト手段９０はローダ部６のリフト手
段１９と同一構造であり、説明を省略する。

次に、以上のように構成された本発明を用いてウェハを
洗浄、乾燥する場合の動作について工程順に列記して説
明する。

１）洗浄、乾燥すべきウェハ１７が収納されたキャリア
１を人手もしくはロボットハンドで載置部１６の設定位
置に載せる。

２）オリフラ合わせ機構１８の駆動ローラ２０が前記キ
ャリア１の真下でウェハ１７の周縁下部に接触するまで
移動し、駆動ローラ２０が回転してウェハ１７のオリフ
ラ１７ａを上部に合わせる。

３）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１がキャ
リア１の真下で扇動して開く。

４）リフト手段１９のブツシュロッド２４がエアシリン
ダ２５により押し上げられ、ウェハ支持バー２３がウェ
ハ１７を持ち上げてキャリア１から押し出し、チャッキ
ング１２のチャッキング位置で停止する。

５）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１が扇動
して閏じる。

６）ブツシュロッド２４が下降し、ウェハ１７の下部が
チャッキング１２の溝付バー４３．４４の清４２に入り
保持される。

７）チャッキング１２がメガソニック洗浄部８のオーバ
フロー槽５７の真上まで水平移動する。

８）チャッキング１２が下降して受渡し位１で停止し、
ウェハ１７をオーバフロー槽５７の上端に接近させる　
。

９）リフトバー６３が上昇してウェハ１７の周縁下部を
持ち上げ停止する。

１０）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１が扇
動して開く。

１１）リフトパー６３が下降してウェハ１７をオーバフ
ロー槽５７の内槽６１の案内溝６２に沿って導き、Ｎ　
Ｈ４０Ｈ、Ｈ２０２、純水の混合液である洗浄液中に浸
せきして停止する。

１２）メガソニック発振器５８が発振して、音波エネル
ギがオーバフロー槽５７の底からウェハ１７の表面に沿
って平行に進み、ウェハ表面の不要な微粒子を取り去る
。（数分〜士数分）１３）洗浄液を廃液すると同時に純
水のみをオーバフロ槽５７に流入して１喚し、ウェハ１
７を純水のみで洗浄する。（数分〜十数骨）１４）メガ
ソニック洗浄が終了すると、オーバフロー槽５７内のリ
フトパー６３が静かに上昇しウェハ１７を受渡し位置ま
で持ち上げる。この際ウェハ１７の周縁下部に残った純
水をリフトパー６３のスリット６４が毛管現象により吸
引除去し乾燥を早める。

１５）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１が扇
動して閉じ、メガソニック洗浄済みのウェハ１７をチャ
ッキングする。

１６）チャッキング１２がＨＦエッチ２７部９のオーバ
フロー槽６５の真上まで水平移動し、下降して受渡し位
１で停止し、ウェハ１７をオーバフロー槽６５の上端に
接近させる。

１７）リフトパー６７が上昇してウェハ１７の周縁下部
を持ち上げ停止する。

１８）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１が扇
動して開く。

１９）リフトパー６７が下降してウェハ１７をオーバフ
ロー槽６５の溝に沿って導き、ＨＦと純水との混合液で
あるＨＦエツチング液中に浸せきして停止する。

２０）ＨＦエツチング液によりウェハ１７の表面がエツ
チングされ不要な微粒子を取り去る。（数分間）２１）ＨＦエツチング液を廃液すると同時に純水のみを
オーバフロー槽６５内に流入して置換しウェハ１７を純
水のみで洗浄する。（数分〜十数骨）２２）ＨＦエツチングが終了すると、オーバフロー槽６
５内のリフトパー６７が静かに上昇し、ウェハ１７を受
渡し位置まで持ち上げる。この際ウェハ１７の周縁下部
に残った純水をリフトパー６７のスリットが毛管現象に
より吸引除去し、乾燥を早める。

２３）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１が扇
動して閉じ、ＨＦエツチング済みのウェハ１７をチャッ
キングする。

２４）オートシャッタ７２が開き、チャッキング１２が
ＩＰＡ乾燥部１０のＩＰＡ槽６８の真上まで水平移動し
て停止し、オートシャッタ７２が閉じる。

２５）オートシャッタ７１が開きチャッキング１２が下
降して受渡し位置で停止し、ウェハ１７をＩＰＡ槽６８
の上端に接近させる。

２６）ＩＰＡ槽内のウェハ授受装置７４が上昇してチャ
ッキング１２に接近し受渡し位置で停止する。

２７）ウェハ授受装置７４のうち溝付バー８２のみが上
昇してウェハ１７の周縁下部を持ち上げ停止する。

２８）チャッキング１２の扇動プレート４０．４１が扇
動して開く。

２９）溝付バー８２が下降し、ウェハ１７をチャッキン
グ１２のガイド３４．３５、溝付バー４３４４により案
内して、ウェハ授受装置７４の溝付バー７５．７６．７
７．７８まで導き保持する。

３０）ウェハ授受装置７４が下降してＩＰＡ槽６槽内８
内端位置で停止すると同時にオートシャッタ７１が閉じ
る。

３１）ヒートコントロールされたＩＰＡの蒸気でウェハ
１７の表面に残存した純水を置換する。

この間にチャッキング１２は、上昇後水平移動してチャ
ッキング洗浄部７の真上まで戻って下降し洗浄ノズル５
５．５６から噴出する純水により洗浄された後ローダ部
６まで戻り、次のウェハ１７の洗浄工程に移る。一方、
もう一つ別のチャッキング１３がアンローダ部１１から
ＩＰＡ槽６８の真上まで移動して待機している。

３２）ＩＰＡ乾燥が終了するとオートシャッタ７１が開
き、ウェハ授受装置７４が上昇し、チャッキング１３が
下降して相互に接近して受渡し位置で停止する。

３３）ウェハ授受装置７４の溝付バー８２のみが上昇し
、ウェハ１７の周縁下部を持ち上げ停止する。

３４）チャッキング１３の扇動プレート４０゜４１が扇
動して閉じる。

３５）溝付バー８２が下降して、ウェハ１７の下部がチ
ャッキング１３の溝付バー４３．４４により保持される
。

３６）ウェハ授受装置７４が下降、チャッキング１３が
上昇後、オートシャッタ７１が閏じる。

３７）オートシャッタ７３が開き、チャッキング１３が
水平移動してアンローダ部１１に載置された洗浄乾燥済
みのキャリア８８の真上まで移動する。この間に純水と
置換したＩＰＡが蒸発してウェハ１７が乾燥する。

３８）チャッキング１３が下降し、キャリア８８の上端
に接近して受渡し位置で停止する。

３９）リフト手段９０のウェハ支持バー９１が上昇して
、ウェハ１７の周縁下部を持ち上げる。

４０）チャッキング１３の扇動プレート４０．４１が扇
、動して開く。

４１）ウェハ支持バー９１が下降して、ウェハ１７をキ
ャリア８８の溝に沿って収納する。

４２）洗浄乾燥済みのウェハ１７を収納したキャリア８
８を、人手もしくはロボットハンドでアンローダ部１１
から取り出す。

以上で１工程が完了するが、スループットを上げるため
ＩＰＡ乾燥中に別のウェハが洗浄処理される。

［効　　果　　］以上のように本発明によれば、洗浄、乾燥工程中に全く
キャリアを使用しないため、ウェハの洗浄、乾燥が十分
に行われ、ＨＦエツチング中の有ｆｉ物の溶出がなくウ
ェハが汚染されることがない効果を有する。又、キャリ
アを使用しないことにより各処理槽を小さくでき、従っ
て処理液の使用量が少なくて済み、コストダウンを計れ
る効果をも合わせ持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はキャリアの斜視図、第２図は本発明の一実施例
の概略断面構成図、第３図はチャッキングの斜視図、第
４図はオーバフロー槽とリフトバーの一部断面斜視図、
第５図はチャッキングとウェハ授受装置との相関図であ
る。３・・・基板の洗浄乾燥装置、６・・・ローダ部８・・
・メガソニック洗浄部、９・・・ＨＦエツチング部、１
０・・・ＩＰＡ乾燥部、１１・・・アンローダ部、１２
．１３・　・チャッキング、１４　・　搬送部、１８・
・・オリフラ合わせ機構、１つ、９０　　・リフト手段
、３３．６２・案内講、３４．３５・・・ガイド、４３
，４４講付バー、５７．６５　・・オーバフロー槽、５
８　　・メガソニック発振器、６３．６７・リフトバー
、７４・・・ウェハ授受装置出願人代理人　　　半　井
　　正　澄第１圓吊４図窮３図

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体、ガラス等から成る基板を洗浄、乾燥するに
際し、基板を担持したキャリアから基板を基板相互間を
一定間隔に保って取り出し、メガソニック洗浄、ＨＦエ
ッチング等の洗浄工程及びスタティック乾燥、ＩＰＡ乾
燥等の乾燥工程を経由して、再びキャリアに前記基板を
収納することを特徴とする基板の洗浄乾燥方法。２、半導体、ガラス等から成る基板を洗浄、乾燥する装
置において、基板を担持したキャリアから基板を持ち上
げたり、空のキャリアに基板を収納するための少なくと
も１つ以上のリフト手段と基板を基板相互間を一定間隔
に保って担持するための少なくとも１つ以上のチャッキ
ングと、前記チャッキングを洗浄、乾燥の各工程部まで
移動するための搬送部とを備えたことを特徴とする基板
の洗浄乾燥装置。３、前記洗浄、乾燥の各工程部において、基板を基板相
互間を一定間隔に保って保持するように構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の基板の洗浄乾燥
装置。