JPH1012585A - 密閉型ウエハ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧力で密閉を可能にし、構造が簡単で小型
化が図れ、パーティクルの発生が少なく、またメンテナ
ンス時において定期交換等を不要にする。 【解決手段】 ウエハを洗浄する洗浄液Ｗを収容する洗
浄槽１と、洗浄槽１の外周に設けられたシール液Ｗａを
収容する外槽２と、外槽２のシール液Ｗａを介して外槽
２上に設けられた密閉上蓋３を具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉した槽内でウ
エハを洗浄する密閉型ウエハ洗浄装置に関する。より詳
しくは、例えば半導体ウエハ等のウエハを密閉した槽内
に洗浄液を供給し洗浄する密閉型ウエハ洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置製造プロセスにおいて、種々
の処理が行われる関係上、洗浄液でウエハの表面（ウエ
ハ鏡面）の汚れを除去する洗浄が行われる。ウエハを高
精度で洗浄を行う必要がある時等は、密閉された槽内で
ウエハを洗浄する密閉型ウエハ洗浄装置が使われる。

【０００３】従来の密閉型ウエハ洗浄装置は、洗浄槽と
密閉上蓋の間に弾性体（ゴム等）を介し、機械的に圧力
を加えて洗浄槽と密閉上蓋の密閉を保持する方式が採用
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
密閉型洗浄装置は高い圧力および機械的外力に充分に耐
える必要があり、構造的に複雑になるとともに大型化す
るという問題があった。また、機械的摺動部があるた
め、パーティクルの発生があり、ウエハに悪い影響を与
える。それに、シール部は、弾性体（ゴム等）であるた
め、塵の付着，傷等が発生し、メンテナンス時において
定期交換等が必要があり、作業面および費用の点で不利
であった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、低圧力で密閉を可能にし、構造が簡
単で小型化が図れ、パーティクルの発生が少なく、また
メンテナンス時において定期交換等の必要がない密閉型
ウエハ洗浄装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ウエハを洗浄する洗浄液を収容する洗浄
槽と、該洗浄槽の外周に設けられたシール液を収容する
外槽と、該外槽のシール液を介して洗浄槽を密閉する外
槽上に設けられた密閉上蓋を具備したことを特徴とする
密閉型ウエハ洗浄装置を提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態では、前記洗
浄槽は、該洗浄槽の下部に洗浄液を供給する洗浄液供給
管と洗浄液を排出する洗浄液排出管を取り付け、該洗浄
液排出管と洗浄液供給管を循環ラインで連結し、該循環
ラインに洗浄液を循環させる循環ポンプと洗浄液を濾過
するフィルタを備え、前記外槽は、該外槽の下部にシー
ル液を供給するシール液供給管とシール液を排出するシ
ール液排出管を取り付けたことを特徴とする。

【０００８】さらに、好ましい実施の形態では、前記外
槽は、該外槽の下部にシール液を兼ねる洗浄液を供給す
る洗浄液供給管を取り付け、前記洗浄槽は、シール液を
兼ねる洗浄液が外槽からオーバフローする該洗浄槽の上
部開口が外槽の上部開口よりも低い位置に設けられると
ともに、該洗浄槽の下部にシール液を兼ねる洗浄液を排
出する洗浄液排出管を取り付け、該洗浄液排出管と前記
洗浄液供給管を循環ラインで連結し、該循環ラインに薬
剤と純水を混合しシール液を兼ねる洗浄液を作るバッフ
ァ槽と該洗浄液を循環させる循環ポンプと濾過するフィ
ルタを備えたことを特徴とする。

【０００９】さらに、好ましい実施の形態では、前記密
閉上蓋は、該密閉上蓋の上部に流体を供給する流体供給
管と流体を排出する流体排出管を取り付けたことを特徴
とする。さらに、好ましい実施の形態では、前記洗浄槽
は、該洗浄槽内の下部中央部にメガ装置を配設したこと
を特徴とする。さらに、好ましい実施の形態では、前記
洗浄槽は、該洗浄槽内の下部に孔開板を設けたことを特
徴とする。

【００１０】さらに、好ましい実施の形態では、前記洗
浄槽は、該洗浄槽内にキャリア支持台を設け、該キャリ
ア支持台にウエハを複数枚保持したキャリアを支持した
ことを特徴とする。さらに、好ましい実施の形態では、
前記洗浄槽は、該洗浄槽内にウエハ支持台を設け、該ウ
エハ支持台にウエハを支持したことを特徴とする。

【００１１】

【実施例】図１および図２は、本発明に係る密閉型ウエ
ハ洗浄装置の一実施例を示し、図１はその装置の断面
図、図２はその装置の平面図である。

【００１２】本発明の密閉型ウエハ洗浄装置は、洗浄槽
１とその洗浄槽１の外周に設けられた外槽２と外槽２上
に設けられた洗浄槽１を密閉する密閉上蓋３で構成され
ている。前記洗浄槽１は、洗浄液Ｗを収容する上部開口
１ａを有する例えばプラスチック等からなる矩形の容器
からなる。この洗浄槽１は、プラスチック容器の外にテ
フロン（商品名），ステンレス鋼あるいは石英等の割れ
易い材料も使える。

【００１３】洗浄槽１内の上部位置には、洗浄するウエ
ハ４を所定数枚保持したキャリア５を支持するキャリア
支持台６が一体に内部側に突出し設けられている。従っ
て、ウエハ４を複数枚保持したキャリア５は、その内側
に突出するキャリア支持台６に支持される。

【００１４】洗浄槽１内の下部位置には、孔開板７が設
けられている。そのため、洗浄槽１の下部底部１ｂから
槽内へ供給される薬液（例えば、アンモニア水，過酸化
水素水）と純水を混合し作成した前記洗浄液Ｗが、槽全
体に平均に供給される。また、孔開板７上の洗浄槽１内
中央部の位置、即ち前記キャリア５下の洗浄槽１内中央
部には、槽縦軸方向に沿って配設された曲面型のメガ装
置（超音波洗浄装置）８が設けられている。そのため、
発生した超音波によりウエハ４の洗浄液Ｗによる洗浄効
果を促進し、パーティクル除去率が向上する。

【００１５】洗浄槽１の下部底部１ｂの一方側には、洗
浄液Ｗを槽内に供給するための洗浄液供給管９が取り付
けられ、その洗浄液供給管９には開閉するバルブＶ１が
設けられいる。また、洗浄槽１の下部底部１ｂの他方側
には、使用した洗浄液Ｗを槽外に排出するための洗浄液
排出管１０が取り付けられ、その洗浄液排出管１０には
開閉するバルブＶ２が設けられている。前記洗浄液排出
管１０と洗浄液供給管９は循環ライン１１で連結され、
その循環ライン１１には、洗浄液Ｗを循環させる循環ポ
ンプＰと濾過するフィルタＦが設けられている。

【００１６】従って、循環ポンプＰを駆動すれば、洗浄
液Ｗが循環ライン１１を通ってフィルタＦ側に流れて濾
過され、フィルタＦで浄化された洗浄液ＷがバルブＶ１
が開放された洗浄液供給管９を通って洗浄槽１内に供給
される。一方洗浄槽１で使われた汚れた洗浄液Ｗは、バ
ルブＶ２が開放された洗浄液排出管１０を通して排出さ
れ、循環ライン１１を通って循環ポンプＰに戻され、こ
のようにして洗浄液Ｗは循環される。

【００１７】また、キャリア５に保持され収容された洗
浄槽１内のウエハ４は、洗浄液供給管９を通して洗浄槽
１に供給された洗浄液Ｗにより、所定時間洗浄される。
また洗浄槽１内に設けられたメガ装置（超音波洗浄装
置）８から発生される超音波により洗浄され、洗浄効果
が促進される。

【００１８】前記外槽２は、洗浄槽１の外周に設けられ
た枠状の槽である。その外槽２の下部底部２ｂの一方側
には、外槽２内にシール液Ｗａ、例えば純水を供給する
シール液供給管１２が取り付けられ、そのシール液供給
管１２には開閉するバルブＶ１が設けられている。ま
た、外槽２の下部底部２ｂの他方側には、外槽２内のシ
ール液Ｗａを排出するシール排出管１３が取り付けら
れ、そのシール排出管１３には開閉するバルブＶ２が設
けられている。従って、バルブＶ１が開放されたシール
液供給管１２から外槽２内にシール液Ｗａが供給され、
一方外槽２内のシール液ＷａはバルブＶ２が開放された
シール排出管１３から槽外へ排出される。このシール液
Ｗａは、洗浄液Ｗを使用することもできる。

【００１９】前記密閉上蓋３は、その下部開口３ｂが洗
浄槽１の上部開口１ａ枠よりも幾分大きく、外槽２の上
部開口２ａよりも幾分小さくなった洗浄槽１，外槽２と
同様なプラスチック等からなる矩形状の蓋で、外槽２に
収容されたシール液Ｗａを介して外槽２上に設けられて
いる。これにより、外槽２と密閉上蓋３は、間に介在さ
れたシール液Ｗａで流体シールされ、洗浄槽１が密閉さ
れる。

【００２０】この実施例は、槽が流体シールで密閉され
ているため、従来の弾性体（ゴム等）によるシールのよ
うに高い圧力および機械的外力を加える必要がない。従
って、低圧密閉となり、構造的に簡単になるとともに小
型化できる。

【００２１】前記密閉上蓋３の上部３ａの一方側には、
流体、例えば窒素ガス，純水を供給する流体供給管１４
が取り付けられ、その流体供給管１４には開閉するバル
ブＶ１が設けられている。また、密閉上蓋３内には、流
体供給管１４に接続する噴出口１４ａが設けられてい
る。密閉上蓋３の上部３ａの他方側には、槽内の窒素ガ
スおよび発生する排ガスを排出する流体排出管１５が取
り付けられ、その流体排出管１５には、開閉するバルブ
Ｖ２が設けられている。

【００２２】従って、バルブＶ１が開放された流体供給
管１４を通って噴出口１４ａから窒素ガス又は純水シャ
ワーが槽内に供給され、一方バルブＶ２が開放された流
体排出管１５から窒素ガスおよび発生した排ガスが槽外
へ排出される。従って、槽内空気が窒素ガスと置換さ
れ、またウエハ４が水洗され、水洗後の窒素ガス供給に
よる乾燥によって自然酸化膜の成長，パーティクルの付
着が少ないウエハ４が得られる。ウエハ４の洗浄は、以
下に示す工程により行われる。まず、密閉上蓋３を上昇
させ、洗浄槽１の上部開口１ａを開放し、開放された洗
浄槽１内のキャリア支持台６上に所定枚数のウエハ４を
保持したキャリア５を載置支持する。

【００２３】次に、外槽２の下部底部２ｂに取り付けら
れているシール液供給管１２に設けられたバルブＶ１を
開放し、外槽２内にシール液Ｗａ、例えば純水を供給す
る。その状態で密閉上蓋３を下降し、シール液Ｗａを収
容した外槽３上にセットする。密閉上蓋３と外槽２の間
には、シール液Ｗａからなる流体シールが介在するた
め、その介在するシール液Ｗａにより流体シールされ、
洗浄槽１の上部開口１ａが密閉上蓋３で密閉される。

【００２４】次に、密閉上蓋３の一方側に取り付けられ
た流体供給管１４のバルブＶ１および他方側に取り付け
られた流体排出管１５に設けられたバルブＶ２を開放
し、流体供給管１４から密閉空間槽内に窒素ガスを供給
し、槽内に存在する空気との置換を行う。この置換によ
り、槽内は窒素ガス雰囲気になる。その後、洗浄液供給
管９に設けられたバルブＶ１および洗浄液排出管１０に
設けられたバルブＶ２を開放し、循環ポンプＰを駆動
し、洗浄液ＷをフィルタＦに送り濾過する。フィルタＦ
で浄化された洗浄液Ｗを洗浄槽１内に供給し、キャリア
５に保持されたウエハ４を洗浄する。この洗浄液Ｗの供
給の際、洗浄液Ｗは洗浄槽１内の底部に設けられた孔開
板７に形成された多数の孔によって槽内全体に広げられ
平均に供給される。その供給された洗浄液Ｗによりウエ
ハ４は、洗浄される。また、洗浄液Ｗの供給に併せて洗
浄槽１内の下部中央部に設けられたメガ装置８を駆動
し、超音波を発生させる。洗浄液Ｗおよび超音波による
洗浄は、目的に応じた所定時間洗浄を行う。この洗浄に
よって、パーティクル除去率が向上し、ウエハ４は良好
に洗浄される。

【００２５】上記洗浄後は、洗浄液供給管９に設けたバ
ルブＶ１を閉鎖し、洗浄液排出管１０に設けられたバル
ブＶ２を開放したままにし、洗浄槽１内に存在する洗浄
液ＷをバルブＶ２が開放する洗浄液排出管１０から排出
する。その後、槽内に供給していた窒素ガスを純水に切
り換えて流体供給管１４を通し噴出口１４ａから純水シ
ャワーを噴出し、ウエハ４の水洗を行う。水洗後、窒素
ガスに切り換えて噴出口１４ａから窒素ガスを噴出しウ
エハ４の乾燥を行う。ウエハ４の乾燥後、密閉上蓋３を
上昇させ洗浄槽１を開放し、開放された洗浄槽１からウ
エハ４を保持したキャリア５を取り出して一連の洗浄作
業を終了する。この洗浄は、ウエハ４を保持したキャリ
ア５を洗浄槽１にセットしてから取り出すまで、大気
（外気）に触れさせないで洗浄が行われるため、ウエハ
４の表面（ウエハ鏡面）に自然酸化膜が成長することが
なく、またパーティクルの付着がない良好な洗浄とな
る。

【００２６】また、この装置は、シール液Ｗａによる流
体シールで密閉するため、低圧の気密封鎖となり、また
機械的外力も小さくなる。従って、構造が簡単になると
ともに小型化ができる。また槽は、耐圧性がない材料、
例えば石英等で形成されるものでも、充分に耐えられ
る。また、洗浄槽１と密閉上蓋３のシール部が、従来の
弾性体ゴム等のように塵や傷等の発生がないため、メン
テナンス時において定期的交換は必要がなく、作業面お
よび費用の点で有利になる。

【００２７】図３は、本発明に係る密閉型ウエハ洗浄装
置の他の実施例である。この実施例は、ウエハを洗浄す
る洗浄液を密閉するシール液Ｗａを兼ねる構成としたも
ので、これをウエハを一枚毎に洗浄する枚葉型に適用し
た例である。

【００２８】洗浄槽１は、その上部開口１ａが槽外周に
設けられた外槽２の上部開口２ａよりも低い位置に設け
られている。外槽２の下部底部２ｂには、シール液を兼
ねる洗浄液Ｗを供給する洗浄液供給管１６が取り付けら
れ、洗浄液供給管１６には開閉するバルブＶ１が設けら
ている。従って、洗浄液供給管１６のバルブＶ１を開放
することにより、外槽２内にシール液となる洗浄液Ｗが
供給され、外槽２に供給された洗浄液Ｗは、外槽２の上
部開口２ａよりも低くなっている洗浄槽１へオーバフロ
ーし流れて洗浄槽１内へ供給される。

【００２９】一方、洗浄槽１の底部１ｃには、洗浄液排
出管１７が取り付けられ、その洗浄液排出管１７には開
閉するバルブＶ２が設けられている。洗浄液排出管１７
と前記洗浄液供給管１６の間は、循環ライン１８で連結
され、その循環ライン１８には、薬品（アンモニア水，
過酸化水素水）と純水とを混合し洗浄液Ｗを作るバッフ
ァ槽Ｂと洗浄液Ｗを循環させる循環ポンプＰと濾過する
フィルタＦが設けられている。従って、循環ポンプＰを
駆動することにより、洗浄液ＷがフィルタＦ側に送られ
濾過されて、浄化された洗浄液Ｗが洗浄液供給管１６を
通って外槽２側に供給され、外槽２からオーバフローし
た洗浄液Ｗが洗浄槽１側に供給され、洗浄に寄与され
る。一方洗浄に寄与した洗浄液Ｗは、洗浄液排出管１７
を通してバッファ槽Ｂに送られ、バッファ槽Ｂから循環
ポンプＰに戻され、このようにして、洗浄液Ｗは循環さ
れる。なお、薬品，純水は、充填したボンベから取り出
す。洗浄槽１内の下部底部１ｂには、例えば３本の支柱
１９ａからなるウエハ支持台１９が設けられ、各支柱１
９ａの先端には内側に切欠き１９ｂが形成され、ウエハ
４が各支持１９ａの切欠き１９ｂにより、３点支持で保
持されている。

【００３０】また、洗浄槽１内の下部中央部には、メガ
装置８が配設され、洗浄液Ｗによる洗浄に併せて超音波
による洗浄が行われる。密閉上蓋３には、前記実施例と
同様に一方側に流体供給管１４が取り付けられ、その流
体供給管１４には開閉するバルブＶ１が設けられ、その
バルブＶ１の開放により槽内に窒素ガスが供給される。
また、他方側には流体排出管１５が取り付けられ、その
流体排出管１５には開閉するバルブＶ２が設けられ、そ
のバルブＶ２の開放により窒素ガスおよび発生した排ガ
スが排出される。

【００３１】従って、流体供給管１４に設けられたバル
ブＶ１を開放し、流体排出管１５に設けられたバルブＶ
２を開放すれば、槽内の空気と窒素ガスの置換が行われ
槽内が窒素ガスで置換される。その状態で、洗浄液供給
管１６に設けられたバルブＶ１を開放し、洗浄液排出管
１７に設けられたバルブＶ２を開放すれば、洗浄液Ｗが
外槽２に供給され、さらに外槽２からオーバフローした
洗浄液Ｗが槽内に供給されてウエハ支持台１９に支持さ
れたウエハ４がオーバフローし洗浄液Ｗによって洗浄が
行われる。洗浄槽１内の下部中央部にはメガ装置８が配
設されており、このメガ装置８の駆動によって洗浄液Ｗ
の洗浄に併せて超音波が発生され洗浄が行われ、前記実
施例と同様の効果が得られる。なお、前記バッファ槽Ｂ
の下部には、バルブＶ３を設けた排液管２０が取り付け
られている。これにより、バルブＶ３を開放することに
よって、一定時間使用し汚れた洗浄液Ｗを排液すること
ができる。

【００３２】図４は、本発明のさらに他の実施例であ
る。この実施例は、ウエハを洗浄する洗浄液をシール液
を兼ねる図３に示す枚葉型に代えてウエハをキャリア
（図示せず）に保持し、ウエハを同時に複数枚洗浄する
バッチ型に適用した例である。

【００３３】洗浄槽１内の上部には、図１と同様に液体
供給管１４に接続する窒素ガス等の噴出口１４ａが設け
られ、また槽内下部には槽内全体に洗浄液Ｗが平均に供
給されるように孔開板７が設けられせている。その他の
構成については、図３とほぼ同様であり、符号を付して
その説明は省略する。従って、この実施例の場合も、前
記図１，３とほぼ同様に作用し、同様な効果が発揮され
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ール液による流体シールで密閉するため、低圧の気密封
鎖となり、また機械的外力も小さくなる。従って、構造
が簡単になるとともに小型化ができる。また槽は、耐圧
性がない材料、例えば石英等で形成されたものでも、充
分に耐えられる。また、洗浄槽と密閉上蓋のシール部
が、従来の弾性体ゴム等のように塵や傷等の発生がない
ため、メンテナンス時において定期的交換は必要がな
く、作業面および費用の点で有利になる。

【００３５】また、本発明によれば、ウエハを洗浄槽に
セットしてから取り出すまで、大気（外気）に触れさせ
ないで洗浄が行われるため、ウエハの表面（ウエハ鏡
面）に自然酸化膜が成長することがなく、またパーティ
クルの付着がない良好な洗浄となる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密閉型ウエハ洗浄装置の一実施例
の断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】本発明に係る密閉型ウエハ洗浄装置の他の実施
例の断面図である。

【図４】本発明に係る密閉型ウエハ洗浄装置のさらに他
の実施例の断面図である。

【符号の説明】

１：洗浄槽、１ａ，２ａ：上部開口、１ｂ，２ｂ：下部
底部、２：外槽、３：密閉上蓋、４：ウエハ、５：キャ
リア、６：キャリア支持台、７：孔開板、８：メガ装
置、９，１６：洗浄液供給管、１０，１７：洗浄液排出
管、１１，１８：循環ライン、１２：シール液供給管、
１３：シール液排出管、１４：流体供給管、１５：流体
排出管、１９：ウエハ支持台、Ｂ：バッファ槽、Ｗ：洗
浄液、Ｗａ：シール液。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハを洗浄する洗浄液を収容する洗浄
   槽と、 該洗浄槽の外周に設けられたシール液を収容する外槽
   と、 該外槽のシール液を介して洗浄槽を密閉する外槽上に設
   けられた密閉上蓋を具備したことを特徴とする密閉型ウ
   エハ洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄槽は、該洗浄槽の下部に洗浄液
   を供給する洗浄液供給管と洗浄液を排出する洗浄液排出
   管を取り付け、 該洗浄液排出管と洗浄液供給管を循環ラインで連結し、 該循環ラインに、洗浄液を循環させる循環ポンプと洗浄
   液を濾過するフィルタを備え、 前記外槽は、該外槽の下部にシール液を供給するシール
   液供給管とシール液を排出するシール液排出管を取り付
   けたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型ウエハ洗
   浄装置。
3. 【請求項３】 前記外槽は、該外槽の下部にシール液を
   兼ねる洗浄液を供給する洗浄液供給管を取り付け、 前記洗浄槽は、シール液を兼ねる洗浄液が外槽からオー
   バフローする該洗浄槽の上部開口が外槽の上部開口より
   も低い位置に設けられるとともに、 該洗浄槽の下部にシール液を兼ねる洗浄液を排出する洗
   浄液排出管を取り付け、 該洗浄液排出管と前記洗浄液供給管を循環ラインで連結
   し、 該循環ラインに薬剤と純水を混合しシール液を兼ねる洗
   浄液を作るバッファ槽と該洗浄液を循環させる循環ポン
   プと濾過するフィルタを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の密閉型ウエハ洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記密閉上蓋は、該密閉上蓋の上部に流
   体を供給する流体供給管と流体を排出する流体排出管を
   取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型ウ
   エハ洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記洗浄槽は、該洗浄槽内の下部中央部
   にメガ装置を配設したことを特徴とする請求項１に記載
   の密閉型ウエハ洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記洗浄槽は、該洗浄槽内の下部に孔開
   板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型ウ
   エハ洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記洗浄槽は、該洗浄槽内にキャリア支
   持台を設け、該キャリア支持台にウエハを複数枚保持し
   たキャリアを支持したことを特徴とする請求項１に記載
   の密閉型ウエハ洗浄装置。
8. 【請求項８】 前記洗浄槽は、該洗浄槽内にウエハ支持
   台を設け、該ウエハ支持台にウエハを支持したことを特
   徴とする請求項１に記載の密閉型ウエハ洗浄装置。