JPH0945654A

JPH0945654A - 基板洗浄装置

Info

Publication number: JPH0945654A
Application number: JP21244495A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Mizohata; 保▲廣▼ 溝畑; Yoshihiro Koyama; 芳弘小山; Sadao Hirae; 貞雄平得
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】薬液処理から水洗に移ろうとしたときに、そ
の薬液処理で用いた薬液が水洗のための純水に混入する
ことを防止して、処理能力を高める。【解決手段】第１洗浄処理室２２は、基板Ｗを保持し
て水平回転するスピンチャック５０と、基板Ｗの上方に
配置され、処理液供給部７０から供給される処理液を基
板Ｗに向かって吹き付ける処理液吹付ノズル５２とを備
える。処理液吹付ノズル５２は、内蔵するノズル本体６
０により超音波振動された処理液を基板Ｗに吹き付け
る。処理液供給部７０は、ノズル本体６０に接続される
純水用の主流路７２と、この主流路７２に個別に接続さ
れる薬液用の複数本の枝流路７４，７５とを備える。処
理液吹付ノズル５２に直接接続される流路は純水用の主
流路７２だけで、薬液はこの主流路７２を介して送られ
ることから、薬液と純水との調合液の供給の処理後に
は、主流路７２内の薬液は純水で流されて残留すること
がない。

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、半導体ウェハ、
液晶パネル用のガラス基板等の基板の表面に純水、薬液
といった処理液を供給して基板の表面を洗浄する基板洗
浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェハ等の基板を枚葉で洗
浄する基板洗浄装置として、例えば特開平２−２５７６
３２号公報に記載されたものが知られている。この基板
洗浄装置では、図５に示すように、基板Ｗを保持して回
転させる支持台１の上部に、ノズル２が配置され、この
ノズル２には、純水供給用導管３が接続され、さらに、
ノズルの先端に薬液供給用導管４が接続されている。ま
た、ノズル２の内部には、超音波振動子５が配設されて
おり、この超音波振動子５は電源６に電気的に接続され
ている。かかる構成により、ノズル２から、超音波振動
の付与された純水と薬液との調合液を、回転状態にある
基板Ｗに対して供給することができ、効率のよい基板洗
浄を行なうことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の基板洗浄装置では、上記調合液の供給の処理後に、
純水だけで水洗を行なうことが常であった。この水洗
は、純水供給用導管３からの純水を超音波振動させて行
なうものであり、この場合に、薬液供給用導管４に滞留
した薬液が少しずつその導管４の出口からぼた落ちし
て、薬液が少しずつ前記純水に混入することがあった。
このため、薬液処理後、上記水洗に移ろうとした場合、
吐出液が純水に完全に置換されるまでにかなりの時間を
要し、処理能力が悪化するといった問題が生じた。

【０００４】この発明の基板洗浄装置は、従来技術にお
ける上述した問題を解決するためになされたもので、薬
液処理から水洗に移ろうとしたときに、その薬液処理で
用いた薬液が水洗のための純水に混入することを防止し
て、その水洗に移ろうとする場合の処理能力を高めるこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用】このよう
な目的を達成するため、前記課題を解決するための手段
として、この発明の基板洗浄装置は、次の構成をとっ
た。即ち、この発明の基板洗浄装置は、基板の表面に処
理液を供給して基板の表面を洗浄する基板洗浄装置であ
って、基板を回転可能に保持する基板保持手段と、前記
基板保持手段によって保持された基板の表面に処理液を
供給し、かつ処理液に超音波振動を付与する超音波振動
部を有するノズルと、前記ノズルに処理液である純水を
送る１本の主流路と、前記主流路に個別に接続されて、
前記ノズルに処理液である薬液を送る１または複数の枝
流路とを備えることを要旨としている。

【０００６】この構成によれば、ノズルに直接接続され
ている流路は純水用の主流路だけで、薬液はこの主流路
を介してノズルに送られることから、薬液の供給の処理
後には、主流路内の薬液は純水で流されて主流路内に残
留することがない。この結果、主流路から純水だけを流
す水洗の作業に処理が移った際に、その純水中に薬液が
漏れ出ることが少ない。

【０００７】上記の構成において、前記超音波振動部の
処理液と接触する部分は、ガラス、セラミックまたは樹
脂で形成されていることが好ましい。

【０００８】この構成によれば、処理液である薬液がノ
ズルに送られ、超音波振動部に薬液が接触したとして
も、その接触部分はガラス、セラミックまたは樹脂より
なることから、超音波振動部は薬液により腐食されるこ
とがない。

【０００９】また、上記の構成において、前記枝流路
は、異なる種類の薬液をそれぞれ送る複数の枝流路であ
り、前記主流路との接合部に近い位置に配置され、かつ
薬液の流路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁の内の選択
された複数の前記開閉弁を開状態に連続的に切り換える
ことにより、複数の洗浄行程を行なう制御手段とを備え
るようにすることが好ましい。

【００１０】この構成によれば、制御手段により、複数
の開閉弁を開状態に連続的に切り換えることにより、複
数の洗浄行程が連続的に行なわれる。このため、基板が
気相と液相との間を移り変わる回数が減少する。また、
開閉弁は枝流路における主流路との接合部に近い位置に
配置されていることから、枝流路における開閉弁より下
流側の領域を小さくすることができることから、枝流路
から主流路側に漏れ出る薬液の量は一層、少ないものと
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以上説明したこの発明の構成・作
用を一層明らかにするために、以下この発明の実施の形
態を実施例に基づき説明する。図１はこの発明の一実施
例としての基板洗浄装置を備えた基板処理装置２０の斜
視図である。

【００１２】図１に示すように、この基板処理装置２０
は、プラズマアッシング室２１と、第１ないし第３の洗
浄処理室２２，２３，２４とを備え、その周辺に、イン
デクサ部２６と、インデクサ部２６に基板Ｗを受け渡し
するインデクサロボット２８と、インデクサロボット２
８から基板Ｗを受け取ってプラズマアッシング室２１お
よび第１ないし第３の洗浄処理室２２，２３，２４に基
板Ｗを受け渡しするプロセッサロボット３０とを備え
る。

【００１３】インデクサ部２６は、複数枚の基板Ｗを収
納するカセット３２を載置する架台３４を備え、この架
台３４上にコ字状のカセットセンシング部３６を４個備
えている。カセットセンシング部３６によりカセット３
２の有無を検知している。

【００１４】インデクサロボット２８は、インデクサ部
２６に載置されたカセット３２に対して基板Ｗの受け渡
しを行なうロボットで、インデクサ部２６に整列配置し
た複数のカセット３２に沿った方向（矢印Ａ方向）に移
動する。

【００１５】プロセッサロボット３０は、プラズマアッ
シング室２１および第１ないし第３の洗浄処理室２２，
２３，２４に対して基板Ｗの受け渡しを行なうロボット
で、これら処理室２１ないし２４の配列方向に沿った方
向（矢印Ｂ方向）に移動する。

【００１６】インデクサロボット２８およびプロセッサ
ロボット３０は次のように動作する。インデクサロボッ
ト２８は、インデクサ部２６のカセット３２から基板Ｗ
を取り出して、次段のロボットであるプロセッサロボッ
ト３０に基板Ｗを渡す。プロセッサロボット３０はその
基板Ｗを受け取り、プラズマアッシング室２１および第
１ないし第３の洗浄処理室２２，２３，２４内に基板Ｗ
を渡し、また、処理後の基板を引き出す。

【００１７】プラズマアッシング室２１は、導入された
ガスを減圧し高周波放電によってプラズマ化することに
より、プロセッサロボット３０で搬入された基板Ｗ上の
レジストを除去するものである。

【００１８】第１ないし第３の洗浄処理室２２，２３，
２４の構成について次に説明する。第１ないし第３の洗
浄処理室２２，２３，２４は同様の構成であることか
ら、ここでは第１洗浄処理室２２の構成について説明
し、第２および第３洗浄処理室２３，２４については説
明を省略する。

【００１９】図２は、第１洗浄処理室２２とその処理液
供給部の概略構成図である。図２に示すように、第１洗
浄処理室２２は、基板Ｗを保持して所定の回転速度で水
平回転するスピンチャック５０と、基板Ｗの上方に配置
され、処理液供給部７０から供給される薬液、純水とい
った処理液を基板Ｗに向かって吹き付ける処理液吹付ノ
ズル５２と、水平回転する基板Ｗの周囲を囲み基板Ｗか
ら吹き飛ばされる水滴の飛散を防止するカップ５４と、
スピンチャック５０を回転駆動する駆動モータ５６とを
内部に備える。

【００２０】処理液吹付ノズル５２は、処理液供給部７
０から供給される処理液を基板Ｗへ供給するノズル本体
６０と、ノズル本体６０に連通したノズル口６２とを備
える。このノズル本体６０には、超音波発振器６４に電
気的に接続された超音波振動板６６が内蔵されている。
超音波振動板６６は、所定の周波数の振動を発生させる
もので、この超音波振動板６６によりノズル本体６０に
蓄えられた処理液に対して超音波振動を付与する。

【００２１】なお、上記ノズル本体６０はステンレス製
であるが、処理液との接触部分は、耐アルカリ性、耐酸
性のフッ素樹脂製である。また、超音波振動板６６の処
理液との接触部分はガラス製である。

【００２２】処理液供給部７０は、ノズル本体６０のノ
ズル口６２とは反対の基部に設けられた処理液導入口６
１に接続される１本の主流路７２と、この主流路７２に
個別に接続される複数本（図２では２本を示した）の枝
流路７４，７５とを備える。主流路７２の処理液導入口
６１とは反対側の端部には、純水の供給口８０が接続さ
れており、枝流路７４，７５の主流路７２とは反対側の
端部には、第１および第２の薬液槽８１，８２がそれぞ
れ接続されている。

【００２３】第１の薬液槽８１には、過酸化水素（Ｈ₂
Ｏ₂）が貯留され、第２の薬液槽８２には、硫酸（Ｈ₂Ｓ
０₄）が貯留されている。なお、この基板洗浄装置に
は、実際は、上記２つの薬液槽８１，８２の他に、図３
に示すように、塩酸（ＨＣｌ），アンモニア化合物（Ｎ
Ｈ₄ＯＨ）および酢酸（ＣＨ₃Ｃ００Ｈ）を個別に貯留
する第３ないし第５の薬液槽８３，８４，８５を備えて
おり、これら薬液槽８３ないし８５も、第１および第２
の薬液槽８１，８２と同様に、枝流路７６，７７，７８
により主流路７２に個別に接続されている。

【００２４】即ち、この基板洗浄装置には、実際は、５
種類の薬液の供給経路を備えるが、図２では、２種類の
薬液の供給経路を代表して示し、以下の説明もこの２つ
の供給経路について説明し、その他の薬液の供給経路に
ついてはそれと同じものとして説明を省略する。なお、
これら薬液槽８１ないし８５は、基板処理装置２０本体
の底部に配設されている。また、純水の供給口８０は、
基板処理装置２０の外部から導かれた純水供給用の管路
との接続部に相当する。

【００２５】図２に示すように、主流路７２には、各枝
流路７４，７５との接続部より上流側に、流量計９１
ａ、流量調整弁９２ｂおよびエア弁９３ｂが上流側から
順に配設されている。また、枝流路７４，７５には、流
量計９１ｂ，９１ｃ、流量調整弁９２ｂ，９２ｃおよび
エア弁９３ｂ，９３ｃが上流側から順にそれぞれ配設さ
れている。なお、主流路７２の純水の供給口８０付近、
即ち、最も上流側に、調圧弁９５も備える。

【００２６】一方、第１の薬液槽８１および第２の薬液
槽８２には、図示しない窒素ガス源と接続される窒素ガ
ス供給路９７，９９がそれぞれ接続されており、各窒素
ガス供給路９７，９９には調圧弁９７ａ，９９ａがそれ
ぞれ配設されている。調圧弁９７ａ，９９ａを調整する
ことで、薬液槽８１，８２から枝流路７４，７５への薬
液供給路を窒素ガスによりパージすることが可能とな
る。

【００２７】こうした構成の処理液供給部７０によれ
ば、各エア弁９３ａ，９３ｂ，９３ｃを開閉制御するこ
とにより、薬液槽８１，８２に蓄えられた２種類の薬液
と純水との調合液が処理液吹付ノズル５２に供給され
る。また、必要に応じて各エア弁９３ａ，９３ｂ，９３
ｃを開閉制御することにより、純水だけが処理液吹付ノ
ズル５２に供給される。処理液供給部７０から薬液と純
水との調合液が処理液吹付ノズル５２に供給されると、
処理液吹付ノズル５２から超音波振動された調合液が枚
葉に基板Ｗに噴出されて基板Ｗの洗浄がなされる。その
後、処理液供給部７０から純水だけが処理液吹付ノズル
５２に供給されると、処理液吹付ノズル５２から超音波
振動された純水が枚葉に基板Ｗに噴出されて純水による
基板Ｗの洗浄がなされる。

【００２８】さらに、この処理液供給部７０によれば、
各エア弁９３ａ，９３ｂ，９３ｃを開状態に連続的に切
り換える処理を行なう。この処理により、使用する薬液
の相違する複数の洗浄行程が連続的になされる。

【００２９】第１ないし第３の洗浄処理室２２，２３，
２４の内の１または複数を適宜用いて行なう洗浄処理の
具体的な例を次に説明する。図４には、その前処理とし
て、シリコンエッチングとレジストアッシングが行なわ
れた場合（以下、第１場合と呼ぶ）、酸化膜エッチング
とレジストアッシングが行なわれた場合（第２の場
合）、アルミエッチングとレジストアッシングが行なわ
れた場合（第３の場合）についてどのような洗浄処理を
行なうかを示した。なお、上記レジストアッシングの処
理はプラズマアッシング室２１により実行されている。

【００３０】図４に示すように、第１の場合には、ま
ず、Ｈ₂Ｓ０₄とＨ₂Ｏ₂と純水とを５：１：１００の割合
で調合し、スピンチャック５０を５０r.p.m の回転速度
で回転させた上で、処理液吹付ノズル５２からは温度８
０℃で、吐出時間３０ｓｅｃだけその調合液を吐出す
る。次いで、スピンチャック５０を５０r.p.m の回転速
度で回転させて、処理液吹付ノズル５２から純水を温度
８０℃で、吐出時間１０ｓｅｃだけ吐出する。その後、
ＮＨ₄ＯＨとＨ₂Ｏ₂と純水とを１：１：１００の割合で
調合し、スピンチャック５０を５０r.p.m の回転速度で
回転させた上で、処理液吹付ノズル５２からは温度８０
℃で、吐出時間３０ｓｅｃだけその調合液を吐出する。
次いで、スピンチャック５０を５０r.p.m の回転速度で
回転させ、処理液吹付ノズル５２から純水を温度８０℃
で、吐出時間７０ｓｅｃだけ吐出する。さらにその後、
スピンチャック５０を３０００r.p.m で３０ｓｅｃ回転
させてスピンドライを行なう。

【００３１】第２の場合、第３の場合にも、図４に従う
処理を行なう。こうして、第１ないし第３の場合のいず
れにおいても処理済みの基板Ｗは効率よく洗浄されるこ
とになる。

【００３２】以上詳述したこの実施例の基板洗浄装置に
よれば、後洗浄として処理液供給部７０から供給された
純水を処理液吹付ノズル５２により超音波振動させて、
その超音波振動の施された純水を基板Ｗに吹き付けてい
るが、この場合に、次のような理由でその純水に薬液が
混入することはない。処理液吹付ノズル５２に直接接続
されている流路は純水用の主流路７２だけで、薬液はこ
の主流路７２を介して処理液吹付ノズル５２に送られる
ことから、薬液と純水との調合液の供給の処理後には、
主流路７２内の薬液は純水で流されて主流路７２内に残
留することがない。この結果、主流路７２から純水だけ
を流す水洗の作業に処理が移った際に、その純水中に薬
液が混入することがない。従って、その水洗に移ろうと
する場合に、従来のように吐出液が純水に完全に置換さ
れるまで時間を要するようなことがないため、処理能力
の向上を図ることができる。

【００３３】なお、枝流路７４，７５に設けられるエア
弁９３ｂ，９３ｃは、主流路７２との接合部に近い位置
に配設されていることから、枝流路７４，７５における
エア弁９３ｂ，９３ｃより下流側の領域を小さくするこ
とができることから、枝流路７４，７５から主流路７２
側に漏れ出る薬液の量は一層、少ないものとなる。

【００３４】また、枝流路７４，７５に設けられるエア
弁９３ｂ，９３ｃは、主流路７２との接合部に近い位置
に配設されており、処理液吹付ノズル５２の付近にエア
弁９３ｂ，９３ｃが集中することがなく、さらに、処理
液吹付ノズル５２には主流路７２が接続されているだけ
であることから、処理液吹付ノズル５２に薬液配管やエ
ア弁が集中することがない。このため、処理液吹付ノズ
ル５２の移動がスムーズに行なえ、装置設計に幅ができ
る。

【００３５】さらに、この実施例では、処理液吹付ノズ
ル５２のノズル本体６０内においては、処理液との接触
部分は、耐アルカリ性、耐酸性のフッ素樹脂製とし、特
に、超音波振動板６６の処理液との接触部分はガラス製
としたことから、これらの部材が処理液である薬液によ
り腐食されることがないことから、製品を長持ちさせ
る。

【００３６】また、この処理液供給部７０によれば、各
エア弁９３ａ，９３ｂ，９３ｃを開状態に連続的に切り
換える処理を行なうことにより、複数の洗浄行程を連続
的に行なうことができ、この結果、基板Ｗが気相と液相
との間を移り変わる回数が減少する。従って、その移り
変わりの際に生じるパーティクルの発生を減少すること
ができる。

【００３７】なお、前記実施例では、主流路７２および
枝流路７４，７５では、流量計９１ａ〜９１ｃ、流量調
整弁９２ａ〜９２ｃおよびエア弁９３ａ〜９３ｂの組み
合わせにより流量の制御を行なっていたが、これに換え
て、液体用マスフローコントローラを用いる構成として
もよい。

【００３８】また、処理液吹付ノズル５２の超音波振動
板６６の薬液との接触部分をガラス製としたが、これに
換えて、セラミック製あるいは、フッ素樹脂等の耐薬液
腐食性の樹脂としてもよい。これらの構成によっても、
ガラスの場合と同様に薬液による腐食を防いで製品を長
持ちさせる。

【００３９】以上、本発明の実施の形態を詳述してきた
が、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
なる態様にて実施し得ることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の基板洗
浄装置は、薬液処理から水洗に処理が移ろうとしたとき
に、その薬液処理で用いた薬液が水洗のための純水に漏
れ出ることを防止することができる。従って、その水洗
に移ろうとする場合に、従来のように吐出液が純水に完
全に置換されるまで時間を要するようなことがないた
め、処理能力の向上を図ることができる。

【００４１】特に請求項２記載の基板洗浄装置によれ
ば、ノズルが有する超音波振動部の処理液と接触する部
分は処理液、特に薬液により腐食されることがないこと
から、製品を長持ちさせる。

【００４２】また、請求項３記載の基板洗浄装置によれ
ば、複数の洗浄行程が連続的に行なわれることから、基
板が気相と液相との間を移り変わる回数が減少する。こ
のため、その移り変わりの際に生じるパーティクルの発
生を減少することができる。また、この基板洗浄装置に
よれば、開閉弁は枝流路における主流路との接合部に近
い位置に配置されていることから、枝流路から主流路側
に漏れ出る薬液の量を一層、少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての基板洗浄装置を備
えた基板処理装置２０の斜視図である。

【図２】第１洗浄処理室２２とその処理液供給部の概略
構成図である。

【図３】図２における処理液供給部の実際の構成を示す
概略構成図である。

【図４】洗浄処理を具体的に示した例の説明図である。

【図５】従来の基板洗浄装置の概略構成図である。

【符号の説明】

２０…基板処理装置２１…プラズマアッシング室２２…第１洗浄処理室２３…第２洗浄処理室２４…第３洗浄処理室２６…インデクサ部２８…インデクサロボット３０…プロセッサロボット３２…カセット３４…架台３６…カセットセンシング部５０…スピンチャック５２…処理液吹付ノズル５４…カップ５６…駆動モータ６０…ノズル本体６１…処理液導入口６２…ノズル口６４…超音波発振器６６…超音波振動板７０…処理液供給部７２…主流路７４，７５，７６，７７，７８…枝流路８１，８２，８３，８４，８５…薬液槽９１ａ，９１ｂ，９１ｃ…流量計９２ａ，９２ｂ，９２ｃ…流量調整弁９３ａ，９３ｂ，９３ｃ…エア弁９５…調圧弁９７，９９…窒素ガス供給路９７ａ，９９ａ…調圧弁Ｗ…基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に処理液を供給して基板の表
面を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を回転可能に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段によって保持された基板の表面に処理
液を供給し、かつ処理液に超音波振動を付与する超音波
振動部を有するノズルと、前記ノズルに処理液である純水を送る１本の主流路と、前記主流路に個別に接続されて、前記ノズルに処理液で
ある薬液を送る１または複数の枝流路とを備えることを
特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】請求項１記載の基板洗浄装置であって、前記超音波振動部の処理液と接触する部分は、ガラス、
セラミックまたは樹脂で形成されている基板洗浄装置。
【請求項３】請求項１または２記載の基板洗浄装置で
あって、前記枝流路は、異なる種類の薬液をそれぞれ送る複数の枝流路であり、前記主流路との接合部に近い位置に配置され、かつ薬液
の流路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁の内の選択された複数の前記開閉弁を開状態
に連続的に切り換えることにより、複数の洗浄行程を行
なう制御手段とを備えることを特徴とする基板洗浄装
置。