JP4877783B2 - 裏面洗浄装置、基板処理装置および裏面洗浄方法 - Google Patents
裏面洗浄装置、基板処理装置および裏面洗浄方法 Download PDFInfo
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Description
また、この発明にかかる裏面洗浄装置の第2態様は、基板表面を上方に向けた状態で基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、基板表面を上方に向けた状態で基板保持手段に保持された基板の裏面に液膜を形成する液膜形成手段と、基板表面を上方に向けた状態で基板保持手段に保持された基板の裏面の液膜を凍結させて凍結膜を形成する凍結膜形成手段と、凍結膜を基板裏面から除去する膜除去手段とを備え、凍結膜形成手段は、基板の上方位置で基板表面に対向させながら基板表面から離間配置された対向部材と、対向部材と基板表面との間に形成される間隙空間に液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを供給し、基板を介して基板裏面の液膜を冷却する冷却ガス供給部とを有することを特徴としている。
さらに、この発明にかかる裏面洗浄装置の第3態様は、基板表面を上方に向けた状態で基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、基板表面を上方に向けた状態で基板保持手段に保持された基板の裏面に液膜を形成する液膜形成手段と、基板表面を上方に向けた状態で基板保持手段に保持された基板の裏面の液膜を凍結させて凍結膜を形成する凍結膜形成手段と、凍結膜を基板裏面から除去する膜除去手段とを備え、凍結膜形成手段は、その表面温度が液膜を構成する液体の凝固点より低い温度に設定された基板冷却面を有し、該基板冷却面を基板表面と対向しながら近接配置し、基板を介して基板裏面の液膜を冷却する基板冷却部を有することを特徴としている。
図1はこの発明にかかる裏面洗浄装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の裏面洗浄装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この裏面洗浄装置は半導体ウエハ等の基板Wの裏面Wbに対して洗浄処理を施し、該基板裏面Wbに付着しているパーティクル等の汚染物質を除去するための装置である。より具体的には、微細パターンが形成された基板表面Wfを上方に向けて配置された状態(フェースアップ姿勢)で基板裏面Wbに対して、(1)液膜を形成し、(2)液膜を凍結させて凍結膜を形成し、(3)凍結膜を除去することで、基板裏面Wbに対して一連の洗浄処理(液膜形成+液膜凍結+凍結膜除去)を施す装置である。
図6はこの発明にかかる裏面洗浄装置の第2実施形態を示す図である。この第2実施形態にかかる裏面洗浄装置が第1実施形態と大きく相違する点は、冷却ガス吐出ノズル3のような吐出手段を基板表面Wfに沿って揺動させることなく、冷却ガスを基板表面Wfに供給している点である。なお、その他の構成は基本的に第1実施形態と同様であるため、ここでは相違点を中心に説明する。
図8はこの発明にかかる裏面洗浄装置の第3実施形態を示す図である。この第3実施形態にかかる裏面洗浄装置が第2実施形態と大きく相違する点は、冷却ガスを基板表面Wfに供給することなく基板裏面Wbに形成された液膜11を凍結させている点である。なお、その他の構成は基本的に第2実施形態と同様であるため、ここでは相違点を中心に説明する。
上記実施形態では、この発明にかかる裏面洗浄装置を単体で使用して基板Wの裏面Wbを被洗浄面として該裏面Wbのみに対して凍結膜を用いて洗浄処理を施している。しかしながら、基板裏面Wbのみを被洗浄面として該基板裏面Wbに適した洗浄処理を施したり、あるいは基板表面Wfのみを被洗浄面として該該基板表面Wfに適した洗浄処理を施すことが必要な場合がある。そこで、裏面洗浄装置に基板表面Wfに対して洗浄処理を施す処理ユニット(表面洗浄ユニット)を組合わせることにより、処理チャンバー1内に搬送される基板Wに対して、基板表面Wfに対する洗浄処理(表面洗浄処理)と基板裏面Wbに対する洗浄処理(裏面洗浄処理)のいずれか一方の洗浄処理を選択的に施すように基板処理装置を構築するようにしてもよい。その一例として、例えば図9に示す基板処理装置がある。以下、図9を参照しつつ、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態について説明する。
図12はこの発明にかかる基板処理装置の他の実施形態を示すフローチャートである。上記した基板処理装置の一実施形態第では、図11に示すように、処理チャンバー1内に搬送される基板Wに対して、表面洗浄処理および裏面洗浄処理のいずれか一方の洗浄処理を選択的に施しているが、表面洗浄処理および裏面洗浄処理の両方の洗浄処理を施すようにしてもよい。すなわち、例えば図12に示すように、処理チャンバー1内に搬送される基板Wに対して二流体ノズル9から吐出される処理液の液滴を用いた表面洗浄処理(ステップS13)を実行した後、連続して凍結膜13を用いた裏面洗浄処理(ステップS14)を実行してもよい。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記裏面洗浄装置にかかる実施形態では、液膜11の凍結後にリンス液としてDIWを供給して凍結膜13とともにパーティクルを基板裏面Wbから除去しているが、リンス液はDIWに限定されない。例えば、炭酸水、水素水、希薄濃度(例えば1ppm程度)のアンモニア水、希薄濃度の塩酸などをリンス液として用いてもよい。さらに、凍結処理後、リンス処理を実行する前にSC1溶液(アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液)等の薬液を用いて膜除去処理を実行してもよい。このような薬液を用いることで基板裏面Wbからパーティクルを効果的に除去することができる。すなわち、SC1溶液中の固体表面のゼータ電位(界面動電電位)は比較的大きな値を有することから、基板裏面Wbとパーティクルとの間がSC1溶液で満たされることにより、基板裏面Wbとパーティクルとの間に大きな反発力が作用する。したがって、基板裏面Wbからのパーティクルの脱離をさらに容易にして基板裏面Wbからパーティクルを効果的に除去することができる。また、SC1溶液以外に、アルカリ性溶液、酸性溶液、有機溶剤、界面活性剤などを処理液として、またはそれらを適宜に組合わせたものを処理液として使用してもよい。
2…スピンチャック(基板保持手段)
3,30…冷却ガス吐出ノズル(凍結膜形成手段)
7…対向部材
8…冷却プレート(基板冷却部)
8a…基板冷却面
9,9A…二流体ノズル
10,10A,10B…裏面洗浄ユニット
11…液膜
13…凍結膜
20…表面洗浄ユニット
27…処理液ノズル(液膜形成手段、膜除去手段)
31…ノズルアーム(凍結膜形成手段)
33…回動軸(凍結膜形成手段)
35…回動モータ(駆動機構、凍結膜形成手段)
37…ノズル駆動機構(駆動機構)
63…冷却ガス供給部
912,958…処理液供給管(処理液供給手段)
922,957…ガス供給管(気体供給手段)
SP…間隙空間
W…基板
Wb…基板裏面
Wf…基板表面
Claims (6)
- 基板の裏面を洗浄処理する裏面洗浄装置において、
基板表面を上方に向けた状態で前記基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、
前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板保持手段に保持された前記基板の裏面に液膜を形成する液膜形成手段と、
前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板保持手段に保持された前記基板の裏面の前記液膜を凍結させて凍結膜を形成する凍結膜形成手段と、
前記凍結膜を前記基板裏面から除去する膜除去手段と
を備え、
前記凍結膜形成手段は、前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを前記基板保持手段に保持された前記基板の表面に向けて局部的に吐出し、前記基板を介して前記基板裏面の液膜を冷却する冷却ガス吐出ノズルと、前記冷却ガス吐出ノズルを前記基板表面に沿って前記基板に対して相対移動させる駆動機構とを有し、前記冷却ガス吐出ノズルから前記冷却ガスを吐出させながら前記駆動機構により前記冷却ガス吐出ノズルを前記基板に対して相対移動させることで前記基板裏面の全面に凍結膜を形成することを特徴とする裏面洗浄装置。 - 基板の裏面を洗浄処理する裏面洗浄装置において、
基板表面を上方に向けた状態で前記基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、
前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板保持手段に保持された前記基板の裏面に液膜を形成する液膜形成手段と、
前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板保持手段に保持された前記基板の裏面の前記液膜を凍結させて凍結膜を形成する凍結膜形成手段と、
前記凍結膜を前記基板裏面から除去する膜除去手段と
を備え、
前記凍結膜形成手段は、前記基板の上方位置で前記基板表面に対向させながら前記基板表面から離間配置された対向部材と、前記対向部材と前記基板表面との間に形成される間隙空間に前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを供給し、前記基板を介して前記基板裏面の液膜を冷却する冷却ガス供給部とを有することを特徴とする裏面洗浄装置。 - 基板の裏面を洗浄処理する裏面洗浄装置において、
基板表面を上方に向けた状態で前記基板を略水平姿勢で保持する基板保持手段と、
前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板保持手段に保持された前記基板の裏面に液膜を形成する液膜形成手段と、
前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板保持手段に保持された前記基板の裏面の前記液膜を凍結させて凍結膜を形成する凍結膜形成手段と、
前記凍結膜を前記基板裏面から除去する膜除去手段と
を備え、
前記凍結膜形成手段は、その表面温度が前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度に設定された基板冷却面を有し、該基板冷却面を前記基板表面と対向しながら近接配置し、前記基板を介して前記基板裏面の液膜を冷却する基板冷却部を有することを特徴とする裏面洗浄装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の裏面洗浄装置と同一構成を有する裏面洗浄ユニットと、
前記裏面洗浄ユニットの前記基板保持手段に保持された基板の表面に対して洗浄処理を施す表面洗浄ユニットと、
前記表面洗浄ユニットと前記裏面洗浄ユニットとを同一空間内に収容する処理チャンバーと
を備え、
前記表面洗浄ユニットは、処理液と気体とを混合して生成された前記処理液の液滴を前記基板表面に向けて吐出可能な二流体ノズルと、前記二流体ノズルに処理液を供給する処理液供給手段と、前記二流体ノズルに気体を供給する気体供給手段とを有し、
前記処理チャンバー内に搬送される基板に対して前記表面洗浄ユニットによる表面洗浄処理および前記裏面洗浄ユニットによる裏面洗浄処理のいずれか一方の洗浄処理を選択的に施すことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の裏面洗浄装置と同一構成を有する裏面洗浄ユニットと、
前記裏面洗浄ユニットの前記基板保持手段に保持された基板の表面に対して洗浄処理を施す表面洗浄ユニットと、
前記表面洗浄ユニットと前記裏面洗浄ユニットとを同一空間内に収容する処理チャンバーと
を備え、
前記表面洗浄ユニットは、処理液と気体とを混合して生成された前記処理液の液滴を前記基板表面に向けて吐出可能な二流体ノズルと、前記二流体ノズルに処理液を供給する処理液供給手段と、前記二流体ノズルに気体を供給する気体供給手段とを有し、
前記処理チャンバー内に搬送される基板に対して前記表面洗浄ユニットによる表面洗浄処理と前記裏面洗浄ユニットによる裏面洗浄処理の両方の洗浄処理を施すことを特徴とする基板処理装置。 - 基板の裏面を洗浄処理する裏面洗浄方法において、
基板表面を上方に向けた状態で基板を略水平姿勢で保持しながら前記基板の裏面に液膜を形成する液膜形成工程と、
前記基板表面を上方に向けた状態で保持された前記基板の裏面に形成された液膜を凍結させて凍結膜を形成する凍結膜形成工程と、
前記凍結膜を前記基板裏面から除去する膜除去工程と
を備え、
前記凍結膜形成工程は、
前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを、前記基板表面を上方に向けた状態で保持された前記基板の表面に向けて冷却ガス吐出ノズルから局部的に吐出しつつ、前記冷却ガス吐出ノズルを前記基板表面に沿って前記基板に対して相対移動させ、前記基板を介して前記基板裏面の前記液膜を冷却することで前記基板裏面の全面に凍結膜を形成する工程であることを特徴とする裏面洗浄方法。
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