JP2014110270A - 洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スピンナーテーブルにおいてウェーハの被洗浄面をスクラブ洗浄可能とし、かつ、ウェーハの裏面においてコンタミの回り込みによる裏面汚染を防ぐ。
【解決手段】外周保持手段２０は、液体を上面２１ａに貯留し液体層６を形成する液体貯留部２１と液体貯留部２１の上面２１ａに液体を供給する液体供給口２２と液体貯留部２１を作用位置Ｐ１と非作用位置Ｐ２とに選択的に位置づける昇降部２３とを備えているため、ウェーハＷの洗浄の際は、液体貯留部２１が作用位置Ｐ１に位置づけられて液体貯留部２１に形成された液体層６の上面７がスピンナーテーブル２の上面３と同等の高さとなり液体層６がウェーハＷの外周部Ｗｃを保持し、洗浄手段１０によりウェーハＷの表面Ｗａを洗浄できる。また、ウェーハＷの裏面Ｗｂは液体層６が封止しているため、コンタミが裏面Ｗｂに回り込むことを防ぎ、ウェーハＷの裏面汚染を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハの面を洗浄する洗浄装置に関する。
インゴットから切り出され両面にうねりのあるウェーハの両面や、ストリートによって区画されて複数のデバイスが表面に形成されたウェーハの裏面を、研削装置を用いて研削すると、ウェーハには研削屑（コンタミ）が付着するため、研削後にウェーハを洗浄することが必要となる。また、デバイスが形成されたウェーハの裏面研削後に、レーザー加工装置やダイシング装置によってストリートを分離させることによりウェーハを個々のデバイスに分割する際にも、ウェーハには切削屑等（コンタミ）が付着するため、分割後にウェーハを洗浄する必要がある。
一般的な研削装置やダイシング装置には、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削または切削するための加工手段と、研削または切削によって汚染されたウェーハを回転させながら洗浄水によって洗浄するスピン式の洗浄装置と、ウェーハを搬送する搬送装置とを少なくとも備えている。かかる洗浄装置には、ウェーハを保持して回転するスピンナーテーブルを有している。
上記洗浄装置によって研削後や分割後のウェーハを洗浄する際には、搬送装置によってウェーハをスピンナーテーブルに搬送し作業位置に位置づけた状態において、洗浄装置は、スピンナーテーブルを回転させつつ洗浄水をウェーハの表面（被洗浄面）に供給することにより、研削屑や切削屑等を除去している（例えば、下記の特許文献１を参照）。
また、スピンナーテーブルに保持された裏面側から搬送パッドによってウェーハを保持するために、スピンナーテーブルはウェーハの外径よりも小さく形成されていることが多い。このようなスピンナーテーブルにおいては、ウェーハの中心部のみがスピンナーテーブルに保持されるため、例えば、下記の特許文献２には、中心部がスピンナーテーブルに保持され外周部が保持されていないウェーハの保持されていない外周部を支持するブラシ手段を備えた洗浄装置が提案されている。この洗浄装置では、ウェーハの裏面全面を支持した状態でウェーハの表面を洗浄することができる。
特開２００４−３２２１６８号公報 特開２０００−２６０７４０号公報
しかしながら、ウェーハの外周部をブラシによって支持する構成とした洗浄装置では、ウェーハの表面にあるコンタミがウェーハの裏面側に回りこんでしまい、裏面に接触しているブラシによる力も加わってコンタミがウェーハの裏面外周に付着し除去できなくなることがある。そのため、コンタミが除去されないままウェーハの加工を続けてしまい、別の洗浄工程においてもウェーハの裏面外周に付着したコンタミを除去することができないため、デバイスの品質に悪影響をもたらすという問題が生じている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハのサイズよりも小さい外径を有するスピンナーテーブルであっても、ウェーハの表面を接触（スクラブ）洗浄することができ、かつ、ウェーハの裏面にコンタミが回り込むことによる裏面汚染を防ぐことに発明の解決すべき課題がある。
本発明は、ウェーハの外径よりも小径に形成され、ウェーハを上面に保持して高速回転可能なスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルの上面に保持されたウェーハの被洗浄面に洗浄水を供給し該ウェーハの被洗浄面を洗浄する洗浄手段と、該スピンナーテーブルを囲繞して形成されウェーハの外周部を液体層によって支持する外周保持手段と、を備え、該外周保持手段は、液体を上面に貯留し液体層を形成する液体貯留部と、該液体貯留部の上面に液体を供給する液体供給口と、該液体貯留部を作用位置と非作用位置とに選択的に位置づける昇降部と、を備え、該作用位置では、該液体貯留部に形成された該液体層の上面が該スピンナーテーブルの上面と同等の高さ位置に位置づけられ、該非作用位置では、該液体貯留部の上面が該スピンナーテーブルの上面よりも下方に位置づけられ、ウェーハ洗浄の際には、該液体貯留部は該作用位置に位置づけられ、該液体供給口から液体が該液体貯留部の上面に供給され、該スピンナーテーブルの上面に保持されたウェーハの外周部が該液体貯留部に形成された液体層により保持されるとともに、該スピンナーテーブルの回転によってウェーハが回転し該洗浄手段によりウェーハの被洗浄面の洗浄が行われ、ウェーハ乾燥の際には、該液体貯留部は該非作用位置に位置づけられ、該スピンナーテーブルが高速回転することによってウェーハの被洗浄面の乾燥が行われること、を特徴とする洗浄装置である。
本発明にかかる洗浄装置には、スピンナーテーブルを囲繞する外周保持手段を備え、外周保持手段は、液体を上面に貯留し液体層を形成する液体貯留部と、液体貯留部の上面に液体を供給する液体供給口と、液体貯留部を作用位置と非作用位置とに選択的に位置づける昇降部と、を備えており、ウェーハの洗浄の際には、液体貯留部が作用位置に位置づけられることで液体貯留部に形成された液体層の上面がスピンナーテーブルの上面と同等の高さとなってウェーハの外周部を保持することができるため、その状態において洗浄手段によってウェーハの表面を洗浄することができる。
また、液体層がウェーハの外周部を保持することでウェーハの外周部側の裏面が液体層によって封止されるため、ウェーハの表面にあるコンタミが裏面に回り込むことを防ぐことができる。したがって、ウェーハの裏面汚染を低減することができ、デバイスの品質に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
洗浄装置の構成を示す斜視図である。 スピンナーテーブル及び外周保持手段の構成を示す断面図である。 洗浄装置を搭載した研削装置の一例を示す斜視図である。 洗浄工程を示す断面図である。 乾燥工程を示す断面図である。
図１及び図２を参照しながら、被加工物であるウェーハＷを洗浄する洗浄装置１の構成について説明する。洗浄装置１は、被加工物を保持して高速回転可能なスピンナーテーブル２と、被加工物を洗浄する洗浄手段１０と、スピンナーテーブル２を囲繞して形成され被加工物の外周部を支持する外周保持手段２０と、を備え、収容器８の中央部に形成されたスペースに収容された構成となっている。
図１及び図２に示すように、スピンナーテーブル２は、被加工物の外径よりも小径に形成されている。スピンナーテーブル２は、多孔質部材４を有しており、その表面側が被加工物を吸引保持する上面３となっている。スピンナーテーブル２の下端には、スピンナーテーブル２を高速回転させる回転軸５が連結されている。なお、スピンナーテーブル２は、Ｚ軸方向に昇降可能な構成となっており、被加工物の搬送エリア９ａと洗浄エリア９ｂとの間を移動可能となっている
洗浄手段１０は、被加工物を接触（スクラブ）洗浄するスクラブ洗浄部材１１（図４参照）を備えている。スクラブ洗浄部材１１は、スピンナーテーブル２の上方において、支持柱１２によって、水平方向の回転軸を中心として回転可能に支持されている。なお、スクラブ洗浄部材１１としては、例えばスポンジを使用することができるが、特に限定されるものではない。
洗浄手段１０には、ウェーハ洗浄の際にスピンナーテーブル２に保持された被加工物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル１３と、ウェーハ乾燥の際にスピンナーテーブル２に保持された被加工物に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給ノズル１５とを備えている。洗浄水供給ノズル１３及び圧縮エアー供給ノズル１５は、スピンナーテーブル２の上方を半径方向に旋回させる支持部１７に連結されている。洗浄水供給ノズル１３は、洗浄水供給源１４に接続され、圧縮エアー供給ノズル１５は、エアー供給源１６に接続されている。
図１に示すように、外周保持手段２０は、液体を貯留することができる上面２１ａを有する液体貯留部２１を備えている。また、外周保持手段２０は、液体貯留部２１の上面２１ａにむけて液体を供給するリング状の液体供給口２２を備えており、図２に示すように、液体供給口２２は、液体貯留部２１の内部に配設された供給管２４に連通している。供給管２４は、開閉バルブ２５を介して供給源２６に接続されており、開閉バルブ２５を開くと、液体供給口２２から液体貯留部２１の上面２１ａにむけて液体を供給することができる。
さらに、外周保持手段２０には、液体貯留部２１を昇降させる昇降部２３を備えている。昇降部２３は、ピストン２３ａを昇降させることによって液体貯留部２１をＺ軸方向に昇降させ、図２に示すように、液体貯留部２１を作用位置Ｐ１と非作用位置Ｐ２とに選択的に位置づけることができる。
図２に示すように、作用位置Ｐ１とは、液体貯留部２１の上面２１ａに貯留した液体層６の上面がスピンナーテーブル２の上面３と同等の高さとなる場合における液体貯留部２１の高さ位置を指し、被加工物の外周部を液体層６により保持することが可能な液体貯留部２１の高さ位置を意味する。したがって、液体層６によって被加工物を保持することができれば、液体層６の上面の高さとスピンナーテーブル２の上面３の高さとが完全に一致する必要はない。また、液体層６の厚みに応じて作用位置も変動する。一方、非作用位置Ｐ２とは、液体貯留部２１の上面２１ａがスピンナーテーブル２の上面３よりも下方にあるときの位置を指し、液体層６による被加工物の保持が作用しない場合における液体貯留部２１の高さ位置を意味する。
洗浄装置１は、例えば、図３に示す研削装置３０に適用することができる。研削装置３０は、Ｙ軸方向にのびる基台３１と、基台３１の後部側に立設されたコラム３２とを備えている。
基台３１のＹ軸方向前部には、ステージ３３ａ及びステージ３３ｂが形成されている。ステージ３３ａには、研削前の被加工物を収容するカセット３４ａが載置され、ステージ３３ｂには、研削後の被加工物を収容するカセット３４ｂが載置されている。カセット３４ａ及びカセット３４ｂの近傍には、研削前の被加工物をカセット３４ａから搬出するとともに研削後の被加工物をカセット３４ｂへ搬入する搬送手段３５が配設されている。搬送手段３５の可動領域には、被加工物が仮置きされる仮置き手段３６と、研削後の被加工物を洗浄する洗浄装置１とが配設されている。
基台３１の上面には、回転可能なターンテーブル３７が配設されており、このターンテーブル３７によって、被加工物を保持し自転可能なチャックテーブル３８が支持されている。コラム３２の側部においては、被加工物に研削を施す研削手段３９が研削送り手段４０によって昇降可能に支持されている。研削手段３９は昇降可能であり、研削手段３９には、円環状に配設され回転可能な研削砥石３９０を備えている。
仮置き手段３６の近傍には、研削前の被加工物を仮置き手段３６からチャックテーブル３８に搬送する第１の搬送アーム４１が配設され、第１の搬送アーム４１に隣接して研削後の被加工物を洗浄装置１に搬送する第２の搬送アーム４２が配設されている。
このように構成される研削装置３０において、図１及び図２に示したウェーハＷを研削する際の研削装置３０の動作について説明する。なお、ウェーハＷは、表面Ｗａが被研削面であり、表面Ｗａと反対側にある面がスピンナーテーブル２の上面３に載置する裏面Ｗｂとなっている。さらに、ウェーハＷをスピンナーテーブル２の上面３に載置したときに、上面３からはみ出すウェーハＷの外周部分が外周部Ｗｃとなっている。
研削前のウェーハＷは、カセット３４ａに収容され、搬送手段３５によってチャックテーブル３８に搬送される。そして、ターンテーブル３７の回転によってウェーハＷが研削手段３９の下方に移動した後、チャックテーブル３８が回転するとともに、研削砥石３９０が回転しながら研削手段３９が降下し、研削砥石３９０がウェーハＷの表面Ｗａに接触して研削が行われる。
表面Ｗａの研削終了後は、ターンテーブル３７が回転してウェーハＷが洗浄装置１の近傍に位置づけされる。このとき、ウェーハＷの表面Ｗａには、研削屑等のコンタミが付着している。
研削後のウェーハＷは、図３に示す第２の搬送アーム４２によって表面Ｗａ側が保持され、チャックテーブル３８から収容器８の搬送エリア９ａで待機するスピンナーテーブル２に搬送され、表面Ｗａが露出した状態で保持される。そして、スピンナーテーブル２は、ウェーハＷを保持しながらＺ軸方向に下降して、図１に示した収容器８の洗浄エリア９ｂに移動する。
図４に示すように、スピンナーテーブル２からはみ出したウェーハＷの外周部Ｗｃを外周保持手段２０によって保持する。具体的には、昇降部２３がピストン２３ａを上昇させ、液体貯留部２１を作用位置Ｐ１に位置づける。
液体貯留部２１が作用位置Ｐ１に位置づけられた後、開閉バルブ２５を開き供給管２４に液体を供給する。そして、図４に示すように、供給管２４を通じて液体供給口２２から液体貯留部２１の上面２１ａに向けて液体が供給されると、上面２１ａの上に液体層６が形成される。なお、液体としては、例えば純水を使用することができる。
このとき、液体貯留部２１は作用位置Ｐ１に位置づけられているため、液体層６の上面７は、スピンナーテーブル２の上面３とほぼ同じ高さ位置に位置づけられ、液体層６によってウェーハＷの外周部Ｗｃが保持される。
次に、液体層６によりウェーハＷの外周部Ｗｃを保持しながら、回転軸５は、スピンナーテーブル２を、例えば矢印Ｂ方向に回転させてウェーハＷの表面Ｗａを洗浄する。具体的には、スポンジ１１をウェーハＷの表面Ｗａに接触させるとともに、例えば矢印Ａ方向に回転させてスクラブ洗浄を行う。ウェーハＷの洗浄中は、洗浄水供給ノズル１３からウェーハＷの表面Ｗａに洗浄水を供給し続ける。このようにして液体層６がウェーハＷの外周部Ｗｃを保持して洗浄を行うことにより、スピンナーテーブル２がウェーハＷより小径である場合も、ウェーハＷの表面全面を洗浄することができる。また、ウェーハＷの外周部Ｗｃ側の裏面Ｗｂが液体層６によって封止されるため、ウェーハＷの表面Ｗａにあるコンタミが裏面Ｗｂに回り込むことがない。
このようにしてウェーハＷの表面Ｗａを洗浄した後、図５に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａの乾燥工程を実施する。まず、ピストン２３ａを下降させ、液体貯留部２１を非作用位置Ｐ２に位置づける。
次いで、回転軸５が回転し、スピンナーテーブル２を例えば３０００ｒｐｍ以上の速度で高速回転させる。このとき、スピンナーテーブル２が高速回転することによりウェーハＷの表面Ｗａに発生する遠心力を利用して表面Ｗａに付着した液体を飛散させる。これと同時に圧縮エアー供給ノズル１５から高速回転するウェーハＷの表面Ｗａに向けて圧縮エアーを供給する。これらの動作をウェーハＷの表面Ｗａが乾燥するまで継続する。ウェーハＷを乾燥させる際には、スピンナーテーブル２が高速回転することによりウェーハＷに遠心力がはたらくため、液体層６を形成しなくても、外周部Ｗｃが垂れ下がることはない。
以上のように、洗浄装置１には、スピンナーテーブル２を囲繞する外周保持手段２０を備え、外周保持手段２０は、液体を上面２１ａに貯留し液体層６を形成する液体貯留部２１と、液体貯留部２１の上面２１ａに液体を供給する液体供給口２２と、液体貯留部２１を作用位置Ｐ１と非作用位置Ｐ２とに選択的に位置づける昇降部２３と、を備えているため、ウェーハの洗浄の際には、液体貯留部２１が作用位置Ｐ１に位置づけられることで液体貯留部２１に形成された液体層６の上面７がスピンナーテーブル２の上面３と同等の高さとなってウェーハＷの外周部Ｗｃを保持することができ、ウェーハＷの表面Ｗａをスポンジ１１でスクラブ洗浄することができる。
また、液体層６がウェーハＷの外周部Ｗｃを保持することでウェーハＷの外周部Ｗｃ側の裏面Ｗｂが液体層６によって封止されるため、ウェーハＷの表面Ｗａにあるコンタミが裏面に回り込むことを防ぐことができる。これにより、ウェーハの裏面汚染を低減することができる。
１：洗浄装置 ２：スピンナーテーブル ３：上面
４：多孔質部材 ５：回転軸 ６：液体層 ７：上面
８：収容器 ９ａ：搬送エリア ９ｂ：洗浄エリア
１０：洗浄手段 １１：スクラブ洗浄部材 １２：支持柱 １３：洗浄水供給ノズル
１４：洗浄水供給源 １５：圧縮エアー供給ノズル １６：エアー供給源 １７：支持部
２０：外周保持手段 ２１：液体貯留部 ２１ａ：上面
２２：液体供給口 ２３：昇降部 ２３ａ：ピストン
２４：供給管 ２５：開閉バルブ ２６：供給源
３０：研削装置
３１：基台 ３２：コラム ３３ａ，３３ｂ：ステージ
３４ａ，３４ｂ：カセット ３５：搬送手段
３６：仮置き手段 ３７：ターンテーブル ３８：チャックテーブル
３９：研削手段
４０：研削送り手段 ４１：第１の搬送アーム ４２：第２の搬送アーム
Ｐ１：作用位置 Ｐ２：非作用位置
Ｗ：ウェーハ Ｗａ：表面（被洗浄面） Ｗｂ：裏面 Ｗｃ：外周部

Claims (1)

  1. ウェーハの外径よりも小径に形成され、ウェーハを上面に保持して回転可能なスピンナーテーブルと、
    該スピンナーテーブルの上面に保持されたウェーハの被洗浄面に洗浄水を供給し該ウェーハの被洗浄面を洗浄する洗浄手段と、
    該スピンナーテーブルを囲繞して形成されウェーハの外周部を液体層によって支持する外周保持手段と、を備え、
    該外周保持手段は、液体を上面に貯留し液体層を形成する液体貯留部と、
    該液体貯留部の上面に液体を供給する液体供給口と、
    該液体貯留部を作用位置と非作用位置とに選択的に位置づける昇降部と、を備え、
    該作用位置では、該液体貯留部に形成された該液体層の上面が該スピンナーテーブルの上面と同等の高さ位置に位置づけられ、
    該非作用位置では、該液体貯留部の上面が該スピンナーテーブルの上面よりも下方に位置づけられ、
    ウェーハ洗浄の際には、該液体貯留部は該作用位置に位置づけられ該液体供給口から液体が該液体貯留部の上面に供給され、該スピンナーテーブルの上面に保持されたウェーハの外周部が該液体貯留部に形成された液体層により保持されるとともに該スピンナーテーブルの回転によってウェーハが回転し該洗浄手段によりウェーハの被洗浄面の洗浄が行われ、
    ウェーハ乾燥の際には、該液体貯留部は該非作用位置に位置づけられ、該スピンナーテーブルが高速回転することによってウェーハの被洗浄面の乾燥が行われること、を特徴とする洗浄装置。
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