JPH11154657A - 洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄槽内の洗浄液を，振動手段による振動が
加えられても，常温及び低温等といった所定の処理温度
に維持する洗浄装置及び洗浄方法を提供する。 【解決手段】 ウェハＷを収納自在な洗浄液が充填され
る洗浄槽４０と，洗浄槽４０から溢れ出た洗浄液を循環
流通させて再び洗浄槽４０内に供給する循環供給回路５
４と，洗浄液に振動を与えるメガソニック器５２とを備
えた洗浄装置１２において，循環供給回路５４中にヒー
タ５８と熱交換器５９とを配置する。洗浄槽４０内の洗
浄液が所定の処理温度となるように，熱交換器５９によ
って冷却またはヒータ５８によって加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板を洗浄槽内の
充填された洗浄液に浸漬させて洗浄する洗浄装置及び洗
浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば，ＬＳＩ等の半導体デバイスの製
造工程における洗浄処理を例にとって説明すると，半導
体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）表面に付着した
パーティクル，有機汚染物，金属不純物等のコンタミネ
ーションを除去するために洗浄システムが使用されてい
る。その中でもとりわけ，ウェハをバッチ方式で洗浄槽
内の洗浄液に浸漬させて洗浄処理を行う洗浄装置を備え
たウェット型の洗浄システムは，ウェハに付着したパー
ティクルを効果的に除去できるため広く普及している。

【０００３】洗浄装置において，洗浄槽内に充填される
洗浄液の温度はウェハの洗浄処理の効果を左右する重要
な要因であり，洗浄槽に供給される洗浄液には，アンモ
ニア，フッ酸，過酸化水素水などの各種の薬液成分を主
体にしたものや純水がある。そして，特定の薬液成分を
主体とした洗浄液は高温に加熱されると高い洗浄能力を
発揮するため，高温に温調された洗浄液が洗浄槽に供給
される。一方，最近においては常温又は低温の洗浄液の
使用が注目されている。即ち，洗浄液の常温化又は低温
化は，洗浄液を高温に温調する必要がないため洗浄液を
加熱するためのエネルギーを抑え，洗浄液の蒸発量の減
少による洗浄液消費量の低減を図ることができ，さらに
高温な洗浄液を冷却してから排液するための冷却機能も
不要となる等の様々な利点を有しており，これからの進
展が期待されている。

【０００４】ここで，洗浄液の温度の低下に伴う洗浄液
の洗浄能力の低下が危惧されるが，洗浄液に例えば超音
波振動を与えるメガソニック洗浄を付加すればこれを十
分に補うことができる。このメガソニック洗浄は洗浄液
中の水分子に振動力を付与する洗浄方法であり，洗浄槽
内に供給された洗浄液はこの振動力によってウェハの表
面から効果的にパーティクルをゆり落すことができる。
従って，このような高温に温調されていない洗浄液にお
いても従来通りのパーティクルの除去効果が維持でき
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，以上の
ように常温又は低温の洗浄液を使用する洗浄処理にメガ
ソニック洗浄を付加した場合には，洗浄槽に供給された
洗浄液中の水分子が超音波を吸収し，その振動エネルギ
ーによって洗浄液の温度が上昇する。例えば，１０分間
の超音波振動を加えると洗浄液の温度が１℃〜２℃上昇
する。ここで，通常の洗浄槽においては，何バッチも立
て続けに洗浄処理が行われるのが普通であり，最初に常
温又は低温の状態にあった洗浄液でも長期的に渡って継
続的に再利用を続けると洗浄液の温度が上昇し続け高温
の状態になってしまう。図７はこの様子を示すものであ
り，横軸を処理時間［ｔ］，縦軸を洗浄槽に供給される
洗浄液の温度［℃］とした。この場合，図７中の処理時
間Ｘ１が経過するとメガソニック洗浄が開始され，図７
中の曲線ａに示すように右上がりに洗浄液の温度は上昇
し高温になる。

【０００６】このような高温な洗浄液に超音波振動を与
えると，洗浄液中の成分分子に解離が起こりシリコンや
シリコン酸化膜をエッチングするイオン等が発生する。
そして，シリコン表面などがエッチングされ，ウェハの
表面にいわゆる面荒れを生じさせてしまい，ウェハの品
質に悪影響を及ぼし歩留まりを低下させる恐れがある。

【０００７】また，上記のような事態を避けるために洗
浄処理が終了するごとに超音波の照射を停止させ，洗浄
液の温度が元の常温又は低温に戻るまで次のウェハの洗
浄処理を待機させる方法も考えられる。この場合，洗浄
処理中の洗浄液の温度は，ウェハの表面に損失を与えな
い所定の許容範囲内まで上昇することになる。図８はこ
の様子を示すものであり，横軸を処理時間［ｔ］，縦軸
を洗浄槽に供給される洗浄液の温度［℃］とした。図８
中の処理時間Ｘ１が経過すると１回目のメガソニック洗
浄が開始され，処理時間Ｘ２が経過した後に１回目のメ
ガソニック洗浄が終了する。２回目のメガソニック洗浄
は，洗浄液の温度が所定の常温又は低温にまで低下する
図８中の処理時間Ｘ３から開始される。以後これを繰り
返すことになり，図８中の曲線ｂに示すように，ウェハ
の洗浄処理ごとに洗浄液の温度は変動することになる。

【０００８】しかしながら，このような洗浄液の温度の
変動は洗浄装置に負担をかけ劣化を招き，良好なウェハ
の洗浄処理をする上でも好ましくない。また，所定の常
温又は低温にまで低下するにはある程度の時間がかか
り，洗浄装置における一回当たりの洗浄時間が長期化す
る。従って，このような洗浄方法では洗浄システム全体
のスループットの向上を図るのが難しい。

【０００９】本発明はそのような問題点に鑑みてなされ
たものであり，その目的は，洗浄槽内の洗浄液を，振動
手段による振動が加えられても，常温及び低温等といっ
た所定の処理温度に維持する洗浄装置及び洗浄方法を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１の発明は，基板を収納自在な洗浄液が充填
される洗浄槽と，洗浄液を洗浄槽に供給する供給回路
と，洗浄液に振動を与える振動手段とを備えた洗浄装置
において，供給回路に洗浄液を冷却するための冷却手段
を配置したことを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載の洗浄装置によれば，洗浄
槽内の洗浄液の温度が，振動手段による振動エネルギー
によって上昇するのを見越して，予め冷却手段によって
冷却した洗浄液を供給回路を介して供給する。これによ
り，洗浄槽内で振動エネルギーを吸収し処理温度となっ
た洗浄液は，基板を有効に洗浄処理する。そして，予め
冷却手段によって冷却した洗浄液を以後も供給し続ける
と共に，さらに振動エネルギーを吸収し許容範囲外の温
度となる前に洗浄処理に使用された洗浄液を洗浄槽から
溢れ出させて排液するので，洗浄槽内では，常温及び低
温等の所定の処理温度にある洗浄液が充填されている状
態となる。また，供給回路中の洗浄液が熱くなってしま
った場合にも，洗浄液を冷却手段によってある程度冷却
し温調しておく。従って，洗浄槽内の洗浄液を，振動手
段による振動が加えられても，常温及び低温等といった
所定の処理温度に維持するので，基板の面荒れを防止
や，従来困難であった洗浄液の常温化又は低温化による
好適な洗浄処理が実現可能となる。

【００１２】請求項１に記載の洗浄装置において，請求
項２に記載したように，供給回路は，洗浄槽から出た洗
浄液を再び洗浄槽内に循環流通させる構成であるのがよ
い。かかる構成によれば，一度，洗浄処理に使用された
洗浄液を供給回路で温調及び清浄化すれば，洗浄処理に
再利用することができる。例えば，振動手段による振動
エネルギーによって所定の処理温度又はその処理温度よ
りも僅かながら上昇した洗浄液を，供給回路に循環流通
させ，請求項１に記載の冷却手段により予め冷却し，清
浄化した後に洗浄槽に再び供給する。このように，洗浄
槽内の洗浄液の再利用を図り，洗浄液の消費量を節約す
ることができる。

【００１３】さらに，請求項３に記載したように，供給
回路に洗浄液を加熱するための加熱手段を配置すること
が好ましい。かかる構成によれば，洗浄槽内の洗浄液の
温度が，洗浄槽内で低下するのを見越して，予め加熱手
段によって加熱した洗浄液を供給回路を介して供給す
る。これにより，洗浄槽内で温度が低下し処理温度とな
った洗浄液は，基板を有効に洗浄処理する。また，供給
回路中の洗浄液が冷えてしまった場合にも，洗浄液を加
熱手段によってある程度加熱し温調しておく。この場
合，冷却手段と併用すれば，洗浄槽内及び供給回路にお
ける洗浄液の温度の上下変動の如何にかかわらず，洗浄
処理中は，洗浄槽内の洗浄液の温度を所定の処理温度に
維持し続けることができる。従って，洗浄装置の劣化及
び洗浄時間の長期化を回避でき，良好な基板の洗浄処理
を何回も繰り返して行うことが可能となる。

【００１４】また，請求項４に記載したように，加熱手
段を，供給回路において冷却手段より下流側に配置する
のが好ましい。かかる構成によれば，洗浄液は冷却され
た後に加熱されるので，制御容易な加熱手段によって洗
浄液の温度を最終的に調整することができる。

【００１５】請求項５の発明は，洗浄槽に供給された洗
浄液に振動を与えて洗浄槽に収納された基板を洗浄する
洗浄方法において，洗浄槽内の洗浄液が所定の処理温度
となるように，洗浄槽に供給される前の洗浄液を予め冷
却することを特徴とする。

【００１６】また，請求項６の発明は，洗浄槽に供給さ
れた洗浄液に振動を与えて洗浄槽に収納された基板を洗
浄する洗浄方法において，洗浄槽内の洗浄液が所定の処
理温度となるように，洗浄槽に供給される前の洗浄液を
予め冷却および／または加熱することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て説明すると，本実施の形態にかかる洗浄装置を備えた
洗浄システムは，キャリア単位でのウェハの搬入，ウェ
ハの洗浄，ウェハの乾燥，キャリア単位でのウェハの搬
出を一貫して行うように構成されている。図１は，本発
明の好ましい実施の形態を説明するための洗浄システム
１の斜視図である。

【００１８】この洗浄システム１は，洗浄前のウェハＷ
をキャリアＣ単位で搬入して洗浄に付するまでの動作を
行う搬入・取出部２と，この搬入・取出部２においてキ
ャリアＣから取り出されたウェハＷを洗浄，乾燥する洗
浄乾燥処理部３と，この洗浄乾燥処理部３で洗浄，乾燥
されたウェハＷをキャリアＣに装填後キャリアＣ単位で
搬出する装填・搬出部４の三つの箇所に大別することが
できる。

【００１９】搬入・取出部２には，洗浄前のウェハＷを
例えば２５枚収納したキャリアＣを搬入して載置させる
搬入部５と，この搬入部５と隣接するキャリアＣからウ
ェハＷを取り出すためのローダ６と，搬入部５の所定位
置に載置されたキャリアＣをローダ６へ一度に適宜数
（例えば２個）ずつ移送するための移送装置７が設けら
れている。

【００２０】洗浄乾燥処理部３には，搬入・取出部２側
から装填・搬出部４側の順に，後述する搬送装置３０の
ウェハチャック３６を洗浄および乾燥するためのウェハ
チャック洗浄・乾燥装置１１，各種の薬液や純水等の処
理液を用いてウェハＷを洗浄する洗浄装置１２〜１７，
搬送装置３２のウェハチャック３８を洗浄および乾燥す
るためのウェハチャック洗浄・乾燥装置１８，および，
各洗浄装置１２〜１７で洗浄されたウェハＷを，例えば
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を用いて乾燥さ
せる乾燥装置１９が配列されている。

【００２１】そして，ウェハチャック洗浄・乾燥装置１
１，１８では，例えば純水などを用いてウェハチャック
３６とウェハチャック３８の洗浄をそれぞれ行い，更
に，ウェハチャック３６とウェハチャック３８の乾燥も
行う。また，洗浄装置１２と洗浄装置１５では，互いに
種類の異なる洗浄液による洗浄を行うのが一般的であ
る。その一例として，洗浄装置１２では，例えばアンモ
ニア過水の如きアルカリ系洗浄液（ＮＨ₄ＯＨ／Ｈ₂Ｏ₂
／Ｈ₂Ｏの混合液）を用いた洗浄処理を行って，ウェハ
Ｗの表面に付着している有機汚染物，パーティクル等の
不純物質を除去する。また，洗浄装置１５では，例えば
塩酸過水（ＨＣｌ＋Ｈ₂Ｏ₂の混合液）を用いた洗浄処理
を行って，この酸系洗浄により金属イオンを除去する。
また，洗浄装置１３，１４，および洗浄装置１６，１７
では，例えば純水の如き洗浄水を用いてウェハＷのリン
ス洗浄を行う。更に，乾燥装置１９では，ＩＰＡ蒸気を
利用してウェハＷの表面を乾燥処理するように構成され
ている。

【００２２】なお以上の配列や各洗浄装置１２〜１７の
組合わせは，ウェハＷに対する処理，洗浄の種類によっ
て任意に組み合わせることができる。例えば，ある洗浄
装置を減じたり，逆にさらに他の種類の薬液を用いてウ
ェハＷを洗浄処理する洗浄装置を付加してもよい。

【００２３】装填・搬出部４には，先に説明した搬入・
取出部２のローダ６と同様の構成を有し洗浄後のウェハ
ＷをキャリアＣに搬入するアンローダ２０と，搬入部５
と同様の構成を有し洗浄後のウェハＷをキャリアＣ単位
で搬出する搬出部２１と，移送装置７と同様の構成を有
する移送装置（図示せず）とがそれぞれ設けられてい
る。

【００２４】洗浄乾燥処理部３の前面側（図１における
手前側）には，搬入・取出部２側から装填・搬出部４側
の順に，三つの搬送装置３０，３１，３２が配列されて
おり，各搬送装置３０，３１，３２は，それぞれ対応す
るウェハチャック３６，３７，３８を備えている。

【００２５】搬送装置３０，３１，３２は何れも同様の
構成を備えているので，例えばウェハチャック洗浄・乾
燥装置１１，洗浄装置１２及び洗浄装置１３の相互間で
ウェハＷを搬送させる搬送装置３０を例にして説明する
と，搬送装置３０のウェハチャック３６は，図２に示す
ように，キャリアＣ二つ分の複数枚のウェハＷ，即ち，
この実施の形態においては５０枚のウェハＷを一括して
把持する左右一対の把持部３６ａ，３６ｂを備えてい
る。この把持部３６ａ，３６ｂは，回動自在（θ方向）
に構成され，さらに前後方向（Ｙ方向），上下方向（Ｚ
方向）に移動自在に構成されている。また，搬送装置３
０自身は，ガイド３３に沿って洗浄システム１の長手方
向にスライド方向（Ｘ方向）に移動自在に構成されてい
る。

【００２６】一方，洗浄装置１２，１３に備えられた各
洗浄槽４０，４１の底部には，各槽内でウェハＷを同士
を所定の等間隔に保ちつつ立てた状態で整列させて保持
するためのボート部４２が図示のようにそれぞれ設置さ
れている。

【００２７】そして，洗浄装置１２，１３において洗浄
処理する場合，搬送装置３０は，各槽内のボート部４２
上にウェハＷを受け渡し自らは各槽の上方に退避すると
共に，洗浄処理後はウェハＷを槽内から取り出し次の装
置に搬送していく。こうして搬送装置３０は，搬入・取
出部２から５０枚のウェハＷを受け取り，洗浄装置１
２，１３にウェハＷを順次搬送し，各装置内に５０枚の
ウェハＷを一括して搬入出できるようになっている。

【００２８】なお，搬送装置３０について代表して説明
したが，その他の搬送装置３１，３２およびそれらのウ
ェハチャック３７，３８も，搬送装置３０およびウェハ
チャック３６と同一の構成を有しており，同様に例えば
５０枚のウェハＷを一括して把持し，搬送するように構
成されている。

【００２９】次に，ウェハＷを洗浄処理する洗浄装置１
２〜１７はいずれも同様の構成を有しているので，図３
〜図５を参照にして，処理温度として例えば３０℃とい
った常温に温調されたアルカリ系洗浄液を用いる洗浄装
置１２を代表として説明する。

【００３０】図３は，洗浄装置１２内に備えられた洗浄
槽４０の断面図であり，図４は，洗浄液を循環流通させ
た場合の洗浄装置１２の回路系統の説明図である。ま
ず，図３に示すように，洗浄装置１２内に備えられた洗
浄槽４０はウェハＷを収納するのに充分な大きさを有す
る箱形の内槽５０と外槽５１から構成されている。内槽
５０の上面は開口しており，この上面の開口部を介して
ウェハＷが内槽５０の内部に挿入される。外槽５１は，
内槽５０の上端からオーバーフローした洗浄液を受けと
めるように，内槽５０の開口部を取り囲んで装着されて
いる。洗浄槽４０には洗浄液を槽内に充填するための洗
浄液供給回路４０ａが備えられている。

【００３１】洗浄槽４０の下方には，超音波振動子を内
蔵しているメガソニック器５２が装着されている。この
メガソニック器５２から発振された超音波は，洗浄槽４
０内に充填された洗浄液を振動させ，ウェハＷの表面に
付着したパーティクルを除去する作用がある。また，洗
浄槽４０内の洗浄液は，メガソニック器５２からの超音
波を吸収し，その振動エネルギーによって温度が上昇す
るようになっている。また，洗浄槽４０とメガソニック
器５２の間には水槽５３が設けられており，該水槽５３
内の水を介してメガソニック器５２からの超音波が洗浄
槽４０内の洗浄液に伝搬するように構成されている。

【００３２】図４に示すように内槽５０と外槽５１との
間には，ウェハＷの洗浄処理中に洗浄液を循環流通させ
て供給する循環供給回路５４が接続されている。この循
環供給回路５４の一方は弁５５を介して外槽５１の底面
に接続されており，循環供給回路５４の途中には，ポン
プ５６，ダンパ５７，ヒータ５８，熱交換器５９，フィ
ルタ６０が順に配列され，循環供給回路５４の他方はノ
ズル６１に接続されている。そして，弁５５を開くこと
によって，内槽５０から外槽５１にオーバーフローした
洗浄液を，循環供給回路５４に流入させるようになって
いる。循環供給回路５４に流入した洗浄液は，ポンプ５
６の稼働によって，ダンパ５７，ヒータ５８，熱交換器
５９，フィルタ６０の順に流して温調及び清浄化させた
後，ノズル６１を経て再び内槽５０内に供給するように
なっている。ノズル６１は，図３に示すように洗浄槽４
０の下方に対をなして配置されており，ウェハＷの表面
に向かって洗浄液を供給するように構成されている。

【００３３】ここで，洗浄槽４０内には，槽内の温度を
測定するための温度計６５が配置されており，温度計６
５はコントローラ６６に接続されている。このコントロ
ーラ６６は，ヒータ５８及び熱交換器５９内部に冷却水
を導入する冷却水供給路６７の途中に配置された弁６８
に接続されている。そして，温度計６５が検出した槽内
の洗浄液の温度の測定値はコントローラ６６へ送信さ
れ，コントローラ６６はこの送信を基準に所定の制御信
号をヒータ５８又は弁６８の何れかに送信する構成にな
っている。

【００３４】即ち，熱交換器５９は，先に説明したメガ
ソニック器５２の超音波によって洗浄槽４０内の洗浄液
の温度が所定の処理温度よりも高くならないように，洗
浄槽４０内に供給される前の洗浄液を予め冷却しておく
機能を有している。熱交換器５９内部の具体的な構成を
説明すると，図５に示すように，熱交換器５９の流入口
６９はヒータ５８側に設けられ，流出口７０はフィルタ
６０側に設けられている。熱交換器５９内部を例えばＰ
ＦＡ（４フッ化エチレンとパーフロロアルキルビニルエ
ーテルの共重合樹脂）を管の材質とする上記冷却水供給
路６７が貫通しており，熱交換器５９内部に流入する洗
浄液を冷却するために，この冷却水供給路６７の内部に
は冷却水が流れている。予め洗浄液を冷却する場合に
は，コントローラ６６は弁６８に制御信号を送信し弁６
８を開き，冷却水供給路７０を介して熱交換器５９内部
に冷却水が導入され，熱交換器５９内部に流入する洗浄
液を冷却する構成になっている。

【００３５】一方，ヒータ５８は，洗浄槽４０内の洗浄
液が所定の処理温度よりも低くならないように，洗浄槽
４０内に供給される前の洗浄液を予め加熱しておく機能
を有している。予め洗浄液を加熱する場合には，コント
ローラ６６はヒータ５８に所定の制御信号を送信して，
ヒータ５８は洗浄液を加熱する構成になっている。この
ように，予め冷却又は加熱された洗浄液を洗浄槽４０内
に供給することにより，洗浄槽４０内の洗浄液の温度
を，例えば３０℃といった常温等に設定し維持すること
が可能となる。

【００３６】また，洗浄装置１３〜１７内で超音波洗浄
を必要とする洗浄装置も洗浄装置１２と同様の構成を備
えており，詳細な説明は省略する。

【００３７】次に，以上のように構成された本実施の形
態にかかる洗浄装置１２〜１７を備えた洗浄システム１
におけるウェハＷの処理工程を説明する。

【００３８】まず，図示しない搬送ロボットが未だ洗浄
されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャ
リアＣを搬入・取出部２の搬入部５に載置する。そし
て，この搬入部５に載置されたキャリアＣを移送装置７
によって隣接するローダ６へ移送する。ローダ６では，
例えばキャリアＣ二個分の５０枚のウェハＷをキャリア
Ｃから取り出し，更にオリフラ合わせした状態で５０枚
のウェハＷを整列待機させる。

【００３９】続いて，既にウェハチャック洗浄・乾燥装
置１１において洗浄および乾燥処理された搬送装置３０
のウェハチャック３６が，ローダ６に整列している待機
状態のウェハＷの上方に移動し，その整列されたウェハ
Ｗをウェハチャック３６により５０枚単位で一括して把
持する。そして，それらウェハＷを洗浄装置１２，１３
に順次搬送する。こうして，ウェハＷの表面に付着して
いる有機汚染物，パーティクル等の不純物質を除去する
ための洗浄を行う。

【００４０】代表して洗浄装置１２での洗浄処理を説明
する。予め，洗浄槽４０の内槽５０内へ洗浄液供給回路
４０ａにより予め３０℃等といった常温に温調された洗
浄液が供給され，洗浄液の充填が行われる。次に，５０
枚のウェハＷを保持した搬送装置３０のウェハチャック
３６が洗浄槽４０内に下降する。そして，このウェハＷ
を洗浄槽４０内のボート部４２に受け渡し，ウェハＷは
洗浄液に浸漬されて洗浄処理が行われる。

【００４１】この時，図３に示したように，ウェハＷに
付着したパーティクルの除去効果を高めるために，洗浄
槽４０の下方に装着されたメガソニック器５２が作動す
る。具体的には浸漬しているウェハＷにメガソニック器
５２からの超音波による振動を伝達して，ウェハＷの周
りの水分子に振動力を付与し，ウェハ表面からパーティ
クルをゆり落す。洗浄槽４０に与えられる振動は４００
ｋＨｚから２ＭＨｚの周波数帯域の超音波なので液中の
キャビテーションの発生がなく，ウェハＷにダメージを
与えずクォーターミクロンのパーティクルが除去でき
る。

【００４２】一方，図４に示したように，循環供給回路
５４において洗浄液の循環が開始される。ウェハＷの洗
浄中において，内槽５０の上方から溢れ出た洗浄液を外
槽５１に受けとめて，洗浄液を循環供給回路５４に流
す。ポンプ５６の稼働によってダンパ５７，ヒータ５
８，熱交換器５９と流してフィルタ６０で清浄化した
後，内槽５０に配置されているノズル６１によって内槽
５０の下方から再び供給し洗浄液を循環させる。以後，
この循環を繰り返し洗浄液の再利用を図り，洗浄液の消
費量を節約する。

【００４３】ここで，洗浄槽４０内おいてより効果的な
洗浄処理が行われるためには，洗浄槽４０内の洗浄液の
温度が予め定められた所定の常温及び低温で維持される
ことが大切である。少なくとも処理中に洗浄液の温度が
所定の常温及び低温を基準にある一定の許容範囲以内に
なるように抑えるべきである。本実施の形態では，例え
ば許容範囲を５℃以内とし洗浄液の処理温度を３０℃に
設定しているため，洗浄液の温度が処理中に３５℃以上
になるのは好ましくない。

【００４４】しかし，メガソニック器５２から超音波振
動が照射されているので，洗浄槽４０に充填された洗浄
液の水分子が超音波振動を吸収し，その振動エネルギー
によって洗浄液の温度が僅かながら上昇する。特にこの
まま洗浄液の温度の上昇を放置しておくと洗浄液の洗浄
能力が強くなりすぎて，メガソニック器５２による超音
波振動との相まってウェハＷの表面を荒れさせてしま
う。

【００４５】そこで，洗浄槽４０内の洗浄液の温度が，
メガソニック器５２による振動エネルギーによって上昇
するのを見越して，予め熱交換器５９によって冷却した
洗浄液を循環供給回路５４を介して供給する。これによ
り，洗浄槽４０内で超音波を吸収しその振動エネルギー
によって所定の処理温度となった洗浄液は，ウェハＷを
有効に洗浄処理する。そして，予め熱交換器５９によっ
て冷却した洗浄液を以後も供給し続けると共に，さらに
振動エネルギーによって許容範囲外の温度となる前に洗
浄処理に使用された洗浄液を内槽５０から溢れ出させて
外槽５１により排液するので，洗浄槽４０内では，所定
の処理温度にある洗浄液が充填され続けている状態とな
る。図６はこの様子を示すものであり，横軸を処理時間
［ｔ］，縦軸を洗浄槽４０に供給される洗浄液の温度
［℃］とした。図６中では処理時間Ｘ１が経過するとメ
ガソニック洗浄が開始している。

【００４６】この場合，循環が開始されると洗浄槽４０
内に配置された温度計６５によって洗浄液の温度が測定
され，その測定値がコントローラ６６に入力される。コ
ントローラ６６はこのまま洗浄液を洗浄槽４０内に循環
供給しても洗浄槽４０内で洗浄液は所定の処理温度より
も高い状態になると判断するので，弁６８に制御信号を
送信する。弁６８が開き冷却水供給路６７内部を流れて
冷却水が熱交換器５９内部に導入される。

【００４７】そして，図５に示したように，洗浄液が熱
交換器５９内部に流入すると，洗浄液は冷却水供給路６
７に接触し冷却水供給路６７の冷熱が洗浄液に伝わり，
洗浄液は迅速に冷却される。そして，図６中の直線ｃに
示すように，このような予め冷却された洗浄液を洗浄槽
４０に供給することにより，洗浄槽４０内の洗浄液は所
定の処理温度となる。こうして，従来困難であった洗浄
液の常温化が達成され，洗浄処理中において洗浄槽４０
内ではウェハＷに対して面荒れのない好適な洗浄処理が
行われる。

【００４８】一方，温度計６５から洗浄液の温度の測定
値がコントローラ６６に入力され，コントローラ６６が
このまま洗浄液を洗浄槽４０内に循環供給しても洗浄槽
４０内で洗浄液が所定の処理温度よりも低い状態になる
と判断した場合には，まずコントローラ６６はこの測定
値に基づいて洗浄液の温度を迅速に加熱できるヒータ５
８の発熱量を計算する。そして，コントローラ６６は，
この計算値に基づいて所定の制御信号をヒータ５８に出
力し，ヒータ５８は洗浄液を加熱する。このような予め
加熱された洗浄液を洗浄槽４０に供給することにより，
洗浄槽４０内の洗浄液は所定の処理温度となる。こうし
て，ヒータ５８及び熱交換器５９を併用することによ
り，洗浄液の温度の上下変動の如何にかかわらず，循環
供給回路５４のヒータ５８又は熱交換器５９の何れかで
温調された洗浄液が洗浄槽４０に供給されるので，洗浄
処理中は所定の処理温度の洗浄液が洗浄槽４０内に充填
され続けることになる。

【００４９】所定の洗浄処理が終了後，搬送装置３０の
ウェハチャック３６が洗浄槽４０の内槽５０内に下降
し，ボート部４２上に保持された５０枚のウェハＷを一
括して把持して上昇する。こうして５０枚のウェハＷを
一括して洗浄槽４０の内槽５０内から取り出し，次の洗
浄装置１３へ搬送する。その後，ウェハＷを搬送装置３
１，３２のウェハチャック３７，３８と引き続いて以後
各洗浄装置１４〜１７に順次搬送され，所定の洗浄処理
が行われていく。そして，最後にウェハＷは乾燥装置１
８において乾燥され，装填・搬出部４を介してキャリア
Ｃ単位で装置外に搬出される。

【００５０】また，洗浄槽４０には新たな５０枚のウェ
ハＷが搬入された洗浄処理が繰り返されることになる
が，この場合，図６中の直線ｃに示すように，洗浄槽４
０に供給する洗浄液の温度は，右上がりに上昇すること
も変動する事もなく，所定の処理温度に維持される。従
って，良好な洗浄処理を何バッチにも渡って繰り返し行
うことが可能となる。

【００５１】かくして，本実施の形態の洗浄装置１２に
よれば，熱交換器５９によって予め冷却した洗浄液を洗
浄槽４０内に供給することにより，洗浄槽４０内の洗浄
液を，メガソニック器５２を備わった洗浄装置１２で
も，例えば３０℃といった常温に維持することができ
る。従って，許容範囲以上に高温化した洗浄液に超音波
を与えることによるウェハＷの面荒れを防止し，従来困
難であった，洗浄液の常温化による好適な洗浄処理等が
実現可能となる。さらに循環供給回路５４中にヒータ５
８を配置し，予め加熱した洗浄液も供給することによ
り，洗浄液の温度の上下変動の如何にかかわらず，常に
洗浄槽４０内の洗浄液を，所定の処理温度として常温に
維持することができる。従って，洗浄装置１２の劣化及
び洗浄時間の長期化を回避でき，良好なウェハＷの洗浄
処理を何回も繰り返して行うことが可能となる。

【００５２】なお，一例としてウェハＷを洗浄処理する
洗浄装置１２について主たる説明を行ったが，種々の様
態を採りうるものである。例えば，本実施の形態では，
ヒータ５８を，循環供給回路５４において熱交換器５９
の上流側に配置した場合について説明したが，配置を逆
にしてヒータ５８を，循環供給回路５４において熱交換
器５９の下流側に配置するようにしてもよい。かかる構
成によれば，洗浄液は冷却された後に加熱されるので，
制御容易なヒータ５８によって洗浄液の温度を最終的に
調整することができる。

【００５３】本発明は，ＬＣＤ基板，ガラス基板，ＣＤ
基板，フォトマスク，プリント基板，セラミック基板の
如き他の基板を扱う洗浄装置などに適応させることも可
能である。また，洗浄槽内の洗浄液を常温及び低温に維
持する場合について説明したが，本発明は，洗浄槽内の
洗浄液を高温に維持する場合にも，有効に適応すること
ができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば，洗浄槽内の洗浄液を，
振動手段による振動が加えられても，洗浄槽に常温及び
低温等といった所定の処理温度に維持することができ
る。従って，基板の面荒れもなく，従来困難であった洗
浄液の温度の常温化及び低温化による好適な洗浄処理が
実現可能となる。さらに，この洗浄処理は繰り返し行う
ことができるので，洗浄装置の劣化及び洗浄時間の長期
化を回避できる。その結果，例えば半導体デバイス等の
製造を円滑に行え，その生産性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる洗浄装置を備えた
洗浄システムの斜視図である。

【図２】搬送装置を拡大して示す斜視図である。

【図３】洗浄槽の構成を示す断面図である。

【図４】洗浄液を循環流通させる回路系統を示す説明図
である。

【図５】熱交換器の断面図である。

【図６】本実施の形態における処理時間と洗浄液の温度
との関係を示すグラフ図である。

【図７】従来の洗浄装置において継続的にメガソニック
洗浄をした場合の処理時間と洗浄液の温度との関係を示
すグラフ図である。

【図８】従来の洗浄装置において断続的にメガソニック
洗浄をした場合の処理時間と洗浄液の温度との関係を示
すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 洗浄システム １２ 洗浄装置 ４２ 洗浄槽 ５２ メガソニック器 ５４ 循環供給回路 ５８ ヒータ ５９ 熱交換器 ６６ コントローラ Ｗ ウェハ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を収納自在な洗浄液が充填される洗
   浄槽と，洗浄液を前記洗浄槽に供給する供給回路と，洗
   浄液に振動を与える振動手段とを備えた洗浄装置におい
   て，前記供給回路に洗浄液を冷却するための冷却手段を
   配置したことを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記供給回路は，前記洗浄槽から出た洗
   浄液を再び前記洗浄槽内に循環流通させる構成であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記供給回路に洗浄液を加熱するための
   加熱手段を配置したことを特徴とする請求項１又は２に
   記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記加熱手段を，前記供給回路において
   前記冷却手段より下流側に配置したことを特徴とする請
   求項３に記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 洗浄槽に供給された洗浄液に振動を与え
   て洗浄槽に収納された基板を洗浄する洗浄方法におい
   て，前記洗浄槽内の洗浄液が所定の処理温度となるよう
   に，前記洗浄槽に供給される前の洗浄液を予め冷却する
   ことを特徴とする，洗浄方法。
6. 【請求項６】 洗浄槽に供給された洗浄液に振動を与え
   て洗浄槽に収納された基板を洗浄する洗浄方法におい
   て，前記洗浄槽内の洗浄液が所定の処理温度となるよう
   に，前記洗浄槽に供給される前の洗浄液を予め冷却およ
   び／または加熱することを特徴とする，洗浄方法。