JP4174915B2

JP4174915B2 - Spin etcher

Info

Publication number: JP4174915B2
Application number: JP17156899A
Authority: JP
Inventors: 薫高井
Original assignee: 有限会社サン・メック
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP2001007075A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスピンエッチャーに係り、特に、多種直径のウェハをエッチングするのに１台で対応できるスピンエッチャーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）のウェハ製造工程において、機械加工に伴う変質層の除去や加工後の洗浄は湿式処理により行われている。一般的には処理液に浸漬するタイプの処置が行われ、引き続き水洗洗浄、回転乾燥が行われる。これに対して均一性や短い処理時間を目的として回転しているウェハに処理液をかけるスピン装置がある。このスピン処理装置（以下、スピンエッチャーという）を用いると、従来の浸漬による湿式処理では得られないようなウェハ全面にわたる均一な処理が可能になることが知られている。また、このスピンエッチャーは、ウェハの表面に形成されたＳｉＯ₂膜等をＨＦ（フッ化水酸）とＨＮＯ₃の混合液等のエッチング液で除去するエッチング工程が行われることも一般的に知られている。以下では、シリコンウェハのエッチング工程を中心としてスピンエッチャーについて説明するが、前記のように機械加工に伴う変質層の除去に用いることができる。
【０００３】
エッチング工程は円盤の上にウェハを載せて回転させるとともに、ウェハにＩＣのウェハ製造工程において、エッチング用のエッチング液をかけて所定のパターンにＳｉＯ₂膜等を除去する。このスピンエッチャーはウェハを載せた円盤に吸引させながら回転し、ウェハの上面側からエッチング液をかけ、このエッチング液を遠心力によりウェハの上面に沿って流し、ウェハの上面に生成されているＳｉＯ₂膜等を除去していた。一方、最近では、ウェハの大直径化（８インチ、１２インチ等）に伴い、８インチあるいは１２インチ等のそれぞれのウェハの直径に適合したスピンエッチャーを用いて、ウェハは支持ピンに載せられて下面側を支持されるとともに、その支持ピンによりウェハの外径部を保持して回転させエッチングを行う支持ピン方式のスピンエッチャーにより行われている。このエッチングは、前記と同様に、ウェハの上面側からエッチング液をかけ、このエッチング液を遠心力によりウェハの上面に沿って流し、ウェハの上面に生成されているＳｉＯ₂膜等を除去している。このとき、スピンエッチャーは、ウェハの上側から外側にかけて逆Ｕ字形状の中蓋を使用して遠心力により飛ばされるエッチング液を受けている。エッチング終了後のウェハ交換時には、中蓋の上方に配設されているスピンチャンバー部を開くとともに、逆Ｕ字形状の中蓋を上方向（図１の従来の二点鎖線に示す）に開き、ウェハを取り外すとともに次にエッチングを行う新しいウェハを装着している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスピンエッチャーは、１インチから６インチまでは、ウェハを円盤の上に載せて回転させる回転円盤方式を用い、また、８インチ、１２インチ等の大直径化のウェハは、それぞれのウェハの８インチあるいは１２インチ等の直径に合わせた専用の支持ピン方式の適合した機種のスピンエッチャーを用いている。このため、ウェハの直径に合わせた各直径のスピンエッチャーが必要になり複数台のスピンエッチャーが必要になり、設備費用が増大する。また、特に大直径化に伴い、大型の専用の複数台のスピンエッチャーが必要となり、その設備を設置する広大なスペースが必要になり、益々費用が増大するという問題がある。エッチング終了後のウェハ交換時には、中蓋を水平より上方向に開いてウェハを取り替えるために、ウェハの大型化に伴いスピンエッチャーの上方部が高くなり装置が大型になるとともに、上方に大きな空間が必要となっている。また、中蓋は上方に大きく開くために作業者に苦渋作業を行わせていた。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、スピンエッチャーに係り、特に、多種直径のウェハをエッチングするのに１台のスピンエッチャーで対応できるようにし、スピンエッチャーの台数を減ずるとともに、狭い設置場所で安価な設備費で対応でき、ウェハの交換作業が容易なスピンエッチャーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るスピンエッチャーは、ウェハを回転させながら、ウェハの上側からエッチング液を流してウェハの上面をエッチングするスピンエッチャーであって、ウェハ搭載部にてウェハの外周縁部に複数配置され、ウェハ外周端面に当接して押え込みをなす保持部材を有し、この保持部材は段付き円筒部材の偏芯位置にてウェハの外周を保持する把持部材を備え、前記円筒部材を回転させることによりウェハ直径に合わせて前記把持部材による押さえつけ位置を可変とすることにより、１台のスピンエッチャーで多種直径のウェハに対応可能としたものである。
【０００７】
また、本発明に係るスピンエッチャーは、上記構成において、前記ウェハの外周を把持する前記保持部材の内側に小直径ウェハ用の吸引吸着する円盤と噴出ノズル付きの洗浄用円盤とを回転機構部に着脱交換可能としている。
【０００８】
さらには、上記構成において、ウェハ搭載部の周囲を囲繞しスピンエッチングにより周縁に飛ばされた液を受ける中蓋をケーシング部にヒンジ結合し、当該中蓋を水平より下方に押し下げ可能として搭載ウェハを中蓋より突出させウェハを交換できるようにすることもできる。
【０００９】
【作用】
上記構成によれば、８インチおよび１２インチ等の大直径のウェハをエッチングするときには、ウェハ搭載部の周囲に、ウェハ外縁部に当接する保持部材を複数設け、これをウェハ平面に沿って移動可能としている。これはウェハ搭載部の周囲に設けた支持ピンを有する保持部材を軸心周りに回転できるようにした支持ピン移動方式により構成することができる。したがって、保持部材は回動することにより保持位置を直径方向に可変にしてウェハの外縁部を押え込み保持することができる。ウェハの直径に応じて保持部材による押え込み位置を可変としているので、複数種のウェハを1台のスピンエッチャーで対応することができ、数種のウェハに対するスピンエッチング処理が1台で処理できる。
【００１０】
また、大直径ウェハを搭載するとともにその外縁の複数箇所を把持してウェハ保持をなすウェハ外縁保持手段と、小直径ウェハ用の吸引吸着手段とを回転機構部に着脱交換可能とすることにより、大直径のウェハをエッチングするときにはウェハ外縁保持手段を用い、一方、１インチから６インチの小直径ウェハをエッチングするときには、大直径のウェハをエッチングするときにウェハの下面を洗浄する清浄水をかける清浄水供給路を吸気源に接続するとともに、ウェハ搭載部を吸引吸着手段に着脱交換する。吸引吸着手段は、例えば、回転円盤で構成し、これに載せられたウェハは前記清浄水供給路を利用して真空引きすることにより吸引し保持して回転させつつエッチング処理できる。小直径ウェハは大直径と同様に、ウェハの上面方向からエッチングするエッチング液が流下されるとともに、ウェハの下面は回転円盤に吸引されて回転させる。これにより、エッチングは、８インチおよび１２インチ等の大直径のウェハでは、回動可能な支持ピン方式等のウェハ外縁保持手段で行い、１インチから６インチの小直径のウェハでは、ウェハを吸引する吸引吸着手段に交換して、１台のスピンエッチャーで対応することができる。
【００１１】
径方向に移動可能としている保持部材は、回転機構部に設けた操作部を操作して行なわせるようにすればよい。これは把持調整用シリンダを作動させることにより、メカニカルチャック駆動部のスリーブを昇降させ、スリーブに付設されているガイドローラピンを昇降させる。ガイドローラピンは、円盤に接続される円盤用駆動パイプと、把持部材にリンクを介して接続されるメカ用パイプとに設けられたそれぞれの溝に挿入され、円盤用駆動パイプの溝に沿って軸方向に昇降するとともに、メカ用パイプに設けられた屈折した溝に沿って移動し、円盤用駆動パイプに対してメカ用パイプを回動させながら昇降する。このメカ用パイプの回動は、連結用フランジ部、リンク等を介して円盤に対して把持部材を回動させ、把持部材をエッチングするウェハの直径に合わせて所定の位置で停止させる。
【００１２】
ウェハ搭載部の周囲にスピンエッチング作業により周囲に飛散する液を受け止めるように中蓋を設けているが、この中蓋を上方への開放方式ではなく、下方への押し下げ方式でウェハ搭載部を露出するように構成している。すなわちエッチング終了後のウェハ交換時は、中蓋を水平位置より押し下げることにより、中蓋の底部の空間からウェハを上部に突き出させて、エッチングを終了したウェハの取り出しと、次にエッチングを行うウェハへの交換作用を容易にしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るスピンエッチャーの好ましい実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態にスピンエッチャーの側面断面図、図２は平面図、図３は正面図、図４は多種直径ウェハ対応スピンエッチャーの一部側面拡大概念図である。
【００１４】
図１から図４において、スピンエッチャー１には、下部に排気および排水を収容するとともに、上部にシリコン等のウェハ２をエッチングするウェハエッチング部３が筐体５に配設されている。筐体５には、筐体５を覆うスピンチャンバー部７が開閉自在に取着されている。このスピンチャンバー部７と筐体５との間には、スピンチャンバー部７の開閉力を軽減する開閉シリンダ７ａが付設されており開閉を容易にしている。平面視で、筐体５の左右側方（図２の上下に示す）にはウェハエッチング部３に載せられたウェハ２の上面にエッチングのエッチング液を供給するノズル９がアーム１１および中空回動軸１３を介してスイングアーム駆動部１５に揺動自在（支点Ｐａ）および昇降自在に接続されている。ノズル９にはエッチングのエッチング液を供給する可撓管１７がアーム１１に付設されて接続されている。筐体５の前方には、筐体５に取着されたウェハエッチング部３およびスイングアーム駆動部１５を操作する操作パネル部２１と、操作パネル部２１からの指令を受けてウェハエッチング部３およびスイングアーム駆動部１５等を制御する指令を出力する制御盤２３が取着されている。また、筐体５の下部には、排気および排水を排出する排気・排水チャンバー２５が付設されている。
【００１５】
筐体５は、下部筐体３１と上部筐体とにより構成されている。下部筐体３１は軸受箱形状に構成され、その上面には四角形状の所定厚さの上面板３１ａが付設されている。上部筐体３３は、中空円筒管３３ａと、中空円筒管３３ａの底部に固着され、外方に溝３５ａが設けられた段付き中空凸部材３５と、中空凸部材３５に挿入され逆Ｕ字形状で落下するエッチングおよび清浄水を下方の溝３５ａに導く逆Ｕ字形ガイド部材３７と、および、中空円筒管３３ａの外方に固設される軸受箱部材３９とにより構成されている。
【００１６】
中空凸部材３５には、中央部の円筒孔３５ｂが形成され、後述する回転機構部４１が挿入されている。また、外方の溝３５ａには、エッチング液用配管４３が配設され下部筐体３１を経て外部に導かれている。また、中空凸部材３５の溝３５ａと中央部の円筒孔３５ｂとの間には、エッチングおよび清浄水を下方の下部筐体３１に導くドレン用パイプ４５が固設されている。
【００１７】
軸受箱部材３９には、前記のスピンチャンバー部７が開閉力を軽減する開閉シリンダ７ａ（図３に示す）を介して開閉自在に取着されている。上部筐体３３の中空円筒管３３ａの外側には中蓋用ブラケット４７が固設され、この中蓋用ブラケット４７にはウェハエッチング部３を覆う中蓋４９が水平位置より下方に上下動自在にヒンジ結合により取着されている。中蓋４９は、逆Ｕ字形状で、その底部には空間部Ｑａが設けられており、ウェハ２のエッチング時には、ほぼ水平状態に維持され、エッチングのエッチング液が遠心力により外方に飛ばされるのを受けて下方に落下させている。また、中蓋４９は、エッチングが終了し、ウェハ２の交換時には、中蓋用ブラケット４７を支点として、図１の鎖線で示すごとく、下方に押し下げてウェハ２を逆Ｕ字形状の空間部Ｑａより上方に突出させ、ウェハ２の交換を容易にしている。中蓋用ブラケット４７は中蓋４９を支持するとともに、エッチング時の水平位置に揺動を係止するノッチとバネにより構成される係止装置５１が設けられている。ウェハ２の交換時の位置では、中蓋４９は、図１の二点鎖線で示すごとく、逆Ｕ字形ガイド部材３７に当接して停止しても良く、また、エッチング時の水平位置と同様に、当接せずに途中で停止するような位置を係止装置５１に設けても良い。また、係止装置５１は、図示しないがバネとクラッチ板とからなるクラッチ機構、あるいは、カム機構等にしても良い。
【００１８】
図１および図４において、上面板３１ａには、上面板３１ａを貫通して配設されるウェハエッチング部３とスイングアーム駆動部１５が取着されている。ウェハエッチング部３の上方側には、ウェハ搭載部５５が配設され、ウェハ搭載部５５は、８インチおよび１２インチ等の大直径ウェハ２Ａをエッチングするときには大直径ウェハ２Ａの下面を支持するとともに外径部を保持するウェハ外縁保持部５７が配設されている。ウェハ外縁保持部５７は、詳細を後述するごとく、大直径ウェハ２Ａの外周縁部に複数配置され、ウェハ外周端面に当接して押え込みをなす保持部材６５をウェハ搭載部５５の外縁部でウェハ平面に沿って移動可能に取り付けられ、ウェハ直径に合わせて保持部材６５による押さえつけ位置を可変としている。また、ウェハエッチング部３の下方側には、大直径ウェハ２Ａをエッチングするときには清浄水を噴出する洗浄用円盤５９Ａから、図５に示すように小直径ウェハ２Ｂをエッチングするときには真空用円盤５９Ｂに組み換えられる吸引吸着部６１が配設されている。吸引吸着部６１は、詳細を後述するごとく、大直径ウェハ２Ａをエッチングするときに用いる清浄水供給路に吸気源を接続し、小直径ウェハ２Ｂを真空用円盤５９Ｂに真空引きすることにより吸引する。
【００１９】
図４から図８において、ウェハ外縁保持部５７は、大直径ウェハ２Ａよりも大径の円盤６３と、その円盤６３上の外周部近傍において、同一半径Ｒｃを有する円周上の均等位置に立設して配置され、回動自在に円盤６３に取着された所定高さを有する保持部材６５と、保持部材６５の軸に挿入取着され、円盤６３に対して保持部材６５を回動するリンク６７、６９と、両リンク６７、６９とを連結する連結ボルト７１とから構成されている。
【００２０】
保持部材６５は、所定高さの段付き円筒部材６５ａと、円筒部材６５ａの軸芯近傍で、円筒部材６５ａの上部に挿入取着されて大直径ウェハ２Ａを水平に支持する支持ピン７３と、円筒部材６５ａの外周近傍で、円筒部材６５ａの上部に円筒形状に設けられて大直径ウェハ２Ａの外周を保持する把持部材７５とから構成されている。保持部材６５は、円盤６３の孔６３ａに回動自在に枢密に挿入されるとともに、リンク６７の孔６７ａに係止されて挿入されており、円盤６３およびリンク６７を挟んでナット７７により円盤６３に取着されている。保持部材６５は、図８に示すごとく、エッチングする大直径ウェハ２Ａを、例えば、一点鎖線の８インチから二点鎖線の１２インチに換えるとき、リンク６７、６９の揺動を受けて円盤６３に対して回動するが、支持ピン７３が円筒部材６５ａの軸芯近傍に配置されているため、円筒部材６５ａが回動しても支持ピン７３の位置は殆ど変化しないために１２インチの大直径ウェハ２Ａを支持する。
【００２１】
把持部材７５は、円筒部材６５ａの軸芯に対して偏芯して外周近傍に配置されているため、リンク６７、６９の揺動を受けて円盤６３に対して内方あるいは外方に回動し、１２インチの大直径ウェハ２Ａの外周を保持する。このとき、把持部材７５は、円筒形状に設けられているため、保持部材６５が回動しても、把持部材７５と大直径ウェハ２Ａの外周との点接触は変わることがなく大直径ウェハ２Ａを傷つけることなく保持できる。
【００２２】
図４、図７、および図８おいて、ウェハ搭載部５５の下方には、大直径ウェハ２Ａをエッチングするときに用いる洗浄用円盤５９Ａが配設されている。洗浄用円盤５９Ａは、ウェハエッチング部３の中央部上で、ウェハ外縁保持部５７の円盤６３から離間して配設されるとともに、所定高さの段付き円筒部材６５ａより低い位置に配設されている。洗浄用円盤５９Ａは、大直径ウェハ２Ａをエッチングするときに清浄水を噴出する噴出ノズル口７９を有している。洗浄用円盤５９Ａは清浄水を供給する固定パイプ８１に挿入されている。噴出ノズル口７９は互いに内側（回転中心側）を向くとともに、洗浄用円盤５９Ａの中心位置より互いに異なる方向に所定距離離間した位置に、所定の傾斜角度を有して配設されており、上方に置かれた大直径ウェハ２Ａの裏面に向けて清浄水を噴出している。これにより、大直径ウェハ２Ａの裏面は噴出ノズル口７９から噴出した清浄水により洗浄され、大直径ウェハ２Ａの裏面がエッチングされることがなくなる。
【００２３】
吸引吸着部６１は、図５に示すごとく、１インチから６インチ等の小直径ウェハ２Ｂをエッチングするときには、洗浄用円盤５９Ａから付け替えられる真空用円盤５９Ｂからなる。真空用円盤５９Ｂは、後述する固定パイプ８１に回転自在に挿入されるとともに、円盤６３の所定位置の孔６３ｂに挿入されており、円盤６３より回転力を受けて円盤６３と共に回転している。真空用円盤５９Ｂは、配管８３との間にＯリング８５が配設され、真空用円盤５９Ｂの上に載せられた小直径ウェハ２Ｂを吸引して接触させて共に回転している。これにより、一台のスピンエッチャー１は、１インチから６インチ等の小直径ウェハ２Ｂは真空用円盤５９Ｂに吸引された回転円盤方式を用いており、また、８インチ、１２インチ等の大直径化のウェハ２は、支持ピン７３と回動する把持部材７５とからなる支持ピン移動方式を用いており、一台のスピンエッチャー１により小直径ウェハ２Ｂから大直径ウェハ２Ａまでエッチングを行うことができる。
【００２４】
図６には吸引吸着部６１の他の実施形態である第１真空用円盤５９Ｄを示す。第１真空用円盤５９Ｄは、図４および図７に示す、大直径ウェハ２Ａをエッチングするときに用いるウェハ外縁保持部５７（円盤６３、保持部材６５、リンク６７、６９および連結ボルト７１）、洗浄用円盤５９Ａ、メカ用連結ボルト１１１、および、取着ボルト１１３が取り外された所の回転機構部４１に装着されている。第１真空用円盤５９Ｄは、小直径ウェハ２Ｂを吸着する真空用円筒盤６０と、真空用円筒盤６０を取着する取着ピン６２と、および、真空を維持する複数のＯリング６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄとからなっている。真空用円筒盤６０は、シリンダ部材６０ａとブロック部材６０ｂとにより一体に溶接され、その内部には真空室Ｃａが設けられている。真空室Ｃａはブロック部材６０ｂおよび配管８３を経て図示しない真空ポンプに接続されている。シリンダ部材６０ａには、吸着用孔６０ｃがあけられ小直径ウェハ２Ｂを吸着している。シリンダ部材６０ａの上面Ｅａは大直径ウェハ２Ａを支持する支持ピン７３の高さと同じ位置に形成されている。これにより、小直径ウェハ２Ｂのエッチング時にも、大直径ウェハ２Ａのエッチング時とほぼ水平状態の位置で、エッチングのエッチング液が遠心力により外方に飛ばされるのを受けて下方に落下させている。ブロック部材６０ｂには取着用穴６０ｄがあけられており、取着ピン６２が挿入される。ブロック部材６０ｂは、円盤用駆動パイプ１０７の上側端面に当接する位置まで回転機構部４１に挿入されている。
【００２５】
取着ピン６２は、一端部６２ａが後述するメカチャック用駆動パイプ９７（以下、メカ用パイプ９７という）のねじ孔にねじ込まれるとともに、他端部６２ｂはブロック部材６０ｂの取着用穴６０ｄに挿入されている。取着ピン６２は、メカ用パイプ９７の回転トルクを受け、真空用円筒盤６０を回転している。複数のＯリング６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄのそれぞれは、円盤用駆動パイプ１０７とブロック部材６０ｂ、固定パイプ８１と円盤用駆動パイプ１０７、固定パイプ８１とブロック部材６０ｂ、および、配管８３とブロック部材６０ｂとの間に配設され、真空室Ｃａの真空を維持している。これにより、真空室Ｃａの真空は、シリンダ部材６０ａの吸着用孔６０ｃ上に載置された小直径ウェハ２Ｂを吸着している。小直径ウェハ２Ｂはシリンダ部材６０ａに吸着されるとともに、回転されエッチング液を受けてエッチングされる。
【００２６】
図７において、ウェハエッチング部３の中央部は上面板３１ａに取着され、上面板３１ａの下方に配置されたメカニカルチャック駆動部８７の作動を上面板３１ａの上方に配置されたウェハ搭載部５５に伝達する回転機構部４１が配設されている。上面板３１ａには、ウェハエッチング部３の回転機構部４１が取着されている。回転機構部４１は、下側の一端側に設けられたフランジ付き中空円筒形状よりなる固定用パイプ９１が上面板３１ａに設けられた孔３１ｂに枢密に挿入され、スピンドル用ボルト９３で固定されている。固定用パイプ９１の両端部の内径には、第１軸受９５、９５が嵌入取着され、ウェハ外縁保持部５７に連結されているメカ用パイプ９７を回動自在に支持している。
【００２７】
メカ用パイプ９７は、一端部上側にウェハ外縁保持部５７に連結するメカ用フランジ部９７ａが形成され第１軸受９５により支持されている。他端下側の第１軸受９５には、メカ用パイプ９７の外径に形成されたねじ９７ａと螺合する係止部材９９が取着され、メカ用パイプ９７は軸方向に締め付けられ固定されている。また、メカ用パイプ９７の外径には、詳細は後述するメカニカルチャック駆動部８７のスリーブ１０１が挿入されている。メカ用パイプ９７の両端部の内径には第２軸受１０３と一対の第３軸受１０５とが嵌入取着され、ウェハ外縁保持部５７の大径の円盤６３に連結されて円盤６３を回転駆動する円盤用駆動パイプ１０７を回動自在に支持している。メカ用パイプ９７のメカ用フランジ部９７ａの上面は、ウェハ外縁保持部５７の保持部材６５に連結する連結用フランジ部１０９がメカ用連結ボルト１１１により固着されている。
【００２８】
連結用フランジ部１０９は、中空円筒の一端側に一部の底１０９ａを有するとともに、同じ一端側の外方に連結用円盤１０９ｂを有して構成されている。連結用フランジ部１０９の底１０９ａは、前記のメカ用フランジ部９７ａにメカ用連結ボルト１１１で固着されている。連結用フランジ部１０９の連結用円盤１０９ｂは、ウェハ外縁保持部５７のリンク６９に連結ボルト７１で揺動自在に取着されている。また、メカ用パイプ９７の下側で、メカ用パイプ９７を支持する第１軸受９５と、円盤用駆動パイプ１０７を支持する一対の第３軸受１０５との間の外径部には、詳細は後述するメカニカルチャック駆動部８７のスリーブ１０１が挿入されている。
【００２９】
図４および図７において、円盤用駆動パイプ１０７は、一端の上側がウェハ外縁保持部５７の大径の円盤６３に当接するとともに、取着ボルト１１３により円盤６３に固着されている。円盤用駆動パイプ１０７の他端側には、ベルト用カップリング１１５がキー１１７を介して挿入され、ベルト１１９の回転駆動力を受けて円盤用駆動パイプ１０７を回転させている。また、ベルト用カップリング１１５の下側には、円盤用駆動パイプ１０７の回転位置および回転速度を検出する回転センサー１２１が付設され、締付ナット１２３により軸方向に締め付けられ固定されている。
【００３０】
円盤用駆動パイプ１０７の上端部近傍および下端部の内径には、固定パイプ８１を保持する一対の第４軸受１２５と、第５軸受１２７とが嵌入取着されている。固定パイプ８１は、段付き中空パイプにより構成され、上側の段付き部は第４軸受１２５に当接して位置決めされるとともに、下側の第５軸受１２７は固定パイプ用締付ナット１２９により軸方向の締め付けられ固定されている。また、固定パイプ８１の下側端部は、上面板３１ａに取着された固定用ブラケット１３１に保持されている。
【００３１】
固定パイプ８１の上側端部の孔８１ａには、前述の大直径ウェハ２Ａをエッチングするときには大直径ウェハ２Ａをエッチングするときには清浄水を噴出する洗浄用円盤５９Ａが挿入され、また、小直径ウェハ２Ｂをエッチングするときには、小直径ウェハ２Ｂを吸着する真空用円盤５９Ｂが挿入される。
【００３２】
固定パイプ８１の内側には、配管８３が貫通挿入されており、配管８３は前述の大直径ウェハ２Ａをエッチングするときには洗浄用円盤５９Ａに清浄水を流し、また、小直径ウェハ２Ｂをエッチングするときには、図示しない真空ポンプに接続され真空用円盤５９Ｂと小直径ウェハ２Ｂとの間の空気を吸引する通路となり、真空用円盤５９Ｂに載せられた小直径ウェハ２Ｂを吸着する。このため、配管８３は図示しない電磁切換弁に接続され制御盤２３からの指令により切り替わり、大直径ウェハ２Ａをエッチングするときには図示しない清浄水を供給する給水源に接続し、小直径ウェハ２Ｂをエッチングするときには、図示しない真空ポンプ等の吸気源に接続される。
【００３３】
ウェハチャック回転駆動部１３５は、図１、図４、図９および図１０に示すように、ウェハエッチング部３の下方に配置されるとともに、上面板３１ａの下方に取着され、回転機構部４１を介してウェハ外縁保持部５７の円盤６３を回転する。
【００３４】
ウェハチャック回転駆動部１３５のウェハチャック用ブラケット部１３７は、モータ用ブラケット１３９が門形形状に構成され、上面板３１ａの下方に取着されている。モータ用ブラケット１３９には、ＡＣサーボモータ１４１が取着されるとともに、長孔１４３を有しているモータ用プレート１４５が一方向に調整可能に取着されている。モータ用プレート１４５とモータ用ブラケット１３９との間には、ベルト１１９の張りを調整する調整ボルト装置１４７が付設され、調整ボルト１４７ａの長さを調整することにより、モータ用プレート１４５をモータ用ブラケット１３９に対して一方向に移動し、ベルト１１９の張りを調整している。
【００３５】
ウェハチャック回転駆動部１３５のＡＣサーボモータ１４１は、モータ用プレート１４５の孔に挿入されて取着されるとともに、ＡＣサーボモータ１４１のサーボモータ用出力軸１４１ａにはベルト駆動用カップリング１４９が貫装されている。ベルト１１９は、ＡＣサーボモータ１４１に貫装されたベルト駆動用カップリング１４９と、円盤用駆動パイプ１０７にキー１１７を介して付設されたベルト用カップリング１１５との間に掛けられており、ＡＣサーボモータ１４１の回転は円盤用駆動パイプ１０７を介してウェハ外縁保持部５７の円盤６３および回転センサー１２１に伝えている。
【００３６】
メカチャック駆動部１５１は、図４、図９、図１０、図１１、および図１２に示すように、ウェハエッチング部３の下方に配置されるとともに、上面板３１ａの下方にモータ用ブラケット１３９と並列して取着され、回転機構部４１を介してウェハ外縁保持部５７の保持部材６５は回動され、保持部材６５の把持部材７５をウェハ２の直径方向に可動可能にしている。
【００３７】
メカチャック駆動部１５１のメカチャック用ブラケット部１５３は、コ字形状とその一端側（モータ用ブラケット１３９側）の側面に固設された三角形状のメカチャック用ブラケット１５３ａと、コ字形状の先端部近傍位置に挿入された二股リンク用ピン１５３ｂと、三角形状の位置に挿入されたシリンダ用ピン１５３ｃとにより構成されている。
【００３８】
シリンダ用ピン１５３ｃには、把持調整用エアシリンダ１５５が揺動自在に取着されている。二股リンク用ピン１５３ｂには、側面視でＬ字形形状に、かつ、平面視でＬ字形形状の一端側が平板に、他端側が二股フォークに形成された二股フォークリンク１５７が揺動自在に取着されている。二股フォークリンク１５７の一端側の平板は、把持調整用エアシリンダ１５５のロッドにロッドピン１５５ａにより揺動自在に連結されている。他端側の二股フォークリンク１５７には一対の回転自在のローラピン１５９がローラ用ナット１６１により取着されている。
【００３９】
ローラピン１５９は、図７に示すように、メカ用パイプ９７を支持する第１軸受９５と、円盤用駆動パイプ１０７を支持する一対の第３軸受１０５との間の外径部に挿入され上下動自在であるメカニカルチャック駆動部８７のスリーブ１０１の溝１０１ａに枢密に挿入されている。スリーブ１０１には、円周上の均等位置に複数個の穴１０１ｂが形成され、その中にばね１６３が挿入されている。ばね１６３は、スリーブ１０１と、メカ用パイプ９７に係止された係止部材９９との間に挿入され、スリーブ１０１を下方に押圧している。
【００４０】
図１１および図１２において、スリーブ１０１には、水平方向で対向する位置にスリット溝１０１ｃが形成され、そのスリット溝１０１ｃにガイドプレート１６５が挿入されるとともに、ガイドプレート１６５には回転自在のガイドローラピン１６７がガイドローラ用ナット１６９により取着されている。
【００４１】
ガイドローラピン１６７は、回転自在のローラピンがメカ用パイプ９７に設けられたメカ用ガイド溝９７ｂと、円盤用駆動パイプ１０７に設けられた円盤駆動用ガイド溝１０７ａとの両方の溝に枢密に挿入されている。メカ用ガイド溝９７ｂは、図１２の一点鎖線で示すように、く字形状に屈折してメカ用パイプ９７に設けられて、また、円盤駆動用ガイド溝１０７ａは、円盤用駆動パイプ１０７の軸芯に沿って点線で示すように直線形状に設けられている。
【００４２】
ガイドローラピン１６７が把持調整用エアシリンダ１５５およびばね１６３の力により押し下げられると、ガイドローラピン１６７は円盤駆動用ガイド溝１０７ａの直線形状に沿って下方向に移動するとともに、く字形状に屈折したメカ用ガイド溝９７ｂを矢印方向Ｎａに沿って回転させながら下方向に移動する。これに伴い、ガイドローラピン１６７は、円盤用駆動パイプ１０７に対してメカ用パイプ９７をメカ用ガイド溝９７ｂの屈折した量に応じて矢印方向Ｎａに回動させる。メカ用パイプ９７は、回動に伴って、連結用フランジ部１０９、リンク６７、６９を介して円盤６３に対して保持部材６５を回動する。保持部材６５はエッチングするウェハ２の直径に合わせて把持し、所定の位置で停止する。把持調整用エアシリンダ１５５がガイドローラピン１６７を押しあげると保持部材６５は、ウェハ２の直径の把持を解除する。
【００４３】
スイングアーム駆動部１５は、図２に示すように、アーム１１および中空回動軸１３を揺動自在（支点Ｐａ）および昇降自在に駆動して、ウェハエッチング部３に載せられたウェハ２の上面にエッチングのエッチング液を供給している。
【００４４】
図１３から図１５において、スイングアーム駆動部１５のアーム用ブラケット部１７１は、八角形状の中空平板１７３と四角形状の軸受箱１７５との間を丸棒１７７で連結した枠組形状により構成されるとともに、軸受箱１７５の一方側側面部にはアーム１１を揺動する電動モータ１８１を取着するモータ用プレート１７５ａが固設されている。アーム用ブラケット部１７１は上面板３１ａの下方に取着されている。また、軸受箱１７５の他方側側面部にはアーム昇降用エアシリンダ１７９が取着されている。電動モータ１８１は、前記のように、モータ用プレート１７５ａに取着されるとともに、電動モータ１８１の電動モータ用出力軸１８１ａには駆動ギヤ１８２が付設されている。
【００４５】
中空四角形状の軸受箱１７５の上下方向の両端部には、第７軸受１８３が嵌入取着され、中空形状の被駆動ギヤ１８５を回転自在に支持している。被駆動ギヤ１８５は、一端側の上側に駆動ギヤ１８２と噛み合う歯車が削成されるとともに、中空の内方に中間カップリング１８７が挿入され、固定ボルト１８８により、被駆動ギヤ１８５と一体化されている。中間カップリング１８７は、その内方に孔用インボリュートスプライン１８７ａが削成されている。上記において、被駆動ギヤ１８５と中間カップリング１８７とは、一体で形成してその内方に孔用インボリュートスプライン１８７ａを設けても良い。
【００４６】
中空回動軸１３の下端部には上側係止用中空回動軸１８９が挿入されボルト１８９ａにより締め付けられて一体化されている。この上側係止用中空回動軸１８９の上下方向の中間部には、軸用インボリュートスプライン１８９ｂが削成されている。この上側係止用中空回動軸１８９は、中間カップリング１８７に挿入されており、上側係止用中空回動軸１８９の軸用インボリュートスプライン１８９ｂが中間カップリング１８７の孔用インボリュートスプライン１８７ａに係合している。これにより、電動モータ１８１の回転は、駆動ギヤ１８２、被駆動ギヤ１８５、中間カップリング１８７、上側係止用中空回動軸１８９、および、中空回動軸１３を介してアーム１１を揺動する。被駆動ギヤ１８５の下側には、ノズル９が付設されているアーム１１の回動位置を検出する回動位置用センサー２００が付設されている。中空回動軸１３および係止用中空回動軸１８９の内側には可撓管１７が配設されておりエッチング液をノズル９からウェハ２に流下している。
【００４７】
中空回動軸１３は、被駆動ギヤ１８５の上側で、アーム昇降用エアシリンダ１７９のアーム用ロッド１７９ａに取着された連結アーム１９１により連結されている。連結アーム１９１には、第８軸受１９３が挿入取着され、中空回動軸１３を回動自在に支持している。連結アーム１９１は、中空回動軸１３との連結部の上側で上側係止用中空回動軸１８９に微小なスキマを有して配設されており、アーム昇降用エアシリンダ１７９の伸長に伴い中空回動軸１３に当接して上昇させている。また、連結アーム１９１は、中空回動軸１３との連結部の下側では下側係止ナット１９５に微小なスキマを有して配設されており、アーム昇降用エアシリンダ１７９の縮小に伴い中空回動軸１３に当接して下降させている。下側係止ナット１９５は上側係止用中空回動軸１８９にボルトにより締め付けられて一体化されている。すなわち、連結アーム１９１は、連結アーム１９１に挿入されている第８軸受１９３が上側では上側係止用中空回動軸１８９に、下側では下側係止ナット１９５に対して微小なスキマを有して挟まれている。また、連結アーム１９１に挿入されている第８軸受１９３は、上側係止用中空回動軸１８９を回動自在に支持している。
【００４８】
このとき、昇降用エアシリンダ１７９が昇降すると、上側係止用中空回動軸１８９の軸用インボリュートスプライン１８９ｂと、中間カップリング１８７の孔用インボリュートスプライン１８７ａとが軸方向にスライドして、中空回動軸１３および上側係止用中空回動軸１８９とが昇降する。また、電動モータ１８１の回転力は、駆動ギヤ駆動ギヤ１８２から被駆動ギヤ１８５、および、上側係止用中空回動軸１８９の軸用インボリュートスプライン１８９ｂが中間カップリング１８７の孔用インボリュートスプライン１８７ａとを介して上側係止用中空回動軸１８９および中空回動軸１３を回動する。中空回動軸１３の回動は、ノズル９が付設されているアーム１１を揺動する。これにより、従来では、昇降用エアシリンダ１７９が昇降すると、上側係止用中空回動軸１８９および中空回動軸１３の昇降に伴い電動モータ１８１も昇降していたのが、本案では上側係止用中空回動軸１８９および中空回動軸１３のみが昇降するため、電動モータ１８１の重量を保持する必要がなくなり昇降用エアシリンダ１７９を小型にできる。また、昇降用エアシリンダ１７９が小型化されるため、供給する空気量を少なくできるとともに、供給量を同じにすると、アーム１１の昇降を速くすることができる。
【００４９】
図２において、操作パネル部２１は、エッチングするウェハ２の直径８インチ、あるいは１２インチのいずれかを選択し、把持調整用エアシリンダ１５５に伸縮を指令するする直径用選択スイッチ２０１と、小直径ウェハ２Ｂあるいは大直径ウェハ２Ａのいずれかを選択し、図示しない電磁切換弁に切換指令を出力する直径用切換スイッチ２０３と、ウェハチャック回転駆動部１３５のＡＣサーボモータ１４１の回転速度を選択する回転速度設定スイッチ２０５と、スイングアーム駆動部１５の電動モータ１８１に回動を指令するスイングアーム回動用スイッチ２０７と、スイングアーム駆動部１５のアーム昇降用エアシリンダ１７９に伸縮を指令するアーム昇降用スイッチ２０９、および、エッチング用のエッチング液を噴出と流量を指令を出力するエッチング液用スイッチ２１１等が付設されている。
【００５０】
制御盤２３は、操作パネル部２１からの指令を受けて、把持調整用エアシリンダ１５５、図示しない電磁切換弁、ＡＣサーボモータ１４１、電動モータ１８１、あるいは、アーム昇降用エアシリンダ１７９等に作動指令を出力している。
【００５１】
上記のごとく構成したスピンエッチャーの実施の形態の作用は、次の通りである。
先ず、エッチングされるウェハ２が大直径ウェハ２Ａである場合について説明する。図７に示すごとく、ウェハ搭載部５５の吸引吸着部６１は、清浄水を噴出する噴出ノズル口７９を有する洗浄用円盤５９Ａが固定パイプ８１の孔８１ａに挿入され固定されている。次に、直径用選択スイッチ２０１により、大直径ウェハ２Ａが直径８インチあるいは１２インチのいずれかであるかを選択し、把持調整用エアシリンダ１５５に伸縮を指令する。図１１および図１２に示すように、メカニカルチャック駆動部８７の把持調整用エアシリンダ１５５は選択された大直径ウェハ２Ａに合わせて伸縮し、二股フォークリンク１５７を介して、スリーブ１０１を昇降させ、スリーブ１０１に付設されているガイドローラピン１６７を昇降させる。ガイドローラピン１６７の昇降の作動は、円盤用駆動パイプ１０７に対してメカ用パイプ９７をメカ用ガイド溝９７ｂの屈折した量に応じて回動させる。回動に伴って、連結用フランジ部１０９、リンク６７、６９を介して円盤６３に対して保持部材６５を回動する。保持部材６５はエッチングするウェハ２の直径８インチあるいは１２インチのいずれかであるかに合わせて所定の位置で停止させる。
【００５２】
次に、中蓋４９は、中蓋用ブラケット４７を支点として水平より下方に押し下げてウェハ２を載置する保持部材６５を中蓋４９の逆Ｕ字形状の空間部Ｑａより上方に突出させる。作業者は選択されたウェハ２を保持部材６５に載置して、ウェハ２の下面を支持ピン７３により支持するとともに、ウェハ２の外径を把持部材７５により保持した後、中蓋４９を、押し上げ水平位置に戻す。次には、スイングアーム回動用スイッチ２０７およびアーム昇降用スイッチ２０９が操作されて、スイングアーム駆動部１５を作動させ揺動および昇降を行なって、ノズル９をウェハ２の上面に移動する。このとき、中蓋４９は、水平より下方に押し下げられているため、アーム１１を揺動しても干渉することがなくなり、同時に作動することがてき、作動を速くすることができる。エッチング液用スイッチを作動してエッチング液を流すとともに、ウェハ外縁保持部５７の円盤６３を回転させてウェハ２を回転する。ウェハ２が回転したら、アーム１１を揺動させながらエッチング液を流し、ウェハ２をエッチングする。エッチングが終了してウェハ２を交換する時には、中蓋用ブラケット４７は下方に押し下げられウェハ２を逆Ｕ字形状の空間部Ｑａより上方に突出させているため、次にエッチングするウェハ２の交換が容易に行える。
【００５３】
次に、エッチングされるウェハ２が小直径ウェハ２Ｂである場合について説明する。図５に示すごとく、ウェハ搭載部５５の吸引吸着部６１は、１インチから６インチ等の小直径ウェハ２Ｂをエッチングするときには、洗浄用円盤５９Ａから真空用円盤５９Ｂに付け替える。直径用切換スイッチ２０３で小直径ウェハ２Ｂを選択し、制御盤２３からの指令により電磁切換弁は切り替え、配管８３を図示しない真空ポンプに接続させて、真空用円盤５９Ｂと小直径ウェハ２Ｂとの間の空気を吸引し、真空用円盤５９Ｂに載せられた小直径ウェハ２Ｂを吸着する。
【００５４】
次に、中蓋４９は、中蓋用ブラケット４７を支点として水平より下方に押し下げてウェハ２を載置する真空用円盤５９Ｂを中蓋４９の逆Ｕ字形状の空間部Ｑａより上方に突出させる。作業者は選択されたウェハ２を真空用円盤５９Ｂに載置して、ウェハ２の下面を真空用円盤５９Ｂにより支持した後、中蓋４９を、押し上げ水平位置に戻す。次には、スイングアーム回動用スイッチ２０７およびアーム昇降用スイッチ２０９が操作されて、スイングアーム駆動部１５を作動させ揺動および昇降を行なって、ノズル９をウェハ２の上面に移動する。エッチング液用スイッチを作動してエッチング液を流すとともに、ウェハ外縁保持部５７の円盤６３を回転させてウェハ２を回転する。ウェハ２が回転したら、アーム１１を揺動させながらエッチング液を流し、ウェハ２をエッチングする。エッチングが終了してウェハ２を交換する時には、中蓋用ブラケット４７は下方に押し下げられウェハ２を逆Ｕ字形状の空間部Ｑａより上方に突出させているため、次にエッチングするウェハ２の交換が容易に行える。
【００５５】
また、上記実施例では、アーム１１は、スイングアーム回動用スイッチ２０７およびアーム昇降用スイッチ２０９が操作されて、スイングアーム駆動部１５を作動させ揺動および昇降を行なっているが、スイングアーム回動用スイッチ２０７とアーム昇降用スイッチ２０９とは一つのスイッチで兼用しても良い。また、アーム１１は、アーム１１に把持ハンドル２１５（図２に示す）を付設して作業者により、ウェハ２の上方の所定位置に移動するようにしても良い。また、一方の把持ハンドル２１５が操作されると、その操作が回動位置用センサー１８９により検出され、一対の他方のアーム１１を同じように作動するようにしても良い。また、上記実施例では、エアシリンダを用いたが、油圧シリンダあるいは油圧モータでも良い。
【００５６】
次に、第２実施形態について説明する。
第１実施形態では、把持調整用エアシリンダ１５５が大直径ウェハ２Ａに合わせて伸縮し、ガイドローラピン１６７を昇降させて円盤用駆動パイプ１０７に対してメカ用パイプ９７をメカ用ガイド溝９７ｂの屈折した量に応じて回動させ、連結用フランジ部１０９、リンク６７、６９を介して円盤６３に対して保持部材６５を回動している。しかし、第２実施形態では、図７および図８に示すように、保持部材６５には基準位置Ｓａを記して置く。これに対して、図８に示すように、円盤６３には、８インチ用ウェハの回動位置Ｋａ、および１２インチ用ウェハの回動位置Ｋｂを記している。また、反対に、円盤６３に基準位置Ｓａを、保持部材６５に８インチ用ウェハの回動位置Ｋａ、および１２インチ用ウェハの回動位置Ｋｂを記しても良い。
【００５７】
次に、作動について説明する。作業者により保持部材６５は把握され、エッチングするウェハの大きさに合わせて回動され、ウェハの大きさに合わせて基準位置Ｓａと８インチ用ウェハの回動位置Ｋａ、あるいは、基準位置Ｓａと１２インチ用ウェハの回動位置Ｋｂとを合わせる。これにより、保持部材６５に付設されている把持部材７５は回動し、エッチングするウェハ２の直径８インチあるいは１２インチのいずれかであるかに合わせてウェハを保持する所定の位置でナット等で固着する。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスピンエッチャーでは、大直径ウェハをエッチングするときにはエッチングするウェハの直径に合わせて径方向に可動可能に回動する保持部材を設けている。また、小直径ウェハをエッチングするときには、大直径ウェハをエッチングするときに清浄水を噴出する洗浄用円盤から真空用円盤に付け替えられ小直径ウェハを吸引する吸引吸着部を設けているため、１台のスピンエッチャーで小直径ウェハから大直径ウェハに対応することができる。このため、複数台のスピンエッチャーが不必要となり、設備費用が減少する。また、特に大直径化に伴い、大型のスピンエッチャーが必要になるが、１台のスピンエッチャーで良いため、設備を設置するスペースが狭くできるとともに、維持費も低減できる。
【００５９】
中蓋は水平より下方に押し下げてウェハを中蓋の空間より突出させ、ウェハを取り外した後に、次にエッチングするウェハと交換することができるため、スピンエッチャーの上方部が低く出来るので装置を小型にできるとともに、水平位置から下方位置に可動するために狭いスペースで良い。また、水平位置と下方位置のみの可動で良いため、作業者の作業は容易になり、苦渋作業がなくなり作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスピンエッチャーの側面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスピンエッチャーの平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るスピンエッチャーの正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスピンエッチャーの一部側面拡大概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係る小直径ウェハ用のウェハエッチング部の側面拡大側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る小直径ウェハ用の他のウェハエッチング部の側面拡大側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るウェハエッチング部およびメカニカルチャック駆動部の一部側面拡大側面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るウェハエッチング部の平面概念図である。
【図９】本発明の実施形態に係るウェハエッチング部およびメカニカルチャック駆動部の下面図であり、図４のＹ視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るメカニカルチャック駆動部の一部正面断面図であり、図４のＷ視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るメカニカルチャック駆動部の一部平面断面図であり、図７のＶ視図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るメカニカルチャック駆動部の一部側面図であり、図１２のＸ視図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るスイングアーム駆動部の一部側面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るスイングアーム駆動部の平面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るスイングアーム駆動部の断面図であり、図１３のＺ視図である。
【符号の説明】
１スピンエッチャー
２ウェハ
２Ａ大直径ウェハ
２Ｂ小直径ウェハ
３ウェハエッチング部
５筐体
７スピンチャンバー部
７ａ開閉シリンダ
９ノズル
１１アーム
１３中空回動軸
１５スイングアーム駆動部
２１操作パネル部
２３制御盤
３１下部筐体
３１ａ上面板
３３下部筐体
４１回転機構部
４７中蓋用ブラケット
４９中蓋
５１係止装置
５５ウェハ搭載部
５７メカチャック部
５９Ａ洗浄用円盤
５９Ｂ真空用円盤
５９Ｄ第１真空用円盤
６１吸引吸着部
６３円盤
６５保持部材
６７、６９リンク
７３支持ピン
７５把持部材
７９噴出ノズル口
８１固定パイプ
８５メカニカルチャック駆動部
９１固定用パイプ
９７メカチャック用駆動パイプ
９７ｂメカ用ガイド溝
１０１スリーブ
１０７円盤用駆動パイプ
１０７ａ円盤駆動用ガイド溝
１０９連結用フランジ部
１１９ベルト
１３５ウェハチャック回転駆動部
１４１ＡＣサーボモータ
１５１メカチャック駆動部
１５５把持調整用エアシリンダ
１５７二股フォークリンク
１５９ローラピン
１６３ばね
１６７ガイドローラピン
１７９アーム昇降用エアシリンダ
１８１電動モータ
１８２駆動ギヤ
１８５被駆動ギヤ
１８７中間カップリング
１８７ａ孔用インボリュートスプライン
１８９上側係止用中空回動軸
１８９ｂ軸用インボリュートスプライン
１９１連結アーム
１９５下側係止ナット
２０１直径用選択スイッチ
２０３直径用切換スイッチ
２０５回転速度設定スイッチ
２０７スイングアーム回動用スイッチ
２０９アーム昇降用スイッチ
２１１エッチング液用スイッチ
Ｑａ空間部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spin etcher, and more particularly to a spin etcher that can be used to etch wafers of various diameters.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a wafer manufacturing process of IC (Integrated Circuit), removal of a deteriorated layer accompanying machining and cleaning after processing are performed by wet processing. In general, a treatment of the type immersed in a treatment liquid is performed, followed by washing with water and rotary drying. On the other hand, there is a spin device that applies a processing liquid to a rotating wafer for the purpose of uniformity and short processing time. It is known that when this spin processing apparatus (hereinafter referred to as a spin etcher) is used, uniform processing over the entire wafer surface, which cannot be obtained by conventional wet processing by immersion, is possible. Further, it is generally known that this spin etcher is subjected to an etching process in which an SiO ₂ film or the like formed on the wafer surface is removed with an etching solution such as a mixed solution of HF (hydrofluoric acid) and HNO _3. It has been. In the following, the spin etcher will be described focusing on the etching process of the silicon wafer. However, as described above, the spin etcher can be used to remove the deteriorated layer accompanying machining.
[0003]
In the etching process, the wafer is placed on a disk and rotated, and in the IC wafer manufacturing process, an etching etchant is applied to the wafer to remove the SiO ₂ film and the like in a predetermined pattern. This spin etcher rotates while being sucked by a disk on which the wafer is placed, and an etching solution is applied from the upper surface side of the wafer, and this etching solution is caused to flow along the upper surface of the wafer by centrifugal force, and SiO generated on the upper surface of the wafer. _Two films were removed. On the other hand, recently, as the diameter of the wafer is increased (8 inches, 12 inches, etc.), the wafer is placed on the support pins by using a spin etcher suitable for the diameter of each wafer such as 8 inches or 12 inches. This is performed by a support pin type spin etcher in which the lower surface side is supported and the outer diameter portion of the wafer is held by the support pins and rotated to perform etching. In this etching, as described above, an etching solution is applied from the upper surface side of the wafer, this etching solution is caused to flow along the upper surface of the wafer by centrifugal force, and the SiO ₂ film or the like generated on the upper surface of the wafer is removed. Yes. At this time, the spin etcher receives an etching solution that is blown away by centrifugal force using an inverted U-shaped inner lid from the upper side to the outer side of the wafer. When exchanging the wafer after completion of etching, the spin chamber disposed above the inner lid is opened, and the inverted U-shaped inner lid is opened upward (shown by the conventional two-dot chain line in FIG. 1). The wafer is removed and a new wafer to be etched next is mounted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional spin etcher uses a rotating disk system in which a wafer is placed on a disk for rotation from 1 inch to 6 inches, and wafers with a large diameter of 8 inches, 12 inches, etc. A spin etcher of a model suitable for a dedicated support pin system adapted to the diameter of the wafer such as 8 inches or 12 inches is used. For this reason, a spin etcher having a diameter corresponding to the diameter of the wafer is required, and a plurality of spin etchers are required, thereby increasing the equipment cost. In particular, as the diameter increases, a large number of dedicated spin etchers are required, and a vast space for installing the equipment is required, which increases the cost. When replacing the wafer after the etching is completed, the upper part of the spin etcher becomes higher and the apparatus becomes larger as the wafer size increases, so that the wafer is replaced by opening the inner lid upward from the horizontal. It is necessary. In addition, the inner lid is greatly opened upward, causing the worker to perform a difficult work.
[0005]
The present invention pays attention to the above-mentioned conventional problems, and relates to a spin etcher. In particular, it enables a single spin etcher to cope with etching of wafers of various diameters, reduces the number of spin etchers, and provides a narrow installation. An object of the present invention is to provide a spin etcher that can be handled at a low cost and can be easily replaced at a place.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a spin etcher according to the present invention is a spin etcher that etches the upper surface of a wafer by flowing an etchant from the upper side of the wafer while rotating the wafer. A plurality of holding members arranged on the outer peripheral edge and abutting against the outer peripheral end surface of the wafer to hold down, the holding member includes a holding member that holds the outer periphery of the wafer at the eccentric position of the stepped cylindrical member, By rotating the cylindrical member, the pressing position by the gripping member can be changed according to the wafer diameter, so that a single spin etcher can cope with wafers of various diameters.
[0007]
In the spin etcher according to the present invention, in the configuration described above, a rotating mechanism unit includes a disk for sucking and sucking a small-diameter wafer and a cleaning disk with an ejection nozzle inside the holding member that holds the outer periphery of the wafer. Detachable and replaceable.
[0008]
Furthermore, in the above configuration, an inner lid that surrounds the periphery of the wafer mounting portion and receives the liquid blown to the periphery by spin etching is hinge-coupled to the casing portion, and the inner wafer can be pushed downward from the horizontal so that the mounted wafer can be pushed down. The wafer can be exchanged by protruding from the inner lid.
[0009]
[Action]
According to the above configuration, when etching a wafer having a large diameter such as 8 inches and 12 inches, a plurality of holding members that contact the outer edge of the wafer are provided around the wafer mounting portion and can be moved along the wafer plane. It is said. This can be constituted by a support pin moving method in which a holding member having support pins provided around the wafer mounting portion can be rotated around the axis. Therefore, by rotating the holding member, the holding position can be changed in the diameter direction and the outer edge portion of the wafer can be pressed and held. Since the pressing position by the holding member can be changed according to the diameter of the wafer, a plurality of types of wafers can be handled by a single spin etcher, and the spin etching process for several types of wafers can be performed by a single unit.
[0010]
In addition, by mounting a large-diameter wafer and grasping a plurality of locations on the outer edge to hold the wafer and holding the wafer outer edge holding means, and a suction suction means for small-diameter wafers can be attached to and detached from the rotating mechanism part, When etching a large diameter wafer, the wafer edge holding means is used. On the other hand, when a small diameter wafer of 1 to 6 inches is etched, clean water for cleaning the lower surface of the wafer is applied when the large diameter wafer is etched. The clean water supply path is connected to the intake air source, and the wafer mounting section is exchanged with the suction suction means. The suction suction means is constituted by, for example, a rotating disk, and the wafer placed thereon can be etched while being sucked, held and rotated by evacuation using the clean water supply path. As in the case of the large diameter, the small diameter wafer is caused to flow an etching solution for etching from the upper surface direction of the wafer, and the lower surface of the wafer is sucked by the rotating disk and rotated. As a result, etching is performed by a wafer outer edge holding means such as a support pin type that can be rotated for large diameter wafers such as 8 inches and 12 inches, and the wafer is sucked for small diameter wafers of 1 inch to 6 inches. It is possible to cope with a single spin etcher by replacing the suction suction means.
[0011]
The holding member that is movable in the radial direction may be operated by operating an operation unit provided in the rotation mechanism unit. By operating the grip adjustment cylinder, the sleeve of the mechanical chuck driving unit is raised and lowered, and the guide roller pin attached to the sleeve is raised and lowered. The guide roller pins are inserted into respective grooves provided in the disk drive pipe connected to the disk and the mechanical pipe connected to the gripping member via a link, and along the grooves of the disk drive pipe. While moving up and down in the axial direction, it moves along the refracted groove provided in the mechanical pipe, and moves up and down while rotating the mechanical pipe relative to the disk drive pipe. The mechanical pipe is rotated by rotating the gripping member with respect to the disk via the connecting flange portion, the link, and the like, and stopping the gripping member at a predetermined position in accordance with the diameter of the wafer to be etched.
[0012]
An inner lid is provided around the wafer mount so as to catch the liquid scattered around by the spin etching operation, but the wafer mount is exposed by pushing down the inner lid instead of opening it up. It is configured to do. That is, when exchanging the wafer after the etching is completed, the inner lid is pushed down from the horizontal position so that the wafer is protruded upward from the space at the bottom of the inner lid, and the wafer after etching is removed and the wafer to be etched next The exchange action is easy.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a spin etcher according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a side sectional view of a spin etcher according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a front view, and FIG. 4 is a partial enlarged side view of a spin etcher for multi-diameter wafers.
[0014]
1 to 4, the spin etcher 1 is provided with a housing 5 having a wafer etching portion 3 that accommodates exhaust and drainage in the lower portion and etches a wafer 2 such as silicon in the upper portion. A spin chamber portion 7 covering the housing 5 is attached to the housing 5 so as to be freely opened and closed. An opening / closing cylinder 7a for reducing the opening / closing force of the spin chamber section 7 is attached between the spin chamber section 7 and the housing 5 to facilitate opening / closing. In plan view, on the left and right sides of the housing 5 (shown at the top and bottom of FIG. 2), a nozzle 9 for supplying an etching etchant to the upper surface of the wafer 2 placed on the wafer etching unit 3 is provided with an arm 11 and a hollow rotation. It is connected to a swing arm drive unit 15 via a shaft 13 so as to be swingable (fulcrum Pa) and freely movable up and down. A flexible tube 17 that supplies an etching solution for etching is attached to the arm 11 and connected to the nozzle 9. In front of the housing 5, an operation panel unit 21 that operates the wafer etching unit 3 and the swing arm driving unit 15 attached to the housing 5, and receives a command from the operation panel unit 21 to receive the wafer etching unit 3 and A control panel 23 that outputs a command for controlling the swing arm drive unit 15 and the like is attached. Further, an exhaust / drain chamber 25 for exhausting exhaust and drainage is attached to the lower part of the housing 5.
[0015]
The housing 5 includes a lower housing 31 and an upper housing. The lower housing 31 is formed in a bearing box shape, and a rectangular upper surface plate 31a is attached to the upper surface of the lower housing 31. The upper housing 33 is fixed to the hollow cylindrical tube 33a, the bottom of the hollow cylindrical tube 33a, a stepped hollow convex member 35 provided with a groove 35a on the outer side, and an inverted U-shape inserted into the hollow convex member 35. And an inverted U-shaped guide member 37 that guides the etching and clean water falling to the lower groove 35a, and a bearing box member 39 fixed to the outside of the hollow cylindrical tube 33a.
[0016]
The hollow convex member 35 is formed with a central cylindrical hole 35b, and a rotation mechanism 41, which will be described later, is inserted therein. Further, an etching solution pipe 43 is disposed in the outer groove 35 a and led to the outside through the lower housing 31. Further, a drain pipe 45 that guides etching and clean water to the lower housing 31 below is fixed between the groove 35a of the hollow convex member 35 and the central cylindrical hole 35b.
[0017]
The above-mentioned spin chamber portion 7 is attached to the bearing box member 39 through an open / close cylinder 7a (shown in FIG. 3) that reduces the open / close force. An inner lid bracket 47 is fixed to the outer side of the hollow cylindrical tube 33a of the upper housing 33, and an inner lid 49 covering the wafer etching portion 3 is movable up and down below the horizontal position. It is attached by hinge connection. The inner lid 49 has an inverted U shape and is provided with a space Qa at the bottom thereof. When the wafer 2 is etched, the inner lid 49 is maintained in a substantially horizontal state, and the etching etchant is blown outward by centrifugal force. In response to this, it is dropped downward. The inner lid 49 is etched and when the wafer 2 is replaced, the inner lid bracket 47 is pushed downward as shown by the chain line in FIG. The wafer 2 is protruded further upward to facilitate the exchange of the wafer 2. The middle lid bracket 47 supports the middle lid 49 and is provided with a locking device 51 constituted by a notch and a spring for locking the swinging at a horizontal position during etching. At the position when the wafer 2 is replaced, the inner lid 49 may stop by contacting the inverted U-shaped guide member 37 as indicated by a two-dot chain line in FIG. The locking device 51 may be provided with a position that stops halfway without contacting. Further, although not shown, the locking device 51 may be a clutch mechanism including a spring and a clutch plate, a cam mechanism, or the like.
[0018]
1 and 4, a wafer etching unit 3 and a swing arm driving unit 15 disposed through the upper surface plate 31a are attached to the upper surface plate 31a. Above the wafer etching unit 3, a wafer mounting unit 55 is disposed. The wafer mounting unit 55 supports the lower surface of the large diameter wafer 2A when etching a large diameter wafer 2A such as 8 inches and 12 inches. A wafer outer edge holding portion 57 for holding the outer diameter portion is provided. As will be described in detail later, a plurality of wafer outer edge holding portions 57 are arranged on the outer peripheral edge portion of the large-diameter wafer 2A, and the holding member 65 that abuts and presses against the outer peripheral edge of the wafer is placed on the wafer plane at the outer edge portion of the wafer mounting portion 55. The holding position by the holding member 65 is variable according to the wafer diameter. Further, on the lower side of the wafer etching portion 3, from a cleaning disk 59A for jetting clean water when etching the large diameter wafer 2A, to a vacuum disk 59B when etching the small diameter wafer 2B as shown in FIG. A suction adsorption unit 61 to be recombined is provided. As will be described in detail later, the suction suction unit 61 connects a suction source to a clean water supply path used when etching the large diameter wafer 2A, and sucks the small diameter wafer 2B by evacuating the vacuum disk 59B. .
[0019]
4 to 8, the wafer outer edge holding portion 57 stands at an equal position on the circumference having the same radius Rc in the vicinity of the outer diameter of the disk 63 having a larger diameter than the large diameter wafer 2A and the disk 63. And a holding member 65 having a predetermined height, which is attached to the disk 63 so as to be freely rotatable, and is inserted and attached to the shaft of the holding member 65, and rotates the holding member 65 with respect to the disk 63. It is comprised from the link 67 and 69 and the connection volt | bolt 71 which connects both the links 67 and 69. FIG.
[0020]
The holding member 65 includes a stepped cylindrical member 65a having a predetermined height, a support pin 73 that is inserted and attached to the upper portion of the cylindrical member 65a in the vicinity of the axial center of the cylindrical member 65a, and horizontally supports the large-diameter wafer 2A. In the vicinity of the outer periphery of the cylindrical member 65a, the holding member 75 is provided in a cylindrical shape on the upper portion of the cylindrical member 65a and holds the outer periphery of the large-diameter wafer 2A. The holding member 65 is pivotally inserted into the hole 63a of the disk 63 so as to be pivotable, and is inserted into the hole 67a of the link 67 while being locked. The disk 63 and the link 67 sandwich the disk 63 with a nut 77 therebetween. Has been attached to. As shown in FIG. 8, when the large diameter wafer 2A to be etched is changed from, for example, 8 inches of the one-dot chain line to 12 inches of the two-dot chain line, the holding member 65 receives the swing of the links 67 and 69 to the disk 63. However, since the support pin 73 is disposed in the vicinity of the axial center of the cylindrical member 65a, the position of the support pin 73 hardly changes even when the cylindrical member 65a is rotated. The wafer 2A is supported.
[0021]
Since the gripping member 75 is eccentric to the axial center of the cylindrical member 65a and is disposed in the vicinity of the outer periphery, the gripping member 75 is rotated inward or outward with respect to the disk 63 in response to the swing of the links 67 and 69. The outer periphery of the 12 inch large diameter wafer 2A is held. At this time, since the gripping member 75 is provided in a cylindrical shape, the point contact between the gripping member 75 and the outer periphery of the large-diameter wafer 2A does not change even when the holding member 65 rotates, and the large-diameter wafer 2A. Can be held without hurting.
[0022]
4, 7, and 8, a cleaning disk 59 A used when etching the large diameter wafer 2 A is disposed below the wafer mounting portion 55. The cleaning disk 59A is disposed on the central portion of the wafer etching unit 3 so as to be separated from the disk 63 of the wafer outer edge holding unit 57 and at a position lower than the stepped cylindrical member 65a having a predetermined height. ing. The cleaning disk 59A has an ejection nozzle port 79 through which clean water is ejected when the large diameter wafer 2A is etched. The cleaning disk 59A is inserted into a fixed pipe 81 that supplies clean water. The ejection nozzle ports 79 face each other (rotation center side) and are disposed at a predetermined inclination angle at positions spaced apart from each other by a predetermined distance from the center position of the cleaning disk 59A. Clean water is jetted toward the back surface of the large-diameter wafer 2A placed on the surface. Thereby, the back surface of the large diameter wafer 2A is washed with the clean water ejected from the ejection nozzle port 79, and the back surface of the large diameter wafer 2A is not etched.
[0023]
As shown in FIG. 5, the suction suction unit 61 includes a vacuum disk 59 B that can be replaced with the cleaning disk 59 A when etching a small-diameter wafer 2 B of 1 inch to 6 inches or the like. The vacuum disk 59B is rotatably inserted into a fixed pipe 81, which will be described later, and is inserted into a hole 63b at a predetermined position of the disk 63, and receives the rotational force from the disk 63 and rotates together with the disk 63. An O-ring 85 is disposed between the vacuum disk 59B and the pipe 83, and the small-diameter wafer 2B placed on the vacuum disk 59B is sucked into contact with the vacuum disk 59B and rotated together. Thus, one spin etcher 1 uses a rotating disk system in which a small diameter wafer 2B such as 1 to 6 inches is sucked by a vacuum disk 59B, and a large diameter such as 8 inches and 12 inches. The wafer 2 uses a support pin moving system comprising a support pin 73 and a rotating gripping member 75, and etching can be performed from a small diameter wafer 2B to a large diameter wafer 2A by a single spin etcher 1. it can.
[0024]
FIG. 6 shows a first vacuum disk 59D, which is another embodiment of the suction suction unit 61. The first vacuum disk 59D includes a wafer outer edge holding part 57 (disk 63, holding member 65, links 67, 69 and connecting bolt 71) used for etching the large-diameter wafer 2A shown in FIGS. The disk 59A, the mechanical connecting bolt 111, and the mounting bolt 113 are mounted on the rotating mechanism 41 where the mounting bolt 113 is removed. The first vacuum disk 59D includes a vacuum cylindrical disk 60 that sucks the small-diameter wafer 2B, attachment pins 62 that attach the vacuum cylindrical disk 60, and a plurality of O-rings 64a and 64b that maintain the vacuum. , 64c, 64d. The vacuum cylindrical disk 60 is integrally welded by a cylinder member 60a and a block member 60b, and a vacuum chamber Ca is provided therein. The vacuum chamber Ca is connected to a vacuum pump (not shown) via a block member 60b and a pipe 83. A suction hole 60c is formed in the cylinder member 60a to suck the small diameter wafer 2B. The upper surface Ea of the cylinder member 60a is formed at the same position as the height of the support pins 73 that support the large-diameter wafer 2A. As a result, even when the small diameter wafer 2B is etched, the etching solution is dropped downward in response to being blown outward by centrifugal force at a position substantially horizontal with the etching of the large diameter wafer 2A. . A mounting hole 60d is formed in the block member 60b, and the mounting pin 62 is inserted. The block member 60b is inserted into the rotation mechanism 41 to a position where it comes into contact with the upper end surface of the disk drive pipe 107.
[0025]
The attachment pin 62 is screwed into a screw hole of a later-described mechanical chuck drive pipe 97 (hereinafter referred to as a mechanical pipe 97), and the other end 62b is inserted into the attachment hole 60d of the block member 60b. Has been. The attachment pin 62 receives the rotational torque of the mechanical pipe 97 and rotates the vacuum cylindrical plate 60. Each of the plurality of O-rings 64a, 64b, 64c, 64d includes a disk drive pipe 107 and a block member 60b, a fixed pipe 81 and a disk drive pipe 107, a fixed pipe 81 and a block member 60b, and a pipe 83 and a block member. The vacuum chamber Ca is maintained in a vacuum state. Thereby, the vacuum in the vacuum chamber Ca sucks the small-diameter wafer 2B placed on the suction hole 60c of the cylinder member 60a. The small-diameter wafer 2B is adsorbed by the cylinder member 60a and rotated to receive the etching solution and be etched.
[0026]
In FIG. 7, the central portion of the wafer etching unit 3 is attached to the upper surface plate 31a, and the operation of the mechanical chuck driving unit 87 disposed below the upper surface plate 31a is operated on the wafer mounting portion 55 disposed above the upper surface plate 31a. A rotation mechanism 41 is provided for transmission to the motor. The rotation mechanism 41 of the wafer etching unit 3 is attached to the upper surface plate 31a. In the rotation mechanism 41, a fixing pipe 91 having a hollow cylindrical shape with a flange provided on one lower end is inserted in a hole 31b provided in the upper surface plate 31a and fixed by a spindle bolt 93. Yes. First bearings 95 and 95 are fitted and attached to the inner diameters of both ends of the fixing pipe 91, and a mechanical pipe 97 connected to the wafer outer edge holding portion 57 is rotatably supported.
[0027]
The mechanical pipe 97 is formed with a mechanical flange 97 a that is connected to the wafer outer edge holding portion 57 on one end and is supported by a first bearing 95. The first bearing 95 on the lower side of the other end is attached with a locking member 99 that is screwed with a screw 97a formed on the outer diameter of the mechanical pipe 97, and the mechanical pipe 97 is clamped and fixed in the axial direction. ing. Further, a sleeve 101 of a mechanical chuck driving unit 87, which will be described in detail later, is inserted into the outer diameter of the mechanical pipe 97. A second bearing 103 and a pair of third bearings 105 are fitted and attached to the inner diameters of both ends of the mechanical pipe 97 and connected to the large-diameter disk 63 of the wafer outer edge holding section 57 to drive the disk 63 to rotate. A disk drive pipe 107 is rotatably supported. On the upper surface of the mechanical flange portion 97 a of the mechanical pipe 97, a connection flange portion 109 that is connected to the holding member 65 of the wafer outer edge holding portion 57 is fixed by a mechanical connection bolt 111.
[0028]
The connecting flange portion 109 has a part of the bottom 109a on one end side of the hollow cylinder and a connecting disk 109b on the outer side of the same end side. The bottom 109a of the connecting flange portion 109 is fixed to the mechanical flange portion 97a with a mechanical connecting bolt 111. The connection disk 109 b of the connection flange portion 109 is attached to the link 69 of the wafer outer edge holding portion 57 so as to be swingable by a connection bolt 71. The outer diameter portion between the first bearing 95 supporting the mechanical pipe 97 and the pair of third bearings 105 supporting the disk driving pipe 107 is below the mechanical pipe 97 in detail. A sleeve 101 of a mechanical chuck driving unit 87 described later is inserted.
[0029]
4 and 7, the disk drive pipe 107 has one upper side abutting against the large-diameter disk 63 of the wafer outer edge holding portion 57 and is fixed to the disk 63 with the attachment bolt 113. A belt coupling 115 is inserted through the key 117 on the other end side of the disk drive pipe 107 and receives the rotational driving force of the belt 119 to rotate the disk drive pipe 107. A rotation sensor 121 for detecting the rotational position and rotational speed of the disk drive pipe 107 is attached to the lower side of the belt coupling 115 and is fastened and fixed in the axial direction by a fastening nut 123.
[0030]
A pair of fourth bearings 125 holding the fixed pipe 81 and a fifth bearing 127 are fitted and attached to the vicinity of the upper end of the disk drive pipe 107 and the inner diameter of the lower end. The fixed pipe 81 is constituted by a stepped hollow pipe, the upper stepped portion is positioned in contact with the fourth bearing 125, and the lower fifth bearing 127 is axially moved by a fixed pipe tightening nut 129. Tightened and fixed. The lower end portion of the fixed pipe 81 is held by a fixing bracket 131 attached to the upper surface plate 31a.
[0031]
In the hole 81a at the upper end portion of the fixed pipe 81, a cleaning disk 59A for ejecting clean water when the large diameter wafer 2A is etched is inserted when the large diameter wafer 2A is etched, and the small diameter wafer 2B is inserted. Is etched, a vacuum disk 59B for sucking the small diameter wafer 2B is inserted.
[0032]
A pipe 83 is inserted through the inside of the fixed pipe 81. When the large diameter wafer 2A is etched, the pipe 83 allows clean water to flow through the cleaning disk 59A and when the small diameter wafer 2B is etched. It is connected to a vacuum pump (not shown) and serves as a passage for sucking air between the vacuum disk 59B and the small diameter wafer 2B, and adsorbs the small diameter wafer 2B placed on the vacuum disk 59B. For this reason, the pipe 83 is connected to an electromagnetic switching valve (not shown) and is switched by a command from the control panel 23. When etching the large diameter wafer 2A, it is connected to a water supply source for supplying clean water (not shown) and the small diameter wafer 2B is etched. When doing so, it is connected to an intake source such as a vacuum pump (not shown).
[0033]
As shown in FIGS. 1, 4, 9, and 10, the wafer chuck rotation driving unit 135 is disposed below the wafer etching unit 3 and attached below the upper surface plate 31 a, and the rotation mechanism unit 41. The disk 63 of the wafer outer edge holding part 57 is rotated via
[0034]
The wafer chuck bracket portion 137 of the wafer chuck rotation driving portion 135 has a motor bracket 139 formed in a gate shape, and is attached below the upper surface plate 31a. An AC servomotor 141 is attached to the motor bracket 139, and a motor plate 145 having a long hole 143 is attached to be adjustable in one direction. An adjustment bolt device 147 that adjusts the tension of the belt 119 is attached between the motor plate 145 and the motor bracket 139. By adjusting the length of the adjustment bolt 147a, the motor plate 145 is attached to the motor bracket. It moves in one direction with respect to 139 to adjust the tension of the belt 119.
[0035]
The AC servomotor 141 of the wafer chuck rotation drive unit 135 is inserted into the hole of the motor plate 145 and attached thereto, and the belt drive coupling 149 penetrates the servomotor output shaft 141a of the AC servomotor 141. It is disguised. The belt 119 is hung between a belt drive coupling 149 provided through the AC servomotor 141 and a belt coupling 115 attached to the disk drive pipe 107 via a key 117. The rotation of the servo motor 141 is transmitted to the disk 63 and the rotation sensor 121 of the wafer outer edge holding part 57 via the disk drive pipe 107.
[0036]
As shown in FIGS. 4, 9, 10, 11, and 12, the mechanical chuck driving unit 151 is disposed below the wafer etching unit 3, and below the top plate 31a, the motor bracket 139 and The holding members 65 of the wafer outer edge holding portion 57 are rotated via the rotation mechanism portion 41 so that the gripping member 75 of the holding member 65 is movable in the diameter direction of the wafer 2.
[0037]
The mechanical chuck bracket portion 153 of the mechanical chuck drive unit 151 has a U-shape, a triangular-shaped mechanical chuck bracket 153a fixed to a side surface of one end side (motor bracket 139 side), and a U-shaped tip. It is composed of a bifurcated link pin 153b inserted in the vicinity of the portion and a cylinder pin 153c inserted in a triangular position.
[0038]
A grip adjustment air cylinder 155 is swingably attached to the cylinder pin 153c. A bifurcated fork link 157 is formed on the bifurcated link pin 153b so as to be swingable. Has been. The flat plate on one end side of the bifurcated fork link 157 is pivotally connected to the rod of the grip adjustment air cylinder 155 by a rod pin 155a. A pair of rotatable roller pins 159 are attached to a fork link 157 on the other end side by a roller nut 161.
[0039]
As shown in FIG. 7, the roller pin 159 is inserted into the outer diameter portion between the first bearing 95 that supports the mechanical pipe 97 and the pair of third bearings 105 that supports the disk driving pipe 107, and moves up and down. It is pivotally inserted into the groove 101a of the sleeve 101 of the free mechanical chuck drive unit 87. A plurality of holes 101b are formed in the sleeve 101 at equal positions on the circumference, and springs 163 are inserted therein. The spring 163 is inserted between the sleeve 101 and the locking member 99 locked to the mechanical pipe 97 and presses the sleeve 101 downward.
[0040]
11 and 12, the sleeve 101 is formed with a slit groove 101c at a position facing in the horizontal direction, and a guide plate 165 is inserted into the slit groove 101c, and a rotatable guide roller is provided on the guide plate 165. A pin 167 is attached by a guide roller nut 169.
[0041]
In the guide roller pin 167, a rotatable roller pin is inserted into both the groove of the mechanical guide groove 97b provided in the mechanical pipe 97 and the disk driving guide groove 107a provided in the disk driving pipe 107 in a close-tight manner. Has been. The mechanical guide groove 97b is refracted into a square shape and provided in the mechanical pipe 97 as shown by a one-dot chain line in FIG. 12, and the disk driving guide groove 107a is the axis of the disk driving pipe 107. As shown by the dotted line along the core, it is provided in a linear shape.
[0042]
When the guide roller pin 167 is pushed down by the force of the grip adjustment air cylinder 155 and the spring 163, the guide roller pin 167 moves downward along the linear shape of the disk drive guide groove 107a and refracts into a square shape. The mechanical guide groove 97b is moved downward while rotating along the arrow direction Na. Accordingly, the guide roller pin 167 rotates the mechanical pipe 97 in the arrow direction Na according to the refracted amount of the mechanical guide groove 97b with respect to the disk drive pipe 107. The mechanical pipe 97 rotates the holding member 65 with respect to the disk 63 via the connecting flange portion 109 and the links 67 and 69 as it rotates. The holding member 65 is held in accordance with the diameter of the wafer 2 to be etched, and stops at a predetermined position. When the grip adjustment air cylinder 155 pushes up the guide roller pin 167, the holding member 65 releases the grip of the diameter of the wafer 2.
[0043]
As shown in FIG. 2, the swing arm driving unit 15 drives the arm 11 and the hollow rotating shaft 13 so as to be swingable (fulcrum Pa) and freely movable up and down, so that the upper surface of the wafer 2 placed on the wafer etching unit 3 is driven. Etching solution for etching is supplied.
[0044]
13 to 15, the arm bracket portion 171 of the swing arm driving portion 15 is configured by a frame shape in which an octagonal hollow flat plate 173 and a rectangular bearing box 175 are connected by a round bar 177. A motor plate 175a for fixing the electric motor 181 that swings the arm 11 is fixed to one side surface of the bearing housing 175. The arm bracket portion 171 is attached below the upper surface plate 31a. An arm lifting air cylinder 179 is attached to the other side surface of the bearing housing 175. As described above, the electric motor 181 is attached to the motor plate 175a, and the drive gear 182 is attached to the electric motor output shaft 181a of the electric motor 181.
[0045]
Seventh bearings 183 are fitted and attached to both ends of the hollow rectangular bearing box 175 in the vertical direction, and the hollow driven gear 185 is rotatably supported. In the driven gear 185, a gear meshing with the driving gear 182 is cut on the upper side on one end side, and an intermediate coupling 187 is inserted in a hollow inner side, and is integrated with the driven gear 185 by a fixing bolt 188. ing. The intermediate coupling 187 has a hole involute spline 187a formed therein. In the above description, the driven gear 185 and the intermediate coupling 187 may be formed integrally and provided with an involute spline for holes 187a inside thereof.
[0046]
An upper locking hollow rotary shaft 189 is inserted into the lower end of the hollow rotary shaft 13 and is tightened and integrated with a bolt 189a. A shaft involute spline 189b is cut in an intermediate portion in the vertical direction of the upper locking hollow rotating shaft 189. The upper locking hollow rotation shaft 189 is inserted into the intermediate coupling 187, and the shaft involute spline 189 b of the upper locking hollow rotation shaft 189 is engaged with the hole involute spline 187 a of the intermediate coupling 187. Match. Thereby, the rotation of the electric motor 181 swings the arm 11 via the drive gear 182, the driven gear 185, the intermediate coupling 187, the upper locking hollow rotary shaft 189, and the hollow rotary shaft 13. . A rotation position sensor 200 that detects the rotation position of the arm 11 to which the nozzle 9 is attached is attached below the driven gear 185. A flexible tube 17 is disposed inside the hollow rotating shaft 13 and the locking hollow rotating shaft 189, and the etching solution flows from the nozzle 9 to the wafer 2.
[0047]
The hollow rotating shaft 13 is connected to the upper side of the driven gear 185 by a connecting arm 191 attached to the arm rod 179a of the arm lifting air cylinder 179. An eighth bearing 193 is inserted and attached to the connecting arm 191 and supports the hollow rotary shaft 13 so as to be rotatable. The connecting arm 191 is disposed on the upper locking hollow rotary shaft 189 with a small clearance above the connecting portion with the hollow rotary shaft 13, and with the extension of the arm lifting air cylinder 179. It abuts against the hollow pivot shaft 13 and is raised. The connecting arm 191 is disposed below the connecting portion with the hollow rotary shaft 13 with a small gap in the lower locking nut 195, and the arm lifting / lowering air cylinder 179 is reduced. It is brought into contact with the hollow rotation shaft 13 and lowered. The lower locking nut 195 is integrated with the upper locking hollow rotary shaft 189 by bolts. That is, the connecting arm 191 has a small clearance with respect to the upper locking hollow rotary shaft 189 on the upper side and the lower locking nut 195 on the lower side of the eighth bearing 193 inserted into the connecting arm 191. It is sandwiched between. The eighth bearing 193 inserted in the connecting arm 191 supports the upper locking hollow rotary shaft 189 so as to be rotatable.
[0048]
At this time, when the elevating air cylinder 179 moves up and down, the shaft involute spline 189b of the upper locking hollow rotating shaft 189 and the hole involute spline 187a of the intermediate coupling 187 slide in the axial direction, and the hollow rotation The moving shaft 13 and the upper locking hollow rotating shaft 189 move up and down. Further, the rotational force of the electric motor 181 is such that the drive gear drive gear 182 to the driven gear 185 and the shaft involute spline 189b of the upper locking hollow rotating shaft 189 are in contact with the hole involute spline 187a of the intermediate coupling 187. The upper locking hollow rotary shaft 189 and the hollow rotary shaft 13 are rotated via the. The rotation of the hollow rotation shaft 13 swings the arm 11 to which the nozzle 9 is attached. Thus, conventionally, when the lifting air cylinder 179 is moved up and down, the electric motor 181 is also moved up and down as the upper locking hollow rotating shaft 189 and the hollow rotating shaft 13 are moved up and down. Since only the hollow rotary shaft 189 and the hollow rotary shaft 13 are moved up and down, it is not necessary to maintain the weight of the electric motor 181 and the lifting air cylinder 179 can be reduced in size. Further, since the lifting air cylinder 179 is reduced in size, the amount of air to be supplied can be reduced, and when the supply amount is the same, the lifting and lowering of the arm 11 can be accelerated.
[0049]
In FIG. 2, the operation panel unit 21 selects either a diameter 8 inch or a 12 inch diameter of the wafer 2 to be etched, and a diameter selection switch 201 for instructing the gripping adjustment air cylinder 155 to expand and contract, and a small diameter. Rotation for selecting either the wafer 2B or the large diameter wafer 2A, and selecting the rotation speed of the AC servomotor 141 of the wafer chuck rotation drive unit 135 and the diameter changeover switch 203 that outputs a changeover command to an electromagnetic changeover valve (not shown). A speed setting switch 205, a swing arm rotation switch 207 that commands rotation to the electric motor 181 of the swing arm driving unit 15, and an arm lifting / lowering switch that commands expansion / contraction to the arm lifting air cylinder 179 of the swing arm driving unit 15. 209 and jetting the etching solution for etching and commanding the flow rate An etching solution for a switch 211 for outputting is attached.
[0050]
Upon receiving a command from the operation panel unit 21, the control panel 23 issues an operation command to the grip adjustment air cylinder 155, an electromagnetic switching valve (not shown), the AC servo motor 141, the electric motor 181 or the arm lifting air cylinder 179, etc. Is output.
[0051]
The operation of the embodiment of the spin etcher configured as described above is as follows.
First, a case where the wafer 2 to be etched is a large diameter wafer 2A will be described. As shown in FIG. 7, in the suction adsorption unit 61 of the wafer mounting unit 55, a cleaning disk 59 A having an ejection nozzle port 79 for ejecting clean water is inserted into the hole 81 a of the fixed pipe 81 and fixed. Next, the diameter selection switch 201 selects whether the large-diameter wafer 2A has a diameter of 8 inches or 12 inches, and commands the grip adjustment air cylinder 155 to expand or contract. As shown in FIGS. 11 and 12, the grip adjustment air cylinder 155 of the mechanical chuck drive unit 87 expands and contracts according to the selected large-diameter wafer 2 A, raises and lowers the sleeve 101 via the bifurcated fork link 157, The guide roller pin 167 attached to the sleeve 101 is moved up and down. The raising / lowering operation of the guide roller pin 167 rotates the mechanical pipe 97 with respect to the disk drive pipe 107 in accordance with the refracted amount of the mechanical guide groove 97b. With the rotation, the holding member 65 is rotated with respect to the disk 63 via the connecting flange portion 109 and the links 67 and 69. The holding member 65 is stopped at a predetermined position in accordance with whether the diameter of the wafer 2 to be etched is 8 inches or 12 inches.
[0052]
Next, the inner lid 49 is pushed downward from the horizontal with the inner lid bracket 47 as a fulcrum, and causes the holding member 65 on which the wafer 2 is placed to protrude upward from the inverted U-shaped space Qa of the inner lid 49. The operator places the selected wafer 2 on the holding member 65, supports the lower surface of the wafer 2 with the support pins 73, and holds the outer diameter of the wafer 2 with the gripping member 75. Push up to return to horizontal position. Next, the swing arm rotation switch 207 and the arm lifting / lowering switch 209 are operated to operate the swing arm driving unit 15 to swing and raise / lower the nozzle 9 to move to the upper surface of the wafer 2. At this time, since the inner lid 49 is pushed downward from the horizontal, there is no interference even if the arm 11 is swung, and it can operate simultaneously, so that the operation can be accelerated. The etching solution switch is operated to flow the etching solution, and the disk 63 of the wafer outer edge holding portion 57 is rotated to rotate the wafer 2. When the wafer 2 is rotated, the etching solution is allowed to flow while the arm 11 is swung to etch the wafer 2. When the wafer 2 is replaced after the etching is completed, the inner lid bracket 47 is pushed down to project the wafer 2 upward from the inverted U-shaped space Qa. Can be done easily.
[0053]
Next, a case where the wafer 2 to be etched is a small diameter wafer 2B will be described. As shown in FIG. 5, the suction suction unit 61 of the wafer mounting unit 55 changes the cleaning disk 59A to the vacuum disk 59B when etching a small diameter wafer 2B of 1 inch to 6 inches or the like. The small diameter wafer 2B is selected by the diameter changeover switch 203, the electromagnetic switching valve is switched by a command from the control panel 23, the pipe 83 is connected to a vacuum pump (not shown), and the vacuum disk 59B and the small diameter wafer 2B are connected. The air in between is sucked, and the small-diameter wafer 2B placed on the vacuum disk 59B is sucked.
[0054]
Next, the inner lid 49 is pushed downward from the horizontal with the inner lid bracket 47 as a fulcrum to project the vacuum disk 59B on which the wafer 2 is placed above the inverted U-shaped space Qa of the inner lid 49. . The operator places the selected wafer 2 on the vacuum disk 59B, supports the lower surface of the wafer 2 with the vacuum disk 59B, and then pushes up the inner lid 49 to return to the horizontal position. Next, the swing arm rotation switch 207 and the arm lifting / lowering switch 209 are operated to operate the swing arm driving unit 15 to swing and raise / lower the nozzle 9 to move to the upper surface of the wafer 2. The etching solution switch is operated to flow the etching solution, and the disk 63 of the wafer outer edge holding portion 57 is rotated to rotate the wafer 2. When the wafer 2 is rotated, the etching solution is allowed to flow while the arm 11 is swung to etch the wafer 2. When the wafer 2 is replaced after the etching is completed, the inner lid bracket 47 is pushed down to project the wafer 2 upward from the inverted U-shaped space Qa. Can be done easily.
[0055]
In the above embodiment, the arm 11 is operated by the swing arm rotation switch 207 and the arm elevating switch 209 to operate the swing arm driving unit 15 to swing and elevate. The switch 207 and the arm lifting / lowering switch 209 may be combined with one switch. Further, the arm 11 may be provided with a grip handle 215 (shown in FIG. 2) attached to the arm 11 and moved to a predetermined position above the wafer 2 by an operator. When one grip handle 215 is operated, the operation may be detected by the rotation position sensor 189 and the pair of other arms 11 may be operated in the same manner. In the above embodiment, an air cylinder is used, but a hydraulic cylinder or a hydraulic motor may be used.
[0056]
Next, a second embodiment will be described.
In the first embodiment, the grip adjustment air cylinder 155 expands and contracts in accordance with the large-diameter wafer 2A, and the guide roller pins 167 are moved up and down to connect the mechanical pipe 97 to the disk drive pipe 107 in the mechanical guide groove 97b. The holding member 65 is rotated with respect to the disk 63 through the connecting flange portion 109 and the links 67 and 69 by rotating according to the refracted amount. However, in the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the holding member 65 is set with the reference position Sa. On the other hand, as shown in FIG. 8, on the disk 63, the rotational position Ka of the 8-inch wafer and the rotational position Kb of the 12-inch wafer are shown. On the contrary, the reference position Sa may be written on the disk 63, and the rotation position Ka of the 8-inch wafer and the rotation position Kb of the 12-inch wafer may be written on the holding member 65.
[0057]
Next, the operation will be described. The holding member 65 is grasped by the operator and rotated according to the size of the wafer to be etched, and the reference position Sa and the 8-inch wafer rotation position Ka or the reference position Sa are adjusted according to the size of the wafer. The rotation position Kb of the 12 inch wafer is aligned. As a result, the gripping member 75 attached to the holding member 65 is rotated, and a nut or the like is held at a predetermined position for holding the wafer in accordance with whether the wafer 2 to be etched is 8 inches or 12 inches in diameter. Stick.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, in the spin etcher of the present invention, when a large-diameter wafer is etched, the holding member that is movably rotated in the radial direction according to the diameter of the wafer to be etched is provided. In addition, when etching a small diameter wafer, a suction suction unit for sucking a small diameter wafer is provided by changing from a cleaning disk that ejects clean water when etching a large diameter wafer to a vacuum disk. With this spin etcher, it is possible to handle from a small diameter wafer to a large diameter wafer. This eliminates the need for a plurality of spin etchers and reduces equipment costs. In particular, as the diameter increases, a large spin etcher is required. However, since one spin etcher is sufficient, the space for installing the equipment can be reduced and the maintenance cost can be reduced.
[0059]
The inner lid is pushed down from the horizontal so that the wafer protrudes from the space of the inner lid, and after removing the wafer, it can be replaced with the wafer to be etched next. In addition, it is possible to use a narrow space in order to move from the horizontal position to the lower position. Further, since only the horizontal position and the lower position are movable, the operator's work becomes easy, and the workability is improved because there is no troublesome work.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a spin etcher according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a spin etcher according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of a spin etcher according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged partial side view conceptual view of a spin etcher according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged side view of a side surface of a wafer etching portion for a small diameter wafer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side enlarged side view of another wafer etching portion for a small diameter wafer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partial side enlarged side view of a wafer etching unit and a mechanical chuck driving unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual plan view of a wafer etching unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a bottom view of the wafer etching unit and the mechanical chuck driving unit according to the embodiment of the present invention, and is a view seen from Y in FIG. 4;
10 is a partial front cross-sectional view of the mechanical chuck driving unit according to the embodiment of the present invention, and is a view seen from W in FIG. 4;
11 is a partial plan cross-sectional view of the mechanical chuck driving unit according to the embodiment of the present invention, and is a view seen from V in FIG. 7;
12 is a partial side view of the mechanical chuck driving unit according to the embodiment of the present invention, and is an X view of FIG.
FIG. 13 is a partial side view of the swing arm driving unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a plan view of a swing arm driving unit according to the embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view of the swing arm drive unit according to the embodiment of the present invention, and is a Z view of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spin etcher 2 Wafer 2A Large diameter wafer 2B Small diameter wafer 3 Wafer etching part 5 Housing | casing 7 Spin chamber part 7a Opening / closing cylinder 9 Nozzle 11 Arm 13 Hollow rotating shaft 15 Swing arm drive part 21 Operation panel part 23 Control panel 31 Lower part Housing 31a Top plate 33 Lower housing 41 Rotating mechanism 47 Middle lid bracket 49 Middle lid 51 Locking device 55 Wafer mounting part 57 Mechanical chuck part 59A Cleaning disk 59B Vacuum disk 59D First vacuum disk 61 Suction adsorption Part 63 disk 65 holding member 67, 69 link 73 support pin 75 gripping member 79 ejection nozzle port 81 fixed pipe 85 mechanical chuck driving part 91 fixing pipe 97 mechanical chuck driving pipe 97b mechanical guide groove 101 sleeve 107 disk driving pipe 107a Disc drive guide groove 1 9 Connecting flange portion 119 Belt 135 Wafer chuck rotation drive portion 141 AC servo motor 151 Mechanical chuck drive portion 155 Gripping adjustment air cylinder 157 Fork link 159 Roller pin 163 Spring 167 Guide roller pin 179 Arm lift air cylinder 181 Electric motor 182 Drive gear 185 Driven gear 187 Intermediate coupling 187a Hole involute spline 189 Upper locking hollow pivot shaft 189b Shaft involute spline 191 Connecting arm 195 Lower locking nut 201 Diameter selection switch 203 Diameter change switch 205 Rotation Speed setting switch 207 Swing arm turning switch 209 Arm raising / lowering switch 211 Etching solution switch Qa Space

Claims

A spin etcher that etches the upper surface of the wafer by flowing an etchant from the upper side of the wafer while rotating the wafer,
A plurality of wafer mounting portions are arranged on the outer peripheral edge of the wafer and have a holding member that abuts against the outer peripheral edge of the wafer and holds it in place. This holding member holds the outer periphery of the wafer at the eccentric position of the stepped cylindrical member. A holding member for rotating the cylindrical member to change the pressing position by the holding member in accordance with the wafer diameter, and suction for a small-diameter wafer inside the holding member for holding the outer periphery of the wafer. The adsorbing disk and the cleaning disk with the ejection nozzle can be attached to and detached from the rotating mechanism unit, and the clean water supply path provided in the rotating mechanism unit can be switched between the water supply source and the intake source to connect one unit. A spin etcher characterized in that it can handle wafers of various diameters.

The spin etcher according to claim 1, wherein
An inner lid that surrounds the periphery of the wafer mounting portion and receives the liquid blown to the periphery by spin etching is hinged to the upper housing side, and the inner wafer can be pushed downward from the horizontal so that the mounting wafer protrudes from the inner lid. A spin etcher characterized in that it can be exchanged.