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発明の名称 洗浄装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−53200
公開日 平成6年(1994)2月25日
出願番号 特願平4−200995
出願日 平成4年(1992)7月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 鈴木 康道 / 斉藤 裕
要約 目的
複数のウエハを、同時に処理するウエット型の洗浄装置による洗浄処理の清浄度、及び均一性を向上させる。

構成
洗浄液を供給する洗浄槽1にウエハホルダ3に固定された複数ウエハ2をセットした時に仕切板4により該複数ウエハ2が全て異なった独立空間に囲まれた構造とする。
特許請求の範囲
【請求項1】周囲の雰囲気と隔離された洗浄液供給手段を有するドラフト内に、洗浄液または洗浄液を洗い流すための純水を供給する複数の洗浄槽と複数枚の被処理基板を外部と該洗浄槽間で移動させる手段の搬送機構からなる洗浄装置において、被処理基板を該洗浄槽の洗浄位置に設置した際に洗浄液が該複数の被処理基板の各々に対して洗浄液または洗浄液を洗い流すための純水を満たすための独立の空間を形成することを特徴とする洗浄装置。
【請求項2】前記洗浄液に対する独立空間の形成手段として被処理基板間に仕切板を挿入したことを特徴とする請求項1記載の洗浄装置。
【請求項3】前記洗浄液に対する独立の形成手段である仕切板が洗浄槽に設けられたことを特徴とする請求項2記載の洗浄装置。
【請求項4】前記洗浄液に対する独立の形成手段である仕切板が該洗浄槽上部の上下駆動部に接続されて設けられており、洗浄槽に被処理基板を設置後上下機構を有した構造であることを特徴とする請求項2記載の洗浄装置。
【請求項5】前記洗浄液に対する独立の形成手段である仕切板は被処理基板を挾むようにするため下部が狭くなるテーパ状の形状を有することを特徴とする請求項4記載の洗浄装置。
【請求項6】前記洗浄液に対する独立の形成手段である仕切板の材質が、洗浄槽を形成する材質と同材であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の洗浄装置。
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等の製造工程で行なわれる洗浄液を用いて複数の被処理基板を一括処理する洗浄の処理装置に関わり、特に、少量の洗浄液使用によって被処理基板間、基板内の処理均一性、および被処理基板の清浄度を高めるのに好適な洗浄処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の洗浄処理装置は、例えば前田和男著「最新LSIプロセス技術」、工業調査会刊、1983年なる文献の第128項、第152項−第154項に記載されているように複数のウエハをウエハ面が対向するように並行に設置(通常は25枚)したホルダ−を2軸の自由度(上下、左右)を持つア−ムによって洗浄槽内に固定し、常に新鮮な洗浄液を供給するため洗浄液を常時流し続け、オ−バフロ−させながら洗浄槽内に一定時間浸漬する。これにより、表面に付着したコンタミ等を化学的反応により除去する。但し、基板に付着した複数種のコンタミ(自然酸化膜、金属、他)は1種類の洗浄液では除去できないため、純水による洗浄液の洗い流しを行うリンス工程を挾んで複数回の異なる洗浄液への浸漬を順次行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】半導体の高集積化が進むと共に、許容されるコンタミ等の濃度も低くなっていく。また一方では、被処理基板であるウエハ面積は大型化していく。管理すべき濃度が低くなると共に従来の方式では問題とならなかった洗浄液を介しての汚染が問題となってくる。すなわち、リンス工程で除去出来ずホルダ−に付着したコンタミ、コンタミと洗浄液との反応物、あるいは同時に処理する他のウエハからのコンタミの転写である。
【0004】また、ウエハ径が大きくなると洗浄液の流れの影響が大きくなりウエハ内で均一な洗浄効果を確保することは難しくなり、同時に洗浄液槽に漬ける複数枚の内両端のウエハは洗浄条件が全く異なることになりウエハ間の確保はさらに難しくなる。このようなウエハ間、及びウエハ内の均一性の確保について十分な配慮がなされていない。
【0005】さらに、経済面、環境問題の面から排出する洗浄液量をできるだけ抑える必要があるが、この面においても十分な配慮がなされていなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】ウエハ間及びウエハ内の均一性を確保するためには、ウエハを一枚毎処理する枚葉方式が適しているが、量産性(ここでは、単位時間当りの処理枚数と考える。)の点では複数枚を同時に処理するバッジ方式が優れている。そこで、制御性と量産性を確保するため、バッジ処理の方式を基本にして枚葉方式の制御性の良さを取り込むようにする。
【0007】上記発明の目的を達成するために、従来のように大型の槽の中に治具で平行に固定された複数枚の基板を大型の槽の中に浸漬するだけでなく、この時各基板が独立した槽となるように仕切板を設ける。さらに、この仕切板と同時にウエハの位置出し機構を設ける【0008】
【作用】上記構成において、洗浄液槽に複数の基板を漬けたとき各基板間に仕切板を挿入することにより各基板を独立の槽内に入れたのと同様の状態を作り出す。洗浄液槽下部より供給される洗浄液は基板表面に沿って上方に流れ洗浄槽側面より溢れ出ていく。この時の洗浄液の移動は2次元的であり、従来の複数枚の被処理基板を大型槽で同時に処理する場合に発生する基板間を横切る洗浄液の移動、および滞留箇所がなくなる等の流れの制御が容易になり、その結果洗浄作用により洗浄液中に流れでたコンタミ等は洗浄液と共に即時に流れ出るため、基板自身に再付着することは無く、当然他の基板を汚染する可能性もなくなる。
【0009】基板を洗浄槽層にセットしたとき、正確な位置を確保することにより基板を囲む空間を小さく出来るため洗浄液量も減少する。但し、ウエハの位置精度を出すため、搬送中からウエハを支えているホルダ−の溝部の余裕をなくしてしまうと、該ホルダ−への基板の装着が困難となる。さらに、搬送中に生じる振動が、前記溝部で抑えたウエハの端部が局所的に受けるため、該部分にクラック等が入り易くなる。さらに、該溝部とウエハ間には洗浄液等の液体が流れにくくコンタミ等を他に持ち込む可能性が高い。そこで、ウエハを洗浄槽内にセット後位置出しが必要である。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図1から図4により説明する。
【0011】図1は本発明の洗浄装置の第1の一実施例の構造を示す縦断面図であり、図2は図1の洗浄装置を90度異なる角度からの構造を示す縦断面図である。
【0012】液体を底面より複数の小孔を通して供給できる構造を有する洗浄槽1は異なる洗浄液、あるいは純水の数だけ平面上に設置されている。該洗浄槽1の内側にはウエハ2を固定するための溝を有するウエハホルダ−3が隙間なく設置されている。該ウエハ2を固定するウエハホルダ−3は、複数枚のウエハ2(通常は25枚程度)の面が向き合うように設置されている。更に洗浄槽1の上方からはウエハ2を挾み込む形の仕切板4が設置されている。
【0013】洗浄槽1は小孔を通して底面からの洗浄液を導入し上部縁(図2の左右)より溢れさせている。ここで、ウエハホルダ−3は洗浄槽1の上方まで搬送されてくると仕切板4と組み合わせれる。仕切板4はウエハホルダ−3の溝によって位置を固定されたウエハ2の間隙にテ−パ状の突起を有しており、該テ−パ状の突起によりウエハ2その位置がずれることなく正確に固定される。従って、仕切板4とウエハホルダ−3に囲まれる空間は非常に小さく。該仕切板4とウエハホルダ−3を組み合わせた状態で下降させ、洗浄液が溢れた状態にある洗浄槽1内の所定の位置に固定する。各ウエハ2は面方向をウエハホルダ3のしきい面、厚み方向を洗浄槽で区切られるため、各ウエハ2を取り囲む空間の条件は全く同一になる。従って、この各空間に導入された洗浄液は他の空間に回りこむことはなくウエハ2表面に沿って上方に押し上げられ後はウエハ2の縁方向から溢れでて、各ウエハ2とも同一の洗浄が行われる。洗浄効果の均一性は洗浄液の流れの状態に依存する。流速の速いところではウエハ2表面は常に清浄な洗浄液にさらされるためコンタミ等の除去は反応律速になる。また、澱み部分では供給律速になる上に、逆拡散により再付着等の問題が生じる可能性がある。従来のバッチ処理方式では異なる位置にあるウエハ2の反応を均一に制御することは困難であり、本発明のようにウエハ2を囲んだ個別の室を最適化することにより、均一に洗浄能力を最大限に発揮することが出来る。
【0014】図3は本発明の洗浄装置の第2の一実施例の構造を示す縦断面図であり、図4は図3の洗浄装置を90度異なる角度からの構造を示す縦断面図である。
【0015】機構的には本発明の洗浄装置の第1と同じであるが、ウエハ2の個別空間を構成する面方向の仕切板4が洗浄槽側についていることを特徴とする。洗浄槽1にウエハホルダ3を組み込んでいくと、洗浄槽1内側の底面に設けられたテ−パ状の仕切板により、ウエハ2の位置が正確に決められる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、バッチ処理方式の利点である高スル−プット(単位時間当たりの処理枚数)および枚葉処理方式の利点である高制御性を兼ね備えることが出来る。
【0017】高集積化素子の生産は、高スル−プットの他に歩留まりの向上が重要であるが、被処理基板の大面積化、工程数の増加が進むと各工程の精度の確保が難しくなり、この各工程の不安定性が工程数分だけ足し合わされるため歩留まりの確保が非常に困難となる。従って、大面積被処理基板に対応した高精度の処理が必要となる。特に、洗浄処理は素子形成に直接関係する処理でなく、該各形成処理の前後に何回も行われるものであり、従ってその制御性の高さを一層要求される。しかし、バッチ処理のように被処理基板に対する処理の要素(主に、洗浄液の流れに関係するもの)が複雑に関係しないため、例えばバッジ処理では同時に処理する被処理基板の中で処理のバラツキが生じる場合、全体を平均化するかあるいは一部の被処理基板を犠牲にする方法が取られる。本発明によれば、各被処理基板を同条件の高いレベルでの洗浄レベルが維持できるため、製品での高歩留が可能となる。
【0018】さらに、ウエハの位置を正確に決められるため、各ウエハを囲む空間を小さく出来一回の洗浄に要する洗浄液量が少なくなる。このため、維持費が少なくてすむだけでなく、環境に対しても廃液が少なくなり有効である。




 

 


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