(57)【要約】【課題】半導体基板の外周端部の裏面や側端面を均一に洗浄することができると共に、発塵の虞を低減した半導体基板洗浄装置を提供する。【解決手段】基板支持部材２２の支持プレート２３上に立設された複数の支持ピン２７上に半導体基板２６を、裏面を下側にして水平に載置すると共に、該半導体基板２６の外周端部を支持プレート２３上に設けられた複数の従動保持ピン２８と駆動保持ピン３０により水平方向に挟持するようにして保持した後、支持プレート２３内に支持ピン２７を格納し、基板支持部材２２を回転させて保持する半導体基板２６を共に回転させながら、半導体基板２６の裏面と外周端部の側端面を洗浄するものであって、従動保持ピン２８は、支持プレート２３に垂直軸を中心に遊転するよう取り付けられていると共に、駆動保持ピン３０は、垂直駆動軸を備えて半導体基板２６を水平回転させるよう支持プレート２３に取り付けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持部材の上面に立設された複数の支持ピン上に半導体基板を水平に載置すると共に、該半導体基板の外周端部を前記基板支持部材の上面に設けられた複数の従動保持ピンと駆動保持ピンにより水平方向に挟持するようにして保持した後、前記支持ピンを前記基板支持部材内に格納し、前記基板支持部材を回転させて保持する前記半導体基板を共に回転させながら、前記半導体基板の下面と前記外周端部の側端面を洗浄するものであって、前記従動保持ピンは、前記基板支持部材に垂直軸を中心に遊転するよう取り付けられていると共に、前記駆動保持ピンは、垂直駆動軸を備えて前記半導体基板を前記基板支持部材上で水平回転させるよう前記基板支持部材に少なくとも１つ取り付けられていることを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項２】
前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材を回転させながら、同時に行われることを特徴とする請求項１記載の半導体基板洗浄装置。
【請求項３】
前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材の回転中に、連続的に行われることを特徴とする請求項２記載の半導体基板洗浄装置。
【請求項４】
前記基板支持部材の回転中に行われる前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の該基板支持部材上での水平回転の速度が、可変であることを特徴とする請求項３記載の半導体基板洗浄装置。
【請求項５】
前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材の回転中に、断続的に行われることを特徴とする請求項２記載の半導体基板洗浄装置。
【請求項６】
前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材の回転停止時に行われることを特徴とする請求項１記載の半導体基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板の洗浄、特に基板裏面及び外周端部の洗浄に好適する半導体基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、高耐圧半導体デバイス、例えばＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ  Ｏｆｆ  Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）等においては、半導体表面端部での電界強度を緩和するために、接合が露出する側端面に対してべベル加工が施される。そして、ベベル加工が施された後に、半導体基板の裏面と、ベベル加工が施された基板側端面の洗浄が、半導体基板洗浄装置を用いて実施される。
【０００３】
以下、半導体基板洗浄装置の従来技術を図５乃至図８を参照して説明する。図５は断面図であり、図６は半導体基板を保持した状態の平面図であり、図７は半導体基板を保持した状態の要部の側面図であり、図８は半導体基板の保持を解除した状態の平面図である。
【０００４】
図５乃至図８において、半導体基板洗浄装置１は、図示しない駆動部によって高速回転する基板支持部材２と、基板支持部材２の円板状支持プレート３の上方に所定間隔を設けて配置されるガス噴射プレート４とを備えている。基板支持部材２は、支持プレート３の上面中心部分に開口するよう薬液吐出ノズル５が設けられており、また支持プレート３の上面には、薬液吐出ノズル５を中心とする洗浄対象の半導体基板６より小径の円の同一円周上に、６本の上端面が平坦な支持ピン７が同一間隔で立設されている。支持ピン７は同じ高さで、その上端面上に半導体基板６が水平に載置される。また支持ピン７は、上下可動式で半導体基板６の洗浄中は支持プレート３内部に格納される。
【０００５】
さらに、基板支持部材２の支持プレート３の上面には、薬液吐出ノズル５を中心とした半導体基板６と略同径の円の同一円周上、例えば１２０度の範囲内に同一間隔で、内方側の側面部分に固定保持溝８を有する３本の固定保持ピン９が立設されている。またさらに、支持プレート３上面の３本の固定保持ピン９と略同一円周上には、３本の固定保持ピン９に対向するように、１本の可動保持ピン１０が設けられている。可動保持ピン１０は、下部の軸部１１によって支持プレート３に回動可能に取り付けられていると共に、その頭部１２が長円形の横断面形状の柱状をなし、頭部１２の長径側の一側端面に可動保持溝１３が形成されている。
【０００６】
一方、ガス噴射プレート４には、対向配置する半導体基板６と略同径の拡散板部１４と、拡散板部１４の下面中心部分に開口するよう窒素ガス噴射ノズル１５とが設けられている。
【０００７】
そして、上記のように構成されたものでの半導体基板６の裏面６ａと外周端部の側端面６ｂの洗浄は、次のように行われる。
【０００８】
すなわち、先ず基板支持部材２の支持ピン７の上端上に、半導体基板６を裏面が下側になるように置き、さらに、その中心が薬液吐出ノズル５の上方に略位置するよう位置合わせして支持プレート３上面との間に間隙を設けて水平に載置する。この時、半導体基板６の外周端部は、同じ高さに形成された固定保持ピン９の固定保持溝８に係合する。続いて可動保持ピン１０を、軸部を中心にして可動保持溝１３が半導体基板６の外周端部に係合するよう頭部１２を回動する。これにより、図６及び図７に示すように、半導体基板６は可動保持ピン１０によって固定保持ピン９の方向に押され、固定保持ピン９、可動保持ピン１０により可動保持溝１３、固定保持溝８に係合させた状態で挟持される。その後、支持ピン７を支持プレート３内部に格納し、半導体基板６の裏面と支持ピン７の接触状態を解除する。
【０００９】
次に、基板支持部材２を所定の回転速度で回転させ、回転させた状態で薬液吐出ノズル５から洗浄薬液を、半導体基板６の下面側となっている裏面に吐出する。同時に、半導体基板６上方のガス噴射プレート４の窒素ガス噴射ノズル１５から窒素ガスを、洗浄薬液が半導体基板６の上面側となっている表面に回り込まないよう制御しながら噴射し、洗浄薬液による半導体基板６の裏面と外周端部の側端面を洗浄する。
【００１０】
さらに、外周端部の固定保持ピン９、可動保持ピン１０に係合していた部位の洗浄を行うため、基板支持部材２を回転させた状態で薬液吐出ノズル５からの洗浄薬液の吐出を一旦停止させ、同時に可動保持ピン１０による係合を、図８に示すように、頭部１２を逆方向に回動して挟持状態を瞬間的に解除する。これにより、半導体基板６は慣性力で位置ずれをする。この位置ずれを起こした後、再び可動保持ピン１０の頭部１２を挟持方向に回動し、半導体基板６を挟持する。そして、薬液吐出ノズル５からの洗浄薬液の吐出を再び開始し、洗浄を行う。こうした運転を繰り返し行うことで、半導体基板６の裏面と外周端部の側端面を均一に洗浄する。
【００１１】
その後、所定時間の洗浄を行ってから洗浄薬液の吐出、窒素ガスの噴射を停止し、さらに基板支持部材２の回転を停止する。そして、支持ピン７を支持プレート３内から突出させ、半導体基板６の裏面を支持した後、可動保持ピン１０の頭部１２を逆方向に回動して半導体基板６の外周端部から可動保持溝１３を外し、挟持状態を解除し、半導体基板６を基板支持部材２の支持プレート３上から取り外す。
【００１２】
しかしながら上記の従来技術においては、半導体基板６と固定保持ピン９との間の摩擦抵抗が、半導体基板６の外周端部の状態や固定保持ピン９の摩耗状態等によって一定でなく、位置ずれする半導体基板６の移動角度の制御が非常に困難となり、半導体基板６を均一に洗浄でき難い。そのために、半導体基板６の位置ずらしを過度に繰り返し行ってしまうことになる。一方、位置ずらしを行った場合には、半導体基板６は固定保持ピン９と接触して回動したり、固定保持ピン９が回転する半導体基板６との摩擦で摩耗してしまったりするなどして塵を発生してしまう虞があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは半導体基板の外周端部の裏面や側端面を均一に洗浄することができると共に、発塵の虞を低減した半導体基板洗浄装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体基板洗浄装置は、基板支持部材の上面に立設された複数の支持ピン上に半導体基板を水平に載置すると共に、該半導体基板の外周端部を前記基板支持部材の上面に設けられた複数の従動保持ピンと駆動保持ピンにより水平方向に挟持するようにして保持した後、前記支持ピンを前記基板支持部材内に格納し、前記基板支持部材を回転させて保持する前記半導体基板を共に回転させながら、前記半導体基板の下面と前記外周端部の側端面を洗浄するものであって、前記従動保持ピンは、前記基板支持部材に垂直軸を中心に遊転するよう取り付けられていると共に、前記駆動保持ピンは、垂直駆動軸を備えて前記半導体基板を前記基板支持部材上で水平回転させるよう前記基板支持部材に少なくとも１つ取り付けられていることを特徴とするものであり、
さらに、前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材を回転させながら、同時に行われることを特徴とするものであり、
さらに、前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材の回転中に、連続的に行われることを特徴とするものであり、
さらに、前記基板支持部材の回転中に行われる前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の該基板支持部材上での水平回転の速度が、可変であることを特徴とするものであり、
さらに、前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材の回転中に、断続的に行われることを特徴とするものであり、
さらに、前記駆動保持ピンによる前記半導体基板の前記基板支持部材上での水平回転が、該基板支持部材の回転停止時に行われることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。図１は半導体基板を保持した状態の平面図であり、図２は断面図であり、図３は半導体基板を保持した状態での要部の側面図であり、図４は半導体基板の保持を解除した状態の平面図である。
【００１６】
図１乃至図４において、半導体基板洗浄装置２１は、図示しない駆動部によって、例えば１０００〜２０００ｒ．ｐ．ｍの回転速度で高速回転する基板支持部材２２と、基板支持部材２２の円板状支持プレート２３の上方に所定間隔を設けて配置されるガス噴射プレート２４とを備えている。そして、基板支持部材２２には、支持プレート２３の上面中心部分に開口するよう薬液吐出ノズル２５が設けられている。なお、薬液吐出ノズル２５からは洗浄薬液が、洗浄実行時に図示しない薬液タンクから供給され、上方に向けて吐出するようになっている。
【００１７】
また支持プレート２３の上面には、薬液吐出ノズル２５を中心とする洗浄対象の半導体基板２６より小径の円の同一円周上に、複数本、例えば６本の上端面が平坦な支持ピン２７が同一間隔で立設されている。支持ピン２７は、それぞれ同じ高さとなるように設けられていて、その上端面上には、半導体基板２６が洗浄に際して水平に載置され、支持プレート２３の上面と半導体基板２６の下面側である裏面２６ａとの間に所定の間隙が形成される。また支持ピン２７は、上下可動式で、半導体基板２６の洗浄中は支持プレート２３内部に格納される。
【００１８】
さらに、基板支持部材２２の支持プレート２３の上面には、薬液吐出ノズル２５を中心とした半導体基板２６と略同径の円の同一円周上で１８０度より狭い、例えば１２０度の範囲内に同一間隔で、複数本、例えば３本の円柱状の従動保持ピン２８が垂直な従動軸を中心に遊転するように立設されている。従動保持ピン２８は、円柱側面の支持ピン２７の高さと略同じ高さ位置に、断面形状が横Ｖ形状をなす従動保持溝２９が、全周にわたって刻設されている。
【００１９】
またさらに、基板支持部材２２の支持プレート２３の上面には、３本の従動保持ピン２８と略同一円周上に、並立する３本のうちの中間部分に位置する従動保持ピン２８に対向するように、１本の駆動保持ピン３０が取り付けられている。
また駆動保持ピン３０は、その頭部３１が円柱状をなし、その円柱側面の支持ピン２７の高さと略同じ高さ位置に、断面形状がコ形状をなす駆動保持溝３２が、全周にわたって刻設されている。なお、駆動保持溝３２の溝幅は、半導体基板２６を挟み込むと共に、半導体基板２６が溝内を円滑に移動可能な寸法となっている。
【００２０】
さらに駆動保持ピン３０は、その下部に図示しない駆動源によって回転駆動されるよう垂直駆動軸３３を備えており、垂直駆動軸３３は支持プレート２３に形成された長円形の軸孔３４に、支持プレート２３の半径方向に駆動源によって往復動可能に取り付けられ、位置を移動させることができ、その移動により半導体基板２６の挟持、その解除が行われる。
【００２１】
一方、ガス噴射プレート２４には、対向配置する半導体基板２６と略同径の円板状の拡散板部３５と、拡散板部３５の下面中心部分に開口するよう窒素ガス噴射ノズル３６とが設けられている。なお、窒素ガス噴射ノズル３６には、図示しないガス源から窒素ガスが供給されるようになっている。
【００２２】
そして、上記のように構成されたものでの半導体基板２６の裏面２６ａと外周端部のベベル加工された側端面２６ｂの洗浄は、次のように行われる。
【００２３】
すなわち、先ず基板支持部材２２の支持プレート２３上に立設された支持ピン２７の上端上に、半導体基板２６を裏面２６ａが下側になるように支持させ、さらに、その中心が薬液吐出ノズル２５の上方に略位置するよう位置合わせを行い、半導体基板２６の裏面２６ａと支持プレート２３上面との間に間隙を設けて水平に載置する。この時、半導体基板２６の外周端部は、同じ高さに形成された従動保持ピン２８の従動保持溝２９に係合する。
【００２４】
続いて駆動保持ピン３０を、長円形の軸孔２４にしたがって支持プレート２３の中心方向に移動させ、駆動保持溝３２を半導体基板２６の外周端部に係合する。これにより、半導体基板２６は駆動保持ピン３０によって従動保持ピン２８の方向に押され、従動保持ピン２８、駆動保持ピン３０により従動保持溝２９、駆動保持溝３２に係合させた状態で挟持される。その後、支持ピン２７を支持プレート２３内部に格納する。
【００２５】
次に、半導体基板２６が載置された基板支持部材２２を駆動源により図１に示すＡ矢方向に回転させ、設定された所定の回転速度、例えば１０００〜２０００ｒ．ｐ．ｍに達した時点で、回転を継続した状態で薬液タンクから洗浄薬液を薬液吐出ノズル２５に供給し、半導体基板２６の下面側となっている裏面２６ａに吐出する。同時に、半導体基板２６上方のガス噴射プレート２４の窒素ガス噴射ノズル３６から窒素ガスを、洗浄薬液が半導体基板２６の上面側となっている表面に回り込まないよう制御しながら噴射し、洗浄薬液による半導体基板２６の裏面２６ａと外周端部の側端面２６ｂを洗浄する。
【００２６】
また、これと同時に駆動源により駆動保持ピン３０を、図１に示すＢ矢方向に所定の回転速度で回転させる。この回転に伴い半導体基板２６は、従動保持ピン２８をＢ矢方向に回転させながら、同じく図１に示すＣ矢方向に、基板支持部材２２の回転速度よりも遅い回転速度で回転する。これにより、従動保持ピン２８、駆動保持ピン３０の各従動保持溝２９、駆動保持溝３２が係合し、当接していた外周端部の裏面や側端面２６ｂの部位について均等に洗浄が行われる。
【００２７】
そして、所定時間洗浄した後、薬液吐出ノズル２５からの洗浄薬液の吐出、窒素ガス噴射ノズル３６からの窒素ガスの噴射を停止し、さらに駆動源による基板支持部材２２、駆動保持ピン３０の回転駆動を停止する。その後、支持プレート２３上に支持ピン２７を突出させ、半導体基板２６の裏面を支持した状態で駆動保持ピン３０を、支持プレート２３の外方向に移動させ、駆動保持溝３２と半導体基板２６の外周端部との係合を解除し、半導体基板２６を基板支持部材２２の支持プレート２３上から取り外す。
【００２８】
以上の通り構成することで、洗浄中における半導体基板２６の移動が一定に行われ、半導体基板２６の外周端部の裏面や側端面２６ｂの洗浄が、手間をかけずに均一に行える。また支持プレート２３上の半導体基板２６のＣ方向回転も、従動保持ピン２８が回転して行われるので、摩耗による塵の発生を最低限に抑えられる。
【００２９】
なお、上記の実施形態においては駆動保持ピン３０を１本設けるようにしたが、これに限るものでなく２本以上設けてもよい。また基板支持部材２２の回転中に駆動保持ピン３０を連続回転させたが、断続的に回転させてもよく、さらに駆動保持ピン３０の回転速度は可変であってもよい。またさらに、基板支持部材２２の回転中に駆動保持ピン３０を回転させたが、基板支持部材２２を停止させた状態で回転させてもよく、その際の回転も、連続回転でも断続回転でも、また可変速度回転でもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、半導体基板の外周端部の裏面や側端面を均一に洗浄することができ、発塵の虞を低減することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における半導体基板を保持した状態を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における半導体基板を保持した状態での要部の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態における半導体基板の保持を解除した状態を示す平面図である。
【図５】従来技術を示す断面図である。
【図６】従来技術における半導体基板を保持した状態の平面図である。
【図７】従来技術における半導体基板を保持した状態の要部の側面図である。
【図８】従来技術における半導体基板の保持を解除した状態の平面図である。
【符号の説明】
２２…基板支持部材
２３…支持プレート
２６…半導体基板
２６ａ…裏面
２６ｂ…側端面
２７…支持ピン
２８…従動保持ピン
３０…駆動保持ピン
３３…垂直駆動軸
【図１】
2005011934.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005011934.tif 000005
【図４】
2005011934.tif 000006
【図５】
2005011934.tif 000007
【図６】
2005011934.tif 000008
【図７】
2005011934.tif 000009
【図８】
2005011934.tif 000010