JPS6038021B2 - 集積回路の基板やウエハの洗浄／乾燥装置 - Google Patents

集積回路の基板やウエハの洗浄／乾燥装置

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JPS6038021B2
JPS6038021B2 JP53096753A JP9675378A JPS6038021B2 JP S6038021 B2 JPS6038021 B2 JP S6038021B2 JP 53096753 A JP53096753 A JP 53096753A JP 9675378 A JP9675378 A JP 9675378A JP S6038021 B2 JPS6038021 B2 JP S6038021B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路の基板やウヱハを清浄にする洗浄／乾
燥装置に関する。
集積回路の製造においてはチップを切り出すゥェハや基
板は多段工程で処理をする。
これらの基板やウェハのベース材料は種々の種類のきわ
めて薄いウェハ状のシリコン、ガラス、セラミック材料
または他の類似の材料である。基礎的な基板にはコーテ
ィング、エッチング、およびクリーニング工程を施こし
、ウェハや基板はこれらの工程の間きわめて清浄に保つ
ことがきわめて重要である。ウェハや基板には脱イオン
水で強力な洗浄を施こし、このようなゥェハを清浄にす
るふん囲気もきわめて不活性に制御して通常窒素ガスを
用いる。
乾燥工程の間、ボールに閉じ込めてトレーに入れた基板
を１，０００一１，２００仇ｐｍの速度で回転する。こ
のときボールに窒素ガスを流してそれまであったかも知
れないすべての汚染粒子を基板の環境から運び去って除
去し、これらの粒子が再び基板に付着しないようにする
。このような基板の典型的な洗浄／乾燥機が米国特許第
３，９９０，４６２号‘こ示されている。本発明の結果
、上述のようにきわめて清浄な基板は、ボールとロータ
から取り出したとき清浄なままである。
基板、ウェハ、およびそれらのトレーまたはキャリャは
、上述のように徹底的に清浄にし乾燥した後にかなりの
静電荷を持っていることがわかっている。
これらの静電荷は乾燥窒素ふん囲気中でこれらのパーツ
を高速回転したために発生したものと信じられている。
静電荷の存在は、洗浄／乾燥サイクルが完了したときボ
ールのふたをあげてすぐ近接メータを用し、て証明され
る。
ボール中の基板、ウェハ、キヤリャの表面の静電荷は３
万ボルトにもなることがわかっており、ふたをあげたと
きのボール中の基板、ウヱハ、キャリャの表面の静電荷
が２万ボルトの範囲にあることは全く異常ではない。基
板やウェハの表面に静電荷があるのと、キャリヤ、基板
、ウェハを取り出すためにボールのふたをあげたとき、
洗浄／乾燥機の付近の空気やふん囲気から高静電荷が多
くの荷電粒子を引き付ける。
基板やゥェハの荷電表面にこのよに粒子を引き付けて集
めると、ボールのふたをあげる直前にきわめて清浄であ
った基板やウェハは種々の起源の粒子によって再び汚染
される。チャンバ内のゥェハの表面に約１方ボルトの静
電荷があると、ボールから３〆−トル離れた空気から直
径約１００ミクロンの粒子を引き付けることがわかって
いる。
したがって、基板やウェハの表面に静電荷があるという
だけで、清浄な基板やウェハを取り出すためにボールの
ふたをあげたときはいつでも、清浄な基板やウハに汚染
粒子が集まる強い傾向があることが容易に理解できるで
あるつｏ本発明はボールのふたをあげてすぐゥェハや基
板が汚染される理由を見つけることに関し、このような
汚染粒子をチャンバ内に引き込まないようにチャンバ内
の基板、ウェハ、キャリャ、その他のパーツの表面から
静電荷を除去するものである。
これによって処理工程の産物である基板やゥェハはきわ
めて清浄な状態を保ち、このような粒子によっては汚染
されない。このような静電荷を除去するために、洗浄／
乾燥サイクルの継続の間にボールのチャンバ内にイオン
化窒素ガスを導入する。
洗浄チャンバのカバーの内側に複数のガスノズルを取り
付けて洗浄／乾燥サイクルの間ずつと窒素ガスをチャン
バ内に導入する。この導入窒素ガスを通常の中心スプレ
ー柱とノズルとから導入した加熱窒素ガスに加えて運転
の乾燥期間中に乾燥効果を発生させる。前記の付加窒素
ガスをチャンバ内に導入する各ガスノズルには針状電極
があり、それには運転サイクルの乾燥期間中イオン化高
電圧をかける。この高電圧は導入された窒素ガスをイオ
ン化し、ボール中のウェハ、基板、キャリャ、その他の
設備の表面上の静電満は乾燥期間が完了するまでに除去
される。基板やウェハの表面上の静電荷は運転サイクル
の洗浄期間の完了時に実質的に最高になることもわかっ
た。
水は通常静電荷を運び去る導体と考えられているが、ウ
ェハや基板を清浄化する洗浄機／乾燥機に用いる水は脱
イオン水であって、非常によい絶縁体である。チャンバ
内の基板、ウェハ、キャリャ、その他の装備をサイクル
の洗浄期間に空気と脱イオン水とのふん囲気中で回転す
ることによって静電荷が生成すると信ぜられる。チャン
バ内の水のスプレーの力は基板やウェハの表面を汚染し
ていたかも知れないすべての汚染粒子を洗い流すのに適
当である。或るぱあし、には、静電荷による粒子の基板
への付着力が不当に高いならば、サイクルの洗浄期間に
先立ってチャンバ内にイオン化したガスを導入する必要
がある。高電圧電極はガスのノズルの出口のすぐそばに
なければならない。
ノズルの出口はすべての洗浄チャンバ内になければなら
ない。サイクルの乾燥期間の間も洗浄期間の間もこれら
のノズルを通して窒素ガスを導入し続け、窒素ガスをイ
オン化するノズル内に洗浄水や水分がたまらないように
することは重要である。水しぶきがノズル内にはいるの
を防止するように適当量の窒素ガスを確実に流すために
、ノズルに供給する窒素ガスの圧力を連続的に検出し、
十分な窒素ガスの圧力を検出すると、機械の運転サイク
ルの洗浄期間を開始させる。
本発明の一実施例を図示し以下に説明する。
基板エッチング／ストリッピング装置１０を動作サイク
ルの種々の部分を自動的に順序づける種々の回路を含む
適当な制御パネル１２を持つハウジング１１内に設けて
ある。装置１０は中でストリツピングととエッチングが
行なわれる円形ボール１３を含む。ボール１３にはカバ
ー１４がある。カバー１４にはハウジング１１に接続さ
れた取り付け用ヒンジ１５がある。カバー１４はボール
１３の上縁のガスケット１６に密着する。カバ−１４を
その閉じた状態に保持するためには適当なラツチないし
クランプがある。ボール１３は種々のエッチングノスト
リツピング／クリーニング工程で用いる硫酸やブッ化水
素酸のような種々の酸に侵されない材料でつくってある
。
典型的にはボール１３はステンレス鋼でつくる。ボール
１３には直立した実質的に円筒形の側壁１３．１と、下
周縁に沿って汚水だめ１３．３をつくるように、ボール
の内部から見て全体としてとつ面の形をした底壁１３．
２とがある。
ボール１３の底の汚水だめのところに排水パイプ１７が
取り付けてあって、汚水だめに集まった液体を排出する
。ボール１８にはまた底の汚水だめ領域からかなり上方
の位置に排気口１８があり、排気ダクト１９によって、
運転中にボールの内部を若干真空に引く中央排気装置に
接続されている。真空は、たとえば２．５センチ〆−ト
ルの水柱程度と比較的低いものである。ボールはハウジ
ング１１で保持したフレームプレート１１．１にスタッ
ド１１．２で取り付ける。
フレームプレート１１．１の軸受２０が回転駆動軸２１
を支持する。軸２１はボールの底壁１３．２の穴とシー
ルすなわちブッシング２２を貫通して上向きに延びる。
軸２１はボール１３内にターンテーブルすなわちロータ
２３を支承していて、ロー夕は基板を保持している。基
板はシリコン、ガラス、セラミック、その他のようない
くつかの材料の任意のものでできている。基板はＳで示
し、図式的に点線で示してあり、適当なバスケットＢ内
に入れてある。バスケットＢはとなり合った基板の間を
湿気とガスが容易に通ることができるように間隔をとっ
て基板の端を保持している。各バスケットＢは、ロータ
の別々のコンバートメント２３．１内の、軸２１とロー
タ２３との回転軸に垂直な面内にいくつかの基板が実質
的に存在することになるような位置に入れてある。した
がってロータ２３の中心領域から外向きに放出されたス
プレーは基板Ｓ間を容易に通ることができる。ロータ２
３のコンバートメント２３．１は外方に少し煩し、てい
る。
この頃きのおもな理由の１つはロータへのバスケットと
基板の装てんを容易にすることである。ロータ２３には
コンバートメント２３．１を取り付けてある円形の底板
２３．４とコンバートメントの頂部の環状板２３．３と
がある。ロータ２３の中心領域は完全に空いている。ロ
ータの庭坂２３．４は軸２１に取り付けた支持ハブ２４
に載せ、押えねじ２４．２で軸２１の端に取り付けたク
ランプ用ハブ２４．１によって所定位置に保持してある
。
ロータ２３は基板バスケットＢ用のいくつかのコンバー
トメントの任意のものを持つことができ、使用に際して
はロータ２３は対称的に装てんしなければならないこと
を理解されたい。
図示の特定のロータ２３ではバスケット用のコンバート
メントが６つあるが、他のロータでは４つ、またはある
ぱあし、には８つまたはそれ以上あってもよい。軸２１
はフレームプレート１１．１からふくら下ったプラケツ
ト２５．１に取り付けたモータ２５で駆動する。
モータはベルトと滑車の組立体２６で藤２１を駆動する
ものでく鞠２１からずらせてある。スプレー柱２７がボ
ール１３のカバー１４を貫通してそれからたれ下がり、
また分配ヘッド２８に連結されている。
液体はヘッド２８に供給する。カバー１４の内側のカラ
ー２９力ミスプレー柱を所定位置に保持し、柱２７をヘ
ッド２８にきっちりと締め付ける。第４図に示すように
スプレー柱２７には縦方向に貫通した３つの別個の通路
２７．１，２７．２，２７．３がある。柱２７は種々の
液体をスプレーノズルに供給する多岐管を形成する。図
示の実施例では通路２７．１はおもに前述の硫酸その他
の酸のようなエッチング液の供給用である。
通路２７．１は酸と脱イオン水のような洗浄用水とを交
互に通す弁に連結する。通路２７．２はヘッド２８を経
て加圧ガス源に接続する。
ガスは気体窒素が好ましく、ぱあし、によっては単に空
気でもよい。通路２７．３は最高の清浄度を得るための
洗浄水、好ましくは脱イオン水を通す。
一連のノズルヘッド３０には洗浄水通路２７．３に運通
したダクト２７．４を接続する。
スプレー柱２７にはまた流体通路２７．１，２７．２の
近くから実質的にスプレー柱の全長にわたって延びる大
きなへこみ２７．５がある。
へこみ２７．５の底に実質的にＶ形のみぞ２７．６があ
る。複数のダクト２７．７，２７．８がそれぞれみぞ２
７．６と通路２７．２，２７．１との間に蓮適している
。ヘッド２８は取付具２８．１を経て加圧下の酸、空気
、窒素ガス、および脱イオン水を柱２７に供給する種々
の配管系およびホースに接続する。
１対の回転多岐管３３をロータ２３の直径的に両端に取
り付ける。
これらの管の内端３３．１は内向きにロータ２３の回転
軸の方に延ばして管３３の内部と蓮適する通水口３４．
１を持つ固い環状取付物３４内に取り付けてある。取付
環３４は支持ハブ２４を囲んでそれにシールしてある。
支持ハブ２４にはまた管３３に給水する直径方向の内部
通水路２４．１がある。洗浄水は駆動麹２１中を長さの
方向に延びる通路２１．１かハブ２４に供給する。
軸２１の端の固定取付貝３５を給水パイプ３６に接続す
る。固定取付具３５はシール３７を介して軸２１の端部
にねじ込んだ回転取付具３８に接続し、高圧水を軸２１
を通して多岐管３３に供給するのを容易にする。直径的
に両側において多岐管３３の外端３３．２は、となり合
ったバスケットのはいったコンバートメント２３．１の
間でロータ２３を通って上向きに延びる。
これらの外端３３．２には複数のスプレーノズル３９が
備わっている。これらのノズルは種々の向きに向いてい
て、円筒形側壁１３．１、底壁１３．２およびカバー１
４のすべての部分を強力にスプレーして酸が少しも残ら
ないように洗い流す。管３３の水平内端部３３．１にも
ノズル３９があってボールの底壁と汚水だめのすべての
部分を強力にこする。
多岐管３３のノズルのあるもの３９．１は内向きにスプ
レー柱２７の方へ漏斗状のスプレーを放出する。もう１
本の洗浄水／ぐィ４０を排水パイプ１７とボール１３の
汚水だめとの連結点のすぐそばで排水パイプ１７に連結
してある。
排水パイプ１７にはまた排気ダクト１７．１があって、
排気または排ガスがダクト１９の排気とともに排気系に
引かれる。
パイプ４１．１の先端のノズル４１がダクト１９の横方
向のカーテンの形の平らなスプレーをつくり、空気また
はガスの中に含まれる酸粒子のすべてのものを吸収する
。
適当な弁によってパイプ４１．１，４０からの水の供聯
合を開始およよび停止する。
もちろん洗浄水はパイプ取付具３５，３６から多岐管３
３への流れ、およびスプレー柱２７中の水路２７．３の
流れを制御する適当な弁によって停止および開始する。
スプレー柱２７の通路２７．２を通る空気またはガスの
流れも弁で制御する。弁で酸と水を交互に通路２７．１
に流して分配ヘッド２８からボール中へスプレーし徴滴
化する。また適当な弁によってガス状窒素を溶液管系と
通路２７．１に吹き流してサイクルが完了した後に溶液
をこれらの通路から完全に除去するとともに以後の溶液
のボール中への滴下を防止する。本発明の重要な部分と
して、ボール１３にはカバー１４の内側にとりつけた複
数のステンレス鋼のガスノズル４５がある。
ノズル４５はすべて実質的に同じでその１つを第３図に
詳細に示す。ノズル４５はカバーの下側のプレート１４
．１の穴を貫通して下向きに突き出たニップルすなわち
取付具４６の下端にねじこむ。ノズル４５と取付具４６
はそれらの間にプレート１４．１をクランプする。従っ
てノズルはカバーに確実に固定される。適当なヮッシャ
４７を取付具４６でプレート１４．１にクランプする。
ワツシヤ４７にアース線４８を藤綾する。取付具４６に
はクロスヘッド４９があってそれにねじこんだ取付具５
０に窒素ガスを供給する多岐管５１を連結する。
多岐管５１には圧力スイッチ５２があって、配管中の窒
素ガスの圧力を連続的に検出する。配管中のガスの圧力
のどのような変化も制御装置１２の一部である順序づけ
制御装置５３に反応をおこさせてロータと乾燥煤作を停
止させる。針状の高電圧電極５４がノズル４５内にあっ
てノズルの長さの方向に向いており、電極のとがった先
端５４．１はノズルのガス放出口４５．１のすぐそばに
ある。
電極５４はノズル内に任意の適当な方法で取り付けるこ
とができる。
図示のようにこの電極は取付具４６の内周に取り付けた
絶縁装置具５５で保持する。装着臭５５は実質的にくも
形で、必然的に適当な穴５５．１があって放出口４５．
１から放出するのに必要な量の窒素ガスがそれを通って
流れる。高電圧電極５４には高圧導線５６を接続する。
導線５６は取付具４６の側壁の絶縁体５７を通って外に
出る。高圧線５６は高圧電源５８に接続し、電極５４に
イオン化電圧をかけてノズルから放出される窒素ガスを
イオン化する。本発明は機械の少くとも乾燥サイクルの
間ボ−ル１３内にイオン化した窒素ガスを導入すること
を意図する。
ある場合には洗浄サイクル中もボ−ル内にイオン化した
窒素ガスを導入することが望ましい。必要な場合には洗
浄サイクルの前にイオン化した窒素ガスをボール内に導
入する。水は電気と電荷の良導体であると通常考えられ
ているが、本機械の洗浄工程で用いる脱イオン水は導体
ではない。スプレー柱２７からチャンバ内に導入される
加熱窒素ガスに加えてノズル４５から導入するイオン化
した窒素ガスは、運転サイクルの洗浄および乾燥期間中
にウェハやキャリャやトレー上に見るべき静電荷が発生
するのを防止する。通常基板やウェハの表面上の大部分
の静電荷は運転サイクルの洗浄期間中と洗浄期間の終了
時付近で発生する。この時点でノズル４５か導入したイ
オン化した窒素ガスは洗浄サイクルの間のこの静電荷の
蓄積を最少限にする。洗浄サイクルの間に発生した電荷
はすべて洗浄サイクルの間のイオン化した窒素ガスの連
続導入によって消散する。この時脱イオン水は停止して
ノズル４５から導入した加熱しないイオン化した窒素ガ
スとともにスプレーノズルから加熱しないイオン化した
窒素ガスだけを導入する。たいていの場合スプレー柱２
７とノズル３９からの水のスプレーの力は基板やウェハ
の表面を汚染したかもしれない汚染粒子のすべてを洗い
流すのに適当である。
水のスプレーがすべての汚染粒子を洗い流すのに適当で
ない場合には、洗浄サイクルの前にチヤンバ内にイオン
化した窒素ガスを導入して静電荷を減少させ、ノズル３
９とスプレー柱２７からの水のスプレーに基板やウェハ
上のすべての粒子を洗い流させることが必要である。運
転サイクルが終了した時にはバスケットすなわちキャリ
ャＢ内の基板やウェハとボール１３の内部のすべてから
は汚染粒子は完全になくなっている。汚染粒子はふん囲
気の変化と流れている窒素ガ．スと乾燥サイクルの終了
時に排水パイプ１７から完全に除去されている脱イオン
水によって運び去られてしまっている。
【図面の簡単な説明】
第１図は本機械の斜視図である。 第２図はカバーを閉じた洗浄機／乾燥機の拡大詳細断面
図であって、／ズルの相対的な動作方向を示す。第３図
は本機械のカバーの一部の拡大詳細断面図であって、窒
素ガスイオン化ノズルの１つの詳細を示す。第４図は第
２図の線４一４に沿った詳細断面図である。第５図はい
〈つかのウェハや基板を含むバスケットすなわちキャリ
ャの断面の詳細を示すために一部を切り取った端立面図
である。１０・・・・・・エッチング／ストリッピング
装置、１１……ハウジング、１２……制御パネル、１３
……ボール、１４……カバー、２３……ロー夕、２５…
…モータ、２７・・・…スプレー柱、３３…・・・多岐
管、４８…・・・アース線、４９・・…・クロスヘッド
、５４・・・・・・電極、Ｂ・・・・・・バスケット、
Ｓ・・・・・・基板。 Ｚ？ＺＺ氏子 ＺでＺ２技‐Ｓ ＪＲ沈め母．ヱ Ｚ７Ｚ乙Ｚａ ヱ７Ｚ２３７

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 集積回路の製造においてプラスチツクキヤリヤに保
    持された基板やウエハを清浄にする洗浄／乾燥装置であ
    つて、 開閉するカバーと排水および排気装置とを持つ
    ボールと、 前記キヤリヤをとりはずし可能に装着する
    前記ボール中のロータとこのロータを回転させる装置と
    、 前記ボール中に洗浄水と乾燥用ガスとを継続的に導
    入する装置と、 前記ボール中に窒素ガスを導入する装
    置と、前記ボール中の基板、ウエハ、およびキヤリヤ上
    の静電荷を除去するために窒素ガスをイオン化する装置
    とを備えた洗浄／乾燥装置。
JP53096753A 1977-10-13 1978-08-10 集積回路の基板やウエハの洗浄／乾燥装置 Expired JPS6038021B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/841,656 US4132567A (en) 1977-10-13 1977-10-13 Apparatus for and method of cleaning and removing static charges from substrates
US841656 1977-10-13

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Publication Number Publication Date
JPS5461868A JPS5461868A (en) 1979-05-18
JPS6038021B2 true JPS6038021B2 (ja) 1985-08-29

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ID=25285401

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