DE19723918A1 - Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterwerkstück-Reini­ gungsverfahren und eine Halbleiterwerkstück- Reinigungsvorrichtung.

Insbesondere bezieht sie sich auf ein Halbleiterwerkstück- Reinigungsverfahren und eine Halbleiterwerkstück-Reinigungs­ vorrichtung, die in einer Halbleiterwaferfertigungs- bzw. -be­ arbeitungslinie zur Reinigung eines Halbleiterwerkstücks übernommen oder dort installiert werden kann.

Die Bedeutung eines Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorgangs in einem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsvorgang ist mit den fein-strukturierten Halbleitervorrichtungen gestiegen. Kürz­ lich wurde eine Einzelbehälter-Reinigungsvorrichtung, die ei­ ne Vielzahl von chemischen Reinigungsvorgängen in einem Be­ hälter durchführt, häufig zur Verringerung des zur Installa­ tion der Reinigungsvorrichtung erforderlichen Raum- bzw. Platzbedarfs z. B. Fußboden verwendet.

Naßchemische Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtungen wer­ den grob unterteilt in Tauch-Reinigungsvorrichtungen, die ein Werkstück zur Reinigung in eine chemische Flüssigkeit tau­ chen, und Sprüh-Reinigungsvorrichtungen, die zur Reinigung eine chemische Flüssigkeit auf das Werkstück sprühen.

Eine herkömmliche Einzelbehälter-Reingigungsvorrichtung vom Eintauch-Typ wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Bei dieser herkömmlichen Reinigungsvorrichtung wird ein Werk­ stück 2 fest auf Führungselementen 3 in einem durch einen Be­ hälter definierten Kammer 1 gehalten und zur Reingigung des Werkstücks 2 wird eine chemische Reinigungsflüssigkeit oder reines Wasser über einen unteren Teil des Behälters der Kam­ mer 1 zugeführt und über einen oberen Teil des Behälters aus der Kammer 1 abgeführt. Heißes reines Wasser und kaltes rei­ nes Wasser werden in einer Leitung 4a gemischt, um der Kammer 1 reines Wasser mit einer vorbestimmten Temperatur mit einer vorbestimmten Durchflußleistung zuzuführen. Die chemische Flüssigkeit wird von einer chemischen Flüssigkeits-Zuführ­ inrichtung 4b zur Leitung 4a zugeführt, so daß die chemische Flüssigkeit gleichzeitig mit reinem Wasser zur Kammer 1 zuge­ führt werden kann.

Bei dieser Reinigungsvorrichtung muß in der Kammer 1 enthal­ tenes reines Wasser durch die chemische Flüssigkeit ersetzt werden, um das Werkstück 2 in die chemische Flüssigkeit ein­ zutauchen. Die in der Kammer 1 enthaltene chemische Flüssig­ keit muß zum Wasserabspülen nach dem Eintauchen des Werk­ stücks 2 in die chemische Flüssigkeit durch reines Wasser er­ setzt werden. Der Vorgang des Ersetzens von reinem Wasser durch die chemische Flüssigkeit und der Vorgang des Ersetzens der chemischen Flüssigkeit durch reines Wasser beanspruchen viel Zeit. Insbesondere beansprucht der Wasserabspülvorgang nachfolgend auf den Eintauchvorgang des Tauchens des Werk­ stücks in die chemische Flüssigkeit beträchtliche Zeit, um den spezifischen Widerstand des Abspülwassers wiederherzu­ stellen, was die Bearbeitungseffizienz (den Durchsatz) des Vorgangs verringert.

Eine herkömmliche Einzelbehälter-Reinigungsvorrichtung vom Sprühtyp wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Bei dieser Einzelbehälter-Reinigungsvorrichtung vom Sprühtyp wird ein Werkstück 2 mittels von Führungselementen 3 gehalten und gedreht und eine Düse 4 sprüht zur Reinigung eine Reinigungs­ flüssigkeit 5 auf das Werkstück 2. Die Einzelbehälter- Reinigungsvorrichtung vom Sprühtyp kann, verglichen mit der Einzelbehälter-Reinigungsvorrichtung vom Tauchtyp leicht von einem chemischen Reinigungsvorgang zu einem Wasserabspülvor­ gang verändert werden und daher ist der Durchsatz der Einzel­ behälter-Reinigungsvorrichtung vom Sprühtyp höher als der der Einzelbehälter-Reinigungsvorrichtung vom Tauchtyp. Wenn je­ doch das Werkstück gedreht wird, um dasselbe nach dem letzten Abspülvorgang zu schleudertrocknen, werden Wasser- bzw. Was­ serstandsmarken, d. h. Flecken, auf der Oberfläche des Werk­ stücks gebildet. Auf dem Werkstück gebildete Wasser- bzw. Wasserstandsmarken beeinflussen die Eigenschaften einer durch Verarbeitung des Werkstücks hergestellten Vorrichtung nach­ teilig und verringern die Güte des Vorrichtungsherstellungs­ systems bedeutend. Somit ist die Bildung von Wasser- bzw. Wasserstandsmarken auf dem Werkstück ein Problem der Reini­ gungsvorrichtung vom Sprühtyp.

Es wurde keine Einzelbehälter-Reinigungsvorrichtung ausgebil­ det, die mit einem Einzelbehälter, in dem eine Vielzahl von chemischen Flüssigkeiten zur Reinigung verwendet wird, vorge­ sehen ist und die Werkstücke mit einem hohen Durchsatz reini­ gen und die Reinigung der Werkstücke ohne Bildung von Wasser- bzw. Wasserstandsmarken darauf durchführen kann.

Wie vorstehend erwähnt, erfordern die herkömmlichen Halblei­ terwerkstück-Reinigungsvorrichtungen viel Zeit zur Reinigung und sind unwirtschaftlich und bilden während des Trocknens nach dem Reinigen Wasser- bzw. Wasserstandsmarken auf den Werkstücken.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die vorste­ henden Probleme zu lösen und ein Halbleiterwerkstück-Reini­ gungsverfahren und eine Halbleiterwerkstück-Reinigungsvor­ richtung anzugeben, die wirkungsvoll Halbleiterwerkstücke rei­ nigen und die Bildung von Wasser- bzw. Wasserstandsmarken auf den Halbleiterwerkstücken verhindern können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach An­ spruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 20.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung eine Reini­ gungseinrichtung für ein Halbleiterwerkstück unter Verwendung einer chemischen Flüssigkeit oder reinen Wassers, eine Zufüh­ reinrichtung für Trocknungsflüssigkeit und eine Abführungs­ einrichtung für die Reinigungsflüssigkeit. Die Reinigungsein­ richtung reinigt das Werkstück mittels Sprühen einer chemi­ schen Bearbeitungsflüssigkeit und/oder reinen Wassers in eine Kammer, und/oder Tauchen des Werkstücks in die bearbeitende chemische Flüssigkeit und/oder reines Wasser. Die Zuführein­ richtung bringt trocknende chemische Flüssigkeit oder Dampf in Kontakt mit der chemischen Bearbeitungsflüssigkeit oder reinem Wasser, in das das Halbleiterwerkstück eingetaucht wird. Die Abführungseinrichtung führt die bearbeitende chemi­ sche Flüssigkeit oder reines Wasser ab, die oder das durch die/den trocknende chemische Flüssigkeit oder Dampf begrenzt sind.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die be­ arbeitende chemische Flüssigkeit und/oder reines Wasser zur Reinigung des Halbleiterwerkstücks gesprüht und dann wird der Kammer eine andere bearbeitende chemische Flüssigkeit zuge­ führt, um das Halbleiterwerkstück einzutauchen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die be­ arbeitende chemische Flüssigkeit oder reines Wasser in die Kammer über einen unteren Teil der Kammer zugeführt oder aus ihr abgeführt.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung das Halbleiterwerkstück umgedreht, wenn die untere Hälfte des Halbleiterwerkstücks in die bearbeitende chemische Flüssig­ keit eingetaucht ist, während die bearbeitende chemische Flüssigkeit der Kammer zugeführt wird. Dann wird die bearbei­ tende chemische Flüssigkeit weiter der Kammer zugeführt.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die chemische Trocknungsflüssigkeit über einen oberen Teil der Kammer zugeführt und die chemische Trocknungsflüssigkeit bil­ det eine Grenzschicht, die eine obere Gasphase von einer un­ teren Flüssigphase trennt, wenn die chemische Trocknungsflüs­ sigkeit in Kontakt mit der chemischen Bearbeitungsflüssigkeit oder reinem Wasser kommt oder sich darin auflöst.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung der chemische Trocknungsdampf über einen oberen Teil der Kammer zugeführt, so daß sich der chemische Trocknungsdampf auflöst oder in einer Oberflächenschicht der chemischen Bearbeitungs­ flüssigkeit oder reinem Wasser kondensiert, um eine Blockie­ rungs- bzw. Sperr-Grenzschicht in der chemischen Bearbei­ tungsflüssigkeit oder reinem Wasser zu bilden. Bevorzugter­ weise ist die Dicke der Blockierungs- bzw. Sperr-Grenzschicht größer als die Wellenhöhe von Oberflächenwellen der chemi­ schen Bearbeitungsflüssigkeit oder des reinen Wassers. Wei­ terhin beträgt die Dicke der Blockierungs- bzw. Sperr- Grenzschicht bevorzugterweise 2 mm oder mehr.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die chemische Trocknungsflüssigkeit der Kammer über einen unteren Teil der Kammer zugeführt, um die bearbeitende chemische Flüssigkeit oder reines Wasser, in die bzw. das das Halblei­ terwerkstück eingetaucht wird, durch die chemische Trocknungsflüssigkeit zu ersetzen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die be­ arbeitende chemische Flüssigkeit aus einer Gruppe von ge­ mischter Flüssigkeit, hergestellt durch Mischen von Ammoniak, Wasserstoffperoxid und Wasser; Chlorwasserstoffsäure, Wasser­ stoffperoxid und Wasser; Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser; Fluorwasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser; Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid und Wasser (gepufferte Fluorwasserstoffsäure); oder Ozon und Wasser; oder elektrolytischem ionischen Wasser, ausgewählt.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die be­ arbeitende chemische Flüssigkeit aus einer Gruppe von ge­ mischter Flüssigkeit, hergestellt durch Mischen von Fluorwas­ serstoffsäure und Wasser; Fluorwasserstoffsäure, Wasserstoff­ peroxid und Wasser; oder Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumflu­ orid und Wasser (gepufferte Fluorwasserstoffsäure) ausgewählt und die bearbeitende chemische Flüssigkeit wird zur Oxid­ schichtentfernung verwendet.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die che­ mische Trocknungsflüssigkeit Isopropylalkohol oder Fluorinert (Marke für inerte Flüssigkeit der Fluorgruppe der 3M Company, USA).

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die Kammer mit ei­ nem oder einer Vielzahl von Düsen zum Sprühen der chemischen Bearbeitungsflüssigkeit oder reinem Wasser versehen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung die Sprührichtung der Düse oder Düsen verändert, während die be­ arbeitende chemische Flüssigkeit oder reines Wasser gesprüht werden.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung das in­ nerhalb der Kammer gehaltene Halbleiterwerkstück gedreht, während die bearbeitende chemische Flüssigkeit oder das reine Wasser gesprüht werden.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden in der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung ver­ schiedene bearbeitende chemische Flüssigkeiten oder Wasser aufeinanderfolgend durch die Düse oder Düsen innerhalb der Kammer auf das Werkstück gesprüht.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung weiter­ hin eine Einrichtung zum Erhitzen bzw. Heizen der oder des bei einer vorbestimmten Temperatur zur Kammer zuzuführenden chemischen Bearbeitungsflüssigkeit oder reinen Wassers oder eine Einrichtung zur Regulierung der Konzentration der chemi­ schen Bearbeitungsflüssigkeit.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung weiter­ hin eine Temperaturreguliereinrichtung zur Regulierung der Temperatur im Inneren der Kammer.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung weiterhin eine Rückführungseinrichtung zum Rückgewinnen der aus der Kammer abgeführten chemischen Bearbeitungsflüssigkeit und zum Rück­ führen derselben in die Kammer.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Halbleiterwerkstück-Reinigungseinrichtung weiter­ hin eine an der Kammer angeordnete Megaschall-Oszillations­ einrichtung.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Megaschall-Oszillationseinrichtung an einem Teil der Kammer angeordnet und das Halbleiterwerkstück wird gedreht, um den Megaschall-Effekt auf das gesamte Halbleiterwerkstück auszuüben.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahren durch die Art und Weise gekennzeichnet, wie es in jeder der vorstehenden Reinigungsvorrichtungen durchgeführt wird.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird das Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahren unter Ver­ wendung einer der vorstehend erklärten Reinigungsvorrichtun­ gen durchgeführt.

Weiteren Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung offen­ sichtlich.

Es zeigen:

Fig. 1(a), 1(b) und 1(c) Konzeptansichten zur Erklärung einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvor­ richtung gemäß einem ersten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 2(a), 2(b), 2(c) und 2(d) Konzeptansichten zur Erklärung einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvor­ richtung gemäß einem zweiten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine Konzeptansicht zur Erklärung ei­ ner Halbleiterwerkstück-Reinigungs­ vorrichtung gemäß einem dritten er­ findungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) Konzeptansichten zur Erklärung einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvor­ richtung gemäß einem vierten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine typische Ansicht zur Erklärung einer Halbleiterwerkstück-Reinigungs­ vorrichtung gemäß einem fünften er­ findungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 6(a) und 6(b) Konzeptansichten zur Erklärung einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvor­ richtung gemäß einem sechsten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine abstrakte Ansicht einer herkömm­ lichen Einzelbehälter-Reinigungsvor­ richtung vom Tauchtyp und

Fig. 8 eine abstrakte Ansicht einer herkömm­ lichen Einzelbehälter-Reinigungsvor­ richtung vom Sprühtyp.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der dieselben Bezugs­ zeichen identische oder entsprechende Teile bezeichnen, wird nun das erste bis sechste Ausführungsbeispiel beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1(a), 1(b) und 1(c) sind Konzeptansichten zur Erklä­ rung eines Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahrens und einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1(a) ist eine kassettenlose Halbleiterwerkstück- Reinigungsvorrichtung gezeigt, die einen Halbleiterwafer 2, d. h. ein zu reinigendes Halbleiterwerkstück, mittels von Füh­ rungselementen 3 in einer vertikalen Position hält, den Halb­ leiterwafer 2 in einer Kammer 1 dreht und eine Reinigungs­ flüssigkeit oder reines Wasser 5 mittels einer Düse 4 zur Reinigung des Halbleiterwafers 2 auf den Halbleiterwafer 2 sprüht. Die Führungselemente 3 werden zur Drehung des Halb­ leiterwafers 2 gedreht, eine durch Mischen von Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser hergestellte erste bearbeitende chemische Flüssigkeit (erste Reinigungsflüssigkeit) wird mit­ tels der Düse 4 auf den Wafer 2 zur Entfernung von organi­ schen Substanzen und dergleichen vom Halbleiterwafer 2 ge­ sprüht. Dann wird zum Abspülen reines Wasser auf den Halblei­ terwafer 2 gesprüht. Dann wird eine zweite Reinigungsflüssig­ keit, hergestellt durch Mischen von Ammoniak, Wasserstoffper­ oxid und Wasser, zur Entfernung von Partikeln auf den Halblei­ terwafer 2 gesprüht und dann wird zum Abspülen reines Wasser auf den Halbleiterwafer 2 gesprüht. Dann wird eine dritte Reinigungsflüssigkeit, hergestellt durch Mischen von Chlor­ wasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser zur Entfer­ nung von metallischen Verunreinigungen auf den Halbleiterwa­ fer 2 gesprüht und das reine Wasser wird zum Abspülen ge­ sprüht.

Dann wird, wie in Fig. 1(b) gezeigt, eine Fluorwasser­ stoffsäurelösung 6, d. h. eine bearbeitende chemische Flüssig­ keit , über einen unteren Teil der Kammer 1 in die Kammer 1 zugeführt, um die Kammer 1 zur endgültigen Reinigung zur Ent­ fernung einer durch natürliche Oxidation gebildeten Oxid­ schicht mit der Fluorwasserstoffsäurelösung aufzufüllen. Rei­ nes Wasser 9 wird über den unteren Teil der Kammer 1 in die Kammer 1 zugeführt, um zum Abspülen die Fluorwasserstoffsäu­ relösung zu ersetzen. Nach dem Auffüllen der Kammer 1 mit dem reinem Wasser 9 wird ein Trocknungsvorgang gestartet.

Wie in Fig. 1(c) gezeigt, wird ein Isopropylalkoholdampf (IPA Dampf) 7, d. h. ein trocknender chemischer Dampf, zum Trocknen über einen oberen Teil der Kammer 1 in die mit reinem Wasser 9 aufgefüllte Kammer 1 zugeführt. Der einem oberen Teil der Kammer 1 zugeführte Isopropylalkoholdampf 7 kommt in Kontakt mit dem reinem Wasser 9, der Isopropylalkoholdampf 7 löst sich in dem reinem Wasser 9 oder kondensiert und eine Isopro­ pylalkohol/reines Wasser-Grenzschicht 8 wird gebildet. Die Grenzschicht 8 trennt das reine Wasser 9 von einer Gasphase, d. h. dem Isopropylalkoholdampf 7, der über der Grenzschicht 8 verbreitet ist. Demzufolge ist das reine Wasser 9 von dem Um­ gebungsgas (der Umgebungsluft, Umgebungsatmosphäre oder der Atmosphäre) isoliert.

Während der Isopropylalkoholdampf 7 durch den oberen Teil der Kammer 1 der Kammer 1 zugeführt wird, wird das reine Wasser 9 durch einen unteren Teil der Kammer 1 mit einer Geschwindig­ keit abgeleitet, die die Beibehaltung der Grenzschicht 8 er­ möglicht. Nach der vollständigen Ableitung des reinen Wassers 9 aus der Kammer 1, wird Stickstoffgas (N2) über einen oberen Teil der Kammer 1 der Kammer 1 zugeführt, um die Kammer 1 von Isopropylalkoholdampf zu reinigen. Somit können das Gas (die Umgebungsluft, die Umgebungsatmosphäre oder die Atmosphäre) und die Flüssigkeit (reines Wasser) während des Trocknens perfekt voneinander getrennt werden, so daß der Halbleiterwa­ fer 2 ohne Bildung irgendeiner Wasser- bzw. Wasserstandsmarke darauf gereinigt und getrocknet werden kann.

Mittels der Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung zu rei­ nigende Werkstücke umfassen Halbleiterwafer, Masken und der­ gleichen.

Das Halbleiterwerkstück kann in einer kassettenlosen Be­ triebsart gehalten werden, wie in den Fig. 1(a) bis 1(c) ge­ zeigt, oder in einer Kassetten-Betriebsart, wie in Fig. 8 ge­ zeigt.

Flüssigphasen-Isopropylalkohol kann anstelle von Gasphasen- Isopropylalkohol als eine trocknende chemische Flüssigkeit bzw. chemische Trocknungsflüssigkeit verwendet werden.

Eine mögliche bearbeitende (reinigende) chemische Flüssigkeit (Bearbeitungsflüssigkeit) ist eine oder eine Vielzahl aus ei­ ner Mischung von Ammoniak, Wasserstoffperoxid und Wasser, ei­ ner Mischung von Chlorwasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser, einer Mischung aus Schwefelsäure, Wasserstoffper­ oxid und Wasser, einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure und Wasser, einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure, Wasser­ stoffperoxid und Wasser, einer Mischung aus Fluorwasser­ stoffsäure, Ammoniumfluorid und Wasser (gepufferte Fluorwas­ serstoffsäure), einer Mischung aus Ozon und Wasser, und elek­ trolytischem ionischen Wasser.

Die bearbeitende chemische Flüssigkeit (Bearbeitungsflüssig­ keit) zur Entfernung von Oxidschichten nach der Reinigung ist eine Mischung aus Fluorwasserstoffsäure und Wasser, eine Mi­ schung aus Fluorwasserstoffsaure, Wasserstoffperoxid und Was­ ser, oder eine Mischung aus Fluorwasserstoffsäure, Ammonium­ fluorid und Wasser (gepufferte Fluorwasserstoffsäure).

Die trocknende chemische Flüssigkeit ist ein Flüssigphasen- oder Gasphasen-Isopropylalkohol, Fluorinert (C₈F₁₈, C₄F₉, C₄F₇O) (Marke der 3M Company, USA).

Die Kammer kann mit einer oder einer Mehrzahl von Düsen an einer oder einer Mehrzahl von Positionen ausgestattet sein, um die chemische Flüssigkeit und das reine Wasser zu sprühen.

Es ist zur wirkungsvollen Reinigung bevorzugt, das Halblei­ terwerkstück stationär zu halten und die Düse hin und her zu bewegen und zu drehen, um die chemische Flüssigkeit aus ver­ schiedenen Richtungen auf das Halbleiterwerkstück zu sprühen.

Das Halbleiterwerkstück kann in einer vertikalen oder nahezu vertikalen Position gehalten werden und die chemische Flüs­ sigkeit kann auf das Halbleiterwerkstück gesprüht werden, während das Halbleiterwerkstück gedreht wird.

Im allgemeinen werden verschiedene bearbeitende Flüssigkeiten aufeinanderfolgend von der Düse gesprüht, um verschiedene Ar­ ten von dem Halbleiterwerkstück anhängenden fremden Substan­ zen zu entfernen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, reinigt die Reinigungsvorrichtung oder das Reinigungsverfah­ ren das Halbleiterwerkstück beim Vorgang wirkungsvoll ohne Bildung von irgendwelchen Wasser- bzw. Wasserstandsmarken auf dem Halbleiterwerkstück.

Zweites Ausführungsbeispiel

Die Fig. 2(a), 2(b), 2(c) und 2(d) sind Konzeptansichten zur Erklärung eines Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahrens und einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Wie in Fig. 2(a) gezeigt, hält die Halbleiterwerkstück- Reinigungsvorrichtung einen Halbleiterwafer 2, d. h. ein zu reinigendes Halbleiterwerkstück, mittels von Führungselemen­ ten 3 in einer vertikalen Position, dreht den Halbleiterwafer 2 in einer Kammer 1 und sprüht eine Reinigungsflüssigkeit oder reines Wasser 5 mittels an einer Vielzahl von Positionen innerhalb der Kammer 1 angeordneten Düsen 4 auf den Halblei­ terwafer 2, um den Halbleiterwafer 2 zu reinigen. Die Füh­ rungselemente 3 werden zur Drehung des Halbleiterwafers 2 ge­ dreht, eine durch Mischen von Schwefelsäure, Wasserstoffper­ oxid und Wasser hergestellte erste bearbeitende chemische Flüssigkeit (erste Reinigungsflüssigkeit) wird mittels der Düsen 4 zur Entfernung von organischen Substanzen und der­ gleichen vom Halbleiterwafer 2 auf den Halbleiterwafer 2 ge­ sprüht. Dann wird reines Wasser zum Abspülen auf den Halblei­ terwafer 2 gesprüht. Dann wird eine zweite Reinigungsflüssig­ keit, hergestellt durch Mischen von Ammoniak, Wasserstoffper­ oxid und Wasser, zum Entfernen von Partikeln auf den Halblei­ terwafer 2 gesprüht, und dann wird reines Wasser zum Abspülen auf den Halbleiterwafer 2 gesprüht. Dann wird eine dritte Reinigungslösung, hergestellt durch Mischen von Chlorwasser­ stoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser, zum Entfernen me­ tallischer Verunreinigungen auf den Halbleiterwafer 2 gesprüht und reines Wasser wird zum Abspülen gesprüht. Da die Halblei­ terwerkstück-Reinigungsvorrichtung mit der Vielzahl von Düsen 4 ausgestattet ist, kann die zur Reinigung des Halbleiter­ werkstücks erforderliche Zeit verkürzt werden und die Halb­ leiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung arbeitet mit einer ho­ hen Effizienz (Durchsatz).

Nach Beendigung des Sprühreinigungsvorgangs wird eine Fluor­ wasserstoffsäurelösung 6 (zweite bearbeitende Flüssigkeit) über einen unteren Teil der Kammer 1 mit einer vorbestimmten Zuführrate mit einer Geschwindigkeit von x l/min, wie in Fig. 2(b) gezeigt, zur endgültigen Reinigung zugeführt. Nachdem die Kammer 1 zur Hälfte gefüllt ist, werden die Führungsele­ mente 3 gedreht, um den Halbleiterwafer 2 umzukehren, wie in Fig. 2(c) gezeigt, und die Fluorwasserstoffsäurelösung 6 wird mit der Zuführrate mit einer Geschwindigkeit von x l/min über den unteren Teil der Kammer 1 zugeführt, um die Kammer 1 auf­ zufüllen.

Nach dem Eintauchen des Halbleiterwafers 2 in der Fluorwas­ serstoffsäurelösung 6 für eine bestimmte Eintauchzeit, wird die Fluorwasserstoffsäurelösung 6 über den unteren Teil der Kammer 1 mit einer Ableitungsrate mit einer Geschwindigkeit von x l/min, die gleich der Zuführrate ist, abgeleitet und Flüssigphasen-Isopropylalkohol (IPA) 10, d. h. eine chemische Trocknungsflüssigkeit, wird über einen oberen Teil der Kammer 1 der Kammer 1 zugeführt. Der Teil des Flüssigphasen- Isopropyl-alkohols in Kontakt mit der Oberfläche der Fluor­ wasserstoffsäurelösung 6 löst sich in der Fluorwasser­ stoffsäurelösung 6 und es wird eine Grenzschicht 11 aus Flu­ orwasserstoffsäurelösung und Isopropylalkohol gebildet. Die Zufuhr des Flüssigphasen-Isopropylalkohols wird gestoppt, nachdem die Dicke der Grenzschicht 11 auf 2 mm oder mehr zu­ genommen hat, und dann wird die Fluorwasserstoffsäurelösung 6 über eine oberen Teil der Kammer 1 mit einer vorbestimmten Ableitungsrate mit einer Geschwindigkeit von x l/min abgelei­ tet.

Stickstoffgas (N2) wird über einen oberen Teil der Kammer 1 mit einer Zuführrate, die die Dicke der Grenzschicht 11 aus Fluorwasserstoffsäurelösung und Isopropylalkohol nicht verän­ dern wird, der Kammer zugeführt, während die Fluorwasser­ stoffsäurelösung 6 abgeleitet wird. Nach der vollständigen Ableitung der Flüssigkeit aus der Kammer 1, wird die Kammer 1 mit Stickstoffgas (N2) gereinigt. Somit wird die Fluorwasser­ stoffsäurelösung 6, d. h. die bearbeitende chemische Flüssig­ keit, von der chemischen Trocknungsflüssigkeit, d. h. dem Isopropylalkohol, durch die Grenzschicht 11 getrennt, um die bearbeitende chemische Flüssigkeit von der Gasphasenschicht, d. h. der Stickstoffschicht zu trennen. Demzufolge kann die Fluorwasserstoffsäurelösung 6, d. h. die bearbeitende chemi­ sche Flüssigkeit, während des Trocknens perfekt vom Gas (der Umgebungsluft, der Umgebungsatmosphäre oder der Atmosphäre) getrennt werden, so daß der Halbleiterwafer 2 ohne Bildung irgendeiner Wasser- bzw. Wasserstandsmarke darauf gereinigt werden kann.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Grenzschicht zur Tren­ nung der chemischen Bearbeitungsflüssigkeit und der chemi­ schen Trocknungsflüssigkeit voneinander mit einer Dicke von nicht weniger als 2 mm gebildet. Die Dicke der Trennschicht zur Trennung des Gases (der Umgebungsluft, der Umgebungsatmo­ sphäre oder der Atmosphäre) vom Wasser oder der chemischen Reinigungsflüssigkeit ist größer als die Höhe von durch die Störung bzw. Beunruhigung der Flüssigkeitsoberfläche erzeug­ ten Wellen, so daß die Trennschicht nicht gebrochen werden kann.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der Halbleiterwafer 2 ge­ dreht, um die gesamten Oberflächen des Halbleiterwafers 2 gleichmäßig in die chemische Bearbeitungslösung einzutauchen, und daher können durch natürliche Oxidation auf den Oberflä­ chen des Halbleiterwafers 2 gebildete Oxidschichten gleichmä­ ßig durch Ätzen entfernt werden.

Wenn die chemische Trocknungsflüssigkeit der Kammer zugeführt wird, in der das Halbleiterwerkstück in die chemische Bear­ beitungslösung oder reines Wasser eingetaucht ist, wird die chemische Trocknungsflüssigkeit über einen oberen Teil der Kammer der Kammer zugeführt, wenn das spezifische Gewicht der chemischen Trocknungsflüssigkeit kleiner als das der chemi­ schen Bearbeitungsflüssigkeit ist, um die in der Kammer ent­ haltene Reinigungsflüssigkeit oder das reine Wasser durch die chemische Trocknungsflüssigkeit zu ersetzen. Wenn das spezi­ fische Gewicht der chemischen Trocknungsflüssigkeit größer als das der in der Kammer enthaltenen chemischen Bearbei­ tungsflüssigkeit ist, wird die chemische Trocknungsflüssig­ keit über einen unteren Teil der Kammer der Kammer zugeführt, um die chemische Bearbeitungsflüssigkeit durch die chemische Trocknungsflüssigkeit zu ersetzen. Die chemische Trocknungs­ flüssigkeit ist Isopropylalkohol oder Fluorinert (C₈F₁₈, C₄F₉, C₄F₇O) (Marke der 3M Company, USA).

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 3 ist eine Konzeptansicht zur Erklärung eines Halblei­ terwerkstück-Reinigungsverfahrens und einer Halbleiterwerk­ stück-Reinigungsvorrichtung gemäß einem dritten erfindungsge­ mäßen Ausführungsbeispiel.

Die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung umfaßt ein Rei­ nigungssystem ähnlich denen des ersten und zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels, und ein chemisches Flüssigkeitsrecyclingsy­ stem zur Rückgewinnung der verwendeten chemischen Reinigungs­ flüssigkeit, Raffinierung bzw. Abscheidung der zurückgewonne­ nen chemischen Reinigungsflüssigkeit und Verwendung der abge­ schiedenen chemischen Reinigungsflüssigkeit.

Ein Reinigungssystem 12 sprüht eine chemische Bearbeitungs­ flüssigkeit auf ein Werkstück und dann wird die kontaminierte chemische Bearbeitungsflüssigkeit, die mit vom Werkstück ab­ gewaschenen fremden Substanzen kontaminiert ist, über eine Abführleitung 13 in eine Abfallflüssigkeitsrückgewinnungsein­ richtung 15 abgeführt, die mit Abfallflüssigkeitsbehältern 14 für verschiedene bearbeitende chemische Flüssigkeiten ausge­ stattet ist. Die Abfallflüssigkeitsrückgewinnungseinrichtung 15 speichert die verschiedenen chemischen Abfallflüssigkeiten getrennt jeweils in diesen Abfallflüssigkeitsbehältern 14. Die rückgewonnenen chemischen Abfallflüssigkeiten werden mit­ tels Abscheidungseinrichtungen 16 abgeschieden bzw. raffi­ niert. Die nach Abscheidung der chemischen Abfallflüssigkei­ ten in den Abscheidungseinrichtungen 16 verbleibenden Reste werden aus den Abscheidungseinrichtungen 16 abgeführt. Die abgeschiedenen chemischen Flüssigkeiten werden zu chemischen Flüssigkeitsbehältern 17 einer chemischen Flüssigkeitszufüh­ reinrichtung 18 geschickt und dort gespeichert. Neue chemi­ sche Flüssigkeiten können den chemischen Flüssigkeitsbehäl­ tern 17 zugeführt werden. Wenn die Menge der in jedem chemi­ schen Flüssigkeitsbehälter 17 enthaltenen chemischen Flüssig­ keit unter eine vorbestimmte Menge abnimmt, wird der chemi­ sche Flüssigkeitsbehälter 17 mit der neuen chemischen Flüs­ sigkeit nachgefüllt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich, wird in dem Reinigungssystem 12 der Halbleiterwerkstück-Reinigungs­ vorrichtung ähnlich denen des ersten und zweiten Ausführungs­ beispiels die verwendete chemische Flüssigkeit vom Reini­ gungssystem 12 über die Abführleitung 13 abgeführt, die ver­ wendete chemische Flüssigkeit wird rückgewonnen und abge­ schieden und dann wird die abgeschiedene chemische Flüssig­ keit in den chemischen Flüssigkeitszuführbehältern 17 der chemischen Flüssigkeitszuführeinrichtung 18 gespeichert, um die rückgewonnene chemische Flüssigkeit wieder zu verwenden.

Da die zur Reinigung verwendete bearbeitende chemische Flüs­ sigkeit wiederverwendet werden kann, werden die Reinigungsko­ sten verringert. Die Verringerung der chemischen Abfallflüs­ sigkeit ist im Hinblick auf Umweltschutz vorteilhaft.

Viertes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) sind Konzeptansichten zur Erklä­ rung eines Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahrens und einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung gemäß einem vierten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Diese Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung wird mit ei­ nem Reinigungssystem 12 ähnlich denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ausgestattet und kann eine verwendete chemische Trocknungsflüssigkeit rückgewinnen und wiederver­ wenden.

Gemäß Fig. 4(a) wird ein Halbleiterwafer 2, d. h. ein Halblei­ terwerkstück, mittels Führungselementen in einer Kammer 1 in einer vertikalen Position gehalten, eine chemische Bearbei­ tungsflüssigkeit, d. h. eine Reinigungsflüssigkeit, oder rei­ nes Wasser 5 wird aus Düsen 4 zur Reinigung des Halbleiterwa­ fers 2 auf den Halbleiterwafer 2 gesprüht, während der Halb­ leiterwafer 2 gedreht wird. Dann wird, wird in Fig. 4(b) ge­ zeigt, eine Fluorwasserstoffsäurelösung 6, d. h. eine chemi­ sche Bearbeitungsflüssigkeit für eine endgültige Reinigung, über einen unteren Teil der Kammer 1 der Kammer 1 mit einer vorbestimmten Zuführrate mit einer Geschwindigkeit x l/min zugeführt. Nach Eintauchen des Halbleiterwafers 2 in der Flu­ orwasserstoffsäurelösung 6 für eine vorbestimmte Zeit, wird ein Gasphasen-Isopropyl-alkohol 7, d. h. trocknender chemi­ scher Dampf bzw. chemisches Trocknungsgas, über einen oberen Teil der Kammer 1 der Kammer 1 zugeführt.

Dann löst sich, wie in Fig. 4(c) gezeigt, ein Teil des Gas­ phasen-Isopropylalkohols 7 in Kontakt mit der Oberfläche der Fluorwasserstoffsäurelösung 6 in der Fluorwasserstoffsäurelö­ sung 6 oder kondensiert auf der Oberfläche der Fluorwasser­ stoffsäurelösung 6 und eine Grenzschicht 11 aus Fluorwasser­ stoffsäurelösung und Isopropylalkohol wird gebildet. Auf eine Zunahme der Dicke der Grenzschicht 11 auf nicht weniger als 2 mm hin wird die Fluorwasserstoffsäurelösung 6 von einem unte­ ren Teil der Kammer 1 mit einer Abführrate gleich der Zuführ­ rate mit einer Geschwindigkeit x l/min abgeführt und der Gas­ phasen-Isopropyl-alkohol wird mit einer Zuführrate zugeführt, die die Dicke der Grenzschicht 11 der Fluorwasserstoffsäure­ lösung und des Isopropyalkohols nicht verändern wird.

Während der Kammer 1 zum Trocknen des Halbleiterwafers 2 und zum Ersetzen der chemischen Bearbeitungsflüssigkeit der Gas­ phasen-Isopropylalkohol zugeführt wird, wird die Mischung der Fluorwasserstoffsäurelösung und des Isopropylalkohols aus dem Reinigungssystem 12 abgeleitet. Die abgeleitete Mischung der Fluorwasserstoffsäurelösung und des Isopropylalkohols wird mittels einer Rückgewinnungseinrichtung 19 rückgewonnen, die rückgewonnene Mischung wird zu einem Fluor(F)- Entfernungssystem 20 geschickt. Das Fluor-Entfernungssystem 20 besitzt beispielsweise einen mit einem Ionentauscherharz bepackten Fluorentfernungsbehälter. Wenn eine Fluor enthal­ tende Flüssigkeit den Fluorentfernungsbehälter passiert, wird in der Flüssigkeit enthaltenes Fluor entfernt. Die Abfall­ flüssigkeit wird nach der Entfernung von Fluor zu einem De­ stillationsabscheidungssystem 21 geschickt, nur Isopropylal­ kohol wird rückgewonnen und zu einer Isopropylalkoholzufüh­ reinrichtung 22 geschickt. Neuer Isopropylalkohol kann zu der Isopropylalkoholzuführeinrichtung 22 zugeführt werden. Wenn die in der Isopropylalkoholzuführeinrichtung 22 enthaltene Menge Isopropylalkohol unter eine vorbestimmte Menge abnimmt, wird die Isopropylalkoholzuführeinrichtung 22 mit neuem Iso­ propylalkohol nachgefüllt.

Wenn das Halbleiterwerkstück durch direktes Ersetzungstrock­ nen in dem Reinigungssystem 12 der Halbleiterwerkstück- Reinigungsvorrichtung in dem vierten Ausführungsbeispiel, die ähnlich denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ist, getrocknet wird, wird Fluor selektiv aus der chemischen Trocknungsflüssigkeit, d. h. einer Mischung aus Isopropylalko­ hol und anderen Substanzen, entfernt und die so rückgewonnene und abgeschiedene chemische Trocknungslösung wird wieder ver­ wendet.

Da die für das direkte Ersetzungstrocknen verwendete chemi­ sche Trocknungsflüssigkeit, d. h. der Isopropylalkohol, recy­ celt wird, werden die Kosten verringert. Die Verringerung der Abfallflüssigkeit ist im Hinblick auf Umweltschutz vorteil­ haft.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Fig. 5 ist eine typische Ansicht zur Erklärung eines Halblei­ terwerkstück-Reinigungsverfahrens und einer Halbleiterwerk­ stück-Reinigungsvorrichtung gemäß einem fünften erfindungsge­ mäßen Ausführungsbeispiel.

Die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung ist mit einer chemischen Flüssigkeitseigenschaft- bzw. -beschaffenheits- Steuereinrichtung zur Einstellung der Temperatur und der Kon­ zentration einer chemischen Flüssigkeit, die einer Kammer zu­ zuführen ist, eine gewünschte Temperatur und eine gewünschte Konzentration ausgestattet.

Wie in Fig. 5 gezeigt, besitzt eine chemische Flüssigkeitszu­ führeinrichtung 23 chemische Flüssigkeitszuführbehälter 22, die jeweils chemische Bearbeitungsflüssigkeiten, d. h. reini­ gende chemische Flüssigkeiten, enthalten. Eine chemische Flüssigkeitsherstelleinrichtung 25 besitzt Einstellbehälter 24, die die Konzentrationen und Temperaturen der chemischen Reinigungsflüssigkeiten einstellen können. Die chemische Flüssigkeitsherstelleinrichtung 25 stellt die Temperaturen und die Konzentrationen der chemischen Flüssigkeiten aufge­ wünschte Temperaturen bzw. gewünschte Konzentrationen ein.

Die chemische Reinigungsflüssigkeit mit einer durch die che­ mische Flüssigkeitsherstelleinrichtung 25 eingestellten Tem­ peratur und Konzentration wird einer Kammer 1 zur Reinigung eines Halbleiterwerkstücks zugeführt. Die Kammer 1 ist mit einer Temperaturreguliereinrichtung 26 einschließlich einer Heizeinrichtung, einer Wasserkühleinrichtung und einer elek­ tronischen Kühleinrichtung zur Regulierung der Temperatur der chemischen Reinigungslösung ausgestattet. Daher kann die Tem­ peratur der reinigenden chemischen Flüssigkeit sehr genau re­ guliert werden, was die Reinigungswirksamkeit erhöht und die genaue Steuerung der Ätzrate ermöglicht.

Diese Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist mit den Einrichtungen zur Einstellung der Temperatur und der Konzentration der chemi­ schen Flüssigkeiten auf gewünschten Temperaturen und ge­ wünschte Konzentration in der chemischen Flüssigkeitszuführ­ leitung, über die die chemischen Flüssigkeiten der Kammer 1 zugeführt werden, versehen. Da die Kammer 1 der Halbleiter­ werkstück-Reinigungsvorrichtung mit einer Temperaturregu­ liereinrichtung ausgestattet ist, kann die Reinigungswirkung und die Gleichmäßigkeit des Ätzens verbessert werden.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 6(a) und 6(b) sind Konzeptansichten zur Erklärung eines Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahrens und einer Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung gemäß einem sech­ sten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Diese Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung ist mit Tem­ peratursteuereinrichtungen 30 in einer Zuführleitung 28 für chemische Flüssigkeit und einer Zuführleitung 29 für reines Wasser an Positionen jeweils nahe einer Kammer 1 versehen ist. Die Kammer 1 ist mit einer Megaschall-Oszillationsplatte 32 versehen (Megaschall ist Ultraschall mit einer Frequenz von ungefähr 1 MHz, im vorliegenden Fall ungefähr 850 kHz).

Wie in Fig. 6(a) gezeigt, wird ein Halbleiterwafer 2, d. h. ein Halbleiterwerkstück, in der Kammer 1 mittels von Führung­ selementen 3 in einer vertikalen Position gehalten und ge­ dreht, während eine chemische Bearbeitungsflüssigkeit (reinigende Flüssigkeit) oder reines Wasser 5 zur Reinigung des Halbleiterwafers 2 mittels von Düsen 4 auf den Halblei­ terwafer 2 gesprüht werden.

Wie in Fig. 6(b) gezeigt, reguliert ein chemisches Flüssig­ keitszuführsystem 27 die Temperatur und die Konzentration der Reinigungsflüssigkeit und führt die Reinigungsflüssigkeit über die Zuführleitung 28 für chemische Flüssigkeit der Kam­ mer 1 zu. Reines Wasser mit einer gewünschten Temperatur wird durch Mischen von heißen reinem Wasser und kaltem reinem Was­ ser hergestellt und reines Wasser wird über die Zuführleitung 29 für reines Wasser der Kammer 1 zugeführt. Die jeweiligen Temperaturen der chemischen Flüssigkeit und des reinen Was­ sers verändern sind während die chemische Flüssigkeit und das reine Wasser jeweils durch die Zuführleitungen 28 und 29 fließen. Daher sind die Temperaturreguliereinrichtungen 30 in der Zuführleitung 28 für chemische Flüssigkeit und der Zu­ führleitung 29 für reines Wasser für eine genaue Temperatur­ steuerung der chemischen Flüssigkeit und des reinen Wassers an Positionen direkt vor der Kammer 1 angeordnet, um eine ho­ hen Reinigungseffekt sicherzustellen.

Nach der Reinigung des Halbleiterwafers 2 wird die Kammer 1 mit reinem Wasser 31 aufgefüllt. Die in der Kammer 1 ausge­ bildete Megaschall-Platte 32 wird zur Oszillation angesteu­ ert, um am Halbleiterwafer 2 anhaftende Partikel zu entfer­ nen. Die effektive Fläche der Megaschall-Platte ist die Hälf­ te der Fläche der Wände der Kammer 1. Während des Megaschall- Reinigungsvorgangs werden die Führungselemente 3 gedreht, um den Halbleiterwafer 2 zu drehen. Daher kann ein Megaschall- Effekt gleichmäßig auf den Halbleiterwafer 2 angewendet wer­ den, auch wenn die effektive Fläche der Megaschall-Platte die Hälfte der Fläche der Wände der Kammer 1 ist.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich, ist die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel mit den Temperatursteuereinrichtungen in der Zuführleitung für chemische Flüssigkeit von dem chemi­ schen Flüssigkeitszuführsystem 27 und in der Zuführleitung für reines Wasser an Positionen nahe der Kammer 1 versehen. Daher können die Temperaturen der chemischen Flüssigkeit und des reinen Wassers genau gesteuert werden, um den Reinigungs­ effekt zu verbessern. Die Halbleiterwerkstück- Reinigungsvorrichtung ist mit der Megaschall-Platte 32 zur Megaschall-Reinigung versehen, um einen hohen Reinigungsef­ fekt zu erreichen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich, werden erfindungsgemäß ein Reinigungsvorgang vom Sprühtyp und ein Reinigungsvorgang von Tauchtyp in Kombination zur Reinigung eines Halbleiterwerkstücks verwendet. Daher kann das Halblei­ terwerkstück schnell und wirkungsvoll gereinigt werden.

Da die chemische Bearbeitungsflüssigkeit oder reines Wasser von der Umgebung durch die chemische Trocknungsflüssigkeit oder den Dampf der chemischen Trocknungsflüssigkeit isoliert sind, wenn die chemische Reinigungsflüssigkeit oder reines Wasser vor dem Trocknen abgeführt werden, kann das Halblei­ terwerkstück gereinigt werden, ohne mit Wasser- bzw. Wasser­ standsmarken befleckt zu sein.

Erfindungsgemäß kann das Halbleiterwerkstück umgekehrt wer­ den, wenn die untere Hälfte des Halbleiterwerkstücks in die durch einen unteren Teil der Kammer in die Kammer zugeführte bearbeitende chemische Flüssigkeit eingetaucht ist, und dann wird die chemische Flüssigkeit fortwährend zugeführt. Daher kann das Halbleiterwerkstück gleichmäßig zum Atzen und der­ gleichen verarbeitet werden.

Da die Temperatur oder die Konzentration der chemischen Bear­ beitungsflüssigkeit oder des reinen Wassers, die der Kammer zuzuführen sind, reguliert werden können, wird die Reini­ gungswirksamkeit verbessert.

Da es möglich ist, daß die Halbleiterwerkstück-Reinigungsvor­ richtung die aus der Kammer abgeführte chemische Flüssigkeit rückgewinnt und dieselbe nach Reinigung in die Kammer zurück­ führt, kann die chemische Flüssigkeit recycelt werden, die Reinigungskosten verringert werden und der Abfluß der chemi­ schen Abfallflüssigkeit wird verringert.

Desweiteren kann, wenn die wirkungsvolle Megaschall- Oszillation zur Reinigung verwendet wird, der Reinigungsef­ fekt wirksam ohne Erhöhung der Kosten verbessert werden.

Offensichtlich sind im Licht der vorstehenden Lehren zahlrei­ che zusätzliche Modifikationen und Veränderungen der vorlie­ genden Erfindung möglich. Daher ist verständlich, daß die Er­ findung innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche anders als hier speziell beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims (20)

1. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung mit:
einer Reinigungseinrichtung (12) zur Reinigung eines Halblei­ terwerkstücks (2) durch Besprühen des Werkstücks (2) mit ei­ ner bearbeitenden chemischen Flüssigkeit und/oder reinem Was­ ser (5) in einer Kammer (1) und/oder durch Tauchen des Werk­ stücks (2) in die bearbeitende chemische Flüssigkeit und/oder reines Wasser (6) in der Kammer (1),
einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von trocknender chemi­ scher Flüssigkeit oder Dampf in Kontakt mit der bearbeitenden chemischen Flüssigkeit oder reinem Wasser, in das bzw. die das Halbleiterwerkstück (2) eingetaucht wird, und
einer Zuführungseinrichtung zum Abführen der bearbeitenden chemischen Flüssigkeit oder des reinen Wassers, die durch die trocknende chemische Flüssigkeit oder Dampf begrenzt sind.

2. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bearbeitende chemische Flüssigkeit und/oder reines Wasser zur Reinigung des Halbleiterwerkstücks (2) gesprüht werden und dann der Kammer (1) eine andere bearbeitende chemische Flüssigkeit zugeführt wird, um das Halbleiterwerkstück (2) einzutauchen.

3. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die bearbeitende chemische Flüssigkeit oder reines Wasser in die Kammer (1) über einen unteren Teil der Kammer (1) zuge­ führt oder aus ihr abgeführt wird.

4. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Halbleiterwerkstück (2) umgedreht wird, wenn die untere Hälfte des Halbleiterwerkstücks (2) in die bearbeitende che­ mische Flüssigkeit eingetaucht ist, während die bearbeitende chemische Flüssigkeit der Kammer (1) zugeführt wird, und die bearbeitende chemische Flüssigkeit weiter der Kammer (1) zu­ geführt wird.

5. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die trocknende chemische Flüssigkeit über einen oberen Teil der Kammer (1) zugeführt wird und die trocknende chemische Flüssigkeit eine Grenzschicht (11) bildet, die eine obere Gasphase von einer unteren Flüssigphase trennt, wenn die trocknende chemische Flüssigkeit in Kontakt mit der bearbei­ tenden chemischen Flüssigkeit oder reinem Wasser kommt oder sich darin löst.

6. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der trocknende chemische Dampf über einen oberen Teil der Kammer (1) zugeführt wird, so daß sich der trocknende chemi­ sche Dampf in einer Oberflächenschicht der bearbeitenden che­ mischen Flüssigkeit oder des reinen Wassers löst oder konden­ siert, um eine Blockierungs-Grenzschicht (11) in der bearbei­ tenden chemischen Flüssigkeit oder dem reinen Wasser zu bil­ den.

7. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die trocknende chemische Flüssigkeit der Kammer (1) über ei­ nen unteren Teil der Kammer (1) zugeführt wird, um die bear­ beitende chemische Flüssigkeit oder das reine Wasser, in die bzw. das das Halbleiterwerkstück (2) eingetaucht ist, durch die trocknende chemische Flüssigkeit zu ersetzen.

8. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die bearbeitende chemische Flüssigkeit aus einer Gruppe, die aus gemischter Flüssigkeit, hergestellt durch Mischen von Am­ moniak, Wasserstoffperoxid und Wasser; von Chlorwasser­ stoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser; von Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser; von Fluorwasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser; von Fluorwasserstoffsäure, Am­ moniumfluorid und Wasser (gepufferte Fluorwasserstoffsäure); oder von Ozon und Nasser; oder aus elektrolytischem ionischen Wasser, besteht, ausgewählt ist.

9. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die bearbeitende chemische Flüssigkeit aus einer Gruppe, die aus gemischter Flüssigkeit, hergestellt durch Mischen von Fluorwasserstoffsäure und Wasser; von Fluorwasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser; oder von Fluorwasserstoffsäu­ re, Ammoniumfluorid und Wasser (gepufferte Fluorwasser­ stoffsäure) besteht, ausgewählt ist und die bearbeitende che­ mische Flüssigkeit zur Oxidschichtentfernung verwendet wird.

10. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die trocknende chemische Flüssigkeit Isopropylalkohol oder Fluorinert ist.

11. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kammer (1) mit einer oder einer Mehrzahl von Düsen (4) zum Sprühen der bearbeitenden chemischen Flüssigkeit oder reinem Wasser versehen ist.

12. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Sprührichtung der Düse oder Düsen (4) verändert wird, während die bearbeitende chemische Flüssigkeit oder reines Wasser gesprüht werden.

13. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das innerhalb der Kammer (1) gehaltene Halbleiterwerkstück (2) gedreht wird, während die bearbeitende chemische Flüssig­ keit oder das reine Wasser gesprüht werden.

14. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei verschiedene bearbeitende chemische Flüssigkeiten oder Wasser aufeinanderfolgend durch die Düse oder Düsen (4) innerhalb der Kammer (1) auf das Werkstück (2) gesprüht werden.

15. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, weiterhin mit einer Einrichtung (25) zum Erhitzen der oder des bei einer vorbestimmten Temperatur zur Kammer (1) zuzuführenden bear­ beitenden chemischen Flüssigkeit oder reinen Wassers oder zur Regulierung der Konzentration der bearbeitenden chemischen Flüssigkeit.

16. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, weiterhin mit einer Temperaturreguliereinrichtung (26) zur Regulierung der Temperatur im Inneren der Kammer (1)

17. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, weiterhin mit einer Rückgewinnungseinrichtung (15) zur Rückgewinnung der aus der Kammer (1) abgeführten bearbeitenden chemischen Flüs­ sigkeit und zum Rückführen derselben in die Kammer (1).

18. Halbleiterwerkstück-Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, weiterhin mit einer an der Kammer (1) angeordneten Megaschall-Oszillations­ einrichtung (32).

19. Halbleiterwerkstück-Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Megaschall-Oszillationseinrichtung (32) an einem Ab­ schnitt der Kammer (1) angeordnet ist und das Halbleiterwerk­ stück (2) gedreht wird, um den Megaschall-Effekt auf das ge­ samte Halbleiterwerkstück (2) anzuwenden.

20. Halbleiterwerkstück-Reinigungsverfahren, das unter Ver­ wendung der Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 durchgeführt wird.