JP2020509607A - 半導体基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、半導体基板洗浄装置を開示する。前記装置は、チャンバと、チャックと、液体収集器と、封入壁と、少なくとも一つの駆動機構と、少なくとも一つの内部ディスペンサと、少なくとも一つの外部ディスペンサとを備えている。前記チャンバは、頂壁と、側壁と、底壁とを有している。前記チャックは、前記半導体基板を保持するためのチャンバ内に配置されている。前記液体回収部はチャックを取り囲んでいる。前記封入壁は、前記液体回収部を取り囲んでいる。前記少なくとも一つの駆動機構は、前記封入壁を駆動して上下動させ、前記少なくとも一つの駆動機構が前記封入壁を駆動して上昇させたときに、前記液体回収部、封入壁、前記チャンバの前記頂壁、および、前記チャンバの前記底壁によって封止室が形成される。前記少なくとも一つの内部ディスペンサは、前記封止室内に配置されている。前記少なくとも一つの外部ディスペンサは、前記封止室の外側に配置されている。前記少なくとも一つの外部ディスペンサは、前記封入壁が駆動され下降した後、前記封止室を出入りする。

Description

本発明は、一般的に、半導体装置の製造に関する。より詳細には、半導体基板を洗浄する装置であって、前記装置の洗浄チャンバ内の部品に対する酸またはアルカリの蒸気による腐食を防止可能な装置に関する。

半導体産業の発展に伴い、半導体装置の主要なサイズが継続的に減少する一方で、チップの集積度は増加しつつある。これに対応して、基板表面の清浄度に対する要求は非常に厳しくなっている。不十分な清浄は、デバイスの故障を引き起こす恐れがあり、デバイスの故障によって集積回路の製造コストが増加する。高品質の半導体装置を得るには、基板の表面は非常に清潔でなければならず、粒子、金属、有機等の汚染物質が存在してはならない。完全に清潔な表面の基板は存在しないものの、ＶＬＳＩの開発では基板表面を可能な限り清浄にする必要があり、この事が基板洗浄工程での課題となっている。ここで、一般的に適用される洗浄方法は湿式化学洗浄であり、有機溶媒、アルカリ溶液、酸溶液、界面活性剤、および、他の化学試薬を用いて、超音波または高周波超音波、加熱、および、その他の物理的方法と協働で基板の表面から粒子、金属、有機溶剤等の汚染物質を除去してから、基板を脱イオン水ですすいで清潔な基板を得るものである。

一般的に、ＳＰＭ(Ｈ_２ＳＯ_４+Ｈ_２Ｏ_２+Ｈ_２Ｏ)洗浄液は、基板の表面から有機汚染物質を除去するために使用される。ＳＰＭ洗浄液は、有機汚染物質及び一部の金属汚染物質を除去できる強力な酸化能力を有する。ＳＰＭ洗浄は、高濃度のＨ_２ＳＯ_４溶液を必要とし、高温(１２０℃-１５０℃)で実施される。このような高濃度および高温によって、硫酸の蒸気が生成される。硫酸の蒸気の効果的な処理がないため、ＳＰＭは使用が制限され、ＳＰＭ洗浄が広く普及することがなかった。従来の基板洗浄装置では、高温の硫酸の蒸気が基板洗浄装置の洗浄チャンバ内に充填されることにより、洗浄チャンバ内の一部が硫酸の蒸気によって腐食されることがある。また、ＩＰＡ(イソプロピルアルコール)も一般的に基板洗浄工程で使用されている。ＩＰＡは可燃性の液体であることが知られている。開放火炎または高熱によってＩＰＡ燃焼爆発が誘発される。したがって、従来の基板洗浄装置における高温ＳＰＭの使用は、生産の安全上深刻な課題である。

したがって、本発明の目的は、硫酸の蒸気による装置の洗浄チャンバ内の部品に対する腐食を防止する半導体基板の洗浄装置を提供することである。

本発明の他の目的は、半導体装置の製造の生産安全性を向上させることである。

本発明の一実施形態において、半導体基板洗浄装置は、チャンバと、チャックと、液体回収部と、封入壁と、少なくとも一つの駆動機構と、少なくとも一つの内部ディスペンサと、少なくとも一つの外部ディスペンサとを含む。前記チャンバは、頂壁と、側壁と、底壁とを有している。前記チャックは、前記半導体基板を保持するためのチャンバ内に配置されている。前記液体回収部はチャックを取り囲んでいる。前記封入壁は、前記液体回収部を取り囲んでいる。前記少なくとも一つの駆動機構は、前記封入壁を駆動して上下動させ、前記少なくとも一つの駆動機構が前記封入壁を駆動して上昇させたときに、前記液体回収部、封入壁、前記チャンバの前記頂壁、および、前記チャンバの前記底壁によって封止室が形成される。前記少なくとも一つの内部ディスペンサは、前記封止室内に配置されている。前記少なくとも一つの外部ディスペンサは、前記封止室の外側に配置されている。前記少なくとも一つの外部ディスペンサは、前記封入壁が駆動され下降した後、前記封止室を出入りする。

本発明において、前記封止室に配置された前記半導体基板上に高温のＳＰＭ等を供給する前記チャンバ内の前記封止室および前記内部ディスペンサは、前記高温のＳＰＭを用いた洗浄工程が前記封止室内で行われ、酸性の蒸気が前記封止室に封入し、前記チャンバの部材が、前記チャンバを満たす前記酸性の蒸気によって侵食されることを防ぐように構成されている。前記高温のＳＰＭ洗浄工程が終了し、前記封止室の温度が下がった後、前記少なくとも一つの駆動機構が封入壁を駆動して下降させ、前記外部ディスペンサ、および／または、前記封止室の外側に配置されている超音波または高周波超音波装置が前記封止室に入り前記半導体基板に対する処理を行うことができる。前記高温のＳＰＭ洗浄液が前記チャンバから隔離されているため、前記外部ディスペンサがＩＰＡを供給するために用いられても、前記封止室の温度は下げられているため、前記ＩＰＡを安全に使用することが可能となる。

本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 排気管と組み合わされたディスペンサを示す図である。 前記ディスペンサおよび前記排気管の種々の組合せの断面図である。 前記ディスペンサおよび前記排気管の種々の組合せの断面図である。 前記ディスペンサおよび前記排気管の種々の組合せの断面図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を示す図である。 半導体基板を不均等に加熱するチャックに適用される各種加熱装置を示す図である。 半導体基板を不均等に加熱するチャックに適用される各種加熱装置を示す図である。 半導体基板を不均等に加熱するチャックに適用される各種加熱装置を示す図である。

図１Ａ〜図１Ｄを参照して、本発明の一実施形態による半導体基板洗浄装置を説明する。前記装置はチャンバ１０１を有する。チャンバ１０１は、頂壁１０１１と、側壁１０１２と、底壁１０１３とを有する。一般的に、チャンバ１０１の側壁１０１２は、半導体基板１０３を搬送するための開口部を有している。前記開口部は、開閉するように制御されるドアによって通常は密封されている。チャック１０２は、半導体基板１０３を保持するためにチャンバ１０１内に配置される。チャック１０２は、回転駆動装置によって回転駆動される。半導体基板１０３は、チャック１０２とともに回転する。液体回収部１０４はチャック１０２を取り囲んでいる。液体回収部１０４は、少なくとも一つの環状傾斜トラフを有しており、回転によって振り落とされた液体を回収する。例えば、液体回収部１０４には、二つの環状傾斜トラフ１０４１、１０４２が設けられている。各環状傾斜トラフ１０４１、１０４２は、集められた液体が排出されるパイプ(図示せず)に接続されている。各環状傾斜トラフ１０４１、１０４２は、異なる液体の収集に使用される。液体回収部１０４は、チャック１０２が環状傾斜トラフの一つに対応するように、少なくとも一つの垂直アクチュエータによって駆動されチャック１０２に対して上下動する。あるいは、環状傾斜トラフにチャック１０２が対応するように、垂直アクチュエータによってチャック１０２が駆動され液体回収部１０４に対して上下動する。

液体回収部１０４を囲むようにカラム状の封入壁１０５が形成されている。封入壁１０５は、封入壁１０５を駆動して上下動させる少なくとも一つの駆動機構１０６に接続されている。本実施形態では、封入壁１０５に接続され、封入壁１０５を駆動して上下動させる駆動機構１０６が二つ設けられている。チャンバ１０１の頂壁１０１１には、中空でカラム状のシュラウド１０７が固定されている。この封入壁１０５が駆動機構１０６により駆動されて上昇すると、封入壁１０５の上端がシュラウド１０７の下端と接触して密封状態になり、封入壁１０５の下端が液体回収部１０４の上端と接触して密封状態になる。密封状態の改善を目的として、第一シールリング１０８は、封入壁１０５の上端とシュラウド１０７の下端との間に配置され、第二シールリング１０９は、封入壁１０５の下端と液体回収部１０４の上端との間に配置されている。したがって、駆動機構１０６が封入壁１０５を駆動して上昇させたときに、図１Ｃに示すように、液体回収部１０４と、封入壁１０５と、シュラウド１０７と、チャンバ１０１の頂壁１０１１と、チャンバ１０１の底壁１０１３とによって、封止室１１０が形成される。封入壁１０５及びシュラウド１０７の材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫが挙げられる。

封止室１１０内には、半導体基板１０３上に化学薬品を供給する少なくとも一つの内部ディスペンサ１１１が配置されている。化学薬品は、異なるプロセス要件に応じて、温度が９０℃より高い高温ＳＰＭの場合がある。ＳＰＭは、このような高温下で酸性の蒸気を発生させる。本装置では、ＳＰＭ以外にも、蒸気又は煙霧を発生させ得る他の化学物質が使用される。酸性の蒸気を適切に排出するために、内部ディスペンサ１１１は、空気抽出器に接続される排気管１１２に組み付けられていることが好ましい。内部ディスペンサ１１１は、図２に示すように、半導体基板１０３上に化学薬品を供給するとともに、排気管１１２を介して化学薬品の蒸気を排出する。図３Ａに示すように、一実施形態において、排気管１１２の横断面は円形であり、内部ディスペンサ１１１は排気管１１２の外壁に接するように配置されている。別の実施形態では、図３Ｂに示すように、排気管１１２の横断面は半円であり、内部ディスペンサ１１１は排気管１１２の中央に配置されている。別の実施形態では、図３Ｃに示すように、排気管１１２の横断面は円形であり、内部ディスペンサ１１１は排気管１１２の内部に配置されている。回転アクチュエータ１１４は、内部ディスペンサ１１１及び排気管１１２を回転駆動するために用いられる。内部ディスペンサ１１１によって、半導体基板１０３に高温のＳＰＭを供給して高温のＳＰＭ洗浄工程を行う場合、回転アクチュエータ１１４は内部ディスペンサ１１１と排気パイプ１１２とを駆動してアイドリング位置１１３から半導体基板１０３まで回転させ、内部ディスペンサ１１１と排気パイプ１１２は駆動されて半導体基板１０３の中心と縁部との間で回動する。回転アクチュエータ１１４は、内部ディスペンサ１１１と排気管１１２とを半導体基板１０３からアイドル位置１１３へ回転するように駆動するとともに、高温のＳＰＭ洗浄工程終了後に内部ディスペンサ１１１と排気管１１２とをアイドリング位置１１３に保持する。

封止室１１０には、封止室１１０を洗浄するための一対のノズルが配置されている。例えば、高温のＳＰＭ洗浄工程が終了した後、一対のノズルから脱イオン水が噴射されて封止室１１０を洗浄し、残留するＳＰＭを除去する。尚ノズルの数は限定されない。封止室１１０を洗浄することができる限り、ノズルの数および配置は任意のものであってよい。チャンバ１０１の底壁１０１３および封止室１１０内には、排気孔１１５および排液孔１１６が形成されている。封止室１１０内のガス、蒸気、煙霧は排気孔１１５を介して排気することができる。封止室１１０の液体は、排液孔１１６から排出できる。チャンバ１０１の頂壁１０１１には、封止室１１０に清浄な空気を供給するファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１１７が配置されている。

封止室１１０の外側には、半導体基板１０３に化学薬品、ガス、または、洗浄液を供給する外部ディスペンサ１１８が少なくとも一つの配置されている。工程での要件に応じて、外部ディスペンサ１１８を使って半導体基板１０３にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給することもできる。外部ディスペンサ１１８は、封入壁１０５が駆動されて下降した後、封止室１１０を出入りする。封止室１１０の外側には、超音波または高周波超音波エネルギーを供給して半導体基板１０３を洗浄する超音波または高周波超音波装置１１９が配置されている。超音波または高周波超音波装置１１９は、封入壁１０５が駆動されて下降した後、封止室１１０を出入りする。チャンバ１０１の底壁１０１３には、封止室１１０の外側に別の排気孔１２０と別の排液孔１２１が形成されている。

図１Ａ〜１Ｄに示すように、半導体基板１０３の洗浄装置を使用する場合、チャック１０２を駆動して装着位置まで上昇させる。ドアを開放し、ロボットが開口部を介して半導体基板１０３をチャンバ１０１内に搬送し、半導体基板１０３をチャック１０２に載置する。ドアを閉じて、チャック１０２が液体回収部１０４の環状傾斜トラフに対応する処理位置まで、チャック１０２を駆動して下降させる。駆動機構１０６は封入壁１０５を駆動する。図１Ｃに示すように、液体回収部１０４、封入壁１０５、シュラウド１０７、チャンバ１０１の頂壁１０１１、および、チャンバ１０１の底壁１０１３に囲まれる封止室１１０が形成される。封止室１１０の密封性を向上させるためにシールリングが用いられる。内部ディスペンサ１１１および排気パイプ１１２は駆動されて、図１Ｄに示すように半導体基板１０３まで回転する。内部ディスペンサ１１１および排気パイプ１１２は駆動されて、半導体基板１０３の中心と縁部との間で回動し、チャック１０２をある回転速度で回転駆動しつつ、内部ディスペンサ１１１から半導体基板１０３に高温のＳＰＭを供給する。その後、高温のＳＰＭ洗浄工程が終了すると、図１Ａに示すように、封入壁１０５が駆動機構１０６に駆動されて下降する。外部ディスペンサ１１８が、封止室１１０内に移動し、半導体基板１０３に化学薬品、ガス、または、洗浄液を供給する。超音波または高周波超音波装置１１９は、図１Ｂに示すように封止室１１０内に移動し、半導体基板１０３に超音波または高周波超音波洗浄を行う。外部ディスペンサ１１８を用いて、半導体基板１０３にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給する場合、封止室１１０の温度は外部ディスペンサ１１８が封止室１１０内に移動するまでに、高温によってＩＰＡが燃焼爆発を起こさないように冷却されていることが好ましい。これにより高温のＳＰＭ洗浄は隔離されているため、酸性の煙霧を封止室１１０内に封入して、チャンバ１０１内に酸性の煙霧が充填されてチャンバ１０１内の部品を腐食することを回避することができるとともに、ＩＰＡを安全に使用することが可能となる。

図４Ａ〜図４Ｄを参照して、本発明の別の実施形態による半導体基板洗浄装置を説明する。前記装置はチャンバ４０１を有する。チャンバ４０１は、頂壁４０１１と、側壁４０１２と、底壁４０１３とを有する。一般的に、チャンバ４０１の側壁４０１２は、半導体基板４０３を搬送するための開口部を有している。前記開口部は、開閉するように制御されるドアによって通常は密封されている。チャック４０２は、半導体基板４０３を保持するためにチャンバ４０１内に配置される。チャック４０２は、回転駆動装置によって回転駆動される。半導体基板４０３は、チャック４０２とともに回転する。液体回収部４０４はチャック４０２を取り囲んでいる。液体回収部４０４は、少なくとも一つの環状傾斜トラフを有しており、回転によって振り落とされた液体を回収する。例えば、液体回収部４０４には、二つの環状傾斜トラフ４０４１、４０４２が設けられている。各環状傾斜トラフ４０４１、４０４２は、集められた液体が排出されるパイプ(図示せず)に接続されている。各環状傾斜トラフ４０４１、４０４２は、異なる液体の収集に使用される。液体回収部４０４は、チャック４０２が環状傾斜トラフの一つに対応するように、少なくとも一つの垂直アクチュエータによって駆動されチャック４０２に対して上下動する。あるいは、環状傾斜トラフにチャック４０２が対応するように、垂直アクチュエータによってチャック４０２が駆動され液体回収部４０４に対して上下動する。

液体回収部４０４を囲むようにカラム状の封入壁４０５が形成されている。封入壁４０５は、封入壁４０５を駆動して上下動させる少なくとも一つの駆動機構４０６に接続されている。本実施形態では、封入壁４０５に接続され、封入壁４０５を駆動して上下動させる駆動機構４０６が二つ設けられている。この封入壁４０５が駆動機構４０６により駆動されて上昇すると、封入壁４０５の上端チャンバ４０１の頂壁４０１１と接触して密封状態になり、封入壁４０５の下端が液体回収部４０４の上端と接触して密封状態になる。密封状態の改善を目的として、シールリングは、封入壁４０５の上端とチャンバ４０１の頂壁４０１１との間に配置され、第二シールリング４０９が、封入壁４０５の下端と液体回収部４０４の上端との間に配置されている。したがって、駆動機構４０６が封入壁４０５を駆動して上昇させたときに、図４Ｃに示すように、液体回収部４０４と、封入壁４０５と、チャンバ４０１の頂壁４０１１と、チャンバ４０１の底壁４０１３とによって、封止室４１０が形成される。

封止室４１０内には、半導体基板４０３上に化学薬品を供給する少なくとも一つの内部ディスペンサ４１１が配置されている。化学薬品は、異なるプロセス要件に応じて、温度が９０℃より高い高温ＳＰＭの場合がある。ＳＰＭは、このような高温下で酸性の蒸気を発生させる。本装置では、ＳＰＭ以外にも、蒸気又は煙霧を発生させ得る他の化学物質が使用される。酸性の蒸気を適切に排出するために、内部ディスペンサ４１１は、空気抽出器に接続される排気管４１２に組み付けられていることが好ましい。内部ディスペンサ４１１は、半導体基板４０３上に化学薬品を供給するとともに、排気管４１２を介して化学薬品の蒸気を排出する。一実施形態において、排気管４１２の横断面は円形であり、内部ディスペンサ４１１は排気管４１２の外壁に接するように配置されている。別の実施形態では、排気管４１２の横断面は半円であり、内部ディスペンサ４１１は排気管４１２の中央に配置されている。別の実施形態では、排気管４１２の横断面は円形であり、内部ディスペンサ４１１は排気管４１２の内部に配置されている。回転アクチュエータ４１４は、内部ディスペンサ４１１及び排気管４１２を回転駆動するために用いられる。内部ディスペンサ４１１によって、半導体基板４０３に高温のＳＰＭを供給して高温のＳＰＭ洗浄工程を行う場合、回転アクチュエータ４１４は内部ディスペンサ４１１と排気パイプ４１２とを駆動してアイドリング位置４１３から半導体基板４０３まで回転させ、内部ディスペンサ４１１と排気パイプ４１２は駆動されて半導体基板４０３の中心と縁部との間で回動する。回転アクチュエータ４１４は、内部ディスペンサ４１１と排気管４１２とを半導体基板４０３からアイドル位置４１３へ回転するように駆動するとともに、高温のＳＰＭ洗浄工程終了後に内部ディスペンサ４１１と排気管４１２とをアイドリング位置４１３に保持する。

封止室４１０には、封止室４１０を洗浄するための一対のノズルが配置されている。例えば、高温のＳＰＭ洗浄工程が終了した後、一対のノズルから脱イオン水が噴射されて封止室４１０を洗浄し、残留するＳＰＭを除去する。尚ノズルの数は限定されない。封止室４１０を洗浄することができる限り、ノズルの数および配置は任意のものであってよい。チャンバ４０１の底壁４０１３および封止室４１０内には、排気孔４１５および排液孔４１６が形成されている。封止室４１０内のガス、蒸気、煙霧は排気孔４１５を介して排気することができる。封止室４１０の液体は、排液孔４１６から排出できる。チャンバ４０１の頂壁４０１１には、封止室４１０に清浄な空気を供給するファンフィルタユニット（ＦＦＵ）４１７が配置されている。

封止室４１０の外側には、半導体基板４０３に化学薬品、ガス、または、洗浄液を供給する外部ディスペンサ４１８が少なくとも一つの配置されている。工程での要件に応じて、外部ディスペンサ４１８を使って半導体基板４０３にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給することもできる。外部ディスペンサ４１８は、封入壁４０５が駆動されて下降した後、封止室４１０を出入りする。封止室４１０の外側には、超音波または高周波超音波エネルギーを供給して半導体基板４０３を洗浄する超音波または高周波超音波装置４１９が配置されている。超音波または高周波超音波装置４１９は、封入壁４０５が駆動されて下降した後、封止室４１０を出入りする。チャンバ４０１の底壁４０１３には、封止室４１０の外側に別の排気孔４２０と別の排液孔４２１が形成されている。

半導体基板４０３の洗浄装置を使用する場合、チャック４０２を駆動して装着位置まで上昇させる。ドアを開放し、ロボットが開口部を介して半導体基板４０３をチャンバ４０１内に搬送し、半導体基板４０３をチャック４０２に載置する。ドアを閉じて、チャック４０２が液体回収部４０４の環状傾斜トラフに対応する処理位置まで、チャック４０２を駆動して下降させる。駆動機構４０６は封入壁４０５を駆動する。図４Ｃに示すように、液体回収部４０４、封入壁４０５、チャンバ４０１の頂壁４０１１、および、チャンバ４０１の底壁４０１３に囲まれる封止室４１０が形成される。封止室４１０の密封性を向上させるためにシールリングが用いられる。内部ディスペンサ４１１および排気パイプ４１２は駆動されて、図４Ｄに示すように半導体基板４０３まで回転する。内部ディスペンサ４１１および排気パイプ４１２は駆動されて、半導体基板４０３の中心と縁部との間で回動し、チャック４０２をある回転速度で回転駆動しつつ、内部ディスペンサ４１１から半導体基板４０３に高温のＳＰＭを供給する。その後、高温のＳＰＭ洗浄工程が終了すると、図４Ａに示すように、封入壁４０５が駆動機構４０６に駆動されて下降する。外部ディスペンサ４１８が、封止室４１０内に移動し、半導体基板４０３に化学薬品、ガス、または、洗浄液を供給する。超音波または高周波超音波装置４１９は、図４Ｂに示すように封止室４１０内に移動し、半導体基板４０３に超音波または高周波超音波洗浄を行う。外部ディスペンサ４１８を用いて、半導体基板４０３にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給する場合、封止室４１０の温度は外部ディスペンサ４１８が封止室４１０内に移動するまでに、高温によってＩＰＡが燃焼爆発を起こさないように冷却されていることが好ましい。これにより高温のＳＰＭ洗浄は隔離されているため、酸性の煙霧を封止室４１０内に封入して、チャンバ４０１内に酸性の煙霧が充填されてチャンバ４０１内の部品を腐食することを回避することができるとともに、ＩＰＡを安全に使用することが可能となる。

上記の実施形態において、半導体基板１０３、４０３上に供給された高温のＳＰＭは、半導体基板１０３、４０３を加熱する。半導体基板１０３、４０３上に高温のＳＰＭを供給するための内部ディスペンサ１１１、４１１は駆動されて、半導体基板１０３、４０３の中心から縁部まで回動し、 同時に、半導体基板１０３、４０３を把持するチャック１０２、４０２は駆動されて回転する。これにより、半導体基板１０３、４０３の中心部で高温のＳＰＭによって加熱される領域が小さく抑えられ拡散が遅くなる。内部ディスペンサ１１１、４１１が半導体基板１０３、４０３の縁部に移動すると、高温のＳＰＭが加熱する領域は、高温のＳＰＭが半導体基板１０３、４０３の中心で加熱する領域よりも大きくなり、半導体基板１０３、４０３の中心の場合よりも熱拡散が速くなる。したがって、半導体基板１０３、４０３の縁部の温度は半導体基板１０３、４０３の中心の温度より低くなり、半導体基板１０３、４０３の縁部における洗浄効果が乏しくなる。上記問題を解決すべく、チャック１０２、４０２は、半導体基板１０３、４０３を不均一に加熱するための加熱装置を有している。加熱装置は、半導体基板１０３、４０３の洗浄効果を改善すべく、半導体基板１０３、４０３の中心よりも半導体基板１０３、４０３の縁部を加熱して、半導体基板１０３、４０３の温度分布を均一にする。加熱装置は、チャック１０２、４０２と半導体基板１０３、４０３との間に固定されており、チャック１０２、４０２と共に回転しない。具体的には、図５に示すように、加熱装置は、複数の電気パネルヒータ５０１を備えている。半導体基板１０３、４０３の縁部に対応して配置される電気パネルヒータ５０１の面積は、半導体基板１０３、４０３の中心に対応して配置される電気パネルヒータ５０１の面積よりも大きい。図６に示すように、別の実施形態では、加熱装置はランプ６０１である。半導体基板１０３、４０３の縁部に対応するランプ６０１の長さは、半導体基板１０３、４０３の中心またはその近傍に対応して配置されるランプ６０１の長さよりも長い。図７に示すように、別の実施形態では、加熱装置は、複数のランプ７０１を含んでいる。半導体基板１０３、４０３の縁部に対応するランプ７０１の密集度は、半導体基板１０３、４０３の中心またはその近傍に対応して配置されるランプ７０１の密集度よりも高い。尚、加熱装置は上述された例に限定されない。

上述したように、本発明では、チャンバ１０１、４０１内に封止室１１０、４１０を構成し、半導体基板１０３、４０３に高温のＳＰＭを供給する内部ディスペンサ１１１、４１１を封止室１１０、４１０内に配置する。これによって高温のＳＰＭ洗浄工程が封止室１１０、４１０内において行われ、酸性の煙霧が封止室１１０、４１０内に閉じ込められる。したがって、チャンバ１０１、４０１に酸性の煙霧が充満することなく、チャンバ１０１、４０１の部材に対する腐食を回避できる。高温のＳＰＭ洗浄工程が終了した後、封止室１１０、４１０の外側に配置されている外部ディスペンサ１１８、４１８、および／または、超音波または高周波超音波装置１１９、４１９が封止室１１０、４１０内に移動し半導体基板１０３、４０３を処理する。また、封入壁１０５、４０５が駆動されて下降し、外部ディスペンサ１１８、４１８、および／または、超音波または高周波超音波装置１１９、４１９が封止室１１０、４１０内に移動し半導体基板１０３、４０３を処理する。外部ディスペンサ１１８、４１８、および／または、超音波または高周波超音波装置１１９、４１９が封止室１１０、４１０の外へ移動した後、封入壁１０５、４０５が駆動されて上昇し、封止室１１０、４１０を形成し、内部ディスペンサ１１１、４１１が半導体基板１０３、４０３に高温のＳＰＭを供給する。本発明は、高温のＳＰＭ洗浄、および、超音波または高周波超音波洗浄をチャンバ１０１、４０１内で統合することにより、洗浄効率を向上させる。また、チャック１０２、４０２は、半導体基板１０３、４０３を不均一に加熱する加熱装置を有しており、半導体基板１０３、４０３の縁部の洗浄に寄与する。また、外部ディスペンサ１１８、４１８を用いて、半導体基板１０３、４０３にＩＰＡを供給する場合、封止室１１０、４１０の温度が冷却されたあとに外部ディスペンサ１１８、４１８を封止室１１０、４１０内に移動することにより、ＩＰＡが高温によって燃焼爆発することを回避する。これにより高温のＳＰＭ洗浄は隔離されているため、酸性の煙霧を封止室１１０、４１０内に封入して、チャンバ１０１、４０１内に酸性の煙霧が充填されてチャンバ１０１、４０１内の部品を腐食することを回避することができるとともに、ＩＰＡを安全に使用することが可能となる。

本発明の前述の説明は、例示および説明のために提示されたものである。本発明の正確な開示として限定または網羅するものではなく、上記の教示内容に鑑みて多くの修正および変形が可能であることは自明である。当業者に自明な改変および変形は、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲内に含まれる。

Claims (20)

1. 頂壁と、側壁と、底壁とを有するチャンバと、
   チャンバ内に配置され前記半導体基板を保持するチャックと、
   前記チャックを取り囲む液体回収部と、
   前記液体回収部を取り囲む封入壁と、
   前記封入壁を駆動して上下動させる少なくとも一つの駆動機構であって、前記封入壁を駆動して上昇させて、前記液体回収部、前記封入壁、前記チャンバの前記頂壁、および、前記チャンバの前記底壁によって封止室を形成する前記少なくとも一つの駆動機構と、
   前記封止室内に配置された、少なくとも一つの内部ディスペンサと、
   前記封止室の外側に配置され、前記封入壁が駆動され下降した後、前記封止室を出入りする少なくとも一つの外部ディスペンサとを備えていることを特徴とする半導体基板洗浄装置。
2. 前記封止室の外側には、超音波または高周波超音波装置が配置されており、超音波または高周波超音波装置は、前記封入壁が駆動されて下降した後、前記封止室を出入りすることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
3. 前記チャックは、前記半導体基板を不均等に加熱する加熱装置を備えており、前記加熱装置は前記半導体基板の中心より前記加熱装置の縁部をより加熱することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
4. 前記加熱装置は、前記チャックと前記半導体基板との間に固定されており、前記チャックと前記半導体基板とともに回転しないことを特徴とする請求項３に記載の半導体基板洗浄装置。
5. 前記加熱装置は、複数の電気パネルヒータを備えており、前記半導体基板の縁部に対応して配置される前記電気パネルヒータの面積は、前記半導体基板の中心に対応して配置される前記電気パネルヒータの面積よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の半導体基板洗浄装置。
6. 前記加熱装置はランプであり、前記半導体基板の縁部に対応する前記ランプの長さは、前記半導体基板の中心またはその近傍に対応して配置される前記ランプの長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の半導体基板洗浄装置。
7. 前記加熱装置は、複数のランプを備えており、前記半導体基板の縁部に対応する前記ランプの密集度は、前記半導体基板の中心またはその近傍に対応して配置される前記ランプの密集度よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の半導体基板洗浄装置。
8. 前記内部ディスペンサは、空気抽出器に接続される排気管に組み付けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
9. 前記排気管の横断面は円形であり、前記内部ディスペンサは前記排気管の外壁に接するように決めされている、または、前記排気管の横断面は半円であり、前記内部ディスペンサは前記排気管の中央に配置されている、または、前記排気管の横断面は円形であり、前記内部ディスペンサは前記排気管の内部に決めされていることを特徴とする請求項８に記載の半導体基板洗浄装置。
10. 前記回転アクチュエータは、前記内部ディスペンサおよび前記排気管を回転駆動するために用いられることを特徴とする請求項８に記載の半導体基板洗浄装置。
11. 前記封止室には、前記封止室を洗浄するための一対のノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
12. 前記チャンバの前記底壁および封止室内には、排気孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
13. 前記チャンバの前記底壁および封止室内には、排液孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
14. 前記チャンバの前記頂壁には、前記封止室に清浄な空気を供給するファンフィルタユニットが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
15. 前記少なくとも一つの内部ディスペンサは、前記半導体基板に高温のＳＰＭを供給することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
16. 前記チャンバの前記頂壁には中空のシュラウドが固定されており、前記封入壁が駆動されて上昇すると、前記封入壁の上端が前記シュラウドの下端と接触し、前記封入壁の下端が前記液体回収部の上端と接触し、前記封止室が、前記液体回収部、前記封入壁、前記シュラウド、前記チャンバの前記頂壁、および、前記チャンバの底壁により囲まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
17. 前記封入壁の前記上端と前記シュラウドの前記下端との間に配置される第一シールリングと、前記封入壁の前記下端と前記液体回収部の前記上端との間に配置される第二シールリングとをさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板洗浄装置。
18. 前記チャンバの前記底壁には、前記封止室の外側に別の排気孔と別の排液孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
19. 前記液体回収部と前記チャックとは相対的に移動することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。
20. 前記少なくとも一つの外部ディスペンサは、前記半導体基板にＩＰＡを供給することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板洗浄装置。

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