JP3557580B2 - 洗浄処理方法及び洗浄処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体を処理液及びリンス液に浸漬して洗浄する洗浄処理方法及び洗浄処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体（以下にウエハ等という）を例えばアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）やフッ化水素酸（ＨＦ）等の薬液（処理液）やリンス液（例えば純水やオゾン水）等の洗浄液が貯留された洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用されている。
【０００３】
従来のこの種の洗浄処理装置として、同一の処理槽内にリンス液（例えば純水，オゾン水）や、リンス液に薬液（例えばＨＦ）を混入した希釈液｛例えば希釈フッ化水素酸（ＤＨＦ）｝を順次貯留して、これらリンス液、希釈液にウエハ等を所定時間浸漬して洗浄処理する、いわゆるワンパス方式の装置が知られている。この洗浄処理装置によれば、リンス液中に所定量の薬液を混入した希釈液（例えばＤＨＦ）を処理槽内に貯留し、この希釈液（ＤＨＦ）中にウエハ等を浸漬して、エッチング処理、例えばウエハ表面に付着したパーティクルの除去や化学的，物理的に吸着したＮｉ，Ｃｒ等の重金属あるいは自然酸化膜等を除去することができる。その後、処理槽内に供給されるリンス液中にウエハを浸漬して、ウエハ表面に付着する薬液を除去することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の洗浄処理においては、ウエハ等を洗浄液に浸漬処理する時間が一定であるため、処理槽内の洗浄液の温度が変化すると、ウエハのプロセス性能が変わってしまう、例えばＤＨＦによる洗浄処理（エッチング処理）においては、エッチング特性が変わってしまい、洗浄性能及び洗浄精度が低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、洗浄液の温度に基づいて処理時間を制御して、洗浄性能の向上及び洗浄精度の向上を図れるようにした洗浄処理方法及び洗浄処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第１の洗浄処理方法は、処理槽内に貯留される洗浄液に被処理体を所定時間浸漬して、上記被処理体の洗浄を行う洗浄処理方法において、上記処理槽内に貯留される上記洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて、上記洗浄液の薬液濃度を処理を行う所定濃度まで漸次高める薬液注入領域の処理時間を補正すると共に、全域にわたりほぼ安定した濃度で処理が行われる濃度安定領域の処理時間を補正し、この際、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬する、ことを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
また、請求項１記載の発明において、上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率に対する基準温度以上又は以下の所定温度に対応する補正時間の加減に基づいて行う方が好ましく、また、上記濃度安定領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率及び所定温度に対する補正係数と、補正前の所定の処理時間の乗数に基づいて行う方が好ましい。この場合、更に好ましくは、上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率に対する基準温度以上又は以下の所定温度に対応する補正時間の加減に基づいて行うと共に、上記濃度安定領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率及び所定温度に対する補正係数と、補正前の所定の処理時間の乗数に基づいて行う方がよい（請求項２）。
また、洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断する方が好ましく（請求項３）、更に好ましくは、洗浄処理を中断し、リンス処理に切り替える方がよい（請求項４）。
【００１９】
また、この発明の洗浄装置は、被処理体を収容する処理槽と、上記処理槽と薬液供給源とを接続する薬液供給管路と、上記処理槽とリンス液供給源とを接続するリンス液供給管路と、を具備する洗浄処理装置において、 上記処理槽内に貯留される上記薬液及び又はリンス液の温度を検出する温度検出手段と、 上記薬液供給管路とリンス液供給管路の接続部に介設される開閉手段と、 上記温度検出手段からの検出信号に基づいて上記開閉手段を制御する制御手段と、を有し、 上記制御手段により、上記洗浄液の薬液濃度を処理を行う所定濃度まで漸次高める薬液注入領域の処理時間を補正すると共に、全域にわたりほぼ安定した濃度で処理が行われる濃度安定領域の処理時間を補正し、かつ上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、補正後の洗浄処理時間を補正前の処理時間より短くなるように上記開閉手段を制御し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、補正後の洗浄処理時間を補正前の処理時間より長くなるように上記開閉手段を制御し、補正された洗浄処理時間だけ被処理体を洗浄処理する、ことを特徴とする（請求項５）。
【００２０】
請求項５記載の発明において、上記温度検出手段からの検出信号に基づいて洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断する方が好ましく（請求項６）、更に好ましくは、洗浄処理を中断し、リンス処理に切り替える方がよい（請求項７）。
【００２１】
この発明によれば、処理槽内に貯留される洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて、上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間を補正し、また濃度安定領域の処理時間を補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬することにより、被処理体の洗浄処理性能を均一にすることができる。したがって、処理反応（例えばエッチング反応）を均一にすることができ、洗浄効率及び洗浄精度の向上を図ることができる。
【００２３】
また、薬液供給管路を開閉手段を介してリンス液供給管路に接続し、制御手段からの検出信号に基づいて開閉手段を制御することにより、配管系統を簡略化することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説明する。
【００２５】
図１はこの発明に係る洗浄処理装置を適用した洗浄処理システムの一例を示す概略平面図である。
【００２６】
上記洗浄処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を水平状態に収納する容器例えばキャリア１を搬入、搬出するための搬入・搬出部２と、ウエハＷを薬液、洗浄液等の液処理すると共に乾燥処理する処理部３と、搬入・搬出部２と処理部３との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部４とで主に構成されている。
【００２７】
上記搬入・搬出部２は、洗浄処理システムの一側端部にはキャリア搬入部５ａとキャリア搬出部５ｂが併設されると共に、ウエハの受渡し部６が設けられている。この場合、キャリア搬入部５ａとウエハ受渡し部６との間には図示しない搬送機構が配設されており、この搬送機構によってキャリア１がキャリア搬入部５ａからウエハ受渡し部６へ搬送されるように構成されている。
【００２８】
また、キャリア搬出部５ｂとウエハ受渡し部６には、それぞれキャリアリフタ（図示せず）が配設され、このキャリアリフタによって空のキャリア１を搬入・搬出部２上方に設けられたキャリア待機部（図示せず）への受け渡し及びキャリア待機部からの受け取りを行うことができるように構成されている。この場合、キャリア待機部には、水平方向（Ｘ，Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に移動可能なキャリア搬送ロボット（図示せず）が配設されており、このキャリア搬送ロボットによってウエハ受渡し部６から搬送された空のキャリア１を整列すると共に、キャリア搬出部５ｂへ搬出し得るようになっている。また、キャリア待機部には、空キャリアだけでなく、ウエハＷが収納された状態のキャリア１を待機させておくことも可能である。
【００２９】
上記ウエハ受渡し部６は、上記インターフェース部４に開口しており、その開口部には蓋開閉装置７が配設されている。この蓋開閉装置７によってキャリア１の蓋体（図示せず）が開放あるいは閉塞されるようになっている。したがって、ウエハ受渡し部６に搬送された未処理のウエハＷを収納するキャリア１の蓋体を蓋開閉装置７によって取り外してキャリア１内のウエハＷを搬出可能にし、全てのウエハＷが搬出された後、再び蓋開閉装置７によって蓋体を閉塞することができる。また、キャリア待機部からウエハ受渡し部６に搬送された空のキャリア１の蓋体を蓋開閉装置７によって取り外してキャリア１内へのウエハＷを搬入可能にし、全てのウエハＷが搬入された後、再び蓋開閉装置７によって蓋体を閉塞することができる。なお、ウエハ受渡し部６の開口部近傍には、キャリア１内に収納されたウエハＷの枚数を検出するマッピングセンサ８が配設されている。
【００３０】
上記インターフェース部４には、複数枚例えば２５枚のウエハＷを水平状態に保持すると共に、ウエハ受渡し部６のキャリア１との間でウエハＷを受け渡す水平搬送手段例えばウエハ搬送アーム９と、複数枚例えば５０枚のウエハＷを所定間隔をおいて垂直状態に保持する図示しないピッチチェンジャと、ウエハ搬送アーム９とピッチチェンジャとの間に位置して、複数枚例えば２５枚のウエハＷを水平状態と垂直状態とに変換する姿勢変換手段例えば姿勢変換装置１０と、垂直状態に姿勢変換されたウエハＷに設けられたノッチ（図示せず）を検出する位置検出手段例えばノッチアライナ（図示せず）が配設されている。また、インターフェース部４には、処理部３と連なる搬送路１６が設けられており、この搬送路１６にウエハ搬送手段例えばウエハ搬送チャック１５が移動自在に配設されている。
【００３１】
一方、上記処理部３には、ウエハＷに付着するパーティクルや有機物汚染物を除去する第１の処理ユニット１１と、ウエハＷに付着する金属汚染物を除去する第２の処理ユニット１２と、ウエハＷに付着する化学酸化膜を除去すると共に乾燥処理する洗浄・乾燥処理ユニット１３及びチャック洗浄ユニット１４が直線状に配列されており、第１及び第２の処理ユニット１１，１２と洗浄乾燥処理ユニット１３にこの発明に係る洗浄処理装置が用いられている。なお、各ユニット１１〜１４と対向する位置に設けられた搬送路１６に、Ｘ，Ｙ方向（水平方向）、Ｚ方向（垂直方向）及びθ方向（回転方向）に移動可能な上記ウエハ搬送チャック１５が配設されている。また、搬送路１６と反対側の各ユニット１１〜１４と対向する位置には、薬液タンクや配管機器類を収容する収容部１７が形成されている。
【００３２】
次に、この発明に係る洗浄処理装置について説明する。
【００３３】
◎第一実施形態
図２はこの発明に係る洗浄処理装置の第一実施形態の一例を示す概略断面図である。上記洗浄処理装置２０は、洗浄液例えば薬液であるフッ化水素酸（ＨＦ）の希釈液（ＤＨＦ）やリンス液例えば純水等を貯留すると共に、希釈液（ＤＨＦ）あるいはリンス液中に被処理体例えば半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を浸漬してその表面を洗浄する処理槽３０と、この処理槽３０内に配設されて処理槽３０内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段例えば洗浄液供給ノズル３２と、この洗浄液供給ノズル３２とリンス液供給源としての純水供給源３１とを接続するリンス液供給管路例えば純水供給管３３と、この純水供給管３３に、開閉手段としての切換開閉弁３４を介して接続される薬液供給管路例えばＨＦ供給管３５を介して洗浄液供給ノズル３２に接続される薬液液供給源としてのＨＦ供給タンク３６とを具備してなる。また、純水供給管３３における純水供給源３１側には、流量調整可能な開閉弁３７（以下に流量調整弁という）が介設され、ＨＦ供給管３５には、薬液供給手段としてのポンプ３８が介設されている。
【００３４】
更に、処理槽３０内には、この処理槽３０内に供給されて貯留される洗浄液例えばＤＨＦの温度を検出する温度検出手段としての温度センサ３９が配設されている。この温度センサ３９からの検出信号は、制御手段である中央演算処理装置４０（以下にＣＰＵ４０という）に伝達され、ＣＰＵ４０に予め記憶された情報と比較演算処理された制御信号が、上記流量調整弁３７及び切換開閉弁３４に伝達されて、純水及びＨＦの供給量が調整されるようになっている。
【００３５】
なおこの場合、温度センサ３９を処理槽３０内に配設して、処理槽３０内の洗浄液例えばＤＨＦ等の温度を検出する代わりに、処理槽３０内に供給される前の薬液例えばＨＦとリンス液例えば純水の混合液（ＤＨＦ）の温度を検出するようにしてもよく、あるいは、純水の温度を検出するようにしてもよい。具体的には、薬液（ＨＦ）とリンス液（純水）とが混合された後の純水供給管３３（切換開閉弁３４の二次側）に温度センサを配設するか、あるいは、切換開閉弁３４の一次側の純水供給管３３に温度センサを配設すればよい。
【００３６】
このように、処理槽３０内に貯留されるＤＨＦの温度を検出すると共に、その検出された温度に基づいて流量調整弁３７及び切換開閉弁３４を制御することにより、薬液例えばＨＦとリンス液例えば純水を混合した希釈液（例えばＤＨＦ＝ＨＦ：純水＝１：１００）の供給量や純水の供給量を調整することができる。例えば、洗浄処理（エッチング処理）時には、純水の供給量を２０リットル／分にし、リンス処理時には、純水を３０リットル／分供給することで、ＤＨＦ中に浸漬されるウエハＷの処理時間やリンス処理時間を調整することができる。
【００３７】
なお、処理槽３０の底部に設けられた排出口４１に接続する排液管４２には開閉手段例えば開閉バルブ４３が介設されている。
【００３８】
また、上記処理槽３０は、洗浄液を貯留する内槽３０ａと、この内槽３０ａの開口部の外方縁部を覆う外槽３０ｂとで構成されており、外槽３０ｂの底部に設けられた排出口４４に開閉バルブ４５を介設したドレン管４６が接続されている。なお、処理槽３０内には昇降可能なウエハボート２１が配設されている。このウエハボート２１は、上記ウエハ搬送チャック１５から受け取った複数枚例えば５０枚のウエハＷを処理槽３０内に搬送し、処理後のウエハＷを上方へ搬送して再びウエハ搬送チャック１５に受け渡すように構成されている。また、処理槽３０の上部外側には、処理槽３０の内槽３０ａ内の純水の比抵抗を測定する比抵抗計２２が、バルブ２２ａを介設した導出管２２ｂを介して内槽３０ａに接続されている。なお、この比抵抗計２２は、処理槽３０内に洗浄液（例えばＤＨＦ）が供給されている場合には、バルブ２２ａが閉じられるようになっている。
【００３９】
次に、上記のように構成される洗浄処理装置による洗浄処理の手順について説明する。まず、処理槽３０内にウエハＷを投入する前に、処理槽３０内に貯留、あるいは供給される洗浄液例えばＤＨＦ、あるいは、供給される純水の温度を、温度センサ３９によって検出すると共に、ＣＰＵ４０によってモニタリングする。
【００４０】
ＣＰＵ４０において、検出された温度と予め記憶された情報とが比較演算されて洗浄処理例えばエッチング処理時間が決定され、ＣＰＵ４０からの制御信号によって流量制御弁３７及び切換開閉弁３４が作動して、所定濃度のＤＨＦが所定量処理槽３０内に供給される。これと同時に、処理槽３０内にウエハＷが投入されて、設定された時間、洗浄処理例えばエッチング処理が行われる。このようにして、所定の洗浄処理（エッチング処理）が行われた後、処理槽３０内の洗浄液（ＤＨＦ）を排出すると共に、処理槽３０内に純水を供給してリンス処理を行った後、ウエハＷを処理槽３０から引き上げて、洗浄処理を終了する。
【００４１】
◎第二実施形態
次に、この発明に係る洗浄処理方法の第二実施形態について説明する。
【００４２】
第二実施形態は、洗浄液例えばリンス液（純水）の温度変動｛図３に示すように、リンス液（純水）の基準温度より高い又は低いか｝に伴って発生するエッチング変動に着目して、洗浄液例えばＤＨＦ処理時間をコントロールすることによってエッチング量が一定となるようにすることを目的とするものである。そして、その解決手段として、ＤＨＦ濃度が一定となるところを基点として、その後の処理時間を補正するものである。
【００４３】
処理時間を補正するに当たって、洗浄処理領域を図４に示すように２つに分けて考える。洗浄処理を行う領域は、薬液注入領域と濃度安定領域とに分けることができる。ここで薬液注入領域とは、薬液を注入し、かつ、処理槽内の薬液濃度がほぼ零の状態からウエハＷの洗浄処理を行う所定の濃度まで、過渡的に濃度が漸次高くなっていきながら処理を行う領域を指す。濃度安定領域とは、全域にわたりほぼ安定した濃度（ウエハＷの洗浄処理を行う所定濃度）で処理が行われる領域を指し、この間は薬液を注入しても注入しなくても構わない。更に薬液注入領域と濃度安定領域とは滑らかに連結されるので、薬液注入領域の濃度安定領域側近傍における薬液濃度は濃度安定領域における薬液濃度と一致している。つまり、濃度が一定の値を示す領域が濃度安定領域全域から薬液注入領域の１部にわたって存在する。また、純水リンス領域とは洗浄処理が終了した後に処理槽に純水を供給し、所定濃度から濃度を下げながらウエハＷのリンスを行う領域を示す。
【００４４】
上記補正方法は、以下の２ブロックから構成される。すなわち、
(1)薬液注入領域｛薬液（例えばＨＦ）の注入時Ｔ0｝の補正
(2)濃度安定領域｛薬液（例えばＨＦ）注入又は停止プロセスＴ1｝の補正の２ブロックから構成される。以下に、(1)薬液注入領域の補正と、(2)濃度安定領域の補正について説明する。
【００４５】
(1)薬液注入領域の補正について
温度補正がない場合は、図５に示すように、エッチング量にばらつき（Ｅ0H〜Ｈ0L）が発生する。そこで、基準温度（例えば２３℃）を平常時として、そのときのエッチング量Ｅ0Nとした場合、いかなる温度でもエッチング量がＥ0Nとなるように補正する。
【００４６】
したがって、温度が基準温度より下がった場合（温度が基準温度未満の場合）、エッチング量がＥ0Nになるまで、処理時間を延長する。すなわち、数式１に示すように補正する。
【００４７】
［数式１］
Ｔ0R＝Ｔ0＋ｔ0L
ここで、Ｔ0Rは補正後の薬液注入時間、ｔ0Lは予め実験によって求められる所定の濃度比率例えば、ＨＦ：純水＝１：２００，１：３００，１：４００，１：６００，１：８００に対する基準温度（例えば２３℃）以下の温度の薬液注入補正時間である（表１参照）。
【００４８】
また、温度が基準温度より上がった場合、エッチング量がＥ0Nになるよう、処理時間を短縮する。すなわち、数式２に示すように補正する。
【００４９】
［数式２］
Ｔ0R＝Ｔ0−ｔ0H
ここで、ｔ0Hは予め実験によって求められる所定の濃度比率例えば、ＨＦ：純水＝１：２００，１：３００，１：４００，１：６００，１：８００に対する基準温度（例えば２３℃）以上の温度の薬液注入補正時間である（表１参照）。
【００５０】
したがって、上記補正後の薬液注入時間Ｔ0Rは、処理温度とＤＨＦ濃度と補正前の薬液注入時間Ｔ0によって変わってくる（図６参照）。
【００５１】
【表１】
【００５２】
薬液注入領域において、注入開始と共に濃度は上昇していくが、注入時間の終了付近では既に飽和して濃度が一定となった領域が存在する。ここで注意を要することは、薬液注入時間Ｔ0は、検出温度が基準温度より上がった場合に薬液注入時間を短縮するため、薬液注入時間Ｔ0をカットしても問題がないくらい長い必要がある。つまり、薬液注入時間Ｔ0をカットしても、薬液注入の終了時に濃度が一定になっている必要がある。したがって、数式３の条件が必要である。
【００５３】
［数式３］
Ｔ0≧（濃度が一定になるまでの時間）＋｛薬液注入補正時間（短縮方向）ｔ0(MAX）｝
しかし、薬液注入時間Ｔ0の設定を自由に設定できるようにすると、表１に示す数値（補正時間ｔ0）が無限になってしまいデータ処理が不可能となるため、薬液注入時間Ｔ0の設定を、例えばＴ0＝５（ｍｉｎ）のように固定化し、薬液注入時間Ｔ0をレシピにより入力できないものとする。
【００５４】
また、エッチング量は濃度に関係するため、処理されるウエハＷのエッチング量と表２に示すＤＨＦ濃度に対するエッチング量を比較しながら、ＤＨＦ濃度を決める必要がある。
【００５５】
【表２】
【００５６】
(2)濃度安定領域の補正について
温度補正がない場合は、図７に示すように、エッチング量にばらつき（Ｅ1H〜Ｅ1L）が発生する。そこで、基準温度（例えば２３℃）を平常時として、そのときのエッチング量Ｅ1Nとした場合、いかなる温度でもエッチング量がＥ1Nとなるように補正する。
【００５７】
したがって、温度変動が生じた場合、エッチング量がＥ1Nになるように補正する。すなわち、補正時間は、濃度が一定であるため、数式４のようにあらわすことができる。
【００５８】
［数式４］
Ｔ1R＝ｋ×Ｔ1
ここで、Ｔ1Rは補正後の濃度安定領域の処理時間、Ｔ1は補正前の濃度安定領域の処理時間（オペレータにより任意に設定可能）、ｋは予め実験により求められる所定濃度及び温度に依存する補正係数（表３参照）である。
【００５９】
【表３】
【００６０】
よって、図８に示すように、検出温度が基準温度より下がった場合（検出温度が基準温度未満の場合）は、Ｔ1R＝ｋL×Ｔ1（ｋL＞１）となり、濃度安定領域の処理時間が長くなる。また、検出温度が基準温度より上がった場合は、Ｔ1R＝ｋH×Ｔ1（ｋH＜１）となり、濃度安定領域の処理時間が短くなる。
【００６１】
上記(1)薬液注入領域の補正と(2)濃度安定領域の補正をトータル的に行うことで、最適な処理時間でウエハＷを洗浄処理することができる。つまり、(1)薬液注入領域の補正を行うと共に、(2)濃度安定領域の補正を行うことにより、洗浄液例えば純水の温度に基づいて最適なエッチング量を得ることができる。
【００６２】
したがって、検出温度が基準温度より下がった場合は、濃度安定領域の補正時間は上記数式１と数式４を加算した数式５であらわされる。
【００６３】
［数式５］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝（Ｔ0＋ｔ0L）＋（ｋL×Ｔ1） （ｋL＞１）
ここで、数式５を数式６に置き換えることができる。
【００６４】
［数式６］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝Ｔ0＋（ｔ0L＋ｋL×Ｔ1）
ここで、Ｔ0は補正前の薬液（ＨＦ）注入時間、（ｔ0L＋ｋL×Ｔ1）は濃度が一定となる部分の処理時間であり、補正前の濃度安定領域の処理時間Ｔ1に相当するものと考えることができる。したがって、検出温度が基準温度より下がった場合は、補正前のＤＨＦ処理時間Ｔ1（濃度安定領域）を（ｔ0L＋ｋL×Ｔ1）時間に変更して処理すればよい（図９参照）。
【００６５】
ここで、注意を要することは、ウエハＷの処理中、薬液を注入し続けると、薬液タンク（ＨＦ供給タンク３６）内の薬液が不足する可能性がある。したがって、斯かる場合の処理においては、薬液タンク内の薬液が不足する前に、注入を停止して、処理槽３０内に洗浄液を貯留した状態で処理を行うようにする必要がある。
【００６６】
一方、検出温度が基準温度より上がった場合は、上記数式２と数式４を加算した数式７であらわされる。
【００６７】
［数式７］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝（Ｔ0−ｔ0H）＋（ｋH×Ｔ1） （ｋH＜１）
ここで、数式７を数式８に置き換えることができる。
【００６８】
［数式８］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝Ｔ0＋（−ｔ0H＋ｋH×Ｔ1）
ここで、（−ｔ0H＋ｋH×Ｔ1）は濃度が一定となる部分の処理時間であり、補正前の濃度安定領域の処理時間Ｔ1に相当するものと考えることができる。したがって、検出温度が基準温度より上がった場合は、補正前のＤＨＦ処理時間Ｔ1（濃度安定領域）を（−ｔ0H＋ｋH×Ｔ1）時間に変更して処理すればよい（図１０参照）。なお、この場合、処理時間が短縮されるので、処理時間がＴCUT分カットされる、すなわち、
Ｔcut＝（Ｔ0R＋Ｔ1R）−（Ｔ0＋Ｔ1）の処理は、処理省略とする（図１０参照）。
【００６９】
なお、第二実施形態において、温度センサ３９は、純水の温度を検出するものであれば、その取付位置は、上記第一実施形態と同様に処理槽３０あるいは純水供給管３３のいずれにも取り付けてもよい。また、第二実施形態において、温度制御範囲を１５℃〜３０℃の範囲の場合について説明したが、この温度制御範囲は任意に設定することができる。
【００７０】
また、第二実施形態において、洗浄処理を、リンス処理（純水処理）→薬液処理（ＤＨＦ処理）→リンス処理（純水処理）のプロセスで行う場合には、補正係数（ｋ）の決定タイミング（初期温度サンプリングタイミング）は、ウエハＷの投入時から薬液（ＨＦ）注入開始時（Ｔ0開始時）までとする。また、温度監視タイミングは、ウエハＷの投入時で温度監視を開始し、ＤＨＦ処理終了時（リンス開始時）まで例えば５秒間隔で温度を監視する。
【００７１】
また、洗浄処理を、薬液処理（ＤＨＦ処理）→リンス処理（純水処理）のプロセスで行う場合には、補正係数（ｋ）の決定タイミング（初期温度サンプリングタイミング）は、薬液（ＨＦ）注入開始時（Ｔ0開始時）からウエハＷを投入しリンス開始時までとする。この場合には、補正係数（ｋ）のみ選択し、濃度安定領域のみ処理時間を補正することで、全体の処理時間の補正を行う。また、温度監視タイミングは、ウエハＷの投入時で温度監視を開始し、ＤＨＦ処理終了時（リンス開始時）まで例えば５秒間隔で温度を監視する。
【００７２】
また、洗浄処理中に、温度制御範囲（例えば１５℃〜３０℃）から外れた場合には、即薬液処理（ＤＨＦ処理）を中断し、リンス処理に切り替え、リンス処理後待機する方が好ましい。このとき、例えばアラーム出力すると共に、新規ロットの投入を禁止する方が好ましい。また、初期サンプリング温度より処理中の温度が、＋０．５℃〜−０．４℃から外れた場合には、即薬液処理（ＤＨＦ処理）を中断し、リンス処理に切り替え、リンス処理後待機する方が好ましい。このとき、例えばアラーム出力、新規ロットの投入禁止、該当ロットは異常終了（異常ロット）とする方が好ましい。なお、−０．５℃以下となった場合（規定エッチングに達しないケース）には、処理を続行し、該当ロットは異常終了（異常ロット）とする方が好ましい。このとき、アラーム出力すると共に、新規ロット投入を禁止する方が好ましい。
【００７３】
◎その他の実施形態
上記実施形態では、この発明に係る洗浄処理装置が第２の処理ユニット１２に適用される場合について説明したが、第１の処理ユニット１１や洗浄・乾燥処理ユニット１３にも適用できることは勿論である。また、処理液にアンモニア過水を使用することにより、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）のエッチング処理にも使用することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、この発明の洗浄処理装置及び洗浄処理方法を半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説明したが、半導体ウエハ以外のＬＣＤ用ガラス基板等にも適用できることは勿論である。
【００７５】
【実施例】
実施例−１
上述した第一実施形態における洗浄処理（エッチング処理）時の洗浄液の温度と、処理時間との関係を、表４に示した条件で行ったところ、良好な結果が得られた。
【００７６】
【表４】
【００７７】
実施例−２
上述した第二実施形態の洗浄処理（エッチング処理）において、洗浄液（ＤＨＦ）＝１：２００、純水の検出温度が基準温度（例えば２３℃）より低い２１℃の場合で、上記表１から得られた薬液注入補正時間（ｔ0L＝ａ21）１８秒と、表３から得られた補正係数（ｋL＝ａ21）１．１２を、上記数式５，６に代入して得られた処理時間（Ｔ0R＋Ｔ1R）で処理したところ、良好なエッチング処理を行うことができた。
【００７８】
また、洗浄液（ＤＨＦ）＝１：２００、純水の検出温度が基準温度（例えば２３℃）より高い２４℃の場合で、上記表１から得られた薬液注入補正時間（ｔ0H＝ａ24）９秒と、表３から得られた補正係数（ｋH＝ａ24）０．９５を、上記数式７，８に代入して得られた処理時間（Ｔ0R＋Ｔ1R）で処理したところ、良好なエッチング処理を行うことができた。
【００７９】
なお、表１及び表３において、その他の部分の薬液注入補正時間（ｔ0）、補正係数（ｋ）の数値を省略してあるが、これら省略した数値は、実験により求めることができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、処理槽内に貯留される洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて洗浄液の薬液注入領域の処理時間を補正し、また濃度安定領域の処理時間を補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合 に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬することにより、被処理体の洗浄処理性能を均一にすることができる。したがって、処理反応（例えばエッチング反応）を均一にすることができ、洗浄効率及び洗浄精度の向上を図ることができる。
【００８２】
また、薬液供給管路を開閉手段を介してリンス液供給管路に接続し、制御手段からの検出信号に基づいて開閉手段を制御することにより、配管系統を簡略化することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る洗浄処理装置を適用した洗浄処理システムの概略平面図である。
【図２】この発明に係る洗浄処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】この発明の第二実施形態における洗浄処理方法の補正の基本概念を説明する濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図４】第二実施形態の補正方法を具体的に説明する濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図５】薬液注入領域における温度補正がない場合のエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図６】薬液注入領域における補正を説明するエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図７】濃度安定領域における温度補正がない場合のエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図８】濃度安定領域における補正を説明するエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図９】第二実施形態のトータル補正方法を示すもので、検出温度が基準温度より下がった場合の濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図１０】第二実施形態のトータル補正方法を示すもので、検出温度が基準温度より上がった場合の濃度と時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
３０ 処理槽
３１ 純水供給源
３２ 洗浄液供給ノズル
３３ 純水供給管（リンス液供給管路）
３４ 切換開閉弁（開閉手段）
３５ 薬液供給管
３６ ＨＦ供給タンク（薬液供給源）
３７ 流量調整弁（流量調整手段）
３９ 温度センサ（温度検出手段）
４０ ＣＰＵ（制御手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体を処理液及びリンス液に浸漬して洗浄する洗浄処理方法及び洗浄処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体（以下にウエハ等という）を例えばアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）やフッ化水素酸（ＨＦ）等の薬液（処理液）やリンス液（例えば純水やオゾン水）等の洗浄液が貯留された洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用されている。
【０００３】
従来のこの種の洗浄処理装置として、同一の処理槽内にリンス液（例えば純水，オゾン水）や、リンス液に薬液（例えばＨＦ）を混入した希釈液｛例えば希釈フッ化水素酸（ＤＨＦ）｝を順次貯留して、これらリンス液、希釈液にウエハ等を所定時間浸漬して洗浄処理する、いわゆるワンパス方式の装置が知られている。この洗浄処理装置によれば、リンス液中に所定量の薬液を混入した希釈液（例えばＤＨＦ）を処理槽内に貯留し、この希釈液（ＤＨＦ）中にウエハ等を浸漬して、エッチング処理、例えばウエハ表面に付着したパーティクルの除去や化学的，物理的に吸着したＮｉ，Ｃｒ等の重金属あるいは自然酸化膜等を除去することができる。その後、処理槽内に供給されるリンス液中にウエハを浸漬して、ウエハ表面に付着する薬液を除去することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の洗浄処理においては、ウエハ等を洗浄液に浸漬処理する時間が一定であるため、処理槽内の洗浄液の温度が変化すると、ウエハのプロセス性能が変わってしまう、例えばＤＨＦによる洗浄処理（エッチング処理）においては、エッチング特性が変わってしまい、洗浄性能及び洗浄精度が低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、洗浄液の温度に基づいて処理時間を制御して、洗浄性能の向上及び洗浄精度の向上を図れるようにした洗浄処理方法及び洗浄処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第１の洗浄処理方法は、処理槽内に貯留される洗浄液に被処理体を所定時間浸漬して、上記被処理体の洗浄を行う洗浄処理方法において、上記処理槽内に貯留される上記洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて、上記洗浄液の薬液濃度を処理を行う所定濃度まで漸次高める薬液注入領域の処理時間を補正すると共に、全域にわたりほぼ安定した濃度で処理が行われる濃度安定領域の処理時間を補正し、この際、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬する、ことを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
また、請求項１記載の発明において、上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率に対する基準温度以上又は以下の所定温度に対応する補正時間の加減に基づいて行う方が好ましく、また、上記濃度安定領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率及び所定温度に対する補正係数と、補正前の所定の処理時間の乗数に基づいて行う方が好ましい。この場合、更に好ましくは、上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率に対する基準温度以上又は以下の所定温度に対応する補正時間の加減に基づいて行うと共に、上記濃度安定領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率及び所定温度に対する補正係数と、補正前の所定の処理時間の乗数に基づいて行う方がよい（請求項２）。
また、洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断する方が好ましく（請求項３）、更に好ましくは、洗浄処理を中断し、リンス処理に切り替える方がよい（請求項４）。
【００１９】
また、この発明の洗浄装置は、被処理体を収容する処理槽と、上記処理槽と薬液供給源とを接続する薬液供給管路と、上記処理槽とリンス液供給源とを接続するリンス液供給管路と、を具備する洗浄処理装置において、 上記処理槽内に貯留される上記薬液及び又はリンス液の温度を検出する温度検出手段と、 上記薬液供給管路とリンス液供給管路の接続部に介設される開閉手段と、 上記温度検出手段からの検出信号に基づいて上記開閉手段を制御する制御手段と、を有し、 上記制御手段により、上記洗浄液の薬液濃度を処理を行う所定濃度まで漸次高める薬液注入領域の処理時間を補正すると共に、全域にわたりほぼ安定した濃度で処理が行われる濃度安定領域の処理時間を補正し、かつ上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、補正後の洗浄処理時間を補正前の処理時間より短くなるように上記開閉手段を制御し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、補正後の洗浄処理時間を補正前の処理時間より長くなるように上記開閉手段を制御し、補正された洗浄処理時間だけ被処理体を洗浄処理する、ことを特徴とする（請求項５）。
【００２０】
請求項５記載の発明において、上記温度検出手段からの検出信号に基づいて洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断する方が好ましく（請求項６）、更に好ましくは、洗浄処理を中断し、リンス処理に切り替える方がよい（請求項７）。
【００２１】
この発明によれば、処理槽内に貯留される洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて、上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間を補正し、また濃度安定領域の処理時間を補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬することにより、被処理体の洗浄処理性能を均一にすることができる。したがって、処理反応（例えばエッチング反応）を均一にすることができ、洗浄効率及び洗浄精度の向上を図ることができる。
【００２３】
また、薬液供給管路を開閉手段を介してリンス液供給管路に接続し、制御手段からの検出信号に基づいて開閉手段を制御することにより、配管系統を簡略化することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説明する。
【００２５】
図１はこの発明に係る洗浄処理装置を適用した洗浄処理システムの一例を示す概略平面図である。
【００２６】
上記洗浄処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を水平状態に収納する容器例えばキャリア１を搬入、搬出するための搬入・搬出部２と、ウエハＷを薬液、洗浄液等の液処理すると共に乾燥処理する処理部３と、搬入・搬出部２と処理部３との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部４とで主に構成されている。
【００２７】
上記搬入・搬出部２は、洗浄処理システムの一側端部にはキャリア搬入部５ａとキャリア搬出部５ｂが併設されると共に、ウエハの受渡し部６が設けられている。この場合、キャリア搬入部５ａとウエハ受渡し部６との間には図示しない搬送機構が配設されており、この搬送機構によってキャリア１がキャリア搬入部５ａからウエハ受渡し部６へ搬送されるように構成されている。
【００２８】
また、キャリア搬出部５ｂとウエハ受渡し部６には、それぞれキャリアリフタ（図示せず）が配設され、このキャリアリフタによって空のキャリア１を搬入・搬出部２上方に設けられたキャリア待機部（図示せず）への受け渡し及びキャリア待機部からの受け取りを行うことができるように構成されている。この場合、キャリア待機部には、水平方向（Ｘ，Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に移動可能なキャリア搬送ロボット（図示せず）が配設されており、このキャリア搬送ロボットによってウエハ受渡し部６から搬送された空のキャリア１を整列すると共に、キャリア搬出部５ｂへ搬出し得るようになっている。また、キャリア待機部には、空キャリアだけでなく、ウエハＷが収納された状態のキャリア１を待機させておくことも可能である。
【００２９】
上記ウエハ受渡し部６は、上記インターフェース部４に開口しており、その開口部には蓋開閉装置７が配設されている。この蓋開閉装置７によってキャリア１の蓋体（図示せず）が開放あるいは閉塞されるようになっている。したがって、ウエハ受渡し部６に搬送された未処理のウエハＷを収納するキャリア１の蓋体を蓋開閉装置７によって取り外してキャリア１内のウエハＷを搬出可能にし、全てのウエハＷが搬出された後、再び蓋開閉装置７によって蓋体を閉塞することができる。また、キャリア待機部からウエハ受渡し部６に搬送された空のキャリア１の蓋体を蓋開閉装置７によって取り外してキャリア１内へのウエハＷを搬入可能にし、全てのウエハＷが搬入された後、再び蓋開閉装置７によって蓋体を閉塞することができる。なお、ウエハ受渡し部６の開口部近傍には、キャリア１内に収納されたウエハＷの枚数を検出するマッピングセンサ８が配設されている。
【００３０】
上記インターフェース部４には、複数枚例えば２５枚のウエハＷを水平状態に保持すると共に、ウエハ受渡し部６のキャリア１との間でウエハＷを受け渡す水平搬送手段例えばウエハ搬送アーム９と、複数枚例えば５０枚のウエハＷを所定間隔をおいて垂直状態に保持する図示しないピッチチェンジャと、ウエハ搬送アーム９とピッチチェンジャとの間に位置して、複数枚例えば２５枚のウエハＷを水平状態と垂直状態とに変換する姿勢変換手段例えば姿勢変換装置１０と、垂直状態に姿勢変換されたウエハＷに設けられたノッチ（図示せず）を検出する位置検出手段例えばノッチアライナ（図示せず）が配設されている。また、インターフェース部４には、処理部３と連なる搬送路１６が設けられており、この搬送路１６にウエハ搬送手段例えばウエハ搬送チャック１５が移動自在に配設されている。
【００３１】
一方、上記処理部３には、ウエハＷに付着するパーティクルや有機物汚染物を除去する第１の処理ユニット１１と、ウエハＷに付着する金属汚染物を除去する第２の処理ユニット１２と、ウエハＷに付着する化学酸化膜を除去すると共に乾燥処理する洗浄・乾燥処理ユニット１３及びチャック洗浄ユニット１４が直線状に配列されており、第１及び第２の処理ユニット１１，１２と洗浄乾燥処理ユニット１３にこの発明に係る洗浄処理装置が用いられている。なお、各ユニット１１〜１４と対向する位置に設けられた搬送路１６に、Ｘ，Ｙ方向（水平方向）、Ｚ方向（垂直方向）及びθ方向（回転方向）に移動可能な上記ウエハ搬送チャック１５が配設されている。また、搬送路１６と反対側の各ユニット１１〜１４と対向する位置には、薬液タンクや配管機器類を収容する収容部１７が形成されている。
【００３２】
次に、この発明に係る洗浄処理装置について説明する。
【００３３】
◎第一実施形態
図２はこの発明に係る洗浄処理装置の第一実施形態の一例を示す概略断面図である。上記洗浄処理装置２０は、洗浄液例えば薬液であるフッ化水素酸（ＨＦ）の希釈液（ＤＨＦ）やリンス液例えば純水等を貯留すると共に、希釈液（ＤＨＦ）あるいはリンス液中に被処理体例えば半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を浸漬してその表面を洗浄する処理槽３０と、この処理槽３０内に配設されて処理槽３０内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段例えば洗浄液供給ノズル３２と、この洗浄液供給ノズル３２とリンス液供給源としての純水供給源３１とを接続するリンス液供給管路例えば純水供給管３３と、この純水供給管３３に、開閉手段としての切換開閉弁３４を介して接続される薬液供給管路例えばＨＦ供給管３５を介して洗浄液供給ノズル３２に接続される薬液液供給源としてのＨＦ供給タンク３６とを具備してなる。また、純水供給管３３における純水供給源３１側には、流量調整可能な開閉弁３７（以下に流量調整弁という）が介設され、ＨＦ供給管３５には、薬液供給手段としてのポンプ３８が介設されている。
【００３４】
更に、処理槽３０内には、この処理槽３０内に供給されて貯留される洗浄液例えばＤＨＦの温度を検出する温度検出手段としての温度センサ３９が配設されている。この温度センサ３９からの検出信号は、制御手段である中央演算処理装置４０（以下にＣＰＵ４０という）に伝達され、ＣＰＵ４０に予め記憶された情報と比較演算処理された制御信号が、上記流量調整弁３７及び切換開閉弁３４に伝達されて、純水及びＨＦの供給量が調整されるようになっている。
【００３５】
なおこの場合、温度センサ３９を処理槽３０内に配設して、処理槽３０内の洗浄液例えばＤＨＦ等の温度を検出する代わりに、処理槽３０内に供給される前の薬液例えばＨＦとリンス液例えば純水の混合液（ＤＨＦ）の温度を検出するようにしてもよく、あるいは、純水の温度を検出するようにしてもよい。具体的には、薬液（ＨＦ）とリンス液（純水）とが混合された後の純水供給管３３（切換開閉弁３４の二次側）に温度センサを配設するか、あるいは、切換開閉弁３４の一次側の純水供給管３３に温度センサを配設すればよい。
【００３６】
このように、処理槽３０内に貯留されるＤＨＦの温度を検出すると共に、その検出された温度に基づいて流量調整弁３７及び切換開閉弁３４を制御することにより、薬液例えばＨＦとリンス液例えば純水を混合した希釈液（例えばＤＨＦ＝ＨＦ：純水＝１：１００）の供給量や純水の供給量を調整することができる。例えば、洗浄処理（エッチング処理）時には、純水の供給量を２０リットル／分にし、リンス処理時には、純水を３０リットル／分供給することで、ＤＨＦ中に浸漬されるウエハＷの処理時間やリンス処理時間を調整することができる。
【００３７】
なお、処理槽３０の底部に設けられた排出口４１に接続する排液管４２には開閉手段例えば開閉バルブ４３が介設されている。
【００３８】
また、上記処理槽３０は、洗浄液を貯留する内槽３０ａと、この内槽３０ａの開口部の外方縁部を覆う外槽３０ｂとで構成されており、外槽３０ｂの底部に設けられた排出口４４に開閉バルブ４５を介設したドレン管４６が接続されている。なお、処理槽３０内には昇降可能なウエハボート２１が配設されている。このウエハボート２１は、上記ウエハ搬送チャック１５から受け取った複数枚例えば５０枚のウエハＷを処理槽３０内に搬送し、処理後のウエハＷを上方へ搬送して再びウエハ搬送チャック１５に受け渡すように構成されている。また、処理槽３０の上部外側には、処理槽３０の内槽３０ａ内の純水の比抵抗を測定する比抵抗計２２が、バルブ２２ａを介設した導出管２２ｂを介して内槽３０ａに接続されている。なお、この比抵抗計２２は、処理槽３０内に洗浄液（例えばＤＨＦ）が供給されている場合には、バルブ２２ａが閉じられるようになっている。
【００３９】
次に、上記のように構成される洗浄処理装置による洗浄処理の手順について説明する。まず、処理槽３０内にウエハＷを投入する前に、処理槽３０内に貯留、あるいは供給される洗浄液例えばＤＨＦ、あるいは、供給される純水の温度を、温度センサ３９によって検出すると共に、ＣＰＵ４０によってモニタリングする。
【００４０】
ＣＰＵ４０において、検出された温度と予め記憶された情報とが比較演算されて洗浄処理例えばエッチング処理時間が決定され、ＣＰＵ４０からの制御信号によって流量制御弁３７及び切換開閉弁３４が作動して、所定濃度のＤＨＦが所定量処理槽３０内に供給される。これと同時に、処理槽３０内にウエハＷが投入されて、設定された時間、洗浄処理例えばエッチング処理が行われる。このようにして、所定の洗浄処理（エッチング処理）が行われた後、処理槽３０内の洗浄液（ＤＨＦ）を排出すると共に、処理槽３０内に純水を供給してリンス処理を行った後、ウエハＷを処理槽３０から引き上げて、洗浄処理を終了する。
【００４１】
◎第二実施形態
次に、この発明に係る洗浄処理方法の第二実施形態について説明する。
【００４２】
第二実施形態は、洗浄液例えばリンス液（純水）の温度変動｛図３に示すように、リンス液（純水）の基準温度より高い又は低いか｝に伴って発生するエッチング変動に着目して、洗浄液例えばＤＨＦ処理時間をコントロールすることによってエッチング量が一定となるようにすることを目的とするものである。そして、その解決手段として、ＤＨＦ濃度が一定となるところを基点として、その後の処理時間を補正するものである。
【００４３】
処理時間を補正するに当たって、洗浄処理領域を図４に示すように２つに分けて考える。洗浄処理を行う領域は、薬液注入領域と濃度安定領域とに分けることができる。ここで薬液注入領域とは、薬液を注入し、かつ、処理槽内の薬液濃度がほぼ零の状態からウエハＷの洗浄処理を行う所定の濃度まで、過渡的に濃度が漸次高くなっていきながら処理を行う領域を指す。濃度安定領域とは、全域にわたりほぼ安定した濃度（ウエハＷの洗浄処理を行う所定濃度）で処理が行われる領域を指し、この間は薬液を注入しても注入しなくても構わない。更に薬液注入領域と濃度安定領域とは滑らかに連結されるので、薬液注入領域の濃度安定領域側近傍における薬液濃度は濃度安定領域における薬液濃度と一致している。つまり、濃度が一定の値を示す領域が濃度安定領域全域から薬液注入領域の１部にわたって存在する。また、純水リンス領域とは洗浄処理が終了した後に処理槽に純水を供給し、所定濃度から濃度を下げながらウエハＷのリンスを行う領域を示す。
【００４４】
上記補正方法は、以下の２ブロックから構成される。すなわち、
(1)薬液注入領域｛薬液（例えばＨＦ）の注入時Ｔ0｝の補正
(2)濃度安定領域｛薬液（例えばＨＦ）注入又は停止プロセスＴ1｝の補正の２ブロックから構成される。以下に、(1)薬液注入領域の補正と、(2)濃度安定領域の補正について説明する。
【００４５】
(1)薬液注入領域の補正について
温度補正がない場合は、図５に示すように、エッチング量にばらつき（Ｅ0H〜Ｈ0L）が発生する。そこで、基準温度（例えば２３℃）を平常時として、そのときのエッチング量Ｅ0Nとした場合、いかなる温度でもエッチング量がＥ0Nとなるように補正する。
【００４６】
したがって、温度が基準温度より下がった場合（温度が基準温度未満の場合）、エッチング量がＥ0Nになるまで、処理時間を延長する。すなわち、数式１に示すように補正する。
【００４７】
［数式１］
Ｔ0R＝Ｔ0＋ｔ0L
ここで、Ｔ0Rは補正後の薬液注入時間、ｔ0Lは予め実験によって求められる所定の濃度比率例えば、ＨＦ：純水＝１：２００，１：３００，１：４００，１：６００，１：８００に対する基準温度（例えば２３℃）以下の温度の薬液注入補正時間である（表１参照）。
【００４８】
また、温度が基準温度より上がった場合、エッチング量がＥ0Nになるよう、処理時間を短縮する。すなわち、数式２に示すように補正する。
【００４９】
［数式２］
Ｔ0R＝Ｔ0−ｔ0H
ここで、ｔ0Hは予め実験によって求められる所定の濃度比率例えば、ＨＦ：純水＝１：２００，１：３００，１：４００，１：６００，１：８００に対する基準温度（例えば２３℃）以上の温度の薬液注入補正時間である（表１参照）。
【００５０】
したがって、上記補正後の薬液注入時間Ｔ0Rは、処理温度とＤＨＦ濃度と補正前の薬液注入時間Ｔ0によって変わってくる（図６参照）。
【００５１】
【表１】
薬液注入領域において、注入開始と共に濃度は上昇していくが、注入時間の終了付近では既に飽和して濃度が一定となった領域が存在する。ここで注意を要することは、薬液注入時間Ｔ0は、検出温度が基準温度より上がった場合に薬液注入時間を短縮するため、薬液注入時間Ｔ0をカットしても問題がないくらい長い必要がある。つまり、薬液注入時間Ｔ0をカットしても、薬液注入の終了時に濃度が一定になっている必要がある。したがって、数式３の条件が必要である。
【００５３】
［数式３］
Ｔ0≧（濃度が一定になるまでの時間）＋｛薬液注入補正時間（短縮方向）ｔ0(MAX）｝
しかし、薬液注入時間Ｔ0の設定を自由に設定できるようにすると、表１に示す数値（補正時間ｔ0）が無限になってしまいデータ処理が不可能となるため、薬液注入時間Ｔ0の設定を、例えばＴ0＝５（ｍｉｎ）のように固定化し、薬液注入時間Ｔ0をレシピにより入力できないものとする。
【００５４】
また、エッチング量は濃度に関係するため、処理されるウエハＷのエッチング量と表２に示すＤＨＦ濃度に対するエッチング量を比較しながら、ＤＨＦ濃度を決める必要がある。
【００５５】
【表２】
(2)濃度安定領域の補正について
温度補正がない場合は、図７に示すように、エッチング量にばらつき（Ｅ1H〜Ｅ1L）が発生する。そこで、基準温度（例えば２３℃）を平常時として、そのときのエッチング量Ｅ1Nとした場合、いかなる温度でもエッチング量がＥ1Nとなるように補正する。
【００５７】
したがって、温度変動が生じた場合、エッチング量がＥ1Nになるように補正する。すなわち、補正時間は、濃度が一定であるため、数式４のようにあらわすことができる。
【００５８】
［数式４］
Ｔ1R＝ｋ×Ｔ1
ここで、Ｔ1Rは補正後の濃度安定領域の処理時間、Ｔ1は補正前の濃度安定領域の処理時間（オペレータにより任意に設定可能）、ｋは予め実験により求められる所定濃度及び温度に依存する補正係数（表３参照）である。
【００５９】
【表３】
よって、図８に示すように、検出温度が基準温度より下がった場合（検出温度が基準温度未満の場合）は、Ｔ1R＝ｋL×Ｔ1（ｋL＞１）となり、濃度安定領域の処理時間が長くなる。また、検出温度が基準温度より上がった場合は、Ｔ1R＝ｋH×Ｔ1（ｋH＜１）となり、濃度安定領域の処理時間が短くなる。
【００６１】
上記(1)薬液注入領域の補正と(2)濃度安定領域の補正をトータル的に行うことで、最適な処理時間でウエハＷを洗浄処理することができる。つまり、(1)薬液注入領域の補正を行うと共に、(2)濃度安定領域の補正を行うことにより、洗浄液例えば純水の温度に基づいて最適なエッチング量を得ることができる。
【００６２】
したがって、検出温度が基準温度より下がった場合は、濃度安定領域の補正時間は上記数式１と数式４を加算した数式５であらわされる。
【００６３】
［数式５］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝（Ｔ0＋ｔ0L）＋（ｋL×Ｔ1） （ｋL＞１）
ここで、数式５を数式６に置き換えることができる。
【００６４】
［数式６］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝Ｔ0＋（ｔ0L＋ｋL×Ｔ1）
ここで、Ｔ0は補正前の薬液（ＨＦ）注入時間、（ｔ0L＋ｋL×Ｔ1）は濃度が一定となる部分の処理時間であり、補正前の濃度安定領域の処理時間Ｔ1に相当するものと考えることができる。したがって、検出温度が基準温度より下がった場合は、補正前のＤＨＦ処理時間Ｔ1（濃度安定領域）を（ｔ0L＋ｋL×Ｔ1）時間に変更して処理すればよい（図９参照）。
【００６５】
ここで、注意を要することは、ウエハＷの処理中、薬液を注入し続けると、薬液タンク（ＨＦ供給タンク３６）内の薬液が不足する可能性がある。したがって、斯かる場合の処理においては、薬液タンク内の薬液が不足する前に、注入を停止して、処理槽３０内に洗浄液を貯留した状態で処理を行うようにする必要がある。
【００６６】
一方、検出温度が基準温度より上がった場合は、上記数式２と数式４を加算した数式７であらわされる。
【００６７】
［数式７］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝（Ｔ0−ｔ0H）＋（ｋH×Ｔ1） （ｋH＜１）
ここで、数式７を数式８に置き換えることができる。
【００６８】
［数式８］
Ｔ0R＋Ｔ1R＝Ｔ0＋（−ｔ0H＋ｋH×Ｔ1）
ここで、（−ｔ0H＋ｋH×Ｔ1）は濃度が一定となる部分の処理時間であり、補正前の濃度安定領域の処理時間Ｔ1に相当するものと考えることができる。したがって、検出温度が基準温度より上がった場合は、補正前のＤＨＦ処理時間Ｔ1（濃度安定領域）を（−ｔ0H＋ｋH×Ｔ1）時間に変更して処理すればよい（図１０参照）。なお、この場合、処理時間が短縮されるので、処理時間がＴCUT分カットされる、すなわち、
Ｔcut＝（Ｔ0R＋Ｔ1R）−（Ｔ0＋Ｔ1）の処理は、処理省略とする（図１０参照）。
【００６９】
なお、第二実施形態において、温度センサ３９は、純水の温度を検出するものであれば、その取付位置は、上記第一実施形態と同様に処理槽３０あるいは純水供給管３３のいずれにも取り付けてもよい。また、第二実施形態において、温度制御範囲を１５℃〜３０℃の範囲の場合について説明したが、この温度制御範囲は任意に設定することができる。
【００７０】
また、第二実施形態において、洗浄処理を、リンス処理（純水処理）→薬液処理（ＤＨＦ処理）→リンス処理（純水処理）のプロセスで行う場合には、補正係数（ｋ）の決定タイミング（初期温度サンプリングタイミング）は、ウエハＷの投入時から薬液（ＨＦ）注入開始時（Ｔ0開始時）までとする。また、温度監視タイミングは、ウエハＷの投入時で温度監視を開始し、ＤＨＦ処理終了時（リンス開始時）まで例えば５秒間隔で温度を監視する。
【００７１】
また、洗浄処理を、薬液処理（ＤＨＦ処理）→リンス処理（純水処理）のプロセスで行う場合には、補正係数（ｋ）の決定タイミング（初期温度サンプリングタイミング）は、薬液（ＨＦ）注入開始時（Ｔ0開始時）からウエハＷを投入しリンス開始時までとする。この場合には、補正係数（ｋ）のみ選択し、濃度安定領域のみ処理時間を補正することで、全体の処理時間の補正を行う。また、温度監視タイミングは、ウエハＷの投入時で温度監視を開始し、ＤＨＦ処理終了時（リンス開始時）まで例えば５秒間隔で温度を監視する。
【００７２】
また、洗浄処理中に、温度制御範囲（例えば１５℃〜３０℃）から外れた場合には、即薬液処理（ＤＨＦ処理）を中断し、リンス処理に切り替え、リンス処理後待機する方が好ましい。このとき、例えばアラーム出力すると共に、新規ロットの投入を禁止する方が好ましい。また、初期サンプリング温度より処理中の温度が、＋０．５℃〜−０．４℃から外れた場合には、即薬液処理（ＤＨＦ処理）を中断し、リンス処理に切り替え、リンス処理後待機する方が好ましい。このとき、例えばアラーム出力、新規ロットの投入禁止、該当ロットは異常終了（異常ロット）とする方が好ましい。なお、−０．５℃以下となった場合（規定エッチングに達しないケース）には、処理を続行し、該当ロットは異常終了（異常ロット）とする方が好ましい。このとき、アラーム出力すると共に、新規ロット投入を禁止する方が好ましい。
【００７３】
◎その他の実施形態
上記実施形態では、この発明に係る洗浄処理装置が第２の処理ユニット１２に適用される場合について説明したが、第１の処理ユニット１１や洗浄・乾燥処理ユニット１３にも適用できることは勿論である。また、処理液にアンモニア過水を使用することにより、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）のエッチング処理にも使用することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、この発明の洗浄処理装置及び洗浄処理方法を半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説明したが、半導体ウエハ以外のＬＣＤ用ガラス基板等にも適用できることは勿論である。
【００７５】
【実施例】
実施例−１
上述した第一実施形態における洗浄処理（エッチング処理）時の洗浄液の温度と、処理時間との関係を、表４に示した条件で行ったところ、良好な結果が得られた。
【００７６】
【表４】
実施例−２
上述した第二実施形態の洗浄処理（エッチング処理）において、洗浄液（ＤＨＦ）＝１：２００、純水の検出温度が基準温度（例えば２３℃）より低い２１℃の場合で、上記表１から得られた薬液注入補正時間（ｔ0L＝ａ21）１８秒と、表３から得られた補正係数（ｋL＝ａ21）１．１２を、上記数式５，６に代入して得られた処理時間（Ｔ0R＋Ｔ1R）で処理したところ、良好なエッチング処理を行うことができた。
【００７８】
また、洗浄液（ＤＨＦ）＝１：２００、純水の検出温度が基準温度（例えば２３℃）より高い２４℃の場合で、上記表１から得られた薬液注入補正時間（ｔ0H＝ａ24）９秒と、表３から得られた補正係数（ｋH＝ａ24）０．９５を、上記数式７，８に代入して得られた処理時間（Ｔ0R＋Ｔ1R）で処理したところ、良好なエッチング処理を行うことができた。
【００７９】
なお、表１及び表３において、その他の部分の薬液注入補正時間（ｔ0）、補正係数（ｋ）の数値を省略してあるが、これら省略した数値は、実験により求めることができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、処理槽内に貯留される洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて洗浄液の薬液注入領域の処理時間を補正し、また濃度安定領域の処理時間を補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合 に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬することにより、被処理体の洗浄処理性能を均一にすることができる。したがって、処理反応（例えばエッチング反応）を均一にすることができ、洗浄効率及び洗浄精度の向上を図ることができる。
【００８２】
また、薬液供給管路を開閉手段を介してリンス液供給管路に接続し、制御手段からの検出信号に基づいて開閉手段を制御することにより、配管系統を簡略化することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る洗浄処理装置を適用した洗浄処理システムの概略平面図である。
【図２】この発明に係る洗浄処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】この発明の第二実施形態における洗浄処理方法の補正の基本概念を説明する濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図４】第二実施形態の補正方法を具体的に説明する濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図５】薬液注入領域における温度補正がない場合のエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図６】薬液注入領域における補正を説明するエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図７】濃度安定領域における温度補正がない場合のエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図８】濃度安定領域における補正を説明するエッチング量と濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図９】第二実施形態のトータル補正方法を示すもので、検出温度が基準温度より下がった場合の濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図１０】第二実施形態のトータル補正方法を示すもので、検出温度が基準温度より上がった場合の濃度と時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
３０ 処理槽
３１ 純水供給源
３２ 洗浄液供給ノズル
３３ 純水供給管（リンス液供給管路）
３４ 切換開閉弁（開閉手段）
３５ 薬液供給管
３６ ＨＦ供給タンク（薬液供給源）
３７ 流量調整弁（流量調整手段）
３９ 温度センサ（温度検出手段）
４０ ＣＰＵ（制御手段）
Claims (7)
- 処理槽内に貯留される洗浄液に被処理体を所定時間浸漬して、上記被処理体の洗浄を行う洗浄処理方法において、
上記処理槽内に貯留される上記洗浄液の温度を検出し、検出された温度に基づいて、上記洗浄液の薬液濃度を処理を行う所定濃度まで漸次高める薬液注入領域の処理時間を補正すると共に、全域にわたりほぼ安定した濃度で処理が行われる濃度安定領域の処理時間を補正し、
この際、上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より短くなるように補正し、
上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、浸漬時間を基準浸漬時間より長くなるように補正し、
補正された浸漬時間だけ被処理体を上記洗浄液に浸漬する、ことを特徴とする洗浄処理方法。 - 請求項１記載の洗浄処理方法において、
上記洗浄液の薬液注入領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率に対する基準温度以上又は以下の所定温度に対応する補正時間の加減に基づいて行うと共に、上記濃度安定領域の処理時間の補正を、予め実験により求められた所定の濃度比率及び所定温度に対する補正係数と、補正前の所定の処理時間の乗数に基づいて行う、ことを特徴とする洗浄処理方法。 - 請求項１又は２記載の洗浄処理方法において、
洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断する、ことを特徴とする洗浄処理方法。 - 請求項１又は２記載の洗浄処理方法において、
洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断し、リンス処理に切り替える、ことを特徴とする洗浄処理方法。 - 被処理体を収容する処理槽と、上記処理槽と薬液供給源とを接続する薬液供給管路と、上記処理槽とリンス液供給源とを接続するリンス液供給管路と、を具備する洗浄処理装置において、
上記処理槽内に貯留される上記薬液及び又はリンス液の温度を検出する温度検出手段と、
上記薬液供給管路とリンス液供給管路の接続部に介設される開閉手段と、
上記温度検出手段からの検出信号に基づいて上記開閉手段を制御する制御手段と、を有し、
上記制御手段により、上記洗浄液の薬液濃度を処理を行う所定濃度まで漸次高める薬液注入領域の処理時間を補正すると共に、全域にわたりほぼ安定した濃度で処理が行われる濃度安定領域の処理時間を補正し、かつ上記洗浄液の検出温度が基準温度より高い場合に、補正後の洗浄処理時間を補正前の処理時間より短くなるように上記開閉手段を制御し、上記洗浄液の検出温度が基準温度より低い場合に、補正後の洗浄処理時間を補正前の処理時間より長くなるように上記開閉手段を制御し、補正された洗浄処理時間だけ被処理体を洗浄処理する、ことを特徴とする洗浄処理装置。 - 請求項５記載の洗浄処理装置において、
上記温度検出手段からの検出信号に基づいて洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断するようにした、ことを特徴とする洗浄処理装置。 - 請求項５記載の洗浄処理装置において、
上記温度検出手段からの検出信号に基づいて洗浄処理中に、洗浄液の温度が温度制御範囲から外れた場合に、洗浄処理を中断し、リンス処理に切り替えるようにした、ことを特徴とする洗浄処理装置。
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