JPH06349802A

JPH06349802A - 基板の精密洗浄装置

Info

Publication number: JPH06349802A
Application number: JP16650393A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Sakuma; 明彦佐久間
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】有機物系汚染物であると無機物系汚染物であ
るとを問わず短時間に除去することができ、ＩＰＡ蒸気
乾燥法に必要とされるような安全設備が不要で小型の精
密清浄装置を提供することを目的とする。【構成】本発明の基板の精密洗浄装置は、清浄空気雰
囲気中で基板１４の表面に紫外線を照射して該表面の異
物を除去するための紫外線照射手段１１と、基板の表面
に氷粒子またはドライアイス粒子を噴射して該表面の異
物を除去するためのアイススクラブ手段１２とを備え、
前記紫外線照射手段と前記アイススクラブ手段は同時に
作動することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板を精密清浄するため
の装置に関し、特に半導体製造工程で使用されるレチク
ルやフォトマスク等のガラス基板に付着した異物（微小
なゴミやシミあるいは油分）を除去する洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レチクルやフォトマスク等のガラス基板
に付着した塵埃等の異物を放置すると、これらの異物が
ウェハ上に転写され、製造されるウェハの欠陥の原因と
なる。基板に付着する汚染物が多種に亘ることから、付
着する汚染物の種類に応じた種々の洗浄法が従来より提
案されている。

【０００３】たとえば、油脂などの有機物系汚染物の除
去法として、紫外線照射法が知られている（たとえば特
開平第３−１０１２２３号公報を参照）。この方法によ
れば、清浄空気雰囲気中において基板の表面に紫外線を
照射する。紫外線の光エネルギの作用により、清浄空気
がオゾン（Ｏ₃）および活性酸素原子（Ｏ^*）に変化す
る。発生した活性酸素原子が基板の有機物と反応し、こ
の化学的作用により基板表面に付着した有機物系異物を
除去することができる。

【０００４】一方、金属酸化物、塵埃等の無機物系汚染
物の除去法として、一対の回転ブラシを使用するブラシ
スクラブ法および清浄な氷粒子を基板表面に加圧噴射す
るアイススクラブ法（たとえば特開平第３−１１６８３
２号公報を参照）がある。いずれの方法も、原則として
物理的作用によって基板表面の汚染物を直接除去する方
法である。

【０００５】このように、紫外線照射法は有機物系汚染
物に対して有効であり、ブラシスクラブ法およびアイス
スクラブ法は無機物系汚染物に対して有効である。一般
に、基板表面には有機物および無機物の双方が汚染物と
して付着するため、各種の洗浄方法を実施するための複
数の洗浄装置を断続的に利用していた。すなわち、複数
の洗浄装置を個別に順次使用して基板の洗浄を行ってい
た。しかしながら、このように複数の洗浄装置を個別に
順次利用する従来の方法では、各洗浄装置の間に基板の
運搬作業が加わるため、運搬中に異物が付着する可能性
があり、すでに洗浄した基板表面の清浄度を保持するこ
とが困難であった。また、作業効率および作業時間短縮
の観点からも好ましくなかった。

【０００６】そこで、上述した複数の洗浄装置を１つの
チャンバ内に組み込んだ洗浄装置が提案されている。図
４は、提案された洗浄装置の構成を概略的に示す図であ
る。図示の洗浄装置は、清浄雰囲気に保持されたチャン
バ６を備えている。洗浄チャンバ６内には、紫外線処理
槽２、ブラシスクラブ槽３、超音波洗浄槽４およびＩＰ
Ａ蒸気乾燥槽５が個別に設けられている。適当な搬送手
段によって洗浄チャンバ６内に搬入された基板１は、清
浄雰囲気が保持された洗浄チャンバ６内の各処理槽にお
いて順次洗浄処理を受ける。

【０００７】図示の装置組み合わせにおいて、超音波洗
浄工程は必須の構成要件ではなく必要に応じて省略可能
である。しかしながら、ブラシスクラブ法またはアイス
スクラブ法によるスクラビング工程では、洗浄後の基板
表面が湿潤状態になるため、乾燥工程が必須である。乾
燥法としては、図示のようなＩＰＡ（イソプロピルアル
コール）蒸気乾燥が広く使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の基
板の洗浄装置では、各種の洗浄方法を個別に且つ逐次的
に適用するものであり、基板の洗浄を短時間に処置する
ことができずスループットが低いという不都合があっ
た。また、各種洗浄方法を実施する処理槽を個別に複数
収容する必要があるため、装置が大掛かりになり占有ス
ペースが大きくなるという不都合があった。さらにま
た、基板の乾燥処理にＩＰＡ蒸気乾燥法を使用する場合
には、ＩＰＡが可燃物であることから必要となる安全設
備が大掛かりなものになり、ひいては装置が大掛かりに
なるという不都合があった。また、紫外線照射法による
光化学を利用した洗浄と、スクラブ法による物理的な作
用による洗浄とを別々に行っていたため、個々の洗浄能
力以上の洗浄効果は得られなかった。

【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、有機物系汚染物であると無機物系汚染物であ
るとを問わず短時間に高い洗浄能力をもって除去するこ
とができ、ＩＰＡ蒸気乾燥法に必要とされるような安全
設備が不要で小型の精密清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】前記課題を解決するため
に、本発明においては、清浄空気雰囲気中で基板の表面
に紫外線を照射して該表面の異物を除去するための紫外
線照射手段と、基板の表面に氷粒子またはドライアイス
粒子を噴射して表面の異物を除去するためのアイススク
ラブ手段とを備え、紫外線照射手段とアイススクラブ手
段は同一基板に対して同時に作動することを特徴とする
基板の精密洗浄装置を提供する。

【００１１】好ましい態様によれば、紫外線照射手段
は、アイススクラブ手段が作動を停止した後も所定期間
作動を続行する。またさらに好ましい態様によれば、イ
オン化したガスを基板の表面に吹き付けるためのイオン
化ガス吹付手段を備えている。

【００１２】

【作用】本発明の基板の精密清浄装置では、紫外線照射
手段とアイススクラブ手段とを同一の基板に対して同時
に作動させることができる。したがって、従来の各洗浄
処置槽間の基板の搬送作業がなくなるため、洗浄効率が
著しく向上する。また、従来の各洗浄処理の逐次的で断
続的な処理作業が連続的で単一の洗浄処理によって置換
されるため、洗浄処理時間が著しく短縮される。なお、
本明細書において、基板の表面に氷粒子を噴射して異物
を除去するアイススクラブ法とドライアイス粒子を噴射
して異物を除去するドライアイススクラブ法とを総称し
て、「アイススクラブ」法という。

【００１３】一方、本発明の作用を基板表面に及ぼす化
学的作用の観点から見れば、付着力が強すぎて通常のス
クラビング処理では除去することのできないような無機
物系汚染物であっても、本発明による紫外線照射とアイ
ススクラビングとの併用により除去が可能になる。すな
わち、照射される紫外線の光エネルギの作用により無機
物汚染物を構成する原子の結合が切れるが、従来のよう
に次のスクラビング処理までに時間がかかると切れた原
子間結合が再結合してしまう。しかしながら、本発明で
は紫外線照射法により原子の結合を切ると同時に、基板
表面にスクラビングの物理力を作用させることができる
ので、付着力の強い無機物系汚染物も確実に除去するこ
とができる。換言すれば、紫外線エネルギの化学作用と
アイススクラブの物理作用の相乗効果を利用することが
できる。

【００１４】また、本発明の好ましい態様によれば、ア
イススクラブ手段が作動を停止した後も紫外線照射手段
の作動を所定期間続行することができる。したがって、
洗浄工程において、アイススクラブ手段を紫外線照射手
段に先立って停止させるだけで基板表面の乾燥が達成さ
れ、従来のＩＰＡ蒸気乾燥槽のような特別な乾燥槽を設
ける必要がないばかりでなく、安全設備を付設する必要
もない。

【００１５】さらにまた、本発明の好ましい態様によれ
ば、イオン化した清浄空気を基板の表面に吹き付けるこ
とができる。したがって、洗浄処理中に基板が帯電する
のを未然に防止することができる。こうして、スクラビ
ング処理中に基板表面から物理的に除去された無機物系
汚染物が静電気の作用により基板表面に再び付着するの
を防止することができる。さらにまた、紫外線照射によ
る乾燥工程においてもイオン化した清浄空気を基板の表
面に吹き付けることにより、洗浄処理後の基板の搬送工
程中に雰囲気から異物が付着する可能性を最小限に抑
え、基板に形成されたパターンの静電破壊を未然に防止
することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかる基板の精密洗浄
装置の構成を模式的に説明する図である。また、図２
は、図１の装置の線II−IIに沿った断面を図１のIII の
方向（Ｚ方向）から見た図である。図１の装置は、不図
示の駆動部によりＸ方向にスライド可能な開閉シャッタ
８および清浄空気の供給口９が設けられた洗浄チャンバ
７を備えている。洗浄チャンバ７内には、洗浄すべき基
板１４がその表面がＹＺ平面とほぼ平行になるように支
持手段１７（図３参照）により支持されている。基板１
４の表面に対向するように、紫外線を照射する一対のラ
ンプ１１（１１Ａ、１１Ｂ）が配設されている。図１に
示すように、各紫外線ランプ１１は全体的に基板１４よ
りわずかに大きな矩形形状をしており、その照射面が基
板１４の対向する表面とほぼ平行になるように位置決め
されている。

【００１７】図１の装置はさらに、基板１４の表面の両
側に配設された８個の氷粒子噴射ノズル１２を備えてい
る。各氷粒子噴射ノズル１２は、純水を凝固させて形成
した氷粒子を加圧送給する装置（不図示）に接続されて
いる。氷粒子を加圧送給する装置は、水をＮ₂の作用に
より小さな水滴にする混合部と氷粒子用のチャンバーと
を有し、混合部からの水滴は圧送され氷粒子用チャンバ
ー内に入る。そこで水滴はチラー（冷却器）で氷粒子と
なり、この氷粒子はＮ₂の圧力でノズルから噴出され
る。加圧送給された氷粒子は、図２に示すように、氷粒
子噴射ノズル１２を介して円錐状に基板１４の表面に向
かって噴射される。各氷粒子噴射ノズル１２は、紫外線
ランプ１１Ａの上側の二隅に対応する位置に配設された
２つのノズル１２ａと紫外線ランプ１１Ａの下側の二隅
に対応する位置に配設された２つのノズル１２ｂとから
なる４つのノズル、および紫外線ランプ１１Ｂの上側の
二隅に対応する位置に配設された２つのノズル１２ａと
紫外線ランプ１１Ｂの下側の二隅に対応する位置に配設
された２つのノズル１２ｂとからなる４つのノズルを有
する。この合計８個の氷粒子噴射ノズル１２で、基板１
４の全表面に亘り氷粒子を吹き付けすることができるよ
うに位置決めされている。

【００１８】基板１４の側端面（ＹＺ平面にほぼ垂直な
面）に対向するように、一対のイオン化空気吹出口１３
が配設されている。各イオン化空気吹出口１３は、清浄
空気をイオン化させて基板１４に供給する装置（不図
示）に接続されている。イオン化空気吹出口１３は、Ｘ
方向に長手方向を有する。イオン化空気送給装置（不図
示）によって、吹出口１３からイオン化空気が基板１４
に向けて供給される。このとき十分かつ均一にイオン化
空気が吹き付けられるように、図１において吹出口１３
はＺＸ平面で見て基板１４に対して十分大きいものとす
る。送給されたイオン化空気は、吹出口１３を介して基
板１４（ＹＺ平面）とほぼ平行に流出されその表面に作
用する。なお、図２では吹出口１３がＹ方向に２つ並ん
でいる様子を示しているが、吹出口１３は１つでもよ
い。前記洗浄チャンバ７にはさらに、チャンバ内の空気
を排出するための排気口１０およびチャンバ内に発生し
た液体を排出するための排液口１５が洗浄チャンバ７の
下部領域に設けられている。

【００１９】図３は、基板の支持手段および搬送手段の
構成を概略的に示している。図示の搬送手段は、基板１
４の上部側面部分を両側から把持または挟持するアーム
１６を備えている。このアーム１６は駆動手段（不図
示）によりＹ方向に移動可能になっており、洗浄チャン
バ７と洗浄すべき基板を格納する基板カセットとの間を
往復運動することができるようになっている。また、洗
浄チャンバ７内で基板１４を所定位置に支持するための
支持手段１７には、搬送手段から基板１４を受けるため
の溝が刻設され、この溝の中で基板１４の下側端面およ
び下部側面を支持するようになっている。支持手段１７
は、適当な駆動手段（不図示）により、鉛直方向（Ｚ方
向）に往復運動することができるように構成されてい
る。

【００２０】図１乃至図３を参照して、本実施例の装置
の動作を以下に説明する。たとえばレチクルカセット
（不図示）に格納されたレチクル基板１４をアーム１６
で把持しながら、洗浄チャンバ７まで搬送する。次いで
洗浄チャンバ７の開閉シャッタ８を開き、基板１４を洗
浄チャンバ７内に搬入する。一方、洗浄チャンバ７内で
は支持手段１７が基板１４を受け取るための所定位置に
上昇している。アーム１６が支持手段１７に十分接近し
たところで、把持している基板１４を解放し、基板１４
を支持手段１７の溝内に載置する。基板１４を受け取っ
た支持手段１７は、洗浄処理のための所定位置すなわち
基板１４の各表面が紫外線ランプ１１に対面する位置ま
で下降する。このように、基板１４は、その表面が鉛直
方向とほぼ平行に支持されている。

【００２１】基板１４を解放したアーム１６は洗浄チャ
ンバ７の外に後退し、開閉シャッタ８は閉じられる。開
閉シャッタ８を閉じると、洗浄チャンバ７内には清浄空
気供給口９を介して清浄空気を供給し且つ排気口１０を
介して排気をとることにより、洗浄チャンバ７内に清浄
空気雰囲気を形成する。次いで、一対の紫外線ランプ１
１を作動させて基板１４の表面に紫外線を照射するとと
もに、適宜配置された８個の氷粒子噴射ノズル１２を介
して氷粒子を基板１４の表面に向かって円錐状に噴射す
る。

【００２２】一対の紫外線ランプ１１により清浄空気雰
囲気中において基板１４の表面に紫外線を照射すると、
紫外線の光エネルギの作用により、清浄空気がオゾン
（Ｏ₃）および活性酸素原子（Ｏ^*）に変化する。発生
した活性酸素原子が基板の有機物と反応し、この化学的
作用により基板表面に付着した有機物系異物を除去する
ことができる。一方、氷粒子噴射ノズル１２を介して円
錐状に噴射された氷粒子は基板１４の全表面に亘って作
用する。基板１４の表面に衝突する氷粒子の物理的作用
と照射紫外線のエネルギの化学的作用（無機物原子の結
合を切る）との相乗的作用により、基板表面に付着した
無機物系異物を確実に除去することができる。

【００２３】アイススクラビングにより除去された異物
は、基板１４の表面に衝突した氷粒子が融解した水とと
もに、洗浄チャンバ７の下部に設けられた排液口１５を
介してに排出される。このように、基板１４はアイスス
クラビングによりその表面が湿潤状態になる。基板１４
は鉛直方向に支持されているので、表面に水滴が溜まる
ようなことは回避されるが、強制的に乾燥する工程が必
要となる。そこで、アイススクラビングを停止し、清浄
空気雰囲気を保持したままで紫外線照射を一定時間続行
して基板１４を乾燥させるのが好ましい。

【００２４】また、イオン化空気吹出口１３を介してイ
オン化清浄空気を洗浄チャンバ７内に供給して基板１４
の表面に作用させるのが好ましい。イオン化清浄空気
は、プラスとマイナスに帯電したイオンを含んだ清浄空
気であって、基板１４の表面の静電気を除去するととも
に、帯電を未然に防止する作用がある。イオン化清浄空
気の供給は、スクラビングによる洗浄工程中だけでもよ
いが、紫外線照射による乾燥工程中も十分な静電気除去
を達成するために続行するのがさらに好ましい。なぜな
ら、アイススクラブ終了後直ちにイオン化空気の供給を
止めると、静電気の除去が完全でないことも考えられる
からである。したがって、その後の乾燥工程においても
イオン化空気の供給を続行した方が好ましい。

【００２５】洗浄処理および乾燥処理が終了した基板１
４は、基板の搬入手順とほぼ逆の手順にしたがって洗浄
チャンバ７の外に搬出されるので詳細な説明を省略す
る。次に洗浄すべき基板に対しても、上述の工程が繰り
返される。なお、本実施例では、氷粒子を噴射するスク
ラビング処理を例にとって本発明を説明したが、ドライ
アイス粒子を噴射するスクラビング処理を採用しても同
様の作用効果を得ることができることは明らかである。
この場合、ドライアイス粒子は融解して直ちに気化する
ので乾燥工程が省略され、水滴に起因するようなしみも
基板表面に残り難いという利点がある。

【００２６】また、本実施例では、基板を鉛直方向に支
持しているが水平方向に支持しても本発明の基本的な作
用効果を損なうものではない。さらにまた、本実施例で
は、噴射ノズルを介して噴射した氷粒子が基板表面の全
体に作用するように構成しているが、支持した基板を適
宜鉛直方向および水平方向の双方またはいずれか一方に
適宜移動させながら噴射を行ってもよい。この場合、氷
粒子噴射ノズルの所要数を低減することが可能になる。

【００２７】

【効果】以上説明したように、本発明の基板の精密洗浄
装置では、清浄空気雰囲気中で基板の表面に紫外線を照
射して該表面の異物を除去するための紫外線照射手段
と、基板の表面に氷粒子またはドライアイス粒子を噴射
して該表面の異物を除去するためのアイススクラブ手段
とを備え、前記紫外線照射手段と前記アイススクラブ手
段は同一基板に対して同時に作動する。したがって、洗
浄効率が著しく向上し且つ洗浄処理時間が著しく短縮さ
れる。また、紫外線エネルギの化学作用とアイススクラ
ブの物理作用の相乗効果を利用することができるので、
付着力の強い無機物系汚染物も確実に除去することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる基板の精密洗浄装置の
構成を概略的に説明する図である。

【図２】図１の装置の線II−IIに沿った断面図である。

【図３】基板の支持手段および搬送手段の構成を概略的
に示す図である

【図４】従来の基板の洗浄装置の構成を概略的に説明す
る図である。

【符号の説明】

７洗浄チャンバ８開閉シャッタ９清浄空気供給口１０排気口１１紫外線ランプ１２氷粒子噴射口１３イオン化空気吹出口１４基板１５排液口１６アーム１７支持手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】清浄空気雰囲気中で基板の表面に紫外線
を照射して該表面の異物を除去するための紫外線照射手
段と、前記基板の表面に氷粒子またはドライアイス粒子
を噴射して前記表面の異物を除去するためのアイススク
ラブ手段とを備え、前記紫外線照射手段と前記アイスス
クラブ手段は同一の基板に対して同時に作動することを
特徴とする基板の精密洗浄装置。
【請求項２】前記紫外線照射手段は、前記基板が収容
されたチャンバ内に清浄空気を供給して前記清浄空気雰
囲気を形成するための清浄空気供給手段と、前記基板の
表面に対向して設けられた一対の紫外線照射ランプとか
らなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記アイススクラブ手段は前記氷粒子ま
たは前記ドライアイス粒子を円錐状に加圧噴射するため
の複数の噴射ノズルを備え、該複数の噴射ノズルは前記
基板の全表面に亘り作用するように位置決めされている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】前記アイススクラブ手段は前記氷粒子ま
たは前記ドライアイス粒子を円錐状に加圧噴射するため
の複数の噴射ノズルを備え、該複数の噴射ノズルが基板
の全表面に亘り作用するように前記基板を移動させるた
めの基板支持手段を備えていることを特徴とする請求項
１または２に記載の装置。
【請求項５】前記紫外線照射手段は、前記アイススク
ラブ手段が作動を停止した後も所定期間作動を続行する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
の装置。
【請求項６】イオン化したガスを基板の表面に吹き付
けるためのイオン化ガス吹付手段を備えていることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】前記ガスは清浄空気であることを特徴と
する請求項６に記載の装置。
【請求項８】前記吹付手段は、前記アイススクラブ手
段と同期的に作動することを特徴とする請求項６または
７に記載の装置。
【請求項９】前記吹付手段は、前記紫外線照射手段と
同期的に作動することを特徴とする請求項６または７に
記載の装置。