(57)【要約】【課題】基板を保持する溝に残留する薬液が反応生成物となり汚染することを防止し、液流を妨げず短時間で洗浄処理できる半導体基板洗浄装置を提供する。【解決手段】半導体ウェーハなどの基板１を専用の基板保持具２に複数枚配列させて収納してバッチ式に複数の処理槽４に順次浸漬させて洗浄する半導体基板洗浄装置であって、基板保持具２に基板１を複数収納して浸漬させる処理槽４内の底部に基板１を基板保持具２から若干浮かせる突起６を備え、この突起６が基板１の下端を浮かせて支持して基板保持具２が基板１の倒れを両側端で支持するとともに、突起６は基板１の配列方向にリブ状に延在して少なくとも１つ以上配置し、このリブ状の先端に基板１が当接して支持される複数の溝を設け、この溝形状が基板１の表裏下端に傾斜して接するＶ字型形状に設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハなどの基板を専用の基板保持具に複数枚配列させて収納し、バッチ式に複数の処理槽に順次浸漬させて洗浄する半導体基板洗浄装置において、
前記基板保持具に前記基板を複数収納して浸漬させる前記処理槽内の底部に前記基板を前記基板保持具から若干浮かせる突起を備え、この突起が前記基板の下端を浮かせて支持して前記基板保持具が前記基板の倒れを両側端で支持するとともに、前記突起は前記基板の配列方向にリブ状に延在して少なくとも１つ以上配置し、このリブ状の先端に前記基板が当接して支持される複数の溝を設け、この溝形状が前記基板の表裏下端に傾斜して接するＶ字型形状に設けたことを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体基板洗浄装置において、
前記突起は、前記Ｖ字型形状の溝内下方に更に切り欠いた補助溝を設け、この補助溝により前記処理槽内で洗浄中の液通りを向上させることを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体基板洗浄装置において、
前記突起には、前記溝を前記リブ状の先端に幅２〜６ｍｍ、深さ２〜５ｍｍの寸法でＶ字型形状に切り欠いて複数形成することを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体基板洗浄装置において、
前記突起は、前記基板を前記基板保持具に収納した状態から１０ｍｍ〜４０ｍｍ浮かせることを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体基板洗浄装置において、
前記突起は、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（３フッ化エチレン）いずれかの材質により形成したことを特徴とする半導体基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体基板洗浄装置に係り、より詳細には、半導体ウェーハなどの基板を専用の基板保持具に複数枚収納してバッチ式に複数の処理槽に順次浸漬して洗浄する半導体基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平６−３３３９０７号公報
【０００３】
従来、半導体基板洗浄装置は、耐薬品性の基板保持具（ウェーハカセット）に半導体ウェーハなどの円盤状の基板を複数枚配列させて収納し、この基板保持具ごとバッチ式に複数の処理槽内に順次浸漬することで洗浄（例えば、特許文献１）し、場合によっては超音波を印加することで洗浄効果を向上していた。図１０は、このように複数の処理槽内に基板を順次浸漬させて洗浄する従来の半導体基板洗浄装置を示す図である。また、図１１は、図１０に示した処理槽１０内に基板１を搬入する動作を示す図であり、図１１（ａ）は搬入途中の状態を、図１１（ｂ）は搬入された状態を各々示している。また、図１２は、図１０に示した処理槽１０内で基板１を洗浄する状態を示す図である。また、図１３は、図１０に示した突起１２の詳細を示す図である。
【０００４】
図１０に示すように、従来の半導体基板洗浄装置は、半導体ウェーハなどの円盤状の基板１を複数枚配列させて収納して両側から把持して搬送する専用の基板保持具２を設け、この基板保持具２に収納した基板１をバッチ式に順次浸漬させて洗浄する複数の処理槽１０を備えている。また、処理槽１０内の底部には、基板保持具２に複数収納して浸漬させた基板１を、この基板保持具２から完全に移し替えて保持する突起１２を備えている。この突起１２は、処理槽１０内の底部で基板１の配列方向に延在して先端の上部に基板１下端を嵌入させて保持する複数の溝１２ａ（図１３参照）を設けている。
【０００５】
このような構成からなる従来の半導体基板洗浄装置により基板１を洗浄する場合、例えば、図１０に示したように、水に硫酸と硫酸化水素水とを混合して貯留した第１処理槽１０ａと、純水を貯留した第２処理槽１０ｂと、水にアンモニア水と過酸化水素水とを混合して貯留した第３処理槽１０ｃとを備え、この第１処理槽１０ａから第３処理槽１０ｃまで基板保持具２に基板１を複数収納してバッチ式に順次浸漬させて洗浄処理する。この処理槽１０では、第１処理槽１０ａで基板１の表面に付着した汚染物を除去する１回目の洗浄を行い、次いで第２処理槽１０ｂで第１処理槽１０ａの薬液を洗浄（リンス）するとともに、最後に第３処理槽１０ｃで基板１に付着した汚染物を除去する２回目の洗浄を行う。
【０００６】
ここで、基板１は、各処理槽１０内に順次搬送されて底部に設けた突部１２に基板保持具２から完全に移し替えられて処理される。この際、基板１は、図１１（ａ）に示すように、基板保持具２に複数収納した状態で搬送され、この基板保持具２とともに処理槽１０内に直接降下させて浸漬させる。そして、処理槽１０内では、図１１（ｂ）に示すように、降下する基板保持具２に収納された基板１が底部に設けた突起１２の溝１２ａにより保持されて移し替えられる。これにより基板１は、図１１（ａ）に示した基板保持具２内で保持した外周の保持面を、図１１（ｂ）に示した突部１２の溝１２ａのみの保持面に減少でき、処理槽１０内で基板１の表面を最大限露出して効果的に処理することができる。この際、処理槽１０は、内部に貯留した薬液または純水などの処理液を循環して底部から再び噴射させ、図１２に示すように、槽内部に液流を発生させて基板１を処理するように形成している。
【０００７】
しかしながら、このような従来の半導体基板洗浄装置では、図１３に示すように、各処理槽１０内で基板１の下端を突起１２の溝１２ａに完全に保持したまま処理する構造のため、溝１２ａに保持した部分の洗浄（リンス）処理が不十分になる場合がある。このように、例えば、第１処理槽１０ａから第２処理槽１０ｂ（図１参照）に移動して溝１２ａに保持した部分の洗浄処理が不十分であつた場合、溝１２ａ内に残留した薬液が基板１の表面に付着し、この状態で第３処理槽１０ｃに移動することで付着した薬液が反応生成物（例えば、第１処理槽１０ａの硫酸と第３処理槽１０ｃのアンモニアとの反応による塩の生成等）となって基板１を汚染することがあった。
また、従来の半導体基板洗浄装置では、図１２に示したように、基板１を保持する突起１２が処理槽１０内の底部に設置しているため、処理液を下方からどんなに均一に噴射しても突起１２が処理液の流れを遮ることで基板１の表面で乱流が発生してしまうことがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の半導体基板洗浄装置では、処理槽１０内で基板１を保持する突起１２の溝１２ａ内に薬液が残留して洗浄されず基板１に付着するため、この基板１に付着した薬液が反応生成物となって汚染を発生するとともに、汚染の発生を避けるために洗浄（リンス）時間が長くなり生産効率が低下するという不具合があった。
また、従来の半導体基板洗浄装置では、処理槽１０の底部に突起１２を設けることで突起１２が処理液の流れを遮ってしまうため、処理液を下方からどんなに均一に噴射しても基板１の表面で乱流が発生して良好に洗浄処理を実行できないという不具合があった。
本発明はこのような課題を解決し、基板を保持する溝に残留する薬液が反応生成物となり汚染することを防止し、液流を妨げず短時間で洗浄処理できる半導体基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、半導体ウェーハなどの基板を専用の基板保持具に複数枚配列させて収納してバッチ式に複数の処理槽に順次浸漬させて洗浄する半導体基板洗浄装置であって、基板保持具に基板を複数収納して浸漬させる処理槽内の底部に基板を基板保持具から若干浮かせる突起を備え、この突起が基板の下端を浮かせて支持して基板保持具が基板の倒れを両側端で支持するとともに、突起は基板の配列方向にリブ状に延在して少なくとも１つ以上配置し、このリブ状の先端に基板が当接して支持される複数の溝を設け、この溝形状が基板の表裏下端に傾斜して接するＶ字型形状に設ける。
ここで、突起は、Ｖ字型形状の溝内下方に更に切り欠いた補助溝を設け、この補助溝により処理槽内で洗浄中の液通りを向上させることが好ましい。また、突起には、溝をリブ状の先端に幅２〜６ｍｍ、深さ２〜５ｍｍの寸法でＶ字型形状に切り欠いて複数形成することが好ましい。また、突起は、基板を基板保持具に収納した状態から１０ｍｍ〜４０ｍｍ浮かせることが好ましい。また、突起は、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦいずれかの材質により形成することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による半導体基板洗浄装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態を示す図である。また、図２は、図１に示した突起６の詳細を示す図である。また、図３は、図１に示した処理槽４内で基板１を洗浄する状態を示す図である。また、図４は、図２に示した溝６ａの詳細を示す図である。また、図５は、図４に示した矢印Ａ方向から見た状態を示す図である。また、図６は、図１に示した処理槽４内に基板１を搬入する動作を示す図であり、図６（ａ）は搬入途中の状態を、図６（ｂ）は搬入された状態を各々示している。また、図７は、図４に示した突起６の他の実施例を示す図である。また、図８は、図７に示した矢印Ｂ方向から見た状態を示す図である。また、図９は、図８に示した補助溝の他の実施例を示す図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態は、図１０に示した従来技術と同様に、半導体ウェーハなどの円盤状の基板１を複数枚配列させて収納して両側から把持して搬送する専用の基板保持具２を設け、この基板保持具２に収納した基板１をバッチ式に順次浸漬させて洗浄する複数の処理槽４を備えている。また、本実施の形態は、図１０に示した従来技術とは異なり、基板保持具２に基板１を複数収納して浸漬させた時、処理槽４内の底部で基板１を保持することなく基板保持具２から若干浮かせる突起６を備えている。従って、本実施の形態では、洗浄時に基板１を保持する場合、突起６が基板１の下端を浮かせて支持し、基板保持具２が基板１の倒れを両側端で支持（図６（ｂ）参照）するように設けている。
【００１２】
ここで、突起６は、図２に示すように、処理槽４の底部に形成されて基板１の配列方向にリブ状に延在して平行して一対に配置している。この突起６は、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（３フッ化エチレン）などの汚染し難い材質により形成されている。また、処理槽４は、内部に貯留した処理液（薬液または純水等）を循環して底部から再び噴射させ、図３に示すように、槽内部に液流を発生させて処理するように形成している。従って、本実施の形態では、図１２に示した従来技術とは異なり、突起６をリブ状に形成することで図３に示したように低部からの液流を妨げることなく、処理液を基板１の表面に均一に流すことが可能になる。この時、突起６は、処理槽４の底部に平行して一対に配置しているが２つ以上設けた場合、処理中の基板１の安定性がよくなる。しかし、突起６は、処理槽４の底部にあまり多く設けると処理液の流れを妨げるため、図２に示したように平行して一対に設ける程度が好ましい。
【００１３】
また、突起６には、図２に示したように、リブ状の先端に基板１が当接して支持される複数の溝６ａを設けている。この溝６ａは、基板１の表裏下端に傾斜して接するように延在するＶ字型形状に設けている。この溝６ａは、図４に示すように、リブ状の突起６先端での幅Ｃが２〜６ｍｍ、深さＤが２〜５ｍｍの寸法でＶ字型形状に切り欠いて複数形成している。これにより、基板１の処理中または浮き上げ時に、基板１が不必要に動かないよう溝６ａに係合させて安定して保持することができる。また、溝６ａは、基板保持具２に複数配列させて収納する基板１の間隔とほぼ同じになるように形成され、隣り合う基板１同士が一定の間隔を持って安定するように設計されている。ここで、隣り合う基板１の間隔Ｅは、４〜６ｍｍに設定することが好ましい。このように本実施の形態では、図５に示すように、基板１が保持されず表裏側の下端をＶ字型形状の斜面に点接触させて支持する構造のため、基板１と溝６ａとの間に薬液が残留することを防止でき、基板１に付着した薬液を短時間で洗浄処理できる。
【００１４】
このように形成された本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態を用いて基板１を洗浄する場合、図１０に示した従来技術と同様に、例えば、図１に示した水に硫酸及び硫酸化水素水を混合して貯留した第１処理槽４ａと、純水を貯留した第２処理槽４ｂと、水にアンモニア水及び過酸化水素水を混合して貯留した第３処理槽４ｃとを備え、この第１処理槽４ａから第３処理槽４ｃまで基板保持具２に基板１を複数収納してバッチ式に順次浸漬させて洗浄処理する。この処理槽４では、第１処理槽４ａで基板１の表面に付着した汚染物を除去する１回目の洗浄を行い、次いで第２処理槽４ｂで第１処理槽４ａの薬液を洗浄（リンス）するとともに、最後に第３処理槽４ｃで基板１に付着した汚染物を除去する２回目の洗浄を行う。また、基板保持具２は、図示していない搬送ロボットにより搬送されて所定の時間毎、各処理槽４内に投入して処理する。
【００１５】
ここで、基板１は、従来技術とは異なり、各処理槽４内に順次搬送されて底部に設けた突部６により基板保持具２に保持した状態で若干浮かせることで処理される。具体的に説明すると、基板１は、図６（ａ）に示すように、基板保持具２に複数収納した状態で搬送され、この基板保持具２とともに処理槽４内に直接降下させて浸漬させる。そして、処理槽４内では、図６（ｂ）に示すように、降下する基板保持具２に収納された基板１が底部に設けた突起６の溝６ａに当接して若干浮かせた状態に保持される。この際、突起６は、基板１を基板保持具２に収納した状態から、好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍ浮かせることが望ましい。これにより基板１は、図６（ａ）に示した基板保持具２内に収納して外周を保持した状態から、図６（ｂ）に示した基板１の下端２点を支持して浮かせる突起６と、基板１の倒れを両側端の２点で支持する基板保持具２とによる合計４点支持の状態に保持される。従って、本実施の形態では、突起６の溝６ａに基板１の下端を点接触（図４参照）させて保持するため、基板１を保持する接触面を低減し、処理槽４内で表面を最大限露出して効果的に洗浄処理できるとともに、突起６が基板１を若干浮かせることで基板保持具２内も同時に洗浄処理できる。
【００１６】
このように、本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態によると、処理槽４内に突起６が処理中の基板１を点接触（図５参照）により基板保持具２内で若干浮かせて支持する構造のため、前処理段階での残留薬液を効果的に洗い流すことができ、これによって処理時間の削減、及び品質の向上が期待できる。
また、本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態によると、処理槽４内の底部に突起６をリブ状に形成して設置（図３参照）しているため、この処理槽４内に噴射する処理液の液流を妨げることなく、基板１の表面に均一に流すことが可能になるとともに洗浄処理をより効果的に実行することができる。
【００１７】
ところで、突起６は、図５に示したように、基板１の下端をＶ字型形状の溝６ａに支持した際、この基板１と溝６ａとの間に小さな三角形状の隙間が形成されて十分に洗浄処理されない可能性もある。そこで、Ｖ字型形状の溝内に更なる切り欠きを設けてＹ字型形状に形成することも可能である。このＹ字型形状の溝を形成した突起の他の実施例は、図７に示すように、処理槽の底部にリブ状に形成されて、このリブ状の先端にＶ字型形状の溝７ａを形成し、このＶ字型形状の溝７ａ内下方に更に切り欠いた補助溝７ｂを設けている。
このように形成された突起７は、図８に示すように、Ｖ字型形状の溝７ａに基板１の下端を点接触させて支持するため、図５に示した突起と同様の効果を得ることができるとともに、図８に示したＶ字型形状の溝７ａ内で更に下方に補助溝７ｂを設けることで、Ｖ字型形状の溝７ａに支持する基板１の下部に液流を通過させる広い空間ができ、図５に示した突起に比べてより効果的に液流を発生させて洗浄処理することができる。
【００１８】
一方、このようにＶ字型形状の溝内に垂直下方に切り欠いた補助溝とは異なり、例えば、円弧状に切り欠いた補助溝を設けることも可能である。この円弧状に設けた補助溝の他の実施例は、図９に示すように、処理槽の底部にリブ状に形成した突部８を備え、この突起８の先端にＶ字型形状の溝８ａを形成し、このＶ字型形状の溝８ａ内下方に更に円弧状に切り欠いた補助溝８ｂを設けている。
このように形成された補助溝８ｂでは、Ｖ字型形状の溝８ａの下方に更に形成するため、図８に示した補助溝と同様の効果を得ることができるとともに、この溝８ａ内の下方に円弧状に切り欠いて補助溝８ｂを設けることで、溝８ａ及び補助溝８ｂの内面に凹状の角部が無くなり薬液が残留し難く、且つ液流が流れ易い形状に形成することができる。
【００１９】
以上、本発明による半導体基板洗浄装置の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、処理槽の底部に突起を平行して一対またはそれ以上設けた実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、処理槽の底部に一箇所だけ設けることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
このように本発明による半導体基板洗浄装置によれば、処理槽内に突起が処理中の基板を点接触により基板保持具内で若干浮かせて支持する構造のため、前処理段階での残留薬液を効果的に洗い流すことができ、これによって洗浄処理時間の削減、及び洗浄品質の向上が期待できる。
また、本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態によると、処理槽内の底部に突起をリブ状に形成して設置しているため、この処理槽内の底部で噴射する処理液の液流を妨げることなく、基板の表面に均一に流すことが可能になるとともに洗浄処理をより効果的に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体基板洗浄装置の実施形態を示す図。
【図２】図１に示した突起の詳細を示す図。
【図３】図１に示した処理槽内で基板を洗浄する状態を示す図。
【図４】図２に示した溝の詳細を示す図。
【図５】図４に示した矢印Ａ方向から見た状態を示す図。
【図６】図１に示した処理槽内に基板を搬入する動作を示す図。
【図７】図４に示した突起の他の実施例を示す図。
【図８】図７に示した矢印Ｂ方向から見た状態を示す図。
【図９】図８に示した補助溝の他の実施例を示す図。
【図１０】従来の半導体基板洗浄装置を示す図。
【図１１】図１０に示した処理槽内に基板を搬入する動作を示す図。
【図１２】図１０に示した処理槽内で基板を洗浄する状態を示す図。
【図１３】図１０に示した突起の詳細を示す図。
【符号の説明】
１    基板
２    基板保持具
４    処理槽
６    突起
６ａ  溝
【図１】
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【図２】
2004319783.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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【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】
2004319783.tif 000014
【図１３】
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