JP6329342B2 - 洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板等の被洗浄部材の洗浄方法及び洗浄装置に関する。さらに詳しくは、シャワーによる洗浄媒体の導入と、導入された洗浄媒体の導出とを制御して、半導体基板等の被洗浄部材を洗浄する際にその洗浄媒体中に混ざる被洗浄物の再付着を抑制することができる洗浄方法及び洗浄装置に関する。

半導体基板上に金属薄膜パターンを作製する方法の一つにリフトオフ法がある。リフトオフ法は、半導体基板上にレジストパターンを形成した後、さらに金属薄膜を形成し、その後、半導体基板上に形成されたレジストパターンと、そのレジストパターン上に形成された金属薄膜とを剥離することによって金属薄膜パターンを作製する方法である。

レジストパターンと金属薄膜の剥離手段として、１枚毎の枚葉処理が行われている。例えば特許文献１では、半導体基板を１枚毎回転させながらレジスト剥離液を塗布し、次いで半導体基板を回転させながらノズルから処理液を噴射することにより、レジストの表層部を膨潤させて、レジストとレジスト上に形成された金属薄膜とを剥離する技術が提案されている。この技術では、金属薄膜を半導体基板の外部に排出するため、あるいは半導体基板の表面が乾燥するのを防止するために、純水等のリンス液を半導体基板上に供給している。しかし、この技術では、レジストの表層部を膨潤させて剥離するための処理液と、金属薄膜を外部に排出するためのリンス液とが衝突し、両液の液滴やミストが発生するという問題があった。この問題は、半導体基板から剥離した不要な金属薄膜が、再び半導体基板に再付着するという問題を引き起こす。

こうした問題に対し、特許文献２では、回転している半導体基板の表面を流れるリンス液を押し退け、リンス液が噴射ノズルから噴射された処理液に衝突するのを防止する気体を吹き付ける気体吐出ノズルを設ける技術が提案されている。この技術では、気体吐出ノズルから気体を噴射させてリンス液を押し退け、処理液とリンス液の衝突を防止するので、処理液とリンス液が衝突することにより発生する液滴及びミストの飛散を防止することができるとされている。

一方、リフトオフ法でのレジストと金属薄膜の剥離手段として、バッチ枚葉処理が行われている。バッチ枚葉処理は、上記のような１枚毎の枚葉処理とは異なり、複数枚の半導体基板をカセットに収納してバッチ処理で剥離槽に浸漬し、槽の側面や裏面から超音波をかけてレジストを膨潤させ、その後枚葉処理により半導体基板を１枚ずつカセットから取り出し、スピンチャックに保持して回転させながらジェット水流を噴射することによりレジストパターン上の金属薄膜を除去する技術である。

この技術では、半導体基板の近年の大口径化に伴い、全部の半導体基板に均一に超音波をかけることは難しく、レジストの膨潤効果にむらが生じることがあった。また、剥離槽をオーバーフロー構造に形成すると、剥離された金属薄膜が槽内に浮遊し、半導体基板を剥離槽から取り出すときに半導体基板に再付着することがあった。そのため、半導体基板をスピンチャックに吸着させて洗浄する前に、半導体基板の裏面を予め洗浄しなければならなかった。

こうした問題に対し、特許文献３では、剥離槽と置換槽を隣接し、その上面をチャンバーで覆ったディップ槽ユニットを構成し、そのチャンバー内に半導体基板を水平状態と起立状態に保持できるホルダーを設けた装置が提案されている。この装置では、ホルダーは上下動と横移動が可能で、半導体基板は起立状態で剥離槽内に浸漬され、レジストが膨潤した後、基板面に沿って超音波が照射され、その後、剥離液を一気に排除し、清浄な剥離液のシャワーをかけながら半導体基板を剥離槽から取り出している。こうした技術により、大口径の半導体基板でも全面をリフトオフ処理でき、剥離液や置換液の量も少なく、剥離したメタル膜の再付着の問題も解決できるとされている。

特開平０１−０４１２１７号公報 特開２００６−２６９５１７号公報 特開２００５−１８３８５９号公報

しかしながら、上記特許文献２の枚葉処理及び上記特許文献３のバッチ枚葉処理は、金属薄膜の剥離を１枚毎に行うために工数がかかってしまい、処理能力が十分ではないという問題があった。また、膨潤と剥離のいずれもバッチ式で行う従来の方法は、多くの半導体基板を同時に処理できる点では好ましいが、半導体基板の各部や半導体基板間での剥離の程度にバラツキが生じたり、剥離した金属薄膜が半導体基板に再付着したりするという問題が依然として解決できていない。

本発明は、上記課題を解決することができる新しい洗浄技術を提供するものであって、その目的は、半導体基板等の被洗浄部材を洗浄する際に、その洗浄媒体中に混ざる被洗浄物の再付着を抑制することができるとともに、高い処理能力を実現できる洗浄方法及び洗浄装置を提供することにある。

（１）上記課題を解決するための本発明に係る洗浄方法は、複数の被洗浄部材を処理液に沈めた状態で、前記複数の被洗浄部材に向けて処理液を噴射する噴射ステップと、前記複数の被洗浄部材を沈めた処理液と前記噴射ステップで噴射した処理液とを排出する排出ステップと、を有し、前記噴射ステップと前記排出ステップとを、前記複数の被洗浄部材を処理液に沈めた状態を保持しながら行うことを特徴とする。

この発明によれば、噴射ステップと排出ステップとを、複数の被洗浄部材（例えば洗浄された半導体基板）を処理液に沈めた状態を保持しながら行うので、噴射した処理液によって被洗浄部材から離脱した被洗浄物（不要物）は、排出ステップによって、被洗浄部材を沈めた処理液と噴射した処理液とともに排出される。その結果、被洗浄物が浮遊した状態で被洗浄部材に再付着するのを防ぐことができる。また、この発明によれば、枚葉毎行う従来の洗浄方法とは異なり、複数の被洗浄部材をまとめて処理できるので、処理能力を高めることができる。

本発明に係る洗浄方法において、前記噴射ステップでの処理液の噴射量を徐々に増すとともに、前記排出ステップでの処理液の排出量を徐々に増すように制御してもよい。

この発明によれば、複数の被洗浄部材を処理液に沈めた状態を保持しながら、噴射ステップでの処理液の噴射量を徐々に増すとともに、排出ステップでの処理液の排出量を徐々に増すように制御するので、噴射ステップでの処理液の噴射によって被洗浄部材の洗浄を急激に行わずに緩やかに行うことができる。

本発明に係る洗浄方法において、前記噴射ステップの前に、前記複数の被洗浄部材を処理液に浸漬させる浸漬ステップを設けてもよい。

この発明によれば、被洗浄部材が例えばレジストと金属薄膜とを形成した半導体基板である場合、噴射ステップの前に複数の基板を処理液に浸漬させる浸漬ステップを設けることが好ましい。この浸漬ステップにより、レジストを膨潤させることができるので、その後に上記した噴射ステップと排出ステップとを適用すれば、レジストと金属薄膜とを容易に剥離することができ、リフトオフ法での半導体基板のパターンニングを、半導体基板に浮遊物を再付着させることなく高い処理効率で行うことができる。

本発明に係る洗浄方法において、前記複数の被洗浄部材が収容部材に収容されていることが好ましい。

この発明によれば、複数の被洗浄部材が収容部材（例えばラック）に収容されているので、収容部材毎に搬送することができる。その結果、洗浄工程を効率的に行うことができ、処理能力を高めることができる。

（２）上記課題を解決するための本発明に係る洗浄装置は、複数の被洗浄部材を処理液に沈めるための処理槽と、前記処理槽の上部に配置され、該処理槽内に配置された前記複数の被洗浄部材に向けて処理液を噴射させるための噴射手段と、前記処理槽の下部に配置され、該処理槽内の処理液を排出するための排出手段と、前記複数の被洗浄部材を前記処理槽内の処理液に沈めた状態を保持しながら、前記噴射手段から前記処理液を噴射するとともに、前記排出手段から前記処理液を排出するための制御手段と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、複数の被洗浄部材を処理槽内の処理液に沈めた状態を保持しながら、噴射手段から処理液を噴射するとともに排出手段から処理液を排出するための制御手段を有するので、噴射した処理液によって被洗浄部材から離脱した被洗浄物（不要物）は、被洗浄部材を沈めた処理液と噴射手段から噴射した処理液とともに排出される。その結果、被洗浄物が浮遊した状態で被洗浄部材に再付着するのを防ぐことができる。また、この発明によれば、枚葉毎行う従来の洗浄装置とは異なり、複数の被洗浄部材をまとめて処理できるので、処理能力を高めることができる。

本発明に係る洗浄装置において、前記噴射手段での処理液の噴射量を徐々に増すとともに、前記排出手段の処理液の排出量を徐々に増すための制御手段を有していてもよい。

この発明によれば、複数の被洗浄部材を処理液に沈めた状態を保持しながら、噴射手段での処理液の噴射量を徐々に増すとともに、排出手段での処理液の排出量を徐々に増すための制御手段を有するので、噴射手段での処理液の噴射によって被洗浄部材の洗浄を急激に行わずに緩やかに行うことができる。

本発明に係る洗浄装置において、前記処理槽は、前記被洗浄部材に向けて前記処理液を噴射させる前に、前記複数の被洗浄部材を前記処理液に浸漬させる処理槽として用いてもよい。

この発明によれば、被洗浄部材が例えばレジストと金属薄膜とを形成した半導体基板である場合、被洗浄部材に向けて処理液を噴射させる前に、複数の被洗浄部材を処理液に浸漬させる処理槽として用いるので、その浸漬によって、レジストを膨潤させることができる。その結果、その後に上記した噴射手段による処理液の噴射と、上記排出手段による処理液の排出とを適用すれば、レジストと金属薄膜とを容易に剥離することができ、リフトオフ法での半導体基板のパターンニングを、半導体基板に浮遊物を再付着させることなく高い処理効率で行うことができる。

本発明に係る洗浄装置において、前記被洗浄部材から離脱した被洗浄物を回収する回収手段が設けられていてもよい。

この発明によれば、被洗浄部材から離脱した被洗浄物を回収する回収手段が設けられているので、被洗浄部材が例えばレジストと金属薄膜とを形成した半導体基板である場合、レジストとともに剥離した金属薄膜を回収することができる。その結果、回収した金属薄膜を資源として再利用することも可能になる。

本発明に係る洗浄装置において、前記ノズルが、前記複数の被洗浄部材に向けて均等に配置された複数のシャワーノズルであることが好ましい。

本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置によれば、半導体基板等の被洗浄部材を洗浄する際に、その洗浄媒体中に混ざる被洗浄物の再付着を抑制することができるとともに、高い処理能力を実現できる。

本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置の一例を示す模式的な構成図である。 処理槽内の構成を示す模式的な説明図である。 収容部材に収容された被洗浄部材に、ノズルから処理液を噴射する正面形態を示す説明図である。 収容部材に収容された被洗浄部材に、ノズルから処理液を噴射する側面形態を示す説明図である。 処理槽を上側から見た平面図である。 洗浄方法の各ステップの説明図である。 リフトオフ法の説明図である。

以下、本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明は、その技術的特徴を有すれば種々の変形が可能であり、以下に示す具体的な実施形態に限定されるものではない。なお、本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置は、「ＤｏＭ Ｊｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ」と呼んでいる。

［洗浄方法及び洗浄装置］
本発明に係る洗浄方法は、図１、図２及び図６に示すように、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態で、その複数の被洗浄部材１に向けて処理液２を噴射する噴射ステップＢと、複数の被洗浄部材１を沈めた処理液２と噴射ステップＢで噴射した処理液２とを排出する排出ステップＣとを有する。そして、噴射ステップＢと排出ステップＣとを、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態を保持しながら行うように構成される。

この洗浄方法は、噴射ステップＢと排出ステップＣとを、複数の被洗浄部材（例えば洗浄された半導体基板）５１を処理液２に沈めた状態を保持しながら行うので、噴射した処理液２によって被洗浄部材１から離脱した被洗浄物（不要物）５４は、排出ステップＣによって、被洗浄部材１を沈めた処理液２と噴射した処理液２とともに排出される。

本発明に係る洗浄装置１０は、図１、図２及び図６に示すように、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めるための処理槽１１と、処理槽１１の上部１２に配置され、その処理槽１１内に配置された複数の被洗浄部材１に向けて処理液２を噴射させるための噴射手段２１と、処理槽１１の下部１３に配置され、その処理槽１１内の処理液２を排出するための排出手段３１と、複数の被洗浄部材１を処理槽１１内の処理液２に沈めた状態を保持しながら、噴射手段２１から処理液２を噴射するとともに、排出手段３１から処理液２を排出するための制御手段とを有するように構成される。

この洗浄装置１０は、複数の被洗浄部材１を処理槽１１内の処理液２に沈めた状態を保持しながら、噴射手段２１から処理液２を噴射するとともに排出手段３１から処理液２を排出するための制御手段を有するので、噴射した処理液２によって被洗浄部材１から離脱した被洗浄物（不要物）５４は、被洗浄部材１を沈めた処理液２と噴射手段２１から噴射した処理液２とともに排出される。

上記した作用により、本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置１０は、被洗浄物５４が浮遊した状態で被洗浄部材１に再付着するのを防ぐことができる。また、枚葉毎行う従来の洗浄方法や装置とは異なり、複数の被洗浄部材１をまとめて処理できるので、処理能力を高めることができる。

［各構成要素］
以下、本発明に係る洗浄方法と洗浄装置の各構成を詳しく説明する。なお、以下では、洗浄装置の構成を説明しつつ洗浄方法を構成する各ステップを説明する。

（被洗浄部材）
被洗浄部材１は、特に限定されず、各種のものを洗浄対象にすることができる。例えば図７で説明するように、リフトオフ法で利用する処理基板であってもよい。この処理基板は、半導体基板５１上に設けられたレジスト５２と、そのレジスト５２上に設けられた金属薄膜５３とを有している。また、それ以外の洗浄対象であってもよく、例えば、プリント基板等に代表される各種の回路基板であってもよいし、ガラス基板やシリコン基板上にＴＦＴ回路が設けられた回路基板であってもよいし、その他の基板であってもよい。いずれにしても、被洗浄物５４である不要物が浮遊した状態で被洗浄部材１に再付着するのを防ぐとともに、複数の被洗浄部材１をまとめて同時に処理して処理能力を高めたい被洗浄部材１であればよい。

この被洗浄部材１は、収容部材である収容カセット１５に収容される。収容カセット１５は、複数の被洗浄部材１を収容して、効率的なバッチ処理を実現するための部材である。収容カセット１５としては、例えば図３及び図４に示すようなカセットを用いることが好ましい。収容カセット１５の大きさ、形状、材質は、特に限定されず、収容する被洗浄部材１の数と大きさ、処理液の種類等を考慮して選択される。一般的な汎用品であってもよいし、専用に設計された特注品であってもよい。例えば、ステンレス等の金属成形品や、ポリカーボネート等の樹脂成形品等を挙げることができる。このように、複数の被洗浄部材１が収容カセット１５に収容されているので、収容カセット１５毎に搬送することができ、その結果、洗浄工程の効率化を実現でき、処理能力を高めることができる。

リフトオフ法で利用する処理基板のうち、金属薄膜５３とレジスト５２を含む被洗浄物５４をできるだけ大きい状態で剥がそうとする場合、好ましい収容カセット１５としては、図１に示す処理液通過口２９に対応した開口部が収容カセット１５の下部に設けられていることが好ましい。開口部は、全体が開口していてもよいし、パンチングメタルのような穴あき形状であってもよい。こうした開口部が収容カセット１５の下部に設けられていることにより、大きい状態で剥がれた被洗浄物５４を破壊せずに回収手段である回収網４１で捕集することができる。なお、収容カセット１５の側壁には、穴やスリットが無いものであってもよいし、有るものであってもよいが、穴やスリットが無いものは、剥離した被洗浄物５４の破壊を抑制し易い。

（浸漬手段、浸漬ステップ）
浸漬手段は、図１及び図２に示すように、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めるための処理槽１１を少なくとも備えている。

処理槽１１は、被洗浄部材１に向けて処理液２を噴射させる前に、複数の被洗浄部材１を処理液２に浸漬させる処理槽１１として用いてもよい。処理槽１１は、例えば図７（Ｃ）に示すように、被洗浄部材１がレジスト５２と金属薄膜５３とを形成した半導体基板５１である場合、その被洗浄部材１に向けて処理液２を噴射させる前に、複数の被洗浄部材１を処理液２に浸漬させるための槽として用いる。すなわち、処理液２を噴射させる前（噴射ステップＢの前）に、複数の被洗浄部材１を処理液２に浸漬させる（浸漬ステップＡ、図６（ａ）を参照）。こうすることにより、その浸漬によって、レジスト５２を膨潤させることができ、その後に後述する噴射手段２１による処理液２の噴射と、後述する排出手段３１による処理液２の排出とを適用すれば、半導体基板５１上に設けられたレジスト５２とそのレジスト５２上に設けられた金属薄膜５３とからなる被洗浄物５４を容易に剥離することができる。その結果、リフトオフ法での半導体基板５１のパターンニングを、半導体基板５１に浮遊物を再付着させることなく高い処理効率で行うことができる。

処理槽１１の上方は開放されており、その開放された部位から被洗浄部材１を収容した収容カセット１５が処理槽内に投入される。投入された収容カセット１５は、図３に示すように、処理槽内に設けられたカセット受部材１４の上に載置される。カセット受部材１４は、通常、処理槽１１と同様のステンレス鋼等で形成され、その面は、通常、パンチングメタルのような穴が設けられているが、それに限定されない。

なお、符号１４ａは、収容カセット１５を所定の位置にガイドするカセットガイドであり、符号１６は、収容カセット１５を保持するカセット保持部材であり、符号１７は、収容カセット１５を保持したカセット保持部材１６を昇降させる昇降装置である。昇降装置１７は、図示の例ではカセット保持部材１６を昇降させているが、カセット保持部材１６は固定型で、収容カセット１５を可動させて昇降させる装置であってもよい。

処理槽１１の形状や材質は特に限定されないが、通常は、ステンレス鋼等の耐薬品性材料が選択されることが好ましい。例えばリフトオフ法での半導体基板５１のパターニングを行う場合には、その処理に用いる処理液の種類を考慮して選択することが好ましい。

処理槽１１の下部には、必要に応じて超音波洗浄装置３５が設けられていてもよい。超音波洗浄装置３５は、被洗浄部材１の洗浄処理の態様により、任意に作動させることができる。特に、後述の処理液脱気装置９１と併用する場合には効果が大きい。なお、超音波洗浄装置３５は、強力な洗浄補助手段であり、半導体基板５１上のレジスト５２と金属薄膜５３の剥離にも好ましく適用でき、金属薄膜５３を細かく破壊する。そのため、金属薄膜５３をできるだけ大きい状態で剥がそうとする場合には、超音波洗浄装置３５を作動させないことができる。

（噴射手段、噴射ステップ）
噴射手段２１は、処理槽１１の上部１２に配置され、その処理槽１１内に配置された複数の被洗浄部材１に向けて処理液２を噴射させるための手段である。

噴射手段２１としては、図１等に示すように、複数の被洗浄部材１に向けて均等に配置された複数のシャワーノズルであることが好ましい。シャワーノズルとしては、ストレートノズル、フラットコーンノズル、フルコーンノズル等を用いることができる。これらのシャワーノズルから、好ましい形状のシャワーノズルを選択して用いることができる。

図７に示すリフトオフ法で利用する処理基板のうち、金属薄膜５３とレジスト５２とからなる被洗浄物５４をできるだけ大きい状態で剥がそうとする場合には、フルコーンノズルを用いることが好ましい。

噴射手段２１は、図２〜図５に示すように、被洗浄部材１の上方に、複数配置されている。例えば被洗浄部材１が収容カセット１５に収容された半導体基板１である場合、半導体基板１の径方向（基板面方向ということもできる。）に複数（図示の例では４つ）配置され、収容カセット１５の長手方向（半導体基板１が並んだ方向ということもできる。）にも複数（図示の例では８つ）配置されている。シャワーノズルの数とその配置は、洗浄しようとする被洗浄部材１の大きさや収容カセット１５内の被洗浄部材１の配置等によって任意に設定されることが好ましい。

噴射手段（シャワーノズル）２１は、図示の例では、ノズル配管２２に等間隔で８つ並んで取り付けられている。そして、シャワーノズル２１が取り付けられたノズル配管２２が、半導体基板１の径方向に４列等間隔に配置されている。４列のノズル配管２２は、保持部材２３で一体に保持され、昇降装置２７に取り付けられている。昇降装置２７を作動させることにより、シャワーノズル２１を被洗浄部材１に近づけたり、離したりすることができる。

噴射手段２１の噴射量は、シャワー配管２２毎に任意に制御することができる。こうした制御は、各シャワー配管のバルブの開閉により調整できる。その結果、図示に例では、４列のなかで任意のシャワー配管を多くしたり少なくしたりすることができる。例えば、図３に示すように、４列のシャワー配管のうち、両側の２列のシャワー配管の流量を多くしてシャワーノズル２１ａ，２１ｄの噴射量を大きくしたり、流量を少なくしてシャワーノズル２１ａ，２１ｄの噴射量を小さくしたりすることができる。噴射ステップＢでの制御は、自動制御であっても手動制御であってもよい。噴射ステップＢの時間は、任意に設定され、例えば、１，２秒であってもよいし、５，６秒であってもよいし、１０秒以上であってもよい。

（排出手段、排出ステップ）
排出手段３１は、処理槽１１の下部１３に配置され、その処理槽１１内の処理液２を排出するための手段である。

排出手段３１は、図１等に示すように、処理槽１１の下方に設けられた排出口を挙げることができる。通常、処理槽１１の下方の側壁が斜めに傾いており、その最下点に排出口３１が設けられる。なお、被洗浄部材１を収容する収容カセット１５は、下に処理液通過口２９が開口しており、シャワーノズル２１から噴射した処理液２は、被洗浄部材１を洗浄した後にその処理液通過口２９から下方に流れる。処理液通過口２９を通過した処理液２は、処理槽１１の排出口３１から排出される。

排出ステップＣでの制御は、自動制御であっても手動制御であってもよい。本発明では、図６（ｂ）に示すように、噴射ステップＢと排出ステップＣとを、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態を保持しながら行うので、排出ステップＣでの処理液２の排出量と上記した噴射ステップＢでの処理液２の導入量とは、浸漬した状態が保持できる範囲内で設定され、その量は、同量又はほぼ同量になるように制御される。排出量と導入量が同じ又はほぼ同じ場合、排出ステップＣの時間は、上記した噴射ステップＢの時間に対応させて任意に設定される。例えば、噴射ステップＢが１，２秒である場合、被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態を保持しながら行う排出ステップＣは同じく１，２秒であり、噴射ステップＢが５，６秒である場合、被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態を保持しながら行う排出ステップＣは同じく５，６秒である。

排出ステップＣにおいて、図６（ｂ）に示すように噴射ステップＢでの導入量と排出ステップＣでの排出量とを同じ又はほぼ同じにして処理した後は、図６（ｃ）に示すように排出ステップＣの排出量を噴射ステップＢの導入量よりも増して処理液２の水位を下げる。こうした処理により、処理液２の水位が下がって行く途中で処理液２中に浮遊した被洗浄物５４が仮に存在した場合、その被洗浄物５４が被洗浄部材１に付着したとしても、付着した被洗浄物５４をシャワーノズル２１から噴射された処理液２で洗い流すことができる。

処理液２の水位が下がって行く途中では、噴射ノズルから処理液２だけ噴射してもよいし、処理液２とガス（空気や窒素等）を混合して同時に噴射してもよい。また、排出途中の処理液２の水位が、被洗浄部材１（例えば半導体基板）よりも下になった場合にも、噴射ノズルから処理液２だけ噴射してもよいし、処理液２とガス（空気や窒素等）を混合して同時に噴射してもよいが、ガスだけを噴射してもよい。ガスだけを噴射する場合は、被洗浄部材１の液切りを行うことができる。

排出口３１の大きさや形状は、噴射量等や排出速さによって任意に設定される。排出された処理液２は、図１に示すように、循環槽８１に流れ込む。循環槽８１に流れ込んだ処理液２に含まれる被洗浄物５４は、必要に応じて回収網４１で捕集される。洗浄処理を終了した後の処理液２は、循環ポンプ８２、フィルター８３，８４，８５、熱交換器８６を経て循環させることができ、処理液２に含まれる細かい被洗浄物５４をフィルターで除去して、次の洗浄処理に利用することができる。

（制御手段）
制御手段は、複数の被洗浄部材１を処理槽１１内の処理液２に沈めた状態を保持しながら、噴射手段２１から処理液２を噴射するとともに、排出手段３１から処理液２を排出するための手段である。

この制御手段により、噴射手段２１（噴射ステップＢ）での処理液の噴射量を徐々に増すとともに、排出手段３１（排出ステップＣ）の処理液の排出量を徐々に増すことができる。こうした噴射量と排出量の制御は、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態を保持しながら、噴射量を徐々に増すとともに排出量を徐々に増すので、噴射手段２１での処理液の噴射によって被洗浄部材１の洗浄を急激に行わずに緩やかに行うことができる。こうした制御は、特に洗浄の初期段階で好ましい。その結果、リフトオフ法で半導体基板１を処理する場合、金属薄膜５３とレジスト５２とからなる被洗浄物５４をできるだけ大きい状態で剥がすことができる。

図６は、洗浄方法の各ステップの説明図である。先ず、収容カセット１５に収容された被洗浄部材１が処理槽１１内の所定の位置にセットされ、その後に、図６（ａ）に示すように、処理液２が被洗浄部材１を覆うように満たされる。この浸漬ステップＡにより、例えばリフトオフ法で半導体基板１を処理する場合には、その半導体基板１上に設けられたレジスト５２が膨潤する。

次いで、上方からシャワーノズル２１が降下して、被洗浄部材１の上方近くにセットされる。引き続いて、図２（ｂ）に示すように、噴射ステップＢと排出ステップＣとが同時に行われる。このとき、噴射量の制御と排出量の制御とが行われ、複数の被洗浄部材１を処理液２に沈めた状態を保持しながら、噴射量を徐々に増すとともに排出量を徐々に増す。

所定時間（例えば１秒〜３秒程度）の洗浄処理を行った後、図６（ｃ）に示す排出ステップＣのように、シャワーノズル２１を閉じ、処理槽１１内の処理液２を排出する。なお、被洗浄物５４を回収する場合には、回収ステップＤも併せて行われてもよい。

最後に、図６（ｄ）に示すように、シャワーノズル２１を上方に引き上げ、その後に収容カセット１５も引き上げる。

引き続いて、未処理の被洗浄部材１を収容した収容カセット１５を処理槽１１に入れて、上記した処理を繰り返す。

（回収手段）
回収手段は、被洗浄部材１を洗浄することによって生じた被洗浄物（不要物）５４である。この回収手段は、その被洗浄物５４の種類や大きさにより、必要に応じて設けられる。被洗浄物５４が、上記したリフトオフ法によって剥離する金属薄膜５３及びレジスト５２からなる被洗浄物５４である場合は、回収手段として回収網４１（図１を参照）を設けることが好ましい。こうした回収網４１は、ステンレス製の網を用いることができ、その網目（メッシュ）は、剥離した金属薄膜５３の大きさに応じて選択することができる。

こうした回収手段を設けることにより、被洗浄部材１が例えばレジスト５２と金属薄膜５３とを形成した半導体基板５１である場合、レジスト５２とともに剥離した金属薄膜５３を被洗浄物５４として効率的に回収することができる。その結果、回収した金属薄膜５３を資源として再利用することも可能になる。

（その他）
処理液２は、洗浄目的や被洗浄部材１の種類に応じて任意に選択され、有機溶剤等の有機系の処理液であってもよいし、無機系の処理液であってもよい。こうした処理液２は、通常、図１中に示すバルブを任意に操作することにより、図１に示す経路内を循環させて用いられる。処理液２の循環、処理槽１１への供給、及びシャワーノズル２１への供給は、各種の方法で行うことができる。

例えば浸漬ステップＡの段階では、処理液２はポンプ循環で処理槽１１に供給することができる。一方、噴射ステップＢの段階では、キャニスター７１内に入れた処理液２をガス（空気、窒素ガス等）で加圧（通常、０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａ程度）し、高圧状態でキャニスター７１から一気に送り出し、シャワーノズル２１の先端から排出させることが好ましい。キャニスター７１から送られる処理液２は、高い圧力でシャワー噴射するため、薄い膜でも瞬時に剥がすこことができる。

また、処理液２は、処理液脱気装置９１により処理されたものであってもよい。処理液脱気装置９１で脱気処理された処理液２は、例えば微細パターンの隙間にも浸透し易い。その結果、処理液２を用いた洗浄を効果的に行うことができる。特に、超音波洗浄装置３５を用いた場合に好ましく、洗浄効率を向上させることができる。脱気処理した処理液２を用いた応用例としては、超音波洗浄の効果を増して処理時間を短縮することができたり、超音波洗浄の効果が隅々にまで行き渡ることによる歩留まりを向上させることができたり、処理しない処理液に比べて処理温度を低くすることができたりすることができる。

以上説明したように、本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置は、被洗浄物５４が浮遊した状態で被洗浄部材１に再付着するのを防ぐことができる。また、枚葉毎行う従来の洗浄方法や装置とは異なり、複数の被洗浄部材１をまとめて処理できるので、処理能力を高めることができる。

１ 被洗浄部材（半導体基板）
２ 処理液
１０ 洗浄装置
１１ 処理槽
１２ 処理槽の上部
１３ 処理槽の下部
１４ カセット受部材
１４ａ カセットガイド
１５ 収容部材（収容カセット）
１６ カセット保持部材
１７ 昇降装置
１８ オーバーフロー槽
１９ オーバーフロー槽排出口
２１ 噴射手段（ノズル）
２２ ノズル配管
２３ ノズル配管の保持部材
２７ ノズルの昇降装置
２８ オーバーフロー壁
２９ 処理液通過口
３１ 排出手段（排出口）
３５ 超音波洗浄装置
４１ 回収手段（回収網）
５１ 半導体基板
５２ レジスト
５３ 金属薄膜
５４ 被洗浄物（不要物）
７１ キャニスター
７２ 圧縮ガス
８１ 循環槽
８２ 循環ポンプ
８３，８４，８５ フィルター
８６ 熱交換器（ヒーター）
８８ 液面センサー
９１ 処理液脱気装置
９２ ノズル
９５ 圧力センサー
Ａ 浸漬ステップ
Ｂ 噴射ステップ
Ｃ 排出ステップ
Ｄ 回収ステップ

Claims (9)

1. 処理液で満たした処理槽内に複数の被洗浄部材及び噴出手段を前記処理液に沈めた状態で、前記処理液を噴射する噴射手段から前記複数の被洗浄部材に向けて該被洗浄部材の上側から処理液を所定の高圧状態で噴射する噴射ステップと、
   前記複数の被洗浄部材を沈めた処理液と前記噴射ステップで噴射した処理液とを前記被洗浄部材の下側から排出する排出ステップと、を有し、
   前記噴射ステップと前記排出ステップとを、前記複数の被洗浄部材を処理液に沈めた状態を保持しながら、
   前記噴射ステップでは、前記処理液をガスで加圧して高圧状態とし、高圧状態の前記処理液を一気に前記処理槽に噴射しており、
   前記排出ステップの排出量を前記噴射ステップの導入量よりも増すように制御している、
   ことを特徴とする洗浄方法。
2. 前記噴射ステップでの処理液の噴射量を徐々に増すとともに、前記排出ステップでの処理液の排出量を徐々に増すように制御する、請求項１に記載の洗浄方法。
3. 前記噴射ステップの前に、前記複数の被洗浄部材を処理液に浸漬させる浸漬ステップが設けられている、請求項１又は２に記載の洗浄方法。
4. 前記複数の被洗浄部材が収容部材に収容されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗浄方法。
5. 処理液が満され、複数の被洗浄部材を処理液に沈めるための処理槽と、
   前記処理槽の上部に配置され、且つ該処理槽に満たされた前記処理液に沈められ、該処理槽内に配置された前記複数の被洗浄部材に向けて処理液を所定の高圧状態で噴射させるための噴射手段と、
   前記処理槽の下部に配置され、該処理槽内の処理液を排出するための排出手段と、
   前記複数の被洗浄部材を前記処理槽内の処理液に沈めた状態を保持しながら、前記噴射手段から前記処理液を噴射するとともに、前記排出手段から前記処理液を排出するための制御手段と、を有し、
   前記噴射手段は、前記処理液をガスで加圧して高圧状態とし、高圧状態の前記処理液を一気に前記処理槽に噴射し、
   前記制御手段は、前記排出手段からの排出量を前記噴射手段の導入量よりも増すように制御する、
   ことを特徴とする洗浄装置。
6. 前記噴射手段での処理液の噴射量を徐々に増すとともに、前記排出手段の処理液の排出量を徐々に増すための制御手段を有する、請求項５に記載の洗浄装置。
7. 前記処理槽は、前記被洗浄部材に向けて前記処理液を噴射させる前に、前記複数の被洗浄部材を前記処理液に浸漬させる処理槽である、請求項５又は６に記載の洗浄装置。
8. 前記被洗浄部材から離脱した被洗浄物を回収する回収手段が設けられている、請求項５〜７のいずれか１項に記載の洗浄装置。
9. 前記噴射手段が、前記複数の被洗浄部材に向けて均等に配置された複数のシャワーノズルである、請求項５〜８のいずれか１項に記載の洗浄装置。
   

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