(57)【要約】【課題】ウェット処理装置のフットプリントやデッドスペースを低減するとともに、均一なウェット処理を可能にし、チャッキングミスによるウェーハの破損を防止したウェット処理装置を提供する。【解決手段】本発明のウェット処理装置１は、ウェーハ２をウェット処理するための薬液３の入った薬液処理槽４と、ウェーハ２を一括して垂直方向に保持するウェーハホルダ５と、ウェーハホルダ５の上部５ａをチャッキングするホルダーチャック６ａ、６ｂと、ホルダーチャック６ａ、６ｂを介してウェーハホルダ５を搬送する搬送機構７を備える。さらに、ウェーハ２を搭載したウェーハホルダ５を載置するホルダー載置台１１と、ホルダー載置台１１を回転する回転機構１２を備える。【選択図】  図１
2004235285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液によりウェーハ表面をウェット処理する薬液処理槽と、ウェーハを保持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダを前記薬液処理槽に出し入れするホルダーチャックと、前記ホルダーチャックをＸ−Ｙ−Ｚ方向に搬送させる搬送機構を備えたウェット処理装置において、複数のウェーハを前記ウェーハホルダに一定の間隔をおいて垂直方向に保持してウェット処理することを特徴とするウェット処理装置。
【請求項２】
前記薬液処理槽の内壁に、薬液をウェーハ処理面に供給する複数の薬液供給口を備えるとともに、前記薬液処理槽の下部に前記ウェーハホルダを載置するホルダー載置台と、前記ホルダー載置台を回転させる回転機構を備え、前記ウェーハホルダに保持されたウェーハを回転させながら、ウェーハ処理面に対して略水平方向から薬液を供給してウェット処理を行なうことを特徴とする請求項１記載のウェット処理装置。
【請求項３】
前記ホルダー載置台を昇降させる昇降機構を備えるとともに、前記薬液処理槽の側壁部に、ウェーハ位置を検出する光学センサと、前記光学センサの後段に位置検出部と位置制御部を備え、ウェーハ位置の検出信号に基づいて、前記ホルダー載置台を昇降させてウェーハ位置を調整し、ウェーハ処理面に対して略水平方向から薬液を供給してウェット処理を行なうことを特徴とする請求項２記載のウェット処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェット処理装置に関するものであり、詳細には、半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」と言う）の薬液処理や洗浄処理等に使用され、装置のフットプリントや薬液使用量を低減させたウェット処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ウェーハ表面に所定の回路機能を形成する工程において、この表面が金属、有機物、パーティクルなどで汚染されていると、所望の特性が得られず製造歩留りを低下させる原因となるので、これらを除去することを目的として洗浄等のウェット処理が行なわれる。
【０００３】
このような技術は、例えば、特開平７−１４７２６４号公報に開示されている。図３は従来のウェット処理装置３１の概略構成を示す斜視図及び断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、従来のウェット処理装置３１は、薬液処理槽３２とウェーハチャック３３と搬送機構３４を備える。このウェーハチャック３３は、複数枚のウェーハ３５を一括して保持するための左右一対の保持部材３６ａ、３６ｂと、上側保持棒３７ａ、３７ｂと下側保持棒３８ａ、３８ｂから成る。また搬送機構３４は、ウェーハチャック３３を回転させる回転軸３９ａ、３９ｂと、回転軸３９ａ、３９ｂを支持する支持部４０と、支持部４０を前後左右方向（Ｘ、Ｙ方向）並びに上下方向（Ｚ方向）に移動させる移動機構４１から成る。
【０００４】
回転軸３９ａ、３９ｂは、支持部４０内に設けられたモータなどの駆動体（図示せず）によって、図３（ａ）、（ｂ）の往復回転矢印に示されたように、往復回転自在となるように構成されている。この回転軸３９ａ、３９ｂの回転による保持部材３６ａ、３６ｂの開脚によって、ウェーハ３５が、上側保持棒３７ａ、３７ｂと下側保持棒３８ａ、３８ｂの表面に形成された保持溝間（図示せず）で保持される。また、薬液処理槽３２は内部を薬液４２で満たされるとともに、底部に固定式のウェーハ載置台４３を備え、ウェーハチャック３３で保持されたウェーハ３５がこのウェーハ載置台４３に載置される。
【０００５】
このようなウェット処理装置３１の処理動作は、先ず、複数のウェーハ３５をチャッキングしたウェーハチャック３３を搬送機構３４によって薬液処理槽３２の真上まで移動させ、そのまま、このウェーハチャック３３を薬液処理槽３２内に下降させる。次に、ウェーハチャック３３の保持部材３６ａ、３６ｂを開脚させて、ウェーハチャック３３でチャッキングされた各ウェーハ３５をウェーハ載置台４３に載せ替え、ウェーハチャック３３を再び上昇させ、薬液処理槽３２外部に後退させる。その後、薬液処理槽３２内の薬液４２により、ウェーハ３５のウェット処理を行なう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１４７２６４号公報（第３頁、００１６段落〜００１７段落、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のウェット処理装置３１は、ウェーハ３５を水平方向に載置してウェット処理を行なう構成になっているため、ウェーハ３５の処理枚数を増やして生産性を上げるためには、薬液処理槽３２を水平方向に広げる必要があり、装置のフットプリントが増大する。装置のフットプリントが増大すると、クリーンルームへの新たな製造装置導入が困難になり、維持費の高いクリーンルームスペースの有効活用ができないという問題があった。
【０００８】
また、ウェーハチャック３３でウェーハ３５を両側からチャッキングして薬液処理槽３２内への出し入れを行なっているので、薬液処理槽３２内に出し入れのためのデッドスペース４４が生じる。デッドスペース４４が生じると、多量の薬液が必要になり、製造コストが増大するという問題もあった。
【０００９】
また、ウェーハ３５がウェーハ載置台４３に固定された状態でウェット処理されるために、薬液の循環が悪く、処理が不均一になるという問題もあった。
【００１０】
また、ウェーハチャック３３でウェーハ３５を両側から直接チャッキングするため、チャッキングミスによりウェーハ３５を破損するという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するために考えられたもので、ウェット処理装置のフットプリントやデッドスペースを低減するとともに、均一なウェット処理を可能にし、チャッキングミスによるウェーハの破損を防止したウェット処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のウェット処理装置は、薬液によりウェーハ表面をウェット処理する薬液処理槽と、ウェーハを保持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダを前記薬液処理槽に出し入れするホルダーチャックと、前記ホルダーチャックをＸ−Ｙ−Ｚ方向に搬送させる搬送機構を備えたウェット処理装置であって、複数のウェーハを前記ウェーハホルダに一定の間隔をおいて垂直方向に保持してウェット処理することを特徴とする。この構成によれば、多数のウェーハを一括してウェット処理する場合でも薬液処理槽を垂直方向に伸ばせばよいので、装置のフットプリントを増大させることがない。また、ウェーハホルダー上部をホルダーチャックによりチャッキングするようにしたので、薬液処理槽内にチャッキングのためのデッドスペースが生じることもない。また、チャッキングミスによりウェーハを破損する恐れもなくなる。
【００１３】
また、請求項２記載のウェット処理装置は、請求項１記載のウェット処理装置であって、前記薬液処理槽の内壁に、薬液をウェーハ処理面に供給する薬液供給口を備えるとともに、前記薬液処理槽の下部に前記ウェーハホルダ載置するホルダー載置台と、前記載置台を回転させる回転機構を備え、前記ウェーハホルダに保持されたウェーハを回転させながら、ウェーハ処理面に対して略水平方向から薬液を供給してウェット処理を行なうことを特徴とする。この構成によれば、ウェーハ処理面に対して略水平方向に設置された薬液供給口から常に新しい薬液を供給し、ウェーハを回転させながら処理を行なうようにしたので、薬液処理槽内の薬液が循環され、薬液の滞留がなくなり均一なウェット処理が可能となる。
【００１４】
また、請求項３記載のウェット処理装置は、請求項２記載のウェット処理装置であって、前記ホルダー載置台を昇降させる昇降機構を備えるとともに、前記薬液処理槽の側壁部に、ウェーハ位置を検出する光学センサと、前記光学センサの後段に位置検出部と位置制御部を備え、ウェーハ位置の検出信号に基づいて、前記ホルダー載置台を昇降させてウェーハ位置を調整し、ウェーハ処理面に対して略水平方向から薬液を供給してウェット処理を行なうことを特徴とする。この構成によれば、ウェーハホルダの寸法ばらつきがあっても、ウェーハを昇降させることにより、ウェーハ同士の間に薬液供給口が配置されるよう容易に調整できるので、薬液が正確にウェーハ処理面に供給され、より均一なウェット処理が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましいの実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のウェット処理装置の第１実施例１の概略構成を示す斜視図及び断面図である。図１（ａ）に示すように、本発明のウェット処理装置１は、ウェーハ２をウェット処理するための薬液３の入った薬液処理槽４と、ウェーハ２を一括して垂直方向に保持するウェーハホルダ５と、ウェーハホルダ５の上部５ａをチャッキングするホルダーチャック６ａ、６ｂと、ホルダーチャック６ａ、６ｂを介してウェーハホルダーを搬送する搬送機構７を備える。この搬送機構７は、ウェーハチャック６ａ、６ｂを回転させるための回転軸８ａ、８ｂと、回転軸８ａ、８ｂを支持する支持部９と、支持部９をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させる移動機構１０から成る。
【００１６】
さらに本発明のウェット処理装置１は、図１（ｂ）に示すように、ウェーハ２を搭載したウェーハホルダ３を載置するホルダー載置台１１と、ホルダー載置台１１を回転する回転機構１２を備える。
【００１７】
また、薬液処理槽４の内部に設けた内壁１３には、複数の薬液供給口１３ａが各ウェーハ２の間に位置するように配置されるとともに、薬液処理槽４の上部から溢れた薬液５を回収する薬液回収槽１４と、薬液４を循環するための循環ポンプ１５、薬液４の流量を制御する流量制御バルブ１６、パーティクルを除去するためのフィルタ１７が設けられている。
【００１８】
次に、本発明のウェット処理装置１の処理動作について説明する。先ず、図１（ａ）に示すように、ウェーハ２をウェーハホルダ３に一定の間隔をおいて垂直方向に保持する。次に、回転軸８ａ、８ｂを回転させ、ウェーハチャック６ａ、６ｂによりウェーハ２を保持したウェーハホルダ５の上部５ａをチャッキングし、移動機構１０により、支持部９をＸ−Ｙ−Ｚ方向に動かし、薬液処理槽４の上方までウェーハホルダー３を移動させる。次に、移動機構１０により、支持部９を下降させ、ウェーハ２を保持したウェーハホルダ５を薬液処理槽４の薬液３内に浸漬させ、ホルダー載置台１１上に載置させる。次に、チャッキングを解除し、ホルダーチャック６ａ、６ｂのみを上昇させる。
【００１９】
次に、回転機構１２により、ホルダー載置台１１とともにウェーハホルダ５及びウェーハ２を回転させる。次に、回転しているウェーハ２の処理面に対し、略水平方向から薬液供給口１３ａを通して薬液５を供給する。
【００２０】
次に、所定のウェット処理が終了したら、ウェーハホルダ５の上部５ａをホルダーチャック６ａ、６ｂにて再びチャキングし、ウェーハホルダ５を薬液処理槽４から引き上げる。最後に、移動機構１０によりホルダーチャック６ａ、６ｂを横移動させ、次の水洗槽（図示せず）に移動させ、ウェーハ２の水洗を行なう。
【００２１】
上述した本実施の形態によれば、ウェーハ２をウェーハホルダ５に垂直方向に保持して処理するようにしたので、ウェット処理装置１のフットプリントが低減できる。さらに、多数のウェーハを一括してウェット処理する場合でも、薬液処理層４を垂直方向に伸ばせばよいのでフットプリントは増大しない。
【００２２】
また、ホルダーチャック６ａ、６ｂによりウェーハホルダ５の上部５ａをチャッキングし、ウェーハ２を薬液処理槽４に出し入れするようにしたので、薬液処理槽４にデッドスペースがなくなり、薬液３の使用量が低減でき、製造コストが削減できる。さらに、チャッキングミスによるウェーハ２が破損する恐れもない。
【００２３】
また、ウェーハ２の処理面に対して略水平方向から薬液３を供給するようにするとともに薬液処理槽４の下部にウェーハホルダ５を回転させる回転手段１２を備え、ウェーハホルダ５に保持されたウェーハ２を回転させて処理を行なうようにしたので、薬液３が薬液処理槽４内で滞留することなく、均一にウェーハ２の処理面に供給され、均一なウェット処理が可能になる
【００２４】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は、本発明のウェット処理装置の第２実施例２１の概略構成を示す断面図である。なお、図２において第１実施例と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第２実施例の特徴は、ウェーハ処理面に対して略水平方向から精度よく薬液を供給するために、薬液処理槽に載置されたウェーハの位置を検出、調整する機構を備えたことである。
【００２５】
具体的には、図２に示すように、第２実施例におけるウェット処理装置２１は、薬液処理槽４の側壁部に、ウェーハ２の位置を検出する光学センサとしてＬＥＤ素子等からなる投光部２２とＰＤ等からなる受光部２３が対向して設けられ、受光部２３には、ウェーハの位置を検出する位置検出部２４、その検出信号に基づいてウェーハ位置を制御する位置制御部２５と、その制御信号に基づいてホルダー載置台を昇降する昇降機構２６が接続されている。
【００２６】
上記構成のウェット処理装置２１の処理動作は、先ず、ホルダーチャック６ａ、６ｂによりウェーハホルダ５の上部５ａをチャッキングして、ウェーハ２を薬液処理槽４の薬液３内に浸漬させた後、薬液供給口１３ａと略同一水平位置の設けた投光部２２から照射された光２７を受光部２３で受ける。このとき、ウェーハ２で光が遮られれば、受光部２３で受ける光量が低下するので、この光量低下を位置検出部２４で受け、その出力結果に基づいて位置制御部２５が昇降機構２６に制御信号を送ることによりホルダー載置台１１を昇降させ、薬液供給口１３ａがウェーハ２の処理面と略同一水平面に位置するようにウェーハ２の位置を調整する。その後のウェット処理動作は、上述した第１の実施の形態の場合と同様にして行なう。
【００２７】
上述した本実施の形態によれば、薬液処理槽４に載置されたウェーハ２の位置を検出、調整する機構を備えているので、ウェーハホルダ５の寸法ばらつきがあっても、ウェーハ２同士の間に薬液供給口１３ａを容易に配置するようにできる。したがって、ウェーハ２処理面に対して略水平方向から正確に新しい薬液を供給することができ、より均一なウェット処理が可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のウェット処理装置によれば、ウェーハホルダにウェーハを垂直方向に保持してウェット処理するようにしたので、多数のウェーハを一括してウェット処理する場合でも薬液処理槽を垂直方向に伸ばせばよい。したがって、装置のフットプリントを増大させることがなく、クリーンルームの有効活用が可能になる。
【００２９】
また、ウェーハを薬液処理槽から出し入れする際、ウェーハホルダの上部をチャッキングするようにしたので、薬液処理槽にデッドスペースなくなり、薬液使用量が低減できるとともに、チャッキングミスによるウェーハ破損の恐れもない。
【００３０】
また、ウェーハ処理面に対して略水平方向から薬液を供給し、ウェーハを回転させながら処理するようにしたので、薬液が薬液処理槽内で滞留することなく、均一なウェット処理が可能になり、製品特性のばらつきを低減できる。
【００３１】
また、薬液処理槽内に載置されるウェーハの位置を検出、調整する機構を設け、ウェーハ処理面に対して略水平方向から正確に薬液を供給できるようにしたので、
ウェーハホルダの寸法ばらつきに関係なく、より均一なウェット処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェット処理装置の第１実施例の概略構成を示す斜視図及び断面図
【図２】本発明のウェット処理装置の第２実施例の概略構成を示す断面図
【図３】従来のウェット処理装置の概略構成を示す斜視図及び断面図
【符号の説明】
１  本発明のウェット処理装置
２  ウェーハ
３  薬液
４  薬液処理槽
５  ウェーハホルダ
５ａ  上部
６ａ、６ｂ  ホルダーチャック
７  搬送機構
８ａ、８ｂ  回転軸
９  支持部
１０  移動機構
１１  ホルダー載置台
１２  回転機構
１３  内壁
１３ａ  薬液供給口
１４  薬液回収槽
１５  循環ポンプ
１６  流量制御弁
１７  フィルタ
２１  本発明のウェット処理装置
２２  投光部
２３  受光部
２４  位置検出部
２５  位置制御部
２６  昇降機構
２７  光
３１  従来のウェット処理装置
３２  薬液処理槽
３３  ウェーハチャック
３４  搬送機構
３５  ウェーハ
３６ａ、３６ｂ  保持部材
３７ａ、３７ｂ  上側保持棒
３８ａ、３８ｂ  下側保持棒
３９ａ、３９ｂ  回転軸
４０  支持部
４１  移動機構
４２  薬液
４３  ウェーハ載置台
４４  デッドスペース
【図１】
2004235285.tif 000003
【図２】
2004235285.tif 000004
【図３】
2004235285.tif 000005