JP3017132B2 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理装置及び処理
方法に係り、特に、半導体基板の不純物除去工程、ウェ
ットエッチング工程、レジスト剥離工程等において薬液
処理（ウェット処理）を行なう際に用いて好適な処理装
置及び処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置（半導体デバイス）の
製造工程においては、半導体基板を多数枚一括処理する
バッチ処理が容易なことから、不純物除去、ウェットエ
ッチング、レジスト剥離等の各工程において薬液処理が
行われており、これらの薬液処理では、処理の後、洗
浄、乾燥が行われ、次工程へ送られている。図５は、例
えば、特開昭６３−１０７１３１号公報に開示されてい
るウェハ（半導体基板）洗浄乾燥装置の要部を示す断面
図であり、ウェハをウェットケミカル法で洗浄した後、
ウェハにマイクロ波を照射し乾燥させる装置である。

【０００３】このウェハ洗浄乾燥装置は、それぞれが処
理室となる乾燥室１とウェハ液中搬送部２から構成され
ている。前記乾燥室１内には、乾燥処理されるウェハ３
がウェハチャック部４により保持されており、ウェハチ
ャック部４はウェハ液中搬送部２中を搬送されたウェハ
３を受取り乾燥室１内に搬送するとともに、モータ５に
より回転する構成になっている。

【０００４】この乾燥室１には、クリーンエアー６を供
給するクリーンエアー供給部７及び乾燥に供したエアー
８を排気するリング状排気部９が設けられ、さらに、乾
燥室１内の気中の塵埃数を計測する微小粒子濃度計測装
置（気中粒子計数モニター）１１が配設されている。

【０００５】一方、ウェハ液中搬送部２には、高純度純
水１３を供給する高純度純水供給部１４及び洗浄に供さ
れた廃水１５を排水するリング状排水部１６が設けら
れ、さらに、高純度純水１３中の塵埃数を計測する微小
粒子濃度計測装置（液中粒子計数モニター）１７が配設
されている。なお、２１は前述した種々の動作部を制御
する制御部、２２は制御部２１にセットされる処理条
件、２３はマイクロ波発生部である。

【０００６】このウェハ洗浄乾燥装置では、気中粒子計
数モニター１１により乾燥室１内の雰囲気中の塵埃数を
計数し、この計数結果に応じて制御部２１によりクリー
ンエアー供給部７から供給されるクリーンエアー６の量
及びリング状排気部９から排気されるエアー８の量を制
御することにより、処理条件２２で設定した所定の塵埃
数以下に制御されている。また、同様に、液中粒子計数
モニター１７によりウェハ液中搬送部２中の高純度純水
１３中の塵埃数を計数し、この計数結果に応じて制御部
２１により高純度純水供給部１４及びリング状排水部１
６を制御することにより、処理条件２２で設定した所定
の塵埃数以下に制御されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におけ
る半導体製造技術の革新により使用する薬液の種類も多
種多様であり、使用する薬液によっては、不純物除去、
ウェットエッチング、レジスト剥離等の各工程時の反応
物あるいは薬液そのものが十分に除去されずに半導体基
板上に残留してしまい、塵埃の基になる現象が顕在化し
ている。

【０００８】第１の問題点は、上述したウェハ洗浄乾燥
装置においては、気中粒子計数モニター１１により乾燥
室１内の雰囲気中の塵埃数を計数することにより、乾燥
室１内のクリーンエアー６の流量を制御していることか
ら、ウェハ３の乾燥方法や乾燥状態には工夫が見られる
ものの、薬液処理後から洗浄までの搬送工程において
は、搬送されるウェハの表面の状態の管理を行っておら
ず、この搬送工程においてウェハ３の表面に反応物ある
いは薬液そのものが残留して固着してしまうという点で
ある。

【０００９】その理由は、半導体製造ラインにおいて使
用する薬液は多種多様であり、薬液処理された後、次工
程である洗浄工程へ移動する際に、ウェハ３表面に残留
している反応物あるいは薬液そのものが乾燥してしま
い、この搬送時点で既に固着してしまう現象が生じるた
めである。

【００１０】第２の問題点は、クリーンエアー６のクリ
ーン度に対する要求が高度化するにつれて、所望の塵埃
数にするために乾燥室１内へ供給されるクリーンエアー
６の供給量が増加し、乾燥を促進するために加熱された
乾燥空気を導入する等によって、ウェハ３表面の乾燥状
態がますます促進されつつあり、ウェハ３表面に残留し
ている反応物あるいは薬液そのものの固着が増加する傾
向にあるという点である。

【００１１】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、薬液処理槽から洗浄処理槽へ搬送される被処
理物の乾燥を防止することができ、この搬送中に前記被
処理物の表面に残留している薬液と被処理物との反応物
あるいは薬液そのものの前記被処理物表面への固着を阻
止することができ、したがって、洗浄処理槽における洗
浄効率が向上し、結果的に製品の歩止まりの向上、信頼
性の向上を図ることが可能な処理装置及び処理方法を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な処理装置及び処理方法を採用し
た。すなわち、請求項１記載の処理装置は、被処理物を
薬液処理する薬液処理槽と、薬液処理された被処理物を
洗浄処理する洗浄処理槽と、前記被処理物を前記薬液処
理槽から前記洗浄処理槽へ搬送する搬送手段とを備えた
処理装置であって、薬液処理された被処理物を前記洗浄
処理槽へ搬送する際に、前記薬液処理槽から発生する薬
液の蒸気による雰囲気を維持する構成としたものであ
る。

【００１３】請求項２記載の処理装置は、前記薬液処理
槽及び前記洗浄処理槽全体を覆う様に、開閉自在のカバ
ーを設け、該カバーに、該カバー内の雰囲気を制御する
ための排気量調節可能な排気ダクトを設け、被処理物を
前記薬液処理槽から前記洗浄処理槽へ搬送する際に、前
記排気ダクトからの排気量を零にする構成としたもので
ある。

【００１４】請求項３記載の処理装置は、前記カバーの
外方に、洗浄処理された被処理物を水洗処理する水洗処
理槽を設けたものである。

【００１５】請求項４記載の処理方法は、被処理物を薬
液処理槽にて薬液処理する薬液処理工程と、薬液処理さ
れた前記被処理物を前記薬液処理槽から前記洗浄処理槽
へ搬送する搬送工程と、薬液処理された前記被処理物を
前記洗浄処理槽にて洗浄処理する洗浄処理工程とを備え
た処理方法であって、薬液処理された被処理物を前記洗
浄処理槽に搬送する際に、前記被処理物を前記薬液処理
槽から発生する薬液の蒸気による雰囲気を維持した状態
で搬送するものである。 請求項５記載の処理方法は、前
記搬送工程を、開閉自在のカバーを用いて前記薬液処理
槽、前記洗浄処理槽及び前記被処理物を覆うと共に、前
記カバーに設けられた排気量調節可能な排気ダクトの排
気量を零にすることにより前記被処理物の乾燥を防止す
るものである。 請求項６記載の処理方法は、前記カバー
の外方に設けた水洗処理槽を用いて、洗浄処理された被
処理物を水洗処理する水洗処理工程を有するものであ
る。

【００１６】本発明では、これら薬液処理槽及び洗浄処
理槽全体を前記カバーにより覆い密閉状態とした後、搬
送手段により前記薬液処理槽により処理された被処理物
を前記洗浄処理槽に搬送する。ここでは、カバー内は密
閉状態とされているので、前記薬液処理槽より取り出さ
れた被処理物の表面は、薬液及び該被処理物と薬液との
反応により生じる反応物からなる薬液の反応蒸気及び薬
液微粒子に覆われた状態で前記洗浄処理槽に搬送される
こととなり、搬送中の該被処理物の乾燥が阻止される。

【００１７】これにより、この搬送中に乾燥に起因する
該被処理物の表面に残留している薬液及び反応物が被処
理物の表面に固着するのが阻止され、洗浄処理槽におけ
る洗浄処理が容易になり、洗浄処理槽における洗浄効率
が向上する。この結果、製品の歩止まりが向上し、信頼
性の向上を図ることが可能になる。

【００１８】また、前記カバーの外方に、洗浄処理され
た被処理物を水洗処理する水洗処理槽を設けたことによ
り、薬液処理槽及び洗浄処理槽全体を前記カバーにより
覆い、水洗処理槽と隔てることで、薬液処理槽と薬液処
理槽から洗浄処理槽への被処理物の搬送時に発生し拡散
する薬液の反応蒸気及び薬液微粒子が水洗処理槽に溶け
込むのを阻止する。これにより、水洗処理槽における水
洗効率が向上し、得られた製品の品質及び信頼性が向上
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の処理装置及び処理
方法の一実施形態について図面に基づき説明する。図１
は本発明の一実施形態に係る処理装置を示す概略構成図
であり、図において、３１は半導体基板（被処理物）、
３２は上面に開閉自在の蓋３２ａ、３２ａが設けられ、
半導体基板３１にウェットケミカル処理（薬液処理）を
行なう薬液処理槽、３３は上面に開閉自在の蓋３３ａ、
３３ａが設けられウェットケミカル処理された半導体基
板３１を洗浄処理する洗浄処理槽である。

【００２０】また、３４は半導体基板３１を複数枚保持
するボート、３５は半導体基板３１が保持されたボート
３４を保持し薬液処理槽３２から取り出し洗浄処理槽３
３中へ搬送する搬送ロボットアーム（搬送手段）、３６
は薬液処理槽３２と洗浄処理槽３３を含む装置全体を排
気する排気量を電動により調節可能な排気ダクト、３７
は薬液処理槽３２及び洗浄処理槽３３全体を覆う様に設
けられ上面が開閉自在とされたカバー、３８は該カバー
３７内の雰囲気を制御するための排気量を電動により調
節可能な排気ダクトである。

【００２１】カバー３７は、常に薬液処理槽３２から漏
れている薬液の蒸気と半導体基板３１の引き上げ時に生
じる半導体基板３１表面と薬液処理槽３２からの薬液微
粒子が拡散し、後述する水洗処理槽４０に溶け込むのを
阻止するためのもので、その上部が半導体基板３１を薬
液処理槽３２から洗浄処理槽３３へ搬送可能なスペース
とされ、その上面には搬送ロボットアーム３５が通過可
能な搬送用スリット３９が２つその搬送方向に互いに平
行に形成されている。

【００２２】このカバー３７の外方には、前記洗浄処理
槽３３により洗浄された半導体基板３１を水洗処理する
水洗処理槽４０が設けられている。そして、搬送ロボッ
トアーム３５により半導体基板３１を薬液処理槽３２か
ら洗浄処理槽３３へ搬送する際に、薬液処理槽３２及び
洗浄処理槽３３全体をカバー３７で密封し、排気ダクト
３８からの引きを０にするべくシーケンスが組まれる構
成となっている。なお、４１は薬液処理槽３２上の雰囲
気を構成する薬液の反応蒸気及び薬液微粒子である。

【００２３】次に、この処理装置の動作について、図１
ないし図３に基づき説明する。まず、カバー３７の上面
を開き、搬送ロボットアーム３５により図示しないロー
ダー部より薬液処理槽３２内へ半導体基板３１を搬送し
（図２）、その後、カバー３７を閉じ、薬液処理槽３２
の中に浸漬しウェットケミカル処理を行なう。

【００２４】ウェットケミカル処理された半導体基板３
１を、搬送ロボットアーム３５により、薬液処理槽３２
から取り出す（図３）。半導体基板３１を取り出す際、
薬液処理槽３２の蓋３２ａ、３２ａが開く前に排気ダク
ト３８を閉じる。その後、カバー３７を閉じることによ
り、カバー３７内の薬液処理槽３２及び洗浄処理槽３３
を含む空間４２を密封状態にする。

【００２５】この際、薬液処理槽３２から引き上げられ
る半導体基板３１自体から発生する薬液の反応蒸気及び
薬液微粒子４１が半導体基板３１全体を覆い、洗浄処理
槽３３内に搬送されるまでの間半導体基板３１の表面の
乾燥を防止する。搬送ロボットアーム３５により、薬液
処理槽３２から取り出した半導体基板３１を洗浄処理槽
３３へ搬送して洗浄処理を行なう。半導体基板３１が洗
浄処理槽３３内に完全に浸漬した後、排気ダクト３８を
開き再び引きを開始する。

【００２６】その後、カバー３７を開き、洗浄処理がな
された半導体基板３１を、搬送ロボットアーム３５によ
り洗浄処理槽３３から水洗処理槽４０へ搬送する。ここ
では、薬液処理槽３２内へ半導体基板３１を搬送する時
及び洗浄処理槽３３から水洗処理槽４０へ搬送される時
のみカバー３７は開き、それ以外の時は、カバー３７は
閉じて薬液処理槽３２及び洗浄処理槽３３を常時覆って
いる。

【００２７】ここでは、排気ダクト３６は常に開いた状
態になっており、カバー３７が閉じている状態において
薬液処理槽３２から漏れ出し装置全体に拡散した薬液の
反応蒸気及び薬液微粒子４１を常に引き、半導体基板３
１が薬液処理槽３２、洗浄処理槽３３から次槽へ搬送さ
れる際以外は、排気ダクト３８も開き、カバー３７内の
薬液処理槽３２からの薬液の反応蒸気及び薬液微粒子４
１を引いている。また、カバー３７の搬送用スリット３
９、３９から漏れてくる蒸気を排気ダクト３６で常に引
いておく。

【００２８】また、薬液処理槽３２から取り出した半導
体基板３１を洗浄処理槽３３へ搬送する際は、カバー３
７内の排気量を０とし、半導体基板３１引き上げ時にカ
バー３７内に生じる半導体基板３１表面及び薬液処理槽
３２からの薬液の蒸気による雰囲気を維持することで、
半導体基板３１は薬液の反応蒸気及び薬液微粒子４１に
より常に覆われ、薬液の反応蒸気及び薬液微粒子４１の
拡散による半導体基板３１の乾燥と、乾燥による薬液と
半導体基板３１との反応物または薬液そのものや空間４
２内に存在する不純物の半導体基板３１表面への固着を
防止し、洗浄処理槽３３における洗浄処理を容易にす
る。

【００２９】図４は、本実施形態の処理装置を用いて半
導体基板を処理した場合と、従来の処理装置を用いて半
導体基板を処理した場合それぞれにおける水洗処理後の
半導体基板上の単位面積当たりの塵埃発生数を比較した
図である。この図によれば、本実施形態の処理の場合、
塵埃発生数が３個と少ないのに対し、従来の場合、塵埃
発生数が１４個と多く、本実施形態の処理では、半導体
基板上の塵埃発生数が従来の処理と比べて約１／５程度
まで減少していることが明かである。

【００３０】本実施形態によれば、薬液処理槽３２及び
洗浄処理槽３３全体を覆う様に、上面が開閉自在とされ
たカバー３７を設けたので、薬液処理槽３２から洗浄処
理槽３３へ搬送中の半導体基板３１の表面が、次槽の洗
浄処理槽３３に完全に浸漬されるまで常時薬液の反応蒸
気及び薬液微粒子４１により覆われた状態になっている
ため、半導体基板３１表面が乾燥せず、洗浄処理槽３３
での洗浄処理を容易にし、塵埃の固着を防ぎ該塵埃によ
る欠陥の発生を防止することができる。

【００３１】したがって、ウェット処理搬送工程におけ
る雰囲気の管理を良好に行なうことができ、特に薬液処
理槽３２から洗浄処理槽３３へ搬送中の半導体基板３１
の表面の乾燥を防止することができ、塵埃となる薬液と
半導体基板３１との反応物や薬液そのものの半導体基板
３１表面における固着を防止することができ、結果的に
半導体製品の歩止まりの向上、信頼性の向上に寄与する
ことができる。

【００３２】また、カバー３７の外方に、前記洗浄処理
槽３３により洗浄された半導体基板３１を水洗処理する
水洗処理槽４０を設けたので、薬液処理槽３２及び洗浄
処理槽３３をカバー３７で覆い、水洗処理槽４０と隔て
ることで、薬液処理槽３２と薬液処理槽３２から洗浄処
理槽３３への半導体基板３１の搬送時に発生し拡散する
薬液の反応蒸気及び薬液微粒子４１の水洗処理槽４０へ
の溶け込みを防止し、薬液と水の反応によって生ずる半
導体製品への悪影響を阻止することができる。したがっ
て、水洗処理槽４０における水洗処理効率の向上を図る
ことができ、薬液成分と水の反応により併発する半導体
基板３１への副反応を防止することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、薬
液処理槽及び洗浄処理槽全体を開閉自在のカバーにより
覆うこととしたので、前記薬液処理槽より取り出された
被処理物の表面を、薬液及び該被処理物と薬液との反応
により生じる反応物からなる微粒子雰囲気に覆われた状
態で前記洗浄処理槽に搬送することができ、該被処理物
の乾燥を防止することができる。

【００３４】したがって、この搬送中に乾燥に起因する
該被処理物の表面に残留している薬液及び反応物の固着
を阻止することができ、洗浄処理槽における洗浄処理を
容易に行なうことができ、洗浄処理槽における洗浄効率
を向上させることができる。この結果、製品の歩止まり
を向上させることができ、信頼性の向上を図ることがで
きる。

【００３５】また、前記カバーの外方に、洗浄処理され
た被処理物を水洗処理する水洗処理槽を設けたので、薬
液処理槽及び洗浄処理槽全体を前記カバーにより覆い、
水洗処理槽と隔てることで、薬液処理槽と薬液処理槽か
ら洗浄処理槽への被処理物の搬送時に発生し拡散する薬
液の反応蒸気及び薬液微粒子が水洗処理槽に溶け込むの
を防止することができる。したがって、水洗処理槽にお
ける水洗効率を向上させることができ、得られた半導体
製品の品質及び信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る処理装置を示す斜
視図である。

【図２】 本発明の一実施形態の処理装置のカバーを開
いた状態を示す断面図である。

【図３】 本発明の一実施形態の処理装置のカバーを閉
じた状態を示す断面図である。

【図４】 本実施形態の処理装置による処理と、従来の
処理装置による処理それぞれにおける水洗処理後の半導
体基板上の塵埃発生数を比較した図である。

【図５】 従来の処理装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 乾燥室 ２ ウェハ液中搬送部 ３ ウェハ ４ ウェハチャック部 ５ モータ ６ クリーンエアー ７ クリーンエアー供給部 ８ エアー ９ リング状排気部 １１ 微小粒子濃度計測装置（気中粒子計数モニター） １３ 高純度純水 １４ 高純度純水供給部 １５ 廃液 １６ リング状排水部 １７ 微小粒子濃度計測装置（液中粒子計数モニター） ２１ 制御部 ２２ 処理条件 ２３ マイクロ波発生部 ３１ 半導体基板（被処理物） ３２ 薬液処理槽 ３２ａ、３２ａ 蓋 ３３ 洗浄処理槽 ３３ａ、３３ａ 蓋 ３４ ボート ３５ 搬送ロボットアーム（搬送手段） ３６ 排気ダクト ３７ カバー ３８ 排気ダクト ３９ 搬送用スリット ４０ 水洗処理槽 ４１ 薬液の反応蒸気及び薬液微粒子

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を薬液処理する薬液処理槽と、
   薬液処理された被処理物を洗浄処理する洗浄処理槽と、
   前記被処理物を前記薬液処理槽から前記洗浄処理槽へ搬
   送する搬送手段とを備えた処理装置であって、 薬液処理された被処理物を前記洗浄処理槽へ搬送する際
   に、前記薬液処理槽から発生する薬液の蒸気による雰囲
   気を維持する ことを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 前記薬液処理槽及び前記洗浄処理槽全体
   を覆う様に、開閉自在のカバーを設け、 該カバーに、 該カバー内の雰囲気を制御するための排気
   量調節可能な排気ダクトを設け、 被処理物を前記薬液処理槽から前記洗浄処理槽へ搬送す
   る際に、前記排気ダクトからの排気量を零にする ことを
   特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 【請求項３】 前記カバーの外方に、洗浄処理された被
   処理物を水洗処理する水洗処理槽を設けたことを特徴と
   する請求項２記載の処理装置。
4. 【請求項４】 被処理物を薬液処理槽にて薬液処理する
   薬液処理工程と、 薬液処理された前記被処理物を前記薬液処理槽から前記
   洗浄処理槽へ搬送する搬送工程と、 薬液処理された前記被処理物を前記洗浄処理槽にて洗浄
   処理する洗浄処理工程とを備えた処理方法であって、 薬液処理された被処理物を前記洗浄処理槽に搬送する際
   に、前記被処理物を前記薬液処理槽から発生する薬液の
   蒸気による雰囲気を維持した状態で搬送することを特徴
   とする処理方法。
5. 【請求項５】 前記搬送工程は、開閉自在のカバーを用
   いて前記薬液処理槽、前記洗浄処理槽及び前記被処理物
   を覆うと共に、 前記カバーに設けられた排気量調節可能な排気ダクトの
   排気量を零にすることにより前記被処理物の乾燥を防止
   することを特徴とする請求項４記載の処理方法。
6. 【請求項６】 前記カバーの外方に設けた水洗処理槽を
   用いて、洗浄処理された被処理物を水洗処理する水洗処
   理工程を有することを特徴とする請求項５記 載の処理方
   法。