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技術 基板洗浄装置及び基板洗浄方法

出願人 シャープ株式会社
発明者 和泉康治
出願日 2005年11月28日 (15年0ヶ月経過) 出願番号 2005-342762
公開日 2007年6月14日 (13年6ヶ月経過) 公開番号 2007-149989
状態 未査定
技術分野 液体または蒸気による洗浄 半導体の洗浄、乾燥
主要キーワード 流量コントロール弁 超音波振動発生器 音圧上昇 微細パターン構造 各区画領域 流量変更 キャビテーション作用 音圧値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年6月14日)のものです。
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図面 (11)

課題

基板に形成された素子に対するダメージを抑制する基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供する。

解決手段

基板洗浄装置1は、伝播水が導入される外槽3と、外槽3の内部に収容され、内部に基板を収容可能であり、洗浄液貯留する処理槽2と、外槽3の底部に配置される超音波振動発生器4とを備えている。外槽3と処理槽2との間の領域は、領域分離板7a・7bによって複数の区画領域に分離されており、各区画領域には伝播水の導入口と排出口とが独立して設けられている。

概要

背景

半導体デバイス微細化又は半導体デバイスの基板への高集積化が進むに従って、基板表面におけるわずかな汚染でも、製造歩留り又は半導体素子の特性・信頼性に与える影響が大きくなる。上記影響を避けるためには、基板表面をできるだけ清浄に保つ必要がある。そのため、様々な基板の洗浄装置及び洗浄方法を用いて、基板表面に残っている微粒子金属不純物有機物等の汚染を有効に除去する試みが行われている。

基板の洗浄に用いられる一般的な基板洗浄装置は、超音波振動発生器が発した超音波の圧力(以下、音圧)を、上記超音波振動発生器に接触して設けられている外槽の内部に導入された伝播水伝播させる。そして、上記伝播水に伝播された音圧は、上記伝播水に接触して設けられている処理槽の内部に貯留された洗浄液に伝播される構成である。そして、洗浄する基板は、上記処理槽の洗浄液に浸漬され、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧によって洗浄される。

上記基板洗浄装置の一例として基板洗浄装置101の構成について、図9及び図10を参照して具体的に説明する。図9は、従来の基板洗浄装置101の正面図である。また、図10は、従来の基板洗浄装置101の平面図である。なお、図10の図中の矢印は、伝播水の流れる方向を示している。

図9及び図10に示すように、基板洗浄装置101は、処理槽102と、外槽103と、超音波振動発生器104と、伝播水導入管105と、伝播水排出管106と、開閉弁107と、流量検出手段108とを備えた構成である。

超音波振動発生器104は、超音波を発するためのものである。外槽103は、超音波振動発生器104が発した超音波の音圧を伝播するための伝播水が導入されるためのものである。また、超音波振動発生器104の上面と外槽103の底面外側とは接して設けられている。処理槽102は、基板を搭載するためのものであり、基板を洗浄するための洗浄液が貯留されている。処理槽102は、その底面外側が外槽103内に導入された伝播水に浸るように配置されている。

また、外槽103は、外槽103に伝播水を供給する伝播水導入管105と、外槽103から伝播水を排出する伝播水排出管106とを備えている。また、伝播水導入管105は、外槽103に供給する伝播水の流量を設定する流量検出手段108と開閉弁107とを備えている。なお、外槽103に導入される伝播水の流量は、流量検出手段108により洗浄処理前に予め固定値に設定されている。また、開閉弁107は基板洗浄時及び基板を洗浄していない待機時にも常に開状態となっている。

基板洗浄装置101において、半導体素子が形成された基板は、処理槽102の洗浄液に浸漬され、超音波振動発生器104が発した超音波の音圧が外槽103に導入された伝播水を通じて処理槽102内の洗浄液に伝播されることにより洗浄される。

上述のように、基板洗浄装置101は、処理槽102に貯留された洗浄液(例えば、アンモニア水過水/純水の混合液塩酸/過水/純水の混合液等)による化学的洗浄と、洗浄液に超音波の音圧を伝播させる物理的洗浄とを同時に行う構成である。これにより、基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去する。

しかしながら、基板洗浄装置101では、超音波振動発生器104が超音波を発するとき、音波によるキャビテーション作用により、伝播水に溶解した窒素酸素等のガス成分が気泡となる。そして、上記気泡は、処理槽102の底面外側に付着し、上記伝播水から処理槽102に貯留された洗浄液への超音波の伝播効率を低下させる。その結果、上記洗浄液に浸漬された基板の洗浄力が低下する。

上記問題を解決するための技術が、特許文献1及び2に開示されている。特許文献1は、上記伝播水として、溶存ガスを除去した脱気水を使用する構成である。また、特許文献2は、処理槽の底面外側に付着する気泡を、伝播水に局所的な水の流れを生じさせることにより除去する構成である。
特開平10−109073号公報(公開日平成10年4月28日)
特開2000−58493号公報(公開日平成12年2月25日)

概要

基板に形成された素子に対するダメージを抑制する基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供する。基板洗浄装置1は、伝播水が導入される外槽3と、外槽3の内部に収容され、内部に基板を収容可能であり、洗浄液を貯留する処理槽2と、外槽3の底部に配置される超音波振動発生器4とを備えている。外槽3と処理槽2との間の領域は、領域分離板7a・7bによって複数の区画領域に分離されており、各区画領域には伝播水の導入口と排出口とが独立して設けられている。

目的

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に形成された素子に対するダメージを抑制する基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

伝播水が導入される外槽と、上記外槽の内部に収容され、内部に基板を収容可能であり、洗浄液貯留する処理槽と、上記外槽の底部に配置される超音波振動発生器とを備えており、上記外槽と上記処理槽との間の領域は、分離部材によって複数の区画領域に分離されており、各区画領域には伝播水の導入口と排出口とが独立して設けられていることを特徴とした基板洗浄装置

請求項2

上記処理槽は、上記処理槽の内部を上記分離部材と対応した位置で区切る処理槽分離部材を備えることを特徴とした請求項1に記載の基板洗浄装置。

請求項3

上記分離部材は、外槽の底面、および外槽の互いに向かいあった2つの側面に対して垂直に配置された平面板であり、上記処理槽は、上記基板を、上記外槽の底面および上記分離部材に対して垂直に収容可能であることを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。

請求項4

上記分離部材は、外槽の底面、および外槽の互いに向かいあった2つの側面に対して垂直に配置された平面板であり、上記処理槽は、上記基板を、上記外槽の底面に対して垂直に、かつ、上記分離部材に対して平行に収容可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板洗浄装置。

請求項5

上記各区画領域に設けられた伝播水の導入口には、上記外槽に伝播水を導入する伝播水道入管がそれぞれ接続されており、上記各区画領域に設けられた伝播水の排出口には、上記外槽から伝播水を排出する伝播水排出管がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。

請求項6

上記伝播水導入管には、上記外槽に導入される伝播水の流量を変更する流量変更部が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の基板洗浄装置。

請求項7

上記伝播水導入管は、上記流量変更部において、複数の分岐管分岐され、上記各分岐管は、上記外槽への伝播水の導入と停止を制御する開閉弁と、上記外槽に導入される伝播水の流量を固定値に設定する流量検出手段とを備えることを特徴とする請求項6に記載の基板洗浄装置。

請求項8

上記伝播水導入管は、上記流量変更部において、流量コントローラーを備え、上記流量コントローラーは、弁の開度を変更することによって上記外槽に導入される伝播水の流量を変更する流量コントロール弁を備えることを特徴とする請求項6に記載の基板洗浄装置。

請求項9

上記流量変更部を制御するコントローラーを備え、上記コントローラーには、上記開閉弁又は上記流量コントロール弁の開閉を制御する処理動作と処理時間とが対応付けられた処理手順が記憶されていることを特徴とする請求項7又は8に記載の基板洗浄装置。

請求項10

超音波振動発生器が発生する超音波を、外槽に導入される伝播水を通じて、処理槽に貯留される洗浄水伝播させ、処理槽内部に収容される基板を洗浄する基板洗浄方法であって、上記外槽と上記処理槽との間は、上記外槽内の伝播水が流れる領域が分離されており、上記分離された領域で伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴とする基板洗浄方法。

請求項11

上記外槽に導入される伝播水は複数の分岐管において分離され、上記各分岐管を流れる伝播水の流量は固定値に設定されており、上記分岐管の開閉を制御し、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

請求項12

上記外槽に導入される伝播水の流量を制御する流量コントロール弁の開度を変更し、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

請求項13

上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量は、上記外槽の各領域に導入される伝播水の流量を制御する処理動作と処理時間とが対応付けられた処理手順に基づいて制御されることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

請求項14

上記外槽の底面および上記外槽内の分離された領域を流れる伝播水の方向に対して垂直になるように基板を上記処理槽に搭載し、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

請求項15

上記外槽の底面に対して垂直に、かつ、上記外槽内の分離された領域を流れる伝播水の方向に対して平行になるよう基板を上記処理槽に搭載し、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

請求項16

上記処理槽内は、上記外槽内の分離された伝播水が流れる領域に対応した位置で分離されており、分離された上記処理槽内の各領域に基板を搭載し、上記外槽内の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

請求項17

基板を洗浄処理していない待機時には、上記外槽の各領域に導入される伝播水の流量が、伝播水として供給可能な最低水量に設定されることを特徴とする請求項10に記載の基板洗浄方法。

技術分野

0001

本発明は、素子が形成された基板洗浄するための基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関するものである。

背景技術

0002

半導体デバイス微細化又は半導体デバイスの基板への高集積化が進むに従って、基板表面におけるわずかな汚染でも、製造歩留り又は半導体素子の特性・信頼性に与える影響が大きくなる。上記影響を避けるためには、基板表面をできるだけ清浄に保つ必要がある。そのため、様々な基板の洗浄装置及び洗浄方法を用いて、基板表面に残っている微粒子金属不純物有機物等の汚染を有効に除去する試みが行われている。

0003

基板の洗浄に用いられる一般的な基板洗浄装置は、超音波振動発生器が発した超音波の圧力(以下、音圧)を、上記超音波振動発生器に接触して設けられている外槽の内部に導入された伝播水伝播させる。そして、上記伝播水に伝播された音圧は、上記伝播水に接触して設けられている処理槽の内部に貯留された洗浄液に伝播される構成である。そして、洗浄する基板は、上記処理槽の洗浄液に浸漬され、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧によって洗浄される。

0004

上記基板洗浄装置の一例として基板洗浄装置101の構成について、図9及び図10を参照して具体的に説明する。図9は、従来の基板洗浄装置101の正面図である。また、図10は、従来の基板洗浄装置101の平面図である。なお、図10の図中の矢印は、伝播水の流れる方向を示している。

0005

図9及び図10に示すように、基板洗浄装置101は、処理槽102と、外槽103と、超音波振動発生器104と、伝播水導入管105と、伝播水排出管106と、開閉弁107と、流量検出手段108とを備えた構成である。

0006

超音波振動発生器104は、超音波を発するためのものである。外槽103は、超音波振動発生器104が発した超音波の音圧を伝播するための伝播水が導入されるためのものである。また、超音波振動発生器104の上面と外槽103の底面外側とは接して設けられている。処理槽102は、基板を搭載するためのものであり、基板を洗浄するための洗浄液が貯留されている。処理槽102は、その底面外側が外槽103内に導入された伝播水に浸るように配置されている。

0007

また、外槽103は、外槽103に伝播水を供給する伝播水導入管105と、外槽103から伝播水を排出する伝播水排出管106とを備えている。また、伝播水導入管105は、外槽103に供給する伝播水の流量を設定する流量検出手段108と開閉弁107とを備えている。なお、外槽103に導入される伝播水の流量は、流量検出手段108により洗浄処理前に予め固定値に設定されている。また、開閉弁107は基板洗浄時及び基板を洗浄していない待機時にも常に開状態となっている。

0008

基板洗浄装置101において、半導体素子が形成された基板は、処理槽102の洗浄液に浸漬され、超音波振動発生器104が発した超音波の音圧が外槽103に導入された伝播水を通じて処理槽102内の洗浄液に伝播されることにより洗浄される。

0009

上述のように、基板洗浄装置101は、処理槽102に貯留された洗浄液(例えば、アンモニア水過水/純水の混合液塩酸/過水/純水の混合液等)による化学的洗浄と、洗浄液に超音波の音圧を伝播させる物理的洗浄とを同時に行う構成である。これにより、基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去する。

0010

しかしながら、基板洗浄装置101では、超音波振動発生器104が超音波を発するとき、音波によるキャビテーション作用により、伝播水に溶解した窒素酸素等のガス成分が気泡となる。そして、上記気泡は、処理槽102の底面外側に付着し、上記伝播水から処理槽102に貯留された洗浄液への超音波の伝播効率を低下させる。その結果、上記洗浄液に浸漬された基板の洗浄力が低下する。

0011

上記問題を解決するための技術が、特許文献1及び2に開示されている。特許文献1は、上記伝播水として、溶存ガスを除去した脱気水を使用する構成である。また、特許文献2は、処理槽の底面外側に付着する気泡を、伝播水に局所的な水の流れを生じさせることにより除去する構成である。
特開平10−109073号公報(公開日平成10年4月28日)
特開2000−58493号公報(公開日平成12年2月25日)

発明が解決しようとする課題

0012

上述したように、従来では、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧を基板に効率良く伝播する構成については考えられている。しかしながら、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧により、基板上に形成された素子(微細パターン構造)がどのような影響を受けるかまでは考慮されていない。ところが、以下に説明するような原因により、基板上に形成された素子はダメージを受けることがある。

0013

すなわち、超音波振動発生器は、一般的に、上記超音波振動発生器から発せられた超音波の音圧が上記超音波振動発生器からの距離とは無関係に同じ値となるように設計されている。しかし、実際には、超音波振動発生器から近い位置では音圧値が高く、遠い位置では音圧値が低くなってしまう。

0014

また、素子が形成される基板は、円形の薄い板状をしている。そのため、基板表面を洗浄するためには、上記基板は上記処理槽の底面に対し垂直に立てた状態で搭載される。そして、上記超音波振動発生器は上記処理槽の下方に配置されているため、基板の全面に形成された素子は、その面内の場所により超音波振動発生器からの距離が変わってくる。つまり、基板の下部は超音波振動発生器に近く、基板の側部は超音波振動発生器から遠くなる。そのため、超音波振動発生器の出力が一定であっても、上記超音波振動発生器に近い基板下部に形成された素子は、大きなダメージを受けてしまう。

0015

また、基板間において形成されている素子の種類が異なる場合は、上記各基板を洗浄するために必要な音圧値が異なる。そのため、上記各基板を洗浄するとき、上記各基板には、それぞれ異なる音圧を付与することが好ましい。

0016

また、基板洗浄装置は非常に高価であるため、少ない台数の基板洗浄装置を用いて基板の生産効率を上げるために、1度にできるだけ多くの基板を洗浄する必要がある。基板の洗浄は、一般的に、同じ種類の素子が形成されている25枚の基板を1単位(1ロット)とし、2ロット/バッチ(50枚)で処理する方法が行われている。上記方法においては、異種の基板のロットを同一のバッチに編成できる確立を上げることにより、基板の生産効率を上げることができる。そこで、ロット間において基板に形成されている素子の種類が異なる場合にも、上記各基板を1度の処理で同時に洗浄できるように基板の処理手順等が工夫されている。

0017

しかしながら、素子の種類の異なる基板を、無理に1種類の音圧により同時に処理すると、弱い音圧で洗浄する必要のある基板に対して強い音圧が付与されたり、強い音圧で洗浄する必要のある基板に対して弱い音圧が付与されたりする可能性がある。そのため、基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染の除去が不十分であったり、または基板表面に形成された素子に対して大きなダメージが与えられたりする。

0018

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に形成された素子に対するダメージを抑制する基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0019

本発明に係る基板洗浄装置は、上記課題を解決するために、伝播水が導入される外槽と、上記外槽の内部に収容され、内部に基板を収容可能であり、洗浄液を貯留する処理槽と、上記外槽の底部に配置される超音波振動発生器とを備えており、上記外槽と上記処理槽との間の領域は、分離部材によって複数の区画領域に分離されており、各区画領域には伝播水の導入口と排出口とが独立して設けられていることを特徴としている。

0020

上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧は、外槽に導入された伝播水を通じて、処理槽に貯留された洗浄液に伝播される。また、上記超音波振動発生器から上記処理槽内に貯留された洗浄液に対して伝播される音圧値は、上記外槽に導入される伝播水の流量により変化する。具体的には、伝播水の流量が大きくなれば上記洗浄液に伝播される音圧値は低くなり、流量が小さくなれば上記洗浄液に伝播される音圧値は高くなる。

0021

上記構成では、上記分離部材により上記外槽と上記処理槽の間を複数の位置で区切ることにより、上記外槽内の伝播水が流れる領域は複数の区画領域に分離される。そして、上記各区画領域に伝播水の導入口と排出口とが独立して設けられることにより、上記各区画領域に異なる流量の伝播水を導入することができる。そのため、本発明に係る基板洗浄装置は、上記処理槽内の洗浄液に伝播される音圧を、上記区画領域に対応した領域で異ならせることができる。

0022

そして、上記超音波振動発生器と上記処理槽内に収容される基板上に形成された各素子との距離が異なる場合、上記距離に応じて上記外槽の各区画領域に異なる流量の伝播水を導入することにより、基板上の各素子は、略均等な音圧が付与される。

0023

また、ロット間で基板に異なる種類の素子が形成されている場合に、異種の2ロットをそれぞれ異なる音圧が伝播される上記処理槽内の洗浄液の各領域に搭載することにより、上記各2ロットの各基板に対して適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置を用いて、上記2ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対して適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0024

また、本発明に係る基板洗浄装置は、上記処理槽は、上記処理槽の内部を上記分離部材と対応した位置で区切る処理槽分離部材を備えていてもよい。

0025

上記構成では、上記処理槽内において、上記外槽と上記処理槽の間に設けられた上記分離部材に対応した位置に上記処理槽分離部材が設けられる。これにより、本発明に係る基板洗浄装置は、上記外槽内の伝播水が流れる領域が分離されるだけでなく、上記処理槽内も分離される。このため、上記超音波振動発生器から発せられた超音波の音圧は、上記外槽内の各区画領域を流れる伝播水の流量によって調節され、上記処理槽内の各領域の洗浄液に対し、上記処理槽内の他の領域に伝播された音圧の影響を受けることなく伝播される。

0026

そして、ロット間で基板に異なる種類の素子が形成されている場合には、異種の2ロットをそれぞれ上記処理槽の各領域に搭載する。上記外槽の各区画領域に導入される伝播水の流量が変更されることにより、上記2ロットの各基板に対してより適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置を用いて、上記2ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対してより適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0027

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記分離部材は、外槽の底面、および外槽の互いに向かいあった2つの側面に対して垂直に配置された平面板であり、上記処理槽は、上記基板を、上記外槽の底面および上記分離部材に対して垂直に収容可能であってもよい。

0028

上記処理槽に搭載される基板は円形の薄い板状をしており、上記基板を上記処理槽の底面に対し垂直に立てた状態で搭載すると、基板の下部では上記超音波振動発生器に近く、基板の側部では上記超音波振動発生器から遠くなる。そのため、基板の下部に形成された素子に対しては強い音圧が付与され、上記素子はダメージを受けてしまう。

0029

上記構成では、上記分離部材は、外槽の底面、および外槽の互いに向かいあった2つの側面に対して垂直に配置された平面板である。そして、上記外槽の内部に収容された上記処理槽は、上記基板を、上記外槽の底面および上記分離部材に対して垂直に収容可能である。つまり、上記基板は上記外槽内を伝播水が流れる方向に対して垂直に収容可能である。そのため、本発明に係る基板洗浄装置は、上記外槽の各区画領域に導入される伝播水の流量を異ならせることにより、上記基板の下部と側部とで異なる流量の伝播水を上記外槽に流すことができる。その結果、上記基板の下部と側部に形成された素子に対し、与えられる音圧の影響を略均等にすることが可能になる。

0030

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記分離部材は、外槽の底面、および外槽の互いに向かいあった2つの側面に対して垂直に配置された平面板であり、上記処理槽は、上記基板を、上記外槽の底面に対して垂直に、かつ、上記分離部材に対して平行に収容可能であってもよい。

0031

上記構成では、上記分離部材は、外槽の底面、および外槽の互いに向かいあった2つの側面に対して垂直に配置された平面板である。そして、上記外槽の内部に収容された上記処理槽は、上記基板を、上記外槽の底面に対して垂直に、かつ、上記分離部材に対して平行に収容可能である。つまり、上記基板は上記外槽内を伝播水が流れる方向に対して平行に収容可能である。そのため、本発明に係る基板洗浄装置は、ロット間で異なる種類の素子が形成されている基板を上記処理槽内に収容し、上記外槽の分離された各区画領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、上記各基板に対してより適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置を用いて、異種のロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対してより適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0032

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記各区画領域に設けられた伝播水の導入口には、上記外槽に伝播水を導入する伝播水道入管がそれぞれ接続されており、上記各区画領域に設けられた伝播水の排出口には、上記外槽から伝播水を排出する伝播水排出管がそれぞれ接続されていてもよい。

0033

上記構成では、上記外槽の分離された各区画領域に設けられた上記導入口及び上記排出口には、上記外槽に伝播水を導入する伝播水導入管及び上記外槽から伝播水を排出する伝播水排出管が接続される。そのため、本発明に係る基板洗浄装置は、上記外槽の分離された各区画領域に対し、異なる流量の伝播水を導入することができる。

0034

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記伝播水導入管には、上記外槽に導入される伝播水の流量を変更する流量変更部が設けられていてもよい。

0035

超音波振動発生器の起動直後には、上記超音波振動発生器から電気製品特有突入電流の影響により高出力な超音波が発振される。そして、上記超音波振動発生器が発した高出力な超音波の音圧により、基板表面に形成された素子はダメージを受ける。さらに、従来の基板洗浄装置では、伝播水導入管を流れる伝播水の流量は、洗浄処理前に予め固定値に設定されているため、処理槽の洗浄液に浸漬された基板に対し、1度に1種類の音圧しか付与することができない。

0036

上記構成では、洗浄処理時においても、上記流量変更部により上記伝播水導入管から上記外槽に導入される伝播水の流量を変更することが可能になる。そのため、上記超音波振動発生器を起動してしばらくの間、上記流量変更部が上記外槽に導入される伝播水の流量を増加させることにより、超音波振動発生器の起動直後に起こる高出力な超音波の発振が与える上記基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0037

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記伝播水導入管は、上記流量変更部において、複数の分岐管分岐され、上記各分岐管は、上記外槽への伝播水の導入と停止を制御する開閉弁と、上記外槽に導入される伝播水の流量を固定値に設定する流量検出手段とを備えていてもよい。

0038

上記構成では、上記伝播水導入管が、上記流量変更部において、複数の分岐管に分岐されており、上記各分岐管に設けられた流量検出手段によって上記各分岐管を流れる伝播水の流量を設定することができる。そして、上記各分岐管に設けられた上記開閉弁の開閉を制御することにより、上記伝播水導入管から上記外槽に導入される伝播水の流量を決定することができる。そのため、本発明に係る基板洗浄装置は、基板洗浄時において、上記伝播水導入管から上記外槽に導入される伝播水の流量を変更することができる。

0039

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記伝播水導入管は、上記流量変更部において、流量コントローラーを備え、上記流量コントローラーは、弁の開度を変更することによって上記外槽に導入される伝播水の流量を変更する流量コントロール弁を備えていてもよい。

0040

上記構成では、上記流量コントローラーに設けられた上記流量コントロール弁の開度が変更されることにより、上記伝播水導入管から上記外槽に導入される伝播水の流量を変更することができる。そのため、本発明に係る基板洗浄装置は、基板洗浄時において、上記伝播水導入管から上記外槽に導入される伝播水の流量を変更することができる。

0041

また、本発明に係る基板洗浄装置では、上記流量変更部を制御するコントローラーを備え、上記コントローラーには、上記開閉弁又は上記流量コントロール弁の開閉を制御する処理動作と処理時間とが対応付けられた処理手順が記憶されていてもよい。

0042

上記構成では、上記コントローラーには、上記各開閉弁又は上記流量コントロール弁の開閉を行う処理動作と各動作の処理時間とが対応付けられて処理手順として記憶されている。そして、上記コントローラーは、上記コントローラーに記憶された上記処理手順に基づいて、上記開閉弁又は上記流量コントロール弁の開閉を制御することができる。これにより、上記分離部材によって区切られた上記外槽内の各区画領域には、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧に応じて、最適な流量の伝播水を導入することができる。

0043

また、本発明に係る基板洗浄方法は、超音波振動発生器が発生する超音波を、外槽に導入される伝播水を通じて、処理槽に貯留される洗浄水に伝播させ、処理槽内部に収容される基板を洗浄する基板洗浄方法であって、上記外槽と上記処理槽との間は、上記外槽内の伝播水が流れる領域が分離されており、上記分離された各領域で伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることを特徴としている。

0044

上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧は、外槽に導入された伝播水を通じて、処理槽に貯留された洗浄液に伝播される。また、上記超音波振動発生器から上記処理槽内に貯留された洗浄液に対して伝播される音圧値は、上記外槽に導入される伝播水の流量により変化する。具体的には、伝播水の流量が大きくなれば上記洗浄液に伝播される音圧値は低くなり、流量が小さくなれば上記洗浄液に伝播される音圧値は高くなる。

0045

上記方法では、上記外槽内の伝播水が流れる領域が分離されており、上記分離された各領域に異なる流量の伝播水を導入することにより、処理槽内の洗浄液に伝播される音圧を異ならせることができる。

0046

そのため、上記超音波振動発生器と上記処理槽内に搭載される基板上に形成された各素子との距離が異なる場合、上記距離に応じて上記外槽の各領域に異なる流量の伝播水を導入することにより、基板上の各素子は、略均等な音圧が付与される。

0047

また、ロット間で基板に異なる種類の素子が形成されている場合に、異種の2ロットをそれぞれ異なる音圧が伝播される上記処理槽内の洗浄液の各領域に搭載することにより、上記各2ロットの各基板に対して適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置を用いて、上記2ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対して適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0048

また、本発明に係る基板洗浄方法は、上記外槽に導入される伝播水は複数の分岐管において分離され、上記各分岐管を流れる伝播水の流量は固定値に設定されており、上記分岐管の開閉を制御し、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせてもよい。

0049

上記方法では、上記外槽に導入される伝播水は複数の分岐管において分離され、上記各分岐管を流れる伝播水の流量は固定値に設定されている。そして、上記分岐管の開閉を制御することにより、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量を変更することができる。これにより、上記分離部材によって分離された上記外槽内の各領域には、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧に応じて、最適な流量の伝播水を導入することができる。

0050

また、本発明に係る基板洗浄方法は、上記外槽に導入される伝播水の流量を制御する流量コントロール弁の開度を変更し、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせてもよい。

0051

上記方法では、上記外槽に導入される伝播水の流量を制御する流量コントロール弁の開度を変更することにより、上記外槽に導入される伝播水の流量を変更することができる。これにより、上記分離部材によって分離された上記外槽内の各領域には、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧に応じて、最適な流量の伝播水を導入することができる。

0052

また、本発明に係る基板洗浄方法は、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量は、上記外槽の各領域に導入される伝播水の流量を制御する処理動作と処理時間とが対応付けられた処理手順に基づいて制御されていてもよい。

0053

上記方法では、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量は、上記外槽の領域に導入される伝播水の流量を制御する処理動作と処理時間とが対応付けられた処理手順に基づいて制御される。これにより、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量を、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧に応じて、最適な流量に変更することができる。

0054

また、本発明に係る基板洗浄方法は、上記外槽の底面および上記外槽内の分離された領域を流れる伝播水の方向に対して垂直になるように基板を上記処理槽に搭載し、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせてもよい。

0055

上記基板は円形の薄い板状をしており、上記基板を上記処理槽の底面に対し垂直に立てた状態で搭載すると、基板の下部では上記超音波振動発生器に近く、基板の側部では上記超音波振動発生器から遠くなる。そのため、基板の下部に形成された素子に対しては強い音圧が付与され、上記素子はダメージを受けてしまう。

0056

上記方法では、上記基板は、上記外槽の底面および上記外槽内の分離された領域を流れる伝播水の方向に対して垂直になるように上記処理槽に搭載される。そして、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量を異ならせることにより、上記基板の下部と側部とで異なる流量の伝播水を上記外槽に流すことができる。その結果、上記基板の下部と側部に形成された素子に対し、与えられる音圧の影響を略均等にすることが可能になる。

0057

また、本発明に係る基板洗浄方法は、上記外槽の底面に対して垂直に、かつ、上記外槽内の分離された領域を流れる伝播水の方向に対して平行になるよう基板を上記処理槽に搭載し、上記外槽の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせてもよい。

0058

上記方法では、ロット間で基板に異なる種類の素子が形成されている場合(洗浄に適した音圧値の異なる場合)に、上記外槽の底面に対して垂直に、かつ、上記外槽内の分離された領域を流れる伝播水の方向に対して平行になるよう異種の2ロットの基板をそれぞれ上記処理槽に搭載する。そして、上記外槽の分離された各領域に導入される伝播水の流量を異ならせることにより、上記2ロットの各基板に対してより適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置を用いて、上記2ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対してより適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0059

また、本発明に係る基板洗浄方法は、上記処理槽内は、上記外槽内の分離された伝播水が流れる領域に対応した位置で分離されており、分離された上記処理槽内の各領域に基板を搭載し、上記外槽内の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせてもよい。

0060

上記方法では、上記処理槽内は、上記外槽内の分離された伝播水が流れる領域に対応した位置で分離されている。そして、分離された上記処理槽内の各領域に基板を搭載し、上記外槽内の分離された領域に導入される伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせることができる。このように、上記超音波振動発生器から発せられた超音波の音圧は、上記外槽内の各領域を流れる伝播水の流量によって調節され、上記処理槽内の各領域の洗浄液に対し、上記処理槽内の他の領域に伝播された音圧の影響を受けることなく伝播される。

0061

そして、ロット間で基板に異なる種類の素子が形成されている場合には、異種の2ロットをそれぞれ上記処理槽の各領域に搭載する。上記外槽の各領域に導入される伝播水の流量が変更されることにより、上記2ロットの各基板に対してより適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置を用いて、上記2ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対してより適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された素子へのダメージを抑制することができる。

0062

また、本発明に係る基板洗浄方法は、基板を洗浄処理していない待機時には、上記外槽の各領域に導入される伝播水の流量が、伝播水として供給可能な最低水量に設定されてもよい。

0063

上記構成では、基板を洗浄していない待機時には、上記外槽の各領域に導入される伝播水の流量は伝播水として供給可能な最低水量に設定される。そのため、本発明に係る基板洗浄方法は、無駄な伝播水の消費を抑えることが可能となる。

発明の効果

0064

本発明に係る基板洗浄装置は、以上のように、伝播水が導入される外槽と、上記外槽の内部に収容され、内部に基板を収容可能であり、洗浄液を貯留する処理槽と、上記外槽の底部に配置される超音波振動発生器とを備えており、上記外槽と上記処理槽との間の領域は、分離部材によって複数の区画領域に分離されており、各区画領域には伝播水の導入口と排出口とが独立して設けられている。

0065

また、本発明に係る基板洗浄方法は、超音波振動発生器が発生する超音波を、外槽に導入される伝播水を通じて、処理槽に貯留される洗浄水に伝播させ、処理槽に配置される基板を洗浄する基板洗浄方法であって、上記外槽と上記処理槽との間は、上記外槽内の伝播水が流れる領域が分離されており、上記分離された領域で伝播水の流量を異ならせることによって、処理槽内の洗浄水へ印加される音圧を異ならせる。

0066

これにより、基板に形成された素子に対するダメージを抑制する基板洗浄装置及び基板洗浄方法を実現することができる。

発明を実施するための最良の形態

0067

本発明の一実施形態について図1図10に基づいて説明すると以下の通りである。

0068

本発明に係る基板洗浄装置は、超音波振動発生器が発した超音波の圧力(以下、音圧)を、上記超音波振動発生器に接触して設けられている外槽の内部に導入された伝播水を通じて、上記伝播水に接触して設けられている処理槽の内部に貯留された洗浄液に伝播させる構成である。上記構成により、上記処理槽の洗浄液に浸漬されている基板は、上記超音波振動発生器が発した超音波の音圧によって洗浄される。

0069

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る基板洗浄装置1及び基板洗浄方法について図1及び図2を参照して詳細に説明する。

0070

まず、第1実施形態に係る基板洗浄装置1について説明する。図1は、本実施形態に係る基板洗浄装置1の正面図である。

0071

図1に示すように、基板洗浄装置1は、処理槽2と、外槽3と、超音波振動発生器4と、領域分離板(分離部材)7a・7bとを備える。

0072

本実施形態に係る基板洗浄装置は、半導体素子が形成された基板を洗浄するために用いられる。

0073

外槽3は、矩形形状の底面を有する容器であり、その上面は設けられていない。そして、基板の洗浄時には、外槽3の内部に、超音波の圧力(音圧)を伝播するための伝播水が導入される。外槽3の底部には超音波振動発生器4が配置されている。

0074

処理槽2は、基板洗浄時に、基板を搭載するためのものである。処理槽2は、外槽3よりも小さい矩形形状の底面を有する容器であり、その上面は設けられていない。基板の洗浄時には、処理槽2の内部に、基板を洗浄するための洗浄液が貯留される。処理槽2は、外槽3内に収容されるように設けられている。そして、基板の洗浄時、処理槽2の底面外側は、外槽3内に導入された伝播水に接する。上記洗浄液には、例えば、アンモニア水、過水、純水の混合液又は塩酸、過水、純水の混合液が用いられる。

0075

超音波振動発生器4は、超音波を発振するものである。超音波振動発生器4の上面は、振動発生面である。超音波振動発生器4の上面から発せられた超音波を処理槽2に貯留された洗浄液全体に伝播するためには、超音波振動発生器4の上面面積は、処理槽2の底面面積と同じか、大きいことが好ましい。

0076

領域分離板7a・7bは、外槽3内の伝播水の流れを区切るためのものである。領域分離板7a・7bは、処理槽2と外槽3との間で外槽3内の伝播水の流れを区切るように平行に設けられている。これにより、外槽3内は、3箇所の区画領域に伝播水の流れる領域が分離される。また、外槽3の領域分離板7a・7bによって分離された区画領域には、それぞれ伝播水導入管5a・5b・5c及び伝播水排出管6a・6b・6c(図2参照)が接続されている。

0077

伝播水導入管5a・5b・5cは、領域分離板7a・7bによって分離された外槽3の各区画領域に伝播水を供給するためのものである。伝播水導入管5a・5b・5cは、外槽3の側面において、外槽3の各区画領域にそれぞれ接続されている。伝播水導入管5a・5b・5cは、外槽3へ導入される伝播水の流量を調節する流量変更部8a・8b・8cをそれぞれ備える。

0078

伝播水排出管6a・6b・6cは、領域分離板7a・7bによって分離された外槽3の各区画領域から伝播水を外部に排出するためのものである。伝播水排出管6a・6b・6cは、外槽3の伝播水導入管5a・5b・5cが接続されている側面とは反対側の側面において、外槽3の各区画領域にそれぞれ接続されている。

0079

このように、伝播水導入管5a・5b・5c及び伝播水排出管6a・6b・6cをそれぞれ外槽3の各区画領域に接続することにより、上記各区画領域を流れる伝播水の方向は領域分離板7a・7bが設けられた方向と平行になる。

0080

ここで、伝播水導入管5a・5b・5cに設けられた流量変更部8a・8b・8cについて図7を参照して説明する。なお、以下の説明では、流量変更部8として、流量変更部8a・8b・8cを区別なく表すものとする。図7は、流量変更部8の内部構成を示す概略図である。

0081

図7に示すように、流量変更部8は、3本の分岐管81a・81b・81cを有する。分岐管81aは開閉弁82a及び流量検出手段83aを、分岐管81bは開閉弁82b及び流量検出手段83bを、分岐管81cは開閉弁82c及び流量検出手段83cを備えている。

0082

開閉弁82a・82b・82cは、弁を開閉することにより、分岐管81a・81b・81cから外槽3への伝播水の供給と停止を行う。開閉弁82a・82b・82cの弁の開閉は、例えば、コントローラー9から送られた指示に基づいて行われる。

0083

流量検出手段83a・83b・83cは、分岐管81a・81b・81cを流れる伝播水の流量を調節するためのものである。流量検出手段83a・83b・83cは、それぞれ内部に伝播水の流量を固定値に設定する弁を備えている。本実施形態では、流量検出手段83aの流量を1L(リットル)/分、流量検出手段83bの流量を2L/分、流量検出手段83cの流量を4L/分となるように設定する。このように、各流量検出手段83a・83b・83cは、分岐管81a・81b・81c毎に異なる流量の伝播水を流すように設定することが可能である。なお、伝播水の流量は、分岐管の本数を変更することにより、任意の流量に変更することも可能である。また、流量検出手段83a・83b・83cの流量の設定は、上述した数値に限られない。

0084

コントローラー9は、開閉弁82a・82b・82cの開閉を制御するためのものである。コントローラー9には、開閉弁82a・82b・82cの開閉を制御するための処理動作と上記処理動作を行う処理時間とが対応付けられた処理手順(以下、レシピ)が記憶されている。コントローラー9は、上記レシピに基づいて、開閉弁82a・82b・82cの開閉を制御する。これにより、外槽3の各区画領域には、超音波振動発生器4から伝播された超音波の音圧に応じた流量の伝播水が導入される。なお、上記レシピとしては、例えば、基板のレシピ又は処理槽固有のレシピがある。また、コントローラー9による制御は、上記レシピ基づいて細分化することもできる。

0085

以下に、本実施形態に係る基板洗浄方法について図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係る基板洗浄装置1の平面図である。図中の矢印は、伝播水の流れる方向を示している。

0086

まず、処理槽2に貯留された洗浄液に、外槽3を流れる伝播水の方向(領域分離板7a・7bが設けられた方向)と垂直方向に、かつ、処理槽2の底面に対し垂直に立てるように基板が浸漬される。上記基板は、薄い円形状をしており、表面には半導体素子が形成されている。

0087

その後、超音波振動発生器4が起動される。超音波振動発生器4の起動直後には、超音波振動発生器新4から電気製品特有の突入電流の影響により高出力な超音波が発振される。そのため、以下の操作を行うことにより、超音波振動発生器新4が発した高出力な超音波の音圧が上記基板に形成された半導体素子に対して与える影響を抑制する。

0088

すなわち、伝播水導入管5a・5b・5cが備えている流量変更部8において、分岐管81cに設けられた開閉弁82cを、基板洗浄装置1のコントローラー9の指示に従い約1分間開状態となるように動作させる。また、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管5a・5b・5cに備えられた流量変更部8それぞれにおいて、分岐管81a・81bに設けられた開閉弁82a・82bを閉状態となるよう動作させる。

0089

上記2つの操作により、伝播水導入管5a・5b・5cから領域分離板7a・7bに区切られた外槽3の各区画領域に対し、それぞれ4L/分の流量で伝播水が導入される。超音波振動発生器4から処理槽2内の洗浄液に伝播される音圧値は、伝播水の流量を増加させることにより、低くすることができる。そのため、外槽3の各区画領域に対して導入される伝播水の流量を4L/分と増加させることにより、超音波振動発生器4の起動直後に起こる急激な音圧上昇を抑制することができる。その結果、処理槽2の洗浄液に浸漬された上記基板に形成された半導体素子は、急激な音圧上昇によるダメージを避けることができる。

0090

次に、上記基板全体に形成された半導体素子に対し、略均等な音圧を付与するための操作について説明する。

0091

超音波振動発生器から発せられた超音波の音圧は、一般的に、超音波振動発生器からの距離とは無関係に同じ値となるように設計されている。しかし、実際には、超音波振動発生器から近い位置では音圧値が高く、遠い位置では音圧値が低くなってしまう。そのため、上記基板の全面に形成された半導体素子は、その面内の場所により超音波振動発生器からの距離が変わってくる。つまり、基板の下部は超音波振動発生器に近く、基板の側部は超音波振動発生器から遠くなる。そのため、従来の基板洗浄装置では、超音波振動発生器の出力が一定であっても、超音波振動発生器に近い基板下部に形成された半導体素子は、大きなダメージを受けていた。

0092

そこで、本実施形態では、外槽3を流れる伝播水の方向(領域分離板7a・7bが設けられた方向)と垂直方向に基板を浸漬させることにより、基板の下部と両側部をそれぞれ外槽3の各区画領域に対応させている。つまり、上記基板の下部は、外槽3の伝播水導入管5bが接続された区画領域に対応し、上記基板の側部は、外槽3の伝播水導入管5a・5cが接続された各区画領域に対応している。このため、外槽3の伝播水導入管5bが接続された区画領域に導入される伝播水の流量を増加させることにより上記基板の下部に付与される音圧を低くすることができ、上記基板の下部に形成された半導体素子が受けるダメージを抑制できる。

0093

すなわち、超音波振動発生器4を起動してから1分経過後に、コントローラー9から流量変更部8に対し、以下の指示が送られる。

0094

コントローラー9は、伝播水導入管5bに備えられた流量変更部8bにおいて、分岐管81bに設けられた開閉弁82bを開状態となるように動作させる。そして、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管5bに備えられた流量変更部8bにおいて、分岐管81cに設けられた開閉弁82cを閉状態となるように動作させる。上記2つの操作により、伝播水導入管5bから外槽3の伝播水導入管5bが接続された区画領域に導入される伝播水の流量は、4L/分から2L/分に変更される。

0095

同様に、コントローラー9は、伝播水導入管5a・5cに備えられた流量変更部8a・8cにおいて、分岐管81aに設けられた開閉弁82aを開状態となるように動作させる。また、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管5a・5cに備えられた流量変更部8a・8cにおいて、分岐管81cに設けられた開閉弁82cを閉状態となるように動作させる。上記2つの操作により、伝播水導入管5a・5cから外槽3内の伝播水導入管5a・5cが接続された各区画領域に導入される伝播水の流量は、4L/分から1L/分に変更される。

0096

上述した操作により、外槽3の領域分離板7a・7bによって区切られた3つの区画領域に対して、1L/分と2L/分の異なった流量で伝播水が導入されることになる。つまり、外槽3内の伝播水導入管5a・5cが接続された各区画領域に対しては、1L/分の流量で伝播水が導入され、外槽3内の伝播水導入管5bが接続された区画領域に対しては、2L/分の流量で伝播水が導入される。

0097

次に、基板洗浄装置1において基板の洗浄が終了すると、超音波振動発生器4の出力は停止する。そして、基板洗浄装置1のコントローラー9から流量変更部8に対し、以下の指示が送られる。

0098

コントローラー9は、伝播水導入管5bに備えられた流量変更部8bにおいて、分岐管81aに設けられた開閉弁82aを開状態となるように動作させる。また、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管5bに備えられた流量変更部8bにおいて、分岐管81bに設けられた開閉弁82bを閉状態となるように動作させる。上記2つの操作により、伝播水導入管5bから外槽3内の伝播水導入管5bが接続された区画領域に対し、1L/分の流量で伝播水が導入される。

0099

また、外槽3内の伝播水導入管5a・5cが接続された各区画領域に対しては、既に1L/分の流量で伝播水が導入されている。そのため、伝播水導入管5a・5b・5cが接続された外槽3内の各区画領域に対して、それぞれ1L/分の流量で伝播水が導入されることになる。このように、基板洗浄装置1は、基板を洗浄処理していない待機状態にある場合、外槽3の各区画領域に導入される伝播水の流量を、伝播水として供給可能な最低水量である1L/分に変更することができる。これにより、基板洗浄装置1は、無駄な伝播水の消費を抑えることが可能となる。

0100

〔第2実施形態〕
基板間において形成されている半導体素子の種類が異なる場合は、上記各基板を洗浄するために必要な音圧値が異なる。そのため、異種の半導体素子が形成されている複数種類の基板を同一の基板洗浄装置にて洗浄するときには、種類の異なるそれぞれの基板には、それぞれ異なる音圧を付与することが好ましい。

0101

本実施形態では、ロット間で基板に異なる種類の半導体素子が形成されている場合に、1度の洗浄処理において、異種の2ロットの各基板に対して適した音圧を同時に付与する基板洗浄装置及び基板洗浄方法について実施例1及び実施例2を挙げて説明する。

0102

[実施例1]
本発明の第2実施形態の実施例1に係る基板洗浄装置11及び基板洗浄方法について図3及び図4を参照して説明する。

0103

まず、第2実施形態に係る基板洗浄装置11について説明する。図3は、第2実施形態に係る基板洗浄装置11の概略構成を示す正面図である。また、第1実施形態の基板洗浄装置1における構成要素と、同等の機能を有する構成要素については同一の符号を付記している。

0104

基板洗浄装置11は、処理槽2と、外槽3と、超音波振動発生器4と、伝播水導入管15a・15bと、伝播水排出管16a・16b(図4参照)と、領域分離板17とを備える。

0105

基板洗浄装置11が、基板洗浄装置1と異なる構成について説明する。基板洗浄装置11では、処理槽2と外槽3との間に、外槽3内の伝播水の流れを区切るように領域分離板17が1つ設けられている。これにより、外槽3内は、2箇所の区画領域に伝播水の流れる領域が分離される。そして、外槽3の側面において、外槽3の領域分離板17で区切られた各区画領域にそれぞれ伝播水導入管15a・15bが接続されている。また、外槽3の伝播水導入管15a・15bが接続されている側面とは反対側の側面において、外槽3の各区画領域に伝播水排出管16a・16bがそれぞれ接続されている。

0106

また、伝播水導入管15a・15bは、外槽3へ導入される伝播水の流量を調節する流量変更部18a・18bを備える。なお、流量変更部18a・18bは第1実施形態における流量変更部8と同等の機能を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、流量変更部8と同様に、流量変更部18として、流量変更部18a・18bを区別なく表すものとする。

0107

本実施形態においても、各流量変更部18において、分岐管81a・81b・81cに設けられた流量検出手段83a・83b・83cは、流量検出手段83aの流量が1L/分、流量検出手段83bの流量が2L/分、流量検出手段83cの流量が4L/分となるように設定される。

0108

以下に、本実施例に係る基板洗浄方法について図4を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態の実施例1に係る基板洗浄装置11の概略構成を示す平面図である。図中の矢印は、伝播水の流れる方向を示している。

0109

まず、処理槽2に貯留された洗浄液に、外槽3を流れる伝播水の方向(領域分離板17が設けられた方向)と平行方向に、かつ、領域分離板17によって分離された外槽3の各区画領域に対応する処理槽2の各領域に基板が浸漬される。また、上記基板は、処理槽2の底面に対し垂直に立てるように浸漬される。その後、超音波振動発生器4が起動される。

0110

なお、本実施形態に用いられる基板は、薄い円形状をしており、ロット間で異種の半導体素子が形成されている。具体的には、外槽3の伝播水導入管15aが接続された区画領域に対応する処理槽2の領域に浸漬されたロットは、基板に半導体素子が形成されたものである。また、外槽3の伝播水導入管15bが接続された区画領域に対応する処理槽2の領域に浸漬されたロットは、基板に半導体素子が形成されていないものである。なお、上記各ロットは、処理槽2の各領域に対し逆に浸漬されてもよい。

0111

このとき、伝播水導入管15a・15bに備えられた流量変更部18において、分岐管81cに設けられた開閉弁82cを、基板洗浄装置11のコントローラー9の指示に従い約1分間開状態となるように動作させる。また、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管15a・15bに備えられた流量変更部18において、分岐管81a・81bに設けられた開閉弁82a・82bを閉状態となるよう動作させる。

0112

上記2つの操作により、伝播水導入管5a・5bから領域分離板17に区切られた外槽3の各区画領域に対し、それぞれ4L/分の流量で伝播水が導入される。超音波振動発生器4から処理槽2内の洗浄液に伝播される音圧値は、伝播水の流量を増加させることにより、低くすることができる。そのため、外槽3の各区画領域に対して導入される伝播水の流量を4L/分と増加させることにより、超音波振動発生器4の起動直後に起こる急激な音圧上昇を抑制することができる。その結果、処理槽2の洗浄液に浸漬された上記基板に形成された半導体素子は、急激な音圧上昇によるダメージを避けることができる。

0113

次に、ロット間で異種の半導体素子が形成された各基板に対し、それぞれ最適な音圧を付与するための操作について説明する。

0114

上述のように、外槽3の伝播水導入管15aが接続された区画領域に対応する処理槽2の領域には、半導体素子が形成された基板が浸漬され、外槽3の伝播水導入管15bが接続された区画領域に対応する処理槽2の領域には、半導体素子が形成されていない基板が浸漬されている。そのため、外槽3の伝播水導入管15aが接続された区画領域に導入される伝播水の流量を増加させることにより、半導体素子が形成された基板に対して付与される音圧値を低くする。

0115

すなわち、超音波振動発生器4を起動してから1分経過後に、コントローラー9から流量変更部18に対し、以下の指示が送られる。コントローラー9は、伝播水導入管15aに備えられた流量変更部18aにおいて、分岐管81bに設けられた開閉弁82bを開状態となるように動作させる。そして、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管15aに備えられた流量変更部18aにおいて、分岐管81cに設けられた開閉弁82cを閉状態となるように動作させる。上記2つの操作により、伝播水導入管15aから外槽3内の伝播水導入管15aが接続された区画領域に導入される伝播水の流量は、4L/分から2L/分に変更される。

0116

同様に、コントローラー9は、伝播水導入管15bに備えられた流量変更部18bにおいて、分岐管81aに設けられた開閉弁82aを開状態となるように動作させる。また、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管15bに備えられた流量変更部18bにおいて、分岐管81cに設けられた開閉弁82cを閉状態となるように動作させる。上記2つの操作により、伝播水導入管15bから外槽3内の伝播水導入管15bが接続された区画領域に導入される伝播水の流量は、4L/分から1L/分に変更される。

0117

上述した操作により、外槽3の領域分離板17によって区切られた2つの区画領域に対して、1L/分と2L/分の異なった流量で伝播水が導入されることになる。つまり、外槽3内の伝播水導入管15aが接続された区画領域に対しては、2L/分の流量で伝播水が導入され、外槽3内の伝播水導入管15bが接続された区画領域に対しては、1L/分の流量で伝播水が導入される。

0118

上記操作により、上記各ロットの各基板に対してより適した音圧を同時に付与することが可能となる。その結果、1つの基板洗浄装置11を用いて、上記各ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対してより適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された半導体素子へのダメージを抑制することができる。

0119

次に、基板洗浄装置11において基板の洗浄が終了すると、超音波振動発生器4の出力は停止する。そして、基板洗浄装置11のコントローラー9から流量変更部18に対し、以下の指示が送られる。

0120

コントローラー9は、伝播水導入管15aに備えられた流量変更部18aにおいて、分岐管81aに設けられた開閉弁82aを開状態となるように動作させる。また、上記操作と同時に、コントローラー9は、伝播水導入管15aに備えられた流量変更部18aにおいて、分岐管81bに設けられた開閉弁82bを閉状態となるように動作させる。上記2つの操作により、伝播水導入管15aから外槽3内の伝播水導入管15aが接続された区画領域に対し、1L/分の流量で伝播水が導入される。

0121

また、外槽3内の伝播水導入管15bが接続された区画領域に対しては、既に1L/分の流量で伝播水が導入されている。つまり、外槽3内の伝播水導入管15a・15bが接続された各区画領域に対して、それぞれ1L/分の流量で伝播水が導入される。このように、基板洗浄装置11は、基板を洗浄処理していない待機状態にある場合、外槽3の各区画領域に導入される伝播水の流量を、伝播水として供給可能な最低水量である1L/分に変更することができる。これにより、基板洗浄装置11は、無駄な伝播水の消費を抑えることが可能となる。

0122

[実施例2]
また、ロット間で基板に異なる種類の半導体素子が形成されている場合に、1度の洗浄処理において、異種の2ロットの各基板に対してより適した音圧を同時に付与する基板洗浄装置21及び基板洗浄方法について図5及び図6を参照して説明する。

0123

まず、第2実施形態の実施例2に係る基板洗浄装置21について説明する。図5は、第2実施例に係る基板洗浄装置21の概略構成を示す正面図である。図6は、実施例2に係る基板洗浄装置21の概略構成を示す平面図である。図中の矢印は、伝播水の流れる方向を示している。また、実施例1に係る基板洗浄装置11における構成要素と、同等の機能を有する構成要素については同一の符号を付記している。

0124

基板洗浄装置21は、処理槽2と、外槽3と、超音波振動発生器4と、伝播水導入管15a・15bと、伝播水排出管16a・16bと、領域分離板17と、処理槽領域分離板(処理槽分離部材)27とを備える。

0125

基板洗浄装置11と異なる構成について説明する。基板洗浄装置21では、処理槽2内において、外槽3の領域分離板17が設けられている位置と対応した位置に、処理槽領域分離板27を備えている。処理槽領域分離板27は、処理槽2の底面から上面まで設けられている。そのため、基板洗浄装置21では、外槽3内の伝播水が流れる領域が分離されるだけでなく、処理槽2内の領域も分離される。

0126

本実施例に係る基板洗浄方法については、処理槽2への基板の搭載方法以外は第2実施形態の実施例1で説明した工程と同様であるので、詳細な説明は省略する。以下に、処理槽2への基板の搭載方法を説明する。

0127

本実施例に係る基板洗浄方法では、基板に半導体素子が形成されたロットは、外槽3の伝播水導入管15aが接続された区画領域に対応する処理槽2の処理槽領域分離板27によって分離された領域に浸漬される。また、基板に半導体素子が形成されていないロットは、外槽3の伝播水導入管15bが接続された区画領域に対応する処理槽2の処理槽領域分離板27によって分離された領域に浸漬される。なお、上記各ロットは、処理槽2の各領域に対し逆に浸漬されてもよい。また、上記各ロットの基板に形成された半導体素子は本実施例に限られない。つまり、上記各ロットの基板に形成された半導体素子は、互いに異なる種類でもよいし、同種であってもかまわない。

0128

本実施例では、超音波振動発生器4から発せられた超音波の音圧は、外槽3内の各区画領域を流れる伝播水の流量に応じて調節され、処理槽2内の処理槽領域分離板27によって分離された各領域の洗浄液に対し、処理槽2内の他の領域に伝播された音圧の影響を受けることなく伝播される。それにより、上記各ロットの基板に対してより適した音圧を同時に付与することが可能となる。

0129

その結果、1つの基板洗浄装置21を用いて、上記各ロットの各基板表面に残っている微粒子、金属不純物、有機物等の汚染を除去することができる。また、上記各基板に対してより適した音圧を付与することができるため、上記各基板に形成された半導体素子へのダメージを抑制することができる。

0130

なお、上記各ロットの基板に形成された半導体素子は本実施形態に記載した例に限られない。つまり、上記各ロットの基板に形成された半導体素子は、互いに異なる種類でもよいし、同種であってもかまわない。

0131

なお、本発明において、伝播水道入管に備えられた流量変更部8は、図8に示すように、流量コントローラー10を含んだ構成であってもよい。流量コントローラー10は、弁の開度を変更することによって外槽3に導入される伝播水の流量を変更する流量コントロール弁を備えている。また、上記流量コントロール弁の開度の変更は、コントローラー9に記憶されているレシピに基づいて行われる。

0132

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

0133

本発明は、素子が形成された基板を洗浄する基板洗浄装置に好適に利用することができる。

図面の簡単な説明

0134

第1実施形態に係る基板洗浄装置の正面図である。
図1に示す模式図を上面から表した模式図である。
第2実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す正面図である。
第2実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す平面図である。
第2実施形態に係る基板洗浄装置において、処理槽内に処理槽分離部材を設けたことを示す正面図である。
第2実施形態に係る基板洗浄装置において、処理槽内に処理槽分離部材を設けたことを示す平面図である。
流量変更部の内部構成を示す概略図である。
流量変更部の内部構造の他の一例を示す概略図である。
従来の基板洗浄装置の正面図である。
従来の基板洗浄装置の平面図である。

符号の説明

0135

1、11、21基板洗浄装置
2処理槽
3外槽
4超音波振動発生器
5、15伝播水導入管
6、16伝播水排出管
7、17領域分離板(分離部材)
8、18流量変更部
9コントローラー
10流量コントローラー
27 処理槽分離板(処理槽分離部材)
81分岐管
82開閉弁
83流量検出手段

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