JP2002110612A - 洗浄処理方法および洗浄処理装置 - Google Patents
洗浄処理方法および洗浄処理装置Info
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Abstract
の消費量を抑制することができる洗浄処理方法および装
置、ならびに基板の表面に発生する洗浄痕(ウォーター
マーク)を低減することが可能な洗浄処理方法を提供す
ること。 【解決手段】 外側チャンバ26と内側チャンバ27か
らなる処理チャンバ内に保持された半導体ウエハWの洗
浄処理における薬剤を用いた乾燥処理を、半導体ウエハ
Wを停止または低速回転させた状態において、ミスト状
または蒸気状の薬剤を半導体ウエハWに向けて供給する
薬剤供給工程と、薬剤の供給を停止して半導体ウエハW
を回転させる際に、半導体ウエハWから振り切られる薬
剤の処理チャンバからの跳ね返りが生じないように、半
導体ウエハWを中速回転させる第1乾燥処理工程と、半
導体ウエハWを高速回転させて半導体ウエハWに付着し
た薬剤を振り切る第2乾燥処理工程とにより行う。
Description
CD基板等の各種基板に所定の処理液を供給して行う洗
浄処理方法と洗浄処理装置に関する。
いては、基板である半導体ウエハ(ウエハ)を所定の薬
液や純水等の洗浄液によって洗浄処理し、ウエハからパ
ーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネー
ションや有機物、酸化膜を除去している。このような洗
浄処理は、通常、薬液による洗浄処理、純水による洗浄
処理、揮発性薬剤例えばイソプロピルアルコール(IP
A)を用いた乾燥処理、ガスを供給して行うブロー乾燥
処理またはスピン乾燥処理の順序で行われる。
Aが貯留されたタンク内にウエハを浸漬させた後にウエ
ハを引き上げる方法、またはウエハを低速回転状態とし
て液状のIPAをウエハに供給し、その後にウエハを高
速で回転させてウエハに付着したIPAを振り切る方法
等を用いて行われている。
が貯留されたタンク内にウエハを浸漬させる方法では、
経時的にIPAの汚れが進むためにIPA内のパーティ
クルがウエハに付着する問題がある。さらに、停止また
は低速回転状態にあるウエハに液状のIPAを供給した
場合には、IPAを多量に消費するために処理コストが
嵩み、製品コストが高くなるという問題がある。
みてなされたものであり、その目的は、薬剤を効率的に
基板表面に供給することでその消費量を抑制することが
できる洗浄処理方法とその洗浄処理方法を行う洗浄処理
装置を提供することにある。
生する洗浄痕(ウォーターマーク)を低減することが可
能な洗浄処理方法を提供することにある。
の観点によれば、処理容器内に保持された基板の洗浄処
理方法であって、前記基板を停止または低速回転させた
状態において、ミスト状または蒸気状の薬剤を前記基板
に供給する第1工程と、前記薬剤の供給を停止した後に
前記基板を前記低速回転よりも高い回転速度で高速回転
させることにより前記基板に付着した薬剤を振り切る第
2工程とを有することを特徴とする洗浄処理方法が提供
される。
保持された基板の洗浄処理方法であって、前記基板を停
止または低速回転させた状態において、ミスト状または
蒸気状の薬剤を前記基板に供給する第1工程と、前記薬
剤の供給を停止した後に前記基板から振り切られる薬剤
の前記処理容器からの跳ね返りが生じないように前記基
板を中速回転させる第2工程と、前記基板を高速回転さ
せて前記基板に付着した薬剤を振り切る第3工程とを有
することを特徴とする洗浄処理方法が提供される。
に保持された基板の洗浄処理方法であって、前記基板に
薬液を供給して洗浄処理を行う薬液洗浄工程と、前記基
板に純水を供給してリンス処理を行うリンス工程と、前
記基板に薬剤を供給して前記純水を除去する薬剤乾燥工
程と、前記基板にガスを供給して前記基板を乾燥させる
ガス乾燥工程と、を有し、前記薬剤乾燥工程は、前記基
板を停止または低速回転させた状態においてミスト状ま
たは蒸気状の薬剤を前記基板に供給する薬剤供給工程
と、前記薬剤の供給を停止した後に前記基板から振り切
られる薬剤の前記処理容器からの跳ね返りが生じないよ
うに、前記基板を中速回転させる第1乾燥工程と、前記
基板を高速回転させて前記基板に付着した薬剤を振り切
る第2乾燥工程とを有することを特徴とする洗浄処理方
法が提供される。
液を供給して洗浄処理を行う洗浄処理装置であって、基
板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板を保持
する保持手段と、前記保持手段を回転させる回転機構
と、前記洗浄液を前記基板に向けて吐出する洗浄液供給
機構と、薬剤をミスト状または蒸気状として前記保持手
段に保持された基板に供給する薬剤供給機構とを具備す
る洗浄処理装置が提供される。
置によれば、薬剤をミスト状または蒸気状として供給す
ることにより、薬剤の使用量を低減して、処理コストを
低減することができる。また、供給された薬剤は基板に
むらなく付着して、例えば基板表面に水分が残留してい
た場合には水分と揮発性薬剤が置換されて振り切りが容
易となり、基板の表面に発生する洗浄痕(ウォーターマ
ーク)が低減される。こうして、基板を高い品質に維持
することが可能となる。
用いた乾燥処理工程前に純水によるリンス処理等の他の
液処理を行っている場合にも、基板を移動させることな
く処理を行うことができるために、装置の構造が複雑と
ならない。これによって、装置の大型化も抑制される。
明の実施の態様について具体的に説明する。本実施態様
では、半導体ウエハ(ウエハ)の搬入、洗浄、乾燥、搬
出をバッチ式に一貫して行うように構成された洗浄処理
システムとその洗浄処理システムを用いた洗浄処理方法
について説明する。また、本実施態様においては、洗浄
処理工程の中の1工程である薬剤を用いた乾燥処理につ
いて、揮発性溶媒であるイソプロピルアルコール(IP
A)を用いた場合について説明することとする。
り、図2はその平面図である。これら図1および図2に
示されるように、洗浄処理システム1は、ウエハWを収
納可能なキャリア(基板収納容器)Cの搬入出が行われ
るイン・アウトポート(容器搬入出部)2と、ウエハW
に対して洗浄処理を実施する洗浄処理ユニット3と、イ
ン・アウトポート2と洗浄処理ユニット3との間に設け
られ、洗浄処理ユニット3に対してキャリアCの搬入出
を行うためのステージ部4と、キャリアCを洗浄するキ
ャリア洗浄ユニット5と、複数のキャリアCをストック
するキャリアストックユニット6とを備えている。な
お、参照符号7は電源ユニットであり、8は薬液貯蔵ユ
ニットである。
Cを載置可能な載置台10と、キャリアCの配列方向に
沿って形成された搬送路11と、載置台10のキャリア
Cをステージ部4に搬送し、かつステージ部4のキャリ
アCを載置台10に搬送するためのキャリア搬送機構1
2とを有している。キャリア搬送機構12は、搬送路1
1をキャリアCの配列方向に沿って移動可能である。
26枚のウエハWが収納可能となっており、キャリアC
はウエハWの面が略垂直(略鉛直)となるように載置台
10に配置される。
テージ13を有しており、ステージ13にはスライドス
テージ32が設けられている。イン・アウトポート2か
らこのスライドステージ32に搬送され、載置されたキ
ャリアCは、スライドステージ32を駆動することによ
って洗浄処理ユニット3内に搬入され、洗浄処理ユニッ
ト3内のキャリアCはこのスライドステージ32により
ステージ13に搬出される。
キャリア搬送機構12のアームを回転させてキャリアC
が載置されるため、載置台10とは逆向きにキャリアC
が載置される。このため、ステージ13にはキャリアC
の向きを戻すための反転機構(図示せず)が設けられて
いる。
には仕切壁14が設けられており、仕切壁14にはキャ
リアCの搬入出用の開口部14aが形成されている。こ
の開口部14aはシャッター15により開閉可能となっ
ており、処理中にはシャッター15が閉じられ、キャリ
アCの搬入出時にはシャッター15が開けられる。
槽16を有しており、後述するように洗浄処理ユニット
3においてウエハWが取り出されて空になったキャリア
Cが洗浄されるようになっている。
ウエハWが入ったキャリアCや洗浄前のウエハWが取り
出されて空になったキャリアCを一時的に待機させるた
めや、洗浄後のウエハWを収納するための空のキャリア
Cを予め待機させるためのものであり、上下方向に複数
のキャリアCがストック可能となっており、その中の所
定のキャリアCを載置台10に載置したり、その中の所
定の位置にキャリアCをストックしたりするためのキャ
リア移動機構を内蔵している。
る。図3は洗浄処理ユニット3の内部を示す断面図、図
4および図5は洗浄処理ユニット3の洗浄処理部20を
示す断面図である。
との間でウエハWの受け渡しができるように、外側チャ
ンバ26と内側チャンバ27を退避位置(図3において
実線で示される位置)へ移動させた状態を示している。
また、図4は、外側チャンバ26を用いてロータ24に
保持されたウエハWの洗浄処理を行うために、外側チャ
ンバ26が処理位置にあり、内側チャンバ27が退避位
置にある状態を示している。さらに、図5は、内側チャ
ンバ27を用いてロータ24に保持されたウエハWの洗
浄処理を行うために、内側チャンバ27が処理位置にあ
る状態を示している。なお、内側チャンバ27が処理位
置にあるときには、外側チャンバ26も処理位置にあ
る。
すように、洗浄処理部20と、洗浄処理部20の直下に
キャリアCを待機させるキャリア待機部30と、キャリ
ア待機部30に搬入されたキャリアCと、洗浄処理部2
0に設けられたロータ24との間でウエハWを搬送する
ウエハ移動機構40とが設けられている。ステージ13
上に設けられたスライドステージ32は、例えば、3段
に構成されており、上方の2段をそれぞれキャリア待機
部30側にスライドさせることで、最上段のステージに
載置されたキャリアCをキャリア待機部30におけるロ
ータ24の直下に搬入して待機させることが可能となっ
ている。
方のウエハ移動路の途中には、ウエハ移動路を挟んで前
後に発光子および受光子が配置された複数対の光学セン
サーからなるウエハ検知部31が設けられており、この
ウエハ検知部31をウエハが通過することにより、ウエ
ハWの枚数確認および正規に保持されていないウエハ
(いわゆるジャンプスロット)の有無の確認が行われ
る。
るウエハ保持部材41と、鉛直に配置されウエハ保持部
材41を支持する支持棒42と、支持棒42を介してウ
エハ保持部材41を昇降する昇降駆動部43とを有して
いる。昇降駆動部43によりウエハ保持部材41を昇降
させることで、キャリア待機部30にあるキャリアCに
収納された洗浄処理前のウエハWを上方の洗浄処理部2
0のロータ24内に移動させ、またはロータ24内の洗
浄処理後のウエハWをキャリア待機部30にあるキャリ
アCに移動させるようになっている。
アCが載置されたスライドステージ32の最上段のステ
ージは額縁状に形成されおり、ウエハ保持部材41がこ
の最上段のステージを通過することができるようになっ
ている。
るための保持溝が所定のピッチで、例えば、52箇所形
成されている。洗浄処理前のウエハWをロータ24へ搬
入するために使用する保持溝と、洗浄処理が終了した後
のウエハWを保持するための保持溝とを区別して用いる
ことができるように、ウエハWはこれらの保持溝に1箇
所飛ばしに保持される。こうして、洗浄後のウエハWへ
のパーティクル等の付着を防止することができる。
処理後にレジストマスク、エッチング残渣であるポリマ
ー層等を除去するものであり、鉛直に設けられた支持壁
18と、回転軸23aが水平となるように支持壁18に
固定部材18aによって固定されたモータ23と、モー
タ23の回転軸23aに取り付けられたロータ24と、
モータ23の回転軸23aを囲繞する円筒状の支持筒2
5と、ロータ24に保持されたウエハWに対して所定の
洗浄処理を施す外側チャンバ26および内側チャンバ2
7とを有している。
の円盤70a・70bと、円盤70a・70b間に架設
された係止部材71a・71b(71bは71aの背面
に位置する)・72a・72b(72bは72aの背面
に位置する)と、円盤70a・70b間に設けられた開
閉動作を行うことができるウエハ保持部材83a・83
b(83bは83aの背面に位置する)とを有する。ロ
ータ24においては、ウエハWは係止部材71a・71
b・72a・72bによって係止され、かつ、ウエハ保
持部材83a・83bにより保持される。こうして、ロ
ータ24は、例えば、複数(例えば26枚)のウエハW
を略垂直な姿勢で水平方向に所定間隔で並べて保持する
ことができる。モータ23を駆動すると回転軸23aを
介してロータ24が回転し、ロータ24に保持されたウ
エハWも回転する。
置(図3において二点鎖線で示される位置または図4お
よび図5に示す位置)と退避位置(図3において実線で
示される位置)との間で移動可能に構成されており、ウ
エハWの搬入出時には図3に示すように退避位置に位置
される。図4に示すように、外側チャンバ26が処理位
置にあり、内側チャンバ27が退避位置にある際には、
外側チャンバ26と、モータ23側の垂直壁26aと、
先端側の垂直壁26bとで処理容器が構成され、その中
に処理空間51が規定される。
ており、支持筒25と回転軸23aとの間にはベアリン
グ28が設けられている。また、垂直壁26aと支持筒
25の先端部はラビリンスシール29によりシールされ
ており、モータ23で発生するパーティクル等が処理空
間51に侵入することが防止されている。支持筒25の
モータ23側端部には外側チャンバ26、内側チャンバ
27を係止する係止部材25aが設けられている。
も径が小さい円筒状の形状を有する。内側チャンバ27
は図5に示す処理位置と図3と図4に示す支持筒25の
外側の退避位置との間で移動可能であり、ウエハWの搬
入出時には外側チャンバ26とともに退避位置に保持さ
れる。また、図5に示すように内側チャンバ27が処理
位置にある際には、内側チャンバ27と垂直壁26a・
26bによって処理容器が構成され、その中に処理空間
52が規定される。処理空間51および処理空間52は
シール機構により密閉空間とされる。
出口53を有する2本(図3から図5において1本のみ
図示)の吐出ノズル54が、吐出口53が水平方向に並
ぶようにして取り付けられている。吐出ノズル54から
は、図示しない供給源から供給された純水、IPA等の
揮発性薬剤、各種薬液や、窒素(N2)ガス等が吐出可
能となっている。吐出ノズル54から吐出される上記液
体は、例えば、吐出口53から円錐状に裾拡がりに拡が
る液膜の形で吐出され、ウエハWに均一に液体が当たる
ように吐出することができるようになっている。
出口55を有する2本(図3から図5において1本のみ
図示)の吐出ノズル56が、吐出口55が水平方向に並
ぶようにして取り付けられている。吐出ノズル56から
は、図示しない供給源から供給された各種薬液、純水、
IPA、N2ガス等が吐出可能となっている。吐出ノズ
ル56から吐出される上記液体は、例えば、吐出口55
から扇状に拡がる液膜の形で吐出され、1箇所の吐出口
55から吐出される液体が1枚のウエハに当たるように
吐出することができるようになっている。
ンバ26・内側チャンバ27にそれぞれ2本より多く設
けることが可能であり、また、吐出ノズル54・56の
他にも、処理液の種類に応じて異なる構造のノズルを、
各チャンバの上部以外の場所に設けることもできる。こ
れら吐出ノズル54・56としては、例えば、PTFE
やPFA等のフッ素樹脂製のものや、ステンレス製のも
のが好適に用いられる。
0a・70bの内側面(ウエハWに対向する面)を水洗
等するために純水等を吐出する図示しない吐出ノズルが
配置されている。また、垂直壁26a・26bには、円
盤70a・70bのそれぞれ垂直壁26a・26bと対
向する外側面を水洗等するための純水等を吐出する吐出
ノズル74a・74bが設けられている。
6が有する各種吐出ノズルの取り付け位置を示す正面図
と展開図を示す。外側チャンバ26の斜め上方には3個
のIPA吐出ノズル76aが水平方向1列に配置され、
外側チャンバ26の横方向(水平方向)には3個のIP
A吐出ノズル76bが水平方向1列に配置されている。
IPA吐出ノズル76aと76bとは、同じ構造を有し
ている。
PAを吐出することが可能であるが、吐出ノズル54か
らはIPAは液膜状で吐出されるのに対し、IPA吐出
ノズル76a・76bからはIPAはミスト状(霧状)
として吐出されるという相違点がある。
ミスト状のIPAがウエハW全体に散布されるように、
略三角錐状等のように裾拡がりにミスト状のIPAが吐
出されることが好ましい。
Aをミスト状として吐出することができる限りにおい
て、その形状が限定されることはない。例えば、先端部
に小孔や幅の狭いスリット等を形成して、その小孔等か
らIPAが吐出される構成とすることができる。
吐出ノズル76aから吐出されるミスト状のIPAがウ
エハWに散布される前に互いにぶつかり合うことがない
ように、個々のIPA吐出ノズル76aの間隔とIPA
が拡がる角度が調節されている。
とIPA吐出ノズル76b間の間隔Dは同じであるが、
IPA吐出ノズル76aとIPA吐出ノズル76bは、
外側チャンバ27の長手方向においてD/2ずれた位置
に配置されている。このようにIPA吐出ノズル76a
・76bを互いにずらして配置することで、ウエハWに
均一にミスト状のIPAを散布することができる。
ル76aを例として、IPA吐出ノズルからミスト状I
PAを吐出させる機構の態様を示す模式図である。IP
A吐出ノズル76aからミスト状のIPAを吐出させる
ためには、IPA吐出ノズル76aの吐出口に小孔やス
リット等を形成した所定の形状とし、図7の(a),
(b)に示すようにガス圧を利用してIPAを吐出口に
衝突させる。これにより、容易にIPAをミスト状とす
ることが可能である。
77が取り付けられ、IPA供給管77の他端にはN2
ガスとIPAの切替とこれらの供給/停止を制御する切
替制御弁78aが設けられている。また、切替制御弁7
8aは配管81を介してIPA供給源79と連通し、N
2ガスを供給/停止を制御するN2制御弁78bとも連
通している。N2制御弁78bにはN2ガス供給源80
から配管82を介してN2ガスが供給される。
の(a)に示されるように、切替制御弁78aを操作し
て所定量(例えば100ml)のIPAをIPA供給管
77内に滞留するように供給しておき、その後にN2制
御弁78bおよび切替制御弁78aを開いてN2ガス供
給源80から所定の圧力でIPA供給管77にN2ガス
を供給し、そのガス圧でIPAをIPA吐出ノズル76
aからミスト状に吐出させる方法を採用することができ
る。
えば、合計100mlのIPAと所定量のN2ガスが交
互にIPA供給管77内に滞留するように切替制御弁7
8aとN2制御弁78bを操作した後に、N2ガスをI
PA供給管77に導入することにより、IPA供給管7
7内に滞留しているIPAをIPA吐出ノズル76aか
らミスト状として間欠的に吐出させることもできる。図
7の(b)ではIPAがほぼ等量に分割されてIPA供
給管77内に滞留している状態が示されているが、IP
Aは等量に分割される必要はなく、分割されたIPA間
のN2ガスの量もそれぞれ異なっていてもよい。
には、供給するIPAの量が例えば100mlと少量で
あっても、ウエハWの表面に均一にIPAのミストを付
着させことができるため、従来のようにIPAを液状で
ウエハWに供給、塗布する場合と比べると、IPAの使
用量を著しく減少させることが可能となる。こうして、
IPAの消費量が低減されれば処理コストが低減され
る。また、ウエハWをIPA貯留槽中に浸漬する方法を
用いる方法と比較すると、IPA貯留槽を設ける必要が
なく、IPA貯留槽を用いた場合に生ずる経時的なIP
Aの汚れによるパーティクル等のウエハWへの再付着の
問題も生じない。なお、IPA吐出ノズル76a・76
bからは純水をも吐出することができるようにすること
も好ましい。この場合には、例えば、ミスト状の純水を
ウエハWに供給してウエハWの表面を均一に濡らした後
に、ミスト状のIPAをウエハWに供給する。その後に
ロータ24を回転させてウエハWからIPAを振り切る
ことで、ウエハWの表面をより均一に乾燥させることが
できる。
いて処理空間51から使用済みの洗浄液を排出する第1
の排液ポート61が設けられており、第1の排液ポート
61の上方には図5の状態において処理空間52から使
用済みの洗浄液を排出する第2の排液ポート62が設け
られている。また、第1の排液ポート61および第2の
排液ポート62には、それぞれ第1の排液管63および
第2の排液管64が接続されている。
態において処理空間51を排気する第1の排気ポート6
5が設けられており、第1の排気ポート65の下方には
図5の状態において処理空間52を排気する第2の排気
ポート66が設けられている。また、第1の排気ポート
65および第2の排気ポート66には、それぞれ第1の
排気管67および第2の排気管68が接続されている。
たウエハWの洗浄処理方法について説明する。まず、載
置台10の所定位置に処理すべきウエハWが収容された
キャリアCを載置する。続いて、キャリア搬送機構12
を用いてこのキャリアCをステージ部4へ搬入して、ス
テージ13上に設けられたスライドステージ32上に載
置する。続いて、スライドステージ32をキャリア待機
部30側へ移動させ、また、外側チャンバ26および内
側チャンバ27を待避位置にスライドさせた状態とす
る。この状態で昇降駆動部43によりウエハ保持部材4
1を上昇させると、ウエハ保持部材41は上昇途中でキ
ャリアC内のウエハWを保持して、ウエハWを洗浄処理
部20のロータ24内に移動させる。ウエハ保持部材4
1に保持されたウエハWの枚数が、上昇の途中にウエハ
検知部31によって検査される。ロータ24にウエハW
を保持させた後にウエハ保持部材41を降下させる。
し、続いて内側チャンバ27も処理位置にスライドさせ
て処理空間52を形成する。モータ23による回転駆動
によりロータ24を所定回転速度で回転させて、ウエハ
Wを回転させながら吐出ノズル56から、例えば、所定
の薬液を吐出してレジスト除去処理を行う。この処理は
1回または複数回行う。
ライドさせて外側チャンバ26による処理空間51を形
成し、純水によるリンス処理を行う。このリンス処理に
際しては、モータ23による回転駆動によりロータ24
を所定速度で回転させ、ウエハWを回転させながら、吐
出ノズル54から純水を吐出させる。
処理を行う。IPA乾燥処理の最初の工程は、IPA吐
出ノズル76a・76bから所定量のミスト状のIPA
をウエハW全体に散布するIPA供給工程である。この
とき、ロータ24は停止した状態であってもよく、また
ウエハWの表面にIPAのミストが付着することができ
る程度に低速で回転させておいてもよい。ここで、「低
速で回転」とは、ミスト状の薬剤がウエハWの表面に十
分接触可能な回転速度で、後述する中速回転、高速回転
よりも低い回転速度で回転させることを意味する。IP
A供給工程においてロータ24を回転させる場合には、
その回転速度は100rpm以下とすることが好まし
い。
ト状のIPAを吐出させる方法としては、先に図7の
(a),(b)を参照しながら説明したように、所定量
のIPAをIPA供給管77内に滞留させて、N2ガス
によるガス圧でIPA吐出ノズル76a・76bから吐
出させる方法が挙げられる。
は、容易にウエハW上の水分と置換されるために、IP
A供給工程後には、IPAの供給を停止してロータ24
およびウエハWを中速回転させることにより水分および
IPAを振り切る第1乾燥処理を行う。ここで、中速回
転とは、ミスト状の薬剤や、これが混入した水分を遠心
力で振り切ることが可能な回転速度で、前述の低速回転
より高い回転速度をいう。具体的には、第1乾燥処理に
おけるロータ24の回転速度は約100rpm以上30
0rpm以下とすることが好ましい。
転で行う主な理由は、高速回転は、ウエハWやロータ2
4から振り切られて飛ばされた水分やIPAが、外側チ
ャンバ26の内壁等に当たって跳ね返り、再びウエハW
に付着してウエハWを汚染するといった事態を生じるの
で、これを防止するためにある。このことを考慮する
と、ウエハWやロータ24から振り切られた水分やIP
Aの跳ね返り等によるウエハWの汚染がない限りにおい
て、上記範囲より高速でロータ24を回転させることも
可能である。
エハWやロータ24から大部分の水分およびIPAが振
り切られていることから、次に、ウエハWを高速回転さ
せてウエハWをほぼ乾燥した状態とする第2乾燥処理を
行う。この第2乾燥処理工程においてロータ24やウエ
ハWから飛散する水滴等は大きなものではないことか
ら、外側チャンバ26の内壁等からの跳ね返り等が起こ
らず、良好な乾燥状態を得ることが可能となる。ここ
で、高速回転とは、前述の低速および中速回転に比べて
回転速度が大きいことを意味し、約300rpm以上8
00rpm以下の回転速度が好ましい。このような第1
乾燥工程と第2乾燥工程は、回転速度を連続的にまたは
段階的に上げることによって連続して行っても構わな
い。
タ24に保持されたウエハWにミスト状のIPAを供給
してウエハWを乾燥する方法を用いた場合には、IPA
乾燥処理工程の前後でウエハWを他の装置へ搬送する必
要がないために、装置の構造が簡単となり、また、ウエ
ハWの搬送に伴って生ずるパーティクルの付着等の問題
も回避される。さらに、ウエハWの搬送に要する時間を
必要としないことから、スループットを上げることがで
きる。
らIPAのみならず、純水をも吐出することができる場
合には、吐出ノズル54から純水をロータ24に保持さ
れたウエハWに供給してリンス処理を行った後に、ミス
ト状の純水をウエハWに供給することによってウエハW
の表面を均一に濡らし、その後にIPA乾燥処理を行う
ことで、ウエハWの表面をより均一に乾燥させることが
できる。こうして、ウォーターマークの発生をより効果
的に防止することができる。
ズル54から、例えばN2ガスを吐出させながらウエハ
Wをより完全に乾燥させるガス乾燥処理を行う。このガ
ス乾燥処理においては、ロータ24およびウエハWは静
止した状態でもよく、また、例えば高速回転させる等、
所定の回転速度で回転させてもよい。このガス乾燥処理
により、IPA乾燥処理後にウエハWの表面に微量に残
留するIPAがほぼ完全に除去される。
ライドさせて図3に示した状態とし、先にウエハWをロ
ータ24内へ搬入した際に使用された保持溝とは異なる
保持溝でウエハWを受け取るようにウエハ保持部材41
を上昇させる。洗浄処理が終了したウエハWを保持した
ウエハ保持部材41を降下させる際に、ウエハ検知部3
1により再びウエハWの枚数等が確認される。
に待機しているキャリアCを通過する際に、ウエハWは
キャリアCに収納される。スライドステージ32の駆動
によってウエハWが収納されたキャリアCはステージ部
4へ搬出され、次いでキャリア搬送機構12によりイン
・アウトポート2の載置台10に載置され、作業者また
は自動搬送装置により搬出され、一連の洗浄処理が終了
する。
する。上記実施態様では、リンス処理が終了した後のI
PA乾燥処理における最初の工程として、IPA吐出ノ
ズル76a・76bからミスト状のIPAをウエハW全
体に散布するようにしたが、本実施形態では蒸気状のI
PAを供給する。
様、図6の(a),(b)に示すように配置されたIP
A吐出ノズル76a・76bから蒸気状のIPAが吐出
される。本実施形態においては、IPA吐出ノズル76
a・76bからは、蒸気状のIPAがウエハW全体に散
布されるように、略三角錐状等のように裾拡がりに蒸気
状のIPAが吐出されることが好ましい。IPA吐出ノ
ズル76a・76bは、IPAを蒸気状として吐出する
ことができる限りにおいて、その形状が限定されること
はない。
ル76aを例として、IPA吐出ノズルから蒸気状IP
Aを吐出させる機構の態様を示す模式図である。図8の
(a),(b)の機構は図7の(a),(b)の機構と
類似しており、図7と同じものには同じ符号を付してい
る。
のIPAが滞留する部分の周囲にヒータ90が設けられ
ている他は図7の機構と同様に構成されている。このよ
うな機構によりIPA吐出ノズル76aから蒸気状のI
PAを吐出させる方法としては、切替制御弁78aを操
作して所定量(例えば100ml)のIPAをIPA供
給管77内に滞留するように供給しておき、ヒータ90
によりIPA供給管77内のIPAを加熱して蒸気状と
し、その後にN2制御弁78bおよび切替制御弁78a
を開いてN2ガス供給源80からIPA供給管77にN
2ガスを供給することが挙げられる。これにより、IP
A供給管77内のIPA蒸気がIPA吐出ノズル76a
から吐出される。この場合に上述の実施形態のようにI
PAをミスト化する必要はないので、N2ガスの供給は
ゆっくりと行えばよい。
0の代わりに高温N2ガス供給源91が設けられている
他は図7の機構と同様に構成されている。このような機
構によりIPA吐出ノズル76aから蒸気状のIPAを
吐出させる方法としては、切替制御弁78aを操作して
所定量(例えば100ml)のIPAをIPA供給管7
7内に滞留するように供給しておき、その後にN2制御
弁78bおよび切替制御弁78aを開いて高温N2ガス
供給源91からIPA供給管77に高温のN2ガスを供
給することが挙げられる。これにより、IPA供給管7
7内のIPAが高温のN2ガスによって蒸気状となり、
この蒸気状のIPAがIPA吐出ノズル76aから吐出
される。
する場合にも、上記実施態様と全く同じ手順でウエハW
の洗浄処理が行われる。
にも、供給するIPAの量が例えば100mlと少量で
あっても、ウエハWの表面に均一にIPAの蒸気を付着
させことができるため、従来のようにIPAを液状でウ
エハWに供給、塗布する場合と比べると、IPAの使用
量を極端に減少させることが可能となる。こうして、I
PAの消費量が低減されれば処理コストが低減される。
て説明する。上記2つの実施態様では、複数枚のウエハ
を一度に処理する場合について説明したが、本発明の洗
浄処理方法は、1枚のウエハを洗浄処理する場合にも適
用することができる。
概略平面図であり、図10はその概略断面図である。例
えば、ウエハWは、ウエハWが略水平となるように載置
されたキャリアCと洗浄処理ユニット100との間で搬
送装置によって搬送される。
122と、ウエハWを略水平に保持するスピンチャック
123と、スピンチャック123に保持されたウエハW
の下側に位置するように設けられたステージ124と、
スピンチャック123に保持されたウエハWの表面に所
定の洗浄液を供給する洗浄液供給機構180と、ミスト
状または蒸気状のIPAをウエハWに供給するIPA供
給機構190と、を有している。
カップ122bと、昇降可能なインナーカップ122a
からなり、スピンチャック123へウエハWが搬入さ
れ、またはスピンチャック123からウエハWが搬出さ
れる際には、図10の点線位置へ降下した状態に保持さ
れ、一方、洗浄処理中は図10の実線位置へ上昇した状
態に保持される。アウターカップ122bの底部には、
排気および洗浄液を排出するためのドレイン132が設
けられている。
126と、スピンプレート126の周縁の3箇所にそれ
ぞれ等間隔に取り付けられた保持部材125aおよび支
持ピン125bと、図示しない回転機構によって回転自
在である中空状の回転軸127とを有している。スピン
チャック123へウエハWが搬入される際には、ウエハ
Wは支持ピン125bに支持される。
6に固定された支柱164と、支柱164に釣支された
保持ピン165と、保持ピン165の下部に取り付けら
れた重錘163とからなり、スピンチャック123を回
転させた際には、重錘163が遠心力によって回転の外
側へ移動することで保持ピン165全体が傾斜して、保
持ピン165の上部がウエハWの端面を保持する。
127を囲繞するように階段状のカバー128が設けら
れており、このカバー128は台座129に固定されて
いる。カバー128の内周側には排気口131が形成さ
れており、図示しない排気ポンプ等によって処理カップ
122内の空気を吸引できるようになっている。
されており、この枢軸137の下方には図示しない昇降
機構が取り付けられている。この昇降機構を動作させる
ことで、ステージ124を所定の高さ位置に上下させ
て、保持することがことができるようになっている。
が搬入され、またはスピンチャック123からウエハW
が搬出される際には、ステージ124の下面に形成され
た円環状の突起部124aがスピンプレート126の上
面に当接し、かつ、スピンプレート126の上面に形成
された円環状の突起部126aがステージ124の下面
に当接する位置にステージ124を降下させた状態とす
る。このようにステージ124とウエハWとの間隔を拡
げることで、ウエハWの搬入出を容易に行うことができ
る。
に、洗浄液供給孔141とガス供給孔142が設けられ
ており、洗浄液供給孔141には洗浄液供給管141a
が、ガス供給孔142にはガス供給管142aがそれぞ
れ取り付けられている。
液や純水、IPA等の洗浄液が洗浄液供給孔141から
ウエハWの裏面に向けて吐出可能となっている。また、
ガス供給管142aを通して、N2ガスがガス供給孔1
42からウエハWの裏面に向けて吐出可能となってい
る。つまり、洗浄処理ユニット100においては、ウエ
ハWの裏面の洗浄と乾燥をも行うことができる。
123に保持されたウエハWの表面に各種の薬液や純
水、IPA等の洗浄液またはN2ガスを供給する洗浄液
吐出ノズル181と、洗浄液吐出ノズル181を保持す
る保持アーム182と、洗浄液吐出ノズル181がウエ
ハWの表面の所定位置に移動するように、保持アーム1
82を支持して保持アーム182を回動させる支持回転
軸183と、洗浄液吐出ノズル181に所定の洗浄液等
を供給する図示しない洗浄液供給管と、を有している。
支持回転軸183を所定角度回動させることによって、
洗浄液吐出ノズル181をウエハW上の所定位置へ移動
させて、また、ウエハW上をスキャンさせることができ
る。
123に保持されたウエハWの表面にミスト状または蒸
気状のIPAを供給するIPA吐出ノズル191と、I
PA吐出ノズル191を保持する保持アーム192と、
IPA吐出ノズル191がウエハWの表面の所定位置に
移動するように、保持アーム192を支持して保持アー
ム192を回動させる支持回転軸193と、を有してい
る。支持回転軸193を所定角度回動させることによっ
て、IPA吐出ノズル191をウエハW上の所定位置へ
移動させて、また、ウエハW上をスキャンさせることが
できる。
て、例えば、以下に記す洗浄処理を行うことができる。
最初に、ウエハWをスピンチャック123に保持させ、
スピンチャック123を静止させた状態または低速で回
転させた状態で、洗浄液吐出ノズル181からウエハW
の表面および裏面に向けて所定の薬液を供給し、ウエハ
Wの表裏面が薬液に接した状態を所定時間保持する。こ
うして薬液処理が行われる。
にスピンチャック123を所定の回転速度で回転させ
る。このときに、回転するウエハWの表裏面に純水を供
給して、ウエハWのリンス処理を行う。スピンチャック
123の回転速度を下げて、ノズル保持アーム192を
ウエハW上で回動させながら、IPA吐出ノズル191
からミスト状または蒸気状のIPAをウエハWの表面に
向けて供給する。これと同時に、洗浄液供給孔141か
らはIPAをウエハWの裏面に向けて吐出する。こうし
て、ウエハWの表面に供給するIPAの量を低減するこ
とができる。また、高い洗浄精度が要求されるウエハW
の表面にウォーターマークが発生することを防止するこ
とができる。
して、スピンチャック123に保持されたウエハWを3
000rpm〜5000rpmの高速で回転させる。こ
うして、ウエハWからIPAを振り切り、ウエハWを乾
燥させることができる。このとき、N2ガスをウエハW
に向けて供給することも好ましい。
てきたが、本発明が上記実施の態様に限定されるもので
ないことはいうまでもなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の態様では、IPAをミスト状または
蒸気状にしてウエハWへ供給したが、IPAに代えて界
面活性剤を添加した薬剤を用いることができる。このよ
うな界面活性剤が添加された薬剤をミスト状または蒸気
状にしてウエハWに供給することで、ウエハWにウォー
ターマークが発生することを有効に防止することができ
る。界面活性剤が添加された薬剤のベースとなる溶剤
は、水であってもよく、エーテル等の有機溶剤であって
もよい。
6および内側チャンバ27の2つの処理チャンバを用い
て洗浄処理を行う場合について説明したが、チャンバは
1つであってもよいし、3つ以上あってもよい。さら
に、洗浄処理ユニット100にウエハWの表面に当接す
るブラシを設けて、ウエハWの表面をスクラブ洗浄する
ことも可能である。上記実施の態様では本発明を半導体
ウエハの洗浄処理に適用した場合について示したが、こ
れに限らず、本発明は、液晶表示装置(LCD)用基板
等、他の基板の洗浄処理にも適用することができる。
び洗浄処理装置によれば、薬剤をミスト状または蒸気状
として供給することにより、薬剤の使用量を低減して、
処理コストを低減することができる。また、供給された
薬剤は基板にむらなく付着して、例えば基板表面に水分
が残留していた場合には水分と揮発性薬剤が置換されて
振り切りが容易となり、基板の表面に発生する洗浄痕
(ウォーターマーク)が低減される。こうして、基板を
高い品質に維持することが可能となる。さらに、本発明
の洗浄処理装置は、薬剤を用いた乾燥処理工程前に純水
によるリンス処理等の他の液処理を行っている場合に
も、基板を移動させることなく処理を行うことができる
ために、装置の構造が複雑とならない。これによって、
装置の大型化も抑制される。
する洗浄処理システムを示す斜視図。
す平面図。
発明の一実施形態に係る洗浄処理ユニットを示す断面
図。
チャンバを外側チャンバの外部に出した状態を示す概略
断面図。
チャンバの内部に内側チャンバを配置した状態を示す概
略断面図。
取り付け位置を示す正面図および展開図。
A吐出ノズルからミスト状IPAを吐出させる機構の例
を示す模式図。
A吐出ノズルから蒸気状IPAを吐出させる機構の例を
示す模式図。
を示す概略平面図。
洗浄処理カップとその内部構造を示す概略断面図。
Claims (25)
- 【請求項1】 処理容器内に保持された基板の洗浄処理
方法であって、 前記基板を停止または低速回転させた状態において、ミ
スト状または蒸気状の薬剤を前記基板に供給する第1工
程と、 前記薬剤の供給を停止した後に前記基板を前記低速回転
よりも高い回転速度で高速回転させることにより前記基
板に付着した薬剤を振り切る第2工程と、を有すること
を特徴とする洗浄処理方法。 - 【請求項2】 処理容器内に保持された基板の洗浄処理
方法であって、 前記基板を停止または低速回転させた状態において、ミ
スト状または蒸気状の薬剤を前記基板に供給する第1工
程と、 前記薬剤の供給を停止した後に前記基板から振り切られ
る薬剤の前記処理容器からの跳ね返りが生じないように
前記基板を中速回転させる第2工程と、 前記基板を高速回転させて前記基板に付着した薬剤を振
り切る第3工程と、を有することを特徴とする洗浄処理
方法。 - 【請求項3】 処理容器内に保持された基板の洗浄処理
方法であって、 前記基板に薬液を供給して洗浄処理を行う薬液洗浄工程
と、 前記基板に純水を供給してリンス処理を行うリンス工程
と、 前記基板に薬剤を供給して前記純水を除去する薬剤乾燥
工程と、 前記基板にガスを供給して前記基板を乾燥させるガス乾
燥工程と、 を有し、 前記薬剤乾燥工程は、 前記基板を停止または低速回転させた状態においてミス
ト状または蒸気状の薬剤を前記基板に供給する薬剤供給
工程と、 前記薬剤の供給を停止した後に前記基板から振り切られ
る薬剤の前記処理容器からの跳ね返りが生じないよう
に、前記基板を中速回転させる第1乾燥工程と、 前記基板を高速回転させて前記基板に付着した薬剤を振
り切る第2乾燥工程と、を有することを特徴とする洗浄
処理方法。 - 【請求項4】 前記リンス工程では、前記純水の供給を
停止した後に前記基板を高速回転させるスピン乾燥処理
を行うことを特徴とする請求項3に記載の洗浄処理方
法。 - 【請求項5】 前記処理容器はチャンバを有し、前記薬
液洗浄工程、前記リンス工程、前記薬剤乾燥工程および
前記ガス乾燥工程は、前記チャンバを略密閉状態として
行われることを特徴とする請求項3または請求項4に記
載の洗浄処理方法。 - 【請求項6】 前記薬剤は、揮発性薬剤であることを特
徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の
洗浄処理方法。 - 【請求項7】 前記薬剤は、界面活性剤を含む溶剤であ
ることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1
項に記載の洗浄処理方法。 - 【請求項8】 前記薬剤は、薬剤を吐出するノズルまた
は前記ノズルに薬剤を供給する薬剤供給管に前記薬剤を
滞留させた後に前記薬剤供給管に窒素ガスを供給するこ
とにより、ミスト状として基板に供給されることを特徴
とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の洗
浄処理方法。 - 【請求項9】 前記薬剤は、薬剤を吐出するノズルまた
は前記ノズルに薬剤を供給する薬剤供給管に前記薬剤と
窒素ガスとを交互に滞留させた後に前記薬剤供給管に窒
素ガスを供給することにより、ミスト状として間欠的に
基板に供給されることを特徴とする請求項1から請求項
7のいずれか1項に記載の洗浄処理方法。 - 【請求項10】 前記薬剤は、薬剤を吐出するノズルま
たは前記ノズルに薬剤を供給する薬剤供給管に前記薬剤
を滞留させ、前記ノズルまたは前記薬剤供給管を加熱す
ることにより、蒸気状として基板に供給されることを特
徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の
洗浄処理方法。 - 【請求項11】 前記薬剤は、薬剤を吐出するノズルま
たは前記ノズルに薬剤を供給する薬剤供給管に前記薬剤
を滞留させた後に前記薬剤供給管に高温のガスを供給す
ることにより、蒸気状として基板に供給されることを特
徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の
洗浄処理方法。 - 【請求項12】 前記処理容器内には、複数の基板が略
垂直な状態で水平方向に並べられて保持されることを特
徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載
の洗浄処理方法。 - 【請求項13】 前記高速回転は300rpm以上80
0rpm以下の回転速度で行われることを特徴とする請
求項1から請求項12のいずれか1項に記載の洗浄処理
方法。 - 【請求項14】 前記低速回転は100rpm以下の回
転速度で行われることを特徴とする請求項1から請求項
13のいずれか1項に記載の洗浄処理方法。 - 【請求項15】 基板に洗浄液を供給して洗浄処理を行
う洗浄処理装置であって、 基板を収容する処理容器と、 前記処理容器内で基板を保持する保持手段と、 前記保持手段を回転させる回転機構と、 前記洗浄液を前記基板に向けて吐出する洗浄液供給機構
と、 薬剤をミスト状または蒸気状として前記保持手段に保持
された基板に供給する薬剤供給機構と、 を具備する洗浄処理装置。 - 【請求項16】 前記薬剤は、揮発性薬剤であることを
特徴とする請求項15に記載の洗浄処理装置。 - 【請求項17】 前記薬剤は、界面活性剤を含む溶剤で
あることを特徴とする請求項15に記載の洗浄処理装
置。 - 【請求項18】 前記薬剤供給機構は、前記薬剤を吐出
する吐出ノズルと、前記吐出ノズルに薬剤を送液する薬
剤供給管と、前記薬剤供給管にガスを供給するガス供給
機構と、を有し、前記吐出ノズルまたは前記薬剤供給管
に薬剤を滞留させた後にガスを供給することで、前記吐
出ノズルまたは前記薬剤供給管に滞留している薬剤が前
記吐出ノズルからミスト状で吐出されることを特徴とす
る請求項15から請求項17のいずれか1項に記載の洗
浄処理装置。 - 【請求項19】 前記薬剤供給機構は、前記薬剤を吐出
する吐出ノズルと、前記吐出ノズルに薬剤を送液する薬
剤供給管と、前記薬剤供給管にガスを供給するガス供給
機構と、前記薬剤供給管に対する薬剤の供給とガスの供
給とを切り替えるバルブ機構とを具備し、前記バルブ機
構を複数回切り替えることにより、前記薬剤供給管に前
記薬剤と前記ガスとを交互に滞留させ、その後前記バル
ブ機構により前記薬剤供給管を前記ガス供給機構に接続
させて前記吐出ノズルまたは前記薬剤供給管に滞留して
いる薬剤が前記吐出ノズルからミスト状で間欠的に吐出
されることを特徴とする請求項15から請求項17のい
ずれか1項に記載の洗浄処理装置。 - 【請求項20】 前記薬剤供給機構は、前記薬剤を吐出
する吐出ノズルと、前記吐出ノズルに前記薬剤を送液す
る薬剤供給管と、前記吐出ノズルまたは前記薬剤供給管
に前記薬剤を滞留させる機構と、前記ノズルまたは前記
薬剤供給管を加熱するヒータとを有し、前記吐出ノズル
または前記薬剤供給管に滞留している前記薬剤が前記ヒ
ーターにより加熱されて蒸気状となり、この蒸気状の薬
剤が前記吐出ノズルから吐出されることを特徴とする請
求項15から請求項17のいずれか1項に記載の洗浄処
理装置。 - 【請求項21】 前記薬剤供給機構は、前記薬剤を吐出
する吐出ノズルと、前記吐出ノズルに前記薬剤を送液す
る薬剤供給管と、前記吐出ノズルまたは前記薬剤供給管
に前記薬剤を滞留させる機構と、前記薬剤供給管に高温
のガスを供給するガス供給機構とを有し、前記吐出ノズ
ルまたは前記薬剤供給管に滞留された前記薬剤が前記ガ
ス供給機構から供給された高温ガスにより加熱されて蒸
気状となり、この蒸気状の薬剤が前記吐出ノズルから吐
出されることを特徴とする請求項15から請求項17の
いずれか1項に記載の洗浄処理装置。 - 【請求項22】 前記保持手段には、複数の基板が略垂
直な状態で水平方向に並べられて保持されることを特徴
とする請求項15から請求項21のいずれか1項に記載
の洗浄処理装置。 - 【請求項23】 前記処理容器は、外側チャンバと内側
チャンバにより、別個に略密閉された処理室を形成する
ことができる二重チャンバ構造を有することを特徴とす
る請求項15から請求項22のいずれか1項に記載の洗
浄処理装置。 - 【請求項24】 前記保持手段は1枚の基板を略水平に
保持することを特徴とする請求項15から請求項21の
いずれか1項に記載の洗浄処理装置。 - 【請求項25】 前記処理容器は、前記保持手段に保持
された基板を囲繞するように配置された処理カップであ
ることを特徴とする請求項24に記載の洗浄処理装置。
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