JP6275155B2 - 半導体ウェハ洗浄方法及び半導体ウェハ洗浄装置 - Google Patents
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Description
1枚のウェハの表面に純水を塗布する工程と、1枚のウェハを乾燥させる工程と、1枚のウェハを枚葉式洗浄モジュールから取り出し、積込口内の前記カセットへと戻す工程と、を含む。
Claims (43)
- 半導体ウェハ洗浄方法であって、
積込口内のカセットから、少なくとも2枚のウェハを取り出し、第1の回転機構によって前記ウェハを回転し、化学溶液を充填した第1の槽内に、前記ウェハを入れる工程と、
前記第1の槽内で前記ウェハが処理された後、前記ウェハを前記第1の槽から取り出して濡れた状態に保つ工程と、
前記ウェハを、液体を充填した前記第2の槽内に入れる工程と、
前記第2の槽内で前記ウェハが処理された後、前記ウェハを前記第2の槽から取り出して濡れた状態に保つ工程と、
第2の回転機構によって前記ウェハを回転し、枚葉式洗浄モジュール内にあるチャックに、前記ウェハのうち1枚を載置する工程と、
前記1枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながら前記チャックを回転させる工程と、
前記1枚のウェハの表面に純水を塗布する工程と、
前記1枚のウェハを乾燥させる工程と、
前記1枚のウェハを前記枚葉式洗浄モジュールから取り出し、取り出した前記1枚のウェハを前記積込口内の前記カセットへと戻す工程と、を有する方法。 - 前記第1の槽内の前記化学溶液は、20℃より高く250℃より低くなるように加熱される、高温のSPMである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の槽内の前記化学溶液は、20℃より高く250℃より低くなるように加熱される溶媒を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の槽内の前記溶媒はTMAHである、請求項3に記載の方法。
- 前記第2の槽内の前記液体は純水である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の槽内の前記純水は、20℃より高く100℃より低くなるように加熱される、請求項5に記載の方法。
- 前記1枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながら前記チャックを回転させる工程は、希釈された塩化水素溶液、SC1溶液、SC2溶液、もしくはオゾン溶液を、前記1枚のウェハの表面に塗布することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1枚のウェハの表面に化学溶液を塗布しながら前記チャックを回転させる工程は、ガスとNH4OHとによりドープされた機能水を、前記1枚のウェハの表面に塗布することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ガスは濃度が1.6ppmの水素ガスで、前記NH4OHは濃度が100ppm未満である、請求項8に記載の方法。
- 前記方法は更に、前記1枚のウェハを乾燥させる工程の前に、前記1枚のウェハの表面に化学溶液を塗布する工程を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記化学溶液は希釈された塩化水素溶液、SC1溶液、もしくはSC2溶液である、請求項10に記載の方法。
- 前記1枚のウェハを乾燥させる工程は、前記1枚のウェハの表面にIPA溶液を塗布しながら前記チャックを回転させることにより、前記1枚のウェハを乾燥させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記方法は更に、メガソニック波を、前記枚葉式洗浄モジュール内の前記1枚のウェハに照射し洗浄する工程を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記1枚のウェハの表面に塗布される前記化学溶液と前記純水とは、吹き付けノズルにより塗布される、請求項1に記載の方法。
- 半導体ウェハ洗浄装置であって、
複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する、第1のカセットと、
化学溶液で充填される、少なくとも1つの第1の槽と、
液体で充填される第2の槽と、
前記複数枚のウェハの内の1枚を洗浄および乾燥するための、少なくとも2台の枚葉式洗浄モジュールと、
内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために、前記第1の槽に隣接して配置された第1の回転機構、及び前記第2の槽に隣接して配置された第2の回転機構と、
少なくとも2本のウェハ装填アームを備える第1のロボットであって、前記ウェハ装填アームは、前記第1のカセットから前記複数枚のウェハの内の少なくとも2枚を取り出し、取り出された前記ウェハを前記第1の回転機構内に載置する、前記第1のロボットと、
前記ウェハを前記第1の回転機構から取り出し、前記第1の槽内と前記第2の槽内とに順次収納し、前記ウェハが、各第1の槽内および第2の槽内に一定時間浸された後、前記ウェハを前記第2の槽から取り出し、前記第2の回転機構に載置する、第2のロボットと、
少なくとも2本のウェハ装填アームを備える第3のロボットであって、前記ウェハ装填アームは、前記第2の回転機構から少なくとも2枚の前記ウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記ウェハの内の1枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記枚葉式洗浄モジュールの内の1台に載置する、前記第3のロボットと、を備え、
前記第1のロボットは、更に、1枚の前記ウェハを前記1台の枚葉式洗浄モジュールから取り出し、前記第1のカセットへと戻すことに適用可能である、装置。 - 前記第1の槽内の化学溶液は、20℃より高く250℃より低くなるように加熱される、高温のSPMである、請求項15に記載の装置。
- 前記第2の槽内の液体は、20℃より高く100℃より低くなるように加熱される純水である、請求項15に記載の装置。
- 前記第1の槽の数は2つであり、前記2つの第1の槽は20℃より高く250℃より低くなるように加熱される高温のSPMで充填されている、請求項15に記載の装置。
- 前記枚葉式洗浄工程は、希釈された塩化水素溶液およびSC1溶液の少なくともいずれか一方を使用することにより実行される、請求項15に記載の装置。
- 前記乾燥工程は、IPA溶液を使用して実行される、請求項15に記載の装置。
- 前記第1のロボットは、各々が独立した5本のウェハ装填アームを備え、各ウェハ装填アームはエンドエフェクタを1台備え、前記エンドエフェクタは、前記少なくとも2台の枚葉式洗浄モジュールの内の1台から前記1枚のウェハを取り出し、第1のカセットへと戻す、請求項15に記載の装置。
- 前記第1のロボットは、1本の独立したウェハ装填アームを備え、前記1本のウェハ装填アームはエンドエフェクタを5台備え、前記5台のエンドエフェクタは、前記第1のカセットから前記複数枚のウェハの内の5枚を取り出し、5枚の前記ウェハを前記第1の回転機構に載置する、請求項15に記載の装置。
- 前記第2のロボットは5対のウェハハンドを有しており、前記ウェハハンドの各対は独立しており、一度に前記複数枚のウェハの内の5枚を把持するために開閉が可能である、請求項15に記載の装置。
- 前記第3のロボットは、各々が独立した5本のウェハ装填アームを備え、各ウェハ装填アームはエンドエフェクタを1台備え、前記エンドエフェクタは前記第2の回転機構から、前記複数枚のウェハの内の1枚を取り出し、1枚の前記ウェハを前記1台の枚葉式洗浄モジュールに載置する、請求項15に記載の装置。
- 前記第3のロボットの前記少なくとも2本のウェハ装填アームのそれぞれは、シャワーヘッドと前記シャワーヘッドに接続するノズルとを有し、前記シャワーヘッドは、前記ウェハ装填アームに保持された前記1枚のウェハの表面に純水を吹き付ける、請求項15に記載の装置。
- 前記第1のロボットは、前記第1のカセットから前記複数枚のウェハの内の25枚を一度に取り出し、前記25枚のウェハを前記第1の回転機構に載置する、請求項15に記載の装置。
- 前記第1のロボットは、前記第1のカセットから前記複数枚のウェハの内の5枚を一度に取り出し、前記5枚のウェハを前記第1の回転機構に載置する、請求項15に記載の装置。
- 前記第1の槽もしくは前記第2の槽は水晶材からなる、請求項15に記載の装置。
- 前記第1の槽は、一対の接続部材により互いに接続される一対のウェハ維持部と、それぞれが前記一対の接続部材のおのおのに接続されている2つの昇降部材と、前記2つの昇降部材を駆動して上昇もしくは下降させるために使用される複数台のシリンダと、を備え、前記1対のウェハ維持部は、前記2つの昇降部材に沿って上昇もしくは下降する、請求項15に記載の装置。
- 前記第1の槽は、一対の接続部材により互いに接続されている一対のウェハ維持部と、それぞれが前記一対のウェハ維持部のおのおのに接続されている2つの昇降部材と、前記2つの昇降部材を駆動して上昇もしくは下降させるために使用される複数台のシリンダと、を備え、前記1対のウェハ維持部は前記2つの昇降部材に沿って上昇もしくは下降する、請求項15に記載の装置。
- 前記第2の槽は各々が独立した5つの区域に分けられており、前記5つの区域のそれぞれは一対の接続部材により互いに接続されている一対のウェハ維持部と、それぞれが前記一対の接続部材のおのおのに接続されている2つの昇降部材と、前記2つの昇降部材を駆動して上昇もしくは下降させるために使用される複数台のシリンダと、を備え、前記1対のウェハ維持部は前記2つの昇降部材に沿って上昇もしくは下降する、請求項15に記載の装置。
- 前記ウェハは前記第1の槽に30秒から600秒の間、浸される、請求項15に記載の装置。
- 前記第1及び第2の回転機構のそれぞれは、前記ウェハを受け取るために使用される架台を有し、前記架台の対向する両側部は、各々が内側に突出することで一対の導入支柱を形成し、前記架台の各側部は、回転軸の使用により側壁にフレキシブルに連結されており、前記側壁は内側に突出することにより支持部を一群形成することで、前記支持部に相当する数の前記ウェハを支持し、前記架台内には、前記導入支柱に沿って摺動可能なウェハ保持部が配置され、前記ウェハ保持部には、前記ウェハを保持するための複数本の溝が画定され、前記回転軸の周囲を回転する前記側壁を駆動するために、2つのシリンダのそれぞれが対応する各前記側壁と接続するように配置されることにより前記側壁が展開および折畳まれ、軸は前記架台を貫通し前記架台に固定され、前記軸の一方の端部は、前記架台の外側に露出しており、前記架台を回転駆動するための前記2つのシリンダの内の1つに接続している、請求項15に記載の装置。
- 一対の水平案内レールおよび一対の垂直案内レールと、支持板と、支持アームと、を更に備え、前記一対の垂直案内レールは、前記一対の水平案内レールに対して直交しかつ前記水平案内レールに沿って移動可能であり、前記支持板は、前記一対の垂直案内レールに接して配置され、前記垂直案内レールに沿って上下に移動可能であり、前記支持アームは、前記支持板に対して直交するように、前記支持板に接して固定されており、前記第2のロボットは、前記支持アームに接して配置され。前記支持アームに沿って移動可能である、請求項15に記載の装置。
- 前記第2のロボットは前記支持アームの周囲を旋回する、請求項34に記載の装置。
- 前記第1の槽内で生成された酸性霧を吐出するために、前記第1の槽の側面に配置されている複数の吐出装置を更に備える、請求項15に記載の装置。
- 前記第2の回転機構の傍らに配設される複数の吹き付け管を更に備え、前記複数の吹き付け管の各々は複数のノズルを有し、前記複数のノズルは、前記第2の回転機構内の前記複数枚のウェハの表面に純水を吹き付けることで、前記複数枚のウェハが処理されるために前記枚葉式洗浄モジュール内に載置される前から、前記複数枚のウェハを常に濡れた状態に保つ、請求項15に記載の装置。
- 純水が充填された液槽と、前記液槽内に配置された持ち上げ装置と、前記持ち上げ装置に固定されているフレームと、を備え、前記持ち上げ装置は前記ウェハを内部に受け取る第3のカセットを保持し、前記ウェハが前記第2の槽から取り出された後に前記ウェハを受け取った第3のカセットは、前記フレーム内に載置されて前記液槽内の前記純水に浸され、前記持ち上げ装置は前記フレームを持ち上げ前記持ち上げ装置上で前記フレームを直立させることにより、前記ウェハが前記第3のカセットから取り出される、請求項15に記載の装置。
- 前記ウェハの集まりを処理する毎に、前記液槽内の純水は排出され、新しい純水が前記液槽に供給されることにより前記ウェハの次の集まりが処理される、請求項38に記載の装置。
- 他の第1の槽と、他の第2の槽と、他の2台の回転機構と、他の第2のロボットと、の全てを、前記第1の槽と、前記第2の槽と、前記第1及び第2の回転機構と、前記第2のロボットとの反対側に、更に備える、請求項15に記載の装置。
- 前記第1の槽と前記第2の槽とは、各々が独立した5つの区域に分かれており、各区域では、前記ウェハの内5枚が一度に処理される、請求項15に記載の装置。
- 半導体ウェハ洗浄装置であって、
複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する、第1のカセットと、
化学溶液で充填される、少なくとも1つの第1の槽と、
液体で充填される第2の槽と、
前記複数枚のウェハの内の1枚を洗浄および乾燥するための、少なくとも2台の枚葉式洗浄モジュールと、
内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために、前記第1の槽に隣接して配置された第1の回転機構、及び前記第2の槽に隣接して配置された第2の回転機構と、
前記複数枚のウェハを一時的に受け取るための、緩衝区域と、
少なくとも2本のウェハ装填アームを備える第1のロボットであって、前記少なくとも2本のウェハ装填アームは、前記第1のカセットから前記複数枚のウェハの内の少なくとも2枚を取り出し、取り出された前記ウェハを前記緩衝区域内に載置する、前記第1のロボットと、
少なくとも2本のウェハ装填アームを備える第3のロボットであって、前記ウェハ装填アームは、前記緩衝区域から前記ウェハを取り出し、取り出した前記ウェハを前記第1の回転機構内に載置する、前記第3のロボットと、
前記ウェハを前記第1の回転機構から取り出し、前記第1の槽内と前記第2の槽内とに順次収納し、前記ウェハが、各第1の槽内および第2の槽内に一定時間浸された後、前記ウェハを第2の槽から取り出し、前記第2の回転機構に載置する、第2のロボットと、を備え、
前記第3のロボットは、更に、前記第2の回転機構から前記ウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記ウェハの内の1枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記少なくとも2台の枚葉式洗浄モジュールの内の1台に載置し、
前記第1のロボットは、更に、前記1枚のウェハを前記1台の枚葉式洗浄モジュールから取り出し、前記第1のカセットへと戻す、半導体ウェハ洗浄装置。 - 半導体ウェハ洗浄装置であって、
複数枚のウェハを装填するための積込口内に位置する、第1のカセットと、
化学溶液で充填される、少なくとも1つの第1の槽と、
液体で充填される第2の槽と、
前記複数枚のウェハの内の1枚を洗浄および乾燥するための、少なくとも2台の枚葉式洗浄モジュールと、
内部に載置された前記複数枚のウェハを回転させるために、前記第1の槽に隣接して配置された第1の回転機構、及び前記第2の槽に隣接して配置された第2の回転機構と、
少なくとも3本のウェハ装填アームを備える第1のロボットであって、前記少なくとも3本のウェハ装填アームの内の1本は、前記第1のカセットから前記複数枚のウェハの内の少なくとも2枚を取り出し、取り出された前記ウェハを前記第1の回転機構内に載置する、前記第1のロボットと、
前記ウェハを前記第1の回転機構から取り出し、前記第1の槽内と前記第2の槽内とに順次収納し、前記ウェハが、各第1の槽内および第2の槽内に一定時間浸された後、前記ウェハを第2の槽から取り出し、前記第2の回転機構に載置する、第2のロボットと、を備え、
前記第1のロボットの前記少なくとも3本のウェハ装填アームの内の1本は、前記第2の回転機構から前記ウェハを、枚葉式洗浄工程および乾燥工程の前から常に濡れた状態に保った状態で取り出し、前記ウェハの内の1枚を、枚葉式洗浄工程と乾燥工程とを行う前記少なくとも2台の枚葉式洗浄モジュールの内の1台に載置し、
前記第1のロボットの前記少なくとも3本のウェハ装填アームの内の1本は、前記1枚のウェハを前記1台の枚葉式洗浄モジュールから取り出し、第1のカセットへと戻す、半導体ウェハ洗浄装置。
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