CN117121167A - 晶圆的清洗方法及清洗处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的第一方案为一种供于研磨工序后的晶圆的清洗方法，其特征在于，包含：在所述研磨工序后利用臭氧水对所述晶圆进行处理的臭氧水处理工序；与在所述臭氧水处理工序后使用氟树脂系刷毛刷洗所述晶圆的刷洗工序，所述刷洗工序包含：使用包含HF和电解质的溶液刷洗所述晶圆的第一刷洗处理；与在所述第一刷洗处理后使用臭氧水刷洗所述晶圆的第二刷洗处理。由此，能够提供一种能够减少清洗后的晶圆上的缺陷数量的晶圆的清洗方法。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆的清洗方法、及对晶圆的被清洗面供给清洗液并进行刷洗的清洗处理装置。
背景技术
[第一背景]
在以往的晶圆的清洗流程中，例如，当以图15所示的方式通过刷洗来清洗刚研磨后的在晶圆面上附着有研磨剂的晶圆时，会在对晶圆进行臭氧水处理后用纯水、SC1或HF进行刷洗，并在去除研磨剂后，进行旋转清洗或批量清洗，精修表面状态。例如，专利文献1～5中记载了用刷子清洗晶圆(基板)的方法及清洗装置。
此外，通常，刷毛的材质为聚乙烯醇(PVA)(例如专利文献1和2)。
以往，在研磨后的刷洗中，通常在利用臭氧水形成氧化膜后，用纯水、SC1或HF进行刷洗。
然而，纯水去除颗粒的能力较低，并且SC1是一种伴随有异向性蚀刻的化学药水，其存在：在晶圆面上发生突起状的缺陷的问题、及表面粗糙度变差的问题。
此外，在进行HF处理时的刷洗中，由于是在酸性条件下，当自Zeta电位用HF溶液进行刷洗处理时，虽然可去除异物等，但却存在：再次附着异物或者附着自刷毛溶出的异物而污染晶圆的问题。
在伴有HF的刷洗中，HF处理后，为了进行以保护晶圆表面为目的的氧化膜的再次形成，需要进行臭氧水处理，若使用PVA刷毛，则刷毛可能会因臭氧而受到损伤，从而发生破损。
[第二背景]
在半导体晶圆等的制造工序中，为了去除附着于晶圆表面的异物，会使用清洗刷来进行刷洗(专利文献1)。例如，当刷洗刚研磨后的晶圆时，通常会在用臭氧水对晶圆进行处理而形成氧化膜后，使用清洗处理装置并用纯水或SC1液进行刷洗。
如图16所示，作为以往的清洗处理装置101，可举例出一种具备清洗液供给机构102和清洗刷103的清洗处理装置，其中，该清洗液供给机构102对晶圆W的被清洗面供给上述的清洗液，该清洗刷103与晶圆W的被清洗面相对向而配置并对该被清洗面进行刷洗。
清洗刷103具有刷头105和固定配置于该刷头105上的刷毛体106。在晶圆W上，刷头105能够转动(自转)，并且能够向左右任意的方向平行移动。
此处，图17、图18中示出以往的清洗刷的刷毛体的例子。有时会如图17所示地对刷头仅配置1个刷毛体，有时也会如图18所示地对刷头配置多个刷毛体，通常，刷毛体的形状为圆柱状。即，刷毛体的截面形状为圆形。
此外，刷毛体的材质通常为PVA。
进一步，在刷洗晶圆的被清洗面时，通过在使晶圆转动的同时，一边将清洗液供给至晶圆上，一边移动进行自转的刷头，使清洗刷的刷毛体与晶圆接触，从而去除附着在晶圆上的异物。以使清洗刷的刷毛体与晶圆的整个被清洗面接触而进行刷洗的方式，一边移动晶圆和刷头，一边进行清洗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-92780号公报
专利文献2：日本特开2002-96037号公报
专利文献3：日本特开2003-77876号公报
专利文献4：日本特开2014-3273号公报
专利文献5：日本特开2017-175062号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
如[第一背景]中所述，通常，刷洗用于研磨后的晶圆清洗。通过刷洗去除刚研磨后的研磨剂等，然后通过旋转清洗或批量清洗来精修表面质量。
然而，如上所述，在进行HF处理时的刷洗中，因异物再次附着等导致晶圆污染成为问题，减少清洗后的晶圆上的缺陷数量成为技术问题。
本发明的第一方案是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种能够减少清洗后的晶圆上的缺陷数量的晶圆的清洗方法。
此外，若使用如[第二背景]中所述的以往的清洗处理装置，并使用氢氟酸(HF)或臭氧水进行刷洗以提升清洗能力，则在进行HF处理后需要进行臭氧水处理以实现氧化膜的再次形成。若使用PVA制的刷毛体作为清洗刷的刷毛体，则刷毛体可能会因臭氧水而受到损伤，从而发生破损。
此外，PVA制的刷毛体存在清洗能力(去除异物的能力)较低的问题。
此外，以往的清洗刷为，如上所述刷毛体为1个且在刷头上无设置图案的清洗刷、或者即使有多个刷毛体也为圆柱状(截面形状是圆形)的清洗刷。此时，存在被刷毛体去除的异物无法顺利地从晶圆上去除而再次附着在晶圆上的问题。
图19是示出清洗刷的圆柱状刷毛体中的能够去除异物的范围(具有去除效果的范围)、与所去除的异物发生再次附着的范围(发生再次附着的范围)的位置的说明图。具有清洗效果(去除异物的效果)的仅在相对于行进方向(刷头的自转方向)靠前侧的边缘附近，在无图案的情况下或为圆柱状刷毛体的情况下，会因在刷毛体后侧清洗液不足，导致异物再次附着在晶圆上。
此外，当刷毛体的设置图案不适当时，无法高效排出清洗液，清洗液会滞留在刷毛体周边，就这一点而言，也会存在被去除的异物再次附着在晶圆上的问题。
本发明的第二方案是鉴于上述问题点而完成的，目的在于提供一种清洗效果高，能够抑制暂时被去除的异物再次附着的清洗处理装置。
解决技术问题的技术手段
为了解决[第一背景]相关的上述问题，本发明的第一方案提供一种晶圆的清洗方法，其为供于研磨工序后的晶圆的清洗方法，其特征在于，包含：
在所述研磨工序后利用臭氧水对所述晶圆进行处理的臭氧水处理工序，和
在所述臭氧水处理工序后使用氟树脂系刷毛刷洗所述晶圆的刷洗工序，
所述刷洗工序包含：使用包含HF和电解质的溶液刷洗所述晶圆的第一刷洗处理；和在所述第一刷洗处理后使用臭氧水刷洗所述晶圆的第二刷洗处理。
根据本发明的晶圆的清洗方法，通过使用包含HF和电解质的溶液刷洗晶圆的第一刷洗处理，能够抑制异物(主要是研磨剂)附着在晶圆上，因此能够减少清洗后的晶圆上的缺陷数量。
此外，由于在刷洗工序中使用氟树脂系刷毛，在使用臭氧水的第二刷洗处理中也能够进行刷洗，能够交互地进行使用HF的第一刷洗处理和使用臭氧水的第二刷洗处理。
优选在所述刷洗工序中反复进行所述第一刷洗处理和第二刷洗处理。
根据这种晶圆的清洗方法，能够进一步减少清洗后的晶圆上的缺陷数量。
在所述臭氧水处理工序中，能够使用臭氧水来刷洗或旋转清洗供于所述研磨工序后的所述晶圆。
在使用HF的第一刷洗处理前进行的臭氧水处理工序中，对于供于研磨工序后的晶圆，可进行刷洗，也可进行旋转清洗。
在所述刷洗工序后，能够进一步包含对所述晶圆进行旋转清洗或批量清洗的精细清洗工序。
在刷洗工序后，能够进行例如上述的精细清洗工序。
优选在所述第一刷洗处理中使用所述电解质的浓度为0.05质量％以上的所述溶液。
通过将所述第一刷洗处理中使用的溶液的电解质的浓度设为0.05质量％以上，能够更加确实地防止异物再次附着在晶圆上。
此外，为了实现[第二背景]相关的上述目的，本发明的第二方案提供一种清洗处理装置，其具备：对晶圆的被清洗面供给清洗液的清洗液供给机构；和与所述被清洗面相对而配置并对该被清洗面进行刷洗的能够自转的清洗刷，该清洗处理装置的特征在于，
所述清洗刷具有能够自转的刷头和多个刷毛体，所述多个刷毛体设置于该刷头的与所述晶圆的被清洗面相对的刷毛设置面，
所述多个刷毛体的材质为氟树脂，
所述多个刷毛体的各个截面形状为半圆形、L字型、长方形、三角形及心形中的任一种，
所述多个刷毛体以相对于所述刷毛设置面的中心以放射状或旋涡状排列的方式而设置。
若如上所述在清洗处理装置中清洗刷的刷毛体的材质为氟树脂，则即使在尤其是清洗液为臭氧水的情况下，也能够抑制刷毛体受到损伤而发生破损，因此即使在臭氧水下也能够进行刷洗，能够交互地进行例如利用HF进行的刷洗和利用臭氧水进行的刷洗，能够提升清洗能力。
此外，若刷毛体的截面形状为上述的形状，则与以往的截面形状为圆形的刷毛体不同，能够防止因清洗液不足而产生发生再次附着的范围，能够制成基本上仅具备具有去除效果的范围。因此，能够抑制暂时被去除的异物再次附着。
此外，刷毛体的设置图案如上所述，因此能够顺利地将被引入至清洗刷下的清洗液排出。因此，能够防止清洗液滞留在清洗刷下，能够抑制因该滞留引起的被去除的异物的再次附着。
此外，所述多个刷毛体的材质能够设为PTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE及ECTFE中的任一种。
若为这种材质，则能够更加确实地在不伤害刷毛体的情况下在臭氧水下进行刷洗。
此外，所述多个刷毛体各自能够设为中空纤维的束或发泡体。
若为这种刷毛体，则能够进一步提升去除异物的能力。
此外，所述清洗液能够设为纯水、SC1液、氢氟酸及臭氧水中的任一种。
由此，能够与以往同样地使用纯水或SC1液，并且还能够使用氢氟酸或臭氧水，能够进一步提升清洗能力。
此外，所述晶圆能够设为经过研磨的硅晶圆。
由此，本发明的清洗处理装置对经过研磨的硅晶圆的清洗处理特别有效。
此外，当将所述能够自转的刷头的转动方向设为纵向时，所述多个刷毛体各自以使所述截面形状在横向上更长的方向而设置。
若为这种设置，则能够更加确实地制成仅具备具有去除异物效果的范围，能够进一步有效地抑制异物再次附着。
发明效果
如以上所述，若为本发明的第一方案的晶圆的清洗方法，则能够抑制异物附着在晶圆上，因此能够减少清洗后的晶圆上的缺陷数量。
此外，如以上所述，若为本发明的第二方案的清洗处理装置，则能够提升清洗效果，并抑制所去除的异物再次附着。
附图说明
图1为示出本发明的第一方案的晶圆的清洗方法的一个例子的概略流程图。
图2为示出本发明的第二方案的清洗处理装置的一个例子的概略图。
图3为示出刷毛体的半圆形的截面形状的一个例子的说明图。
图4为示出刷毛体的L字型的截面形状的一个例子的说明图。
图5为示出刷毛体的长方形的截面形状的一个例子的说明图。
图6为示出刷毛体的三角形的截面形状的一个例子的说明图。
图7为示出刷毛体的心形的截面形状的一个例子的说明图。
图8为示出截面形状为半圆形的刷毛体时的具有去除效果的范围的一个例子的说明图。
图9为示出放射状的设置图案的例子的说明图。
图10为示出旋涡状的设置图案的例子的说明图。
图11为示出刷毛体的截面形状为长方形时的、相对于刷头的转动方向(自转方向)的刷毛体的设置方向的一个例子的俯视下的说明图。
图12为比较例的晶圆的清洗方法的概略流程图。
图13为实施例1～7的晶圆的清洗方法的概略流程图。
图14为示出比较例和实施例1～7中的清洗后的晶圆缺陷数量评价结果的图表。
图15为示出以往的晶圆的清洗方法的一个例子的概略流程图。
图16为示出以往的清洗处理装置的一个例子的概略图。
图17为示出以往的清洗刷中的刷毛体的形状的一个例子的概略图。
图18为示出以往的清洗刷中的刷毛体的形状的另一个例子的说明图。
图19为示出圆柱状的刷毛体中的具有去除异物效果的范围和异物发生再次附着的范围的位置的一个例子的说明图，其中，左侧示出了从侧面观察清洗刷时的上述范围的位置，右侧示出了俯视刷毛体时的上述范围的位置。
具体实施方式
＜第一方案＞
如[第一背景]中所述，寻求开发一种能够减少刷洗后的晶圆上的缺陷数量的晶圆的清洗方法。
针对上述问题，本发明的发明人反复进行了深入研究，结果发现，虽然在刷洗中进行HF处理的过程中会发生二氧化硅等异物的附着，但通过在HF溶液中添加电解质来控制Zeta电位，消除异物与晶圆之间的Zeta电位的绝对值差，能够抑制附着。此外，发现通过在刷洗处理工序中使用氟树脂系刷毛，在臭氧水处理中也能够进行刷洗处理，变得能够交互地进行HF处理和臭氧水处理。本发明的发明人根据这些知识见解，完成了本发明的第一方案。
即，本发明的第一方案为一种晶圆的清洗方法，其为供于研磨工序后的晶圆的清洗方法，其特征在于，包含：
在所述研磨工序后利用臭氧水对所述晶圆进行处理的臭氧水处理工序；和
在所述臭氧水处理工序后使用氟树脂系刷毛刷洗所述晶圆的刷洗工序；
所述刷洗工序包含：使用包含HF和电解质的溶液刷洗所述晶圆的第一刷洗处理；和在所述第一刷洗处理后使用臭氧水刷洗所述晶圆的第二刷洗处理。
以下，一边参照附图一边详细说明本发明的第一方案，但本发明并不限定于此。
图1为示出本发明的第一方案的晶圆的清洗方法的一个例子的概略流程图。
本发明的第一方案的晶圆的清洗方法包含：对供于研磨工序后的晶圆进行的臭氧水处理工序、和随后的刷洗工序。图1中示出的例子进一步包含刷洗工序的精细清洗工序，但该工序为任选进行的工序。
以下，详细说明各工序。
(研磨工序)
研磨剂并无特别限定，例如，能够使用二氧化硅。通过使用例如二氧化硅粒子的一次粒径为10nm以上且35nm以下、二氧化硅浓度为0.01质量％以上且1.0质量％以下的研磨剂，能够通过刷洗而去除。
研磨条件并无特别限定，能够应用适合设为晶圆的研磨条件的条件。
(臭氧水处理工序)
臭氧水处理工序在研磨工序后利用臭氧水对晶圆进行处理。在该臭氧水处理工序中，能够通过利用例如刷洗或旋转清洗对刚研磨后的整个面附着有研磨剂的晶圆进行臭氧水处理，分解去除附着在晶圆上的研磨剂的有机物并形成氧化膜。
该臭氧水处理工序中使用的臭氧水浓度优选为10ppm以上且50ppm以下。清洗时间优选设为10秒以上且60秒以下。当进行旋转清洗时，优选将晶圆的转速设为5rpm以上且60rpm以下。臭氧水处理工序中的臭氧水流量优选设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。
臭氧水处理工序优选以使所形成的氧化膜厚成为0.5nm以上且1.5nm以下的条件进行。
在臭氧水处理工序中，利用臭氧水进行1次处理即可，也可进行多次处理。
(刷洗工序)
刷洗工序在臭氧水处理工序后使用氟树脂系刷毛刷洗晶圆。该刷洗工序包含：使用包含HF和电解质的溶液刷洗晶圆的第一刷洗处理；和在所述第一刷洗处理后使用臭氧水刷洗晶圆的第二刷洗处理。
通过使用氟系树脂的刷毛，即使在使用臭氧水的清洗处理中，也能够进行刷洗，能够交互地进行使用HF的第一刷洗处理和使用臭氧水的第二刷洗处理。因此，本发明的第一方案的晶圆的清洗方法能够反复进行第一刷洗处理和第二刷洗处理。通过反复进行第一刷洗处理和第二刷洗处理，能够进一步减少清洗后的晶圆上的缺陷数量。
作为氟系树脂的刷毛，能够使用例如将由PTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE及ECTFE等氟树脂制成的中空纤维集束而得到的刷毛、或者由上述氟树脂制成的发泡结构的刷毛。
以下，详细说明第一刷洗处理和第二刷洗处理。
＜第一刷洗处理＞
第一刷洗处理中，使用包含HF和电解质的溶液刷洗晶圆。
此处，例如，使用在纯水中添加1.0质量％以下的浓度的HF和0.05质量％以上的浓度的电解质而得到的溶液，通过刷洗进行物理清洗。电解质的添加量的上限并无特别限定，考虑到电解质的溶解度和成本，能够设为10质量％以下。
通过在HF溶液中添加电解质，能够控制Zeta电位，能够抑制在使用HF的第一刷洗处理中异物附着在晶圆上。其结果，能够减少清洗后的晶圆上的缺陷数量。
通过使用电解质的浓度为0.05质量％以上的溶液，在第一刷洗处理中能够更加确实地抑制异物的附着。
作为电解质，例如可列举出：NaCl、NaClO、KCl、KClO、NaOH、KOH、NH4OH、NH4Cl、NH4F、甲酰胺、甲酸、乙酸、草酸、苹果酸、酒石酸及柠檬酸等。
第一刷洗处理时间优选设为能够处理成氧化膜被去除且不露出裸面的时间。例如，清洗时间优选设为5秒以上且60秒以下。例如，HF流量优选设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。
第一刷洗处理中的刷子的转速并无特别限定，例如，能够设为5rpm以上且200rpm以下。
也能够一边使晶圆转动一边进行第一刷洗处理。此时的晶圆的旋转转速，例如，能够设为5rpm以上且60rpm以下。晶圆的转动方向并无特别限定。刷子的转动方向并无特别限定。例如，能够将晶圆的旋转方向设为CCW(逆时针方向)，将刷子的转动方向设为CW(顺时针方向)。或者，也能够均设为顺时针方向或逆时针方向。
＜第二刷洗处理＞
第二刷洗处理在第一刷洗处理后使用臭氧水刷洗晶圆。
通过该第二刷洗处理，能够在晶圆的表面形成作为保护膜的氧化膜。
该第二刷洗处理中使用的臭氧水浓度优选10ppm以上且50ppm以下。清洗时间优选设为10秒以上且180秒以下。当进行旋转清洗时，优选将晶圆的转速设为5rpm以上且60rpm以下。臭氧水处理工序中的臭氧水流量优选设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。
第二刷洗处理优选以使所形成的氧化膜厚成为0.5nm以上且1.5nm以下的条件进行。
第二刷洗处理中的刷子的转速并无特别限定，例如，能够设为5rpm以上且200rpm以下。
也能够一边使晶圆转动一边进行第二刷洗处理。此时的晶圆的旋转转速，例如，能够设为5rpm以上且60rpm以下。相对于晶圆的旋转方向的刷子的转动方向并无特别限定。
如上所述，能够反复进行第一清洗处理和第二清洗处理。每次的清洗条件可以全部都设为相同，也可设为相互不同的条件。
(精细清洗工序)
作为对于本发明的第一方案而言为任选进行的工序的精细清洗工序为在刷洗工序后对晶圆进行旋转清洗或批量清洗的工序。
在精细清洗工序中，能够依次进行例如利用臭氧水进行的清洗、利用纯水进行的淋洗、利用化学药水进行的清洗、利用臭氧水进行的清洗及利用纯水进行的淋洗，但并不限定于此。
每次的利用臭氧水进行的清洗中使用的臭氧水浓度，例如能够设为5ppm以上且40ppm以下。利用臭氧水进行的清洗时间，例如能够设为10秒以上且60秒以下。当通过旋转清洗进行利用臭氧水进行的清洗时，能够将转速设为例如5rpm以上且60rpm以下。臭氧水流量例如能够设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。
当通过旋转清洗进行每次的利用纯水进行的淋洗时，例如能够将纯水旋转转速设为100rpm以上且1500rpm以下。纯水流量例如能够设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。纯水淋洗时间例如能够设为5秒以上且60秒以下。
当通过旋转清洗进行利用化学药水进行的清洗时，例如能够将化学药水旋转转速设为100rpm以上且1500rpm以下。作为化学药水，例如能够使用HF、SC1或SC2。化学药水的浓度例如能够设为0.1质量％以上且5.0质量％以下。化学药水的流量例如能够设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。利用化学药水进行的清洗时间例如能够设为5秒以上且60秒以下。
当使用HF(氢氟酸)作为化学药水时，通过刷洗后的旋转清洗或批量清洗，例如在利用氢氟酸处理去除氧化膜后，能够通过臭氧水处理再次形成氧化膜。
精细清洗工序后，可包含使晶圆干燥的工序。
另外，本发明的第一方案的晶圆的清洗方法中的作为清洗对象的晶圆并无特别限定，例如能够将半导体单晶硅晶圆设为清洗对象。
＜第二方案＞
如[第二背景]中所述，对于利用使用清洗刷的刷洗的晶圆清洗处理装置，存在清洗能力低、异物再次附着的问题。对此，本发明的发明人进行了深入研究，结果发现，若清洗刷中的多个刷毛体材质为氟树脂，且各个截面形状为半圆形、L字型、长方形、三角形及心形中的任一种，并且相对于刷毛设置面的中心以放射状或旋涡状排列的方式而设置，则能够在臭氧水下进行刷洗，能够提升清洗能力、抑制异物再次附着，从而完成了本发明的第二方案。
以下，参照附图对本发明的第二方案的实施方案进行说明，但本发明的第二方案并不限定于此。
图2中示出本发明的第二方案的清洗处理装置的一个例子。清洗处理装置1为叶片式的装置，其具备清洗液供给机构2和清洗刷3。此外，该清洗处理装置1还具备能够保持清洗对象晶圆W的晶圆保持工具4。
本发明的第二方案的清洗处理装置1的清洗对象晶圆并无特别限定，可列举出半导体硅晶圆、化合物半导体晶圆等各种半导体晶圆，尤其是能够设为经过研磨的硅晶圆。此外，该清洗处理装置1为还能够清洗玻璃基板等各种晶圆状物质的装置。
晶圆保持工具4能够通过未图示出的驱动源进行自转，通过该转动，所保持的晶圆W能够自转。例如能够使用与以往相同的晶圆保持工具。
此外，如图2所示，清洗液供给机构2例如能够设为喷嘴。该喷嘴对晶圆保持工具4所保持的晶圆W的被清洗面S供给清洗液。作为清洗液的例子，可列举出以往在清洗时通常所使用的纯水或SC1液。进一步，还能够供给HF或臭氧水。如下所述，本发明的第二方案中的清洗刷3尤其是对臭氧水也具有耐受性，能够交互地供给HF和臭氧水，以提升清洗能力并再次形成氧化膜。
另外，作为清洗液供给机构2已描述了喷嘴的例子，此外，还能够设为：与清洗刷3一体化，并能够自清洗刷3的中央下部排出清洗液的形态。
清洗刷3位于晶圆W的上方，并与晶圆W的被清洗面S相对而配置。所述清洗刷3具有刷头5和多个刷毛体6，所述刷头5具有与被清洗面S相对的刷毛设置面B，所述多个刷毛体6设置于刷毛设置面B。并且，使该刷毛体6与被清洗处理面S接触从而进行刷洗。
刷头5能够通过未图示出的驱动源进行自转，通过该刷头5进行自转，固定设置于刷毛设置面B的刷毛体6一起进行转动。
此外，刷毛体6的材质为氟树脂。以往的PVA制刷毛体在臭氧水下可能会受到损伤而发生破损。然而，如本发明的第二方案所述，氟树脂制的刷毛体6对臭氧水具有耐受性，不会如以往的产品那样因受到损伤而发生破损。因此，其还能够交互地使用HF和臭氧水进行刷洗。此时，为了能够更加确实地在不使刷毛体6破损的情况下在臭氧水下进行刷洗，能够从例如PTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE、ECTFE等之中进行选择。
此外，与PVA制刷毛体相比，氟树脂制刷毛体的清洗能力更高。
此外，作为该刷毛体6，各自能够制成例如由中空纤维的束构成。每一束的根数并无特别限定，例如能够设为数十根至数百根。此外，也能够制成发泡体来代替中空纤维的束。若为这种刷毛体，则能够进一步提升去除异物的能力。
此外，刷毛体6的形状也具有特征。以往的装置的形状是圆柱状，即截面形状为圆形，但本发明的第二方案中的刷毛体6的截面形状为半圆形、L字型、长方形、三角形及心形中的任一种。将这些形状的例子示于图3～图7。
此处，当如以往般截面形状为圆形时，如图19所示，虽然能够在相对于进行自转的刷头的转动方向靠前侧处去除异物(具有去除效果的范围)，但在后侧会因清洗液不足而产生所除去的异物发生再次附着的范围。
然而，在本发明的第二方案的情况下，由于为半圆形等而并非圆形，如图8所示，成为基本上仅具备具有去除效果的范围的形状，能够抑制产生发生再次附着的范围。因此能够抑制以往的清洗装置所存在的问题，即暂时被去除的异物发生再次附着。
另外，虽然图8中示出了半圆形的例子，但其他形状(L字型、长方形、三角形、心形)也同样成为仅具备具有去除效果的范围。
进一步，上述的刷毛体6以多个排列设置在刷头5的刷毛设置面B上，该设置图案相对于刷毛设置面B的中心呈放射状或旋涡状。图9中示出放射状的设置图案，图10中示出旋涡状的设置图案(分别为左上角)。另外，也一并示出当设置有截面形状为图3～图7的形状的刷毛体6时的例子。
通过放射状或旋涡状的设置图案，在清洗过程中能够有效率地将被引入清洗刷3(刷头5)与晶圆W之间的清洗液排出。即，通过使用清洗刷3进行刷洗而去除的异物也能够顺利地与清洗液一同排出。因此，能够防止清洗液滞留在清洗刷与晶圆W之间。因此，能够防止因清洗液滞留而使被去除的异物发生再次附着。
另外，设置于刷毛设置面B上的刷毛体6的数量为多个即可，该数量并无特别限定。能够根据刷毛设置面B的尺寸、各个刷毛体6的尺寸、清洗对象的晶圆W的种类、清洗液的种类等适当决定。
此外，刷毛体6在刷毛设置面B上的设置方式也无特别限定，但特别优选：相对于刷头5的转动方向(自转方向)，以使刷毛体6的截面形状在横向上更长的方向而设置。此处，作为一个例子，图11中示出刷毛体6的截面形状为长方形时的相对于刷头5的转动方向(自转方向)的刷毛体6的设置方向。如图11的俯视图所示，当将刷头5的转动方向设为纵向时(附图的向上的方向)，以长方形(截面形状)的长边成为横向(附图的左右方向)的方式，以使截面形状整体在横向上更长的方向设置刷毛体6。另外，虽然示出了以长边与刷头5的自转方向垂直相交的方式进行设置的例子，但当然也可错开角度而倾斜。在其他截面形状的情况下也能够同样地以在横向上更长的方向设置各刷毛体6。若以这样的方向进行设置，则能够更加确实地制成仅具备具有去除效果的范围而无发生再次附着的范围，能够进一步有效地抑制异物再次附着。
对使用如上所述的本发明的第二方案的清洗处理装置1的、包含晶圆的刷洗的清洗处理工序的一个例子进行说明。
首先，例如，准备在施以研磨处理后，通过臭氧水处理将附着于表面的研磨剂的有机物的分解去除并形成了氧化膜的晶圆W(硅晶圆等)，并用清洗处理装置1的晶圆保持工具4保持该晶圆W。
一边将清洗液HF自作为清洗液供给机构2的喷嘴供给至被清洗面S，一边使清洗刷3的刷毛体6与被清洗面S接触，从而进行刷洗。此时，使清洗刷3自转，并使其同时在晶圆W上平行移动，由此刷洗整个被清洗面S。
所供给的HF的浓度例如能够设为1.0质量％以下，但并无特别限定。
清洗处理时间优选设为能够处理成氧化膜被去除且不露出裸面的时间。例如能够设为5秒以上且60秒以下。
HF流量例如能够设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。
清洗刷3的转速并无特别限定，例如能够设为5rpm以上且200rpm以下。
另外，进行该刷洗时，晶圆W自身可转动，也可不转动。在使其转动时，晶圆W的旋转转速例如能够设为5rpm以上且60rpm以下。晶圆W的转动方向并无特别限定。清洗刷3的转动方向并无特别限定。例如，能够将晶圆W的旋转方向设为CCW(逆时针方向)，将清洗刷3的转动方向设为CW(顺时针方向)。或者，也能够均设为顺时针方向或逆时针方向。
接着，供给臭氧水来代替HF，从而进行刷洗。
所供给的臭氧水的浓度例如能够设为10ppm以上且50ppm以下。
清洗时间例如能够设为10秒以上且180秒以下。
臭氧水流量例如能够设为0.8L/分钟以上且4.0L/分钟以下。
清洗刷3的转速并无特别限定，例如能够设为5rpm以上且200rpm以下。
关于晶圆W自身的转动，例如能够设为与上述利用HF进行刷洗时相同。
优选以使该工序中所形成的氧化膜厚成为0.8nm以上且1.5nm以下的条件进行。
能够根据需要交互地反复进行上述利用HF进行的刷洗和利用臭氧水进行的刷洗。每次的清洗条件可设为全部相同，也可设为相互不同的条件。
另外，可根据需要在适当的时机使用纯水或SC1液进行刷洗。以上述方式使用本发明的第二方案的清洗处理装置1进行刷洗后，作为精细清洗，例如能够进行旋转清洗或批量清洗。在进行这些清洗时，尤其是在使用HF去除氧化膜后，能够使用臭氧水再次形成氧化膜。
通过上述的清洗处理工序，能够效率良好地去除异物，且能够抑制其再次附着，能够获得高清洁度的晶圆W。
实施例
以下，使用实施例及比较例对本发明的第一方案进行具体说明，但本发明的第一方案并不限定于此。
在以下的比较例及实施例1～7中，按照以下说明的顺序进行晶圆(直径300mm的P型单晶硅晶圆)的清洗。比较例及实施例中使用的化学药水和纯水的温度设为室温(25℃)。清洗后的晶圆上的缺陷数量通过使用KLA-Tencor公司制造的SP5，计数具有19nm以上的粒径的颗粒，进行测定。
(比较例)
在比较例中，按照图12所示的清洗流程进行晶圆的清洗。具体而言，首先，对晶圆进行研磨(研磨工序)。将研磨工序的条件示于以下的表1。
[表1]
研磨(CMP)/共通
接着，通过臭氧水处理工序，对研磨后的附着有研磨剂的晶圆进行臭氧水处理。臭氧水处理使用臭氧水进行旋转清洗，然后用臭氧水进行刷洗处理。将臭氧水处理工序的条件示于以下表2。
[表2]
臭氧水处理工序/共通设定值
| 臭氧水浓度 | 20ppm |
| 清洗时间 | 20秒 |
| 旋转转速 | 10rpm |
| 臭氧水流量 | 1.5L/分钟 |
| 刷毛种类 | PTFE |
| 刷子转速 | 60rpm |
接着，使用HF溶液刷洗晶圆(刷洗处理(HF))。一边使刷子和晶圆转动，一边进行刷洗处理(HF)。将刷洗处理(HF)的条件示于以下表3。
[表3]
刷洗处理(HF)/比较例
接着，使用臭氧水刷洗晶圆(刷洗处理(臭氧水))。一边使刷子和晶圆转动，一边进行刷洗处理(臭氧水)。将刷洗处理(臭氧水)的条件示于以下表4。
[表4]
(第二)刷洗处理工序(臭氧水)/共通
| 臭氧水浓度 | 20ppm |
| 清洗时间 | 60秒 |
| 旋转转速 | 10rpm |
| 臭氧水流量 | 1.5L/分钟 |
| 刷毛种类 | PTFE |
| 刷子转速 | 60rpm |
分别在表3和表4所记载的条件下反复进行3次以上说明的刷洗处理(HF)和之后的刷洗处理(臭氧水)，然后进行作为精细清洗的旋转清洗。
旋转清洗依次进行使用臭氧水的旋转清洗、利用纯水进行的淋洗、使用化学药水的旋转清洗、使用臭氧水的旋转清洗及利用纯水进行的淋洗。接着，使旋转清洗后的晶圆干燥。将旋转清洗和干燥的条件总结示于以下表5。
[表5]
旋转清洗及干燥/共通
| 臭氧水浓度 | 20ppm |
| 清洗时间 | 20秒 |
| 臭氧水旋转转速 | 10rpm |
| 臭氧水流量 | 1.0L/分钟 |
| 纯水旋转转速 | 1000rpm |
| 纯水流量 | 1.0L/分钟 |
| 纯水淋洗时间 | 10秒 |
| 化学药水旋转转速 | 1000rpm |
| 化学药水种类 | HF |
| 化学药水浓度 | 1.0质量％ |
| 化学药水流量 | 1.0L/分钟 |
| 化学药水清洗时间 | 10秒 |
| 干燥时间 | 60秒 |
| 干燥时的转速 | 1000rpm |
(实施例1～7)
在实施例1～7中，按照图13所示的清洗流程进行晶圆的清洗。具体而言，在实施例1～7中，在臭氧水处理工序后，进行使用包含HF和NaCl的溶液的刷洗处理(第一刷洗处理(HF+NaCl))，来代替比较例中进行的刷洗处理(HF)，接着，进行与比较例的刷洗处理(臭氧水)相同的刷洗处理(第二刷洗处理(臭氧水))，反复进行3次该第一刷洗处理和第二刷洗处理，除此之外，以与比较例相同的条件进行晶圆的清洗。
将实施例1～7的第一刷洗处理的条件示于以下表6。
[表6]
第一刷洗处理(HF+NaCl)/实施例1～7
(评价)
图14中示出比较例及实施例1～7中的清洗后的晶圆缺陷数量评价结果。
由图14可知，相对于比较例，实施例1～7中清洗后的晶圆上的缺陷数量减少，改善了缺陷数量。
对于比较例，由于刷洗处理(HF)中使用的HF溶液中未添加电解质，在该处理中异物再次附着在晶圆上，缺陷数量增加。
此外，对于实施例1～7，由于在进行刷洗时使用了氟树脂系的刷毛，臭氧水处理中也能够毫无问题地进行刷洗。
另外，本发明并不限定于上述实施方案。上述实施方案仅为示例，任何具有实质上与本发明的权利要求书中记载的技术构思相同的构成且发挥相同效果的技术方案，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种晶圆的清洗方法，其为供于研磨工序后的晶圆的清洗方法，其特征在于，包含：
在所述研磨工序后利用臭氧水对所述晶圆进行处理的臭氧水处理工序；和
在所述臭氧水处理工序后使用氟树脂系刷毛刷洗所述晶圆的刷洗工序，
所述刷洗工序包含：
使用包含HF和电解质的溶液刷洗所述晶圆的第一刷洗处理；和
在所述第一刷洗处理后使用臭氧水刷洗所述晶圆的第二刷洗处理。
2.根据权利要求1所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，在所述刷洗工序中，反复进行所述第一刷洗处理和所述第二刷洗处理。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，在所述臭氧水处理工序中，使用臭氧水刷洗或旋转清洗供于所述研磨工序后的所述晶圆。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，进一步包含在所述刷洗工序后对所述晶圆进行旋转清洗或批量清洗的精细清洗工序。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的晶圆的清洗方法，其特征在于，在所述第一刷洗处理中，使用所述电解质的浓度为0.05质量％以上的所述溶液。
6.一种清洗处理装置，其具备：对晶圆的被清洗面供给清洗液的清洗液供给机构；和与所述被清洗面相对而配置并对该被清洗面进行刷洗的能够自转的清洗刷，该清洗处理装置的特征在于，
所述清洗刷具有能够自转的刷头和多个刷毛体，所述多个刷毛体设置于该刷头的与所述晶圆的被清洗面相对的刷毛设置面，
所述多个刷毛体的材质为氟树脂，
所述多个刷毛体的各个截面形状为半圆形、L字型、长方形、三角形及心形中的任一种，
所述多个刷毛体以相对于所述刷毛设置面的中心以放射状或旋涡状排列的方式而设置。
7.根据权利要求6所述的清洗处理装置，其特征在于，所述多个刷毛体的材质为PTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE及ECTFE中的任一种。
8.根据权利要求6或7所述的清洗处理装置，其特征在于，所述多个刷毛体各自为中空纤维的束或发泡体。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的清洗处理装置，其特征在于，所述清洗液为纯水、SC1液、氢氟酸及臭氧水中的任一种。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的清洗处理装置，其特征在于，所述晶圆为经过研磨的硅晶圆。
11.根据权利要求6～10中任一项所述的清洗处理装置，其特征在于，当将所述能够自转的刷头的转动方向设为纵向时，所述多个刷毛体各自以使所述截面形状在横向上更长的方向而设置。
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