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JP2002176026A - 枚葉式基板洗浄方法および枚葉式基板洗浄装置 - Google Patents

枚葉式基板洗浄方法および枚葉式基板洗浄装置

Info

Publication number
JP2002176026A
JP2002176026A JP2000370718A JP2000370718A JP2002176026A JP 2002176026 A JP2002176026 A JP 2002176026A JP 2000370718 A JP2000370718 A JP 2000370718A JP 2000370718 A JP2000370718 A JP 2000370718A JP 2002176026 A JP2002176026 A JP 2002176026A
Authority
JP
Japan
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substrate
wafer
cleaning
inert gas
outer peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000370718A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Ono
裕司 小野
Ryoichi Okura
領一 大蔵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SES Co Ltd
Original Assignee
SES Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SES Co Ltd filed Critical SES Co Ltd
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Priority to TW090120249A priority patent/TW518684B/zh
Priority to SG200105177A priority patent/SG101461A1/en
Priority to IL14511801A priority patent/IL145118A0/xx
Priority to AT01120516T priority patent/ATE392709T1/de
Priority to DE60133618T priority patent/DE60133618T2/de
Priority to EP01120516A priority patent/EP1213746B1/en
Priority to US09/940,788 priority patent/US7029538B2/en
Priority to KR1020010052711A priority patent/KR100812482B1/ko
Priority to CN011311193A priority patent/CN1217386C/zh
Publication of JP2002176026A publication Critical patent/JP2002176026A/ja
Priority to US10/286,818 priority patent/US6807974B2/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 枚葉式ウェット洗浄の利点を生かしつつ、ウ
エハの表面の酸化を有効に防止し得る枚葉式基板洗浄技
術を提供する。 【解決手段】 密閉された洗浄ハウジング１内におい
て、ウエハＷを一枚ずつカセットレスでウェット洗浄す
る枚葉式基板洗浄における乾燥工程において、ウエハＷ
の表面に酸化防止用のＮ2 ガスを供給しながら、このウ
エハＷを高速で支持回転してスピン乾燥するとともに、
ウエハＷの表面へのＮ2 ガスの供給量は、ウエハＷの表
面の中心部よりも外側周辺部分において多くなるように
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は枚葉式基板洗浄方
法および枚葉式基板洗浄装置に関し、さらに詳細には、
半導体や電子部品等のディバイス製造工程において、半
導体ウエハ等を一枚ずつウェット洗浄処理するための枚
葉式ウェット洗浄技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ等（以下単にウエハと称す
る）をウェット洗浄する方法としては、従来、複数の洗
浄槽が連続して配列されてなるウェットベンチタイプの
洗浄槽に対して、キャリアカセットに収納した複数枚の
ウエハを、またはキャリアカセットを省略して直接複数
枚のウエハを搬送装置により順次浸漬して処理するいわ
ゆるバッチ式ウェット洗浄が主流であったが、半導体装
置もサブミクロン時代を迎え、このような装置構造の微
細化、高集積化に伴って、ウエハの表面にも非常に高い
清浄度が要求されている昨今、より高い清浄度の要求を
満足するウェット洗浄技術として、密閉された洗浄ハウ
ジング内でウエハを一枚ずつカセットレスでウェット洗
浄するいわゆる枚葉式ウェット洗浄が開発提案されるに
至った。
【０００３】この枚葉式ウェット洗浄にあっては、パー
ティクルの再付着等もなく高い清浄度雰囲気での洗浄を
高精度に行なうことができ、しかも装置構成が単純かつ
コンパクトで多品種少量生産にも有効に対応できるとい
う利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この枚葉式
ウェット洗浄においては、ウエハの表面に対する各種の
薬液による洗浄処理が予め定められた順序で行われると
ともに、最後に、ウエハを高速回転させるスピン乾燥等
によりウエハの乾燥処理が行われるところ、この乾燥処
理時において、薬液の種類によっては、密閉された洗浄
ハウジング内の乾燥雰囲気中に酸素が残存しており、こ
れがためウエハの表面が酸化しやすいという問題があ
り、さらなる改良が要望されていた。
【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、密閉され
た洗浄室内でウエハを一枚ずつカセットレスでウェット
洗浄する枚葉式ウェット洗浄の利点を生かしつつも、さ
らにウエハの表面の酸化も有効に防止し得る枚葉式基板
洗浄方法を提供することにある。
【０００６】本発明のもう一つの目的とするところは、
上記枚葉式基板洗浄方法を実施することができる構成を
備えた枚葉式基板洗浄装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の枚葉式基板洗浄方法は、密閉された洗浄ハ
ウジング内において、ウエハを一枚ずつカセットレスで
ウェット洗浄する枚葉式基板洗浄方法であって、乾燥工
程において、ウエハの表面に酸化防止用の不活性気体を
供給しながら、このウエハを高速で支持回転してスピン
乾燥するとともに、上記ウエハ表面への不活性気体の供
給量は、ウエハ表面の中心部よりも外側周辺部分におい
て多くなるように設定することを特徴とする。
【０００８】好適な実施態様として、上記ウエハ表面周
囲に乾燥用密閉空間を形成して、この乾燥用密閉空間内
に上記不活性気体を供給充満するようにし、上記不活性
気体としては窒素ガスが用いられる。
【０００９】また、本発明の枚葉式基板洗浄装置は、上
記洗浄方法を実施するために適したものであって、密閉
可能な洗浄ハウジング内に、一枚のウエハを水平状態で
支持回転する基板回転手段と、上記基板回転手段の外周
部に、基板回転手段に回転支持されるウエハの洗浄処理
用空間を形成する洗浄チャンバと、上記基板回転手段に
回転支持されるウエハの表面に洗浄液を供給する薬液供
給手段と、上記基板回転手段に回転支持されるウエハの
表面に酸化防止用の不活性気体を供給する不活性気体供
給手段とを備えてなり、この不活性気体供給手段の供給
口は、上記ウエハ表面への不活性気体の供給量がウエハ
表面の中心部よりも外側周辺部分において多くなるよう
に構成されていることを特徴とする。
【００１０】好適な実施態様として、上記不活性気体供
給手段は、上記洗浄チャンバと協働して、上記基板回転
手段に回転支持されるウエハ表面周囲に乾燥用密閉空間
を形成する円形蓋体の形態とされた気体噴出部を備え、
この気体噴出部は、内部が不活性気体供給源に連通する
扁平な中空形状とされるとともに、その平面底部に上記
供給口が設けられている。
【００１１】また、上記気体噴出部の供給口の具体的構
造は、上記基板回転手段に回転支持されるウエハ表面と
同心の放射状に配された多数の噴射開口からなり、これ
ら噴射開口の合計開口面積は、上記ウエハ表面の中心部
よりも外側周辺部分にいくに従って大きくなるように設
定されている。
【００１２】一例として、上記噴射開口の開口面積は、
上記ウエハ表面の中心部よりも外側周辺部分にいくに従
って大きくなるように、あるいは、上記噴射開口の配設
数は、上記ウエハ表面の中心部よりも外側周辺部分にい
くに従って多くなるように設定される。
【００１３】さらに、上記気体噴出部の中空内部に、不
活性気体の上記供給口中央部への直接的な流れを阻止す
る邪魔板部材が介装されている。
【００１４】本発明の枚葉式基板洗浄においては、密閉
された洗浄ハウジング内において、ウエハの表面に対す
る各種の薬液による洗浄工程が予め定められた順序で行
われるとともに、最後に、ウエハを高速回転させるスピ
ン乾燥等によりウエハの乾燥処理が行われるところ、こ
の乾燥工程において、薬液の種類によっては、密閉され
た洗浄室内の乾燥雰囲気中に酸素が残存していることが
あり、この残存する酸素によってウエハの表面が酸化す
るおそれがある。
【００１５】本発明においては、この点を考慮して、ウ
エハの表面に酸化防止用の不活性気体を供給しながら、
このウエハを高速で支持回転してスピン乾燥すること
で、ウエハの酸化防止を行う。
【００１６】この場合、ウエハの酸化の度合いは、ウエ
ハ表面の周囲雰囲気の酸素濃度に依存するところ、本発
明者らの試験研究の結果、このウエハ表面の周囲雰囲気
の酸素濃度は、常態においては、ウエハ表面の中心部よ
りも外側周辺部分にいくほど高いということが判明し
た。
【００１７】このウエハ表面の酸化防止の実現のために
は、このウエハ表面周囲の酸素濃度を０にする必要があ
り、そのためには、洗浄ハウジング内に不活性気体を供
給充満させて、洗浄ハウジング全体をパージする方法も
考えられるが、この方法では、使用する不活性気体の必
要量が多く、ランニングコストの高騰を招き、不経済で
ある。
【００１８】そこで、本発明においては、上記ウエハ表
面への不活性気体の供給量を、ウエハ表面の中心部より
も外側周辺部分において多くなるように設定することに
より、不活性気体の使用量を可及的に少なく抑えつつ、
酸素濃度を０にして、ウエハ表面の酸化防止の実現を図
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。
【００２０】本発明に係る枚葉式基板洗浄装置が図１に
示されており、この基板洗浄装置は、具体的には、密閉
された洗浄ハウジング１内において、ウエハＷを一枚ず
つカセットレスでウェット洗浄する構造とされ、密閉可
能な上記洗浄ハウジング１内に、一枚のウエハＷを水平
状態で支持回転する基板回転部（基板回転手段）２と、
相対的な上下方向移動が可能な洗浄チャンバ３と、洗浄
液を供給する薬液供給部（薬液供給手段）４と、酸化防
止用の不活性気体を供給する不活性気体供給部（不活性
気体供給手段）５と、これらの駆動部を相互に連動して
制御する制御部６とを主要部として構成されている。
【００２１】洗浄ハウジング１は、上部が密閉可能な洗
浄処理用の空間とされるとともに、下部が上部空間内に
配されて各種装置駆動部の設置部とされている。具体的
には図示しないが、洗浄ハウジング１の上部空間には、
開閉可能な基板搬入出口が設けられており、この基板搬
入出口は、その閉塞時においてこの部位の気密・水密性
が確保される構造とされている。
【００２２】基板回転部２は、一枚のウエハＷをスピン
洗浄時およびスピン乾燥時において水平状態に支持しな
がら水平回転させるもので、回転軸１０の先端部分に基
板支持部１１が水平状態で取付け支持されるとともに、
この回転軸１０を回転駆動する駆動モータ１２を備えて
なる。
【００２３】基板支持部１１および回転軸１０は、軸受
支持筒体１３を介して、洗浄ハウジング１の中央部に垂
直起立状態で回転可能に配置されており、基板支持部１
１に一枚のウエハＷを水平状態に支持する構成とされて
いる。
【００２４】具体的には、基板支持部１１は、図２およ
び図３に示すように、ウエハＷの周縁部を載置支持する
ウエハ載置部１４を備えてなる。
【００２５】このウエハ載置部１４は、図示のごとく、
水平な状態に支持され、その周縁部が傾斜して外周にい
くほど盛り上がったカップ形状とされるとともに、ウエ
ハＷの周縁部を支持する複数の爪部１４ａ，１４ａ，…
を備えている。ウエハ載置部１４の爪部１４ａ，１４
ａ，…は、互いに同一高さになるように設定されてお
り、これにより、ウエハＷの周縁部を水平状態で支持す
る。
【００２６】また、爪部１４ａの支持面は、具体的には
図示しないが、ウエハＷの周縁部の輪郭形状に対応した
断面形状を有しており、これにより、ウエハＷの矩形断
面の周縁部に対して、その周縁角部を点接触状態または
線接触状態で当接支持するように形成されている。
【００２７】また、回転軸１０は、軸受支持筒体１３を
介して起立状に回転支持されるとともに、その下端部が
駆動モータ１２にベルト駆動可能に接続されており、こ
の駆動モータ１２の駆動により回転駆動されて、上記基
板支持部１１が所定の回転数をもって回転される構成と
されている。回転軸１０の回転速度は、例えば、スピン
洗浄処理時においては４０〜５０r.p.m.の低速に設定さ
れるとともに、スピン乾燥時においては約３０００r.p.
m.の高速に設定されている。
【００２８】洗浄チャンバ３はウエハＷを洗浄処理する
部位で、その内径寸法が、後述するように、基板回転部
２の基板支持部１１との関係で設定されて、基板回転部
２の外周部に、基板回転部２に回転支持されるウエハＷ
の洗浄処理用空間を形成する。
【００２９】洗浄チャンバ３は、具体的には図２および
図３に示すように、その内周部に、上下方向に配列され
た複数段の円環状処理槽１５〜１８を備えるとともに、
上記基板回転部２に対して上下方向へ昇降動作可能な構
成とされている。
【００３０】図示の実施形態においては、上記円環状処
理槽１５〜１８が、基板回転部２の基板支持部１１に支
持されたウエハＷを取り囲むように同心状に、かつ上下
方向へ４段に配列されてなる。
【００３１】これら円環状処理槽１５〜１８の内径縁
は、上記基板回転部２の基板支持部１１の外径縁と非接
触で、かつこれら両縁の間に形成される環状隙間が、洗
浄液等の下側への漏れを阻止する程度の微小間隔となる
ように設定されている。
【００３２】また、洗浄チャンバ３は、図示しない昇降
ガイドを介して上下方向へ垂直に昇降可能に支持される
とともに、基板回転部２の基板支持部１１に対して所定
ストローク分ずつ昇降動作する昇降機構２０を備えてい
る。
【００３３】この昇降機構２０は、洗浄チャンバ３を支
える支持フレーム２１を昇降動作させる図示しない送り
ねじ機構と、この送りねじ機構を回転駆動させる駆動モ
ータ２２とからなる。
【００３４】そして、洗浄処理工程に応じて、後述する
基板回転部２の動作と連動する駆動モータ２２の駆動に
より、上記送りねじ機構を介して、洗浄チャンバ３が、
上下方向へ所定ストロークずつ昇降されて、洗浄処理工
程を行うべき円環状処理槽１５〜１８のいずれか一つの
処理槽が、上記基板回転部２の基板支持部１１に支持さ
れたウエハＷに対して、その高さ方向位置を選択的に位
置決めされる。
【００３５】また、具体的には図示しないが、４つの円
環状処理槽１５〜１８には、装置外部へ連通するドレン
部がそれぞれ設けられている。これらドレン部は、各処
理槽１５〜１８内の洗浄液または不活性気体を排出する
もので、洗浄処理が行われる際のみ開口して、他の処理
槽における洗浄処理が行われている場合には閉塞される
構成とされている。
【００３６】薬液供給部４は、上記基板回転部２に回転
支持されるウエハＷの表面に洗浄液を供給するもので、
洗浄ハウジング１内の上部に設けられるとともに、洗浄
ハウジング１の外部に設けられた薬液供給源２５に連通
可能とされている。
【００３７】薬液供給部４は、具体的には、基板回転部
２の基板支持部１１に支持されたウエハＷの表面に上側
から洗浄液を噴射供給する噴射ノズルの形態とされてい
る。
【００３８】この噴射ノズル４は、洗浄ハウジング１内
の上部において、下向き状態で水平旋回可能に設けられ
るとともに、図示しないスイング用の駆動モータに駆動
連結されている。
【００３９】そして、噴射ノズル４は、基板回転部２の
基板支持部１１に水平状態で回転支持されるウエハＷの
表面に対して、その外周から中心にわたって水平旋回し
ながら、あるいは水平旋回して静止後に洗浄液を噴射供
給するように構成されている。
【００４０】図示の実施形態においては、噴射ノズル４
には、供給すべき洗浄液の種類に対応した数のノズル口
が設けられ、具体的には、３つのノズル口が設けられて
おり（図示省略）、それぞれ後述するＡＰＭ液，純水、
ＤＨＦ液の供給口として機能する。
【００４１】また、この噴射ノズル４に対応して、回転
軸１０の上端部にも、噴射ノズル４のノズル口と同数つ
まり３つのノズル口（図示省略）を有する噴射ノズル２
６が開口されており、ウエハＷの裏面に下側から洗浄液
を噴射供給する構造とされている。この噴射ノズル２６
は、上記噴射ノズル４と同様、回転軸１０の内部配管を
介して上記薬液供給源２５に連通可能とされ、ＡＰＭ
液，純水、ＤＨＦ液の供給口として機能する。
【００４２】これにより、ウエハＷは、その表裏面が同
時にまたは選択的に洗浄可能とされている。
【００４３】不活性気体供給部５は、上記基板回転部２
に回転支持されるウエハＷの表面に酸化防止用の不活性
気体を供給するもので、洗浄ハウジング１内の上部に設
けられるとともに、洗浄ハウジング１の外部に設けられ
た不活性気体供給源２７に連通可能とされている。図示
の実施形態においては、不活性気体としてＮ2 ガス（窒
素）が使用されている。
【００４４】不活性気体供給部５は、具体的には、図３
に示すように、洗浄チャンバ３と協働して、基板回転部
２に回転支持されるウエハＷの表面周囲に乾燥用密閉空
間Ａを形成する円形蓋体の形態とされた気体噴出部３０
を備える。
【００４５】この気体噴出部３０の外径縁は、図３に示
すように、洗浄チャンバ３の内径縁つまり最上段の円環
状処理槽１８の外径縁と密接状に係合するように設計さ
れており、これにより、基板回転部２に回転支持される
ウエハＷの表面周囲に必要最小限の乾燥用密閉空間Ａを
形成する。
【００４６】この気体噴出部３０は、内部が連通配管３
３を介して上記不活性気体供給源２７に連通する扁平な
中空形状とされ、その平面底部つまり平板状の底板３１
に供給口３２が設けられている。
【００４７】この供給口３２は、具体的には、上記基板
回転部２に回転支持されるウエハＷの表面と同心の放射
状に配された多数の噴射開口３２ａ，３２ａ、…からな
り（図４参照）、上記ウエハＷの表面へのＮ2 ガスの供
給量がウエハＷの表面の中心部よりも外側周辺部分にお
いて多くなるように構成されている。供給口３２がこの
ような構成とされるのは、次の理由による。
【００４８】すなわち、ウエハＷの酸化の度合いがウエ
ハＷの表面の周囲雰囲気の酸素濃度に依存するところ、
本発明者らの試験研究の結果、このウエハＷの表面の周
囲雰囲気の酸素濃度は、常態においては、図５に示すよ
うに、ウエハＷの表面の中心部よりも外側周辺部分にい
くほど高いということが判明した。
【００４９】そして、このウエハＷの表面の酸化防止実
現のためには、このウエハＷの表面の酸化濃度を０にす
る必要があり、そのためには、洗浄ハウジング１内にＮ
2 ガス等の不活性気体を供給充満させて、洗浄ハウジン
グ１内全体をパージする方法も考えられるが、この方法
では、使用する不活性気体の必要量が多く、ランニング
コストの高騰を招き、不経済である。
【００５０】そこで、本発明においては、上記ウエハＷ
の表面への不活性気体の供給量を、ウエハＷの表面の中
心部よりも外側周辺部分において多くなるように設定す
ることで、不活性気体の使用量を可及的に少なく抑えつ
つ、酸素濃度を０にして、ウエハＷの表面の酸化防止の
実現を図るのである。
【００５１】ウエハＷの表面への不活性気体の供給量を
上記のように構成する具体的な方法として、上記噴射開
口３２ａ、３２ａ、…の合計開口面積が、上記ウエハＷ
の表面の中心部よりも外側周辺部分にいくに従って大き
くなるように設定されている。
【００５２】図示の実施形態においては、これら噴射開
口３２ａ、３２ａ、…の開口面積が、ウエハＷの表面の
中心部よりも外側周辺部分にいくに従って大きくなるよ
うに設定され、その一例が図４(a) 、(b) 、(c) に示さ
れている。
【００５３】つまり、図４(a) に示される噴射開口３２
ａ、３２ａ、…は、円弧状のスリットの形態とされて、
その長さ寸法と幅寸法がウエハＷの表面の中心部よりも
外側周辺部分にいくに従って大きくなるように設定され
ている。
【００５４】また、図４(b) に示される噴射開口３２
ａ，３２ａ、…は、放射方向へ延びるスリットの形態と
されて、その幅寸法がウエハＷの表面の中心部よりも外
側周辺部分にいくに従って大きくなるように設定されて
いる。
【００５５】さらに、図４(c) に示される噴射開口３２
ａ，３２ａ、…は、所定間隔をもって円周方向と放射方
向へ配された円形開口の形態とされて、その径寸法がウ
エハＷの表面の中心部よりも外側周辺部分にいくに従っ
て大きくなるように設定されている。
【００５６】あるいは、図示しないが、噴射開口３２
ａ、３２ａ、…の配設数が、上記ウエハＷの表面の中心
部よりも外側周辺部分にいくに従って多くなるように設
定したり、このような配設数と、図４に示すような開口
面積の構成との組合わせ構成とされてもよい。
【００５７】上述したように、噴射開口３２ａ、３２
ａ、…の配設数や開口面積を設定するだけでも、不活性
気体の供給量を制御することができるが、本実施形態に
おいては、これらの構成に加えて、気体噴出部３０の中
空内部に、邪魔板部材３５が介装されている。
【００５８】邪魔板部材３５は、Ｎ2 ガスの上記供給口
３２の中央部への直接的な流れを阻止するもので、気体
噴出部３０の底板３１よりも小径の円板形状とされてい
る。
【００５９】そして、連通配管３３を介して気体噴出部
３０内に供給されるＮ2 ガスは、上記邪魔板部材３５の
上面に沿って外周縁へ流れ、この外周縁を回り込んで上
記底板３１の供給口３２のへ到達することとなり、これ
により、供給口３２の外周部分へより多くの量が供給さ
れることとなる。
【００６０】したがって、この邪魔板部材３５の作用を
考慮しつつ、供給口３２を構成する噴射開口３２ａ、３
２ａ、…の配設数や開口面積を設定することにより、Ｎ
2 ガスの使用量を可及的に少なく抑えつつ、ウエハＷの
表面の周囲雰囲気の酸素濃度を０にするためのＮ2 ガス
の流量モデル（図２の矢印参照）が設計される。
【００６１】また、上記気体噴出部３０は、上記洗浄チ
ャンバ３と協働する使用位置つまり図３に示す高さ位置
と、上記薬液供給部４と干渉しない使用待機位置つまり
図１に示す高さ位置との間で上下方向に移動可能とされ
るとともに、図示しない昇降手段に駆動連結されてい
る。
【００６２】薬液供給源２５は、噴射ノズル４および２
６に洗浄用の薬液を供給する供給源で、図示の実施形態
においては、選択的に、ＡＰＭ（ＮＨ4 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ2
＋Ｈ 2 Ｏ）液による洗浄を行うための構成と、ＤＨＦ
（ＨＦ＋Ｈ2 Ｏ）液による洗浄を行うための構成とを備
える２薬液システムであり、これに対応して、洗浄チャ
ンバ３における処理槽１５〜１８は、それぞれ、最下段
の処理槽１５がＡＰＭ液による洗浄工程用、その上の段
の処理槽１６がＤＨＦ液による洗浄工程用、その上の段
の処理槽１７が純水によるリンス用、および最上段の処
理槽１８がスピン乾燥用とされている。
【００６３】しかして、上記構成とされた基板洗浄装置
においては、上記洗浄チャンバ３の上下方向への昇降に
より、基板回転部２の基板支持部１１に支持されたウエ
ハＷと上記洗浄チャンバ３の処理槽１５〜１８のいずれ
かとの位置決めが選択的になされるとともに、基板回転
部２により、基板支持部１１に支持されたウエハＷが所
定の回転速度をもって水平回転される。
【００６４】そして、洗浄工程にかかるレシピを選択設
定することにより、ｉ）ＡＰＭ＋ＤＨＦ＋（Ｏ3 ＋ＤＩ
Ｗ）＋ＤＲＹ，ii）ＡＰＭ＋ＤＨＦ＋ＤＲＹ,iii）ＡＰ
Ｍ＋ＤＲＹおよびＤＨＦ＋ＤＲＹなどの洗浄工程が選択
的に実行可能である。
【００６５】制御部６は、上述した基板洗浄装置，１０
の各構成部を相互に連動して駆動制御するもので、この
制御部６により、以下の一連のウェット処理工程が全自
動で実行される。
【００６６】（１）洗浄処理前のウエハＷが、図示しな
い洗浄ハウジング１の基板搬入出口を介して、洗浄チャ
ンバ３内の基板支持部１１上にウエハＷが搬入されて、
洗浄チャンバ３が密閉されると、洗浄チャンバ３の昇降
動作により、ウエハＷが洗浄チャンバ３内のウエハ洗浄
処理位置に位置決めされた後、前述した各種の洗浄処理
が予め定められた手順で実行される。
【００６７】（２）例えば、上述したii）の洗浄処理工
程（ＡＰＭ＋ＤＨＦ＋ＤＲＹ）であれば、洗浄チャンバ
３の昇降位置決めにより、基板支持部１１上のウエハＷ
が、まず、最下段の処理槽１５に位置決め配置されて、
噴射ノズル４からＡＰＭ液が供給されるとともに、基板
回転部２による低速回転によりスピン洗浄が行われる。
【００６８】（３）続いて、上から２段目の処理槽１７
に位置決め配置されて、噴射ノズル４から純水が供給さ
れるとともに、基板回転部２による低速回転によりリン
スが行われる。
【００６９】（４）さらに、上から３段目の処理槽１６
に位置決め配置されて、噴射ノズル４からＤＨＦ液が供
給されるとともに、基板回転部２による低速回転により
スピン洗浄が行われる。
【００７０】（５）再び、上記処理槽１７に位置決め配
置されて、噴射ノズル４から純水が供給されるととも
に、基板回転部２による低速回転によりリンスが行われ
る。
【００７１】（６）そして最後に、最上段の処理槽１８
に位置決め配置されて、基板回転部２による高速回転に
よりスピン乾燥が行われる。
【００７２】この乾燥工程においては、不活性気体供給
部５の気体噴出部３０は、図３に示す位置まで下降する
ことにより、洗浄チャンバ３と協働して乾燥用密閉空間
Ａを形成し、この乾燥用密閉空間Ａ内にＮ2 ガスを供給
充満することになる。また、この場合のウエハＷ表面へ
のＮ2 ガスの供給量は、ウエハ表面の中心部よりも外側
周辺部分において多くなるように設定されている。
【００７３】したがって、乾燥用密閉空間Ａ内がＮ2 ガ
スでパージされることにより、さらに場合によっては、
円環状処理槽１８のドレン部からの強制排気により乾燥
用密閉空間Ａ内に不活性気体供給部５からドレン部に至
るような経路の気流が生じることにより、ウエハＷの表
面全体の周囲の酸素濃度は実質的に０となり、この状態
でスピン乾燥が行われることとなる。
【００７４】（７）基板洗浄装置における一連の洗浄処
理が完了したウエハＷは、再び洗浄ハウジング１の基板
搬入出口を介して搬出される。
【００７５】しかして、以上のように構成された基板洗
浄装置においては、密閉された洗浄ハウジング１内にお
いて、ウエハＷの表面に対する各種の薬液による洗浄工
程が予め定められた順序で行われるとともに、最後に、
ウエハＷを高速回転させるスピン乾燥によりウエハＷの
乾燥処理が行われるところ、ウエハＷの表面に酸化防止
用のＮ2 ガスを供給しながら、このウエハＷを高速で支
持回転してスピン乾燥することで、ウエハの酸化防止を
行う。
【００７６】この場合、ウエハＷ表面へのＮ2 ガスを、
ウエハＷ表面の中心部よりも外側周辺部分において多く
なるように設定することにより、Ｎ2 ガスの使用量を可
及的に少なく抑えつつ、酸素濃度を０にして、ウエハＷ
表面の酸化防止の実現を図ることができる。
【００７７】なお、上述した実施形態はあくまでも本発
明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれ
に限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可
能である。
【００７８】例えば、本実施形態に係る基板洗浄装置
は、本装置単独での使用はもちろんのこと、ローディン
グ部、アンローディング部あるいは移載ロボット等の各
種装置を備えた基板洗浄システムの基本単位構成要素と
しての使用も可能である。
【００７９】また、本実施形態において用いた洗浄液
（薬液）は、あくまでも一例であって、例えばＨＰＭ
（ＨＣｌ＋Ｈ2 Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ）やＳＰＭ（Ｈ2 ＳＯ2 ＋
Ｈ2 Ｏ2＋Ｈ2 Ｏ）など目的に応じて他の洗浄液も利用
可能である。
【００８０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
密閉された洗浄ハウジング内において、ウエハを一枚ず
つカセットレスでウェット洗浄する枚葉式基板洗浄にお
ける乾燥工程において、ウエハの表面に酸化防止用の不
活性気体を供給しながら、このウエハを高速で支持回転
してスピン乾燥するとともに、上記ウエハ表面への不活
性気体の供給量を、ウエハ表面の中心部よりも外側周辺
部分において多くなるように設定するから、枚葉式ウェ
ット洗浄の利点を生かしつつも、さらにウエハの表面の
酸化も有効に防止し得る枚葉式基板洗浄技術を提供する
ことができる。
【００８１】すなわち、枚葉式基板洗浄にあっては、密
閉された洗浄ハウジング内において、ウエハの表面に対
する各種の薬液による洗浄工程が予め定められた順序で
行われるとともに、最後に、ウエハを高速回転させるス
ピン乾燥等によりウエハの乾燥処理が行われるところ、
この乾燥工程において、薬液の種類によっては、密閉さ
れた洗浄室内の乾燥雰囲気中に酸素が残存していること
があり、この残存する酸素によってウエハの表面が酸化
するおそれがある。
【００８２】本発明においては、この点を考慮して、ウ
エハの表面に酸化防止用の不活性気体を供給しながら、
このウエハを高速で支持回転してスピン乾燥すること
で、ウエハの酸化防止を図ることができる。
【００８３】特に、ウエハの酸化の度合いは、ウエハ表
面の周囲雰囲気の酸素濃度に依存するところ、本発明に
おいては、上記ウエハ表面への不活性気体の供給量を、
ウエハ表面の中心部よりも外側周辺部分において多くな
るように設定することにより、不活性気体の使用量を可
及的に少なく抑えつつ、酸素濃度を０にして、ウエハ表
面の酸化防止の実現を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る枚葉式基板洗浄装置
の内部構成を示す正面断面図である。
【図２】同基板洗浄装置における基板回転部と不活性気
体供給部との配置関係を断面で示す拡大正面図である。
【図３】同じく基板回転部と不活性気体供給部との乾燥
工程における配置関係を断面で示す拡大正面図である。
【図４】同不活性気体供給部における気体噴出部の噴射
開口の具体的構成を示す底面図である。
【図５】同基板回転部の基板支持部に支持されるウエハ
表面の周囲雰囲気の常態における酸素濃度分布を示す線
図である。
【符号の説明】
Ｗ ウエハ Ａ 乾燥用密閉空間 １ 洗浄ハウジング ２ 基板回転部（基板回転手
段） ３ 洗浄チャンバ ４ 薬液供給部（薬液供給手
段） ５ 不活性気体供給部（不活性
気体供給手段） ６ 制御部 １０ 回転軸 １１ 基板支持部 １２ 駆動モータ １５、１６、１７、１８ 円環状処理槽 ２５ 薬液供給源 ２６ 噴射ノズル ２７ 不活性気体供給源 ３１ 気体噴出部 ３１ 底板（平面底部） ３２ 供給口 ３２ａ 噴射開口 ３５ 邪魔板部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．
１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 密閉された洗浄ハウジング内において、
    基板を一枚ずつカセットレスでウェット洗浄する枚葉式
    基板洗浄方法であって、 乾燥工程において、基板の表面に酸化防止用の不活性気
    体を供給しながら、この基板を高速で支持回転してスピ
    ン乾燥するとともに、 前記基板表面への不活性気体の供給量は、基板表面の中
    心部よりも外側周辺部分において多くなるように設定す
    ることを特徴とする枚葉式基板洗浄方法。
  2. 【請求項２】 前記基板表面周囲に乾燥用密閉空間を形
    成して、この乾燥用密閉空間内に前記不活性気体を供給
    充満するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
    枚葉式基板洗浄方法。
  3. 【請求項３】 前記不活性気体が窒素ガスであることを
    特徴とする請求項１または２に記載の枚葉式基板洗浄方
    法。
  4. 【請求項４】 密閉された洗浄ハウジング内において、
    基板を一枚ずつカセットレスでウェット洗浄する枚葉式
    基板洗浄装置であって、 前記洗浄ハウジング内に、一枚の基板を水平状態で支持
    回転する基板回転手段と、 前記基板回転手段の外周部に、基板回転手段に回転支持
    される基板の洗浄処理用空間を形成する洗浄チャンバ
    と、 前記基板回転手段に回転支持される基板の表面に洗浄液
    を供給する薬液供給手段と、 前記基板回転手段に回転支持される基板の表面に酸化防
    止用の不活性気体を供給する不活性気体供給手段とを備
    えてなり、 この不活性気体供給手段の供給口は、前記基板表面への
    不活性気体の供給量が基板表面の中心部よりも外側周辺
    部分において多くなるように構成されていることを特徴
    とする枚葉式基板洗浄装置。
  5. 【請求項５】 前記不活性気体供給手段は、前記洗浄チ
    ャンバと協働して、前記基板回転手段に回転支持される
    基板表面周囲に乾燥用密閉空間を形成する円形蓋体の形
    態とされた気体噴出部を備え、 この気体噴出部は、内部が不活性気体供給源に連通する
    扁平な中空形状とされるとともに、その平面底部に前記
    供給口が設けられていることを特徴とする請求項４に記
    載の枚葉式基板洗浄装置。
  6. 【請求項６】 前記気体噴出部の供給口は、前記基板回
    転手段に回転支持される基板表面と同心の放射状に配さ
    れた多数の噴射開口からなり、 これら噴射開口の合計開口面積は、前記基板表面の中心
    部よりも外側周辺部分にいくに従って大きくなるように
    設定されていることを特徴とする請求項５に記載の枚葉
    式基板洗浄装置。
  7. 【請求項７】 前記噴射開口の開口面積は、前記基板表
    面の中心部よりも外側周辺部分にいくに従って大きくな
    るように設定されていることを特徴とする請求項６に記
    載の枚葉式基板洗浄装置。
  8. 【請求項８】 前記噴射開口の配設数は、前記基板表面
    の中心部よりも外側周辺部分にいくに従って多くなるよ
    うに設定されていることを特徴とする請求項６に記載の
    枚葉式基板洗浄装置。
  9. 【請求項９】 前記気体噴出部の中空内部に、不活性気
    体の前記供給口中央部への直接的な流れを阻止する邪魔
    板部材が介装されていることを特徴とする請求項５から
    ８のいずれか一つに記載の枚葉式基板洗浄装置。
  10. 【請求項１０】 前記気体噴出部は、前記洗浄チャンバ
    と協働する使用位置と、前記薬液供給手段と干渉しない
    使用待機位置との間で移動可能とされていることを特徴
    とする請求項５から９のいずれか一つに記載の枚葉式基
    板洗浄装置。
  11. 【請求項１１】 前記洗浄チャンバは、前記基板回転手
    段に対して上下方向へ相対的に昇降動作可能とされると
    ともに、この洗浄チャンバの内周部に、前記洗浄処理用
    空間を形成する環状洗浄槽が、前記基板回転手段に支持
    された基板を取り囲むように同心状に、かつ上下方向へ
    複数段に配列されてなり、 洗浄処理工程に応じて、これら環状洗浄槽のいずれか一
    つが、前記洗浄チャンバの上下方向への昇降動作によ
    り、前記基板回転手段に支持された基板に対応した位置
    に移動して位置決めされるように構成されていることを
    特徴とする請求項４から１０のいずれか一つに記載の枚
    葉式基板洗浄装置。
  12. 【請求項１２】 前記洗浄チャンバは、前記環状処理槽
    の内径縁が、前記基板回転手段の基板支持部の外径縁と
    非接触で、かつこれら両縁の間に形成される環状隙間が
    洗浄液等の下側への漏れを阻止する程度の微小間隔とな
    るように設定されていることを特徴とする請求項４から
    １１のいずれか一つに記載の枚葉式基板洗浄装置。
  13. 【請求項１３】 前記薬液供給部は、前記基板回転手段
    に支持された基板の表面に上側から洗浄液を噴射供給す
    る噴射ノズルの形態とされ、 この噴射ノズルは、下向き状態で水平旋回可能に設けら
    れてなり、 前記基板回転手段に水平状態で回転支持される基板の表
    面に対して、その外周から中心にわたって水平旋回しな
    がら、あるいは水平旋回して静止後に洗浄液を噴射供給
    するように構成されていることを特徴とする請求項４か
    ら１２のいずれか一つに記載の枚葉式基板洗浄装置。
  14. 【請求項１４】 前記不活性気体が窒素ガスであること
    を特徴とする請求項４から１３のいずれか一つに記載の
    枚葉式基板洗浄装置。
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