(57)【要約】【課題】板状の被処理物の一方の面のみを洗浄するときに、他方の面に洗浄液が回り込むことなく、かつ、被処理物を破損させることなく、洗浄を行うことのできる洗浄装置、保持装置、及び保持方法を提供する。【解決手段】板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を装置躯体に当接させて洗浄槽を構成し、洗浄槽内の洗浄用流体により、洗浄槽内に配設した被処理物を洗浄する洗浄装置であって、一側壁の外側から開口を通して、一側壁の内側に搬入された被処理物の裏面を保持可能であって、被処理物を縦方向に起立した状態で保持する保持手段を備え、保持手段は、非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、被処理物の洗浄時には、保持手段と被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射する。【選択図】図９
2008091578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を装置躯体に当接させて洗浄槽を構成し、前記洗浄槽内の洗浄用流体により、前記洗浄槽内に配設した前記被処理物を洗浄する洗浄装置であって、
前記一側壁の外側から前記開口を通して、前記一側壁の内側に搬入された前記被処理物の裏面を保持可能であって、前記被処理物を縦方向に起立した状態で保持する保持手段を備え、
前記保持手段は、非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で前記被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、前記被処理物の洗浄時には、前記保持手段と前記被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から前記被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射すること
を特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記非接触保持具は、前記保持手段において前記縦方向上部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記乾燥用流体供給孔は、前記保持手段において、少なくとも一部が、前記縦方向において前記非接触保持具より下方に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記乾燥用流体供給孔は、前記保持手段の略中央に配置された第１乾燥用流体供給孔と、前記保持手段の周縁に沿って配置された第２乾燥用流体供給孔と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記押圧流体は窒素ガスであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載の洗浄装置。
【請求項６】
板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を洗浄装置の装置躯体に当接させて構成した洗浄槽内に配設される前記被処理物を、縦方向に起立した状態で保持する保持手段であって、
非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で前記被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、前記被処理物の洗浄時には、前記保持手段と前記被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から前記被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射すること
を特徴とする保持手段。
【請求項７】
板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を洗浄装置の装置躯体に当接させて構成した洗浄槽内に配設される前記被処理物を、縦方向に起立した状態で保持するための保持方法であって、
非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で前記被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、前記被処理物の洗浄時には、前記保持手段と前記被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から前記被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射すること
を特徴とする保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄槽内で被処理物を洗浄する洗浄装置、並びに、この洗浄装置において被処理物を保持する保持手段及び保持方法に関し、特にウエハなどの半導体基板の表面及び／又は裏面を一枚ずつ同時に洗浄する洗浄装置、保持手段、及び保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において、ウエハなどの半導体基板（被処理物）を一枚ずつ洗浄し、リンスし、乾燥する洗浄装置は、図１２に示すようにスピン方式が一般的である。このような洗浄装置１００は、円筒形状のチャンバ１０２内に、チャック等を用いてウエハ１０１の端面等を保持するウエハ受け台１０３を備え、このウエハ受け台１０３が回転軸１０４を介して支持される。この回転軸１０４は、モータ（不図示）に接続され、モータの駆動により、ウエハ受け台１０３に保持されたウエハ１０１が回転可能に設けられる。ここで、図１２は、従来の洗浄装置１００を示す概略断面図である。
【０００３】
ウエハ受け台１０３の上方には、供給ノズル１０５が備えられ、この供給ノズル１０５から有機溶剤などの洗浄液、リンス用の純水（リンス液）、窒素ガスなどの乾燥用流体がウエハ受け台１０３上のウエハ１０１へ順次供給されて、このウエハ１０１が洗浄され、リンスされ、乾燥される。この供給ノズル１０５の基部には温度センサー１０６が設けられて、この供給ノズル１０５へ導かれる洗浄液、純水、乾燥用流体の温度が測定される。洗浄、リンス、乾燥に用いられた洗浄液、リンス用純水、乾燥用流体は、排液口１０７、排気口１０８から排出される。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８３０２０号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４３１８号公報
【特許文献３】特開２００６−１２０７９５号公報
【特許文献４】米国特許第４９１１７６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の洗浄装置においては、ウエハ受け台１０３とともに回転するウエハ１０１上へ、供給ノズル１０５から洗浄液やリンス用の純水を供給することによりウエハ１０１を洗浄しており、上面のみの洗浄を所望する場合であっても下面まで洗浄液や純水が回り込んでしまうおそれがある。
【０００６】
これに対して、洗浄液及びリンス液の回り込み防止のために、ウエハ１０１の下面に窒素ガスを噴射することが提案されている。しかしながら、回転するウエハ１０１に対して、上面には洗浄液やリンス液を、下面には窒素ガスを、同時に供給することは、ウエハ１０１の保持を不安定にし、破損に至る可能性が高くなっていた。
【０００７】
また、スピン方式以外の洗浄方法としては、ウエハ１０１を洗浄液に浸漬するディップ方式があるが、このディップ方式では一方の面のみを洗浄することができない。
【０００８】
そこで本発明は、板状の被処理物の一方の面のみを洗浄するときに、他方の面に洗浄液が回り込むことなく、かつ、被処理物を破損させることなく、洗浄を行うことのできる洗浄装置、保持装置、及び保持方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の洗浄装置は、板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を装置躯体に当接させて洗浄槽を構成し、洗浄槽内の洗浄用流体により、洗浄槽内に配設した被処理物を洗浄する洗浄装置であって、一側壁の外側から開口を通して、一側壁の内側に搬入された被処理物の裏面を保持可能であって、被処理物を縦方向に起立した状態で保持する保持手段を備え、保持手段は、非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、被処理物の洗浄時には、保持手段と被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射することを特徴としている。
【００１０】
本発明の洗浄装置において、非接触保持具は、保持手段において縦方向上部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の洗浄装置において、乾燥用流体供給孔は、保持手段において、少なくとも一部が、縦方向において非接触保持具より下方に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の洗浄装置において、乾燥用流体供給孔は、保持手段の略中央に配置された第１乾燥用流体供給孔と、保持手段の周縁に沿って配置された第２乾燥用流体供給孔と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の洗浄装置において、押圧流体は窒素ガスであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の保持手段は、板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を洗浄装置の装置躯体に当接させて構成した洗浄槽内に配設される被処理物を、縦方向に起立した状態で保持する保持手段であって、非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、被処理物の洗浄時には、保持手段と被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射することを特徴とする。
【００１５】
本発明の保持方法は、板状の被処理物の外形に対応する開口が形成された一側壁を洗浄装置の装置躯体に当接させて構成した洗浄槽内に配設される被処理物を、縦方向に起立した状態で保持するための保持方法であって、非接触保持具内の旋回流により発生する負圧の作用で被処理物の裏面を非接触状態で保持するとともに、被処理物の洗浄時には、保持手段と被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、被処理物の洗浄時に、保持手段と被処理物との間を陽圧とするように、乾燥用流体供給孔から被処理物の裏面に対して、押圧流体を噴射しているため、水圧による被処理物の撓みを防止することができ、被処理物と一側壁との密着を確実に行うことが出来ることから、この点からも一側壁と被処理物との境界から裏面へ洗浄液が回り込むことがなく、確実に被処理物の一方の面のみを確実に洗浄することができ、さらには水圧による撓みによって被処理物の破損を防止することが可能である。
【００１７】
また、旋回流により発生する負圧の作用で被処理物の裏面を非接触状態で保持するため、被処理物を回転させることなく起立した状態で保持することができ、これにより洗浄中の被処理物の破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る洗浄装置１１の待機状態を、斜め正面側から目視して示す斜視図である。図２は、洗浄装置１１の待機状態を、斜め背面側から目視して示す斜視図である。図３は、洗浄装置１１のウエハ搬入出状態を示す正面図である。図４は、図３を矢印ＩＶの方向から見た側面図である。図５は、洗浄装置１１のウエハセット状態またはウエハ乾燥状態を示す正面図である。図６は、図５を矢印ＶＩの方向から見た側面図である。図８は、洗浄装置１１の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。
【００２０】
本実施形態に係る洗浄装置１１は、洗浄後に、洗浄槽２３を乾燥槽とする乾燥装置としても機能するものである。また、洗浄装置１１は、洗浄工程を省略し、洗浄槽２３を乾燥槽と捉えた乾燥装置として利用することも可能である。このような洗浄装置又は乾燥装置によれば、被処理物としてのウエハ１をウエハ保持装置２４により縦方向に起立した状態で洗浄、乾燥出来るため、洗浄槽、乾燥槽ひいては洗浄装置、乾燥装置全体の省スペース化を実現できる。
【００２１】
洗浄装置１１は、図１〜図６及び図８（特に図８）に示すように、基本構造となるボックス形状の装置躯体２９において、その下部に、洗浄液（洗浄用流体）、純水を貯液してウエハ１の洗浄を行う扁平ボックス形状の洗浄槽２３と、この洗浄槽２３内にウエハ１を装着するウエハ保持装置２４と、洗浄槽２３に隣接すると共にウエハ保持装置２４と反対の位置に石英板５３により区画されて併設された間接槽５２と、間接槽５２に隣接すると共に洗浄槽２３と反対の位置に設置された超音波振動装置２５と、洗浄槽２３の上方で、この洗浄槽２３に隣接して設けられた第１オーバーフロー槽２６と、洗浄槽２３の上方で洗浄槽２３に連設して設けられて、この洗浄槽２３内へ乾燥用流体を導く乾燥用流体供給槽２７とを有して構成される。
【００２２】
また、扁平ボックス形状の洗浄槽２３は、装置躯体２９における洗浄槽構成部２３Ａ（図４）に対して、石英板５３に対向する位置に、一側壁としての正面壁２８が当接することで構成される。この正面壁２８には、ウエハ１の外形に対応する形状の開口３０が形成される。また、正面壁２８の内面には、装置躯体２９と当接する領域にシール部材３２が配設される。
【００２３】
上記正面壁２８の上端には、図４に示すように水平プレート３３が直交して結合され、この水平プレート３３にスライダ３４が取り付けられる。また、洗浄槽２３の上方の乾燥用流体供給槽２７には、側面視Ｌ字形状のベースプレート部３５が固着され、このベースプレート部３５の水平プレート３６にレール３７が敷設される。このレール３７に上記スライダ３４が摺動自在に嵌合される。また、正面壁２８の下部には、図３に示すように貫通孔３８が形成されると共に、この貫通孔３８と同軸にブッシュ３９が固着される。また、装置躯体２９には、下部に支持シャフト４０がシャフトベース４１を介して取り付けられ、この支持シャフト４０が上記貫通孔３８及びブッシュ３９に摺動自在に挿通される。
【００２４】
上記ベースプレート部３５の水平プレート３６には、図１に示すように、ロッドレスタイプのスライドシリンダ４２が設置され、このスライドシリンダ４２の図示しないピストンが、上記水平プレート３６を貫通して正面壁２８の水平プレート３３に結合される。従って、このスライドシリンダ４２の作動により、レール３７及びスライダ３４と、支持シャフト４０及びブッシュ３９とに案内されて、正面壁２８は、装置躯体２９に対し開口３０の軸方向３０Ｒ（図４）に沿って、例えば７５ｍｍのストロークで移動可能に構成される。
【００２５】
図３及び図４に示すように、装置躯体２９の両側部上下にはクランプシリンダ４３が設置され、このクランプシリンダ４３のロッドにクランパ４４が取り付けられている。図５、図６に示す正面壁２８と装置躯体２９との当接時には、上記クランプシリンダ４３が作動してクランパ４４が正面壁２８を装置躯体２９に押圧させ、正面壁２８が装置躯体２９に一体化されて洗浄槽２３が構成される。このとき、正面壁２８のシール部材３２（図６及び図８）が装置躯体２９に密着して、正面壁２８と装置躯体２９とのシール性が良好に確保される。
【００２６】
ウエハ保持装置２４は、図３、図４及び図７に示すように、基部４５がウエハ１の大きさに対応して円板状に構成され、円板状に構成された基部４５の端部内側には、縦方向（図３、図４、図７の上下方向）の上部において、左右対称な位置に非接触保持具としての２つの凹部４７が形成される。ウエハ保持装置２４は、正面壁２８の開口３０内に位置するように、支持部材４６の螺合部４６ａを介して正面壁２８にネジ止め固定されている。これにより、ウエハ保持装置２４は、正面壁２８と一体になって、装置躯体２９に対し開口３０の軸方向３０Ｒ（図４）に沿って移動可能である。ここで、図７は、図１の洗浄装置１１におけるウエハ保持装置２４の構成を示す斜視図である。
【００２７】
特開２００２−６４１３０号公報に記載の如く、凹部４７内（図３、図７）に旋回流が形成されることで当該凹部４７に負圧が形成され、この負圧の作用で凹部４７に張り付くようにウエハ１の裏面３（ウエハ１における表面２と反対の面）が非接触状態で保持される。例えば、ウエハ１は、ウエハ保持装置２４の凹部４７との間で、約０．２５ｍｍの隙間を隔てた状態で、このウエハ保持装置２４に非接触状態で保持される。なお、凹部４７は、基部４５の縦方向上部に、少なくとも１つ設けることが好ましく、その配置は任意に定めることができる。
【００２８】
また、図７に示すように円板状の基部４５の内側中心には、乾燥用流体供給孔（第１乾燥用流体供給孔）としての複数の孔からなる開口４８ａが設けられている。この開口４８ａからは、基部４５を厚さ方向に貫通してなる供給孔４５ａ（図７、図８）から供給される乾燥用流体（例えば、有機溶剤ベーパー（気化された有機溶剤）、高温の窒素ガス）及び押圧流体（例えば、窒素）をウエハ１の裏面３に供給することが可能である。また、複数の孔ではなく、単一の孔として構成することもできる。
【００２９】
さらに、基板４５の内側端部には、全周縁に沿って乾燥用流体供給孔（第２乾燥用流体供給孔）としてのスリット４８ｂが設けられている。このスリット４８ｂからは、基部４５内を貫通してなる４つの供給孔４５ｂ（図７、図８）から供給される乾燥用流体及び押圧流体をウエハ１の裏面３に供給することが可能である。ここで、スリット４８ｂを基板４５の周縁全体に沿って設け、かつ、４つの供給孔４５ｂを円形の基部４５の中心に関して等角度間隔に配置しているため、スリット４８ｂの各部分に供給する流体の量をほぼ同じにすることができ、これにより、スリット４８ｂの各部分から噴射する乾燥用流体及び押圧流体の量及び圧力を均一化することができる。なお、スリットではなく、複数の孔として構成することもできる。
【００３０】
ウエハ１の搬入出時または受け渡し時には（図３、図４）、正面壁２８が装置躯体２９から離間し、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄ（図４）がウエハ１の表面２を非接触状態で保持して正面壁２８と装置躯体２９との間に入ったとき、ウエハ保持装置２４が負圧の作用で、正面壁２８の外側から開口３０を通して上記ウエハ１の裏面３を非接触状態で保持して、このウエハ１はウエハ保持装置２４に受け渡しされ、洗浄装置１１の洗浄槽２３内に搬入される。このとき、ウエハ１は、縦方向に起立した状態でウエハ保持装置２４に保持される。ウエハ１が洗浄槽２３内に搬入された後に、図８に示すように、正面壁２８が装置躯体２９に当接して洗浄槽２３が構成され、洗浄液等の貯液が可能となり、洗浄が可能となる。このときウエハ１は、その裏面３の周縁部が正面壁２８の内面に当接する。
【００３１】
洗浄槽２３内に搬入されたウエハ１は、縦方向に起立した状態で、ウエハ１の受け渡し後（図４）、ウエハ保持装置２４の負圧の作用により、その裏面３における周縁部が正面壁２８の内面に接触して保持される（図４の２点鎖線部１ａ）。また、後述のウエハ１の洗浄時またはリンス時には洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液の圧力（水圧）及びウエハ保持装置２４の負圧の作用により、また、後述のウエハ１の洗浄時またはリンス時であって、洗浄液またはリンス液が洗浄槽２３内から排出された場合は、ウエハ保持装置２４の負圧の作用により、その裏面３における周縁部が正面壁２８の内面に接触して保持される。従って、ウエハ１は、表面２が洗浄槽２３内に臨み、正面壁２８の内面に接触するようにして洗浄槽２３に装着されて、この開口３０を閉塞する。
【００３２】
ウエハ１の洗浄時またはリンス時には、図８に示すように、装置躯体２９の下部に設けられた洗浄液給液口４９から洗浄液またはリンス液が洗浄槽２３内へ導かれる。この洗浄液またはリンス液は、洗浄槽２３内を上方へ向かって流動し、ウエハ１の表面２を洗浄またはリンスした後、第１オーバーフロー槽２６に一時貯溜される。この第１オーバーフロー槽２６に貯溜された洗浄液またはリンス液は、この第１オーバーフロー槽２６に設けられたオーバーフロー槽排液口５０及び排液パイプ７４を経て排液槽７５に貯溜され、この排液槽７５に設けられた排液口７６から排出される。排液口７６から排出される洗浄液は、図示しないフィルタ及び循環ポンプによってろ過された後、洗浄槽２３内に戻される。
【００３３】
このウエハ１の洗浄時またはリンス時には、開口４８ａ及びスリット４８ｂからウエハ１の裏面３に対して押圧流体が噴射される。これにより、ウエハ保持装置２４（基部４５）とウエハ１（裏面３）との間の空間が陽圧となる。このため、図９（ｂ）のように、洗浄液またはリンス液の圧力（水圧）により、ウエハ１がウエハ保持装置２４の基部４５側へ撓んでいたとしても、押圧流体の噴射によりウエハ保持装置２４とウエハ１との間の空間を陽圧とすることにより、図９（ａ）に示すように、ウエハ１を縦方向に起立した状態に戻すことができる。これにより、水圧によるウエハ１の撓みを防止することができ、ウエハ１と正面壁２８との密着を確実に行うことが出来ることから、この点からも正面壁２８とウエハ１との境界から裏面へ洗浄液が回り込むことがなく、確実にウエハ１の一方の面のみを確実に洗浄することができ、さらには水圧による撓みによるウエハ１の破損を防止することが可能である。ここで、図９は、図８のうち開口付近を拡大して示す断面図であって、（ａ）はウエハ１が縦方向に起立した状態、（ｂ）はウエハ１がウエハ保持装置２４の基部４５側へ撓んでいる状態、をそれぞれ示した図である。
【００３４】
上記洗浄槽２３は、後述の如く石英板５３によって間接槽５２と区画されるが、この洗浄槽２３内におけるウエハ１と石英板５３との間の寸法Ｌ１（図８）は、洗浄槽給液口４９が設けられた洗浄槽２３の下部の寸法Ｌ２や、第１オーバーフロー槽２６に連設する洗浄槽２３の上部の寸法Ｌ３よりも狭く設定される。これにより、洗浄槽２３の中央部を流動する洗浄液またはリンス液の流速が上がり、洗浄槽２３に配設されたウエハ１の表面２の洗浄効率またはリンス効率の向上が図られる。例えば、上記寸法Ｌ１は約５ｍｍに、上記寸法Ｌ２及びＬ３は約３５ｍｍにそれぞれ設定される。
【００３５】
図２及び図８に示すように、超音波振動装置２５は、超音波振動子５１、間接槽５２、石英板５３及び図示しない高周波発振器を有して構成される。前述の如く間接槽５２は、石英板５３を介して洗浄槽２３に隣接し、超音波伝達媒体としての純水を満たす。間接槽５２には、下部に間接槽給排液口５４が、上部に間接槽オーバーフロー口５５がそれぞれ形成され、間接槽給排液口５４から新鮮な純水が間接槽５２内へ導入され、この間接槽５２内の純水が間接槽オーバーフロー口５５を経て排水されたことを確認して超音波振動装置２５が作動する。
【００３６】
上記超音波振動子５１は間接槽５２の背面に装着され、この超音波振動子５１と石英板５３とは、洗浄槽２３に装着されたウエハ１に対向して略平行に配置される。上記高周波発振器からの高周波信号が超音波振動子５１へ送信されることによって、この超音波振動子５１が超音波振動し、この超音波振動が間接槽５２内の純水及び石英板５３を経て、洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液へ至り、ウエハ１の表面２を超音波洗浄またはリンスする。この超音波の作用により、アルカリ洗浄液によるウエハ１の洗浄効率、及びこのアルカリ洗浄後のリンス液（純水）によるリンス効率が向上し、ウエハ１の表面２を均一に洗浄又はリンスすることができる。
【００３７】
図２及び図６に示すように、乾燥用流体供給槽２７は、洗浄槽２３内に流体を供給するべく、複数個の２流体ノズル５６、純水ノズル５７及びガス供給部５８を有して構成され、上記２流体ノズル５６は、圧搾空気の高速の流れを利用して液体を微粒化するノズルであって、有機溶剤供給口５９及び不活性ガス供給口６０が接続される。また、図２に示すように、有機溶剤供給口５９には、有機溶剤を供給するためのパイプ５９ａが接続される。パイプ５９ａは、アースに接続され、かつ、水や、高純度薬液に対して金属イオンの溶出を抑えたＳＵＳ配管によって構成され、該パイプ５９ａには、面状発熱体としてのラバーヒーター５９ｂが巻き付けられている。
【００３８】
有機溶剤供給口５９を経て２流体ノズル５６へ供給される有機溶剤は、水溶性で且つウエハ１に対する純水の表面張力を低下させて、乾燥を促進しうるアルコール類、ケトン類またはエーテル類から選択され、本実施形態ではＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）が用いられ、上記ラバーヒーター５９ｂにより、例えば４０℃に加熱されて、２流体ノズル５６へと至る。また、不活性ガス供給口６０を経て２流体ノズル５６へ供給される不活性ガスは、有機溶剤であるＩＰＡと同時に供給されて安全性を確保するものであり、本実施形態では窒素ガス（Ｎ２）が用いられ、予めヒーター（図示せず）により、高温（例えば１５０℃）に加熱されて、２流体ノズル５６へ供給される。２流体ノズル５６へ高温のＩＰＡと窒素ガスが供給されることで、この２流体ノズル５６がＩＰＡミストを生成する。尚、上記有機溶剤の加熱は、上記ラバーヒーター５９ｂによることのみならず、例えば、予めヒーターで加熱された不活性ガスのタンク内に、有機溶剤供給口５９に接続されるパイプ５９ａを挿通して、既に加熱された不活性ガスの熱を利用することによって有機溶剤の加熱を行うことも可能である。ここで、２流体ノズル５６へ供給される窒素ガスの温度は、洗浄、リンス、乾燥に用いる流体の種類に応じた高温とし、これらの流体の沸点よりも高いことが好ましい。本実施形態では、窒素ガスの温度を、リンス液として用いる純水の沸点である１００°Ｃ（大気圧）よりも高く設定する。
【００３９】
２流体ノズル５６で生成されたＩＰＡミストは、流体自体が高温に維持されているため、ノズルからの噴射とほぼ同時にミストから蒸気へと気化してＩＰＡベーパーとなり、ＩＰＡベーパーが、洗浄槽２３内へ導かれる。洗浄槽２３内で洗浄されリンスされたウエハ１へ上記ＩＰＡベーパーが導かれることで、ウエハ１の表面２に付着した水分が、蒸発しやすいＩＰＡベーパー雰囲気下となり、このウエハ１の表面２の乾燥が促進される。このＩＰＡベーパーは、リンス液としての純水が洗浄槽２３内から排水された後に、この洗浄槽２３内へ導入される。
【００４０】
ガス供給部５８は、図示しないヒーターのｏｎ又はｏｆｆにより常温又は高温の窒素ガス（Ｎ２）を洗浄槽２３内に供給するものである。ウエハ１が疎水性である場合に、２流体ノズル５６にてＩＰＡベーパーを生成する前に常温の窒素ガス（ヒーターｏｆｆ）を噴射して、洗浄槽２３内で洗浄されリンスされた上記疎水性のウエハ１を常温の窒素ガスの雰囲気下とする。また、上述の常温の窒素ガスは、リンス液としての純水が洗浄槽２３内から排水される過程で、この排水と同時に洗浄槽２３内へ噴射される。
【００４１】
また、ウエハ１の乾燥は、上述したガス供給部５８より、ヒーター（図示せず）により加熱された高温の不活性ガス、本実施形態では高温の窒素ガス（ＨＯＴ  Ｎ２）が洗浄槽２３内のＩＰＡベーパー雰囲気下のウエハ１の表面２へ供給されることにより、急速に達成される。ガス供給部５８から洗浄槽２３内へ高温の窒素ガスが導かれる際には、洗浄槽２３の下部に設けられたガス排気口６２（図６、図８）から余剰の窒素ガスが排気される。
【００４２】
洗浄槽２３内へ洗浄液が供給されて、この洗浄槽２３内のウエハ１を洗浄する際、または洗浄槽２３内へリンス液（純水）が供給されて、この洗浄槽２３内のウエハ１がリンスされる際に、この洗浄槽２３内の不要なガスは、ガス排気口６４から排気される（図６及び図８）。また、洗浄槽２３内の洗浄液、リンス液（純水）は、排液口６５から排液される。
【００４３】
また、乾燥工程において、高温の乾燥用流体により熱を帯びた洗浄槽２３の温度の一定化（冷却）及び槽内の洗浄を行うべく、純水ノズル５７から、純水（ＤＩＷ）が装置躯体２９の内側表面に供給される（図２、図３、図６及び図８）。純水ノズル５７は、洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間している状態で純水を洗浄槽２３へと供給するものであり、洗浄槽２３内に純水を貯留せずに冷却・洗浄を行う必要があるため、純水を装置躯体２９の内側及び石英板５３の表面に沿って流れるように供給し、洗浄槽２３内の冷却及び洗浄を行う。そのため、純水ノズル５７は、図２、図４及び図８に示すように、その供給口が装置躯体２９の内側表面に接するよう取り付けられている。洗浄槽２３内に供給された純水は、排液口６５を経て排液される。
【００４４】
次に、上述の洗浄装置１１の作用を、図１０及び図１１を用いて説明する。ここで、図１０は、洗浄装置１１における動作の一部を示すフローチャートである。図１１は、洗浄装置１１における動作の残部を示すフローチャートである。
【００４５】
洗浄装置１１は、搬送用ロボット１５によりウエハ１を洗浄槽２３内へ搬入し、このウエハ１の表面２を洗浄槽２３内に、ウエハ１の裏面３を洗浄槽２３外に臨ませ、ウエハ１と正面壁２８とを当接させて、このウエハ１を洗浄槽２３に装着するウエハ１の搬入工程（ステップＳ１〜Ｓ５）と、洗浄槽２３内で洗浄液を流動させ、この洗浄液に接液するウエハ１の表面２を洗浄しリンスする洗浄・リンス工程（ステップＳ６〜Ｓ２２）と、この洗浄・リンス工程の終了後に、ウエハ１を洗浄槽２３内に装着した状態でＩＰＡベーパー、純水ミスト、高温窒素ガスを洗浄槽２３内へ導き、上記ウエハ１を乾燥する乾燥工程（ステップＳ２２〜Ｓ２６）と、上記洗浄、リンス及び乾燥処理されたウエハ１を、搬送用ロボット１５により洗浄槽２３外へ搬出するウエハ１の搬出工程（ステップＳ７８〜Ｓ３０）とを有する。これらの各工程を更に詳説する。
【００４６】
［搬入工程］
ウエハ１の搬入工程では、まず、ウエハ搬送容器（所謂フープ）（不図示）が容器オープナーによって開けられ（Ｓ１）、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄがウエハ搬送容器内のウエハ１の表面２を非接触状態で保持する（Ｓ２）。そして、後述するステップ２９において純水ノズル５７より洗浄槽２３内に供給されている純水の供給が停止される（Ｓ３）。即ち、現在処理されているウエハ１の１つ前に処理されたウエハの乾燥工程において、高温の乾燥用流体により熱を帯びた洗浄槽２３内の温度の一定化（冷却）及び槽内の洗浄を行うべく、純水ノズル５７より、純水が、装置躯体２９及び石英板５３の表面に供給されているが、ウエハ１が洗浄槽２３内に装着されるのに備え、純水の供給が停止される。
【００４７】
次に、図３及び図４に示すように、洗浄装置配置部１２における洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間し、正面壁２８の開口３０内に固定されたウエハ保持装置２４が、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄに保持されたウエハ１の裏面３を非接触状態で保持して、搬送用ロボット１５からウエハ１を受け取る（Ｓ４）。この状態では、ウエハ１が正面壁２８の内面に接触して、図５及び図６に示すように、引き続き正面壁２８が装置躯体２９に当接して洗浄槽２３が構成されると同時に、ウエハ１が洗浄槽２３内に装着される（Ｓ５）。
【００４８】
［洗浄・リンス工程］
洗浄・リンス工程では、図８に示すように、洗浄槽給液口４９からアルカリ洗浄液が洗浄槽２３内へ供給されると共に（Ｓ６）、間接槽５２内へ間接槽給排液口５４から純水が供給される（Ｓ７）。このとき、ウエハ１の裏面３は、洗浄槽２３内のアルカリ洗浄液の圧力（水圧）及びウエハ保持装置２４の負圧の作用により正面壁２８の内面に当接して保持されるとともに、開口４８ａ及びスリット４８ｂからウエハ１の裏面３に向けて押圧流体が噴射される（Ｓ８）。これにより、ウエハ保持装置２４（基部４５）とウエハ１（裏面３）との間の空間が陽圧となって、ウエハ１が縦方向に起立した状態となり、水圧による被処理物の撓みを防止することができ（図９（ａ））、ウエハ１と正面壁２８との密着を確実に行うことが出来ることから、この点からも正面壁２８とウエハ１との境界から裏面へ洗浄液が回り込むことがなく、確実にウエハ１の表面２の面のみを確実に洗浄することができ、さらには水圧による撓みにより、ウエハ１の破損を防止することが可能である。また、押圧流体の噴射は、洗浄・リンス終了まで行われる。
【００４９】
洗浄槽２３内で洗浄液給液口４９から第１オーバーフロー槽２６へ向かってアルカリ洗浄液が流動し、洗浄槽２３内のアルカリ洗浄液の大部分が第１オーバーフロー槽２６を経て排液槽（不図示）へ至る。この排液槽内のアルカリ洗浄液は、ろ過され洗浄槽給液口４９を経て洗浄槽２３内へ戻り循環する。この間に、間接槽５２内で間接槽給排液口５４から間接槽オーバーフロー口５５へ向かって新鮮な純水が流動する。純水が間接槽５２内を流れる間に超音波振動装置２５が作動して、この超音波及びアルカリ洗浄液によりウエハ１の表面２を洗浄する（Ｓ９）。
【００５０】
このアルカリ洗浄終了後、洗浄槽２３内のアルカリ洗浄液を排液口６５を経て排液し、超音波振動装置２５を停止し（Ｓ１０）、洗浄槽２３からアルカリ洗浄液が排液される。この場合、洗浄槽２３内の洗浄液が排出され、貯液されていないものの、ウエハ保持装置２４の負圧の作用により、ウエハ１の裏面３における周縁部が正面壁２８の内面に接触して縦方向に起立した状態のまま保持される。アルカリ洗浄液の排液後、洗浄槽給液口４９を経て洗浄槽２３内にリンス液としての純水（ＤＩＷ）を導く（Ｓ１１）。ウエハ１の裏面３がリンス液の圧力（水圧）及びウエハ保持装置２４の負圧の作用により、により正面壁２８の内面に接触して保持される。
【００５１】
このリンス液が洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６に向かって流動している間に超音波振動装置２５を作動して、ウエハ１の表面２をリンス液によりリンスする（Ｓ１２）。このリンス時に、第１オーバーフロー槽２６及び第２オーバーフロー槽８０から排液槽７５を経て排水されたリンス液は廃棄されて、洗浄槽２３内には洗浄槽給液口４９から新鮮なリンス液（純水）が供給される。
【００５２】
上記リンス終了後に、超音波振動装置２５を停止し、洗浄槽２３内から排液口６５を経てリンス液を排液する（Ｓ１３）。この場合、ウエハ保持装置２４の負圧の作用により、ウエハ１の裏面３における周縁部が正面壁２８の内面に接触して縦方向に起立した状態のまま保持される。超音波振動装置２５の停止と同時に間接槽５２内への純水の供給が停止され（Ｓ１４）、間接槽５２内の純水が間接槽給排液口５４を経て排液される（Ｓ１５）。
【００５３】
次に、酸洗浄液が洗浄槽給液口４９から洗浄槽２３内へ供給される（Ｓ１６）。これにより、ウエハ１の裏面３が洗浄槽２３内の酸洗浄液の圧力（水圧）及びウエハ保持装置２４の負圧の作用により、正面壁２８の内面に接触して保持される。この酸洗浄液は、洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６へ向かって流動し、洗浄槽２３内の酸洗浄液の大部分が第１オーバーフロー槽２６を経て排液槽へ至る。この排液槽内の酸洗浄液は、ろ過され、洗浄槽給液口４９を経て洗浄槽２３内へ戻り循環する。このように循環する酸洗浄液が、ウエハ１の表面２を洗浄する（Ｓ１７）。
【００５４】
この酸洗浄の終了後、洗浄槽２３内の酸洗浄液を排液口６５を経て排液する（Ｓ１８）、この場合、ウエハ保持装置２４の負圧の作用により、ウエハ１の裏面３における周縁部が正面壁２８の内面に接触して縦方向に起立した状態のまま保持される。洗浄槽２３内からの酸洗浄液の排液後に、この洗浄槽２３内へリンス液としての純水（ＤＩＷ）を供給する（Ｓ１９）。これにより、ウエハ１の裏面３がリンス液の圧力（水圧）及びウエハ保持装置２４の負圧の作用により、正面壁２８の内面に接触して保持される。
【００５５】
このリンス液が洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６へ向かって流動する間にウエハ１の表面２をリンスする（Ｓ２０）。このリンス時に、第１オーバーフロー槽２６及び第２オーバーフロー槽８０から排液槽を経て排水されたリンス液は廃棄され、洗浄槽２３内には洗浄槽給液口４９から新鮮なリンス液（純水）が供給される。
【００５６】
［乾燥工程］
Ｓ２１におけるリンス液の排液後、ウエハ１の裏面３はウエハ保持装置２４によりそのまま保持されており、ウエハ１が疎水性であれば（Ｓ２２）、洗浄槽２３からのリンス液（純水）の排液と同時に、乾燥用流体供給槽２７におけるガス供給部５８から常温の窒素ガスを噴射して洗浄槽２３内へ導く（Ｓ２３）。疎水性のウエハ１を常温の窒素ガスの雰囲気下とすることで、次工程で洗浄槽２３内に噴射されるＩＰＡベーパーがウエハ１に馴染みやすい状態とするものである。そして、ガス供給部５８からの常温の窒素ガスの噴射開始時から所定時間経過後に、常温の窒素ガスの噴射を停止して（Ｓ２４）、次に述べるＩＰＡベーパーの噴射へ移行する。
【００５７】
上記ステップＳ２０のリンス液（純水）排液後に、ステップＳ２３においてウエハ１が疎水性でない場合には、洗浄槽２３内から排液口６５を経てリンス液が排液された後に、乾燥用流体供給槽２７における２流体ノズル５６からＩＰＡベーパーを噴射する（Ｓ２５）。このＩＰＡベーパーの噴射開始前にガス排気口６４が閉操作される。ＩＰＡベーパーが洗浄槽２３内へ導かれることで、洗浄槽２３内がＩＰＡ雰囲気下になり、次工程（Ｓ２６）の高温の窒素ガスによる乾燥が促進されやすい状態となる。
【００５８】
上記ＩＰＡベーパー供給終了後に、乾燥用流体供給槽２７におけるガス供給部５８から高温の窒素ガス（ＨＯＴ  Ｎ２）が洗浄槽２３内へ供給されて、洗浄槽２３内のＩＰＡが気化され、ウエハ１の表面２が急速に乾燥される（Ｓ２６）。この高温の窒素ガスによるウエハ１の乾燥時には、ウエハ保持装置２４へ導入されて凹部４７において旋回流を形成するガスにも高温の窒素ガスが混入されて、ウエハ保持装置２４が非接触状態で保持するウエハ１が裏面からも加温されるとともに、ウエハ保持装置２４の内側中心に設けられた開口（第１乾燥用流体供給孔）４８ａ、及び、ウエハ保持装置２４の周縁に沿って設けたスリット（第２乾燥用流体供給孔）４８ｂからも高温の窒素ガスを噴射することにより、このウエハ１からの乾燥がより促進される。更に、この高温の窒素ガスによる乾燥時にはガス排気口６２（図５）が開操作されて、窒素ガスが洗浄槽２３外へ排気される。
【００５９】
［搬出行程］
上述の乾燥工程終了後にウエハ１の搬出工程へ移行し、図４に示すように、洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間する（Ｓ２７）。そして、乾燥工程において、高温の乾燥用流体により熱を帯びた洗浄槽２３内の温度の一定化（冷却）及び槽内の洗浄を行い、次に処理されるウエハに備えるべく、純水ノズル５７より純水を装置躯体２９及び石英板５３の表面に沿って流れるように供給し、洗浄槽２３内の冷却及び洗浄を行う（Ｓ２８）。洗浄槽２３内に供給された純水は、排液口６５を経て排液される。この純水ノズル５７からの純水の供給は、現在のウエハ１の処理が終了し、次にウエハ搬送容器１７から搬入されるウエハの処理工程において、洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間し、ウエハ保持装置２４が、搬送用ロボット１５からウエハ１を非接触状態で受け取るまで（Ｓ４）続けられる（純水の供給停止：Ｓ３）。この後、図４に示すように、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄが正面壁２８と装置躯体２９との間に入り、ウエハ１の表面２を非接触状態で保持して、洗浄装置１１のウエハ保持装置２４からウエハ１を受け取る（Ｓ２９）。この搬送用ロボット１５は、ウエハ搬送容器（フープ）が開操作された時点で、受け取ったウエハ１をウエハ搬送容器内へ収納する（Ｓ３０）。
【００６０】
なお、上記実施形態では、洗浄槽２３から洗浄液またはリンス液を排液する際には、正面壁２８の内面とウエハ１の裏面３との接触点における洗浄液等の残存液の表面張力により、ウエハ１を縦方向に起立した状態のまま保持するものを述べたが、ウエハ保持装置２４がウエハ１の裏面３を保持することにより、非接触保持を確実化させてもよい。
【００６１】
以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
【００６２】
（１）ウエハ１の洗浄時に、ウエハ保持装置２４とウエハ１との間を陽圧とするように、開口４８ａ及びスリット４８ｂからウエハ１の裏面３に対して、押圧流体を噴射しているため、正面壁２８とウエハ１との境界から裏面３へ洗浄液が回り込むことがなく、確実にウエハ１の一方の面のみを洗浄することができる。
【００６３】
（２）旋回流により発生する負圧の作用でウエハ１の裏面３を非接触状態で保持するため、ウエハ１を回転させることなく起立した状態で保持することができ、これにより洗浄中のウエハ１の破損を防止することができる。
【００６４】
（３）洗浄中に洗浄液の圧力によりウエハ１が洗浄槽２３の外側へ撓むことがあっても、ウエハ保持装置２４とウエハ１との間を陽圧とするように、開口４８ａ及びスリット４８ｂからウエハ１の裏面３に対して、押圧流体を噴射することにより、水圧による撓みを防止することができ、これによりウエハ１と一側壁２８との密着を確実に行うことが出来ることから、この点からも一側壁２８とウエハ１との境界から裏面３へ洗浄液が回り込むことがなく、確実にウエハ１の表面２のみを確実に洗浄することができ、さらには、水圧による撓みからウエハ１の破損を防止することができる。
【００６５】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄装置の待機状態を、斜め正面側から目視して示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る洗浄装置の待機状態を、斜め背面側から目視して示す斜視図である。
【図３】図１の洗浄装置のウエハ搬入出状態を示す正面図である。
【図４】図３のＩＶ矢視図である。
【図５】図１の洗浄装置のウエハセット状態またはウエハ乾燥状態を示す正面図である。
【図６】図５のＶＩ矢視図である。
【図７】図１の洗浄装置におけるウエハ保持装置の構成を示す斜視図である。
【図８】図１の洗浄装置の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。
【図９】図８のうち開口付近を拡大して示す断面図であって、（ａ）はウエハが縦方向に起立した状態、（ｂ）はウエハがウエハ保持装置の基部側へ撓んでいる状態、をそれぞれ示した図である。
【図１０】図１の洗浄装置における動作の一部を示すフローチャートである。
【図１１】図１の洗浄装置における動作の残部を示すフローチャートである。
【図１２】従来の洗浄装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ウエハ（被処理物）
２    表面
３    裏面
１１  洗浄装置
１５  搬送用ロボット
２３  洗浄槽
２３Ａ  洗浄槽構成部
２４  ウエハ保持装置（保持手段）
２５  超音波振動装置
２６  第１オーバーフロー槽
２７  乾燥用流体供給槽
２８  正面壁（一側壁）
２９  装置躯体
３０  開口
３０Ｒ  開口の軸方向
４６  支持部材
４６ａ  螺合部
４７  凹部（非接触保持具）
４８ａ  開口（第１乾燥用流体供給孔）
４８ｂ  スリット（第２乾燥用流体供給孔）
４９  洗浄槽給液口
５６  ２流体ノズル
５７  純水ノズル
５８  ガス供給部
５９  有機溶剤供給口
５９ａ  パイプ
５９ｂ  ラバーヒーター
６０  不活性ガス供給口
６２  ガス排気口
８０  第２オーバーフロー槽
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
2008091578.tif 000011
【図１０】
2008091578.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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