JPH0864568A

JPH0864568A - ウェーハ洗浄装置

Info

Publication number: JPH0864568A
Application number: JP19860894A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Nunotani; 谷伸仁布; Hisashi Nishigaki; 垣寿西; Hajime Shiyaura; 浦肇社
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Microelectronics Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ウェーハの枚葉洗浄における洗浄液のウェー
ハの非洗浄面への回り込みによる汚染を防止する。【構成】ウェーハ上面を洗浄しているとき、ウェーハ
下面（非洗浄面）の外周部にガスを吹付けることによっ
て上面から下面への洗浄液の回り込みを抑制する。ウェ
ーハの外周に配置されたガイドピンによってウェーハを
回転させる載置台からのウェーハの飛出しが防止され
る。また、ガス流あるいはガイドピンによってウェーハ
を載置台から持上げ、ウェーハ及び載置台間を非接触と
し、ウェーハの汚染を防止する。【効果】ウェーハの非洗浄面の汚染が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の利用分野】本発明は、半導体基板であるウェー
ハを洗浄するウェーハ洗浄装置に関し、特に、ウェーハ
を片面ずつ洗浄するウェーハ洗浄装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のウェーハの洗浄技術には、図９及
び図１０に示すように、多数のウェーハ１０１をカセッ
ト１０２にセットし、洗浄槽１０３にて洗浄液１０４に
浸漬し、各ウェーハを一括して洗浄する一括洗浄があ
る。

【０００３】また、図１１に示すように、ウェーハ１０
１を載置台１１１に吸着し、載置台１１１をモータ１１
２で回転しながら、ノズル１１３から正常液を滴下し、
ウェーハ１０１を一枚ずつ洗浄する枚葉洗浄とがある。

【０００４】大量一括洗浄では、ウェーハ１０１の洗浄
機能を有する薬液や純水等による洗浄液１０４を満たし
た洗浄槽１０３が一つ或いは複数槽配置される。夫々の
洗浄槽１０３の洗浄液１０４に、一度に２５枚乃至５０
枚のウェーハ１０１を収納したカセット１０２を浸漬
し、一回の洗浄処理が行われる。

【０００５】一つの洗浄槽により、一回の洗浄処理を行
うこの方法によれば、一度に大量のウェーハを洗浄処理
することが出来る利点がある。

【０００６】しかしながら、一枚でも汚染されたウェー
ハが入っていると、この汚染が洗浄液を汚し、全体のウ
ェーハに影響する。また、種々の製造工程を経てウェー
ハの裏面についた汚染源やゴミを洗浄槽中にばらまくこ
とになり、ウェーハ間での相互汚染が問題となる。更
に、洗浄液１０４には、多量の薬液や純水を使用するの
でランニングコストが高くなる、という不具合がある。

【０００７】これに対し、枚葉洗浄では、ウェーハ１０
１を一枚ずつ洗浄するので、ウェーハ間の相互汚染は回
避することが出来る。また、使用する洗浄液の量も比較
的に少なくて済む。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、枚葉洗
浄では、ウェーハ１０１の一方の面を洗浄した後、ウェ
ーハ１０１を反転して他方の面を洗浄しなければならな
い。

【０００９】このため、片面の洗浄中に他の面に洗浄液
が回り込み、洗浄している面はきれいになるが、他の面
は汚れを含む洗浄液によって汚染されてしまう不具合が
生じる。

【００１０】よって、本発明は、ウェーハの枚葉洗浄に
おける洗浄液のウェーハの非洗浄面への回り込みによる
汚染を防止し得るウェーハ洗浄装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のウェーハ洗浄装置は、対象となるウェーハを平
らに載置でき、かつ回転可能な載置台と、上記ウェーハ
の外周を囲むように上記載置台の外周部に複数配置され
るガイドピンと、上前ウェーハ及び上記載置台相互の空
間に、上記ウェーハ下面を内側から外側に向って吹付け
るガス流を形成するガス流形成手段と、上記載置台を回
転駆動する回転駆動手段と、上記ウェーハの表面に、洗
浄液を滴下するノズルと、を備える。

【００１２】

【作用】ウェーハ下面の外周部にガスを吹付けることに
よって洗浄している上面から下面への洗浄液の回り込み
を抑制する。ウェーハの外周に配置されたガイドピンに
よって載置台からのウェーハの飛出しが防止される。ま
た、ガス流あるいはガイドピンによってウェーハを載置
台から持上げ、ウェーハ及び載置台間を非接触とし、ウ
ェーハの汚染を防止する。ガスは、好ましくは、窒素Ｎ
2 、アルゴンＡｒ等の不活性ガスを用いる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示してお
り、ウェーハ１が載置台２に載せられている。載置台２
は、ロート状（すり鉢状）の構造をしており、その中空
の回転軸３が、プーリー４、ベルト５を介してモータ６
によって駆動される。回転軸３の端部は、軸受７によっ
て回転自在に軸支されると共に、アルゴンＡｒや窒素等
の不活性ガスの供給を受ける。また、ウェーハ１の状態
（条件）により、空気であっても良い。例えば、窒素ガ
スＮ2 が、図示しないガスボンベから、圧力調整器、流
量計８を経て回転軸３の端部に供給される。窒素ガスＮ
2 は、中空の回転軸を経て載置台２の上面中央部の吹出
口からウェーハ１の裏側に吹出す。ガスの吹出量は上記
圧力調整器によって設定される。載置台２の上面は、ロ
ート状の傾斜面となっており、窒素ガスＮ2 はこの面に
沿って、載置台２の中心から外周方向に向って流れる。
このガスの流れによってウェーハ１が載置面から僅かに
浮上がる。また、ウェーハ１の裏面中央部付近には負圧
が生じ、非接触でウェーハ１を固定可能となる。ここ
で、前述したガスボンベ、圧力調整器、流量計８、中空
回転軸３、載置台の傾斜面（流体通過面）等は、ガス流
形成手段に対応する。載置台２の外形はウェーハ１より
も僅かに大きく、載置台２の外周部には、幾つかの、例
えば３個以上のガイドピン９が設けられる。このガイド
ピン９は、ウェーハ１の外周の端部に当り、載置台２の
回転に共なって回転するウェーハ１が載置台２から飛出
さないように支える。

【００１４】こうして、ウェーハ１は載置台２の上面に
接触せずに、かつガイドピント９とは最小の接触面積で
載置台上に保持される。

【００１５】載置台２と共に回転するウェーハ１の上面
に対してノズル２１から洗浄液２２が滴下される。ノズ
ル２１は、複数個設けることが出来る。ノズル２１は、
モータ２３、移動機構２４等からなる移動手段によっ
て、ウェーハ１の半径方向に直線的に、あるいはウェー
ハの中心を通る円弧を描くように、往復動可能である。
洗浄のためには、中心から外側に向ってノズル２１を移
動するのが具合よい。これによって、洗浄の均一化が図
られ、例えば、洗浄液を同じ部分に滴下する洗浄によっ
て酸化膜の一部が他よりも薄くなること等が防止され
る。勿論、ノズル２１をウェーハの中心部に固定的に置
くことが出来る。また、ノズル２１及び移動機構２４相
互間の角度の制御が可能となっている。このため、ウェ
ーハ１に対する洗浄液２２の滴下角度も調整可能であ
る。滴下角度は、洗浄特性を決定するパラメータの１つ
である。従って、ノズル２１を首振り動作させながら、
ノズル２１をウェーハ１の径方向に移動することが出来
る。前述したように、ノズル２１は複数設けることが出
来、各ノズルの動きを独立にあるいは連携させて洗浄を
行わせることができる。ノズルを複数用いると、洗浄の
均一化、作業時間の短縮化の点で有利である。洗浄液２
２は、薬品タンク２５から、ポンプ２６、バルブ２７を
経てノズル２１に供給される。洗浄液２２は、前述した
ように、薬剤や純水である。

【００１６】ウェーハ１表面に滴下された洗浄液２２
は、遠心力によって径方向に流れ、ウェーハ１の外周に
集る。しかし、ウェーハ１の裏面からウェーハの外周を
ガスがウェーハの中心から外周に向う方向で吹付けるの
で、洗浄液２２のウェーハ裏面への回り込みは抑制され
る。洗浄液２２はウェーハの外周から遠心力によって吹
飛ばされる。この結果、自身の洗浄液で裏面を汚すこと
がない。

【００１７】ウェーハの一方の面の洗浄が終ると、図示
しないロボットによる搬送機構によってウェーハ１が反
転され、ウェーハの他方の面の洗浄が行われる。

【００１８】洗浄液２２やガスが載置台２から外部に飛
散しないように、載置台２は、カップ１０によって覆わ
れている。載置台２の周囲には、ガスの流れを整流する
排気制御板１１が設けられている。使用された洗浄液２
２及びガスは、排気・排液を行う排出ダクト１２によっ
て図示しない回収システムに導かれる。

【００１９】図２は、載置台２の構成例を示す断面図で
ある。載置台２は、その外形は円盤状であるが、上面が
中心に向って下るテーパを有する、ロート状（すり鉢
状）の面となっている。上面の中心は、中空の回転軸を
通って供給されるガス（Ｎ2 ）の吹出口となっている。
このガスは、載置台２のテーパ面に沿って中心から外周
方向に向って流れ、ガイドピン９間に載置されたウェー
ハ１を僅かに持上げる。ガスはウェーハ１の外周部分か
ら外部に吹出す。これにより、洗浄液の裏面への回り込
みが防止される。ウェーハ裏面の中央近傍は負圧とな
り、ウェーハを固定する方向に作用する。

【００２０】前述したように、載置台２はモータ、ベル
ト、プーリ等によって回転駆動されるが、中空の電機子
シャフトを有するモータによって直接駆動しても良い。
この場合、ガスは中空の電機子シャフトを介して供給さ
れる。

【００２１】図３は、載置台２の第２の構成例を示す断
面図である。また、図４は、その斜視図である。この例
の載置台２は、その外形は円盤状であるが、上面が平坦
である。上面の中心は、中空の回転軸を通って供給され
るガス（Ｎ2 ）の吹出口となっている。この吹出口から
のウェーハ１へのガスの直接吹出しによるウェーハ１の
ガタツキや気流の乱れを防止するべく、ウェーハ１と載
置台２との間に、ウェーハ１の直径よりも小さい直径の
載置台カバー３０が整流手段として設けられる。この載
置台カバー３０によって、ウェーハ１の外周部分にのみ
ウェーハの裏側から外部に向ってガスが吹付けられる。

【００２２】この実施例では、ガイドピンは、段差を有
する４個のガイドピン３１が用いられている。ウェーハ
１は、載置台２の外周部に配置されたガイドピン３１の
段差部分に載せられ、ガイドピン３１と共に回転する。
ガイドピン３１自体は載置台２に対して固定であって
も、回転自在であっても良い。このガイドピン３１によ
って、ウェーハ１は載置台２と直接接触しない。また、
ウェーハ１はガイドピンと最小の接触面積で保持され
る。ガイドピン３１は、図示しないウェーハ把持機構に
よって、ウェーハの径方向に、ウェーハからガイドピン
が離れるウェーハ開放位置と、ウェーハにガイドピンが
接触する保持位置との相互間で移動可能になされてい
る。これにより、ウェーハ交換が容易になる。

【００２３】図５は、載置台２の第３の構成例を示す断
面図である。同図において、図３と対応する部分には同
一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

【００２４】この例では、載置台２の上面が、中心部が
凹状となる環状に形成され、凹状部分に載置台カバー６
１が設けられている。この構成によれば、整流手段たる
載置台カバー６１と載置台２の環状部分との隙間がガス
の吹出口となり、ウェーハ１の外周に向けてガスが環状
に吹出されて都合がよい。

【００２５】図６は、載置台２の第４の構成例を示す断
面図である。同図において、図３と対応する部分には同
一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

【００２６】この例では、載置台２の上面の中心部が円
筒状に突起し、この突起部分３３の側面からガスが吹出
すように、該側面を一周する吹出口あるいは等間隔配置
された複数の吹出口が形成されている。このような構成
によってもガス流を形成する載置台２としての同様の役
割が期待できる。

【００２７】図７は、ガイドピンの第３の構成例を示し
ている。この例では、載置台２の外周部に配置されたガ
イドピン３１の側面にＶ字状の溝部を設け、この溝部分
においてウェーハ１を案内するようにしている。

【００２８】図８は、ガイドピンの第４の構成例を示し
ている。この例では、２つのガイドピン３１ａ，３１ｂ
を並べ、ガイドピン３１ａの側面にウェーハ１の端部が
当るようにして、ウェーハ１の横方向のずれを抑制し、
ガイドピン３１ｂの上面にウェーハ１を載せるようにし
ている。この他、ガイドピンは円錐台形状のもの等、種
々のものを用いることが可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウェーハ
洗浄装置によれば、ウェーハの枚葉洗浄において、ウェ
ーハの非洗浄面（裏面）側からウェーハの外周に向って
ガスを吹付けるので、洗浄液の非洗浄面への回り込みが
防止され、非洗浄面の汚染が防止される。また、ガイド
ピンにより、ウェーハの外周部で最小限の接触面積でウ
ェーハを支持できるので、機構部分や構成部品からの逆
汚染等も最小に抑制可能である。更に、ウェーハの裏面
側をガスが流れるため、ウェーハ表面側の、洗浄液やそ
の他の気体等の流体の流れを乱すことなく処理が出来
き、処理カップ等からの洗浄液の跳ね返りが減少して好
ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図である。

【図２】載置台２の構成例を示す断面図である。

【図３】載置台２の第２の構成例を示す説明図である。

【図４】載置台２にウェーハ１を載置した状態を説明す
る斜視図である。

【図５】載置台２の第３の構成例を示す説明図である。

【図６】載置台２の第４の構成例を示す説明図である。

【図７】ガイドピン３１の第３の構成例を示す説明図で
ある。

【図８】ガイドピン３１の第４の構成例を示す説明図で
ある。

【図９】従来の一括洗浄による薬液処理装置の例を説明
する斜視図である。

【図１０】従来の一括洗浄による薬液処理装置の例を説
明する断面図である。

【図１１】従来の枚葉洗浄装置の例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ウェーハ２載置台９ガイドピン２１ノズル２２洗浄液

フロントページの続き (72)発明者社浦肇神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地１東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄の対象となるウェーハを平らに載置で
き、かつ回転可能である載置台と、前記ウェーハの外周を囲むように前記載置台の外周部に
複数配置されるガイドピンと、前記ウェーハ及び前記載置台相互の空間に、前記ウェー
ハ下面を内側から外側に向って吹付けるガス流を形成す
るガス流形成手段と、前記載置台を回転駆動する回転駆動手段と、前記ウェーハの上面に、洗浄液を滴下するノズルと、を
備えるウェーハ洗浄装置。
【請求項２】前記ガイドピンは、ウェーハ開放位置及び
ウェーハ保持位置相互間に移動可能である、ことを特徴
とする請求項１記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項３】前記ノズルは、移動自在である、ことを特
徴とする請求項１及び２のいずれかに記載のウェーハ洗
浄装置。
【請求項４】前記ノズルはウェーハの中央上方の位置か
らウェーハの外周上方の位置に向かって移動可能であ
る、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
のウェーハ洗浄装置。
【請求項５】前記ノズルは複数形成可能である、ことを
特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のウェーハ
洗浄装置。
【請求項６】前記ノズルは滴下角度が調整可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のウ
ェーハ洗浄装置。
【請求項７】前記ウェーハは、前記ガス流形成手段によ
って前記載置台に接触しないように持上げられる、こと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のウェー
ハ洗浄装置。
【請求項８】前記ガスは、不活性ガスである、ことを特
徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のウェーハ洗
浄装置。
【請求項９】前記載置台は、ガスの吹出口を底部とする
すり鉢状のウェーハ載置面を有する、ことを特徴とする
請求項１乃至８のいずれかに記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項１０】前記載置台は、ガスの吹出口が環状に形
成されたウェーハ載置面を有する、ことを特徴とする請
求項１乃至８のいずれかに記載のウェーハ洗浄装置。