(57)【要約】【課題】  裏面研削加工された半導体基板のエッジ周面に固着するシリコン研削屑を除去できる洗浄機器の提供。【解決手段】    洗浄機器１の中央部に洗浄液貯水槽１３を設け、この貯水槽の中央部に起立して設けられた回転スピンドル１８の周囲に支持フランジ２９を設け、この支持フランジより遊星回転軸２８を前記回転スピンドルに平行して起立して設け、半導体基板の外周縁から中心点に至る距離の直径の基板面拭い具２０を遊星回転軸２８の上方に設け、前記回転スピンドル１を回転駆動させることによりこの基板面拭い具２０を遊星回転させて半導体基板ｗの外周縁から中心点に至る面を遊星回転洗浄する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄機器の中央部に洗浄液貯水槽を設け、この貯水槽の中央部に起立して設けられた回転スピンドルの周囲に支持フランジを設け、この支持フランジより遊星回転軸を前記回転スピンドルに平行して起立して設け、半導体基板の外周縁から中心点に至る距離の直径、もしくはこの直径より１〜１０ｍｍ大きい径を有する基板面拭い具を前記遊星回転軸の上方に設け、前記回転スピンドルを回転駆動させることによりこの基板面拭い具を遊星回転させて半導体基板の外周縁から中心点に至る面を遊星回転洗浄することが可能な半導体基板の洗浄機器。
【請求項２】
半導体基板の加工面を上に向けて基板搬送機器の吸着パッドに保持し、その半導体基板を洗浄ステージの洗浄機器上へ搬送し、基板搬送機器の吸着パッドに保持した状態の半導体基板の加工面とは反対側の面を前記洗浄機器の洗浄液が貯蔵されている貯水槽に対向して保持した状態で半導体基板を洗浄液に浸漬させるとともに、遊星回転軸の上方部にアームにより固定された基板面拭い具に少なくとも前記半導体基板の外周縁から中心点に至る面を当接させ、ついで、基板面拭い具を貯水槽の中心に設けた回転スピンドル周りに回転させるとともに、遊星回転させて半導体基板の外周縁から中心点に至る面を洗浄することを特徴とする、半導体基板の洗浄方法。
【請求項３】
基板面拭い具の素材が、スエード、フェルト、不織布、独立気泡のポリビニールアルコールスポンジ、および、連立気泡または独立気泡の樹脂フォームを基層とし、スエードを表面層とする積層体より選ばれたものであることを特徴とする、請求項２に記載の半導体基板の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の裏面研削加工ステージのポーラスセラミック製基板チャックテーブルに載置された半導体基板の加工面を上に向けて基板搬送機器の吸着パッドに保持し、その半導体基板を洗浄ステージの洗浄機器上へ搬送し、基板搬送機器の吸着パッドに保持した状態の半導体基板の研削加工面とは反対側の面を洗浄する方法、およびその基板面を洗浄するのに使用される半導体基板の洗浄機器に関する。本発明の洗浄方法によれば、研削加工された半導体基板の研削加工面とは反対側の基板エッジ面および保護テープ面に付着する極微小異物（特に基板エッジ面に付着する研削シリコン屑）の量を低減した半導体基板を得ることが可能である。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の裏面研削装置において、プリント配線が施された基板表面を保護テープで被覆し、この保護テープ面をポーラスセラミック製チャックテーブルに対向させて載置された半導体基板のシリコン基板面を砥石で研削加工または研磨パッドで研磨加工し、この研削加工または研磨加工された基板表面に洗浄液を吹き付けながらブラシ洗浄した後、搬送機器の吸着パッドに当該ブラシ洗浄された基板加工面を吸着させ、搬送機器の吸着パッドを移動させて洗浄ブラシ上に基板加工面とは反対側の基板面の保護テープを接触させて基板を洗浄し、さらにスピナー洗浄器上に搬送し、保護テープ面を洗浄することが実施されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ＣＭＰ処理等の加工処理した後の半導体基板の表裏面に付着した研磨屑等のパーティクルを除去する基板処理洗浄機器が提案されており、ＣＭＰ処理された半導体基板を洗浄機器の洗浄するための３つの処理部へ半導体基板を順次搬送し、第一処理部では半導体基板は搬送ロボットの保持ハンドの保持用ローラに保持され、周縁部洗浄手段が下方から昇降駆動手段により洗浄位置に配置され、前記保持用ローラの回転により回転される半導体基板の表裏は両面洗浄ブラシ装置により洗浄され、同時に周縁部は周縁部洗浄手段のブラシ毛の側面に押圧され、その下面及び端面が洗浄される方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、研削加工された半導体基板の表裏面に残留付着する微細なシリコンスラッジを洗浄する方法として、有底円筒状の洗浄ケーシングと、該洗浄ケーシングの底面の中心辺へ立設させ上端へ半導体ウエハの吸着部を備えた回転軸と、該回転軸と接続させた回転手段と、前記吸着部と回転軸を介して連通させたバキューム手段と、前記吸着部の水平方向に配設した上下一対の回転ブラシと、該夫々の回転ブラシと接続させた夫々のブラシ回転手段と、該ブラシ回転手段と共に夫々の回転ブラシと連通させた夫々のブラシ進退手段と、洗浄液又は純水を吐出させる液体吐出手段と、低圧ドライエア及び高圧ドライエアを吐出させるドライエア吐出手段とから成る洗浄装置を用いて、研削加工後の半導体ウエハを回転軸の上端の吸着部へバキューム手段を作動させてバキューム吸着させるバキューム吸着工程と、半導体基板を回転軸と共に回転手段を作動させて回転させる半導体ウエハ回転工程と、液体吐出手段を作動させて半導体基板に洗浄液又は純水を吐出させる液体吐出工程と、ドライエア吐出手段を作動させて半導体ウエハに低圧ドライエアを吐出させて乾燥させる第一次乾燥工程と、ドライエア吐出手段を作動させて半導体基板に高圧ドライエアを吐出させて乾燥させる第二次乾燥工程と、上下一対の回転ブラシを夫々のブラシ回転手段を作動させて回転させると共に夫々のブラシ進退手段を作動させて夫々の回転ブラシを進退させるブラシ洗浄工程とを夫々含み、少なくとも前記第一次乾燥工程の直後に半導体ウエハ回転工程と第二次乾燥工程とブラシ洗浄工程とを同時に併用する併用工程を経ることを特徴とする半導体基板のシリコンスラッジ洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
さらに、厚さ方向に材質的に異なる構造のシリコン半導体基板の洗浄方法において、外周面取り加工が終了したシリコン半導体基板を平面研削装置のチャックテーブルで保持してその片面の平面研削加工を終了させ、この平面研削加工が終了した半導体基板をチャックテーブルからウエハキャリアトレイボックスへ収納する間に、洗浄水を供給しながら洗浄対象を面取り加工部とし、表面構造がブラシ状又は研磨布であるローターにエッジ部を当接させて洗浄し、洗浄対象を面取り加工部に代えて平面研削加工された加工面の反対側面，又はその面及び平面研削加工面の両面としてシリコン半導体基板を洗浄する方法も提案されている（例えば、特許文献４。）。
【特許文献１】特開２００６−２５３５２４号公報（段落００２５−段落００３５および図７参照）
【特許文献２】特開２００７−４４６９３号公報（要約書の解決手段の段落および図１、図４参照）
【特許文献３】特開平８−１４８４５０号公報（要約書の構成の段落および図１参照）
【特許文献４】特開平１１−２５１２７４号公報（第２−８頁および図１および図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体基板の径が２００ｍｍから３００ｍｍと拡径し、厚みが１２０μｍから５０乃至１００μｍと薄肉化し、更に次々世代では４５０ｍｍ径、厚み２０〜５０μｍの半導体基板が所望され、半導体基板の薄肉平坦化加工技術も改良されており、次世代の３００ｍｍ径、厚み３０〜５０μｍ、配線ストリート幅がより狭くなった半導体基板の製造において、半導体素子製造メーカは半導体基板の研削工程や研磨工程においても半導体基板面に残存するパーティクルの径がより小さく、かつ、パーティクル数量を極力少なくすることが所望している。
【０００７】
上記の次世代、次々世代の厚み２０〜５０μｍの半導体基板の製造においては、研削加工時や研磨加工時に配線プリント面に保護テープが貼付されて裏面のシリコン基板面が加工されるため、研削または研磨加工面は通常のブラシスクラブ洗浄や薬剤入り洗浄水噴射で異物の径や数量を減らすことができるが、半導体基板の加工面とは反対側面においては、加工時に半導体基板の配線ストリートと保護テープ間に研削屑または研磨屑を含む液が侵入し、半導体基板のエッジ環状周面にシリコン屑が付着しており、この半導体基板のエッジ環状シリコン屑部を前述の特許文献１や特許文献２等に記載されるブラシ洗浄では、このエッジ環状シリコン屑部を充分に拭い落とすことができず、次の半導体基板の搬送工程や、マウンタ工程、ダイシング工程などで半導体基板のエッジ部で破損や割れが生じることが判明した。
【０００８】
本発明の第一の目的は、研削加工や研磨加工された半導体基板を次の工程へ受け渡す間において、次工程以下の工程で半導体基板の割れやクラックの原因とならぬよう加工された基板の加工反対面に付着するシリコン屑等の異物の数量を極力減らすことができる半導体基板の洗浄機器を提供することである。本発明の第二の目的は、それを用いて半導体基板の加工面とは反対面を洗浄する方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、洗浄機器の中央部に洗浄液貯水槽を設け、この貯水槽の中央部に起立して設けられた回転スピンドルの周囲に支持フランジを設け、この支持フランジより遊星回転軸を前記回転スピンドルに平行して起立して設け、半導体基板の外周縁から中心点に至る距離の直径、もしくはこの直径より１〜１０ｍｍ大きい径を有する基板面拭い具を前記遊星回転軸の上方に設け、前記回転スピンドルを回転駆動させることによりこの基板面拭い具を遊星回転させて半導体基板の外周縁から中心点に至る面を遊星回転洗浄することが可能な半導体基板の洗浄機器を提供するものである。
【００１０】
請求項２の発明は、半導体基板の加工面を上に向けて基板搬送機器の吸着パッドに保持し、その半導体基板を洗浄ステージの洗浄機器上へ搬送し、基板搬送機器の吸着パッドに保持した状態の半導体基板の加工面とは反対側の面を前記洗浄機器の洗浄液が貯蔵されている貯水槽に対向して保持した状態で半導体基板を洗浄液に浸漬させるとともに、遊星回転軸の上方部にアームにより固定された基板面拭い具に少なくとも前記半導体基板の外周縁から中心点に至る面を当接させ、ついで、基板面拭い具を貯水槽の中心に設けた回転スピンドル周りに回転させるとともに、遊星回転させて半導体基板の外周縁から中心点に至る面を洗浄することを特徴とする、半導体基板の洗浄方法を提供するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、基板面拭い具の素材が、スエード、フェルト、不織布、独立気泡のポリビニールアルコールスポンジ、および、連立気泡または独立気泡の樹脂フォームを基層とし、スエードを表面層とする積層体より選ばれたものであることを特徴とする、請求項２に記載の半導体基板の洗浄方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
半導体基板の加工裏面のエッジ部は、回転スピンドルの回転により回転スピンドル周りに公転する基板面拭い具により残存するシリコン屑が拭い去られるとともに、半導体基板の基板面拭い具に懸かるブレーキ的な圧力と基板面拭い具に懸かっている遠心力のバランスにより遊星回転軸周りに遊星自転する。従って、半導体基板のエッジ部に当たる基板面拭い具の部所も変わるので、シリコン屑が拭い去り易い。
【００１３】
公知のナイロンブラシや連通気泡ウレタンスポンジに加工基板裏面を当てる洗浄方法では、保護テープと基板の配線プリント間のストリートに入ろうとして保護テープの粘着剤部分に付着し、シリコン基板エッジ部に蓄積されたシリコン屑を除去することが困難であったが、請求項３に記載のスエード、織布や不織布を素材とする基板面拭い具では前記付着したリコン屑の除去が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。図１は本発明の半導体基板の洗浄機器の一部を切り欠いた断面図、および、図２は半導体基板の洗浄機器の平面図である。
【００１５】
図１および図２示す半導体基板の洗浄機器１において、１０はベース、１１は円筒状有底外套、１２は外套支持枠、１３は円筒状有底貯水槽、１４は洗浄水、１５および２５は洗浄水供給管、１６および１７はロータリージョイント、１８は中央に冷却水通路１５ａを形成する回転スピンドル、１５ｂは前記洗浄水供給管２５より供給された洗浄水を分岐する分岐管で、一方は回転スピンドル１８の外側に冷却水を供給する冷却水通路１５ｃに連通し、他方は前記ロータリージョイント１７に接続されたＬ字管１５ｅに接続する可撓性ゴム管１５ｄに接続されている。前記回転スピンドル１８は、モータ１９の回転軸１９ａの回転駆動を伝達ベルト１９ｂが回転スピンドル１８下部外周に設けたプーリ１９ｃに伝達し、５〜２０ｒｐｍの回転速度で回転される。
【００１６】
２８は前記ロータリージョイント１７頭部に起立して設けられた中空スピンドルよりなる遊星回転軸で、その中空部２８ａには洗浄液が供給され、前記円筒状有底貯水槽１３内に洗浄水１４を中空部２８ａ頭口より供給し、洗浄時は円筒状有底貯水槽１３外へ溢れて流出する構造となっている。前記遊星回転軸２８は前記回転スピンドル１８登頂部に嵌挿されたフランジ２９により回転スピンドル１８周りに公転する。この遊星回転軸２８の登頂部外周にピボットアーム２１を固定し、このピボットアーム２１より起立させた支持具２３に環状支持板２４を固定し、この環状支持板上面に基板面拭い具２０を固定具２６で固定する。前記遊星回転軸２８の下部外周には歯車２８ｂが設けられ、小径の減速歯車２８ｃと噛み合う。
【００１７】
基板面拭い具２０の素材としては、羊皮や牛皮のスエード、織布、ポリエステルやポリアミド不織布およびこれらのスエード仕上げ品、独立気泡のポリビニールアルコールスポンジ、および、連立気泡の樹脂ポリウレタンフォームか独立気泡のポリビニールアルコールスポンジを基層とし、スエードを表面層とする積層体が使用できる。好ましくは、スエードもしくは、樹脂フォームとスエードとの積層体がよい。
【００１８】
環状基板面拭い具２０の寸法は、直径が半導体基板の外周縁から中心点に至る距離の直径、もしくはこの直径より１〜１０ｍｍ大きい寸法で、環状幅は、半導体基板のプリント配線がなされていないエッジ部の幅１〜３ｍｍよりは大きい５〜２５ｍｍ幅で充分である。環状基板面拭い具２０の直径が半導体基板の外周縁から中心点に至る距離の直径より１〜１０ｍｍ大きい寸法であるときは、この洗浄機器１を半導体基板ｗが取り除かれた搬送機器の吸着パッド面を洗浄するのに使用できる。
【００１９】
環状基板面拭い具２０は、前記回転スピンドル１８周りに公転するが、半導体基板との接触圧力と環状基板面拭い具に懸かる遠心力の影響を受けて遊星回転軸２８周りに７ｒｐｍ以下の回転速度で遊星回転する。
【００２０】
図１に戻って、２は基板搬送機器、３は吸着パッド、ｗは半導体基板、４は吸着パッドアーム、５は減圧管、６はアーム回転軸、７は基板チャックテーブルである。
【００２１】
図１および図２に示される基板洗浄機器１を用いて半導体基板ｗの加工面と反対側面を洗浄するには、基板チャックテーブル７上の半導体基板の加工面を上に向けて基板搬送機器２の吸着パッド３下面に吸着保持し、ついで、吸着パッドアーム４を上昇させ、さらに、その半導体基板を洗浄機器１上へ搬送し、基板搬送機器２の吸着パッド３に保持した状態の半導体基板の加工面とは反対側の面を前記洗浄機器の洗浄液が貯蔵されている貯水槽１３に対向して保持した状態で半導体基板を洗浄液１４に浸漬させるとともに、遊星回転軸２８の上方部にアーム２１により固定された基板面拭い具２０に少なくとも前記半導体基板の外周縁から中心点に至る面を当接させ、ついで、回転スピンドル１８を５〜２０ｒｐｍの回転速度で回転させることにより基板面拭い具２０を回転スピンドル周りに自転させ、それとともに、基板面拭い具２０を遊星回転軸２８周りに７ｒｐｍ以下の回転速度で遊星回転させることにより半導体基板の外周縁から中心点に至る面を洗浄する。
【００２２】
半導体基板の洗浄時、前記貯水槽１４内には洗浄液が継続して供給され、拭い去られたシリコン屑とともに貯水槽外へと溢れ出る。
【００２３】
半導体基板の洗浄後、洗浄された半導体基板を次の工程へと搬送し、吸着パッド３から取り去った後は、吸着パッド３を上記洗浄機器１の貯水槽１３上方へと移動させ、下降させて基板面拭い具２０に接触させ、ついで、回転スピンドル１８を回転させることにより吸着パッド３下面に残存していたかも知れぬパーティクルを洗い流すことができる。
【００２４】
この基板洗浄機器１は、研磨装置を用いて研磨加工された半導体基板の洗浄にも使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の基板洗浄機器１はシリコン基板エッジ円周部に固着したシリコン屑でさえ取り除くことができ、次工程での半導体基板のクラック発生や割れ発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の基板洗浄機器の一部を切り欠いた断面図である。
【図２】本発明の基板洗浄機器の上面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    基板洗浄機器
ｗ    半導体基板
２    基板搬送機器
３    吸着パッド    
７    ポーラスセラミック製チャックテーブル
１３  貯水槽
１８  回転スピンドル
２０  基板拭い具
２８  遊星回転軸
２９  フランジ
【図１】
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【図２】
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