JP2000082691A - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理原液の補充するのに最適な時期を決定
し，処理液の成分比率と液量とを安定して確保すると共
に，処理液の消費量を最小限に抑えることができる処理
装置を提供する。 【解決手段】 ウェハＷを処理するためのＡＰＭ処理液
を貯留しておく貯留タンク３０とを備えた処理装置６に
おいて，ウェハＷの処理枚数と洗浄時間とに対応してア
ンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を貯留タンク３０
に補充する補充機構４０を設ける。ウェハＷを処理した
ＡＰＭ処理液を貯留タンク３０に回収させる回収回路３
１と，ＡＰＭ処理液の状態を調整する調整回路３２と，
ＡＰＭ処理液をウェハＷに供給する供給回路３３とを設
け，回収回路３１の途中に気液分離機構５２を配置す
る。

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，例えば半導体ウ
ェハやＬＣＤ用ガラス板等の基板を処理液によって処理
する，処理装置及び処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に，半導体デバイスの製造工程にお
いては，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」とい
う）の基板の表面に付着したパーティクル有機汚染物，
金属不純物等のコンタミネーションを除去するために洗
浄処理システムが使用されている。ウェハを洗浄するシ
ステムの１つとして，枚葉式の処理装置を用いた洗浄処
理システムが知られている。

【０００３】この洗浄処理システムの処理装置には，ウ
ェハを収納する容器と，容器内でウェハを回転自在に保
持する回転テーブルと，ウェハの表裏面に薬液や純水な
どの処理液を供給する供給ノズルと，薬液や純水などの
処理液を貯留しておく貯留タンクとが設けられている。
このような処理装置で行われるウェハの洗浄処理は，容
器内において，回転テーブルにウェハを保持させ，ウェ
ハを回転させる。そして，回転しているウェハの表面
に，貯留タンクに予め貯留している処理液を供給ノズル
から供給し洗浄処理を行い，ウェハの表面に付着したパ
ーティクル，有機汚染物等を除去する。その後，純水に
よりリンス処理を行い，Ｎ_２ガスなどの乾燥ガスを供給
し乾燥処理を行う。

【０００４】また，処理液には，アンモニア水溶液（Ｎ
Ｈ_４ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ _２）と純水（Ｈ
_２Ｏ）といった処理原液を混合したＡＰＭ処理液や，フ
ッ酸（ＨＦ）と純水を混合したＤＨＦ処理液等が知られ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで，ウェハの洗
浄処理を良好に行うには，処理液が，ある一定の液量で
貯留されていることが大切である。しかしながら，従来
の処理装置では，処理原液の補充する時期などは特に決
まっていない。このため，洗浄処理の進行に従って，貯
留タンク内の処理液の液量が不足してしまう事態が生じ
ることがある。また，処理液の成分比率も，一定に保た
れていることが大切である。しかしながら，例えば，揮
発性の高いアンモニアを含んだＡＰＭ処理液において
は，蒸発によってＡＰＭ処理液中のアンモニアの濃度が
低下し，ＡＰＭ処理液の成分比率が崩れ，洗浄処理を重
ねるごとに処理効果が低下していく等の問題点があっ
た。

【０００６】さらに，従来の処理装置においては，洗浄
処理に使用された処理液は，容器の底部に設けられた排
液管路を介して自然に容器外に排液され，１回限りの使
用で廃棄されていた。しかしながら，１枚のウェハの洗
浄処理ごとに，処理液を廃棄することは，処理液の消費
量が膨大になる。このため，処理液にかかる費用が高騰
したり，薬液の多量の廃棄を管理するのに手間がかかる
等の種々の改善すべき点があった。

【０００７】従って本発明は，上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり，その目的は，処理原液の補充するのに
最適な時期を決定し，処理液の成分比率と液量とを安定
して確保すると共に，処理液の消費量を最小限に抑える
ことができる処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに，請求項１の発明は，貯留タンクに所定の割合で複
数の処理原液を補充し，該貯留タンク内の処理液を基板
に供給して処理する処理装置において，前記基板の処理
枚数と処理時間とに対応して処理原液を前記貯留タンク
に補充する補充機構を設けたことを特徴とする。

【０００９】かかる構成によれば，補充機構によって貯
留タンクに，基板の処理枚数と処理時間とに対応して複
数の処理原液を補充し，これら処理原液を混合する。こ
れにより，貯留タンク内において，処理液の成分比率と
液量とを，処理に支障を及ぼさないように安定して確保
することができる。また，処理原液の補充する時期は，
基板の処理枚数と処理時間を目安にして，予め実験等で
求めておけばよい。このように，処理原液を補充するの
に最適な時期が決定されるので，濃度センサといった計
測機器等が不要となる。

【００１０】請求項１に記載の処理装置において，請求
項２に記載したように，前記補充機構は，複数の処理原
液を前記貯留タンクに補充するように構成されており，
所定の時間毎に，少なくとも一つの処理原液を連続して
貯留タンクに補充し，残りの複数の処理原液のうちの少
なくとも一つの処理原液を，数回に渡って断続して前記
貯留タンクに補充するのもよい。かかる構成によれば，
例えば，純水のような処理原液を，途切れることなく連
続して貯留タンクに補充する一方で，処理に影響を与え
るような薬液成分を主体とした処理原液を，所定の時間
毎に，一度にまとめて貯留タンクに補充するのではな
く，数回に渡って断続して貯留タンクに補充する。これ
により，貯留タンク内の処理液において，このような処
理原液成分が，急激な濃度変化を起こさず，所定の濃度
に保たれることになる。

【００１１】請求項３に記載したように，基板を回転自
在に保持する保持手段と，前記保持手段に保持された基
板に処理液を供給する供給手段を備えていることが好ま
しい。かかる構成によれば，保持手段に保持された基板
に処理液を供給して処理する，いわゆる枚葉式の処理装
置に請求項１の記載の補充機構を活用する。

【００１２】請求項４に記載したように，前記基板を処
理した処理液を前記貯留タンクに回収させる回収回路
と，前記貯留タンク内の処理液を調整する調整回路と，
前記貯留タンク内の処理液を基板に供給する供給回路と
を設け，請求項５に記載したように，前記回収回路の途
中に，気液分離機構を配置するのがよい。かかる構成に
よれば，処理に使用された処理液は，回収回路を介して
貯留タンクに回収され，調整回路内において清浄化や温
調などが行われる。このように調整された処理液は，供
給回路によって基板に供給され処理に再利用される。

【００１３】請求項６に記載の発明は，貯留タンクに貯
留された処理液を基板に対して供給する処理方法におい
て，前記基板の処理枚数と処理時間とに対応して処理原
液を前記貯留タンクに補充することを特徴とする。

【００１４】請求項６に記載の処理方法において，請求
項７に記載したように，複数の処理原液を前記貯留タン
クに補充する際に，少なくとも一つの処理原液を連続し
て貯留タンクに補充し，残りの複数の処理原液のうちの
少なくとも一つの処理原液を，所定の時間毎に，数回に
渡って断続して前記貯留タンクに補充するのもよい。

【００１５】請求項８に記載したように，貯留タンクに
貯留された処理液を基板に対して供給する処理方法にお
いて，前記基板の処理時間を積算し，該積算された処理
時間が所定の時間となる毎に処理原液を前記貯留タンク
に補充することを特徴とする，処理方法を提供する。

【００１６】かかる方法によれば，基板の処理時間を積
算し，積算された処理時間が所定の時間となる毎に処理
原液を補充するので，基板１枚当たりの処理時間が変化
しても，処理時間に対応して貯留タンク内に処理原液を
定期的に補充することができる。従って，処理液の成分
比率や液量を安定して確保することができる。

【００１７】請求項８に記載の処理方法において，請求
項９に記載したように，前記処理原液を前記貯留タンク
に補充する際に，所定の液量で補充するようにしてもよ
い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，キャリア単位でウェハを搬入し，ウェハを１枚ず
つ洗浄，乾燥を行い，キャリア単位でウェハを搬出する
ように構成された洗浄処理システムに基づいて説明す
る。図１は，本実施の形態を説明するための洗浄処理シ
ステム１の平面図である。

【００１９】この洗浄処理システム１は，ウェハＷを収
納するキャリアＣを載置させる載置部２と，載置部２に
載置されたキャリアＣから処理工程前のウェハＷを１枚
ずつ取り出すと共に，処理工程後のウェハＷをキャリア
Ｃ内に１枚ずつ収納する搬送アーム３と，ウェハＷに対
して所定の洗浄処理，乾燥処理を行う本実施の形態にか
かる各処理装置６〜１１を備えた洗浄処理部４と，洗浄
処理部４の背面側にメンテナンススペース１４を挟んで
配置されたケミカルボックス１５とを備えている。

【００２０】載置部２は，ウェハを２５枚収納したキャ
リアＣを複数個載置できる構成になっている。搬送アー
ム３は，水平，昇降（Ｘ，Ｙ，Ｚ）方向に移動自在であ
ると共に，かつ鉛直軸を中心に回転（θ方向）できるよ
うに構成されている。洗浄処理部４には，ウェハＷを搬
送する搬送アーム３と同様の構成を有した搬送アーム１
２と，搬送アーム３と搬送アーム１２との間でウェハＷ
の受け渡しの役割を担うウェハ移載台１３とが設けられ
ている。そして，上記処理装置６，７，８は，搬送アー
ム１２の四方のうち三方を囲むように配置されており，
搬送アーム１２の残りの一方に，電気系統の配電盤等を
収納したケーシング１６が配置されている。処理装置６
〜８の下方には，処理装置９，１０，１１が処理装置６
〜８と同様に配置され，処理装置６〜８及び処理装置９
〜１１が同時に洗浄処理が進行できる構成になってい
る。

【００２１】例えば，処理装置６〜８及び９〜１１で行
われる典型的な洗浄工程を述べると，処理装置６及び９
では，アンモニアを主体としたＡＰＭ処理液（ＮＨ_４Ｏ
Ｈ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏの混合液）を用いたＳＣ１洗浄を
行って，ウェハＷの表面に付着している有機汚染物，パ
ーティクル等の不純物質を除去し，純水によるリンス処
理を行う。そして，処理装置７及び１０では，フッ酸を
主体としたＤＨＦ処理液（ＨＦ／Ｈ_２Ｏの混合液）を用
いたＤＨＦ洗浄を行って，ウェハＷの表面に形成された
酸化膜等を除去し，純水によるリンス処理を行う。そし
て，処理装置８及び１１では，塩酸を主体としたＨＰＭ
処理液（ＨＣｌ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏの混合液）を用いた
ＳＣ２洗浄を行って，金属イオンを除去し，純水による
リンス処理を行う。

【００２２】なお以上の配列，これら処理装置の組合わ
せは，ウェハＷに対する洗浄処理の種類によって任意に
組み合わせることができる。例えば，ある処理装置を減
じたり，逆にさらに他の処理装置を付加してもよい。

【００２３】次に各処理装置６，８，９，１１の構成に
ついて説明する。各処理装置６，８，９，１１は，いず
れも同様の構成を有しているので，アンモニア水溶液，
過酸化水素水，純水といった処理原液の混合からなるＡ
ＰＭ処理液を用いてＳＣ１洗浄を行う処理装置６を代表
として説明する。

【００２４】図２は処理装置６の概略的な断面図であ
る。処理装置６に備えられた容器２０内には，昇降回転
機構２１の昇降回転軸２２の上端に接続された回転テー
ブル２３が設けられている。この回転テーブル２３の上
面には，ウェハＷの裏面に対して純水等を供給する供給
ノズル２４が設けられ，この供給ノズル２４には，回転
テーブル２３及び昇降回転軸２２の中心を貫通した処理
液供給路２５が接続されている。

【００２５】さらに，回転テーブル２３の上面には，ウ
ェハＷを回転テーブル２３の上方に浮かせた状態で保持
できるように，保持部材２６を配置している。容器２０
の上方には，容器２０内に収納されたウェハＷの表面に
ＡＰＭ処理液又は純水を供給すると共に，Ｎ_２ガスなど
の乾燥ガスを供給する移動自在な供給ノズル２７が設け
られている。また，ウェハＷの回転によりウェハＷの裏
面から振り切られたＡＰＭ処理液は，容器２０の底部に
設けられた排液管路２８を通じて排液される。なお，そ
の他，処理装置８，９，１１も処理装置６と同様な構成
を有しているので詳細な説明な省略する。

【００２６】処理装置６と９，処理装置８と１１では，
それぞれ同じ処理液が用いられるので，処理液にかかる
回路が共通化されている。これらの回路は，いずれも同
様の構成を有しているので，ＡＰＭ処理液を用いる処理
装置６と９を代表として説明する。

【００２７】図３に示すように，処理装置６と９には，
ＡＰＭ処理液を貯留しておく貯留タンク３０が備えられ
ている。また，処理装置６には，ウェハＷをＳＣ１洗浄
したＡＰＭ処理液を貯留タンク３０に回収させる回収回
路３１と，貯留タンク３０内のＡＰＭ処理液の状態を調
整する調整回路３２と，貯留タンク３０内のＡＰＭ処理
液をウェハＷに供給する供給回路３３とが設けられてい
る。また，供給ノズル２７には，純水を供給する弁３４
を備えた純水供給回路３５が接続されている。なお，処
理装置９は，回収回路３１’を回収回路３１に接続させ
て合流させている以外は，処理装置６と同様の回路構成
になっているので，略同一機能及び構成を有する構成要
素については，同一符号を付することにより，重複説明
を省略する。

【００２８】ここで，貯留タンク３０の上方には，アン
モニア水溶液，過酸化水素水，純水を貯留タンク３０に
補充する補充機構４０が設けられている。この補充機構
４０は，所定の濃度に調整されたアンモニア水溶液を貯
蔵したタンク４１とポンプ４２で構成されるアンモニア
補充系４３と，同様に所定の濃度に調整された過酸化水
素水を貯蔵したタンク４４とポンプ４５で構成される過
酸化水素水補充系４６と，純水供給回路４７に弁４８を
配置した純水補充系４９とを備えている。さらに，ポン
プ４２，４５の稼働率及び弁４８の開度を制御するコン
トローラ５０を備えている。こうして，コントローラ５
０によって，ポンプ４２，４５の稼働率と弁４８の開度
を適宜制御させることにより，アンモニア水溶液，過酸
化水素水，純水をそれぞれ所定の液量ずつ貯留タンク３
０に補充し，これらを混合して，貯留タンク３０内に所
定の成分比率のＡＰＭ処理液を生成するようになってい
る。

【００２９】補充機構４０は，ウェハＷの処理枚数と洗
浄時間とに対応して，アンモニア水溶液，過酸化水素
水，純水を貯留タンク３０に補充するようになってい
る。即ち，通常のＳＣ１洗浄では，後述するようにＳＣ
１洗浄に使用されたＡＰＭ処理液を回収する場合におい
て，ＡＰＭ処理液を完全に貯留タンク３０に回収できる
わけではない。揮発性の高いアンモニアを主体としたＡ
ＰＭ処理液では，ウェハＷのＳＣ１洗浄の進行に従っ
て，アンモニアが蒸発していく。これにより，ＡＰＭ処
理液中のアンモニアの濃度が低下していく。同様にＡＰ
Ｍ処理液中の過酸化水素の濃度も低下していく。また，
ＳＣ１洗浄からリンス処理へ移行する際に，容器２０内
に残存している相当量のＡＰＭ処理液を純水と共に洗い
流す等して，ＡＰＭ処理液の液量が徐々に減少していく
ようになっている。

【００３０】そこで，予め行った実験データ等で，ウェ
ハＷの処理枚数を重ねる毎に及び洗浄時間に伴い，ＡＰ
Ｍ処理液中のアンモニア及び過酸化水素の濃度と，ＡＰ
Ｍ処理液の液量とが減少する割合を測定しておき，これ
に基づいて，アンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を
補充する時期，液量を計算し，コントローラ５０に予め
記憶させておくようになっている。具体的には，ＡＰＭ
処理液の回収率によって，アンモニア水溶液，過酸化水
素水，純水を合計でどのくらい補充するかが決定され，
ＡＰＭ処理液中のアンモニア及び過酸化水素の濃度低下
率によって，アンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を
それぞれどのくらいの割合で補充するかが決定されるよ
うになっている。

【００３１】所定の時期が来れば，コントローラ５０は
ポンプ４２，４５及び弁４８に操作信号を送信し，アン
モニア水溶液，過酸化水素水，純水が，それぞれ所定の
液量で貯留タンク３０に補充されるようになっている。
このようにアンモニア水溶液，過酸化水素水，純水の補
充の時期を，処理枚数と洗浄時間の二つの尺度を用いる
ことにより，成分比率と液量の変化に対するＡＰＭ処理
液の安定性を担保する。また，補充するのに最適な時期
が予め決定されることになるので，ＳＣ１洗浄中のＡＰ
Ｍ処理液の変化を測定する濃度センサや液量センサ等が
不要になる。

【００３２】また，回収回路３１は，処理装置６の排液
管路２８に接続され，その出口は，容器２０よりも下方
に配置されている貯留タンク３０に接続されている。回
収回路３１の途中には，気液分離機構５２とドレイン回
路５３が上から順に配置されており，ドレイン回路５３
は三方弁５４に介して回収回路３１に接続されている。

【００３３】図４に示すように，この気液分離機構５２
内において，流入口５５から流入してきたＡＰＭ処理液
は，流出口５６から流出するようになっている。また，
排気口５７を上方に設け，仕切り板５８を天井から垂設
し，複数の小孔５９を有するメッシュ形状の整流板６０
を気液分離機構５２内部を上下に区画するように水平に
配置し，流出口５６に向かって上面を傾斜させている傾
斜台６１を底部に設けている。そして，排液管路２８か
ら流入口５５を経てＡＰＭ処理液が流入し，流出口５６
に向かって傾斜台６１に沿って流れる間に，気液分離機
構５２は，ＡＰＭ処理液内に混入した気泡を取り除き，
排気口５７からＡＰＭ処理液を流出させない構成になっ
ている。そして，液中から取り除かれた気泡は，仕切り
板５８によって流入口５５に逆流することがなく，整流
板６０によって整えられた状態で排気口５７から排気さ
れるようになっている。

【００３４】純水供給回路３５によって供給ノズル２７
に供給されリンス処理に使用された純水は，気液分離機
構５２を経た後に，三方弁５４の切換操作により，ドレ
イン回路５３から排液され，貯留タンク３０に，ＡＰＭ
処理液が貯められるようになっている。

【００３５】調整回路３２の入口は，貯留タンク３０の
底部に接続され，その途中にはＡＰＭ処理液の流れに沿
って上流側からポンプ６５，ダンパ６６，ヒータ６７，
フィルタ６８が配置され，その出口は，貯留タンク３０
の上部に接続されている。そして，ポンプ６５の稼働に
より，貯留タンク３０の下方から調整回路３２にＡＰＭ
処理液を流入させ，ヒータ６７によって所定の温度に調
整し，フィルタ６８によってＡＰＭ処理液中の不純物を
除去した後，再び貯留タンク３０の上方によりＡＰＭ処
理液を流入させ，循環させて調整するようになってい
る。

【００３６】供給回路３３は，調整回路３２と供給ノズ
ル２７との間で弁７０を介して接続されている。供給回
路３３の途中には，純水供給回路７１を接続した三方弁
７２を備えた前述の処理液供給路２５と，供給ノズル２
７にＡＰＭ処理液を供給するか否かを開閉により操作す
る弁７３とが配置されている。そして，弁７０を開いた
後に，三方弁７２，弁７３を開けば，ＡＰＭ処理液は調
整回路３２を循環せずに供給回路３３に流入し，供給ノ
ズル２７，２４によってウェハＷの表裏面をＳＣ１洗浄
できる構成になっている。こうして，ＳＣ１洗浄以外の
時は，弁７０を閉じ調整回路３２でＡＰＭ処理液を循環
調整し，ＳＣ１洗浄の際には，貯留タンク３０内のＡＰ
Ｍ洗浄液を，調整回路３２，供給回路３３，回収回路３
１の順でＡＰＭ処理液を循環させて再利用を図り，ＡＰ
Ｍ処理液の消費量を節約する構成になっている。

【００３７】なお，その他，処理装置８と１１にかかる
回路構成も同様な構成を備えているので詳細な説明な省
略する。

【００３８】次に，以上のように構成された洗浄処理シ
ステム１において行われるウェハＷの洗浄処理を説明す
る。まず，図示しない搬送ロボットが未だ洗浄されてい
ないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣを
載置部２に載置する。そして，この載置部２に載置され
たキャリアＣから１枚ずつウェハＷが取り出され，搬入
アーム３から，ウェハ移載装置１３を経由して，搬送ア
ーム１２に受け継がれる。そして，搬送アーム１２は，
ウェハＷをウェハＷを処理装置６〜８又は処理装置９〜
１１に順次搬送する。こうして，ウェハＷの表面に付着
している有機汚染物，パーティクル等の不純物質を除去
するための洗浄処理を行う。

【００３９】ここで，代表して処理装置６の洗浄処理を
説明する。図３に示したように，予め貯留タンク３０
に，補充機構４０からアンモニア水溶液（ＮＨ_４Ｏ
Ｈ），過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２），純水（Ｈ_２Ｏ）とっ
た処理原液を補充する。そして，待機している間は，ポ
ンプ６５の稼働によって貯留タンク３０内のＡＰＭ処理
液を調整回路３２に循環させ，ヒータ６７及びフィルタ
６８によって温調，浄化し調整する。

【００４０】そして，処理装置６にウェハＷが搬入さ
れ，図２に示したように，昇降回転機構２１の稼働によ
って，保持部材２６に保持されたウェハＷを回転テーブ
ル２３一体となって回転させると共に，供給ノズル２７
をウェハＷの上方に移動させる。そして，弁７０を開い
た後に弁７３を開き，供給回路３３にＡＰＭ処理液を流
入させ，供給ノズル２７からウェハＷの表面にＡＰＭ処
理液を供給しＳＣ１洗浄を行う。ＳＣ１洗浄に使用され
たＡＰＭ処理液は，排液管路２８から排液され，気液分
離機構５２で気泡抜きが行われた後に，回収回路３１を
介して貯留タンク３０に回収される。そして，調整回路
３２において再び温調や清浄化が行われ，このように調
整されたＡＰＭ処理液は，供給回路３３に流入しＳＣ１
洗浄に再利用される。

【００４１】所定の時間が経過し，ＡＰＭ処理液による
ＳＣ１洗浄が終了すると，処理装置６でウェハＷの表裏
面に対してリンス処理を行う。最後に回転テーブル２３
を高速回転させる等してウェハＷを乾燥処理し，処理装
置６から搬出する。そして，処理装置６には，未だ洗浄
処理が行われていない新たなウェハＷが次々と搬入さ
れ，以後，洗浄処理が繰り返されていくことになる。

【００４２】ところで，この場合，アンモニアは蒸発し
易く，ＳＣ１洗浄を繰り返していくに従い，放置してお
けば，ＡＰＭ処理液中のアンモニアの濃度が徐々に低下
していき，同様にＡＰＭ処理液中の過酸化水素の濃度も
徐々に低下していくことになる。また，容器２０に残存
しているＡＰＭ処理液は，例えば，リンス処理の際に洗
い流され，相当量，処理装置６から流出していく。そこ
で，補充機構４０は，ＡＰＭ処理液中のアンモニア及び
過酸化水素の濃度低下と，ＡＰＭ処理液の液量低下とに
よるＳＣ１洗浄への影響を防ぐため，ウェハＷの処理枚
数と洗浄時間とに対応して，アンモニア水溶液，過酸化
水素水，純水をそれぞれ所定の液量ずつ貯留タンク３０
に補充し，これら処理原液を混合する。これにより，貯
留タンク３０内において，ＡＰＭ処理液の成分比率と液
量とを，ＳＣ１洗浄に支障を及ぼさないように安定して
確保することができる。

【００４３】また，アンモニア水溶液，過酸化水素水，
純水の補充する時期は，ウェハＷの処理枚数と洗浄時間
を目安にして，予め実験等で求めておけばよい。このよ
うに，これら処理原液を補充するのに最適な時期が決定
されるので，濃度センサといった計測機器等が不要とな
る。また，予めＡＰＭ処理液の回収率や成分比率の変化
を求めておき，アンモニア水溶液，過酸化水素水，純水
の合計の補充量や，各々の補充する割合を決定してお
く。

【００４４】こうして，処理装置６から搬出されたウェ
ハＷは，処理装置７，８に順次搬送され，洗浄処理部４
での処理工程が終了後，再びキャリアＣに搬入される。
また，処理装置９〜１１においても同様の処理工程を行
う。そして，残りの２４枚のウェハＷに対しても１枚ず
つ同様な処理工程が行われ，２５枚のウェハＷの処理工
程が終了すると，キャリアＣ単位で洗浄処理システム１
外に搬出される。

【００４５】かくして，本実施の形態の処理装置６によ
れば，貯留タンク３０内において，ＡＰＭ処理液の成分
比率と液量とを安定して確保することができる。従っ
て，良好なＳＣ１洗浄を継続して行うことができる。そ
して，濃度センサといった計測機器等が不要となり，処
理装置６を簡素化することができる。また，ＡＰＭ処理
液の消費量を最小限に抑えることができる。従って，廃
棄等のＡＰＭ処理液にかかる管理に優れている。

【００４６】次に，フッ酸と純水とを混合させたＤＨＦ
処理液を用いてＤＨＦ洗浄を行う処理装置７，１０につ
いて説明する。図５に示すように，フッ酸，純水を貯留
タンク３０に補充する補充機構８０が設けられている。
この補充機構８０は，所定の濃度に調整されたフッ酸を
貯蔵したタンク８１とポンプ８２で構成されるフッ酸補
充系８３と，純水供給回路８４に弁８５を配置した純水
補充系８６とを備えている。なお，補充機構８０の構成
以外は，先に説明した処理装置６と同一の構成であるの
で，同一の機能及び構成を有する構成要素については，
同一の符号を付することにより，重複説明を省略する。

【００４７】かかる構成によれば，補充機構８０は，純
水を途切れることなく連続して貯留タンク３０に補充し
続ける一方で，フッ酸を，所定の時間毎に，一度にまと
めて貯留タンク３０に補充するのではなく，数回に渡っ
て断続して貯留タンク３０に補充する。これにより，貯
留タンク３０内のＤＨＦ処理液において，フッ酸は，急
激な濃度変化を起こさず，所定の濃度に保たれることに
なる。従って，処理装置６と同様に，良好なＤＨＦ洗浄
や装置の簡素化を実現できる。

【００４８】なお，本発明は，上記実施の形態に限定さ
れるものではなく，種々の態様を取り得るものである。
例えばウェハの洗浄時間を積算して所定の時間経過する
毎に所定の液量ずつアンモニア水溶液，過酸化水素水，
純水を貯留タンクに補充するようにしても良い。

【００４９】この洗浄方法を前記処理装置６，９で行わ
れるＳＣ１洗浄に即して説明する。一例を挙げると，ウ
ェハＷ１枚当たりの洗浄時間を３０秒（ｓｅｃ）とし，
３０秒経過する毎にアンモニア水溶液を３０ｃｃ，過酸
化水素水を６０ｃｃ，純水を２０ｃｃずつ貯留タンク３
０に補充する。このときのＳＣ１洗浄を図６を参照して
説明すると，図６に示すように，１回目のＳＣ１洗浄の
終了時（積算された洗浄時間：３０秒），２回目のＳＣ
１洗浄の終了時（積算された洗浄時間：６０秒）に，ア
ンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を補充タンク３０
に補充する。以後，同様に積算された洗浄時間が３０秒
の倍数となった際に補充を行い，ＳＣ１洗浄を繰り返
す。

【００５０】また，他の例を挙げると，ウェハＷ１枚当
たりの洗浄時間を５０秒とし，３０秒経過する毎にアン
モニア水溶液を３０ｃｃ，過酸化水素水を６０ｃｃ，純
水を２０ｃｃずつ貯留タンク３０に補充する。このとき
のＳＣ１洗浄を図７を参照して説明すると，図７に示す
ように，１回目のＳＣ１洗浄では洗浄開始から３０秒後
（積算された洗浄時間：３０秒）に補充を行い，２回目
のＳＣ１洗浄では洗浄開始から１０秒後（積算された洗
浄時間：６０秒），４０秒後（積算された洗浄時間：９
０秒）に補充する。以後，同様に積算された洗浄時間が
３０秒の倍数になった際に補充を行い，ＳＣ１洗浄を繰
り返す。

【００５１】かかる洗浄方法によれば，洗浄時間を積算
し，積算された洗浄時間が所定の時間となる毎に所定の
液量ずつアンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を補充
タンク３０に補充するので，ウェハＷ１枚当たりの洗浄
時間が変化しても，洗浄時間に対応して貯留タンク３０
内にアンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を定期的に
補充することができる。従って，ＡＰＭ処理液の成分比
率と液量を安定して確保することができる。

【００５２】特にこの洗浄方法では，ウェハＷのＳＣ１
洗浄を１回毎に補充を行うわけではないので，予め実験
データ等で所定の時間ＡＰＭ処理液を使用した場合に，
ＡＰＭ処理液の成分比率と液量を安定して確保すること
ができる，アンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を補
充する際の所定の液量を求めておけば，その後，ウェハ
Ｗ１枚当たりの洗浄時間が変化しても，その都度，アン
モニア水溶液，過酸化水素水，純水を補充する時期，液
量の設定を変更する必要がない。

【００５３】また，このような洗浄方法は，処理液を貯
留タンクには回収せずに容器外に排液する処理装置にも
適用することができる。図８に示す処理装置９０，９１
はその例である。図８に示すように，貯留タンク３０に
貯留されたＡＰＭ処理液は，ＳＣ１洗浄に使用された
後，排液管路２８を通じて容器２０外に排液される。な
お，この場合には排液されたＡＰＭ処理液を，例えば工
場内に設けられた他のタンク内に回収して別途再利用を
図るようにする。

【００５４】かかる処理装置９０，９１では，ＡＰＭ処
理液を排液することになっても，洗浄時間を積算し，積
算された洗浄時間が所定の時間となる毎に所定の液量ず
つアンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を補充タンク
３０に補充するので，貯留タンク３０内が空になってＳ
Ｃ１洗浄が行えなくなる事態を防止することができる。
もちろん，ＡＰＭ処理液の成分比率と液量を安定して確
保することができる。

【００５５】また，基板を上記した本実施の形態のよう
にウェハＷに限らずに，ＬＣＤ基板，ガラス基板，ＣＤ
基板，フォトマスク，プリント基板，セラミック基板等
でも可能である。

【００５６】

【実施例】次に，本発明の実施例を行った。図２，３で
説明した処理装置を実際に製作し，ＡＰＭ処理液中のア
ンモニアや過酸化水素の濃度変化とＡＰＭ処理液の液量
低下量を調べた。この場合，ＡＰＭ処理液は，所定の濃
度に調整されたアンモニア水溶液と，同様に所定の濃度
に調整された過酸化水素水と，純水とを所定の比率で混
合した液体となっている。そして，実験対象は，１２イ
ンチのウェハとなっている。

【００５７】まず，ウェハの洗浄処理をした場合におい
て，ＡＰＭ処理液中のアンモニア（ＮＨ_４ＯＨ）及び過
酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の濃度変化を調べた。この場合，
１枚のウェハを３０秒（ｓｅｃ）間，計１０枚，ＳＣ１
洗浄し，３０分（ｍｉｎ）間の濃度変化を見た。その結
果を図９に示す。また，１枚のウェハを，６０秒間，計
１０枚，ＳＣ１洗浄し，４０分間の濃度変化を見た。そ
の結果を図１０に示す。なお，いずれの場合において
も，最初に貯留タンクに生成する時を除いて，実験中に
は，アンモニア水溶液，過酸化水素水，純水といった処
理原液を貯留タンクに補充していない。図９及び図１０
において，グラフ線ａ及びグラフ線ｃは，アンモニアの
濃度変化を示すものであり，グラフ線ｂ及びグラフ線ｄ
は，過酸化水素の濃度変化を示すものである。図９及び
図１０に示すように，いずれも，洗浄時間が経過するに
つれて，アンモニアや過酸化水素の濃度が徐々に低下し
ていくことが理解できる。実験は行ってはいないが，洗
浄時間が９０秒，１２０秒と増加しても，同じような比
率で，アンモニア及び過酸化水素の濃度が徐々に低下し
ていくことが予想される。

【００５８】一方，貯留タンクに回収される際の，ＡＰ
Ｍ処理液の液低下量を調べた。この場合，ウェハ１枚当
たりの洗浄時間を，３０秒，６０秒，９０秒，１２０秒
と順次変化させた。そして，いずれも同じ条件のＳＣ１
洗浄を１０回繰り返し，その平均値をグラフに記した。
その結果を図１１に示す。図１１中のグラフ線ｅは，Ａ
ＰＭ処理液の液低下量の変化を示すものであり，このグ
ラフ線ｅより，ウェハ１枚当たりの洗浄時間が，３０
秒，６０秒，９０秒，１２０秒と増えるにつれて，液低
下量が増加し，ＡＰＭ処理液の液量が徐々に減少してい
くのが理解できる。

【００５９】以上，この実験を基にして，貯留タンク内
において，ＡＰＭ処理液の成分比率と液量とを安定して
確保できるような，アンモニア水溶液，過酸化水素水，
純水の補充する液量とウェハ１枚当たりの洗浄時間との
関係をグラフとして図１２に示す。図１２において，グ
ラフ線ｆは，アンモニア水溶液の補充する液量と洗浄時
間との関係を示し，グラフ線ｇは，過酸化水素水の補充
する液量と洗浄時間との関係を示し，グラフ線ｈは，純
水の補充する液量と洗浄時間との関係を示している。こ
うして，図１２に従って，アンモニア水溶液，過酸化水
素水，純水を補充する時期や液量を決定すれば，良好な
ＳＣ１洗浄が行えるようになる。

【００６０】次に，ウェハの洗浄処理せずに，ＡＰＭ処
理液を生成した以後は各処理原液を補充しない場合にお
ける，ＡＰＭ処理液中のアンモニア及び過酸化水素の濃
度変化を調べた。即ち，最初にアンモニア水溶液，過酸
化水素水，純水を貯留タンクに補充し，ＡＰＭ処理液を
生成する。その後，６０分間，何もしないでＡＰＭ処理
液を放置しておき，この間の濃度変化を見た。その結果
を図１３に示す。図１３において，グラフ線ｉは，アン
モニアの濃度変化を示すものであり，グラフ線ｊは，過
酸化水素の濃度変化を示すものである。図１３に示すよ
うに，洗浄時間が経過するにつれて，アンモニアや過酸
化水素の濃度が徐々に低下していくことが理解できる。
この実験と，同様にＡＰＭ処理液を放置した時のＡＰＭ
の液低下量の変化とから，ウェハの洗浄処理せずに，Ａ
ＰＭ処理液を生成した以後は各処理原液を補充をしない
場合における，単位時間当たりの各処理原液の補充量を
算出することができる。このように算出した単位時間当
たりの各処理原液の補充量に従って，ウェハの洗浄処理
の有無に関係なく，所定の時間毎に各処理原液の補充を
繰り返すようにする。これにより，ＡＰＭ処理液中のア
ンモニア及び過酸化水素の濃度やＡＰＭ処理液の液量を
所定の値に維持することができるようになる。

【００６１】次に，図５で説明した処理装置を実際に製
作し，ＤＨＦ処理液中のフッ酸（ＨＦ）の濃度変化を調
べた。この場合，ＤＨＦ処理液は，所定の濃度に調整さ
れたフッ酸と，純水とを所定の比率で混合した液体とな
っている。そして，実験対象は，１２インチのウェハと
なっている。そして，１枚のウェハを，所定の時間でＤ
ＨＦ洗浄し，これを数枚続けた。

【００６２】まず，図１４中のグラフ線ｋは，１２０秒
毎に１回の割合で，貯留タンクにフッ酸を所定の液量補
充した場合における，ＤＨＦ処理液中のフッ酸の濃度変
化を示している。フッ酸を補充する際には，６秒程の時
間を要した。また，図１５中のグラフ線ｌは，１２０秒
毎に３回の割合で，貯留タンクにフッ酸を所定の液量補
充した場合における，ＤＨＦ処理液中のフッ酸の濃度変
化を示している。フッ酸を補充する際には，２秒程の時
間を要した。図１４中のグラフ線ｋと図１５中のグラフ
ｌとを比較することから理解できるように，１２０秒間
におけるフッ酸の補充を数回に渡って断続して行うほう
が，ＤＨＦ処理液中のフッ酸の濃度変化が平坦になって
いく。こうして，フッ酸を補充する回数が増えれば，Ｄ
ＨＦ処理液中のフッ酸濃度を所定の濃度に保つことがで
きるようになり，良好なＤＨＦ洗浄が行えるようにな
る。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば，基板の処理枚
数と処理時間とに対応して処理原液を貯留タンクに補充
する補充機構を設ける構成なので，処理液の成分比率と
液量とを安定して確保することができる。従って，良好
な処理を継続して行うことができる。また，濃度センサ
といった計測機器等が不要となり，処理装置を簡素化す
ることができる。その結果，例えば半導体デバイスの製
造における生産性を向上することができるようになる。

【００６４】請求項２の発明によれば，処理液におい
て，処理に影響を与えるような処理原液成分を所定の濃
度に保つことができる。また，請求項３の発明によれ
ば，請求項１の補充機構を枚葉式の処理装置に活用する
ことができる。また。請求項４及び５の発明によれば，
処理液の再利用を図ることにより，処理液の消費量を最
小限に抑えることができる。従って，廃棄等の処理液に
かかる管理に優れている。

【００６５】請求項６，７の発明によれば，請求項１，
２の処理装置に好適に適応することができる。また，請
求項８，９の発明によれば，基板１枚当たりの処理時間
に柔軟に対応することができ，処理液の成分比率と液量
とを安定して確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる処理装置を備えた洗浄処
理システムの平面図である。

【図２】処理装置の概略的な断面図である。

【図３】ＡＰＭ処理液にかかる回路の説明図である。

【図４】気液分離機構の斜視図である。

【図５】ＤＨＦ処理液にかかる回路の説明図である。

【図６】洗浄時間を積算して所定の時間経過する毎に所
定の液量ずつアンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を
貯留タンクに補充する場合のＳＣ１洗浄の一例を説明す
る図である。

【図７】洗浄時間を積算して所定の時間経過する毎に所
定の液量ずつアンモニア水溶液，過酸化水素水，純水を
貯留タンクに補充する場合のＳＣ１洗浄の他の例を説明
する図である。

【図８】図６及び図７のＳＣ１洗浄に適用可能なＡＰＭ
処理液にかかる他の回路の説明図である。

【図９】ウェハ１枚当たりの洗浄時間を３０秒間にした
場合における，ＡＰＭ処理液中のアンモニア及び過酸化
水素の濃度変化を示すグラフである。

【図１０】ウェハ１枚当たりの洗浄時間を６０秒間にし
た場合における，ＡＰＭ処理液中のアンモニア及び過酸
化水素の濃度変化を示すグラフである。

【図１１】ウェハ１枚当たりの洗浄時間とＡＰＭ処理液
の液低下量との関係を示すグラフである。

【図１２】ＡＰＭ処理液の成分比率と液量とを安定して
確保できるような，アンモニア水溶液，過酸化水素水，
純水の補充する液量とウェハ１枚当たりの洗浄時間との
関係を示すグラフである。

【図１３】ウェハの洗浄処理せずに，ＡＰＭ処理液を生
成した以後は各処理原液を補充しない場合における，Ａ
ＰＭ処理液中のアンモニア及び過酸化水素の濃度変化を
示すグラフである。

【図１４】１２０秒毎に，貯留タンクにフッ酸を所定の
液量補充した場合における，ＤＨＦ処理液中のフッ酸の
濃度変化を示すグラフである。

【図１５】４０秒毎に，貯留タンクにフッ酸を所定の液
量補充した場合における，ＤＨＦ処理液中のフッ酸の濃
度変化を示すグラフである。

【符号の説明】 １ 洗浄処理システム ６，７，８，９，１０，１１ 処理装置 ３０ 貯留タンク ３１ 回収回路 ３２ 調整回路 ３３ 供給回路 ４０ 補充機構 ５２ 気液分離機構 Ｗ ウェハ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯留タンクに所定の割合で複数の処理原
   液を補充し，該貯留タンク内の処理液を基板に供給して
   処理する処理装置において，前記基板の処理枚数と処理
   時間とに対応して処理原液を前記貯留タンクに補充する
   補充機構を設けたことを特徴とする，処理装置。
2. 【請求項２】 前記補充機構は，複数の処理原液を前記
   貯留タンクに補充するように構成されており，少なくと
   も一つの処理原液を連続して貯留タンクに補充し，残り
   の複数の処理原液のうちの少なくとも一つの処理原液
   を，所定の時間毎に，数回に渡って断続して前記貯留タ
   ンクに補充することを特徴とする，請求項１に記載の処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記基板を回転自在に保持する保持手段
   と，前記保持手段に保持された基板に処理液を供給する
   供給手段を備えていることを特徴とする，請求項１又は
   ２に記載の処理装置。
4. 【請求項４】 前記基板を処理した処理液を前記貯留タ
   ンクに回収させる回収回路と，前記貯留タンク内の処理
   液を調整する調整回路と，前記貯留タンク内の処理液を
   基板に供給する供給回路とを設けたことを特徴とする，
   請求項１，２又は３に記載の処理装置。
5. 【請求項５】 前記回収回路の途中に，気液分離機構を
   配置したことを特徴とする，請求項４に記載の処理装
   置。
6. 【請求項６】 貯留タンクに貯留された処理液を基板に
   対して供給する処理方法において，前記基板の処理枚数
   と処理時間とに対応して処理原液を前記貯留タンクに補
   充することを特徴とする，処理方法。
7. 【請求項７】 複数の処理原液を前記貯留タンクに補充
   する際に，少なくとも一つの処理原液を連続して貯留タ
   ンクに補充し，残りの複数の処理原液のうちの少なくと
   も一つの処理原液を，所定の時間毎に，数回に渡って断
   続して前記貯留タンクに補充することを特徴とする，請
   求項６に記載の処理方法。
8. 【請求項８】 貯留タンクに貯留された処理液を基板に
   対して供給する処理方法において，前記基板の処理時間
   を積算し，該積算された処理時間が所定の時間となる毎
   に処理原液を前記貯留タンクに補充することを特徴とす
   る，処理方法。
9. 【請求項９】 前記処理原液を前記貯留タンクに補充す
   る際に，所定の液量で補充することを特徴とする，請求
   項８に記載の処理方法。