JPH11307509A - ウエーハ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエーハキャリヤ２０を用いて複数枚のウエ
ーハ１０を同時に浸漬処理する際に、ウエーハ１０の周
縁部全周を、周縁部以外の部分と同様に均一処理する。 【解決手段】 処理液３１を収容する処理槽３０の底面
上に回転ローラ２０，２０を設ける。処理槽３０内にキ
ャリヤ２０をセットすると、キャリヤ２０の底面開口部
を通して回転ローラ２０，２０がキャリヤ２０内のウエ
ーハ１０に接触する。回転ローラ２０，２０は、キャリ
ヤ２０内のウエーハ１０の中心線を含む鉛直面の両側に
平行に配置され、その回転によりキャリヤ２０内のウエ
ーハ１０を処理中に周方向に回転させる。この回転によ
り、キャリヤ２０のスロットに嵌合するウエーハ１０の
周縁部が、周縁部以外の部分と同様に、全周にわたって
均一処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハの
エッチング処理等に使用されるウエーハ処理装置に関
し、更に詳しくは、ウエーハキャリヤを用いて複数枚の
ウエーハを同時に浸漬処理するウエーハ処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエーハをエッチング処理する方
法の一つに、ウエーハキャリヤを用いた浸漬処理があ
る。この処理方法では、エッチング液を収容する処理槽
内にウエーハキャリヤを装入して、キャリヤ内に収納さ
れた複数枚のウエーハをエッチング液に浸漬し、この状
態でエッチング液を処理槽に循環させることにより、複
数枚のウエーハをエッチング処理する。

【０００３】このエッチング処理に使用されるウエーハ
キャリヤの一例を図５に示す。図５に示されたキャリヤ
２０は、所定の間隔をあけて連結された両側の側壁部２
１，２１を有し、側壁部２１，２１の間に複数枚のウエ
ーハを中心線方向に等間隔で支持する構造になってい
る。側壁部２１，２１の間にウエーハを固定するため
に、側壁部２１，２１にはウエーハの周縁部が嵌合する
溝又はスリットが形成されており、この溝又はスリット
はスロットと呼ばれている。また、キャリヤ２０の底部
は、キャリヤ２０内にエッチング液を流通させるために
大きく開口している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなウエーハキ
ャリヤを使用する浸漬処理では、キャリヤ２０内の全て
のウエーハにつき、表面全体を均一に処理する必要があ
る。このために処理液を処理槽に循環させると共に、底
部が開口したキャリヤ２０を使用して、処理液をキャリ
ヤ２０内に流通させ、更にはキャリヤ２０を上下に揺す
るようなことも行われている。

【０００５】これらの対策により、ウエーハの周縁部を
除く部分は均一処理される。しかし、ウエーハの周縁部
は、キャリヤ２０の側壁部２１，２１に形成されたスロ
ットに嵌合する両側部については液の置換が殆どないた
め、反応が進行しない。一方、スロットに嵌合しない上
部及び下部については、周縁部以外の部分と同様に処理
される。このため、ウエーハの周縁部は、円周方向で不
均一に処理されることになる。

【０００６】その結果、例えばエッチング処理では、周
縁部の周方向一部にエッチングむらが生じるのを避け得
ない。

【０００７】本発明の目的は、ウエーハの周縁部全周
を、周縁部以外の部分と同様に均一処理できるウエーハ
処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のウエーハ処理装置は、処理液及びキャリヤ
を収容する処理槽と、処理槽の底面上に設けられ、処理
槽内にキャリヤがセットされたときにキャリヤの底面開
口部に嵌合し、回転中心がキャリヤ内に整列する複数枚
のウエーハの中心線に沿う状態で複数枚のウエーハに下
方から当接する１又は複数の回転ローラと、回転ローラ
を回転駆動する駆動手段とを具備している。

【０００９】本発明のウエーハ処理装置では、ウエーハ
キャリヤを処理槽内にセットすると、キャリヤの底面開
口部に回転ローラが嵌合し、キャリヤ内に収容された複
数枚のウエーハに回転ローラが当接する。このとき、回
転ローラは、その回転中心が複数枚のウエーハの中心線
に沿う状態となる。従って、回転ローラを回転駆動する
ことにより、キャリヤ内の複数枚のウエーハが中心回り
に回転し、その周縁部全周に処理液が均等に接触する。

【００１０】このように、本発明のウエーハ処理装置で
は、キャリヤの底面開口部を利用してキャリヤ内のウエ
ーハに回転ローラを当接させることにより、専用キャリ
ヤの作製や処理装置の大規模な設計変更を伴うことなく
経済的にウエーハ全体が均一処理される。

【００１１】ところで、ウエーハは結晶方位を表すため
に円周の一部を切り欠いた形状になっている。この切り
欠きは例えばオリフラと呼ばれているが、キャリヤ内の
ウエーハを回転ローラ上で回転させる場合、このオリフ
ラが回転の障害となるおそれがある。

【００１２】即ち、ウエーハの浸漬処理では、ウエーハ
に浮力が作用するため、ウエーハと回転ローラの摩擦力
が十分でなく、その一方では、キャリヤとウエーハの摩
擦力が大きい。このため、回転ローラを回転させてもウ
エーハのオリフラが回転ローラを乗り越えることができ
ず、回転ローラが空転する危険性がある。

【００１３】この危険性を排除するために、回転ローラ
の配置形態としては、キャリヤ内に整列する複数枚のウ
エーハの中心線を含む鉛直面の両側に、一対の回転ロー
ラを間隔をあけて配設することが好ましく、その間隔は
オリフラの長さより大きいことが好ましい。

【００１４】また、ローラ構造については、回転駆動さ
れる軸体の外周面を弾性体で覆い、弾性体の表面に、キ
ャリヤ内に整列する複数枚のウエーハが嵌合する複数の
断面Ｖ状の周溝を設けたものが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るウエ
ーハ処理装置の縦断正面図、図２は同ウエーハ処理装置
の縦断側面図、図３は同ウエーハ処理装置に使用されて
いる回転ローラの側面図である。

【００１６】本発明の実施形態に係るウエーハ処理装置
は、図１及び図２に示すように、エッチング液等の処理
液３１を収容する固定式の処理槽３０を備えている。処
理槽３０内には２つのキャリヤ２０，２０が縦方向に並
べてセットされる。各キャリヤ２０は、両側の側壁間
に、複数枚のウエーハ１０，１０・・を中心方向に整列
させて保持する構造になっている。この保持のために、
両側の側壁にはスロットが設けられている。また、各キ
ャリヤ２０の底面は全面的に開口している。

【００１７】処理槽３０内にキャリヤ２０，２０を支持
するために、処理槽３０内の底面上には水平な支持板３
２が設けられている。支持板３２は、処理槽３０の外に
設けられたフレーム３３に連結されることにより、処理
槽３０内に懸吊支持されている。ここで、フレーム３３
はシリンダー式の駆動装置３４，３４により上下に昇降
駆動される。これにより、支持板３２は上下に振動し、
その上にセットされたキャリヤ２０，２０を上下に揺す
る。

【００１８】支持板３２には、２本の水平な回転ローラ
４０，４０が、水平方向に所定の隙間をあけて取り付け
られている。回転ローラ４０，４０は、支持板３２上に
キャリヤ２０，２０をセットしたときに、各キャリヤ２
０の底面開口部を通してキャリヤ２０内に嵌合する。こ
れにより、キャリヤ２０内のウエーハ１０，１０・・
は、回転ローラ４０，４０により直接支承される。即
ち、キャリヤ２０内のウエーハ１０，１０・・は、その
中心線を含む鉛直面の両側に対称的に配置された回転ロ
ーラ４０，４０により支承される。回転ローラ４０，４
０の間隔は、ウエーハ１０のオリフラと呼ばれる切り欠
きの長さより大きく設定されている。

【００１９】回転ローラ４０，４０を回転させるため
に、フレーム３３上にはモータ３５が取り付けられてい
る。モータ３５の回転は、複数の歯車３６ａ〜３６ｆを
介して回転ローラ４０，４０に伝達される。これによ
り、回転ローラ４０，４０は同方向に同じ速度で回転
し、各キャリヤ２０内のウエーハ１０，１０・・を回転
させる。

【００２０】ここで、各回転ローラ４０は、図３に示す
ように、丸棒状の軸体４１と、軸体４１の外周面を覆う
弾性体とを備えている。弾性体は、軸体４１の外周面に
装着された多数のＯリング４２，４２・・により構成さ
れている。Ｏリング４２，４２・・は、軸体４１の中心
軸方向に隙間なく配列されており、これにより、回転ロ
ーラ４０の外周面には、隣接するＯリング４２，４２に
よって断面がＶ形の周溝４４，４４・・が形成されてい
る。そして、Ｏリング４２，４２・・は、キャリヤ２０
内のウエーハ１０，１０・・の整列ピッチのほぼ１／２
の太さを有しており、これにより、ウエーハ１０，１０
・・は周溝４４，４４・・に一つおきに嵌合する。Ｏリ
ング４２，４２・・の位置決めのために、軸体４１の外
周面には、Ｏリング４２，４２・・が嵌合する断面が円
弧状の周溝４３，４３・・が、軸体４１の軸方向に連続
して設けられている。各Ｏリング４２の材質には、処理
液に冒されない耐薬品性を有する弾性材料が使用され
る。

【００２１】次に、本発明の実施形態に係るウエーハ処
理装置の使用方法及び機能について説明する。

【００２２】処理液３１を図示されないポンプにより加
圧して処理槽３０内に下部から供給する。処理槽３０か
らは処理液３１が溢れ出るが、溢れ出た処理液３１は回
収され、再び上記ポンプで加圧されて処理槽３０内に供
給される。これにより、処理槽３０内に処理液３１が循
環する。

【００２３】この状態で、ウエーハ１０，１０・・を収
容したキャリヤ２０，２０を処理槽３０内の支持板３２
上にセットする。これにより、各キャリヤ２０内のウエ
ーハ１０，１０・・は、回転ローラ４０，４０上に載
る。また、処理液３１に浸漬され、処理槽３０に循環す
る処理液３１により処理される。

【００２４】このとき、フレーム３３がシリンダー式の
駆動装置３４，３４で上下に駆動される。また、モータ
３５により回転ローラ４０，４０が駆動される。フレー
ム３３の昇降により、支持板３２が上下に振動し、その
上にセットされたキャリヤ２０，２０が上下に揺られる
ことにより、ウエーハ１０，１０・・の処理性及び均一
性が向上する。

【００２５】一方、回転ローラ４０，４０の回転によ
り、各キャリヤ２０内のウエーハ１０，１０・・が中心
回りに回転する。各ウエーハ１０が回転すると、ウエー
ハ１０の周縁部が周期的にスロットの外に露出する。こ
のため、ウエーハ１０の周縁部全周が均一処理される。

【００２６】ここで、回転ローラ４０，４０の間隔は、
ウエーハ１０のオリフラと呼ばれる切り欠きの長さより
大きく設定されている。このため、一方の回転ローラ４
０が切り欠きに接触しているときは、他方の回転ローラ
４０は切り欠き以外の部分に接触する。また、各回転ロ
ーラ４０においては、ウエーハ１０が回転ローラ４０の
隣接するＯリング４２，４２により形成される断面Ｖ状
の周溝４４に嵌合する。これらのため、各ウエーハ１０
は浮力を受け、切り欠きを有するにもかかわらず、回転
ローラ４０から十分な回転力を受け、スムーズに回転す
る。

【００２７】従って、ウエーハ１０の周縁部が確実に均
一処理され、これによりウエーハ１０の表面全体が、周
縁部も含めて均一処理されることになる。

【００２８】ここで、回転ローラ２０の表面に設けられ
る周溝４４について説明する。周溝４４の機能は、弾性
体の表面に形成されたＶ溝にウエーハ１０が食い込むこ
とによる摩擦力の増大である。ウエーハ１０の食い込み
については、ウエーハ１０の両側の周縁エッジが、Ｖ溝
の両側の傾斜面に接触すること、望ましくは４５°程度
の傾斜面に接触することが重要となる。この傾斜角度が
小さすぎると、即ちＶ溝が開きすぎている場合は、ウエ
ーハ１０の食い込みが期待できず、摩擦力が十分に得ら
れない。逆に傾斜角度が大きすぎると、即ちＶ溝が閉じ
すぎている場合は、食い込みが過度になり、ウエーハ１
０にストレスが作用するなどの問題が発生する。

【００２９】上記実施形態では、この周溝４４は隣接す
るＯリング４２，４２により形成されている。Ｏリング
４２，４２により形成された周溝４４の場合、両側の傾
斜面の傾斜角度は、溝底に近づくに従って大きくなる。
キャリヤ２０内のウエーハ１０，１０・・の整列ピッチ
が例えば６．３５ｍｍの場合、この整列ピッチとほぼ同
じ６．２〜６．３ｍｍ程度の太さのＯリング４２を並べ
ることにより、この周溝４４は形成され、しかも、その
深さは大きくなるが、この場合は、ウエーハ１０が周溝
４４内に深く嵌合し、ウエーハ１０の両側の周縁エッジ
が接触する傾斜面の傾斜角度が大きくなる。即ち、ウエ
ーハ１０は周溝４４内に過度に食い込む状態となる。

【００３０】そこで、上記実施形態では、ウエーハ１
０，１０・・の整列ピッチのほぼ半分の太さ（例えば
３．１ｍｍ程度）のＯリング４２を並べ、形成される周
溝４４に一つおきにウエーハ１０を嵌合させる構成を採
用した。この構成により、ウエーハ１０の両側の周縁エ
ッジが接触する傾斜面の傾斜角度として４５°程度が確
保される。更に細いＯリングを使用して、二つおき或い
はそれ以上のピッチでウエーハ１０を周溝４４に嵌合さ
せることも可能である。

【００３１】しかしながら、キャリヤ２０内のウエーハ
１０，１０・・は、キャリヤ２０のスロット中での遊び
によりガタつきがある。このガタつきが大きく、且つウ
エーハ１０，１０・・の整列ピッチが小さい場合、回転
ローラ４０の外周面に形成される周溝４４，４４・・の
深さによっては、周溝４４からウエーハ１０が離脱する
おそれがある。

【００３２】上記実施形態では、周溝４４の形成にＯリ
ング４２が使用されている。Ｏリング４２は周溝４４を
簡単に形成でき、また、ウエーハ１０，１０・・の整列
ピッチより細いＯリング４２を使用し、形成される周溝
４４に一つおき或いはそれ以上のピッチでウエーハ１０
を嵌合させることにより、ウエーハ１０の両側の周縁エ
ッジが接触する傾斜面の傾斜角度を約４５°にすること
もできる。しかし、この場合は周溝４４の深さが浅くな
り、周溝４４からウエーハ１０が離脱し、隣の空いた周
溝４４へ移行するおそれがある。

【００３３】６．３５ｍｍの整列ピッチに対し、太さが
３．１ｍｍのＯリング４２によって周溝４４を形成した
場合、この離脱は生じなかったが、この離脱のおそれが
残るときは、図４に示すように、軸体２１の外周面をゴ
ム等の弾性体４５で厚肉にコートし、その表面にＶ状で
傾斜角度が４５°程度（一定）の周溝４４を形成すれば
よい。そうすれば、ウエーハ１０の両側の周縁エッジが
接触する傾斜面の傾斜角度として４５°程度が確保さ
れ、しかも、周溝４４の深さが十分に確保される。

【００３４】周溝４４を形成する手段としては、Ｏリン
グ４２を使用してもよいし、弾性体４５の厚肉コート表
面に周溝４４を形成する手段を使用してもよく、更には
これら以外の手段を採用することも可能である。いずれ
の手段を採用するにしろ、その周溝４４にウエーハ１０
の周縁部が食い込むことにより、ウエーハ１０の安定な
回転が実現される。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のウエーハ
処理装置は、キャリヤ内のウエーハに回転ローラを当接
させ、そのウエーハを回転させることにより、これまで
は均一処理が困難であったウエーハ周縁部についても均
一処理を可能にする。しかも、キャリヤの底面開口部を
利用してウエーハに回転ローラを当接させるので、専用
キャリヤの作製や処理装置の大規模な設計変更を必要と
しない。従って、ウエーハ全体を経済的に均一処理する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るウエーハ処理装置の縦
断正面図である。

【図２】同ウエーハ処理装置の縦断側面図である。

【図３】同ウエーハ処理装置に使用されている回転ロー
ラの側面図である。

【図４】回転ローラの他の構造を示す側面図である。

【図５】ウエーハキャリヤの斜視図である。

【符号の説明】

１０ ウエーハ ２０ キャリヤ ３０ 処理槽 ３１ 処理液 ３２ 支持板 ３３ フレーム ３４ シリンダー式の駆動装置 ３５ モータ ３６ａ〜３６ｆ 歯車 ４０ 回転ローラ ４１ 軸体 ４２ Ｏリング ４４ 周溝 ４５ 弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面が開口したウエーハキャリヤを用い
   てキャリヤ内のウエーハを浸漬処理するウエーハ処理装
   置であって、処理液及びキャリヤを収容する処理槽と、
   処理槽の底面上に設けられ、処理槽内にキャリヤがセッ
   トされたときにキャリヤの底面開口部に嵌合し、回転中
   心がキャリヤ内に整列する複数枚のウエーハの中心線に
   沿う状態で複数枚のウエーハに下方から当接する１又は
   複数の回転ローラと、回転ローラを回転駆動する駆動手
   段とを具備することを特徴とするウエーハ処理装置。
2. 【請求項２】 前記回転ローラは、キャリヤ内に整列す
   る複数枚のウエーハの中心線を含む鉛直面の両側に配設
   されていることを特徴とする請求項１に記載のウエーハ
   処理装置。
3. 【請求項３】 前記ローラは、回転駆動される軸体と、
   軸体の外周面を覆い、キャリヤ内に整列する複数枚のウ
   エーハが嵌合する複数の断面Ｖ状の周溝が表面に設けら
   れた弾性体とを有することを特徴とする請求項１又は２
   に記載のウエーハ処理装置。