JP4037178B2

JP4037178B2 - Cleaning apparatus and cleaning method

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Publication number: JP4037178B2
Application number: JP2002163366A
Authority: JP
Inventors: 宏幸森; 貴行丹生谷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-06-04
Also published as: JP2004014641A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板等洗浄対象の洗浄を行う洗浄装置および洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の基板を洗浄する洗浄装置が用いられている。洗浄室内に基板を保持して洗浄液を流入することにより、基板の洗浄が行われる。基板は洗浄後にリンス液でリンスされ、洗浄室内に供給された乾燥用の気体により乾燥される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、洗浄室内に気体を供給する気体供給口には洗浄液（あるいはその飛沫）が付着しがちである。気体供給口に洗浄液の成分が残留したままだと、この残留成分により基板が再汚染されるおそれがある。また、次に異なる洗浄液を用いたときに残留成分と新たな洗浄液とが反応し、この反応成分により基板が汚染される可能性もある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、気体供給口を清浄な状態に保ち易い洗浄装置、洗浄方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために本発明に係る洗浄装置は、洗浄対象が配置され、液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口とを有する洗浄室と、前記洗浄室内に気体を供給する気体供給用弁と、前記気体供給用弁と接続された気体供給口と、前記気体供給口から供給される気体を一時的に保持する気体保持室と、前記気体保持室に接続され、該気体保持室から液体を排出する液体排出用弁と、前記洗浄室と前記気体保持室との間に介在して、気体を流通させ、かつ液体の流通を制限する液体流通制限部と具備することを特徴とする。
【０００５】
気体供給口が気体保持室に設けられている。気体保持室は、供給される気体を一時的に保持すると共に、液体を排出する液体排出用弁が接続されている。気体供給口は、気体を保持する気体保持室に設けられているので、洗浄室から洗浄液が侵入し付着する畏れが少ない。また、洗浄液が気体保持室内（気体供給口を含む）に付着した場合、気体保持室にリンス液を供給し液体排出用弁を通じて排出することで、その内部をクリーニングできる。さらに、気体保持室の天井部が気体供給口に向かって次第に高くなっていることは、気体供給口に洗浄液を付着しにくくし、かつ気体保持室内のクリーニングを容易にする。
【０００６】
（２）本発明に係る洗浄方法は、（１）の洗浄装置を用いて洗浄を行う洗浄方法であって、前記気体保持室内に気体を保持した状態で、前記流入口から洗浄液を流入させ、かつ前記流出口から前記洗浄液を流出させて、洗浄対象を洗浄処理する洗浄処理ステップ、を具備することを特徴とする。
気体保持室内に気体を保持した状態で、洗浄室内の洗浄対象を洗浄することで、洗浄室内ひいては気体供給口への洗浄液の付着を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係る洗浄システム１００を表すブロック図である。本図に示すように、洗浄システム１００は洗浄装置１０、流体貯留槽３０、待機循環系４４、洗浄流体循環路５１（供給路４６、還流路４７）、回収路８０、リンス流体供給系５４、乾燥流体供給系５８等から構成される。
【０００８】
洗浄装置１０は、半導体ウエハＷ（以下、「ウエハＷ」という）等の洗浄対象を内部に保持し、洗浄流体３２等による洗浄を行う装置である。後述するように、乾燥流体供給系５８が洗浄装置１０の液体排出路８４に接続されていることで、洗浄装置１０との接続部（気体供給口）の汚染を防止している。
流体貯留槽３０は、ウエハＷを洗浄するための洗浄流体３２を貯留する貯留槽である。
待機循環系４４は、流体貯留槽３０内の洗浄流体３２を一定状態に保つために洗浄流体３２を循環させる循環路である。
供給路４６および還流路４７はそれぞれ、流体貯留槽３０から洗浄装置１０に洗浄流体３２を供給、還流する供給路および還流路であり、併せて洗浄流体循環路５１を構成する。
回収路８０は、洗浄装置１０内の洗浄流体３２を流体貯留槽３０に回収するための回収路であり、また洗浄装置１０内の液体を洗浄システム１００外部に排出するための排出路の一部でもある。
リンス流体供給系５４は、洗浄装置１０にウエハＷをリンス処理するためのリンス流体を供給する供給路である。
乾燥流体供給系５８は、洗浄装置１０に乾燥流体（気体）を供給する供給路である。
【０００９】
なお、ここでいう洗浄処理は、洗浄対象から汚染物質を除去する処理一般をいい、例えば、ウエハＷにドライエッチングを施した後、またはドライエッチング後さらにアッシングを施した後に、不要となるマスクであるレジストやエッチング残滓を除去するのに用いることができる。また、ウエハ膜付け処理の前等に行なわれる通常の前洗浄処理等にも用いることができる。
【００１０】
洗浄流体（洗浄液）３２は、酸化剤、キレート剤およびフッ素化合物、必要に応じて有機溶剤を含有する洗浄剤を用いる。例えば、アンモニア（ＮＨ_３）と過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）の混合物、或いは塩化水素（ＨＣｌ）と過酸化水素水との混合物を用いることができ、レジスト除去には例えば濃硫酸と過酸化水素水との混合物を用いることができる。他に、希フッ酸（ＨＦ，Ｈ_２Ｏ）、バッファードフッ酸（ＨＦ，ＮＨ_４Ｆ，Ｈ_２Ｏ）、硫酸過水（Ｈ_２ＳＯ_４，Ｈ_２Ｏ_３，Ｈ_２Ｏ）や、ＣＯ_２などの超臨界流体等も用いることができる。
洗浄後のリンス流体（リンス液）として、例えば、超純水を用いることができる。
【００１１】
以下に、洗浄システム１００を洗浄装置１０等に区分して詳細に説明する。
Ａ．洗浄装置１０
図２は洗浄装置１０を表す正面図である。また、図３、４はそれぞれ、洗浄装置１０の一部を表す側断面図および正断面図である。
洗浄装置１０は、洗浄処理容器１２と、洗浄処理容器１２の両端に接続された導入部１４および排出部１６を有する。
導入部１４には、バッファ部１８が接続されている。バッファ部１８には１本の配管が分岐した導入配管２０が、導入配管２０には流体配管２６が接続されている。流体配管２６は供給路４６に接続されている。
排出部１６には、排出管２７、液体流通制限部２８、気体保持室２９が順に接続されている。排出管２７は、出口側二方弁５２を通じて還流路４７に接続されている。また、気体保持室２９は、乾燥流体供給用二方弁５７を通じて乾燥流体供給系５８に、液体排出用二方弁８６を通じて液体排出路８４に接続されている。
ここで、洗浄処理容器１２、導入部１４および排出部１６、ならびに、バッファ部１８、導入配管２０、排出管２７、液体流通制限部２８、および気体保持室２９は、例えば、ステンレス、あるいはテフロン（ポリ四ふっ化エチレンの登録商標）材料により形成されている。
【００１２】
洗浄装置１０は、縦型であり、導入部１４より導入された洗浄流体３２が洗浄装置１０の内部を上向きに流れ、排出部１６より流出するように構成され、その内部（内部空間Ｓ）が本発明に係る洗浄室として機能する。洗浄装置１０は、大気への開放箇所を有しない密閉系に構成されている。
なお、例えば、超臨界条件で洗浄する等の場合には、洗浄装置１０を横置き形として、洗浄流体３２を横方向に流通させてもよい。
【００１３】
洗浄処理容器１２は、図３中Ｘ方向の厚みＴ１、言いかえれば、２つの主面１２ａ、１２ｂの間の間隙の薄い扁平な直方体状に形成されている。
洗浄処理容器１２は、Ｘ方向に対向する２つの主面１２ａ、１２ｂのいずれか一方が装置から着脱可能あるいは開閉可能に設けられている（図示せず。）。その結果、図示しないウエハ搬送装置を用いてウエハＷを洗浄処理容器１２内に搬入することができる。
洗浄処理容器１２の主面１２ｂには、ウエハＷを保持するための保持具（以下、単に保持具という。）２４ａ〜２４ｃが取り付けられている。
【００１４】
導入部１４は、図２、３中、下方から上方（Ｚ正方向）に向けて末広がりで、Ｘ方向に扁平な形状に形成されている。
バッファ部１８は、円柱状であり、その両側には分岐した導入配管２０が対向して接続されている。したがって、導入配管２０からバッファ部１８に流入する洗浄流体３２は、Ｙ方向中間部で衝突して合流し、流れの方向を上向きに変えて導入部１４に流出する。
【００１５】
排出部１６は、洗浄処理容器１２を挟んで導入部１４と略対称形状に形成されている。すなわち、排出部１６は、流入口（整流側流入口）から流出口（整流側流出口）に向けて漸次扁平度合いが大きくかつ逆末広がり状に形成されている。排出部１６に流入した洗浄流体３２は排出管２７、出口側二方弁５２を通じて還流路４７へと流出する。
【００１６】
液体流通制限部２８は、排出管２７と気体保持室２９とを接続する複数の流通孔を有し、気体保持室２９から排出管２７への気体（ガス）の流入を可能とし、かつ排出管２７から気体保持室２９への流体の流入を制限する。
図５は液体流通制限部２８をＺ方向から見た状態の一例を表す上面図である。図５（Ａ）では液体流通制限部２８ａが細長いスリット状の流通孔を複数並べて形成されている（スリット状）。図５（Ｂ）では液体流通制限部２８ｂが略円状の流通孔を点在して形成されている（シャワーヘッド状）。流通孔の大きさ（スリットの幅または円の直径）は、ほぼ１ｍｍ以下である。複数の流通孔の全面積が（排出管２７から還流路４７へと向かう流出口の面積に比べて）限定されていることから、液体が液体流通制限部２８を流通しにくくなっている。これは、洗浄流体３２が塊としてもあるいは飛沫としても排出管２７から気体保持室２９に到達することを制限することを意味する。
【００１７】
気体保持室２９は、乾燥流体供給系５８から供給された乾燥流体を一時的に保持するものであり、液体流通制限部２８の真上に形成され、内部が略円筒状である。気体保持室２９の上部は円筒の中心に近づくほど天井の高さが高くなる、いわゆるドーム型をしており、このドームの最上部が乾燥流体供給用二方弁５７を通じて乾燥流体供給系５８に接続された気体供給口となっている。即ち、気体供給口は排出管２７から鉛直方向に最も離れて位置する。
【００１８】
以上を纏めると以下のようになる。
▲１▼気体保持室２９は乾燥流体を一時的に保持する。これは、液体流通制限部２８によって排出管２７からの洗浄流体３２の侵入が防止されることとも対応する。
▲２▼気体保持室２９は、液体流通制限部２８によって排出管２７から隔てられている。
▲３▼気体供給口（気体保持室２９）は排出管２７からみて鉛直方向にある。
▲４▼気体供給口は気体保持室２９内において排出管２７から最も離れた位置にある。
【００１９】
以上、▲１▼〜▲３▼はいずれも気体保持室２９内への洗浄液の侵入防止ひいては気体供給口への洗浄流体３２の付着防止に寄与し、▲４▼は気体供給口への洗浄流体３２の付着防止に直接的に寄与する。
そして、この気体供給口への洗浄流体３２の付着防止（気体保持室２９内への洗浄液の侵入防止）は、乾燥流体供給系５８から気体保持室２９内に少量の乾燥流体の供給を継続することにより、さらに効果的になる。
以上のようにして、気体供給口への洗浄流体３２の付着が防止され、気体供給口に付着した洗浄流体３２の成分に起因する（成分そのものまたは他の組成の洗浄流体との反応物による）ウエハＷの再汚染が防止される。
【００２０】
気体保持室２９の側面に液体排出用二方弁（バルブ）８６を通じて液体排出路８４に接続するための排出口が開口している。仮に気体保持室２９内に洗浄流体３２が侵入した場合には、供給路４６を通じて気体保持室２９内にリンス流体を流入させて液体排出路８４から流出させることで、気体保持室２９内から洗浄流体３２を追い出すことができる。なお、この追い出しは、ウエハＷのリンス処理後に行うのが好ましい。
気体保持室２９の上部がドーム状であることは、上記▲４▼により気体供給口への洗浄流体３２の付着防止および気体保持室２９内に付着した洗浄流体３２の成分の効果的除去の双方に寄与する。
【００２１】
Ｂ．待機循環系４４
待機循環系４４は、以下のようにして流体貯留槽３０内の洗浄流体３２を一定状態に保つための循環を行っている。
【００２２】
流体貯留槽３０は密閉されて、内部には洗浄流体３２が貯留されてＮ_２気体などの不活性雰囲気になされている。この洗浄流体３２が不足すると、補給系３４を介して洗浄流体３２が補給される。
流体貯留槽３０には、循環用のポンプ３６、洗浄流体３２の温度調整を行なう温調器３８、洗浄流体３２中の不純物を除去するフィルタ４０及び開閉弁４２を順次介設して再度、流体貯留槽３０へ戻る待機循環系４４が接続されている。待機中には待機循環系４４内で洗浄流体３２を循環させて、温調器３８により洗浄流体３２の温度を一定に維持しつつフィルタ４０により洗浄流体３２中の例えば粒状の不純物を除去するようになっている。
【００２３】
Ｃ．洗浄流体循環路５１（供給路４６、還流路４７）
供給路４６、還流路４７は、以下のようにして、流体貯留槽３０から洗浄装置１０への洗浄流体３２の供給および還流を行う。
【００２４】
待機循環系４４と洗浄装置１０とを接続して、洗浄流体３２を洗浄装置１０へ供給するための供給路４６が設けられている。供給路４６には、流量調整弁４８、入口側三方弁５０、後述する回収用三方弁８２が順に接続されている。
また、洗浄装置１０と流体貯留槽３０とを接続して、洗浄流体３２を流体貯留槽３０へ戻すための還流路４７が設けられ、出口側二方弁５２および排出用三方弁５６が接続されている。
【００２５】
洗浄装置１０は外気から密閉された構造となっているため、供給路４６と還流路４７により、流体貯留槽３０と洗浄装置１０の間で洗浄流体３２を外気に晒すことなく循環する洗浄流体循環路５１が形成されている。
なお、上記供給路４６は、待機循環系４４に接続せずに、流体貯留槽３０と洗浄装置１０を直接接続してもよい。
【００２６】
Ｄ．リンス流体供給系５４、回収路８０、乾燥流体供給系５８
リンス流体供給系５４、乾燥流体供給系５８、回収路８０は、以下のように、洗浄装置１０に接続されている。
【００２７】
入口側三方弁５０には、リンス流体として例えば超純水を外気に晒すことなく供給するためのリンス流体供給系５４が接続され、洗浄装置１０にリンス流体を供給する。
回収用三方弁８２には、洗浄装置１０内に残留する液体（洗浄流体３２またはリンス流体）を流体貯留槽３０に回収または気液分離器７０から排出するための回収路８０が接続されている。
流体貯留槽３０と回収路８０の途中には排出路８８に接続された回収／排出切替用三方弁９０が配置され、排出路８８は気液分離器７０に接続されている。回収／排出切替用三方弁９０を切り替えることで、洗浄装置１０内から回収用三方弁８２を経由して流出してくる液体を流体貯留槽３０に回収するか（洗浄流体３２の場合）、または気液分離器７０から排出するか（特にリンス流体の場合）を切り替えることができる。
なお、洗浄流体３２またはリンス流体の回収または排出に際しては、後述する乾燥流体供給系５８等により洗浄装置１０内に回収用流体（Ｎ_２ガス等）が供給される。
【００２８】
洗浄装置１０（具体的には気体保持室２９）に接続された乾燥流体供給用二方弁５７には、Ｎ_２ガスやアルコールの蒸気などの乾燥流体を外気に晒すことなく供給するための乾燥流体供給系５８が接続されている。この乾燥流体供給系５８には、その上流側より、流体の流量を調整するレギュレータ６０、流体中の不純物を除去するフィルタ６２及び開閉弁６６により選択的に供給されるアルコールを気化させる気化器６４が順次介設されている。
一方、気体保持室２９に液体排出用二方弁８６を通じて接続された液体排出路８４は、後述する気液分離器７０に接続されている。
【００２９】
リンス流体供給系５４及び乾燥流体供給系５８を洗浄流体循環路５１に接続することによって、洗浄装置１０内さらには配管内も同時にリンスして乾燥することができる。
なお、排出用三方弁５６には、不用な液体や気体を排出させる排出系６８が接続されており、この排出系６８には気液分離器７０を介設して気体と液体とを分離して、液体をドレインとして系外へ排出するようになっている。
【００３０】
Ｅ．供給制御部６５
これら処理流体、リンス流体、乾燥流体、及び回収用流体を選択的に連続供給するように制御するため、供給制御部６５が設けられている。入口側三方弁５０、出口側二方弁５２等は供給制御部６５によって制御される。洗浄流体３２は、供給制御部６５によって制御可能な入口側三方弁５０等を介して流体貯留槽３０から流入し流出する。
【００３１】
（洗浄システム１００の動作）
以下に洗浄システム１００の動作について説明する。図６は、洗浄システム１００の動作手順の１例を示すフロー図である。本図に示すように、洗浄システム１００による洗浄手順は、大きくウエハＷの搬入（ステップＳ１）、洗浄処理（ステップＳ２）、リンス処理（ステップＳ３）、乾燥処理（ステップＳ４）、ウエハＷの搬出（ステップＳ５）に区分することができる。
【００３２】
洗浄する時の洗浄流体３２の温度、言いかえれば、ウエハＷの温度は、常温〜８０℃程度とし、適宜の手段により所定の温度に保持する。この温度は、エッチングの条件等に応じて適宜選択する。
なお、何ら洗浄処理を行わない待機中のときには、流量調整弁４８を閉状態とし、待機循環系４４を駆動してこの系内に流体貯留槽３０内の洗浄流体３２を循環させて、温調器３８で洗浄流体３２の温度を所定の温度に維持して化学的に安定化させておくと同時に、この洗浄流体３２中の不純物をフィルタ４０により取り除く。
【００３３】
（１）未処理のウエハＷを洗浄装置１０内へ搬入する（ステップＳ１）。
具体的には、洗浄処理容器１２の主面１２ａまたは主面１２ｂを開き、図示しないウエハ搬送装置を用いてウエハＷを洗浄処理容器１２内に搬入する。そして、ウエハＷの周縁を保持具２４ａ〜２４ｃで保持して、ウエハＷを洗浄処理容器１２に固定する。
ウエハＷを保持したら、洗浄処理容器１２を液密に閉じ、内部空間Ｓ（洗浄室）内を密閉状態とする。
【００３４】
（２）洗浄流体３２により洗浄装置１０（洗浄処理容器１２）内のウエハＷを洗浄する（ステップＳ２）。
この洗浄ステップＳ２は、ステップＳ２１〜Ｓ２３に区分される。
▲１▼気体保持室２９内への乾燥流体の供給（ステップＳ２１）
乾燥流体供給用二方弁５７を通じて乾燥流体供給系５８から気体保持室２９内にＮ_２ガス等の乾燥流体を少量供給する。供給された乾燥流体は気体保持室２９内に保持され、気体保持室２９内に洗浄流体３２が侵入するのを防止する。なお、このとき液体排出用二方弁８６は閉じられている。
気体保持室２９内への乾燥流体の供給はその後も必要に応じて継続することができる。乾燥流体の供給（少量でよい）を継続することで、気体保持室２９内に洗浄流体３２が侵入するのをさらに防止できる。
【００３５】
▲２▼洗浄処理容器１２への洗浄流体３２の供給（ステップＳ２２）
洗浄流体循環路５１の入口側三方弁５０、出口側二方弁５２を、洗浄流体が流れるように開き、流体貯留槽３０の洗浄流体３２をポンプ３６で、例えば、５０Ｌ／ｓ程度の流量に調整しながら、供給路４６を介して洗浄装置１０（流体配管２６）に送出する。洗浄処理中は、洗浄装置１０内を通過した洗浄流体３２は、還流路４７を通じて流体貯留槽３０内へ戻り循環使用される。
【００３６】
流体配管２６を通った洗浄流体３２は、導入配管２０、バッファ部１８を経由して洗浄処理容器１２内に流出する。
洗浄処理容器１２に流入した洗浄流体３２は、ウエハＷの両面に沿って上方に流れ、ウエハＷに付着等した汚染物質を除去する。
以上のウエハＷの洗浄時において、気体保持室２９内に乾燥流体（気体）が保持され、さらに液体排出用二方弁８６は閉じられているので、気体保持室２９ひいては気体供給口への洗浄流体３２の侵入（付着）が防止される。このため、気体供給口に付着した洗浄流体３２の成分が後の工程でウエハＷに再付着しウエハＷが再汚染される危険性が低減する。
【００３７】
▲３▼洗浄処理容器１２からの洗浄流体３２の排出（ステップＳ２３）
洗浄処理が完了したら、洗浄流体３２の供給を停止して、乾燥流体供給用二方弁５７を開放する（気体保持室２９への少量の乾燥流体の供給が継続している場合には、その供給量を増大させる）。
乾燥流体供給系５８から気体保持室２９を経由して洗浄処理容器１２に回収用流体としてＮ_２ガス等の乾燥流体が流入する。これにより洗浄処理容器１２内部や配管類に溜っている洗浄流体３２を追い出して、回収路８０を経由してこれを流体貯留槽３０に回収する。
なお、洗浄流体３２の回収は、別に設けた回収用流体供給系を用いて行ってもよい。
【００３８】
（３）リンス処理（ステップＳ３）。
このステップＳ３は、ウエハＷのリンス処理（ステップＳ３１）、気体保持室２９内のリンス処理（ステップＳ３２）、リンス流体の排出（ステップＳ３３）の３ステップに区分できる。
▲１▼ウエハＷのリンス処理（ステップＳ３１）
リンス流体により洗浄装置１０内のウエハＷを洗浄する。即ち、内部空間Ｓに超純水などのリンス流体を流すことによりウエハ表面に付着している洗浄流体３２を洗い流してリンスを行なう。
具体的には、乾燥流体供給用二方弁５７を閉じて、入口側三方弁５０をリンス流通側に切り替え、これと同時に排出用三方弁５６を排出側に切り替える。洗浄装置１０に例えば超純水よりなるリンス流体を供給し、ウエハ表面等に付着している洗浄流体を洗い流す。この洗い流したリンス流体は、排出系６８を通じて気液分離器７０内に流入し、ここで液体と気体とに気液分離された後、系外へ排出される。
【００３９】
このとき、気体保持室２９内には先のステップＳ２３で洗浄流体３２の排出に用いられた乾燥流体が保持されている。このため、ウエハＷのリンスに用いられたリンス流体（少なくともリンス処理の初期には洗浄流体３２が混入している）が気体保持室２９内に侵入し、気体保持室２９内ひいては気体供給口に洗浄流体３２の成分が付着する可能性が低減する。
なお、乾燥流体供給用二方弁５７を完全に閉じるのではなく、気体保持室２９内への乾燥流体の少量の供給を継続することで、気体保持室２９内へのリンス流体（洗浄流体３２の成分を含む可能性のある）の侵入をより効果的に防止できる。
【００４０】
▲２▼気体保持室２９内のリンス処理（ステップＳ３２）
リンス流体により気体保持室２９内をリンス処理する。この処理は、ウエハＷのリンス処理が充分に行われて、出口側二方弁５２から気液分離器７０に排出されるリンス流体に洗浄流体３２の成分がほとんど含まれなくなってから行われる。
具体的には、出口側二方弁５２を閉じて、これと同時に液体排出用二方弁８６を開く。気体保持室２９内を洗い流したリンス流体は、液体排出路８４を通じて気液分離器７０内に流入し、ここで液体と気体とに気液分離された後、系外へ排出される。
なお、このステップＳ３２は必ず行わねばならないものではない。全く行わないか、あるいはウエハＷの洗浄を行う数ロット毎に１回程度行ってもよい。気体保持室２９内に何らかの理由で洗浄流体３２等が付着する可能性がある場合に、気体保持室２９内に付着した洗浄流体３２等を除去するために行われる。
【００４１】
▲３▼気体保持室２９および洗浄処理容器１２からのリンス流体の排出（ステップＳ３３）
ステップＳ３２の気体保持室２９内のリンス処理が完了したら、気体保持室２９および洗浄処理容器１２からリンス流体を排出する。
具体的には、入口側三方弁５０を操作してリンス流体の供給を停止し、乾燥流体供給用二方弁５７を開く。乾燥流体供給用二方弁５７を開くと同時に回収用三方弁８２を回収側に、回収／排出切替用三方弁９０を排出側にそれぞれ切り替える。
乾燥流体供給系５８から気体保持室２９を経由して洗浄処理容器１２に回収用流体としてＮ_２ガス等の乾燥流体が流入する。これにより洗浄処理容器１２内部や配管類に溜っているリンス流体を追い出して、排出路８８を経由してこれを気液分離器７０に排出する。なお、リンス流体の排出は、別に設けた排出用流体供給系を用いて行ってもよい。
このステップＳ３４におけるリンス流体の排出により、この後のステップＳ４におけるリンス流体の乾燥処理をより効率的に行なうことができる。
【００４２】
（４）洗浄装置１０内のウエハＷ（および気体保持室２９内面）を乾燥する（ステップＳ４）。
▲１▼例えば、洗浄装置１０内にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の蒸気アルコールを流す。具体的には、Ｎ_２ガスを供給した状態で、開閉弁６６を開にすることにより、アルコールを気化器６４内で気化させてＮ_２ガス中に混入させる。
これにより、気化アルコールが洗浄装置１０内（気体保持室２９内および洗浄処理容器１２内）に供給される。その結果、洗浄処理容器１２内のウエハＷ表面（気体保持室２９内をリンス処理したときには気体保持室２９内面も）に付着するリンス流体の表面張力が破られて液滴ができ難い状態となり、乾燥し易くなる。
【００４３】
▲２▼更に、Ｎ_２ガス等を流すことにより、ウエハＷ表面（及び洗浄処理容器１２内面）を完全に乾燥させる。即ち、気化アルコールの供給を停止し、Ｎ_２ガスのみを流し続けてウエハ面及び洗浄装置１０内の乾燥を行なう。
この場合、Ｎ_２ガスを加熱してホットＮ_２ガスとして流すことにより、乾燥処理時間を短縮することができる。
【００４４】
（５）洗浄処理済のウエハＷを洗浄装置１０内から搬出する（ステップＳ５）。
具体的には、洗浄処理容器１２の主面１２ａまたは主面１２ｂを開き、保持具２４ａ〜２４ｃによるウエハＷの固定を解除して、図示しないウエハ搬送装置を用いて洗浄処理が施されたウエハＷを洗浄処理容器１２内から搬出する。
【００４５】
以上説明した本実施の形態例に係る基板の洗浄装置および洗浄方法は、気体供給口への洗浄流体３２の成分の付着を防止し、また付着した場合にはその成分を除去することで、洗浄流体３２の成分によるウエハＷの再汚染を防止することができる。
【００４６】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張、変更できる。拡張、変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、対象として半導体ウエハ等の基板に限定することなく、ガラス基板等も含めた洗浄対象一般を用いることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば気体供給口を清浄な状態に保ち易い洗浄装置、洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄システムを表すブロック図である。
【図２】図１に示す洗浄装置を拡大して表す正面図である。
【図３】図１に示す洗浄装置の一部を拡大して表す側断面図である。
【図４】図１に示す洗浄装置の他の一部を拡大して表す正断面図である。
【図５】液体流通制限部をＺ方向から見た状態の一例を表す上面図である。
【図６】本発明に係る洗浄装置による洗浄の手順を表すフロー図である。
【符号の説明】
１００…洗浄システム、１０…洗浄装置、１２…洗浄処理容器、１２ａ、１２ｂ…主面、１４…導入部、１６…排出部、１８…バッファ部、２０…導入配管、２４ａ〜２４ｃ…保持具、２６…流体配管、２７…排出管、２８…液体流通制限部、２９…気体保持室、３０…流体貯留槽、３２…洗浄流体、３４…補給系、３６…ポンプ、３８…温調器、４０…フィルタ、４２…開閉弁、４４…待機循環系、４６…供給路、４７…還流路、４８…流量調整弁、５０…入口側三方弁、５１…洗浄流体循環路、５２…出口側二方弁、５４…リンス流体供給系、５６…排出用三方弁、５７…乾燥流体供給用二方弁、５８…乾燥流体供給系、６０…レギュレータ、６２…フィルタ、６４…気化器、６５…供給制御部、６６…開閉弁、６８…排出系、７０…気液分離器、７２…洗浄処理容器、８０…回収路、８２…回収用三方弁、８４…液体排出路、８６…液体排出用二方弁、８８…排出路、９０…回収／排出切替用三方弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method for cleaning an object to be cleaned such as a substrate.
[0002]
[Prior art]
A cleaning apparatus for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer is used. The substrate is cleaned by holding the substrate in the cleaning chamber and flowing the cleaning liquid. The substrate is rinsed with a rinsing liquid after being cleaned, and dried with a drying gas supplied into the cleaning chamber.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the cleaning liquid (or droplets) tends to adhere to the gas supply port for supplying the gas into the cleaning chamber. If the component of the cleaning liquid remains in the gas supply port, the substrate may be recontaminated by the residual component. In addition, when a different cleaning solution is used next, the remaining component reacts with a new cleaning solution, and the reaction component may contaminate the substrate.
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a cleaning device and a cleaning method that can easily keep the gas supply port in a clean state.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, a cleaning apparatus according to the present invention includes a cleaning chamber in which a cleaning target is disposed, an inlet through which liquid flows in, and an outlet through which liquid flows out, and gas in the cleaning chamber A gas supply valve connected to the gas supply valve, a gas holding chamber for temporarily holding gas supplied from the gas supply port, and a gas holding chamber connected to the gas holding chamber. A liquid discharge valve for discharging the liquid from the gas holding chamber; A liquid flow restricting portion that is interposed between the cleaning chamber and the gas holding chamber to allow the gas to flow and restrict the flow of the liquid; It is characterized by comprising.
[0005]
A gas supply port is provided in the gas holding chamber. Gas holding chamber Is A liquid discharge valve for discharging the liquid is connected while temporarily holding the supplied gas. The gas supply port is provided in the gas holding chamber that holds the gas. Please As a result, the cleaning liquid is less likely to enter and adhere from the cleaning chamber. When the cleaning liquid adheres to the gas holding chamber (including the gas supply port), the inside can be cleaned by supplying the rinsing liquid to the gas holding chamber and discharging it through the liquid discharge valve. Furthermore, the fact that the ceiling portion of the gas holding chamber is gradually higher toward the gas supply port makes it difficult for the cleaning liquid to adhere to the gas supply port and facilitates cleaning of the gas holding chamber.
[0006]
(2) The cleaning method according to the present invention is a cleaning method in which cleaning is performed using the cleaning device of (1), and in a state where gas is held in the gas holding chamber, a cleaning liquid is caused to flow from the inlet. And a cleaning process step of cleaning the target to be cleaned by causing the cleaning liquid to flow out from the outlet.
By cleaning the object to be cleaned in the cleaning chamber while the gas is held in the gas holding chamber, it is possible to prevent the cleaning liquid from adhering to the cleaning chamber and thus to the gas supply port.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a cleaning system 100 according to the present invention. As shown in the figure, the cleaning system 100 includes a cleaning device 10, a fluid storage tank 30, a standby circulation system 44, a cleaning fluid circulation path 51 (a supply path 46, a reflux path 47), a recovery path 80, a rinse fluid supply system 54, It comprises a dry fluid supply system 58 and the like.
[0008]
The cleaning apparatus 10 is an apparatus that holds a cleaning target such as a semiconductor wafer W (hereinafter referred to as “wafer W”) inside and performs cleaning with a cleaning fluid 32 or the like. As will be described later, since the dry fluid supply system 58 is connected to the liquid discharge path 84 of the cleaning device 10, contamination of the connection portion (gas supply port) with the cleaning device 10 is prevented.
The fluid storage tank 30 is a storage tank that stores a cleaning fluid 32 for cleaning the wafer W.
The standby circulation system 44 is a circulation path for circulating the cleaning fluid 32 in order to keep the cleaning fluid 32 in the fluid storage tank 30 in a constant state.
The supply path 46 and the reflux path 47 are respectively a supply path and a reflux path for supplying and returning the cleaning fluid 32 from the fluid storage tank 30 to the cleaning device 10, and together form a cleaning fluid circulation path 51.
The recovery path 80 is a recovery path for recovering the cleaning fluid 32 in the cleaning apparatus 10 to the fluid storage tank 30, and a part of the discharge path for discharging the liquid in the cleaning apparatus 10 to the outside of the cleaning system 100. But there is.
The rinse fluid supply system 54 is a supply path that supplies a rinse fluid for rinsing the wafer W to the cleaning apparatus 10.
The drying fluid supply system 58 is a supply path that supplies a drying fluid (gas) to the cleaning device 10.
[0009]
The cleaning process referred to here is a general process for removing contaminants from the cleaning target. For example, the cleaning process is a mask that becomes unnecessary after the wafer W is subjected to dry etching or after ashing after dry etching. It can be used to remove certain resists and etching residues. Also, it can be used for a normal pre-cleaning process performed before the wafer film forming process.
[0010]
The cleaning fluid (cleaning liquid) 32 uses an oxidizing agent, a chelating agent, a fluorine compound, and a cleaning agent containing an organic solvent as necessary. For example, ammonia (NH ₃ ) And hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ) Or a mixture of hydrogen chloride (HCl) and hydrogen peroxide water, and for removing the resist, for example, a mixture of concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide water can be used. In addition, dilute hydrofluoric acid (HF, H ₂ O), buffered hydrofluoric acid (HF, NH) ₄ F, H ₂ O), sulfuric acid / hydrogen peroxide (H ₂ SO ₄ , H ₂ O ₃ , H ₂ O) and CO ₂ A supercritical fluid such as can also be used.
For example, ultrapure water can be used as the rinsing fluid (rinsing liquid) after cleaning.
[0011]
Hereinafter, the cleaning system 100 will be described in detail by dividing it into the cleaning apparatus 10 and the like.
A. Cleaning device 10
FIG. 2 is a front view showing the cleaning apparatus 10. 3 and 4 are a side sectional view and a front sectional view showing a part of the cleaning apparatus 10, respectively.
The cleaning apparatus 10 includes a cleaning processing container 12 and an introduction unit 14 and a discharging unit 16 connected to both ends of the cleaning processing container 12.
A buffer unit 18 is connected to the introduction unit 14. The buffer section 18 is connected to an introduction pipe 20 in which one pipe is branched, and the introduction pipe 20 is connected to a fluid pipe 26. The fluid pipe 26 is connected to the supply path 46.
A discharge pipe 27, a liquid flow restriction unit 28, and a gas holding chamber 29 are connected to the discharge unit 16 in this order. The discharge pipe 27 is connected to the reflux path 47 through the outlet-side two-way valve 52. Further, the gas holding chamber 29 is connected to the dry fluid supply system 58 through the dry fluid supply two-way valve 57 and to the liquid discharge path 84 through the liquid discharge two-way valve 86.
Here, the cleaning container 12, the introduction unit 14 and the discharge unit 16, the buffer unit 18, the introduction pipe 20, the discharge pipe 27, the liquid flow restriction unit 28, and the gas holding chamber 29 are made of, for example, stainless steel or Teflon ( Polytetrafluoroethylene (registered trademark) material.
[0012]
The cleaning device 10 is a vertical type, and is configured such that the cleaning fluid 32 introduced from the introduction unit 14 flows upward in the cleaning device 10 and flows out from the discharge unit 16, and the inside (internal space S) is It functions as a cleaning chamber according to the present invention. The cleaning device 10 is configured in a closed system that does not have an opening to the atmosphere.
Note that, for example, when cleaning is performed under supercritical conditions, the cleaning fluid 32 may be circulated in the horizontal direction with the cleaning device 10 set in a horizontal position.
[0013]
The cleaning container 12 is formed in a flat rectangular parallelepiped shape having a thickness T1 in the X direction in FIG. 3, in other words, a thin gap between the two main surfaces 12a and 12b.
The cleaning container 12 is provided such that one of the two main surfaces 12a and 12b facing in the X direction is detachable from the apparatus or can be opened and closed (not shown). As a result, the wafer W can be carried into the cleaning container 12 using a wafer transfer device (not shown).
Holders (hereinafter simply referred to as holders) 24 a to 24 c for holding the wafer W are attached to the main surface 12 b of the cleaning processing container 12.
[0014]
In FIGS. 2 and 3, the introduction part 14 is formed in a flat shape extending in the X direction from the bottom to the top (Z positive direction).
The buffer portion 18 has a columnar shape, and branched introduction pipes 20 are connected to opposite sides of the buffer portion 18. Therefore, the cleaning fluid 32 flowing into the buffer unit 18 from the introduction pipe 20 collides and merges at the intermediate portion in the Y direction, and flows out to the introduction unit 14 while changing the flow direction upward.
[0015]
The discharge part 16 is formed in a substantially symmetrical shape with the introduction part 14 with the cleaning container 12 interposed therebetween. That is, the discharge part 16 is formed so that the degree of flatness gradually increases from the inflow port (rectification side inflow port) to the outflow port (rectification side outflow port). The cleaning fluid 32 that has flowed into the discharge unit 16 flows out to the reflux path 47 through the discharge pipe 27 and the outlet-side two-way valve 52.
[0016]
The liquid flow restricting section 28 has a plurality of flow holes that connect the discharge pipe 27 and the gas holding chamber 29, enables the inflow of gas (gas) from the gas holding chamber 29 to the discharge pipe 27, and the discharge pipe. The inflow of fluid from 27 to the gas holding chamber 29 is restricted.
FIG. 5 is a top view illustrating an example of a state in which the liquid circulation restriction unit 28 is viewed from the Z direction. In FIG. 5A, the liquid flow restricting portion 28a is formed by arranging a plurality of elongated slit-shaped flow holes (slit shape). In FIG. 5 (B), the liquid flow restricting portion 28b is formed by interspersing substantially circular flow holes (shower head shape). The size of the flow hole (slit width or circle diameter) is approximately 1 mm or less. Since the total area of the plurality of flow holes is limited (compared to the area of the outlet port from the discharge pipe 27 to the reflux path 47), it is difficult for the liquid to flow through the liquid flow restriction portion 28. This means that the cleaning fluid 32 is restricted from reaching the gas holding chamber 29 from the discharge pipe 27 as a lump or splash.
[0017]
The gas holding chamber 29 temporarily holds the drying fluid supplied from the drying fluid supply system 58, is formed immediately above the liquid flow restriction unit 28, and has a substantially cylindrical shape inside. The upper part of the gas holding chamber 29 has a so-called dome shape in which the height of the ceiling increases as it approaches the center of the cylinder, and the uppermost part of the dome is connected to the dry fluid supply system 58 through the dry fluid supply two-way valve 57. It is a connected gas supply port. That is, the gas supply port is located farthest from the discharge pipe 27 in the vertical direction.
[0018]
The above is summarized as follows.
(1) The gas holding chamber 29 temporarily holds the drying fluid. This also corresponds to the liquid flow restriction unit 28 preventing the cleaning fluid 32 from entering the discharge pipe 27.
(2) The gas holding chamber 29 is separated from the discharge pipe 27 by the liquid flow restricting portion 28.
(3) The gas supply port (gas holding chamber 29) is in the vertical direction when viewed from the discharge pipe 27.
(4) The gas supply port is located farthest from the discharge pipe 27 in the gas holding chamber 29.
[0019]
As described above, (1) to (3) all contribute to the prevention of the intrusion of the cleaning liquid into the gas holding chamber 29 and thus the adhesion of the cleaning fluid 32 to the gas supply port, and (4) the cleaning fluid to the gas supply port. This contributes directly to the prevention of adhesion of 32.
In order to prevent the cleaning fluid 32 from adhering to the gas supply port (to prevent the cleaning liquid from entering the gas holding chamber 29), a small amount of drying fluid is continuously supplied from the drying fluid supply system 58 into the gas holding chamber 29. This makes it even more effective.
As described above, the cleaning fluid 32 is prevented from adhering to the gas supply port, and is attributed to the component of the cleaning fluid 32 attached to the gas supply port (due to the component itself or a reaction product with a cleaning fluid of another composition). Recontamination of the wafer W is prevented.
[0020]
A discharge port for connecting to the liquid discharge path 84 through the liquid discharge two-way valve (valve) 86 is opened on the side surface of the gas holding chamber 29. If the cleaning fluid 32 enters the gas holding chamber 29, the rinsing fluid flows into the gas holding chamber 29 through the supply path 46 and flows out from the liquid discharge path 84, thereby cleaning from the gas holding chamber 29. The fluid 32 can be expelled. This eviction is preferably performed after rinsing the wafer W.
The upper portion of the gas holding chamber 29 has a dome shape. Both the prevention of the cleaning fluid 32 from adhering to the gas supply port and the effective removal of the components of the cleaning fluid 32 adhering to the gas holding chamber 29 due to the above (4). Contribute to.
[0021]
B. Standby circulation system 44
The standby circulation system 44 performs circulation for keeping the cleaning fluid 32 in the fluid storage tank 30 in a constant state as follows.
[0022]
The fluid storage tank 30 is sealed, and a cleaning fluid 32 is stored inside the N ₂ An inert atmosphere such as gas is used. When the cleaning fluid 32 is insufficient, the cleaning fluid 32 is supplied via the supply system 34.
In the fluid storage tank 30, a circulation pump 36, a temperature controller 38 for adjusting the temperature of the cleaning fluid 32, a filter 40 for removing impurities in the cleaning fluid 32, and an opening / closing valve 42 are sequentially provided, and the fluid is stored again. A standby circulation system 44 returning to the storage tank 30 is connected. During the standby, the cleaning fluid 32 is circulated in the standby circulation system 44, and for example, particulate impurities in the cleaning fluid 32 are removed by the filter 40 while the temperature controller 38 maintains the temperature of the cleaning fluid 32 constant. It has become.
[0023]
C. Cleaning fluid circulation path 51 (supply path 46, reflux path 47)
The supply path 46 and the reflux path 47 supply and reflux the cleaning fluid 32 from the fluid storage tank 30 to the cleaning device 10 as follows.
[0024]
A supply path 46 for supplying the cleaning fluid 32 to the cleaning device 10 by connecting the standby circulation system 44 and the cleaning device 10 is provided. A flow rate adjusting valve 48, an inlet side three-way valve 50, and a recovery three-way valve 82, which will be described later, are connected to the supply path 46 in this order.
Further, a reflux path 47 for connecting the cleaning device 10 and the fluid storage tank 30 and returning the cleaning fluid 32 to the fluid storage tank 30 is provided, and the outlet side two-way valve 52 and the discharge three-way valve 56 are connected. ing.
[0025]
Since the cleaning device 10 is sealed from the outside air, the cleaning fluid circulation that circulates the cleaning fluid 32 between the fluid storage tank 30 and the cleaning device 10 without being exposed to the outside air by the supply path 46 and the reflux path 47. A path 51 is formed.
The supply path 46 may be connected directly to the fluid storage tank 30 and the cleaning device 10 without being connected to the standby circulation system 44.
[0026]
D. Rinse fluid supply system 54, recovery path 80, dry fluid supply system 58
The rinse fluid supply system 54, the dry fluid supply system 58, and the recovery path 80 are connected to the cleaning device 10 as follows.
[0027]
The inlet side three-way valve 50 is connected to a rinse fluid supply system 54 for supplying, for example, ultrapure water as a rinse fluid without being exposed to the outside air, and supplies the rinse fluid to the cleaning device 10.
The recovery three-way valve 82 is connected to a recovery path 80 for recovering the liquid (cleaning fluid 32 or rinse fluid) remaining in the cleaning device 10 to the fluid storage tank 30 or discharging it from the gas-liquid separator 70. .
A collection / discharge switching three-way valve 90 connected to a discharge path 88 is disposed in the middle of the fluid storage tank 30 and the recovery path 80, and the discharge path 88 is connected to the gas-liquid separator 70. By switching the recovery / discharge switching three-way valve 90, the liquid flowing out from the cleaning device 10 via the recovery three-way valve 82 is recovered in the fluid storage tank 30 (in the case of the cleaning fluid 32), or Whether to discharge from the gas-liquid separator 70 (especially in the case of a rinsing fluid) can be switched.
When the cleaning fluid 32 or the rinsing fluid is recovered or discharged, the recovery fluid (N ₂ Gas).
[0028]
A two-way valve 57 for supplying a dry fluid connected to the cleaning device 10 (specifically, the gas holding chamber 29) has N ₂ A drying fluid supply system 58 for supplying a drying fluid such as gas or alcohol vapor without being exposed to the outside air is connected. The dry fluid supply system 58 includes, from the upstream side, a regulator 60 that adjusts the flow rate of the fluid, a filter 62 that removes impurities in the fluid, and a vaporizer 64 that vaporizes alcohol that is selectively supplied by an on-off valve 66. Are sequentially installed.
On the other hand, the liquid discharge path 84 connected to the gas holding chamber 29 through the liquid discharge two-way valve 86 is connected to a gas-liquid separator 70 described later.
[0029]
By connecting the rinsing fluid supply system 54 and the drying fluid supply system 58 to the cleaning fluid circulation path 51, the inside of the cleaning device 10 and the inside of the piping can be rinsed and dried simultaneously.
The discharge three-way valve 56 is connected to a discharge system 68 for discharging unnecessary liquid or gas. The discharge system 68 is provided with a gas-liquid separator 70 to separate gas and liquid. Thus, the liquid is discharged out of the system as a drain.
[0030]
E. Supply control unit 65
A supply control unit 65 is provided to perform control so that the processing fluid, the rinsing fluid, the drying fluid, and the recovery fluid are selectively supplied continuously. The inlet-side three-way valve 50, the outlet-side two-way valve 52, and the like are controlled by the supply control unit 65. The cleaning fluid 32 flows in and out of the fluid storage tank 30 via the inlet side three-way valve 50 and the like that can be controlled by the supply control unit 65.
[0031]
(Operation of the cleaning system 100)
The operation of the cleaning system 100 will be described below. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the cleaning system 100. As shown in the figure, the cleaning procedure by the cleaning system 100 is largely performed by loading the wafer W (step S1), cleaning process (step S2), rinsing process (step S3), drying process (step S4), and unloading the wafer W. (Step S5).
[0032]
The temperature of the cleaning fluid 32 at the time of cleaning, in other words, the temperature of the wafer W is set to room temperature to about 80 ° C., and is maintained at a predetermined temperature by an appropriate means. This temperature is appropriately selected according to the etching conditions and the like.
When waiting for no cleaning process, the flow rate adjustment valve 48 is closed and the standby circulation system 44 is driven to circulate the cleaning fluid 32 in the fluid storage tank 30 in this system to adjust the temperature. The temperature of the cleaning fluid 32 is maintained at a predetermined temperature by the vessel 38 to be chemically stabilized, and at the same time, impurities in the cleaning fluid 32 are removed by the filter 40.
[0033]
(1) An unprocessed wafer W is carried into the cleaning apparatus 10 (step S1).
Specifically, the main surface 12a or the main surface 12b of the cleaning processing container 12 is opened, and the wafer W is loaded into the cleaning processing container 12 using a wafer transfer device (not shown). Then, the periphery of the wafer W is held by the holders 24 a to 24 c to fix the wafer W to the cleaning processing container 12.
When the wafer W is held, the cleaning container 12 is closed in a liquid-tight manner, and the interior space S (cleaning chamber) is sealed.
[0034]
(2) The wafer W in the cleaning apparatus 10 (cleaning processing container 12) is cleaned with the cleaning fluid 32 (step S2).
This washing step S2 is divided into steps S21 to S23.
(1) Supply of dry fluid into the gas holding chamber 29 (step S21)
N is supplied from the drying fluid supply system 58 into the gas holding chamber 29 through the two-way valve 57 for supplying the drying fluid. ₂ Supply a small amount of dry fluid such as gas. The supplied dry fluid is held in the gas holding chamber 29 and prevents the cleaning fluid 32 from entering the gas holding chamber 29. At this time, the two-way valve 86 for discharging liquid is closed.
The supply of the drying fluid into the gas holding chamber 29 can be continued as necessary thereafter. By continuing the supply of the drying fluid (which may be a small amount), the cleaning fluid 32 can be further prevented from entering the gas holding chamber 29.
[0035]
(2) Supply of the cleaning fluid 32 to the cleaning container 12 (step S22)
The inlet side three-way valve 50 and the outlet side two-way valve 52 of the cleaning fluid circulation path 51 are opened so that the cleaning fluid flows, and the cleaning fluid 32 of the fluid reservoir 30 is pumped to a flow rate of, for example, about 50 L / s. While adjusting, the liquid is sent to the cleaning device 10 (fluid pipe 26) through the supply path 46. During the cleaning process, the cleaning fluid 32 that has passed through the cleaning apparatus 10 returns to the fluid storage tank 30 through the reflux path 47 and is circulated for use.
[0036]
The cleaning fluid 32 that has passed through the fluid pipe 26 flows into the cleaning processing container 12 through the introduction pipe 20 and the buffer unit 18.
The cleaning fluid 32 that has flowed into the cleaning container 12 flows upward along both surfaces of the wafer W to remove contaminants attached to the wafer W and the like.
At the time of cleaning the wafer W, since the dry fluid (gas) is held in the gas holding chamber 29 and the liquid discharge two-way valve 86 is closed, the cleaning of the gas holding chamber 29 and the gas supply port is performed. Intrusion (adhesion) of the fluid 32 is prevented. For this reason, the risk that the components of the cleaning fluid 32 adhering to the gas supply port reattach to the wafer W in a later step and the wafer W is recontaminated is reduced.
[0037]
(3) Discharge of the cleaning fluid 32 from the cleaning container 12 (step S23)
When the cleaning process is completed, the supply of the cleaning fluid 32 is stopped and the two-way valve 57 for supplying the drying fluid is opened (if the supply of a small amount of the drying fluid to the gas holding chamber 29 is continued, Increase supply).
N as a recovery fluid is supplied from the dry fluid supply system 58 to the cleaning container 12 via the gas holding chamber 29. ₂ Dry fluid such as gas flows in. As a result, the cleaning fluid 32 accumulated in the cleaning container 12 and the piping is expelled, and is recovered in the fluid storage tank 30 via the recovery path 80.
The cleaning fluid 32 may be recovered using a separate recovery fluid supply system.
[0038]
(3) Rinsing process (step S3).
This step S3 can be divided into three steps: a rinse process of the wafer W (step S31), a rinse process in the gas holding chamber 29 (step S32), and a discharge of rinse fluid (step S33).
(1) Rinsing of the wafer W (Step S31)
The wafer W in the cleaning apparatus 10 is cleaned with the rinsing fluid. That is, by rinsing a rinsing fluid such as ultrapure water in the internal space S, the rinsing is performed by washing away the cleaning fluid 32 adhering to the wafer surface.
Specifically, the two-way valve 57 for supplying the dry fluid is closed, the inlet side three-way valve 50 is switched to the rinse flow side, and at the same time, the discharge three-way valve 56 is switched to the discharge side. A rinsing fluid made of, for example, ultrapure water is supplied to the cleaning apparatus 10 to wash away the cleaning fluid adhering to the wafer surface and the like. This rinsed rinse fluid flows into the gas-liquid separator 70 through the discharge system 68, where it is separated into a liquid and a gas and then discharged out of the system.
[0039]
At this time, the dry fluid used to discharge the cleaning fluid 32 in the previous step S23 is held in the gas holding chamber 29. For this reason, the rinsing fluid used for rinsing the wafer W (at least the cleaning fluid 32 is mixed in at the beginning of the rinsing process) enters the gas holding chamber 29 and enters the gas holding chamber 29 and then the gas supply port. The possibility of depositing components of the cleaning fluid 32 is reduced.
The two-way valve 57 for supplying the dry fluid is not completely closed, but the supply of a small amount of the dry fluid into the gas holding chamber 29 is continued, so that the rinsing fluid (cleaning fluid 32 into the gas holding chamber 29 is maintained. Invasion of the component (which may contain the components of the above).
[0040]
(2) Rinsing treatment in the gas holding chamber 29 (Step S32)
The gas holding chamber 29 is rinsed with a rinsing fluid. This process is performed after the wafer W is sufficiently rinsed, and the rinse fluid discharged from the outlet-side two-way valve 52 to the gas-liquid separator 70 hardly contains the components of the cleaning fluid 32.
Specifically, the outlet-side two-way valve 52 is closed, and at the same time, the liquid discharge two-way valve 86 is opened. The rinsing fluid that has washed out the inside of the gas holding chamber 29 flows into the gas-liquid separator 70 through the liquid discharge path 84, where it is separated into liquid and gas, and then discharged outside the system.
Note that step S32 is not necessarily performed. It may not be performed at all, or may be performed about once every several lots for cleaning the wafer W. When there is a possibility that the cleaning fluid 32 or the like adheres to the gas holding chamber 29 for some reason, the cleaning fluid 32 or the like attached to the gas holding chamber 29 is removed.
[0041]
(3) Discharge of the rinse fluid from the gas holding chamber 29 and the cleaning processing container 12 (step S33)
When the rinsing process in the gas holding chamber 29 in step S32 is completed, the rinsing fluid is discharged from the gas holding chamber 29 and the cleaning processing container 12.
Specifically, the supply of the rinse fluid is stopped by operating the inlet side three-way valve 50, and the two-way valve 57 for supplying the dry fluid is opened. Simultaneously with the opening of the two-way valve 57 for supplying the dry fluid, the recovery three-way valve 82 is switched to the recovery side, and the recovery / discharge switching three-way valve 90 is switched to the discharge side.
N as a recovery fluid is supplied from the dry fluid supply system 58 to the cleaning container 12 via the gas holding chamber 29. ₂ Dry fluid such as gas flows in. As a result, the rinsing fluid accumulated in the cleaning container 12 and the piping is expelled and discharged to the gas-liquid separator 70 via the discharge path 88. The rinse fluid may be discharged using a separate discharge fluid supply system.
By discharging the rinsing fluid in step S34, the rinsing fluid drying process in the subsequent step S4 can be performed more efficiently.
[0042]
(4) The wafer W (and the inner surface of the gas holding chamber 29) in the cleaning apparatus 10 is dried (step S4).
(1) For example, steam alcohol such as isopropyl alcohol (IPA) is allowed to flow through the cleaning apparatus 10. Specifically, N ₂ In a state where the gas is supplied, the on-off valve 66 is opened, whereby the alcohol is vaporized in the vaporizer 64 and N ₂ Mix in gas.
Thereby, vaporized alcohol is supplied into the cleaning apparatus 10 (in the gas holding chamber 29 and the cleaning processing container 12). As a result, the surface tension of the rinsing fluid adhering to the surface of the wafer W in the cleaning processing container 12 (and the inner surface of the gas holding chamber 29 when the inside of the gas holding chamber 29 is rinsed) is broken, making it difficult to form droplets. It becomes easy to dry.
[0043]
(2) In addition, N ₂ By flowing gas or the like, the surface of the wafer W (and the inner surface of the cleaning container 12) is completely dried. That is, the supply of vaporized alcohol is stopped and N ₂ The wafer surface and the inside of the cleaning apparatus 10 are dried by continuing to flow only the gas.
In this case, N ₂ Hot N by heating gas ₂ By flowing as gas, the drying process time can be shortened.
[0044]
(5) The wafer W that has been cleaned is unloaded from the cleaning apparatus 10 (step S5).
Specifically, the main surface 12a or main surface 12b of the cleaning processing container 12 is opened, the wafer W is fixed by the holders 24a to 24c, and the wafer subjected to the cleaning processing using a wafer transfer device (not shown). W is carried out of the cleaning container 12.
[0045]
The substrate cleaning apparatus and the cleaning method according to the present embodiment described above prevent the component of the cleaning fluid 32 from adhering to the gas supply port, and if attached, remove the component, thereby cleaning the substrate. Recontamination of the wafer W due to the components of the fluid 32 can be prevented.
[0046]
(Other embodiments)
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be expanded and modified. Extended and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
For example, it is not limited to a substrate such as a semiconductor wafer as a target, and general cleaning targets including a glass substrate can be used.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cleaning device and a cleaning method that can easily keep the gas supply port in a clean state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a cleaning system according to the present invention.
2 is an enlarged front view of the cleaning device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing a part of the cleaning apparatus shown in FIG. 1;
4 is an enlarged front sectional view showing another part of the cleaning apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a top view illustrating an example of a state in which a liquid circulation restriction unit is viewed from the Z direction.
FIG. 6 is a flowchart showing a cleaning procedure by the cleaning device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Cleaning system, 10 ... Cleaning apparatus, 12 ... Cleaning process container, 12a, 12b ... Main surface, 14 ... Introduction part, 16 ... Discharge part, 18 ... Buffer part, 20 ... Introduction piping, 24a-24c ... Holder 26 ... Fluid piping, 27 ... Discharge pipe, 28 ... Liquid flow restricting section, 29 ... Gas holding chamber, 30 ... Fluid storage tank, 32 ... Cleaning fluid, 34 ... Replenishment system, 36 ... Pump, 38 ... Temperature controller, 40 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Filter, 42 ... On-off valve, 44 ... Standby circulation system, 46 ... Supply path, 47 ... Recirculation path, 48 ... Flow control valve, 50 ... Three-way valve on the inlet side, 51 ... Two-way on the washing fluid, 52 ... Two sides on the outlet side Valve: 54 ... Rinse fluid supply system, 56 ... Three-way valve for discharge, 57 ... Two-way valve for supply of dry fluid, 58 ... Dry fluid supply system, 60 ... Regulator, 62 ... Filter, 64 ... Vaporizer, 65 ... Supply control Part, 66 ... on-off valve, 68 ... Discharge system, 70 ... Gas-liquid separator, 72 ... Cleaning treatment vessel, 80 ... Recovery path, 82 ... Three-way valve for recovery, 84 ... Liquid discharge path, 86 ... Two-way valve for liquid discharge, 88 ... Discharge path, 90 ... Three-way valve for recovery / discharge switching

Claims

洗浄対象が配置され、液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口とを有する洗浄室と、
前記洗浄室内に気体を供給する気体供給用弁と、
前記気体供給用弁と接続された気体供給口と、
前記気体供給口から供給される気体を一時的に保持する気体保持室と、
前記気体保持室に接続され、該気体保持室から液体を排出する液体排出用弁と、
前記洗浄室と前記気体保持室との間に介在して、気体を流通させ、かつ液体の流通を制限する液体流通制限部と
を具備することを特徴とする洗浄装置。A cleaning chamber in which an object to be cleaned is arranged and having an inlet into which liquid flows in and an outlet from which liquid flows out;
A gas supply valve for supplying gas into the cleaning chamber;
A gas supply port connected to the gas supply valve;
A gas holding chamber for temporarily holding the gas supplied from the gas supply port;
A liquid discharge valve connected to the gas holding chamber and for discharging liquid from the gas holding chamber ;
A cleaning apparatus, comprising: a liquid flow restricting unit that is interposed between the cleaning chamber and the gas holding chamber and allows a gas to flow and restricts a liquid flow .

洗浄対象が配置され、液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口とを有する洗浄室と、
前記洗浄室内に気体を供給する気体供給用弁と、
前記気体供給用弁と接続された気体供給口と、
前記気体供給口から供給される気体を一時的に保持する気体保持室と、
前記気体保持室に接続され、該気体保持室から液体を排出する液体排出用弁と、
前記洗浄室と前記気体保持室との間に介在して、気体を流通させ、かつ液体の流通を制限する液体流通制限部であって、前記洗浄室と前記気体保持室とを繋ぐ複数の流通孔を有する液体流通制限部と
を具備することを特徴とする洗浄装置。 A cleaning chamber in which an object to be cleaned is arranged and having an inlet into which liquid flows in and an outlet from which liquid flows out;
A gas supply valve for supplying gas into the cleaning chamber;
A gas supply port connected to the gas supply valve;
A gas holding chamber for temporarily holding the gas supplied from the gas supply port;
A liquid discharge valve connected to the gas holding chamber and for discharging liquid from the gas holding chamber;
A liquid flow restriction unit that is interposed between the cleaning chamber and the gas holding chamber to flow gas and restrict the flow of liquid, and a plurality of flows that connect the cleaning chamber and the gas holding chamber A liquid flow restricting portion having a hole;
A cleaning apparatus comprising:

前記気体保持室が、前記気体供給口に向かって次第に高くなっている天井部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄装置。 The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the gas holding chamber has a ceiling portion that gradually increases toward the gas supply port.

前記気体供給用弁が前記気体保持室の上方に配置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の洗浄装置。Claim 1-3 cleaning device according to any one, characterized in that the gas supply valve is disposed above the gas holding chamber.

請求項１に記載の洗浄装置を用いて洗浄を行う洗浄方法であって、
前記気体保持室内に気体を保持した状態で、前記流入口から洗浄液を流入させ、かつ前記流出口から前記洗浄液を流出させて、洗浄対象を洗浄処理する洗浄処理ステップ、
を具備することを特徴とする洗浄方法。A cleaning method for cleaning using the cleaning device according to claim 1,
A cleaning process step of cleaning the object to be cleaned by flowing a cleaning liquid from the inlet and flowing the cleaning liquid from the outlet while holding the gas in the gas holding chamber,
A cleaning method comprising:

前記洗浄処理ステップが、前記気体供給用弁を通じて、前記気体保持室内に気体を供給するステップを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の洗浄方法。The cleaning method according to claim 5 , wherein the cleaning processing step includes a step of supplying gas into the gas holding chamber through the gas supply valve.

前記気体保持室内に気体を保持した状態で、前記流入口からリンス液を流入させ、かつ前記流出口から前記リンス液を流出させて、前記洗浄処理ステップで洗浄された洗浄対象をリンス処理するリンス処理ステップと、
前記液体排出用弁を通じて、前記気体保持室内から前記リンス液を排出するリンス液排出ステップ
をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の洗浄方法。Rinse for rinsing the object to be cleaned that has been cleaned in the cleaning step by allowing the rinse liquid to flow in from the inlet and the rinse liquid to flow out from the outlet while holding the gas in the gas holding chamber Processing steps;
The cleaning method according to claim 5 , further comprising a rinsing liquid discharging step of discharging the rinsing liquid from the gas holding chamber through the liquid discharging valve.

前記気体供給用弁を通じて、前記洗浄室内に乾燥用気体を供給し、前記リンス処理ステップでリンス処理された前記洗浄対象を乾燥する乾燥ステップ
をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の洗浄方法。8. The method according to claim 7 , further comprising: a drying step of supplying a drying gas into the cleaning chamber through the gas supply valve and drying the object to be cleaned rinsed in the rinsing step. Cleaning method.