WO2023162464A1 - ウェットプロセス装置 - Google Patents

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WO2023162464A1
WO2023162464A1 PCT/JP2022/048360 JP2022048360W WO2023162464A1 WO 2023162464 A1 WO2023162464 A1 WO 2023162464A1 JP 2022048360 W JP2022048360 W JP 2022048360W WO 2023162464 A1 WO2023162464 A1 WO 2023162464A1
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WO
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wafer
wet process
stage
process apparatus
retaining ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/048360
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English (en)
French (fr)
Inventor
史朗 原
一正 根本
ソマワン クンプアン
夕起 石田
Original Assignee
国立研究開発法人産業技術総合研究所
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Definitions

  • the present invention relates to wet process equipment in semiconductor processes.
  • Patent Document 1 discloses a spin cleaning apparatus that drops a cleaning liquid onto a wafer while rotating a stage on which a wafer is placed. It is According to such a spin cleaning apparatus, surface tension can be used to retain the cleaning liquid on the surface (upper surface) of the wafer, so there is an advantage that the wafer can be cleaned efficiently with a small amount of cleaning liquid.
  • the present invention has been made in view of the actual state of the prior art described above, and its object is to provide a wet process apparatus capable of efficiently wet-processing both sides of an object to be processed.
  • the present invention provides a stage, a plurality of support pins each protruding upward from the stage and supporting the outer edge of an object to be processed at positions spaced apart in the circumferential direction, and a rotation device extending in the vertical direction.
  • a wet process apparatus comprising: a rotary drive unit that rotates the stage around an axis; and a retaining ring placed on the stage so as to surround the plurality of support pins.
  • FIG. 4 is a schematic side view of the interior of the process chamber; 4 is a schematic plan view of the inside of the process chamber; FIG. FIG. 10 shows a retaining ring; It is a control block diagram of the spin cleaning device.
  • FIG. 4 is a diagram showing how cleaning liquid is supplied to a wafer;
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of cleaning liquid supplied per supply nozzle and the holding time of the cleaning liquid on both surfaces of the wafer;
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotation speed of the spin table and the holding time of the cleaning liquid on both surfaces of the wafer;
  • FIG. 7A is a schematic side view and a schematic plan view of the interior of a process chamber according to a modified example;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a spin cleaning device 1 according to this embodiment.
  • the spin cleaning apparatus 1 (wet process apparatus) is an apparatus that cleans the front and back surfaces of the wafer W (object to be processed) (for example, resist removal, etching, removal of adhering residues, etc.).
  • the spin cleaning device 1 is a device that cleans the wafer W while rotating it.
  • the spin cleaning apparatus 1 is a heating wet processing apparatus that supplies a cleaning liquid (processing liquid) while heating the wafer W. As shown in FIG.
  • the spin cleaning device 1 is a minimal cleaning device based on the concept of minimal fabrication housed in a housing 10 of a standardized size in advance.
  • the minimal fab concept is optimal for the semiconductor manufacturing market of high-mix low-volume production, and can support various fabs that save resources, save energy, save investment, and have high performance. It realizes a minimal production system that minimizes the described production.
  • the wafer W has a disk-shaped outer shape with a predetermined size, for example, a diameter of 12.5 mm (half inch size). However, the shape and size of the wafer W are not limited to the above examples.
  • a predetermined pattern is formed on the wafer W in advance, and the wafer W is in a pre-cleaning state.
  • the wafer W may be a bare silicon wafer or the like from which the photoresist film has been removed.
  • the spin cleaning device 1 has a substantially rectangular parallelepiped housing 10 whose longitudinal direction is the vertical direction.
  • the housing 10 has a structure that blocks both fine particles and gas molecules from entering the interior.
  • a concave portion 11 is formed in the upper front portion of the housing 10 so as to dent backward and penetrate in the left-right direction.
  • a front chamber 12 and a process chamber 13 are formed inside the housing 10 .
  • the front chamber 12 is a space formed directly below the recess 11 .
  • the process chamber 13 is a space formed on the rear side of the front chamber 12 .
  • an opening/closing door 14 is provided between the front chamber 12 and the process chamber 13 .
  • the opening/closing door 14 is configured to be movable between an open position that allows communication between the front chamber 12 and the process chamber 13 and a closed position that blocks communication between the front chamber 12 and the process chamber 13 .
  • the wafer W can be moved between the front chamber 12 and the process chamber 13 by opening the opening/closing door 14 . Further, by closing the opening/closing door 14, it is possible to prevent fine particles and gas molecules from entering the process chamber 13.
  • the front chamber 12 is a PLAD (Particle Lock Air-tight Docking) system that allows the wafers W housed in the minimal shuttle S to be taken in and out of the housing 10 without being exposed to the outside air. More specifically, a docking port 15 is formed between the recess 11 and the front chamber 12 (top surface of the front chamber 12). The docking port 15 is a port for loading/unloading the wafer W to/from the spin cleaning apparatus 1 . A minimal shuttle S containing wafers W is mounted on the docking port 15 .
  • the minimal shuttle S is composed of a vertically separable cover and bottom. By joining the lid body and the bottom body in a state where the wafer W is accommodated, it is possible to prevent fine particles and gas molecules from entering the interior.
  • a lifting device 16 is also provided in the front chamber 12 .
  • the lifting device 16 lifts the wafer W within the front chamber 12 . More specifically, the lifting device 16 separates the bottom supporting the wafer W from the lid and lowers it, and the lifting device 16 lifts the bottom supporting the wafer W and joins it to the lid. .
  • the front chamber 12 is provided with a conveying device 17 .
  • the transport device 17 transports the wafer W between the lifting device 16 and a stage 19 to be described later.
  • the transport device 17 includes a transport arm 17 a that slides (extends and contracts) in the front-rear direction between the front chamber 12 and the process chamber 13 . More specifically, the transfer arm 17a receives the wafer W from the bottom body supported by the lowered lifting device 16, enters the process chamber 13 from the front chamber 12, and transfers the wafer W to the support pins 20a to 20d of the stage 19. be placed on. Further, the transfer arm 17 a receives the wafer W from the support pins 20 a to 20 d, moves out of the process chamber 13 to the front chamber 12 , and transfers the wafer W to the bottom body supported by the lifting device 16 .
  • the process chamber 13 is a space for cleaning the wafer W transferred by the transfer device 17 .
  • a downward flow of nitrogen gas (down flow) is formed.
  • the process chamber 13 is maintained at a positive pressure with respect to the front chamber 12 by closing the opening/closing door 14 . As a result, it is possible to prevent fine particles and gas molecules from entering the process chamber 13 while the wafer W is being cleaned.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the inside of the process chamber 13.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic plan view of the inside of the process chamber 13.
  • the process chamber 13 is provided with a spin table 18, a stage 19, a plurality of support pins 20a, 20b, 20c, and 20d, a chuck 21, and a supply nozzle 22.
  • the spin table 18 is supported inside the process chamber 13 so as to be rotatable about a rotation axis extending in the vertical direction.
  • a stage 19 is provided at the center of the upper surface of the spin table 18 .
  • the stage 19 is a circular portion that protrudes upward from the upper surface of the spin table 18 .
  • the spin table 18 is rotated together with the stage 19 and the support pins 20a to 20d by transmission of the driving force of the rotary motor 23 (rotation drive section) shown in FIG.
  • the spin table 18 incorporates a lamp heater 24 (heating unit) shown in FIG.
  • the lamp heater 24 heats the wafer W supported by the support pins 20a to 20d (more specifically, the interface between the wafer W and the cleaning liquid).
  • a xenon lamp for example, can be used as the lamp heater 24 .
  • the support pins 20a to 20d protrude upward from the upper surface of the stage 19. Further, the support pins 20a to 20d are arranged at predetermined intervals (90° intervals in this embodiment) in the circumferential direction. In addition, stepped portions 25a, 25b, 25c, and 25d are formed by notching the insides of the tips (upper ends) of the support pins 20a to 20d.
  • the wafer W is supported by the support pins 20a to 20d by placing the outer edge of the wafer W on the stepped portions 25a to 25d.
  • the number of support pins 20a to 20d is not limited to four, and may be three or five or more.
  • the chuck 21 is arranged on the spin table 18 between the adjacent support pins 20c and 20d.
  • the chuck 21 is configured to be able to come into contact with and separate from the wafer W supported by the support pins 20a to 20d.
  • the wafer W is fixed on the support pins 20a to 20d by the chuck 21 contacting the wafer W. As shown in FIG. On the other hand, by separating the chuck 21 from the wafer W, the fixing of the wafer W is released and the wafer W can be taken out from the support pins 20a to 20d.
  • the supply nozzle 22 is configured to be vertically movable above the stage 19 .
  • the tip surface (lower surface) of the supply nozzle 22 has a circular shape equal to or slightly larger than the diameter of the wafer W.
  • the supply nozzle 22 is formed with a supply path 22a that is open on the bottom surface.
  • the supply nozzle 22 supplies a cleaning liquid (for example, a chemical liquid, ultrapure water) and nitrogen gas, which are examples of processing liquid, through the supply path 22a to the wafers W supported by the support pins 20a to 20d.
  • the supply nozzle 22 incorporates a vibrator 26 (see FIG. 5) that vibrates the supply nozzle 22 at a high frequency (eg, 1 MHz).
  • the chemical solution examples include hydrofluoric acid, ozone water, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, and an aqueous solution of potassium hydroxide.
  • the supply nozzle 22 may supply the chemical, ultrapure water, and nitrogen gas through a single supply path 22a.
  • the supply nozzle 22 may have a plurality of supply channels for supplying the chemical solution, ultrapure water, and nitrogen gas, respectively.
  • a cleaning liquid tank 27 for storing a cleaning liquid used for cleaning the wafer W, and a cleaning liquid discharged from the process chamber 13 after cleaning the wafer W (hereinafter referred to as "waste liquid") are stored.
  • a waste liquid tank 28 to store, an exclusion adsorption tower (not shown) for removing discharged harmful gas, a drive system (not shown) such as a motor and an air cylinder for driving each part, a control device for controlling the operation of the spin cleaning device 1 30 (see FIG. 5) and the like are accommodated.
  • a retaining ring 29 is detachably attached to the stage 19 .
  • a retaining ring 29 is mounted on the stage 19 so as to surround the support pins 20a-20d.
  • the lower surface of the retaining ring 29 comes into surface contact with the upper surface of the stage 19 .
  • a vertical gap is formed between the rear surface of the wafer W placed on the stepped portions 25a to 25d and the upper surface of the retaining ring 29, a vertical gap is formed for allowing the transfer arm 17a to enter.
  • the thickness dimension of the retaining ring 29 is set to 1 mm
  • the vertical gap between the wafer W and the retaining ring 29 is set to 3 mm.
  • specific dimensions are not limited to the example in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the retaining ring 29.
  • retaining ring 29 presents a generally ring-shaped profile.
  • Retaining ring 29 is constructed of a material including, for example, vinylidene fluoride rubber (FKM), synthetic quartz, or polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • FKM vinylidene fluoride rubber
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the material forming the retaining ring 29 is not limited to the above example.
  • the retaining ring 29 is formed with an opening 29a passing through the central portion in the thickness direction.
  • the inner peripheral surface of the retaining ring 29 (that is, the shape of the opening 29a) is a quadrangle with rounded vertices. Moreover, between the curved vertices, it extends in a straight line (that is, a flat surface). Then, as shown in FIG. 3, the retaining ring 29 is mounted on the stage 19 so that the support pins 20a to 20d are in contact with the curved peaks.
  • the retaining ring 29 is formed with openings 29a having shapes corresponding to the number of the support pins 20a to 20d. That is, when the number of support pins is five, the retaining ring is formed with a pentagonal opening with a curved vertex.
  • the outer peripheral surface of the retaining ring 29 is circular.
  • FIG. 4A when the retaining ring 29 is placed on the stage 19, there is no interference with the chuck 21 at the position facing the chuck 21 (that is, part of the circumferential direction).
  • a notch 29b is formed for avoidance.
  • the outer dimension of the largest portion of the retaining ring 29 (that is, the outer dimension excluding the position of the notch 29b) is larger than the diameter of the stage 19. As shown in FIG.
  • the radial thickness of the retaining ring 29 differs at each position in the circumferential direction. More specifically, the retaining ring 29, except for the portion where the notch 29b is formed, becomes thicker in the radial direction the farther away from the position in contact with the support pins 20a to 20d (that is, the position of the curved apex). is configured as That is, in the circumferential direction of the retaining ring 29, the contact area with the stage 19 increases as the position is further away from the support pins 20a to 20d.
  • FIG. 5 is a control block diagram of the spin cleaning device 1.
  • the spin cleaning device 1 includes a control device 30 having a CPU 31 (Central Processing Unit) and a memory 32 .
  • the memory 32 is composed of, for example, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), HDD (Hard Disk Drive), or a combination thereof.
  • the control device 30 realizes processing described later by the CPU 31 reading and executing the program code stored in the memory 32 .
  • control device 30 is not limited to this, and may be realized by hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • the control device 30 controls the operation of the spin cleaning device 1 as a whole. More specifically, the control device 30 opens and closes the opening/closing door 14, causes the lifting device 16 to lift and lower the wafer W, causes the transfer device 17 to transfer the wafer W, advances and retreats the chuck 21, raises and lowers the supply nozzle 22, The cleaning liquid and nitrogen gas are supplied to the supply nozzle 22 , the spin table 18 is rotated by the rotary motor 23 , the wafer W is heated by the lamp heater 24 , and the supply nozzle 22 is vibrated by the vibrator 26 .
  • FIG. 6 is a diagram showing the state of the cleaning liquid supplied to the wafer W. As shown in FIG. It is assumed that the holding ring 29 is attached to the stage 19 before the wafer W is cleaned.
  • the control device 30 moves the transfer arm 17a, which has received the wafer W from the lifting device 16, toward the support pins 20a-20b.
  • the open/close door 14 is at the open position, the spin table 18 is stopped, the chuck 21 is retracted, and the supply nozzle 22 is raised.
  • the control device 30 lowers the transfer arm 17a at a position where the wafer W faces the stepped portions 25a to 25d. As a result, the outer edge of the wafer W is placed on the stepped portions 25a to 25d and separated from the transfer arm 17a. As described above, the vertical gap between the back surface of the wafer W and the upper surface of the retaining ring 29 is set to such an extent that the lowered transfer arm 17a and the retaining ring 29 do not interfere with each other (for example, 3 mm). .
  • the controller 30 moves the transfer arm 17a out of the process chamber 13, moves the opening/closing door 14 to the closed position, and moves the chuck 21 to the wafer W. , the supply nozzle 22 is lowered, the spin table 18 is rotated, and the lamp heater 24 heats the wafer W. As shown in FIG. In addition, the control device 30 generates a downflow of nitrogen gas in the process chamber 13 and maintains the inside of the process chamber 13 at a positive pressure. Further, the controller 30 supplies the cleaning liquid to the wafer W from the supply nozzle 22 vibrated by the vibrator 26 .
  • the distance between the surface of the wafer W and the lower surface of the supply nozzle 22 is set to 0.8 mm to 3.0 mm, for example.
  • the control device 30 supplies the chemical solution to the wafer W from the supply nozzle 22 while rotating the spin table 18 at a low speed (for example, 50 rpm or less).
  • the control device 30 supplies, for example, 0.6 ml to 0.8 ml of the chemical solution from the supply nozzle 22 at intervals of 10 seconds for one second.
  • the chemical solution on both sides of the wafer W slowly leaks radially outward while being stirred. More specifically, the chemical held between the back surface of the wafer W and the retaining ring 29 is slowly discharged through the gap between the upper surface of the stage 19 and the lower surface of the retaining ring 29 .
  • the control device 30 continues this state for about 20 to 45 seconds, for example.
  • the control device 30 rotates the spin table 18 at a high speed (for example, 1000 rpm or more) to blow off the chemical solution on both upper and lower surfaces of the wafer W by centrifugal force.
  • the control device 30 executes the above-described processing by replacing the chemical solution with ultrapure water. As a result, the chemical liquid remaining on both surfaces of the wafer W is washed away.
  • control device 30 blows nitrogen gas onto the wafer W from the supply nozzle 22 while rotating the spin table 18 at high speed.
  • the wafer W is thereby dried.
  • control device 30 takes out the wafer W supported by the support pins 20 a to 20 d to the outside of the spin cleaning device 1 using the transfer device 17 and the lifting device 16 .
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of cleaning liquid supplied by the supply nozzle 22 per time and the holding time of the cleaning liquid on both surfaces of the wafer W.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotation speed of the spin table 18 and the holding time of the cleaning liquid on both surfaces of the wafer W.
  • the retention time the time during which the cleaning liquid is retained on both surfaces of the wafer W was measured visually.
  • the plot " ⁇ " is the experimental result of the combination of the hydrophilic wafer W and the retaining ring 29 made of PTFE.
  • Plot “ ⁇ ” is an experimental result of a combination of a hydrophobic wafer W and a retaining ring 29 made of PTFE.
  • the plotted “x” is the experimental result of the combination of the hydrophilic wafer W and the retaining ring 29 made of FKM.
  • Plot " ⁇ ” is an experimental result for a combination of a hydrophobic wafer W and a retaining ring 29 made of FKM.
  • the cleaning liquid is held on both surfaces of the wafer W for 13 seconds or more by setting the supply amount of the cleaning liquid per one time from the supply nozzle 22 to 0.6 ml to 0.8 ml. .
  • the retaining ring 29 made of PTFE retains the cleaning liquid for 28 seconds or longer, and the smaller the supply amount, the longer the retaining time.
  • the rotational speed of the spin table 18 is set to 10 rpm.
  • the supply amount of the cleaning liquid is too small, the space between the front surface of the wafer W and the lower surface of the supply nozzle 22 and the space surrounded by the back surface of the wafer W and the retaining ring 29 cannot be filled with the cleaning liquid at the same time. .
  • the amount of cleaning liquid supplied is too large, the limit of surface tension is exceeded and the cleaning liquid suddenly overflows. That is, in the half-inch size wafer W, the predetermined amount of the cleaning liquid that is held by surface tension on the surface of the wafer W and that fills the space surrounded by the back surface of the wafer W and the retaining ring 29 with the cleaning liquid is 0.6 ml. ⁇ 0.8 ml.
  • the proper value of the supply amount of the cleaning liquid varies depending on the material and diameter of the wafer W, the physical properties of the cleaning liquid, the material of the retaining ring 29, and the like.
  • the cleaning liquid is held on both surfaces of the wafer W for 13 seconds or more by setting the rotation speed of the spin table 18 to 50 rpm or less.
  • the retaining ring 29 made of PTFE retains the cleaning liquid for 20 seconds or longer, and the slower the rotation speed, the longer the retaining time.
  • the amount of the cleaning liquid supplied to the hydrophilic wafer W is set to 0.7 ml
  • the amount of the cleaning liquid supplied to the hydrophobic wafer W is set to 0.9 ml.
  • the predetermined rotational speed at which the cleaning liquid stays in the space between the surface of the wafer W and the lower surface of the supply nozzle 22 and the space surrounded by the back surface of the wafer W and the retaining ring 29 is 50 rpm or less.
  • the cleaning liquid is not uniformly supplied to the entire wafer W, so it is desirable to supply the cleaning liquid while rotating the spin table 18 at a low speed.
  • the cleaning liquid is held not only on the front side of the wafer W but also on the back side of the wafer W by placing the holding ring 29 on the stage 19 so as to surround the support pins 20a to 20d. can do. As a result, both surfaces of the wafer W can be cleaned simultaneously.
  • the spin cleaning device 1 that cleans both sides of the wafer W can be realized with a simple configuration, and the cleaning liquid can be saved. Moreover, since both surfaces of the wafer W can be cleaned simultaneously, the throughput of the spin cleaning apparatus 1 is improved.
  • the contact area between the stage 19 and the retaining ring 29 increases as the distance from the position in contact with the support pins 20a to 20d increases. increases. As a result, the speed at which the cleaning liquid leaks out from the gap between the stage 19 and the retaining ring 29 can be slowed down.
  • the time during which the cleaning liquid stays on both sides of the wafer W is can be lengthened.
  • the wafer W can be cleaned appropriately in a small number of times, so that the cleaning liquid can be saved and the throughput of the spin cleaning apparatus 1 can be improved.
  • the cleaning liquid can be maintained in a temperature range in which the cleaning effect is high. Further, by vibrating the cleaning liquid with the vibrator 26, the cleaning liquid can be evenly distributed over the entire wafer W, and the cleaning liquid can be uniformly heated. Furthermore, since the retaining ring 29 made of PTFE bends due to temperature rise, the gap between the retaining ring 29 and the stage 19 becomes smaller, and the retention time of the cleaning liquid becomes longer.
  • FIG. 9 is a schematic side view and a schematic plan view of the inside of the process chamber 13 according to the modification.
  • the same reference numerals are given to the components that are common to the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted, and the description will focus on the differences.
  • the modification shown in FIG. 9 differs from the above embodiment in that an O-ring 40 is further attached, and is common to the above embodiment in other respects.
  • the O-ring 40 is arranged along the outer peripheral surface of the stage 19 so as to surround the stage 19 . Also, the thickness dimension of the O-ring 40 is set equal to or slightly higher than the projection height of the stage 19 . Furthermore, the outer dimensions of the O-ring 40 are set larger than the retaining ring 29 .
  • the O-ring 40 contacts the lower surface of the retaining ring 29 over the entire circumference of the retaining ring 29 .
  • cleaning liquid leaking from between the upper surface of the stage 19 and the lower surface of the retaining ring 29 can be stopped.
  • the holding time of the cleaning liquid on the back side of the wafer W can be further extended.
  • the present invention is not limited to a spin cleaning apparatus that cleans a wafer W, but can be applied to any wet process apparatus that wet-processes an object to be processed using a processing liquid in a semiconductor process.
  • wet process equipment include etching equipment, developing equipment, and the like.
  • treatment liquid include an etching liquid and a developer.
  • the present invention has been described above.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • part of the configuration of this embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of this embodiment.

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Abstract

被処理物の両面を効率的にウェット処理することができるウェット処理装置を提供する。　ウェット処理装置は、ステージ（１９）と、各々がステージ（１９）から上方に突出し、周方向に離間した位置で被処理物（Ｗ）の外縁を支持する複数の支持ピン（２０ａ、２０ｂ）と、上下方向に延びる回転軸線回りにステージ（１９）を回転させる回転駆動部と、複数の支持ピン（２０ａ、２０ｂ）に支持された被処理物（Ｗ）に、上方から処理液を供給する供給ノズル（２２）と、被処理物（Ｗ）より下方において、複数の支持ピン（２０ａ、２０ｂ）を囲むようにステージ（１９）に載置された保持リング（２９）とを備える。

Description

ウェットプロセス装置
　本発明は、半導体プロセスの中のウェットプロセス装置に関する。
　近年、半導体デバイスの製造ラインとして、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容易にすることで、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提案されている。
　そして、ミニマルファブシステムに採用されるウェットプロセス装置、具体的には洗浄装置として、特許文献１には、ウェアを載置したステージを回転させつつ、ウェハ上に洗浄液を滴下するスピン洗浄装置が開示されている。このようなスピン洗浄装置によれば、表面張力を利用してウェハの表面（上面）に洗浄液を留めることができるので、少ない洗浄液で効率的にウェハを洗浄できるという利点がある。
特開２０１５－１０６６８８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のスピン洗浄装置では、ステージに載置されたウェハの裏面（下面）側に洗浄液を長く留めることができない。そのため、ウェハの裏面を適切に洗浄できないという課題がある。
　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、被処理物の両面を効率的にウェット処理することができるウェットプロセス装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するために、本発明は、ステージと、各々が前記ステージから上方に突出し、周方向に離間した位置で被処理物の外縁を支持する複数の支持ピンと、上下方向に延びる回転軸線回りに前記ステージを回転させる回転駆動部と、複数の前記支持ピンに支持された被処理物に、上方から処理液を供給する供給ノズルとを備えるウェットプロセス装置において、被処理物より下方において、複数の前記支持ピンを囲むように前記ステージに載置された保持リングを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、被処理物の両面を効率的にウェット処理することができるウェットプロセス装置を得ることができる。
本実施形態に係るスピン洗浄装置を示す模式図である。 プロセス室の内部の概略側面図である。 プロセス室の内部の概略平面図である。 保持リングを示す図である。 スピン洗浄装置の制御ブロック図である。 ウェハに供給された洗浄液の様子を示す図である。 供給ノズルによる洗浄液の１回当たりの供給量と、ウェハの両面における洗浄液の保持時間との関係を示す図である。 スピンテーブルの回転速度と、ウェハの両面における洗浄液の保持時間との関係を示す図である。 変形例に係るプロセス室の内部の概略側面図及び概略平面図である。
　以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るスピン洗浄装置１を示す模式図である。スピン洗浄装置１（ウェットプロセス装置）は、ウェハＷ（被処理物）の表面及び裏面を洗浄する（例えば、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）装置である。また、スピン洗浄装置１は、ウェハＷを回転させながら洗浄する装置である。さらに、スピン洗浄装置１は、ウェハＷを加熱しながら洗浄液（処理液）を供給する加熱ウェット処理装置である。
　スピン洗浄装置１は、予め規格された大きさの筐体１０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）の円盤形状の外形を呈する。但し、ウェハＷの形状及び大きさは、前述の例に限定されない。ウェハＷ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。ウェハＷ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よい。
　スピン洗浄装置１は、上下方向を長手方向とする略直方体形状の筐体１０を有する。筐体１０は、内部への微粒子及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１０の前面上部には、後方に凹み且つ左右方向に貫通する凹部１１が形成されている。また、筐体１０の内部には、前室１２と、プロセス室１３とが形成されている。
　前室１２は、凹部１１の直下に形成された空間である。プロセス室１３は、前室１２の後方側に形成された空間である。さらに、前室１２及びプロセス室１３の間には、開閉扉１４が設けられている。開閉扉１４は、前室１２及びプロセス室１３を連通させる開位置と、前室１２及びプロセス室１３の間を遮断する閉位置との間を移動可能に構成されている。開閉扉１４を開位置にすることによって、前室１２及びプロセス室１３の間でウェハＷを移動させることができる。また、開閉扉１４を閉位置にすることによって、プロセス室１３への微粒子及びガス分子の侵入を防止できる。
　前室１２は、ミニマルシャトルＳ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１０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。より詳細には、凹部１１及び前室１２の間（前室１２の天面）には、ドッキングポート１５が形成されている。ドッキングポート１５は、スピン洗浄装置１に対してウェハＷを搬出入するためのポートである。ドッキングポート１５には、ウェハＷが収容されたミニマルシャトルＳが載置される。ミニマルシャトルＳは、上下方向に接離可能な蓋体及び底体で構成される。ウェハＷを収容した状態で蓋体と底体とが接合されることによって、内部への微粒子及びガス分子の侵入を防止できる。
　また、前室１２には、昇降装置１６が設けられている。昇降装置１６は、前室１２内でウェハＷを昇降させる。より詳細には、昇降装置１６は、ウェハＷを支持した底体を蓋体から分離して下降させ、また、昇降装置１６は、ウェハＷを支持した底体を上昇させて蓋体に接合させる。
　さらに、前室１２には、搬送装置１７が設けられている。搬送装置１７は、昇降装置１６と後述するステージ１９との間でウェハＷを搬送する。搬送装置１７は、前室１２及びプロセス室１３の間を、前後方向にスライド（伸縮）する搬送アーム１７ａを備える。より詳細には、搬送アーム１７ａは、下降した昇降装置１６に支持された底体からウェハＷを受け取り、前室１２からプロセス室１３に進入して、ウェハＷをステージ１９の支持ピン２０ａ～２０ｄに載置する。また、搬送アーム１７ａは、支持ピン２０ａ～２０ｄからウェハＷを受け取り、プロセス室１３から前室１２に退出して、昇降装置１６に支持された底体にウェハＷを受け渡す。
　プロセス室１３は、搬送装置１７によって搬送されたウェハＷを洗浄する空間である。プロセス室１３には、上方から下方に向かう窒素ガスの流れ（ダウンフロー）が形成されている。また、開閉扉１４を閉位置にすることによって、前室１２に対してプロセス室１３が正圧に維持される。これにより、ウェハＷの洗浄中にプロセス室１３の内部への微粒子及びガス分子の侵入を防止できる。
　図２は、プロセス室１３の内部の概略側面図である。図３は、プロセス室１３の内部の概略平面図である。図１～図３に示すように、プロセス室１３には、スピンテーブル１８と、ステージ１９と、複数の支持ピン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、チャック２１と、供給ノズル２２とが配置されている。
　スピンテーブル１８は、プロセス室１３の内部において、上下方向に延びる回転軸線回りに回動可能に支持されている。また、スピンテーブル１８の上面中央には、ステージ１９が設けられている。ステージ１９は、スピンテーブル１８の上面から上方に突出する円形の部分である。そして、スピンテーブル１８は、図５に示す回転モータ２３（回転駆動部）の駆動力が伝達されることによって、ステージ１９及び支持ピン２０ａ～２０ｄと共に回転する。
　さらに、スピンテーブル１８には、図５に示すランプヒータ２４（加熱部）が内蔵されている。ランプヒータ２４は、支持ピン２０ａ～２０ｄに支持されたウェハＷ（より詳細には、ウェハＷと洗浄液との界面）を加熱する。ランプヒータ２４には、例えば、キセノンランプなどを採用することができる。
　支持ピン２０ａ～２０ｄは、ステージ１９の上面から上方に突出している。また、支持ピン２０ａ～２０ｄは、周方向に所定の間隔（本実施形態では９０°間隔）を隔てて配置されている。また、支持ピン２０ａ～２０ｄには、先端（上端）の内側が切り欠かれて、段差部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが形成されている。ウェハＷの外縁が段差部２５ａ～２５ｄに載置されることによって、ウェハＷが支持ピン２０ａ～２０ｄに支持される。但し、支持ピン２０ａ～２０ｄの数は４つに限定されず、３つでもよいし、５つ以上でもよい。
　チャック２１は、隣接する支持ピン２０ｃ、２０ｄの間において、スピンテーブル１８上に配置されている。そして、チャック２１は、支持ピン２０ａ～２０ｄに支持されたウェハＷに接離可能に構成されている。チャック２１がウェハＷに接触することによって、支持ピン２０ａ～２０ｄ上でウェハＷが固定される。一方、チャック２１がウェハＷから離間することによって、ウェハＷの固定が解除されて、支持ピン２０ａ～２０ｄからウェハＷが取り出し可能になる。
　供給ノズル２２は、ステージ１９の上方において、上下方向に昇降可能に構成されている。供給ノズル２２の先端面（下面）は、ウェハＷの直径と等しいか僅かに大きい円形である。また、供給ノズル２２には、下面に開口した供給路２２ａが形成されている。そして、供給ノズル２２は、支持ピン２０ａ～２０ｄに支持されたウェハＷに対して、供給路２２ａを通じて処理液の一例である洗浄液（例えば、薬液、超純水）及び窒素ガスなどを供給する。さらに、供給ノズル２２には、供給ノズル２２を高周波振動（例えば、１ＭＨｚ）させる振動子２６（図５参照）が内蔵されている。
　薬液としては、例えば、フッ酸、オゾン水、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が挙げられる。また、供給ノズル２２は、薬液、超純水、及び窒素ガスを単一の供給路２２ａを通じて供給してもよい。他の例として、供給ノズル２２は、薬液、超純水、及び窒素ガスそれぞれを供給するための複数の供給路を有していてもよい。
　また、筐体１０の内部には、ウェハＷの洗浄に用いる洗浄液を貯留する洗浄液タンク２７、ウェハＷを洗浄してプロセス室１３から排出された洗浄液（以下、「廃液」と表記する。）を貯留する廃液タンク２８、排気された有害なガスを取り除く除外吸着塔（図示省略）、各部を駆動するモータやエアシリンダなどの駆動系（図示省略）、スピン洗浄装置１の動作を制御する制御装置３０（図５参照）などが収容されている。
　さらに、図２及び図３に示すように、ステージ１９には、保持リング２９が着脱可能に取り付けられている。保持リング２９は、支持ピン２０ａ～２０ｄを囲むように、ステージ１９上に載置される。これにより、保持リング２９の下面は、ステージ１９の上面に面接触する。一方、段差部２５ａ～２５ｄに載置されたウェハＷの裏面と、保持リング２９の上面との間には、搬送アーム１７ａを進入させるための上下方向の隙間が形成されている。例えば図６に示すように、保持リング２９の厚み寸法は１ｍｍで、ウェハＷと保持リング２９との上下方向の隙間は３ｍｍに設定される。但し、具体的な寸法は、図６の例に限定されない。
　図４は、保持リング２９を示す図である。図４に示すように、保持リング２９は、概ねリング形状の外形を呈する。保持リング２９は、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）、合成石英、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む材料で構成される。但し、保持リング２９を構成する材料は、前述の例に限定されない。
　保持リング２９には、中央部を厚み方向に貫通する開口２９ａが形成されている。保持リング２９の内周面（すなわち、開口２９ａの形状）は、頂点がＲ形状に湾曲した四角形である。また、湾曲した頂点の間は、直線状（すなわち、平坦面）に延びている。そして、図３に示すように、保持リング２９は、湾曲した頂点に支持ピン２０ａ～２０ｄが接するように、ステージ１９上に載置される。なお、保持リング２９には、支持ピン２０ａ～２０ｄの数に対応する形状の開口２９ａが形成される。すなわち、支持ピンが５本の場合、保持リングには、頂点が湾曲した五角形の開口が形成される。
　また、保持リング２９の外周面は、円形である。但し、図４（Ａ）に示すように、保持リング２９をステージ１９上に載置したときに、チャック２１に対面する位置（すなわち、周方向の一部）には、チャック２１との干渉を避けるための切り欠き２９ｂが形成されている。そして、図２に示すように、保持リング２９の最も大きい部分の外形寸法（すなわち、切り欠き２９ｂの位置を避けた外形寸法）は、ステージ１９の直径より大きい。
　さらに、図４（Ａ）に示すように、保持リング２９の径方向の厚みは、周方向の各位置で異なる。より詳細には、保持リング２９は、切り欠き２９ｂが形成された部分を除けば、支持ピン２０ａ～２０ｄに接する位置（すなわち、湾曲した頂点の位置）から離れるほど、径方向の厚みが大きくなるように構成されている。すなわち、保持リング２９の周方向において、支持ピン２０ａ～２０ｄから離れる位置ほど、ステージ１９との接触面積が大きくなる。
　図５は、スピン洗浄装置１の制御ブロック図である。図５に示すように、スピン洗浄装置１は、ＣＰＵ３１（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、メモリ３２とを有する制御装置３０を備える。メモリ３２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、またはこれらの組み合わせで構成される。制御装置３０は、メモリ３２に格納されたプログラムコードをＣＰＵ３１が読み出して実行することによって、後述する処理を実現する。
　但し、制御装置３０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。
　制御装置３０は、スピン洗浄装置１全体の動作を制御する。より詳細には、制御装置３０は、開閉扉１４を開閉し、昇降装置１６にウェハＷを昇降させ、搬送装置１７にウェハＷを搬送させ、チャック２１を進退させ、供給ノズル２２を昇降させ、供給ノズル２２に洗浄液及び窒素ガスを供給させ、回転モータ２３にスピンテーブル１８を回転させ、ランプヒータ２４にウェハＷを加熱させ、振動子２６に供給ノズル２２を振動させる。
　次に、図２、図３、及び図６を参照して、スピン洗浄装置１がウェハＷを洗浄する工程を説明する。図６は、ウェハＷに供給された洗浄液の様子を示す図である。なお、ウェハＷを洗浄するのに先立って、保持リング２９はステージ１９に取り付けられているものとする。
　まず、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、制御装置３０は、昇降装置１６からウェハＷを受け取った搬送アーム１７ａを、支持ピン２０ａ～２０ｂに向けて移動させる。このとき、開閉扉１４は開位置に位置し、スピンテーブル１８は停止し、チャック２１は後退し、供給ノズル２２は上昇している。
　次に、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、ウェハＷが段差部２５ａ～２５ｄに対面する位置で、搬送アーム１７ａを下降させる。これにより、ウェハＷの外縁部が段差部２５ａ～２５ｄに載置されて、搬送アーム１７ａから離間する。なお、前述したように、ウェハＷの裏面と保持リング２９の上面との間の上下方向の隙間は、下降した搬送アーム１７ａと保持リング２９とが干渉しない程度（例えば、３ｍｍ）に設定される。
　次に、図２（Ｃ）及び図３（Ｃ）に示すように、制御装置３０は、プロセス室１３から搬送アーム１７ａを退出させ、開閉扉１４を閉位置に移動させ、チャック２１をウェハＷの外縁に当接させ、供給ノズル２２を下降させ、スピンテーブル１８を回転させ、ランプヒータ２４でウェハＷを加熱する。また、制御装置３０は、プロセス室１３内に窒素ガスのダウンフローを発生させると共に、プロセス室１３内を正圧にする。さらに、制御装置３０は、振動子２６によって振動させた状態の供給ノズル２２からウェハＷに洗浄液を供給する。
　図６に示すように、ウェハＷの表面と供給ノズル２２の下面との間の距離は、例えば、０．８ｍｍ～３．０ｍｍに設定される。そして、制御装置３０は、スピンテーブル１８を低速（例えば、５０ｒｐｍ以下）で回転させながら、供給ノズル２２からウェハＷに薬液を供給する。制御装置３０は、例えば、１０秒に１回の間隔で、１回当たり０．６ｍｌ～０．８ｍｌの薬液を、１秒かけて供給ノズル２２から供給する。
　これにより、図６にドットハッチングで示すように、ウェハＷの表面（上面）と供給ノズル２２の下面との間には、表面張力によって薬液が保持される。また、ウェハＷの裏面（下面）とステージ１９の上面との空間は、保持リング２９によって堰き止められた薬液で満たされる。これにより、ウェハＷの両面が同時に洗浄される。
　さらに、スピンテーブル１８を低速で回転させることによって、ウェハＷの両側の薬液が攪拌されながら径方向外側にゆっくりと漏れ出す。より詳細には、ウェハＷの裏面と保持リング２９との間に保持された薬液は、ステージ１９の上面と保持リング２９の下面との間の隙間を通じて、ゆっくりと排出される。
　制御装置３０は、例えば、この状態を２０秒～４５秒程度継続する。次に、制御装置３０は、スピンテーブル１８を高速（例えば、１０００ｒｐｍ以上）で回転させることによって、ウェハＷの上下両面の薬液を遠心力によって吹き飛ばす。次に、制御装置３０は、薬液を超純水に代えて、前述の処理を実行する。これにより、ウェハＷの両面に残留した薬液が洗い流される。
　次に、制御装置３０は、スピンテーブル１８を高速で回転させながら、供給ノズル２２からウェハＷに窒素ガスを吹き付ける。これにより、ウェハＷが乾燥する。さらに、制御装置３０は、支持ピン２０ａ～２０ｄに支持されたウェハＷを、搬送装置１７及び昇降装置１６を用いてスピン洗浄装置１の外部に取り出す。
　次に、図７及び図８を参照して、洗浄液の供給量及びスピンテーブル１８の回転速度と、洗浄液の保持時間との関係を説明する。図７は、供給ノズル２２による洗浄液の１回当たりの供給量と、ウェハＷの両面における洗浄液の保持時間との関係を示す図である。図８は、スピンテーブル１８の回転速度と、ウェハＷの両面における洗浄液の保持時間との関係を示す図である。なお、保持時間は、ウェハＷの両面に洗浄液が保持されている時間を、目視によって計測した。
　なお、図７及び図８において、プロット"●"は、親水性のウェハＷと、ＰＴＦＥで形成した保持リング２９との組み合わせによる実験結果である。プロット"■"は、疎水性のウェハＷと、ＰＴＦＥで形成した保持リング２９との組み合わせによる実験結果である。プロット"×"は、親水性のウェハＷと、ＦＫＭで形成した保持リング２９との組み合わせによる実験結果である。プロット"◆"は、疎水性のウェハＷと、ＦＫＭで形成した保持リング２９との組み合わせによる実験結果である。
　図７を参照すれば明らかなように、供給ノズル２２による洗浄液の１回当たりの供給量を０．６ｍｌ～０．８ｍｌに設定することにより、ウェハＷの両面に洗浄液が１３秒以上保持される。特にＰＴＦＥで形成された保持リング２９では、洗浄液が２８秒以上保持され、供給量が少ないほど保持時間が長くなる。なお、図７の実験では、スピンテーブル１８の回転速度を、１０ｒｐｍに設定している。
　洗浄液の供給量が少な過ぎると、ウェハＷの表面と供給ノズル２２の下面との間の空間と、ウェハＷの裏面と保持リング２９とで囲まれた空間とを、同時に洗浄液で満たすことができない。一方、洗浄液の供給量が多過ぎると、表面張力の限界を超えて、洗浄液が急激に溢れ出てしまう。すなわち、ハーフインチサイズのウェハＷにおいて、ウェハＷの表面に表面張力で洗浄液が保持されると共に、ウェハＷの裏面及び保持リング２９で囲まれた空間を洗浄液で満たす所定量とは、０．６ｍｌ～０．８ｍｌである。但し、洗浄液の供給量の適正値は、ウェハＷの材質および直径、洗浄液の物性、保持リング２９の材質等によって変化する。
　また、図８を参照すれば明らかなように、スピンテーブル１８の回転速度を５０ｒｐｍ以下に設定することにより、ウェハＷの両面に洗浄液が１３秒以上保持される。特にＰＴＦＥで形成された保持リング２９では、洗浄液が２０秒以上保持され、回転速度が遅いほど保持時間が長くなる。なお、図８の実験では、親水性のウェハＷに対する洗浄液の供給量を０．７ｍｌに設定し、疎水性のウェハＷに対する洗浄液の供給量を０．９ｍｌに設定している。
　スピンテーブル１８の回転速度が速すぎると、遠心力によって洗浄液がすぐに排出されてしまう。すなわち、ウェハＷの表面と供給ノズル２２の下面との間の空間と、ウェハＷの裏面と保持リング２９とで囲まれた空間とに、洗浄液が留まる所定回転数とは、５０ｒｐｍ以下である。一方、スピンテーブル１８を停止させた状態では、ウェハＷ全体に洗浄液が均一に供給されないので、スピンテーブル１８を低速で回転させながら、洗浄液を供給するのが望ましい。
　上記の実施形態によれば、支持ピン２０ａ～２０ｄを囲むようにステージ１９上に保持リング２９を載置することによって、ウェハＷの表面側だけでなく、ウェハＷの裏面側にも洗浄液を保持することができる。その結果、ウェハＷの両面を同時に洗浄することができる。
　なお、ウェハＷの両面を洗浄する他の方法としては、洗浄液を貯留した貯留容器にウェハＷを浸漬する方法がある。しかしながら、この方法では、貯留容器を設置する広いスペースと、大量の洗浄液が必要になる。また、ウェハＷの両面を洗浄するさらに他の方法としては、ウェハＷの表面を洗浄した後に、ウェハＷを反転させて裏面を洗浄する方法がある。しかしながら、この方法では、ウェハＷを反転させる機構が必要になるうえに、ウェハＷの両面を洗浄するのに時間がかかる。
　すなわち、上記の実施形態によれば、ウェハＷの両面を洗浄するスピン洗浄装置１を、シンプルな構成で実現できると共に、洗浄液を節約できる。また、ウェハＷの両面を同時に洗浄できるので、スピン洗浄装置１のスループットが向上する。
　また、上記の実施形態によれば、保持リング２９を図４（Ａ）のような形状とすることによって、支持ピン２０ａ～２０ｄに接する位置から離れるほど、ステージ１９と保持リング２９との接触面積が増加する。これにより、ステージ１９と保持リング２９との間の隙間から洗浄液が漏れ出す速度を遅くすることができる。
　また、上記の実施形態によれば、供給ノズル２２による洗浄液の１回当たりの供給量、及びスピンテーブル１８の回転速度を適切な値に設定することによって、ウェハＷの両面側に洗浄液が留まる時間を長くすることができる。その結果、少ない回数でウェハＷを適切に洗浄できるので、洗浄液を節約できると共に、スピン洗浄装置１のスループットが向上する。
　また、上記の実施形態によれば、ウェハＷと洗浄液との界面をランプヒータ２４によって加熱することによって、洗浄液を洗浄効果の高い温度帯に維持できる。また、振動子２６によって洗浄液を振動させることによって、ウェハＷの全域に洗浄液を均一に行き渡らせることができると共に、洗浄液が均一に加熱される。さらに、ＰＴＦＥで形成された保持リング２９は、温度上昇によって撓むので、ステージ１９との間の隙間が小さくなって、洗浄液の保持時間がさらに長くなる。
［変形例］
　図９を参照して、上記の実施形態の変形例を説明する。図９は、変形例に係るプロセス室１３の内部の概略側面図及び概略平面図である。なお、上記の実施形態と共通する構成要素には同一の参照番号を付して詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。図９に示す変形例は、Ｏリング４０がさらに取り付けられている点で上記の実施形態と相違し、その他の点で上記の実施形態と共通する。
　Ｏリング４０は、ステージ１９を囲むように、ステージ１９の外周面に沿って配置される。また、Ｏリング４０の厚み寸法は、ステージ１９の突出高さと同等か、僅かに高く設定されている。さらに、Ｏリング４０の外形寸法は、保持リング２９より大きく設定されている。
　すなわち、Ｏリング４０は、保持リング２９の全周に亘って、保持リング２９の下面に接する。これにより、ステージ１９の上面と保持リング２９の下面との間から漏れ出す洗浄液を留めることができる。その結果、ウェハＷの裏面側における洗浄液の保持時間をさらに延長することができる。
　さらに、本発明は、ウェハＷを洗浄するスピン洗浄装置に限定されず、半導体プロセスの中で処理液を用いて被処理物をウェット処理するあらゆるウェットプロセス装置に適用することができる。ウェットプロセス装置の他の例としては、エッチング装置、現像装置などが挙げられる。また、処理液の他の例としては、エッチング液、現像液などが挙げられる。
　以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１…スピン洗浄装置（ウェットプロセス装置）、１０…筐体、１１…凹部、１２…前室、１３…プロセス室、１４…開閉扉、１５…ドッキングポート、１６…昇降装置、１７…搬送装置、１７ａ…搬送アーム、１８…スピンテーブル、１９…ステージ、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…支持ピン、２１…チャック、２２…供給ノズル、２２ａ…供給路、２３…回転モータ、２４…ランプヒータ、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ…段差部、２６…振動子、２７…洗浄液タンク、２８…廃液タンク、２９…保持リング、２９ａ…開口、２９ｂ…切り欠き、３０…制御装置、３１…ＣＰＵ、３２…メモリ、４０…Ｏリング

Claims (7)

  1. 　ステージと、
    　各々が前記ステージから上方に突出し、周方向に離間した位置で被処理物の外縁を支持する複数の支持ピンと、
    　上下方向に延びる回転軸線回りに前記ステージを回転させる回転駆動部と、
    　複数の前記支持ピンに支持された被処理物に、上方から処理液を供給する供給ノズルとを備えるウェットプロセス装置において、
    　被処理物より下方において、複数の前記支持ピンを囲むように前記ステージに載置された保持リングを備えることを特徴とするウェットプロセス装置。
  2. 　請求項１に記載のウェットプロセス装置において、
    　前記保持リングは、前記支持ピンに接する位置から離れるほど、径方向の厚みが大きいことを特徴とするウェットプロセス装置。
  3. 　請求項１に記載のウェットプロセス装置において、
    　前記保持リングは、フッ化ビニリデン系ゴム、合成石英、またはポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とするウェットプロセス装置。
  4. 　請求項１に記載のウェットプロセス装置において、
    　前記保持リングの下面に接する位置に配置され、且つ前記保持リングより外形寸法の大きいＯリングを備えることを特徴とするウェットプロセス装置。
  5. 　請求項１に記載のウェットプロセス装置において、
    　前記供給ノズルは、被処理物の表面に表面張力で保持されると共に、被処理物の裏面及び前記保持リングで囲まれた空間を満たす所定量の処理液を供給することを特徴とするウェットプロセス装置。
  6. 　請求項１に記載のウェットプロセス装置において、
    　前記回転駆動部は、被処理物及び前記供給ノズルの間の空間と、被処理物の裏面及び前記保持リングで囲まれた空間とに、処理液が留まる所定回転数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プロセス装置。
  7. 　請求項１に記載のウェットプロセス装置において、
    　前記支持ピンに支持された被処理物を加熱する加熱部を備えることを特徴とするウェットプロセス装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176788A (ja) * 1997-12-12 1999-07-02 Kaijo Corp 超音波洗浄装置
JP2005340331A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板の洗浄方法及び基板洗浄装置
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JP2015106688A (ja) * 2013-12-02 2015-06-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 表面張力を利用したスピン洗浄装置

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