JPH09162156A

JPH09162156A - 処理方法及び処理装置

Info

Publication number: JPH09162156A
Application number: JP34527895A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kumagai; 佳夫熊谷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1997-06-20
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JP3243708B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理体の薬液処理、洗浄処理及び乾燥処理
に際し、被処理体のパーティクルの付着あるいは乾燥む
ら等の発生を抑制すること。【解決手段】半導体ウエハＷを洗浄液で洗浄する洗浄
・乾燥処理槽２０と、溶剤を加熱して乾燥ガスを生成す
る乾燥ガス生成部４０とを、乾燥ガス供給路３０にて連
通する。洗浄・乾燥処理槽２０の底部に薬液及び洗浄液
の供給・排出口２４を設けると共に、薬液の排液口６１
を設け、排液口６１に強制排液機構６０を設ける。これ
により、洗浄・乾燥処理槽２０内におかれた半導体ウエ
ハＷを薬液処理した後、薬液を短時間に排出することが
でき、その後、洗浄液で洗浄した後、洗浄液の界面に乾
燥ガスを含有する領域を形成し、半導体ウエハＷを界面
部より実質的に突出させつつ乾燥ガス雰囲気により乾燥
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被処理体を洗浄
し乾燥する処理方法及び処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造装置の製造工程にお
いては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理
体を洗浄液やリンス液等の処理液が貯留された処理液槽
に順次浸漬して洗浄を行う洗浄装置が広く用いられてい
る。また、このような洗浄装置では、処理液槽で洗浄し
た被処理体を別の槽に大気中を搬送しその槽で被処理体
を乾燥する乾燥装置を備えている。しかし、このような
洗浄・乾燥装置においては、処理液槽で洗浄した被処理
体例えば半導体ウエハは大気中で被処理体を乾燥する乾
燥装置に搬送されるので、その搬送中にウエハの表面に
付着する水滴等によって大気中のパーティクルがトラッ
プされ乾燥装置で乾燥された際にそのパーティクルがウ
エハの表面に残渣してしまうという問題があった。

【０００３】この問題を解決する方法として、被処理体
を収容する容器内で水洗流体にて洗浄処理した後、容器
内に溶剤例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の
乾燥ガスを供給して水洗流体を乾燥ガスで置換後に、液
滴が被処理体の表面に実質的に残らない速度で、水洗流
体を被処理体の表面から直接置換することにより、水洗
流体を乾燥ガスで置換する表面乾燥処理方法が知られて
いる（特開平３−１６９０１３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被処理体の
表面の自然酸化膜や金属不純物を除去するために、洗浄
工程に加えて例えばフッ化水素酸（ＨＦ）の薬液によっ
て被処理体を処理し、その後薬液を例えば純水洗浄によ
り除去する処理が行われている。このような洗浄・乾燥
処理を行うには、被処理体をＨＦで薬液処理した後に純
水洗浄処理を行い、その後に乾燥処理を行う必要がある
ため、ＨＦの供給・排出手段を具備しない上述の特開平
３−１６９０１３号公報に記載の処理方法・処理装置を
そのまま適用することはできない。したがって、ＨＦ処
理部と乾燥処理部とを別個に設けざるを得ない。

【０００５】しかしながら、ＨＦによる薬液処理後に純
水洗浄する場合、図１０に示すように、被処理体例えば
半導体ウエハＷの表面に向かって純水を供給するため、
純水によるすすぎに一定の時間を要し、そのためウエハ
Ｗの表面にＨＦが残留し、この残留ＨＦによってウエハ
Ｗがエッチングされてしまい、ウエハＷの面内均一性が
損なわれるという問題があった。また、残留ＨＦは水滴
状となるため、上述したように乾燥装置に搬送する間に
水滴に大気中のパーティクルがトラップする恐れがあ
り、また、その水滴の一部が乾きあるいは乾燥装置で乾
かす際、ウエハＷの表面に乾燥むらが発生し次工程で歩
留まりを低下させるという問題がある。

【０００６】また、被処理体がベアウエハ又はＰｏｌｙ
−Ｓｉ膜付ウエハ等疎水性ウエハである場合、ＨＦ処理
の後に純水洗浄すると、空気の巻き込み又は純水中のシ
リカ成分等によって生成されると思われるＳｉＯｘ等の
不純物がウエハ表面に付着又は生成し、パターン形成時
の不良原因となり、歩留まり低下の原因となってしまう
という問題もあった。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、被処理体を薬液処理及び洗浄し乾燥するに際し、被
処理体にパーティクルの付着あるいは乾燥むら等を抑制
することができる処理方法及び処理装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の処理方法は、被処理体を薬液処理
及び洗浄し乾燥する処理方法であって、処理部内に配
設された上記被処理体を薬液で処理する工程と、上記
薬液を上記処理部から排液する工程と、上記被処理体を
洗浄液で洗浄する工程と、上記洗浄液の界面部に上記
被処理体に対して疎水性を有する領域を形成する工程
と、上記被処理体を上記界面部より実質的に突出させ
つつ乾燥ガスにより乾燥する工程と、を有することを特
徴とするものである（請求項１）。

【０００９】この発明の第２の処理方法は、被処理体を
薬液処理及び洗浄し乾燥する処理方法であって、処理
部内に配設された上記被処理体を薬液で処理する工程
と、上記薬液を上記処理部から排液する工程と、上記
被処理体を洗浄液で洗浄する工程と、上記洗浄液の界
面部に乾燥ガスを含有する領域を形成する工程と、上記
被処理体を上記界面部より実質的に突出させつつ上記界
面部上方に形成された乾燥ガス雰囲気により乾燥する工
程と、有することを特徴とするものである（請求項
２）。

【００１０】この発明の第３の処理方法は、被処理体を
薬液処理及び洗浄し乾燥する処理方法であって、処理
部内に配設された上記被処理体を薬液で処理する工程
と、上記薬液を上記処理部から排液する工程と、上記
被処理体を洗浄液で洗浄する工程と、上記洗浄液を上
記被処理体が洗浄液中に維持された状態で排出する工程
と、上記被処理体を上記界面部から界面部上方に形成
された乾燥ガス雰囲気に実質的に突出させ乾燥する工程
と、を有することを特徴とするものである（請求項
３）。

【００１１】上記処理方法において、被処理体を洗浄液
で洗浄する工程中に、洗浄液の比抵抗値を検出し、この
洗浄液の比抵抗値が所定の値になった後、乾燥処理を行
う方が好ましい（請求項４）。

【００１２】また、この発明の第１の処理装置は、被処
理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する処理装置であって、
上記被処理体を収容する処理部と、溶剤を加熱して乾
燥ガスを生成する乾燥ガス生成部と、上記処理部と乾燥
ガス生成部とを連通する乾燥ガス供給路とを具備し、
上記処理部に、薬液及び洗浄液の供給・排出口を設ける
と共に、少なくとも薬液の排出口に強制排液機構を設け
たことを特徴とするものである（請求項５）。

【００１３】また、この発明の第２の処理装置は、被処
理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する処理装置であって、
上記被処理体を収容する処理部と、溶剤を加熱して乾
燥ガスを生成する乾燥ガス生成部と、上記処理部と乾燥
ガス生成部とを連通する乾燥ガス供給路とを具備し、
上記処理部に、薬液及び洗浄液の供給・排出口を設ける
と共に、少なくとも薬液の排出口に強制排液機構を設
け、上記処理部に、この処理部内に供給される洗浄液
の比抵抗値を測定する比抵抗検出手段を設けたことを特
徴とするものである（請求項６）。この場合、比抵抗検
出手段からの検出信号を受ける制御手段からの信号に基
づいて洗浄液供給部の開閉手段を制御する方が好ましい
（請求項７）。

【００１４】上記処理装置において、上記強制排液機構
を、処理部の底部に設けられた複数の排液口と、各排液
口を開閉する蓋体と、この蓋体を開閉駆動する開閉手段
とで構成するか（請求項８）、あるいは、上記強制排液
機構を、薬液及び洗浄液の供給・排出口を有し処理部の
底部に対して接離可能な蓋体と、この蓋体を開閉駆動す
る開閉手段とで構成することができる（請求項９）。

【００１５】この発明によれば、処理部内に配設された
被処理体を薬液で処理した後、薬液を処理部から排液
し、次いで、被処理体を洗浄液で洗浄した後、洗浄液の
界面部に被処理体に対して疎水性を有する領域を形成し
て、被処理体を界面部より実質的に突出させつつ乾燥ガ
スにより乾燥することにより、被処理体を大気に晒すこ
となく、薬液処理、洗浄処理及び乾燥処理を連続的に行
うことができる。この際、薬液処理後、薬液を強制的に
排出することで、被処理体の表面の薬液の残渣を抑制す
ることができる。また、被処理体を洗浄液の界面部より
突出する際、被処理体に対して洗浄液の残渣を抑制し、
乾燥ガスに晒すことができるので、被処理体に乾燥むら
が発生するのを抑制することができる。

【００１６】また、被処理体を洗浄液で洗浄する工程中
に、洗浄液の比抵抗値を検出し、この洗浄液の比抵抗値
が所定の値になった後、乾燥ガスを供給すると共に、洗
浄液を被処理体が洗浄液中に維持された状態で排出する
ことにより、洗浄処理を確実にすると共に、洗浄・乾燥
処理を迅速に行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態を添
付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明に
係る処理装置を備えた洗浄処理システム１の構成を示す
斜視図で、この洗浄処理システム１は、洗浄処理部２
と、この洗浄処理部２の両側端部に設けられたローダ部
３及びアンローダ部４とで主要部が構成されている。

【００１８】上記ローダ部３は、未洗浄の被処理体、例
えば半導体ウエハ（以下にウエハという）が所定枚数、
例えば２５枚収容されたキャリアＣを搬入、載置させる
載置部５と、この載置部５のキャリアＣからウエハを取
り出して位置決めし、所定の間隔かつ所定の枚数分のウ
エハを後述する搬送機構に１７に対して受け渡しを行う
中継部７に移送するための移送装置８とから主に構成さ
れている。

【００１９】上記洗浄処理部２は、一次洗浄ユニットか
らｎ次洗浄ユニットまで複数の洗浄ユニット１０ａ，１
０ｂ，…，１０ｎが順次配列されて構成されている。そ
れらの各洗浄ユニット１０ａ〜１０ｎ内の洗浄ユニット
１０ａは、例えば薬液槽１１，一次水洗槽１２、二次水
洗槽１３から構成され、薬液槽１１において薬液洗浄
後、一次水洗槽１２及び二次水洗槽１３において純水に
よりウエハに付着した薬液を洗浄した後、ウエハは、更
に下流の洗浄ユニット１０ｂ〜１０ｎの内所定の洗浄ユ
ニットに移載され所定の処理が施されるよう構成されて
いる。

【００２０】また、上記洗浄処理部２の最下流の洗浄ユ
ニット１０ｎには、後述するように同一槽の薬液例えば
フッ化水素酸（ＨＦ）による処理及び純水による最終洗
浄を行うと共に、乾燥ガス例えば溶剤としてのイソプロ
ピルアルコール（ＩＰＡ）等で洗浄処理が終了したウエ
ハを乾燥させるためのこの発明の処理装置である洗浄・
乾燥処理装置１５の洗浄・乾燥処理槽２０（処理部）が
順次配列されて、一連の洗浄処理を行うことができるよ
うに構成されている。

【００２１】また、上記洗浄ユニット１０ｂ〜１０ｎ側
方には、把持機構、例えばウエハチャック１６によって
複数枚例えば５０枚のウエハを上記中継部７から受け取
ると共にそれらのウエハを一括して把持し、それらのウ
エハを垂直及び水平方向に移動し所定の処理槽に対して
搬入出する搬送機構１７が設けられている。本実施形態
では、この搬送機構１７は複数台、例えば３台設けられ
ており、その搬送範囲を制限することによって、それぞ
れ洗浄ユニット１０ｂ〜１０ｎ間における例えば薬液の
干渉を防止するよう配慮されている。

【００２２】一方、上記アンローダ部４は、前述の洗浄
ユニット１０ｂ〜１０ｎによって洗浄し乾燥されたウエ
ハを収納するキァリアＣを載置可能に構成された載置部
６を備えており、この載置部６から洗浄・乾燥処理が終
了しキャリアＣ戻されたウエハは載置外に搬出される。

【００２３】次に、この発明の処理装置である上記洗浄
ユニット１０ｎの洗浄・乾燥処理装置１５の構成を説明
する。

【００２４】◎第一実施形態上記洗浄・乾燥処理装置１５は、図２及び図３に示すよ
うに洗浄液、例えば純水と薬液例えばＨＦ（具体的に
は、ＨＦ：Ｈ₂Ｏ＝１：９９〜１：１９のＨＦ液）を収
容可能に構成された箱型の処理部としての洗浄・乾燥処
理槽２０（以下に処理槽という）と、ＩＰＡを加熱して
乾燥ガスを生成する乾燥ガス生成部４０と、処理槽２０
と乾燥ガス生成部４０とを連通する乾燥ガス供給路３０
と、乾燥ガス供給路３０に三方切換弁Ｖ6及びフィルタ
５１を介して連通する不活性ガス例えば窒素（Ｎ₂）ガ
ス供給路５０とで主に構成されている。

【００２５】上記処理槽２０は、この処理槽２０内に配
設され、上記搬送機構１７によって搬入される所定間
隔、例えばハーフピッチかつ所定枚数例えば５０枚のウ
エハＷを垂直に保持する保持具２１を備えている。この
処理槽２０は、保持具２１が収納されてウエハＷを処理
液中に浸潰することが可能な内槽２０ａと、この内槽２
０ａの上端からオーバーフローする純水を受け止める外
槽２０ｂとで構成されている。この外槽２０ｂの底部に
は、その純水を排出するための排出口２２が設けられて
おり、この排出口２２から使用済みの純水は配管を介し
て回収手段２３に回収されるよう構成されている。

【００２６】また、上記内槽２０ａの底部２０ｃには供
給・排出口２４が設けられ、この供給・排出口２４に対
して内槽２０ａの純水を排出するラインＬ1と、内槽２
０ａ内に一次洗浄用の純水を供給するラインＬ2及び内
槽２０ａ内にＨＦを供給するラインＬ3が接続され、ラ
インＬ1は、供給・排出口２４から純水を開閉手段Ｖ1を
介して液を回収手段２３に回収されるよう構成されてい
る。ラインＬ2は、ポンプＰ1と開閉弁Ｖ2とを介設して
純水を内槽２０ａ内に供給する供給管１９ａと接続され
ている。また、ラインＬ3は、ポンプＰ2と開閉弁Ｖ3と
を介設してＨＦ液を内槽２０ａに供給する供給管１９ｂ
と接続されている。

【００２７】上記ラインＬ2,Ｌ3から供給・排出口２４
より槽内に導入された純水とＨＦ液は、上記保持具２１
と上記底部２０ｃとの間に介装された整流手段２５を介
して、乱流を抑制して均等にウエハＷの周囲に供給させ
るよう構成されている。

【００２８】この場合、上記整流手段２５は、処理槽２
０を上下に区画するように水平に配設される整流板２５
ａと、供給・排出口２４の上方に配置される拡散板２５
ｂとで構成されている。この整流板２５ａには多数の小
孔２５ｃが穿設されており、供給・排出口２４より導入
された純水又はＨＦ液は、まず、拡散板２５ｂの裏面に
衝突し、その拡散板２５ｂの周縁部より整流板２５ａの
裏面全体に拡散され、その後整流板２５ａの小孔２５ｃ
を通過して、上記保持具２１により保持されたウエハＷ
の周囲に供給されるので、乱流を生じることなく均等な
流速でウエハＷを包み込み、ウエハＷ全体をむら無く均
等に洗浄又は浸漬することが可能なように構成されてい
る。

【００２９】また、上記処理槽２０の内槽２０ａの底部
両側には、内槽２０ａ内に溜ったＨＦ液を短時間に排出
するための強制排液機構６０が設けられている。この強
制排液機構６０は、上記内槽２０ａの底部側壁に設けら
れた大口径の排液口６１と、この排液口６１を開閉する
蓋体６２と、蓋体６２を開閉駆動する開閉駆動手段例え
ば油圧シリンダ６３とで構成されている。なお、開閉駆
動手段は油圧シリンダ６３以外に例えばエアーシリンダ
であってもよく、また、リンク機構等の機械式やソレノ
イドを用いた電気式等任意のものを用いることができ
る。

【００３０】このように構成される強制排液機構６０の
開閉駆動手段例えば油圧シリンダ６３を駆動して、蓋体
６２を排液口６１から離すことにより、ウエハＷを侵漬
して処理するために内槽２０ａ内に溜ったＨＦ液を短時
間に外部へ排出することができる。なお、内槽２０ａ内
から排出されるＨＦ液は図示しない排液管を介して所定
の排液タンク等に排出される。

【００３１】一方、処理槽２０の上部側には、二次洗浄
用の洗浄液例えば純水の供給部が設けられている。この
純水供給部は、図２に示すように、ラインＬ2から分岐
するラインＬ4に接続されて純水を一時的に貯留するタ
ンク１００にて形成されている。この純水供給用タンク
１００内に、ラインＬ4に介設される開閉弁Ｖ4及び上記
ポンプＰ1を介して純水が一時的に貯留され、タンク１
００の供給口に設けられた開閉弁Ｖtを操作して所定量
の純水が内槽２０ａ内のウエハＷに向って供給されるよ
うに構成されている。なお、タンク１００を別の供給源
に接続してもよい。また、純水を供給・排出口２４から
供給して純水洗浄するようにしてもよい。

【００３２】また、処理槽２０の外槽２０ｂの対向する
辺の上部側の一方には、乾燥ガス供給路３０と接続する
乾燥ガス供給口３１が設けられ、他方の上部壁には排気
口３２が設けられ、この排気口３２に開閉弁Ｖ5及び排
気手段３３を介設する排気路３４が接続されている。な
お、乾燥ガス供給路３０の外周部には、乾燥ガスの沸点
以上の温度、ＩＰＡガスの場合、好ましくは８０℃以上
の所定温度に設定する加熱手段例えばヒータ（図示せ
ず）が配設されている。

【００３３】また、上記処理槽２０の上方には、図２に
示すように、カップ２７が設けられている。このカップ
２７は、上記外槽２０ｂの上面と当接する封止部材例え
ばＯリング２８を具備しており、図示しない移動機構に
よって外槽２０ｂに対して図中矢印のように近接あるい
は離脱するように構成されている。

【００３４】上記のように、処理槽２０の外槽２０ｂ
に、不活性ガス供給路５０と連通する乾燥ガス供給路３
０及び排気路３４を接続することにより、処理槽２０内
に乾燥ガス例えばＩＰＡガス及び不活性ガス例えばＮ₂
ガスを供給することができると共に、必要に応じて排気
することができる。この場合、カップ２７には乾燥ガス
の供給・排出部を設けないため、カップ２７の移動部に
乾燥ガスの供給用の例えばＰＦＡ等の合成樹脂製のフレ
キシブルチューブを使用する必要がない。したがって、
上記フレキシブルチューブを使用した場合に、乾燥ガス
の加熱温度例えばＩＰＡガスの沸点８０℃以上の高温度
によってフレキシブルチューブが劣化し、パーティクル
等が発生するのを防止することができる。

【００３５】また、上記処理槽２０の内槽２０ａの上部
には、通口７１が設けられており、この通口７１に、内
槽２０ａ内の二次洗浄用の純水の比抵抗値を検出するた
めの比抵抗値検出手段としての比抵抗値検出器７０を介
設する検出管７２が接続されている。このように比抵抗
値検出器７０を設けることにより、ＨＦ液によってウエ
ハＷを処理した後に、ＨＦ液が排液され、その後ノズル
管２６から二次洗浄用の純水が内槽２０ａのウエハＷに
供給されて二次洗浄が行われる際の内槽２０ａ内の純水
とＨＦ液の混合液の比抵抗値を検出することができ、例
えば比抵抗値が６〜７ＭΩに達したとき、後述する制御
手段８０を駆動して二次洗浄が終了したことを知らせる
と共に、次工程の乾燥工程を行うことができる。なお、
純水の比抵抗値は１８ＭΩである。

【００３６】一方、上記乾燥ガス生成部４０は、溶剤例
えばＩＰＡの蒸気生成部４１と、この蒸気生成部４１内
のＩＰＡの蒸気（乾燥ガス）を凝縮する乾燥ガス遮断用
の冷却部４２とで主に構成されている。

【００３７】この場合、蒸気生成部４１は、この蒸気生
成部４１の底部に設けられてＩＰＡを貯留する液貯留部
４３を有し、この液貯留部４３の下部にはヒータ４４が
設けられている。また、冷却部４２は、蒸気生成部４１
の上部側の内壁に沿って配管される冷却蛇管にて形成さ
れており、この冷却蛇管に連通する冷媒供給手段４５の
駆動によって冷却蛇管中に冷媒が供給されるように構成
されている。

【００３８】このように構成することにより、冷却蛇管
中に冷媒が供給された状態において、ＩＰＡの蒸気が凝
縮されて上方すなわち乾燥ガス供給路３０側への乾燥ガ
スの流出が阻止され、また、冷媒供給手段４５の駆動が
停止され、冷却蛇管への冷媒の供給が停止することによ
り、蒸気生成部４１で生成された乾燥ガスが乾燥ガス供
給路３０を介して蒸気処理槽２０内へ供給されるように
なっている。

【００３９】なお、上記蒸気生成部４１の冷却部４２の
上方側壁部には排出口４６が設けられ、この排出口４６
に開閉手段例えば開閉弁Ｖ7を介して排出路４７が連通
されている。また、この排出路４７は排気手段４８に接
続されている。

【００４０】また、上記開閉弁Ｖ1〜Ｖ7，Ｖt，ポンプ
Ｐ1，Ｐ2，冷媒供給手段４５，比抵抗値検出器７０は洗
浄・乾燥処理装置１５の処理を制御する制御手段８０に
より、所定の処理プログラムに従って駆動されるように
構成されている。

【００４１】次に、上記実施形態の通常の動作について
説明する。まず、図１に示すように、未処理のウエハＷ
を２５枚ずつ収納したキャリアＣを、洗浄処理システム
１外から例えば搬送ロボット（図示せず）あるいは作業
者によって、ローダ部３の載置部５の所定位置に載置す
る。

【００４２】そして、移送装置８によりキャリアＣを順
次クランプし、中継部７に移送する。この中継部７にお
いてキャリアＣ内のウエハＷを位置合わせ、例えばオリ
フラ合わせし、更にウエハＷを、所定の処理枚数例えば
５０枚かつそれぞれのウエハＷを所定の時間に揃え、そ
れらのウエハＷを一括して１ロットとして搬送機構１７
のウエハチャック１６に保持する。

【００４３】この後、搬送機構１７のウエハチャック１
６に保持された１ロット分のウエハＷを、洗浄ユニット
１０ａの薬液槽１１に搬送し、そして、薬液槽１１内に
所定の薬液を導入し、ウエハＷに対して所定の洗浄処理
を行う。この所定の処理としては、例えばウエハＷの表
面に付着した汚染の種類、例えば有機物不純物、金属不
純物などに応じて、所定の薬液が導入され、薬液洗浄処
理が施される。この場合、有機物汚染に対しては、アン
モニア水と過酸化水素水の混合液により洗浄を行う。

【００４４】この洗浄を行った後、搬送機構１７で薬液
槽１１からウエハＷを取り出して、一次水洗槽１２に搬
送し、そこで純水による一次洗浄を行う。その後、純水
洗浄後のウエハＷを二次水洗槽１３に送り、純水による
二次洗浄を行い、ウエハＷに付着した薬液をより完全に
洗浄する。なお、この二次水洗槽１３は、インターフェ
イス槽とも称されるものであり、別種の薬液による洗浄
が行われる隣接する洗浄ユニットの間にあって、両薬液
の混合を防止するためのバッファとしての機能を有する
ものである。

【００４５】この後、ウエハＷに対して必要な洗浄処理
を行った後、ウエハＷは搬送機構１７により洗浄ユニッ
ト１０ｎの図３に示す処理槽２０に移送され、処理槽２
０の内槽２０ａ内の保持具２１の所定位置にウエハＷを
配置する。

【００４６】なお、ウエハＷを内槽２０ａ内に配置する
際、制御手段８０によってポンプＰと開閉弁Ｖ2を駆動
し、純水を開閉弁Ｖ2により所定の流量内槽２０ａ内に
送流しつつ、内槽２０ａから溢れた純水を外槽２０ｂ内
に流れ込ませ回収手段２３によって回収している。つま
り、ウエハＷを搬送機構１７により内槽２０ａ内に搬入
する場合、内槽２０ａに溜められる純水に常に新しい純
水を供給し内槽２０ａから外槽２０ｂ側に排出していな
いと、搬送機構１７等に万が一にも付着するパーティク
ルを内槽２０ａ内に引き込むことになりウエハＷの歩留
まりを低下させるため、純水を内槽２０ａ内に供給して
いる。

【００４７】この後、図４に示すフローチャートの手順
でウエハＷの洗浄・乾燥処理が行われる。すなわち、予
め定められた処理のプログラムに従って、制御手段８０
によってポンプＰと開閉弁Ｖ2を駆動し、純水を開閉弁
Ｖ2により所定の流量（流量を段階的に変化させてもよ
い）かつ所定時間あるいは内槽２０ａ内の純水の抵抗値
が所定の値に達するまで内槽２０ａ内に送流しつつ、洗
浄処理を行う（ステップＡ）。

【００４８】ポンプＰ1が停止し、開閉弁Ｖ2が閉じて一
次洗浄処理が終了すると、次に、制御手段８０によって
ポンプＰ2と開閉弁Ｖ3が駆動し、内槽２０ａ内に上記Ｈ
Ｆ液が所定の流量（流量を段階的に変化させてもよい）
かつ所定時間内槽２０ａ内に送流しつつ、ウエハＷを浸
漬して自然酸化膜及び金属不純物を除去する処理を行う
（ステップＢ）。

【００４９】ポンプＰ2が停止し、開閉弁Ｖ3が閉じて薬
液処理が終了すると、次に、制御手段８０によって強制
排液機構６０の油圧シリンダ６３が駆動し、蓋体６２が
排液口６１を開放すると、内槽２０ａ内に溜っているＨ
Ｆ液が短時間に外部に排出（排液）される（ステップ
Ｃ）。

【００５０】この薬液排液工程が終了し、蓋体６２が再
び排液口６１を閉じた後、ポンプＰ1と開閉弁Ｖ2，Ｖ4
の駆動によって予めタンク１００内に貯留された純水
を、制御手段８０からの指令によって開閉弁Ｖtが開放
することにより、タンク１００からウエハＷに向けて供
給して二次洗浄を行う（ステップＤ）。この
二次洗浄処理によって前の薬液処理工程にウエハＷに付
着したＨＦ液の残渣が除去されつつ、ウエハＷは二次洗
浄用の純水に浸漬される。この際、この純水とＨＦ液と
の混合液の一部が通口７１を介して検出管７２に流れ、
検出管７２に介設された比抵抗値検出器７０によってそ
の比抵抗値が検出される。そして、検出された比抵抗値
が６〜７ＭΩ以上の場合は、二次洗浄処理が終了し、ま
た、比抵抗値が６〜７ＭΩ以下の場合は、二次洗浄が続
行される（ステップＥ）。

【００５１】この二次洗浄処理が終了すると、次に、図
５に示すように、カップ２７を外槽２０ｂ側に移動し、
カップ２７のＯリング２８と外槽２０ｂの上面とを密接
して、カップ２７と内槽２０ａとを気密状態にする（ス
テップＦ）。この状態で制御手段８０によってＮ₂ガス
供給手段から処理槽２０内にＮ₂ガスを供給しつつ、ポ
ンプＰ1と開閉弁Ｖ2を駆動し、供給・排出口２４より純
水を内槽２０ａに供給し、図５に示すように、純水の液
位をｙ1方向に上げ、内槽２０ａの上面より溢れさせ
る。このようにすることによって、Ｎ₂ガスの導入に伴
ないカップ２７内等に付着するパーティクルを内槽２０
ａから排出し、更に、純水の界面に浮遊するパーティク
ルも排出する。このようにして、所定時間の後、制御手
段８０にて開閉弁Ｖ2を閉じ内槽２０ａ内への純水の供
給を停止する。なお、この際、ウエハＷは、純水中に維
持された状態を保っている。また、上記洗浄・薬液処理
を行っている間、乾燥ガス生成部４０では、ＩＰＡの蒸
気が生成され、冷媒供給手段４５の駆動により冷却部す
なわち冷却蛇管中に供給される冷媒によって凝縮されて
乾燥ガス供給路３０側への供給が阻止されている。な
お、この際、開閉手段Ｖ7は閉じている。

【００５２】次に、制御手段８０にて開閉弁Ｖ5を開放
すると共に排気手段３３を駆動し、更に制御手段８０に
よってＮ₂ガス供給手段からの供給を停止すると共に、
冷媒供給手段４５の駆動を停止する。これにより、カッ
プ２７と内槽２０ａ間は所定の圧力にされＩＰＡガスが
充満することになる。そして、図６に示すように、内槽
２０ａの純水の液面ＬＤから所定の距離ｙ2かつ所定の
濃度に、ＩＰＡガスが溶け込んだＩＰＡ液層が形成され
る（ステップＧ）。

【００５３】なお、上述のＩＰＡ液槽の幅及び濃度は、
予め求められたデータに基づいてその幅を所望の最適値
にするようにＩＰＡガスの流量及びその流入時間及び排
気手段の排気に伴うカップ２７と内槽２０ａ間の圧力等
の条件にて設定される。

【００５４】この後、制御手段８０にて開閉弁Ｖ5を閉
じると共に排気手段３３を停止し、ＩＰＡガスを所定の
流量流しつつ開閉弁Ｖ1を開放し純水を内槽２０ａの底
部方向、つまり供給・排出口２４より所定の流量でウエ
ハＷが液に浸からない状態まで排出して乾燥処理を行う
（ステップＨ）。この工程の際、内槽２０ａから排出す
る純水の排出量はウエハＷに純水が実質的に残らない程
度以上の量で排出するのが好ましい。

【００５５】次に、この純水の排出時に伴うウエハＷの
乾燥について、図７を参照して説明する。上述の供給・
排出口２４より所定の流量で純水を矢印方向に排液する
と、純水９１の界面に上述のように形成されたＩＰＡ液
層９０の界面には、ウエハＷに対して山型９２が発生
し、ＩＰＡ液層９０と純水９１との境界部は、ウエハＷ
に対して谷型９３が発生する。この谷型９３は、ＩＰＡ
のぬれ性によりウエハＷの表面の状態にかかわらず発生
し、ウエハＷの表面は疎水性の状態となる。この疎水性
状態により純水９１もウエハＷに対して谷型９３となり
純水中に万が一にも含有するパーティクルを液からＩＰ
Ａガス雰囲気に引き上げられる際にウエハＷに残渣とし
て残すのを抑えることが可能となる。更に、疎水性状態
により純水９１もウエハＷに対して谷型９３となるの
で、ウエハＷを液からＩＰＡガス雰囲気に引き上げた
際、ウエハＷの表面に純水９１の水滴を残すこともなく
なる。そして、ウエハては、表面からＩＰＡガス雰囲気
に出た際、ＩＰＡガスによって乾燥される。

【００５６】この後、制御手段８０にて開閉弁Ｖ5を開
放すると共に排気手段３３を駆動し、かつ冷媒供給手段
４５を駆動し、冷却蛇管中に冷媒を供給してＩＰＡガス
の供給を停止する。この後、カップ２７を図示しない移
動機構によって処理槽２０から離脱させる。

【００５７】次に、制御手段８０にて開閉弁Ｖ7を開放
すると共に排気手段４８を駆動して乾燥ガス供給路３０
中に残留するＩＰＡガスを排出する。所定時間ＩＰＡガ
スの排出を行った後、制御手段８０にてＮ₂ガス供給手
段を駆動してＮ₂ガスを乾燥ガス供給路３０内に供給
し、乾燥ガス供給路３０内をＮ₂ガス雰囲気に置換す
る。

【００５８】以後、上述の各工程すなわち上述のステッ
プＡ〜Ｈを繰り返し行うことにより、所定枚数例えば５
０枚毎のウエハＷを連続して洗浄し乾燥することができ
る。

【００５９】なお、洗浄・乾燥されたウエハＷは、搬送
機構１７を介してアンローダ部４の載置部６上に載置さ
れる所定のキャリアＣに収納されて一連の洗浄・乾燥工
程が終了する。

【００６０】◎第二実施形態図８はこの発明の処理装置の第二実施形態の要部を示す
概略構成図である。第二実施形態は、洗浄処理・薬液処
理の処理時間の短縮化を図れるようにした場合である。
すなわち、上記内槽２０ａの底部に設けられる供給・排
出口２４を複数例えば２個設けることにより、一次洗浄
用の純水の供給量及び排出量を増大させると共に、ＨＦ
液の供給量を増大させて、処理時間の短縮を図れるよう
にした場合である。なお、図面では供給・排出口２４が
２個設けられているが、勿論３個以上設けてもよい。な
お、第二実施形態において、その他の部分は上記第一実
施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付し
て、その説明は省略する。

【００６１】◎第三実施形態図９はこの発明の処理装置の第三実施形態の要部を示す
概略構成図である。第三実施形態は、薬液例えばＨＦ液
の排液を更に短時間に多量に排出可能にする強制排液機
構６０を具備した場合である。すなわち、上記内槽２０
ａの底部全域を開口して排液口６１を形成し、この排液
口６１に、複数例えば２個の供給・排出口２４を有する
蓋体６４を開閉可能に配設し、そして、蓋体６４を開閉
駆動手段例えば油圧シリンダ６５によって開閉駆動する
ようにした場合である。このように構成することによ
り、上記内槽２０ａ内に溜ったＨＦ液を瞬時に排液する
ことが可能となり、処理時間の短縮化及びウエハＷへの
パーティクルの付着を更に確実に抑制することができ
る。

【００６２】第三実施形態において、供給・排出口２４
の数は必しも２個である必要はなく、３個以上設けても
よく、あるいは、１個であってもよい。なお、第三実施
形態において、その他の部分は上記第一実施形態と同じ
であるので、同一部分には同一符号を付して、その説明
は省略する。

【００６３】次に、上述の実施形態の効果について説明
する。上述のようにしてウエハＷの洗浄・乾燥を行うこ
とにより、洗浄・乾燥処理槽２０で、大気に晒すことな
くウエハＷの一次洗浄−薬液処理−二次洗浄−乾燥処理
を連続的に行うことができる。また、薬液処理後に、薬
液を短時間内に多量に強制排出（排液）することができ
るので、ウエハＷ表面の薬液の残渣を抑制することがで
きると共に、大気中のパーティクルが付着するのを抑制
することができ、ウエハＷの洗浄・乾燥工程における歩
留まりを向上することができる。更に、ウエハＷの洗浄
・乾燥工程における歩留まりを向上することができるの
で、次工程、例えばＣＶＤ装置で成膜処理あるいはエッ
チング装置でエッチング処理あるいは塗布装置によるレ
ジスト処理等を行う際のウエハＷの処理の歩留まりを向
上することができる。また、洗浄工程終了後、Ｎ₂ガス
を供給しつつ洗浄液の液面領域を排液し、液に混入する
パーティクルを除去しているので、洗浄液を排出する
際、ウエハＷに付着するパーティクルを防止あるいはそ
の量を抑制することができ、ウエハＷの歩留まりを向上
することができる。更に、ウエハＷの洗浄後、洗浄液の
界面に乾燥ガス液層を形成し、この乾燥ガス液層をウエ
ハＷに対して疎水性の状態にしているので、洗浄液から
乾燥ガス雰囲気に引き上げられる際に、ウエハＷに洗浄
液が付着するのを抑えることができる。よって、ウエハ
Ｗに乾燥むら等がなくなりウォーターマーク等の発生を
抑制し、ウエハＷの歩留まりを向上することができる。

【００６４】また、乾燥処理後、乾燥ガス供給路内に残
留する乾燥ガスを排出すると共に、乾燥ガス供給路内を
不活性ガスで置換するので、乾燥ガス供給部に残渣する
乾燥ガスの生成物により発生するパーティクルを抑制
し、次の乾燥処理の際に乾燥むら等が発生するのを抑制
することができ、歩留まりを向上することができる。

【００６５】◎その他の実施形態上述の実施形態においては、洗浄・乾燥処理槽の純水の
温度を別段定めていなかったが、例えば供給されるＩＰ
Ａガスと略同温あるいはそれ以上の所定温度に設定する
ことにより、純水の表面にＩＰＡ液層の形成を早めスル
ープット等を向上することもできる。また、乾燥ガスと
してＩＰＡを使用したが、それに限らず純水に溶け被処
理体に対して疎水性を有するものであれば、それに限定
されないことは言うまでもない。また、被処理体として
半導体ウエハを用いたが、液晶基板としてのガラス基板
等にも適用することができる。また、不活性ガスとして
Ｎ₂ガスを用いたが、希ガス例えばアルゴンガスでもよ
い。また、洗浄・乾燥処理槽に被処理体のみを搬送し処
理したが、所定のピッチ間隔に被処理体を収容する収容
器ごとその処理槽に搬送し処理してもよい。また、この
発明の処理方法及び処理装置を洗浄処理システムに適応
した例を述べたが、そのシステムに限らず他の装置、例
えばＣＶＤ装置等の成膜処理装置あるいはエッチング装
置等のエッチング処理装置の一部に具備してシステム化
してもよい。

【００６６】

【発明の効果】

１）この発明によれば、処理部内に配設された被処理体
を薬液で処理した後、薬液を処理部から排液し、次い
で、被処理体を洗浄液で洗浄した後、洗浄液の界面部に
被処理体に対して疎水性を有する領域を形成して、被処
理体を界面部より実質的に突出させつつ乾燥ガスにより
乾燥するので、被処理体を大気に晒すことなく、薬液処
理、洗浄処理及び乾燥処理を連続的に行うことができ
る。この際、薬液処理後、薬液を強制的に排出すること
で、被処理体の表面の薬液の残渣を抑制することができ
る。また、被処理体を洗浄液の界面部より突出する際、
被処理体に対して洗浄液の残渣を抑制し、乾燥ガスに晒
すことができるので、被処理体に乾燥むらが発生するの
を抑制することができる。したがって、歩留まりの向上
及びスループットの向上が図れ、かつ装置の小型化を図
ることができる。

【００６７】２）被処理体を洗浄液で洗浄する工程中
に、洗浄液の比抵抗値を検出し、この洗浄液の比抵抗値
が所定の値になった後、乾燥ガスを供給すると共に、洗
浄液を被処理体が洗浄液中に維持された状態で排出する
ことにより、洗浄処理を確実にすると共に、洗浄・乾燥
処理を迅速に行うことができるので、上記１）に加えて
更に歩留まりの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の処理装置を適用した洗浄処理システ
ムの概略斜視図である。

【図２】この発明の処理装置の第一実施形態の一部を示
す概略構成図である。

【図３】この発明における処理部の一部を断面で示す概
略斜視図である。

【図４】この発明の処理方法の手順を示すフローチャー
トである。

【図５】この発明における洗浄処理の動作を説明する概
略断面図である。

【図６】この発明における乾燥処理の動作を説明する概
略断面図である。

【図７】この発明における乾燥処理の動作を説明する概
略断面図である。

【図８】この発明の処理装置の第二実施形態の一部を示
す概略構成図である。

【図９】この発明の処理装置の第三実施形態の一部を示
す概略構成図である。

【図１０】従来の薬液処理後の洗浄処理を説明する図で
ある。

【符号の説明】

２０洗浄・乾燥処理槽（処理部）２４供給・排出口３０乾燥ガス供給路４０乾燥ガス生成部５０不活性ガス供給路６０強制排液機構６１排液口６２，６４蓋体６３，６５油圧シリンダ（開閉駆動手段）７０比抵抗値検出器（比抵抗値検出手段）８０制御手段９０ＩＰＡ液層Ｖ1〜Ｖ6，Ｖｔ開閉弁（開閉手段）Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する
処理方法であって、処理部内に配設された上記被処理体を薬液で処理する工
程と、上記薬液を上記処理部から排液する工程と、上記被処理体を洗浄液で洗浄する工程と、上記洗浄液の界面部に上記被処理体に対して疎水性を有
する領域を形成する工程と、上記被処理体を上記界面部より実質的に突出させつつ乾
燥ガスにより乾燥する工程と、を有することを特徴とす
る処理方法。
【請求項２】被処理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する
処理方法であって、処理部内に配設された上記被処理体を薬液で処理する工
程と、上記薬液を上記処理部から排液する工程と、上記被処理体を洗浄液で洗浄する工程と、上記洗浄液の界面部に乾燥ガスを含有する領域を形成す
る工程と、上記被処理体を上記界面部より実質的に突出させつつ上
記界面部上方に形成された乾燥ガス雰囲気により乾燥す
る工程と、有することを特徴とする処理方法。
【請求項３】被処理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する
処理方法であって、処理部内に配設された上記被処理体を薬液で処理する工
程と、上記薬液を上記処理部から排液する工程と、上記被処理体を洗浄液で洗浄する工程と、上記洗浄液を上記被処理体が洗浄液中に維持された状態
で排出する工程と、上記被処理体を上記界面部から界面部上方に形成された
乾燥ガス雰囲気に実質的に突出させ乾燥する工程と、を
有することを特徴とする処理方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の処
理方法において、被処理体を洗浄液で洗浄する工程中に、洗浄液の比抵抗
値を検出し、この洗浄液の比抵抗値が所定の値になった
後、乾燥処理を行うことを特徴とする処理方法。
【請求項５】被処理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する
処理装置であって、上記被処理体を収容する処理部と、溶剤を加熱して乾燥
ガスを生成する乾燥ガス生成部と、上記処理部と乾燥ガ
ス生成部とを連通する乾燥ガス供給路とを具備し、上記処理部に、薬液及び洗浄液の供給・排出口を設ける
と共に、少なくとも薬液の排出口に強制排液機構を設け
たことを特徴とする処理装置。
【請求項６】被処理体を薬液処理及び洗浄し乾燥する
処理装置であって、上記被処理体を収容する処理部と、溶剤を加熱して乾燥
ガスを生成する乾燥ガス生成部と、上記処理部と乾燥ガ
ス生成部とを連通する乾燥ガス供給路とを具備し、上記処理部に、薬液及び洗浄液の供給・排出口を設ける
と共に、少なくとも薬液の排出口に強制排液機構を設
け、上記処理部に、この処理部内に供給される洗浄液の比抵
抗値を測定する比抵抗検出手段を設けたことを特徴とす
る処理装置。
【請求項７】請求項６記載の処理装置において、比抵抗検出手段からの検出信号を受ける制御手段からの
信号に基づいて洗浄液供給部の開閉手段を制御すること
を特徴とする処理装置。
【請求項８】請求項５又は６記載の処理装置におい
て、強制排液機構を、処理部の底部に設けられた複数の排液
口と、各排液口を開閉する蓋体と、この蓋体を開閉駆動
する開閉手段とで構成してなることを特徴とする処理装
置。
【請求項９】請求項５又は６記載の処理装置におい
て、強制排液機構を、薬液及び洗浄液の供給・排出口を有し
処理部の底部に対して接離可能な蓋体と、この蓋体を開
閉駆動する開閉手段とで構成してなることを特徴とする
処理装置。