WO2015083669A1 - ウェット処理装置 - Google Patents

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cleaning
wafer
stage
cleaned
liquid
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史朗 原
ソマワン クンプアン
池田　伸一
昭広 後藤
裕 天野
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独立行政法人 産業技術総合研究所
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    • H01L21/02052—Wet cleaning only

Definitions

  • the present invention relates to a wet processing apparatus that cleans an object to be cleaned with a cleaning object while rotating the object to be cleaned, a wet processing apparatus that supplies a processing liquid while heating the object to be processed, and a method thereof.
  • semiconductor device production lines using this type of wet processing equipment are equipped with a plurality of units called bays that contain processing equipment of the same type in a vast clean room, and the bays are transported by a transport robot or belt conveyor.
  • Layouts that employ a connected job shop method have become mainstream.
  • a wafer having a large diameter of 12 inches or the like is used for a workpiece processed in such a production line, and a production system in which several thousand semiconductor chips are manufactured from one wafer is used.
  • Patent Document 1 discloses a minimal fab system capable of appropriately responding to ultra-low-volume production and multi-product production by preparing for rearrangement in a flowship or job shop.
  • the developer is slowly dropped at a rotation speed at which the developer does not spill from the wafer while a developer that is less than the amount spilled from the wafer is dropped on the wafer.
  • a spin developing device which is rotated is disclosed in Patent Document 2.
  • the minimal fab system disclosed in Patent Document 1 is a method for processing half-inch wafers one by one with a unit processing apparatus, and an apparatus for developing a development object printed on the half-inch wafer.
  • the spin developing device disclosed in Patent Document 2 is known, in a cleaning device for cleaning a half-inch size wafer (object to be cleaned), it is efficiently cleaned with a smaller amount of cleaning liquid (object to be cleaned). There is no known device and method that can be used.
  • the present invention has been made from the above-described state of the art, and its purpose is to use a small amount of wafer cleaning method such as a half-inch size that can be used in the above-described minimal fab system.
  • An object of the present invention is to provide a wet processing apparatus capable of efficiently cleaning an object to be cleaned with a cleaning object, or capable of efficiently performing a heating wet process as a heating wet processing method and a method thereof.
  • the present invention is a wet processing apparatus for cleaning an object to be cleaned while rotating the object to be cleaned, the stage on which the object to be cleaned is installed, and rotating the stage in the circumferential direction.
  • a wet control system comprising: a control unit that supplies a predetermined amount of the cleaning material that fills the space from the supply nozzle in a space between the supply nozzle and substantially the entire object to be cleaned. It was set as the processing apparatus.
  • a predetermined amount of cleaning that fills this space into a space between the supply nozzle and substantially the entire cleaning target after the cleaning target is set on the stage.
  • a thing is supplied from a supply nozzle.
  • the stage is rotated by the rotation drive unit, and the object to be cleaned is spin cleaned with the object to be cleaned.
  • the object to be cleaned can be cleaned with a smaller amount of the object to be cleaned as compared with the case where the object to be cleaned is cleaned while supplying the object to be cleaned.
  • the object to be cleaned since the object to be cleaned is rotated while the space between the object to be cleaned and the supply nozzle is filled with the object to be cleaned, spillage of the object to be cleaned due to centrifugal force between the object to be cleaned and the supply nozzle is prevented. Therefore, the object to be cleaned can be cleaned efficiently.
  • the present invention is the above invention, wherein the control unit rotates the stage in a state where the cleaning object is filled in a space between the object to be cleaned and the supply nozzle installed on the stage.
  • the wet processing apparatus is characterized by this.
  • the present invention configured as described above rotates the stage by rotating the stage with the cleaning object filled in the space between the cleaning object installed on the stage and the supply nozzle.
  • the cleaning object can be more reliably held in the space between the supply nozzle and the supply nozzle, and the spillage of the cleaning object due to centrifugal force can be more reliably prevented.
  • control unit holds the cleaning object filled between the object to be cleaned and the supply nozzle in a space between the object to be cleaned and the supply nozzle.
  • the wet processing apparatus is characterized in that the stage is rotated by the rotational drive unit at a speed.
  • the present invention configured as described above is configured to rotate the stage at a speed at which the cleaning object filled between the object to be cleaned and the supply nozzle is held in the space between the object to be cleaned and the supply nozzle. Since the section is rotated, spillage due to the centrifugal force of the cleaning object filled between the object to be cleaned and the supply nozzle can be eliminated.
  • the present invention is the above invention, wherein the supply nozzle is adjustable in distance from the object to be cleaned installed on the stage, and the control unit adjusts the supply nozzle to adjust the supply nozzle.
  • the wet processing apparatus is characterized in that a space between the stage and the object to be cleaned on the stage is set to a predetermined interval that can fill the space with the cleaning object.
  • the supply nozzle is adjusted so that a space between the supply nozzle and the object to be cleaned on the stage is set to a predetermined interval that can fill the space with the cleaning object.
  • Supply cleaning material to the space since the space between the supply nozzle and the object to be cleaned can be adjusted according to the properties of the object to be cleaned, for example, even when the object to be cleaned is cleaned using a different type of object to be cleaned It is possible to prevent spillage of the cleaning object from between the object to be cleaned and the supply nozzle when the object is rotated.
  • the present invention is the above invention, wherein the object to be cleaned is a flat wafer of a predetermined size, the object to be cleaned is a cleaning liquid, and the control unit has a surface in a space between the wafer and the supply nozzle. A predetermined amount of the cleaning liquid held by tension is supplied from the supply nozzle.
  • the present invention configured as described above supplies a predetermined amount of cleaning liquid held by surface tension to the space between the wafer installed on the stage and the supply nozzle.
  • the wafer can be cleaned with a smaller amount of cleaning liquid than in the case of cleaning by rotating.
  • the cleaning liquid is held by the surface tension in the space between the wear and the supply nozzle, it is possible to prevent the cleaning liquid from spilling from between the wafer and the supply nozzle during rotation.
  • the present invention is positioned opposite to the object to be cleaned over the entire installation process of installing the object to be cleaned on the stage and the entire object to be cleaned installed on the stage.
  • the wet treatment method was characterized by this.
  • the object to be cleaned is installed on the stage in the installation process, and then the space between the supply nozzle and substantially the entire object to be cleaned in the supply process. A predetermined amount of the cleaning object that fills the space is supplied, and the stage is rotated in the cleaning process to clean the target object with the cleaning object.
  • the object to be cleaned can be cleaned with a smaller amount of the object to be cleaned as compared with the case where the object to be cleaned is cleaned while supplying the object to be cleaned.
  • the object to be cleaned is rotated while the space between the object to be cleaned and the supply nozzle is filled with the object to be cleaned, spillage of the object to be cleaned due to the centrifugal force between the object to be cleaned and the supply nozzle is prevented.
  • the object to be cleaned can be cleaned efficiently.
  • the present invention is the wet processing method according to the above invention, wherein the cleaning step rotates the stage at a speed at which the cleaning object is held in a space between the object to be cleaned and the supply nozzle. It was.
  • the present invention configured as described above rotates the stage at a speed at which the object to be cleaned is held in the space between the object to be cleaned and the supply nozzle in the cleaning process. Spillage due to centrifugal force of the filled washing can be eliminated.
  • the present invention is the wet processing method according to the above-described invention, wherein the cleaning step rotates the stage at a speed at which the cleaning object does not spill from the space between the object to be cleaned and the supply nozzle. did.
  • the cleaning device rotates the stage at a speed that prevents the cleaning object from spilling out of the space between the cleaning object and the supply nozzle, so that the space between the cleaning object and the supply nozzle is satisfied.
  • the spillage when rotating the washed product can be eliminated.
  • the present invention is the above-mentioned invention, wherein the supplying step moves the supply nozzle and the stage relative to each other, and supplies the gap between the supply nozzle and the object to be cleaned installed on the stage.
  • the wet processing method is characterized in that the cleaning object is supplied to the space after the space between the nozzle and the object to be cleaned is adjusted to a predetermined interval that can fill the cleaning object.
  • the present invention configured as described above moves the supply nozzle and the stage relative to each other in the supply step so that the supply nozzle and the object to be cleaned are placed between the supply nozzle and the object to be cleaned. After adjusting to a predetermined interval that can fill the space between and the cleaning object, the cleaning object is supplied to this space. That is, since the space between the supply nozzle and the object to be cleaned can be adjusted according to the properties of the object to be cleaned, for example, even when the object to be cleaned is cleaned using a different type of object to be cleaned It is possible to prevent spillage of the cleaning object from between the object to be cleaned and the supply nozzle when the object is rotated.
  • the object to be cleaned is a flat wafer of a predetermined size
  • the object to be cleaned is a cleaning liquid
  • the supplying step is performed on the surface in a space between the wafer and the supply nozzle.
  • a wet processing method is characterized in that a predetermined amount of the cleaning liquid held by tension is supplied.
  • the present invention configured as described above supplies a predetermined amount of cleaning liquid held by surface tension to the space between the wafer installed on the stage and the supply nozzle.
  • the wafer can be cleaned with a smaller amount of cleaning liquid than in the case of cleaning by rotating.
  • the cleaning liquid is held by the surface tension in the space between the wear and the supply nozzle, it is possible to prevent the cleaning liquid from spilling during rotation from between the wafer and the supply nozzle.
  • the present invention is a wet processing apparatus for supplying and processing a processing liquid while heating an object to be processed, the stage on which the object to be processed is installed, and the object to be processed installed on the stage on the object to be processed Provided with a supply section for supplying a treatment liquid and a heating section provided at a position facing the object to be processed installed on the stage and heating at least an interface portion between the object to be processed and the treatment liquid
  • a supply section for supplying a treatment liquid and a heating section provided at a position facing the object to be processed installed on the stage and heating at least an interface portion between the object to be processed and the treatment liquid
  • the processing liquid is supplied to the target object from the supply unit.
  • at least an interface portion between the object to be processed and the processing liquid is heated by a heating unit provided at a position facing the object to be processed installed on the stage.
  • the present invention is the above invention, wherein the heating unit is provided on the opposite side of the object to be processed installed on the stage across the stage, and the object to be processed is interposed via the object to be processed.
  • a wet processing apparatus is characterized in that an interface portion with the processing liquid is heated.
  • the object to be processed and the above-mentioned object are heated via the object to be processed by heating in a heating unit provided on the opposite side of the object to be processed installed on the stage with the stage interposed therebetween.
  • the interface portion with the treatment liquid can be heated. Therefore, the interference of the installation part of a heating part and a supply part can be decreased, and the interface part of a to-be-processed object and a process liquid can be heated appropriately.
  • the present invention is the above invention, wherein the heating unit includes a light emitting unit, a light collecting unit that collects light emitted from the light emitting unit and guides the light to an interface portion between the object to be processed and the processing liquid,
  • the heating unit includes a light emitting unit, a light collecting unit that collects light emitted from the light emitting unit and guides the light to an interface portion between the object to be processed and the processing liquid,
  • a wet processing apparatus characterized by having
  • the light emitted from the light emitting unit is collected by the light collecting unit and guided to the interface portion between the object to be processed and the processing liquid.
  • the part can be heated more appropriately and efficiently.
  • the present invention is the above invention, wherein the condensing unit includes a reflector that condenses light emitted from the light emitting unit, and an interface between the object to be processed and the processing liquid that collects the light collected by the reflector.
  • a wet treatment apparatus including a lens portion led to the portion.
  • the light emitted from the light emitting unit is collected by the reflector, and the light collected by the reflector is guided to the interface portion between the object to be processed and the processing liquid by the lens unit. Therefore, the light emitted from the light emitting unit can be guided to the interface portion between the object to be processed and the processing liquid more efficiently, and the interface portion between the object to be processed and the processing liquid can be heated more appropriately and efficiently.
  • the stage may be composed of a plurality of pin members that hold a periphery of the object to be processed, and the lens unit may be positioned between the plurality of pin members to be integrated with the lens unit. It was set as the wet processing apparatus characterized by being provided in.
  • the stage is composed of a plurality of pin materials that hold the periphery of the object to be processed, so that the lens portion is positioned between the plurality of pin materials, and the stage and the lens portion are It can be provided integrally. Accordingly, the number of parts of the wet processing apparatus can be reduced, and the light emitted from the light emitting unit can be guided through the plurality of pin materials, so that the interface portion between the object to be processed and the processing liquid can be more appropriately and It can be heated efficiently.
  • the present invention is the wet processing apparatus according to the above invention, wherein the object to be processed is a flat plate wafer of a predetermined size, and the processing liquid is a cleaning liquid for cleaning the wafer.
  • At least an interface portion between the wafer and the cleaning liquid can be heated by a heating unit provided at a position facing the wafer placed on the stage. Therefore, since the interface part which is the optimal location at the time of cleaning the wafer with the cleaning liquid can be appropriately heated, the wafer can be efficiently cleaned.
  • the present invention provides an installation process for installing a target object on a stage, a supply process for supplying a processing liquid to the target object installed on the stage, and the supply process.
  • a wet process characterized by comprising: a treatment step of heating at least an interface portion between the treatment object and the treatment liquid from a position facing the treatment object while supplying the treatment liquid. The processing method was used.
  • the object to be processed is installed on the stage, and the processing liquid is supplied to the object to be processed installed on the stage, from the position facing the object to be processed, At least the interface portion between the object to be processed and the processing liquid is heated.
  • the interface part which is the optimal location which processes a to-be-processed object with a process liquid can be heated appropriately, a heating wet process can be performed efficiently.
  • an interface portion between the target object and the processing liquid is heated via the target object from the opposite side of the target object across the stage. It was set as the wet processing method characterized by doing.
  • the present invention configured as described above is configured to heat the interface portion between the object to be processed and the processing liquid from the opposite side of the object to be processed with the stage interposed therebetween. Interference between the location of the heating unit for heating the interface with the treatment liquid and the location of the supply unit for supplying the treatment liquid can be reduced, and the interface between the object to be treated and the treatment liquid is appropriate. Can be heated.
  • the predetermined amount of the object to be cleaned that fills this space is supplied from the supply nozzle to the space between the object to be cleaned and the supply nozzle.
  • the object to be cleaned can be cleaned with a smaller amount of the object to be cleaned.
  • the object to be cleaned since the object to be cleaned is rotated while the space between the object to be cleaned and the supply nozzle is filled with the object to be cleaned, spillage of the object to be cleaned due to centrifugal force between the object to be cleaned and the supply nozzle is prevented. Therefore, the object to be cleaned can be cleaned efficiently.
  • the interface part which is the optimum part for processing the object to be processed with the processing liquid, can be heated in the heating part, so that the heat wet process is efficiently performed. be able to.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a cleaning process by the spin cleaning apparatus, where FIG. 4A is a cleaning droplet, FIG. 2B is cleaning, FIG. 3C is a waste liquid, FIG. 3D is a cleaning liquid addition, FIG.
  • FIG. 1A and 1B are external views showing a wafer cleaning machine 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view
  • FIG. 1B is a right side view
  • FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a part of the internal structure of the wafer cleaner 1.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory view showing the cleaning unit 3 of the wafer cleaner 1.
  • a wafer cleaning machine 1 that is a spin cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention is a heating and wet processing apparatus that cleans the surface of a substantially disk-shaped or rectangular wafer W formed in a predetermined size.
  • the wafer cleaner 1 is a minimal cleaning device based on a minimal fabrication concept housed in a housing 2 having a standardized size.
  • the minimal fab concept is optimal for the semiconductor manufacturing market with a small quantity of various products, and can cope with various fabs that save resources, save energy, save investment, and have high performance.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-54414 It realizes a minimal production system that minimizes the production described.
  • the housing 2 of the wafer cleaning machine 1 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape having a longitudinal direction in the vertical direction, and has a structure that blocks each of fine particles and gas molecules to the inside.
  • a cleaning unit 3 as a main body is accommodated in the upper part 2 a of the apparatus 2 on the upper side of the housing 2 in order to clean a wafer W that is an object to be cleaned. Cleaning by the cleaning unit 3 includes removal of resist on the wafer W, etching, removal of adhered residues, and the like.
  • a waste liquid tank for storing waste liquids such as used cleaning liquid and rinse liquid used in the cleaning in the cleaning unit 3, and the cleaning unit 3
  • a chemical solution used for cleaning in the above for example, a cleaning solution L that is a cleaning object such as hydrofluoric acid (HF), and a rinse solution R such as pure water that is used for rinsing the cleaning solution remaining on the wafer W after cleaning are stored.
  • a cleaning solution L that is a cleaning object such as hydrofluoric acid (HF)
  • a rinse solution R such as pure water that is used for rinsing the cleaning solution remaining on the wafer W after cleaning are stored.
  • a control unit 4 as a control unit for controlling the driving of the cleaning unit 3 and the supply of the cleaning liquid L is accommodated in the upper part 2 a of the apparatus above the cleaning unit 3.
  • an apparatus lower part 2b for incorporating a raw material supply system, an exhaust system, a control device, etc. for the apparatus upper part 2a is provided.
  • a gas cylinder (not shown) in which the gas G shown in FIG. 7 for drying assistance such as nitrogen (N2) gas or air is stored is accommodated.
  • a concave portion 2c is formed in the middle portion of the upper portion 2a of the device upper portion 2a of the housing 2 such that the front side of the housing 2 is recessed in a side view.
  • the lower portion of the concave portion 2 c is a front chamber 2 d for carrying the wafer W into the housing 2.
  • the front chamber 2d accommodates the wafer transfer robot 5 shown in FIG.
  • a substantially circular docking port 2e as a shuttle accommodating portion for installing a minimal shuttle (not shown) as a transport container is provided at a substantially central portion on the upper surface of the front chamber 2d.
  • the docking port 2e is provided on the upper surface of the wafer transfer robot 5, and the wafer transfer robot 5 is accommodated in the front chamber 2d with the docking port 2e protruding from the upper surface of the front chamber 2d.
  • the front chamber 2d is configured to block each of fine particles and gas molecules into the housing 2.
  • the front chamber 2d is a PLAD (Particle Lock Air-tight Docking) system that allows the wafer W accommodated in the minimal shuttle to be taken into and out of the housing 2 without being exposed to the outside air.
  • the wafer transfer robot 5 transfers the wafer W loaded from the docking port 2e to a predetermined position of the cleaning unit 3, and also transfers the wafer W after being cleaned by the cleaning unit 3 from the docking port 2e to the outside of the housing 2. Take it out.
  • a work transfer device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-96942 is used as the wafer transfer robot 5, for example, a work transfer device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-96942 is used.
  • the wafer transfer robot 5 is connected to the cleaning unit 3 through the wafer transfer space 5a, and extends and retracts an elongated flat plate-like body in the wafer transfer space 5a.
  • An expansion / contraction actuator (not shown) is used for taking the wafer W installed at the tip into and out of the cleaning unit 3.
  • the cleaning unit 3 is accommodated in the wafer processing chamber 2f at the upper rear side of the front chamber 2d in the housing 2.
  • the wafer W to be cleaned by the cleaning unit 3 is formed in a disc shape having a circular surface having a predetermined size, for example, a diameter of 12.5 mm (half inch size).
  • a predetermined pattern is formed on the wafer W in advance and is in a state before cleaning.
  • the wafer W can be a bare silicon wafer or the like from which the photoresist film has been removed.
  • the cleaning unit 3 includes a cleaning chamber 31 as shown in FIG.
  • the cleaning chamber 31 is composed of a bottomed substantially cylindrical lower cup 32 and a substantially disk-shaped upper cup 33 fitted on the lower cup 32.
  • a stage 34 that is rotatable in the horizontal direction is provided at the center position in the lower cup 32.
  • a liquid discharge nozzle 35 as a supply nozzle is provided at the center position of the upper cup 33 facing the stage 34.
  • the liquid discharge nozzle 35 is provided at a position facing the wafer W placed on the stage 34, and is a supply unit that supplies the cleaning liquid L onto the wafer W, and is resonated by an ultrasonic transducer 38 described later. It is a resonator.
  • the lower cup 32 of the cleaning chamber 31 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape including a cylindrical peripheral surface portion 32a and an annular bottom plate portion 32b covering the bottom side of the peripheral surface portion 32a, and the center of the bottom plate portion 32b.
  • An insertion hole 32c penetrating along the vertical direction is formed at the position.
  • a tapered inclined surface portion 32d is formed in the circumferential direction in the upper edge of the peripheral surface portion 32a.
  • the upper end side of the peripheral surface portion 32a of the lower cup 32 is attached to the lower side of one end side of the transfer chamber 5b that covers the wafer transfer space 5a for wafer transfer.
  • the other end side of the transfer chamber 5 b is connected to the wafer transfer robot 5.
  • the bottom plate portion 32 b of the lower cup 32 is provided with a waste liquid port (not shown) for discharging the used cleaning liquid L and rinse liquid R flowing into the lower cup 32.
  • the upper cup 33 is housed in a housing part 33a connected to one end of the transfer chamber 5b so as to be movable up and down.
  • a tapered inner peripheral surface portion 33b that expands in a substantially conical shape from the center position is provided below the upper cup 33.
  • a fitting piece portion 33c that protrudes downward along the circumferential direction is provided on the inner edge of the lower end located outside the inner circumferential surface portion 33b.
  • the fitting piece portion 33c is formed to have an outer diameter dimension substantially equal to the inner diameter dimension of the peripheral surface portion 32a of the lower cup 32, and when the upper cup 33 is lowered and fitted to the lower cup 32, the circumference of the lower cup 32 is increased. It fits inside the surface portion 32a.
  • the lower end surface of the upper cup 33 outside the fitting piece portion 33c is a contact surface 33d that contacts the upper end portion of the peripheral surface portion 32a of the lower cup 32.
  • a packing 33e is attached to the contact surface 33d in the circumferential direction. When the upper cup 33 is lowered and fitted to the lower cup 32, the packing 33 e comes into contact with the upper end portion of the peripheral surface portion 32 a of the lower cup 32, and the fitting between the upper cup 33 and the lower cup 32 is airtight. Let me.
  • the stage 34 is provided on a substantially cylindrical rotating shaft 34a.
  • the rotating shaft 34a is attached such that the upper end side is accommodated in the lower cup 32 and the lower end side passes through the center position of the bottom plate portion 32b.
  • a rotation drive unit 34b that rotates the rotation shaft 34a in the circumferential direction is provided at a portion that passes through the bottom plate portion 32b and protrudes out of the lower cup 32.
  • the upper end side of the rotating shaft 34a is a lamp housing portion 34d that is concentrically expanded to form a cylindrical housing space 34c.
  • a lamp 34e such as a xenon lamp, for example, as a light emitting unit is attached to the center position of the housing space 34c of the lamp housing portion 34d.
  • the lamp 34e is attached at a position facing the wafer W placed on the stage 34, and is a heating unit for heating at least an interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L.
  • a reflector 34f as a light collecting portion is attached so as to cover the lamp 34e.
  • the reflector 34f is a concave arcuate inner surface that condenses light emitted from the lamp 34e on at least an interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L installed on the stage 34.
  • a closing member 34g for closing the upper end side of the lamp housing portion 34d is attached to the upper end side of the lamp housing portion 34d.
  • a substantially cylindrical condensing plate 34h as a lens portion is provided integrally with the closing member 34g at the center position on the upper side of the closing member 34g.
  • the blocking member 34g and the light collecting plate 34h are made of a material that transmits light, such as quartz or single crystal sapphire.
  • the condensing plate 34h is a condensing body that guides the light collected by the reflector 34f to the wafer W installed on the stage 34.
  • a lens part in addition to what collects the irradiated light, what simply transmits the irradiated light is also included.
  • the stage 34 is configured by a plurality of locking pieces 34i, for example, five pin members, and the circumferential direction of the light collecting plate 34h so as to surround the light collecting plate 34h by the plurality of locking pieces 34i. Are attached at predetermined intervals.
  • Each locking piece 34i is configured in a rectangular shape in plan view as a separate body from the closing member 34g, and is attached on the closing member 34g.
  • a locking step 34j that locks and supports the periphery of the wafer W is provided on the upper inner edge of each locking piece 34i.
  • One of the locking pieces 34i is a chuck pin 34k that moves in conjunction with the vertical movement of a spin table 36 described later. The chuck pin 34k moves in the central axis direction in synchronization with the lowering of the spin table 36, and moves in the radial direction in synchronization with the upward movement of the spin table 36.
  • annular spin table 36 is mounted so as to be movable up and down (movable up and down) so as to be fitted to the light collecting plate 34h of the stage 34.
  • the spin table 36 is moved up and down by an air cylinder 37.
  • the air cylinder 37 is mounted in the lower cup 32 and outside the rotating shaft 34a.
  • the spin table 36 can be moved up and down from the fully raised state to a position where the spin table 36 is placed on the closing member 34g of the stage 34. At this position, the air cylinder 37 is separated from the spin table 36, Only the air cylinder 37 is configured to degenerate.
  • a circular opening 36 a is provided at the center position of the spin table 36.
  • a support piece 36b for receiving the wafer W transferred by the wafer transfer robot 5 is provided on the upper opening edge of the opening 36a.
  • a plurality of, for example, three support piece portions 36b are provided at positions spaced apart at equal intervals in the circumferential direction of the opening portion 36a.
  • the support piece portions 36b are provided at positions that do not interfere with the locking piece portions 34i constituting the stage 34, for example, around the light collecting plate 34h alternately with respect to the locking piece portions 34i.
  • the liquid discharge nozzle 35 includes a cylindrical insertion portion 35a.
  • the lower end portion of the insertion portion 35a is attached in a state of protruding downward from the lower end portion of the insertion opening 33f of the upper cup 33.
  • An annular seal member 35b is attached between the insertion portion 35a and the insertion opening 33f to make the space between the insertion portion 35a and the insertion opening 33f airtight.
  • the insertion portion 35 a has an outer diameter dimension substantially equal to the outer diameter dimension of the wafer W placed on the stage 34.
  • a liquid discharge port 35d is opened at the center position of the planar lower end surface 35c of the insertion portion 35a.
  • the liquid discharge port 35d is formed concentrically with the insertion portion 35a, and is configured to communicate with a liquid supply port 35e opened at a position above the insertion opening 33f of the upper cup 33.
  • the liquid discharge nozzle 35 is attached to face the stage 34 so that the center position of the liquid discharge port 35d is located on the center position of the wafer W placed on the stage 34. That is, the liquid discharge nozzle 35 is attached to the center position of the upper cup 33, the upper cup 33 is attached concentrically to the lower cup 32, and the stage 34 is attached to the center position of the lower cup 32.
  • the liquid discharge nozzle 35 is supplied with the cleaning liquid L when cleaning the wafer W, supplied with the rinsing liquid R to remove the cleaning liquid L remaining on the wafer W, and removes the rinsing liquid R from the wafer W.
  • the gas G is supplied for blowing off, and the cleaning liquid L, the rinsing liquid R, and the gas G are sent from the liquid supply port 35e to the liquid discharge port 35d.
  • the supply of the cleaning liquid L, the rinsing liquid R, and the gas G is controlled by the control unit 4.
  • a resonator mounting portion 35f having a shape that expands in a tapered shape as it goes upward is integrally provided.
  • the upper end side of the resonator attachment portion 35f is a flat resonator attachment surface 35g.
  • An annular ultrasonic transducer (PZT) 38 is concentrically attached to the resonator attachment surface 35g.
  • the ultrasonic transducer 38 applies ultrasonic vibration to the cleaning liquid L supplied so as to fill the space S between the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W, and the cleaning force on the wafer W by the ultrasonically vibrated cleaning liquid L.
  • the resonator mounting surface 35g may be mirror-finished for the purpose of reflecting the light irradiated on the resonator mounting surface 35g and irradiating it on the wafer W.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the wafer carrying state of the wafer cleaning machine 1, (a) is a front cross-sectional view, and (b) is a side cross-sectional view.
  • 5A and 5B are cross-sectional views showing a state when the wafer cleaning machine 1 is shifted from the wafer carry-in state to the wafer holding state, where FIG. 5A is a front cross-sectional view and FIG. 5B is a side cross-sectional view.
  • 6A and 6B are cross-sectional views showing a wafer holding state of the wafer cleaner 1, wherein FIG. 6A is a front cross-sectional view, and FIG. 6B is a side cross-sectional view.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams showing a cleaning process by the wafer cleaning machine 1.
  • FIG. 7A shows a state when a cleaning droplet is dropped
  • FIG. 7B shows a cleaning time
  • FIG. 7C shows a waste liquid
  • FIG. 7D shows a cleaning liquid addition
  • FIG. At the time of washing (f) is at the time of waste liquid
  • (g) is at the time of rinsing droplets
  • (h) is at the time of washing
  • (i) is at the time of blowing
  • (j) is at the time of completion.
  • the control unit 4 drives the air cylinder 37 of the cleaning unit 3 to raise the spin table 36 to the highest position as shown in FIG.
  • the chuck pins 34k of the locking pieces 34i of the stage 34 move in the radial direction, and as shown in FIG.
  • the chuck pin 34k moves to the outside of the supporting position.
  • the minimal shuttle installed at the docking port 2e is opened, and the wafer W accommodated in the minimal shuttle is installed at the tip of the body of the wafer transfer robot 5. Thereafter, the machine body expands, and the wafer W installed at the front end of the machine body is transferred between the support piece parts 36b of the spin table 36 via the wafer transfer space 5a. A wafer W is placed between 36b. At this time, as shown in FIGS. 4A and 4B, the wafer W is held between the support pieces 36 b of the spin table 36.
  • the spin table 36 is lowered by driving the air cylinder 37 until it is installed on the closing member 34g of the stage 34. 6 (a) and 6 (b), the air cylinder 37 is disconnected from the spin table 36 with the spin table 36 installed on the closing member 34g, and the spin table 36 is rotated together with the stage 34. It is set as the structure which can be rotationally driven to a direction.
  • the upper cup 33 is lowered until the contact surface 33 d of the upper cup 33 of the cleaning chamber 31 contacts the upper end portion of the peripheral surface portion 32 a of the lower cup 32, and the upper cup 33. Is fitted to the lower cup 32, and the fitting of the upper cup 33 and the lower cup 32 is kept airtight by the packing 33e.
  • the liquid discharge nozzle 35 is lowered together with the upper cup 33, and a lower end surface 35 c of the liquid discharge nozzle 35 is concentric with the wafer W placed on the stage 34 and is predetermined between the wafer W.
  • the space S is provided with an interval of.
  • the normal temperature cleaning liquid L is supplied from the chemical tank to the liquid supply port 35e of the liquid discharge nozzle 35 under the control of the control unit 4, and as shown in FIG.
  • the cleaning liquid L is dripped onto the wafer W from the liquid discharge port 35d.
  • FIG. 7B the surface tension of the cleaning liquid L, the wettability of the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35, the wafer W Due to wettability or the like, the entire area of the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W is filled with the cleaning liquid L over the entire surface of the wafer W, and the cleaning liquid L does not spill from the space S.
  • a predetermined amount for example, a minute amount of the cleaning liquid L of about several ml is discharged from the liquid discharge port 35 d of the liquid discharge nozzle 35.
  • the ultrasonic vibrator 38 attached to the liquid discharge nozzle 35 applies ultrasonic vibration to the cleaning liquid L filling the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W, and the lamp.
  • the light from the lamp 34e is supplied to the wafer W, and heat based on the light supplied to the wafer W is supplied to at least the interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L to be heated.
  • the light from the lamp 34e is collected by a reflector 34f that covers the lamp 34e, and the collected light passes through the light collecting plate 34h and is irradiated on the back surface of the wafer W.
  • the supplied cleaning liquid L is heated to a predetermined temperature.
  • the cleaning liquid L is held in the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W, and the rotating shaft 34a is rotationally driven at a rotational speed of, for example, less than 600 rpm, so that the cleaning liquid L does not spill from the space S.
  • the wafer W is rotationally driven by the unit 34b, and the wafer W held on the stage 34 is rotated by the rotation of the rotating shaft 34a.
  • the wafer W is heated and spun by the cleaning liquid L by the ultrasonic vibration, lamp heating and spin rotation. Washed.
  • the lamp 34e is turned on to heat the wafer W, and as shown in FIG. 7H, the rotational drive of the rotational shaft 34a by the rotational drive unit 34b is accelerated to, for example, 1000 rpm or more, and the gas G is liquid.
  • the liquid G is supplied to the liquid supply port 35e of the discharge nozzle 35, the gas G is blown onto the wafer W from the liquid discharge port 35d of the liquid discharge nozzle 35, and the rinse liquid L remaining on the wafer W is used for blowing centrifugal force and gas G.
  • the wafer W is blown off, blown and dried, and the cleaning of the wafer W is completed as shown in FIG.
  • the rinse liquid L blown off also flows down from the spin table 36 into the lower cup 32 and is discharged from the waste liquid port of the lower cup 32.
  • the wafer transfer robot 5 is driven, the wafer W is placed at the tip of the body of the wafer transfer robot 5 and then pulled back, and the wafer W is transferred into the wafer transfer robot 5 through the wafer transfer space 5a.
  • this minimal shuttle is closed. Then, the wafer W is unloaded from the wafer cleaner 1 by removing the minimal shuttle accommodating the wafer W from the docking port 2d of the front chamber 2c.
  • RCA cleaning is known as a method for cleaning a wafer such as a silicon wafer.
  • the RCA cleaning includes SC1 (Standard Clean 1) cleaning composed of ammonia water and hydrogen peroxide water for the purpose of removing particles adhering to the wafer, and hydrochloric acid and excess for the purpose of removing metal impurities adhering to the wafer. It consists of a combination with SC2 (Standard Clean 2) cleaning composed of hydrogen oxide water.
  • SC1 Standard Clean 1
  • SC2 Standard Clean 2
  • each chemical solution needs to be heated to a predetermined temperature.
  • immersion type cleaning in which a wafer is immersed in the cleaning solution, generally pure water having a high composition ratio is heated and the chemical solution is added to the heated pure water. Washing is performed as a cleaning liquid at a predetermined temperature by mixing the two. If necessary, heat insulation may be performed with a line heater or the like.
  • the cleaning liquid mixed with the chemical liquid is stored in a tank or the like and heated, and the heated cleaning liquid is supplied onto the wafer for cleaning. That is, in the single wafer spin cleaning method, it is necessary to keep the cleaning liquid at a predetermined temperature even during standby before cleaning the wafer, and enormous energy is required to keep the cleaning liquid warm. Further, the cleaning liquid discharged onto the wafer is deprived of heat due to the temperature difference between the wafer and the outside air, and the temperature is lower than that immediately after the discharge. Considering this temperature decrease, it is possible to use a cleaning liquid heated to a temperature higher than the expected use temperature, but further heating energy is required. In the case of a highly volatile cleaning liquid, the concentration of the chemical may change due to heating.
  • the wafer cleaning machine 1 of the first embodiment when the wafer W is heated and spin cleaned, it does not spill from the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W.
  • a predetermined amount of the cleaning liquid L is supplied from the liquid supply port 35e of the liquid discharge nozzle 35 to the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W, as shown in FIG. Due to the surface tension of the cleaning liquid L, the wettability of the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35, the wettability of the wafer W, etc., the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W is It is filled and this cleaning liquid L is interposed.
  • ultrasonic vibration is applied to the cleaning liquid L that fills the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W by the ultrasonic vibrator 38, and light from the lamp 34e is collected by the reflector 34f and the collector 34f.
  • the wafer W is supplied to the wafer W through the optical plate 34h, the cleaning liquid L is heated through the wafer W, the stage 34 is rotationally driven by the rotation driving unit 34b, the wafer W is rotated, and the wafer W is cleaned. Heat and spin wash with.
  • the wafer W can be cleaned with a smaller amount of the cleaning liquid L as compared with the case where the wafer W is heated and spin-cleaned while the cleaning liquid L is continuously supplied onto the wafer W, and the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W
  • the cleaning liquid in the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W is caused by the surface tension of the cleaning liquid L. L can be reliably held, and spillage of the cleaning liquid L due to the centrifugal force from the space S can be prevented. Therefore, the wafer W can be efficiently cleaned with a small amount of the cleaning liquid L, and the usage amount of the cleaning liquid L can be saved.
  • the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 has a planar shape having an outer diameter dimension substantially equal to the outer diameter dimension of the wafer W, and the cleaning liquid L is placed in the space S between the lower end face 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W. It is configured to intervene. Therefore, the thickness of the liquid film of the cleaning liquid L interposed in the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W is uniform (constant) from the center position to the outer peripheral edge position of the wafer W. ) Therefore, the cleaning liquid L can be efficiently convected from the center position to the outer peripheral position of the wafer W by the ultrasonic vibration by the ultrasonic vibrator 38 and the spin rotation of the wafer W by the rotation driving unit 34b.
  • the cleaning liquid can be efficiently stirred, and the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W can be obtained. It is possible to efficiently ultrasonically vibrate the cleaning liquid L interposed between the two. Therefore, the cleaning liquid L interposed in the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W can be heated uniformly.
  • the light from the lamp 34e is condensed by the reflector 34f so as to be condensed on the interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L, specifically, the back surface of the wafer W, and then passed through the condensing plate 34h.
  • the wafer W is irradiated and guided. For this reason, when the cleaning liquid L supplied onto the wafer W is heated and then supplied, or when the cleaning liquid L supplied onto the wafer W is heated by heating the stage 34 on which the wafer W is installed, etc. In comparison, the wafer W is in a non-contact state, and the wafer W and the cleaning liquid L are heated by the light irradiated on the back surface of the wafer W.
  • the cleaning liquid L interposed in the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W is responsive. The temperature can be controlled.
  • the stage 34 is configured by a plurality of locking pieces 34i, and the wafer W is held by the locking steps 34j of the locking pieces 34i to hold the wafer W.
  • a condensing plate 34h is positioned between 34i, and a reflector 34f and a lamp 34e are installed below the condensing plate 34h.
  • a lamp 34e is installed on the opposite side of the wafer W, and the wafer W is irradiated with light from the lamp 34e to be heated. L is heated. For this reason, it is possible to eliminate interference between the locations where the liquid discharge nozzle 35 and the lamp 34e are installed, and it is possible to efficiently and appropriately heat the interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L.
  • the rotational speed of the wafer W during the heating spin cleaning is set so that the cleaning liquid L does not spill from the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W, for example, a rotational speed of less than 600 rpm. Is driven to rotate. For this reason, spillage of the cleaning liquid L from the space S between the lower end surface 35 c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W can be eliminated by the centrifugal force generated in the cleaning liquid L when the wafer W rotates.
  • the liquid discharge nozzle 35 is fixed at the center position of the upper cup 33, and the liquid discharge nozzle 35 moves up and down in conjunction with the vertical movement of the upper cup 33. For this reason, by adjusting the mounting position of the liquid discharge nozzle 35 with respect to the upper cup 33, the space S between the lower end surface 35 c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W placed on the stage 34 is changed to this space S. It is possible to fill and hold the cleaning liquid L. That is, since the interval of the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W can be adjusted in accordance with properties such as the wettability of the cleaning liquid L to be used, for example, the cleaning liquid L having different properties can be used. Even when the wafer W is used for cleaning, it is possible to prevent the cleaning liquid L from spilling out from the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W, which may occur when the wafer W is rotated. it can.
  • the contact surface 33d of the upper cup 33 contacts the upper end of the peripheral surface portion 32a of the lower cup 32, and the upper cup
  • the fitting piece portion 33c of 33 is fitted into the peripheral surface portion 32a of the lower cup 32, and the fitting between the upper cup 33 and the lower cup 32 is kept airtight.
  • FIG. 8A and 8B are views showing a part of the wafer cleaning machine 1 according to the second embodiment of the present invention, in which FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a side view.
  • the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in that, in the first embodiment, the locking piece portion 34i constituting the stage 34 is rectangular in plan view, whereas in the second embodiment.
  • Each of the locking pieces 34i has a circular shape in plan view.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • Each of the locking pieces 34i is attached on the closing member 34g by a plurality, for example, five. As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the locking pieces 34i are attached at equal intervals so as to surround the light collecting plate 34h.
  • Each locking piece part 34i is formed in a substantially columnar shape, and the lower end part of each locking piece part 34i is in a state of being fitted to the closing member 34g and protrudes.
  • a locking projection 34m for locking the outer peripheral edge of the wafer W is provided at the center position on the upper end side of each locking piece 34i.
  • Each locking projection 34m is formed in a substantially cylindrical shape having an outer diameter smaller than the outer diameter of the locking piece 34i, and is attached concentrically with the locking piece 34i.
  • the outer peripheral edge on the upper end side of each locking projection 34m has a tapered diameter.
  • the locking step 34j of each locking piece 34i is formed by the peripheral surface portion of the locking projection 34m and the upper end surface of each locking piece 34i.
  • One of the locking pieces 34i is a chuck pin 34k, as in the first embodiment.
  • each locking piece portion 34i has a cylindrical shape in plan view.
  • the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and each locking piece portion 34i has a cylindrical shape in plan view.
  • FIG. 9 is a view showing a part of the wafer cleaning apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a side view.
  • the third embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in that the first embodiment has a configuration in which each locking piece 34i constituting the stage 34 is a separate structure from the light collecting plate 34h. On the other hand, in the third embodiment, each locking piece 34i is integrated with the light collecting plate 34h.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • Each of the locking pieces 34i is provided in a plurality, for example, about five, and one of the locking pieces 34i is a chuck pin 34k as in the first embodiment, and moves in the radial direction. It is possible. As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), a total of four locking pieces 34i excluding the chuck pin 34k are gathered at positions spaced apart at equal intervals so as to surround the light collecting plate 34h.
  • the optical plate 34h is integrally attached to the outer peripheral surface of the optical plate 34h.
  • a total of four locking pieces 34i excluding the chuck pins 34k are made of the same material as the condensing plate 34h that transmits light such as quartz or single crystal sapphire.
  • the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and a total of four locking pieces 34i excluding the chuck pin 34k can be combined with the light collecting plate 34h. Since it is an integral type, the number of parts of the wafer cleaning machine 1 can be reduced, and the light emitted from the lamp 34e can be guided to the wafer W through each locking piece 34i. Therefore, the interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L can be heated more appropriately and efficiently.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of the wafer cleaning machine 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in that the first embodiment has a configuration in which a lamp 34e is installed below the stage 34, whereas the fourth embodiment has a stage.
  • the lamp 34e is installed above the lamp 34.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the reflector 34f is attached to the lamp 34e, and is attached so that the light condensed by the reflector 34f is irradiated on the surface (processing surface) side of the wafer W. That is, the lamp 34e is provided at a position facing the wafer W.
  • the reflector 34f is fitted and attached to the insertion opening 33f of the upper cup 33, and the light from the lamp 34e accommodated in the upper cup 33 is condensed by the reflector 34f and irradiated onto the wafer W.
  • the liquid discharge nozzle 35 is attached to any position of the upper cup 33, and the cleaning liquid L discharged from the liquid discharge nozzle 35 can be supplied between the lower end surface of the reflector 34f and the wafer W. ing.
  • the lamp 34e is attached at a position facing the wafer W, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and the wafer W is not interposed. Since the cleaning liquid L can be heated directly from above the cleaning liquid L, the interface portion between the wafer W and the cleaning liquid L can be heated more efficiently.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a cleaning process of the wafer cleaning machine 1 according to the fifth embodiment of the present invention, where FIG. 11A is when the cleaning droplet is dropped, FIG. 11B is the cleaning time, FIG. 11C is the waste liquid, and FIG. (E) is for cleaning, (f) is for waste liquid, (g) is for rinsing droplets, (h) is for cleaning, (i) is for blowing, and (j) is for completion. .
  • the fifth embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in that the first embodiment fills and cleans the space S between the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 and the wafer W with the cleaning liquid L.
  • the fifth embodiment is a configuration in which the cleaning liquid L is supplied onto the wafer W in an amount that does not spill out.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the cleaning liquid L is dripped onto the wafer W from the liquid discharge port 35d of the liquid discharge nozzle 35.
  • the cleaning liquid L is supplied to such an extent that the cleaning liquid L does not spill from the wafer W due to the surface tension of the cleaning liquid L and the wettability of the wafer W, and the entire surface of the wafer W is filled with the cleaning liquid L.
  • a predetermined amount of the cleaning liquid L is discharged from the liquid discharge port 35 d of the liquid discharge nozzle 35 so that the cleaning liquid L swells in the form of water droplets on the wafer W.
  • ultrasonic vibration by the ultrasonic vibrator 38, heating by the lamp 34e, and spin rotation of the stage 34 are applied, and the wafer W is heated and spin cleaned with the cleaning liquid L.
  • the fifth embodiment of the present invention configured as described above is configured to perform heat spin cleaning while supplying a predetermined amount of cleaning liquid L on the wafer W such that the cleaning liquid L swells in the form of water droplets on the wafer W. It is said. For this reason, as in the first embodiment described above, the wafer W can be cleaned with a smaller amount of the cleaning liquid L than when the wafer W is heated and spin cleaned while the cleaning liquid L is continuously supplied onto the wafer W.
  • the upper cup 33 of the cleaning chamber 31 can be moved up and down.
  • the present invention is not limited to this, and the lower cup 32 can be moved up and down.
  • the liquid discharge nozzle 35 may be moved up and down, and the liquid discharge nozzle 35 may be moved up and down relatively with respect to the wafer W placed on the stage 34.
  • the cleaning liquid L in addition to hydrofluoric acid, ozone water, a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide, a potassium hydroxide aqueous solution, or the like can be used correspondingly.
  • the lower end surface 35c of the liquid discharge nozzle 35 can be mirror-finished, and the cleaning liquid L and the wafer W can be heated by reflecting the light irradiated on the lower end surface 35c.
  • the lamp may be an LED lamp other than a xenon lamp, for example, corresponding to the cleaning liquid to be used.
  • the wafer cleaning machine 1 that heats and cleans the wafer W has been described.
  • a spin developing apparatus that heat-spin-develops the wafer W can also be developed instead of the cleaning liquid L. By using a liquid, it can be used correspondingly.

Abstract

　少ない量の洗浄液でウェハを効率良く洗浄でき、効率良く加熱ウェット洗浄処理できるウェハ洗浄機およびその方法を提供する。本発明は、ウェハＷが設置されるステージ３４と、ステージ３４を周方向に回転させる回転駆動部３４ｂと、ステージ３４に設置されたウェハＷに対向して設けられ、ステージ３４に設置されたウェハＷ上に洗浄液Ｌを供給する液吐出ノズル３５と、ステージ３４に設置されたウェハＷと液吐出ノズル３５との間の空間Ｓに、この空間Ｓを満たす所定量の洗浄液Ｌを液吐出ノズル３５から供給させるコントロールユニット４と、を備える。また、ステージ３４に設置されたウェハＷに臨んだ位置に設けられ、少なくともウェハＷと洗浄機Ｌとの界面部分を加熱するランプ３４ｅを備える。

Description

ウェット処理装置
　本発明は、被洗浄物を回転させながら洗浄物で洗浄するウェット処理装置、被処理体を加熱しながら処理液を供給して処理するウェット処理装置およびそれらの方法に関する。
　近年、この種のウェット処理装置が用いられる半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、同種機能の処理装置を纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで接続するジョブショップ方式を採用したレイアウトが主流になっている。また、そのような製造ラインで処理されるワークには、１２インチなどの大口径のウェハが使用され、１枚のウェハから数千個の半導体チップが製造される生産システムとされている。
　ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送距離が大幅に伸びるとともに、待機時間も増加するため、製造時間が増大し、仕掛品の増大を招くなどコストアップの要因となり、ワークを大量生産する製造ラインとしては、生産性の低さが問題となる場合が生じる。そこで、従来のジョブショップ方式の製造ラインに代え、半導体処理装置を処理工程順に配置したフローショップ方式による製造ラインも提案されている。
　一方、このようなフローショップ方式による製造ラインは、単一の製品を大量に製造する場合には最適であるが、製造品を変えることで製造手順（レシピ）を変えなければならない場合には、製造ラインでの各半導体処理装置の設置をワークの処理フロー順に並べ替えることが必要となる。しかしながら、製品が変わるたびにそのような並び替えを行うのは、再配置のための手間と時間を考慮すると、現実的ではない。特に、クリーンルームという閉鎖空間内に巨大な半導体処理装置が固定配置されている現状では、その半導体処理装置をその都度再配置することは、現実的には不可能である。
　また、エンジニアサンプルやユビキタスセンサー用など、製造単位数が数個～数百個というような超少量の半導体を製造するニーズも存在する。しかしながら、上述したジョブショップ方式やフローシップ方式による巨大な製造ラインでは、超少量の半導体を製造すると、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうため、その製造ラインに他の品種を流さざるを得ないこととなる。
　ところが、そのように多品種を同時に投入して混流生産をするとなると、製造ラインの生産性は品種数の増大ととともに一層低下することとなるので、結局のところ、このような巨大な製造ラインでは、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できない。
　そこで、０．５インチサイズ（ハーフインチサイズ）のウェハに１個のデバイスを作成することを基本とし、そのために製造工程を複数の可搬性の単位処理装置で構成し、これら複数の単位処理装置をフローシップやジョブショップに再配置することを用意にすることで、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できるようにしたミニマルファブシステムが特許文献１に開示されている。
　さらに、このミニマルファブシステムに用いる現像装置としては、ウェハ上からこぼれる量を下回る量の現像液をウェハ上に滴下した状態で、現像液がウェハ上からこぼれ落ちない程度の回転速度でウェハをゆっくりと回転させるようにしたスピン現像装置が特許文献２に開示されている。
国際公開第２０１２／０２９７７５号 国際公開第２０１３／０８４５７４号
　上記特許文献１に開示されたミニマルファブシステムは、ハーフインチサイズのウェハを単位処理装置で一枚ずつ処理する方法であり、ハーフインチサイズのウェハ上に印刷等された被現像物を現像する装置として、上記特許文献２に開示されたスピン現像装置が知られているものの、ハーフインチサイズのウェハ（被洗浄物）を洗浄する洗浄装置において、より少ない量の洗浄液（洗浄物）で効率良く洗浄することができる装置および方法については、知られていない。
　また、ハーフインチサイズのウェハ（被処理体）を現像したり、洗浄したりするウェット処理装置において、少ない量の現像液または洗浄液（処理液）とした場合であっても、効率良く加熱処理することができる装置および方法についても、知られていない。
　本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、上記したミニマルファブシステム等に使用することのできる、ハーフインチサイズのようなきわめて小さいウェハの洗浄方式として、少ない量の洗浄物で被洗浄物を効率良く洗浄することができ、またはその加熱ウェット処理方式として、効率良く加熱ウェット処理することができるウェット処理装置およびその方法を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、被洗浄物を回転させながら洗浄物で洗浄するウェット処理装置であって、前記被洗浄物が設置されるステージと、前記ステージを周方向に回転させる回転駆動部と、前記ステージに設置された前記被洗浄物に対向して設けられ、前記ステージに設置された前記被洗浄物上に前記洗浄物を供給する供給ノズルと、前記ステージに設置された前記被洗浄物の略全体に亘った前記供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の前記洗浄物を前記供給ノズルから供給させる制御部と、を備えたことを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明によれば、ステージに被洗浄物を設置してから、この被洗浄物の略全体に亘った供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の洗浄物を供給ノズルから供給する。この状態で、回転駆動部にてステージを回転させて、被洗浄物を洗浄物にてスピン洗浄する。この結果、洗浄物を供給し続けながら被洗浄物を洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄物で被洗浄物を洗浄することができる。同時に、被洗浄物と供給ノズルとの間の空間を洗浄物にて満たした状態で、被洗浄物を回転させるため、被洗浄物と供給ノズルとの間からの遠心力による洗浄物のこぼれを防止でき、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
　また本発明は、上記発明において、前記制御部は、請求項前記ステージに設置された前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間に前記洗浄物を満たした状態で、前記ステージを回転させることを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、ステージに設置された被洗浄物と供給ノズルとの間の空間に洗浄物を満たした状態でステージを回転させて被洗浄物を回転させるため、被洗浄物と供給ノズルとの間の空間における洗浄物の保持をより確実にでき、遠心力による洗浄物のこぼれをより確実に防止することができる。
　また本発明は、上記発明において、前記制御部は、前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間に満たした前記洗浄物が、前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間に保持される速度で前記回転駆動部にて前記ステージを回転させることを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、被洗浄物と供給ノズルとの間に満たした洗浄物が、被洗浄物と供給ノズルとの間の空間に保持される速度でステージを回転させて被洗浄部を回転させるため、この被洗浄物と供給ノズルとの間に満たした洗浄物の遠心力によるこぼれを無くすことができる。
　また本発明は、上記発明において、前記供給ノズルは、前記ステージ上に設置された前記被洗浄物との間隔が調整可能とされ、前記制御部は、前記供給ノズルを調整して、前記供給ノズルと前記ステージ上の前記被洗浄物との間の空間を、この空間に前記洗浄物を満たすことができる所定の間隔とすることを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、供給ノズルを調整して、供給ノズルとステージ上の被洗浄物との間の空間を、この空間に洗浄物を満たすことができる所定の間隔としてから、この空間に洗浄物を供給する。すなわち、供給ノズルと被洗浄物との間の空間を、洗浄物の性質等に対応させて調整できるため、例えば、異なる性質の洗浄物を用いて被洗浄物を洗浄する場合においても、被洗浄物を回転させた際における、被洗浄物と供給ノズルとの間からの洗浄物のこぼれを防止することができる。
　また本発明は、上記発明において、前記被洗浄物は、所定サイズの平板状のウェハで、前記洗浄物は、洗浄液で、前記制御部は、前記ウェハと前記供給ノズルとの間の空間に表面張力にて保持される所定量の前記洗浄液を前記供給ノズルから供給させることを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、ステージに設置されたウェハと供給ノズルとの間の空間に、表面張力にて保持される所定量の洗浄液を供給するため、洗浄液を供給し続けながらウェハを回転させて洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄液でウェハを洗浄することができる。同時に、ウェアと供給ノズルとの間の空間を表面張力にて洗浄液が保持されるため、回転時のウェハと供給ノズルとの間から洗浄液のこぼれを防止することができる。
　また本発明は、上記目的を達成するために、ステージに被洗浄物を設置する設置工程と、前記ステージに設置された前記被洗浄物の略全体に亘り、この被洗浄物に対向して位置する供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の洗浄物を供給する供給工程と、前記ステージを回転させて前記被洗浄物を前記洗浄物にて洗浄する洗浄工程と、を備えたことを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明によれば、設置工程にてステージに被洗浄物を設置してから、供給工程にて被洗浄物の略全体に亘った供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の洗浄物を供給し、洗浄工程にてステージを回転させて被洗浄物を洗浄物にて洗浄する。この結果、洗浄物を供給し続けながら被洗浄物を洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄物で被洗浄物を洗浄することができる。同時に、被洗浄物と供給ノズルとの間の空間を洗浄物にて満たした状態で被洗浄物を回転させるため、被洗浄物と供給ノズルとの間からの遠心力による洗浄物のこぼれを防止でき、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
　また本発明は、上記発明において、前記洗浄工程は、前記洗浄物が前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間に保持される速度で前記ステージを回転させることを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明は、洗浄工程において、洗浄物が被洗浄物と供給ノズルとの間の空間に保持される速度でステージを回転させるため、被洗浄物と供給ノズルとの間に満たした洗浄物の遠心力によるこぼれを無くすことができる。
　また本発明は、上記発明において、前記洗浄工程は、前記洗浄物が前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間からこぼれ落ちない速度で前記ステージを回転させることを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明は、洗浄工程において、洗浄物が被洗浄物と供給ノズルとの間の空間からこぼれ落ちない速度でステージを回転させるため、被洗浄物と供給ノズルとの間に満たした洗浄物の回転時のこぼれ落ちを無くすことができる。
　また本発明は、上記発明において、前記供給工程は、前記供給ノズルと前記ステージとを相対的に移動させて、前記供給ノズルと前記ステージに設置された前記被洗浄物との間を、これら供給ノズルと被洗浄物との間の空間に前記洗浄物を満たすことができる所定の間隔に調整してから、前記空間に前記洗浄物を供給することを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明は、供給工程において、供給ノズルとステージとを相対的に移動させて、供給ノズルとステージに設置された被洗浄物との間を、これら供給ノズルと被洗浄物との間の空間に洗浄物を満たすことができる所定の間隔に調整してから、この空間に洗浄物を供給する。すなわち、供給ノズルと被洗浄物との間の空間を、洗浄物の性質等に対応させて調整できるため、例えば、異なる性質の洗浄物を用いて被洗浄物を洗浄する場合においても、被洗浄物を回転させた際における被洗浄物と供給ノズルとの間からの洗浄物のこぼれを防止できる。
　また本発明は、上記発明において、前記被洗浄物は、所定サイズの平板状のウェハで、前記洗浄物は、洗浄液で、前記供給工程は、前記ウェハと前記供給ノズルとの間の空間に表面張力にて保持される所定量の前記洗浄液を供給することを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明は、ステージに設置されたウェハと供給ノズルとの間の空間に、表面張力にて保持される所定量の洗浄液を供給するため、洗浄液を供給し続けながらウェハを回転させて洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄液でウェハを洗浄することができる。同時に、ウェアと供給ノズルとの間の空間を表面張力にて洗浄液が保持されるため、ウェハと供給ノズルとの間からの回転時の洗浄液のこぼれを防止することができる。
　また本発明は、被処理体を加熱しながら処理液を供給して処理するウェット処理装置であって、前記被処理体が設置されるステージと、前記ステージに設置された前記被処理体に前記処理液を供給する供給部と、前記ステージに設置された被処理体に臨んだ位置に設けられ、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明によれば、ステージに被処理体を設置してから、この被処理体に処理液を供給部から供給する。この状態で、ステージに設置された被処理体に臨んだ位置に設けられた加熱部にて、少なくとも被処理体と処理液との界面部分を加熱する。この結果、被処理体を処理液にて処理する最適箇所である界面部分を加熱部にて加熱できるから、効率良く加熱ウェット処理できる。
　また本発明は、上記発明において、前記加熱部は、前記ステージを挟んで、前記ステージに設置された前記被処理体の反対側に設けられ、前記被処理体を介して、前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱することを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、ステージを挟んで、ステージに設置された被処理体の反対側に設けた加熱部にて加熱することにより、被処理体を介して、被処理体と前記処理液との界面部分を加熱できる。よって、加熱部と供給部との設置箇所の干渉を少なくできるとともに、被処理体と処理液との界面部分を適切に加熱できる。
　また本発明は、上記発明において、前記加熱部は、発光部と、前記発光部にて発光した光を集光して前記被処理体と前記処理液との界面部分へ導く集光部と、を有することを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、発光部にて発光した光を集光部にて集光して被処理体と処理液との界面部分へ導くため、被処理体と処理液との界面部分をより適切かつ効率良く加熱できる。
　また本発明は、上記発明において、前記集光部は、前記発光部にて発光した光を集光させるリフレクタと、前記リフレクタにて集光した光を前記被処理体と前記処理液との界面部分へ導くレンズ部と、を含むことを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、発光部にて発光した光をリフレクタにて集光し、このリフレクタにて集光した光をレンズ部にて被処理体と処理液との界面部分へ導くため、発光部にて発光した光をより効率良く被処理体と処理液との界面部分へ導くことができ、これら被処理体と処理液との界面部分をより適切かつ効率良く加熱できる。
　また本発明は、上記発明において、前記ステージは、前記被処理体の周縁を保持する複数のピン材にて構成され、これら複数のピン材間に前記レンズ部を位置させて前記レンズ部と一体に設けられていることを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、被処理体の周縁を保持する複数のピン材にてステージを構成することにより、これら複数のピン材間にレンズ部を位置させ、ステージとレンズ部とを一体に設けることができる。したがって、ウェット処理装置の部品点数を少なくできるとともに、発光部にて発光した光を複数のピン材を介して導くことが可能になるため、被処理体と処理液との界面部分をより適切かつ効率良く加熱できる。
　また本発明は、上記発明において、前記被処理体は、所定サイズの平板状のウェハで、前記処理液は、前記ウェハを洗浄するための洗浄液であることを特徴とするウェット処理装置とした。
　このように構成された本発明は、ステージに設置されたウェハに臨んだ位置に設けられた加熱部にて、少なくともウェハと洗浄液との界面部分を加熱することができる。よって、ウェハを洗浄液で洗浄処理する際の最適箇所である界面部分を適切に加熱できるため、効率良くウェハを洗浄することができる。
　また本発明は、上記目的を達成するために、ステージに被処理体を設置する設置工程と、前記ステージに設置された前記被処理体に処理液を供給する供給工程と、前記供給工程にて前記処理液を供給している状態で、前記被処理体に臨んだ位置から、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する処理工程と、を備えたことを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明によれば、ステージに被処理体を設置し、このステージに設置された被処理体に処理液を供給している状態で、被処理体に臨んだ位置から、少なくとも被処理体と処理液との界面部分を加熱する。この結果、被処理体を処理液にて処理する最適箇所である界面部分を適切に加熱できるため、効率良く加熱ウェット処理できる。
　また本発明は、上記発明において、前記処理工程は、前記ステージを挟んだ前記被処理体の反対側から、前記被処理体を介して、前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱することを特徴とするウェット処理方法とした。
　このように構成された本発明は、ステージを挟んだ被処理体の反対側から、被処理体を介して、被処理体と処理液との界面部分を加熱することにより、この被処理体と処理液との界面部分を加熱するための加熱部の設置箇所と、処理液を供給するための供給部の設置箇所との干渉を少なくできるとともに、被処理体と処理液との界面部分を適切に加熱することができる。
　本発明によれば、ステージに被洗浄物を設置してから、この被洗浄物と供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の洗浄物を供給ノズルから供給するため、洗浄物を供給し続けながら被洗浄物を洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄物で被洗浄物を洗浄することができる。同時に、被洗浄物と供給ノズルとの間の空間を洗浄物にて満たした状態で、被洗浄物を回転させるため、被洗浄物と供給ノズルとの間からの遠心力による洗浄物のこぼれを防止でき、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
　また、ステージに被処理体を設置してから、この被処理体に処理液を供給部から供給した状態で、ステージに設置された被処理体に臨んだ位置に設けられた加熱部にて、少なくとも被処理体と処理液との界面部分を加熱するため、被処理体を処理液にて処理する最適箇所である界面部分を加熱部にて加熱することができるから、効率良く加熱ウェット処理することができる。
本発明の第１実施形態に係るウェット処理装置としてのスピン洗浄装置を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。 上記スピン洗浄装置の内部構造の一部を示す概略説明図である。 上記スピン洗浄装置の本体部を示す概略説明図である。 上記スピン洗浄装置のウェハ搬入状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 上記スピン洗浄装置のウェハ搬入状態からウェハ保持状態への移行時の状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 上記スピン洗浄装置のウェハ保持状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 上記スピン洗浄装置による洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。 本発明の第２実施形態に係るウェット処理装置としてのスピン洗浄装置の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第３実施形態に係るウェット処理装置としてのスピン洗浄装置の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第４実施形態に係るウェット処理装置としてのスピン洗浄装置の概略を示す説明図である。 本発明の第５実施形態に係るウェット処理装置としてのスピン洗浄装置の洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。
　以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係るウェハ洗浄機１を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。図２は、ウェハ洗浄機１の内部構造の一部を示す概略説明図である。図３は、ウェハ洗浄機１の洗浄ユニット３を示す概略説明図である。
＜全体構造＞
　本発明の第１実施形態に係るスピン洗浄装置であるウェハ洗浄機１は、所定の大きさに成形された略円盤状または矩形状のウェハＷの表面を洗浄処理する加熱ウェット処理装置である。ウェハ洗浄機１は、図１および図２に示すように、予め規格された大きさの筐体２内に収容されたミニマルファブ（minimal fabrication）構想に基づくミニマル洗浄装置である。ここで、ミニマルファブ構想とは、多品種少量という半導体製造市場に最適なもので、省資源・省エネルギ・省投資・高性能な多様なファブに対応でき、例えば特開２０１２－５４４１４号公報に記載の生産をミニマル化させるミニマル生産システムを実現させるものである。
　ウェハ洗浄機１の筐体２は、上下方向に長手方向を有する略直方体状に形成され、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造とされている。筐体２の上側の装置上部２ａ内には、被処理体としての被洗浄物であるウェハＷを洗浄するため本体部としての洗浄ユニット３が収容されている。洗浄ユニット３による洗浄としては、ウェハＷ上のレジスト除去、エッチング、付着している残渣等を取り除く等を目的としたものを含む。
　洗浄ユニット３より下方の装置上部２ａまたは装置下部２ｂ内には、洗浄ユニット３での洗浄にて用いられた使用済みの洗浄液やリンス液等の廃液を貯留させるための廃液タンクや、洗浄ユニット３での洗浄に用いられる薬液、例えばフッ酸（ＨＦ）等の洗浄物である洗浄液Ｌ、洗浄後にウェハＷ上に残った洗浄液をリンスするために用いられる、例えば純水等のリンス液Ｒが貯留された薬液タンク等が収容されている。洗浄ユニット３より上方の装置上部２ａ内には、洗浄ユニット３の駆動や洗浄液Ｌの供給を制御する制御部としてのコントロールユニット４が収容されている。
　筐体２の下側には、装置上部２ａに対する原料供給系や排気系、制御装置等を内蔵させるための装置下部２ｂが設けられている。装置下部２ｂには、例えば窒素（Ｎ２）ガスや空気等の乾燥補助用の図７に示すガスＧが貯留されたガスボンベ（図示せず）が収容されている。筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、筐体２の正面側を側面視凹状に窪ませた凹状部２ｃが形成されている。凹状部２ｃの下側の部分は、ウェハＷを筐体２内に搬入させるための前室２ｄとされている。前室２ｄには、図２に示すウェハ搬送ロボット５が収容されている。前室２ｄの上面の略中央部には、搬送容器としてのミニマルシャトル（図示せず）を設置するためのシャトル収容部としての略円形状のドッキングポート２ｅが設けられている。
　ドッキングポート２ｅは、ウェハ搬送ロボット５の上面に設けられ、このドッキングポート２ｅを、前室２ｄの上面から突出させた状態とさせてウェハ搬送ロボット５が前室２ｄ内に収容されている。前室２ｄは、筐体２内への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構成とされている。前室２ｄは、ミニマルシャトル内に収容されているウェハＷを外気に曝す等することなく筐体２内へ出し入れ可能とするＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。
　ウェハ搬送ロボット５は、ドッキングポート２ｅから搬入されてくるウェハＷを洗浄ユニット３の所定位置へ搬送するとともに、洗浄ユニット３にて洗浄された後のウェハＷをドッキングポート２ｅから筐体２外へ搬出する。ウェハ搬送ロボット５としては、例えば特開２０１１－９６９４２号公報に記載のワーク搬送装置等が用いられる。ウェハ搬送ロボット５は、図２に示すように、ウェハ搬送空間５ａを介して洗浄ユニット３に連結され、ウェハ搬送空間５ａ内に、細長平板状の機体を伸長させたり縮退させたりし、機体の先端に設置したウェハＷを洗浄ユニット３内へ出し入れする伸縮アクチュエータ（図示せず）が用いられている。
＜洗浄ユニット＞
　洗浄ユニット３は、筐体２内の前室２ｄの後側上部のウェハ処理室２ｆ内に収容されている。洗浄ユニット３にて洗浄するウェハＷは、所定の大きさ、例えば直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状の表面を有する円盤状に形成されている。ウェハＷには、予め所定のパターンが形成され洗浄前の状態とされている。なお、ウェハＷとしては、フォトレジスト膜が除去されたベアシリコンウェハ等であっても用いることができる。
　洗浄ユニット３は、図３に示すように、洗浄チャンバ３１を備えている。洗浄チャンバ３１は、有底略円筒状の下カップ３２と、下カップ３２上に嵌合される略円盤状の上カップ３３とで構成されている。下カップ３２内の中心位置には、水平方向に回転可能なステージ３４が設けられている。ステージ３４に対向する上カップ３３の中心位置には、供給ノズルとしての液吐出ノズル３５が設けられている。液吐出ノズル３５は、ステージ３４に設置されたウェハＷに対向する位置に設けられ、このウェハＷ上に洗浄液Ｌを供給する供給部であるとともに、後述する超音波振動子３８にて共振される共振体である。
＜洗浄チャンバ＞
　洗浄チャンバ３１の下カップ３２は、円筒状の周面部３２ａと、周面部３２ａの底部側を覆う円環状の底板部３２ｂとで構成された略有底円筒状に形成され、底板部３２ｂの中心位置に上下方向に沿って貫通した挿通孔３２ｃが形成されている。周面部３２ａの上端内縁部には、テーパ状の傾斜面部３２ｄが周方向に亘って形成されている。下カップ３２の周面部３２ａの上端側は、ウェハ搬送用のウェハ搬送空間５ａを覆う搬送チャンバ５ｂの一端側の下側に取り付けられている。搬送チャンバ５ｂの他端側は、ウェハ搬送ロボット５に接続されている。下カップ３２の底板部３２ｂには、下カップ３２内へ流れ込んでくる使用済みの洗浄液Ｌやリンス液Ｒを排出させるための廃液口（図示せず）が設けられている。
　上カップ３３は、搬送チャンバ５ｂの一端側に接続された収容部３３ａ内に昇降可能に収容されている。上カップ３３の下方には、中心位置から略円錐状に拡開するテーパ状の内周面部３３ｂが設けられている。内周面部３３ｂの外側に位置する下端内縁部には、周方向に沿って下方に突出した嵌合片部３３ｃが設けられている。嵌合片部３３ｃは、下カップ３２の周面部３２ａの内径寸法に略等しい外径寸法に形成され、上カップ３３を下降させて下カップ３２に嵌合させた際に、下カップ３２の周面部３２ａの内側に嵌合する。
　嵌合片部３３ｃより外側の上カップ３３の下端面は、下カップ３２の周面部３２ａの上端部に当接する当接面３３ｄとされている。当接面３３ｄには、周方向に亘ってパッキン３３ｅが取り付けられている。パッキン３３ｅは、上カップ３３を下降させて下カップ３２に嵌合させた際に、下カップ３２の周面部３２ａの上端部に接触して、上カップ３３と下カップ３２との嵌合を気密にさせる。
＜ステージ＞
　ステージ３４は、略円筒状の回転軸３４ａ上に設けられている。回転軸３４ａは、上端側を下カップ３２内に収容させ、下端側が底板部３２ｂの中心位置を貫通させて取り付けられている。底板部３２ｂを貫通して下カップ３２外へ突出した部分には、回転軸３４ａを周方向に回転駆動させる回転駆動部３４ｂが設けられている。回転軸３４ａの上端側は、同心状に拡開されて円筒状の収容空間３４ｃが形成されたランプ収容部３４ｄとされている。ランプ収容部３４ｄの収容空間３４ｃの中心位置には、発光部としての、例えばキセノンランプ等のランプ３４ｅが取り付けられている。
　ランプ３４ｅは、ステージ３４上に設置されるウェハＷに臨んだ位置に取り付けられ、少なくともウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分を加熱するための加熱部である。収容空間３４ｃには、ランプ３４ｅを覆うように集光部としてのリフレクタ３４ｆが取り付けられている。リフレクタ３４ｆは、ランプ３４ｅから発する光を、ステージ３４上に設置されたウェハＷと洗浄液Ｌとの少なくとも界面部分に集光させる凹弧面状の内側面とされている。
　ランプ収容部３４ｄの上端側には、ランプ収容部３４ｄの上端側を閉塞する閉塞部材３４ｇが取り付けられている。閉塞部材３４ｇの上側の中心位置には、レンズ部としての略円柱状の集光プレート３４ｈが、閉塞部材３４ｇに対し一体に設けられている。閉塞部材３４ｇおよび集光プレート３４ｈは、例えば石英や単結晶サファイヤ等の光を透過する素材にて形成されている。集光プレート３４ｈは、リフレクタ３４ｆにて集光された光を、ステージ３４上に設置されるウェハＷへ導く集光体である。ここで、レンズ部としては、照射される光を集光するものに加え、照射される光りを単に透過させるものも含まれる。
　ステージ３４は、複数、例えば５本のピン材としての係止片部３４ｉにて構成され、これら複数の係止片部３４ｉにて集光プレート３４ｈを囲むように、集光プレート３４ｈの周方向に所定の間隔を空けて取り付けられている。各係止片部３４ｉは、閉塞部材３４ｇに対して別体として平面視矩形状に構成され、この閉塞部材３４ｇ上に取り付けられている。各係止片部３４ｉの上側の内側縁には、ウェハＷの周縁を係止して支持する係止段部３４ｊが設けられている。これら係止片部３４ｉのうちの１つは、後述するスピンテーブル３６の上下動に連動して移動するチャックピン３４ｋとされている。チャックピン３４ｋは、スピンテーブル３６の下降に同調して中心軸方向へ移動し、スピンテーブル３６の上昇に同調して径方向に移動する構成とされている。
　一方、ステージ３４の集光プレート３４ｈに嵌合するよう、円環状のスピンテーブル３６が昇降可能（上下動可能）に取り付けられている。スピンテーブル３６は、エアシリンダ３７にて昇降動作する。エアシリンダ３７は、図３に示すように、下カップ３２内であって、回転軸３４ａの外側に取り付けられている。スピンテーブル３６は、最上昇させた状態から、スピンテーブル３６がステージ３４の閉塞部材３４ｇ上に載置する位置までを昇降動作可能とされ、この位置でスピンテーブル３６からエアシリンダ３７が切り離れ、エアシリンダ３７のみが縮退動作する構成とされている。
　スピンテーブル３６の中心位置には、円形状の開口部３６ａが設けられている。開口部３６ａの上側の開口縁には、ウェハ搬送ロボット５にて搬送されるウェハＷを受け取るための支持片部３６ｂが設けられている。支持片部３６ｂは、開口部３６ａの周方向に向けて等間隔に離れた位置に、複数、例えば３個ほど設けられている。支持片部３６ｂは、ステージ３４を構成する係止片部３４ｉと干渉しない位置、例えばこれら係止片部３４ｉに対して交互に、集光プレート３４ｈの周囲に設けられている。
＜液吐出ノズル＞
　上カップ３３の中心位置には、液吐出ノズル３５の下端側である先端側が貫通されて取り付けられる挿通開口３３ｆが設けられている。液吐出ノズル３５は、円筒状の挿通部３５ａを備えている。挿通部３５ａの下端部は、上カップ３３の挿通開口３３ｆの下端部より下方に突出させた状態として取り付けられている。挿通部３５ａと挿通開口３３ｆとの間には、挿通部３５ａと挿通開口３３ｆとの間を気密にする円環状のシール材３５ｂが取り付けられている。挿通部３５ａは、ステージ３４上に設置されるウェハＷの外径寸法に略等しい外径寸法とされている。挿通部３５ａの平面状の下端面３５ｃの中心位置には、液吐出口３５ｄが開口されている。液吐出口３５ｄは、挿通部３５ａの同心状に形成され、上カップ３３の挿通開口３３ｆより上側の位置に開口された液供給口３５ｅに通じた構成とされている。
　さらに、液吐出ノズル３５は、液吐出口３５ｄの中心位置が、ステージ３４上に設置されたウェハＷの中心位置上に位置するように、ステージ３４に対向させて取り付けられている。すなわち、液吐出ノズル３５は、上カップ３３の中心位置に取り付けられ、この上カップ３３は、下カップ３２の同心状に取り付けられ、この下カップ３２の中心位置にステージ３４が取り付けられている。
　ここで、液吐出ノズル３５は、ウェハＷを洗浄する際に洗浄液Ｌが供給され、ウェハＷ上に残った洗浄液Ｌを除去するためにリンス液Ｒが供給され、リンス液ＲをウェハＷ上から吹き飛ばすためにガスＧが供給される構成とされ、これら洗浄液Ｌ、リンス液ＲおよびガスＧが液供給口３５ｅから液吐出口３５ｄへ送られる構成とされている。洗浄液Ｌ、リンス液ＲおよびガスＧの供給は、コントロールユニット４にて制御されている。
　液吐出ノズル３５の挿通部３５ａの上端側には、上側に進むに連れてテーパ状に拡開した形状の共振体取付部３５ｆが一体に設けられている。共振体取付部３５ｆの上端側は、平坦な共振体取付面３５ｇとされている。共振体取付面３５ｇには、円環状の円環状の超音波振動子（ＰＺＴ）３８が同心状に取り付けられている。超音波振動子３８は、液吐出ノズル３５とウェハＷの間の空間Ｓを満たすように供給された洗浄液Ｌに超音波振動を与え、この超音波振動させた洗浄液ＬによるウェハＷ上の洗浄力を向上させる。なお、共振体取付面３５ｇへ照射される光を反射させてウェハＷ上に照射させることを目的として、共振体取付面３５ｇを鏡面加工してもよい。
　次に、上記第１実施形態のウェハ洗浄機１を用いた洗浄方法について図４ないし図７を参照しながら説明する。
　図４は、ウェハ洗浄機１のウェハ搬入状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図５は、ウェハ洗浄機１のウェハ搬入状態からウェハ保持状態への移行時の状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図６は、ウェハ洗浄機１のウェハ保持状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図７は、ウェハ洗浄機１による洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。
＜準備工程＞
　まず、コントロールユニット４にて洗浄ユニット３のエアシリンダ３７を駆動させて、図４（ａ）に示すように、スピンテーブル３６を最上昇位置まで上昇させる。このとき、スピンテーブル３６の上昇移動に連動して、ステージ３４の係止片部３４ｉのうちのチャックピン３４ｋが径方向に移動していき、図４（ｂ）に示すように、ウェハＷを支持する位置よりも外側にチャックピン３４ｋが移動する。
＜搬入工程＞
　この状態で、洗浄が必要なウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、ウェハ洗浄機１の前室２ｄのドッキングポート２ｅに嵌合させて設置する。この状態で、ウェハ洗浄機１の所定位置に設けられているスタートスイッチ（図示せず）を押す。
　すると、ドッキングポート２ｅに設置されたミニマルシャトルが開放され、このミニマルシャトル内に収容されているウェハＷが、ウェハ搬送ロボット５の機体の先端部に設置される。この後、機体が伸長していき、この機体の先端部に設置されているウェハＷが、ウェハ搬送空間５ａを介してスピンテーブル３６の支持片部３６ｂ間へ搬送されていき、これら支持片部３６ｂ間にウェハＷが設置される。このとき、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、スピンテーブル３６の支持片部３６ｂ間にウェハＷが保持された状態とされる。
＜設置工程＞
　この後、エアシリンダ３７が駆動し、図５（ａ）に示すように、ウェハＷが設置されたスピンテーブル３６が下降していく。そして、図５（ｂ）に示すように、スピンテーブル３６の下降移動に連動して、ステージ３４の係止片部３４ｉのうちのチャックピン３４ｋが中心軸方向に移動していき、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、このチャックピン３４ｋを含む各係止片部３４ｉ間にウェハＷが設置され、これら係止片部３４ｉ間に設置されたウェハＷがチャックピン３４ｋにて保持、すなわちチャック（挟持）される。
　このとき、スピンテーブル３６は、ステージ３４の閉塞部材３４ｇ上に設置するまで、エアシリンダ３７の駆動にて下降していく。そして、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、閉塞部材３４ｇにスピンテーブル３６が設置した状態で、エアシリンダ３７がスピンテーブル３６から切り離され、スピンテーブル３６がステージ３４とともに周方向に回転駆動可能な構成とされる。
　この後、図３に示すように、洗浄チャンバ３１の上カップ３３の当接面３３ｄが下カップ３２の周面部３２ａの上端部に当接するまで、上カップ３３が下降していき、上カップ３３が下カップ３２に嵌合した状態とされ、これら上カップ３３と下カップ３２との嵌合がパッキン３３ｅにて気密保持された状態とされる。このとき、液吐出ノズル３５は、上カップ３３とともに下降していき、この液吐出ノズル３５の下端面３５ｃが、ステージ３４上に設置されたウェハＷと同心状かつ、ウェハＷとの間に所定の間隔を空け空間Ｓを設けた状態とされる。
＜洗浄工程＞
　次いで、洗浄液供給工程として、コントロールユニット４による制御により、薬液タンクから液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅへ常温の洗浄液Ｌが供給され、図７（ａ）に示すように、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上に洗浄液Ｌが滴下されていき、図７（ｂ）に示すように、この洗浄液Ｌが有する表面張力、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃの濡れ性、ウェハＷの濡れ性等によって、ウェハＷの全面に亘って、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓの略全域が洗浄液Ｌにて満たされ、この空間Ｓから洗浄液Ｌがこぼれ落ちない程度の所定量、例えば数ｍｌ程度の微小量の洗浄液Ｌが液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄから吐出される。
　この状態で、液吐出ノズル３５に取り付けられた超音波振動子３８によって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓを満たす洗浄液Ｌに超音波振動が与えられるとともに、ランプ３４ｅが点灯され、このランプ３４ｅからの光がウェハＷへ供給され、このウェハＷに供給した光に基づく熱が、少なくともウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分に供給されて加熱される。
　このとき、ランプ３４ｅからの光は、このランプ３４ｅを覆うリフレクタ３４ｆにて集光され、この集光された光が集光プレート３４ｈを通過してウェハＷの裏面へ照射され、ウェハＷ上に供給されている洗浄液Ｌが所定温度まで加熱される。同時に、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに洗浄液Ｌが保持され、この空間Ｓから洗浄液Ｌがこぼれ落ちない程度、例えば６００ｒｐｍ未満の回転速度で回転軸３４ａが回転駆動部３４ｂにて回転駆動され、この回転軸３４ａの回転に伴いステージ３４に保持されているウェハＷがスピン回転され、これら超音波振動、ランプ加熱およびスピン回転によってウェハＷが洗浄液Ｌにて加熱スピン洗浄される。
＜液切り工程＞
　この後、ランプ３４ｅによる発光が停止されるとともに、超音波振動子３８による超音波振動が停止されてから、図７（ｃ）に示すように、回転駆動部３４ｂによる回転軸３４ａの回転駆動が、例えば６００ｒｐｍ以上に加速され、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌが遠心力にて吹き飛ばされて排出される。このとき、吹き飛ばされた洗浄液Ｌは、スピンテーブル３６上へ吹き飛ばされ、このスピンテーブル３６自体の回転によって、このスピンテーブル３６の外周縁から下カップ３２内へ流れ落ちていき、この下カップ３２に設けられた廃液口から、洗浄チャンバ３１外へ排出される。
＜連続工程＞
　さらに、例えば洗浄液Ｌの劣化による使用寿命等の所定の必要に応じ、図７（ｄ）ないし図７（ｆ）に示すように、上記洗浄工程および液切り工程を複数回繰り返して洗浄液Ｌを間欠吐出し、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに新たな洗浄液Ｌを追加滴下してからスピン回転されウェハＷが加熱スピン洗浄された後、この空間Ｓに介在させた洗浄済みの洗浄液Ｌが吹き飛ばされて排出される。
＜リンス工程＞
　次いで、図７（ｇ）に示すように、回転駆動部３４ｂによる回転駆動により、例えば６００ｒｐｍ未満の回転速度でステージ３４が回転した状態で、薬液タンクから液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅへリンス液が供給され、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上にリンス液Ｒが連続的に滴下されていき、ウェハＷ上からリンス液Ｒをこぼしながら、ウェハＷ上に残った洗浄液Ｌがリンス液Ｒにて洗い流されてリンスされる。
＜乾燥工程＞
　この後、ランプ３４ｅがオンされウェハＷが加熱さるとともに、図７（ｈ）に示すように、回転駆動部３４ｂによる回転軸３４ａの回転駆動が、例えば１０００ｒｐｍ以上に加速され、かつガスＧが液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅへ供給され、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上にガスＧが吹き付けられ、ウェハＷ上に残ったリンス液Ｌが遠心力とガスＧの吹き付けにてウェハＷ外に吹き飛ばされてブローされて乾燥され、図７（ｊ）に示すように、ウェハＷの洗浄が完了される。このとき、吹き飛ばされたリンス液Ｌもまた、スピンテーブル３６から下カップ３２内へ流れ落ちていき、下カップ３２の廃液口から排出される。
＜搬出工程＞
　この後、上述した搬入工程の逆動作がなされ、エアシリンダ３７の駆動にてスピンテーブル３６が上昇移動されていき、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す状態から、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す状態へ駆動していく。このとき、スピンテーブル３６の上昇移動に連動して係止片部３４ｉのうちのチャックピン３４ｋが径方向（外側）に移動していき、図５（ｂ）に示すように、これら係止片部３４ｉによるウェハＷのチャックが解除されてアンチャック状態とされる。この後、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、スピンテーブル３６の支持片部３６ｂ間にウェハＷが受け渡される。
　次いで、ウェハ搬送ロボット５が駆動され、このウェハ搬送ロボット５の機体の先端部にウェハＷが設置されてから引き戻し動作され、ウェハ搬送空間５ａを介してウェハ搬送ロボット５内にウェハＷが搬送されミニマルシャトル上に設置されてから、このミニマルシャトルが閉操作される。そして、このウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、前室２ｃのドッキングポート２ｄから取り外すことによって、ウェハ洗浄機１からウェハＷが搬出される。
＜作用効果＞
　シリコンウェハ等のウェハを洗浄する方法としては、ＲＣＡ洗浄が知られている。ＲＣＡ洗浄は、ウェハ上に付着したパーティクル除去を目的としたアンモニア水と過酸化水素水から構成されるＳＣ１（Standard Clean 1）洗浄と、ウェハ上に付着した金属不純物除去を目的とした塩酸と過酸化水素水から構成されるＳＣ２（Standard Clean 2）洗浄との組み合わせからなる。ＲＣＡ洗浄では、各薬液を所定温度まで加熱する必要があり、ウェハを洗浄液中に浸漬させる浸漬式の洗浄の場合においては、一般に構成比の多い純水を加熱し、この加熱した純水に薬液を混合することで所定の温度の洗浄液として洗浄を行っている。必要に応じ、ラインヒータ等で保温を行う場合もある。
　他方、常に新しい洗浄液を供給し続ける枚葉スピン洗浄方式の場合には、薬液を混合した洗浄液をタンク等に貯留させて加熱しておき、この加熱した洗浄液をウェハ上に供給して洗浄する。すなわち、枚葉スピン洗浄方式では、ウェハの洗浄を行う前の待機時においても洗浄液を所定温度に保温しておく必要があり、洗浄液の保温に膨大なエネルギが必要となる。また、ウェハ上に吐出された洗浄液は、ウェハおよび外気との温度差により熱を奪われてしまい、吐出直後よりも温度が低下してしまう。この温度低下を踏まえて、使用想定温度以上に加熱した洗浄液を用いる対応が可能であるものの、さらなる加熱エネルギが必要となる。また、揮発性の高い洗浄液の場合には、加熱により薬液の濃度が変化するおそれがある。
　そこで、上述のように、上記第１実施形態のウェハ洗浄機１においては、ウェハＷを加熱スピン洗浄する際に、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓからこぼれ落ちない程度の所定量の洗浄液Ｌを、液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅから、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに供給し、図７（ｂ）に示すように、洗浄液Ｌが有する表面張力、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃの濡れ性、ウェハＷの濡れ性等によって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓが洗浄液Ｌにて満たされ、この洗浄液Ｌを介在させた状態とする。
　この状態で、超音波振動子３８にて液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓを満たす洗浄液Ｌに超音波振動を与えるとともに、ランプ３４ｅからの光をリフレクタ３４ｆおよび集光プレート３４ｈを介してウェハＷへ供給し、このウェハＷを介して洗浄液Ｌを加熱し、かつ回転駆動部３４ｂにてステージ３４を回転駆動させてウェハＷをスピン回転させ、ウェハＷを洗浄液Ｌにて加熱スピン洗浄させる。
　この結果、洗浄液ＬをウェハＷ上に供給し続けながらウェハＷを加熱スピン洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄液ＬでウェハＷを洗浄できるとともに、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間を洗浄液Ｌにて満たした状態で、ウェハＷをスピン回転させるため、洗浄液Ｌが有する表面張力によって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓでの洗浄液Ｌの保持を確実にでき、この空間Ｓからの遠心力による洗浄液Ｌのこぼれ落ちを防止できるから、少ない量の洗浄液ＬでウェハＷを効率良く洗浄でき、洗浄液Ｌの使用量を節約できる。
　特に、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃをウェハＷの外径寸法に略等しい外径寸法を有する平面状とし、この液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに洗浄液Ｌを介在させる構成にしている。このため、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌの液膜の厚さが、ウェハＷの中心位置から外周縁位置までに亘って均等（一定）となる。したがって、超音波振動子３８による超音波振動および回転駆動部３４ｂによるウェハＷのスピン回転によって、ウェハＷの中心位置から外周縁位置までに亘って効率良く洗浄液Ｌを対流させることができる。
　また、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃが洗浄液Ｌと接し固定端として作用するため、洗浄液を効率良く撹拌させることができるとともに、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌを効率良く超音波振動させることができる。よって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌを均一に加熱できる。
　また、ランプ３４ｅからの光がウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分、具体的にはウェハＷの裏面に集光するように、リフレクタ３４ｆにて集光させてから集光プレート３４ｈを通過させてウェハＷへ照射させて導く構成としている。このため、ウェハＷ上に供給する洗浄液Ｌを加熱してから供給したり、ウェハＷが設置されるステージ３４等を加熱してウェハＷ上に供給される洗浄液Ｌを加熱したりする場合等に比べ、ウェハＷとは非接触の状態であって、ウェハＷの裏面に照射される光でウェハＷおよび洗浄液Ｌを加熱するため、予め洗浄液Ｌを加熱する必要がなくなり、ウェハＷの表面を洗浄液Ｌにて洗浄する際の最適箇所である、ウェハＷと洗浄液Ｌとが接触する界面部分を効率良く加熱することができる。また、ランプ３４ｅのオンオフを制御したり、ランプ３４ｅの出力を制御したりすることにより、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌを応答性良く温度制御することができる。
　さらに、ステージ３４を複数の係止片部３４ｉにて構成し、これら係止片部３４ｉの係止段部３４ｊにウェハＷを係止させてウェハＷを保持する構成とし、これら係止片部３４ｉ間に集光プレート３４ｈを位置させ、集光プレート３４ｈの下方にリフレクタ３４ｆおよびランプ３４ｅを設置させた構成としている。この結果、ランプ３４ｅからの光をリフレクタ３４ｆおよび集光プレート３４ｈを介し直線的にウェハＷの裏面に照射でき、集光プレート３４ｈを通過した光をウェハＷの裏面に直接照射できるから、ウェハＷへの光の照射を効率良くでき、ウェハＷを介した洗浄液Ｌの加熱をより効率良くできる。
　またさらに、洗浄液Ｌを供給するための液吐出ノズル３５に対し、ウェハＷを挟んだ反対側にランプ３４ｅを設置し、ランプ３４ｅからの光をウェハＷに照射させて加熱し、ウェハＷとともに洗浄液Ｌを加熱する構成としている。このため、液吐出ノズル３５とランプ３４ｅとの設置箇所の干渉を無くすことができるとともに、ウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分を効率良くかつ適切に加熱することができる。
　また、加熱スピン洗浄時のウェハＷの回転速度を、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓから洗浄液Ｌがこぼれ落ちない程度、例えば６００ｒｐｍ未満の回転速度で回転駆動部３４ｂにて回転駆動させている。このため、ウェハＷの回転時に洗浄液Ｌに生じる遠心力により、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓからの洗浄液Ｌの吹きこぼれを無くすことができる。
　さらに、上カップ３３の中心位置に液吐出ノズル３５を固定させ、上カップ３３の上下動に連動して液吐出ノズル３５が上下動する構成としている。このため、上カップ３３に対する液吐出ノズル３５の取付位置を調整することによって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとステージ３４上に設置したウェハＷとの間の空間Ｓの間隔を、この空間Ｓに洗浄液Ｌを満たして保持することができる。すなわち、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓの間隔を、用いる洗浄液Ｌの濡れ性等の性質に対応させて調整することができるため、例えば異なる性質の洗浄液Ｌを用いてウェハＷを洗浄する場合においても、ウェハＷを回転させた際に生じ得る、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓからの洗浄液Ｌのこぼれ落ちを防止することができる。
　また、ステージ３４上にウェハＷが設置された状態で、上カップ３３を下降させることにより、上カップ３３の当接面３３ｄが下カップ３２の周面部３２ａの上端部に当接するとともに、上カップ３３の嵌合片部３３ｃが下カップ３２の周面部３２ａに内嵌合し、これら上カップ３３と下カップ３２との嵌合が気密保持される。この結果、ウェハＷの加熱スピン洗浄後に、このウェハＷと液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとの間に供給した洗浄液Ｌや、ウェハ上に供給されるリンス液Ｒを、ウェハＷを回転させてウェハＷ上から吹き飛ばして廃液させた場合における、上カップ３３および下カップ３２内からの洗浄液Ｌやリンス液Ｒの漏れを防止することができる。
［第２実施形態］
　図８は、本発明の第２実施形態に係るウェハ洗浄機１の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ３４を構成する係止片部３４ｉが平面視矩形状であるのに対し、第２実施形態は、各係止片部３４ｉが平面視円形状としている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
　各係止片部３４ｉは、複数、例えば５本ほど閉塞部材３４ｇ上に取り付けられている。各係止片部３４ｉは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、集光プレート３４ｈを囲むように等間隔に離間されて取り付けられている。各係止片部３４ｉは、略円柱状に形成され、各係止片部３４ｉの下端部が閉塞部材３４ｇに嵌合された状態とされ突設されている。各係止片部３４ｉの上端側の中心位置には、ウェハＷの外周縁を係止するための係止凸部３４ｍが設けられている。
　各係止凸部３４ｍは、係止片部３４ｉの外径寸法より小さな外径寸法の略円柱状に形成され、係止片部３４ｉの同心状に取り付けられている。各係止凸部３４ｍの上端側の外周縁はテーパ状に縮径された形状とされている。各係止片部３４ｉの係止段部３４ｊは、係止凸部３４ｍの周面部と各係止片部３４ｉの上端面とによって形成されている。これら係止片部３４ｉのうちの１つは、上記第１実施形態と同様に、チャックピン３４ｋとされている。
　このように構成した本発明の第２実施形態は、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるほか、各係止片部３４ｉを平面視円筒状としたことにより、これら係止片部３４ｉ自体の強度を確保できるとともに、ウェハ洗浄機１で加熱スピン洗浄処理するウェハＷの大きさや形状に対応させた係止片部３４ｉに交換することにより、種々の大きさや形状の異なるウェハＷを加熱スピン洗浄処理することが可能となる。
［第３実施形態］
　図９は、本発明の第３実施形態に係るウェハ洗浄装置１の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ３４を構成する各係止片部３４ｉが集光プレート３４ｈに対し別体構成であるのに対し、第３実施形態は、各係止片部３４ｉが集光プレート３４ｈと一体の構成とされている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
　各係止片部３４ｉは、複数、例えば５本ほど設けられており、これら係止片部３４ｉのうちの１つが、上記第１実施形態と同様に、チャックピン３４ｋとされ、径方向に移動可能とされている。チャックピン３４ｋを除いた計４本の係止片部３４ｉは、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、集光プレート３４ｈを囲むように等間隔に離間させた位置において集光プレート３４ｈの外周面に一体的に取り付けられて一体型とされている。チャックピン３４ｋを除いた計４本の係止片部３４ｉは、例えば石英や単結晶サファイヤ等の光を透過する、集光プレート３４ｈと同一の素材にて構成されている。
　このように構成した本発明の第３実施形態は、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるほか、チャックピン３４ｋを除いた計４本の係止片部３４ｉが集光プレート３４ｈと一体型であるため、ウェハ洗浄機１の部品点数を少なくできるとともに、ランプ３４ｅにて発光した光を、各係止片部３４ｉを透過させてウェハＷへ導くことが可能となる。よって、ウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分をより適切かつ効率良く加熱することができる。
［第４実施形態］
　図１０は、本発明の第４実施形態に係るウェハ洗浄機１の概略を示す説明図である。本発明の第４実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ３４の下方にランプ３４ｅが設置された構成であるのに対し、第４実施形態は、ステージ３４の上方にランプ３４ｅが設置された構成である。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
　ランプ３４ｅには、リフレクタ３４ｆが取り付けられ、リフレクタ３４ｆにて集光される光がウェハＷの表面（処理面）側に照射するように取り付けられている。すなわち、ランプ３４ｅは、ウェハＷに臨む位置に設けられている。リフレクタ３４ｆは、上カップ３３の挿通開口３３ｆに嵌合させて取り付けられており、上カップ３３内に収容されたランプ３４ｅからの光をリフレクタ３４ｆにて集光させてウェハＷ上に照射させる。
　液吐出ノズル３５は、上カップ３３のいずれかの位置に取り付けられおり、この液吐出ノズル３５からの吐出される洗浄液Ｌがリフレクタ３４ｆの下端面とウェハＷとの間に供給可能な構成とされている。
　このように構成した本発明の第４実施形態は、ウェハＷに臨んだ位置にランプ３４ｅが取り付けられているため、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるほか、ウェハＷを介さず洗浄液Ｌの上方から直接的に洗浄液Ｌを加熱できるため、ウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分をより効率良く加熱することができる。
［第５実施形態］
　図１１は、本発明の第５実施形態に係るウェハ洗浄機１の洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。本発明の第５実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに洗浄液Ｌを満たして洗浄する構成であるのに対し、第５実施形態は、こぼれ落ちない程度の量の洗浄液ＬをウェハＷ上に供給して洗浄する構成である。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
＜洗浄工程＞
　上記第５実施形態のウェハ洗浄機１による洗浄方法は、まず、図１１（ａ）に示すように、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上に洗浄液Ｌが滴下されていき、図１１（ｂ）に示すように、洗浄液Ｌが有する表面張力、およびウェハＷの濡れ性等によって、ウェハＷ上からこぼれ落ちない程度の洗浄液Ｌが供給され、ウェハＷの表面全体が洗浄液Ｌにて満たされ、ウェハＷ上に洗浄液Ｌが水滴状に盛り上がった状態なる程度の所定量の洗浄液Ｌが液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄから吐出される。この状態で、超音波振動子３８による超音波振動、ランプ３４ｅによる加熱、およびステージ３４のスピン回転が加えられ、ウェハＷが洗浄液Ｌにて加熱スピン洗浄される。
＜液切り工程＞
　この後、図１１（ｃ）に示すように、ステージ３４のスピン回転が、例えば６００ｒｐｍ以上に加速され、ウェハＷ上の洗浄液Ｌが遠心力にて吹き飛ばされて排出される。
＜連続工程＞
　さらに、必要に応じ、図１１（ｄ）ないし図１１（ｆ）に示すように、上記洗浄工程および液切り工程を複数回繰り返し、ウェハＷ上に新たな洗浄液Ｌを追加滴下してから加熱スピン洗浄された後、このウェハＷ上の洗浄液Ｌが吹き飛ばされて排出される。
＜リンス工程＞
　次いで、図１１（ｇ）に示すように、ステージ３４をスピン回転させながら、ウェハＷ上にリンス液Ｒが連続滴下され、ウェハＷ上からリンス液Ｒをこぼしながら、ウェハＷ上に残った洗浄液Ｌがリンス液Ｒにて洗い流されてリンスされる。
＜乾燥工程＞
　この後、図１１（ｈ）に示すように、ステージ３４のスピン回転が加速されるとともに、ウェハＷ上にガスＧが吹き付けられ、ウェハＷ上に残ったリンス液ＲがウェハＷ外に吹き飛ばされて乾燥され、図１１（ｊ）に示すように、ウェハＷの洗浄が完了される。
＜作用効果＞
　このように構成した本発明の第５実施形態は、ウェハＷ上に洗浄液Ｌが水滴状に盛り上がった状態となる程度の所定量の洗浄液ＬをウェハＷ上に供給した状態で加熱スピン洗浄する構成としている。このため、上述した第１実施形態と同様に、洗浄液ＬをウェハＷ上に供給し続けながらウェハＷを加熱スピン洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄液ＬでウェハＷを洗浄することができる。
［その他］
　なお、上記各実施形態においては、洗浄チャンバ３１のうちの上カップ３３を上下動可能とした、本発明はこれに限定されることはなく、下カップ３２を上下動可能としたり、上カップ３３とは別個に液吐出ノズル３５を上下動可能とし、ステージ３４上に設置されたウェハＷに対し液吐出ノズル３５が相対的に上下動可能としたりしてもよい。
　また、例えばレジストマスク等のウェハＷ以外の被洗浄物を洗浄する構成にすることもできる。さらに、洗浄液Ｌとしては、フッ酸のほか、オゾン水や、硫酸と過酸化水素水との混合液、水酸化カリウム水溶液等であっても、対応させて用いることができる。
　またさらに、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃを鏡面加工し、この下端面３５ｃに照射する光を反射させて洗浄液ＬおよびウェハＷを加熱する構成にもできる。また、ランプは、用いる洗浄液に対応させる等し、キセノンランプ以外のＬＥＤランプ等であってもよい。
　さらに、上記各実施形態においては、ウェハＷを加熱スピン洗浄するウェハ洗浄機１について説明したが、ウェット処理装置としては、ウェハＷを加熱スピン現像するスピン現像装置についても、洗浄液Ｌの代わりに現像液を用いること等することにより、対応させて用いることができる。
　１　　　ウェハ洗浄機（ウェット処理装置）
　２　　　筐体
　２ａ　　装置上部
　２ｂ　　装置下部
　２ｃ　　凹状部
　２ｄ　　前室
　２ｅ　　ドッキングポート
　２ｆ　　ウェハ処理室
　３　　　洗浄ユニット
　３１　　洗浄チャンバ
　３２　　下カップ
　３２ａ　周面部
　３２ｂ　底板部
　３２ｃ　挿通孔
　３２ｄ　傾斜面部
　３３　　上カップ
　３３ａ　収容部
　３３ｂ　内周面部
　３３ｃ　嵌合片部
　３３ｄ　当接面
　３３ｅ　パッキン
　３３ｆ　挿通開口
　３４　　ステージ
　３４ａ　回転軸
　３４ｂ　回転駆動部
　３４ｃ　収容空間
　３４ｄ　ランプ収容部
　３４ｅ　ランプ（加熱部，発光部）
　３４ｆ　リフレクタ（集光部）
　３４ｇ　閉塞部材
　３４ｈ　集光プレート（集光部，レンズ部）
　３４ｉ　係止片部（ピン材）
　３４ｊ　係止段部
　３４ｋ　チャックピン
　３４ｍ　係止凸部
　３５　　液吐出ノズル（供給ノズル，供給部）
　３５ａ　挿通部
　３５ｂ　シール材
　３５ｃ　下端面
　３５ｄ　液吐出口
　３５ｅ　液供給口
　３５ｆ　共振体取付部
　３５ｇ　共振体取付面
　３６　　スピンテーブル
　３６ａ　開口部
　３６ｂ　支持片部
　３７　　エアシリンダ
　３８　　超音波振動子
　４　　　コントロールユニット（制御部）
　５　　　ウェハ搬送ロボット
　５ａ　　ウェハ搬送空間
　５ｂ　　搬送チャンバ
　Ｗ　　　ウェハ（被洗浄体，被処理体）
　Ｌ　　　洗浄液（洗浄物，処理液）
　Ｓ　　　空間
　Ｇ　　　ガス

Claims (18)

  1. 　被洗浄物を回転させながら洗浄物で洗浄するウェット処理装置であって、
    　前記被洗浄物が設置されるステージと、
    　前記ステージを周方向に回転させる回転駆動部と、
    　前記ステージに設置された前記被洗浄物に対向して設けられ、前記ステージに設置された前記被洗浄物上に前記洗浄物を供給する供給ノズルと、
    　前記ステージに設置された前記被洗浄物の略全体に亘った前記供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の前記洗浄物を前記供給ノズルから供給させる制御部と、
    　を備えたことを特徴とするウェット処理装置。
  2. 　請求項１記載のウェット処理装置において、
    　前記制御部は、請求項前記ステージに設置された前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間に前記洗浄物を満たした状態で、前記ステージを回転させる
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  3. 　請求項２記載のウェット処理装置において、
    　前記制御部は、前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間に満たした前記洗浄物が、前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間に保持される速度で前記回転駆動部にて前記ステージを回転させる
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  4. 　請求項１ないし３いずれか一項に記載のウェット処理装置において、
    　前記供給ノズルは、前記ステージ上に設置された前記被洗浄物との間隔が調整可能とされ、
    　前記制御部は、前記供給ノズルを調整して、前記供給ノズルと前記ステージ上の前記被洗浄物との間の空間を、この空間に前記洗浄物を満たすことができる所定の間隔とする
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  5. 　請求項１ないし４いずれか一項に記載のウェット処理装置において、
    　前記被洗浄物は、所定サイズの平板状のウェハで、
    　前記洗浄物は、洗浄液で、
    　前記制御部は、前記ウェハと前記供給ノズルとの間の空間に表面張力にて保持される所定量の前記洗浄液を前記供給ノズルから供給させる
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  6. 　ステージに被洗浄物を設置する設置工程と、
    　前記ステージに設置された前記被洗浄物の略全体に亘り、この被洗浄物に対向して位置する供給ノズルとの間の空間に、この空間を満たす所定量の洗浄物を供給する供給工程と、
    　前記ステージを回転させて前記被洗浄物を前記洗浄物にて洗浄する洗浄工程と、
    　を備えたことを特徴とするウェット処理方法。
  7. 　請求項６記載のウェット処理方法において、
    　前記洗浄工程は、前記洗浄物が前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間に保持される速度で前記ステージを回転させる
    　ことを特徴とするウェット処理方法。
  8. 　請求項６または７記載のウェット処理方法において、
    　前記洗浄工程は、前記洗浄物が前記被洗浄物と前記供給ノズルとの間の空間からこぼれ落ちない速度で前記ステージを回転させる
    　ことを特徴とするウェット処理方法。
  9. 　請求項６ないし８いずれか一項に記載のウェット処理方法において、
    　前記供給工程は、前記供給ノズルと前記ステージとを相対的に移動させて、前記供給ノズルと前記ステージに設置された前記被洗浄物との間を、これら供給ノズルと被洗浄物との間の空間に前記洗浄物を満たすことができる所定の間隔に調整してから、前記空間に前記洗浄物を供給する
    　ことを特徴とするウェット処理方法。
  10. 　請求項６ないし９いずれか一項に記載のウェット処理方法において、
    　前記被洗浄物は、所定サイズの平板状のウェハで、
    　前記洗浄物は、洗浄液で、
    　前記供給工程は、前記ウェハと前記供給ノズルとの間の空間に表面張力にて保持される所定量の前記洗浄液を供給する
    　ことを特徴とするウェット処理方法。
  11. 　被処理体を加熱しながら処理液を供給して処理するウェット処理装置であって、
    　前記被処理体が設置されるステージと、
    　前記ステージに設置された前記被処理体に前記処理液を供給する供給部と、
    　前記ステージに設置された被処理体に臨んだ位置に設けられ、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する加熱部と、
    　を備えたことを特徴とするウェット処理装置。
  12. 　請求項１１記載のウェット処置装置において、
    　前記加熱部は、前記ステージを挟んで、前記ステージに設置された前記被処理体の反対側に設けられ、前記被処理体を介して、前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  13. 　請求項１１または１２に記載のウェット処理装置において、
    　前記加熱部は、発光部と、前記発光部にて発光した光を集光して前記被処理体と前記処理液との界面部分へ導く集光部と、を有する
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  14. 　請求項１３記載のウェット処理装置において、
    　前記集光部は、前記発光部にて発光した光を集光させるリフレクタと、前記リフレクタにて集光した光を前記被処理体と前記処理液との界面部分へ導くレンズ部と、を含む
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  15. 　請求項１４記載のウェット処理装置において、
    　前記ステージは、前記被処理体の周縁を保持する複数のピン材にて構成され、これら複数のピン材間に前記レンズ部を位置させて前記レンズ部と一体に設けられている
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  16. 　請求項１１ないし１５いずれか一項に記載のウェット処理装置において、
    　前記被処理体は、所定サイズの平板状のウェハで、
    　前記処理液は、前記ウェハを洗浄するための洗浄液である
    　ことを特徴とするウェット処理装置。
  17. 　ステージに被処理体を設置する設置工程と、
    　前記ステージに設置された前記被処理体に処理液を供給する供給工程と、
    　前記供給工程にて前記処理液を供給している状態で、前記被処理体に臨んだ位置から、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する処理工程と、
    　を備えたことを特徴とするウェット処理方法。
  18. 　請求項１７記載のウェット処理方法において、
    　前記処理工程は、前記ステージを挟んだ前記被処理体の反対側から、前記被処理体を介して、前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する
    　ことを特徴とするウェット処理方法。
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