特開2023-73793半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023073793
(43)【公開日】2023-05-26
(54)【発明の名称】半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20230519BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20230519BHJP
B08B 7/00 20060101ALI20230519BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 643Z
H01L21/304 648A
H01L21/68 A
B08B7/00
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021186477
(22)【出願日】2021-11-16
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-04-06
(71)【出願人】
【識別番号】320011650
【氏名又は名称】大陽日酸株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】矢野 良樹
(72)【発明者】
【氏名】渕上 慶太
【テーマコード（参考）】
3B116
5F131
5F157
【Ｆターム（参考）】
3B116AA03
3B116AB13
3B116BB21
5F131AA02
5F131BA37
5F131CA12
5F131CA32
5F131DA32
5F131DA42
5F131DA62
5F131DB12
5F131DB14
5F131DB52
5F131DB53
5F131DB62
5F131DB76
5F131DB82
5F157AA03
5F157AA08
5F157AA73
5F157AB02
5F157AB14
5F157AB36
5F157AC01
5F157BA06
5F157BG13
5F157BG62
5F157BG86
5F157BG94
5F157CF70
5F157CF74
5F157CF80
5F157CF94
(57)【要約】
【課題】半導体ウエハ表面のパーティクル等の量を低減できるとともに、氷形成に伴う洗浄効率の低下を防止でき、大量の半導体ウエハの連続的且つ効果的な洗浄処理が可能な半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエハＷが順次搬入されるとともに、半導体ウエハＷを洗浄するための内部空間１１を有する洗浄室１と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷの洗浄面に向けてドライアイスＤを噴射する噴射洗浄ノズル５と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷを洗浄室１の外部から内部空間１１へ順次搬入する搬送ロボット２と、を備え、搬送ロボット２が、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する。
【選択図】図１
【解決手段】半導体ウエハＷが順次搬入されるとともに、半導体ウエハＷを洗浄するための内部空間１１を有する洗浄室１と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷの洗浄面に向けてドライアイスＤを噴射する噴射洗浄ノズル５と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷを洗浄室１の外部から内部空間１１へ順次搬入する搬送ロボット２と、を備え、搬送ロボット２が、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、
前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイスを噴射する噴射洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイスを噴射する噴射洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項2】
前記搬送ロボットは、
前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部と、
前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部と、
前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項3】
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、前記半導体ウエハが垂直、又は、該半導体ウエハの洗浄面側が斜め上向きとなるように保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項4】
前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向に対して０°～８０°の角度で、前記半導体ウエハの洗浄面に直交するか、又は、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向よりも下向きとなる方向で前記ドライアイスを噴射することを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項5】
前記洗浄室の内部空間に、さらに、浄化ガスを、前記洗浄室の天井部側から床部側に向かうようにダウンフローで循環させるファンフィルターユニットが備えられていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項6】
前記ファンフィルターユニットは、前記浄化ガスとして、高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを前記洗浄室の内部空間に循環させることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項7】
請求項１～請求項６の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する洗浄方法であって、
前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、半導体ウエハの洗浄には、主としてウェット洗浄による方法が採用されている。これは、薬液を用いた洗浄方法であり、ウエハ上に存在するサブミクロンサイズのゴミ（パーティクル）や、金属汚れ、有機物、油脂、及び自然酸化膜等を除去する方法である。このような洗浄方法は、例えば、ウエハ上にパターニングを行うエッチング工程等においても採用されている。
【0003】
上述したウェット洗浄方法は、多くのメリットを有するものの、有害な薬液や排水の処理や、基板を乾燥させる工程が必要になる等、幾つかのデメリットもある。それらのデメリットを解消できる方法として、薬剤を使用しないドライ洗浄による方法が広く採用されるようになっている。ドライ洗浄方法は、ガスによる洗浄プロセスを採用していることから、廃液が発生せず、また、乾燥の工程も不要となる等のメリットがある。
【0004】
上記のような、ドライ洗浄によって半導体ウエハの表面を洗浄する方法として、半導体基板を構成する半導体ウエハ上に金属の薄膜を成膜し、エッチングにてパターニングする工程と、パターニング後にエッチング生成物によって構成されたフェンスを除去するドライアイス洗浄を行う工程とを含む、半導体装置の製造方法が提案されている（例えば、下記特許文献１を参照）。
【0005】
また、ドライ洗浄によって半導体ウエハの表面を洗浄する装置として、半導体ウエハをロボットで保持し、ドライアイスを噴射するノズルを半導体ウエハに近接させ、半導体ウエハの表面をなぞるようにノズルを移動させながら洗浄を行う洗浄装置が提案されている（例えば、下記非特許文献１を参照）。
【0006】
特許文献１及び非特許文献１に記載されたような、ドライアイスを用いた半導体ウエハの洗浄方法は、以前から工業的に活用されている方法であり、近年ではドライ洗浄方法の一つとして半導体製造分野にも利用されつつある方法である。このようなドライアイスを用いた洗浄方法は、上述した一般的なドライ洗浄方法と同様、廃液処理や乾燥工程が不要であり、被洗浄物へのダメージを抑制できる等の大きなメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２１－０１２９９８号公報
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】エア・ウォーター社，ニュースリリース，「複雑な形状でも高効率に洗浄できるシステムをＮＴＮ社と開発」，２０１７年３月２９日，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｗｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｊａ／ｂｕｓｉｎｅｓｓ／ｎｅｗｓ／ｎｅｗｓ６４９２９９４１０８９３８７５８２４／ｍａｉｎ／０／ｌｉｎｋ／ｅ４９ｃ６４１ｂｄｄｃ７ｅ５６９ｅｄｃ８ｂｅｂｄｂｅｂ４ｅａｅ２１５５２５４ａ３．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
一方、上記のようなドライ洗浄方法は、除去しきれないパーティクルや微小なバリが半導体ウエハの表面に残存し、半導体ウエハの歩留まりが低下するという問題がある。特に、ドライアイスを用いた方法の場合、ドライアイスは、温度が－７９℃と非常に低い温度であることから、例えば、周辺に水分が存在すると、氷を形成して昇華してしまい、所望の洗浄性能を得ることが難しい面もある。このため、半導体ウエハの表面に付着したパーティクル等を除去しきれず、洗浄後の半導体ウエハの表面にパーティクルが残存してしまうという問題がある。
【0010】
ここで、特許文献１に記載の洗浄方法では、半導体ウエハ上でパターニングを行った後に、エッチング生成物から構成されるフェンスを除去するドライアイス洗浄を行っているが、洗浄後の半導体ウエハの表面に存在する残渣については言及されておらず、パーティクルの除去効果は不明である。
【0011】
また、非特許文献１に記載の洗浄装置では、半導体ウエハの表面が上方を向いて設置されていることから、上方から落下してくるパーティクルが残存するのを抑制する効果には限界があった。
【0012】
近年、半導体回路の微細化に伴い、半導体装置の歩留まりや素子特性等をさらに高めることが、特に重要となっている。このため、半導体装置の製造時の歩留まりや素子特性に大きな影響を与える、洗浄後の半導体ウエハの表面に残存するパーティクルをさらに低減することが求められていた。
【0013】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能な半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を包含する。
本発明は、半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイスを噴射する噴射洗浄ノズルと、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を提供する。
本発明は、半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイスを噴射する噴射洗浄ノズルと、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を提供する。
【0015】
本発明によれば、搬送ロボットが、半導体ウエハを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズルが、半導体ウエハにドライアイスを噴射する構成を採用することにより、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。これにより、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【0016】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記搬送ロボットが、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部と、前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有する構成を採用することができる。
【0017】
本発明によれば、上記のような、背板を含む保持部とアーム部とを有する搬送ロボットを備えることにより、噴射洗浄ノズルから噴射されるドライアイスを高圧とした場合においても、半導体ウエハが背板によって安定して支持される。これにより、高圧のドライアイスによって半導体ウエハが変形したり、破損したりするのを防止できる。
【0018】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、前記半導体ウエハが垂直、又は、該半導体ウエハの洗浄面側が斜め上向きとなるように保持する構成であることがより好ましい。
【0019】
本発明によれば、搬送ロボットが、半導体ウエハを上記角度で保持し、半導体ウエハが垂直、又は、半導体ウエハの洗浄面側が斜め上向きとなるように保持することで、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズルから噴射されるドライアイスによって効果的に落下する。これにより、上記のような、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できる効果がより顕著に得られる。
【0020】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向に対して０°～８０°の角度で、前記半導体ウエハの洗浄面に直交するか、又は、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向よりも下向きとなる方向で前記ドライアイスを噴射する構成であることがより好ましい。
【0021】
本発明によれば、噴射洗浄ノズルが、半導体ウエハの洗浄面に直交するか、又は、半導体ウエハの洗浄面への直交方向よりも下向きとなる方向でドライアイスを噴射することで、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズルから噴射されるドライアイスによってより効果的に落下する。これにより、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量をより効果的に低減できる。
【0022】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記洗浄室の内部空間に、さらに、浄化ガスを、前記洗浄室の天井部側から床部側に向かうようにダウンフローで循環させるファンフィルターユニットが備えられた構成を採用してもよい。
【0023】
本発明によれば、上記構成のファンフィルターユニットを備え、浄化ガスが洗浄室内においてダウンフローで循環することにより、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズルから噴射されるドライアイスによって剥離された後、浄化ガスの流れ方向に沿って循環して、ファンフィルターユニットによって確実に捕集される。これにより、清浄な浄化ガスを洗浄室内に循環させることができるので、半導体ウエハの洗浄効果がより高められる。
【0024】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記ファンフィルターユニットが、前記浄化ガスとして、高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを前記洗浄室の内部空間に循環させる構成であることが好ましい。
【0025】
本発明によれば、ファンフィルターユニットによってダウンフローで循環させる浄化ガスに高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを用いることにより、半導体ウエハにドライアイスを噴射したときに、洗浄面に、ドライアイスによって雰囲気ガスに由来する氷が形成されてしまうのを抑制できる。また、ドライアイスによって噴射洗浄ノズルが結露してしまうのを防止できる。従って、半導体ウエハの洗浄効果がさらに高められるとともに、大量の半導体ウエハを連続的に洗浄処理することが可能になる。
【0026】
さらに、本発明は、上記の何れかの半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する洗浄方法であって、前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記半導体ウエハに前記ドライアイスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法を提供する。
【0027】
本発明によれば、上述した本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて半導体ウエハにドライアイスを噴射し、半導体ウエハの表面を洗浄する方法なので、上記同様、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。これにより、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【発明の効果】
【0028】
本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置によれば、上記構成により、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。従って、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【0029】
また、本発明に係る半導体ウエハの洗浄方法によれば、本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて半導体ウエハにドライアイスを噴射し、半導体ウエハの表面を洗浄する方法なので、上記同様、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。従って、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の一実施形態である半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法について模式的に説明する図であり、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】本発明の一実施形態である半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法について模式的に説明する図であり、図１に示した半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置に備えられる搬送ロボットを拡大して示す側面図である。
【図4A】本発明の一実施形態である半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法について模式的に説明する図であり、図２及び図３に示した搬送ロボットに備えられる背板を含む保持部を拡大して示す断面図である。
【図5A】本発明の一実施形態である半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法について模式的に説明する図であり、図４Ａ及び図４Ｂに示した背板を含む保持部に半導体ウエハを保持させる手順を示す断面図である。
【図5B】本発明の一実施形態である半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法について模式的に説明する図であり、図４Ａ及び図４Ｂに示した背板を含む保持部に半導体ウエハを保持させる手順を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を適用した一実施形態である半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法について、図１～図６Ａ及び図６Ｂを適宜参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、その特徴をわかり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0032】
本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法による被洗浄物である半導体ウエハは、例えば、シリコン等の単結晶からなる半導体基板である。通常、この半導体ウエハの表面に、例えば、気相成長法等の方法によって各種の半導体結晶を成長させ、さらに、金属薄膜を成膜してパターニングすることで、微細な配線や素子等からなる回路パターンを形成し、半導体装置が製造される。
【0033】
従って、半導体装置を製造する際の歩留まりや、得られる半導体装置の素子特性等を考慮した場合、半導体ウエハの表面に残存するパーティクルやバリ等の不純物は、可能な限り除去されていることが求められる。本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法は、半導体ウエハの洗浄面に残存する不純物を、可能な限り除去することが可能なものである。
【0034】
＜半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置＞
本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置の構成について、各図面を参照しながら説明する。
本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置の構成について、各図面を参照しながら説明する。
【0035】
図１は、本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置（以下、単に洗浄装置と略称することがある）１０の全体構成を示す概略図である。また、図２は、図１に示した洗浄装置１０に備えられる搬送ロボット２を拡大して示す側面図であり、図３は、図２に示した搬送ロボット２の正面図である。また、図４Ａは、図２及び図３に示した搬送ロボット２に備えられる背板４４を含む保持部４を拡大して示す断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示した保持部４の平面図である。また、図５Ａは、図４Ａ及び図４Ｂに示した背板４４を含む保持部４に半導体ウエハＷを保持させる手順を示す断面図であり、図５Ｂはその平面図である。また、図６Ａは、図４Ａ及び図４Ｂに示した背板４４を含む保持部４に半導体ウエハＷを保持させた状態を示す断面図であり、図６Ｂはその平面図である。
【0036】
本実施形態の洗浄装置１０は、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射することにより、半導体ウエハＷの洗浄面に付着した図示略の不純物を除去するものである。
図１に示すように、本実施形態の洗浄装置１０は、半導体ウエハＷが順次搬入されるとともに、半導体ウエハＷを洗浄するための内部空間１１を有する洗浄室１と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１（図５Ａ等を参照）に向けてドライアイスＤを噴射する噴射洗浄ノズル５と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷを、洗浄室１の外部から内部空間１１へ順次搬入する搬送ロボット２と、を備える。
そして、本実施形態の洗浄装置１０は、搬送ロボット２が、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する構成とされている。
図１に示すように、本実施形態の洗浄装置１０は、半導体ウエハＷが順次搬入されるとともに、半導体ウエハＷを洗浄するための内部空間１１を有する洗浄室１と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１（図５Ａ等を参照）に向けてドライアイスＤを噴射する噴射洗浄ノズル５と、洗浄室１の内部空間１１に配置され、半導体ウエハＷを、洗浄室１の外部から内部空間１１へ順次搬入する搬送ロボット２と、を備える。
そして、本実施形態の洗浄装置１０は、搬送ロボット２が、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する構成とされている。
【0037】
また、本実施形態の洗浄装置１０は、さらに、洗浄室１の内部空間１１に被洗浄物である半導体ウエハＷを順次供給するためのウエハ搬入用パスボックス６と、洗浄室１の内部空間１１から洗浄済みの半導体ウエハＷを順次搬出するウエハ搬出用パスボックス７とを備えている。
また、図示例の洗浄装置１０は、洗浄室１の内部空間１１に、さらに、浄化ガスＣを、洗浄室１の天井部１Ｃ側から床部１Ｄ側に向かうようにダウンフローで循環させるファンフィルターユニット８が備えられている。
さらに、図示例の洗浄装置１０は、洗浄室１の内部空間１１に、ファンフィルターユニット８によって浄化ガスＣを循環させるためのブロワ９が備えられている。
また、図示例の洗浄装置１０は、洗浄室１の内部空間１１に、さらに、浄化ガスＣを、洗浄室１の天井部１Ｃ側から床部１Ｄ側に向かうようにダウンフローで循環させるファンフィルターユニット８が備えられている。
さらに、図示例の洗浄装置１０は、洗浄室１の内部空間１１に、ファンフィルターユニット８によって浄化ガスＣを循環させるためのブロワ９が備えられている。
【0038】
洗浄室１は、洗浄装置１０の筐体として機能するとともに、内部空間１１において半導体ウエハＷを洗浄するものである。
図示例の洗浄室１は、立方体状の外形並びに内部空間を有しており、上述したように、内部空間１１に、噴射洗浄ノズル５、搬送ロボット２、ファンフィルターユニット８、及びブロワ９等を収容している。
図示例の洗浄室１は、立方体状の外形並びに内部空間を有しており、上述したように、内部空間１１に、噴射洗浄ノズル５、搬送ロボット２、ファンフィルターユニット８、及びブロワ９等を収容している。
【0039】
また、図１中においては詳細な図示を省略しているが、洗浄室１の側壁１Ａ側には、詳細を後述するウエハ搬入用パスボックス６が取り付けられており、このウエハ搬入用パスボックス６と連通する連通部１４が開口している。
さらに、洗浄室１において側壁１Ａと対向して配置される側壁１Ｂ側には、詳細を後述するウエハ搬出用パスボックス７が取り付けられており、このウエハ搬出用パスボックス７と連通する連通部１５が開口している。
さらに、洗浄室１において側壁１Ａと対向して配置される側壁１Ｂ側には、詳細を後述するウエハ搬出用パスボックス７が取り付けられており、このウエハ搬出用パスボックス７と連通する連通部１５が開口している。
【0040】
また、洗浄室１の天井部１Ｃには、内部空間１１に浄化ガスＣを供給・循環させるための浄化ガス導入管１２が接続されている。
さらに、洗浄室１の床部１Ｄには、内部空間１１を循環した浄化ガスＣや、内部空間１１に滞留した残存ガス等を外部に向けて排出するための浄化ガス排出管１３が接続されている。
さらに、洗浄室１の床部１Ｄには、内部空間１１を循環した浄化ガスＣや、内部空間１１に滞留した残存ガス等を外部に向けて排出するための浄化ガス排出管１３が接続されている。
【0041】
洗浄装置１０は、上記構成により、内部空間１１を、常時、新鮮なガス雰囲気とすることで、半導体ウエハＷを効率的に洗浄することが可能となる。
さらに、洗浄装置１０は、浄化ガス導入管１２から内部空間１１に浄化ガスＣを導入しながら、浄化ガス排出管１３から循環後の浄化ガスＣを排出する動作を一定時間以上で実施することにより、内部空間１１のガス雰囲気を、例えば、クリーンドライエアあるいは高純度窒素ガス等の所望のガス雰囲気に置き換えることが可能となる。
さらに、洗浄装置１０は、浄化ガス導入管１２から内部空間１１に浄化ガスＣを導入しながら、浄化ガス排出管１３から循環後の浄化ガスＣを排出する動作を一定時間以上で実施することにより、内部空間１１のガス雰囲気を、例えば、クリーンドライエアあるいは高純度窒素ガス等の所望のガス雰囲気に置き換えることが可能となる。
【0042】
また、洗浄室１の天井部１Ｃ近傍には、詳細については後述するが、ファンフィルターユニット８を構成する天井部ユニット８Ａが備えられている。
また、洗浄室１の床部１Ｄ近傍には、上記同様、ファンフィルターユニット８を構成する床部ユニット８Ｂが備えられている。
また、洗浄室１の床部１Ｄ近傍には、上記同様、ファンフィルターユニット８を構成する床部ユニット８Ｂが備えられている。
【0043】
搬送ロボット２は、上述したように、半導体ウエハＷを、洗浄室１の外部から内部空間１１へ順次搬入するものである。より具体的には、搬送ロボット２は、図１中に示すウエハ搬入用パスボックス６に収容された半導体ウエハＷを、１枚単位で内部空間１１に順次搬入し、詳細を後述する噴射洗浄ノズル５の噴出口５ａと対向する位置まで半導体ウエハＷを搬送・配置する。また、搬送ロボット２は、噴射洗浄ノズル５から噴出されるドライアイスＤによって半導体ウエハＷが洗浄されているときに、この半導体ウエハＷを噴射洗浄ノズル５に近接移動させる機能も有する。
さらに、搬送ロボット２は、噴射洗浄ノズル５から噴射するドライアイスＤによって洗浄された後の半導体ウエハＷを、ウエハ搬出用パスボックス７に向けて搬出する。
さらに、搬送ロボット２は、噴射洗浄ノズル５から噴射するドライアイスＤによって洗浄された後の半導体ウエハＷを、ウエハ搬出用パスボックス７に向けて搬出する。
【0044】
搬送ロボット２は、図１及び図２に示すように、基台２０に取り付けられたアーム部３と、アーム部３の先端に取り付けられた保持部４とから構成される。本実施形態で説明する搬送ロボット２は、アーム部３が、半導体ウエハＷを保持する背板４４を含んだ構成の保持部４を、非水平状態に支持可能であるとともに、この保持部４を、洗浄室１の内部空間１１において移動自在に支持する。
搬送ロボット２の基台２０は、図１中では図示を省略しているが、洗浄室１における何れかの側壁に対し、図示略の固定部材等によって固定されている。
搬送ロボット２の基台２０は、図１中では図示を省略しているが、洗浄室１における何れかの側壁に対し、図示略の固定部材等によって固定されている。
【0045】
アーム部３は、基台２０の固定部２１に固定されており、図示略の基軸によって固定部２１に対して回動自在に取り付けられている。また、図示例のアーム部３は、３本のアーム３１，３２，３３が直列に接続されるとともに、これらのアーム３１，３２，３３の各々の間が、３つの支持軸３４，３５，３６のうちの何れかによって回動自在に接続されている。これにより、アーム部３は、後述の保持部４を三次元方向で移動させることが可能な、所謂マジックアームのように動作することが可能な構成とされている。
【0046】
なお、アーム部３は、例えば、基台２０の内部に設けられた図示略のモータにより、固定部２１が３６０°の範囲で回転可能とされ、さらに、固定部２１、及び支持軸３４，３５，３６の内部にそれぞれ設けられた図示略のモータにより、３１，３２，３３の各々が回動するように構成される。
【0047】
保持部４は、アーム部３の先端に取り付けられ、半導体ウエハＷを保持して移動させることが可能に構成されており、図１及び図２に示す例においては、アーム部３のアーム３３に対して、支持軸３６によって回動可能に取り付けられている。即ち、保持部４は、アーム部３と一体化され、アーム部３とともに、マジックアームのように一体的に動作するように構成されている。
【0048】
保持部４は、図３に示すように、支持ベース４１の先端に、半導体ウエハＷを保持するための保持アーム４２が取り付けられており、上記の支持ベース４１がアーム部３のアーム３３に取り付けられることで、アーム部３と一体化されている。
【0049】
また、保持部４は、保持アーム４２の一面側に、半導体ウエハＷを安定して保持するための背板４４が配置されている。図示例の背板４４は平面視円形状であり、例えば、被洗浄物である半導体ウエハＷと同じ径を有する板状部材から構成される。
【0050】
また、保持部４には、半導体ウエハＷを上下方向から挟み込むように保持するための上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂが設けられている（図６Ａ及び図６Ｂ等も参照）。図４Ａ及び図４Ｂに示す例においては、上部爪４３ａが背板４４の周縁に固定されているとともに、下部爪４３ｂが、保持アーム４２の下端に固定されている。
また、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂは、平面視において、被洗浄物である半導体ウエハＷの周端が嵌め込まれるように、背板４４側に配置される側面が円弧状に凹んだ形状とされている。
また、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂは、平面視において、被洗浄物である半導体ウエハＷの周端が嵌め込まれるように、背板４４側に配置される側面が円弧状に凹んだ形状とされている。
【0051】
保持部４に半導体ウエハＷを保持させるときは、まず、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、下部爪４３ｂが背板４４から離間した状態となるように、保持アーム４２をスライドさせる。
次いで、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、背板４４の保持面４４ａ上に半導体ウエハＷの背面Ｗ２が接するように半導体ウエハＷを配置する。この状態においては、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂの何れも、半導体ウエハＷには接していない。
次いで、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、下部爪４３ｂが半導体ウエハＷの周端に接する方向に移動するように、保持アーム４２をスライドさせる。これにより、半導体ウエハＷが、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂにより、上下方向から周端を挟まれるように保持されるとともに、背面Ｗ２が背板４４によって安定的に保持された状態となる。
次いで、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、背板４４の保持面４４ａ上に半導体ウエハＷの背面Ｗ２が接するように半導体ウエハＷを配置する。この状態においては、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂの何れも、半導体ウエハＷには接していない。
次いで、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、下部爪４３ｂが半導体ウエハＷの周端に接する方向に移動するように、保持アーム４２をスライドさせる。これにより、半導体ウエハＷが、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂにより、上下方向から周端を挟まれるように保持されるとともに、背面Ｗ２が背板４４によって安定的に保持された状態となる。
【0052】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂによって半導体ウエハＷを挟み込んだとき、上部爪４３ａ及び下部爪４３ｂは半導体ウエハＷの周端にのみ接触した状態であり、洗浄面Ｗ１を隠すことがないので、この洗浄面Ｗ１をムラ無く均一に洗浄することが可能となる。
また、半導体ウエハＷの背面Ｗ２の全面が、背板４４の保持面に密着した状態なので、これらの間に隙間はほとんど存在せず、半導体ウエハＷが安定して保持された状態となる。
また、半導体ウエハＷの背面Ｗ２の全面が、背板４４の保持面に密着した状態なので、これらの間に隙間はほとんど存在せず、半導体ウエハＷが安定して保持された状態となる。
【0053】
上記のような保持アーム４２のスライド移動は、例えば、支持ベース４１の内部に設けられた図示略のモータ等からなる駆動手段によって行われる。
【0054】
本実施形態においては、上記のような、背板２２を含む保持部４と、アーム部３とを有する搬送ロボット２を備えることにより、詳細を後述する噴射洗浄ノズル５から噴射されるドライアイスＤを高圧とした場合においても、半導体ウエハＷが背板４４によって安定して支持される。これにより、高圧のドライアイスＤによって半導体ウエハＷが変形したり、破損したりするのを防止できる。
【0055】
なお、本実施形態の洗浄装置１０に用いられる搬送ロボット２は、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを、鉛直方向に対して０°～６０°の角度、より好ましくは０°～３０°の角度で、半導体ウエハＷが垂直、又は、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１側が斜め上向きとなるように保持する構成であることがより好ましい。この際、図２に示すように、半導体ウエハＷを洗浄するときは、半導体ウエハＷを上記角度で保持したうえで、洗浄面Ｗ１に噴射洗浄ノズル５の噴出口５ａを近接させる。
【0056】
上記のように、搬送ロボット２が、半導体ウエハＷを上記角度で保持し、半導体ウエハＷが垂直、又は、半導体ウエハＷの洗浄面側が斜め上向きとなるように保持することで、半導体ウエハＷの洗浄面（表面）Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズル５から噴射されるドライアイスＤによって効果的に落下する。これにより、上記のような、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量を低減できる。
【0057】
噴射洗浄ノズル５は、噴出口５ａから半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に向けてドライアイスＤを噴射するものである。即ち、噴射洗浄ノズル５は、搬送ロボット２によって内部空間１１に搬入され、非水平に保持された状態の半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に対し、ドライアイスＤを噴射する。
【0058】
図示例の噴射洗浄ノズル５は、ノズル本体５１の流入口５ｂに、ドライアイスＤを供給するドライアイス導入管５２と、浄化ガスＣを供給する浄化ガス導入管５３が接続されている。これらのドライアイスＤと浄化ガスＣとは、ノズル本体５１内で混合され、噴出口５ａから噴出される。
即ち、噴射洗浄ノズル５は、ドライアイスＤに加え、例えば、高純度窒素ガスやクリーンドライエアからなる浄化ガスＣを、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に衝突させ、この洗浄面Ｗ１に付着した不純物を除去する。
即ち、噴射洗浄ノズル５は、ドライアイスＤに加え、例えば、高純度窒素ガスやクリーンドライエアからなる浄化ガスＣを、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に衝突させ、この洗浄面Ｗ１に付着した不純物を除去する。
【0059】
噴射洗浄ノズル５は、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１への直交方向に対して０°～８０°の角度、より好ましくは０°～３０°の角度、即ち、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に直交するか、又は、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１への直交方向よりも下向きとなる方向で、噴出口５ａからドライアイスＤを噴射する構成であることがより好ましい。噴射洗浄ノズル５から半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１へのドライアイスＤの噴出方向を上記範囲の角度とすることで、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズル５から噴射されるドライアイスＤによってより効果的に落下する。これにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量をより効果的に低減できる。
【0060】
なお、本実施形態においては、噴射洗浄ノズル５は洗浄装置１の内部空間１１で固定されているので、ドライアイス導入管５２及び浄化ガス導入管５３も固定されている。つまり、洗浄時に、搬送ロボット２が、固定された噴射洗浄ノズル５に対して半導体ウエハＷを相対移動させる。このように、ドライアイス導入管５２及び浄化ガス導入管５３が固定されていることで、配管や継手が移動したり振動したりすることによるパーティクルの発生を防止することが可能になる。
また、本実施形態では、噴射洗浄ノズル５が洗浄装置１の内部空間１１で固定され、固定された噴射洗浄ノズル５に対して、半導体ウエハＷを搬送ロボット２によって相対移動させる構成について説明したが、これには限定されない。例えば、配管や継手から発生するパーティクル量が十分に抑制されている場合には、半導体ウエハＷが洗浄装置１の内部空間１１に固定され、固定された半導体ウエハＷに対して、噴射洗浄ノズル５がロボットによって相対移動する構成を採用することも可能である。
また、本実施形態では、噴射洗浄ノズル５が洗浄装置１の内部空間１１で固定され、固定された噴射洗浄ノズル５に対して、半導体ウエハＷを搬送ロボット２によって相対移動させる構成について説明したが、これには限定されない。例えば、配管や継手から発生するパーティクル量が十分に抑制されている場合には、半導体ウエハＷが洗浄装置１の内部空間１１に固定され、固定された半導体ウエハＷに対して、噴射洗浄ノズル５がロボットによって相対移動する構成を採用することも可能である。
【0061】
ウエハ搬入用パスボックス６は、洗浄室１の内部空間１１に半導体ウエハＷを搬入する際に、内部空間１１を大気と遮断した状態での搬入を可能とするものであり、洗浄室１の側壁１Ａ側に開口した連通部１４を介して内部空間１１と連通可能に設けられる。ウエハ搬入用パスボックス６には、別途、ロボット等の装置や手動の方法により、搬入用ボックス６４内に並び揃えられた状態の半導体ウエハＷが搬入される。
【0062】
図１に示す例のウエハ搬入用パスボックス６は、ボックス本体６１の内部に、搬入用ボックス６４内に並び揃えられた半導体ウエハＷを収容する。ボックス本体６１には、該ボックス本体６１の内部にクリーンドライエア又は高純度窒素ガスからなる浄化ガスＣを供給するための導入管６５が接続されている。また、ボックス本体６１には、ボックス本体６１の内部を循環した後の浄化ガスＣを外部に排出する排出管６６が接続されている。
これにより、ウエハ搬入用パスボックス６は、洗浄室１の場合と同様、導入管６５からボックス本体６１内に浄化ガスＣを導入しながら、排出管６６から循環後の浄化ガスＣを排出する動作を一定時間以上で実施することで、ボックス本体６１内のガス雰囲気を、例えば、クリーンドライエアあるいは高純度窒素ガス等の所望のガス雰囲気に置き換えることが可能となる。
これにより、ウエハ搬入用パスボックス６は、洗浄室１の場合と同様、導入管６５からボックス本体６１内に浄化ガスＣを導入しながら、排出管６６から循環後の浄化ガスＣを排出する動作を一定時間以上で実施することで、ボックス本体６１内のガス雰囲気を、例えば、クリーンドライエアあるいは高純度窒素ガス等の所望のガス雰囲気に置き換えることが可能となる。
【0063】
また、ウエハ搬入用パスボックス６には、洗浄装置１０の外部から、ボックス本体６１内に半導体ウエハＷを搬入するための搬入扉６２が設けられている。
さらに、ウエハ搬入用パスボックス６には、洗浄室１の内部空間１１に半導体ウエハＷを搬入するときに開閉する搬入ゲート弁６３が設けられている。
これら搬入扉６２及び搬入ゲート弁６３は、半導体ウエハＷの洗浄時は、通常、閉じた状態とされることで、洗浄室１の内部空間１１を大気と遮断した状態とする。一方、半導体ウエハＷを搬入用ボックス６４に収容した状態でボックス本体６１に搬入するときは、搬入扉６２を開放し、半導体ウエハＷを洗浄室１の内部空間１１に搬入するときは、搬入ゲート弁６３を開放する。
さらに、ウエハ搬入用パスボックス６には、洗浄室１の内部空間１１に半導体ウエハＷを搬入するときに開閉する搬入ゲート弁６３が設けられている。
これら搬入扉６２及び搬入ゲート弁６３は、半導体ウエハＷの洗浄時は、通常、閉じた状態とされることで、洗浄室１の内部空間１１を大気と遮断した状態とする。一方、半導体ウエハＷを搬入用ボックス６４に収容した状態でボックス本体６１に搬入するときは、搬入扉６２を開放し、半導体ウエハＷを洗浄室１の内部空間１１に搬入するときは、搬入ゲート弁６３を開放する。
【0064】
搬入用ボックス６４には、例えば、２５枚程度の半導体ウエハＷを縦向きに並び揃えることが可能なサイズ及び形状のものが用いられる。
【0065】
ウエハ搬出用パスボックス７は、洗浄室１の内部空間１１から洗浄済みの半導体ウエハＷを搬出する際に、内部空間１１を大気と遮断した状態での搬入を可能とするものであり、洗浄室１の側壁１Ｂ側に開口した連通部１５を介して内部空間１１と連通可能に設けられる。また、ウエハ搬出用パスボックス７からは、別途、ロボット等の装置や手動の方法により、搬入用ボックス６４内に並び揃えられた洗浄済みの半導体ウエハＷが搬出される。
【0066】
図１に示す例のウエハ搬出用パスボックス７は、ボックス本体７１の内部に、洗浄後の半導体ウエハＷを、搬出用ボックス７４内に並び揃えられた状態で収容する。ボックス本体７１には、ウエハ搬入用パスボックス６の場合と同様、ボックス本体７１の内部にクリーンドライエア又は高純度窒素ガスからなる浄化ガスＣを供給するための導入管７５が接続されている。また、ボックス本体７１には、ボックス本体７１の内部を循環した後の浄化ガスＣを外部に排出する排出管７６が接続されている。
これにより、ウエハ搬出用パスボックス７は、洗浄室１やウエハ搬入用パスボックス６の場合と同様、導入管７５からボックス本体７１内に浄化ガスＣを導入しながら、排出管７６から循環後の浄化ガスＣを排出する動作を一定時間以上で実施することで、ボックス本体７１内のガス雰囲気を、例えば、クリーンドライエアあるいは高純度窒素ガス等の所望のガス雰囲気に置き換えることが可能となる。
これにより、ウエハ搬出用パスボックス７は、洗浄室１やウエハ搬入用パスボックス６の場合と同様、導入管７５からボックス本体７１内に浄化ガスＣを導入しながら、排出管７６から循環後の浄化ガスＣを排出する動作を一定時間以上で実施することで、ボックス本体７１内のガス雰囲気を、例えば、クリーンドライエアあるいは高純度窒素ガス等の所望のガス雰囲気に置き換えることが可能となる。
【0067】
また、ウエハ搬出用パスボックス７には、洗浄室１の内部空間１１から洗浄済みの半導体ウエハＷを搬出するときに開閉する搬出ゲート弁７３が設けられている。
さらに、ウエハ搬出用パスボックス７には、洗浄装置１０の外部に、ボックス本体６１内から洗浄済みの半導体ウエハＷを搬出するための搬出扉７２が設けられている。
これら搬出扉７２及び搬出ゲート弁７３は、ウエハ搬入用パスボックス６に備えられる搬入扉６２及び搬入ゲート弁６３の場合と同様、半導体ウエハＷの洗浄時は、通常、閉じた状態とされることで、洗浄室１の内部空間１１を大気と遮断した状態とする。一方、洗浄済みの半導体ウエハＷを洗浄室１の内部空間１１から搬出するときは、搬出ゲート弁７３を開放し、洗浄済みの半導体ウエハＷを搬出用ボックス７４に収容する。また、洗浄済みの半導体ウエハＷを、搬出用ボックス７４に収容した状態でボックス本体７１から搬出するときは、搬出扉７２を開放する。
さらに、ウエハ搬出用パスボックス７には、洗浄装置１０の外部に、ボックス本体６１内から洗浄済みの半導体ウエハＷを搬出するための搬出扉７２が設けられている。
これら搬出扉７２及び搬出ゲート弁７３は、ウエハ搬入用パスボックス６に備えられる搬入扉６２及び搬入ゲート弁６３の場合と同様、半導体ウエハＷの洗浄時は、通常、閉じた状態とされることで、洗浄室１の内部空間１１を大気と遮断した状態とする。一方、洗浄済みの半導体ウエハＷを洗浄室１の内部空間１１から搬出するときは、搬出ゲート弁７３を開放し、洗浄済みの半導体ウエハＷを搬出用ボックス７４に収容する。また、洗浄済みの半導体ウエハＷを、搬出用ボックス７４に収容した状態でボックス本体７１から搬出するときは、搬出扉７２を開放する。
【0068】
搬出用ボックス７４には、搬入用ボックス６４と同様、例えば、２５枚程度の半導体ウエハＷを縦向きに並び揃えることが可能なサイズ及び形状のものが用いられる。
【0069】
本実施形態の洗浄装置１０は、上記のウエハ搬入用パスボックス６及びウエハ搬出用パスボックス７を備えることで、上述した搬送ロボット２は、まず、搬入ゲート弁６３の開放時に搬入用ボックス６４内にアクセスして、半導体ウエハＷを１枚ずつ洗浄室１の内部空間に導入する。そして、噴射洗浄ノズル５から噴出されるドライアイスＤによって洗浄面Ｗ１が洗浄された半導体ウエハＷは、搬送ロボット２により、搬出ゲート弁７３の開放時に、搬出用ボックス７４内に並べ揃えられる。そして、搬出用ボックス７４内に収容された洗浄済みの半導体ウエハＷは、別途、ロボット等の装置や手動の方法により、ウエハ搬出用パスボックス７から外部に搬出される。この際、例えば、ウエハ搬入用パスボックス６には、２５枚の半導体ウエハＷを並び揃えた搬入用ボックス６４をセットし、ウエハ搬出用パスボックス７には、２５枚分の収容量を有した空の搬出用ボックス７４をセットすることで、計２５枚の半導体ウエハＷを連続的に洗浄処理することが可能となる。
【0070】
ファンフィルターユニット８は、上述したように、洗浄室１の内部空間１１において、浄化ガスＣを、天井部１Ｃ側から床部１Ｄ側に向かうようにダウンフローで循環させるものである。図１中に示す例のファンフィルターユニット８は、天井部１Ｃ側に配置される天井部ユニット８Ａと、床部１Ｄ側に配置される床部ユニット８Ｂとからなる。
【0071】
ファンフィルターユニット８としては、特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ Ｚ８１２２：２０００に規定されているようなＨＥＰＡフィルター(Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ)や、ＵＬＰＡフィルター (Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ) 等を何ら制限無く採用することができる。
【0072】
図示例においては、洗浄室１の内部空間１１の上下方向（図１における縦長方向）において、天井部ユニット８Ａが、天井部１Ｃに対して離間して設けられた上部パーテーション１６に取り付けられている。
また、床部ユニット８Ｂが、床部１Ｄに対して離間して設けられた下部パーテーション１７に取り付けられている。
また、床部ユニット８Ｂが、床部１Ｄに対して離間して設けられた下部パーテーション１７に取り付けられている。
【0073】
天井部ユニット８Ａは、浄化ガス導入管１２から内部空間１１における天井部１Ｃと上部パーテーション１６及び天井部ユニット８Ａとの間の空間に導入された浄化ガスＣを、下方に向けて吹き出させることにより、天井部１Ｃ側から床部１Ｄ側に向かうようにダウンフローで循環させる。
また、床部ユニット８Ｂは、天井部ユニット８Ａから吹き出され、ダウンフローで循環した浄化ガスＣを吸い込むことで、内部空間１１における床部１Ｄと下部パーテーション１７及び床部ユニット８Ｂとの間の空間に導入する。
また、床部ユニット８Ｂは、天井部ユニット８Ａから吹き出され、ダウンフローで循環した浄化ガスＣを吸い込むことで、内部空間１１における床部１Ｄと下部パーテーション１７及び床部ユニット８Ｂとの間の空間に導入する。
【0074】
そして、本実施形態の洗浄装置１０においては、上述したブロワ９の動作により、内部空間１１における床部１Ｄと下部パーテーション１７及び床部ユニット８Ｂとの間の空間に導入された、ダウンフロー循環後の浄化ガスＣが、循環入路管９１に導入される。循環入路管９１に導入された浄化ガスＣは、循環出路管９２を介して、内部空間１１における天井部１Ｃと上部パーテーション１６及び天井部ユニット８Ａとの間の空間に還流され、繰り返し、循環するように構成されている。
【0075】
本実施形態では、上記のファンフィルターユニット８を備え、浄化ガスＣが洗浄室１の内部空間１１においてダウンフローで循環する構成を採用することにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズル５から噴射されるドライアイスＤによって剥離された後、浄化ガスＣの流れ方向に沿って循環して、ファンフィルターユニット８によって確実に捕集される。これにより、清浄な浄化ガスを洗浄室１内に循環させることができるので、半導体ウエハＷの洗浄効果がより高められる。
【0076】
なお、本実施形態の洗浄装置１０において、洗浄室１の内部空間１１、ウエハ搬入用パスボックス６のボックス本体６１、並びにウエハ搬出用パスボックス７のボックス本体７１に供給し、必要に応じて循環させる浄化ガスＣとしては、特に限定されない。一方、浄化ガスＣとしては、上述した高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを用いることが好ましい。
【0077】
本実施形態では、まず、洗浄室１の内部空間１１に供給する浄化ガスＣ、即ち、ファンフィルターユニット８によってダウンフローで循環させる浄化ガスＣに高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを用いることにより、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射したときに、洗浄面Ｗ１に、ドライアイスＤによって雰囲気ガスに由来する氷が形成されてしまうのを抑制できる。また、ドライアイスＤによって噴射洗浄ノズル５が結露して、氷によって閉塞してしまうのを防止できる。従って、半導体ウエハＷの洗浄効果がさらに高められるとともに、大量の半導体ウエハＷを連続的に洗浄処理することが可能になる。
【0078】
また、ウエハ搬入用パスボックス６のボックス本体６１に供給する浄化ガスＣに高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを用いることにより、洗浄前の半導体ウエハＷを清浄な状態に維持することが可能になる。
さらに、ウエハ搬出用パスボックス７のボックス本体７１に供給する浄化ガスＣに高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを用いることにより、搬出用ボックス７４に一時保管された洗浄後の半導体ウエハＷを清浄な状態に維持することが可能になる。
従って、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できる効果がより顕著に得られる。
さらに、ウエハ搬出用パスボックス７のボックス本体７１に供給する浄化ガスＣに高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを用いることにより、搬出用ボックス７４に一時保管された洗浄後の半導体ウエハＷを清浄な状態に維持することが可能になる。
従って、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できる効果がより顕著に得られる。
【0079】
なお、本実施形態の洗浄装置１０において浄化ガスＣに用いられるクリーンドライエアとは、ミストクリーナーやドライヤーを通して不純物や水分を低減されたエア、例えば、露点が－６０℃あるいはそれ以下となるようなエアである。
また、本実施形態において浄化ガスＣに用いられる高純度窒素ガスとは、不純物や水分が十分に低減された窒素であり、例えば、純度が９９．９９％あるいはそれ以上となるような窒素ガスである。
また、本実施形態において浄化ガスＣに用いられる高純度窒素ガスとは、不純物や水分が十分に低減された窒素であり、例えば、純度が９９．９９％あるいはそれ以上となるような窒素ガスである。
【0080】
本実施形態の洗浄装置１０によれば、上記のように、搬送ロボット２が、半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１にドライアイスＤを噴射する構成を採用することにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。これにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハＷを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【0081】
＜半導体ウエハの洗浄方法＞
以下に、本実施形態の半導体ウエハの洗浄方法について説明する。
なお、以下の説明においては、上述した本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置１０と同じ図面（図１～図６Ａ，図６Ｂ）を参照して説明するとともに、洗浄装置１０に関する詳細な説明を省略する場合がある。
以下に、本実施形態の半導体ウエハの洗浄方法について説明する。
なお、以下の説明においては、上述した本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置１０と同じ図面（図１～図６Ａ，図６Ｂ）を参照して説明するとともに、洗浄装置１０に関する詳細な説明を省略する場合がある。
【0082】
本実施形態の半導体ウエハの洗浄方法（以下、単に洗浄方法と略称する場合がある。）は、上述した本実施形態の洗浄装置１０を用いて半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射することにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着した不純物を除去する洗浄方法である。即ち、本実施形態の洗浄方法は、洗浄室１の内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する方法である。
【0083】
まず、図１に示した洗浄装置１０において、ウエハ搬入用パスボックス６の搬入扉６２を開放し、被洗浄物である半導体ウエハＷが計２５枚、縦置き姿勢で収容された搬入用ボックス６４をボックス本体６１内にセットする。
次いで、ウエハ搬入用パスボックス６内に、導入管６５を介して、浄化ガスＣとしてクリーンドライエアを供給し、これを排出管６６から排出しながら、この状態を、例えば１０分間保つ。これにより、ウエハ搬入用パスボックス６のガス雰囲気は、クリーンドライエア雰囲気に完全置換される。
次いで、ウエハ搬入用パスボックス６内に、導入管６５を介して、浄化ガスＣとしてクリーンドライエアを供給し、これを排出管６６から排出しながら、この状態を、例えば１０分間保つ。これにより、ウエハ搬入用パスボックス６のガス雰囲気は、クリーンドライエア雰囲気に完全置換される。
【0084】
これと同時に、ウエハ搬出用パスボックス７のボックス本体７１内に、半導体ウエハＷを縦置き姿勢で計２５枚収容することが可能な搬出用ボックス７４をセットし、ウエハ搬入用パスボックス６の場合と同様、ウエハ搬出用パスボックス７内に、導入管７５を介して、浄化ガスＣとしてクリーンドライエアを供給し、これを排出管７６から排出しながら、この状態を、例えば１０分間保つ。これにより、ウエハ搬出用パスボックス７のガス雰囲気は、クリーンドライエア雰囲気に完全置換される。
【0085】
洗浄室１の内部空間１１は、予め、浄化ガス導入管１２を介して、浄化ガスＣとしてクリーンドライエアを供給し、このクリーンドライエアを、浄化ガス排出管１３から常時排出している状態に保つ。
また、ファンフィルターユニット８及びブロワ９も起動することで、内部空間１１内にクリーンドライエアをダウンフローで循環させるとともに、このクリーンドライエア（浄化ガスＣ）の清浄化を連続的に実施している状態とする。
また、ファンフィルターユニット８及びブロワ９も起動することで、内部空間１１内にクリーンドライエアをダウンフローで循環させるとともに、このクリーンドライエア（浄化ガスＣ）の清浄化を連続的に実施している状態とする。
【0086】
次いで、ウエハ搬入用パスボックス６の搬入ゲート弁６３を開放し、洗浄室１内に設置された搬送ロボット２のアーム部３により、このアーム部３及び保持部４をウエハ搬入用パスボックス６のボックス本体６１内に移動させる。
次いで、上述したように、図４Ａ，図４Ｂ～図６Ａ，図６Ｂに示した保持部４の動作により、搬入用ボックス６４から１枚目の半導体ウエハＷをキャッチし、洗浄室１に移動させる。
次いで、上述したように、図４Ａ，図４Ｂ～図６Ａ，図６Ｂに示した保持部４の動作により、搬入用ボックス６４から１枚目の半導体ウエハＷをキャッチし、洗浄室１に移動させる。
【0087】
この際、図２中に示すように、半導体ウエハＷが、噴射洗浄ノズル５の噴出口５ａと近接する位置に配置されるように、アーム部３及び保持部４を作動させる。また、このとき、図２及び図３に示すように、半導体ウエハＷは、鉛直方向に対して０°、即ち垂直な状態でセットされる。
【0088】
次いで、噴射洗浄ノズル５から、ドライアイスＤ及び高純度窒素からなる浄化ガスＣを、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に向けて噴出させる。この際、搬送ロボット２のアーム部３により、保持部４を、背板４４の平面視で上下左右に移動させることにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着した不純物を均一に満遍なく除去する。
そして、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１の全面から不純物が除去された状態となった後、噴射洗浄ノズル５からのドライアイスＤの噴出を停止させる。
そして、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１の全面から不純物が除去された状態となった後、噴射洗浄ノズル５からのドライアイスＤの噴出を停止させる。
【0089】
次いで、ウエハ搬出用パスボックス７に備えられる搬出ゲート弁７３を開放し、搬送ロボット２のアーム部３により、このアーム部３及び保持部４をウエハ搬出用パスボックス７のボックス本体７１内に移動させる。
そして、洗浄済みの半導体ウエハＷを、搬出用ボックス７４内に縦置き姿勢で収容する。
そして、洗浄済みの半導体ウエハＷを、搬出用ボックス７４内に縦置き姿勢で収容する。
【0090】
次いで、搬送ロボット２は、洗浄室１の内部空間１１における初期位置に戻る。
そして、ウエハ搬出用パスボックス７の搬出ゲート弁７３を閉める。
そして、ウエハ搬出用パスボックス７の搬出ゲート弁７３を閉める。
【0091】
上記のような手順を、搬入用ボックス６４に収容した計２５枚の半導体ウエハＷの分だけ繰り返し、全ての半導体ウエハＷの洗浄処理が完了したら、ウエハ搬出用パスボックス７に備えられる搬出扉７２を開放し、洗浄処理済みの半導体ウエハＷが計２５枚収容された搬出用ボックス７４を取り出した後、搬出扉７２を閉じる。
【0092】
本実施形態の洗浄方法によれば、上述した本実施形態の洗浄装置１０を用いて半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射し、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１を洗浄する方法なので、上記同様、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。これにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、ドライアイスＤによる氷形成に伴って洗浄効率が低下するのを防止でき、大量の半導体ウエハＷを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【0093】
なお、本実施形態で使用するドライアイスＤとしては、特に限定されないが、例えば、粒子径が５～１００μｍ程度の粒状のものを用いることができる。
また、ドライアイスＤの使用量も、特に限定されないが、例えば、１枚の半導体ウエハＷの洗浄処理において、ドライアイスＤの使用量を０．１～１ｋｇとし、この量のドライアイスＤを噴射する洗浄時間を１～２０分とすることができる。
また、ドライアイスＤとともに噴射洗浄ノズル５から噴射する浄化ガスＣの噴射圧力としても、特に限定されないが、例えば、０．３～１．０ＭＰａ程度とすることができる。
また、ドライアイスＤの使用量も、特に限定されないが、例えば、１枚の半導体ウエハＷの洗浄処理において、ドライアイスＤの使用量を０．１～１ｋｇとし、この量のドライアイスＤを噴射する洗浄時間を１～２０分とすることができる。
また、ドライアイスＤとともに噴射洗浄ノズル５から噴射する浄化ガスＣの噴射圧力としても、特に限定されないが、例えば、０．３～１．０ＭＰａ程度とすることができる。
【0094】
＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置１０によれば、上記のように、搬送ロボット２が、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する構成を採用している。これにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。従って、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハＷを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置１０によれば、上記のように、搬送ロボット２が、内部空間１１に搬入した半導体ウエハＷを非水平に保持した状態で、噴射洗浄ノズル５が、半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射する構成を採用している。これにより、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。従って、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハＷを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【0095】
また、本実施形態の半導体ウエハの洗浄方法によれば、上述した本実施形態の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置１０を用いて半導体ウエハＷにドライアイスＤを噴射し、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１を洗浄する方法なので、上記同様、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。従って、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハＷを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【実施例0096】
以下、実施例により、本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法についてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0097】
＜実験例１～４における試験方法並びに条件＞
以下に説明する実験例１～４においては、上述した本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法による効果を実証するため、図１～図６Ａ，図６Ｂに示したような本発明に係る洗浄装置１０を用い、以下に示した条件並びに手順により、半導体ウエハの表面をドライアイスで洗浄し、洗浄面における不純物（パーティクル）の残渣の量を確認した。
以下に説明する実験例１～４においては、上述した本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置及び半導体ウエハの洗浄方法による効果を実証するため、図１～図６Ａ，図６Ｂに示したような本発明に係る洗浄装置１０を用い、以下に示した条件並びに手順により、半導体ウエハの表面をドライアイスで洗浄し、洗浄面における不純物（パーティクル）の残渣の量を確認した。
【0098】
［実験例１：半導体ウエハの角度に依る洗浄効果］
実験例１では、インゴットから切り出した６ｉｎｃｈのシリコン単結晶からなる半導体基板（半導体ウエハＷ）を、洗浄装置１０に備えられる搬送ロボット２の保持部４に保持させた。この際、半導体ウエハＷを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、半導体ウエハＷが垂直、又は、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１側が斜め上向きとなるように、非水平状態で保持させた。そして、この状態の半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に対して、噴射洗浄ノズル５からドライアイスＤを噴射し、洗浄処理を行った後、洗浄面Ｗ１に残存したパーティクルの数を調査した。
実験例１では、インゴットから切り出した６ｉｎｃｈのシリコン単結晶からなる半導体基板（半導体ウエハＷ）を、洗浄装置１０に備えられる搬送ロボット２の保持部４に保持させた。この際、半導体ウエハＷを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、半導体ウエハＷが垂直、又は、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１側が斜め上向きとなるように、非水平状態で保持させた。そして、この状態の半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に対して、噴射洗浄ノズル５からドライアイスＤを噴射し、洗浄処理を行った後、洗浄面Ｗ１に残存したパーティクルの数を調査した。
【0099】
この際、ドライアイスＤとして、平均粒子径（Ｄ５０）が５０μｍのものを使用した。
また、１枚の半導体ウエハＷの洗浄に用いるドライアイスＤの使用量は０．３ｋｇとし、この量のドライアイスＤを噴射する洗浄時間を５分として実験を行った。
また、ドライアイスＤとともに噴射洗浄ノズル５から半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に対して噴射する浄化ガスＣとして高純度窒素ガスを用い、その噴射圧力を０．５ＭＰａ程度とした。
また、１枚の半導体ウエハＷの洗浄に用いるドライアイスＤの使用量は０．３ｋｇとし、この量のドライアイスＤを噴射する洗浄時間を５分として実験を行った。
また、ドライアイスＤとともに噴射洗浄ノズル５から半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に対して噴射する浄化ガスＣとして高純度窒素ガスを用い、その噴射圧力を０．５ＭＰａ程度とした。
【0100】
また、上記の条件に対する比較例として、半導体ウエハＷを鉛直方向に対して垂直（９０°）、即ち、水平状態として、上記同様、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に対してドライアイスＤを噴射した場合の、洗浄面Ｗ１に残存したパーティクルの数を調査した。この際に用いたドライアイスＤの平均粒子径（Ｄ５０）、使用量、洗浄時間（噴出時間）についても、上記同様とした。
【0101】
上記の手順並びに条件による実験の結果、半導体ウエハＷを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、半導体ウエハＷが垂直、又は、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１側が斜め上向きとなるように、非水平に保持した状態で、洗浄面Ｗ１にドライアイスＤを噴射した場合には、半導体ウエハＷを水平状態とした場合と比較して、洗浄面Ｗ１に残存するパーティクルの数が、最大で１／１００以下に抑制されることが確認できた。
この結果より、半導体ウエハＷを、垂直又は洗浄面Ｗ１側が斜め上向きとなるように保持することで、洗浄面Ｗ１にパーティクル等が残存し難くなることが確認できた。
この結果より、半導体ウエハＷを、垂直又は洗浄面Ｗ１側が斜め上向きとなるように保持することで、洗浄面Ｗ１にパーティクル等が残存し難くなることが確認できた。
【0102】
［実験例２：背板の有無に依る半導体ウエハの洗浄効果］
実験例２では、背板４４の効果を調べるため、図６Ａ，図６Ｂに示すような状態において、背板４４を備えた場合、並びに、背板４４を備えない場合の両方について、半導体ウエハＷの洗浄実験を行った。
実験例２では、背板４４の効果を調べるため、図６Ａ，図６Ｂに示すような状態において、背板４４を備えた場合、並びに、背板４４を備えない場合の両方について、半導体ウエハＷの洗浄実験を行った。
【0103】
なお、実験例２においては、洗浄効率をより高めるため、噴射洗浄ノズル５から噴射するドライアイスＤ及び浄化ガスＣの噴射圧力を、０．８ＭＰａと比較的高圧に設定した。なお、実験例２においては、上記背板４４の有無、並びに、ドライアイスＤの噴射圧力以外の条件及び手順については、上記実験例１と同様にして実験を行った。
【0104】
上記条件による実験の結果、背板４４を設けない例では、保持アーム４２のみで半導体ウエハＷを保持した状態で、半導体ウエハＷの背面Ｗ２の一部の領域のみが支持された状態であることから、高圧力でドライアイスＤ及び浄化ガスＣを噴射することで、洗浄面Ｗ１側から過剰な力が印加された状態となり、半導体ウエハＷが変形し、破損に至った。
これに対し、背板４４を設けた例においては、背板４４によって半導体ウエハＷの背面Ｗ２の全面を支持していることから、洗浄面Ｗ１側からドライアイスＤ及び浄化ガスＣによる高圧力が印加された場合でも、半導体ウエハＷが変形することがなく、破損には至らなかった。
これに対し、背板４４を設けた例においては、背板４４によって半導体ウエハＷの背面Ｗ２の全面を支持していることから、洗浄面Ｗ１側からドライアイスＤ及び浄化ガスＣによる高圧力が印加された場合でも、半導体ウエハＷが変形することがなく、破損には至らなかった。
【0105】
［実験例３：浄化ガスのダウンフローによる洗浄効果］
実験例３では、半導体ウエハＷの洗浄時に、浄化ガスＣをダウンフローで循環させた場合の効果を調べた。
実験例３では、半導体ウエハＷの洗浄時に、浄化ガスＣをダウンフローで循環させた場合の効果を調べた。
【0106】
具体的には、図１中に示したファンフィルターユニット８を用い、洗浄室１の内部空間１１において、浄化ガスＣをダウンフローで循環させながら、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１にドライアイスＤを噴射して洗浄処理を行った場合と、ファンフィルターユニット８を用いなかった場合とで、洗浄処理後の半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクルの数を調べた。
なお、実験例３では、上記のファンフィルターユニット８の有無の点以外の条件並びに手順については、上記の実験例１と同様にして実験を行った。
なお、実験例３では、上記のファンフィルターユニット８の有無の点以外の条件並びに手順については、上記の実験例１と同様にして実験を行った。
【0107】
上記条件による実験の結果、ファンフィルターユニット８を用いて、洗浄室１の内部空間１１に浄化ガスＣをダウンフローで循環させながら半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１を洗浄処理した場合には、ダウンフローによる浄化ガスＣの循環を行わなかった場合に比べて、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１に残存するパーティクルの数が、最大で１／１００以下に抑制されることが確認できた。
【0108】
［実験例４：洗浄室への浄化ガスの供給による洗浄効果］
実験例４では、洗浄室１の内部空間１１に供給する浄化ガスＣ、即ち、クリーンドライエア及び高純度窒素ガスを供給した場合の効果を確認した。
なお、実験例４では、洗浄室１の内部空間１１に供給する浄化ガスＣのガス種を上記とした点以外の条件並びに手順については、上記の実験例１と同様にして実験を行った。
実験例４では、洗浄室１の内部空間１１に供給する浄化ガスＣ、即ち、クリーンドライエア及び高純度窒素ガスを供給した場合の効果を確認した。
なお、実験例４では、洗浄室１の内部空間１１に供給する浄化ガスＣのガス種を上記とした点以外の条件並びに手順については、上記の実験例１と同様にして実験を行った。
【0109】
上記条件による実験の結果、洗浄室１の内部空間１１に供給する浄化ガスＣとして、クリーンドライエア又は高純度窒素ガスを供給しながら半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１を洗浄処理した場合には、半導体ウエハＷの洗浄面Ｗ１の汚れをほぼ完全に除去することができた。
一方、洗浄室１の内部空間１１に通常の空気を供給した場合には、ドライアイスＤが、空気中の水分から氷を形成してしまい、洗浄面Ｗ１の汚れを完全に除去することができなかった。あるいは、噴射洗浄ノズル５の噴出口５ａが結露してしまい、洗浄処理を連続的に実施できなくなるケースがあった。
一方、洗浄室１の内部空間１１に通常の空気を供給した場合には、ドライアイスＤが、空気中の水分から氷を形成してしまい、洗浄面Ｗ１の汚れを完全に除去することができなかった。あるいは、噴射洗浄ノズル５の噴出口５ａが結露してしまい、洗浄処理を連続的に実施できなくなるケースがあった。
【0110】
以上説明した実施例の結果より、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置、及び、それを用いた半導体ウエハの洗浄方法が、半導体ウエハ表面のパーティクル等の量を低減できるとともに、氷形成に伴う洗浄効率の低下を防止できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【0111】
本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、半導体ウエハ表面のパーティクル等の量を低減できるとともに、氷形成に伴う洗浄効率の低下を防止でき、大量の半導体ウエハの連続的且つ効果的な洗浄処理が可能なものである。従って、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、例えば、半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ上からパーティクルやバリ等を除去する用途において非常に好適である。
【符号の説明】
【0112】
１…半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置
１Ａ，１Ｂ…側壁
１Ｃ…天井部
１Ｄ…床部
１１…内部空間
１２…浄化ガス導入管
１３…浄化ガス排出管
１４，１５…連通部
１６…上部パーテーション
１７…下部パーテーション
２…搬送ロボット
２０…基台
２１…固定部
３…アーム部
３１，３２，３３…アーム
３４，３５，３６…支持軸
４…保持部
４１…支持ベース
４２…保持アーム
４３ａ…上部爪
４３ｂ…下部爪
４４…背板
４４ａ…保持面
５…噴射洗浄ノズル
５１…ノズル本体
５ａ…噴出口
５ｂ…ドライアイス流入口
５２…ドライアイス導入管
５３…浄化ガス導入管
６…ウエハ搬入用パスボックス
６１…ボックス本体
６２…搬入扉
６３…搬入ゲート弁
６４…搬入用ボックス
６５…導入管
６６…排出管
７…ウエハ搬出用パスボックス
７１…ボックス本体
７２…搬出扉
７３…搬出ゲート弁
７４…搬出用ボックス
７５…導入管
７６…排出管
８…ファンフィルターユニット
８Ａ…天井部ユニット
８Ｂ…床部ユニット
９…ブロワ
９１…循環入路管
９２…循環出路管
Ｗ…半導体ウエハ
Ｗ１…洗浄面
Ｗ２…背面
Ｃ…浄化ガス
Ｄ…ドライアイス
１Ａ，１Ｂ…側壁
１Ｃ…天井部
１Ｄ…床部
１１…内部空間
１２…浄化ガス導入管
１３…浄化ガス排出管
１４，１５…連通部
１６…上部パーテーション
１７…下部パーテーション
２…搬送ロボット
２０…基台
２１…固定部
３…アーム部
３１，３２，３３…アーム
３４，３５，３６…支持軸
４…保持部
４１…支持ベース
４２…保持アーム
４３ａ…上部爪
４３ｂ…下部爪
４４…背板
４４ａ…保持面
５…噴射洗浄ノズル
５１…ノズル本体
５ａ…噴出口
５ｂ…ドライアイス流入口
５２…ドライアイス導入管
５３…浄化ガス導入管
６…ウエハ搬入用パスボックス
６１…ボックス本体
６２…搬入扉
６３…搬入ゲート弁
６４…搬入用ボックス
６５…導入管
６６…排出管
７…ウエハ搬出用パスボックス
７１…ボックス本体
７２…搬出扉
７３…搬出ゲート弁
７４…搬出用ボックス
７５…導入管
７６…排出管
８…ファンフィルターユニット
８Ａ…天井部ユニット
８Ｂ…床部ユニット
９…ブロワ
９１…循環入路管
９２…循環出路管
Ｗ…半導体ウエハ
Ｗ１…洗浄面
Ｗ２…背面
Ｃ…浄化ガス
Ｄ…ドライアイス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【手続補正書】
【提出日】2022-12-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、
前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記洗浄ガスを噴射し、
前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記洗浄ガスを噴射し、
前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項2】
前記搬送ロボットは、
さらに、前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
さらに、前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項3】
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、前記半導体ウエハが垂直、又は、該半導体ウエハの洗浄面側が斜め上向きとなるように保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項4】
前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向に対して０°～８０°の角度で、前記半導体ウエハの洗浄面に直交するか、又は、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向よりも下向きとなる方向で前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項5】
前記洗浄室の内部空間に、さらに、浄化ガスを、前記洗浄室の天井部側から床部側に向かうようにダウンフローで循環させるファンフィルターユニットが備えられていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項6】
前記ファンフィルターユニットは、前記浄化ガスとして、高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを前記洗浄室の内部空間に循環させることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項7】
請求項１～請求項６の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記洗浄ガスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する洗浄方法であって、
前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を包含する。
本発明は、半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記洗浄ガスを噴射し、前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を提供する。
本発明は、半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記洗浄ガスを噴射し、前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を提供する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記搬送ロボットが、さらに、前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有する構成を採用することができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0020】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向に対して０°～８０°の角度で、前記半導体ウエハの洗浄面に直交するか、又は、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向よりも下向きとなる方向で前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射する構成であることがより好ましい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
さらに、本発明は、上記の何れかの半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する洗浄方法であって、前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法を提供する。
【手続補正書】
【提出日】2023-02-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、
前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射し、
前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射し、
前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項2】
前記搬送ロボットは、
さらに、前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
さらに、前記保持部を非水平状態に支持可能であるとともに、前記保持部を、前記洗浄室の内部空間において移動自在に支持するアーム部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項3】
前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを、鉛直方向に対して０°～３０°の角度で、前記半導体ウエハが垂直、又は、該半導体ウエハの洗浄面側が斜め上向きとなるように保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項4】
前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向に対して０°～８０°の角度で、前記半導体ウエハの洗浄面に直交するか、又は、前記半導体ウエハの洗浄面への直交方向よりも下向きとなる方向で前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項5】
前記洗浄室の内部空間に、さらに、前記洗浄室の天井部側から床部側に向かうようにダウンフローで浄化ガスを循環させるファンフィルターユニットが備えられていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項6】
前記ファンフィルターユニットは、ダウンフローで循環させる前記浄化ガスとして、高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを前記洗浄室の内部空間に循環させることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置。
【請求項7】
請求項１～請求項６の何れか一項に記載の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、前記噴射洗浄ノズルから前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する洗浄方法であって、
前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルから前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルから前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を包含する。
本発明は、半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射し、前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を提供する。
本発明は、半導体ウエハにドライアイスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する、半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置であって、前記半導体ウエハが順次搬入されるとともに、前記半導体ウエハを洗浄するための内部空間を有する洗浄室と、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハの洗浄面に向けて前記ドライアイス及び浄化ガスを噴射する噴射洗浄ノズルと、前記洗浄室の内部空間に配置され、前記半導体ウエハを保持する背板を含む保持部を有し、前記半導体ウエハを、前記洗浄室の外部から前記内部空間へ順次搬入する搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットが、前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハの背面の全面を前記背板の保持面に密着させながら、前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルが、前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射し、前記噴射洗浄ノズルから前記ドライアイスとともに噴射される前記浄化ガスの噴射圧力が０．３～１．０ＭＰａであることを特徴とする半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を提供する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0022】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記洗浄室の内部空間に、さらに、前記洗浄室の天井部側から床部側に向かうようにダウンフローで浄化ガスを循環させるファンフィルターユニットが備えられた構成を採用してもよい。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0023】
本発明によれば、上記構成のファンフィルターユニットを備え、該ファンフィルターユニットから浄化ガスが洗浄室内においてダウンフローで循環することにより、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等が、噴射洗浄ノズルから噴射されるドライアイスによって剥離された後、ファンフィルターユニットからの浄化ガスの流れ方向に沿って循環して、ファンフィルターユニットによって確実に捕集される。これにより、清浄な浄化ガスを洗浄室内に循環させることができるので、半導体ウエハの洗浄効果がより高められる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
また、本発明の半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置は、上記構成において、前記ファンフィルターユニットが、ダウンフローで循環させる前記浄化ガスとして、高純度窒素ガス又はクリーンドライエアを前記洗浄室の内部空間に循環させる構成であることが好ましい。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
さらに、本発明は、上記の何れかの半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、前記噴射洗浄ノズルから前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することにより、前記半導体ウエハの洗浄面に付着した不純物を除去する洗浄方法であって、前記洗浄室の前記内部空間に搬入した前記半導体ウエハを非水平に保持した状態で、前記噴射洗浄ノズルから前記半導体ウエハに前記ドライアイス及び前記浄化ガスを噴射することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法を提供する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0027】
本発明によれば、上述した本発明に係る半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置を用いて、噴射洗浄ノズルから半導体ウエハにドライアイス及び浄化ガスを噴射し、半導体ウエハの表面を洗浄する方法なので、上記同様、半導体ウエハの表面に付着したパーティクルやバリ等を効果的に除去できる。これにより、半導体ウエハの表面に残存するパーティクル等の量を低減できるとともに、大量の半導体ウエハを連続的且つ効果的に洗浄処理することが可能となる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0112】
１０…半導体ウエハ用ドライアイス洗浄装置
１…洗浄室
１Ａ，１Ｂ…側壁
１Ｃ…天井部
１Ｄ…床部
１１…内部空間
１２…浄化ガス導入管
１３…浄化ガス排出管
１４，１５…連通部
１６…上部パーテーション
１７…下部パーテーション
２…搬送ロボット
２０…基台
２１…固定部
３…アーム部
３１，３２，３３…アーム
３４，３５，３６…支持軸
４…保持部
４１…支持ベース
４２…保持アーム
４３ａ…上部爪
４３ｂ…下部爪
４４…背板
４４ａ…保持面
５…噴射洗浄ノズル
５１…ノズル本体
５ａ…噴出口
５ｂ…ドライアイス流入口
５２…ドライアイス導入管
５３…浄化ガス導入管
６…ウエハ搬入用パスボックス
６１…ボックス本体
６２…搬入扉
６３…搬入ゲート弁
６４…搬入用ボックス
６５…導入管
６６…排出管
７…ウエハ搬出用パスボックス
７１…ボックス本体
７２…搬出扉
７３…搬出ゲート弁
７４…搬出用ボックス
７５…導入管
７６…排出管
８…ファンフィルターユニット
８Ａ…天井部ユニット
８Ｂ…床部ユニット
９…ブロワ
９１…循環入路管
９２…循環出路管
Ｗ…半導体ウエハ
Ｗ１…洗浄面
Ｗ２…背面
Ｃ…浄化ガス
Ｄ…ドライアイス
１…洗浄室
１Ａ，１Ｂ…側壁
１Ｃ…天井部
１Ｄ…床部
１１…内部空間
１２…浄化ガス導入管
１３…浄化ガス排出管
１４，１５…連通部
１６…上部パーテーション
１７…下部パーテーション
２…搬送ロボット
２０…基台
２１…固定部
３…アーム部
３１，３２，３３…アーム
３４，３５，３６…支持軸
４…保持部
４１…支持ベース
４２…保持アーム
４３ａ…上部爪
４３ｂ…下部爪
４４…背板
４４ａ…保持面
５…噴射洗浄ノズル
５１…ノズル本体
５ａ…噴出口
５ｂ…ドライアイス流入口
５２…ドライアイス導入管
５３…浄化ガス導入管
６…ウエハ搬入用パスボックス
６１…ボックス本体
６２…搬入扉
６３…搬入ゲート弁
６４…搬入用ボックス
６５…導入管
６６…排出管
７…ウエハ搬出用パスボックス
７１…ボックス本体
７２…搬出扉
７３…搬出ゲート弁
７４…搬出用ボックス
７５…導入管
７６…排出管
８…ファンフィルターユニット
８Ａ…天井部ユニット
８Ｂ…床部ユニット
９…ブロワ
９１…循環入路管
９２…循環出路管
Ｗ…半導体ウエハ
Ｗ１…洗浄面
Ｗ２…背面
Ｃ…浄化ガス
Ｄ…ドライアイス