JPH11204476A - 洗浄処理装置及び洗浄処理方法 - Google Patents

洗浄処理装置及び洗浄処理方法

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JPH11204476A
JPH11204476A JP1813298A JP1813298A JPH11204476A JP H11204476 A JPH11204476 A JP H11204476A JP 1813298 A JP1813298 A JP 1813298A JP 1813298 A JP1813298 A JP 1813298A JP H11204476 A JPH11204476 A JP H11204476A
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JP
Japan
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cleaning
liquid
processing tank
rinsing liquid
chemical
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Withdrawn
Application number
JP1813298A
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English (en)
Inventor
Naoki Shindo
尚樹 新藤
Hironobu Momotake
宏展 百武
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬液とリンス液の供給系を簡素化すると共
に、薬液濃度を一定にして、洗浄性能の向上及び洗浄精
度の向上を図れるようにすること。 【解決手段】 半導体ウエハWが浸漬される洗浄液を貯
留する処理槽30と、互いに混合されて洗浄液を生成す
る薬液及びリンス液の供給系と、を具備する洗浄処理装
置において、薬液の供給系とリンス液の供給系とを別系
統に形成し、処理槽30の底部にバブラ33を配設する
と共に、このバブラ33をN2ガス供給源43に接続す
る。これにより、処理槽30内に供給された薬液とリン
ス液をN2ガスのバブリングによって撹拌して、洗浄液
の濃度を一定にすることができ、薬液濃度を一定にした
状態で、半導体ウエハWの洗浄処理を行うことができ
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、例えば半導体ウ
エハやLCD用ガラス基板等の被処理体を薬液や純水等
の洗浄液に浸漬して洗浄する洗浄処理装置及び洗浄処理
方法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用ガラス等の被処理体
(以下にウエハ等という)を例えばアンモニア水(NH
4OH)やフッ化水素酸(HF)等の薬液やリンス液
(例えば純水やオゾン水)等の洗浄液が貯留された洗浄
槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用さ
れている。
【0003】従来のこの種の洗浄処理装置として、同一
の処理槽内にリンス液(例えば純水,オゾン水)や、リ
ンス液に薬液(例えばHF)を混入した希釈液{例えば
希釈フッ化水素酸(DHF)}を順次貯留して、これら
リンス液、希釈液にウエハ等を浸漬して洗浄処理する、
いわゆるワンパス方式の装置が知られている。この洗浄
処理装置によれば、リンス液中に所定量の薬液を混入し
た希釈液(例えばDHF)を処理槽内に貯留し、この希
釈液(DHF)中にウエハ等を浸漬して、ウエハ表面に
付着したパーティクルの除去や化学的,物理的に吸着し
たNi,Cr等の重金属あるいは自然酸化膜等を除去す
ることができる。その後、処理槽内に供給されるリンス
液中にウエハを浸漬して、ウエハ表面に付着する薬液を
除去することができる。なお、この種の洗浄処理におい
て、洗浄液の薬液濃度を一定に調整することが洗浄性能
を高める上で好ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の洗浄処理装置においては、処理槽内にリンス液
(例えば純水)を供給する供給ラインに薬液(例えばH
F)を注入して、混合した希釈液(例えばDHF)を処
理槽へ供給する1系統の供給方式を採用するため、配管
系統が複雑となるばかりか、リンス液(純水)の流量が
変動すると、それに伴なって薬液濃度が変動してしま
い、洗浄性能及び洗浄精度が低下するという問題があっ
た。
【0005】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、薬液とリンス液の供給系を簡素化すると共に、薬液
濃度を一定にして、洗浄性能の向上及び洗浄精度の向上
を図れるようにした洗浄処理装置及び洗浄処理方法を提
供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の洗浄処理装置は、被処理体が浸漬される
洗浄液を貯留する処理槽と、互いに混合されて上記洗浄
液を生成する薬液及びリンス液の供給系と、を具備する
洗浄処理装置において、 上記薬液の供給系とリンス液
の供給系とを別系統に形成し、 上記処理槽の底部に気
泡発生手段を配設すると共に、この気泡発生手段を不活
性ガス供給源に接続してなる、ことを特徴とする(請求
項1)。
【0007】この発明の洗浄処理装置において、上記薬
液の供給系及びリンス液の供給系に、秤量手段を具備す
るか、あるいは、上記処理槽に秤量手段を具備する方が
好ましい(請求項2,3)。また、上記処理槽の上部に
薬液の供給部を配設し、処理槽の下部にリンス液の供給
部を配設する方が好ましい(請求項4)。
【0008】また、この発明の洗浄処理方法は、被処理
体を、薬液とリンス液とを混合してなる洗浄液に浸漬し
て、洗浄処理する洗浄処理方法において、 処理槽内に
上記薬液とリンス液を所定量供給する工程と、 上記処
理槽内に供給された上記薬液とリンス液とを不活性ガス
のバブリングによって撹拌する工程と、 上記薬液とリ
ンス液が撹拌された洗浄液中に上記被処理体を浸漬する
工程と、を有することを特徴とする(請求項5)。
【0009】また、この発明の洗浄処理方法は、被処理
体を、薬液とリンス液とを混合してなる洗浄液に浸漬し
て、洗浄処理する洗浄処理方法において、 処理槽内に
上記リンス液を所定量供給する工程と、 上記処理槽内
に上記薬液を所定量供給する工程と、 上記処理槽内に
供給された上記薬液とリンス液とを不活性ガスのバブリ
ングによって撹拌する工程と、 上記薬液とリンス液が
撹拌された洗浄液中に上記被処理体を浸漬する工程と、
上記洗浄液を上記リンス液に置換すると共に、リンス
液中に上記被処理体を浸漬する工程と、を有することを
特徴とする(請求項6)。この場合、上記リンス液を、
上記処理槽内にて秤量してもよい(請求項7)。
【0010】この発明の洗浄処理方法において、上記処
理槽の上部から薬液を供給すると共に、処理槽の下部か
らリンス液を供給し、かつ上記処理槽の底部から不活性
ガスをバブリングする方が好ましい(請求項8)。
【0011】この発明によれば、処理槽内に薬液とリン
ス液とを別系統から供給し、処理槽内に薬液とリンス液
との混合液(洗浄液)が貯留された状態で、気泡発生手
段から不活性ガス例えば窒素(N2)ガスあるいはアル
ゴン(Ar)ガス等の気泡を供給してバブリングするこ
とにより、薬液とリンス液とを撹拌することができるの
で、薬液濃度を一定にすることができる。そして、所定
濃度に設定された洗浄液中に被処理体を浸漬して洗浄処
理を行うことができる(請求項1,5)。また、洗浄液
中に被処理体を浸漬して洗浄処理を行った後、洗浄液を
上記リンス液に置換すると共に、リンス液中に上記被処
理体を浸漬することにより、洗浄処理により被処理体に
付着した薬液を除去することができる(請求項6)。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導
体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説
明する。
【0013】図1はこの発明に係る洗浄処理装置を適用
した洗浄処理システムの一例を示す概略平面図である。
【0014】上記洗浄処理システムは、被処理体である
半導体ウエハW(以下にウエハという)を水平状態に収
納する容器例えばキャリア1を搬入、搬出するための搬
入・搬出部2と、ウエハWを薬液、洗浄液等の液処理す
ると共に乾燥処理する処理部3と、搬入・搬出部2と処
理部3との間に位置してウエハWの受渡し、位置調整及
び姿勢変換等を行うインターフェース部4とで主に構成
されている。
【0015】上記搬入・搬出部2は、洗浄処理システム
の一側端部に併設して設けられる搬入部5と搬出部6と
で構成されている。また、搬入部5は、上部搬送機構7
からキャリア1を受け取る受取り部5aと、この受取り
部5aから水平に搬送されるキャリア1を載置する受渡
し部5bとからなり、受渡し部5bには、キャリア1を
上部位置とインターフェース部4の搬入口(図示せず)
との間で搬送するキャリアリフタ7が配設されている。
また、搬出部6には、キャリア1をインターフェース部
4の搬出口(図示せず)と上部との間で搬送するキャリ
アリフタ7が配設され、これらキャリアリフタ7によっ
て搬入部5間又は搬出部6間でのキャリア1の搬送を行
うことができると共に、空のキャリア1をインターフェ
ース部4の上方に設けられたキャリア待機部(図示せ
ず)への受け渡し及びキャリア待機部からの受け取りを
行うことができるように構成されている。
【0016】上記インターフェース部4は、区画壁4c
によって区画される搬入・搬出部2に隣接する第1の室
4aと、処理部3に隣接する第2の室4bとで構成され
ている。そして、第1の室4a内には、搬入部5(具体
的には受渡し部5b)のキャリア1から複数枚のウエハ
Wを取り出して搬送する水平方向(X,Y方向),垂直
方向(Z方向)及び回転(θ方向)可能なウエハ取出し
アーム8と、ウエハWに設けられたノッチを揃えるノッ
チアライナー9と、ウエハ取出しアーム8によって取り
出された複数枚のウエハWの間隔を調整する間隔調整機
構(図示せず)を具備すると共に、水平状態のウエハW
を垂直状態に変換する第1の姿勢変換装置10が配設さ
れている。
【0017】また、第2の室4b内には、処理済みの複
数枚例えば50枚のウエハWを処理部3から垂直状態の
まま搬送する後述するウエハ搬送手段例えばウエハ搬送
チャック20から受け取ったウエハWを垂直状態から水
平状態に変換する第2の姿勢変換装置11と、この第2
の姿勢変換装置11によって水平状態に変換された複数
枚のウエハWを受け取ってウエハ受取り部12に搬送さ
れた空のキャリア1内に収納する水平方向,垂直方向及
び回転(θ方向)可能なウエハ収納アーム13が配設さ
れている。
【0018】一方、上記処理部3には、ウエハWに付着
するパーティクルや有機物汚染を除去する第1の処理ユ
ニット14と、ウエハWに付着する金属汚染を除去する
第2の処理ユニット15と、ウエハWに付着する酸化膜
を除去する第3の処理ユニット16及びチャック洗浄ユ
ニット17が直線状に配列されている。なお、第3の処
理ユニット16の上方には乾燥処理ユニット18が配設
されている。なおこの場合、第3の処理ユニット16に
この発明に係る洗浄処理装置が適用されている。また、
これら各ユニット14〜17と対向する位置から上記イ
ンターフェース部4に延在して設けられた搬送路19
に、X,Y方向(水平方向)、Z方向(垂直方向)及び
回転(θ)可能なウエハ搬送手段例えばウエハ搬送チャ
ック20が配設されている。
【0019】次に、この発明に係る洗浄処理装置につい
て説明する。 ◎第一実施形態 図2はこの発明に係る洗浄処理装置の第一実施形態を示
す概略断面図である。上記洗浄処理装置16は、薬液例
えばフッ化水素酸(HF)の希釈液(DHF)やリンス
液例えば純水,オゾン水等の洗浄液を貯留すると共に洗
浄液中に被処理体例えば半導体ウエハW(以下にウエハ
という)を浸漬してその表面を洗浄する処理槽30と、
この処理槽30の上部に配設されて、処理槽30内に薬
液(HF)を供給する薬液供給部31と、処理槽の下部
に配設されて、処理槽内にリンス液(純水)を供給する
リンス液供給部例えば純水供給ノズル32と、処理槽3
0の底部に配設されて、処理槽30内に貯留された薬液
(HF)とリンス液(純水)の混合液(洗浄液;DH
F)に気泡を供給して撹拌する気泡発生手段例えばバブ
ラ33とを具備してなる。
【0020】この場合、処理槽30は、洗浄液を貯留す
る内槽30aと、この内槽30aの開口部の外方縁部を
包囲する外槽30bとで構成されており、内槽30aの
底部に設けられた排出口34に開閉バルブ35aを介設
したドレン管35が接続され、また外槽30bの底部に
設けられた排出口36に開閉バルブ37a介設したドレ
ン管37が接続されている。
【0021】また、上記薬液供給部31は、秤量手段例
えば積算流量計付バルブ38aを介設する薬液供給管3
8を介して薬液供給源例えばHF供給源39に接続され
ている。また、上記純水供給ノズル32は、内槽30a
の底部の両側に配設されており、それぞれ秤量手段例え
ば積算流量計付バルブ40aを介設した純水供給管40
を介してリンス液供給源例えば純水供給源41に接続さ
れている。また、上記バブラ33は、内槽30aの底部
の両側に配設される、例えば2本のパイプに多数の小孔
(図示せず)を穿設した構造となっており、これらバブ
ラ33は開閉バルブ42aを介設した不活性ガス供給管
42を介して不活性ガス供給源例えばN2ガス供給源4
3に接続されている。
【0022】なお、処理槽30内には昇降可能なウエハ
ボート21が配設されている。このウエハボート21
は、上記ウエハ搬送チャック20から受け取った複数枚
例えば50枚のウエハWを処理槽30内に搬送し、処理
後のウエハWを上方へ搬送して再びウエハ搬送チャック
20に受け渡すように構成されている。また、処理槽3
0の上部外側には、処理槽30の内槽30a内の純水の
比抵抗を測定する比抵抗計22が、バルブ22aを介設
した導出管22bを介して内槽30aに接続されてい
る。なお、この比抵抗計22は、処理槽30内に薬液
(例えばDHF)が供給されている場合には、バルブ2
2aが閉じられるようになっている。
【0023】次に、上記のように構成される洗浄処理装
置16による洗浄処理の手順について図3を参照して説
明する。
【0024】まず、薬液供給管38に介設された積算
流量計付バルブ38a及び純水供給管40に介設された
積算流量計付バルブ40aを開放して、処理槽30の内
槽30a内に薬液(HF)とリンス液(純水)を所定量
供給する{薬液・リンス液供給工程(図3(a)参
照)}。
【0025】次に、薬液(HF)とリンス液(純水)
の混合液(洗浄液;DHF)が内槽30a内に充満(貯
留)されたのを確認して上記積算流量計付バルブ38
a,40aを閉じて、HF及び純水の供給を停止する。
これと同時に、不活性ガス供給管42に介設された開閉
バルブ42aを開放し、N2ガス供給源43からバブラ
33にN2ガスを供給して、内槽30aに貯留されたH
Fと純水とをN2ガスのバブリングによって撹拌して、
所定濃度に希釈された洗浄液(DHF)を生成する{撹
拌工程(図3(b)}。
【0026】次に、ウエハボート21によって保持さ
れた複数枚例えば50枚のウエハWを洗浄液中に浸漬す
る。この状態では、処理槽30内の洗浄液は所定の濃度
となるので、ウエハWは安定した状態で薬液処理され
て、ウエハW表面に付着するパーティクルが除去される
と共に、酸化膜が除去される{薬液洗浄工程(図3(c
参照)}。なお、内槽30aからオーバーフローした洗
浄液は外槽30bの排出口36及びドレン管37を介し
て排出される。
【0027】所定時間薬液処理を行った後、純水供給
管40に介設された積算流量計付バルブ40aを開放し
て、純水供給源41から純水を処理槽30の内槽30a
内に供給して、洗浄液(DHF)を純水に置換すると共
に、純水中にウエハWを浸漬して、ウエハWに付着した
薬液を除去する{純水洗浄工程(図3(d)参照)}。
なお、内槽30aからオーバーフローした洗浄液及び純
水は外槽30bの排出口36及びドレン管37を介して
排出される。
【0028】上記のようにして洗浄処理を終了した後、
上記積算流量計付バルブ40aを閉じると共に、ウエハ
ボート21を上昇させてウエハWを処理槽30から搬出
し、開閉バルブ35aを開放して内槽30a内の純水を
排出するか、あるいは開閉バルブ35aを閉じたままに
して内槽30a内に純水を貯留しておく。
【0029】◎第二実施形態 図4はこの発明に係る洗浄処理装置の第二実施形態を示
す概略断面図である。第二実施形態は、上記第一実施形
態における薬液の供給系及びリンス液(純水)の供給系
における秤量手段を、上記積載流量計付バルブ38a,
40aに代えて、別の手段にて形成した場合である。す
なわち、上記薬液供給管38に定量ポンプ38bを介設
して、薬液(HF)の所定量を供給可能にし、また、上
記純水供給管40に定量ポンプ40bを介設して、純水
の所定量を供給可能にした場合である。なおこの場合、
薬液供給管38の薬液(HF)供給源側に開閉バルブ3
8cが介設され、また、純水供給管40のリンス液(純
水)供給源側に開閉バルブ40cが介設されている。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、説明は省略する。
【0030】◎その他の実施形態 (1)上記実施形態では、薬液(HF)の供給系及びリ
ンス液(純水)の供給系に設けられる秤量手段が、積載
流量計付バルブ38a,40aである場合、又は、定量
ポンプ38b,40bである場合について説明したが、
秤量手段は、必ずしも積載流量計付バルブ38a,40
a、又は、定量ポンプ38b,40bに限られるもので
はなく、別の手段としてもよい。例えば、図5に示すよ
うに、薬液(HF)供給源39及びリンス液(純水)供
給源41を、外方側に静電容量センサ50を適宜間隔を
おいて配設した秤量タンク39A,41Aにて形成して
もよい。なお、秤量用の静電容量センサ50の上方及び
下方にそれぞれ上限検出センサ51、下限検出センサ5
2が配設されている。
【0031】また、別の秤量手段として、図6に示すよ
うに、上記処理槽30の内槽30aの側壁外方側に配設
される静電容量センサ60にて形成してもよい。このよ
うに、内槽30aの外方側に静電容量センサ60を配設
することにより、特に、純水洗浄工程において、処理槽
30にてリンス液(純水)を秤量することができる。
【0032】なお、図5及び図6において、その他の部
分は上記第一実施形態及び第二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、説明は省略する。
【0033】(2)上記実施形態では、リンス液(純
水)を処理槽30の下方から供給する場合について説明
したが、リンス液(純水)を処理槽30の上方から供給
するようにしてもよい。例えば、図7に示すように、処
理槽30の内槽30aの上方に開口する純水供給管40
Aに秤量手段例えば積載流量計付バルブ40aを介設し
て純水供給源41に接続して、処理槽30の上方から純
水を供給するようにしてもよい。
【0034】なお、図7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、説明は省略する。
【0035】(3)上記実施形態では、この発明の洗浄
処理装置が第3の処理ユニット16に適用される場合に
ついて説明したが、第1及び第2の処理ユニット14,
15にも適用できることは勿論である。
【0036】(4)また、上記実施形態では、この発明
の洗浄処理装置及び洗浄処理方法を半導体ウエハの洗浄
処理システムに適用した場合について説明したが、半導
体ウエハ以外のLCD用ガラス基板等にも適用できるこ
とは勿論である。
【0037】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、処理槽内に薬液とリンス液とを別系統から供給し、
処理槽内に薬液とリンス液との混合液(洗浄液)が貯留
された状態で、気泡発生手段から不活性ガス例えば窒素
(N2)ガスあるいはアルゴン(Ar)ガス等の気泡を
供給してバブリングすることにより、薬液とリンス液と
を撹拌することができるので、薬液濃度を一定にした状
態で、洗浄液中に被処理体を浸漬して洗浄処理を行うこ
とができる(請求項1,5)。したがって、配管系統を
簡素化することができると共に、洗浄性能及び洗浄精度
の向上を図ることができる。
【0038】また、洗浄液中に被処理体を浸漬して洗浄
処理を行った後、洗浄液をリンス液に置換すると共に、
リンス液中に被処理体を浸漬することにより、洗浄処理
により被処理体に付着した薬液を除去することができる
(請求項1,6)。したがって、更に洗浄性能及び洗浄
精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る洗浄処理装置を適用した洗浄処
理システムの概略平面図である。
【図2】この発明に係る洗浄処理装置の第一実施形態を
示す概略断面図である。
【図3】この発明の洗浄工程の手順を示す概略断面図で
ある。
【図4】この発明に係る洗浄処理装置の第二実施形態を
示す概略断面図である。
【図5】この発明に係る洗浄処理装置の第三実施形態を
示す概略断面図である。
【図6】この発明に係る洗浄処理装置の第四実施形態を
示す概略断面図である。
【図7】この発明に係る洗浄処理装置の第五実施形態を
示す概略断面図である。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ(被処理体) 30 処理槽 31 薬液供給部 32 純水供給ノズル 33 バブラ(気泡発生手段) 38 薬液供給管 38a 積載流量計付バルブ(秤量手段) 38b 定量ポンプ(秤量手段) 39 HF供給源(薬液供給源) 39A 秤量タンク(秤量手段) 40,40A 純水供給管(リンス液供給管) 40a 積載流量計付バルブ(秤量手段) 40b 定量ポンプ(秤量手段) 41 純水供給源(リンス液供給源) 41A 秤量タンク(秤量手段) 42 不活性ガス供給管 42a 開閉バルブ 43 N2ガス供給源(不活性ガス供給源) 50 静電容量センサ(秤量手段) 60 静電容量センサ(秤量手段)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体が浸漬される洗浄液を貯留する
    処理槽と、互いに混合されて上記洗浄液を生成する薬液
    及びリンス液の供給系と、を具備する洗浄処理装置にお
    いて、 上記薬液の供給系とリンス液の供給系とを別系統に形成
    し、 上記処理槽の底部に気泡発生手段を配設すると共に、こ
    の気泡発生手段を不活性ガス供給源に接続してなる、こ
    とを特徴とする洗浄処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の洗浄処理装置において、 上記薬液の供給系及びリンス液の供給系に、秤量手段を
    具備する、ことを特徴とする洗浄処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の洗浄処理装置において、 上記処理槽に、秤量手段を具備する、ことを特徴とする
    洗浄処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の洗
    浄処理装置において、 上記処理槽の上部に薬液の供給部を配設し、処理槽の下
    部にリンス液の供給部を配設してなる、ことを特徴とす
    る洗浄処理装置。
  5. 【請求項5】 被処理体を、薬液とリンス液とを混合し
    てなる洗浄液に浸漬して、洗浄処理する洗浄処理方法に
    おいて、 処理槽内に上記薬液とリンス液を所定量供給する工程
    と、 上記処理槽内に供給された上記薬液とリンス液とを不活
    性ガスのバブリングによって撹拌する工程と、 上記薬液とリンス液が撹拌された洗浄液中に上記被処理
    体を浸漬する工程と、を有することを特徴とする洗浄処
    理方法。
  6. 【請求項6】 被処理体を、薬液とリンス液とを混合し
    てなる洗浄液に浸漬して、洗浄処理する洗浄処理方法に
    おいて、 処理槽内に上記リンス液を所定量供給する工程と、 上記処理槽内に上記薬液を所定量供給する工程と、 上記処理槽内に供給された上記薬液とリンス液とを不活
    性ガスのバブリングによって撹拌する工程と、 上記薬液とリンス液が撹拌された洗浄液中に上記被処理
    体を浸漬する工程と、 上記洗浄液を上記リンス液に置換すると共に、リンス液
    中に上記被処理体を浸漬する工程と、を有することを特
    徴とする洗浄処理方法。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の洗浄処理方法において、 上記リンス液を、上記処理槽内にて秤量する、ことを特
    徴とする洗浄処理方法。
  8. 【請求項8】 請求項5又は6記載の洗浄処理方法にお
    いて、 上記処理槽の上部から薬液を供給すると共に、処理槽の
    下部からリンス液を供給し、かつ上記処理槽の底部から
    不活性ガスをバブリングする、ことを特徴とする洗浄処
    理方法。
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