(57)【要約】【課題】  スピンコ−タ−カップ、半導体ウェハ、液晶ガラスなどに付着したレジスト及びレジスト被膜、油膜、塗料及び塗膜等の有機成分及び有機被膜を、短時間で除去すると共に、洗浄液を多数回繰り返し洗浄できる生産性・経済性の優れた洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】洗浄室内に被洗浄物を保持する保持カゴを回転可能に自立させ、更に洗浄液噴射用、すすぎ液噴射用及び乾燥用を共有するノズルを有するノズルヘッダーを回転可能に配設して、保持カゴとノズルヘッダーとの回転方向が双方対向するように設置して、被洗浄物を炭酸アルキレンによる洗浄後エアーで液切りさせた後、精製水によるすすぎを行って、エアー噴射により短時間で乾燥仕上げ処理することと、洗浄後の洗浄液はオゾンを用いた洗浄液再生装置で有機成分を分解して、循環再使用して経済効率を改善する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物を洗浄するための洗浄室と、
前記洗浄室内に鉛直方向の回転軸により回転可能に支持された被洗浄物を保持する保持カゴと、該保持カゴの中央にノズルヘッダーが回転可能に設置され、該ノズルヘッダーはコの字形状で保持カゴを囲むように中央部から上部へ更に外部へと配管されており、洗浄液噴射用、すすぎ液噴射用及びエアー噴射用の共用ノズルが設けられ、中央部では内側より外側に向けて噴射されるように、上部では上から下へ噴射されるように、外部では外側から内側に向けて噴射されるように共用ノズルが設置されている。
使用済み洗浄液は前記洗浄室下部の排液口と開閉弁を介して洗浄液回収循環ポンプで洗浄液を再生する洗浄液再生装置と連通され、
前記洗浄液再生装置内で再生された洗浄液を前記ノズルヘッダーに圧送する洗浄液循環ポンプと
を具備することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
回転可能に支持された被洗浄物を保持する前記保持カゴと、前記ノズルヘッダーが互いに対向するように回転させることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
回転可能に支持された被洗浄物を保持する前記保持カゴと、前記ノズルヘッダーが互いに一定時間ごとに回転方向を変えながら回転させることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
洗浄液噴射による洗浄後前記洗浄室内に付着した洗浄済み洗浄液の液きりをエアー噴射することで行うことを特徴とする請求項１及至３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
すすぎ液噴射によるすすぎ後の前記洗浄室内に付着したすすぎ液の液きりをエアー噴射することで乾燥させることを特徴とする請求項１及至３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記洗浄液再生装置は、有機物成分及び有機被膜をオゾンで分解処理するため、その上部にオゾン分解装置を設けて、余剰オゾンを分解処理して排気することを特徴とする請求項１及至５のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
洗浄液は炭酸エチレンを主体とする炭酸アルキレンからなることを特徴とする請求項１及至６のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、有機被膜が付着した被洗浄物の洗浄装置にかかわり、洗浄液を効率的に被洗浄物と接触させて洗浄時間を短縮するようにした洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体装置の製造工程においては、各工程での半導体ウェハへのレジストの塗布は主に、スピンコート方式と呼ばれる、スピンコーターにより半導体ウェハを回転させながら、半導体ウェハ中央部に滴下されたレジストを遠心力により振り切って、所定の膜厚を半導体ウェハ表面に形成する事によって行われている。レジストを塗布する場合、遠心力により振り切られた余剰のレジストはドレーン用のカップ（スピンコーターカップ）に分離回収された後、カップ外へ排出されて別の処理槽に送られる。【０００３】  このような処理工程が繰り返されると、スピンコーターカップにはカップ外へ排出されずに残留したレジストが徐々に蓄積するため、定期的にスピンコーターカップをエチレングリコールやシンナー系の有機溶剤あるいはオゾン水によって洗浄することが行われている（特許文献１参照）。【０００４】  また、半導体ウェハ上の酸化膜やポリシリコン膜等の微細加工に使用したフォトレジスト等の有機被膜を除去・洗浄する方法としては、例えば、従来から用いられているピラニア処理と呼ばれる方法が用いられており、或いはオゾン水或いは高濃度オゾンガスを水蒸気とともに半導体ウェハに接触させる方法、炭酸エチレン及び炭酸エチレンを主体とする炭酸アルキレン洗浄液に浸漬する方法、更に被洗浄物を炭酸アルキレン洗浄液で洗浄した後、該洗浄液中にオゾンガスを吹き込みフォトレジスト等の有機被膜を分解処理して除去・洗浄性能を向上させる方法等が知られている。【０００５】  更に、これら炭酸エチレン及び炭酸エチレンを主体とする炭酸アルキレン洗浄液を用いた洗浄装置として、被洗浄物を入れた保持かごを回転させて、更に洗浄用噴射ノズルを固定設置して洗浄する方式で、被洗浄物を洗浄した後の炭酸アルキレンは、オゾンにより有機被膜成分を分解する洗浄液再生装置で再生して、循環再使用する洗浄装置が知られている（特許文献２参照）。【０００６】  一方、レジスト及びフォトレジストの洗浄はじめ、一般的に洗浄を促進する方法としては、例えば、洗浄液や被洗浄物を揺動する方法、被洗浄物に超音波を照射する方法、洗浄液や被洗浄物の揺動と超音波照射とを組み合わせる方法等が一般的に用いられている。
【特許文献１】特開２００２−２０５０２１号公報
【特許文献２】特開２００５−０９５２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明は、スピンコ−タ−カップ、半導体ウェハ、液晶ガラスなどに付着したレジスト及びレジスト被膜、油膜、塗料及び塗膜等の有機成分及び有機被膜を、短時間で除去すると共に、洗浄液を多数回繰り返し洗浄できる生産性・経済性の優れた洗浄装置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】  本発明の洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄室と、前記洗浄室内に鉛直方向の回転軸により回転可能に支持された被洗浄物を保持する保持カゴと、該保持カゴの中央にノズルヘッダーが回転可能に設置され、該ノズルヘッダーはコの字形状で保持カゴを囲むように中央部から上部へ更に外部へと配管されており、洗浄液噴射用、すすぎ液噴射用及びエアー噴射用の共用ノズルが設けられ、中央部では内側より外側に向けて噴射されるように、上部では上から下へ噴射されるように、外部では外側から内側に向けて噴射されるように前記共用ノズルが設置されている。使用済み洗浄液は前記洗浄室下部の排液口と開閉弁を介して洗浄液回収循環ポンプで洗浄液を再生する洗浄液再生装置と連通され、前記洗浄液再生装置内で再生された洗浄液を前記ノズルヘッダーに圧送する洗浄液循環ポンプとを具備することを特徴とする。【０００９】  回転可能に支持された被洗浄物を保持する前記保持カゴと、前記ノズルヘッダーが互いに対向するように回転させることを特徴とする。【００１０】  回転可能に支持された被洗浄物を保持する前記保持カゴと、前記ノズルヘッダーが互いに一定時間ごとに回転方向を変えながら回転させることを特徴とする。【００１１】  洗浄液噴射による洗浄後前記洗浄室内に付着した洗浄済み洗浄液の液きりをエアー噴射することで行うことを特徴とする。【００１２】  すすぎ液噴射によるすすぎ後の前記洗浄室内に付着したすすぎ液の液きりをエアー噴射することで乾燥させることを特徴とする。【００１３】  前記洗浄液再生装置は、除去した有機物成分及び有機被膜をオゾンで分解処理するため、その上部にオゾン分解装置を設けて、余剰オゾンを分解処理して排気することを特徴とする。【００１４】  洗浄液は炭酸エチレンを主体とする炭酸アルキレンからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の洗浄装置は、被洗浄物を保持する保持カゴと、洗浄液噴射用、すすぎ液噴射用、エアー噴射用のノズルを共用するノズルヘッダーとが、双方を互いに対向するように回転させて、被洗浄物に付着した有機成分、有機被膜を効率よく溶解、剥離することができる。更に溶解により有機物を取り込んだ洗浄液を洗浄液再生装置で分解処理して再度繰り返し使用ができて環境に易しい洗浄が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  以下、図面１を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
この洗浄装置は、洗浄室１と、洗浄液再生装置５とから構成されている。【００１７】  洗浄室１上部には、被洗浄物４の出し入れ可能な稼動時洗浄室１が密閉になる開閉扉が設けられている。
洗浄室１には被洗浄物４を保持する保持カゴ２が配置され、洗浄室１内中央部に鉛直方向に設けられた保持カゴ２は自立回転軸で保持されている。該保持カゴ２の中心にノズルヘッダー３が回転可能に設置され、該ノズルヘッダーはコの字形状で保持カゴを囲むように中央部から上部へ更に外部へと配管されており、洗浄液噴射用、すすぎ液噴射用及びエアー噴射用の共用ノズルが設けられ、中央部では内側より外側に向けて噴射されるように、上部では上から下へ噴射されるように、外部では外側から内側に向けて噴射されるように設置されている。
保持カゴ２及びノズルヘッダー３は、洗浄室１中央部の外下部に設けられたモーターを用いたギア式駆動部５により、保持カゴ２とノズルヘッダー３とが互いに対向するように回転させること及び一定時間ごとに回転方向を変えながら回転させるように設置されている。
共用ノズルには、フルコーンのスプレーパターンを持つ１液型又はノズルヘッダーに直接３０から５０°の角度で切り込まれたスリット型ノズルが用いられている。洗浄液噴射時は洗浄液循環ポンプ８より洗浄液供給配管９を経て洗浄液供給バルブ１０で制御して洗浄液が供給される。洗浄液の液きり時にはエアー供給配管１５より供給されるエアーをエアー供給バルブ１３で制御されたエアーを供給する。すすぎ液噴射時には純水供給配管１４より供給される純水（精製水）を純水供給バルブ１２で制御された純水を供給する。乾燥のためのエアー噴射時は洗浄液の液きり時と同様に行う。【００１８】  洗浄済み洗浄液は、洗浄室１下部より洗浄液回収循環ポンプ１１を介して洗浄液再生装置６に移送してオゾン供給配管１７より送気されオゾン放出管７と反応させて有機成分を分解して洗浄液として再生処理される。再生洗浄液は洗浄液循環ポンプ８により洗浄液供給配管９より洗浄液供給バルブ１０で制御してノズルヘッダー３へ供給される。
一方、排すすぎ液は、排水配管１６より系外の排水処理装置へと排出される。【００１９】  洗浄室１の排気は、洗浄室１上部より排気配管１９で系外へ排出される。洗浄液再生装置５の排気は余剰オゾンガスの処理を活性炭を用いたオゾン分解装置１８で分解処理後排気配管１９で系外へ排出される。
【実施例】
【００２０】  以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施例に用いられる洗浄装置は、図１に示す構成である。
【実施例】
【００２１】  以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施例に用いられる洗浄装置は、図１に示す構成である。
洗浄室は８００φｍｍ×５００Ｈｍｍの密閉構造の円形であり、上部に被洗浄物を出し入れするための密閉式の蓋が設けられている。
この洗浄室内には、その中央にノズルヘッダーが一つ設置されている。該ノズルヘッダーはコの字形状で保持カゴを囲むように中央部から上部更に外部へと配管されており、洗浄液、すすぎ液、乾燥用エアーの共用ノズルが中央部では内側より外側へ噴射されるように、上部では上から下へ噴射されるように、外部では外側より内側に向けて噴射されるように設置されている。また、洗浄室には３００ｍｍφ用シリコンウェーハのレジスト塗布用スピンコーターカップ部品が１セット収容できる保持カゴが回転可能に設けられている。
洗浄室から配管を介して設置された洗浄液再生装置は３００ｍｍ×４００ｍｍ×５００Ｈｍｍ（内容積６０Ｌ）で厚み３ｍｍのＳＵＳ−３０４材を用いて製作されている。【００２２】（実施例１）
炭酸エチレンとガンマ−ブチロラクトンを３：１で混合した新しい洗浄液５０Ｋｇを洗浄液再生装置に注入した。約５０ｇのノボラック型レジストが付着した８インチ用のレジスト塗布用スピンコーターカップ１セットを保持カゴに収容し、洗浄室と洗浄液再生装置を液が循環するようにバルブを切り替え、５分間洗浄液循環ポンプにて洗浄液をノズルより噴射させ、スピンコーターカップの洗浄を行った。このとき洗浄液の噴射量は４０Ｌ／ｍｉｎで噴射圧力は０．２Ｍｐａであった。また、洗浄中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによるギア駆動部を用いて、ノズルヘッダーと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体に洗浄液がかかるようにスピンコーターカップの洗浄を行った。【００２３】  洗浄液による洗浄後、洗浄室の壁面、スピンコーターカップ、保持カゴ、噴射ノズルヘッダー等に付着した洗浄液の液きりを行うために０．５ｍ３／ｍｉｎのエアーにて液の吹き飛ばしを５分間行った。その後、洗浄室から排水へながれるラインにバルブを切り替え、比抵抗値１ＭΩ・ｃｍの純水（精製水）を１０Ｌ／ｍｉｎ，０．１Ｍｐａで１０分間保持カゴに噴射した。また、すすぎ中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによる駆動部を用いて、ノズルと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体に純水がかかるようにスピンコーターカップのすすぎを行った。【００２４】  すすぎ後、洗浄室の壁面、スピンコーターカップ、保持カゴ、噴射ノズルヘッダー等に付着した純水を吹き飛ばすために洗浄室内にエアーを０．５ｍ３／ｍｉｎで３０分間供給した。また、乾燥中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによるギア駆動部を用いて、ノズルと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えてスピンコーターカップ全体にエアーが当たるように乾燥を行った。これにより、スピンコーターカップに付着していたノボラック型レジストは完全に除去されて、スピンコーターカップを洗浄室から取り出すことができた。【００２５】  全工程中において、洗浄液再生装置では、洗浄工程で洗浄液中に溶け込んだノボラック型レジストを分解するために、オゾン放出管よりオゾンを１０Ｌ／ｍｉｎ，１６，０００ＰＰＭで５０分間供給した。ノボラック型レジストの溶解により赤褐色になった洗浄液が淡黄色の液になり、ノボラック型レジストの分解が確認された。【００２６】（実施例２）
実施例１で使用した使用済み洗浄液を前項で記載した如く洗浄液再生装置でオゾン処理して、前項記載の如く淡黄色の液に再生されてものを洗浄液として使用した。
実施例１同様に、約５０ｇのノボラック型レジストが付着した８インチ用のレジスト塗布用スピンコーターカップ部品１セットを保持カゴに収容し、洗浄室と洗浄液再生装置を液が循環するようにバルブを切り替え、５分間洗浄液循環ポンプにて洗浄液をノズルより噴射させ、スピンコーターカップの洗浄を行った。このとき洗浄液の噴射量は４０Ｌ／ｍｉｎで噴射圧力は０．２Ｍｐａであった。また、洗浄中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによる駆動部を用いて、噴射ノズルヘッダーと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体に洗浄液がかかるようにスピンコーターカップの洗浄を行った。【００２７】  洗浄液による洗浄後、洗浄室の壁面、スピンコーターカップ、保持カゴ、噴射ノズルヘッダー等に付着した洗浄液の液きりを行うために０．５ｍ３／ｍｉｎのエアーにて液の吹き飛ばしを５分間行った。その後、洗浄室から排水へながれるラインにバルブを切り替え、比抵抗値１ＭΩ・ｃｍの純水（精製水）を１０Ｌ／ｍｉｎ、０．１Ｍｐａで１０分間スピンコーターカップに噴射した。また、すすぎ中には洗浄室下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによる駆動部を用いて、ノズルヘッダーと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体に純水がかかるようにスピンコーターカップのすすぎを行った。【００２８】  すすぎ後、洗浄室の壁面、スピンコーターカップ、保持カゴ、噴射ノズルヘッダー等に付着した純水を吹き飛ばすために洗浄室内にエアーを０．５ｍ３／ｍｉｎで３０分間供給した。また、乾燥中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによる駆動部を用いて、ノズルヘッダーと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体にエアーが当たるように乾燥を行った。これにより、スピンコーターカップに付着していたノボラック型レジストは完全に除去されて、スピンコーターカップを洗浄室から取り出すことができた。【００２９】    全工程中において、洗浄液再生装置では、洗浄工程で洗浄液中に溶け込んだノボラック型レジストを分解するために、オゾン放出管よりオゾンを１０Ｌ／ｍｉｎ、１６００ＰＰＭで５０分間供給した。ノボラック型レジストの溶解により赤褐色になった洗浄液の炭酸エチレンが淡黄色の液になり、ノボラック型レジストの分解が確認された。【００３０】（実施例３）
実施例１で使用した使用済み洗浄液を洗浄液再生装置でオゾン処理して、淡黄色の液に再生されてものに、更にノボラック型レジストを５ｋｇ溶解して３０ｇ／ｈｒで４８０ｈｒオゾン処理を行った洗浄液５０ｋｇを洗浄液再生装置に注入した。約５０ｇのノボラック型レジストが付着した８インチ用のレジスト塗布用スピンコーターカップ部品１セットを保持カゴに収容し、洗浄室と洗浄液再生装置を液が循環するようにバルブを切り替え、５分間洗浄液循環ポンプにて洗浄液をノズルより噴射させ、スピンコーターカップの洗浄を行った。このとき洗浄液の噴射量は４０Ｌ／ｍｉｎで噴射圧力は０．２Ｍｐａであった。また、洗浄中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによるギア駆動部を用いて、ノズルヘッダーと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体に洗浄液がかかるようにスピンコーターカップの洗浄を行った。【００３１】  洗浄後、洗浄室の壁面、スピンコーターカップ、保持カゴ、噴射ノズルヘッダー等に付着した洗浄液の液きりを行うために０．５ｍ３／ｍｉｎのエアーにて液の吹き飛ばしを５分間行った。その後、洗浄室から排水へながれるラインにバルブを切り替え、比抵抗値１ＭΩ・ｃｍの純水（精製水）を１０Ｌ／ｍｉｎ、０．１Ｍｐａで１０分間保持カゴに噴射した。また、すすぎ中には洗浄室下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによるギア駆動部を用いて、ノズルと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えて保持カゴ全体に純水がかかるようにスピンコーターカップのすすぎを行った。【００３２】  すすぎ後、洗浄室の壁面、スピンコーターカップ、保持カゴ、噴射ノズルヘッダー等に付着した純水を吹き飛ばすために洗浄室内にエアーを０．５ｍ３／ｍｉｎで３０分間供給した。また、乾燥中には洗浄室外下部に設置されたノズルヘッダーと、保持カゴとを回転させるモーターによる駆動部を用いて、ノズルヘッダーと保持カゴとを対向方向に６０ｒｐｍで回転させ、さらに３０秒置きに回転方向を変えてスピンコーターカップ全体にエアーが当たるように乾燥を行った。これにより、スピンコーターカップに付着していたノボラック型レジストは完全に除去されて、スピンコーターカップを洗浄室から取り出すことができた。【００３３】    全工程中において、洗浄液再生装置では、洗浄工程で洗浄液中に溶け込んだノボラック型レジストを分解するために、オゾン放出管よりオゾンを１０Ｌ／ｍｉｎ、１６０００ＰＰＭで５０分間供給した。ノボラック型レジストの溶解により赤褐色になった洗浄液が淡黄色の液になり、ノボラック型レジストの分解が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  被洗浄物に付着した有機成分、有機被膜を効率よく溶解、剥離することができる。更に溶解により有機物を取り込んだ洗浄液を洗浄液再生装置で分解処理して再度繰り返し使用が出来て環境に易しい洗浄が可能になる、本洗浄装置は洗浄対象物と洗浄液、すすぎ液、乾燥用エアーなどを夫々双方向に対向させ、回転させる洗浄方法は、他の洗浄方法及び装置にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のブロックフローシートである。
【符号の説明】
【００３６】１：洗浄室
２：保持カゴ
３：ノズルヘッダー
４：被洗浄物
５：駆動部
６：洗浄液再生装置
７：オゾン放出管
８：洗浄液循環ポンプ
９：洗浄液供給配管
１０：洗浄液供給バルブ
１１：洗浄液回収循環ポンプ
１２：純水供給バルブ
１３：エアー供給バルブ
１４：純水供給配管
１５：エアー供給配管
１６：排水配管
１７：オゾン供給配管
１８：オゾン分解装置
１９：排気配管
【図１】
2009056451.tif 000003