(57)【要約】【課題】洗浄液にて効率良くウェハを洗浄できる混合ノズルを用いたウェハ洗浄機を提供する。【解決手段】本発明は、オゾンガスと超純水とを混合させたオゾン水でウェハＷを洗浄するウェハ洗浄機１である。ウェハＷが設置されるチャック面６ｂと、このチャック面６ｂに設置されたウェハＷに対向させて設けられた複合ノズル８とを備えている。複合ノズル８は、送出口８ｃをウェハＷに近接させて取り付けられ、外部から供給されるオゾンガスと超純水とを送出口８ｃ近傍で混合させる構成にされている。【選択図】図４
2014038957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物質と、この第１物質とは異なる第２物質とを混合させた洗浄効果を有する洗浄物で被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、
前記被洗浄物が設置されるステージと、
前記ステージに設置された前記被洗浄物に対向させて設けられ、前記洗浄物を前記被洗浄物へ送る混合ノズルと、を備え、
この混合ノズルは、送出口を有し、この送出口を前記被洗浄物に近接させて取り付けられ、外部から供給される前記第１物質と、外部から供給される前記第２物質とを前記送出口近傍で混合させる
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
請求項１記載の洗浄装置において、
前記混合ノズルは、混合部と、この混合部に連続した複数の供給口とを有し、これら供給口のいずれかから供給された前記第１物質と前記第２物質とを前記混合部にて混合させて前記送出口から送出させる
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項３】
請求項２記載の洗浄装置において、
前記混合ノズルは、混合部の下方に送出口が設けられ、前記混合部の側方に複数の供給口が離間されて設けられている
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一項に記載の洗浄装置において
前記ステージは、このステージに設置された被洗浄物を水平方向に回転可能に構成され、
前記混合ノズルは、前記ステージに設置されたウェハの上方に位置し昇降可能に取り付けられている
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一項に記載の洗浄装置において、
昇降可能に構成され、搬送される被洗浄物を授受する授受部を備え、
前記ステージは、前記授受部の下方に位置し、この授受部にて授受した被洗浄物が設置され、周方向に回転可能に構成されたチャック部であり、
前記混合ノズルは、前記チャック部の回転中心軸上に昇降可能に取り付けられ、このチャック部上に設置された被洗浄物へ洗浄物を送る
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか一項に記載の洗浄装置において、
前記チャック部の周囲を覆うチャンバを備え、
このチャンバの上部には、被洗浄物を前記チャック部に設置させる際に前記授受部が嵌合し前記チャック部の周囲を覆う授受嵌合部が設けられている
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか一項に記載の洗浄装置において、
前記混合ノズルの中心部には、洗浄物が通過する配管部が設けられ、
この配管部を覆って超音波振動子が取り付けられている
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項８】
請求項７記載の洗浄装置において、
前記混合ノズルの混合部は、前記配管部の上流側に設けられている
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか一項に記載の洗浄装置において、
前記被洗浄物は、所定サイズの平板状のウェハであり、
前記第２物質は、水で、
前記第１物質は、オゾンガスで、このオゾンガスが充填されたガスボンベから供給される
ことを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被洗浄物を洗浄物で洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の洗浄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】
また、この種の製造ラインに用いられる洗浄装置としては、被洗浄物への汚れの再付着を防止できるとともに洗浄物の使用量を少量にできる構成として、被洗浄物に超音波振動を与える従来技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、洗浄液供給装置から供給される洗浄液（洗浄物）をノズルから噴出させ、超音波発生部の振動部材と被洗浄物との間の微小間隙に洗浄液を供給する構成とされている。
【０００８】
さらに、この種の超音波振動を用いた洗浄装置としては、超音波振動子自体に洗浄液供給孔が設けられた従来技術が特許文献２に開示されている。そして、この特許文献２においては、超音波振動子をウェハ（被洗浄物）に近接させた状態で超音波振動子にて超音波振動させた洗浄液（洗浄物）をウェハに吹き付けて洗浄する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２３３８３７号公報
【特許文献２】特開昭５５−１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来技術においては、洗浄液供給装置から洗浄液がノズルへ供給される構成であるため、例えば、この洗浄液がオゾン水の場合には、オゾン自身の分解によって、オゾン水の精製箇所からノズルまでの距離や、オゾン水の精製時からの時間に比例して、オゾン水中のオゾンの濃度が低下してしまう。よって、洗浄液供給装置からノズルへと供給される間に、洗浄液による洗浄力を低下させてしまうおそれがある。このため、オゾン水等の分解しやすい洗浄液の場合においては、洗浄力の低下を防止することを目的とし、如何にして洗浄液の使用箇所の直近、かつ使用までの時間を少なくするかが問題となっている。また、上述した特許文献２に開示された従来技術においては、超音波振動子をウェハ（被洗浄物）に近接させて洗浄液を吹き付ける構成とされているものの、洗浄液の製造ポイントについては何ら考慮されていない。よって、この洗浄液がオゾン水等の分解しやすい液体の場合には、上記特許文献に開示された従来技術と同様に、超音波振動子から洗浄液を噴出させるまでの間に、洗浄液の洗浄力を低下させてしまうおそれがあるから、洗浄液にて効率よく被洗浄物を洗浄することが容易でない。
【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、洗浄物にて効率良く被洗浄物を洗浄することができる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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、第１物質と、この第１物質とは異なる第２物質とを混合させた洗浄効果を有する洗浄物で被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、前記被洗浄物が設置されるステージと、前記ステージに設置された前記被洗浄物に対向させて設けられ、前記洗浄物を前記被洗浄物へ送る混合ノズルと、を備え、この混合ノズルは、送出口を有し、この送出口を前記被洗浄物に近接させて取り付けられ、外部から供給される前記第１物質と、外部から供給される前記第２物質とを前記送出口近傍で混合させることを特徴とする洗浄装置とした。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、ステージに設置された被洗浄物に混合ノズルの送出口を近接させた状態で、外部から供給される第１物質と第２物質とを混合ノズルの送付口付近で混合させて洗浄物とし、この洗浄物を送出口から被洗浄物へ送って、この被洗浄物を洗浄する。よって、分解しやすい第１物質を用いた洗浄物であっても、被洗浄物に送る直前の位置で混合させ、この洗浄物が被洗浄物に送られるまでの間の第１物質の分解を少なくできる。したがって、混合ノズルの送出口から送られる洗浄物にて効率良く被洗浄物を洗浄することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記混合ノズルは、混合部と、この混合部に連続した複数の供給口とを有し、これら供給口のいずれかから供給された前記第１物質と前記第２物質とを前記混合部にて混合させて前記送出口から送出させることを特徴とする洗浄装置とした。
【００１５】
このように構成された本発明は、混合ノズルの複数の供給口のいずれかから供給されてくる第１物質と第２物質とを、この混合ノズルの混合部にて混合し送出口から被洗浄物へ送る。このため、分解しやすい第１物質を用いた洗浄物の場合においては、被洗浄物へ送られる直前の混合部にて第１物質を第２物質に混合でき、洗浄物が送出口から被洗浄物へ送られるまでの間の第１物質の分解を少なくできる。したがって、混合ノズルの送出口から送られる洗浄物にて効率良く被洗浄物を洗浄することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記混合ノズルは、混合部の下方に送出口が設けられ、前記混合部の側方に複数の供給口が離間されて設けられていることを特徴とする洗浄装置とした。
【００１７】
このように構成された本発明は、混合ノズルの混合部の側方に離間されて設けられた複数の供給口のいずれかから供給される第１物質と第２物質とが、混合部にて混合されてから、この混合部の下方に設けられた送出口から送られる。よって、ステージに設置された被洗浄物上に送出口を位置させて洗浄物を送ることにより、この洗浄物を被洗浄物上に送り出すことができ、この被洗浄物を洗浄することができる。したがって、少ない流量の洗浄物で被洗浄物を効率よく洗浄することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ステージは、このステージに設置された被洗浄物を水平方向に回転可能に構成され、前記混合ノズルは、前記ステージに設置されたウェハの上方に位置し昇降可能に取り付けられていることを特徴とする洗浄装置とした。
【００１９】
このように構成された本発明は、混合ノズルを下降させて、この混合ノズルの送出口を、ステージに設置された被洗浄物に近接させた状態で、この混合ノズルの送出口から洗浄物を送ることによって、被洗浄物上に送り出された洗浄物にて被洗浄物を効率よく洗浄でき、比較的少ない流量の洗浄物で被洗浄物を洗浄することができる。またこの状態で、ステージに設置された被洗浄物を水平方向に回転させることによって、この被洗浄物上に送り出された洗浄物を吹き飛ばすことができるため、被洗浄物から洗浄物を効率よく取り除くことができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するために、本発明は、昇降可能に構成され、搬送される被洗浄物を授受する授受部を備え、前記ステージは、前記授受部の下方に位置し、この授受部にて授受した被洗浄物が設置され、周方向に回転可能に構成されたチャック部であり、前記混合ノズルは、前記チャック部の回転中心軸上に昇降可能に取り付けられ、このチャック部上に設置された被洗浄物へ洗浄物を送ることを特徴とする洗浄装置とした。
【００２１】
このように構成された本発明は、チャック部の回転中心軸上に昇降可能に混合ノズルが取り付けられている。このため、授受部にて授受した被洗浄物をチャック部上に設置させてから混合ノズルを下降させ、この混合ノズルから被洗浄物に洗浄物を送ることにより、この被洗浄物の中心位置に洗浄物が送られる。よって、チャック部を回転させることなく、チャック部上に設置した被洗浄物を効率よく洗浄物にて洗浄することができ、この洗浄物にて洗浄する際に被洗浄物を回転させることによって生じる遠心力による洗浄物の被洗浄物からのこぼれを少なくできる。また、洗浄物にて洗浄した後の被洗浄物を、チャック部にて周方向に回転させることにより、この被洗浄物上の洗浄物を吹き飛ばし、この被洗浄物を乾燥させることができる。よって、より少ない量の洗浄物で効率よく確実に被洗浄物を洗浄することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記チャック部の周囲を覆うチャンバを備え、このチャンバの上部には、被洗浄物を前記チャック部に設置させる際に前記授受部が嵌合し前記チャック部の周囲を覆う授受嵌合部が設けられていることを特徴とする洗浄装置とした。
【００２３】
このように構成された本発明は、授受部にて授受した被洗浄物をチャック部上に設置させる際に、この授受部がチャンバの授受嵌合部に嵌合し、これらチャンバおよび授受部にてチャック部の周囲が覆われる。このため、この状態で混合ノズルを下降させ、チャンバ上の被洗浄物に洗浄物を送ることにより、この被洗浄物を洗浄できる。さらに、この洗浄後の被洗浄物をチャック部にて回転させた際に、この被洗浄物から吹き飛ばされる洗浄物がチャンバおよび授受部にて受け止められる。よって、チャック部に被洗浄物を設置させた後に授受部を退避させることなく、この被洗浄物を洗浄および乾燥させることができ、この被洗浄物を乾燥させる際に、この被洗浄物から吹き飛ばされる洗浄物の外部への吹きこぼれを防止することができる。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記混合ノズルの中心部には、洗浄物が通過する配管部が設けられ、この配管部を覆って超音波振動子が取り付けられていることを特徴とする洗浄装置とした。
【００２５】
このように構成された本発明は、混合ノズルの洗浄物が通過する配管部を覆って超音波振動子が取り付けられているため、この混合ノズルの配管部を通過する際に超音波振動子にて洗浄物が超音波振動され、この超音波振動された洗浄物を混合ノズルから被洗浄物へ送ることができる。よって、この混合ノズルの配管部を通過する洗浄物をより効率よく確実に超音波振動させることができ、より少ない量の洗浄物で被洗浄物を効率よく確実に洗浄することができる。
【００２６】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記混合ノズルの混合部は、前記配管部の上流側に設けられていることを特徴とする洗浄装置とした。
【００２７】
このように構成された本発明は、混合ノズルの配管部の上流側に混合部が設けられているため、この混合ノズルの混合部にて第１物質を第２物質に混合させてから、この第１物質を第２物質に混合させた洗浄物が配管部を通過し、この配管部を通過する際に超音波振動子にて洗浄物が超音波振動される。このため、分解しやすい第１物質を用いた洗浄物の場合であっても、被洗浄物へ送られる直前の混合部にて第１物質を第２物質に混合でき、この第１物質を第２物質に混合させた直後の洗浄物を超音波振動させることができる。よって、洗浄物が被洗浄物へ送られるまでの間の第１物質の分解を少なくでき、効率よく超音波振動させることができるから、ノズルから送られる洗浄物にて効率良く被洗浄物を洗浄することができる。
【００２８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記被洗浄物は、所定サイズの平板状のウェハであり、前記第２物質は、水で、前記第１物質は、オゾンガスで、このオゾンガスが充填されたガスボンベから供給されることを特徴とする洗浄装置とした。
【００２９】
このように構成された本発明は、オゾンガスが充填されたガスボンベから供給されるオゾンガスを混合ノズルへ供給し水と混合させたオゾン水を、平板状のウェハ上に送る。このため、例えば小さなサイズのウェハの場合においては、オゾンガスの使用量を少なくでき、比較的大型のオゾンガス生成装置を取り付ける等する必要がない。よって、洗浄装置の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ステージに設置された被洗浄物に混合ノズルの送出口を近接させた状態で、外部から供給される第１物質と第２物質とを混合ノズルの送付口付近で混合させて洗浄物とし、この洗浄物を送出口から被洗浄物へ送って洗浄する。この結果、分解しやすい第１物質を用いた洗浄物であっても、これら第１物質と第２物質とを混合させた洗浄物を被洗浄物に送る直前の位置で第１物質と第２物質とを混合できる。よって、洗浄物を被洗浄物へ送るまでの間の第１物質の分解を少なくできるから、洗浄物にて効率良く被洗浄物を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る洗浄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】上記洗浄装置を示す内装図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。
【図３】上記洗浄装置の一部を示す概略説明図である。
【図４】上記洗浄装置の洗浄ユニットを示す説明断面図である。
【図５】上記洗浄装置の混合ノズルの一部を示す平面図で、（ａ）はエアオペレート弁の配置を示す図、（ｂ）は供給管部の構造を示す図である。
【図６】上記洗浄装置の洗浄工程を示す斜視図で、（ａ）はウェハの搬送状態の図、（ｂ）はウェハをチャック部に設置した状態の図、（ｃ）はチャンバにノズルを嵌合させた状態の図である。
【図７】上記洗浄装置の洗浄工程を示す断面図で、（ａ）はウェハの搬送状態の図、（ｂ）はチャンバにノズルを嵌合させた状態の図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る洗浄装置の一部を示す説明断面図である。
【図９】上記洗浄装置のノズルの一部を示す平面図で、（ａ）はエアオペレート弁の配置を示す図、（ｂ）は供給管部の構造を示す図である。
【図１０】上記洗浄装置の搬入工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る洗浄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。また、図２は、洗浄装置を示す内装図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。さらに、図３は洗浄装置の一部を示す概略説明図で、図４は浄装置の洗浄ユニットを示す説明断面図である。また、図５は、洗浄装置の混合ノズルの一部を示す平面図で、（ａ）はエアオペレート弁の配置を示す図、（ｂ）は供給管部の構造を示す図である。
【００３４】
＜全体構造＞
本発明の第１実施形態に係る洗浄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、この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。
【００３５】
また、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ており、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。そして、この筐体２の上側の装置上部２ａ内には、被洗浄物としてのウェハＷを洗浄するため洗浄ユニット３が収容されている。ここで、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ものとする。そして、この洗浄ユニット３より下方の装置上部２ａ内には、この洗浄ユニット３での洗浄にて用いられた後の廃液を貯留させるための廃液タンク２ａａと、この洗浄ユニット３での洗浄に用いられる薬液、例えばフッ酸（ＨＦ）等が貯留された薬液タンク２ａｂとがそれぞれ取り付けられている。
【００３６】
さらに、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。そして、この装置下部２ｂの前側の内部には、洗浄ユニット３にてウェハＷを洗浄する際に用いられる第１物質としてのオゾンガス（Ｏ３）が加圧充填されたオゾンガスボンベ２ｂａが取り付けられている。また、この装置下部２ｂの内部には、オゾンガスを混合させてオゾン水にするための第２物質としての液体である超純水（ＤＩＷ：Deionized water）が充填されたＤＩＷタンク２ｂｂが取り付けられている。すなわち、ウェハＷの洗浄に用いられるオゾン水は、洗浄主物質であるオゾンガスと、洗浄補助物質である超純水とを混合させることによって洗浄効果を発揮させた洗浄液である。なお、オゾンガスに混合させてオゾン水にするための液体としては、超純水（水）のほか、その他の物質が混合された水混合液等であってもよい。  
【００３７】
また、筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、この筐体２の正面側を側面視凹状に窪ませた凹状部２ｃが形成されており、この凹状部２ｃの下側の部分が、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。そして、この前室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。ここで、この前室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。すなわち、この前室２ｄは、搬送容器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内へ出し入れできるようにするためのＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。
【００３８】
そして、この前室２ｄ内には、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、この洗浄ユニット３にて洗浄された後のウェハＷをドッキングポート２ｅへ搬出するための搬送装置４が収容されている。この搬送装置４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。具体的に、この搬送装置４は、複数本の細長棒状の機体４ａを順次延出させたり退出させたりし、これら機体４ａの先端に設けられている平面視コ字状の保持部４ｂにて保持したウェハＷを搬送するスライド式の伸縮アクチュエータ（図示せず）が用いられている。
【００３９】
＜洗浄ユニット＞
次いで、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。そして、この洗浄ユニット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。そして、このウェハ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、このウェハ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。
【００４０】
そして、洗浄ユニット３は、図３および図４に示すように、有底筒状のチャンバ５と、このチャンバ５の底面部５ａの中心位置に回転可能に取り付けられたバックチャックノズル６と、このバックチャックノズル６上にウェハＷを搬送するための授受ハンド７と、バックチャックノズル６上に設置されたウェハＷに洗浄物、すなわち洗浄液を供給するための複合ノズル８とを備えている。
【００４１】
＜チャンバ＞
具体的に、チャンバ５は、底面部５ａの外周を覆うように壁面部５ｂが形成されている。この壁面部５ｂは、内面側が平面視円形状に形成され、外面側が平面視正方形状に形成されている。そして、このチャンバ５の底面部５ａの上側の中央部には、平面視円形状である断面凹状のウェハ収容凹部５ｃが設けられている。このウェハ収容凹部５ｃは、ウェハＷの外形寸法より大きな内径寸法に形成されている。そして、このウェハ収容凹部５ｃの一側縁には、このウェハ収容凹部５ｃの中心方向に突出した係止片部５ｄが設けられている。この係止片部５ｄには、ウェハＷの外形寸法より大きな内径寸法の断面凹状の凹状片部５ｅの内径側に、ウェハＷの外形寸法より小さな内径寸法の断面凹状の挿通片部５ｆが同心状に設けられて構成されている。
【００４２】
さらに、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃの中心には、ノズル挿通孔５ｇが設けられている。このノズル挿通孔５ｇは、チャンバ５の底面部５ａを上下方向に貫通しており、このノズル挿通孔５ｇの下方からバックチャックノズル６が挿入可能な構成とされている。
【００４３】
また、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃの係止片部５ｄに対向する側には、授受ハンド７が嵌合可能な授受嵌合部としてのハンド嵌合部５ｈが設けられている。このハンド嵌合部５ｈは、チャンバ５の中心位置から、このチャンバ５の径方向に向けて設けられており、授受ハンド７の形状に適合させた断面凹状に形成されている。具体的に、このハンド嵌合部５ｈは、チャンバ５の中心に同心状に設けられた連通部５ｉと、この連通部５ｉから径方向に連続した断面凹状の基端部５ｊとで構成されている。
【００４４】
さらに、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃの下方には、バックチャックノズル６を回転支持するための回転支持部５ｋが設けられている。そして、この回転支持部５ｋとウェハ収容凹部５ｃとの間には、このウェハ収容凹部５ｃから排出されてくる洗浄液等の廃液を排出させるためのドレイン部５ｍが設けられている。このドレイン部５ｍには、このドレイン部５ｍへと排出された廃液をチャンバ５外へ排出させるための略管状の排出部５ｎが設けられている。
【００４５】
そして、このドレイン部５ｍの上側部には、ノズル挿通孔５ｇを覆うように略円筒状の支持片部５ｐが設けられている。この支持片部５ｐは、ノズル挿通孔５ｇの内径寸法に等しい内径寸法に形成されており、この支持片部５ｐの上端側は、内径側から外径側に進むに連れて下方に向かう傾斜面５ｑとされている。さらに、この傾斜面５ｑの先端部には、上方に向けて延出する円筒状の係合片部５ｒが設けられている。
【００４６】
＜バックチャックノズル＞
次いで、バックチャックノズル６は、略円筒状の回転軸６ａを有している。この回転軸６ａは、ウェハＷの外形寸法より小さな外径寸法に形成されている。そして、この回転軸６ａは、上端側をチャンバ５のノズル挿通孔５ｇに挿通させ、この回転軸６ａの上端側の面が平坦なチャック部としてのチャック面６ｂとされ、このチャック面６ｂをチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃ内に水平に位置させた状態として取り付けられている。ここで、このチャック面６ｂは、ウェハＷが設置されるステージとして機能し、このウェハＷが同心状に設置され、このウェハＷを水平方向に回転可能な構成とされている。
【００４７】
さらに、回転軸６ａの中間部には、歯車６ｃが同心状に取り付けられている。この歯車６ｃには、回転駆動手段としてのサーボモータ９の回転軸９ａに取り付けられた歯車９ｂとの間にベルト９ｃが巻回され、このサーボモータ９にて回転駆動される構成とされている。なお、このサーボモータ９については、回転軸６ａを回転駆動可能な、例えばＡＣモータ、ステッピングモータ等の回転駆動手段とすることもできる。また、回転軸６ａの下端部は、吸気装置（図示せず）に接続されている。したがって、この回転軸６ａは、吸気装置による吸気によって、この回転軸６ａのチャック面６ｂ上に同心状に設置されたウェハＷを、このチャック面６ｂに吸着させてチャックする構成とされている。
【００４８】
また、回転軸６ａの先端寄りの位置には、この回転軸６ａの径方向に同心状に拡径した嵌合片部６ｄが設けられている。この嵌合片部６ｄの上端側は、下方に傾斜したテーパ状に形成されている。また、この嵌合片部６ｄの外周縁には、下方に突出した円筒状の周縁部６ｅが設けられている。そして、この嵌合片部６ｄは、この嵌合片部６ｄの周縁部をチャンバ５の支持片部５ｐの係止片部５ｒに外嵌合させた状態で、このチャンバ５のドレイン部５ｍに収容されて取り付けられている。
【００４９】
＜授受ハンド＞
次いで、授受ハンド７は、搬送装置４にて搬送されてくるウェハＷを授受し、このウェハＷをバックチャックノズル６のチャック面６ｂ上に設置させるためのものである。具体的に、この授受ハンド７は、チャンバ５の上側に昇降可能に取り付けられており、略細長矩形平板状の支持部７ａと、この支持部７ａの先端側に設けられウェハＷを授受するハンド部７ｂとで構成されている。そして、支持部７ａは、授受ハンド７をチャンバ５のハンド嵌合部５ｈに嵌合させた際に、このハンド嵌合部５ｈの基端部に嵌合し、この支持部７ａの上端面をチャンバ５の上側面と面一にさせる構成とされている。また、ハンド部７ｂは、先端部が拡開されて拡開部７ｃが設けられた略円環状に形成されており、このハンド部７ｂの中心部には、バックチャックノズル６の回転軸６ａの上端部が挿通可能な大きさの挿通孔７ｄが設けられている。そして、この挿通孔７ｄの上側の開口縁には、ウェハＷの外形寸法より大きな内径寸法を有する平面視円環状の凹状部７ｅが、この挿通孔７ｄの同心状に設けられている。
【００５０】
さらに、授受ハンド７のハンド部７ｂは、この授受ハンド７をチャンバ５のハンド嵌合部５ｈに嵌合させた際に、このハンド嵌合部５ｈの連通部５ｉに嵌合する。この場合に、チャンバ５の係止片部５ｄにハンド部７ｂの拡開部７ｃが嵌合し、このハンド部７ｂの挿通孔７ｄとチャンバ５の係止片部５ｄの挿通片部５ｆとにより、回転軸６ａの上端部が挿通される軸挿通孔７ｆが形成される。さらに、このハンド部７ｂの凹状部７ｅとチャンバ５の係止片部５ｄの凹状片部５ｅとにより、回転軸６ａのチャック面６ｂにウェハＷを設置してチャックさせた状態で、このウェハＷの外周を覆う周壁部７ｇが形成される。
【００５１】
＜混合ノズル＞
次いで、複合ノズル８は、種々の液体や気体を混合させる機能を有する混合ノズルであって、図３および図４に示すように、授受ハンド７の上方に昇降可能、すなわち上下動可能に取り付けられている。よって、この複合ノズル８は、バックチャックノズル６の回転軸６ａの中心軸上に昇降可能とされており、このバックチャックノズル６のチャック面６ｂに設置されたウェハＷに対向する位置に取り付けられている。
【００５２】
そして、この複合ノズル８は、チャンバ５の壁面部５ｂ内に昇降可能に嵌合される円柱状の本体部８ａと、この本体部８ａの下方に同心状に設けられチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃに嵌合可能な径寸法を有する円柱状の供給部８ｂとで構成されている。そして、この供給部８ｂの下端側である先端側の中心部には、送出口８ｃが開口されており、この送出口８ｃの基端側、すなわち上端側には、洗浄液が通過する円筒状の配管部８ｄが設けられている。
【００５３】
ここで、この配管部８ｄの基端側は本体部８ａ内に連通しており、この配管部８ｄの中間部には、供給されてくる洗浄主物質や液体等を混合させるための混合部８ｅが設けられている。この混合部８ｅは、配管部８ｄと同心状に形成された略円柱状の空間に形成されており、この混合部８ｅの側方の周面部には、複数、例えば５本の供給口８ｆが開口されている。これら供給口８ｆは、混合部８ｅの周方向に向けて互いに離間されて設けられている。そして、これら各供給口８ｆには、図５（ｂ）に示すように、これら供給口８ｆから混合部８ｅへ所定の液体や気体を流入させるための複数、例えば５つの供給筒部８ｇが設けられている。これら供給管部８ｇは、混合部８ｅの外周と、この混合部８ｅの上端部のそれぞれに設けられている。さらに、これら各供給管部８ｇには、図５（ａ）に示すように、これら供給管部８ｇを開閉制御するための制御手段としてのエアオペレート弁８ｈがそれぞれ取り付けられている。
【００５４】
さらに、複合ノズル８のいずれか一つの供給管部８ｇは、オゾンガスボンベ２ｂａに接続され、このオゾンガスボンベ２ｂａに充填されたオゾンガスが供給される構成とされている。また、このオゾンガスボンベ２ｂａに接続された供給管部８ｇを除く、いずれか一つの供給管部８ｇは、ＤＩＷタンク２ｂｂに接続され、このＤＩＷタンク２ｂｂに充填された超純水が供給可能な構成とされている。
【００５５】
さらに、これらオゾンガスボンベ２ｂａおよびＤＩＷタンク２ｂｂに接続された供給管部８ｇを除く、いずれか一つの供給管部８ｇには、スピンドライ時に吹き付ける所定の気体、例えば窒素ガス（Ｎ２）が供給可能な窒素ガス生成装置（図示せず）に接続されており、この窒素ガス生成装置から窒素ガスが供給可能な構成とされている。さらに、これら供給管部８ｇを除く、いずれかの供給管部８ｇには、洗浄時に用いる薬液、例えば硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、フッ酸（ＨＦ）等が充填された薬液タンク２ａｂ等に接続されており、この薬液タンク２ａｂ等から薬液が供給される構成とされている。なお、これら供給管部８ｇから供給される洗浄液としては、オゾン水とフッ酸との混合液、硫酸と過酸化水素水との混合液、加熱させた水酸化カリウム液等を用いることもできる。
【００５６】
また、複合ノズル８の配管部８ｄには、この配管部８ｄの下流側を覆うように円環状の超音波振動子（ＰＺＴ）１１が取り付けられている。この超音波振動子１１は、この配管部８ｄの外形寸法より若干大きな内径寸法を有する円筒状に形成されており、この配管部８ｄの同心状に取り付けられている。そして、この超音波振動子１１は、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとウェＷハとの間の空間に供給された洗浄液に超音波振動を与え、この超音波振動させた洗浄液によるウェハＷ上の洗浄力を向上させるものである。よって、この超音波振動子１１は、混合部８ｅにて混合され複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとウェハＷとの間に供給された層状の洗浄液を超音波振動させる構成とされている。
【００５７】
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６および図７を参照しながら説明する。
【００５８】
ここで、図６は、洗浄装置の洗浄工程を示す斜視図で、（ａ）はウェハの搬送状態の図、（ｂ）はウェハをチャック部に設置した状態の図、（ｃ）はチャンバにノズルを嵌合させた状態の図である。また、図７は、洗浄装置の洗浄工程を示す断面図で、（ａ）はウェハの搬送状態の図、（ｂ）はチャンバにノズルを嵌合させた状態の図である。
【００５９】
＜搬入工程＞
まず、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。
【００６０】
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、搬送装置４の保持部４ｂにて保持される。この後、図６（ａ）に示すように、この搬送装置４の機体４ａが延出していき、この搬送装置４の保持部４ｂにて保持されているウェハＷが、授受ハンド７のハンド部７ｂ上へ搬送され、このハンド部７ｂの凹状部７ｅ上に設置される。このとき、図７（ａ）に示すように、この授受ハンド７のハンド部７ｂの凹状部７ｅ内にウェハＷが同心状に嵌合し授受された状態となる。
【００６１】
この後、この授受ハンド７にてウェハＷを授受した状態で、この授受ハンド７が下降していき、図７（ｂ）に示すように、チャンバ５のハンド嵌合部５ｈに嵌合し、バックチャックノズル６のチャック面６ｂ上にウェハＷが受け渡されて同心状に設置される。この結果、図６（ｂ）に示すように、授受ハンド７のハンド部７ｂの挿通孔７ｄとチャンバ５の係止片部５ｄの挿通片部５ｆとによって、バックチャックノズル６の回転軸６ａの上端部が挿通される軸挿通孔７ｆが形成される。また同時に、これら授受ハンド７のハンド部７ｂの凹状部７ｅとチャンバ５の係止片部５ｄの凹状片部５ｅとによって、バックチャックノズル６の回転軸６ａのチャック面６ｂ上に設置されたウェハＷの周面部を覆う周壁部７ｇが形成される。
【００６２】
この状態で、バックチャックノズル６の回転軸６ａの下端側が吸気装置にて吸気され、この回転軸６ａのチャック面６ｂ上に設置されているウェハＷが吸着固定、すなわち、このチャック面６ｂにウェハＷがバキュームチャックされた状態とされる。
【００６３】
この後、複合ノズル８が下降していき、図６（ｃ）に示すように、この複合ノズル８の供給部８ｂが、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃに嵌合した状態となる。このとき、この複合ノズル８の供給部８ｂとウェハＷとの間に、オゾン水の液膜が形成可能な隙間空間が形成されるとともに、チャンバ５のウェハ収容部５ｃの上側が複合ノズル８の供給部８ｂにて覆われて閉塞された状態となる。
【００６４】
＜洗浄工程＞
この状態で、この複合ノズル８の所定のエアオペレート弁８ｈが開閉動作され、オゾンガスボンベ２ｂａに充填されている所定量のオゾンガスがいずれか１つの供給管部８ｇへと送られていくとともに、ＤＩＷタンク２ｂｂに充填された所定量の超純水がいずれか他の供給管部８ｇへと送られていく。そして、これら供給管部８ｇに送られたオゾンガスと超純水とは、複合ノズル８の混合部８ｅへと送られ、この混合部８ｅへ送られた際に気液混合されて洗浄液としてのオゾン水とされる。
【００６５】
そして、このオゾン水は、複合ノズル８の混合部８ｅから配管部８ｄ内へと流れていき、この複合ノズル８の送出口８ｃからウェハＷと複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとの間の隙間空間に供給され、このオゾン水の表面張力によって、これらウェハＷと複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとの間の隙間空間にオゾン水の液膜を形成させる。
【００６６】
この状態で、複合ノズル８の超音波振動子１１によって、この複合ノズル８の供給部８ｂとウェハＷとの間のオゾン水の液膜に超音波振動が与えられ、この超音波振動が与えられたオゾン水にてウェハＷが洗浄される。
【００６７】
＜乾燥工程＞
この後、サーボモータ９を駆動させてバックチャックノズル６の回転軸６ａを回転させ、この回転軸６ａのチャック面６ｂ上のウェハＷを水平方向に回転させる。また同時に、複合ノズル８の所定のエアオペレート弁８ｈを開動作させ、窒素ガスボンベからいずれかの供給管部８ｇへ窒素ガスを送り、この窒素ガスを複合ノズル８の送出口８ｃから噴出させて、ウェハＷ上のオゾン水を吹き飛ばし、このウェハＷをスピンドライさせる。
【００６８】
このとき、図４に示すように、複合ノズル８の供給部８ｂがチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃに嵌合され密閉されている。このため、ウェハＷから吹き飛ばされたオゾン水は、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃから、このチャンバ５の軸挿通孔７ｆと回転軸６ａとの間を通って、このチャンバ５のドレイン部５ｍへと流れていき、このドレイン部５ｍの排出部５ｎからチャンバ５外へと排出され廃液として廃液タンク２ａａへ送られる。
【００６９】
＜搬出工程＞
そして、ウェハＷのスピンドライが完了した後には、サーボモータ９の駆動が停止されるとともに、図６（ｂ）に示すように、複合ノズル８が上昇してから、授受ハンド７が上昇し、この授受ハンド７のハンド部７ｂの凹状部７ｅによってウェハＷが上方へ移動されて、このウェハＷが引き渡し位置へ移動される。
【００７０】
次いで、授受ハンド７の凹状部７ｅに設置されたウェハＷが搬送装置５にて引き戻し動作されて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てウェハＷが収容される。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２ｃのドッキングポート２ｄ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。
【００７１】
＜作用効果＞
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、複合ノズル８の供給部８ｂをチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃに嵌合させて、バックチャックノズル６のチャック面６ｂにてチャックしたウェハＷに、複合ノズル８の供給部８ｂの下面ｉを近接させた。そして、この状態で、この複合ノズル８の送出口８ｃの直前の混合部８ｅにてオゾンガスと超純水とを混合させてオゾン水とし、このオゾン水を複合ノズル８の送出口８ｃから送出させ、この複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとウェハＷとの間の空間にオゾン水の液膜を形成させ、このオゾン水の液膜にてウェハＷを洗浄する構成とした。
【００７２】
この結果、オゾン自身の分解によってオゾンの濃度が低下してしまうオゾン水を用いてウェハＷを洗浄する場合であっても、このオゾン水をウェハＷに送る直前の位置の混合部８ｅにてオゾンガスを超純水に混合させる。よって、オゾン水の使用箇所の直近で、オゾンガスを超純水に混合させており、このオゾン水の使用までの時間を少なくでき、このオゾン水が、ウェハＷと複合ノズル８との間に送られるまでの間でのオゾンの分解量を少なくできる。よって、この複合ノズル８の送出口８ｃからウェハＷ上へ送られるオゾン水にて効率よく、このウェハＷを洗浄することができる。
【００７３】
また、複合ノズル８の供給部８ｂをチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃに嵌合させて、バックチャックノズル６のチャック面６ｂ上のウェハＷに、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａを近接させた。そして、この状態で、これら複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとウェハＷとの間の空間に、表面張力にてオゾン水の液膜を形成させ、このオゾン水の液膜にてウェハＷを洗浄する構成とした。この結果、オゾン水をウェハＷに吹き付け続ける等して洗浄する場合に比べ、少ない量のオゾン水で、効率よくウェハＷを洗浄することができる。
【００７４】
またさらに、複合ノズル８の混合部８ｅの周面部に設けられたいずれかの供給管部８ｇからオゾンガスや超純水が供給され、これら供給管部８ｇに供給されたオゾンガスと超純水とを混合部８ｅにて混合させ配管部８ｄを介して供給口８ｃからウェハＷ上に送り出す。このため、これらオゾンガスと超純水とを混合させた後のオゾン水が通過する配管部８ｄの流路を短くでき、このオゾン水が通過する距離を短くできる。よって、特にミニマルファブ構想に適合させたハーフインチサイズのウェハＷの場合においては、このウェハＷの洗浄に必要となるオゾンガスの使用量を少なくできる。したがって、オゾンガスボンベ２ｂａに充填されたオゾンガスを複合ノズル８に供給する構成にすることによって、比較的大型で重量のあるオゾンガス生成装置を取り付ける等することなく不要にできるから、ウェハ洗浄機１の大幅な小型化が可能となる。
【００７５】
さらに、バックチャックノズル６の回転軸６ａの回転中心軸上に複合ノズル８の供給口８ｃを位置させて上下方向に昇降可能とさせた。この結果、授受ハンド７にて授受したウェハＷをバックチャックノズル６のチャック面６ｂ上に設置させてチャックさせてから、複合ノズル８を下降させ、この複合ノズル８からオゾン水をウェハＷ上に送ることにより、このウェハＷの中心位置にオゾン水を送ることができる。よって、このウェハＷと複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとの間に適切にオゾン水の液膜を介在させることができる。したがって、このバックチャックノズル６にてウェハＷを回転等させることなく、このウェハＷを効率よく確実にオゾン水にて洗浄でき、ウェハＷを回転させることによって生じる遠心力によるオゾン水のウェハＷ上からのこぼれ落ちを無くすことができる。
【００７６】
また、バックチャックノズル６の回転軸６ａのチャック面６ｂ上にチャックさせたウェハＷをオゾン水にて洗浄した後に、このバックチャックノズル６の回転軸６ａをサーボモータ９にて回転させる。この結果、この回転軸６ａのチャック面６ｂ上のウェハＷを水平に回転でき、このウェハＷ上に付着しているイオン水を、遠心力で吹き飛ばすことができる。よって、このウェハＷからオゾン水を効率よく取り除き、このウェハＷを乾燥させることができる。したがって、より少ない量のオゾン水で効率よく確実にウェハＷを洗浄することができる。
【００７７】
次いで、複合ノズル８の供給部８の下面８ｂａに沿って超音波振動子１１が取り付けられている。このため、バックチャックノズル６のチャック面６ｂにウェハＷをチャックさせた状態で、複合ノズル８を下降させ、この複合ノズル８をウェハＷに近接させてから、これら複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとウェハＷとの間の空間にオゾン水を液膜状に介在させる。この結果、このオゾン水を超音波振動子１１にて効率よく超音波振動させることができる。またこのとき、複合ノズル８の配管部８ｄの同心状に超音波振動子１１が取り付けられているため、この複合ノズル８の配管部８ｄを通過する際のオゾン水を超音波振動させることができる。したがって、ウェハＷへと送られたオゾン水を効率よくかつ確実に超音波振動子１１にて超音波振動させることができるから、このウェハをＷより確実かつ効率よく洗浄することができる。
【００７８】
さらに、授受ハンド７にて授受したウェハＷをバックチャックノズル６のチャック面６ｂに設置させる際に、この授受ハンド７を降下させて、この授受ハンド７をチャンバ５のハンド嵌合部５ｈに嵌合させる。この結果、授受ハンド７の挿通孔７ｄとチャンバ５の挿通片部５ｆとによって、バックチャックノズル６の回転軸６ａを覆う軸挿通孔７ｆが形成され、これら授受ハンド７の凹状部７ｅとチャンバ５の凹状片部５ｅとによって、ウェハＷの周面部を覆う周壁部７ｇが形成される。さらに、この状態で複合ノズル８を下降させ、この複合ノズル８の供給部８ｂをチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃに嵌合させることにより、このウェハ収容凹部５ｃに収容されたウェハＷの上側が複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａにて閉塞される。
【００７９】
この結果、この複合ノズル８からオゾン水を送ってウェハＷを洗浄した後の状態で、バックチャックノズル６を回転させてウェハＷをスピンドライさせた際に、このウェハＷから吹き飛ばされるオゾン水が、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａ、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃ、およびこれらチャンバ５および授受ハンド７にて形成された周壁部７ｇにて受け止めることができ、チャンバ５からのオゾン水の漏れを防止できる。よって、バックチャックノズル６のチャック面６ｂにウェハＷを設置させた後の状態で、授受ハンド７を引く等して退避させることなく、このウェハＷの洗浄および乾燥ができ、このウェハＷを乾燥させる際に、このウェハＷから吹き飛ばされるオゾン水の外部への吹きこぼれや漏れを防止できる。
【００８０】
さらに、バックチャックノズル６の回転軸６ａを回転させて、この回転軸６ａのチャック面６ｂ上のウェハＷを回転させ、このウェハＷをスピンドライさせた場合には、図４に示すように、複合ノズル８の供給部８ｂがチャンバ５のウェハ収容凹部５ｃにて密閉される。このため、ウェハＷ上から吹き飛ばされたオゾン水が、チャンバ５のウェハ収容凹部５ｃから軸挿通孔７ｆと回転軸６ａとの間を通ってドレイン部５ｍへと流れ、このドレイン部５ｍの排出部５ｎからチャンバ５外へと排出され廃液として廃液タンク２ａａへ送られる。したがって、ウェハＷをスピンドライさせて乾燥させる際に排出される廃液を、洗浄ユニット３外へ無作為に排出させることなく廃液タンク２ａａへと確実に排出させることができる。
【００８１】
ここで、ウェハＷの大きさをハーフインチサイズ（直径１２．５ｍｍ）としたミニマルファブ構想に基づくウェハ洗浄機１としたことにより、このウェハＷを授受して洗浄および乾燥を行うチャンバ５を小さくでき、このチャンバ５を筐体２のウェハ処理室２ｆに収容させることができる。また、ウェハ洗浄機１のチャンバ５内をクリーン化することによって、このチャンバ５内のクリーンな１つの雰囲気でウェハＷを洗浄および乾燥させることができるから、このウェハＷの洗浄処理を高速かつ適切に行うことができる。
【００８２】
さらに、ウェハ洗浄機１にて洗浄処理するウェハＷをハーフインチサイズとしたことにより、ウェハＷと複合ノズル８の供給口８ｂの下面８ａとの間に形成させる液膜状の洗浄液の大きさを小さくできる。よって、これらウェハＷと複合ノズル８の供給口８ｂとの間に供給される洗浄液の表面張力を安定させて、これらウェハＷと複合ノズル８の供給口８ｂとの間に液膜状の洗浄液を介在させることができる。このため、この洗浄液等の使用量を大幅に少なくでき削減することができるから、このウェハＷの洗浄をより歩留まりおよび生産性良く行うことができる。
【００８３】
［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態に係る洗浄装置の一部を示す説明断面図である。また、図９は、洗浄装置のノズルの一部を示す平面図で、（ａ）はエアオペレート弁の配置を示す図、（ｂ）は供給管部の構造を示す図である。
【００８４】
そして、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、複合ノズル８に超音波振動子１１が取り付けられた構成であるのに対し、第２実施形態は、複合ノズル８の中心部にＣＣＤカメラ２１が取り付けられた構成である。すなわち、第２実施形態に係るウェハ洗浄機１においては、複合ノズル８の混合部８ｅの上方に撮影手段としてのＣＣＤカメラ２１が取り付けられており、このＣＣＤカメラ２１にて、ウェハＷを洗浄する際のレジストの変化、洗浄液の有無および流量等を視覚にて確認可能とさせたものである。また、この複合ノズル８の混合部８ｅの下端側が送出口８ｃとされており、この混合部８ｅにて混合された洗浄液が送出口８ｃからウェハＷ上に供給される構成とされている。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。
【００８５】
さらに、複合ノズル８は、この複合ノズル８の混合部８ｅの上方に円筒状の収容凹部２２が設けられており、この収容凹部２２にＣＣＤカメラ２１が挿入されて取り付けられている。そして、この収容凹部２２は、複合ノズル８の中心位置に上下方向に沿って設けられており、混合部８ｅにて洗浄液が混合される状態を撮影でき、この撮影状態を視覚にて確認できる構成とされている。
【００８６】
また、複合ノズル８は、高い粘性を有する高粘度流体のミキシングに適した構成とされており、この複合ノズル８の混合部８ｅは、下方に向けて開口した平面視円形凹状に形成され、この混合部８ｅの上側に円筒状の旋回流形成部８ｅａが形成されている。この旋回流形成部８ｅａは、混合部８ｅを上方に延出させた同心円状に形成されている。そして、この旋回流形成部８ｅａの上端側には、複数、例えば４つの供給管部８ｇが設けられている。これら供給管部８ｇは、図９（ｂ）に示すように、旋回流形成部８ｅａ外周面の周方向に向けて等間隔に離間された位置に設けられ、この旋回流形成部８ｅａの外周面の接線方向に沿って設けられている。さらに、これら各供給管部８ｇの上流側には、図９（ａ）に示すように、エアオペレート弁８ｈがそれぞれ取り付けられている。
【００８７】
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、複合ノズル８から洗浄液をウェハＷへ送り、このウェハＷを洗浄する状態をＣＣＤカメラ２１にて確認でき、このウェハＷを洗浄する際のレジストの変化や洗浄液の有無、流量等を視覚にて確認することができる。よって、この複合ノズル８から送る洗浄液にてウェハＷを確実かつ効率よく洗浄することができる。
【００８８】
また、複合ノズル８の旋回流形成部８ｅａの外周面に、この外周面の接線方向に沿わせて供給管部８ｇを設けられている。この結果、これら供給管部８ｇから供給される洗浄主物質や液体等は、これら供給管部８ｇから旋回流形成部８ｅａへ送られる際に、この旋回流形成部８ｅａの外周面に沿って旋回しながら流入していき、この外周面に沿った旋回流となって下降していく。そして、この旋回流形成部８ｅａでの旋回により、この旋回流形成部８ｅａおよび混合部８ｅにて混合される洗浄主物質と液体との速度および粘性の相違に基づく撹拌効果によって、これら洗浄主物質と液体とを混合しながら混合部８ｅへ送ることができる。さらに、この旋回流の中心にて発生する負圧効果によって、旋回流形成部８ｅａの内側に位置する円筒状部分の下端側の中心に向けて積極的に洗浄主物質および液体が流れ込んでいく。したがって、この旋回流形成部８ｅａを用いた洗浄液の混合は、高い粘性を有する洗浄主物質の混合に適しており、例えば硫酸と過酸化水素とを複合ノズル８の混合部８ｅにて混合させて洗浄液とし、この洗浄液にて露光後のウェハＷ上のレジストを溶解させて除去する洗浄に適している。
【００８９】
［第３実施形態］
図１１は、本発明の第３実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【００９０】
そして、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、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａに沿って超音波振動子１１が取り付けられた構成であるのに対し、第３実施形態は、複合ノズル８の配管部８ｄの外周に超音波振動子１１の内周面を接触させて取り付けられた構成とされている。すなわち、第３実施形態に係る複合ノズル８において、超音波振動子１１は、複合ノズル８の配管部８ｄの外径寸法に等しい内径寸法の円環状に形成されている。さらに、この超音波振動子１１は、この超音波振動子１１の内周面を、複合ノズル８の配管部８ｄの外周面に周方向に亘って面接触させた状態とされて取り付けられている。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。
【００９１】
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、円環状の超音波振動子１１を複合ノズル８の配管部８ｄの外周面に面接接触させつつ同心状に取り付けたことにより、この複合ノズル８の供給部８ｂの下面に加え、超音波振動子１１の縦振動を複合ノズル８の配管部８ｄ内へ伝えることができる。よって、この配管部８ｄ内を通過する洗浄液に対し、この配管部８ｄの周方向に亘って均等に超音波振動を与えることができるから、ウェハＷへ送られるオゾン水等の洗浄液を効率よくかつ確実に超音波振動させることができ、このウェハＷをより効率よく確実に洗浄することができる。
【００９２】
［第４実施形態］
図１２は、本発明の第４実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【００９３】
そして、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、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａに沿って超音波振動子１１が取り付けられた構成であるのに対し、第４実施形態は、複合ノズル１１の配管部８ｄの下流側の外側に形成されたテーパ部４１に接触させて超音波振動子１１が取り付けられた構成とされている。すなわち、第４実施形態に係る複合ノズル８においては、この複合ノズル８の配管部８ｄの下流側の外側に、この配管部８ｄの下流側、すなわち送出口８ｃ側に向けて径方向に拡開したテーパ状のテーパ部４１が形成されている。
【００９４】
また、超音波振動子１１の一方、すなわち下方側の開口縁には、複合ノズル８のテーパ部２１に適合させたテーパ状のテーパ面４２が形成されている。そして、この超音波振動子１１は、この超音波振動子１１のテーパ面４２を配管部８ｄのテーパ部４１に面接触させつつ、この超音波振動子１１の下面を複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａに沿わせた状態とされて取り付けられている。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。
【００９５】
このように構成した本発明の第４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、複合ノズル８の配管部８ｄの下流側の外側に設けられたテーパ部４１に面接触させて超音波振動子１１を取り付けられている。このため、この超音波振動子１１による超音波振動の振動照射成分を配管部８ｄの上流側に向けることができ、この超音波振動子１１による超音波振動を複合ノズル８の配管部８ｄのより上流側へ伝えることができる。したがって、この配管部８ｄを通過する直前の位置で、オゾン水等の洗浄液を効率よく超音波振動させることができるから、この配管部８ｄを通過する洗浄液をより効率よく確実に超音波振動させることができ、ウェハＷをより効率よく確実に洗浄することができる。
【００９６】
［第５実施形態］
図１３は、本発明の第５実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００９７】
そして、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、円環状の超音波振動子１１を複合ノズル８の配管部８ｄの同心状に取り付けた構成であるのに対し、第５実施形態は、互いに径寸法が異なる複数の円環状の振動子５１を同心状に配置させて構成された超音波振動子１１を取り付けた構成である。すなわち、第５実施形態に係る複合ノズル８において、超音波振動子１１は、等しい間隔を介して段階的に径寸法が異なる円環状の複数の振動子５１にて構成され、これら複数の振動子５１を、径寸法が小さい順に中心位置から径方向に同心状に並べられた構成とされている。さらに、これら複数の振動子５１は、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａに沿わせて取り付けられている。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。
【００９８】
このように構成した本発明の第５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、互いに径寸法が異なる円環状の複数の振動子５１を同心状に並べた超音波振動子１１とされている。このため、これら振動子５１の超音波振動のタイミングをずらして、超音波振動の伝播波に位相差を生じさせ、これら位相差を生じさせた超音波振動を干渉させることによって、複合ノズル８からウェハＷへと送られる洗浄液をより確実に超音波振動させることができるから、このウェハＷをより効率よく確実に洗浄することができる。
【００９９】
［第６実施形態］
図１４は、本発明の第６実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【０１００】
そして、本発明の第６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、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａと配管部８ｄとが等しい密度に構成されているのに対し、第６実施形態は、複合ノズル８の供給部８ｄの下面８ｂａと、配管部８ｄとが異なる密度であって、異なる固有振動数の部材にて構成されている。すなわち、第６実施形態に係る複合ノズル８においては、この複合ノズル８の送出口８ｃの外側に、下流側に向けて拡開した端面部６１が形成されており、この端面部６１より外側に位置する下面８ｂａと、この端面部６１より内側に位置する送出口８ｃおよび配管部８ｄとが、異なる密度の部材にて形成されている。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。
【０１０１】
このように構成した本発明の第６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、複合ノズル８の送出口８ｃおよび配管部８ｄと、この複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとを異なる密度に構成されている。この結果、これら配管部８ｄと複合ノズル８の下面８ｂａとの境界である端面部６１において、超音波振動子１１からの超音波振動が反射したり屈折したりする。したがって、この超音波振動子１１自体による超音波振動に加え、これら配管部８ｄと複合ノズル８の下面８ｂａとの間の端面部６１での反射や屈折にて発生した超音波振動を洗浄液に与えることができるから、複合ノズル８からウェハＷへ送る洗浄液をより確実に超音波振動させることができ、このウェハＷをより効率よく確実に洗浄することができる。
【０１０２】
［第７実施形態］
図１５は、本発明の第７実施形態に係る洗浄装置のノズルの一部を示す説明断面図である。
【０１０３】
そして、本発明の第７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、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａが平坦な構成であるのに対し、第７実施形態は、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａの中央部に、逆ホーン型の凹状部７１が設けられた構成である。すなわち、第６実施形態に係る複合ノズル８においては、この複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａの外側に、周面部がテーパ状に拡開した凹状部７１が形成されている。そして、この凹状部７１は、複合ノズル８の送出口８ｃの同心状に形成されており、この送出口８ｃ下流側の開口縁を拡開させた形状とされている。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。
【０１０４】
このように構成した本発明の第７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、複合ノズル８の配管部８ｄの下流側の外側に、この配管部８ｄと同心状の逆ホーン型の凹状部７１を設けたことにより、超音波振動子１１による超音波振動を凹状部７１にて屈折させて送出口８ｃ寄りの配管部８ｄの中心側へ伝えることができる。よって、複合ノズル８の配管部８ｄを通過し、送出口８ｃからウェハＷへ送られる洗浄液をより確実かつ効率よく超音波振動させることができるから、このウェハＷをより効率よく確実に洗浄することができる。
【０１０５】
［その他］
なお、上記各実施形態においては、ウェハＷの洗浄時にバックチャックノズル６の回転軸６ａを回転させない構成とした。ところが、本発明はこれに限定されることはなく、このウェハＷの洗浄時にバックチャックノズル６の回転軸６ａを回転させることもできる。
【０１０６】
この場合においては、複合ノズル８の供給部８ｂの下面８ｂａとウェハＷとの間の空間に形成された洗浄液の液膜がくずれたりこぼれたりしない程度の回転速度でバックチャックノズル６の回転軸６ａを回転させることにより、洗浄液の使用量を少なくできる。
【０１０７】
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、洗浄液としては、洗浄主物質であるオゾンガスと洗浄補助物質である超純水とを混合させたオゾン水のほか、複数の洗浄主物質を混合させた洗浄液、例えば、硫酸と過酸化水素水との混合液や、水酸化カリウム以外のものであっても、対応させて用いることができる。
【０１０８】
さらに、混合ノズル８としては、洗浄液、すなわち液体を供給する一流体ノズルのほか、この混合ノズル８から気体と液体とを同時に吐出させてミスト状の液成分を吹き付けて供給する、いわゆる微小液滴噴霧用の二液体ノズルとして用いることもできる。この場合においては、混合ノズル８から吐出させる流体の流量と圧力とを調整することによって、ミスト状の液成分の粒径を、例えば３μｍ〜１００μｍ程度にコントロールすることができる。  
【０１０９】
また、この複合ノズル８としては、例えばトリクロロシラン（ＨＳｉＣｌ３）および水素ガス（Ｈ２）や、シラン系および窒化系等の複数種の気体を洗浄物として同時に吹き付けて供給する構成とすることもできる。
【０１１０】
さらに、上記第２実施形態においては、複合ノズル８の中心部にＣＣＤカメラ２１を取り付けたが、例えば洗浄液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いる場合等においては、このＣＣＤカメラ２１の変わりにヒータ（図示せず）を設置し、混合ノズル８の混合部８ｅにて混合される洗浄液をヒータにて加熱する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０１１１】
１      ウェハ洗浄機
２      筐体
２ａ    装置上部
２ａａ  廃液タンク
２ａｂ  薬液タンク
２ｂ    装置下部
２ｂａ  オゾンガスボンベ
２ｂｂ  ＤＩＷタンク
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
４      搬送装置
４ａ    機体
４ｂ    保持部
５      チャンバ
５ａ    底面部
５ｂ    壁面部
５ｃ    ウェハ収容凹部
５ｄ    係止片部
５ｅ    凹状片部
５ｆ    挿通片部
５ｇ    ノズル挿通孔
５ｈ    ハンド嵌合部
５ｉ    連通部
５ｊ    基端部
５ｋ    回転支持部
５ｍ    ドレイン部
５ｎ    排出部
５ｐ    支持片部
５ｑ    傾斜面
５ｒ    係合片部
６      バックチャックノズル
６ａ    回転軸
６ｂ    チャック面
６ｃ    歯車
６ｄ    嵌合片部
６ｅ    周縁部
７      授受ハンド
７ａ    支持部
７ｂ    ハンド部
７ｃ    拡開部
７ｄ    挿通孔
７ｅ    凹状部
７ｆ    軸挿通孔
７ｇ    周壁部
８      複合ノズル
８ａ    本体部
８ｂ    供給部
８ｂａ  下面
８ｃ    送出口
８ｄ    配管部
８ｅ    混合部
８ｅａ  旋回流形成部
８ｆ    供給口
８ｇ    供給筒部
８ｈ    エアオペレート弁
９      サーボモータ
９ａ    回転軸
９ｂ    歯車
９ｃ    ベルト
１１    超音波振動子
２１    ＣＣＤカメラ
２２    収容凹部
４１    テーパ部
４２    テーパ面
５１    振動子
６１    端面部
７１    凹状部
Ｗ      ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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