JPS6032324A - 半導体ウエハ乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、半導体ウェハを清潔に乾燥できるようにし
た半導体ウェハ乾燥装置に関する。

（従来技術） 第１図（ａ）は従来の洗浄後の半導体ウェハの乾燥装置
の平面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の断面図
である。この第１図（ａ）、第１図（ｂｌによる乾燥装
置は一般的にパッチ処理で行うようにしており、この場
合、ロータ１の中に半導体ウェハ２の入ったキャリア３
を挿入し、高速回転して乾燥させるも（７）Ｃｈ９、キ
ャリア３ごと乾燥させるので、半導体ウェハ２とキャリ
ア３の接触部分が乾燥し難い。

′−！、た、静電気が発生して、塵埃などを引き寄せる
とともに、パッチで行うために、微小な塵埃や汚れが落
ち切っていない半導体ウェハ２の水滴カ遠心力によって
外側のカバー４に自って飛散し、それが清浄な半導体ウ
ェハ２の上に付着したまま乾燥して再汚染の原因となる
。

（発明の目的） この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、清潔にしかも完全乾燥が容易に行う事ができ、
半導体ウェハの品質向上に寄与できる半導体ウェハ乾燥
装置を提供することを目的とする （発明の構成） この発明の半導体ウェハ乾燥装置は、半導体ウェハの主
表面を第１回転体で吸着保持して回転させ、第２回転体
でこの半導体ウェハの主表面と同一面上で第１回転体が
吸着保持した半導体ウェハの表面部分と重ならない表面
部分を吸着して回転させ、第１および第２回転体のいず
れか一方から他方に半導体ウェハを移送手段で移送させ
、第１および第２回転体に駆動手段で回転速度を与えて
半導体ウェハの表面上の水分を遠心力によって飛散除去
させるようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の半導体ウェハ乾燥装置の実施例につい
て図面に基づき説明する。第２図（ａ）はその一実施例
におけるチャックの平面図であり、第２図（ｂ）は第２
図（ａｌの断面図である。

この第２図（ａ）、第２図山）の両図において、符号１
００番台は第１回転体としての外周部チャック系統を示
す。また、符号２００番台は第２回転体としての中央部
チャック系統を示す。

さらに、第３図（ａ）はこの発明の装置の全体の構成を
示す断面図であり、第３図（ｂ）は第３図（ａ）におけ
るチャックリング機構の部分を取り出して示す拡大斜視
図である。

この第３図（ａ）、第３図（ｂ）に示す符号３００台は
外周部チャック系統と中央部チャック系統の各真空系を
分離しているＯリングを示し、符号４００台は外周部チ
ェック系統を中央部チェック系統に移し−替える移送系
を示す。

符号５００番台は外周部チャック系統と中央部チャック
系統のカップリング系を示し、符号６００番台は筐体関
係を示している。

さて、第２図はこの第３図（ａｌにおける外周部チャッ
ク１００と中央部チャック２００の上部を拡大した図で
あり、この第２図（ａ）、第２図（ｂ）からも明らかな
ように、中央部チャック２００は外周部チャック１００
の内側に配設されており、第２真空系２１０に連通ずる
複数個の溝２１１を有している。

外周部チャック１００もまた第１真空系１１０に連通す
る溝１１１を有しており、さらに、外周部チャック１０
０と中央部チャック２００はそれぞれ個別の第１および
第２真空系１１０．２１０に連通ずる通路１１２．１１
３を有しており、Ｏリング３００にエフ通路１１２．１
１３と通路２１２が隔離されている。

また、外周部チャック１００と中央部チャック２００は
同一回転を行い得るように、後述するカップリング装置
にエフ結合している。外周部チャック１００は後述する
シリンダ装置により、上下に動くようになっており、内
側には排水のための穴１２０がおいている。

第３図（ａ）に示すように、上記０リング３００ないし
３０５によって、外周部チャック１００の第１真空、系
１１０の通路１１１．１１２．１１３．１１４．１１５
および１１６と中央部チャック２００の第２Ｘ空系ノ々
キユーム２１０の通路２１２．２１３．２１４．２１５
および２１６が隔離されており、外周部チャック１００
、中央部チャック２００が回転しながらでも、ウェハ吸
着面の各溝１１１および２１１に真空圧を伝達すること
ができる。

前記通路のうち、縦の通路１１３．１１５．２１２゜２
１４．２１５は外周部チャック１００の上下動でも横の
通路１１４．１１６．２１３．２１６と連通ずるように
、その移動範囲を考照して十分細長く形成されている。

また、第３図（ａ）において、ベアリング４０１ないし
４０４は外周部チャック１００の回転を維持しながらエ
アシリンダ４００のアーム４１０の伸縮作動により外周
部チャック１００　ｔｌ−上下動させるようにしている
。

この外周部チャック１００と中央部チャック２００は等
速回転させるために、カップリングされる。

簡単なカップリング機構としては、第３図（ｂ）に示す
ように、ビン５００と細長い孔５１０とで構成すればよ
い。

この第３図（ｂ）よジ明らかなように、中央部チャツク
２００の回転軸２２０にビン５００が圧入されている。

また、このビン５００は外周部チャック１００の回転軸
１３０に設けられた細長い孔５１０内に配置され、°ビ
ン５００が細長い孔５１０の壁、つまり％回転軸１３０
を押すことにより、回転軸２２００回転を回転軸１３０
に伝達するように構成されている。

さらに、細長い孔５１０は外周部チャック１００の上下
動を考慮して、回転軸１３０の移動分より大きい範囲で
あけられている。

前記第１および第２真空系１１０および２１０はそれぞ
れ真空系を負正にする南示しない電磁弁と半導体ウェハ
８００を吸着したことを検知する図示しない検出装置が
付加されており、エアシリンダ４００のアーム４１０の
一時停止に応動して前記電磁弁および前記検出装置が作
動するようにしている。

モータ７００は回転軸７０１と外周部チャック１００の
回転軸１３０とがカップリング装置７１０により結合さ
れている。モータ７００はフランジ６０２と筒状空部６
０３をもつ筐体６００にネジなどの適当な結合手段゛に
よって固定されている。

次に、この発明の半導体ウェハ乾燥装置の動作について
、第４図（ａ）、第４図（ｂ）により説明する。

まず、第４図（ａ）に示すように、半導体ウエノ・８０
０を外周部チャック１００に、半導体ウェハ８００の中
心とスピンドル系の回転中心とを合わせるようにのせる
。

このとき、半導体ウェハ８００は素子を傷付けないよう
に、素子形成面と対向する面（裏面）が外周部チャック
１００上になる工うにのせるとよい。

半導体ウェハ８００が外周部チャック１００上に搭載さ
れると、第１具空系１１０の図示しない電磁弁が開き、
通路１１６−１１５−１１４−１１３−１１２の経路で
溝１１１に真空圧を伝達し、外周部チャック１００上の
半導体ウェハ８００を吸着保持する。

この吸着保持が完了すると、同じく図示しない吸着保持
確認装置、たとえば、第１真空系の圧力−ジの信号によ
、０％下部に位置し１こモータ７００が回転を始める、 とのモータ７００の回転はカップリング装置Ｉ￥、７１
０によって結合された中央部チャック２００の回転軸２
２０に伝達され、さらに、ビン５００によって外周部チ
ャック１００の回転軸１３０に伝達され、第１真空系】
１０によって吸着保持した半導体ウェハ８００が回転を
始める。

半導体ウェハ８００が回転し始めて、所定の回転になる
につれて、半導体ウェハ８００の表面上の水滴は矢印で
示すように、回転遠心力によって半導体ウェハ８００外
に飛散される。

半導体ウェハ８００の下側表面に被着きれた水滴も上側
同様に、半導体ウェハ８００外に飛散される。

半導体ウェハ８００が所定の回転数に達すると、外周部
チャック１００の半導体ウェハ８００との接触部、つま
り、吸着部分以外に被着された水滴は完全に飛散される
。モータ７００が所定の回転数に達し１、所定の時間回
転し終ると、モータ７００の駆動系がオフし、さらに、
エアシリンダ４００のアーム４】０が伸びる（下降する
）ことによって、外周部チャック１０００回転軸１３０
は降下し、半導体ウェハ８００は第４図（ｂ）で示すよ
うに、外周部チャック１００から中央部チャック２００
に乗ジ替える。

この中央部チャック２００に半導体ウェハ８００が乗り
替わる際は予めモータ７００の回転を停止しておかねば
ならない。回転停止後、さらに第１真空系１１０の電磁
弁をオフしておけば、半導体ウニへ８００は単に外周部
チャック１００に自重のみで置かれた状態となるから、
アーム４１０は中央部チャック２００の吸着面と同一高
さで一旦停止させる必要はない。

このような状態が満されないと、半導体ウェハ８００は
外周部チャック１００がら飛び去っｆｃ！ｌｌｌ、半導
体ウェハ８００の裏面は回転傷がついた９するので、注
意を要する。

外周部チャック１００から中央部チャック２００への半
導体ウェハ８００の安定な移し替えは、モータ７００の
回転を完全に停止させてから、第１真墾系１１０の電磁
弁をオンしたまま、つまり、半導体ウェハ８００を吸着
保持したまま、エアシリンダ４００のアーム４１０を下
降させ、中央部チャック２００の吸着面と外周部チャッ
ク１００の吸着面の高さが同一になったところで、アー
ム４１０の下降を一旦停止させ、第２真空系２１０の電
磁弁をオンさせて、半導体ウェハ８００が中央部チャッ
ク２００に完全吸着したことを、次とえば、圧力グージ
の圧力変化によジ、確認し、第１真空系１１０の電磁弁
をオフさせる。

その後、再びアーム４１０を所定の位置まで下降させる
。このようにすると、半導体ウェハ８ｏｏの中心とスピ
ンドル系の中心とがずれることなく５また、裏面に回転
部が発生するとともない。

前記第２真空系２１０による半導体ウェハ８００の吸着
保持は、第２真空系２１０の図示しない電磁弁のオンに
よって、通路２１６−２１５−２１３−２１４−２１３
−２１２の経路で溝２１１に真空圧を伝達することによ
り得られる。

この吸着保持が完了し、前記アーム４１０が所定位置に
下降すると、モータ７００が回転を始める。

このモータ７００の回転はモータ軸７０１と結合された
中央部チャック２００の回転軸２２０に伝達され、第２
真空系２１０によって吸着保持した半導体ウェハ８００
が回転を始める。

半導体ウェハ８００が回転し始めて、所定の回転になる
につれ、外周部チャック１００によって吸着されたとき
の半導体ウェハ８００の裏面の吸着部分に残存した水滴
は矢印で示すように５回転遠心カにより、半導体ウェハ
８００外に飛散され、半導体ウェハ８００の表面上に被
着された水分は完全に除去される。

この発明の装置は、外部チャック１００と中央部チャッ
ク２００の吸着保持位置が相互に重ならない位置を吸着
保持するように配慮されていることを見逃してはならな
い。

さらに、外周部チャック１ｏｏと中央部チャック２００
は、半導体ウニへ８００を吸着保持する順序を逆にして
も、半導体ウェハ８ｏｏの表面上の水分は完全に除去で
きるものである。

これは、外周部チャック１００に設けられた排水孔１２
０によって、中央部チャック２００の吸着面と半導体ウ
ニ八８００との間に残存した水滴が排水できるからであ
る。

さらに、この発明の装置は、半導体ウェハ８００の表面
上の水分を短時間に効率よく除去しようとすれば、外周
部チャック１００の回転を止めずに、第１真空系１１０
での半導体ウェハ８００の吸着保持を保ちつつ吸着面を
合致させ（勿論、中央部チャック２００は外周部チャッ
ク１００と同じ回転数速度にしておくことは云うまでも
ない）、しかる後に、第２真空系２１０で半導体ウェハ
８００を吸着保持するように、エアシリンダ４００のア
ーム４１０の伸びを制御することおよび第１真空系１１
０から第２真空系２１０への切替タイミングをコントロ
ールする必要がある、 前記アーム４１０の制御は、たとえば、このアームの伸
びを制限する想像線で示すストッパＳを窓６０１に挿入
し、アーム４１０の伸びを止めた後、前記ストッパＳを
窓６１０から逃すことにより、実現し得る。

また、エアシリンダ４００に変えて、送ジネジ機構にす
れば、アーム４１０の送９距離は、外周部チャック１０
０と中央部チャック２００の各吸着面が同一高さになる
べく、予めステップモータの回転数を決めておけばよい
。

したがって、この場合、ストッパＳは勿論ストッパＳを
制御する装置も不要となる。

このような配慮を行わないと、半導体ウェハ８００は破
損するので注意を要する。

さらに、外周部チャック１００が中央部チャック２００
と同一高さで停止したら第２真空系２１０に切シ替わっ
てから第１真空系１１０をオフしないと。

半導体ウェハ８００はスピンドル系から飛び去るし。

第２真空系２１０は外部チャック１００および中央部チ
ャック２００が同一高さになる前に電磁弁を開くと、や
け９半導体ウェハ８００を破損させることになる。

以上説明したように、上記実施例では、第１回転体が半
導体ウェハの裏面全吸着保持した部分と重ならない位置
を第２回転体が吸着保持するように、この第２回転体が
配設されているため、第１回転体が半導体ウェハを吸着
保持した部分。

つま９、接触部分に残在する水分全完全に飛散除去でき
る。

また、乾燥をパッチ処理で行う従来の場合と比較して、
乾燥時に汚れた半導体ウェハで清浄な半導体ウェハを汚
染することがなくなる。

さらに、不要なキャリア乾燥を省くことができるので、
表面積の大きいキャリアに付着した塵埃による汚染も減
少するとともに、静電気の発生も少なくなり、乾燥後の
塵埃吸着も減少する。

（発明の効果） 以上のように、この発明の半導体ウェハ乾燥装置によれ
ば、半導体ウェハの主表面を第１回転体で吸着保持して
回転させ、第２回転体でこの半導体ウェハの表面と“同
一面上で第１回転体が吸着保持した半導体ウェハの表面
部分と重ならない表面部分を吸着して回転させ、第１お
よび第２回転体のいずれか一方から他方に半導体ウェハ
を移送手段で移送させ、第１および第２回転体に駆動手
段で回転速度を与えて半導体ウェハの表面上の水分を遠
心力によって飛散除去するようにしたので、清潔にしか
も完全乾燥が容易に行うことができ、半

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは従来の半導体ウェハ乾燥装置の平面図、
第１図（ｂ）は第１図（ａ）の断面図、第２図（ａ）は
この発明の半導体ウェハ乾燥装置に適用されるスピンド
ルチャックの平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の断
面図、第３図（ａ）はこの発明の半導体ウェハ乾燥装置
の一実施例の全体の構成を示す断面図、第３図〔ｂ）は
同上半導体ウェハ乾燥装置におけるチャックリング機構
を取り出して示す拡大斜視図、第４図（ａ）および第４
図（ｂ）はそれぞれ同上半導体ウェハ乾燥装置の動作を
説明するための断面図である。 １００・・・外周部チャック、２００・・・中央部チャ
ック、１２０・・・排水用穴、１１１，２１１・・・溝
。 ４００・・・エアーシリンダ、４１０・・・アーム、７
００・・・モータ、８００・・半導体ウェハ。 特許出願人　沖電気工業株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェハの表面上に被着した水分を回転遠心力によ
   って飛散除去する装置において、前記半導体ウェハの主
   表面を吸着保持する手段を有しかつこの半導体ウェハと
   一緒に回転する第１回転体と、この第１回転体が吸着保
   持した前記半導体ウェハの主表面と同一表面上でかつこ
   の第１回転体が吸着保持した前記半導体ウェハ表面部分
   と重ならない表面部分を吸着保持する手段を有しかつ前
   記半導体ウェハと一緒に回転する第２回転体と、前記第
   １および第２回転体のいずれか一方から他方へ前記半導
   体ウェハを移し替えるための移送手段と、前記第１回転
   体および第２回転体に前記半導体ウェハの表面上の水分
   を遠心力によって飛散除去する回転速度を与えるための
   少なくとももう一台の駆動手段とを含む半導体ウェハ乾
   燥装置。