JPS6218037A - パススル−ル−ム - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、パススルールームに関するものであり、特に
、キャリアに保持された半導体ウェーハを蒸気乾燥洗浄
装置の内部に挿入し、また、該装置から取り出す際に、
微小塵埃（以下、パーティクルという）が蒸気乾燥洗浄
装置の内部に侵入することを防止することができるパス
スルールームに関する。

ざらに付言すれば、本発明は、前記パーティクルの侵入
の防止と共に、蒸気洗浄乾燥した後に半導体ウェーハの
表面に付着している薄膜状態あるいは分子単位の蒸気洗
浄液、ざらには該液中に含まれている有機物質を完全に
取り除き、半導体ウェーへの表面を理想的な洗浄乾燥状
態とすることができるパススルールームに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来から、例えばシリコン等の半導体ウェーハ（以下、
単にウェーハという）の製造工程では、該ウェーハを化
学処理した後の洗浄工程が必要であった。そして、この
洗浄工程を一つの装置として具体化したのが、よく知ら
れているように、蒸気洗浄装置である。この蒸気洗浄装
置では、まずウェーハは、キャリアに保持された状態で
該装置内に装填される。

その後、ウェーハは、キャリアを移動する可動ハンガに
より、キャリアと共に、イオンを除去した水（以下、Ｄ
Ｉウォータという）の中に浸漬され、洗浄される。この
ようにして洗浄されたつ工−ハは、その後、蒸気洗浄槽
の中へ前記可動ハンガによってキャリアと共に運ばれる
。

この蒸気洗浄槽では、石英容器の中へ適量入れられた、
例えばイソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡという）
が下からのヒータの熱によって温められて、該容器中で
気化している。なお、このＩＰＡは、発火点が３１０’
Ｃ１沸点が８２．７℃、引火点が２１°Ｃの液体である
。

このＩＰＡの蒸気中に、前記ウェーハが運ばれてくると
、水分（ＤＩつを一タ）の付着したつ工−ハにより、Ｉ
ＰＡ蒸気が冷却液化され、ウェーハ表面を流下する。そ
の間に、ウェーハに付着していた水分は、ＩＰＡと置換
され、水分がウェーハから除去される。また、次第にウ
ェーハはＩＰＡの蒸気により加熱され、ウェーハの温度
がＩＰＡ蒸気と同等になると、ＩＰＡの液化は起らなく
なる。

この為に、前記ＤＩウォータの洗浄によって付着した微
小な異物等はきれいに洗い流されると共に、ウェーハ表
面は、乾燥状態となる。

なお、前記石英容器の上部には、前記ウェーハを保持し
たキャリアが人出可能な空間を残して蛇管が配設されて
いる。これは、気化したＩＰＡが蛇管内を流れる冷却水
によって冷され、液化して、再び石英容器の中へ還元さ
れるようにする為である。

以上のようにして、蒸気洗浄乾燥されたウェーハは、可
動ハンガによってキャリアと共に、蒸気洗浄装置の「ウ
ェーハ取出し部まで運ばれ、その後、取り出されること
になる。

ところで、よく知られているように、蒸気洗浄装置の内
部は、ウェーハに微小な異物等が付着しないように清浄
（クリーン）な状態に保たれている必要かある。

この為に、従来においてはウェーハを保持したキャリア
を、蒸気洗浄装置の内部へ装填する時、または、前記キ
ャリアを該装置の内部から取り出す時に、作業者は防塵
用の服を着て、ざらに防塵用の手袋をはめるなどして、
ウェーハ挿入用の扉あるいはウェーハ取出し用の扉の開
閉、およびキャリアの装填・取り出し作業を行なってい
た。

また、蒸気洗浄乾燥された後のウェーハ表面は、前記し
たように、乾燥状態となる。しかし、これをミクロ的に
見ると、薄膜状態または分子単位で、ＩＰＡがウェーハ
表面に付着しているのが通常でおる。

なお、このようなＩＰＡは、時間の経過につれて自然拡
散する為に消失し、完全な乾燥状態となる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

（１）ウェーハを保持したキャリアを、蒸気洗浄装置の
内部へ装填する時、または、前記キャリアを該装置の内
部から取り出す時に、作業者は防塵服等を看ることによ
って、装置内部へ微小な異物等が侵入しないように配慮
しているが、従来は、前記キャリアを人手によって装置
内部へ直接持ち込む為に、どうしても装置内に無機質お
よび／または有機質のパーティクルが侵入し、この為に
、装置内部を汚染するという欠点があった。

（２）前記したように、蒸気洗浄乾燥後のウェーハ表面
には、自然拡散する前のＩＰＡが薄膜状態または分子単
位で付着している。この為に、ウェーハを蒸気洗浄乾燥
した後、直ちに、次の工程での処理を行なうことかでき
ないという欠点がおった。

すなわち、従来においては、ウェーハを蒸気洗浄乾燥し
てから、次の工程の処理を行なうまでには、ＩＰＡが完
全に自然拡散するまで、予定時間待たなければならない
という欠点がめった。

（３）蒸気洗浄乾燥後のウェーハ表面に付着しているＩ
ＰＡが、例えば、自然拡散などで消失しても、前記ウェ
ーハ表面には炭素などの有機物質が何着している場合が
あり、完全な洗浄状態とすることが困難であった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、蒸気乾燥洗浄装置のウ
ェーハ挿入部およびウェーハ取出し部を前記蒸気乾燥洗
浄装置の内部空間と完全に独立した空間を有し、かつ、
必要に応じて前記蒸気乾燥洗浄装置の内部空間と連通状
態となることができるパススルールームで構成した点に
特徴がある。

また、本発明では、前記の問題点を解決するために、前
記パススルールーム内に運ばれてきた蒸気洗浄乾燥後の
キャリアに保持されたウェーハを乾燥させ、またざらに
、ウェーハ表面に付着している有機物質を分解して取り
除く手段を設けるように構成した点に特徴がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明のパススルールームの一実施例が、ウ
ェーハ挿入部１およびウェーハ取出し部４にそれぞれ適
用された蒸気乾燥洗浄装置の一部断面図でおる。第２図
は、第１図に示したパススルールーム、具体的には、ウ
ェーハ取出し部４の概略斜視図でおる。

なお、ウェーハ挿入部１とウェーハ取出し部４との構成
はほぼ同様であるので、便宜上、ウェーハ挿入部１の構
造の説明は、ウェーハ取出し部４を説明した後に行なう
。

第１図において、ＤＩつＡ−夕洗浄槽２を構成する容器
５の中には、ＤＩウォータ６が常に適量貯留されている
。なｄ３、このＤＩウォータ６は、図示しない既知の手
段により、常時予定量が放水され、かつまた、前記放水
量だけ供給されている。

この為に、常に、清浄な状態に保たれている。

蒸気洗浄槽３は、以下のような構成からなっている。す
なわち、ヒータが密閉状態で内蔵されているアルミボッ
クス７の上には、ＩＰＡ８を入れた石英容器９が置かれ
ている。

なお、この石英容器９の上方には、図面を簡略化する為
に図示しないが、ＩＰＡ８の蒸気を冷却して凝縮還元す
る為の蛇管が配設されている。前記アルミボックス７お
よび石英容器９等は、ステンレス容器１０に収納されて
いる。

また、ウェーハ取出し部４には、ウェーハを保持したキ
ャリアを載置するレール台１１が、その下部に配置され
ている。前記レール台１１の長手方向の手前側には、手
動で開閉する外扉１２（第２図参照）が形成されている
。

前記レール台］１の上方には、蒸気乾燥洗浄装置の内部
雰囲気からウェーハ取出し部４を仕切る為の天井部１３
が設けられ、ざらに、該天井部１３には、既知の手段に
より自動的に開閉する内扉１４が設けられている。

すなわち、ウェーハ取出し部４は、内扉１４を閉塞する
ことによって、蒸気乾燥洗浄装置の内部雰囲気から遮断
されるように構成されている。

このウェーハ取出し部４の上部には、Ｎ２ガス（窒素ガ
ス）、または酸素を含むガス（例えば空気）を、それぞ
れ該ウェーハ取出し部４の内部に供給する為の給気ダク
ト１５ａおよび１５ｂと、第２の給気ダク１〜３３ａお
にび３３ｂが配設されている。

また、ウェーハ取出し部４の底板部には、前記給気ダク
ト１５ａおよび１５ｂから供給されるＮ２ガス、または
前記第２の給気ダクト３３ａまたは３３ｂから供給され
る空気を排気する為の排気ダクト１６ａおよび１６ｂが
配設されている。

ざらに、前記レール台１１の下部に当るウェーハ取出（
）部４の底板部には、ウェーハを保持したキャリアを引
き出す際に、該キャリアとレール台１１との摩耗によっ
て生じるパーティクルを吸引、し、排出する為の吸入ダ
クト１７が設けられている。

なあ、第２図に示すレール台１１の中央部に複数個設け
られている貫通孔１８は、前記キャリアとレール台１１
との摩耗によって生じたパーティクルを、吸入ダクトま
で導く為のものでおる。

ところで、ウェーハ挿入部１の構成は、前記第２の給気
ダクト３３ａおよび３３ｂが設けられていないのみで、
前記したウェーハ取出し部４とほぼ同様である。したが
って、以下の説明および図面では、ウェーハ取出し部４
と同一または同等のウェーハ挿入部１の部分については
、ウェーハ取出し部４において、二桁目の符号を１０番
代としたところを、２０番代として記載する。

以上のような構成からなる蒸気乾燥洗浄装置では、まず
、オペレータが、ウェーハ挿入部１の外扉を開いて、ウ
ェーハを保持したキャリアを、レール台２１の上に載せ
る。

その後、オペレータは、ウェーハ挿入部１の所定場所ま
で、前記キャリアをレール台２１に沿って移動させる。

このようにして、レール台２１０所定場所に載置された
ウニ＝ハ１９を保持したキャリア２０を、第１図に破線
で示す。

前記キャリア２０を所定場所まで移動させたオペレータ
は、ウェーハ挿入部１の外扉を閉じる。

なあ、ウェーハ１９を保持したキャリア２０を装填する
際に、外扉を聞けるので、ウェーハ挿入部１の内部雰囲
気と外気とは連通状態となるが、この状態では、内扉２
４は閉じられているので、蒸気乾燥洗浄装置の内部雰囲
気と外気とが連通状態となることはない。

また、本実施例では、ウェーハ挿入部１の内部に、濾過
された清浄なＮ２ガスを、常時、給気ダクト２５ａおよ
び２５ｂから供給している。この結果、ウェーハ挿入部
１の内部は外気圧に対して陽圧状態であるので、ウェー
ハ１９を保持したキャリア２０を装ｊ眞する為に、外扉
が開けられても、該ウェーハ挿入部１の内部に外気中の
微小な異物等が浸入する心配はほとんどない。

なあ、本実施例では、貫通孔２８を介して吸入ダクト２
７から前記Ｎ２ガスを吸引している。この為に、前記キ
ャリア２０をレール台２１に沿って移動させる際に、該
キャリア２０とレール台２１との摩耗によって生ずるパ
ーティクルは、前記Ｎ２ガスと共に吸引されて排出され
る。

また、ウェーハ１９を保持したキャリア２０を装填した
後、外扉を閉じてから、予定の時間、該キャリア２０は
ウェーハ挿入部１の中にそのままの状態で置かれる。こ
れは、ウェーハ１９を保持したキャリア２０を、オペレ
ータがウェーハ挿入部１内に装置する際に、前記したよ
うに、該つ工−ハ挿入部１の内部にはパーティクルが侵
入するが、これを前記Ｎ２ガスの流れによって排出する
為である。

すなわち、給気ダクト２５ａおよび２５ｂから供給され
たＮ２ガ又は、ウェーハ挿入部１の内部を通過して、前
記吸入ダクト２７に吸引されて排出されると共に、排気
ダクト２６ａおよび２６ｂからも排気されるが、この時
、前記パーティクルも同時に排出して、ウェーハ挿入部
１の内部雰囲気を清浄な状態とする。

前記予定時間が経過すると、内扉２４が、既知の手段に
より自動的に開状態となる。その後、可動ハンガ３０が
、ウェーハ挿入部１内へ侵入して、キャリア２０の孔２
０ａと係合する。そして、前記キャリア２０は、可動ハ
ンガ３０によって蒸気乾燥洗浄装置の内部空間へ運び出
される。その後、内扉２４は、自動的に閉塞状態となる
。

前記蒸気乾燥洗浄装置の内部空間へ運び出されたウェー
ハ１９は、まず、可動ハンガ３０によって、ギヤリア２
０と共に、ＤＩウォータ６中に浸漬され、清）争される
。その１受、ウェーハ１９は、キャリア２０と共に可動
ハンガ３０によって蒸気洗浄襦３の中へ運ばれる。そし
て、ここで蒸気洗浄乾燥されたウェーハ１９は、キャリ
ア２０と共に可動ハンガ３０によって、一旦、蒸気洗浄
漕３の上方へ持ち上げられ、その後、ウェーハ取出し部
４の上方まで運ばれる。なお、この時、ウェーハ取出し
部４の内扉１４は自動的に聞かれる。

前記ウェーハ取出し部４の上方まで運ばれてぎたウェー
ハ１９は、キャリア２０と共に可動ハンガ３０によって
降下され、ウェーハ取出し部４の内部に挿入され、その
後、レール台１１上に載置される。この状態を第１図に
実線で示す。

このようにして、ウェーハ１９を保持したキャリア２０
が、レール台１１上に載置されると、可動ハンガ３０の
みが上昇してウェーハ取出し部４の外部に出る。そして
、これとほぼ同時に内扉１４が閉塞状態となる。

ところで、ウェーハ取出し部４では、前記したウェーハ
挿入部１と同様に、濾過された清浄なＮ２ガスが給気ダ
ク１〜１５ａおよび１５ｂから供給され、また排気ダク
ト１６ａｃｌ”；よび１６ｂから排気されている。

この為に、ウェーハ取出し部４の内部雰囲気は清浄な状
態に保たれている。したがって、ウェーハ１９を保持し
たキャリア２０を、ウェーハ取出し部４の内部へ入れる
為に、内扉１４を開状態にしても、蒸気乾燥洗浄装置の
内部雰囲気が汚染されることはない。

また、ウェーハ１つを保持したキャリア２０は、レール
台１１上に載置された後、予定の時間、そのままの状態
に保持される。これは、前述したように、蒸気洗浄乾燥
後のウェーハ１９の表面には、自然蒸発する前のＩＰＡ
が薄膜状態または分子単位で付着しているが、これを前
記Ｎ２ガスの流れによって、早期に完全に消失させる為
でおる。

なお、前記給気ダクト１５ａおよび１５ｂから供給され
るＮ２ガスは、例えば、予めヒータなとで加熱した加熱
Ｎ２ガスとしてもよい。このようにすれば、前記キャリ
ア２０をレール台１１上に載置しておく予定時間は短縮
できることになる。

ざらにまた、前記したＮ２ガスあるいは加熱Ｎ２ガスに
よる早期乾燥に加えて、赤外線ランプをウェーハ取出し
部４の内部および／または外部の予定箇所に１個以上配
設し、ウェーハ１９に赤外線を照射して、該ウェーハ１
９を加熱するようにすれば、前記キャリア２０をレール
台１１上に載置しておく予定時間は、より一層短縮でき
ることになる。

第１図は、４個の赤外線ランプ３１ａ〜３１ｄを、ウェ
ーハ取出し部４の内部に配設した実施例を示している。

なお、赤外線をウェーハ取出し部４の外部より照射する
場合には、該赤外線が照射される部分は、その材質が、
赤外線を透過するようなものでなければならないことは
当然でおる。

以上は、Ｎ２ガスあるいは加熱Ｎ２ガスと共に、赤外線
を照射して、より一層早期にウェーハ１９を乾燥させる
場合であった。しかし、前記Ｎ２ガスあるいは加熱Ｎ２
ガスの供給を止めて、赤外線のみを照射しても、早期に
ウェーハ１９を乾燥できることは勿論である。なお、赤
外線の照射のみによる乾燥の終了後は、Ｎ２ガスをウェ
ーハ取出し部４内に供給するようにする。

以上のようにして、ウェーハ１９の表面が、乾燥状態に
なると、オペレータは、外扉１２を開けて、キャリア２
０をつかみ、レール台１１上を滑らせながら該キャリア
２０を手前に引きよせる。

そして、オペレータは、前記ギヤリア２０ごと、ウェー
ハ１９を外部へ取り出す。その俊、外扉１２を閉塞状態
にする。

ところで、前記ウェーハ挿入部１と同様に、つ工−ハ取
出し部４の内部は、前記Ｎ２ガスの供給により外気圧に
対して陽圧状態となっている。

この結果、外扉′１２を開けても、ウェーハ取出し部４
の内部に外気中の微小な異物等が侵入する心配はほとん
どない。また、前記キャリア２０の取り出しの際に摩耗
によって発生するパーティクルも、貫通孔１８を介して
吸入ダクト１７からＮ２ガスを吸引しているので、該Ｎ
２ガスと共に排出される。

ざらに、前記キャリア２０を取り出す為に、オペレータ
の手がウェーハ取出し部４の内部に挿入されるが、これ
によって、ウェーハ取出し部４の内部に侵入するパーテ
ィクルも、前記ウェーハ挿入部１と同様に、Ｎ２ガスの
流れに従って外部に排除されることになる。

故に、前記キャリア２０を取り出して外＃１２を閉じて
から、多少の時間が経過した後には、つ工−ハ取出し部
４の内部雰囲気は、完全な清浄状態となっている。した
がって、次回、ウェーハ１９を保持したキャリア２０が
、可動ハンガ３０によって運ばれてきて、内扉１４が開
状態となっても、蒸気乾燥洗浄装置の内部雰囲気を汚染
させることはない。

ところで、以上の手段によって、早期に完全に薄膜状態
または分子単位のＩＰＡを消失させることができても、
ウェーハ１９の表面には、前述した通り、ｆＰＡ中に含
まれている炭素などの有機物質が付着している場合がお
る。以下に、このような有機物質を取り除く手段につい
て説明する。

ウェーハ１９に付着している有機物質を取り除くには、
前述した早期乾燥処理を行なった後、まず、前記Ｎ２ガ
スの供給を停止する。

そして、濾過された酸素を含むガス（以下、空気でこれ
を代表する）を、第２の給気ダクト３３ａおよび３３ｂ
から供給する。また、この空気の供給と共に、ウェーハ
１９に遠紫外線を照射する。

具体的には、図示しない低圧水銀ランプを、ウェーハ取
出し部４の内部および／または外部の予定箇所に１個以
上配設し、遠紫外線をウェーハ１９に照射する。

このようにすると、周知のように、ウェーハ取出し部４
の内部雰囲気はオゾン化される。そして、該オゾンと遠
紫外線とによって、ウェーハ１９に付着している炭素な
どの有機物質は分解される。

この結果、有機物質は、ウェーハ１９の表面から完全に
除去されることになる。

その後、前記遠紫外線の照射を停止して、オペレータは
、外扉１２を開け、前記したと同様にして、ウェーハ１
９を保持したキャリア２０を取り出す。このようにして
キャリア２０を取り出した後、オペレータは前記外扉１
２を閉塞状態にする。

外扉１２が閉塞状態になると、ウェーハ取出し部４の内
部では、前記空気の供給に代えて、再びＮ２ガスが供給
される。この結果、前記ウェーハ取出し部４の内部はＮ
２ガスの雰囲気になり、かつ清浄な状態に保持されるよ
うになる。

なあ、外扉１２を開状態として、前記キャリア２０を取
り出す前に、空気の供給を停止してＮ２ガスを供給する
ようにしてもよいことは勿論である。

以上の説明では、本発明のパススルールームが適用され
たつ■−ハ挿入部１とウェーハ取出し部４とを、別個に
有する蒸気乾燥洗浄装置でおった。

しかし、ウェーハ挿入部１とウェーハ取出し部４とを別
個に設ける必要は必ずしもない。例えば、前記ウェーハ
挿入部１を設けずに、ウェーハ取出し部４だけを設けて
、これにウェーハ挿入部１の機能を合せ持たせることは
可能である。

すなわら、この場合には、まず、ウェーハ挿入部１に関
して説明した状態において、ウェーハ１９を保持したキ
ャリア２０をウェーハ取出し部４に挿入し、その後、該
キャリア２０を蒸気乾燥洗浄装置の内部に送出する。

そして、ＤＩウォータ洗浄漕２において洗浄処理を行な
い、ざらに蒸気洗浄槽３において蒸気洗浄乾燥処理を行
なう。

その後、再び、前記ウェーハ１９を保持したギヤリア２
０をウェーハ取出し部４に戻して、前述したようにして
、該キャリア２０を取り出すことになる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のＪ：うな効果が達成される。

（１）蒸気乾燥洗浄装置の内部空間と隔離されているパ
ススルールームを介して、ウェーハを保持したキャリア
を、前記蒸気乾燥洗浄装置の内部に挿入するようにした
為に、該装置内部に人手が浸入せず、この結果、装置内
部をパーティクル等で汚染することがない。

（２）ウェーハ取出し部となるパススルールーム内に、
Ｎｚガスあるいは加熱Ｎ２ガスを供給することにより、
または前記ガスの供給と合せて、おるいは単独で、前記
パススルールーム内のウェーハに赤外線を照射すること
により、ウェーハ表面上に薄膜状態または分子単位で付
着している蒸気洗浄液を早期に完全に取り除き、乾燥状
態にすることができる。この結果、半導体ウェーハの製
造作業時間を短縮することが可能となる。

（３）ウェーハ取出し部となるパススルールーム内に、
酸素を含むガスを供給すると共に、前記パススルールー
ム内の半導体ウェーハに遠紫外線を照射することによっ
て、半導体ウェーハの表面に付着している有機物質を除
去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパススルールームの一実施例が適用さ
れた蒸気乾燥洗浄装置の一部断面図でおる。第２図は、
第１図のウェーハ取出し部の概略斜視図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内扉を介して、蒸気乾燥洗浄装置の内部雰囲気と
   選択的に連通されるようにされたパススルールームであ
   つて、 半導体ウェーハを保持するキャリアが載置されるように
   前記天井部の内部に設けられた載置手段と、 前記キャリアを出し入れ可能なように前記パススルール
   ームの一側に設けられた扉と、 その内部に予定のガスを供給する給気ダクトと、 その内部ガスを排気する排気ダクトと、 前記キャリアが通過できるように前記内扉を開閉する手
   段と を具備したことを特徴とするパススルールーム。
2. （２）前記予定のガスが、Ｎ＿２ガスであることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項記載のパススルールー
   ム。
3. （３）前記予定のガスが、加熱したＮ＿２ガスであるこ
   とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のパスス
   ルールーム。
4. （４）前記載置手段上にあるキャリアに保持された半導
   体ウェーハに、赤外線を照射することを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載のパス
   スルールーム。
5. （５）前記載置手段に設けられた貫通孔を介して、前記
   パススルールームの内部ガスを吸引排気するようにした
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項、第２項、
   第３項または第４項記載のパススルールーム。
6. （６）内扉を介して、蒸気乾燥洗浄装置の内部雰囲気と
   選択的に連通されるようにされたパススルールームであ
   つて、 半導体ウェーハを保持するキャリアが載置されるように
   前記天井部の内部に設けられた載置手段と、 前記キャリアを出し入れ可能なように前記パススルール
   ームの一側に設けられた扉と、 その内部に予定のガスを供給する給気ダクトと、 その内部ガスを排気する排気ダクトと、 前記キャリアが通過できるように前記内扉を開閉する手
   段と、 前記給気ダクトとは別個に、酸素を含むガスを供給する
   第２の給気ダクトと、 前記載置手段上にあるキャリアに保持された半導体ウェ
   ーハに、遠紫外線を照射する手段とを具備したことを特
   徴とするパススルールーム。