JP3335527B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示装置用のガラス基板などの基板を処理槽で水洗す
る水洗工程を含む基板処理方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板処理装置としては、基板洗
浄装置と呼ばれる装置（以下、「ＦＳ」と略すこともあ
る）や、基板洗浄・乾燥装置と呼ばれる装置（以下、
「ＦＬ」と略すこともある）、ウエット・ステーション
と呼ばれる装置（以下、「Ｗ・Ｓ」と略すこともある）
などがある。

【０００３】前記ＦＳは、一般的に、処理槽での基板に
対する薬液処理（例えば、フッ酸などによるエッチング
処理）を所定時間行い、それに続き、同一の処理槽で基
板に対する水洗（純水による基板洗浄）を所定時間行う
ように構成されている。

【０００４】また、前記ＦＬは、一般的に、上記ＦＳと
同様に同一の処理槽で薬液処理と水洗を続けて行い、水
洗の後、処理槽から基板を引き上げ、前記処理槽が収納
されたチャンバ内で乾燥処理を行うように構成されてい
る。

【０００５】さらに、前記Ｗ・Ｓは、薬液処理用の処理
槽（薬液槽）と水洗用の処理槽（水洗槽）とが１組以上
備えられるとともに、各処理槽間で基板を搬送する基板
搬送機構などを備えている。このＷ・Ｓでは、薬液槽で
薬液処理し、基板搬送機構で薬液槽から水洗槽に基板を
搬送して水洗するというように一連の処理を処理槽を替
えながら行うように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。上記ＦＳやＦＬでは、薬液処理で基板から剥離等
したパーティクルやその後の水洗時に基板から洗い流さ
れたパーティクルが単一の処理槽の純水内に浮遊し、水
洗工程でパーティクルが基板に再付着し、水洗の仕上が
りが悪いという問題があった。上記Ｗ・Ｓでは、薬液処
理と水洗を処理槽を分けて行っているので、水洗工程で
の基板へのパーティクルの再付着は幾分軽減される。し
かしながら、薬液槽から水洗槽に基板を搬送する際に薬
液槽内のパーティクルが基板とともに水洗槽に持ち込ま
れたり、水洗槽での水洗時に基板からパーティクルが洗
い流され、それらパーティクルが水洗槽の純水内に浮遊
し、水洗工程でパーティクルが基板に再付着し、水洗の
仕上がりが良好とは言えなかった。

【０００７】そこで、従来一般に、薬液処理や水洗は、
処理槽の底部から液（薬液や純水）を供給しながら、処
理槽の上部から液を溢れ出させて処理槽外に排出して処
理槽に液の上昇液流を形成して薬液処理や水洗を行って
いる。このように処理することにより、基板から剥離し
たり洗い流されて処理槽内の液に浮遊するパーティクル
は、上記液の上昇液流とともに液面に上昇され、処理槽
の上部から溢れ出る液とともに処理槽外に排出されるの
で、水洗時の基板へのパーティクルの再付着は軽減され
る。

【０００８】しかしながら、薬液処理や水洗を上記液の
上昇液流を形成した状態で行っているにもかかわらず、
水洗後の基板にパーテイクルが残留しているのが実情で
ある。これは、液面に上昇されたパーティクルの全てが
処理槽外に排出されずに液面にパーティクルが浮遊して
いて、水洗後に基板を処理槽（水洗槽）から引き上げる
際に、液面に浮遊しているパーティクルが基板に再付着
するものと考えられる。そこで、例えば、水洗時間を長
くして、液面に浮遊するパーテイクルが全て処理槽外に
排出させてから基板を処理槽から引き上げるようにすれ
ば、水洗後の基板へのパーテイクルの再付着が無くなる
ことが期待できる。しかしながら、そのように水洗時間
を長くすれば処理全体のスループットが悪くなり生産性
の低下を招いてしまう。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、生産性の低下を招かず、基板へのパー
ティクルの付着を大幅に抑制し、水洗の仕上がりを良好
にすることができる基板処理方法とその装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明に係る基板処理方法は、処理
槽で基板を水洗する水洗工程を含む基板処理方法におい
て、前記水洗工程が終了するよりも前の段階で、前記基
板を水洗する処理槽に界面活性剤を供給し、前記界面活
性剤の供給終了後に、前記水洗工程の残り時間で基板を
水洗するようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項２に記載の発明に係る基板処
理方法は、上記請求項１に記載の基板処理方法におい
て、前記水洗工程は、前記処理槽に上昇液流を形成した
状態で行うものであり、かつ、前記処理槽への界面活性
剤の供給は前記処理槽の上方から行うことを特徴とする
ものである。

【００１２】また、請求項３に記載の発明に係る基板処
理装置は、基板を水洗する処理槽を備えた基板処理装置
において、前記基板を水洗する処理槽に界面活性剤を供
給する界面活性剤供給手段と、前記処理槽で所定時間の
間、基板を水洗する制御を行うとともに、その水洗が終
了するよりも前の段階で、その処理槽に界面活性剤を供
給し、前記界面活性剤の供給終了後に、前記水洗工程の
残り時間で基板を水洗するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項４に記載の発明に係る基板処
理装置は、上記請求項３に記載の基板処理装置におい
て、前記界面活性剤供給手段は、前記処理槽の上方から
界面活性剤を供給するように構成し、かつ、前記制御手
段は、前記処理槽での基板の水洗を、前記処理槽に上昇
液流を形成した状態で行うように制御することを特徴と
するものである。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の方法発明の作用は次のとおり
である。すなわち、水洗工程が終了するよりも前の段階
で、基板を水洗する処理槽に界面活性剤を供給する。水
洗工程は、所定時間の間基板を水洗することで行う。そ
して、界面活性剤の供給終了（供給停止）後に、水洗工
程の残り時間で基板を水洗する。すなわち、水洗工程の
終了タイミングをＴＷＥとし、界面活性剤の供給の停止
タイミングをＴＫＥとすると、ＴＫＥはＴＷＥよりも時
間的に前である。また、界面活性剤の供給は、例えば、
水洗工程の初期段階や途中段階に開始する。なお、ＦＳ
やＦＬでは、同一の処理槽で水洗工程に先立ち薬液処理
が行われるので、そのような装置では界面活性剤の供給
を、薬液処理の途中段階や最終段階に開始してもよい。
また、処理槽への界面活性剤の供給は、処理槽の上方か
ら行ってもよいし、処理槽の底部から行ってもよい。

【００１５】このように処理することで、基板へのパー
ティクルの付着が大幅に抑制でき、水洗の仕上がりが良
好になった。これは、疎水基と親水基とを有する界面活
性剤がパーティクルに配合した結果、パーティクルが基
板に付着し難くなったものと考えられる。

【００１６】上記界面活性剤の供給は、基板へのパーテ
ィクルの付着を抑制するために行うものである。基板表
面の濡れ性を向上させることを目的として行うものでは
ない。また、逆に、基板表面に界面活性剤が付着したま
ま水洗工程を終了するのはむしろ好ましくない。そこ
で、界面活性剤の供給終了後に基板を水洗するように
し、基板に付着した界面活性剤を洗い流してから水洗工
程を終えるようにしている。

【００１７】請求項２に記載の方法発明によれば、水洗
工程は、処理槽に上昇液流を形成した状態で行う。これ
により、処理槽内の液は処理槽の底部から上方へと流
れ、処理槽の上部から溢れ出て排出される。この上昇液
流によって処理槽の液内に浮遊するパーティクルは処理
槽の上部の液面へと上昇され、処理槽から排出される。
そして、上記状態において、処理槽の上方から界面活性
剤を供給することで、処理槽の上部の液面に上昇された
パーティクルを効率よく改質（基板に付着し難く改質）
できる。従って、水洗工程が終了し、基板を処理槽から
引き上げる際、基板が液面を通過しても、液面に残留し
ているパーティクルは基板に付着し難く、水洗を終了し
処理槽から引き上げられた基板にはパーティクルがほと
んど付着せず、水洗の仕上がりを良好にすることができ
る。また、上述のように、上昇液流が形成された状態
で、界面活性剤を処理槽の上方から供給すれば、界面活
性剤は液面の下方に流れ難く、処理槽の液内に浸漬され
ている基板に界面活性剤が付着し難い。しかも、界面活
性剤の供給の停止後も水洗が行われるので、供給された
界面活性剤は処理槽の上部から排出される液とともに排
出され、水洗が終了した段階で液面に界面活性剤がほと
ん残留しなくなるので、基板を処理槽から引き上げる際
にも基板に界面活性剤が付着するのを防止できる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の方法発明を好適に、かつ、自動的に行うための装
置であり、その作用は次のとおりである。すなわち、制
御手段は、処理槽で所定時間の間、基板を水洗する制御
を行い、界面活性剤供給手段を制御して、その水洗が終
了するよりも前の段階で、その処理槽に界面活性剤を供
給する。そして、界面活性剤の供給終了後に、水洗工程
の残り時間で基板を水洗する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、上記請求項２に
記載の方法発明を好適に、かつ、自動的に行うための装
置であり、その作用は次のとおりである。すなわち、制
御手段は、処理槽で所定時間の間、処理槽に上昇水流を
形成した状態で基板を水洗する制御を行い、界面活性剤
供給手段を制御して、その水洗が終了するよりも前の段
階で、その処理槽の上方から界面活性剤を供給する。そ
して、界面活性剤の供給終了後に、水洗工程の残り時間
で基板を水洗する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施の形態の概略
構成を示す図であり、図２は、本発明の第２の実施の形
態の概略構成を示す図である。なお、図では、処理槽部
分を縦断面図で描いている。

【００２２】図１に示す第１の実施の形態は、界面活性
剤を処理槽１の上方から供給するように構成している。
すなわち、処理槽１の上方にノズル２が配設されてい
る。このノズル２は、管路３、４、５を介して純水供給
源６、界面活性剤供給源７に連通接続されている。管路
４、５には開閉弁８、９が介装されていて、これら開閉
弁８、９を開にすることで、純水で希釈された界面活性
剤をノズル２からシャワー状に処理槽１に供給するよう
になっている。

【００２３】処理槽１の底部には、液（この場合は純
水）を供給する液供給管１０が取り付けられている。こ
の液供給管１０は、開閉弁１１が介装された管路１２を
介して純水供給源１３に連通接続されている。この開閉
弁１１を開にすることで、純水が処理槽１に供給され
る。そして、基板Ｗが処理槽１の純水内に浸漬された状
態で水洗工程（所定時間の基板Ｗの水洗）が実施され、
水洗工程が終了すると、図示しない昇降機構によって基
板Ｗが処理槽１から引き上げられる。なお、水洗工程
中、および、上記基板Ｗの引き上げ中は、処理槽１の底
部からの純水の供給が継続され、処理槽１の上部から純
水が溢れ出て、処理槽１に純水の上昇液流が形成され
る。

【００２４】なお、各開閉弁の開閉などの制御は、マイ
クロコンピューターなどで構成される制御部１００が行
うようになっている。

【００２５】図２に示す第２の実施の形態は、界面活性
剤を処理槽１の底部から供給するように構成している。
すなわち、界面活性剤供給源１４に連通接続された管路
１５が管路１２に連通接続され、管路１５に開閉弁１６
が介装されている。この開閉弁１６を適宜のタイミング
で開にすることにより所定のタイミングで、純水供給源
１３からの純水で希釈した界面活性剤を処理槽１に供給
できるようになっている。その他の構成は、第１の実施
の形態と同様であるので、共通する部分は図１と同一符
号を付して説明を省略する。また、水洗工程や、水洗工
程後の基板Ｗの引き上げも上記第１の実施の形態と同様
の動作で行われる。

【００２６】上記第１、第２の実施の形態において、純
水供給源１３から処理槽１に純水を供給を継続しての水
洗工程が終了するよりも前の段階で、処理槽１に（純水
で希釈した）界面活性剤を供給する。例えば、図３
（ａ）に示すように、水洗工程の初期段階で界面活性剤
の供給を行ってもよいし、図３（ｂ）に示すように水洗
工程の途中段階で界面活性剤の供給を行ってもよい。そ
して、界面活性剤の供給終了後（供給停止後）に、水洗
工程の残り時間で基板Ｗが水洗されるようなタイミング
で界面活性剤の供給を行う。

【００２７】このように界面活性剤を供給したことで、
基板Ｗへのパーティクルの付着を大幅に抑制することが
でき、界面活性剤の供給後の水洗により、供給した界面
活性剤が基板Ｗの表面に付着してもそれが残留するのを
防止できる。

【００２８】なお、先にも述べたように、界面活性剤の
供給は、基板Ｗへのパーティクルの付着を抑制するため
に行うものである。基板Ｗの表面の濡れ性を向上させる
ことを目的として行うものではない。また、逆に、基板
Ｗの表面に界面活性剤が付着したまま水洗工程を終了す
るのはむしろ好ましくない。そこで、この実施の形態で
は、基板Ｗへのパーティクルの付着を抑制し、かつ、基
板Ｗの表面に残留しない程度に界面活性剤を希釈して供
給するようにしている。このような希釈濃度としては、
例えば、純水１０００に対して界面活性剤が１程度であ
る。なお、上記希釈濃度は処理槽１に供給する段階での
ものであり、処理槽１に供給された後の処理槽１内での
界面活性剤の濃度はさらに薄くなる。また、処理槽１内
での界面活性剤の濃度が充分薄く（基板Ｗへのパーティ
クルの付着を抑制し、かつ、基板Ｗの表面に残留しない
程度に薄く）なるのであれば、界面活性剤を純水で希釈
して供給せずに、界面活性剤を直接供給するようにして
もよい。

【００２９】また、上記第２の実施の形態の場合、希釈
した界面活性剤を処理槽１に供給しているものの、供給
された界面活性剤は、処理槽１内の純水の上昇液流とと
もにに処理槽１の底部から上部へと流れ、その際に、処
理槽１の純水内に浸漬された基板Ｗに界面活性剤が触れ
る可能性がある。処理槽１に供給された界面活性剤はな
るべく基板Ｗに触れない方が好ましい。その点からする
と、上記第１の実施の形態では、処理槽１に純水の上昇
液流が形成された状態で、界面活性剤を処理槽１の上方
から供給しているので、処理槽１の純水内に浸漬されて
いる基板Ｗに供給された界面活性剤が触れ難くなる。さ
らに、上記第１の実施の形態では、処理槽１に供給され
た界面活性剤は、界面活性剤の供給後の水洗時に純水と
ともに処理槽１の上部から溢れ出て排出されるので、水
洗工程終了時には液面ＱＨ（図１参照）に界面活性剤が
ほとんど残留しない。従って、水洗工程後の基板Ｗの引
き上げ時に基板Ｗが液面ＱＨを通過しても、基板Ｗに界
面活性剤が付着するのを防止することもできる。

【００３０】なお、図４に示すように、処理槽１の底部
に、開閉弁２０が介装された排水用の管路２１が設けら
れ、水洗工程中に、基板Ｗを処理槽１内に静止させた状
態で処理槽１内の液を処理槽１の底部から排出する工程
を含むように水洗が行われる場合も考えられる。このよ
うな場合でも、図の二点鎖線で示す界面活性剤供給機構
２２（ノズル２、管路３〜５、純水供給源６、界面活性
剤供給源７、開閉弁８、９）か２３（界面活性剤供給源
１４、管路１５、開閉弁１６）のいずれかを設け、処理
槽１内の液を処理槽１の底部から排出するより前に、界
面活性剤を処理槽１に供給することで、基板Ｗへのパー
ティクルの付着を大幅に抑制することができる。

【００３１】なお、上記実施の形態では、界面活性剤の
供給を制御部１００により自動的に行うように構成した
が、開閉弁８、９や、開閉弁１６などの開閉を人手で行
い、界面活性剤の供給を手動で行うように構成してもよ
い。

【００３２】以下、本発明を具体的に実施する実施例を
説明する。

【００３３】

【実施例】

＜第１実施例＞図５は、第１実施例に係る基板処理装置
の構成を示す図である。なお、図では、チャンバや処理
槽部分を縦断面図で描いている。また、図中、第１、第
２の実施の形態と共通する部分は、図１、図２と同一符
号を付してその説明を省略する。

【００３４】この第１実施例は、基板洗浄・乾燥装置
（ＦＬ）に本発明を適用した実施例である。この装置
は、密閉チャンバ３０内に処理槽１やリフター３１、ガ
ス供給用のノズル３２、界面活性剤供給用のノズル２な
どが設けられている。密閉チャンバ３０の上面には基板
Ｗを搬入出するための開口３３が設けられている。ま
た、基板Ｗを搬入出するときだけ開口３３を開く開閉自
在の蓋３４も設けられている。そして、蓋３４が閉じら
れた状態で、チャンバ３０内は気密に密閉されるように
なっている。

【００３５】また、チャンバ３０の底部には、排液・排
気口３５が設けられている。この排液・排気口３５は、
管路３６、３７を介して排液ドレイン３８に連通接続さ
れるとともに、管路３６、３９を介して排気ダクト４０
に連通接続されている。管路３７、３９には開閉弁４
１、４２が介装され、管路３９には水封式真空ポンプ４
３も介装されている。開閉弁４１を開にすることで、処
理槽１の上部から溢れ出た液を排液し、開閉弁４２を開
にすることで、チャンバ３０内を強制排気するようにな
っている。

【００３６】また、薬液供給源４４に連通接続され、開
閉弁４５が介装された管路４６が、液供給管１０に連通
接続された管路１２に連通接続されている。開閉弁４５
を開にすることで、所定の薬液（例えば、フッ化水素酸
など）を処理槽１の底部から処理槽１内に供給できるよ
うになっている。これにより、処理槽１で薬液処理と水
洗を続けて行えるようになっている。

【００３７】ノズル３２には、フィルター４７、ヒータ
ー４８、開閉弁４９が介装された管路５０を介して不活
性ガス供給源５１が連通接続されている。また、管路５
０には、開閉弁５２、５３、有機溶剤蒸気供給部５４が
介装された分岐管路５５が連通接続されている。開閉弁
４９を開、開閉弁５２、５３を閉にすることで、ヒータ
ー４８で加熱され、フィルター４７で清浄化された不活
性ガス（窒素ガスなど）をチャンバ３０内に供給するこ
とができる。また、開閉弁４９を閉、開閉弁５２、５３
を開にすることで、不活性ガスをキャリアとして、有機
溶剤の蒸気がヒーター４８で加熱され、フィルター４７
で清浄化されてからチャンバ３０内に供給することがで
きる。なお、有機溶剤蒸気供給部５４は、ヒーター５４
ａで有機溶剤を加熱して有機溶剤の蒸気を発生させるよ
うになっている。また、有機溶剤としては、イソプロピ
ールアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール類や、その
他ケトン類、エーテル類などが用いられる。

【００３８】リフター３１は、図示しない昇降機構によ
り昇降自在に構成されている。このリフター３１に基板
Ｗが支持され、図の実線で示す上昇位置と、図の二点鎖
線で示す下降位置との間で、基板Ｗが昇降されるように
なっている。基板Ｗの搬入は以下のように行われる。ま
ず、蓋３４が開き、図示しない基板搬送機構が開口３３
を介して基板Ｗをチャンバ３０内に搬入し、その基板Ｗ
を、上昇されているリフター３１にセットする。そし
て、基板搬送機構がチャンバ３０の外に後退すると蓋３
４が閉じる。基板Ｗが搬入されると、リフター３１は下
降し、基板Ｗを処理槽１内に投入する。この状態で薬液
処理や水洗が行われる。そして、水洗が終了すると、リ
フター３１は上昇し、基板Ｗを上昇位置に位置させ、そ
こで乾燥処理が施される。乾燥処理が終了すると、蓋３
４が開き、基板搬送機構が開口３３から進入してきてリ
フター３１から処理済の基板を取り出す。そして、基板
搬送機構が開口３３を介して基板Ｗをチャンバ３０の外
に搬出すると蓋３４が閉じる。

【００３９】また、処理槽１の底部には、排水口５６が
設けられている。この排水口５６は、開閉弁５７が介装
された管路５８を介して排水ドレイン５９に連通接続さ
れている。開閉弁５７を開にすることで、処理槽１内の
液を処理槽１の底部から排出できるようになっている。

【００４０】この第１実施例では、ノズル２、管路３、
４、５、純水供給源６、界面活性剤供給源７、開閉弁
８、９などからなる界面活性剤供給機構２２を備えてい
るが、それに代えて、界面活性剤供給源７、管路１５、
開閉弁１６などからなる界面活性剤供給機構２３を備え
るように構成してもよい。

【００４１】なお、蓋３４の開閉やリフター３１の昇
降、各開閉弁の開閉などの制御は制御部１００が行う。

【００４２】次に、上記第１実施例装置の動作を図６の
タイミングチャートなどを参照して説明する。

【００４３】なお、図６のタイミングチャートでは薬液
処理からの動作を示しているが、それに先立ち、上述し
たように基板Ｗの搬入や基板Ｗの処理槽１への投入が行
われる。基板Ｗの搬入の際には、加熱され清浄化された
不活性ガスがチャンバ３０内に供給されていて、以降も
不活性ガスの供給が継続される。また、基板Ｗの処理槽
１への投入に先立ち、処理槽１の底部から純水を供給
し、処理槽１の上部から溢れ出た純水を排水して処理槽
１に純水の上昇液流を形成する。そして、純水の上昇液
流が形成されている状態で、リフター３１が下降し、基
板Ｗが処理槽１内に投入される。

【００４４】さて、処理槽１に純水の上昇液流が形成さ
れ、基板Ｗがその中に浸漬された状態で、開閉弁４５が
開にされ、純水とともに薬液が処理槽１の底部から供給
され、薬液処理が開始される。そして、所定時間の間、
薬液を供給すると、開閉弁４５を閉にして薬液の供給を
停止し薬液処理を終了する。この薬液処理の終了によ
り、処理槽１内には純水のみが供給される状態になり、
水洗工程が開始する。この第１実施例では、水洗工程の
開始と同時に（薬液の供給停止と同時に）、開閉弁８、
９（または、開閉弁１６）を開にして処理槽１への界面
活性剤の供給を開始し、所定時間の間、界面活性剤を供
給すると、開閉弁８、９（または、開閉弁１６）を閉に
して処理槽１への界面活性剤の供給を停止する。そし
て、界面活性剤の供給停止後、水洗工程の残り時間で基
板Ｗの水洗が行われる。

【００４５】水洗工程が終了するよりも前に、チャンバ
３０内への有機溶剤の蒸気の供給を開始し、水洗工程が
終了すると、リフター３１が上昇して基板Ｗが処理槽１
から引き上げられ乾燥処理が行われる。なお、この基板
Ｗの引き上げも、純水の上昇水流が形成された状態で行
われる。そして、基板Ｗの引き上げが完了すると、純水
の供給を停止するとともに、処理槽１内の純水を処理槽
１の底部から排水し、チャンバ３０内の強制排気を行っ
てチャンバ３０内を減圧する。このとき、不活性ガスの
供給を完全に停止してもよいし、排気量よりも少ない供
給量で不活性ガスを供給してもよい（図６の点線）。チ
ャンバ３０内を減圧しての乾燥が終了すると、チャンバ
３０内の強制排気を停止するとともに、不活性ガスの所
定量での供給を再開し、チャンバ３０内を大気圧に戻し
て減圧を解放する。その後、基板Ｗの搬出が行われる。

【００４６】本発明者は、上記第１実施例装置を用い
て、以下のような比較実験を行って、本発明の効果を確
かめた。

【００４７】まず、図６に示す手順のうち、界面活性剤
の供給を行わずに薬液処理、水洗、乾燥処理を行った実
験を行った。この実験では、水洗工程を１５分行った。
その結果、乾燥後の基板Ｗの表面には約５００個程度の
パーティクルの付着が認められた。

【００４８】次に、図６に示す手順のとおりに装置を動
作させての実験を行った。この実験では、水洗工程を１
５分、水洗工程の開始と同時に界面活性剤の（処理槽１
の上方からの）供給を開始し、その界面活性剤の供給を
１分間行った。そして、界面活性剤の供給停止後、水洗
工程の残り時間１４分間で基板Ｗを水洗した。また、純
水１０００に対して界面活性剤が１の割合に界面活性剤
を希釈して界面活性剤の供給を行った。その結果、乾燥
後の基板Ｗの表面に付着していたパーティクルは約１０
個程度にまで激減していた。

【００４９】この比較実験結果からも明らかなように、
所定のタイミングで界面活性剤を供給することで、水洗
時間を特別に長くすることなく、基板Ｗへのパーティク
ルの付着を大幅に抑制でき、生産性の低下を招かずに、
水洗の仕上がりを良好とすることができるようになっ
た。

【００５０】なお、図６のタイミングチャートでは、界
面活性剤の供給を水洗工程の開始とともに行うようにし
たが、例えば、図３（ｂ）に示すように、水洗工程の途
中段階で界面活性剤を供給するようにしてもよい。ま
た、この実施例および次の第２実施例では、同一の処理
槽１で薬液処理と水洗を続けて行うので、薬液処理中や
薬液処理から水洗にかけて界面活性剤を供給するように
してもよい。ただし、薬液処理中は、基板Ｗからパーテ
ィクルが剥離等して次々に処理槽１の液内に排出されて
いる。供給した界面活性剤が処理槽１の上部から溢れ出
る液とともに排出された後に、処理槽１の液内にパーテ
ィクルが排出されていると、それらパーティクルが基板
Ｗに付着する可能性が出てくる。従って、本発明をより
効果的に実現するためには、パーティクルがある程度出
尽くしてそれらパーティクルが液面に浮遊した状態で界
面活性剤を供給するのが好ましい。それら点を考慮する
と、薬液処理中や薬液処理から水洗にかけて界面活性剤
を供給する場合には、薬液処理の最終段階や、薬液処理
の最終段階から水洗の初期段階にかけて界面活性剤を供
給するのが好ましい。

【００５１】また、この実施例および次の第２実施例で
は、同一の処理槽１で薬液処理と水洗を続けて行うの
で、薬液処理の終了時点（水洗の開始時点）では、処理
槽１内の液に薬液が混ざった状態である。この薬液は、
水洗工程で供給される純水により処理槽１の上部から次
第に排出されるが、処理槽１内の液に薬液が混ざった状
態から純水のみの状態への置換は高速に行えない。水洗
工程は、上記薬液が混ざった液から純水のみへの置換の
工程を含めているので、従来一般に、水洗時間を短縮す
るのは難しかった。しかしながら、水洗工程を以下のよ
うに実施すれば、水洗時間の短縮化を図ることができ
る。すなわち、薬液処理が終了して水洗工程に移行する
と、その初期段階で、一旦、処理槽１内の液を処理槽１
の底部から排出する。この処理槽１内の液の底部からの
排出に先立ち、界面活性剤の供給を行っておく。そし
て、この処理槽１内の液の底部からの排出に続き、処理
槽１の底部から純水を供給し、その上昇液流内で基板Ｗ
の水洗を行う。このようにすれば、上記薬液が混ざった
液から純水のみへの置換を高速に行うことができ、水洗
時間を短縮することが可能となる。また、処理槽１内の
液の底部からの排出により、処理槽１の液内や液面に浮
遊していたパーティクルは処理槽１の底部から一気に排
出される。しかも、処理槽１内の液の底部からの排出に
先立ち界面活性剤の供給を行っているので、処理槽１内
の液の底部からの排出の際にパーティクルが基板Ｗに付
着するのを抑制できる。そして、処理槽１内の液の底部
からの排出の後に形成した清浄な純水の上昇液流で基板
Ｗを水洗するので、水洗の仕上がりは極めて良好とな
る。なお、処理槽１内の液の底部からの排出の後に形成
した純水の上昇液流での水洗時に基板Ｗから洗い流され
るなどで新たに処理槽１の純水内にパーティクルが浮遊
する場合には、上記清浄な純水の上昇液流での水洗の初
期段階などに界面活性剤を供給するようにしてもよい。

【００５２】＜第２実施例＞図７は、第２実施例に係る
基板処理装置の構成を示す図である。なお、図では、処
理槽部分を縦断面図で描いている。また、図中、第１、
第２の実施の形態、第１実施例と共通する部分は、図
１、図２、図５と同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００５３】この第２実施例は、基板洗浄装置（ＦＳ）
に本発明を適用した実施例である。この装置は、処理槽
１が収納されたチャンバ内で乾燥処理を行わないこと以
外は、上記第１実施例（ＦＬ）と略同じである。なお、
この第２実施例装置では、所定温度に温めた温純水で水
洗や薬液処理が行われることがあるので、温純水供給源
６１に連通接続され、開閉弁６２が介装された管路６３
を、液供給管１０に連通接続された管路１２に連通接続
している。また、この第２実施例装置でも、処理槽１や
リフター３１が、図示しないチャンバに収納されるよう
に構成れることがあるが、この場合のチャンバは、通
常、第１実施例のような密閉チャンバではなく、気密に
密閉されない開放チャンバで構成される。

【００５４】この第２実施例装置の動作は、図６のタイ
ミングチャートのうち、乾燥処理に関する不活性ガス供
給、有機溶剤供給、純水排水、減圧乾燥、減圧解放を省
いた手順で実行される。すなわち、薬液処理、界面活性
剤の供給、水洗が行われ、水洗が終了すると、純水の上
昇液流が形成された状態で、基板Ｗが処理槽１から引き
上げられ、そのまま搬出が行われる。

【００５５】この第２実施例においても、上記第１実施
例と同様に、基板Ｗへのパーティクルの付着を大幅に抑
制でき、生産性を低下させずに、水洗の仕上がりを良好
とすることができる。

【００５６】なお、この第２実施例では、乾燥処理を行
わないので、乾燥処理中の純水排出（処理槽１の底部か
らの純水の排出）を行うための排水口５６、開閉弁５
７、管路５８、排水ドレイン５９などの構成を備えてい
ない。しかしながら、先に述べた薬液から純水への置換
の高速化のために、処理槽１内の液を処理槽１の底部か
ら排出するために、上記排水口５６、開閉弁５７、管路
５８、排水ドレイン５９などの構成を備えてもよい。

【００５７】また、この第２実施例装置では、例えば、
図８に示すように構成して、複数種類（２種類以上）の
異なる薬液（薬液Ａ、Ｂ、…、Ｎ）を処理槽１の底部か
ら供給できるようにして、複数の薬液による薬液処理を
行うこともある。この場合、処理手順は、通常、薬液Ａ
での薬液処理、水洗、薬液Ｂでの薬液処理、水洗、…薬
液Ｎでの薬液処理、水洗、基板Ｗの引き上げというよう
に行われる。このとき、界面活性剤の供給を、各回の水
洗と関連させて行い、各回の水洗時に基板Ｗへのパーテ
ィクルの付着を抑制するようにしてもよいが、界面活性
剤の供給を基板Ｗの引き上げ前の、最後の水洗のみで行
うようにしてもよい。途中の水洗などで基板Ｗへのパー
ティクルの付着があっても、最後の水洗でそれらパーテ
ィクルが洗い流され、かつ、最後の水洗で基板Ｗへのパ
ーティクルの付着が抑制できれば、最終的な仕上がりは
良好となるし、基板Ｗの処理槽１からの引き上げは最後
の水洗の後でのみ行われる。従って、最終的な仕上がり
を良好とするには、少なくとも最後の水洗で界面活性剤
を供給するようにすればよい。なお、上記第１実施例に
おいても、同様に複数種類の薬液による薬液を行えるよ
うに構成してもよく、その場合の動作、界面活性剤の供
給などについては、上記説明と同様のことが言える。

【００５８】＜第３実施例＞図９は、第３実施例に係る
基板処理装置の構成を示す図である。なお、図中、第
１、第２の実施の形態と共通する部分は、図１、図２と
同一符号を付してその説明を省略する。

【００５９】この第３実施例は、ウエット・ステーショ
ン（Ｗ・Ｓ）に本発明を適用した実施例である。この装
置は、薬液処理用の処理槽（薬液槽）１ａと水洗用の処
理槽（水洗槽）１ｂとが１組以上備えられ（図では１組
だけ描いているが、２組以上備えられることもある）、
乾燥部７０や、各処理槽１ａ、１ｂ、乾燥部７０の間で
基板を搬送する基板搬送機構（図示せず）なども備えて
いる。

【００６０】薬液槽１ａでは、薬液の上昇液流が形成さ
れた状態で薬液処理が行われる。そのため、例えば、図
に示すように、薬液槽１ａの上部には、薬液槽１ａの上
部から溢れ出た薬液を受ける受け部７１が設けられ、受
け部７１で受けた薬液をポンプ７２で吸引してフィルタ
ー７３を通して薬液槽１ａの底部から供給するというよ
うに、薬液を循環させている。そして、薬液の上昇液流
の中に基板Ｗが所定時間浸漬されて薬液処理が行われ
る。

【００６１】水洗槽１ｂの底部には、開閉弁７４が介装
された管路７５を介して純水供給源７６が連通接続され
ていて、水洗槽１ｂの底部から純水を供給し、水洗槽１
ｂの上部から溢れ出た純水を排出して、純水の上昇液流
が形成するようになっている。そして、その純水の上昇
液流の中に基板Ｗが所定時間浸漬されて水洗が行われ
る。また、この実施例装置では、この水洗槽１ｂに、界
面活性剤供給機構２２または２３が付設され、例えば、
図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、水洗工程中の所
定のタイミングで界面活性剤を供給するように構成して
いる。

【００６２】乾燥部７０は、基板Ｗを高速回転させた
り、熱源からの熱などにより、水洗後の濡れている基板
Ｗを乾燥させる。

【００６３】基板搬送機構は、図の点線の矢印で示すよ
うに基板Ｗを搬送する。すなわち、まず、薬液槽１ａ内
の薬液の上昇液流の中に基板Ｗを浸漬させる。そして、
所定時間の薬液処理が終了すると、薬液槽１ａから基板
Ｗを引き上げ、水洗槽１ｂへと搬送し、水洗槽１ｂ内の
純水の上昇液流の中に基板Ｗを浸漬させる。所定時間の
水洗が終了すると、水洗槽１ｂから基板Ｗを引き上げ、
乾燥部７０へと搬送し、乾燥部７０に基板Ｗを投入して
乾燥処理を行わせる。乾燥後の基板Ｗは、基板搬送機構
で取り出される。

【００６４】なお、この種のＷ・Ｓは、キャリア方式で
構成されることもあるし、キャリアレス方式で構成され
ることもある。キャリア方式とは、複数枚の基板Ｗをキ
ャリアに収納した状態で、基板搬送機構による搬送、薬
液槽１ａでの薬液処理、水洗槽１ｂでの水洗、乾燥部７
０での乾燥が行われる方式である。また、キャリアレス
方式は、キャリアを用いずに、複数枚の基板Ｗを基板搬
送機構が支持して搬送し、薬液槽１ａ、水洗槽１ｂ、乾
燥部７０に備えられた基板支持部材に基板Ｗが支持され
た状態で薬液処理や水洗、乾燥が行われる方式である。
Ｗ・Ｓが上記キャリア方式、キャリアレス方式のいずれ
の方式で構成されていても本発明は適用可能である。

【００６５】このＷ・Ｓでは、薬液処理と水洗を別の処
理槽（薬液槽１ａ、水洗槽１ｂ）で行うようにしている
が、従来、水洗の仕上がりは良好とは言えなかった。こ
れに対して、この実施例では、水洗槽１ｂでの水洗工程
中の所定のタイミングで界面活性剤を供給するようにし
たので、水洗中や、水洗後の基板Ｗの引き上げ時などに
基板Ｗにパーティクルが付着するのを大幅に抑制でき、
水洗の仕上がりを良好にすることができるようなった。

【００６６】なお、薬液槽１ａと水洗槽１ｂが複数組備
えられ、複数種類の薬液による薬液処理が行われること
もある。この場合、例えば、上記第１、第２実施例での
複数種類の薬液による薬液処理と同様に、薬液Ａによる
薬液処理、水洗、薬液Ｂによる薬液処理、水洗、…、薬
液Ｎによる薬液処理、水洗、乾燥という処理手順で行わ
れる。なお、各薬液処理は別個の薬液槽１ａで行われ、
各回の水洗は別個の水洗槽１ｂで行われる。このとき、
全ての水洗槽１ｂに界面活性剤供給機構２２または２３
を付設し、各回の水洗工程で界面活性剤を供給するよう
にしてもよいが、乾燥前の水洗槽１ｂにのみ界面活性剤
供給機構２２または２３を付設し、最後の水洗工程での
み界面活性剤を供給するようにしてもよい。

【００６７】また、この第３実施例では、薬液処理と水
洗を処理槽を分けて行っているが、薬液槽１ａから水洗
槽１ｂへの基板Ｗの搬送時に、基板Ｗとともに薬液が水
洗槽１ｂに持ち込まれ、水洗槽１ｂの純水内に薬液が混
ざることもある。このような場合、水洗工程の処理時間
は、水洗槽１ｂ内の液が純水のみに戻るまでの時間を含
めて長く設定されることがある。このような場合に、水
洗槽１ｂの底部から水洗槽１ｂ内の液を排出できるよう
にし、水洗工程の初期段階で、水洗槽１ｂ内の薬液が混
ざった液を水洗槽１ｂの底部から排出し、次に、水洗槽
１ｂの底部からの純水の供給を再開し、水洗槽１ａで純
水の上昇液流を形成して水洗を行うようにすれば、薬液
が混ざった純水を純水のみに高速に置換でき、水洗工程
の処理時間を短縮することができる。そして、その場合
に、薬液が混ざった水洗槽１ｂ内の液を水洗槽１ｂの底
部から排出するのに先立って、水洗槽１ｂに界面活性剤
を供給するようにすれば、液の排出時に基板Ｗにパーテ
ィクルが付着するのを抑制できる。また、液の排出後に
再び純水の上昇液流を形成しての水洗の際にも、その初
期段階などに界面活性剤を供給するようにすれば、最終
的な基板Ｗの仕上がりが極めて良好となる。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明に係る基板処理方法によれば、水洗工程
が終了するよりも前の段階で、基板を水洗する処理槽に
界面活性剤を供給するようにしたので、水洗の時間を従
来と同じかそれよりも短くしながら、基板へのパーティ
クルの付着を大幅に抑制できた。従って、生産性の低下
を招かず、水洗の仕上がりを良好にすることができた。
また、界面活性剤の供給終了後に、水洗工程の残り時間
で基板を水洗するようにしたので、処理槽に供給した界
面活性剤が水洗終了後にも残留するような不都合も防止
できる。

【００６９】請求項２に記載の発明に係る基板処理方法
によれば、水洗工程を、処理槽に上昇水流を形成した状
態で行い、処理槽への界面活性剤の供給を処理槽の上方
から行うようにしたので、基板へのパーティクルの付着
をより好適に抑制することができ、さらに、処理槽に供
給した界面活性剤が基板に付着するのを好適に防止する
ことができる。

【００７０】また、請求項３に記載の発明によれば、上
記請求項１に記載の発明に係る基板処理方法を好適に、
かつ、自動的に行い得る基板処理装置を実現できる。

【００７１】また、請求項４に記載の発明によれば、上
記請求項２に記載の発明に係る基板処理方法を好適に、
かつ、自動的に行い得る基板処理装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図
である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図
である。

【図３】各実施の形態の動作を説明すためのタイミング
チャートである。

【図４】各実施の形態の変形例を説明するための図であ
る。

【図５】第１実施例に係る基板処理装置の構成を示す図
である。

【図６】第１実施例の動作を説明すためのタイミングチ
ャートである。

【図７】第２実施例に係る基板処理装置の構成を示す図
である。

【図８】第２実施例の変形例の要部構成を示す図であ
る。

【図９】第３実施例に係る基板処理装置の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１：処理槽 １ｂ：水洗槽 １４：純水供給源 １５：管路 １５：開閉弁 ２２、２３：界面活性剤供給機構 １００：制御部 Ｗ：基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 3/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽で基板を水洗する水洗工程を含む
   基板処理方法において、 前記水洗工程が終了するよりも前の段階で、前記基板を
   水洗する処理槽に界面活性剤を供給し、前記界面活性剤
   の供給終了後に、前記水洗工程の残り時間で基板を水洗
   するようにしたことを特徴とする基板処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理方法におい
   て、 前記水洗工程は、前記処理槽に上昇液流を形成した状態
   で行うものであり、かつ、前記処理槽への界面活性剤の
   供給は前記処理槽の上方から行うことを特徴とする基板
   処理方法。
3. 【請求項３】 基板を水洗する処理槽を備えた基板処理
   装置において、 前記基板を水洗する処理槽に界面活性剤を供給する界面
   活性剤供給手段と、 前記処理槽で所定時間の間、基板を水洗する制御を行う
   とともに、その水洗が終了するよりも前の段階で、その
   処理槽に界面活性剤を供給し、前記界面活性剤の供給終
   了後に、前記水洗工程の残り時間で基板を水洗するよう
   に制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の基板処理装置におい
   て、 前記界面活性剤供給手段は、前記処理槽の上方から界面
   活性剤を供給するように構成し、かつ、 前記制御手段は、前記処理槽での基板の水洗を、前記処
   理槽に上昇液流を形成した状態で行うように制御するこ
   とを特徴とする基板処理装置。