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基板洗浄装置 - 株式会社日立製作所
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発明の名称 基板洗浄装置
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6−196468
公開日 平成6年(1994)7月15日
出願番号 特願平4−345992
出願日 平成4年(1992)12月25日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 都築 浩一
要約 目的
ウェハ面内での洗浄むらやエッチングのむらをなくし、ウェハ面内で均一な洗浄あるいはエッチングを実現する。

構成
洗浄槽3の上部に、上下方向に開いた小流路7を多数設けた蓋6を設置する。
特許請求の範囲
【請求項1】半導体ウェハ等の基板を、前記基板の面を重力と平行な方向に液槽内に挿入して、前記液槽の下部より液を槽内に流入して上部開口部より溢れさせることで槽内に液流を形成し、その液体で前記基板を洗浄またはエッチングする基板洗浄装置において、前記槽の上部に、前記基板面と平行な方向に開口した多数の小流路を有する整流用の蓋を設置したことを特徴とする基板洗浄装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体用ウェハを、半導体製造過程で液洗浄または、液エッチングする洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造過程において、薬液によるエッチングや、純水による洗浄は重要なプロセスである。従来よりこのような洗浄は、洗浄槽下部より液を上部に向かって流し、上部は開口にしてそのまま液を溢れさせることで、槽内に液流を形成している。
【0003】ところが、従来の洗浄槽では、エッチングや基板面内で一様にならず、エッチングむらや、洗浄むらが生じるという問題があった。このようなむらをなくすために、例えば、特開平3−231428 号公報で提案されているように、槽内で基板を上下動など動かすことで、基板面内での洗浄や、エッチングの一様性を得ようとする試みもされている。
【0004】また、特開平4−115529 号公報では、槽上部に吸液管で設けて、その作用により液流を整流化する方法を提供している。
【0005】また、特開平1−136166 号公報では、液エッチング槽下部に液噴出ノズルを設け、ノズルの向きを適切にすることでエッチング性能の向上を図っている。
【0006】上記の現存技術は、いずれも液槽中の流れを適切に制御して均一でかつ効率的な、すなわち、できるだけ小流量での洗浄を目指すものであるが、液量を少なくすると、外部の振動,空気流の変動等さまざまな外乱や、液の槽への導入そのもので生じる渦流れが減衰しづらくなり、しかも、槽の上部に自由表面が存在するために渦が3次元的で複雑な様相を示し、結果としてウェハ面内で流速分布が生じて均一な洗浄あるいはエッチングが実現されないという本質的欠点を除去するものではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来提案されているような複雑な機構を設けることなく、上記の洗浄むらやエッチングむらがなく、基板面内で均一な処理がなされる洗浄装置を提案するのが目的である。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記のような洗浄むらが生じる要因として、槽内の液が必ずしも槽下部から上部に向かった整った流れになっているわけではなく、種々の原因により、液が複雑な渦状の流れを形成し、そのために基板面近傍で、流れがある個所と流れが澱んだ個所が生じてしまうことがある。
【0009】そのような、液の渦流が生じるのは、槽上部開口部での自由表面部において、液が槽の内周に溢れ出ることによったり、あるいは、外部気流等の影響で、表面に複雑な水平方向渦が生じ、その渦が、表面張力等の作用で液槽内部に複雑な3次元渦を誘起することが原因であると考えられる。
【0010】本発明の目的は、表面での水平渦を消去する槽構造とし、上記のような、槽内部での渦流が低減し、洗浄むらをなくす技術を提供するものである。
【0011】
【作用】本発明による洗浄装置は、槽上部に、相互には壁面で隔たった、基板の向きと平行、すなわち、上下方向に開口した小流路を複数設けた蓋を設け、槽下部から上部へ向かう流れは、小流路により保持されるが、表面における水平面内渦は、小流路間の隔たりによって阻止するようにした。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。ウェハ1は、カセット2で固定され、洗浄槽3に入る。ウェハ1が固定されたカセット2は、洗浄槽3下部の多孔仕切板4の上に設置されている。液は、液入り口5より洗浄槽3に流入し、多孔仕切板4よりウェハ1間を上部に流れる。槽上部には、多数の小流路7を有する蓋6が設置されている。小流路7同士の間は、隔壁8によって仕切られている。液は、小流路7を通って、槽上部表面に達し、図1中に9で示したように、槽の横に溢れ出る(オーバーフロー)。本装置では、このように、槽上部が相互に隔壁で仕切られた小流路で構成されるため、上方への流れはなんら影響を受けないが、槽表面での水平面内渦が形成されることがなく、従って、そのような表面渦に誘起される槽内部での3次元渦がなくなり、洗浄あるいはエッチングのむらが低減される。
【0013】以下、蓋6として用いた異なる構造を紹介する。図2で示したのは、板に多数の孔を開けて小流路7としたものである。板の幅(小流路の長さ)は、3cmから5cmとしている。図3は、ストロー状の管を多数合わせて、蓋6を構成した例の構造の一部である。管は外形6mm,内径(流路径)4mm,長さ3cmから5cmのものを用いている。図4は、ハニカムあるいは多角形セルが多数で構成された蓋の構造の一部である。
【0014】図5は、薄板を格子状に組み合わせたタイプの蓋である。一方、図6で示した例は、板を一方向のみに並べ、板と板を棒10で結合させたタイプの蓋である。
【0015】また、表面での渦は場所によって、そのサイズが異なるため、小流路の大きさを分布させた例もある。この場合、図2で示した板タイプの蓋に設ける孔径を場所によって変えたり、図3で示した円筒結合タイプで、円筒の径を分布させたりする。図7では、そのような孔径分布タイプとして、格子タイプで格子幅を分布させた例である。槽の4隅のコーナ部分では、サイズが小さい渦が生じるため、4隅での格子幅を小さくしている(図中11)のが特徴である。
【0016】
【発明の効果】本発明では、洗浄槽上部表面での水平内渦の発生が阻害されるために、そのような水平渦で誘起される槽内3次元渦の発生が低減し、それによって、そのような3次元渦が原因となっていた洗浄あるいはエッチングのむらがなくなるという効果がある。しかも、装置としては、特に複雑な可動機構を設けることがなく、簡単な構成でしかも、先に述べたように洗浄やエッチングの均一性が向上する。




 

 


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