JP2011066352A - 基板の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を洗浄する処理液の使用量を低減可能な基板の製造装置及び製造方法を提供すること。
【解決手段】基板１００の製造装置１は、基板１００を処理液で洗浄することで、基板１００のＳｉ層１０２に形成された酸化膜１０５の一部を除去する予備洗浄処理手段１３と、予備洗浄処理手段１３による基板１００の洗浄で残存した酸化膜１０５を除去する本洗浄処理手段１４と、本洗浄処理手段１４に未使用の処理液を供給するとともに、本洗浄処理手段１４で使用された処理液を予備洗浄処理手段１３に供給する供給手段１９と、を備える構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板の洗浄を行う基板の製造装置及び製造方法に関する。

現在、半導体装置等に用いられる基板（半導体ウェハ）として、例えばシリコンウェハやガラス基板上にＳｉ薄膜等のＳｉ層が形成されたものが知られている。また、このような基板は、半導体装置だけでなく、液晶パネルや薄膜シリコン型太陽電池等にも使用されている。

基板は、Ｓｉ層が外気に曝されると、Ｓｉ層の表面に酸化膜が形成される。また、基板は、パーティクルや金属不純物等の汚染物質がその表面に付着（吸着）し、基板の信頼性や歩留まりの低下となる。

このため、基板の表面から酸化膜や汚染物質を除去する工程として、その表面を希フッ酸（ＨＦ）等により洗浄する洗浄工程が、基板の製造方法に設けられている。このような基板の洗浄として、例えば、搬送手段によりローディングされた基板にシャワーやアクアナイフを用いてＨＦを噴射し、基板表面の酸化膜及び汚染物質を除去する。その後、リンス液で、基板表面のＨＦを除去するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

基板表面の酸化膜や汚染物質を除去したＨＦは、除去した酸化膜や汚染物質等のイオンが含有することで汚染される。このため、汚染したＨＦを用いて基板表面を洗浄すると、洗浄後の基板表面（Ｓｉ層）にイオンが付着する等、基板を汚染する虞があり、基板の信頼性の低下等となる。このため、基板の洗浄には、新品のＨＦが用いられている。

特開２００３−１４２４５３号公報

しかし、上述した基板の製造装置及び製造方法では、以下の問題があった。即ち、上述した基板の洗浄には、新品のＨＦ等の処理液が大量に必要である。また、これら処理液は、基板の面積が大になると、それに伴って洗浄に使用する処理液も増大する。

しかし、新品の処理液を用いると、材料コストが高く、また、使用した処理液の処分（廃棄）する場合には、大量の処理液の排液を廃棄するため、廃棄コストが高い。即ち、基板の製造コストが高くなる。また、使用する処理液が増大すると、排液量も多くなることから、処理液の廃棄コストだけでなく、環境負荷も大きくなる、という問題がある。

そこで本発明は、基板を洗浄する処理液の使用量を低減可能な基板の製造装置及び製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の基板の製造装置及び製造方法は、次のように構成されている。

本発明の一態様として、前記基板が有するＳｉ層に形成された酸化膜を処理液で除去する基板の製造装置であって、少なくとも前記基板の前記Ｓｉ層を前記処理液で洗浄し、前記酸化膜の一部を除去する予備洗浄処理手段と、前記予備洗浄処理手段の二次側に設けられ、前記基板を前記処理液で洗浄し、前記予備洗浄処理手段で残存した前記酸化膜を除去する本洗浄処理手段と、未使用の前記処理液を前記本洗浄処理手段に供給するとともに、前記本洗浄処理手段で洗浄に用いられた前記処理液を前記予備洗浄処理手段に供給する供給手段と、を備えることを特徴とする基板の製造装置が提供される。

本発明の一態様として、基板が有するＳｉ層に形成された酸化膜を処理液で除去する基板の製造方法であって、前記基板を前記処理液で洗浄する予備洗浄処理手段により少なくとも前記基板の前記Ｓｉ層を洗浄し、前記酸化膜の一部を除去する工程と、前記基板を前記処理液で洗浄する本洗浄処理手段により前記基板を洗浄し、前記予備洗浄処理手段での洗浄で残存した前記酸化膜を除去する工程と、未使用の前記処理液を前記本洗浄処理手段に供給する工程と、前記本洗浄処理手段で前記基板の洗浄に用いられた前記処理液を前記予備洗浄処理手段に供給する工程と、を備えることを特徴とする基板の製造方法が提供される。

本発明によれば、基板の洗浄に用いる処理液の使用量を低減し、製造コストを低減することが可能な基板の製造装置及び製造方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る基板の製造装置の構成を模式的に示す説明図。 同基板の一例を模式的に示す説明図。

以下、本発明の一実施の形態に係る基板１００の製造装置１を、図１，２を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る製造装置１の構成を模式的に示す説明図、図２は同製造装置１により処理される基板１００の一例を示す説明図、である。なお、図１中、Ｄは搬送手段１８による基板１００の搬送方向を、Ｆは洗浄液の流れをそれぞれ示している。

基板１００の製造装置１は、例えば、液晶ディスプレイの製造装置の一である。製造装置１は、液晶ディスプレイの製造方法の工程の一である基板１００の酸化膜１０５及び基板１００の汚染物質を除去する洗浄処理が可能に形成されている。

図１に示すように、製造装置１は、ローディング手段１１と、プリウェット手段１２と、予備洗浄処理手段１３と、本洗浄処理手段１４と、リンス処理手段１５と、乾燥処理手段１６と、アンローディング手段１７と、を備えている。

なお、基板１００は、例えば液晶ディスプレイに用いられる半導体ウェハである。なお、基板１００は、例えば半導体デバイスや太陽電池等の他の装置に用いられる基板であってもよい。また、基板１００は、図２に示すように、例えば、ガラス基板１０１と、ガラス基板１０１上にプラズマＣＶＤ法等で成形されたＳｉ薄膜であるＳｉ層１０２と、を備えている。なお、Ｓｉ層１０２は、外気に曝されることで、その表面に、酸化膜１０５が形成される。また、このＳｉ層１０２は、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコン等のＳｉ系の薄膜である。

製造装置１は、ローディング手段１１から各処理手段１２〜１６を介してアンローディング手段１７まで、順次基板１００を搬送させる搬送手段１８を備えている。また、製造装置１は、処理液を供給する供給手段１９を備えている。

ローディング手段１１は、所謂ローダー装置であって、例えば、マガジンラック内に収納された複数の基板１００を自動的に搬送手段１８へ１枚ずつ送出可能に形成されている。なお、ローディング手段１１による搬送手段１８への基板１００の送出において、ローディング手段１１は、搬送手段１８の上面に基板１００のＳｉ層１０２が上向きとなるようにローダー可能に形成されている。なお、ローディング手段１１は、他の構成であってもよい。

プリウェット手段１２は、噴射手段２１と、第１液切手段２２と、第１処理槽２３と、を備えている。プリウェット手段１２は、第１処理槽２３内に搬送手段１８が挿通され、この搬送手段１８による基板１００の搬送方向Ｄに沿って噴射手段２１及び第１液切手段２２が順次配置される。また、プリウェット手段１２は、搬送方向Ｄに対して、ローディング手段１１の二次側であって、予備洗浄処理手段１３の一次側に配置される。

噴射手段２１は、搬送手段１８により搬送された基板１００に処理水、ここでは例えばオゾン水を噴射可能に形成されている。噴射手段２１は、搬送手段１８に搬送された基板１００の少なくともＳｉ層１０２にオゾン水を噴射可能に形成されている。具体的には、噴射手段２１は、オゾン水を噴射するシャワーであって、Ｓｉ層１０２の表面を濡らすとともに、汚染物質を除去する予備洗浄が可能に形成されている。また、噴射手段２１は、オゾン水を供給する供給手段に接続されている。なお、噴射手段２１は、予備洗浄を行わずに、純水等でＳｉ層１０２の表面を濡らす構成であってもよい。

第１液切手段２２は、少なくともＳｉ層１０２に付着するオゾン水を少なくとも液切可能に形成されている。具体的には、第１液切手段２２は、搬送手段１８により搬送された基板１００のガラス基板１０１及びＳｉ層１０２の表面のオゾン水を除去する液切用のエアカーテンである。このエアカーテンは、搬送手段１８を挟んで２箇所に設けられ、基板１００のガラス基板１０１及びＳｉ層１０２へとそれぞれエアを噴射可能に一対設けられている。

第１液切手段２２は、基板１００の搬送方向Ｄに対して、噴射手段２１の二次側に配置されている。第１液切手段２２は、Ｓｉ層１０２のオゾン水を完全に除去しない。即ち、第１液切手段２２は、Ｓｉ層１０２の表面を完全に乾かさず、Ｓｉ層１０２の表面が若干濡れた湿潤状態を維持可能に形成されている。

第１処理槽２３は、噴射手段２１により噴射されたオゾン水及び液切手段２２により基板１００から除去されたオゾン水を、第１処理槽２３外への漏洩を防止可能に形成されている。また、第１処理槽２３は、その内部に挿通させた搬送手段１８により、ローディング手段１１（一次側）から搬送された基板１００を予備洗浄処理手段１３（二次側）へ通過させることが可能に形成されている。

予備洗浄処理手段１３は、第１予備洗浄処理手段３１と、第２予備洗浄処理手段３２と、第２処理槽３３と、第２液切手段３４と、を備えている。予備洗浄処理手段１３は、第２処理槽３３内に、搬送手段１８が挿通され、搬送手段１８の搬送方向Ｄに沿って第１予備洗浄処理手段３１、第２予備洗浄処理手段３２及び第２液切手段３４が順次配置される。また、予備洗浄処理手段１３は、搬送方向Ｄに対して、本洗浄処理手段１４の一次側に配置される。

第１予備洗浄処理手段３１は、基板１００の一方の主面を洗浄する複数の第１シャワー３５と、基板１００の他方の主面を洗浄する複数の第２シャワー３６と、を備えている。なお、第１予備洗浄処理手段３１は、第１シャワー３５及び第２シャワー３６が供給手段１９に接続されている。

第１シャワー３５は、基板１００のＳｉ層１０２の表面、具体的にはＳｉ層１０２の酸化膜１０５に供給手段１９から供給された処理液を噴射可能に形成されている。第２シャワー３６は、基板１００のガラス基板１０１の表面に、供給手段１９から供給された処理液を噴射可能に形成されている。

第２予備洗浄処理手段３２は、第１予備洗浄処理手段３１の二次側に配置されている。第２予備洗浄処理手段３２は、基板１００の一方の主面を洗浄する複数の第３シャワー３７と、基板１００の他方の主面を洗浄する複数の第４シャワー３８と、を備えている。なお、第２予備洗浄処理手段３２は、第３シャワー３７及び第４シャワー３８が供給手段１９に接続されている。

第３シャワー３７は、Ｓｉ層１０２の表面、具体的にはＳｉ層１０２の酸化膜１０５に供給手段１９から供給された処理液を噴射可能に形成されている。第４シャワー３８は、ガラス基板１０１の表面に、供給手段１９から供給された処理液を噴射可能に形成されている。

第２処理槽３３は、第１〜第４シャワー３５〜３８を収納可能に形成されている。また、第２処理槽３３は、第１予備洗浄処理手段３１と第２予備洗浄処理手段３２とを仕切る仕切壁３９を有している。

仕切壁３９は、例えば、第２処理槽３３を２つの処理室に区画するとともに、搬送手段１８を挿通可能に形成されている。仕切壁３９は、第１、第２シャワー３５，３６から噴射される処理液が第２予備洗浄処理手段３２へ、第３、第４シャワー３７，３８から噴射される処理液が第１予備洗浄処理手段３１へ、それぞれ飛散することを防止可能に形成されている。

なお、第２処理槽３３は、第１、第２シャワー３５、３６から噴射された処理液が、第３、第４シャワー３７、３８から噴射された処理液と混合しなければ、仕切壁３９を有さなくてもよい。また、第２処理槽３３は、仕切壁３９で区切るのではなく、第１予備洗浄処理手段３１及び第２予備洗浄処理手段３２にそれぞれ処理槽を設ける構成であってもよい。

第２液切手段３４は、搬送手段１８により搬送された基板１００に付着した処理液を除去する液切用のエアカーテンである。第２液切手段３４は、第３、４シャワー３７、３８の二次側に配置されている。なお、第２液切手段３４は、基板１００の表面から完全に処理液を除去せずに、基板１００の表面に若干処理液が付着した状態に液切可能であればよい。

本洗浄処理手段１４は、アクアナイフ４１と、第５シャワー４２と、第３液切手段４３と、第３処理槽４４と、を備えている。本洗浄処理手段１４は、第３処理槽４４内に搬送手段１８が挿通され、搬送手段１８を挟んでアクアナイフ４１及び第５シャワー４２が配置される。また、本洗浄処理手段１４は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２の二次側に、第３液切手段４３が配置される。本洗浄処理手段１４は、予備洗浄処理手段１３の二次側であって、リンス処理手段１５の一次側に配置される。本洗浄処理手段１４は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２に供給手段１９が接続されている。

アクアナイフ４１は、基板１００の一方の主面を洗浄可能に形成されている。アクアナイフ４１は、Ｓｉ層１０２の表面、具体的には、Ｓｉ層１０２の表面に残存する酸化膜１０５に供給手段１９から供給された処理液を噴射可能に形成されている。また、アクアナイフ４１は、少なくとも、搬送方向Ｄ及び搬送方向Ｄとは反対方向の２方向から基板１００に処理液を噴射可能に、第３処理槽４４に２箇所設けられている。

第５シャワー４２は、基板１００の他方の主面を洗浄可能に形成されている。第５シャワー４２は、基板１００のガラス基板１０１の表面に、供給手段１９から供給された処理液を噴射可能に形成されている。なお、第５シャワー４２は、複数設けられ、搬送される基板１００のガラス基板１０１に、第３液切手段４３まで、処理液を噴射可能に形成されている。

第３液切手段４３は、搬送手段１８により搬送された基板１００に付着した処理液を除去する液切用のエアカーテンである。第３液切手段４３は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２の二次側に配置されている。なお、第３液切手段４３は、基板１００の表面から完全に処理液を除去せずに、基板１００の表面に若干処理液が付着した状態に液切可能であればよい。

第３処理槽４４は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２をその内部に収納可能に形成されている。また、第３処理槽４４は、搬送手段１８の一部がその内部に挿通可能に形成されている。

リンス処理手段１５は、リンスシャワー４６と、第４処理槽４７と、を備えている。リンス処理手段１５は、第４処理槽４７内に搬送手段１８が挿通され、搬送手段１８を挟んで複数のリンスシャワー４６が配置される。また、リンス処理手段１５は、本洗浄処理手段１４の二次側であって、乾燥処理手段１６の一次側に配置される。

リンスシャワー４６は、搬送手段１８により搬送された基板１００に、リンス液を噴射可能に形成されている。具体的には、リンスシャワー４６は、基板１００の一方の主面と他方の主面、即ち、基板１００の全面にリンス液を噴射可能に複数設けられている。リンスシャワー４６は、リンス液供給手段（不図示）に接続され、このリンス液供給手段からリンス液が所定量供給されることで基板１００にリンス液を噴射可能に形成されている。

第４処理槽４７は、複数のリンスシャワー４６を収納可能に形成されている。また、第４処理槽４７は、搬送手段１８の一部がその内部に挿通可能に形成されている。

乾燥処理手段１６は、供給ノズル５１と、エアナイフ５２と、第５処理槽５３と、を備えている。乾燥処理手段１６は、第５処理槽５３内に搬送手段１８が挿通され、基板１００のＳｉ層１０２と対向可能に供給ノズル５１が、供給ノズル５１の二次側であって、搬送手段１８を挟んで設けられたエアナイフ５２が配置される。また、乾燥処理手段１６は、リンス処理手段１５の二次側であって、アンローディング手段１７の一次側に配置される。

供給ノズル５１は、例えば、Ｓｉ層１０２上を純水により濡らすことが可能に形成されている。具体的には、供給ノズル５１は、パイプ状のノズルヘッドに複数の孔が設けられており、この孔から基板１００に純水を滴下させるか又は噴霧することで、Ｓｉ層１０２上を湿潤させる。

エアナイフ５２は、基板１００のＳｉ層１０２及びガラス基板１０１の表面にエアを噴射可能に形成されている。エアナイフ５２、基板１００上に付着するリンス液及び純水を完全に除去可能に形成されている。

アンローディング手段１７は、所謂アンローダー装置であって、例えば、搬送手段１８により搬送された基板を、マガジンラック内に自動的収納可能に形成されている。なお、アンローディング手段１７は、他の構成であってもよい。

搬送手段１８は、例えば、基板搬送用のローラコンベア等であって、各処理手段１２〜１７において、基板１００の両方の主面が処理可能に形成されている。なお、搬送手段１８は、各処理手段１２〜１７での基板１００の処理と並行して、基板１００を搬送可能に形成されている。このため、搬送手段１８は、各処理手段１２〜１７において、基板１００の適正な処理がなされるように、搬送速度が設定されている。

供給手段１９は、第１供給手段６１と、第２供給手段６２と、第３供給手段６３と、を備えている。なお、この供給手段１９は、予備洗浄処理手段１３及び本洗浄処理手段１４に、処理液を供給可能に形成されている。また、供給手段１９は、供給手段１９により供給した処理液を排液として排出するドレン手段６４を備えている。

なお、予備洗浄処理手段１３及び本洗浄処理手段１４で用いられる処理液は、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５及び基板１００に付着したパーティクル等の汚染物質を除去可能な希フッ酸やフッ酸に添加物が含まれるもの等が用いられる。なお、以下、処理液（ＨＦ）として説明する。

１供給手段６１は、第１回収管６５と、所謂バファータンクである第１貯留タンク６６と、第１供給ポンプ６７と、第１供給管６８と、を備えている。

第１回収管６５は、第２処理槽３３の仕切壁３９で仕切られた第２予備洗浄処理手段３２側の底面と、第１貯留タンク６６とに接続されている。この第１回収管６５は、第２予備洗浄処理手段３２で使用された処理液（ＨＦ）を第１貯留タンク６６に回収可能に形成されている。

第１貯留タンク６６は、第１回収管６５と接続され、その内部に、第１回収管６５により回収された処理液を一時的に貯留可能に形成されている。なお、第１貯留タンク６６は、処理液と化学反応等が起こらない、即ち、処理液に対して安定した材質で形成されている。

第１供給ポンプ６７は、その吸込側に第１貯留タンク６６と接続され、吐出側に第１供給管６８が接続されている。第１供給ポンプ６７は、駆動することで、第１貯留タンク６６内に貯留する処理液を増圧し、第１供給管６８に吐出可能に形成されている。第１供給管６８は、第１供給ポンプ６７の吐出側に接続されるとともに、第１シャワー３５、第２シャワー３６及び第４シャワー３８に接続されている。

第２供給手段６２は、第２回収管７１と、第２貯留タンク７２と、第２供給ポンプ７３と、イオン除去フィルタ７４と、第２供給管７５と、を備えている。

第２回収管７１は、第３処理槽４４の底面と、第２貯留タンク７２とに接続されている。この第２回収管７１は、本洗浄処理手段１４で使用された処理液（ＨＦ）を第２貯留タンク７２に回収可能に形成されている。

第２貯留タンク７２は、第２回収管７１と接続され、その内部に、第２回収管７１により回収された処理液を一時的に貯留可能に形成されている。なお、第２貯留タンク７２は、第１貯留タンク６６と、略同一構成に形成されている。

第２供給ポンプ７３は、その吸込側に第２貯留タンク７２と接続され、吐出側にイオン除去フィルタ７４及び第２供給管７５が接続されている。第２供給ポンプ７３は、駆動することで、第２貯留タンク７２内に貯留する処理液を増圧し、イオン除去フィルタ７４を介して第２供給管７５に吐出可能に形成されている。

イオン除去フィルタ７４は、第２供給ポンプ７３により増圧されて吐出された処理液に含有されるパーティクルやイオン等の汚染物質を極力除去可能に形成されている。第２供給管７５は、第２供給ポンプ７３の吐出側に接続されるとともに、第３シャワー３７に接続されている。

第３供給手段６３は、接続管８１と、第３貯留タンク８２と、第３供給ポンプ８３と、第３供給管８４と、を備えている。

接続管８１は、例えば、工場等に設けられた処理液の新液の供給源等に接続されている。この接続管８１は、新しい処理液（ＨＦ）を第３貯留タンク８２に貯留可能に形成されている。

第３貯留タンク８２は、接続管８１と接続され、その内部に、接続管８１により供給された新品の処理液（ＨＦ）を一時的に貯留可能に形成されている。なお、第３貯留タンク８２は、第１、第２貯留タンク６６，７２と、略同一構成に形成されている。

第３供給ポンプ８３は、その吸込側に第３貯留タンク８２と接続され、吐出側に第３供給管８４が接続されている。第３供給ポンプ８３は、駆動することで、第３貯留タンク８２内に貯留する処理液を増圧し、第３供給管８４に吐出可能に形成されている。第３供給管８４は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２に接続されている。

ドレン手段６４は、第２処理槽３３の仕切壁３９で仕切られた第１予備洗浄処理手段３１側の底面に接続された排液管８６と、この排液管８６に接続された排液タンク８７と、を備えている。排液管８６は、第１予備洗浄処理手段３１で使用された処理液を排液タンク８７に回収させる。

このような供給手段１９は、図１の処理液の流れＦに示すように、第３供給手段６３により未使用の処理液（ＨＦ）を本洗浄処理手段１４に供給する。また、供給手段１９は、本洗浄処理手段１４で使用された処理液（ＨＦ）を第２供給手段６２により、第２予備洗浄処理手段３２の第３シャワー３７へ供給する。さらに、供給手段１９は、第２予備洗浄処理手段３２で使用された処理液（ＨＦ）を、第１供給手段６１により、第１予備洗浄処理手段３１及び第２予備洗浄処理手段３２の第４シャワー３８へと供給する。

このように、供給手段１９は、二次側の洗浄処理手段である本洗浄処理手段１４から、一次側の洗浄処理手段第１予備洗浄処理手段３１まで、各処理手段１３，１４で使用した処理液（ＨＦ）を供給可能に形成されている。また、供給手段１９は、処理液（ＨＦ）を複数回使用後、ドレン手段６４により使用済みの処理液（ＨＦ）を、排液タンク８７に回収させることが可能に形成されている。

このように構成された基板１００の製造装置１は、基板１００を洗浄するとともに、基板１００のＳｉ層１０２の表面に形成された酸化膜１０５を、予備洗浄処理手段１３及び本洗浄処理手段１４により除去することが可能となる。以下、製造装置１を用いた基板１００の製造方法の一である、基板１００の汚染物質の除去及びＳｉ層１０２の酸化膜１０５の除去を行う基板１００の洗浄処理について図１、２を用いて説明する。

先ず、ローディング工程として、製造装置１は、製造装置１の一次側から供給され、マガジンラック等に複数収納された基板１００を、ローディング手段１１により、搬送手段１８に一枚ずつ載置させる。

なお、搬送手段１８は、ローディング手段１１により搬送手段１８上にローディングされた基板１００を、所定の送り速度により、各処理手段１２〜１７へ搬送させる。また、搬送手段１８は、各処理手段１２〜１７での基板１００の処理中であっても、所定の送り速度で基板１００を搬送させる。

次に、プリウェット工程として、プリウェット手段１２は、基板１００を湿潤させるとともに、基板１００の表面の汚染物質の一部を除去する。具体的に説明すると、先ず、基板１００は、搬送手段１８によりローディング手段１１から第１処理槽２３内に搬送される。

プリウェット手段１２は、噴射手段２１からオゾン水を噴射することで、噴射手段２１の下方に搬送された基板１００のＳｉ層１０２をオゾン水により濡らし、湿潤させる。また、プリウェット手段１２は、噴射手段２１から噴射するオゾン水により、Ｓｉ層１０２上を洗浄し、Ｓｉ層１０２上に付着したパーティクル等の汚染物質を除去する。

基板１００は、オゾン水をその上面に噴射されながら、搬送手段１８により搬送方向Ｄへと搬送される。このため、所定時間が経過すると、基板１００は、噴射手段２１から第１液切手段２２へと移動することとなる。

プリウェット手段１２は、第１液切手段２２により基板１００にエアを噴射することで、基板１００のＳｉ層１０２及びガラス基板１０１に付着したオゾン水の一部を除去する。なお、第１液切手段２２は、Ｓｉ層１０２の表面を湿潤させた状態を維持する程度にのみオゾン水を除去する。このため、基板１００は、Ｓｉ層１０２の表面が湿潤した状態で、搬送手段１８により次工程へ搬送される。

次に、予備洗浄工程として、予備洗浄処理手段１３の第１予備洗浄処理手段３１及び第２予備洗浄処理手段３２により順次基板１００が予備洗浄され、基板１００に付着した汚染物質及びＳｉ層１０２上に形成された酸化膜１０５の一部が除去される。

具体的に説明すると、先ず、搬送手段１８により、プリウェット工程が終了した基板１００が、第２処理槽３３内の第１予備洗浄処理手段３１側から第２処理槽３３内に搬送される。予備洗浄処理手段１３は、第１予備洗浄処理手段３１の第１シャワー３５及び第２シャワー３６から、処理液（ＨＦ）を噴射させる。なお、第１シャワー３５及び第２シャワー３６から噴射される処理液（ＨＦ）は、第２予備洗浄処理手段３２で使用され、第１貯留タンク６６に貯留された処理液（ＨＦ）を、第１供給ポンプ６７により所定の圧力に増圧されたＨＦである。

予備洗浄処理手段１３は、第１、第２シャワー３５，３６から噴射した処理液（ＨＦ）により、ガラス基板１０１及びＳｉ層１０２の汚染物質を除去するとともに、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５の一部を除去する。なお、予備洗浄処理手段１３は、第１予備洗浄処理手段３１により、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５の全部を除去せず、その一部、例えば、図２に示す酸化膜１０５ａのように、酸化膜１０５の厚みの１／３程度を除去する。

ここで、酸化膜１０５の除去は、処理液の濃度、処理液の量、及び、処理液による処理時間により、その除去量が変化する。このため、必要に応じて、搬送手段１８の送り速度を変化させる。なお、酸化膜１０５の除去量は適宜設定してよいが、本洗浄処理手段１４での処理時に、少なくともＳｉ層１０２はその表面を覆う酸化膜１０５を有するように、搬送手段１８の送り速度を調整する。

次に、予備洗浄処理手段１３は、第２予備洗浄処理手段３２の第３シャワー３７及び第４シャワー３８から処理液を噴射させる。なお、第３シャワー３７から噴射される処理液（ＨＦ）は、本洗浄処理手段１４で使用され、第２貯留タンク７２に貯留された処理液を、第２供給ポンプ７３で所定の圧力に増圧されるとともに、イオン除去フィルタ７４により、処理液中の汚染物質を除去された処理液（ＨＦ）である。また第４シャワー３８から噴射される処理液（ＨＦ）は、第２予備洗浄処理手段３２で使用され、第１貯留タンク６６に貯留された処理液（ＨＦ）を、第１供給ポンプ６７により所定の圧力に増圧されたＨＦである。

予備洗浄処理手段１３は、第３、第４シャワー３７，３８から噴射した処理液（ＨＦ）により、ガラス基板１０１及びＳｉ層１０２の汚染物質を除去するとともに、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５の一部を除去する。なお、予備洗浄処理手段１３は、第２予備洗浄処理手段３２により、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５の全部を除去せず、その一部、例えば、図２に示す酸化膜１０５ｂのように、酸化膜１０５の厚みの１／３程度を除去する。なお、酸化膜１０５の除去は、上述した第１予備洗浄処理手段３１と同様に、酸化膜１０５の除去量により、適宜、搬送手段１８の送り速度が設定されている。

なお、このように、予備洗浄処理手段１３は、予備洗浄工程として、第１、第２予備洗浄処理手段３１，３２により、順次、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５の一部（１１５ａ、１１５ｂ）を除去し、酸化膜１０５の厚みを薄くする。

酸化膜１０５を一部除去後、予備洗浄処理手段１３は、第２液切手段３４の下方に搬送手段１８により搬送された基板１００に、第２液切手段３４によりエアを噴射し、基板１００に付着した処理液（ＨＦ）を除去する。基板１００は、第２液切手段３４により付着した処理液（ＨＦ）が除去されるとともに、搬送手段１８により次工程へ搬送される。

次に、本洗浄工程として、本洗浄処理手段１４により、基板１００が本洗浄され、基板１００に付着した汚染物質及びＳｉ層１０２上に形成された酸化膜１０５が除去される。

具体的に説明すると、搬送手段１８により、予備洗浄処理工程が終了した基板１００が第３処理槽４４内に搬送される。本洗浄処理手段１４は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２から、処理液（ＨＦ）を噴射させる。なお、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２から噴射される処理液（ＨＦ）は、接続管８１から供給され、第３貯留タンク８２に貯留された未使用の処理液（ＨＦ）を、第３供給ポンプ８３により所定の圧力に増圧されたものである。

本洗浄処理手段１４は、アクアナイフ４１及び第５シャワー４２から噴射した未使用の処理液（ＨＦ）により、ガラス基板１０１及びＳｉ層１０２の汚染物質を除去するとともに、Ｓｉ層１０２表面に残存する酸化膜１０５を除去する。なお、本洗浄処理手段１４は、アクアナイフ４１により噴射する処理液（ＨＦ）により、Ｓｉ層１０２の酸化膜１０５の全部、ここでは、残存する酸化膜１０５ｃを除去する。ここで、酸化膜１０５の除去は、処理液（ＨＦ）の濃度、処理液（ＨＦ）の量、及び、処理液（ＨＦ）による処理時間により、その除去量が変化するため、酸化膜１０５を完全に除去可能に、必要に応じて搬送手段１８の送り速度を変化させる。

酸化膜１０５を除去後、本洗浄処理手段１４は、第３液切手段４３の下方に搬送された基板１００に、第３液切手段４３によりエアを噴射し、基板１００に付着した処理液（ＨＦ）を除去する。基板１００は、第３液切手段４３により、付着した処理液（ＨＦ）が除去されるとともに、搬送手段１８により次工程へ搬送される。

次に、リンス処理工程として、リンス処理手段１５により基板１００にリンス液（純水）が噴射され、基板１００に付着した処理液が完全に除去される。

具体的に説明すると、搬送手段１８により、本洗浄処理工程が終了した基板１００が第４処理槽４７内に搬送される。リンス処理手段１５は、リンスシャワーからリンス液を噴射し、基板１００に付着・残存する処理液（ＨＦ）及び汚染物質を完全に除去する。これにより、リンス処理工程が終了する。なお、基板１００のリンス処理に要する時間は適宜設定可能であり、必要に応じて、搬送手段１８の送り速度を変化させる。リンス処理が終了した基板１００は、搬送手段１８により次工程へ搬送される。

次に、乾燥工程として、乾燥処理手段１６により、基板１００に付着したリンス液をエアナイフ５２により飛散させ、基板１００に付着したリンス液が完全に除去され、乾燥される。

具体的に説明すると、搬送手段１８により、リンス処理工程が終了した基板１００が、第５処理槽５３内に搬送される。乾燥処理手段１６は、先ず、第５処理槽５３に搬送された基板１００に、供給ノズル５１から、純水を滴下又は噴射し、基板１００上、特に、Ｓｉ層１０２表面を湿潤させる。乾燥処理手段１６は、Ｓｉ層１０２表面を湿潤させることで、エアナイフ５２までの基板１００の搬送により、ウォーターマークが発生することを防止する。

次に、乾燥処理手段１６は、エアナイフ５２により基板１００にエアを噴射し、基板１００に付着したリンス液及び純水を完全に除去させる。これにより、乾燥処理が終了する。

なお、洗浄処理が終了した基板１００は、搬送手段１８によりアンローディング手段１７に搬送され、マガジンラック内に順次収納される。なお、マガジンラック内に所定枚数の基板１００が収納されたら、半導体装置の製造工程の次工程に搬送される。

基板１００は、これらの工程により、汚染物質及びＳｉ層１０２の酸化膜１０５が除去され、洗浄処理が終了することとなる。

なお、搬送手段１８による基板１００の所定の搬送速度については、酸化膜１０５の厚さとの処理液（ＨＦ）のエッチングレートで変化させればよい。また、酸化膜１０５の厚さの管理としては、膜厚を一定とすることで、酸化膜１０５の膜厚の管理が容易となる。

例えば、Ｓｉ層１０２成形後に、所定の時間が経過すると、Ｓｉ層１０２の表面に形成される酸化膜１０５の膜厚はある厚さ以上は形成されにくくなり、その膜厚が略一定となる。このため、基板１００は、Ｓｉ層１０２を形成後、所定の時間経過させることで、その表面の酸化膜１０５を管理することができる。また、基板１００をローディング手段１１により、ローディングする前に、Ｓｉ層１０２にオゾン水を付着させて、Ｓｉ層１０２を強制的に酸化処理し、酸化膜を形成して管理してもよい。

また、処理液（ＨＦ）のエッチングレートは、複数回使用する程度では、殆ど変化がない。このため、新品の処理液のエッチングレートと、複数回使用された処理液のエッチングレートとは、殆ど同一であり、差がない。

このため、本洗浄処理手段１４で使用される処理液と、予備洗浄処理手段１３の第１予備洗浄処理手段３１及び第２予備洗浄処理手段３２で用いられる使用された処理液とは、そのエッチングレートが略同一である。このようなことから、第１予備洗浄処理手段３１、第２予備洗浄処理手段３２及び本洗浄処理手段１４において、搬送手段１８による次工程又は液切までの搬送距離が略同一であって、除去する酸化膜１０５を、図２に示すように、略１／３ずつ除去するのであれば、各処理での搬送速度は同一であればよい。

このように構成された基板１００の製造装置１によれば、基板１００に付着・形成された汚染物質及び酸化膜１０５を処理した処理液（ＨＦ）を用いても、確実に基板１００を洗浄することが可能となる。また、使用した処理液（ＨＦ）をさらに前工程で使用することで、処理液（ＨＦ）の使用量が低減することとなり、安価に基板１００の洗浄処理が可能となる。

詳しく説明すると、先ず、供給手段１９は、本洗浄処理手段１４に、第３供給手段６３により、新品の処理液（ＨＦ）を供給する。これにより、本洗浄処理手段１４は、残存するＳｉ層１０２の酸化膜１０５ｃ、及び、基板１００に付着する汚染物質を未使用の処理液（ＨＦ）で除去することが可能となる。本洗浄処理手段１４で未使用の処理液（ＨＦ）により処理された基板１００には、酸化膜１０５及び汚染物質が残存することがない。

このため、本洗浄処理手段１４よりも前工程、本実施の形態では、予備洗浄処理手段１３において、本洗浄処理手段１４で使用した処理液（ＨＦ）を用いて、酸化膜１０５の一部（１０５ａ、１０５ｂ）及び基板１００に付着する汚染物質を除去することが可能となる。

なお、本洗浄処理手段１４及び第２予備洗浄処理手段３２で使用した処理液（ＨＦ）中に、除去したイオン等の汚染物質が含まれており、予備洗浄処理手段１３において、基板１００にこれら汚染物質が付着しても、本洗浄処理手段１４において、新品の処理液（ＨＦ）で基板１００を洗浄することで、汚染物質は除去される。

即ち、本洗浄処理手段１４に搬送される基板１００には、Ｓｉ層１０２上に酸化膜１０５ｃが残存する状態で搬送されてくる。このため予備洗浄処理手段１３で酸化膜１０５ａ、１０５ｂの除去時に使用した処理液（ＨＦ）に含有されたイオン等の汚染物質が基板１００に付着しても、酸化膜１０５ｃ及びガラス基板１０１上に付着することとなる。このため、本洗浄処理手段１４で新品の処理液（ＨＦ）を用いて酸化膜１０５ｃを除去するとともに、ガラス基板１０１を洗浄すれば、Ｓｉ層１０２に汚染物質が残存することがなく、確実に酸化膜１０５ｃ及び汚染物質を除去することが可能となる。

このように、酸化膜１０５は、予備洗浄処理手段１３による一部除去後に、残存する酸化膜１０５を新品の処理液（ＨＦ）により除去することで、基板１００の汚染を防止するとともに、確実に洗浄することが可能となる。これにより、製造装置１００により製造する基板１の歩留まりが向上することとなる。

また、予備洗浄処理手段１３では、本洗浄処理手段１４及び第２予備洗浄処理手段３２で使用した処理液（ＨＦ）を使用し、新品の処理液（ＨＦ）は、本洗浄処理手段１４でのみ使用するため、新品の処理液（ＨＦ）の使用量を低減することが可能となる。これにより、排液量も低減することが可能となり、環境負荷を低減させることが可能となる。

また、第２供給手段６２にイオン除去フィルタ７４を設けることで、本洗浄処理手段１４に搬送される基板１００のＳｉ層１０２の酸化膜１０５ｃに、極力、汚染物質が付着しないようにする。これにより、確実に、Ｓｉ層１０２に汚染物質が付着することを防止可能となり、基板１００の洗浄の信頼性をさらに向上することも可能となる。

なお、本実施の形態では、ガラス基板１０１にＳｉ層１０２が設けられた基板１００を用いている。このため、第２予備洗浄処理手段３２においては、第４シャワー３８からガラス基板１０１に噴射する処理液（ＨＦ）は、第２予備洗浄処理手段３２で使用した処理液（ＨＦ）を使用する。即ち、ガラス基板１０１の洗浄は、ガラス基板１０１に付着するパーティクル等の除去であるため、処理液（ＨＦ）中に含有するイオン等が付着してもデバイス特性に大きな影響はない。また、仮に、ガラス基板１０１に汚染物質が付着しても、上述したように、本洗浄処理手段１４において、未使用の処理液（ＨＦ）を用いてガラス基板１０１が洗浄される。

このような理由から、第２予備洗浄処理手段３２においては、第２供給手段６２により供給された処理液（ＨＦ）をＳｉ層１０２の酸化膜１０５に噴射すればよい。なお、基板１００に、Ｓｉ層のみで形成されたものを用いる際には、第２予備洗浄処理手段３２においては、その両面にイオン除去フィルタ７４を通過した処理液（ＨＦ）を噴射することが望ましい。

また、本洗浄処理手段１４において、Ｓｉ層１０２にアクアナイフ４１を用いて処理液を噴射することで、確実に酸化膜１０５を除去するとともに、Ｓｉ層１０２上に汚染物質が溜まることを防止可能となるとともに、外気に触れることがなくなり、酸化膜１０５が成長することを防止できる。

これは、シャワーはアクアナイフ４１よりもその噴射量が少なく、また、その吐出圧力も少ない。さらに、シャワーはアクアナイフ４１に比べ噴射する処理液の方向制御も難しい。また、酸化膜１０５は、親水性の性質を有するのに対し、Ｓｉ層１０２は疎水性の性質を有する。

このため、本洗浄処理手段１４においてシャワーにて酸化膜１０５を除去すると、酸化膜１０５が除去された箇所が処理液（ＨＦ）を疎水し、処理液（ＨＦ）がはじかれてしまい、このはじかれてドーム状又はだまとなった処理液（ＨＦ）に汚染物質が溜まることがある。また、酸化膜１０５を部分的に除去する虞や、Ｓｉ層１０２上に酸化膜が新たに形成される虞もある。

しかし、アクアナイフ４１により、処理液（ＨＦ）を噴射することで、確実にＳｉ層１０２上を処理液（ＨＦ）で覆うことが可能となり、確実に酸化膜１０５及び汚染物質を除去し、さらに、酸化膜１０５の成長も防止可能となる。また、アクアナイフ４１は、噴射する処理液（ＨＦ）の方向制御も容易であるため、確実に基板１００上を洗浄することができる。

また、プリウェット手段１２は、予備洗浄処理手段１３に搬送する基板１００の、少なくともＳｉ層１０２表面を湿潤させる。これにより、直接Ｓｉ層１０２表面上に、処理液（ＨＦ）を噴射するよりも、その表面を湿潤させることで、予備洗浄処理時の処理液がはじくことを極力防止することが可能となる。また、Ｓｉ層１０２表面に付着するパーティクル等の汚染物質を低減させることが可能となり、次工程以降の、汚染物質の除去に必要な時間を低減させることが可能となる。

上述したように本実施の形態に係る基板１００の製造装置１によれば、本洗浄処理手段１４に搬送される基板１００のＳｉ層１０２に、酸化膜１０５の一部を残存させ、この残存する酸化膜１０５ｃを新品の処理液（ＨＦ）で除去することで、Ｓｉ層１０２に汚染物質を付着させることなく、確実に酸化膜１０５を除去し、基板１００の洗浄を行なうことが可能となる。

また、予備洗浄処理手段１３においては、使用した処理液（ＨＦ）を再利用することで、処理液（ＨＦ）の使用量を低減することが可能となる。このため、処理液のコストの低減となることから、基板１００の製造コストを低減するとともに、環境負荷の低減が可能となる。

このように、確実に基板１００を洗浄可能であって、処理液の使用量を低減可能、且つ、基板１００の製造コストを低減可能な基板１００の製造装置１及び製造方法を提供することが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、予備洗浄処理手段１３に、第１予備洗浄処理手段３１及び第２予備洗浄処理手段３２を備える構成を説明したが、これに限定されない。例えば、予備洗浄処理手段１３は、第２予備洗浄処理手段３２だけでもよく、また、さらに、第３、第４予備洗浄処理手段を有する等、複数の予備洗浄処理が可能な構成であってもよい。

即ち、本洗浄処理手段１４に搬送される基板１００のＳｉ層１０２に酸化膜１０５が形成されており、この酸化膜１０５を未使用の処理液（ＨＦ）で除去する構成であれば、予備洗浄処理が１以上行われる構成であればよい。

また、上述した例では、予備洗浄処理手段１３の一次側に、基板１００のＳｉ層１０２を湿潤させるプリウェット手段１２を有するとしたが、これに限定されない。例えば、プリウェット手段１２を有さない構成であってもよい。また、プリウェット手段１２は、Ｓｉ層１０２のみを湿潤させるとしたが、ガラス基板１０１を湿潤させる構成であっても勿論良い。なお、洗浄効果をより得るためには、プリウェット手段１２を設け、ガラス基板１０１及びＳｉ層１０２の両方を湿潤させることが望ましい。また、プリウェット手段１２は、オゾン水により基板１００を湿潤させるとしたが、純水であってもよい。

また、上述した例では、本洗浄処理手段１４のガラス基板１０１に処理液（ＨＦ）を噴射する噴射手段として、第５シャワー４２を用いた構成を説明したが、シャワーでなくアクアナイフであってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…製造装置、１１…ローディング手段、１２…プリウェット手段、１３…予備洗浄処理手段、１４…本洗浄処理手段、１５…リンス処理手段、１６…乾燥処理手段、１７…アンローディング手段、１８…搬送手段、１９…供給手段、２１…噴射手段、２２…第１液切手段、２３…第１処理槽、３１…第１予備洗浄処理手段、３２…第２予備洗浄処理手段、３３…第２処理槽、３４…第２液切手段、３５…第１シャワー、３６…第２シャワー、３７…第３シャワー、３８…第４シャワー、３９…仕切壁、４１…アクアナイフ、４２…第５シャワー、４３…第３液切手段、４４…第３処理槽、４６…リンスシャワー、４７…第４処理槽、５１…供給ノズル、５２…エアナイフ、５３…第５処理槽、６１…第１供給手段、６２…第２供給手段、６３…第３供給手段、６４…ドレン手段、６５…第１回収管、６６…第１貯留タンク、６７…第１供給ポンプ、６８…第１供給管、７１…第２回収管、７２…第２貯留タンク、７３…第２供給ポンプ、７４…イオン除去フィルタ、７５…第２供給管、８１…第２接続管、８２…第３貯留タンク、８３…第３供給ポンプ、８４…第３供給管、８６…排液管、８７…排液タンク、１００…基板、１０１…ガラス基板、１０２…Ｓｉ層、１０５…酸化膜。

Claims (5)

1. 基板が有するＳｉ層に形成された酸化膜を処理液で除去する基板の製造装置であって、
   少なくとも前記基板の前記Ｓｉ層を前記処理液で洗浄し、前記酸化膜の一部を除去する予備洗浄処理手段と、
   前記予備洗浄処理手段の二次側に設けられ、前記基板を前記処理液で洗浄し、前記予備洗浄処理手段で残存した前記酸化膜を除去する本洗浄処理手段と、
   未使用の前記処理液を前記本洗浄処理手段に供給するとともに、前記本洗浄処理手段で洗浄に用いられた前記処理液を前記予備洗浄処理手段に供給する供給手段と、
   を備えることを特徴とする基板の製造装置。
2. 前記予備洗浄処理手段は、２以上設けられ、
   前記供給手段は、前記複数の予備洗浄処理手段に、これら予備洗浄処理手段のそれぞれの二次側の前記予備洗浄処理手段又は前記本洗浄処理手段で洗浄に用いられた前記処理液を供給することを特徴とする請求項１に記載の基板の製造装置。
3. 前記予備洗浄処理手段に搬送する前記基板の少なくともＳｉ層表面を湿潤させるプリウェット手段と、
   前記本洗浄処理手段で洗浄された前記基板をリンス液によりリンス処理するリンス処理手段と、
   前記リンス処理された前記基板を乾燥させる乾燥処理手段と、
   前記基板を、前記プリウェット手段、前記予備洗浄処理手段、前記本洗浄処理手段前記リンス処理手段、及び、前記乾燥処理手段に順次搬送する搬送手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板の製造装置。
4. 基板が有するＳｉ層に形成された酸化膜を処理液で除去する基板の製造方法であって、
   前記基板を前記処理液で洗浄する予備洗浄処理手段により少なくとも前記基板の前記Ｓｉ層を洗浄し、前記酸化膜の一部を除去する工程と、
   前記基板を前記処理液で洗浄する本洗浄処理手段により前記基板を洗浄し、前記予備洗浄処理手段での洗浄で残存した前記酸化膜を除去する工程と、
   未使用の前記処理液を前記本洗浄処理手段に供給する工程と、
   前記本洗浄処理手段で前記基板の洗浄に用いられた前記処理液を前記予備洗浄処理手段に供給する工程と、
   を備えることを特徴とする基板の製造方法。
5. 前記基板が前記予備洗浄処理手段により洗浄される前に、少なくとも前記基板のＳｉ層を湿潤させる工程と、
   前記本洗浄処理手段で洗浄された前記基板をリンス液によりリンス処理する工程と、
   前記リンス処理後に、前記基板を乾燥させる工程と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。

Images