(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を洗浄液で洗浄する工程、洗浄した被処理基板に付着した洗浄液を除去するリンス工程、リンスした被処理基板に付着したリンス液を除去する乾燥工程からなる基板洗浄方法であって、
前記リンス工程は前記被処理基板にリンス液を噴射することにより該被処理基板に付着した洗浄液の液滴を除去する工程であり、冷却したリンス液を噴射部に供給する冷却リンス液供給工程を有し、
前記乾燥工程は被処理基板を回転させて該被処理基板に付着したリンス液の液滴を除去する工程であり、回転中の被処理基板に冷却した超純水を吹き付ける水洗工程を有することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
被処理基板を洗浄液で洗浄する洗浄機構、洗浄した被処理基板に付着した洗浄液を除去するリンス機構、リンスした被処理基板に付着したリンス液を除去する乾燥機構からなる基板洗浄装置であって、
前記リンス機構はリンス液を噴射するノズルを具備し、洗浄の終了した前記被処理基板にリンス液を噴射することにより該被処理基板に付着した洗浄液の液滴を除去する機構であり、冷却したリンス液を該ノズルに供給する冷却リンス液供給機構を備え、
前記乾燥機構は被処理基板を回転させて該被処理基板に付着したリンス液の液滴を除去する被処理基板回転機構と、回転中の被処理基板に冷却した超純水を吹き付ける水洗機構を具備することを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造で使用される半導体ウエハ等や、ＬＣＤ等のＦＰＤ製造に使用されるガラス基板等の基板洗浄方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の半導体等の製造分野において、加工の微細化が進むにつれ、パーティクルや有機物、金属等の汚染物質、自然酸化膜の除去等の基板洗浄技術が重要となっている。この基板洗浄方法としては、主としてウエット洗浄技術が用いられている。
【０００３】
ウエット洗浄では、被処理基板に付着したパーティクルや汚染物質等の除去対象に合わせて選択したＡＰＭ（ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ）、ＨＰＭ（ＨＣｌ／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ）、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ2Ｏ）等による薬液洗浄処理と、該洗浄処理の終了した被処理基板を超純水等により水洗し付着した薬液の液滴を除去するリンス処理と、該リンス処理の終了した被処理基板を回転させて遠心力により付着した水滴を除去する方法、又はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤により水滴と置換して乾燥させる乾燥処理の組合せが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状の基板洗浄方法では被処理基板に付着した薬液を除去する被処理基板の超純水等によるリンス後の乾燥処理中に被処理基板表面に付着した水滴中でシリコンと溶存酸素が反応してＳｉＯ2を生成し、乾燥後にウォーターマークと呼ばれる斑点状のしみを生成したり、乾燥させるためのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）による有機物汚染や可燃性溶媒であるための安全対策という問題を生じている。
【０００５】
本発明は、ウォーターマークの発生を極力抑制することが可能で、且つイソプロピルアルコール等の有機溶剤の消費量を削減可能な基板洗浄方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、被処理基板を洗浄液で洗浄する工程、洗浄した被処理基板に付着した洗浄液を除去するリンス工程、リンスした被処理基板に付着したリンス液を除去する乾燥工程からなる基板洗浄方法であって、リンス工程は被処理基板にリンス液を噴射することにより該被処理基板に付着した洗浄液の液滴を除去する工程であり、冷却したリンス液を噴射部に供給する冷却リンス液供給工程を有し、乾燥工程は被処理基板を回転させて該被処理基板に付着したリンス液の液滴を除去する工程であり、回転中の被処理基板に冷却した超純水を吹き付ける水洗工程を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項１に記載の洗浄方法において、乾燥工程実行時に少なくとも乾燥しようとする被処理基板が収納された空間を不活性ガスで置換するガスパージ置換工程を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、被処理基板を洗浄液で洗浄する洗浄機構、洗浄した被処理基板に付着した洗浄液を除去するリンス機構、リンスした被処理基板に付着したリンス液を除去する乾燥機構からなる基板洗浄装置であって、リンス機構はリンス液を噴射するノズルを具備し、洗浄の終了した前記被処理基板にリンス液を噴射することにより該被処理基板に付着した洗浄液の液滴を除去する機構であり、冷却したリンス液を該ノズルに供給する冷却リンス液供給機構を備え、乾燥機構は被処理基板を回転させて該被処理基板に付着したリンス液の液滴を除去する被処理基板回転機構と、回転中の被処理基板に冷却した超純水を吹き付ける水洗機構を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の基板洗浄装置において、乾燥機構は少なくとも乾燥しようとする被処理基板が収納された空間を不活性ガスで置換するガスパージ機構を具備することを特徴とする。
【００１２】
上記請求項１又は２に記載の発明によれば、被処理基板をリンス処理する際に、リンス液として冷却した超純水を利用することにより、被処理基板の基材と超純水の反応性が低下し、被処理基板の表面からの基材の溶出及び酸化が抑制されることにより、ウォーターマークの発生を極力抑えることが可能となる。また、被処理基板を回転乾燥する際のわずかな時間で、被処理基板の基板表面に付着したリンス液の液滴中に被処理基板の基材が溶出しウォーターマークを生成してしまうが、乾燥時に回転中の被処理基板に冷却した超純水を吹き付けることにより、生成したウォーターマークをより溶出量の少ない超純水で洗浄しながら乾燥させることが出来るため、ウォーターマークの発生を極力抑えることが可能となる。
【００１３】
一例として通常の超純水（水温；２７〜２８℃）と冷却した超純水（水温；１２〜１８℃）に、それぞれＤＨＦ洗浄した６インチのシリコンウエハを浸漬させた時のシリコン（Ｓｉ）溶出量を図１に示す。図１において、曲線Ａは通常の超純水、曲線Ｂは冷却した超純水を示す。図１で明らかなように、冷却した超純水の場合は通常の超純水の場合と比較して、シリコン溶出量が抑制されるから、ウォーターマークの発生を抑えることができる。
【００１４】
また、リンス処理の際に使用する超純水の溶存酸素濃度（ＤＯ）を抑えることにより、被処理基板の表面の自然酸化膜の生成も抑制可能となる。
【００１６】
また、乾燥処理の際に使用する超純水の溶存酸素濃度（ＤＯ）を抑えることにより、被処理基板の表面の自然酸化膜の生成も抑制可能となる。
【００１７】
被処理基板は大気中に放置しておいただけで、除々に自然酸化膜を生成してしまう。従って、大気に接触している時間が長い乾燥処理を自然酸化が進行しない環境、例えば窒素（Ｎ2）等の不活性ガス環境中で行うことにより、自然酸化膜の生成を抑制することが可能となる。更に、パージする不活性ガスを乾燥状態で供給することにより、乾燥処理により発生した湿度を吸収し、乾燥系内で結露することなく被処理基板を乾燥させることが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を説明する。図２は本発明に係る基板洗浄装置の構成例を示す図である。なお、本実施形態例では被洗浄基板として半導体用シリコンウエハを用いる場合を例に説明するが被処理基板としてはこれに限定されるものではないことは当然である。本基板洗浄装置１は大きく区分して、洗浄機構３、リンス機構４と、乾燥機構５により構成される。
【００１９】
洗浄機構３は、例えば被洗浄基板Ｗの表面に洗浄液として薬液Ｑ1を噴射し、ブラシ等の洗浄具を用いて、該表面に付着しているパーティクル等の汚染物質及び酸化膜を除去するように構成されている。洗浄機構３で汚染物質及び酸化膜を除去された被洗浄基板Ｗは搬送経路２ａを経由して該リンス機構４に搬送される。リンス機構４は、リンス液を貯留するリンス槽を具備し、該リンス槽のリンス液中に被洗浄基板Ｗを浸漬し、表面に付着した薬液を濯いで除去するが、冷却器６を通して冷却した超純水をリンス液Ｑ2としてリンス槽に供給している。
【００２０】
上記のように、リンス液Ｑ2として冷却器６で冷却した超純水をリンス機構４のリンス槽に供給することにより、被処理基板Ｗの基材であるシリコンと超純水の反応性が低下し、被処理基板Ｗの表面からのシリコンの溶出及び酸化が抑制され、ウォーターマークの発生を極力抑えることが可能となる。また、リンス処理の際に使用する超純水の溶存酸素濃度（ＤＯ）を抑えることにより、被処理基板の表面の自然酸化膜の生成も抑制可能となる。
【００２１】
上記のように、リンス機構４のリンス槽にリンス液Ｑ2として、冷却器６で冷却した超純水を供給する代わりに、又は機能補強として、図３に示すように、リンス槽４ａの外周部に冷却機構７を設置し、直接リンス槽４ａを冷却するようにしてもよい。また、冷却機構７からの影響がない場合には、該冷却機構７をリンス槽４ａの内部に設置することも可能である。
【００２２】
リンス機構４のリンス槽４ａのリンス液Ｑ2中に被洗浄基板Ｗを浸漬し、表面に付着した薬液を除去した被洗浄基板Ｗは搬送経路２ｂを経由して乾燥機構５に搬送される。乾燥機構５は被洗浄基板Ｗを回転させて該被洗浄基板Ｗに付着したリンス液（超純水）Ｑ2の液滴を遠心力を利用して除去するものである。
【００２３】
図４は乾燥機構の構成を示す図である。被洗浄基板Ｗをチャック９で固定した後、回転機１０により被洗浄基板Ｗをチャック９ごと回転させることにより、乾燥処理が行われる。しかしながら、そのまま回転乾燥させたので、被洗浄基板Ｗの表面にウォーターマークが発生してしまうので、ノズル８から冷却器６を通して冷却した超純水Ｑ3を適当量吹き付けて回転乾燥させることにより、被洗浄基板Ｗの表面に溶出したシリコンは洗い流され、ウォーターマークの発生が抑制される。
【００２４】
更に、乾燥機構５のノズル８、チャック９、回転機１０が収容される槽５ａ内の空間（特にチャック９で保持された被洗浄基板Ｗが収納された空間）を常時、乾燥した窒素（Ｎ2）等の不活性ガスでパージすることにより、被洗浄基板Ｗの表面に自然酸化膜の発生を抑えると共に、槽５ａ内の湿気を除去し、被洗浄基板Ｗへの結露を防止することが可能となる。
【００２５】
なお、上記実施形態例では、被洗浄基板Ｗを１枚ずつ乾燥させる枚葉式の乾燥機構を説明したが、乾燥機構の構成は複数枚の被洗浄基板Ｗを収納したカセットを該カセットごと回転乾燥させるバッチ式の乾燥機構でもよい。また、図４では被洗浄基板Ｗの中心にノズル８をセットしているが、乾燥機構５の被洗浄基板Ｗの回転方法等の構造により、ノズル８の位置は変更することが可能となる。
【００２６】
更に、本実施形態例ではリンス機構と乾燥機構を別途設けるようになっているが、枚葉式の場合には両機構を組み合わせて使用することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００２８】
請求項１又は２に記載の発明によれば、被処理基板をリンス処理する際に、リンス液として冷却した超純水を利用することにより、被処理基板の基材と超純水の反応性が低下し、被処理基板の表面からの基材の溶出及び酸化が抑制されることにより、ウォーターマークの発生を極力抑えることが可能となると共に、ＩＰＡ等の有機溶剤の使用量を削減できる。また、被処理基板を回転乾燥する際のわずかな時間で、被処理基板の基板表面に付着したリンス液の液滴中に被処理基板の基材が溶出しウォーターマークを生成してしまうが、乾燥時に回転中の被処理基板に冷却した超純水を吹き付けることにより、生成したウォーターマークをより溶出量の少ない超純水で洗浄しながら乾燥させることが出来るため、ウォーターマークの発生を極力抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリコンウエハを超純水中に浸漬した場合のＳｉ溶出量を示す図である。
【図２】本発明に係る基板洗浄装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る基板洗浄装置のリンス機構の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る基板洗浄装置の乾燥機構の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１            基板洗浄装置
２ａ          搬送経路
２ｂ          搬送経路
３            洗浄機構
４            リンス機構
４ａ          リンス槽
５            乾燥機構
６            冷却器
７            冷却機構
８            ノズル
９            チャック
１０          回転機
【図１】
0003810572.tif 000002
【図２】
0003810572.tif 000003
【図３】
0003810572.tif 000004
【図４】
0003810572.tif 000005