特許 7386424 フレーム洗浄機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】フレーム洗浄機構

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231117BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20231117BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648E

H01L21/78 L

H01L21/304 644A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019171238

(22)【出願日】2019-09-20

(65)【公開番号】P2021048350

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-08-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 朋浩

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１７５４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９３１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７３７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７３６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００５４４９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３４７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１５１３４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象物を固定した状態の環状のフレームを洗浄するフレーム洗浄機構であって、
前記フレームを載置するテーブルと、
前記テーブルを回転させるテーブル回転装置と、
洗浄液を供給するノズルであって、前記テーブルに対向する先端に多孔質弾性体を有するノズルと、
を備えるフレーム洗浄機構。

【請求項2】

前記テーブルに対して前記ノズルを前記テーブルに垂直な方向に相対的に移動させるノズル駆動部を更に備える、請求項１に記載のフレーム洗浄機構。

【請求項3】

前記フレームを洗浄する場合に、前記ノズル駆動部は前記多孔質弾性体を前記テーブル上の前記フレームに接触させる、請求項２に記載のフレーム洗浄機構。

【請求項4】

前記フレームを洗浄する場合に、前記ノズル駆動部は前記多孔質弾性体を前記テーブル上の前記フレームから離隔させる、請求項２に記載のフレーム洗浄機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はウェハを固定するフレームを洗浄する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体の製造では、ダイシングテープを用いてウェハ（ワーク）を環状のフレームに固定し、フレームに固定した状態でウェハを各種の加工装置に搬送し、種々の膜をウェハの表面上に形成しつつ、ウェハを加工している。例えば、露光時にはウェハの表面にレジスト膜を形成したり、グルービング（溝加工）の際にはデバイス層を保護する保護膜を形成したりする。

【0003】

これらの膜を形成するために種々の塗布装置が用いられている。例えば、回転塗布装置では、加工対象物の表面の中心付近に塗布液を供給し、その加工対象物の中心軸（回転テーブルの中心軸）を回転軸として加工対象物を回転させることにより、遠心力を用いて塗布液を加工対象物の表面全体に塗布している。フレームはウェハの外周側にあるため、回転塗布装置で塗布液をウェハに塗布する際、塗布液がフレーム上に飛散することがある。また、ウェハの搬送中にフレームに汚れが付着することもある。

【0004】

フレームが塗布液等で汚染された状態で以降の加工工程に進むと、その汚れがウェハに付着してウェハ上に形成されるチップに欠陥が生じる問題や、汚れの粘着性のためにウェハの搬送時にフレームが吸着パッドから離脱しにくくなるという問題が生じることがある。このような問題を避けるため、フレームを洗浄する工程が加工工程の間に行われることがある。

【0005】

例えば、特許文献１はフレーム洗浄工程を含む水溶性樹脂被膜方法を開示している。特許文献１に記載されたフレーム洗浄工程では、フレームと一体になったウェハをスピンナーテーブル（回転テーブル）上に保持した状態で、ウェーハフレームの上方に設けられた洗浄水ノズルからフレームの上面に向けて洗浄水を噴出させると共にスピンナーテーブルを回転させることにより、樹脂被膜を形成する際にフレームの上面に付着した塗布液又は塗布膜を洗浄する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－０７３６７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載されたフレーム洗浄工程では、ノズルからフレームに向けて噴出させた洗浄水がフレームからウェハ上に飛散（水跳ね）することにより、ウェハ上に形成された塗布膜の品質が低下する（洗浄水で汚染される）という問題がある。

【0008】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フレームを洗浄する場合に洗浄液の飛散を抑制することが可能なフレーム洗浄機構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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係わるフレーム洗浄機構は、フレームは加工対象物を固定した状態でフレームを洗浄する洗浄機構であって、フレームを載置するテーブルと、テーブルを回転させるテーブル回転装置と、洗浄液を供給するノズルであって、テーブルに対向する先端に多孔質弾性体を有するノズルと、を備える。

【0010】

第１の態様に係わるフレーム洗浄機構において、洗浄液はノズルの先端の多孔質弾性体から沁みだしてテーブル上に載置されたフレームに緩やかに流れる。これにより、フレームを洗浄する場合にノズルから供給された洗浄液がフレーム上で水跳ねすることを抑制することができる。

【0011】

フレームを洗浄する場合に洗浄液の飛散（水跳ね）を抑制することができるため、フレームに固定された加工対象物が洗浄液で汚染されることを抑制しつつ良好にフレームを洗浄することができる。

【0012】

ここで、好ましくは、上記フレーム洗浄機構は、テーブルに対してノズルを相対的に移動させるノズル駆動部を更に備える。これにより、フレームを洗浄する際に、ノズル駆動部によりノズルとテーブル（テーブル上のフレーム）との相対的位置を変更することが可能となる。例えば、フレームを洗浄する際に、ノズル駆動部により多孔質弾性体をテーブル上のフレームに接触させてもよい。これにより、洗浄液で汚れを溶かしながら、多孔質弾性体の弾性力によってフレームを機械的に洗浄することができる。よって、洗浄液がフレーム上で水跳ねすることを抑制しつつ、フレームを効果的に洗浄することが可能となる。あるいは、フレームを洗浄する際に、ノズル駆動部により多孔質弾性体をテーブル上のフレームから離隔させてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、複数の方向の変位を高精度に測定可能なフレーム洗浄機構であって、単純な構成を有するフレーム洗浄機構を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】フレーム洗浄機構の概略構成を示す平面図

【図2】フレーム洗浄機構の概略構成を示す正面図

【図3】ノズルの近傍の概略構成図

【図4】ノズル駆動部の概略構成図

【図5】制御部の機能ブロック図

【図6】フレーム洗浄の変形例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。以下の説明において、例として加工対象物（ワーク）をウェハとするが、加工対象物を限定する趣旨ではない。

【0016】

まず、フレーム洗浄機構１０の構成について説明する。図１及び図２は本実施形態に係るフレーム洗浄機構１０の概略構成を示す平面図及び正面図である。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は互いに直交する方向であり、Ｘ軸方向は水平方向、Ｙ軸方向はＸ軸方向に直交する水平方向、Ｚ軸方向は上下方向（鉛直方向）である。図１及び図２に示すフレーム洗浄機構１０は、テーブル１４と、ノズル２０と、ノズル駆動部３０と、テーブル回転装置４０と、制御部５０とを備える。

【0017】

テーブル１４は水平方向に平行であり、不図示の吸引装置を用いてウェハ１２(フレーム１８）を吸着保持する。例えば、平板状（flat plate-shaped）のウェハ１２はダイシングテープ１６を介してフレーム１８に固定された状態で、ウェハ１２の中心がテーブル１４の中心とほぼ一致するように、テーブル１４上に載置される。

【0018】

ノズル２０はフレーム１８を洗浄する洗浄液を供給する。ノズル駆動部３０はノズル２０をＺ軸方向に移動させる（後述）。テーブル回転装置４０は、不図示のモータを用いて、テーブル１４の中心を通りテーブル１４面に垂直な（Ｚ軸に平行な）回転軸を中心にしてテーブル１４を回転させる。制御部５０は、ノズル２０、ノズル駆動部３０、及びテーブル回転装置４０の制御を行う（後述）。なお、図２では一例として制御部５０はノズル駆動部３０内に設けられているが、当然ながら、制御部５０は任意の場所に設けることが可能である。

【0019】

図３はノズル２０の近傍の概略構成図である。図３において、位置関係が分かりやすいように、ウェハ１２、テーブル１４、ダイシングテープ１６及びフレーム１８については断面図を示す。ノズル２０はテーブル１４上に載置されたフレーム１８に対向するように配置され、その先端に多孔質弾性体２１を有する。多孔質弾性体２１として例えばスポンジが挙げられる。多孔質弾性体２１の大きさ（フレーム１８と当接する部分の大きさ）は、例えば、環状のフレーム１８の幅と同程度である。多孔質弾性体２１は弾性体ホルダ２５によってノズル２０に固定される。図３において弾性体ホルダ２５は略Ｌ字形の部材として示されているが、弾性体ホルダ２５の形状及び材質は特に限定されない。また、例えば、弾性体ホルダ２５を用いずに、接着剤で多孔質弾性体２１をノズル２０に固定してもよい。ノズル２０は洗浄液配管２２を介して洗浄液タンク２３に接続され、洗浄液配管２２上には制御弁２４が配置される。洗浄液は洗浄液配管２２を介してノズル２０に供給され、ノズル２０の先端の多孔質弾性体２１から沁みだす。使用される洗浄液は半導体の製造段階に応じて適宜選択される。洗浄液として例えば、水（純水）が挙げられる。

【0020】

図４はノズル駆動部３０の概略構成図である。ノズル駆動部３０は、ノズルホルダ３１、アーム３２、アクチュエータ３３、アクチュエータ固定ブロック３７、及び、制御部５０を備える。図４では、例としてシリンダを用いるアクチュエータ３３を示す。シリンダとして、エアシリンダ、水圧シリンダ、油圧シリンダ等、任意の種類のシリンダを用いることが可能である。また、例えば、シリンダを用いるアクチュエータの他に、ボールねじとモータとを用いたアクチュエータ等、任意のアクチュエータを使用してもよい。

【0021】

ノズルホルダ３１は例えばＺ軸に平行に配置される。ノズルホルダ３１の一方端にはノズル２０の先端がフレーム１８に対向するようにノズル２０が固定され、ノズルホルダ３１の他方端はアーム３２に固定される。アーム３２は例えばＸ－Ｙ平面に並行に配置された直棒である。アーム３２はノズルホルダ３１とアクチュエータ３３とを連結する。

【0022】

アクチュエータ３３は、カップリング３４、回転軸シャフト３５及び回転用モータ３６を備える。アクチュエータ３３の構成は公知であるため、詳しい説明は省略する。回転軸シャフト３５はＺ軸に平行に（上下方向に）配置されており、回転軸シャフト３５のＺ軸方向の移動によってアーム３２を介してノズルホルダ３１もＺ軸方向に移動する。これにより、アクチュエータ３３はノズル２０とテーブル１４とのＺ軸方向の相対的位置（相対的距離）を変更することができる。

【0023】

アクチュエータ３３は回転軸シャフト３５の移動量を測定する位置センサ（不図示、例えばエンコーダ）を備える。位置センサによって測定された回転軸シャフト３５の移動量から、ノズル２０とテーブル１４との相対的位置を取得することができる。

【0024】

図５は制御部５０の機能ブロック図である。制御部５０は、例えば、インターフェース５１、ノズル駆動制御部５２、流量制御部５３及びテーブル回転制御部５４を備える。インターフェース５１はユーザや各機器との間で命令やデータをやり取りする手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、ディスプレイ、スピーカ、データ通信機器（ネットワーク接続機器）等である。

【0025】

ノズル駆動制御部５２はユーザからの命令及びアクチュエータ３３の位置センサからのデータに基づいてノズル駆動部３０を制御する。流量制御部５３は制御弁２４を制御することによりノズル２０に供給される洗浄液の流量を制御する。テーブル回転制御部５４はテーブル回転装置４０を制御する。ノズル駆動制御部５２、流量制御部５３及びテーブル回転制御部５４は、例えばプロセッサを用いて実現される。図５では機能に応じてノズル駆動制御部５２、流量制御部５３及びテーブル回転制御部５４を別々に分けて示しているが、実際は１つのプロセッサで実現することも可能である。さらに、制御部５０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）（不図示）及びＲＡＭ（Random Access Memory）（不図示）等を備える。ＲＯＭに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開されたプログラムがプロセッサによって実行されることにより、各種の演算処理や制御処理が実行される。

【0026】

次に、フレーム洗浄機構１０によるフレーム１８の洗浄の一例について図３を用いて説明する。この例では、フレーム１８を洗浄する際に、まず、ウェハ１２が固定された状態のフレーム１８をテーブル１４上に載置した後、ノズル駆動部３０によりノズル２０をＺ軸方向に移動させ、ノズル２０の多孔質弾性体２１をフレーム１８に当接させる（接触させる）。

【0027】

この状態で、ノズル２０の先端の多孔質弾性体２１から沁みだすように洗浄液の流量を流量制御部５３により制御しつつ、テーブル回転装置４０によりテーブル１４を１周以上（３６０°以上）回転させる。このように、ノズル２０から沁みだした洗浄液で環状のフレーム１８の全体を洗浄する。洗浄中、ノズル２０の先端に設けられた多孔質弾性体２１の多孔質部からフレーム１８上に沁みだした洗浄液は緩やかにフレーム１８上から流れ出る。したがって、フレーム洗浄機構１０は洗浄液のウェハ１２上への飛散を抑制することができる。

【0028】

更に、洗浄中に多孔質弾性体２１はフレーム１８に当接しているため、洗浄液で汚れを溶かしながら（化学的洗浄）、多孔質弾性体２１の弾性力によってフレーム１８をこすり洗い（機械的洗浄）することができる。このため、フレーム１８を効果的に洗浄することが可能となる。

【0029】

続いて、フレーム洗浄機構１０によるフレーム１８の洗浄の変形例について図６を用いて説明する。図６に示す変形例では、図３に示す例と比べて、ノズル２０の多孔質弾性体２１はフレーム１８に当接していない（機械的に干渉していない）点が異なるだけであり、その他は図３に示す例と同じである。多孔質弾性体２１とフレーム１８との間の距離は洗浄液の粘度等に応じて適宜調整される。

【0030】

この変形例において、ノズル２０の先端に設けられた多孔質弾性体２１の多孔質部から沁みだした洗浄液は緩やかにフレーム１８上に落ち（滴り）、フレーム１８上から緩やかに流れ出る。図３に示す例と同様に、この変形例でもフレーム洗浄機構１０は洗浄液のウェハ１２上への飛散を抑制することができる。

【0031】

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態に係わるフレーム洗浄機構１０によれば、ノズル２０の先端に設けられた多孔質弾性体２１から沁みだした洗浄液でテーブル１４上のフレーム１８を洗浄する。これにより、フレーム１８上で洗浄液が飛散することを抑制することができる。

【0032】

また、フレーム洗浄機構１０では多孔質弾性体２１をフレーム１８に当接させてフレーム１８を洗浄することが可能である。洗浄液で汚れを溶かしながら、多孔質弾性体２１の弾性力によってフレーム１８を機械的に洗浄することができるため、フレーム１８を効果的に洗浄することが可能となる。

【0033】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

【0034】

例えば、上記において、ウェハ１２が固定された状態のフレーム１８をテーブル１４に載置して、フレーム１８を洗浄する場合について説明したが、フレーム１８だけをテーブル１４に載置してフレーム１８を洗浄することも当然可能である。

【符号の説明】

【0035】

１０…フレーム洗浄機構、１２…ウェハ、１４…テーブル、１６…ダイシングテープ、１８…フレーム、２０…ノズル、２１…多孔質弾性体、２２…洗浄液配管、２３…洗浄液タンク、２４…制御弁、２５…弾性体ホルダ、３０…ノズル駆動部、３１…ノズルホルダ、３２…アーム、３３…アクチュエータ、３７…アクチュエータ固定ブロック、４０…テーブル回転装置、５０…制御部、５１…インターフェース、５２…ノズル駆動制御部、５３…流量制御部、５４…テーブル回転制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】