JPH104076A - 枚葉型ウエハ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化が図れ機構が簡単でパーティク
ルの発生を少なくし、また経済的でパーティクルの洗浄
液内への持込みを防止し、さらには均一な洗浄を可能に
する。 【解決手段】 洗浄液Ｗを収容する洗浄内槽２と、洗浄
するウエハ鏡面８ａを下方に向けたウエハ８の裏面８ｂ
を吸着固定する洗浄内槽２上に設けたバキュームチャッ
ク９と、洗浄内槽２に洗浄液Ｗを供給し回転撹拌する吹
出口４ａ，４ｂを有する洗浄液供給管４とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハを一枚毎に
洗浄する枚葉型ウエハ洗浄装置に関する。より詳しく
は、例えば半導体ウエハ等のウエハを一枚毎に洗浄液で
洗浄する枚葉型ウエハ洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて、ウエハの
表面（ウエハ鏡面）の汚れを除去するため、洗浄が行わ
れる。

【０００３】上記ウエハの洗浄において、精密な洗浄を
行う時等には、ウエハを一枚毎に洗浄液で洗浄する枚葉
型ウエハ洗浄装置が使われ、その装置の殆どが、ウエハ
を機械的に支持し回転させるウエハ回転方式のものであ
る。ウエハ回転方式の洗浄装置は、アーム型の外形チャ
ックにウエハをチャックし、或いはそのチャックにバキ
ュームを併用しチャックし、そのチャックに継手，ベル
ト等の伝達機構および軸受機構を介して駆動モータの回
転を伝達しウエハを高速（１０００〜３０００ｒｐｍ前
後）で回転させ、その状態でウエハに洗浄液を噴射させ
るスプレー洗浄、或いはスプレー洗浄にメガ洗浄（超音
波洗浄）を併用し、ウエハの洗浄を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記枚
葉型ウエハ洗浄装置は、モータを用い機械的伝達機構お
よび軸受機構を介してウエハを回転するため、これら機
械的駆動に伴うパーティクルの発生が問題となる。一
方、発生したパーティクルを排除するための排気装置も
必要となり、装置が全体的に大型化し、さらにウエハ回
転に伴う振動等も洗浄効果に悪影響を及ぼす。また、高
速で回転するためウエハがチャックから外れて、破損す
る事故もある。

【０００５】また、上記枚葉式ウエハ洗浄装置は、発生
したパーティクルが洗浄液内に混入し易いため、一度使
用した洗浄液は排水する使い捨て方式となる。従って、
経済的に不利となる。また、スプレー方式において、洗
浄効率を向上させるためにメガ洗浄を併用されるが、噴
霧洗浄液に空気が混入し、メガ効率を低下させることに
なる。

【０００６】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、装置の小型化が図れ、機構が簡単で
パーティクルの発生も少なく、また経済的でパーティク
ルの洗浄液内への持込みが少なく、さらに均一な洗浄が
可能でパーティクルの除去率も向上できる枚葉式ウエハ
洗浄装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、洗浄液を収容する上部開口の洗浄槽と、
洗浄するウエハ鏡面を下方に向けたウエハの裏面を吸着
固定する前記洗浄槽上に設けたバキュームチャックと、
洗浄槽に洗浄液を供給し回転撹拌する該洗浄槽に取り付
けた吹出口を有する洗浄液供給管とを具備したことを特
徴とする枚葉型ウエハ洗浄装置を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態では、前記洗
浄槽は、円筒形の容器からなる洗浄内槽と該洗浄内槽の
外周に設けられた洗浄内槽から溢れた洗浄液を収容する
上部開口が洗浄内槽の上部開口よりも高い位置にある外
槽とからなり、該外槽に取り付けた洗浄液排出管と洗浄
内槽に取り付けた洗浄液供給管とを洗浄液循環系路で接
続し、該洗浄液循環系路に洗浄液を循環させる循環ポン
プと濾過するフィルタを備えたことを特徴とする。

【０００９】さらに、好ましい実施の形態では、前記バ
キュームチャックは、該バキュームチャックの外周にウ
エハの裏面へ窒素ガスを供給するガス吹出口を有するガ
ス導入ハウスを設けたことを特徴とする。

【００１０】さらに、好ましい実施の形態では、前記吹
出口を有する洗浄液供給管は、捩じれた管からなり、該
捩じれた管を洗浄内槽の底部に取り付けたことを特徴と
する。

【００１１】さらに、好ましい実施の形態では、前記吹
出口を有する捩じれた管からなる洗浄液供給管は、洗浄
内槽の底部に取り付けた２本の管からなり、該２本の洗
浄液供給管の吹出口の向きが１８０°に対向したことを
特徴とする。

【００１２】さらに、好ましい実施の形態では、前記吹
出口を有する洗浄液供給管は、洗浄内槽の側部に対し水
平方向斜めに取り付けたことを特徴とする。

【００１３】さらに、好ましい実施の形態では、前記吹
出口を有する洗浄液供給管は、洗浄内槽の側部に取り付
けた２本の管からなり、該２本の洗浄液供給管の吹出口
の向きが１８０°に対向したことを特徴とする。

【００１４】

【実施例】図１，２は、本発明に係る枚葉型ウエハ洗浄
装置の一実施例で、図１はその装置の断面概要図、図２
はその洗浄内槽の平面図である。

【００１５】洗浄槽１は、洗浄内槽２とその洗浄内槽２
の外周に設られた外槽３からなる。洗浄内槽２は円筒形
の容器からなり、その容器の底部２ａは中心に向かって
なだらかに傾斜し深くなっている。その底部２ａの円形
中心Ｏを中心とする左右対象の適当な位置にそれぞれ吹
出口４ａ，４ｂを有する洗浄液供給管４が取り付けら
れ、各洗浄液供給管４は、底部２ａの中心Ｏを通る中心
軸Ｈ上に設けられた共通の洗浄液供給管５に連結してい
る。

【００１６】前記各洗浄液吹出管４は、図２に示すよう
に例えば時計方向に捩じれた管からなり、その２つの吹
出口４ａ，４ｂの向きが１８０°に対向し、また中心Ｏ
を通る中心軸Ｈから外側に向かって傾斜する適当な角度
で設けられている。従って、洗浄液吹出管４から洗浄内
槽２に供給される洗浄液Ｗは、２つの吹出口４ａ，４ｂ
から回転しながら渦を巻くような状態に吹き出され、ま
た吹き出された洗浄液Ｗは回転撹拌される。この捩じれ
た洗浄液吹出管４は、１本あるいは３本以上でもよい。
その理由は、洗浄液吹出管が１本あるいは３本以上で
も、洗浄液Ｗが回転しながら渦を巻くような状態に吹き
出され、回転撹拌することができるからである。

【００１７】前記洗浄内槽２の上部外周には外槽３が設
けられ、外槽３はその上部開口３ｂが洗浄内槽２の上部
開口２ｂのよりも高い位置にあって洗浄内槽２から溢れ
た洗浄水Ｗを収容する。外槽３の底部３ａには、洗浄液
を排出する排出口を有する洗浄液排出管６が取り付けら
れている。

【００１８】その外槽３に取り付けられた排出口を有す
る洗浄液排出管６と前記洗浄内槽２に取り付けられた吹
出口４ａ，４ｂを有する各洗浄液供給管４の共通の洗浄
液供給管５の間は、管からなる洗浄液循環系路７で接続
され、その洗浄液循環系路７には洗浄液Ｗを循環させる
循環ポンプＰと洗浄液Ｗを濾過するフィルタＦが設けら
れている。従って、外槽３から洗浄液排出管６および循
環ポンプＰを通してフィルタＦに流れた汚染された洗浄
液ＷはフィルタＦで濾過され、フィルタＦで浄化された
パーティクルの無いフレッシュな洗浄液Ｗは、循環ポン
プＰの動力により各洗浄液供給管４の吹出口４ａ，４ｂ
から洗浄内槽２内に供給される。洗浄に寄与して洗浄内
槽２から溢れた洗浄液Ｗは、再び外槽５側へ流れ、この
ようにして洗浄液Ｗが循環する。

【００１９】一方、洗浄内槽２の中心０を通る中心軸Ｈ
の上方には、ウエハ８を真空吸着で固定するバキューム
チャック９が配設され、そのバキュームチャック９のチ
ャック先端９ａで、例えば半導体ウエハ等のウエハ８の
裏面８ｂを吸着固定する。また、前記バキュームチャッ
ク９の外周には、窒素ガスを吹き出すガス吹出口１０ａ
を有するガス導入ハウス１０が設けられ、そのガス導入
ハウス１０の下部のガス吹出口１０ａから吸着固定され
たウエハ８の裏面８ｂに窒素ガスが吹き出される。

【００２０】従って、ガス導入ハウス１０のガス吹出口
１０ａから吹き出される窒素ガスによって、ウエハ８の
裏面８ｂへの洗浄液Ｗの回り込み（進出）が防止され、
ウエハ８の真空吸着が保持されるとともに、ウエハ８の
裏面８ｂから洗浄液Ｗへのパーティクルの持込みが防止
される。更に、バキューム内に洗浄液の流入を防ぐ役目
もする。ウエハ８の洗浄は、まずバキュームチャック９
のチャック先端９ａにウエハ鏡面８ａを下方に向けた状
態でウエハ８の裏面８ｂを吸着固定し、バキュームチャ
ック９で吸着固定したウエハ８の裏面８ｂに対しガス導
入ハウス１０のガス吹出口１０ａから窒素ガスを吹き出
してウエハ８の裏面８ｂを洗浄液Ｗが触れない状態にす
る。一方、循環ポンプＰを駆動させて洗浄内槽２の底部
２ａに取り付けられた洗浄液供給管４の吹出口４ａ，４
ｂから洗浄内槽２内に洗浄液Ｗを回転させながら渦を巻
くように吹き出させ、また吹き出された洗浄内槽２内の
洗浄液Ｗを回転撹拌する。

【００２１】次に、ウエハ８を吸着固定したバキューム
チャック９を降下させて、ウエハ８のウエハ鏡面８ａを
洗浄液Ｗ内に浸漬し洗浄を行う。ウエハ８の洗浄は、目
的に応じた所定時間浸漬し洗浄する。洗浄に寄与した汚
れた洗浄液Ｗは、洗浄内槽２の上部開口２ａから溢れ
る。その溢れた洗浄液Ｗは、洗浄内槽２の外周に設けら
れた外槽３に流れ、外槽３に流れた洗浄液Ｗは、さらに
外槽３の底部３ａに取り付けられた排出口を有する洗浄
液排出管６を通って循環ポンプＰに戻される。循環ポン
プＰに戻された洗浄液Ｗは、フィルタＦに送られ、その
フィルタＦで濾過され浄化された洗浄液Ｗが再び洗浄内
槽２内へ送られる。洗浄内槽２で洗浄された前記ウエハ
８は、洗浄後にバキュームチャック９とともに引き上げ
られてチャック先端９ａから外され、そのチャック先端
９ａに新たに洗浄するウエハ８が吸着固定されて洗浄内
槽２内へ下ろされて洗浄が行われる。このようにして、
一枚毎に順次洗浄して行く。

【００２２】上記実施例によれば、バキュームチャック
９に吸着固定されたウエハ８が、洗浄内槽２の底部２ａ
に設けられた時計方向に捩じれた各洗浄液供給管４の吹
出口４ａ，４ｂから回転しながら渦を巻くように吹き出
された洗浄液Ｗで洗浄されるため、洗浄液Ｗの回転撹拌
作用によってウエハ８の鏡面８ａが良好に洗浄されると
ともに洗浄液Ｗがウエハ８の鏡面８ａ全体に均一に触れ
て均一に洗浄される。また上記実施例によれば、洗浄液
Ｗ自体が回転し、従来のようにウエハ８をモータで回転
させるウエハ回転方式のような回転伝達機構，軸受機構
は不要となって機械的駆動に伴うパーティクルの発生が
なくなり、また発生するパーティクルの排除する排気装
置も不要となる。従って、装置の小型化が容易になり、
機構が簡単になる。しかも、機械的な駆動機構がないた
め、パーティクルの発生の少ない。

【００２３】また洗浄液Ｗは、循環ポンプＰで循環さ
せ、フィルタＦで濾過し、洗浄内槽２に常に浄化した洗
浄液Ｗを供給するため、使い捨て方式とは異なり、洗浄
液Ｗの無駄がない、従って非常に経済的である。

【００２４】さらに、窒素ガス導入ハウス１０のガス吹
出口１０ａから吹き出された窒素ガスを、吸着されたウ
エハ８の裏面８ｂに吹き出しなから洗浄を行うため、ウ
エハ８の裏面８ｂへの洗浄液Ｗの進入がなく、ウエハ８
の吸着に支障を来すこともない。従って、ウエハ８が確
実に吸着され、また洗浄液Ｗへのパーティクルの持込み
がない。

【００２５】図３，４は、本発明に係る枚葉型ウエハ洗
浄装置の他の実施例である。

【００２６】この枚葉型ウエハ洗浄装置は、洗浄液Ｗを
供給する吹出口１１ａ，１１ｂを有する各洗浄液供給管
１１を洗浄内槽２の側部２ｃに取り付けた構成である。

【００２７】吹出口１１ａ，１１ｂを有する各洗浄液供
給管１１は、洗浄内槽２の側部２ｃに対し幾分上方に傾
け、水平方向斜めに取り付けられている。各洗浄液供給
管１１の吹出口１１ａ，１１ｂは、図４に示すように向
きが１８０°に対向し取り付けられている。前記実施例
と同様に外槽３に取り付けられた排出口を有する洗浄液
排出管６と洗浄内槽２に取り付けられた吹出口１１ａ，
１１ｂを有する各洗浄液供給管１１との間は、洗浄液循
環系路７で接続され、その洗浄液循環系路７に設けられ
た循環ポンプＰによって洗浄液Ｗが循環され、またフィ
ルタＦで濾過されて浄化された洗浄液Ｗが洗浄内槽２に
供給される。

【００２８】従って、各洗浄液供給管１１の吹出口１１
ａ，１１ｂから洗浄液Ｗが吹き出され、洗浄液Ｗは円筒
型の側部２ｃに沿って回転しながら渦を巻くように回転
撹拌される。その洗浄液Ｗの回転撹拌によってバキュー
ムチャック９に吸着固定されたウエハ８のウエハ鏡面８
ａが円滑良好に洗浄され、また均一に洗浄される。

【００２９】前記実施例と同様にバキュームチャック９
の外周には、先端にガス吹出口１０ａを有するガス導入
ハウス１０が設けられ、ウエハ８の裏面８ｂへ窒素ガス
を供給するので、洗浄液Ｗのウエハ８の裏面８ｂへの回
り込みを防止し、確実に吸着固定できる。また洗浄液Ｗ
内へのパーティクルの持込みがない。

【００３０】この実施例の場合も、洗浄液供給管１１は
１本でも、３本以上の管でもよい。その理由は、１本で
も洗浄液Ｗを回転撹拌できるからである。

【００３１】なお、上記両実施例は洗浄槽１が洗浄内槽
２と外槽３からなるが、一つの洗浄槽にし、その洗浄槽
の側部上部に洗浄液排出管６を取り付けて汚れた洗浄液
を排出する構成にすることもできる。また、洗浄効率を
よくするために、洗浄内槽２の底部２ａ内にメガ装置
（超音波洗浄装置）を備えるようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、洗
浄するウエハ鏡面を下方に向けてウエハの裏面を洗浄槽
上に設けたバキュームチャックで吸着固定し洗浄槽の底
部に取り付けた洗浄液供給管の吹出口から吹き出させて
洗浄液を回転撹拌された洗浄液でウエハ鏡面を洗浄す
る、即ち洗浄液自体を回転させて洗浄するため、従来の
ウエハ回転方式の如く回転伝達機構および軸受機構は不
要となって機械的駆動に伴うパーティクルの発生がなく
なり、また発生するパーティクルを排出するための排気
装置が不要となって装置の小型化が図れ、また機構が簡
単になる。

【００３３】また、本発明によれば、洗浄液は循環ポン
プで循環させ、フィルタで濾過するため、洗浄液の使い
捨てがなくなり、経済的になる。加えて、洗浄の際に
は、吸着固定しているウエハの裏面に窒素ガスを吹き付
けて洗浄を行うため、ウエハの裏面への洗浄液の回り込
みがなく、ウエハの吸着固定が確実になり、また洗浄液
内へのパーティクルの持込みがない等の効果が発揮され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る装置の一実施例の枚葉型ウエハ
洗浄装置の概要図である。

【図２】 図１の装置の平面図である。

【図３】 本発明に係る装置の他の実施例の枚葉型ウエ
ハ洗浄装置の概要図である。

【図４】 図３の装置の平面図である。

【符号の説明】

１：洗浄槽、２：洗浄内槽、２ａ：底部、２ｂ：上部開
口、２ｃ：側部、３：外槽、３ｂ：上部開口、４：洗浄
液供給管、４ａ，４ｂ：吹出口、６：洗浄液排出管、
８：ウエハ、８ａ：ウエハ鏡面、８ｂ：裏面、９：バキ
ュームチャック、１０：ガス導入ハウス、１０ａ：ガス
吹出口、１１：洗浄液供給管、１１ａ，１１ｂ：吹出
口、Ｗ：洗浄液。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄液を収容する上部開口の洗浄槽と、 洗浄するウエハ鏡面を下方に向けたウエハの裏面を吸着
   固定する前記洗浄槽上に設けたバキュームチャックと、 洗浄槽に洗浄液を供給し回転撹拌する該洗浄槽に取り付
   けた吹出口を有する洗浄液供給管とを具備したことを特
   徴とする枚葉型ウエハ洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄槽は、円筒形の容器からなる洗
   浄内槽と該洗浄内槽の外周に設けられた洗浄内槽から溢
   れた洗浄液を収容する上部開口が洗浄内槽の上部開口よ
   りも高い位置にある外槽とからなり、 該外槽に取り付けた洗浄液排出管と前記洗浄内槽に取り
   付けた洗浄液供給管とを洗浄液循環系路で接続し、 該洗浄液循環系路に洗浄液を循環させる循環ポンプと濾
   過するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の枚葉型ウエハ洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記バキュームチャックは、該バキュー
   ムチャックの外周にウエハの裏面へ窒素ガス等のクリー
   ンガスを供給するガス吹出口を有するガス導入ハウスを
   設けたことを特徴とする請求項１に記載の枚葉型ウエハ
   洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記吹出口を有する洗浄液供給管は、捩
   じれた管からなり、 該捩じれた管を洗浄内槽の底部に取り付けたことを特徴
   とする請求項１に記載の枚葉型ウエハ洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記吹出口を有する捩じれた管からなる
   洗浄液供給管は、洗浄内槽の底部に取り付けた２本の管
   からなり、 該２本の洗浄液供給管の吹出口の向きが１８０°に対向
   したことを特徴とする請求項４に記載の枚葉型ウエハ洗
   浄装置。
6. 【請求項６】 前記吹出口を有する洗浄液供給管は、洗
   浄内槽の側部に対し水平方向斜めに取り付けたことを特
   徴とする請求項１に記載の枚葉型ウエハ洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記吹出口を有する洗浄液供給管は、洗
   浄内槽の側部に取り付けた２本の管からなり、 該２本の洗浄液供給管の吹出口の向きが１８０°に対向
   したことを特徴とする請求項６に記載の枚葉型ウエハ洗
   浄装置。