JP4089837B2 - スピンナー装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハを洗浄するためのスピンナー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程で研磨されたウェーハは、表面にコンタミ(切削屑)等が付着しているため、研磨後に洗浄が行われている。このウェーハの洗浄は、通常洗浄装置のテーブルにウェーハを吸着させ、そのテーブルを回転させながらウェーハの表面を洗浄し、洗浄後に乾燥している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の洗浄装置によると、ウェーハの表面は綺麗に洗浄できるが、テーブルに吸着されたウェーハの裏面は洗浄できないという問題がある。研磨時にコンタミ等がウェーハの裏面側に回り込んで汚染することがあり、ウェーハの裏面も洗浄することが要求される。
この要求を満たすためには、ウェーハの表面を洗浄・乾燥した後に、ウェーハをひっくり返して裏面の洗浄・乾燥を行わねばならないが、手間が掛かると共に作業能率を低下させることになる。
【0004】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、研磨後にウェーハの表裏面を同時に洗浄し、且つ乾燥できるようにしたスピンナー装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項1は、半導体ウェーハの外周の少なくとも3箇所を把持するクランプと、このクランプを支持し回転する回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を乾燥する表面乾燥用エアー供給ノズルと、ウェーハの裏面を乾燥する裏面乾燥用エアー供給ノズルとから少なくとも構成されるスピンナー装置であって、
前記回転体は略円筒状であり、
前記表面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の外側に沿って当該回転体に隣接配設し、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの上面に臨ませ、
前記裏面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の内部略中央部に配設され、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの下面に臨ませ、
これらノズルの一方又は両方が揺動してウェーハの全面を洗浄することを特徴とするスピンナー装置を要旨とする。
又、請求項2は、請求項1のスピンナー装置において、裏面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給ノズルとの一方又は両方に超音波発生手段を配設したこと、
請求項3は、請求項1又は2のスピンナー装置において、ウェーハを洗浄する際は、表面及び裏面洗浄水供給ノズルから洗浄水が供給され、ウェーハを把持した回転体は比較的低速で回転し、洗浄が終了した後は、洗浄水の供給が停止されてウェーハを把持した回転体は比較的高速で回転してウェーハをスピン乾燥させること、
請求項4は、請求項3のスピンナー装置において、ウェーハをスピン乾燥させる際に、表面及び裏面乾燥用エアー供給ノズルからエアーが供給されウェーハの表面と裏面とをエアーブローすること、
請求項5は、請求項1ないし4のいずれかのスピンナー装置において、洗浄水の飛散を防止するために、上部カバーと側部カバーとが配設されており、側部カバーはウェーハの搬出入の際は少なくとも開状態となり、ウェーハの洗浄、スピン乾燥の際は閉状態になること、
を要旨とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳説する。
図1は、本発明に係るスピンナー装置1を示すもので、上部カバー1aと、昇降自在に形成された側部カバー1bとを有し、この側部カバー1bはウェーハの出し入れの際は下降して開状態となり、ウェーハを洗浄・乾燥する際は上昇して閉状態となり、洗浄水等の飛散を防止できるようにしてある。
【0007】
スピンナー装置1内のほぼ中央部には、略円筒状の回転体2が装備され、この回転体2は図2に示すように、下端に形成した縮径円筒部2aの上下部がベアリング3によりそれぞれ支持され、駆動用モータ4及び伝動ベルト5を介して低速から高速まで自在に軸回転する。
【0008】
前記回転体2の上部には、図3のようにウェーハWの外周部を把持するクランプ6が複数個(図例では4個であるが3個でも良い)設けられている。このクランプ6は、回転体2の上縁部に形成された切欠部2bに取り付けられたウェーハ把持部6aと、回転部6bと、被把持作用部6cと、回転体2の内部に取り付けられた把持作用部6fとを含む構成になっている。
【0009】
前記ウェーハ把持部6aは、回転部6bにバネ6dが装着されて内側に付勢され、前記被把持作用部6cは、図2に示すようにシリンダ6eにより昇降可能に形成された把持作用部6fの作用を受ける。そして、この把持作用部6fの作用、非作用によってクランプ6を動かし、ウェーハ把持部6aの把持又は開放操作を行う。
【0010】
即ち、図3に実線で示すように、把持作用部6fでクランプ6の下端部である被把持作用部6cを突き上げている時には、バネ6dの付勢に抗してウェーハ把持部6aが外側に逃がされてウェーハWを開放状態にするが、把持作用部6fを下げて突き上げを解除した時には、仮想線で示すようにバネ6dの付勢力によりウェーハ把持部6aが内側に回転してウェーハWを把持状態にする。
【0011】
7は表面洗浄水供給ノズル、8は表面乾燥用エアー供給ノズルであり、前記回転体2の外側に沿ってスピンナー装置1内に隣接配置され、これらの先端部はいずれも揺動可能に形成され、前記クランプ6により把持されるウェーハWの上面に臨ませてある。
【0012】
9は裏面洗浄水供給ノズル、10は裏面乾燥用エアー供給ノズルであり、回転体2の中央部に沿って隣接配置され、これらの先端部はいずれも揺動可能に形成され、前記クランプ6により把持されるウェーハWの下面に臨ませてある。
【0013】
前記各ノズルの揺動速度は調整できるように構成し、表面洗浄水供給ノズル7と裏面洗浄水供給ノズル9との一方又は両方に超音波発生手段(図略)を設けて洗浄効果を上げることもある。
尚、図1において、11は側部カバー1bを昇降させるためのシリンダであり、そのロッド11aの上端部が側部カバー1bに連結されている。
【0014】
このように構成されたスピンナー装置1は、例えば図4に示すウェーハ研磨装置Aに組み込まれて使用される。
このウェーハ研磨装置Aにおいては、先ずカセットC内に収容されたウェーハWが搬出入手段Bによって搬出されると共に、スピンナー装置1の隣に配設されたスポンジロール部Dに位置付けられ、ここでウェーハWの裏面が洗浄される。
【0015】
洗浄後に、ウェーハWは搬送手段EによってチャックテーブルT上に搬送され、吸引保持される。この際、ウェーハWの裏面は既に洗浄済みであるから、ウェーハの裏面とチャックテーブルTの上面との間にゴミ等が挾み込まれることはない。従って、研磨時でのマイクロクラックの発生や面内厚さのバラツキ等を未然に防止することができる。
【0016】
チャックテーブルTに保持されたウェーハWは、ターンテーブルFを回転することで研磨機Gに位置付けられ、表面が研磨される。研磨機Gは、隣接して2台配設されており、一方を粗研磨用、他方を仕上げ研磨用とした場合には、粗研磨用の研磨機で研磨した後、ターンテーブルFを回転させて仕上げ研磨用の研磨機に位置付け、仕上げ研磨がなされる。
【0017】
研磨後に、ターンテーブルFを回転させてチャックテーブルTを前記搬送手段Eに位置付け、この搬送手段EでウェーハWを吸着して前記スピンナー装置1に搬送する。この時、スピンナー装置1の側部カバー1bは開状態にされている。
【0018】
この後、前記クランプ6によりウェーハWの外周部が把持されると搬送手段Eが退避し、側部カバー1bが上昇して閉状態となり、ウェーハWの洗浄が開始される。
【0019】
このウェーハWの洗浄は、前記クランプ6によりウェーハWを把持したままで回転体2を比較的低速で回転させ、前記表面洗浄水供給ノズル7及び裏面洗浄水供給ノズル9から洗浄水を噴射させ、且つ一方又は両方のノズルを揺動させてウェーハWの表裏面を同時に洗浄する。
【0020】
洗浄後は、ウェーハWを把持したまま回転体2を比較的高速で回転させ、前記表面乾燥用エアー供給ノズル8及び裏面乾燥用エアー供給ノズル10からエアーを噴射させ、ウェーハWの表裏面をエアーブローしながらスピン乾燥させる。
【0021】
ウェーハWの洗浄時及び乾燥時において、回転体2の回転の際、ウェーハ把持部6aの下端にある被把持作用部6cに遠心力が生じ、回転部6bの反対側にあるウェーハ把持部6aに内力を与え、バネ6dの付勢と相俟ってウェーハWの把持力を増強し、ウェーハWの飛散を防止することができる。
【0022】
スピン乾燥後、側部カバー1bが下降して開状態となり、前記搬出入手段BがウェーハWに位置付けられる。この搬出入手段BがウェーハWを把持するとクランプ6が開放状態となり、ウェーハWは搬出入手段Bによって前記カセットC内に収容される。
【0023】
このような一連の工程は、タイミングを取りながら連続的且つ効率的に行われる。前記スピナー装置1、スポンジロール部D、搬送手段11は図4に示すようにそれぞれ左右一対配設され、つまり2系列となっており、配設された2台の研磨機Gと関連させて、ウェーハに応じた種々のルートを設定することができる。
【0024】
即ち、前記研磨ルートでは1系列を利用したのみであるが、例えば2台の研磨機Gをいずれも仕上げ研磨用に設定して2系列を同時に使用すれば、ウェーハの仕上げ研磨作業を2倍の効率で行うことができる。
又、一方の研磨機を粗研磨用、他方を仕上げ研磨用に設定して2系列を選択使用すれば、一方のカセットCから搬出したウェーハを粗研磨及び仕上げ研磨した後、他方のカセットC′に収容するといった一連のU字型ルートで研磨作業を行うこともできる。ウェーハの研磨目的に合わせてルートを設定することで、高能率の研磨作業が可能となる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるスピンナー装置は、ウェーハの表裏面を同時に洗浄し、且つ乾燥できるようにしたので、研磨後に行うウェーハの洗浄・乾燥工程を簡略化すると共に、その作業能率を著しく向上させることができる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスピンナー装置を示す斜視図である。
【図2】スピンナー装置要部の断面図である。
【図3】クリップを示す拡大図である。
【図4】スピンナー装置を組み込んだウェーハ研磨装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…スピンナー装置
2…回転体
3…ベアリング
4…駆動用モータ
5…伝動ベルト
6…クランプ
6a…ウェーハ把持部 6b…回転部 6c…把持作用部
7…表面洗浄水供給ノズル
8…表面乾燥用エアー供給ノズル
9…裏面洗浄水供給ノズル
10…裏面乾燥用エアー供給ノズル
11…シリンダ
Claims (5)
- 半導体ウェーハの外周の少なくとも3箇所を把持するクランプと、このクランプを支持し回転する回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を乾燥する表面乾燥用エアー供給ノズルと、ウェーハの裏面を乾燥する裏面乾燥用エアー供給ノズルとから少なくとも構成されるスピンナー装置であって、
前記回転体は略円筒状であり、
前記表面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の外側に沿って当該回転体に隣接配設し、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの上面に臨ませ、
前記裏面洗浄水供給ノズルは、前記回転体の内部略中央部に配設され、当該ノズルの先端部を前記クランプにより把持されるウェーハの下面に臨ませ、
これらノズルの一方又は両方が揺動してウェーハの全面を洗浄することを特徴とするスピンナー装置。 - 裏面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給ノズルとの一方又は両方に超音波発生手段を配設した請求項1記載のスピンナー装置。
- ウェーハを洗浄する際は、表面及び裏面洗浄水供給ノズルから洗浄水が供給され、ウェーハを把持した回転体は比較的低速で回転し、洗浄が終了した後は、洗浄水の供給が停止されウェーハを把持した回転体は比較的高速で回転してウェーハをスピン乾燥させる請求項1又は請求項2記載のスピンナー装置。
- ウェーハをスピン乾燥させる際に、表面及び裏面乾燥用エアー供給ノズルからエアーが供給されウェーハの表面と裏面とをエアーブローする請求項3記載のスピンナー装置。
- 洗浄水の飛散を防止するために、上部カバーと側部カバーとが配設されており、側部カバーはウェーハの搬出入の際は少なくとも開状態になり、ウェーハの洗浄、スピン乾燥の際は閉状態になる請求項1ないし請求項4いずれかに記載のスピンナー装置。
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