JPH088222A - スピンプロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液相洗浄および気相洗浄それぞれのメリット
を充分生かせる洗浄装置を提供する。 【構成】 スピンプロセッサ１０は、洗浄チャンバ１内
で回転するロータ２を備える。ロータ２の内部には洗浄
液をスプレィする洗浄液供給管１６が突き出し、洗浄チ
ャンバ１には洗浄ガス供給管１８が接続される。洗浄
時、ＳｉウェーハＷをセットしたキャリア９がロータ２
内部に置かれ、モータ３によって回転されながら洗浄液
が噴射され、液相洗浄がおこなわれる。液相洗浄後、こ
んどは洗浄ガス供給管１８よりＨＦベーパーが導入さ
れ、ロータ２の穴１１を介してキャリア９内に導かれ、
液相洗浄によって付着した酸化膜が気相洗浄される。酸
化膜除去後は乾燥がないために従来の洗浄処理よりも工
程数が少なくなり、双方のメリットを生かした洗浄処理
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＳｉウェーハな
どの被洗浄物を洗浄する洗浄装置に関し、特に被洗浄物
を収納して回転させることにより効果的に洗浄処理が行
われるようにしたスピンプロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば半導体エレクトロニクスの
分野などでは、回路パターンの微細化が進み、ＬＳＩが
一層高密度、高集積化する傾向にあり、これに伴ってウ
ェーハ上へのマイクロコンタミーネション（微小汚染）
が、製品品質や生産性に大きな影響を及ぼすようになっ
てきた。このため、超ＬＳＩ製造工程などでは各工程を
清浄化することは勿論のこと、ウェーハ表面をいかに清
浄に保つかが重要な課題となってきており、この点でも
ウェーハの洗浄工程は極めて重要な工程となっている。

【０００３】現在、ウェーハの清浄には、洗浄材として
ＳＣ１洗浄液（アンモニア過酸化水素水）やＳＣ２洗浄
液（塩酸過酸化水素水）などの液体を使用する液相洗浄
（ウェット洗浄）と、ＨＦベーパーやＵＶ／Ｏ₃などの
気体を使用する気相洗浄（ドライ洗浄）があり、現時点
では液相洗浄処理が主流となっている。これは、ウェッ
ト洗浄が、バッチ処理が可能でありスループット（単位
時間当たりの処理量）が大きいことや、またウェーハの
裏面洗浄も可能であること、また更にパーティクル、自
然酸化膜など複数の汚染物を比較的簡単に除去可能であ
ること、などの諸々の理由によるものである。しかしな
がら、このウェーハ洗浄法においては、液体洗浄剤の長
期使用に伴って、洗浄剤中に蓄積された汚染物質が前工
程からくるウェーハの表面に付着する再汚染という問題
を抱えている。従って、理想的には常に新しい洗浄液や
純水を使用すればよいが、この場合洗浄液の消費量が増
加し、製造コストの上昇を招くことになる。

【０００４】これに対し、気相洗浄処理は、ガスの使用
によりコンタクトホールなどの微細部まで均一に洗浄で
きることに加え、上述したような再汚染が少なく、また
クラスターツールなどの設備に容易に組み込むことがで
きる利点がある。しかしながら、このドライ洗浄では洗
浄の主目的であるところのパーティクル除去が困難であ
る。

【０００５】従って、現在ではウェーハ製造工程にウェ
ット洗浄とドライ洗浄の２つの洗浄処理工程を組み入
れ、双方のそれぞれのメリットを生かすようにしてウェ
ーハを出来るだけ高いレベルで清浄化しようとした製造
工程もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな洗浄方法においては、例えばウェット洗浄からドラ
イ洗浄に至るまでの搬送過程で、新たに汚染物質がウェ
ーハ表面に付着する可能性が高い。また、この方法では
洗浄処理工程間の被洗浄物の搬送自体に手間が要し、生
産性が著しく低下するばかりか、簡単にクラスターツー
ル内に２つの洗浄設備を組み込めるというものでもな
い。

【０００７】本発明は、このような問題を生じることな
く、液相洗浄および気相洗浄それぞれのメリットを充分
生かせる洗浄装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるスピンプロセッサは、洗浄チャンバ
と、被洗浄物を収納して前記洗浄チャンバ内で回転可能
なロータと、洗浄チャンバに接続され、回転する前記ロ
ータの内部に液体洗浄剤を供給する洗浄液供給管と、洗
浄チャンバに接続され、ロータ内部に気体洗浄剤を供給
する洗浄ガス供給管とを備えたことを特徴としている。

【０００９】また、好ましくは、このスピンプロセッサ
の洗浄液供給管は、ロータの中央に突出する先端部分を
備え、前記先端部分には洗浄液を霧状にしてロータ内部
に噴出させる多数の噴口が形成され、更にロータの側板
には洗浄チャンバ内に導入された洗浄ガスをロータ内部
に導く多数の穴が形成される。

【００１０】

【作用】洗浄チャンバに、液体洗浄剤を供給する洗浄液
供給管と気体洗浄剤を供給する洗浄ガス供給管を接続
し、ロータ内部に供給可能とすることで、１つの洗浄チ
ャンバ内で液相洗浄と気相洗浄の双方が可能となり、双
方のメリットを生かした洗浄を行うことができる。ま
た、ロータを洗浄チャンバ内で回転可能とし、中央に洗
浄液供給管の先端部分を突出させたことで、洗浄液がく
まなくロータ内部に行き渡り、洗浄ムラを無くすことが
できる。

【００１１】

【実施例】図面を参照しながら本発明によるスピンプロ
セッサの構造および作用について以下に説明する。図１
は、本発明の一実施例として、キャリア内に順序よく配
置されたＳｉウェーハを、そのままの状態で液相および
気相洗浄するバッチ式のスピンプロセッサの構造を示し
たものである。本図において、１０はスピンプロセッサ
本体、Ｗは被洗浄物としてのＳｉウェーハをそれぞれ示
している。

【００１２】スピンプロセッサ１０は円筒形の洗浄チャ
ンバ１を備えており、洗浄チャンバ内部には洗浄チャン
バ１よりも一回り小さな円筒形のロータ２が設けられ
る。ロータ２は洗浄チャンバ底部に設置されたモータ３
によって洗浄チャンバ内部で回転駆動されるようになて
おり、このためにモータ３の駆動軸４は洗浄チャンバ底
壁５を貫通してロータ底板６の中央に固着されている。

【００１３】ロータ２は、円形のロータ底板６と環状の
側板７、およびこの側板上に載るロータ天板８から組み
立てられる円筒体であって、ロータ天板８は後述するキ
ャリア９の出し入れを可能とするべくロータ本体に対し
て着脱自在となっている。また、側板７にはロータ内部
と外部とを連通する穴１１が全域に亙って多数形成され
る。

【００１４】スピンプロセッサ作動時、このロータ内部
空間には、多数のＳｉウェーハＷを保持する通常の四角
状キャリア９が収納される。キャリア９は、キャリア壁
を介した洗浄材の流動を可能にするため、例えばメッシ
ュ板によって組み立てられ、図示するように、キャリア
内においては、それぞれのＳｉウェーハＷが他のウェー
ハＷと接することがないように１枚のウェーハＷを収容
する多数セル１２が形成されている。

【００１５】以上のように構成されるスピンプロセッサ
１０において、本実施例によれば、洗浄チャンバ天板１
３の中央部の内側にはロータ天板８に回転可能に嵌合す
るブッシュ１４が固定される。ブッシュ１４および洗浄
チャンバ天板１３には洗浄チャンバ外部とロータ内部と
を連通する貫通孔１５が形成され、ここに、洗浄液供給
管１６が差し込み固定され、洗浄液が矢印Ｂのように供
給される。洗浄供給管１６の先端部分はブッシュ１４よ
りキャリア９の内部へと垂下し、管周囲に形成された多
数の噴口１７より、キャリア内のＳｉウェーハＷに対し
洗浄液を吹き付け、いわゆるウェット洗浄するものであ
る。

【００１６】更に、本実施例によれば、洗浄チャンバ天
板１３には、図示しないガス供給源から洗浄チャンバ内
部に対して洗浄ガス（例えば、ＨＦベーパー）を矢印Ａ
のように供給する洗浄ガス供給管１８が接続される。こ
の洗浄ガス供給管１８は、図示するように洗浄チャンバ
天板１３の周縁近傍部分に接続され、洗浄チャンバ内に
送り込まれた洗浄ガスが、前出の穴１１を介してロータ
内部にスムーズに進入するような配慮がなされている。
なお、この洗浄チャンバ１に対しては、上述した各供給
管１６、１８に加えて、ウェーハ洗浄後の洗浄剤（洗浄
液、洗浄ガス）を洗浄チャンバ外部へと矢印Ｃのように
排出するための排気管１９および洗浄液を矢印Ｄのよう
に排出する排水管２０が、洗浄チャンバ下部にそれぞれ
接続される。

【００１７】次に、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水洗
浄）とＳＣ２（塩酸過酸化水素水洗浄）からなる一般的
なＲＣＡ洗浄を例にとり、上述したスピンプロセッサ１
０の作動およびこれを用いた洗浄方法例を説明する。

【００１８】図２（ａ）はスピンプロセッサ１０を使用
するウェーハ洗浄手順を示している。洗浄に先立って、
まず洗浄チャンバ天板１３およびロータ天板８を洗浄チ
ャンバ本体、キャリア本体からそれぞれ取り外し、次に
ＳｉウェーハＷを入れたキャリア９を、適当な搬送手段
を用いてロータ内部に、各ウェーハＷが水平になるよう
にセットする。セット後は再び洗浄チャンバ天板１３、
ロータ天板８をそれぞれ洗浄チャンバ本体、キャリア本
体に取り付ける。次に、洗浄チャンバ中心の洗浄液供管
１６からロータ内部にＳＣ１をスプレィ状態で噴射し、
同時にモータ３によりロータ２を回転させて、Ｓｉウェ
ーハＷをスピン洗浄する。その後、洗浄液はＳＣ１→Ｄ
ＩＷ（ＳＣ１によるペーハー変化を調整するための純水
洗浄）→ＳＣ２→ＤＩＷというように順次洗浄液供給管
１６を介してロータ内部に供給され、このようにしてウ
ェーハの液相洗浄が行われる。

【００１９】液相洗浄が終了したならば、次に所定時間
に亙ってロータ２を回転継続しウェーハＷを乾燥させ、
次にＨＦベーパーによる気相洗浄へと移行する。ＨＦベ
ーパーは洗浄ガス供給管１８を介して、まず洗浄チャン
バ１とロータ２の間の空間に供給され、ロータ側板７に
設けられた穴１１を通ってロータ内部へと導入される。
なお、この時ベーパーの拡散性と洗浄均一性を向上させ
るため、ロータ２は回転される。このＨＦベーパーを用
いた気相洗浄により、液相洗浄によってウェーハ表面に
形成された自然酸化膜は除去される。そして気相洗浄
後、キャリア９はそのまま洗浄チャンバ１より取り出さ
れ、後工程へと搬送されるのである（気相洗浄のため、
乾燥処理は不要）。

【００２０】このように、本発明のスピンプロセッサ１
０を使用すると、１つの容器内で液相洗浄と気相洗浄の
双方をほぼ同時に行うことができ、液相洗浄でＳｉウェ
ーハＷ上のパーティクルを除去し、かつ気相洗浄でコン
タミネーションの再付着を抑制することができる。

【００２１】また、ＨＦベーパーによる気相洗浄は、当
然ながら洗浄後の乾燥処理を必要としないため、図２
（ｂ）に示したようなＤＨＦ（フッ酸溶液洗浄処理）後
の乾燥処理を含む、従来の液相洗浄方法に比較して処理
時間が短く、生産性を高めることができる。当然、液相
洗浄と気相洗浄を別の設備で行う従来方法との比較にお
いても、洗浄工程間の搬送がないために、この間の汚染
物質の付着はなく、かつ処理時間も格段に短い。

【００２２】更に、このスピンプロセッサ１０は、キャ
リア９に多数のウェーハをセットして一括して洗浄す
る、所謂バッチ式洗浄法を採用しているためスループッ
トが高く、またウェーハ裏面の洗浄も同時に行うことが
できる。

【００２３】なお、このスピンプロセッサ１０の別の活
用法としては、洗浄ガス供給管１８を介して洗浄チャン
バ内部に洗浄液成分のガスを導入し、洗浄液供給管１６
を介してロータ内部に純水を導入すると、この純水にガ
スが吸収され、クリーンな洗浄液をロータ内で作製する
ことができる。この洗浄液を直ちにウェーハ洗浄に使用
した場合、薬品の純度に依存しない洗浄液による液相洗
浄が可能となる。

【００２４】また、実施例ではバッチ式のスピンプロセ
ッサとしたが、当然、枚葉式のスピンプロセッサにも上
述した構造は適用可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの洗浄チャンバ内で液相洗浄と気相洗浄が行うこと
が可能となり、それぞれのメリットを生かした洗浄処理
が可能となる。

【００２６】また、従来と比較して洗浄工程も短縮で
き、洗浄工程間の搬送もなく汚染物質の搬送時付着を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例によるスピンプロセッサの
断面図である。

【図２】 洗浄工程の流れを示し、（ａ）は本発明のス
ピンプロセッサを使用した洗浄工程の流れ、（ｂ）は従
来の洗浄工程流れを示した図である。

【符号の説明】

１…洗浄チャンバ ２…ロータ ９…キャリア １０…スピンプロセッサ １６…洗浄液供給管 １８…洗浄ガス供給管 Ｗ…Ｓｉウェーハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄チャンバと、被洗浄物を収納して前
   記洗浄チャンバ内で回転可能なロータと、洗浄チャンバ
   に接続され、回転する前記ロータの内部に液体洗浄剤を
   供給する洗浄液供給管と、洗浄チャンバに接続され、ロ
   ータ内部に気体洗浄剤を供給する洗浄ガス供給管とを備
   えたことを特徴とするスピンプロセッサ。
2. 【請求項２】 前記洗浄液供給管は、ロータの中央に突
   出する先端部分を備え、前記先端部分には洗浄液を霧状
   にしてロータ内部に噴出させる多数の噴口が形成され、
   ロータの側板には洗浄チャンバ内に導入された洗浄ガス
   をロータ内部に導く多数の穴が形成されることを特徴と
   する請求項１に記載のスピンプロセッサ。
3. 【請求項３】 前記洗浄チャンバには、洗浄後の洗浄液
   および洗浄ガスをチャンバ外に導く排出管が接続される
   ことを特徴とする請求項２に記載のスピンプロセッサ。