JP2000068241A

JP2000068241A - 基板処理方法

Info

Publication number: JP2000068241A
Application number: JP10235625A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Araki; 浩之荒木
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】薬液による基板の洗浄もしくはエッチング処
理および純水での水洗をワンバス方式で行う場合に、処
理槽の内部の純水を薬液と入れ替える際の薬液の使用量
を低減できる方法を提供する。【手段】純水での水洗が終了した後に処理槽１０内の
純水を、処理槽下部の液体供給口１２に連通した排水管
３４を通して排出させ、その後に処理槽内へ液体供給管
１６を通して薬液を供給し処理槽内を薬液で満たし、薬
液による基板Ｗの洗浄もしくはエッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板、電子部品などの基板を薬液
で洗浄もしくはエッチングした後に純水で洗浄する基板
処理方法、特に、これらの洗浄もしくはエッチング処理
および水洗を１つの処理槽内において、いわゆるワンバ
ス方式で行う基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイス製造プロセスにお
いて、基板、例えばシリコンウエハの表面に付着した不
要物を除去したり、ウエハ表面に成膜されたシリコン酸
化膜、シリコン窒化膜などの被膜を所望の膜厚に調整し
あるいは所定のパターンに従って不要な部分を除去した
りする場合には、フッ酸、燐酸水溶液、アンモニア水、
過酸化水素水などの薬液を用いてウエハを洗浄もしくは
エッチングし、その後にウエハ上に残存している薬液や
反応生成物等の異物を純水で洗浄して除去するようにし
ている。これらの洗浄もしくはエッチング処理および水
洗を１つの処理槽内においてワンバス方式で行う場合の
基本操作の１例について説明する。

【０００３】まず、処理槽内へ、その底部に形設された
液体供給口を通して純水を連続的に供給し、処理槽の内
部に純水を満たして処理槽上部の溢流部から純水が溢れ
出る状態にする。そして、処理槽内へ複数枚のウエハ
（ロット）を搬入して純水中にウエハを浸漬させ、ウエ
ハを純水で水洗する。水洗後に、純水を所要の流量で供
給するように精密に流量制御して供給しながら、処理槽
内へ液体供給口を通して薬液を連続的に供給することに
より、前記流量制御された純水とで所要濃度に管理され
た薬液により処理槽上部の溢流部から純水を押し出し
て、処理槽の内部を薬液で置換し、処理槽の内部に薬液
を満たして処理槽上部の溢流部から薬液が溢れ出る状態
にする。そして、処理槽内の薬液でウエハを洗浄もしく
はエッチングする。続いて、処理槽内への薬液の供給を
停止した後、処理槽内へ液体供給口を通して純水を連続
的に供給し、純水により処理槽上部の溢流部から薬液を
押し出して、処理槽の内部を純水で置換し、処理槽の内
部に純水を満たしてウエハを水洗する。ウエハの水洗が
終了して一連の処理が完了すると、ウエハは、処理槽内
から搬出されて最終水洗・乾燥処理される。そして、次
に処理すべき複数枚のウエハ（ロット）について、同様
の操作が行われる。

【０００４】また、最初に、処理槽内へ薬液を供給して
処理槽の内部に薬液を満たし、処理槽内へ複数枚のウエ
ハ（ロット）を搬入して薬液中にウエハを浸漬させ、ウ
エハを洗浄もしくはエッチングし、続いて、処理槽内へ
純水を連続して供給し、処理槽の内部を純水で置換し
て、処理槽内のウエハを純水で水洗する場合もある。そ
して、必要により薬液による洗浄もしくはエッチング処
理と水洗とを繰り返して行い、最終的に水洗が終了して
一連の処理が完了したウエハを処理槽内から搬出した
後、内部が純水で満たされた処理槽内へ薬液を連続して
供給し、処理槽の内部を薬液で置換した後、処理槽内へ
次に処理すべき複数枚のウエハ（ロット）を搬入するよ
うにする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のワンバス方式の
基板処理方法においては、上記したように、薬液による
基板の洗浄もしくはエッチング処理を行うのに際し、内
部が純水で満たされた処理槽内へ薬液を連続して供給
し、薬液により処理槽上部の溢流部から純水を押し出し
て、処理槽の内部を薬液で置換するようにしていた。こ
のため、薬液の使用量が増大する、といった問題点があ
る。

【０００６】すなわち、薬液、例えばアンモニア水と過
酸化水素水との混合薬液（ＮＨ_４ＯＨ：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２
Ｏ＝１：１：５０）による処理を例にとると、アンモニ
ア水と過酸化水素水と純水とをミキシングバルブで混合
して一定濃度の薬液を調製し、その薬液をミキシングバ
ルブから処理槽内へ供給するようにするが、処理槽の内
部の純水を薬液と置換させるためには、例えば処理槽の
内容積が１０ｌで、ミキシングバルブへ供給される純水
の流量を２０ｌ／分とすると、処理槽内の薬液が一定濃
度となるまでに約２分の時間を要する。ミキシングバル
ブへの純水流量が２０ｌ／分であるから、アンモニア水
および過酸化水素水の各ミキシング量は、それぞれ０．
４ｌ／分であり、従って、処理槽の内部の純水を薬液と
置換させるために、アンモニア水および過酸化水素水が
それぞれ０．８ｌ（＝０．４ｌ／分×２分）ずつ１回の
処理で必要となる。このように、従来のワンバス方式の
基板処理方法では、処理槽の内部の純水を薬液と置換さ
せる際に多量の薬液が必要になる、といった問題点があ
る。

【０００７】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、薬液による基板の洗浄もしくはエッ
チング処理および純水での水洗をワンバス方式で行う場
合において、処理槽の内部の純水を薬液と入れ替える際
の薬液の使用量を低減させることができる基板処理方法
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
下部に液体供給口を有するとともに上部に液体が溢れ出
す溢流部を有し内部に基板が搬入されて収容される処理
槽内へ、前記液体供給口を通して薬液を供給し、基板を
薬液中に浸漬させて洗浄もしくはエッチングする処理工
程と、前記処理槽内へ前記液体供給口を通して純水を供
給し、基板を純水中に浸漬させて水洗する水洗工程とを
含む基板処理方法において、前記水洗工程の終了後に前
記処理槽の内部に満たされた純水を薬液と入れ替える際
に、処理槽の底部に連通した排水管を通して処理槽内か
ら純水を排出させた後に、処理槽内へ前記液体供給口を
通して薬液を供給し処理槽の内部を薬液で満たすように
することを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載の方
法において、複数枚の基板を処理槽内へ搬入し、処理槽
内で複数枚の基板に対し一連の処理を施して、処理槽内
から複数枚の基板を搬出した後、次に処理すべき複数枚
の基板を処理槽内へ搬入する前に、処理槽内から純水を
排出させた後に処理槽内へ薬液を供給して処理槽の内部
を薬液で満たす純水と薬液との液の入れ換え工程を行う
ことを特徴とする。

【００１０】請求項１に係る発明の基板処理方法におい
ては、水洗工程の終了後に処理槽の内部に満たされた純
水を薬液と入れ換える際に、まず、処理槽内から純水を
排出させ、処理槽の内部を空の状態にしてから、処理槽
内へ薬液を供給して処理槽の内部を薬液で満たすように
する。このように、従来方法のように純水と薬液とを置
換するのではないため、処理槽内の純水を薬液と入れ換
える際の薬液の使用量は、処理槽の内容積に相当する量
だけで済むこととなり、薬液の使用量が低減する。すな
わち、上述した説明と同様に、アンモニア水と過酸化水
素水との混合薬液（ＮＨ_４ＯＨ：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝
１：１：５０）による処理を例にとって説明すると、処
理槽の内容積が１０ｌで、ミキシングバルブへ供給され
る純水の流量が２０ｌ／分であるとき、ミキシングバル
ブで純水にアンモニア水および過酸化水素水を混合させ
て一定濃度に調製された薬液を処理槽内へ供給し、空の
状態であった処理槽の内部を薬液で満たすのには、０．
５分かかる。純水流量が２０ｌ／分であるから、アンモ
ニア水および過酸化水素水の各ミキシング量は、それぞ
れ０．４ｌ／分であり、処理槽の内部の純水を薬液と入
れ換えるのに、１回の処理でのアンモニア水および過酸
化水素水の使用量は、それぞれ０．２ｌ（＝０．４ｌ／
分×０．５分）ずつでよく、従来方法に比べて４分の１
で済むことになる。

【００１１】請求項２に係る発明の方法では、処理槽内
から基板を搬出した後、次に処理すべき基板を処理槽内
へ搬入する前に、処理槽内に基板が収容されていない状
態で処理槽の底部から純水が排出されるので、処理槽か
らの排水に伴う基板への影響、すなわち、基板が浸漬さ
せられた純水の液面の低下に従って基板にパーティクル
等が付着する、といったことを心配する必要が無くな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、この発明に係る基板処理方法を実
施するのに使用される基板処理装置の概略構成の１例を
示す模式図である。この基板処理装置は、その詳細は図
示されていないが、底部に液体供給口１２を有するとと
もに上部に液体が溢れ出す溢流部１４を有し内部に基板
Ｗが搬入されて収容される処理槽１０を備えている。

【００１４】処理槽１０の底部の液体供給口１２には、
開閉制御弁１８が介在して設けられた液体供給管１６が
連通して接続されており、液体供給管１６は、ミキシン
グバルブ２０の液体出口に接続されている。ミキシング
バルブ２０には、純水供給源に接続した純水供給管２
２、薬液Ａ、例えばアンモニア水の供給源に接続した原
料薬液供給管２６、および、薬液Ｂ、例えば過酸化水素
水の供給源に接続した原料薬液供給管３０がそれぞれ接
続されている。純水供給管２２および原料薬液供給管２
６、３０には、それぞれ開閉制御弁２４、２８、３２が
介在して設けられている。そして、開閉制御弁２４を開
いて開閉制御弁２８、３２を閉じた状態では、ミキシン
グバルブ２０の液体出口から液体供給管１６を通して処
理槽１０内へ純水が供給され、開閉制御弁２４、２８、
３２を全て開いた状態では、ミキシングバルブ２０で純
水に薬液Ａおよび薬液Ｂが混合されて一定濃度に調製さ
れた調製薬液、例えばアンモニア水と過酸化水素水との
混合薬液（ＮＨ_４ＯＨ：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝１：１：５
０）が、ミキシングバルブ２０の液体出口から液体供給
管１６を通して処理槽１０内へ供給されるようになって
いる。また、処理槽１０の底部の液体供給口１２には、
排水管３４が連通しており、排水管３４には開閉制御弁
３６が介在して設けられている。

【００１５】上記した構成の基板処理装置による基板の
処理は、従来と同様にして行われるので、ここではその
説明を省略するが、この発明に係る基板処理方法では、
純水で基板Ｗを水洗した後に、処理槽１０の内部に満た
された純水を薬液と入れ替える操作が、従来方法とは異
なる。すなわち、水洗が終了すると、液体供給管１６に
介設された開閉制御弁１８を閉じて処理槽１０内への純
水の供給を停止し、この状態で、それまで閉じられてい
た排水管３４に介設された開閉制御弁３６を開く。これ
により、処理槽１０内を満たしていた純水は、処理槽１
０の底部の液体供給口１２を通って流出し、排水管３４
を通って排出される。処理槽１０内から全ての純水が排
出されると、排水管３４に介設された開閉制御弁３６を
閉じた後、液体供給管１６に介設された開閉制御弁１８
を開く。そして、上記したように、開閉制御弁２４、２
８、３２を開いて、ミキシングバルブ２０から液体供給
管１６を通って一定濃度に調製された調製薬液を処理槽
１０内へ供給し、処理槽１０の内部が調製薬液で満たさ
れるようにする。

【００１６】以上のようにして純水と薬液との入れ替え
を行うようにすると、液の入れ換えに際して必要とされ
る薬液および純水の量を少なくすることができる。ま
た、一定濃度に調製された調製薬液を空の処理槽１０内
へ供給するので、処理槽１０の内部が調製薬液で満たさ
れたときに、処理槽１０内の調製薬液の濃度は、ミキシ
ングバルブ２０で調製されたままの一定濃度であるた
め、基板Ｗに対する処理の均一性が向上することとな
る。さらに、処理槽１０内への薬液の供給時間が短くな
り、処理槽１０内からの排水時間を含めても、全体とし
てのスループットが向上する。

【００１７】なお、前記基板処理装置では、前記液体供
給口１２に排水管３４を連通させ、排水管３４に介在さ
せた開閉制御弁３６を開けることにより、液体供給口よ
り排水するようにしているが、処理槽の底部に前記液体
供給口１２とは別に排水口を設け、この排水口に排水管
３４を連通させ、この排水口から排水するようにしても
よい。

【００１８】また、前記液体供給口１２は、処理槽のな
るべく底部寄りに設けるのが、槽内の液を下から上へ押
し上げるように置換する効率が良くて望ましいが、かな
らずしも、槽の内壁底面に設ける必要はない。また、前
記排水口は、処理槽の底部と連通していれば、必ずしも
処理槽の内壁底面に設ける必要はなく、例えば、内壁側
面の最も下寄りに臨むように設けてもよい。

【００１９】この発明に係る方法において、処理槽１０
内の純水を薬液と入れ替える際に、処理槽１０内に基板
Ｗが収容されていてもいなくてもどちらでもよいが、こ
の発明に係る方法が好適に利用される１例としては、次
のような場合が挙げられる。

【００２０】処理槽１０内へ複数枚の基板Ｗ（ロット）
を搬入して、薬液による洗浄もしくはエッチング処理と
水洗とを必要により繰り返して行い、最終的に水洗が終
了すると、一連の処理が完了した基板Ｗ（ロット）を処
理槽１０内から搬出した後、上記したように、処理槽１
０内からその底部の液体供給口１２を通り排水管３４を
通って純水を排出させる。処理槽１０内から全ての純水
が排出されると、上記したように、ミキシングバルブ２
０から液体供給管１６を通って空の処理槽１０内へ一定
濃度の調製薬液を供給し、処理槽１０の内部を調製薬液
で満たす。この後に、次に処理すべき複数枚の基板Ｗ
（ロット）を処理槽１０内へ搬入し、処理槽１０内の調
製薬液中に浸漬させる。そして、薬液による基板Ｗの洗
浄もしくはエッチング処理および水洗を行う。

【００２１】このように、処理槽１０内からロットを搬
出した後、次に処理すべきロットを処理槽１０内へ搬入
する前に、純水と薬液との入れ替えを行うようにしたと
きは、処理槽１０内に基板Ｗが収容されていない状態で
処理槽１０の底部から純水が排出される。このため、処
理槽１０内に基板Ｗが収容された状態で処理槽１０の底
部を通して排水を行った場合のように、基板Ｗが浸漬さ
せられた純水の液面が徐々に低下することによって基板
Ｗにパーティクル等が付着する、といった心配をする必
要が無くなる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板処理方法によ
ると、薬液による基板の洗浄もしくはエッチング処理お
よび純水での水洗をワンバス方式で行う場合に、処理槽
の内部の純水を薬液と入れ替える際の薬液の使用量を低
減させることができる。また、一定濃度に調製された薬
液が空の処理槽内へ供給されて処理槽の内部を満たすの
で、基板は常に一定濃度の薬液で処理されることとな
り、このため、基板に対する処理の均一性が向上する。
さらに、純水と薬液との液の入れ換えに要する時間が短
くなり、スループットが向上することとなる。

【００２３】請求項２に係る発明の方法では、処理槽内
からその底部を通して純水を排出する際に、処理槽内に
は基板が収容されていないので、処理槽からの排水に伴
って基板にパーティクル等が付着する、といったことを
心配する必要が全く無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板処理方法を実施するのに使
用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図で
ある。

【図２】この発明に係る基板処理方法における処理槽内
の液の入れ換え操作を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１０処理槽１２処理槽の液体供給口１４処理槽の溢流部１６液体供給管１８、２４、２８、３２、３６開閉制御弁２０ミキシングバルブ２２純水供給管２６、３０原料薬液供給管３４排水管Ｗ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下部に液体供給口を有するとともに上部
に液体が溢れ出す溢流部を有し内部に基板が搬入されて
収容される処理槽内へ、前記液体供給口を通して薬液を
供給し、基板を薬液中に浸漬させて洗浄もしくはエッチ
ングする処理工程と、前記処理槽内へ前記液体供給口を通して純水を供給し、
基板を純水中に浸漬させて水洗する水洗工程と、を含む
基板処理方法において、前記水洗工程の終了後に前記処理槽の内部に満たされた
純水を薬液と入れ替える際に、処理槽の底部に連通した
排水管を通して処理槽内から純水を排出させた後に、処
理槽内へ前記液体供給口を通して薬液を供給し処理槽の
内部を薬液で満たすようにすることを特徴とする基板処
理方法。
【請求項２】複数枚の基板を処理槽内へ搬入し、処理
槽内で複数枚の基板に対し一連の処理を施して、処理槽
内から複数枚の基板を搬出した後、次に処理すべき複数
枚の基板を処理槽内へ搬入する前に、処理槽内から純水
を排出させた後に処理槽内へ薬液を供給して処理槽の内
部を薬液で満たすようにする請求項１記載の基板処理方
法。