(57)【要約】【課題】  各種の薬液処理、水洗及び乾燥処理を同一の処理槽で処理できるようにした基板処理装置を提供すること。【解決手段】  上方に開口部を有する箱型の処理槽１１と、この処理槽の開口部を開閉自在に覆う蓋体２１とを備えた基板処理装置において、前記蓋体２１は、その内部に被処理基板Ｗを収容して乾燥する乾燥室２３が形成され、前記処理槽１１は、前記箱型を構成する対向各側壁面に、それぞれ少なくとも３本の処理液供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'が所定間隔をあけて水平に配設され、これらの供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'は切換機構に接続されて対向する側壁側から交互に切り換えて処理液が供給される基板処理装置。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口部を有する箱型の処理槽と、この処理槽の開口部を開閉自在に覆う蓋体とを備えた基板処理装置において、
前記蓋体は、その内部に被処理基板を収容して乾燥する乾燥室が形成され、前記処理槽は、前記箱型を構成する対向各側壁面に、それぞれ少なくとも３本の処理液供給ノズル管が所定間隔をあけて水平に配設され、これらの供給ノズル管は切換機構に接続されて対向する側壁側から交互に切り換えて処理液が供給されるようになっていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記対向各側壁面の少なくとも３本の供給ノズル管のうち、１本は純水専用の供給ノズル管であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記少なくとも３本の供給ノズル管は、それぞれ長手方向に少なくとも１列に所定ピッチで複数個の噴射穴が形成された中空筒状体からなり、これらの少なくとも３本の供給ノズル管は、前記各噴射穴を垂直方向に配列される被処理基板に向けて前記対向する側壁にそれぞれ取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理槽は、その底壁が水平方向に対して所定の角度傾斜され、その傾斜面の低端部に排出口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記処理槽は、その底壁の外壁面に超音波発生装置が取付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記乾燥室は、複数個の噴射ノズルが配設され、これらの噴射ノズルは、サブミクロンサイズの有機溶剤ミストを含む乾燥蒸気を供給するための乾燥蒸気供給装置に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ、液晶用ガラス基板等の各種基板を洗浄・乾燥する基板処理装置に係り、さらに詳しくは、基板表面を各種薬液、水洗及び乾燥処理を同一の処理槽で処理可能にした基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体ウェーハ（以下、ウェーハという）表面のパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーションを除去するために様々なタイプの基板処理装置が使用されている。その中でウェーハを処理液に浸漬して処理する、いわゆるウエット基板処理装置が上記のコンタミネーションを効果的に除去でき、しかもバッチ処理が可能でスループットが良好なため、幅広く普及している。
【０００３】
この処理装置は、ウェーハに対してアンモニア、硫酸、フッ酸等の薬液処理、及び純水等を用いた水洗処理、さらにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等による乾燥処理が行われるように構成されている。例えば、処理順に配列された複数個の処理槽及び乾燥室に、各種薬液（例えばアンモニア、硫酸、塩酸、フッ酸等）、純水、ＩＰＡを供給し、複数枚のウェーハをこれらの処理槽に順次浸漬し、乾燥していくバッチ処理方式を採用した装置となっている。（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００４】
図１２は、下記特許文献１に記載されたバッチ処理方式を採用した基板処理装置を示す平面図、図１３は、図１２の一つの洗浄装置を示す概略断面図である。
この基板処理装置１００は、洗浄処理部１０１を備えており、この洗浄処理部１０１は、ローダ部１０２側から順に、ウェーハ搬送装置１０３のウェーハチャックを洗浄、乾燥するチャック洗浄・乾燥処理槽１０４、ウェーハ表面の有機汚染物、金属不純物、パーティクル等の不純物を薬液によって処理する薬液洗浄処理槽１０５、この薬液洗浄処理槽１０５で処理されたウェーハを純水によって洗浄する水洗洗浄処理槽１０６、ウェーハ表面の金属汚染除去を別の薬液によって処理する薬液洗浄処理槽１０７、さらに、この薬液洗浄処理槽１０７で洗浄されたウェーハを純水によって洗浄する水洗洗浄処理槽１０８、さらにまた、ウェーハ表面の酸化膜除去を薬液により洗浄するとともに、洗浄されたウェーハを濯ぎ、水洗いしさらに乾燥処理する洗浄装置１０９、さらにはウェーハ搬送装置１０３のウェーハチャックを洗浄、乾燥するチャック洗浄・乾燥処理槽１１０が配置された構成を有し、ウェーハは、各処理槽１０４〜１０７に順次収容され、薬液、純水で清浄され、その後、処理装置１０９、乾燥処理槽１１０で乾燥処理されるようになっている。
【０００５】
このうち洗浄装置１０９は、図１３に示すように、薬液及びリンス液を貯留し、貯留した薬液及びリンス液にウェーハが浸漬される洗浄槽１１１と、この洗浄槽の上方に配置され、洗浄槽１１１から移送されたウェーハの乾燥処理を行う円筒形状の乾燥室１１２とから構成されている。また、洗浄槽１１１と乾燥室１１２とは結合され一体構造となっている。
また、乾燥室１１２の上部及び下部には、それぞれウェーハの受け渡しを行うための開口部１１３、１１４が設けられ、上部の開口部１１３には密閉型の蓋１１５が配置され、下部の開口部１１４には回転扉機構１１６あるいはスライド扉機構（図示省略）が設けられ、この乾燥室内でウェーハの乾燥処理がされるようになっている。
【０００６】
また、単一槽で各種処理液による処理ができるようにした基板処理装置も既に紹介されており（例えば、特許文献２参照）、図１４は、下記特許文献２に記載された基板処理装置に使用されている処理槽を示す概略図である。
この基板処理装置１２０は、混合処理液にウェーハを浸漬して表面処理を行う処理槽１２２を備えた基板処理部１２１と、純水と薬液とを混合し、得られた混合処理液を処理槽１２２に供給する混合処理液供給部１２３と、混合処理液の濃度目標値を決める混合条件を設定する設定器（図示省略）とを備えている。
【０００７】
混合処理液供給部１２３は、純水と各薬液を混合する混合部１２４と、混合部１２４で混合された混合処理液を処理槽１２２に供給する供給系１２５と、混合部１２４に純水を供給する純水供給系１２６と、混合部１２４に各薬液を個別に供給する１又は複数の薬液供給系１２７と、与えられた純水供給量操作信号に応じて、混合部１２４への純水の各薬液を調節する薬液供給量調節機構１２８と、混合処理液の濃度現在値を監視するための濃度モニタ１２９と、混合処理液の濃度目標値と混合処理液の濃度現在値と濃度偏差を打ち消すような薬液信号を薬液供給流量調節機構１２８に与える制御部（図示省略）を備えている。この制御部は濃度モニタ１２９で監視される混合処理液の濃度現在値を基にフィードバック制御によって薬液供給流量調節機構１２８を制御して濃度目標値の混合処理液を処理槽１２２に供給する機能を有している。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２０９１０９号公報（図２、図３、段落〔００３０〕〜〔００３５〕）
【特許文献２】特開２０００−２１８３８号公報（図１、段落〔００２９〕〜〔００３１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
基板処理装置は、上記特許文献１、２にも紹介され、その他にも様々なタイプの装置が知られているが、これらの処理装置では、各種の薬液、水洗及び乾燥の一連の処理を同一の処理槽で行うことが極めて難しく未だ実用化に至っていない。
その理由は、種々存在するが、その一つは、各種の薬液、水洗及び乾燥の一連の処理を同一の処理槽で実施しようとすると、単一槽では、各種処理液の入れ換え、すなわち置換スピードに限界があることが挙げられる。例えば、処理液Ａの処理が終了し、槽内を処理液Ａから処理液Ｂに入れ換えようとすると、槽内に処理液Ａが残留し、両処理液Ａ、Ｂが混合される。このため、処理液Ａ、Ｂの組合せにおいて化学反応が起こり、不要な析出物が発生し、この析出物がウェーハに付着しパーティクルの原因となってしまう。また、このような析出物は処理槽の内壁にも付着して、以後の処理において処理液に混入し、ウェーハ及び槽壁に付着し、処理品質に悪影響を及ぼしてしまうことや、近年、ウェーハ表面には複雑な回路パターンが形成されるようになってきているため、このような回路パターンが施されていないウェーハ、いわゆるベアウェーハ又は回路パターンが少ないウェーハであれば、これまで特に問題視されなかったパーティクルでも、複雑化した回路パターンが施されたウェーハでは、置換効率に限界がある単一槽の処理に適合しないこと等が挙げられる。
【００１０】
一方、これらの対策として処理液が槽内に残留しないようにすると、処理液の交換及び槽洗浄に長時間を要し、生産性が極めて悪くなり、実用化に適さず、また、大量の処理液を必要とし処理コストの高騰を招来することになる。
【００１１】
この観点からみると、上記特許文献１に記載された基板処理装置では、薬液処理、水洗及び乾燥処理は、個別の処理槽で行うようにして、上記の課題を解決している。しかしながら、装置が大型化し、また、ウェーハは、順次、各槽へ移送されるので、この移送の間にウェーハが空気に晒され、酸化膜が生成されてしまうことがある。また、洗浄装置１０９では、洗浄槽１１１と乾燥室１１２が一体構造となっているため、洗浄槽内にウェーハを搬入する際にいちいち乾燥室を通らなければならいので、搬送が面倒になり、また、別に乾燥処理槽１１０をも必要としている。
【００１２】
また、上記特許文献２に記載された基板処理装置は、図示された処理槽の構造及び処理液供給系からみて、置換効率に限界があり、処理液が槽内に残留して上記のような析出物が発生しまう恐れがある。また、処理液の残留を少なくしようとすると、処理時間が長くなり、しかも大量の処理液が必要になってしまう。さらに、乾燥処理は、別槽で行わなければならず、単一槽での薬液、水洗及び乾燥の一連の処理ができるようになっていない。さらに重要なことは、槽内に同じ場所から同じ量を常に供給すると、淀みが生じてしまう。液供給の向きを変えても淀む所が変わるだけで淀みはなくならない。この淀みは、パーティクルの原因となり、液置換においても前の液が残りやすい原因となっていること分かってきた。
【００１３】
このような課題に鑑み、本発明者は、処理槽での処理液の置換、特にリンス液の置換効率を上げ、且つ槽内に処理液の淀みが発生しないようにすれば、処理液の残留が極めて少なくなり、薬液量を少なくして生産性も上げられ、単一槽でも薬液処理及び、水洗ができ、しかも乾燥処理も可能になることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１４】
すなわち、本発明の目的は、各種の薬液処理、水洗及び乾燥処理を同一の処理槽で処理できるようにした基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の基板処理装置は、上方に開口部を有する箱型の処理槽と、この処理槽の開口部を開閉自在に覆う蓋体とを備えた基板処理装置において、
前記蓋体は、その内部に被処理基板を収容して乾燥する乾燥室が形成され、前記処理槽は、前記箱型を構成する対向各側壁面に、それぞれ少なくとも３本の処理液供給ノズル管が所定間隔をあけて水平に配設され、これらの供給ノズル管は切換機構に接続されて対向する側壁側から交互に切り換えて処理液が供給されるようになっていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置に係り、前記対向各側壁面の少なくとも３本の供給ノズル管のうち、１本は純水専用の供給ノズル管であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置に係り、前記少なくとも３本の供給ノズル管は、それぞれ長手方向に少なくとも１列に所定ピッチで複数個の噴射穴が形成された中空筒状体からなり、これらの少なくとも３本の供給ノズル管は、前記各噴射穴を垂直方向に配列される被処理基板に向けて前記対向する側壁にそれぞれ取付けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置に係り、前記処理槽は、その底壁が水平方向に対して所定の角度傾斜され、その傾斜面の低端部に排出口が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の基板処理装置に係り、前記処理槽は、その底壁の外壁面に超音波発生装置が取付けられていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置に係り、前記乾燥室は、複数個の噴射ノズルが配設され、これらの噴射ノズルは、サブミクロンサイズの有機溶剤ミストを含む乾燥蒸気を供給する乾燥蒸気供給装置に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成を備えることにより、以下に示す効果を得ることができる。すなわち、本願の請求項１に記載の基板処理装置によると、処理槽の対向する各側壁面に、それぞれ少なくとも３本の供給ノズル管が取付けられているので、槽内で処理液の淀みをなくすることが可能になる、
【００２２】
例えば、所定薬液Ａの処理が終了した後この薬液の供給を停止し、どちらか一方の側壁に設けられた３本の供給ノズル管のみから純水を供給して、薬液Ａを所定時間追出し、続いて初めに供給した供給ノズル管からの供給を止め、もう一方の側の３本の供給ノズル管から純水を供給することで、徐々に槽内の流れを変えて、槽内に淀んで追出しきれなかった薬液Ａを追出し、さらに、全ての供給ノズル管から純水を供給して流量を増大させるとともに流速を速めれば短時間で被処理基板及び槽内の洗浄ができる。これは、供給の向きは一気に変わるが、流れは一気に変わらず徐々に変わることで、初めにできた淀みの箇所を徐々に移動して、残った薬液を早く排出するものである。続く、薬液Ｂによる処理に際しても同様の処理・洗浄を行い、このような処理・洗浄を繰り返すことにより、薬液、洗浄液の入れ換えがスピードアップし、同一槽において薬液、洗浄及び乾燥の一連の処理が可能になる。
【００２３】
すなわち、薬液／純水兼用の供給ノズル管は、通常、処理液供給源との間に、処理液を所定の濃度にする混合装置が接続され、この混合装置から槽内に処理液が供給されるようになっているため、これらの供給ノズル管からは、処理液の入れ換え時に大量の純水を供給することができない。しかし、本発明のように、純水専用の供給ノズル管を設けることより、混合装置を介さずに純水を槽内へ供給でき、加えて他の供給ノズル管からも純水を供給することにより、短時間に大量の純水が槽内に供給され、これら大量の純水で被処理基板及び槽内の洗浄が可能となる。
【００２４】
また、蓋体は、処理槽の開口部を開閉自在に覆い、且つその内部に乾燥室が形成されているので、処理槽での基板処理時に蓋体を開口部の上方或いは横方向に移動させておくことが可能になり、薬液による蓋体の汚染を回避できる。また、乾燥処理時は、処理槽の開口部は蓋体で覆われ、被処理基板は処理槽から引き上げられ、乾燥室で乾燥が行われるので、基板の移動中に空気に晒されることがなく、酸化膜等の生成を阻止し、高品質の乾燥処理が可能になる。
【００２５】
本願の請求項２に記載の基板処理装置によると、請求項１の効果に加え、純水専用供給ノズル管を設けることにより、効率よく純水を供給できる。
すなわち、薬液／純水兼用の供給ノズル管は、通常、処理液供給源との間に、処理液を所定の濃度にする混合装置が接続され、この混合装置から槽内に処理液が供給されるようになっているため、これらの供給ノズル管からは、処理液の入れ換え時に大量の純水を供給することができない。しかし、本発明のように、純水専用の供給ノズル管を設けることより、この純水専用の供給ノズル管は混合装置を介さないために純水を槽内へ大量に供給でき、加えて他の供給ノズル管からも純水を供給することにより、短時間に大量の純水が槽内に供給され、これら大量の純水によりウェーハ及び槽内の早急な洗浄が可能となる。
【００２６】
また、本願の請求項３に記載の基板処理装置によると、簡単な構成の供給ノズル管によって被処理基板に対して効率よく純水や薬液を供給することができ、しかも、槽内で流量を増やし流速の速い所定方向の流れを形成できるので、槽内での洗浄液の淀みをなくし、且つ置換効率を向上させることができる。
【００２７】
また、本願の請求項４に記載の基板処理装置によると、底壁が水平方向に対して所定の角度に傾斜しているので、超音波の透過性能が向上し、かつ、傾斜面の低端部に排出口が形成されているので、槽の底部に溜まる沈殿物は傾斜した底壁面に沿って流れ落ち、排出口から外へ容易に排出される。したがって、処理液を交換する度に、槽底の沈殿物等が槽外へ排出されて、常時槽内を清浄にしておくことが可能となる。
【００２８】
本願の請求項５に記載の基板処理装置によると、被処理基板に対して処理液による化学的処理に加えて、超音波振動による物理的な処理も可能になり、これらの処理を組み合わせることにより、より高品質の処理ができる。
【００２９】
また本願の請求項６に記載の基板処理装置によると、乾燥蒸気供給装置からサブミクロンサイズの有機溶剤ミストを含む乾燥ガスが乾燥室内に供給される。したがって、この有機溶剤の蒸気に含まれるミストは、サブミクロンサイズに極小化されているので、有機溶剤の使用量を増やすことなく、有機溶剤ミストの粒数を増大させることができる。また、個々のミストの表面積は小さくなるが、一方で粒数が多くなった分だけ個々のミストの表面積の総和である全体の表面積が増大される。その結果、サブミクロンサイズのミストを大量に基板表面に噴射できるようになるので、基板に付着している洗浄液がこの大量のサブミクロンサイズの有機溶剤ミストによって効率よく置換される。しかも、多数の大径基板が処理槽内に挿入されていても、複数の噴射ノズルが配設されているために、サブミクロンサイズのミストは急速に基板間に浸入できるので、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、基板表面のウォータマークの発生が極めて少なく、或いは殆ど零にできる。更に、パーティクルの付着もなくなり、しかも、乾燥処理のスピードが速くなるのでパーティクルの再付着をも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基板処理装置を例示するものであって、本発明をこの基板処理装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【実施例】
【００３１】
図１は本発明の一実施例に係る基板処理装置の概略平面レイアウト図、図２は処理装置を示す断面図、図３は図２の処理装置を構成する処理槽を示し、図３（ａ）は図２のＸ方向からみた側断面図、図３（ｂ）は上面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４は図３の処理槽内に配設される供給ノズル管を示し、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＹ方向から見た一部拡大上面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図５は配管系統図である。
【００３２】
基板処理装置１は、例えば半導体ウェーハ、液晶表示装置用基板、記録ディスク用基板、或いはマスク用基板等の各種基板の表面処理を薬液及び洗浄に至る一連の処理を１つの槽で行うことができる処理装置１０を備えている。以下、各種基板を代表して、半導体ウェーハ（以下、ウェーハという）について説明する。
【００３３】
また、以下の説明で用語「処理液」は、ウェーハ表面のエッチング処理等を行う薬液及びウェーハ表面及び処理槽内の薬液の洗浄等を行う洗浄液を含んだ総称として使用する。
また、一般に「蒸気」とは「気体」のことを示すが、基板処理の技術分野においては乾燥ガスのように「気体」以外に「微小な液体粒（ミスト）」を含むものも慣用的に「蒸気」ないしは「ベーパ」と表現されているので、本願明細書及び特許請求の範囲においても「気体」以外に「微小な液体粒（ミスト）」を含むものも「蒸気」と表すこととする。
【００３４】
この基板処理装置１は、図１に示すように、ほぼ中央部３に位置する処理装置１０と、この処理装置１０の周囲にあって、処理装置１０に各種処理液を供給する処理液供給部４と、この供給部４と処理装置１０とを接続する配管エリア５と、ウェーハＷを処理装置１０へ搬入・搬出する搬送部２とを備えている。
【００３５】
複数枚のウェーハＷは、例えば、直径３００ｍｍのものが２５枚セットにされて複数個の収容容器、例えば２個のフープ（ＦＯＵＰ：Front Open Unified Pod）６ａ、６ｂにそれぞれ収納され、搬送ロボット９によって、図の矢印に示す方向に沿って、ＨＶユニット７に搬送され、ここでウェーハＷの配列が水平方向から垂直方向に変更され、ウェーハチャック部を含む垂直搬送機８に移しかえられて処理装置１０に搬入される。また、処理が終わったウェーハＷは、逆ルートで外へ搬出される。このとき、処理前にウェーハＷを把持したチャックで、処理後のウェーハＷを把持することになるので、チャックにはウェーハＷ投入時の薬液が付着していることから、処理後のウェーハＷにもウェーハチャックを介して薬液が付着する可能性があるため、ウェーハＷ処理中にウェーハチャック洗浄が必要になる。しかしながら、ロボット機構及びウェーハチャック洗浄を含む搬送機構は、公知のもの使用するので説明を省略する。
【００３６】
処理装置１０は、図２に示すように、所定枚数、例えば上記の枚数５０枚のウェーハＷ及び処理液を収容できる大きさの処理槽１１と、この処理槽１１の上方開口部１２ａ'を開閉自在に覆う蓋体２１と、処理槽の底部に装着された超音波発生装置３０を備え、これらは箱型の収容ケース２５に収容されている。収容ケース２５内には、架台２６ａ、２６ｂが床板から立設され、この架台によって処理槽１１が支持固定される。蓋体２１は、内部に乾燥室２３が形成されている。また、この蓋体２１は、移動機構（図示省略）により、上下に移動させ、処理槽の開口部１２ａ'を開閉自在になっている。
【００３７】
処理槽１１は、図３に示すように、ほぼ四角形の底壁１２ａと、この底壁１２ａの外周囲から立設された側壁部１２ｂ〜１２ｅとを有し、上方が開口した箱型の内槽１２が形成され、この内槽１２の外周囲に所定の幅をあけて側壁１３ｂ〜１３ｅで囲まれ底壁１３ａを有した外槽１３が形成されている。そして外槽壁１３ｂ、１３ｄには、架台２６ａ、２６ｂに取付ける取付け部１３ｆ、１３ｇが形成されている。
【００３８】
内槽１２の底壁１２ａは、図３（ａ）に示すように、水平方向に対して所定角度θ、例えば３°傾斜されている。底壁を傾斜させると、この底壁に後述する超音波発生装置３０を取付けたとき、超音波洗浄を効率よく行うことが可能になる。また、排液をスムーズに行えるようになる。
【００３９】
また、各側壁１２ｂ〜１２ｅの上方端部にＶ字状溝（図３には、側壁１２ｂ、１２ｅの溝１２ｂ'、１２ｅ'が示されている）が形成される。この溝を設けることにより、内槽１２からオーバーフローする処理液が外槽１３へ片寄ることなく全周からスムーズに流れ落ちる。
【００４０】
排液が必要なときに排液時間を短くするために、排出口１９は、大口径、例えば直径７５ｍｍに形成される。また、外槽１３の底壁１３ａにも排出口２０が形成される。その直径は、例えば５０ｍｍである。
【００４１】
また、対向する側壁１２ｂ、１２ｄには、その内側に中空筒状体からなる複数本（図では一側壁に３本ずつ）の供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'が所定の間隔をあけ水平に取付けられる。
各供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'は、同一構成を有しており、その１本を図４に図示している。この供給ノズル管１４は、所定の直径Ｄ１及び長さを有する筒状体に、その長手方向に所定間隔Ｄ２あけて２列に、各列が所定ピッチＤ３で複数個の穴１７ａ、１８ａからなる噴射口１７、１８が形成される。Ｄ１は、例えば２０ｍｍ、Ｄ２は下記角度αにきまる例えば６．８ｍｍ、Ｄ３は例えば５．０ｍｍ、また長さは、処理槽１０の槽幅より若干長くなっている。
各噴射口１７、１８は、所定の直径φを有し、円形状筒体の中心Ｏから所定の角度αの箇所に形成されている。直径φは例えば１ｍｍ、角度αは例えば３０°である。
【００４２】
各供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'は、対向する側壁１２ｂ、１２ｄ面に噴射口１７ａ、１８ｂが所定の方向を向くようにして取付けられる。すなわち、一方の側壁１２ｂには、３本の供給ノズル管１４ａ〜１４ｃが所定の間隔で上、中、下段にほぼ水平に取付けられる。その際、下段の供給ノズル管１４ｃは、噴射口１７ａ、１８ａの角度が水平方向に対して上方へ６０°、中段の供給ノズル管１４ｂは上方へ２０°、さらに上段の供給ノズル管１４ａは下方へ４５°傾けて取付けられる。また、対向する他の側壁１２ｄ面にも同様の角度になるようにして３本の供給ノズル管１４ａ'〜１４ｃ'が取付けられる。これらの角度に設定することにより、槽内にウェーハが収容されたとき、各噴射口はウェーハのほぼ中心に向くことになる。
各供給ノズル管のうち、上段の供給ノズル管１４ａ、１４ａ'は、純水供給専用に使用され、他の供給ノズル管１４ｂ、１４ｃ、１４ｂ'、１４ｃ'は、薬液及び純水供給に兼用される。
【００４３】
各供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'を対向する側壁１２ｂ、１２ｄに装着することにより、槽内において所定方向の流路を形成できる。
たとえば、所定薬液Ａの処理が終了した後、この薬液の供給を停止し、先ず、どちらか一方の側壁（例えば図３（ｃ）中の左側壁１２ｂ）に設けられた３本の供給ノズル管１４ａ〜１４ｃのみから純水を供給して、内槽１２内の薬液Ａを所定時間追出し、続いて供給ノズル管１４ａ〜１４ｃからの供給を止め、もう一方の側壁（例えば図３（ｃ）中の右側壁１２ｄ）に設けられた３本の供給ノズル管１４ａ'〜１４ｃ'から純水を供給することで、徐々に槽内の流れを変えて、槽内に淀んで追出しきれなかった所定薬液Ａを更に追出し、さらに、全ての供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'から純水を供給して流量を増大させるとともに流速を速めることにより短時間でウェーハＷ及び内槽１２の洗浄ができる。これは、処理液の供給の向きは一気に変わるが、流れは一気に変わらず徐々に変わることで、初めにできた淀みの箇所を徐々に移動して、残った薬液を速く排出するものである。続く、薬液Ｂによる処理に際しても同様の処理・洗浄を行い、このような処理・洗浄を繰り返すことにより、薬液、洗浄液の入れ換えスピードがアップし、同一槽において薬液、洗浄及び乾燥の一連の処理が可能になる。
【００４４】
さらにまた、上述では純水を供給する供給ノズル管を右側あるいは左側の一方から切換供給するようにしたが、例えば側壁１２ｂに設けられた供給ノズル管１４ａ〜１４ｃのうち下部（上部）に位置する供給ノズル管１４ｂ、１４ｃ（１４ａ）と側壁１２ｄに設けられた供給ノズル管１４ａ'〜１４ｃ'のうち上部（下部）に位置する供給ノズル管１４ａ'（１４ｂ'、１４ｃ'）とを同時に使用すれば、処理槽１１内に渦状の流れを形成することができ、この供給方向を必要に応じて切換えて供給することにより処理槽１１内の淀みをよりできにくくすることもできる。
なお、供給ノズル管の本数及び取付け時の噴射口の角度は、上記の本数及び角度に限定されず、任意の本数及び角度を選択してもよい。
【００４５】
処理槽１１の底部１２ａには、図２に示すように、超音波発生装置３０が装着される。この超音波装置３０は、超音波発生器３２と、超音波伝達媒体、例えば水が貯留される浅底の容器３１で構成される。超音波発生器３２は、所定周波数、例えば１０ＫＨｚ〜数ＭＨｚを発する発振器が使用される。
【００４６】
処理槽１１の底部１２ａに超音波発生器３０を装着することにより、発信器から放射された超音波は、水及び内槽１２の底部１２ａを透過して処理液へ伝達される。そして、この超音波は、処理液を振動させ、ウェーハの表面へ物理的な力として作用し、ウェーハ表面に付着している異物、汚染物質等のパーティクルを除去する。
【００４７】
蓋体２１は、図２に示すように、下方に開口部２２ａを有し、上方が閉鎖され内部に複数枚のウェーハＷを収納できる大きさを有する箱型容器２２からなり、容器内は乾燥室２３として使用される。この蓋体２１は、移動機構（図示省略）により上下又は水平方向へ移動できるようになっている。
【００４８】
また、この箱型容器２２は、その上部にほぼアーチ状の天井面２５が形成され、この天井面２５に乾燥ガスを噴射する複数個の噴射ノズル２４１〜２４ｎがほぼ等間隔に四方に整列して配設されている。
【００４９】
次に、図５を参照して、処理装置と各種処理液供給部との配管接続を説明する。図５は配管系統図を示し、その系統は、処理液供給系と排液処理系に大別される。
【００５０】
（ｉ）処理液供給系
この処理液供給系は、処理装置１０の周辺に純水供給源４１、４１ａ、各種の薬液供給源４２〜４６及び不活性ガス供給源３８、３９が配設される。
純水供給源４１、４１ａは、常温の純水を供給する純水供給源４１と、所定の温度、２５〜６５℃に加熱された純水を供給する温純水供給部４１ａとからなる。また、薬液供給源は、例えばＨＣＬを供給する薬液Ａ供給源４２、同様に薬液Ｂ（例えばＨ２Ｏ２）供給源４３、薬液Ｃ（例えばＨＦ）供給源４４、薬液Ｄ（例えばＮＨ４Ｏ４）供給源４５、薬液Ｅ（例えばＯ３＋純水）供給源４６とからなる。
【００５１】
上記各供給源４１〜４６は、それぞれ配管Ｌにより混合装置４０に接続される。ただし、このうち純水供給源４１、４１ａは、バルブＶ１、Ｖ２を介し混合装置４０を通さずに直接処理槽１１の供給ノズル管１４ａ、１４ａ'へ純水が供給されるように接続される。この接続により、各純水供給源４１、４１ａからは、純水が混合装置４０を介さずに、大量に処理槽へ供給される。
【００５２】
また、薬液供給源４２〜４６は、配管Ｌにより混合装置４０に接続され、この混合装置４０は、配管Ｌにより処理槽１１の供給ノズル管１４ｂ、１４ｃ、１４ｂ'、１４ｃ'に接続される。そして、各薬液供給源４２〜４６から供給される薬液は、純水に薬液単体又は各薬液が混合されて、所定の濃度に調整され、処理槽１１へ供給される。その混合割合は、後述する各種処理プロセス（図１１、図１２）に使用する薬液において、薬液ＡＰＭは、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏの混合割合が１：２：５０〜１：１：２００、薬液ＤＨＦは、ＨＦ：Ｈ２Ｏの混合割合が１：１００〜１：１０００、さらに薬液ＨＣＬの混合割合がＨＣＬ：Ｈ２Ｏ＝１：１００〜１：１０００となるように混合され、また、Ｏ３の濃度は、０〜１０ｐｐｍである。
【００５３】
不活性ガス、例えば窒素ガスを供給する不活性ガス供給源３８、３９は、それぞれバルブＶを介して、蓋体２１に設けられた噴射ノズル２４１〜２４ｎ、及び乾燥蒸気供給装置３５に配管Ｌにより接続される。
【００５４】
各噴射ノズル２４１〜２４ｎは、全体形状が円錐状をなし先細の先端に開穴が形成され、この開穴から乾燥ガスが噴射される。また、各噴射ノズル２４１〜２４ｎには、ヒータ（図示省略）が付設されている。噴射ノズル自体は、既に公知であるので、詳細な説明を省略する。更に、配管ＬＨ及びこの管から分岐された各分岐管には、管体の外周壁面にヒータ（図示省略）が付設されている。このヒータには、例えばベルトヒータを使用する。これらのヒータは、ＣＰＵ（図示省略）に接続され、このＣＰＵによって制御される。
【００５５】
乾燥蒸気供給装置３５は、不活性ガス供給源３８、３９から蒸気発生槽３６の底部へ不活性ガス（キャリアガス）が供給され、この蒸気発生槽３６に貯留されているＩＰＡ液内に気泡（バブリング）を発生させ、ＩＰＡ気体及びミストからなるＩＰＡ蒸気を生成させる。また、この蒸気発生槽３７から導出された蒸気は、スタティックミキサ（図示省略）を介して配管ＬＨに連結され、蒸気発生槽３６から噴射ノズル２４１〜２４ｎへキャリアガス及びＩＰＡ蒸気の混合ガスとして供給される。なお、スタティックミキサ（図示省略）はキャリアガス及びＩＰＡ蒸気からなる混合ガスの混合度合いを促進して均質化させるために設けられている。
【００５６】
不活性ガスでＩＰＡ液をバブリングすることにより、ＩＰＡミストと飽和濃度未満の気体とからなるＩＰＡ蒸気を含む不活性ガスとの混合ガスが得られ、その混合ガスは噴射ノズルから放出されるまでに同じ温度か或いは徐々に高くなるように温度制御されているので、移動中にＩＰＡミストの表面から徐々にＩＰＡが気化してミストの粒径が小さくなり、容易にサブミクロンサイズのＩＰＡミストを含む乾燥ガスが得られる。有機溶剤は、ＩＰＡの他、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチル・グリコール、１−プロパノール、２−プロパノール、テトラヒドロフラン等の有機化合物からなる群から適宜選択して使用される。
【００５７】
この乾燥ガスを用いると、有機溶剤の蒸気に含まれるミストは、サブミクロンサイズに極小化されているので、有機溶剤の使用量を増やすことなく、有機溶剤のミストの粒数を増大させることができる。そのため個々のミストの表面積は小さくなるものの、一方で粒数が多くなった分だけ個々のミストの表面積の総和である全体の表面積が増大される。
また、サブミクロンサイズのミストを大量にウェーハ表面に噴射できるようになるので、ウェーハに付着している洗浄液がこの大量のサブミクロンサイズの有機溶剤ミストによって効率よく置換される。その結果、複数の供給ノズルとキャリアＮ２量の調整も伴って多数の大径ウェーハが処理槽内に挿入されていても、サブミクロンサイズのミストは急速に基板間に浸入できるので、乾燥処理効率が向上すると共に処理時間も短縮でき、ウェーハ表面のウォータマークの発生が極めて少なく、或いは殆ど零にできる。さらに、パーティクルの付着もなくなり、しかも、乾燥処理のスピードが速くなるのでパーティクルの再付着をも防止できるようになる。
【００５８】
不活性ガス供給源３８、３９からは、配管ＬＨに不活性ガスとして窒素ガスＮ２が供給される。この配管ＬＨもベルトヒータにより所定の温度に制御されている。この窒素ガスＮ２は、蒸気発生槽３６からの不活性ガスと有機溶剤蒸気との混合ガスの希釈だけでなく、処理槽内のパージや仕上げ乾燥にも使用される。なお、不活性ガスとしては、窒素ガスＮ２の他に、アルゴン、ヘリウム等を適宜選択して使用できる。また、図中のＭＦＣは流量計である。
【００５９】
（ii）排液処理系
この排液処理系は、薬液、水を処理する液体処理設備と、乾燥ガス等の気体を処理する気体処理設備とがある。液体処理設備は、純水処理部５３、アルカリ処理部５４、酸処理部５５、ＨＦ処理部５６、有機処理部５７、有機ガス処理部５８である。また、槽上部の気体処理設備は、有機物処理部５０、酸処理部５１、アルカリ処理部５２である。そして、各処理設備５０〜５８は、処理装置１０に接続されている。
【００６０】
次に、この処理装置を用いたウェーハの薬液、洗浄及び乾燥の一連の処理を図５〜図９を用いて説明する。先ず、純水供給源４１から処理槽１１の内槽１２へ純水ＤＩＷを供給し、内槽を洗浄する。このとき蓋体２１は、処理槽１１の上方或いは上方側部に待機させておく。（図６（ａ））。
【００６１】
槽内の洗浄後、純水ＤＩＷを排出し、薬液供給源、例えば供給源４２から薬液Ａを槽内の供給ノズル管１４ｂ、１４ｃ、１４ｂ'、１４ｃ'へ供給する。（図６（ｂ））。この薬液Ａが槽１２内に貯留された後に、ウェーハＷを薬液Ａに浸漬して処理を行う。（図６（ｃ））。薬液Ａの処理が終了した後に、純水供給源４１から、一方の側壁面の供給ノズル管１４a〜１４cから純水を供給し、所定時間の後これを止め、もう一方の側壁の供給ノズル管１４a'〜１４c'から純水を供給し、最後に純水ＤＩＷを供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'から一斉に供給する。（図７（ａ））。
【００６２】
この純水ＤＩＷによる洗浄（図７（ｂ））が終了した後、薬液供給源、例えば供給源４３から薬液Ｂを供給ノズル管１４ｂ、１４ｃ、１４ｂ'、１４ｃ'へ供給し、薬液Ｂによる処理及び純水による洗浄を行う。（図７（ｃ））。以後、同様にして必要に応じて薬液Ｃ及びＤを用いた処理を行う。
【００６３】
最後の薬液、例えば薬液Ｄを用いた処理が終了した後に、純水供給源４１、４１ｂから全ての供給ノズル管１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'に純水を供給し、ウェーハＷの洗浄を行う。
【００６４】
この洗浄が終了した後に、ウェーハＷを処理槽１１から引き上げ蓋体２１内の乾燥室２３へ収容し、ＩＰＡのマイクロミストを含む乾燥ガスを噴射口２４１〜２４ｎから噴射する。（図８（ａ））。
【００６５】
次いで、排出口１９（図２、図３参照）を全開にして、内槽１２内の純水を急速排出する。この排出時には、マイクロミストを含むＩＰＡの乾燥ガスを噴射口２４１〜２４ｎから供給し続けて、ウェーハＷの乾燥を行う。（図８（ｂ）、図８（ｃ））。
【００６６】
この乾燥処理が終了した後に、不活性ガス供給源３８、３９から窒素ガス（Ｎ２）を乾燥室２３に供給し（図９（ａ））、その後、ウェーハＷを乾燥室２３から取出して処理を終了する。（図９（ｂ））。
【００６７】
上記の処理プロセスでは、一般的な薬液Ａ、Ｂを用いた処理を説明したが、具体的には以下の薬液処理プロセスを実行することができる。以下、代表的な処理プロセスについて説明する。
【００６８】
（１）汚れ除去処理プロセス
図１０（ａ）に示す処理プロセスは、ウェーハに付着した有機性汚れ、パーティクル、酸化膜、金属不純物等を除去するプロセスで通常にＲＣＡプロセスと呼ばれている。ここでは純水ＤＩＷにウェーハを投入するプロセスについて説明する。この処理プロセスでは、先ず、純水供給源４１から内槽１２へ純水ＤＩＷを供給し、槽内を洗浄する。この洗浄の後、ウェーハＷを投入し、時点ｔ１で薬液供給源４３、４５から混合装置４０により、薬液ＡＰＭの供給を開始し、供給量を調整しつつ、槽１２内の純水を追い出し薬液ＡＰＭに入れ換える。この薬液を一定濃度にしてウェーハＷの処理を行う。この処理により、ウェーハＷの有機性汚れ及び付着粒子等の除去がされる。
【００６９】
薬液ＡＰＭの供給を時点ｔ２まで継続した後、この薬液の供給を停止し、代わって再び純水供給源４１、４１ａから純水ＤＩＷの供給を開始し、内槽１２内を薬液ＡＰＭから純粋ＤＩＷへ置換する。時点ｔ３〜ｔ４まで純水で洗浄した後、時点ｔ４で純水の供給を停止し、代わって薬液供給源４４から薬液ＤＨＦの供給を開始し、槽内を薬液ＤＨＦに置換して、この薬液によるウェーハの処理を時点ｔ６まで継続する。この処理により、酸化膜が除去される。しかしながら時点ｔ６以前の時点ｔ５において薬液ＤＨＦの供給を停止すると同時に、純水ＤＩＷの供給を開始し、槽内を再び純水により置換を開始している。置換後、純水による洗浄を行う。
【００７０】
以後、同様の手順で薬液ＨＰＭ、純水ＤＩＷ及び薬液Ｏ３の処理を行う。この処理により、ウェーハＷの金属不純物が除去される。その後、最後の純水ＤＩＷによる洗浄が終了した後に、乾燥処理を行う。
また、この処理プロセスにおいて、薬液ＡＰＭ処理、及び最後の洗浄処理において、時間Ｔ１、Ｔ２、超音波発振装置３０を作動させて、薬液及び洗浄液との両方で超音波処理を行う。
【００７１】
（２）エッチング処理プロセス
図１０（ｂ）、図１１（ａ）は、エッチング処理プロセスを示したもので、図１０（ｂ）の処理プロセスは、薬液Ｈ２Ｏ２、純水ＤＩＷ、薬液ＤＨＦ及び薬液ＨＰＭによるものである。この処理プロセスでは、薬液ＤＨＦと薬液ＨＰＭとが所定の濃度Ｘｐｐｍで混合される。これは同一の処理槽で処理しているため可能となったプロセスである。
【００７２】
また、図１１（ａ）の処理プロセスは、Ｏ３を純水に溶解したＯ３水を使用し、次いで薬液ＤＨＦで処理するものである。これらの処理プロセスは、図５の処理装置で行われる。処理手順は、上記（１）と同様なので説明を省略する。
【００７３】
（３）最終洗浄プロセス
図１１（ｂ）は、ウェーハの最終洗浄プロセスを示し、薬液ＡＰＭ、純水ＤＩＷ、薬液ＤＨＦ及び薬液ＨＣＬにより処理される。この処理プロセスは、図５の処理装置で行われる。処理手順は、上記（１）と同様なので説明を省略する。このプロセスの特徴はＯ３水を完全に止めずに少量流し続けるところにあり、これも同一の処理槽で処理しているために可能となったプロセスである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例に係る基板処理装置の概略平面レイアウト図、
【図２】処理装置を示す断面図、
【図３】図２の処理装置を構成する処理槽を示し、図３（ａ）は図２のＸ方向からみた側断面図、図３（ｂ）は上面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、
【図４】図３の処理槽内に配設される供給ノズル管を示し、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＹ方向から見た一部拡大上面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、
【図５】図５は配管系統図、
【図６】処理装置における処理プロセスを示す断面図、
【図７】処理装置における処理プロセスを示す断面図、
【図８】処理装置における処理プロセスを示す断面図、
【図９】処理装置における処理プロセスを示す断面図、
【図１０】各種処理液供給タイミングを示した処理プロセス説明図、
【図１１】各種処理液供給タイミングを示した処理プロセス説明図、
【図１２】従来技術の基板処理装置を示す平面図、
【図１３】図１２の基板処理装置を構成する洗浄装置を示す断面図、
【図１４】従来技術の基板処理装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１              基板処理装置
１０            処理装置
１１            処理槽
１２            内槽
１２ａ          底壁
１２ｂ〜１２ｅ  側壁
１３            外槽
１４、１４ａ〜１４ｃ、１４ａ'〜１４ｃ'  供給ノズル管
１７、１８      噴射口
１９、２０      排出口
２１            蓋体
２３            乾燥室
３０            超音波発生装置
３２            超音波発生器
３５            乾燥蒸気供給装置
３６            蒸気発生槽
４０            混合装置
４１、４１ａ    純水供給源
４２〜４６      薬液供給源
３８、３９      不活性ガス供給源
【図１】
2006093334.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006093334.tif 000009
【図８】
2006093334.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006093334.tif 000012
【図１１】
2006093334.tif 000013
【図１２】
2006093334.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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