JPH11297654A - 半導体ウエハの洗浄装置及びその洗浄方法 - Google Patents

半導体ウエハの洗浄装置及びその洗浄方法

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JPH11297654A
JPH11297654A JP10094231A JP9423198A JPH11297654A JP H11297654 A JPH11297654 A JP H11297654A JP 10094231 A JP10094231 A JP 10094231A JP 9423198 A JP9423198 A JP 9423198A JP H11297654 A JPH11297654 A JP H11297654A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大口径のウエハであっても、的確に水平状態
に保持し、確実な処理を行うことができる半導体ウエハ
の洗浄装置及びその洗浄方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ１１下面の全面に当接する
裏面用ブラシ１４と、前記半導体ウエハ１１の上面を洗
浄する表面用ブラシ２２とを備え、前記半導体ウエハ１
１の全面を常に水平状態にして洗浄するようにしたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
ス全般に用いられている、半導体ウエハの洗浄装置及び
その洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のウエハのチャック機構を図４及び
図５を参照しながら説明する。まず、ピンメカチャック
について図４を参照しながら説明する。図４はかかる従
来の半導体ウエハの洗浄装置（メカチャック）の構成図
であり、図４（ａ）はその半導体ウエハの洗浄装置の上
面図（待機状態）、図４（ｂ）はその半導体ウエハの洗
浄装置の上面図（ウエハ保持状態）、図４（ｃ）はその
半導体ウエハの洗浄装置の側面図（待機状態）、図４
（ｄ）はその半導体ウエハの洗浄装置の側面図（ウエハ
保持状態）である。
【０００３】図４に示すように、プレート１に植設され
るボトル型の支持ピン２の肩にウエハ５を載せ、細いピ
ンでウエハ５を支持し、エアーシリンダー等でアーム４
を駆動して保持ピン３を動かし、完全にウエハ５を保持
する。次に、バキュームチャックについて図５を参照し
ながら説明する。図５はバキュームチャックの構成図で
あり、図５（ａ）はバキュームチャックの上面図、図５
（ｂ）はバキュームチャックの側面図である。
【０００４】これらの図に示すように、チャック６の上
面に切ってあるバキューム溝７でウエハをバキュームさ
せ、ウエハを保持する。従来技術でもバキュームチャッ
クは大面積接触により裏面のパーティクルが増加し、裏
面に傷が生じる等の問題や裏面洗浄時に表面をバキュー
ムできない等の理由で、メカチャックが主流である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術のメカチャックにおいては、図６に示すよう
に、３００ｍｍウエハ１０を保持しブラシアーム９に取
り付けられたブラシ８で処理しようとすると、ウエハ１
０の中心が大きく撓み、ウエハ中心が処理できないとい
う問題があった。
【０００６】また、半導体ウエハを両面から洗浄する装
置として、例えば、（１）特開平１−１８４８３１号公
報、（２）特開平４−９４５３７号公報、（３）特開平
５−３１８４号公報、（４）特開平７−１６９７３２号
公報、（５）特開平８−７１５１９号公報が挙げられる
が、いずれのものにおいても、ウエハの撓みは避けられ
ず、洗浄技術として満足のいくものではなかった。
【０００７】本発明は、上記問題点を除去し、大口径の
ウエハであっても、的確に水平状態に保持し、確実な処
理を行うことができる半導体ウエハの洗浄装置及びその
洗浄方法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】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕半導体ウエハの洗浄装置において、半導体ウエハ
下面の全面に当接するブラシと、前記半導体ウエハの上
面を洗浄する洗浄手段とを備え、前記半導体ウエハの全
面を常に水平状態にして洗浄するようにしたものであ
る。
【０００９】〔２〕半導体ウエハの洗浄装置において、
半導体ウエハ周辺をチャックする手段と、前記半導体ウ
エハ下面に形成される、パーティクルのない清浄な流体
で満たしたパージ室と、前記半導体ウエハの上面を洗浄
する洗浄手段とを備え、前記半導体ウエハの全面を常に
水平状態にして洗浄するようにしたものである。 〔３〕上記〔２〕記載の半導体ウエハの洗浄装置におい
て、前記流体は、液体である。
【００１０】〔４〕上記〔２〕記載の半導体ウエハの洗
浄装置において、前記流体は、気体である。 〔５〕半導体ウエハの洗浄装置において、半導体ウエハ
周辺に配置されるとともに、前記半導体ウエハの下面の
より内側に当接する第１の指と、かつ前記半導体ウエハ
の上面のより外側に当接する第２の指とを有し、前記半
導体ウエハの撓みを矯正させる保持ピンと、前記半導体
ウエハの上面を洗浄する洗浄手段とを備え、前記半導体
ウエハの全面を常に水平状態にして洗浄するようにした
ものである。
【００１１】〔６〕上記〔１〕、〔２〕又は〔５〕記載
の半導体ウエハの洗浄装置において、前記洗浄手段は表
面用ブラシである。 〔７〕半導体ウエハの洗浄方法において、半導体ウエハ
下面の全面を支え、前記半導体ウエハの全面を常に水平
状態にして洗浄するとともに、前記半導体ウエハの両面
を同時に洗浄するようにしたものである。
【００１２】〔８〕上記〔７〕記載の半導体ウエハの洗
浄方法において、半導体ウエハの裏面より流体を当て流
体圧の制御により半導体ウエハの撓みをなくすようにし
たものである。
〔９〕上記〔８〕記載の半導体ウエハの洗浄方法におい
て、前記流体圧の制御に対応して、ウエハ上面を洗浄す
る手段のウエハへの加圧を制御するようにしたものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施
例を示す半導体ウエハの洗浄装置の構成図である。この
図において、１１はウエハ、１２は支持ピン、１３は保
持ピン、１４はウエハ１１の裏面全面に当接する裏面用
ブラシ、１５はブラシ本体、１６はチャックベース、１
７はブラシシャフト、１８は裏面ブラシ用モーター、１
９はチャック回転用ベルト、２０はシャフト、２１はチ
ャック回転用モーター、２２は表面用ブラシ、２３はブ
ラシアーム、２４はアーム、２５はチャックシャフトで
ある。
【００１４】この図に示すように、チャックベース１６
に支持ピン１２と保持ピン１３が設けられ、この保持ピ
ン１３は、チャックシャフト２５を介してチャック回転
用ベルト１９に接続され、更に、シャフト２０を介して
チャック回転用モーター２１に接続される。チャックシ
ャフト２５の中心の貫通部に裏面ブラシ用モーター１８
に接続されたブラシシャフト１７が通り、ブラシ本体１
５の裏面に接続され、その上に裏面用ブラシ１４が設け
られている。ブラシ本体１５の裏面と裏面用ブラシ１４
はウエハ１１とほぼ同じ大きさの円形である。また、保
持ピン１３にはアーム２４が接続される。
【００１５】以下、この実施例の半導体ウエハの洗浄装
置について説明する。図１において、ウエハ１１を支持
ピン１２に載せて、アーム２４がエアーシリンダーによ
り駆動され、保持ピン１３を動かしウエハ１１を完全に
固定する。チャック回転用モーター２１がシャフト２０
とチャック回転用ベルト１９を介してウエハ１１が載置
されたチャックベース１６を回転させる。
【００１６】次に、ブラシアーム２３、表面用ブラシ２
２がウエハ１１の表面に移動し洗浄が開始される。同時
に裏面ブラシ用モーター１８により、ブラシシャフト１
７を介してブラシ本体１５、裏面用ブラシ１４が回転
し、エアーシリンダーによりウエハ１１の裏面の高さま
で上がり、両面同時に洗浄が始まる。このように、第１
実施例によれば、３００ｍｍウエハの撓みを裏面全面に
ブラシを当接させ、ウエハの裏面全面をブラシで支える
ため、ウエハの全面が同じ高さになり、むら無く洗浄で
きる。
【００１７】また、従来のように、片面別々に洗浄して
いるのとは違い、両面同時に洗浄するため装置も小さく
することができ、スループットの向上を図ることができ
る。次に、本発明の第２実施例について説明する。図２
は本発明の第２実施例を示す半導体ウエハの洗浄装置の
構成図である。この図において、３１はウエハ、３２は
バキュームチャック、３３はパージ室であり、このパー
ジ室には流体（液体又は気体）が満たされている。３４
は表面用ブラシ、３５はブラシアームである。
【００１８】図２に示すように、ウエハ３１の周縁部５
ｍｍ程度をバキュームチャック３２によりバキュームチ
ャックする。このとき、ウエハ３１の上面のブラシの圧
力と、ウエハ３１の下面の流体の圧力が同じになるよう
に制御する。したがって、常にウエハ３１の“撓み”が
なくなる。このように、ウエハ下面全面を流体（液体あ
るいは気体）で支えることによってウエハの自重による
“撓み”を防止することができる。
【００１９】そして、ウエハの下面から液体や気体の圧
力によってウエハが反らないようにして、ウエハの上面
からブラシをかける。そこで、流体の圧力を調整するこ
とによって、常にウエハが反らないように、つまりウエ
ハの平坦度を極めて良好にすることができる。また、パ
ージ室３３を満たす液体や気体として洗浄作用を持つも
のを使用すれば、ウエハの平坦度を良好に保ちながらウ
エハの下面を洗浄することができる。例えば、洗浄作用
を持つ気体や液体としては、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）、アン
モニア化水、界面活性剤を含んだ水等が挙げられる。
【００２０】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図３は本発明の第３実施例を示す半導体ウエハの洗
浄装置の構成図であり、図３（ａ）はそのメカチャック
側面図（待機状態）、図３（ｂ）はそのメカチャック側
面図（ウエハ保持状態）、図３（ｃ）はその保持ピンの
保持部の拡大図である。
【００２１】これらの図において、４１は支持ピン、４
２は保持ピンであり、この保持ピン４２はウエハの下面
においてより内側に当接する第１の指４２Ａと、かつ前
記ウエハの上面においてより外側に当接する第２の指４
２Ｂとを備えている。４３は表面用ブラシ、４４はブラ
シアーム、４５はアーム、４６はウエハ、４７はチャッ
クベースである。
【００２２】図３（ａ）に示すように、チャックベース
４７に支持ピン４１と保持ピン４２が設けられている。
この保持ピン４２にはアーム４５が接続される。そこ
で、図３（ｂ）に示すように、ウエハ４６を支持ピン４
１に載せアーム４５がエアーシリンダーにより動き、保
持ピン４２を動かしウエハ４６を完全に固定する。この
時、保持ピン４２は、ウエハの下面においてより内側に
当接する第１の指４２Ａと、前記ウエハの上面において
より外側に当接する第２の指４２Ｂとを備えているた
め、撓んでいるウエハ４６が水平になり洗浄が始まる。
【００２３】このように、第３実施例によれば、３００
ｍｍウエハの撓みを保持ピンの形状で矯正するため、ウ
エハの全面が同じ高さになり、むら無く洗浄できる。ま
た、保持ピンの構造を変えるだけの構成で済むために、
コストが最も安く、機構がシンプルなため故障を少なく
することができる。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、 （Ａ）請求項１又は７記載の発明によれば、大口径のウ
エハであっても、的確に水平状態に保持し、確実な処理
を行うことができる。 （Ｂ）請求項２〜４記載の発明によれば、ウエハ下面全
面を流体（液体あるいは気体）で支えることによって、
ウエハの自重による“撓み”を防止することができる。
【００２５】したがって、ウエハの全面が同じ高さにな
り、むら無く洗浄することができる。 （Ｃ）請求項５記載の発明によれば、ウエハの撓みを保
持ピンの形状で矯正するため、ウエハの全面が同じ高さ
になり、むら無く洗浄できる。また、保持ピンの構造を
変えるだけの構成で済むために、コストが最も安く、機
構がシンプルなため故障を少なくすることができる。
【００２６】（Ｄ）請求項６記載の発明によれば、ウエ
ハの撓みを裏面全面にブラシを当接させ、ウエハの裏面
全面をブラシで支えるため、ウエハの全面が同じ高さに
なり、むら無く洗浄できる。また、片面別々に洗浄して
いるのとは違い、両面同時に洗浄するため装置も小さく
することができ、スループットの向上を図ることができ
る。
【００２７】（Ｅ）請求項８記載の発明によれば、ウエ
ハの全面が同じ高さになり、むら無く洗浄できるととも
に、スループットの向上を図ることができる。 （Ｆ）請求項９記載の発明によれば、流体の圧力の調整
に対応して、ウエハ上面を洗浄する手段（ブラシ等）の
ウエハへの加圧を制御するようにしたので、常にウエハ
が反らないように、つまりウエハの平坦度を極めて良好
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す半導体ウエハの洗浄
装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す半導体ウエハの洗浄
装置の構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す半導体ウエハの洗浄
装置の構成図である。
【図４】従来の半導体ウエハの洗浄装置の構成図であ
る。
【図５】バキュームチャックの構成図である。
【図６】従来技術の問題点説明図である。
【符号の説明】
１１，３１，４６ ウエハ １２，４１ 支持ピン １３，４２ 保持ピン １４ 裏面用ブラシ １５ ブラシ本体 １６，４７ チャックベース １７ ブラシシャフト １８ 裏面ブラシ用モーター １９ チャック回転用ベルト ２０ シャフト ２１ チャック回転用モーター ２２，３４，４３ 表面用ブラシ ２３，３５，４４ ブラシアーム ２４，４５ アーム ２５ チャックシャフト ３２ バキュームチャック ３３ パージ室 ４２Ａ 第１の指 ４２Ｂ 第２の指

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）半導体ウエハ下面の全面に当接する
    ブラシと、（ｂ）前記半導体ウエハの上面を洗浄する洗
    浄手段とを備え、（ｃ）前記半導体ウエハの全面を常に
    水平状態にして洗浄することを特徴とする半導体ウエハ
    の洗浄装置。
  2. 【請求項２】（ａ）半導体ウエハ周辺をチャックする手
    段と、（ｂ）前記半導体ウエハ下面に形成される、パー
    ティクルのない清浄な流体で満たしたパージ室と、
    （ｃ）前記半導体ウエハの上面を洗浄する洗浄手段とを
    備え、（ｄ）前記半導体ウエハの全面を常に水平状態に
    して洗浄することを特徴とする半導体ウエハの洗浄装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の半導体ウエハの洗浄装置
    において、前記流体は、液体であることを特徴とする半
    導体ウエハの洗浄装置。
  4. 【請求項４】 請求項２記載の半導体ウエハの洗浄装置
    において、前記流体は、気体であることを特徴とする半
    導体ウエハの洗浄装置。
  5. 【請求項５】（ａ）半導体ウエハ周辺に配置されるとと
    もに、前記半導体ウエハの下面のより内側に当接する第
    １の指と、かつ前記半導体ウエハの上面のより外側に当
    接する第２の指とを有し、前記半導体ウエハの撓みを矯
    正させる保持ピンと、（ｂ）前記半導体ウエハの上面を
    洗浄する洗浄手段とを備え、（ｃ）前記半導体ウエハの
    全面を常に水平状態にして洗浄することを特徴とする半
    導体ウエハの洗浄装置。
  6. 【請求項６】 請求項１、２又は５記載の半導体ウエハ
    の洗浄装置において、前記洗浄手段は表面用ブラシであ
    ることを特徴とする半導体ウエハの洗浄装置。
  7. 【請求項７】 半導体ウエハ下面の全面を支え、前記半
    導体ウエハの全面を常に水平状態にして洗浄するととも
    に、前記半導体ウエハの両面を同時に洗浄することを特
    徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の半導体ウエハの洗浄方法
    において、半導体ウエハの裏面より流体を当て流体圧の
    制御により半導体ウエハの撓みをなくすことを特徴とす
    る半導体ウエハの洗浄方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の半導体ウエハの洗浄方法
    において、前記流体圧の制御に対応して、ウエハ上面を
    洗浄する手段のウエハへの加圧を制御することを特徴と
    する半導体ウエハの洗浄方法。
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