JP4403177B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、半導体ウエハおよびＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体に処理液を供給して処理を施す装置および方法に関するものである。

半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハあるいはＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体に、薬液あるいはリンス液等の処理液が貯留された処理槽に浸漬した状態で処理液を処理槽内に供給しながら、エッチング処理あるいは洗浄処理等の液処理が行われている。

ＪＰ１０−２２９０６５Ａには、被処理体を収容する処理槽の対向するコーナー部に配置された処理液吐出口から交互に処理液を吐出する液処理装置が開示されている。まず、一方のコーナー部に配置された処理液吐出口から処理液が吐出される。すると処理槽内に処理液の対流が生じ、パーティクルは対流に乗って流れ、処理槽からオーバーフローする処理液に乗せて排出される。このとき、処理槽内に流速の遅い処理液の滞留部分が生じ、そこにはパーティクルの滞留が生じうる。パーティクルの滞留が生じる前に、一方のコーナー部の処理液吐出口からの処理液の吐出を停止するとともに他方のコーナー部の処理液吐出口から処理液の吐出を開始する。このとき、他方の吐出口からの処理液の吐出に起因して処理槽内に新たに生じた対流が、一方の吐出口からの処理液の吐出に起因して処理槽内に生じていた対流と衝突し、これにより生じた処理液の乱流により滞留部分の処理液を移動させる。移動した処理液は新たに生じた対流に乗って流れ、処理槽からオーバーフローする処理液に乗せて排出される。このようにして定期的に滞留部分を消失させることにより、被処理体へのパーティクルの再付着を防止しつつ液処理が行われる。

しかし、滞留は決まった場所に生じ、その場所には十分に高い流速で処理液が流れることはない。また、処理液は直接被処理体に向けて吐出されていない。このため、処理が不均一になる可能性があり、また、この問題は液処理がエッチング処理である場合に顕著となる。

ＪＰ６−２０４２０１Ａには、被処理体を収容する処理槽内に薬液を供給して薬液処理を行った後、処理槽内にリンス液を供給してリンス処理を行う液処理装置が開示されている。処理液は処理槽底部に配設された２つの供給ノズルから処理槽内に供給される。薬液処理を行った後、供給ノズルからリンス液を供給して処理槽内の薬液をオーバーフローさせることにより、処理槽内の薬液がリンス液に置換され、リンス処理が引き続き行われる。

ＪＰ６−２０４２０１Ａの装置において、リンス液を大流量で供給すると、処理槽内に生じる上昇液流により、ホルダから被処理体が浮き上がるおそれがある。このため、リンス液の流量を制限せざるを得ず、薬液からリンス液への迅速な置換が困難となる。このことは、スループットの低下および薬液処理の均一性の低下という問題を生じさせる。

本発明の目的は、被処理体の均一な液処理を可能とすることにある。

本発明の他の目的は、被処理体の均一な薬液処理を可能とすることにある。

本発明の他の目的は、薬液処理後に処理槽内の薬液を迅速にリンス液に置換することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、被処理体に液処理を施すための液処理装置において、処理液および被処理体を収容することができる処理槽と、前記処理槽内の被処理体の側方において異なる高さに配置され、各々が前記処理槽に収容された被処理体を向いた吐出口を有する複数の処理液供給ノズルと、処理液供給源から前記複数の処理液供給ノズルへの処理液の供給を制御する複数の処理液供給バルブと、複数の処理液供給期間にそれぞれ前記複数の処理液供給ノズルから選択された１つ以上の処理液供給ノズルから処理液が供給されるように、かつ、各処理液供給期間とその直前の処理液供給期間とで前記複数の処理液供給ノズルのうちの少なくとも１つの処理液供給ノズルの処理液供給状態が異なるように、前記複数の処理液供給バルブの動作を予め定められたシーケンスに基づいて制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする液処理装置を提供する。

好適な一実施形態において、前記複数の処理液供給ノズルは、第１グループと第２グループとに分割され、前記第１グループに属する複数の処理液供給ノズルが被処理体の一方の側方で異なる高さに配置され、かつ、前記第２グループに属する複数の処理液供給ノズルが被処理体の他方の側方で異なる高さに配置されている。この場合、好ましくは、前記複数の処理液供給ノズルは、前記第１グループに属する各処理液供給ノズルと同じ高さに位置する前記第２グループに属する処理液供給ノズルが存在するような位置関係で配置されている。前記液処理は、前記処理液として薬液を用いて被処理体を処理するものとすることができる。このとき、前記コントローラは、前記複数の処理液供給期間のうちの少なくとも一部の処理液供給期間において、同じ高さに位置する前記第１および第２グループの処理液供給ノズルが同時に薬液を吐出するように、前記複数の処理液供給バルブの動作を制御するように構成することができる。これに代えて、前記コントローラは、前記複数の処理液供給期間のうちの少なくとも一部の処理液供給期間において、前記第１グループに属する処理液供給ノズルから薬液が吐出されるとともに同じ高さに位置している前記第２グループに属する処理液供給ノズルから薬液が供給されない状態と、前記第２グループに属する処理液供給ノズルから薬液が吐出されるとともに同じ高さに位置している前記第１グループに属する処理液供給ノズルから薬液が供給されない状態とが交互に繰り返されるように、前記複数の処理液供給バルブの動作を制御するように構成することもできる。前記液処理は、前記処理液としてリンスを用いて被処理体を処理するものとすることもできる。このとき、前記コントローラは、前記複数の処理液供給期間のうちの少なくとも１つの処理液供給期間において、前記第１グループに属する処理液供給ノズルから薬液が吐出されるとともに同じ高さに位置している前記第２グループに属する処理液供給ノズルから薬液が供給されないように、前記複数の処理液供給バルブの動作を制御するように構成することができる。

他の好適な一実施形態において、前記液処理は、前記処理液としてリンス液を用いて被処理体を処理するものとすることができる。このとき、前記コントローラは、異なる高さに配置された前記複数の処理液供給ノズルのうち最も下側に配置された処理液供給ノズルがリンス液を吐出した後に、前記最も下側に配置された処理液供給ノズルと、それ以外の処理液供給ノズルから選択された１以上の処理液供給ノズルとがリンス液を吐出するように、前記処理液供給バルブを制御するように構成することができる。この場合、好ましくは、前記コントローラは、異なる高さに配置された前記複数のノズルのうち最も下側に配置された処理液供給ノズルがリンス液を吐出した後に、全ての処理液供給ノズルがリンス液を吐出するように、前記処理液供給バルブを制御するように構成される。

更に他の好適な一実施形態において、前記液処理は、前記処理液としてリンス液により希釈された薬液を用いて被処理体を処理するものとすることができる。このとき、好ましくは、前記処理液供給源が、薬液供給源とリンス液供給源とを含み、前記薬液供給源に接続された薬液供給管路が、前記リンス液供給源と前記複数の処理液供給ノズルとを接続する処理液供給管路に合流し、前記薬液供給管路に、そこから前記処理液供給管路に流出する薬液の流量を調節する流量調節装置が設けられ、前記コントローラは、前記処理液供給管路から前記複数の処理液供給ノズルに供給される供給される処理液の流量に応じて、前記流量調節装置を調節して、処理液中に含まれる薬液成分の濃度を実質的に一定に維持するように構成されている。更に好ましくは、前記コントローラは、或る一つの処理液供給期間において処理液を吐出する処理液供給ノズルの数が、前記或る一つの処理液供給期間に続く他の処理液供給期間において処理液を吐出する処理液供給ノズルの数と異なるように、前記処理液供給バルブを制御するように構成され、更に、前記コントローラは、前記或る一つの処理液供給期間において前記処理液供給管路を流れる処理液の薬液濃度が、前記他の処理液供給期間において前記処理液供給管路を流れる処理液の薬液濃度と等しくなるように、処理液を吐出する処理液供給ノズルの数に応じて、前記流量調節装置を制御するように構成されている。前記流量調節装置は、前記薬液供給管路から前記処理液供給管路への薬液の流出を遮断できるように構成することができ、これによりこの液処理装置がリンス液により希釈された薬液を用いた液処理とリンス液のみを用いた液処理とを選択的に実行することができる。

また、本発明は、処理槽内に設置されるとともに各々が被処理体を向いた吐出口を有する複数の処理液供給ノズルから選択された１つ以上の処理液供給ノズルから処理液を吐出する工程と、その後、前記複数の処理液供給ノズルのうちの少なくとも１つの処理液供給ノズルの処理液の吐出状態を変更する工程と、を備えたことを特徴とする液処理方法を提供する。

好適な一実施形態において、異なる処理液供給期間に異なる高さに配置された処理液供給ノズルから処理液が供給される。

他の好適な一実施形態において、被処理体の一方の側方に配置された処理液供給ノズルから処理液が供給された後、被処理体の他方の側方に配置された処理液供給ノズルから処理液が供給される。

本発明は更に、薬液が蓄えられた処理槽に被処理体を浸漬して薬液処理を行う工程と、前記処理槽内にリンス液を供給することにより被処理体のリンス処理を行うとともに前記処理槽内の薬液をリンス液に置換するリンス工程と、を備え、前記リンス工程は、処理槽内に設置されるとともに各々が被処理体を向いた吐出口を有する複数の処理液供給ノズルから選択された１つ以上の処理液供給ノズルからリンス液を吐出する工程と、その後、前記複数の処理液供給ノズルのうちの少なくとも１つの処理液供給ノズルのリンス液の吐出状態を変更する工程と、を含むことを特徴とする液処理方法を提供する。

好適な一実施形態において、前記リンス液処理プロセスにおける或る期間内に、被処理体の一方の側方に配置された処理液供給ノズルおよび被処理体の他方の側方に配置された処理液供給ノズルからリンス液が供給される。

他の好適な一実施形態において、前記リンス液処理プロセスにおいて、前記複数の処理液供給ノズルのうちの最も下側に配置された処理液供給ノズルがリンス液を吐出した後に、全ての処理液供給ノズルがリンス液を吐出する。

他の好適な実施形態において、前記リンス液処理プロセスにおいて、前記複数のノズルの全ての処理液供給ノズルがリンス液を吐出した後に、最も下側に配置された処理液供給ノズルがリンス液を吐出し、その後、全ての処理液供給ノズルがリンス液を吐出する。

本発明は更に、液処理装置の制御コンピュータにより実行することが可能なソフトウエアが記録された記録媒体であって、当該ソフトウエアを実行することにより、前記制御コンピュータが前記液処理装置を制御して本発明に基づく液処理方法を実行させる、記録媒体を提供する。

本発明の第１実施形態に係る液処理装置の配管系統を処理槽の概略断面図とともに示す配管図である。 図１に示す処理槽の概略平面図である。 本発明による液処理方法の薬液処理プロセスにおける薬液供給状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る液処理装置において第１実施形態に対する変更部分を示す配管図である。 本発明による液処理方法の他の薬液処理プロセスにおける薬液供給状態を示す概略断面図である。 本発明による液処理方法のさらに他の薬液処理プロセスにおける薬液供給状態を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液処理装置において第１実施形態に対する変更部分を示す配管図である。 本発明による液処理方法のリンス液処理プロセスにおけるリンス液供給状態を示す概略断面図である。 本発明による液処理方法の他のリンス液処理プロセスにおけるリンス液供給状態を示す概略断面図である。 本発明による液処理方法の更に他のリンス液処理プロセスにおけるリンス液供給状態を示す概略断面図である。 リンス液処理プロセスにおける比抵抗の回復を示すグラフである。

好適な実施形態の説明

以下に、この発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る液処理装置を半導体ウエハの洗浄処理装置に適用した場合について説明する。

［第１実施形態］
まず、図１乃至図３および図８乃至図１０を参照して、第１実施形態について説明する。

本発明による液処理装置の構成を示す図１および図２を参照すると、液処理装置は、被処理体である半導体ウエハＷ（以下に「ウエハＷ」という）を収容する処理槽１を備えている。この処理槽１内には、ウエハＷを挟んで両側に配置された複数対の処理液供給ノズル１１Ｒ，１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌが配置されている。各ノズルは、ウエハＷに向かって、処理液を供給することができる。本実施形態においては、処理液として薬液またはリンス液が選択的に供給され、特に薬液はリンス液により希釈された状態で供給される。本例では、薬液はフッ酸（ＨＦ）であり、リンス液は純水（ＤＩＷ）であり、フッ酸は純水により希釈されて希釈フッ酸（ＤＨＦ）として供給される。図示された実施形態では、添え字Ｒが付された右側ノズル（第１グループのノズル）および添え字Ｌが付された左側ノズル（第２グループのノズル）が、処理槽１の対向する側壁に沿ってそれぞれ配置されている。ウエハＷの右側側方の側壁に下から順にノズル１１Ｒ，１２Ｒ，１３Ｒおよび１４Ｒが上下方向に間隔をおいて配置され、ウエハＷの左側側方の側壁に下から順にノズル１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌが上下方向に間隔をおいて配置されている。同じ数字が付されたノズルは同じ高さに配置されている。なお、右側のノズルおよび左側のノズルが、高さ方向に関して互い違いに配置されていてもよい。ノズル１１Ｒ，１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌは、個々を区別する必要がない場合には、ノズル１０とも表記する。液処理装置は更に、ノズル１１Ｒ，１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌへの処理液の供給をそれぞれ制御するために、処理液供給バルブ２１Ｒ，２２Ｒ，２３Ｒ，２４Ｒ，２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌおよび２４Ｌを備えている。これらのバルブ２１Ｒ，２２Ｒ，２３Ｒ，２４Ｒ，２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌおよび２４Ｌは、個々を区別する必要がない場合には、バルブ２０とも表記する。各バルブ２０は、開閉および開度の調節が可能である。液処理装置は更に、ノズル１０に、処理液として、ＤＨＦまたはＤＩＷが供給されるように切り換える切換手段として開閉バルブ３５および３５Ａを備えている。液処理装置は更に、処理液供給バルブ２０および開閉バルブ３５，３５Ａの動作を制御するコントローラとして、中央演算処理装置５（以下に「ＣＰＵ５」という）を有する制御コンピュータ５０を備えている。

処理槽１の上方には、複数枚例えば５０枚のウエハＷを、垂直姿勢で、水平方向に列を成すように保持する保持棒２ａを有するウエハボート２が、昇降可能に配設されている。このウエハボート２によって保持された複数枚のウエハＷは、ウエハボート２が下降することにより処理槽１内に収容される。

特に図２に示すように、各処理液供給ノズル１０は、処理槽１の側壁に沿って水平方向に延びるパイプの形に形成されている。各ノズル１０には、複数のノズル孔１０ａが形成されている。ノズル孔１０ａの配列ピッチは、ウエハボート２により保持されたウエハＷの配列ピッチと同じである。各ノズル孔１０ａは、隣接するウエハＷ間の空間に対応する位置に配置されている。複数のノズル孔１０ａのうちの２つずつが、ノズルの１０の同じ長手方向位置に配置されている。各２つのノズル孔１０ａは、ななめ上向きおよびななめ下向きに処理液を噴射するように配置されている。図３において処理液の噴射を示す矢印より明らかなように、各２つのノズル孔１０ａのうちの少なくとも１つのノズル孔１０ａの軸線は、隣接するウエハＷの間の空間を向いている。言い換えれば、ウエハの表面に垂直な方向から見た場合（図３参照）、各２つのノズル孔１０ａのうちの少なくとも１つのノズル孔１０ａの軸線の延長は、ウエハＷと交差している。従って、各２つのノズル孔１０ａのうちの少なくとも１つのノズル孔１０ａから、隣接するウエハＷの間の空間に向けて処理液が噴射される。

再度図１を参照すると、液処理装置は、純水（リンス液）供給源３０と薬液供給源３２とを含む処理液供給源３を有している。純水供給源３０には各処理液供給ノズル１０に向けて処理液を供給する処理液供給管路４が接続されている。処理液供給管路４には、薬液供給源３２に接続された薬液供給管路３１が接続されている。処理液供給管路４は、右側のノズル用の管路４Ｒと左側のノズル用の管路４Ｌとに分岐しており、管路４Ｒおよび管路４Ｌはそれぞれ更に複数の分岐管路４１に分岐しており、各分岐管路４１は各処理液ノズル１０に接続されている。各分岐管路４１には、前記処理液供給バルブ２０の一つ（図２も参照）と、フローメータ６（図２では表示を省略）とが介設されている。制御コンピュータ５０の制御信号に基づいて、各バルブ２０が開閉され、また必要に応じて各バルブ２０の開度が調整される。

薬液供給源３２は、薬液貯留タンク３３と、薬液貯留タンク３３内に貯留される濃い薬液（ＨＦ）を加圧して薬液供給管路３１に送り出すための圧送ガス（本例では、窒素（Ｎ_２）ガス）の供給源３４と、薬液貯留タンク３３とＮ_２ガス供給源３４とを接続するガス供給管路３６と、ガス供給管路３６に介設されて薬液貯留タンク３３からのＨＦの送出を調節する開閉バルブ３５と、薬液供給管路３１に介設された開閉バルブ３５Ａと、を有している。開閉バルブ３５および３５Ａによって処理液の切換手段が構成されてる。開閉バルブ３５および３５Ａは、制御コンピュータ５０からの制御信号に基づいて開閉される。開閉バルブ３５および３５Ａが開かれた場合は、ＨＦが薬液供給管路３１から処理液供給管路４に流れてそこを流れるＤＩＷに合流し、これによりＤＨＦが処理液としてノズル１０に供給される。開閉バルブ３５および３５Ａが閉じられた場合は、ＤＩＷのみがノズル１０に供給される。なお、ガス供給管路３６には、Ｎ_２ガス供給源３４と開閉バルブ３５との間にフィルタＦが介設されている。

次に、上記のように構成される液処理装置を用いた薬液処理及びリンス処理の手順について、図３、図８〜図１０を参照して説明する。

以下に説明する薬液処理プロセスおよびリンス液処理プロセスは、前記ＣＰＵ５を含む制御コンピュータ５０すなわちコントローラの制御の下で自動的に実行される。前述した各処理液供給バルブ２０および開閉バルブ３５，３５Ａだけでなく、液処理装置の全ての機能要素は信号ラインを介して制御コンピュータ５０に接続されており、制御コンピュータ５０が発生する指令に基づいて動作する。機能要素とは、所定の液処理プロセスを実行するために動作する全ての要素を意味しており、処理液供給を制御するためのバルブ等の制御要素のみならず、例えばウエハボート２の駆動機構および図示しない基板搬送機等も含まれる。制御コンピュータ５０は、典型的には、実行するソフトウエアに依存して任意の機能を実現することができる汎用コンピュータである。

制御コンピュータ５０は、前記ＣＰＵ５に加えて、ＣＰＵ５をサポートする回路５１、および制御ソフトウエアを格納した記録媒体５２を有する。制御ソフトウエアを実行することにより、制御コンピュータ５０は、液処理装置の各機能要素、特に処理液供給バルブ２０および開閉バルブ３５，３５Ａ等の液供給に関連する機能要素を、所定のプロセスレシピ（本例では処理液供給シーケンス或いはバルブ操作シーケンス）により定義された後述する薬液処理プロセス及びリンス液処理プロセスの各工程が実行されるように制御する。

記録媒体５２は、制御コンピュータ５０に固定的に設けられるもの、或いは制御コンピュータ５０に設けられた読み取り装置に着脱自在に装着されて該読み取り装置により読み取り可能なものであってもよい。最も典型的な実施形態においては、記録媒体５２は、液処理装置のメーカーのサービスマンによって制御ソフトウエアがインストールされたハードディスクドライブである。他の実施形態においては、記録媒体５２は、制御ソフトウエアが書き込まれたＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭのようなリムーバブルディスクであり、このようなリムーバブルディスクは制御コンピュータ５０に設けられた光学的読取装置により読み取られる。記録媒体５２は、ＲＡＭ(random access memory)またはＲＯＭ(read only memory)のいずれの形式のものであってもよく、また、記録媒体５２は、カセット式のＲＯＭ或いはメモリカードのようなものであってもよい。要するに、コンピュータの技術分野において知られている任意のものを記録媒体５２として用いることが可能である。なお、複数の液処理装置が配置される工場においては、各液処理装置の制御コンピュータ５０を統括的に制御する管理コンピュータに制御ソフトウエアが格納されていてもよい。この場合、各液処理装置は通信回線を介して管理コンピュータにより操作され、所定の液処理プロセスを実行する。なお、図４および図７においては、図面の簡略化のため、制御コンピュータのうちのＣＰＵ５のみが表記されているが、実際には図１に示したものと同様の構成を有する制御コンピュータ（５０）が設けられている。

まず、図示しないウエハ搬送手段によって保持された複数例えば５０枚のウエハＷを、ウエハボート２に受け渡して、ウエハボート２を下降させ、ウエハＷを、予め処理槽１内に貯留されたＤＨＦに浸漬する。

次に、所定の処理液供給シーケンスに基づいて以下のように処理液供給バルブ（以下においては単に「バルブ」ともいう）２０を切り換えて、薬液処理プロセスを実行する。まず、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌのみが開放して、最も下の処理液供給ノズル（以下においては単に「ノズル」という）１１Ｒおよび１１ＬからＤＨＦが吐出されて、第１の薬液処理段階（第１のエッチング処理段階）が実行される（図３（ａ）参照）。第１のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌが閉じ、バルブ２２Ｒおよび２２Ｌのみが開放して、下から２番目のノズル１２Ｒおよび１２ＬからＤＨＦが吐出されて、第２の薬液処理段階（第２のエッチング処理段階）が実行される（図３（ｂ）参照）。第２のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２２Ｒおよび２２Ｌが閉じ、バルブ２３Ｒおよび２３Ｌのみが開放して、下から３番目のノズル１３Ｒおよび１３Ｌから処理液が吐出されて、第３の薬液処理段階（第３のエッチング処理段階）が実行される（図３（ｃ）参照）。第３のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２３Ｒおよび２３Ｌが閉じ、バルブ２４Ｒおよび２４Ｌのみが開放して、最も上のノズル１４Ｒおよび１４ＬからＤＨＦが吐出されて、第４の薬液処理段階（第４のエッチング処理段階）が所定時間実行される（図３（ｄ）参照）。以上により薬液処理プロセス（エッチング処理プロセス）が終了する。

上記の薬液処理プロセスによれば、上下方向に多段に配置されるとともにウエハＷに向けてＤＨＦ（処理液）を吐出するように構成された複数のノズルからＤＨＦを順次吐出するようにしているため、各ウエハＷの各領域が、前記第１〜第４の薬液処理段階のうちの少なくとも１つの段階において、高流速のＤＨＦ流れに晒される。このため、各ウエハにおけるエッチングの面内均一性が向上する。また、ウエハ表面に垂直な方向から見た場合（図３参照）に、ウエハ面内にその中心が存在する（即ち、ウエハ面内に滞留部分が生じる）ような対流は実質的に生じない。このため、滞留部分において生じうるパーティクルの再付着が生じるおそれはない。すなわち、エッチング処理プロセス中に生じたパーティクルは、処理槽１からのオーバーフローに乗って処理槽１外に排出される。

上記のようにしてエッチング処理プロセス（薬液処理プロセス）が終了した後、開閉バルブ３５を閉じて薬液の供給を停止する。そして、異なる期間に異なる処理液（ＤＩＷ）の供給状態が実現されるように以下のように処理液供給バルブ２０を切り換えて、リンス液処理プロセスを実行する。

まず、図８（ａ）に示すように、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌを開放して、最も下のノズル１１Ｒおよび１１Ｌからリンス液としてＤＩＷを吐出して、第１のリンス液処理段階が所定時間実行される。その後、図８（ｂ）に示すように、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌを開放状態に維持したまま、さらにバルブ２２Ｒ，２３Ｒ，２４Ｒ，２２Ｌ，２３Ｌおよび２４Ｌを開放して、全てのノズル１１Ｒ，１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４ＬからＤＩＷを吐出して、第２のリンス液処理段階が所定時間実行される。このようにして、処理槽１からＤＨＦおよびＤＩＷをオーバーフローさせながら処理槽１内のＤＨＦをＤＩＷで置換しながらリンス液処理プロセスを行う。

上記のリンス液処理プロセスによれば、第１のリンス液処理段階において最も下のノズル１１Ｒおよび１１ＬからＤＩＷを供給することにより、置換が困難な処理槽１の底部にあるＤＨＦを、処理槽１の底部を高流速で流れて処理槽１の上部に向かい最後に処理槽からオーバーフローするＤＩＷの流れに乗せて、速やかに置換することができる。また、ウエハＷの側方に配置されたノズル１０がウエハＷに向けてＤＩＷを吐出するため、ノズル１０から大流量でＤＩＷを吐出しても、処理槽底部１に配置されて上向きにリンス液を供給するノズルを用いた場合に比べて、ウエハＷの浮き上がりが生じ難い。このため、第２のリンス液処理段階において、ノズル１０から大流量でＤＩＷを吐出することができ、ＤＨＦからＤＩＷへの置換を効率よく迅速に行うことができ、液処理プロセス全体のスループットを向上させることができる。また、迅速な処理液の置換が可能となることより、リンス液プロセス中に処理槽１内に残存するＨＦ成分の影響を最小限にすることができ、エッチング処理プロセスの均一性を向上させることができる。なお、第２のリンス液処理段階においては、処理液供給バルブ２０の開度を大きくすることが好ましい。

上述したリンス液処理プロセスは、以下のように改変することができる。

第１の変形例においては、図９（ａ）に示すように、初期の第１のリンス液処理段階において、図８（ａ）に示したのと同様に、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌを開放して最も下のノズル１１Ｒおよび１１ＬのみからＤＩＷが吐出され、その後の第２のリンス液処理段階において、図９（ｂ）に示すように、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌを開放状態に維持したまま、さらにバルブ２２Ｒ，２３Ｒおよび２４Ｒを開放して、左側の最も下のノズル１１Ｌ並びに右側の全てのノズル１１Ｒ，１２Ｒ，１３Ｒおよび１４ＲからＤＩＷを吐出することにより、処理槽１内の液をオーバーフローさせながらリンス液処理プロセスを行ってもよい。これに代えて、第２のリンス液処理段階において、右側の最も下のノズル１１Ｒ並びに左側の全てのノズル１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４ＬからＤＩＷを吐出してもよい。このようにすれば、第２のリンス処理液段階において、隣接するウエハＷの間の空間内でＤＩＷ流れの衝突が生じないため、ＤＩＷ流れはスムースに隣接するウエハＷの間の空間を流れ当該空間を出る。このため、リンス液処理プロセスを効率良く行うことができる。この場合も、第２のリンス液処理段階においてＤＩＷを大流量で吐出しても、ウエハＷの浮き上がりは生じ難い。

第２の変形例においては、まず図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して説明した第１および第２のリンス液処理段階と同様の第１および第２のリンス液処理段階を順次実行する。その後、図１０（ｃ）に示すように、図８（ｂ）を参照して説明した第２のリンス液処理段階と同様の第３のリンス液処理段階を実行する。

なお、図８乃至図１０に示すリンス液処理プロセスにおいて、第１のリンス液処理段階を実行する前、言い換えれば最も下のノズル１１Ｒおよび１１ＬからＤＩＷを吐出する前に、全ての２１Ｒ，２２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１１Ｌ、１２Ｌ，１３Ｌおよび１４ＬからＤＩＷを吐出してもよい。この場合のＤＩＷの吐出時間は、各処理液供給ノズル１０およびその上流側の管路内に残存するＤＨＦをそこから排出できる程度の時間で十分である。このように残存するＤＨＦを予め追い出しておくことにより、ＤＩＷ置換を効率良く行うことができる。

以上説明した複数の処理段階からなるリンス液処理プロセスが終了したら、全ての処理液供給バルブ２０を閉じ、ウエハボート２を上昇させてウエハＷを処理槽１から搬出して、図示しないウエハ搬送手段にウエハＷを受け渡す。以上により、一連の液処理プロセスが完了する。

上述したリンス液処理プロセスは、以下のようにも改変することができる。すなわち、最初に最も下の供給ノズル１１Ｒおよび１１ＬからＤＩＷを所定時間吐出した後、これら供給ノズル１１Ｒおよび１１ＬからのＤＩＷの吐出を継続しながら、その他の供給ノズル１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌから選択された１つまたは複数のノズルからＤＩＷの吐出を行う。この場合、供給ノズル１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌから選択される１つまたは複数のノズルの組み合わせは、時間帯毎に変更される。

なお、上述した薬液処理プロセスにおいては、各薬液処理段階において、同じ高さにある左右のノズル１０から同時にＤＨＦを吐出したが、これに限定されるものではなく、或る一つの薬液処理段階において異なる高さにある左右の供給ノズルから同時にＤＨＦが供給されてもよいし、また、或る薬液処理段階において、左側のみ或いは右側のみの１つまたは複数の供給ノズル１０から同時にＤＨＦを吐出してもよい。また、薬液処理プロセスは、左側のみ或いは右側のみの供給ノズル１０を利用して、これらのノズル１０を適宜切り換えて行ってもよい。

以上説明したように本実施形態によれば、複数の処理液供給ノズル１０を用いるとともに、各処理液供給期間（各処理段階）とその直前の処理液供給期間とで少なくとも１つのノズル１０の処理液供給状態が異なる（本例では吐出状態から非吐出状態或いはその逆の変更）ようにしているため、各処理液供給期間における処理液流れの状態が変化し、これにより均一性の高い迅速な液処理が可能となる。

［第２実施形態］
次に、図４乃至図６を参照して第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態の液処理装置において第１実施形態の液処理装置と異なる部分を示す配管系統図である。第２実施形態の液処理装置の図４に示されていない部分は、第１実施形態の液処理装置と同じであるので、図示および説明は省略する。

第２実施形態では、薬液供給管路３１に開閉バルブ３７ａおよび３７ｂからなる切換バルブ装置３７（すなわち、流量調節装置）を設け、処理液供給ノズル１０から供給されるＤＨＦの総流量が変更されても供給されるＤＨＦ中のＨＦ濃度が変化しないように、切換バルブ装置３７をＣＰＵ５（制御コンピュータ）からの信号に基づいて制御している。

切換バルブ装置３７は、並列に設置された２つの開閉バルブ、すなわち薬液供給管路３１に介設される大流量用の第１の開閉バルブ３７ａと、薬液供給管路３１から分岐したバイパス管路３８に介設される小流量用の第２の開閉バルブ３７ｂとからなる。本実施形態においては、第１の開閉バルブ３７ａは開放状態で２Ｌ／ｍｉｎのＨＦの通過を許容し、第２の開閉バルブ３７ｂは開放状態で１Ｌ／ｍｉｎのＨＦの通過を許容する。

ＤＨＦ中のＨＦ濃度を一定に維持するため、第１および第２の切換開閉バルブ３７ａおよび３７ｂは、ＣＰＵ５（制御コンピュータ）からの制御信号に基づいて選択的に開放される。本実施形態においては、２つの処理液供給バルブ（例えばバルブ２１Ｒおよび２１Ｌ）のみが開放して２本の処理液供給ノズル（例えばノズル１１Ｒおよび１１Ｌ）のみからＤＨＦが供給される場合には、処理槽１内に供給されるＤＨＦの総流量は２０Ｌ／ｍｉｎであり、供給バルブ２１Ｒ〜２４Ｒおよび２１Ｌ〜２４Ｌの１つのみが開放されて供給ノズル１１Ｒ〜１４Ｒおよび１１Ｌ〜１４Ｌの１つのみからＤＨＦが供給される場合には、処理槽１内に供給されるＤＨＦの総流量は１０Ｌ／ｍｉｎである。

両方の場合で処理槽１内に供給されるＤＨＦ中のＨＦ濃度を同じにするために、供給バルブ２０の切換に対応して第１および第２の開閉バルブ３７ａおよび３７ｂが切り換えられる。すなわち、２本のノズル１１Ｒおよび１１ＬからＤＨＦが供給される場合には、大流量用の第１の開閉バルブ３７ａを開放して、処理液供給管路４に２Ｌ／ｍｉｎのＨＦが流れ込むようにする。また、１本のノズル１０（例えば供給ノズル１１Ｒ）のみからＤＨＦが供給される際は、小流量用の第２の切換開閉バルブ３７ｂを開放して、第１の供給管路に１Ｌ／ｍｉｎのＨＦが流れ込むようにする。これにより、前者の場合と後者の場合とで、ＤＨＦ中のＨＦ濃度が同じになる。

次に、図５を参照して、第２実施形態に係る液処理装置を用いた一連の液処理プロセスについて説明する。

まず、図示しないウエハ搬送手段によって保持された複数例えば５０枚のウエハＷを、ウエハボート２に受け渡して、ウエハボート２を下降させ、ウエハＷを、予め処理槽１内に貯留されたＤＨＦに浸漬する。その後、制御コンピュータ５０の制御の下で、各処理液供給バルブ２０を以下のように順次開閉して処理を施す。

まず最初に、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌのみが開放して、最も下の供給ノズル１１Ｒおよび１１ＬからＤＨＦが吐出されて、第１の薬液処理段階（第１のエッチング処理段階）が実行される（図５（ａ）参照）。第１のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２１Ｒおよび２１Ｌが閉じ、バルブ２２Ｒおよび２２Ｌのみが開放して、下から２番目のノズル１２Ｒおよび１２ＬからＤＨＦが吐出されて、第２の薬液処理段階（第２のエッチング処理段階）が実行される（図５（ｂ）参照）。第２のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２２Ｒおよび２２Ｌが閉じ、バルブ２３Ｌのみが開放して、左側の下から３番目のノズル１３ＬからＤＨＦが吐出されて、第３の薬液処理段階（第３のエッチング処理段階）が実行される（図５（ｃ）参照）。第３のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２３Ｌが閉じ、バルブ２３Ｒのみが開放して、右側の下から３番目のノズル１３ＲからＤＨＦが吐出されて、第４の薬液処理段階（第４のエッチング処理段階）が実行される（図５（ｄ）参照）。第４のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２３Ｒが閉じ、バルブ２４Ｌのみが開放して、左側の最も上のノズル１４ＬからＤＨＦが吐出されて、第５の薬液処理段階（第５のエッチング処理段階）が行われる（図５（ｅ）参照）。第５のエッチング処理段階が所定時間実行された後、バルブ２４Ｌが閉じ、バルブ２４Ｒのみが開放して、右側の最も上の供給ノズル１４ＲからＤＨＦが吐出されて、第６の薬液処理段階（第６のエッチング処理段階）が所定時間実行される（図５（ｆ）参照）。以上により一連の薬液処理プロセス（エッチング処理プロセス）が終了する。

なお、上述した第１乃至第６の処理段階に代えて、例えば図６に示すように、第１のエッチング処理段階に供給ノズル１１Ｒおよび１１Ｌからの吐出（図６（ａ）参照）、第２のエッチング処理段階に供給ノズル１２Ｒおよび１２Ｌからの吐出（図６（ｂ）参照）、第３のエッチング処理段階に供給ノズル１３Ｌからの吐出（図６（ｃ）参照）、第４のエッチング処理段階に供給ノズル１４Ｒからの吐出（図６（ｄ）参照）、第５のエッチング処理段階に供給ノズル１４Ｌからの吐出（図６（ｅ）参照）、そして第６のエッチング処理段階に供給ノズル１３Ｒからの吐出（図６（ｆ）参照）を順次行うことにより、エッチング処理プロセスを実行してもよい。

図５（ｃ）〜（ｆ）および図６（ｃ）〜（ｆ）に示すように片側の供給ノズル１０のみからＤＨＦが吐出される場合には、左右両側の供給ノズルから同時にＤＨＦが吐出される場合に生じるウエハＷ中央部付近でのＤＨＦ流れの衝突が発生しない。従って、ウエハＷ中央部付近においてもＤＨＦが高速でスムースに流れ、ウエハＷの中央部に対する処理を確実に行うことができる。また、ＤＨＦ流れの衝突に起因して生じる乱流によりウエハＷ処理の面内均一性が損なわれる可能性があるが、片側の供給ノズル１０のみからＤＨＦが供給されているとにきはそのようなことが起こることはない。

なお、図４では、切換バルブ装置３７は２つの開閉バルブ３７ａおよび３７ｂを有しており２段階の流量調整を可能とするものであったが、薬液供給管路にさらにバイパス管路を追加するとともに切換バルブ装置に全部で３個以上の開閉バルブを設けることにより３段階以上の流量調整が可能となるようにしてもよい。

なお、第２実施形態の液処理装置を用いた場合も、エッチング処理プロセスの終了後に第１実施形態と同様なリンス処理プロセスを行うことができる。

［第３実施形態］
次に、図７を参照して第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態の液処理装置において第１実施形態の液処理装置と異なる部分を示す配管系統図である。第３実施形態の液処理装置の図４に示されていない部分は、第１実施形態の液処理装置と同じであるので、図示および説明は省略する。

第３実施形態では、処理液供給管路４及び薬液供給管路３１にそれぞれ第１及び第２のフローメータ３９ａおよび３９ｂが介設され、また、処理液供給管路４と薬液供給管路３１の接続部あるいはその近傍の薬液供給管路３１に開度調整可能な流量調整バルブ３７Ａ（流量調節装置）を介設している。

処理液供給管路４を流れるＤＩＷの流量を第１のフローメータ３９ａが検出して、制御コンピュータ（ＣＰＵ５）に伝達し、また、薬液供給管路３１を流れるＨＦの流量を第２のフローメータ３９ｂが検出して制御コンピュータに伝達する。制御コンピュータは、第１のフローメータ３９ａが検出したＤＩＷ流量に基づいて、供給ノズル１０に供給されるＤＨＦの濃度を所定値とするために必要なＨＦ流量を、制御コンピュータに予め記憶されたデータ或いは関係式に基づいて算出し、流量調整バルブ３７Ａの開度を第２のフローメータ３９ｂの検出信号を用いてフィードバック制御する。これによりＤＨＦ濃度がＤＨＦ流量に関わらず一定に維持される。

なお、第３実施形態の液処理装置を用いても、第１および第２実施形態と同様なエッチング処理プロセスおよびリンス液処理プロセスを行うことが可能である。

なお、上記第１乃至第３実施形態では、薬液処理プロセスはいわゆるＤＨＦ洗浄プロセスであったが、これには限定されず、他の薬液洗浄プロセスであってもよい。他の薬液洗浄プロセスとしては、ＮＨ_４ＯＨを用いるＡＰＭ洗浄プロセス、ＨＣｌおよびＨ_２Ｏ_２を用いるＨＰＭ洗浄プロセス、ＨＦおよびＨ_２Ｏ_２を用いるＦＰＭ洗浄プロセス並びにＨＦおよびＮＨ_４Ｆを用いるＢＨＦ洗浄プロセス等が例示される。また、薬液処理プロセスは、いわゆる洗浄プロセスに限定されず、いわゆるウエットエッチングプロセスであってもよい。また、液処理の対象物は半導体ウエハに限定されず、例えばＬＣＤ用ガラス基板であってもよい。

本発明に基づくリンス処理プロセスと従来のリンス処理プロセスとのリンス処理効率を比較するために実験を行った。

［実験条件］
半導体ウエハＷに対してＤＨＦによるエッチング処理を施した後、以下の条件でリンス処理を行った。実施例においては、最も下の２つの供給ノズル１１Ｒおよび１１ＬからＤＩＷを総流量４０Ｌ／ｍｉｎの流量で２分間吐出し、その後、６本の処理液供給ノズル１２Ｒ，１３Ｒ，１４Ｒ，１２Ｌ，１３Ｌおよび１４Ｌから総流量９０Ｌ／ｍｉｎでＤＩＷを吐出した。一方、比較例においては、処理槽底部に配置された２つの処理液供給ノズル（１１Ｒ，１１Ｌに相当）から総流量４０Ｌ／ｍｉｎでＤＩＷを吐出した。

リンス処理効果は、処理槽内の液の比抵抗の変化に基づいて評価した。図１１に示すように、比較例では、処理槽内の液の比抵抗が約１４ＭΩ−ｃｍに達する（このことは処理槽内のＤＨＦが十分にＤＩＷに置換されたことを示す）までに約１６〜１７分要した。これに対して実施例では、処理槽内の液の比抵抗が比較例に比べて約６分も早い約１０〜１１分で約１４ＭΩ−ｃｍに達した。

Claims (3)

1. 被処理体に液処理を施すための液処理装置において、
   処理液および被処理体を収容することができる処理槽と、
   前記処理槽内の被処理体の両側方においてそれぞれ異なる高さに配置された複数の処理液供給ノズルであって、各々が前記処理槽に収容された被処理体を向いた吐出口を有する複数の処理液供給ノズルと、
   処理液供給源から前記複数の処理液供給ノズルへの処理液の供給を制御する複数の処理液供給バルブと、
   前記複数の処理液供給バルブの動作を予め定められたシーケンスに基づいて制御するコントローラと、
   を備え、
   前記液処理は、前記処理液としてリンス液を用いて被処理体を処理するものであり、
   前記コントローラは、第１のリンス液供給段階において、前記複数の処理液供給ノズルのうちの前記処理槽の最も下側に配置された処理液供給ノズルから処理液が吐出され、前記第１のリンス液供給段階の後の第２のリンス液供給段階において、前記複数の処理液供給ノズルの全てから処理液が吐出されるように、前記複数の処理液供給バルブの動作を制御するように構成され、
   前記の全ての処理液供給ノズルが、斜め下方向に処理液を吐出する吐出口を有していることを特徴とする液処理装置。
2. 処理槽内の被処理体の両側方においてそれぞれ異なる高さに配置されるとともに、各々が被処理体を向いた吐出口を有する複数の処理液供給ノズルを用い、処理液としてリンス液を用いて被処理体に液処理を施す液処理方法において、
   処理槽内の最も下側に配置された処理液供給ノズルから処理液を被処理体に向けて吐出する工程と、
   その後、前記複数の処理液供給ノズルの全てから処理液を被処理体に向けて吐出する工程と、
   を備え、
   前記の全ての処理液供給ノズルが、斜め下方向に処理液を吐出する吐出口を有していることを特徴とする液処理方法。
3. 液処理装置の制御コンピュータにより実行することが可能なソフトウエアが記録された記録媒体であって、当該ソフトウエアを実行することにより、前記制御コンピュータが前記液処理装置を制御して液処理方法を実行させるものにおいて、
   前記液処理方法が請求項２に記載の液処理方法であることを特徴とする記録媒体。

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