JP2010062214A - ウェーハ収納リンス装置、ウェーハ収納リンス方法、及びウェーハ研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨後にウェーハを水没させて搬送及び洗浄する工程において、ウェーハの表面にウォータマークが形成されず且つ傷がつかないウェーハ収納リンス装置を提供する。
【解決手段】水槽５の水面より上部に置かれたカセット４を水平にし、且つリンス機構９のノズルバー９ａをカセット４の後部へ移動して、研磨後のウェーハ３を一枚ずつカセット４に収納する。全てのウェーハ３がカセット４に収納されたら、傾斜手段８によってカセット４を１°〜２０°の範囲で傾斜させ、ノズルバー９ａによってウェーハ３の表面にリンス水を噴射させる。次に、カセット昇降機構７によって、カセット４を水槽５の内部の水中へウェーハ１枚分の間隔で沈める。カセット４を水槽５から引き上げるときも、傾斜手段８によってカセット４を傾斜させながら引き上げる。これにより、ウェーハ３が傷ついたりウォータマークが形成されることなく、効果的にウェーハ３の収納・洗浄・搬送を行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造工程で用いられるウェーハ収納リンス装置等に関し、特に、研磨後の半導体ウェーハ（以下、単にウェーハという）を一枚ずつ収納してリンスしながら水没させるウェーハ収納リンス装置、ウェーハ収納リンス方法、及びそのウェーハ収納リンス装置を備えたウェーハ研磨装置に関するものである。

従来より、半導体製造工程において、ウェーハをカセットに収納して水没させながら搬送又は洗浄する技術が広く知られている。例えば、ウェーハの洗浄から乾燥までを行う自動洗浄装置において、デバイス形成面を所定の角度だけ傾斜させて洗浄乾燥を行い、所定の角度だけ傾斜させた状態で処理槽間を搬送する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、ウェーハのパターン面を水平方向に対して所定の角度だけ保持した状態で処理槽から引き上げる搬送装置も開示されている（特許文献２参照）。さらに、洗浄時においてウェーハとカセットが接触するのを防止するために、ウェーハを傾けて浸漬させる技術も開示されている（特許文献３参照）。また、ウェーハを傾斜させながらエッチングや純水洗浄やＩＰＡ乾燥などを行う技術も開示されている。このようにしてウェーハを傾斜させることにより、ウェーハの裏面からのダストの回り込みやウォータマークの発生を抑止することができる（特許文献４参照）。また、ウェーハの洗浄・搬送時において、ウェーハを垂直姿勢から水平姿勢に変換する機構に関する技術も開示されている（特許文献５参照）。
特許第３１６７７６５号公報 特開平６−３１４６７７号公報 特開平８−６４５７０号公報 特開平１０−１７７９８８号公報 特許第３０６６９８６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された自動洗浄装置は、ウェーハのデバイス形成面がウェーハ収納治具と接触するのを防ぐためになされたものであり、一枚ごとに研磨したウェーハを順次カセット内に収納して、それらを水没させるようなカセット機構に使用することはできない。さらに、一枚一枚研磨されてきたウェーハをカセット内に収納する場合を想定できたとしても、毎回カセットを全て水中に浸漬したり、水から持ち上げたりとする必要があり、カセットを動作する工程も一つ一つのウェーハ収納に対して、無駄に動作することが多くなる。その結果、余分なパーティクルなどを水中に持ち込むことが多くなり、水槽内が汚れるほか、スループットも非常に悪くなる。

また、特許文献２に開示された搬送装置は、ウェーハのパターン面を所定の角度だけ傾けて処理槽から引き上げるため、ウォータマークの発生を抑止することはできるが、一枚ずつ処理されたウェーハをロボット搬送して収納することはできない。さらにウェーハを傾斜させて引き上げたとしても、ウェーハをほぼ鉛直に立てた状態で水没させるため、水の力によってウェーハのパターン形成面がスロットに当たりウェーハ収納治具と接触するおそれがある。また、複雑な内部機構を有するため、研磨したウェーハをカセット内に収納するときウェーハがウェーハ収納治具の部品に接触するおそれがある。

また、特許文献３に開示された技術は、ウェーハを傾斜させることでカセット内のウェ
ーハの姿勢を安定化させることはできるが、研磨後のウェーハを簡単に収納できるカセットの機構とはなっていない。さらに、特許文献４の技術においては、ウォータマークの発生を抑止することはできるが、研磨後のウェーハを簡単に省スペースで収納したり、スラリーを完全に洗い流したり、別に設けられた搬送機構からウェーハを取り出して簡単にカセットに収納するなどにおいて、構造上の難点がある。また、特許文献５の技術においては、ウェーハを垂直姿勢から水平姿勢に変換する機構が複雑になったり、ウェーハを姿勢変換させるためのスペースが多くなってスペース利用率が悪くなったり、ウェーハの姿勢変換において大きく稼動する部分が多いために槽内が汚れやすくなるなどの問題がある。また、一枚ずつ処理されて搬送されるウェーハに対して、少ない移動量で安全かつ効率的に水没させる構造になっていない。さらに、ウェーハ上に存在する水がどのような状態で後退していくかについての考慮もなされていない。

すなわち、従来のウェーハ収納リンス装置は、研磨後のウェーハを湿潤状態で保管する場合の機構において、以下に述べるようなさまざまな問題がある。すなわち、カセットを垂直に立てて水槽から持ち上げる場合、ウェーハがスロット内でそれぞれ前後に傾いたり、隣り合うウェーハ同士の傾きが逆になったりして、水の張力によって隣り合うウェーハがこすれ合うことがある。また、カセットを水槽から持ち上げる際に、水がウェーハから流れ落ちるときにライン状の縞をつくって流れ落ちるため、ウェーハに縞状のラインができる。ウェーハを少し傾けて略垂直にした場合でも、同様に、水が流れ落ちるラインが縞状にでき、それがウォータマークとして残るために、後工程の洗浄でも取り除くことができず、ウェーハの表面に汚れが残る場合がある。

また、カセットを垂直に立てた状態でロボットによってウェーハをカセット内に収納する場合はウェーハが様々な方向に傾いてしまい、カセット内に収納されたウェーハの間隔を十分にとることができない。そのため、ウェーハを挿入する際にロボットのアームが隣のウェーハに当たってしまうおそれがある。また、カセットを略垂直に立てた場合は、一枚のウェーハを挿入してから次のウェーハを挿入するまでの間、ウェーハを水槽内に水没させなければならないが、ウェーハの径が３００ｍｍ程度ある場合、ウェーハを水没させるために毎回ウェーハを３００ｍｍ近く昇降させる必要がある。このときのウェーハの昇降距離が長いために作業時間のロスとなる。また、全てのウェーハが繰り返し水槽から上げ下げされるため、そのたびにウェーハ上に水の流れ落ちるラインが形成され、結果的に、非常に多くのウォータマークが形成されるおそれがある。

また、ウェーハの収納されたカセットを水平にして持ち上げる場合、水の表面張力によってウェーハがスロット内を泳いでしまい、ウェーハ表面がカセットの案内溝に擦れてウェーハに傷がつくおそれがある。さらに、カセットを水平にして、ウェーハを水槽の中にそのまま沈める場合、ウェーハ上に水が浸入する方向がウェーハごとに様々な方向となるためにウェーハがカセットの案内溝で泳ぐおそれがある。また、ウェーハ表面がカセットと擦れて、ウェーハの外周にキズが付いたり、水槽内が擦れて粉末が蔓延して水槽の水が汚れるおそれがある。さらに、ウェーハ上に存在する水の切れ方が、どの部分から水が流れ落ちるか定まらないため、ウェーハによってウォータマークが様々な状態となる。特にカセットの案内溝とウェーハとの間に水が溜まる部分ができ、そこにウォータマークが形成されることがある。また、ウェーハを引き上げた際に、ウェーハの裏面に付着した水が下側に存在するウェーハ上に流れ落ちて、その水が下側に存在するウェーハにウォータマークを形成するおそれがある。

従って、研磨後にウェーハを水没させて搬送及び洗浄する工程において、ウェーハの表面にウォータマークが形成されたり傷がついたりすることのないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決するウェーハ収納リンス装置、ウェーハ収納リンス方法、及びそのウェーハ収納リンス装置を備えたウェーハ研磨
装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス装置において、ウェーハを収納するための収納治具と、ウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入する搬送機構と、ウェーハが挿入された収納治具を所定の角度だけ傾斜させる傾斜手段と、収納治具に収納されたウェーハを水没させるための水槽と、傾斜手段によって傾斜された収納治具を水槽内の水に対して相対的に昇降させる昇降手段と、収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を流してリンスを行うリンス機構とを備える構成を採っている。

このような構成によれば、搬送収納時においては、一枚一枚搬送されてくる研磨後のウェーハをコンパクトかつ省スペースで収納することが可能となる。また、収納の際のウェーハの搬送機構が、簡単な水平搬送機構でウェーハを搬送し、効率よくウェーハを収納することができる。収納したウェーハを随時水中に浸漬して保管できるとともに、先のウェーハを水中に保管した状態で、次のウェーハの収納を準備することが可能となる。

次に、ウェーハ浸漬保管時においては、収納治具を微小に傾斜させることで、ウェーハ上に水を緩やかに侵入させることが可能となる。水平に浸漬する場合、浸漬時に水の表面張力によって、初期に浸漬せず、急に水がウェーハ表面に浸入することによって、ウェーハが浮き上がり、ウェーハ表面が収納治具の縁と衝突する。こうした事態はなくなる。ウェーハを浸漬する場合においても、収納治具全体を浸漬することなく、ウェーハが収納された部分を部分的に浸漬することで、無駄な収納治具の昇降動作を必要最小限に削減でき、効率的にウェーハを浸漬することができる。ウェーハを浸漬保管中は、ウェーハ表面に固着していた研磨剤などが傾斜したウェーハ表面に沿って滑り落ち、ウェーハが多少清浄になる。

また、浸漬中に傾斜したウェーハ表面に沿って、リンス水を流すことにより、ウェーハ表面上に水の流れが生じて、ウェーハ表面に固着していた研磨剤などがさらにウェーハ表面から、流れ落ちることになる。また、そのウェーハ上に沿って流れる水は、傾斜したウェーハに沿って流れ、ウェーハのもう一方の端から、排水されていく。こうした一定の流れを持たせたリンス水を供給することによって、水が対流により底から巻き上がることによってウェーハが浮き上がるといったことをなくし、浸漬状態にあっても、安定した姿勢でウェーハを浸漬保管することが可能となる。

ウェーハを浸漬状態から上昇する際には、ウェーハ表面から水が緩やかに後退する。これにより、ウェーハとウェーハの間に水が残ることはなく、水切れよくウェーハを取り出すことができる。また、収納治具上昇時、ウェーハが開口部の方へ泳ぎ出し、収納治具からウェーハがこぼれて落ち出すこともない。

また、たとえウェーハ表面が撥水性であっても、収納治具を微小に傾斜させたまま持ち上げることで、ウェーハ上を後退していく水際が緩やかに一団となって後退する。そのため、水滴がウェーハ表面を滑り落ちて、滑り落ちた部分に対応してストリークラインが形成されるといったことは起こらない。ウェーハと収納治具の間に存在する水滴も、同様に緩やかな傾斜により、後退する水槽の水の表面に引きずられて後退する。その結果、ウェーハと収納治具の間に過剰な水は残らない。その結果、ウェーハと収納治具の間に水が残り、その水の表面張力によって、ウェーハが収納治具に密着することはない。

ウェーハを上昇したカセットから取り出す際には水中保管後、水が切られたウェーハを一枚一枚収納治具にアクセス可能な搬送機構によってウェーハを取り出すことが可能とな
る。また、ウェーハを取り出す際も、収納治具に収められた全てのウェーハを水中から引上げることなく、一枚一枚次に取り出す必要のあるウェーハだけを水中から持ち上げて、ウェーハを取り出すことが可能となる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、搬送機構が、ウェーハを搬送して収納治具内の所定部分に水平に収納した後、傾斜手段が収納治具の前部のウェーハ収納開口部を高い位置にして収納治具を所定の角度だけ傾斜させ、昇降手段が収納治具を水槽内の水に対して相対的に下降させて所定量だけ浸漬させ、且つ、リンス機構がウェーハの表面に沿って噴射したリンス水を収納治具の後部の傾斜下部より排水させることを特徴とする。

このような構成によれば、収納治具の前部のウェーハ収納開口部を高くして、収納治具を所定の角度だけ傾斜させて水槽内に水没させている。従って、ウェーハを効率的に水没させることができ、ウェーハ表面を傷つけるおそれもない。さらに、リンス機構がウェーハの表面に沿って噴射したリンス水は収納治具の後部の傾斜下部より排水されるので、水の流れがウェーハの傾斜上部からウェーハの傾斜下部に対して、よどみなく一様に流れることが可能となる。その流れに沿ってスラリーも除去されることになるため、ウェーハ表面を清浄に保つことが可能となる。また、こうした一様な水の流によって、ウェーハの安定した姿勢を維持することが可能となる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、所定量はウェーハのほぼ一枚分の間隔であることを特徴とする。

このような構成によれば、昇降手段が収納治具を水槽内の水に対して相対的に下降させてウェーハのほぼ一枚分の間隔だけ浸漬させている。従って、ウェーハが浮き上がることがないのでウェーハの表面が傷つくおそれもなくなる。

また、請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明において、リンス機構は、ウェーハと略垂直に設けられたノズルバーとそのノズルバーを旋回させる旋回機構とを有し、ノズルバーは、ウェーハの収納時は収納治具のウェーハ収納開口部から離れた箇所に位置し、ウェーハの収納後は収納治具のウェーハ収納開口部の前面に移動する機構になっていることを特徴とする。

このような構成によれば、リンス機構のノズルバーは、ウェーハを収納治具に収納するときはウェーハの搬送を妨げない位置に移動する。ウェーハを収納後、ノズルバーは、収納治具の前に旋回し、ウェーハの前面に位置するようになる。これにより、ウェーハは、ノズルバーによっても、収納治具のウェーハ収納開口部から飛び出さないようになる。また、少し飛び出たウェーハもノズルバーによって、収納治具の奥へ収められるようになる。次に、ウェーハを傾斜させて水中に浸漬する過程においては、ウェーハがウェーハ収納開口部から抜け出すことはなく、ウェーハをウェーハ収納治具に収めた状態でウェーハ収納治具ごと、水中へ浸漬する。水中へ浸漬する際に、ウェーハ上にリンス水を供給しながらウェーハを浸漬させてもよい。その際には、ウェーハ上にも水が存在することになるので、ウェーハが水によって浮き上がる効果をさらになくすことが可能となる。結果として、ウェーハを水中へ浸漬する場合において穏やかに浸漬してウェーハを水中保管することが可能となる。また、水中保管中においても、先に述べたように、ノズルバーから連続的に水が供給されることで、ウェーハ上に堆積したスラリーを洗い流すとともに、ウェーハの姿勢を安定化することが可能となる。

また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、ノズルバーには複数のノズル又は吐出孔が形成され、ノズル又は吐出孔から噴射されたリンス水がウェーハの表面
を傾斜上部から傾斜下部に沿って流出することにより、ウェーハの表面がリンスされることを特徴とする。

このような構成によれば、ノズルバーには、収納治具に積層して収納されたウェーハ間のピッチ間隔で複数のノズル又は吐出孔が形成されているので、一枚ずつのウェーハを確実にリンスすることができる。また、それぞれのウェーハでリンスされたリンス水はウェーハ表面の傾斜に沿って一括してドレインとして排出される。

また、請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５記載の発明において、傾斜手段が収納治具を傾斜させる所定の角度は、１°から２０°の範囲であることを特徴とする。

このような構成によれば、ウェーハを水没させるときの傾斜角は水平面に対して１°から２０°の範囲である。従って、上側のウェーハから下側のウェーハへ水滴をたらすこともないので、ウォータマークが発生するおそれはなくなる。

また、請求項７記載の発明は、請求項１，２，３，４，５又は６記載のウェーハ収納リンス装置を備えることを特徴とするウェーハ研磨装置である。

このような構成によれば、ウェーハを収納する収納治具に所定の傾斜角を持たせて水槽に水没させてリンスするウェーハ収納リンス装置を備えたウェーハ研磨装置を実現しているので、ウェーハの研磨から水没・洗浄・搬送までを一貫した工程で行うことができる。

また、請求項８記載の発明は、研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス方法において、搬送機構が、ウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入する第１の工程と、傾斜手段が、ウェーハの収納された収納治具を所定の角度だけ傾斜させる第２の工程と、昇降手段が、傾斜された収納治具を水槽内の水に対して相対的に昇降させる第３の工程と、昇降手段が、収納治具に収納されたウェーハを水槽に水没させる第４の工程と、リンス機構が、収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してリンスを行う第５の工程とを含むことを特徴とする。

このようなウェーハ収納リンス方法によれば、搬送機構がウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入すると、傾斜手段がウェーハの収納された収納治具を所定の角度だけ傾斜させ、昇降手段が傾斜した収納治具を水槽内の水に対して相対的に昇降させる。これによって、収納治具に収納されたウェーハを傷つけることなく効果的に水槽に水没させることができる。このとき、リンス機構が、収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してウェーハのゆすぎ（つまり、リンス）を行うので、ウェーハの洗浄を効率的に行うことができる。

また、請求項９記載の発明は、研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス工程において、搬送機構がウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入する第１の工程と、傾斜手段がウェーハの収納された収納治具を所定の角度だけ傾斜させる第２の工程と、昇降手段が傾斜された収納治具を水槽内の水に対して相対的に昇降させる第３の工程と、昇降手段が収納治具に収納されたウェーハを水槽に水没させる第４の工程と、リンス機構が収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してリンスを行う第５の工程とを含み、収納されたウェーハを取り出すウェーハ取り出し工程において、昇降手段が傾斜させたウェーハ収納治具を相対的に緩やかに上昇させる工程と、ウェーハを水面から引き上げた後にウェーハ収納治具を水平にする工程と、水平になったウェーハ収納治具から別の搬送機構によりウェーハを取り出す工程とを含むことを特徴とする。

このようなウェーハ収納リンス方法によれば、リンス機構が収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してウェーハをリンスする工程を一貫した工程で行うので、ウェーハの洗浄をさらに効率的に行うことができる。

請求項１記載の発明によれば、研磨されて一定間隔で搬送されるウェーハを効率よく収納することができる。また、ウェーハを収納した後に大きく稼動することなく効率的にウェーハを水没させることができ、ウェーハの姿勢が安定しているので水槽内でウェーハがカセットと擦れるおそれはない。また、リンス機構が収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を流してウェーハのゆすぎ（つまり、リンス）を行うので、ウェーハの洗浄を効率的に行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、収納治具の前部のウェーハ収納開口部を高くするように収納治具を傾斜させて水槽内に水没させているので、ウェーハを効率的に水没させることができ、ウェーハ表面を傷つけるおそれもない。また、リンス機構がウェーハの表面に沿ってリンスしたリンス水は収納治具の後部の傾斜下部より排水されるので、常にきれいな純水でウェーハをリンスすることができる。

請求項３記載の発明によれば、収納治具を傾斜させて水槽内に水没させるとき、ウェーハのほぼ一枚分の間隔だけ浸漬させているので、ウェーハが浮き上がることがないためウェーハの表面が傷つくおそれもなくなる。また、上部のウェーハが下部のウェーハへ液滴をたらすことがないので、ウェーハの表面にウォータマークが形成されるおそれはない。

請求項４記載の発明によれば、リンス機構のノズルバーは、ウェーハを収納治具に収納するときはウェーハの搬送を妨げない位置に移動し、ウェーハのリンスを行うときはウェーハ表面にリンス水を噴射可能な場所に移動するので、ウェーハのリンスを効果的に行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、リンス機構のノズルバーには、収納治具に積層して収納されたウェーハのピッチ間隔で複数のノズル又は吐出孔が形成されているので、一枚ずつのウェーハを確実にリンスすることができる。また、それぞれのウェーハで洗浄された水はウェーハ表面の傾斜に沿って一括してドレインとして排出されるので、常に、純水によってウェーハ表面をリンスすることができる。

請求項６記載の発明によれば、上側のウェーハから下側のウェーハへ水滴をたらすことがないので、ウェーハの表面にウォータマークが発生するおそれはなくなる。

請求項７記載の発明によれば、傾斜角を持たせて水槽に水没させて洗浄するウェーハ収納装置を備えたウェーハ研磨装置を実現しているので、ウェーハの研磨から洗浄・搬送までを一貫した工程で行うことができる。

請求項８記載の発明によれば、ウェーハを効率よく収納して浸漬及び洗浄を行うことができ、その後、順に搬送機構にウェーハを送り出すことができるので、搬送の際にウェーハを水槽から頻繁に出し入れすることがなくなり、安定した状態で浸漬及び洗浄を行うことができる。このとき、リンス機構が収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してウェーハのゆすぎ（つまり、リンス）を行うので、ウェーハの洗浄を効率的に行うことができる。

請求項９記載の発明によれば、リンス機構が収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してウェーハをリンスする工程を一貫した工程で行うので、ウェー
ハの洗浄をさらに効率的に行うことができる。

本発明は、ウェーハの研磨後に該ウェーハを水没させて搬送する工程において、ウェーハの表面にウォータマークや傷がつかないようにすると云う目的を達成するために、研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス装置において、ウェーハを収納するための収納治具と、ウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入する搬送機構と、ウェーハが挿入された収納治具を所定の角度だけ傾斜させる傾斜手段と、収納治具に収納されたウェーハを水没させるための水槽と、傾斜手段によって傾斜された収納治具を水槽内の水に対して相対的に昇降させる昇降手段と、収納治具の傾斜上部からウェーハの表面に沿ってリンス水を流してリンスを行うリンス機構とを備えたウェーハ収納リンス装置を提供することによって実現した。

以下、図１乃至図７を参照しながら、本発明のウェーハ収納リンス装置の実施例について詳述する。図１は、ウェットカセットステーションに構成された本発明の実施例に係るウェーハ収納リンス装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

同図において、ウェットカセットステーション１には２組のウェーハ収納リンス装置２が構成されている。何れのウェーハ収納リンス装置２も同じ構成内容であるので、図の右側のウェーハ収納リンス装置２のみについて符号を付して説明する。ウェーハ収納リンス装置２は、研磨後のウェーハ３を収納するためのカセット（収納治具）４と、カセット４に収納されたウェーハ３を水没させるための水槽５と、ウェーハ３を一枚ずつカセット４に収納するための搬送機構６と、カセット４を水槽５の水に対して昇降させるカセット昇降機構（昇降手段）７と、カセット４を所定の角度だけ傾斜させる傾斜手段８と、ノズルバー９ａ及び旋回機構９ｂからなるリンス機構９とを備えて構成されている。

こうしたカセット４は、水に浸漬しても浮くことがない安定したカセット４が使用され、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡ等でできたテフロン（登録商標）製のカセット４などが望ましい。

尚、カセット昇降機構７は、サーボモータとボールネジの機構によってカセット４の昇降を行うが、このときの昇降スピードは５〜３０ｍｍ／ｓｅｃの速さで可変することができる。また、傾斜手段８は、エアシリンダの機構によってカセット４を所定の角度だけ傾斜させることができるが、サーボモータによってカセット４を傾斜させることもできる。

また、図１には図示されてないが、ウェーハ収納リンス装置２は、水槽５の水を排水するためのドレイルバルブや、該ドレイルバルブの飛び出し防止手段に取り付けられたパブリング機能や、密閉容器にして不活性ガスやＩＰＡガスを充満させる機能などを備えている。さらに、ウェーハ収納リンス装置２は、ノズルバー９ａを備えてウェーハ３が前方へ泳ぎ出すのを防止したり、ノズルバー９ａからリンス水を流してウェーハ３の表面のスラリーを洗い流したりする機能を備えている。また、ウェーハ収納リンス装置２は、ノズルバー９ａのストッパー機能を果たしたり、水槽５の水位を流水洗浄部分よりウェーハ３の一枚分だけ下に設定したりするように構成されている。

次に、ウェーハ収納リンス装置２がウェーハ３をリンスする仕組みとカセット４を傾けながら水槽５に水没させる仕組みについて説明する。図２は、図１に示すウェーハ収納リンス装置２において、研磨後のウェーハ３をウェーハ収納リンス装置２のカセット４に収納する状態を示す解説図であり、（ａ）はリンス機構９を上部から概念的に見た平面図、（ｂ）はウェーハ収納リンス装置２の側面図である。

また、図３は、ウェーハ３が収納されたウェーハリンス収納装置２を傾斜させてリンスしながら水槽５内に水没させる状態を示す解説図であり、（ａ）はリンス機構９を上部から概念的に見た上面図、（ｂ）はウェーハ収納リンス装置２の側面図である。尚、図２及び図３において、図の左方がウェーハ３の出し入れを行うカセット４の前部のウェーハ収納開口部である。

図２に示すように、カセット台４ａの内部にはカセット４が収納されているが、研磨後のウェーハ３をカセット４に収納するときはカセット台４ａ及びカセット４は水平状態に置かれている。このときは、カセット台４ａ及びカセット４は水槽５の内部にある水５ａの水面より上部に置かれている。また、リンス機構９は、図２（ａ）に示すように、旋回機構９ｂによってノズルバー９ａをカセット４の後部に旋回させている。このような状態において、図２（ｂ）に示すように、カセット４の前部のウェーハ収納開口部は開放されているので、搬送機構６によって研磨後のウェーハ３をカセット４の内部に一枚ずつ収納することができる。

次に、搬送機構６によって全てのウェーハ３がカセット４へ収納された後は、図３（ａ）に示すように、リンス機構９は、旋回機構９ｂによってノズルバー９ａをカセット４の前部（前面開口部）へ旋回させる。さらに、傾斜手段８によってカセット台４ａ及びカセット４を所定の角度だけ傾斜させる。そして、ノズルバー９ａを若干旋回させながら、そのノズルバー９ａからリンス水を噴射させるとともに、カセット昇降機構７（図１参照）によってカセット台４ａ及びカセット４を水槽５の内部の水５ａの中へ沈める。尚、傾斜手段８がカセット台４ａ及びカセット４を傾斜させる傾斜角度は、水槽５内にある水５ａの水面の垂直軸に対して１°〜２０°の傾斜範囲であることが望ましい。

また、上記の実施例とは異なる方法として、カセット台４ａ及びカセット４を水槽５に沈めた状態でウェーハ３の洗浄を行ってもよい。また、カセット台４ａ及びカセット４を水槽５から引き上げるときも、傾斜手段８によってカセット台４ａ及びカセット４を傾斜させた状態で引き上げる。

このようにして、リンス機構９のノズルバー９ａは、ウェーハ３をカセット４に収納するときはウェーハ３の搬送を妨げない位置（カセット４の後部）に移動し、ウェーハ３のリンスを行うときはウェーハ３の表面にリンス水を噴射できる位置（カセット４の前部）に移動するので、ウェーハ３の搬送とリンスを効率的に行うことができる。

また、ノズルバー９ａには、カセット４のトレイに積層されたウェーハ３のピッチ間隔で複数のノズル又は吐出孔が形成されているので、ノズル又は吐出孔から噴射されたリンス水は、１枚ごとのウェーハ３の表面に噴射されて確実にリンスを行うことができる。さらに、リンスされたリンス水は、各ウェーハ３の傾斜上部から傾斜下部に沿って流出するので、ウェーハ３の表面のスラリーなどは確実に流し落とされて図示しない排水口より排出される。このようにして１枚ずつのウェーハ３を確実にリンスするとができる。

すなわち、図２に示すように、研磨後のウェーハ３が搬送機構６によってカセット４内の所定の部分に水平な状態で収納され、ウェーハ３の収納後、カセット４のウェーハ収納開口部を前面とし、傾斜手段８によって、その前面を高くして所定の角度（１°〜２０°）カセット台４ａ及びカセット４を傾斜させる。そして、リンス機構９のノズルバー９ａによってウェーハ３をリンスしながら、カセット昇降機構７（図１参照）によって、カセット台４ａ及びカセット４を水槽５内の水５ａの内部に下降させて所定量（例えば、ウェーハ３の１枚分の間隔）だけ浸漬させてウェーハ３の洗浄を行う。

次に、研磨後のウェーハ３をロボット搬送してからウェーハ収納リンス装置の水槽に水
没させるまでの処理の流れを図４のフローチャート及び図５の（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図４は本発明のウェーハ収納リンス装置において、ウェーハのロボット搬送から水没までの処理の流れを示すフローチャート、図５の（ａ）〜（ｄ）は水没の際のウェーハに対する水等の挙動を説明するための図である。

先ず、カセット４が水槽５の上で水平に待機する（ステップＳ１）。次に、リンス機構９の旋回機構９ｂによって、ノズルバー９ａをカセット４の後部へ旋回移動させる（ステップＳ２）。さらに、ロボット（搬送機構６）によって、ウェーハ３をカセット４のスロットに挿入する（ステップＳ３）。そして、カセット４の前部の前面開口部（ウェーハ収納開口部）をやや高くして傾斜させる（ステップＳ４）。

次に、リンス機構９の旋回機構９ｂによって、ノズルバー９ａをカセット４の前部（前面開口部）へ旋回移動させる（ステップＳ５）。そして、ノズルバー９ａによって、ウェーハ３の表面に向けてリンス水を噴射してリンスを行いながら（ステップＳ６）、カセット４内のウェーハ３をゆっくりと水槽５に浸漬させる（ステップＳ７）。このようにして１スロット分ずつカセット４を水槽５内に降下させていく。

すなわち、従来のようにウェーハ３を水平状態で水５ａ中に浸漬させると（図５（ａ））、水の浮力によってウェーハ３が浮き上がり、ウェーハ３の表面がカセット４の周囲に接触してウェーハ３を傷つけるおそれがある。また、水５ａの表面張力によってウェーハ３の外周部で水５ａが盛り上がり、その水５ａがいっきにウェーハ３の表面へランダムな方向から浸入するおそれがある（図５（ｂ））。

そこで、このような不具合を無くすため、ウェーハ３を傾斜させながら水槽５に水没させることにより（図５（ｃ））、水５ａがウェーハ３へ浸入する方向が、カセット４の前面開口部側から後面への一定方向となる。さらに、ウェーハ３の傾斜角度が１°〜２０°と緩やかであるため、水５ａがウェーハ３の表面部分に緩やかに浸入するため、ウェーハ３が浮き上がるおそれはない（図５（ｄ））。また、カセット４の溝に沿って水位が上昇するため、ウェーハ３上へ滑らかに水５ａが上がってくる。これによって、ウェーハ３を傷つけることなく表面をきれいに浸漬・洗浄することができる。

次いで、ウェーハ３を水中に保管している状態から引き上げて該ウェーハ３を取り出す際の処理の流れを図６のフローチャート及び図７の（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。図６は本発明のウェーハ収納リンス装置において、水没状態からウェーハを引き上げて取り出すまでの処理の流れを示すフローチャート、図７の（ａ）〜（ｄ）は水没状態から引き上げる際のウェーハに対する水等の挙動を説明するための図である。

図６のフローチャートにおいて、ウェーハ３は傾斜された状態でリンスされながら、水中に浸漬された状態で存在する（ステップＳ１１）。その状態から、まずノズルバー９ａは旋回して、カセット４の外側に位置するようになる。次に、カセット昇降機構７により、カセット４は傾斜状態を保ったままでゆっくりと上昇する（ステップＳ１２）。すると、ウェーハ３上に堆積した水は、ウェーハ３が上昇する際、ウェーハ３表面から水が緩やかに後退していく（ステップＳ１３）。これにより、ウェーハ３とウェーハ３の間に水が残ることはなく、水切れよくウェーハ３を取り出すことができる。

また、カセット４の上昇時、ウェーハ３が開口部の方へ泳ぎ出し、カセット４からウェーハ３がこぼれ落ちだすこともない。また、たとえウェーハ３表面が撥水性であっても、カセット４を微小に傾斜させたまま持ち上げることで、ウェーハ３上を後退していく水際が緩やかに一団となって後退する。そのため、水滴がウェーハ３表面を滑り落ちて、滑り落ちた部分に対応してストリークラインが形成されるといったことは起こらない。ウェー
ハ３とカセット４との間に存在する水滴も、同様に緩やかな傾斜により、後退する水槽５の水の表面に引きずられて後退する。その結果、ウェーハ３とカセット４との間に過剰な水は残らない。その結果、ウェーハ３とカセット４との間に水が残り、その水の表面張力によって、ウェーハ３がカセット４に密着することはない。言い換えると、水はウェーハ３表面から速く滑り落ちることから、水が滑り落ちた跡（ウォータマーク）は形成されない。

次に、ウェーハ３をカセット４と共に水から引き上げた後は、カセット４は水平な状態に戻される（ステップＳ１４）。このとき、取り出す予定のウェーハ３は水より高い位置になるが、次のウェーハ３は水中に保管されたままとなる。この状態で、カセット４内のウェーハ３は、別のロボット搬送機構６によって、取り出される（ステップＳ１５）。そして、取り出されたウェーハ３はそのまま搬送されて次工程へ移動する（ステップＳ１６）。

このとき、ウェーハ３を水平状態にすることでロボット搬送機構６が取り出しやすくなって、次の工程への搬送も容易になる。また、このとき、カセット４に収められた全てのウェーハ３を水中から引き上げることなく、一枚一枚、上から順番に取り出すウェーハ３だけを水中から持ち上げて、ウェーハ３を取り出してもよい。このようにすることにより、ウェーハ３を毎回水中から引き上げ、再度浸漬するという効率の悪い方法を行うことをしなくてもよいことになる。

また、ここでは、カセット４を昇降させる機構を示したが、カセット４を水面に対して相対的に昇降させればよいため、カセット４をその位置で固定し、水面を昇降させるようにしてもよい。ここでカセット４の昇降は、水面に対する相対的な昇降も意味するため、水を増量、減量することにより、水面を昇降させてもかまわない。

このようにすることで、ウェーハ３の浸漬保管とその後の枚葉工程へのアクセスを非常に容易にすることが可能となり、効率的にウェーハ３を浸漬保管状態から払い出して、順に一枚ずつ精密洗浄することが可能となる。尚、ウェーハ３の収納されたカセット４を水から相対的に持ち上げる方法は、カセット昇降機構ではなく、水をドレインする等の方法でもよい。

前記のように、ウェーハ３を水没状態から引き上げる際は、該ウェーハ３を緩やかな傾斜状態とすることで（図７（ａ））、ウェーハ３表面上の水は、後退する水槽５の水の表面に引きずられるように緩やかに一団となって滑り落ちる（図７（ｂ））。これにより、ウェーハ３表面にウォータマークが形成されない。また、ウェーハ３の引き上げに大きな力が必要とされない。そして、水の上に引き上げ後に、ウェーハ３を水平状態にすることで、ロボット搬送機構６が取り出しやすく次の工程への搬送も容易になる。

これに対し、ウェーハ３を水没状態から引き上げる際に該ウェーハ３を水平状態にすると（図７（ｃ））、ウェーハ３上にのった水の流れ落ちる方向が定まらないため、ウェーハ３表面にウォータマークが様々な状態で形成されるおそれがある。また、ウェーハ３上に水がのるとともに上下のウェーハ３の間に水が溜まるので（図７（ｄ））、ウェーハ３の引き上げに大きな力が必要となる。

また、図７（ｅ）に示すように、ウェーハ３を水没状態から引き上げる際に該ウェーハ３を急傾斜させると、ウェーハ３表面上を水が一団となって後退する力が働きにくくなる。そして、水が流れ落ちたウェーハ３の表面部にストリークラインが形成されるおそれがある。さらに、ウェーハ３の引き上げに非常に長い稼動範囲が必要となることからも、ウェーハ３を一枚一枚引き上げるには、不向きな態様である。

以上述べたように、本発明のウェーハ収納リンス装置は、研磨されて一定間隔で搬送されるウェーハを効率よく収納することができる。また、本発明のウェーハ収納リンス装置は複雑な機構を使用していないので他の搬送機構とアクセスしやすい。さらに、本発明のウェーハ収納リンス装置によれば、ウェーハを収納した後に大きく稼動することなく効率的にウェーハを水没させることができる。このとき、ウェーハの姿勢が安定しているのでウェーハがカセットと擦れるおそれがない。

また、本発明のウェーハ収納リンス装置によれば、省スペースでウェーハを順次ストックすることができ、上部のウェーハが下部のウェーハへ液滴をたらすことがないので、ウェーハの表面にウォータマークが形成されるおそれはない。さらに、ウェーハを効率よく収納して浸漬及び洗浄を行うことができ、その後、順に搬送機構にウェーハを送り出すことができるので、搬送の際にウェーハを水槽から頻繁に出し入れすることがなくなり、安定した状態で浸漬及び洗浄を行うことができる。

また、カセット内に略鉛直にウェーハを格納する際、水切りのときに撥水面である場合に、水が流れ落ちることによって顕著にできるストリークラインやウォータマークをなくすことができる。さらに、カセット内にウェーハを格納するとき、それぞれのウェーハの間隔がばらついたりウェーハ同士が擦れたりすることを防止することができる。また、繰り返しウェーハを水槽から出し入れすることなく、順にウェーハをカセットに格納して水没させることができる。このとき、ウェーハを浸漬する際にウェーハ表面がカセットに当たることなく、静かに浸漬を行うことができる。また、浸漬状態からウェーハを取り出す際に、水がウェーハ表面を緩やかに後退するのでウォータマークが形成されるおそれはない。

また、本発明のウェーハ収納リンス装置によれば、リンス機構を備えているので、ノズルバーから一枚ごとのウェーハ表面に均一にリンス水を噴射して効果的にリンスを行うことができる。しかも、ウェーハをカセットに搬入するときとリンスを行うときにより、ノズルバーを常に最適な位置に移動させることができるので、研磨後のウェーハの収納から洗浄・搬送までの工程を効率的に行うことができる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。

ウェットカセットステーションに構成された本発明の実施例に係るウェーハ収納リンス装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 図１に示すウェーハ収納リンス装置において、研磨後のウェーハをウェーハ収納リンス装置のカセットに収納する状態を示す解説図であり、（ａ）はリンス機構を上部から概念的に見た上面図、（ｂ）はウェーハ収納リンス装置の側面図。 ウェーハが収納されたウェーハ収納リンス装置を傾斜させてリンスしながら水槽内に水没させる状態を示す解説図であり、（ａ）はリンス機構を上部から概念的に見た上面図、（ｂ）はウェーハ収納リンス装置の側面図。 本発明のウェーハ収納リンス装置において、ウェーハのロボット搬送からリンス及び水没までの処理の流れを示すフローチャート。 水没の際のウェーハに対する水等の挙動を説明するための図であり、（ａ）はウェーハを水平状態で水中に浸漬させる態様を示す図、（ｂ）はウェーハを（ａ）の状態で水中に浸漬させたとき水の表面張力によってウェーハの外周部で水が盛り上がる状態を示す図、（ｃ）はウェーハを傾斜させながら水没させる状態を示す図、（ｄ）はウェーハを（ｃ）の状態で水中に浸漬させたとき水がウェーハの表面部分に緩やかに浸入することを示す図。 本発明のウェーハ収納リンス装置において、ウェーハを水中で保管している状態からウェーハを引き上げてウェーハを取り出す際の処理の流れを示すフローチャート。 水没状態から引き上げる際のウェーハに対する水等の挙動を説明するための図であり、（ａ）はウェーハを傾斜状態で引き上げる態様を示す図、（ｂ）はウェーハを（ａ）の状態で引き上げるとき水がウェーハ表面上を緩やかに滑り落ちることを示す図、（ｃ）はウェーハを水平状態で引き上げる態様を示す図、（ｄ）はウェーハを（ｃ）の状態で引き上げたときウェーハ上に水がのるとともに上下のウェーハ間に水が溜まることを示す図、（ｅ）はウェーハを急傾斜状態で引き上げる態様を示す図。

符号の説明

１ ウェットカセットステーション
２ ウェーハ収納リンス装置
３ ウェーハ
４ カセット（収納治具）
４ａ カセット台
５ 水槽
５ａ 水
６ 搬送機構
７ カセット昇降機構（昇降手段）
８ 傾斜手段
９ リンス機構
９ａ ノズルバー
９ｂ 旋回機構

Claims (9)

1. 研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス装置において、
   前記ウェーハを収納するための収納治具と、
   前記ウェーハを一枚ずつ前記収納治具に挿入する搬送機構と、
   前記ウェーハが挿入された前記収納治具を所定の角度だけ傾斜させる傾斜手段と、
   前記収納治具に収納された前記ウェーハを水没させるための水槽と、
   前記傾斜手段によって傾斜された前記収納治具を前記水槽内の水に対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記収納治具の傾斜上部から前記ウェーハの表面に沿ってリンス水を流してリンスを行うリンス機構と
   を備えることを特徴とするウェーハ収納リンス装置。
2. 上記搬送機構が、上記ウェーハを搬送して上記収納治具内の所定部分に水平に収納した後、上記傾斜手段が、上記収納治具の前部のウェーハ収納開口部を高い位置にして該収納治具を所定の角度だけ傾斜させ、上記昇降手段が、上記収納治具を上記水槽内の水に対して相対的に下降させて所定量だけ浸漬させ、且つ、上記リンス機構が上記ウェーハの表面に沿って噴射したリンス水を該収納治具の後部の傾斜下部より排水させることを特徴とする請求項１記載のウェーハ収納リンス装置。
3. 上記所定量は上記ウェーハのほぼ一枚分の間隔であることを特徴とする請求項１又は２記載のウェーハ収納リンス装置。
4. 上記リンス機構は、上記ウェーハと略垂直に設けられたノズルバーと該ノズルバーを旋回させる旋回機構とを有し、該ノズルバーは、該ウェーハの収納時は上記収納治具のウェーハ収納開口部から離れた箇所に位置し、該ウェーハの収納後は上記収納治具のウェーハ収納開口部の前面に移動する機構になっていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のウェーハ収納リンス装置。
5. 上記ノズルバーには複数のノズル又は吐出孔が形成され、該ノズル又は該吐出孔から噴射されたリンス水が上記ウェーハの表面を傾斜上部から傾斜下部に沿って流出することにより、該ウェーハの表面がリンスされることを特徴とする請求項４記載のウェーハ収納リンス装置。
6. 上記傾斜手段が上記収納治具を傾斜させる所定の角度は、１°から２０°の範囲であることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載のウェーハ収納リンス装置。
7. 請求項１，２，３，４，５又は６記載のウェーハ収納リンス装置を備えることを特徴とするウェーハ研磨装置。
8. 研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス方法において、
   搬送機構が、前記ウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入する第１の工程と、
   傾斜手段が、前記ウェーハの収納された前記収納治具を所定の角度だけ傾斜させる第２の工程と、
   昇降手段が、傾斜された前記収納治具を前記水槽内の水に対して相対的に昇降させる第３の工程と、
   前記昇降手段が、前記収納治具に収納された前記ウェーハを前記水槽に水没させる第４の工程と、
   リンス機構が、前記収納治具の傾斜上部から前記ウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してリンスを行う第５の工程と
   を含むことを特徴とするウェーハ収納リンス方法。
9. 研磨後のウェーハを収納してリンスするウェーハ収納リンス工程において、
   搬送機構が、前記ウェーハを一枚ずつ収納治具に挿入する第１の工程と、
   傾斜手段が、前記ウェーハの収納された前記収納治具を所定の角度だけ傾斜させる第２の工程と、
   昇降手段が、傾斜された前記収納治具を前記水槽内の水に対して相対的に昇降させる第３の工程と、
   前記昇降手段が、前記収納治具に収納された前記ウェーハを前記水槽に水没させる第４の工程と、
   リンス機構が、前記収納治具の傾斜上部から前記ウェーハの表面に沿ってリンス水を噴射してリンスを行う第５の工程とを含み、
   収納されたウェーハを取り出すウェーハを取り出し工程において、
   前記昇降手段が、傾斜させたウェーハ収納治具を相対的に緩やかに上昇させる工程と、
   ウェーハを水面から引き上げた後、ウェーハ収納治具を水平にする工程と、
   水平になったウェーハ収納治具から、別の搬送機構によりウェーハを取り出す工程と
   を含むことを特徴とするウェーハ収納リンス方法。
   

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