(57)【要約】【課題】  洗浄により剥離された汚染物質が再付着することないよう半導体基板を洗浄するとともに、処理槽上部の洗浄液中に滞留する汚染物質等を排出可能な半導体基板洗浄装置を提供する。【解決手段】  フィルタ４で濾過して処理槽１底面から注入した洗浄液を、整流板によって分断し、半導体基板の表面と裏面とで洗浄液の流速に差を生じさせることで剥離した汚染物質の再付着を防止することができる。また、処理槽１側面と底面の両方から注入した洗浄液を処理槽１側面に設けた排出口６から排出することで、洗浄液液面の浮遊物だけでなく、処理槽１上部に滞留する洗浄液中の汚染物質をも半導体基板に再付着することなくオーバーフロー槽２へ排出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液を濾過しながら循環させて処理槽内の半導体基板を洗浄する半導体基板洗浄装置であって、
前記洗浄液の流れの中にある前記半導体基板の上流側において、前記洗浄液の流れを流速の異なる２つの流れに分断し、一方は前記半導体基板の表側を通過させ、他方は前記半導体の裏側を通過させる整流板、
を備えることを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項２】
洗浄液を濾過しながら循環させて処理槽内の半導体基板を洗浄する半導体基板洗浄装置であって、
前記処理槽内で前記半導体基板を保持する保持手段、
を備え、
前記保持手段は、
前記洗浄液の流れの中にある前記半導体基板の上流側において、前記洗浄液の流れを流速の異なる２つの流れに分断し、一方は前記半導体基板の表側を通過させ、他方は前記半導体の裏側を通過させる整流板、
を備えることを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体基板洗浄装置であって、
前記処理槽は、
底面から前記洗浄液を注入する第１の注入口と、
側面上部から前記洗浄液を注入する第２の注入口と、
前記側面と対向する側面上部から前記洗浄液を排出する排出口と、
を備え、
前記第１および第２の注入口から注入した前記洗浄液を前記排出口から排出することを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、洗浄液を循環させながら浸漬した半導体基板を洗浄する半導体基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理槽と、オーバーフロー槽と、から成る半導体基板洗浄装置では、半導体基板を浸漬した処理槽下部から洗浄液を注入し、処理槽上部からオーバーフローさせてオーバーフロー槽に回収し、濾過装置によって回収した洗浄液から汚染物質を除去した後、濾過した洗浄液を再度処理槽へと循環させて半導体基板を洗浄する。
【０００３】
複数の半導体基板を同時に洗浄するバッチ式の半導体基板洗浄装置では、半導体基板を保持するためのガイド溝を設けたウェハガイドや、キャリアを利用する。処理槽内に設けたウェハガイドにガイド溝を利用して複数枚の半導体基板を保持したり、あるいは半導体基板をガイド溝を利用して保持したキャリアを処理槽内に入れて、半導体基板全体を洗浄液中に浸漬した状態で洗浄液を循環させることで、半導体基板表面に付着した異物や汚染物質等の不純物を除去する。
【０００４】
例えば、文献１に、このような半導体基板洗浄装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−７６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、複数枚の半導体基板を同時に洗浄処理するバッチ式の半導体基板洗浄装置では、例えば、洗浄液の流動によって半導体基板から剥離された異物や汚染物質が、隣接する半導体基板に付着する転写付着を生ずることがあった。
【０００７】
また、文献１に示された半導体基板洗浄装置によれば、洗浄液液面にガスを吹きつけることで浮遊物を除去することはできるが、処理槽２０上部の洗浄液中に滞留する異物や汚染物質等を除去できないという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、半導体基板から剥離された汚染物質等の、隣接する半導体基板への再付着を生じない半導体基板洗浄装置を提供することにある。また、洗浄液液面の浮遊物および処理槽上部の洗浄液中に滞留する汚染物質等を処理槽外部へ排出することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、洗浄液を濾過しながら循環させて処理槽内の半導体基板を洗浄する半導体基板洗浄装置であって、前記洗浄液の流れの中にある前記半導体基板の上流側において、前記洗浄液の流れを流速の異なる２つの流れに分断し、一方は前記半導体基板の表側を通過させ、他方は前記半導体の裏側を通過させる整流板、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、洗浄液を濾過しながら循環させて処理槽内の半導体基板を洗浄する半導体基板洗浄装置であって、前記処理槽内で前記半導体基板を保持する保持手段、を備え、前記保持手段は、前記洗浄液の流れの中にある前記半導体基板の上流側において、前記洗浄液の流れを流速の異なる２つの流れに分断し、一方は前記半導体基板の表側を通過させ、他方は前記半導体の裏側を通過させる整流板、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る半導体基板洗浄装置であって、前記処理槽は、底面から前記洗浄液を注入する第１の注入口と、側面上部から前記洗浄液を注入する第２の注入口と、前記側面と対向する側面上部から前記洗浄液を排出する排出口とを備え、前記第１および第２の注入口から注入した前記洗浄液を前記排出口から排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
濾過しながら循環する洗浄液の流れにより半導体基板を洗浄するときに、半導体基板の表面の洗浄液の流れを裏面の洗浄液の流れより速くすることで、裏面から剥離した汚染物質が表面に再付着することを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜半導体基板洗浄装置の構造＞
図１は、この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置の構成を示している。当該半導体基板洗浄装置は、半導体基板を浸漬して洗浄するための洗浄液を満たした処理槽１と、処理槽からオーバーフローした洗浄液を回収するためのオーバーフロー槽２とに、洗浄液を循環させるためのポンプ３と、循環する洗浄液を濾過して洗浄液中に含まれる異物や汚染物質等を除去するためのフィルタ４と、処理槽１への洗浄液の流入を制御するための２つのバルブ５Ａ，５Ｂと、から構成される。尚、図示しないが、当該半導体基板洗浄装置は、これらの構成に加えて、洗浄液の温度を調節するための機能部を有していても構わない。
【００１４】
図１中に示した矢印は、洗浄液の流れを示しており、オーバーフロー槽２からポンプ３、フィルタ４、バルブ５Ａ，５Ｂを介して処理槽１へと接続される矢印は、パイプ等によって構成される洗浄液の循環ラインであり、処理槽１からオーバーフロー槽２への矢印は、オーバーフロー等による処理槽１からオーバーフロー槽２への洗浄液の排出の様子を示している。
【００１５】
図２は、処理槽１およびオーバーフロー槽２を上から見た斜視図である。処理槽１には、図２に示すように、洗浄液を処理槽１の側面からオーバーフロー槽２へ排出できるように、オーバーフロー槽２に接する処理槽１側面上部に排出口６を設けている。当該排出口６は、バルブ５Ｂを通じて処理槽１へ注入される洗浄液の注入口（第２の注入口）と対向する面に設けられており、バルブ５Ｂを通じて処理槽１へ注入された洗浄液が、注入された方向へ流動し、そのまま当該排出口６を通じてオーバーフロー槽２へ排出されるようになっている。
【００１６】
処理槽１では、複数枚の半導体基板を同時に洗浄処理するバッチ式の洗浄を行うが、キャリア式とキャリアレス式の両方に対応している。キャリアを利用しないときは、図３に示すように、ウェハガイド８を処理槽内に設置し、当該ウェハガイド８に設けられたガイド溝に、半導体基板７を保持した状態で洗浄を行う。キャリアを利用するときは、図４に示すように、ガイド溝に半導体基板７を保持したキャリア１０を処理槽内に設置して洗浄を行う。ウェハガイド８およびキャリア１０（保持手段）には、半導体基板７を保持したときに、各半導体基板７の下部に位置するように整流板９が設けてある。図５は、半導体基板７と整流板９との位置関係を示す断面図である。このように、整流板９の断面は、整流板９の下から整流板９の上にある半導体基板７へ至る洗浄液の流れを、円弧状の面と直線状の面とで２つの流れに分断するような形状となっている。
【００１７】
＜半導体基板洗浄装置の動作＞
次に、上記構成を有する半導体基板洗浄装置において、半導体基板７を洗浄するときの実際の動作の詳細について説明する。
【００１８】
まず、図３に示すようなウェハガイド８または図４に示すようなキャリア１０に、ガイド溝を利用して保持した半導体基板７を、処理槽１を満たす洗浄液内に浸漬した状態にする。
【００１９】
次に、図１に示すバルブ５Ｂを閉じ、バルブ５Ａを開いた状態で、ポンプ３を動作させて洗浄液を循環させる。このとき洗浄液は処理槽１底面の注入口（第１の注入口）から注入される。洗浄液は、処理槽１内部に設置された半導体基板７の下方から上方へと流動し、半導体基板７表面に付着する異物や汚染物質等を洗い流して、処理槽６上面からオーバーフローする。オーバーフローした洗浄液は、オーバーフロー槽２へ回収された後、ポンプ３の動作によって、フィルタ４およびバルブ５Ａを介して、再度処理槽１底面の注入口から処理槽１内へ戻される。このとき、洗浄液はフィルタ４によって濾過されて異物や汚染物質が除去される。そのため、このような洗浄液の循環を継続することで、半導体基板７に付着した不純物をフィルタ４内に除去することが可能となる。
【００２０】
バルブ５Ａを介して処理槽１底面の注入口から注入される洗浄液の流れは、図５に矢印で示したように、断面が円弧状の面と直線状の面とで構成される整流板９によって、半導体基板７の表面と裏面とをそれぞれ上向きに流動する２つの流れに分断される。このとき、航空力学における風洞実験等で翼断面の上面側と下面側で空気の流速に差が生ずることが知られているように、整流板９の円弧状の面側と直線状の面側とで、それぞれの面に沿って流れる洗浄液の流速に差が生ずる。即ち、円弧状の面側では直線状の面側よりも洗浄液の流速が速くなる。
【００２１】
図５に示す半導体基板裏面７ｂに付着した異物や汚染物質等が下側から上側へと流動する洗浄液によって剥離されたとき、隣接する半導体基板の表面７ａ近傍の洗浄液の流れが半導体基板７ｂ近傍の洗浄液の流れに比べて速いため、この洗浄液の流れに阻まれて、剥離された異物や汚染物質等は、半導体基板７ａに転写付着することなく、処理槽１上部へ運ばれてオーバーフローし、オーバーフロー槽２へ回収されることになる。そのため、半導体基板７の表面の流速を裏面の流速より速くするように整流板９を設置すれば、隣接する半導体基板裏面７ｂからの、半導体基板表面７ａへの異物や汚染物質の転写付着を避け、清浄な半導体基板７表面を得ることができる。
【００２２】
尚、図５に示した整流板９の断面形状は一例であって、本発明はこれに限定するものではなく、整流板９で分断された洗浄液の２つの流れの流速に、差が生ずる態様であれば、翼型や、その他の形状からなるものであっても構わない。
【００２３】
また、図３および図４では、ウェハガイド８およびキャリア１０が、その構造の一部として整流板９を有する態様を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、図８および図９に示すように整流板を持たない従来のウェハガイド１１やキャリア１２を利用しながら、図６に示すようなスノコ状に組んだ整流板９を処理槽１の底面に設置して利用する態様であってもよいし、図７に示すように処理槽１がその構造の一部として整流板９を有し、その上部にウェハガイド２４やキャリア２５を設置して利用する態様であっても構わない。
【００２４】
このように、整流板９を利用して、半導体基板７の表側と裏側で、洗浄液の流速に差を生ずるようにすることで、バッチ式の半導体基板洗浄装置で問題となっていた半導体基板７ｂから剥離した異物や汚染物質が隣接する半導体基板７ａに転写付着するという現象を回避することができる。
【００２５】
洗浄を終えた半導体基板７は、処理槽１から引き上げられる。このとき、洗浄液液面に浮遊したり処理槽１上部の洗浄液中に滞留する異物や汚染物質等が半導体基板７に付着することのないよう、予め、これらの浮遊物や滞留物等が含まれる処理槽１上部の洗浄液をオーバーフロー槽２へ排出する。
【００２６】
図１に示すように、バルブ５Ａを開いた状態に加えて、バルブ５Ｂを開くと、バルブ５Ｂを通じて処理槽１側面上部に設けた注入口から注入された洗浄液が、注入された方向へ流動し、排出口６から排出される。これにより、洗浄液液面に浮遊したり処理槽１上部に滞留する異物や汚染物質等を、オーバーフロー槽２へ排出することができる。このとき、バルブ５Ａを通じて処理槽１底面の注入口から注入された洗浄液により処理槽１の下方から上方への洗浄液の流れも生じている。よって、洗浄液液面に浮遊したり処理槽１上部に滞留していた異物や汚染物質等は、バルブ５Ｂを通じて注入された洗浄液の流れによって処理槽１下方に設置された半導体基板７の方へ押し戻されることがない。そのため、洗浄後の半導体基板７の清浄度を維持したまま、処理槽１上部の洗浄液をオーバーフロー槽２へ排出することができる。
【００２７】
尚、図２に示した排出口６の形状や個数は一例であって、本発明はこれに限定するものではなく、洗浄液を排出できるものであればこれ以外の態様であっても構わない。また、排出口６は、半導体基板７の洗浄中も常に開いている態様のほか、開閉可能な態様であっても構わない。具体的には、例えば、バルブ５Ｂを閉じてバルブ５Ａのみを開き半導体基板７を洗浄しているときは、排出口６を閉じて処理槽１上側からのみ洗浄液をオーバーフローさせて排出し、洗浄液液面に浮遊したり処理槽１上部に滞留する異物や汚染物質等を除去することを目的とするときにのみバルブ５Ｂと排出口６を開き、排出口６から洗浄液を排出する態様であっても構わない。
【００２８】
このように、処理槽１の側面上部に設けた注入口から洗浄液を注入し、これと対向する面に設けた排出口から排出すれば、従来の洗浄液液面に気体を吹き付ける方法と異なり、洗浄液液面の浮遊物だけではなく、処理槽１上部の洗浄液中に滞留する異物や汚染物質等をも排出することができる。また、このとき、同時に処理槽１底面に設けた注入口からも洗浄液を注入しているため、半導体基板７の再汚染を避けることができる。そのため、洗浄後の清浄度を維持したままの半導体基板７を、処理槽１上部の洗浄液中の不純物による再汚染を避けて処理槽１から引き上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置の処理槽に設けられた排出口を示す図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置で利用するウェハガイドの構造を説明する図である。
【図４】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置で利用するキャリアの構造を説明する図である。
【図５】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置の整流板の効果を説明する図である。
【図６】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置で利用する整流板の例を示す図である。
【図７】この発明の一の実施の形態に係る半導体基板洗浄装置に備えられた整流板を示す図である。
【図８】従来の半導体基板洗浄装置で利用するウェハガイドを示す図である。
【図９】従来の半導体基板洗浄装置で利用するキャリアを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  処理槽、２  オーバーフロー槽、３  ポンプ、４  フィルタ、５Ａ，５Ｂ  バルブ、６  排出口、７  半導体基板、８  ウェハガイド、９  整流板、１０  キャリア。
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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