(57)【要約】【課題】循環して洗浄液を再利用する基板の洗浄装置において、洗浄槽での洗浄液の流れ等により洗浄液中への微粒子の蓄積を防止し、液中の微粒子を確実に除去することのできる基板洗浄装置および基板の洗浄方法を提供する。【解決手段】本発明の基板洗浄装置は、洗浄槽１０１と、その周囲に設けられた洗浄液回収溝１１０と、回収溝１１０から回収された洗浄液を洗浄槽内に送る循環ポンプ１０５と、洗浄槽１０１と循環ポンプ１０５との間に設けられたフィルター１０４と、洗浄槽１０１内に設けられ、その底部から上部に可動する第１の電極１０８と、洗浄槽１０１の内部においては中央部から周辺部にかけて可動する第２の電極１０９と、回収溝１１０の底部に設けられた第３の電極１０３と、各電極に接続された電源装置１０２とを備えている。【選択図】図１
2005334775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄槽と、
前記洗浄槽の周囲に設けられた洗浄液回収溝と、
前記洗浄液回収溝から回収された洗浄液を前記洗浄槽内に送る循環ポンプと、
前記洗浄槽と前記循環ポンプとの間に設けられ、前記洗浄液中の微粒子を除去するためのフィルターと、
前記洗浄槽内に設けられ、前記洗浄槽の底部から上部に可動する第１の電極と、
前記洗浄槽の外部から内部にかけて可動し、かつ前記洗浄槽内部においては中央部から周辺部にかけて可動する第２の電極と、
前記回収溝の底部に設けられた第３の電極と、
前記第１の電極、第２の電極および第３の電極に接続された電源装置とを備えた基板洗浄装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板洗浄装置を用いて洗浄を行う基板の洗浄方法であって、
前記電源装置から前記第３の電極に負の電位を与えて前記洗浄液中の微粒子を引き寄せる工程と、
前記電源装置から前記第１の電極に正の電位を与えつつ、前記第１の電極を前記洗浄槽の底部から上部に向けて移動させて前記洗浄液中の微粒子を前記洗浄槽の上部に移動させる工程と、
前記電源装置から前記第２の電極に正の電位を与えつつ、前記第２の電極を前記洗浄液中に挿入する工程と、
前記第２の電極を前記洗浄槽の中央部から周辺部に移動させて前記洗浄液中の微粒子を前記回収溝の方に移動させる工程とを備えた基板の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板の洗浄等に用いる処理液中の微粒子を取り除く機能を備えたバッチ槽を有する基板洗浄装置及びそれを用いた基板の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程や液晶の製造工程において、素子の微細化とともに、素子の欠陥を引き起こす基板に付着した異物除去がより重要となってきている。基板の異物除去は通常、ＲＣＡ洗浄液等を用いた洗浄によって行われる。
【０００３】
一般に液体中での粒子は液体の分子に囲まれて浮遊している形態をとる。特に数μｍ以下のコロイド系中の粒子は、一般的に静止せず、重力あるいはブラウン運動で運動しており、分散して自発的に相分離しにくいので、処理槽等の液中に存在する微粒子の除去はとても難しい。しかし清浄度の高さが要求される半導体分野においては、処理に用いる液体中の微粒子を極力少なくする事が要求される。
【０００４】
従来のバッチ槽を有する基板洗浄装置では、洗浄槽となるバッチ槽内で洗浄処理を行う際に被洗浄物から離れた異物や微粒子を洗浄液とともに循環ポンプで循環し、フィルターを通して濾過する事により槽内の清浄化を行っている。また電場によって電離した洗浄液により、被洗浄物の表面から離れた微粒子の再付着を防止し洗浄効果を促進する技術もある。例えば、特許文献１には、槽の内壁両サイドに電極を設置し、循環する洗浄液で半導体ウェハの表面から分離された微粒子を電場により電気泳動法で除去するように構成された半導体処理装置が開示されている。
【特許文献１】特開平７−９４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来のバッチ槽を用いた洗浄装置では、槽内で洗浄処理を行う際に、被洗浄物から離れた異物や微粒子を洗浄液とともに循環ポンプで循環し、フィルターで濾過する事によって取り除いているが、槽内での洗浄液の流れは槽内部の形状等に左右されやすく不均一となりやすいため、槽内の洗浄液の置換が十分に行われず、フィルターによる異物等の除去が不十分となり、洗浄液中に残存した異物等が基板に再付着して洗浄工程での歩留まりが低下するおそれが高い。
【０００６】
また、被洗浄物に電場をかけ、洗浄液で被洗浄物の表面から離れた微粒子を、槽の側壁に設置した電極のほうへ電気泳動させる技術を用いた場合は、洗浄液の置換状態だけでなく液の使用状態、すなわち基板洗浄によって洗浄液中に持ち込まれた異物等の量に大きく依存し、洗浄工程において異物等の除去が十分に行われないおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は洗浄槽での洗浄液の流れ等に左右されず、液中の微粒子を確実に除去することのできる基板洗浄装置および基板の洗浄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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の基板洗浄装置は、洗浄槽と、前記洗浄槽の周囲に設けられた洗浄液回収溝と、前記洗浄液回収溝から回収された洗浄液を前記洗浄槽内に送る循環ポンプと、前記洗浄槽と前記循環ポンプとの間に設けられ、前記洗浄液中の微粒子を除去するためのフィルターと、前記洗浄槽内に設けられ、前記洗浄槽の底部から上部に可動する第１の電極と、前記洗浄槽の外部から内部にかけて可動し、かつ前記洗浄槽内部においては中央部から周辺部にかけて可動する第２の電極と、前記回収溝の底部に設けられた第３の電極と、前記第１の電極、第２の電極および第３の電極に接続された電源装置とを備えている。
【０００９】
また、本発明の基板の洗浄方法は、上記本発明の基板洗浄装置を用いて洗浄を行う基板の洗浄方法であって、前記電源装置から前記第３の電極に負の電位を与えて前記洗浄液中の微粒子を引き寄せる工程と、前記電源装置から前記第１の電極に正の電位を与えつつ、前記第１の電極を前記洗浄槽の底部から上部に向けて移動させて前記洗浄液中の微粒子を前記洗浄槽の上部に移動させる工程と、前記電源装置から前記第２の電極に正の電位を与えつつ、前記第２の電極を前記洗浄液中に挿入する工程と、前記第２の電極を前記洗浄槽の中央部から周辺部に移動させて前記洗浄液中の微粒子を前記回収溝の方に移動させる工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の基板洗浄装置及び基板の洗浄方法は、上記構成を有し、電場により電離した液中の微粒子を槽内から速やかに取り除き、槽内の清浄化を促進する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における基板洗浄装置の構成図である。
【００１３】
本洗浄装置は、洗浄槽１０１の底面から上部にかけて移動可能な第１の電極１０８と、洗浄槽１０１中央部から槽周囲方向へ移動可能な第２の電極１０９および洗浄槽１０１周囲に溢れ出た洗浄液の洗浄液回収溝１１０を設け、かつ回収溝１１０の底面に第３の電極１０３が設けられた構成となっており、第１の電極１０８、第２の電極１０９、第３の電極１０３はそれぞれ電源装置１０２に接続されている。
【００１４】
洗浄液１０６は洗浄槽１０１の周囲に設けられた回収溝１１０に回収された後、循環ポンプ１０５で循環されフィルター１０４を通過して、再び洗浄槽１０１内へ循環させるよう構成されている。
【００１５】
なお、洗浄槽１０１は主としてテフロン（登録商標）や金属を材料に用いるが、各電極とショートしないように絶縁されている。また、第３の電極１０３および第１の電極１０８および第２の電極１０９が洗浄液に対して腐食や溶出の可能性がある場合は、薄い保護膜、例えばテフロン（登録商標）等で覆っても構わない。もしくは電極の材質として、金やＴｉ等の使用する洗浄液に耐腐食性の高い材料とするか、それらのコーティングがされているものを用いるのが望ましい。
【００１６】
第３の電極１０３は、洗浄液回収溝１１０の底面全体に設置されている。第１の電極１０８の形状はメッシュ状とし、洗浄槽の底部から上部に移動させる際に洗浄液を通過させる構造とする。第２の電極１０９は、棒状もしくは、メッシュ状とし、洗浄槽１０１内で第２の電極１０９を動かす際に、洗浄液を通過させられる構造とする。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態１における基板の洗浄方法の工程説明図である。
【００１８】
一般的に洗浄液中に散乱している微粒子の表面には電気二重層が形成されており、その表面電位はマイナスの電荷を持つ。そこで、電極にマイナスの電位を与えた場合は、微粒子が反発して、電極から離れ、電極にプラスの電位を与えた場合は、微粒子が引き寄せられる。
【００１９】
そこで、洗浄槽１０１の底面から上部にかけて移動可能な第１の電極１０８に例えばマイナスの電位を加えることで、洗浄液１０６中の電荷を持つ微粒子１０７は第１の電極１０８と反発を起こす。このとき、洗浄液回収溝１１０に取り付けた第３の電極１０３に例えばプラスの電位を加えることで、微粒子１０７は電極１０３に引き寄せられ、洗浄槽１０１の上部に移動を始める。さらに第１の電極１０８を洗浄槽１０１の上部に向かって移動させる事で、微粒子１０７の洗浄槽上部への移動が促進される（図２（ａ））。
【００２０】
第１の電極１０８にマイナスの電位を加えながら洗浄槽１０１の上部へ移動させていくと、第１の電極１０８の下には微粒子が除去された清浄度の高い洗浄液が、上には微粒子の濃度が高い洗浄液が存在することとなる。第１の電極１０８を上方に移動させることで、微粒子の濃度が高い洗浄液は回収溝１１０に溢れだし、循環ポンプ１０５で再度、洗浄槽１０１内に供給されることとなるが、この間にフィルター１０４が設けられ、洗浄液中の微粒子が除去されるため、洗浄液の清浄度を効率よく上げることができる（図２（ｂ））。
【００２１】
次に、第２の電極１０９を移動させて、洗浄槽１０１の中央部へ入れていく。第２の電極１０９にマイナスの電位を与えると、洗浄液中の電荷を持つ微粒子１０７は第２の電極１０９と反発して遠ざかろうとする。第２の電極１０９を洗浄槽１０１の周囲方向に移動させることで、微粒子１０７は洗浄槽１０１の周囲に移動させられ、回収溝１１０底面の第３の電極１０３に引き寄せられる（図２（ｃ））。
【００２２】
第２の電極１０９を洗浄槽１０１の中央部から周辺部へ繰り返し移動させることにより、洗浄液中の微粒子は回収溝１１０底面の第３の電極１０３に引き寄せられて清浄度が向上し、回収溝１１０に回収された洗浄液はフィルター１０４によって微粒子が除去されるので、洗浄槽内の清浄化を促進することができる（図２（ｄ））。
【００２３】
以上のように本実施の形態によれば、洗浄液を循環する際の液の流れ等に関わらず、洗浄液中の微粒子を強制的に槽内から追い出すことができるので、フィルターによって確実に微粒子の除去を行うことができる。
【００２４】
このため、同じ洗浄液を用いても、異物除去能力の低下が抑えられ、洗浄液の寿命を延ばすとともにメンテナンス頻度を抑えることができ、処理コストを低減できる。
【００２５】
例えば半導体製造工程におけるフォトリソグラフィーとドライエッチングによるパターニング後のレジスト剥離工程及びその後の洗浄工程に、本実施の形態に示した基板の洗浄方法を適用すれば、洗浄工程でのレジストあるいはその変成物の基板への再付着が起き難く、製造歩留まりが格段に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、洗浄工程での異物の再付着を低減し、歩留まりを向上させられる点で半導体等の処理装置及び処理工程として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１における基板洗浄装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における基板の洗浄方法の工程説明図
【符号の説明】
【００２８】
１０１  洗浄槽
１０２  電源装置
１０３  第３の電極
１０４  フィルター
１０５  循環ポンプ
１０６  洗浄液
１０７  微粒子
１０８  第１の電極
１０９  第２の電極
１１０  洗浄液回収溝
【図１】
2005334775.tif 000003
【図２】
2005334775.tif 000004