JPH1131643A - スピンナー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨後にウェーハの表裏面を同時に洗浄し、
且つ乾燥できるようにしたスピンナー装置を提供する。 【解決手段】 半導体ウェーハの外周の少なくとも３箇
所を把持するクランプと、このクランプを支持し回転す
る回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏面洗浄水供給
ノズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面洗浄水供給ノ
ズルとを少なくとも備える。ウェーハの表裏面を乾燥さ
せるための表面乾燥用エアー供給ノズルと、裏面乾燥用
エアー供給ノズルとを付設する。クランプは、ウェーハ
把持部と、回転部と、把持作用部とを含み、この把持作
用部の作用、非作用によってウェーハを把持又は開放す
る。クランプのウェーハ把持部は、バネで適宜の力で内
側に付勢されウェーハを把持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハを洗浄す
るためのスピンナー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程で研磨されたウェーハ
は、表面にコンタミ（切削屑）等が付着しているため、
研磨後に洗浄が行われている。このウェーハの洗浄は、
通常洗浄装置のテーブルにウェーハを吸着させ、そのテ
ーブルを回転させながらウェーハの表面を洗浄し、洗浄
後に乾燥している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の洗浄装置に
よると、ウェーハの表面は綺麗に洗浄できるが、テーブ
ルに吸着されたウェーハの裏面は洗浄できないという問
題がある。研磨時にコンタミ等がウェーハの裏面側に回
り込んで汚染することがあり、ウェーハの裏面も洗浄す
ることが要求される。この要求を満たすためには、ウェ
ーハの表面を洗浄・乾燥した後に、ウェーハをひっくり
返して裏面の洗浄・乾燥を行わねばならないが、手間が
掛かると共に作業能率を低下させることになる。

【０００４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされ、研磨後にウェーハの表裏面を同時に洗
浄し、且つ乾燥できるようにしたスピンナー装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの手段として、本発明は、半導体ウェーハの外周の少
なくとも３箇所を把持するクランプと、このクランプを
支持し回転する回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏
面洗浄水供給ノズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面
洗浄水供給ノズルと、から少なくとも構成されるスピン
ナー装置を要旨とする。又、クランプは、ウェーハ把持
部と、回転部と、把持作用部とを含み、この把持作用部
の作用、非作用によってウェーハを把持又は開放するこ
と、クランプのウェーハ把持部は、バネで適宜の力で内
側に付勢されウェーハを把持し、この把持作用部の作用
によってバネの付勢に抗してウェーハを開放すること、
クランプの把持作用部は、回転部を中心にしてウェーハ
把持部と反対側に設けられ、回転体の回転の際、把持作
用部に生じる遠心力によって回転部の反対側にあるウェ
ーハ把持部に内向力を与え、バネの付勢と相俟ってウェ
ーハの把持力を増しウェーハの飛散を防止したこと、裏
面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給ノズルとの一方
又は両方が揺動してウェーハの全面を洗浄すること、裏
面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給ノズルとの一方
又は両方に超音波発生手段を配設したこと、ウェーハの
表裏面を乾燥させるための表面乾燥用エアー供給ノズル
と、裏面乾燥用エアー供給ノズルとが含まれること、ウ
ェーハを洗浄する際は、表面及び裏面洗浄水供給ノズル
から洗浄水が供給され、ウェーハを把持した回転体は比
較的低速で回転し、洗浄が終了した後は、洗浄水の供給
が停止されウェーハを把持した回転体は比較的高速で回
転してウェーハをスピン乾燥させること、ウェーハをス
ピン乾燥させる際に、表面及び裏面乾燥用エアー供給ノ
ズルからエアーが供給されウェーハの表面と裏面とをエ
アーブローすること、洗浄水の飛散を防止するために、
上部カバーと側部カバーとが配設されており、側部カバ
ーはウェーハの搬出入の際は少なくとも開状態になり、
ウェーハの洗浄、スピン乾燥の際は閉状態になること、
を要旨とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳説する。図１は、本発明に係るスピン
ナー装置１を示すもので、上部カバー１ａと、昇降自在
に形成された側部カバー１ｂとを有し、この側部カバー
１ｂはウェーハの出し入れの際は下降して開状態とな
り、ウェーハを洗浄・乾燥する際は上昇して閉状態とな
り、洗浄水等の飛散を防止できるようにしてある。

【０００７】スピンナー装置１内のほぼ中央部には、略
円筒状の回転体２が装備され、この回転体２は図２に示
すように、下端に形成した縮径円筒部２ａの上下部がベ
アリング３によりそれぞれ支持され、駆動用モータ４及
び伝動ベルト５を介して低速から高速まで自在に軸回転
する。

【０００８】前記回転体２の上部には、図３のようにウ
ェーハＷの外周部を把持するクランプ６が複数個（図例
では４個であるが３個でも良い）設けられている。この
クランプ６は、回転体２の上縁部に形成された切欠部２
ｂに取り付けられたウェーハ把持部６ａと、回転部６ｂ
と、被把持作用部６ｃと、回転体２の内部に取り付けら
れた把持作用部６ｆとを含む構成になっている。

【０００９】前記ウェーハ把持部６ａは、回転部６ｂに
バネ６ｄが装着されて内側に付勢され、前記被把持作用
部６ｃは、図２に示すようにシリンダ６ｅにより昇降可
能に形成された把持作用部６ｆの作用を受ける。そし
て、この把持作用部６ｆの作用、非作用によってクラン
プ６を動かし、ウェーハ把持部６ａの把持又は開放操作
を行う。

【００１０】即ち、図３に実線で示すように、把持作用
部６ｆでクランプ６の下端部である被把持作用部６ｃを
突き上げている時には、バネ６ｄの付勢に抗してウェー
ハ把持部６ａが外側に逃がされてウェーハＷを開放状態
にするが、把持作用部６ｆを下げて突き上げを解除した
時には、仮想線で示すようにバネ６ｄの付勢力によりウ
ェーハ把持部６ａが内側に回転してウェーハＷを把持状
態にする。

【００１１】７は表面洗浄水供給ノズル、８は表面乾燥
用エアー供給ノズルであり、前記回転体２の外側に沿っ
てスピンナー装置１内に隣接配置され、これらの先端部
はいずれも揺動可能に形成され、前記クランプ６により
把持されるウェーハＷの上面に臨ませてある。

【００１２】９は裏面洗浄水供給ノズル、１０は裏面乾
燥用エアー供給ノズルであり、回転体２の中央部に沿っ
て隣接配置され、これらの先端部はいずれも揺動可能に
形成され、前記クランプ６により把持されるウェーハＷ
の下面に臨ませてある。

【００１３】前記各ノズルの揺動速度は調整できるよう
に構成し、表面洗浄水供給ノズル７と裏面洗浄水供給ノ
ズル９との一方又は両方に超音波発生手段（図略）を設
けて洗浄効果を上げることもある。尚、図１において、
１１は側部カバー１ｂを昇降させるためのシリンダであ
り、そのロッド１１ａの上端部が側部カバー１ｂに連結
されている。

【００１４】このように構成されたスピンナー装置１
は、例えば図４に示すウェーハ研磨装置Ａに組み込まれ
て使用される。このウェーハ研磨装置Ａにおいては、先
ずカセットＣ内に収容されたウェーハＷが搬出入手段Ｂ
によって搬出されると共に、スピンナー装置１の隣に配
設されたスポンジロール部Ｄに位置付けられ、ここでウ
ェーハＷの裏面が洗浄される。

【００１５】洗浄後に、ウェーハＷは搬送手段Ｅによっ
てチャックテーブルＴ上に搬送され、吸引保持される。
この際、ウェーハＷの裏面は既に洗浄済みであるから、
ウェーハの裏面とチャックテーブルＴの上面との間にゴ
ミ等が挾み込まれることはない。従って、研磨時でのマ
イクロクラックの発生や面内厚さのバラツキ等を未然に
防止することができる。

【００１６】チャックテーブルＴに保持されたウェーハ
Ｗは、ターンテーブルＦを回転することで研磨機Ｇに位
置付けられ、表面が研磨される。研磨機Ｇは、隣接して
２台配設されており、一方を粗研磨用、他方を仕上げ研
磨用とした場合には、粗研磨用の研磨機で研磨した後、
ターンテーブルＦを回転させて仕上げ研磨用の研磨機に
位置付け、仕上げ研磨がなされる。

【００１７】研磨後に、ターンテーブルＦを回転させて
チャックテーブルＴを前記搬送手段Ｅに位置付け、この
搬送手段ＥでウェーハＷを吸着して前記スピンナー装置
１に搬送する。この時、スピンナー装置１の側部カバー
１ｂは開状態にされている。

【００１８】この後、前記クランプ６によりウェーハＷ
の外周部が把持されると搬送手段Ｅが退避し、側部カバ
ー１ｂが上昇して閉状態となり、ウェーハＷの洗浄が開
始される。

【００１９】このウェーハＷの洗浄は、前記クランプ６
によりウェーハＷを把持したままで回転体２を比較的低
速で回転させ、前記表面洗浄水供給ノズル７及び裏面洗
浄水供給ノズル９から洗浄水を噴射させ、且つ一方又は
両方のノズルを揺動させてウェーハＷの表裏面を同時に
洗浄する。

【００２０】洗浄後は、ウェーハＷを把持したまま回転
体２を比較的高速で回転させ、前記表面乾燥用エアー供
給ノズル８及び裏面乾燥用エアー供給ノズル１０からエ
アーを噴射させ、ウェーハＷの表裏面をエアーブローし
ながらスピン乾燥させる。

【００２１】ウェーハＷの洗浄時及び乾燥時において、
回転体２の回転の際、ウェーハ把持部６ａの下端にある
被把持作用部６ｃに遠心力が生じ、回転部６ｂの反対側
にあるウェーハ把持部６ａに内力を与え、バネ６ｄの付
勢と相俟ってウェーハＷの把持力を増強し、ウェーハＷ
の飛散を防止することができる。

【００２２】スピン乾燥後、側部カバー１ｂが下降して
開状態となり、前記搬出入手段ＢがウェーハＷに位置付
けられる。この搬出入手段ＢがウェーハＷを把持すると
クランプ６が開放状態となり、ウェーハＷは搬出入手段
Ｂによって前記カセットＣ内に収容される。

【００２３】このような一連の工程は、タイミングを取
りながら連続的且つ効率的に行われる。前記スピナー装
置１、スポンジロール部Ｄ、搬送手段１１は図４に示す
ようにそれぞれ左右一対配設され、つまり２系列となっ
ており、配設された２台の研磨機Ｇと関連させて、ウェ
ーハに応じた種々のルートを設定することができる。

【００２４】即ち、前記研磨ルートでは１系列を利用し
たのみであるが、例えば２台の研磨機Ｇをいずれも仕上
げ研磨用に設定して２系列を同時に使用すれば、ウェー
ハの仕上げ研磨作業を２倍の効率で行うことができる。
又、一方の研磨機を粗研磨用、他方を仕上げ研磨用に設
定して２系列を選択使用すれば、一方のカセットＣから
搬出したウェーハを粗研磨及び仕上げ研磨した後、他方
のカセットＣ′に収容するといった一連のＵ字型ルート
で研磨作業を行うこともできる。ウェーハの研磨目的に
合わせてルートを設定することで、高能率の研磨作業が
可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるスピ
ンナー装置は、ウェーハの表裏面を同時に洗浄し、且つ
乾燥できるようにしたので、研磨後に行うウェーハの洗
浄・乾燥工程を簡略化すると共に、その作業能率を著し
く向上させることができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスピンナー装置を示す斜視図であ
る。

【図２】スピンナー装置要部の断面図である。

【図３】クリップを示す拡大図である。

【図４】スピンナー装置を組み込んだウェーハ研磨装置
の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…スピンナー装置 ２…回転体 ３…ベアリング ４…駆動用モータ ５…伝動ベルト ６…クランプ ６ａ…ウェーハ把持部 ６ｂ…回転部 ６ｃ…把持
作用部 ７…表面洗浄水供給ノズル ８…表面乾燥用エアー供給ノズル ９…裏面洗浄水供給ノズル １０…裏面乾燥用エアー供給ノズル １１…シリンダ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウェーハの外周の少なくとも３箇所
   を把持するクランプと、このクランプを支持し回転する
   回転体と、ウェーハの裏面を洗浄する裏面洗浄水供給ノ
   ズルと、ウェーハの表面を洗浄する表面洗浄水供給ノズ
   ルと、から少なくとも構成されるスピンナー装置。
2. 【請求項２】クランプは、ウェーハ把持部と、回転部
   と、把持作用部とを含み、この把持作用部の作用、非作
   用によってウェーハを把持又は開放する請求項１記載の
   スピンナー装置。
3. 【請求項３】クランプのウェーハ把持部は、バネで適宜
   の力で内側に付勢されウェーハを把持し、この把持作用
   部の作用によってバネの付勢に抗してウェーハを開放す
   る請求項２記載のスピンナー装置。
4. 【請求項４】クランプの把持作用部は、回転部を中心に
   してウェーハ把持部と反対側に設けられ、回転体の回転
   の際、把持作用部に生じる遠心力によって回転部の反対
   側にあるウェーハ把持部に内向力を与え、バネの付勢と
   相俟ってウェーハの把持力を増しウェーハの飛散を防止
   した請求項２、３記載のスピンナー装置。
5. 【請求項５】裏面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給
   ノズルとの一方又は両方が揺動してウェーハの全面を洗
   浄する請求項１、２、３、４記載のスピンナー装置。
6. 【請求項６】裏面洗浄水供給ノズルと、表面洗浄水供給
   ノズルとの一方又は両方に超音波発生手段を配設した請
   求項１、２、３、４、５記載のスピンナー装置。
7. 【請求項７】ウェーハの表裏面を乾燥させるための表面
   乾燥用エアー供給ノズルと、裏面乾燥用エアー供給ノズ
   ルとが含まれる請求項１、２、３、４、５、６記載のス
   ピンナー装置。
8. 【請求項８】ウェーハを洗浄する際は、表面及び裏面洗
   浄水供給ノズルから洗浄水が供給され、ウェーハを把持
   した回転体は比較的低速で回転し、洗浄が終了した後
   は、洗浄水の供給が停止されウェーハを把持した回転体
   は比較的高速で回転してウェーハをスピン乾燥させる請
   求項１、２、３、４、５、６、７記載のスピンナー装
   置。
9. 【請求項９】ウェーハをスピン乾燥させる際に、表面及
   び裏面乾燥用エアー供給ノズルからエアーが供給されウ
   ェーハの表面と裏面とをエアーブローする請求項８記載
   のスピンナー装置。
10. 【請求項１０】洗浄水の飛散を防止するために、上部カ
    バーと側部カバーとが配設されており、側部カバーはウ
    ェーハの搬出入の際は少なくとも開状態になり、ウェー
    ハの洗浄、スピン乾燥の際は閉状態になる請求項１、
    ２、３、４、５、６、７、８、９記載のスピンナー装
    置。