JP2000296371A

JP2000296371A - 基板洗浄方法及び基板洗浄装置

Info

Publication number: JP2000296371A
Application number: JP11105569A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yamaguchi; 嘉昭山口; Takehisa Nitta; 雄久新田; Masahiro Miki; 正博三木
Original assignee: UCT Corp
Current assignee: UCT Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄チャンバー内にクリーンルームエアーを
導入する際に有機不純物等の不鈍物が入り込まないよう
にするとともに、基板を高速回転させているときでも洗
浄チャンバー内のエアーを効率良く排気できるようにす
る。【解決手段】各洗浄工程（リンス工程を含む）、基板
乾燥工程において、クリーンルームエアーの速度制御と
ともに、ウエハ回転機構１０６による基板１０２の回転
数（回転速度）制御を行なう。具体的には、洗浄チャン
バー１０１内に留まる滞流の発生を生ぜしめない程度の
回転速度で基板１０２を回転制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板洗浄装置に関
し、特に、半導体ウエハやＬＣＤ用基板を少量の洗浄液
で高速洗浄することを可能とする超小型の基板洗浄装置
及び基板洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ世代の進展とともに、ウエハおよ
びデバイス表面の洗浄プロセスの重要性がますます増大
し、今や洗浄プロセスがプロセス全体のステップ数にお
いて最大のプロセスになっている。

【０００３】現在のウェット洗浄方式は「バッチ式洗浄
方式」が主流であるが、バッチ式の並列洗浄ではウエハ
およびデバイス表面を均一に清浄化することは本質的に
困難であり、３００ｍｍウエハ時代ではますますこの問
題は顕在化している。

【０００４】新しい世代のウェット洗浄は、「枚葉式洗
浄方式」に移行し、製造プロセスチャンバーに直結して
配置されなければならない。しかし、製造プロセスチャ
ンバーに直結して配置するためには、「枚葉式洗浄装
置」の小型化が必要となる。

【０００５】これまで、本出願の発明者らは、前記「枚
葉式洗浄装置」の技術開発を行い、高応答性を有して各
種薬液の切り替えが速く、一連の洗浄を高速に行える高
スループットの洗浄装置を提供することを目的として、
以下の装置を発明した。

【０００６】前記「枚葉式洗浄装置」は、超純水流路に
洗浄液の原液または原ガスを注入して所望の濃度の洗浄
液とする洗浄原液注入手段と、超純水流路に連結され、
所望の濃度に調整された洗浄液（超純水も含む）を基板
の表裏面に同時に供給する洗浄液供給手段と、洗浄液を
介して基板に超音波または、０．５ＭＨｚ以上の高周波
を重畳する高周波重畳手段と、基板を回転させる回転手
段、または基板および洗浄液供給手段のいずれか１つを
一方向に移動させる移動手段とを有し、超純水流路への
原液または原ガスの注入を制御して、洗浄液による基板
の洗浄と超純水による洗浄とを連続して行えることを特
徴としている。

【０００７】前述ような洗浄装置としては、特願平８−
１７４００５号、特願平８−２１１５５７号等がある。
また、基板の表面側は、洗浄液供給手段のみで、高周波
を重畳する手段は裏面からのみとすることで構造を単純
化した枚葉式洗浄装置も提案した（特願平９−２５２７
５０号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これまで、基板の表面
をクリーンルーム内の雰囲気に曝されないように窒素ガ
ス等の不活性ガスを充填して洗浄を行う方法が好ましく
用いられていた。しかし、洗浄チャンバーの小型化に伴
い、洗浄時すなわち基板の高速回転時に洗浄チャンバー
内のエアーを効率良く排気することができず、洗浄チャ
ンバー内にケミカルミストが滞在してしまう問題が生じ
ていた。前記ケミカルミストの滞在は、エアーボーンパ
ーティクルとしてのウエハ表面上にパーティクル吸着問
題を誘発する問題があった。

【０００９】前記の問題点を解決するためには、洗浄チ
ャンバー内を乱れのない流れにする、いわゆるラミナー
フローを形成することが望ましい。そのようにするため
には、洗浄チャンバー上部より垂直に気体を供給するこ
とが必要である。

【００１０】上部より気体を供給し、下部の排気口への
気流の流れを形成できるよう構成するためには、ある程
度は供給量を大きくすることが必要であり、これを窒素
ガス等の不活性ガスのような気体で行うには、コスト面
からあまり現実的ではない。

【００１１】一方、クリーンルーム内の洗浄チャンバー
内に取り入れる方法は、低コストで、簡易にラミナーフ
ローに近い状態が得られる。しかしながら、クリーンル
ーム内の空気には、多量の有機不純物が存在し、ウエハ
表面への有機不純物汚染が問題となる。

【００１２】最近、特に半導体デバイスの高密度、高集
積化に伴い、環境中の有機不純物の制御が重要になって
きている。これは、枚葉式洗浄装置内の雰囲気について
も例外ではない。

【００１３】つまり、枚葉式洗浄装置において、ウエハ
表面上に汚染物を残存させないためには、以下の２つの
条件を同時に満たさなければならない。すなわち、第１
の条件として、基板の高速回転による乱気流を制卸し、
洗浄チャンバー内のエアーを効率よく排気し、ケミカル
ミストを滞在させないようにすることである。第２の条
件として、洗浄チャンバー内の雰囲気に（クリーンルー
ムエアーを導入する際）有機不純物等の不鈍物を存在さ
せないことである。

【００１４】本発明は前述の問題点に鑑み、洗浄チャン
バー内に清浄な空気（クリーンルームエアー）を導入し
基板を高速回転させているときでも洗浄チャンバー内の
空気を効率良く排気できるようにする基板洗浄方法及び
基板洗浄装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の基板洗浄方法
は、洗浄チャンバー内に設置された被洗浄基板を円周方
向に回転させながら前記基板に少なくとも１種の洗浄液
を供給することにより、前記基板表面を洗浄する手法で
あって、前記基板を第１の回転数で回転制御しながら当
該基板に前記洗浄液を供給し、基板洗浄を行なう第１の
工程と、前記基板を、前記第１の回転数以下であり、前
記洗浄チャンバー内に前記洗浄液のミストによる滞流の
発生を生ぜしめない程度の定常的な第２の回転数で所定
時間継続的に回転制御しながら、前記洗浄チャンバー内
を排気する第２の工程と、前記所定時間経過後に、前記
洗浄液の供給を停止させる第３の工程とを備えている。

【００１６】本発明の基板洗浄方法の一態様では、前記
第１〜第３の各工程において、前記洗浄チャンバー内に
フィルターを透過させて清浄化された空気を導入しなが
ら排気を行なう。

【００１７】本発明の基板洗浄方法の一態様では、少な
くとも前記第１の工程の際に、前記基板に高周波音波を
照射しながら洗浄する。

【００１８】本発明の基板洗浄方法の一態様では、前記
第２の回転数を１０００（ｒｐｍ）以下とする。

【００１９】本発明の基板洗浄方法の一態様では、前記
洗浄液を薬液として前記第１〜第３の各工程を行ない、
しかる後、前記基板上に残存する前記薬液を除去するた
めに前記洗浄液を超純水として前記第１〜第３の各工程
を行うに際して、前記基板に高周波音波を照射しながら
前記第１の工程を行なった後、前記高周波音波照射手段
の駆動を停止させて前記第２の工程を行ない、前記第３
の工程を経た後、前記基板を前記第２の回転数以上の第
３の回転数で回転制御しながら、当該基板を乾燥させる
第４の工程を備える。

【００２０】本発明の基板洗浄方法の一態様では、前記
第２の回転数を、前記基板上の洗浄液の液膜厚がほぼ均
一な状態で、１０００（ｒｐｍ）以下の所定値を含む徐
々に低速となる複数段階値とする。

【００２１】本発明の基板洗浄方法の一態様では、前記
第３の回転数を５００〜１２００（ｒｐｍ）の範囲内の
所定値とし、前記第４の工程の後、前記基板を徐々に減
速して停止させる。

【００２２】本発明の基板洗浄方法の一態様では、前記
第３の回転数を５００〜２０００（ｒｐｍ）の範囲内の
所定値を含む徐々に低速となる複数段階値とし、前記第
４の工程の後、前記基板を徐々に減速して停止させる。

【００２３】本発明の基板洗浄装置は、洗浄チャンバー
内に設置された被洗浄基板を円周方向に回転させながら
前記基板に少なくとも１種の洗浄液を供給することによ
り、前記基板表面を洗浄する装置であって、各種洗浄過
程において、前記洗浄チャンバー内にフィルターを透過
させて清浄化された空気を導入するとともに、前記基板
の回転数及びその回転継続時間を可変とし、前記洗浄チ
ャンバー内に前記洗浄液による滞流の発生を生ぜしめな
い程度の定常的な回転数で前記基板を所定時間継続的に
回転制御し、前記洗浄チャンバー内を清浄化する。

【００２４】本発明の基板洗浄装置は、被洗浄基板が所
定部位に配置される洗浄チャンバーと、前記基板を少な
くとも水平状態で保持するとともに、前記基板を回転数
及びその回転継続時間を可変自在に回転駆動する回転保
持手段と、前記基板に向けて上方及び下方から洗浄液を
噴射する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段のいず
れか一方に高周波音波を照射する高周波音波照射手段と
を具備し、前記洗浄チャンバー内にフィルターを透過さ
せて清浄化された空気を導入するとともに、前記洗浄チ
ャンバー内に前記洗浄液による滞流の発生を生ぜしめな
い程度の定常的な回転数で前記基板を所定時間継続的に
回転制御し、前記洗浄チャンバー内を清浄化する。

【００２５】本発明の基板洗浄装置の一態様において、
前記フィルターは、有機不純物除去を目的としたフィル
ターと塵芥除去を目的としたフィルターとを少なくとも
含み、これら複数のフィルターが直列に重ねられてい
る。

【００２６】本発明の基板洗浄装置の一態様において、
前記有機不純物除去を目的とするフィルターは、有機不
純物を吸着する材料を少なくとも含んでおり、また、前
記塵芥除去を目的とするフィルターは、塵芥のろ過が可
能であり、且つＰＴＦＥを含む耐ケミカル性に富む材料
で構成されている。

【００２７】本発明の基板洗浄装置の一態様は、清浄化
された空気を前記洗浄チャンバー内に供給するクリーン
ルームエアー供給手段と前記洗浄チャンバー内の空気を
外部に排気するクリーンルームエアー排気手段とを更に
有し、前記クリーンルームエアー供給手段およびクリー
ンルームエアー排気手段のそれぞれに流量調整手段が具
備されている。

【００２８】

【作用】本発明の基板洗浄装置においては、各種洗浄過
程において、洗浄チャンバー内にフィルターを透過させ
て清浄化された空気を導入するとともに、前記基板の回
転数及びその回転継続時間を可変とし、洗浄チャンバー
内に留まる前記空気の滞流の発生を生ぜしめない程度の
定常的な回転数で基板を所定時間継続的に回転制御す
る。即ち、本発明者らは、基板の回転数がある所定値以
上となると、洗浄チャンバー内で定常的な滞流が生じ、
この滞流に存する洗浄液のミストが基板表面へ再付着す
ることを解明した。この知見を利用し、前記滞流の発生
を生ぜしめない程度の回転数で基板を回転制御すること
で、洗浄効果を低下させることなく、当該再付着の発生
を抑止して発塵を防止することが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の基板洗浄装置の実施形態を説明する。図１にフィルタ
ーを設置した枚葉式洗浄装置の構成図を示す。以下、こ
れを用いて本発明を具体的に説明する。

【００３０】図１において、１０１は洗浄チャンバー、
１０２はシリコンウエハ等の基板、１０３は表面洗浄用
のノズル、１０４は裏面洗浄用のノズル、１０５はウエ
ハ保持部材、１０６はウエハ回転機構、１０７は超音波
発振子、１０８は回転体部材、１０９は洗浄原液注入
器、１１０は超純水流路、１１１はＨＥＰＡフィルタ
ー、１１２は有機不純物吸着（除去）フィルター、１１
３はガス排気口、１１４は排気流量調整装置、１１５は
廃液流路である。

【００３１】基板１０２は、当該基板１０２の端部を３
点、またはそれ以上で保時するウエハ保持部材１０５に
より保持され、回転体部材１０８上で回転駆動される。

【００３２】洗浄液供給手段として機能するノズル１０
３、１０４には、超純水路１１０が接続され、さらにこ
の超純水路１１０には洗浄液の原液または原ガスを所定
量注入し、所定の濃度の洗浄液とする洗浄原液注入器１
０９が接続されており、所望の濃度に調整された洗浄液
がノズル１０３、１０４から基板１０２の表裏面に同時
に供給される。なお、洗浄後のリンス工程として、洗浄
液として超純水のみが基板１０２に供給される過程も存
する。

【００３３】ウエハ回転機構１０６は、基板を少なくと
も水平状態で保持するとともに、基板１０２を保持した
状態で回転数及びその回転継続時間を可変自在に回転駆
動するものである。

【００３４】超音波発振子１０７は、基板１０２の洗浄
効果を更に高めるため、洗浄液供給手段のいずれか一
方、ここではノズル１０４に高周波音波（超音波）を照
射するものである。

【００３５】洗浄チャンバーの上部に有機不純物吸着フ
ィルター１１２、塵芥等を除去するフィルター１１１
（耐ケミカル対応として、ＰＴＦＥ製）が直列に配置さ
れていて、洗浄チャンバー１０１内の雰囲気が清浄化さ
れたクリーンルームエアーとなっている。

【００３６】このフィルターを通過したクリーンルーム
エアーは、洗浄チャンバー上部より入り、ガス排気口１
１３に向けて、上から下への流れを形成する。そして、
排気流量調整装置１１４によって、その上から下への空
気の流れ（速度）を制御し、基板が高速回転している時
でも、その流れを維持させて効率良く排気することがで
きるようにしている。

【００３７】本実施形態では、各洗浄プロセス（超純水
を用いたリンスプロセスを含む）、基板乾燥工程におい
て、クリーンルームエアーの速度制御とともに、ウエハ
回転機構１０６による基板１０２の回転数制御（回転速
度制御）を行なう。

【００３８】具体的に、基板乾燥工程を含む基板１０２
の洗浄プロセスの一例を以下に示す。先ず、例えばＯ₃
を含む超純水を用いた洗浄プロセスＰ１を行う。続いて
ＨＦ（フッ酸），Ｈ₂Ｏ₂，界面活性剤等を含む洗浄液
による洗浄プロセスＰ２を行い、再びＯ₃を含む超純水
を用いた洗浄プロセスＰ３、希フッ酸及びＯ₃を含む洗
浄液による洗浄プロセスＰ４、基板１０２上に残存する
薬液を除去するために超純水のみを用いたリンスプロセ
スＰ５を経て、基板１０２を高速回転させつつ乾燥させ
る基板乾燥工程Ｓ４を行い、基板１０２を徐々に減速し
て停止させて終了する。

【００３９】上記したプロセスＰ１〜Ｐ４はそれぞれ、
基板１０２を第１の回転数で回転制御しながら当該基板
１０２に洗浄液（超純水）を供給し、基板洗浄を行なう
工程Ｓ１と、基板１０２を、第１の回転数以下であり、
洗浄チャンバー１０１内に洗浄液による滞流の発生を生
ぜしめない程度の定常的な第２の回転数で所定時間継続
的に回転制御しながら、洗浄チャンバー１０１内を排気
する工程Ｓ２と、前記所定時間経過後に、洗浄液の供給
を停止させる工程Ｓ３とを有して構成されている。

【００４０】ここで、工程Ｓ１では、基板１０２を所定
回転数、例えば１２００〜１５００ｒｐｍの高速回転制
御しながら、当該基板１０２に洗浄液を供給して基板表
面に液膜を形成しつつ、洗浄を行なう。

【００４１】工程Ｓ２では、前記滞流の発生を生ぜしめ
ない程度の定常的な第２の回転数として、回転数１００
０程度以下、即ち基板１０２の第２の回転数を１０００
（ｒｐｍ）程度以下の所定値となるように回転制御す
る。ここで、第２の回転数による回転制御時において、
基板１０２上の洗浄液の液膜厚がほぼ均一な状態、即ち
パーティクル除去を行なうに十分な量の洗浄液が基板１
０２上に存するようにする必要がある。

【００４２】工程Ｓ１，Ｓ２において、基板１０２には
各洗浄液（超純水）が供給されるとともに、更に洗浄効
果を向上させるべく超音波発振子１０７により超音波が
印加される。

【００４３】乾燥工程Ｓ４の直前に行なわれるプロセス
Ｐ５は、プロセスＰ１〜Ｐ４と同様に工程Ｓ１〜Ｓ３を
有するが、基板１０２に超音波を照射しながら工程Ｓ１
を行なった後、超音波発振子１０７の駆動を停止させて
工程Ｓ２を行なう。そして工程Ｓ２では、後述するよう
に、第２の回転数を１０００（ｍ／秒）以下の所定値を
含む徐々に低速となる複数段階値とすることが好まし
い。

【００４４】そして、基板１０２を乾燥させる工程Ｓ４
では、基板回転数（第３の回転数）を５００〜１２００
（ｒｐｍ）程度の範囲内の所定値となるように回転制御
する。この場合、後述するように、第３の回転数を５０
０〜２０００（ｒｐｍ）の範囲内の所定値を含む徐々に
高速となる複数段階値とすることが好ましい。

【００４５】上述したように、プロセスＰ１〜Ｐ５の各
工程２（及び乾燥工程Ｓ４）において、基板１０２の回
転数を制御する理由について以下に説明する。

【００４６】本発明者らは、基板１０２の回転数がある
所定値以上となると、洗浄チャンバー内で定常的な滞流
が生じ、この滞流に存する洗浄液のミストが基板表面へ
再付着することを解明した。

【００４７】具体的にこの現象を確認するため、図２に
示すように、Ｈ₂Ｏ（水蒸気）を用いた可視化実験を行
なった。この実験では、クリーンルームエアーの速度を
３０（ｍ／秒）に制御し、半径８インチ（１０ｃｍ）の
基板１０２を用いてその回転数変化による気流形態を調
べた。先ず０（ｒｐｍ）では、気流は上から下へ規則的
に流れることが確認された（図２（ａ））。そして、５
００（ｒｐｍ）では回転の影響より気流に基板表面に沿
った流れが見られるものの、ＨＥＰＡフィルター１１１
及び有機不純物吸着（除去）フィルター１１２からガス
排気口１１３へ至る規則的な流れが形成された（図２
（ｂ））。更に回転数を増加させると、１０００（ｒｐ
ｍ）を超えたあたりから略ドーナツ様の定常的な滞流が
徐々に形成され始めることが確認された（図２（ｃ），
図２（ｄ），図２（ｅ））。なお、図２（ｄ）は平面
図、図２（ｅ）は前記滞流部位を模式的に示した斜視図
である。

【００４８】従って、この知見を利用し、前記滞流の発
生を生ぜしめない程度の定常的な回転数で基板１０２を
所定時間継続的に回転制御することで、洗浄効果を低下
させることなく、パーティクルの再付着の発生を抑止し
て発塵を防止することが可能となる。

【００４９】つまり、本実施形態においては前述した２
つの課題を同時に解決するために、第１の手段として、
洗浄チャンバー内雰囲気にクリーンルームエアーを導入
し、上部から下部（排気口）方向への流れを形成させ、
かつ排気流量制御機構により、洗浄チャンバーの気流の
流れを制御することにより、洗浄チャンバー内にラミナ
ーフロー、またはそれに近い流れを形成するようにして
いる。

【００５０】このようにするには、清浄化されたクリー
ンルームエアーを洗浄チャンバー上部より導入し、排気
ファンにより、下部へ一様な流れを形成する。そして、
排気流量の制御、すなわち、洗浄チャンバー内の気流が
上から下へ流れる（速度）を制御することにより、基板
の高速回転時においても効率よく排気できるようにして
いる。

【００５１】また、第２の手段として、洗浄チャンバー
上部にフィルターを設け、洗浄チャンバー内雰囲気の有
機不純物、塵芥等を除去するようにしている。フィルタ
ーの構成は、第一のフィルタとして有機不純物を除去す
る有機不純物吸着（除去）フィルターを配設する。次
に、第２のフィルタとして、前記フィルタに吸着された
不純物が再離脱したりして起こる発塵の対策として、チ
ャンバー側（有機不純物除去フィルターの下部）に塵芥
除去用のフィルターを直列に配置することを特徴とす
る。

【００５２】そして、第３の手段として、クリーンルー
ムエアーの導入とともに基板の回転数（回転速度）をエ
アーの滞流の発生を生ぜしめない程度の値に制御する。
この場合、重要な要素となるのは基板の回転速度（図３
参照）であり、例えば半径８インチの基板であれば、周
縁部における接線速度を１０．５（ｍ／秒）程度以下
（即ち、この場合の回転数は１０００程度以下）の値と
すれば、滞流を生ぜしめることなく発塵防止が可能とな
る。なお、各工程のうち、特に超純水を用いたリンス工
程及び基板乾燥工程においては、後述するように回転数
範囲を更に規制することにより、更なる塵芥除去効果が
実現する。

【００５３】また、これらのフィルターは、低圧力損失
（各フィルター：１ｍ／ｓｅｃ時、＜５０Ｐａ）である
のが望ましい。更に、塵芥除去用のフィルタに関して
は、ＰＴＦＥなど耐ケミカル性に富む材質であることが
望ましい。

【００５４】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。

【００５５】（実施例１：超純水を用いたリンスプロセ
スＰ５）このリンスプロセスＰ５は、前プロセスで各種
洗浄液（薬液）により洗浄された基板表面に残存する洗
浄液を除去するものである。このとき、前記工程Ｓ２に
おいて、基板の回転数を徐々に低速となる複数段階値に
設定して基板表面への塵芥再付着の状況を調べた。

【００５６】図４に結果を示す。ここでは、半径８イン
チの基板を用い、粒径が０．１２μｍ以上のパーティク
ルを計数対象とした。本実施例における洗浄チャンバー
の容積：３３０×３３０×５５０ｍｍ³ 、排気流量：２
ｍ³ ／分、気流速度：３０ｃｍ／秒であった。

【００５７】（１）先ず、回転数１５００（ｒｐｍ）、
回転時間１６秒で回転駆動を行なったところ、前記滞流
発生を主原因とする比較的多くの塵芥再付着が見られ
た。

【００５８】（２）次いで、回転数を２段階値、具体的
には回転数１５００（ｒｐｍ）で回転時間１０秒の回転
駆動に引き続いて、回転数１０００（ｒｐｍ）、回転時
間６秒の回転駆動を行なった。その結果、（１）の場合
に比して塵芥量は半分以下に軽減された。

【００５９】（３）次いで、回転数を３段階値、具体的
には回転数１５００（ｒｐｍ）で回転時間１０秒の回転
駆動に引き続いて、回転数１０００（ｒｐｍ）で回転時
間３秒、回転数５００（ｒｐｍ）で回転時間３秒の回転
駆動を行なった。その結果、（２）の場合に比して更に
塵芥量は半分程度に軽減された。

【００６０】（４）次いで、通常では基板洗浄に伴って
当該基板に印加する超音波を停止させた状態で、回転数
を３段階値、具体的には、回転数１５００（ｒｐｍ）で
回転時間１０秒の回転駆動に引き続いて、回転数１００
０（ｒｐｍ）で回転時間３秒、回転数５００（ｒｐｍ）
で回転時間３秒の回転駆動を行なった。その結果、
（３）の場合に比して更に塵芥量は半分程度に軽減され
た。

【００６１】このように、特に超純水を用いたリンスプ
ロセスＰ５においては、基板の回転数を徐々に低速とな
る複数段階値に設定することにより、十分な塵芥除去効
果が得られることがわかった。

【００６２】（実施例２：基板乾燥工程Ｓ４）この基板
乾燥工程Ｓ４は、リンスプロセスＰ５の後に、基板表面
に残存する超純水を蒸発除去する工程である。このと
き、基板の回転数を変え、基板表面への塵芥再付着の状
況を調べた。

【００６３】図５に結果を示す。なお、実験の各条件に
ついては粒径が０．１６μｍ以上のパーティクルを計数
対象とした以外は実施例１と同様である。このように、
塵芥量は回転数が１０００〜１２００（ｒｐｍ）で極小
値（最小値）を示す。これは、回転数が１０００（ｒｐ
ｍ）より小さいと、基板回転駆動による残存超純水の除
去効果が低いために塵芥量が大きく、１２００（ｒｐ
ｍ）より大きいと、前述の如く滞流発生により塵芥量が
増加するためであると考えられる。

【００６４】このように、基板乾燥工程Ｓ４において
は、半径８インチの基板で１０００〜１２００（ｒｐ
ｍ）の回転数、即ち基板周縁部における接線速度を１０
〜１３（ｍ／秒）程度に制御することにより、十分な塵
芥除去効果が得られることがわかった。

【００６５】続いて、この基板乾燥工程Ｓ４において、
第３の回転数を１０００〜１８００（ｒｐｍ）の所定値
を含む徐々に高速となる複数段階値として基板表面への
塵芥再付着の状況を調べた。

【００６６】具体的には、回転数を３段階値、即ち回転
数１０００（ｒｐｍ）で回転時間１０秒の回転駆動に引
き続いて、回転数１２００（ｒｐｍ）で回転時間１０
秒、回転数１８００（ｒｐｍ）で回転時間５秒の回転駆
動を行なった。その結果、図５に示すように、第３の回
転数を１２００（ｒｐｍ）のみで基板乾燥工程Ｓ４を行
なった場合に比して、塵芥量がほぼ１／５程度に軽減さ
れた。

【００６７】この基板乾燥工程Ｓ４は、その直前の状態
も含めて、基板表面の全体又は大部分が直接外気に触れ
ることになるため、発塵による影響を極めて受けやすい
工程であり、従って本発明の塵芥除去効果が最も期待さ
れる工程である。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、基板を高速に回転させ
ている時でも効率よく排気することができ、洗浄チャン
バー内にケミカルミストが滞在する問題を良好に解消す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る枚葉式洗浄装置の構成
を示す概念図である。

【図２】Ｈ₂Ｏ（水蒸気）を用いた洗浄チャンバー内に
おける気流の可視化実験を示す模式図である。

【図３】基板の回転数と回転速度の関係を示す図であ
る。

【図４】超純水を用いたリンス工程における基板の回転
制御形態とパーティクルの再付着量との関係を示す特性
図である。

【図５】基板乾燥工程における基板の回転数とパーティ
クルの再付着量との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１０１洗浄チャンバー１０２シリコンウエハ等の基板１０３表面洗浄用のノズル１０４裏面洗浄用のノズル１０５ウエハ保持部材１０６ウエハ回転機構１０７超音波発振子１０８回転体部材１０９洗浄原液注入器１１０超純水流路１１１ＨＥＰＡフィルター１１２有機不純物吸着（除去）フィルター１１３ガス排気口１１４排気流量調整装置１１５廃液流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三木正博東京都文京区本郷４丁目１番４号株式会社ウルトラクリーンテクノロジー開発研究所内Ｆターム(参考） 3B201 AA02 AA03 AB34 AB42 BB24 BB83 BB92 BB93 CC01 CC13 CD11 CD22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄チャンバー内に設置された被洗浄基
板を円周方向に回転させながら前記基板に少なくとも１
種の洗浄液を供給することにより、前記基板表面を洗浄
する基板洗浄方法であって、前記基板を第１の回転数で回転制御しながら当該基板に
前記洗浄液を供給し、基板洗浄を行なう第１の工程と、前記基板を、前記第１の回転数以下であり、前記洗浄チ
ャンバー内に前記洗浄液のミストによる滞流の発生を生
ぜしめない程度の定常的な第２の回転数で所定時間継続
的に回転制御しながら、前記洗浄チャンバー内を排気す
る第２の工程と、前記所定時間経過後に、前記洗浄液の供給を停止させる
第３の工程とを備えたことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】前記第１〜第３の各工程において、前記
洗浄チャンバー内にフィルターを透過させて清浄化され
た空気を導入しながら排気を行なうことを特徴とする請
求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】少なくとも前記第１の工程の際に、前記
基板に高周波音波を照射しながら洗浄することを特徴と
する請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】前記第２の回転数を１０００（ｒｐｍ）
以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】前記洗浄液を薬液として前記第１〜第３
の各工程を行ない、しかる後、前記基板上に残存する前
記薬液を除去するために前記洗浄液を超純水として前記
第１〜第３の各工程を行うに際して、前記基板に高周波音波を照射しながら前記第１の工程を
行なった後、前記高周波音波照射手段の駆動を停止させ
て前記第２の工程を行ない、前記第３の工程を経た後、前記基板を前記第２の回転数以上の第３の回転数で回転
制御しながら、当該基板を乾燥させる第４の工程を備え
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載
の基板洗浄方法。
【請求項６】前記第２の回転数を、前記基板上の洗浄
液の液膜厚がほぼ均一な状態で、１０００（ｒｐｍ）以
下の所定値を含む徐々に低速となる複数段階値とするこ
とを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄方法。
【請求項７】前記第３の回転数を５００〜１２００
（ｒｐｍ）の範囲内の所定値とし、前記第４の工程の後、前記基板を徐々に減速して停止さ
せることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄方法。
【請求項８】前記第３の回転数を５００〜２０００
（ｒｐｍ）の範囲内の所定値を含む徐々に高速となる複
数段階値とし、前記第４の工程の後、前記基板を徐々に減速して停止さ
せることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄方法。
【請求項９】洗浄チャンバー内に設置された被洗浄基
板を円周方向に回転させながら前記基板に少なくとも１
種の洗浄液を供給することにより、前記基板表面を洗浄
する基板洗浄装置であって、各種洗浄過程において、前記洗浄チャンバー内にフィル
ターを透過させて清浄化された空気を導入するととも
に、前記基板の回転数及びその回転継続時間を可変と
し、前記洗浄チャンバー内に前記洗浄液による滞流の発
生を生ぜしめない程度の定常的な回転数で前記基板を所
定時間継続的に回転制御し、前記洗浄チャンバー内を清
浄化することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１０】被洗浄基板が所定部位に配置される洗
浄チャンバーと、前記基板を少なくとも水平状態で保持するとともに、前
記基板を回転数及びその回転継続時間を可変自在に回転
駆動する回転保持手段と、前記基板に向けて上方及び下
方から洗浄液を噴射する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段のいずれか一方に高周波音波を照射
する高周波音波照射手段とを具備し、前記洗浄チャンバー内にフィルターを透過させて清浄化
された空気を導入するとともに、前記洗浄チャンバー内
に前記洗浄液による滞流の発生を生ぜしめない程度の定
常的な回転数で前記基板を所定時間継続的に回転制御
し、前記洗浄チャンバー内を清浄化することを特徴とす
る基板洗浄装置。
【請求項１１】前記フィルターは、有機不純物除去を
目的としたフィルターと塵芥除去を目的としたフィルタ
ーとを少なくとも含み、これら複数のフィルターが直列
に重ねられていることを特徴とする請求項９又は１０に
記載の基板洗浄装置。
【請求項１２】前記有機不純物除去を目的とするフィ
ルターは、有機不純物を吸着する材料を少なくとも含ん
でおり、また、前記塵芥除去を目的とするフィルター
は、塵芥のろ過が可能であり、且つＰＴＦＥを含む耐ケ
ミカル性に富む材料で構成されていることを特徴とする
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１３】清浄化された空気を前記洗浄チャンバ
ー内に供給するクリーンルームエアー供給手段と、前記洗浄チャンバー内の空気を外部に排気するクリーン
ルームエアー排気手段とを更に有し、前記クリーンルームエアー供給手段およびクリーンルー
ムエアー排気手段のそれぞれに流量調整手段が具備され
ていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項
に記載の基板洗浄装置。