JP2014130883A - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

基板洗浄装置及び基板洗浄方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014130883A
JP2014130883A JP2012287121A JP2012287121A JP2014130883A JP 2014130883 A JP2014130883 A JP 2014130883A JP 2012287121 A JP2012287121 A JP 2012287121A JP 2012287121 A JP2012287121 A JP 2012287121A JP 2014130883 A JP2014130883 A JP 2014130883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
cleaning
fluid nozzle
holding mechanism
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012287121A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014130883A5 (ja
Inventor
Tomoatsu Ishibashi
知淳 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2012287121A priority Critical patent/JP2014130883A/ja
Priority to KR1020130159803A priority patent/KR20140086846A/ko
Priority to TW102147709A priority patent/TWI610359B/zh
Priority to US14/139,626 priority patent/US20140182632A1/en
Publication of JP2014130883A publication Critical patent/JP2014130883A/ja
Publication of JP2014130883A5 publication Critical patent/JP2014130883A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H01L21/02065—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being a planarization of insulating layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02074—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

Abstract

【課題】２流体ジェット洗浄の本来の洗浄特性を活用して、基板の表面を高い洗浄度で洗浄できるようにする。
【解決手段】表面を下向きにして基板Ｗを水平に保持して回転させる基板保持機構４０と、気体と液体との２流体ジェット流を基板保持機構４０で保持された基板Ｗの表面（下面）に向けて上向きに噴射する２流体ノズル４６とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板洗浄装置及び基板洗浄方法に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面（研磨面）を、２流体ジェット洗浄を利用して非接触で洗浄する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法は、φ４５０ｍｍの大口径の半導体ウエハにも対応でき、フラットパネル製造工程やＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサー製造工程、ＭＲＡＭの磁性膜製造工程などにも適用される。
近年の半導体デバイスの微細化に伴い、基板上に物性の異なる様々な材料の膜を形成してこれを洗浄することが広く行われている。例えば、基板表面の絶縁膜内に形成した配線溝を金属で埋めて配線を形成するダマシン配線形成工程においては、ダマシン配線形成後に化学機械的研磨（ＣＭＰ）で基板表面の余分な金属を研磨除去するようにしており、ＣＭＰ後の基板表面には、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などの水に対する濡れ性の異なる複数種の膜が露出する。
ＣＭＰによって、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などが露出した基板表面には、ＣＭＰに使用されたスラリーの残渣（スラリー残渣）や金属研磨屑などのパーティクル（ディフェクト）が存在し、基板表面の洗浄が不十分となって基板表面に残渣物が残ると、基板表面の残渣物が残った部分からリークが発生したり、密着性不良の原因になるなど信頼性の点で問題となる。このため、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などの水に対する濡れ性の異なる膜が露出した基板表面を高い洗浄度で洗浄する必要がある。
半導体ウエハ等の基板の表面を非接触で洗浄する洗浄する洗浄方式の一つとして、２流体ジェット（２ＦＪ）を使用した２流体ジェット洗浄が知られている（特許文献１，２等参照）。２流体ジェット洗浄は、図１に示すように、表面（研磨面）を上向きにして水平に回転している基板Ｗの上方に２流体ノズル１００を下向きに配置し、２流体ノズル１００を基板Ｗと平行に一方向に移動させつつ、該２流体ノズル１００から高速気体に乗せた微小液滴（ミスト）を基板Ｗの表面に向けて下向きに噴出させて衝突させ、この微小液滴の基板Ｗの表面への衝突で発生した衝撃波を利用して基板Ｗの表面のパーティクル１０２を除去（洗浄）するようにしている。
特許第３５０４０２３号公報 特開２０１０−２３８８５０号公報
しかしながら、従来の２流体ジェット洗浄にあっては、特に疎水性の表面を有する基板の該表面を洗浄するときに、基板の表面にパーティクルが残って、基板の表面全域を高い洗浄度で洗浄することが困難となる。つまり、図１に示すように、２流体ノズル１００から高速気体に乗せた微小液滴（ミスト）を基板Ｗの表面に向け下向きに噴出させて基板Ｗの表面に衝突させると、この衝突によって舞い上がったパーティクル１０２が基板Ｗの表面に衝突した後の気流に乗って浮遊し基板Ｗの表面の洗浄済みエリアに舞い降りてしまう。そして、特に疎水性の表面では、この洗浄済みエリアに舞い降りたパーティクル１０２がその場に停滞しやすく、結果的に基板Ｗの表面にパーティクル１０２が残ってディフェクトとなる。
特に、今後シリコンウエハのサイズが、最大でφ３００ｍｍからφ４５０ｍｍの大口径となることから、φ４５０ｍｍのシリコンウエハ等の基板の表面のほぼ全域を高い洗浄度で洗浄することが更に困難になると考えられる。
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、２流体ジェット洗浄の本来の洗浄特性を活用して、基板の表面を高い洗浄度で洗浄できるようにした基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。
本発明の基板洗浄装置は、表面を下向きにして基板を水平に保持して回転させる基板保持機構と、気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて上向きに噴射する２流体ノズルとを有する。
これにより、表面を下向きして水平に回転している基板の該表面に、２流体ノズルから噴射される上向き２流体ジェット流を衝突させることで、基板の表面を洗浄することができ、この洗浄時に基板の表面を離脱したパーティクルは、その自重及び２流体ジェット流が基板の表面に衝突した後のダウンフローの気流により下方に移動して基板の表面に再付着することが抑制される。これによって、本来の洗浄特性を有する２流体ジェット洗浄を行うことができる。
本発明の好ましい一態様は、前記基板保持機構の側方に立設した回転自在な支持軸と、この支持軸に基部を連結した水平方向に延びる揺動アームからなり、前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の表面と平行に移動させる移動機構とを更に有し、前記揺動アームの先端に前記２流体ノズルが取付けられている。
これにより、支持軸を回転させて揺動アームを揺動させることで、２流体ノズルを移動させることができ、しかも支持軸の回転速度及び回転角度を制御することで、２流体ノズルの移動速度及び移動距離を制御することができる。
本発明の好ましい一態様は、前記揺動アームは、基板の中心からオフセットした研磨開始位置から、基板の中心の下方位置を通って、基板の外周部外方の洗浄終了位置に、前記２流体ノズルを２流体ジェット流を噴出させつつ一方向に移動させるように構成されている。
これにより、基板の表面全域を斑なくより均一に洗浄することができる。
本発明の好まし一態様は、前記２流体ノズルは、前記基板保持機構で保持された基板の表面と平行に基板の直径方向に該基板の半径を跨って直線状に延び、基板の半径以上の長さのスリット状の噴射口を有するスリット型ノズルからなる。
これによって、スリット型ノズルからなる２流体ノズルを固定した状態で、基板の表面全域を斑なくより均一に洗浄することができる。
本発明の基板洗浄方法は、表面を下向きにして基板を水平に回転させ、水平に回転している基板の表面に向けて気体と液体との２流体ジェット流を２流体ノズルから上向きに噴射させる。
本発明の好ましい一態様は、基板の中心からオフセットした洗浄開始位置から、基板の中心の下方位置を通って、基板の外周部外方の洗浄終了位置に、前記２流体ノズルを２流体ジェット流を噴出させつつ、基板の表面と平行に一方向に移動させる。
本発明によれば、表面を下向きして水平に回転している基板の該表面に、２流体ノズルから噴射される上向き２流体ジェット流を衝突させることで、基板の表面を洗浄することができる。この洗浄時に基板の表面を離脱したパーティクルは、その自重及び２流体ジェット流が基板の表面に衝突した後のダウンフローの気流により下方に移動して基板の表面に再付着することが抑制される。これによって、本来の洗浄特性を有する２流体ジェット洗浄によって、基板の表面を高い洗浄度で洗浄することができる。
従来の２流体ジェット洗浄におけるパーティクルの挙動の説明に付する図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 図２に示す第１洗浄ユニットとして使用される、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の概要を示す斜視図である。 図３に示す第１洗浄ユニットの基板保持機構で保持された基板と２流体ノズルの関係を示す図である。 本発明の２流体ジェット洗浄におけるパーティクルの挙動の説明に付する図である。 本発明の他の実施形態の基板保持装置で保持された基板と２流体ノズルの関係を示す図である。 実施例１、比較例１及び洗浄前における、基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を、洗浄前の基板表面に残ったパーティクル数を１００％とした百分率（ディフェクト率）で示すグラフで、実施例１及び比較例１においては、写真と共に示している。 実施例１、実施例２、比較例１及び洗浄前における、基板表面に残った１００ｎｍ以上のスラリーとスラリー塊の数を計測した時の結果を、洗浄前の基板表面に残ったスラリー数を１とした任意単位で示すグラフである。 （ａ）は、洗浄後に基板表面に残るスラリーの状態を示す図で、図９（ｂ）は、洗浄後に基板表面に残るスラリー塊の状態を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図２に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング１０と、多数の半導体ウエハ等の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート１２を備えている。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。ロードポート１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
ハウジング１０の内部には、複数（この例では４つ）の研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと、研磨後の基板を洗浄する第１洗浄ユニット１６及び第２洗浄ユニット１８と、洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニット２０が収容されている。研磨ユニット１４ａ〜１４ｄは、基板処理装置の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット１６，１８及び乾燥ユニット２０も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。本発明の実施形態に係る基板洗浄装置は、第１洗浄ユニット１６に適用されている。
ロートポート１２、該ロートポート１２側に位置する研磨ユニット１４ａ及び乾燥ユニット２０に囲まれた領域には、基板を１８０°反転させる反転機構を有する第１搬送ロボット２２が配置され、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと平行に、搬送ユニット２４が配置されている。第１搬送ロボット２２は、表面（被研磨面）を上向にした状態で研磨前の基板をロートポート１２から受け取り、表面が下向きとなるように基板を１８０°反転させた後、基板を搬送ユニット２４に受け渡すとともに、表面を上向きとした状態で乾燥後の基板を乾燥ユニット２０から受け取ってロートポート１２に戻す。搬送ユニット２４は、第１搬送ロボット２２から受け取った基板を搬送して、各研磨ユニット１４ａ〜１４ｄとの間で基板の受け渡しを行うとともに、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄから受け取った基板を、表面を下向きとしたまま第１洗浄ユニット１６に受け渡す。
第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８の間に位置して、これらの各ユニット１６，１８との間で基板の受け渡しを行う、基板を１８０°反転させる反転機構を備えた第２搬送ロボット２６が配置され、第２洗浄ユニット１８と乾燥ユニット２０との間に位置して、これらの各ユニット１８，２０との間で基板の受け渡しを行う第３搬送ロボット２８が配置されている。更に、ハウジング１０の内部に位置して、基板処理装置の各機器の動きを制御する制御部３０が配置されている。
この例では、第２洗浄ユニット１６として、本発明の実施形態の基板洗浄装置が使用されている。第２洗浄ユニット１８として、洗浄液の存在下で、基板の表面（及び裏面）に、円柱状で長尺状に水平に延びるロール洗浄部材を接触させながら、基板及びロール洗浄部材を共に一方向に回転させて基板の表面（及び裏面）をスクラブ洗浄するロール洗浄ユニットが使用されている。この第２洗浄ユニット（ロール洗浄ユニット）１８は、洗浄液に数十〜１ＭＨｚ付近の超音波を加え、洗浄液の振動加速度による作用力を基板表面に付着した微粒子に作用させるメガソニック洗浄を併用するように構成されている。
また、乾燥ユニット２０として、水平方向に回転する基板に向けて、移動する噴射ノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して基板を乾燥させ、更に基板を高速で回転させ遠心力によって基板を乾燥させるスピン乾燥ユニットが使用されている。
図３は、図２に示す第１洗浄ユニット１６として使用される、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の概要を示す斜視図で、図４は、図３に示す第１洗浄ユニット１６の基板保持機構で保持された基板と２流体ノズルの関係を示す図である。
図３に示すように、本発明の実施形態の基板洗浄装置としての第１洗浄ユニット１６は、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれか一つで研磨された表面（研磨面）を下向きにして半導体ウエハ等の基板Ｗを水平に保持して回転させる基板保持機構４０と、基板保持機構４０で保持される基板Ｗの側方に立設された回転自在な支持軸４２と、この支持軸４２の上端に基部を連結されて水平方向に延びる揺動アーム４４を備えている。揺動アーム４４は、基板保持機構４０で保持される基板Ｗの下方に位置している。この支持軸４２と揺動アーム４４で下記の２流体ノズル４６を基板保持機構４０で保持された基板Ｗの表面と平行に移動させる移動機構４８が構成されている。
揺動アーム４４の自由端（先端）には、噴射口を円形とした略円筒状の２流体ノズル４６が上向きで上下動自在に取付けられている。２流体ノズル４６には、Ｎ２ガスやアルゴンガス等の不活性ガスからなるキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインと、純水、ＣＯ２ガス溶解水または水素水等の洗浄液を供給する洗浄液供給ライン（共に図示せず）が接続されており、２流体ノズル４６の内部に供給されたＮ２ガス等のキャリアガスと純水またはＣＯ２ガス溶解水等の洗浄液を２流体ノズル４６から高速で噴出させることで、キャリアガス中に洗浄液が微小液滴（ミスト）として存在する２流体ジェット流が生成される。この２流体ノズル４６で生成される２流体ジェット流を回転中の基板Ｗの表面に向けて噴出させて衝突させることで、微小液滴の基板表面への衝突で発生した衝撃波を利用した基板表面のパーティクル等を除去（洗浄）を行うことができる。
支持軸４２は、支持軸４２を回転させることで該支持軸４２を中心に揺動アーム４４を揺動させる駆動機構としてのモータ（図示せず）に連結されている。このモータは、制御部３０からの信号で回転速度及び回転角度が制御され、これによって、揺動アーム４４の角速度及び揺動角が制御されて、２流体ノズル４６の移動速度及び移動距離が制御される。
基板保持機構４０は、基板Ｗを水平状態に保持するチャック５０を先端に装着した複数本（図示では４本）のアーム５２を備えており、このアーム５２の基端は、回転軸５４と一体に回転する基台５６に連結されている。これによって、表面（研磨面）を下向きにして基板保持機構４０のチャック５０で保持された基板Ｗは、矢印に示す方向に回転する。
２流体ノズル４６は、揺動アーム４４の揺動に伴って、図４に示すように、基板Ｗの中心Ｏからオフセットした研磨開始位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏの下方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｂに、円弧状の移動軌跡Ｐに沿って一方向に移動することで、基板Ｗの表面の洗浄を行う。この洗浄時に、水平に回転している基板Ｗの表面に向けて、キャリアガス中に洗浄液が微小液滴（ミスト）として存在する２流体ジェット流を２流体ノズル４６の噴射口から上方に向けて噴出させる。
この第１洗浄ユニット１６による基板Ｗの洗浄例を説明する。研磨ユニット１４ａ〜１４ｄでは、基板Ｗの表面（被研磨面）を下向きにして該表面の研磨が行われる。このため、研磨後の基板Ｗは、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄで研磨された表面（研磨面）を下向きにしたまま、搬送ユニット２４から第１洗浄ユニット１６に搬送される。基板保持機構４０は、表面（研磨面）を下向きにして、チャック５０で基板Ｗを水平に保持する。基板が基板保持機構４０で水平に保持された後、基板保持機構４０の側方の退避位置に位置していた２流体ノズル４６を、揺動アーム４４を揺動させて、基板Ｗの下方の研磨開始位置Ａに移動させる。
この状態で、基板Ｗを水平に回転させ、キャリアガス中に洗浄液が微小液滴（ミスト）として存在する２流体ジェット流を、２流体ノズル４６から高速で上方に位置する基板Ｗの表面に向けて上向きに噴出させて衝突させる。同時に、２流体ノズル４６を、洗浄開始位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏの下方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｂに、円弧状の移動軌跡Ｐに沿って所定の移動速度で一方向に移動させる。これによって、微小液滴の基板Ｗの表面への衝突で発生した衝撃波で基板Ｗの表面のパーティクル等を除去（洗浄）する。
このように、この例では、表面を下向きして水平に回転している基板Ｗの該表面に、２流体ノズル４６を一方向に移動させつつ、２流体ノズル４６から噴射される上向き２流体ジェット流を衝突させることで、基板Ｗの全表面を洗浄することができる。図５は、この洗浄時におけるパーティクルの挙動を示す。
図５に示すように、この洗浄時に基板Ｗの表面を離脱したパーティクル６０は、その自重及び２流体ジェット流が基板Ｗの表面に衝突した後のダウンフローの気流により下方に移動して基板Ｗの表面（味洗浄エリア及び洗浄エリア）に再付着することが抑制される。これによって、基板Ｗの表面を離脱したパーティクル６０の基板Ｗの表面への再付着を考慮する必要をなくして、本来の洗浄特性で２流体ジェット洗浄を行うことができる。そして、２流体ノズル４６を、洗浄開始位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏの下方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｂに移動させつつ、基板Ｗの表面を洗浄することで、基板Ｗの表面全域を斑なくより均一に洗浄することができる。
図２に示す基板処理装置では、表面（被研磨面）を上向きとしてロードポート１２内の基板カセットから第１搬送ロボット２２で取り出した基板を、表面が下向きとなるように１８０°反転させた後、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれかに搬送して研磨する。そして、研磨後の基板を、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれかで研磨された表面（研磨面）を下向きとしたまま、第１洗浄ユニット１６に搬送して粗洗浄する。次に、粗洗浄後の基板を第２搬送ロボット２６で第１洗浄ユニット１６から取り出し、表面が下向きとなるように１８０°反転させた後、第２洗浄ユニット１８に搬送して仕上げ洗浄する。そして、洗浄後の基板を第２洗浄ユニット１８から取り出し、乾燥ユニット２０に搬入してスピン乾燥させ、しかる後、乾燥後の基板をロードポート１２の基板カセット内に戻す。
図６は、本発明の他の実施形態の基板保持装置で保持された基板Ｗと２流体ノズル６２の関係を示す図である。この例では、２流体ノズル６２として、細長いスリット状の噴射口６２ａを有するスリット型ノズルが使用されている。この噴射口６２ａは、基板保持機構で保持された基板Ｗの表面と平行に基板Ｗの直径方向に該基板Ｗの半径を跨って直線状に延び、基板Ｗの半径以上の長さを有している。なお、噴射口６２ａを基板Ｗの直径以上の長さを有するようにしても良い。
このように、スリット状の噴射口６２ａを有するスリット型ノズルからなる２流体ノズル６２を使用することで、２流体ノズル６２を固定した状態で、基板Ｗの表面全域を斑なくより均一に洗浄することができる。
図２に示す基板処理装置を使用し、ＴＥＯＳブランケットウェハ（基板）の表面を研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれかで研磨し、研磨後の基板表面を第１洗浄ユニット１６で洗浄してスピン乾燥させた時に、基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を、図７に実施例１として写真と共に示す。図７には、研磨後に洗浄することなく、スピン乾燥させた時に、基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を洗浄前として、ＴＥＯＳブランケットウェハ（基板）の表面を研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれかで研磨し、研磨後の基板表面を従来の一般的な２流体洗浄ユニットを使用して洗浄しスピン乾燥させた時に、基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を、比較例１として写真と共に示している。図７は、洗浄前の基板表面に残ったパーティクル（ディフェクト）数を１００％とした百分率（ディフェクト率）で示している。
なお、実施例１においては、ノズル径がφ２〜φ６ｍｍの２流体ノズル４６を、基板と５〜１５ｍｍ離れた位置に配置して使用し、基板を１００ｍｉｎ−１以下で回転させながら、２流体ノズル４６に流量が１５０〜２５０ｍｌ/ｍｉｎの純水と流量が５０〜１５０ＳＬＭのＮ２ガスを供給して基板の洗浄を行った。このことは、比較例１にあっても同様である。
図７から、比較例１にあっては、パーティクル（ディフェクト）が円分布状態で基板表面に残存し易くなるが、実施例１にあっては、比較例１と比較して、洗浄後に基板表面に残存ずるディフェクト数の格段に減少させ得ることが判る。
図８は、前述の実施例１と同様にして、基板をスピン乾燥させた時に、基板表面に残った１００ｎｍ以上のスラリーとスラリー塊の数を計測した時の結果を実施例１として、基板の回転速度を実施例１の６倍に上げ、その他は実施例１と同様にして、基板をスピン乾燥させた時に、基板表面に残った１００ｎｍ以上のスラリーとスラリー塊の数を計測した時の結果を実施例２として示す。図８には、研磨後に洗浄することなく、基板をスピン乾燥させた時に、基板表面に残ったスラリーとスラリー塊の数を計測した時の結果を洗浄前として、前述の比較例１と同様にして、基板をスピン乾燥させた時に、スラリーとスラリー塊の数を計測した時の結果を比較例１として示している。図８は、洗浄前の基板表面に残ったスラリー数を１とした任意単位で示している。
図９（ａ）は、洗浄後に基板表面に残るスラリーの状態を、図９（ｂ）は、洗浄後に基板表面に残るスラリー塊の状態をそれぞれ示している。
図８から、実施例１，２にあっては、比較例１と比較して、洗浄後に基板表面に残存ずるスラリーとスラリー塊の数を格段に減少させることができ、特に実施例２にあっては、スラリーとスラリー塊の数を共にゼロにできることが判る。
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
１０ ハウジング
１４ａ〜１４ｄ 研磨ユニット
１６ 第１洗浄ユニット（基板洗浄装置）
１８ 第２洗浄ユニット
２０ 乾燥ユニット
２４ 搬送ユニット
４０ 基板保持機構
４２ 支持軸
４４ 揺動アーム
４６，６２ ２流体ノズル
４８ 移動機構
５０ チャック
５２ アーム
５４ 回転軸
６０ パーティクル

Claims (6)

  1. 表面を下向きにして基板を水平に保持して回転させる基板保持機構と、
    気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて上向きに噴射する２流体ノズルとを有することを特徴とする基板洗浄装置。
  2. 前記基板保持機構の側方に立設した回転自在な支持軸と、この支持軸に基部を連結した水平方向に延びる揺動アームからなり、前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の表面と平行に移動させる移動機構とを更に有し、前記揺動アームの先端に前記２流体ノズルが取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
  3. 前記揺動アームは、基板の中心からオフセットした洗浄開始位置から、基板の中心の下方位置を通って、基板の外周部外方の洗浄終了位置に、前記２流体ノズルを２流体ジェット流を噴出させつつ一方向に移動させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
  4. 前記２流体ノズルは、前記基板保持機構で保持された基板の表面と平行に基板の直径方向に該基板の半径を跨って直線状に延び、基板の半径以上の長さのスリット状の噴射口を有するスリット型ノズルからなることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
  5. 表面を下向きにして基板を水平に回転させ、
    水平に回転している基板の表面に向けて気体と液体との２流体ジェット流を２流体ノズルから上向きに噴射させることを特徴とする基板洗浄方法。
  6. 基板の中心からオフセットした洗浄開始位置から、基板の中心の下方位置を通って、基板の外周部外方の洗浄終了位置に、前記２流体ノズルを２流体ジェット流を噴出させつつ、基板の表面と平行に一方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄方法。
JP2012287121A 2012-12-28 2012-12-28 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 Pending JP2014130883A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012287121A JP2014130883A (ja) 2012-12-28 2012-12-28 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
KR1020130159803A KR20140086846A (ko) 2012-12-28 2013-12-20 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법
TW102147709A TWI610359B (zh) 2012-12-28 2013-12-23 基板洗淨裝置及基板洗淨方法
US14/139,626 US20140182632A1 (en) 2012-12-28 2013-12-23 Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012287121A JP2014130883A (ja) 2012-12-28 2012-12-28 基板洗浄装置及び基板洗浄方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014130883A true JP2014130883A (ja) 2014-07-10
JP2014130883A5 JP2014130883A5 (ja) 2015-08-27

Family

ID=51015749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012287121A Pending JP2014130883A (ja) 2012-12-28 2012-12-28 基板洗浄装置及び基板洗浄方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140182632A1 (ja)
JP (1) JP2014130883A (ja)
KR (1) KR20140086846A (ja)
TW (1) TWI610359B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018501665A (ja) * 2015-07-13 2018-01-18 ゼウス カンパニー リミテッド 基板液処理装置及び方法
JP2021015998A (ja) * 2018-12-04 2021-02-12 株式会社ディスコ ウエーハ洗浄装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359107B (zh) * 2014-11-18 2020-07-14 通富微电子股份有限公司 一种圆片清洗机用的喷头及圆片清洗机
CN105826224B (zh) * 2016-05-11 2019-05-21 中国电子科技集团公司第四十五研究所 一种用于半导体晶圆的清洁腔

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001506061A (ja) * 1997-09-24 2001-05-08 アンテルユニヴェルシテール・ミクロ―エレクトロニカ・サントリュム・ヴェー・ゼッド・ドゥブルヴェ 表面から液体を除去する方法及び装置
JP2003517201A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 ナトゥール・インコーポレイテッド 処理チャンバ、収納チャンバ、処理装置、並びに、処理方法。
JP2005353739A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄装置
JP2012204759A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Toshiba Corp 基板保持装置、基板洗浄装置および基板処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5778554A (en) * 1996-07-15 1998-07-14 Oliver Design, Inc. Wafer spin dryer and method of drying a wafer
KR100523635B1 (ko) * 2003-02-04 2005-10-25 동부아남반도체 주식회사 웨이퍼 표면의 슬러리 제거 장치 및 그 방법
CN100501931C (zh) * 2004-04-23 2009-06-17 东京毅力科创株式会社 基板清洗方法、基板清洗装置
KR100940136B1 (ko) * 2006-08-29 2010-02-03 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 기판처리방법 및 기판처리장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001506061A (ja) * 1997-09-24 2001-05-08 アンテルユニヴェルシテール・ミクロ―エレクトロニカ・サントリュム・ヴェー・ゼッド・ドゥブルヴェ 表面から液体を除去する方法及び装置
JP2003517201A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 ナトゥール・インコーポレイテッド 処理チャンバ、収納チャンバ、処理装置、並びに、処理方法。
JP2005353739A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄装置
JP2012204759A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Toshiba Corp 基板保持装置、基板洗浄装置および基板処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018501665A (ja) * 2015-07-13 2018-01-18 ゼウス カンパニー リミテッド 基板液処理装置及び方法
JP2021015998A (ja) * 2018-12-04 2021-02-12 株式会社ディスコ ウエーハ洗浄装置
JP7092847B2 (ja) 2018-12-04 2022-06-28 株式会社ディスコ ウエーハ洗浄装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI610359B (zh) 2018-01-01
KR20140086846A (ko) 2014-07-08
US20140182632A1 (en) 2014-07-03
TW201428842A (zh) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6093569B2 (ja) 基板洗浄装置
US11676827B2 (en) Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, substrate processing apparatus, and substrate drying apparatus
US9142399B2 (en) Substrate cleaning method
KR102338647B1 (ko) 기판 세정 장치
CN111589752B (zh) 清洗装置
JP2014130883A (ja) 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
JP7290695B2 (ja) 超音波洗浄装置および洗浄具のクリーニング装置
JP6297308B2 (ja) 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
US9640384B2 (en) Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method
JP7050875B2 (ja) 基板洗浄装置
JP6339351B2 (ja) 基板洗浄装置および基板処理装置
JP6934918B2 (ja) 基板洗浄装置
JP6612176B2 (ja) 基板洗浄装置
JP2017204495A (ja) 基板洗浄装置
WO2016076303A1 (ja) 基板洗浄装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150708

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160823

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160824

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20161019

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170228