JPH10312984A - 半導体ウェーハを清浄にする装置用工具 - Google Patents

半導体ウェーハを清浄にする装置用工具

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JPH10312984A
JPH10312984A JP10122396A JP12239698A JPH10312984A JP H10312984 A JPH10312984 A JP H10312984A JP 10122396 A JP10122396 A JP 10122396A JP 12239698 A JP12239698 A JP 12239698A JP H10312984 A JPH10312984 A JP H10312984A
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JP
Japan
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cleaning
brush
semiconductor wafer
projections
cleaning head
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Pending
Application number
JP10122396A
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English (en)
Inventor
Christopher C Choffat
シー．チョファト クリストファー
Justin J Griffin
ジェイ．グリフィン ジャスティン
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Integrated Process Equipment Corp
Original Assignee
Integrated Process Equipment Corp
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Publication date
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • B08B1/12—
    • B08B1/32—
    • B08B1/50—
    • B08B1/52—
    • B08B1/54—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/145—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face having a brush-like working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D9/00—Wheels or drums supporting in exchangeable arrangement a layer of flexible abrasive material, e.g. sandpaper
    • B24D9/08—Circular back-plates for carrying flexible material

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハ製造時に蓄積される粒状物質を除去
する半導体ウェーハの清浄用の組立体の提供。 【解決手段】 縁部３０で境界が定められた平坦面２４
を備えたクリーニングヘッド２０を含む半導体ウェーハ
を清浄にする工具が提供される。管状の駆動シャフト１
４はクリーニングヘッド２０に連結されてそれを通じて
クリーニング流体が流れる管を提供する。平坦面にはシ
ャフトへと至る開口が形成されるとともに、該平坦面じ
ゅうにクリーニング流体を分配するための複数の通路２
８が形成されている。清浄用ブラシ３２は柔軟な多孔質
の弾性材料で作られ、クリーニングヘッド２０に当接す
る第１主面を有する基体部分３４を備えている。ブラシ
のリップ３６は基体部分から平坦面の縁部のまわりに延
在してブラシをクリーニングヘッドに取り外し可能に固
定する。ブラシは第２主面上に複数の円筒状の突起を有
し、該突起は半導体ウェーハの面を清浄にする。

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ーハ製造
装置に係わり、特に製造時に半導体ウェーハを清浄にす
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学機械研磨の後、半導体ウェーハはそ
の表面に残っている研磨スラリー粒子を除去するように
しばしば「パンケーキ」式のパッドで清浄にされる。こ
のような平坦パンケーキパッドは接着剤によって取付け
プレートに固定され、その後取付けプレートはボルト、
機械ねじまたは他の機械的固定具によってホルダーに取
付けられる。パッドは、清浄になされる半導体ウェーハ
の主平坦面に対して取付けプレートおよびパッドを回転
させるウェーハクリーニング機械の一部である。半導体
ウェーハを清浄にするために使用される化学薬品は、ク
リーニングパッドを取付けプレートに取付けるために使
用される接着剤の効力をなくしてしまうので、清浄作業
の間にパッドが脱落しかねない。
【０００３】半導体ウェーハから除去される粒状物質の
幾つかは繰り返される清浄作業の間にパッドに蓄積す
る。これによりパッドの定期的な交換が必要となる。通
常のクリーニングパッドの交換作業は多少時間がかか
り、ボルトを外して取付けプレートをクリーニング機械
から取外し、接着剤により取り付けられたパッドを取付
けプレートから剥ぎ取ることを必要とする。クリーニン
グ機械はパッドの交換作業の間は休止される。さらに、
パッドを取付ける接着剤の使用はクリーニング機械、ウ
ェーハを清浄にするクリーンルーム、および半導体ウェ
ーハをも汚してしまう。
【０００４】それ故に表面に粒子が蓄積するのを防止す
る半導体ウェーハのクリーニング工具を得ることが望ま
れる。クリーニング機械を取外さず、クリーンルーム環
境を汚すような接着剤やその他の物質を使用せずにクリ
ーニング工具の交換を容易に行えるようにすることも望
ましい。
【０００５】さらに、従来のパンケーキ式のクリーニン
グパッドは、研磨された主平坦面とは対照的に半導体ウ
ェーハの縁部を清浄にするようには設計されていない。
ウェーハ縁部が清浄にされることを保証しないと、半導
体ウェーハの製造工程におけるそれ以降の作業はウェー
ハ縁部に残っている粒子で汚されてしまう。この結果半
導体ウェーハの縁部から粒状物質を除去するクリーニン
グ工具を作ることが望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はウェー
ハ製造時に蓄積される粒状物質を除去するために、半導
体ウェーハの清浄用の組立体を提供することである。
【０００７】他の目的は工具に対する粒子の蓄積を減少
させて作動寿命を延長させるために、自己クリーニング
機構を備えたウェーハ清浄用工具を提供することであ
る。
【０００８】本発明のさらに他の目的は接着剤や別の機
械的固定具を使用せずにクリーニング機械に着脱可能に
取付けることのできる半導体ウェーハクリーニングブラ
シを提供することである。
【０００９】さらに他の目的は主面と同様に半導体ウェ
ーハの縁部を清浄にする工具を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの、およびその他
の目的は、工具が柔軟な弾性材料で単一部材として形成
されたブラシを含むようになされた半導体ウェーハを清
浄にする装置工具によって満たされる。このブラシは２
つの主面と、ブラシを清浄用装置に固定するために一方
の主面の周辺に沿って突出したリップとを備えた基体部
分を有する。好ましい実施形態によると、リップは一端
部が基体部分に連続してなり、他端部が平坦部分に連続
してなる清浄用装置のフランジのまわりを延在するよう
になされた湾曲部分を有する。
【００１１】複数の突起（nubs）が基体部分の他方の主
面から突出して半導体ウェーハを清浄にするようになさ
れている。突起は面一とされた平坦端を有する円筒形と
されるのが好ましい。
【００１２】本発明の他の概念はブラシを支持するため
のクリーニングヘッドであり、ここに、クリーニングヘ
ッドは縁部によって境界が付けられた平坦面を有する。
ブラシの基体部分は平坦面に当接し、湾曲部分は縁部の
まわりに沿って延在してブラシをクリーニングヘッドに
固定するようになす。クリーニングヘッドは、それを回
転駆動する駆動機構に取付けるためのシャフトを含む。
このシャフトは長手方向の穴と、クリーニング流体の供
給源に取付けるための連結具とを有する。平坦面に形成
された開口がこの穴と連通し、平坦面に形成された通路
がこの開口と連通して、ブラシの背後の平坦面を横断し
てクリーニング流体を分配する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１をまず参照すれば、半導体ウ
ェーハを清浄にする工具組立体１０はシャフト１４を備
えたマンドレル１２を含み、シャフトは例えば米国アリ
ゾナ州フェニックスのＩＰＥＣ−プラナー社が製造する
アヴァンティ９０００型式の従来のウェーハクリーニン
グ装置のモーターによって駆動される。マンドレルシャ
フト１４は内部を貫通する長手方向の穴１６を有してお
り、この穴の一端部１８は以下に説明するようにシャフ
トの回転中に穴１６内への流体の導入を可能にする回転
パイプ連結具を受入れるように螺条を形成されている。
【００１４】シャフト１４の反対側端部はクリーニング
ヘッド２０に一体とされ、このクリーニングヘッドは環
状フランジ２２を備えた円形面２４を図２に示すように
有している。シャフト１４の穴１６は円形面２４の中央
開口２６と連通している。複数、例えば８つの溝すなわ
ち通路２８が円形面２４に配置され、この通路２８は中
央開口２６から半径方向へ延在すると共に円形面２４の
円周フランジ３０より手前で終端している。
【００１５】図１を参照すれば、清浄用ブラシ３２はク
リーニングヘッド２０の面を超えて延在し、環状フラン
ジ２２に取付けられる。清浄用ブラシ３２は多孔質のス
ポンジ状材料、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
またはポリビニルアルコール発泡材で単一部材としてモ
ールド成形される。清浄用ブラシ３２は円形で平坦なシ
ート状の基体部分３４を有しており、クリーニングヘッ
ド２０に取付けられたときにこの基体部分３４は円形面
２４に当接する。基体部分３４は環状リップ３６で囲ま
れており、この環状リップ３６はクリーニングヘッドの
環状フランジ２２の縁部３０のまわりを延在し、工具組
立体１０の長手方向軸線ヘ向かって湾曲している。特に
環状リップ３６は半円形の湾曲部分３８を有し、この湾
曲部分３８は基体部分３４の外側円周領域と隣接する。
湾曲部分３８はクリーニングヘッド２０の環状フランジ
２２の厚さより僅かに小さい内径を有しており、弾性的
な清浄用ブラシ３２が引伸されてそのフランジに緊密に
装着される。湾曲部分３８の基体部分３４から離れた側
の端部はリップ３６の平坦な環状部分４０に連続し、円
形面２４と対向するクリーニングヘッド２０の環状フラ
ンジ２２の背面に当接する。
【００１６】環状リップ３６は環状フランジ２２を包み
込み、これによって清浄用ブラシ３２をクリーニングヘ
ッド２０の端部に保持する。弾性的な清浄用ブラシ３２
はフランジのまわりで引伸され、これによってクリーニ
ングヘッドが回転する清浄作業中に清浄用ブラシがクリ
ーニングヘッド２０に関して移動するのを防止する緊密
な取付けがなされる。環状リップ３６の弾性は通常は清
浄用ブラシ３２をクリーニングヘッド２０に固定するの
に十分であるが、幾つかの適用例においてはクリップの
ような付加的な固定具を備えて環状リップ３６を環状フ
ランジ２２に対して保持することが望まれる。
【００１７】清浄用ブラシ３２を単一部材とした設計は
クリーニングヘッド２０に対する取付けおよび取外しを
容易にし、これは工具を使用せず、または別の機械的な
ブラシ保持装置を用いずに達成できる。環状リップ３６
を環状フランジ２２から引離して、クリーニングヘッド
２０から清浄用ブラシ３２を取外せるように、清浄用ブ
ラシ３２の材料は柔軟で弾性的である。特に環状リップ
３６の平坦な環状部分４０は環状フランジ２２の背面か
ら上向きに引離すことができ、これにより図１において
下向きに清浄用ブラシ３２を環状フランジ２２から引外
せるようになす。これとは逆に、新しい清浄用ブラシ３
２はその環状リップ３６をクリーニングヘッド２０の環
状フランジ２２の上に引伸した後、そのリップが図１に
示す状態となるようにフランジ周囲にスナップ嵌合し、
これにより清浄用ブラシ３２をクリーニングヘッド２０
に取付ける。
【００１８】清浄用ブラシ３２の基体部分３４の露出面
から外向きに複数の突起４２が直角に延在しており、こ
れらの突起４２は図３に示すように同心な関係にある複
数の円上に配置されている。各突起４２は円筒形をして
おり、他の突起の露出端と実質的に面一な平坦な露出端
を備えている。本発明の清浄用ブラシ３２の図示実施例
において、中央の突起は円形の基体部分３４の中心にて
クリーニングヘッド２０を通して穴１６へ通じる中央開
口２６の直ぐ上に位置している。突起４２の同心な関係
にある４つの円はこの中央の突起のまわりに位置してい
る。突起４２は各同心な関係にある円に沿って等間隔で
離隔配置され、直径の大きい円はそれに応じて突起の数
が多い。したがって、突起４２は清浄用ブラシ３２の基
体部分３４の全体にわたって延在する。
【００１９】清浄用ブラシ３２がクリーニングヘッド２
０の円形面２４に一旦取付けられたならば、この装置は
半導体ウェーハを処理する準備が整う。ウェーハクリー
ニング装置は工具組立体１０のシャフト１４を回転さ
せ、その工具組立体１０を図４に示すように清浄とされ
るべき半導体ウェーハ４６の主平坦面４４に向けて移動
させる。清浄用ブラシ３２の突起４２はクリーニングヘ
ッド２０およびそれに取付けられた清浄用ブラシ３２が
回転している状態で半導体ウェーハ４６の主平坦面４４
に押圧される。半導体ウェーハ４６もクリーニングヘッ
ド２０の下側で回転している。
【００２０】この時点で、典型的には水であるクリーニ
ング流体がシャフト１９の穴１６を通して給送され、こ
の穴１６からクリーニング流体がクリーニングヘッド２
０の円形面２４に形成された通路２８を通じて外向きに
流れる。これによりクリーニング流体は基体部分３４の
背面を横断して分配される。ブラシ材料は多孔質である
ので、クリーニング流体は基体部分３４および突起４２
を通り、清浄にされる半導体ウェーハ４６の面上に流れ
る。このクリーニング流体の流れは、半導体ウェーハ４
６および清浄用ブラシ３２の両方から、主平坦面４４の
全ての粒子を洗い流し、これにより突起４２間の清浄用
ブラシの表面に粒子が堆積するのを抑制する。したがっ
て、清浄用ブラシは自己清浄作用を有するのである。
【００２１】清浄用ブラシ３２の弾性的な突起４２は半
導体ウェーハ４６の主平坦面４４に対して押圧される。
回転する清浄用ブラシ３２が半導体ウェーハ４６の縁部
４８を超えると、幾つかの突起５０はその縁部を超えて
図４で下向きに膨れる。これがその幾つかの突起５０に
よる半導体ウェーハ４６の縁部４８の払拭を行わせ、縁
部から粒子を除去する。これが従来のパンケーキ式の清
浄用パッドと対照的な点であり、従来の清浄用パッドは
平坦面を有して半導体ウェーハの縁部４８を払拭するこ
とはない。
【００２２】図５を参照すれば、本発明の清浄用ブラシ
は米国特許第５１４４７１１号明細書に記載されている
ような２重ブラシクリーニング装置６０に使用すること
もできるのであり、該明細書の記載を参考文献として本
明細書に援用する。この形式の装置では、第１清浄用ブ
ラシ６２は上側ディスク６４に取付けられ、第２清浄用
ブラシ６６は下側ディスク６５に取付けられ、両ディス
クは駆動シャフト６８に取付けられる。駆動シャフト６
８のプーリー７０は該駆動シャフト６８を、したがって
両清浄用ブラシ６２，６６を回転させるためにベルトで
駆動される。
【００２３】上側のブラシおよびディスク組立体は、点
線で示す、半導体ウェーハ７４が上側の第１清浄用ブラ
シ６２および下側の第２清浄用ブラシ６６の間に位置付
けるように上昇させることができる。上側ブラシおよび
ディスク組立体はその後に図５に示すクリーニング位置
に降下される。この位置で半導体ウェーハ７４の露出部
分は３つの垂直ローラー７６で支持され、チューブ７８
からの水がウェーハに導かれる。
【００２４】クリーニング作業の間、第１清浄用ブラシ
６２および第２清浄用ブラシ６６は互いに接触して粒子
をそれらの表面から除去するので、自己清浄作用を備え
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェーハクリーニング装置の取付けプレートに
取付けられた本発明による半導体ウェーハ清浄用ブラシ
の断面図。
【図２】取付けプレートの面の正面図。
【図３】清浄用ブラシの主面の正面図。
【図４】半導体ウェーハに接触した清浄用ブラシ組立体
の断面図。
【図５】半導体ウェーハの両平坦面を清浄にする装置の
斜視図。
【符号の説明】
１０ 工具組立体 １２ マンドレル １４ シャフト １６ 穴 ２０ クリーニングヘッド ２２ 環状フランジ ２４ 円形面 ２６ 中央開口 ２８ 通路 ３０ 縁部 ３２ 清浄用ブラシ ３４ 基体部分 ３６ 環状リップ ３８ 湾曲部分 ４０ 環状部分 ４２，５０ 突起 ４４ 主平坦面 ４６ 半導体ウェーハ ４８ 縁部 ６０ ２重ブラシクリーニング装置 ６２ 第１洗浄用ブラシ ６４ 上側ディスク ６５ 下側ディスク ６６ 第２清浄用ブラシ ７６ 垂直ローラー ７８ チューブ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ウェーハを清浄にする装置用工具
    であって、 柔軟な弾性材料により単一部材として形成されたブラシ
    であって、第１および第２主面を備えた基体部分を有
    し、前記装置に前記ブラシを固定するための湾曲したリ
    ップ部分を有する該ブラシを有し、前記リップは前記第
    １主面のまわりを延在するとともに該第１主面から突出
    しており、また予め定められた形状の複数の突起が前記
    第２主面から突出している半導体ウェーハを清浄にする
    装置用工具。
  2. 【請求項２】 複数の前記各突起が円筒形である請求項
    １に記載された装置工具。
  3. 【請求項３】 複数の前記各突起が平坦な露出端を有す
    る円筒形であり、複数の該各突起の該平坦な露出端が面
    一である請求項１に記載された装置用工具。
  4. 【請求項４】 複数の前記各突起が前記第２主面上で同
    心な関係にある複数の円上に配置されている請求項１に
    記載された装置用工具。
  5. 【請求項５】 半導体ウェーハを清浄にする装置用工具
    であって、 縁部で境界が定められた平坦面を有するクリーニングヘ
    ッド、および多孔質で柔軟な弾性材料で単一部材として
    形成されたブラシであって、前記クリーニングヘッドの
    面に当接する第１主面と該第１主面とは反対側の第２主
    面とを備えた基体部分を有し、また該ブラシを前記クリ
    ーニングヘッドに取付けるために前記基体部分から該基
    体部分の縁部に沿って延在するリップを有し、前記半導
    体ウェーハを清浄にするために前記第２主面から延在す
    る複数の突起を含む前記ブラシを有する半導体ウェーハ
    を清浄にする装置用工具。
  6. 【請求項６】 複数の前記各突起が前記第２主面上で同
    心な関係にある複数の円上に配置されている請求項５に
    記載された装置用工具。
  7. 【請求項７】 複数の前記各突起の各々が円筒形である
    請求項５に記載された装置用工具。
  8. 【請求項８】 複数の前記各突起が平坦な露出端を有す
    る円筒形であり、複数の該各突起の該平坦な露出端が面
    一である請求項５に記載された装置用工具。
  9. 【請求項９】 半導体ウェーハを清浄にする装置であっ
    て、 回転運動するようにシャフトに連結され、縁部で境界が
    定められた第１平坦面を有する第１クリーニングディス
    クと、 回転運動するようにシャフトに連結され、縁部で境界が
    定められて前記第１平端面と反対側の第２平坦面を有す
    る第２クリーニングディスクと、 前記第１および第２クリーニングディスクの異なる一方
    にそれぞれ取付けられる第１および第２ブラシであっ
    て、該各第１および第２ブラシは多孔質で柔軟な弾性材
    料で単一部材として形成され、クリーニングヘッドの面
    に当接する第１主面と該第１主面とは反対側の第２主面
    とを備えた基体部分を有し、また前記クリーニングヘッ
    ドに前記ブラシを取付けるために前記基体部分から該基
    体部分の縁部に沿って延在するリップを有し、該各第１
    および第２ブラシが半導体ウェーハを清浄にするために
    前記第２主面から延在する予め定められた形状をした複
    数の突起をさらに含む該第１および第２ブラシとを有す
    る半導体ウェーハを清浄にする装置。
  10. 【請求項１０】 複数の前記各突起が平坦な露出端を有
    する円筒形であり、複数の該各突起の該平坦な露出端が
    面一である請求項９に記載された装置。
JP10122396A 1997-05-02 1998-05-01 半導体ウェーハを清浄にする装置用工具 Pending JPH10312984A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US850057 1997-05-02
US08/850,057 US5870793A (en) 1997-05-02 1997-05-02 Brush for scrubbing semiconductor wafers

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JPH10312984A true JPH10312984A (ja) 1998-11-24

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JP10122396A Pending JPH10312984A (ja) 1997-05-02 1998-05-01 半導体ウェーハを清浄にする装置用工具

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US (1) US5870793A (ja)
EP (1) EP0876853B1 (ja)
JP (1) JPH10312984A (ja)
KR (1) KR19980086700A (ja)
DE (1) DE69811763T2 (ja)

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