(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被処理体の洗浄に用いられる洗浄槽と、前記洗浄槽を上方から覆うカバーと、前記カバーと前記洗浄槽の間に設けられて処理液を噴射する噴射ノズルとを備えた洗浄装置を用いて洗浄処理を行なう洗浄方法において、
前記カバーを開として、前記被処理体を前記洗浄槽内へ搬入する工程と、
前記カバーを閉として、前記被処理体が第1処理液で全部かくれる状態で第1洗浄処理を施す工程と、
前記噴射ノズルから前記第1処理液を前記洗浄槽内の第1処理液の液面に対して噴射し、前記第1処理液の液面から跳ね返る第1処理液のみにより前記カバーの裏面を洗浄する工程と、
を備えたことを特徴とする洗浄方法。
前記噴射ノズルから第1処理液を噴射する際、前記洗浄槽内に設けられたノズルを介して第1処理液を吐出して前記洗浄槽内から第1処理液をオーバーフローさせることを特徴とする請求項1に記載の洗浄方法。
前記カバーの裏面を洗浄した後、前記カバーを閉じたまま、前記洗浄槽内の前記第1処理液を第2処理液に入れ換えて、前記被処理体に対して前記第2処理液により第2洗浄処理を施す工程を更に備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の洗浄方法。
前記洗浄槽内へ搬送される前記被処理体に薬液としてSPMが付着され、前記第1処理液は純水を含み、前記第2処理液はSC1を含むことを特徴とする請求項3記載の洗浄方法。
前記噴射ノズルは前記洗浄内の第1処理液の液面に対して前記第1処理液を噴射するとともに、前記カバーの裏面に対しても前記第1処理液を噴射することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の洗浄方法。
前記制御装置は、前記噴射ノズルから第1処理液を噴射する際、前記洗浄槽内に設けられたノズルを介して前記第1処理液を吐出して前記洗浄槽内から前記第1処理液オーバーフローさせることを特徴とする請求項7に記載の洗浄装置。
前記洗浄槽内へ搬送される前記被処理体に薬液としてSPMが付着され、前記第1処理液は純水を含み、前記第2処理液はSC1を含むことを特徴とする請求項9記載の洗浄装置。
前記噴射ノズルは前記洗浄槽内の第1処理液の液面に対して前記第1処理液を噴射するとともに、前記カバーの裏面に対しても前記第1処理液を噴射することを特徴とする請求項7乃至11のいずれか記載の洗浄装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、
図1乃至
図5により説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態による洗浄装置を示す概略系統図であり、
図2は洗浄装置全体を示す断面図、
図3は
図2のIII−III線断面図、
図4は本発明の実施の形態による洗浄方法を示す図、
図5は本発明の実施の形態による洗浄方法の特徴を示す図である。
【0014】
本実施の形態による洗浄装置は、
図1乃至
図3に示すように筐体1と、その中に設けられた洗浄槽2および外槽8とを有しており、洗浄槽2内に所定の処理液が貯留されるようになっている。そして、後述するように所定の供給源から洗浄槽2内に設けられたノズル3(
図2,3参照)を介して、所定の処理液を洗浄槽2内に供給することによりその中にその処理液が貯留される。そしてその処理液中に複数のウエハWを浸漬させ、洗浄槽2から処理液をオーバーフローさせた状態で洗浄処理が行われる。洗浄槽2からオーバーフローした処理液は、外槽8へ流れるようになっている。
【0015】
洗浄槽2内においては、ウエハ保持部材4によって複数、例えば50枚のウエハWが保持される。ウエハ保持部材4は、ウエハWを立てた状態で水平方向に保持するウエハ保持部5と、ウエハ保持部5の端部から洗浄槽2の内壁に沿って上方に延び、ウエハ保持部5を支持する支持部6とを有しており、図示しない駆動機構により支持部6を介してウエハ保持部5を上下動することにより内槽2に対するウエハWの出し入れが可能となっている。ウエハ保持部材4に対するウエハWの受け渡しは、適宜の搬送装置により行われる。また、ウエハ保持部5は、ウエハWの下端近傍を保持する第1の保持棒5aと、ウエハWのその少し上方を保持する第2の保持棒5bとを有しており、第1および第2の保持棒5a、5bにはウエハWを保持するための複数の溝が形成されている。
【0016】
洗浄槽2の上方には、洗浄槽2を覆うカバー10が開閉自在に設けられている。カバー10は中央において分割片10a,10bに2分割されている。カバー10は、カバー開閉機構20によりシャフト20a、20bを介して分割片10a,10bを回動させることにより、開閉されるようになっている。
【0017】
カバー10は、処理液中に洗浄槽2内へパーティクル等が落下して、処理液中にパーティクル等が混入することを防止するものであり、洗浄槽2の液面を極力広い範囲で覆うことが好ましい。
【0018】
上述のように、洗浄槽2の外側にはオーバーフローした処理液を受けるための外槽8が設けられている。洗浄槽2内のノズル3には、処理液を供給するための処理液供給配管40が接続されている。処理液供給配管40の他端側には、処理液供給機構41が配置されている。処理液供給機構41は、SC1を供給するSC1供給源42と、純水(DIW)を供給するDIW供給源43とを有しており、処理液供給配管40には、これらからそれぞれ延びる配管46,47が、開閉バルブ51,52を介して接続されている。したがって、開閉バルブ51,52を操作することにより、処理液として、SC1、DIWを選択的に洗浄槽2に供給可能となっている。
【0019】
処理液供給配管40には、上流側から順にダンパ58、ヒータ59、フィルタ60、開閉バルブ61が設けられている。そして所定の処理液を洗浄槽2に向けて送給し、ヒータ59によって処理液を所定の温度に加熱し、フィルタ60によって処理液中の不純物を除去した後に洗浄槽2に処理液が供給される。
【0020】
さらにまた
図1に示すように、処理液供給配管40には、開閉バルブ54を有する配管45の一端が接続され、この配管45の他端に噴射ノズル2Aが接続されている。
【0021】
噴射ノズル2Aは洗浄槽2の上方に設けられたカバー10と洗浄槽2の間に配置され、処理液供給配管40から供給される処理液を洗浄槽2内のウエハWおよび処理液の液面に対して噴射するようになっている。この際、噴射ノズル2Aから処理液の液面に噴射された処理液は、液面から跳ね返ってカバー10の裏面に達し、液面から跳ね返る処理液によってカバー10の裏面を洗浄することができる。
【0022】
なお、噴射ノズル2Aは上下方向に向って可動式となっていてもよく、この場合図示しない駆動機構によって噴射ノズル2Aの噴射方向を連続的に上下方向に可変とすることができる。例えば、
図5に示すように噴射ノズル2Aを洗浄槽2の第1処理液L
1側に向けて液面から跳ね返る第1処理液L
1によってカバー10の裏面を洗浄したり、噴射ノズル2Aをカバー10の裏面に向けて直接、第1処理液L
1によりカバー10の裏面を洗浄することができる。
【0023】
一方、洗浄槽2の底部および外槽8の底部中央には、それぞれ処理液排出配管62,63が接続されており、これらにはそれぞれ開閉バルブ64,65が接続されている。そして、処理液を入れ替える際には、開閉バルブ64,65を開にして洗浄槽2および外槽1に貯留されている処理液を処理液排出配管62,63から排出し、その後開閉バルブ64,65を閉じて次の処理液を洗浄槽2内に供給する。
【0024】
以上のような洗浄装置の各構成部、例えば各配管に設けられた開閉バルブや、ウエハWの搬送機構等は、プロセスコントローラ70を有する制御装置70Aに接続されて制御される。プロセスコントローラ70には、工程管理者が洗浄装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、洗浄装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース71が接続されている。
【0025】
また、プロセスコントローラ70には、洗浄装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ70の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶媒体72が接続されている。レシピを格納する記憶媒体72はハードディスクや半導体メモリ等の記憶媒体からなっていてもよいし、CDROM、DVD等の可搬性の記憶媒体からなっていてもよい。なお他の装置から、例えば専用回線を介してレシピをこれら記憶媒体72に適宜伝送させるようにしてもよい。
【0026】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース71からの指示等にて任意のレシピを記憶媒体72から呼び出してプロセスコントローラ70に実行させることで、プロセスコントローラ70の制御下で、洗浄装置での所望の処理が行われる。
【0027】
次に、以上のように構成される洗浄装置における洗浄方法について
図4および
図5により説明する。
【0028】
本実施の形態においては、洗浄槽2における処理の前処理洗浄装置の洗浄槽100内で、ウエハWに対してSPM(H
2SO
4とH
2O
2を含む薬液)L
0を用いた洗浄処理が施される(
図4(a)参照)。この場合、洗浄槽100上方には、分割片110a、110bからなるカバー110が設置され、このカバー110により洗浄槽100内へ外方のパーティクルが混入しないようになっている。
【0029】
次にカバー110が開となり、ウエハWは洗浄槽100から外方へ引抜かれ、その後ウエハWは本発明による洗浄装置の洗浄槽2まで搬送装置(図示せず)により搬送される。この場合、洗浄槽2上方へ搬送されたウエハWには前処理洗浄処理中のSPMが付着していることがある。
【0030】
この間洗浄槽2が空の状態から、開閉バルブ52および61を開き、DIW供給源43から処理液供給配管40およびノズル3を介して洗浄槽2内に純水(DIW)を供給し、洗浄槽2内を純水(DIW)で満たす。そして、ウエハWが浸漬されるまでの間は、カバー開閉機構20によりカバー10を閉じた状態としておく。この場合、洗浄槽2内へはヒータ59により加熱され、温度が40°〜80°となるよう温度調整された高温のDIWが供給される。このような高温のDIWを第1処理液L
1とよぶ。
【0031】
次いで、カバー開閉機構20により、カバー10を開き、ウエハ保持部材4のウエハ保持部5を洗浄槽2の上方に位置させた状態で、図示しない搬送装置から複数、例えば50枚のウエハWをウエハ保持部5に受け渡し、図示しない駆動機構によりウエハ保持部材4を降下させ、ウエハWを洗浄槽2内の第1処理液(高温のDIW)L
1中に浸漬する(
図4(b)参照)。カバー開閉機構20によりカバー10を開く際には、
図2に示すように、カバー開閉機構20のロータリーアクチュエータからなる駆動機構によりシャフト20a、20bを回転させることにより、分割片10a,10bを回動させる。
【0032】
そして、ウエハWを洗浄槽2の第1処理液L
1に浸漬した後、
図4(c)に示すように、カバー開閉機構20により、カバー10を閉じて液面をカバーで覆った状態する。このように洗浄槽2をカバー10で覆った後、ノズル3から第1処理液L
1を洗浄槽2内に供給し、第1処理液L
1を洗浄槽2からオーバーフローさせつつ、または、所定時間第1処理液L
1を洗浄槽2からオーバーフローさせた後にオーバーフローを止めて第1処理液L
1による洗浄を行う(第1洗浄処理)。
【0033】
なお、第1洗浄処理における洗浄槽2へのウエハWの浸漬については、上記に限ることはなく、洗浄槽2内が空または第1処理液L
1で満たされていない状態でウエハWを搬送し、その後、カバー開閉機構20により、カバー10を閉じて洗浄槽2をカバーで覆った状態にして、洗浄槽2内のウエハWが隠れるまで第1処理液L
1を供給してウエハWを浸漬してもよく、また、洗浄槽2内が空または第1処理液L
1で満たされていない状態でウエハWを搬送し、その後、洗浄槽2内のウエハWが隠れるまで第1処理液L
1を供給してウエハWを浸漬して、そして、カバー開閉機構20により、カバー10を閉じて洗浄槽2をカバーで覆った状態にしてもよい。
【0034】
次に、開閉バルブ54が開となり、第1処理液L
1(高温のDIW)が噴射ノズル2A側へ供給され、この噴射ノズル2Aから第1処理液L
1が洗浄槽2内の第1処理液L
1中に浸清されたウエハWおよび第1処理液L
1液面に対して噴射される。
【0035】
このように噴射ノズル2Aから第1処理液L
1を噴射することにより、ウエハWに対する洗浄処理を確実に行なうことができる。同時に噴射ノズル2Aから噴射される第1処理液L
1が液面から跳ね返ってカバー10の裏面に達し、カバー10の裏面を洗浄する。
【0036】
次に
図4(c)、
図5および
図6(a)(b)(c)により、噴射ノズル2Aから第1処理液L
1を噴射する際の作用およびカバー10の裏面における塩の発生のメカニズムについて述べる。
【0037】
上述のように、洗浄槽2内へ搬入されるウエハWには、洗浄槽2における処理の前処理洗浄処理中のSPMが付着して残留している。この場合、ウエハWに付着したSPMは洗浄槽2内の第1処理液L
1中に混入し、第1処理液L
1と反応して第1処理液L
1が蒸発する。このとき、蒸発した第1処理液L
1に含まれるSPMのうちとりわけH
2SO
4成分P
1がカバー10の裏面に付着する(
図5参照)。
【0038】
そして、カバー10の裏面に付着したH2SO4成分P
1が、後述のように洗浄槽2内でNH
4OHとH
2O
2を含むSC1(第2処理液)を用いてウエハWに対して洗浄処理を施した場合、第2処理液L
2中のNH
4OH成分P
2が蒸発してカバー10の裏面に付着し、H
2SO
4成分P
1とNH
4OH成分P
2とがカバー10の裏面において反応して塩Pを生成することが考えられる。この場合、カバー10の裏面で生成した塩Pは、その後カバー10から落下してウエハW表面にパーティクルとして付着してしまうことがある。
【0039】
これに対して本実施の形態によれば、噴射ノズル2Aから噴射した第1処理液L
1が洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面から跳ね返り、この跳ね返った第1処理液L
1によりカバー10の裏面を洗浄することができる。このためカバー10裏面にH
2SO
4成分P
1が付着していてもこのH
2SO
4成分P
1を確実に第1処理液L
1により洗浄することができる。このためその後洗浄槽2内で第2処理液(SC1)を用いてウエハWに対して洗浄処理を施しても、カバー10の裏面においてH
2SO
4成分P
1とSC1のNH
4OH成分P
2とが反応して塩Pを発生させることはない。このため塩PがウエハW上にパーティクルとして残留することはない。
【0040】
なお、噴射ノズル2Aから噴射した第1処理液L
1が洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面から跳ね返った第1処理液L
1の温度は40℃〜80℃が好ましく、カバー10の裏面のH
2SO
4成分P1を効果的に洗浄することができる。上述では洗浄槽2内に供給される第1処理液L
1と噴射ノズル2Aから噴射した第1処理液L
1の温度は同じ温度としたが、これに限ることはなく、洗浄槽2内に供給される第1処理液L
1と噴射ノズル2Aから噴射した第1処理液L
1の温度が異なる温度であってもよく、第1処理液L
1の液面から跳ね返った第1処理液L
1の温度が40℃〜80℃であれば確実に洗浄することができる。また、噴射ノズル2Aから洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面に対して噴射している間、洗浄槽2内に設けられたノズル3から第1処理液L
1を連続的または断続的に吐出して第1処理液L
1を洗浄槽2からオーバーフローさせてカバー10に付着していたH
2SO
4成分P1を外槽8へ流れるようにしてもよく、これに限らず、噴射ノズル2Aから洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面への噴射と浄槽2内に設けられたノズル3からの第1処理液L
1の吐出(洗浄槽2から第1処理液L
1をオーバーフローさせる)を交互に行なうようにしてもよい。
【0041】
次に
図4(d)に示すように、開閉バルブ61を閉じ、ノズル3からの第1処理液L
1の供給を停止する。次に開閉バルブ64および65を開き、処理液排出配管62および63を介して洗浄槽2および外槽8から第1処理液L
1を排出する。他方開閉バルブ54は開いたまま、ノズル2Aから第1処理液L
1をウエハWに噴射させ、露出したウエハWが乾かないように抑制しつつ、第1処理液L
1によるウエハWの表面の洗浄処理を行う。
【0042】
次に
図4(e)に示すように、開閉バルブ64、65を閉じ、開閉バルブ51および開閉バルブ61を開き、SC1供給源42から処理液供給配管40およびノズル3を介して洗浄槽2内に、NH
4OHとH
2O
2を含むSC1(第2処理液)L
2を供給し、洗浄槽2から第2処理液L
2をオーバーフローさせながら、または、所定時間第2処理液L
2を洗浄槽2からオーバーフローさせた後にオーバーフローを止めてウエハWに対して第2処理液L
2を用いた洗浄処理を施す(第2洗浄処理)。
【0043】
この場合、洗浄槽2は上方に設置されたカバー10により覆われており、洗浄槽2内の第2処理液L
2中のNH
4OH成分P
2が蒸発してカバー10の裏面に達することも考えられる。
【0044】
しかしながら、本実施の形態によれば、前工程において噴射ノズル2Aから第1処理液L
1を洗浄槽2内の第1処理液L
1へ噴射し、洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面から跳ね返る第1処理液L
1によりカバー10の裏面を洗浄することにより、カバー10の裏面に残留するH
2SO
4成分P
1を洗浄して除去している(
図4(c)参照)。このため、洗浄槽2内の第2処理液L
2中のNH
4OH成分P
2が蒸発してカバー10の裏面に達しても、カバー10の裏面においてH
2SO
4成分P
1とNH
4OH成分P
2とが反応して塩Pを生成することはなく、生成した塩PからウエハW上にパーティクルとして付着することもない。
【0045】
次に
図4(f)に示すように、開閉バルブ52および開閉バルブ61を開き、DIW供給源43から処理液供給配管40およびノズル3を介して洗浄槽2内に、DIWを供給する。この場合、洗浄槽2へは加熱されない低温(室温程度)のDIWが供給される。このような低温のDIWを第3処理液L
3とよぶ。
【0046】
このように洗浄槽2内へ低温のDIW(第3処理液)L
3を供給し、洗浄槽2から処理液をオーバーフローさせながら第2処理液L
2を第3処理液L
3に置換し、その後、ウエハWに対して第3処理液L
3を用いた洗浄処理を施す(第3洗浄処理)。
【0047】
なお、第3処理液L3を用いた洗浄処理においては、洗浄処理の間、第3処理液L3を供給してオーバーフローさせてもよく、また、第2処理液L
2から第3処理液L
3への置換が完了したらオーバーフローを止めてもよい。
【0048】
図4(f)において、カバー10は引き続いて洗浄槽2上を覆っている。
【0049】
次に
図4(g)に示すように、開閉バルブ64、65を開とし、洗浄槽2および外槽8から第3処理液L
3を排出する。同時に開閉バルブ61を閉とし、開閉バルブ54を開として、噴射ノズル2Aから第3処理液L
3をウエハWに対して噴射し、ウエハWを第3処理液L
3により洗浄する。洗浄後の第3処理液L
3は洗浄槽2から排出される。
【0050】
次に
図4(h)に示すように、開閉バルブ54を閉とし、開閉バルブ61を開として、ノズル3から洗浄槽2内へ第3処理液L
3を供給し、洗浄槽2から第3処理液L
3をオーバーフローさせながら、ウエハWに対して第3処理液L
3を用いた洗浄処理(第3洗浄処理)を繰り返す。
【0051】
図4(g)(h)に示す工程中において、洗浄槽2はカバー10により覆われている。
【0052】
次に
図4(i)に示すように、カバー10が開き、洗浄槽2内のウエハWは開放されたカバー10を介して外方へ搬送され、後工程においてウエハWに対する乾燥工程が施される。
【0053】
以上のように本実施の形態によれば、
図4(c)に示す工程において、噴射ノズル2Aから第1処理液L
1を洗浄槽2内の第1処理液L
1へ噴射し、洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面から跳ね返る第1処理液L
1によりカバー10の裏面を洗浄することができるので、カバー10の裏面にH
2SO
4成分P
1が残留していても、このH
2SO
4成分P
1を確実に洗浄して除去することができる。このため、
図4(e)に示す工程において、洗浄槽2内の第2処理液L
2中のNH
4OH成分P
2が蒸発してカバー10の裏面に達しても、カバー10の裏面においてH
2SO
4成分P
1とNH
4OH成分P
2とが反応して塩Pを生成することはなく、生成した塩PからウエハW上にパーティクルとして付着することもない。
【0054】
また
図4(c)に示す工程において、噴射ノズル2Aから第1処理液L
1をウエハWに噴射してウエハWを確実に洗浄することができ、同時に噴射ノズル2Aから噴射する第1処理液L
1が洗浄槽2内の第1処理液L
1の液面から跳ね返ってカバー10の裏面を洗浄することができる。
【0055】
なお、本実施例においては、洗浄槽2と外槽8が一体に設けられていたが、外槽8が一体に設けられていなくともよい。例えば、洗浄槽2からオーバーフローした処理液を下方で受け止めるような形態でもよい。特に上述に限ることはない。