(57)【要約】【課題】基板を水平にした状態で、両面洗浄を行なう場合に、裏面を確実且つ効率良く洗浄を行なう。【解決手段】少なくとも一つの洗浄チャンバ１と、洗浄処理ユニット４内に、基板を保持し、水平方向から垂直方向に変換させる機能を有した保持機構１３及び、垂直方向に保持された基板に対し、所定距離を保持してスライドし、基板両面を同時に洗浄する洗浄ノズル部２４を有した洗浄機構１４と、基板を水平方向に保持し、回転駆動できる乾燥機構５を具備したことを特徴とし、前記保持機構１３により、基板を垂直方向に保持し、基板両面に対して、同時に同等の洗浄処理が可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一チャンバ内での洗浄処理方法において、少なくとも一つの洗浄チャンバ内に設けられた洗浄処理ユニットにて、ワークを垂直方向に保持し、ワーク両面に洗浄液を噴射して、同時にワーク両面を洗浄することを特徴とする両面洗浄処理方法。
【請求項２】
同一チャンバ内での洗浄処理装置において、少なくとも一つの洗浄チャンバ内に設けられた洗浄処理ユニットに基板を保持し、水平方向から垂直方向に変換させる機能を有した保持機構及び、上記保持機構により、垂直方向に保持された基板に対し、所定の距離を保持してスライドし、基板両面を同時に洗浄する洗浄ノズル部を有した洗浄機構と、上記保持機構及び洗浄機構の近傍に配置され、基板を水平方向に保持し、回転駆動できる乾燥機構を具備したことを特徴とする両面洗浄処理装置。
【請求項３】
上記洗浄機構は、洗浄ノズル部に洗浄液をライン状に吐出できる機能を有していることを特徴とする請求項２記載の両面洗浄処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハなどの基板を洗浄処理するための両面洗浄処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、半導体の製造過程において、基板としての半導体ウエハに、回路パターンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、上記基板の処理と洗浄が繰り返し行なわれる。
【０００３】
従来から基板を洗浄するために、回転テーブルに水平に基板を保持し、高速回転させながら、上記基板に洗浄液を噴射して、洗浄を行なう手段が用いられている。
【０００４】
従来の技術は、図６の両面洗浄処理装置の一例に示すように、回転テーブル３６を有し、この回転テーブル３６に基板３７を水平に保持して、高速回転させると共に、回転テーブル３６の上面側に配置された表面洗浄機構３４から基板３７に向けて洗浄液を噴射し、基板の上面を洗浄する。
【０００５】
上記回転テーブル３６下面側にも裏面洗浄機構３５を配置し、洗浄液を上記基板３７の上面側だけでなく、下面側にも同時に噴射すれば、基板３７の上下両面を同時に洗浄することができるという技術が特許文献１に公開されている。
【０００６】
また、従来の技術には、昨今の微細化に伴い、裏面への洗浄においても清浄度が要求されているため、両面の同時洗浄に比べ、裏面を表面洗浄と同様に洗浄可能な、一面一面洗浄する順次洗浄方法がとられている。たとえば、回転テーブルに保持された基板の一方を洗浄し、洗浄チャンバ内に設けられた反転機構を用いて、同一チャンバ内で、基板を反転させて、もう一方の面を洗浄するという、上下両面を順次洗浄するという技術が特許文献２に開示されている。
【０００７】
また、上記従来技術においては、スピン洗浄処理による基板面の洗浄手段として、一般に揺動方式による洗浄手段が用いられている。
【特許文献１】特開平９−２８９８１６号公報
【特許文献２】特開平９−３２１００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成及び方法では、基板の両面洗浄処理を行なう場合、一般に、洗浄ノズル部を回転テーブルの下側に配置して、基板の下面に洗浄液を噴射するようにすると、その洗浄ノズル部から噴射された洗浄液は、高速回転する回転テーブルによって遮られるため、基板の下面にはほとんど洗浄液が到達しない。そのため、下面を確実且つ効率良く洗浄できないという課題を有している。
【０００９】
また、スピン処理機構を設けているため、基板の下面を洗浄するスペースが制限されており、構造が複雑化するなど、基板下面を上面と同様に洗浄することが困難であるため、表面に比べ、裏面の清浄度が低下するという課題を有している。
【００１０】
また、基板の上下面を順次洗浄する場合、一方の洗浄が終了したところで乾燥させ、反転機構を用いて、同一チャンバ内で、基板の上下面を反転させ、もう一方の面を洗浄し、乾燥させるという事が行なわれているため、乾燥時間あるいは、順次洗浄を行なうための基板反転の時間など、両面同時洗浄に比べ生産効率が低下するという課題を有している。
【００１１】
また、一方の面を洗浄後、他方の面を洗浄した場合、最初に洗浄した面に、洗浄中のミストや、ゴミ等の再付着の恐れがあるという課題を有している。
【００１２】
また、上記の洗浄処理を行なうに際し、一般的に揺動方式による洗浄手段が多く用いられているが、基板の回転と、洗浄手段の揺動により、洗浄液の滴下軌跡は、基板全面に対して均一に滴下することは困難であり、基板面内での洗浄液の滴下軌跡は一様ではなく、除去性能の低下になるという課題がある。
【００１３】
この発明は、上記事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、基板両面を同時に能率良く洗浄できるようにし、上下面順次洗浄方式のような基板両面を同等の洗浄効果かつ、基板面内に対して均一な洗浄効果を得ることができる両面洗浄処理方法及び装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、同一チャンバ内での洗浄処理方法において、少なくとも一つの洗浄チャンバ内に設けられた洗浄処理ユニットにて、基板を垂直方向に保持し、基板両面に洗浄液を噴射して、同時に基板両面を洗浄することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、同一チャンバ内での洗浄処理を行なう両面洗浄処理装置において、少なくとも一つの洗浄チャンバ内に設けられた洗浄処理ユニットに、基板を保持し、水平方向から垂直方向に変換させる機能を有した保持機構及び、上記保持機構により、垂直方向に保持された基板に対し、所定の距離を保持してスライドし、基板両面を同時に洗浄する洗浄ノズル部を有した洗浄機構と、上記保持機構及び洗浄機構の近傍に配置され、基板を水平方向に保持し、回転駆動できる乾燥機構を具備した事を特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、上記洗浄機構の洗浄ノズル部に、洗浄液をライン状に吐出できる機能を有している事を特徴とする。
【００１７】
請求項１、２の発明によれば、基板を垂直方向に保持する事で、基板両面に対して、同等のスペースが得られ、同等の洗浄機構が配置可能となるため、同等の洗浄処理が可能となる。つまり、上下面順次洗浄などと同様に、両面に同等の洗浄効果が得られ、洗浄処理時間の短縮ができ、生産性向上ができる。
【００１８】
また、洗浄チャンバ内で、基板を垂直方向に保持する事で、基板を洗浄する洗浄機構が、基板両面に対して同等のスペースが得られるため、基板の両面に対して、同等の洗浄効果のある洗浄機構を設けることができ、局所的な構造の複雑化を回避できる。
【００１９】
また、洗浄処理中の基板面内での洗浄液の滞留は、基板が垂直方向に保持されている事で、洗浄液の自重によって落下する。
【００２０】
この自重で落下する洗浄液及び基板付近に飛散しているミストなどは、下方向への流れを有しているため、水平方向に基板を配置した場合に比べ、基板を垂直方向に配置した方が、水平方向への面積が小さく、ミストなどの再付着率を低減することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、洗浄ノズル部より、洗浄液をライン状に吐出する機構を有している事で、洗浄液滴下軌跡は、基板全面に対して、一様なものとなり、基板面内の全てのポイントにおいて、均等な洗浄効果が期待できる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１、２の発明によれば、保持機構により、基板を垂直方向に保持する事により、基板両面を同時に洗浄できる。
【００２３】
また、洗浄チャンバ内で、基板を垂直方向に保持する事で、基板を洗浄する洗浄機構が、基板両面に対して同等のスペースが得られるため、基板両面に対して、同等の洗浄効果のある洗浄機構を設けることができ、構造の簡素化を図ることができる。
【００２４】
また、洗浄処理中の基板面内での洗浄液の滞留は、基板が垂直方向に保持されている事で、洗浄液の自重によって落下する。
【００２５】
この自重で落下する洗浄液及び基板付近に飛散しているミストなどは、重力あるいは、ダウンフローによって下方向への流れを持っているため、水平方向に基板を配置した場合に比べ、基板を垂直方向に配置した方が、基板の水平方向への面積が小さく、ミストなどの再付着率を低減できる。
【００２６】
また、基板を垂直方向に保持する事で、基板両面に対して、同時に同様の洗浄処理が可能となり、上下面順次洗浄などと同等の洗浄効果が得られるとともに、洗浄時間の短縮ができ、生産性の向上ができる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、洗浄ノズル部より、洗浄液をライン状に吐出する事により、洗浄液滴下軌跡は、基板全面に対して、一様なものとなり、基板面内の全てのポイントにおいて、均等な洗浄効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における両面洗浄処理装置の鳥瞰図、図２に洗浄処理ユニットの側面図、図３、４は、それぞれ図２の洗浄処理ユニット内の保持機構及び洗浄機構の斜視図である。
【００３０】
この発明における両面洗浄処理装置は、洗浄チャンバ１を有する。この洗浄チャンバ１の一側面には、シャッター２によって開閉される開口部３が形成されている。上記洗浄チャンバ１内には、洗浄処理ユニット４が設けられている。この洗浄処理ユニット４は、カップ９、乾燥機構５、保持機構１３、洗浄機構１４で構成されている。
【００３１】
上記乾燥機構５は、上記洗浄処理ユニット４の中心部に設けられており、前記乾燥機構５は、洗浄チャンバ１に水平架設されたベース板６を有する。このベース板６には、軸線をほぼ垂直にした軸受７が設けられている。この軸受７には、回転軸８が設けられており、この回転軸８の上部は、処理容器を形成するカップ９内部空間に突出し、その上端には、回転テーブル１０が取り付けられている。
【００３２】
なお、上記回転軸８の下端部は上記軸受７の下面側から突出し、その端部には図示しないプーリを有しており、このプーリは図示しない駆動モータによって回転するようになっている。
【００３３】
上記回転テーブル１０の上面の周辺部には、例えば、周方向に等間隔で４本の保持部１１が設けられている。各保持部１１の上端には、例えば、半導体ウエハ１２のような基板の周辺部を保持できる機能を有している。上記カップ９は、上面が開口していると共に、上下動自在に動作可能である。半導体ウエハ１２の供給、取り出しの際は、所定の位置で待機し、洗浄処理が行なわれる際は、所定の高さまで上昇し、上記半導体ウエハ１２、乾燥機構５、保持機構１３、洗浄機構１４を覆っている。
【００３４】
なお、上記洗浄チャンバ１のカップ９内に、シャッター２を軸として、垂直に保持機構１３を設け、シャッター２を軸として水平に洗浄機構１４を設け、それぞれ対向した配置をしている。
【００３５】
上記保持機構１３は、ベース板６の軸に垂直に設けられている。この保持機構１３は、図３の保持機構の斜視図に示すように、第１駆動部１５によって開閉駆動される二対の連動したクランプ１６を有しており、クランプ１６は、基板を固定する係合溝１７に洗浄液吐出口１８を有しており、後述する洗浄機構１４の洗浄液吐出に同期して、クランプされて洗浄液に非接触な部分となる基板部分に、局所的な洗浄ができる。
【００３６】
クランプ１６は、軸線を水平にした回転軸１９、第１駆動部１５を介して、第２駆動部２０に取り付けられている。この第２駆動部２０は、第１駆動部１５、回転軸１９を介して、クランプ１６を回転させる事ができるようになっている。したがって、上記二対の連動したクランプ１６が、半導体ウエハ１２を保持した状態で、第２駆動部２０を９０°回転させれば、半導体ウエハ１２を、カップ９内で垂直方向に保持することができる。
【００３７】
また、第１駆動部１５、第２駆動部２０は支柱２１の上端に設けられている。この支柱２１は図示しないリニアガイドによって上下方向にスライド自在に保持され、第３駆動部２２で上下方向に駆動されるようになっている。つまり、二対の連動したクランプ１６は、第１駆動部１５により開閉され、第２駆動部２０によって半導体ウエハ１２を垂直方向まで回転させ、第３駆動部２２によって、上下動されるようになっている。
【００３８】
上記洗浄機構１４は、ベース板６の軸に水平に設けられている。この洗浄機構１４は、図４の洗浄機構の斜視図に示すように、第１駆動部２３によって前後駆動される二対の連動した洗浄ノズル部２４を有している。したがって、上記洗浄ノズル部２４をカップ９内で上下に揺動させる事で、上記半導体ウエハ１２の両全面を洗浄できるようになっている。
【００３９】
洗浄ノズル部２４は、軸線を水平にした軸２５を介して、第１駆動部２３に取り付けられている。この第１駆動部２３は、軸２５を介して洗浄ノズル部２４の位置を、前後駆動させる事ができるようになっている。また、洗浄ノズル部２４は、洗浄液をライン状に吐出できる機能を有している。したがって、上記洗浄ノズル部２４が、半導体ウエハ１２に対して、所定の距離まで前駆動し、ライン状に吐出している液体の流れを上下動すれば、全面均一に洗浄することができる。
【００４０】
第１駆動部２３は支柱２６の上端に設けられている。この支柱２６は、図示しないリニアガイドによって、上下方向にスライド自在に保持され、第２駆動部２７で上下方向に駆動され、垂直方向に保持された半導体ウエハ１２の上端部から下端部までを洗浄できるようになっている。つまり、洗浄ノズル部２４は、第１駆動部２３により前後駆動され、第２駆動部２７によって上下動し、垂直方向に保持された半導体ウエハ１２を洗浄できるようになっている。
【００４１】
上記洗浄チャンバ１の開口部３が形成された一側と対向する外部には、上記洗浄チャンバ１の回転テーブル１０に対して、半導体ウエハ１２を供給、取り出しする機構として搬送用ロボット２８を設けている。この搬送用ロボット２８は、ハンド２９を有する。このハンド２９は駆動源３０によって旋回するアーム３１を最低でも１本有しており、これらアーム３１によって水平方向に駆動するようになっている。
【００４２】
また、上記搬送用ロボット２８に隣接するセットステージ３２が設けられており、少なくとも、一つのカセット３３が配置できるようになっている。したがって、上記搬送用ロボット２８は、ハンド２９により、未洗浄の半導体ウエハ１２を上記カセット３３から取り出し、洗浄チャンバ１内の回転テーブル１０に供給すると共に、この洗浄チャンバ１で洗浄された半導体ウエハ１２を取り出して、カセット３３に収納できるようになっている。
【００４３】
（実施の形態２）
次に、両面洗浄処理における基板、例えば半導体ウエハ１２を洗浄する動作について図を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は、本発明の実施の形態２における両面洗浄処理装置の鳥瞰図、図２に洗浄処理ユニットの側面図、図３、４は、それぞれ図２の洗浄処理ユニット内の保持機構及び洗浄機構の斜視図、図５は、基板を垂直方向に保持した洗浄例の模式図である。
【００４５】
まず、搬送用ロボット２８が作動して、カセット３３より、未洗浄の半導体ウエハ１２を取り出し、その半導体ウエハ１２が洗浄チャンバ１の開口部３より、シャッター２が開口する事によって、回転テーブル１０に供給される。このとき、保持機構１３、洗浄機構１４は、搬送用ロボット２８のハンド２９に干渉しない位置で待機している。未洗浄の半導体ウエハ１２が、回転テーブル１０に供給されると、カップ９は所定の位置まで上昇する。ついで、半導体ウエハ１２高さまで、保持機構１３の二対の連動したクランプ１６が開状態で上昇し、その第２駆動部２０によって、クランプ１６が閉方向に駆動される。それによって、クランプ１６が半導体ウエハ１２を挟持する。ついで、第３駆動部２２が作動して、クランプ１６を所定の高さまで上昇させると、第１駆動部１５が作動して、上記クランプ１６を９０°回転させ、半導体ウエハ１２を垂直方向に保持する。
【００４６】
この状態で、洗浄機構１４の第２駆動部２７が作動して、半導体ウエハ１２の上端部まで上昇し、第１駆動部２３により、半導体ウエハ１２に対して、所定の位置まで前駆動する。半導体ウエハ１２と洗浄ノズル吐出口先端まで１０ｍｍ程度が望ましい。ここで、図５の基板を垂直方向に保持した洗浄例の模式図に示すように、洗浄ノズル部２４より洗浄液をライン状に吐出し、第２駆動部２７の上下動により、半導体ウエハ１２の上端部から下端部までを洗浄ノズル部２４がスライドし、洗浄を行なう。なお、このとき、固定ノズル３３より、半導体ウエハ１２両面の乾燥防止のため洗浄液が吐出される。
【００４７】
つまり、半導体ウエハ１２は、同等の機能を有した洗浄機構１４によって、同時に両面洗浄されることになる。
【００４８】
このように両面洗浄が終了すると、洗浄機構１４の洗浄ノズル部２４は、第１駆動部２３によって、後駆動し、第２駆動部２７によって所定の位置まで下降する。ついで、保持機構１３の第１駆動部１５が作動して、クランプ１６を初期位置まで回転させ、第３駆動部２２によって、回転テーブル１０位置まで下降する。ついで、第２駆動部２０によって、上記クランプ１６が開方向に駆動され、回転テーブル１０に配置される。ついで、回転テーブル１０内の保持部１１を閉状態にし、半導体ウエハ１２を固定し、高速回転による基板表面の残液を振り切る乾燥処理を行なう。
【００４９】
乾燥処理終了後、回転テーブル１０内の保持部１１は開状態になり、カップ９は所定の高さまで下降する。ついで、半導体ウエハ１２は、搬送用ロボット２８により取り出され、カセット３３に収納される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る両面洗浄処理方法及び装置は、基板の洗浄に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態である両面洗浄処理装置の鳥瞰図
【図２】本発明の一実施形態の洗浄チャンバに収容された洗浄処理ユニットの図１Ａ−Ｏ−Ｂ側面図
【図３】本発明の一実施形態における保持機構の斜視図
【図４】本発明の一実施形態における洗浄機構の斜視図
【図５】基板を垂直方向に保持した洗浄例の模式図
【図６】従来技術における両面同時洗浄の洗浄処理ユニット断面図
【符号の説明】
【００５２】
１  洗浄チャンバ
１２  半導体ウエハ
１３  保持機構
１４  洗浄機構
【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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