JP2008053684A - ウェーハの洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄工程での残渣により製造物に悪影響を及ぼさないようにした洗浄装置及びその洗浄方法を提供する。
【解決手段】槽体２１０と、槽体２１０の中に配置されたステージ２２０と、槽体２１０の中に設けられ、ステージ２２０を囲む少なくとも１つの第１の側壁（２３０又は２４０）と、槽体２１０の中で、ステージ２２０の上方に配置され、ステージ２２０と第１の側壁との間の第１の範囲を閉じ込める操作可能なプレート２６５と、ステージ２２０と第１の側壁との間の第１の範囲と流体連通された排気装置２７０と、を備える。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、半導体構造物などの製造装置及び製造方法に関し、特にウェーハや基板の洗浄装置及びその洗浄方法に関する。

電子製品の発展に伴い、半導体技術は、メモリ、中央処理装置（ＣＰＵ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード及びその他のデバイスやチップセットの製造に広く応用されている。高集積化及び高速化を達成するため、半導体集積回路の寸法は徐々に縮小している。そして、高集積化及び高速化を達成する際に発生する製造上の障害を克服するため、様々な材料や技術が開示されている。製造工程において、そのサイクルタイムは重要であり、サイクルタイムが長いと製品のスループットに悪影響を与えるだけでなく、製造コストの増大を招くことにもなる。

一般に、ウェーハの工程では、エッチング工程又は注入工程を行った後に、洗浄工程を行う（一般にこれはカロ工程（Ｃａｒｏ’ｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ばれる）。洗浄工程は、様々な化学物質（例えば、硫酸過酸化水素水（ＳＰＭ）溶液、アンモニア／過酸化水素水（ＡＰＭ）溶液、脱イオン（ＤＩ）水など）を提供する複数のタンクを含むウェットベンチ装置の中で行われる。ウェットベンチ装置は、同じ工程の中で複数のロットを収容して処理することができる。しかし、このウェットベンチ洗浄装置は、一般にサイクルタイムが長かった。そのため、ウェットベンチ洗浄工程のサイクルタイムを短縮するため、従来使用していたウェットベンチ洗浄工程を枚葉式ウェーハ洗浄工程で代用する方法が提供されていた。

この方法について図１Ａを参照して説明する。図１Ａは、従来の枚葉式ウェーハ洗浄室を示す断面図である。チャンバ１００は、チャンバ壁１１０を含む。ステージ１２０は、チャンバ１００の中に配置されている。ステージ１２０は、ウェーハ１５０を支持するステージプレート１２５を含む。側壁１３０（一般に薬液カップと呼ばれる。）は、チャンバ１００の中に設置されてステージ１２０を囲み、ウェーハ１５０上の薬品、及び／又は、ディスペンサ１４０から分注された薬品がはじき飛ばされることを防ぐ。薬品のディスペンサ１４０は、チャンバ１００の中に配置され、ウェーハ１５０の上方に化学薬品を分注する分注ノズル１４５を有する。分注ノズル１４５は、霧状又は蒸気状の化学薬品を提供するナノスプレーノズルである。ウェーハ１５０の洗浄工程を行う際、その他の槽体や遮蔽部材がないため、ステージ１２０をチャンバ１００の中に配置し、ステージ１２０をチャンバ壁１１０と側壁１３０との間にある範囲から実質上隔離し、実質上封止することができる。一般に、この洗浄工程は半開（ｓｅｍｉ−ｏｐｅｎ）処理と呼ばれる。

図１Ａに示すように、カロ工程では、分注ノズル１４５を介してウェーハ１５０上にＳＰＭ１６０を分注し、ウェーハ１５０を洗浄する。上述したように、ＳＰＭ１６０は、霧状又は蒸気状でチャンバ１００の中を漂っている。そのため、ＳＰＭ工程を行っている最中又はＳＰＭ工程を行った後、ＳＰＭ残渣１６０ａがチャンバ壁１１０、側壁１３０及び／又はディスペンサ１４０に付着することがあった。

また、図１Ｂに示すように、分注ノズル１４５により、ウェーハ１５０上にＡＰＭ１７０を分注し、ウェーハ１５０を洗浄する。ＡＰＭ１７０は、チャンバ１００の中を漂い、チャンバ壁１１０、側壁１３０及び／又はディスペンサ１４０にＡＰＭ残渣１７０ａが付着することもあった。また、ＡＰＭ残渣１７０ａの一部がＳＰＭ残渣１６０ａと混合して残渣ＮＨ_４ＳＯ_４１８０が形成されることもある。この混合の結果として、残渣ＮＨ_４ＳＯ_４１８０は水溶液状となる。そして、数時間から数十時間が経過すると、ＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}１８０の水（Ｈ_２Ｏ）が蒸発し、ＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}１８０が固体のＮＨ_４ＳＯ_４（Ｓ）へ結晶化する。ウェーハ１５０の搬送及び／又は処理を行う際、結晶化したＮＨ_４ＳＯ_４（ｓ）１８０は、チャンバ壁１１０、側壁１３０及び／又はディスペンサ１４０から脱落することがあった。そのため、ウェーハ１５０上に落ちたＮＨ_４ＳＯ_４（ｓ）１８０は、ウェーハ１５０上に形成された集積回路に不具合（ショートやオープンなど）を発生させる可能性があった。

そのため、ウェーハの洗浄装置及びその洗浄方法の改善が求められていた。

本発明の目的は、従来の問題点を解決して、洗浄工程での残渣により製造物に悪影響を及ぼさないようにした洗浄装置及びその洗浄方法を提供することにある。

（１）槽体と、前記槽体の中に配置されるとともにウェーハを有するステージと、前記槽体の中に設けられ、前記ステージを囲む少なくとも１つの第１の側壁と、前記槽体の中で、前記ステージの上方に配置され、前記ステージと前記第１の側壁との間の第１の範囲を閉じ込める操作可能なプレートと、前記第１の範囲と流体連通された排気装置と、を備えることを特徴とするウェーハの洗浄装置を提供する。

（２）前記ステージは、回転可能であることを特徴とする（１）に記載のウェーハの洗浄装置を提供する。

（３）前記プレートは回転可能であり、かつ操作により前記第１の側壁の中に前記ステージを密封することを特徴とする（１）に記載のウェーハの洗浄装置を提供する。

（４）前記第１の側壁と前記ステージとの間に配置された少なくとも１つの第２の側壁をさらに備えることを特徴とする（１）に記載のウェーハの洗浄装置を提供する。

（５）前記排気装置は、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された第２の範囲と流体連通されていることを特徴とする（４）に記載のウェーハの洗浄装置を提供する。

（６）前記槽体の中に配置され、少なくとも１つの化学薬品を分注する少なくとも１つのディスペンサをさらに備えることを特徴とする（１）に記載のウェーハの洗浄装置を提供する。

（７）前記第１の側壁及び前記プレートにより密封された範囲内に配置され、当該範囲へ少なくとも１つの化学薬品を導入する少なくとも１つのノズルをさらに備えることを特徴とする（１）に記載のウェーハの洗浄装置を提供する。

（８）少なくとも１つの封止された収納容器の中に、ウェーハを有するステージを閉じ込め、前記収納容器を槽体の中に配置する工程と、前記ウェーハの表面上に、第１のノズルを介して第１の化学薬品を分注する工程と、前記ウェーハの表面上に、第２のノズルを介して第２の化学薬品を分注する工程と、を含み、前記第１のノズル及び前記第２のノズルの中で、前記第１の化学薬品と前記第２の化学薬品とが化学反応を起こして生成物が形成されないように防ぐことを特徴とするウェーハの洗浄方法を提供する。

（９）前記第１の化学薬品は、ＳＰＭ溶液を含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

（１０）前記第２の化学薬品は、ＡＰＭ溶液を含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

（１１）前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品のうちの少なくとも１つを分注する時に、前記ステージを回転させる工程をさらに含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

（１２）前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品のうちの少なくとも１つを分注する時に、プレートを高速回転させ、該プレートにより前記第１の化学薬品又は前記第２の化学薬品を偏向させる工程をさらに含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

（１３）プレート上、前記ステージ上、又は側壁（前記ステージを囲む少なくとも１つの側壁）上のうち、少なくとも１つに脱イオン水及び窒素を分注する工程をさらに含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

（１４）前記ウェーハ上に脱イオン水を分注する工程をさらに含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

（１５）前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品のうちの少なくとも１つを分注する時に、プレートを高速回転させ、該プレートにより前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品を偏向させる工程をさらに含み、前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品の分注工程を行う時に、前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品を前記収納容器から排出させる工程をさらに含むことを特徴とする（８）に記載のウェーハの洗浄方法を提供する。

本発明の基板の洗浄装置及びその洗浄方法は、従来の問題点を解決して、洗浄工程での残渣により製造物に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂを参照する。図２Ａは、本発明の好適な実施形態によるウェット処理装置２００を示す概略平面図である。図２Ｂは、本発明の好適な実施形態による概略断面図である。図２Ａは、分かりやすくするために、図２Ｂのプレート２６５を除いた状態を示す。図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った断面図である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基板のウェット工程を行うウェット処理装置２００は、槽体２１０と、ステージ２２０（図２Ａには示されておらず、図２Ｂに示されている。）と、ステージ２２０上に配置されたステージプレート２２５と、槽体２１０中に配置されてステージ２２０又はステージプレート２２５を囲む少なくとも１つの側壁２３０と、ステージ２２０と側壁２３０との間に配置された少なくとも１つの側壁２４０と、側壁２３０の上面と封止状態で係合又は嵌合されるプレート２６５と、槽体２１０の中に設置され、少なくとも１つの化学薬品を分注する少なくとも１つのディスペンサ（例えば、それぞれノズル２５５ａ、２５５ｂを有するディスペンサ２５０ａ、２５０ｂ）と、ステージ２２０と側壁２３０との間の範囲と流体連通された排気装置２７０（図２を参照）とを含んでもよい。排気装置２７０は、少なくとも１つのバルブ（例えばバルブ２７３）を介し、上記の範囲などと流体連通されてもよい。図２Ａを参照すると、本例には２つのディスペンサ２５０ａ、２５０ｂしか示されていないが、本発明は、それぞれにノズルを有する３つ又は４つ以上のディスペンサを含んでもよい。例えば、２つのディスペンサが第１の化学薬品及び第２の化学薬品を分注し、第３のディスペンサが脱イオン水を分注するようにしてもよい。

ウェット処理装置２００は、例えば、枚葉式ウェット処理チャンバでもよい。枚葉式ウェット処理チャンバは、ウェットベンチよりも基板又はウェーハの処理を時間的に効率良く行うことができる。槽体２１０は、ウェーハ又は基板を出し入れするために、少なくとも１つの開口（図示せず）を有する。本実施形態の槽体２１０は、直方体形状であるが、形状がこれだけに限定されるわけではなく、ウェット処理装置に必要な構成要素や構成部品を収納することができれば、如何なる形状でもよい。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ステージプレート２２５上に基板２１５を配置することにより、ウェット処理工程を行うことができる。基板２１５は、ｐ型シリコン基板、ｎ型シリコン基板、ＩＩＩ−Ｖ族化合物基板、表示基板（例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプ表示装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）基板）、又はそれらに類似したもの（以下、これらを総称的に基板２１５で表すことにする）などでもよい。そして、基板２１５は、少なくとも１つの導電層（ポリシリコン層など）、金属含有材料（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＣｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ又はそれらの組み合わせ）、誘電体材料（例えば、酸化物、窒化物、酸窒化物、低ｋ誘電体材料、超低ｋ誘電体材料又はそれらの組み合わせ）や、基板２１５中や基板２１５上に形成されたドーパントを有するドープ層（例えば、Ｂ、Ａｓ、Ｐなど）を含む。

図２Ｂに示すように、ステージ２２０は、槽体２１０の中に配置され、側壁２３０により囲まれている。ステージ２２０は、基板２１５を支持するように構成されているため、基板２１５に対してウェット処理工程を行うことができる。ステージ２２０は、槽体２１０の底板に対応して回転し、上下に操作することができる。ステージプレート２２５は、ステージ２２０上に配置され、その上の基板２１５を固定するために用いる静電チャック、クランプなどを含んでもよい。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ステージ２２０を囲む側壁２３０は、上部に開口を有する円筒体でもよい。他の実施形態の側壁２３０では、上から見た形状が円形、楕円形、正方形、長方形、六角形、八角形などでもよく、プレート２６５と共にステージ２２０をその中に実質上封止することができる。図２Ｂに示すように、側壁２３０は、プレート２６５が下方に移動するときに、プレート２６５を受け入れるために用いる１つ又は複数の肩部２３０ｓを含んでもよい。側壁２３０とプレート２６５とを結合させることによって、槽体２１０中に収納容器を形成することができる。以下、プレート２６５と側壁２３０との組み合わせを説明する。側壁２３０の材料は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、酸化ポリエチレン（ＯＰＥ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）又はウェット処理工程で使用する化学薬品と実質上反応しない物質を含んでもよい。

ウェット処理装置２００は、基板２１５の表面からはじき飛ばされた化学薬品、及び／又は、ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂから分注された化学薬品を捕捉するために、側壁２３０とステージ２２０との間に少なくとも１つの側壁２４０をさらに含んでもよい。図２Ｂに示すように、側壁２４０はステージを囲んで上面開口を有するため、基板２１５の上面の範囲に化学薬品を供給することができる。他の実施形態の側壁２４０は、ステージ２２０に向かって傾斜された上部領域を含み、側壁２４０により化学薬品が跳ね返ることを効果的に防止できる。また他の実施形態では、側壁２３０及びプレート２６５によりディスペンサ２５０ａ、２５０ｂから分注された化学薬品を封止された範囲内に良好に閉じ込めることができる場合に、側壁２４０の有無を任意に選択し得る。

ウェット処理装置２００は、槽体２１０の中に配置され、かつ少なくとも１つの化学薬品を分注する少なくとも１つのディスペンサ（例えば、ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂ）を有する。ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂは、側壁２３０とステージ２２０との間に設置し、あるいは図２Ａに示すように側壁２３０と側壁２４０との間に設置することができる。他の実施形態では、複数のディスペンサ２５０ａ、２５０ｂを設置して異なる化学薬品（例えば、酸及びアルカリ）を提供し、基板２１５の表面で化学的相互作用を発生させてもよい。複数のディスペンサ２５０ａ、２５０ｂを使用すると、ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂ及び／又はノズル２５５ａ、２５５ｂの中で化学反応が発生して好ましくない生成物や粒子が形成されることを防止できる。

各ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂは、基板２１５の表面に、溶液状、霧状、蒸気状などの化学薬品（例えば、酸、アルカリ、硫酸−過酸化水素水（ＳＰＭ）溶液、アンモニア−過酸化水素水（ＡＰＭ）溶液、脱イオン（ＤＩ）水又はそれらの組み合わせなど）を提供するため、ナノスプレーノズルなどのノズル２５５ａ、２５５ｂを含んでもよい。ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂの各々は、化学薬品を提供する管路（図示せず）をその中に有してもよい。図２Ａに矢印で示す方向にディスペンサ２５０ａ、２５０ｂを動かし、ノズル２５５ａ、２５５ｂを所望の位置（例えば、ステージプレート２２５の中心上）まで移動させて化学薬品を分注する。

ウェット処理装置２００には、側壁２３０及びプレート２６５により封止された範囲内に配置され、かつ少なくとも１つの化学薬品を導入する少なくとも１つのノズル２６０を含むこともできる。この化学薬品は、例えば、酸、アルカリ、脱イオン水、それらの組み合わせなどを含んでもよい。他の実施形態では、ノズル２６０が少なくとも１つのナノスプレーノズルを有してもよい。ノズル２６０は、側壁２３０の側壁上部、及び／又は、プレート２６５の表面に配置され、ステージ２２０に対向して設けられている。図２Ｂに示すように、ノズル２６０は、肩部２３０ｓ近くの側壁２３０の上部に配置されてもよい。これにより、ノズル２６０がステージ２２０に対向するように移動する時に、ステージ２２０、側壁２４０、ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂ及び／又はプレート２６５に分注することができる。ノズル２６０は、ウェット処理工程が完了した後、ウェット処理装置２００の構成要素又は構成部品（例えば、側壁２３０、２４０、ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂ、ノズル２５５ａ、２５５ｂ、ステージ２２０及び／又はステージプレート２２５）を洗浄する。本実施形態では、図２Ｂに示すように、ノズル２６０を２つ有するが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。良好な洗浄を行うことができる限り、側壁２３０及び／又はプレート２６５上に提供するノズルの数は１つでも複数個でもよい。他の実施形態において、ウェット処理装置の構成要素又は構成部品の洗浄が重要でなければ、ノズル２６０を設置するか否かは任意である。

図２Ｂに示すように、ウェット処理装置２００は、槽体２１０の中でステージ２２０の上方に配置されたプレート２６５を備える。プレート２６５の材料は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、酸化ポリエチレン（ＯＰＥ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）又はウェット処理工程で使用する化学薬品と実質上反応しない物質を含んでもよい。プレート２６５は、回転可能とし、及び／又は、ステージ２２０に向って移動させることができる。プレート２６５は、該プレート２６５を移動させるか又はこれを回転させるアクチュエータ（図示せず）、あるいはこのような移動及び回転を行うアクチュエータ（図示せず）に接続されてもよい。このアクチュエータは、ステージ２２０に向ってプレート２６５を移動させ、プレート２６５は、側壁２３０とともにステージ２２０を囲む範囲を実質上封止することができる。他の実施形態では、側壁２３０とプレート２６５とが互いに接続される箇所において、側壁２３０及び／又はプレート２６５上に、Ｏリングやその他ガスケット（図示せず）などのシーリングデバイスやシール用部材を設けて接続範囲を気密に封止する。また他の実施形態では、プレート２６５と、対応する表面の側壁２３０又は肩部２３０ｓとの結合部位の形状を、協働して気密に封止する構造とすることにより、付加的なガスケットを用いずに所望の封止を得てもよい。例えば、プレート２６５及び側壁２３０は円形状とされ、プレート２６５の外周には雄ねじが設けられ、側壁２３０上には雌ねじが設けられる。

ウェット処理装置２００は、ステージ２２０と側壁２３０との間の範囲に流体連通された少なくとも１つの排気装置２７０を含んでいる。図２Ｂに示すように、排気装置２７０は、バルブ２７３を介し、側壁２３０と側壁２４０との間の範囲と流体連通されてもよい。排気装置２７０は、ウェット処理工程の最中に、ディスペンサ２５０ａ、２５０ｂにより導入された霧状、気体状又は溶液状の化学薬品を排出することができる。排気装置２７０は、配管などの少なくとも１つの管路２７７を介して、バルブ２７３と接続してもよい。他の実施形態では、ステージ２２０と側壁２４０との間に配置され、管路２７７を介して排気装置２７０と流体連通された付加的バルブ（図示せず）を設けてもよい。図２Ａ及び図２Ｂでは、２つのバルブが示されているが、本発明はこれだけに限定されるわけではない。化学薬品を排出するために設置するバルブ２７３の数は、１つでも複数個でもよい。その上、バルブ２７３の位置は任意に選択することができ、槽体２１０の底部だけに限定されるわけではない。例えば、バルブ２７３は、化学薬品を良好に除去するために、側壁２３０、２４０及び／又はステージ２２０の側面上にも配置することができる。そして、化学薬品及び／又は粒子を良好に除去するため、さらに多くの排気装置及び管路を配置してもよい。

図３Ａから図３Ｇは、図２Ａ及び図２Ｂのウェット処理装置２００を使用したクリーンルーム（Ｃｌｅａｎ Ｒｏｏｍ：ＣＲ）工程を示す簡略図である。図３Ａから図３Ｇに示す符号については、図２Ａ及び図２Ｂで示した構成要素の符号に１００を加算した符号を使用している。

図３Ａに示すように、基板３１５は、槽体３１０の開口（図示せず）を介してステージプレート３２５上に設置されている。ステージプレート３２５上に基板３１５を配置する前に、基板３１５には、エッチング工程、イオン注入工程、フォトリソグラフィ工程、膜堆積や成膜工程又はそれらの組み合わせなどの半導体工程を行ってもよい。プレート３６５は、図３Ａに矢印で示す方向、すなわちステージ３２０又は側壁３３０の方向に向って移動される。プレート３６５が側壁３３０の肩部３３０ｓ上で停止すると、側壁３３０と共に、側壁３３０及びプレート３６５により形成された範囲内にあるステージ３２０を実質上封止することができる。他の実施形態において、この範囲は、側壁３３０とプレート３６５とが互いに接続される位置において、側壁３３０及び／又はプレート３６５上に、Ｏリング（図示せず）などのシーリングデバイスやシール用部材により気密に封止される。

他の実施形態のプレート３６５は、その軸心で回転させてもよい（例えば、プレート３６５の縁部にねじが形成されて封止されている）。ここで注意しなければならないのは、この工程において、プレート３６５を回転させるか否かが任意なことである。

図３Ｂに示すように、ディスペンサ３５０ａは、ノズル３５５ａを介して、基板３１５上に霧状、気体状及び／又は溶液状の化学薬品３８０を分注することができる。化学薬品３８０は、例えば、酸、アルカリ、硫酸−過酸化水素水（ＳＰＭ）溶液、アンモニア−過酸化水素水（ＡＰＭ）溶液又はそれらの組み合わせなどを含んでもよい。カロ工程を行う他の実施形態において、化学薬品３８０は、温度が約１３０℃のＳＰＭ溶液（Ｈ_２ＳＯ_２＋Ｈ_２Ｏ_２）を含む。化学薬品３８０は、霧状、気体状又は溶液状であるため、漂ってステージ３２０、ステージプレート３２５、側壁３３０、３４０、ディスペンサ３５０ａ及び／又はプレート３６５上に付着することがある。上述したように、側壁３３０及びプレート３６５により処理範囲が実質上封止されているため、霧状、気体状及び／又は溶液状の化学薬品３８０がこの処理範囲から大量に漏れ出すことはない。

ディスペンサ３５０ａが化学薬品３８０を分注する際、約３００から１０００ｒｐｍの間の回転速度で、ステージ３２０及び／又はプレート３６５を回転させる。ステージ３２０は、図３Ｂに示す矢印の方向で、基板３１５の表面に分注された化学薬品３８０をはじき飛ばすことにより、その上の化学薬品３８０を略均一に分散させ、及び／又は、基板３１５の表面に付着した粒子（図示せず）をはじき飛ばすことができる。プレート３６５は、図３Ｂに示す矢印の方向で回転されるため、槽体３１０、側壁３３０及びプレート３６５により形成された外側の範囲は、化学薬品３８０により汚染されない。

図３Ｂの矢印３８１で示すように、基板３１５を洗浄するために提供された化学薬品３８０は、排気装置３７０により霧状、気体状及び／又は溶液状の化学薬品３８０を有効に除去される。化学薬品３８０は、管路３７７を介し、バルブ３７３から排気装置３７０へ除去される。上述したように、分注された化学薬品３８０を有効に除去するため、ステージ３２０と側壁３４０との間の範囲に付加的ノズル（図示せず）を設置することができる。化学薬品３８０の分注を行った後、ステージ３２０及び／又はプレート３６５の回転を停止させる。他の実施形態では、化学薬品３８０の分注を行った後に、排気装置３７０の動作を停止させてもよい。

図３Ｃに示すように、プレート３６５は、矢印の方向に沿って上向きに移動する。なお、図３Ｂに示すように、プレート３６５の位置が基板３１５の後続処理に悪影響を及ぼさない場合、プレート３６５を上方に移動させるか否かは任意である。

同じディスペンサ３５０ａ又は異なるディスペンサ（図示せず）により、基板３１５上に化学薬品３８３を分注させる。異なるディスペンサを使用した場合には、化学薬品３８０、３８３が反応して生成物が形成されることを防止できる。化学薬品３８３は、例えば、酸、アルカリ、脱イオン水、それらの組み合わせなどを含んでもよい。カロ工程を使用する実施形態の化学薬品３８３は、脱イオン水を含む。基板３１５上には、化学薬品３８３が提供され、その上に付着した化学薬品３８０の粒子及び／又は残渣を取り除くことができる。

ディスペンサ３５０ａが化学薬品３８３を分注する際には、図３Ｃの矢印の方向で示すように、ステージ３２０を回転させる。ステージ３２０が回転すると、基板３１５上の化学薬品３８３が有効に分注され、及び／又は、基板３１５上に付着した化学薬品３８０の粒子及び／又は残渣を有効に除去することができる。ステージ３２０の回転速度は、例えば、約３００から１０００ｒｐｍの間である。他の実施形態では、ディスペンサ３５０ａが化学薬品３８３を分注する際、排気装置３７０により、化学薬品３８０及び／又は化学薬品３８３の粒子、残渣を有効に除去してもよい。

図３Ｄに示すように、プレート３６５は、図３Ａに示したのと同じ方法又はこれに類似した方法により作動させてもよい。ディスペンサ３５０ｂは、ノズル３５５ｂを介して基板３１５上に、霧状、気体状及び／又は溶液状の化学薬品３８５を分注してもよい。化学薬品３８５は、例えば、酸、アルカリ、硫酸−過酸化水素水（ＳＰＭ）溶液、アンモニア−過酸化水素水（ＡＰＭ）溶液又はそれらの組み合わせなどを含んでもよい。化学薬品３８５は、化学薬品３８０及び／又は化学薬品３８３と混合されると化学反応を起こす。カロ工程を行う実施形態では、化学薬品３８５は、ＡＭＰ溶液（ＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ_２）を含む。硫酸とアンモニアが化学的相互作用を起こして生成されるＮＨ_４ＳＯ_４は、化学式（Ｉ）、（ＩＩ）により示される。
Ｈ_２ＳＯ_２（ｌ）＋ＮＨ_４ＯＨ_（ａｑ）→ＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）} …（Ｉ）
ＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}→ＮＨ_４ＳＯ_４（ｓ）＋Ｈ_２Ｏ …（ＩＩ）

この化学反応で生成されるＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}のＨ_２Ｏは、ＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}が付着した位置で固体のＮＨ_４ＳＯ_４（ｓ）に結晶化される。そのため、ＮＨ_４ＳＯ_４（ｓ）の生成を実質上防止できる。

ディスペンサ３５０ｂが化学薬品３８５を分注する際、約３００から１０００ｒｐｍの間で、ステージ３２０及び／又はプレート３６５を回転させる。図３Ｄの矢印の方向にステージ３２０を回転させ、基板３１５の表面に化学薬品３８５を均等に分布させる。つまり、これにより化学薬品３８５が略均一に分散され、及び／又は、基板３１５の表面に付着した粒子（図示せず）をはじき飛ばすことができる。そして、図３Ｄの矢印の方向にプレート３６５を回転させることで、ディスペンサ３５０ｂから分注された化学薬品３８５を偏向させるため、槽体３１０、側壁３３０及びプレート３６５により形成された外側の範囲は、化学薬品３８５により汚染されることがない。

図３Ｂに示すように、側壁３３０及びプレート３６５により形成された範囲内にある化学薬品３８０は、排気装置３７０の使用により、その残渣量を有効に減らすことができる。化学薬品３８０の量が減るため、ウェット処理装置３００の構成要素（例えば、ステージ３２０、ステージプレート３２５、側壁３３０、３４０、ディスペンサ３５０ａ、３５０ｂ及び／又はノズル３５５ａ、３５５ｂ）に付着した化学薬品３８０、３８５により生成されるＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}の量を減らすことができる。その上、ウェット工程が側壁３３０及びプレート３６５により封止された範囲内で行われるため、槽体３１０と、側壁３３０及びプレート３６５により封止された範囲との間に生成されるＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}を無くすことができる。ウェット処理装置３００の構成要素に付着するＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}は、以下の工程によりその量を減らし又は除去することができる。

基板３１５から分注されたＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}及び化学薬品３８５を有効に除去するため、排気装置３７０により、図３Ｄの矢印３８７の方向で、ＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}及び／又は霧状、気体状及び／又は溶液状の化学薬品３８５を除去する。化学薬品３８５及びＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}は、管路３７７を介し、バルブ３７３から排気装置３７０へ除去することができる。基板３１５から分注される化学薬品３８５の量が有効に減るため、化学薬品３８０、３８５により生成されるＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}の量はさらに減る。化学薬品３８５の分注を行った後、ステージ３２０及び／又はプレート３６５の回転は停止させてもよい。他の実施形態では、化学薬品３８５の分注工程を行った後に、排気装置３７０の動作を停止させてもよい。

図３Ｅに示すように、プレート３６５は、矢印の方向に沿ってステージ３２０から離れるように移動する。図３Ｄに示すように、プレート３６５の位置が基板３１５の後続処理に悪影響を及ぼさない場合、プレート３６５を上方に移動させるか否かは任意である。

同じディスペンサ３５０ｂ又は異なるディスペンサ（図示せず）により、基板３１５上に化学薬品３８９を分注させる。化学薬品３８５、３８９の分注には、異なるディスペンサをそれぞれ使用し、反応により生成物が発生することを防ぐ。化学薬品３８９は、例えば、酸、アルカリ、脱イオン水、それらの組み合わせなどを含んでもよい。例えば、カロ工程を使用する実施形態の化学薬品３８９は、脱イオン水を含む。基板３１５上に化学薬品３８９が提供され、その上に付着したＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}及び／又は化学薬品３８５の残渣を取り除く。

ディスペンサ３５０ｂが化学薬品３８９を分注する際、図３Ｅの矢印の方向にステージ３２０を回転させる。ステージ３２０を回転させると、基板３１５上に化学薬品３８９が有効に分注され、及び／又は、基板３１５上に付着したＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}及び／又は化学薬品３８５の残渣を除去することができる。ステージ３２０の回転速度は、例えば、約３００から１０００ｒｐｍの間でもよい。他の実施形態では、ディスペンサ３５０ｂが化学薬品３８９を分注する際、排気装置３７０によりＮＨ_４ＳＯ_{４（ａｑ）}、化学薬品３８５及び／又は化学薬品３８９の残渣を有効に除去することができる。

図３Ｆに示すように、基板３１５については、ステージ３２０によりスピンドライ工程が行われる。本実施形態では、約３００から１０００ｒｐｍの回転速度をもって、図３Ｆの矢印の方向でステージ３２０を回転させ、基板３１５上に残留した化学薬品３８９をはじき飛ばすことができる。このスピンドライ工程では、プレート３６５を同時に回転させて、側壁３３０と共にステージ３２０を実質上封止する位置に維持することができる。他の実施形態では、約３００から１０００ｒｐｍの間の回転速度でプレート３６５を回転させてもよい。他の実施形態では、ステージ３２０を回転させる際、排気装置３７０を作動させて化学薬品３８９を除去してもよい。図３Ｅに示したように、化学薬品３８９を良好にはじき飛ばすことができる場合に、スピンドライ工程を行うか否かは任意である。

スピンドライ工程を行った後、プレート３６５が上方に移動する。そして、プレート３６５及びステージ３２０の回転が停止する。そして、排気装置３７０の動作を停止してもよい。基板３１５は、例えば、ロボットシステム（図示せず）により、槽体３１０の開口（図示せず）からカセット、又は後続処理のための処理装置などへ搬送される。

図３Ｇに示すように、基板３１５を搬送した後に、ステージ３２０へ向けてプレート３６５を移動させる。続いて、霧状、気体状及び／又は溶液状の化学薬品３９１をノズル３６０により分注し、構成要素（例えば、ステージ３２０、ステージプレート３２５、側壁３３０、３４０、ディスペンサ３５０ａ、３５０ｂ、ノズル３５５ａ、３５５ｂ及び／又はプレート３６５）に付着した化学薬品３８０、３８３、３８５、３８９の残渣及び／又はＮＨ_４ＳＯ_４を除去し、側壁３３０及びプレート３６５により形成された範囲内に閉じ込めることができる。化学薬品３９１は、酸、アルカリ、脱イオン水又はそれらの組み合わせなどを含んでもよい。

化学薬品３９１の分注後、ウェット処理装置３００の構成要素をノズル３６０により乾燥させてもよい。この工程では、これらの構成要素（例えば、ステージ３２０、ステージプレート３２５、側壁３３０、３４０、ディスペンサ３５０ａ、３５０ｂ、ノズル３５５ａ、３５５ｂ及び／又はプレート３６５）を乾燥させるために、窒素、不活性ガス（例えば、Ｈｅ又はＡｒ）などを使用してもよい。パージ工程を行った後、ウェット処理装置３００は、次の基板を処理することができる。

図２Ａ及び図２Ｂ、図３Ａから図３Ｇに示すように、本実施形態は、処理範囲を閉じ込めるために、側壁２３０、３３０及び合わせプレート２６５、３６５により形成された収納容器と、側面及び上面を有する他のタイプの収納容器とを含んでもよい。この収納容器は、例えば、閉じられて封止され、槽体２１０、３１０の底面と接続され、開口された下面を有する一体型の収納容器でもよい。この一体型の収納容器は、上端部が閉じられて下端部が開かれたシリンダー、下端部が開かれた直方体、又はベルジェー形容器でもよい。一体型の収納容器を使用することにより、プレート２６５、３６５が同一の工程時点で駆動され、収納容器全体が槽体２１０、３１０の底面と位置合わせされてもよい。当然ではあるが、当業者であれば分かるように、本発明は、側壁２３０、３３０及びプレート２６５、３６５の組み合わせを用いる代わりに、その他の構成要素を用いて実施してもよい。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施の形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

従来技術の枚葉式洗浄装置を示す断面図である。 従来技術の枚葉式洗浄装置を示す断面図である。 本発明の好適な実施形態によるウェット処理装置を示す平面図である。 本発明の好適な実施形態によるウェット処理装置を示す断面図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルーム（ＣＲ）の製造工程を示す概略図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルームの製造工程を示す概略図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルームの製造工程を示す概略図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルームの製造工程を示す概略図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルームの製造工程を示す概略図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルームの製造工程を示す概略図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示すウェット処理装置を使用し、クリーンルームの製造工程を示す概略図である。

符号の説明

１００ チャンバ
１１０ チャンバ壁
１２０ ステージ
１２５ ステージプレート
１３０ 側壁
１４０ ディスペンサ
１４５ 分注ノズル
１５０ ウェーハ
１６０ ＳＰＭ
１６０ａ ＳＰＭ残渣
１７０ ＡＰＭ
１７０ａ ＡＰＭ残渣
１８０ ＮＨ_４ＳＯ_４
２００ ウェット処理装置
２１０ 槽体
２１５ 基板
２２０ ステージ
２２５ ステージプレート
２３０ 側壁
２３０ｓ 肩部
２４０ 側壁
２５０ａ ディスペンサ
２５０ｂ ディスペンサ
２５５ａ ノズル
２５５ｂ ノズル
２６０ ノズル
２６５ プレート
２７０ 排気装置
２７３ バルブ
２７７ 管路
３００ ウェット処理装置
３１０ 槽体
３１５ 基板
３２０ ステージ
３２５ ステージプレート
３３０ 側壁
３３０ｓ 肩部
３４０ 側壁
３５０ａ ディスペンサ
３５０ｂ ディスペンサ
３５５ａ ノズル
３５５ｂ ノズル
３６０ ノズル
３６５ プレート
３７０ 排気装置
３７３ バルブ
３７７ 管路
３８０ 化学薬品
３８３ 化学薬品
３８５ 化学薬品
３８９ 化学薬品
３９１ 化学薬品

Claims (15)

1. 槽体と、
   前記槽体の中に配置されるとともにウェーハを有するステージと、
   前記槽体の中に設けられ、前記ステージを囲む少なくとも１つの第１の側壁と、
   前記槽体の中で、前記ステージの上方に配置され、前記ステージと前記第１の側壁との間の第１の範囲を閉じ込める操作可能なプレートと、
   前記第１の範囲と流体連通された排気装置と、
   を備えることを特徴とするウェーハの洗浄装置。
2. 前記ステージは、回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの洗浄装置。
3. 前記プレートは回転可能であり、かつ操作により前記第１の側壁の中に前記ステージを密封することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの洗浄装置。
4. 前記第１の側壁と前記ステージとの間に配置された少なくとも１つの第２の側壁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの洗浄装置。
5. 前記排気装置は、前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された第２の範囲と流体連通されていることを特徴とする請求項４に記載のウェーハの洗浄装置。
6. 前記槽体の中に配置され、少なくとも１つの化学薬品を分注する少なくとも１つのディスペンサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの洗浄装置。
7. 前記第１の側壁及び前記プレートにより密封された範囲内に配置され、当該範囲へ少なくとも１つの化学薬品を導入する少なくとも１つのノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの洗浄装置。
8. 少なくとも１つの封止された収納容器の中に、ウェーハを有するステージを閉じ込め、前記収納容器を槽体の中に配置する工程と、
   前記ウェーハの表面上に、第１のノズルを介して第１の化学薬品を分注する工程と、
   前記ウェーハの表面上に、第２のノズルを介して第２の化学薬品を分注する工程と、を含み、
   前記第１のノズル及び前記第２のノズルの中で、前記第１の化学薬品と前記第２の化学薬品とが化学反応を起こして生成物が形成されないように防ぐことを特徴とするウェーハの洗浄方法。
9. 前記第１の化学薬品は、ＳＰＭ溶液を含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。
10. 前記第２の化学薬品は、ＡＰＭ溶液を含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。
11. 前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品のうちの少なくとも１つを分注する時に、前記ステージを回転させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。
12. 前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品のうちの少なくとも１つを分注する時に、プレートを高速回転させ、該プレートにより前記第１の化学薬品又は前記第２の化学薬品を偏向させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。
13. プレート上、前記ステージ上、又は側壁上のうち、少なくとも１つに脱イオン水及び窒素を分注する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。
14. 前記ウェーハ上に脱イオン水を分注する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。
15. 前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品のうちの少なくとも１つを分注する時に、プレートを高速回転させ、該プレートにより前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品を偏向させる工程をさらに含み、
    前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品の分注工程を行う時に、前記第１の化学薬品及び前記第２の化学薬品を前記収納容器から排出させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のウェーハの洗浄方法。

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