(57)【要約】【課題】半導体ウェハに対する銅の混入の有無をウェハ洗浄部において半導体ウェハの洗浄を開始する以前に確実に判別するための機能を備えた半導体ウェハ洗浄装置を提供する。【解決手段】半導体ウェハの洗浄を行うウェハ洗浄部４と、複数枚の半導体ウェハ２，２…を収容する半導体ウェハ収容部１とを備えた半導体ウェハ洗浄装置Ｄであって、前記半導体ウェハ収容部１内の半導体ウェハ２，２…の一部または全てに対してＸ線６を照射するＸ線照射手段と、半導体ウェハ２，２…から生じた二次Ｘ線を検出するためのＸ線検出手段と、照射したＸ線６および生じた二次Ｘ線を外部に漏れないように遮断するためのＸ線遮断手段８とを備えた。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの洗浄を行うウェハ洗浄部と、複数枚の半導体ウェハを収容する半導体ウェハ収容部とを備えた半導体ウェハ洗浄装置であって、前記半導体ウェハ収容部内の半導体ウェハの一部または全てに対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、半導体ウェハから生じた二次Ｘ線を検出するためのＸ線検出手段と、照射したＸ線および生じた二次Ｘ線を外部に漏れないように遮断するためのＸ線遮断手段とを備えたことを特徴とする半導体ウェハ洗浄装置。
【請求項２】
前記Ｘ線検出手段の検出により、半導体ウェハ上の銅の有無を判定するように構成した請求項１に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
【請求項３】
前記Ｘ線照射手段が、前記半導体ウェハ収容部に収容された半導体ウェハの配列方向に移動可能とした請求項１または２に記載の半導体ウェハ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体生産ラインにおいて使用される半導体ウェハ洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体生産ラインにおいて使用される従来の半導体ウェハ洗浄装置として、ケース内に互いにほぼ平行となるように収容された状態で送られてきた複数枚のウェハを受け取るウェハ受け取り部と、ウェハの洗浄を行うウェハ洗浄部と、ウェハ受け取り部からウェハ洗浄部までウェハを移動させるウェハ移動部とを有するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来からの半導体生産ラインでは、通常、その工程管理をバーコードによって行ったり、事故が発生しないようにラインを設計してあることから、銅の配線処理がなされたウェハが、その前工程にある半導体ウェハ洗浄装置に混入するという事故が発生することは考えにくい。しかし、万一そのような事故が発生した場合、洗浄装置内に汚染が広がり、不良ウェハが生産され続けてしまう。しかも、生産ラインはほとんどが自動化されており、そのため、発生することが予測されていなかった上記のような事故が発生した場合には、その発見が遅れ、被害が甚大となるおそれがある。また、汚染後の半導体ウェハ洗浄装置から銅を除去するための作業にも、かなりの時間と費用が必要となる。
【０００４】
そこで、上記のような事故を発見する方法として、半導体ウェハ洗浄装置のウェハ洗浄部において用いられた液中に銅イオンが存在するか否かを測定することが考えられるが、ウェハに銅が混入していても、液中の銅イオンの濃度が検出できる程度にまで上昇する可能性は低く、上記の方法によって得られた測定結果は信頼性に欠けることとなる。また、銅イオンの存在が検出されたときには、すでに半導体ウェハ洗浄装置が汚染されていることになり、半導体ウェハ洗浄装置が銅に汚染される以前に検出することは困難である。
【０００５】
また、他の方法として、ウェハの表面の色で識別することが考えられるが、この方法では、ウェハの表面ではなく内層に銅が混入した場合、銅の有無を識別することが困難となる。
【０００６】
さらに他の方法として、金属探知機で測定することが考えられるが、ウェハ上に存在するパターンが銅だけではなく、他の金属、例えばアルミニウムやタングステンなどが混在することもあり、やはり銅の有無を識別することは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、半導体ウェハに対する銅の混入の有無をウェハ洗浄部において半導体ウェハの洗浄を開始する以前に確実に判別するための機能を備えた半導体ウェハ洗浄装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半導体ウェハ洗浄装置は、半導体ウェハの洗浄を行うウェハ洗浄部と、複数枚の半導体ウェハを収容する半導体ウェハ収容部とを備えた半導体ウェハ洗浄装置であって、前記半導体ウェハ収容部内の半導体ウェハの一部または全てに対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、半導体ウェハから生じた二次Ｘ線を検出するためのＸ線検出手段と、照射したＸ線および生じた二次Ｘ線を外部に漏れないように遮断するためのＸ線遮断手段とを備えた（請求項１）。
【０００９】
上記の構成からなる本発明では、半導体ウェハに対する銅の混入の有無をウェハ洗浄部において半導体ウェハの洗浄を開始する以前に確実に判別するための機能を備えた半導体ウェハ洗浄装置を提供することが可能となる。
【００１０】
さらに、前記Ｘ線検出手段の検出により、半導体ウェハ上の銅の有無を判定するように構成したとしてもよい（請求項２）。
【００１１】
また、前記Ｘ線照射手段が、前記半導体ウェハ収容部に収容された半導体ウェハの配列方向に移動可能としたとしてもよい（請求項３）。この場合には、半導体ウェハ収容部内のウェハの一部または全てに対してＸ線照射手段からのＸ線の照射を容易に行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る半導体ウェハ洗浄装置（以下、ウェハ洗浄装置という）Ｄの構成を概略的に示す説明図、図２は、ウェハ洗浄装置Ｄの要部の構成を概略的に示す説明図である。
ウェハ洗浄装置Ｄは、半導体ウェハ収容部としてのケース１内に互いにほぼ平行となるように収容された状態で送られてきた複数枚の半導体ウェハ（以下、ウェハという）２，２…を受け取るウェハ受け取り部３と、前記ウェハ２の洗浄を行うウェハ洗浄部４と、前記ウェハ受け取り部３からウェハ洗浄部４まで前記ウェハ２を移動させるウェハ移動部５とを有している。
【００１３】
そして、ウェハ洗浄装置Ｄは、半導体ウェハ２を検査するための手段として、複数枚の半導体ウェハ（以下、ウェハという）２，２…を収容するための半導体ウェハ収容部としてのケース１と、前記ケース１内の半導体ウェハの一部または全てに対してＸ線６を照射するＸ線照射手段及びウェハ２から生じた二次Ｘ線を検出するためのＸ線検出手段を収容した識別手段７と、照射したＸ線６および生じた二次Ｘ線を外部に漏れないように遮断するためのＸ線遮断手段８とを備えている。
【００１４】
なお、この識別手段７は、ケース１内の一部または全てのウェハ２，２…の表面に対してＸ線６を照射し、生じた二次Ｘ線からウェハ２の表面における銅の有無を識別する。
【００１５】
ケース１は、ウェハ２，２…を内外に出し入れするための開閉自在なドア（図示せず）を備えており、このドアを閉じると、ケース１内は密閉状態となる。また、ケース１の内部には、複数枚（例えば、２５枚）のウェハ２，２…をその厚さ方向に適宜の間隔（例えば、５ｍｍ間隔）をおいて配列した状態で保持するための保持部材１ａが設けられている。なお、ケース１は、Ｘ線６を透過させるのに適した材料からなる。
【００１６】
ウェハ２として、本実施例では、平面視がほぼ円形状となるように形成されたものを用いている。
【００１７】
ウェハ受け取り部３は、ウェハ洗浄部４およびウェハ移動部５を収容したハウジング９の側方に突出した状態で設けられた載置台を備えている。
【００１８】
ウェハ洗浄部４は、例えば、洗浄液を収容した計６つのバス４ａ，４ａ…を備えている。
【００１９】
ウェハ移動部５は、ケース１をウェハ受け取り部３からハウジング９内に導入する導入部と、この導入部によって導入した複数のケース１，１…を予め指定した順番となるように整列させ、その後ケース１，１…を待機させておく整列部と、この整列部によって整列したケース１，１…を順次前記ウェハ洗浄部４へと搬送（移動）する搬送部とを備えている。なお、ハウジング９の一側壁には、開閉自在の扉９ａが形成されており、ケース１がウェハ受け取り部３からハウジング９内に導入されるときに、この扉９ａを通ることになる。
【００２０】
搬送部には、各ケース１内から各ウェハ２，２…を一枚ずつ取り出す手段（図示せず）と、取り出したウェハ２，２…を所定枚数保持した後、それらをウェハ洗浄部４の各バス４ａ内へと浸漬する浸漬手段１０とが設けられている。
【００２１】
なお、識別手段７に備えられたＸ線照射手段からのＸ線６は、図３（Ｂ）に示すように、各ウェハ２の有効に利用される部分２ａ（以下、有効利用部分という）に対して照射される。有効利用部分２ａは、本実施例ではウェハ２の周縁部を除いた部分となる。
【００２２】
また、一定の比較的狭い間隔（例えば、１０ｍｍ，５ｍｍなど）をおいて並んだ状態の複数のウェハ２，２…のそれぞれの表面を測定するため、図３（Ａ）に示すように、Ｘ線照射手段から照射されるＸ線６のウェハ２の表面に対する入射角度（照射角度）が、所定の角度α（例えば、１０〜６０°、本実施例では２０°）となるように構成されている。
【００２３】
すなわち、Ｘ線６の角度αが大きすぎる（例えば、８０°とした）場合には、各ウェハ２の有効利用部分２ａに対してＸ線６を照射することが困難となり、反対に、角度αが小さすぎる場合には、Ｘ線６はウェハ２の中央部分に照射されるが、ウェハ２の中央部分から検出部までの距離が長いため、ウェハ２の中央部分で発生した二次Ｘ線がＸ線検出手段に至ったときには、その強度が検出が困難となるほど小さくなっているのである。
【００２４】
識別手段７は、ケース１に収容されたウェハ２，２…の配列方向（言い換えれば、各ウェハ２の厚さ方向）に移動自在となっており、この移動は、ウェハ受け取り部３に載置された状態のケース１に収容されたウェハ２，２…の配列方向と平行な方向に延びるように設けられたガイドレール７ａに沿って行われる。
【００２５】
そして、識別手段７は、ウェハ２，２…の配列方向に移動することによって、ケース１内のウェハ２，２…に対してＸ線６を容易に順次照射することができる。
【００２６】
ここで、ケース１内の一部のウェハ２についての銅の混入の有無を識別できれば、その結果からケース１内の全てのウェハ２，２…についての銅の混入の有無が判断できると考えられるなどの場合には、Ｘ線６の照射を、ケース１内の全てのウェハ２，２…に対して行うのではなく、ケース１内の一部のウェハ２のみに対して行うようにしてもよい。
【００２７】
そして、例えば、Ｘ線６の照射を、ケース１内の最も上にある一枚のウェハ２のみに対して行うようにした場合には、上記のようなウェハ２の表面に対するＸ線６の入射角度αの制限をなくすことができ、識別手段７の配置に関する自由度が増すとともに、識別手段７を固定式のものとして構成でき、識別手段７を移動させるためのガイドレール７ａなどの構成部材を省くことができる。
【００２８】
Ｘ線遮断手段８は、底辺に開口部８ａが設けられたほぼボックス形状をしており、かつ壁部分がＸ線を透過しないように構成されている。そして、このＸ線遮断手段８は、識別手段７による識別を行わないときには、ウェハ受け取り部３に載置された状態のケース１の上方に位置しており、識別手段７による識別を行うときには、前記位置から下方に移動して、ケース１を覆う状態となるように構成されている。
【００２９】
また、Ｘ線遮断手段８内に、識別手段７が固定されている。
【００３０】
次に、上記の構成からなるウェハ洗浄装置Ｄの動作について説明する。
まず、ケース１内に互いにほぼ平行となるように収容された状態で送られてきた複数枚のウェハ２，２…を、ウェハ受け取り部３で受け取る。これにより、前記ケース１はウェハ受け取り部３に載置された状態となる。
【００３１】
続いて、ケース１の上方に位置していたＸ線遮断手段８が下方に移動し、ケース１を覆う状態となり、その後、Ｘ線遮断手段８内に固定されている識別手段７が、Ｘ線６を用いて、ケース１内の各ウェハ２表面における銅の有無についての識別を行う。このとき、Ｘ線照射部と各ウェハ２との間にはケース１の側壁が存在することになるが、このケース１の側壁はＸ線６およびＸ線６がウェハ２に照射されることによって生じる二次Ｘ線を透過させるのに適した材料から形成されているため、識別手段７による識別作業に何ら支障が生じることはない。
【００３２】
上記のように識別手段７による識別が終了し、ケース１内のウェハ２，２…から銅が検出されなければ、ハウジング９内にケース１が導入されるのであり、その後、ケース１内のウェハ２，２…はウェハ移動部５によってウェハ洗浄部４にまで移動し、このウェハ洗浄部４において所定の洗浄が行われ、この洗浄後、ウェハ２，２…はウェハ洗浄装置Ｄから導出されて次の工程へと送られることになる。
【００３３】
一方、識別手段７による識別によって、ケース１内のウェハ２，２…から銅が検出された場合には、銅の検出によるウェハ洗浄装置Ｄ内の汚染を防止するため、例えば、警報によって銅の検出を作業者に知らせるとともに、ウェハ洗浄装置Ｄを作動を停止させるか、一時的にホールドする場所に移動させるなどの処置を取ることが考えられる。
【００３４】
上記の構成からなるウェハ洗浄装置Ｄでは、ウェハ２，２…に対する銅の混入の有無を確実に判別することが可能となり、これによって、ウェハ洗浄装置Ｄの内部およびウェハ洗浄装置Ｄの後の工程が、銅で汚染されることを確実に防止でき、銅汚染による被害を最小限に止めることができる。
【００３５】
【発明の効果】
上記の構成からなる本発明によれば、ウェハに対する銅の混入の有無を確実に判別できる半導体ウェハ洗浄装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る半導体ウェハ洗浄装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】前記ウェハ洗浄装置の要部の構成を概略的に示す説明図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、上記実施例における識別手段の動作を概略的に示す側面図および平面図である。
【符号の説明】
１…半導体ウェハ収容部、２…半導体ウェハ、６…Ｘ線、７…識別手段、８…Ｘ線遮断手段、Ｄ…ウェハ洗浄装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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