JP4286336B2 - 洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハやLCD用ガラス基板等の被処理基板を薬液や濯ぎ液等に浸漬して乾燥する洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばLSI等の半導体デバイスの製造工程における洗浄処理を例にとって説明すると、従来から半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という。)表面のパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーションを除去するためには洗浄装置が使用されており、その中でとりわけウエット洗浄装置は、上記のコンタミネーションを効果的に除去できしかもバッチ処理が可能でスループットが良好なため、幅広く普及している。
【0003】
かかるウエット洗浄装置においては、被洗浄処理体であるウエハに対してアンモニア処理、硫酸処理、フッ酸処理等の薬液洗浄処理、純水等による水洗洗浄処理、イソプロピルアルコール(以下、「IPA」いう。)等による乾燥処理が行われるように構成されており、例えば処理順に配列された処理槽、乾燥室にそれぞれ薬液、純水、IPAを供給するように構成し、例えば50枚単位でウエハを処理槽に順次浸漬し、乾燥していくバッチ処理方式が広く採用されている。
【0004】
しかしながら、例えばフッ酸処理を行った後に純水により洗浄を行う際に次のような問題を生じている。
【0005】
図33はフッ酸処理が行われた後のウエハWを純水(DIW)131に浸漬していく時の状態を示している。バッチ処理方式では、隣接するウエハWはその裏面と表面とが相互に対向している。また、それまでの工程でウエハWの裏面は表面と比べると装置各部と接触する機会が多いためにより多くのパーティクルが付着している。フッ酸処理を行った後のウエハWの表面には活性なシリコン面 (Si−Hδ+)が露出した電気的に+の性質の部分が存在する。一方、パーティクルは、例えばSiO2 (Si−OHδ−)のように純水中では電気的に−の性質のものが多い。そのため、ウエハWをDIW131に浸漬する際に、DIW131表面とウエハW裏面に付着したSiO2 等のパーティクルとの衝突によりパーティクル(−の性質)が剥離し、矢印132の如く水中に拡散し、+に性質の隣接するウエハWの+の性質を持った活性なシリコン面に付着するという、パーティクルの転写による不良が発生することが多い。
【0006】
また、最近ではDIWにより洗浄の後に例えばイソプロピルアルコール(IPA)を使ったマランゴニー乾燥が行われことが多いが、このようなマランゴニー乾燥においても転写の問題を生じている。
【0007】
図34は純水洗浄が行われた後のウエハWをDIW131から引き出していく時の状態を示している。DIW131の表面にはIPA雰囲気133が形成され、DIW131から引き出されるウエハWは純水表面にIPAが溶け込むことにより生じるマランゴニー力によって水が押し退けられて乾燥が行われるのであるが、この時ウエハWの裏面に付着したパーティクル(−の性質)もウエハW表面から矢印134の如く引き離されて水中に拡散する。そしてこのパーティクルは隣接するウエハWの+の性質をもつ活性なシリコン面に付着する。水にIPAが溶解した時のマランゴニー力によるパーティクルの剥離力よりも上記の静電気による吸引力の方が大きいため、IPAによるマランゴニー乾燥の際にウエハWの表面にパーティクルが転写するという問題が発生していると考えられる。
【0008】
以上の説明において、転写のパーティクル源として、ウエハ搬送、デバイス製造工程等からの付着パーティクルを例に挙げたが、SiO2 等のデバイス構成膜自体からも、その表面の不安定な膜成分がパーティクルとして転写することも考えられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、洗浄時にパーティクルの転写の発生を防止することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。
具体的には、本発明の目的は、純水等の濯ぎ液に被処理基板を浸漬する際にパーティクルの転写が発生することを防止することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。
【0010】
また、本発明の目的は、純水等の濯ぎ液から被処理基板を引き出す際にパーティクルの転写が発生することを防止することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。
【0011】
さらに、本発明の目的は、濯ぎ液による洗浄の前後で発生するパーティクルの転写を防止することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1によれば、濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽上方に配置され、上部に上部開口部が設けられ、下部に下部開口部が設けられ、前記下部開口部を介し前記洗浄槽との間で被処理基板が移送される乾燥室と、被処理基板を前記洗浄槽と前記乾燥室との間で、前記下部開口を介し保持移送する被処理基板ガイドと、濯ぎ液より引き出された被処理基板を前記乾燥室内で有機溶剤を使った凝縮化により乾燥するために、被処理基板を引き出す前に前記乾燥室内を予め有機溶剤雰囲気とする前記乾燥室内に設けられた有機溶剤供給ノズル及び前記乾燥室の下部に設けられた排出口と、前記乾燥室の下部で、かつ、前記洗浄槽の液面より上部に設けられ、前記洗浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される際に、濯ぎ液の表面と、当該濯ぎ液の表面上方の前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気との間に介在させるように不活性ガス雰囲気を形成して前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された被処理基板が前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気中に導出されるようにする不活性ガス雰囲気を形成する手段と、を具備することを特徴とする、洗浄装置が提供される。
【0014】
請求項2によれば、薬液及び濯ぎ液を順次貯留し、順次貯留した薬液及び濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽上方に配置され、上部に上部開口部が設けられ、下部に下部開口部が設けられ、前記下部開口部を介し前記洗浄槽との間で被処理基板が移送される乾燥室と、被処理基板を前記洗浄槽と前記乾燥室との間で、前記下部開口を介し保持移送する被処理基板ガイドと、濯ぎ液より引き出された被処理基板を前記乾燥室内で有機溶剤を使った凝縮化により乾燥するために、被処理基板を引き出す前に前記乾燥室内を予め有機溶剤雰囲気とする前記乾燥室内に設けられた有機溶剤供給ノズル及び前記乾燥室の下部に設けられた排出口と、前記乾燥室の下部で、かつ、前記洗浄槽の液面より上部に設けられ、前記洗浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される際に、濯ぎ液の表面と、当該濯ぎ液の表面上方の前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気との間に介在させるように不活性ガス雰囲気を形成して前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された被処理基板が前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気中に導出されるようにする不活性ガス雰囲気を形成する手段と、を具備することを特徴とする、洗浄装置が提供される。
請求項3によれば、請求項1又は2記載の洗浄装置において、前記不活性ガス雰囲気を形成する手段が、前記被処理基板が前記洗浄槽内の濯ぎ液から引き出される際に、当該濯ぎ液の表面に対して不活性ガスを供給することを特徴とする、洗浄装置が提供される。
【0023】
請求項1〜6によれば、濯ぎ液の表面を不活性ガスの雰囲気にしつつ被処理基板を濯ぎ液より引き出し、この後に被処理基板を有機溶剤を使った凝縮化により乾燥するように構成したので、被処理基板を濯ぎ液より引き出す際に純水がIPAに溶け込むことにより生じるマランゴニー力でウエハ裏面に付着しているパーティクルが引き離されて水中に拡散することがなく、パーティクルの転写の発生を防止することができる。
【0024】
特に、請求項2及び5では、同一の処理槽内で薬液及び濯ぎ液による洗浄を連続的に行うように構成したので、薬液洗浄後の被処理基板を濯ぎ液に浸漬していく手段や工程はなくなり、濯ぎ液による洗浄の前後で発生するパーティクルの転写を防止することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明すると、本実施形態は半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という。)の洗浄処理装置において適用された例であり、まずその洗浄処理装置について説明すると、この洗浄処理装置1全体は、図1及び図2に示したように、洗浄処理前のウエハをキャリア単位で収容する搬入部2と、ウエハの洗浄処理が行われる洗浄処理部3と、洗浄処理後のウエハをカセット単位で取り出すための搬出部4の、3つのゾーンによって構成される。
【0026】
前記搬入部2には、洗浄処理前のウエハが所定枚数、例えば25枚収容されたキャリア5を投入及び待機させる待機部6と、キャリア5からのウエハの取り出し、オリフラ合わせ及び枚数検出等を行うローダ部7が設けられており、さらに外部から搬送ロボット等によって搬入されるキャリア5の前記待機部6と前記ローダ部7との間で、キャリア5の搬送を行うための搬送アーム8が設けられている。
【0027】
前記洗浄処理部3には、その前面側(図1における手前側)に3つのウエハ搬送装置11、12、13が配置されており、またその背面側に隔壁を介して薬液等の処理液を収容するタンクや各種の配管群等を収容する配管領域14が形成されている。
【0028】
一方、搬出部4には、洗浄処理部3で洗浄処理されたウエハをキャリア5に収容するアンローダ部15と、洗浄処理後のウエハが収容されたキャリア5を搬出及び待機させる待機部16と、アンローダ部15と待機部16との間で、キャリア5の搬送を行うための搬送アーム17が設けられている。
【0029】
なお、洗浄処理装置1には、搬入部2で空になったキャリア5を搬出部4に搬送するキャリア搬送部18が設けられている。キャリア搬送部18は、洗浄処理部3の上部に設けられたキャリアコンベア19と、搬入部2においてローダ部7から搬送アーム8によって空のキャリア5を受け取りウエハの入ったキャリア及びウエハの入っていないキャリアをストックするキャリアストック部20と、搬出部4においてキャリアコンベア19から搬送アーム17によって空のキャリア5を受け取りアンローダ部15に受け渡すキャリア受け渡し部(図示せず。)とを備える。
【0030】
洗浄処理部3には、ローダ部7側から順に、ウエハ搬送装置11のウエハチャック21を洗浄、乾燥するチャック洗浄・乾燥処理槽22、ウエハ表面の有機汚染物、金属不純物、パーティクル等の不純物を薬液、例えばNH4 /H2 O2 /H2 O混合液によって洗浄処理する薬液洗浄処理槽23、薬液洗浄処理槽23で洗浄されたウエハを例えば純水によって洗浄する水洗洗浄処理槽24、ウエハ表面の金属汚染除去を薬液、例えばHCl/H2 O2 /H2 O混合液によって洗浄処理する薬液洗浄処理槽25、薬液洗浄処理槽25で洗浄されたウエハを例えば純水によって洗浄する水洗洗浄処理槽26、ウエハ表面の酸化膜除去を薬液、例えばHF/H2 O混合液によって洗浄処理すると共に、洗浄されたウエハを濯ぎ液、例えば純水によって洗浄し、さらに濯ぎ洗浄されたウエハの乾燥処理を行う本発明に係る洗浄装置27、ウエハ搬送装置13のウエハチャック(図示せず。)を洗浄、乾燥するチャック洗浄・乾燥処理槽28がそれぞれ配置されている。
【0031】
なお、ローダ部7とチャック洗浄・乾燥処理槽22との間、水洗洗浄処理槽24と薬液洗浄処理槽25との間、水洗洗浄処理槽26と洗浄装置27との間、チャック洗浄・乾燥処理槽28とアンローダ部15との間には、それぞれこれらの間を仕切る仕切り板29、30、31、32が設けられている。仕切る仕切り板29、30、31、32は、例えばウエハ受け渡しの際にそれぞれ図示を省略した駆動機構によって上下に開閉するようになっている。これにより隣接する空間への薬液の雰囲気の拡散を防止することができる。
【0032】
本発明に係る洗浄装置27の構成を図3〜図13に基づいて説明すると、この洗浄装置27は、例えばHF/H2 O混合液等の薬液や純水等の濯ぎ液を貯留し、貯留した薬液や濯ぎ液に被処理基板としてのウエハWが浸漬される洗浄槽41と、前記洗浄槽41の上方に配置され、洗浄槽41から移送されたウエハWの乾燥処理を行う円筒形状の乾燥室42とを備える。
【0033】
上記洗浄槽41は、後述するウエハガイド43と共にウエハガイド43に保持された例えば50枚のウエハWを収容する。洗浄槽41の底部の両側には、収容した各ウエハWに向けて薬液や濯ぎ液を噴射するノズル44、45が設けられている。なお、ノズル44、45は、それぞれウエハWの配列方向に沿って例えば隣接するウエハW間の間隔と同一のピッチで設けられた噴出穴を有するパイプにより構成することができる。ノズル44、45には、切換弁46の切換えにより図1及び図2に示した配管領域14よりHF/H2 O混合液等の薬液や純水(DIW:deionized water )等の濯ぎ液のうち一方が供給されるようになっている。切換弁46の切換制御は、例えば図示を省略した制御部によって所定のタイミングで行われる。なお、濯ぎ液としては、ウエハWの酸化防止のために、脱気したDIWを用いた方がよい。
【0034】
また、上記洗浄槽41の周囲には、洗浄槽41から溢れた薬液や濯ぎ液を回収するための回収槽47が設けられている。回収槽47で回収された薬液や濯ぎ液は、切換弁48、ポンプ49、フィルタ50、切換弁51を介してノズル44、45に循環されるようになっている。切換弁48は、回収槽47で回収された薬液や濯ぎ液を上記の如く循環させるか排出するかを切換える。切換弁51は、回収槽47で回収された薬液や濯ぎ液を上記の如く循環させるか冷却器55で0℃〜常温、より好ましくは5℃程度の温度に冷却されたDIWをノズル44、45に供給するかを切換える。なお、ポンプ49とフィルタ50との間にはダンパー52が設けられている。また洗浄槽41の最下部には、薬液や濯ぎ液を排出するための排出口53が設けられており、切換弁54によって薬液や濯ぎ液を排出口53より排出するかどうかの切換が行われる。
【0035】
一方、乾燥室42の上部及び下部には、それぞれウエハWの受け渡しを行うための例えば矩形の開口部61、62が設けられており、上部の開口部61には密閉型の蓋63が配置され、下部の開口部62には回転扉機構60及びスライド扉機構64が設けられている。
【0036】
蓋63はPVC(ポリ塩化ビニル)やPP(ポリプロピレン)等の樹脂からなり、図5に示すように内外共に円筒を縦方向に切断した形状をなしている。これにより、蓋63により塞がれた乾燥室42の内側を円筒形状とし、後述するウエハWに吹き付けられる窒素ガス等の気流が乱流になることを防止し、各ウエハWに対して均一に窒素ガス等が吹き付けられるようにしている。また、図6に示すように、開口部61の周囲に沿ってOリング65が配置され、さらに開口部61の両側には開口部61を塞いだ蓋63を固定して押しつける蓋固定機構59が設けられ、開口部61を蓋63で塞いだ際の密閉性が高められている。回転可能に配置されたロッド56の2か所の位置に開口部61を塞いだ蓋63に接合する接合板57が設けられ、前記ロッド56を回転駆動部58によって回転することで接合板57を蓋63に接合させ、これにより蓋63が押しつけられるようになっている。
【0037】
また、乾燥室42の近傍には、蓋63を開閉駆動する蓋駆動部66が設けられている。蓋駆動部66は、図7に示すように、蓋63を先端に固定する回転アーム67を回転駆動するシリンダ68と、これらの蓋63及びこれらの回転機構を上下動するシリンダ69とを備える。蓋駆動部66は、開口部61を塞ぐ蓋63をまず上方向に移動し(図7▲1▼)、この後蓋63を開口部61より外れた位置に回転移動し(図7▲2▼)、その蓋63を下方向に移動する(図7▲3▼)。開口部61を蓋63で塞ぐときにはこの逆の動作を行う(図7▲3▼→▲2▼→▲1▼)。
【0038】
回転扉機構60は、図8に示すように回転可能に配置された一対の回転扉59aと各回転扉59aを回転駆動する回転駆動部59bとから構成される。各回転扉59aには、閉じた状態で洗浄槽41においてウエハWを保持したウエハガイド43の支持部材74(後述する。)を通すための隙間ができるように、切り欠き部59cが設けられている。回転扉59aは、蓋63と同様にPVC(ポリ塩化ビニル)やPP(ポリプロピレン)等の樹脂からなる。
【0039】
スライド扉機構64は、図9に示すように洗浄槽41と乾燥室42との間に配置された矩形のフランジ70と、フランジ70に設けられた開口部71より挿抜されてフランジ70内を開閉するスライド扉72と、スライド扉72を挿抜駆動するシリンダ73とを備える。スライド扉72は、蓋63と同様にPVC(ポリ塩化ビニル)やPP(ポリプロピレン)等の樹脂からなり、開口部62とほぼ同じ形状の矩形をなしている。また、図10に示すようにスライド扉72の表裏の外周に沿ってそれぞれエアーグリップシール72a、72bが配置され、一方乾燥室42の下面であってエアーグリップシール72aの内周側に沿ってOリング72cが配置されている。Oリング72cをエアーグリップシール72aの外周側に沿って配置することも可能である。そして、スライド扉72がフランジ70内に収容された状態からエアーグリップシール72a,72bを膨らますことでエアーグリップシール72aが乾燥室42の下面、エアーグリップシール72bがフランジ70の底面とそれぞれ密着し、さらにOリング72cがスライド扉72の表面に密着し、これにより開口部62が密閉される。
【0040】
ウエハガイド43は、図11に示すように支持部材74の下端に、例えば50枚のウエハWを保持するウエハ保持部75を設けてなる。ウエハ保持部75は、中央下端部に架設される中央保持棒76と左右両側端部に互いに平行に架設される2本の側部保持棒77、78とをこれらの両端で固定してなるもので、一端は支持部材74の下端に固定され、他端は固定部部材79で固定される。中央保持棒76及び側部保持棒77、78には、それぞれ長手方向に所定の間隔をおいて複数個例えば50個のウエハ保持溝80、80…が設けられている。ウエハガイド43は、耐食性、耐熱性及び耐強度性に優れた材質、例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)やQz等からなる。
【0041】
また、ウエハガイド43の上端部には、ガイド上下棒81が固定されている。このガイド上下棒81は、図4及び図5に示すように乾燥室42の上部に設けられたグリップ機構82に介して外側に上下動可能に突き出ている。グリップ機構82は、ガイド上下棒81を包囲するエアーグリップシール82aを有する。そして、ガイド上下棒81を上下に駆動するときには、エアーグリップシール82aからエアーを抜き、乾燥室42を密閉するときにはエアーグリップシール82aを膨らましている。また、ガイド上下棒81の上端は、乾燥室42の背後に設けられたウエハガイドZ軸機構83に接続されている。ウエハガイドZ軸機構83は、ガイド上下棒81を上下動することで下部の開口部62を介し洗浄槽41と乾燥室42との間でウエハガイド43に保持されたウエハWを移送する。また、図4に示すようにこの洗浄装置27の正面には、図2に示したウエハ搬送装置13が配置されている。ウエハ搬送装置13に設けられたウエハチャック84は、隣接する水洗洗浄処理槽26から例えば50枚のウエハWを受け取り、乾燥室42内のウエハガイド43に受け渡し、また乾燥室42内のウエハガイド43から例えば50枚のウエハWを受け取り、搬出部4のアンローダ部15に受け渡す。 図3及び図12に示すように、乾燥室42内の上部の両側には、乾燥室42内でウエハガイド43に保持されたウエハWに対して窒素ガス等をダウンフローに吹き付けるノズル85、86が設けられている。ノズル85、86は、それぞれウエハWの配列方向に沿って例えば隣接するウエハW間の間隔と同一のピッチで設けられた噴出穴87を有するパイプ88により構成することができる。ノズル85、86には、IPA蒸発器89より制御弁90及びフィルタ91を介してIPAと加熱した窒素との混合ガスが供給されるようになっている。IPA蒸発器89には、窒素加熱器92及び制御弁93を介して加熱した窒素が供給され、IPAタンク94より制御弁95を介してIPAが供給されるようになっている。IPAタンク94には、制御弁96を介して窒素が補充され、制御弁97を介してIPAが補充されるようになっている。
【0042】
一方、図3及び図12に示すように、乾燥室42内の下部の両側には、ノズル85、86より吹き出された窒素ガス等を排出するための排出口98、99が設けられている。排出口98、99が図示を省略した排気ポンプに接続されている。また、排出口98、99には、ノズル85、86より吹き出された窒素ガス等を乾燥室42内の下部の各部より均一に取り込むための複数の取り込み口100、100…を有する整流手段としての整流板101、102がそれぞれ連通している。これにより、図13に示すように、各ノズル85、86の各噴出穴87より吹き出された窒素ガス等は、同図点線の如く各ウエハWの表面を通り、各整流板101、102の取り込み口100より取り込まれる。すなわち、窒素ガス等の流れに乱流が生じることがなくなる。なお、乾燥室42内の下部には、液体を排出するための排出口(図示せず。)が設けられている。
【0043】
また、図3に示すように、乾燥室42内の中部両側には、一対のパネルヒータ103、104が設けられている。これらのパネルヒータ103、104には、パネルヒータコントローラ105が接続され、温度コントロールが行われるようになっている。これにより、乾燥室42内は例えばIPAが沸騰する程度の温度にコントロールされる。
【0044】
また、図3に示すように、洗浄槽41と乾燥室42との間、例えば洗浄槽41の液面より上部の両側には、被処理基板としてのウエハWが引き出される濯ぎ液としてのDIWの表面に対して不活性ガス雰囲気としての窒素ガス雰囲気を形成する手段、例えばDIWの表面に対して窒素ガスを吹き付けるノズル106、107が設けられている。これらのノズル106、107も上述したノズル85、86とほぼ同様の構成とされている。ノズル106、107には、窒素ガスを0℃〜常温、より好ましくは5℃程度の温度に冷却する冷却器108及び制御弁109を介して冷却された窒素ガスが供給されるようになっている。
【0045】
次に、以上のように構成された洗浄装置27の動作を図14に示す処理フローに基づき説明する。なお、以下の動作制御は、例えば図示を省略した制御部によって行われる。
【0046】
まず、乾燥室42下部のスライド扉72を閉じ、回転扉59aが開いた状態で、乾燥室42上部の蓋63を開ける(ステップ1401、図15)。次に、ウエハチャック84が乾燥室42内に降下し、乾燥室42内のウエハガイド43にウエハWを受け渡す(ステップ1402、図16)。次に、乾燥室42上部の蓋63を閉じて、乾燥室42下部のスライド扉72を開ける(ステップ1403、図17)。そして、ウエハWが保持されたウエハガイド43を下降し、ウエハWを洗浄槽41内に移送し(ステップ1404、図18)、乾燥室42下部の回転扉59aを閉じる(ステップ1405、図19)。
【0047】
この後、洗浄槽41内では、HF/H2 O混合液をノズル44、45より噴出してHF/H2 O混合液を貯留し、貯留したHF/H2 O混合液にウエハWに浸漬して薬液による洗浄を行う(ステップ1406、図20)。勿論、ノズル44、45より噴出されたHF/H2 O混合液は、洗浄槽41内においてウエハWに向かう対流を形成し、薬液洗浄を促進する。次いで、HF/H2 O混合液を排出することなく、HF/H2 O混合液を貯留した状態からそのままDIWを噴出し、徐々にHF/H2 O混合液を薄くするようして、洗浄槽41内をHF/H2 O混合液よりDIWに置換し、濯ぎ処理を行う(ステップ1407、図20)。上記と同様にノズル44、45より噴出されたDIWは、洗浄槽41内においてウエハWに向かう対流を形成し、濯ぎ処理を促進する。
【0048】
一方、このような洗浄処理が行われている間に、乾燥室42内ではノズル85、86より窒素ガスを吹き出して窒素ガスで置換し(ステップ1408、図20)、その後ノズル85、86よりIPAまたはIPAと窒素との混合ガスを吹き出し、乾燥室42内を予めIPAの雰囲気にしている(ステップ1409、図20)。 その後、ノズル106、107からDIWの表面に対して窒素ガスが吹き付けられ、DIWの表面に対して窒素ガス雰囲気121が形成され、また乾燥室42下部の回転扉59aを開け(ステップ1410、図21)、ウエハWが保持されたウエハガイド43を上昇してウエハWを窒素ガス雰囲気121を介してIPA雰囲気とされた乾燥室42内に移送する(ステップ1411、図22、)。
【0049】
次に、乾燥室42下部のスライド扉72を閉じ(ステップ1412、図23)、乾燥室42内のウエハWに対してノズル85、86からIPAまたはIPAと窒素ガスの混合ガスがダウンフローに吹き付けられる(ステップ1413、図24)。この後、乾燥室42内を排気して減圧すると共に、乾燥室42内のウエハWに対してノズル85、86から窒素ガスをダウンフローに吹き付ける(ステップ1414、図24)。なお、この場合、乾燥室42内を減圧することなく、窒素ガスを吹き付けてもよいし、窒素ガスを吹き付けることなく、乾燥室42内を減圧してもよい。
【0050】
しかる後に、窒素ガスを吹き付けながら乾燥室42内の排気を停止して乾燥室42内を常圧に戻す(ステップ1415、図23)。そして、乾燥室42上部の蓋63を開け(ステップ1416、図25)、ウエハチャック84が乾燥室42内に降下して乾燥室42内のウエハガイド43よりウエハWを受け取り(ステップ1417、図26)、ウエハチャック84が上昇してウエハWを乾燥室42の外側に搬出する(ステップ1418、図27)。
【0051】
このように本実施形態に係る洗浄装置27では、洗浄槽41内でHF/H2 O混合液を貯留した状態からそのままDIWを噴出し、徐々にHF/H2 O混合液を薄くするようして、洗浄槽41内をHF/H2 O混合液よりDIWに置換し、濯ぎ処理を行うようにしたので、従来のようなHF/H2 O混合液による洗浄の後にウエハWをDIWに浸漬する工程は不要となり、その際に発生するパーティクルの転写は問題とならなくなる。加えて、洗浄槽41内のDIWからウエハWを引き出す際にDIWの表面に窒素ガス雰囲気121を形成しておき、ウエハWをこの窒素ガス雰囲気121を介してIPA雰囲気とされた乾燥室42内に移送するように構成したので、図28に示すように、ウエハWをDIWより引き出す際にDIWがIPAに溶け込むことにより生じるマランゴニー力でウエハW裏面に付着しているパーティクル(矢印122)が引き離されて水中に拡散することがなく、パーティクルの転写の発生を防止することができる。
【0052】
本発明者等が行った実験結果を表1に示す。
【0053】
【表1】
この表1は、8インチ(ベアシリコン)ウエハWを上記の材質のウエハWに隣接して配置し、HF/H2 O洗浄乾燥を行った場合のパーティクル転写の個数を示している。
【0054】
この表1から、Bare Si 除けば本発明の効果が顕著であることがわかる。
【0055】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【0056】
上述した洗浄装置27では、HF/H2 O混合液による洗浄を行うことなくDIWのみによる洗浄が行われることがある。この場合、例えば洗浄装置27の前段の槽(例えば図2の符号26の槽)でHF/H2 O混合液による洗浄を行った後に洗浄装置27内でDIWによる洗浄が行われるが、従来例で説明した通りウエハWをDIWに浸漬する際にパーティクルの転写が発生する。そこで、この実施形態では、例えば図29に示すように、洗浄槽41の液面より上部の両側に設けられたノズル106、107より窒素ガスばかりでなく切換弁123を介してIPAも噴出可能にし、以下の動作を行う。すなわち、図30に示すように、ウエハWをDIWに浸漬する際に、ノズル106、107よりIPAを噴出させ、DIWの表面を予めIPA雰囲気124にしておく。このため、DIWに浸漬されるウエハWはその前にこのIPA雰囲気124を通過してウエハWの表裏面に液膜としてのIPA膜が形成される。それ故、浸漬の際に上記液膜としてのIPA膜が保護膜として機能し、DIWとウエハWとが直接的に接触するようなことはなくなる。つまり、DIW表面がウエハW裏面に付着したパーティクルと衝突することはなくなり、浸漬の際にウエハW裏面に付着したパーティクルが矢印125の如く水中に拡散することがなくなる。よって、パーティクルの転写の発生を防止することができる。
【0057】
上記のIPA雰囲気124は、乾燥室42にノズル85、86からIPAを噴出するように構成しても形成することが可能である。
【0058】
なお、上記の実施形態では、ウエハW面にIPAによる保護膜を形成した後、DIWに浸漬するように構成したが、図31に示すように、DIWの表面にIPAによる液膜126を形成しておき、ウエハWをこのIPA膜126を介して浸漬するように構成しても同様の効果を得ることができる。
【0059】
また、図32に示すように、洗浄槽41にDIWとIPAの混合液127を供給しておき、ウエハWをこの混合液127に浸漬するように構成しても同様の効果を得ることができる。
【0060】
また、上述した実施形態では、不活性ガスとして窒素を用いていたが、アルゴンやヘリウム等の他の不活性ガスを用いることも可能である。これらは、加熱することで乾燥処理をより効果的に行うことが可能であるが、加熱しなくても勿論よい。
【0061】
さらに、上述した実施形態では、水溶性でかつ被処理基板に対する純水の表面張力を低下させる作用を有する有機溶剤としてIPAを用いていたが、メタノール等のその他の一価アルコール、アセトン等のケトン類、エチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール等の多価アルコール等の有機溶剤を用いることが可能である。
【0062】
また、上述した実施形態では、処理順に処理槽を連接した洗浄処理装置に本発明に係る洗浄装置を組み合わせた例を説明したが、本発明に係る洗浄装置をスタンドアローンタイプの装置として用いることも可能である。この場合、例えばローダ部とアンローダ部とを兼ねた搬送部と本発明に係る洗浄装置とを連接して構成することができる。
【0063】
また、被処理基板も半導体ウエハに限るものでなく、LCD基板、ガラス基板、CD基板、フォトマスク、プリント基板、セラミック基板等でも可能である。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1〜6によれば、被処理基板を濯ぎ液より引き出す際に純水がIPAに溶け込むことにより生じるマランゴニー力でウエハ裏面に付着しているパーティクルが引き離されて水中に拡散することがなく、パーティクルの転写の発生を防止することができる。
【0068】
特に、請求項2及び5では、薬液洗浄後の被処理基板を濯ぎ液に浸漬していく手段や工程はなくなり、濯ぎ液による洗浄の前後で発生するパーティクルの転写を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る本実施形態は半導体ウエハの洗浄処理装置の斜視図である。
【図2】図1に示した洗浄処理装置の平面図である。
【図3】図1の示した洗浄処理装置おける洗浄装置の縦断正面図である。
【図4】図3に示した洗浄装置の縦断側面図である。
【図5】図3に示した洗浄装置の斜視図である。
【図6】図3に示した洗浄装置の上部の蓋の近傍を示す斜視図である。
【図7】図3に示した洗浄装置の蓋駆動部の概略構成を示す図である。
【図8】図3に示した洗浄装置の回転扉機構の構成を示す斜視図である。
【図9】図3に示した洗浄装置のスライド扉機構を示す斜視図である。
【図10】図9に示したスライド扉機構を示す縦断正面図である。
【図11】図3に示した洗浄装置のウエハガイドを示す斜視図である。
【図12】図3に示した洗浄装置のノズルと排出口を示す斜視図である。
【図13】図3に示した洗浄装置の整流板の作用を説明するための図である。
【図14】図3に示した洗浄装置の動作を処理フローである。
【図15】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1401に対応)。
【図16】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1402に対応)。
【図17】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1403に対応)。
【図18】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1404に対応)。
【図19】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1405に対応)。
【図20】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1406〜1409に対応)。
【図21】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1410に対応)。
【図22】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1411に対応)。
【図23】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1412、1415に対応)。
【図24】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1413、1414に対応)。
【図25】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1416に対応)。
【図26】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1417に対応)。
【図27】図3に示した洗浄装置の動作を示す概略図である(図14のステップ1418に対応)。
【図28】図3に示した洗浄装置の作用効果を説明するための洗浄槽の概念図である。
【図29】本発明の他の実施形態に係る洗浄装置の縦断面図である。
【図30】図29に示した洗浄装置の作用効果を説明するための洗浄槽の概念図である。
【図31】本発明の別の実施形態に係る洗浄装置の洗浄槽の概念図である。
【図32】本発明のさらに別の実施形態に係る洗浄装置の洗浄槽の概念図である。
【図33】従来の洗浄装置を示す概略図である。
【図34】従来の洗浄装置を示す概略図である。
【符号の説明】
27 洗浄装置
41 洗浄槽
42 乾燥室
85、86 ノズル
106、107 ノズル
121 窒素ガス雰囲気
W ウエハ
DIW 純水
Claims (3)
- 濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、
前記洗浄槽上方に配置され、上部に上部開口部が設けられ、下部に下部開口部が設けられ、前記下部開口部を介し前記洗浄槽との間で被処理基板が移送される乾燥室と、
被処理基板を前記洗浄槽と前記乾燥室との間で、前記下部開口を介し保持移送する被処理基板ガイドと、
濯ぎ液より引き出された被処理基板を前記乾燥室内で有機溶剤を使った凝縮化により乾燥するために、被処理基板を引き出す前に前記乾燥室内を予め有機溶剤雰囲気とする前記乾燥室内に設けられた有機溶剤供給ノズル及び前記乾燥室の下部に設けられた排出口と、
前記乾燥室の下部で、かつ、前記洗浄槽の液面より上部に設けられ、前記洗浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される際に、濯ぎ液の表面と、当該濯ぎ液の表面上方の前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気との間に介在させるように不活性ガス雰囲気を形成して前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された被処理基板が前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気中に導出されるようにする不活性ガス雰囲気を形成する手段と、
を具備することを特徴とする洗浄装置。 - 薬液及び濯ぎ液を順次貯留し、順次貯留した薬液及び濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、
前記洗浄槽上方に配置され、上部に上部開口部が設けられ、下部に下部開口部が設けられ、前記下部開口部を介し前記洗浄槽との間で被処理基板が移送される乾燥室と、
被処理基板を前記洗浄槽と前記乾燥室との間で、前記下部開口を介し保持移送する被処理基板ガイドと、
濯ぎ液より引き出された被処理基板を前記乾燥室内で有機溶剤を使った凝縮化により乾燥するために、被処理基板を引き出す前に前記乾燥室内を予め有機溶剤雰囲気とする前記乾燥室内に設けられた有機溶剤供給ノズル及び前記乾燥室の下部に設けられた排出口と、
前記乾燥室の下部で、かつ、前記洗浄槽の液面より上部に設けられ、前記洗浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される際に、濯ぎ液の表面と、当該濯ぎ液の表面上方の前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気との間に介在させるように不活性ガス雰囲気を形成して前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された被処理基板が前記乾燥室内の有機溶剤雰囲気中に導出されるようにする不活性ガス雰囲気を形成する手段と、
を具備することを特徴とする洗浄装置。 - 請求項1又は2記載の洗浄装置において、
前記不活性ガス雰囲気を形成する手段が、前記被処理基板が前記洗浄槽内の濯ぎ液から引き出される際に、当該濯ぎ液の表面に対して不活性ガスを供給することを特徴とする洗浄装置。
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