基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体
【課題】形成されたパターンに与えるダメージが少ない基板洗浄方法を提供する。
【解決手段】基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流にのせた洗浄用の微粒子を基板に衝突させて、前記基板の洗浄を行う洗浄工程と、前記洗浄用の微粒子を除去する除去工程と、を有することを特徴とする基板洗浄方法を提供することにより上記課題を解決する。
【解決手段】基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流にのせた洗浄用の微粒子を基板に衝突させて、前記基板の洗浄を行う洗浄工程と、前記洗浄用の微粒子を除去する除去工程と、を有することを特徴とする基板洗浄方法を提供することにより上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハを所定の薬液（洗浄液）によって洗浄し、半導体ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄処理が行われる。
【０００３】
このような洗浄処理を行う基板洗浄装置としては、半導体ウエハの表裏面に処理液を供給して洗浄処理を行い、その後、必要に応じてリンス処理を行った後、半導体ウエハを高速で回転させて乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置がある。
【０００４】
このような枚葉式の基板洗浄装置において、半導体ウエハに付着したパーティクルを効率よく除去する方法として、薬液とＮ２ガスとからなる２流体スプレーを用いる技術がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、上記以外の方法としては、超音波を用いた洗浄方法がある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０８８３０号公報
【特許文献２】特開２００５−６４３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年においては、半導体ウエハ上に形成されるパターンの微細化が進み、パターンの形成された半導体ウエハを洗浄する場合には、パターン倒れ等のダメージが生じやすい。即ち、２流体スプレー等により十分にパーティクルを除去しようとすると、パターン倒れ等のダメージが生じてしまい、パターン倒れ等のダメージが生じない範囲で半導体ウエハの洗浄を行った場合には、十分にパーティクルを除去することができないのである。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、パターンの形成された半導体ウエハにおいて、パターン倒れ等のダメージが生じることなく、十分にパーティクルを除去することが可能な基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流に乗せた洗浄用の微粒子を基板に衝突させて、前記基板の洗浄を行う洗浄工程と、前記洗浄用の微粒子を除去する除去工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記洗浄工程は、前記基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流にのせた洗浄用の微粒子に、液体を混合させて供給することにより、前記基板の洗浄を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記液体は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記基板を回転させながら行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記除去工程は、前記洗浄用の微粒子を除去するためリンス液を供給することにより行うリンス工程であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記リンス液は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記除去工程は、前記基板に不活性ガスを供給することにより行うものであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記リンス工程の後、前記基板を回転させて前記基板の表面より前記リンス液を除去し乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、水溶性の酸化物材料により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記酸化物は、ＣａＯ又はＹ２Ｏ３であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子のゼータ電位がリンス液中で負となる材料により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、ラテックスにより形成されているものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記基板はパターンの形成されている基板であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、基板を水平に保持する基板保持部と、ドライエア又は不活性ガスと洗浄用の微粒子とを混合する微粒子混合部と、前記微粒子混合部において混合されたものを前記基板の表面に供給するためのノズルと、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記ノズルは、前記微粒子混合部において混合されたものと液体とを混合させて、前記基板の表面に２流体スプレーとして供給するための２流体スプレーノズルであることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子を除去するためのリンス液を供給するためのリンス液供給ノズルを有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子を除去するための不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ノズルを有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、コンピュータ上で動作し、実行時に、前記記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、前記記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、パターンの形成された半導体ウエハにおいて、パターン倒れ等のダメージが生じることなく、十分にパーティクルを除去することが可能な基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】基板洗浄方法に関する説明図
【図２】本実施の形態に係る基板洗浄装置の上面図
【図３】本実施の形態に係る基板洗浄装置の断面概要図
【図４】本実施の形態に係る基板洗浄装置の要部の概要図
【図５】本実施の形態に係る基板洗浄方法の説明図
【図６】本実施の形態に係る基板洗浄装置に用いられる洗浄ノズル部分の構造図
【図７】ミキシングボックスの構成図
【図８】別のミキシングボックスの構成図
【図９】本実施の形態に係る基板洗浄装置に用いられる別の洗浄ノズル部分の構造図
【図１０】本実施の形態に係る洗浄方法のフローチャート
【図１１】本実施の形態に係る洗浄方法の工程図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００３３】
最初に、本発明に係る基板洗浄方法について発明するに至った経緯を含めて説明する。図１（ａ）に示すように、前述したとおりパターン２０２の形成された半導体基板２０１を洗浄する場合には、パターン倒れ等のダメージが生じやすい。即ち、レジストや、シリコン又は酸化膜からなるパターン２０２が形成された半導体基板２０１を洗浄する際において、大きな粒子が衝突した場合や、微細な微粒子であっても高速で強力なパワーにより洗浄をする場合には、半導体基板２０１表面におけるパーティクル２０３は除去されるものの、同時にパターン２０２にも大きな力が加わり、パターン２０２が倒れたり、パターン２０２の形状を変形させてしまう。
【００３４】
このため、図１（ｂ）に示すように、本発明における基板洗浄方法及び基板洗浄装置は、洗浄用に適した大きさの洗浄用の微粒子を用いることにより、半導体基板２０１上に形成されているパターン２０２に悪影響を与えることなく、パーティクル２０３のみを除去するものである。
【００３５】
〔基板洗浄装置〕
次に、図２から図４に基づき、本実施の形態に係る基板洗浄装置１００について説明する。図２は、本実施の形態に係る基板洗浄装置１００の上面図であり、図３は、本実施の形態に係る基板洗浄装置１００の断面概要図であり、図４は、図３の部分拡大図である。
【００３６】
本実施の形態に係る基板洗浄装置１００は、ハウジング１を有しており、ハウジング１の内部には、洗浄処理を行う基板を収納するアウターチャンバ２と、洗浄ノズル用の洗浄ノズルアーム３１を格納する洗浄ノズルアーム格納部３と、リンス液を供給するためのリンス液ノズルアーム３２を格納するリンス液ノズルアーム格納部４とを有している。
【００３７】
また、アウターチャンバ２の内部に、インナーカップ１１と、インナーカップ１１内において基板であるウエハＷを保持するスピンチャック１２と、スピンチャック１２に保持されたウエハＷの裏面側にウエハＷに対向するように上下可能なアンダープレート１３とを有している。
【００３８】
ハウジング１には、ウエハ搬入出口として機能する窓部１４が設けられており、この窓部１４は、第１シャッタ１５により開閉自在となっている。窓部１４は、第１シャッタ１５により、ウエハＷの搬入出時には開いた状態となり、それ以外は閉じた状態となっている。第１シャッタ１５はハウジング１における窓部１４を開閉するものであり、窓部１４において第１シャッタ１５が閉じた状態では、ハウジング１の内部が陽圧になった場合でも、ハウジング１内の雰囲気の漏洩を防止することが可能である。
【００３９】
アウターチャンバ２の側部の窓部１４に対応する位置には、ウエハＷの搬入出口となっている窓部１６が形成されており、この窓部１６は第２シャッタ１７により開閉自在となっている。窓部１６は、第２シャッタ１７により、ウエハＷの搬入出時には開いた状態となり、それ以外は閉じた状態となっている。ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ２内で行われ、ウエハＷの搬入出時には、窓部１４及び窓部１６の双方が開いた状態となり、不図示の搬送アームが外部からアウターチャンバ２内に挿入され、スピンチャック１２に対するウエハＷの受け渡しが行われる。
【００４０】
第２シャッタ１７は、アウターチャンバ２における窓部１６を開閉するものであり、窓部１６において第２シャッタ１７が閉じた状態では、アウターチャンバ２の内部が陽圧になった場合でも、アウターチャンバ２内の雰囲気の漏洩を防止することが可能である。
【００４１】
アウターチャンバ２の上壁には、アウターチャンバ２内にＮ２ガスや不活性ガスを供給するためのガス供給口１８が設けられている。このガス供給口１８は、アウターチャンバ２内にダウンフローを形成し、スピンチャック１２に保持されたウエハＷ供給された洗浄用の微粒子や液体を排除することが可能である。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じにくくなるといった効果も有している。アウターチャンバ２の底部にはドレイン部１９が設けられており、ダウンフローにより排除された洗浄用の微粒子や液体はドレイン部１９から放出される。
【００４２】
インナーカップ１１は、ウエハＷに供給された洗浄用の微粒子や液体が周囲に飛散することを防止するためのものであり、アウターチャンバ２の内側において、スピンチャック１２を囲むように設けられている。このインナーカップ１１は、上部がテーパー部１１ａとなっており、底部はドレイン部２０と接続されている。また、インナーカップ１１は、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも上方で、テーパー部１１ａがウエハWを囲む処理位置（図３において実線で示される位置）と、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも下側の退避位置（図２において点線で示される位置）との間で昇降自在となっている。
【００４３】
インナーカップ１１は、ウエハＷの搬入出時には不図示の搬送アームの入出を妨げないように退避位置に退避する。一方、スピンチャック１２に保持されたウエハＷにおいて洗浄処理が行われる際には、処理位置へと移動する。
【００４４】
スピンチャック１２は、回転プレート４１と、回転プレート４１の中央部に接続され回転プレート４１の下方に延びる回転筒体４２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン４４ａとウエハＷを保持する保持ピン４４ｂが回転プレート４１の周縁部に取付けられている。不図示の搬送アームとスピンチャック１２との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン４４ａを利用して行われる。支持ピン４４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点より、少なくとも３ヶ所に設けることが好ましい。保持ピン４４ｂは、搬送アームとスピンチャック１２との間においてウエハＷの受け渡しを妨げないように、不図示の押圧機構によって回転プレート４１の下部に位置する部分を回転プレート４１側に押し当てることにより、保持ピン４４ｂの上端部が回転プレート４１の外側へ移動するように傾斜させることができる。保持ピン４４ｂもウエハＷを確実に保持する観点より、少なくとも３ヶ所に設けることが好ましい。
【００４５】
回転筒体４２の下端部の外周面にはベルト４５が捲回されており、ベルト４５をモータ４６によって駆動することにより、回転筒体４２及び回転プレート４１を回転させて、保持ピン４４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができる。
【００４６】
アンダープレート１３は、回転プレート４１の中央部及び回転筒体４２内を貫通して設けられたシャフト４７に接続されている。シャフト４７は、その下端部において、水平板４８に固定されており、この水平板４８はシャフト４７と一体的にエアシリンダ等の昇降機構４９により昇降可能である。また、アンダープレート１３は、この昇降機構４９により、スピンチャック１２と搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、搬送アームと衝突しないように回転プレート４１に近接する位置に降下される。
【００４７】
洗浄ノズルアーム格納部３のアウターチャンバ２と隣接する部分には、窓部２１が形成されており、この窓部２１は第３のシャッタ２２により開閉自在となっている。よって、この第３のシャッタ２２を閉じることにより、洗浄ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２との雰囲気を離隔することができる。また、リンス液ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２とが隣接する部分には、窓部２３が形成されており、この窓部２３は第４のシャッタ２４により開閉自在となっている。よって、この第４のシャッタ２４を閉じることにより、リンス液ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２との雰囲気を離隔することができる。
【００４８】
洗浄ノズルアーム格納部３に格納されている洗浄ノズルアーム３１は、その基端部に設けられた駆動機構５２により洗浄ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動及び上下動可能となっており、その先端には洗浄ノズル５１が設けられている。
【００４９】
また、リンス液ノズルアーム格納部４に格納されているリンス液ノズルアーム３２は、その基端部に設けられた駆動機構５４によりリンス液ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動及び上下動可能となっており、その先端にはリンス液供給ノズル５３が設けられている。
【００５０】
洗浄ノズル５１には、微粒子ガスライン７０及び純水供給ライン７１が接続されており、洗浄ノズル５１から噴霧化された純水が洗浄用の微粒子とＮ２ガスを伴って噴出する。
【００５１】
リンス液供給ノズル５３には、リンス液供給ライン７２が接続されている。リンス液供給ライン７２にはそれぞれバルブ７５及び７６を介して薬液供給ライン７３及び純水供給ライン７４が接続されており、ウエハＷの表面にリンス液等が供給可能となっている。尚、リンス液供給ノズル５３に供給されるリンス液が純水である場合には、純水供給ライン７４のみから純水が供給される。
【００５２】
本実施の形態における基板洗浄装置１００の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ９０に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ９０には、工程管理者が基板洗浄装置１００の各構成部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、基板洗浄装置１００の各構成部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９１、ウエハ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９０の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部９２が接続されている。
【００５３】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース９１からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部９２から読み出してプロセスコントローラ９０に実行させることで、プロセスコントローラ９０の制御下で、基板洗浄装置１００において所望の処理を行わせることができる。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリ等の読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、さらに、適宜の装置から例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００５４】
〔洗浄用の微粒子〕
次に、洗浄ノズル５１より供給される洗浄用の微粒子とＮ２ガスについて、より詳しく説明する。
【００５５】
本実施の形態における基板洗浄に用いられる洗浄用の微粒子は、基板上に形成されたパターンにダメージを与えることなく、パーティクルのみを除去することができるものである。即ち、１００ｎｍ〜１００μｍの粒径の洗浄用の微粒子を基板に衝突させることにより、基板上に形成されたパターンにダメージを与えることなく、パーティクルを除去することができるのである。
【００５６】
【表１】
表１にＣａＯからなる洗浄用の微粒子の粒径と運動量及び運動エネルギーの関係を示す。この表より、洗浄用の微粒子の粒径が大きくなるに従い、運動量及び運動エネルギーが大きくなることが解る。粒径が１００ｎｍ以上であれば、少なくとも基板を洗浄するのに利用可能な運動量及び運動エネルギーが得られることから、洗浄用の微粒子の粒径は１００ｎｍ以上であることが好ましく、さらには１μｍ以上であることが好ましい。また、洗浄用の微粒子の粒径が１００μｍを超える場合には、基板上に形成されているパターンよりも大きくなってしまい、洗浄によるパーティクルの除去の効果よりも、基板上に形成されたパターンに与えるダメージの方が大きくなってしまう。このため、洗浄用の微粒子の粒径は１００μｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
また、洗浄用の微粒子を構成する材料としては、水に溶けやすい水溶性の材料、または、基板との付着力が極端に低いラテックスが好ましい。
【００５８】
水に溶けやすい水溶性の材料は、後にリンス液により溶かすことにより容易に除去することが可能であるため、洗浄用の微粒子を構成する材料として好ましいのである。このような材料としては、水溶性の酸化物が挙げられ、特に、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３又はＶ２Ｏ５等が好ましい。
【００５９】
また、ラテックスからなる洗浄用の微粒子としてはポリスチレンからなる微粒子が挙げられる。
【００６０】
次に、図５に基づき洗浄用の微粒子によるパーティクルの除去のメカニズムについて説明する。なお、洗浄の対象となる基板１０１は回転しているものとする。
【００６１】
最初に、図５（ａ）に示すように、基板１０１上に存在しているパーティクル１０２に対し、洗浄のための洗浄用の微粒子１０３を衝突させる。
【００６２】
図５（ｂ）に示すように、衝突されたパーティクル１０２は、基板１０１上より若干浮き上がる。
【００６３】
この後、図５（ｃ）に示すように、パーティクル１０２は、基板回転により生じた気流により基板１０１より除去される。
【００６４】
本実施の形態では純水供給ライン７１より純水を供給する場合について説明したが、純水に代えて、所定のＰＨの液体を用いることにより、静電的に洗浄用の微粒子１０３を除去することも可能であり、この場合、効率的に洗浄用の微粒子１０３を除去することができる。基板１０１上の洗浄用の微粒子を除去する際には、この液体が中性から弱アルカリ性であること、即ち、液体のＰＨの値は７〜１１であることが、洗浄用の微粒子１０３を除去する上では好ましいことが発明者の知見として得られている。
【００６５】
次に、洗浄ノズル５１について説明する。本実施の形態では、洗浄用の微粒子はＮ２ガスと混合させて、洗浄ノズル５１より供給する。
【００６６】
図６に示すように、本実施の形態における基板洗浄装置１００は、洗浄ノズル５１は、二流体ノズルであり、微粒子ガスライン７０及び純水供給ライン７１が接続されている。微粒子ガスライン７０はミキシングボックス６０に接続されており、ミキシングボックス６０に接続されたＮ２ガスと、ミキシングボックス６０内に設置された洗浄用の微粒子とを混合し、さらに、洗浄ノズル５１において純水と混合したものをウエハＷに向けて供給される。
【００６７】
図７にミキシングボックス６０の一例を示す。ミキシングボックス６０内には、容器６１内には洗浄用の微粒子が納められている。この容器６１の底面は、メッシュ６２となっており、洗浄用の微粒子がふるい落とされるように構成されている。ふるい落とされた洗浄用の微粒子は、Ｎ２ガスが導入される混合部６３においてＮ２ガスと混合され、微粒子ガスライン７０に供給される。
【００６８】
また、図８には、別の構成例のミキシングボックス６０を示す。このミキシングボックス６０内には、洗浄用の微粒子を供給するためのネブライザー６５が設けられている。ネブライザー６５内には、水に洗浄用の微粒子を溶かした容器６６が設けられており、水に洗浄用の微粒子を溶かしたものは、容器６６内にＮ２ガス等を供給することにより吸引管６７を介し加熱部６８へと供給される。加熱部６８において水分が蒸発されるため、洗浄用の微粒子のみが残り、ミキシングボックス６０内に供給されたＮ２ガスと混合され、微粒子ガスライン７０に供給される。
【００６９】
また、本実施の形態における基板洗浄装置１００の洗浄ノズル５１は、純水供給ライン７１を接続することなく微粒子ガスライン７０のみを有する構成であってもよい。具体的には、図９に示すように、ミキシングボックス６０にＮ２ガスラインが接続されたものであり、ミキシングボックス６０に接続されたＮ２ガスとミキシングボックス６０内に設置された洗浄用の微粒子とを混合し、Ｎ２ガスの気流にのった洗浄用の微粒子が、微粒子ガスライン７０の先端に形成された洗浄ノズル５１よりウエハＷに供給される。この場合、ウエハＷ上のパーティクルは、洗浄ノズル５１から供給されたＮ２ガスの気流にのった洗浄用の微粒子により除去される。尚、ミキシングボックス６０の構成は、図７及び図８に示したものと同様のものである。
【００７０】
また、洗浄のために用いられる洗浄用の微粒子は大量であることから、パーティクルの除去を行った後においても、基板上に付着してしまう可能性がある。このため、本実施の形態における基板洗浄装置では、洗浄用の微粒子による洗浄を行った後、リンス液により洗浄用の微粒子の除去を行うことも可能である。この場合、リンス液のＰＨの値を７〜１１とすることにより、基板表面から静電的に洗浄用の微粒子を効率的に除去することができる。
【００７１】
また、洗浄用の微粒子として、ラテックスを用いた場合では、基板であるシリコンウエハは、負のゼータ電位（例えば、−２０〜−３０ｍＶを有するため純水中で負のゼータ電位を有する物質であれば、シリコンウエハには付着しにくく、純水のみのリンスによって十分に除去することが可能である。
【００７２】
尚、純水中でゼータ電位が負となるものとしては、ＴｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｕＯ、ＦｅＯ、ＭｎＯ２、Ｃｏ、Ｎｉ３Ｐ、Ｓｉ、Ｎｉ５Ｐ４、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＰＳラテックス、ＰＳ、γ−Ｆｅ２Ｏ３等が挙げられる。負のゼータ電位が大きいほどシリコンウエハには付着し難い。よって、ゼータ電位が−３０ｍＶ以下となるＭｎＯ２、Ｓｉ、ＰＳラテックス、ＰＳがより好ましい。
【００７３】
〔基板洗浄方法〕
次に、本実施の形態に係る基板洗浄方法について説明する。図１０は、本実施の形態に係る基板洗浄方法のフローチャートであり、図１１は、本実施の形態に係る基板洗浄方法の工程図である。
【００７４】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、洗浄用の微粒子による洗浄処理を行う。具体的には、図１１（ａ）に示すように、ウエハＷを回転させながら、基板洗浄装置１００の洗浄ノズル５１より洗浄用の微粒子を含む２流体スプレーをウエハＷに供給し、ウエハＷの表面に付着しているパーティクルの除去を行う。
【００７５】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、純水によるリンス処理を行う。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、ウエハＷを回転させながら、リンス液供給ノズル５３よりリンス液を供給し、ウエハＷの表面に残存している洗浄用の微粒子を除去する。
【００７６】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、乾燥処理を行う。具体的には、図１１（ｃ）に示すように、ウエハＷを高速回転させ、遠心力によりリンス液を除去し乾燥させる。
【００７７】
以上により、本実施の形態に係る洗浄処理は終了する。
【００７８】
尚、ステップ１０２では、洗浄ノズル５１が２流体ノズルの場合について説明したが、図９に示す構成の洗浄ノズル５１を用いた場合においても、上記と同様の洗浄方法により洗浄を行うことが可能である。
【００７９】
また、本実施の形態における説明では、ステップ１０４において、リンス処理を行う場合について説明したが、窒素ガスのみを所定時間供給することにより洗浄用の微粒子を除去してもよい。この場合には、ステップ１０６における乾燥処理は不要となる。
【００８０】
また、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００８１】
１３ アンダープレート
４７ シャフト
５１ 洗浄ノズル
５３ リンス液供給ノズル
６０ ミキシングボックス
７０ 微粒子ガスライン
７１ 純水供給ライン
７２ リンス液供給ライン
７３ 薬液供給ライン
７４ 純水供給ライン
７５ バルブ
７６ バルブ
Ｗ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハを所定の薬液（洗浄液）によって洗浄し、半導体ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄処理が行われる。
【０００３】
このような洗浄処理を行う基板洗浄装置としては、半導体ウエハの表裏面に処理液を供給して洗浄処理を行い、その後、必要に応じてリンス処理を行った後、半導体ウエハを高速で回転させて乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置がある。
【０００４】
このような枚葉式の基板洗浄装置において、半導体ウエハに付着したパーティクルを効率よく除去する方法として、薬液とＮ２ガスとからなる２流体スプレーを用いる技術がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、上記以外の方法としては、超音波を用いた洗浄方法がある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０８８３０号公報
【特許文献２】特開２００５−６４３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年においては、半導体ウエハ上に形成されるパターンの微細化が進み、パターンの形成された半導体ウエハを洗浄する場合には、パターン倒れ等のダメージが生じやすい。即ち、２流体スプレー等により十分にパーティクルを除去しようとすると、パターン倒れ等のダメージが生じてしまい、パターン倒れ等のダメージが生じない範囲で半導体ウエハの洗浄を行った場合には、十分にパーティクルを除去することができないのである。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、パターンの形成された半導体ウエハにおいて、パターン倒れ等のダメージが生じることなく、十分にパーティクルを除去することが可能な基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流に乗せた洗浄用の微粒子を基板に衝突させて、前記基板の洗浄を行う洗浄工程と、前記洗浄用の微粒子を除去する除去工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記洗浄工程は、前記基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流にのせた洗浄用の微粒子に、液体を混合させて供給することにより、前記基板の洗浄を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記液体は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記基板を回転させながら行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記除去工程は、前記洗浄用の微粒子を除去するためリンス液を供給することにより行うリンス工程であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記リンス液は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記除去工程は、前記基板に不活性ガスを供給することにより行うものであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記リンス工程の後、前記基板を回転させて前記基板の表面より前記リンス液を除去し乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、水溶性の酸化物材料により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記酸化物は、ＣａＯ又はＹ２Ｏ３であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子のゼータ電位がリンス液中で負となる材料により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、ラテックスにより形成されているものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記基板はパターンの形成されている基板であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、基板を水平に保持する基板保持部と、ドライエア又は不活性ガスと洗浄用の微粒子とを混合する微粒子混合部と、前記微粒子混合部において混合されたものを前記基板の表面に供給するためのノズルと、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記ノズルは、前記微粒子混合部において混合されたものと液体とを混合させて、前記基板の表面に２流体スプレーとして供給するための２流体スプレーノズルであることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子を除去するためのリンス液を供給するためのリンス液供給ノズルを有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記洗浄用の微粒子を除去するための不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ノズルを有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、コンピュータ上で動作し、実行時に、前記記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、前記記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、パターンの形成された半導体ウエハにおいて、パターン倒れ等のダメージが生じることなく、十分にパーティクルを除去することが可能な基板洗浄方法、基板洗浄装置、制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】基板洗浄方法に関する説明図
【図２】本実施の形態に係る基板洗浄装置の上面図
【図３】本実施の形態に係る基板洗浄装置の断面概要図
【図４】本実施の形態に係る基板洗浄装置の要部の概要図
【図５】本実施の形態に係る基板洗浄方法の説明図
【図６】本実施の形態に係る基板洗浄装置に用いられる洗浄ノズル部分の構造図
【図７】ミキシングボックスの構成図
【図８】別のミキシングボックスの構成図
【図９】本実施の形態に係る基板洗浄装置に用いられる別の洗浄ノズル部分の構造図
【図１０】本実施の形態に係る洗浄方法のフローチャート
【図１１】本実施の形態に係る洗浄方法の工程図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００３３】
最初に、本発明に係る基板洗浄方法について発明するに至った経緯を含めて説明する。図１（ａ）に示すように、前述したとおりパターン２０２の形成された半導体基板２０１を洗浄する場合には、パターン倒れ等のダメージが生じやすい。即ち、レジストや、シリコン又は酸化膜からなるパターン２０２が形成された半導体基板２０１を洗浄する際において、大きな粒子が衝突した場合や、微細な微粒子であっても高速で強力なパワーにより洗浄をする場合には、半導体基板２０１表面におけるパーティクル２０３は除去されるものの、同時にパターン２０２にも大きな力が加わり、パターン２０２が倒れたり、パターン２０２の形状を変形させてしまう。
【００３４】
このため、図１（ｂ）に示すように、本発明における基板洗浄方法及び基板洗浄装置は、洗浄用に適した大きさの洗浄用の微粒子を用いることにより、半導体基板２０１上に形成されているパターン２０２に悪影響を与えることなく、パーティクル２０３のみを除去するものである。
【００３５】
〔基板洗浄装置〕
次に、図２から図４に基づき、本実施の形態に係る基板洗浄装置１００について説明する。図２は、本実施の形態に係る基板洗浄装置１００の上面図であり、図３は、本実施の形態に係る基板洗浄装置１００の断面概要図であり、図４は、図３の部分拡大図である。
【００３６】
本実施の形態に係る基板洗浄装置１００は、ハウジング１を有しており、ハウジング１の内部には、洗浄処理を行う基板を収納するアウターチャンバ２と、洗浄ノズル用の洗浄ノズルアーム３１を格納する洗浄ノズルアーム格納部３と、リンス液を供給するためのリンス液ノズルアーム３２を格納するリンス液ノズルアーム格納部４とを有している。
【００３７】
また、アウターチャンバ２の内部に、インナーカップ１１と、インナーカップ１１内において基板であるウエハＷを保持するスピンチャック１２と、スピンチャック１２に保持されたウエハＷの裏面側にウエハＷに対向するように上下可能なアンダープレート１３とを有している。
【００３８】
ハウジング１には、ウエハ搬入出口として機能する窓部１４が設けられており、この窓部１４は、第１シャッタ１５により開閉自在となっている。窓部１４は、第１シャッタ１５により、ウエハＷの搬入出時には開いた状態となり、それ以外は閉じた状態となっている。第１シャッタ１５はハウジング１における窓部１４を開閉するものであり、窓部１４において第１シャッタ１５が閉じた状態では、ハウジング１の内部が陽圧になった場合でも、ハウジング１内の雰囲気の漏洩を防止することが可能である。
【００３９】
アウターチャンバ２の側部の窓部１４に対応する位置には、ウエハＷの搬入出口となっている窓部１６が形成されており、この窓部１６は第２シャッタ１７により開閉自在となっている。窓部１６は、第２シャッタ１７により、ウエハＷの搬入出時には開いた状態となり、それ以外は閉じた状態となっている。ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ２内で行われ、ウエハＷの搬入出時には、窓部１４及び窓部１６の双方が開いた状態となり、不図示の搬送アームが外部からアウターチャンバ２内に挿入され、スピンチャック１２に対するウエハＷの受け渡しが行われる。
【００４０】
第２シャッタ１７は、アウターチャンバ２における窓部１６を開閉するものであり、窓部１６において第２シャッタ１７が閉じた状態では、アウターチャンバ２の内部が陽圧になった場合でも、アウターチャンバ２内の雰囲気の漏洩を防止することが可能である。
【００４１】
アウターチャンバ２の上壁には、アウターチャンバ２内にＮ２ガスや不活性ガスを供給するためのガス供給口１８が設けられている。このガス供給口１８は、アウターチャンバ２内にダウンフローを形成し、スピンチャック１２に保持されたウエハＷ供給された洗浄用の微粒子や液体を排除することが可能である。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じにくくなるといった効果も有している。アウターチャンバ２の底部にはドレイン部１９が設けられており、ダウンフローにより排除された洗浄用の微粒子や液体はドレイン部１９から放出される。
【００４２】
インナーカップ１１は、ウエハＷに供給された洗浄用の微粒子や液体が周囲に飛散することを防止するためのものであり、アウターチャンバ２の内側において、スピンチャック１２を囲むように設けられている。このインナーカップ１１は、上部がテーパー部１１ａとなっており、底部はドレイン部２０と接続されている。また、インナーカップ１１は、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも上方で、テーパー部１１ａがウエハWを囲む処理位置（図３において実線で示される位置）と、その上端がスピンチャック１２に保持されたウエハＷよりも下側の退避位置（図２において点線で示される位置）との間で昇降自在となっている。
【００４３】
インナーカップ１１は、ウエハＷの搬入出時には不図示の搬送アームの入出を妨げないように退避位置に退避する。一方、スピンチャック１２に保持されたウエハＷにおいて洗浄処理が行われる際には、処理位置へと移動する。
【００４４】
スピンチャック１２は、回転プレート４１と、回転プレート４１の中央部に接続され回転プレート４１の下方に延びる回転筒体４２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン４４ａとウエハＷを保持する保持ピン４４ｂが回転プレート４１の周縁部に取付けられている。不図示の搬送アームとスピンチャック１２との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン４４ａを利用して行われる。支持ピン４４ａは、ウエハＷを確実に支持する観点より、少なくとも３ヶ所に設けることが好ましい。保持ピン４４ｂは、搬送アームとスピンチャック１２との間においてウエハＷの受け渡しを妨げないように、不図示の押圧機構によって回転プレート４１の下部に位置する部分を回転プレート４１側に押し当てることにより、保持ピン４４ｂの上端部が回転プレート４１の外側へ移動するように傾斜させることができる。保持ピン４４ｂもウエハＷを確実に保持する観点より、少なくとも３ヶ所に設けることが好ましい。
【００４５】
回転筒体４２の下端部の外周面にはベルト４５が捲回されており、ベルト４５をモータ４６によって駆動することにより、回転筒体４２及び回転プレート４１を回転させて、保持ピン４４ｂに保持されたウエハＷを回転させることができる。
【００４６】
アンダープレート１３は、回転プレート４１の中央部及び回転筒体４２内を貫通して設けられたシャフト４７に接続されている。シャフト４７は、その下端部において、水平板４８に固定されており、この水平板４８はシャフト４７と一体的にエアシリンダ等の昇降機構４９により昇降可能である。また、アンダープレート１３は、この昇降機構４９により、スピンチャック１２と搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、搬送アームと衝突しないように回転プレート４１に近接する位置に降下される。
【００４７】
洗浄ノズルアーム格納部３のアウターチャンバ２と隣接する部分には、窓部２１が形成されており、この窓部２１は第３のシャッタ２２により開閉自在となっている。よって、この第３のシャッタ２２を閉じることにより、洗浄ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２との雰囲気を離隔することができる。また、リンス液ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２とが隣接する部分には、窓部２３が形成されており、この窓部２３は第４のシャッタ２４により開閉自在となっている。よって、この第４のシャッタ２４を閉じることにより、リンス液ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２との雰囲気を離隔することができる。
【００４８】
洗浄ノズルアーム格納部３に格納されている洗浄ノズルアーム３１は、その基端部に設けられた駆動機構５２により洗浄ノズルアーム格納部３とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動及び上下動可能となっており、その先端には洗浄ノズル５１が設けられている。
【００４９】
また、リンス液ノズルアーム格納部４に格納されているリンス液ノズルアーム３２は、その基端部に設けられた駆動機構５４によりリンス液ノズルアーム格納部４とアウターチャンバ２内のウエハＷ中心部の上方位置との間で回動及び上下動可能となっており、その先端にはリンス液供給ノズル５３が設けられている。
【００５０】
洗浄ノズル５１には、微粒子ガスライン７０及び純水供給ライン７１が接続されており、洗浄ノズル５１から噴霧化された純水が洗浄用の微粒子とＮ２ガスを伴って噴出する。
【００５１】
リンス液供給ノズル５３には、リンス液供給ライン７２が接続されている。リンス液供給ライン７２にはそれぞれバルブ７５及び７６を介して薬液供給ライン７３及び純水供給ライン７４が接続されており、ウエハＷの表面にリンス液等が供給可能となっている。尚、リンス液供給ノズル５３に供給されるリンス液が純水である場合には、純水供給ライン７４のみから純水が供給される。
【００５２】
本実施の形態における基板洗浄装置１００の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ９０に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ９０には、工程管理者が基板洗浄装置１００の各構成部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、基板洗浄装置１００の各構成部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９１、ウエハ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９０の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部９２が接続されている。
【００５３】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース９１からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部９２から読み出してプロセスコントローラ９０に実行させることで、プロセスコントローラ９０の制御下で、基板洗浄装置１００において所望の処理を行わせることができる。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリ等の読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、さらに、適宜の装置から例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００５４】
〔洗浄用の微粒子〕
次に、洗浄ノズル５１より供給される洗浄用の微粒子とＮ２ガスについて、より詳しく説明する。
【００５５】
本実施の形態における基板洗浄に用いられる洗浄用の微粒子は、基板上に形成されたパターンにダメージを与えることなく、パーティクルのみを除去することができるものである。即ち、１００ｎｍ〜１００μｍの粒径の洗浄用の微粒子を基板に衝突させることにより、基板上に形成されたパターンにダメージを与えることなく、パーティクルを除去することができるのである。
【００５６】
【表１】
表１にＣａＯからなる洗浄用の微粒子の粒径と運動量及び運動エネルギーの関係を示す。この表より、洗浄用の微粒子の粒径が大きくなるに従い、運動量及び運動エネルギーが大きくなることが解る。粒径が１００ｎｍ以上であれば、少なくとも基板を洗浄するのに利用可能な運動量及び運動エネルギーが得られることから、洗浄用の微粒子の粒径は１００ｎｍ以上であることが好ましく、さらには１μｍ以上であることが好ましい。また、洗浄用の微粒子の粒径が１００μｍを超える場合には、基板上に形成されているパターンよりも大きくなってしまい、洗浄によるパーティクルの除去の効果よりも、基板上に形成されたパターンに与えるダメージの方が大きくなってしまう。このため、洗浄用の微粒子の粒径は１００μｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
また、洗浄用の微粒子を構成する材料としては、水に溶けやすい水溶性の材料、または、基板との付着力が極端に低いラテックスが好ましい。
【００５８】
水に溶けやすい水溶性の材料は、後にリンス液により溶かすことにより容易に除去することが可能であるため、洗浄用の微粒子を構成する材料として好ましいのである。このような材料としては、水溶性の酸化物が挙げられ、特に、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３又はＶ２Ｏ５等が好ましい。
【００５９】
また、ラテックスからなる洗浄用の微粒子としてはポリスチレンからなる微粒子が挙げられる。
【００６０】
次に、図５に基づき洗浄用の微粒子によるパーティクルの除去のメカニズムについて説明する。なお、洗浄の対象となる基板１０１は回転しているものとする。
【００６１】
最初に、図５（ａ）に示すように、基板１０１上に存在しているパーティクル１０２に対し、洗浄のための洗浄用の微粒子１０３を衝突させる。
【００６２】
図５（ｂ）に示すように、衝突されたパーティクル１０２は、基板１０１上より若干浮き上がる。
【００６３】
この後、図５（ｃ）に示すように、パーティクル１０２は、基板回転により生じた気流により基板１０１より除去される。
【００６４】
本実施の形態では純水供給ライン７１より純水を供給する場合について説明したが、純水に代えて、所定のＰＨの液体を用いることにより、静電的に洗浄用の微粒子１０３を除去することも可能であり、この場合、効率的に洗浄用の微粒子１０３を除去することができる。基板１０１上の洗浄用の微粒子を除去する際には、この液体が中性から弱アルカリ性であること、即ち、液体のＰＨの値は７〜１１であることが、洗浄用の微粒子１０３を除去する上では好ましいことが発明者の知見として得られている。
【００６５】
次に、洗浄ノズル５１について説明する。本実施の形態では、洗浄用の微粒子はＮ２ガスと混合させて、洗浄ノズル５１より供給する。
【００６６】
図６に示すように、本実施の形態における基板洗浄装置１００は、洗浄ノズル５１は、二流体ノズルであり、微粒子ガスライン７０及び純水供給ライン７１が接続されている。微粒子ガスライン７０はミキシングボックス６０に接続されており、ミキシングボックス６０に接続されたＮ２ガスと、ミキシングボックス６０内に設置された洗浄用の微粒子とを混合し、さらに、洗浄ノズル５１において純水と混合したものをウエハＷに向けて供給される。
【００６７】
図７にミキシングボックス６０の一例を示す。ミキシングボックス６０内には、容器６１内には洗浄用の微粒子が納められている。この容器６１の底面は、メッシュ６２となっており、洗浄用の微粒子がふるい落とされるように構成されている。ふるい落とされた洗浄用の微粒子は、Ｎ２ガスが導入される混合部６３においてＮ２ガスと混合され、微粒子ガスライン７０に供給される。
【００６８】
また、図８には、別の構成例のミキシングボックス６０を示す。このミキシングボックス６０内には、洗浄用の微粒子を供給するためのネブライザー６５が設けられている。ネブライザー６５内には、水に洗浄用の微粒子を溶かした容器６６が設けられており、水に洗浄用の微粒子を溶かしたものは、容器６６内にＮ２ガス等を供給することにより吸引管６７を介し加熱部６８へと供給される。加熱部６８において水分が蒸発されるため、洗浄用の微粒子のみが残り、ミキシングボックス６０内に供給されたＮ２ガスと混合され、微粒子ガスライン７０に供給される。
【００６９】
また、本実施の形態における基板洗浄装置１００の洗浄ノズル５１は、純水供給ライン７１を接続することなく微粒子ガスライン７０のみを有する構成であってもよい。具体的には、図９に示すように、ミキシングボックス６０にＮ２ガスラインが接続されたものであり、ミキシングボックス６０に接続されたＮ２ガスとミキシングボックス６０内に設置された洗浄用の微粒子とを混合し、Ｎ２ガスの気流にのった洗浄用の微粒子が、微粒子ガスライン７０の先端に形成された洗浄ノズル５１よりウエハＷに供給される。この場合、ウエハＷ上のパーティクルは、洗浄ノズル５１から供給されたＮ２ガスの気流にのった洗浄用の微粒子により除去される。尚、ミキシングボックス６０の構成は、図７及び図８に示したものと同様のものである。
【００７０】
また、洗浄のために用いられる洗浄用の微粒子は大量であることから、パーティクルの除去を行った後においても、基板上に付着してしまう可能性がある。このため、本実施の形態における基板洗浄装置では、洗浄用の微粒子による洗浄を行った後、リンス液により洗浄用の微粒子の除去を行うことも可能である。この場合、リンス液のＰＨの値を７〜１１とすることにより、基板表面から静電的に洗浄用の微粒子を効率的に除去することができる。
【００７１】
また、洗浄用の微粒子として、ラテックスを用いた場合では、基板であるシリコンウエハは、負のゼータ電位（例えば、−２０〜−３０ｍＶを有するため純水中で負のゼータ電位を有する物質であれば、シリコンウエハには付着しにくく、純水のみのリンスによって十分に除去することが可能である。
【００７２】
尚、純水中でゼータ電位が負となるものとしては、ＴｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｕＯ、ＦｅＯ、ＭｎＯ２、Ｃｏ、Ｎｉ３Ｐ、Ｓｉ、Ｎｉ５Ｐ４、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＰＳラテックス、ＰＳ、γ−Ｆｅ２Ｏ３等が挙げられる。負のゼータ電位が大きいほどシリコンウエハには付着し難い。よって、ゼータ電位が−３０ｍＶ以下となるＭｎＯ２、Ｓｉ、ＰＳラテックス、ＰＳがより好ましい。
【００７３】
〔基板洗浄方法〕
次に、本実施の形態に係る基板洗浄方法について説明する。図１０は、本実施の形態に係る基板洗浄方法のフローチャートであり、図１１は、本実施の形態に係る基板洗浄方法の工程図である。
【００７４】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、洗浄用の微粒子による洗浄処理を行う。具体的には、図１１（ａ）に示すように、ウエハＷを回転させながら、基板洗浄装置１００の洗浄ノズル５１より洗浄用の微粒子を含む２流体スプレーをウエハＷに供給し、ウエハＷの表面に付着しているパーティクルの除去を行う。
【００７５】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、純水によるリンス処理を行う。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、ウエハＷを回転させながら、リンス液供給ノズル５３よりリンス液を供給し、ウエハＷの表面に残存している洗浄用の微粒子を除去する。
【００７６】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、乾燥処理を行う。具体的には、図１１（ｃ）に示すように、ウエハＷを高速回転させ、遠心力によりリンス液を除去し乾燥させる。
【００７７】
以上により、本実施の形態に係る洗浄処理は終了する。
【００７８】
尚、ステップ１０２では、洗浄ノズル５１が２流体ノズルの場合について説明したが、図９に示す構成の洗浄ノズル５１を用いた場合においても、上記と同様の洗浄方法により洗浄を行うことが可能である。
【００７９】
また、本実施の形態における説明では、ステップ１０４において、リンス処理を行う場合について説明したが、窒素ガスのみを所定時間供給することにより洗浄用の微粒子を除去してもよい。この場合には、ステップ１０６における乾燥処理は不要となる。
【００８０】
また、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００８１】
１３ アンダープレート
４７ シャフト
５１ 洗浄ノズル
５３ リンス液供給ノズル
６０ ミキシングボックス
７０ 微粒子ガスライン
７１ 純水供給ライン
７２ リンス液供給ライン
７３ 薬液供給ライン
７４ 純水供給ライン
７５ バルブ
７６ バルブ
Ｗ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流に乗せた洗浄用の微粒子を基板に衝突させて、前記基板の洗浄を行う洗浄工程と、
前記洗浄用の微粒子を除去する除去工程と、
を有することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄工程は、前記基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流にのせた洗浄用の微粒子に、液体を混合させて供給することにより、前記基板の洗浄を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
前記液体は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする請求項３に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】
前記基板を回転させながら行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
前記除去工程は、前記洗浄用の微粒子を除去するためリンス液を供給することにより行うリンス工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項７】
前記リンス液は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄方法。
【請求項８】
前記除去工程は、前記基板に不活性ガスを供給することにより行うものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項９】
前記リンス工程の後、前記基板を回転させて前記基板の表面より前記リンス液を除去し乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする請求項６または７に記載の基板洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄用の微粒子は、水溶性の酸化物材料により形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記酸化物は、ＣａＯ又はＹ２Ｏ３であることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記洗浄用の微粒子のゼータ電位がリンス液中で負となる材料により形成されていることを特徴とする６から９のいずれか記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
前記洗浄用の微粒子は、ラテックスにより形成されているものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか記載の基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記基板はパターンの形成されている基板であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
基板を水平に保持する基板保持部と、
ドライエア又は不活性ガスと洗浄用の微粒子とを混合する微粒子混合部と、
前記微粒子混合部において混合されたものを前記基板の表面に供給するためのノズルと、
を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１６】
前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１５に記載の基板洗浄装置。
【請求項１７】
前記ノズルは、前記微粒子混合部において混合されたものと液体とを混合させて、前記基板の表面に２流体スプレーとして供給するための２流体スプレーノズルであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の基板洗浄装置。
【請求項１８】
前記洗浄用の微粒子を除去するためのリンス液を供給するためのリンス液供給ノズルを有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項１９】
前記洗浄用の微粒子を除去するための不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ノズルを有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項２０】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から１４のいずれかに記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２１】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から１４のいずれかに記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【請求項１】
基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流に乗せた洗浄用の微粒子を基板に衝突させて、前記基板の洗浄を行う洗浄工程と、
前記洗浄用の微粒子を除去する除去工程と、
を有することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄工程は、前記基板の表面にドライエア又は不活性ガスの気流にのせた洗浄用の微粒子に、液体を混合させて供給することにより、前記基板の洗浄を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
前記液体は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする請求項３に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】
前記基板を回転させながら行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
前記除去工程は、前記洗浄用の微粒子を除去するためリンス液を供給することにより行うリンス工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項７】
前記リンス液は、ＰＨが７〜１１の液体であることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄方法。
【請求項８】
前記除去工程は、前記基板に不活性ガスを供給することにより行うものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項９】
前記リンス工程の後、前記基板を回転させて前記基板の表面より前記リンス液を除去し乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする請求項６または７に記載の基板洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄用の微粒子は、水溶性の酸化物材料により形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記酸化物は、ＣａＯ又はＹ２Ｏ３であることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記洗浄用の微粒子のゼータ電位がリンス液中で負となる材料により形成されていることを特徴とする６から９のいずれか記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
前記洗浄用の微粒子は、ラテックスにより形成されているものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか記載の基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記基板はパターンの形成されている基板であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
基板を水平に保持する基板保持部と、
ドライエア又は不活性ガスと洗浄用の微粒子とを混合する微粒子混合部と、
前記微粒子混合部において混合されたものを前記基板の表面に供給するためのノズルと、
を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１６】
前記洗浄用の微粒子は、粒径が１００ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１５に記載の基板洗浄装置。
【請求項１７】
前記ノズルは、前記微粒子混合部において混合されたものと液体とを混合させて、前記基板の表面に２流体スプレーとして供給するための２流体スプレーノズルであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の基板洗浄装置。
【請求項１８】
前記洗浄用の微粒子を除去するためのリンス液を供給するためのリンス液供給ノズルを有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項１９】
前記洗浄用の微粒子を除去するための不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ノズルを有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項２０】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から１４のいずれかに記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２１】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から１４のいずれかに記載の洗浄方法が行われるように、コンピュータに基板洗浄装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１９２６７３（Ｐ２０１０−１９２６７３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３５４６２（Ｐ２００９−３５４６２）
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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