JPH0437131A - 半導体ウエハの純水水洗槽及び水洗方法 - 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〕 この発明は、半導体ウェハの純水水洗槽及び水洗方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来の半導体ウェハ（以下、ウェハとも言う）の純水水
洗槽及び水洗方法は、およそ次のとおりである。

すなわち、水槽と、この水槽の下部の給水管と、前記水
槽の上縁の堰とからなる水洗槽を使用し、適宜なカセッ
トに多数のウェハを収納し、ウェハの面がほぼ垂直にな
るようにして前記水槽に浸漬し、純水を前記給水管から
供給して前記堰からオーバフローさせ、前記ウェハを水
洗する。

水洗された前記ウェハを水槽から取り出すには、水槽の
下部に排水管を設け、この排水管から純水を排水してか
らウェハを取り出す。

他の取り出し方法は、純水を排水することなく、純水中
からウェハを引上げて取り出す。

後者の取出し方法では、複数の水槽を用意し、順次、よ
りクリーンな純水を保つ後工程の水槽にウェハを移替え
、より洗浄度の低いウェハを後続させる一方、純水は逆
に最終工程の水槽から順次、先工程の水槽に移送する、
いわゆるカスケード方式をとることもある。

また前記水槽の上縁の堰はなるべく正しく同一水平面に
保ち、時には上縁を水槽の全周にわたり鋸歯状とするこ
とにより、全周に多数の三角堰を形成したりすることも
ある。こうすると、堰からオーバフローする純水の流量
が全周にわたり均一になり、水槽内の多数のウェハのそ
れぞれの表面に均一な純水の流速が得られることになる
。結局、高価な純水をより少なく使用し、より早く、同
一な清浄度にウェハを処理することができる。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 前記の従来の技術において、水槽を水平に設置して堰が
正しく水平になるようにしたり、複数三角堰を形成した
りしてもなお、堰からオーバフローする純水の流量が堰
の全周にわたって均一にならないことがある。それは水
槽内のウェハの配列や、カセットや、カセットを保持す
る何らかの保持具等の流体抵抗により、水槽内を上昇す
る純水の流れに乱れや、流速の大きさや方向の偏りが発
生することに原因することが判明する。

また、純水がウェハの存在しない水槽内壁流域を無駄に
上昇したり、ウェハの間を流れる純水の流れもいわば素
通りするなど純水が有効に利用されないという様子がう
かがわれる。

この発明の目的は、高価な純水の使用量をより少なくし
、処理時間を短縮して清浄なウェハを処理できる半導体
ウェハの純水水洗槽及び水洗方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明１の半導体ウェハの純水水洗槽は、水槽と、こ
の水槽の下部の給水管と、前記水槽の上縁の同一水平面
に位置する堰とからなる半導体ウェハの純水水洗槽にお
いて、 前記堰の外周直下を巡る樋と、この樋の水面を水平に維
持する基準水面雑持手段とを備えるものである。

ここで、基準水面雑持手段は、実施例に示す水面維持管
のほか、樋の外周に堰のみねより低い、いわば第２の堰
を設けてもよい。

発明２の半導体ウェハの純水水洗槽は、水槽と、この水
槽の下部の給水管と、前記水槽の上縁の堰とからなる半
導体ウェハの純水水洗槽において、 前記水槽内で面をほぼ垂直にして平行配列される複数の
ウェハの下方に配置される絞り板と、この絞り板に設け
られ前記複数のウェハの下方の領域に位置する開口部と
を備えるものである。

ここで、絞り板は、実施例に示す保持台が兼ねてもよい
し、ウェハを収納するカセットを水槽内の簡単なビンに
引掛けるような場合にはカセットの底面が絞り板を兼ね
るようにしてもよい。またウェハに水流を有効に当てる
のが目的であるから、堰を水槽の上縁の一部に設けても
よく、発明ｌのように同一水平面に位置する堰は必須の
構造ではない。

発明３の半導体ウェハの純水水洗槽は、水槽と、この水
槽の下部の給水管と、前記水槽の上縁の堰とからなる半
導体ウェハの純水水洗槽において、 前記給水管の上方に配置され前記ウェハの面をほぼ垂直
に保持する保持台と、この保持台を傾動する傾動手段と
を備えるものである。

ここでも、発明１のように同一水平面に位置する堰は必
須の構造ではない。

発明４０半導体ウェハの純水水洗槽は、発明２又は３に
おいて、 請求項２又は３記載の半導体ウェハの純水水洗槽におい
て、 前記水槽の下部に排水管を備えるものである。

なおこの発明４は従来例で説明した、排水管から純水を
排水してからウェハを取り出す方法に使用でき、発明１
から３までのものは、純水を排水することなく純水中か
らウェハを取り出す方法にも使用できる。

発明５の半導体ウェハの水洗方法は 水槽と、この水槽の下部の給水管と、前記水槽の上縁の
堰とからなる水洗層にウェハの面をほぼ垂直にして浸漬
し、純水を前記給水管から供給し、前記基からオーバフ
ローさせて前記ウェハを水洗する半導体ウェハの水洗方
法において、前記ウェハに対して前記純水が上方に流れ
る時には、前記ウェハのデバイス面を下方に傾け、前記
ウェハを前記水槽から取り出すのに際して、前記ウェハ
に対して前記純水が下方に流れる時には、前記デバイス
面を上方に傾けるものである。

ここで、ウェハに対して純水が下方に流れる時という語
句は、ウェハ取り出しに際して排水してから取り出す場
合と排水することなく純水中からウェハを取り出す場合
の両方を示し、ウェハと純水との相対的な動きを示す。

〔作用〕

発明１において、堰の直下にある樋の水面はいわゆるも
ぐり堰における下流の水面に近い作用を示す。一般に、
堰には堰の下流の水面が堰のみねより充分低く、下流の
水面の高さが堰をオーバフローする流れに全く影響しな
いとする通常の堰と、下流の水面が堰のみねより高いも
ぐり堰とがよく知られている。もぐり堰ではないが、堰
のみね直下に下流の水面が存在する前記発明の構成の場
合、下流の水面が一定に保たれれば、上流すなわち水槽
内の水面の高さの高い部分でのオーバフローの流量は大
きめに制限され、高さの低い部分でのオーバフローの流
量は制限されることが少ない、下流の水面は樋の基準水
面雑持手段で堰の全周にわたり一定に保たれる。当然に
樋の断面積は充分に大きくするので、オーバフローする
流量の多少があっても、一定に保つ作用は害なわれない
。

さて、水槽内を観察すると、堰が正しく水平に保たれて
も水槽内の様々な流体抵抗のために堰の全周にわたる水
流の動圧はかなり大きく差がある。

その結果、水は堰の勝手な部分に多く流れ、他の部分に
少なく流れようとする。これは水槽内の流線と流速の偏
りとなって表れ、ウェハ毎の水洗効果の偏りを引き起こ
す原因となる。

しかし発明の構成によれば、前述したように堰の直下の
樋の水面が前記偏りを補正するように作用し、ウェハ毎
の水洗効果を均一化する。

なお実施例にも示すように、ピッチ３ａｍの三角堰で、
１８Ｃ１ｌＸ３５ａ１角の水平断面を持つ水槽に１１１
／＋＋＋ｉｎの純水を流した場合、１個の三角堰当りの
流量は計算で５．２ｃｃ／ｓｅｃとなるが、堰のみねよ
りＨ＝４ｃｓｓ低く樋の中の水面を維持した時、堰の全
周にわたる流速が最も均一化し、ウェハ毎の水洗効果が
最も均一化した。もっとも、前記Ｈは槽の大きさ、流量
のほか、水槽内のウェハ、カセ７）等の流体抵抗によっ
て左右される。

発明２において、純水の流れは開口部を持つ絞り板によ
ってウェハに集中するので、カセットやそのハンドル等
の補助部材で水槽断面の全領域にウェハを配置できない
場合に、純水は有効にウェハを水洗する。

発明３において、純水の給水中には保持台を傾動してウ
ェハのデバイス面を下方に傾け、排水の時又は純水中か
らウェハを引上げる時にはデバイス面を上方に傾けるこ
とができ、後記する発明５の作用を生じさせる。

発明４においては、排水管から排水してからウェハを取
り出す水洗槽が構成され、排水の時にも発明２又は３の
作用を生じる。

発明５の方法において、純水を給水管から供給してウェ
ハに対し純水が上方に流れる時には、ウェハのデバイス
面を下方に傾けるので、純水はデバイス面をよく洗う。

排水管から排水するか、純水中からウェハを引上げるか
する時には、デバイス面を上方に傾けるので、この時に
も純水はデバイス面をよく洗い、デバイス面の水洗が反
デバイス面の水洗より良好になる。

〔実施例〕

第１図は実施例の純水供給状態を示す断面図であって第
３図のＩ−Ｉ断面を示し、第２図は第１図で排水状態を
示す断面図であり、第３図は第１図の部分破断正面図、
第４図は第３図の平面図である。なお、第３図及び第４
図は純水とウェハのない状態を示す。

図において、水平断面が方形の水槽１の下部には多数の
細孔を持つ２列の給水管２（２ａ、２ｂ）と弁３を持つ
排水管４とが接続され、上縁に堰５を設けて水洗槽を形
成する。この例では堰５は多数の三角堰からなって鋸歯
状をなし、またウェハ６の面を平行に配列して収納する
取手７ａ付のカセット７は水槽１に２個使用でき、給水
管２ａ。

２ｂは外部給水管８から分岐される。ここまでは従来の
技術によるものである。

さて発明１に係り、前記堰５の外周直下には樋１１が張
り巡らされる。この樋１１は樋の中の水面１１ａを水平
に維持するために基準水面雑持手段として水面維持管１
２が取り付けられる。樋１１の水路断面は充分大きくす
るのがよいが、樋１１の外周を前記水面１１ａの高さと
して、いわば第２の堰を設けてもよい。いずれにせよ水
面１１ａは堰５の直下に高さＨを持つようにする。水面
１１ａは堰５のみねより高い、いわゆるもぐり堰ではな
いが、水面１１ａの高さＨが堰５をオーバフローする流
れに全く影響しないとする通常の堰より高くして、水槽
１内からの流れの動圧によってより高く盛り上ってオー
バフローする流れを制限するが、より低くオーバフロー
する流れをそれほど制限しないようにする。

実験によれば、高さ０．５１ピツチ３ａａの三角堰で、
１８ａｌＸ３５（Ｉ１１角の水平断面を持つ水槽に１１
Ａ／ｗｉｎの純水を流した場合、１個の三角堰当りの流
量は計算で５．２ｃｃ／ｓｅｃとなるが、堰のみねより
Ｈ＝４（２）低く樋の中の水面を維持した時、堰の全周
にわたる流速が最も均一化し、ウェハ毎の水洗効果が最
も均一化した。もっとも、前記Ｈは楢の大きさ、流量の
ほか、水槽内のウェハ、カセット等の流体抵抗によって
左右される。

次に発明２及び３に係り、前記カセット７は例えば軸と
軸受のような傾動手段１３で傾動可能な保持台１４に載
せられる。保持台１４は複数のウェハ６の下方の領域に
位置する開口部１５を持って絞り板の機能を兼ねる。保
持台１４の傾動に対応して周辺を囲む閉鎖板１６を設け
ると絞り効果は更によい。

なお保持台を特に設けずに、カセット７が保持台を兼ね
るように水槽の上方から吊して傾動可能としたり、カセ
ット７の底面が絞り板を兼ねてもよい。給水管２ａ、２
ｂの細孔をウェハ全体に向くよう方向を変えたり、閉鎖
板工６と保持台１４との水密性を良くして開口部１５に
多数の細孔を設けて流体抵抗を持たせ、給水管の水がウ
ェハ全体に均一に及ぶようにしたりするとよい。

前記実施例の水洗槽を使用するには、第１図のように給
水管２ａから純水を供給して堰５からオーバフローさせ
る。保持台１４はウェハ６のデバイス面６ａが下方向に
傾くように傾動させておけば、デバイス面６ａは純水の
動圧を受けてよ（水洗される。開口部１５は複数のウェ
ハの領域のみにあって純水を有効にウェハ６に流し、カ
セット７の取手７ａや、傾動のために水槽１の内壁近く
の空間に純水が無益に流れることがない。

水洗が充分進行したら、第２図に示すように弁３を開い
て排水管４から純水を排する。その時保持台１４を逆向
きに傾動させると、下降する純水は再びウェハ６のデバ
イス面６ａに動圧を与える。

排水を急激に行なうため、第３図によく表現されるよう
な排水抵抗の少ない排水管４を使うと排水中の先決効果
を高めることができる。

カスケード方式のように排水をしない場合でも、第２図
のように傾けてカセット７を引き上げれば、やはりデバ
イス面６ａに純水の動圧が加わってよく水洗される。

〔発明の効果〕

この発明群の半導体ウェハの純水水洗槽及び水洗方法は
、 水槽の堰の直下に樋による水面を形成して堰をオーバフ
ローする流れを均一化して水槽内の流線と流速を均一化
したり、保持台等の開口部でウェハにのみ有効に純水が
流れるようにしたり、傾動手段によりウェハに対する純
水の流れ方向の変化に対応してデバイス面に常に純水の
動圧が加わるようにしたりするようにしたので、 いずれの発明も単独で又は組合せて使用することにより
、純水の水洗効率が向上し、高価な純水の使用量を少な
くし、処理時間を早くして、より清浄な半導体ウェハを
得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の純水供給状態を示す断面図であって第
３図のＩ−１断面を示し、第２図は第１図で排水状態を
示す断面図であり、第３図は第１図の部分破断正面図、
第４図は第３図の平面図である。 １・・・水槽、２ａ、２ｂ・・・給水管、４・・・排水
管、５・・・堰、６・・・ウェハ、６ａ・・・デバイス
面、７・・・カセット、１１・・・樋、１２・・・水面
維持管、１３・・・傾第１図 第３＠ 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水槽と、この水槽の下部の給水管と、前記水槽の上
   縁の同一水平面に位置する堰とからなる半導体ウエハの
   純水水洗槽において、 前記堰の外周直下を巡る樋と、この樋の水面を水平に維
   持する基準水面雑持手段とを備えることを特徴とする半
   導体ウエハの純水水洗槽。 ２）水槽と、この水槽の下部の給水管と、前記水槽の上
   縁の堰とからなる半導体ウエハの純水水洗槽において、 前記水槽内で面をほぼ垂直にして平行配列される複数の
   ウエハの下方に配置される絞り板と、この絞り板に設け
   られ前記複数のウエハの下方の領域に位置する開口部と
   を備えることを特徴とする半導体ウエハの純水水洗槽。 ３）水槽と、この水槽の下部の給水管と、前記水槽の上
   縁の堰とからなる半導体ウエハの純水水洗槽において、 前記給水管の上方に配置され前記ウエハの面をほぼ垂直
   に保持する保持台と、この保持台を傾動する傾動手段と
   を備えることを特徴とする半導体ウエハの純水水洗槽。 ４）請求項２又は３記載の半導体ウエハの純水水洗槽に
   おいて、 前記水槽の下部に排水管を備えることを特徴とする半導
   体ウエハの純水水洗槽。 ５）水槽と、この水槽の下部の給水管と、前記水槽の上
   縁の堰とからなる水洗層にウエハの面をほぼ垂直にして
   浸漬し、純水を前記給水管から供給し、前記堰からオー
   バフローさせて前記ウエハを水洗する半導体ウエハの水
   洗方法において、前記ウエハに対して前記純水が上方に
   流れる時には、前記ウエハのデバイス面を下方に傾け、
   前記ウエハを前記水槽から取り出すのに際して、前記ウ
   エハに対して前記純水が下方に流れる時には、前記デバ
   イス面を上方に傾けることを特徴とする半導体ウエハの
   水洗方法。