JPH0653200A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のウエハを、同時に処理するウエット型の
洗浄装置による洗浄処理の清浄度、及び均一性を向上さ
せる。 【構成】洗浄液を供給する洗浄槽１にウエハホルダ３に
固定された複数ウエハ２をセットした時に仕切板４によ
り該複数ウエハ２が全て異なった独立空間に囲まれた構
造とする。 【効果】独立した空間により他ウエハからのコンタミ転
写、洗浄液の流れの最適化により反応生成物の即時除去
およびウエハ内、ウエハ間の均一性が確保出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子等の製造工程
で行なわれる洗浄液を用いて複数の被処理基板を一括処
理する洗浄の処理装置に関わり、特に、少量の洗浄液使
用によって被処理基板間、基板内の処理均一性、および
被処理基板の清浄度を高めるのに好適な洗浄処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗浄処理装置は、例えば前田和男
著「最新ＬＳＩプロセス技術」、工業調査会刊、１９８
３年なる文献の第１２８項、第１５２項−第１５４項に
記載されているように複数のウエハをウエハ面が対向す
るように並行に設置（通常は２５枚）したホルダ−を２
軸の自由度（上下、左右）を持つア−ムによって洗浄槽
内に固定し、常に新鮮な洗浄液を供給するため洗浄液を
常時流し続け、オ−バフロ−させながら洗浄槽内に一定
時間浸漬する。これにより、表面に付着したコンタミ等
を化学的反応により除去する。但し、基板に付着した複
数種のコンタミ（自然酸化膜、金属、他）は１種類の洗
浄液では除去できないため、純水による洗浄液の洗い流
しを行うリンス工程を挾んで複数回の異なる洗浄液への
浸漬を順次行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体の高集積化が進
むと共に、許容されるコンタミ等の濃度も低くなってい
く。また一方では、被処理基板であるウエハ面積は大型
化していく。管理すべき濃度が低くなると共に従来の方
式では問題とならなかった洗浄液を介しての汚染が問題
となってくる。すなわち、リンス工程で除去出来ずホル
ダ−に付着したコンタミ、コンタミと洗浄液との反応
物、あるいは同時に処理する他のウエハからのコンタミ
の転写である。

【０００４】また、ウエハ径が大きくなると洗浄液の流
れの影響が大きくなりウエハ内で均一な洗浄効果を確保
することは難しくなり、同時に洗浄液槽に漬ける複数枚
の内両端のウエハは洗浄条件が全く異なることになりウ
エハ間の確保はさらに難しくなる。このようなウエハ
間、及びウエハ内の均一性の確保について十分な配慮が
なされていない。

【０００５】さらに、経済面、環境問題の面から排出す
る洗浄液量をできるだけ抑える必要があるが、この面に
おいても十分な配慮がなされていなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ウエハ間及びウエハ内の
均一性を確保するためには、ウエハを一枚毎処理する枚
葉方式が適しているが、量産性（ここでは、単位時間当
りの処理枚数と考える。）の点では複数枚を同時に処理
するバッジ方式が優れている。そこで、制御性と量産性
を確保するため、バッジ処理の方式を基本にして枚葉方
式の制御性の良さを取り込むようにする。

【０００７】上記発明の目的を達成するために、従来の
ように大型の槽の中に治具で平行に固定された複数枚の
基板を大型の槽の中に浸漬するだけでなく、この時各基
板が独立した槽となるように仕切板を設ける。さらに、
この仕切板と同時にウエハの位置出し機構を設ける

【０００８】

【作用】上記構成において、洗浄液槽に複数の基板を漬
けたとき各基板間に仕切板を挿入することにより各基板
を独立の槽内に入れたのと同様の状態を作り出す。洗浄
液槽下部より供給される洗浄液は基板表面に沿って上方
に流れ洗浄槽側面より溢れ出ていく。この時の洗浄液の
移動は２次元的であり、従来の複数枚の被処理基板を大
型槽で同時に処理する場合に発生する基板間を横切る洗
浄液の移動、および滞留箇所がなくなる等の流れの制御
が容易になり、その結果洗浄作用により洗浄液中に流れ
でたコンタミ等は洗浄液と共に即時に流れ出るため、基
板自身に再付着することは無く、当然他の基板を汚染す
る可能性もなくなる。

【０００９】基板を洗浄槽層にセットしたとき、正確な
位置を確保することにより基板を囲む空間を小さく出来
るため洗浄液量も減少する。但し、ウエハの位置精度を
出すため、搬送中からウエハを支えているホルダ−の溝
部の余裕をなくしてしまうと、該ホルダ−への基板の装
着が困難となる。さらに、搬送中に生じる振動が、前記
溝部で抑えたウエハの端部が局所的に受けるため、該部
分にクラック等が入り易くなる。さらに、該溝部とウエ
ハ間には洗浄液等の液体が流れにくくコンタミ等を他に
持ち込む可能性が高い。そこで、ウエハを洗浄槽内にセ
ット後位置出しが必要である。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図１から図４により説
明する。

【００１１】図１は本発明の洗浄装置の第１の一実施例
の構造を示す縦断面図であり、図２は図１の洗浄装置を
９０度異なる角度からの構造を示す縦断面図である。

【００１２】液体を底面より複数の小孔を通して供給で
きる構造を有する洗浄槽１は異なる洗浄液、あるいは純
水の数だけ平面上に設置されている。該洗浄槽１の内側
にはウエハ２を固定するための溝を有するウエハホルダ
−３が隙間なく設置されている。該ウエハ２を固定する
ウエハホルダ−３は、複数枚のウエハ２（通常は２５枚
程度）の面が向き合うように設置されている。更に洗浄
槽１の上方からはウエハ２を挾み込む形の仕切板４が設
置されている。

【００１３】洗浄槽１は小孔を通して底面からの洗浄液
を導入し上部縁（図２の左右）より溢れさせている。こ
こで、ウエハホルダ−３は洗浄槽１の上方まで搬送され
てくると仕切板４と組み合わせれる。仕切板４はウエハ
ホルダ−３の溝によって位置を固定されたウエハ２の間
隙にテ−パ状の突起を有しており、該テ−パ状の突起に
よりウエハ２その位置がずれることなく正確に固定され
る。従って、仕切板４とウエハホルダ−３に囲まれる空
間は非常に小さく。該仕切板４とウエハホルダ−３を組
み合わせた状態で下降させ、洗浄液が溢れた状態にある
洗浄槽１内の所定の位置に固定する。各ウエハ２は面方
向をウエハホルダ３のしきい面、厚み方向を洗浄槽で区
切られるため、各ウエハ２を取り囲む空間の条件は全く
同一になる。従って、この各空間に導入された洗浄液は
他の空間に回りこむことはなくウエハ２表面に沿って上
方に押し上げられ後はウエハ２の縁方向から溢れでて、
各ウエハ２とも同一の洗浄が行われる。洗浄効果の均一
性は洗浄液の流れの状態に依存する。流速の速いところ
ではウエハ２表面は常に清浄な洗浄液にさらされるため
コンタミ等の除去は反応律速になる。また、澱み部分で
は供給律速になる上に、逆拡散により再付着等の問題が
生じる可能性がある。従来のバッチ処理方式では異なる
位置にあるウエハ２の反応を均一に制御することは困難
であり、本発明のようにウエハ２を囲んだ個別の室を最
適化することにより、均一に洗浄能力を最大限に発揮す
ることが出来る。

【００１４】図３は本発明の洗浄装置の第２の一実施例
の構造を示す縦断面図であり、図４は図３の洗浄装置を
９０度異なる角度からの構造を示す縦断面図である。

【００１５】機構的には本発明の洗浄装置の第１と同じ
であるが、ウエハ２の個別空間を構成する面方向の仕切
板４が洗浄槽側についていることを特徴とする。洗浄槽
１にウエハホルダ３を組み込んでいくと、洗浄槽１内側
の底面に設けられたテ−パ状の仕切板により、ウエハ２
の位置が正確に決められる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、バッチ処理方式の利点
である高スル−プット（単位時間当たりの処理枚数）お
よび枚葉処理方式の利点である高制御性を兼ね備えるこ
とが出来る。

【００１７】高集積化素子の生産は、高スル−プットの
他に歩留まりの向上が重要であるが、被処理基板の大面
積化、工程数の増加が進むと各工程の精度の確保が難し
くなり、この各工程の不安定性が工程数分だけ足し合わ
されるため歩留まりの確保が非常に困難となる。従っ
て、大面積被処理基板に対応した高精度の処理が必要と
なる。特に、洗浄処理は素子形成に直接関係する処理で
なく、該各形成処理の前後に何回も行われるものであ
り、従ってその制御性の高さを一層要求される。しか
し、バッチ処理のように被処理基板に対する処理の要素
（主に、洗浄液の流れに関係するもの）が複雑に関係し
ないため、例えばバッジ処理では同時に処理する被処理
基板の中で処理のバラツキが生じる場合、全体を平均化
するかあるいは一部の被処理基板を犠牲にする方法が取
られる。本発明によれば、各被処理基板を同条件の高い
レベルでの洗浄レベルが維持できるため、製品での高歩
留が可能となる。

【００１８】さらに、ウエハの位置を正確に決められる
ため、各ウエハを囲む空間を小さく出来一回の洗浄に要
する洗浄液量が少なくなる。このため、維持費が少なく
てすむだけでなく、環境に対しても廃液が少なくなり有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の一実施例の洗浄装置の縦断面図
である。

【図２】図１を９０度回転させた方向よりの縦断面図で
ある。

【図３】本発明の第２の一実施例の洗浄装置の縦断面図
である。

【図４】図３を９０度回転させた方向よりの縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・洗浄槽、２・・・ウエハ、３・・・ウエハホルダ、４・・・
仕切板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲の雰囲気と隔離された洗浄液供給手段
   を有するドラフト内に、洗浄液または洗浄液を洗い流す
   ための純水を供給する複数の洗浄槽と複数枚の被処理基
   板を外部と該洗浄槽間で移動させる手段の搬送機構から
   なる洗浄装置において、被処理基板を該洗浄槽の洗浄位
   置に設置した際に洗浄液が該複数の被処理基板の各々に
   対して洗浄液または洗浄液を洗い流すための純水を満た
   すための独立の空間を形成することを特徴とする洗浄装
   置。
2. 【請求項２】前記洗浄液に対する独立空間の形成手段と
   して被処理基板間に仕切板を挿入したことを特徴とする
   請求項１記載の洗浄装置。
3. 【請求項３】前記洗浄液に対する独立の形成手段である
   仕切板が洗浄槽に設けられたことを特徴とする請求項２
   記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】前記洗浄液に対する独立の形成手段である
   仕切板が該洗浄槽上部の上下駆動部に接続されて設けら
   れており、洗浄槽に被処理基板を設置後上下機構を有し
   た構造であることを特徴とする請求項２記載の洗浄装
   置。
5. 【請求項５】前記洗浄液に対する独立の形成手段である
   仕切板は被処理基板を挾むようにするため下部が狭くな
   るテーパ状の形状を有することを特徴とする請求項４記
   載の洗浄装置。
6. 【請求項６】前記洗浄液に対する独立の形成手段である
   仕切板の材質が、洗浄槽を形成する材質と同材であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載
   の洗浄装置。