JPH04345029A - 半導体ウェ−ハ洗浄装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体ウェ−ハの洗浄
装置に係わり、特に半導体ＩＣの製造工程中、半導体ウ
ェ−ハ表面上に付着した汚染物質を取り除く洗浄装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ＩＣ製造工程中、半導体ウ
ェ−ハを洗浄するための方法として、例えば、図９に示
すような、ウェ−ハ１００を保持する治具１０２、例え
ばポリフッ化エチレン系樹脂によるカセットとともにウ
ェ−ハ１００を、薬品または純水（以下洗浄液と称す）
１０４を満たした洗浄槽１０６に浸漬して、ウェ−ハ１
００の表面上に付着した汚染物質を溶解、分散して洗浄
する方法が知られている。

【０００３】また、その他の方法とし、図１０に示すよ
うな、吸引口１０８を脱気してウェ−ハ１００を一枚ず
つ、その裏面を真空チャックし、洗浄液１０４をウェ−
ハ１００の主表面に噴射し、主表面に付着した汚染物質
を溶解した後、ウェ−ハ１００を回転させて洗浄液１０
４とともに汚染物質を振り払う方法も良く知られるとこ
ろである。

【０００４】ところで、半導体ＩＣの製造工程中、ウェ
−ハは、パ−ティクルの付着等、様々な汚染を受けるが
、一般にウェ−ハの主表面、裏面、側面で汚染を受ける
量が各々異なる。このため、従来の洗浄方法では、以下
に説明するような問題を生じている。

【０００５】前者の浸漬式の洗浄方法を用いた洗浄装置
では、汚染量の大きい部分（主として裏面や側面）に存
在する汚染物質が、汚染量の小さい部分（主として表面
）に付着する、所謂“逆汚染（相互干渉）”が不可避で
ある。さらにウェ−ハ１００の表面、裏面それぞれの周
辺部、およびその側面は、治具１０２との接触等により
洗浄効果が低下してしまう。

【０００６】その点、後者の枚葉式の洗浄方法を用いた
洗浄装置では、上記のような逆汚染の問題はほとんどな
いが、洗浄液１０４を完全に振り払えないため、汚染物
質が濃縮されてウェ−ハ１００の表裏面の周辺部や、そ
の側面に残りやすい。さらに裏面をチャックするため、
表面と裏面とを一括して洗浄することはできない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の洗
浄装置では、浸漬式、枚葉式いずれの方法でも、ウェ−
ハの表面および裏面の周辺部、および側面の洗浄が不完
全である。

【０００８】この発明は上記のような点に鑑みて為され
たもので、その目的は、ウェ−ハの表面および裏面の周
辺部とともに側面をも洗浄できる半導体ウェ−ハ洗浄装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の半導体ウェ−
ハ洗浄装置は、上記目的を実現するために次のような構
成とした。

【００１０】すなわち、半導体ウェ−ハの周辺部を支持
する支持手段を有し、この支持手段とウェ−ハとが互い
に接触する部分に、ウェ−ハを洗浄する洗浄手段を設け
たことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記のような半導体ウェ−ハ洗浄装置にあって
は、ウェ−ハの周辺部を支持する支持手段と、ウェ−ハ
とが互いに接触する部分に洗浄手段を設けているので、
ウェ−ハの周辺部、およびその側面まで洗浄することが
できる。

【００１２】さらに前記洗浄手段を透水性弾性体、また
はブラシにより構成すれば、ウェ−ハを保持できるとと
もに、この洗浄手段を介して洗浄液をウェ−ハまで導く
ことができる。

【００１３】また前記ウェ−ハを洗浄するための第１の
洗浄液を洗浄手段に供給するとともに、前記ウェ−ハを
所定枚数洗浄した後、この洗浄手段を洗浄するための第
２の洗浄液を前記洗浄手段に供給すれば、洗浄手段自体
を洗浄することができる。これにより、洗浄手段の汚れ
を要因としたウェ−ハの新たな汚染を防止できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。図１は、この発明の第１の実施例に係わる
ウェ−ハ洗浄装置の平面図、図２は、その一部を断面と
して示した側面図である。

【００１５】図１および図２に示すように、ウェ−ハ１
の周辺部を支持する支持部３Ａ〜３Ｄが設けられている
。支持部３Ａ〜３Ｄは軸５Ａ〜５Ｄに取り付けられてい
る。軸５Ａ〜５Ｄは移動機構７Ａ〜７Ｄに接続され、移
動機構７Ａ〜７Ｄにそれぞれ内蔵されたモ−タＭにより
、軸５Ａ〜５Ｄは図２中に示す矢印９の方向に移動する
。支持部３Ａ〜３Ｄも軸５Ａ〜５Ｄの動きに伴って矢印
９の方向に移動する。ステ−ジ１１の上にはレ−ル１３
Ａ〜１３Ｄが設けられている。レ−ル１３Ａ〜１３Ｄの
上には、移動台１５Ａ〜１５Ｄが乗っている。移動台１
５Ａ〜１５Ｄはそれぞれモ−タＭを内蔵しており、移動
台１５Ａ〜１５Ｄはレ−ル１３Ａ〜１３Ｄに沿って移動
する。移動台１５Ａ〜１５Ｄにはそれぞれ支柱１７Ａ〜
１７Ｄがが取り付けられている。移動機構７Ａ〜７Ｄは
、これらの支柱１７Ａ〜１７Ｄに接続され、モ−タＭに
より、移動機構７Ａ〜７Ｄは支柱１７Ａ〜１７Ｄに沿っ
て図２中に示す矢印１９の方向に移動する。よって、支
持部３Ａ〜３Ｄは、矢印９の方向、矢印１９の方向、お
よびレ−ル１３Ａ〜１３Ｄに沿ってウェ−ハ１の円周方
向に移動できる。支持部３Ａ〜３Ｄとウェ−ハ１とが接
触する部分には洗浄ヘッド２１Ａ〜２１Ｄが設けられて
いる。この実施例では、洗浄ヘッド２１Ａ〜２１Ｄはそ
れぞれ、ウェ−ハ１の周辺の約５ｍｍ程度を、保持およ
び洗浄するように設計されたが、その寸法は適宜変更し
ても良い。また洗浄ヘッド２１Ａ〜２１Ｄは、ウェ−ハ
１の円周方向に沿って移動することにより、ウェ−ハ１
の周辺部を洗浄する。

【００１６】洗浄ヘッド１３Ａ〜１３Ｄは、例えばポリ
フッ化エチレンで構成され、透水性、例えば多孔質（ポ
−ラス）なもので形成される。洗浄ヘッド１３Ａ〜１３
Ｄを透水性のもので形成すれば、例えば支持部３Ａ〜３
Ｄにそれぞれ、図２に示すような洗浄ヘッド１３Ａ〜１
３Ｄに通じる洗浄液供給口２３を設けておき、この供給
口２３より、洗浄液を注入することにより、ウェ−ハ１
に洗浄液を導くことができる。さらに洗浄ヘッド１３Ａ
〜１３Ｄに弾力性を持たせておけば、洗浄ヘッド１３Ａ
〜１３Ｄに設けられたスリット２２内にウェ−ハ１を挿
入するだけで、ウェ−ハ１を挟持できる。

【００１７】また、図２に示すように、ウェ−ハ１の表
面および裏面それぞれに洗浄液を噴射するノズル２５Ａ
、２５Ｂを設けておけば、ウェ−ハ１の表面および裏面
を同時に洗浄することも可能である。次に上記構成の洗
浄装置による洗浄方法について、図２および図３を参照
して説明する。

【００１８】まず、図２に示すノズル２５Ａおよび２５
Ｂより、洗浄液をウェ−ハ１の表面および裏面それぞれ
に噴射する。この後、図示せぬ洗浄ブラシにより、この
ブラシを回転させながらウェ−ハ１の表面および裏面の
洗浄液を払う。

【００１９】この後、例えばステ−ジ１１を回転させる
ことにより、ウェ−ハ１を回転させ、洗浄液とともに汚
染物質を振り払う。この状態では、図３（ａ）に示すよ
うに、ウェ−ハ１の周辺部に、洗浄液とともに汚染物質
等を含む残留物３０が依然として残ったままである。

【００２０】次いで、図３（ｂ）に示すように、洗浄ヘ
ッド２１Ａを矢印３２の方向に移動させるとともに、洗
浄ヘッド２１Ｂを矢印３２の方向と相反する、矢印３４
の方向に移動させてウェ−ハ１の周辺部に残る残留物３
０を除去する。この時、洗浄ヘッド２１Ｃ、２１Ｄはと
もに移動せず、ウェ−ハ１を保持している。

【００２１】次いで、図３（ｃ）に示すように、洗浄ヘ
ッド２１Ａ、２１Ｂをそれぞれ、矢印３２、３４の方向
と逆の、矢印３６、３８の方向へ移動させ、残留物３０
を除去する。次いで、図３（ｄ）に示すように、洗浄ヘ
ッド２１Ａ、２１Ｂをそれぞれ、例えば図３（ａ）に示
した状態に戻す。

【００２２】次いで、図３（ｅ）に示すように、洗浄ヘ
ッド２１Ｃを矢印４０の方向へ、洗浄ヘッド２１Ｄを矢
印４０の方向と相反する矢印４２の方向へそれぞれ移動
させ、残留物３０を除去する。この時、洗浄ヘッド２１
Ａ、２１Ｂはともに移動せず、ウェ−ハ１を保持してい
る。

【００２３】次いで、図３（ｆ）に示すように、洗浄ヘ
ッド２１Ｃ、２１Ｄをそれぞれ、矢印４０、４２と方向
と逆の、矢印４４、４６の方向へ移動させ、残留物３０
を除去する。

【００２４】この発明に係わる洗浄装置によれば、ウェ
−ハ１の周辺部を支持する支持部３Ａ〜３Ｄとウェ−ハ
１との間に洗浄ヘッド２１Ａ〜２１Ｄが設けられている
。この洗浄ヘッド２１Ａ〜２１Ｄをウェ−ハ１の周辺部
に沿って移動させることにより、ウェ−ハ１の周辺部を
洗浄できる。よって、ウェ−ハ１の表面および裏面のみ
ならず、ウェ−ハ１の表面および裏面の周辺部、並びに
その側面までも洗浄することができる。図４は、洗浄ヘ
ッド２１への洗浄液の供給系を示す図である。

【００２５】図４に示すように、支持部３に設けられた
洗浄液供給口２３は、洗浄液を貯留しておくタンク５０
Ａ〜５０Ｄにそれぞれ接続されている。タンク５０Ａ〜
５０Ｄには、フッ酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ３　）、硫
酸（Ｈ２　ＳＯ４　）、超純水等の洗浄液がそれぞれ貯
えられている。タンク５０Ａ〜５０Ｄにそれぞれ貯えら
れた洗浄液は、ポンプＰにより汲み上げられ、微粒子や
、不純物等を除去するフィルタ５２を通り、バルブ５４
Ａ〜５４Ｄを介して洗浄ヘッド２１へ供給される。また
バルブ５４Ａ〜５４Ｄは制御装置５６により制御されて
開閉する。バルブ５４Ａ〜５４Ｄが選択的に開閉するこ
とにより、洗浄ヘッド２１には、幾つかの洗浄液のうち
から、ウェ−ハの洗浄に最適なものを選んで供給できる
。

【００２６】この発明に係わる洗浄装置では、ウェ−ハ
を洗う度、洗浄ヘッドがウェ−ハより除去された汚染物
質により汚染されてしまうことが推測される。この問題
を解決する方法として、洗浄ヘッド自体を洗浄する機能
を、洗浄装置に設けても良い。図５は、洗浄ヘッド自体
を洗浄する機能を説明するための概略的なフロ−チャ−
トである。

【００２７】図４に示した供給系には、洗浄ヘッド２１
に洗浄液を選択して供給できるように、制御装置５６に
より開閉制御されるバルブ５４Ａ〜５４Ｄが設けられて
いる。そこで、制御装置５６に、次に説明するような機
能を組み込む。

【００２８】即ち、図５に示すように、まず、ウェ−ハ
の洗浄を行う（ｓｔ１）。このステップでは、例えば図
４に示すバルブ５４Ｃを開け、硫酸（Ｈ２　ＳＯ４　）
を洗浄ヘッド２１に供給し、図２および図３を参照して
説明した方法によってウェ−ハを洗浄する。ウェ−ハの
洗浄を終えたらバルブ５４Ｃを閉める。これでウェ−ハ
１枚の洗浄が終了する。

【００２９】所定の洗浄枚数を、例えば５枚等と予め設
定しておき、ｓｔ１で行われた洗浄数をカウントし、ウ
ェ−ハの洗浄枚数を所定数終了したか、否かを判断する
（ｓｔ２）。所定数終了していない場合には、ｓｔ１に
戻り、次のウェ−ハの洗浄を行う。

【００３０】また所定数終了した場合には、洗浄ヘッド
の洗浄を行う（ｓｔ３）。このステップでは、例えば図
４に示すバルブ５４Ａやバルブ５４Ｂ等を開け、フッ酸
（ＨＦ）および硝酸（ＨＮＯ３　）を洗浄ヘッド２１に
供給して、洗浄ヘッド２１に付着していると推定される
ＳｉやＳｉＯ２　等のパ−ティクルを溶解する。この後
、バルブ５４Ａやバルブ５４Ｂを閉め、次いで、バルブ
５４Ｄを開け、超純水を洗浄ヘッド２１内に残っている
フッ酸（ＨＦ）や、硝酸（ＨＮＯ３　）等を洗い流す。 このように、洗浄ヘッド２１に付着しているパ−ティク
ルを溶解して、洗い流すことにより、洗浄ヘッド２１を
洗浄できる。

【００３１】洗浄ヘッドの洗浄が終了したら、ウェ−ハ
の洗浄を続行するか、否かを判断する（ｓｔ３）。ウェ
−ハの洗浄を行う場合には、ｓｔ１に戻り、次のウェ−
ハの洗浄を行う。またウェ−ハの洗浄を行なわない場合
には、例えば洗浄を終了する。

【００３２】上記のような、洗浄ヘッド２１自体を洗浄
する機能を、洗浄装置に持たせれば、洗浄ヘッド２１を
、常に清浄な状態とでき、洗浄ヘッド２１に付着した汚
染物質による、ウェ−ハへの逆汚染を防止できる。図６
は、第１の実施例に係わる洗浄装置の支持部の拡大図、
図７は第２の実施例に係わる洗浄装置の支持部の拡大図
である。

【００３３】図６に示すように、第１の実施例に係わる
洗浄装置では、支持部３とウェ−ハ１との間に、透水性
を持つ弾性体、例えば多孔質としたポリフッ化エチレン
で洗浄ヘッド２１を構成した。

【００３４】図７に示すように、第２の実施例に係わる
洗浄装置では、洗浄ヘッド２１を、例えばナイロンで構
成されたブラシとした。このように、洗浄ヘッド２１を
ブラシとしても、ウェ−ハ１の周辺部を洗浄および保持
することができる。さらに、洗浄液を洗浄ヘッド２１に
均一に供給するために、図７に示すように、供給口２３
を、洗浄ヘッド２１の上側、下側それぞれに分岐させて
も良い。

【００３５】図８は、ウェ−ハ洗浄後、パ−ティクルの
残置状態を調べた結果を示す図である。線Ｉは従来の洗
浄装置で洗浄したウェ−ハを、線ＩＩはこの発明に係わ
る洗浄装置で洗浄したウェ−ハをそれぞれ示している。

【００３６】図８に示すように、従来の洗浄装置で洗浄
したウェ−ハでは、ウェ−ハの中央部より、その周辺部
にパ−ティクルが多く残っている結果が得られた（図で
は周辺部が、パ−ティクル数で約２桁程多い）。しかし
、この発明に係わる洗浄装置で洗浄したウェ−ハは、特
にその周辺部において、パ−ティクル数が減少し、その
周辺部においても、ウェ−ハ中央部と略同程度のパ−テ
ィクル数となる結果が得られた。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、ウェ−ハの表面および裏面の周辺部とともにその側面
をも洗浄できる半導体ウェ−ハ洗浄装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１の実施例に係わるウェ−
ハ洗浄装置の平面図。

【図２】図２はこの発明の第１の実施例に係わるウェ−
ハ洗浄装置の一部を断面として示した側面図。

【図３】図３はこの発明に係わるウェ−ハ洗浄装置によ
る洗浄方法を説明するための図で、（ａ）〜（ｆ）はそ
れぞれ洗浄工程順に示した平面図。

【図４】図４はこの発明に係わるウェ−ハ洗浄装置の洗
浄液供給系を示す図。

【図５】図５はこの発明に係わるウェ−ハ洗浄装置が有
する洗浄ヘッド自体の洗浄機能を説明するためのフロ−
チャ−ト。

【図６】図６はこの発明の第１の実施例に係わるウェ−
ハ洗浄装置が有する支持部の拡大図。

【図７】図７はこの発明の第２の実施例に係わるウェ−
ハ洗浄装置が有する支持部の拡大図。

【図８】図８はウェ−ハ洗浄後、パ−ティクルの残置状
態を調べた結果を示す図。

【図９】図９は従来のウェ−ハ洗浄装置を示す図。

【図１０】図１０はその他の従来のウェ−ハ洗浄装置を
示す図。

【符号の説明】

１…ウェ−ハ、３，３Ａ〜３Ｂ…支持部、５Ａ〜５Ｄ…
軸、７Ａ〜７Ｄ…移動機構、１１…ステ−ジ、１３Ａ〜
１３Ｄ…レ−ル、１５Ａ〜１５Ｄ…移動台、１７Ａ〜１
７Ｄ…支柱、２１、２１Ａ〜２１Ｄ…洗浄ヘッド、２３
…洗浄液供給口、２５Ａ，２５Ｂ…ノズル、５０Ａ〜５
０Ｄ…タンク、５４Ａ〜５４Ｄ…バルブ、５６…制御装
置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体ウェ−ハの周辺部を支持する支
   持手段と、前記支持手段の前記ウェ−ハとの接触部分に
   設けられた前記ウェ−ハの少なくとも側面を含む周辺部
   を洗浄する洗浄手段と、を具備することを特徴とする半
   導体ウェ−ハ洗浄装置。
2. 【請求項２】　　前記洗浄手段は、透水性弾性体により
   構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウ
   ェ−ハ洗浄装置。
3. 【請求項３】　　前記洗浄手段は、ブラシにより構成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェ−ハ
   洗浄装置。
4. 【請求項４】　　前記ウェ−ハを洗浄するための第１の
   洗浄液を前記洗浄手段に供給する第１の洗浄液供給手段
   と、前記ウェ−ハを所定枚数洗浄した後、この洗浄手段
   を洗浄するための第２の洗浄液を前記洗浄手段に供給す
   る第２の洗浄液供給手段と、を具備することを特徴とす
   る請求項１に記載の半導体ウェ−ハ洗浄装置。