【手続補正書】
【提出日】平成16年1月21日(2004.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】基板洗浄・乾燥装置の制御装置、基板洗浄方法、基板乾燥方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】被処理基板を装着し該被処理基板を回転させる被処理基板回転機構を具備し、該回転する被処理基板に洗浄液を供給して洗浄すると共に、洗浄後被処理基板を高速回転させ遠心力により洗浄液を飛散させる基板洗浄・乾燥装置の制御装置において、
被処理基板の回転数が所定の回転数に達するまでの加速度を処理プロセス毎に任意に設定できる加速度設定手段を設け、前記被処理基板回転機構を制御する制御手段は該加速度設定手段で設定した加速度で前記被処理基板の回転を制御することを特徴とする基板洗浄・乾燥装置の制御装置。
【請求項２】回転する被処理基板に洗浄液を供給して該被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記被処理基板を回転させ、該回転する被処理基板に洗浄液を供給する際に、前記洗浄液の種類に対応した回転加速度で被処理基板を回転させることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項３】請求項２に記載の基板洗浄方法において、
前記被処理基板の両面に同時に前記洗浄液を供給することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項４】被処理基板に洗浄液を供給して該被処理基板を洗浄した後に、該被処理基板を回転させて遠心力により該被処理基板に付着した洗浄液を飛散させ基板を乾燥させる基板乾燥方法であって、
前記被処理基板を回転させて該被処理基板に付着した洗浄液を遠心力で飛散させる際に、前記洗浄液の種類に対応した回転加速度で被処理基板を回転させることを特徴とする基板乾燥方法。
【請求項５】請求項４に記載の基板乾燥方法において、
前記被処理基板を回転させて該被処理基板に付着した洗浄液を遠心力で飛散させる際に、乾燥空気を該被処理基板に供給することを特徴とする基板乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被処理基板を回転させる被処理基板回転機構を具備し、回転する被処理基板に洗浄液を供給して洗浄し、洗浄後被処理基板をスピン乾燥させる基板洗浄・乾燥装置の制御装置、基板洗浄方法、基板乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の被処理基板を処理した後、該処理基板を洗浄し、乾燥する必要がある。この洗浄及び乾燥を行う装置として、被処理基板を装着し回転させる被処理基板回転機構を具備し、回転する被処理基板上に洗浄液を供給しながら洗浄し、洗浄終了後、被処理基板を高速で回転させ、被処理基板の表面に付着した洗浄液を遠心力により飛散させて乾燥、所謂スピン乾燥させる基板洗浄・乾燥装置がある。
【０００３】
従来、この種の基板洗浄・乾燥装置は、洗浄時及び乾燥時に被処理基板の回転速度を所定速度にするが、この所定速度に達するまでの加速度は装置固有のもので、処理プロセス毎にユーザーが設定することができない構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような半導体ウエハ等の被処理基板の洗浄及び乾燥を行う基板洗浄・乾燥装置において、洗浄及び乾燥時の被処理基板を所定の回転速度にするまでの時間、即ち所定の回転速度に達するまでの回転加速度は洗浄乾燥のプロセスにおいて、ミストの飛散具合やエッチングレートの均一性に影響を与える重要なファクターの一つである。
【０００５】
洗浄液の性状（粘度、拡散性）や半導体ウエハに対する効果（エッチング性、ｐｈの変化によるパーティクルの除去・再付着防止）によってウエハの回転速度や回転加速度を適宜設定することが望ましい。しかしながら、従来のこの種の基板洗浄・乾燥装置では回転加速度を変えることができず、洗浄液の有効な使用やより良い被処理基板の洗浄や乾燥を阻害していた。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、洗浄液の有効な使用やより良い被処理基板の洗浄や乾燥が可能な基板洗浄・乾燥装置の制御装置、基板洗浄方法、基板乾燥方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、被処理基板を装着し該被処理基板を回転させる被処理基板回転機構を具備し、該回転する被処理基板に洗浄液を供給して洗浄すると共に、洗浄後被処理基板を高速回転させ遠心力により洗浄液を飛散させる基板洗浄・乾燥装置の制御装置において、被処理基板の回転数が所定の回転数に達するまでの加速度を処理プロセス毎に任意に設定できる加速度設定手段を設け、被処理基板回転機構を制御する制御手段は該加速度設定手段で設定した加速度で被処理基板の回転を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、回転する被処理基板に洗浄液を供給して該被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、被処理基板を回転させ、該回転する被処理基板に洗浄液を供給する際に、洗浄液の種類に対応した回転加速度で被処理基板を回転させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板洗浄方法において、被処理基板の両面に同時に洗浄液を供給することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、被処理基板に洗浄液を供給して該被処理基板を洗浄した後に、該被処理基板を回転させて遠心力により該被処理基板に付着した洗浄液を飛散させ基板を乾燥させる基板乾燥方法であって、該被処理基板を回転させて該被処理基板に付着した洗浄液を遠心力で飛散させる際に、洗浄液の種類に対応した回転加速度で被処理基板を回転させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板乾燥方法において、被処理基板を回転させて該被処理基板に付着した洗浄液を遠心力で飛散させる際に、乾燥空気を該被処理基板に供給することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の基板洗浄・乾燥装置の制御装置の構成を示す図である。本制御装置は入力装置１０、ＣＰＵ１１、メモリ１２、サーボコントローラ１３、サーボアンプ１４、サーボモータ１５及びロータリーエンコーダ１６を具備する。メモリ１２には入力装置１０で設定された図２に示すような時間とともに変化する速度、即ち回転加速度α１〜αｎが記憶されており、入力装置１０からそのいずれかを指定することにより、ＣＰＵ１１はメモリ１２から指定された回転加速度を読み出し、サーボコントローラ１３に入力する。
【００１３】
サーボモータ１５は被処理基板回転機構を駆動するモータであり、サーボモータ１５の回転により、該被処理基板回転機構に装着された被処理基板は回転する。サーボコントローラ１３はサーボアンプ１４を介してサーボモータ１５を駆動する。サーボモータ１５は指定された回転加速度に応じた加速度で回転する。サーボモータ１５の回転速度はロータリーエンコーダ１６により検出された位置信号より算出され、サーボアンプ１４を介してサーボコントローラ１３にフィードバックされると共に、ＣＰＵ１１に出力される。
【００１４】
図３は本発明の制御装置を用いる基板洗浄・乾燥装置の概略構成を示す図である。２０は半導体ウエハ等の被処理基板２４を装着して該被処理基板２４を回転させる被処理基板回転機構である。該被処理基板回転機構２０は複数個（図では６個）のチャック爪２５を具備し、該チャック爪２５で被処理基板２４を挟持しサーボモータ１５で回転軸３０を回転させることにより、被処理基板２４を回転させるようになっている。
【００１５】
２２は洗浄具で例えば、超音波で超音波振動を加えた洗浄液を被処理基板２４に向かって噴射する。洗浄具２２は揺動アーム２１の先端に取り付けられ、図示しない揺動モータにより矢印３１に示すように揺動（旋回）するようになっている。２８は前記揺動モータと揺動軸を支える揺動軸軸受ユニット２６を固定する基台で、該基台２８はボール螺子２７に螺合し、該ボール螺子２７をサーボモータ２９で回転させることにより、矢印３２に示すように昇降する。
【００１６】
上記構成の基板洗浄・乾燥装置において、サーボモータ１５を回転させ、揺動アーム２１で揺動する洗浄具２２から洗浄液を噴射し、または図示しない固定ノズルから洗浄液をかけて被処理基板２４を洗浄する。洗浄後は洗浄液の噴射を停止し、被処理基板２４を回転させることにより、被処理基板２４に付着した洗浄液を遠心力で飛散させて乾燥、所謂スピン乾燥させる。
【００１７】
上記洗浄及び乾燥に際し、図１に示す制御装置を用いて被処理基板回転機構２０の回転制御を行なうのであるが、上記のように回転加速度は洗浄・乾燥のプロセスにおいて、重要なファクターの一つである。従って、洗浄液の種類によって、例えば純水で洗浄する時は１秒当たりの回転速度の増加量を１０００ｍｉｎ-1、つまり１０００ｒｐｍ／ｓとし、希ふっ酸で洗浄する時は２５０ｒｐｍ／ｓとする。また、乾燥の場合も、被処理基板に付着する洗浄液の種類により、例えば純水の場合は１０００ｒｐｍ／ｓとし、希ふっ酸の場合は２５０ｒｐｍ／ｓとする。
【００１８】
図４は本発明の制御装置を用いる基板洗浄・乾燥装置の概略構成を示す断面図である。図示するように、基板洗浄・乾燥装置は被処理基板２４を挟持する被処理基板挟持機構４１の内部にノズル４２を配置し、該ノズル４２の噴出口４２ａに連結した管４３から洗浄液を供給し、該噴出口４２ａから被処理基板２４の下面に向かって洗浄液を噴射する。被処理基板挟持機構４１はスピンドル４４に連結され、該スピンドル４４は軸受４５、４５及び４６、４６で上下部を管４３及びスピンドル外筒４７に回転自在に支持している。
【００１９】
スピンドル４４はカップリング４８を介してサーボモータ１５の回転軸に連結されている。なお、サーボモータ１５及びカップリング４８は中空部を有する構造で該中空部を貫通して管４３が配置されている。
【００２０】
上記構成の基板洗浄・乾燥装置において、サーボモータ１５を回転させ、被処理基板２４を回転させると同時に管４３から矢印４９に示すように、洗浄液をノズル４２に供給し、その噴出口４２ａから洗浄液を噴射して、被処理基板２４の表面を洗浄する。洗浄後は洗浄液の噴射を停止し、被処理基板２４を高速回転させることにより、被処理基板２４に付着した洗浄液を遠心力で飛散させて所謂スピン乾燥させる。この乾燥に際し管４３から乾燥空気を供給することにより、乾燥効果を更に高めることもできる。該洗浄及び乾燥に際し、図１に示す制御装置を用いて被処理基板回転機構２０の回転制御を行なうのであるが、上記のように洗浄液の種類によって、回転加速度を変えて洗浄・乾燥を行なう。
【００２１】
図３及び図４の洗浄・乾燥装置においては、被処理基板２４の上面又は下面のいずれか一方に洗浄液を噴射して被処理基板２４を洗浄するようにしているが、図３と図４の構成を組合わせ、被処理基板２４の上面及び下面に同時に洗浄液を噴射して、同時に両面を洗浄するように構成してもよい。
【００２２】
図５は図３又は図４に示す本発明の洗浄・乾燥装置を配置した洗浄装置の構成を示す平面図である。本洗浄装置は図示するように、被処理基板を移送する被処理基板移送機構１０９の両側に第１洗浄・乾燥装置１０１、第２洗浄・乾燥装置１０２、第３洗浄・乾燥装置１０３、第４洗浄・乾燥装置１０４、第５洗浄・乾燥装置１０５、及び被処理基板を反転する反転機１０６を配置している。ロード・アンロード１０８で処理待ちされている被処理基板を被処理基板移送機構１０９で各洗浄・乾燥装置に移送して洗浄・乾燥を行なう。
【００２３】
上記第１〜第５洗浄・乾燥装置１０１〜１０５のうち第３〜第５洗浄・乾燥装置は上記図３又は図４に示す構成のスピン乾燥を行なう洗浄・乾燥装置を用い、その被処理基板回転機構２０又は４０の回転制御に図１に示す構成の制御装置を用いる。
【００２４】
図６はＣＭＰ（化学・機械・ポリッシング）装置と図３及び図４に示す本発明の洗浄・乾燥装置を配置した装置の構成を示す平面図である。本装置は被処理基板移送機構２０７の両端に１台のＣＭＰ装置２０６とロード・アンロード２０５を配置すると共に、両側に第１洗浄・乾燥装置２０１、第２洗浄・乾燥装置２０２及び第３洗浄・乾燥装置２０３と反転機２０４を配置した構成である。そして第２洗浄・乾燥装置２０２及び第３洗浄・乾燥装置２０３に上記図３又は図４に示すスピン乾燥を行なう洗浄・乾燥装置を用い、その被処理基板回転機構２０又は４０の回転制御に図１に示す構成の制御装置を用いる。
【００２５】
なお、図３及び図４に示す洗浄・乾燥装置は本発明の制御装置を用いる洗浄・乾燥装置の一構成例で、これに限定されるものではない。要は被処理基板を装着し該被処理基板を回転させる被処理基板回転機構を具備し、該回転する被処理基板に洗浄液を供給して洗浄すると共に、洗浄後被処理基板を高速回転させ付着した洗浄液を遠心力により飛散させ乾燥させる基板洗浄・乾燥装置であればよい。
【００２６】
また、制御装置も図１に示す構成の制御装置に限定されるものではなく、要は被処理基板の回転数が所定の回転数に達するまでの加速度を処理プロセス毎に任意に設定できる加速度設定手段を設け、被処理基板回転機構を制御する制御手段は該加速度設定手段で設定した加速度で被処理基板の回転を制御できる構成であればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、被処理基板の回転数が所定の回転数に達するまでの加速度を処理プロセス毎に任意に設定できる加速度設定手段を設け、被処理基板回転機構を制御する制御手段は該加速度設定手段で設定した加速度で被処理基板の回転を制御するので、洗浄液の有効な使用やより良い被処理基板の洗浄や乾燥が可能な基板洗浄・乾燥装置の制御装置を提供できるという優れた効果が得られる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、回転する被処理基板に洗浄液を供給する際に、前記洗浄液の種類に対応した回転加速度で被処理基板を回転させるので、洗浄液の有効な使用やより良い被処理基板の洗浄が可能な基板洗浄方法を提供できるという優れた効果が得られる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、被処理基板の両面に同時に洗浄液を供給するので、上記のような洗浄を被処理基板の両面を同時に施すことができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、洗浄液の種類に対応した回転加速度で被処理基板を回転させるので、洗浄液の種類に応じた良い基板の乾燥が可能な基板乾燥方法を提供できるという優れた効果が得られる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、被処理基板を回転させて該被処理基板に付着した洗浄液を遠心力で飛散させる際に、乾燥空気を該被処理基板に供給することにより、より効果的に被処理基板を乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板洗浄・乾燥装置の制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の基板洗浄・乾燥装置の制御装置で設定される回転加速度の例を示す図である。
【図３】本発明の制御装置を用いる基板洗浄・乾燥装置の概略構成例を示す図である。
【図４】本発明の制御装置を用いる基板洗浄・乾燥装置の概略構成例を示す図である。
【図５】本発明の制御装置を用いる基板洗浄・乾燥装置を配置した洗浄装置の平面構成例を示す図である。
【図６】本発明の制御装置を用いる基板洗浄・乾燥装置を配置した装置の平面構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０            入力装置
１１            ＣＰＵ
１２            メモリ
１３            サーボコントローラ
１４            サーボアンプ
１５            サーボモータ
１６            ロータリーエンコーダ
２０            被処理基板回転機構
２１            揺動アーム
２２            洗浄具
２４            被処理基板
２５            チャック爪
２６            揺動軸軸受ユニット
２９            サーボモータ
３０            回転軸
４０            被処理基板回転機構
４１            被処理基板挟持機構
４２            ノズル
４３            管
４４            スピンドル
４７            スピンドル外筒