JP2001118820A

JP2001118820A - 洗浄装置及び洗浄方法

Info

Publication number: JP2001118820A
Application number: JP29854499A
Authority: JP
Inventors: Akinori Shindo; 昭則進藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄液の排水の際の処理が簡単であり、しか
も洗浄処理の際に、熱容量が大きい液体を洗浄液として
用いても大きな電力を必要とせずに所定の温度に昇温さ
せること。【解決手段】硫酸が内槽１からオーバーフローしたと
き、硫酸を第１外槽２ａで受ける。この第１外槽２ａに
溜められた硫酸及び使用済の内槽１の硫酸は、配管５を
通して第２外槽２ｂに供給される。第２外槽２ｂには、
ＤＩＷ供給ライン１０でＤＩＷを供給する。第２外槽２
ｂにおいては、硫酸にＤＩＷが供給されることにより、
硫酸とＤＩＷが反応して反応熱を発生する。このため、
発生した反応熱により第２外槽２ｂ内に収容された内槽
１が加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
スにおいて使用される洗浄装置及び洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、被処理
体である半導体ウエハ（以下、ウエハと省略する）に対
して、種々のプロセスの間に洗浄処理が行われる。この
洗浄処理においては、まず、複数枚のウエハを収納した
ウエハカセットが搬送ロボットにより搬送される。この
ウエハカセットは、搬入部であるローダーを介して洗浄
槽に送られて洗浄処理された後に、リンス槽に送られて
洗浄液が洗い流される。その後、このウエハは、乾燥部
に送られて、遠心力やＩＰＡ（イソプロピアルアルコー
ル）ベーパーを使用して乾燥処理される。乾燥処理され
たウエハカセットは、アンローダーを介して次工程に送
られる。

【０００３】次に、上記洗浄処理について図２を用いて
説明する。図２は、従来の洗浄装置の構成を示す図であ
る。ここでは、洗浄液が硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）である場合に
ついて説明する。

【０００４】図２において、参照符号１０１は、硫酸を
収容する洗浄槽である内槽を示す。内槽１０１の外側に
は、内槽１０１に収容された硫酸がオーバーフローした
場合にその硫酸を受ける外槽１０２が配置されている。
内槽１０１内には、硫酸を所定温度に加熱するヒータ１
０３が投入されている。外槽１０２内には、外槽１０２
にオーバーフローした硫酸の液面を検知する液面レベル
センサ１０４が設置されている。

【０００５】内槽１０１及び外槽１０２の底部には、外
槽１０２にオーバーフローした硫酸を排出し、かつ、内
槽１０１に新規の硫酸を供給する配管１０５が取り付け
られている。この配管１０５には、新規の硫酸を供給す
る薬液供給ライン１０６及び排出した硫酸を外部に排液
するドレインライン１０９が接続されている。この配管
１０５及び薬液供給ライン１０６には、硫酸の通流を開
始・停止するバルブ１０８ａ〜１０８ｅが設けられてい
る。また、配管１０５には、新規の硫酸を内槽１０１に
圧送するポンプ１０７が取り付けられている。

【０００６】上記構成を有する洗浄装置においてウエハ
に対して洗浄処理を行う場合、まず、配管１０５のバル
ブ１０８ａ，１０８ｃを閉じた状態で、薬液供給ライン
１０６のバルブ１０８ｅ及び配管のバルブ１０８ｂ，１
０８ｄを開き、ポンプ１０７により薬液供給ライン１０
６を介して洗浄液である硫酸を圧送し、硫酸を内槽１０
１に供給する。内槽１０１からオーバーフローした硫酸
が液面レベルセンサ１０４により検知し所定量に達した
ら、バルブ１０８ｅを閉じる。供給された硫酸は配管１
０５を介し常時循環する。

【０００７】次いで、内槽１０１に貯留された硫酸をヒ
ータ１０３により所定温度に加熱する。この状態でウエ
ハを内槽１０１に浸漬して、ウエハに対して洗浄処理を
行う。この場合、ヒータ１０３への供給電流を制御する
ことにより、硫酸の温度を調整する。

【０００８】内槽１０１への硫酸の供給は、オーバーフ
ローレベル、即ち液面センサ１０４で検知される外槽１
０２内の液面が下限値となったときに行う。この液面レ
ベルセンサ１０４は、レベル検知部に対応する部分に穴
が形成された細長いパイプ形状を有している。そして、
このパイプ内には一定圧力で常時ガス（例えば窒素ガ
ス）が流されており、ガスが液内に放出されている。レ
ベル検知は、このガス圧の変化をモニタし、圧力と穴位
置との関係を用いて行う。

【０００９】そして、あらかじめ決められた硫酸の寿命
となった時（所定量洗浄処理し、液寿命となり、洗浄能
力が低下した時）、配管１０５のバルブ１０８ｂ及び薬
液供給ライン１０６のバルブ１０８ｅを閉じた状態で、
配管１０５のバルブ１０８ａ，１０８ｃ，１０８ｄを開
き、ポンプ１０７により内槽１０１及び外槽１０２から
の硫酸を圧送し、ドレインライン１０９に送る。このと
き、ドレインライン１０９には市水が流されており、ド
レインライン１０９に送られてくる硫酸は、その市水に
よって希釈され、排出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
洗浄装置では、新規の硫酸が供給された場合、硫酸の熱
容量が大きいので、内槽１０１における硫酸の温度を所
定温度にするまでに非常に大きな電力が必要となる。

【００１１】また、使用済みの硫酸は、冷却して回収処
理を行うか、前述したように希釈して排水する。回収処
理を行う場合には、回収処理のために工場内にユーティ
リティースペースを設ける必要がある。また、希釈して
排水する場合には、硫酸を希釈する際に発生する反応熱
に起因する液温上昇のために、ドレインインターバルを
設ける必要があり、ドレインに長時間を要する。つま
り、使用済みの硫酸をドレインライン１０９に流す際の
流量が所定量以下に制限されるので、使用済み硫酸を排
出するのに長時間を要する。

【００１２】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、洗浄液の排水の際の処理が簡単であり、しかも洗
浄処理の際に、熱容量が大きい液体を洗浄液として用い
ても大きな電力を必要とせずに所定の温度に昇温させる
ことができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。

【００１４】本発明は、第１の洗浄液で被処理体を洗浄
する洗浄装置であって、第１の洗浄液を収容する洗浄槽
と、第１の洗浄液を所定温度に加熱する加熱手段と、前
記洗浄槽に第１の洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記洗浄槽の外側に配置されており、第２の洗浄液を収
容すると共に、第２の洗浄液の反応熱により前記洗浄槽
を加熱する加熱槽と、第２の洗浄液と反応することによ
り前記洗浄槽を加熱するための反応熱を生じさせる液体
を供給する液体供給手段と、を具備し、前記反応熱によ
る前記洗浄槽の加熱により、前記加熱手段による第１の
洗浄液の加熱を補助することを特徴とする洗浄装置を提
供する。

【００１５】また、本発明は、第１の洗浄液で被処理体
を洗浄する洗浄方法であって、洗浄槽に収容した第１の
洗浄液を所定温度に加熱する工程と、第２の洗浄液を収
容する加熱槽に、第２の洗浄液と反応することにより前
記洗浄槽を加熱するための反応熱を生じさせる液体を供
給する工程と、前記反応熱による前記洗浄槽の加熱によ
り、第１の洗浄液の加熱を補助した状態で、第１の洗浄
液中に被処理体を浸漬して前記被処理体を洗浄する工程
と、を具備することを特徴とする洗浄方法を提供する。

【００１６】これらの装置及び方法によれば、反応熱に
よる洗浄槽の加熱により、洗浄液の加熱を補助するの
で、洗浄槽の加熱に非常に大きな電力を要することがな
くなる。また、あらかじめ加熱槽で洗浄液を反応させ、
反応を終了させてから、排出するため、排水の際に処理
が簡易となる。例えば、水で希釈して排水しても反応熱
の影響を受けない。

【００１７】本発明の洗浄装置及び洗浄方法において
は、前記第１及び第２の洗浄液それぞれが硫酸であり、
前記液体が水であるあることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施の形態に係る洗浄
装置の構成を示す図である。ここでは、熱容量が大きい
洗浄液が硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）であり、硫酸に対して反応熱
を発生させる液体として純水（ＤＩＷ）を用いた場合に
ついて説明する。

【００２０】図１において、参照符号１は、硫酸を収容
する洗浄槽である内槽を示す。内槽１の外側には、内槽
１に収容された硫酸がオーバーフローした場合にその硫
酸を受ける外槽が配置されている。この外槽は、内槽１
の上部側壁に設けられた第１外槽２ａと、内槽１全体を
収容する第２外槽２ｂとから構成されている。主に、第
１外槽２ａは内槽１からオーバーフローした硫酸を受け
る役目を果たし、第２外槽２ｂは内槽１を硫酸の反応熱
により加熱する加熱槽としての役割を果たす。

【００２１】内槽１内には、硫酸を所定温度に加熱する
ヒータ３が投入されている。内槽１及び第２外槽２ｂ内
には、硫酸の液面を検知する液面レベルセンサ４ａ，４
ｂが設置されている。

【００２２】内槽１、第１外槽２ａ及び第２外槽２ｂの
底部には、第１外槽２ａにオーバーフローした硫酸を循
環又は排出し、かつ、内槽１に新規の硫酸を供給し、第
２外槽２ｂに使用済の硫酸を供給する配管５が取り付け
られている。この配管５には、新規の硫酸を供給する薬
液供給ライン６及び排出した硫酸を外部に排液するドレ
インライン１３が接続されている。この配管５及び薬液
供給ライン６には、硫酸の通流を開始・停止するバルブ
８ａ〜８ｇが設けられている。また、配管５には、新規
の硫酸を内槽１に圧送し、使用済の硫酸を第２外槽２ｂ
に圧送するポンプ７が取り付けられている。

【００２３】第２外槽２ｂには、硫酸と反応することに
より内槽１を加熱ために十分な反応熱を生じる液体（こ
こでは純水（ＤＩＷ））を供給するＤＩＷライン１０が
接続されている。このＤＩＷライン１０には、ＤＩＷを
第２外槽２ｂに圧送するためのポンプ９が取り付けられ
ている。また、第２外槽２ｂには、第２外槽２ｂ内の硫
酸の温度を検出する温度センサ１１が取り付けられてい
る。この温度センサ１１は制御部１２に電気的に接続さ
れており、この制御部１２はポンプ９と電気的に接続さ
れている。したがって、温度センサ１１で検出された温
度によりポンプ９の動作を制御することによりＤＩＷの
供給・停止を調節して、第２外槽２ｂ内の硫酸の温度を
調整している。

【００２４】上記構成を有する洗浄装置においてウエハ
に対して洗浄処理を行う場合、まず、配管５のバルブ８
ａ，８ｃ，８ｆ，８ｇ，８ｈを閉じた状態で、薬液供給
ライン６のバルブ８ｅ及び配管のバルブ８ｂ，８ｄを開
き、ポンプ７により薬液供給ライン６を介して洗浄液で
ある硫酸を圧送し、硫酸を内槽１に供給する。内槽１に
所定量の硫酸が貯留したところで洗浄液がオーバーフロ
ーし、第１外層のレベルセンサ４ａがあらかじめ決めた
所定量を検知する。そこで、バルブ８ｅのみ閉じて、内
槽１と第１外槽２ａとの間で洗浄液を循環置換する。

【００２５】次いで、内槽１に貯留された硫酸をヒータ
３により所定温度に加熱する。この状態でウエハを内槽
１に浸漬して、ウエハに対して洗浄処理を行う。この場
合、ヒータ３への供給電流を制御することにより、硫酸
の温度を調整する。

【００２６】内槽１においてあらかじめ決めた洗浄液の
寿命（洗浄能力が低下した状態）に達した場合、配管５
を通して第２外槽２ｂに供給される。すなわち、薬液供
給ライン６のバルブ８ｅ及び配管のバルブ８ｂ，８ｃ，
８ｇ，８ｈを閉じた状態で、配管５のバルブ８ａ，８
ｄ，８ｆを開き、内槽１及び第１外槽２ａに貯留した硫
酸を第２外槽２ｂに供給する。

【００２７】内槽１及び第２外槽２ｂ内の硫酸の液面
は、液面レベルセンサ４ａ，４ｂにより検知される。こ
の液面レベルセンサ４ａ，４ｂは、レベル検知部に対応
する部分に穴が形成された細長いパイプ形状を有してい
る。そして、このパイプ内には一定圧力で常時ガス（例
えば窒素ガス）が流されており、ガスが液内に放出され
ている。レベル検知は、このガス圧の変化をモニタし、
圧力と穴位置との関係を用いて行う。

【００２８】また、第２外槽２ｂには、ＤＩＷ供給ライ
ン１０でＤＩＷ（純水）を供給する。第２外槽２ｂにお
いては、硫酸にＤＩＷが供給されることにより、硫酸と
ＤＩＷが反応して反応熱を発生する。このため、発生し
た反応熱により第２外槽２ｂ内に収容された内槽１が加
熱される。内槽１には、定期的に新規の硫酸が供給され
る。この新規の硫酸は温度調節されていないので、内槽
１に供給した後で所定の温度に昇温させる必要がある。
本実施の形態によれば、第２外槽２ｂ内の硫酸の反応熱
により内槽１を加熱することができるので、内槽１内の
ヒータ３の加熱を補助することができる。したがって、
新規の硫酸を内槽１に補充しても、大きな電力を必要と
せずに、硫酸を所定の温度に迅速に加熱することができ
る。その結果、硫酸更新時間を短縮させることができ
る。

【００２９】また、第２外槽２ｂの硫酸の液面が所定の
レベルまで達したときに、配管５のバルブ８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄ及び薬液供給ライン６のバルブ８ｅを閉じた
状態で、配管５のバルブ８ｆ，８ｇを開き、第２外槽２
ｂからの硫酸を排出し、ドレインライン９に送る。

【００３０】本実施の形態によれば、第２外槽２ｂにＤ
ＩＷを供給して硫酸とＤＩＷを反応させているので、排
水のための処理（希釈など）が不要となり、使用済の硫
酸をドレインに簡単に、例えばドレインインターバルを
設けることなく、排水することができる。

【００３１】第２外槽２ｂ内の硫酸の温度は、温度セン
サ１１によりモニタされる。そして、温度センサ１１が
所定の温度を超えたことを検知した場合に、その旨を示
す制御信号を制御部１２に送信する。制御部１２は、こ
の制御信号に基づいてポンプ９の動作を制御する。すな
わち、これ以上第２外槽２ｂ内の硫酸の温度が上昇しな
いように、ＤＩＷの供給を停止するようにポンプの動作
を制御する。このような制御を行うことにより、第２外
槽２ｂによる内槽１の過剰な温度上昇を防ぐことができ
る。

【００３２】本発明の洗浄装置及び洗浄方法は、ベアシ
リコン、シリコン酸化膜の洗浄、レジスト剥離、金属化
成処理などの配線前工程において適用することができ
る。

【００３３】本発明は上記実施の形態に限定されず、種
々変更して実施することが可能である。例えば、上記実
施の形態では、熱容量が大きい液体として硫酸を用い、
反応熱を発生させる液体として純水を用いた場合につい
て説明しているが、本発明は、熱容量が大きい液体や反
応熱を発生させる液体として他の液体を用いた場合にも
適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
応熱による洗浄槽の加熱により、洗浄液の加熱を補助す
るので、洗浄槽の加熱に非常に大きな電力を要すること
がなくなる。また、あらかじめ加熱槽で洗浄液を反応さ
せているので、排水の際に処理が簡易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る洗浄装置の構成を
示す図である。

【図２】従来の洗浄装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…内槽２ａ…第１外槽２ｂ…第２外槽３…ヒータ４ａ，４ｂ…液面レベルセンサ５…配管６…薬液供給ライン７，９…ポンプ８ａ〜８ｇ…バルブ１０…ＤＩＷ供給ライン１１…温度センサ１２…制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の洗浄液で被処理体を洗浄する洗浄
装置であって、第１の洗浄液を収容する洗浄槽と、第１の洗浄液を所定温度に加熱する加熱手段と、前記洗浄槽に第１の洗浄液を供給する洗浄液供給手段
と、前記洗浄槽の外側に配置されており、第２の洗浄液を収
容すると共に、第２の洗浄液の反応熱により前記洗浄槽
を加熱する加熱槽と、第２の洗浄液と反応することにより前記洗浄槽を加熱す
るための反応熱を生じさせる液体を供給する液体供給手
段と、を具備し、前記反応熱による前記洗浄槽の加熱により、前記加熱手
段による第１の洗浄液の加熱を補助することを特徴とす
る洗浄装置。
【請求項２】前記第１及び第２の洗浄液それぞれが硫
酸であり、前記液体が水であることを特徴とする請求項
１記載の洗浄装置。
【請求項３】第１の洗浄液で被処理体を洗浄する洗浄
方法であって、洗浄槽に収容した第１の洗浄液を所定温度に加熱する工
程と、第２の洗浄液を収容する加熱槽に、第２の洗浄液と反応
することにより前記洗浄槽を加熱するための反応熱を生
じさせる液体を供給する工程と、前記反応熱による前記洗浄槽の加熱により、第１の洗浄
液の加熱を補助した状態で、第１の洗浄液中に被処理体
を浸漬して前記被処理体を洗浄する工程と、を具備する
ことを特徴とする洗浄方法。
【請求項４】前記第１及び第２の洗浄液それぞれが硫
酸であり、前記液体が水であることを特徴とする請求項
３記載の洗浄方法。