JPH0550739U - ウエハ保持ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造により、ウエハにバブリングやア
ップフローによる処理を均一に行なうことができるウエ
ハ保持ホルダを提供することを目的とする。 【構成】 ガイド棒１３の内部に中空部１３ａを設ける
とともに、当該ガイド棒１３の少なくともガイド溝１４
部に前記中空部１３ａに連通する流体噴出口１５を設
け、前記中空部１３ａを介して必要流体を前記流体噴出
口１５から噴出させるようにしたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ウエハを整立保持するための保持ホルダ、特に、半導体基板や液晶 用又はフォトマスク用ガラス基板等の薄板状基板（以下、単に「ウエハ」という 。）を化学処理するためのウエハ処理装置の処理槽内において当該ウエハを垂直 に保持するためのウエハ保持ホルダに関する。

【０００２】

【従来技術】

ウエハをキャリアに収容せずに直接チャックで保持し、これを各処理槽に浸漬 させて化学処理するキャリアレス方式のウエハ処理装置にあっては、キャリアが 不要のため、それだけ各処理槽を小型化できる。このため、薬液や洗浄液の量が 少なくて済み、しかも処理時間を短縮できるという利点がある。

【０００３】 特に最近はウエハの径が６インチから８インチへと大型化する傾向にあり、キ ャリアレス方式のウエハ処理装置は、上述のようにメンテナンスコストおよび処 理能力の点で従来のキャリア方式のものに比べて大変すぐれているため、今後の ウエハ処理の主流になると予想される。

【０００４】 このようなキャリアレス方式のウエハ処理装置においては、まず、ウエハを直 接チャックで保持して所定の処理槽の上方に搬送する。次に、チャックを下降さ せて、ウエハを処理槽の中に設置されたウエハ保持ホルダに整立保持する。処理 槽内にはウエハ処理のため必要な薬液や洗浄液などが満たされており、これによ り必要な表面処理を行なった後、再びウエハをチャックで保持して引上げ、次の 処理槽もしくは乾燥器に搬送して次々とウエハ処理を行なうようになっている。

【０００５】 この場合、処理槽内での薬液処理や洗浄が効率的に行なえるように、従来から ウエハの下方から窒素ガスなどの気体を噴出させるバブリングや、必要な薬液や 洗浄液を上方に噴出させるアップフローなどの手法がとられていた。

【０００６】 ところで、ウエハを処理槽内に整立保持するためのウエハ保持ホルダには、従 来から図７から図９に示すような形状のものがあった。

【０００７】 図７に示すウエハ保持ホルダは、幅の広い台座１の上面にウエハ２の外縁と同 じ形状を有するガイド溝１ａが等ピッチで紙面と垂直な方向に複数刻設されてい るものである。この台座１を例えば処理槽３の底面に設置し、ガイド溝１ａにウ エハ２の下部外縁を挿入してウエハ２を、ウエハ処理液４で充満された処理槽３ 内でほぼ垂直に複数枚整立保持する。

【０００８】 また、図８に示すウエハ保持ホルダは、内側に複数のガイド溝５ａを刻設した ガイド棒５を３本設け、この３本のガイド棒５を、そのガイド溝５ａの底面部が ウエハ２の外縁に等しく当接するように処理槽内に配設し、３点でウエハ２を保 持するものである。

【０００９】 また、図９に示すウエハ保持ホルダは、内側に複数のガイド溝６ａを刻設した ガイド棒６を２本だけ処理槽３内に設置し、２点でウエハ２をほぼ垂直に保持す るものである。

【００１０】 従来、上述のようなウエハ保持ホルダを有する処理槽において、バブリングや アップフローの処理を行なう場合には、当該ウエハ保持ホルダの下方にバブリン グやアップフロー専用のパイプを配管し、この専用パイプを介して窒素ガスや必 要な薬液または洗浄液などを供給していた。

【００１１】 たとえば図８のウエハ保持ホルダを用いた処理槽にバブリングとアップフロー の機能を付加した場合の例を図１０に示す。

【００１２】 同図において、ガイド棒５の下方には、２本のバブリング用パイプ８と３本の アップフロー用パイプ９が、ガイド棒５と平行に配設されており、これらのパイ プ８、９は、説明の便宜上その縦断面で示されている。

【００１３】 それぞれのパイプ８、９の上面には、複数の噴出口８ａ、９ａが穿設されてお り、また各パイプ８、９には接続チューブを介して窒息ガス供給装置および薬液 供給装置（図示せず）が接続されており、これにより当該噴出口８ａから必要に 応じて窒素ガス１０を噴出させてバブリングし、また噴出口９ａから薬液または 洗浄液１１を噴出させてアップフローによる処理を行なうようになっている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述のような従来の方法によると、次のような問題があった。

【００１５】 まず、第１に、処理槽の内容積が大きくなるという問題がある。

【００１６】 すなわち、上述のようにウエハ保持ホルダの保持部材の下方にさらにバブリン グ用パイプ８とアップフロー用パイプ９を配設すると、その分だけ処理槽３の容 積が大きくなる。そのため消費する薬液や洗浄液の量が多くなってメンテナンス コストが悪くなる上、処理に時間がかかり大変非能率的である。このようなこと は、キャリアレス方式のウエハ処理装置において処理槽の内容積をできるだけ小 さくし、消費する薬液等の量を最小限に維持することによって、メンテナンスコ ストの低減、および処理時間の短縮を達成するという目的に反する。

【００１７】 第２に、ウエハ処理の均一性の点で問題がある。

【００１８】 すなわち、ウエハ保持ホルダの下方にバブリング用パイプ８とアップフロー用 パイプ９を配設しているため、ガイド棒５がバブリングやアップフローの障害物 となって、その陰の部分（図１１の斜線１２で示すような部分）にはバブリング の泡やアップフローによる薬液の流れが届かないので（以下、この斜線１２の部 分を便宜上「死水域」という。）、十分なウエハ処理をすることができず、ウエ ハ処理はその部分だけ不均一になってしまう。このため、ウエハの製品精度にバ ラツキを生ずる結果となる。

【００１９】 また、図７に示すようなウエハ保持ホルダの形状においては、台座１の底面積 が大きいため、従来法によるバブリングやアップフローの処理がほとんど不可能 である。また、図９に示すようにガイド棒が２本の場合においては、バブリング などの際にウエハ２の保持が大変不安定になって、脱落する可能性があり、しか も死水域は２本のガイド棒６については依然存在するので、完全にウエハ処理の 不均一の問題を除去することはできない。

【００２０】 第３に、ガイド棒のガイド溝部の洗浄効果の点である。

【００２１】 すなわち、当該ガイド溝にはごみが溜まりやすく、このごみがウエハ処理精度 に悪影響を及ぼす。従来では、ウエハを処理槽から除去したあとに、上述のよう に下方からのバブリングやアップフロー処理したり、処理槽内の処理液４を急排 水し、ガイド棒に洗浄液をスプレーするような方法で対処してきたが、ガイド溝 自身の幅が狭いため、充分な洗浄効果を得ることができなかった。

【００２２】 本考案は、上述のような問題点を解消するためになされたものであって、その 第１の目的は、バブリングやアップフロー処理する場合であっても、処理槽の内 容積を大きくする必要がないようにすることであり、第２の目的はバブリングや アップフロー処理において死水域が発生しないようにし、ウエハ全体に均一な処 理ができるようにすることであり、さらに第３の目的は、ガイド棒のガイド溝の 洗浄が確実にできるようにして、ガイド溝に溜まったごみによってウエハ処理に 悪影響が及ぼされるのを除去することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案にかかるウエハ保持ホルダは、 上面にガイド溝を形成した保持部材を水平に配置し、このガイド溝にウエハの 下部外縁を挿入することによって当該ウエハをほぼ垂直に保持するウエハ保持ホ ルダであって、 前記保持部材内部に中空部を設けるとともに、当該保持部材の少なくともガイ ド溝部に前記中空部に連通する流体噴出口を設けたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】

保持部材の内部に中空部を設けるとともに、少なくとも保持部材のガイド溝部 に前記中空部に連通する流体噴出口を設けて、当該保持部材の中空部を介して当 該ガイド溝部の噴出口から窒素ガスや、薬液などの流体を噴出させるので、別に バブリングやアップフロー専用のパイプを配管する必要がなく、またガイド溝部 から必要な流体が噴出するので保持部材による死水域がなくなり、しかも、ガイ ド溝の洗浄を効果的に行なうことができる。

【００２５】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案にかかるウエハ保持ホルダの実施例を詳細に説明 するが、本考案の技術的範囲がこれによって制限されるものではないことはもち ろんである。

【００２６】 図１は、本考案にかかるウエハ保持ホルダの一実施例を示す概要図であり、図 ２はその一部縦断面図である。なお、図１においては、説明の都合上、ガイド溝 での断面図が示されている。

【００２７】 保持部材である３本のガイド棒１３が、ウエハ２の中心線に対してほぼ左右対 称になるように保持板１６に保持されている。

【００２８】 ガイド棒１３の形状は、図２の一部縦断面図に示すように内部が中空になって おり、上面にはガイド溝１４が等ピッチで複数設けられいる。このガイド溝１４ は、ウエハ２の外縁を導入するためのテーパ部１４ａと、垂直にウエハ２を保持 するための保持溝１４ｂとからなっており、その底面部１４ｃの断面形状は直線 に形成されている。それぞれの底面部１４ｃの端に近い部分には、内部の中空部 １３ａに連通する流体噴出口１５が２個ずつ設けられている。

【００２９】 ガイド棒１３の素材として炭化ケイ素が使用されている。その製造方法は、ま ず、コークスでガイド棒１３の中芯を形成し、その中芯を覆うようにして周囲に 炭化ケイ素を結晶させる。その後、当該コークスのみを燃焼させて除去する。こ れにより、中空部１３ａを有するガイド棒１３が形成される。

【００３０】 しかし、ガイド棒１３の素材は、上述の炭化ケイ素に限られず、その他の耐薬 性を有する素材、例えば石英やステンレスやフッ素系樹脂で形成しても良い。

【００３１】 また、本実施例ではガイド棒１３内の貫通孔を、上述のようにガイド棒１３の 外形と相似な中空部によって形成しているが、断面形状が単一な単なる貫通孔を 形成しても良い。

【００３２】 保持板１６内部には連通孔１６ａが設けられており（図１）、これによって保 持板１６上部に設けられたチューブ接続口１６ｂと各ガイド棒１３の中空部１３ ａが内部で連結される。

【００３３】 図３は、図１のウエハ保持ホルダを処理槽１７に取り付けた状態を示す図であ る。

【００３４】 保持板１６の上部はＬ字型に形成されて取り付け部１６ｄが形成されており、 この取り付け部１６ｄには取付け穴１６ｅが設けられている。

【００３５】 ボルト１８を上記取付け穴１６ｅに嵌挿して、処理槽１７の上部外縁に設けら れたネジ穴１７ａにネジ込むことにより、保持板１６が処理槽１７にしっかりと 固定され、これにより３本のガイド棒１３が、処理槽１７内の最適な位置に保持 される。

【００３６】 なお、保持板１６は、本実施例のような形状のものに限定されるものではなく 、処理槽１７内の所定位置にガイド棒１３が設置できるようなものであればどの ような形状のものでも良い。

【００３７】 本実施例のようにボルト１８により容易に取り外せるようにしておけば、保持 ホルダや処理槽１７の洗浄などのメンテナンスが極めて容易であるし、また、径 の異なるウエハを同じ処理槽で処理したい場合にも所定のウエハ保持ホルダに簡 単に交換することができ、大変便利である。

【００３８】 また、ウエハ２を整立させたまま他の処理に搬送することも可能である（ボー ト搬送）。

【００３９】 保持板１６上部のチューブ接続口１６ｂは、接続チューブ１９を介して電磁切 換弁２０に接続されており、この電磁切換弁２０には接続チューブ２１、２２を 介してそれぞれ窒素ガス供給装置２３および薬液供給装置２４に接続されている 。この場合、供給される気体は窒素ガスに限られずウエハ処理に悪影響を与えな い気体であれば何でも良い。

【００４０】 この電磁切換弁２０を図示しない制御装置により適宜切り換えることにより、 ガイド棒１３のガイド溝１４から窒素ガスを噴出させてバブリングやガスパージ の処理を行ない、もしくは所定の薬液もしくは洗浄液を噴出させてアップフロー の処理を行なうことができる。

【００４１】 図４は、窒素ガス１０をガイド溝１４の流体噴出口１５から噴出してバブリン グしている様子を示す拡大断面図である。

【００４２】 流体噴出口１５はガイド溝１４の底面部１４ｃの端近くに設けられているので 、ウエハ２の端部によって塞がれることなく窒素ガス１０を勢いよく噴出させる ことができる。電磁切換弁２０を切り換えて薬液などの液体を噴出する場合も同 様である。

【００４３】 したがって、従来のように、ガイド棒１３が障害となってバブリングやアップ フローにおける死水域が発生するようなことがなくなる。

【００４４】 また、ガイド溝１４自身から流体が噴出するので、この部分にごみが溜まりに くく、仮にごみが付着したとしてもウエハを除去して、バブリングやアップフロ ーを行なえば、効果的に洗浄できる。従来、ガイド溝１４の洗浄に苦慮していた が、これで一挙に解決できるものである。

【００４５】 なお、流体噴出口１５を設ける位置をガイド溝１４の底面部１４ｃに限らず、 図５に示すようにガイド溝１４のテーパー部１４ａ（１５ａ）や保持溝１４ｂ（ １５ｂ）または、ガイド溝とガイド溝の間（１５ｃ）やガイド棒１３の周囲（１ ５ｄ）などにおいて、必要に応じて多数設けておくことにより、バブリングやア ップフロー処理におけるより一層の均一化を図ることができる。

【００４６】 なお、中空部１３ａの一番低い位置には水抜き孔２５が設けてあり（図４）、 処理槽１７内の薬液を排水したときにガイド棒１３内に残留した薬液も速やかに 除去できるようになっている。

【００４７】 また、場合によっては、ガイド棒１３によるバブリングやアップフローに加え て、従来のバブリング用パイプ８とアップフロー用パイプ９を併設してもよい。 この場合、できるだけ処理槽１７の内容積が大きくならないようにバブリング用 パイプ８とアップフロー用パイプ９をどちらか一方のパイプで兼用するとともに 、当該パイプを３本のガイド棒１３の間に並行に配設するようにすればよい。

【００４８】 図１２は、このような場合の一実施例を示すものであり、保持板１６下方の３ 本のガイド棒１３の間に２本のパイプ２６を配設し、このパイプ２６の上部に流 体噴出口２６ａを設けるとともに、その内部空間２６ｂと連通孔１６ａを連通孔 １６ｆにより連通させることによって構成されている。このパイプ２６は、従来 のように単独で窒素ガスや薬液を噴出する場合に比べ、径の大きさや本数を少な くすることがで、それほどスペースをとらない。

【００４９】 なお、本実施例では図１に示すように、ウエハ２は、そのオリエンテーション ・フラット２ａが真下に来た状態で保持されるようになっている。両端のガイド 棒１３は、ウエハ２の中心線に対して左右対称となって、そのガイド溝１４の各 底面部１４ｃが、ウエハ２の下部外縁に当接している。また、中央のガイド棒１ ３のガイド溝１４ａの底面１４ｃと該オリエンテーション・フラット２ａの直線 部とはわずかな隙間が設けられており、ウエハ２を下から支持するのではなく、 該ウエハ２が前後に傾かないようにガイドの作用のみを行うように形成されてい る。

【００５０】 これにより、アップフロー処理もしくはバブリング処理などの特殊な処理によ り処理槽１７内の薬液あるいは洗浄液にさまざまな動きが生じても、ウエハ２が 、その流れに影響されて傾きウエハ同士が互いに干渉することがなくなる。

【００５１】 また、ウエハ２が回転しようとすると、オリエンテーション・フラット２ａの 直線部が中央のガイド棒１３のガイド溝底面部１４ｃに当接するので、それ以上 回転することが阻止される。したがって中央のガイド棒１３は、ウエハ２が前後 に傾かないように補助すると共にウエハ２が外力を受けて回転することを防止す るという２つの役目を果たしており、安定してウエハを保持することができるも のである。

【００５２】 また、本実施例においては、保持板１６内部に連通孔１６ａを設けてこれを介 してガイド棒に窒素ガスや必要な薬液を供給するようにしているが、接続チュー ブ１９を下方に延ばして直接ガイド棒１３に接続するようにしても良いし、保持 板１６を排して、３本のガイド棒１３を処理槽１７内壁に穿設された取り付け孔 より突出させ、その部分をシールするとともに当該突出部に処理槽１７外部から 接続チューブ１９を接続するようにしても良い。

【００５３】 また、中空部１３ａは、ガイド棒１３を軸方向にわたって貫通する必要はなく 、各流体噴出口１５と連通さえしておれば良い。この場合でも、接続チューブ１ ９を処理槽内に挿入して当該中空部１３ａに接続することにより、ガイド棒１３ の必要箇所から流体を噴出させるようにすることができる。

【００５４】 本考案によれば、ウエハ保持ホルダの形状・種類を問わずに、バブリングやア ップフローの処理を可能にすることができ、たとえば図７に示すような台座１を 使用したウエハ保持ホルダにおいても、台座１の内部に中空部を設け、ガイド溝 １ａに前記中空部と連通する流体噴出口を設けることにより、バブリングやアッ プフローの処理が容易に実現できる。

【００５５】 また、ガイド棒１３の上面に形成されるガイド溝１４の数は、通常、保持する ウエハの枚数だけ複数設けられるが、場合によっては１つだけであっても構わな い。

【００５６】

【考案の効果】

本考案にかかるウエハ保持ホルダは、保持部材の内部に中空部を設け、少なく とも保持部材のガイド溝部に前記中空部に連通する流体噴出口を設けて、当該保 持部材の中空部を介して当該ガイド溝部の噴出口から窒素や、薬液などの流体を 噴出させるので、別にバブリングやアップフロー専用のパイプを配管する必要が なく、処理槽の容積を最小限になるように構成でき、使用する薬液や洗浄液の量 を少なくすることができる。これによりメンテナンスコストを低くするとともに 、処理時間を短縮することができる（第１の目的に対応）。

【００５７】 また、ガイド棒自身から窒素ガスや必要な薬液が噴出するので、従来のように ガイド棒が障害となって死水域が発生するようなことがなくなり、ウエハ全体に わたって均一な処理を施すことが可能になり、ウエハ製品の精度のバラツキをな くすことができる。また、どのような形状のウエハ保持ホルダにおいてもバブリ ングやアップフローの処理が可能である。（第２の目的に対応）。

【００５８】 さらに、本考案においては、少なくともガイド溝部から必要流体が噴出するよ うに構成しているので、ウエハ汚染の原因となっているガイド溝部のごみが溜ま りにくく、仮に溜まったとしてもウエハ除去後に適当な流体を噴出させることに より容易にごみを除去でき、十分な洗浄効果を得ることができる（第３の目的に 対応）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかるウエハ保持ホルダの概
要を示す図である。

【図２】図１の実施例におけるウエハ保持ホルダのガイ
ド棒と保持板の取付部分の一部縦断面図である。

【図３】図１の実施例にかかるウエハ保持ホルダを処理
槽に取り付けたときの全体の構成を示す図である。

【図４】ガイド棒のガイド溝部から窒素ガスを噴出して
いる状態を示す図である。

【図５】ガイド棒に設けられた流体噴出口の別の実施例
を示す図である。

【図６】本考案にかかるウエハ保持ホルダの別の実施例
を示す図である。

【図７】従来のウエハ保持ホルダの構造を示す図であ
る。

【図８】従来の別のウエハ保持ホルダの構造を示す図で
ある。

【図９】従来のさらに別のウエハ保持ホルダの構造を示
す図である。

【図１０】従来のウエハ保持ホルダを用いた処理槽にお
いてバブリングおよびアップフローの機能を付加した場
合の様子を示す図である。

【図１１】従来のウエハ保持ホルダにおける死水域を説
明する図である。

【符号の説明】

２ ウエハ １３ ガイド棒 １３ａ 中空部 １４ ガイド溝 １５ 流体噴出口 １６ 保持板 １６ａ、１６ｆ 連通孔 １６ｂ チューブ接続口 １７ 処理槽 １９ 接続チューブ ２０ 電磁切換弁 ２３ 窒素ガス供給装置 ２４ 薬液供給装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面にガイド溝を形成した保持部材を水
   平に配置し、このガイド溝にウエハの下部外縁を挿入す
   ることによって当該ウエハをほぼ垂直に保持するウエハ
   保持ホルダであって、 前記保持部材内部に中空部を設けるとともに、当該保持
   部材の少なくともガイド溝部に前記中空部に連通する流
   体噴出口を設けたことを特徴とするウエハ保持ホルダ。