JPH05136116A - 半導体ウエーハ洗浄装置 - Google Patents

半導体ウエーハ洗浄装置

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JPH05136116A
JPH05136116A JP29736791A JP29736791A JPH05136116A JP H05136116 A JPH05136116 A JP H05136116A JP 29736791 A JP29736791 A JP 29736791A JP 29736791 A JP29736791 A JP 29736791A JP H05136116 A JPH05136116 A JP H05136116A
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semiconductor wafer
tank
cleaning
processing
processing tank
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JP29736791A
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Shoji Kanamaru
正二 金丸
Yasushi Inagaki
靖史 稲垣
Shinichi Sato
真一 佐藤
Yoshiki Ito
芳規 伊藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウェーハ洗浄装置の小型化、清浄化、
薬液ミストの防止、洗浄効果の向上等を可能にする。 【構成】 装置内に配された処理槽にて半導体ウェーハ
を洗浄処理する半導体ウェーハ洗浄装置において、装置
31内の上部から下部に向かって清浄空気を流し、処理
槽32A、32B下面より下側で排気する。各処理槽3
2A、32B間には可動式仕切り部51を設ける。装置
に取付けた排気管62は、装置より斜め上方に延びる配
管部を有する。さらに処理槽32A、32Bは洗浄すべ
き半導体ウェーハの輪郭形状と同じ形状又は近似の形状
の底部を有するように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
において半導体ウェーハを洗浄処理するための半導体ウ
ェーハ洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、半導体ウ
ェーハを各種処理プロセスに沿って洗浄を行う洗浄処理
(いわゆるウエット処理)工程がある。半導体ウェーハ
に対する洗浄処理には、例えばNH4 OH+H2 2
2 Oの薬液による有機物の洗浄、例えばHCl+H2
2 +H2 Oの薬液による金属汚染の洗浄、例えばバッ
ファード弗酸の薬液のライトエッチングによる自然酸化
の除去、及びそれら間でのリンス処理(薬液水洗)等が
ある。従って、洗浄装置の処理槽は、之等の洗浄が可能
なように所要の処理プロセスに応じて適宜選択して複数
配設される。
【0003】図10に洗浄装置の一例を示す。ここで
は、有機物の洗浄を行うための例えばNH4 OH+H2
2 +H2 Oの薬液を入れた薬液処理槽1、純水を入れ
たリンス処理槽2、自然酸化膜の除去を行うための例え
ばバッファード弗酸の薬液を入れた薬液処理槽3、純水
を入れたリンス処理槽4、金属汚染の洗浄を行うための
例えばHCl+H2 2 +H2 Oの薬液を入れた薬液処
理槽5、純水を入れたリンス処理槽6、同じく純水を入
れた最終リンス処理槽7とを順次配置し、その後に乾燥
処理する乾燥処理部8を配して構成される。
【0004】キャリア9に収納された複数の半導体ウェ
ーハ10は、ローダ側に搬送された後、各処理層1〜6
に順次に浸漬されて有機物洗浄、自然酸化膜の除去、金
属汚染の洗浄等を行い、最終リンス処理層7を経て乾燥
処理部8で乾燥されてアンローダ側に搬送され、次の工
程に送られる。
【0005】半導体ウェーハ洗浄装置においては、洗浄
を完了した半導体ウェーハの乾燥処理時に、薬液処理槽
からの蒸散した酸性蒸気、アルカリ蒸気が半導体ウェー
ハに付着するのを防止するために、最終リンス処理槽7
と乾燥処理部8間に酸性雰囲気或いはアルカリ雰囲気の
遮断対策が施されている。
【0006】従来、この遮断対策としては次に示す2通
りの方法がある。
【0007】第1の方法は、図11Aに示すように、最
終リンス処理槽7を2倍の容積を有するように構成する
と共に、この処理槽7の上部中央に固定仕切り板12を
設け、洗浄物即ち半導体ウェーハ10をキャリア9と共
にリンス処理槽7内に浸漬した後、リンス処理槽7内を
移動し仕切り板12下を通過かせるようにしている。
【0008】第2の方法は、図11Bに示すように、最
終リンス処理槽7と乾燥処理部8間に固定仕切り板13
を配置し、リンス処理槽7に半導体ウェーハ10を浸漬
した後、リンス処理槽7を仕切り板13をくぐるように
移動させるようにしている。
【0009】半導体ウェーハ洗浄装置においては、ウェ
ーハ洗浄を正常な雰囲気中で行う必要があるために、例
えば図12に示すように、装置14内に配された処理槽
15に対し空調手段16を用いて装置14内の上部から
下部に向かって清浄な空気を流し、いわゆるダウンブロ
ーの気流中で洗浄処理が行われるようにしている。
【0010】この場合、排気口26は装置下部の処理槽
15に対向する側壁に設けられている。また装置14の
外に取付ける排気管17は装置14の側壁より延長する
水平配管部17Aとこれよれ上方に垂直に延長する垂直
配管部17Bを有するように配管されている。
【0011】一方、半導体ウェーハ10を浸漬する各処
理槽15〔1〜7〕は、図13及び図14に示すよう
に、角形の処理槽が用いられている。尚、図13はリン
ス処理槽を示し、槽底部より供給された純水18は処理
槽15からあふれて装置14の下部に流れ、排液口を通
して排出される。図14は薬液処理槽を示し、この場合
は、処理槽15よりあふれた薬液19は一旦受部20に
流れ、これよりポンプ21によってフィルタ22を通し
て再び処理槽15の底部より処理槽15内に供給される
循環システムが採られている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の半導体ウェーハ洗浄装置においては、薬液処理槽
1、3及び5から蒸散した酸性蒸気或いはアルカリ蒸気
が乾燥処理部8に流れないようにするために、最終リン
ス処理槽7において固定形の仕切り板12、13を配置
しているが、次のような問題点があった。
【0013】例えば図11Aの場合には、リンス処理槽
7が2倍の大きさを必要とするので、処理槽の設置面積
が大きくなり小型化が図られにくいこと、リンス処理槽
7内にウェーハ10を移動するための機械的な機構が入
るので、清浄化の点で好ましくないこと、さらに、リン
ス処理槽7の上部と仕切り板12との間に隙間が存在す
るので、遮蔽が不十分であること、等の不都合がある。
【0014】また、図11Bの場合には、リンス処理槽
7を移動するために最終リンス槽に関して2倍の設置面
積を必要とし、またリンス処理槽、洗浄物(半導体ウェ
ーハ)、リンス液(多くの場合は純水)を移動させるの
で相当な重量となり、移動機構が必要以上に大きくな
り、清浄化に反すること、さらにリンス処理槽7と仕切
り板13間に隙間が存在するので、遮蔽が不十分である
こと、等の不都合がある。
【0015】また、従来の洗浄装置では図12に示すよ
うに、処理槽15に対応する装置側壁に排気口26を設
けているため、一番大事な処理槽15付近でダウンブロ
ーの気流ではなくなっており、外部から不必要な空気の
流入があり、清浄雰囲気を保つのに充分でなかった。さ
らに、排気口26と逆側は空気の流速が小さくなるため
全体に流速を大きくし、処理槽15の薬液ミスト(蒸
気)などの飛散を防止していたが、そのため必要以上の
空調された清浄空気を外部に出して必要以上のエネルギ
ーを要していた。
【0016】一方排気管17は、図12に示すように、
装置14の排気口26に、水平配管部17Aが取付けら
れているために、水蒸気などが水平配管部17A内にて
凝集液化し、液体が留まるために、水平配管部17Aと
装置14との接続部より液漏れが生じ、あるいは水平配
管部17Aの損傷が生じる等の不都合があった。
【0017】また、半導体ウェーハは円形であるが、こ
れを洗浄処理する処理槽15は図13、図14に示すよ
うに四角形状の角形処理槽を用いているために、処理槽
15の下部より洗浄液24を供給して洗浄する際に、洗
浄槽底部のコーナー部に渦流25が生じ、パーティクル
の除去、リンス処理時の薬液除去が円滑に行えなかっ
た。また、処理槽15が必要以上の容積になるために必
要以上の薬液、リンス液を要していた。
【0018】本発明は、上述した問題点を改善した半導
体ウェーハ洗浄装置を提供するものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、装置31内に
配された処理槽32にて半導体ウェーハ10を洗浄処理
する半導体ウェーハ洗浄装置において、装置31内の上
部から下部に向かって清浄空気を流す給気手段34を有
し、処理槽32の下面より下側に排気手段36を設けて
構成する。
【0020】また、本発明は、装置31内に配された薬
液槽32A及びリンス槽32Bを含む複数の処理槽32
にて半導体ウェーハ10を洗浄処理する半導体ウェーハ
洗浄装置において、各処理槽32間に仕切り部51を設
けて構成する。特に、この仕切り部51は処理槽間を開
閉自在となす可動式に構成される。
【0021】また、本発明は、装置31内に配された処
理槽32にて半導体ウェーハ10を洗浄処理する半導体
ウェーハ洗浄装置において、装置31に、装置より斜め
上方に延びる配管部63を有する排気管62を設けて構
成する。また、本発明は、装置31内に配された処理槽
にて半導体ウェーハ10を洗浄処理する半導体ウェーハ
洗浄装置において、その処理槽71(72)を洗浄され
るべき半導体ウェーハの輪郭形状と同じ形状、又は近似
形状の底部71A(72A)を有するように形成する。
【0022】
【作用】第1の発明に係る半導体ウェーハ洗浄装置にお
いては、装置31の上方より清浄な空気を給気し、処理
槽の下面より下側に設けた排気手段36を通して排気す
る構成であるので、一番重要な処理槽32近辺で完全な
ダウンブローの気流が得られ、外部からの空気の流入が
少なくなり、清浄な雰囲気が保たれて良好な洗浄処理が
行われる。また、排気手段36と逆側においても空気の
流速は同じであり、したがって必要以上にダウンブロ
ー、排気を強めることなく薬液ミスト(蒸気)等の飛散
を防止でき、省エネルギーが図れる。
【0023】また、第2の発明に係る半導体ウェーハ洗
浄装置においては、隣り合う各処理槽32間に仕切り部
51を設けているので、特にリンス槽に関して見た場
合、リンス槽の両側に仕切り部51を有しているので、
処理槽32間の遮蔽が確実になり、薬液ミストが処理槽
空間外へ飛散するのが防止され、半導体ウェーハ10に
対する汚染を防止することができる。
【0024】第3の発明に係る半導体ウェーハ洗浄装置
においては、装置より斜め上方に延びる配管部63を有
する排気管62を設けるので、排気の途中で凝集液化す
ることはあっても、その液体が排気管62内に留まるこ
とがなく、傾斜した配管部63に沿って装置31内に戻
される。その後、この液体はいわゆる排液口を通して外
部に排出される。したがって、装置31と排気管62と
の接続部での液漏れ、あるいは排気管62の損傷等が回
避される。
【0025】第4の発明に係る半導体ウェーハ洗浄装置
においては、処理槽71(72)の底部形状を半導体ウ
ェーハの輪郭形状と同じ、又は近似した形状に形成する
ことにより、従来のような角形底部を有する処理槽で底
部コーナ部に生ずる渦流(いわゆる死水)がなくなり、
洗浄効率が向上し、特にリンス処理において、処理時間
の短縮化が図れる。また、処理槽32自体の容積も従来
より減少することになるので、薬液、リンス液の使用量
が減り処理液の節約が可能になる。
【0026】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による半導体ウ
ェーハ洗浄装置の実施例を説明する。
【0027】図1は、本発明の半導体ウェーハ洗浄装置
の一例、特に給気、排気システムの実施例を示す。本例
においては、装置31内に洗浄処理液33を有する処理
槽32を配置し、この処理槽32に対して装置上部に清
浄な空気を供給するための空調装置34を設けると共
に、処理槽32の真下により排気するように、処理槽3
2の下面より下側の装置下部に例えば網状体35を介し
て排気口36を設け、この排気口36に連通する排気管
37を装置31の外に導出して構成する。
【0028】この構成によれば、装置31の上方から空
調装置34により清浄な空気が供給されダウンブローの
気流38となって処理槽32の下面より下側にある排気
口36を通して排気される。したがって、処理槽32の
部分においては、完全なダウンブローの気流38となっ
ており、外部から不用な空気が流入することがなくなり
清浄な雰囲気が保たれる。また、処理槽32の周囲全体
にわたって均一なダウンブローの気流が得られるので、
必要以上にダウンブロー、排気を強めることなく薬液ミ
スト等の飛散を防止することができる。同時に、従来に
比して給、排気量を弱めることができるので、省エネル
ギー化を図ることができる。
【0029】尚、装置31の底部を兼用するいわゆるド
レインパン39には処理槽32例えばリンス槽から溢れ
出たリンス液すなわち純水を外部に排液する排液口が設
けられるが、例えば図2に示すように排気通路を一部共
用するように排液口40を設けるようにしてもよい。
【0030】また、図3に示すように、排気管37と反
対側に排液口40を設けてもよく、或いは鎖線で示すよ
うに真下に排液口40を設けることも可能である。
【0031】また、図4に示すように、処理槽32の下
面より下方に配置する網状体として例えば山型をなして
その隣り合う底の部分に開口41を有する網状体42を
配置し、その開口41に対応する下部に排液用の溝状の
受部43を設け、この溝状の受部43を通して排液処理
するように構成することもできる。44は溝状の受部4
3に連通する排液管である。
【0032】図5は、本発明に係る他の実施例を示す。
本例においては、装置内に、一方向に配列された複数の
処理槽32〔薬液槽32A、リンス槽32B〕の各隣り
合う間に、特にリンス槽32Bの前後すなわち洗浄物
(半導体ウェーハ)の移動する方向の前、後段に可動式
仕切り部51を設置する。
【0033】この可動式仕切り部51は、処理槽32の
上面より下側に配した固定の仕切り板52と、この固定
の仕切り板52上に処理槽32の配列方向即ち洗浄物の
移動方向と直交する方向に摺動し得る可動仕切り板53
とを有して成る。例えば処理槽32の後方には可動仕切
り板53が摺動して隣り合う処理槽32A及び32B間
が開かれた状態のとき、可動仕切り板53を収納する仕
切り板収納部54が配される。
【0034】固定の仕切り板52と可動仕切り板53と
の摺動部分55は、処理槽32の上面より下側位置に設
ける。この理由は、可動仕切り板53が固定の仕切り板
52に対して摺動したときに生ずるごみが処理槽32内
に入らないようにするためである。但し、多くの場合は
上部より清浄気流が吹き出しているので、この清流気流
によってもごみの処理槽32内への侵入は防止される。
【0035】可動仕切り板53は、例えばモータあるい
はシリンダ等を駆動源としてベルト、ギア、ワイヤ、又
はロッド等によって摺動される。これらの駆動系は可動
仕切り板53の後方下部に設置することが望ましい。
【0036】可動仕切り板53及び固定の仕切り板52
の材料としては例えば塩化ビニール樹脂(PVC)が妥
当であるが、その他、テフロン、ポリプロピレン(P
P)などの他の樹脂板あるいはSUS、ガラス、石英等
の材料によって形成することも可能である。
【0037】かかる構成においては、前段の薬液処理槽
32Aによって洗浄物即ち半導体ウェーハを洗浄処理し
た後、リンス処理槽32Bの前段の可動仕切り板53が
摺動して開き、そのとき後段の可動仕切り板53は閉じ
た状態にあり、前段の薬液処理槽32Aからの半導体ウ
ェーハがリンス処理槽32B内に移される。その後で前
後の可動仕切り板53は閉じられる。そして前後両可動
仕切り板53が閉じられた状態で、リンス処理が行われ
る。リンス処理終了後は後段の可動仕切り板53が開き
半導体ウェーハは次工程に移動される。このようにして
順次可動仕切り板の開閉によって洗浄される半導体ウェ
ーハが所定の洗浄プロセスに沿って順次洗浄される。
【0038】この可動式仕切り部51は例えば停電等に
なった場合には全て閉まった状態に保持される。
【0039】このような可動式仕切り部51を設けるこ
とによって、各処理槽32間の遮蔽が充分に行われ、薬
液処理槽32Aから処理槽空間外への薬液ミストの飛散
が防止される。したがって、洗浄処理後の乾燥工程での
半導体ウェーハの汚染を防止することができる。
【0040】また、従来のように例えばリンス槽内で半
導体ウェーハを収納したキャリアを移動させる必要がな
いので、移動機構に基づくごみの発生がなく、より清浄
化を図ることができる。
【0041】また、処理槽としては1槽分の設置面積で
よく、このために従来よりも洗浄装置の小型化を図るこ
とができる。
【0042】尚、図5においては可動仕切り板53を設
けて処理槽32の前後方向に移動できるように構成した
が、その他、上下方向に移動させる構成とすることもで
きる。あるいは、フィルム等による巻き取り方式の仕切
り部を設ける構成とすることもできる。
【0043】図6A及び図6Bは半導体ウェーハ洗浄装
置における排気管の例を示す。本例においては、装置3
1の下部側壁に設けた排気口61から装置31外に延び
る排気管62を、排気口61より斜め上方に延長する傾
斜配管部63と、これより垂直方向に延長する垂直配管
部64とより構成する。なお、図6Aと図6Bは排気管
62の装置31の取付部分の構造が相違するのみで、基
本的な構成は同じである。
【0044】このような構成の排気管62によれば、こ
の排気管62を通して排気されるが、仮りに結露した薬
液あるいは水が配管部63、64内に発生しても、その
液体は傾斜した配管部63を通して再び装置31のドレ
インパン39に流れ落ち、このドレインパン39より排
液口(図示せず)を通して外部に排液処理される。した
がって、従来のように排気管の接続部より液漏れが生じ
たり、あるいは排気管そのものを損傷するという問題は
解消される。
【0045】図7及び図8は、半導体ウェーハ洗浄装置
における処理槽の実施例を示す。本例においては、処理
槽の底部の形状を洗浄すべき半導体ウェーハの輪郭形状
と同じ形状、もしくは近似した形状に形成する。
【0046】即ち、図7の例は、円形の半導体ウェーハ
10に対応して半円形の底部71Aを有する処理槽71
を構成する。図8の例は、円形半導体ウェーハ10に対
して多角形状の底部72Aを有するように処理槽72を
構成する。之等処理槽71、72においては、処理液7
3が底部71A、72Aより供給される。
【0047】かかる構成によれば、処理槽71、72の
底部71A、72Aが半導体ウェーハ10の輪郭形状に
同一の形状もしくは近似の形状に形成されているので、
底部71A又は72Aから処理液73を供給した場合、
半導体ウェーハ10に沿って処理液73が流れ、従来の
ような底部コーナー部での渦流が生じることによるいわ
ゆる死水が存在しなくなる。したがって死水の発生に基
づくパーティクルの発生がなくなり、洗浄効果が向上す
る。
【0048】この結果、より短時間にパーティクルの除
去、リンス処理を行うことができる。因みに、リンス処
理時間は従来の10分から6分に短縮された。また処理
槽の容積が約10%減少し、之によって薬液、リンス液
の使用量を節減することができる。リンス処理時間の減
少を加味すると、約45%のリンス液の節約を図ること
ができる。
【0049】次に、図9に示す半導体ウェーハ洗浄装置
は、前述した各部分の実施例を総合的に組合わせて構成
した実施例である。
【0050】本例においては、装置31内に複数の処理
槽32、即ち薬液処理槽32A、リンス処理槽32Bが
交互に順次配置されている。これら各処理槽32間に前
述した可動式仕切り部51が設けられ、この可動式仕切
り部51は装置31の上部から下部に渡って各処理槽3
2を互いに隔離するように設けられる。各処理槽32の
下部には網状体35が配置され、その網状体35のさら
に下方の側壁に図6と同様の構成をとる排気管62が設
けられている。装置31の底部がいわゆるドレインパン
39を兼用している。そして、本例においては各可動式
仕切り部51で隔離されたそれぞれの隔離室の上部に独
立に調整可能とした空調装置34が配置される。さら
に、各処理槽32〔32A、32B〕は、底部が洗浄さ
れるべき半導体ウェーハの形状に対応するように半円形
に形成したものが用いられる。
【0051】かかる構成によれば、薬液の種類によって
蒸発度が異なるのでダウンブロー気流の強度をそれぞれ
空調装置34をコントロールして適時調整することがで
きる。そして、前述した各可動式仕切り部51、傾斜し
た排気管、処理槽32直下よりの排気、処理槽の形状等
による効果によって、より清浄な状態で且つ短時間に洗
浄処理することができ、薬液ミストの防止を確実にする
ことができる。また、各独立して空調装置の強さをコン
トロールすることにより、全体としてより省エネルギー
化を可能にするものである。特に、本実施例では、洗浄
装置の更なる小型化を可能にする。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、より清浄な雰囲気での
洗浄処理を可能にし、外部からの空気の流入を阻止し、
また薬液ミスト等の飛散を防止することができ、更に、
洗浄効果の向上を図ることができる。したがって、小型
かつ安定した洗浄処理を可能にする半導体ウェーハ洗浄
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体ウェーハ洗浄装置の一例を示す
構成図である。
【図2】図1の半導体ウェーハ洗浄装置の変形例を示す
要部の構成図である。
【図3】図1の半導体ウェーハ洗浄装置の変形例を示す
要部の構成図である。
【図4】図1の半導体ウェーハ洗浄装置の変形例を示す
要部の構成図である。
【図5】本発明の半導体ウェーハ洗浄装置の他例を示す
要部の構成図である。
【図6】本発明の半導体ウェーハ洗浄装置の排気管の例
を示す構成図である。
【図7】本発明の半導体ウェーハ洗浄装置の処理槽の一
例を示す構成図である。
【図8】本発明の半導体ウェーハ洗浄装置の処理槽の他
の例を示す構成図である。
【図9】本発明の半導体ウェーハ洗浄装置のさらに他の
例を示す構成図である。
【図10】半導体ウェーハ洗浄装置の概略図である。
【図11】最終リンス処理槽の説明図である。
【図12】従来の半導体ウェーハ洗浄装置の例を示す構
成図である。
【図13】従来の処理槽(リンス槽)の例を示す構成図
である。
【図14】従来の処理槽(薬液槽)の例を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
10 半導体ウェーハ 31 装置 32、71、72 処理槽 33 処理液 34 空調装置 35 網状体 36 排気口 37、62 排気管 38 気流 40 排液口 51 可動式仕切り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 芳規 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置内に配された処理槽にて半導体ウェ
    ーハを洗浄処理する半導体ウェーハ洗浄装置において、
    上記装置内の上部から下部に向って清浄空気を流す給気
    手段を有し、上記処理槽の下面より下側に排気手段が設
    けられて成る半導体ウェーハ洗浄装置。
  2. 【請求項2】 装置内に配された薬液槽及びリンス槽を
    含む複数の処理槽にて半導体ウェーハを洗浄処理する半
    導体ウェーハ洗浄装置において、上記各処理槽間に仕切
    り部が設けられて成る半導体ウェーハ洗浄装置。
  3. 【請求項3】 装置内に配された処理槽にて半導体ウェ
    ーハを洗浄処理する半導体ウェーハ洗浄装置において、
    上記装置に該装置より斜め上方に延びる配管部を有する
    排気管が設けられてなる半導体ウェーハ洗浄装置。
  4. 【請求項4】 装置内に配された処理槽にて半導体ウェ
    ーハを洗浄処理する半導体ウェーハ洗浄装置において、
    上記処理槽が洗浄すべき半導体ウェーハの輪郭形状と同
    じ形状又は近似形状の底部を有するように形成されて成
    る半導体ウェーハ洗浄装置。
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