JP2006041372A

JP2006041372A - 基板処理装置および基板処理方法

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Publication number: JP2006041372A
Application number: JP2004221998A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Tsurusaki; 広太郎鶴崎; Toshiyuki Shiokawa; 俊行塩川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: JP4421967B2

Abstract

【課題】下部に液処理部を備え、その上に乾燥処理部を備え、前記液処理部と前記乾燥処理部との間がシャッタにより開閉自在である基板処理装置において、そのシャッタ上の液残りを減少させる基板処理装置を提供する。
【解決手段】洗浄処理装置１は、ウエハＷを液処理する液処理部２と、液処理部２の上側に設けられ、ウエハＷを乾燥させる乾燥処理部３と、液処理部２と乾燥処理部３との間でウエハＷを搬送するウエハガイド４と、液処理部２と乾燥処理部３との間を開閉し、その略中心に排液口９１が形成されたシャッタ１０と、排液口９１に接続されたアスピレータ９２と、排液口９１の開口上に設けられた吸引制御部材９３と、を有する。アスピレータ９２を動作させた際に、シャッタ１０の上面に沿って流れて排液口９１に流入する流体流れを吸引制御部材９３により生じさせ、シャッタ１０上の液残りを低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は半導体ウエハ等の基板を洗浄処理等する基板処理装置および基板処理方法に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）を洗浄する種々の洗浄装置が用いられている。洗浄処理の一例として、希釈フッ酸（ＤＨＦ）等の薬液を貯留した処理槽内にウェハを浸漬させて薬液処理した後、純水によつてウエハをリンス処理し、その後ウエハにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気等を吹き付けて乾燥処理する工程が行われている。

このようなウエハの洗浄処理を行う装置として、その上部が蓋により開閉自在なチャンバの下側に薬液または純水処理を行う処理槽が配置され、その上側に乾燥処理を行う乾燥処理部が設けられ、これら処理槽と乾燥処理部との間にシャッタが開閉自在に設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる装置においては、まず、チャンバの上部を開口させ、またシャッタを開いて、ウエハをチャンバ内の乾燥処理部を通過させて処理槽内に下降させ、チャンバの上部を蓋により閉じた状態で、処理槽内において薬液処理等を行う。その後、ウエハを乾燥処理部内にウエハを引き上げ、シャッタを閉じて乾燥処理部と処理槽との雰囲気を分離し、ウエハにＩＰＡ蒸気と窒素ガスを供給してウエハを乾燥処理する。そして、ウエハを搬出する前にチャンバ内を窒素ガスによってパージした後、蓋を開いてウエハを搬出する。

ここで、ウエハを乾燥処理部において乾燥させる際には、ウエハから純水や液化したＩＰＡがシャッタの上に落下する。シャッタ上に液体が溜まると、この液体が処理槽内に落下して薬液等を汚染し、またチャンバの内部を汚染し、さらにウエハを汚染する原因となるために、シャッタ上に落下した液体を残らず除去する必要がある。このため、シャッタの中央部には排液口が設けられており、この排液口に真空ポンプを取り付けて、シャッタが閉じられると速やかにシャッタの上面の液体の吸引除去を開始している。

しかしながら、このようなシャッタの上面からの液体除去方法では、排液口から空気を多く取り込んでしまうために、シャッタ上に液残りが生ずる。また真空ポンプを用いると脈動があるために、一定に吸引することができない。近年、半導体デバイスにおける構造の微細化が進む中で、これらが問題となる可能性が出てきている。
特開２０００−５５５４３号公報

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、下部に液処理部を備え、その上に乾燥処理部を備え、前記液処理部と前記乾燥処理部との間がシャッタにより開閉自在である基板処理装置において、そのシャッタ上の液残りを減少させる基板処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、前記シャッタ上の液残りを減少させる基板処理方法を提供する。

本発明によれば、基板を処理液により処理する液処理部と、
前記液処理部の上側に設けられ、前記基板を乾燥させる乾燥処理部と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間で基板を搬送する基板搬送装置と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間を開閉することができるように水平方向に移動自在であり、その略中心に排液口が形成されたシャッタと、
前記排液口に接続された吸引機構と、
前記排液口の開口上に設けられ、前記吸引機構を動作させた際に、前記シャッタの上面に沿って流れて前記排液口に流入する流体流れを生じさせる吸引制御部材と、
を具備することを特徴とする基板処理装置、が提供される。

この基板処理装置において、基板から吸引制御部材上に落下する液体が吸引制御部材上に残らないように、吸引制御部材としては略円錐形状のものが好適に用いられる。この略円錐形状の吸引制御部材の外周端とシャッタの上面との間に形成される隙間（つまり、開口の高さ）は０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。また排液口の開口径は略円錐形状の吸引制御部材の外径よりも短いことが好ましい。シャッタの上面を略円錐状の凹面とし、排液口をその凹面の最深部に設けると、シャッタ上の液残りをさらに少なくすることができる。吸引機構としてはアスピレータが好適に用いられる。これにより一定の吸引が可能となる。

この基板処理装置は、乾燥処理部に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、基板処理装置の動作制御を行う制御装置をさらに具備する構成とすることが好ましい。この制御装置は、乾燥処理部に処理ガス供給を開始し、所定時間が経過した後にシャッタに設けられた排液口からの排液を開始し、その後所定時間経過後に処理ガスの供給を停止し、その後排液口からの排液を停止するように、処理ガス供給機構と吸引機構とを制御する。

基板処理装置は、さらに乾燥処理部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給器機構を具備し、制御装置は、乾燥処理部への処理ガスの供給開始と実質的に同時に乾燥処理部への不活性ガスの供給を開始し、排液口からの排液を停止した後に不活性ガスの供給を停止するように、不活性ガス供給機構を制御する構成とすることが好ましい。本発明の基板処理装置の好適な形態としては、液処理部では基板の薬液処理、その薬液処理に続く水洗処理を行い、乾燥処理部では水洗処理後の基板をイソプロピルアルコール蒸気と不活性ガスで乾燥させる装置が挙げられる。

また本発明によれば、上記基板処理装置による基板処理方法、すなわち、基板を所定の処理液で処理する液処理部において基板を液処理する工程と、
前記液処理が終了した基板を前記液処理部の上方に設けられた乾燥処理部に引き上げる工程と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間をシャッタにより隔離する工程と、
前記乾燥処理部において前記基板を乾燥させる工程と、を有し、
前記基板の乾燥工程は、
前記乾燥処理部へ処理ガスの供給を開始する工程と、
前記処理ガスの供給を開始してから一定時間経過後に、前記シャッタに設けられた排液口を通して前記シャッタに落下した液体の吸引排液を開始する工程と、
前記排液口からの排液を開始してから所定時間経過後に前記処理ガスの供給を停止する工程と、
前記処理ガスの供給を停止してから所定時間経過後に前記排液口からの吸引排液を停止する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法、が提供される。

本発明によれば、液処理部と乾燥処理部を仕切るシャッタ上の液残りを減少させることができる。これにより装置および被処理基板の汚染を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、例えば５０枚の半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）を一括して液処理し、さらに乾燥処理する洗浄処理装置を例に挙げて説明する。

図１に洗浄処理装置１の概略構造を示す断面図を示す。この洗浄処理装置１は、ウエハＷの液処理（ここでは、希フッ酸水溶液（ＤＨＦ）による薬液処理を行い、それに続いて純水（ＤＩＷ）によるリンス処理を行うものとする）を行う液処理部２と、液処理部２の上側に配置され、液処理部２でのリンス処理が終了したウエハＷの乾燥を行う乾燥処理部３と、液処理部２と乾燥処理部３との間で５０枚のウエハＷを一括して移動させる移動機構としてのウエハガイド４を有している。

ウエハガイド４は、例えば、５０枚のウエハＷを略垂直姿勢で、図１の紙面に垂直な方向に一定の間隔で並べた状態で保持することができる保持部２６と、保持部２６を支持する支柱部２７とを有しており、この支柱部２７は、後述するチャンバ５の蓋６２を気密に貫通している。この支柱部２７はガイド昇降機構２８により昇降自在であり、保持部２６に保持されたウエハＷを液処理部２と乾燥処理部３との間で移動させることができる。

液処理部２と乾燥処理部３との間はシャッタ１０により開閉自在であり、このシャッタ１０は、液処理部２において液処理を行うときと液処理部２と乾燥処理部３との間でウエハＷを移動させるときは、シャッタボックス１１に収容される。洗浄処理装置５には、その上方に設けられたファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１２からクリーンエアがダウンフローされるようになっている。

液処理部２には、ＤＨＦおよびＤＩＷが貯留され、ウエハＷを収納して液処理する内槽３０と、内槽３０の上部の開口を囲むように形成された中槽３１と、中槽３１の開口を囲むように形成された外槽３２と、を有する液処理槽６が配設されており、この液処理槽６はボックス１３内に配置されている。

内槽３０の下部には、ＤＨＦおよびＤＩＷを内槽３０内に吐出する処理液供給ノズル３５が設けられている。そして、処理液供給ノズル３５には、ＤＨＦ供給源からＤＨＦを内槽３０に供給するＤＨＦ供給ライン５１と、ＤＩＷ供給源からＤＩＷを供給するＤＩＷ供給ライン５２と、を有する処理液供給ライン２０が接続されている。

ＤＨＦ供給ライン５１に介在された開閉バルブ５１ａとＤＩＷ供給ライン５２に介在された開閉バルブ５２ａの開閉を切り替えることによって、ＤＨＦとＤＩＷのいずれか一方を供給することができ、また、開閉バルブ５１ａ・５２ａの開閉量を調整することによりＤＨＦを希釈して内槽３０に供給することができるようになっている。また、内槽３０に最初にＤＩＷを供給し、その後にＤＨＦを供給することにより、内槽３０内で一定濃度のＤＨＦを調製してもよい。内槽３０内には、ＤＨＦ濃度を測定するための濃度センサ５３が設けられている。

内槽３０の底部には、開閉バルブ３７が介在された排液管３６が接続されており、この開閉バルブ３７を開くことによって、内槽３０からＤＨＦやＤＩＷをボックス１３内に排出することができるようになっている。また、ボックス１３の下部には、バルブが介在された排液管１４１が設けられており、ボックス１３内からＤＨＦやＤＩＷを排出することできるようになっている。さらにボックス１３には排気管１４２が設けられており、例えば、ボックス１３にＤＨＦが貯留された状態では、ＤＨＦから発生する蒸気を排気することができるようになっている。

中槽３１は、内槽３０の上面開口からオーバーフローした純水を受け止める。中槽３１には、中槽３１から純水を排出するための排液管４１が設けられており、この排液管４１にはトラップ４２が接続されている。このトラップ４２は、排液管４１を通して排出された処理液が一定の高さで貯留され、その水面で開口した排液管４３を通してトラップ４２から処理液が排出されるように、排液管４１の下端（排液口）が排液管４３の上端（排出口）よりも低い位置に配置されている。このような構成により、排液管４３やボックス１３の雰囲気が排液管４１に流入することを防止することができる。例えば、内槽３０内にＤＨＦを貯留してウエハＷをこれに浸漬させて処理し、次いで内槽３０内にＤＩＷを供給してウエハＷのリンス処理を行う際に、ボックス１３内に排出されたＤＨＦから発生した蒸気が排液管４１を通じて液処理槽６内に混入することが防止される。

外槽３２には、常時、純水が貯留されており、環状のシール板４６が、その下部がこの純水に漬され、かつ、その上端が外槽３２の上方に配置されたシャッタボックス１１の下板に密着するように、配設されている。このような構成により、外槽３２は純水を利用したシール機能を有し、内槽３０の雰囲気を外部に漏らさないようになっている。なお、シャッタボックス１１には開閉バルブ１３７を介在させて排気管１３６が設けられており、シャッタボックス１１内の雰囲気を排気することができるようになっている。

図２に乾燥処理部３とシャッタ１０のより詳細な構成を示す断面図を示す。乾燥処理部３にはウエハＷを収容するためのチャンバ５が設けられており、このチャンバ５は、略筒状の本体部６１と、本体部６１の上面開口６１ａを開閉する蓋６２とから構成されている。本体部６１の下面開口６１ｂは、シャッタボックス１１の上板に形成された開口部に気密に連結されている。また、シャッタ１０を本体部６１の真下に配置した状態では、シャッタ１０の上面に設けられたシールリング１３５が本体部６１の下端に当接することにより、下面開口６１ｂが気密に閉塞される。

蓋６２は断面略半円形の形状を有し、その底部が上側となるように配置されている。蓋６２は蓋昇降機構６４により昇降自在であり、図２に示す位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において静止可能であり、これらの位置の間で移動可能となっている。蓋６２を位置Ｐ１へ上昇させ、本体部６１の上面開口６１ａを開口させた状態で、洗浄処理装置１の外部と乾燥処理部３の内部（つまり本体部６１の内部）との間でのウエハＷの搬入出を行うことができる。より具体的には、ウエハガイド４の保持部２６を本体部６１の上側に出した状態で、保持部２６と図示しない外部搬送装置等との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。

蓋６２が位置Ｐ２にあるときは、蓋６２の下端と本体部６１の上面開口６１ａとの間に一定の隙間が形成される。このように蓋６２が位置Ｐ１および位置Ｐ２にあるときには、本体部６１の内部が外気と連通する。蓋６２が位置Ｐ３に配置された状態では、蓋６２の下端面が本体部６１の上端に設けられたシールリング６３に当接し、本体部６１の上面開口６１ａが閉じられる。このときにシャッタ１０により本体部６１の下面開口６１ｂを閉じることにより、本体部６１内の雰囲気が外部に漏れないようになる。

チャンバ５内には、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気と所定温度に加熱された窒素ガス（以下「ホットＮ_２」と記す）とからなる乾燥用処理ガスをチャンバ５内に供給する第１ガス供給ノズル７１と、常温の窒素ガス（以下「常温Ｎ_２」と記す）をチャンバ５内に供給する第２ガス供給ノズル７２と、が配設されている。またチャンバ５内には、チャンバ５内に処理ガス等を供給することによってチャンバ５から押し出されるガスを排気するための排気ノズル７３が設けられている。この排気ノズル７３には、チャンバ５内の雰囲気ガスを強制的に排気するための図示しない強制排気装置が取り付けられた強制排気ライン４８と、チャンバ５内を大気圧に保持するための自然排気ライン４９と、が接続されている。

第１ガス供給ノズル７１には処理ガス供給ライン２１が接続されており、この処理ガス供給ライン２１にはＩＰＡ蒸気を発生させるＩＰＡ蒸気発生装置２２が接続されている。さらに、ＩＰＡ蒸気発生装置２２には、開閉バルブ８２を介在させてＩＰＡ供給源と接続されたＩＰＡ供給ライン２３と、開閉バルブ８３およびフローメータ８４を介在させてホットＮ_２供給源と接続されたホットＮ_２供給ライン２４と、が接続されている。第２ガス供給ノズル７２には、常温Ｎ_２供給源から開閉バルブ８６を介在させて常温Ｎ_２を供給する常温Ｎ_２供給ライン２５が接続されている。

ホットＮ_２供給ライン２４と処理ガス供給ライン２１は、図示しない保温材またはヒータによって、ホットＮ_２の温度および乾燥用処理ガスの温度が低下しないように構成してもよい。ＩＰＡ供給ライン２３から供給されたＩＰＡとホットＮ_２供給ライン２４から供給されたホットＮ_２とがＩＰＡ蒸気発生装置２２において混合されることによって乾燥用処理ガスが調製され、乾燥用処理ガスはそこから第１ガス供給ノズル７１へ送られる。また、ＩＰＡ供給ライン２３に設けられた開閉バルブ８２を閉じて、ホットＮ_２供給ライン２４開閉バルブ８３を開くことによって、ホットＮ_２のみを第１ガス供給ノズル７１へ送ることができる。

第１ガス供給ノズル７１と第２ガス供給ノズル７２はそれぞれ円筒状の形状を有し、乾燥用処理ガス等を噴出させるためのガス噴射口がその長手方向（図２において紙面に垂直な方向）に一定の間隔で形成された構造を有する。また、排気ノズル７３は、円筒状の形状を有し、チャンバ５内のガスを取り込むための一定長さのスリット型吸気口が、その長手方向（図２において紙面に垂直な方向）に一定の間隔で形成された構造を有する。

図２に示されるように、第１ガス供給ノズル７１は、ガス噴射口から噴射される乾燥用処理ガスおよびホットＮ_２がチャンバ５内に収容されたウエハＷに直接にあたることなく斜め上方に噴射されるように、配置されている。第１ガス供給ノズル７１から噴射された乾燥用処理ガスおよびホットＮ_２は、ウエハＷの左上と右上を通過して蓋６２の内周面上部に向かって上昇し、蓋６２の上部中央において合流して下降し、ウエハＷどうしの間に流入してウエハＷの表面に沿って流下するようになっている。

第２ガス供給ノズル７２もまた、ガス噴射口から噴射される常温Ｎ_２がチャンバ５内に収容されたウエハＷに直接にあたることなく斜め上方に噴射されるように、配置されている。第２ガス供給ノズル７２から噴射された常温Ｎ_２は、ウエハＷの左上と右上を通過して蓋６２の内周面上部に向かって上昇し、蓋６２の上部中央において合流して下降し、ウエハＷどうしの間に流入してウエハＷの表面に沿って流下する。

続いてシャッタ１０の構成について説明する。先に説明したように、シャッタ１０の上面の周縁にはシールリング１３５が設けられている。そして、図２に示すように、シールリング１３５のその内側は略円錐形状となっており、緩やかに中心に向かって窪んだ斜面（凹面）となっている。シャッタ１０にはこの凹面の最深部において開口する排液口９１が形成されており、この排液口９１には吸引機構としてのアスピレータ９２が接続されている。

図３にシャッタ１０の中心部の断面拡大図を示す。排液口９１の開口上には略円錐状の吸引制御部材９３が配設されている。吸引制御部材９３は、シャッタ１０の上面に向けて突起するようにシャッタ１０の裏面に配置されたビス９４に固定されている。このような構成では、アスピレータ９２を動作させると、シャッタ１０の上面に沿って吸引制御部材９３の外周とシャッタ１０の上面との間に形成された隙間（開口）へ流れ込み、さらに排液口９１に流れ込む流体流れを発生させることができる。

例えば、液処理部でＤＩＷによるリンス処理を終えたウエハＷが乾燥処理部３に引き上げられ、その後にシャッタ１０が液処理部２と乾燥処理部３との間を仕切ると、ウエハＷから水滴がシャッタ１０上に落下してきて、シャッタ１０上にＤＩＷが溜まる。また、その後に乾燥用処理ガスによるウエハＷの乾燥処理を行うと、ウエハＷからＤＩＷとＩＰＡとが混じり合った液滴が落下する。このようにしてシャッタ１０の上面に落下した液滴は、吸引制御部材９３による流体流れを利用して効率よく回収されるため、シャッタ１０の上面での液残りを少なくすることができる。また、吸引制御部材９３は略円錐状の凹面であるので、吸引制御部材９３の上面にウエハＷから落下した液滴は、重力によってその斜面を流れ落ちて排液口９１へと導かれる。なお、シャッタ１０の上面を液滴が動きやすいように、シャッタ１０は、ステンレス等の金属板にフッ素樹脂をコーティングしたものや、疎水性樹脂からなるものが好適に用いられる。

こうしてシャッタ１０上に落下し、溜まった液体を除去することで、シャッタ１０を水平移動させる際にシャッタ１０から液滴が液処理部２に落ちて、液処理部２を汚染することが防止される。また、チャンバ５に供給されるホットＮ_２や常温Ｎ_２の気流によってシャッタ１０の液滴からミスト等が、これがウエハＷやチャンバ５の内面を汚染することが抑制される。さらに、吸引機構としてアスピレータ９２を用いることにより、脈動が生じなくなり、一定した吸引が可能となっている。

吸引制御部材９３の高さは、シャッタ１０を水平方向で移動させる際に、シャッタボックス１１に接触しない高さに制限される。このため、吸引制御部材９３の外径が長くなると上面の傾斜が緩やかとなって吸引制御部材９３の上面にＤＩＷ等が溜まりやすくなり、一方で吸引制御部材９３の外径が短いと、シャッタ１０の上面に沿った流体流れを起こし難くなる。このような観点から、吸引制御部材９３の外径は、例えば、３０〜４０ｍｍとすることが好ましい。吸引制御部材９３の外周端とシャッタ１０の上面との間に形成される隙間ｈ（つまり、開口の高さｈ）は、液滴の高さよりも低いと液滴を効率的に吸引することができるので、例えば、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることが好ましく、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とすることがより好ましい。隙間ｈが狭いと圧損が大きくなり、逆に隙間ｈが広いと液体の吸引効率が悪化し、またシャッタ１０の上面に沿った流体流れが生じ難くなる。なお、排液口９１の開口径は、吸引制御部材９３の外径よりも短く設定する。

吸引制御部材９３を配置した場合と配置しない場合でそれぞれシャッタ１０の中心近傍に水滴を全量で５０ｇとなるように落下させ、６０秒間の水滴除去のための吸引動作を行ったところ、吸引制御部材９３を配置しない場合にはシャッタ上に約５ｇ程度の液残りが認められたが、吸引制御部材９３を配置した場合には、液残りは１ｇ以下に低減された。同様に、シャッタ１０の外周部分に水滴を全量で５０ｇとなるように落下させ、６０秒間の水滴除去のための吸引動作を行ったところ、吸引制御部材９３を配置しない場合にはシャッタ上に約１０ｇ程度の液残りが認められたが、吸引制御部材９３を配置した場合の液残りは５ｇ程度に低減された。このような効果は、ウエハＷを液処理部２においてリンス処理し、その後に乾燥処理するプロセスでも、同様に得られることは、容易に理解できるものである。

上述のように構成された洗浄処理装置１に設けられた各種の駆動装置、例えば、液処理部２へＤＨＦやＤＩＷを供給するための開閉バルブ５１ａ・５２ａや、内槽３０からＤＨＦ等を排出するための開閉バルブ３７、乾燥処理部３へホットＮ_２やＩＰＡ、常温Ｎ_２を供給するための開閉バルブ８３・８２・８６、チャンバ５を構成する蓋６２の蓋昇降機構６４、シャッタ１０に形成された排液口９１に接続されたアスピレータ９２、ウエハガイド４を昇降させるガイド昇降機構２８等の駆動制御は、制御装置９９により行われる。

次に、洗浄処理装置１を用いた基板洗浄方法の具体的な実施形態について説明する。図４にウエハＷの処理工程を示すフローチャートを示す。最初に、乾燥処理部３では、本体部６１の上面が蓋体６２により閉塞され、かつ、本体部６１の下面がシャッタ１０により閉塞されて、チャンバ５が密閉された状態とする（ＳＴＥＰ１ａ）。また、こうして密閉されたチャンバ５内に第１ガス供給ノズル７１を通してホットＮ_２を一定流量で供給し、その際に排気ノズル７３および自然排気ライン４９を通して自然排気が行われるようにする（ＳＴＥＰ１ｂ）。さらに、液処理槽６の内槽３０に所定濃度のＤＨＦを貯留させておく（ＳＴＥＰ１ｃ）。この状態で、ウエハガイド４においてウエハＷを保持する部分は乾燥処理部３に配置されている。

次に、蓋６２を上昇させて位置Ｐ１（図２参照）で保持し、ウエハガイド４の保持部２６をチャンバ５の本体部６１の上側に位置させた後、チャンバ５内へのホットＮ_２の供給を停止する（ＳＴＥＰ２）。そして、外部の基板搬送装置（図示せず）からウエハガイド４の保持部２６に５０枚のウエハＷを受け渡す（ＳＴＥＰ３）。次いで、ウエハガイド４を降下させてウエハＷをチャンバ５の本体部６１内に収容し、また蓋６２を降下させて位置Ｐ２（図２参照）で保持し、さらに排気ノズル７３と強制排気ライン４８を通してチャンバ５内の雰囲気の強制排気を開始した後に、シャッタ１０をシャッタボックス１１内に移動させて、液処理部２と乾燥処理部３との間を開放させる（ＳＴＥＰ４）。

このＳＴＥＰ４では、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１２からのダウンフローがチャンバ５内に流入し、本体部６１の上面開口６１ａから排気ノズル７３に向かうクリーンエアの流れが形成される。これによりシャッタ１０を開いても、液処理槽６に貯留されたＤＨＦ雰囲気が乾燥処理部３に上昇することを防止することができる。これにより、ＤＨＦ雰囲気（蒸気）によりチャンバ５の内面が汚染されたり、本体部６１の上面開口６１ａを通って外部に漏れることが防止される。なお、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１２から供給されるクリーンエアを利用して乾燥処理部３に気流を形成するので、経済的にチャンバ５の汚染等を防止できる。

次いで、ウエハガイド４をさらに降下させて、保持したウエハＷを内槽３０に貯留されたＤＨＦに浸漬させ、シリコン酸化物除去処理を行う（ＳＴＥＰ５）。このＳＴＥＰ５の処理中も、蓋６２を位置Ｐ２で保持し、排気ノズル７３と強制排気ライン４８を通してチャンバ５内の雰囲気を強制排気することによって、ＤＨＦ雰囲気によるチャンバ５の汚染等を防止する。

ＤＨＦによるウエハＷの処理が終了したら、ウエハＷを内槽３０内に配置したたまま、処理液供給ノズル３５からＤＩＷを内槽３０内に供給して、内槽３０内のＤＨＦをＤＩＷに置換し、ウエハＷのリンス処理を行う（ＳＴＥＰ６）。このとき、内槽３０からオーバーフローしたＤＨＦやＤＩＷは、中槽３１に受け止められ、排液管４１およびトラップ４２を通して排液される。

なお、内槽３０内のＤＨＦをＤＩＷに置換する間も、ウエハＷのＤＨＦ処理を行う間と同様に、蓋６２を位置Ｐ２に配置し、排気ノズル７３を通して強制排気を行う。内槽３０のＤＨＦをＤＩＷに置換する工程は、例えば、排液管３６を通してＤＨＦをボックス１３に排出し、その後に内槽３０にＤＩＷを供給することによって行ってもよい。

内槽３０内のＤＨＦがＤＩＷに置換されたか否かは、濃度センサ５３の測定値によって判断することができる。したがって、濃度センサ５３の測定値によって内槽３０内のＤＨＦがＤＩＷに置換され、内槽３０内からＤＨＦが排出されたと判断したら、強制排気ライン４８から自然排気ライン４９に切り替え、蓋６２を位置Ｐ３（図２参照）に降下させて本体部６１の上面開口６１ａを閉塞し、さらに第１ガス供給ノズル７１からホットＮ_２を、第２ガス供給ノズル７２から常温Ｎ_２をそれぞれチャンバ５内に噴射させる（ＳＴＥＰ７）。こうしてチャンバ５内がＮ_２雰囲気に保持される。

このＳＴＥＰ７では、ホットＮ_２が処理ガス供給ライン２１を通るので処理ガス供給ライン２１が昇温される。これにより、後にＩＰＡ蒸気を含む乾燥用処理ガスをチャンバ５内に供給する際の乾燥用処理ガスの温度低下を抑制することができる。またチャンバ５が温められることによって、後に乾燥用処理ガスをチャンバ５内に供給した際に、チャンバ５の内壁でＩＰＡが結露することを抑制することができる。これによりＩＰＡの使用量を低減させることができる。なお、ＳＴＥＰ６およびＳＴＥＰ７では、さらにシャッタボックス１１内の排気を行うことにより、シャッタボックス１１内に残っているおそれがあるＤＨＦ雰囲気を排気することが好ましい。

ＤＩＷによるウエハＷのリンス処理が終了したら、ウエハＷがチャンバ５内に収容されるようにウエハガイド４を上昇させ、その後にシャッタ１０により液処理部２と乾燥処理部３との間を隔離する（ＳＴＥＰ８）。ＳＴＥＰ８において、ウエハＷを上昇させている間は、第２ガス供給ノズル７２からの常温Ｎ_２のチャンバ５内への供給を停止し、第１ガス供給ノズル７１からのホットＮ_２の供給は、処理ガス供給ライン２１を温めるために継続して行う。ＳＴＥＰ８が終了した時点で、ウエハＷに付着したＤＩＷの液滴がシャッタ１０上に落下する。

なお、シャッタ１０により液処理部２と乾燥処理部３との間が隔離された後には、液処理部２に設けられた内槽３０内のＤＩＷを、開閉バルブ３７を開くことで排液管３６を通してボックス１３に排出し、その後に、一定濃度のＤＨＦで内槽３０を満たし、次の処理に備えることが好ましい。ボックス１３に排出されたＤＩＷは排液管１４１から外部に排出される。

続いてウエハＷの乾燥処理を行う（ＳＴＥＰ９）。図５にこのＳＴＥＰ９の各工程をより詳細に示すフローチャートを示す。上記ＳＴＥＰ８により、ウエハＷが密閉されたチャンバ５内に収容され、シャッタ１０が閉じられたら、第１ガス供給ノズル７１から乾燥用処理ガス（つまり、所定量のＩＰＡ蒸気を含んだホットＮ_２）の供給を開始する（ＳＴＥＰ９ａ）。

乾燥用処理ガスは、第１ガス供給ノズル７１からチャンバ５内に噴射され、蓋６２の内周面上部に向かって上昇した後、ウエハＷの上部からウエハＷどうしの間に流入し、ウエハＷの表面に沿って流下し、排気ノズル７３を通して外部に排出される。このとき、ウエハＷに付着している水分にＩＰＡが混じってシャッタ１０上に落下する。乾燥用処理ガスの供給を開始してから、例えば、２０秒〜３０秒が経過した後に、シャッタ１０に形成された排液口９１に接続されたアスピレータ９２による吸引排液を開始する（ＳＴＥＰ９ｂ）。

シャッタ１０が閉じられてから、このように一定の間隔を開けてアスピレータ９２の動作を開始し、シャッタ１０上に溜まった液の吸引除去を行った場合には、シャッタ１０が閉じられると同時にアスピレータ９２の動作を開始する場合と比較して、シャッタ１０上の液残りを少なくすることができる。これはシャッタ１０上に落下した液滴どうしが結合する時間を与えた場合、吸引制御部材９３とシャッタ１０の上面との間に形成される隙間に近い部分にある液が吸引されると、それと結合している遠くの液部も吸引され易くなることや、液滴が大きくなることで、シャッタ１０に形成された凹面を液が流れやすくなること等によるものと考えられる。

一定時間（例えば、９０秒）が経過したら、ＩＰＡ供給ライン２３からのＩＰＡ供給を停止させて、第１ガス供給ノズル７１からホットＮ_２のみがチャンバ５内に供給されるようにする（ＳＴＥＰ９ｃ）。さらに、ＩＰＡの供給を停止してから所定時間（例えば、３０秒〜６０秒）が経過した後に、アスピレータ９２を停止させて、シャッタ１０の液滴吸引を終了する（ＳＴＥＰ９ｄ）。さらにその後所定時間経過後に、ホットＮ_２のチャンバ５内への供給を継続しながら、第２ガス供給ノズル７２から常温Ｎ_２のチャンバ５内への供給を開始する（ＳＴＥＰ９ｅ）。この時点でウエハＷの乾燥処理は終了する。常温Ｎ_２をチャンバ５内に供給することによって、ウエハＷは冷却される。

常温Ｎ_２の供給を開始してから所定時間経過後に、蓋６２を位置Ｐ１へ上昇させ、これと実質的に同時にウエハガイド４を上昇させて、ウエハＷをチャンバ５の本体部６１の上側に出す（ＳＴＥＰ１０）。このとき、第１ガス供給ノズル７１および第２ガス供給ノズル７２からの窒素ガス供給を停止し、強制排気ライン４８を通して、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１２からのクリーンエアーをチャンバ５内に引き入れる。次いで、外部から図示しない基板搬送装置がウエハガイド４にアクセスして、ウエハＷを洗浄処理装置１から搬出する（ＳＴＥＰ１１）。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、シャッタ１０としてその上面が凹面となっているものを示したが、シャッタ１０の上面が水平面であっても、吸引制御部材９３を配置することによって、吸引制御部材９３を配置しない従来の場合と比較して、シャッタ１０上の液残りを低減することができる。

上記説明においては、薬液としてＤＨＦを取り上げたが、それに限定されるものではなく、ＳＣ−１洗浄液等のその他の薬液であってもよい。また、本発明は洗浄処理に限定されて適用されるものではなく、例えば、ウェットエッチング処理等にも適用することができる。さらに基板は半導体ウエハに限定されるものではなく、液晶ディスプレイ用のガラス基板、プリント配線基板、セラミック基板等であってもよい。

本発明は、半導体ウエハ等の各種基板の洗浄処理装置、エッチング処理装置等、各種の液処理を行う装置に好適である。

洗浄処理装置の概略構造を示す断面図。乾燥処理部とシャッタのより詳細な構成を示す断面図。シャッタの中心部の断面拡大図。ウエハの処理工程を示すフローチャート。乾燥処理工程をより詳細に示すフローチャート。

符号の説明

１；洗浄処理装置
２；液処理部
３；乾燥処理部
４；ウエハガイド
５；チャンバ
６；液処理槽
１０；シャッタ
７１；第１ガス供給ノズル
７２；第２ガス供給ノズル
７３；排気ノズル
９１；排液口
９２；アスピレータ
９３；吸引制御部材

Claims

基板を処理液により処理する液処理部と、
前記液処理部の上側に設けられ、前記基板を乾燥させる乾燥処理部と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間で基板を搬送する基板搬送装置と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間を開閉することができるように水平方向に移動自在であり、その略中心に排液口が形成されたシャッタと、
前記排液口に接続された吸引機構と、
前記排液口の開口上に設けられ、前記吸引機構を動作させた際に、前記シャッタの上面に沿って流れて前記排液口に流入する流体流れを生じさせる吸引制御部材と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
前記吸引制御部材は略円錐形状であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
前記略円錐形状の吸引制御部材の外周端と前記シャッタの上面との間に形成される隙間は０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
前記排液口の開口径は、前記略円錐形状の吸引制御部材の外径よりも短いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板処理装置。
前記シャッタの上面は略円錐状の凹面であり、前記排液口は前記凹面の最深部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
前記吸引機構はアスピレータであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
前記乾燥処理部に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記乾燥処理部へ処理ガスの供給を開始し、所定時間が経過した後に前記排液口からの排液を開始し、その後所定時間経過後に前記処理ガスの供給を停止し、その後前記排液口からの排液を停止するように、前記処理ガス供給機構と前記吸引機構とを制御する制御装置と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
前記乾燥処理部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに具備し、
前記制御装置は、前記乾燥処理部への処理ガスの供給開始と実質的に同時に前記乾燥処理部へ不活性ガスの供給を開始し、前記排液口からの排液を停止した後に前記不活性ガスの前記乾燥処理部への供給を停止するように、前記不活性ガス供給機構を制御し、
前記液処理部では基板の薬液処理および水洗処理が行われ、前記乾燥処理部では前記水洗処理後の基板の乾燥処理が前記処理ガスとしてイソプロピルアルコール蒸気を用いて行われることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
基板を所定の処理液で処理する液処理部において基板を液処理する工程と、
前記液処理が終了した基板を前記液処理部の上方に設けられた乾燥処理部に引き上げる工程と、
前記液処理部と前記乾燥処理部との間をシャッタにより隔離する工程と、
前記乾燥処理部において前記基板を乾燥させる工程と、を有し、
前記基板の乾燥工程は、
前記乾燥処理部へ処理ガスの供給を開始する工程と、
前記処理ガスの供給を開始してから一定時間経過後に、前記シャッタに設けられた排液口を通して前記シャッタに落下した液体の吸引排液を開始する工程と、
前記排液口からの排液を開始してから所定時間経過後に前記処理ガスの供給を停止する工程と、
前記処理ガスの供給を停止してから所定時間経過後に前記排液口からの吸引排液を停止する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
前記基板の液処理には純水による水洗処理が含まれ、
前記乾燥工程においては、前記処理ガスとしてイソプロピルアルコール蒸気を用い、前記乾燥処理部へのイソプロピルアルコール蒸気の供給開始と実質的に同時に前記乾燥処理部への不活性ガスの供給をさらに開始し、前記排液口からの吸引排液を停止した後に、前記乾燥処理部への不活性ガスの供給を停止することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。