(57)【要約】【課題】薬液又は純水によってポリマー又は異物を確実に除去できるウェハ洗浄装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るウェハ洗浄装置は、半導体ウェハ３を保持するウェハ保持機構１と、前記ウェハ保持機構１を回転させる回転機構と、前記ウェハ保持機構１の上方に設けられ、薬液又は純水を前記半導体ウェハ３の表面に吐出する薬液ノズル５又は純水ノズル４と、前記ウェハ保持機構１の外側であって前記半導体ウェハ３のベベル部を覆うように配置され、前記ベベル部に前記薬液又は前記純水を一時的に保持する薬液保持治具６と、を具備することを特徴とする。【選択図】      図３
2009218249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを保持するウェハ保持機構と、
前記ウェハ保持機構を回転させる回転機構と、
前記ウェハ保持機構の上方に設けられ、薬液又は純水を前記半導体ウェハの表面に吐出する薬液ノズル又は純水ノズルと、
前記ウェハ保持機構の外側であって前記半導体ウェハのベベル部を覆うように配置され、前記ベベル部に前記薬液又は前記純水を一時的に保持する保持治具と、
を具備することを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項２】
請求項１において、前記保持治具は薬液又は純水を一時的に保持する保持部を有しており、前記保持部の内部形状は断面がコ字形を有しており、前記保持部は上面部材と下面部材とこれらを連結する連結部材を有していることを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項３】
請求項２において、前記上面部材の内面と前記下面部材の内面が互いに略平行であることを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項４】
請求項２において、前記下面部材の内面が下方に傾斜していることを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項５】
請求項２又は４において、前記上面部材の内面が上方又は下方に傾斜していることを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項において、前記上面部材の内面に、前記薬液又は前記純水が前記保持部の内部から前記半導体ウェハの表面へ飛散するのを防止するための凸部からなる飛散防止部が設けられていることを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか一項において、前記連結部材に、前記薬液又は前記純水を前記保持部の外に排出するための開孔が設けられていることを特徴とするウェハ洗浄装置。
【請求項８】
半導体ウェハをウェハ保持機構によって保持し、前記ウェハ保持機構と共に前記半導体ウェハを回転させる工程と、
前記半導体ウェハの表面に薬液又は純水を供給する工程と、
前記半導体ウェハのベベル部を覆うように保持治具を配置し、前記薬液又は前記純水を前記保持治具に一時的に保持しながら前記半導体ウェハのベベル部を前記薬液又は前記純水によって洗浄する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体ウェハをウェハ保持機構によって保持し、前記ウェハ保持機構と共に前記半導体ウェハを回転させる工程と、
前記半導体ウェハの表面に薬液を供給する工程と、
前記半導体ウェハのベベル部を覆うように保持治具を配置し、前記薬液を前記保持治具に一時的に保持しながら前記半導体ウェハのベベル部を前記薬液によって洗浄する工程と、
前記薬液の供給を停止し、前記半導体ウェハの表面に純水を供給し、前記純水を前記保持治具に一時的に保持しながら前記半導体ウェハのベベル部を前記純水によってリンスする工程と、
前記半導体ウェハのベベル部から前記保持治具を離し、前記純水の供給を停止し、前記半導体ウェハの表面を乾燥させる工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ洗浄装置及び半導体装置の製造方法に係わり、特に、薬液によってポリマー又は異物を確実に除去できるウェハ洗浄装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の枚葉式のウェハ洗浄装置は、半導体製造工程において半導体ウェハの表面に薬液を供給し、その薬液によって半導体ウェハ表面に付着したポリマーを洗浄し、その後、半導体ウェハを回転させて前記薬液を半導体ウェハ表面から除去するようになっている。
【０００３】
しかしながら、上記従来のウェハ洗浄装置では、半導体ウェハのベベル部（ウェハの外周部）に薬液がかかる前に半導体ウェハの外方へ薬液が飛んでしまい、半導体ウェハのベベル部に薬液が溜まることがない。このため、半導体ウェハのベベル部に付着したポリマーを確実に除去することができなかった。
【０００４】
また、他の従来のウェハ洗浄装置は、半導体ウェハのベベル部に付着したポリマーをブラシスクラブの洗浄技術で処理を行い、物理力によってポリマーを除去するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−４５３０２号公報（段落００１１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように従来のウェハ洗浄装置では、半導体ウェハのベベル部に付着したポリマーを確実に除去することができないため、半導体ウェハのベベル部にポリマーが残るという問題がある。
【０００７】
また、上記他の従来のウェハ洗浄装置では、ブラシによって半導体ウェハのベベル部に付着したポリマーをブラシによって除去するため、ポリマーが除去されてもパーティクルが発生するという問題がある。また、ポリマーを除去する場合は、ブラシスクラブよりもポリマー剥離液のような薬液を用いるほうが除去効率を良くすることができる。
【０００８】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、薬液又は純水によってポリマー又は異物を確実に除去できるウェハ洗浄装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るウェハ洗浄装置は、半導体ウェハを保持するウェハ保持機構と、
前記ウェハ保持機構を回転させる回転機構と、
前記ウェハ保持機構の上方に設けられ、薬液又は純水を前記半導体ウェハの表面に吐出する薬液ノズル又は純水ノズルと、
前記ウェハ保持機構の外側であって前記半導体ウェハのベベル部を覆うように配置され、前記ベベル部に前記薬液又は前記純水を一時的に保持する保持治具と、
を具備することを特徴とする。
【００１０】
上記本発明に係るウェハ洗浄装置によれば、半導体ウェハのベベル部を保持治具によって覆い、洗浄が困難な半導体ウェハのベベル部に薬液又は純水を一時的に保持することにより、前記ベベル部に付着したポリマー又は異物を前記薬液又は純水によって確実に除去することができる。
【００１１】
また、本発明に係るウェハ洗浄装置において、前記保持治具は薬液又は純水を一時的に保持する保持部を有しており、前記保持部の内部形状は断面がコ字形を有しており、前記保持部は上面部材と下面部材とこれらを連結する連結部材を有していることも可能である。
【００１２】
また、本発明に係るウェハ洗浄装置において、前記上面部材の内面と前記下面部材の内面が互いに略平行であることも可能である。
また、本発明に係るウェハ洗浄装置において、前記下面部材の内面が下方に傾斜していることも可能である。
また、本発明に係るウェハ洗浄装置において、前記上面部材の内面が上方又は下方に傾斜していることも可能である。
【００１３】
また、本発明に係るウェハ洗浄装置において、前記上面部材の内面に、前記薬液又は前記純水が前記保持部の内部から前記半導体ウェハの表面へ飛散するのを防止するための凸部からなる飛散防止部が設けられていることも可能である。
【００１４】
また、本発明に係るウェハ洗浄装置において、前記連結部材に、前記薬液又は前記純水を前記保持部の外に排出するための開孔が設けられていることも可能である。
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウェハをウェハ保持機構によって保持し、前記ウェハ保持機構と共に前記半導体ウェハを回転させる工程と、
前記半導体ウェハの表面に薬液又は純水を供給する工程と、
前記半導体ウェハのベベル部を覆うように保持治具を配置し、前記薬液又は前記純水を前記保持治具に一時的に保持しながら前記半導体ウェハのベベル部を前記薬液又は前記純水によって洗浄する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１６】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハのベベル部を保持治具によって覆うことにより、洗浄が困難な半導体ウェハのベベル部に付着したポリマー又は異物を薬液又は純水によって確実に除去することができる。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウェハをウェハ保持機構によって保持し、前記ウェハ保持機構と共に前記半導体ウェハを回転させる工程と、
前記半導体ウェハの表面に薬液を供給する工程と、
前記半導体ウェハのベベル部を覆うように保持治具を配置し、前記薬液を前記保持治具に一時的に保持しながら前記半導体ウェハのベベル部を前記薬液によって洗浄する工程と、
前記薬液の供給を停止し、前記半導体ウェハの表面に純水を供給し、前記純水を前記保持治具に一時的に保持しながら前記半導体ウェハのベベル部を前記純水によってリンスする工程と、
前記半導体ウェハのベベル部から前記保持治具を離し、前記純水の供給を停止し、前記半導体ウェハの表面を乾燥させる工程と、
を具備することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態によるウェハ洗浄装置について図１、図３及び図５（Ａ）を参照しつつ説明する。
図１（Ａ）及び図３（Ａ）は本発明の実施の形態によるウェハ洗浄装置を模式的に示す断面図であり、図１（Ｂ）及び図３（Ｂ）は図１（Ａ）及び図３（Ａ）に示すウェハ洗浄装置の平面図である。図５（Ａ）は、図１及び図３に示すウェハ洗浄装置の薬液保持治具を示す断面図である。
【００１９】
図１及び図３に示すように、ウェハ洗浄装置は半導体ウェハ３を保持するウェハ保持機構１を有しており、このウェハ保持機構１は回転軸２の一端に取り付けられている。この回転軸２の他端はモータなどの回転駆動機構（図示せず）が取り付けられており、この回転駆動機構によって回転軸２を回転させるようになっている。
【００２０】
ウェハ保持機構１の外側には、薬液又は純水を一時的に保持する薬液保持治具６が配置されている。この薬液保持治具６は、半導体ウェハ３のベベル部３ａに薬液又は純水を保持する薬液保持部９と、この薬液保持部９を支持する支持部８とを有している。薬液保持部９は、断面が図５（Ａ）に示すようにコ字形からなり、平面が図３（Ｂ）に示すように半導体ウェハ３の外周に沿った形状を有している。このため、薬液保持治具６を移動機構（図示せず）によって図３に示す位置に移動させると、半導体ウェハ３のベベル部３ａが薬液保持部９によって覆われる。
【００２１】
ウェハ保持機構１の上方には薬液を吐出させる薬液ノズル５が配置されており、この薬液ノズル５によって半導体ウェハ３の表面に薬液が吐出されるようになっている。また、ウェハ保持機構１の上方には純水ノズル４が配置されており、この純水ノズル４によって半導体ウェハ３の表面に純水が吐出されるようになっている。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態によるウェハ洗浄装置によって半導体ウェハを薬液で洗浄する工程について図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００２３】
まず、図１に示すように、ウェハ保持機構１に半導体ウェハ３の裏面を吸着保持させた状態で、回転軸２を前記回転駆動機構によって回転させることによりウェハ保持機構１と共に半導体ウェハ３を矢印７のように回転させる。
【００２４】
次に、図２に示すように、半導体ウェハ３の中央上方に薬液ノズル５を移動させ、この薬液ノズル５から半導体ウェハ３の表面中央に薬液を吐出させる。この吐出された薬液は、半導体ウェハ３の回転により半導体ウェハ３の表面中央から外周へ向けて広げられる。これにより、半導体ウェハ３の表面が薬液によって洗浄される。この処理の時間は１〜３００秒程度とする。
【００２５】
次に、図３に示すように、半導体ウェハ３の回転速度を１０〜１０００ｒｐｍ程度まで低くし、半導体ウェハのベベル部３ａに薬液保持治具６を近づけ、ベベル部３ａを薬液保持部９によって覆う。これにより、半導体ウェハ３のベベル部３ａから遠心力で外側に飛ばされた薬液が薬液保持部９によって一時的に保持されて溜まり、その溜められた薬液によってベベル部３ａが洗浄される。この薬液処理の時間は１〜３００秒程度とする。尚、薬液保持部９で一時的に溜められた薬液は、薬液保持部９の外側に飛ばされる。
【００２６】
次に、図４（Ａ）に示すように、薬液ノズル５から薬液を吐出するのを停止し、薬液ノズル５を半導体ウェハ３の中央上方から外側に移動させる。この際、薬液保持治具６は移動させない。
【００２７】
次に、図４（Ｂ）に示すように、半導体ウェハ３の中央上方に純水ノズル４を移動させ、この純水ノズル４から半導体ウェハ３の表面中央に純水を吐出させる。この吐出された純水は、半導体ウェハ３の回転により半導体ウェハ３の表面中央から外周へ向けて広げられる。そして、半導体ウェハ３のベベル部３ａから遠心力で外側に飛ばされた純水が薬液保持部９によって一時的に保持されて溜まり、その溜められた純水によってベベル部３ａ及びウェハ外周裏面に付着した薬液が除去される。このリンス処理の時間は１〜３００秒程度とする。尚、薬液保持部９で一時的に溜められた純水は、薬液保持部９の外側に飛ばされる。
【００２８】
次に、図４（Ｃ）に示すように、半導体ウェハのベベル部３ａから薬液保持治具６を遠ざける。これにより、半導体ウェハ３のベベル部３ａに薬液が一時的に溜まりベベル部３ａを洗浄していた状態から、通常のリンス処理の状態に切り替えられる。このリンス処理の時間は１〜３００秒程度とする。
【００２９】
次に、図４（Ｄ）に示すように、純水ノズル４から純水を吐出するのを停止し、純水ノズル４を半導体ウェハ３の中央上方から外側に移動させ、半導体ウェハ３の回転速度を３０００〜６０００ｒｐｍ程度まで高くし、半導体ウェハ３の乾燥処理を行う。その後、ウェハ保持機構１の回転を停止する。
【００３０】
上記実施の形態によれば、図３〜図４（Ｂ）に示す工程で、半導体ウェハのベベル部３ａに薬液保持治具６を近づけ、ベベル部３ａを薬液保持部９によって覆うことにより、洗浄が困難な半導体ウェハのベベル部３ａに付着したポリマー又は異物又はパーティクルを確実に除去することができる。
【００３１】
また、上記実施の形態では、ベベル部３ａの洗浄として特別な洗浄フローが必要なく、従来の洗浄フローを用いても、ベベル部も十分に洗浄できる。また、半導体ウェハ３の表面を洗浄した薬液又は純水を薬液保持部９に溜めることでベベル部３ａを洗浄するため、薬液又は純水を再利用することになる。従って、薬液又は純水のコストを低減することができる。
【００３２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、半導体ウェハ３に付着したパーティクルを除去する目的でウェハ洗浄装置を用いる場合は、図４（Ｂ）に示す工程以降の純水リンス処理のみとすることも可能である。また、薬液保持治具６は、ＰＦＡやＰＴＦＥなどの耐薬液性や耐湿性に優れた材質を用いることが好ましいが、使用する薬液に対する耐性があれば、種々の材質を用いることも可能である。また、薬液保持治具６の形状に応じて、半導体ウェハ３のベベル部３ａと薬液保持部９との距離、薬液又は純水の吐出量、半導体ウェハ３の回転速度などを適宜適切な条件に調整して実施することが好ましい。
【００３３】
また、上記実施の形態では、薬液保持部９の内部形状を図５（Ａ）に示すような断面コ字形としているが、これに限定されるものではなく、薬液又は純水を一時的に保持できる形状であれば、種々変更して実施することも可能であり、例えば図５（Ｂ）〜（Ｆ）に示すような形状とすることも可能である。
【００３４】
図５（Ｂ）〜（Ｆ）は、薬液保持治具の変形例を示す断面図である。
図５（Ｂ）に示す薬液保持治具は、図５（Ａ）に示す薬液保持治具と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３５】
薬液保持部９ａの内部形状は上面部材１９ａと下面部材１９ｂとこれらを連結する連結部材１９ｃからなる断面コ字形を有するものである。上面部材１９ａは上方に傾斜した内部形状を有しており、下面部材１９ｂは下方に傾斜した内部形状を有している。
【００３６】
図５（Ｃ）に示す薬液保持治具は、図５（Ｂ）に示す薬液保持治具と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
薬液保持部９ｂは、その上面部材１９ａの内面と下面部材１９ｂの内面が互いに略平行とされており、連結部材１９ｃには薬液又は純水を薬液保持部９ｂの外に排出するための開孔１０ａ，１０ｂが設けられている。
【００３７】
図５（Ｄ）に示す薬液保持治具は、図５（Ｃ）に示す薬液保持治具と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
薬液保持部９ｃの上面部材１９ａの内面には凸部からなる飛散防止部１１９ａが設けられており、この飛散防止部１１９ａは、薬液又は純水が薬液保持部の内部から半導体ウェハの表面へ飛散するのを防止するものである。また、薬液保持部９ｃの下面部材１９ｂは図５（Ｂ）と同様の形状とされている。これにより、薬液保持部９ｃの内部から薬液又は純水を半導体ウェハ３の外周部の下方へ逃がし易くすることができる。
【００３８】
図５（Ｅ）に示す薬液保持治具は、図５（Ｄ）に示す薬液保持治具と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
薬液保持部９ｄの連結部材１９ｃには開孔が設けられていない。
【００３９】
図５（Ｆ）に示す薬液保持治具は、図５（Ｅ）に示す薬液保持治具と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
薬液保持部９ｅの上面部材１９ａは下方に傾斜した内面を有している。
【００４０】
上記の図５（Ｂ）〜図５（Ｆ）に示す変形例においても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、図５（Ａ）〜（Ｆ）に示す薬液保持治具の形状を互いに組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態によるウェハ洗浄装置によって半導体ウェハを洗浄する方法を示すものであって、（Ａ）はウェハ洗浄装置を模式的に示す断面図、（Ｂ）はウェハ洗浄装置の平面図。
【図２】ウェハ洗浄装置を模式的に示すものであって、図１の次の工程を示す断面図。
【図３】半導体ウェハを洗浄する方法を示すものであって、（Ａ）はウェハ洗浄装置を模式的に示す断面図、（Ｂ）はウェハ洗浄装置の平面図。表面実装基板に素子を実装する工程の流れを示す図。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、半導体ウェハを洗浄する方法を示すものであってウェハ洗浄装置を模式的に示す断面図。
【図５】（Ａ）は、図１〜図４に示すウェハ洗浄装置の薬液保持治具を示す断面図、（Ｂ）〜（Ｆ）は薬液保持治具の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１…ウェハ保持機構、２…回転軸、３…半導体ウェハ、３ａ…ベベル部、４…純水ノズル、５…薬液ノズル、６…薬液保持治具、７…矢印、８…支持部、９…薬液保持部、１０ａ，１０ｂ…開孔、１９ａ…上面部材、１９ｂ…下面部材、１９ｃ…連結部材、１１９ａ…飛散防止部
【図１】
2009218249.tif 000003
【図２】
2009218249.tif 000004
【図３】
2009218249.tif 000005
【図４】
2009218249.tif 000006
【図５】
2009218249.tif 000007