JPH03260085A - 半導体ウエハ表面処理装置 - 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］ この発明は、例えば半導体ウェハの表面に、薬品により
メツキ、エツチング、洗浄等の処理を施す表面処理装置
に関する。

［従来の技術］ 半導体装置の製造工程において、半導体ウェハにエツチ
ングあるいはメツキ等の処理を施す場合、この半導体ウ
ェハの表面を特定の処理液である薬品によって処理する
必要があり、このため半導体ウェハの処理面に処理薬品
を塗布する工程が必要となる。

第５図はこの様な半導体ウェハの表面処理を行う従来の
装置の例を示すもので、この処理装置においては、処理
薬品を噴射するノズル１１を備える。

このノズル１１の周囲には、セル１２が設けられ、ノズ
ル１１から噴出された例えばメツキ液のような処理薬品
はこのセル１２部で回収され、循環槽１３に戻される。

この循環槽１３の処理薬品は、ポンプ１４によってノズ
ル１１部に圧送される。

ノズル１１の上部には、真空を利用したチャック１５が
設置され、このチャック１５によって被処理部材である
半導体ウエノ＼ｉ６を保持し、このウエノＸ１６の処理
面（回路面）をノズル１１の処理薬品の噴射面に、小間
隔（数ｍｍ）を設定して対向させるようにする。すなわ
ち、ノズル１１からの処理薬品の噴流は、半導体ウェハ
１６の処理面に当たり、このウェハ１６の処理面とノズ
ル１１の面との間に形成される円盤状の空間を介してノ
ズル１１の周囲に流れ、セル１２で回収される。

チャック１５は、モータ１７によって矢印で示されるよ
うに回転されるものであり、処理薬品がウェハ１Ｂの処
理面に噴射されているときに、このウェハ１６が回転さ
れて、処理薬品がウェハ１６の処理面に均等に接触され
るようにする。

このモータ１７を含むチャック１５は、アーム１８によ
って支持されている。このアーム１８は垂直に設定され
るガイド軸】９に沿って上下動自在に支持されており、
さらにねじ軸２０に螺合されている。すなわち、ねし軸
２０の回転によってチャック１５が上下方向に移動され
、このチャック１５て保持した半導体ウェハ１６をノズ
ル１１の上に所定間隔て設定するようにしている。ねじ
軸２０はモータ２１によって回転制御され、このモータ
２１によって半導体ウェハ１６が上下方向に移動され、
ウェハ１Ｂがノズル１１の上で移動制御される。

この様なノズル機構は、例えば複数組並べて設置される
もので、これらのノズル機構に対して、チャック１５は
横方向に移動されて、各ノズル機構部のそれぞれノズル
１１に対して順次対向設定され、複数の処理工程が配置
されるようにする。このため工程間搬送機構が設けられ
るもので、アーム１８を支えるガイド軸１９およびねじ
軸２０は、フレーム２２に取り付は設定され、このフレ
ーム２２は水平状態にされたガイドレール２３１．２３
２に沿って、水平方向に移動されるように構成する。こ
の場合、ガイドレール２３１．２３２に平行に設定した
ねじ軸２４によって、フレーム２２が移動制御され、チ
ャック１５およびこれに保持された半導体ウェハ１６が
、各工程それぞれのノズル１１の処理液噴々・１面に、
所定の間隔で対向設定されるようにする。

この様に構成される表面処理装置にあっては、各構成部
品の製作誤差、および可動部分のゆるみ等が組み合わさ
れて、半導体ウェハ１６とノズル１１の噴射面との間に
形成される間隙にその誤差分が現れ、例えば第６図に示
すように半導体ウェハｌＢの処理面とノズル１１とが平
行とならないことかある。したがって、ノズル１１とウ
ェハ１６との間隔が、ａおよびｂで示すように場所によ
り異なる。

ノズル１１の面に対してウェハ１６の処理面が傾斜した
ような状態となると、このウェハ１６の処理面に沿って
流れる処理薬品の流れの分布が不均一となり、処理面の
品質が不安定となる。

この様な問題点を解決するために、従来にあってはウェ
ハ１６とノズル１１との間隔を、例えば３〜５ｍｍと広
くしも処理可能とされるように、処理薬品の噴流量を多
く　（例えば１０Ｉｌ／分以上）していた。

また、複数の処理工程が並べて設置された場合、その各
処理工程において、第７図で示すようにそれぞれのノズ
ルＩｌｌ　、１１２とウェハ１６とのそれぞれの距離が
、Ｃおよびｄで示すように均一とならないことがある。

この様な場合には、ノズル１１をセル１２に一体的に形
成した螺溝を有する基台部２５に螺合することによって
取り付け、ノズル１１がセル１２に対して上下位置調整
できるようにする。

したがって、この様に構成される処理装置にあっては、
処理薬品の循環量を増加させ、またノズルｔｉの位置の
調整のために大型化するようになり、設備全体が大型化
するようになった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に艦みなされたもので、設備
全体の構成を小型化可能とすると共に簡易化した構成と
し、また処理部材である半導体ウェハとノズルとの間隔
を正確に且つ平行に設定し、さらに複数の処理工程が並
んでいる場合にでも、その各工程においてノズルとウェ
ハとの間隔を正確に設定することができるようにし、品
質の安定した表面処理が効率的に実行されるようにする
表面処理装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る表面処理装置は、処理薬品を噴射するノ
ズルと一体的にガイド部材を設定し、このガイド部材に
はノズル面と平行な接触面を設定する。また、このガイ
ド部材の接触面に接触される接触面が形成されたホルダ
部材を設け、このホルダ部材で被処理部材を保持するチ
ャ・ンク手段を保持するもので、このホルダ部材の接触
面と平行状態で被処理部材の処理面が設定されるように
する。そして、前記チャック手段を含む前記ホルダ手段
を、自在軸受手段で支持する。

〔作用コ この様に構成される表面処理装置にあっては、自在軸受
手段で支持されたホルダ手段が、ガイド部材の上に設置
されるもので、ホルダ手段およびガイド手段それぞれの
接触面が、相互に接触された状態で、ホルダ手段かガイ
ド手段の上に載置される。この場合、ガイド手段の接触
面はノズルの面と平行であり、またホルダ手段の接触面
は被処理部材の処理面と平行であるので、この被処理部
材の処理面とノズルの面とは、確実に平行な状態に設定
される。そして、ノズル面と被処理部材の処理面との間
隔は、ノズルとガイド部材との相対関係、およびホルダ
部材とチャックとの相対位置関係で特定され、高精度に
設定される。したがって、循環させる処理薬品の量を特
に増加させることなく、被処理部材の処理面に薬品を均
等に接触させることができ、品質の高い表面処理が確実
に実行されるようになる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すもので、ノズル３１の外周には
、例えばメツキ液等の処理薬品の回収溝３２が形成され
、さらにその外周には円筒状のガイド部材３３が設定さ
れ、このノズル３１とガイド部材３３とは一体的に構成
される。このガイド部材３３の上面は水平な第１の接触
面３３１とされるものって加工されている。

ノズル３Ｉの上側には、真空のチャック３４が設置され
るもので、このチャック３４はモータ３５によって回転
駆動される。そして、このモータ３５を含むチャック３
４は、ホルダ３６に回転自在に保持され、このホルダ３
６はアジャストナツト３７に螺合されることによって保
持される。すなわち、このアジャストナツト３７および
ホルダ３６によって、チャック３４のホルダ機構が構成
されるもので、アジャストナツト３７がガイド部材３３
の上に載置されるようにする。そして、このホルダ機構
で保持されたチャック３４によって、被処理部材、例え
ば半導体ウェハ３８を吸着保持し、このウニ／１３８の
処理面（回路面）がノズル３１に対向設定されるように
する。

この場合、ガイド部材３３の第１の接触面と接触される
ようになる、アジャストナツト３７の第２の接触面３７
１は、チャック３４によって保持される半導体ウェハ３
８の処理面と高精度に平行度が設定されるようになって
いる。

すなわち、ガイド部材３３の上にアジャストナツト３７
が載置され、そのそれぞれの接触面３３１および３７１
が互いに接触された状態で、ノズル３ｉの面３１１とチ
ャック３４で保持された半導体ウニｌ＼３８の処理面と
が、充分な精度で平行度が設定されるようになる。また
、半導体ウェハ８８の処理面とノズル３１の面３１１と
の距離りは、アジャストナツト３７に対するホルダ３６
のねし込みの程度によって調整できる。

ノズル３１の中心に形成されたノズル孔３１２には、循
環槽３９に収納された処理薬品が、ポンプ４０で圧送さ
れて供給されるもので、この処理薬品はノズル孔３１２
から半導体ウェハ３８の処理面に向けて噴射される。こ
の噴射された処理薬品は、ノズル３１とウェハ３８との
間に形成される円盤状の空間を介して、第２図で矢印で
示すように外周に向けて流れ、ガイド部材３３の内側に
形成される回収溝３２に回収される。この回収された処
理薬品は、循環槽３９に戻され、再び使用されるように
なる。

チャック３４はアーム４１に自在軸受４２によって支持
される。この自在軸受４２は、第３図に取り出して示す
ように構成されるもので、チャ、ツク３４はリング４３
の内周部に嵌め込み設定され、チャック３４の直径線上
に突設した軸で揺動自在に支持されるようにする。また
このリング４３は、その直径線上に延びる一対の軸を備
え、この軸はアーム４１に軸支されるようにする。すな
わち、チャック３４はアーム４１に対して、全ての方向
に向けて傾けられるように自在に支持されるもので、こ
のチャック３４を保持するホルダ３Ｂは球面状の軌跡で
動くことができるように支持される。したがって、この
ホルダ３６の支持するアジャストナツト３７の接触面３
７１は、ガイド部材３３の接触面に確実に一致する状態
で接触され、ガイド部材３３と一体のノズル３工と、チ
ャック３４で保持される半導体ウェハ３８の相互位置関
係、並びに平行度の状態は、高精度に再現されるように
なる。

アーム４１は、フレーム４４に垂直の状態て設けたガイ
ド軸４５に沿って、上下方向に移動自作に設定され、さ
らにフレーム４４に設けたねし軸４６によって上下方向
に移動されるようになっている。ねじ軸４６はモータ４
７により回転制御され、このモータ４７を制御すること
によって、半導体ウェハ３８を保持するチャック３４が
上下方向に移動される。

この様に構成される処理装置設備は、例えば第４図で示
すように複数組（ｆｌ’ｌＪえば４組）の処理装置単体
３０１〜３０４として構成される。すなわち、チャック
３４で保持された半導体ウェハ３８を、処理装置単体３
０１〜３０４に順次移行させることによって、順次具な
る表面処理工程が実行されるようになるもので、ウェハ
３８を保持したチャック３４、およびこれを保持するフ
レーム４４に関連する機構は、処理装置単体３０１〜８
０４の並ぶ方向に沿って設置されたガイドレール４５１
．４５２に沿って水平方向に移動制御されるようにする
。

すなわち、フレーム４４の背面にスライド支持部材４６
１および４６２を取り付け、この部材４６１および４６
２がガイドレール４５１および４５２にそれぞれ沿って
移動されるようにする。またガイドレール４５１および
４５２と平行にしてねじ軸４７を設けると共に、フレー
ム４４の背面にナツト機構４８を設け、このナツト機構
４８をねじ軸４７に螺合させる。したがって、ねじ軸４
７の回転によって、チャック３４を含むウェハ保持機構
が、処理装置単体３０１〜３０４を順次選択するように
移動されるようになる。

すなわち、この様に構成される表面処理装置にあっては
、半導体ウェハ３８とノズル３１とにより構成される間
隙間距離りは、チャック３４を保持するホルダ３Ｂを支
持したアジャストナツト３７と、ノズル３１と一体のガ
イド部材３３との相対位置が正確に設定されるものであ
るため、高精度に調整できる。

例えば、ホルダ３６とアジャストナツト３７との相対関
係を調節することによって、距ＭＬを０．５〜１ｍｍに
設定することも可能となり、処理薬品の循環液量を、従
来の１１５〜１／１０にすることができ、処理薬品の循
環回路系の小形化、ノズル濁。７１、ゎイ、ヵ３□、６
゜ また、第４図で示したように処理工程か複数連続して存
在し、そのそれぞれの絹み付は状況が異なる場合であっ
ても、ウェハ３８を保持したチャック３４を、ホルダ３
６か正確にノズル３１との位置関係を設定するものであ
るため、いずれの工程においても安定した表面処理が実
行できる。この場合、搬送系統にくるいが生じ、精度不
足の状態か生じても、ウェハ３８とノズル３１との関係
は高精度に設定されるものであり、充分に簡素な構成で
安定した表面処理工程を実現できる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る表面処理装置によれば、設
備全体の構成を充分に簡易化した状態で、被処理部材で
ある半導体ウェハ等の表面処理を安定して実行できるも
のであり、この場合ノズルと被処理部材との間隔を常に
正確に且つ平行状態を保った状態に設定できるため、品
質の安定した表面処理が確実に実行されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る表面処理装置を説明
する構成図、第２図は上記装置のノズル部分の平面構成
を示す図、第３図は同しく自在軸受部を示す断面図、第
４図はこの様な処理装置による設備の状態を説明する図
、第５図は従来の処理装置を示す構成図、第６図および
第７図はそれぞれ上記従来の装置におけるノズル部の間
隙の状態を説明する図である。 ３１・・・ノズル、３３・・・ガイド部材、３４・・・
チャック、８５・・・モータ、３６・・・ホルダ、３７
・・・アジャストナツト、３８・・・半導体ウェハ、３
９・・・循環槽、４０・・・ポンプ、４１・・・アーム
、４２・・・自在軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　処理薬品を噴出するノズルと、 このノズルと一体的に構成してその周囲を取り囲むよう
   に設置され、前記ノズルの噴射面と平行な接触面が設定
   されたガイド部材と、 このガイド部材の前記接触面に接触される接触面が形成
   されたホルダ部材と、 このホルダ部材に保持され、前記ホルダ部材の接触面と
   平行になるように処理面を設定して被処理部材を保持す
   るチャック手段と、 このチャック手段を含む前記ホルダ部材を支持する自在
   軸受手段とを具備し、 表面処理時に、前記ホルダ手段の接触面と前記ガイド部
   材の接触面とが対接されるようにすることを特徴とする
   表面処理装置。