JP3628879B2 - Substrate cleaning device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板を純水により洗浄処理する基板洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような基板洗浄装置としては、従来より、QDR(クイック・ダンプ・リンス)槽と呼称される急速排液リンス槽が使用されている。
【0003】
この急速排液リンス槽は、そこに貯留した純水により基板を洗浄処理するための処理槽と、この処理槽に純水を供給するための純水供給路と、処理槽から純水を急速に排出するための比較的大径の排出口と、処理槽内の基板の乾燥を防止するため基板に純水等の乾燥防止液を供給するためのノズルとを備える。
【0004】
この急速排液リンス槽を使用して例えばシリコン製の基板の洗浄処理を行う場合においては、純水供給路から処理槽に純水を供給し、純水を処理槽の上端部からオーバフローさせた状態で、基板をこの純水中に浸漬する。そして、一定時間経過後、処理槽内の純水を排出口から急速に排出する。このとき、基板の乾燥を防止するため、ノズルより、基板に対して純水等の乾燥防止液を供給する。そして、上述した純水の供給と急速な排出とを数回〜十回程度繰り返すことにより、基板を効率的に洗浄処理する。
【0005】
このような急速排液リンス槽を使用した場合においては、より少量の純水を使用して、高速に基板を洗浄処理することが可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような急速排液リンス槽を使用した洗浄処理においては、洗浄処理中において基板が大気と接触することから、基板が酸化し、これに起因してパーティクルが発生するという問題が生ずる。
【0007】
すなわち、一般にSC1と呼称されるアンモニアと過酸化水素を使用した薬液処理や、一般にSC2と呼称される塩酸と過酸化水素を使用した薬液処理を行った後の基板は、親水性の酸化膜で覆われている。しかしながら、この基板が大気中の酸素と接触した場合においては、基板の表面に新たな酸化膜が生じ、この新たな酸化膜がパーティクル発生の原因となる。また、フッ酸を使用した薬液処理後の基板の表面はシリコンが露出していることから、フッ酸による薬液処理後の基板が大気と接触した場合においては、酸化膜が生じ、多量のパーティクルが発生する。
【0008】
さらには、上述した酸化に起因するパーティクル発生の問題以外にも、大気中に含まれるパーティクルやガス等により、基板が汚染されるという問題も発生する。
【0009】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、多量の純水を使用することなく、基板を清浄に洗浄処理することができる基板洗浄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】
請求項1に記載の発明は、基板を純水により洗浄処理する基板洗浄装置であって、そこに貯留した純水により基板を洗浄処理するための処理槽と、前記処理槽の底部に配設され、前記処理槽に純水を供給するための純水供給手段と、前記処理槽から純水を排出するための排出手段と、前記処理槽の上部を覆う遮蔽部材と、前記遮蔽部材に設けられ、前記処理槽内の基板に純水を供給するための純水ノズルと、前記遮蔽部材に設けられ、前記処理槽内に不活性ガスを供給するための不活性ガスノズルと、を備え、前記処理槽の外周に形成されたオーバーフロー部の上端部と前記遮蔽部材の下面に隙間を有することを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板洗浄装置において、前記遮蔽部材は、前記処理槽内に基板を搬入し、あるいは、前記処理槽内から基板を搬出するための開放位置と、前記処理槽の上部を覆う遮蔽位置との間を移動可能な処理槽の蓋部材から構成される。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の基板洗浄装置において、前記純水ノズルより供給される純水と前記不活性ガスノズルより供給される不活性ガスとを混合する混合室と、前記混合室において混合された純水と不活性ガスの混合体を基板に供給するための混合体供給口とをさらに備えている。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3いずれかに記載の基板洗浄装置において、前記処理槽内に基板を薬液処理するための薬液を供給する薬液供給手段をさらに備える。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項3いずれかに記載の基板洗浄装置において、前記処理槽の近傍には、そこに貯留した薬液により基板を薬液処理するための薬液槽が配設されており、前記薬液槽において薬液処理された基板に対し、前記処理槽において洗浄処理を行う。
【0015】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の基板洗浄装置において、前記薬液槽はエッチング液を貯留するものであり、前記薬液槽においてエッチング処理された基板に対し、前記処理槽において洗浄処理を行う。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はこの発明の第1実施形態に係る基板洗浄装置1の概要図である。
【0017】
この基板処理装置1は、その外周にオーバフロー部18を有し、そこに貯留した純水により基板Wを洗浄処理するための処理槽11と、処理槽11内に供給ノズル12を介して純水を供給するための純水供給路13と、処理槽11内に貯留された純水を急速に排出するための処理槽11の底部に形成された比較的大径の排出口14と、処理槽11の上方に配設された一対の蓋部材15を介して基板Wに乾燥防止液としての純水を供給するための純水供給路16と、一対の蓋部材15を介して処理槽内11に不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス供給路17とを備える。
【0018】
純水供給路13は、図示しない純水供給源と接続されている。この純水供給路13を通過した純水は、処理槽11の底部に配設された一対の供給ノズル12における多数の噴出口から、基板Wに向けて噴出される。そして、この純水は、基板Wを洗浄した後、処理槽11の上端部よりオーバフローする。基板Wは、この純水の上昇流によって均一に洗浄される。
【0019】
基板Wの洗浄処理に供され、処理槽11の上端部からオーバフローした純水は、処理槽11の外周に形成されたオーバフロー部18に一時的に貯留される。そして、オーバフロー部18に一時的に貯留された純水は、比抵抗計20を通過した後、ドレインに排出される。
【0020】
なお、この比抵抗計20は、基板Wの洗浄に供された純水の比抵抗値を測定することにより、純水の清浄度を測定し、この測定値に基づいて基板Wの洗浄度を判断する目的で使用される。
【0021】
処理槽11の底部に形成された排出口14は、電磁弁19と接続されている。処理槽11に貯留された純水を急速に排出する際には、この電磁弁19を開放する。これにより、処理槽11内に貯留された純水は、比較的大径の排出口14を通過して、ドレインに急速に排出される。
【0022】
次に、上述した蓋部材15の構成について説明する。
【0023】
この蓋部材15は、処理槽11の上部を覆う遮蔽部材として機能するものであり、処理槽11内に基板Wを搬入し、あるいは、処理槽11内から基板Wを搬出するための図1において二点差線で示す開放位置と、処理槽11の上部を覆う図1において実線で示す遮蔽位置との間を移動可能となっている。また、この蓋部材15は、蓋部材15の開閉のために要するクリアランスを縮小するため、例えば実開平7−7141号公報に記載されているように、蓋部材15から下方に離れた位置を回動中心として蓋部材15の端部を下方に沈めつつ回動させる図示しない回動機構と連結されている。
【0024】
図2は、蓋部材15付近の部分断面図である。
【0025】
この蓋部材15は、上述した純水供給路16と連通する連通路22に接続された純水ノズル21と、上述した窒素ガス供給路17と連通する複数の連通路24に各々接続された複数の窒素ガスノズル23とを有する。この純水ノズル21は、後述する処理槽11からの純水の急速排出時に、処理槽11内に配置された基板Wに対して乾燥防止液としての純水を供給する純水供給口として機能する。また、窒素ガスノズル23は、後述する処理槽11からの純水の急速排出時に、処理槽11内に不活性ガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給口として機能する。
【0026】
このように、蓋部材15に純水ノズル21と窒素ガスノズル23とを配設した構成を採用することにより、処理槽11と蓋部材15からなる上下方向のスペースを小さくすることができ、基板洗浄装置1全体が大型化することを防止することが可能となる。また、処理槽11に貯留される純水の液面と蓋部材15の下面との距離を小さくすることが可能となるので、処理槽11内に供給する窒素ガスの量をより少なくすることが可能となる。
【0027】
次に、この基板洗浄装置1による基板Wの洗浄動作について説明する。
【0028】
先ず、基板Wを洗浄処理するに先立って、純水供給路13から供給ノズル12を介して処理槽11内に純水を供給する。そして、純水が処理槽11の上端部からオーバフロー部18へオーバフローすれば、処理槽11への純水の供給量を少量に切り替える。また、窒素ガス供給路17から蓋部材15に形成された窒素ガスノズル23を介して処理槽11内に窒素ガスを供給し、処理槽11内における純水の上方の空間を窒素ガスでパージする。
【0029】
この状態において、洗浄処理すべき基板Wが搬送されるまで待機する。なお、待機中においても、供給ノズル12からの純水の供給を継続するのは、純水が汚染されることを防止するためである。
【0030】
前段の薬液処理工程から基板Wが搬送されれば、蓋部材15を図1において二点差線で示す開放位置に移動させる。また、供給ノズル12からの処理槽11内への純水の供給量を洗浄処理に必要な量まで増加させる。そして、基板Wを処理槽11内に搬送する。
【0031】
図3は、基板Wを処理槽11内に搬送するための基板搬送機構としてのリフタ51およびチャック52を示す説明図である。
【0032】
チャック52は、複数枚の基板Wを一括して保持した状態で、前段の薬液処理工程から処理槽11の上方まで搬送するものである。また、リフタ51は、処理槽11の上方においてチャック52から複数枚の基板Wを受け取り、これらの複数枚の基板Wを一括して支持した状態で下降し、処理槽11に貯留された純水中に浸漬するものである。
【0033】
図3に示すリフタ51およびチャック52を利用して複数枚の基板Wを純水中に浸漬するかわりに、図4に示すチャック55を利用して基板を純水中に浸漬してもよい。図4に示すチャック55は、複数枚の基板Wを一括して挟持した状態で、前段の薬液処理工程から処理槽11の上方まで搬送した後、処理槽11に貯留された純水中に浸漬するものである。なお、図4における符号54は、処理槽11内において複数枚の基板Wを起立状態で支持するための支持部を示している。但し、基板Wをチャック55で支持したままの状態でチャック55を下降させて基板Wを純水中に浸漬して洗浄処理する場合においては、この支持部54は不要である。
【0034】
なお、上述したように、蓋部材15に純水ノズル21と窒素ガスノズル23とを配設した構成を採用することにより、処理槽11と蓋部材15からなる上下方向のスペースを小さくすることができる。このため、図3に示すリフタ51およびチャック52を使用して基板Wを処理槽11内に搬送する場合においては、リフタ51の昇降距離を小さくすることができる。従って、リフタ51の駆動源から伝わる振動によって、基板Wの端縁とリフタ51の表面とが摺動してパーティクルが発生する現象を低減することが可能となる。同様に、図4に示すチャック55を使用して基板Wを処理槽11内に搬送する場合においては、チャック55の長さを短くすることができ、基板搬送機構を軽量化することができる。また、チャック55を短くできることから、基板Wの搬送時に発生するチャック55の振動を低減して、基板Wの端縁とチャック55の表面との摺動によるパーティクルの発生を低減することが可能となる。
【0035】
再度図1を参照して、基板Wが処理槽11内に搬送されれば、蓋部材15を図1において実線で示す遮蔽位置に再度移動させる。
【0036】
この状態で所定の時間が経過し、基板Wが純水による上昇流で洗浄されれば、供給ノズル12よりの純水の供給を停止すると共に、電磁弁19を開放する。これにより、処理槽11内に貯留された純水は、比較的大径の排出口14を通過して、ドレインに急速に排出される。また、これと並行して、純水供給路16から純水ノズル21を介して処理槽11内の基板Wに純水を供給することにより、純水排出時の基板Wの乾燥を防止する。
【0037】
この純水の排出時においては、基板Wは純水中に浸漬された状態から、純水の液面より上方に露出された状態となる。しかしながら、処理槽11内は、窒素ガスノズル23より供給された窒素ガスによりパージされているため、基板Wが酸素と接触することはない。従って、基板Wの表面に酸化膜が生ずることや、基板Wにパーティクルが付着することを有効に防止することが可能となる。
【0038】
処理槽11内の純水が全て排出されれば、再度、純水供給路13から供給ノズル12を介して処理槽11内に純水を供給し、基板Wを純水の上昇流により洗浄する。このような動作を数回乃至十回程度繰り返す。また、基板Wを純水の上昇流で洗浄しているときに、処理槽11よりオーバフロー部18にオーバフローした純水の比抵抗値を比抵抗計20で測定し、この比抵抗値が所定の値以上となれば、基板Wが十分に洗浄されたものと判断する。そして、蓋部材15を開放位置に移動させると共に、図3に示すリフタ51およびチャック52、または、図4に示すチャック55を使用して、基板Wを後段の基板乾燥装置に搬送する。
【0039】
なお、上述した基板Wの洗浄処理時における窒素ガスノズル23からの窒素ガスの供給量は、処理槽11と蓋部材15との間に形成される隙間の大きさ等に基づいて決定すればよい。例えば、図1に示す処理槽11の場合においては、処理槽11の外周に形成されたオーバフロー部18の上端部と蓋部材15の下面との隙間を1cmとし、オーバフロー部18の外周を100cmとした場合、窒素ガスノズル23から処理槽11内への窒素ガスの供給量は、毎分50リットル以上とすることが好ましい。言い換えれば、処理槽11と遮蔽部材としての蓋部材15との間に形成される隙間の総面積100平方cmあたり毎分50リットル以上とすることが好ましい。
【0040】
また、この窒素ガスの単位時間当たりの供給量は、上述した純水の排出工程においては、排出口14から排出される純水の単位時間当たりの排出量より大きな値とする必要がある。純水の排出工程において、窒素ガスの単位時間当たりの供給量が排出口14からの純水の単位時間当たりの排出量より小さな値となった場合には、処理槽11内に負圧が発生し、処理槽11の外部に存在する気体が処理槽11内に侵入してしまうためである。
【0041】
上述した実施の形態においては、純水の排出工程において、処理槽11内に純水と窒素ガスとを別々に供給しているが、これらを混合した状態で処理槽内に供給するようにしてもよい。図5はこのような実施形態に係る蓋部材15付近の部分断面図であり、図6はその要部拡大図である。
【0042】
この実施の形態においては、純水供給路16と連通する連通路22と窒素ガス供給路17と連通する連通路24とを、純水と窒素ガスとを混合して純水と窒素ガスの混合体を形成するための混合室26に接続し、さらにこの混合室26を混合体供給口としてのノズル25に接続した構成を有する。
【0043】
このような構成を採用した場合においては、混合室26内において純水が窒素ガスにより細かい液滴にアトマイズされる。このため、基板Wに対して純水を均一に噴霧することが可能となる。
【0044】
なお、このような構成を採用した場合において、基板Wに対して乾燥防止液としての純水を供給しない状態では、ノズル25からは窒素ガスのみが噴出される。
【0045】
このように、蓋部材15にノズル25を配設した構成を採用する場合においても、図2に示す実施形態の場合と同様、処理槽11と蓋部材15からなる上下方向のスペースを小さくすることができ、基板洗浄装置1全体が大型化することを防止することが可能となる。また、処理槽11に貯留される純水の液面と蓋部材15の下面との距離を小さくすることが可能となるので、図2に示す実施形態の場合と同様、処理槽11内に供給する窒素ガスの量をより少なくすることが可能となる。
【0046】
また、図2に示す実施形態の場合と同様、図3に示すリフタ51およびチャック52を使用して基板Wを処理槽11内に搬送する場合においては、リフタ51の昇降距離を小さくすることができる。このため、リフタ51の駆動源から伝わる振動によって、基板Wの端縁とリフタ51の表面とが摺動してパーティクルが発生する現象を低減することが可能となる。同様に、図4に示すチャック55を使用して基板Wを処理槽11内に搬送する場合においては、チャック55の長さを短くすることができ、基板搬送機構を軽量化することができる。また、チャック55短くできることから、基板Wの搬送時に発生するチャック55の振動を低減して、基板Wの端縁とチャック55の表面との摺動によるパーティクルの発生を低減することが可能となる。
【0047】
図7は、この基板洗浄装置1を、他の薬液処理装置等と共に列設することにより、基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの平面概要図である。
【0048】
この基板処理ユニットは、基板Wに対してSC1と呼称されるアンモニアと過酸化水素を使用した薬液処理を行う薬液処理装置3と、フッ酸を使用した薬液処理を行う薬液処理装置4と、SC2と呼称される塩酸と過酸化水素を使用した薬液処理を行う薬液処理装置5と、基板乾燥装置7との間に、各々、上述した基板洗浄装置1を配設した構成を有する。
【0049】
この基板処理ユニットにおいては、前段の処理工程から搬入された基板Wは、薬液処理装置3においてアンモニアと過酸化水素により薬液処理され、薬液処理装置3の右側に隣接する基板洗浄装置1において洗浄処理され、薬液処理装置4においてフッ酸により薬液処理され、薬液処理装置4の右側に隣接する基板洗浄装置1において洗浄処理され、薬液処理装置5において塩酸と過酸化水素により薬液処理され、薬液処理装置5の右側に隣接する基板洗浄装置1において洗浄処理され、さらに、基板乾燥装置7において乾燥処理されて搬出される。
【0050】
このような基板処理ユニットにおいては、各薬液処理装置3、4、5の後に配設される基板洗浄装置1の構成を共通化することにより、基板処理ユニット全体の製造コストを削減することが可能となる。
【0051】
図8は、上述した基板洗浄装置1を、他の薬液処理装置等と共に列設することにより、基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの他の実施形態を示す平面概要図である。
【0052】
この基板処理ユニットにおいては、前段の処理工程から搬入された基板Wは、基板Wに対してSC1と呼称されるアンモニアと過酸化水素を使用した薬液処理を行う薬液処理装置3により薬液処理され、基板洗浄装置1により洗浄処理され、フッ酸を使用した薬液処理を行う薬液処理装置4により薬液処理され、基板洗浄装置1により再度洗浄処理され、さらに、基板乾燥装置7により乾燥処理されて搬出される。
【0053】
このような基板処理ユニットにおいては、各薬液処理装置3、4による薬液処理後の洗浄処理を単一の基板洗浄装置1により実行することで、基板処理ユニットの占有面積を最小化し、また、基板処理ユニット全体の製造コストを削減することが可能となる。
【0054】
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図9はこの発明の第2実施形態に係る基板洗浄装置2の概要図である。なお、上述した第1実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0055】
この第2実施形態に係る基板洗浄装置2は、基板Wの洗浄処理のみならず、基板Wの薬液処理をも行うものである。すなわち、この基板洗浄装置2においては、処理槽11内に純水を供給するための純水供給路13中に、この純水供給路13を通過する純水中に薬液を混合するための薬液混合部31を配設した点が、上述した第1実施形態に係る基板洗浄装置1とは異なる。
【0056】
この薬液混合部31は、複数の薬液導入弁32、33、34を介して、各々異なる薬液を貯留する図示しない薬液タンクと接続されている。このため、各薬液導入弁32、33、34を選択的に開放することにより、純水供給路13を通過する純水中に必要な薬液を混合し、この純水と薬液との混合物を供給ノズル12を介して処理槽11中に供給することが可能となる。従って、単一の処理槽11中において、基板Wに対する複数種の薬液を使用した薬液処理を実行することが可能となる。
【0057】
この基板洗浄装置2を利用して基板Wの薬液処理と洗浄処理を行う場合においては、薬液混合部31により最初の薬液を純水中に混合して処理槽11に供給し、基板Wを処理槽11に貯留された薬液と純水との混合液中に浸漬することにより、基板Wに対する薬液処理を実行する。そして、基板Wに対する最初の薬液での薬液処理が終了すれば、純水中への薬液の混合を停止すると共に、上述した第1実施形態の場合と同様の動作により、基板Wの洗浄処理を実行する。
【0058】
基板Wの洗浄処理が終了すれば、薬液混合部31により次の薬液を純水中に混合して処理槽11に供給し、基板Wを処理槽11に貯留された薬液と純水との混合液中に浸漬することにより、基板Wに対する第2の薬液処理を実行する。そして、基板Wに対する次の薬液での薬液処理が終了すれば、純水中への薬液の混合を停止すると共に、再度、基板Wの洗浄処理を実行する。
【0059】
このような動作を繰り返すことにより、基板Wに対する複数の薬液を利用しての薬液処理と洗浄処理とを、処理槽11内で実行することができる。このため、基板Wに対して複数の薬液を使用した薬液処理と洗浄処理とを単一の処理槽11内で実行することが可能となることから、これらの処理を実行するための基板処理装置2の占有面積を最小化し、また、その製造コストを削減することが可能となる。
【0060】
図10は、3個の基板洗浄装置2を単一の基板乾燥装置7と共に列設することにより、基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの平面概要図である。
【0061】
この基板処理ユニットにおいては、前段の処理工程から搬入された基板Wは、3個の基板洗浄装置2のいずれかにより、複数の薬液を使用した薬液処理と洗浄処理とを施され、基板乾燥装置7により乾燥処理されて搬出される。
【0062】
図11は、2個の基板洗浄装置2を、2個の高温薬液処理装置6と共に列設することにより、基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの他の実施形態を示す平面概要図である。
【0063】
この基板処理ユニットにおいては、前段の処理工程から搬入された基板Wは、CHB(ケミカル・ホット・バス)と呼称される高温薬液処理装置6において高温薬液処理された後、基板洗浄装置2により複数の薬液を使用した薬液処理と洗浄処理とを施され、基板乾燥装置7により乾燥処理された後、搬出される。
【0064】
上述の基板洗浄装置は、処理槽11内の雰囲気を窒素ガスによってパージしているので基板W上に不要な酸化膜が生じない。このため、シリコン製の基板にSC1やSC2による薬液処理を施した後、当該シリコン製の基板を洗浄処理するためには好適である。
【0065】
また、シリコン製の基板にフッ酸等によるエッチング処理を施した場合はシリコン単体が露出しており、その表面が活性化している。このため表面に不要な酸化膜が生じ易い状態になっている。よって、このような、エッチング処理後のシリコン製の基板に対して洗浄処理をするためには上述の基板洗浄装置は特に好適である。
【0066】
上述した第1、第2実施形態においては、いずれも、処理槽11からの純水の急速排出時に、処理槽11内に配置された基板Wに乾燥防止液として純水を供給しているが、オゾン含有水や電解イオン水、あるいは、界面活性剤と純水との混合液等の他の乾燥防止液を使用するようにしてもよい。
【0067】
また、上述した第1、第2実施形態においては、いずれも、処理槽11内に基板Wを搬入し、あるいは、処理槽11内から基板Wを搬出するための開放位置と、処理槽11の上部を覆う遮蔽位置との間を移動可能な蓋部材15を、処理槽15の上部を覆う遮蔽部材と兼用し、装置構成の簡易化を図っている。しかしながら、上記遮蔽部材と蓋部材15とを個別に配設するようにしてもよく、蓋部材15を省略するようにしてもよい。
【0068】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、処理槽に純水を供給するための純水供給手段と、処理槽から純水を排出するための排出手段と、処理槽内の基板に純水を供給するための純水ノズルと、処理槽内に不活性ガスを供給するための不活性ガスノズルとを備えたことから、純水の排出時において処理槽内に不活性ガスを供給することにより、多量の純水を使用することなく、基板を清浄に洗浄処理することが可能となる。
【0069】
また、処理槽の上部を覆う遮蔽部材を有することから、不活性ガスの外部への拡散を防止して、処理槽内を不活性ガスで充満させることが可能となり、基板をより清浄に洗浄処理することが可能となる。
【0070】
さらに、遮蔽部材に配設された純水ノズルを有すると共に、遮蔽部材に配設された不活性ガスノズルを有することから、処理槽と遮蔽部材からなる上下方向のスペースを小さくすることができ、基板洗浄装置全体が大型化することを防止することが可能となる。また、処理槽に貯留される純水の液面と遮蔽部材の下面との距離を小さくすることが可能となるので、処理槽内に供給する不活性ガスの量をより少なくすることが可能となる。
【0071】
請求項2に記載の発明によれば、遮蔽部材が開放位置と遮蔽位置との間を移動可能な処理槽の蓋部材から構成されることから、蓋部材の他に遮蔽部材を配設する必要がなく、装置構成を簡易化することが可能となる。
【0072】
請求項3に記載の発明によれば、純水ノズルより供給される純水と不活性ガス供給手段より供給される不活性ガスとを混合する混合室と、混合室において混合された純水と不活性ガスの混合体を基板に供給するための混合体供給口とをそなえることから、混合室内において純水を不活性ガスにより細かい液滴にアトマイズすることができ、基板に対して純水を均一に噴霧することが可能となる。
【0073】
請求項4に記載の発明によれば、処理槽内に基板を薬液処理するための薬液を供給する薬液供給手段をさらに備えることから、基板に対する薬液処理と洗浄処理とを単一の処理槽内で実行することができ、これらの処理を実行するための装置の占有面積を最小化することが可能となる。
【0074】
請求項5に記載の発明によれば、処理槽の近傍にそこに貯留した薬液により基板を薬液処理するための薬液槽が配設されており、薬液槽において薬液処理された基板に対し処理槽において洗浄処理を行うことから、薬液処理後の基板を清浄に洗浄処理することが可能となる。
【0075】
請求項6に記載の発明によれば、薬液槽においてエッチング処理された基板に対し処理槽において洗浄処理を行うことから、エッチング処理によりその表面が活性化された基板を清浄に洗浄処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態に係る基板洗浄装置1の概要図である。
【図2】蓋部材15付近の部分断面図である。
【図3】基板搬送機構としてのリフタ51およびチャック52を示す説明図である。
【図4】基板搬送機構としてのチャック55を示す説明図である。
【図5】他の実施形態に係る蓋部材15付近の部分断面図である。
【図6】図5の要部拡大図である。
【図7】基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの平面概要図である。
【図8】基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの平面概要図である。
【図9】この発明の第2実施形態に係る基板洗浄装置2の概要図である。
【図10】基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの平面概要図である。
【図11】基板Wに一連の処理を行う基板処理ユニットの平面概要図である。
【符号の説明】
1、2 基板洗浄装置
3、4、5、6 薬液処理装置
7 基板乾燥装置
11 処理槽
12 供給ノズル
13 純水供給路
14 排出口
15 蓋部材
16 純水供給路
17 窒素ガス供給路
18 オーバフロー部
19 電磁弁
20 比抵抗計
21 純水ノズル
23 窒素ガスノズル
25 ノズル
26 混合室
51 リフタ
52、55 チャック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display panel, or a mask substrate for a semiconductor manufacturing apparatus with pure water.
[0002]
[Prior art]
As such a substrate cleaning apparatus, conventionally, a quick drain rinse tank called a QDR (Quick Dump Rinse) tank has been used.
[0003]
This rapid drainage rinsing tank is a processing tank for cleaning a substrate with pure water stored therein, a pure water supply path for supplying pure water to the processing tank, and a rapid supply of pure water from the processing tank. A relatively large-diameter discharge port for discharging the substrate and a nozzle for supplying an anti-drying liquid such as pure water to the substrate to prevent drying of the substrate in the processing tank.
[0004]
In the case of cleaning a silicon substrate, for example, using this rapid drainage rinse tank, pure water was supplied from the pure water supply path to the treatment tank, and the pure water was allowed to overflow from the upper end of the treatment tank. In the state, the substrate is immersed in this pure water. And after a fixed time passes, the pure water in a processing tank is rapidly discharged | emitted from a discharge port. At this time, in order to prevent the substrate from drying, a drying prevention liquid such as pure water is supplied from the nozzle to the substrate. Then, the substrate is efficiently cleaned by repeating the above-described supply of pure water and rapid discharge about several to ten times.
[0005]
When such a rapid drainage rinsing tank is used, the substrate can be cleaned at high speed using a smaller amount of pure water.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the cleaning process using such a rapid drainage rinsing tank, the substrate comes into contact with the atmosphere during the cleaning process, so that the substrate is oxidized, resulting in the generation of particles.
[0007]
That is, the substrate after the chemical treatment using ammonia and hydrogen peroxide generally called SC1 and the chemical treatment using hydrochloric acid and hydrogen peroxide generally called SC2 is a hydrophilic oxide film. Covered. However, when this substrate comes into contact with oxygen in the atmosphere, a new oxide film is formed on the surface of the substrate, and this new oxide film causes generation of particles. In addition, since silicon is exposed on the surface of the substrate after the chemical treatment using hydrofluoric acid, when the substrate after the chemical treatment with hydrofluoric acid comes into contact with the atmosphere, an oxide film is formed and a large amount of particles are generated. Occur.
[0008]
Furthermore, in addition to the above-mentioned problem of particle generation due to oxidation, there also arises a problem that the substrate is contaminated by particles, gases, etc. contained in the atmosphere.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus that can cleanly clean a substrate without using a large amount of pure water.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0011]
Claim2The invention described in claim 11In the substrate cleaning apparatus according to
[0012]
Claim3The invention described in claim 1OrClaim2In the substrate cleaning apparatus according to
[0013]
Claim4The invention described in
[0014]
Claim5The invention described in
[0015]
Claim6In the substrate cleaning apparatus according to claim 5, in the chemical cleaning tank, the chemical tank stores an etching solution, and the substrate subjected to the etching process in the chemical tank is subjected to a cleaning process in the processing tank. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a
[0017]
The
[0018]
The pure
[0019]
The pure water that has been used for the cleaning process of the substrate W and overflowed from the upper end of the processing tank 11 is temporarily stored in an
[0020]
The
[0021]
A
[0022]
Next, the configuration of the
[0023]
The
[0024]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view in the vicinity of the
[0025]
The
[0026]
Thus, by adopting a configuration in which the
[0027]
Next, the operation of cleaning the substrate W by the
[0028]
First, prior to cleaning the substrate W, pure water is supplied from the pure
[0029]
In this state, it waits until the substrate W to be cleaned is transported. The reason for continuing the supply of pure water from the
[0030]
When the substrate W is transported from the preceding chemical solution processing step, the
[0031]
FIG. 3 is an explanatory view showing a
[0032]
The
[0033]
Instead of immersing a plurality of substrates W in pure water using the
[0034]
As described above, by adopting a configuration in which the
[0035]
Referring to FIG. 1 again, when the substrate W is transferred into the processing tank 11, the
[0036]
In this state, when a predetermined time has passed and the substrate W is cleaned by the upward flow of pure water, the supply of pure water from the
[0037]
At the time of discharging the pure water, the substrate W changes from being immersed in pure water to being exposed above the liquid surface of pure water. However, since the inside of the processing tank 11 is purged by the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas nozzle 23, the substrate W does not come into contact with oxygen. Accordingly, it is possible to effectively prevent an oxide film from forming on the surface of the substrate W and particles from adhering to the substrate W.
[0038]
When all the pure water in the processing tank 11 is discharged, pure water is supplied again from the pure
[0039]
Note that the amount of nitrogen gas supplied from the nitrogen gas nozzle 23 during the cleaning process of the substrate W described above may be determined based on the size of the gap formed between the processing tank 11 and the
[0040]
Further, the supply amount of nitrogen gas per unit time needs to be larger than the discharge amount per unit time of pure water discharged from the
[0041]
In the embodiment described above, in the pure water discharging step, pure water and nitrogen gas are separately supplied into the processing tank 11, but these are mixed and supplied into the processing tank. Also good. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
[0042]
In this embodiment, pure water and nitrogen gas are mixed in the
[0043]
When such a configuration is adopted, pure water is atomized into fine droplets by nitrogen gas in the mixing
[0044]
In the case where such a configuration is adopted, only nitrogen gas is ejected from the
[0045]
As described above, even when the configuration in which the
[0046]
Similarly to the embodiment shown in FIG. 2, when the substrate W is transported into the processing tank 11 using the
[0047]
FIG. 7 is a schematic plan view of a substrate processing unit that performs a series of processes on the substrate W by arranging the
[0048]
The substrate processing unit includes a chemical processing apparatus 3 that performs chemical processing using ammonia and hydrogen peroxide called SC1 on the substrate W, a chemical processing apparatus 4 that performs chemical processing using hydrofluoric acid, and SC2. The
[0049]
In this substrate processing unit, the substrate W carried in from the previous processing step is subjected to chemical processing with ammonia and hydrogen peroxide in the chemical processing apparatus 3, and cleaning processing is performed in the
[0050]
In such a substrate processing unit, it is possible to reduce the manufacturing cost of the entire substrate processing unit by sharing the configuration of the
[0051]
FIG. 8 is a schematic plan view showing another embodiment of the substrate processing unit for performing a series of processing on the substrate W by arranging the
[0052]
In this substrate processing unit, the substrate W carried in from the previous processing step is subjected to chemical processing by the chemical processing apparatus 3 that performs chemical processing using ammonia and hydrogen peroxide called SC1 on the substrate W, The substrate is cleaned by the
[0053]
In such a substrate processing unit, the area occupied by the substrate processing unit is minimized by executing the cleaning process after the chemical processing by the chemical processing units 3 and 4 by the single
[0054]
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic view of the
[0055]
The
[0056]
The chemical
[0057]
In the case of performing chemical processing and cleaning processing of the substrate W using the
[0058]
When the cleaning process for the substrate W is completed, the chemical
[0059]
By repeating such an operation, chemical processing and cleaning processing using a plurality of chemicals for the substrate W can be performed in the processing tank 11. For this reason, since it becomes possible to perform the chemical | medical solution process and washing | cleaning process which used the some chemical | medical solution with respect to the board | substrate W in the single processing tank 11, the substrate processing apparatus for performing these processes It is possible to minimize the occupied area of 2 and reduce the manufacturing cost.
[0060]
FIG. 10 is a schematic plan view of a substrate processing unit that performs a series of processes on the substrate W by arranging three
[0061]
In this substrate processing unit, the substrate W carried in from the previous processing step is subjected to chemical processing and cleaning processing using a plurality of chemical solutions by any one of the three
[0062]
FIG. 11 is a schematic plan view showing another embodiment of a substrate processing unit for performing a series of processes on a substrate W by arranging two
[0063]
In this substrate processing unit, a plurality of substrates W loaded from the previous processing step are subjected to high temperature chemical processing in a high temperature
[0064]
In the substrate cleaning apparatus described above, the atmosphere in the processing bath 11 is purged with nitrogen gas, so that no unnecessary oxide film is formed on the substrate W. For this reason, it is suitable for carrying out the chemical | medical solution process by SC1 or SC2 to the silicon substrate, and then cleaning the silicon substrate.
[0065]
Further, when an etching process using hydrofluoric acid or the like is performed on a silicon substrate, the silicon simple substance is exposed and its surface is activated. For this reason, an unnecessary oxide film is likely to be formed on the surface. Therefore, the above-described substrate cleaning apparatus is particularly suitable for cleaning such a silicon substrate after the etching process.
[0066]
In the first and second embodiments described above, pure water is supplied as an anti-drying liquid to the substrate W disposed in the processing tank 11 at the time of rapid discharge of pure water from the processing tank 11. Other anti-drying liquids such as ozone-containing water, electrolytic ion water, or a mixture of a surfactant and pure water may be used.
[0067]
In both the first and second embodiments described above, an open position for carrying the substrate W into the processing bath 11 or carrying the substrate W out of the processing bath 11, and the processing bath 11. The
[0068]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the pure water supply means for supplying pure water to the treatment tank, the discharge means for discharging pure water from the treatment tank, and the substrate in the treatment tankPure waterFor supplyingPure water nozzleAnd inert gas for supplying inert gas into the treatment tanknozzleTherefore, by supplying an inert gas into the treatment tank when pure water is discharged, the substrate can be cleaned cleanly without using a large amount of pure water.
[0069]
Also,Since it has a shielding member that covers the upper part of the processing tank, it is possible to prevent the inert gas from diffusing to the outside and to fill the processing tank with the inert gas, and to clean the substrate more cleanly. Is possible.
[0070]
Furthermore, since it has the pure water nozzle arrange | positioned at the shielding member and has the inert gas nozzle arrange | positioned at the shielding member, the vertical space which consists of a processing tank and a shielding member can be made small, and a board | substrate It is possible to prevent the entire cleaning apparatus from becoming large. In addition, since the distance between the level of pure water stored in the processing tank and the lower surface of the shielding member can be reduced, the amount of inert gas supplied into the processing tank can be further reduced. Become.
[0071]
Claim2According to the invention described in (2), since the shielding member is composed of the lid member of the treatment tank that can move between the open position and the shielding position, it is not necessary to arrange the shielding member in addition to the lid member, The apparatus configuration can be simplified.
[0072]
Claim3According to the invention described inPure water nozzleMore suppliedPure waterMixed with the inert gas supplied from the inert gas supply means, and mixed in the mixing chamberPure waterAnd a mixture supply port for supplying a mixture of inert gas to the substrate, the pure water can be atomized into fine droplets with the inert gas in the mixing chamber. Can be sprayed uniformly.
[0073]
Claim4According to the invention described in (1), since the chemical solution supply means for supplying the chemical solution for treating the substrate with the chemical solution is further provided in the treatment tank, the chemical solution treatment and the cleaning treatment for the substrate are performed in a single treatment tank. It is possible to minimize the area occupied by the apparatus for performing these processes.
[0074]
Claim5According to the invention described in the above, a chemical bath is disposed in the vicinity of the treatment tank for chemical treatment of the substrate with the chemical solution stored therein, and the substrate subjected to the chemical treatment in the chemical bath is cleaned in the treatment tank. Thus, it becomes possible to cleanly clean the substrate after the chemical treatment.
[0075]
Claim6According to the invention described in the above, since the cleaning process is performed on the substrate etched in the chemical bath in the processing tank, the substrate whose surface is activated by the etching process can be cleaned cleanly. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a
FIG. 2 is a partial cross-sectional view in the vicinity of a
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a
FIG. 4 is an explanatory view showing a
FIG. 5 is a partial cross-sectional view in the vicinity of a
6 is an enlarged view of a main part of FIG.
7 is a schematic plan view of a substrate processing unit that performs a series of processes on a substrate W. FIG.
8 is a schematic plan view of a substrate processing unit that performs a series of processes on a substrate W. FIG.
FIG. 9 is a schematic view of a
10 is a schematic plan view of a substrate processing unit that performs a series of processes on a substrate W. FIG.
11 is a schematic plan view of a substrate processing unit that performs a series of processes on a substrate W. FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2 Substrate cleaning equipment
3, 4, 5, 6 Chemical treatment equipment
7 Substrate dryer
11 Treatment tank
12 Supply nozzle
13 Pure water supply channel
14 Discharge port
15 Lid member
16 Pure water supply channel
17 Nitrogen gas supply path
18 Overflow section
19 Solenoid valve
20 Resistivity meter
21 Pure water nozzle
23 Nitrogen gas nozzle
25 nozzles
26 Mixing chamber
51 Lifter
52, 55 Chuck
Claims (6)
そこに貯留した純水により基板を洗浄処理するための処理槽と、
前記処理槽の底部に配設され、前記処理槽に純水を供給するための純水供給手段と、
前記処理槽から純水を排出するための排出手段と、
前記処理槽の上部を覆う遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に設けられ、前記処理槽内の基板に純水を供給するための純水ノズルと、
前記遮蔽部材に設けられ、前記処理槽内に不活性ガスを供給するための不活性ガスノズルと、を備え、
前記処理槽の外周に形成されたオーバーフロー部の上端部と前記遮蔽部材の下面に隙間を有することを特徴とする基板洗浄装置。A substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate with pure water,
A treatment tank for cleaning the substrate with pure water stored therein;
Disposed at the bottom of the treatment tank, and pure water supply means for supplying pure water to the treatment tank;
Discharging means for discharging pure water from the treatment tank;
A shielding member covering the upper part of the treatment tank;
A pure water nozzle provided in the shielding member for supplying pure water to the substrate in the processing tank;
Wherein provided on the shield member, and a inert gas nozzle for supplying an inert gas into the processing bath,
A substrate cleaning apparatus , comprising a gap between an upper end portion of an overflow portion formed on an outer periphery of the processing tank and a lower surface of the shielding member .
前記遮蔽部材は、前記処理槽内に基板を搬入し、あるいは、前記処理槽内から基板を搬出するための開放位置と、前記処理槽の上部を覆う遮蔽位置との間を移動可能な処理槽の蓋部材から構成される基板洗浄装置。The substrate cleaning apparatus according to claim 1 ,
The shielding member is capable of moving between an open position for carrying a substrate into the processing tank or carrying the substrate out of the processing tank and a shielding position covering the upper part of the processing tank. Substrate cleaning device comprising a lid member.
前記純水ノズルより供給される純水と前記不活性ガスノズルより供給される不活性ガスとを混合する混合室と、
前記混合室において混合された純水と不活性ガスの混合体を基板に供給するための混合体供給口と、
をさらに備えた基板洗浄装置。The substrate cleaning apparatus according to claim 1 or 2 ,
A mixing chamber for mixing the inert gas supplied from the pure water and the inert gas nozzle which is supplied from the pure water nozzle,
A mixture supply port for supplying the substrate with a mixture of pure water and inert gas mixed in the mixing chamber;
A substrate cleaning apparatus further comprising:
前記処理槽内に基板を薬液処理するための薬液を供給する薬液供給手段をさらに備えた基板洗浄装置。The substrate cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
A substrate cleaning apparatus, further comprising a chemical solution supplying means for supplying a chemical solution for chemical processing of the substrate into the processing tank.
前記処理槽の近傍には、そこに貯留した薬液により基板を薬液処理するための薬液槽が配設されており、前記薬液槽において薬液処理された基板に対し、前記処理槽において洗浄処理を行う基板洗浄装置。The substrate cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
In the vicinity of the treatment tank, a chemical solution tank for chemical treatment of the substrate with the chemical solution stored therein is disposed, and the substrate treated with the chemical solution in the chemical solution tank is subjected to a cleaning process in the treatment tank. Substrate cleaning device.
前記薬液槽はエッチング液を貯留するものであり、前記薬液槽においてエッチング処理された基板に対し、前記処理槽において洗浄処理を行う基板洗浄装置。The substrate cleaning apparatus according to claim 5,
The said chemical | medical solution tank stores etching liquid, The board | substrate cleaning apparatus which performs the washing process in the said processing tank with respect to the board | substrate etched in the said chemical | medical solution tank.
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