JPH0817904A - ウェハキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェハキャリアの外形寸法を変更しないとい
う制約条件の下で、ウェハの洗浄やウェットエッチング
などのウェット処理において、ウェハ面内やウェハ面間
での処理結果のバラツキを低減させることができるよう
にする。 【構成】 ウェハキャリア１のウェハ挿入用溝２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ・・・の間隔を交互に広い部分と狭い部
分とにし、各溝２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにそれぞれウェ
ハ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの表面ｓが間隔の広い側を向
くように挿入する。隣接する２枚のウェハ３ａと３ｂ、
３ｃと３ｄの表面ｓどうしを対向させ、かつ、これら表
面ｓどうしが対向するウェハ３ａと３ｂ、３ｃと３ｄの
間隙を、裏面ｒどうしが対向するウェハ３ｂと３ｃの間
隙よりも広くさせる。 【効果】 ウェット処理を施すべきウェハ表面側の間隙
において、新鮮な純水や薬液の絶え間ない供給と置換と
を円滑かつ確実に行わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や半導体集
積回路などの製造に用いられるウェハの洗浄やウェット
エッチングなど、ウェハの純水や薬液処理の際に用いら
れるウェハキャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェハキャリアは、通常、最大２
５枚までのウェハを収納することが可能であり、このウ
ェハキャリア内でウェハは、等間隔かつウェハの表面が
同じ向きに揃えられて収納されている。ウェハキャリア
に収納されたウェハは、洗浄やウェットエッチングなど
のウェット処理のために、このウェハキャリア全体が、
石英や合成樹脂で形成された純水槽や薬液槽に浸漬さ
れ、所望の処理が行われている。このようなウェハキャ
リアは特開平４−３６７２４８号公報に記載されてい
る。

【０００３】ところで、これらのウェット処理（洗浄や
ウェットエッチング処理）では、処理されるべきウェハ
表面での純水の水質や薬液の濃度などが常に新鮮かつ均
一に保たれている必要があり、そのため、ウェハ間への
新鮮な純水や薬液の絶え間ない供給と置換とが極めて重
要である。

【０００４】これが十分に行われないと、洗浄が不十分
になったり、ウェットエッチング処理結果（寸法精度、
残膜の有無や膜厚、ウェハ面上の付着異物数、等々）の
ウェハ面内やウェハ面間でのバラツキが大きくなり、ウ
ェハの高精度なプロセス処理が困難となる。

【０００５】特に近年では、微細加工レベルが益々高度
になってきており、既に最小加工寸法が０．５μｍを下
回ってさらに微細化が進展しつつあることを考えると、
ウェハ間隙への新鮮な純水や薬液の絶え間ない供給と置
換とを円滑かつ確実に行わせることは益々の重要度を増
しつつある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来では、
ほぼ汎用的に用いられている、ウェハ２５枚を１つの単
位とするウェット処理用のウェハキャリアの場合、ウェ
ハの収納間隔が等間隔で、直径６インチ（約１５０ｍ
ｍ）の円板状のシリコンウェハを例にとると、隣接する
２枚のウェハ間隔がウェハの面間で約４ｍｍと極めて狭
い。このため、上述のウェハ間への新鮮な純水や薬液の
絶え間ない供給と置換とによって、ウェハ面内での純水
の水質や薬液の濃度及び品質を十分に保持し、ウェハ面
内やウェハ面間でのプロセス処理結果のバラツキを低減
させるためには、必ずしも十分なウェハ間の間隙にはな
っていない。

【０００７】従って、例えば０．５μｍレベルあるいは
それ以下の寸法レベルの超微細加工においては、ウェハ
面内やウェハ面間での処理結果のバラツキを必ずしも十
分に小さくすることができず、結果的にＬＳＩチップな
どの製造歩留りを制約するという問題があった。また、
薬液の中には、例えばリン酸のように純水などに比べて
粘性の極めて高いものもあり、上述の新鮮な薬液との置
換容易性の問題をさらに困難にさせる要因もある。

【０００８】より具体的には、図５に示すように、例え
ば２５枚を１つの単位としたウェット処理を念頭に置い
たウェハキャリア１１の場合、従来は、ウェハキャリア
１１のウェハ挿入用溝１２が等間隔に形成されている。
これら挿入用溝１２にそれぞれ挿入されたウェハ３の厚
みの中心を基準とした隣接するウェハ間隙ａは、直径６
インチのウェハ３の場合、約４．７６２５ｍｍとなり、
さらにこれにウェハ３の実際の厚みｂ（約０．６２５ｍ
ｍ）を考慮すれば、隣接する２枚のウェハ３の面間の間
隔ｃは計算上４．１３７５ｍｍ、すなわち約４ｍｍとな
る。

【０００９】従って、直径６インチのウェハの場合、厚
さ約０．６ｍｍ、直径約１５０ｍｍの多数の円板が、約
４ｍｍの間隔で平行に配置されていることになる。この
間隙で、ウェット処理中に生ずるさまざまな化学反応に
よって生成される反応生成物や、純水・薬液などの品質
・濃度の劣化に対し、バブリングや純水・薬液の循環な
どによって新鮮な純水・薬液との置換を促進させてはい
るが、それでもウェハの面内や面間でそれぞれ５％程度
のウェット処理品質のバラツキが不可避となっている。

【００１０】なお、ウェハキャリア内に挿入・セットさ
れるウェハの間隔が純水や薬液の置換が容易かつ十分に
行われるだけ広く設けられる場合には、従来のウェハキ
ャリアの構造、すなわちウェハのセット間隔が等間隔で
あっても、ウェット処理に関するウェハ処理の品質及び
そのバラツキに関して問題はない。しかし現実には、こ
の間隔を大きくすればする程、一定のウェハ枚数に対す
るウェハキャリアのサイズは大型化し、従ってウェット
処理槽も大型化し、同時に消費する純水や薬液の量も増
大するというデメリットも生ずる。さらには、当該ウェ
ット処理工程の前後の工程とのウェハ搬送や移載との関
連から、当該ウェット処理工程だけに大型ウェハキャリ
アを使うことは、現実の問題としてかなり困難である。
このようなことから、上述のようにウェハキャリアの外
形寸法は、従来の業界標準を維持しつつ、前記の問題の
解決を図る必要がある。

【００１１】そこで本発明は、外形寸法を変更すること
なく、高度な洗浄やウェットエッチングなどの処理をウ
ェハ面内やウェハ面間で共により少ないバラツキで可能
ならしめるウェハキャリアを提供することを目的として
いる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、半導体素子の製造に使用されるウェハを
収納するウェハキャリアであって、隣接するウェハどう
しをその表面が対向するように収納するものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、隣接する２枚のウェハをその
表面どうしが対向するように収納することによって、ウ
ェハの裏面どうしも対向することになる。これによっ
て、ウェハキャリアの全体の大きさを変更することな
く、洗浄やウェットエッチングなどのウェハ処理を適切
に行うために新鮮な純水や薬液の供給と置換とが必要と
されるウェハ表面側のウェハ間隙を、ウェット処理の対
象にはなっていないウェハ裏面側の隣接する２枚のウェ
ハ間隙よりも大幅に広くすることが可能となる。従っ
て、洗浄やウェットエッチングなどのウェハ処理におい
て、ウェハ表面どうしが対向する間隙への新鮮な純水や
薬液の絶え間ない供給と置換とを円滑かつ確実に行わせ
ることができ、ウェハ処理をウェハ面内や面間で共によ
り少ないバラツキで可能なる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明によるウェハキャリアの実施例
について、図１〜図４を参照して説明する。

【００１５】図１、図２及び図３はそれぞれウェハキャ
リアの平面図、正面図及び側面図であり、図１はウェハ
キャリア１の中に４枚のウェハ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ
が挿入・セットされている場合を例示している。ここ
で、ウェハ３ａとウェハ３ｃは、同図の右側に向かって
そのウェハ表面ｓ（洗浄やウェットエッチングなどウェ
ット処理が施されるべき面）がセットされており、従っ
て、同図の左側に向かうのはウェハ裏面ｒ（ウェット処
理を施す必要のない面）である。また、同図において、
ウェハ３ｂとウェハ３ｄは、上述したウェハ３ａ及び３
ｃとは反対に同図の左側に向かってそのウェハ表面ｓが
セットされており、同図の右側に向かうのはウェハ裏面
ｒである。

【００１６】従って、これら４枚のウェハ３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄのうち、ウェハ３ａと３ｂ、ウェハ３ｃと３
ｄは、各々互いに表面ｓが向かい合ってセットされてい
る。また、ウェハ３ｂと３ｃは、互いに裏面ｒが向かい
合ってセットされている。

【００１７】そして、ウェハキャリア１のウェハ挿入用
溝２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・は、これらの間隔（ピ
ッチ）が交互に広い部分と狭い部分とになっている。そ
して、各溝２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄには、それぞれウェ
ハ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの表面ｓが間隔の広い側を向
くように挿入される。これによって、表面ｓどうしが対
向するウェハ３ａと３ｂ、ウェハ３ｃと３ｄの間隙が、
裏面ｒどうしが対向するウェハ３ｂと３ｃの間隙よりも
広く設定されている。

【００１８】これにより、ウェハ３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄのウェット処理中において、表面ｓどうしが対向する
広い間隙における純水や薬液の純度や品質の低下に対す
る新鮮な純水や薬液の供給と置換とが、従来のウェハキ
ャリアに比べてはるかに容易となり、ウェハ面内やウェ
ハ面間でのウェット処理品質のバラツキの低下に極めて
有効となる。

【００１９】すなわち、洗浄やウェットエッチングなど
のウェハ処理において、ウェハキャリア１の浸漬前の純
水槽や薬液槽内の液体（純水や薬液）が、ウェット処理
を施すべきウェハ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・が挿入
されたウェハキャリア１の前記槽内への浸漬に伴って反
応が進行し、ウェハ表面ｓの付着・吸着物質の純水中へ
の溶出やエッチング液による被エッチング材料のエッチ
ング液中への溶出などの結果として変質するが、これら
の液体（純水や薬液）を常に新鮮な液体（純水や薬液）
で置換し続けることができる。

【００２０】また、ウェット処理を施すべきウェハ表面
ｓへの新鮮な純水・薬液の供給が促進されるため、所望
のウェット処理に必要な時間が短縮されるという効果も
同時に実現可能である。

【００２１】本実施例では、ウェハキャリア１の外形寸
法を変更しないという一定の寸法制約下で、ＬＳＩなど
の微細化の進展に伴って益々厳しくなるウェハ処理品質
の要求水準を満たすために、隣接する２枚のウェハ間隙
の拡大とこれに伴う該間隙内における純水や薬液の置換
の容易化を促進するため、図１に例示するような構造の
ウェハキャリア１とウェハ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・
・の挿入方法を採ることにより、従来の方法に比べてウ
ェハ表面ｓ側の隣接する２枚のウェハ間の間隙を５０％
強増大させることが可能となる。

【００２２】すなわち具体的には、図４において、隣接
するウェハ３ｂと３ｃの中心間距離ｄを２．５２５ｍ
ｍ、ウェハ３ｂと３ｃの厚みｂを０．６２５ｍｍとした
場合、ウェハ３ｂと３ｃの裏面間距離ｅは１．９ｍｍで
ある。一方、同図において隣接するウェハ３ａと３ｂ
は、それぞれウェット処理（洗浄やウェットエッチン
グ）が施されるべきウェハ表面ｓが対向しており、これ
らウェハ３ａと３ｂの中心間距離ｆは７ｍｍとなり、こ
れからウェハ３ａと３ｂの厚みｂとして０．６２５ｍｍ
を差し引いたウェハ３ａと３ｂの表面間距離ｇは６．３
７５ｍｍとなる。

【００２３】従って、本実施例では、ウェハキャリア１
の隣接する３つの挿入用溝２ａ、２ｂ、２ｃの間の２つ
の溝間隔の和（ｆ＋ｄ）を、従来の２つの溝間隔の和
（図５のａ＋ａ）と同一に保ちつつ、これら２つの溝間
隔ｆとｄとの比を、従来の１：１から略３：１としてい
る。これによって、ウェハキャリア１の外形寸法を大き
くすることなく、ウェハ表面間距離ｇ（６．３７５ｍ
ｍ）を、図５の従来のウェハ面間距離ｃ（４．１３７５
ｍｍ）に比較して、約５４％も増加させることが可能と
なる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来技術で業界標準としてほぼ汎用的に用いられてき
た、例えばウェハ２５枚を１つの単位としたウェット処
理用のウェハキャリアの外形寸法を何ら変更することな
く、この制約条件下でウェット処理（洗浄やウェットエ
ッチング）を施すべきウェハ表面側の間隙について、隣
接するウェハとのウェハ表面間距離を従来技術に比べて
例えば５０％強拡大することが可能である。これによ
り、ウェット処理中に生ずる純水や薬液の濃度や品質の
劣化を新鮮な純水や薬液で置換することを極めて容易に
させることを可能ならしめ、ウェハのウェット処理の品
質（洗浄効果やウェットエッチングの処理結果）のウェ
ハ面内やウェハ面間でのバラツキを従来技術よりも容易
に小さくさせることが可能という効果がある。

【００２５】また、ウェハ表面への新鮮な純水や薬液の
供給がより容易に行い得るため、従来技術に比べてより
短時間で一定のウェット処理を行うことが可能という効
果も同時に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるウェハキャリアの平面
図である。

【図２】上記実施例のウェハキャリアの正面図である。

【図３】上記実施例のウェハキャリアの側面図である。

【図４】上記実施例のウェハキャリアのウェハ挿入用溝
部分を示す拡大図である。

【図５】従来のウェハキャリアのウェハ挿入用溝部分を
示す拡大図である。

【符号の説明】

１ ウェハキャリア ２ａ〜２ｄ ウェハ挿入用溝 ３ａ〜３ｄ ウェハ ｓ ウェハの表面 ｒ ウェハの裏面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｆ 1/00 Ａ 9352−4Ｋ Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｃ 21/306

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子の製造に使用されるウェハを
   収納するウェハキャリアであって、隣接するウェハどう
   しをその表面が対向するように収納することを特徴とす
   るウェハキャリア。