(57)【要約】【課題】  ウェーハの損傷を抑制しながらウェーハの洗浄効果を向上できる    ウェーハの洗浄方法及び洗浄装置を提供する。【解決手段】  ウェーハ１を保持して回転させるウェーハ回転機構３、５、ウェーハ回転機構３、５に保持されたウェーハ１の洗浄を行なう面に洗浄水を供給する洗浄水供給機構１１、ウェーハ回転機構３、５に保持されたウェーハ１の洗浄を行なう面に対して盤状のパッド７を相対的に移動させるパッド移動機構９、パッド７を回転させるパッド回転機構１７を備えたウェーハの洗浄装置であり、パッド移動機構９は、パッド７のウェーハ１に対向する面をウェーハ１の洗浄を行なう面に対して０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲で離した状態でパッド７を保持し、パッド回転機構１７は、パッド７をウェーハ１の回転方向と反対方向に回転させる構成とする。【選択図】        図１
2006073788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液膜を形成した回転するウェーハの面に対して盤状のパッドを相対的に移動させてウェーハの面を洗浄するウェーハの洗浄方法であり、
前記パッドのウェーハに対向する面とウェーハの面との間を０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲で離し、前記パッドをウェーハの回転方向と反対方向に回転させることを特徴とするウェーハの洗浄方法。
【請求項２】
前記パッドは、直径が２.５ｃｍ以上５ｃｍ以下の円盤状であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの洗浄方法。
【請求項３】
ウェーハを保持して回転させるウェーハ回転機構と、該ウェーハ回転機構に保持されたウェーハの洗浄を行なう面に洗浄水を供給する洗浄水供給機構と、前記ウェーハ回転機構に保持されたウェーハの洗浄を行なう面に対して盤状のパッドを相対的に移動させるパッド移動機構と、前記パッドを回転させるパッド回転機構とを備えたウェーハの洗浄装置であり、
前記パッド移動機構は、前記パッドのウェーハに対向する面をウェーハの洗浄を行なう面に対して０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲で離した状態で前記パッドを保持し、前記パッド回転機構は、前記パッドをウェーハの回転方向と反対方向に回転させてなることを特徴とするウェーハの洗浄装置。
【請求項４】
前記パッドは、直径が２.５ｃｍ以上５ｃｍ以下の円盤状であることを特徴とする請求項３に記載のウェーハの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの洗浄技術に係り、特に、鏡面状の面を有するウェーハの洗浄に好適なウェーハの洗浄技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬液洗浄のみで除去し難いウェーハに付着した微粒子などの異物を除去するため、ウェーハの面をパッドによってスクラビングするウェーハの洗浄技術が利用されている（例えば、特許文献１、２）。このようなウェーハの洗浄技術では、盤状のパッドをウェーハの面に接触させた状態で、ウェーハ面上にパッドを走査つまりスクラビングさせるものである。
【０００３】
しかし、例えばＳＩＭＯＸウェーハのような鏡面状のウェーハの面に対してパッドを接触させた状態で走査を行なうと、ウェーハの面に微粒子などの異物が有ると、ウェーハの面をパッドが走査することによりウェーハの面をキズつけるといったように、ウェーハに損傷を発生させる原因となる場合がある。また、パッドに汚染物が蓄積して逆汚染を引き起こすことにより必要な洗浄効果が得られない場合もある。
【０００４】
そこで、パッドのウェーハに対向する面とウェーハの面との間を１ｍｍ乃至２ｍｍ程度離して間隔を空け、さらに、パッドを回転させることにより、損傷を抑制しながら、ウェーハの面を洗浄することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３５２８２号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−１６２８９８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】特開平１０−１０６９９５号公報（第２−４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本発明者らが検討した結果、パッドのウェーハに対向する面とウェーハの面との間を１ｍｍ乃至２ｍｍ程度離して間隔を空け、さらに、パッドを回転させることによって、ウェーハの損傷は抑制できるが、必要とする洗浄効果を得られない場合があることを見出した。このように、特許文献３に提案されているようなウェーハの洗浄技術では、必要な洗浄効果を得るため、洗浄効果を向上する必要が有ることがわかった。
【０００７】
本発明の課題は、ウェーハの損傷を抑制しながらウェーハの洗浄効果を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のウェーハの洗浄方法は、液膜を形成した回転する鏡面状のウェーハの面に対して盤状のパッドを相対的に移動させて鏡面状のウェーハの面を洗浄するウェーハの洗浄方法であり、パッドのウェーハに対向する面とウェーハの面との間を０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲で離し、パッドをウェーハの回転方向と反対方向に回転させることにより上記課題を解決する。
【０００９】
このように、パッドのウェーハに対向する面とウェーハの面との間を０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲で離し、パッドをウェーハの回転方向と反対方向に回転させる洗浄方法とすることにより、ウェーハの損傷を抑制しながらウェーハの洗浄効果を向上できる。
【００１０】
また、パッドは、直径が２.５ｃｍ以上５ｃｍ以下の円盤状である洗浄方法とする。これにより、特に直径約３００ｍｍのウェーハにおいて洗浄効果をより向上できる。
【００１１】
さらに、パッドの回転速度がウェーハの回転速度よりも遅い洗浄方法とすれば、ウェーハの洗浄効果を確実に向上できる。これにより、ウェーハの洗浄効果を確実に向上できる。
【００１２】
また、パッドとウェーハとの相対速度が１５ｃｍ／秒以上１２０ｃｍ／秒以下である洗浄方法とすれば、ウェーハの洗浄効果を確実に向上できる。
【００１３】
さらに、本発明のウェーハの洗浄装置は、ウェーハを保持して回転させるウェーハ回転機構と、このウェーハ回転機構に保持されたウェーハの洗浄を行なう面に洗浄水を供給する洗浄水供給機構と、ウェーハ回転機構に保持されたウェーハの洗浄を行なう面に対して盤状のパッドを相対的に移動させるパッド移動機構と、パッドを回転させるパッド回転機構とを備えたウェーハの洗浄装置であり、パッド移動機構は、パッドのウェーハに対向する面をウェーハの洗浄を行なう面に対して０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲で離した状態でパッドを保持し、パッド回転機構は、パッドをウェーハの回転方向と反対方向に回転させてなる構成とする。
【００１４】
また、パッドは、直径が２.５ｃｍ以上５ｃｍ以下の円盤状である構成とする。さらに、パッド回転機構によるパッドの回転速度がウェーハ回転機構によるウェーハの回転速度よりも遅い構成とする。また、パッドとウェーハとの相対速度が１５ｃｍ／秒以上１２０ｃｍ／秒以下である構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ウェーハの損傷を抑制しながらウェーハの洗浄効果を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用してなるウェーハの洗浄方法及び洗浄装置の一実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置の洗浄部の概略構成と動作を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置の洗浄部におけるパッド及び洗浄を行なうウェーハの洗浄状態を模式的に説明する断面図である。図３は、本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置の洗浄部におけるパッド及び洗浄を行なうウェーハの動作を模式的に説明する平面図である。図４は、本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置全体の概略構成を模式的に示す平面図である。
【００１７】
本実施形態のウェーハの洗浄装置は、図１に示すように、ウェーハ１を保持する複数のウェーハ保持具３が一面に突設された円盤状のウェーハ保持台５、ウェーハ１の洗浄を行なう面上にパッド７を移動させるアーム９、ウェーハ１の洗浄を行なう面上に洗浄水となる純水などを供給する洗浄水供給ノズル１１などを有する洗浄部１３を備えている。
【００１８】
ウェーハ保持台５は、ウェーハ保持台５のウェーハ１を保持する側の面と反対側の面の中央部に連結された回転軸１５を介して図示していないモータなどの駆動部に連結されており、回転軸１５や図示していないモータなど駆動部と共にウェーハ１を保持して回転させるウェーハ回転機構を構成している。パッド７は、吸水性及び保水性を有し、さらに少なくとも保水状態のときに柔軟性及び弾性を有する多孔質の樹脂、例えばポリビニルアルコールを原料としたスポンジつまりＰＶＡスポンジなどで形成した円盤状のブラシである。パッド７は、アーム９の一端部に設けられたパッド保持具１７に保持される。
【００１９】
アーム９は、ウェーハ保持台５に載置されたウェーハ１の洗浄を行なう面と平行に延在しており、一端部にパッド保持具１７を介してパッド７が保持されている。パッド保持具１７は、アーム９から垂下された回転軸１７ａの下端に円盤状部分１７ｂを設けた構造になっており、この円盤状部分の下面、つまり、ウェーハ保持台５に対向する面にパッド７を取り付けるようになっている。アーム９の他端部は、図示していない軸に連結されており、アーム９は、この図示していない軸を回転軸として回転させる図示していないモータなどの駆動部に連結されている。パッド保持具１７は、アーム９及びアーム９の図示していない軸内に設けられた図示していない伝達機構を介して、パッド保持具１７を回転させることによってパッド７を回転させる図示していないモータなどの駆動部などに連結されている。
【００２０】
このように、アーム９、パッド保持具１７、アーム９を図示していない軸を回転軸として回転させる図示していないモータなどの駆動部などが、ウェーハ保持台５に載置されたウェーハ１の洗浄を行なう面に対して盤状のパッド７を相対的に移動させるパッド移動機構を構成している。また、パッド保持具１７、パッド保持具１７の回転軸１７ａに連結されてパッド保持具１７を回転させる図示していないモータなどの駆動部などが、パッド７を回転させるパッド回転機構を構成している。
【００２１】
洗浄水供給ノズル１１は、洗浄水となる純水の供給のため、図示していない配管を介して、図示していないポンプや純水タンク、または、図示していない純水供給設備などに連結されている。このように、洗浄水供給ノズル１１、図示していない配管、図示していないポンプや純水タンクまたは図示していない純水供給設備などがウェーハ保持台５に保持されたウェーハ１の洗浄を行なう面に洗浄水を供給する洗浄水供給機構を構成している。
【００２２】
ここで、パッド移動機構を構成するアーム９は、パッド保持具１７を介してパッド７を保持しているが、図２に示すように、パッド７は、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄが０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲になるように離した状態でアーム９に保持されている。さらに、パッド保持具１７などからなるパッド回転機構は、図１及び図３に示すように、ウェーハ保持台５などからなるウェーハ回転機構によるウェーハ１の回転方向Ａと反対の回転方向Ｂにパッド７を回転させる。
【００２３】
さらに、本実施形態では、パッド７は、直径が２.５ｃｍ以上５ｃｍ以下のものを用いている。加えて、パッド保持具１７などからなるパッド回転機構によるパッド７の回転速度は、ウェーハ保持台５などからなるウェーハ回転機構によるウェーハ１の回転速度よりも遅くなっている。また、パッド７とウェーハ１との相対速度は１５ｃｍ／秒以上１２０ｃｍ／秒以下になっている。
【００２４】
なお、パッド移動機構を構成するアーム９が、アーム９の図示していない軸を回転軸として回転することにより、パッド７は、ウェーハ保持台５に保持されたウェーハ１の中心部と縁部との間を図１乃至図３に示した矢印Ｃのように移動することにより、ウェーハ１の洗浄を行なう面全体を走査する。
【００２５】
このような洗浄部１３は、単独でウェーハ洗浄装置として用いることもできるし、また、ウェーハを供給するための他の機構などと組み合わせてウェーハ洗浄装置を構成することもできる。ここでは、洗浄部１３とウェーハを供給するための他の機構などとを組み合わせて構成したウェーハ洗浄装置の構成の一例について説明する。
【００２６】
ウェーハ洗浄装置１９は、図４に示すように、洗浄部１３の他に、洗浄を行なうウェーハ１の供給及び洗浄後のウェーハ１の回収を行なうカセットステージ部２１、カセットステージ部２１と洗浄部１３との間でウェーハ１を搬送する搬送部２３などを備えている。カセットステージ部２１には、複数枚のウェーハ１を収納し、ウェーハ１を１枚ずつ取り出すことができるカセット型のローダ用キャリア２５と、ウェーハ１を１枚ずつ受け取って複数枚のウェーハを収納するためのカセット型のアンローダ用キャリア２７とが設置される。また、カセットステージ部２１は、ローダ用キャリア２５から１枚ずつウェーハを取り出し、また、アンローダ用キャリア２７に１枚ずつウェーハを収納していくための図示していないインデクサユニットなども有している。
【００２７】
搬送部２３は、カセットステージ部２１の図示していないインデクサユニットによってローダ用キャリア２５から取り出された洗浄を行なうウェーハ１を、一端部を回転軸とするアームで保持して洗浄部１３のウェーハ保持台５に搬送する搬送ロボット２９を有している。また、搬送ロボット２９は、洗浄部１３のウェーハ保持台５に保持されたウェーハ１を保持し、洗浄部１３のウェーハ保持台５からカセットステージ部２１の図示していないインデクサユニットへの洗浄後のウェーハ１の搬送も行なう。
【００２８】
このような本実施形態のウェーハの洗浄方法及び洗浄部１３を備えたウェーハ洗浄装置１９では、パッド７のウェーハ１側の面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間に隙間が形成されて非接触の状態になっている。そして、洗浄ノズル１１から供給された純水により、ウェーハ１の洗浄を行なう面には、図２に示すように、液膜３１が形成されている。したがって、パッド７のウェーハ１側の面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間の隙間にも、この隙間の間隔ｄに対応する厚みの液膜が形成されている。この状態でパッド７を回転させると、液膜に加速渦流が発生し、この渦流によってウェーハ１の洗浄を行なう面に付着した微粒子などの異物が除去される。
【００２９】
本発明者らは、パッドとウェーハが非接触の状態で洗浄を行なった場合、ウェーハの損傷は抑制できるが、必要とする洗浄効果を得られない場合があることを見出した。そこで、本発明者らは、パッド７のウェーハ１側の面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄや、パッドの回転方向によって加速渦流の発生状態が変わることなどによって洗浄効果が変わるのではないかと考え、種々の検討を行なった。この結果、本発明者らは、このようにパッドとウェーハが非接触の状態で洗浄を行なうとき、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄが０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲になるように離し、さらに、ウェーハ１の回転方向Ａと反対の回転方向Ｂにパッド７を回転させることにより洗浄効果を向上できることを見出した。
【００３０】
また、これに加え、パッド７は、直径が２.５ｃｍ以上５ｃｍ以下のものを用いることにより、ウェーハ１が直径約３００ｍｍのウェーハである場合、洗浄効果をより向上できることを見出した。パッド７は、直径が２.５ｃｍ未満であると、全面が均一に洗浄できるまでの時間が長時間化してしまう。一方、パッド７は、直径が５ｃｍを超えると、水分を含んだパッド７が自重で全面に渡ってウェーハ１との距離を一定に保つことが困難となり、全面を均一に洗浄できなくなる場合がある。また、パッド７の直径が５ｃｍを超えると、パッド保持具１７の回転軸への負荷が大きくなり、一定速度での回転を制御することが困難になる場合がある。これにより、パッド７がなめらかに回転できなくなり、洗浄効果が低下してしまう。
【００３１】
さらに、パッド７の回転速度は、ウェーハ１の回転速度よりも遅くすること、パッド７とウェーハ１との相対速度を１５ｃｍ／秒以上１２０ｃｍ／秒以下にすることのいずれかにより、洗浄効果を確実に向上できることを見出した。また、上記のようなパッドの直径と組み合わせることにより、洗浄効果をより確実に向上できることを見出した。
【００３２】
このように、本実施形態の本実施形態の洗浄部１３を備えたウェーハ洗浄装置１９及び洗浄部１３によるウェーハの洗浄方法では、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄが０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲になるように離し、さらに、ウェーハ１の回転方向Ａと反対の回転方向Ｂにパッド７を回転させることにより、ウェーハの損傷を抑制しながらウェーハの洗浄効果を向上できる。
【００３３】
また、本発明は、本実施形態の構成の洗浄部や洗浄方法に限らず、パッドのウェーハに対向する面とウェーハの洗浄を行なう面との間隔が０.２ｍｍ以上１.０ｍｍ以下の範囲になるように離し、さらに、ウェーハの回転方向と反対の回転方向にパッド７を回転させれば、様々な構成の装置や様々な工程の洗浄方法にすることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を適用してなるウェーハの洗浄方法による洗浄効果の検討を行なった一実施例の結果を示す。本実施例では図１乃至図４に示したようなウェーハ洗浄装置を用いて、鏡面状のウェーハとして直径３００ｍｍのＳＩＭＯＸウェーハの洗浄を行なっている。
【００３５】
（実施例１）
実施例１では、パッド７は、直径５ｃｍのものを用い、ウェーハ１の回転方向と反対方向に回転つまり逆転させ、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、１ｍｍ、ウェーハ１の回転速度は、１００ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００３６】
（実施例２）
実施例２では、パッド７は、直径２.５ｃｍのものを用い、ウェーハ１の回転方向と反対方向に回転つまり逆転させ、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、０.５ｍｍ、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００３７】
（実施例３）
実施例３では、パッド７は、直径２.５ｃｍのものを用い、ウェーハ１の回転方向と反対方向に回転つまり逆転させ、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、０.５ｍｍ、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００３８】
（実施例４）
実施例４では、パッド７は、直径５ｃｍのものを用い、ウェーハ１の回転方向と反対方向に回転つまり逆転させ、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、０.３ｍｍ、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００３９】
（比較例１）
比較例１では、パッド７は、直径２.５ｃｍのものを用いて回転させず、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、０ｍｍつまりパッド７とウェーハ１とを接触させ、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００４０】
（比較例２）
比較例２では、パッド７は、直径２.５ｃｍのものを用いて回転させず、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、−０.５ｍｍつまりパッド７をウェーハ１に押し付け、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００４１】
（比較例３）
比較例３では、パッド７は、直径５ｃｍのものを用いて回転させず、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、０.２ｍｍ、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００４２】
（比較例４）
比較例４では、パッド７は、直径５ｃｍのものを用い、ウェーハ１の回転方向と同じ方向に回転つまり正転させ、パッド７のウェーハ１に対向する面とウェーハ１の洗浄を行なう面との間隔ｄは、０.５ｍｍ、ウェーハ１の回転速度は、７５ｒ.ｐ.ｍ.、パッド７の回転速度は、５０ｒ.ｐ.ｍ.としてウェーハ１の洗浄を行なった。
【００４３】
このような実施例１乃至４及び比較例１乃至４の洗浄方法の条件と洗浄の結果を表１にまとめた。なお、表１の各実施例及び各比較例における微粒子除去率の結果は、１２枚のウェーハを洗浄したときの微粒子除去率の平均値を示している。また、微粒子除去率の計測は、０.２０μｍよりも大きい粒径の微粒子を対象に行い、除去率は、（洗浄前の個数／洗浄後の個数）×１００で求めている。
【００４４】
【表１】
2006073788.tif 000003
この結果、表１に示すように、実施例１乃至４では、８０％以上の微粒子除去率が得られた。一方、比較例１乃至４では、微粒子除去率は、７０％台以下であった。さらに、実施例１乃至４では、ウェーハの有意な損傷は見られなかった。このように、本発明を適用してなるウェーハの洗浄方法及び洗浄装置とすれば、ウェーハの損傷を抑制しながらウェーハの洗浄効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置の一実施形態における洗浄部の概略構成と動作を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置の一実施形態の洗浄部におけるパッド及び洗浄を行なうウェーハの洗浄状態を模式的に説明する断面図である。
【図３】本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置の一実施形態の洗浄部におけるパッド及び洗浄を行なうウェーハの動作を模式的に説明する平面図である。
【図４】本発明を適用してなるウェーハの洗浄装置全体の概略構成の一例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ウェーハ
３  ウェーハ保持具
５  ウェーハ保持台
７  パッド
９  アーム
１１  洗浄ノズル
１３  洗浄部
１５  回転軸
１７  パッド保持具
【図１】
2006073788.tif 000004
【図２】
2006073788.tif 000005
【図３】
2006073788.tif 000006
【図４】
2006073788.tif 000007