JP3309596B2 - 基板の洗浄装置と洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板の洗浄装置と洗浄方
法に係わり、特に仕上げの純水洗浄したあとでパーティ
クルと呼ばれる汚染物を基板に付着させずに引き上げる
ことが可能な洗浄装置と洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の性能と信頼性の向上には製
造プロセスの改善が必須であるが、中でも洗浄工程は非
常に重要である。半導体素子の表面は非常に敏感なの
で、表面の汚染を如何に少なくするか、つまり洗浄を如
何に完璧に行うかが素子の安定性や再現性を決する。そ
こで、素子表面に付着している汚染物が何であるかによ
って、いろいろな洗浄方法が採られている。

【０００３】しかし、何れの汚染物でも除去されたあと
は、油性の洗浄液は水性の洗浄液に置換され、次いで水
性の洗浄液は純水に置換され、仕上げともいうべき洗浄
工程はいわゆる純水洗浄である。つまり、純水によって
最終的な洗浄を行い、表面に汚染物がない清浄な状態で
乾燥されることが望ましい。

【０００４】図５は従来の基板の洗浄装置を工程順に示
した模式的な断面図である。図中、１は洗浄槽、1aは溢
流部、1cは底部、２は給水盤、2aは噴出孔、３は洗浄
液、４は排液弁、５は基板、６は基板支持具、6aは横部
のポケット、6bは下部のポケット、８はパーティクル、
10は洗浄装置である。

【０００５】図５において、洗浄装置10は、箱型の洗浄
槽１の下方に給水盤２が配置されており、その給水盤２
の上面に設けられた噴出孔2aから例えば純水洗浄ならば
純水が勢いよく噴き出るようになっている。また、洗浄
槽１に溜まった洗浄液３は、洗浄槽１の上縁の溢流部1a
から溢流するようになっている。さらに、給水盤２の下
側の洗浄槽１の底部1cには排液弁４が設けられている。
そして、排液弁４が開くと、洗浄槽１の中の洗浄液３を
急激に排出する、いわゆるクイックダウンができるよう
になっている。

【０００６】ウェーハなどの基板５は、キャリアとかバ
スケットとか呼ばれる基板支持具６に複数枚が並行に支
持される。基板５は、通常は基板支持具６の３箇所のポ
ケット6a、6bに支持される。基板支持具６は、図示して
ないロボットハンドなどによって洗浄槽１の中に搬入さ
れる。そうすると給水盤２の噴出孔2aから洗浄液３が噴
出し、やがて洗浄槽１が満杯になって溢流部1aから溢流
する。次に、底部1cの排液弁４を開いて洗浄液３を一気
に排出させる。この洗浄液３の噴出・溢流→排出の操作
を７回とか10回とか繰り返して一連の洗浄工程が終わ
り、基板５を支持している基板支持具６が洗浄槽１の外
に搬出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、洗浄工程に
入る前の基板５や基板支持具６には、成膜やエッチング
などのいろいろな処理工程を経た後なので微細な破片や
切片、塵などのいわゆるパーティクル８が付着した状態
になっている。パーティクル８は、基板５の表面はもち
ろん、ポケット6a、6bの近傍により多く付着している。
洗浄工程においては、洗浄液３を一方で溢流部1aから溢
流させながら、他方で排液弁４を開弁して何回か排出を
繰り返し、こうしたパーティクル８を洗浄液３と一緒に
排出するようにしている。

【０００８】ところで、従来の洗浄装置10においては、
排液弁４が洗浄槽１の真下の底部1cに設けられた構成に
なっている。そのため、排出の際の洗浄液３の流れに起
因してパーティクル８が取り除けない傾向がある。つま
り、基板支持具６の横部に設けられた横部のポケット6a
の近傍では、破線で図示した洗浄液３の流れから分かる
ように、洗浄液３が噴出する際も排出する際も効果的に
洗われ、パーティクル８が留まることは少ない。ところ
が、基板支持具６の下部のポケット6bは、洗浄液３が噴
出する際も排出する際も洗浄液３の流れの蔭になって洗
われ難い。その結果、パーティクル８が下部のポケット
6bと基板５の隙間の近傍に残ってしまいなかなか取り除
けない。

【０００９】そこで本発明は、洗浄装置において洗浄液
を排出する際の洗浄液の流れが、基板支持具の下部のポ
ケットを効果的に洗ってパーティクルの残存を防ぐよう
になした洗浄装置と洗浄方法を提供することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、洗浄
液を洗浄槽内の下方から噴出させながら上方から溢流さ
せる工程と、下部から排出させる工程とを少なくとも１
回繰り返して、支持具に並行に支持された複数枚の基板
を洗浄する基板の洗浄装置において、該洗浄液を排出す
る排液弁が、該洗浄槽の、該基板面と平行な方向と交差
する少なくとも一方の側壁の下部が開口するように設け
られているように構成された基板の洗浄装置と、複数の
基板が並行して支持された基板支持具を洗浄槽に降下さ
せて、下方から洗浄液を噴出させながら上部から溢流さ
せる第１の工程と、該洗浄槽の、該基板面と平行な方向
と交差する側壁の下部に設けられた排液弁を開弁して該
洗浄液を排出する第２の工程とを少なくともとも１回繰
り返して行い、そのあと、該基板支持具を該洗浄槽から
上昇させ取り出す洗浄方法とによって解決される。

【００１１】

【作用】従来の洗浄装置に備えられている排液弁は、洗
浄槽の底部に設けられていたために、洗浄液をクイック
ダウンさせても洗浄液の流れの経路に起因して基板支持
具の下部のポケットが洗われ難くパーティクルの残存が
あったが、本発明においては、排液弁を基板と平行な面
と交差する側壁の下部に設けている。そして、洗浄液が
クイックダウンする際に、基板支持具の下部のポケット
を横方向から洗い流しながら流下するようにしている。

【００１２】その結果、パーティクルが特に残存し易か
った基板支持具の下部のポケットも効果的に洗われるの
で、パーティクルの残存を大幅に低減できる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例の洗浄装置の斜
視図、図２は本発明の第１の実施例の洗浄方法を模式的
に示した工程図、図３はパーティクルの個数と分布状態
から見た本発明の効果、図４は本発明の第２の実施例の
洗浄方法を模式的に示した工程図である。図中、１は洗
浄槽、1aは溢流部、1bは側壁、２は給水盤、2aは噴出
孔、３は洗浄液、４は排液弁、4aは弁体、4bは開閉手
段、５は基板、６は基板支持具、6aは横部のポケット、
6bは下部のポケット、７は処理槽、８はパーティクル、
10は洗浄装置である。

【００１４】〔実施例１〕図１〜図２に示した洗浄装置
10においては、半導体ウェーハなどの複数枚の基板５を
並行に支持するキャリアやバスケットなどの基板支持具
６が、図示してないロボットハンドなどによって例えば
プラスチック製で箱型の洗浄槽１の中に搬入され洗浄さ
れる。

【００１５】洗浄槽１の下方に例えばプラスチック製の
給水盤２が配置されており、図示してない液源から洗浄
液３が供給され、給水盤２の上面に設けられた複数個の
噴出孔2aから例えば純水洗浄装置ならば純水などが勢い
よく噴き出るようになっている。噴出孔2aから噴き出た
洗浄液３は、基板支持具６に支持された基板５の間隙を
通って勢いよく昇っていく。また、洗浄槽１に溜まった
洗浄液３は、洗浄槽１の上縁の溢流部1aから溢流するよ
うになっている。さらに、洗浄槽１の、基板支持具６に
支持された基板５の表面と平行な面と交差する側壁1bの
下部に排液弁４が設けられている。

【００１６】排液弁４は、例えばプラスチック製のエア
シリンダなどの開閉手段4bに駆動されて弁体4aが開閉で
きる構成になっている。弁体4aは、開弁したとき洗浄槽
１の中の洗浄液３が一気にクイックダウンするようにで
きるだけ大きい方がよい。

【００１７】図２において、いろいろな処理がなされて
処理槽７から取り出された基板支持具６とその基板支持
具６に支持されている基板５には、特に基板５を支持す
るポケット6a、6bの近傍にパーティクル８が残存してい
る。

【００１８】この基板支持具６を洗浄槽１に入れて、洗
浄液３を下方の給水盤２から噴出させ、溢流部1aから溢
流させながら洗浄する。この噴出・溢流の第１の工程に
おいては、基板支持具６の横部のポケット6aは下側の側
方から洗われるのでパーティクル８がよく除去される。
しかし、下部のポケット6bは洗浄液３の流れが真下方向
からなので、パーティクル８が効果的に除去されない。
噴出・溢流の第１の工程を例えば１分間続けたら排液弁
４を開いて洗浄液３を一気に排出する。

【００１９】この洗浄液３の排出の第２の工程では、破
線で流れの経路を図示したように、流下する洗浄液３に
よって横部のポケット6aは上側の側方から洗われる。ま
た、下部のポケット6bは、排出される洗浄液３によって
側方から洗われるのでパーティクル８の除去が効果的に
行われる。

【００２０】この洗浄液３の噴出・溢流と排出の操作、
つまり第１の工程と第２の工程を例えば７回繰り返した
ら、第３の工程で基板支持具６を洗浄槽１から引上げれ
ば一連の洗浄工程が終わる。

【００２１】排液弁４をこのような構成となした本発明
の効果は図３に述べている。すなわち、こゝでは、純水
の洗浄装置10を通したあと、0.2 μｍ以上のパーティク
ル８が６インチの半導体ウェーハ内に何個残存してるか
を実施例と比較してみる。

【００２２】従来の洗浄装置によれば、パーティクル８
が 1,000〜 2,000個残存し、ウェーハ表面のパーティク
ル８のマップデータを見ると、洗浄液３の流下に沿って
パーティクル８が残存している様子がよく分かる。それ
に対して、本発明になる洗浄装置によれば、パーティク
ル８の残存個数は、 200〜 500個で、ウェーハ表面のパ
ーティクル８のマップデータで見ても、非常に低減して
いることが分かる。

【００２３】〔実施例２〕図４において、この洗浄装置
10では、洗浄槽１の、基板支持具６に支持された基板５
の表面と平行な面と交差し、かつ対向する二つの側壁1b
の下部のそれぞれに排液弁４が設けられた構成になって
いる。

【００２４】いろいろな処理がなされて処理槽７から取
り出された基板支持具６とその基板支持具６に支持され
ている基板５には、特に基板５を支持するポケット6a、
6bの近傍にパーティクル８が残存している。

【００２５】この洗浄装置10の場合には、排液弁４が洗
浄槽１の左右に対向して設けられているので、洗浄液３
の噴出・溢流の第１の工程→洗浄液３を右側に排出する
第４の工程→第１の工程→洗浄液３を左側に排出する第
５の工程を順次繰り返して行い、そのあと、第３の工程
で基板支持具６を洗浄槽１から引上げれば一連の洗浄工
程が終わる。

【００２６】つまり、排出の際の排液弁４の開弁を左右
交互に行い、洗浄液３を左右交互に流下させるようにす
る。そうすると、特に下部のポケット6bが左右の両側方
から洗われるので、パーティクル８の除去がより効果的
にできる。

【００２７】こゝでは、基板が半導体ウェーハであるか
のように例示したが、例えばフラットディスプレイ素子
に用いられるガラス基板などにも適用でき、基板が円形
でなく方形でもよい。また、基板支持具のポケットが３
個の場合を例示したが、例えば下部のポケットが２箇所
あって４点支持の場合でも本発明は有効である。

【００２８】

【発明の効果】本発明では、洗浄槽の排液弁を基板と平
行な面と交差する側壁の下部に設けている。従って、洗
浄液がクイックダウンする際に、基板支持具の下部のポ
ケットを横方向から洗い流しながら流下するようになっ
ている。

【００２９】その結果、洗浄に先立っていろいろな処理
を経たあと、パーティクルが残存し易い基板支持具の下
部のポケット近傍が効果的に洗われて、残存するパーテ
ィクルを大幅に低減することができる。従って、本発明
は特に半導体装置の製造工程におけるウェーハプロセス
の歩留り向上に対して寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の洗浄装置の斜視図で
ある。

【図２】 本発明の第１の実施例の洗浄方法を模式的に
示した工程図である。

【図３】 パーティクルの個数と分布状態から見た本発
明の効果である。

【図４】 本発明の第２の実施例の洗浄方法を模式的に
示した工程図である。

【図５】 従来の基板の洗浄装置を工程順に示した模式
的な断面図である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 1a 溢流部 1b
側壁 ２ 給水盤 2a 噴出孔 ３ 洗浄液 ４ 排液弁 4a 弁体 4b
開閉手段 ５ 基板 ６ 基板支持具 6a 横部のポケット 6b
下部のポケット ７ 処理槽 ８ パーティクル 10 洗浄装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄液を洗浄槽内の下方から噴出させな
   がら上部から溢流させて、洗浄液の噴出方向と平行に支
   持された基板を洗浄する基板の洗浄装置において、 前記洗浄液を排出する排液弁が、前記洗浄槽の、前記基
   板面に平行な方向と交差する少なくとも一方の側壁の下
   部が開口するように設けられていることを特徴とする基
   板の洗浄装置。
2. 【請求項２】 第１の工程は、複数の基板が並行して支
   持された基板支持具を洗浄槽に降下させて、下方から洗
   浄液を噴出させながら上部から溢流させる工程であり、 第２の工程は、前記排液弁を開けて前記洗浄液を前記基
   板面と平行な方向に排出する工程であり、 第３の工程は、前記基板支持具を前記洗浄槽から上昇さ
   せ取り出す工程であり、 第１の工程と、第２の工程は、その順序で少なくとも１
   回繰り返して行い、そのあと、第３の工程を行うことを
   特徴とする基板の洗浄方法。
3. 【請求項３】 第４の工程は、前記排液弁の一方を開弁
   して前記洗浄液を排出する工程であり、 第５の工程は、前記排液弁の他方を開弁して前記洗浄液
   を排出する工程であり、 前記第１の工程と、第４の工程と、前記第１の工程と、
   第５の工程は、その順序で少なくとも１回繰り返して行
   い、そのあと、前記第３の工程を行う請求項２記載の基
   板の洗浄方法。