JP2000294529A

JP2000294529A - ウエハ面の異物除去装置

Info

Publication number: JP2000294529A
Application number: JP11102032A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mochiku; 寛士茂筑
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハの面をクリーニングしてウエハに付着
した異物を除去する。【解決手段】ウエハ面の異物除去装置は、ウエハ４を
搬送装置２によって半導体露光装置等に搬送し、ウエハ
４をウエハ載置台に載置する前にクリーニング手段１に
よりウエハ４の裏面４１をクリーニングできる。クリー
ニング手段１は、スクラバー３を三次元空間内で移動さ
せる移動機構５と、スクラバー３を回転させる回転機構
７と、スクラバー３で取り除いた異物を吸引する吸引手
段９とからなる。ウエハ載置台に載置する前に、ウエハ
４の裏面４１にスクラバー３を接触させた後、スクラバ
ー３を回転させつつ、スクラバー３をウエハ４の裏面４
１の全面に移動させてクリーニングし、除去した異物を
吸引手段９により吸引しているため、ウエハ４はウエハ
載置台に載置されても平坦状態に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ面の異物除
去装置に係り、特にウエハを半導体露光装置、成膜装置
あるいは他の装置のウエハ載置台に載置する際にウエハ
の一面に付着した異物を除去する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の半導体露光装置は、ウエハをウ
エハ載置台（ＸＹステージ）に載置し、このウエハの裏
面をＸＹステージに吸引し、ウエハの表面に半導体装置
の回路パターンを露光する装置として提供されている。

【０００３】図７は、ＸＹステージに載置されたウエハ
が露光される状態を説明するための図である。この図７
において、半導体露光装置１０１のＸＹステージ１０２
には、ウエハ１１１が載置されると、ウエハ１１１の裏
面１１２はＸＹステージ１０２に吸引されることにな
る。

【０００４】そして、一定の制御手順にしたがってＸＹ
ステージ１０２を平面的にステップ移動させるととも
に、図示しない露光装置によってウエハ１１１に形成し
たチップ形成領域パターン１２１，１２２，１２３，
…，１２ｎ（ｎは、任意の整数）に所定のパターンが順
次露光されていく。なお、ウエハ１１１は例えば８イン
チ、１２インチ等が使用されており、また、一つのチッ
プ形成領域１２１は、例えば２０mm×２０mm程度の面積
で構成されている。

【０００５】そして、露光装置は、各チップ形成領域パ
ターン１２１，１２２，１２３，…，１２ｎにパターン
を露光するときには、各チップ形成領域パターン１２
１，１２２，１２３，…，１２ｎ内の所定の位置を検出
することにより、重ねて露光されるパターンのそれぞれ
が正確にアライメントされ、結像するようにオートフォ
ーカスしている。

【０００６】ところが、図８に示すようなウエハ１１１
ａの裏面１１２に異物１１３が付着している場合に、当
該ウエハ１０１ａをＸＹステージ１１２に載置すると、
ウエハ１１１の厚みが例えば６００〜７００μｍ程度で
あるため、当該異物１１３によって図９に示すように異
物１１３の存在する部分１１４が盛り上がってしまう。

【０００７】このとき、このウエハ１１１ａの盛り上が
りの程度が小いさく、半導体露光装置１０１の焦点深度
の範囲内であるときにはオートフォーカスも正常に動作
するものの、当該焦点深度の範囲外であるときにはオー
トフォーカスが正常に動作せず半導体回路パターンが正
確に結像しないことになる。したがって、このようにＸ
Ｙステージ１０２のウエハ搭載面とウエハ１１１との間
に異物がないようにすることが望ましい。

【０００８】このような考え方から、従来、ＸＹステー
ジ１０２の上に異物がないようにする装置が提案されて
いる。この装置は、例えば特開平５−８２４１１号公報
に記載されているように、ＸＹステージのウエハ搭載面
をクリーニングするためのクリーニング手段を備えたも
のである。この従来装置は、ウエハを露光装置のウエハ
搭載面に搭載する前に、ウエハ搭載面をクリーニングし
てウエハ搭載面に付着した異物を除去し、ウエハに異物
が付着するのを防止しようとするものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置において、ウエハ搭載面に付着した異物
は、元々それ以前にウエハ搭載面に搭載されたウエハの
裏面に付着していた異物が当該ウエハ搭載面に付着した
ものと考えられる。

【００１０】また、ウエハは各種の工程を経るため、異
物が付着する可能性が高い。

【００１１】したがって、ウエハ搭載面の異物を除去す
るよりも、ウエハ搭載面に搭載する以前のウエハの面を
クリーニングする方が上述した現象を抑える上で望まし
いといえる。

【００１２】そこで、本発明は、ウエハの面をクリーニ
ングしてウエハに付着した異物を除去できるウエハ面の
異物除去装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係るウエハ面の異物除去装置
は、ウエハを半導体露光装置、成膜装置あるいは他の装
置のウエハ載置台に載置する際に、前記ウエハの面をク
リーニングするクリーニング手段を備えたことを特徴と
する。したがって、請求項１記載の発明では、ウエハ載
置台に載置する前に、ウエハの面をクリーニング手段に
よってクリーニングするため、ウエハはウエハ載置台に
載置されても平坦状態に保たれることになる。

【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記クリーニング手段は、ウエハの面の異物を除
去できるスクラバーと、前記スクラバーとウエハとをク
リーニング時に接触させるとともにウエハ面を移動させ
る移動機構と、前記スクラバーで取り除いた異物を吸引
する吸引手段とを備えたことを特徴とする。スクラバー
とウエハとは、クリーニング時には接触し、スクラバー
によってウエハの面の異物を除去し、その除去した異物
を吸引手段で吸引して異物が外界に飛散するのを防止し
ている。

【００１５】請求項３の発明では、請求項２において、
前記スクラバーはウエハの面に接触するブラッシを備え
ており、このブラッシを揺動あるいは回転する機構を備
えたことを特徴とする。ブラッシが揺動あるいは回転し
てウエハの面の異物を確実に除去することができる。

【００１６】請求項４の発明では、請求項１において、
前記クリーニング手段は、ウエハの一面全面に接触可能
な幅に形成された円筒状スクラバーと、この円筒スクラ
バーとウエハとが相対的に直線移動させることができる
移動機構と、前記円筒状スクラバー周辺を吸引させる吸
引機構とを備えたことを特徴とする。円筒状スクラバー
がウエハの面に接触し、これらが相対運動することによ
りウエハの面の異物を除去し、その除去した異物を吸引
機構で吸引して異物の飛散を防止している。

【００１７】請求項５記載の発明では、請求項４におい
て、前記円筒状スクラバーは、円筒表面に設けたウエハ
面に接触するブラッシが設けられており、この円筒を回
転あるいは揺動させる機構とを備えたことを特徴とす
る。ウエハの面に接触するブラッシが回転あるいは揺動
することにより、ウエハの面に付着する異物を確実に除
去することができる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１におい
て、前記クリーニング手段は、ウエハが搬送される搬送
経路中に配置されてウエハの面が接触通過するブラシを
備えた固定されたスクラバーと、このスクラバーで取り
除いた異物を吸引する吸引手段と、を備えたことを特徴
とする。このように構成した本発明は、スクラバーを固
定して配置してあるので、構造の簡素化を図ることがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】《第１の実施の形態》図１は、本発明の第
１実施の形態に係るウエハ面の異物除去装置を示す構成
図である。この図１において、ウエハ表面の異物除去装
置はクリーニング手段１からなる。このクリーニング手
段１は、スクラバー３を三次元空間内で移動させる移動
機構５と、スクラバー３を回転させる回転機構７と、前
記スクラバー３で取り除いた異物を吸引する吸引手段９
とを備えている。

【００２１】前記スクラバー３は、平板円筒状の形状を
した先端部３１の表面にブラッシ３２が設けられてい
る。このブラッシ３２は、静電気が発生せずに、かつ、
異物の除去が確実に除去できる素材で構成されている。
また、先端部３１の中心側には、異物を吸引されるため
の空間が形成されている。この先端部３１の回転中心に
は円筒軸３３が設けられており、この円筒軸３３を中心
として回転可能になっている。また、先端部３１の空間
は、円筒軸３３を介して吸引手段９の排気装置９１に連
通されている。

【００２２】前記移動機構５は、スクラバー３の先端部
３１を図示ＸＹ平面において移動可能になっているとと
もに、図示Ｚ軸方向（上下方向）にも移動可能になって
おり、スクラバー３の先端部３１を三次元空間で移動さ
せらるような機構で構成されている。また、移動機構５
には、Ｘ軸方向に移動させるＸ軸駆動モータ５１と、Ｙ
軸方向に移動させるＹ軸駆動モータ５２と、Ｚ軸方向に
移動させるＺ軸駆動モータ５３とを備えている。また、
移動機構５には、Ｘ軸方向に移動したことを検出するＸ
軸エンコーダ５５と、Ｙ軸方向に移動したことを検出す
るＹ軸エンコーダ５６と、Ｚ軸方向に移動したことを検
出するＺ軸エンコーダ５７とを備えている。

【００２３】また、この移動機構５には回転機構７が設
けられており、回転機構７は円筒軸３３を回転させる機
構となっている。この回転機構７には、スクラバー３の
先端部３１を円筒軸３３を回転中心として回転させる回
転駆動モータ７１が設けられている。

【００２４】前記吸引手段９は、排気吸引する排気装置
９１と、円筒軸３３との間で連通される接続機構９２
と、この接続機構９２と排気装置９１との間を接続連通
するホース９３とからなる。

【００２５】また、このクリーニング手段１は、搬送装
置２によって搬送するウエハ４の裏面４１をクリーニン
グするようになっている。この搬送装置２は、ウエハ４
を半導体露光装置（図示せず）のウエハ載置台へ搬送で
きる。すなわち、搬送装置２は、掴持機構２１，２１に
よってウエハ４を掴み半導体露光装置（図示せず）のウ
エハ載置台へ搬送する。また、この搬送装置２のウエハ
搬送通路にはウエハ位置検出センサー１１が配置されて
おり、このウエハ位置検出センサー１１は前記ウエハ４
の停止位置を検出できる。

【００２６】このウエハ位置検出センサー１１の出力は
コントローラ１５に入力されている。このコントローラ
１５は、Ｘ軸駆動モータ５１、Ｙ軸駆動モータ５２、Ｚ
軸駆動モータ５３、Ｘ軸エンコーダ５５、Ｙ軸エンコー
ダ５６、回転駆動モータ７１、排気装置９１、及び搬送
装置２の運転制御をすることができる。

【００２７】図２は、ウエハ表面の異物除去装置の制御
系を示すブロック図である。この図２において、コント
ローラ１５には、ウエハ位置検出センサー１１、Ｘ軸エ
ンコーダ５５、Ｙ軸エンコーダ５６、Ｚ軸エンコーダ５
７からの検出信号と、半導体露光装置のシーケンス信号
１５１とが入力されている。

【００２８】このコントローラ１５は、搬送装置２への
運転停止制御信号、半導体露光装置へのシーケンス信号
１５１を出力できるようになっている。また、コントロ
ーラ１５は、Ｘ軸駆動モータ５１、Ｙ軸駆動モータ５
２、Ｚ軸駆動モータ５３、回転駆動モータ７１を回転制
御し、あるいは、排気装置９１を運転制御することがで
きる。また、コントローラ１５には、設定表示器１６が
接続されており、必要な情報を入力したり、処理結果を
表示したりできる。

【００２９】このコントローラ１５は、例えば中央演算
処理装置（ＣＰＵ）、主メモリ、読出専用メモリ、入力
ポート、出力ポート、外部記憶装置、アナログ／デジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器、及びＤ／Ａ変換器等を備えた情報
処理装置で構成すればよく、外部記憶装置に記憶されて
いる処理プログラムを主メモリに読み込み、処理させる
ことにより、ウエハ表面の異物除去の処理を行わせるこ
とができる。

【００３０】このように構成したウエハ表面の異物除去
装置の動作を図１及び図２を基に図３及び図４を参照し
て説明する。図３は、ウエハ表面の異物除去装置の動作
を説明するためのタイミングチャートであり、横軸には
時間が、縦軸の符号（ａ）は一連の処理、（ｂ）はウエ
ハ位置検出センサー１１の検出信号、（ｃ）は搬送装置
２の動作、（ｄ）は回転機構及び吸引手段の動作を、
（ｅ）はスクラバー３の昇降動を、（ｆ）はＸ軸駆動モ
ータ５１及びＹ軸駆動モータ５２の動作状態を、（ｇ）
はクリーニング開始の通知を、（ｈ）はクリーニング終
了の通知を示す。図４は、ウエハ表面の異物除去装置の
動作を説明するためのフローチャートである。

【００３１】まず、半導体露光装置からウエハ４を搬送
する指令が出力されると、搬送装置２が動作を開始する
（図３の（ａ），（ｃ）の時刻ｔ₀）。また同時に、ク
リーニング手段１のコントローラ１５が動作を開始する
（図４のステップS６０）。すなわち、コントローラ１
５は、主メモリに配置されている処理プログラムによっ
て動作を開始することになる。そして、コントローラ１
５は、ウエハ位置検出センサー１１からの検出信号がコ
ントローラ１５に入力されるのを待ち状態になる（図４
のＳ６１；ＮＯ）。

【００３２】ここで、ウエハ位置検出センサー１１から
検出信号がコントローラ１５に入力されて、図３の
（ｂ）の信号状態が“０”から“１”に変化したときに
（図４のＳ６１；ＹＥＳ、図３の（ｂ）の時刻ｔ₁）、
コントローラ１５は、搬送装置２を停止させるとともに
クリーニング開始を半導体露光装置に通知し（図３
（ｃ），（ｇ）の時刻ｔ₁）、かつ、排気装置９１を動
作させるとともに回転駆動モータ７１を回転動作させる
（図３（ｄ），（ｅ）の時刻ｔ₂、図４のＳ６２）。

【００３３】そして、コントローラ１５は、Ｚ軸エンコ
ーダ５７からの検出信号を基に、スクラバー３の先端部
３１が所定の位置に移動（上昇）したか否かを判定する
（図４のＳ６３）。

【００３４】ここで、コントローラ１５は、先端部３１
が所定の位置になるまで待機状態になる（図４のＳ６
３；ＮＯ）。また、コントローラ１５は、先端部３１が
所定の位置に達したと判断したときには（図３の（ｅ）
の時刻ｔ₃、図４のＳ６３；ＹＥＳ）、Ｘ軸エンコーダ
５５及びＹ軸エンコーダ５６からの検出信号を基に、Ｘ
軸駆動モータ５１及びＹ軸駆動モータ５２を駆動制御す
る（図３の（ｆ）の時刻ｔ₁、図４のＳ６４）。

【００３５】そして、コントローラ１５は、Ｘ軸エンコ
ーダ５５及びＹ軸エンコーダ５６からの検出信号を基
に、ウエハ４の裏面全面のクリーニング処理が終了した
かを判断する（図４のＳ６５）。コントローラ１５は、
クリーニング処理が終了していないときには（図４のＳ
６５；ＮＯ）、再びクリーニング処理（図４のＳ６４）
に戻る。

【００３６】一方、コントローラ１５は、クリーニング
処理が終了したときには（図４のＳ６５；ＹＥＳ、図３
の（ｆ）の時刻ｔ₄）、まず、Ｘ軸駆動モータ５１及び
Ｙ軸駆動モータ５２を停止させる（図４のＳ６６）。ま
た、同時に、コントローラ１５は、Ｚ軸駆動モータ５３
を逆回転させてスクラバー３の先端部３１を下降させる
（図４のＳ６７、Ｓ６８；ＮＯ）。

【００３７】この先端部３１の下降が終了したところで
（図４のＳ６７；ＹＥＳ、図３の（ｅ）の時刻ｔ₅）、
コントローラ１５は、回転機構７の回転駆動モータ７１
を停止させるとともに搬送装置２の動作を開始させ（図
４のＳ６９、図３の（ｃ），（ｄ）の時刻ｔ₅）、か
つ、半導体露光装置にクリーニング処理が終了したこと
を通知する（図４のＳ６９、図３の（ｈ）の時刻
ｔ₅）。

【００３８】このようにしてウエハ４の裏面４１の異物
を除去することができるので、半導体露光装置のウエハ
載置台にウエハを載置しても異物による不都合が発生せ
ず、信頼性の高く、歩留りがよいウエハを得ることがで
きる。しかも、実施形態においては、吸引手段９によっ
てスクラバー３が除去した異物を吸引排除するようにし
ているため、異物が周辺に飛散することがなく、露光装
置や他のウエハを汚染することがない。

【００３９】上述した第１の実施形態では、スクラバー
３の先端部３１が三次元空間に移動するようにしたが、
これに限ることなく、ウエハ４とスクラバー３とが相対
的に三次元空間を移動する構成であればどのようなもの
でもよい。上記第１の実施の形態では、スクラバー３が
縦横高さ方向に移動したが、例えばスクラバー３は固定
しておきウエハ４が縦横高さ方向に移動するものであっ
てもよい。さらに、スクラバー３が縦横方向に移動し、
ウエハ４が昇降動するようにしてもよい。

【００４０】さらに、上記第１の実施の形態では、半導
体露光装置にウエハ表面の異物除去装置を適用した例で
説明したが、これに限ることなく、ウエハ４を取り扱う
成膜装置、その他の装置に適用することもできる。

【００４１】《第２の実施の形態》図５は、本発明の第
２実施の形態に係るウエハ表面の異物除去装置を示す構
成図である。この図５に示す第２の実施の形態におい
て、クリーニング手段１ａは、ウエハ４の裏面４１の全
面に接触可能な幅に形成された円筒状スクラバー３ａ
と、この円筒スクラバー３ａとウエハ４とが相対的に直
線移動させることができる移動機構５ａと、この円筒状
スクラバー３ａを回転させる回転機構７と、前記円筒状
スクラバー３ａの周辺を吸引させるフード９１aを有す
る吸引手段９とを備えている。

【００４２】また、前記円筒状スクラバー３ａは、円筒
体３７の表面に設けられたウエハ４の裏面全面に接触す
るブラッシ３８が設けられている。すなわち、円筒体３
７がウエハ４の直径以上の長さに形成してある。

【００４３】この第２の実施の形態において、円筒状ス
クラバー３ａのブラッシ３８がウエハ４の裏面４１に接
触し、円筒状スクラバー３ａが回転するとともに、これ
ら円筒状スクラバー３ａとウエハ４とが相対運動するこ
とによりウエハ４の裏面４１の異物を除去し、その除去
した異物を吸引手段９で吸引して異物の飛散を防止して
いる。

【００４４】このように第２の実施の形態によっても、
ウエハ４の裏面４１に付着した異物が確実に除去するこ
とができる。

【００４５】なお、第１の実施の形態ではスクラバー３
の先端部３１を、第２の実施の形態では、円筒状スクラ
バー３ａを回転させていたが、これらは揺動するように
してもよい。

【００４６】《第３の実施の形態》図６は、第３実施の
形態に係る異物除去装置の要部斜視図である。この実施
形態に係る異物除去装置１ｃは、スクラバー３cが上面
の開口した箱状のフレーム６１を有しており、フレーム
６１の上端にブラシ６２が設けてある。そして、フレー
ム６１は、ウエハ４の直径より長く形成してあるととも
に固定してあって、ブラシ６２がウエハ４の搬送路中に
配置される。このため、ウエハ４を例えば露光装置に搬
入する際に、ウエハ４の裏面４１がブラシ６２に接触す
るようになっている。また、フレーム６１の底部には、
吸引孔（図示せず）が形成してあって、この吸引孔に吸
引管６３の一端が接続してある。そして、吸引管６３の
他端は、排気装置に接続してある。

【００４７】このように構成した第３実施の形態におい
ては、ウエハ４を搬送路に沿って搬送、移動させると裏
面４１がスクラバー３cのブラシ６２に接触し、付着し
ている異物が除去される。そして、この実施の形態にお
いては、スクラバー３cを固定配置してあるため、構造
を簡素にすることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
エハの面に付着した異物をクリーニング手段で除去する
ので、信頼性の高い半導体装置を得ることができ、ま
た、半導体装置を製造する上で歩留りがよくなるという
利点がしるる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るウエハ表面の異
物除去装置を示す構成図である。

【図２】第１の実施形態に係るウエハ表面の異物除去装
置の制御系を示すブロック図である。

【図３】第１の実施形態の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【図４】第１の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図５】本発明の第２実施の形態に係るウエハ表面の異
物除去装置を示す構成図である。

【図６】本発明の第３実施の形態に係るウエハ表面の異
物除去装置の要部斜視図である。

【図７】半導体露光装置によってＸＹステージに載置さ
れたウエハが露光される状態を説明するための図であ
る。

【図８】ウエハに異物が付着している状態を示す図であ
る。

【図９】従来装置の不都合な点を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１クリーニング手段２搬送装置３スクラバー４ウエハ５移動機構７回転機構９吸引手段１１ウエハ位置検出センサー１５コントローラ２１掴持機構３１先端部３２ブラッシ３３円筒軸５１Ｘ軸エンコーダ５２Ｙ軸駆動モータ５３Ｚ軸駆動モータ５５Ｘ軸エンコーダ５６Ｙ軸エンコーダ５７Ｚ軸エンコーダ７１回転駆動モータ９１排気装置９２接続機構９３ホース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハを半導体露光装置、成膜装置ある
いは他の装置のウエハ載置台に載置する際に、前記ウエ
ハの面をクリーニングするクリーニング手段を備えたこ
とを特徴とするウエハ面の異物除去装置。
【請求項２】前記クリーニング手段は、ウエハの面の異物を除去できるスクラバーと、前記スクラバーとウエハとをクリーニング時に接触させ
るとともにウエハ面を移動させる移動機構と、前記スクラバーで取り除いた異物を吸引する吸引手段
と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のウエハ面
の異物除去装置。
【請求項３】前記スクラバーはウエハの面に接触する
ブラッシを備えており、このブラッシを揺動あるいは回
転する機構を備えたことを特徴とする請求項２記載のウ
エハ表面の異物除去装置。
【請求項４】前記クリーニング手段は、ウエハの一面全面に接触可能な幅に形成された円筒状ス
クラバーと、この円筒スクラバーとウエハとが相対的に直線移動させ
ることができる移動機構と、前記円筒状スクラバー周辺を吸引させる吸引機構とを備
えたことを特徴とする請求項１記載のウエハ面の異物除
去装置。
【請求項５】前記円筒状スクラバーは、円筒表面に設
けたウエハ面に接触するブラッシが設けられており、この円筒を回転あるいは揺動させる回転機構を備えたこ
とを特徴とする請求項４記載のウエハ面の異物除去装
置。
【請求項６】前記クリーニング手段は、ウエハが搬送される搬送経路中に配置されてウエハの面
が接触通過するブラシを備えた固定されたスクラバー
と、このスクラバーで取り除いた異物を吸引する吸引手段
と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のウエハ
面の異物除去装置。