JP3824473B2

JP3824473B2 - 洗浄処理方法

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Publication number: JP3824473B2
Application number: JP2000210082A
Authority: JP
Inventors: 裕司田中; 裕二上川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2002025963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に所定の処理液を供給して行う洗浄処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造工程においては、基板としての半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の処理液によって処理し、ウエハからパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーションや有機物、酸化膜を除去している。このような液処理の中で、純水を用いた洗浄処理においては、洗浄処理中に静電気が発生してウエハに放電破壊が生ずることを防止するために、純水中に二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスを溶解させて比抵抗を低下させたＣＯ_２インジェクション水が用いられている。
【０００３】
このようなＣＯ_２インジェクション水は、例えば、二酸化炭素を逆浸透膜等のフィルタに通すことによって、二酸化炭素を純水に溶解させて製造している。また、ＣＯ_２インジェクション水の製造にあたっては、所定の比抵抗を有するように、製造されたＣＯ_２インジェクション水の比抵抗を測定しつつ、その測定結果を二酸化炭素の溶け込み量等の制御にフィードバックする構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＣＯ_２インジェクション水を製造する手段を洗浄処理装置に取り付けた場合には、フィルタや比抵抗測定装置、フィードバック制御装置等の設備コストの増大や装置の大型化を招く問題がある。従って、より簡便な方法で純水の比抵抗を低下させ、静電気の発生を抑制してウエハの放電破壊を防止することができれば好ましいと考えられる。
【０００５】
また、純水を用いた洗浄処理の前に行われる各種薬液を用いた洗浄処理においては、例えば、有機アミン系の薬液が使用される場合があるが、有機アミン系の薬液による洗浄処理の後に、純水による洗浄処理を行うと、薬液と純水との反応によりアルカリ性物質が生成し、このアルカリ性物質がウエハ表面に形成されていたアルミニウム配線を腐食させる問題がある。この問題を回避するためには、有機アミン系薬液と純水との直接反応を抑制して、生成するアルカリ性物質を中和するように、純水を酸性化させることが要求される。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、特に純水を用いた洗浄処理において、簡便な方法を用いて純水に二酸化炭素を溶解させて比抵抗を下げ、これにより静電気の発生を防止し、また酸性化された純水により有機アミン系等の薬液と純水との反応によるアルカリ性物質の生成を抑制して、ウエハに形成された回路を保護する洗浄処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によれば、処理チャンバ内に保持される基板の洗浄処理方法であって、
前記処理チャンバ内に窒素ガスを供給し、
前記基板を所定の回転数で回転させながら有機アミン系の薬液を用いて液処理し、
前記処理チャンバ内に二酸化炭素ガスを供給して二酸化炭素濃度を上昇させた状態で、
前記基板を所定の回転数で回転させながら、かつ該基板に純水を吐出しながら洗浄し、
その後、前記処理チャンバ内に窒素ガスを供給しながら前記基板を所定の回転数で回転させながら乾燥処理することを特徴とする洗浄処理方法、が提供される。
【０００８】
このような洗浄処理方法を用いた場合には、ＣＯ_２インジェクション水を予め精製する装置を必要としないことから、装置の大型化を招くことがない。しかも、二酸化炭素を処理チャンバに供給する方法が簡便であり、洗浄処理中には、処理チャンバ内に存在する二酸化炭素が純水にとけ込むために比抵抗が低減され、静電気の発生が抑制される。これにより基板の放電破壊が防止される。また、例えば、有機アミン系薬液を用いた洗浄処理の後に、純水による洗浄処理を行う場合にも、純水に二酸化炭素が溶け込むことから、純水と有機アミン系薬液との反応によるアルカリ性物質の生成が抑制されて、基板に形成された回路の腐食が防止される効果も得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について具体的に説明する。本実施形態では、半導体ウエハ（ウエハ）の搬入、洗浄、乾燥、搬出をバッチ式に一貫して行うように構成された洗浄処理装置について説明する。
【００１０】
図１は洗浄処理装置１の斜視図であり、図２はその平面図である。これら図１および図２に示されるように、洗浄処理装置１は、ウエハＷを収納可能なキャリア（基板収納容器）Ｃの搬入出が行われるイン・アウトポート（容器搬入出部）２と、ウエハＷに対して洗浄処理を実施する洗浄処理ユニット３と、イン・アウトポート２と洗浄処理ユニット３との間に設けられ、洗浄処理ユニット３に対してキャリアＣの搬入出を行うためのステージ部４と、キャリアＣを洗浄するキャリア洗浄ユニット５と、複数のキャリアＣをストックするキャリアストックユニット６とを備えている。なお、参照符号７は電源ユニットであり、８はケミカルタンクボックスである。
【００１１】
イン・アウトポート２は、４個のキャリアＣを載置可能な載置台１０と、キャリアＣの配列方向に沿って形成された搬送路１１を移動可能に設けられ、載置台１０のキャリアＣをステージ部４に搬送し、かつステージ部４のキャリアＣを載置台１０に搬送するためのキャリア搬送機構１２とを有している。キャリアＣ内には例えば２６枚のウエハＷが収納可能となっており、キャリアＣはウエハＷの面が鉛直に配列されるように配置されている。
【００１２】
ステージ部４は、キャリアＣを載置するステージ１３を有しており、イン・アウトポート２からこのステージ１３に載置されたキャリアＣがシリンダを用いたキャリア搬送機構により洗浄処理ユニット３内に搬入され、洗浄処理ユニット３内のキャリアＣがこのキャリア搬送機構によりステージ１３に搬出される。
【００１３】
なお、ステージ１３には、載置台１０からキャリア搬送機構１２のアームを回転させてキャリアＣが載置されるため、載置台１０とは逆向きにキャリアＣが載置される。このため、ステージ１３にはキャリアＣの向きを戻すための反転機構（図示せず）が設けられている。
【００１４】
ステージ部４と洗浄処理ユニット３との間には仕切壁１４が設けられており、仕切壁１４には搬入出用の開口部１４ａが形成されている。この開口部１４ａはシャッター１５により開閉可能となっており、処理中にはシャッター１５が閉じられ、キャリアＣの搬入出時にはシャッター１５が開けられる。
【００１５】
キャリア洗浄ユニット５は、キャリア洗浄槽１６を有しており、後述するように洗浄処理ユニット３においてウエハＷが取り出されて空になったキャリアＣが洗浄されるようになっている。
【００１６】
キャリアストックユニット６は、洗浄前のウエハＷが入ったキャリアＣや洗浄前のウエハＷが取り出されて空になったキャリアＣを一時的に待機させるためや、洗浄後のウエハＷを収納するための空のキャリアＣを予め待機させるためのものであり、上下方向に複数のキャリアＣがストック可能となっており、その中の所定のキャリアＣを載置台１０に載置したり、その中の所定の位置にキャリアＣをストックしたりするためのキャリア移動機構を内蔵している。
【００１７】
次に、洗浄処理ユニット３について説明する。図３は洗浄処理ユニット３の内部を示す断面図、図４および図５は洗浄処理ユニットの洗浄処理部を示す断面図であり、図４は内側チャンバ２７を外側チャンバ２６の外部に出した状態（内側チャンバ２７が「退避位置」にある状態）、図５は外側チャンバ２６の内部に内側チャンバ２７を配置した状態（内側チャンバ２７が「処理位置」にある状態）を示している。
【００１８】
洗浄処理ユニット３の内部には、図３に示すように、洗浄処理部２０と、洗浄処理部２０の直下にキャリアＣを待機させるキャリア待機部３０と、キャリア待機部３０に待機されたキャリアＣ内の複数のウエハＷを押し上げて洗浄処理部２０に移動させ、かつ洗浄処理部２０の複数のウエハＷを保持してキャリア待機部３０のキャリアＣに収納させるためのウエハ移動機構４０とが設けられている。
【００１９】
キャリア待機部３０は、キャリア搬送機構３５のスライドステージ３２を載置するステージ３１を有しており、ステージ３１上でキャリアＣを待機させるようになっている。キャリア搬送機構３５は、ベース部材３４と、その上に設けられた２本のガイドレール３３と、ガイドレール３３に沿って、ステージ部４のステージ１３とキャリア待機部３０のステージ３１との間を移動するスライドステージとを有している。キャリア待機部分であるステージ３１は、ロータ２４の直下に設けられている。
【００２０】
なお、図３に示すように、キャリア待機部３０上方のウエハ移動路の途中には、ウエハ移動路を挟んで前後に発光子および受光子が配置された複数対の光学センサーからなるウエハ検知部１１５が設けられており、このウエハ検知部１１５をウエハが通過することにより、ウエハＷの枚数確認および正規に保持されていないウエハ（いわゆるジャンプスロット）の有無の確認が行われる。
【００２１】
ウエハ移動機構４０は、ウエハＷを保持するウエハ保持部材４１と、鉛直に配置されウエハ保持部材４１を支持する支持棒４２と、支持棒４２を介してウエハ保持部材４１を昇降する昇降駆動部４３とを有している。昇降駆動部４３によりウエハ保持部材４１を昇降させることにより、キャリア待機部３０にあるキャリアＣに収納された洗浄処理前のウエハＷを上方の洗浄処理部２０のロータ２４内に移動させ、またはロータ２４内の洗浄処理後のウエハＷをキャリア待機部３０にあるキャリアＣに移動させるようになっている。
【００２２】
なお、ウエハ保持部材４１にはウエハＷを保持するための溝が所定のピッチで、例えば、５２箇所形成されており、ウエハＷはこの溝を１箇所飛ばしに保持され、洗浄処理前のウエハＷをロータ２４への搬入するために使用する溝と、洗浄処理が終了した後のウエハＷを保持するための溝とを、区別して用いるようになっている。
【００２３】
洗浄処理部２０は、ウエハＷのエッチング処理後にレジストマスク、エッチング残渣であるポリマー層等を除去するものであり、鉛直に設けられた支持壁１８と、回転軸２３ａを水平にして支持壁１８に固定されたモータ２３と、モータ２３の回転軸２３ａに取り付けられたロータ２４と、モータ２３の回転軸２３ａを囲繞する円筒状の支持筒２５と、支持筒２５に支持され、ロータ２４を囲繞するように構成される外側チャンバ２６と、外側チャンバ２６の内側に配置された状態で薬液処理を行う内側チャンバ２７とを有している。
【００２４】
ロータ２４は、鉛直にされた複数（例えば２６枚）のウエハＷを垂直状態として水平方向に所定間隔で配列した状態で保持可能となっており、このロータ２４は、モータ２３によって回転軸２３ａを介して、係止部材７１ａ・７１ｂ（７１ａの背面に位置するため図示せず）・７２ａ・７２ｂ（７２ｂは７２ａの背面に位置するため図示せず）によって係止され、ウエハ保持部材８３ａ・８３ｂ（８３ｂは８３ａの背面に位置するため図示せず）により保持された複数のウエハＷとともに回転されるようになっている。なお、係止部材７１ａ・７１ｂ・７２ａ・７２ｂは、所定の間隔をおいて配置された一対の円盤７０ａ・７０ｂに架設されている。
【００２５】
外側チャンバ２６は円筒状をなし、処理位置（図３の二点鎖線）と支持筒２５の外側の退避位置（図３の実線）との間で移動可能に構成されており、ウエハＷの搬入出時には図３に示すように退避位置に位置される。また、図４に示すように、外側チャンバ２６が処理位置にあり、内側チャンバ２７が退避位置にある際には、外側チャンバ２６とモータ２３側の垂直壁２６ａと先端側の垂直壁２６ｂとで処理空間５１が形成される（図４参照）。垂直壁２６ａは支持筒２５に取り付けられており、支持筒２５と回転軸２３ａとの間にはベアリング２８が設けられている。また、垂直壁２６ａと支持筒２５の先端部はラビリンスシール２９によりシールされており、モータ２３で発生するパーティクル等が処理空間５１に侵入することが防止されている。なお、支持筒２５のモータ２３側端部には外側チャンバ２６、内側チャンバ２７を係止する係止部材２５ａが設けられている。
【００２６】
内側チャンバ２７は外側チャンバ２６よりも径が小さい円筒状をなし、図５に示す処理位置と図３、図４に示す支持筒２５の外側の退避位置との間で移動可能に構成されており、ウエハＷの搬入出時には外側チャンバ２６とともに退避位置に位置される。また、図５に示すように内側チャンバ２７が処理位置にある際には、内側チャンバ２７と、垂直壁２６ａ・２６ｂとで処理空間５２が形成される。なお、処理空間５１および処理空間５２は、シール機構により密閉空間とされる。
【００２７】
処理空間５１を形成する外側チャンバ２６の上端近傍部分には、多数の吐出口５３を有する２本の吐出ノズル５４（１本のみ図示）が、吐出口５３が水平方向に並ぶようにして、垂直壁２６ｂに取り付けられている。吐出ノズル５４からは、図示しない供給源から供給された純水、ＩＰＡ、各種薬液等の処理液や、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスや窒素（Ｎ_２）ガス、またはこれらの混合ガス等の各種のガスが吐出可能となっている。
【００２８】
処理空間５２を形成する内側チャンバ２７の上端近傍には、多数の吐出口５５を有する２本の吐出ノズル５６（１本のみ図示）が、吐出口５５が水平方向に並ぶようにして配置されている。吐出ノズル５６からは、図示しない供給源から供給された各種薬液、純水、ＩＰＡ等の処理液、ＣＯ_２ガスやＮ_２ガス等が吐出可能となっている。
【００２９】
これらの吐出ノズル５４・５６は外側チャンバ２６・内側チャンバ２７にそれぞれ２本より多く配設することが可能であり、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素樹脂製のものや、ステンレス製のものが好適に用いられる。吐出ノズル５４・５６は同等の構造を有するものを用いることが可能であり、例えば、吐出ノズル５４の一形態である吐出ノズル５４ａ・５４ｂの斜視図を図６に示す。
【００３０】
図６（ａ）に示す吐出ノズル５４ａの一表面には、吐出口５３ａが形成された吐出口部材９１ａ（両端を除く２６箇所）・９１ｂ（両端の２箇所）が取り付けられており、１個の吐出口部材９１ａに形成された吐出口５３ａから吐出される処理液は、例えば扇形に平面状に拡がって１枚のウエハＷの処理面に所定の角度で当たるように設計されている。
【００３１】
吐出口部材９１ｂに形成された吐出口５３ａから吐出される処理液は、吐出口部材９１ｂの隣に配設されている吐出口部材９１ａから吐出される処理液が所定のウエハＷの所定位置に当たるように、吐出口部材９１ａから吐出される処理液の吐出方向を制御する役割を果たす。つまり、逆に吐出口部材９１ｂを設けなかった場合には、吐出口部材９１ａの両端の２箇所から吐出される処理液の軌道が曲がってしまい、所定のウエハＷの所定位置に当たらなくなる問題を生ずるが、吐出口部材９１ｂを設けることにより、このような問題が回避される。なお、吐出ノズル５４ａの背面には、処理液の供給管９２が配設されている。
【００３２】
吐出ノズル５４ａにおいて、吐出口５３ａが千鳥状に配置されているのは、吐出口部材９１ａ・９１ｂの大きさを考慮し、またウエハＷの保持間隔に対応させたものである。従って、吐出口部材９１ａ・９１ｂの形状を変更することにより一列に配置することもできる。その場合には、吐出ノズル５４ａを細くすることが可能であるから、吐出ノズル５４ａの配置スペースが小さくなり、例えば、処理チャンバの小型化を図ることも可能となる。
【００３３】
図６（ｂ）に示す吐出ノズル５４ｂは、吐出口５３ｂが吐出ノズル５４ｂの箱体９３の表面に一体的に形成された形態を有している。この場合には、吐出口５３ｂを一列に配設することが容易であり、また、吐出ノズル５４ａに用いた吐出口部材９１ａ・９１ｂの取り付けも必要でなく、形状をコンパクトなものとすることができる。吐出ノズル５４ｂについても吐出口５３ｂは２８箇所形成されており、両端の２箇所については前出した吐出ノズル５４ａの両端の２箇所と同様の目的で形成されている。
【００３４】
外側チャンバ２６・内側チャンバ２７には、吐出ノズル５４・５６の他にも、処理液に応じて異なる構造のノズルを、各チャンバの上部以外の場所に設けることもできる。また、内側チャンバ２７の上部内壁には、円盤７０ａ・７０ｂの内側面（ウエハＷに対向する面）を洗浄するための処理液の吐出ノズル７５ａ・７５ｂが配設されており、また、垂直壁２６ａ・２６ｂには、円盤７０ａ・７０ｂのそれぞれ垂直壁２６ａ・２６ｂと対向する外側面を洗浄するための処理液の吐出ノズル７４ａ・７４ｂが配設されている。これらの吐出ノズル７４ａ・７４ｂ・７５ａ・７５ｂは、主に、種々の薬液処理後に純水で円盤７０ａ・７０ｂの洗浄を行う目的に使用される。
【００３５】
垂直壁２６ｂの下部には、図４の状態において処理空間５１から使用済みの薬液、純水、ＩＰＡを排出する第１の排液ポート６１が設けられており、第１の排液ポート６１の上方には図５の状態において処理空間５２から使用済みの薬液、純水、ＩＰＡを排出する第２の排液ポート６２が設けられている。また、第１の排液ポート６１および第２の排液ポート６２には、それぞれ第１の排液管６３および第２の排液管６４が接続されている。
【００３６】
また、垂直壁２６ｂの上部には、図４の状態において処理空間５１を排気する第１の排気ポート６５が設けられており、第１の排気ポート６５の下方には図５の状態において処理空間５２を排気する第２の排気ポート６６が設けられている。また、第１の排気ポート６５および第２の排気ポート６６には、それぞれ第１の排気管６７および第２の排気管６８が接続されている。
【００３７】
外側チャンバ２６の胴体部上側（図４・図５参照）には、また、ＣＯ_２ガスを含んだガスを供給するためのガス供給口７６が形成されている。ガス供給口７６にはガス供給管７７が接続されており、図示しないガス供給装置から所定流量のガスが所定のタイミングで供給されるようになっている。ＣＯ_２ガスを含んだガスとは、例えば、Ｎ_２ガスとＣＯ_２ガスの混合ガスでの体積含有率が０．５％程度のもの等を挙げることができるが、特にＣＯ_２ガスの濃度は限定されるものではない。ガス供給口７６の形成位置は、図４・図５に示した位置に限定されるものではなく、例えば垂直壁２６ｂ等に設けることもできる。
【００３８】
外側チャンバ２６の胴体部上側（図４・図５参照）には、純水を霧状に噴霧する噴霧機構７８が取り付けられている。噴霧機構７８には図示しない純水供給管が配設されており、純水供給管を用いて供給される純水は、例えば円錐状等の裾拡がりな形態で霧状の細かい水滴として処理空間５１内に噴霧される。また、噴霧機構７８には、図示しない加熱装置や超音波振動装置等の純水を霧状に変換する機構が配設されており、必要に応じて噴霧機構７８から微細な水滴である霧状の純水ではなく、純水を水蒸気に変えて処理空間５１内に供給することも可能となっている。
【００３９】
次に、上述した洗浄処理装置１を用いたウエハＷの洗浄処理方法について説明する。載置台１０の所定位置に処理すべきウエハＷが収容されたキャリアＣを載置し、キャリア搬送機構１２を用いてキャリアＣをステージ部４へ搬入し、ステージ部４に設けられたステージ１３上に待機しているスライドステージ３２上に載置する。続いて、スライドステージ３２をキャリア待機部３０側へ移動させ、外側チャンバ２６を待避位置側にスライドさせた状態として、昇降駆動部４３によりウエハ保持部材４１を上昇させることにより、キャリアＣに収容されたウエハＷを上方の洗浄処理部２０のロータ２４内に移動させ、ウエハＷをロータ２４内で保持した後に、ウエハ保持部材４１を降下させる。
【００４０】
外側チャンバ２６を処理位置に戻し、また、内側チャンバ２７を処理位置にスライドさせて処理空間５２を形成し、モータ２３による回転駆動によりロータ２４を所定速度で回転させ、ウエハＷを回転させながら吐出ノズル５６から所定の薬液を吐出し、例えば、レジスト除去処理を行う。この処理は、所定時間ほど１回または複数回行う。
【００４１】
次に、内側チャンバ２７を待避位置へスライドさせて、外側チャンバ２６による処理空間５１を形成し、洗浄処理を行う。この洗浄処理に際しては、モータ２３による回転駆動によりロータ２４を所定速度で回転させ、ウエハＷを回転させながら、所定濃度のＣＯ_２ガスが存在する雰囲気において吐出ノズル５４から純水を吐出させてリンス処理を行う。
【００４２】
このような条件で洗浄処理を行った場合には、吐出される純水は雰囲気中のＣＯ_２ガスに接してＣＯ_２ガスを取り込み、ＣＯ_２ガスが溶け込んで比抵抗が高くなった状態でウエハＷに当てられることから、静電気の発生が抑制されてウエハＷの放電破壊を回避することができるようになる。
【００４３】
特に、上述した洗浄処理装置１を用いた場合には、純水の供給を一時的に停止することが容易であり、また、純水の供給停止時にウエハＷの表面に付着している純水や薬液の残渣を振り切ってウエハＷの表面が露出した状態とすることが容易であることから、ウエハＷの表面が直接にＣＯ_２ガスに接するような環境として、その後に再び純水を吐出するといった洗浄処理を行うことが可能である。この場合には、吐出された純水がウエハＷ表面のＣＯ_２ガスを取り込みながら、または取り込んだ後にウエハＷに当たることとなる。
【００４４】
こうして、例えば、有機アミン系の薬液による洗浄処理の後でも、薬液と純水とが直接反応する前に純水がＣＯ_２ガスと反応して酸性となることから、薬液と純水の反応によるアルカリ性物質の生成が抑制され、ウエハＷに形成された回路が保護される。さらに、ＣＯ_２インジェクション水を製造する手段を洗浄処理装置に取り付ける場合と比較して、フィルタや比抵抗測定装置、フィードバック制御装置等の設備コストの増大や装置の大型化を招くことがない。
【００４５】
処理空間５１をＣＯ_２ガスが存在する雰囲気とする方法としては、例えば、前述したように、ＣＯ_２ガスは吐出ノズル５４から処理空間５１に供給することが可能であるから、吐出ノズル５４からまずＣＯ_２ガスを含むガスを処理空間５１に供給しておき、しかる後に純水を吐出させる方法が挙げられる。但し、この方法では純水の吐出中にはＣＯ_２ガスが供給されないこととなるので、処理時間の経過に伴って処理空間内のＣＯ_２ガス濃度の減少は避けられない。このため、洗浄処理開始時のＣＯ_２ガス濃度を比較的高く設定し、終了時にも所定の濃度のＣＯ_２ガスが含まれる雰囲気とすることが好ましい。
【００４６】
また、ＣＯ_２ガスと純水を同時に吐出ノズル５４から吐出させることもできる。この場合には、純水の吐出前にＣＯ_２ガスを吐出させることが好ましいが、吐出させなくともよい。また、特にフィルタ等を通してＣＯ_２ガスが純水に溶け込み易くするといった工夫を必要とするものではない。但し、この場合には、気泡が含まれる純水を吐出することとなるので、吐出口５３から所定の形状で純水が吐出されなくなるといったことが起こらないように、純水とガスの吐出量やガスと純水との混合状態の制御を行う必要がある。
【００４７】
一方、ガス供給口７６からＣＯ_２ガスを含んだガスを供給しながら、吐出ノズル５４から純水を吐出する方法を用いると、前述した種々の問題が起こらず、好ましい。その場合、先ず純水の吐出を行う前に、例えば体積比でＣＯ_２：Ｎ_２＝５：１０００に調整されたガスを、例えば毎分１００リットルの流量で処理空間５１内に導入して、処理空間５１内に所定量のＣＯ_２ガスが存在する状態としておくことが好ましい。そして、ＣＯ_２ガスを含んだガスを供給しながら、モータ２３による回転駆動によりロータ２４を所定速度で回転させ、ウエハＷを回転させながら純水を吐出ノズル５４から吐出し、一方で第１の排気ポート６５から排気を行う。こうして、処理空間５１内のＣＯ_２ガス濃度を一定に保ちながら洗浄処理を行うことができる。
【００４８】
処理空間５１内のＣＯ_２ガスをより吐出ノズル５４から吐出される純水へ溶け込ませるためには、処理空間５１への純水の供給開始前に純水を霧状にして供給しておくことも好ましく、霧状の純水を噴霧するには、別途、純水噴霧機構を設けることが好ましい。また、霧状の純水は、水蒸気として供給してもよい。
【００４９】
この霧状の純水は、ウエハＷに向けて吐出するという性質のものではなく、純水を霧状とすることで表面積を大きくしてＣＯ_２ガスと反応し易くし、こうしてＣＯ_２ガスと反応した霧状の純水が次に吐出ノズル５４から供給される通常の洗浄用の純水と接触して効率的に取り込まれ、通常の洗浄用の純水が酸性化して比抵抗が小さくなるという効果をもたらす。こうして、リンス処理における静電気の発生が防止されるとともに、特に、有機アミン系の薬液を用いた洗浄処理の後の純水によるリンス処理において、薬液と純水との反応によるアルカリ性物質の生成を抑制することに有効である。
【００５０】
リンス処理が終了した後には、吐出ノズル５４からＮ_２ガスを吐出させるとともにロータ２４を薬液による洗浄処理やリンス処理のときよりも高速で回転させる、いわゆるスピン乾燥を行う。スピン乾燥終了後は、外側チャンバ２６を待避位置にスライドさせてロータ２４が露出した状態とし、ウエハ移動機構４０のウエハ保持部材４１を上昇させて、ウエハ保持部材４１にロータ２４に保持されているウエハＷを保持させる。その際に、ウエハＷをロータ２４に搬入したときに用いた溝とは異なる溝を用いてウエハ保持部材４１にウエハＷを保持させることにより、洗浄後のウエハＷにパーティクルが再付着するのを防止することができる。
【００５１】
続いて、洗浄後のウエハＷが保持されたウエハ保持部材４１を降下させ、その際にウエハ検知部１１５により再度ウエハＷの枚数等が確認される。そして、ウエハ保持部材４１がキャリア待機部３０に待機しているキャリアＣと通過する際に、ウエハＷがキャリアＣのウエハ保持溝に保持される。ウエハＷが収容されたキャリアＣは、キャリア搬送機構３５によりステージ部４へ搬出され、さらにキャリア搬送機構１２によりイン・アウトポート２の載置台１０に載置され、作業者または自動搬送装置により搬出され、一連の洗浄処理が終了する。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明が上記実施の形態に限定されるものでないことはいうまでもなく、種々の変形が可能である。例えば、ＣＯ_２ガスをリンス処理を行う雰囲気に導入するという方法は、上記洗浄処理装置１以外の別の構造の装置にも適用することができることは言うまでもない。また、上記実施の形態では外側チャンバ２６および内側チャンバ２７の２つの処理チャンバを用いて液処理を行う場合について説明したが、チャンバは１つであってもよいし、３つ以上あってもよい。さらに、上記実施の形態では半導体ウエハの洗浄処理に適用した場合について示したが、これに限らず、液晶表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の基板の処理にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、容易にリンス処理に用いられる純水にＣＯ_２ガスを溶け込ませて酸性化し、比抵抗を下げることが可能となるので、リンス処理における静電気の発生を抑制して、ウエハの放電破壊を防止することが可能となるという効果が得られる。また、従来のＣＯ_２インジェクション水を用いる方法と比較して、高価なＣＯ_２ガスインジェクション水製造装置を設ける必要がない点で装置コストが抑えられ、既存の設備への配設も容易である。さらに、有機アミン系等の薬剤を用いた後に純水によるリンス処理を行う場合にあっても、吐出される純水にＣＯ_２ガスが溶け込みやすく、これにより、薬液と純水の反応によって生ずるアルカリ性物質の生成が抑制され、また中和反応が起こることにより、ウエハに形成された回路が保護されるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗浄処理装置を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施形態に係る洗浄処理装置を示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る洗浄処理ユニットを示す断面図。
【図４】図３に示した洗浄処理ユニットにおいて、内側チャンバを外側チャンバの外部に出した状態を示す断面図。
【図５】図３に示した洗浄処理ユニットにおいて、外側チャンバの内部に内側チャンバを配置した状態を示す断面図。
【図６】吐出ノズルの一実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
１；洗浄処理装置
２；イン・アウトポート
３；洗浄処理ユニット
４；ステージ部
２０；洗浄処理部
２３；モータ
２４；ロータ
２６；外側チャンバ
２７；内側チャンバ
３０；キャリア待機部
４０；ウエハ移動機構
５１；処理空間
５３・５５；吐出口
５４・５６；吐出ノズル
７６；ガス供給口
７７；ガス供給管
７８；噴霧機構
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
Ｃ；キャリア（基板収納容器）

Claims

処理チャンバ内に保持される基板の洗浄処理方法であって、
前記処理チャンバ内に窒素ガスを供給し、
前記基板を所定の回転数で回転させながら有機アミン系の薬液を用いて液処理し、
前記処理チャンバ内に二酸化炭素ガスを供給して二酸化炭素濃度を上昇させた状態で、
前記基板を所定の回転数で回転させながら、かつ該基板に純水を吐出しながら洗浄し、
その後、前記処理チャンバ内に窒素ガスを供給しながら前記基板を所定の回転数で回転させながら乾燥処理することを特徴とする洗浄処理方法。
前記二酸化炭素ガスを、前記純水を供給する前に前記処理チャンバ内に供給することを特徴とする請求項１に記載の洗浄処理方法。
前記純水の前記処理チャンバへの供給開始前に、霧状にした純水を前記処理チャンバ内に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄処理方法。
前記純水の前記処理チャンバへの供給開始前に、水蒸気を前記処理チャンバ内に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄処理方法。