特開 2024-127348 洗浄装置

(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】P2024127348

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651B

H01L21/304 643A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036455

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡村 卓

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA96

5F157AB02

5F157AB16

5F157AB33

5F157AB90

5F157AC53

5F157CB11

5F157DB31

(57)【要約】

【課題】ウェーハの乾燥を防止しながら洗浄する手法を確立する。
【解決手段】回転するチャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００の中心に、乾燥防止ノズル５２から連続的に液体Ｌ１を供給する。これにより、ウェーハ１００の回転による遠心力によって、ウェーハ１００の中心から外周に向かって液体Ｌ１が流れ続ける。このため、たとえば洗浄ノズル４２がウェーハ１００の外周側に洗浄水Ｗ１を噴射しているときであっても、ウェーハ１００の内側が乾燥することを抑制することができる。このように、ウェーハ１００の中心に供給される液体Ｌ１によりウェーハ１００が乾燥することを抑制しながら、洗浄水Ｗ１によってウェーハ１００を洗浄することが可能である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の被加工物を洗浄する洗浄装置であって、
保持面に垂直な回転軸を有するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された該被加工物を洗浄するための洗浄水を供給する洗浄ノズルと、
該洗浄ノズルを該保持面と平行方向に移動させる移動軸と、
該チャックテーブルに保持された該被加工物の該回転軸と重なる位置に液体を供給する乾燥防止ノズルと、を備え、
該洗浄ノズルは、該チャックテーブルの該回転軸から傾くように形成された噴射口を含んでいる、
洗浄装置。

【請求項2】

請求項１記載の洗浄装置を使用して、板状の被加工物を洗浄する洗浄方法であって、
該被加工物を該チャックテーブルによって保持する保持ステップと、
該チャックテーブルに保持された該被加工物の該回転軸と重なる位置に向かって該乾燥防止ノズルから液体を供給するとともに、該洗浄ノズルを該保持面と平行方向に移動させながら該被加工物の全面を洗浄する洗浄ステップと、
を備える洗浄方法。

【請求項3】

該洗浄ステップの後に、該被加工物を乾燥させる乾燥ステップ、を更に備える、
請求項２記載の洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウェーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の複数の回路素子を形成した後、ウェーハの裏面を研削装置で研削して所定の厚みへと薄化する。その後、薄化されたウェーハを切削装置で切削することで、個々の半導体デバイスを製造している。

【0003】

このような研削装置および切削装置では、加工によって発生した加工屑が、ウェーハに付着する。このため、ウェーハは、加工終了後に、たとえば特許文献１に記載のような洗浄装置によって洗浄される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２６００９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

洗浄装置では、回転する洗浄テーブルに保持されたウェーハに向かって洗浄ノズルが移動（旋回）することによって、ウェーハの全面を洗浄する。

【0006】

しかしながら、このような洗浄装置では、洗浄テーブルを高速回転させるため、回転による遠心力によってウェーハに付着する液体が飛散され、洗浄が完了する前にウェーハが乾燥してしまう。ウェーハが乾燥すると、加工屑がウェーハに固着し、洗浄しても加工屑が取れにくくなってしまう。

【0007】

したがって、本発明の目的は、乾燥を防止しながらウェーハを洗浄する手法を確立することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の洗浄装置（本洗浄装置）は、板状の被加工物を洗浄する洗浄装置であって、保持面に垂直な回転軸を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を洗浄するための洗浄水を供給する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルを該保持面と平行方向に移動させる移動軸と、該チャックテーブルに保持された該被加工物の該回転軸と重なる位置に液体を供給する乾燥防止ノズルと、を備え、該洗浄ノズルは、該チャックテーブルの該回転軸から傾くように形成された噴射口を含んでいる。

【0009】

本発明の洗浄方法（本洗浄方法）は、本洗浄装置を使用して、板状の被加工物を洗浄する洗浄方法であって、該被加工物を該チャックテーブルによって保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持された該被加工物の該回転軸と重なる位置に向かって該乾燥防止ノズルから液体を供給するとともに、該洗浄ノズルを該保持面と平行方向に移動させながら該被加工物の全面を洗浄する洗浄ステップと、を備える。

【0010】

本洗浄方法は、該洗浄ステップの後に、該被加工物を乾燥させる乾燥ステップ、を更に備えていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本洗浄装置および本洗浄方法では、被加工物を洗浄する際、回転するチャックテーブルに保持された被加工物の中心に、乾燥防止ノズルから液体を供給する。これにより、洗浄中に、被加工物の回転による遠心力によって、被加工物の中心から外周に向かって液体が流れ続ける。このため、たとえば洗浄ノズルが被加工物の外周側に洗浄水を噴射しているときであっても、被加工物の内側が乾燥することを抑制することができる。
このように、本洗浄装置および本洗浄方法では、被加工物の中心に供給される液体により被加工物が乾燥することを抑制しながら、洗浄水によって被加工物を洗浄することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】洗浄装置の構成を示す説明図である。

【図2】保持工程を示す説明図である。

【図3】洗浄工程を示す説明図である。

【図4】洗浄工程を示す説明図である。

【図5】乾燥工程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１に示す洗浄装置１は、ウェーハ１００を洗浄する装置である。洗浄装置１は、たとえば、研削装置や切削装置などの加工装置によって加工されたウェーハ１００を洗浄して、ウェーハ１００から加工屑を除去するために用いられる。
ウェーハ１００は、板状の被加工物の一例であり、本実施形態では、円板状の半導体ウェーハである。

【0014】

洗浄装置１は、ウェーハ１００を保持するチャックテーブル２０を備えている。チャックテーブル２０は、ポーラス部材２１と、ポーラス部材２１の上面が露出するようにポーラス部材２１を収容する枠体２３と、を備えている。ポーラス部材２１の上面は、ウェーハ１００を吸引保持する保持面２２である。保持面２２は、吸引源（図示せず）に連通されることにより、ウェーハ１００を吸引保持する。

【0015】

また、洗浄装置１は、チャックテーブル２０の下方に、チャックテーブル２０を回転させる回転機構３０を備えている。回転機構３０は、回転シャフト３１およびモータ３２を有している。回転シャフト３１は、チャックテーブル２０の枠体２３の下面の中心に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びている。モータ３２は、回転シャフト３１の下端に連結されている。回転機構３０では、モータ３２が回転シャフト３１を回転させることにより、チャックテーブル２０を、保持面２２に垂直な回転軸Ａ１を中心に回転駆動する。
このように、チャックテーブル２０は、保持面２２に垂直な回転軸Ａ１を有し、この回転軸Ａ１を中心に回転するように構成されている。

【0016】

また、洗浄装置１は、ウェーハ１００に洗浄水を供給する洗浄ノズル機構４０を有している。
洗浄ノズル機構４０は、洗浄水を噴射する洗浄ノズル（洗浄水供給ノズル）４２、洗浄ノズル４２を支持して旋回する逆Ｌ字型の旋回シャフト４４、および、旋回シャフト４４を旋回駆動する駆動モータ４５を有している。

【0017】

洗浄ノズル４２は、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００を洗浄するための洗浄水を供給するためのものであり、洗浄水を噴射する噴射口４１を含んでいる。
本実施形態では、この噴射口４１は、チャックテーブル２０の回転軸Ａ１から傾くように形成されている。このため、噴射口４１からの洗浄水を、保持面２２に保持されているウェーハ１００の中心に噴射するときには、洗浄ノズル４２は、保持面２２の中心から外れた位置に配置される。

【0018】

洗浄ノズル４２は、旋回シャフト４４の水平部分の先端に設けられている。旋回シャフト４４の水平部分は、洗浄水供給源４６に接続されており、洗浄水を洗浄ノズル４２に供給するように構成されている。この旋回シャフト４４の水平部分は、チャックテーブル２０の保持面２２の中心まで届く長さを有している。

【0019】

また、駆動モータ４５は、旋回シャフト４４の垂直部分を、保持面２２に垂直な旋回軸Ａ２を中心に回転させることにより、旋回シャフト４４を旋回させる。

【0020】

したがって、洗浄ノズル機構４０では、駆動モータ４５によって旋回軸Ａ２を中心に旋回シャフト４４が旋回されることにより、旋回シャフト４４の先端に配設された洗浄ノズル４２が、スピンナテーブル１０の保持面２２に保持されているウェーハ１００の上を、その外周縁から中心まで、保持面２２に平行に移動することが可能となっている。

【0021】

このように、本実施形態では、旋回シャフト４４の旋回軸Ａ２は、洗浄ノズル４２を保持面２２と平行方向に移動させる移動軸として機能する。
なお、本実施形態では、洗浄水は、たとえば、純水、あるいは、純水とエアとを含む二流体である。

【0022】

また、本実施形態では、洗浄ノズル機構４０は、洗浄ノズル４２から乾燥気体を噴出することも可能なように構成されている。すなわち、旋回シャフト４４は、図示しない気体供給源にも接続されており、乾燥気体を洗浄ノズル４２に供給することができる。そして、洗浄ノズル４２は、供給された乾燥気体を噴射口４１から噴出することが可能である。

【0023】

また、洗浄装置１は、ウェーハ１００に乾燥防止用の液体を供給する乾燥防止ノズル機構５０を有している。
乾燥防止ノズル機構５０は、液体を噴射する乾燥防止ノズル５２、乾燥防止ノズル５２を支持して旋回する逆Ｌ字型の旋回シャフト５４、および、旋回シャフト５４を旋回駆動する駆動モータ５５を有している。

【0024】

乾燥防止ノズル５２は、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００における回転軸Ａ１と重なる位置に液体を供給するためのものであり、液体を噴射する噴射口５１を含んでいる。乾燥防止ノズル５２は、この液体によって、ウェーハ１００の乾燥を防止する。

【0025】

また、乾燥防止ノズル５２は、旋回シャフト５４の水平部分の先端に設けられている。旋回シャフト５４の水平部分は、液体供給源５６に接続されており、液体を乾燥防止ノズル５２に供給するように構成されている。この旋回シャフト５４の水平部分は、チャックテーブル２０の保持面２２の中心まで届く長さを有している。

【0026】

また、駆動モータ５５は、旋回シャフト５４の垂直部分を、保持面２２に垂直な旋回軸Ａ３を中心に回転させることにより、旋回シャフト５４を旋回させる。

【0027】

したがって、乾燥防止ノズル機構５０では、駆動モータ５５によって旋回シャフト５４が旋回されることにより、旋回シャフト５４の先端に配設された乾燥防止ノズル５２が、スピンナテーブル１０の保持面２２に保持されているウェーハ１００の上を、その外周縁から中心まで、保持面２２に平行に移動することが可能となっている。

【0028】

なお、乾燥防止ノズル５２から噴射される液体は、たとえば純水である。この液体は、洗浄ノズル４２から噴射される洗浄水と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、乾燥防止ノズル機構５０の旋回シャフト５４の水平部分および乾燥防止ノズル５２は、洗浄ノズル機構４０の旋回シャフト４４の水平部分および洗浄ノズル４２よりも高い位置に配置されている。したがって、駆動モータ５５によって旋回シャフト５４が旋回されたときに、旋回シャフト５４および乾燥防止ノズル５２が、洗浄ノズル機構４０の旋回シャフト４４および洗浄ノズル４２に接触することが防止されている。

【0029】

また、洗浄装置１は、チャックテーブル２０、洗浄ノズル機構４０および乾燥防止ノズル機構５０を囲むように設けられたカバー６０を備えている。カバー６０は、洗浄水および液体が飛散することを防止するためのものであり、チャックテーブル２０等を上方から覆う上方カバー６１、および、これらを側方および下方から覆う下方カバー６２を備えている。

【0030】

下方カバー６２は、その下面に、回転機構３０のモータ３２を貫通させるための貫通穴（図示せず）を有している。また、下方カバー６２は、図示しない駆動部材によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。下方カバー６２は、洗浄装置１による洗浄動作時には、上方カバー６１と接するように上方に移動されて、上方カバー６１とともに略密閉空間を形成して、洗浄水および液体の飛散を防止する。一方、チャックテーブル２０の保持面２２に対してウェーハ１００を搬入および搬出する際には、下方カバー６２は、保持面２２へのアクセスが可能となるように、上方カバー６１から離れて下方に移動される。

【0031】

また、洗浄装置１は、洗浄装置１の制御のための制御部７を有している。制御部７は、制御プログラムに従って演算処理を行うＣＰＵ、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部７は、各種の処理を実行し、洗浄装置１の各構成要素を統括制御する。たとえば、制御部７は、洗浄装置１の上述した各構成要素を制御して、ウェーハ１００に対する洗浄を実行する。

【0032】

以下に、制御部７によって制御される、洗浄装置１を使用してウェーハ１００を洗浄する洗浄方法について説明する。

【0033】

［保持ステップ］
このステップでは、ウェーハ１００をチャックテーブル２０によって保持する。
具体的には、まず、制御部７が、下方カバー６２を、上方カバー６１から離れるように下方に移動させる。さらに、制御部７が、図２に示すように、洗浄ノズル機構４０の駆動モータ４５を制御して旋回シャフト４４を旋回させることにより、矢印３０１によって示すように、洗浄ノズル４２をチャックテーブル２０の保持面２２上から退避させる。
さらに、制御部７は、乾燥防止ノズル機構５０の駆動モータ５５を制御して旋回シャフト５４を旋回させることにより、矢印３０２によって示すように、乾燥防止ノズル５２をチャックテーブル２０の保持面２２上から退避させる。
このように、洗浄ノズル４２および乾燥防止ノズル５２をチャックテーブル２０の保持面２２上から退避させることにより、保持面２２へのアクセスが容易となる。

【0034】

次に、たとえば作業者あるいは図示しない搬送装置が、チャックテーブル２０の保持面２２に、保持面２２の中心（回転軸Ａ１）とウェーハ１００の中心とが重なるように、ウェーハ１００を載置する。そして、制御部７が、吸引源を保持面２２に連通させる。これにより、ウェーハ１００が、チャックテーブル２０の保持面２２によって吸引保持される。その後、制御部７は、下方カバー６２を、上方カバー６１に接するように上方に移動させる（図１参照）。

【0035】

［洗浄ステップ］
次に、洗浄ステップが実施される。このステップでは、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００の回転軸Ａ１と重なる位置に向かって乾燥防止ノズル５２から液体を供給するとともに、洗浄ノズル４２を保持面２２と平行方向に移動させながらウェーハ１００の全面を洗浄する。

【0036】

具体的には、まず、制御部７が、図３に示すように、回転機構３０を制御して、矢印３０５によって示すように、回転軸Ａ１を中心にチャックテーブル２０を回転させる。

【0037】

また、制御部７は、乾燥防止ノズル機構５０の駆動モータ５５を制御して旋回シャフト５４を旋回させることにより、乾燥防止ノズル５２を、噴射口５１からの液体がウェーハ１００の中心（回転軸Ａ１と重なる位置）に供給されるように、回転軸Ａ１上に配置する。そして、制御部７は、この乾燥防止ノズル５２の噴射口５１から、ウェーハ１００の中心に向かって液体Ｌ１を連続的に供給する。

【0038】

さらに、制御部７は、洗浄ノズル機構４０の駆動モータ４５を制御して旋回シャフト４４を旋回させることにより、洗浄ノズル４２を、噴射口４１からの洗浄水がウェーハ１００の中心に噴射される位置に配置する。そして、制御部７は、この洗浄ノズル４２の噴射口４１から、ウェーハ１００の中心に向かって洗浄水Ｗ１を供給する。

【0039】

この際、噴射口４１がチャックテーブル２０の回転軸Ａ１から傾くように形成されているため、洗浄ノズル４２と乾燥防止ノズル５２とが接触すること、および、洗浄ノズル４２から噴射される液体Ｌ１が乾燥防止ノズル５２によって遮られることが防止されている。

【0040】

そして、制御部７は、図４に示すように、洗浄ノズル機構４０の駆動モータ４５を制御して旋回シャフト４４を旋回させることにより、洗浄水Ｗ１がウェーハ１００の全面に供給されるように、矢印３０３によって示すように、洗浄ノズル４２を保持面２２と平行な方向に移動させる。これにより、ウェーハ１００の中心から外周端部までの全面に洗浄水Ｗ１が供給されて、ウェーハ１００の全面が洗浄される。
なお、この洗浄ステップは、たとえば、所定の洗浄時間が経過したことによって終了する。

【0041】

［乾燥ステップ］
洗浄ステップの後、ウェーハ１００を乾燥させる乾燥ステップが実施される。
このステップでは、制御部７は、チャックテーブル２０の回転および旋回シャフト４４の旋回を維持した状態で、乾燥防止ノズル機構５０の乾燥防止ノズル５２からの液体Ｌ１の噴射を停止するとともに、洗浄ノズル機構４０の洗浄ノズル４２からの洗浄水Ｗ１の噴射を停止する。

【0042】

その後、制御部７は、図５に示すように、旋回シャフト４４とともに旋回している洗浄ノズル４２から、ウェーハ１００の中心から外周端部までの全面に向けて乾燥気体Ｄ１を供給する。これにより、ウェーハ１００全面が乾燥される。

【0043】

この乾燥ステップは、たとえば、所定の乾燥時間が経過したことによって終了する。乾燥ステップの終了後、制御部７は、下方カバー６２を、上方カバー６１から離れるように下方に移動させるとともに、洗浄ノズル４２および乾燥防止ノズル５２をチャックテーブル２０の保持面２２上から退避させる。そして、制御部７は、保持面２２によるウェーハ１００の吸引を停止し、たとえば、保持面２２を図示しないエア供給ユニットに連通させて、保持面２２からエアを噴出させる。これにより、ウェーハ１００が、保持面２２から離隔されて、作業者あるいは図示しない搬送装置によって回収される。

【0044】

以上のように、本実施形態では、洗浄工程において、回転するチャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００の中心に、乾燥防止ノズル５２から連続的に液体Ｌ１を供給している。このため、洗浄工程では、ウェーハ１００の回転による遠心力によって、ウェーハ１００の中心から外周に向かって液体Ｌ１が流れ続ける。このため、たとえば洗浄ノズル４２がウェーハ１００の外周側に洗浄水Ｗ１を噴射しているときであっても、ウェーハ１００の内側が乾燥することを抑制することができる。
このように、本実施形態では、ウェーハ１００の中心に供給される液体Ｌ１によりウェーハ１００が乾燥することを抑制しながら、洗浄水Ｗ１によってウェーハ１００を洗浄することが可能である。

【0045】

また、本実施形態では、洗浄ノズル４２が、チャックテーブル２０の回転軸Ａ１から傾くように形成された噴射口４１を含んでいる。このため、洗浄ノズル４２からウェーハ１００の中心に向かって洗浄水Ｗ１を供給するときであっても、洗浄ノズル４２と乾燥防止ノズル５２とが接触すること、および、洗浄ノズル４２から噴射される液体Ｌ１が乾燥防止ノズル５２によって遮られることを防止することが可能である。

【0046】

このように、本実施形態では、洗浄ノズル４２の噴射口４１をチャックテーブル２０の回転軸Ａ１から傾けることによって、洗浄ノズル４２と乾燥防止ノズル５２とが接触しない状態でウェーハ１００の中心（回転軸Ａ１と重なる位置）から外周端部までを洗浄することが可能である。
また、洗浄ノズル４２の噴射口４１がチャックテーブル２０の回転軸Ａ１から傾いていることにより、洗浄ノズル４２から噴射されてウェーハ１００に当たった洗浄水Ｗ１を、良好に飛散させることが可能となっている。

【0047】

なお、乾燥防止ノズル５２に関しては、ウェーハ１００の全体に均等に液体Ｌ１を供給するために、乾燥防止ノズル５２の噴射口５１を回転軸Ａ１から傾けないことが好ましい。

【0048】

また、本実施形態では、乾燥防止ノズル５２は、旋回シャフト５４および駆動モータ５５によって旋回可能に構成されている。これに関し、乾燥防止ノズル５２は、チャックテーブル２０の回転軸Ａ１上に固定的に設けられていてもよい。この場合、乾燥防止ノズル５２は、作業者あるいは図示しない搬送装置によってウェーハ１００をチャックテーブル２０の保持面２２に載置することの可能な高さに設けられる。

【0049】

また、本実施形態では、図１に示したカバー６０の下方カバー６２が、上方カバー６１に対して移動可能に構成されており、保持工程において、下方カバー６２が、上方カバー６１から離れるように下方に移動される。これに関し、カバー６０では、下方カバー６２に対して上方カバー６１が移動するように構成されていてもよい。この場合、保持工程において、上方カバー６１が、下方カバー６２から離れるように、上方あるいは水平方向に移動される。

【0050】

また、本実施形態では、洗浄ステップの後に乾燥ステップを実施している。これに関し、乾燥ステップは省略されてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１：洗浄装置、７：制御部、１０：スピンナテーブル、２０：チャックテーブル、
２１：ポーラス部材、２２：保持面、２３：枠体、３０：回転機構、
３１：回転シャフト、３２：モータ、４０：洗浄ノズル機構、４１：噴射口、
４２：洗浄ノズル、４４：旋回シャフト、４５：駆動モータ、４６：洗浄水供給源、
５０：乾燥防止ノズル機構、５１：噴射口、５２：乾燥防止ノズル、
５４：旋回シャフト、５５：駆動モータ、５６：液体供給源、
６０：カバー、６１：上方カバー、６２：下方カバー、
１００：ウェーハ、Ａ１：回転軸、Ａ２：旋回軸、Ａ３：旋回軸、Ｄ１：乾燥気体、
Ｌ１：液体、Ｗ１：洗浄水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】