JPH10270396A - ウエハ表面洗浄方法およびウエハの総合研磨洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハ表面の変質を防止でき、且つ高
清浄度表面を維持したまま効率的に研磨洗浄工程から次
の工程へ移行することが可能なウェハの表面洗浄方法お
よび総合研磨洗浄装置を得ること。 【解決手段】 ウェハ基板の表面に対し、水研磨洗浄工
程にて研磨材を含まない洗浄水のみを供給して研磨し、
搬出工程にて前記水研磨洗浄されたウェハ基板を、少な
くとも研磨した表面が搬送水に接した状態で搬出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ基板
の水研磨洗浄後に、次工程への搬出において、ウエハ基
板を良好な状態で受け渡せ、且つ汚染持ち込みを極力避
け得る方法、および研磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な半導体ウエハの製造加工工程に
おいては、まず、シリコン単結晶インゴットをワイヤソ
ーや内周刃等により一定の厚さにスライシングしてウエ
ハ基板を得る。このウエハ基板の表面にはスライシング
で生じた凹凸があったりウエハ基板の厚さが不均一であ
ったりするため、ラッピングを行なって、表面の凹凸を
平坦にすると共に加工歪みの深さを均一化してウエハ基
板の厚さを均一に調製している。

【０００３】ラッピング後のウエハ基板には、加工によ
って加工歪層が生じ、この加工歪層には微小なメタルや
研磨粉、シリコン屑等のパーティクルが付着しているた
め、これらを除去するために、強酸およびフッ酸等を用
いた化学的腐食法によってエッチングを行なっている。

【０００４】エッチング後のウエハ基板は、表面に付着
している酸をアルカリ中和し、水洗し乾燥させてから、
片面に鏡面研磨を行なう。通常、鏡面研磨には、粗研磨
と仕上げ研磨との二段階研磨があり、最終的には仕上げ
研磨で微細な表面粗さであるマイクロラフネスの向上、
ヘイズの除去を行なった後、最終洗浄工程へ進む。半導
体ウエハ表面の清浄度は、半導体デバイス特性に影響を
与え、清浄度が低下すると、デバイスパターン形成時の
不良原因となったり、半導体デバイスの電気的特性等に
悪影響を及ぼす。

【０００５】ウエハ基板表面の清浄度の低下は、マイク
ロラフネスの他に表面加工の過程で基板表面に付着した
パーティクルや金属不純物、有機物等の汚染異物や、研
磨面での酸化膜の付着等に起因する。そこで、最終洗浄
上りでできるだけ汚染物が残っていない高清浄度表面を
得るために、従来から、最終洗浄への汚染持ち込みを少
なくして最終洗浄における負荷を軽減するために、鏡面
研磨後にプレ洗浄工程を設け、このプレ洗浄を経て最終
洗浄工程に送られていた。

【０００６】この従来からのプレ洗浄は、主に、洗浄槽
の中にウエハ基板を浸漬し、洗浄水を洗浄槽内へ供給し
てオバーフローさせながら、その水流によって基板表面
の汚染物を洗い流すものである。プレ洗浄後は、ウエハ
基板をキャリアに収納したうえで、キャリアごと乾燥さ
せた後、最終洗浄工程へ送られる。

【０００７】一般的に、最終洗浄工程では、ウエハ鏡面
に疵が生じる可能性があるため機械的洗浄は行なわない
で、化学洗浄を行なっている。即ち、プレ洗浄後のウエ
ハ基板は、キャリアに収納されたまま、それぞれ予め定
められた、例えばアンモニア水・過酸化水素水混合液で
パーティクル除去能力の高い所謂ＳＣ−１や、塩酸・過
酸化水素水混合液で金属除去に効果のある所謂ＳＣ−
２、またはＨＦ水溶液、等の各種薬液が所定の温度で充
填された各洗浄槽内やリンス液槽内に順次浸漬されるこ
とによって最終洗浄が行なわれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の工程には以下のような問題点があった。ま
ず、ラッピング処理後のエッチングにおいては、大量の
化学物質が必要であるだけでなく、反応に必要な高温を
得るための電力が膨大となり、コスト高になってしま
う。また、プレ洗浄においては、大量の洗浄用水が必要
であるだけでなく、汚染物のウエハ基板表面への再付着
の可能性や、槽内に汚染物が溜まることもある。また、
プレ洗浄後の最終研磨工程への受け渡しに移動が必要で
あり、その間での乾燥に起因するウエハ基板表面の中間
変質を防止させるための手段を講じなければならないた
め、各工程の流れが煩雑であった。

【０００９】そこで、現在では、このようなプレ洗浄を
省き、鏡面研磨工程から直接最終研磨工程にウエハ基板
を渡せるように、研磨工程において、鏡面研磨とは別の
汚染物質の低減を図る洗浄を兼ねた研磨を行なうことが
検討されている。具体的には、例えば、鏡面研磨の仕上
げ研磨から引き続き連続的に行なえる仕上げ研磨とは別
の異なる研磨手段であって、従来のような大量の洗浄水
を必要としないでウエハ表面の異物を取り除く方法が考
えられる。

【００１０】しかし、このように仕上げ研磨に続いて研
磨洗浄を行なうことによって、プレ洗浄を省いた工程で
効率良くウエハ基板の高清浄度表面を得たとしても、そ
の次の最終洗浄工程への受け渡しが、高清浄度表面を維
持しつつ、表面の中間変質を防止しながら効率良く行な
われることが望まれる。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑み、半導体ウエ
ハ表面の変質を防止でき、且つ高清浄度表面を維持した
まま効率的に研磨洗浄工程から次の工程へ移行すること
が可能なウエハの表面洗浄方法を得ることを目的とす
る。また、本発明は、ウエハ基板表面の変質を防止でき
且つ高清浄度表面を維持したまま最終洗浄手段へ受け渡
すことができるウエハ基板の総合研磨洗浄装置を得るこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るウエハの表面洗浄方法では、ウエハ基板の表面の異
物等の除去や微細粗さ向上等を目的とする半導体ウエハ
の表面洗浄方法であって、前記ウエハ基板の表面に対
し、研磨材を含まない洗浄水のみを供給して研磨する水
研磨洗浄工程と、前記水研磨洗浄されたウエハ基板を、
少なくとも研磨した表面が搬送水に接した状態で搬出す
る搬出工程と、を有するものである。

【００１３】また、請求項２に記載の発明に係るウエハ
の表面洗浄方法では、半導体単結晶体から切り出された
ウエハ基板の表面をラッピング処理した後、鏡面研磨さ
れたウエハ基板の表面の異物等の除去や微細粗さの向上
等を目的とするウエハ基板の表面洗浄方法であって、前
記鏡面研磨とは別の異なる研磨手段により、前記ウエハ
基板の鏡面研磨された表面に対し、研磨材を用いずに洗
浄水のみを供給して研磨する水研磨洗浄工程と、前記水
研磨洗浄されたウエハ基板を、少なくとも研磨した表面
が搬送水に接した状態で搬出する搬出工程と、を有する
ものである。

【００１４】また、請求項３に記載の発明に係るウエハ
の表面洗浄方法では、請求項１又は請求項２に記載のウ
エハの表面洗浄方法において、前記搬出工程は、ウエハ
基板の研磨した表面が下向きとなるようにして、搬送水
が研磨面に接するように供給されるスライダ面上を搬送
するものである。

【００１５】請求項４に記載の発明に係るウエハの総合
研磨洗浄装置では、ウエハ基板の表面を平坦化又は／及
び平滑化すると共に、ウエハ基板表面に付着した異物等
を取り除く半導体ウエハの研磨洗浄装置であって、前記
ウエハ基板の表面に研磨材を含まない洗浄水を供給し、
研磨面に洗浄水のみが接した状態で研磨する水研磨洗浄
手段と、前記水研磨洗浄されたウエハ基板を、少なくと
も研磨した表面が搬送水に接した状態で搬出する搬出手
段と、を備えたものである。

【００１６】また、請求項５に記載の発明に係るウエハ
の総合研磨洗浄装置では、半導体単結晶から切り出され
たウエハ基板の表面をラッピング処理した後、ウエハ基
板の表面を平坦化又は／及び平滑化すると共にウエハ基
板表面に付着した異物等を取り除くウエハ基板の総合研
磨洗浄装置であって、前記ウエハ基板の表面に研磨材を
含んだ研磨水を供給しながら鏡面研磨する鏡面研磨手段
と、この鏡面研磨手段とは別の異なる研磨手段であっ
て、前記ウエハ基板の表面に予め定められた処理が施さ
れた機能水のみからなる研磨材を含まない洗浄水のみを
供給しながら研磨洗浄する水研磨洗浄手段と、前記水研
磨洗浄されたウエハ基板を、少なくとも研磨した表面が
搬送水に接した状態で搬出する搬出手段と、を備えたも
のである。

【００１７】請求項６に記載の発明に係るウエハの総合
研磨洗浄装置では、請求項５に記載の総合研磨洗浄装置
において、前記搬出手段は、前記研磨された表面と対向
するスライド面と、該スライド面上に搬送水を供給する
搬送水供給手段とを有し、前記研磨表面の全面を前記搬
送水に接触させた状態で、前記スライド面上を移動させ
るものである。

【００１８】また、請求項７に記載の発明に係るウエハ
の総合研磨洗浄装置では、請求項６に記載の総合研磨洗
浄装置において、前記搬出手段のスライド面は、搬送方
向へ下る傾斜面で構成されているものである。

【００１９】本発明の搬出工程は、水研磨洗浄工程にて
洗浄水と接触させた状態で研磨することにより表面の異
物を取り除いた半導体ウエハを、少なくとも研磨洗浄し
た表面が搬送水に接した状態で搬出する搬出工程を備え
たものであるため、水研磨洗浄工程からの搬出の間、研
磨洗浄面は搬送水との接触により保護されると共に乾燥
防止され、乾燥に起因する表面変質等の悪影響を妨げる
ことができる。更に、処理空間中に浮遊する微細な塵や
異物等が、ウエハの研磨面に再付着することも防止され
る。加えて、ウエハの研磨面に残存する異物等も、搬送
中に接する搬送水で簡易洗浄されて取り除かれる。

【００２０】本発明の水研磨洗浄工程とは、半導体ウエ
ハの各種製造プロセスにおいて利用されるものであっ
て、例えば、半導体単結晶体から切り出されたウエハ基
板の加工プロセスにおける鏡面研磨後の洗浄や、デバイ
スプロセスにおけるパターン付き基板のＣＭＰ平坦化研
磨後の洗浄や、ＳＯＩプロセスにおける酸化膜付シリコ
ンウエハ研磨後の洗浄、など、研磨材を用いた研磨後の
洗浄に用いられるものである。

【００２１】水研磨洗浄工程では、研磨面に洗浄水のみ
を接触させた状態で研磨することによってウエハ基板表
面の異物を取り除いて高清浄度表面とするものである
が、半導体ウエハ製造プロセスにおける種々の研磨工程
を経た半導体ウエハのいずれの場合も、水研磨洗浄工程
で洗浄した後、直ちに本発明の搬出工程へ移れば、研磨
面は高清浄度表面のまま常に搬送水に接した状態で搬出
されるので、雰囲気中の異物が付着することも、研磨面
が傷付くことも乾燥することもなく、良好な洗浄上りで
搬出先の次工程へとウエハ基板を受け渡すことができ
る。また、搬送時の搬送水流による研磨面の簡易洗浄効
果も期待できる。

【００２２】なお、この水研磨洗浄は、研磨材を含まな
い洗浄水のみを連続して供給しながら、プラテン等を用
いたバフ研磨等の機械的研磨を行なうものである。この
水研磨では、専用の研磨手段で最初から洗浄水のみで研
磨するものであり、研磨材を使用した後に洗浄水のみに
切り替えて洗い流すものではない。

【００２３】上記のような各種プロセスのうち、半導体
単結晶から切り出されたウエハ基板の加工プロセスにお
いては、請求項２に記載したように、ラッピング処理さ
れた後にエッチング処理を行なわないウエハ基板に対し
て、基板表面にそのまま鏡面研磨を行なった後、水研磨
洗浄工程にて基板表面の異物を取り除き、搬出工程にて
少なくとも研磨した表面が搬送水に接した状態で搬出さ
れる。このような搬出工程による水研磨洗浄工程からの
搬出の間、研磨洗浄面は搬送水との接触により保護され
ると同時に簡易洗浄され、さらに乾燥防止されるので、
乾燥に起因する変質等の悪影響を防げることができる。

【００２４】従って、水研磨洗浄工程後、直ちに搬出工
程へ移れば、研磨面は高清浄度表面のまま常に搬送水に
接した状態で搬出されるので、雰囲気中の異物が付着す
ることも、研磨面が傷付くことも乾燥することもなく、
良好な洗浄上りで最終洗浄工程へとウエハ基板を受け渡
すことができる。例えば、鏡面研磨のうち、最終的な仕
上げ研磨後に水研磨洗浄を行なう場合、その後の搬出先
を直接、最終洗浄工程とすれば、水研磨洗浄工程から最
終洗浄工程への移行が効率的に行なえると共に、水研磨
洗浄工程から最終洗浄工程を連続的に行なえ、ウエハ基
板加工の全工程の短縮、簡便化が図れる。

【００２５】また、搬出工程が、ウエハがスライダ面上
を搬送されるものである時、研磨面が下向きでも、請求
項３に記載したように、搬送水をスライダ面上に供給す
ることによって、研磨面にはその搬送水が常に接するこ
とになるため、研磨面の乾燥を防げるだけでなく、研磨
面とスライド面との間の摩擦帯電による静電気発生が防
止できる。従って、研磨洗浄後のウエハ表面への静電気
による異物付着は避けられる。また、供給される搬送水
流に接触することよって研磨表面への簡易洗浄効果が期
待できる。

【００２６】また、請求項４に記載の本発明における搬
出手段は、半導体ウエハの表面を平坦化又は／及び平滑
化すると共にウエハ表面に付着した異物等を取り除く研
磨洗浄装置に備えられたものであり、該装置の水研磨洗
浄手段によって表面に研磨材を含まない洗浄水のみを供
給して研磨洗浄されたウエハを、少なくとも研磨した表
面が搬送水に接した状態で搬出するものである。このよ
うな搬出手段による搬出の間は、研磨洗浄面は搬送水と
の接触により保護されると共に乾燥防止され、乾燥に起
因する表面変質等の悪影響を防げることができる。更
に、処理空間中に浮遊する微細な塵や異物等が、ウエハ
の研磨面に再付着することも防止される。加えて、ウエ
ハの研磨面に残存する異物等も、搬送中に接する搬送水
で簡易洗浄されて取り除かれる。

【００２７】従って、上記の如き搬出手段を備えた本発
明に係る研磨洗浄装置によれば、半導体ウエハの各種製
造プロセスにおける研磨工程後のウエハ、例えば、半導
体単結晶から切り出されたウエハ基板の加工プロセスに
おける鏡面研磨後のものや、デバイスプロセスにおける
パターン付き基板のＣＭＰ平坦化研磨後のもの、ＳＯＩ
プロセスにおける酸化膜付シリコンウエハ研磨後のも
の、など、種々のプロセスにおける研磨材を用いた研磨
を行なった後のウエハについて、その表面を水研磨洗浄
手段で洗浄することができ、その研磨洗浄後に、搬送水
で保護されとともに乾燥防止され、高清浄度表面のまま
目的位置まで搬出することができる。

【００２８】また、請求項５に記載の本発明による総合
研磨洗浄装置は、上記種々のプロセスのうち、半導体単
結晶体から切り出されたウエハ基板の加工プロセスで用
いられるものであり、ラッピング処理後のウエハ基板表
面に研磨材を含んだ水を供給しながら鏡面研磨する鏡面
研磨手段と、鏡面研磨後のウエハ基板表面に機能水のみ
からなる研磨材を含まない洗浄水を用いて研磨洗浄を行
なう水研磨洗浄手段と、水研磨洗浄されたウエハ基板を
少なくとも研磨した表面が搬送水に接した状態で搬出す
る搬出手段を備えたものである。本発明の搬出手段で搬
出される間のウエハ基板は、搬送水との接触によって研
磨面は保護されると共に乾燥が防止され、乾燥に起因す
る変質等の悪影響を防げることができる。さらに、搬送
水流による研磨面の簡易洗浄効果も期待できる。

【００２９】さらに、本発明の搬送手段が、研磨表面と
対向するスライド面を有し、このスライド面上をウエハ
基板を移動させる構成である場合、請求項６に記載した
ように、搬送水供給手段によりスライド面上に搬送水を
供給し、研磨面全面をこの搬送水に接触させた状態で移
動させることにより、研磨面とスライド面との間には常
に搬送水が介在することになる。スライド面とウエハ基
板表面とは共に対向しており、ここで搬送水を供給する
と、表面張力によってウエハ基板表面に全面が搬送水と
接する状態となる。このため、両面間においては摩擦帯
電による静電気の発生は防止される。さらに、研磨面は
搬送水によって保護され、乾燥防止されるだけでなく静
電気による異物付着も防止される。

【００３０】本発明の搬出手段は、例えば、鏡面研磨の
うち、最終的な仕上げ研磨後に水研磨洗浄を行なう場
合、直接、最終洗浄手段へ連通させることが可能であ
る。このような構成にすれば、従来のようなキャリアに
収納したウエハ基板をキャリアごと乾燥させた後に運ぶ
という煩雑な最終洗浄手段への移動の手間を必要とせ
ず、水研磨洗浄手段で高清浄度表面となったウエハ基板
を、常に搬送水に接した状態で研磨面を保護し、乾燥さ
せることなく簡便に高清浄度表面のままで最終洗浄手段
へ送りこむことができる。

【００３１】また、搬送手段の具体的な機構としては、
例えば、請求項７に記載したように、スライド面が搬送
方向へ下る傾斜面で構成されたものが簡便である。この
ような構成においては、ウエハ基板は、搬送水と共にス
ライド面の傾斜に沿って下降する。従って、水研磨洗浄
手段からのウエハ基板受け渡し位置を上部に、目的の搬
出位置を下部とすれば、前記受け渡し位置にウエハ基板
を研磨面を下向きに置くだけで、目的の位置まで搬出さ
れる。

【００３２】本発明の搬出手段は、このような傾斜面を
利用したものに限らず、例えば、水中コンベア等の研磨
洗浄後のウエハ基板を研磨面が搬送水に接した状態で目
的の搬出位置まで搬送できる機構であれば広く使用可能
である。また、本発明の搬出手段は、搬送水流による洗
浄効果をより高め得る手段（搬送洗浄手段）をさらに設
けても良い。例えば、メガソニック（８００ｋＨｚ〜３
ＭＨｚの超音波）発生装置を備え、ウエハ基板搬出経路
中にメガソニックを印加させることが考えられる。これ
により、メガソニック照射で水が分解して形成されるＯ
Ｈラジカルが有機物と反応し、水素を引き抜き、さらに
生成された酸素ラジカルによる有機物の酸化反応に関与
する、というような機構による有機物の除去作用が、洗
浄効果として付加される。

【００３３】なお、本発明の水研磨洗浄は、研磨材等を
含まない洗浄水のみによる準化学的洗浄と水研磨による
物理的洗浄とを組み合わせたものであり、スラリー除去
のためのワイピング機能だけでなく、パーティクル、金
属不純物、有機物等の異物を除去する機能をさらに有す
るものである。従って、従来の最終洗浄前のプレ洗浄の
ように大量の洗浄水を必要としない。

【００３４】本発明の洗浄水や搬送水には、単種又は複
数の機能水を用いることが好ましい。機能水とは、主に
超純水を基にし特定の処理を施したもので、パーティク
ル除去、金属不純物除去、有機物除去、或は自然酸化膜
除去や静電気除去等の機能を持つ種々のものが選択でき
る。具体的には、例えば、メガソニック（以下、ＭＳと
記す）照射超純水や、オゾン添加超純水、電解アノード
水、電解カソード水、低溶存酸素水、電気抵抗調整水、
ＭＳ照射＋オゾン水、ＭＳ照射＋アノード水、カソード
水＋オゾン水、カソード水＋低溶存酸素水、或はこれら
機能水を組み合わせたもの＋電気抵抗調整水等が挙げら
れる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態として、図
１に、搬出手段として搬送方向に向かって下降傾する斜
面からなるウォーターシュータを利用した総合研磨洗浄
装置を示す。本実施形態のウォーターシュータは、総合
研磨洗浄装置において鏡面研磨のうち最終的な仕上げ研
磨の後、水研磨洗浄を行ない、総合研磨洗浄装置外の最
終洗浄部へ連通するものとした。

【００３６】本総合研磨洗浄装置１内は、ラッピング処
理し、さらに鏡面粗研磨後のウエハ基板Ｗを鏡面仕上げ
する、鏡面研磨手段としての件仕上げ研磨部１１と、仕
上げ研磨されたウエハ基板表面を研磨洗浄する水研磨洗
浄手段としての研磨洗浄部２１とが隔壁７を介して隣接
設置され、両者は隔壁７を貫通する搬送路８のみで連通
している。

【００３７】この搬送路８は、仕上げ研磨後のウエハ基
板Ｗを研磨洗浄部２１へ搬送するものであり、搬送機構
として、例えばローラコンベア９を備えたものである。
この搬送路８を流水で満たしたり、あるいは、例えば研
磨洗浄部２１から仕上げ研磨部１１へ一方的にガスが流
入するようなガスコントロールを行なうことによって仕
上げ研磨部１１の雰囲気と研磨洗浄部２１の雰囲気とを
実質的に互いに遮断し、それぞれを密閉系にすることが
できる。

【００３８】研磨洗浄部２１は高清浄度の維持が求めら
れるが、上記の如く、仕上げ研磨部１１の雰囲気と実質
的に遮断できれば、研磨洗浄部２１の雰囲気コントロー
ルは、仕上げ研磨部１１の雰囲気に影響されることがな
いため容易である。

【００３９】仕上げ研磨部１１内には、研磨面であるウ
エハ基板Ｗの表面を下側にし、裏面を吸着（減圧吸引に
よる）してウエハ基板Ｗを保持するトップリングヘッド
部１３が、水平および垂直方向へ移動可能に備えられて
いる。中央部の、ヘッド部１３の移動経路上には、上面
に研磨クロスが設置された仕上げ研磨用プラテン１２が
回転可能に設置されている。また、ヘッド部１３の移動
経路上にはさらに搬送路８内に仕上げ研磨後のウエハ基
板Ｗを投入できる開口１０が設けられている。

【００４０】さらに、仕上げ研磨部１１内には、研磨時
に仕上げ研磨用プラテン１２へ研磨材としてのスラリー
を供給するためのスラリーノズル（不図示）、リンス水
として超純水を供給するためのリンスノズル（不図示）
がそれぞれ備えつけられている。これらにより、研磨材
を含んだ研磨水が供給される。

【００４１】一方、研磨洗浄部２１内には、仕上げ研磨
部１１から搬送されてくるウエハ基板Ｗが搬送路８中か
ら取り上げるための開口２０が設けられており、この開
口２０からウエハ基板Ｗの裏面を吸着保持する研磨洗浄
用トップリングヘッド部２３が、前記開口２０上から、
中央部に回転可能に備えられた研磨洗浄用プラテン２２
上、さらに研磨洗浄後にウエハ基板Ｗを研磨洗浄部２１
から搬出するためのウォーターシュータ１の上端部まで
水平方向に回動可能に備えつけられている。

【００４２】さらに、研磨洗浄部２１内には、研磨洗浄
時に研磨洗浄用プラテン２２上（基板表面との間）へ超
純水を供給する超純水ノズル（不図示）と、機能水を供
給する機能水ノズル（不図示）が備えられている。ここ
では、研磨材を含まない洗浄水として、機能水や超純水
を供給するものである。

【００４３】搬送手段としてのウォーターシュータ２
は、搬出先に向かって下方へ傾斜し、そのシュータ底面
がウエハ基板Ｗを搬送するためのスライダ面となってい
る。ウォーターシュータ２の上端部には、搬送水を供給
するための給水機構３（搬送水供給手段）が設けられて
おり、この給水機構３によって上端部から供給される搬
送水は、常にスライド面の傾斜に沿って下降する流水層
を形成している。

【００４４】従って、ウォーターシュータ２で搬出され
るウエハ基板Ｗは、研磨面がこの流水層に接した状態で
搬送水と共にスライド面上を下降するため、水研磨洗浄
後も、研磨面が搬送水で保護されると共に、乾燥が防止
された状態で搬出先まで搬送される。さらに、搬送水流
によって研磨面の残存する異物等が取り除かれる場合も
あるので、簡易洗浄効果が期待できると共に、スライド
面との摩擦帯電による静電気発生が防げる。

【００４５】また、本実施形態では、ウォーターシュー
タ２の搬出先の端部４は、研磨洗浄装置１とは別の最終
洗浄部３１内の第１の洗浄槽３２中に達する構成とし
た。これによって、ウォーターシュータ２は最終洗浄部
３１へ連通し、研磨洗浄後のウエハ基板Ｗは、高清浄度
を維持した研磨面のまま且つ乾燥することなく、速やか
に最終洗浄工程へ受け渡される。なお、総合研磨洗浄装
置１外の最終洗浄部３１までの連通部３０は、外気と遮
断された密閉系とする。

【００４６】最終洗浄部３１内には、第１の洗浄槽３２
の他、予め定められた最終洗浄工程に従って、各種薬
液、リンス液がそれぞれ充填され、所定の温度に調節さ
れている第２の洗浄槽、第３の洗浄槽、と必要な複数の
洗浄槽が備えられているが、ここでは説明の便宜上、図
示せず省略した。最終洗浄工程では、従来と同様に、ウ
エハ基板Ｗを収納したキャリアカセット３３ごと、順
次、各洗浄槽内に浸漬することによって化学洗浄が行な
われる。

【００４７】以上のような構成を持つ本装置におけるウ
エハ基板Ｗの仕上げ研磨および水研磨洗浄の工程は以下
の通りである。まず、ラッピング後にエッチング処理を
施していない、粗研磨済のウエハ基板Ｗを複数枚収納し
たキャリアカセット１４を、仕上げ研磨部１１内の所定
箇所に搬入しておき、仕上げ研磨部１１および研磨洗浄
部２１をそれぞれ密閉状態とする。内部は、窒素ガス雰
囲気に維持される。

【００４８】まず、仕上げ研磨部１１において、キャリ
アカセット１４からウエハローダ１５で取り出したウエ
ハ基板Ｗを、その裏面吸着によって仕上げ研磨用トップ
リングヘッド部１３で保持し、仕上げ研磨用プラテン１
２上まで水平移動する。仕上げ研磨用プラテン１２を予
め定められた速度で回転させると共に、各ノズルから所
定量のスラリーや機能水をプラテン１２上面に供給を始
め、トップリングヘッド部１３を垂直方向に下降させて
ウエハ基板Ｗの表面（研磨面）を回転しているプラテン
１２上面に当接させて研磨を行なう。

【００４９】鏡面研磨終了後、トップリングヘッド部１
３を上昇させ、搬送路８の開口１０上へ水平移動させ
る。トップリングヘッド１３による吸着保持を解除して
研磨後のウエハ基板Ｗを開口１０から搬送路８内へ投下
する。仕上げ研磨部１１内では、以上の操作を繰り返
し、キャリアカセット１４に収納された全ウエハ基板Ｗ
の研磨を順次行ない、搬送路８内へ投入する。

【００５０】搬送路８内では、ローラコンベア９の駆動
により、投入されたウエハ基板Ｗは、研磨洗浄部２１側
へ水中を搬送される。このとき、水流を搬送方向と逆に
設定すれば、逆水流によるウエハ基板Ｗ表面の簡易流水
洗浄効果が得られると共に、表面から取り除かれた異物
は、逆水流により再び基板表面に付着することはない。
また、各ローラ表面をブラシ状としてローラ上を搬送さ
れるウエハ基板Ｗに対するブラシスクラブによる洗浄効
果をさら付加しても良い。

【００５１】研磨洗浄部２１内は窒素ガス雰囲気に維持
されているが、空調システム等の駆動によって雰囲気を
高清浄度にコントロールされている。搬送路８内をロー
ラコンベア９によって研磨洗浄部２１側の開口２０まで
水中を搬送されたウエハ基板Ｗは、仕上げ研磨部１１の
雰囲気を持ち込むことなく研磨洗浄用トップリングヘッ
ド部２３に裏面吸着によって保持される。

【００５２】ウエハ基板Ｗは、少なくとも研磨面は濡れ
た状態のままトップリングヘッド部２３の水平方向回動
によって水研磨洗浄用プラテン２２上まで移動される。
研磨洗浄用プラテン２２を予め定められた速度で回転さ
せると共に、ノズルから所定量の機能水をプラテン上面
へ供給を始め、トップリングヘッド部２３を下降させて
ウエハ基板Ｗの仕上げ研磨済表面をプラテン２２上面に
当接させて研磨洗浄を行なう。ここでは、研磨材等を一
切用いずに、洗浄水のみを研磨の最初から最後まで連続
して供給して、所謂水研磨洗浄を行なう。

【００５３】水研磨洗浄後は、トップリングヘッド部２
３をさらに水平方向に回動させ、シューター２４上で吸
着保持を解除してウエハ基板Ｗをウォーターシュータ２
の上端部へ置く。ウエハ基板Ｗは、研磨表面がシュータ
ースライド面に対向した状態で間に搬送水が介在した状
態となっている。そしてその自重によって傾斜スライド
面上を搬送水と共に下降し、研磨洗浄部２１から総合研
磨洗浄装置１外へ搬出される。

【００５４】以上の工程を繰り返し、順次、仕上げ研磨
部１１から搬送路８で送り込まれてくる仕上げ研磨済の
ウエハ基板Ｗの水研磨洗浄を行ない、ウォーターシュー
タ２で搬出する。前述のように、仕上げ研磨部１１の雰
囲気に影響されることなく高清浄度雰囲気に維持された
研磨洗浄部２１内で高清浄度研磨面が得られたウエハ基
板Ｗは、ウォーターシュータ２で搬出されることによっ
て、その清浄度面を維持したまま、乾燥することなく、
また静電気が発生されることなく、速やかに最終洗浄部
３１へ受け渡される。

【００５５】また、搬送水流による洗浄効果を更に高め
る手段として、搬送水を供給する給水機構３にメガソニ
ック発生装置を備え、ウエハ基板Ｗの搬出中にメガソニ
ックを発生させる構成も可能である。即ち、搬送水にも
機能水を利用するものである。

【００５６】なお、上記実施の形態においては、搬出手
段として、搬出方向へ下る傾斜面からなる簡便な構成を
利用した場合を示したが、本発明は、これに限定される
ものではなく、少なくとも研磨面が搬送水に接した状態
でウエハ基板Ｗが目的位置まで搬送され得る構成であれ
ば良い。

【００５７】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、仕上げ研
磨された研磨面を水研磨洗浄した後、ウエハ基板を高清
浄度表面に維持し、保護したたまま、且つ、乾燥するこ
となく、効率的に最終洗浄工程へ受け渡すことができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による総合研磨洗浄装置
の概略構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１：総合研磨洗浄装置 ２：ウォーターシュータ ３：給水機構 ４：ウォーターシュータ（搬出先）端部 ７：隔壁 ８：搬送路 ９：ローラコンベア １０，２０：開口 １１：仕上げ研磨部 １２：仕上げ研磨用プラテン １３：（仕上げ研磨用）トップリングヘッド部 １４：キャリアカセット １５：ウエハローダ ２１：研磨洗浄部 ２２：研磨洗浄用プラテン ２３：（研磨洗浄用）トップリングヘッド部 ３０：連通部 ３１：最終洗浄部 ３２：第１の洗浄槽 ３３：キャリアカセット Ｗ：ウエハ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 秀旻 群馬県安中市中野谷555番地の１ 株式会 社スーパーシリコン研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハ基板の表面の異物等の除去や微細
   粗さ向上等を目的とする半導体ウエハの表面洗浄方法で
   あって、 前記ウエハ基板の表面に対し、研磨材を含まない洗浄水
   のみを供給して研磨する水研磨洗浄工程と、 前記水研磨洗浄されたウエハ基板を、少なくとも研磨し
   た表面が搬送水に接した状態で搬出する搬出工程と、を
   有することを特徴とするウエハの表面洗浄方法。
2. 【請求項２】 半導体単結晶体から切り出されたウエハ
   基板の表面をラッピング処理した後、鏡面研磨されたウ
   エハ基板の表面の異物等の除去や微細粗さの向上等を目
   的とするウエハ基板の表面洗浄方法であって、 前記鏡面研磨とは別の異なる研磨手段により、前記ウエ
   ハ基板の鏡面研磨された表面に対し、研磨材を用いずに
   洗浄水のみを供給して研磨する水研磨洗浄工程と、 前記水研磨洗浄されたウエハ基板を、少なくとも研磨し
   た表面が搬送水に接した状態で搬出する搬出工程と、を
   有することを特徴とするウエハの表面洗浄方法。
3. 【請求項３】 前記搬出工程は、ウエハ基板の研磨した
   表面が下向きとなるようにして、搬送水が研磨面に接す
   るように供給されるスライダ面上を搬送するものである
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエハ
   のクリーニングにおける雰囲気調製方法。
4. 【請求項４】 ウエハ基板の表面を平坦化又は／及び平
   滑化すると共に、ウエハ基板表面に付着した異物等を取
   り除く半導体ウエハの研磨洗浄装置であって、 前記ウエハ基板の表面に研磨材を含まない洗浄水を供給
   し、研磨面に洗浄水のみが接した状態で研磨する水研磨
   洗浄手段と、 前記水研磨洗浄されたウエハ基板を、少なくとも研磨し
   た表面が搬送水に接した状態で搬出する搬出手段と、を
   備えたことを特徴とするウエハ基板の総合研磨洗浄装
   置。
5. 【請求項５】 半導体単結晶体から切り出されたウエハ
   基板の表面をラッピング処理した後、ウエハ基板の表面
   を平坦化又は／及び平滑化すると共にウエハ基板表面に
   付着した異物等を取り除くウエハ基板の総合研磨洗浄装
   置であって、 前記ウエハ基板の表面に研磨材を含んだ研磨水を供給し
   ながら鏡面研磨する鏡面研磨手段と、 この鏡面研磨手段とは別の異なる研磨手段であって、前
   記ウエハ基板の表面に予め定められた処理が施された機
   能水のみからなる研磨材を含まない洗浄水のみを供給し
   ながら研磨洗浄する水研磨洗浄手段と、 前記水研磨洗浄されたウエハ基板を、少なくとも研磨し
   た表面が搬送水に接した状態で搬出する搬出手段と、を
   備えたことを特徴とするウエハ基板の総合研磨洗浄装
   置。
6. 【請求項６】 前記搬出手段は、前記研磨された表面と
   対向するスライド面と、該スライド面上に搬送水を供給
   する搬送水供給手段とを有し、前記研磨表面の全面を前
   記搬送水に接触させた状態で、前記スライド面上を移動
   させるものであることを特徴とする請求項５に記載のウ
   エハ基板の総合研磨洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記搬出手段のスライド面は、搬送方向
   へ下る傾斜面で構成されていることを特徴とする請求項
   ６に記載のウエハ基板の総合研磨洗浄装置。