JPH0562962A - 板状物処理治具およびそれが使用された板状物処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハの洗浄時における異物の再付着を防止
する。 【構成】 複数枚のウエハ１を治具１０によりスクリュ
ー形状に保持した状態で、純水２４中に浸漬して回転さ
せることにより、純水２４中に斜め上方に流れる水流３
４を発生させる。 【効果】 ウエハ１に付着した異物４を強制的に洗い落
とすことができるとともに、洗い落とした異物４を水流
３４に乗せて斜め上方に迅速に排出させることができ、
きわめて高い洗浄効果を得ることができる。しかも、洗
い落とした異物を水流３４によって斜め上方に運ぶこと
により、異物４をオーバフロー流３５によって直ちに槽
外に排出することができるため、純水２４の水面に浮遊
した異物が水中から引き上げ途中のウエハ１に再付着す
るのを防止することができ、前記洗浄効果をより一層高
めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状物の処理技術、特
に、複数枚の半導体ウエハ（以下、単に、ウエハとい
う。）を一度に回転させる技術に関し、例えば、半導体
装置の製造工程において、ウエハを洗浄処理し、かつ、
回転乾燥処理するのに利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、ウエハ
を洗浄する方法として、オーバフロー槽にオーバフロー
状態で貯留されている純水中に、複数枚のウエハが互い
に平行に配された状態で洗浄治具に収納されて浸漬さ
れ、ウエハに付着した異物等を洗い流す方法、がある。

【０００３】なお、このようなウエハの洗浄処理方法を
述べてある例としては、特開昭６２−４５１２６号公報
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようなウエハの洗浄処理方法においては、ウエハから洗
い落とされた異物がオーバフローによりオーバフロー槽
から排出されるのに時間がかかるため、水中からウエハ
が引き上げられる際に、水面上に浮いている異物が引き
上げ途中のウエハの表面に再付着してしまうという問題
点があることが、本発明者によって明らかにされた。

【０００５】本発明の目的は、ウエハの水洗時における
異物の再付着を防止することができるウエハの洗浄処理
方法を提供することにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、このウエハの洗浄
処理方法を合理的に実施することができるウエハの処理
治具を提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００９】すなわち、板状物の外径以上の半径を有す
る円板形状に形成されている保持板と、円柱形状に形成
され、保持板に同心に配されて一体回転するように突設
されている保持柱とを備えており、前記保持板の上面に
板状物の外周辺部を嵌入自在の第１保持溝が複数条、周
方向に等間隔に配されて法線に対してそれぞれ傾斜する
ように放射状に刻設されているとともに、前記保持柱の
外周に板状物の周辺部を嵌入自在の第２保持溝が複数
条、各第１保持溝にそれぞれ一連となるように配され
て、中心線に対してそれぞれ傾斜するように刻設されて
おり、さらに、前記保持柱に回転駆動装置に係合自在な
係合部が形成されている板状物処理治具が用意され、こ
の板状物処理治具に複数枚の板状物が、前記第１保持溝
および第２保持溝に外周辺部をそれぞれ嵌入されて前記
保持板上にて保持柱に立て掛けられた状態で、保持され
る工程と、オーバフロー槽にオーバフロー状態で貯留さ
れている洗浄液中に、前記板状物群を保持した板状物処
理治具が浸漬される工程と、この浸漬された板状物処理
治具が洗浄液中で、保持柱を中心にして水平に回転され
る洗浄工程とを備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】前記した手段によれば、板状物を保持した治具
が洗浄液中で回転されると、板状物に接触した洗浄液は
遠心力によって径方向外向きで、斜め上方に流れるた
め、径方向外向きで斜め上方の水流が発生される。この
水流により、板状物の表面に付着した異物は板状物の表
面から強制的に洗い落とされるとともに、洗浄槽中の周
辺部へ排出される。

【００１１】そして、洗浄槽の水中の周辺部へ押しやら
れた異物は、遠心力が作用している水流れに乗って洗浄
槽からそのまま直ちにオーバフローされる。したがっ
て、板状物から洗い落とされた異物が水面に浮遊するこ
とにより、板状物が洗浄液中から引き上げられる際に、
引き上げ途中の板状物に再付着することは防止されるこ
とになる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるウエハの洗浄
処理治具を示す斜視図、図２はそれを使用したウエハの
洗浄処理方法を示す縦断面図、図３はその平面断面図、
図４は同じくウエハの乾燥処理方法を示す一部切断正面
図である。

【００１３】本実施例において、本発明に係る板状物処
理治具は、板状物としてのウエハ１についての洗浄処理
を実施する際に使用されるウエハ保持治具（以下、治具
という。）１０として構成されており、この治具１０は
保持板１１と保持柱１２とを備えている。保持板１１は
ウエハ１の直径よりも大きい半径を有し、適当な厚さの
円板形状に形成されており、保持柱１２は適当な直径を
有する円柱形状に形成されている。保持柱１２は保持板
１１の中心線上において一主面（以下、上面とする。）
方向に延びるように固定的に突設されており、保持板１
１と保持柱１２とは一体回転するようになっている。

【００１４】保持板１１の上面には小幅で深さの浅い細
溝から成る第１保持溝１３が複数条、周方向に等間隔に
配されて、かつ、法線に対して適度に傾斜するように放
射状にそれぞれ刻設されている。各第１保持溝１３は被
保持物であるウエハ１の周辺部の極一部を嵌入可能な深
さおよび幅に形成されており、ウエハ１の周辺部を嵌入
することにより、後記する第２保持溝と協働してウエハ
１を立てた状態で保持するようになっている。

【００１５】また、保持板１１には透孔１４が同心円に
配されて上下方向に貫通するように開設されている。さ
らに、保持板１１の下面には短尺円柱形状の凸部１５が
同心に配されて垂直下向きに突設されている。

【００１６】保持柱１２の円周面には小幅で深さの浅い
細溝から成る第２保持溝１６が第１保持１３と同数、周
方向に等間隔に配されて、かつ、保持柱１２の中心線に
対して適度に傾斜するようにそれぞれ刻設されている。
各第２保持溝１６は第１保持溝１３と同様な深さおよび
幅に形成されているとともに、その下端が第１保持溝１
３の内側端に接続して一連に連続するようになってい
る。

【００１７】保持柱１２の上部にはジャーナル部１７が
形成されており、このジャーナル部１７はこの治具１０
が回転される際に軸受によって適宜支承されることによ
り、回転振れを防止するようになっている。また、保持
柱１２の上端部には係合部としての係合孔１８が開設さ
れており、この係合孔１８により、この治具１０に回転
駆動装置（図示せず）が連結されるようになっている。

【００１８】この治具１０が使用されて、ウエハの洗浄
処理が実施される際、図２および図３に示されている洗
浄装置２０が使用される。次に、この洗浄装置２０につ
いて説明する。

【００１９】図２および図３に示されているように、こ
の洗浄装置２０は内外二重槽に構成されている処理槽２
１を備えており、内外槽は同心円の円筒形状に形成され
ている。外槽２２は石英ガラスが用いられて形成されて
おり、内槽２３はステンレス等が用いられて形成されて
いるとともに、弗素樹脂により表面がコーティングされ
ている。

【００２０】洗浄槽２１には洗浄液としての純水２４が
貯留されており、この純水２４は外槽２２および内槽２
３を循環するようになっている。すなわち、外槽２２の
底部にはポンプ２５が設備されており、このポンプ２５
は外槽２２の純水２４を内槽２３に圧送するように構成
されている。ポンプ２５の吸入側にはプレフィルタ２６
が介設されており、ポンプ２５の排出側である内槽２３
の底部にはメインフィルタ２７が介設されている。ま
た、内槽２３のメインフィルタ２７の上方には多孔質の
整流板２８が介設されており、この整流板２８により純
水２４が内槽２３を層流となって上昇して行くようにな
っている。そして、内槽２３において、純水２４は常時
オーバフローして外槽２２側へ循環して行くようになっ
ている。したがって、内槽２３はオーバフロー槽を構成
していることになる。

【００２１】なお、図示しないが、洗浄装置２０には純
水２４を適宜補給するための給水系、および、純水２４
を適宜排出するための排水系が設備されている。

【００２２】この洗浄装置２０はハンドラ２９を備えて
おり、ハンドラ２９は洗浄槽２１と、例えば、後述する
乾燥装置、その他の場所との間を適宜移動するように構
成されている。ハンドラ２９にはサーボモータ等から成
る回転駆動装置３０が設備されており、回転駆動装置３
０の回転軸３１には係合部３２が取り付けられている。
この係合部３２は治具１０の係合孔１８に係合自在にな
っており、この係合部３２と係合孔１８との係合によ
り、治具１０がハンドラ２９に吊持されるとともに、回
転駆動装置３０に連結された状態になる。

【００２３】次に、前記構成に係る治具１０および洗浄
装置３０が使用された場合について、本発明の一実施例
であるウエハの洗浄処理方法を説明する。

【００２４】洗浄すべきウエハ１は複数枚が、治具３０
にスクリュー形状になるようにセットされる。すなわ
ち、１枚のウエハ１は第１保持溝１３および第２保持溝
１６に嵌入されて、保持板１１上において保持柱１２に
立て掛けられた状態に保持される。この状態において、
第１保持溝１３が法線に対して傾斜しているため、ウエ
ハ１は水平面内において法線に対して傾斜した状態にな
り、かつまた、第２保持溝１６が保持柱１２の中心線に
対して傾斜しているため、ウエハ１は垂直面内において
傾斜した状態になっている。このとき、ウエハ１は、集
積回路を作り込まれる側の主面（以下、第１主面とい
う。）２が垂直面内の傾斜において上側になるように、
第１保持溝１３および第２保持溝１６に嵌入される。

【００２５】ウエハ１が複数枚スクリュー形状にセット
された治具１０は、ハンドラ２９の係合部３２が治具１
０の係合孔１８に係合されることにより、ハンドラ１９
に吊持される。ハンドラ２９に吊持された治具１０はハ
ンドラ２９により洗浄槽２１に搬送されて下降され、内
槽２２の純水２４中に浸漬される。

【００２６】治具１０が純水２４中に浸漬されると、回
転駆動装置３０が運転され、回転軸３１、係合部３２お
よび係合孔１８を介して治具１０は純水２４中で緩やか
に回転される。このとき、図２および図３に矢印３３で
示されている通り、ウエハ１の第１主面２側、かつ、ウ
エハ１の保持柱１２側端部が回転方向の前側になるよう
に、治具１０は回転駆動装置３０により回転される。こ
のとき、必要に応じて、治具１０のジャーナル部１７が
軸受１９（図２の想像線参照）により支承され、回転振
れが防止される。

【００２７】この治具１０の回転に伴って、治具１０に
保持されたウエハ１群は保持柱１２の中心線の周りを緩
やかに公転する。このウエハ１の公転により、ウエハ１
の第１主面２に接触した純水２４はウエハ１に押される
ため、第１保持溝１３および第２保持溝１６に保持され
たウエハ１の傾斜に従って、径方向外向きで、かつ、斜
め上方に向かう水流３４（以下、斜め上方水流というこ
とがある。）が発生する。

【００２８】この水流により、ウエハ１の第１主面２お
よび第１主面２と反対側の主面（以下、第２主面とい
う。）３に付着した異物４は強制的に洗い流される。か
つまた、洗い流された異物４は、径方向外向きで斜め上
方に向かう水流３４に乗って、内槽２３の純水２４中に
おける上部に強制的に運ばれる。この内槽２３の上部に
おいては、純水２４の常時オーバフロー流３５が形成さ
れているため、水流３４に乗って上部に運ばれた異物４
は、このオーバフロー流３５に乗ってそのまま直ちに外
槽２２に排出されることになる。したがって、内槽２３
の純水２４中には異物４が浮遊することは、殆どない状
態になる。

【００２９】他方、ウエハ１の公転に伴う斜め上方水流
３４の発生によって相対的に、ウエハ１には第１保持溝
１３および第２保持溝１６に嵌入させる方向の押力３６
が作用するため、ウエハ１が斜め上方水流３４によって
第１保持溝１３および第２保持溝１６から外されること
は防止される。なお、ウエハ１は第１保持溝１３および
第２保持溝１６によって充分に抜け止めされることはい
うまでもない。

【００３０】このようにして、ウエハ１が洗浄された
後、治具１０は緩やかに回転されながら、純水２４中か
ら引き上げられる。このとき、純水２４の水面に異物４
が浮遊していることがないため、引き上げ途中で、異物
４がウエハ１の表面に再付着することはない。したがっ
て、洗浄の効果はそのまま維持され、その結果、露光工
程等の後の工程における処理精度を高めることができ
る。

【００３１】これに対して、治具１０の回転に伴う斜め
上方への水流３４が形成されない従来例の場合には、純
水２４の表面にオーバフローされずに浮遊している異物
４が、引き上げ途中のウエハ１の表面に再付着する事態
が発生する。この引き上げ途中で異物４が再付着したウ
エハ１は、以後、洗浄される機会がないため、そのま
ま、露光工程等の後工程に供給されてしまい、処理精度
の低下や不良発生の原因になってしまう。

【００３２】本実施例において、純水２４中から引き上
げられた治具１０は、湿潤したウエハ１群がセットされ
たままの状態で、図４に示されている回転乾燥装置４０
にハンドラ２９により直ちに搬送される。そして、湿潤
したウエハ１群は図４に示されているように、回転乾燥
装置４０により乾燥処理が実施される。

【００３３】図４に示されている回転乾燥装置４０は、
乾燥槽４１を備えており、この乾燥槽４１は治具１０を
収容可能な大きさの上面が開口した円筒形状に形成され
ている。図示しないが、乾燥槽４１にはドライエア給気
系および排気系がそれぞれ接続されており、乾燥槽４１
内には清浄なドライエアが常時循環されるようになって
いる。乾燥槽４１の底面上には軸受装置４２が設備され
ており、この軸受装置４２は治具１０の保持板１１およ
びその下面に突設された凸部１５を受けて回転自在に支
承するように構成されている。

【００３４】この回転乾燥装置４０が使用されて回転乾
燥される際、洗浄装置２０により洗浄処理されたウエハ
１群は、治具１０にセットされた状態のままでハンドラ
２９により直ちに乾燥槽４１内に搬入される。この際、
治具１０の凸部１５が乾燥槽４１の軸受装置４２に嵌合
されて回転自在に支承される。

【００３５】続いて、回転駆動装置３０により、治具１
０が回転される。この際、回転は当初低速度で、次第に
高速度になるように制御される。この治具１０の回転に
伴ってウエハ１群は回転中心線周りを公転するため、ウ
エハ１の表面に付着した水分は遠心力により飛散し、相
対的に、ウエハ１は乾燥されることになる。

【００３６】前記実施例によれば次の効果が得られる。
複数枚のウエハを治具１０によりスクリュー形状に
保持した状態で、純水中に浸漬して回転させることによ
り、純水中に斜め上方に流れる水流３４を発生させるこ
とができるため、ウエハに付着した異物を強制的に洗い
落とすことができるとともに、洗い落とした異物を水流
３４に乗せて斜め上方に迅速に排出させることができ、
きわめて高い洗浄効果を得ることができる。

【００３７】 洗い落とした異物を水流３４によって
斜め上方に運ぶことにより、異物４をオーバフロー流３
５によって直ちに槽外に排出することができるため、純
水の水面に浮遊した異物４が水中から引き上げ途中のウ
エハに再付着するのを防止することができ、前記洗浄効
果をより一層高めることができる。

【００３８】 洗浄により湿潤したウエハを治具１０
にセットしたまま直ちに回転させることにより、回転乾
燥処理を直ちに実施することができるため、湿潤したウ
エハの自然乾燥に伴うウオータマークの発生等を防止す
ることができる。なお、ウオータマークはウエハに付着
した水分に空気中の塵埃等が付着したり、水分に酸素が
溶けてウエハが酸化されたりすることにより、発生する
ものであり、洗浄後、直ちに乾燥することにより、防止
することができる。

【００３９】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４０】例えば、前記実施例では洗浄処理および回
転乾燥処理に治具が用いられる場合につき説明したが、
治具は縦形処理装置による場合には、酸化処理や、アニ
ール処理、ＣＶＤ処理等に際して、ウエハ群を保持する
治具としても使用することができる。

【００４１】治具を構成する材料は、処理の条件に応じ
て、最適のものを選定することが望ましい。

【００４２】また、保持溝の条数や傾斜角、洗浄および
乾燥処理、その他の処理中の治具の回転速度や、処理時
間等は、実験やコンピュータによるシュミレーション等
の経験的解析手法により、最適値を求めることが望まし
い。

【００４３】洗浄液としては、純水を使用するに限ら
ず、強酸や弗酸等のエッチング液を使用してもよい。

【００４４】洗浄装置や回転乾燥装置の具体的構成は前
記実施例に限らず、処理条件に応じて適宜選定すること
が望ましい。

【００４５】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるウエハ
の処理技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、ホトマスクや磁気ディスク、
コンパクトディスク、液晶パネル等の板状物についての
洗浄、乾燥、その他の処理技術全般に適用することがで
きる。

【００４６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００４７】複数枚の板状物を治具によりスクリュー形
状に保持した状態で、洗浄液中に浸漬して回転させるこ
とにより、洗浄液中に斜め上方に流れる流れを発生させ
ることができるため、板状物に付着した異物を強制的に
洗い落とすことができるとともに、洗い落とした異物を
流れに乗せて斜め上方に迅速に排出させることができ、
きわめて高い洗浄効果を得ることができる。

【００４８】そして、洗い落とした異物を流れによって
斜め上方に運ぶことにより、異物４をオーバフロー流に
よって直ちに槽外に排出することができるため、洗浄液
の水面に浮遊した異物が液中から引き上げ途中の板状物
に再付着するのを防止することができ、前記洗浄効果を
より一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるウエハの洗浄処理治具
を示す斜視図である。

【図２】それを使用したウエハの洗浄処理方法を示す縦
断面図である。

【図３】その平面断面図である。

【図４】同じくウエハの乾燥処理方法を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ウエハ（板状物）、２…第１主面、３…第２主面、
４…異物、１０…治具、１１…保持板、１２…保持柱、
１３…第１保持溝、１４…透孔、１５…凸部、１６…第
２保持溝、１７…ジャーナル部、１８…係合部、１９…
軸受部、２０…洗浄装置、２１…洗浄槽、２２…外槽、
２３…内槽、２４…純水（洗浄液）、２５…ポンプ、２
６…プリフィルタ、２７…メインフィルタ、２８…整流
板、２９…ハンドラ、３０…回転駆動装置、３１…回転
軸、３２…係合部、３３…回転方向、３４…斜め上方水
流、３５…オーバフロー流、３６…押力、４０…回転乾
燥装置、４１…乾燥槽、４２…軸受装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状物の外径以上の半径を有する円板形
   状に形成されている保持板と、円柱形状に形成され、保
   持板に同心に配されて一体回転するように突設されてい
   る保持柱とを備えており、 前記保持板の上面に板状物の外周辺部を嵌入自在の第１
   保持溝が複数条、周方向に等間隔に配されて法線に対し
   てそれぞれ傾斜するように放射状に刻設されているとと
   もに、 前記保持柱の外周に板状物の周辺部を嵌入自在の第２保
   持溝が複数条、各第１保持溝にそれぞれ一連となるよう
   に配されて、中心線に対してそれぞれ傾斜するように刻
   設されており、 さらに、前記保持柱に回転駆動装置に係合自在な係合部
   が形成されていることを特徴とする板状物処理治具。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の板状物処理治具に複数
   枚の板状物が、前記第１保持溝および第２保持溝に外周
   辺部をそれぞれ嵌入されて前記保持板上にて保持柱に立
   て掛けられた状態で、保持される工程と、 オーバフロー槽にオーバフロー状態で貯留されている洗
   浄液中に、前記板状物群を保持した板状物処理治具が浸
   漬される工程と、 この浸漬された板状物処理治具が洗浄液中で、保持柱を
   中心にして水平に回転される洗浄工程とを備えているこ
   とを特徴とする板状物処理方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の板状物処理方法におい
   て、洗浄工程後、板状物処理治具が洗浄液中から引き上
   げられ、気相中で、保持柱を中心にして水平に回転され
   る乾燥工程を備えていることを特徴とする板状物処理方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の板状物処理治具に複数
   枚の板状物が、前記第１保持溝および第２保持溝に外周
   辺部をそれぞれ嵌入されて前記保持板上にて保持柱に立
   て掛けられた状態で、保持される工程と、 縦形の処理室に上方または下方から前記板状物群を保持
   した板状物処理治具が収容される工程と、 この収容された板状物処理治具が処理室内で、保持柱を
   中心にして水平に回転される処理工程とを備えているこ
   とを特徴とする板状物処理方法。