特許 6184015 被処理体に臨んだ位置で加熱する加熱ウェット処理装置およびその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6184015

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】被処理体に臨んだ位置で加熱する加熱ウェット処理装置およびその方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20170814BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20170814BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20170814BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 643A

   H01L21/68 N

   H01L21/304 648G

   H01L21/30 563

   H01L21/306 R

【請求項の数】4

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-249362(P2013-249362)

(22)【出願日】2013年12月2日

(65)【公開番号】特開2015-106689(P2015-106689A)

(43)【公開日】2015年6月8日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】590002172

【氏名又は名称】株式会社プレテック

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 史朗

(72)【発明者】

【氏名】クンプアン ソマワン

(72)【発明者】

【氏名】池田 伸一

(72)【発明者】

【氏名】後藤 昭広

(72)【発明者】

【氏名】天野 裕

【審査官】 ▲高▼須 甲斐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２３３４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６４５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５６９４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平板状の被処理体を加熱しながら前記被処理体の表面に処理液を供給して処理する加熱ウェット処理装置であって、
集光体、および前記集光体を囲むように前記集光体の周方向に所定の間隔を空けて取り付けられ表面を上側に向けた状態で前記被処理体を係止する複数の係止片部を有するステージと、
前記ステージの上方に設けられ、前記係止片部に係止された前記被処理体の表面に前記処理液を供給する供給部と、
前記集光体の下方であり前記係止片部に係止された前記被処理体に臨んだ位置に設けられ、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する加熱部と、を備え、
前記加熱部は、発光した光を前記集光体へ送る発光部であり、前記集光体にて集光した光を前記被処理体に照射して、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する
ことを特徴とする加熱ウェット処理装置。

【請求項2】

請求項１記載の加熱ウェット処理装置において、
前記係止片部は、前記被処理体の周縁を保持する複数のピン材にて構成され、これら複数のピン材間に前記集光体を位置させて前記集光体と一体に設けられている
ことを特徴とする加熱ウェット処理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の加熱ウェット処理装置において、
前記被処理体は、所定サイズのウェハで、
前記処理液は、前記ウェハを洗浄するための洗浄液である
ことを特徴とする加熱ウェット処理装置。

【請求項4】

集光体を囲むように前記集光体の周方向に所定の間隔を空けて取り付けられた係止片部にて、表面を上側に向けた状態で平板状の被処理体を係止してステージに前記被処理体を設置する設置工程と、
前記ステージに設置された前記被処理体の表面に、前記ステージの上方から処理液を供給する供給工程と、
前記供給工程にて前記処理液を供給している状態で、前記集光体の下方であり前記係止片部に係止された前記被処理体に臨んだ位置から光を発光して前記集光体へ送り、前記集光体にて集光した光を前記被処理体に照射して、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する処理工程と、
を備えたことを特徴とする加熱ウェット処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理体を加熱しながら処理液を供給して処理する加熱ウェット処理装置およびその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、この種の加熱ウェット処理装置が用いられる半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、同種機能の処理装置を纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで接続するジョブショップ方式を採用したレイアウトが主流になっている。また、そのような製造ラインで処理されるワークには、１２インチなどの大口径のウェハが使用され、１枚のウェハから数千個の半導体チップが製造される生産システムとされている。

【0003】

ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送距離が大幅に伸びるとともに、待機時間も増加するため、製造時間が増大し、仕掛品の増大を招くなどコストアップの要因となり、ワークを大量生産する製造ラインとしては、生産性の低さが問題となる場合が生じる。そこで、従来のジョブショップ方式の製造ラインに代え、半導体処理装置を処理工程順に配置したフローショップ方式による製造ラインも提案されている。

【0004】

一方、このようなフローショップ方式による製造ラインは、単一の製品を大量に製造する場合には最適であるが、製造品を変えることで製造手順（レシピ）を変えなければならない場合には、製造ラインでの各半導体処理装置の設置をワークの処理フロー順に並べ替えることが必要となる。しかしながら、製品が変わるたびにそのような並び替えを行うのは、再配置のための手間と時間を考慮すると、現実的ではない。特に、クリーンルームという閉鎖空間内に巨大な半導体処理装置が固定配置されている現状では、その半導体処理装置をその都度再配置することは、現実的には不可能である。

【0005】

また、エンジニアサンプルやユビキタスセンサー用など、製造単位数が数個〜数百個というような超少量の半導体を製造するニーズも存在する。しかしながら、上述したジョブショップ方式やフローシップ方式による巨大な製造ラインでは、超少量の半導体を製造すると、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうため、その製造ラインに他の品種を流さざるを得ないこととなる。

【0006】

ところが、そのように多品種を同時に投入して混流生産をするとなると、製造ラインの生産性は品種数の増大ととともに一層低下することとなるので、結局のところ、このような巨大な製造ラインでは、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できない。

【0007】

そこで、０．５インチサイズ（ハーフインチサイズ）のウェハに１個のデバイスを作成することを基本とし、そのために製造工程を複数の可搬性の単位処理装置で構成し、これら複数の単位処理装置をフローシップやジョブショップに再配置することを容易にすることで、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できるようにしたミニマルファブシステムが特許文献１に開示されている。

【0008】

さらに、このミニマルファブシステムに用いる現像装置としては、ウェハ上からこぼれる量を下回る量の現像液をウェハ上に滴下した状態で、現像液がウェハ上からこぼれ落ちない程度の回転速度でウェハをゆっくりと回転させるようにしたスピン現像装置が特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】国際公開第２０１２／０２９７７５号

【特許文献2】国際公開第２０１３／０８４５７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上記特許文献１に開示されたミニマルファブシステムは、ハーフインチサイズのウェハを単位処理装置で一枚ずつ処理する方法であり、ハーフインチサイズのウェハ上に印刷等された被現像物を現像する装置として、上記特許文献２に開示されたスピン現像装置が知られているものの、ハーフインチサイズのウェハ（被処理体）を現像したり、洗浄したりする加熱ウェット処理装置において、少ない量の現像液または洗浄液（処理液）とした場合であっても、効率良く加熱処理することができる装置および方法については、知られていない。

【0011】

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、上記したミニマルファブシステム等に使用することのできる、ハーフインチサイズのようなきわめて小さいウェハの加熱ウェット処理方式として、効率良く加熱ウェット処理することができる加熱ウェット処理装置およびその方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明は、平板状の被処理体を加熱しながら前記被処理体の表面に処理液を供給して処理する加熱ウェット処理装置であって、集光体、および前記集光体を囲むように前記集光体の周方向に所定の間隔を空けて取り付けられ表面を上側に向けた状態で前記被処理体を係止する複数の係止片部を有するステージと、前記ステージの上方に設けられ、前記係止片部に係止された前記被処理体の表面に前記処理液を供給する供給部と、前記集光体の下方であり前記係止片部に係止された前記被処理体に臨んだ位置に設けられ、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する加熱部と、を備え、前記加熱部は、発光した光を前記集光体へ送る発光部であり、前記集光体にて集光した光を前記被処理体に照射して、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱することを特徴とする加熱ウェット処理装置とした。

【0013】

このように構成された本発明によれば、ステージに被処理体を設置してから、この被処理体の表面に処理液を供給部から供給する。この状態で、ステージに設置された被処理体の下方に位置する加熱部にて発光した光を集光体へ送り、集光体にて集光した光を被処理体に照射して、少なくとも被処理体と処理液との界面部分を加熱する。この結果、被処理体を処理液にて処理する最適箇所である界面部分を加熱部にて加熱できるから、効率良く加熱ウェット処理できる。

【0014】

また、被処理体を介して、被処理体と前記処理液との界面部分を加熱できるから、加熱部と供給部との設置箇所の干渉を少なくできるとともに、被処理体と処理液との界面部分を適切に加熱できる。

【0015】

さらに、発光した光を集光体にて集光し、この集光体にて集光した光をレンズ部にて被処理体と処理液との界面部分へ導くため、発光した光をより効率良く被処理体と処理液との界面部分へ導くことができる。

【0016】

また本発明は、上記発明において、前記係止片部は、前記被処理体の周縁を保持する複数のピン材にて構成され、これら複数のピン材間に前記集光体を位置させて前記集光体と一体に設けられていることを特徴とする加熱ウェット処理装置とした。

【0017】

このように構成された本発明は、被処理体の周縁を保持する複数のピン材にて係止片部を構成することにより、これら複数のピン材間に集光体を位置させ、ステージと集光体とを一体に設けることができる。したがって、加熱ウェット処理装置の部品点数を少なくできるとともに、発光した光を複数のピン材を介して導くことが可能になるため、被処理体と処理液との界面部分をより適切かつ効率良く加熱できる。

【0018】

また本発明は、上記発明において、前記被処理体は、所定サイズのウェハで、前記処理液は、前記ウェハを洗浄するための洗浄液であることを特徴とする加熱ウェット処理装置とした。

【0019】

このように構成された本発明は、ステージに設置されたウェハの下方の臨んだ位置に設けられた加熱部にて、少なくともウェハと洗浄液との界面部分を加熱することができる。よって、ウェハを洗浄液で洗浄処理する際の最適箇所である界面部分を適切に加熱できるため、効率良くウェハを洗浄することができる。

【0020】

また本発明は、上記目的を達成するために、集光体を囲むように前記集光体の周方向に所定の間隔を空けて取り付けられた係止片部にて、表面を上側に向けた状態で平板状の被処理体を係止してステージに前記被処理体を設置する設置工程と、前記ステージに設置された前記被処理体の表面に、前記ステージの上方から処理液を供給する供給工程と、前記供給工程にて前記処理液を供給している状態で、前記集光体の下方であり前記係止片部に係止された前記被処理体に臨んだ位置から光を発光して前記集光体へ送り、前記集光プレートにて集光した光を前記被処理体に照射して、少なくとも前記被処理体と前記処理液との界面部分を加熱する処理工程と、を備えたことを特徴とする加熱ウェット処理方法とした。

【0021】

このように構成された本発明によれば、ステージに被処理体を設置し、このステージに設置された被処理体の表面に処理液を供給している状態で、被処理体に臨んだ位置から、光を発光して集光体へ送り、集光体にて集光した光を被処理体に照射して、少なくとも被処理体と処理液との界面部分を加熱する。この結果、被処理体を処理液にて処理する最適箇所である界面部分を適切に加熱できるため、効率良く加熱ウェット処理できる。

【0022】

また、被処理体を介して、被処理体と処理液との界面部分を加熱することにより、この被処理体と処理液との界面部分を加熱するための加熱部の設置箇所と、処理液を供給するための供給部の設置箇所との干渉を少なくできるとともに、被処理体と処理液との界面部分を適切に加熱することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、ステージに被処理体を設置してから、この被処理体の表面に処理液を供給部から供給した状態で、ステージに設置された被処理体の下方に位置する加熱部にて、発光した光を集光体へ送り、集光体にて集光した光を被処理体へ照射して、少なくとも被処理体と処理液との界面部分を加熱するため、被処理体を処理液にて処理する最適箇所である界面部分を加熱部にて加熱することができるから、効率良く加熱ウェット処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態に係る加熱ウェット処理装置を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。

【図2】上記加熱ウェット処理装置の内部構造の一部を示す概略説明図である。

【図3】上記加熱ウェット処理装置の本体部を示す概略説明図である。

【図4】上記加熱ウェット処理装置のウェハ搬入状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。

【図5】上記加熱ウェット処理装置のウェハ搬入状態からウェハ保持状態への移行時の状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。

【図6】上記加熱ウェット処理装置のウェハ保持状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。

【図7】上記加熱ウェット処理装置による洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る加熱ウェット処理装置の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図9】本発明の第３実施形態に係る加熱ウェット処理装置の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図10】本発明の第４実施形態に係る加熱ウェット処理装置の概略を示す説明図である。

【図11】本発明の第５実施形態に係る加熱ウェット処理装置の洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

【0026】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るウェハ洗浄機１を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。図２は、ウェハ洗浄機１の内部構造の一部を示す概略説明図である。図３は、ウェハ洗浄機１の洗浄ユニット３を示す概略説明図である。

【0027】

＜全体構造＞
本発明の第１実施形態に係るスピン洗浄装置であるウェハ洗浄機１は、所定の大きさに成形された略円盤状または矩形状のウェハＷの表面を洗浄処理する加熱ウェット処理装置である。ウェハ洗浄機１は、図１および図２に示すように、予め規格された大きさの筐体２内に収容されたミニマルファブ（minimal fabrication）構想に基づくミニマル洗浄装置である。ここで、ミニマルファブ構想とは、多品種少量という半導体製造市場に最適なもので、省資源・省エネルギ・省投資・高性能な多様なファブに対応でき、例えば特開２０１２−５４４１４号公報に記載の生産をミニマル化させるミニマル生産システムを実現させるものである。

【0028】

ウェハ洗浄機１の筐体２は、上下方向に長手方向を有する略直方体状に形成され、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造とされている。筐体２の上側の装置上部２ａ内には、被処理体としての被洗浄物であるウェハＷを洗浄するため本体部としての洗浄ユニット３が収容されている。洗浄ユニット３による洗浄としては、ウェハＷ上のレジスト除去、エッチング、付着している残渣等を取り除く等を目的としたものを含む。

【0029】

洗浄ユニット３より下方の装置上部２ａまたは装置下部２ｂ内には、洗浄ユニット３での洗浄にて用いられた使用済みの洗浄液やリンス液等の廃液を貯留させるための廃液タンクや、洗浄ユニット３での洗浄に用いられる薬液、例えばフッ酸（ＨＦ）等の洗浄物である洗浄液Ｌ、洗浄後にウェハＷ上に残った洗浄液をリンスするために用いられる、例えば純水等のリンス液Ｒが貯留された薬液タンク等が収容されている。洗浄ユニット３より上方の装置上部２ａ内には、洗浄ユニット３の駆動や洗浄液Ｌの供給を制御する制御部としてのコントロールユニット４が収容されている。

【0030】

筐体２の下側には、装置上部２ａに対する原料供給系や排気系、制御装置等を内蔵させるための装置下部２ｂが設けられている。装置下部２ｂには、例えば窒素（Ｎ２）ガスや空気等の乾燥補助用の図７に示すガスＧが貯留されたガスボンベ（図示せず）が収容されている。筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、筐体２の正面側を側面視凹状に窪ませた凹状部２ｃが形成されている。凹状部２ｃの下側の部分は、ウェハＷを筐体２内に搬入させるための前室２ｄとされている。前室２ｄには、図２に示すウェハ搬送ロボット５が収容されている。前室２ｄの上面の略中央部には、搬送容器としてのミニマルシャトル（図示せず）を設置するためのシャトル収容部としての略円形状のドッキングポート２ｅが設けられている。

【0031】

ドッキングポート２ｅは、ウェハ搬送ロボット５の上面に設けられ、このドッキングポート２ｅを、前室２ｄの上面から突出させた状態とさせてウェハ搬送ロボット５が前室２ｄ内に収容されている。前室２ｄは、筐体２内への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構成とされている。前室２ｄは、ミニマルシャトル内に収容されているウェハＷを外気に曝す等することなく筐体２内へ出し入れ可能とするＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。

【0032】

ウェハ搬送ロボット５は、ドッキングポート２ｅから搬入されてくるウェハＷを洗浄ユニット３の所定位置へ搬送するとともに、洗浄ユニット３にて洗浄された後のウェハＷをドッキングポート２ｅから筐体２外へ搬出する。ウェハ搬送ロボット５としては、例えば特開２０１１−９６９４２号公報に記載のワーク搬送装置等が用いられる。ウェハ搬送ロボット５は、図２に示すように、ウェハ搬送空間５ａを介して洗浄ユニット３に連結され、ウェハ搬送空間５ａ内に、細長平板状の機体を伸長させたり縮退させたりし、機体の先端に設置したウェハＷを洗浄ユニット３内へ出し入れする伸縮アクチュエータ（図示せず）が用いられている。

【0033】

＜洗浄ユニット＞
洗浄ユニット３は、筐体２内の前室２ｄの後側上部のウェハ処理室２ｆ内に収容されている。洗浄ユニット３にて洗浄するウェハＷは、所定の大きさ、例えば直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状の表面を有する円盤状に形成されている。ウェハＷには、予め所定のパターンが形成され洗浄前の状態とされている。なお、ウェハＷとしては、フォトレジスト膜が除去されたベアシリコンウェハ等であっても用いることができる。

【0034】

洗浄ユニット３は、図３に示すように、洗浄チャンバ３１を備えている。洗浄チャンバ３１は、有底略円筒状の下カップ３２と、下カップ３２上に嵌合される略円盤状の上カップ３３とで構成されている。下カップ３２内の中心位置には、水平方向に回転可能なステージ３４が設けられている。ステージ３４に対向する上カップ３３の中心位置には、供給ノズルとしての液吐出ノズル３５が設けられている。液吐出ノズル３５は、ステージ３４に設置されたウェハＷに対向する位置に設けられ、このウェハＷ上に洗浄液Ｌを供給する供給部であるとともに、後述する超音波振動子３８にて共振される共振体である。

【0035】

＜洗浄チャンバ＞
洗浄チャンバ３１の下カップ３２は、円筒状の周面部３２ａと、周面部３２ａの底部側を覆う円環状の底板部３２ｂとで構成された略有底円筒状に形成され、底板部３２ｂの中心位置に上下方向に沿って貫通した挿通孔３２ｃが形成されている。周面部３２ａの上端内縁部には、テーパ状の傾斜面部３２ｄが周方向に亘って形成されている。下カップ３２の周面部３２ａの上端側は、ウェハ搬送用のウェハ搬送空間５ａを覆う搬送チャンバ５ｂの一端側の下側に取り付けられている。搬送チャンバ５ｂの他端側は、ウェハ搬送ロボット５に接続されている。下カップ３２の底板部３２ｂには、下カップ３２内へ流れ込んでくる使用済みの洗浄液Ｌやリンス液Ｒを排出させるための廃液口（図示せず）が設けられている。

【0036】

上カップ３３は、搬送チャンバ５ｂの一端側に接続された収容部３３ａ内に昇降可能に収容されている。上カップ３３の下方には、中心位置から略円錐状に拡開するテーパ状の内周面部３３ｂが設けられている。内周面部３３ｂの外側に位置する下端内縁部には、周方向に沿って下方に突出した嵌合片部３３ｃが設けられている。嵌合片部３３ｃは、下カップ３２の周面部３２ａの内径寸法に略等しい外径寸法に形成され、上カップ３３を下降させて下カップ３２に嵌合させた際に、下カップ３２の周面部３２ａの内側に嵌合する。

【0037】

嵌合片部３３ｃより外側の上カップ３３の下端面は、下カップ３２の周面部３２ａの上端部に当接する当接面３３ｄとされている。当接面３３ｄには、周方向に亘ってパッキン３３ｅが取り付けられている。パッキン３３ｅは、上カップ３３を下降させて下カップ３２に嵌合させた際に、下カップ３２の周面部３２ａの上端部に接触して、上カップ３３と下カップ３２との嵌合を気密にさせる。

【0038】

＜ステージ＞
ステージ３４は、略円筒状の回転軸３４ａ上に設けられている。回転軸３４ａは、上端側を下カップ３２内に収容させ、下端側が底板部３２ｂの中心位置を貫通させて取り付けられている。底板部３２ｂを貫通して下カップ３２外へ突出した部分には、回転軸３４ａを周方向に回転駆動させる回転駆動部３４ｂが設けられている。回転軸３４ａの上端側は、同心状に拡開されて円筒状の収容空間３４ｃが形成されたランプ収容部３４ｄとされている。ランプ収容部３４ｄの収容空間３４ｃの中心位置には、発光部としての、例えばキセノンランプ等のランプ３４ｅが取り付けられている。

【0039】

ランプ３４ｅは、ステージ３４上に設置されるウェハＷに臨んだ位置に取り付けられ、少なくともウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分を加熱するための加熱部である。収容空間３４ｃには、ランプ３４ｅを覆うように集光部としてのリフレクタ３４ｆが取り付けられている。リフレクタ３４ｆは、ランプ３４ｅから発する光を、ステージ３４上に設置されたウェハＷと洗浄液Ｌとの少なくとも界面部分に集光させる凹弧面状の内側面とされている。

【0040】

ランプ収容部３４ｄの上端側には、ランプ収容部３４ｄの上端側を閉塞する閉塞部材３４ｇが取り付けられている。閉塞部材３４ｇの上側の中心位置には、レンズ部としての略円柱状の集光プレート３４ｈが、閉塞部材３４ｇに対し一体に設けられている。閉塞部材３４ｇおよび集光プレート３４ｈは、例えば石英や単結晶サファイヤ等の光を透過する素材にて形成されている。集光プレート３４ｈは、リフレクタ３４ｆにて集光された光を、ステージ３４上に設置されるウェハＷへ導く集光体である。ここで、レンズ部としては、照射される光を集光するものに加え、照射される光りを単に透過させるものも含まれる。

【0041】

ステージ３４は、複数、例えば５本のピン材としての係止片部３４ｉにて構成され、これら複数の係止片部３４ｉにて集光プレート３４ｈを囲むように、集光プレート３４ｈの周方向に所定の間隔を空けて取り付けられている。各係止片部３４ｉは、閉塞部材３４ｇに対して別体として平面視矩形状に構成され、この閉塞部材３４ｇ上に取り付けられている。各係止片部３４ｉの上側の内側縁には、ウェハＷの周縁を係止して支持する係止段部３４ｊが設けられている。これら係止片部３４ｉのうちの１つは、後述するスピンテーブル３６の上下動に連動して移動するチャックピン３４ｋとされている。チャックピン３４ｋは、スピンテーブル３６の下降に同調して中心軸方向へ移動し、スピンテーブル３６の上昇に同調して径方向に移動する構成とされている。

【0042】

一方、ステージ３４の集光プレート３４ｈに嵌合するよう、円環状のスピンテーブル３６が昇降可能（上下動可能）に取り付けられている。スピンテーブル３６は、エアシリンダ３７にて昇降動作する。エアシリンダ３７は、図３に示すように、下カップ３２内であって、回転軸３４ａの外側に取り付けられている。スピンテーブル３６は、最上昇させた状態から、スピンテーブル３６がステージ３４の閉塞部材３４ｇ上に載置する位置までを昇降動作可能とされ、この位置でスピンテーブル３６からエアシリンダ３７が切り離れ、エアシリンダ３７のみが縮退動作する構成とされている。

【0043】

スピンテーブル３６の中心位置には、円形状の開口部３６ａが設けられている。開口部３６ａの上側の開口縁には、ウェハ搬送ロボット５にて搬送されるウェハＷを受け取るための支持片部３６ｂが設けられている。支持片部３６ｂは、開口部３６ａの周方向に向けて等間隔に離れた位置に、複数、例えば３個ほど設けられている。支持片部３６ｂは、ステージ３４を構成する係止片部３４ｉと干渉しない位置、例えばこれら係止片部３４ｉに対して交互に、集光プレート３４ｈの周囲に設けられている。

【0044】

＜液吐出ノズル＞
上カップ３３の中心位置には、液吐出ノズル３５の下端側である先端側が貫通されて取り付けられる挿通開口３３ｆが設けられている。液吐出ノズル３５は、円筒状の挿通部３５ａを備えている。挿通部３５ａの下端部は、上カップ３３の挿通開口３３ｆの下端部より下方に突出させた状態として取り付けられている。挿通部３５ａと挿通開口３３ｆとの間には、挿通部３５ａと挿通開口３３ｆとの間を気密にする円環状のシール材３５ｂが取り付けられている。挿通部３５ａは、ステージ３４上に設置されるウェハＷの外径寸法に略等しい外径寸法とされている。挿通部３５ａの平面状の下端面３５ｃの中心位置には、液吐出口３５ｄが開口されている。液吐出口３５ｄは、挿通部３５ａの同心状に形成され、上カップ３３の挿通開口３３ｆより上側の位置に開口された液供給口３５ｅに通じた構成とされている。

【0045】

さらに、液吐出ノズル３５は、液吐出口３５ｄの中心位置が、ステージ３４上に設置されたウェハＷの中心位置上に位置するように、ステージ３４に対向させて取り付けられている。すなわち、液吐出ノズル３５は、上カップ３３の中心位置に取り付けられ、この上カップ３３は、下カップ３２の同心状に取り付けられ、この下カップ３２の中心位置にステージ３４が取り付けられている。

【0046】

ここで、液吐出ノズル３５は、ウェハＷを洗浄する際に洗浄液Ｌが供給され、ウェハＷ上に残った洗浄液Ｌを除去するためにリンス液Ｒが供給され、リンス液ＲをウェハＷ上から吹き飛ばすためにガスＧが供給される構成とされ、これら洗浄液Ｌ、リンス液ＲおよびガスＧが液供給口３５ｅから液吐出口３５ｄへ送られる構成とされている。洗浄液Ｌ、リンス液ＲおよびガスＧの供給は、コントロールユニット４にて制御されている。

【0047】

液吐出ノズル３５の挿通部３５ａの上端側には、上側に進むに連れてテーパ状に拡開した形状の共振体取付部３５ｆが一体に設けられている。共振体取付部３５ｆの上端側は、平坦な共振体取付面３５ｇとされている。共振体取付面３５ｇには、円環状の超音波振動子（ＰＺＴ）３８が同心状に取り付けられている。超音波振動子３８は、液吐出ノズル３５とウェハＷの間の空間Ｓを満たすように供給された洗浄液Ｌに超音波振動を与え、この超音波振動させた洗浄液ＬによるウェハＷ上の洗浄力を向上させる。なお、共振体取付面３５ｇへ照射される光を反射させてウェハＷ上に照射させることを目的として、共振体取付面３５ｇを鏡面加工してもよい。

【0048】

次に、上記第１実施形態のウェハ洗浄機１を用いた洗浄方法について図４ないし図７を参照しながら説明する。

【0049】

図４は、ウェハ洗浄機１のウェハ搬入状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図５は、ウェハ洗浄機１のウェハ搬入状態からウェハ保持状態への移行時の状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図６は、ウェハ洗浄機１のウェハ保持状態を示す断面図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図７は、ウェハ洗浄機１による洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。

【0050】

＜準備工程＞
まず、コントロールユニット４にて洗浄ユニット３のエアシリンダ３７を駆動させて、図４（ａ）に示すように、スピンテーブル３６を最上昇位置まで上昇させる。このとき、スピンテーブル３６の上昇移動に連動して、ステージ３４の係止片部３４ｉのうちのチャックピン３４ｋが径方向に移動していき、図４（ｂ）に示すように、ウェハＷを支持する位置よりも外側にチャックピン３４ｋが移動する。

【0051】

＜搬入工程＞
この状態で、洗浄が必要なウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、ウェハ洗浄機１の前室２ｄのドッキングポート２ｅに嵌合させて設置する。この状態で、ウェハ洗浄機１の所定位置に設けられているスタートスイッチ（図示せず）を押す。

【0052】

すると、ドッキングポート２ｅに設置されたミニマルシャトルが開放され、このミニマルシャトル内に収容されているウェハＷが、ウェハ搬送ロボット５の機体の先端部に設置される。この後、機体が伸長していき、この機体の先端部に設置されているウェハＷが、ウェハ搬送空間５ａを介してスピンテーブル３６の支持片部３６ｂ間へ搬送されていき、これら支持片部３６ｂ間にウェハＷが設置される。このとき、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、スピンテーブル３６の支持片部３６ｂ間にウェハＷが保持された状態とされる。

【0053】

＜設置工程＞
この後、エアシリンダ３７が駆動し、図５（ａ）に示すように、ウェハＷが設置されたスピンテーブル３６が下降していく。そして、図５（ｂ）に示すように、スピンテーブル３６の下降移動に連動して、ステージ３４の係止片部３４ｉのうちのチャックピン３４ｋが中心軸方向に移動していき、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、このチャックピン３４ｋを含む各係止片部３４ｉ間にウェハＷが設置され、これら係止片部３４ｉ間に設置されたウェハＷがチャックピン３４ｋにて保持、すなわちチャック（挟持）される。

【0054】

このとき、スピンテーブル３６は、ステージ３４の閉塞部材３４ｇ上に設置するまで、エアシリンダ３７の駆動にて下降していく。そして、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、閉塞部材３４ｇにスピンテーブル３６が設置した状態で、エアシリンダ３７がスピンテーブル３６から切り離され、スピンテーブル３６がステージ３４とともに周方向に回転駆動可能な構成とされる。

【0055】

この後、図３に示すように、洗浄チャンバ３１の上カップ３３の当接面３３ｄが下カップ３２の周面部３２ａの上端部に当接するまで、上カップ３３が下降していき、上カップ３３が下カップ３２に嵌合した状態とされ、これら上カップ３３と下カップ３２との嵌合がパッキン３３ｅにて気密保持された状態とされる。このとき、液吐出ノズル３５は、上カップ３３とともに下降していき、この液吐出ノズル３５の下端面３５ｃが、ステージ３４上に設置されたウェハＷと同心状かつ、ウェハＷとの間に所定の間隔を空け空間Ｓを設けた状態とされる。

【0056】

＜洗浄工程＞
次いで、洗浄液供給工程として、コントロールユニット４による制御により、薬液タンクから液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅへ常温の洗浄液Ｌが供給され、図７（ａ）に示すように、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上に洗浄液Ｌが滴下されていき、図７（ｂ）に示すように、この洗浄液Ｌが有する表面張力、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃの濡れ性、ウェハＷの濡れ性等によって、ウェハＷの全面に亘って、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓの略全域が洗浄液Ｌにて満たされ、この空間Ｓから洗浄液Ｌがこぼれ落ちない程度の所定量、例えば数ｍｌ程度の微小量の洗浄液Ｌが液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄから吐出される。

【0057】

この状態で、液吐出ノズル３５に取り付けられた超音波振動子３８によって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓを満たす洗浄液Ｌに超音波振動が与えられるとともに、ランプ３４ｅが点灯され、このランプ３４ｅからの光がウェハＷへ供給され、このウェハＷに供給した光に基づく熱が、少なくともウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分に供給されて加熱される。

【0058】

このとき、ランプ３４ｅからの光は、このランプ３４ｅを覆うリフレクタ３４ｆにて集光され、この集光された光が集光プレート３４ｈを通過してウェハＷの裏面へ照射され、ウェハＷ上に供給されている洗浄液Ｌが所定温度まで加熱される。同時に、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに洗浄液Ｌが保持され、この空間Ｓから洗浄液Ｌがこぼれ落ちない程度、例えば６００ｒｐｍ未満の回転速度で回転軸３４ａが回転駆動部３４ｂにて回転駆動され、この回転軸３４ａの回転に伴いステージ３４に保持されているウェハＷがスピン回転され、これら超音波振動、ランプ加熱およびスピン回転によってウェハＷが洗浄液Ｌにて加熱スピン洗浄される。

【0059】

＜液切り工程＞
この後、ランプ３４ｅによる発光が停止されるとともに、超音波振動子３８による超音波振動が停止されてから、図７（ｃ）に示すように、回転駆動部３４ｂによる回転軸３４ａの回転駆動が、例えば６００ｒｐｍ以上に加速され、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌが遠心力にて吹き飛ばされて排出される。このとき、吹き飛ばされた洗浄液Ｌは、スピンテーブル３６上へ吹き飛ばされ、このスピンテーブル３６自体の回転によって、このスピンテーブル３６の外周縁から下カップ３２内へ流れ落ちていき、この下カップ３２に設けられた廃液口から、洗浄チャンバ３１外へ排出される。

【0060】

＜連続工程＞
さらに、例えば洗浄液Ｌの劣化による使用寿命等の所定の必要に応じ、図７（ｄ）ないし図７（ｆ）に示すように、上記洗浄工程および液切り工程を複数回繰り返して洗浄液Ｌを間欠吐出し、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに新たな洗浄液Ｌを追加滴下してからスピン回転されウェハＷが加熱スピン洗浄された後、この空間Ｓに介在させた洗浄済みの洗浄液Ｌが吹き飛ばされて排出される。

【0061】

＜リンス工程＞
次いで、図７（ｇ）に示すように、回転駆動部３４ｂによる回転駆動により、例えば６００ｒｐｍ未満の回転速度でステージ３４が回転した状態で、薬液タンクから液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅへリンス液Ｒが供給され、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上にリンス液Ｒが連続的に滴下されていき、ウェハＷ上からリンス液Ｒをこぼしながら、ウェハＷ上に残った洗浄液Ｌがリンス液Ｒにて洗い流されてリンスされる。

【0062】

＜乾燥工程＞
この後、ランプ３４ｅがオンされウェハＷが加熱さるとともに、図７（ｈ）に示すように、回転駆動部３４ｂによる回転軸３４ａの回転駆動が、例えば１０００ｒｐｍ以上に加速され、かつガスＧが液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅへ供給され、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上にガスＧが吹き付けられ、ウェハＷ上に残ったリンス液Ｒが遠心力とガスＧの吹き付けにてウェハＷ外に吹き飛ばされてブローされて乾燥され、図７（ｊ）に示すように、ウェハＷの洗浄が完了される。このとき、吹き飛ばされたリンス液Ｒもまた、スピンテーブル３６から下カップ３２内へ流れ落ちていき、下カップ３２の廃液口から排出される。

【0063】

＜搬出工程＞
この後、上述した搬入工程の逆動作がなされ、エアシリンダ３７の駆動にてスピンテーブル３６が上昇移動されていき、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す状態から、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す状態へ駆動していく。このとき、スピンテーブル３６の上昇移動に連動して係止片部３４ｉのうちのチャックピン３４ｋが径方向（外側）に移動していき、図５（ｂ）に示すように、これら係止片部３４ｉによるウェハＷのチャックが解除されてアンチャック状態とされる。この後、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、スピンテーブル３６の支持片部３６ｂ間にウェハＷが受け渡される。

【0064】

次いで、ウェハ搬送ロボット５が駆動され、このウェハ搬送ロボット５の機体の先端部にウェハＷが設置されてから引き戻し動作され、ウェハ搬送空間５ａを介してウェハ搬送ロボット５内にウェハＷが搬送されミニマルシャトル上に設置されてから、このミニマルシャトルが閉操作される。そして、このウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、前室２ｄのドッキングポート２ｅから取り外すことによって、ウェハ洗浄機１からウェハＷが搬出される。

【0065】

＜作用効果＞
シリコンウェハ等のウェハを洗浄する方法としては、ＲＣＡ洗浄が知られている。ＲＣＡ洗浄は、ウェハ上に付着したパーティクル除去を目的としたアンモニア水と過酸化水素水から構成されるＳＣ１（Standard Clean 1）洗浄と、ウェハ上に付着した金属不純物除去を目的とした塩酸と過酸化水素水から構成されるＳＣ２（Standard Clean 2）洗浄との組み合わせからなる。ＲＣＡ洗浄では、各薬液を所定温度まで加熱する必要があり、ウェハを洗浄液中に浸漬させる浸漬式の洗浄の場合においては、一般に構成比の多い純水を加熱し、この加熱した純水に薬液を混合することで所定の温度の洗浄液として洗浄を行っている。必要に応じ、ラインヒータ等で保温を行う場合もある。

【0066】

他方、常に新しい洗浄液を供給し続ける枚葉スピン洗浄方式の場合には、薬液を混合した洗浄液をタンク等に貯留させて加熱しておき、この加熱した洗浄液をウェハ上に供給して洗浄する。すなわち、枚葉スピン洗浄方式では、ウェハの洗浄を行う前の待機時においても洗浄液を所定温度に保温しておく必要があり、洗浄液の保温に膨大なエネルギが必要となる。また、ウェハ上に吐出された洗浄液は、ウェハおよび外気との温度差により熱を奪われてしまい、吐出直後よりも温度が低下してしまう。この温度低下を踏まえて、使用想定温度以上に加熱した洗浄液を用いる対応が可能であるものの、さらなる加熱エネルギが必要となる。また、揮発性の高い洗浄液の場合には、加熱により薬液の濃度が変化するおそれがある。

【0067】

そこで、上述のように、上記第１実施形態のウェハ洗浄機１においては、ウェハＷを加熱スピン洗浄する際に、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓからこぼれ落ちない程度の所定量の洗浄液Ｌを、液吐出ノズル３５の液供給口３５ｅから、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに供給し、図７（ｂ）に示すように、洗浄液Ｌが有する表面張力、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃの濡れ性、ウェハの濡れ性等によって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓが洗浄液Ｌにて満たされ、この洗浄液Ｌを介在させた状態とする。

【0068】

この状態で、超音波振動子３８にて液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓを満たす洗浄液Ｌに超音波振動を与えるとともに、ランプ３４ｅからの光をリフレクタ３４ｆおよび集光プレート３４ｈを介してウェハＷへ供給し、このウェハＷを介して洗浄液Ｌを加熱し、かつ回転駆動部３４ｂにてステージ３４を回転駆動させてウェハＷをスピン回転させ、ウェハＷを洗浄液Ｌにて加熱スピン洗浄させる。

【0069】

この結果、洗浄液ＬをウェハＷ上に供給し続けながらウェハＷを加熱スピン洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄液ＬでウェハＷを洗浄できるとともに、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間を洗浄液Ｌにて満たした状態で、ウェハＷをスピン回転させるため、洗浄液Ｌが有する表面張力によって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓでの洗浄液Ｌの保持を確実にでき、この空間Ｓからの遠心力による洗浄液Ｌのこぼれ落ちを防止できるから、少ない量の洗浄液ＬでウェハＷを効率良く洗浄でき、洗浄液Ｌの使用量を節約できる。

【0070】

特に、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃをウェハＷの外径寸法に略等しい外径寸法を有する平面状とし、この液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに洗浄液Ｌを介在させる構成にしている。このため、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌの液膜の厚さが、ウェハＷの中心位置から外周縁位置までに亘って均等（一定）となる。したがって、超音波振動子３８による超音波振動および回転駆動部３４ｂによるウェハＷのスピン回転によって、ウェハＷの中心位置から外周縁位置までに亘って効率良く洗浄液Ｌを対流させることができる。

【0071】

また、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃが洗浄液Ｌと接し固定端として作用するため、洗浄液を効率良く撹拌させることができるとともに、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌを効率良く超音波振動させることができる。よって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌを均一に加熱できる。

【0072】

また、ランプ３４ｅからの光がウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分、具体的にはウェハＷの裏面に集光するように、リフレクタ３４ｆにて集光させてから集光プレート３４ｈを通過させてウェハＷへ照射させて導く構成としている。このため、ウェハＷ上に供給する洗浄液Ｌを加熱してから供給したり、ウェハＷが設置されるステージ３４等を加熱してウェハＷ上に供給される洗浄液Ｌを加熱したりする場合等に比べ、ウェハＷとは非接触の状態であって、ウェハＷの裏面に照射される光でウェハＷおよび洗浄液Ｌを加熱するため、予め洗浄液Ｌを加熱する必要がなくなり、ウェハＷの表面を洗浄液Ｌにて洗浄する際の最適箇所である、ウェハＷと洗浄液Ｌとが接触する界面部分を効率良く加熱することができる。また、ランプ３４ｅのオンオフを制御したり、ランプ３４ｅの出力を制御したりすることにより、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに介在させた洗浄液Ｌを応答性良く温度制御することができる。

【0073】

さらに、ステージ３４を複数の係止片部３４ｉにて構成し、これら係止片部３４ｉの係止段部３４ｊにウェハＷを係止させてウェハＷを保持する構成とし、これら係止片部３４ｉ間に集光プレート３４ｈを位置させ、集光プレート３４ｈの下方にリフレクタ３４ｆおよびランプ３４ｅを設置させた構成としている。この結果、ランプ３４ｅからの光をリフレクタ３４ｆおよび集光プレート３４ｈを介し直線的にウェハＷの裏面に照射でき、集光プレート３４ｈを通過した光をウェハＷの裏面に直接照射できるから、ウェハＷへの光の照射を効率良くでき、ウェハＷを介した洗浄液Ｌの加熱をより効率良くできる。

【0074】

またさらに、洗浄液Ｌを供給するための液吐出ノズル３５に対し、ウェハＷを挟んだ反対側にランプ３４ｅを設置し、ランプ３４ｅからの光をウェハＷに照射させて加熱し、ウェハＷとともに洗浄液Ｌを加熱する構成としている。このため、液吐出ノズル３５とランプ３４ｅとの設置箇所の干渉を無くすことができるとともに、ウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分を効率良くかつ適切に加熱することができる。

【0075】

また、加熱スピン洗浄時のウェハＷの回転速度を、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓから洗浄液Ｌがこぼれ落ちない程度、例えば６００ｒｐｍ未満の回転速度で回転駆動部３４ｂにて回転駆動させている。このため、ウェハＷの回転時に洗浄液Ｌに生じる遠心力により、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓからの洗浄液Ｌの吹きこぼれを無くすことができる。

【0076】

さらに、上カップ３３の中心位置に液吐出ノズル３５を固定させ、上カップ３３の上下動に連動して液吐出ノズル３５が上下動する構成としている。このため、上カップ３３に対する液吐出ノズル３５の取付位置を調整することによって、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとステージ３４上に設置したウェハＷとの間の空間Ｓの間隔を、この空間Ｓに洗浄液Ｌを満たして保持することができる。すなわち、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓの間隔を、用いる洗浄液Ｌの濡れ性等の性質に対応させて調整することができるため、例えば異なる性質の洗浄液Ｌを用いてウェハＷを洗浄する場合においても、ウェハＷを回転させた際に生じ得る、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓからの洗浄液Ｌのこぼれ落ちを防止することができる。

【0077】

また、ステージ３４上にウェハＷが設置された状態で、上カップ３３を下降させることにより、上カップ３３の当接面３３ｄが下カップ３２の周面部３２ａの上端部に当接するとともに、上カップ３３の嵌合片部３３ｃが下カップ３２の周面部３２ａに内嵌合し、これら上カップ３３と下カップ３２との嵌合が気密保持される。この結果、ウェハＷの加熱スピン洗浄後に、このウェハＷと液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとの間に供給した洗浄液Ｌや、ウェハ上に供給されるリンス液Ｒを、ウェハＷを回転させてウェハＷ上から吹き飛ばして廃液させた場合における、上カップ３３および下カップ３２内からの洗浄液Ｌやリンス液Ｒの漏れを防止することができる。

【0078】

［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態に係るウェハ洗浄機１の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ３４を構成する係止片部３４ｉが平面視矩形状であるのに対し、第２実施形態は、各係止片部３４ｉが平面視円形状としている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0079】

各係止片部３４ｉは、複数、例えば５本ほど閉塞部材３４ｇ上に取り付けられている。各係止片部３４ｉは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、集光プレート３４ｈを囲むように等間隔に離間されて取り付けられている。各係止片部３４ｉは、略円柱状に形成され、各係止片部３４ｉの下端部が閉塞部材３４ｇに嵌合された状態とされ突設されている。各係止片部３４ｉの上端側の中心位置には、ウェハＷの外周縁を係止するための係止凸部３４ｍが設けられている。

【0080】

各係止凸部３４ｍは、係止片部３４ｉの外径寸法より小さな外径寸法の略円柱状に形成され、係止片部３４ｉの同心状に取り付けられている。各係止凸部３４ｍの上端側の外周縁はテーパ状に縮径された形状とされている。各係止片部３４ｉの係止段部３４ｊは、係止凸部３４ｍの周面部と各係止片部３４ｉの上端面とによって形成されている。これら係止片部３４ｉのうちの１つは、上記第１実施形態と同様に、チャックピン３４ｋとされている。

【0081】

このように構成した本発明の第２実施形態は、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるほか、各係止片部３４ｉを平面視円形状としたことにより、これら係止片部３４ｉ自体の強度を確保できるとともに、ウェハ洗浄機１で加熱スピン洗浄処理するウェハＷの大きさや形状に対応させた係止片部３４ｉに交換することにより、種々の大きさや形状の異なるウェハＷを加熱スピン洗浄処理することが可能となる。

【0082】

［第３実施形態］
図９は、本発明の第３実施形態に係るウェハ洗浄機１の一部を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ３４を構成する各係止片部３４ｉが集光プレート３４ｈに対し別体構成であるのに対し、第３実施形態は、各係止片部３４ｉが集光プレート３４ｈと一体の構成とされている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0083】

各係止片部３４ｉは、複数、例えば５本ほど設けられており、これら係止片部３４ｉのうちの１つが、上記第１実施形態と同様に、チャックピン３４ｋとされ、径方向に移動可能とされている。チャックピン３４ｋを除いた計４本の係止片部３４ｉは、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、集光プレート３４ｈを囲むように等間隔に離間させた位置において集光プレート３４ｈの外周面に一体的に取り付けられて一体型とされている。チャックピン３４ｋを除いた計４本の係止片部３４ｉは、例えば石英や単結晶サファイヤ等の光を透過する、集光プレート３４ｈと同一の素材にて構成されている。

【0084】

このように構成した本発明の第３実施形態は、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるほか、チャックピン３４ｋを除いた計４本の係止片部３４ｉが集光プレート３４ｈと一体型であるため、ウェハ洗浄機１の部品点数を少なくできるとともに、ランプ３４ｅにて発光した光を、各係止片部３４ｉを透過させてウェハＷへ導くことが可能となる。よって、ウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分をより適切かつ効率良く加熱することができる。

【0085】

［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態に係るウェハ洗浄機１の概略を示す説明図である。本発明の第４実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ３４の下方にランプ３４ｅが設置された構成であるのに対し、第４実施形態は、ステージ３４の上方にランプ３４ｅが設置された構成である。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0086】

ランプ３４ｅには、リフレクタ３４ｆが取り付けられ、リフレクタ３４ｆにて集光される光がウェハＷの表面（処理面）側に照射するように取り付けられている。すなわち、ランプ３４ｅは、ウェハＷに臨む位置に設けられている。リフレクタ３４ｆは、上カップ３３の挿通開口３３ｆに嵌合させて取り付けられており、上カップ３３内に収容されたランプ３４ｅからの光をリフレクタ３４ｆにて集光させてウェハＷ上に照射させる。

【0087】

液吐出ノズル３５は、上カップ３３のいずれかの位置に取り付けられおり、この液吐出ノズル３５からの吐出される洗浄液Ｌがリフレクタ３４ｆの下端面とウェハＷとの間に供給可能な構成とされている。

【0088】

このように構成した本発明の第４実施形態は、ウェハＷに臨んだ位置にランプ３４ｅが取り付けられているため、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるほか、ウェハＷを介さず洗浄液Ｌの上方から直接的に洗浄液Ｌを加熱できるため、ウェハＷと洗浄液Ｌとの界面部分をより効率良く加熱することができる。

【0089】

［第５実施形態］
図１１は、本発明の第５実施形態に係るウェハ洗浄機１の洗浄工程を示す図で、（ａ）は洗浄液滴下時、（ｂ）は洗浄時、（ｃ）は廃液時、（ｄ）は洗浄液追加時、（ｅ）は洗浄時、（ｆ）は廃液時、（ｇ）はリンス液滴下時、（ｈ）は洗浄時、（ｉ）はブロー時、（ｊ）は完了時である。本発明の第５実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃとウェハＷとの間の空間Ｓに洗浄液Ｌを満たして洗浄する構成であるのに対し、第５実施形態は、こぼれ落ちない程度の量の洗浄液ＬをウェハＷ上に供給して洗浄する構成である。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

【0090】

＜洗浄工程＞
上記第５実施形態のウェハ洗浄機１による洗浄方法は、まず、図１１（ａ）に示すように、液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄからウェハＷ上に洗浄液Ｌが滴下されていき、図１１（ｂ）に示すように、洗浄液Ｌが有する表面張力、およびウェハＷの濡れ性等によって、ウェハＷ上からこぼれ落ちない程度の洗浄液Ｌが供給され、ウェハＷの表面全体が洗浄液Ｌにて満たされ、ウェハＷ上に洗浄液Ｌが水滴状に盛り上がった状態なる程度の所定量の洗浄液Ｌが液吐出ノズル３５の液吐出口３５ｄから吐出される。この状態で、超音波振動子３８による超音波振動、ランプ３４ｅによる加熱、およびステージ３４のスピン回転が加えられ、ウェハＷが洗浄液Ｌにて加熱スピン洗浄される。

【0091】

＜液切り工程＞
この後、図１１（ｃ）に示すように、ステージ３４のスピン回転が、例えば６００ｒｐｍ以上に加速され、ウェハＷ上の洗浄液Ｌが遠心力にて吹き飛ばされて排出される。

【0092】

＜連続工程＞
さらに、必要に応じ、図１１（ｄ）ないし図１１（ｆ）に示すように、上記洗浄工程および液切り工程を複数回繰り返し、ウェハＷ上に新たな洗浄液Ｌを追加滴下してから加熱スピン洗浄された後、このウェハＷ上の洗浄液Ｌが吹き飛ばされて排出される。

【0093】

＜リンス工程＞
次いで、図１１（ｇ）に示すように、ステージ３４をスピン回転させながら、ウェハＷ上にリンス液Ｒが連続滴下され、ウェハＷ上からリンス液Ｒをこぼしながら、ウェハＷ上に残った洗浄液Ｌがリンス液Ｒにて洗い流されてリンスされる。

【0094】

＜乾燥工程＞
この後、図１１（ｈ）に示すように、ステージ３４のスピン回転が加速されるとともに、ウェハＷ上にガスＧが吹き付けられ、ウェハＷ上に残ったリンス液ＲがウェハＷ外に吹き飛ばされて乾燥され、図１１（ｊ）に示すように、ウェハＷの洗浄が完了される。

【0095】

＜作用効果＞
このように構成した本発明の第５実施形態は、ウェハＷ上に洗浄液Ｌが水滴状に盛り上がった状態となる程度の所定量の洗浄液ＬをウェハＷ上に供給した状態で加熱スピン洗浄する構成としている。このため、上述した第１実施形態と同様に、洗浄液ＬをウェハＷ上に供給し続けながらウェハＷを加熱スピン洗浄する場合に比べ、少ない量の洗浄液ＬでウェハＷを洗浄することができる。

【0096】

［その他］
なお、上記各実施形態においては、洗浄チャンバ３１のうちの上カップ３３を上下動可能とした、本発明はこれに限定されることはなく、下カップ３２を上下動可能としたり、上カップ３３とは別個に液吐出ノズル３５を上下動可能とし、ステージ３４上に設置されたウェハＷに対し液吐出ノズル３５が相対的に上下動可能としたりしてもよい。

【0097】

また、例えばレジストマスク等のウェハＷ以外の被洗浄物を洗浄する構成にすることもできる。さらに、洗浄液Ｌとしては、フッ酸のほか、オゾン水や、硫酸と過酸化水素水との混合液、水酸化カリウム水溶液等であっても、対応させて用いることができる。

【0098】

またさらに、液吐出ノズル３５の下端面３５ｃを鏡面加工し、この下端面３５ｃに照射する光を反射させて洗浄液ＬおよびウェハＷを加熱する構成にもできる。また、ランプは、用いる洗浄液に対応させる等し、キセノンランプ以外のＬＥＤランプ等であってもよい。

【0099】

さらに、上記各実施形態においては、ウェハＷを加熱スピン洗浄するウェハ洗浄機１について説明したが、ウェハＷを加熱スピン現像するスピン現像装置についても、洗浄液Ｌの代わりに現像液を用いること等することにより、対応させて用いることができる。

【符号の説明】

【0100】

１ ウェハ洗浄機（加熱ウェット処理装置）
２ 筐体
２ａ 装置上部
２ｂ 装置下部
２ｃ 凹状部
２ｄ 前室
２ｅ ドッキングポート
２ｆ ウェハ処理室
３ 洗浄ユニット
３１ 洗浄チャンバ
３２ 下カップ
３２ａ 周面部
３２ｂ 底板部
３２ｃ 挿通孔
３２ｄ 傾斜面部
３３ 上カップ
３３ａ 収容部
３３ｂ 内周面部
３３ｃ 嵌合片部
３３ｄ 当接面
３３ｅ パッキン
３３ｆ 挿通開口
３４ ステージ
３４ａ 回転軸
３４ｂ 回転駆動部
３４ｃ 収容空間
３４ｄ ランプ収容部
３４ｅ ランプ（加熱部，発光部）
３４ｆ リフレクタ（集光部）
３４ｇ 閉塞部材
３４ｈ 集光プレート（集光部，レンズ部）
３４ｉ 係止片部（ピン材）
３４ｊ 係止段部
３４ｋ チャックピン
３４ｍ 係止凸部
３５ 液吐出ノズル（供給部）
３５ａ 挿通部
３５ｂ シール材
３５ｃ 下端面
３５ｄ 液吐出口
３５ｅ 液供給口
３５ｆ 共振体取付部
３５ｇ 共振体取付面
３６ スピンテーブル
３６ａ 開口部
３６ｂ 支持片部
３７ エアシリンダ
３８ 超音波振動子
４ コントロールユニット（制御部）
５ ウェハ搬送ロボット
５ａ ウェハ搬送空間
５ｂ 搬送チャンバ
Ｗ ウェハ（被処理体）
Ｌ 洗浄液（処理液）
Ｓ 空間
Ｇ ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】