JP2009218617A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の再利用を好適に図ることができ，しかも排気量を低減させることができる，基板処理装置を提供する。
【解決手段】ウェハＷを洗浄するウェハ洗浄装置５であって，ＡＰＭ及び純水を供給する供給ノズル３４と，ウェハＷを保持するスピンチャック３１と，スピンチャック３１を収納する容器３０とを備え，容器３０は内処理室４２と外処理室４３を備え，スピンチャック３１に対して容器３０を昇降自在に構成し，内処理室４２にＡＰＭ及び室内雰囲気を排出する第１の排出回路５０を接続し，外処理室４３に純水及び室内雰囲気を排出する第２の排出回路５１を接続し，ＡＰＭを供給ノズル３４から再びウェハＷの表面に供給するように構成した。
【選択図】図５

Description

この発明は，例えば半導体ウェハやＬＣＤ用ガラス板等の基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。

一般に，半導体デバイスの製造工程においては，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）の表裏面に付着したパーティクル，有機汚染物，金属不純物等のコンタミネーションを除去するために洗浄装置が使用されている。ウェハを洗浄する洗浄装置の１つとして，例えばスピン型のウェハ洗浄装置が知られている。

図１０は，従来のウェハ洗浄装置２００の回路図であるが，図１０に示すように，従来のウェハ洗浄装置２００では，容器２０１の処理室２０２内に収納されたウェハＷに対して供給ノズル２０３により薬液，純水を順次供給して薬液洗浄（薬液処理），リンス洗浄（リンス処理）が行われていた。なお，薬液は，所定温度に調整した方が常温で使用したときよりも洗浄能力が高い。例を挙げると，４０℃〜９０℃程度に温度調整（以下，「温調」という。）されたアンモニア成分を主体とするＡＰＭと呼ばれる薬液，５０℃〜９０℃程度に温調された塩酸成分を主体とするＨＰＭと呼ばれる薬液，１００℃〜１５０℃程度に温調された硫酸成分を主体とするＳＰＭと呼ばれる薬液等がある。

ここで，ウェハ洗浄装置２００は，薬液の消費量を節約できるように，処理室２０２内から排液された薬液の再利用を図るように構成されている。即ち，処理室２０２の底面に再利用回路２０４が接続され，この再利用回路２０４に薬液が排液される。さらに再利用回路２０４に純水，処理室２０２の室内雰囲気が排出される。また，再利用回路２０４に気液分離機構２０５が設けられている。気液分離機構２０５は排気ファン２０６に接続されている。気液分離機構２０５を介して洗浄液が再利用回路２０４に流れる一方で，処理室２０２の室内雰囲気が排気ファン２０６側に流れるようになっている。再利用回路２０４に三方弁２０７が設けられ，この三方弁２０７に純水排液回路２０８が接続されている。三方弁２０７の切換操作により，薬液洗浄時には薬液が再利用回路２０４にそのまま流れ，リンス洗浄時には純水が純水排液回路２０８に流れて外部に排液されるようになっている。

さらに再利用回路２０４に，ポンプ２０９，ヒータ２１０，フィルタ２１１が設けられ，再利用回路２０４の出口が供給ノズル２０３に接続されている。こうして，気液分離機構２０５，三方弁２０７と流れた薬液を，ポンプ２０９の稼働によりヒータ２１０，フィルタ２１１に順次流し，温調及び浄化した後に再び供給ノズル２０３に戻し，薬液洗浄に再利用するようになっている。さらに供給ノズル２０３に，純水を供給する純水供給回路（図示せず）が接続されている。薬液洗浄後，供給ノズル２０３から純水を吐出させてリンス洗浄を行うようになっている。

しかしながら，従来のウェハ洗浄装置２００では，再利用回路２０４を通して薬液及び純水の排液が行われるので，再利用回路２０４内に，リンス洗浄時に使用された純水の液滴が残ることがある。処理室２０２で複数枚のウェハＷを連続して薬液洗浄，リンス洗浄する場合，前のリンス洗浄時に再利用回路２０４内に残った純水の液滴が，次の薬液洗浄時に再利用回路２０４内で薬液に混合してしまう。薬液は，何度も再利用を図られることになるので，再利用を図る都度，純水と混合して濃度が薄くなる。希釈化された薬液では洗浄能力が低くなり，十分な洗浄効果を得ることができないおそれがある。

また，通常はリンス洗浄に用いられる純水は常温なので，純水が排液される際には再利用回路２０４が冷却されてしまう。こうなると，前のリンス洗浄の際に冷却された再利用回路２０４に薬液が排液されることになるので，薬液の温度が著しく低下してしまう。このような薬液を温調しようとしてもヒータ２１０の能力が追いつかず，所定温度に温調されなかった薬液が薬液洗浄に再利用されてしまう。温度低下した薬液も洗浄能力が低くなり，十分な洗浄効果を得ることができないおそれがある。

また，従来のウェハ洗浄装置２００では，大排気量により処理室２０２内の室内雰囲気を排気していた。このため，排気ファン２０６に過度の負担をかけると共に，ランニングコストを高騰させていた。

従って，本発明の目的は，処理液の再利用を好適に図ることができ，しかも排気量を低減させることができる，基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，請求項１の発明は基板を処理する装置であって， 基板の表面に複数の処理液を供給する供給手段と，基板を保持する保持手段と， 前記保持手段を収納する容器とを備え，前記容器は複数の処理室を備え，これら各処理室の開口部を多段に設け，前記保持手段に保持された基板の周囲に前記各処理室の開口部のそれぞれを移動させるべく前記保持手段と前記容器とを相対的に昇降自在に構成し，前記各処理室の底面に処理液の排液が行われる回路をそれぞれ接続し，前記各処理室の底面に室内雰囲気の排気が行われる排気回路をそれぞれ接続し，薬液処理を行う場合には前記排気回路全てを稼動させ排気を行い，リンス処理を行う場合には前記排気回路の一部を稼動させ排気を行うことを特徴とする，基板処理装置を提供する。

請求項１に記載の処理装置において，例えば複数の処理液を使用する場合，処理液の種類に応じて，保持手段に保持された基板の周囲に別の処理室の開口部をそれぞれ移動させる。そして，各処理室で処理を行い，回路を通じてそれぞれ排液する。これら排液された各処理液の少なくとも一つの処理液を供給手段から再び基板の表面に供給し，再利用を図る。ここで，各処理液が各回路内にそれぞれ残ることがあっても，処理液の種類に応じて処理室を変えているので，異なる種類の処理液が同じ回路内で混在しない。特に再利用が図られる処理液については，種類の異なる処理液と混合して希釈化されることがないので，引き続き高い処理能力を保って処理に再利用することができる。

しかも，種類の異なる処理液では処理能力を高められる最適な所定温度がそれぞれ異なっているものの，各処理液の排液が行われる回路はそれぞれ決まっているので，別の処理液が排液されて回路が例えば冷却されてしまう事態を防止することができる。特に再利用が図られる処理液については，例えば回路が冷却されたことに起因する温度低下等の温度変動を受けなくなるので，引き続き高い処理能力を保って処理に再利用することができる。

また，処理液の種類に応じて基板を収納する処理室を切り換え，各処理室の室内雰囲気をそれぞれ排気する。このため，各処理に応じて排気量を変えることができる。また，かかる構成によれば，処理液の排液と室内雰囲気の排気とを異なる回路で行うことができる。特に再利用が図られる処理液については，同じ回路内で室内雰囲気と混在することがないので，排気から受ける様々な影響が及ばない。

請求項１に記載の処理装置において，請求項２に記載したように，前記各回路の少なくとも一つの回路に処理液を貯留する主貯留タンクを接続し，前記主貯留タンクから前記供給手段に処理液を供給する供給回路を設けることが好ましい。また，請求項３に記載したように，前記主貯留タンク内の処理液を循環させる循環回路を設け，前記循環回路に処理液を所定温度に調整する温度調整機構を設けるようにしても良い。

かかる構成によれば，各回路の少なくとも一つの回路に主貯留タンクを接続し，排液された各処理液の少なくとも一つの処理液を主貯留タンクに貯留する。この主貯留タンク内に貯留された処理液を供給回路により供給手段に供給し，再利用を図る。また，主貯留タンク内に貯留している間，処理液を循環回路に循環させる。

請求項４に記載したように，前記各回路の少なくとも一つの回路に処理液を所定温度に調整する温度調整機構を設けることが好ましい。請求項５に記載したように，前記各回路の少なくとも一つの回路に副貯留タンクを設け，請求項６に記載したように，前記主貯留タンクと前記副貯留タンクとの間を接続する接続回路に温度調整機構を設けるようにしても良い。

かかる構成によれば，再利用が図られる処理液を副貯留タンクに一旦貯めた後，接続回路を介して主貯留タンクに供給する。ここで，処理液を主貯留タンクに供給する前に事前に接続回路で温調し，その後に循環回路で再び温調する。このように，処理液を温調する機会を２回設け，処理液を所定温度に安定かつ確実に調整することができる。

請求項７に記載したように，前記副貯留タンクに温度調整機構を設けても良い。そうすれば，副貯留タンクに処理液を貯めながら温調するので，処理液を余裕をもって温調することができる。

請求項８に記載したように，最上段の開口部の上縁となる天板を昇降自在に構成することが好ましい。

請求項９に記載したように，前記各回路を通じて各処理室の室内雰囲気の排気をそれぞれ行うことが好ましい。この場合，請求項１０に記載したように，前記各回路に気液分離機構をそれぞれ設けても良い。

また，別の観点からの本発明によれば，基板を保持する保持手段と，前記保持手段を収納する容器とを備え，前記容器は複数の処理室を備える基板処理装置において基板を処理する基板処理方法であって，前記基板の表面に薬液処理を行う工程と，前記基板の表面にリンス処理を行う工程とを備え，前記薬液処理を行う場合には前記各処理室の底面に接続される排気回路全てを稼動させ排気を行い， 前記リンス処理を行う場合には前記排気回路の一部を稼動させ排気を行うことを特徴とする，基板処理方法が提供される。

本発明によれば，処理液の再利用を好適に図ることができ，排気量を低減させることができる。従って，処理液の消費量を抑えつつも，処理液の希釈化及び温度変動に起因する処理不良及び処理むらを無くして良好な処理を行うことができる。また，ランニングコストに優れている。

また，請求項３〜７によれば，処理液の温調機会を２回設けることができ，処理液を所定温度に安定かつ確実に調整することができる。特に請求項７では，処理液を余裕をもって温調することができる。また，請求項８では，基板の搬入出を良好に行うことができる。また，室内雰囲気の排気を行うことができ，室内雰囲気を排気する際に起こる様々な影響を，排液される処理液から排除することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置を備えた洗浄装置の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の断面図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の断面図であって，ウェハ搬入出時の様子を示している。 本発明の第１の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の断面図であって，リンス洗浄時及びスピン乾燥時の様子を示している。 本発明の第１の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の回路図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の回路図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の回路図である。 本発明の第４の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置の回路図である。 主貯留タンクと副貯留タンクとが合併した合併タンクの説明図である。 従来のウェハ洗浄装置の回路図である。

以下，本発明の好ましい実施の形態を，キャリア単位でウェハを入れて，ウェハの洗浄，乾燥を行い，キャリア単位でウェハを出すように構成された洗浄装置に基づいて説明する。図１は，本発明の実施の形態を説明するための洗浄装置１の斜視図である。

この洗浄装置１は，ウェハＷを収納するキャリアＣを載置する載置部２と，ウェハＷに対して所定の洗浄工程を行う洗浄処理部３と，これら載置部２と洗浄処理部３との間でウェハＷを搬送する搬送アーム４とを備えている。

載置部２は，ウェハＷを２５枚収納したキャリアＣを例えば２個載置できる構成になっている。この載置部２に隣接した洗浄処理部３に，ウェハ洗浄装置５，６が上下２段に配置されたウェハ洗浄装置群７と，ウェハ洗浄装置８，９が上下２段に配置されたウェハ洗浄装置群１０と，ウェハ洗浄装置１１，１２が上下２段に配置されたウェハ洗浄装置群１３とが設けられている。

ウェハ洗浄装置５，６は，処理液として例えばアンモニア成分を主体としたＡＰＭ（ＮＨ_４ＯＨ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏの混合液）と呼ばれる薬液を用いたＳＣ１洗浄（アンモニア処理）を行って，ウェハＷの表面に付着している有機汚染物，パーティクル等の不純物質を除去し，処理液として例えば純水（ＤＩＷ）によるリンス洗浄（リンス処理），乾燥を行うように構成され，ウェハ洗浄装置８，９は，処理液として例えば塩酸成分を主体としたＨＰＭ（ＨＣｌ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏの混合液）と呼ばれる洗浄液を用いたＳＣ２洗浄（塩酸処理）を行って，金属イオンを除去し，純水によるリンス洗浄，乾燥を行うように構成され，ウェハ洗浄装置１１，１２は，フッ酸成分を主体としたＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ_２Ｏの混合液）と呼ばれる洗浄液を用いたＨＦ洗浄（フッ酸処理）を行って，ウェハＷの表面に形成された酸化膜等を除去し，純水によるリンス洗浄，乾燥を行うように構成されている。洗浄処理部３では，ウェハ洗浄装置群７，１０，１３にウェハＷを順次搬送することにより，所定の洗浄工程が行われるように構成されており，例えば，上段のウェハ洗浄装置５でウェハＷをＳＣ１洗浄，リンス洗浄，乾燥をしたならば，以後，同じ上段のウェハ洗浄装置８，１１にウェハＷを順次搬送するようになっている。そして，上段のウェハ洗浄装置５，８，１１と，下段のウェハ洗浄装置６，９，１２とで所定の洗浄工程を同時進行できるようになっている。

なお以上の配列，これらウェハ洗浄装置群やウェハ洗浄装置の組合わせは，ウェハＷに対する洗浄の種類によって任意に組み合わせることができる。例えば，あるウェハ洗浄装置群を減じたり，逆にさらに他のウェハ洗浄装置群を付加しても良いし，ウェハ洗浄装置群内のウェハ洗浄装置の数を増減しても良い。

搬送アーム４は，ベース２０を備え，このベース２０は，載置部２と洗浄処理部３の並びに沿って設けられた搬送路２１をウェハ洗浄装置群７，１０，１３の並んだ方向と平行な方向（Ｘ方向）に移動自在である。また，ベース２０にアーム部２２が取り付けられている。このアーム部２２は，水平面内においてＸ方向と直角の方向（Ｙ方向），上下方向（Ｚ方向）に移動自在であると共に，Ｚ軸中心の回転方向（θ方向）に回転自在である。そして，搬送アーム４は，中段のアーム２３ｂ及び下段のアーム２３ｃで，載置部２に載置されたキャリアＣから未だ所定の洗浄工程が施されていないウェハＷを１枚ずつ取り出し，上段のアーム２３ａで，洗浄処理部３で所定の洗浄工程が行われたウェハＷをキャリアＣ内に１枚ずつ収納するようになっている。こうして，共通の搬送アーム４によって，各ウェハ洗浄装置５，６，８，９，１１，１２に対してウェハＷを出し入れするようになっている。

次に，ウェハ洗浄装置５，６，８，９，１１，１２は，いずれも同様の構成を有しているので，ウェハ洗浄装置５を代表として説明する。図２に示すように，ウェハ洗浄装置５のケーシング５ａ内に，中央に設けられた環状の容器３０と，この容器３０内に収納され，保持手段として例えば，ウェハＷを回転自在に保持するスピンチャック３１と，このスピンチャック３１を回転させるモータ３２を容器３０の内部雰囲気から保護し，容器３０の底面３０ａに形成された開口部（図示せず）を介して容器３０内に突出している台座３３と，スピンチャック３１により保持されるウェハＷの表面にＡＰＭ及び純水を供給する供給ノズル３４とが設けられている。なお，スピンチャック３１の下面にモータ３２の回転軸３５が接続されている。この回転軸３５は，台座３３の上面を貫通している。また，壁面に，ウェハＷをウェハ洗浄装置５に出し入れする際に上下動して開閉する開閉ドア（図示せず）が設けられている。なお，スピンチャック３１は，遠心力チャック等からなる保持部３１ａを用いてウェハＷを水平姿勢で保持するように構成されている。

容器３０は，ウェハＷの周囲を包囲し，ウェハＷの表面に供給したＡＰＭ及び純水等が周囲に飛散するのを防止するようになっている。容器３０は，上カップ３６（天板）と下カップ３７（容器本体）とを備えている。下カップ３７は，容器３０の底面３０ａに環状壁４０を立設し，この環状壁４０の上端に整流壁４１を配設している。整流壁４１は，内側に行くに従って高くなるように傾斜していると共に上端部４１ａを水平姿勢にしている。これら環状壁４０，整流壁４１により容器３０内を，内処理室４２と外処理室４３というように複数（２つ）の処理室にしている。

ウェハＷの周縁に移動する内処理室４２の開口部４４と，ウェハＷの周縁に移動する外処理室４３の開口部４５とが多段に設けられている。上カップ３６は，最上段の開口部４５の上縁となる天板としても機能する。上カップ３６は，昇降機構（図示せず）により昇降自在である。一方，下カップ３７は，外周面３７ａにブラケット４６を取り付け，このブラケット４６にシリンダ４７のピストンロッド４８を接続させている。従って，シリンダ４７の稼働により下カップ３７は昇降自在であり，昇降する際には，下カップ３７の内周面３７ｂを台座３３の外周面３３ａに摺動させるようになっている。

また，ウェハ洗浄装置５は，内処理室４２でＳＣ１洗浄を行い，外処理室４３内でリンス洗浄を行うようになっている。何れも，スピンチャック３１を回転させてウェハＷに供給された洗浄液を遠心力によりウェハＷの表面全体に拡散させ，均一な洗浄を行う回転式の洗浄方法が採用されている。また，内処理室４２における底面３０ａに第１の排出回路５０が接続され，ＡＰＭの排液及び室内雰囲気の排気が行われ，外処理室４３における底面３０ａに第２の排出回路５１が接続され，純水の排液及び室内雰囲気の排気が行われる。

ここで，容器３０にウェハＷを搬入出する場合，図３に示すように，昇降機構により上カップ３６が下降すると共に，シリンダ４７の稼働により下カップ３７が下降し，上カップ３６と下カップ３７の両方がスピンチャック３１より下方で待機した状態となる。このとき，上カップ３６と整流壁４１が接近し，開口部４５の幅を短縮するか，若しくは開口部４５を閉じた状態にする。また，整流壁４１の上端部４１ａと台座３３とを密着させて開口部４４を閉じた状態にし，内処理室４２の室内雰囲気を密閉する。スピンチャック３１が外部に露出し，開閉ドアを介して進入してきた搬送アーム４のアーム２３ｂ，２３ｃが，スピンチャック３１に洗浄前のウェハＷを受け渡したり，搬送アーム４のアーム２３ｃが，スピンチャック３１から洗浄後のウェハＷを受け取れるようになっている。

図３に示す状態から上カップ３６のみが上昇すると，図４に示すように，開口部４５の幅が拡大して開いた状態となる。このとき，ウェハＷの周囲は，外処理室４３の開口部４５によって囲まれた状態となり，このような状態でリンス洗浄を行うと，ウェハＷから飛散した純水は，開口部４５によって形成された隙間を介して外処理室４３内に入り，第２の排出回路５１に流れ込むようになっている。さらに図４に示す状態からシリンダ４７の稼働により下カップ３７が上昇すると共に，上カップ３６も下カップ３７と平行して上昇すると，図２に示したように，ウェハＷの周囲が内処理室４２の開口部４４に囲まれた状態となる。そして，このような状態でＳＣ１洗浄を行うと，ウェハＷから飛散したＡＰＭは，開口部４４によって形成された隙間を介して内処理室４２内に入り，第１の排出回路５０に流れ込むようになっている

図５に示すように，前記第１の排出回路５０は第１の気液分離機構５２に接続されている。第１の気液分離機構５２から回収回路５３と第１の排気回路５４が分岐している。回収回路５３は副貯留タンク５５に接続され，第１の排気回路５４は排気ファン５６に接続されている。これにより，排液されたＡＰＭは，第１の気液分離機構５２を介して回収回路５３，副貯留タンク５５に流れ，排気された内処理室４２の室内雰囲気は，第１の気液分離機構５２を介して第１の排気回路５４に流れて外部に排気されるようになっている。

副貯留タンク５５は，主貯留タンク５７に接続回路５８を介して接続されている。接続回路５８にポンプ５９，温調調整機構として例えばヒータ６０が設けられている。ポンプ５９の稼働により，副貯留タンク５５の下方から接続回路５８にＡＰＭを流入させ，ヒータ６０により所定温度として例えば８５℃になるように温調し，主貯留タンク５７内に供給するようになっている。

主貯留タンク５７は，例えばＡＰＭを３０〜４０Ｌ（リットル）貯留するだけの容量を有していることが好ましい。また，主貯留タンク５７に，ＡＰＭを循環させる循環回路６１が設けられている。循環回路６１の入口が主貯留タンク５７の底面に接続され，循環回路６１の出口が主貯留タンク５７の上面に接続されている。この循環回路６１に，ポンプ６２，ヒータ６３，フィルタ６４が設けられている。この場合，ポンプ６２の吐出量が，例えば２０Ｌ／ｍｉｎ（リットル毎分）あることが好ましい。ポンプ６２の稼働により，主貯留タンク５７の下方から循環回路６１にＡＰＭを流入させ，ヒータ６３により８５℃になるように温調し，フィルタ６４によって浄化した後に，再び主貯留タンク５７に戻すようになっている。

主貯留タンク５７に，供給手段として例えば供給ノズル３４にＡＰＭを供給するＡＰＭ供給回路７０が接続されている。このＡＰＭ供給回路７０に，ポンプ７１，三方弁７２が設けられている。三方弁７２に，ＡＰＭ供給回路７０内のＡＰＭを主貯留タンク５７に返送する返送回路７４が接続されている。三方弁７２の操作により供給ノズル３４へのＡＰＭの供給や主貯留タンク５７へのＡＰＭの返送を適宜行えるようになっている。こうして，三方弁７２の操作と共にポンプ７１の稼働により，主貯留タンク５７内のＡＰＭを供給ノズル３４に供給することができ，ＡＰＭの再利用を図る構成となっている。

回転式の洗浄方法において，ＡＰＭは，ウェハＷの表面に供給されてから遠心力により内処理室４２で飛散するまでの間に，熱が奪われて温度低下してしまう。ＡＰＭの再利用を図る際には温調を適切に行い，供給する際のＡＰＭの温度（供給温度）を所定温度にする必要がある。循環回路６１のヒータ６３により，主貯留タンク５７内の液温を所定温度に保つことで，ウェハＷへの供給温度を所定温度に維持できるようになっている。また，接続回路５８のヒータ６０により，主貯留タンク５７内に流れ込むＡＰＭの温度を所定温度に維持することで，主貯留タンク５７内の液温を低下させずに済み，より確実に所定温度に調整されたＡＰＭをウェハＷに供給することができるようになっている。

ポンプ６２，７１は，装置運転時には常時稼働するようになっている。例えばポンプ６２の稼働により，循環回路６１にＡＰＭを循環させ，主貯留タンク５７内を温調されたＡＰＭで常時満たすようにする。一方，ポンプ７１の稼働により，ＡＰＭ供給回路７０における主貯留タンク５７と三方弁７２との間の経路と，返送回路７４とに，主貯留タンク５７内のＡＰＭを循環させる。このようなポンプ７１の稼働は，例えば１枚目のウェハＷを処理して容器３０内から搬出した後，２枚目のウェハＷを搬入するまでの間のような待機期間に有効である。この待機期間に，温調されたＡＰＭを循環させるので，ＡＰＭ供給回路７０における主貯留タンク５７と三方弁７２との間の経路や，返送回路７４は，冷却されることがない。また待機期間に，ＡＰＭ供給回路７０における三方弁７２と供給ノズル３４との間の経路内に残存したＡＰＭを返送回路７４に流すようにし，ＡＰＭ供給回路７０における三方弁７２と供給ノズル３４との間の経路内を空にする。空にしなければ，残存したＡＰＭは放熱作用などにより冷却される。そうなると，２枚目のウェハＷを処理する際に，ＡＰＭ供給回路７０における三方弁７２と供給ノズル３４との間の経路内で，残存し，かつ冷却されたＡＰＭと所定温度に調整されたＡＰＭとが混合することになり，温度低下したＡＰＭをウェハＷに供給してしまう。このように待機期間中に，ＡＰＭ供給回路７０における主貯留タンク５７と三方弁７２との間の経路にＡＰＭを循環させ，ＡＰＭ供給回路７０における三方弁７２と供給ノズル３４との間の経路内を空にすることにより，所定温度に調整されたＡＰＭをウェハＷに供給することができるようになっている。

また，供給ノズル３４に，純水供給源７５からの純水を供給する純水供給回路７６が接続されている。純水供給回路７６に弁７７が設けられている。なお，リンス洗浄を行う際には，常温の純水を供給することが好ましい。

主貯留タンク５７に，アンモニア水溶液（ＮＨ_４ＯＨ），過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２），純水を必要に応じて適宜補充する補充機構８０が設けられている。補充機構８０は，所定の濃度に調整されたアンモニア水溶液を貯蔵したタンク８１とポンプ８２を備えたアンモニア補充系８３と，所定の濃度に調整された過酸化水素水を貯蔵したタンク８４とポンプ８５を備えた過酸化水素水補充系８６と，純水を貯留したタンク８７と弁８８を備えた純水供給系８９と，ポンプ８２，８５の稼働率及び弁８８の開度を制御するコントローラ９０とを備えている。こうして，コントローラ９０によって，ポンプ８２，８５の稼働率と弁８８の開度を適宜制御することにより，アンモニア水溶液，過酸化水素水，純水をそれぞれ所定の液量ずつ主貯留タンク５７に補充し，所定の成分比率のＡＰＭを生成するようになっている。

一方，第２の排出回路５１は第２の気液分離機構９０に接続されている。第２の気液分離機構９０から排液回路９１と第２の排気回路９２が分岐している。第２の排気回路９２は前記第１の排気回路５４に合流している。これにより，排液された純水は，第２の気液分離機構９０を介して排液回路９１に流れて外部に排液され，排気された外処理室４３の室内雰囲気は，第２の気液分離機構９０を介して第２の排気回路９２に流れて外部に排気されるようになっている。

排気ファン５６は，内処理室４２及び外処理室４３の何れからも排気を行える。また処理中の排気ファン５６の出力は，一定である。図２に示すＳＣ１洗浄時の状態では，開口部４４が開いた状態となり，主に内処理室４２を通じてＳＣ１洗浄時の薬液（ＡＰＭ）雰囲気を外部に拡散しないように排気する。さらに開口部４５も開いた状態となっているので，外処理室４３を通じて薬液雰囲気を排気することも可能である。このように，内処理室４２，外処理室４３を用いて排気ゾーンを最大限にとり，容器３０内の排気量を多くとる。一方，図４に示すリンス洗浄及びスピン乾燥時の状態では，内処理室４２の室内雰囲気を密閉し，排気ゾーンを外処理室４３のみにとり，室内雰囲気の排気を行う。内処理室４２の密閉により，内処理室４２内に薬液雰囲気が残存することがあっても，リンス洗浄時及びウェハ搬入出時に薬液雰囲気が外部に拡散することを防止できる構成となっている。さらに，図３に示すウェハ搬入出時の状態では，排気ゾーンを最小限にとるか，若しくは排気ゾーンを全くとらないようにしている。このように，排気ファン５６の排気ゾーンを，内処理室４２，外処理室４３の間で自在に設定することができるようになっている。

また，このようにＳＣ１洗浄とリンス洗浄が異なる処理室で行われ，ＡＰＭを排液する第１の排出回路５０と，リンス洗浄の際に用いられた純水を排液する第２の排出回路５１とが個別に設けられている。このため，ＡＰＭにかかる回路系にリンス洗浄の際に用いられた純水が流入しない構成となっている。従って，ＡＰＭの再利用を図る際にＡＰＭと純水が混合することがなく，さらにＡＰＭにかかる回路系がリンス洗浄の際に用いられた純水によって冷却されることもない。

その他，ウェハ洗浄装置６，８，９，１１，１２も同様な構成を備えているので詳細な説明な省略する。なお，ウェハ洗浄装置５，６においては，同じ薬液（ＡＰＭ）を使用しているので，省スペース化の観点から，これらの薬液にかかる回路系の一部を（主貯留タンク５７，副貯留タンク５５，接続回路５８，循環回路６１等）共通化しても良い。同様にウェハ洗浄装置８，９，ウェハ洗浄装置１１，１２においても，各々薬液（ＨＰＭ，ＤＨＦ）にかかる回路系の一部が共通化しても良い。

次に，以上のように構成されたウェハ洗浄装置５，６，８，９，１１，１２の作用，効果について，図１の洗浄装置１におけるウェハＷの洗浄工程に基づいて説明する。まず，図示しない搬送ロボットが未だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣを載置部２に載置する。そして，この載置部２に載置されたキャリアＣから搬送アーム４によってウェハＷが１枚ずつ取り出されていく。搬送アーム４は，ウェハＷをウェハ洗浄装置５，８，９又はウェハ洗浄装置６，９，１２に順次搬送する。こうして，ウェハＷの表面に付着している有機汚染物，パーティクル等の不純物質を除去して所定の洗浄工程を行う。

ここで，代表してウェハ洗浄装置５で行われる処理ついて説明する。予め主貯留タンク５７に，補充機構８０からアンモニア水溶液（ＮＨ_４ＯＨ），過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２），純水（ＤＩＷ）を所定の液量ずつ補充し，ＡＰＭを生成する。そして，待機している間，ポンプ６２の稼働により主貯留タンク５７内のＡＰＭを循環回路６１で循環させ，ヒータ６３及びフィルタ６４により温調，浄化している。ポンプ７１の稼働により，ＡＰＭ供給回路７０における主貯留タンク５７と三方弁７２との間の経路と，返送回路７４とにＡＰＭを循環させる。なお，高い洗浄能力を発揮できるように，ＡＰＭを所定温度として例えば８５℃に温調する。一方，図３に示したように，上カップ３６及び下カップ３７が下降してスピンチャック３１の下方に待機し，スピンチャック３１を外部に露出させてウェハＷを保持させる。

図２に示したように，供給ノズル３４がウェハＷの上方に移動した後，上カップ３６及び下カップ３７が上昇し，スピンチャック３１に保持されたウェハＷの周囲に内処理室４２の開口部４４を移動させる。モータ３２の稼働によりスピンチャック３１が回転し，供給ノズル３４により主貯留タンク５７内から供給さてきたＡＰＭを数秒（例えば９０ｓｅｃ）〜数分間吐出する。例えば供給ノズル３４は，ウェハＷの上方においてウェハＷの中心から周縁部までを往復回動することにより，ウェハＷの表面を均一に洗浄するようにＡＰＭを吐出してＳＣ１洗浄する。

第１の排出回路５０を通じて内処理室４２の室内雰囲気を外部に排気する。このとき，開口部４４，４５が開いてカップ開口面積を広くとり，内処理室４２，外処理室４３を通じて排気を行うので，排気量を多くとることができ，薬液（ＡＰＭ）雰囲気の外部拡散を防止することができる。また，第１の排出回路５０を通じて内処理室４２内に飛散したＡＰＭを排液する。そして，第１の気液分離機構５２，回収回路５３，副貯留タンク５５，接続回路５８と流して主貯留タンク５７に回収する。このとき，接続回路５８において，１回目の温調，浄化を行う。次いで，主貯留タンク５７において，ＡＰＭを循環回路６１に循環させて２回目の温調，浄化を行い，８５℃に調整されると共に清浄な状態になったＡＰＭを再びＡＰＭ供給回路７０を介して供給ノズル３４に供給する。こうして，主貯留タンク５７内のＡＰＭを繰り返し利用し，ＡＰＭの消費量を節約することができる。

次いで，上カップ３６及び下カップ３７が下降し，図４に示したように，外処理室４３のスピンチャック３１に保持されたウェハＷの周囲に外処理室４３の開口部４５を移動させる。ウェハＷを回転させると共に，供給ノズル３４から例えば常温の純水を供給し，ウェハＷからＡＰＭを洗い流してリンス洗浄を行う。第２の排出回路５１を通じて外処理室４３の室内雰囲気を外部に排気する。また，第２の排出回路５１を通じて外処理室４３内に飛散した純水を外部に排液した後，モータ３２の稼働力を向上させ，スピンチャック３１をＳＣ１洗浄時及びリンス洗浄時よりも高速回転させ，ウェハＷから液滴を振り切ってスピン乾燥を行う。リンス洗浄及びスピン乾燥時では，図４に示したように，内処理室４２を密閉しているため，薬液（ＡＰＭ）雰囲気が外部に拡散する可能が少ない。排気ゾーンを外処理室４３のみにとっているので，ＳＣ１洗浄時に比べて，容器３０内の排気量を低減させることができる。

その後，上カップ３６が下降し，図３に示したように，スピンチャック３１及びウェハＷを露出させ，洗浄後のウェハＷの搬出を行う。このとき，内処理室４２を密閉すると共に，開口部４５の幅を短縮するか，若しくは開口部４５を閉じるようにし，排気ゾーンを最小限にとるか，若しくは排気ゾーンを全くとらないようにして容器３０内の排気量をより低減させることができる。また，ウェハ搬入出時では，何れも上カップ３６を下降させて容器３０の高さを低くしているので，その分，容器３０をスピンチャック３１の下方に待機させるためのスペースを節約できる。こうして，ウェハの搬入出を良好に行うことができる。

このようにウェハ洗浄装置５において，洗浄液にＡＰＭ，純水を使用する場合，ＡＰＭでは，スピンチャック３１に保持されたウェハＷの周囲に内処理室４２の開口部４２を移動させてＳＣ１洗浄を行い，第１の排出回路５０を通じて排液を行い，純水では，スピンチャック３１に保持されたウェハＷの周囲に外処理室４３の開口部４５を移動させてリンス洗浄を行い，第２の排出回路５１を通じて排液を行う。これら排液されたＡＰＭ，純水の内，特にＡＰＭを供給ノズル３４から再びウェハＷの表面に供給し，再利用を図る。ここで，ＡＰＭが第１の排出回路５０内に，純水が第２の排出回路５１内にそれぞれ残ることがあっても，洗浄液の種類に応じて処理室を変えているので，異なる種類の洗浄液が同じ回路内で混在しない。特に再利用が図られるＡＰＭについては，純水と混合して希釈化されることがないので，引き続き高い洗浄能力を保ってＳＣ１洗浄に再利用することができる。また，補充機構８０のコントローラ９０の設定等からは，ＡＰＭの希釈化対策としてアンモニア水溶液，過酸化水素水を適宜補充するような手間を省くことができる。

しかも，ＡＰＭと純水では洗浄能力を高められる最適な所定温度がそれぞれ異なっているものの，各洗浄液の排液が行われる排出回路はそれぞれ決まっているので，リンス洗浄時の純水により第１の排出回路５０が冷却されてしまう事態を防止することができる。このため，ＡＰＭが，第１の排出回路５０が冷却されたことに起因する温度低下等の温度変動を受けなくなる。さらに，ＡＰＭが，内処理室４２内でＳＣ１洗浄に使用されて所定温度よりも低い温度になったとしても，ＡＰＭを主貯留タンク５６に戻す前に事前に接続回路５８で温調し，その後に循環回路６０で再び温調している。このようにＡＰＭの温度を調整する機会を接続回路５８と循環回路６１とで併せて２回設けているので，ＡＰＭを所定温度に安定かつ確実に調整することができる。従って，温度変動を無くして常にＡＰＭを所定温度に保ってウェハＷの表面に供給することができ，良好なＳＣ１洗浄を行うことができる。

また，洗浄液の種類に応じてウェハＷの周囲を囲む処理室を内処理室４２又は外処理室４３に切り換え，排気ゾーンを内処理室４２，外処理室４３の間で自在に設定することができる。このため，ＳＣ１洗浄時，リンス洗浄時，ウェハ搬入出時に応じて容器３０内の排気量を変えることができる。従って，常に大排気量を取る必要がなくなり，排気ファン５６に過度の負担がかからなくなると共に，容器３０にかかる全体の排気量を従来よりも低減することができる。

かくして，第１の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置５によれば，ＡＰＭの再利用を好適に図ることができ，排気量を低減させることができる。従って，ＡＰＭの消費量を抑えつつも，ＡＰＭの希釈化及び温度変動に起因する洗浄不良及び洗浄むらを無くして良好なＳＣ１洗浄を行うことができる。また，ランニングコストに優れている。

なお処理中は，排気ファン５６の出力を一定に保っていたが，処理の進行状況に応じて排気ファン５６の出力を適宜変えるようにしても良い。例えば，図２に示すＳＣ１洗浄時の状態では，ＳＣ１洗浄時の薬液雰囲気が外部に拡散しないように，排気ファン５６は，出力を増大させる。一方，図４に示すリンス洗浄及びスピン乾燥時の状態では，前述したように内処理室４２の室内雰囲気を密閉しているので，薬液雰囲気が外部に拡散するおそれがない分，内処理室４２の排気をＳＣ１洗浄時に比べて過大に取る必要がなくなり，排気ファン５６は，外処理室４３及び内処理室４２の状態に見合った，室内雰囲気が拡散しないような最低限の出力で済ませる。さらに，図３に示すウェハ搬入出時の状態では，排気ファン５６は，より最低限の出力で済ませる。

このように，ＳＣ１洗浄時，リンス洗浄時，ウェハ搬入出時に排気ファン５６の出力を変えることより，より一層排気ファン５６の負担や容器３０にかかる全体の排気量を低減することができる。

次に，図６を参照しながら第２の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置１００について説明する。このウェハ洗浄装置１００では，前記第１及び第２の気液分離機構５２，９０の代わりに，洗浄液を排液する回路と室内雰囲気を排気する回路とが個別に設けられている。なお，洗浄液を排液する回路と室内雰囲気を排気する回路とが個別に設けられた以外は，先に説明したウェハ洗浄装置５と同一の構成であるので，図５及び図６において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。

即ち，内処理室４２の底面に，ＡＰＭを排液する第１の排液回路１０１と室内雰囲気を排気する第１の排気回路１０２とが接続されている。第１の排液回路１０１は副貯留タンク５５に直接接続され，第１の排気回路１０２は排気ファン５６に接続されている。また，外処理室４３の底面に，純水を排液する第２の排液回路１０３と室内雰囲気を排気する第２の排気回路１０４とが接続されている。第２の排気回路１０４は，第１の排気回路１０３に合流している。

かかるウェハ洗浄装置１００によれば，内処理室４２においてＡＰＭの排液と室内雰囲気の排気とを異なる回路で行うことができ，外処理室４３において純水の排液と室内雰囲気の排気とを異なる回路で行うことができる。特にＡＰＭについては，同じ回路内で内処理室４２の室内雰囲気と混在することがないので，排気から受ける様々な影響が及ばない。例えば排気の際に生じる気流によってＡＰＭが冷却されてしまう事態を防止でき，ウェハ洗浄装置５のときよりもＡＰＭを所定温度に安定かつ確実に調整することができるようになる。

次に，図７を参照しながら第３の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置１１０について説明する。このウェハ洗浄装置１１０は，洗浄液を排液する回路と室内雰囲気を排気する回路とが個別に設けられている。さらに前記副貯留タンク５５が取り外されている。即ち，図７に示すように，第１の排液回路１０１は主貯留タンク５７に直接接続されている。また，第１の排液回路１０１にポンプ５９，ヒータ６０が設けられている。かかる構成によれば，副貯留タンク５５がない分，装置を小型化することができる。

次に，図８を参照しながら第４の実施の形態にかかるウェハ洗浄装置１２０について説明する。このウェハ洗浄装置１２０は，洗浄液を排液する回路と室内雰囲気を排気する回路とが個別に設けられている。さらに前記副貯留タンク５５にカートリッジヒータ１２１が取り付けられている。

副貯留タンク５５に第１の排液回路１０１が接続され，第１の排液回路１０１にポンプ５９が設けられている。また，主貯留タンク５７の上方に副貯留タンク５５が配置されている。そして，主貯留タンク５７と副貯留タンク５５との間がオーバーフロー回路１２２により接続されている。副貯留タンク５５と主貯留タンク５７との段差を利用することにより，副貯留タンク５５内からオーバーフローしたＡＰＭを，オーバーフロー回路１２２を介して主貯留タンク５７内に自重で落下させて流入させるようになっている。

このようなウェハ洗浄装置１２０においては，カートリッジヒータ１２１が発熱することにより副貯留タンク５５内のＡＰＭを温調する。そして，副貯留タンク５５内に貯めながらＡＰＭを温調するので，ＡＰＭをヒータに流しながら温調するときに比べて，余裕をもって温調することができる。また，ある程度温調されたＡＰＭを，オーバーフロー回路１２２を通じて主貯留タンク５７内に一定量流入させるので，ＡＰＭをより安定かつ確実に所定温度に調整することができる。

なお，図９に示すように，副貯留タンク５５と主貯留タンク５７を合併させた合併タンク１３０を設けるようにしても良い。合併タンク１３０では，副貯留タンク５５と主貯留タンク５７とを壁部１３１を介して隣接させ，オーバーフロー管１３２により副貯留タンク５５内のＡＰＭを主貯留タンク５７内に流入させるようになっている。かかる構成によれば，装置の小型化を図ることができる。

なお，本発明は，ウェハを一枚ずつ洗浄するいわゆる枚葉式のウェハ洗浄装置に即して説明したが，洗浄槽に充填された洗浄液中に複数枚のウェハを浸漬させて洗浄するいわゆるバッチ式のウェハ洗浄装置にも適用することができる。さらに，洗浄に限らずその他の処理を行う装置，例えばウェハ上に所定の処理液を塗布するような装置等にも適用することができる。また，基板には前記ウェハＷを使用した例を挙げて説明したが，本発明はかかる例には限定されず，例えばＬＣＤ基板，ガラス基板，ＣＤ基板，フォトマスク，プリント基板，セラミック基板等にも応用することが可能である。

１ 洗浄装置
５ ウェハ洗浄装置
３０ 容器
３１ スピンチャック
３４ 供給ノズル
３６ 上容器
３７ 下容器
４２ 内処理室
４３ 外処理室
４４，４５ 開口部
５０ 第１の排出回路
５１ 第２の排出回路
５２ 第１の気液分離機構
５３ 回収回路
５５ 副貯留タンク
５７ 主貯留タンク
６０，６３ ヒータ
６１ 循環回路
９０ 第２の気液分離機構
Ｗ ウェハ

Claims (11)

1. 基板を処理する装置であって，
   基板の表面に複数の処理液を供給する供給手段と，
   基板を保持する保持手段と，
   前記保持手段を収納する容器とを備え，
   前記容器は複数の処理室を備え，
   これら各処理室の開口部を多段に設け，
   前記保持手段に保持された基板の周囲に前記各処理室の開口部のそれぞれを移動させるべく前記保持手段と前記容器とを相対的に昇降自在に構成し，
   前記各処理室の底面に処理液の排液が行われる回路をそれぞれ接続し，
   前記各処理室の底面に室内雰囲気の排気が行われる排気回路をそれぞれ接続し，
   薬液処理を行う場合には前記排気回路全てを稼動させ排気を行い，
   リンス処理を行う場合には前記排気回路の一部を稼動させ排気を行うことを特徴とする，基板処理装置。
2. 前記各回路の少なくとも一つの回路に処理液を貯留する主貯留タンクを接続し，前記主貯留タンクから前記供給手段に処理液を供給する供給回路を設けたことを特徴とする，請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記主貯留タンク内の処理液を循環させる循環回路を設け，前記循環回路に処理液を所定温度に調整する温度調整機構を設けたことを特徴とする，請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記各回路の少なくとも一つの回路に処理液を所定温度に調整する温度調整機構を設けたことを特徴とする，請求項１，２又は３に記載の基板処理装置。
5. 前記各回路の少なくとも一つの回路に副貯留タンクを設けたことを特徴とする，請求項１，２，３又は４に記載の基板処理装置。
6. 前記主貯留タンクと前記副貯留タンクとの間を接続する接続回路に温度調整機構を設けたことを特徴とする，請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記副貯留タンクに温度調整機構を設けたことを特徴とする，請求項５に記載の基板処理装置。
8. 最上段の開口部の上縁となる天板を昇降自在に構成したことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の基板処理装置。
9. 前記各回路を通じて各処理室の室内雰囲気の排気をそれぞれ行うことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７又は８に記載の基板処理装置。
10. 前記各回路に気液分離機構をそれぞれ設けたことを特徴とする，請求項９に記載の基板処理装置。
11. 基板を保持する保持手段と，前記保持手段を収納する容器とを備え，前記容器は複数の処理室を備える基板処理装置において基板を処理する基板処理方法であって，
    前記基板の表面に薬液処理を行う工程と，
    前記基板の表面にリンス処理を行う工程とを備え，
    前記薬液処理を行う場合には前記各処理室の底面に接続される排気回路全てを稼動させ排気を行い，
    前記リンス処理を行う場合には前記排気回路の一部を稼動させ排気を行うことを特徴とする，基板処理方法。

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