JPS6240848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、半導体ウエハを清潔に乾燥できる
ようにした半導体ウエ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エハの乾燥
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ｂによる乾燥装
置は一般的にバツチ処理で行うようにしており、
この場合、ロータ１の中に半導体ウエハ２の入つ
たキヤリア３を挿入し、高速回転して乾燥させる
ものであり、キヤリア３ごと乾燥させるので、半
導体ウエハ２とキヤリア３の接触部分が乾燥し難
い。

また、静電気が発生して、塵埃などを引き寄せ
るとともに、バツチで行うために、微小な塵埃や
汚れが落ち切つていない半導体ウエハ２の水滴が
遠心力によつて外側のカバー４に当つて飛散し、
それが清浄な半導体ウエハ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、半導体ウエハの品質向上に寄与で
きる半導体ウエ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エハ乾燥装置は、半導体ウ
エハの主表面を第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エハの主表面と同
一面上で第１回転体が吸着保持した半導体ウエハ
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
他方に半導体ウエ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
半導体ウエハの表面上の水分を遠心力によつて飛
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エハ乾燥装置の実施
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ヤツクの平面図であり、第
２図ｂは第２図ａの断面図である。

この第２図ａ、第２図ｂの両図において、符号
100番台は第１回転体としての外周部チヤツク系
統を示す。また、符号200番台は第２回転体とし
ての中央部チヤツク系統を示す。

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
けるチヤツ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
周部チヤツク系統と中央部チヤツク系統の各真空
系を分離しているＯリングを示し、符号400台は
外周部チエツク系統を中央部チエツク系統に移し
替える移送系を示す。

符号500番台は外周部チヤツク系統と中央部チ
ヤツク系統のカツプリング系を示し、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ａにおける外周部チ
ヤツク１００と中央部チヤツク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、中央部チヤツク２００は外周部
チヤツク１００の内側に配設されており、第２真
空系２１０に連通する複数個の溝２１１を有して
いる。

外周部チヤツク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
部チヤツク１００と中央部チヤツク２００はそれ
ぞれ個別の第１および第２真空系１１０，２１０
に連通する通路１１２，１１３を有しており、Ｏ
リング３００により通路１１２，１１３と通路２
１２が隔離されている。

また、外周部チヤツク１００と中央部チヤツク
２００は同一回転を行い得るように、後述するカ
ツプリング装置により結合している。外周部チヤ
ツク１００は後述するシリンダ装置により、上下
に動くようになつており、内側には排水のための
穴１２０があいている。

第３図ａに示すように、上記Ｏリング３００な
いし３０５によつて、外周部チヤツク１００の第
１真空系１１０の通路１１１，１１２，１１３，
１１４，１１５および１１６と中央部チヤツク２
００の第２真空系バキユーム２１０の通路２１
２，２１３，２１４，２１５および２１６が隔離
されており、外周部チヤツク１００、中央部チヤ
ツク２００が回転しながらでも、ウエハ吸着面の
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１１３，１１５，２
１２，２１４，２１５は外周部チヤツク１００の
上下動でも横の通路１１４，１１６，２１３，２
１６と連通するように、その移動範囲を考慮して
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は外周部チヤツク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ヤツク１００を上下動させ
るようにしている。

この外周部チヤツク１００と中央部チヤツク２
００は等速回転させるために、カツプリングされ
る。簡単なカツプリング機構としては、第３図ｂ
に示すように、ピン５００と細長い孔５１０とで
構成すればよい。

この第３図ｂより明らかなように、中央部チヤ
ツク２００の回転軸２２０にピン５００が圧入さ
れている。また、このピン５００は外周部チヤツ
ク１００の回転軸１３０に設けられた細長い孔５
１０内に配置され、ピン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２２０の回転を回転軸１３０に伝達するよ
うに構成されている。

さらに、細長い孔５１０は外周部チヤツク１０
０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圧にする図示しない電磁弁
と半導体ウエハ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と外周部チヤツク
１００の回転軸１３０とがカツプリング装置７１
０により結合されている。モータ７００はフラン
ジ６０２と筒状空間６０３をもつ筐体６００にネ
ジなどの適当な結合手段によつて固定されてい
る。

次に、この発明の半導体ウエハ乾燥装置の動作
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、半導体ウエハ８０
０を外周部チヤツク１００に、半導体ウエハ８０
０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、半導体ウエハ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
外周部チヤツク１００上になるようにのせるとよ
い。

半導体ウエハ８００が外周部チヤツク１００上
に搭載されると、第１真空系１１０の図示しない
電磁弁が開き、通路１１６−１１５−１１４−１
１３−１１２の経路で溝１１１に真空圧を伝達
し、外周部チヤツク１００上の半導体ウエハ８０
０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
ゲージの信号により、下部に位置したモータ７０
０が回転を始める。

このモータ７００の回転はカツプリング装置７
１０によつて結合された中央部チヤツク２００の
回転軸２２０に伝達され、さらに、ピン５００に
よつて外周部チヤツク１００の回転軸１３０に伝
達され、第１真空系１１０によつて吸着保持した
半導体ウエハ８００が回転を始める。

半導体ウエハ８００が回転し始めて、所定の回
転になるにつれて、半導体ウエハ８００の表面上
の水滴は矢印で示すように、回転遠心力によつて
半導体ウエハ８００外に飛散される。

半導体ウエハ８００の下側表面に被着された水
滴も上側同様に、半導体ウエハ８００外に飛散さ
れる。

半導体ウエハ８００が所定の回転数に達する
と、外周部チヤツク１００の半導体ウエハ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、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４１０が伸びる（下降する）こと
によつて、外周部チヤツク１００の回転軸１３０
は降下し、半導体ウエハ８００は第４図ｂで示す
ように、外周部チヤツク１００から中央部チヤツ
ク２００に乗り替える。

この中央部チヤツク２００に半導体ウエハ８０
０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
体ウエハ８００は単に外周部チヤツク１００に自
重のみで置かれた状態となるから、アーム４１０
は中央部チヤツク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、半導体ウエハ
８００は外周部チヤツク１００から飛び去つた
り、半導体ウエハ８００の裏面は回転傷がついた
りするので、注意を要する。

外周部チヤツク１００から中央部チヤツク２０
０への半導体ウエハ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真空系１１０の電磁弁をオンしたまま、つま
り、半導体ウエハ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
央部チヤツク２００の吸着面と外周部チヤツク１
００の吸着面の高さが同一になつたところで、ア
ーム４１０の下降を一旦停止させ、第２真空系２
１０の電磁弁をオンさせて、半導体ウエハ８００
が中央部チヤツク２００に完全吸着したことを、
たとえば、圧力ゲージの圧力変化により、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、半導体ウエハ８０
０の中心とスピンドル系の中心とがずれることな
く、また、裏面に回転傷が発生することもない。

前記第２真空系２１０による半導体ウエハ８０
０の吸着保持は、第２真空系２１０の図示しない
電磁弁のオンによつて、通路２１６−２１５−２
１３−２１４−２１３−２１２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ヤツク２００の回転軸２２０
に伝達され、第２真空系２１０によつて吸着保持
した半導体ウエハ８００が回転を始める。

半導体ウエハ８００が回転し始めて、所定の回
転になるにつれ、外周部チヤツク１００によつて
吸着されたときの半導体ウエハ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、回転
遠心力により、半導体ウエハ８００外に飛散さ
れ、半導体ウエハ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、外部チヤツク１００と中央
部チヤツク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、外周部チヤツク１００と中央部チヤツ
ク２００は、半導体ウエハ８００を吸着保持する
順序を逆にしても、半導体ウエハ８００の表面上
の水分は完全に除去できるものである。

これは、外周部チヤツク１００に設けられた排
水孔１２０によつて、中央部チヤツク２００の吸
着面と半導体ウエハ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、半導体ウエハ８０
０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、外周部チヤツク１００の回転を止めず
に、第１真空系１１０での半導体ウエハ８００の
吸着保持を保ちつつ吸着面を合致させ（勿論、中
央部チヤツク２００は外周部チヤツク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
エハ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１１０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ツパＳを
窓６０１に挿入し、アーム４１０の伸びを止めた
後、前記ストツパ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、送りネジ
機構にすれば、アーム４１０の送り距離は、外周
部チヤツク１００と中央部チヤツク２００の各吸
着面が同一高さになるべく、予めステツプモータ
の回転数を決めておけばよい。

したがつて、この場合、ストツパＳは勿論スト
ツパ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、半導体ウエハ８
００は破損するので注意を要する。

さらに、外周部チヤツク１００が中央部チヤツ
ク２００と同一高さで停止したら第２真空系２１
０に切り替わつてから第１真空系１１０をオフし
ないと、半導体ウエハ８００はスピンドル系から
飛び去るし、第２真空系２１０は外部チヤツク１
００および中央部チヤツク２００が同一高さにな
る前に電磁弁を開くと、やはり半導体ウエハ８０
０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
転体が半導体ウエハの裏面を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
回転体が半導体ウエハを吸着保持した部分、つま
り、接触部分に残在する水分を完全に飛散除去で
きる。

また、乾燥をバツ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エハで清浄な半
導体ウエハを汚染することがなくなる。

さらに、不要なキヤリア乾燥を省くことができ
るので、表面積の大きいキヤ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エハ乾燥装
置によれば、半導体ウエハの主表面を第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
体ウエハの表面と同一面上で第１回転体が吸着保
持した半導体ウエ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エハを移送手
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エハの表面上の水分
を遠心力によつ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、
半導体ウエハの品質向上に寄与できる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の半導体ウエハ乾燥装置の平面
図、第１図ｂは第１図ａの断面図、第２図ａはこ
の発明の半導体ウエハ乾燥装置に適用されるスピ
ンドルチヤツクの平面図、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エハ乾燥
装置の一実施例の全体の構成を示す断面図、第３
図ｂは同上半導体ウエハ乾燥装置におけるチヤツ
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エハ
乾燥装置の動作を説明するための断面図である。 １００……外周部チヤツク、２００……中央部
チヤツク、１２０……排水用穴、１１１，２１１
……溝、４００……エアーシリンダ、４１０……
アーム、７００……モータ、８００……半導体ウ
エハ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体ウエハの表面上に被着した水分を回転
   遠心力によつて飛散除去する装置において、前記
   半導体ウエハの主表面を吸着保持する手段を有し
   かつこの半導体ウエ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
   ウエ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エハ表面部分と重
   ならない表面部分を吸着保持する手段を有しかつ
   前記半導体ウエ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エ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
   記半導体ウエハの表面上の水分を遠心力によつて
   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エハ乾燥装
   置。