JP4936793B2

JP4936793B2 - 洗浄装置および洗浄方法、ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体

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Publication number: JP4936793B2
Application number: JP2006146802A
Authority: JP
Inventors: 重徳北原; 輝臣南
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: JP2007317936A

Description

本発明は、洗浄用の薬液を貯留した薬液槽内で被処理体を薬液に浸漬してレジストやエッチングの際のデポ物の剥離等の洗浄処理を行う洗浄装置および洗浄方法、ならびにその方法を実行するためのコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。

例えば、半導体デバイスの製造工程においては、種々の工程によりトランジスタ等の素子を形成するが、その際に表面に付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等を除去する洗浄処理が不可欠である。このような洗浄処理としては、洗浄槽内に所定の洗浄液を貯留し、その中に半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を浸漬させる浸漬型洗浄装置が多用されており、このような浸漬型洗浄装置においては、洗浄液はフィルタを介して循環使用される（例えば特許文献１）。

一方、レジスト剥離工程、特にＢＥＯＬのレジスト剥離工程においては、有機剥離液を用いた洗浄によりレジストやエッチング工程で発生するデポ物（以下、エッチングデポと記す）の剥離を上記浸漬型洗浄装置でも行っている。

このような剥離処理を浸漬型洗浄装置で行うと、ウエハから剥離されたレジスト等が洗浄槽内の有機剥離液中に存在するため、洗浄液である有機剥離液を循環させると循環経路に存在するフィルタは目詰まりしやすく寿命が短い。特に、アッシングを行わずにレジストを剥離するＮｏｎＡｓｈｉｎｇ工程では顕著である。これは、ドライエッチング等の工程で硬くなったレジストやデポの残渣は溶けにくいため、フィルタに捕捉される量が多くなるためである。このように剥離物がフィルタに捕捉されるとフィルタの実効ろ過面積が低下し、流量が低下してしまうため、フィルタの実効ろ過面積がある値に達するとフィルタ寿命と判断してフィルタを交換する。

フィルタは高価であるため、極力フィルタ寿命を延ばすことが検討されており、例えば、特許文献２には、フィルタを逆洗浄することによりフィルタ寿命を延ばす技術が開示されている。また、フィルタのろ過面積を大きくしたり、フィルタを２段で直列に配置することも検討されている。

しかしながら、上記対策を施しても剥離されたレジスト膜やエッチングデポは必ず一度はフィルタにトラップされることとなるので、フィルタ寿命を十分に延ばすことはできず、根本的な解決策が求められている。
特開２００１−７０７４号公報国際公開第０３／０３７４７７号パンフレット

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、十分なフィルタ寿命を得ることができる浸漬型の洗浄装置およびそれを用いた洗浄方法、ならびにそのような洗浄方法を実行するためのコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、被処理体に形成された物質を除去する洗浄装置であって、前記物質の剥離処理を行うための洗浄液を貯留し、その中に被処理体を浸漬させて、被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となるまで洗浄処理を行う洗浄槽と、フィルタが介在され前記洗浄槽内の洗浄液を循環させる循環ラインと、前記洗浄槽で洗浄処理を行った被処理体に残存している物質を除去液により除去する除去処理を行う除去処理槽と、前記除去処理槽に前記除去液を供給する除去液供給機構と、前記除去処理槽内の前記除去液を循環せずに排出する除去液排出配管と、前記洗浄槽と前記除去処理槽との間で被処理体を搬送する搬送装置と、前記洗浄槽での処理により前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となった際に、前記搬送装置に対し被処理体を前記洗浄槽から前記除去処理槽へ搬送する指令を発する制御部とを具備することを特徴とする洗浄装置を提供する。

上記第１の観点において、前記制御部は、予め把握した、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となるまでの時間を記憶しておき、その時間が経過した時点で前記搬送装置に対して前記指令を発するように構成することができる。また、前記洗浄液中のパーティクルを検出するパーティクルセンサをさらに有し、前記制御部は、前記パーティクルセンサの検出値が入力され、その検出値が前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態に対応する値となった時点で前記搬送装置に対して前記指令を発するように構成することができる。

また、上記第１の観点において、前記除去処理槽は、洗浄後のリンス処理を行う機能を有することができる。また、前記除去処理槽は、被処理体に形成された物質を物理的に除去する手段を有してもよく、そのような物理的に除去する手段としては、前記除去処理槽内の被処理体に対し除去液のシャワーを供給するシャワーヘッドを有するものであってもよいし、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で除去液に超音波を作用させる超音波振動子を有するものであってもよいし、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で前記除去液を攪拌する攪拌手段を有するものであってもよい。さらに、前記洗浄槽としては、洗浄液が貯留される内槽と、内槽からオーバーフローした洗浄液を受ける外槽とを有し、前記循環ラインは前記外槽から排出された洗浄液を前記内槽へ供給するものを用いることができる。さらにまた、前記除去液として純水を用いることができ、被処理体に形成されている物質としては、レジスト膜またはエッチング工程で発生するデポ物を典型例として挙げることができる。

本発明の第２の観点では、被処理体に形成された物質を除去する洗浄方法であって、前記物質の剥離処理を行うための洗浄液を洗浄槽に貯留し、フィルタが介在された循環ラインにより洗浄液を循環させながら前記洗浄槽の洗浄液中に被処理体を浸漬させて洗浄処理を行う工程と、前記洗浄槽での処理により被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことを把握する工程と、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことが把握された時点で、被処理体を除去処理槽に搬送する工程と、前記除去処理槽に、被処理体に残存している物質を除去する除去液を循環させることなく供給して前記除去液により被処理体に残存している物質を除去する工程とを有することを特徴とする洗浄方法を提供する。

上記第２の観点において、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことを把握する工程としては、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となるまでの時間を予め把握しておき、その時間が経過した時点で前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態になったとするものを挙げることができる。また、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことを把握する工程としては、前記洗浄液のパーティクルを検出し、その検出値が所定の値になった際に前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態になったとするものを挙げることができる。

上記第２の観点において、前記除去処理槽は被処理体に残存している物質を除去するとともに、リンス処理を行うものとすることができる。また、被処理体に残存している物質を除去液により除去する工程は、被処理体に形成された物質を物理的に除去する手段を用いて除去することができる。そのような物理的に除去する手段としては、前記除去処理槽内の被処理体に対し除去液のシャワーを供給するものであってもよいし、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で除去液に超音波を作用させるものであってもよいし、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で前記除去液を攪拌するものであってもよい。さらに、前記除去液として純水を用いることができ、被処理体に形成されている物質としては、レジスト膜またはエッチング工程で発生するデポ物を典型例として挙げることができる。

本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、洗浄装置を制御するためのプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第２の観点の洗浄方法が実施されるようにコンピュータに前記洗浄装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、洗浄液にフィルタが介在された洗浄液の循環ラインを洗浄槽に装着し、この洗浄槽で被処理体に形成された物質の剥離処理を行うための洗浄処理を途中まで行って、物質が被処理体に残存している状態で被処理体を除去処理槽に搬送して除去液での除去処理を行うので、洗浄槽内の洗浄液に取り込まれる物質の量を低減することができ、循環ラインのフィルタの寿命を延長させることができる。この場合に、洗浄槽での処理により被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質が被処理体に残存している状態となったことを把握してから被処理体を除去処理槽に搬送するようにすれば、洗浄槽での物質の除去量をできるだけ少なくし、しかも除去処理槽において十分に物質を除去できるタイミングで被処理体を洗浄槽から除去処理槽へ搬送することができる。

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
ここでは、基板としてのウエハにレジスト膜等を剥離する処理を施す洗浄装置を備えた洗浄システムについて説明する。図１は本実施形態に係る洗浄装置を備えた洗浄システムを示す斜視図であり、図２はその内部を示す平面図である。

洗浄システム１０は、ウエハＷが水平状態で収納されたキャリアＣを搬入出し、また保管等する搬入出部３１と、ウエハＷに所定の薬液を用いた洗浄処理を行い、また乾燥処理等を行う処理部３２と、搬入出部３１と処理部３２との間でウエハＷを搬送するインターフェイス部３３とで主に構成されている。

搬入出部３１は、所定枚数、例えば２５枚のウエハＷを収容可能なキャリアＣを載置するためのステージ４１が形成されたキャリア搬入出部３４と、複数のキャリアＣが保管可能となっているキャリアストック部３５とで構成されている。キャリアＣは、ウエハＷを略水平に所定間隔で収容し、その一側面がウエハＷの搬入出口となっており、この搬入出口が蓋体により開閉可能となっている構造を有する。また、キャリアストック部３５は、複数のキャリア保持部材４３が設けられており、これらキャリア保持部材４３によりキャリアＣが保持されるようになっている。ステージ４１に載置された処理前のウエハＷが収納されたキャリアＣは、キャリア搬送装置４２によりキャリアストック部３５へ搬入され、一方、処理後のウエハＷが収納されたキャリアＣは、キャリアストック部３５からキャリア搬送装置４２を用いて、ステージ４１へと搬出される。

キャリア搬入出部３４とキャリアストック部３５との間にはシャッター４４が設けられており、キャリア搬入出部３４とキャリアストック部３５との間でのキャリアＣ受け渡しの際にシャッター４４が開かれ、それ以外のときにはシャッター４４は閉じた状態とされ、キャリア搬入出部３４とキャリアストック部３５との間の雰囲気分離が行われる。

キャリア搬送装置４２は、キャリアＣを把持してキャリアＣの搬送を行うアーム４２ａを有しており、このアーム４２ａは、例えば、少なくともキャリアＣをＸ方向に移動させることが可能なように駆動される。また、キャリア搬送装置４２はＹ方向及びＺ方向（高さ方向）への移動も可能となっており、これにより所定位置に配設されたキャリア保持部材４３にキャリアＣを載置することが可能となっている。

キャリア保持部材４３は、キャリアストック部３５を形成する壁面近傍に設けられており、各箇所において高さ方向に複数段に、例えば４段設けられている。キャリアストック部３５は、処理前のウエハＷが収納されたキャリアＣを一時的に保管し、また，ウエハＷが取り出された内部が空となったキャリアＣを保管する役割を果たす。

キャリアストック部３５とインターフェイス部３３との境界には窓部４６が形成されており、この窓部４６のキャリアストック部３５側には、キャリアＣの蓋体が窓部４６に対面するようにキャリアＣを載置することができるように、キャリア保持部材４３と同様の構造を有する検査／搬入出ステージ４５が設けられている。窓部４６のキャリアストック部３５側には、検査／搬入出ステージ４５に載置されたキャリアＣの蓋体の開閉を行う蓋体開閉機構４７が設けられており、窓部４６およびキャリアＣの蓋体を開けた状態とすることで、キャリアＣ内のウエハＷをインターフェイス部３３側へ搬出すること、およびインターフェイス部３３側から空のキャリアＣ内へウエハＷを搬入することが可能となる。

窓部４６のインターフェイス部３３側には、キャリアＣ内のウエハＷの枚数を計測するためのウエハ検査装置４８が設けられている。ウエハ検査装置４８は、例えば、送信部と受信部を有する赤外線センサヘッドをＺ方向にスキャンさせながらウエハＷの枚数等を検査する。

インターフェイス部３３には、ウエハ搬入出装置４９と、ウエハ移し替え装置５１と、ウエハ搬送装置５２とが設けられている。ウエハ移し替え装置５１は、ウエハ搬入出装置４９との間でウエハＷの受け渡しを行い、かつ、ウエハＷの姿勢を変換する姿勢変換機構５１ａと、姿勢変換機構５１ａとウエハ搬送装置５２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ垂直保持機構５１ｂとから構成されている。

ウエハ搬入出装置４９は、窓部４６を通してキャリアＣ内のウエハＷを搬出して姿勢変換機構５１ａへ受け渡し、また、液処理が終了したウエハＷを姿勢変換機構５１ａから受け取ってキャリアＣへ搬入する。このウエハ搬入出装置４９は、未処理のウエハＷの搬送を行うアーム４９ａと、処理済みのウエハＷの搬送を行うアーム４９ｂの２系統のアームを有している。アーム４９ａおよび４９ｂは、キャリアＣ内に収納された複数のウエハＷを一括して保持することができるようになっている。また、図２に示した状態において、アーム４９ａおよび４９ｂは矢印Ａ方向に移動可能でかつ昇降可能となっており、さらにθ方向に回転可能となっている。これにより、アーム４９ａおよび４９ｂは、検査／搬入出ステージ４５に載置されたキャリアＣおよび姿勢変換機構５１ａのいずれにもアクセス可能である。

ウエハ搬入出装置４９においては、例えば、アーム４９ａがウエハ移し替え装置５１側にある状態において、アーム４９ａをウエハＷの下側に挿入した後、上昇させてウエハＷをアーム４９ａに保持させ、アーム４９ａを逆方向に移動させてキャリアＣ内のウエハＷを搬出する。次いで、ウエハ搬入出装置４９を９０°回転させた後、アーム４９ａを移動させることにより、アーム４９ａに保持したウエハＷを姿勢変換機構５１ａへ受け渡す。一方、アーム４９ｂが処理部３２側にある状態において、アーム４９ｂを移動させて姿勢変換機構５１ａから液処理済みのウエハＷを取り出した後、ウエハ搬入出装置４９を９０°回転させてアーム４９ｂをウエハ移し替え装置５１側にある状態とし、アーム４９ｂを移動させることにより、アーム４９ｂに保持されたウエハＷを空のキャリアＣへ搬入する。

ウエハ移し替え装置５１の姿勢変換機構５１ａにおいては、ガイド部材によりウエハ搬入出装置４９から水平方向の複数のウエハＷを受け取り、その状態でガイド部材を回転させてウエハの姿勢を垂直状態へ変換する。

ウエハ垂直保持機構５１ｂは、姿勢変換機構５１ａで垂直状態に姿勢変換されたキャリア２個分の５０枚のウエハＷをキャリアＣ内におけるウエハ配列ピッチの半分の配列ピッチで収納可能となっており、このキャリア２個分のウエハＷをウエハ搬送装置５２へ受け渡す。

ウエハ搬送装置５２は、ウエハ垂直保持機構５１ｂとの間で垂直状態のウエハＷの受け渡しを行い、未処理のウエハＷを処理部３２へ搬入し、逆に、液処理等の終了したウエハＷを処理部３２から搬出して、ウエハ垂直保持機構５１ｂに受け渡す。ウエハ搬送装置５２においては、ウエハＷは３本のチャック５８ａ〜５８ｃにより保持される。ウエハ搬送装置５２がウエハ垂直保持機構５１ｂとの間でウエハＷの受け渡しを行い、また、処理部３２へウエハＷを搬送することができるように、ウエハ搬送装置５２は、ガイドレール５３に沿ってＸ方向に移動し、処理部３２へ進入／退出することができるようになっている。

また、ウエハ垂直保持機構５１ｂとウエハ搬送装置５２との間でウエハＷの受け渡しが行われる位置に、ウエハＷの配列状態を検査するウエハ検出センサ５７が設けられている。

インターフェイス部３３には、ウエハ垂直保持機構５１ｂとウエハ搬送装置５２との間でウエハＷの受け渡しが行われる位置の側方に、未処理のウエハＷを待機させることが可能なパーキングエリア４０ａが設けられている。例えば、あるロットのウエハＷについて液処理または乾燥処理が行われている際に、ウエハ搬送装置５２を運転させることが必要でない時間を利用して、次に液処理を開始すべきウエハＷをパーキングエリア４０ａに搬送しておく。これにより、例えば、キャリアストック部３５からウエハＷを搬送してくる場合と比較すると、ウエハＷの処理部３２への移動時間を短縮することが可能となり、スループットを向上させることができる。

処理部３２は、洗浄処理ユニット３８と、乾燥ユニット３９と、パーキングエリア４０ｂとから構成されており、インターフェイス部３３側から、乾燥ユニット３９、洗浄処理ユニット３８、パーキングエリア４０ｂの順で配置されている。前記ウエハ搬送装置５２は、Ｘ方向に延在するガイドレール５３に沿って処理部３２内を移動することができるようになっている。

パーキングエリア４０ｂは、パーキングエリア４０ａと同様に、未処理のウエハＷを待機させる場所である。液処理または乾燥処理があるロットのウエハＷについて行われており、ウエハ搬送装置５２を運転させることが必要でない時間を利用して次に液処理を開始すべきウエハＷがパーキングエリア４０ｂへ搬送される。これにより、洗浄処理の際のウエハＷの移動時間を短縮してスループットを向上させることができる。

洗浄処理ユニット３８は、ウエハＷのレジスト膜等の剥離処理を行う第１の洗浄部６１、リンス処理を行うとともにレジスト膜等の除去槽として機能する第１のリンス部６２、仕上げ洗浄を行う第２の洗浄部６３と、仕上げ洗浄後のリンス処理を行う第２のリンス部６４とを有し、これらはこの順でパーキングエリア４０ｂ側から乾燥ユニット３９側に向かって配置されている。また、洗浄処理ユニット３８は、第１の洗浄部６１と第１のリンス部６２との間でウエハＷを搬送するための搬送装置６７、第２の洗浄部６３と第２のリンス部６４との間でウエハＷを搬送するための搬送装置６８とを備えている。そして、第１の洗浄部６１、第１のリンス部６２、搬送装置６７およびこれらの制御系により本実施形態の洗浄装置８０が構成される。この洗浄装置８０については後で詳細に説明する。

搬送装置６７は、ウエハ搬送装置５２から受け渡されたウエハＷを下降させて第１の洗浄部６１に貯留された洗浄液に浸して所定時間経過後に引き上げ、次いで、ウエハＷをＸ方向に平行移動させてウエハＷを第１のリンス部６２の直上に位置させ、その後、ウエハを下降させて第１のリンス部６２に貯留されたリンス液に浸して所定時間保持し、引き上げるように動作する。第１のリンス部６２での処理を終えたウエハＷは、一度、ウエハ搬送装置５２のチャック５８ａ〜５８ｃに戻された後、ウエハ搬送装置５２から搬送装置６８へ搬送される。搬送装置６８は、搬送装置６７と同様の構成を有し、また、同様に動作する。

乾燥ユニット３９は、水洗槽５４とウエハ搬送装置５２のチャック５８ａ〜５８ｃを洗浄するチャック洗浄機構５６が配設されており、水洗槽５４の上部には、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気が供給されてウエハＷを乾燥する乾燥室（図示せず）が設けられている。また、水洗槽５４と乾燥室との間でウエハＷを搬送する搬送装置５５が設けられており、水洗槽５４で水洗されたウエハＷが搬送装置５５で引き上げられ、乾燥室においてＩＰＡ乾燥されるようになっている。搬送装置５５はＸ方向の移動ができない他は前述した搬送装置６７等と同様に構成されており、ウエハ搬送装置５２との間でウエハＷの受け渡しが可能となっている。

図１に示すように、搬入出部３１の側部にはこの洗浄システム１０の各構成部を制御する集中制御部７０が設けられている。この集中制御部７０は、図３に示すように、洗浄システム１０の各構成部を制御する、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたプロセスコントローラ７１と、工程管理者が洗浄システム１０の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、洗浄システム１０の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェイス７２と、洗浄システム１０で実行される各種処理をプロセスコントローラ７１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部７３とを備えており、ユーザーインターフェイス７２および記憶部７３はプロセスコントローラ７１に接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェイス７２からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部７３から呼び出してプロセスコントローラ７１に実行させることで、プロセスコントローラ７１の制御下で、洗浄システム１０において各種処理が行われる。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリなどの読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、さらに、適宜の装置から例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。なお、各構成部には下位のコントローラが設けられており、これらコントローラがプロセスコントローラ７１の指令に基づいて各構成部の動作制御を行うようになっている。

次に、第１の洗浄部６１、第１のリンス部６２および搬送装置６７を含む本実施形態の洗浄装置８０について説明する。図４は、このような本実施形態の洗浄装置８０を示す概略構成図である。

洗浄装置８０は、上述の第１の洗浄部６１、第１のリンス部６２および搬送装置６７の他、これらを制御するコントローラ１００を有している。コントローラ１００は、装置全体のプロセスを制御する前記プロセスコントローラ７１との間で信号の授受を行い、プロセスコントローラ７１の指令に基づいて洗浄装置８０の各構成部を制御するようになっている。

第１の洗浄部６１は、ウエハＷを収納するのに充分な大きさを有する箱形の内槽１０１ａと外槽１０１ｂとを有する洗浄槽１０１を備えている。内槽１０１ａの上面は開口しており、この上面の開口部を介して内槽１０１ａに対するウエハＷの出し入れが行われる。また、内槽１０１ａの下部には洗浄液を内槽１０１ａ内に供給するノズル１０３を有している。ノズル１０３から内槽１０１ａ内に供給された洗浄液は、内槽１０１ａを満たしオーバーフローするようになっている。外槽１０１ｂは、内槽１０１ａの上端からオーバーフローした洗浄液を受けとめるように、内槽１０１ａの開口部を取り囲んで装着されている。

内槽１０１ａと外槽１０１ｂとは、ウエハＷの洗浄処理中に洗浄液を循環流通させて供給する循環ライン１０４で接続されている。この循環ライン１０４の一方は外槽１０１ｂの底面に接続されており、他方はノズル１０３に接続されていて、外槽１０１ｂの底面から流出した洗浄液をノズル１０３を介して内槽１０１ａに導入して循環するようになっており、この循環ライン１０４の途中には、上流側からパーティクルセンサ１１１、ヒータ１１２、ポンプ１１３、第１フィルタ１１４、第２フィルタ１１５、流量調節バルブ１１６が順に設けられている。第１フィルタ１１４は粗い目を有しており例えば１０μｍ以上の物質をトラップし、第２フィルタ１１５は細かい目を有しており例えば０．１μｍ以上の物質をトラップする。したがって、内槽１０１ａから外槽１０１ｂにオーバーフローした洗浄液が循環ライン１０４に流入し、ポンプ１１３の稼働によってヒータ１１２で加熱された洗浄液が第１および第２フィルタ１１４，１１５でろ過されて所定流量でノズル１０３から内槽１０１ａに導入される。なお、このように、フィルタを２段に設けることによりフィルタ寿命を多少延長することが可能である。また、内槽１０１ａの底部外側には超音波振動子１１７が設けられており、これにより、内槽１０１ａ内の洗浄液を超音波で振動させて洗浄力をより高めることが可能となっている。なお、内槽１０１ａの底部には洗浄液排出配管１１８が接続されており、循環ライン１０４には洗浄液供給配管１１９が接続されていて、洗浄液の入れ替えや補給が行えるようになっている。

この洗浄槽１０１に導入される洗浄液は、ウエハＷに形成されたレジスト膜やエッチング工程の際のデポ物等を剥離するためのものであり、有機系剥離液が例示される。このような有機系剥離液により、ウエハＷからレジスト膜等が浮いた状態とされる。

第１のリンス部６２は、上述したように、リンス処理を行うとともにレジスト膜等の除去処理槽として機能するものであり、具体的には、第１の洗浄部６１で有機系剥離液によりレジスト等の剥離処理を行った後、レジスト膜等がウエハＷに残存した状態のウエハＷが装入され、レジスト膜等をウエハＷからほぼ完全に剥離させ、ウエハＷから除去するためのものである。

この第１のリンス部６２は、ウエハＷを収納するのに充分な大きさを有する箱形のリンス槽１２１を有している。リンス槽１２１の上面は開口しており、この上面の開口部を介してリンス槽１２１に対するウエハＷの出し入れが行われる。リンス槽１２１の下部には除去液として機能するリンス液をリンス槽１２１内に供給するノズル１２３を有している。ノズル１２３には、リンス液供給配管１２４が接続されており、このリンス液供給配管１２４からノズル１２３を介してリンス液がリンス槽１２１内に供給され、リンス槽１２１内においてウエハＷをリンス液に浸漬された状態とすることができる。リンス液供給配管１２４には、開閉バルブ１２５および流量調節バルブ１２６が介装されている。リンス槽１２１の底部にはリンス液排出配管１２７が接続されており、リンス槽１２１からリンス液を排出可能となっている。第１のリンス部６２で用いるリンス液としては純水が好ましい。

リンス槽１２１の上方にはシャワーヘッド１３１が設けられている。このシャワーヘッド１３１にはリンス液供給配管１３２が接続されており、このリンス液供給配管１３２からシャワーヘッド１３１を介してリンス液がシャワー状にリンス槽１２１内のウエハＷに供給可能となっている。リンス液供給配管１３２には開閉バルブ１３３および流量調節バルブ１３４が介装されている。また、リンス槽１２１の底部外側には超音波振動子１３５が設けられている。これらシャワーヘッド１３１および超音波振動子１３５は、物理的な除去手段として機能する。すなわち、剥がれかかったレジスト膜等が存在するウエハＷにリンス液シャワーをかけることや、ウエハＷを浸漬させるリンス液に超音波振動を作用させることにより、レジスト膜に物理力が作用して除去能力を高めることができる。シャワーヘッド１３１からウエハＷにリンス液を供給する場合には、リンス槽１２１内でウエハＷがリンス液から露出した状態で行うことにより大きな物理力を作用させることができる。このような物理的な剥離手段としては、リンス槽１２１内に貯留したリンス液を攪拌する手段を用いることもできる。例えば、ウエハＷをリンス液に浸漬させた状態で、駆動機構１４２によりウエハＷを保持する保持部材１４１を上下動させることにより攪拌することができる。

搬送装置６７は複数、例えば５０枚のウエハＷを保持するウエハ保持部材１４１と、このウエハ保持部材１４１を上下方向（Ｚ方向）および水平方向（Ｘ方向）に沿って駆動する駆動機構１４２とを有している。この搬送装置６７により、ウエハ搬送装置５２からウエハＷを受け取ってウエハＷを第１の洗浄部６１へ搬送し、さらに第１の洗浄部６１から第１のリンス部６２へ搬送することができる。具体的には、ウエハ搬送装置５２から受け渡されたウエハＷを保持したウエハ保持部材１４１を第１の洗浄部６１の上方に移動させ、そこで駆動機構１４２により保持部材１４１の昇降動作をさせることにより、第１の洗浄部６１の内槽１０１ａに対するウエハＷの出し入れを行うことができ、さらに保持部材１４１を上昇させた状態でＸ方向に移動させて第１のリンス部６２の上方に位置させ、そこで駆動機構１４２により保持部材１４１の昇降動作をさせることにより、第１のリンス部６２のリンス槽１２１に対するウエハＷの出し入れを行うことができる。

第１の洗浄部６１から第１のリンス部６２へウエハＷを搬送するタイミングの制御は、例えば、ウエハＷを第１の洗浄部６１の内槽１０１ａ内の洗浄液、例えば有機剥離液に浸漬してからレジスト膜等の剥離状態が適度な状態になるまでの時間を予め把握して、その時間をコントローラ１００の記憶部に記憶させておき、その時間が経過した時点でコントローラ１００から駆動機構１４２に搬送指令を発してウエハＷを搬送するようにすることを挙げることができる。この適度な状態としては、レジスト膜等が剥がれかけた状態ではあるが、まだ大部分がウエハＷに残存している状態を挙げることができる。また、パーティクルセンサ１１１の検出値が所定値以上になった時点でコントローラ１００が駆動機構１４２に搬送指令を発するようにすることもできる。レジスト膜等が剥がれかけの状態では、すでにレジスト膜等の細かいパーティクルはウエハから離脱していると考えられ、洗浄液中のパーティクルの量を把握することにより、レジスト膜等の剥がれかけの状態を把握することができる。

次に、上記のように構成される洗浄システム１０による洗浄処理について説明する。
まず、未処理のウエハＷを例えば２５枚収納したキャリアＣを搬入出部３１のキャリア搬入出部３４に載置する。この状態でシャッター４４を開き、キャリア搬入出部３４に載置されたキャリアＣをキャリア搬送装置４２によってキャリアストック部３５へ搬入する。キャリアストック部３５では、窓部４６に対面するようにキャリアＣを検査／搬入出ステージ４５に載置する。そして、蓋体開閉機構４７によって窓部４６を開き、ウエハ検査装置４８によってキャリアＣ内のウエハＷの枚数を計測するとともに，所定のピッチで平行に１枚ずつ配置されているかを適宜検出する。その後、ウエハ搬入出装置４９によって窓部４６を通して１個のキャリアＣ内に収納された２５枚のウエハＷを搬出し、姿勢変換機構５１ａにおいて２５枚のウエハＷを水平状態から垂直状態へと姿勢変換する。そしてウエハ垂直保持機構５１ｂへ受け渡す。続いて、２個目のキャリアＣから２５枚のウエハＷをウエハ搬入出装置４９により姿勢変換機構５１ａへ移し替え、ウエハ垂直保持機構５１ｂへ受け渡す。そして、ウエハ垂直保持機構５１ｂでウエハＷの配列ピッチを半分にし、２個のキャリアＣ内に収納された合計５０枚のウエハＷが収納される。この状態でウエハ搬送装置５２がウエハ垂直保持機構５１ｂからウエハＷを受け取り、適宜パーキングエリア４０ａ，４０ｂに待機させた後、処理部３２内の洗浄装置８０でウエハＷのレジスト膜やエッチングデポ等の除去処理を行う。

この除去処理について、図５、６を参照して説明する。図５は除去処理のフローを示すフローチャートであり、図６は除去処理の各工程を示す概略図である。
まず、ウエハ搬送装置５２から搬送装置６７のウエハ保持部材１４１へ複数枚、例えば５０枚のウエハＷを受け渡す（ステップ１）。引き続き搬送装置６７の保持部材１４１を第１の洗浄部６１の直上に移動させ、さらに下降させることにより、ウエハＷを第１の洗浄部６１の内槽１０１ａ内に貯留されている洗浄液、例えば有機剥離液に浸漬させ、洗浄液を循環させつつウエハＷに形成されたレジスト膜やエッチングデポの剥離処理を行う（ステップ２、図６（ａ））。

剥離処理が進行し、ウエハＷのレジスト膜等が剥がれかかっているが未だ大部分が残存しているといった、第１のリンス部６２でレジスト膜等が剥離しやすい適度な剥離状態となった時点で、搬送装置６７によりウエハＷを第１の洗浄部６１の内槽１０１ａからリンス処理を行うとともにレジスト膜等の除去槽として機能する第１のリンス部６２のリンス槽１２１へ搬送する（ステップ３、図６（ｂ））。この時の搬送タイミングは、レジスト膜等が適度な剥離状態、例えばレジスト膜等が剥がれかけた状態ではあるが、まだ大部分がウエハＷに残存している状態であることが好ましく、このようなタイミングでウエハＷを第１のリンス部６２に搬送するためには、上述したように、予めこのような状態になる時間を把握しておきコントローラ１００でその時間を管理するか、またはパーティクルセンサの検出値がそのような状態に対応する値となった時点で搬送するように制御することが好ましい。

第１のリンス部６２のリンス槽においては、リンス液、例えば純水を用いてリンスを行うとともに、ウエハＷから剥がれかけたレジスト膜等をリンス液により除去する（ステップ４、図６（ｃ））。このとき、単にリンス液をリンス槽１２１からオーバーフローさせるだけでもレジスト膜等を除去することができるが、何らかの物理的手段を用いることにより除去力をより高めることができる。例えば、上述したように、シャワーヘッド１３１からリンス液をウエハＷに供給するようにすることができるし（図６（ｃ）参照）、超音波振動子１３５を用いるようにすることも、何らかの攪拌手段によりリンス液に攪拌力を与えるようにすることもできる。

このようにして、第１のリンス部６２によりレジスト膜等を除去した後、ウエハＷを再び第１の洗浄部６１に戻して残渣除去を行う（ステップ５、図６（ｄ））。これにより、ほぼ完全にレジスト膜やエッチングデポは除去される。

このようにして再度第１の洗浄部６１で洗浄されたウエハＷはウエハ搬送装置５２を介して搬送装置６７に受け渡され、搬送装置６７により第２の洗浄部６３に搬送され、仕上げの洗浄が行われる（ステップ６）。第２の洗浄部６３は、第１の洗浄部６１と同じ構造を有し、そこで薬液洗浄を行うことにより、ウエハＷの表面に付着しているパーティクル等が除去される。この際の洗浄液としては、第１の洗浄部６１で用いたのと同様、有機剥離液を用いることができる。その後、搬送装置６８により、ウエハＷを第２のリンス部６４に搬送し、リンス処理を行う（ステップ７）。これによりレジストの剥離処理が終了する。

従来は、レジスト膜等の剥離処理に際しては、洗浄液を循環使用し循環回路内にフィルタを設けた洗浄部で、レジスト膜等の除去までも行っており、剥離された成分により早期にフィルタの目詰まりが生じる問題があったが、上述のように、フィルタを設けた第１の洗浄部６１においては、レジスト膜等の剥離処理をレジスト膜等の剥離は進行しているがレジスト膜等が残存している状態で止め、レジスト膜等の除去を除去槽としての第１のリンス部６２で行うので、第１の洗浄部６１においては、フィルタにトラップされる成分を著しく減少させることができ、フィルタ寿命を大幅に延ばすことができる。

このような効果を十分に発揮させ、かつ高い除去効果を得るためには、上述したように、第１の洗浄部６１から第１のリンス部６２への搬送タイミングが重要である。すなわち、第１の洗浄部６１でのレジスト膜等の剥離処理が不十分である場合には、第１のリンス部６２の除去処理によってレジスト膜等を十分に除去することができず、第１の洗浄部６１でのレジスト膜等の剥離処理が進行しすぎるとフィルタ寿命を延長する効果が不十分となる。したがって、このような点を考慮してウエハＷの搬送タイミングを決定する必要がある。

第１のリンス部６２のリンス槽１２１に上述したようにシャワーヘッド１３１や超音波振動子１３５等の物理的な除去手段を設けており、これらによりレジスト膜の除去効果を高めることにより、第１の洗浄部６１におけるレジスト膜等の剥離処理を軽減することができ、ウエハＷを第１のリンス部６２へ搬送する際のレジスト膜等の残存量をより多くすることができるので、フィルタ寿命を延ばす効果をより高くすることができる。

なお、第１のリンス部６２での除去効果を重視する観点から、第１の洗浄部６１での剥離処理を十分に行ってレジスト膜等の除去が進行したとしても、レジスト膜がある程度残存した状態でウエハＷを第１のリンス部６２へ搬送することができれば、フィルタ寿命を延長する効果は得られる。

このようにして洗浄処理ユニット３８内での処理を終えたウエハＷは、搬送装置３８からウエハ搬送装置５２を介して乾燥ユニット３９の搬送装置５５に受け渡され、水洗槽５４で水洗された後、その上方の乾燥室においてＩＰＡ乾燥される。

乾燥処理後のウエハＷはウエハ搬送装置５２によってインターフェイス部３３に戻され、適宜パーキングエリア４０ａに待機される。その後、ウエハＷはインターフェイス部３３において上記搬入の際の手順と逆の手順でピッチ変換、姿勢変換が行われ、搬入出部３１においてキャリアＣ内に収納される。この処理後のウエハＷを収納したキャリアＣはキャリア搬入出部３４に載置され、洗浄システム１０外に搬出される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施形態ではバッチ式の浸漬型洗浄装置を例にとって示したが、浸漬型洗浄装置であれば枚葉式のものであっても構わない。また、上記実施形態では、レジスト膜等を除去する槽としてリンス槽を用いたが、これに限らず、除去専用槽を用いても構わない。また、このような除去槽に用いる除去液としては純水等のリンス液に限らず適宜の薬液を用いてもよい。さらに、上記実施形態ではレジスト膜やエッチングデポの剥離処理に本発明を適用した例について示したが、これに限らず、他の付着物等の剥離に対しても有効である。上記実施形態では被処理体として半導体ウエハを適用した場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板に代表されるフラットパネル表示装置（ＦＰＤ）用基板等、他の被処理体の洗浄処理にも適用することができる。

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に形成された物質、特にレジスト膜やエッチングデポ等の有機物の除去に好適である。

本発明の一実施形態に係る洗浄装置を備えた洗浄システムを示す斜視図。本発明の一本実施形態に係る洗浄装置を備えた洗浄システムの内部を示す平面図。図１の洗浄システムの制御系を示すブロック図。本発明の一実施形態に係る洗浄装置を示す概略構成図。レジスト膜やエッチングデポ等の除去処理のフローを示すフローチャート。図５のフローチャートに示す除去処理の各工程を示す概略図。

符号の説明

６１；第１の洗浄部
６２；第１のリンス部
６７；搬送装置
７０；集中制御部
７１；プロセスコントローラ
７２；ユーザーインターフェイス
７３；記憶部
１００；コントローラ
１０１；洗浄槽
１０１ａ；内槽
１０１ｂ；外槽
１０３；ノズル
１０４；循環ライン
１１１；パーティクルセンサ
１１４，１１５；フィルタ
１２１；リンス槽（除去処理槽）
１２３；ノズル
１２４，１３２；リンス液供給配管
１３１；シャワーヘッド
１３５；超音波振動子
１４１；ウエハ保持部材
１４２；駆動機構
Ｗ；半導体ウエハ

Claims

被処理体に形成された物質を除去する洗浄装置であって、
前記物質の剥離処理を行うための洗浄液を貯留し、その中に被処理体を浸漬させて、被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となるまで洗浄処理を行う洗浄槽と、
フィルタが介在され前記洗浄槽内の洗浄液を循環させる循環ラインと、
前記洗浄槽で洗浄処理を行った被処理体に残存している物質を除去液により除去する除去処理を行う除去処理槽と、
前記除去処理槽に前記除去液を供給する除去液供給機構と、
前記除去処理槽内の前記除去液を循環せずに排出する除去液排出配管と、
前記洗浄槽と前記除去処理槽との間で被処理体を搬送する搬送装置と、
前記洗浄槽での処理により前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となった際に、前記搬送装置に対し被処理体を前記洗浄槽から前記除去処理槽へ搬送する指令を発する制御部と
を具備することを特徴とする洗浄装置。
前記制御部は、予め把握した、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となるまでの時間を記憶しておき、その時間が経過した時点で前記搬送装置に対して前記指令を発することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記洗浄液中のパーティクルを検出するパーティクルセンサをさらに有し、前記制御部は、前記パーティクルセンサの検出値が入力され、その検出値が前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態に対応する値となった時点で前記搬送装置に対して前記指令を発することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記除去処理槽は、洗浄後のリンス処理を行う機能を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
前記除去処理槽は、被処理体に形成された物質を物理的に除去する手段を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
前記物理的に除去する手段は、前記除去処理槽内の被処理体に対し除去液のシャワーを供給するシャワーヘッドを有することを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
前記物理的に除去する手段は、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で除去液に超音波を作用させる超音波振動子を有することを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
前記物理的に除去する手段は、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で前記除去液を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
前記洗浄槽は、洗浄液が貯留される内槽と、内槽からオーバーフローした洗浄液を受ける外槽とを有し、前記循環ラインは前記外槽から排出された洗浄液を前記内槽へ供給することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の洗浄装置。
前記除去液が純水であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の洗浄装置。
前記被処理体に形成されている前記物質がレジスト膜またはエッチング工程で発生するデポ物であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
被処理体に形成された物質を除去する洗浄方法であって、
前記物質の剥離処理を行うための洗浄液を洗浄槽に貯留し、フィルタが介在された循環ラインにより洗浄液を循環させながら前記洗浄槽の洗浄液中に被処理体を浸漬させて洗浄処理を行う工程と、
前記洗浄槽での処理により被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことを把握する工程と、
前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことが把握された時点で、被処理体を除去処理槽に搬送する工程と、
前記除去処理槽に、被処理体に残存している物質を除去する除去液を循環させることなく供給して前記除去液により被処理体に残存している物質を除去する工程と
を有することを特徴とする洗浄方法。
前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことを把握する工程は、前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となるまでの時間を予め把握しておき、その時間が経過した時点で前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態になったとすることを特徴とする請求項１２に記載の洗浄方法。
前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態となったことを把握する工程は、前記洗浄液のパーティクルを検出し、その検出値が所定の値になった際に前記被処理体に形成された物質の剥離が進行しているがその物質の大部分が被処理体に残存している状態になったとすることを特徴とする請求項１２に記載の洗浄方法。
前記除去処理槽は被処理体に残存している物質を除去するとともに、リンス処理を行うことを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の洗浄方法。
被処理体に残存している物質を除去液により除去する工程は、被処理体に形成された物質を物理的に除去する手段を用いて除去することを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記物理的に除去する手段は、前記除去処理槽内の被処理体に対し除去液のシャワーを供給することを特徴とする請求項１６に記載の洗浄方法。
前記物理的に除去する手段は、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で除去液に超音波を作用させることを特徴とする請求項１６に記載の洗浄方法。
前記物理的に除去する手段は、前記除去処理槽内に除去液を貯留した状態で前記除去液を攪拌することを特徴とする請求項１６に記載の洗浄方法。
前記除去液が純水であることを特徴とする請求項１２から請求項１９のいずれか１項に記載の洗浄方法。
被処理体に形成されている物質がレジスト膜またはエッチング工程で発生するデポ物であることを特徴とする請求項１２から請求項２０のいずれか１項に記載の洗浄方法。
コンピュータ上で動作し、洗浄装置を制御するためのプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、請求項１２から請求項２１のいずれかの洗浄方法が実施されるようにコンピュータに前記洗浄装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。