JP3937508B2

JP3937508B2 - Semiconductor substrate cleaning equipment

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Publication number: JP3937508B2
Application number: JP13242097A
Authority: JP
Inventors: 和義真名子
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: JPH10321577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に使用する半導体基板の洗浄装置に関するもので、より詳細には、枚葉式洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、半導体基板の洗浄装置は、洗浄槽に処理液を溜め、複数の半導体基板をカセットで保持して前記処理液中に浸漬させて洗浄するバッチ方式が一般的であり、そして、このバッチ式装置には、洗浄性を向上させるために、循環濾過機能を取り付けているものが知られている。
【０００３】
また、複数の洗浄工程を経て半導体基板の洗浄が行われるため、各工程ごとに複数個の洗浄槽を備えた洗浄装置や、各洗浄工程ごとに処理液を置換して行うワンバス方式の洗浄装置も知られている。
【０００４】
更に、洗浄槽の内部に設置されるカセットの流体抵抗の影響を考慮して、例えば特開平５ー６２９５５号公報に記載されているようにカセットレスの洗浄装置等も提案されている。
【０００５】
他方、前記バッチ方式における汚染の影響を避けるため、半導体基板を一枚づつ別個に処理する枚葉式の洗浄装置等も挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記バッチ方式の洗浄装置は、半導体基板表面から除去された金属成分やパーティクル等の不純物が基板に再付着したり、また、半導体基板を複数枚同時に同一の洗浄槽に浸漬して洗浄処理した場合に、基板の裏面から他の隣接基板表面に汚れが転写する等の問題を生じる場合があり、更に、洗浄時に半導体基板表面が処理液の作用により発熱反応する場合があり、この発熱により洗浄液の濃度が局所的に変化して、均一な洗浄効果を得られないという問題を生じていた。
【０００７】
これらの問題点は、洗浄装置に循環濾過器を取り付けることにより緩和され得ると考えられるが、これらの洗浄装置の構成は、一般的に循環濾過後の処理液が洗浄槽の底部から供給されるようになっているため、半導体基板を保持するカセットの流体抵抗により洗浄槽内部で澱みを生じ、処理液の洗浄効果が均一に半導体基板表面に作用しにくいという問題があり、また、洗浄後の処理液と循環濾過後の清浄な処理液との置換が行われにくいため、大口径の半導体基板を面均一に洗浄することは困難であった。
【０００８】
このカセットによる流体抵抗の悪影響を除くために、前記カセットレスの洗浄方式等が実施されて洗浄性が向上されることが報告されている。例えば前記特開平５−６２９５５号公報に記載されている洗浄装置は、半導体基板を直接保持する保持手段によって半導体基板を保持し、保持状態のまま各処理工程において使用される他の複数の洗浄槽へ、搬送装置によって搬送される構成を備えている。
ところが、このような保持手段によって、洗浄処理後の表面の自然酸化膜を除去した状態での半導体基板の槽間搬送が行われると、基板表面にパーティクルが付着しやすいという問題があった。
【０００９】
一方、複数の洗浄工程を同一洗浄槽内で行うワンバス方式による洗浄装置の場合は、半導体基板が洗浄槽内に保持されたまま洗浄処理、リンス処理等の各工程が行われるため、前記問題点を解決することができると考えられるが、ワンバス方式の洗浄装置においても、各工程ごとに処理液を完全に置換する必要があり、洗浄処理後の処理液を排出する間は半導体基板は空気中に晒される。このため、やはり半導体基板にパーティクルが付着しやすいという問題を生じる。この場合、処理液は使い捨てであるため、処理液によるクロスコンタミネーションを防ぐことが可能となるが、隣接する半導体基板間からの汚染は免れない。例えば、半導体基板の裏面にＣＶＤ酸化膜や、多結晶シリコン膜を成長させている場合は、汚染が顕著となる。
【００１０】
また、前述した枚葉方式の洗浄装置においては、半導体基板を一枚ずつ処理するので、隣接基板からの汚染を防ぐことができるが、スループットの点で問題がある。また、この方式の場合は、裏面を水平保持して上部からスプレーによる洗浄方法が一般的であるが、半導体基板裏面へ処理液が回り込んで洗浄ムラを生じる場合があり、また、この洗浄方法においては、半導体基板面を保持して処理を行う必要があるため、両面研磨処理を施した基板には対応できない不都合がある。
【００１１】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、大口径化した半導体基板においても、面均一に清浄化することができ、金属不純物やパーティクルの再付着を防止し、効率的に洗浄及び乾燥処理がなされる洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、洗浄槽に半導体基板を収納し、前記洗浄槽内に洗浄液を供給するワンバス方式の半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽の上部に、処理液供給ノズルを備えた処理液貯留部を設け、前記処理液貯留部には、供給バルブを経由して処理液または乾燥ガスを切換えて供給可能とされ、前記洗浄槽は、前記半導体基板を垂直に保持する基板保持部材を備え、下部には排液口を設け、前記保持された半導体基板の下部位置に対応して排液ガイドを設置するものであって、この排液ガイドは、半導体基板の円周に沿う湾曲部を有するとともに、この湾曲部の半導体基板に対向する縁部の厚みが半導体基板の厚みと同程度の厚みに形成され、前記処理液供給ノズルは、前記垂直に保持された半導体基板の直径よりも大きい開口部を有し、該処理液供給ノズルから供給した処理液が、前記半導体基板表面を通流する際に広面積で膜厚が厚い膜状流を形成し、前記半導体基板表面を面均一に洗浄する構成の半導体基板の洗浄装置であることにより、上記課題を解決した。
【００１３】
本願発明は、洗浄槽に半導体基板を収納し、前記洗浄槽内に洗浄液を充填する半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽の上部に、処理液供給ノズルを備えた処理液貯留部を設け、前記洗浄槽は、前記半導体基板を垂直に保持する基板保持部材を備え、下部には排液口を設け、前記処理液供給ノズルは、前記垂直に保持された半導体基板の直径よりも大きい開口部を有している構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
このように構成すると、処理液供給ノズルの開口部から、処理液が重力投下によって洗浄槽に通流される際に、広面積で膜厚の厚い均一膜状流が形成されて洗浄槽に供給される。そして、半導体基板は保持部材により垂直に保持されているため、処理液供給ノズルから供給された広面積な膜状流が基板表面上を安定的に通流し、その結果、大口径の半導体基板においても面均一に洗浄することが可能となる。
【００１４】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記保持された半導体基板の下部位置に対応して排液ガイドを設置するものであって、この排液ガイドは、半導体基板の円周に沿う湾曲部を有するとともに、この湾曲部の半導体基板に対向する縁部の厚みが半導体基板の厚みと同程度の厚みに形成されている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００１５】
このように、排液ガイドに半導体基板の円周に沿う湾曲部が形成されて、この湾曲部の縁部の厚みが半導体基板の厚みと同程度に形成されていると、半導体基板の外周と前記排液ガイドの湾曲部間の距離を調整することにより、前記処理液供給ノズルから供給され、半導体基板表面上を通流する膜状流を、洗浄槽底部近傍で澱みや飛散を生じさせることなく、前記湾曲部面に沿ってスムーズに排液口に通流することができる。このため、飛散液の再付着による洗浄ムラや雰囲気ダストの巻き込みによる付着を生じることなく、大口径の半導体基板においても面均一に洗浄することが可能となる。
【００１６】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽には、赤外光照射ランプが設けられている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００１７】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記処理液貯留部には、供給バルブを経由して乾燥ガスが供給され、また、前記洗浄槽には、赤外光照射ランプが設けられている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
このように、処理液貯留部供給バルブを経由して乾燥ガスが供給されるように構成されていると、半導体基板を洗浄処理した直後に、処理液供給ノズルから乾燥ガスを半導体基板に吹き付けることが可能となる。従って、基板を搬送せずに乾燥することが可能となるため、基板を気中に晒さずに済み、基板表面にパーティクル等を付着させることなく、効率的且つ面均一に半導体基板を乾燥することが可能となる。また、半導体基板を洗浄処理後すぐに乾燥することが可能となるため、ウォーターマーク等の発生を抑制することができる。
【００１８】
本願発明は、前記述した半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽に備えられる前記保持部材は、洗浄槽外に搬出可能に設けられている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００１９】
このように、保持部材が洗浄槽外に搬送可能に形成されていると、洗浄処理後、前記保持部材に半導体基板を保持したまま、搬送してＩＰＡ等の有機溶媒を含む薬液蒸気による乾燥等を行うことが可能となる。
【００２０】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記処理液貯留部には、処理液供給バルブを介して複数の処理液が供給され、更に、前記洗浄槽の下部に処理液貯留槽を設けるとともに、前記処理液貯留槽から前記処理液貯留部に処理液を循環濾過する循環ラインを設けた構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００２１】
このように、処理液貯留部には、処理液供給バルブを介して複数の処理液が連続して供給されるので、この供給バルブの切換えで半導体基板を気中に晒すことなく各種の処理液で洗浄を行うことが可能となるため、半導体基板表面にパーティクル等を付着させることなく高洗浄性且つ面均一に半導体基板の処理をすることが可能となる。更に、処理液貯留槽から処理液貯留部に循環ラインを設けているので、洗浄液の循環濾過による連続使用が可能となり、効率の良い処理液の供給ができるため、洗浄性を向上することができる。
【００２２】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記循環ライン中に、洗浄液が秤量貯留されるケミカルバッファ槽と、処理液とリンス液の置換を行う処理液バッファ槽とを設けた構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００２３】
このように構成されていると、先ず、各洗浄液が秤量されて、処理液供給バルブを介してケミカルバッファ槽に貯留され、ケミカルバッファ槽から所定の洗浄液が処理液供給バルブを介して処理液貯留部に通流され、更に、処理液貯留部から処理液供給ノズルを経由して洗浄槽の半導体基板に供給される。そして、洗浄液は半導体基板を洗浄処理した後に、前述したように循環ラインにて循環される。
【００２４】
また、リンス処理を行う場合は、前記処理液供給バルブが閉じられて洗浄液の供給が停止されるとともにリンス液が処理液バッファ槽に供給され、この処理液バッファ槽で処理液とリンス液の置換が行われ、その後、処理液供給バルブを介して処理液貯留部にリンス液が供給され、更に、前記洗浄槽に通流されて半導体基板のリンス処理が行われる。
【００２５】
このように、本発明の洗浄装置並びに好ましい実施の態様によれば、半導体基板を洗浄槽内に保持したまま、洗浄液供給とリンス液供給の切換えをすることができる。このため、例えば洗浄処理後、パーティクルが付着しやすくなっている酸化膜が除去された状態の半導体基板においても、これを他に搬送することなくリンス処理を行うことができるので、パーティクル等の付着を防止して半導体基板を清浄に処理することが可能となる。また、洗浄液とリンス液の置換を迅速に行うことができ、槽間移動も無いため、スループットの向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体例に基づいて説明する。
【００２７】
図１及び図２において、本例の洗浄装置１は、下方に処理液供給ノズル３を備えた処理液貯留部２と、洗浄槽４及び、洗浄槽４から排出された処理液を貯留しておく処理液貯留槽５を備えている。
【００２８】
前記処理液貯留部２は、処理液を供給する処理液供給口２ａが形成され、配管ｐが連結されている。この処理液貯留部２は、半導体基板ｗの直径よりも大きな横幅と比較的長い縦幅及び高さを備えて形成されている。処理液貯留部２の底部２ｂは中央開口部２ｃを最下部とする漏斗状に形成されており、この中央開口部２ｃには、処理液供給ノズル３が連接されている。更に、前記処理液貯留部２には、乾燥ガス２２を供給する乾燥ガス供給口２ｄが形成され、配管ｐが連結されている。
【００２９】
前記処理液供給ノズル３は、前記処理液貯留部２の下方に形成され、垂直に保持された半導体基板ｗの直径よりも大きい開口部３ａを有している。
【００３０】
洗浄槽４は、半導体基板ｗを縦置き収納するもので縦長状を呈し、底部には処理液を排水する排水口４ａが形成されている。洗浄槽４内部には、被洗浄物である半導体基板ｗを保持するための基板保持部材６が設置され、また、洗浄槽４の内底部には、前記処理液供給ノズル３から供給された処理液を飛散させることなく排水口４ａに導くための排液ガイド７が設置されている。
【００３１】
また、洗浄槽４の両側にＩＲランプを半導体基板に平行に設置し、赤外光を照射して基板を乾燥させる基板乾燥装置（図示を省略）が設けられている。半導体基板ｗの両面に赤外光を照射することにより、半導体基板ｗに付着した水分を乾燥することが可能となる。尚、ＩＲランプは、洗浄槽４の内部もしくは外側に設置して照射するが、後に詳述する基板保持部材６にて半導体基板ｗを槽外に搬出し、別チャンバー内で乾燥処理することも可能である。
【００３２】
そして、洗浄槽４から排出された処理液は、配管ｐを通流して処理液貯留槽５に貯留される。処理液貯留槽５には、処理液を排出する排出口５ａと、処理液を循環ラインに通流する循環口５ｂが形成され、それぞれ配管が接続されている。
【００３３】
前記基板保持部材６は、二枚の保持材６ａから構成され、前記保持材６ａの間に２箇所の固定ピン６ｂが設けられ、前記固定ピン６ｂに形成された溝部によって半導体基板ｗを側面から垂直に支えられるように形成されている。保持材６ａの上部は、洗浄槽４の幅方向に対向して突出する設置部６ｃが形成されている、また、保持材６ａの洗浄槽４内部に設置される部分は、半導体基板ｗの半径長さ程度が垂直形状に形成され、その下部は、半導体基板ｗの円周に沿う傾斜形状に形成されている。前記固定ピン６ｂは、前記保持材６ａの垂直部下部と傾斜部下端部に設けられている。このように構成される一対の基板保持部材６によって、半導体基板ｗは、洗浄槽４内部に垂直に保持される。
【００３４】
また、洗浄槽４の内底部に設置される排液ガイド７は、洗浄槽４の底部と壁面に対応する角部が形成され、この角部に対向する辺に半導体基板ｗの円周に沿った湾曲部７ａが形成されている。この湾曲部７ａの端縁部は、半導体基板ｗの厚さと同程度の厚さとなるように形成されている。そして、一対の排液ガイド７，７が半導体基板ｗの外周に沿って洗浄槽４の底部に対向するように設置される。
【００３５】
このように構成される本例の洗浄装置１においては、大きな容積で処理液を貯留することができる処理液貯留部２が形成されているため、側面漏斗形状に形成された処理液供給ノズル３を通流して処理液が洗浄槽４に供給される際に、広面積で膜厚が厚く均一厚の膜状流を形成して洗浄槽４内の半導体基板表面を通流することができ、大口径の半導体基板においても、その基板表面を面均一に洗浄することが可能となる。
【００３６】
また、洗浄槽４底部に設けられた排液ガイド７の湾曲部７ａと半導体基板ｗの外周の間を適当な距離に調整することにより、半導体基板ｗ表面を通流した膜状流が、排液ガイド７の湾曲部７ａに沿ってスムーズに排水口４ａに送流されるため、洗浄槽４底部近傍において処理液が澱みを生じることがなく、従って澱みによって生じる半導体基板の洗浄ムラをなくして、大口径の半導体基板ｗを面均一に洗浄することが可能となる。
【００３７】
次に、本発明の具体例に係る洗浄装置の処理液供給構成を説明する。
【００３８】
図３に示すように、本例の洗浄装置１は、基本的には処理液貯留部２、洗浄槽４及び、洗浄槽４から排出された処理液を貯留しておく処理液貯留槽５を備えて構成され、この処理液貯留槽５内の洗浄液は、排水バルブ１１を介して排出される。更に、洗浄装置１は、処理液貯留槽５から処理液貯留部２に処理液を循環濾過する循環ライン１２を設けている。すなわち、処理液貯留槽５からの洗浄液は順次、循環ライン切換えバルブ１３、循環ポンプ１４、濾過フィルター１５、ケミカルバッファ槽１６、開閉バルブ１７、処理液バッファ槽１８及び処理液供給バルブ１９を備えた循環ライン１２を循環することが可能に設けられている。
【００３９】
また処理液貯留部２には、供給バルブ２１を経由して乾燥ガス２２が供給される。
【００４０】
前記ケミカルバッファ槽１６は、洗浄槽２７，２８，２９から所望の洗浄液を循環ラインに導入するため、洗浄液切り換えバルブ２４，２５，２６及び開閉バルブ２３を介して、洗浄液の秤量し、各種洗浄液の連続切り換えを可能にする槽である
また、前記処理液バッファ槽１８は、異なるリンス液を充填したリンス液槽３７，３８，３９から所望のリンス液をリンス液切換えバルブ３４，３５，３６及び開閉バルブ３３を介して秤量及び供給を行う処理槽であるとともに、洗浄液とリンス液を切り換える際の緩衝槽としての役割も担っている。
【００４１】
以上のように構成される本例の洗浄装置１において、まず、洗浄工程では、洗浄液槽２７，２８，２９から適量の各洗浄液が、洗浄液切換えバルブ２４，２５，２６の操作によって選択的に供給され、開閉バルブ２３を介してケミカルバッファ槽１６に秤量される。そして、ケミカルバッファ槽１６に秤量された洗浄液は、開閉バルブ１７から、処理液バッファ槽１８を介して処理液供給バルブ１９を経て処理液貯留部２に供給される。そして、前述したように、洗浄液は、漏斗形状に形成された処理液供給ノズル３を通流して、重力投下により洗浄槽４に供給され、広面積で均一厚の膜状流を形成した洗浄液が洗浄槽４内の半導体基板表面を通流し、当該基板表面を面均一に洗浄する。また、洗浄槽４底部に設けられた排液ガイド７，７により、半導体基板ｗ表面を通流した膜状流が、スムーズに排水口４ａに送流され、その後、処理液貯留槽５に貯留される。
【００４２】
この処理液貯留槽５内に溜められた洗浄液は、その後、循環ライン切換えバルブ１３を通じて循環ポンプ１４及び濾過フィルター１５に通流されて濾過処理がなされて再使用されるか、排水バルブ１１を通じて排水されるかの選択がなされる。
【００４３】
循環ライン切換えバルブ１３を通じて循環濾過された洗浄液は、ケミカルバッファ槽１６に貯留され、開閉バルブ１７を介して処理液バッファ槽１８を通流し、更に処理液供給バルブ１９を経て処理液貯留部２に供給される。ケミカルバッファ槽１６では、循環濾過された洗浄液のみならず、新たな洗浄液が、各洗浄液切換えバルブ２４，２５，２６を操作して、供給されることもある。
【００４４】
次に、洗浄処理後のリンス工程について説明する。リンス工程においては、洗浄液切換えバルブ２３及び開閉バルブ１７を閉じて、処理液バッファ槽１８に洗浄液が通流するのを停止し、開閉バルブ３３及び所定のリンス液切換えバルブ３４もしくはリンス液切換えバルブ３５又はリンス液切換えバルブ３６を開いて、リンス液を前記処理液バッファ槽１８に秤量及び供給されとともに、それまで通流していた洗浄液等と緩衝作用がなされる。更に、処理液バッファ槽１８内のリンス液は、処理液供給バルブ１９を経て処理液貯留部２に供給される。そして、リンス液は、漏斗形状に形成された処理液供給ノズル３を通流して、重力投下により洗浄槽４に供給され、広面積で均一厚の膜状流を形成したリンス液が洗浄槽４内の半導体基板表面を通流し、当該基板表面を面均一にリンス処理する。また、洗浄槽４底部に設けられた排液ガイド７，７により、半導体基板ｗ表面を通流した膜状流が、スムーズに排水口４ａに送流され、爾後、処理液貯留槽５に貯留される。
【００４５】
次に、リンス処理後の乾燥工程について説明する。乾燥工程においては、リンス液が排水バルブ１１を通じて排水された後、供給バルブ２１を開いて、不活性ガス等の乾燥ガス２２を処理液貯留部２に供給し、処理液貯留部２の処理液供給ノズル３から洗浄槽４内の半導体基板ｗに乾燥ガスを吹き付けて、半導体基板ｗの表面に残留する水分を乾燥除去する。
【００４６】
また、前述したように、洗浄槽４の両側に設置したＩＲランプにて半導体基板ｗに赤外光を照射することにより、半導体基板ｗ表面に付着した水分が乾燥される。
【００４７】
このように、本例の洗浄装置によれば、半導体基板を洗浄槽内に保持したまま、洗浄処理、リンス処理、及び乾燥処理の一連の洗浄工程を行うことが可能となり、しかも、各バルブの開閉によって、洗浄液供給とリンス液供給の切換え、リンス液供給と乾燥ガス供給の切換えを迅速に行うことができる。そして、洗浄液供給とリンス液供給の切換えを迅速に行うことが可能となるため、例えば、洗浄処理後、パーティクルが付着しやすくなっている、酸化膜が除去された状態の半導体基板は、これを他に搬送することなくリンス処理を行うことが可能となり、パーティクル等の付着を防止して半導体基板を清浄に処理することが可能となる。また、リンス処理直後、洗浄槽に半導体基板を保持したまま乾燥処理することができるため、乾燥効率が向上し、ウォータマークの発生を抑制することができる。
【００４８】
また、同一槽内で基板保持部材に半導体基板を保持したまま洗浄工程を行うことができ、半導体基板の移し替えミスやチャッキングに伴う傷の発生を防止することができ、また、搬送時間を短縮することができる。更に、洗浄液とリンス液の置換、リンス液と乾燥ガスの置換を迅速に行うことが可能となるため、洗浄工程の処理時間の短縮化でき、枚葉方式においてもスループットの向上が図れる。
【００４９】
また、基板保持部材に半導体基板を保持したまま一連の処理工程を行うことができるので、フットプリントを小さく抑えることができる。
【００５０】
本例においては、洗浄槽内に半導体基板を保持したまま、不活性ガス等の乾燥ガスとＩＲ照射による乾燥方法を示したが、半導体基板を基板保持部材に保持したまま洗浄槽から搬出し、他の部位に設置されたチャンバに搬送することにより、ＩＰＡ等の有機溶媒を含む薬液蒸気による乾燥を行うことも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明は、洗浄槽に半導体基板を収納し、前記洗浄槽内に洗浄液を供給するワンバス方式の半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽の上部に、処理液供給ノズルを備えた処理液貯留部を設け、前記処理液貯留部には、供給バルブを経由して処理液または乾燥ガスを切換えて供給可能とされ、前記洗浄槽は、前記半導体基板を垂直に保持する基板保持部材を備え、下部には排液口を設け、前記処理液供給ノズルは、前記垂直に保持された半導体基板の直径よりも大きい開口部を有し、該処理液供給ノズルから供給した処理液が、前記半導体基板表面を通流する際に広面積で膜厚が厚い膜状流を形成し、前記半導体基板表面を面均一に洗浄する構成の半導体基板の洗浄装置である。
【００５２】
洗浄槽に半導体基板を収納し、前記洗浄槽内に洗浄液を充填する半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽の上部に、処理液供給ノズルを備えた処理液貯留部を設け、前記洗浄槽は、前記半導体基板を垂直に保持する基板保持部材を備え、下部には排液口を設け、前記処理液供給ノズルは、前記垂直に保持された半導体基板の直径よりも大きい開口部を有しているように構成すると、処理液供給ノズルの開口部から、処理液が重力投下によって洗浄槽に通流される際に、広面積で膜厚の厚い均一膜状流が形成されて洗浄槽に供給される。そして、半導体基板は保持部材により垂直に保持されているため、処理液供給ノズルから供給された広面積な膜状流が基板表面上を安定的に通流し、その結果、大口径の半導体基板においても面均一に洗浄することが可能となる。
【００５３】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記保持された半導体基板の下部位置に対応して排液ガイドを設置するものであって、この排液ガイドは、半導体基板の円周に沿う湾曲部を有するとともに、この湾曲部の半導体基板に対向する縁部の厚みが半導体基板の厚みと同程度の厚みに形成されている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００５４】
このように、排液ガイドに半導体基板の円周に沿う湾曲部が形成されて、この湾曲部の縁部の厚みが半導体基板の厚みと同程度に形成されていると、半導体基板の外周と前記排液ガイドの湾曲部間の距離を調整することにより、前記処理液供給ノズルから供給され、半導体基板表面上を通流する膜状流を、洗浄槽底部近傍で澱みや飛散を生じさせることなく、前記湾曲部面に沿ってスムーズに排液口に通流することができる。このため、飛散液の再付着による洗浄ムラや雰囲気ダストの巻き込みによる付着を生じることなく、大口径の半導体基板においても面均一に洗浄することが可能となる。
【００５５】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記処理液貯留部には、供給バルブを経由して乾燥ガスが供給され、また、前記洗浄槽には、赤外光照射ランプが設けられている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００５６】
このように、処理液貯留部供給バルブを経由して乾燥ガスが供給されるように構成されていると、半導体基板を洗浄処理した直後に、処理液供給ノズルから乾燥ガスを半導体基板に吹き付けることが可能となる。従って、基板を搬送せずに乾燥することが可能となるため、基板を気中に晒さずに済み、基板表面にパーティクル等を付着させることなく、効率的且つ面均一に半導体基板を乾燥することが可能となる。また、半導体基板を洗浄処理後すぐに乾燥することが可能となるため、ウォーターマーク等の発生を抑制することができる。
【００５７】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記洗浄槽に備えられる前記保持部材は、洗浄槽外に搬出可能に設けられている構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００５８】
このように、保持部材が洗浄槽外に搬送可能に形成されていると、洗浄処理後、前記保持部材に半導体基板を保持したまま、搬送してＩＰＡ等の有機溶媒を含む薬液蒸気による乾燥等を行うことが可能となる。
【００５９】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記処理液貯留部には、処理液供給バルブを介して複数の処理液が供給され、更に、前記洗浄槽の下部に処理液貯留槽を設けるとともに、前記処理液貯留槽から前記処理液貯留部に処理液を循環濾過する循環ラインを設けた構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００６０】
このように、処理液貯留部には、処理液供給バルブを介して複数の処理液が連続して供給されるので、この供給バルブの切換えで半導体基板を気中に晒すことなく各種の処理液で洗浄を行うことが可能となるため、半導体基板表面にパーティクル等を付着させることなく高洗浄性且つ面均一に半導体基板の処理をすることが可能となる。更に、処理液貯留槽から処理液貯留部に循環ラインを設けているので、洗浄液の循環濾過による連続使用が可能となり、効率の良い処理液の供給ができるため、洗浄性を向上することができる。
【００６１】
本願発明は、前述した半導体基板の洗浄装置において、前記循環ライン中に、洗浄液が秤量貯留されるケミカルバッファ槽と、処理液とリンス液の置換を行う処理液バッファ槽とを設けた構成の半導体基板の洗浄装置であることができる。
【００６２】
このように構成されていると、先ず、各洗浄液が秤量されて、処理液供給バルブを介してケミカルバッファ槽に貯留され、ケミカルバッファ槽から所定の洗浄液が処理液供給バルブを介して処理液貯留部に通流され、更に、処理液貯留部から処理液供給ノズルを経由して洗浄槽の半導体基板に供給される。そして、洗浄液は半導体基板を洗浄処理した後に、前述したように循環ラインにて循環される。
【００６３】
また、リンス処理を行う場合は、前記処理液供給バルブが閉じられて洗浄液の供給が停止されるとともにリンス液が処理液バッファ槽に供給され、この処理液バッファ槽で処理液とリンス液の置換が行われ、その後、処理液供給バルブを介して処理液貯留部にリンス液が供給され、更に、前記洗浄槽に通流されて半導体基板のリンス処理が行われる。
【００６４】
このように、本発明の洗浄装置並びに好ましい実施の態様によれば、半導体基板を洗浄槽内に保持したまま、洗浄液供給とリンス液供給の切換えをすることができる。このため、例えば洗浄処理後、パーティクルが付着しやすくなっている酸化膜が除去された状態の半導体基板においても、これを他に搬送することなくリンス処理を行うことができるので、パーティクル等の付着を防止して半導体基板を清浄に処理することが可能となる。また、洗浄液とリンス液の置換を迅速に行うことができ、槽間移動も無いため、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係り、洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】本発明に具体例に係り、洗浄装置を示す側面図である。
【図３】本発明の具体例に係る洗浄装置の処理液供給構成を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１洗浄装置
２処理液貯留部
２ａ処理液供給口
２ｂ底部
２ｃ中央開口部
２ｄ乾燥ガス供給口
３処理液供給ノズル
４洗浄槽
４ａ排水口
５処理液貯留槽
５ａ排出口
５ｂ循環口
６基板保持部材
６ａ保持材
６ｂ固定ピン
６ｃ設置部
７排液ガイド
１１排水バルブ
１２循環ライン
１３循環ライン切換えバルブ
１４循環ポンプ
１５濾過フィルター
１６ケミカルバッファ槽
１７開閉バルブ
１８処理液バッファ槽
１９処理液供給バルブ
２１供給バルブ
２２乾燥ガス
２３開閉バルブ
２４洗浄液切換えバルブ
２５洗浄液切換えバルブ
２６洗浄液切換えバルブ
２７洗浄液槽
２８洗浄液槽
２９洗浄液槽
３３開閉バルブ
３４リンス液切換えバルブ
３５リンス液切換えバルブ
３６リンス液切換えバルブ
３７リンス液槽
３８リンス液槽
３９リンス液槽
ｗ半導体基板
ｐ配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor substrate cleaning apparatus used in a semiconductor device, and more particularly to a single wafer cleaning apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor substrate cleaning apparatus generally has a batch system in which a processing liquid is stored in a cleaning tank, a plurality of semiconductor substrates are held in a cassette and immersed in the processing liquid for cleaning. In order to improve the washability, there is known a type apparatus equipped with a circulation filtering function.
[0003]
In addition, since the semiconductor substrate is cleaned through a plurality of cleaning processes, a cleaning apparatus having a plurality of cleaning tanks for each process or a one-bath cleaning apparatus that replaces the processing liquid for each cleaning process Is also known.
[0004]
Furthermore, in consideration of the influence of the fluid resistance of the cassette installed inside the cleaning tank, a cassette-less cleaning device has been proposed as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-62955.
[0005]
On the other hand, in order to avoid the influence of contamination in the batch system, a single-wafer type cleaning apparatus that individually processes semiconductor substrates one by one is also included.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the batch type cleaning apparatus is used, the impurities such as metal components and particles removed from the surface of the semiconductor substrate are reattached to the substrate, or a plurality of semiconductor substrates are simultaneously immersed in the same cleaning tank and cleaned. In addition, there may be problems such as transfer of dirt from the back surface of the substrate to the surface of another adjacent substrate, and the semiconductor substrate surface may react exothermically due to the action of the processing liquid during cleaning. The concentration changed locally, causing a problem that a uniform cleaning effect could not be obtained.
[0007]
These problems can be mitigated by attaching a circulation filter to the cleaning device. However, the configuration of these cleaning devices is generally such that the processing liquid after circulation filtration is supplied from the bottom of the cleaning tank. As a result, stagnation occurs inside the cleaning tank due to the fluid resistance of the cassette that holds the semiconductor substrate, and there is a problem that the cleaning effect of the processing liquid does not easily act on the surface of the semiconductor substrate. Since it is difficult to replace the treatment liquid with a clean treatment liquid after circulation filtration, it has been difficult to uniformly clean a large-diameter semiconductor substrate.
[0008]
In order to eliminate the adverse effect of fluid resistance due to the cassette, it has been reported that the cassette-less cleaning method and the like are implemented to improve the cleaning performance. For example, the cleaning apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-62955 holds a semiconductor substrate by holding means that directly holds the semiconductor substrate, and a plurality of other cleaning tanks used in each processing step while being held. It is provided with a configuration that is transported by a transport device.
However, when such a holding means transfers the semiconductor substrate between tanks in a state in which the natural oxide film on the surface after the cleaning process is removed, there is a problem that particles easily adhere to the substrate surface.
[0009]
On the other hand, in the case of a one-bath type cleaning apparatus that performs a plurality of cleaning processes in the same cleaning tank, each process such as a cleaning process and a rinsing process is performed while the semiconductor substrate is held in the cleaning tank. However, even in the one-bus cleaning device, it is necessary to completely replace the processing solution for each process, and the semiconductor substrate remains in the air while the processing solution is discharged after the cleaning processing. Exposed to. For this reason, there still arises a problem that particles easily adhere to the semiconductor substrate. In this case, since the processing liquid is disposable, it is possible to prevent cross-contamination by the processing liquid, but contamination from adjacent semiconductor substrates is inevitable. For example, when a CVD oxide film or a polycrystalline silicon film is grown on the back surface of the semiconductor substrate, the contamination becomes significant.
[0010]
Further, in the above-described single wafer cleaning apparatus, since the semiconductor substrates are processed one by one, contamination from adjacent substrates can be prevented, but there is a problem in terms of throughput. In addition, in this method, a cleaning method by spraying from the top with the back surface being held horizontally is common, but there are cases where the processing liquid wraps around the back surface of the semiconductor substrate and causes uneven cleaning. However, since it is necessary to perform processing while holding the semiconductor substrate surface, there is an inconvenience that it cannot be applied to a substrate subjected to double-side polishing processing.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and even in a semiconductor substrate with a large diameter, the surface can be cleaned uniformly, preventing re-deposition of metal impurities and particles, efficient cleaning and It aims at providing the washing | cleaning apparatus with which a drying process is made.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  BookRequestAkira is a one-bus type semiconductor substrate cleaning apparatus for storing a semiconductor substrate in a cleaning tank and supplying a cleaning liquid into the cleaning tank, and a processing liquid storage section having a processing liquid supply nozzle is provided above the cleaning tank. The processing liquid storage section can be supplied by switching processing liquid or dry gas via a supply valve, and the cleaning tank includes a substrate holding member that holds the semiconductor substrate vertically, and is provided at a lower portion. Has a drain outlet,A drainage guide is installed corresponding to a lower position of the held semiconductor substrate, and the drainage guide has a curved portion along the circumference of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate of the curved portion is provided with the curved portion. The thickness of the opposite edge is formed to the same thickness as the thickness of the semiconductor substrate,The processing liquid supply nozzle has an opening larger than the diameter of the semiconductor substrate held vertically, and the processing liquid supplied from the processing liquid supply nozzle has a large area when flowing through the surface of the semiconductor substrate. The above problems have been solved by the semiconductor substrate cleaning apparatus configured to form a thick film-like flow and to clean the surface of the semiconductor substrate uniformly.
[0013]
The present invention provides a semiconductor substrate cleaning apparatus for storing a semiconductor substrate in a cleaning tank and filling the cleaning tank with a cleaning liquid, and a processing liquid storage section provided with a processing liquid supply nozzle is provided above the cleaning tank, The cleaning tank includes a substrate holding member that vertically holds the semiconductor substrate, a drainage port is provided at a lower portion, and the treatment liquid supply nozzle has an opening larger than the diameter of the vertically held semiconductor substrate. It is possible to provide a cleaning device for a semiconductor substrate having a configuration.
  With this configuration, when the processing liquid is passed through the cleaning tank by gravity drop from the opening of the processing liquid supply nozzle, a uniform film flow having a large area and a large film thickness is formed and supplied to the cleaning tank. The Since the semiconductor substrate is held vertically by the holding member, the film flow having a large area supplied from the processing liquid supply nozzle stably flows over the surface of the substrate, and as a result, in the large-diameter semiconductor substrate Can be cleaned evenly.
[0014]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, the drainage guide is installed corresponding to the lower position of the held semiconductor substrate, and the drainage guide has a curved portion along the circumference of the semiconductor substrate. The cleaning device for a semiconductor substrate having a configuration in which the thickness of the edge portion of the curved portion facing the semiconductor substrate is formed to be approximately the same as the thickness of the semiconductor substrate.be able to.
[0015]
Thus, when the drainage guide is formed with a curved portion along the circumference of the semiconductor substrate, and the thickness of the edge of the curved portion is approximately the same as the thickness of the semiconductor substrate, By adjusting the distance between the curved portions of the drainage guide, the film-like flow supplied from the treatment liquid supply nozzle and flowing on the surface of the semiconductor substrate causes stagnation and scattering near the bottom of the cleaning tank. And can smoothly flow through the drainage port along the curved surface. For this reason, it is possible to clean evenly even a large-diameter semiconductor substrate without causing unevenness of cleaning due to re-adhesion of the scattered liquid and adhesion due to entrainment of atmospheric dust.
[0016]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning equipment,in frontThe cleaning tank is a semiconductor substrate cleaning apparatus having an infrared light irradiation lamp.be able to.
[0017]
The present invention relates to the above-described semiconductor substrate cleaning apparatus, wherein the treatment liquid reservoir is supplied with a dry gas via a supply valve, and the cleaning tank is provided with an infrared light irradiation lamp. The semiconductor substrate cleaning apparatus can be configured as described above.
  As described above, when the drying gas is supplied via the processing liquid storage unit supply valve, the drying gas is blown from the processing liquid supply nozzle to the semiconductor substrate immediately after the cleaning of the semiconductor substrate. Is possible. Therefore, since it is possible to dry the substrate without transporting it, it is not necessary to expose the substrate to the air, and the semiconductor substrate can be efficiently and evenly dried without attaching particles or the like to the substrate surface. Is possible. Further, since the semiconductor substrate can be dried immediately after the cleaning process, generation of a watermark or the like can be suppressed.
[0018]
  BookRequestMing said thePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, the holding member provided in the cleaning tank is a semiconductor substrate cleaning apparatus configured to be carried out of the cleaning tank.be able to.
[0019]
Thus, when the holding member is formed so as to be able to be transported outside the cleaning tank, after the cleaning process, the semiconductor substrate is held on the holding member, and transported and dried by a chemical vapor containing an organic solvent such as IPA. Can be performed.
[0020]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, a plurality of processing liquids are supplied to the processing liquid storage unit via a processing liquid supply valve, and a processing liquid storage tank is provided below the cleaning tank, and the processing liquid A cleaning apparatus for a semiconductor substrate having a configuration in which a circulation line for circulating and filtering a processing liquid from a storage tank to the processing liquid storage sectionbe able to.
[0021]
As described above, since a plurality of processing liquids are continuously supplied to the processing liquid storage unit via the processing liquid supply valve, various processing liquids can be obtained without exposing the semiconductor substrate to the air by switching the supply valves. Therefore, the semiconductor substrate can be processed with high cleanability and surface uniformity without attaching particles or the like to the surface of the semiconductor substrate. Furthermore, since a circulation line is provided from the treatment liquid storage tank to the treatment liquid storage part, it is possible to continuously use the washing liquid by circulation filtration, and an efficient supply of the treatment liquid can be performed, so that the cleaning property can be improved. .
[0022]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, the semiconductor substrate cleaning apparatus has a configuration in which a chemical buffer tank in which the cleaning liquid is weighed and stored in the circulation line and a processing liquid buffer tank for replacing the processing liquid and the rinsing liquid are provided. is therebe able to.
[0023]
With this configuration, first, each cleaning liquid is weighed and stored in the chemical buffer tank via the processing liquid supply valve, and a predetermined cleaning liquid from the chemical buffer tank is stored in the processing liquid via the processing liquid supply valve. In addition, the liquid is supplied to the semiconductor substrate of the cleaning tank from the processing liquid storage section via the processing liquid supply nozzle. The cleaning liquid is circulated in the circulation line as described above after cleaning the semiconductor substrate.
[0024]
When rinsing is performed, the processing liquid supply valve is closed to stop the supply of the cleaning liquid, and the rinsing liquid is supplied to the processing liquid buffer tank. In this processing liquid buffer tank, the replacement of the processing liquid and the rinsing liquid is performed. Thereafter, the rinsing liquid is supplied to the processing liquid storage section via the processing liquid supply valve, and further, is passed through the cleaning tank to perform the rinsing processing of the semiconductor substrate.
[0025]
Thus, according to the cleaning apparatus and the preferred embodiment of the present invention, the supply of the cleaning liquid and the supply of the rinsing liquid can be switched while the semiconductor substrate is held in the cleaning tank. For this reason, for example, even after a cleaning process, even on a semiconductor substrate from which an oxide film on which particles are likely to adhere is removed, the rinsing process can be performed without transporting the other to the semiconductor substrate. Thus, the semiconductor substrate can be cleaned. In addition, the cleaning liquid and the rinsing liquid can be replaced quickly, and there is no movement between tanks, so that the throughput can be improved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
[0027]
1 and 2, the cleaning apparatus 1 of this example stores a processing liquid storage unit 2 provided with a processing liquid supply nozzle 3 below, a cleaning tank 4, and a processing liquid discharged from the cleaning tank 4. A treatment liquid storage tank 5 is provided.
[0028]
The processing liquid reservoir 2 is formed with a processing liquid supply port 2a for supplying a processing liquid, and is connected to a pipe p. The processing liquid storage unit 2 is formed with a lateral width larger than the diameter of the semiconductor substrate w and a relatively long longitudinal width and height. The bottom 2b of the processing liquid reservoir 2 is formed in a funnel shape with the central opening 2c at the bottom, and the processing liquid supply nozzle 3 is connected to the central opening 2c. Further, a drying gas supply port 2d for supplying the drying gas 22 is formed in the processing liquid storage unit 2, and a pipe p is connected thereto.
[0029]
The processing liquid supply nozzle 3 has an opening 3a formed below the processing liquid reservoir 2 and larger than the diameter of the semiconductor substrate w held vertically.
[0030]
The cleaning tank 4 stores the semiconductor substrate w vertically and has a vertically long shape. A drain port 4a for draining the processing liquid is formed at the bottom. A substrate holding member 6 for holding a semiconductor substrate w, which is an object to be cleaned, is installed inside the cleaning tank 4, and the processing supplied from the processing liquid supply nozzle 3 is provided on the inner bottom of the cleaning tank 4. A drainage guide 7 is provided for guiding the liquid to the drain port 4a without scattering the liquid.
[0031]
In addition, an IR lamp is installed on both sides of the cleaning tank 4 in parallel with the semiconductor substrate, and a substrate drying apparatus (not shown) for irradiating infrared light to dry the substrate is provided. By irradiating both sides of the semiconductor substrate w with infrared light, it becomes possible to dry the moisture adhering to the semiconductor substrate w. The IR lamp is installed inside or outside the cleaning tank 4 for irradiation. However, the semiconductor substrate w may be carried out of the tank by the substrate holding member 6 described in detail later and dried in a separate chamber. Is possible.
[0032]
Then, the processing liquid discharged from the cleaning tank 4 flows through the pipe p and is stored in the processing liquid storage tank 5. In the processing liquid storage tank 5, a discharge port 5a for discharging the processing liquid and a circulation port 5b for flowing the processing liquid to the circulation line are formed, and pipes are respectively connected thereto.
[0033]
The substrate holding member 6 is composed of two holding members 6a, two fixing pins 6b are provided between the holding members 6a, and the semiconductor substrate w is viewed from the side by a groove formed in the fixing pins 6b. It is formed to be supported vertically. An upper portion of the holding member 6a is provided with an installation portion 6c that protrudes in the width direction of the cleaning tank 4, and a portion of the holding member 6a that is installed inside the cleaning tank 4 is a radius of the semiconductor substrate w. The length is formed in a vertical shape, and the lower part thereof is formed in an inclined shape along the circumference of the semiconductor substrate w. The fixing pin 6b is provided at the lower portion of the vertical portion and the lower end portion of the inclined portion of the holding member 6a. The semiconductor substrate w is vertically held inside the cleaning tank 4 by the pair of substrate holding members 6 configured as described above.
[0034]
Further, the drainage guide 7 installed at the inner bottom portion of the cleaning tank 4 is formed with corners corresponding to the bottom and wall surfaces of the cleaning tank 4, and along the circumference of the semiconductor substrate w on the side facing the corners. A curved portion 7a is formed. The edge portion of the curved portion 7a is formed to have the same thickness as that of the semiconductor substrate w. The pair of drainage guides 7 and 7 are installed so as to face the bottom of the cleaning tank 4 along the outer periphery of the semiconductor substrate w.
[0035]
In the cleaning apparatus 1 of this example configured as described above, the processing liquid storage section 2 that can store the processing liquid in a large volume is formed, so that the processing liquid supply nozzle 3 formed in a side funnel shape is formed. When the processing liquid is supplied to the cleaning tank 4 through the flow, a film flow having a large area and a large film thickness can be formed to flow through the surface of the semiconductor substrate in the cleaning tank 4, Even in a large-diameter semiconductor substrate, the surface of the substrate can be cleaned uniformly.
[0036]
Further, by adjusting the distance between the curved portion 7a of the drainage guide 7 provided at the bottom of the cleaning tank 4 and the outer periphery of the semiconductor substrate w, the film-like flow flowing through the surface of the semiconductor substrate w is discharged. Since the liquid guide 7 is smoothly sent to the drain port 4a along the curved portion 7a, the processing liquid does not cause stagnation in the vicinity of the bottom of the cleaning tank 4, and accordingly, the semiconductor substrate cleaning unevenness caused by stagnation is eliminated. It becomes possible to clean the large-diameter semiconductor substrate w uniformly.
[0037]
Next, the processing liquid supply configuration of the cleaning apparatus according to the specific example of the present invention will be described.
[0038]
As shown in FIG. 3, the cleaning apparatus 1 of this example basically includes a processing liquid storage unit 2, a cleaning tank 4, and a processing liquid storage tank 5 that stores the processing liquid discharged from the cleaning tank 4. The cleaning liquid in the processing liquid storage tank 5 is discharged through a drain valve 11. Further, the cleaning apparatus 1 is provided with a circulation line 12 for circulating and filtering the processing liquid from the processing liquid storage tank 5 to the processing liquid storage unit 2. That is, the cleaning liquid from the processing liquid storage tank 5 includes a circulation line switching valve 13, a circulation pump 14, a filtration filter 15, a chemical buffer tank 16, an opening / closing valve 17, a processing liquid buffer tank 18, and a processing liquid supply valve 19. The circulation line 12 can be circulated.
[0039]
Further, a dry gas 22 is supplied to the processing liquid storage unit 2 via a supply valve 21.
[0040]
In order to introduce a desired cleaning liquid from the cleaning tanks 27, 28, 29 into the circulation line, the chemical buffer tank 16 weighs the cleaning liquid through the cleaning liquid switching valves 24, 25, 26 and the open / close valve 23, and stores various cleaning liquids. A tank that allows continuous switching.
The processing liquid buffer tank 18 measures and supplies a desired rinse liquid from rinse liquid tanks 37, 38, 39 filled with different rinse liquids via the rinse liquid switching valves 34, 35, 36 and the opening / closing valve 33. In addition to being a treatment tank, it also serves as a buffer tank when switching between the cleaning liquid and the rinse liquid.
[0041]
In the cleaning apparatus 1 of the present example configured as described above, first, in the cleaning process, an appropriate amount of each cleaning liquid is selectively supplied from the cleaning liquid tanks 27, 28, 29 by operating the cleaning liquid switching valves 24, 25, 26. Then, it is weighed into the chemical buffer tank 16 through the opening / closing valve 23. The cleaning liquid weighed in the chemical buffer tank 16 is supplied from the open / close valve 17 to the processing liquid storage section 2 via the processing liquid buffer tank 18 and the processing liquid supply valve 19. Then, as described above, the cleaning liquid flows through the treatment liquid supply nozzle 3 formed in a funnel shape, and is supplied to the cleaning tank 4 by gravity dropping, so that the cleaning liquid that forms a film flow with a uniform area and a large thickness is obtained. The surface of the semiconductor substrate in the cleaning tank 4 is flowed to clean the substrate surface uniformly. Also, the drainage guides 7, 7 provided at the bottom of the cleaning tank 4 smoothly flow the film-like flow that has flowed through the surface of the semiconductor substrate w to the drain port 4 a and then store it in the processing liquid storage tank 5. Is done.
[0042]
The cleaning liquid stored in the processing liquid storage tank 5 is then passed through the circulation line switching valve 13 to the circulation pump 14 and the filtration filter 15 to be filtered and reused or drained through the drain valve 11. The choice of whether or not to be done is made.
[0043]
The cleaning liquid circulated and filtered through the circulation line switching valve 13 is stored in the chemical buffer tank 16, flows through the processing liquid buffer tank 18 through the opening / closing valve 17, and further passes through the processing liquid supply valve 19 to the processing liquid storage section 2. Supplied. In the chemical buffer tank 16, not only the circulating and filtered cleaning liquid but also a new cleaning liquid may be supplied by operating the cleaning liquid switching valves 24, 25 and 26.
[0044]
Next, the rinse process after a washing process is demonstrated. In the rinsing step, the cleaning liquid switching valve 23 and the opening / closing valve 17 are closed to stop the flow of the cleaning liquid through the processing liquid buffer tank 18, and the opening / closing valve 33 and the predetermined rinsing liquid switching valve 34 or the rinsing liquid switching valve 35 are stopped. Alternatively, the rinsing liquid switching valve 36 is opened, and the rinsing liquid is weighed and supplied to the processing liquid buffer tank 18 and is buffered with the cleaning liquid and the like that has been flown so far. Further, the rinsing liquid in the processing liquid buffer tank 18 is supplied to the processing liquid storage unit 2 through the processing liquid supply valve 19. The rinsing liquid flows through the treatment liquid supply nozzle 3 formed in a funnel shape, and is supplied to the cleaning tank 4 by gravity dropping, and the rinsing liquid that forms a film flow having a uniform area and a large area is supplied to the cleaning tank 4. The surface of the semiconductor substrate is passed through, and the substrate surface is rinsed uniformly. Also, the drainage guides 7 and 7 provided at the bottom of the cleaning tank 4 smoothly flow the film-like flow that has flowed through the surface of the semiconductor substrate w to the drain port 4a. Is done.
[0045]
Next, the drying process after the rinse treatment will be described. In the drying process, after the rinsing liquid is drained through the drain valve 11, the supply valve 21 is opened, and the dry gas 22 such as an inert gas is supplied to the processing liquid storage unit 2. Dry gas is blown from the supply nozzle 3 to the semiconductor substrate w in the cleaning tank 4 to dry and remove moisture remaining on the surface of the semiconductor substrate w.
[0046]
Further, as described above, by irradiating the semiconductor substrate w with infrared light using the IR lamps installed on both sides of the cleaning tank 4, the moisture adhering to the surface of the semiconductor substrate w is dried.
[0047]
As described above, according to the cleaning apparatus of this example, it is possible to perform a series of cleaning processes including the cleaning process, the rinsing process, and the drying process while holding the semiconductor substrate in the cleaning tank. By opening and closing, switching between cleaning liquid supply and rinsing liquid supply, and switching between rinsing liquid supply and dry gas supply can be performed quickly. Then, since it is possible to quickly switch between the supply of the cleaning liquid and the supply of the rinsing liquid, for example, the semiconductor substrate from which the oxide film has been removed, in which particles are likely to adhere after the cleaning process, is used. It becomes possible to perform the rinsing process without carrying it elsewhere, and it is possible to clean the semiconductor substrate by preventing the adhesion of particles and the like. In addition, immediately after the rinsing process, the drying process can be performed while holding the semiconductor substrate in the cleaning tank, so that the drying efficiency is improved and the generation of watermarks can be suppressed.
[0048]
In addition, the cleaning process can be performed while holding the semiconductor substrate on the substrate holding member in the same tank, and it is possible to prevent the occurrence of flaws due to transfer mistakes and chucking of the semiconductor substrate. It can be shortened. Furthermore, since the replacement of the cleaning liquid and the rinsing liquid and the replacement of the rinsing liquid and the dry gas can be performed quickly, the processing time of the cleaning process can be shortened, and the throughput can be improved even in the single wafer system.
[0049]
In addition, since a series of processing steps can be performed while holding the semiconductor substrate on the substrate holding member, the footprint can be reduced.
[0050]
In this example, while the semiconductor substrate is held in the cleaning tank, a drying method such as an inert gas and a drying method by IR irradiation was shown, but the semiconductor substrate was carried out of the cleaning tank while being held on the substrate holding member, It is also possible to perform drying with a chemical vapor containing an organic solvent such as IPA by carrying it to a chamber installed in another part.
[0051]
【The invention's effect】
  As explained above, the bookRequestAkira puts the semiconductor substrate in the cleaning tank and puts the cleaning liquid in the cleaning tank.One-bus system to supplyIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, a processing liquid storage section provided with a processing liquid supply nozzle is provided on the upper part of the cleaning tank,The processing liquid reservoir can be supplied by switching processing liquid or dry gas via a supply valve,The cleaning tank includes a substrate holding member that holds the semiconductor substrate vertically, a drain is provided at a lower portion, and the processing liquid supply nozzle has an opening larger than the diameter of the semiconductor substrate held vertically. HaveWhen the processing liquid supplied from the processing liquid supply nozzle flows through the surface of the semiconductor substrate, a film flow having a large area and a large film thickness is formed, and the surface of the semiconductor substrate is cleaned uniformly.The semiconductor substrate cleaning apparatus is configured as follows.
[0052]
  In a semiconductor substrate cleaning apparatus for storing a semiconductor substrate in a cleaning tank and filling the cleaning tank with a cleaning liquid, a processing liquid storage unit having a processing liquid supply nozzle is provided on the upper part of the cleaning tank. And a substrate holding member for vertically holding the semiconductor substrate, a drainage port is provided at a lower portion, and the processing liquid supply nozzle has an opening larger than the diameter of the semiconductor substrate held vertically. HaveWith this configuration, when the processing liquid is passed through the cleaning tank by gravity dropping from the opening of the processing liquid supply nozzle, a uniform film flow having a large area and a large film thickness is formed and supplied to the cleaning tank. . Since the semiconductor substrate is held vertically by the holding member, the film flow having a large area supplied from the processing liquid supply nozzle stably flows over the surface of the substrate, and as a result, in the large-diameter semiconductor substrate Can be cleaned evenly.
[0053]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, the drainage guide is installed corresponding to the lower position of the held semiconductor substrate, and the drainage guide has a curved portion along the circumference of the semiconductor substrate. The cleaning device for a semiconductor substrate having a configuration in which the thickness of the edge portion of the curved portion facing the semiconductor substrate is formed to be approximately the same as the thickness of the semiconductor substrate.be able to.
[0054]
Thus, when the drainage guide is formed with a curved portion along the circumference of the semiconductor substrate, and the thickness of the edge of the curved portion is approximately the same as the thickness of the semiconductor substrate, By adjusting the distance between the curved portions of the drainage guide, the film-like flow supplied from the treatment liquid supply nozzle and flowing on the surface of the semiconductor substrate causes stagnation and scattering near the bottom of the cleaning tank. And can smoothly flow through the drainage port along the curved surface. For this reason, it is possible to clean evenly even a large-diameter semiconductor substrate without causing unevenness of cleaning due to re-adhesion of the scattered liquid and adhesion due to entrainment of atmospheric dust.
[0055]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, a dry gas is supplied to the processing liquid storage unit via a supply valve, and an infrared light irradiation lamp is provided in the cleaning tank. Is a cleaning devicebe able to.
[0056]
As described above, when the drying gas is supplied via the processing liquid storage unit supply valve, the drying gas is blown from the processing liquid supply nozzle to the semiconductor substrate immediately after the cleaning of the semiconductor substrate. Is possible. Therefore, since it is possible to dry the substrate without transporting it, it is not necessary to expose the substrate to the air, and the semiconductor substrate can be efficiently and evenly dried without attaching particles or the like to the substrate surface. Is possible. Further, since the semiconductor substrate can be dried immediately after the cleaning process, generation of a watermark or the like can be suppressed.
[0057]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, the holding member provided in the cleaning tank is a semiconductor substrate cleaning apparatus configured to be carried out of the cleaning tank.be able to.
[0058]
Thus, when the holding member is formed so as to be able to be transported outside the cleaning tank, after the cleaning process, the semiconductor substrate is held on the holding member, and transported and dried by a chemical vapor containing an organic solvent such as IPA. Can be performed.
[0059]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, a plurality of processing liquids are supplied to the processing liquid storage unit via a processing liquid supply valve, and a processing liquid storage tank is provided below the cleaning tank, and the processing liquid A cleaning apparatus for a semiconductor substrate having a configuration in which a circulation line for circulating and filtering a processing liquid from a storage tank to the processing liquid storage sectionbe able to.
[0060]
As described above, since a plurality of processing liquids are continuously supplied to the processing liquid storage unit via the processing liquid supply valve, various processing liquids can be obtained without exposing the semiconductor substrate to the air by switching the supply valves. Therefore, the semiconductor substrate can be processed with high cleanability and surface uniformity without attaching particles or the like to the surface of the semiconductor substrate. Furthermore, since a circulation line is provided from the treatment liquid storage tank to the treatment liquid storage part, it is possible to continuously use the washing liquid by circulation filtration, and an efficient supply of the treatment liquid can be performed, so that the cleaning property can be improved. .
[0061]
  BookRequestAkira is beforePredicateIn the semiconductor substrate cleaning apparatus, the semiconductor substrate cleaning apparatus has a configuration in which a chemical buffer tank in which the cleaning liquid is weighed and stored in the circulation line and a processing liquid buffer tank for replacing the processing liquid and the rinsing liquid are provided. is therebe able to.
[0062]
With this configuration, first, each cleaning liquid is weighed and stored in the chemical buffer tank via the processing liquid supply valve, and a predetermined cleaning liquid from the chemical buffer tank is stored in the processing liquid via the processing liquid supply valve. In addition, the liquid is supplied to the semiconductor substrate of the cleaning tank from the processing liquid storage section via the processing liquid supply nozzle. The cleaning liquid is circulated in the circulation line as described above after cleaning the semiconductor substrate.
[0063]
When rinsing is performed, the processing liquid supply valve is closed to stop the supply of the cleaning liquid, and the rinsing liquid is supplied to the processing liquid buffer tank. In this processing liquid buffer tank, the replacement of the processing liquid and the rinsing liquid is performed. Thereafter, the rinsing liquid is supplied to the processing liquid storage section via the processing liquid supply valve, and further, is passed through the cleaning tank to perform the rinsing processing of the semiconductor substrate.
[0064]
Thus, according to the cleaning apparatus and the preferred embodiment of the present invention, the supply of the cleaning liquid and the supply of the rinsing liquid can be switched while the semiconductor substrate is held in the cleaning tank. For this reason, for example, even after a cleaning process, even on a semiconductor substrate from which an oxide film on which particles are likely to adhere is removed, the rinsing process can be performed without transporting the other to the semiconductor substrate. Thus, the semiconductor substrate can be cleaned. In addition, the cleaning liquid and the rinsing liquid can be replaced quickly, and there is no movement between tanks, so that the throughput can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a cleaning device according to a specific example of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a cleaning device according to a specific example of the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration diagram showing a processing liquid supply configuration of a cleaning apparatus according to a specific example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Cleaning device
2 Processing liquid reservoir
2a Treatment liquid supply port
2b bottom
2c Center opening
2d Drying gas supply port
3 Treatment liquid supply nozzle
4 Washing tank
4a Drain outlet
5 Treatment liquid storage tank
5a outlet
5b Circulation port
6 Substrate holding member
6a Holding material
6b Fixing pin
6c Installation part
7 Drainage guide
11 Drain valve
12 Circulation line
13 Circulation line switching valve
14 Circulation pump
15 Filtration filter
16 Chemical buffer tank
17 Open / close valve
18 Processing solution buffer tank
19 Treatment liquid supply valve
21 Supply valve
22 Drying gas
23 Open / close valve
24 Cleaning fluid switching valve
25 Cleaning fluid switching valve
26 Cleaning fluid switching valve
27 Cleaning liquid tank
28 Cleaning liquid tank
29 Cleaning liquid tank
33 Open / close valve
34 Rinse fluid switching valve
35 Rinse fluid switching valve
36 Rinse fluid switching valve
37 Rinse bath
38 Rinse bath
39 Rinse bath
w Semiconductor substrate
p Piping

Claims

In a semiconductor substrate cleaning apparatus of a one-bus system that stores a semiconductor substrate in a cleaning tank and supplies a cleaning liquid into the cleaning tank,
Provided with a processing liquid storage section provided with a processing liquid supply nozzle at the top of the cleaning tank,
The processing liquid reservoir can be supplied by switching processing liquid or dry gas via a supply valve,
The cleaning tank includes a substrate holding member that holds the semiconductor substrate vertically, and a drainage port is provided at a lower portion.
A drainage guide is installed corresponding to a lower position of the held semiconductor substrate, and the drainage guide has a curved portion along the circumference of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate of the curved portion is provided with the curved portion. The thickness of the opposite edge is formed to the same thickness as the thickness of the semiconductor substrate,
The processing liquid supply nozzle has an opening larger than the diameter of the semiconductor substrate held vertically, and the processing liquid supplied from the processing liquid supply nozzle has a large area when flowing through the surface of the semiconductor substrate. A semiconductor substrate cleaning apparatus characterized by forming a thick film flow and cleaning the surface of the semiconductor substrate uniformly.

2. The semiconductor substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning tank is provided with an infrared light irradiation lamp.

2. The semiconductor substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the substrate holding member provided in the cleaning tank is provided so as to be able to be carried out of the cleaning tank.

A plurality of processing liquids are supplied to the processing liquid storage part via a processing liquid supply valve, and further, a processing liquid storage tank is provided in a lower part of the cleaning tank, and the processing liquid storage part is provided with the processing liquid storage part. cleaning apparatus for a semiconductor substrate as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that a circulation line for circulating filtered processing solution.

5. The semiconductor substrate cleaning apparatus according to claim 4 , wherein a chemical buffer tank in which the cleaning liquid is weighed and stored and a processing liquid buffer tank for replacing the cleaning liquid and the rinsing liquid are provided in the circulation line.