(57)【要約】【課題】加圧せずに基板を均一に洗浄できる基板処理装置を提供する。【解決手段】半導体ウェハ２０１を表面が上下方向と直交する状態で支持する基板支持部及び支持された半導体ウェハ２０１をノズルユニット１１に対して前方に相対移動させる相対移動機構を有する搬送用ローラ２０２と、相対移動される半導体ウェハ２０１の表面に上方から薬液を吐出するノズルユニット１１とを有する。ノズルユニット１１は、薬液を吐出するスリット１０１が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、スリット１０１に同等な左右幅で上方から連通して薬液が流動する流路１０２が内部に形成されており、流路１０２が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されている。【選択図】図１
2008288343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルユニットから吐出する流体で基板の表面を処理する基板処理装置であって、
前記基板を表面が上下方向と直交する状態で支持する基板支持部と、
支持された前記基板を前記ノズルユニットに対して相対移動させる相対移動機構と、
相対移動される前記基板の表面に上方から前記流体を吐出する前記ノズルユニットと
を有し、
前記ノズルユニットは、前記流体を吐出する吐出口が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、前記吐出口に同等な左右幅で上方から連通して前記流体が流動する流路が内部に形成されており、前記流路が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されている基板処理装置。
【請求項２】
前記流路に前記流体が突き当たる壁が形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記流路が垂直に曲折されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記流体は、液体であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記液体は、薬液又はリンス水であることを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記流体は、気体であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記気体は、窒素であることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板は、半導体ウェハであることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の基板処理装置。
【請求項９】
ノズルユニットから吐出する流体で基板の表面を処理する基板処理装置のノズルユニットであって、
前記流体を吐出する吐出口が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、
前記吐出口に同等な左右幅で上方から連通して前記流体が流動する流路が内部に形成されており、
前記流路が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されているノズルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルユニットから吐出する液体で基板の表面を処理する基板処理装置及びそのノズルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、薬液や純水などの洗浄液を用いて、半導体基板やガラス基板などを洗浄する湿式洗浄が行われている。基板洗浄は、その処理形式に応じて２つに大別される。一つは、基板を１枚ずつ処理する枚葉式であり、もう一つは、基板を複数枚ずつまとめて処理するバッチ式である。
【０００３】
枚葉式の基板処理装置においては、搬送用ローラで基板を一枚ずつ送りながら洗浄することができる。液晶表示装置で用いるガラス基板は大きく割れやすいことから、取り扱いの観点で枚葉式の基板処理装置は利点がある。
また、近年では、二次汚染の問題や、多品種少量生産への適応性の観点から、枚葉式の基板処理装置の需要が高まっている。
【０００４】
半導体装置の製造工程においては、半導体装置の高性能化、高品質化のためには、基板と薄膜、及び薄膜と薄膜の界面は、理想的に清浄であることが要求される。そこで、半導体ウェハプロセスにおいても、種々の汚染物の付着を取り除くため、枚葉式の基板処理装置が利用されている。
【０００５】
通常、枚葉式の基板処理装置のノズルユニットは、直噴のノズルやスプレーノズルがよく使用されている。
図６は、スプレーノズルを備える従来の枚葉式の基板処理装置の一例を示す図である。ノズル６０１は１点以上の点状の吐出口を有し、吐出口から圧力をかけて流体を吐出する。吐出された流体は円錐状に広がり、基板６０２上に吹きかかる。吐出口を２点以上組み合わせて利用されることもある。この枚葉式の基板処理装置は、搬送用ローラ６０３を備えることにより、基板６０２を一枚ずつ送りながら洗浄することができる。（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、半導体デバイス特性や半導体プロセスに悪影響を与える汚染物を半導体ウェハから除去する方法として、２流体ジェットノズルやカーテンノズルを用いた洗浄方法が提案されている。
【０００７】
２流体ジェットノズルを備えた枚葉式の基板処理装置は、気体（乾燥空気または窒素）と液体（純水）を混合してミスト化された微小な水滴を、一つのジェットノズルから半導体ウェハ上に高速に噴射し、半導体ウェハ上の汚染物（特にパーティクルなどの異物）を除去して洗浄を行う。
【０００８】
図７は、カーテンノズルを備えた従来の枚葉式の基板処理装置の一例を示す図である。ノズル７０１はカーテン状（膜状、平板状）に流体を吐出する。ノズル７０１は幅長全域で安定したスリットを有する。この枚葉式の基板処理装置は、搬送用ローラ７０３を備えることにより、基板７０２を一枚ずつ送りながら洗浄することができる。（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平６−２９２０９
【特許文献２】特開２００１−２０５２０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、半導体デバイスの微細化が進むに連れ、多層配線の微細化、レジストやエッチング条件の変化によりドライエッチング後にエッチング時の堆積物を除去することが困難になってきている。また、配線層間膜の膜強度は低誘電率層間膜を用いるようになって低下している。したがって、従来のノズルを用いた洗浄方法ではパターンの破壊などの問題があり、高圧での洗浄が困難になってきている。
【００１０】
スプレーノズルは、半導体ウェハ面内を均一に洗浄するノズルである。しかしながら、スプレーノズルは高圧で流体を照射するものであり、パターンの破壊やパーティクル増加の問題がある。
【００１１】
また、従来のカーテンノズルの場合、半導体ウェハ面内で均一に処理を行うために吐出圧力を高くしていた。しかし、この吐出圧のために微細パターンの破壊やパーティクル増加の問題が起こった。また、流体の流量を下げたり、スリット幅を広くしたりして吐出圧力を下げると、半導体ウェハ面内で吐出圧力の不均一が生じる問題があった。
【００１２】
このような従来のノズルユニットが有する吐出圧力の問題は、半導体ウェハプロセスに限られず、液晶の薄型化が要求される昨今においては、液晶表示装置の製造工程においても同様に生じる課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、ノズルユニットから吐出する流体で基板の表面を処理する基板処理装置であって、基板を表面が上下方向と直交する状態で支持する基板支持部と、支持された基板をノズルユニットに対して相対移動させる相対移動機構と、相対移動される基板の表面に上方から流体を吐出するノズルユニットとを有し、ノズルユニットは、流体を吐出する吐出口が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、吐出口に同等な左右幅で上方から連通して流体が流動する流路が内部に形成されており、流路が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されている基板処理装置が提供される。
【００１４】
この発明によれば、流体を吐出する吐出口が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、吐出口に同等な左右幅で上方から連通して流体が流動する流路が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されている。したがって、流体が横長の吐出口から吐出されるまでに、曲折した流路を流動することができる。これにより、動圧が左右に充分に分散され、横長の吐出口から均一に流体を吐出することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、ノズルユニットから吐出する流体で基板の表面を処理する基板処理装置のノズルユニットであって、流体を吐出する吐出口が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、吐出口に同等な左右幅で上方から連通して流体が流動する流路が内部に形成されており、流路が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されているノズルユニットが提供される。
【００１６】
本発明で云う流体とは、流動する物質であればよく、例えば、液体、気体、これらの組み合わせ、の何れでもよい。
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
また、本発明では前後左右上下の方向を規定しているが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流体が横長の吐出口から吐出されるまでに、曲折した流路を流動することにより、動圧が左右に充分に分散され、横長の吐出口から均一に流体を吐出することができる。したがって、この均一に吐出される流体により、基板の表面を均等に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１９】
図１及び図３は、本実施形態の基板処理装置が備えるノズルユニットを示す図である。
図２は、本実施形態の基板処理装置を示す図である。
本実施形態の基板処理装置は、ノズルユニット１１から吐出する薬液で半導体ウェハ２０１の表面を処理する半導体ウェハ洗浄装置である。この半導体ウェハ洗浄装置は、半導体ウェハ２０１を表面が上下方向と直交する状態で支持する基板支持部と、支持された半導体ウェハ２０１をノズルユニット１１に対して前方に相対移動させる相対移動機構とを有する搬送用ローラ２０２と、相対移動される半導体ウェハ２０１の表面に上方から薬液を吐出するノズルユニット１１とを有する。ノズルユニット１１は、薬液を吐出するスリット１０１が左右方向に細長い線形で下面に形成されており、スリット１０１に同等な左右幅で上方から連通して薬液が流動する流路１０２が内部に形成されており、流路１０２が左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されている。
【００２０】
図１及び図３で示すように、流路１０２の先端部は、薬液の注入口１０３を備える。また、流路の末端は、薬液の吐出口となるスリット１０１を備える。
【００２１】
流路１０２は、左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成されている。つまり、流路１０２は、スリット１０１に１段以上の段を備えている。
この場合において、流路１０２に流体が突き当たる壁が形成されていてもよいし、流路１０２が垂直に曲折されていてもよい。言い換えるとすると、「曲折された形状」とは、薬液が一直線に流れない構造となっていればよい。流路１０２の長さや曲がり（備える段の数）は、流路１０２の占有容積が薬液の圧力分散が最大となるよう、洗浄する半導体ウェハ２０１の性能に併せて適宜設計されるものである。図１に示す流路１０２の構造は、その一例である。
【００２２】
スリット１０１の幅、スリット１０１と半導体ウェハ２０１の間の距離、スリット１０１と半導体ウェハ２０１の角度は、半導体ウェハ２０１の洗浄性の制御を目的として、適宜設計されるものである。
例えば、吐出する薬液と半導体ウェハ２０１の角度は、２０度以上９０度以下とすることができる。したがって、スリット１０１と半導体ウェハ２０１の角度は、２０度以上９０度以下とすることができる。
【００２３】
また、薬液の流量は、半導体ウェハ２０１の洗浄性の制御を目的として、適宜設計されるものである。例えば、薬液の流量は、０．１Ｌ／分以上２Ｌ／分以下とすることができる。
したがって、ノズルユニット１１は、目的の薬液の流量が得られるようにスリット１０１の幅や流路１０２の構造等について適宜設計されるものである。
【００２４】
また、薬液の温度は、高温（例えば、１５０℃）にすることができる。したがって、ノズルユニット１１は、薬液の温度に耐性を有する材質で構成することができる。
【００２５】
この半導体ウェハ洗浄装置は、薬液に代えて、リンス水を吐出することができる。リンス水には、純水、還元水、ＣＯ２水、またはイソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール、アセトン等の有機溶媒を用いることができる。
【００２６】
また、この半導体ウェハ洗浄装置は、薬液に代えて、気体を吐出することができる。気体は、例えば、空気や窒素を用いることができる。
【００２７】
よって、ノズルユニット１１の材質は、用いる薬液等の流体の特性にあわせて適宜選択されるものである。
【００２８】
この半導体ウェハ洗浄装置は、ノズルユニット１１を複数備えることもできる。
【００２９】
続いて、本実施形態の基板処理装置の動作について説明する。
【００３０】
薬液を注入口１０３から注入すると、薬液は流路１０２を流動し、スリット１０１から吐出される。吐出された薬液は半導体ウェハ２０１に吹きかかる。
半導体ウェハ２０１は、搬送用ローラ２０２により１枚ずつ搬送され、１枚ずつ洗浄される。
【００３１】
本実施形態の基板処理装置の効果について説明する。
【００３２】
図４は、本実施形態の効果を説明する図である。図４（ａ）は、図１に示すノズルユニット１１の点線Ａの断面を表す模式図である。図４（ｂ）は、従来のカーテンノズルの断面を表す模式図である。矢印は薬液等の流体の動圧を示す。
【００３３】
本実施形態の基板処理装置が備えるノズルユニットは、左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成された流路を備えている。一方、従来のカーテンノズルは、左右方向と直交する面内で少なくとも一回は曲折された形状に形成された流路を備えていない。つまり、従来のカーテンノズルの流路の形状は、直線状に形成されていた。
したがって、図４（ｂ）で示すように、従来のカーテンノズルの流路は、注入口が中央などに点状にあったので、薬液等の流体の流動による圧力は注入口に近い位置では高く、遠い位置では低くなっていた。このため、横長の吐出口では両側の圧力が不足したり、中央が高圧となりすぎたりする問題があった。そこで、基板を均一に洗浄するために、加圧してこの問題を解決していた。
一方、本実施形態の基板処理装置が備えるノズルユニットであれば、図４（ａ）で示すように、中央の点状の注入口に圧入される流体が横長の吐出口から吐出されるまでに、曲折した流路を流動することで動圧が左右に充分に分散され、横長の吐出口から均一に流体を吐出できる。これにより、加圧せずに低吐出圧で均一な流体の吐出が可能となる。
【００３４】
そして、本実施形態の基板処理装置によれば、微細パターンの破壊を防ぎつつ、パーティクルを低減することができる。これにより、半導体ウェハの面内を均一に洗浄することができ、半導体プロセスの洗浄工程においてデポ除去性能の向上させることができる。
【００３５】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
たとえば、半導体ウェハを動かすことにかえて、ノズルユニットを移動させてもよい。また、上述の例では半導体ウェハは概ね水平方向になるように支持されているが、半導体ウェハを吸着保持すれば、水平以外の方向、たとえば鉛直方向や、水平方向と鉛直方向の間の斜め方向に支持してもよい。また、洗浄工程が複数ステップになる場合は、ノズルと半導体ウェハの距離を変えることもできる。
【００３６】
図５は、本実施形態の変形例を示す図である。この基板処理装置は、複数のノズルユニットを備える。
図５には、薬液を吐出するノズルユニットと、窒素ガスを吐出するノズルユニットと、リンス水を吐出するノズルユニットが示されている。
半導体ウェハは、搬送用ローラによって１枚ずつ搬送され、それぞれのノズルユニットの直下まで移動される。
半導体ウェハは、最初に薬液処理され、その後、リンスされ、乾燥させることができる。また、薬液処理とリンスの間に半導体ウェハ上の薬液を振り切る処理を行うこともできる。また、搬送用ローラに代えて真空チャックやエッジクリップを用いることにより、半導体を回転させて、薬液の振り切りや乾燥を行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態では、半導体ウェハ洗浄装置を例にして説明したが、半導体ウェハに代えてガラス基板とし、液晶表示部の洗浄装置とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態の基板処理装置が備えるノズルユニットを示す図である。
【図２】本実施形態の基板処理装置を示す図である。
【図３】本実施形態の基板処理装置が備えるノズルユニットを示す図である。
【図４】本実施形態の効果を説明する図である。（ａ）は、図１に示すカーテンノズル１１の点線Ａの断面を表す模式図である。（ｂ）は、従来のカーテンノズルの断面を表す模式図である。
【図５】本実施形態の変形例を示す図である。
【図６】従来の基板処理装置を示す図である。
【図７】従来の基板処理装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  ノズルユニット
１０１  スリット
１０２  流路
１０３  注入口
２０１  半導体ウェハ
２０２  搬送用ローラ
６０１  ノズル
６０２  基板
６０３  搬送用ローラ
７０１  ノズル
７０２  基板
７０３  搬送用ローラ
【図１】
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【図２】
2008288343.tif 000004
【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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