基板洗浄装置および基板洗浄方法
【課題】基板乾燥に要する時間を短縮することで、基板の生産効率を向上させることが可能な基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供すること。
【解決手段】ウエハＷが回転軸Ｒを中心に回転されつつ、上ノズル６４および下ノズル１４より洗浄液としてのふっ酸がウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給され、ふっ酸によるウエハＷの洗浄が行われる。次に、ウエハＷの回転は維持されたまま、上ノズル６４および下ノズル１４よりリンス液としてのＨＦＥのウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給されて、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）によるウエハＷのリンスが開始され、ウエハＷ表面のふっ酸が洗い流される。その後、ウエハＷがさらに高速回転され、ウエハＷ表面のリンス液が振り切り乾燥させられる。洗浄液としては、ふっ酸に代えて、蓚酸やクエン酸などの有機酸、またはＴＭＡＨなどの有機アルカリが用いられることが好ましい。
【解決手段】ウエハＷが回転軸Ｒを中心に回転されつつ、上ノズル６４および下ノズル１４より洗浄液としてのふっ酸がウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給され、ふっ酸によるウエハＷの洗浄が行われる。次に、ウエハＷの回転は維持されたまま、上ノズル６４および下ノズル１４よりリンス液としてのＨＦＥのウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給されて、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）によるウエハＷのリンスが開始され、ウエハＷ表面のふっ酸が洗い流される。その後、ウエハＷがさらに高速回転され、ウエハＷ表面のリンス液が振り切り乾燥させられる。洗浄液としては、ふっ酸に代えて、蓚酸やクエン酸などの有機酸、またはＴＭＡＨなどの有機アルカリが用いられることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような各種の基板に洗浄処理を施すための基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハの両面、特に薄膜が形成されるウエハの一方面（薄膜形成面）を清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄処理が行われる。たとえば、ウエハの薄膜形成面上に形成された薄膜を研磨剤を用いて研磨処理（以下、ＣＭＰ処理という）した後には、研磨剤（スラリー）がウエハ両面に残留しているから、このスラリーを除去する必要がある。
【０００３】
上述のような従来のウエハの洗浄を行うウエハ洗浄方法としては、たとえば、ウエハの両面に対向する両面ブラシによってウエハの両面をスクラブ洗浄（スクラブ洗浄処理）した後、回転するウエハ両面にふっ酸を供給してウエハの両面を洗浄（洗浄処理）し、次に、回転するウエハ両面に純水を供給してウエハ表面に残留するふっ酸を洗い流し（リンス処理）、そして、純水の供給を停止させた状態でウエハを高速回転させてウエハ表面の水分を振り切り乾燥（スピン乾燥処理）していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のウエハ洗浄方法によると、リンス処理において用いられている純水の蒸発速度が小さいため、スピン乾燥処理において、この純水を振り切り乾燥させるのに長い時間がかかっていた。このため、装置全体の処理タクトが長くなって、時間当たりのウエハの生産枚数が少なくなって生産効率の低下につながり、問題となっていた。なお、たとえば、スピン乾燥処理のみを行う装置を別に用意すれば処理タクトが長くなることを防止できるが、そうすると、装置の占有スペースが増加してしまって、限られたクリーンルームの面積内に収容できる装置台数が少なくなるため、結局、生産効率の低下につながってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板乾燥に要する時間を短縮することで、基板の生産効率を向上させることが可能な基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の技術的課題を解決するための、請求項１に係る発明は、回転している基板に有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給して、基板を洗浄する洗浄工程と、この洗浄工程の後、回転している基板に有機溶剤を含むリンス液を供給して、基板表面の上記洗浄液を洗い流すリンス工程と、このリンス工程の後、基板に対する上記リンス液の供給が停止している状態で基板を回転させて、基板表面の上記リンス液を振り切り乾燥させる乾燥工程とを備えることを特徴とする、基板洗浄方法である。
【０００７】
この請求項１に係る発明の基板洗浄方法によると、洗浄工程後に基板表面に残留する洗浄液は、リンス工程において有機溶剤を含むリンス液によって洗い流され、その後、このリンス工程後に基板表面に残留するリンス液は、乾燥工程において基板回転によって振り切り乾燥される。有機溶剤を含むリンス液は、従来の純水などのリンス液に比べて蒸発速度が早いので、リンス工程において基板表面の洗浄液を洗い流すとともに、乾燥工程において基板の回転にともなって即座に蒸発する。このため、乾燥工程における基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率を向上させることができる。
【０００８】
なお、洗浄液に含まれる「有機酸または有機アルカリの薬液」は、蓚酸やクエン酸などの有機酸、またはＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの有機アルカリなどであってもよい。また、リンス液に含まれる「有機溶剤」は、ハイドロフルオルエーテル（以下、ＨＦＥという）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、アセトン、またはTrans-1,2-ジクロロエチレンなどであってもよい。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板洗浄方法において、上記有機溶剤がハイドロフルオロエーテルであることを特徴とする、基板洗浄方法である。
この請求項２に係る発明の基板洗浄方法によると、リンス工程において基板に供給されるリンス液にはハイドロフルオルエーテル（ＨＦＥ）が含まれている。このため、表面張力および粘度が従来の純水などのリンス液に比べて著しく低いＨＦＥを含むリンス液は、基板表面のリセス部やスクラッチ部などの凹部内に容易に侵入できるので、基板表面の凹部内の異物を良好に除去したり、該凹部内に残留する洗浄液を良好に洗い流すことができる。また、このＨＦＥを含むリンス液自体の蒸発速度も速いので、乾燥工程において基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率を向上させることができる。さらには、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、地球環境にやさしく、その回収・廃棄に対する処理コストも軽減できるという利点も持ちあわせている。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の基板洗浄方法において、上記乾燥工程は、基板表面に気体を供給しつつ基板を乾燥させることを特徴とする、基板洗浄方法である。
この請求項３に係る発明の基板洗浄方法によると、乾燥工程において基板が回転されるとともに基板表面に気体が供給されるので、基板表面でのリンス液の蒸発が促進される。したがって、気体の供給、基板の回転、およびリンス液蒸発速度の速さの協働作用により、さらに基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率をさらに向上させることができる。
【００１１】
なお、基板表面に供給される気体としては、窒素、ヘリウム、またはアルゴンなどの不活性ガスを用いるのが好ましい。これによれば、基板表面での酸化を防止できるので、基板表面のいわゆるウォーターマークの発生を防止できる。また、気体の供給は基板の回転中心に向けて行うことが好ましい。
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の基板洗浄方法において、上記乾燥工程において基板表面に供給される気体は、加熱された気体であることを特徴とする、基板洗浄方法である。
【００１２】
この請求項４に係る発明の基板洗浄方法によると、乾燥工程において基板が回転されるとともに基板表面に加熱された気体が供給される。このため、基板表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、加熱された気体の供給、基板の回転、およびリンス液蒸発速度の速さの協働作用により、さらに基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
なお、気体の加熱温度としては、３０〜１２０℃、好ましくは、基板への気体供給時点で有機溶剤の沸点以上となる温度がより好ましい。
また、請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の基板洗浄方法において、基板表面に対向する平面で基板表面を覆いつつ基板を乾燥させることを特徴とする、基板洗浄方法である。
【００１４】
この請求項５に係る発明の基板洗浄方法によると、乾燥工程において基板が回転されつつ基板表面に気体が供給されるとともに、その基板表面が平面で覆われる。すなわち、基板表面と平面とで挟まれた空間に気体が供給されることとなる。このため、基板表面での気体が円滑に流れるので、基板表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、気体の円滑な供給、基板の回転、およびリンス液蒸発速度の速さの協働作用により、さらに基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
なお、基板表面に対向する平面が形成される部材自体は、いかなる形状でもよく、たとえば、所定の厚みの円板や角板などの平板、または立体的な形状であってもよい。また、基板表面に対向する平面は、基板の回転軸と同一の軸を中心に回転させてもよく、この場合、平面の回転中心から基板の回転中心に向けて気体を供給するのが好ましい。
また、請求項６に記載のように、上記ハイドロフルオロエーテルは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3であってもよいし、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2ＣＨ3であってもよい。
【００１６】
次に、請求項７に係る発明は、基板を保持しつつ回転させる基板回転手段と、この基板回転手段によって回転されている基板に、有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、上記基板回転手段によって回転されている基板に、有機溶剤を含むリンス液を供給するリンス液供給手段と、を備えることを特徴とする基板洗浄装置である。
【００１７】
請求項７に係る発明の基板洗浄装置によると、請求項１の発明と同様に、洗浄液供給手段からの有機酸またはアルカリの薬液を含む洗浄液によって基板を洗浄した後、基板表面に残留する洗浄液を、リンス液供給手段からの有機溶剤を含むリンス液によって洗い流し、その後、基板表面に残留するリンス液を、基板回転手段による基板回転によって振り切り乾燥させることができる。このため、請求項１に記載した発明と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の主要部の構成を簡略的に示す側面図である。なお、この基板洗浄装置は、別の両面洗浄装置において、ＣＭＰ処理後のウエハＷの両面をスクラブ洗浄して、比較的大きな異物を除去した後に、主にウエハＷの上面Ｗａ（薄膜形成面）を再度洗浄して比較的微細な異物を除去する装置である。また、この基板洗浄装置に対するウエハＷの搬出または搬入は、図示しない吸着保持するハンドを有するウエハ搬送ロボット等によって適宜行われている。
【００１９】
ここで、まず、基板洗浄装置の構成について説明すると、この基板洗浄装置は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷの中心を通りウエハＷに垂直な回転軸Ｒを中心に回転させるウエハ回転部１０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに洗浄液としてのふっ酸（酸の薬液）を供給するふっ酸供給部２０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂにリンス液としてのＨＦＥ（有機溶剤）を供給するＨＦＥ供給部３０と、ウエハ回転部１０を取り囲むように設けられ、ふっ酸やＨＦＥなどの洗浄液を集める洗浄液集液部４０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに窒素ガスを供給するガス供給部５０と、ウエハ回転部１０によって保持されたウエハＷの上面に対向して配置された回転円板部６０とからなっている。なお、この一実施形態におけるＨＦＥは、たとえば、構造式がＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3のもの（沸点６１℃）である。
【００２０】
ウエハ回転部１０は、図示しない回転駆動源から回転駆動力を伝達されて回転軸Ｒを中心として回転するスピン軸１１と、このスピン軸１１の上端部に設けられ、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２とからなっている。これらの構成により、ウエハ回転部１０は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷに垂直なウエハの回転軸Ｒを中心としてウエハＷを回転させることができるようになっている。また、スピン軸１１の内部には、スピン軸１１の長さ方向に沿って貫通する下貫通孔１３が形成されており、この下貫通孔１３には、スピンチャック１２の上面付近で開口し、ウエハの下面Ｗｂにふっ酸およびＨＦＥを供給するための管状の下ノズル１４が挿通されている。
【００２１】
一方、このウエハ回転部１０とは、ウエハＷを挟んで反対側に配置される回転円板部６０は、図示しない回転駆動源から回転駆動力を伝達されて回転軸Ｒを中心として回転するスピン軸６１と、このスピン軸６１の下端部に設けられ、ウエハの上面Ｗａに対してほぼ平行に対向する下面６２ａを有する円板６２とからなっている。これらの構成により、回転円板部６０は、ウエハの上面Ｗａを円板６２の下面６２ａで覆いつつ、回転軸Ｒを中心として円板６２を回転させることができるようになっている。また、スピン軸６１の内部には、スピン軸６１の長さ方向に沿って貫通する上貫通孔６３が形成されており、この上貫通孔６３には、円板６２の下面６２ａ付近で開口し、ウエハの上面Ｗａにふっ酸およびＨＦＥを供給するための管状の上ノズル６４が挿通されている。
【００２２】
なお、図示はしていないが、円板６２を昇降させることのできる昇降機構が別途設けられている。この昇降機構により、円板６２の下面６２ａとウエハの上面Ｗａとの間隔を適宜可変させることができるようになっている。
また、ふっ酸供給部２０は、上ノズル６４および下ノズル１４それぞれとふっ酸供給源とを連通接続するふっ酸供給パイプ２１，２２と、このふっ酸供給パイプ２１，２２それぞれの途中部に介装された開閉可能なふっ酸供給バルブ２３，２４と、からなっている。
【００２３】
また、ＨＦＥ供給部３０は、上ノズル６４および下ノズル１４それぞれとＨＦＥ供給源とを連通接続するＨＦＥ供給パイプ３１，３２と、このＨＦＥ供給パイプ３１，３２それぞれの途中部に介装された開閉可能なＨＦＥ供給バルブ３３，３４と、からなっている。
また、洗浄液集液部４０は、スピンチャック１２の側方周囲を取り囲むような環状に形成されて、回転するウエハＷやスピンチャック１２から飛散した洗浄液を集めるためのカップ４１と、このカップ４１の底部に設けられ、カップ４１によって受け止められた洗浄液を下方へ流出させるドレン口４２と、からなっている。
【００２４】
さらに、ガス供給部５０は、上貫通孔６３および下貫通孔１３それぞれと窒素ガス供給源とを連通接続するガス供給パイプ５１と、このガス供給パイプ５１の途中部に介装されてガス供給パイプ５１を流通する窒素ガスを加熱するガス加熱機構５２と、ガス供給パイプ５１の途中部に介装された開閉可能なガス供給バルブ５３と、からなっている。なお、ガス加熱機構５２は、たとえば、ウエハＷ表面への供給時点で、窒素ガス温度がＨＦＥの沸点（６１℃）以上となるように、１００℃程度の温度に窒素ガスを加熱している。
【００２５】
ここで、次に、以上のような構成を有する基板洗浄装置による洗浄処理の動作（基板洗浄方法）について説明する。
まず、図示しないウエハ搬送ロボットによって、予め両面が予備洗浄されたウエハＷが基板洗浄装置内に搬入され、スピンチャック１２の上に載置されて複数の保持ピン１２ａに保持される。次に、ウエハＷを保持したスピンチャック１２が図示しない回転駆動源によって高速で回転されて、ウエハＷが回転軸Ｒを中心に回転される。そして、まず、ふっ酸供給バルブ２３，２４が開成されて、上ノズル６４および下ノズル１４より洗浄液としてのふっ酸がウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給され、ふっ酸によるウエハＷの洗浄が行われる。
【００２６】
そして、所定時間の経過後、ふっ酸供給バルブ２３，２４が閉成されて、上ノズル６４および下ノズル１４からのふっ酸の供給が停止させられると、次に、ウエハＷの回転は維持されたまま、ＨＦＥ供給バルブ３３，３４が開成されて、上ノズル６４および下ノズル１４よりリンス液としてのＨＦＥのウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給されて、ＨＦＥによるウエハＷのリンスが開始され、ウエハＷ表面のふっ酸が洗い流される。そして、所定時間の経過後、ＨＦＥ供給バルブ３３，３４が閉成されて、上ノズル６４および下ノズル１４からのＨＦＥの供給が停止させられる。
【００２７】
以上により、ウエハＷに対して、まず洗浄液としてのふっ酸によるウエハＷの洗浄処理（洗浄工程）、およびリンス液としてのＨＦＥによるウエハＷのリンス処理（リンス工程）が完了する。なお、以上に説明したウエハＷの搬入から洗浄処理、リンス処理に至るまでの期間については、上述の図示しない昇降機構により、円板６２はウエハＷから離間した高さ（たとえば、ウエハ上面Ｗａと円板の下面６２ａとの間隔が５０〜１００ｍｍとなるような高さ）に位置している。
【００２８】
これに引き続いて、円板６２が、図示しない昇降機構によりウエハＷに接近した高さ（たとえば、ウエハ上面Ｗａと円板の下面６２ａとの間隔が０．１〜１０ｍｍとなるような高さ）に位置するとともに、ガス供給バルブ５３が開成されて、上貫通孔６３および下貫通孔１３からガス加熱機構５２で加熱された窒素ガスがウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給される。そして、これと同時に、ウエハ回転部１０によってウエハＷがさらに高速回転され、ウエハＷ表面のリンス液が振り切り乾燥させられる（乾燥工程）。なお、このウエハＷの乾燥時においては、ウエハＷに対するＨＦＥの供給は停止されている。
【００２９】
そして、所定時間の経過後、このウエハＷの回転が停止された後、ガス供給バルブ５３が閉成されて、上貫通孔６３および下貫通孔１３からの窒素ガスの供給が停止される。そして、図示しない昇降機構により円板６２がウエハＷから離間され、図示しないウエハ搬送ロボットによってウエハＷが基板洗浄装置から搬出されて、１枚のウエハＷに対するこの基板処理装置での洗浄処理、リンス処理、および乾燥処理が終了する。
＜本実施形態の効果＞
以上のようなこの一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、洗浄処理後にウエハＷ表面に残留する洗浄液としてのふっ酸は、リンス液としてのＨＦＥによって洗い流され、その後、ウエハＷ表面に残留するＨＦＥは、ウエハＷの回転によって振り切り乾燥される。有機溶剤としてのＨＦＥは、従来の純水などのリンス液に比べて蒸発速度が速いので、ウエハＷ表面のふっ酸を洗い流すとともに、乾燥工程においてウエハＷの回転にともなって即座に蒸発する。このため、乾燥工程におけるウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率を向上させることができる。
【００３０】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、リンス処理においてウエハＷに供給されるリンス液はハイドロフルオルエーテル（ＨＦＥ）である。このため、表面張力および粘度が従来の純水などのリンス液に比べて著しく低いＨＦＥを含むリンス液は、ウエハＷ表面のリセス部やスクラッチ部などの凹部内に容易に侵入できるので、ウエハＷ表面の凹部内の異物を良好に除去したり、該凹部内に残留する洗浄液を良好に洗い流すことができる。また、このＨＦＥを含むリンス液自体の蒸発速度も速いので、乾燥処理においてウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率を向上させることができる。さらには、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、地球環境にやさしく、その回収・廃棄に対する処理コストも軽減できるという利点も持ちあわせている。
【００３１】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、乾燥処理においてウエハＷが回転されるとともにウエハＷ表面に気体（窒素ガス）が供給されるので、ウエハＷ表面でのリンス液の蒸発が促進される。したがって、さらにウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率をさらに向上させることができる。さらには、ウエハＷ表面に供給される気体は、不活性ガスの１つである窒素ガスであるので、ウエハＷ表面での酸化を防止でき、ウエハＷ表面のウォーターマークの発生を防止できる。
【００３２】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、乾燥処理においてウエハＷが回転されるとともに、ガス加熱機構５２によって１００℃程度に加熱された窒素ガスがウエハＷ表面に供給される。このため、ウエハＷ表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、さらにウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率をさらに向上させることができる。なお、窒素ガスの加熱温度としては、ウエハＷへの供給時で有機溶剤の沸点以上となっていることがより好ましい。
【００３３】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、乾燥処理においてウエハＷが回転されつつウエハＷ表面に窒素ガスが供給されるとともに、そのウエハＷ表面が平面６２ａで覆われる。すなわち、ウエハＷ表面と平面６２ａとで挟まれた空間に窒素ガスが供給されることとなる。このため、ウエハＷ表面での窒素ガスが円滑に流れるので、ウエハＷ表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、さらにウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率をさらに向上させることができる。
＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上述した一実施形態においては、ウエハＷに対して、ふっ酸およびＨＦＥを供給するノズルは、同一のノズル１４，６４で兼用されているが、それぞれ別のノズルであってもよい。
【００３４】
また、上述した一実施形態においては、リンス処理におけるリンス液として、構造式がＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3のＨＦＥが用いられているが、たとえば、構造式がＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2ＣＨ3のもの（沸点７８℃）であってもよい。なお、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）とは、エーテル類の水素原子の一部が弗素原子で置換され、塩素原子を含まない弗素化エーテルのことをさす。
【００３５】
さらに、このリンス液は、ＨＦＥで構成されていたが、有機溶剤を含むものなら何でもよい。すなわち、ＨＦＥ、ＩＰＡ、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、アセトンまたはTrans-1,2-ジクロロエチレン等の有機溶剤単体の溶液であってもよいし、あるいは、少なくともこれらの有機溶剤を含む混合液であってもよい。混合液としては、ＨＦＥとＩＰＡとが９５：５の比率で混合された混合液（沸点５４．５℃）、ＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとが５０：５０の比率で混合された混合液（沸点４１℃）、およびＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとエタノールが５２．７：４４．６：２．７の比率で混合された混合液（沸点４０℃）などがある。
【００３６】
また、上述した一実施形態においては、洗浄処理における洗浄液は、ふっ酸で構成されていたが、蓚酸やクエン酸などの有機酸、またはＴＭＡＨなどの有機アルカリであることが好ましい。
また、上述した一実施形態においては、乾燥処理における気体は、不活性ガスとしての窒素ガスで構成されていたが、たとえば、ヘリウムやアルゴンなどの他の不活性ガス、またはクリーンエア（清浄化された空気）等であってもよい。ただし、上述したように、不活性ガスである方が、ウォーターマークの発生を防止できるのでより好ましい。
【００３７】
また、上述した一実施形態においては、乾燥処理における気体（窒素ガス）の加熱温度は、１００℃としたが、３０〜１２０℃のうちの所定の温度であってもよい。好ましくは、窒素ガスをウエハＷ表面へ供給した時点で、有機溶剤の沸点以上となる温度、たとえば５０〜１２０℃がより好ましい。
また、上述した一実施形態においては、ウエハ上面Ｗａを覆う平面６２ａが形成される部材（円板６２）の形状を円板状としたが、これに限らず、角板などの平板であってもよいし、平板状ではなく立体的な形状であってもよい。
【００３８】
また、上述した一実施形態においては、ふっ酸などの洗浄液やＨＦＥなどのリンス液をウエハＷに供給するのみであるが、たとえば、さらに、これら洗浄液やリンス液の供給と同時に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるスポンジブラシをウエハＷに押し付けつつ自転させてスクラブ洗浄するようにしてもよい。あるいは、さらに、これらの洗浄液に超音波振動を付与して、ウエハＷ表面を超音波洗浄するようにしてもよい。これにより、基板の洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００３９】
また、上述した一実施形態において、ふっ酸及びＨＦＥをウエハＷに供給するための上ノズル６４および下ノズル１４は、ウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに対応してそれぞれ設けられて、ウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂを洗浄できるようになっているが、少なくともウエハＷのいずれか一方の面に対応するノズルが設けられて、ウエハＷの片面ＷａまたはＷｂを洗浄するだけでもよい。
【００４０】
また、上述した一実施形態において、ウエハ回転機構１０は、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２によって、ウエハＷを保持しつつ回転させるようにしていたが、ウエハＷの下面Ｗｂを吸着保持しつつウエハＷを回転させるスピンチャックであってもよい。あるいは、ウエハ回転機構１０は、ウエハＷの周縁部の端面に当接しつつウエハＷの回転軸Ｒに平行な軸を中心に回転する少なくとも３つのローラピンのようなものであってもよい。これによれば、、ウエハ両面Ｗａ，Ｗｂの全域を良好に洗浄できる。
【００４１】
また、上述した一実施形態においては、ウエハＷに対して、洗浄液による洗浄処理の後、リンス液によるリンス処理および乾燥処理の一連の処理を順に施して、このウエハＷに対する処理を終了しているが、これに限らず、乾燥処理の後で、再度、リンス処理および乾燥処理を繰り返し施してもよい。すなわち、洗浄処理の後、リンス処理、乾燥処理、リンス処理、乾燥処理の順にウエハＷに処理を施すようにしてもよい。このようにすれば、リンス処理におけるリンス効率を向上させることができる。
【００４２】
また、上述した一実施形態においては、ＣＭＰ処理後のウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、本発明は、広く、ウエハＷを洗浄するものに対して適用することができる。
さらに、上述した一実施形態においては、半導体ウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような他の各種の基板の洗浄に対して広く適用することができる。また、その基板の形状についても、上述した一実施形態の円形基板の他、正方形や長方形の角型基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００４３】
また、以上に記載したすべての実施形態を任意に組み合わせて実施することが可能である。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の構成を簡略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ ウエハ回転機構（基板回転手段）
２０ ふっ酸供給部（洗浄液供給手段）
３０ ＨＦＥ供給部（リンス液供給手段）
５０ ガス供給部
６０ 回転円板部
６２ａ 円板の下面（基板表面を覆う平面）
Ｗ ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような各種の基板に洗浄処理を施すための基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハの両面、特に薄膜が形成されるウエハの一方面（薄膜形成面）を清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄処理が行われる。たとえば、ウエハの薄膜形成面上に形成された薄膜を研磨剤を用いて研磨処理（以下、ＣＭＰ処理という）した後には、研磨剤（スラリー）がウエハ両面に残留しているから、このスラリーを除去する必要がある。
【０００３】
上述のような従来のウエハの洗浄を行うウエハ洗浄方法としては、たとえば、ウエハの両面に対向する両面ブラシによってウエハの両面をスクラブ洗浄（スクラブ洗浄処理）した後、回転するウエハ両面にふっ酸を供給してウエハの両面を洗浄（洗浄処理）し、次に、回転するウエハ両面に純水を供給してウエハ表面に残留するふっ酸を洗い流し（リンス処理）、そして、純水の供給を停止させた状態でウエハを高速回転させてウエハ表面の水分を振り切り乾燥（スピン乾燥処理）していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のウエハ洗浄方法によると、リンス処理において用いられている純水の蒸発速度が小さいため、スピン乾燥処理において、この純水を振り切り乾燥させるのに長い時間がかかっていた。このため、装置全体の処理タクトが長くなって、時間当たりのウエハの生産枚数が少なくなって生産効率の低下につながり、問題となっていた。なお、たとえば、スピン乾燥処理のみを行う装置を別に用意すれば処理タクトが長くなることを防止できるが、そうすると、装置の占有スペースが増加してしまって、限られたクリーンルームの面積内に収容できる装置台数が少なくなるため、結局、生産効率の低下につながってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板乾燥に要する時間を短縮することで、基板の生産効率を向上させることが可能な基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の技術的課題を解決するための、請求項１に係る発明は、回転している基板に有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給して、基板を洗浄する洗浄工程と、この洗浄工程の後、回転している基板に有機溶剤を含むリンス液を供給して、基板表面の上記洗浄液を洗い流すリンス工程と、このリンス工程の後、基板に対する上記リンス液の供給が停止している状態で基板を回転させて、基板表面の上記リンス液を振り切り乾燥させる乾燥工程とを備えることを特徴とする、基板洗浄方法である。
【０００７】
この請求項１に係る発明の基板洗浄方法によると、洗浄工程後に基板表面に残留する洗浄液は、リンス工程において有機溶剤を含むリンス液によって洗い流され、その後、このリンス工程後に基板表面に残留するリンス液は、乾燥工程において基板回転によって振り切り乾燥される。有機溶剤を含むリンス液は、従来の純水などのリンス液に比べて蒸発速度が早いので、リンス工程において基板表面の洗浄液を洗い流すとともに、乾燥工程において基板の回転にともなって即座に蒸発する。このため、乾燥工程における基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率を向上させることができる。
【０００８】
なお、洗浄液に含まれる「有機酸または有機アルカリの薬液」は、蓚酸やクエン酸などの有機酸、またはＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの有機アルカリなどであってもよい。また、リンス液に含まれる「有機溶剤」は、ハイドロフルオルエーテル（以下、ＨＦＥという）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、アセトン、またはTrans-1,2-ジクロロエチレンなどであってもよい。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板洗浄方法において、上記有機溶剤がハイドロフルオロエーテルであることを特徴とする、基板洗浄方法である。
この請求項２に係る発明の基板洗浄方法によると、リンス工程において基板に供給されるリンス液にはハイドロフルオルエーテル（ＨＦＥ）が含まれている。このため、表面張力および粘度が従来の純水などのリンス液に比べて著しく低いＨＦＥを含むリンス液は、基板表面のリセス部やスクラッチ部などの凹部内に容易に侵入できるので、基板表面の凹部内の異物を良好に除去したり、該凹部内に残留する洗浄液を良好に洗い流すことができる。また、このＨＦＥを含むリンス液自体の蒸発速度も速いので、乾燥工程において基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率を向上させることができる。さらには、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、地球環境にやさしく、その回収・廃棄に対する処理コストも軽減できるという利点も持ちあわせている。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の基板洗浄方法において、上記乾燥工程は、基板表面に気体を供給しつつ基板を乾燥させることを特徴とする、基板洗浄方法である。
この請求項３に係る発明の基板洗浄方法によると、乾燥工程において基板が回転されるとともに基板表面に気体が供給されるので、基板表面でのリンス液の蒸発が促進される。したがって、気体の供給、基板の回転、およびリンス液蒸発速度の速さの協働作用により、さらに基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率をさらに向上させることができる。
【００１１】
なお、基板表面に供給される気体としては、窒素、ヘリウム、またはアルゴンなどの不活性ガスを用いるのが好ましい。これによれば、基板表面での酸化を防止できるので、基板表面のいわゆるウォーターマークの発生を防止できる。また、気体の供給は基板の回転中心に向けて行うことが好ましい。
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の基板洗浄方法において、上記乾燥工程において基板表面に供給される気体は、加熱された気体であることを特徴とする、基板洗浄方法である。
【００１２】
この請求項４に係る発明の基板洗浄方法によると、乾燥工程において基板が回転されるとともに基板表面に加熱された気体が供給される。このため、基板表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、加熱された気体の供給、基板の回転、およびリンス液蒸発速度の速さの協働作用により、さらに基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
なお、気体の加熱温度としては、３０〜１２０℃、好ましくは、基板への気体供給時点で有機溶剤の沸点以上となる温度がより好ましい。
また、請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の基板洗浄方法において、基板表面に対向する平面で基板表面を覆いつつ基板を乾燥させることを特徴とする、基板洗浄方法である。
【００１４】
この請求項５に係る発明の基板洗浄方法によると、乾燥工程において基板が回転されつつ基板表面に気体が供給されるとともに、その基板表面が平面で覆われる。すなわち、基板表面と平面とで挟まれた空間に気体が供給されることとなる。このため、基板表面での気体が円滑に流れるので、基板表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、気体の円滑な供給、基板の回転、およびリンス液蒸発速度の速さの協働作用により、さらに基板乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
なお、基板表面に対向する平面が形成される部材自体は、いかなる形状でもよく、たとえば、所定の厚みの円板や角板などの平板、または立体的な形状であってもよい。また、基板表面に対向する平面は、基板の回転軸と同一の軸を中心に回転させてもよく、この場合、平面の回転中心から基板の回転中心に向けて気体を供給するのが好ましい。
また、請求項６に記載のように、上記ハイドロフルオロエーテルは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3であってもよいし、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2ＣＨ3であってもよい。
【００１６】
次に、請求項７に係る発明は、基板を保持しつつ回転させる基板回転手段と、この基板回転手段によって回転されている基板に、有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、上記基板回転手段によって回転されている基板に、有機溶剤を含むリンス液を供給するリンス液供給手段と、を備えることを特徴とする基板洗浄装置である。
【００１７】
請求項７に係る発明の基板洗浄装置によると、請求項１の発明と同様に、洗浄液供給手段からの有機酸またはアルカリの薬液を含む洗浄液によって基板を洗浄した後、基板表面に残留する洗浄液を、リンス液供給手段からの有機溶剤を含むリンス液によって洗い流し、その後、基板表面に残留するリンス液を、基板回転手段による基板回転によって振り切り乾燥させることができる。このため、請求項１に記載した発明と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の主要部の構成を簡略的に示す側面図である。なお、この基板洗浄装置は、別の両面洗浄装置において、ＣＭＰ処理後のウエハＷの両面をスクラブ洗浄して、比較的大きな異物を除去した後に、主にウエハＷの上面Ｗａ（薄膜形成面）を再度洗浄して比較的微細な異物を除去する装置である。また、この基板洗浄装置に対するウエハＷの搬出または搬入は、図示しない吸着保持するハンドを有するウエハ搬送ロボット等によって適宜行われている。
【００１９】
ここで、まず、基板洗浄装置の構成について説明すると、この基板洗浄装置は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷの中心を通りウエハＷに垂直な回転軸Ｒを中心に回転させるウエハ回転部１０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに洗浄液としてのふっ酸（酸の薬液）を供給するふっ酸供給部２０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂにリンス液としてのＨＦＥ（有機溶剤）を供給するＨＦＥ供給部３０と、ウエハ回転部１０を取り囲むように設けられ、ふっ酸やＨＦＥなどの洗浄液を集める洗浄液集液部４０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに窒素ガスを供給するガス供給部５０と、ウエハ回転部１０によって保持されたウエハＷの上面に対向して配置された回転円板部６０とからなっている。なお、この一実施形態におけるＨＦＥは、たとえば、構造式がＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3のもの（沸点６１℃）である。
【００２０】
ウエハ回転部１０は、図示しない回転駆動源から回転駆動力を伝達されて回転軸Ｒを中心として回転するスピン軸１１と、このスピン軸１１の上端部に設けられ、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２とからなっている。これらの構成により、ウエハ回転部１０は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷに垂直なウエハの回転軸Ｒを中心としてウエハＷを回転させることができるようになっている。また、スピン軸１１の内部には、スピン軸１１の長さ方向に沿って貫通する下貫通孔１３が形成されており、この下貫通孔１３には、スピンチャック１２の上面付近で開口し、ウエハの下面Ｗｂにふっ酸およびＨＦＥを供給するための管状の下ノズル１４が挿通されている。
【００２１】
一方、このウエハ回転部１０とは、ウエハＷを挟んで反対側に配置される回転円板部６０は、図示しない回転駆動源から回転駆動力を伝達されて回転軸Ｒを中心として回転するスピン軸６１と、このスピン軸６１の下端部に設けられ、ウエハの上面Ｗａに対してほぼ平行に対向する下面６２ａを有する円板６２とからなっている。これらの構成により、回転円板部６０は、ウエハの上面Ｗａを円板６２の下面６２ａで覆いつつ、回転軸Ｒを中心として円板６２を回転させることができるようになっている。また、スピン軸６１の内部には、スピン軸６１の長さ方向に沿って貫通する上貫通孔６３が形成されており、この上貫通孔６３には、円板６２の下面６２ａ付近で開口し、ウエハの上面Ｗａにふっ酸およびＨＦＥを供給するための管状の上ノズル６４が挿通されている。
【００２２】
なお、図示はしていないが、円板６２を昇降させることのできる昇降機構が別途設けられている。この昇降機構により、円板６２の下面６２ａとウエハの上面Ｗａとの間隔を適宜可変させることができるようになっている。
また、ふっ酸供給部２０は、上ノズル６４および下ノズル１４それぞれとふっ酸供給源とを連通接続するふっ酸供給パイプ２１，２２と、このふっ酸供給パイプ２１，２２それぞれの途中部に介装された開閉可能なふっ酸供給バルブ２３，２４と、からなっている。
【００２３】
また、ＨＦＥ供給部３０は、上ノズル６４および下ノズル１４それぞれとＨＦＥ供給源とを連通接続するＨＦＥ供給パイプ３１，３２と、このＨＦＥ供給パイプ３１，３２それぞれの途中部に介装された開閉可能なＨＦＥ供給バルブ３３，３４と、からなっている。
また、洗浄液集液部４０は、スピンチャック１２の側方周囲を取り囲むような環状に形成されて、回転するウエハＷやスピンチャック１２から飛散した洗浄液を集めるためのカップ４１と、このカップ４１の底部に設けられ、カップ４１によって受け止められた洗浄液を下方へ流出させるドレン口４２と、からなっている。
【００２４】
さらに、ガス供給部５０は、上貫通孔６３および下貫通孔１３それぞれと窒素ガス供給源とを連通接続するガス供給パイプ５１と、このガス供給パイプ５１の途中部に介装されてガス供給パイプ５１を流通する窒素ガスを加熱するガス加熱機構５２と、ガス供給パイプ５１の途中部に介装された開閉可能なガス供給バルブ５３と、からなっている。なお、ガス加熱機構５２は、たとえば、ウエハＷ表面への供給時点で、窒素ガス温度がＨＦＥの沸点（６１℃）以上となるように、１００℃程度の温度に窒素ガスを加熱している。
【００２５】
ここで、次に、以上のような構成を有する基板洗浄装置による洗浄処理の動作（基板洗浄方法）について説明する。
まず、図示しないウエハ搬送ロボットによって、予め両面が予備洗浄されたウエハＷが基板洗浄装置内に搬入され、スピンチャック１２の上に載置されて複数の保持ピン１２ａに保持される。次に、ウエハＷを保持したスピンチャック１２が図示しない回転駆動源によって高速で回転されて、ウエハＷが回転軸Ｒを中心に回転される。そして、まず、ふっ酸供給バルブ２３，２４が開成されて、上ノズル６４および下ノズル１４より洗浄液としてのふっ酸がウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給され、ふっ酸によるウエハＷの洗浄が行われる。
【００２６】
そして、所定時間の経過後、ふっ酸供給バルブ２３，２４が閉成されて、上ノズル６４および下ノズル１４からのふっ酸の供給が停止させられると、次に、ウエハＷの回転は維持されたまま、ＨＦＥ供給バルブ３３，３４が開成されて、上ノズル６４および下ノズル１４よりリンス液としてのＨＦＥのウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給されて、ＨＦＥによるウエハＷのリンスが開始され、ウエハＷ表面のふっ酸が洗い流される。そして、所定時間の経過後、ＨＦＥ供給バルブ３３，３４が閉成されて、上ノズル６４および下ノズル１４からのＨＦＥの供給が停止させられる。
【００２７】
以上により、ウエハＷに対して、まず洗浄液としてのふっ酸によるウエハＷの洗浄処理（洗浄工程）、およびリンス液としてのＨＦＥによるウエハＷのリンス処理（リンス工程）が完了する。なお、以上に説明したウエハＷの搬入から洗浄処理、リンス処理に至るまでの期間については、上述の図示しない昇降機構により、円板６２はウエハＷから離間した高さ（たとえば、ウエハ上面Ｗａと円板の下面６２ａとの間隔が５０〜１００ｍｍとなるような高さ）に位置している。
【００２８】
これに引き続いて、円板６２が、図示しない昇降機構によりウエハＷに接近した高さ（たとえば、ウエハ上面Ｗａと円板の下面６２ａとの間隔が０．１〜１０ｍｍとなるような高さ）に位置するとともに、ガス供給バルブ５３が開成されて、上貫通孔６３および下貫通孔１３からガス加熱機構５２で加熱された窒素ガスがウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに供給される。そして、これと同時に、ウエハ回転部１０によってウエハＷがさらに高速回転され、ウエハＷ表面のリンス液が振り切り乾燥させられる（乾燥工程）。なお、このウエハＷの乾燥時においては、ウエハＷに対するＨＦＥの供給は停止されている。
【００２９】
そして、所定時間の経過後、このウエハＷの回転が停止された後、ガス供給バルブ５３が閉成されて、上貫通孔６３および下貫通孔１３からの窒素ガスの供給が停止される。そして、図示しない昇降機構により円板６２がウエハＷから離間され、図示しないウエハ搬送ロボットによってウエハＷが基板洗浄装置から搬出されて、１枚のウエハＷに対するこの基板処理装置での洗浄処理、リンス処理、および乾燥処理が終了する。
＜本実施形態の効果＞
以上のようなこの一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、洗浄処理後にウエハＷ表面に残留する洗浄液としてのふっ酸は、リンス液としてのＨＦＥによって洗い流され、その後、ウエハＷ表面に残留するＨＦＥは、ウエハＷの回転によって振り切り乾燥される。有機溶剤としてのＨＦＥは、従来の純水などのリンス液に比べて蒸発速度が速いので、ウエハＷ表面のふっ酸を洗い流すとともに、乾燥工程においてウエハＷの回転にともなって即座に蒸発する。このため、乾燥工程におけるウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率を向上させることができる。
【００３０】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、リンス処理においてウエハＷに供給されるリンス液はハイドロフルオルエーテル（ＨＦＥ）である。このため、表面張力および粘度が従来の純水などのリンス液に比べて著しく低いＨＦＥを含むリンス液は、ウエハＷ表面のリセス部やスクラッチ部などの凹部内に容易に侵入できるので、ウエハＷ表面の凹部内の異物を良好に除去したり、該凹部内に残留する洗浄液を良好に洗い流すことができる。また、このＨＦＥを含むリンス液自体の蒸発速度も速いので、乾燥処理においてウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、基板の生産効率を向上させることができる。さらには、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、地球環境にやさしく、その回収・廃棄に対する処理コストも軽減できるという利点も持ちあわせている。
【００３１】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、乾燥処理においてウエハＷが回転されるとともにウエハＷ表面に気体（窒素ガス）が供給されるので、ウエハＷ表面でのリンス液の蒸発が促進される。したがって、さらにウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率をさらに向上させることができる。さらには、ウエハＷ表面に供給される気体は、不活性ガスの１つである窒素ガスであるので、ウエハＷ表面での酸化を防止でき、ウエハＷ表面のウォーターマークの発生を防止できる。
【００３２】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、乾燥処理においてウエハＷが回転されるとともに、ガス加熱機構５２によって１００℃程度に加熱された窒素ガスがウエハＷ表面に供給される。このため、ウエハＷ表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、さらにウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率をさらに向上させることができる。なお、窒素ガスの加熱温度としては、ウエハＷへの供給時で有機溶剤の沸点以上となっていることがより好ましい。
【００３３】
また、この一実施形態の基板洗浄装置および基板洗浄方法によれば、乾燥処理においてウエハＷが回転されつつウエハＷ表面に窒素ガスが供給されるとともに、そのウエハＷ表面が平面６２ａで覆われる。すなわち、ウエハＷ表面と平面６２ａとで挟まれた空間に窒素ガスが供給されることとなる。このため、ウエハＷ表面での窒素ガスが円滑に流れるので、ウエハＷ表面でのリンス液の蒸発がさらに促進される。したがって、さらにウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することができ、ウエハＷの生産効率をさらに向上させることができる。
＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上述した一実施形態においては、ウエハＷに対して、ふっ酸およびＨＦＥを供給するノズルは、同一のノズル１４，６４で兼用されているが、それぞれ別のノズルであってもよい。
【００３４】
また、上述した一実施形態においては、リンス処理におけるリンス液として、構造式がＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3のＨＦＥが用いられているが、たとえば、構造式がＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2ＣＨ3のもの（沸点７８℃）であってもよい。なお、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）とは、エーテル類の水素原子の一部が弗素原子で置換され、塩素原子を含まない弗素化エーテルのことをさす。
【００３５】
さらに、このリンス液は、ＨＦＥで構成されていたが、有機溶剤を含むものなら何でもよい。すなわち、ＨＦＥ、ＩＰＡ、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、アセトンまたはTrans-1,2-ジクロロエチレン等の有機溶剤単体の溶液であってもよいし、あるいは、少なくともこれらの有機溶剤を含む混合液であってもよい。混合液としては、ＨＦＥとＩＰＡとが９５：５の比率で混合された混合液（沸点５４．５℃）、ＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとが５０：５０の比率で混合された混合液（沸点４１℃）、およびＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとエタノールが５２．７：４４．６：２．７の比率で混合された混合液（沸点４０℃）などがある。
【００３６】
また、上述した一実施形態においては、洗浄処理における洗浄液は、ふっ酸で構成されていたが、蓚酸やクエン酸などの有機酸、またはＴＭＡＨなどの有機アルカリであることが好ましい。
また、上述した一実施形態においては、乾燥処理における気体は、不活性ガスとしての窒素ガスで構成されていたが、たとえば、ヘリウムやアルゴンなどの他の不活性ガス、またはクリーンエア（清浄化された空気）等であってもよい。ただし、上述したように、不活性ガスである方が、ウォーターマークの発生を防止できるのでより好ましい。
【００３７】
また、上述した一実施形態においては、乾燥処理における気体（窒素ガス）の加熱温度は、１００℃としたが、３０〜１２０℃のうちの所定の温度であってもよい。好ましくは、窒素ガスをウエハＷ表面へ供給した時点で、有機溶剤の沸点以上となる温度、たとえば５０〜１２０℃がより好ましい。
また、上述した一実施形態においては、ウエハ上面Ｗａを覆う平面６２ａが形成される部材（円板６２）の形状を円板状としたが、これに限らず、角板などの平板であってもよいし、平板状ではなく立体的な形状であってもよい。
【００３８】
また、上述した一実施形態においては、ふっ酸などの洗浄液やＨＦＥなどのリンス液をウエハＷに供給するのみであるが、たとえば、さらに、これら洗浄液やリンス液の供給と同時に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるスポンジブラシをウエハＷに押し付けつつ自転させてスクラブ洗浄するようにしてもよい。あるいは、さらに、これらの洗浄液に超音波振動を付与して、ウエハＷ表面を超音波洗浄するようにしてもよい。これにより、基板の洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００３９】
また、上述した一実施形態において、ふっ酸及びＨＦＥをウエハＷに供給するための上ノズル６４および下ノズル１４は、ウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに対応してそれぞれ設けられて、ウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂを洗浄できるようになっているが、少なくともウエハＷのいずれか一方の面に対応するノズルが設けられて、ウエハＷの片面ＷａまたはＷｂを洗浄するだけでもよい。
【００４０】
また、上述した一実施形態において、ウエハ回転機構１０は、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２によって、ウエハＷを保持しつつ回転させるようにしていたが、ウエハＷの下面Ｗｂを吸着保持しつつウエハＷを回転させるスピンチャックであってもよい。あるいは、ウエハ回転機構１０は、ウエハＷの周縁部の端面に当接しつつウエハＷの回転軸Ｒに平行な軸を中心に回転する少なくとも３つのローラピンのようなものであってもよい。これによれば、、ウエハ両面Ｗａ，Ｗｂの全域を良好に洗浄できる。
【００４１】
また、上述した一実施形態においては、ウエハＷに対して、洗浄液による洗浄処理の後、リンス液によるリンス処理および乾燥処理の一連の処理を順に施して、このウエハＷに対する処理を終了しているが、これに限らず、乾燥処理の後で、再度、リンス処理および乾燥処理を繰り返し施してもよい。すなわち、洗浄処理の後、リンス処理、乾燥処理、リンス処理、乾燥処理の順にウエハＷに処理を施すようにしてもよい。このようにすれば、リンス処理におけるリンス効率を向上させることができる。
【００４２】
また、上述した一実施形態においては、ＣＭＰ処理後のウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、本発明は、広く、ウエハＷを洗浄するものに対して適用することができる。
さらに、上述した一実施形態においては、半導体ウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような他の各種の基板の洗浄に対して広く適用することができる。また、その基板の形状についても、上述した一実施形態の円形基板の他、正方形や長方形の角型基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００４３】
また、以上に記載したすべての実施形態を任意に組み合わせて実施することが可能である。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の構成を簡略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ ウエハ回転機構（基板回転手段）
２０ ふっ酸供給部（洗浄液供給手段）
３０ ＨＦＥ供給部（リンス液供給手段）
５０ ガス供給部
６０ 回転円板部
６２ａ 円板の下面（基板表面を覆う平面）
Ｗ ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転している基板に有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給して、基板を洗浄する洗浄工程と、
この洗浄工程の後、回転している基板に有機溶剤を含むリンス液を供給して、基板表面の上記洗浄液を洗い流すリンス工程と、
このリンス工程の後、基板に対する上記リンス液の供給が停止している状態で基板を回転させて、基板表面の上記リンス液を振り切り乾燥させる乾燥工程とを備えることを特徴とする、基板洗浄方法。
【請求項２】
上記有機溶剤は、ハイドロフルオロエーテル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】
上記乾燥工程は、基板表面に気体を供給しつつ基板を乾燥させることを特徴とする、請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
上記乾燥工程において基板表面に供給される気体は、加熱された気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】
上記乾燥工程は、基板表面に対向する平面で基板表面を覆いつつ基板を乾燥させることを特徴とする、請求項３または４に記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
上記ハイドロフルオロエーテルは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3、または、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2ＣＨ3であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項７】
基板を保持しつつ回転させる基板回転手段と、
この基板回転手段によって回転されている基板に、有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
上記基板回転手段によって回転されている基板に、有機溶剤を含むリンス液を供給するリンス液供給手段とを備えることを特徴とする、基板洗浄装置。
【請求項１】
回転している基板に有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給して、基板を洗浄する洗浄工程と、
この洗浄工程の後、回転している基板に有機溶剤を含むリンス液を供給して、基板表面の上記洗浄液を洗い流すリンス工程と、
このリンス工程の後、基板に対する上記リンス液の供給が停止している状態で基板を回転させて、基板表面の上記リンス液を振り切り乾燥させる乾燥工程とを備えることを特徴とする、基板洗浄方法。
【請求項２】
上記有機溶剤は、ハイドロフルオロエーテル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】
上記乾燥工程は、基板表面に気体を供給しつつ基板を乾燥させることを特徴とする、請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
上記乾燥工程において基板表面に供給される気体は、加熱された気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】
上記乾燥工程は、基板表面に対向する平面で基板表面を覆いつつ基板を乾燥させることを特徴とする、請求項３または４に記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
上記ハイドロフルオロエーテルは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ3、または、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2ＣＨ3であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項７】
基板を保持しつつ回転させる基板回転手段と、
この基板回転手段によって回転されている基板に、有機酸または有機アルカリの薬液を含む洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
上記基板回転手段によって回転されている基板に、有機溶剤を含むリンス液を供給するリンス液供給手段とを備えることを特徴とする、基板洗浄装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２２２４６６（Ｐ２００６−２２２４６６Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４４２５９（Ｐ２００６−１４４２５９）
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【分割の表示】特願２０００−３５９１７０（Ｐ２０００−３５９１７０）の分割
【原出願日】平成１２年１１月２７日（２０００．１１．２７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【分割の表示】特願２０００−３５９１７０（Ｐ２０００−３５９１７０）の分割
【原出願日】平成１２年１１月２７日（２０００．１１．２７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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