JPH09223664A - 半導体ウェハの洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハのエッジ洗浄工程において、ボウルの
内側の壁にぶつかり反動される汚染物質によりウェハ表
面が汚染することを防止し安定して洗浄を行える半導体
ウェハの洗浄装置を提供すること。 【解決手段】 ボウル１０の内部に半導体のウェハ１０
０を吸着、回転させる真空チャック５０と、ウェハ１０
０のエッジを洗浄するための洗浄ブラシ２０と、この洗
浄ブラシ２０を水平に移動させるための移送装置４０と
を設け、ウェハ１００のエッジ部に洗浄ブラシ２０を移
送装置４０により移送させ接触させることにより、ウェ
ハ１００のエッジに塗布したフォトレジスト物質を除去
するように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハの洗
浄装置に係り、より具体的にはウェハのエッジ部分の洗
浄に好適であり、ボウルの内側壁にぶつかり反動しウェ
ハに付着する汚染物質の不良を防ぐ半導体ウェハの洗浄
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造工程は半導体ウェハに
フォトレジストを設ける工程と、パターン形成のマスク
を通じてフォトレジストを紫外線に露出させる工程と、
またフォトレジストの露出されていない部分を溶解する
ため化学薬品を利用しウェハを現像する工程と、現像さ
れたウェハを検査する工程とを含む。現像されたウェハ
を検査する途中、万一欠陥パターンを発見すると必ず前
の工程に戻り再び実行される。一般に、半導体の素子を
製造する際パーティクルが汚染物質として作用する。こ
のパーティクルにより装置の欠陥を引き起しこれに伴い
半導体の素子の生産費用も増加してしまう。パーティク
ルがマイクロエレクトロニクスの製造技術、特にフォト
リソグラフィでは阻害要素となり、各半導体の素子の電
気的な特性及び生産に相当な影響を与える。

【０００３】フォトリソグラフィで使用されるステッパ
において、ウェハを設置するステージは外部からの流入
または内部で発生されるパーティクルにより汚染され
る。これによりステージディフォカス性のパーティクル
を発生させウェハは同一部分で不良パターンを発生させ
る。これはウェハにフォトレジストを形成する際、フォ
トレジストがウェハのエッジにも塗布されるためであ
る。このウェハのエッジ上に塗布されたフォトレジスト
は、キャリアの中でウェハの間またはウェハとキャリア
の間にパーティクルを発生させる。このパーティクルが
表面に付着したウェハをステージに設置することにより
ステージが汚される。従って、汚されたステージ上でス
テッパを利用した場合ウェハの欠陥を増加させる深刻な
問題を引き起こす。このように外部から流入されたパー
ティクルによるウェハの欠陥を減少させるためフォトレ
ジストが塗布された後にウェハのエッジを洗浄すること
が必要である。この種の装置には、たとえば特開平６−
１２０１３６号公報などに記載がある。

【０００４】図２は、従来の半導体ウェハ洗浄装置の概
略的な構成図である。図２に示すように、従来のウェハ
の洗浄装置において、本体４（工程チャンバ）の内部に
真空チャック２が設けてあり、本体４の上部開口部には
噴射ノズル３が配設されている。フォトレジストを設け
た半導体のウェハ１が本体４の開口部を通じて真空チャ
ック２に吸着および固定される。洗浄液は単にエッジ部
だけに噴射される。これはウェハ１の上段表面のエッジ
部に塗布したフォトレジスト物質を解除するためであ
る。噴射された洗浄液はフォトレジスト物質を除去する
と同時に、このフォトレジスト物質を含んで大部分は図
２に記載の矢印ａで示すように、本体の下部を通じて流
動するこのように従来のウェハ１の洗浄装置は、噴射ノ
ズル３を通じて噴射される洗浄液の圧力によりウェハ１
のエッジ部を洗浄していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
噴射圧力によるウェハ洗浄装置では、噴射される噴射液
の全てが図２の矢印ａで示すように、本体４の下部を通
じて流動するわけではない。噴射された噴射液の一部は
ウェハ１にぶつかり、さらに本体４の内側の壁にぶつか
り反動して図２で示す矢印ｂのようにウェハ１の中央表
面部に向かって流動される。従って、噴射された洗浄液
はフォトレジスト物質を除去すると同時にこのフォトレ
ジスト物質を含み図２で示す矢印ｂのように反動し、ウ
ェハ中央表面部にフォトレジスト物質を付着させる。こ
のようにウェハ表面に付着したフォトレジスト物質は、
半導体の素子の電気的な特性及び生産に相当な影響を与
える。

【０００６】本体４の内側の壁にぶつかり反動する溶液
の量は、ノズルから噴射する洗浄液の噴射圧力と、真空
チャックの回転数と、本体の構造などの洗浄条件により
決められる。しかし、従来のウェハの洗浄装置におい
て、この条件の全てを正確に調節することは困難であ
る。洗浄条件の全てを装置から正確に調節されないとウ
ェハのエッジに塗布されたフォトレジスト物質は洗浄液
により除去されると同時に本体４にぶつかり反動により
半導体ウェハの表面に付着してしまう。これにより安定
した洗浄工程が実行できず半導体ウェハの生産費用のみ
が増加してしまう不具合があった。本発明はこのような
従来技術の欠点を解決し、ウェハのエッジ洗浄工程にお
いて、本体の内側の壁にぶつかり反動される汚染物質に
よりウェハ表面が汚染することを防止し安定した洗浄を
行うことのできる半導体ウェハの洗浄装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、本体の内側に取り付けられ、エッジを囲
む形状を有した胴体と、この胴体のエッジを囲む側面に
洗浄部材を備え、またエッジ洗浄手段の胴体内に洗浄液
が流動し洗浄部材に洗浄液を供給するように設け、この
エッジ洗浄手段の胴体が本体の内側側面からウェハのエ
ッジまでの間を移動可能にする移送手段とを備える。ま
た胴体のエッジを囲む側面に設けた洗浄部材は、エッジ
を囲む側面に沿って設けた弾力性板とこの弾力性板に多
数の剛毛を設けたブラシであり、このブラシは、ウェハ
の上段部と下段部がエッジに接触し下段部の接触幅は上
段部の接触幅の約２倍に設ける。さらに洗浄液が流動す
る胴体の内側は、エッジを囲む側面に沿って空洞であり
この空洞はお互い分離されている第一および第二の延長
空間部を備え、この第一および第二の延長空間部にそれ
ぞれに二つの洗浄液を供給する供給ラインを設ける。ま
た、洗浄液はウェハに被覆されるフォトレジストを除去
するために溶液を使用し、胴体の移送手段は油圧を利用
したアクチュエータより制御するように形成する。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる半導体ウェハの洗浄装置の実施の形態を詳細に説明
する。図１は、本発明による半導体ウェハの洗浄装置の
実施の形態を示す構成図であり、図１（ａ）は本発明の
全体の構成を、また図１（ｂ）は洗浄ブラシの詳細をそ
れぞれ示している。図１（ａ）に示すように本発明によ
るウェハの洗浄装置は、ボウル１０本体の内側側面に半
導体ウェハ１００のエッジを洗浄するために洗浄ブラシ
２０が設けられている。この洗浄ブラシ２０はボウル１
０の本体側面からウェハ１００のエッジまでを水平に移
動可能である。このように水平に移動させるためボウル
１０の外側側面に移送装置４０を備えている。洗浄ブラ
シ２０は、ボウル１０の側面開口部より外の移送装置４
０と接合され設けられている。この移送装置４０は油圧
を利用したアクチュエータにより電気モータの回転を制
御するように設けられている。

【０００９】ウェハ１００が真空チャック５０により吸
着されボウルの中央で回転しエッジ洗浄する際、移送装
置４０はボウル１０の側面からウェハのエッジまでブラ
シ胴体２２を水平に移動する。またウェハ１００のエッ
ジの洗浄が完了すると、エッジからボウルの側面までブ
ラシの胴体２２が水平移動する。このようにエッジを洗
浄する際、ボウル１０内側の壁にぶつかり反動する汚染
物質でウェハ１００の表面が汚されないよう構成されて
いる。

【００１０】図１（ｂ）に示すように、洗浄ブラシ２０
は、胴体２２により本体を構成している。この胴体２２
はウェハ１００のエッジ部が挿入できる略Ｕ字形の断面
構造を有している。また、胴体２２はＵ字形の断面部に
沿い二つの第一延長空間部２５と第二延長空間部２６と
を有しており、ウェハの洗浄装置は二つの第一ライン３
５および第二ライン３６を設け、洗浄液（溶液）の供給
部を構成している。第一ライン３５は第一延長空間部２
５と接合されており、胴体２２の上段部を貫通するよう
に設けられている。また第二ライン３６は第二延長空間
部２６に接合され胴体２２の下段部を貫通するように設
けられている。この第一延長空間部２５と第二延長空間
部２６は、分離チップ３１により分離されている。

【００１１】胴体２２にはＵ字断面内側に設けた第一延
長空間部２５と第二延長空間部２６とに沿って柔軟な金
属板である弾力性板２１が設けてある。この弾力性板２
１の上段部には、多数の剛毛２４が設けられている。ま
た、弾力性板２１には多数の貫通ホ−ル２３が設けてあ
る。胴体２２のＵ字形の断面部は図１（ｂ）に示すよう
に、上段及び下段部を有してあり、その中の一方を長く
設けてある。すなわち、下段部の長さは上段部の長さの
ほぼ二倍に設けている。従って、胴体２２のＵ字形の断
面部にウェハ１００が挿入される際、上部の剛毛２４は
幅が約１ｍｍ分ウェハの上段部と接触され、下部の剛毛
２４は幅が約２ｍｍ分ウェハ１００の下段部に接触され
る。

【００１２】次にウェハの洗浄装置の動作について、図
３を参照して詳細に説明する。図３は本発明の実施の形
態によるウェハ洗浄装置の動作を示す断面図であり、図
３（ａ）はウェハを吸着し回転させた状態を示し、また
図３（ｂ）は回転するウェハにブラシを接触させ洗浄す
る状態をそれぞれ示してある。図３において図１と共通
する構成要素には同一の番号が付されている。図３
（ａ）に示すように、真空チャック５０は半導体のウェ
ハ１００を吸着するためにボウル１０上部の開口部に向
って上方向に移動する。ウェハ１００が真空チャック５
０に吸着および固定されると、真空チャックは下に移動
し固定位置に復帰する。この真空チャックの上下の移動
に伴い洗浄ブラシ２０は、移送装置４０によりボウル１
０の内側とウェハのエッジとを左右水平に移動する。こ
のように、フォトレジストで被覆された半導体のウェハ
１００が真空チャックに吸着され固定位置に設置される
とウェハのエッジの洗浄が遂行される。

【００１３】図３（ｂ）に示すように、ウェハは真空チ
ャックの回転により一定の速度で回転し始める。これと
同時に洗浄ブラシ２０はウェハのエッジに向かってボウ
ル１０の内側から移動し始める。このように、洗浄ブラ
シ２０の剛毛２４がウェハのエッジ部に達し、上段およ
び下段の表面部に接触するようになる。このとき洗浄液
（溶液）は、図１（ｂ）に示すように二つの洗浄液供給
ライン、第一ライン３５および第二ライン３６を通じ第
一延長空間２５、第二延長空間２６の中に流動される。
この流動された洗浄液（溶液）は貫通ホール２３を通じ
てＵ字断面内側に噴射され剛毛２４に沿って流動する。

【００１４】貫通ホール２３を通じてＵ字断面内側に流
動された洗浄液（溶液）は上下とも一定な圧力で流動す
るように維持される。これは第一延長空間２５と第二延
長空間２６とが分離チップ３１によりお互い分離され、
各延長空間部に加えられる圧力が一定に維持されるため
である。このように剛毛２４と回転するウェハ１００が
接触することによりウェハのエッジに塗布されたフォト
レジスト物質が除去さる。従来のノズルによる噴射圧で
洗浄を行う装置のようにボウルの側壁にぶつかり反動さ
れる汚染物質で半導体のウェハが汚されることを防止で
きる。

【００１５】以上、本発明によってなされた発明の実施
の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可
能である。例えば、胴体２２はエッジ部が挿入する断面
部をＵ字形に限定されるものではない。たとえば、エッ
ジ部の上下面と側面を包むコの字形でもよい。また、ウ
ェハを吸着させる手段は真空チャックに限定されるもの
ではない。また、胴体２２の移送手段は電気モータに限
定されるものではない。

【００１６】

【発明の効果】このように本発明の半導体ウェハの洗浄
装置によれば、従来の洗浄装置ようにウェハのエッジを
洗浄する際にボウルの側壁にぶつかり反動される汚染物
質で半導体のウェハが汚されることが防止できる。また
従来の洗浄装置のように噴射液の圧力による洗浄方法を
ブラシで行うため汚染物質を安定して除去できる。従っ
てブラシによるウェハエッジの洗浄により従来の噴射圧
力による除去方法よりも除去効率は比較的向上できる。
さらに、半導体ウェハのエッジを洗浄する際、洗浄液が
ブラシの剛毛を通じて流動しながら一定に噴射するため
洗浄用に供給される洗浄液の量は相当減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体ウェハの洗浄装置の実施の
形態を示す構成図。

【図２】従来の半導体ウェハ洗浄装置の概略的な構成
図。

【図３】本発明の実施の形態によるウェハの洗浄装置の
動作を示す断面図。

【符号の説明】

１０ ボウル ２０ 洗浄ブラシ ２１ 弾力性板 ２２ 胴体 ２３ 貫通ホール ２４ 剛毛 ２５ 第一延長空間 ２６ 第二延長空間 ３１ 分離チップ ３５ 第一ライン ３６ 第二ライン ４０ 移送装置 ５０ 真空チャック １００ ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 張 世 演 大韓民国京畿道水原市八達区遠川洞遠川住 公アパート108棟206号

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハのエッジに洗浄液を供給すること
   によりウェハのエッジ部の汚染物質を除去するための本
   体と、前記本体内にウェハを保持及び回転するための保
   持部とを有する半導体ウェハの洗浄装置において、 前記本体の内側に取り付けられ、前記エッジを囲む形状
   を有する胴体とこのエッジを囲む形状の側面に取り付け
   られた洗浄部材とを備えた前記ウェハのエッジを洗浄す
   るエッジ洗浄手段と、 前記エッジ洗浄手段の胴体内に洗浄液が流動し前記洗浄
   部材に供給する洗浄液供給手段と、 前記エッジ洗浄手段の胴体が前記本体の内側側面から前
   記ウェハのエッジまでの間を移動可能にする移送手段と
   を備えたことを特徴とする半導体ウェハの洗浄装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄装
   置において、 前記胴体のエッジを囲む形状の側面に設けた洗浄部材
   は、前記エッジを囲む形状の側面に沿って弾力性板を設
   け、この弾力性板に多数の剛毛を設けたブラシであるこ
   とを特徴とする半導体ウェハの洗浄装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の半導体ウェハの洗浄装
   置において、 前記ウェハのエッジを洗浄する前記ブラシは、前記ウェ
   ハの上段部と下段部のエッジに接触し下段部の接触幅は
   上段部の接触幅の約２倍であることを特徴とする半導体
   ウェハの洗浄装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄装
   置において、 前記洗浄液が流動する胴体内は、エッジを囲む形状側面
   に沿って空洞を有しこの空洞はお互い分離されている第
   一および第二の延長空間部を備えたことを特徴とする半
   導体ウェハの洗浄装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄装
   置において、 前記洗浄液の供給手段は、前記胴体内に設けた前記第一
   および第二の延長空間部にそれぞれに洗浄液を供給する
   第一および第二の供給ラインを設けたことを特徴とする
   半導体ウェハの洗浄装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄装
   置において、 前記洗浄液は前記ウェハに被覆されるフォトレジストを
   除去するための溶液であることを特徴とする半導体ウェ
   ハの洗浄装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄装
   置において、 前記胴体の移送手段は油圧を利用したアクチュエータよ
   り制御することを特徴とする半導体ウェハの洗浄装置。