(57)【要約】  【課題】  ウエハ間の空隙が非常に狭くてもウエハの脱落や損傷を発生させることなく効率的に洗浄可能にする。  【解決手段】  板状の保持具Ｈが接着したブロック状のウエハＷ′を空気中に保持し、このブロック状ウエハＷ′の側方からウエハＷ間の空隙Ｇへ向けて洗浄液を噴出させることにより、液中に比べ抵抗が少なく洗浄液の流速を大きくすることが可能で、ブロック状態でもウエハＷ間の空隙Ｇに洗浄液がスムーズに流れ込み、部分的に密着したウエハＷ間にも流れ込む。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料からなる棒状のインゴットの一側面を板状の保持具（Ｈ）に接着して複数のウエハ（Ｗ）に切断分離し、これら切断分離されたウエハ（Ｗ）間の空隙（Ｇ）を板状の保持具（Ｈ）に接着したままで洗浄するウエハ洗浄方法において、
前記板状の保持具（Ｈ）に接着したブロック状のウエハ（Ｗ′）を空気中に保持し、このブロック状ウエハ（Ｗ′）の側方からウエハ（Ｗ）間の空隙（Ｇ）へ向けて洗浄液を噴出させたことを特徴とするウエハ洗浄方法。
【請求項２】
半導体材料からなる棒状のインゴットの一側面を板状の保持具（Ｈ）に接着して複数のウエハ（Ｗ）に切断分離し、これら切断分離されたウエハ（Ｗ）間の空隙（Ｇ）を板状の保持具（Ｈ）に接着したままで洗浄するウエハ洗浄装置において、
前記板状の保持具（Ｈ）が接着したブロック状のウエハ（Ｗ′）を空気中に保持する保持手段（１）を設け、このブロック状ウエハ（Ｗ′）の側方に洗浄液の噴出口（２）をウエハ（Ｗ）間の空隙（Ｇ）へ向けて配設したことを特徴とするウエハ洗浄装置。
【請求項３】
前記噴出口（２）が、洗浄水を噴射するノズルであり、このノズルをブロック状ウエハ（Ｗ′）の側面（Ｗａ′）に沿って、ウエハ接着側（Ｗ１）からウエハ自由端（Ｗ２）へ向け移動させた請求項１または２記載のウエハ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリコン半導体基板の製造過程で、棒状のインゴットをワイヤーソーなどで切断し、薄板状のウエハに分離した後、これらウエハの間に残留した切粉や砥粒を含むスラリーなどの汚れを洗浄するためのウエハ洗浄方法、及び、それに使用する洗浄装置に関する。
詳しくは、半導体材料からなる棒状のインゴットの一側面を板状の保持具に接着して複数のウエハに切断分離し、これら切断分離されたウエハ間の空隙を板状の保持具に接着したままで洗浄するウエハ洗浄方法及び洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のウエハ洗浄方法として、ワイヤーソーなどで切断分離された複数のウエハを板状の保治具（板状支持部材）に接着したままで、この板状の保治具を洗浄治具に取り付け、これらを第１の洗浄槽（第１槽）に浸漬させ、エアーでバブリングを行うと共にシャワーを用いて洗油で洗い落した後に、第２の洗浄槽（第２槽）に浸漬して洗油で超音波洗浄し、これに続いて第３の洗浄槽（第３槽）及び第４の洗浄槽（第４槽）に順次浸漬させ、アルカリ系の洗剤などを使用して超音波洗浄し、最後に第５の洗浄槽（第５槽）及び第６の洗浄槽（第６槽）に順次浸漬させ、水を用いて超音波洗浄することにより、ウエハを一枚一枚分離して洗浄用バスケットに詰め替えることなく洗浄可能にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９０２８８０号公報（第１−２頁、図１−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし乍ら、このような従来のウエハ洗浄方法及び洗浄装置では、ワイヤーソーで切断されたウエハの間隔が非常に狭く（３００μｍ）て、切断したウエハ同士が数十枚単位で互いに密着するため、複数の洗浄槽に浸漬させてエアーバブリングやシャワーや超音波洗浄を行っても、部分的に密着したウエハ間へは洗浄液が確実に入り込まないことから、洗浄効果が十分に到達せず、洗浄液の置換もほとんど無いため、汚れ除去は困難であるという問題があった。
この方法で汚れを除去するために、上記エアーバブリングやシャワーや超音波洗浄を強力にした場合には、ウエハの脱落や損傷を発生させる恐れがある。
これと逆に損傷を発生させないためには、タクトタイムを長くするか、タクトタイムを短縮したい場合には、洗浄槽を多段にする必要があって、これら多段の洗浄槽に亘り板状の保持具に接着したブロック状のウエハを短時間で移し替えなければならず、洗浄工程が煩雑で洗浄装置全体の構造が複雑化すると共に専有スペースも広くなるという問題がある。
特に近年では、結晶ロスを最小限にするため、ワイヤが細く砥粒粒径が小さくなる傾向にあるため、ますますウエハ間は狭く（０．２ｍｍ以下）なりつつあり、上記のような洗浄方法は適さなくなってきている。
【０００５】
本発明のうち請求項１、２記載の発明は、ウエハ間の空隙が非常に狭くてもウエハの脱落や損傷を発生させることなく効率的に洗浄可能にすることを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の発明の目的に加えて、洗浄度を更に向上させることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、板状の保持具に接着したブロック状のウエハを空気中に保持し、このブロック状ウエハの側方からウエハ間の空隙へ向けて洗浄液を噴出させたことを特徴とするウエハ洗浄方法である。
請求項２記載の発明は、板状の保持具が接着したブロック状のウエハを空気中に保持する保持手段を設け、このブロック状ウエハの側方に洗浄液の噴出口をウエハ間の空隙へ向けて配設したウエハ洗浄装置である。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に、前記噴出口が、洗浄水を噴射するノズルであり、このノズルをブロック状ウエハの側面に沿って、ウエハ接着側からウエハ自由端へ向け移動させた構成を加えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、板状の保持具が接着したブロック状のウエハを空気中に保持し、このブロック状ウエハの側方からウエハ間の空隙へ向けて洗浄液を噴出させることにより、液中に比べ抵抗が少なく洗浄液の流速を大きくすることが可能で、ブロック状態でもウエハ間の空隙に洗浄液がスムーズに流れ込み、部分的に密着したウエハ間にも流れ込む。
従って、ウエハ間の空隙が非常に狭くてもウエハの脱落や損傷を発生させることなく効率的に洗浄できる。
その結果、複数の洗浄槽に浸漬させてエアーバブリングやシャワーや超音波洗浄を行う従来の方法に比べ、槽数が最小限で済み、洗浄時間、設備投資、スペース、薬液使用量、水使用量を削減できる。
更に、洗浄度の要求品質によっては薬液を使用する必要もないため、コストの削減や環境への負荷軽減に寄与する。
【０００８】
請求項２の発明は、板状の保持具が接着したブロック状のウエハを保持手段で空気中に保持し、このブロック状ウエハの側方に配設された噴出口からウエハ間の空隙へ向けて洗浄液を噴出させることにより、液中に比べ抵抗が少なく洗浄液の流速を大きくすることが可能で、ブロック状態でもウエハ間の空隙に洗浄液がスムーズに流れ込み、部分的に密着したウエハ間にも流れ込む。
従って、ウエハ間の空隙が非常に狭くてもウエハの脱落や損傷を発生させることなく効率的に洗浄できる。
その結果、複数の洗浄槽に浸漬させてエアーバブリングやシャワーや超音波洗浄を行う従来の装置に比べ、槽数が最小限で済み、洗浄時間、設備投資、スペース、薬液使用量、水使用量を削減できる。
更に、洗浄度の要求品質によっては薬液を使用する必要もないため、コストの削減や環境への負荷軽減に寄与する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明の効果に加えて、噴出口としてノズルをブロック状ウエハの側面沿いにウエハ接着側からウエハ自由端へ向け移動させながら洗浄水を噴射することにより、ウエハ間の空隙全面に亘り洗浄液が一様に行き渡る。
従って、洗浄度を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のウエハ洗浄方法は、事前のスライス工程において例えばシリコンなどの半導体材料からなる棒状のインゴット（図示せず）がその一側面に板状の保持具Ｈを接着したままでワイヤーソーなどの切断機（図示せず）により約０．１〜０．３ｍｍの間隔で複数のウエハＷに切断分離され、その後の洗浄工程で図１〜図５及び図７に示す如く、これら板状保持具Ｈに接着したブロック状のウエハＷ′を空気中に保持すると共に、このブロック状ウエハＷ′の側方からウエハＷ間の空隙Ｇへ向けて洗浄液を噴出させることにより、各ウエハＷ間の空隙Ｇの全てを板状保持具Ｈに接着したままで洗浄するものである。
【００１１】
図示例では、円柱形状のインゴット（図示せず）の一側面に切欠形成したオリエンテーションフラットＯＦに、板状保持具Ｈを接着したまま、ワイヤーソーなどの切断機（図示せず）で略円形のウエハＷに切断分離した場合を示している。
【００１２】
このような本発明のウエハ洗浄方法に使用する洗浄装置は、図１〜図５及び図７に示す如く、上記板状保持具Ｈが接着したブロック状のウエハＷ′を空気中に保持する保持手段１を設け、このブロック状ウエハＷ′の側方に、例えばノズルなどからなる洗浄液の噴出口２をウエハＷ間の空隙Ｇへ向けて配設している。
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
この実施例１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示す如く、被洗浄物であるウエハＷが接着された板状保持具Ｈを保持手段１で空気中に保持し、このブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′の１つと対向して、そのインゴットの長さ方向に相当するウエハ配列方向Ｙより短い噴出口２を１つ設け、これらブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′と噴出口２とを相対的に移動させることにより、この噴出口２からの洗浄液を、上記ウエハ配列方向Ｙ及びそれに直交するウエハ軸方向Ｘへ夫々移動しながら噴出して、ウエハＷ間の空隙Ｇの全てに残留した切り粉や砥粒を含むスラリーなどが洗浄されるようにしている。
【００１４】
図１（ａ）に示す例では、後述する保持手段１によって板状保持具Ｈをブロック状ウエハＷ′が下向きに突出するように吊持し、この吊り下げられたブロック状ウエハＷ′の左右どちらか一方の側面Ｗａ′へ向けて、噴出口２から洗浄液を噴出させると同時に、該噴出口２をウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ往復動させている。
【００１５】
図１（ｂ）に示す例では、保持手段１によって板状保持具Ｈをブロック状ウエハＷ′が横向きに突出するように保持し、その上方側面Ｗａ′へ向けて噴出口２から洗浄液を噴出させると同時に、該噴出口２をウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ往復動させている。
【００１６】
図１（ｃ）に示す例では、保持手段１によって板状保持具Ｈをブロック状ウエハＷ′が上向きに突出するように保持し、その左右どちらか一方の側面Ｗａ′へ向けて噴出口２から洗浄液を噴出させると同時に、該噴出口２をウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ往復動させている。
【００１７】
上記保持手段１としては、図示例の場合、図１（ａ）に示すような吸着パッドなどの吸引吸着機構又はそれ以外の例えばロボットハンドなどの従来周知構造の保持機構を用い、その先端を板状保持具Ｈと当接させて着脱自在に係止させることにより、ブロック状ウエハＷ′を液体に浸漬することなく保持している。
【００１８】
また、この保持手段１及びブロック状ウエハＷ′は、後述する噴出口２から噴出される洗浄液の飛散を考慮して、周囲が仕切壁で囲まれた密閉室（図示せず）内に収納配備することが望ましい。
【００１９】
更に必要に応じて、この保持手段１は、上記噴出口２からの洗浄液をウエハＷ間の空隙Ｇ全面に亘り一様に当てるために、ウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ移動させたり、図１（ａ）〜（ｃ）に示す如く、ブロック状ウエハＷ′を所定角度（図示例では９０度）ずつ回転移動させても良い。
【００２０】
上記噴出口２としては、図示されるような一般的に使用される市販のホース２ａや先細の筒状体（図示せず）などからなるノズルを用い、その基端を洗浄液の供給源（図示せず）に接続すると共に、該噴出口２をウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ夫々直線状に往復動させる移動機構（図示せず）を連設し、コントローラ（図示せず）の作動制御に基づいて、先端口２ｂをウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ往復動させながら適宜流量の洗浄液を、ブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′からウエハＷ間の空隙Ｇへ向けて噴射させている。
【００２１】
更に必要に応じて、この噴出口２も、それから噴射される洗浄液をウエハＷ間の空隙Ｇ全面に亘り一様に当てるために、ウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ夫々直線状に往復動させるだけでなく、ブロック状ウエハＷ′の上下左右複数の側面Ｗａ′と対向するように所定角度、図示例では９０度ずつ移動させるか、又は１８０℃移動させた上で、ウエハ軸方向Ｘ及びウエハ配列方向Ｙへ往復動させても良い。
図示例のようなブロック状ウエハＷ′が略円柱形状である場合には、その円弧状外側面Ｗａ′に沿って噴出口２を円弧方向へ往復動させることにより、円弧状外側面Ｗａ′と噴出口２が等間隔を保ちながら移動するようにしても良い。
【００２２】
また、上記洗浄液としては、水（純水）、アルカリ溶液や溶剤や界面活性剤などの薬液、超音波水などの液体が使用可能であり、これら異なる種類の液体を洗浄工程に従って噴出口２から順番に噴出させても良い。
【００２３】
そして、上記保持手段１で保持したブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′を移動させずに、噴出口２のみを移動させることで両者を相対的に移動させる場合には、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示す如く、板状保持具Ｈと接着して切断時の空隙Ｇが確実に存在する（密着していない）ウエハ接着側Ｗ１からウエハ自由端Ｗ２へ向け移動させて、洗浄液をウエハＷ間の空隙Ｇへ流し込むことが望ましい。
【００２４】
図２（ａ）（ｂ）の場合には、噴出口２をウエハ接着側Ｗ１からウエハ軸方向Ｘへ移動し、ウエハ自由端Ｗ２に到達してから逆方向へ戻した後に、ウエハ配列方向Ｙへ所定長さ移動させて、それ以降は上述した移動を繰り返すことにより、ブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′全面に亘って洗浄液が噴射されるようにしている。
【００２５】
図３の場合には、ウエハ接着側Ｗ１からウエハ配列方向Ｙへ往復動させてウエハ自由端Ｗ２へ向けジグザグに移動しすることにより、ブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′全面に亘って洗浄液が噴射されるようにしている。
【００２６】
また、上記ブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′と噴出口２との位置関係は、図４に示す如く、該側面Ｗａ′に噴出口２を可能な限り接近させるか、又は接触させることにより、洗浄液を強制的にウエハＷ間の空隙Ｇに導入して、無駄なく洗浄することが好ましい。
【００２７】
また更に、前記噴出口２は、その先端口２ｂの幅寸法を、上記ウエハ配列方向Ｙの長さ寸法に対し小さくするなどして、洗浄液の噴射力を高めることにより、図５に示す如く、切断したウエハＷ同士が数十枚単位で互いに密着しても、ウエハＷ間の空隙Ｇを数倍に広げることが可能である。
【００２８】
次に、斯かるウエハ洗浄方法及び洗浄装置の作動効果について説明する。
先ず、保持手段１で空気中に保持されたブロック状ウエハＷ′の側方に配設された噴出口２からウエハＷ間の空隙Ｇへ向けて洗浄液を噴出させるため、液中に比べ抵抗が少なくて洗浄液の流速を大きくすることが可能となり、ブロック状態でもウエハＷ間の空隙Ｇに洗浄液がスムーズに流れ込み、部分的に密着したウエハＷ間にも流れ込んで洗浄される。
【００２９】
このような作用を確認するために、上述した本発明のウエハ洗浄方法でブロック状ウエハを洗浄したウエハと、板状保持具を接着したままスライスされたブロック状ウエハを洗浄槽に浸漬させて超音波洗浄や揺動を行う従来のウエハ洗浄方法で洗浄したウエハとを比較する実験を行った。
そして、この実験による結果を図６に示す。
【００３０】
この実験の条件として、本発明のウエハ洗浄方法では、洗浄液として水道水（市水）を用い、常温環境で毎分２０リットル噴射してブロック状ウエハのノズル洗浄を行った。
これに近い条件とするために、従来のウエハ洗浄方法では、洗浄液として界面活性剤を用い、５０℃の環境で毎分２０リットル循環させ、更に４０キロヘルツの超音波振動と揺動を付加してウエハの洗浄を行った。
【００３１】
これらの洗浄方法で、同様に汚れが残留したブロック状ウエハの洗浄を開始し、所定時間が経過したところで各ブロック状ウエハを取り出してその洗浄状態を撮影し、夫々の写真を図６の各欄に示している。
【００３２】
その結果、本発明のウエハ洗浄方法では、洗浄時間が３０分になった時点で所望の洗浄度が得られた。
これに対し、従来のウエハ洗浄方法では、洗浄時間が６０分を経過しても所望の洗浄度が得られなかった。また本発明のウエハ洗浄方法と同様な洗浄結果を得るためには２４０分必要とした。
それにより、ウエハＷ間の空隙Ｇが非常に狭くてもウエハＷの脱落や損傷を発生させることなく効率的に洗浄できることが実証された。
【００３３】
更に、図２及び図３に示す如く、噴出口１としてノズルをブロック状ウエハＷ′の側面沿いにウエハ接着側Ｗ１からウエハ自由端Ｗ２へ向け移動させながら洗浄水を噴射することにより、ウエハＷ間の空隙Ｇ全面に亘り洗浄液が一様に行き渡る。
従って、洗浄度を更に向上できるという利点がある。
【００３４】
特に、図５に示す如く、ウエハ配列方向Ｙの長さ寸法に対する噴出口２の先端口２ｂの幅寸法を小さくするなどして洗浄液の噴射力を高めれば、切断したウエハＷ同士が数十枚単位で互いに密着しても、互いに密着したウエハＷ間を強制的に押し広げて洗浄し、本来のウエハＷ間の空隙Ｇを数倍に広げて洗浄できることが実験により解った。
従って、ウエハＷの脱落やウエハＷへの損傷を伴わずに効率的に洗浄できるという利点がある。
【実施例２】
【００３５】
この実施例２は、図７に示す如く、前記噴出口２としてブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′の１つと対向する位置に、そのウエハ配列方向Ｙ全長より長いノズル２ｃを１つ設け、このノズル２ｃをウエハ接着側Ｗ１からウエハ自由端Ｗ２までウエハ軸方向Ｘへのみ往復動させることで一括して洗浄する構成が、前記図１〜図５に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１〜図５に示した実施例１と同じものである。
【００３６】
従って、図７に示すものも、上述した図１〜図５に示した実施例１と同じ作用効果が得られるだけでなく、図１〜図５に示した実施例１のように噴出口２をウエハ配列方向Ｙへ往復動させる必要がないから、実施例１よりも洗浄時間を短縮化できると共に、該噴出口２の移動機構（図示せず）を簡略化できるという利点がある。
【００３７】
尚、図示例では、被洗浄物であるウエハＷの形状が、オリエンテーションフラットＯＦを切欠形成した略円形である場合を示したが、これに限定されず、棒状インゴットの一側面に板状保持具Ｈを接着したままワイヤーソーなどの切断機で切断分離したウエハＷであれば、オリエンテーションフラットＯＦの無い円形のウエハや矩形のウエハであっても適用できる。
更に、ウエハ洗浄装置の構造も上述したものに限定されず、同様の機能があれば、他の構造であっても良い。
【００３８】
また前示実施例では、ブロック状ウエハＷ′の側面Ｗａ′の１つと対向して噴出口２を１つのみ配設したが、これに限定されず、複数の側面Ｗａ′と夫々対向する複数の噴出口を配設して、これら複数の噴出口から夫々の側面Ｗａ′へ向けて洗浄液を同時に噴出させるか又はタイミングをずらして噴出させることも可能である。
また更に、前記噴出口２から薬液などの洗浄液を噴射してノズル洗浄した後は、この薬剤などを確実に洗い落とすために、温水の洗浄槽に浸漬させて超音波洗浄や揺動を与えることで洗浄工程を終了し、その後の乾燥工程や剥離工程へ移るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例を示すウエハ洗浄方法及び装置の説明図であり、（ａ）〜（ｃ）にブロック状ウエハと噴出口との異なる配置例を示している。
【図２】洗浄手順の一例を示す説明図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図３】洗浄手順の他の例を示す正面図である。
【図４】噴出口をブロック状ウエハに接近して配置した場合の側面図である。
【図５】洗浄液の噴射力を高めた場合の正面図である。
【図６】洗浄比較結果を示す表である。
【図７】本発明の他の実施例を示すウエハ洗浄装置及び装置の説明図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｗ  ウエハ                          Ｗ′  ブロック状ウエハ
Ｗａ′  側面                        Ｗ１  ウエハ接着側
Ｗ２  ウエハ自由端                  Ｇ  空隙
Ｈ  板状保持具                      Ｘ  ウエハ軸方向
Ｙ  ウエハ配列方向                  １  保持手段
２  噴出口                          ２ａ  ホース
２ｂ  先端口                        ２ｃ  ノズル
【図１】
2006066793.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
2006066793.tif 000008
【図６】
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