JPH06291102A - 基板の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハの表面と裏面とに対して異なる洗浄処
理を行うことができ、しかもウエハの着脱時に洗浄槽内
から洗浄液を排出する必要がないようにする。 【構成】 洗浄槽１０を隔壁１３により２つの独立洗浄
槽１１及び１２に仕切り、隔壁１３にウエハ１を保持可
能な開口部１４を設け、開口部１４を開閉する移動自在
のシャッター１８及び１９を設ける。洗浄液供給手段２
５及び２６により噴射ノズル２１及び２２から洗浄液２
７及び２８を供給する。シャッター１８及び１９により
開口部１４を閉塞してウエハ１を開口部１４部分に保持
させた後、シャッター１８及び１９により開口部１４を
開放してウエハ１の表面１ａ及び裏面１ｂを洗浄液２７
及び２８により洗浄する。ウエハ１の表面１ａ及び裏面
１ｂが分離して洗浄され、ウエハ１の着脱時には洗浄液
２７及び２８の混合が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置の製
造工程においてウエハ等の基板を洗浄するための洗浄装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、ウエ
ハ等の半導体基板の表面を清浄に保つ必要がある。例え
ば、フォトエッチングの際にウエハの表面に異物が付着
している等の汚染があると、配線ショートや断線の原因
となり、また、金属を含む異物が表面に付着した状態で
ウエハを加熱すると、その部分が合金化してｐｎ接合を
ショートさせてしまう等の原因となる。従って、製品の
性能と信頼性とを向上させるためには、ウエハの表面の
汚染物質を極力低減させる必要がある。

【０００３】このため、従来から、半導体装置の製造工
程においては、ウエハへの酸化膜生成前の前洗浄、フォ
トエッチング後の後洗浄等、ウエハを各種の薬液や純水
等の洗浄液によって洗浄している。そして、従来の一般
的な洗浄装置は、複数のウエハを収納したウエハキャリ
ヤごと、または、ウエハを一枚ずつ、洗浄液が満たされ
た洗浄槽内に浸漬することによって、ウエハの洗浄を行
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように従来の洗浄装置においては、洗浄槽内の洗浄液
にウエハを浸漬することにより、ウエハに付着している
異物を除去している。このため、常にウエハの表面及び
裏面ともに同様の洗浄処理が行われ、表面と裏面とにつ
いて異なる洗浄処理を行うことができないものであっ
た。

【０００５】ところで、ウエハに付着する異物は、その
表面及び裏面で種類やサイズ等が異なり、また、管理す
る異物サイズの許容範囲も表面及び裏面で異なる。即
ち、ウエハの表面は半導体素子を形成するために鏡面処
理を施しているが、ウエハの裏面は表面ほどの鏡面処理
を行っていない。また、各種装置による他のプロセス処
理の際には、ウエハの裏面を保持するようにしている。
このため、一般的に、ウエハの表面よりも裏面に多くの
異物が付着している。

【０００６】このようなウエハを同一の洗浄液中で洗浄
する場合、裏面に対応した強力な洗浄液による処理を行
おうとしても、半導体素子を形成するための表面に悪影
響が及ぶため、強力な洗浄処理は行えなかった。また、
ウエハを同一の洗浄液中で洗浄すると、せっかく洗浄し
ても裏面に付着していた異物が表面に再付着する恐れも
あった。従って、従来の洗浄装置では、異物除去率が低
く、不充分な洗浄によって次工程へ異物が持ち込まれる
危険性があった。そして、異物除去率を高くするために
は、少なくとも二種類以上のシーケンス（処理）を行っ
たり、弱性の洗浄液により長時間にわたって洗浄を行っ
たりする必要があり、洗浄処理の効率が悪いという問題
があった。

【０００７】そこで本発明は、基板の表面と裏面とに対
して異なる洗浄処理を行うことができ、しかも基板の着
脱時に洗浄槽内から洗浄液を排出する必要がない基板の
洗浄装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による基板の洗浄装置は、洗浄槽と、この洗
浄槽を２つの独立洗浄槽に仕切る隔壁と、前記各独立洗
浄槽内にそれぞれ洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
基板の外形に対応させて前記隔壁に設けられた開口部
と、この開口部の周囲において前記基板の外周部を保持
する基板保持手段と、前記開口部を液密状態で開閉する
シャッターとを具備し、前記シャッターにより前記開口
部を閉塞した状態で前記基板を前記基板保持手段により
前記開口部に保持させた後、前記シャッターにより前記
開口部を開放して前記基板の両面をそれぞれ前記各独立
洗浄槽内の洗浄液により洗浄するように構成したもので
ある。

【０００９】また、本発明による基板の洗浄装置は、前
記隔壁にシャッターを設けずに、前記隔壁の開口部が前
記各独立洗浄槽外に出る着脱位置と前記各独立洗浄槽内
に入る洗浄位置との間で移動するように、その隔壁を液
密状態で移動自在に構成し、前記隔壁を着脱位置に移動
させた状態で前記基板を前記基板保持手段により前記開
口部に保持させた後、前記隔壁を洗浄位置に移動させて
前記基板の両面をそれぞれ前記各独立洗浄槽内の洗浄液
により洗浄するように構成したものである。

【００１０】さらに、本発明による基板の洗浄装置は、
前記各独立洗浄槽のうち、一方の独立洗浄槽内に洗浄液
を供給する洗浄液供給手段を設け、他方の独立洗浄槽内
に非液性洗浄手段を設け、前記基板の両面をそれぞれ前
記各独立洗浄槽内の洗浄液と非液性洗浄手段とにより洗
浄するように構成したものである。

【００１１】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、開口
部を有する隔壁に基板保持手段により基板が保持される
ので、その基板の表面と裏面とが完全に分離された状態
で隔壁の両側の独立洗浄槽内に露呈される。そして、各
独立洗浄槽内の薬液や純水等の洗浄液または回転ブラシ
等の非液性洗浄手段によって、基板の表面と裏面とに対
して異なる洗浄処理が最適に行われる。

【００１２】しかも、本発明によれば、基板の表面と裏
面とが分離されて洗浄されるものでありながら、隔壁の
開口部に対して基板を着脱する際には、シャッターによ
って開口部が閉塞されるか、または隔壁自体の移動によ
って開口部が各独立洗浄槽外に出るので、各独立洗浄槽
内の洗浄液の混合或いは一方から他方への流出が完全に
防止される。このため、基板の着脱時に独立洗浄槽内か
ら洗浄液を排出する必要がない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をウエハの洗浄装置に適用した
実施例を図面を参照して説明する。

【００１４】まず、図１〜図３は第１実施例を示すもの
であり、図１はウエハ着脱時の装置全体の断面図、図２
はウエハ洗浄時の装置全体の断面図、図３は装置の隔壁
部分の拡大断面図である。

【００１５】図１及び図２に示すように、上方が開放さ
れた洗浄槽１０のほぼ中央に隔壁１３が垂直状に設けら
れ、この隔壁１３によって洗浄槽１０が左右２つの独立
洗浄槽１１及び１２に仕切られている。なお、隔壁１３
は洗浄槽１０の上方にも延出されている。

【００１６】洗浄槽１０内における隔壁１３のほぼ中央
には、ウエハ１の外径よりも少し小さな径を有する円形
の開口部１４が形成されている。また、隔壁１３内には
上方から開口されたスリット状のウエハ挿入部１５が形
成されている。そして、図３に示すように、ウエハ挿入
部１５内で開口部１４の周囲には真空吸着用の複数個の
小孔１６が開孔され、これら小孔１６は隔壁１３内の連
通路１７を通して真空吸引装置（図示せず）に接続され
ている。なお、複数個の小孔１６に代えて円環状の溝を
設けてもよい。

【００１７】そして、図１及び図２に示すように、隔壁
１３の開口部１４の両側には、一対のシャッター１８及
び１９が設けられている。これらシャッター１８及び１
９は、図１に示すように開口部１４を閉塞する閉塞位置
と、図２に示すように開口部１４を開放する開放位置と
の間で、駆動機構２０によって液密状態で移動自在に構
成されている。

【００１８】また、隔壁１３によって仕切られた独立洗
浄槽１１及び１２内には、一対の噴射ノズル２１及び２
２が隔壁１３の開口部１４を挟んで対向配置されてい
る。噴射ノズル２１及び２２は供給管２３及び２４の先
端に設けられ、これら供給管２３及び２４は洗浄液供給
装置２５及び２６に接続されている。これら洗浄液供給
装置２５及び２６によって独立洗浄槽１１及び１２内に
同種または異種の洗浄液２７及び２８が供給されるが、
これらの供給時間も調節可能となっている。

【００１９】なお、独立洗浄槽１１及び１２の底面には
排出管２９及び３０が設けられており、通常の洗浄時は
閉状態となっている。また、独立洗浄槽１１及び１２、
隔壁１３、シャッター１８及び１９等は、所定の薬液や
超純水の特性を維持するための材質を必要とし、例えば
テフロン樹脂や高純度石英ガラス等が使用される。

【００２０】上述のように構成された洗浄装置において
は、まず、図１に示すように、シャッター１８及び１９
が閉塞位置へ移動されて隔壁１３の開口部１４が閉塞さ
れた状態で、独立洗浄槽１１及び１２内に洗浄液２７及
び２８が満たされている。即ち、独立洗浄槽１１及び１
２が隔壁１３により仕切られ、その隔壁１３の開口部１
４がシャッター１８及び１９により液密状態で閉塞され
ているので、独立洗浄槽１１及び１２内の洗浄液２７及
び２８は完全に分離され、混合することは全くない。

【００２１】この状態で、ウエハ搬送手段（図示せず）
によりウエハ１が一枚ずつ隔壁１３のウエハ挿入部１５
内に挿入され、開口部１４の周囲の小孔１６部分での吸
引作用によってウエハ１の外周部が吸着されて保持され
る。

【００２２】次に、図２に示すように、シャッター１８
及び１９が開放位置へ移動されて、隔壁１３の開口部１
４が開放される。これにより、ウエハ１の表面１ａと裏
面１ｂとが完全に分離された状態で、独立洗浄槽１１及
び１２内の洗浄液２７及び２８に接触する。噴射ノズル
２１及び２２からの洗浄液２７及び２８の噴流によっ
て、ウエハ１の表面１ａと裏面１ｂとがそれぞれ別々に
洗浄される。

【００２３】なお、これら独立洗浄槽１１及び１２はオ
ーバーフロー式であり、溢れた洗浄液２７及び２８は上
縁から排出される。さらに、除去された異物を迅速に独
立洗浄槽１１及び１２内から排出するため、独立洗浄槽
１１及び１２の上縁には適当な切欠部１１ａ及び１２ａ
が設けられており、溢れる洗浄液２７及び２８の流速が
速められている。

【００２４】次に、所定の洗浄処理が終了すると、図１
に示すように、シャッター１８及び１９が再び閉塞位置
へ移動されて、隔壁１３の開口部１４が閉塞される。こ
の状態で、ウエハ１がウエハ搬送手段によって隔壁１３
から取り外され、次の未洗浄のウエハ１が新たに装着さ
れる。

【００２５】このように、ウエハ１の表面１ａ及び裏面
１ｂに付着した異物に対して各々高い除去効果を有した
洗浄液２７及び２８によって、ウエハ１を効率よく洗浄
することができる。例えば、表面１ａよりも異物が多い
裏面１ｂについて強力な洗浄液２８による処理を行うこ
とができ、半導体素子を形成する表面１ａに悪影響を及
ぼすことなく、短時間で異物を除去することができる。

【００２６】しかも、隔壁１３の開口部１４に対するウ
エハ１の着脱時には、開口部１４がシャッター１８及び
１９により閉塞されるので、洗浄液２７及び２８の混合
を完全に防止することができる。従って、ウエハ１の着
脱時に洗浄液２７及び２８を排出する必要がなく、複数
のウエハ１の連続的な洗浄処理を迅速に行うことができ
る。

【００２７】なお、本実施例では、開口部１４の両側に
シャッター１８及び１９を設けているので、洗浄中にシ
ャッター１８または１９を閉塞位置へ移動させて、ウエ
ハ１の表面１ａまたは裏面１ｂに対する洗浄時間を調整
することが可能である。また、噴射ノズル２１及び２２
による洗浄液２７及び２８の噴射を停止することによっ
て、洗浄時間を調整することも可能である。なお、上述
した例では異なる洗浄液２７及び２８を使用したが、同
一の洗浄液を使用する場合には、特に上記洗浄時間の調
整が有効である。

【００２８】次に、図４及び図５は第２実施例を示すも
のであり、図４はウエハ着脱時の装置全体の断面図、図
５はウエハ洗浄時の装置全体の断面図である。

【００２９】この第２実施例においては、洗浄槽１０を
２つの独立洗浄槽１１及び１２に仕切る隔壁１３′自体
が移動自在に構成されている。即ち、隔壁１３′は、図
４に示すように開口部１４が独立洗浄槽１１及び１２外
に出る着脱位置と、図５に示すように開口部１４が独立
洗浄槽１１及び１２内に入る洗浄位置との間で、駆動機
構２０′によって液密状態で移動自在に構成されてい
る。

【００３０】この例によれば、図４に示すように隔壁１
３′が着脱位置に移動された状態で、ウエハ１が開口部
１４部分に保持されるが、このとき、隔壁１３′によっ
て独立洗浄槽１１及び１２間は分離されているので、洗
浄液２７及び２８の混合は完全に防止される。そして、
図５に示すように隔壁１３′が洗浄位置に移動されるこ
とによって、ウエハ１の表面１ａと裏面１ｂとがそれぞ
れ洗浄液２７と洗浄液２８とに接触する。

【００３１】次に、図６は第３実施例におけるウエハ洗
浄時の装置全体の断面図である。

【００３２】この第３実施例においては、上記第１実施
例と同様な隔壁１３によって仕切られた一方の独立洗浄
槽１１内に洗浄液２７が満たされ、他方の独立洗浄槽１
２′内に非液性洗浄手段が設けられている。この非液性
洗浄手段はモータ３１により回転駆動される回転ブラシ
３２によって構成されており、回転ブラシ３２がウエハ
１の裏面１ｂに接触することにより異物が除去される。
なお、この例においては、隔壁１３の開口部１４の独立
洗浄槽１１側のみにシャッター１８が設けられており、
このシャッター１８によって洗浄液２７の流出が防止さ
れる。

【００３３】次に、図７は第４実施例におけるウエハ洗
浄時の装置全体の断面図である。

【００３４】この第４実施例においては、上記第２実施
例と同様な移動自在の隔壁１３′を用いた構成に、上記
第３実施例と同様な回転ブラシ３２による非液性洗浄手
段を設けたものである。

【００３５】なお、第３及び第４実施例のように、回転
ブラシ３２を用いた場合には、他方の独立洗浄槽１２′
を密閉チャンバーとし、気体供給装置３３から供給管３
４を介して独立洗浄槽１２′内に不活性ガス等を供給し
て、回転ブラシ３２により除去された異物をガスと共に
排出管３５から排出するのが好ましい。また、非液性洗
浄手段は、回転ブラシ３２のような機械的洗浄に限ら
ず、独立洗浄槽１２′内に供給される薬性ガスや清浄空
気等による気体洗浄としてもよい。

【００３６】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。なお、本実施例では異物除去のための洗浄処理
に付いて述べたが、洗浄液として各種のエッチング液や
純水等を用いることにより、ウエットエッチング処理を
行うことができるのは勿論である。また、本実施例では
洗浄対象をウエハとしたが、露光用のマスクやレチクル
等の各種の基板を洗浄可能なことは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板の表面と裏面とを完全に分離した状態で洗浄するこ
とによって、その表面及び裏面の各々に付着した異物に
対して高い除去効果を有する最適な洗浄を行うことがで
き、また、裏面に付着していた異物が表面に再付着する
ことも防止できる。従って、異物除去率が極めて高い効
率的な洗浄を行うことができ、歩留りの向上を図ること
ができる。

【００３８】しかも、本発明によれば、上記のように基
板の表裏両面を分離して洗浄できるものでありながら、
隔壁の開口部に対する基板の着脱時には独立洗浄槽内の
洗浄液の混合或いは流出を完全に防止することができ
る。従って、基板の着脱時に独立洗浄槽内から洗浄液を
排出することなく洗浄処理を連続的に行うことができ、
スループットの大幅な向上並びに著しい低コスト化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をウエハの洗浄装置に適用した第１実施
例におけるウエハ着脱時の装置全体の断面図である。

【図２】上記第１実施例におけるウエハ洗浄時の装置全
体の断面図である。

【図３】上記第１実施例における装置の隔壁部分の拡大
断面図である。

【図４】本発明の第２実施例におけるウエハ着脱時の装
置全体の断面図である。

【図５】上記第２実施例におけるウエハ洗浄時の装置全
体の断面図である。

【図６】本発明の第３実施例におけるウエハ洗浄時の装
置全体の断面図である。

【図７】本発明の第４実施例におけるウエハ洗浄時の装
置全体の断面図である。

【符号の説明】

１ ウエハ １ａ 表面 １ｂ 裏面 １０ 洗浄槽 １１、１２、１２′独立洗浄槽 １３、１３′隔壁 １４ 開口部 １５ ウエハ挿入部 １６ 真空吸着用の小孔 １７ 連通路 １８、１９ シャッター ２０、２０′駆動機構 ２１、２２ 噴射ノズル ２３、２４、３４ 供給管 ２５、２６ 洗浄液供給装置 ２７、２８ 洗浄液 ２９、３０、３５ 排出管 ３１ モータ ３２ 回転ブラシ ３３ 気体供給装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄槽と、この洗浄槽を２つの独立洗浄
   槽に仕切る隔壁と、前記各独立洗浄槽内にそれぞれ洗浄
   液を供給する洗浄液供給手段と、基板の外形に対応させ
   て前記隔壁に設けられた開口部と、この開口部の周囲に
   おいて前記基板の外周部を保持する基板保持手段と、前
   記開口部を液密状態で開閉するシャッターとを具備し、 前記シャッターにより前記開口部を閉塞した状態で前記
   基板を前記基板保持手段により前記開口部に保持させた
   後、前記シャッターにより前記開口部を開放して前記基
   板の両面をそれぞれ前記各独立洗浄槽内の洗浄液により
   洗浄するように構成した基板の洗浄装置。
2. 【請求項２】 洗浄槽と、この洗浄槽を２つの独立洗浄
   槽に仕切る隔壁と、前記各独立洗浄槽内にそれぞれ洗浄
   液を供給する洗浄液供給手段と、基板の外形に対応させ
   て前記隔壁に設けられた開口部と、この開口部の周囲に
   おいて前記基板の外周部を保持する基板保持手段とを具
   備し、 前記隔壁の開口部が前記各独立洗浄槽外に出る着脱位置
   と前記各独立洗浄槽内に入る洗浄位置との間で移動する
   ように、その隔壁を液密状態で移動自在に構成し、 前記隔壁を着脱位置に移動させた状態で前記基板を前記
   基板保持手段により前記開口部に保持させた後、前記隔
   壁を洗浄位置に移動させて前記基板の両面をそれぞれ前
   記各独立洗浄槽内の洗浄液により洗浄するように構成し
   た基板の洗浄装置。
3. 【請求項３】 洗浄槽と、この洗浄槽を２つの独立洗浄
   槽に仕切る隔壁と、前記一方の独立洗浄槽内に洗浄液を
   供給する洗浄液供給手段と、前記他方の独立洗浄槽内に
   設けられた非液性洗浄手段と、基板の外形に対応させて
   前記隔壁に設けられた開口部と、この開口部の周囲にお
   いて前記基板の外周部を保持する基板保持手段と、前記
   開口部を液密状態で開閉するシャッターとを具備し、 前記シャッターにより前記開口部を閉塞した状態で前記
   基板を前記基板保持手段により前記開口部に保持させた
   後、前記シャッターにより前記開口部を開放して前記基
   板の両面をそれぞれ前記各独立洗浄槽内の洗浄液と非液
   性洗浄手段とにより洗浄するように構成した基板の洗浄
   装置。
4. 【請求項４】 洗浄槽と、この洗浄槽を２つの独立洗浄
   槽に仕切る隔壁と、前記一方の独立洗浄槽内に洗浄液を
   供給する洗浄液供給手段と、前記他方の独立洗浄槽内に
   設けられた非液性洗浄手段と、基板の外形に対応させて
   前記隔壁に設けられた開口部と、この開口部の周囲にお
   いて前記基板の外周部を保持する基板保持手段とを具備
   し、 前記隔壁の開口部が前記各独立洗浄槽外に出る着脱位置
   と前記各独立洗浄槽内に入る洗浄位置との間で移動する
   ように、その隔壁を液密状態で移動自在に構成し、 前記隔壁を着脱位置に移動させた状態で前記基板を前記
   基板保持手段により前記開口部に保持させた後、前記隔
   壁を洗浄位置に移動させて前記基板の両面をそれぞれ前
   記各独立洗浄槽内の洗浄液と非液性洗浄液とにより洗浄
   するように構成した基板の洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記洗浄液供給手段が前記基板の面に洗
   浄液を噴射する噴射ノズルを有することを特徴とする請
   求項１乃至４記載の基板の洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記非液性洗浄手段が前記基板の面に接
   触する回転ブラシであることを特徴とする請求項３また
   は４記載の基板の洗浄装置。