JP2002110620A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一槽での単一液体による基板の処理を可能
にし、小型化および配管系の簡素化を図ることができ
る。 【解決手段】 薬液１２を収容しその薬液中にウエハＷ
が浸漬させられる処理槽１０と、エッチング成分を含む
揮発性溶液からなる薬液を処理槽１０内へ供給する薬液
供給手段と、洗浄もしくはエッチングが終了したウエハ
Ｗを処理槽１０の内方位置から基板乾燥位置Ｂに移動さ
せて停止させる基板移動手段とを備え、処理槽１０上方
の基板乾燥位置ＢでウエハＷを乾燥させるようにした。

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、フ
ッ化水素等を含む薬液中に浸漬させて洗浄もしくはエッ
チングした後、基板を乾燥させる基板処理方法、ならび
に、その方法を実施するために使用される基板処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいて、基板、例えばシリコンウエハの表面に被着され
たシリコン酸化膜を全面的もしくは部分的に除去する場
合には、フッ化水素酸（フッ酸）やバッファードフッ酸
（フッ化水素とフッ化アンモニウムと水との混合液）な
どの薬液を使用し、図３に模式図を示すように、薬液２
が収容された薬液槽１内へウエハＷを投入して、ウエハ
Ｗを薬液中に浸漬させることにより、ウエハＷを洗浄も
しくはエッチングするようにしている。そして、洗浄も
しくはエッチングが終了すると、搬送ロボット３により
ウエハＷを薬液槽１から水洗槽４へ搬送し、水洗槽４内
に収容された純水５中へウエハＷを浸漬させて水洗し、
ウエハＷの表面から薬液などを除去する。水洗が終了す
ると、搬送ロボットによりウエハＷを水洗槽４から乾燥
チャンバ６へ搬送し、例えばＩＰＡ（イソプロピルアル
コール）蒸気をウエハＷの周囲へ供給することにより、
ウエハＷの表面上でＩＰＡ蒸気を凝縮させて、ウエハＷ
の表面に付着した純水をＩＰＡに置換させ、その後に乾
燥チャンバ６内を真空排気して減圧するなどして、ウエ
ハＷの表面上のＩＰＡを速やかに蒸発させてウエハＷを
乾燥させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図３に示したように、
薬液槽１、水洗槽４および乾燥チャンバ６をそれぞれ独
立して設置し、搬送ロボット３を備えた搬送機構により
ウエハＷを薬液槽１→水洗槽４→乾燥チャンバ６と順次
搬送しつつ、それぞれの槽もしくはチャンバでそれぞれ
必要な処理を行う、といった方法では、装置全体が大き
くなり、また、搬送機構も大型のものが必要となる。ま
た、１つの装置内でフッ酸等の薬液および純水といった
複数の液体を使用することになり、各槽へのそれぞれの
液体の供給および排液のための配管系を設ける必要があ
る。さらに、ＩＰＡ蒸気を用いた乾燥方式を採用した場
合には、さらに薬液としてＩＰＡを使用することにな
り、そのＩＰＡ蒸気の生成槽や蒸気供給用の配管系も設
置する必要がある、といった問題点がある。

【０００４】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、単一槽での単一液体による基板の処
理を可能にして、装置の小型化および配管系の簡素化を
図ることができる基板処理方法を提供すること、ならび
に、その方法を好適に実施することができる基板処理装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
処理槽内に収容された薬液中に基板を浸漬させて洗浄も
しくはエッチングした後、基板を乾燥させる基板処理方
法において、前記薬液として、エッチング成分を含む揮
発性溶液を用い、基板を洗浄もしくはエッチングした後
に、基板を薬液中から露出させ、基板表面に付着した揮
発性溶液からなる薬液を蒸発させて基板を乾燥させるこ
とを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、薬液を収容し、そ
の薬液中に基板を浸漬させて洗浄処理もしくはエッチン
グ処理を行う処理槽と、この処理槽内へ薬液を供給する
薬液供給手段と、基板を前記処理槽の上方の搬出入位置
と処理槽の内方位置との間で移動させる基板移動手段
と、を備えた基板処理装置において、前記薬液供給手段
により、エッチング成分を含む揮発性溶液からなる薬液
を前記処理槽内へ供給するようにし、前記処理槽の上方
の搬出入位置と処理槽の内方位置との中間に、基板を乾
燥させる基板乾燥位置を設定し、前記基板移動手段によ
り、洗浄もしくはエッチングが終了した基板を処理槽の
内方位置から基板乾燥位置に移動させて停止させるよう
にしたことを特徴とする。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項２記載の基
板処理装置において、上記した処理槽を、密閉可能な処
理チャンバ内に設置し、その処理チャンバの内部で処理
槽の上方に上記基板乾燥位置を設定したことを特徴とす
る。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項２または請
求項３記載の基板処理装置において、薬液供給手段が、
薬液が貯留されるバッファタンクと、基板の洗浄もしく
はエッチング後に前記処理槽から薬液を排出して前記バ
ッファタンク内へ流入させる薬液排出手段と、前記処理
槽の内部と外部との間で薬液を循環させるための循環流
路と、この循環流路に介在して設けられたポンプと、前
記循環流路に介在して設けられたフィルタと、前記バッ
ファタンクと前記循環流路とを前記ポンプの介設位置の
上流側で流路接続する給液流路とを備えたことを特徴と
する。

【０００９】請求項１に係る発明の基板処理方法による
と、処理槽内に収容された薬液中に基板を浸漬させて洗
浄もしくはエッチングした後に、基板を処理槽内の薬液
中から引き上げ、あるいは、基板を処理槽内で静止させ
たまま処理槽内から薬液を排出させて、基板を薬液中か
ら露出させたときに、薬液自体が揮発性を有しているた
め、基板表面から薬液が速やかに蒸発して、基板の乾燥
が行われる。このように、基板を薬液中から露出させる
と基板表面から薬液が速やかに蒸発して除去されるの
で、基板の表面から薬液を除去する目的で基板を純水で
水洗する必要が無くなり、水洗後の乾燥処理も不要にな
る。

【００１０】請求項２に係る発明の基板処理装置におい
ては、薬液供給手段により、エッチング成分を含む揮発
性溶液からなる薬液が処理槽内へ供給され、処理槽内の
薬液中に基板が浸漬させられて洗浄もしくはエッチング
される。洗浄もしくはエッチングが終了すると、基板
は、基板移動手段により処理槽の上方の基板乾燥位置に
移動させられて停止させられる。このとき、基板の表面
に付着している薬液は揮発性溶液であるため、基板表面
から薬液が速やかに蒸発して、基板の乾燥が行われる。
乾燥が終了すると、基板は、基板移動手段により基板乾
燥位置からその上方の搬出入位置へ移動させられる。こ
のときには、基板表面から薬液が蒸発して除去されてい
るので、基板の表面から薬液を除去する目的で基板を水
洗槽へ搬送したりさらに乾燥チャンバへ搬送したりする
必要が無く、基板は、搬出入位置から装置外へ搬出され
る。

【００１１】請求項３に係る発明の基板処理装置では、
密閉された処理チャンバ内において、基板は、洗浄もし
くはエッチング後に、処理槽内の薬液中から引き上げら
れて基板乾燥位置で乾燥させられる。したがって、処理
チャンバの内部を不活性ガスでパージしておくなどする
ことにより、基板は、乾燥中に空気に触れて表面に自然
酸化膜が形成されたり水分が付着したり空気中の汚染物
質を吸着したりする、といったことが防止される。

【００１２】請求項４に係る発明の基板処理装置では、
循環流路内で薬液を循環させることにより、処理槽内で
基板が洗浄もしくはエッチングされて生成した異物が、
循環流路に介在して設けられたフィルタによって薬液中
から除去され、薬液が清浄化されつつ循環使用される。
基板の洗浄もしくはエッチング後には、処理槽内に収容
された薬液は、薬液排出手段により処理槽の内底部から
排出されてバッファタンク内へ流入させられ、バッファ
タンク内に貯留される。処理槽内へ薬液を供給するとき
は、バッファタンク内から循環流路内へ薬液を流出さ
せ、再び循環流路内で薬液が循環させられる。

【００１３】

【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１および図２を参照しながら説明する。

【００１４】図１は、この発明に係る基板処理方法を実
施するため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、内部に薬液
１２を収容しその薬液１２中に基板、例えばシリコンウ
エハＷがウエハホルダ１４に保持されて浸漬させられる
処理槽１０を備えている。

【００１５】処理槽１０は、下部に薬液供給口１６を有
するとともに、上部に薬液が溢れ出す溢流部１８を有す
る。また、処理槽１０には、溢流液受け部２０が付設さ
れており、処理槽１０上部の溢流部１８から溢れ出た薬
液１２が溢流液受け部２０内へ流入するようになってい
る。さらに、処理槽１０の底部には、排液口２２が形設
されており、その排液口２２に、排液バルブ（弁Ａ）２
６が介挿された排液管２４が連通して接続されている。

【００１６】処理槽１０の下部の薬液供給口１６には、
薬液循環用配管２８の一端が連通して接続されており、
薬液循環用配管２８の他端は、溢流液受け部２０の底部
に連通して接続されている。薬液循環用配管２８には、
ポンプ３０およびフィルタ３２がそれぞれ介在して設け
られている。また、薬液循環用配管２８には、溢流受け
部２０とポンプ３０との間に開閉制御弁（弁Ｂ）３４が
介挿され、処理槽１０の薬液供給口１６とフィルタ３２
との間に開閉制御弁（弁Ｃ）３６が介挿されている。

【００１７】また、処理槽１０底部の排液口２２に接続
された排液管２４は、バッファタンク３８の上部に連通
して接続されている。バッファタンク３８の底部には、
開閉制御弁（弁Ｄ）４２が介挿された薬液流出用配管４
０の一端が連通して接続され、薬液流出用配管４０の他
端は、薬液循環用配管２８に、ポンプ３０と開閉制御弁
３４との間で連通されている。また、薬液循環用配管２
８は、フィルタ３２と開閉制御弁３６との間で分岐して
おり、その分岐した薬液流入用配管４４がバッファタン
ク３８の上部近くに連通して接続され、薬液流入用配管
４４に開閉制御弁（弁Ｅ）４６が介挿されている。

【００１８】処理槽１０は、カバー５０を開閉させるこ
とによりウエハ搬出入位置ＡからのウエハＷの搬入およ
び搬出を行うことができるとともに密閉することが可能
である処理チャンバ４８内に収容されている。処理チャ
ンバ４８の内部には、図示していないが、処理チャンバ
４８内へ搬入されたウエハＷを受け取って処理槽１０の
内部へ挿入し、処理が終わったウエハＷを処理槽１０内
から取り出すためのリフタが配設されている。また、処
理チャンバ４８内には、処理槽１０内の薬液１２中から
引き上げられた直後のウエハＷを乾燥させるためのウエ
ハ乾燥位置Ｂが設定されており、リフタは、ウエハホル
ダ１４によってウエハＷを保持しつつ、処理槽１０の内
方位置から上昇する過程で、そのウエハ乾燥位置Ｂにウ
エハＷを一旦停止させ、ウエハＷの乾燥が終了した後、
再び上昇してウエハＷをウエハ搬出入位置Ａへ移動させ
る。

【００１９】また、処理チャンバ４８の内部には、ガス
吹出しノズル５２が設けられており、ガス吹出しノズル
５２には、図示を省略したが、不活性ガス、例えば窒素
ガスの供給源に接続されたガス供給管が連通して接続さ
れている。さらに、処理チャンバ４８の底部には、排気
口５４が形設されており、排気口５４に排気管５６が連
通して接続されている。排気管５６には、真空ポンプ５
８が接続され、開閉制御弁６０が介挿されている。

【００２０】バッファタンク３８の内部に貯留され処理
槽１０の内部に供給されて収容される薬液１２として
は、エッチング成分を含む揮発性溶液が用いられる。例
えば、フッ酸、バッファードフッ酸等をＩＰＡ、メタノ
ール、エタノール、アセトン等の有機溶剤に混合させた
薬液１２が使用される。

【００２１】上記した構成を有する基板処理装置を使用
して行われる基板処理操作の１例を、図２に示したタイ
ムチャートに基づいて説明する。

【００２２】排液バルブ（弁Ａ）２６、開閉制御弁（弁
Ｄ）４２および開閉制御弁（弁Ｅ）４６を閉じ、開閉制
御弁（弁Ｂ）３４および開閉制御弁（弁Ｃ）３６を開い
て、処理槽１０内へ薬液を連続して供給し、処理槽１０
の内部に薬液１２を満たして処理槽１０の上部の溢流部
１８から溢流液受け部２０内へ薬液１２が溢れ出る状態
にし、溢流液受け部２０内に流入した薬液が薬液循環用
配管２８を通して処理槽１０内へ循環するようにする。
この薬液循環用配管２８内を流れる薬液は、フィルタ３
２を通過する際に異物が除去され、清浄化された状態で
処理槽１０内へ供給される。この時、洗浄もしくはエッ
チングしようとする複数枚のウエハＷは、ウエハホルダ
１４に支持されてウエハ搬出入位置Ａに停止している。

【００２３】次に、カバー５０を移動させて処理チャン
バ４８の上部を開口させ、ウエハＷを処理チャンバ４８
内へ搬入し、リフタを下降させて、未処理ウエハＷを処
理槽１０内へ挿入し薬液１２中に浸漬させる。ウエハＷ
が処理槽１０内の薬液１２中に浸漬させられると、カバ
ー５０を移動させて処理チャンバ４８の上部を気密に閉
塞する。また、ガス供給管を通してガス吹出し口５２へ
窒素ガスを供給し、ガス吹出し口５２から処理チャンバ
４８内へ窒素ガスを供給して、処理チャンバ４８の内部
空間が窒素ガス雰囲気とされる。この状態は、ウエハＷ
の処理の間中、継続して維持される。そして、ウエハＷ
は、薬液１２中に浸漬させられて洗浄もしくはエッチン
グされる。

【００２４】ウエハＷの洗浄もしくはエッチングが終了
すると、リフタにより処理槽１０内の薬液１２中からウ
エハＷを引き上げ、処理チャンバ４８内のウエハ乾燥位
置ＢにウエハＷを移動させて停止させる。この時、開閉
制御弁（弁Ｂ）３４および開閉制御弁（弁Ｃ）３６を閉
じ、排液バルブ（弁Ａ）２６、開閉制御弁（弁Ｄ）４２
および開閉制御弁（弁Ｅ）４６を開いて、処理槽１０内
から薬液１２を排出させ、バッファタンク３８内へ流入
させる。そして、バッファタンク３８内に流入した薬液
１２を、薬液流出用配管４０、薬液循環用配管２８およ
び薬液流入用配管４４を通して循環させ、その間に、薬
液１２中に含まれている異物をフィルタ３２によって除
去する。そして、所定時間が経過すると、再び、排液バ
ルブ（弁Ａ）２６、開閉制御弁（弁Ｄ）４２および開閉
制御弁（弁Ｅ）４６を閉じ、開閉制御弁（弁Ｂ）３４お
よび開閉制御弁（弁Ｃ）３６を開いて、処理槽１０内へ
薬液を供給し、最初の状態のように処理槽１０の内部と
外部とで薬液１２を循環させておくようにする。

【００２５】ウエハＷが処理チャンバ４８内のウエハ乾
燥位置Ｂに停止すると、ガス吹出しノズル５２からの窒
素ガスの吹出しを停止させた後、真空ポンプ６０を駆動
させ、排気管５６を通して処理チャンバ４８の内部を真
空排気することにより、処理チャンバ４８内のウエハ乾
燥位置Ｂに保持されたウエハＷを減圧乾燥させる。この
乾燥過程において、洗浄もしくはエッチング処理に使用
された薬液自体が揮発性を有しているため、薬液は、ウ
エハＷの表面から速やかに蒸発することになる。また、
処理チャンバ４８は密閉され、その内部が窒素ガスでパ
ージされているので、ウエハＷは、乾燥中に空気に触れ
て表面に自然酸化膜が形成されたり水分が付着したり空
気中の汚染物質を吸着したりする、といったことが防止
される。

【００２６】ウエハＷの乾燥が終了すると、処理チャン
バ４８のカバー５０を解放させて、ウエハＷを処理チャ
ンバ４８内から搬出し、ウエハ搬出入位置Ａへ移動さ
せ、一連の処理が完了する。

【００２７】この発明に係る基板処理方法は、上記した
形態以外にも種々の形態で実施し得る。例えば、特に必
要が無ければ、処理チャンバ内へ窒素ガス等の不活性ガ
スを供給しなくてもよいし、ウエハの乾燥の際に処理チ
ャンバの内部を真空排気して減圧状態にしなくてもよ
い。また、処理槽を処理チャンバ内に配設せずに、開放
された清浄雰囲気中でウエハの乾燥処理を行うようにし
てもよい。

【００２８】

【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、単一の処理槽で単一の薬液を使用して基板を洗浄
もしくはエッチングした後に乾燥させる処理を行うこと
ができ、装置の小型化および配管系の簡素化を図ること
ができる。また、基板の表面から薬液を除去する目的で
基板を純水で水洗したり水洗後に基板を乾燥させたりす
る必要が無くなるので、基板の搬送機会が少なくなるこ
とにより、基板の表面にパーティクルが付着する確率が
低減する。

【００２９】請求項２に係る発明の基板処理装置を使用
すると、請求項１に係る発明の方法を好適に実施するこ
とができ、装置の小型化および配管系の簡素化が図ら
れ、また、基板の表面にパーティクルが付着する確率が
低減する。

【００３０】請求項３に係る発明の基板処理装置では、
基板の乾燥中に、基板が空気に触れて表面に自然酸化膜
が形成されたり基板表面に水分が付着したり空気中の汚
染物質が吸着されたりする、といったことを防止するこ
とが可能になる。

【００３１】請求項４に係る発明の基板処理装置では、
薬液を清浄化しつつ循環使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る基板処理方法を実施す
るため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】図１に示した基板処理装置を使用して行われる
基板処理操作の１例を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図３】従来の基板処理方法の１例について説明するた
めの模式図である。

【符号の説明】

１０ 処理槽 １２ 薬液 １４ ウエハホルダ １６ 薬液供給口 １８ 溢流部 ２０ 溢流液受け部 ２２ 排液口 ２４ 排液管 ２６ 排液バルブ ２８ 薬液循環用配管 ３０ ポンプ ３２ フィルタ ３４、３６、４２、４６、６０ 開閉制御弁 ３８ バッファタンク ４０ 薬液流出用配管 ４４ 薬液流入用配管 ４８ 処理チャンバ ５０ カバー ５２ ガス吹出しノズル ５４ 排気口 ５６ 排気管 ５８ 真空ポンプ Ｗ シリコンウエハ Ａ ウエハ搬出入位置 Ｂ ウエハ乾燥位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ｂ ５Ｆ０４６ 21/306 21/306 Ｊ Ｆターム(参考） 2H088 FA21 FA30 2H090 JC19 2H096 AA00 AA25 AA27 HA17 HA18 HA19 JA04 4K057 WA20 WB06 WB11 WB15 WE07 WM03 WM11 WM19 WM20 WN01 5F043 CC16 DD30 EE24 EE25 EE36 EE37 EE40 GG10 5F046 MA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内に収容された薬液中に基板を浸
   漬させて洗浄もしくはエッチングした後、基板を乾燥さ
   せる基板処理方法において、 前記薬液として、エッチング成分を含む揮発性溶液を用
   い、基板を洗浄もしくはエッチングした後に、基板を薬
   液中から露出させ、基板表面に付着した揮発性溶液から
   なる薬液を蒸発させて基板を乾燥させることを特徴とす
   る、基板処理方法。
2. 【請求項２】 薬液を収容し、その薬液中に基板を浸漬
   させて洗浄処理もしくはエッチング処理を行う処理槽
   と、 この処理槽内へ薬液を供給する薬液供給手段と、 基板を前記処理槽の上方の搬出入位置と処理槽の内方位
   置との間で移動させる基板移動手段と、を備えた基板処
   理装置において、 前記薬液供給手段により、エッチング成分を含む揮発性
   溶液からなる薬液を前記処理槽内へ供給するようにし、 前記処理槽の上方の搬出入位置と処理槽の内方位置との
   中間に、基板を乾燥させる基板乾燥位置を設定し、前記
   基板移動手段により、洗浄もしくはエッチングが終了し
   た基板を処理槽の内方位置から基板乾燥位置に移動させ
   て停止させるようにしたことを特徴とする基板処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記処理槽が、密閉可能な処理チャンバ
   内に設置され、その処理チャンバの内部で処理槽の上方
   に前記基板乾燥位置が設定された請求項２記載の基板処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記薬液供給手段が、 薬液が貯留されるバッファタンクと、基板の洗浄もしく
   はエッチング後に前記処理槽から薬液を排出して前記バ
   ッファタンク内へ流入させる薬液排出手段と、前記処理
   槽の内部と外部との間で薬液を循環させるための循環流
   路と、この循環流路に介在して設けられたポンプと、前
   記循環流路に介在して設けられたフィルタと、前記バッ
   ファタンクと前記循環流路とを前記ポンプの介設位置の
   上流側で流路接続する給液流路とを備えた請求項２また
   は請求項３記載の基板処理装置。