JPH10209109A - 洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーティクルの転写の発生を防止することが
できる洗浄装置及び洗浄方法の提供。 【解決手段】 洗浄槽４１内のＤＩＷからウエハＷを引
き出す際にＤＩＷの表面に窒素ガス雰囲気１２１を形成
しておき、ウエハＷをこの窒素ガス雰囲気１２１を介し
てＩＰＡ雰囲気とされた乾燥室４２内に移送するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板を薬液や濯ぎ液
等に浸漬して乾燥する洗浄装置及び洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＬＳＩ等の半導体デバイスの製造
工程における洗浄処理を例にとって説明すると、従来か
ら半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）表面のパ
ーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネー
ションを除去するためには洗浄装置が使用されており、
その中でとりわけウエット洗浄装置は、上記のコンタミ
ネーションを効果的に除去できしかもバッチ処理が可能
でスループットが良好なため、幅広く普及している。

【０００３】かかるウエット洗浄装置においては、被洗
浄処理体であるウエハに対してアンモニア処理、硫酸処
理、フッ酸処理等の薬液洗浄処理、純水等による水洗洗
浄処理、イソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」い
う。）等による乾燥処理が行われるように構成されてお
り、例えば処理順に配列された処理槽、乾燥室にそれぞ
れ薬液、純水、ＩＰＡを供給するように構成し、例えば
５０枚単位でウエハを処理槽に順次浸漬し、乾燥してい
くバッチ処理方式が広く採用されている。

【０００４】しかしながら、例えばフッ酸処理を行った
後に純水により洗浄を行う際に次のような問題を生じて
いる。

【０００５】図３３はフッ酸処理が行われた後のウエハ
Ｗを純水（ＤＩＷ）１３１に浸漬していく時の状態を示
している。バッチ処理方式では、隣接するウエハＷはそ
の裏面と表面とが相互に対向している。また、それまで
の工程でウエハＷの裏面は表面と比べると装置各部と接
触する機会が多いためにより多くのパーティクルが付着
している。フッ酸処理を行った後のウエハＷの表面には
活性なシリコン面 （Ｓｉ−Ｈ^δ＋）が露出した電気的に＋の性質の部分が
存在する。一方、パーティクルは、例えばＳｉＯ2 （Ｓ
ｉ−ＯＨ^δ−）のように純水中では電気的に−の性質の
ものが多い。そのため、ウエハＷをＤＩＷ１３１に浸漬
する際に、ＤＩＷ１３１表面とウエハＷ裏面に付着した
ＳｉＯ2 等のパーティクルとの衝突によりパーティクル
（−の性質）が剥離し、矢印１３２の如く水中に拡散
し、＋に性質の隣接するウエハＷの＋の性質を持った活
性なシリコン面に付着するという、パーティクルの転写
による不良が発生することが多い。

【０００６】また、最近ではＤＩＷにより洗浄の後に例
えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を使ったマラン
ゴニー乾燥が行われことが多いが、このようなマランゴ
ニー乾燥においても転写の問題を生じている。

【０００７】図３４は純水洗浄が行われた後のウエハＷ
をＤＩＷ１３１から引き出していく時の状態を示してい
る。ＤＩＷ１３１の表面にはＩＰＡ雰囲気１３３が形成
され、ＤＩＷ１３１から引き出されるウエハＷは純水表
面にＩＰＡが溶け込むことにより生じるマランゴニー力
によって水が押し退けられて乾燥が行われるのである
が、この時ウエハＷの裏面に付着したパーティクル（−
の性質）もウエハＷ表面から矢印１３４の如く引き離さ
れて水中に拡散する。そしてこのパーティクルは隣接す
るウエハＷの＋の性質をもつ活性なシリコン面に付着す
る。水にＩＰＡが溶解した時のマランゴニー力によるパ
ーティクルの剥離力よりも上記の静電気による吸引力の
方が大きいため、ＩＰＡによるマランゴニー乾燥の際に
ウエハＷの表面にパーティクルが転写するという問題が
発生していると考えられる。

【０００８】以上の説明において、転写のパーティクル
源として、ウエハ搬送、デバイス製造工程等からの付着
パーティクルを例に挙げたが、ＳｉＯ2 等のデバイス構
成膜自体からも、その表面の不安定な膜成分がパーティ
クルとして転写することも考えられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、洗浄時にパーティクルの転写の発
生を防止することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供
することを目的とする。具体的には、本発明の目的は、
純水等の濯ぎ液に被処理基板を浸漬する際にパーティク
ルの転写が発生することを防止することができる洗浄装
置及び洗浄方法を提供することにある。

【００１０】また、本発明の目的は、純水等の濯ぎ液か
ら被処理基板を引き出す際にパーティクルの転写が発生
することを防止することができる洗浄装置及び洗浄方法
を提供することにある。

【００１１】さらに、本発明の目的は、濯ぎ液による洗
浄の前後で発生するパーティクルの転写を防止すること
ができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１によれば、濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ
液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽に浸
漬される被処理基板に対して液膜を形成する手段とを具
備することを特徴とする、洗浄装置が提供される。 請
求項２によれば、請求項１記載の洗浄装置において、濯
ぎ液が純水であり、液膜がイソプロピルアルコールから
なることを特徴とする、洗浄装置が提供される。

【００１３】請求項３によれば、濯ぎ液を貯留し、貯留
した濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、前記洗
浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される濯ぎ液の表
面に対して不活性ガス雰囲気を形成する手段と、前記不
活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された被処理
基板を有機溶剤を使った凝縮化により乾燥する手段とを
具備することを特徴とする、洗浄装置が提供される。

【００１４】請求項４によれば、薬液及び濯ぎ液を順次
貯留し、順次貯留した薬液及び濯ぎ液に被処理基板が浸
漬される洗浄槽と、前記洗浄槽に浸漬された被処理基板
が引き出される濯ぎ液の表面に対して不活性ガス雰囲気
を形成する手段と、前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ
液より引き出された被処理基板を有機溶剤を使った凝縮
化により乾燥する手段とを具備することを特徴とする、
洗浄装置が提供される。 請求項５によれば、濯ぎ液を
貯留し、貯留した濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄
槽と、前記洗浄槽の濯ぎ液の表面にイソプロピルアルコ
ールからなる液膜を形成する手段と、前記被処理基板を
前記液膜を介して前記洗浄槽の濯ぎ液に浸漬する手段と
を具備することを特徴とする、洗浄装置が提供される。

【００１５】請求項６によれば、濯ぎ液を貯留し、貯留
した濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽と、純水と
イソプロピルアルコールとの混合液を前記濯ぎ液として
前記洗浄槽に供給する手段とを具備することを特徴とす
る、洗浄装置が提供される。請求項７によれば、被処理
基板に対して液膜を形成する工程と、濯ぎ液を貯留した
洗浄槽に前記液膜が形成された被処理基板を浸漬する工
程とを具備することを特徴とする、洗浄方法が提供され
る。

【００１６】請求項８によれば、請求項７記載の洗浄方
法において、液膜がイソプロピルアルコールからなり、
濯ぎ液が純水であることを特徴とする、洗浄方法が提供
される。

【００１７】請求項９によれば、濯ぎ液を貯留した洗浄
槽に被処理基板を浸漬する工程と、前記洗浄槽の濯ぎ液
の表面を不活性ガスの雰囲気につつ前記被処理基板を濯
ぎ液より引き出す工程と、前記不活性ガス雰囲気を介し
て濯ぎ液より引き出された被処理基板を有機溶剤を使っ
た凝縮化により乾燥する工程とを具備することを特徴と
する、洗浄方法が提供される。

【００１８】請求項１０によれば、洗浄槽内の薬液中に
被処理基板を浸漬する工程と、前記洗浄槽内を薬液より
濯ぎ液に置換する工程と、前記洗浄槽の濯ぎ液の表面を
不活性ガスの雰囲気につつ前記被処理基板を濯ぎ液より
引き出す工程と、前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液
より引き出された被処理基板を有機溶剤を使った凝縮化
により乾燥する工程とを具備することを特徴とする、洗
浄方法が提供される。請求項１１によれば、洗浄槽内に
濯ぎ液を貯留する工程と、前記濯ぎ液の表面にイソプロ
ピルアルコールからなる液膜を形成する工程と、被処理
基板を前記液膜を介して前記洗浄槽の濯ぎ液に浸漬する
工程とを具備することを特徴とする、洗浄方法が提供さ
れる。

【００１９】請求項１２によれば、洗浄槽内に純水とイ
ソプロピルアルコールとの混合液を供給する工程と、被
処理基板を前記洗浄槽の混合液に浸漬する工程とを具備
することを特徴とする、洗浄方法が提供される。

【００２０】請求項１、２、７及び８によれば、ＩＰＡ
等の液膜が形成された被処理基板を純水等の濯ぎ液に浸
漬するように構成したので、浸漬の際に上記液膜が保護
膜として機能し、濯ぎ液と被処理基板とが直接的に接触
するようなことはなくなる。つまり、濯ぎ液表面と被処
理基板面に付着したパーティクルとの衝突がなくなり、
浸漬の際に被処理基板に付着したパーティクルが剥離し
て拡散することがなくなる。よって、パーティクルの転
写の発生を防止することができる。

【００２１】また、請求項５及び１１によれば、濯ぎ液
の表面にイソプロピルアルコールからなる液膜を形成し
ておき、被処理基板をこの液膜を介して濯ぎ液に浸漬す
るように構成したので、濯ぎ液表面と被処理基板上に付
着したパーティクルの衝突によるパーティクルの剥離力
が低減され、上記と同様の作用効果を奏する。投入速度
を遅くするとより効果がある。

【００２２】さらに、請求項６及び１２によれば、被処
理基板を純水とイソプロピルアルコールとの混合液に浸
漬して濯ぎを行うように構成したので、上記と同様の作
用効果を奏する。

【００２３】請求項３、４、９及び１０によれば、濯ぎ
液の表面を不活性ガスの雰囲気につつ被処理基板を濯ぎ
液より引き出し、この後に被処理基板を有機溶剤を使っ
た凝縮化により乾燥するように構成したので、被処理基
板を濯ぎ液より引き出す際に純水がＩＰＡに溶け込むこ
とにより生じるマランゴニー力でウエハ裏面に付着して
いるパーティクルが引き離されて水中に拡散することが
なく、パーティクルの転写の発生を防止することができ
る。

【００２４】特に、請求項４及び１０では、同一の処理
槽内で薬液及び濯ぎ液による洗浄を連続的に行うように
構成したので、薬液洗浄後の被処理基板を濯ぎ液に浸漬
していく手段や工程はなくなり、濯ぎ液による洗浄の前
後で発生するパーティクルの転写を防止することができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明すると、本実施形態は半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という。）の洗浄処理装置において適用
された例であり、まずその洗浄処理装置について説明す
ると、この洗浄処理装置１全体は、図１及び図２に示し
たように、洗浄処理前のウエハをキャリア単位で収容す
る搬入部２と、ウエハの洗浄処理が行われる洗浄処理部
３と、洗浄処理後のウエハをカセット単位で取り出すた
めの搬出部４の、３つのゾーンによって構成される。

【００２６】前記搬入部２には、洗浄処理前のウエハが
所定枚数、例えば２５枚収容されたキャリア５を投入及
び待機させる待機部６と、キャリア５からのウエハの取
り出し、オリフラ合わせ及び枚数検出等を行うローダ部
７が設けられており、さらに外部から搬送ロボット等に
よって搬入されるキャリア５の前記待機部６と前記ロー
ダ部７との間で、キャリア５の搬送を行うための搬送ア
ーム８が設けられている。

【００２７】前記洗浄処理部３には、その前面側（図１
における手前側）に３つのウエハ搬送装置１１、１２、
１３が配置されており、またその背面側に隔壁を介して
薬液等の処理液を収容するタンクや各種の配管群等を収
容する配管領域１４が形成されている。

【００２８】一方、搬出部４には、洗浄処理部３で洗浄
処理されたウエハをキャリア５に収容するアンローダ部
１５と、洗浄処理後のウエハが収容されたキャリア５を
搬出及び待機させる待機部１６と、アンローダ部１５と
待機部１６との間で、キャリア５の搬送を行うための搬
送アーム１７が設けられている。

【００２９】なお、洗浄処理装置１には、搬入部２で空
になったキャリア５を搬出部４に搬送するキャリア搬送
部１８が設けられている。キャリア搬送部１８は、洗浄
処理部３の上部に設けられたキャリアコンベア１９と、
搬入部２においてローダ部７から搬送アーム８によって
空のキャリア５を受け取りウエハの入ったキャリア及び
ウエハの入っていないキャリアをストックするキャリア
ストック部２０と、搬出部４においてキャリアコンベア
１９から搬送アーム１７によって空のキャリア５を受け
取りアンローダ部１５に受け渡すキャリア受け渡し部
（図示せず。）とを備える。

【００３０】洗浄処理部３には、ローダ部７側から順
に、ウエハ搬送装置１１のウエハチャック２１を洗浄、
乾燥するチャック洗浄・乾燥処理槽２２、ウエハ表面の
有機汚染物、金属不純物、パーティクル等の不純物を薬
液、例えばＮＨ₄ ／Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｈ₂ Ｏ混合液によって洗
浄処理する薬液洗浄処理槽２３、薬液洗浄処理槽２３で
洗浄されたウエハを例えば純水によって洗浄する水洗洗
浄処理槽２４、ウエハ表面の金属汚染除去を薬液、例え
ばＨＣｌ／Ｈ₂ Ｏ₂ ／Ｈ₂ Ｏ混合液によって洗浄処理す
る薬液洗浄処理槽２５、薬液洗浄処理槽２５で洗浄され
たウエハを例えば純水によって洗浄する水洗洗浄処理槽
２６、ウエハ表面の酸化膜除去を薬液、例えばＨＦ／Ｈ
₂ Ｏ混合液によって洗浄処理すると共に、洗浄されたウ
エハを濯ぎ液、例えば純水によって洗浄し、さらに濯ぎ
洗浄されたウエハの乾燥処理を行う本発明に係る洗浄装
置２７、ウエハ搬送装置１３のウエハチャック（図示せ
ず。）を洗浄、乾燥するチャック洗浄・乾燥処理槽２８
がそれぞれ配置されている。

【００３１】なお、ローダ部７とチャック洗浄・乾燥処
理槽２２との間、水洗洗浄処理槽２４と薬液洗浄処理槽
２５との間、水洗洗浄処理槽２６と洗浄装置２７との
間、チャック洗浄・乾燥処理槽２８とアンローダ部１５
との間には、それぞれこれらの間を仕切る仕切り板２
９、３０、３１、３２が設けられている。仕切る仕切り
板２９、３０、３１、３２は、例えばウエハ受け渡しの
際にそれぞれ図示を省略した駆動機構によって上下に開
閉するようになっている。これにより隣接する空間への
薬液の雰囲気の拡散を防止することができる。

【００３２】本発明に係る洗浄装置２７の構成を図３〜
図１３に基づいて説明すると、この洗浄装置２７は、例
えばＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液等の薬液や純水等の濯ぎ液を貯
留し、貯留した薬液や濯ぎ液に被処理基板としてのウエ
ハＷが浸漬される洗浄槽４１と、前記洗浄槽４１の上方
に配置され、洗浄槽４１から移送されたウエハＷの乾燥
処理を行う円筒形状の乾燥室４２とを備える。

【００３３】上記洗浄槽４１は、後述するウエハガイド
４３と共にウエハガイド４３に保持された例えば５０枚
のウエハＷを収容する。洗浄槽４１の底部の両側には、
収容した各ウエハＷに向けて薬液や濯ぎ液を噴射するノ
ズル４４、４５が設けられている。なお、ノズル４４、
４５は、それぞれウエハＷの配列方向に沿って例えば隣
接するウエハＷ間の間隔と同一のピッチで設けられた噴
出穴を有するパイプにより構成することができる。ノズ
ル４４、４５には、切換弁４６の切換えにより図１及び
図２に示した配管領域１４よりＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液等の
薬液や純水（ＤＩＷ：deionized water ）等の濯ぎ液の
うち一方が供給されるようになっている。切換弁４６の
切換制御は、例えば図示を省略した制御部によって所定
のタイミングで行われる。なお、濯ぎ液としては、ウエ
ハＷの酸化防止のために、脱気したＤＩＷを用いた方が
よい。

【００３４】また、上記洗浄槽４１の周囲には、洗浄槽
４１から溢れた薬液や濯ぎ液を回収するための回収槽４
７が設けられている。回収槽４７で回収された薬液や濯
ぎ液は、切換弁４８、ポンプ４９、フィルタ５０、切換
弁５１を介してノズル４４、４５に循環されるようにな
っている。切換弁４８は、回収槽４７で回収された薬液
や濯ぎ液を上記の如く循環させるか排出するかを切換え
る。切換弁５１は、回収槽４７で回収された薬液や濯ぎ
液を上記の如く循環させるか冷却器５５で０℃〜常温、
より好ましくは５℃程度の温度に冷却されたＤＩＷをノ
ズル４４、４５に供給するかを切換える。なお、ポンプ
４９とフィルタ５０との間にはダンパー５２が設けられ
ている。また洗浄槽４１の最下部には、薬液や濯ぎ液を
排出するための排出口５３が設けられており、切換弁５
４によって薬液や濯ぎ液を排出口５３より排出するかど
うかの切換が行われる。

【００３５】一方、乾燥室４２の上部及び下部には、そ
れぞれウエハＷの受け渡しを行うための例えば矩形の開
口部６１、６２が設けられており、上部の開口部６１に
は密閉型の蓋６３が配置され、下部の開口部６２には回
転扉機構６０及びスライド扉機構６４が設けられてい
る。

【００３６】蓋６３はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＰ
（ポリプロピレン）等の樹脂からなり、図５に示すよう
に内外共に円筒を縦方向に切断した形状をなしている。
これにより、蓋６３により塞がれた乾燥室４２の内側を
円筒形状とし、後述するウエハＷに吹き付けられる窒素
ガス等の気流が乱流になることを防止し、各ウエハＷに
対して均一に窒素ガス等が吹き付けられるようにしてい
る。また、図６に示すように、開口部６１の周囲に沿っ
てＯリング６５が配置され、さらに開口部６１の両側に
は開口部６１を塞いだ蓋６３を固定して押しつける蓋固
定機構５９が設けられ、開口部６１を蓋６３で塞いだ際
の密閉性が高められている。回転可能に配置されたロッ
ド５６の２か所の位置に開口部６１を塞いだ蓋６３に接
合する接合板５７が設けられ、前記ロッド５６を回転駆
動部５８によって回転することで接合板５７を蓋６３に
接合させ、これにより蓋６３が押しつけられるようにな
っている。

【００３７】また、乾燥室４２の近傍には、蓋６３を開
閉駆動する蓋駆動部６６が設けられている。蓋駆動部６
６は、図７に示すように、蓋６３を先端に固定する回転
アーム６７を回転駆動するシリンダ６８と、これらの蓋
６３及びこれらの回転機構を上下動するシリンダ６９と
を備える。蓋駆動部６６は、開口部６１を塞ぐ蓋６３を
まず上方向に移動し（図７）、この後蓋６３を開口部
６１より外れた位置に回転移動し（図７）、その蓋６
３を下方向に移動する（図７）。開口部６１を蓋６３
で塞ぐときにはこの逆の動作を行う（図７→→
）。

【００３８】回転扉機構６０は、図８に示すように回転
可能に配置された一対の回転扉５９ａと各回転扉５９ａ
を回転駆動する回転駆動部５９ｂとから構成される。各
回転扉５９ａには、閉じた状態で洗浄槽４１においてウ
エハＷを保持したウエハガイド４３の支持部材７４（後
述する。）を通すための隙間ができるように、切り欠き
部５９ｃが設けられている。回転扉５９ａは、蓋６３と
同様にＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＰ（ポリプロピレ
ン）等の樹脂からなる。

【００３９】スライド扉機構６４は、図９に示すように
洗浄槽４１と乾燥室４２との間に配置された矩形のフラ
ンジ７０と、フランジ７０に設けられた開口部７１より
挿抜されてフランジ７０内を開閉するスライド扉７２
と、スライド扉７２を挿抜駆動するシリンダ７３とを備
える。スライド扉７２は、蓋６３と同様にＰＶＣ（ポリ
塩化ビニル）やＰＰ（ポリプロピレン）等の樹脂からな
り、開口部６２とほぼ同じ形状の矩形をなしている。ま
た、図１０に示すようにスライド扉７２の表裏の外周に
沿ってそれぞれエアーグリップシール７２ａ、７２ｂが
配置され、一方乾燥室４２の下面であってエアーグリッ
プシール７２ａの内周側に沿ってＯリング７２ｃが配置
されている。Ｏリング７２ｃをエアーグリップシール７
２ａの外周側に沿って配置することも可能である。そし
て、スライド扉７２がフランジ７０内に収容された状態
からエアーグリップシール７２ａ，７２ｂを膨らますこ
とでエアーグリップシール７２ａが乾燥室４２の下面、
エアーグリップシール７２ｂがフランジ７０の底面とそ
れぞれ密着し、さらにＯリング７２ｃがスライド扉７２
の表面に密着し、これにより開口部６２が密閉される。

【００４０】ウエハガイド４３は、図１１に示すように
支持部材７４の下端に、例えば５０枚のウエハＷを保持
するウエハ保持部７５を設けてなる。ウエハ保持部７５
は、中央下端部に架設される中央保持棒７６と左右両側
端部に互いに平行に架設される２本の側部保持棒７７、
７８とをこれらの両端で固定してなるもので、一端は支
持部材７４の下端に固定され、他端は固定部部材７９で
固定される。中央保持棒７６及び側部保持棒７７、７８
には、それぞれ長手方向に所定の間隔をおいて複数個例
えば５０個のウエハ保持溝８０、８０…が設けられてい
る。ウエハガイド４３は、耐食性、耐熱性及び耐強度性
に優れた材質、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテル
ケトン）やＱｚ等からなる。

【００４１】また、ウエハガイド４３の上端部には、ガ
イド上下棒８１が固定されている。このガイド上下棒８
１は、図４及び図５に示すように乾燥室４２の上部に設
けられたグリップ機構８２に介して外側に上下動可能に
突き出ている。グリップ機構８２は、ガイド上下棒８１
を包囲するエアーグリップシール８２ａを有する。そし
て、ガイド上下棒８１を上下に駆動するときには、エア
ーグリップシール８２ａからエアーを抜き、乾燥室４２
を密閉するときにはエアーグリップシール８２ａを膨ら
ましている。また、ガイド上下棒８１の上端は、乾燥室
４２の背後に設けられたウエハガイドＺ軸機構８３に接
続されている。ウエハガイドＺ軸機構８３は、ガイド上
下棒８１を上下動することで下部の開口部６２を介し洗
浄槽４１と乾燥室４２との間でウエハガイド４３に保持
されたウエハＷを移送する。また、図４に示すようにこ
の洗浄装置２７の正面には、図２に示したウエハ搬送装
置１３が配置されている。ウエハ搬送装置１３に設けら
れたウエハチャック８４は、隣接する水洗洗浄処理槽２
６から例えば５０枚のウエハＷを受け取り、乾燥室４２
内のウエハガイド４３に受け渡し、また乾燥室４２内の
ウエハガイド４３から例えば５０枚のウエハＷを受け取
り、搬出部４のアンローダ部１５に受け渡す。 図３及
び図１２に示すように、乾燥室４２内の上部の両側に
は、乾燥室４２内でウエハガイド４３に保持されたウエ
ハＷに対して窒素ガス等をダウンフローに吹き付けるノ
ズル８５、８６が設けられている。ノズル８５、８６
は、それぞれウエハＷの配列方向に沿って例えば隣接す
るウエハＷ間の間隔と同一のピッチで設けられた噴出穴
８７を有するパイプ８８により構成することができる。
ノズル８５、８６には、ＩＰＡ蒸発器８９より制御弁９
０及びフィルタ９１を介してＩＰＡと加熱した窒素との
混合ガスが供給されるようになっている。ＩＰＡ蒸発器
８９には、窒素加熱器９２及び制御弁９３を介して加熱
した窒素が供給され、ＩＰＡタンク９４より制御弁９５
を介してＩＰＡが供給されるようになっている。ＩＰＡ
タンク９４には、制御弁９６を介して窒素が補充され、
制御弁９７を介してＩＰＡが補充されるようになってい
る。

【００４２】一方、図３及び図１２に示すように、乾燥
室４２内の下部の両側には、ノズル８５、８６より吹き
出された窒素ガス等を排出するための排出口９８、９９
が設けられている。排出口９８、９９が図示を省略した
排気ポンプに接続されている。また、排出口９８、９９
には、ノズル８５、８６より吹き出された窒素ガス等を
乾燥室４２内の下部の各部より均一に取り込むための複
数の取り込み口１００、１００…を有する整流手段とし
ての整流板１０１、１０２がそれぞれ連通している。こ
れにより、図１３に示すように、各ノズル８５、８６の
各噴出穴８７より吹き出された窒素ガス等は、同図点線
の如く各ウエハＷの表面を通り、各整流板１０１、１０
２の取り込み口１００より取り込まれる。すなわち、窒
素ガス等の流れに乱流が生じることがなくなる。なお、
乾燥室４２内の下部には、液体を排出するための排出口
（図示せず。）が設けられている。

【００４３】また、図３に示すように、乾燥室４２内の
中部両側には、一対のパネルヒータ１０３、１０４が設
けられている。これらのパネルヒータ１０３、１０４に
は、パネルヒータコントローラ１０５が接続され、温度
コントロールが行われるようになっている。これによ
り、乾燥室４２内は例えばＩＰＡが沸騰する程度の温度
にコントロールされる。

【００４４】また、図３に示すように、洗浄槽４１と乾
燥室４２との間、例えば洗浄槽４１の液面より上部の両
側には、被処理基板としてのウエハＷが引き出される濯
ぎ液としてのＤＩＷの表面に対して不活性ガス雰囲気と
しての窒素ガス雰囲気を形成する手段、例えばＤＩＷの
表面に対して窒素ガスを吹き付けるノズル１０６、１０
７が設けられている。これらのノズル１０６、１０７も
上述したノズル８５、８６とほぼ同様の構成とされてい
る。ノズル１０６、１０７には、窒素ガスを０℃〜常
温、より好ましくは５℃程度の温度に冷却する冷却器１
０８及び制御弁１０９を介して冷却された窒素ガスが供
給されるようになっている。

【００４５】次に、以上のように構成された洗浄装置２
７の動作を図１４に示す処理フローに基づき説明する。
なお、以下の動作制御は、例えば図示を省略した制御部
によって行われる。

【００４６】まず、乾燥室４２下部のスライド扉７２を
閉じ、回転扉５９ａが開いた状態で、乾燥室４２上部の
蓋６３を開ける（ステップ１４０１、図１５）。次に、
ウエハチャック８４が乾燥室４２内に降下し、乾燥室４
２内のウエハガイド４３にウエハＷを受け渡す（ステッ
プ１４０２、図１６）。次に、乾燥室４２上部の蓋６３
を閉じて、乾燥室４２下部のスライド扉７２を開ける
（ステップ１４０３、図１７）。そして、ウエハＷが保
持されたウエハガイド４３を下降し、ウエハＷを洗浄槽
４１内に移送し（ステップ１４０４、図１８）、乾燥室
４２下部の回転扉５９ａを閉じる（ステップ１４０５、
図１９）。

【００４７】この後、洗浄槽４１内では、ＨＦ／Ｈ₂ Ｏ
混合液をノズル４４、４５より噴出してＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混
合液を貯留し、貯留したＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液にウエハＷ
に浸漬して薬液による洗浄を行う（ステップ１４０６、
図２０）。勿論、ノズル４４、４５より噴出されたＨＦ
／Ｈ₂ Ｏ混合液は、洗浄槽４１内においてウエハＷに向
かう対流を形成し、薬液洗浄を促進する。次いで、ＨＦ
／Ｈ₂ Ｏ混合液を排出することなく、ＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合
液を貯留した状態からそのままＤＩＷを噴出し、徐々に
ＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液を薄くするようして、洗浄槽４１内
をＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液よりＤＩＷに置換し、濯ぎ処理を
行う（ステップ１４０７、図２０）。上記と同様にノズ
ル４４、４５より噴出されたＤＩＷは、洗浄槽４１内に
おいてウエハＷに向かう対流を形成し、濯ぎ処理を促進
する。

【００４８】一方、このような洗浄処理が行われている
間に、乾燥室４２内ではノズル８５、８６より窒素ガス
を吹き出して窒素ガスで置換し（ステップ１４０８、図
２０）、その後ノズル８５、８６よりＩＰＡまたはＩＰ
Ａと窒素との混合ガスを吹き出し、乾燥室４２内を予め
ＩＰＡの雰囲気にしている（ステップ１４０９、図２
０）。 その後、ノズル１０６、１０７からＤＩＷの表
面に対して窒素ガスが吹き付けられ、ＤＩＷの表面に対
して窒素ガス雰囲気１２１が形成され、また乾燥室４２
下部の回転扉５９ａを開け（ステップ１４１０、図２
１）、ウエハＷが保持されたウエハガイド４３を上昇し
てウエハＷを窒素ガス雰囲気１２１を介してＩＰＡ雰囲
気とされた乾燥室４２内に移送する（ステップ１４１
１、図２２、）。

【００４９】次に、乾燥室４２下部のスライド扉７２を
閉じ（ステップ１４１２、図２３）、乾燥室４２内のウ
エハＷに対してノズル８５、８６からＩＰＡまたはＩＰ
Ａと窒素ガスの混合ガスがダウンフローに吹き付けられ
る（ステップ１４１３、図２４）。この後、乾燥室４２
内を排気して減圧すると共に、乾燥室４２内のウエハＷ
に対してノズル８５、８６から窒素ガスをダウンフロー
に吹き付ける（ステップ１４１４、図２４）。なお、こ
の場合、乾燥室４２内を減圧することなく、窒素ガスを
吹き付けてもよいし、窒素ガスを吹き付けることなく、
乾燥室４２内を減圧してもよい。

【００５０】しかる後に、窒素ガスを吹き付けながら乾
燥室４２内の排気を停止して乾燥室４２内を常圧に戻す
（ステップ１４１５、図２３）。そして、乾燥室４２上
部の蓋６３を開け（ステップ１４１６、図２５）、ウエ
ハチャック８４が乾燥室４２内に降下して乾燥室４２内
のウエハガイド４３よりウエハＷを受け取り（ステップ
１４１７、図２６）、ウエハチャック８４が上昇してウ
エハＷを乾燥室４２の外側に搬出する（ステップ１４１
８、図２７）。

【００５１】このように本実施形態に係る洗浄装置２７
では、洗浄槽４１内でＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液を貯留した状
態からそのままＤＩＷを噴出し、徐々にＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混
合液を薄くするようして、洗浄槽４１内をＨＦ／Ｈ₂ Ｏ
混合液よりＤＩＷに置換し、濯ぎ処理を行うようにした
ので、従来のようなＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混合液による洗浄の後
にウエハＷをＤＩＷに浸漬する工程は不要となり、その
際に発生するパーティクルの転写は問題とならなくな
る。加えて、洗浄槽４１内のＤＩＷからウエハＷを引き
出す際にＤＩＷの表面に窒素ガス雰囲気１２１を形成し
ておき、ウエハＷをこの窒素ガス雰囲気１２１を介して
ＩＰＡ雰囲気とされた乾燥室４２内に移送するように構
成したので、図２８に示すように、ウエハＷをＤＩＷよ
り引き出す際にＤＩＷがＩＰＡに溶け込むことにより生
じるマランゴニー力でウエハＷ裏面に付着しているパー
ティクル（矢印１２２）が引き離されて水中に拡散する
ことがなく、パーティクルの転写の発生を防止すること
ができる。

【００５２】本発明者等が行った実験結果を表１に示
す。

【００５３】

【表１】 この表１は、８インチ（ベアシリコン）ウエハＷを上記
の材質のウエハＷに隣接して配置し、ＨＦ／Ｈ2 Ｏ洗浄
乾燥を行った場合のパーティクル転写の個数を示してい
る。

【００５４】この表１から、Bare Si 除けば本発明の効
果が顕著であることがわかる。

【００５５】次に、本発明の他の実施形態を説明する。

【００５６】上述した洗浄装置２７では、ＨＦ／Ｈ₂ Ｏ
混合液による洗浄を行うことなくＤＩＷのみによる洗浄
が行われることがある。この場合、例えば洗浄装置２７
の前段の槽（例えば図２の符号２６の槽）でＨＦ／Ｈ₂
Ｏ混合液による洗浄を行った後に洗浄装置２７内でＤＩ
Ｗによる洗浄が行われるが、従来例で説明した通りウエ
ハＷをＤＩＷに浸漬する際にパーティクルの転写が発生
する。そこで、この実施形態では、例えば図２９に示す
ように、洗浄槽４１の液面より上部の両側に設けられた
ノズル１０６、１０７より窒素ガスばかりでなく切換弁
１２３を介してＩＰＡも噴出可能にし、以下の動作を行
う。すなわち、図３０に示すように、ウエハＷをＤＩＷ
に浸漬する際に、ノズル１０６、１０７よりＩＰＡを噴
出させ、ＤＩＷの表面を予めＩＰＡ雰囲気１２４にして
おく。このため、ＤＩＷに浸漬されるウエハＷはその前
にこのＩＰＡ雰囲気１２４を通過してウエハＷの表裏面
に液膜としてのＩＰＡ膜が形成される。それ故、浸漬の
際に上記液膜としてのＩＰＡ膜が保護膜として機能し、
ＤＩＷとウエハＷとが直接的に接触するようなことはな
くなる。つまり、ＤＩＷ表面がウエハＷ裏面に付着した
パーティクルと衝突することはなくなり、浸漬の際にウ
エハＷ裏面に付着したパーティクルが矢印１２５の如く
水中に拡散することがなくなる。よって、パーティクル
の転写の発生を防止することができる。

【００５７】上記のＩＰＡ雰囲気１２４は、乾燥室４２
にノズル８５、８６からＩＰＡを噴出するように構成し
ても形成することが可能である。

【００５８】なお、上記の実施形態では、ウエハＷ面に
ＩＰＡによる保護膜を形成した後、ＤＩＷに浸漬するよ
うに構成したが、図３１に示すように、ＤＩＷの表面に
ＩＰＡによる液膜１２６を形成しておき、ウエハＷをこ
のＩＰＡ膜１２６を介して浸漬するように構成しても同
様の効果を得ることができる。

【００５９】また、図３２に示すように、洗浄槽４１に
ＤＩＷとＩＰＡの混合液１２７を供給しておき、ウエハ
Ｗをこの混合液１２７に浸漬するように構成しても同様
の効果を得ることができる。

【００６０】また、上述した実施形態では、不活性ガス
として窒素を用いていたが、アルゴンやヘリウム等の他
の不活性ガスを用いることも可能である。これらは、加
熱することで乾燥処理をより効果的に行うことが可能で
あるが、加熱しなくても勿論よい。

【００６１】さらに、上述した実施形態では、水溶性で
かつ被処理基板に対する純水の表面張力を低下させる作
用を有する有機溶剤としてＩＰＡを用いていたが、メタ
ノール等のその他の一価アルコール、アセトン等のケト
ン類、エチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコ
ール等の多価アルコール等の有機溶剤を用いることが可
能である。

【００６２】また、上述した実施形態では、処理順に処
理槽を連接した洗浄処理装置に本発明に係る洗浄装置を
組み合わせた例を説明したが、本発明に係る洗浄装置を
スタンドアローンタイプの装置として用いることも可能
である。この場合、例えばローダ部とアンローダ部とを
兼ねた搬送部と本発明に係る洗浄装置とを連接して構成
することができる。

【００６３】また、被処理基板も半導体ウエハに限るも
のでなく、ＬＣＤ基板、ガラス基板、ＣＤ基板、フォト
マスク、プリント基板、セラミック基板等でも可能であ
る。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１、２、７
及び８によれば、浸漬の際に液膜が保護膜として機能
し、濯ぎ液と被処理基板とが直接的に接触するようなこ
とはなくなるので、パーティクルの転写の発生を防止す
ることができる。

【００６５】また、請求項５及び１１によれば、濯ぎ液
の表面にイソプロピルアルコールからなる液膜を形成し
ておき、被処理基板をこの液膜を介して濯ぎ液に浸漬す
るように構成したので、上記と同様の作用効果を奏す
る。

【００６６】さらに、請求項６及び１２によれば、被処
理基板を純水とイソプロピルアルコールとの混合液に浸
漬して濯ぎを行うように構成したので、上記と同様の作
用効果を奏する。

【００６７】請求項３、４、９及び１０によれば、被処
理基板を濯ぎ液より引き出す際に純ＩＰＡが純水に溶け
込むことにより生じるマランゴニー力によりウエハ裏面
に付着したパーティクルが純水中に引き離されることは
なくなるので、パーティクルの転写の発生を防止するこ
とができる。

【００６８】特に、請求項４及び１０では、薬液洗浄後
の被処理基板を濯ぎ液に浸漬していく手段や工程はなく
なり、濯ぎ液による洗浄の前後で発生するパーティクル
の転写を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る本実施形態は半導体
ウエハの洗浄処理装置の斜視図である。

【図２】図１に示した洗浄処理装置の平面図である。

【図３】図１の示した洗浄処理装置おける洗浄装置の縦
断正面図である。

【図４】図３に示した洗浄装置の縦断側面図である。

【図５】図３に示した洗浄装置の斜視図である。

【図６】図３に示した洗浄装置の上部の蓋の近傍を示す
斜視図である。

【図７】図３に示した洗浄装置の蓋駆動部の概略構成を
示す図である。

【図８】図３に示した洗浄装置の回転扉機構の構成を示
す斜視図である。

【図９】図３に示した洗浄装置のスライド扉機構を示す
斜視図である。

【図１０】図９に示したスライド扉機構を示す縦断正面
図である。

【図１１】図３に示した洗浄装置のウエハガイドを示す
斜視図である。

【図１２】図３に示した洗浄装置のノズルと排出口を示
す斜視図である。

【図１３】図３に示した洗浄装置の整流板の作用を説明
するための図である。

【図１４】図３に示した洗浄装置の動作を処理フローで
ある。

【図１５】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４０１に対応）。

【図１６】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４０２に対応）。

【図１７】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４０３に対応）。

【図１８】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４０４に対応）。

【図１９】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４０５に対応）。

【図２０】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４０６〜１４０９に対応）。

【図２１】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１０に対応）。

【図２２】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１１に対応）。

【図２３】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１２、１４１５に対応）。

【図２４】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１３、１４１４に対応）。

【図２５】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１６に対応）。

【図２６】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１７に対応）。

【図２７】図３に示した洗浄装置の動作を示す概略図で
ある（図１４のステップ１４１８に対応）。

【図２８】図３に示した洗浄装置の作用効果を説明する
ための洗浄槽の概念図である。

【図２９】本発明の他の実施形態に係る洗浄装置の縦断
面図である。

【図３０】図２９に示した洗浄装置の作用効果を説明す
るための洗浄槽の概念図である。

【図３１】本発明の別の実施形態に係る洗浄装置の洗浄
槽の概念図である。

【図３２】本発明のさらに別の実施形態に係る洗浄装置
の洗浄槽の概念図である。

【図３３】従来の洗浄装置を示す概略図である。

【図３４】従来の洗浄装置を示す概略図である。

【符号の説明】

２７ 洗浄装置 ４１ 洗浄槽 ４２ 乾燥室 ８５、８６ ノズル １０６、１０７ ノズル １２１ 窒素ガス雰囲気 Ｗ ウエハ ＤＩＷ 純水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 輝臣 佐賀県鳥栖市西新町1375番地41 東京エレ クトロン九州株式会社佐賀事業所内 (72)発明者 中嶋 敏 佐賀県鳥栖市西新町1375番地41 東京エレ クトロン九州株式会社佐賀事業所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ液に被処
   理基板が浸漬される洗浄槽と、 前記洗浄槽に浸漬される被処理基板に対して液膜を形成
   する手段とを具備することを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の洗浄装置において、 濯ぎ液が純水であり、液膜がイソプロピルアルコールか
   らなることを特徴とする洗浄装置。
3. 【請求項３】 濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ液に被処
   理基板が浸漬される洗浄槽と、 前記洗浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される濯ぎ
   液の表面に対して不活性ガス雰囲気を形成する手段と、 前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された
   被処理基板を有機溶剤を使った凝縮化により乾燥する手
   段とを具備することを特徴とする洗浄装置。
4. 【請求項４】 薬液及び濯ぎ液を順次貯留し、順次貯留
   した薬液及び濯ぎ液に被処理基板が浸漬される洗浄槽
   と、 前記洗浄槽に浸漬された被処理基板が引き出される濯ぎ
   液の表面に対して不活性ガス雰囲気を形成する手段と、 前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された
   被処理基板を有機溶剤を使った凝縮化により乾燥する手
   段とを具備することを特徴とする洗浄装置。
5. 【請求項５】 濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ液に被処
   理基板が浸漬される洗浄槽と、 前記洗浄槽の濯ぎ液の表面にイソプロピルアルコールか
   らなる液膜を形成する手段と、 前記被処理基板を前記液膜を介して前記洗浄槽の濯ぎ液
   に浸漬する手段とを具備することを特徴とする洗浄装
   置。
6. 【請求項６】 濯ぎ液を貯留し、貯留した濯ぎ液に被処
   理基板が浸漬される洗浄槽と、 純水とイソプロピルアルコールとの混合液を前記濯ぎ液
   として前記洗浄槽に供給する手段とを具備することを特
   徴とする洗浄装置。
7. 【請求項７】 被処理基板に対して液膜を形成する工程
   と、 濯ぎ液を貯留した洗浄槽に前記液膜が形成された被処理
   基板を浸漬する工程とを具備することを特徴とする洗浄
   方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の洗浄方法において、 液膜がイソプロピルアルコールからなり、濯ぎ液が純水
   であることを特徴とする洗浄方法。
9. 【請求項９】 濯ぎ液を貯留した洗浄槽に被処理基板を
   浸漬する工程と、 前記洗浄槽の濯ぎ液の表面を不活性ガスの雰囲気にしつ
   つ前記被処理基板を濯ぎ液より引き出す工程と、 前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された
   被処理基板を有機溶剤を使った凝縮化により乾燥する工
   程とを具備することを特徴とする洗浄方法。
10. 【請求項１０】 洗浄槽内の薬液中に被処理基板を浸漬
    する工程と、 前記洗浄槽内を薬液より濯ぎ液に置換する工程と、 前記洗浄槽の濯ぎ液の表面を不活性ガスの雰囲気にしつ
    つ前記被処理基板を濯ぎ液より引き出す工程と、 前記不活性ガス雰囲気を介して濯ぎ液より引き出された
    被処理基板を有機溶剤を使った凝縮化により乾燥する工
    程とを具備することを特徴とする洗浄方法。
11. 【請求項１１】 洗浄槽内に濯ぎ液を貯留する工程と、 前記濯ぎ液の表面にイソプロピルアルコールからなる液
    膜を形成する工程と、 被処理基板を前記液膜を介して前記洗浄槽の濯ぎ液に浸
    漬する工程とを具備することを特徴とする洗浄方法。
12. 【請求項１２】 洗浄槽内に純水とイソプロピルアルコ
    ールとの混合液を供給する工程と、 被処理基板を前記洗浄槽の混合液に浸漬する工程とを具
    備することを特徴とする洗浄方法。