JP2021086843A - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成について説明する。図1は、本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す平面図である。本実施形態においては、ウェハ処理装置1が、基板としてのウェハWにCOR処理、PHT処理、洗浄処理、及びオリエント処理を行うための各種処理モジュールを備える場合について説明する。なお、本開示のウェハ処理装置1のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。
本実施形態にかかるウェハ処理装置1は以上のように構成されている。次に、ウェハ処理装置1におけるウェハ処理について説明する。
次に、第1の実施形態にかかる、基板洗浄装置としてのウェハ洗浄モジュール33の構成について説明する。図2及び図3は、ウェハ洗浄モジュール33の構成の概略を示す説明図である。
本工程S1では、バルブ147Aが開けられ、第1の加熱部140で第1の温度、例えば50℃〜100℃に加熱された第1の窒素ガスが、洗浄チャンバ100A、100Bのそれぞれに供給される。この際、第1の加熱部140で加熱された第1の窒素ガスは一旦タンク141に貯留されるため、洗浄チャンバ100A、100Bに対して圧力差がないように供給される。各洗浄チャンバ100A、100Bでは、大気圧下で第1の窒素ガスが供給されつつ、第1の排気ライン151を介して内部のガス(主に第1の窒素ガス)が排出される。
本工程S2では、バルブ128A、128Bが開けられ、気化器120で生成された水蒸気が、洗浄チャンバ100A、100Bのそれぞれに供給される。各洗浄チャンバ100A、100Bでは、大気圧下で水蒸気が供給されつつ、第2の排気ライン152を介して内部のガス(主に水蒸気)が排出される。なお、水蒸気の温度は例えば50℃〜100℃であり、水蒸気の濃度は70%〜90%である。また、水蒸気の供給量は50g/m3以上である。
本工程S3では、バルブ137が開けられ、第2の加熱部130で第2の温度、例えば120℃〜300℃、より好ましくは200℃〜300℃に加熱された第2の窒素ガスが、洗浄チャンバ100A、100Bのそれぞれに供給される。この際、第2の加熱部130で加熱された第2の窒素ガスは一旦加圧タンク131に貯留され、圧力が調整されて加圧される。このため、水蒸気から第2の窒素ガスに切り替える際、瞬時かつ高圧で第2の窒素ガスを供給することができる。各洗浄チャンバ100A、100Bでは、大気圧下で第2の窒素ガスが供給されつつ、第2の排気ライン152を介して内部のガス(主に第2の窒素ガス)が排出される。
本工程S4では、バルブ147Aが開けられ、第1の加熱部140で第1の温度、例えば50℃〜100℃に加熱された第1の窒素ガスが、洗浄チャンバ100A、100Bのそれぞれに供給される。各洗浄チャンバ100A、100Bでは、大気圧下で第1の窒素ガスが供給されつつ、第1の排気ライン151を介して内部のガス(主に第1の窒素ガス)が排出される。
<第1の実施形態の変形例>
以上の第1の実施形態のウェハ洗浄モジュール33は、図9に示すようにベントライン250を更に有していてもよい。分岐ライン127B〜127Dのバルブ128B〜128Dにはそれぞれ四方弁が用いられ、各バルブ128B〜128Dにベントライン250が設けられる。ベントライン250は、気液分離タンク162に接続される。
次に、第2の実施形態にかかるウェハ洗浄モジュール33の構成について説明する。図10は、ウェハ洗浄モジュール33の構成の概略を示す説明図である。
次に、第3の実施形態にかかるウェハ洗浄モジュール33の構成について説明する。図12は、ウェハ洗浄モジュール33の構成の概略を示す説明図である。
本工程T1では、バルブ357Aが開けられ、第1の加熱部350で第1の温度、例えば50℃〜100℃に加熱された第1の窒素ガスが、洗浄チャンバ300Aに供給される。また、バルブ363Bが開けられ、第1の排気ライン361を介して、洗浄チャンバ300Aの内部のガス(主に第1の窒素ガス)が排出される。すなわち、洗浄チャンバ300Aでは、大気圧下で第1の窒素ガスが供給されつつ、内部のガスが排出される。なお、本工程T1では、バルブ330Aが開けられ、ベントライン329Aから集合ライン327Aの内部のガスが排出される。
本工程T2では、バルブ328A、328Bが開けられ、気化器320で生成された水蒸気が、洗浄チャンバ300Aに供給される。また、バルブ363A、364Aが開けられ、第2の排気ライン362を介して、洗浄チャンバ300Aの内部のガス(主に水蒸気)が排出される。すなわち、洗浄チャンバ300Aでは、大気圧下で水蒸気が供給されつつ、内部のガスが排出される。
本工程T3では、バルブ347Aが開けられ、第2の加熱部340で第2の温度、例えば120℃〜300℃、より好ましくは200℃〜300℃に加熱された第2の窒素ガスが、洗浄チャンバ300Aに供給される。また、バルブ364Bが開けられ、第2の排気ライン362を介して、洗浄チャンバ300Aの内部のガス(主に第2の窒素ガス)が排出される。すなわち、洗浄チャンバ300Aでは、大気圧下で第2の窒素ガスが供給されつつ、内部のガスが排出される。なお、本工程T3では、バルブ330Aが開けられ、ベントライン329Aから集合ライン327Aの内部のガスが排出される。
本工程T4では、バルブ357Aが開けられ、第1の加熱部350で第1の温度、例えば50℃〜100℃に加熱された第1の窒素ガスが、洗浄チャンバ300Aに供給される。また、バルブ363Bが開けられ、第1の排気ライン361を介して、洗浄チャンバ300Aの内部のガス(主に第1の窒素ガス)が排出される。すなわち、洗浄チャンバ300Aでは、大気圧下で第1の窒素ガスが供給されつつ、内部のガスが排出される。なお、本工程T4では、バルブ330Aが開けられ、ベントライン329Aから集合ライン327Aの内部のガスが排出される。
次に、第4の実施形態にかかるウェハ洗浄モジュール33の構成について説明する。図18は、ウェハ洗浄モジュール33の構成の概略を示す説明図である。
(1)基板の洗浄装置であって、水蒸気を生成するように構成された気化部と、窒素ガスを第1の温度まで加熱するように構成された第1の加熱部と、窒素ガスを第2の温度まで加熱するように構成された第2の加熱部であり、前記第2の温度は前記第1の温度よりも高い、第2の加熱部と、前記気化部、前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に接続された少なくとも1つの洗浄チャンバであり、前記洗浄チャンバは、大気圧下で少なくとも1つの基板を水蒸気、前記第1の温度を有する窒素ガス、又は前記第2の温度を有する窒素ガスに晒すように構成される、少なくとも1つの洗浄チャンバと、を有する、基板洗浄装置。
前記(1)によれば、第1の温度の窒素ガスにより基板を所望の温度に調節するので、水蒸気により基板の表面のフッ素を適切に除去することができる。また、高温の第2の温度の窒素ガスにより基板の表面の水蒸気を除去することができる。したがって、COR処理とPHT処理を施した後の基板の洗浄処理を適切に行うことができる。
前記(2)の第1の温度及び第2の温度によれば、上述した前記(1)による効果を適切に享受することができる。
(4)前記圧力調節部は、前記第2の温度を有する窒素ガスを前記所望の圧力で貯留するように構成された加圧タンクである、前記(3)に記載の基板洗浄装置。
前記(3)又は(4)によれば、圧力調整部(加圧タンク)で所望の圧力に調節された第2の温度の窒素ガスを、瞬時に高圧で洗浄チャンバに供給することができる。
(7)前記第1の排気ラインは、前記第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、前記第2の排気ラインは、水蒸気を前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、及び前記第2の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用される、前記(6)に記載の基板洗浄装置。
(8)前記第1の排気ラインは、前記第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、及び前記第2の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、前記第2の排気ラインは、水蒸気を前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用される、前記(6)に記載の基板洗浄装置。
前記(6)〜(8)のいずれかによれば、洗浄チャンバの内部のガスを干渉させずに適切に排出することができる。
(11)前記洗浄チャンバは、1つ又は2つの基板を収容して洗浄し、平面視において基板の外側に配置されたピラーであり、前記供給口から前記排気口に向かって、前記洗浄チャンバの内側面に沿った前記円弧型のガスの流路を形成するように構成されたピラーを有する、前記(9)に記載の基板洗浄装置。
前記(10)又は(11)によれば、洗浄チャンバの内部において、水蒸気、第1の窒素ガス、及び第2の窒素ガスを適切に流すことができる。その結果、基板の表面全面が均一に水蒸気に晒され、フッ素を適切に除去することができる。また、基板の表面全面が第2の窒素ガスに晒され、基板を適切に乾燥させることができる。
(13)前記洗浄チャンバは、前記第1の側壁及び前記第2の側壁とは異なる第3の側壁を有し、前記第3の側壁は、基板の搬入出口を有する、前記(9)〜(12)のいずれか1つに記載の基板洗浄装置。
(15)前記d)の後に、大気圧下で前記第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバに供給する工程を更に有する、前記(14)に記載の基板洗浄方法。
(16)前記b)において、前記洗浄チャンバ内のガスを第1の排気ラインから排出する工程と、前記c)と前記d)において、前記洗浄チャンバ内のガスを第2の排気ラインから排出する工程と、前記d)の後に、前記洗浄チャンバ内のガスを前記第1の排気ラインもしくは前記第2の排気ラインから排出する工程と、を有する、前記(14)又は(15)に記載の基板洗浄方法。
100 洗浄チャンバ
120 気化器
130 第2の加熱部
140 第1の加熱部
W ウェハ
Claims (16)
- 基板の洗浄装置であって、
水蒸気を生成するように構成された気化部と、
窒素ガスを第1の温度まで加熱するように構成された第1の加熱部と、
窒素ガスを第2の温度まで加熱するように構成された第2の加熱部であり、前記第2の温度は前記第1の温度よりも高い、第2の加熱部と、
前記気化部、前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に接続された少なくとも1つの洗浄チャンバであり、前記洗浄チャンバは、大気圧下で少なくとも1つの基板を水蒸気、前記第1の温度を有する窒素ガス、又は前記第2の温度を有する窒素ガスに晒すように構成される、少なくとも1つの洗浄チャンバと、を有する、基板洗浄装置。 - 前記第1の温度は、50℃〜100℃であり、
前記第2の温度は、120℃〜300℃である、請求項1に記載の基板洗浄装置。 - 水蒸気を前記少なくとも1つの洗浄チャンバに供給した後に前記第2の温度を有する窒素ガスを前記少なくとも1つの洗浄チャンバに供給するように当該基板洗浄装置を制御するように構成される少なくとも1つの制御部と、
前記第2の加熱部に接続され、窒素ガスを所望の圧力に調節するように構成される圧力調節部と、を更に有し、
前記第2の加熱部又は前記圧力調節部は、前記気化部と前記少なくとも1つの洗浄チャンバとを接続する水蒸気供給ラインに接続され、前記第2の温度及び前記所望の圧力を有する窒素ガスを前記水蒸気供給ラインの一部を介して前記少なくとも1つの洗浄チャンバに供給して、前記水蒸気供給ラインの一部及び前記洗浄チャンバ内に残留している水蒸気を除去する、請求項1又は請求項2に記載の基板洗浄装置。 - 前記圧力調節部は、前記第2の温度を有する窒素ガスを前記所望の圧力で貯留するように構成された加圧タンクである、請求項3に記載の基板洗浄装置。
- 前記少なくとも1つの洗浄チャンバは、複数の洗浄チャンバを有し、
前記複数の洗浄チャンバは、前記気化部、前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部を共有する、請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 - 前記複数の洗浄チャンバに接続された第1の排気ライン及び第2の排気ラインを有する、請求項5に記載の基板洗浄装置。
- 前記第1の排気ラインは、前記第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、
前記第2の排気ラインは、水蒸気を前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、及び前記第2の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用される、請求項6に記載の基板洗浄装置。 - 前記第1の排気ラインは、前記第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、及び前記第2の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用され、
前記第2の排気ラインは、水蒸気を前記洗浄チャンバ内に供給した後に前記洗浄チャンバ内のガスを排出するために使用される、請求項6に記載の基板洗浄装置。 - 前記洗浄チャンバは、第1の側壁及び第2の側壁とを有し、
前記第1の側壁は、水蒸気、前記第1の温度を有する窒素ガス及び前記第2の温度を有する窒素ガスの供給口を有し、
前記第2の側壁は、排気口を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 - 前記洗浄チャンバは、1つの基板を収容して洗浄し、平面視において基板に被るように配置されたフィンであり、前記供給口から前記排気口に向かって、前記洗浄チャンバの内側面と前記フィンの外側面に沿ったU字型のガスの流路を形成するように構成されたフィンを有する、請求項9に記載の基板洗浄装置。
- 前記洗浄チャンバは、1つ又は2つの基板を収容して洗浄し、平面視において基板の外側に配置されたピラーであり、前記供給口から前記排気口に向かって、前記洗浄チャンバの内側面に沿った円弧型のガスの流路を形成するように構成されたピラーを有する、請求項9に記載の基板洗浄装置。
- 前記洗浄チャンバは、
基板を覆うチャンバ本体と、
チャンバ本体を昇降させる昇降機構と、を有する、請求項11に記載の基板洗浄装置。 - 前記洗浄チャンバは、前記第1の側壁及び前記第2の側壁とは異なる第3の側壁を有し、
前記第3の側壁は、基板の搬入出口を有する、請求項9〜12のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 - 基板の洗浄方法であって、
a)洗浄チャンバ内に少なくとも1つの基板を配置する工程と、
b)大気圧下で第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバに供給する工程と、
c)大気圧下で水蒸気を前記洗浄チャンバに供給する工程と、
d)大気圧下で第2の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバに供給する工程であり、前記第2の温度は、前記第1の温度より高い、工程と、を有する、基板洗浄方法。 - 前記d)の後に、大気圧下で前記第1の温度を有する窒素ガスを前記洗浄チャンバに供給する工程を更に有する、請求項14に記載の基板洗浄方法。
- 前記b)において、前記洗浄チャンバ内のガスを第1の排気ラインから排出する工程と、
前記c)と前記d)において、前記洗浄チャンバ内のガスを第2の排気ラインから排出する工程と、
前記d)の後に、前記洗浄チャンバ内のガスを前記第1の排気ラインもしくは前記第2の排気ラインから排出する工程と、を有する、請求項14又は請求項15に記載の基板洗浄方法。
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