JP2008294328A - 基板洗浄方法および基板洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワンバス方式の基板洗浄装置において、薬液の種類に応じた最適な閾値を使用して比抵抗値のチェックを行い、リンス処理の終了動作を適正化できる技術を提供する。
【解決手段】本発明の基板洗浄装置では、リンス処理時に行われる比抵抗値のチェックに使用される閾値を、レシピ設定画面４２ａ上で工程毎に個別に設定できる。このため、リンス処理の直前に使用される薬液の種類に応じて各閾値を設定すれば、各工程のリンス処理において最適な閾値を使用して比抵抗値をチェックできる。また、これにより、各工程のリンス処理を適正に終了させることができる。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の基板洗浄装置では、リンス処理時に行われる比抵抗値のチェックに使用される閾値を、レシピ設定画面４２ａ上で工程毎に個別に設定できる。このため、リンス処理の直前に使用される薬液の種類に応じて各閾値を設定すれば、各工程のリンス処理において最適な閾値を使用して比抵抗値をチェックできる。また、これにより、各工程のリンス処理を適正に終了させることができる。
【選択図】図２
Description
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の被処理基板に対して、１つの処理槽の中で薬液処理とリンス処理とを順次に行う基板洗浄装置に関する。
従来より、基板の製造工程においては、１つの処理槽の中で基板に対して薬液処理とリンス処理とを順次に行う、いわゆるワンバス方式の基板洗浄装置が知られている。ワンバス方式の基板洗浄装置は、処理槽に貯留された薬液中に基板を浸漬し、処理槽の底部から薬液を供給しつつ処理槽の上部から薬液をオーバーフローさせることにより、基板に対して薬液処理を行う。また、ワンバス方式の基板洗浄装置は、所定時間の薬液処理が終了すると、処理槽の底部から純水を供給することにより、処理槽内の薬液を徐々に純水に置換する。そして、処理槽の上部から純水をオーバーフローさせつつ所定時間のリンス処理を行う。
このような従来の基板洗浄装置は、リンス処理の開始後、所定時間が経過すると、処理槽内に貯留されている純水の比抵抗値を計測する。そして、計測された比抵抗値が所定の閾値以上であれば、処理槽内に薬液成分等の不純物が残留していないと判断し、リンス処理を正常終了する。一方、計測された比抵抗値が所定の閾値未満であれば、処理槽内に薬液成分等の不純物が残留していると判断し、オペレータに対して警報を発する。このように、従来の基板洗浄装置では、純水の比抵抗値に基づいてリンス処理の終了動作を制御していた。
従来のワンバス方式の基板洗浄装置については、例えば特許文献１に開示されている。また、従来の基板洗浄装置において比抵抗値を扱うことについては、例えば特許文献２に開示されている。
図４は、ワンバス方式の基板洗浄装置において、希フッ酸（薬液）→純水→ＳＣ−１液（薬液）→純水→ＳＣ−２液（薬液）→純水という順序で液体を置換しつつ洗浄処理を行ったときの、処理槽内の液体の比抵抗値の変動の例を示したグラフである。図４示したように、液体の比抵抗値は薬液処理時に低下し、リンス処理時に回復する。従来の基板洗浄装置では、このような比抵抗値が所定の閾値以上に回復したことを確認して、リンス処理を正常終了していた。しかしながら、図４に示したように、リンス処理時における比抵抗値の回復曲線は、直前の薬液処理に使用された薬液の種類によって大きく異なっていた。例えば、希フッ酸による薬液処理後のリンス処理時には、ＳＣ−１液やＳＣ−２液による薬液処理後のリンス処理時よりも、比抵抗値が上昇しにくい傾向があった。
一方、従来の基板洗浄装置では、図５に例示したようなレシピ設定画面を使用して薬液処理およびリンス処理の処理内容を設定していた。そして、各処理の終了時に比抵抗値のチェックを行うか否かもこのレシピ設定画面において設定し（図５中のエリアＡ２）、チェックの基準となる閾値は、他のパラメータファイルにおいて単一の値として規定するようになっていた。このため、上記のように薬液の種類によって比抵抗値の回復曲線が相違するにもかかわらず、薬液処理に使用される薬液の種類に応じて比抵抗値の閾値を異なる値とすることはできなかった。
半導体デバイスの製造工程では、歩留まりやデバイス特性の低下を防止するために、上記のようなワンバス方式の基板洗浄装置を使用して半導体ウエハを洗浄し、半導体ウエハの表面からパーティクルや金属不純物を除去している。しかしながら、上記のように比抵抗値の閾値を薬液の種類に応じて個別に設定できない状況の下では、リンス処理時に液体の比抵抗値が十分に回復しない恐れがある。そうすると、薬液処理により基板の表面からパーティクルや金属不純物を除去することができたとしても、リンス処理後に半導体ウエハの表面に薬液成分が残存し、当該薬液成分が歩留まりやデバイス特性の低下を引き起こす恐れがあった。特に、ゲート絶縁膜の形成工程やキャパシタ形成工程では、絶縁膜耐圧不良等の信頼性問題が発生する恐れがあった。
例えば、半導体ウエハの表面にゲート絶縁膜を形成する工程においては、前洗浄として上記のような洗浄処理（すなわち、希フッ酸→純水→ＳＣ−１液→純水→ＳＣ−２液→純水という順序で液体を置換しつつ行う洗浄処理）が行われる。このような場合、薬液処理後の水洗処理時に薬液成分が十分に除去されないと、次のような問題を引き起こす恐れがある。
希フッ酸は、主として犠牲酸化膜の除去を行うために使用されるが、リンス処理後に希フッ酸の成分が残存していると、ゲート絶縁膜を形成するシリコン表面のラフネスを悪化させる恐れがある。また、シリコン表面の結晶欠陥やピットを拡大させることに繋がるため、その後に形成されるゲート絶縁膜の膜質が粗くなり、ゲート絶縁膜の耐圧不良等の信頼性劣化を引き起こす恐れがある。
また、ＳＣ−１液は、主としてパーティクルの除去を行うために使用されるが、リンス処理後にＳＣ−１液中のアンモニア成分が残存していると、ゲート絶縁膜を形成するシリコン表面のラフネスを悪化させる恐れがある。また、シリコン表面の結晶欠陥やピットを拡大させることに繋がるため、その後に形成されるゲート絶縁膜の膜質が粗くなり、ゲート絶縁膜の耐圧不良等の信頼性劣化を引き起こす恐れがある。
また、ＳＣ−２液は、主として金属不純物の除去を行うために使用されるが、リンス処理後にＳＣ−２液中の塩素成分が残存していると、カルシウム（Ｃａ）等の軽金属が半導体ウエハの表面に付着しやすくなる。このため、付着した軽金属がパーティクルとなってゲート絶縁膜の耐圧不良を引き起こす恐れがある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ワンバス方式の基板洗浄装置において、薬液の種類に応じた最適な閾値を使用して比抵抗値のチェックを行い、リンス処理の終了動作を適正化できる技術を提供することを目的とする。特に、本発明は、半導体デバイスの製造工程に適用することにより、歩留まりの低下やデバイス特性の低下を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、１つの処理槽の中で基板に対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に行う基板洗浄方法であって、前記リンス処理時に行われる比抵抗値のチェックに使用する閾値を、当該リンス処理の直前に行われる薬液処理に使用する薬液の種類に応じて設定することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、１つの処理槽の中で基板に対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に行う基板洗浄方法であって、前記処理槽内において第１薬液により第１薬液処理を行う第１の工程と、前記処理槽内に純水を供給して第１薬液を排出し、純水により第１リンス処理を行う第２の工程と、前記処理槽内に第２薬液を供給して純水を排出し、第２薬液により第２薬液処理を行う第３の工程と、前記処理槽内に純水を供給して第２薬液を排出し、純水により第２リンス処理を行う第４の工程と、を備え、前記第２の工程の第１リンス処理時に行われる処理液の比抵抗値のチェックに使用する閾値と、前記第４の工程の第２リンス処理時に行われる処理液の比抵抗値のチェックに使用する閾値とを、個別に設定することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板洗浄方法であって、第１薬液はフッ酸であり、第２薬液はＳＣ−１であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の基板洗浄方法であって、第１薬液はＳＣ−１であり、第２薬液はＳＣ−２であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項２に記載の基板洗浄方法であって、第１薬液はフッ酸であり、第２薬液はＳＣ−２であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の基板洗浄方法であって、前記第２の工程および前記第４の工程においては、前記処理槽内に貯留された処理液の比抵抗値が、各工程に対して設定された閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、処理液により基板の洗浄を行う基板洗浄装置であって、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬させつつ保持する保持手段と、前記処理槽に貯留された処理液の比抵抗値を測定する比抵抗値測定手段と、前記処理槽内に処理液としての第１薬液、純水、および第２薬液を供給する供給手段と、前記処理槽内において第１薬液による第１薬液処理、純水による第１リンス処理、第２薬液による第２薬液処理、純水による第２リンス処理が順次に行われるように、前記供給手段による処理液の供給動作を制御する制御手段と、前記第１リンス処理時に、前記比抵抗値測定手段により測定された比抵抗値を第１の閾値を基準としてチェックするとともに、前記第２リンス処理時に、前記比抵抗値測定手段により測定された比抵抗値を第２の閾値を基準としてチェックする比抵抗値チェック手段と、を備えることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板洗浄装置であって、前記制御手段は、前記比抵抗値チェック手段において比抵抗値が第１の閾値および第２の閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させることを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の基板洗浄装置であって、前記制御手段は、前記比抵抗値チェック手段において比抵抗値が第１の閾値および第２の閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させることを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の基板洗浄装置であって、前記閾値設定手段は、前記第１の閾値および前記第２の閾値を、洗浄処理の処理内容を定める処理レシピ上で設定することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、リンス処理時に行われる比抵抗値のチェックに使用する閾値を、当該リンス処理の直前に行われる薬液処理に使用する薬液の種類に応じて設定する。このため、リンス処理時に排出される薬液の種類に応じた最適な閾値を使用して比抵抗値をチェックできる。
また、請求項２乃至請求項６に記載の発明によれば、第２の工程の第１リンス処理時に行われる処理液の比抵抗値のチェックに使用する閾値と、第４の工程の第２リンス処理時に行われる処理液の比抵抗値のチェックに使用する閾値とを、個別に設定する。このため、第１リンス処理時および第２リンス処理時にそれぞれ排出される薬液の種類に応じた最適な閾値を使用して比抵抗値をチェックできる。
特に、請求項６に記載の発明によれば、第２の工程および第４の工程においては、処理槽内に貯留された処理液の比抵抗値が、各工程に対して設定された閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させる。このため、各工程に対して個別に設定された閾値を基準として、リンス処理を適正に終了させることができる。
また、請求項７乃至請求項１０に記載の発明によれば、基板洗浄装置は、第１リンス処理時に、比抵抗値測定手段により測定された比抵抗値を第１の閾値を基準としてチェックするとともに、第２リンス処理時に、比抵抗値測定手段により測定された比抵抗値を第２の閾値を基準としてチェックする。このため、第１リンス処理時および第２リンス処理時にそれぞれ排出される薬液の種類に応じた最適な閾値を使用して比抵抗値をチェックできる。
特に、請求項８に記載の発明によれば、制御手段は、比抵抗値チェック手段において比抵抗値が第１の閾値および第２の閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させる。このため、第１の閾値および第２の閾値を基準として、リンス処理を適正に終了させることができる。
特に、請求項９に記載の発明によれば、第１の閾値および前記第２の閾値を個別に設定する閾値設定手段を更に備える。このため、第１の閾値および第２の閾値を薬液の種類に応じて任意に設定できる。
特に、請求項１０に記載の発明によれば、閾値設定手段は、第１の閾値および第２の閾値を、洗浄処理の処理内容を定める処理レシピ上で設定する。このため、処理レシピを設定する際に、第１の閾値および第２の閾値を工程毎に容易に設定できる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜１．基板洗浄装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置１の構成を示した図である。この基板洗浄装置１は、１つの処理槽１０の中で基板Ｗに対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に行うことにより基板Ｗの洗浄を行う、いわゆるワンバス方式の基板洗浄装置である。図１に示したように、基板洗浄装置１は、薬液または純水を貯留するための処理槽１０と、基板９を保持するためのリフタ２０と、処理槽１０に薬液および純水（以下、薬液と純水とを総称して「処理液」という）を供給するための処理液供給部３０と、装置内の各部を動作制御するための制御部４０とを備えている。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置１の構成を示した図である。この基板洗浄装置１は、１つの処理槽１０の中で基板Ｗに対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に行うことにより基板Ｗの洗浄を行う、いわゆるワンバス方式の基板洗浄装置である。図１に示したように、基板洗浄装置１は、薬液または純水を貯留するための処理槽１０と、基板９を保持するためのリフタ２０と、処理槽１０に薬液および純水（以下、薬液と純水とを総称して「処理液」という）を供給するための処理液供給部３０と、装置内の各部を動作制御するための制御部４０とを備えている。
処理槽１０は、耐腐食性の部材により構成され、薬液または純水を貯留するための容器である。処理槽１０は、薬液または純水を貯留してその内部に複数枚の基板Ｗを浸漬させる内槽１１と、内槽１１の外周面の上端部に形成された外槽１２とを有している。また、内槽１１の底部には、内槽１１の内部に向けて薬液または純水を吐出するための吐出ノズル１３が設けられている。吐出ノズル１３は、一対のノズル管１３ａを有しており、各ノズル管１３ａには複数の吐出口（図示省略）が形成されている。このため、ノズル管１３ａに供給された薬液または純水は、複数の吐出口から吐出され、内槽１１の内部に貯留される。また、内槽１１の上部まで貯留された処理液は、内槽１１の上部からオーバーフローして外槽１２に回収され、外槽１２に接続された配管１４を経由して工場内の排液ラインへ排液される。
処理槽１０に貯留された処理液の液面付近には、比抵抗計１５が設置されている。比抵抗計１５は、一対の金属電極を有しており、処理槽１０内に貯留された処理液の電気抵抗を計測する機能を有する。比抵抗計１５は、リンス処理後に実施される比抵抗値のチェックの際に、処理液の比抵抗値を計測し、取得された比抵抗値を電気信号として制御部４０に送信する。比抵抗計１５の金属電極中に温度センサを内蔵し、所定温度における比抵抗値の換算値を制御部４０に送信するようにしてもよい。
リフタ２０は、複数枚の基板Ｗを一括して保持しつつ上下に搬送するための搬送機構である。リフタ２０は、図１において紙面と直交する方向にのびる３本の保持棒２１を備えており、各保持棒２１には複数の保持溝（図示省略）が刻設されている。複数枚の基板Ｗは、その周縁部を保持溝に嵌合させた状態で３本の保持棒２１上に互いに平行に起立姿勢で保持される。また、リフタ２０は、図１において概念的に示した駆動部２２と接続されている。駆動部２２を動作させると、基板Ｗを保持したリフタ２０は昇降移動し、基板Ｗは処理槽１０内の浸漬位置（図１の状態）と、処理槽１０上方の引き上げ位置との間で搬送される。
処理液供給部３０は、処理槽１０内に薬液または純水を供給するための配管系である。処理液供給部３０は、フッ酸供給源３１、水酸化アンモニウム供給源３２、塩酸供給源３３、過酸化水素供給源３４、純水供給源３５、ミキシングバルブ３６、複数の配管３７ａ〜３７ｆ、および複数の開閉弁３８ａ〜３８ｅを組み合わせて構成されている。フッ酸供給源３１、水酸化アンモニウム供給源３２、塩酸供給源３３、過酸化水素供給源３４、および純水供給源３５は、それぞれ配管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅを介してミキシングバルブ３６に接続されており、配管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅの経路途中には、それぞれ開閉弁３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅが介挿されている。また、ミキシングバルブ３６は、配管３７ｆを介して処理槽１０内の吐出ノズル１３に接続されている。
このような処理液供給部３０において、開閉弁３８ｂ〜３８ｄを閉鎖するとともに開閉弁３８ａ，３８ｅを開放すると、フッ酸供給源３１からのフッ酸と純水供給源３５からの純水とが、それぞれ配管３７ａ，３７ｅを通ってミキシングバルブ３６に供給され、ミキシングバルブ３６内において混合されて希フッ酸となる。そして、生成された希フッ酸は、ミキシングバルブ３６から配管３７ｆを通って吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。
また、このような処理液供給部３０において、開閉弁３８ａ，３８ｃを閉鎖するとともに開閉弁３８ｂ，３８ｄ，３８ｅを開放すると、水酸化アンモニウム供給源３２からの水酸化アンモニウムと、過酸化水素供給源３４からの過酸化水素と、純水供給源３５からの純水とが、それぞれ配管３７ｂ，３７ｄ，３７ｅを通ってミキシングバルブ３６に供給され、ミキシングバルブ３６内において混合されてＳＣ−１液となる。そして、生成されたＳＣ−１液は、ミキシングバルブ３６から配管３７ｆを通って吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。
また、このような処理液供給部３０において、開閉弁３８ａ，３８ｂを閉鎖するとともに開閉弁３８ｃ〜３８ｅを開放すると、塩酸供給源３３からの塩酸と、過酸化水素供給源３４からの過酸化水素と、純水供給源３５からの純水とが、それぞれ配管３７ｃ，３７ｄ，３７ｅを通ってミキシングバルブ３６に供給され、ミキシングバルブ３６内において混合されてＳＣ−２液となる。そして、生成されたＳＣ−２液は、ミキシングバルブ３６から配管３７ｆを通って吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。
また、このような処理液供給部３０において、開閉弁３８ａ〜３８ｄを閉鎖するとともに開閉弁３８ｅを開放すると、純水供給源３５からの純水が、配管３７ｅ、ミキシングバルブ３６、配管３７ｆを通って吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。
制御部４０は、基板洗浄装置１内の各部を動作制御するためのコンピュータ装置である。制御部４０は、上記の比抵抗計１５、駆動部２２、および開閉弁３８ａ〜３８ｅと電気的に接続されている。また、制御部４０には、ハードディスクやメモリにより構成された記憶部４１が接続されている。記憶部４１内には、基板洗浄装置１の処理内容を定めた処理レシピ４１ａが記憶されている。制御部４０は、記憶部４１内に記憶された処理レシピ４１ａに従って、駆動部２２や開閉弁３８ａ〜３８ｅを動作させることにより、基板Ｗの洗浄処理を進行させる。
また、図１に示したように、制御部４０には、液晶表示装置等により構成された表示部４２と、キーボードやマウスにより構成された入力部４３とが接続されている。制御部４０は、記憶部４１内に記憶される処理レシピ４１ａを設定するためのレシピ設定画面４２ａを表示部４２上に表示させることができる。基板洗浄装置１のオペレータは、表示部４２に表示されたレシピ設定画面４２ａを参照しつつ、入力部４３から操作入力を行うことにより、処理レシピ４１ａの設定処理を行うことができる。
図２は、表示部４２上に表示されるレシピ設定画面４２ａの例を示した図である。図２に示したように、レシピ設定画面４２ａでは、複数の工程ごとに、処理時間や、供給する処理液の種類を設定することができる。また、図２中のエリアＡ１に示したように、レシピ設定画面４２ａでは、各工程において実行される比抵抗値のチェック処理について、チェックの基準となる閾値を、工程毎に固有の数値として設定することができる。すなわち、この基板洗浄装置１では、工程毎に異なる閾値を設定することができ、各工程において異なる閾値を基準として比抵抗値のチェック処理を行うことができる。
例えば、図２のレシピ設定画面４２ａでは、工程２におけるチェック処理の閾値が８００と設定されているのに対し、工程４，６におけるチェック処理の閾値は１０００と設定されており、これらの閾値は異なる値となっている。したがって、基板洗浄装置１は、工程２と工程４，６とで異なる閾値を使用して比抵抗値のチェックを行うこととなる。なお、図２のレシピ設定画面では、工程１，３，５におけるチェック処理の閾値は０となっているが、これは、工程１，３，５において実質的な比抵抗値のチェックが行われないことを示す。表示部４２上のレシピ設定画面４２ａにおいて設定された内容は、制御部４０を介して記憶部４１に送信され、記憶部４１内に処理レシピ４１ａとして記憶（あるいは更新）される。
＜２．基板洗浄装置の動作＞
続いて、上記構成を有する基板洗浄装置１における洗浄処理の動作について、図１と図３のフローチャートとを参照しつつ説明する。
続いて、上記構成を有する基板洗浄装置１における洗浄処理の動作について、図１と図３のフローチャートとを参照しつつ説明する。
この基板洗浄装置１において基板Ｗの洗浄処理を行うときには、まず、表示部４２に表示されたレシピ設定画面４２ａを参照しつつ、オペレータが入力部４３から操作入力を行うことにより、処理レシピ４１ａの設定を行う（ステップＳ１）。オペレータは、工程ごとに、処理時間や供給する処理液の種類を設定する。また、オペレータは、レシピ設定画面４２ａ中のエリアＡ１において、比抵抗値のチェック処理に使用する閾値を工程毎に設定する。なお、以下では、図２のレシピ設定画面４２ａに示された設定に従って処理が進行するものとして、説明を進める。
レシピ設定処理が終了すると、オペレータは、未処理の基板Ｗをリフタ２０上にセットし、入力部４３から所定の処理開始指令を入力する。基板洗浄装置１の制御部４０は、入力部４３からの処理開始指令を受信すると、まず、駆動部２２を動作させることによりリフタ２０を降下させる。これにより、リフタ２０とともに基板Ｗが処理槽１０内の浸漬位置まで下降する（ステップＳ２）。
続いて、制御部４０は、開閉弁３８ｂ〜３８ｄを閉鎖するとともに開閉弁３８ａ，３８ｅを開放する。これにより、フッ酸供給源３１からのフッ酸と純水供給源３５からの純水とが混合されて希フッ酸が生成され、生成された希フッ酸が、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。吐出ノズル１３から吐出された希フッ酸は、処理槽１０内に貯留され、やがて内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。基板Ｗは、処理槽１０内に貯留された希フッ酸の中に浸漬された状態となり、希フッ酸による薬液処理を受ける（処理レシピ上の工程１，ステップＳ３）。
所定時間の薬液処理が終了すると、制御部４０は開閉弁３８ａを閉鎖し、開閉弁３８ｅのみが開放された状態とする。これにより、純水供給源３５からの純水のみが、ミキシングバルブ３６を介して吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。処理槽１０内に吐出された純水は、処理槽１０内の希フッ酸を徐々に処理槽１０から排出し、処理槽１０内の希フッ酸を純水に置換する。そして、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留された純水によりリンス処理を受ける（処理レシピ上の工程２，ステップＳ４）。
リンス処理の開始後、所定の処理時間が経過すると、制御部４０は、比抵抗計１５において計測された比抵抗値を受信し、受信した比抵抗値のチェックを行う（ステップＳ５）。具体的には、制御部４０は、処理レシピ４１ａ上の工程２において設定された閾値と、比抵抗計１５から受信した比抵抗値とを比較し、比抵抗値が閾値以上であればリンス処理を正常終了する。一方、比抵抗値が閾値未満であった場合には、制御部４０は、表示部４２に所定の警告メッセージを表示してオペレータの対処を待つ（ステップＳ６）。
リンス処理が正常終了すると、続いて、制御部４０は、開閉弁３８ａ，３８ｃを閉鎖した状態で開閉弁３８ｂ，３８ｄ，３８ｅを開放する。これにより、水酸化アンモニウム供給源３２からの水酸化アンモニウムと過酸化水素供給源３４からの過酸化水素と純水供給源３５からの純水とが混合されてＳＣ−１液が生成され、生成されたＳＣ−１液が、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。処理槽１０内に吐出されたＳＣ−１液は、処理槽１０内の純水を徐々に処理槽１０から排出し、処理槽１０内の純水をＳＣ−１液に置換する。そして、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留されたＳＣ−１液により薬液処理を受ける（処理レシピ上の工程３，ステップＳ７）。
所定時間の薬液処理が終了すると、制御部４０は開閉弁３８ｂ，３８ｄを閉鎖し、開閉弁３８ｅのみが開放された状態とする。これにより、純水供給源３５からの純水のみが、ミキシングバルブ３６を介して吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。処理槽１０内に吐出された純水は、処理槽１０内のＳＣ−１液を徐々に処理槽１０から排出し、処理槽１０内のＳＣ−１液を純水に置換する。そして、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留された純水によりリンス処理を受ける（処理レシピ上の工程４，ステップＳ８）。
リンス処理の開始後、所定の処理時間が経過すると、制御部４０は、比抵抗計１５において計測された比抵抗値を受信し、受信した比抵抗値のチェックを行う（ステップＳ９）。具体的には、制御部４０は、処理レシピ４１ａ上の工程４において設定された閾値と、比抵抗計１５から受信した比抵抗値とを比較し、比抵抗値が閾値以上であればリンス処理を正常終了する。一方、比抵抗値が閾値未満であった場合には、制御部４０は、表示部４２に所定の警告メッセージを表示してオペレータの対処を待つ（ステップＳ１０）。
リンス処理が正常終了すると、続いて、制御部４０は、開閉弁３８ａ，３８ｂを閉鎖した状態で開閉弁３８ｃ，３８ｄ，３８ｅを開放する。これにより、塩酸供給源３３からの塩酸と過酸化水素供給源３４からの過酸化水素と純水供給源３５からの純水とが混合されてＳＣ−２液が生成され、生成されたＳＣ−２液が、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。処理槽１０内に吐出されたＳＣ−２液は、処理槽１０内の純水を徐々に処理槽１０から排出し、処理槽１０内の純水をＳＣ−２液に置換する。そして、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留されたＳＣ−２液により薬液処理を受ける（処理レシピ上の工程５，ステップＳ１１）。
所定時間の薬液処理が終了すると、制御部４０は開閉弁３８ｃ，３８ｄを閉鎖し、開閉弁３８ｅのみが開放された状態とする。これにより、純水供給源３５からの純水のみが、ミキシングバルブ３６を介して吐出ノズル１３へ供給され、吐出ノズル１３から処理槽１０内に吐出される。処理槽１０内に吐出された純水は、処理槽１０内のＳＣ−２液を徐々に処理槽１０から排出し、処理槽１０内のＳＣ−２液を純水に置換する。そして、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留された純水によりリンス処理を受ける（処理レシピ上の工程６，ステップＳ１２）。
リンス処理の開始後、所定の処理時間が経過すると、制御部４０は、比抵抗計１５において計測された比抵抗値を受信し、受信した比抵抗値のチェックを行う（ステップＳ１３）。具体的には、制御部４０は、処理レシピ４１ａ上の工程６において設定された閾値と、比抵抗計１５から受信した比抵抗値とを比較し、比抵抗値が閾値以上であればリンス処理を正常終了する。一方、比抵抗値が閾値未満であった場合には、制御部４０は、表示部４２に所定の警告メッセージを表示してオペレータの対処を待つ（ステップＳ１４）。
リンス処理が正常終了すると、制御部４０は、開閉弁３８ｅを閉鎖して純水の供給を停止する。そして、制御部４０は、駆動部２２を動作させることによりリフタ２０を上昇させ、リフタ２０とともに基板Ｗを処理槽１０の上方へ引き上げる（ステップＳ１５）。以上をもって、一組の基板Ｗに対する一連の洗浄処理が終了する。
以上のように、本実施形態の基板洗浄装置１では、リンス処理時に行われる比抵抗値のチェックに使用される閾値を、レシピ設定画面４２ａ上で工程毎に個別に設定できる。このため、リンス処理の直前に使用される薬液の種類に応じて各閾値を設定すれば、各工程のリンス処理時に最適な閾値を使用して比抵抗値をチェックできる。また、これにより、各工程のリンス処理を適正に終了させることができる。
＜３．半導体デバイスの製造工程への適用例＞
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハの表面にゲート絶縁膜を形成する際の前洗浄を、上記のような基板洗浄装置１を使用して行うことができる。すなわち、基板Ｗとしての半導体ウエハをリフタ２０上にセットし、図３のステップＳ１〜Ｓ１５に従って半導体ウエハの洗浄処理を行うことができる。希フッ酸による薬液処理（ステップＳ３）では、主として半導体ウエハ表面の犠牲酸化膜が除去され、また、ＳＣ−１液による薬液処理（ステップＳ７）およびＳＣ−２液による薬液処理（ステップＳ１１）では、主として半導体ウエハ表面のパーティクルおよび金属不純物が除去される。
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハの表面にゲート絶縁膜を形成する際の前洗浄を、上記のような基板洗浄装置１を使用して行うことができる。すなわち、基板Ｗとしての半導体ウエハをリフタ２０上にセットし、図３のステップＳ１〜Ｓ１５に従って半導体ウエハの洗浄処理を行うことができる。希フッ酸による薬液処理（ステップＳ３）では、主として半導体ウエハ表面の犠牲酸化膜が除去され、また、ＳＣ−１液による薬液処理（ステップＳ７）およびＳＣ−２液による薬液処理（ステップＳ１１）では、主として半導体ウエハ表面のパーティクルおよび金属不純物が除去される。
また、基板洗浄装置１は、各薬液処理後のリンス処理時に使用される比抵抗値の閾値を個別に設定できる。このため、フッ酸、ＳＣ−１、およびＳＣ−２のそれぞれに対して最適な閾値を使用して比抵抗値を適正に回復させることができ、薬液処理後のリンス処理において各薬液成分（フッ酸成分、ＳＣ−１、ＳＣ−２）を十分に除去することができる。したがって、半導体ウエハの表面に形成されるゲート絶縁膜の膜質を緻密化できるとともに、耐圧不良のない信頼性の高いゲート絶縁膜を形成できる。
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、薬液として希フッ酸、ＳＣ−１液、およびＳＣ−２液を使用していたが、本発明において供給される薬液は他の薬液であってもよい。また、１回の洗浄処理において実行される薬液処理およびリンス処理の回数も、上記の回数に限定されるものではない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、薬液として希フッ酸、ＳＣ−１液、およびＳＣ−２液を使用していたが、本発明において供給される薬液は他の薬液であってもよい。また、１回の洗浄処理において実行される薬液処理およびリンス処理の回数も、上記の回数に限定されるものではない。
また、上記の基板洗浄装置１では、基板Ｗに対して薬液処理およびリンス処理のみを行っていたが、基板洗浄装置１内においてリンス処理後の基板Ｗに乾燥処理を行うようにしてもよい。例えば、処理槽１の上方に基板Ｗを引き上げた後、ＩＰＡベーパの供給や処理空間の減圧を行うことにより、基板Ｗの表面を乾燥させるようにしてもよい。
１ 基板洗浄装置
１０ 処理槽
１３ 吐出ノズル
１５ 比抵抗計
２０ リフタ
２２ 駆動部
３０ 処理液供給部
３１ フッ酸供給源
３２ 水酸化アンモニウム供給源
３３ 塩酸供給源
３４ 過酸化水素供給源
３５ 純水供給源
３６ ミキシングバルブ
３７ａ〜３７ｆ 配管
３８ａ〜３８ｅ 開閉弁
４０ 制御部
４１ 記憶部
４１ａ 処理レシピ
４２ 表示部
４２ａ レシピ設定画面
４３ 入力部
Ｗ 基板
１０ 処理槽
１３ 吐出ノズル
１５ 比抵抗計
２０ リフタ
２２ 駆動部
３０ 処理液供給部
３１ フッ酸供給源
３２ 水酸化アンモニウム供給源
３３ 塩酸供給源
３４ 過酸化水素供給源
３５ 純水供給源
３６ ミキシングバルブ
３７ａ〜３７ｆ 配管
３８ａ〜３８ｅ 開閉弁
４０ 制御部
４１ 記憶部
４１ａ 処理レシピ
４２ 表示部
４２ａ レシピ設定画面
４３ 入力部
Ｗ 基板
Claims (10)
- １つの処理槽の中で基板に対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に行う基板洗浄方法であって、
前記リンス処理時に行われる比抵抗値のチェックに使用する閾値を、当該リンス処理の直前に行われる薬液処理に使用する薬液の種類に応じて設定することを特徴とする基板洗浄方法。 - １つの処理槽の中で基板に対して薬液による薬液処理と純水によるリンス処理とを順次に行う基板洗浄方法であって、
前記処理槽内において第１薬液により第１薬液処理を行う第１の工程と、
前記処理槽内に純水を供給して第１薬液を排出し、純水により第１リンス処理を行う第２の工程と、
前記処理槽内に第２薬液を供給して純水を排出し、第２薬液により第２薬液処理を行う第３の工程と、
前記処理槽内に純水を供給して第２薬液を排出し、純水により第２リンス処理を行う第４の工程と、
を備え、
前記第２の工程の第１リンス処理時に行われる処理液の比抵抗値のチェックに使用する閾値と、前記第４の工程の第２リンス処理時に行われる処理液の比抵抗値のチェックに使用する閾値とを、個別に設定することを特徴とする基板洗浄方法。 - 請求項２に記載の基板洗浄方法であって、
第１薬液はフッ酸であり、第２薬液はＳＣ−１であることを特徴とする基板洗浄方法。 - 請求項２に記載の基板洗浄方法であって、
第１薬液はＳＣ−１であり、第２薬液はＳＣ−２であることを特徴とする基板洗浄方法。 - 請求項２に記載の基板洗浄方法であって、
第１薬液はフッ酸であり、第２薬液はＳＣ−２であることを特徴とする基板洗浄方法。 - 請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の基板洗浄方法であって、
前記第２の工程および前記第４の工程においては、前記処理槽内に貯留された処理液の比抵抗値が、各工程に対して設定された閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させることを特徴とする基板洗浄方法。 - 処理液により基板の洗浄を行う基板洗浄装置であって、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬させつつ保持する保持手段と、
前記処理槽に貯留された処理液の比抵抗値を測定する比抵抗値測定手段と、
前記処理槽内に処理液としての第１薬液、純水、および第２薬液を供給する供給手段と、
前記処理槽内において第１薬液による第１薬液処理、純水による第１リンス処理、第２薬液による第２薬液処理、純水による第２リンス処理が順次に行われるように、前記供給手段による処理液の供給動作を制御する制御手段と、
前記第１リンス処理時に、前記比抵抗値測定手段により測定された比抵抗値を第１の閾値を基準としてチェックするとともに、前記第２リンス処理時に、前記比抵抗値測定手段により測定された比抵抗値を第２の閾値を基準としてチェックする比抵抗値チェック手段と、
を備えることを特徴とする基板洗浄装置。 - 請求項７に記載の基板洗浄装置であって、
前記制御手段は、前記比抵抗値チェック手段において比抵抗値が第１の閾値および第２の閾値に到達していれば、それぞれ第１リンス処理および第２リンス処理を正常終了させることを特徴とする基板洗浄装置。 - 請求項７または請求項８に記載の基板洗浄装置であって、
前記第１の閾値および前記第２の閾値を個別に設定する閾値設定手段を更に備えることを特徴とする基板洗浄装置。 - 請求項９に記載の基板洗浄装置であって、
前記閾値設定手段は、前記第１の閾値および前記第２の閾値を、洗浄処理の処理内容を定める処理レシピ上で設定することを特徴とする基板洗浄装置。
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