JP2000188273A - 半導体基板の洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents
半導体基板の洗浄装置及び洗浄方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体基板の洗浄時に洗浄槽のミスト付着が少
なく、かつ残留研磨粒子除去効果の高い、清浄な表面の
得られる洗浄装置と洗浄方法を提供する。 【解決手段】半導体基板洗浄中に高圧水噴出によって発
生するミストが基板２０に再付着しないよう、発生領域
に覆い５Ｃを付けて飛散を防止し、かつ静止水に高圧水
を接触させることによってキャビティーを発生させ、そ
のキャビティーによって発生する高周波を用いて残留研
磨粒子を除去する。また、半導体基板面への高圧水噴出
を超純水等の液相中で行い、最初からミストの発生が無
いようにする。
なく、かつ残留研磨粒子除去効果の高い、清浄な表面の
得られる洗浄装置と洗浄方法を提供する。 【解決手段】半導体基板洗浄中に高圧水噴出によって発
生するミストが基板２０に再付着しないよう、発生領域
に覆い５Ｃを付けて飛散を防止し、かつ静止水に高圧水
を接触させることによってキャビティーを発生させ、そ
のキャビティーによって発生する高周波を用いて残留研
磨粒子を除去する。また、半導体基板面への高圧水噴出
を超純水等の液相中で行い、最初からミストの発生が無
いようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板の洗浄装置及び
半導体基板の洗浄方法に関するものであり、特に微小の
パーティクルを十分に除去することの可能な、枚葉式の
半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法、特に、洗浄対
象物の平面部と窪み部を同時に洗浄する、従来の接触洗
浄（Ｐｅｎ）と非接触洗浄（ＣＪ）とを組み合わせた新
しい洗浄方法（キャビジェット複合ペン洗浄方法：以下
「Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法」）に関するものである。
半導体基板の洗浄方法に関するものであり、特に微小の
パーティクルを十分に除去することの可能な、枚葉式の
半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法、特に、洗浄対
象物の平面部と窪み部を同時に洗浄する、従来の接触洗
浄（Ｐｅｎ）と非接触洗浄（ＣＪ）とを組み合わせた新
しい洗浄方法（キャビジェット複合ペン洗浄方法：以下
「Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法」）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の加工寸法がサブミクロン単
位の微細なものになるに従い、半導体装置の製造に用い
る半導体基板の表面に附着したパーティクルは極微小な
ものでも不良の原因となり、徹底した除去を可能とする
工程管理が求められている。また、同様に表面に附着し
た金属等の不純物は極微量のものでも電気特性不良の原
因となり、同様に徹底した除去が求められている。
位の微細なものになるに従い、半導体装置の製造に用い
る半導体基板の表面に附着したパーティクルは極微小な
ものでも不良の原因となり、徹底した除去を可能とする
工程管理が求められている。また、同様に表面に附着し
た金属等の不純物は極微量のものでも電気特性不良の原
因となり、同様に徹底した除去が求められている。
【０００３】このため、近年表面パーティクルを効果的
に除去する方法としてメガヘルツ帯の超音波を印加した
高圧純水で洗浄することで非常に清浄度の高い表面を得
る方法が開発され、このような方法を用いた装置開発も
進んでいる。
に除去する方法としてメガヘルツ帯の超音波を印加した
高圧純水で洗浄することで非常に清浄度の高い表面を得
る方法が開発され、このような方法を用いた装置開発も
進んでいる。
【０００４】このような方法を用いた装置としては枚葉
式の洗浄装置が知られている。ところが、これらの枚葉
洗浄装置に備えられている各種洗浄ノズル（例えばウォ
ータージェットノズル、キャビテーションジェットノズ
ル、メガソニック付きウォータージェットノズルなど）
を用いた洗浄においては、１）高圧水が半導体基板表面
に噴射・照射されたとき、２）高周波（メガソニック）
を印加したときに、水蒸気のミストが気相中に舞い上が
る問題がある。このミストは半導体基板の洗浄後のスピ
ン乾燥工程において逆吸着し、基板上にウォーターマー
クとして残存したり、さらには気相中のゴミに付着して
それが基板上にパーティクルとして逆吸着することがあ
る。尚、ここで述べている高圧水とは、メガソニック付
きウォータージェットノズルの場合は数Ｋｇｆ／ｃｍ２
程度、ウォータージェットノズル、キャビテーションジ
ェットノズルの場合は数１０Ｋｇｆ／ｃｍ２ないし数１
００Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力を有するものである。
式の洗浄装置が知られている。ところが、これらの枚葉
洗浄装置に備えられている各種洗浄ノズル（例えばウォ
ータージェットノズル、キャビテーションジェットノズ
ル、メガソニック付きウォータージェットノズルなど）
を用いた洗浄においては、１）高圧水が半導体基板表面
に噴射・照射されたとき、２）高周波（メガソニック）
を印加したときに、水蒸気のミストが気相中に舞い上が
る問題がある。このミストは半導体基板の洗浄後のスピ
ン乾燥工程において逆吸着し、基板上にウォーターマー
クとして残存したり、さらには気相中のゴミに付着して
それが基板上にパーティクルとして逆吸着することがあ
る。尚、ここで述べている高圧水とは、メガソニック付
きウォータージェットノズルの場合は数Ｋｇｆ／ｃｍ２
程度、ウォータージェットノズル、キャビテーションジ
ェットノズルの場合は数１０Ｋｇｆ／ｃｍ２ないし数１
００Ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力を有するものである。
【０００５】そこで、このようなミストの発生を防止す
る対策として、半導体基板外周部に排気口を設けて強制
排気する方式の半導体基板洗浄装置が知られている。
る対策として、半導体基板外周部に排気口を設けて強制
排気する方式の半導体基板洗浄装置が知られている。
【０００６】以下に図３４を用いて、従来の半導体基板
洗浄装置の概要を説明する。
洗浄装置の概要を説明する。
【０００７】図３４は、従来の枚葉式の半導体基板洗浄
装置に半導体基板を載置したときの要部の概略見取図で
ある。図中、１は上下面が密閉され、ほぼ円筒状に形成
された半導体基板洗浄装置のチャンバーであり、その底
部ほぼ中央を貫通して、軸状の基板ホルダー２がチャン
バー１底面と気密に、かつ、回転摺動可能に載置されて
いる。その基板ホルダー２は、チャンバー１外部の一端
で図示しない回転機構に接続されており、高速で回転可
能となっている。また、その基板ホルダー２のチャンバ
ー１内部の他端には、基板固定冶具６が接続されてい
る。その基板固定冶具６には半導体基板２０がほぼ水平
に固定され、その半導体基板２０は基板ホルダー２の回
転によって回転可能になっている。また、半導体基板２
０表面上部にわずかに離間して、高圧水ジェットのノズ
ル４の先端４Ａが、高圧水ジェットを噴出可能に載置さ
れている。このノズル４は先端４Ａ近くをノズルフレー
ム５によって支持固定されている。
装置に半導体基板を載置したときの要部の概略見取図で
ある。図中、１は上下面が密閉され、ほぼ円筒状に形成
された半導体基板洗浄装置のチャンバーであり、その底
部ほぼ中央を貫通して、軸状の基板ホルダー２がチャン
バー１底面と気密に、かつ、回転摺動可能に載置されて
いる。その基板ホルダー２は、チャンバー１外部の一端
で図示しない回転機構に接続されており、高速で回転可
能となっている。また、その基板ホルダー２のチャンバ
ー１内部の他端には、基板固定冶具６が接続されてい
る。その基板固定冶具６には半導体基板２０がほぼ水平
に固定され、その半導体基板２０は基板ホルダー２の回
転によって回転可能になっている。また、半導体基板２
０表面上部にわずかに離間して、高圧水ジェットのノズ
ル４の先端４Ａが、高圧水ジェットを噴出可能に載置さ
れている。このノズル４は先端４Ａ近くをノズルフレー
ム５によって支持固定されている。
【０００８】一方、軸状のノズル支持アーム３が、チャ
ンバー１の上面周辺部近くで気密を保持した状態でチャ
ンバー上面を貫通して摺動可能に載置されており、その
上端にはチャンバー１外部で図示しない回転機構が接続
され、一定角度範囲で回転摺動可能となっている。ま
た、ノズル支持アーム３の下部はチャンバー１内でチャ
ンバー中心部方向に向かってＬ字状に形成され、そのＬ
字状に形成された端部に上記のノズルフレーム５が固定
されている。
ンバー１の上面周辺部近くで気密を保持した状態でチャ
ンバー上面を貫通して摺動可能に載置されており、その
上端にはチャンバー１外部で図示しない回転機構が接続
され、一定角度範囲で回転摺動可能となっている。ま
た、ノズル支持アーム３の下部はチャンバー１内でチャ
ンバー中心部方向に向かってＬ字状に形成され、そのＬ
字状に形成された端部に上記のノズルフレーム５が固定
されている。
【０００９】このような構成を取る事により、ノズル支
持アーム３を一定角度回転することにより、ノズルフレ
ーム５を半導体基板２０の直径方向全体に走査すること
ができ、さらに基板ホルダー２を回転させることで半導
体基板２０の全面をノズル先端４Ａと近接させることが
可能となる。
持アーム３を一定角度回転することにより、ノズルフレ
ーム５を半導体基板２０の直径方向全体に走査すること
ができ、さらに基板ホルダー２を回転させることで半導
体基板２０の全面をノズル先端４Ａと近接させることが
可能となる。
【００１０】また、ノズル４は高圧水の供給管を兼ねて
おり、細いステンレスチューブないしテフロンチューブ
等の柔軟な管で形成され、ノズル支持アーム３の回転に
十分追随可能な長さ的余裕を持って、チャンバー１の上
部からチャンバー１外部に気密を保持した状態で導出さ
れている。そのチャンバー１外部の一端は図示しない高
圧水供給部に接続され、高圧水が連続して供給可能とさ
れている。
おり、細いステンレスチューブないしテフロンチューブ
等の柔軟な管で形成され、ノズル支持アーム３の回転に
十分追随可能な長さ的余裕を持って、チャンバー１の上
部からチャンバー１外部に気密を保持した状態で導出さ
れている。そのチャンバー１外部の一端は図示しない高
圧水供給部に接続され、高圧水が連続して供給可能とさ
れている。
【００１１】また、チャンバー１の上面ほぼ中央にはガ
ス供給口１０が形成されており、窒素等の不活性ガスを
供給することができる。一方、チャンバー１の半導体基
板２０の載置部より下部に、外部の図示しない排気装置
に接続された排気口１１が形成されており、上記のガス
供給口１０から供給された不活性ガスを排気することが
できる。このような構成を取り、半導体基板２０表面に
高圧水を噴出して洗浄する際に不活性ガスを流すことに
より、不活性ガスとともに高圧水から発生するミストを
排気口１１に効率的に導くことができ、また、高圧水も
効果的に排水することができる。
ス供給口１０が形成されており、窒素等の不活性ガスを
供給することができる。一方、チャンバー１の半導体基
板２０の載置部より下部に、外部の図示しない排気装置
に接続された排気口１１が形成されており、上記のガス
供給口１０から供給された不活性ガスを排気することが
できる。このような構成を取り、半導体基板２０表面に
高圧水を噴出して洗浄する際に不活性ガスを流すことに
より、不活性ガスとともに高圧水から発生するミストを
排気口１１に効率的に導くことができ、また、高圧水も
効果的に排水することができる。
【００１２】次にこの装置を用いて半導体基板表面を洗
浄する方法について説明する。
浄する方法について説明する。
【００１３】上記した装置に、ノズル先端４Ａに近接し
て半導体基板２０を載置する（図３４）。
て半導体基板２０を載置する（図３４）。
【００１４】次に、基板ホルダー２、ノズル支持アーム
３をそれぞれ所望の角度で回転し、ガス供給口１０から
窒素ガスを供給し、排気口１１から、排気することによ
りチャンバー１内にガス流を作り、高圧水をノズル先端
４Ａから噴出させることにより半導体基板２０表面を洗
浄する。
３をそれぞれ所望の角度で回転し、ガス供給口１０から
窒素ガスを供給し、排気口１１から、排気することによ
りチャンバー１内にガス流を作り、高圧水をノズル先端
４Ａから噴出させることにより半導体基板２０表面を洗
浄する。
【００１５】ここで、高圧水に例えば１．６ＭＨｚ程度
の高周波を印加しておくことにより、高圧水の噴出時に
高周波が半導体基板２０表面に伝播し、その周波数に応
じて半導体基板２０表面に附着した微細なダストが振動
励起されて浮き上がり、高圧水によって除去される。こ
れにより、清浄な半導体基板２０表面がえられる。この
ときにチャンバー１内には多量のミストが発生するが、
チャンバー１内には上記のガス流が形成されているた
め、発生したミストはガス流とともに排気口１１に排出
される。
の高周波を印加しておくことにより、高圧水の噴出時に
高周波が半導体基板２０表面に伝播し、その周波数に応
じて半導体基板２０表面に附着した微細なダストが振動
励起されて浮き上がり、高圧水によって除去される。こ
れにより、清浄な半導体基板２０表面がえられる。この
ときにチャンバー１内には多量のミストが発生するが、
チャンバー１内には上記のガス流が形成されているた
め、発生したミストはガス流とともに排気口１１に排出
される。
【００１６】この後、高圧水の供給を止め、基板ホルダ
ー２の回転のみを行うことによりスピン乾燥により半導
体基板２０を乾燥させることができる。
ー２の回転のみを行うことによりスピン乾燥により半導
体基板２０を乾燥させることができる。
【００１７】つぎに、従来の洗浄方法について述べる。
６４ＭＤＲＡＭ以降、デバイスプロセスに平坦化プロセ
スのために多用されるようになったChemical Mechanica
l Polishing（ＣＭＰ）装置によって行われる洗浄方法
は、Ｄｒｙ in/outのコンセプト（半導体基板をドライ
状態でＣＭＰ装置内に搬入し、平坦化工程・洗浄工程終
了後、ドライ状態でＣＭＰ装置から搬出する）にもとづ
いて平坦化（研磨）工程と洗浄工程とから構成されてい
る。
６４ＭＤＲＡＭ以降、デバイスプロセスに平坦化プロセ
スのために多用されるようになったChemical Mechanica
l Polishing（ＣＭＰ）装置によって行われる洗浄方法
は、Ｄｒｙ in/outのコンセプト（半導体基板をドライ
状態でＣＭＰ装置内に搬入し、平坦化工程・洗浄工程終
了後、ドライ状態でＣＭＰ装置から搬出する）にもとづ
いて平坦化（研磨）工程と洗浄工程とから構成されてい
る。
【００１８】ＣＭＰの主目的であるウエハーの平坦化工
程では、スラリと呼ばれる研磨粒子と化学薬品が用いら
れており、研磨粒子はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、シリカ
（ＳｉＯ2 ）、セリア（ＣｅＯ2 ）などが使われてい
る。ＣＭＰの対象となる膜としては、酸化膜、ポリシリ
コン膜、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、
銅（Ｃｕ）などがある。洗浄工程はその平坦化工程で用
いた研磨粒子を除去することが主目的である。
程では、スラリと呼ばれる研磨粒子と化学薬品が用いら
れており、研磨粒子はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、シリカ
（ＳｉＯ2 ）、セリア（ＣｅＯ2 ）などが使われてい
る。ＣＭＰの対象となる膜としては、酸化膜、ポリシリ
コン膜、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、
銅（Ｃｕ）などがある。洗浄工程はその平坦化工程で用
いた研磨粒子を除去することが主目的である。
【００１９】本件発明者はＣＭＰ後のウエハー表面に残
留した研磨粒子を効果的に除去するＣＭＰポストクリー
ニングの方法も検討した。なお、本明細書で述べるＣＭ
Ｐポストクリーニングとは、平坦化工程が終了し、濡れ
たままのウエハーをスピンドライ乾燥させるまでに行う
洗浄のことを指しており、具体的にはロールスポンジ洗
浄（Ｒ／Ｓ）やペンシルスポンジ洗浄（Ｐｅｎ）、超音
波洗浄（ＭＪ）、キャビティション・ジェット洗浄（Ca
vitation jet：ＣＪ）などがある。現在のＣＭＰポスト
クリーニング方法としては、Ｒ／Ｓ洗浄とＰｅｎ洗浄を
連続して行う二段洗浄や、Ｒ／Ｓ洗浄、Ｐｅｎ洗浄、Ｍ
Ｊ洗浄を連続して行う三段洗浄が主流となっている。
留した研磨粒子を効果的に除去するＣＭＰポストクリー
ニングの方法も検討した。なお、本明細書で述べるＣＭ
Ｐポストクリーニングとは、平坦化工程が終了し、濡れ
たままのウエハーをスピンドライ乾燥させるまでに行う
洗浄のことを指しており、具体的にはロールスポンジ洗
浄（Ｒ／Ｓ）やペンシルスポンジ洗浄（Ｐｅｎ）、超音
波洗浄（ＭＪ）、キャビティション・ジェット洗浄（Ca
vitation jet：ＣＪ）などがある。現在のＣＭＰポスト
クリーニング方法としては、Ｒ／Ｓ洗浄とＰｅｎ洗浄を
連続して行う二段洗浄や、Ｒ／Ｓ洗浄、Ｐｅｎ洗浄、Ｍ
Ｊ洗浄を連続して行う三段洗浄が主流となっている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】まずはじめに、上述の
従来の半導体基板洗浄装置の問題点を述べる。即ち、 （１）ノズル先端４Ａから噴出した高圧水は半導体基板
２０表面で多量のミストを発生し、その大半は排気口１
１より排出されるが、チャンバー１内に浮遊するものも
多く、それらの浮遊ミストが再度半導体基板２０表面に
附着する。それらのミストには気相中のダストが吸着し
て含まれている場合があり、附着後にミストの水分が蒸
発すると、半導体基板２０表面にダストが残留して固着
してしまい、除去が困難になる。また、ダストが含まれ
ていないミストが半導体基板２０表面に吸着し、水分が
蒸発した場合でも、いわゆるウォーターマークとしてミ
ストの痕跡が残存する場合がある。
従来の半導体基板洗浄装置の問題点を述べる。即ち、 （１）ノズル先端４Ａから噴出した高圧水は半導体基板
２０表面で多量のミストを発生し、その大半は排気口１
１より排出されるが、チャンバー１内に浮遊するものも
多く、それらの浮遊ミストが再度半導体基板２０表面に
附着する。それらのミストには気相中のダストが吸着し
て含まれている場合があり、附着後にミストの水分が蒸
発すると、半導体基板２０表面にダストが残留して固着
してしまい、除去が困難になる。また、ダストが含まれ
ていないミストが半導体基板２０表面に吸着し、水分が
蒸発した場合でも、いわゆるウォーターマークとしてミ
ストの痕跡が残存する場合がある。
【００２１】（２）上記のようにミストの一部がチャン
バー内に浮遊しているため、それがチャンバー内壁に附
着することが多い。この内壁は通常塩ビ等の樹脂製であ
るが、半導体基板の洗浄に酸、アルカリを含有する洗浄
液を用いると、チャンバー内壁で酸（例えば塩酸）とア
ルカリ（例えばアンモニア水溶液）が反応して塩化アン
モニウムなどの塩が形成され、壁面に附着してパーティ
クル源となる恐れがある。これらの洗浄液は純水よりも
強力な洗浄力を有するが、上記の問題のためこれらは使
用できない。
バー内に浮遊しているため、それがチャンバー内壁に附
着することが多い。この内壁は通常塩ビ等の樹脂製であ
るが、半導体基板の洗浄に酸、アルカリを含有する洗浄
液を用いると、チャンバー内壁で酸（例えば塩酸）とア
ルカリ（例えばアンモニア水溶液）が反応して塩化アン
モニウムなどの塩が形成され、壁面に附着してパーティ
クル源となる恐れがある。これらの洗浄液は純水よりも
強力な洗浄力を有するが、上記の問題のためこれらは使
用できない。
【００２２】上記の問題を解決する方法として、例え
ば： ａ）半導体基板２０の外周端部にガードリング型のカッ
プを載置して、特にミスト発生の多い半導体基板外周端
部からの発生ミストが舞い上がらないようにする方法。 ｂ）半導体基板上にその半導体基板とほぼ同形状の円盤
を用意し、その円盤の中心から薬液を入れ、円盤とウェ
ハー間を薬液で満たして洗浄することで、ミスト発生を
抑える方法、などが提案されている。しかしながら、上
記のａ）では、ウェハーの周辺からのミストは防止でき
るが、ウェハー上で発生するミストに対しては全く効果
が無い。また、ｂ）ではミストの発生自体を抑制できる
が、超音波を印加するという、ウォータージェットとし
ての本来の効果が得られないなどの問題がある。
ば： ａ）半導体基板２０の外周端部にガードリング型のカッ
プを載置して、特にミスト発生の多い半導体基板外周端
部からの発生ミストが舞い上がらないようにする方法。 ｂ）半導体基板上にその半導体基板とほぼ同形状の円盤
を用意し、その円盤の中心から薬液を入れ、円盤とウェ
ハー間を薬液で満たして洗浄することで、ミスト発生を
抑える方法、などが提案されている。しかしながら、上
記のａ）では、ウェハーの周辺からのミストは防止でき
るが、ウェハー上で発生するミストに対しては全く効果
が無い。また、ｂ）ではミストの発生自体を抑制できる
が、超音波を印加するという、ウォータージェットとし
ての本来の効果が得られないなどの問題がある。
【００２３】つぎに、従来の洗浄方法についての問題に
ついて述べる。図３５は、ＣＭＰの平坦化工程後に、研
磨されたウエハー表面に研磨粒子が残留する様子を示
す。図３５（Ａ）はデッシング、図３５（Ｂ）はスクラ
ッチ、図３５（Ｃ）は合わせマーカの断面であり、６１
は残留する研磨粒子、６２はウエハー表面上に形成され
た膜のうち凹部に残存する部分、６３はウエハーであ
る。研磨されたウエハー表面にはパターンの形状、ＣＭ
Ｐ条件によっては上記のデッシングやスクラッチなどの
窪みが生じ、そこに研磨粒子が陥没する。また、これら
以外の顕著な窪みの例として、Ｗ−ＣＭＰではPフォト
リソグラフィ工程に用いる合わせマーク（図３５
（Ｃ））の窪みに研磨粒子が詰まるなどの問題があり、
これらの残留粒子を除去する必要がある。
ついて述べる。図３５は、ＣＭＰの平坦化工程後に、研
磨されたウエハー表面に研磨粒子が残留する様子を示
す。図３５（Ａ）はデッシング、図３５（Ｂ）はスクラ
ッチ、図３５（Ｃ）は合わせマーカの断面であり、６１
は残留する研磨粒子、６２はウエハー表面上に形成され
た膜のうち凹部に残存する部分、６３はウエハーであ
る。研磨されたウエハー表面にはパターンの形状、ＣＭ
Ｐ条件によっては上記のデッシングやスクラッチなどの
窪みが生じ、そこに研磨粒子が陥没する。また、これら
以外の顕著な窪みの例として、Ｗ−ＣＭＰではPフォト
リソグラフィ工程に用いる合わせマーク（図３５
（Ｃ））の窪みに研磨粒子が詰まるなどの問題があり、
これらの残留粒子を除去する必要がある。
【００２４】これら残留粒子を除去する方法には、物理
的な力で粒子を除去するものと、化学的な力で粒子を除
去するものがあり、物理的な力で粒子を除去する方法に
は、接触によるものと非接触によるものがある。
的な力で粒子を除去するものと、化学的な力で粒子を除
去するものがあり、物理的な力で粒子を除去する方法に
は、接触によるものと非接触によるものがある。
【００２５】物理的な力で粒子を除去する方法の中で
も、接触洗浄（例えば、Ｒ／Ｓ＋Ｐｅｎの二段洗浄）で
は窪みの中に陥没した研磨粒子に直接接触できないた
め、上記のようなデッシング、スクラッチ、合わせマー
クの内部に残留する研磨粒子を除去することが非常に困
難である。
も、接触洗浄（例えば、Ｒ／Ｓ＋Ｐｅｎの二段洗浄）で
は窪みの中に陥没した研磨粒子に直接接触できないた
め、上記のようなデッシング、スクラッチ、合わせマー
クの内部に残留する研磨粒子を除去することが非常に困
難である。
【００２６】また、ＭＪやＣＪなどの非接触型の物理洗
浄を行うことによって粒子を除去する検討がなされてい
るが、ＭＪ洗浄においては超音波の周波数、出力等のハ
ード条件と粒子除去率の関係が、洗浄に用いる超純水の
溶存ガス濃度で変化するなどの問題があり、ＭＪ洗浄を
使いこなしていない。一方、ＣＪ洗浄では、高圧水の吹
き出しおよびウエハーへの垂直照射によって洗浄薬液ミ
ストが発生し、乾燥時にウォーターマークの逆汚染を引
き起こす等の問題がある。
浄を行うことによって粒子を除去する検討がなされてい
るが、ＭＪ洗浄においては超音波の周波数、出力等のハ
ード条件と粒子除去率の関係が、洗浄に用いる超純水の
溶存ガス濃度で変化するなどの問題があり、ＭＪ洗浄を
使いこなしていない。一方、ＣＪ洗浄では、高圧水の吹
き出しおよびウエハーへの垂直照射によって洗浄薬液ミ
ストが発生し、乾燥時にウォーターマークの逆汚染を引
き起こす等の問題がある。
【００２７】また、一般的にＭＪやＣＪなどの非接触型
の物理洗浄評価には窪みの無い平面のウエハー上に吸着
した粒子を用いた洗浄能力評価が主であり、規格化され
た窪み（凹部）中に存在する粒子の除去と言う意味では
殆ど検討がなされていない。
の物理洗浄評価には窪みの無い平面のウエハー上に吸着
した粒子を用いた洗浄能力評価が主であり、規格化され
た窪み（凹部）中に存在する粒子の除去と言う意味では
殆ど検討がなされていない。
【００２８】本発明は、従来の接触洗浄（Ｐｅｎ）と非
接触洗浄（ＣＪ）の両方の利点を有する、新しい洗浄方
法（キャビジェット複合ペン洗浄方法、以下「Ｃａｖｉ
ｐｅｎ洗浄方法」）を開発して、平面部と窪み部を同時
に洗浄できるＣＭＰポストクリーニング方法を提供す
る。
接触洗浄（ＣＪ）の両方の利点を有する、新しい洗浄方
法（キャビジェット複合ペン洗浄方法、以下「Ｃａｖｉ
ｐｅｎ洗浄方法」）を開発して、平面部と窪み部を同時
に洗浄できるＣＭＰポストクリーニング方法を提供す
る。
【００２９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る半導体基板の洗浄方法は、半導体基板
洗浄装置の基板ホルダー部に半導体基板を載置する工程
と、前記半導体基板を回転させる工程と、前記回転して
いる半導体基板の被洗浄面に向けて高圧洗浄液を噴出し
つつ、高周波を印加する工程と、を含むことを特徴とす
る。
め、本発明に係る半導体基板の洗浄方法は、半導体基板
洗浄装置の基板ホルダー部に半導体基板を載置する工程
と、前記半導体基板を回転させる工程と、前記回転して
いる半導体基板の被洗浄面に向けて高圧洗浄液を噴出し
つつ、高周波を印加する工程と、を含むことを特徴とす
る。
【００３０】上記方法において、前記印加される高周波
は、少なくとも４００ｋＨｚの高周波を含むことが望ま
しく、また、８００ｋＨｚ以下の周波数帯において連続
する周波数成分を有することも望ましい。このように構
成することにより、付着する粒子径が多様な場合にもこ
れら粒子を有効に排除することが可能となる。
は、少なくとも４００ｋＨｚの高周波を含むことが望ま
しく、また、８００ｋＨｚ以下の周波数帯において連続
する周波数成分を有することも望ましい。このように構
成することにより、付着する粒子径が多様な場合にもこ
れら粒子を有効に排除することが可能となる。
【００３１】また、上記方法において、前記高圧洗浄液
は、前記半導体基板上に移動可能に設けられた洗浄液ノ
ズルから前記被洗浄面に向けて噴出され、かつ前記洗浄
液ノズルの内径は０．３ｍｍ以上とし、前記被洗浄面か
ら前記洗浄液ノズル先端までの間隔（高圧水吹き出し位
置）は、７ｍｍ以上とすることが望ましい。また、基板
回転数は１０ｒｐｍ以上の回転速度、好ましくは１００
０ｒｐｍ以上の回転速度とすることが望ましい。さら
に、前記高圧洗浄液に印加される圧力は３０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２以上とすることが望ましい。このように構成するこ
とにより、高周波を発生するためのキャビティーが効率
的に形成され洗浄効果を高めることができる。
は、前記半導体基板上に移動可能に設けられた洗浄液ノ
ズルから前記被洗浄面に向けて噴出され、かつ前記洗浄
液ノズルの内径は０．３ｍｍ以上とし、前記被洗浄面か
ら前記洗浄液ノズル先端までの間隔（高圧水吹き出し位
置）は、７ｍｍ以上とすることが望ましい。また、基板
回転数は１０ｒｐｍ以上の回転速度、好ましくは１００
０ｒｐｍ以上の回転速度とすることが望ましい。さら
に、前記高圧洗浄液に印加される圧力は３０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２以上とすることが望ましい。このように構成するこ
とにより、高周波を発生するためのキャビティーが効率
的に形成され洗浄効果を高めることができる。
【００３２】また、前記連続する周波数成分を有する高
周波は、開口端と該開口端に連接する中空部を有するペ
ンシルスポンジと、該中空部にノズル先端が突出するよ
うに設けられた洗浄ノズルとからなる、一つの高周波発
生装置によって発生されても良い。このようにすること
により、複数の高周波発生装置を設けなくとも、多様な
周波数成分を有する高周波を同時に被洗浄面に印加する
ことが可能となる。
周波は、開口端と該開口端に連接する中空部を有するペ
ンシルスポンジと、該中空部にノズル先端が突出するよ
うに設けられた洗浄ノズルとからなる、一つの高周波発
生装置によって発生されても良い。このようにすること
により、複数の高周波発生装置を設けなくとも、多様な
周波数成分を有する高周波を同時に被洗浄面に印加する
ことが可能となる。
【００３３】また、前記洗浄方法において、前記被洗浄
面の電位と該被洗浄面に付着する粒子のゼータ電位（固
体と液体の界面を横切るように存在する電気的ポテンシ
ャル：界面動電位）が同種の電位となるように、洗浄液
のｐＨを選択することが望ましい。また、洗浄液のｐH
を選択するだけでなく、界面活性剤（カチオン系、アニ
オン系）を用いてこれらのゼータ電位を制御しても良
い。このように構成することにより、前記被洗浄面と該
被洗浄面に付着する粒子のゼータ電位差による斥力によ
って、粒子を被洗浄面から離間させ、あるいは再付着す
ることを防止でき、その結果、洗浄効果を高めることが
可能となる。
面の電位と該被洗浄面に付着する粒子のゼータ電位（固
体と液体の界面を横切るように存在する電気的ポテンシ
ャル：界面動電位）が同種の電位となるように、洗浄液
のｐＨを選択することが望ましい。また、洗浄液のｐH
を選択するだけでなく、界面活性剤（カチオン系、アニ
オン系）を用いてこれらのゼータ電位を制御しても良
い。このように構成することにより、前記被洗浄面と該
被洗浄面に付着する粒子のゼータ電位差による斥力によ
って、粒子を被洗浄面から離間させ、あるいは再付着す
ることを防止でき、その結果、洗浄効果を高めることが
可能となる。
【００３４】また、上記の課題を解決するため、本発明
に係る基板洗浄装置では、基板を固定すべき基板ホルダ
ーと、前記基板ホルダーに基板が固定されたときにその
基板の一表面と対向した噴出口を有する高圧水噴出機構
と、前記基板ホルダー及び前記高圧水噴出機構を内蔵し
たチャンバーと、前記チャンバーに接続されたガス供給
口と、前記チャンバーに接続された排気口とを有する基
板洗浄装置であって、前記高圧水噴出機構が高圧水噴出
部と高圧水飛散防止部とからなる事を特徴とする。
に係る基板洗浄装置では、基板を固定すべき基板ホルダ
ーと、前記基板ホルダーに基板が固定されたときにその
基板の一表面と対向した噴出口を有する高圧水噴出機構
と、前記基板ホルダー及び前記高圧水噴出機構を内蔵し
たチャンバーと、前記チャンバーに接続されたガス供給
口と、前記チャンバーに接続された排気口とを有する基
板洗浄装置であって、前記高圧水噴出機構が高圧水噴出
部と高圧水飛散防止部とからなる事を特徴とする。
【００３５】ここで、前記ガス供給口は、排水口を兼ね
ていることが望ましい。
ていることが望ましい。
【００３６】また、前記高圧水噴出部が高圧水供給ノズ
ル先端であり、前記高圧水飛散防止部が前記高圧水供給
ノズル周囲に設けられた覆いであることが望ましい。
ル先端であり、前記高圧水飛散防止部が前記高圧水供給
ノズル周囲に設けられた覆いであることが望ましい。
【００３７】また、前記覆いが前記高圧水供給ノズル先
端に接して形成され、前記高圧水供給ノズル先端下部に
空洞を有する中空円筒型のスポンジであることが望まし
い。
端に接して形成され、前記高圧水供給ノズル先端下部に
空洞を有する中空円筒型のスポンジであることが望まし
い。
【００３８】また、本発明に係る基板洗浄装置では、基
板を固定すべき基板ホルダーと、前記基板ホルダーに基
板が固定されたときにその基板の一表面と対向した噴出
口を有する高圧水噴出機構と、前記基板ホルダー及び前
記高圧水噴出機構を内蔵したチャンバーと、前記チャン
バーに接続されたガス供給口と、前記チャンバーに接続
された排気口とを有する基板洗浄装置であって、前記基
板の他表面にリンス水を供給するリンス水供給管を更に
有することを特徴とする。
板を固定すべき基板ホルダーと、前記基板ホルダーに基
板が固定されたときにその基板の一表面と対向した噴出
口を有する高圧水噴出機構と、前記基板ホルダー及び前
記高圧水噴出機構を内蔵したチャンバーと、前記チャン
バーに接続されたガス供給口と、前記チャンバーに接続
された排気口とを有する基板洗浄装置であって、前記基
板の他表面にリンス水を供給するリンス水供給管を更に
有することを特徴とする。
【００３９】また、本発明に係る基板洗浄装置では、基
板を固定すべき基板ホルダーと、前記基板ホルダーに基
板が固定されたときにその基板の一表面と対向した噴出
口を有する高圧水噴出機構と、前記基板ホルダー及び前
記高圧水噴出機構を内蔵したチャンバーと、前記チャン
バーに接続されたガス供給口と、前記チャンバーに接続
された排気口とを有する基板洗浄装置であって、前記チ
ャンバー内に液体を収納保持可能な洗浄槽が内蔵されて
おり、その洗浄槽に前記高圧水噴出機構と前記基板ホル
ダーとが収納可能であることを特徴とする。
板を固定すべき基板ホルダーと、前記基板ホルダーに基
板が固定されたときにその基板の一表面と対向した噴出
口を有する高圧水噴出機構と、前記基板ホルダー及び前
記高圧水噴出機構を内蔵したチャンバーと、前記チャン
バーに接続されたガス供給口と、前記チャンバーに接続
された排気口とを有する基板洗浄装置であって、前記チ
ャンバー内に液体を収納保持可能な洗浄槽が内蔵されて
おり、その洗浄槽に前記高圧水噴出機構と前記基板ホル
ダーとが収納可能であることを特徴とする。
【００４０】また、前記の各基板洗浄装置で、前記高圧
水噴出機構は、それより噴出される高圧水にほぼその噴
出方向に３００ＫＨｚないし３ＭＨｚの高周波を印加可
能な高周波発振器が内蔵されたものであることが望まし
い。
水噴出機構は、それより噴出される高圧水にほぼその噴
出方向に３００ＫＨｚないし３ＭＨｚの高周波を印加可
能な高周波発振器が内蔵されたものであることが望まし
い。
【００４１】また、本発明に係る半導体基板の洗浄方法
では、基板洗浄装置の基板ホルダー部に半導体基板を載
置する工程、前記基板ホルダーを前記基板洗浄装置内の
洗浄槽に収納する工程、前記基板洗浄槽に洗浄液を充填
し前記半導体基板を洗浄液中に浸させる工程、前記洗浄
槽中で前記半導体基板の一面に高圧水を噴出する工程、
を含むことを特徴とする。
では、基板洗浄装置の基板ホルダー部に半導体基板を載
置する工程、前記基板ホルダーを前記基板洗浄装置内の
洗浄槽に収納する工程、前記基板洗浄槽に洗浄液を充填
し前記半導体基板を洗浄液中に浸させる工程、前記洗浄
槽中で前記半導体基板の一面に高圧水を噴出する工程、
を含むことを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明の実施
の形態（以下実施形態と略記する）について詳細に説明
する。
の形態（以下実施形態と略記する）について詳細に説明
する。
【００４３】（第一の実施形態）以下に図１を参照し
て、本発明の第一の実施形態にかかる半導体基板洗浄装
置を詳細に説明する。
て、本発明の第一の実施形態にかかる半導体基板洗浄装
置を詳細に説明する。
【００４４】図１は、本発明の第一の実施形態に係る枚
葉式の半導体基板洗浄装置に半導体基板を載置したとき
の要部の概略見取図である。図中、１は上下面が密閉さ
れ、ほぼ円筒状に形成された塩ビ製の半導体基板洗浄装
置のチャンバーであり、その底部ほぼ中央を貫通して、
軸状の塩ビ製の基板ホルダー２がチャンバー１底面と気
密に、かつ、回転摺動可能に載置されている。その基板
ホルダー２は、チャンバー１外部の一端で図示しない回
転機構に接続されており、高速で回転可能となってい
る。また、その基板ホルダー２のチャンバー１内部の他
端には、基板ホルダー２下部からの操作により半導体基
板を着脱可能に形成された基板固定冶具６が接続されて
いる。その基板固定冶具６には半導体基板２０が表面
（デバイス形成面）を上にしてほぼ水平に固定され、そ
の半導体基板２０は基板ホルダー２の回転によって回転
可能になっている。
葉式の半導体基板洗浄装置に半導体基板を載置したとき
の要部の概略見取図である。図中、１は上下面が密閉さ
れ、ほぼ円筒状に形成された塩ビ製の半導体基板洗浄装
置のチャンバーであり、その底部ほぼ中央を貫通して、
軸状の塩ビ製の基板ホルダー２がチャンバー１底面と気
密に、かつ、回転摺動可能に載置されている。その基板
ホルダー２は、チャンバー１外部の一端で図示しない回
転機構に接続されており、高速で回転可能となってい
る。また、その基板ホルダー２のチャンバー１内部の他
端には、基板ホルダー２下部からの操作により半導体基
板を着脱可能に形成された基板固定冶具６が接続されて
いる。その基板固定冶具６には半導体基板２０が表面
（デバイス形成面）を上にしてほぼ水平に固定され、そ
の半導体基板２０は基板ホルダー２の回転によって回転
可能になっている。
【００４５】この半導体基板２０は、チャンバー１側面
に接続された図示しないロードロックチャンバーから搬
入することにより、チャンバー１内の雰囲気を破らずに
搬入載置可能であり、また、搬出可能である。
に接続された図示しないロードロックチャンバーから搬
入することにより、チャンバー１内の雰囲気を破らずに
搬入載置可能であり、また、搬出可能である。
【００４６】また、半導体基板２０表面から上部にわず
かに離間して、細いステンレスチューブ、テフロンチュ
ーブないし窒化珪素からなるチューブで形成された高圧
水ジェットのノズル４の先端４Ａが、高圧水ジェットを
噴出可能に載置されている。このノズル４は先端４Ａ近
くを塩ビ製のノズルフレーム５によって支持固定されて
いる。更に、このノズルフレーム５の下部側周には、下
部中央部から突き出したノズル４を覆うようにテフロン
製で円錐状の傘型覆い５Ａが取り付けられており、ノズ
ル４から噴出した高圧水により発生するミストの飛散を
防止できるようになっている。
かに離間して、細いステンレスチューブ、テフロンチュ
ーブないし窒化珪素からなるチューブで形成された高圧
水ジェットのノズル４の先端４Ａが、高圧水ジェットを
噴出可能に載置されている。このノズル４は先端４Ａ近
くを塩ビ製のノズルフレーム５によって支持固定されて
いる。更に、このノズルフレーム５の下部側周には、下
部中央部から突き出したノズル４を覆うようにテフロン
製で円錐状の傘型覆い５Ａが取り付けられており、ノズ
ル４から噴出した高圧水により発生するミストの飛散を
防止できるようになっている。
【００４７】一方、塩ビコーティングされた軸状のノズ
ル支持アーム３が、チャンバー１の上面周辺部近くで気
密を保持した状態でチャンバー上面を貫通して摺動可能
に載置されており、その上端にはチャンバー１外部で図
示しない回転機構が接続され、一定角度範囲で回転摺動
可能となっている。また、ノズル支持アーム３の下部は
チャンバー１内でチャンバー中心部方向に向かってＬ字
状に形成され、そのＬ字状に形成された端部に上記のノ
ズルフレーム５が固定されている。
ル支持アーム３が、チャンバー１の上面周辺部近くで気
密を保持した状態でチャンバー上面を貫通して摺動可能
に載置されており、その上端にはチャンバー１外部で図
示しない回転機構が接続され、一定角度範囲で回転摺動
可能となっている。また、ノズル支持アーム３の下部は
チャンバー１内でチャンバー中心部方向に向かってＬ字
状に形成され、そのＬ字状に形成された端部に上記のノ
ズルフレーム５が固定されている。
【００４８】このような構成を取る事により、ノズルフ
レーム５はノズル支持アーム３に安定的に固定され、ま
た、ノズル支持アーム３を一定角度回転することによ
り、ノズルフレーム５を半導体基板２０の直径方向全体
に走査することができ、さらに基板ホルダー２を回転さ
せることで半導体基板２０の全面をノズル先端４Ａと近
接させることが可能となる。
レーム５はノズル支持アーム３に安定的に固定され、ま
た、ノズル支持アーム３を一定角度回転することによ
り、ノズルフレーム５を半導体基板２０の直径方向全体
に走査することができ、さらに基板ホルダー２を回転さ
せることで半導体基板２０の全面をノズル先端４Ａと近
接させることが可能となる。
【００４９】また、細いステンレスチューブ、テフロン
チューブまたは窒化珪素からなるチューブ等の管で形成
されたノズル４は高圧水の供給管を兼ねており、ノズル
支持アーム３の回転に十分追随可能な長さ的余裕を持っ
て、チャンバー１上部からチャンバー１外部に気密を保
持した状態で導出されている。そのチャンバー１外部の
一端は図示しない高圧水供給部に接続され、高圧水が連
続して供給可能とされている。
チューブまたは窒化珪素からなるチューブ等の管で形成
されたノズル４は高圧水の供給管を兼ねており、ノズル
支持アーム３の回転に十分追随可能な長さ的余裕を持っ
て、チャンバー１上部からチャンバー１外部に気密を保
持した状態で導出されている。そのチャンバー１外部の
一端は図示しない高圧水供給部に接続され、高圧水が連
続して供給可能とされている。
【００５０】また、チャンバー１の上面ほぼ中央にはガ
ス供給口１０が形成されており、窒素等の不活性ガスを
供給することができる。一方、チャンバー１の半導体基
板２０の載置部より下部に、外部に載置された図示しな
い排気装置に接続された排気口１１が形成されており、
上記のガス供給口１０から供給された不活性ガスを排気
することができる。このような構成を取り、半導体基板
２０表面に高圧水を噴出して洗浄する際に不活性ガスを
流すことにより、不活性ガスとともに高圧水から発生す
るミストを排気口１１に効率的に導くことができ、ま
た、高圧水も効果的に排水することができる。
ス供給口１０が形成されており、窒素等の不活性ガスを
供給することができる。一方、チャンバー１の半導体基
板２０の載置部より下部に、外部に載置された図示しな
い排気装置に接続された排気口１１が形成されており、
上記のガス供給口１０から供給された不活性ガスを排気
することができる。このような構成を取り、半導体基板
２０表面に高圧水を噴出して洗浄する際に不活性ガスを
流すことにより、不活性ガスとともに高圧水から発生す
るミストを排気口１１に効率的に導くことができ、ま
た、高圧水も効果的に排水することができる。
【００５１】次にこの装置を用いて半導体基板表面を洗
浄する方法について説明する。上記した装置のノズル先
端４Ａに近接した位置に、図示しないロードロックチャ
ンバーから半導体基板２０を導入して載置する（図
１）。次に、基板ホルダー２を例えば１００ないし１０
００ｒｐｍの回転数で、またノズル支持アーム３を１０
ないし５０ｍｍ／ｓｅｃ程度の摺動速度で動かし、ガス
供給口１０から窒素ガスを１０ｓｌｍ程度供給し、排気
口１１から、排気することによりガス流を作り、さらに
高圧水をノズル先端４Ａから例えば１ないし１０ｓｃｃ
ｍ程度噴出させることにより半導体基板２０表面を洗浄
する。
浄する方法について説明する。上記した装置のノズル先
端４Ａに近接した位置に、図示しないロードロックチャ
ンバーから半導体基板２０を導入して載置する（図
１）。次に、基板ホルダー２を例えば１００ないし１０
００ｒｐｍの回転数で、またノズル支持アーム３を１０
ないし５０ｍｍ／ｓｅｃ程度の摺動速度で動かし、ガス
供給口１０から窒素ガスを１０ｓｌｍ程度供給し、排気
口１１から、排気することによりガス流を作り、さらに
高圧水をノズル先端４Ａから例えば１ないし１０ｓｃｃ
ｍ程度噴出させることにより半導体基板２０表面を洗浄
する。
【００５２】ここで、高圧水に１．６ＭＨｚ程度の高周
波を印加しておくことにより、高圧水の噴出時に高周波
が半導体基板２０表面に伝播し、その周波数に応じて半
導体基板２０表面に附着した微細なダストが振動励起さ
れて浮き上がり、高圧水によって除去される。これによ
り、清浄な半導体基板２０表面がえられる。
波を印加しておくことにより、高圧水の噴出時に高周波
が半導体基板２０表面に伝播し、その周波数に応じて半
導体基板２０表面に附着した微細なダストが振動励起さ
れて浮き上がり、高圧水によって除去される。これによ
り、清浄な半導体基板２０表面がえられる。
【００５３】ところで、この高圧水噴出時にノズル先端
４Ａから高圧水がジェット水流となって噴出し、半導体
基板２０に照射されて反射され、大量の水蒸気ミストが
発生する。
４Ａから高圧水がジェット水流となって噴出し、半導体
基板２０に照射されて反射され、大量の水蒸気ミストが
発生する。
【００５４】本実施形態では、この水蒸気ミストは傘型
覆い５Ａ内側のテフロンの疎水性表面にぶつかり、エネ
ルギーを失ってそのまま水滴を形成し、半導体基板２０
表面に落ちる。従って、水蒸気ミストの状態で半導体基
板２０表面に附着することがない。
覆い５Ａ内側のテフロンの疎水性表面にぶつかり、エネ
ルギーを失ってそのまま水滴を形成し、半導体基板２０
表面に落ちる。従って、水蒸気ミストの状態で半導体基
板２０表面に附着することがない。
【００５５】図２に、傘型覆い５Ａ近傍の拡大見取図を
示す。ここで、Ａは傘型覆い５Ａの下端部から半導体基
板２０表面までの距離、Ｂは傘型覆い５Ａ下端部の開口
長、Ｃはノズル先端４Ａから半導体基板２０表面までの
距離をそれぞれ示している。
示す。ここで、Ａは傘型覆い５Ａの下端部から半導体基
板２０表面までの距離、Ｂは傘型覆い５Ａ下端部の開口
長、Ｃはノズル先端４Ａから半導体基板２０表面までの
距離をそれぞれ示している。
【００５６】図３に傘型覆い５Ａの下端から半導体基板
２０表面までの距離Ａをノズル高さとし、そのノズル高
さを５ｍｍ及び１ｍｍとした場合の、半導体基板洗浄時
の高圧水の圧力（一次高圧水圧力）を横軸にとり、洗
浄、乾燥後の８インチ半導体基板上の附着ダスト数（ウ
ェハー当たりパーティクル数）を縦軸にとったときの関
係を示す。ここで、傘型覆い５Ａ下端部の開口長Ｂは１
００ｍｍ、また、ノズル先端４Ａから半導体基板２０表
面までの距離Ｃは１０ｍｍとした。
２０表面までの距離Ａをノズル高さとし、そのノズル高
さを５ｍｍ及び１ｍｍとした場合の、半導体基板洗浄時
の高圧水の圧力（一次高圧水圧力）を横軸にとり、洗
浄、乾燥後の８インチ半導体基板上の附着ダスト数（ウ
ェハー当たりパーティクル数）を縦軸にとったときの関
係を示す。ここで、傘型覆い５Ａ下端部の開口長Ｂは１
００ｍｍ、また、ノズル先端４Ａから半導体基板２０表
面までの距離Ｃは１０ｍｍとした。
【００５７】図３より、ノズル高さを１ｍｍに設定した
場合には、１００ｋｇｆ／ｃｍ２程度の高圧水であって
もウェハー当たりパーティクル数（ミストの逆吸着によ
る）は５個程度以下と低く抑えられるが、ノズル高さを
５ｍｍとした場合は５０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の高圧水で
もウェハー当たりパーティクル数は１０個程度とノズル
高さを１ｍｍに設定した場合と比較して多くなることが
判った。
場合には、１００ｋｇｆ／ｃｍ２程度の高圧水であって
もウェハー当たりパーティクル数（ミストの逆吸着によ
る）は５個程度以下と低く抑えられるが、ノズル高さを
５ｍｍとした場合は５０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の高圧水で
もウェハー当たりパーティクル数は１０個程度とノズル
高さを１ｍｍに設定した場合と比較して多くなることが
判った。
【００５８】次に、図４に傘型覆い５Ａ下端部の開口長
Ｂ（ノズル幅Ｂ）を２０ｍｍから１００ｍｍまで変化さ
せ、半導体基板２０に照射する高圧水の圧力を５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２、１００ｋｇｆ／ｃｍ２としたときの洗浄・
乾燥後のウェハー当たりパーティクル数の関係を示し
た。尚、ここで、ノズル高さＡは１ｍｍである。この図
から明らかなように、高圧水の圧力によって違いはある
が、ノズル幅８０ｍｍ以上であればウェハー当たりパー
ティクル数は安定して少ないものの、ノズル幅４０ｍｍ
以下になるとウェハー当たりパーティクル数は非常に多
くなることが判った。
Ｂ（ノズル幅Ｂ）を２０ｍｍから１００ｍｍまで変化さ
せ、半導体基板２０に照射する高圧水の圧力を５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２、１００ｋｇｆ／ｃｍ２としたときの洗浄・
乾燥後のウェハー当たりパーティクル数の関係を示し
た。尚、ここで、ノズル高さＡは１ｍｍである。この図
から明らかなように、高圧水の圧力によって違いはある
が、ノズル幅８０ｍｍ以上であればウェハー当たりパー
ティクル数は安定して少ないものの、ノズル幅４０ｍｍ
以下になるとウェハー当たりパーティクル数は非常に多
くなることが判った。
【００５９】次に本実施形態の係る半導体基板洗浄装置
の変形例につき図面を用いて説明する。
の変形例につき図面を用いて説明する。
【００６０】図５は本実施形態の変形例の断面概略見取
図である。ここで、上述の第一の実施形態と同一部分に
は同一符号を付し説明を省略する。
図である。ここで、上述の第一の実施形態と同一部分に
は同一符号を付し説明を省略する。
【００６１】本変形例では、上述の第一の実施形態の傘
型覆い５Ａに変えて、テフロン製のスポンジ固定冶具５
Ｂがノズルフレーム下端に取り付けられている。そし
て、スポンジ固定冶具５Ｂ内部にはノズル先端４Ａの周
辺を取り囲むようにドーナッツ状に形成されたテフロン
製、またはポリビニル系樹脂製のペンシルスポンジ５Ｃ
がその底面が半導体基板２０表面に接するように固定さ
れている。
型覆い５Ａに変えて、テフロン製のスポンジ固定冶具５
Ｂがノズルフレーム下端に取り付けられている。そし
て、スポンジ固定冶具５Ｂ内部にはノズル先端４Ａの周
辺を取り囲むようにドーナッツ状に形成されたテフロン
製、またはポリビニル系樹脂製のペンシルスポンジ５Ｃ
がその底面が半導体基板２０表面に接するように固定さ
れている。
【００６２】上記の変形例による装置を用いて基板洗浄
を行えば、ペンシルスポンジ５Ｃを半導体基板２０表面
に接触させながら洗浄することにより、スポンジ固定冶
具５Ｂの外部にミストが飛散することは更に少ない。
を行えば、ペンシルスポンジ５Ｃを半導体基板２０表面
に接触させながら洗浄することにより、スポンジ固定冶
具５Ｂの外部にミストが飛散することは更に少ない。
【００６３】また、ペンシルスポンジ５Ｃを半導体基板
２０表面に接触させているため、スポンジ固定冶具５Ｂ
と半導体基板２０との間隔はペンシルスポンジ５Ｃが半
導体基板２０表面に接触する位置からスポンジ固定冶具
５Ｂが半導体基板２０に接触する直前まで許容され、許
容範囲が広い。
２０表面に接触させているため、スポンジ固定冶具５Ｂ
と半導体基板２０との間隔はペンシルスポンジ５Ｃが半
導体基板２０表面に接触する位置からスポンジ固定冶具
５Ｂが半導体基板２０に接触する直前まで許容され、許
容範囲が広い。
【００６４】ここでペンシルスポンジ５Ｃは、図２２に
示したノズル先端部の要部の断面図のように円筒型に形
成してもよい。尚、ここで図５と同一の部分については
同一の符号を付し説明を省略する。このような形態を取
る事により、ペンシルスポンジ５Ｃが半導体基板２０表
面と密接ないし、接触する面積が増加し、ペンシルスポ
ンジ５Ｃ先端と半導体基板２０表面との間に多少の空隙
が生じても、スポンジ固定冶具５Ｂの外部にミストが飛
散することは更に少ない。
示したノズル先端部の要部の断面図のように円筒型に形
成してもよい。尚、ここで図５と同一の部分については
同一の符号を付し説明を省略する。このような形態を取
る事により、ペンシルスポンジ５Ｃが半導体基板２０表
面と密接ないし、接触する面積が増加し、ペンシルスポ
ンジ５Ｃ先端と半導体基板２０表面との間に多少の空隙
が生じても、スポンジ固定冶具５Ｂの外部にミストが飛
散することは更に少ない。
【００６５】このような形状とすることで、スポンジ固
定冶具５Ｂの外部にミストが飛散する可能性を更に少な
くすることができる。
定冶具５Ｂの外部にミストが飛散する可能性を更に少な
くすることができる。
【００６６】また、ペンシルスポンジ５Ｃの材質はポリ
ビニル系樹脂に限ることはない。
ビニル系樹脂に限ることはない。
【００６７】（第二の実施形態）つぎに、本発明の第二
の実施形態に係る、例えば上記ペンシルスポンジ５Ｃを
用いた洗浄方法について詳細に説明する。
の実施形態に係る、例えば上記ペンシルスポンジ５Ｃを
用いた洗浄方法について詳細に説明する。
【００６８】本発明に係るＣａｖｉｐｅｎ洗浄方法を、
従来のＰｅｎによる洗浄方法、ＣＪによる洗浄方法、Ｍ
Ｊによる洗浄方法とを比較する実験、およびＣａｖｉｐ
ｅｎ洗浄方法に影響を与える各種パラメータをしらべる
実験を以下の要領で行った。
従来のＰｅｎによる洗浄方法、ＣＪによる洗浄方法、Ｍ
Ｊによる洗浄方法とを比較する実験、およびＣａｖｉｐ
ｅｎ洗浄方法に影響を与える各種パラメータをしらべる
実験を以下の要領で行った。
【００６９】１）実験装置 洗浄実験装置として、Ｒ／Ｓモジュールが２台、Ｐｅｎ
（Ｃａｖｉｐｅｎ共用）、ＭＪ、ＣＪの各モジュールを
各１台ずつもちいた。各モジュールは、基本的に図３４
に示すような基板洗浄装置と同様の構造であり、洗浄方
法の種類に応じてノズルの構造が異なる。
（Ｃａｖｉｐｅｎ共用）、ＭＪ、ＣＪの各モジュールを
各１台ずつもちいた。各モジュールは、基本的に図３４
に示すような基板洗浄装置と同様の構造であり、洗浄方
法の種類に応じてノズルの構造が異なる。
【００７０】これらモジュールに用いた、Ｐｅｎ、Ｃ
Ｊ、Ｃａｖｉｐｅｎ、ＭＪの各ノズルの概略断面図をそ
れぞれ図６（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。図６において、１
２はノズル治具、１３は柱状PVA製ペンシルスポンジ、
１４は低圧水ノズル、１５は高圧水ノズル、５Ｃは中空
部を有するPVA製ペンシルスポンジ、１６は該ペンシル
スポンジの中空部、１７は高周波生成用振動子、１８は
テフロン製ノズル先端部である。
Ｊ、Ｃａｖｉｐｅｎ、ＭＪの各ノズルの概略断面図をそ
れぞれ図６（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。図６において、１
２はノズル治具、１３は柱状PVA製ペンシルスポンジ、
１４は低圧水ノズル、１５は高圧水ノズル、５Ｃは中空
部を有するPVA製ペンシルスポンジ、１６は該ペンシル
スポンジの中空部、１７は高周波生成用振動子、１８は
テフロン製ノズル先端部である。
【００７１】Ｐｅｎにおいては、ペンシルスポンジ１３
を回転させながら洗浄面上を走査することによって、接
触洗浄を行う。
を回転させながら洗浄面上を走査することによって、接
触洗浄を行う。
【００７２】ＣＪにおいては、高圧水ノズル１５に高圧
水（１０〜１１０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が供給され、低圧水
ノズル１４には低圧水（１〜２ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が同時
に供給され、洗浄面に向けて射出される。射出された高
圧水と低圧水の界面で多数のキャビティー（Ｃａｖｉｔ
ｙ：空洞）が形成される。 ＣａｖｉｐｅｎではＰｅｎ
に用いるPVA製スポンジに、内径５〜８ｍｍの中空部１
６を有するスポンジをペンシルスポンジ５Ｃを用いてい
る。その中に、高圧水を出す（高圧水）ノズル４だけが
取り付けてある。ペンシルスポンジ５Ｃの中空部１６内
に溜まる薬液中に高圧水が吹き出されることでキャビテ
ィーが発生する。
水（１０〜１１０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が供給され、低圧水
ノズル１４には低圧水（１〜２ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が同時
に供給され、洗浄面に向けて射出される。射出された高
圧水と低圧水の界面で多数のキャビティー（Ｃａｖｉｔ
ｙ：空洞）が形成される。 ＣａｖｉｐｅｎではＰｅｎ
に用いるPVA製スポンジに、内径５〜８ｍｍの中空部１
６を有するスポンジをペンシルスポンジ５Ｃを用いてい
る。その中に、高圧水を出す（高圧水）ノズル４だけが
取り付けてある。ペンシルスポンジ５Ｃの中空部１６内
に溜まる薬液中に高圧水が吹き出されることでキャビテ
ィーが発生する。
【００７３】なお、高圧水を吹き出す高圧水ノズル１５
およびノズル４にはパラメーターとして、ノズル径（Ｄ
＝０．３，０．４ｍｍ）、ウエハーからの高さ（Ｌ＝
３，５，７，９，１１ｍｍ）がある。
およびノズル４にはパラメーターとして、ノズル径（Ｄ
＝０．３，０．４ｍｍ）、ウエハーからの高さ（Ｌ＝
３，５，７，９，１１ｍｍ）がある。
【００７４】ＭＪにおいては、周波数２００ｋＨｚ，４
００ｋＨｚ，７００ｋＨｚ，１ＭＨｚ，１．５ＭＨｚを
用いた。
００ｋＨｚ，７００ｋＨｚ，１ＭＨｚ，１．５ＭＨｚを
用いた。
【００７５】２）試料：ウエハー（半導体基板）は８イ
ンチベアーＳｉウエハーを平面ウエハーとしてリファレ
ンス（比較用基準）に用いた。該ウエハーには、８イン
チＳｉウエハーにＲＩＥでＬ／Ｓの溝を形成したものを
用いた（以下「凹形状ウエハー」という）。トレンチ深
さは５０００Åで最小Ｌ／Ｓは１μｍ／３μｍである。
その凹形状ＳｉウエハーにＬＰ−ＣＶＤでＴＥＯＳ，Ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮ膜をそれぞれ２００〜２０００Å
の厚さで成膜した。
ンチベアーＳｉウエハーを平面ウエハーとしてリファレ
ンス（比較用基準）に用いた。該ウエハーには、８イン
チＳｉウエハーにＲＩＥでＬ／Ｓの溝を形成したものを
用いた（以下「凹形状ウエハー」という）。トレンチ深
さは５０００Åで最小Ｌ／Ｓは１μｍ／３μｍである。
その凹形状ＳｉウエハーにＬＰ−ＣＶＤでＴＥＯＳ，Ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮ膜をそれぞれ２００〜２０００Å
の厚さで成膜した。
【００７６】粒子については洗浄評価に用いた粒子は高
純度アルミナ（平均粒径０．７ミクロン：アドマテック
ス社製）を超純水に撹拌させたものを標準粒子液として
用いた。
純度アルミナ（平均粒径０．７ミクロン：アドマテック
ス社製）を超純水に撹拌させたものを標準粒子液として
用いた。
【００７７】３）洗浄評価手順 評価装置はベアＳｉウエハーに対してはＳＰ１又はＳＦ
Ｓ６２００，凹形状ウエハーにはＡＩＴ−８０００（全
てＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を、それぞれパーティク
ルカウンタとして用いた。各ウエハーのイニシャルのパ
ーティクル（Ｄｅｆｅｃｔ）量を欠陥検査装置で測定し
た。その後、ウエハー上に粒子を塗布させるために、Ｒ
／Ｓモジュールにて１００ｒｐｍでウエハーを回転させ
たまま保持し、固定ノズルから超純水を照射してウエハ
ー表面を濡れ性に保った後、標準粒子液を約３ｃｃウエ
ハー表面のみに垂らし、純水ロールスクラブ洗浄を２０
秒行った。その後、ウエハーを乾燥させる場合にはＭＪ
モジュールにてスピン乾燥させた。これをドライサンプ
ルと呼ぶ。一方、ウエハーを乾燥させずに、ウエット状
態でウエハーに吸着している粒子の洗浄評価を行う場合
にはそのまま、各洗浄モジュールにウエハーを搬送させ
て、洗浄評価を行った。これをウエットサンプルと呼
ぶ。ドライサンプルは標準粒子の吸着初期値をＳＰ１，
ＳＦＳ６２００とＡＩＴで測定後、各洗浄モジュールで
洗浄評価を行った。ドライサンプル及びウエットサンプ
ルは各モジュールで洗浄後、ＳＰ１，ＳＦＳ６２００と
ＡＩＴで最終粒子残留値を計測した。また、洗浄評価に
用いた薬液は室温の希アンモニア水とし、主の洗浄条件
として水素イオン濃度（ｐＨ）を１０とした。また、希
釈効果（ｐＨ依存度）を調べる実験ではｐＨ７〜１０を
範囲に選んだ。
Ｓ６２００，凹形状ウエハーにはＡＩＴ−８０００（全
てＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を、それぞれパーティク
ルカウンタとして用いた。各ウエハーのイニシャルのパ
ーティクル（Ｄｅｆｅｃｔ）量を欠陥検査装置で測定し
た。その後、ウエハー上に粒子を塗布させるために、Ｒ
／Ｓモジュールにて１００ｒｐｍでウエハーを回転させ
たまま保持し、固定ノズルから超純水を照射してウエハ
ー表面を濡れ性に保った後、標準粒子液を約３ｃｃウエ
ハー表面のみに垂らし、純水ロールスクラブ洗浄を２０
秒行った。その後、ウエハーを乾燥させる場合にはＭＪ
モジュールにてスピン乾燥させた。これをドライサンプ
ルと呼ぶ。一方、ウエハーを乾燥させずに、ウエット状
態でウエハーに吸着している粒子の洗浄評価を行う場合
にはそのまま、各洗浄モジュールにウエハーを搬送させ
て、洗浄評価を行った。これをウエットサンプルと呼
ぶ。ドライサンプルは標準粒子の吸着初期値をＳＰ１，
ＳＦＳ６２００とＡＩＴで測定後、各洗浄モジュールで
洗浄評価を行った。ドライサンプル及びウエットサンプ
ルは各モジュールで洗浄後、ＳＰ１，ＳＦＳ６２００と
ＡＩＴで最終粒子残留値を計測した。また、洗浄評価に
用いた薬液は室温の希アンモニア水とし、主の洗浄条件
として水素イオン濃度（ｐＨ）を１０とした。また、希
釈効果（ｐＨ依存度）を調べる実験ではｐＨ７〜１０を
範囲に選んだ。
【００７８】４）周波数特性評価方法 Ｃａｖｉｐｅｎで発生するキャビティーの周波数特性評
価をＭＪ（１．５ＭＨｚ）をリファレンスとして行っ
た。ウエハーと同じ径のＳＵＳ製円盤に直径５ｍｍの穴
を開け、直径５ｍｍの音圧センサー（東陽テクニカ製）
を円盤裏面側から挿入し、円盤表面とセンサー表面を一
致させた。このセンサー直上にＭＪ、Ｃａｖｉｐｅｎを
設置し、洗浄条件にてノズルを揺動させずにセンサー上
に照射した。デジタルアナライザーにて周波数特性解析
を行った。
価をＭＪ（１．５ＭＨｚ）をリファレンスとして行っ
た。ウエハーと同じ径のＳＵＳ製円盤に直径５ｍｍの穴
を開け、直径５ｍｍの音圧センサー（東陽テクニカ製）
を円盤裏面側から挿入し、円盤表面とセンサー表面を一
致させた。このセンサー直上にＭＪ、Ｃａｖｉｐｅｎを
設置し、洗浄条件にてノズルを揺動させずにセンサー上
に照射した。デジタルアナライザーにて周波数特性解析
を行った。
【００７９】［実験結果］最初に、評価の基準となるＭ
Ｊパーティクル洗浄評価結果を示す。（周波数依存性評
価：全てドライサンプル） 図７は、ベアーＳｉウエハーでの異なる周波数を印加し
た場合の洗浄効果（除去率：％）を示す。洗浄条件はウ
エハー回転数１００ｒｐｍ、ノズルスキャン速度５ｍｍ
／ｓｅｃ、スキャン回数３回、ノズル照射角度４０〜４
５度とした。一般に粒子の洗浄効果は超音波の出力を増
加させると向上するため、単純に周波数のみの比較検討
を行うため、この除去評価に用いた各周波数の出力は各
周波数ピークの振幅電圧を２７０ｍＶとし、１．５ＭＨ
ｚのみを３７０ｍＶとした。この結果、０．２〜１０ミ
クロン程度までの凝集粒子を含んだ粒子全体において、
その洗浄効果に周波数依存性があるのが分かり、特に２
００〜７００ｋＨｚのような、数百ｋＨｚオーダーの周
波数がＭＨｚに比べて高い洗浄効果を示すことが分かっ
た。
Ｊパーティクル洗浄評価結果を示す。（周波数依存性評
価：全てドライサンプル） 図７は、ベアーＳｉウエハーでの異なる周波数を印加し
た場合の洗浄効果（除去率：％）を示す。洗浄条件はウ
エハー回転数１００ｒｐｍ、ノズルスキャン速度５ｍｍ
／ｓｅｃ、スキャン回数３回、ノズル照射角度４０〜４
５度とした。一般に粒子の洗浄効果は超音波の出力を増
加させると向上するため、単純に周波数のみの比較検討
を行うため、この除去評価に用いた各周波数の出力は各
周波数ピークの振幅電圧を２７０ｍＶとし、１．５ＭＨ
ｚのみを３７０ｍＶとした。この結果、０．２〜１０ミ
クロン程度までの凝集粒子を含んだ粒子全体において、
その洗浄効果に周波数依存性があるのが分かり、特に２
００〜７００ｋＨｚのような、数百ｋＨｚオーダーの周
波数がＭＨｚに比べて高い洗浄効果を示すことが分かっ
た。
【００８０】また、図８に、ベアーＳｉウエハーでのウ
エハーセンター位置にノズルを固定した際の同一照射部
位（直径４０ｍｍの円）における２００，４００，５０
０，７００ｋＨｚでの洗浄時間依存性を示した（洗浄後
の残留粒子数／４０ｍｍの円）。各周波数共に照射時間
が増すと洗浄効果が上昇（残留アルミナ粒子数が減少）
する。
エハーセンター位置にノズルを固定した際の同一照射部
位（直径４０ｍｍの円）における２００，４００，５０
０，７００ｋＨｚでの洗浄時間依存性を示した（洗浄後
の残留粒子数／４０ｍｍの円）。各周波数共に照射時間
が増すと洗浄効果が上昇（残留アルミナ粒子数が減少）
する。
【００８１】しかしながら、同じ２０秒間照射で異なる
周波数を印加して洗浄した場合、それぞれの洗浄速度を
比較すると、４００〜７００ｋＨｚの周波数帯が顕著に
速いことも判明した。
周波数を印加して洗浄した場合、それぞれの洗浄速度を
比較すると、４００〜７００ｋＨｚの周波数帯が顕著に
速いことも判明した。
【００８２】次に、凹形状ウエハーに関する洗浄効果の
基準を示すものとして、表面の膜としてＳｉＮ膜を上述
のような凹形状ウエハー上に成膜した試料について、Ｍ
Ｊによる印加周波数を変えた場合のアルミナ粒子の洗浄
効果の変化を試験した。該試験結果による印加周波数と
除去率の関係を図９に示す。洗浄前後の粒子残存状況を
ＡＩＴ−８０００を用いて調べた結果、この凹形状ウエ
ハーでも、４００ｋＨｚ近傍が最も高い洗浄効果を有し
ていることが分かった。
基準を示すものとして、表面の膜としてＳｉＮ膜を上述
のような凹形状ウエハー上に成膜した試料について、Ｍ
Ｊによる印加周波数を変えた場合のアルミナ粒子の洗浄
効果の変化を試験した。該試験結果による印加周波数と
除去率の関係を図９に示す。洗浄前後の粒子残存状況を
ＡＩＴ−８０００を用いて調べた結果、この凹形状ウエ
ハーでも、４００ｋＨｚ近傍が最も高い洗浄効果を有し
ていることが分かった。
【００８３】一般に超音波を用いた粒子除去メカニズム
は、超音波の加速度エネルギー、直進流エネルギー、キ
ャビティーションによる空洞破壊時のエネルギーが関与
すると言われている。超音波の周波数と洗浄可能な粒子
サイズとの関係は、前述したように明瞭になっていない
が、経験的に２８ｋＨｚで３ミクロン程度以上のサイズ
の粒子を除去できると言う基準に対して、周波数の反比
例の関係になっていると言われている。つまり、除去能
力可能粒子サイズは： 除去能力可能粒子サイズ（ミクロン）＝３×28×10
3 （Hz）／使用周波数（f） という関係式で表される。この式によれば、５００ｋＨ
ｚで約０．１６ミクロン以上のサイズ、１ＭＨｚで約
０．０８ミクロン以上のサイズ粒子を除去可能となる。
従って、今回用いたような平均粒子径が０．７ミクロン
（最小０．１〜最大３ミクロン）程度である球粒子を洗
浄する場合には、全ての粒子サイズでＭＨｚ帯の方がｋ
Ｈｚ帯よりも高い洗浄能力を有すと思われていた。しか
しながら、上記試験結果から分かるとおり、実際には数
百ｋＨｚの超音波が高い洗浄能力を有した結果となっ
た。
は、超音波の加速度エネルギー、直進流エネルギー、キ
ャビティーションによる空洞破壊時のエネルギーが関与
すると言われている。超音波の周波数と洗浄可能な粒子
サイズとの関係は、前述したように明瞭になっていない
が、経験的に２８ｋＨｚで３ミクロン程度以上のサイズ
の粒子を除去できると言う基準に対して、周波数の反比
例の関係になっていると言われている。つまり、除去能
力可能粒子サイズは： 除去能力可能粒子サイズ（ミクロン）＝３×28×10
3 （Hz）／使用周波数（f） という関係式で表される。この式によれば、５００ｋＨ
ｚで約０．１６ミクロン以上のサイズ、１ＭＨｚで約
０．０８ミクロン以上のサイズ粒子を除去可能となる。
従って、今回用いたような平均粒子径が０．７ミクロン
（最小０．１〜最大３ミクロン）程度である球粒子を洗
浄する場合には、全ての粒子サイズでＭＨｚ帯の方がｋ
Ｈｚ帯よりも高い洗浄能力を有すと思われていた。しか
しながら、上記試験結果から分かるとおり、実際には数
百ｋＨｚの超音波が高い洗浄能力を有した結果となっ
た。
【００８４】上記実験結果から、この様なアルミナ粒子
を除去するためには、液中において低周波数側で生じ易
いキャビティーによる洗浄が効果的であることがわか
る。つまり、加速度および直進流エネルギーが主要因と
なるＭＨｚ帯洗浄では、ＣＭＰ後にウエハー表面に吸着
している粒子を物理的な力だけで除去するのは困難と言
える。ＭＨｚ帯洗浄で洗浄効果を持たせるためには、粒
子が吸着している膜自体を化学的にエッチングし、リフ
トオフ作用と併用することで、粒子除去効果が期待でき
る。
を除去するためには、液中において低周波数側で生じ易
いキャビティーによる洗浄が効果的であることがわか
る。つまり、加速度および直進流エネルギーが主要因と
なるＭＨｚ帯洗浄では、ＣＭＰ後にウエハー表面に吸着
している粒子を物理的な力だけで除去するのは困難と言
える。ＭＨｚ帯洗浄で洗浄効果を持たせるためには、粒
子が吸着している膜自体を化学的にエッチングし、リフ
トオフ作用と併用することで、粒子除去効果が期待でき
る。
【００８５】一方、超音波を用いた洗浄で問題となるの
はウエハーへのダメージであり、バッチ式のウエハー洗
浄装置でも同様にダメージの問題を抱えている。この場
合のウエハーへのダメージとは、ＵＬＳＩ微細パターン
のパターン崩れ（飛び）が主であり、０．２５ミクロン
デバイスでも深刻な問題となっている。このダメージ問
題はパターンの微細化に伴って判明してきた現象であ
り、パターンサイズと洗浄対象となるパーティクルサイ
ズがほぼ同じサイズであることが問題である可能性が高
い。
はウエハーへのダメージであり、バッチ式のウエハー洗
浄装置でも同様にダメージの問題を抱えている。この場
合のウエハーへのダメージとは、ＵＬＳＩ微細パターン
のパターン崩れ（飛び）が主であり、０．２５ミクロン
デバイスでも深刻な問題となっている。このダメージ問
題はパターンの微細化に伴って判明してきた現象であ
り、パターンサイズと洗浄対象となるパーティクルサイ
ズがほぼ同じサイズであることが問題である可能性が高
い。
【００８６】このパターン飛びの問題を解決するため
に、本来の目的である粒子の除去と言う観点からは除去
効率が低下するが、パターン飛びが起こらない程度にま
でＭＨｚの出力を落とす試みや、洗浄薬液や超純水に酸
素、窒素、アルゴンなどの気体を送り込み、粒子除去に
関与すると思われるキャビティーだけを効率良く発生さ
せて、超音波の加速度および直進流エネルギーの程度を
弱める試みがなされている。しかしながら、ウエハーに
ダメージを与えないで、パーティクルのみを効果的に除
去する方法が明確になっていないため、現状では超音波
洗浄をＣＭＰポストクリーニングに使用することは困難
である。
に、本来の目的である粒子の除去と言う観点からは除去
効率が低下するが、パターン飛びが起こらない程度にま
でＭＨｚの出力を落とす試みや、洗浄薬液や超純水に酸
素、窒素、アルゴンなどの気体を送り込み、粒子除去に
関与すると思われるキャビティーだけを効率良く発生さ
せて、超音波の加速度および直進流エネルギーの程度を
弱める試みがなされている。しかしながら、ウエハーに
ダメージを与えないで、パーティクルのみを効果的に除
去する方法が明確になっていないため、現状では超音波
洗浄をＣＭＰポストクリーニングに使用することは困難
である。
【００８７】［Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法］本発明にかか
るＣａｖｉｐｅｎ洗浄方法は、おおよそ以下のように行
われる。
るＣａｖｉｐｅｎ洗浄方法は、おおよそ以下のように行
われる。
【００８８】図１０は本発明にかかるＣａｖｉｐｅｎ洗
浄方法を実施する装置の一例を示す概略図であり、図１
に示す装置と大略同様であり、同一の部材・部位には同
一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
浄方法を実施する装置の一例を示す概略図であり、図１
に示す装置と大略同様であり、同一の部材・部位には同
一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００８９】図１０に示す装置において、ノズル先端４
Ａに近接した位置に、図示しないロードロックチャンバ
ーから半導体基板２０を導入して載置する。
Ａに近接した位置に、図示しないロードロックチャンバ
ーから半導体基板２０を導入して載置する。
【００９０】次に、基板ホルダー２を例えば１００ない
し１０００ｒｐｍの回転数で、またノズル支持アーム３
を１０ないし５０ｍｍ／ｓｅｃ程度の摺動速度で動か
し、ガス供給口１０から窒素ガスを１０ｓｌｍ程度供給
し、排気口１１から、排気することによりガス流を作
り、さらに、たとえば３０ｋｇｆ／ｃｍ２乃至１１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ２の圧力を加えた高圧水を、ペンシルスポン
ジ５Ｃの中空部１６内に突出するノズル先端４Ａから例
えば１乃至１０ｓｃｃｍ程度噴出させることにより半導
体基板２０表面を洗浄する。また、これら洗浄工程中、
半導体基板２０表面をウエット状態に保つように、リン
ス液供給管（図示せず）からリンス液を該表面に供給し
ても良い。
し１０００ｒｐｍの回転数で、またノズル支持アーム３
を１０ないし５０ｍｍ／ｓｅｃ程度の摺動速度で動か
し、ガス供給口１０から窒素ガスを１０ｓｌｍ程度供給
し、排気口１１から、排気することによりガス流を作
り、さらに、たとえば３０ｋｇｆ／ｃｍ２乃至１１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ２の圧力を加えた高圧水を、ペンシルスポン
ジ５Ｃの中空部１６内に突出するノズル先端４Ａから例
えば１乃至１０ｓｃｃｍ程度噴出させることにより半導
体基板２０表面を洗浄する。また、これら洗浄工程中、
半導体基板２０表面をウエット状態に保つように、リン
ス液供給管（図示せず）からリンス液を該表面に供給し
ても良い。
【００９１】ここで、ノズル先端４Ａから噴射される高
圧水が、ペンシルスポンジ５Ｃ内の中空部１６内に溜ま
った静止水又は低圧水と接触すると、多数のキャビティ
が生ずる。これらキャビティがつぶれる際に高周波が発
生し、高周波が半導体基板２０表面に伝播し、その周波
数に応じて半導体基板２０表面に附着した微細なダスト
が振動励起されて浮き上がり、高圧水によって除去され
る。これにより、清浄な半導体基板２０表面がえられ
る。
圧水が、ペンシルスポンジ５Ｃ内の中空部１６内に溜ま
った静止水又は低圧水と接触すると、多数のキャビティ
が生ずる。これらキャビティがつぶれる際に高周波が発
生し、高周波が半導体基板２０表面に伝播し、その周波
数に応じて半導体基板２０表面に附着した微細なダスト
が振動励起されて浮き上がり、高圧水によって除去され
る。これにより、清浄な半導体基板２０表面がえられ
る。
【００９２】［Ｃａｐｖｅｎ洗浄方法と他の洗浄方法と
の効果の比較］次にＣａｖｉｐｅｎ洗浄によるパーティ
クル除去効果・洗浄効果を他の洗浄方法の効果と比較す
る試験を行った。試験には、表面の膜としてＴＥＯＳ膜
を成膜した凹形状ウエハーに前述の標準粒子塗布を施し
た資料（以下「ＴＥＯＳ凹形状ウエハー」という）を用
いて、化学洗浄、Ｐｅｎ洗浄、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄の洗
浄効果を測定し、比較した。なお、化学洗浄については
希アンモニア水洗浄のみを行った場合、Ｐｅｎ洗浄につ
いては希アンモニア水洗浄と同時にＰｅｎ洗浄を行った
場合、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄については希アンモニア水洗
浄と同時にＣａｖｉｐｅｎ洗浄を行った場合、それぞれ
を測定した。また、比較対象としてリファレンス（標準
粒子塗布無し）のＴＥＯＳ凹形状ウエハーについても測
定を行った。またこれらの資料はウエット搬送された状
態で洗浄を行った。
の効果の比較］次にＣａｖｉｐｅｎ洗浄によるパーティ
クル除去効果・洗浄効果を他の洗浄方法の効果と比較す
る試験を行った。試験には、表面の膜としてＴＥＯＳ膜
を成膜した凹形状ウエハーに前述の標準粒子塗布を施し
た資料（以下「ＴＥＯＳ凹形状ウエハー」という）を用
いて、化学洗浄、Ｐｅｎ洗浄、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄の洗
浄効果を測定し、比較した。なお、化学洗浄については
希アンモニア水洗浄のみを行った場合、Ｐｅｎ洗浄につ
いては希アンモニア水洗浄と同時にＰｅｎ洗浄を行った
場合、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄については希アンモニア水洗
浄と同時にＣａｖｉｐｅｎ洗浄を行った場合、それぞれ
を測定した。また、比較対象としてリファレンス（標準
粒子塗布無し）のＴＥＯＳ凹形状ウエハーについても測
定を行った。またこれらの資料はウエット搬送された状
態で洗浄を行った。
【００９３】化学洗浄のみ行ったＴＥＯＳ凹形状ウエハ
ーでは、ほぼ全面に残留粒子が残っており、化学洗浄と
同時にＰｅｎ洗浄を行ったＴＥＯＳ凹形状ウエハーで
は、化学洗浄のみ行ったＴＥＯＳ凹形状ウエハーにくら
べて残留粒子はかなり少ないが、全面に残留有粒子が見
られ、化学洗浄と同時にＣａｖｉｐｅｎ洗浄を行ったＴ
ＥＯＳ凹形状ウエハーでは、ほぼリファレンスと同様の
状態に近いほど粒子が除去されていることが分かった。
ーでは、ほぼ全面に残留粒子が残っており、化学洗浄と
同時にＰｅｎ洗浄を行ったＴＥＯＳ凹形状ウエハーで
は、化学洗浄のみ行ったＴＥＯＳ凹形状ウエハーにくら
べて残留粒子はかなり少ないが、全面に残留有粒子が見
られ、化学洗浄と同時にＣａｖｉｐｅｎ洗浄を行ったＴ
ＥＯＳ凹形状ウエハーでは、ほぼリファレンスと同様の
状態に近いほど粒子が除去されていることが分かった。
【００９４】上記測定結果を図１１に示す。図１１から
明らかなように、標準粒子を純水ロールスクラブしたも
のを化学洗浄しただけでは数万のオーダーで粒子が吸着
している。すなわち、ウエット搬送後に希アンモニア水
リンスを行った化学洗浄のみでは、アルミナ粒子を殆ど
除去できない。ただし、この希アンモニア水処理は室温
状態で行っているため、アルカリ溶液による酸化膜のエ
ッチングが殆ど起こらない。熱酸化膜換算で数Å程度エ
ッチングできるＲＣＡ洗浄のＳＣｌ処理を行うための７
０℃程度まで温度を上げることをすれば、リフトオフ効
果で粒子除去が少しは期待できる。
明らかなように、標準粒子を純水ロールスクラブしたも
のを化学洗浄しただけでは数万のオーダーで粒子が吸着
している。すなわち、ウエット搬送後に希アンモニア水
リンスを行った化学洗浄のみでは、アルミナ粒子を殆ど
除去できない。ただし、この希アンモニア水処理は室温
状態で行っているため、アルカリ溶液による酸化膜のエ
ッチングが殆ど起こらない。熱酸化膜換算で数Å程度エ
ッチングできるＲＣＡ洗浄のＳＣｌ処理を行うための７
０℃程度まで温度を上げることをすれば、リフトオフ効
果で粒子除去が少しは期待できる。
【００９５】希アンモニア水リンス状態にＣａｖｉｐｅ
ｎ洗浄を加えると、リファレンスの標準粒子を純水ロー
ルスクラブしていないイニシャル欠陥レベル（標準粒子
液塗布前の状態）まで除去が可能となった。これは、Ｃ
ａｖｉｐｅｎ洗浄においてはＰｅｎ洗浄による接触洗浄
とキャビティーによる非接触洗浄を同時に行っているた
め、凹部の溝内部に吸着している粒子を除去できたため
と言える。しかしながら、希アンモニア水リンス状態に
物理洗浄であるＰｅｎ洗浄のみを行っても、９０％程度
はアルミナ粒子を除去できたが、１０％程度はウエハー
上にに取り残された。これは、ペンシルスポンジのみで
は接触可能な溝上部に吸着していたアルミナが除去でき
ても、溝内部（又は底部）に吸着されている粒子は除去
できないことを意味している。
ｎ洗浄を加えると、リファレンスの標準粒子を純水ロー
ルスクラブしていないイニシャル欠陥レベル（標準粒子
液塗布前の状態）まで除去が可能となった。これは、Ｃ
ａｖｉｐｅｎ洗浄においてはＰｅｎ洗浄による接触洗浄
とキャビティーによる非接触洗浄を同時に行っているた
め、凹部の溝内部に吸着している粒子を除去できたため
と言える。しかしながら、希アンモニア水リンス状態に
物理洗浄であるＰｅｎ洗浄のみを行っても、９０％程度
はアルミナ粒子を除去できたが、１０％程度はウエハー
上にに取り残された。これは、ペンシルスポンジのみで
は接触可能な溝上部に吸着していたアルミナが除去でき
ても、溝内部（又は底部）に吸着されている粒子は除去
できないことを意味している。
【００９６】［Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄法のハードパラメー
タ依存性］ところで、本発明に係るＣａｖｉｐｅｎ洗浄
方法において、キャビティーが生じる理由は以下のよう
に考えられている。図１２にキャビティー発生概念図を
示す。図１２において、５Ｂはノズル治具、４は高圧水
ノズル、５Ｃはペンシルスポンジ、７１はノズル４から
射出された高速水柱、７２は低速または静水状態の水、
７３はキャビティ、Ｄはノズル内径、Ｌはウエハーから
ノズル下端部までの高さ、Ｐはノズル内の高圧水の圧力
である。
タ依存性］ところで、本発明に係るＣａｖｉｐｅｎ洗浄
方法において、キャビティーが生じる理由は以下のよう
に考えられている。図１２にキャビティー発生概念図を
示す。図１２において、５Ｂはノズル治具、４は高圧水
ノズル、５Ｃはペンシルスポンジ、７１はノズル４から
射出された高速水柱、７２は低速または静水状態の水、
７３はキャビティ、Ｄはノズル内径、Ｌはウエハーから
ノズル下端部までの高さ、Ｐはノズル内の高圧水の圧力
である。
【００９７】図１２において、ノズル内の経路に高圧の
水（あるいは洗浄薬液、以下単に「水」とする）が供給
されると、ノズル下端開口部から水が高速の水柱となっ
て射出される。射出された水は、洗浄面とペンシルスポ
ンジの下端との隙間から一部は流出するが、それ以外は
ペンシルスポンジの中空部内に低速または静水状態の水
７２として留まる。低速または静止状態の水７２中に高
速の水７１が噴出されると、速度の違う水自身の摩擦に
よりキャビティー（空洞）７３が生じる。キャビティー
７３の発生過程を考えると、高速の水を吹き出すノズル
内径Ｄが大きいと、高速水柱７１の表面積が増大するた
め、静水７２との接触面積が増大する。また、ウエハー
からノズル下端部までの高さＬ、すなわち高速水柱の吹
き出し位置が高いことも、同様に静水との接触面積を増
大させる。さらに、高速水に加えられる圧力Ｐが高いと
高速水の流速が増すため、単位時間当たりの接触面積が
増大する。従って、これらのパラメータは全て静水７２
との接触面積を増大させ、その結果キャビテイ７３を効
率良く発生させる因子である。
水（あるいは洗浄薬液、以下単に「水」とする）が供給
されると、ノズル下端開口部から水が高速の水柱となっ
て射出される。射出された水は、洗浄面とペンシルスポ
ンジの下端との隙間から一部は流出するが、それ以外は
ペンシルスポンジの中空部内に低速または静水状態の水
７２として留まる。低速または静止状態の水７２中に高
速の水７１が噴出されると、速度の違う水自身の摩擦に
よりキャビティー（空洞）７３が生じる。キャビティー
７３の発生過程を考えると、高速の水を吹き出すノズル
内径Ｄが大きいと、高速水柱７１の表面積が増大するた
め、静水７２との接触面積が増大する。また、ウエハー
からノズル下端部までの高さＬ、すなわち高速水柱の吹
き出し位置が高いことも、同様に静水との接触面積を増
大させる。さらに、高速水に加えられる圧力Ｐが高いと
高速水の流速が増すため、単位時間当たりの接触面積が
増大する。従って、これらのパラメータは全て静水７２
との接触面積を増大させ、その結果キャビテイ７３を効
率良く発生させる因子である。
【００９８】次に、Ｃａｖｉｐｅｎの洗浄能力をハード
パラメーター（ノズル径（Ｄ）、吹き出し位置（Ｌ）、
ウエハー回転数、洗浄液の圧力（Ｐ）、図１２参照）を
変化させて洗浄効果の評価をおこなった。
パラメーター（ノズル径（Ｄ）、吹き出し位置（Ｌ）、
ウエハー回転数、洗浄液の圧力（Ｐ）、図１２参照）を
変化させて洗浄効果の評価をおこなった。
【００９９】図１３は、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法におい
て、ノズル径（Ｄ）を０．３ｍｍ、０．４ｍｍにした場
合の洗浄効果の違いを示す。他のパラメータについて
は、吹き出し位置（Ｌ）＝１１ｍｍ、ウエハー回転数＝
１０００ｒｐｍ、圧力（Ｐ）＝５０ｋｇｆ／ｃｍ２、と
した。図１３から明らかなように、ノズル径の大きいほ
うが、洗浄効果が高いことが分かった。
て、ノズル径（Ｄ）を０．３ｍｍ、０．４ｍｍにした場
合の洗浄効果の違いを示す。他のパラメータについて
は、吹き出し位置（Ｌ）＝１１ｍｍ、ウエハー回転数＝
１０００ｒｐｍ、圧力（Ｐ）＝５０ｋｇｆ／ｃｍ２、と
した。図１３から明らかなように、ノズル径の大きいほ
うが、洗浄効果が高いことが分かった。
【０１００】図１４は、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法におい
て、高圧水吹き出し位置（Ｌ）を７ｍｍ、１１ｍｍにし
た場合の洗浄効果の違いを示す。他のパラメータについ
ては、ノズル径（Ｄ）＝０．３ｍｍ、ウエハー回転数＝
１０００ｒｐｍ、圧力（Ｐ）＝１１０ｋｇｆ／ｃｍ２、
とした。図１４から明らかなように、高圧水吹き出し位
置の高いほうが、洗浄効果が高いことが分かった。
て、高圧水吹き出し位置（Ｌ）を７ｍｍ、１１ｍｍにし
た場合の洗浄効果の違いを示す。他のパラメータについ
ては、ノズル径（Ｄ）＝０．３ｍｍ、ウエハー回転数＝
１０００ｒｐｍ、圧力（Ｐ）＝１１０ｋｇｆ／ｃｍ２、
とした。図１４から明らかなように、高圧水吹き出し位
置の高いほうが、洗浄効果が高いことが分かった。
【０１０１】図１５は、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法におい
て、ウエハー回転数を１０ｒｐｍ，１００ｒｐｍ，１０
００ｒｐｍにした場合の洗浄効果の違いを示す。他のパ
ラメータについては、ノズル径（Ｄ）＝０．３ｍｍ、吹
き出し位置（Ｌ）＝１１ｍｍ、圧力（Ｐ）＝５０ｋｇｆ
／ｃｍ２、とした。図１５から明らかなように、ウエハ
ー回転数が大きいほうが、洗浄効果が高いことが分かっ
た。
て、ウエハー回転数を１０ｒｐｍ，１００ｒｐｍ，１０
００ｒｐｍにした場合の洗浄効果の違いを示す。他のパ
ラメータについては、ノズル径（Ｄ）＝０．３ｍｍ、吹
き出し位置（Ｌ）＝１１ｍｍ、圧力（Ｐ）＝５０ｋｇｆ
／ｃｍ２、とした。図１５から明らかなように、ウエハ
ー回転数が大きいほうが、洗浄効果が高いことが分かっ
た。
【０１０２】図１６は、洗浄液に加えられた圧力（Ｐ）
の違いによって生ずる洗浄効果の違いを示す。ノズル径
（Ｄ）＝０．３ｍｍ、吹き出し位置（Ｌ）＝１１ｍｍ、
ウエハー回転数＝１０００ｒｐｍという条件下で圧力
（Ｐ）を５０ｋｇ、１１０ｋｇとした場合、およびノズ
ル径（Ｄ）＝０．４ｍｍ、吹き出し位置（Ｌ）＝１１ｍ
ｍ、ウエハー回転数＝２０００ｒｐｍという条件下で圧
力（Ｐ）を３０ｋｇ、６０ｋｇ、９０ｋｇとした場合を
それぞれ測定した。図１６から明らかなように、圧力
（Ｐ）が増大するにつれて、洗浄効果が上昇することが
分かった。
の違いによって生ずる洗浄効果の違いを示す。ノズル径
（Ｄ）＝０．３ｍｍ、吹き出し位置（Ｌ）＝１１ｍｍ、
ウエハー回転数＝１０００ｒｐｍという条件下で圧力
（Ｐ）を５０ｋｇ、１１０ｋｇとした場合、およびノズ
ル径（Ｄ）＝０．４ｍｍ、吹き出し位置（Ｌ）＝１１ｍ
ｍ、ウエハー回転数＝２０００ｒｐｍという条件下で圧
力（Ｐ）を３０ｋｇ、６０ｋｇ、９０ｋｇとした場合を
それぞれ測定した。図１６から明らかなように、圧力
（Ｐ）が増大するにつれて、洗浄効果が上昇することが
分かった。
【０１０３】すなわち、図１３〜図１６から分かるよう
に、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄の洗浄能力は、高圧水のノズル
径が大きいほど、ノズルの高圧水吹き出し位置がウエハ
ーから離れるほど、圧力が高いほど向上する。また、ウ
エハーの回転数は高回転数ほど洗浄効果は向上する。こ
れらパラメータを、条件（洗浄装置、洗浄面材質等）の
許す限り大きな値に設定することによって、本発明に係
るＣａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果を一層増大させる
ことができる。
に、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄の洗浄能力は、高圧水のノズル
径が大きいほど、ノズルの高圧水吹き出し位置がウエハ
ーから離れるほど、圧力が高いほど向上する。また、ウ
エハーの回転数は高回転数ほど洗浄効果は向上する。こ
れらパラメータを、条件（洗浄装置、洗浄面材質等）の
許す限り大きな値に設定することによって、本発明に係
るＣａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果を一層増大させる
ことができる。
【０１０４】［ドライ／ウエットと膜種依存性］ドライ
搬送後に洗浄を行う場合とウエット搬送後に洗浄を行う
場合とを比較すると、ドライ搬送後においては粒子が洗
浄面に固着してしまうため、ウエット搬送後に洗浄を行
うほうが、洗浄効果は高いとされている。また、洗浄面
上の膜の種類によって、洗浄効果に差異が生ずることが
分かっている。これらの要因と本発明に係るＣａｖｉｐ
ｅｎ洗浄との関係についても以下のように評価を行っ
た。
搬送後に洗浄を行う場合とウエット搬送後に洗浄を行う
場合とを比較すると、ドライ搬送後においては粒子が洗
浄面に固着してしまうため、ウエット搬送後に洗浄を行
うほうが、洗浄効果は高いとされている。また、洗浄面
上の膜の種類によって、洗浄効果に差異が生ずることが
分かっている。これらの要因と本発明に係るＣａｖｉｐ
ｅｎ洗浄との関係についても以下のように評価を行っ
た。
【０１０５】凹形状Ｓｉ−Ｌ／Ｓサンプル上にＴＥＯ
Ｓ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮのそれぞれの膜を形成した
資料について、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄によるアルミナ粒子
除去効果を測定比較する実験を行った。Ｃａｖｉｐｅｎ
洗浄の主たる条件（ノズル径０．４ｍｍ、ノズル高さ１
１ｍｍ、高圧水９０ｋｇｆ／ｃｍ2 、ウエハー回転数２
０００ｒｐｍ）は一定とした。これら３種の資料につい
てはドライ状態での洗浄結果を測定し、さらにＳｉＮの
試料についてはウエット状態での洗浄結果も測定した。
また、比較基準として、ウエット状態でのＰｅｎ洗浄の
洗浄結果も測定した。
Ｓ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮのそれぞれの膜を形成した
資料について、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄によるアルミナ粒子
除去効果を測定比較する実験を行った。Ｃａｖｉｐｅｎ
洗浄の主たる条件（ノズル径０．４ｍｍ、ノズル高さ１
１ｍｍ、高圧水９０ｋｇｆ／ｃｍ2 、ウエハー回転数２
０００ｒｐｍ）は一定とした。これら３種の資料につい
てはドライ状態での洗浄結果を測定し、さらにＳｉＮの
試料についてはウエット状態での洗浄結果も測定した。
また、比較基準として、ウエット状態でのＰｅｎ洗浄の
洗浄結果も測定した。
【０１０６】これらの結果を図１７に示す。なお、図１
７において、「初期値」は標準粒子液塗布後の粒子数、
「乾燥後」はドライ搬送後の粒子数、「洗浄後」は洗浄
処理後の粒子数を表す。
７において、「初期値」は標準粒子液塗布後の粒子数、
「乾燥後」はドライ搬送後の粒子数、「洗浄後」は洗浄
処理後の粒子数を表す。
【０１０７】Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄により、ＴＥＯＳ膜と
ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の形成された凹形状ウエハーでは、ド
ライサンプルでも、比較基準のウエット状態でのＰｅｎ
洗浄と同じ程度にまで除去することができることがわか
った。しかしながら、ＳｉＮ膜の形成された凹形状ウエ
ハーでは洗浄が容易なウエットサンプルでも完全には比
較基準にまで除去することができない。一方、Ｐｅｎ洗
浄ではウエットサンプルでも、ＳｉＮ膜上のアルミナ粒
子は殆ど除去できない。
ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の形成された凹形状ウエハーでは、ド
ライサンプルでも、比較基準のウエット状態でのＰｅｎ
洗浄と同じ程度にまで除去することができることがわか
った。しかしながら、ＳｉＮ膜の形成された凹形状ウエ
ハーでは洗浄が容易なウエットサンプルでも完全には比
較基準にまで除去することができない。一方、Ｐｅｎ洗
浄ではウエットサンプルでも、ＳｉＮ膜上のアルミナ粒
子は殆ど除去できない。
【０１０８】［ｐＨ依存性］次に、物理的洗浄時に用い
る化学洗浄の効果を明らかにするために、洗浄効果の水
素イオン濃度（ｐＨ）依存性を試験した。この試験にお
いてｐＨはアンモニア水を超純水で希釈して変化させ
た。また、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄は前述のセンター条件で
おこない、Ｐｅｎ洗浄もリファレンスとして行った。試
験には、ＴＥＯＳ凹形状ウエハーを用い、異なるｐＨ
（ｐＨ７からｐＨ１０）の洗浄液で洗浄した場合のアル
ミナ除去効果を測定した。また、比較対照としてｐＨ７
でのＰｅｎ洗浄の洗浄効果も測定した。これらの結果を
図１８に示す。
る化学洗浄の効果を明らかにするために、洗浄効果の水
素イオン濃度（ｐＨ）依存性を試験した。この試験にお
いてｐＨはアンモニア水を超純水で希釈して変化させ
た。また、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄は前述のセンター条件で
おこない、Ｐｅｎ洗浄もリファレンスとして行った。試
験には、ＴＥＯＳ凹形状ウエハーを用い、異なるｐＨ
（ｐＨ７からｐＨ１０）の洗浄液で洗浄した場合のアル
ミナ除去効果を測定した。また、比較対照としてｐＨ７
でのＰｅｎ洗浄の洗浄効果も測定した。これらの結果を
図１８に示す。
【０１０９】図１８から分かるように、同じｐＨ７で比
較するとＰｅｎ洗浄とＣａｖｉｐｅｎ洗浄ではＣａｖｉ
ｐｅｎ洗浄が粒子除去能力が高いことが分かる。さら
に、ｐＨを上げていくとＣａｖｉｐｅｎ洗浄のアルミナ
の洗浄効率が上がることが分かる。すなわち、粒子除去
にはｐＨ依存性がある事が分かった。このようなｐＨ依
存性を示す理由は、ｐＨの変化によって、膜と粒子それ
ぞれのゼータ電位は変化し、両者のゼータ電位差もそれ
に伴って変化し、その結果両者の斥力の変化となって現
れるためと考えられる。両者に斥力が働けば、粒子は膜
からはなれ易くなり、また一旦膜から離れた粒子が膜に
再付着することも少なくなる。
較するとＰｅｎ洗浄とＣａｖｉｐｅｎ洗浄ではＣａｖｉ
ｐｅｎ洗浄が粒子除去能力が高いことが分かる。さら
に、ｐＨを上げていくとＣａｖｉｐｅｎ洗浄のアルミナ
の洗浄効率が上がることが分かる。すなわち、粒子除去
にはｐＨ依存性がある事が分かった。このようなｐＨ依
存性を示す理由は、ｐＨの変化によって、膜と粒子それ
ぞれのゼータ電位は変化し、両者のゼータ電位差もそれ
に伴って変化し、その結果両者の斥力の変化となって現
れるためと考えられる。両者に斥力が働けば、粒子は膜
からはなれ易くなり、また一旦膜から離れた粒子が膜に
再付着することも少なくなる。
【０１１０】前述の図１７に示す結果から分かるように
な膜種依存性があること、およびこの図１８に示す実験
結果からわかるようなｐＨ依存性があることから、粒子
除去にはゼータ電位コントロールが必要であることが分
かる。室温のアンモニア水ではＴＥＯＳ膜、ＳｉＮ膜な
どは殆どエッチングされないことから、単純に薬液中で
の被吸着対象膜と吸着粒子間の表面電位差が大きけれ
ば、斥力が大きくなり除去が容易になると思われ、さら
に、一旦除去されても再吸着を抑制できることになる。
また、ゼータ電位コントロールを行う手段として、界面
活性剤（カチオン系、アニオン系）を用いても良い。
な膜種依存性があること、およびこの図１８に示す実験
結果からわかるようなｐＨ依存性があることから、粒子
除去にはゼータ電位コントロールが必要であることが分
かる。室温のアンモニア水ではＴＥＯＳ膜、ＳｉＮ膜な
どは殆どエッチングされないことから、単純に薬液中で
の被吸着対象膜と吸着粒子間の表面電位差が大きけれ
ば、斥力が大きくなり除去が容易になると思われ、さら
に、一旦除去されても再吸着を抑制できることになる。
また、ゼータ電位コントロールを行う手段として、界面
活性剤（カチオン系、アニオン系）を用いても良い。
【０１１１】柏木正弘、服部毅、「シリコンウエハー表
面のクリーン技術」 （株）リアライズ社、ｐ．６７、
（１９９５）に記載の、Ｓｉ，ＳｉＯ２，ＳｉＮそれぞ
れの膜種のゼータ電位のｐＨ依存性のデータを図１９に
示す。また、Wllbur C. Krusell, John M. de Larlos,
Jackle Zhang, "Mechanical brush scrubbing for post
-CMP clean", Solid State Technology, pp. 109-114
(June 1995) に記載のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のゼータ電
位のｐＨ依存性のデータを図２０に示す。これらのデー
タから見ると、基本的にはｐＨが７以上では酸化シリコ
ン膜、窒化シリコン膜、シリコン膜などは負の電荷を有
し、アルミナ粒子はｐＨ８を境に、ｐＨ８以下では正の
電荷を有し、ｐＨ８以上では負の電荷を有するようにな
ると考えられる。洗浄液のアルカリの濃度が高くなる
（水酸基濃度が上がる）と、膜表面の電位は負に傾く。
従って、膜と吸着粒子間で同電位であった場合には、各
々電位が大きくなると大きな斥力が働き、除去が容易に
なる。すなわち、アルカリ濃度が高いと負の電位が大き
くなり、粒子除去が容易になると言える。
面のクリーン技術」 （株）リアライズ社、ｐ．６７、
（１９９５）に記載の、Ｓｉ，ＳｉＯ２，ＳｉＮそれぞ
れの膜種のゼータ電位のｐＨ依存性のデータを図１９に
示す。また、Wllbur C. Krusell, John M. de Larlos,
Jackle Zhang, "Mechanical brush scrubbing for post
-CMP clean", Solid State Technology, pp. 109-114
(June 1995) に記載のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のゼータ電
位のｐＨ依存性のデータを図２０に示す。これらのデー
タから見ると、基本的にはｐＨが７以上では酸化シリコ
ン膜、窒化シリコン膜、シリコン膜などは負の電荷を有
し、アルミナ粒子はｐＨ８を境に、ｐＨ８以下では正の
電荷を有し、ｐＨ８以上では負の電荷を有するようにな
ると考えられる。洗浄液のアルカリの濃度が高くなる
（水酸基濃度が上がる）と、膜表面の電位は負に傾く。
従って、膜と吸着粒子間で同電位であった場合には、各
々電位が大きくなると大きな斥力が働き、除去が容易に
なる。すなわち、アルカリ濃度が高いと負の電位が大き
くなり、粒子除去が容易になると言える。
【０１１２】［周波数依存性］上記種々の実験結果か
ら、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄が凹部中の粒子を効率良く除去
できることがわかった。Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄が非接触洗
浄にも関わらず、凹部中の粒子を除去できるのは、効果
的にキャビティを発生させているからと考えられる。そ
こで、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄ではどの程度の周波数のキャ
ビティーが発生しているかを測定し、評価した。また、
比較のために通常の１．６ＭＨｚのＭＪ洗浄での周波数
も測定した。Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄の条件は、洗浄効果に
有為差が生じたノズル径Ｄを０．４ｍｍ、ノズル高さＬ
を１１ｍｍとして、圧力を３０，６０，９０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 と変えて測定した。またＭＪについては印加周波数
を１．６ＭＨｚとした。図２１に音圧センサーで測定し
た各周波数における洗浄の周波数特性データを示す。な
お、図２１の結果からはＭＪの高周波強度が、Ｃａｖｉ
ｐｅｎのそれよりも大きいように見えるが、これは両者
のノズル口径の差、音圧センサのノイズレベルの差等に
よるものであり、Ｃａｖｉｐｅｎの発生する高周波強度
がＭＪのそれに劣ることを示すものではない。
ら、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄が凹部中の粒子を効率良く除去
できることがわかった。Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄が非接触洗
浄にも関わらず、凹部中の粒子を除去できるのは、効果
的にキャビティを発生させているからと考えられる。そ
こで、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄ではどの程度の周波数のキャ
ビティーが発生しているかを測定し、評価した。また、
比較のために通常の１．６ＭＨｚのＭＪ洗浄での周波数
も測定した。Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄の条件は、洗浄効果に
有為差が生じたノズル径Ｄを０．４ｍｍ、ノズル高さＬ
を１１ｍｍとして、圧力を３０，６０，９０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 と変えて測定した。またＭＪについては印加周波数
を１．６ＭＨｚとした。図２１に音圧センサーで測定し
た各周波数における洗浄の周波数特性データを示す。な
お、図２１の結果からはＭＪの高周波強度が、Ｃａｖｉ
ｐｅｎのそれよりも大きいように見えるが、これは両者
のノズル口径の差、音圧センサのノイズレベルの差等に
よるものであり、Ｃａｖｉｐｅｎの発生する高周波強度
がＭＪのそれに劣ることを示すものではない。
【０１１３】図２１に示すデータから分かるように、Ｍ
Ｊでは１．６ＭＨｚの１／４周波数（４００ｋＨｚ）に
ピークが存在することが検知された。また、Ｃａｖｉｐ
ｅｎでは、１ｋＨｚ以下の周波数帯において、連続する
周波数成分を有する高周波が発生しており、圧力を増加
させると、１ＭＨｚ以下で全ての周波数の強度が高まっ
た。
Ｊでは１．６ＭＨｚの１／４周波数（４００ｋＨｚ）に
ピークが存在することが検知された。また、Ｃａｖｉｐ
ｅｎでは、１ｋＨｚ以下の周波数帯において、連続する
周波数成分を有する高周波が発生しており、圧力を増加
させると、１ＭＨｚ以下で全ての周波数の強度が高まっ
た。
【０１１４】ＭＪ洗浄方法において、パーティクル除去
効果の高い周波数帯は、ＭＨｚ帯ではなく、２００〜７
００ｋＨｚのｋＨｚ帯であることを先に述べた。図２１
のデータから分かるようにＣａｖｉｐｅｎで発生するキ
ャビティは、パーティクル除去効果の高い周波数帯であ
る、主に１ＭＨｚ以下の数百ｋＨｚ帯の高周波を発生す
るのである。これが、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法が高い粒
子除去効果を示した要因だと考えられる。
効果の高い周波数帯は、ＭＨｚ帯ではなく、２００〜７
００ｋＨｚのｋＨｚ帯であることを先に述べた。図２１
のデータから分かるようにＣａｖｉｐｅｎで発生するキ
ャビティは、パーティクル除去効果の高い周波数帯であ
る、主に１ＭＨｚ以下の数百ｋＨｚ帯の高周波を発生す
るのである。これが、Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法が高い粒
子除去効果を示した要因だと考えられる。
【０１１５】（第三の実施形態）次に図２３を参照し
て、本発明の第三の実施形態に係る半導体基板洗浄装置
に付いて詳細に説明する。
て、本発明の第三の実施形態に係る半導体基板洗浄装置
に付いて詳細に説明する。
【０１１６】図２３は、本発明の第三の実施形態に係る
半導体基板洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部
の概略見取図である。
半導体基板洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部
の概略見取図である。
【０１１７】尚、図２３で図１と同一の部分については
同一の符号を付し説明を省略する。
同一の符号を付し説明を省略する。
【０１１８】本実施形態では、前記の第一の実施形態と
は異なり、ステンレスに塩ビコーティングされた基板ホ
ルダー２はチャンバー１の上面ほぼ中央を貫通して気密
に且つ摺動可能に形成されている。この基板ホルダー２
はチャンバー１の外部の一端で図示しない回転機構に接
続され、高速で回転可能となっている。また、その基板
ホルダー２のチャンバー１内部の他端には半導体基板を
着脱可能に形成された基板固定冶具６が接続されてい
る。その基板固定冶具６には半導体基板２０が表面（デ
バイス形成面）を上にしてほぼ水平に固定され、その半
導体基板２０は基板ホルダー２の回転によって回転可能
になっている。
は異なり、ステンレスに塩ビコーティングされた基板ホ
ルダー２はチャンバー１の上面ほぼ中央を貫通して気密
に且つ摺動可能に形成されている。この基板ホルダー２
はチャンバー１の外部の一端で図示しない回転機構に接
続され、高速で回転可能となっている。また、その基板
ホルダー２のチャンバー１内部の他端には半導体基板を
着脱可能に形成された基板固定冶具６が接続されてい
る。その基板固定冶具６には半導体基板２０が表面（デ
バイス形成面）を上にしてほぼ水平に固定され、その半
導体基板２０は基板ホルダー２の回転によって回転可能
になっている。
【０１１９】また、チャンバー１の上面にはリンス水供
給管７が気密を保持した状態で貫通しており、半導体基
板２０表面にリンス水（超純水）が供給可能とされてい
る。
給管７が気密を保持した状態で貫通しており、半導体基
板２０表面にリンス水（超純水）が供給可能とされてい
る。
【０１２０】一方、半導体基板２０の裏面から下方にわ
ずかに離間して、テフロンチューブ、細いステンレスチ
ューブあるいは窒化珪素からなるチューブで形成された
高圧水ジェットのノズル４の先端４Ａが高圧水ジェット
を噴出可能に載置されている。このノズル４は先端４Ａ
近くをノズルフレーム５によって支持固定されている。
ずかに離間して、テフロンチューブ、細いステンレスチ
ューブあるいは窒化珪素からなるチューブで形成された
高圧水ジェットのノズル４の先端４Ａが高圧水ジェット
を噴出可能に載置されている。このノズル４は先端４Ａ
近くをノズルフレーム５によって支持固定されている。
【０１２１】また、チャンバー１の底面にはその周辺部
近くで気密を保持した状態でチャンバー１底面を貫通し
て断面円形で軸状のノズル支持アーム３が摺動可能に載
置されている。チャンバー１外部のノズル支持アームの
一端には図示しない回転機構が接続され、一定角度範囲
で回転可能となっている。又、ノズル支持アーム３の上
部はチャンバー１内でチャンバー１中心方向に向かって
Ｌ字型に形成され、そのＬ字型に形成された端部に上記
のノズルフレーム５が固定されている。
近くで気密を保持した状態でチャンバー１底面を貫通し
て断面円形で軸状のノズル支持アーム３が摺動可能に載
置されている。チャンバー１外部のノズル支持アームの
一端には図示しない回転機構が接続され、一定角度範囲
で回転可能となっている。又、ノズル支持アーム３の上
部はチャンバー１内でチャンバー１中心方向に向かって
Ｌ字型に形成され、そのＬ字型に形成された端部に上記
のノズルフレーム５が固定されている。
【０１２２】このような構成を取る事により、ノズルフ
レーム５はノズル支持アーム３に安定的に固定され、ま
た、ノズル支持アーム３を一定角度範囲で回転すること
により、ノズルフレーム５を半導体基板２０裏面の直径
方向全体に走査することができ、さらに基板ホルダー２
を回転させることで半導体基板２０裏面の全面をノズル
先端４Ａと近接させることが可能となる。
レーム５はノズル支持アーム３に安定的に固定され、ま
た、ノズル支持アーム３を一定角度範囲で回転すること
により、ノズルフレーム５を半導体基板２０裏面の直径
方向全体に走査することができ、さらに基板ホルダー２
を回転させることで半導体基板２０裏面の全面をノズル
先端４Ａと近接させることが可能となる。
【０１２３】また、テフロンチューブ等の柔軟な管で形
成されたノズル４は高圧水の供給管を兼ねており、ノズ
ル支持アーム３の回転に十分追随可能な長さ的余裕を持
って、チャンバー１底部からチャンバー１外部に気密を
保持した状態で導出されている。そのチャンバー１外部
の一端は図示しない高圧水供給部に接続され、高圧水が
連続して供給可能とされている。
成されたノズル４は高圧水の供給管を兼ねており、ノズ
ル支持アーム３の回転に十分追随可能な長さ的余裕を持
って、チャンバー１底部からチャンバー１外部に気密を
保持した状態で導出されている。そのチャンバー１外部
の一端は図示しない高圧水供給部に接続され、高圧水が
連続して供給可能とされている。
【０１２４】また、チャンバー１の上面にはガス供給口
１０が形成されており、窒素等の不活性ガスを供給する
ことができる。一方、チャンバー１の半導体基板２０の
載置部より下部に、外部に載置された図示しない排気装
置に接続された排気口１１が形成されており、上記のガ
ス供給口１０から供給された不活性ガスを排気すること
ができる。
１０が形成されており、窒素等の不活性ガスを供給する
ことができる。一方、チャンバー１の半導体基板２０の
載置部より下部に、外部に載置された図示しない排気装
置に接続された排気口１１が形成されており、上記のガ
ス供給口１０から供給された不活性ガスを排気すること
ができる。
【０１２５】次にこの装置を用いて半導体基板表面を洗
浄する方法について説明する。
浄する方法について説明する。
【０１２６】上記した装置に、ロードロックチャンバー
から半導体基板２０を導入して裏面をノズル先端４Ａに
近接して基板固定冶具６に固定する（図２３）。
から半導体基板２０を導入して裏面をノズル先端４Ａに
近接して基板固定冶具６に固定する（図２３）。
【０１２７】次に、基板ホルダー２、ノズル支持アーム
３をそれぞれ、１００ｒｐｍ、１０ないし５０ｍｍ／ｓ
ｅｃ程度で動かし、ガス供給口１０から窒素ガスを１０
ｓｌｍ程度供給し、排気口１１から排気することにより
チャンバー１内にガス流を作り、５０ないし１５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２程度の圧力で高圧水を内径５ｍｍ程度のノズ
ル先端４Ａから半導体基板２０裏面に向けて１ないし１
０ｓｃｃｍ程度噴出させる。さらに、リンス水供給管７
から超純水を半導体基板２０表面に１００ないし５００
ｓｃｃｍ程度供給する。
３をそれぞれ、１００ｒｐｍ、１０ないし５０ｍｍ／ｓ
ｅｃ程度で動かし、ガス供給口１０から窒素ガスを１０
ｓｌｍ程度供給し、排気口１１から排気することにより
チャンバー１内にガス流を作り、５０ないし１５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２程度の圧力で高圧水を内径５ｍｍ程度のノズ
ル先端４Ａから半導体基板２０裏面に向けて１ないし１
０ｓｃｃｍ程度噴出させる。さらに、リンス水供給管７
から超純水を半導体基板２０表面に１００ないし５００
ｓｃｃｍ程度供給する。
【０１２８】ここで、高圧水に１．６ＭＨｚ程度の高周
波を印加しておくことにより、本発明者らが確認したと
ころによれば、図２４に模式的に示したように、高圧水
の噴出時に高周波が半導体基板２０裏面に形成された薄
い水皮膜５０に衝撃波として伝わり、その高周波が半導
体基板中を伝播して半導体基板２０表面に衝撃を加え、
その周波数に応じて半導体基板２０表面に附着した微細
なダストが振動励起されて浮き上がり、リンス水によっ
て除去されることが分かった。この時、半導体基板２０
を伝播することによる衝撃波の減衰は殆ど見られず、上
記の本発明の第一の実施の形態と同様のダストの浮き上
がりが発生することが確認された。この浮き上がったダ
ストは、リンス水供給管７から供給される超純水によっ
て洗浄され、これにより、清浄な半導体基板２０表面が
えられることが確認された。このようにリンス水は単に
浮き上がったダストを押し流すだけであるため、高圧で
あることは不要であり、０．１ないし１ｋｇｆ／ｃｍ２
程度の低圧で十分である。
波を印加しておくことにより、本発明者らが確認したと
ころによれば、図２４に模式的に示したように、高圧水
の噴出時に高周波が半導体基板２０裏面に形成された薄
い水皮膜５０に衝撃波として伝わり、その高周波が半導
体基板中を伝播して半導体基板２０表面に衝撃を加え、
その周波数に応じて半導体基板２０表面に附着した微細
なダストが振動励起されて浮き上がり、リンス水によっ
て除去されることが分かった。この時、半導体基板２０
を伝播することによる衝撃波の減衰は殆ど見られず、上
記の本発明の第一の実施の形態と同様のダストの浮き上
がりが発生することが確認された。この浮き上がったダ
ストは、リンス水供給管７から供給される超純水によっ
て洗浄され、これにより、清浄な半導体基板２０表面が
えられることが確認された。このようにリンス水は単に
浮き上がったダストを押し流すだけであるため、高圧で
あることは不要であり、０．１ないし１ｋｇｆ／ｃｍ２
程度の低圧で十分である。
【０１２９】また、図２５に示すように、半導体基板２
０裏面に噴出する一次高圧水圧力と、半導体基板２０表
面に伝播する衝撃波の強度（透過二次強度）は比例する
ことが確認されており、一次高圧水圧力で衝撃波強度を
制御できることが確認された。
０裏面に噴出する一次高圧水圧力と、半導体基板２０表
面に伝播する衝撃波の強度（透過二次強度）は比例する
ことが確認されており、一次高圧水圧力で衝撃波強度を
制御できることが確認された。
【０１３０】上記の実施形態に係る半導体基板の洗浄方
法によれば、高圧水の噴出は半導体基板２０の裏面に向
かって行われる。このため、ミストの発生する領域は半
導体基板２０の裏面側のみに限定され、半導体基板２０
の表面側にミストが廻り込むことがない。このため、半
導体基板２０の表面側にミストに起因するダスト附着が
起こることはない。
法によれば、高圧水の噴出は半導体基板２０の裏面に向
かって行われる。このため、ミストの発生する領域は半
導体基板２０の裏面側のみに限定され、半導体基板２０
の表面側にミストが廻り込むことがない。このため、半
導体基板２０の表面側にミストに起因するダスト附着が
起こることはない。
【０１３１】また、上記の実施形態に係る半導体基板の
洗浄方法によれば、表面洗浄用のリンス水は低圧水で良
い。ここで、半導体基板表面に附着しているダスト以外
の金属等の不純物の除去には酸、アルカリを用いてエッ
チングすることが有効であるが、本実施の形態では上記
の低圧リンス水に変えて酸、アルカリ等の化学薬品を使
用することが可能となる。即ち、リンス水が低圧である
ため半導体基板上部にまで化学薬品が飛散することが無
く、また、裏面に噴射された高圧水によるミストが半導
体基板２０の表面側に廻り込むこともないため、半導体
基板２０より下部の装置内面のみを耐酸性、耐アルカリ
性にしておけば、リンス水に替えて酸、アルカリを含む
溶液を用いて洗浄しても洗浄装置内壁を腐食する恐れ
も、洗浄装置内に塩化アンモニウムなどの無機塩が附着
する恐れも無い。また、裏面洗浄の必要に応じて、高圧
水として化学薬品を用いることも可能である。尚、従来
の技術では、高圧水ミストが洗浄装置上部にも舞い上が
り、特に、ロードロック部分にも進入してしまってい
た。ロードロック部分は半導体基板の搬入出を可能にし
かつ遮薮時に十分な気密を維持するためにゲートバルブ
等を用い、金属面同士での気密を維持することが必要で
あり、この部分を耐酸性、耐アルカリ性の表面で形成す
ること不可能であった。しかしながら上記の本実施の形
態によれば耐酸性、耐アルカリ性を要求される部分は半
導体基板より下部に位置する領域のみであり、上記のロ
ードロック部は除外することができる。これらの半導体
基板より下部に位置する領域は摺動部分は小領域のみで
あり、テフロンシール等で十分に気密を維持し得る。従
って本実施の形態では半導体基板より下部の洗浄装置内
壁をテフロンコーティング等によって耐酸性、耐アルカ
リ性とすることで純水よりも洗浄力の強い酸、アルカリ
等をリンス水、高圧水として使用することができる。
洗浄方法によれば、表面洗浄用のリンス水は低圧水で良
い。ここで、半導体基板表面に附着しているダスト以外
の金属等の不純物の除去には酸、アルカリを用いてエッ
チングすることが有効であるが、本実施の形態では上記
の低圧リンス水に変えて酸、アルカリ等の化学薬品を使
用することが可能となる。即ち、リンス水が低圧である
ため半導体基板上部にまで化学薬品が飛散することが無
く、また、裏面に噴射された高圧水によるミストが半導
体基板２０の表面側に廻り込むこともないため、半導体
基板２０より下部の装置内面のみを耐酸性、耐アルカリ
性にしておけば、リンス水に替えて酸、アルカリを含む
溶液を用いて洗浄しても洗浄装置内壁を腐食する恐れ
も、洗浄装置内に塩化アンモニウムなどの無機塩が附着
する恐れも無い。また、裏面洗浄の必要に応じて、高圧
水として化学薬品を用いることも可能である。尚、従来
の技術では、高圧水ミストが洗浄装置上部にも舞い上が
り、特に、ロードロック部分にも進入してしまってい
た。ロードロック部分は半導体基板の搬入出を可能にし
かつ遮薮時に十分な気密を維持するためにゲートバルブ
等を用い、金属面同士での気密を維持することが必要で
あり、この部分を耐酸性、耐アルカリ性の表面で形成す
ること不可能であった。しかしながら上記の本実施の形
態によれば耐酸性、耐アルカリ性を要求される部分は半
導体基板より下部に位置する領域のみであり、上記のロ
ードロック部は除外することができる。これらの半導体
基板より下部に位置する領域は摺動部分は小領域のみで
あり、テフロンシール等で十分に気密を維持し得る。従
って本実施の形態では半導体基板より下部の洗浄装置内
壁をテフロンコーティング等によって耐酸性、耐アルカ
リ性とすることで純水よりも洗浄力の強い酸、アルカリ
等をリンス水、高圧水として使用することができる。
【０１３２】尚、ここで用いる酸、アルカリとしては、
塩酸、アンモニア水、過酸化水素水、オゾン水、電界イ
オン水など及びそれらの混合物が適当である。
塩酸、アンモニア水、過酸化水素水、オゾン水、電界イ
オン水など及びそれらの混合物が適当である。
【０１３３】次に、本実施形態に係る半導体基板の洗浄
装置を用いて表面にＭＯＳキャパシタの形成された半導
体基板を洗浄した場合にＭＯＳキャパシタが静電破壊さ
れるアンテナ比の最低値の一次高圧水圧力依存性を、従
来の半導体基板の洗浄装置を用いた場合のそれと比較し
て図２６に示す。ここで、アンテナ比とは、ＭＯＳキャ
パシタのキャパシタ酸化膜の面積に対する、キャパシタ
電極の面積を示したものであり、アンテナ比が大きい
（電極面積が比較的大きい）ほど静電破壊に弱い。
装置を用いて表面にＭＯＳキャパシタの形成された半導
体基板を洗浄した場合にＭＯＳキャパシタが静電破壊さ
れるアンテナ比の最低値の一次高圧水圧力依存性を、従
来の半導体基板の洗浄装置を用いた場合のそれと比較し
て図２６に示す。ここで、アンテナ比とは、ＭＯＳキャ
パシタのキャパシタ酸化膜の面積に対する、キャパシタ
電極の面積を示したものであり、アンテナ比が大きい
（電極面積が比較的大きい）ほど静電破壊に弱い。
【０１３４】図２６に示したように、従来例（従来の半
導体基板の洗浄装置を用いた場合）では、一次高圧水圧
力が６０ｋｇｆ／ｃｍ２以下では静電破壊を起こすアン
テナ比は１×１０１７以上を維持しているが、それを越
えると急激に低下し、一次高圧水圧力が１００ｋｇｆ／
ｃｍ２では１×１０１３にまで低下してしまう。これに
対し、本実施形態にかかる半導体基板の洗浄装置を用い
た場合には、一次高圧水圧力が１００ｋｇｆ／ｃｍ２で
もアンテナ比は１×１０１７以上を維持しており、顕著
な相違があることが確認された。これは、従来の技術で
は高圧水の噴射時に表面との摩擦で高圧水圧力にほぼ比
例して半導体基板表面に静電気が発生するのに対し、本
実施形態にかかる半導体基板の洗浄装置を用いた場合に
は半導体基板表面に高圧水が触れることが無く表面に静
電気が発生する恐れが非常に少ないためであると考えら
れる。このため、本実施形態によれば表面の半導体素子
を破壊する危険が非常に小さく、高い素子信頼性を保証
できる半導体基板洗浄方法を提供することができる。
導体基板の洗浄装置を用いた場合）では、一次高圧水圧
力が６０ｋｇｆ／ｃｍ２以下では静電破壊を起こすアン
テナ比は１×１０１７以上を維持しているが、それを越
えると急激に低下し、一次高圧水圧力が１００ｋｇｆ／
ｃｍ２では１×１０１３にまで低下してしまう。これに
対し、本実施形態にかかる半導体基板の洗浄装置を用い
た場合には、一次高圧水圧力が１００ｋｇｆ／ｃｍ２で
もアンテナ比は１×１０１７以上を維持しており、顕著
な相違があることが確認された。これは、従来の技術で
は高圧水の噴射時に表面との摩擦で高圧水圧力にほぼ比
例して半導体基板表面に静電気が発生するのに対し、本
実施形態にかかる半導体基板の洗浄装置を用いた場合に
は半導体基板表面に高圧水が触れることが無く表面に静
電気が発生する恐れが非常に少ないためであると考えら
れる。このため、本実施形態によれば表面の半導体素子
を破壊する危険が非常に小さく、高い素子信頼性を保証
できる半導体基板洗浄方法を提供することができる。
【０１３５】次に本実施形態に係る半導体基板の洗浄装
置の変形例について図面を用いて説明する。
置の変形例について図面を用いて説明する。
【０１３６】図２７は第一の変形例の断面見取図であ
り、上記の図２３と同一の部分には同一の符号を付し説
明を省略する。
り、上記の図２３と同一の部分には同一の符号を付し説
明を省略する。
【０１３７】本変形例では図２３に示した基板ホルダー
２とリンス水供給管７を合わせた機能を有する基板ホル
ダー兼リンス水供給管８を用いている。その基板ホルダ
ー兼リンス水供給管８のチャンバー１内部の先端には半
導体基板２０が着脱可能であるように形成された基板固
定冶具６が接続されている。また、その基板固定冶具６
には半導体基板２０を固定可能と成すように固定ピンが
３本乃至５本程度形設され、その固定ピンに半導体基板
２０が表面（デバイス形成面）を上にしてほぼ水平に固
定されている。その半導体基板２０は、チャンバー１上
面を貫通し、気密に且つ摺動可能に形成された基板ホル
ダー兼リンス水供給管８の回転によって回転可能になっ
ている。このような形態を取る事により、本変形例で
は、上述の本発明の第二の実施形体に係る半導体基板の
洗浄装置で述べた利点に加え、洗浄中は半導体基板２０
表面中央部からリンス水が常に半導体基板２０表面を覆
うようになっており、気相中の浮遊ダストが半導体基板
２０表面に附着する余地が殆ど無く、更に清浄な半導体
基板を得ることができる。
２とリンス水供給管７を合わせた機能を有する基板ホル
ダー兼リンス水供給管８を用いている。その基板ホルダ
ー兼リンス水供給管８のチャンバー１内部の先端には半
導体基板２０が着脱可能であるように形成された基板固
定冶具６が接続されている。また、その基板固定冶具６
には半導体基板２０を固定可能と成すように固定ピンが
３本乃至５本程度形設され、その固定ピンに半導体基板
２０が表面（デバイス形成面）を上にしてほぼ水平に固
定されている。その半導体基板２０は、チャンバー１上
面を貫通し、気密に且つ摺動可能に形成された基板ホル
ダー兼リンス水供給管８の回転によって回転可能になっ
ている。このような形態を取る事により、本変形例で
は、上述の本発明の第二の実施形体に係る半導体基板の
洗浄装置で述べた利点に加え、洗浄中は半導体基板２０
表面中央部からリンス水が常に半導体基板２０表面を覆
うようになっており、気相中の浮遊ダストが半導体基板
２０表面に附着する余地が殆ど無く、更に清浄な半導体
基板を得ることができる。
【０１３８】また、図２８は第二の変形例の断面見取図
であり、上記の図２３と同一の部分には同一の符号を付
し説明を省略する。
であり、上記の図２３と同一の部分には同一の符号を付
し説明を省略する。
【０１３９】本変形例では、チャンバー１の底部外周部
の排気口１１Ａに加えて、チャンバー１の底面ほぼ中央
部に排気口１１Ｂが設けられている。この排気口１１Ｂ
からも排気を行うことにより、基板裏面で発生したミス
トをほぼ半導体基板直下の近接した部分から排気可能と
なる。これにより、本変形例では、上述の本発明の第二
の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置で述べた利点に
加え、洗浄装置底面からのミストの反射等が抑えること
ができ、チャンバー１下部の容積を削減して、装置の小
型化を図ることができる。
の排気口１１Ａに加えて、チャンバー１の底面ほぼ中央
部に排気口１１Ｂが設けられている。この排気口１１Ｂ
からも排気を行うことにより、基板裏面で発生したミス
トをほぼ半導体基板直下の近接した部分から排気可能と
なる。これにより、本変形例では、上述の本発明の第二
の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置で述べた利点に
加え、洗浄装置底面からのミストの反射等が抑えること
ができ、チャンバー１下部の容積を削減して、装置の小
型化を図ることができる。
【０１４０】（第四の実施形態）次に本発明の第四の実
施形態につき図２９を用いて詳細に説明する。図２９
は、本発明の第四の実施形態に係る半導体基板洗浄装置
に半導体基板を載置したときの要部の概略見取図であ
る。尚、図２９で、図２３と同一の部分については同一
の符号を付し説明を省略する。
施形態につき図２９を用いて詳細に説明する。図２９
は、本発明の第四の実施形態に係る半導体基板洗浄装置
に半導体基板を載置したときの要部の概略見取図であ
る。尚、図２９で、図２３と同一の部分については同一
の符号を付し説明を省略する。
【０１４１】本実施形態では、チャンバー１内部に、チ
ャンバー１の底面をその底面として、洗浄槽１Ａがチャ
ンバー１内部の半導体基板載置予定領域とノズル先端４
Ａとが収納可能となるように形成されている。
ャンバー１の底面をその底面として、洗浄槽１Ａがチャ
ンバー１内部の半導体基板載置予定領域とノズル先端４
Ａとが収納可能となるように形成されている。
【０１４２】半導体基板２０は、第三の実施形態と同様
に図示しないロードロックチャンバーを介してチャンバ
ー１内の基板ホルダー６に取り付け可能である。また、
本実施形態では、基板ホルダー２に図示しない上下駆動
機構が取り付けられておりこれによって基板ホルダー２
は上下駆動並びに回転が可能となっている。これによ
り、半導体基板２０をチャンバー１内に導入して基板固
定冶具６に固定した後に、さらに基板ホルダー２をチャ
ンバー１に対して降下させることにより半導体基板２０
を洗浄槽１Ａ内部に収納することが可能である。
に図示しないロードロックチャンバーを介してチャンバ
ー１内の基板ホルダー６に取り付け可能である。また、
本実施形態では、基板ホルダー２に図示しない上下駆動
機構が取り付けられておりこれによって基板ホルダー２
は上下駆動並びに回転が可能となっている。これによ
り、半導体基板２０をチャンバー１内に導入して基板固
定冶具６に固定した後に、さらに基板ホルダー２をチャ
ンバー１に対して降下させることにより半導体基板２０
を洗浄槽１Ａ内部に収納することが可能である。
【０１４３】また、ノズル４は、ノズル支持アーム内部
に収納されてノズル支持アームとともにチャンバー１外
部に導出され、外部から高圧水が供給可能とされてい
る。
に収納されてノズル支持アームとともにチャンバー１外
部に導出され、外部から高圧水が供給可能とされてい
る。
【０１４４】また、洗浄槽１Ａにはリンス水供給管７か
らリンス水が供給可能であり、これにより洗浄槽１Ａを
リンス水で満たすことが可能である。
らリンス水が供給可能であり、これにより洗浄槽１Ａを
リンス水で満たすことが可能である。
【０１４５】更に、洗浄槽１Ａの下部には図示しない排
水バルブが取り付けられており、このバルブを開くこと
で、随時、洗浄槽１Ａ内部のリンス水を排出可能であ
る。また、この排水は、排気口１１から装置外部に排出
可能とされている。
水バルブが取り付けられており、このバルブを開くこと
で、随時、洗浄槽１Ａ内部のリンス水を排出可能であ
る。また、この排水は、排気口１１から装置外部に排出
可能とされている。
【０１４６】次にこの装置を用いて半導体基板を洗浄す
る方法について図２９を用いて詳細に説明する。
る方法について図２９を用いて詳細に説明する。
【０１４７】上記した半導体基板洗浄装置に図示しない
ロードロックチャンバーを介して半導体基板２０を導入
し、基板固定冶具６に固定する。その後、基板ホルダー
２を降下させ、半導体基板２０がノズル先端４Ａに近接
し、かつ、洗浄槽１Ａに収納される位置で停止させる。
ここで、基板ホルダー２にはこの位置で回転可能となる
ように図示しない回転機構がチャンバー１外部で接続さ
れている。
ロードロックチャンバーを介して半導体基板２０を導入
し、基板固定冶具６に固定する。その後、基板ホルダー
２を降下させ、半導体基板２０がノズル先端４Ａに近接
し、かつ、洗浄槽１Ａに収納される位置で停止させる。
ここで、基板ホルダー２にはこの位置で回転可能となる
ように図示しない回転機構がチャンバー１外部で接続さ
れている。
【０１４８】次にリンス水供給管７から超純水を供給
し、洗浄槽１Ａ内部に超純水を充満させた後、超純水の
供給を続けながら洗浄槽１Ａ下部の図示しないバルブを
開き、洗浄槽１Ａ中の超純水が徐々に置換されるように
する。尚、バルブを用いずに、洗浄槽１Ａ上部から超純
水がオーバーフローするようにしてもよい。
し、洗浄槽１Ａ内部に超純水を充満させた後、超純水の
供給を続けながら洗浄槽１Ａ下部の図示しないバルブを
開き、洗浄槽１Ａ中の超純水が徐々に置換されるように
する。尚、バルブを用いずに、洗浄槽１Ａ上部から超純
水がオーバーフローするようにしてもよい。
【０１４９】この状態でノズル先端４Ａから高圧水を半
導体基板２０裏面に向けて噴出し、同時に、ノズル支持
アーム３、基板ホルダー２の回転を行う。
導体基板２０裏面に向けて噴出し、同時に、ノズル支持
アーム３、基板ホルダー２の回転を行う。
【０１５０】このようにして半導体基板の洗浄を行うこ
とにより、本実施形態では上記の本発明の第三の実施形
態に係る半導体基板の洗浄方法で述べた効果に加えて、
以下の効果がある。即ち、 １）半導体基板２０は、常に超純水中に浸されており、
表面が気相中に触れることはない。気相中と比較する
と、超純水中ではミストは存在せず、ダストも極めて少
ない。このため超純水中で、超純水を順次置換しつつ洗
浄を行うことで、ダスト附着、ダスト再附着の無い極め
て清浄な半導体基板表面を得ることができる。
とにより、本実施形態では上記の本発明の第三の実施形
態に係る半導体基板の洗浄方法で述べた効果に加えて、
以下の効果がある。即ち、 １）半導体基板２０は、常に超純水中に浸されており、
表面が気相中に触れることはない。気相中と比較する
と、超純水中ではミストは存在せず、ダストも極めて少
ない。このため超純水中で、超純水を順次置換しつつ洗
浄を行うことで、ダスト附着、ダスト再附着の無い極め
て清浄な半導体基板表面を得ることができる。
【０１５１】２）洗浄槽１Ａ内壁、基板固定冶具６、ノ
ズルフレーム５、ノズル支持アーム３をそれぞれ、耐薬
品性の高いテフロン等で構成するか、それらでコーティ
ングすることにより、リンス水として、酸性、アルカリ
性の洗浄液を使用することが可能となる。これにより、
半導体基板表面の金属附着物も除去することが可能とな
る。また、それに引続き、超純水による洗浄を行うこと
が可能である。この場合、必要に応じて、リンス水供給
管を増設してリンス水の種類によって使い分けてもよ
い。
ズルフレーム５、ノズル支持アーム３をそれぞれ、耐薬
品性の高いテフロン等で構成するか、それらでコーティ
ングすることにより、リンス水として、酸性、アルカリ
性の洗浄液を使用することが可能となる。これにより、
半導体基板表面の金属附着物も除去することが可能とな
る。また、それに引続き、超純水による洗浄を行うこと
が可能である。この場合、必要に応じて、リンス水供給
管を増設してリンス水の種類によって使い分けてもよ
い。
【０１５２】ＣＭＰ後に上記の本発明の第四の実施の形
態を用いた洗浄をおこなった半導体基板上のパーティク
ル数を、従来の洗浄方法、上述の第一の実施の形態の洗
浄方法を行った場合と比較して図３０に示した。本実施
の形態では、流水中でダスト除去を行うためミスト再附
着の余地が無く、上述の第一の実施の形態の洗浄方法と
比較しても、さらにパーティクル数が減少していること
が分かる。
態を用いた洗浄をおこなった半導体基板上のパーティク
ル数を、従来の洗浄方法、上述の第一の実施の形態の洗
浄方法を行った場合と比較して図３０に示した。本実施
の形態では、流水中でダスト除去を行うためミスト再附
着の余地が無く、上述の第一の実施の形態の洗浄方法と
比較しても、さらにパーティクル数が減少していること
が分かる。
【０１５３】次に本実施形態の変形例につき、図３１を
用いて説明する。図３１（Ａ）は、上記の実施形態で用
いたノズル先端４Ａ、及びノズルフレーム５の上面図で
ある。ほぼ円筒型のノズルフレーム５の中心から細いテ
フロンチューブであるノズル先端４Ａが突き出してい
る。
用いて説明する。図３１（Ａ）は、上記の実施形態で用
いたノズル先端４Ａ、及びノズルフレーム５の上面図で
ある。ほぼ円筒型のノズルフレーム５の中心から細いテ
フロンチューブであるノズル先端４Ａが突き出してい
る。
【０１５４】図３１（Ｂ）は、ノズル先端４Ａ及びノズ
ルフレーム５の第一の変形例を示しており、ほぼ洗浄す
る半導体基板の直径に相当する長さを有する直方体形の
ノズルフレーム５に、複数のノズル先端４Ａが突き出し
ている。
ルフレーム５の第一の変形例を示しており、ほぼ洗浄す
る半導体基板の直径に相当する長さを有する直方体形の
ノズルフレーム５に、複数のノズル先端４Ａが突き出し
ている。
【０１５５】また、図３１（Ｃ）は、ノズル先端４Ａ及
びノズルフレーム５の第二の変形例を示しており、断面
がほぼ洗浄する半導体基板形状に相当する厚みのある円
盤形状のノズルフレーム５に、複数のノズル先端４Ａが
ノズルフレーム５のほぼ全面に均一に突き出している。
びノズルフレーム５の第二の変形例を示しており、断面
がほぼ洗浄する半導体基板形状に相当する厚みのある円
盤形状のノズルフレーム５に、複数のノズル先端４Ａが
ノズルフレーム５のほぼ全面に均一に突き出している。
【０１５６】これらの変形例では、半導体基板の直径方
向、ないしは、半導体基板のほぼ全面に対応してノズル
先端４Ａが形成されているため、図２９に記載の基板ホ
ルダー２を回転させればノズル支持アーム３は回転させ
なくても、半導体基板裏面全面を洗浄することが可能で
ある。また、上記の第二の変形例では、ノズル先端４Ａ
が十分に密に形成されていれば、基板ホルダー２、ノズ
ル支持アーム３共回転させなくても半導体基板裏面全面
を洗浄することが可能である。これらの変形例を用いる
ことにより、洗浄装置の回転部分を削減でき、装置構成
を簡単にすることができる。また、これらの変形例では
複数のノズル先端４Ａが必要であるが、ノズル４が細い
ため、複数のノズルを纏めてノズル支持アーム３内部に
収納することが可能である。
向、ないしは、半導体基板のほぼ全面に対応してノズル
先端４Ａが形成されているため、図２９に記載の基板ホ
ルダー２を回転させればノズル支持アーム３は回転させ
なくても、半導体基板裏面全面を洗浄することが可能で
ある。また、上記の第二の変形例では、ノズル先端４Ａ
が十分に密に形成されていれば、基板ホルダー２、ノズ
ル支持アーム３共回転させなくても半導体基板裏面全面
を洗浄することが可能である。これらの変形例を用いる
ことにより、洗浄装置の回転部分を削減でき、装置構成
を簡単にすることができる。また、これらの変形例では
複数のノズル先端４Ａが必要であるが、ノズル４が細い
ため、複数のノズルを纏めてノズル支持アーム３内部に
収納することが可能である。
【０１５７】（第五の実施形態）次に第五の実施形態に
つき図３２を用いて詳細に説明する。図３２は、ＣＭＰ
（Chemical mechanical polish）装置等を用いてラッピ
ングを行う際に、軸３０Ａ、ラッピング盤３０Ｂからな
るラッピング冶具３０に貼付され、ラッピングの終了し
た半導体基板２０を洗浄する洗浄装置の要部断面図を示
している。
つき図３２を用いて詳細に説明する。図３２は、ＣＭＰ
（Chemical mechanical polish）装置等を用いてラッピ
ングを行う際に、軸３０Ａ、ラッピング盤３０Ｂからな
るラッピング冶具３０に貼付され、ラッピングの終了し
た半導体基板２０を洗浄する洗浄装置の要部断面図を示
している。
【０１５８】上記のラッピング冶具に貼付された半導体
基板２０はラッピング工程の終了後、次工程に進む前
に、図示した純水で満たされたラッピング盤洗浄槽４０
内に浸され、ラッピング盤洗浄槽４０内に設置されたノ
ズルフレーム５中の複数のノズル先端４Ａから噴出する
高圧水によって裏面洗浄を行うことができる。ここで、
ノズルフレームとしては上記の第四の実施形態の変形例
で記載した直方体形のノズルフレーム５、ないし、厚み
のある円盤形状のノズルフレーム５を用いることで、ノ
ズルフレーム５乃至ラッピング冶具３０の何れかを回転
させる（直方体形のノズルフレーム５使用のとき）か、
両方とも固定させて使用する（厚みのある円盤形状のノ
ズルフレーム５使用のとき）ことで短時間に十分に洗浄
を行うことができる。
基板２０はラッピング工程の終了後、次工程に進む前
に、図示した純水で満たされたラッピング盤洗浄槽４０
内に浸され、ラッピング盤洗浄槽４０内に設置されたノ
ズルフレーム５中の複数のノズル先端４Ａから噴出する
高圧水によって裏面洗浄を行うことができる。ここで、
ノズルフレームとしては上記の第四の実施形態の変形例
で記載した直方体形のノズルフレーム５、ないし、厚み
のある円盤形状のノズルフレーム５を用いることで、ノ
ズルフレーム５乃至ラッピング冶具３０の何れかを回転
させる（直方体形のノズルフレーム５使用のとき）か、
両方とも固定させて使用する（厚みのある円盤形状のノ
ズルフレーム５使用のとき）ことで短時間に十分に洗浄
を行うことができる。
【０１５９】また、このときの高圧水圧力（５０ｋｇｆ
／ｃｍ２）と、洗浄後の残留パーティクル数（Particle
count／ウェハー）の関係を図３３に示した。この図に
示したように、ＣＭＰ直後の非常に汚れた面であっても
本実施の形態に記載の方法を用いることで、高圧水圧力
１２０ｋｇｆ／ｃｍ２とすれば、残留パーティクル数２
０以下を実現できる。
／ｃｍ２）と、洗浄後の残留パーティクル数（Particle
count／ウェハー）の関係を図３３に示した。この図に
示したように、ＣＭＰ直後の非常に汚れた面であっても
本実施の形態に記載の方法を用いることで、高圧水圧力
１２０ｋｇｆ／ｃｍ２とすれば、残留パーティクル数２
０以下を実現できる。
【０１６０】尚、上記の各実施形態ではノズル４は、テ
フロンチューブ、ステンレスチューブ、窒化珪素チュー
ブを用いる例について説明したが、これは、ノズル中を
流れる高圧水の水圧などによって適宜変さらすることが
できる。例えば、高圧水ポンプからノズル先端近傍まで
をステンレスチューブで形成し、ノズル先端部のみを窒
化珪素で形成してもよい。このようにすることにより、
十分な高圧水に耐え、かつ、半導体基板の近傍では汚染
恐れの極めて少ないチューブとすることができる。ま
た、ステンレスチューブ内壁に酸化クロム膜等を形成す
ることで、高圧水に代えて高圧薬品を使用することも可
能となる。また、テフロンチューブを用いて、先端部の
みを窒化珪素としてもよい。このようにすることで、容
易に耐薬品性のあるチューブを得る事ができる。さら
に、高圧水の圧力によっては塩化ビニル製チューブでも
使用できる場合も有り、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で、種々の変更が可能である。
フロンチューブ、ステンレスチューブ、窒化珪素チュー
ブを用いる例について説明したが、これは、ノズル中を
流れる高圧水の水圧などによって適宜変さらすることが
できる。例えば、高圧水ポンプからノズル先端近傍まで
をステンレスチューブで形成し、ノズル先端部のみを窒
化珪素で形成してもよい。このようにすることにより、
十分な高圧水に耐え、かつ、半導体基板の近傍では汚染
恐れの極めて少ないチューブとすることができる。ま
た、ステンレスチューブ内壁に酸化クロム膜等を形成す
ることで、高圧水に代えて高圧薬品を使用することも可
能となる。また、テフロンチューブを用いて、先端部の
みを窒化珪素としてもよい。このようにすることで、容
易に耐薬品性のあるチューブを得る事ができる。さら
に、高圧水の圧力によっては塩化ビニル製チューブでも
使用できる場合も有り、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で、種々の変更が可能である。
【０１６１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ダ
スト再附着の無い基板洗浄装置を提供することができ
る。また、その装置を用いて必要に応じて酸、アルカリ
等の薬品を使用することができる。また、本発明によれ
ば、ダスト再附着の無い半導体基板洗浄方法を提供する
ことができる。さらに、複数の周波数発生源を用いるこ
となく、粒子除去に有効な周波数帯の高周波を発生させ
ることが可能であり、かつ平坦部・凹部の両方について
粒子除去効果の高い非接触式半導体基板洗浄方法が提供
でき、従来３段洗浄が必要だったＣＭＰ後洗浄モジュー
ルをＲ／Ｓと組み合わせた２段洗浄で可能とし、凹部を
有するウエハーにおいても高い粒子の洗浄効果を得るこ
とを可能とした。
スト再附着の無い基板洗浄装置を提供することができ
る。また、その装置を用いて必要に応じて酸、アルカリ
等の薬品を使用することができる。また、本発明によれ
ば、ダスト再附着の無い半導体基板洗浄方法を提供する
ことができる。さらに、複数の周波数発生源を用いるこ
となく、粒子除去に有効な周波数帯の高周波を発生させ
ることが可能であり、かつ平坦部・凹部の両方について
粒子除去効果の高い非接触式半導体基板洗浄方法が提供
でき、従来３段洗浄が必要だったＣＭＰ後洗浄モジュー
ルをＲ／Ｓと組み合わせた２段洗浄で可能とし、凹部を
有するウエハーにおいても高い粒子の洗浄効果を得るこ
とを可能とした。
【図１】 本発明第一の実施形態に係る枚葉式の半導体
基板洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部の概略
見取図である。
基板洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部の概略
見取図である。
【図２】 傘型覆い５Ａ近傍の拡大見取図である。
【図３】 傘型覆い５Ａの下端から半導体基板２０表面
までの距離Ａをノズル高さとし、そのノズル高さを５ｍ
ｍ及び１ｍｍとした場合の、半導体基板洗浄時の高圧水
の圧力（一次高圧水圧力）を横軸にとり、洗浄、乾燥後
の８インチ半導体基板上の附着ダスト数（ウェハー当た
りパーティクル数）を縦軸にとったときの関係を示す図
である。
までの距離Ａをノズル高さとし、そのノズル高さを５ｍ
ｍ及び１ｍｍとした場合の、半導体基板洗浄時の高圧水
の圧力（一次高圧水圧力）を横軸にとり、洗浄、乾燥後
の８インチ半導体基板上の附着ダスト数（ウェハー当た
りパーティクル数）を縦軸にとったときの関係を示す図
である。
【図４】 傘型覆い５Ａ下端部の開口長Ｂ（ノズル幅
Ｂ）を２０ｍｍから１００ｍｍまで変化させ、半導体基
板２０に照射する高圧水の圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ２、
１００ｋｇｆ／ｃｍ２としたときの洗浄・乾燥後のウェ
ハー当たりのパーティクル数の関係を示した図である。
Ｂ）を２０ｍｍから１００ｍｍまで変化させ、半導体基
板２０に照射する高圧水の圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ２、
１００ｋｇｆ／ｃｍ２としたときの洗浄・乾燥後のウェ
ハー当たりのパーティクル数の関係を示した図である。
【図５】 第一の実施形態の変形例の断面概略見取図で
ある。
ある。
【図６】 第二の実施形態に関する実験モジュールに用
いた、Ｐｅｎ、ＣＪ、Ｃａｖｉｐｅｎ、ＭＪの各ノズル
の概略断面図である。
いた、Ｐｅｎ、ＣＪ、Ｃａｖｉｐｅｎ、ＭＪの各ノズル
の概略断面図である。
【図７】 ＭＪにおける洗浄効果の周波数依存性を示す
図である。
図である。
【図８】 ＭＪにおける洗浄効果の照射時間依存性を示
す図である。
す図である。
【図９】 凹形状ウエハー上に成膜した試料についての
ＭＪにおける洗浄効果の周波数依存性を示す図である。
ＭＪにおける洗浄効果の周波数依存性を示す図である。
【図１０】 第二の実施例にかかるＣａｖｉｐｅｎ洗浄
方法を実施する装置の概略図である。
方法を実施する装置の概略図である。
【図１１】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄によるパーティクル除
去効果・洗浄効果を他の洗浄方法の効果と比較する試験
の結果を示す図である。
去効果・洗浄効果を他の洗浄方法の効果と比較する試験
の結果を示す図である。
【図１２】 本発明にかかるＣａｖｉｐｅｎ洗浄方法に
おけるキャビティー発生原理を説明するための概念図で
ある。
おけるキャビティー発生原理を説明するための概念図で
ある。
【図１３】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果のノズ
ル径依存性を示す図である。
ル径依存性を示す図である。
【図１４】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果の高圧
水吹き出し位置依存性を示す図である。
水吹き出し位置依存性を示す図である。
【図１５】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果のウエ
ハー回転数依存性を示す図である。
ハー回転数依存性を示す図である。
【図１６】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果の圧力
依存性を示す図である。
依存性を示す図である。
【図１７】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果の表面
膜種依存性を示す図である。
膜種依存性を示す図である。
【図１８】 Ｃａｖｉｐｅｎ洗浄方法の洗浄効果のｐＨ
依存性を示す図である。
依存性を示す図である。
【図１９】 Ｓｉ，ＳｉＯ２，ＳｉＮそれぞれの膜種の
ゼータ電位のｐＨ依存性を示す図である。
ゼータ電位のｐＨ依存性を示す図である。
【図２０】 ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のゼータ電位のｐＨ
依存性を示す図である。
依存性を示す図である。
【図２１】 ＭＪおよびＣａｖｉｐｅｎ洗浄に関する、
音圧センサーで測定した各周波数における洗浄の周波数
特性を示す図である。
音圧センサーで測定した各周波数における洗浄の周波数
特性を示す図である。
【図２２】 第一の実施形態の変形例におけるノズル先
端部の要部の断面図である。
端部の要部の断面図である。
【図２３】 本発明の第三の実施形態に係る半導体基板
洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部の概略見取
図である。
洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部の概略見取
図である。
【図２４】 高圧水の噴出時に高周波が半導体基板２０
裏面に形成された薄い水皮膜５０に衝撃波として伝わ
り、その高周波が半導体基板中を伝播して半導体基板２
０表面に衝撃を加える様子を模式的に示した図である。
裏面に形成された薄い水皮膜５０に衝撃波として伝わ
り、その高周波が半導体基板中を伝播して半導体基板２
０表面に衝撃を加える様子を模式的に示した図である。
【図２５】 半導体基板２０裏面に噴出する一次高圧水
圧力と、半導体基板２０表面に伝播する衝撃波の強度
（透過二次強度）の関係を示した図である。
圧力と、半導体基板２０表面に伝播する衝撃波の強度
（透過二次強度）の関係を示した図である。
【図２６】 本発明の第三の実施形態に係る半導体基板
の洗浄装置を用いて表面にＭＯＳキャパシタの形成され
た半導体基板を洗浄した場合にＭＯＳキャパシタが静電
破壊されるアンテナ比の最低値の一次高圧水圧力依存性
を、従来の半導体基盤の洗浄装置を用いた場合のそれと
比較して示した図である。
の洗浄装置を用いて表面にＭＯＳキャパシタの形成され
た半導体基板を洗浄した場合にＭＯＳキャパシタが静電
破壊されるアンテナ比の最低値の一次高圧水圧力依存性
を、従来の半導体基盤の洗浄装置を用いた場合のそれと
比較して示した図である。
【図２７】 本発明の第三の実施形態の第一の変形例の
断面見取図である。
断面見取図である。
【図２８】 本発明の第三の実施形態の第二の変形例の
断面見取図である。
断面見取図である。
【図２９】 本発明の第四の実施形態に係る半導体基板
洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部の概略見取
図である。
洗浄装置に半導体基板を載置したときの要部の概略見取
図である。
【図３０】 ＣＭＰ後に本発明の第四の実施の形態を用
いた洗浄をおこなった半導体基板上のパーティクル数
を、従来の洗浄方法、本発明の第一の実施の形態の洗浄
方法を行なった場合と比較して示した図である。
いた洗浄をおこなった半導体基板上のパーティクル数
を、従来の洗浄方法、本発明の第一の実施の形態の洗浄
方法を行なった場合と比較して示した図である。
【図３１】 本発明の第四の実施形態の変形例におけ
る、ノズル先端４Ａ、及びノズルフレーム５の上面図で
ある。
る、ノズル先端４Ａ、及びノズルフレーム５の上面図で
ある。
【図３２】 本発明の第五の実施形態における洗浄装置
の要部断面図である。
の要部断面図である。
【図３３】 本発明の第五の実施形態における洗浄装置
を用いて洗浄したときの高圧水圧力（５０ｋｇｆ／ｃｍ
２）と、洗浄後の残留パーティクル数（particle count
／ウェハー）の関係を示した図である。
を用いて洗浄したときの高圧水圧力（５０ｋｇｆ／ｃｍ
２）と、洗浄後の残留パーティクル数（particle count
／ウェハー）の関係を示した図である。
【図３４】 従来の枚葉式の半導体基板洗浄装置に半導
体基板を載置したときの要部の概略見取図である。
体基板を載置したときの要部の概略見取図である。
【図３５】 ＣＭＰ平坦化工程後に、研磨されたウエハ
ー表面に研磨粒子が残留する様子を示す図である。
ー表面に研磨粒子が残留する様子を示す図である。
１・・・・・チャンバー １Ａ・・・・洗浄槽 ２・・・・・基板ホルダー ３・・・・・ノズル支持アーム ４・・・・・ノズル ４Ａ・・・・ノズル先端 ５・・・・・ノズルフレーム ５Ａ・・・・傘型覆い ５Ｂ・・・・スポンジ固定冶具 ５Ｃ・・・・ペンシルスポンジ ６・・・・・基板固定冶具 ７・・・・・リンス水供給管 ８・・・・・基板ホルダー兼リンス水供給管 １０・・・・ガス供給口（供気口） １１、１１Ａ、１１Ｂ・・排気口 １２・・・・ノズル治具 １３・・・・柱状PVA製ペンシルスポンジ １４・・・・低圧水ノズル １５・・・・高圧水ノズル １６・・・・ペンシルスポンジの中空部 １７・・・・高周波生成用振動子 １８・・・・テフロン製ノズル先端部 ２０・・・・半導体基板 ３０・・・・ラッピング冶具 ３０Ａ・・・軸 ３０Ｂ・・・ラッピング盤 ４０・・・・ラッピング盤洗浄槽 ５０・・・・水被膜 ６１・・・・研磨粒子 ６２・・・・洗浄液 ６３・・・・ウエハー ７１・・・・高速水柱 ７２・・・・低速または静止状態の水 ７３・・・・キャビティー（空洞）
Claims (16)
- 【請求項１】 半導体基板洗浄装置の基板ホルダー部に
半導体基板を載置する工程と、前記半導体基板を回転さ
せる工程と、前記回転している半導体基板の被洗浄面に
向けて高圧洗浄液を噴出しつつ、高周波を印加する工程
と、を含むことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項２】 前記印加される高周波は、少なくとも４
００ｋＨｚの高周波を含むことを特徴とする請求項１に
記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項３】 前記印加される高周波は、８００ｋＨｚ
以下の周波数帯における連続する周波数成分を有するこ
とを特徴とする、請求項１に記載の半導体基板の洗浄方
法。 - 【請求項４】 前記印加される高周波は、前記被洗浄面
上に形成された洗浄液溜り中に、前記高圧洗浄液を接触
させることにより生成されることを特徴とする、請求項
１から請求項３のいずれか一つに記載の半導体基板の洗
浄方法。 - 【請求項５】 前記高圧洗浄液は、前記半導体基板上に
移動可能に設けられた洗浄液ノズルから前記被洗浄面に
向けて噴出されることを特徴とする、請求項１から請求
項４のいずれか一つに記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項６】 前記洗浄液ノズルの内径は０．３ｍｍ以
上であることを特徴とする、請求項５に記載の記載の半
導体基板の洗浄方法。 - 【請求項７】 前記被洗浄面から前記洗浄液ノズル先端
までの間隔は、７ｍｍ以上であることを特徴とする、請
求項５に記載の記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項８】 前記洗浄液溜りは、前記洗浄液ノズルを
囲むように設けられた中空部を有するペンシルスポンジ
の該中空部に噴出された高圧洗浄液の一部が留まること
により形成されることを特徴とする、請求項４から請求
項７のいずれか一つに記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項９】 前記半導体基板を回転させる工程におい
て、前記基板を１０ｒｐｍの回転速度で回転させること
を特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一つに
記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項１０】 前記高圧洗浄液に印加される圧力は３
０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項
１から請求項９のいずれか一つに記載の半導体基板の洗
浄方法。 - 【請求項１１】 前記高圧洗浄液中において前記被洗浄
面の電位と該被洗浄面に付着する粒子のゼータ電位が同
種の電位となるように、前記高圧洗浄液のｐＨが選択さ
れることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいず
れか一つに記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項１２】 半導体基板を載置する前記工程におい
て、前記半導体基板はウエット状態で基板ホルダー部に
載置され、かつ、該被洗浄面に付着した粒子を除去する
前記工程において、前記被洗浄面がウエット状態に保た
れるように、該被洗浄面上にリンス液が供給されること
を特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか一つ
に記載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項１３】 基板を固定すべき基板ホルダーと、前
記基板ホルダーに基板が固定されたときにその基板の一
表面と対向した噴出口を有する高圧水噴出機構と、前記
基板ホルダー及び前記高圧水噴出機構を内蔵したチャン
バーと、前記チャンバーに接続されたガス供給口と、前
記チャンバーに接続された排気口とを有する基板洗浄装
置であって、前記基板の他表面にリンス水を供給するリ
ンス水供給管をさらに有することを特徴とする基板洗浄
装置。 - 【請求項１４】 基板を固定すべき基板ホルダーと、前
記基板ホルダーに基板が固定されたときにその基板の一
表面と対向した噴出口を有する高圧水噴出機構と、前記
基板ホルダー及び前記高圧水噴出機構を内蔵したチャン
バーと、前記チャンバーに接続されたガス供給口と、前
記チャンバーに接続された排気口とを有する基板洗浄装
置であって、前記チャンバー内に液体を収納保持可能な
洗浄槽が内蔵されており、その洗浄槽に前記高圧水噴出
機構と前記基板ホルダーとが収納可能であることを特徴
とする基板洗浄装置。 - 【請求項１５】 前記高圧水噴出機構は、それより噴出
される高圧水にほぼその噴出方向に３００ＫＨｚないし
３ＭＨｚの高周波を印加可能な高周波発振器が内蔵され
たものであることを特徴とする請求項１３乃至請求項１
４に記載の基板洗浄装置。 - 【請求項１６】 基板洗浄装置の基板ホルダー部に半導
体基板を載置する工程、前記基板ホルダーを前記基板洗
浄装置内の洗浄槽に収納する工程、前記基板洗浄槽に洗
浄液を充填し前記半導体基板を洗浄液中に浸させる工
程、前記洗浄槽中で前記半導体基板の一面に高圧水を噴
出する工程、を含むことを特徴とする半導体基板の洗浄
方法。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002292346A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Sharp Corp | 付着膜回収装置および付着膜の回収方法 |
| WO2008065809A1 (fr) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Appareil de traitement et jig de traitement de surface |
| US7524771B2 (en) | 2002-10-29 | 2009-04-28 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing method using alkaline solution and acid solution |
| JP2009272411A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 半導体ウェーハの処理方法及び処理装置 |
| JPWO2011135979A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2013-07-18 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像用レンズの製造方法 |
| JP2013179341A (ja) * | 2008-03-31 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | 半導体ウェーハの洗浄方法 |
| WO2014006995A1 (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | 東京エレクトロン株式会社 | ガスクラスター照射機構およびそれを用いた基板処理装置、ならびにガスクラスター照射方法 |
| JP2016025197A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| JP2017041555A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置およびノズル洗浄方法 |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6526995B1 (en) * | 1999-06-29 | 2003-03-04 | Intersil Americas Inc. | Brushless multipass silicon wafer cleaning process for post chemical mechanical polishing using immersion |
| JP3875456B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2007-01-31 | 株式会社東芝 | 洗浄方法および洗浄装置 |
| WO2002060606A2 (en) * | 2000-10-23 | 2002-08-08 | James Tyson | Improved sound-based vessel cleaner inspection |
| JP2002353182A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の洗浄方法および洗浄装置、ならびに半導体装置の製造方法 |
| US6598805B2 (en) * | 2001-05-30 | 2003-07-29 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd | Substrate cleaning apparatus |
| US6723655B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-04-20 | Hynix Semiconductor Inc. | Methods for fabricating a semiconductor device |
| JP2003031536A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Nec Corp | ウエハの洗浄方法 |
| EP1329770A1 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-23 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US20030217762A1 (en) * | 2002-02-18 | 2003-11-27 | Lam Research Corporation | Water supply apparatus and method thereof |
| US6955485B2 (en) * | 2002-03-01 | 2005-10-18 | Tokyo Electron Limited | Developing method and developing unit |
| US20050227187A1 (en) * | 2002-03-04 | 2005-10-13 | Supercritical Systems Inc. | Ionic fluid in supercritical fluid for semiconductor processing |
| KR20020036826A (ko) * | 2002-04-19 | 2002-05-16 | 오현옥 | 운동화 세탁기 |
| CH696188A5 (de) * | 2002-07-29 | 2007-02-15 | Brooks Pri Automation Switzerl | Detektions- und Reinigungsvorrichtung in einer Handhabungsvorrichtung für Photomasken. |
| US6905974B2 (en) * | 2002-08-08 | 2005-06-14 | Micron Technology, Inc. | Methods using a peroxide-generating compound to remove group VIII metal-containing residue |
| US7077975B2 (en) * | 2002-08-08 | 2006-07-18 | Micron Technology, Inc. | Methods and compositions for removing group VIII metal-containing materials from surfaces |
| JP4339561B2 (ja) * | 2002-08-16 | 2009-10-07 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理装置および基板処理方法 |
| WO2004082857A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-30 | Mattson Technology Inc. | Systems and methods for cleaning semiconductor substrates using a reduced volume of liquid |
| US6930017B2 (en) * | 2003-08-21 | 2005-08-16 | Micron Technology, Inc. | Wafer Cleaning method and resulting wafer |
| KR100582202B1 (ko) * | 2003-10-13 | 2006-05-23 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조장치 및 방법 |
| US20060102282A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Supercritical Systems, Inc. | Method and apparatus for selectively filtering residue from a processing chamber |
| KR20060075315A (ko) * | 2004-12-28 | 2006-07-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자 제조용 구리 화합물 이물질 제거를 위한 세정방법 |
| US20060185693A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Richard Brown | Cleaning step in supercritical processing |
| US20060185694A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Richard Brown | Rinsing step in supercritical processing |
| US7611589B2 (en) * | 2005-03-04 | 2009-11-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Methods of spin-on wafer cleaning |
| US7550075B2 (en) * | 2005-03-23 | 2009-06-23 | Tokyo Electron Ltd. | Removal of contaminants from a fluid |
| US7767145B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-08-03 | Toyko Electron Limited | High pressure fourier transform infrared cell |
| JP2006278392A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板洗浄装置および基板洗浄方法 |
| US20060226117A1 (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Bertram Ronald T | Phase change based heating element system and method |
| US20060219268A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-05 | Gunilla Jacobson | Neutralization of systemic poisoning in wafer processing |
| US7494107B2 (en) * | 2005-03-30 | 2009-02-24 | Supercritical Systems, Inc. | Gate valve for plus-atmospheric pressure semiconductor process vessels |
| US7442636B2 (en) * | 2005-03-30 | 2008-10-28 | Tokyo Electron Limited | Method of inhibiting copper corrosion during supercritical CO2 cleaning |
| US20060223899A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-05 | Hillman Joseph T | Removal of porogens and porogen residues using supercritical CO2 |
| US20060225769A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Gentaro Goshi | Isothermal control of a process chamber |
| US20070000519A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Gunilla Jacobson | Removal of residues for low-k dielectric materials in wafer processing |
| US7250087B1 (en) | 2006-05-16 | 2007-07-31 | James Tyson | Clogged nozzle detection |
| US20080204687A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Nikon Corporation | Exposing method, exposure apparatus, device fabricating method, and substrate for immersion exposure |
| US20090056744A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Micron Technology, Inc. | Wafer cleaning compositions and methods |
| JP5219536B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2013-06-26 | 不二パウダル株式会社 | 洗浄装置とこれを備える粉粒体処理装置 |
| US8106487B2 (en) * | 2008-12-23 | 2012-01-31 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Semiconductor device having an inorganic coating layer applied over a junction termination extension |
| US8454760B2 (en) * | 2009-06-01 | 2013-06-04 | Micron Technology, Inc. | Wafer cleaning with immersed stream or spray nozzle |
| US9090854B2 (en) | 2011-10-25 | 2015-07-28 | Lam Research Ag | Method and apparatus for processing wafer-shaped articles |
| US20170213705A1 (en) * | 2016-01-27 | 2017-07-27 | Applied Materials, Inc. | Slit valve gate coating and methods for cleaning slit valve gates |
| KR102571748B1 (ko) * | 2021-05-04 | 2023-08-25 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 방법 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4827867A (en) * | 1985-11-28 | 1989-05-09 | Daikin Industries, Ltd. | Resist developing apparatus |
| JP2894451B2 (ja) | 1989-11-06 | 1999-05-24 | 株式会社荏原製作所 | ジェットスクラバー |
| JPH06459A (ja) * | 1992-06-19 | 1994-01-11 | T H I Syst Kk | 洗浄乾燥方法とその装置 |
| US5518542A (en) * | 1993-11-05 | 1996-05-21 | Tokyo Electron Limited | Double-sided substrate cleaning apparatus |
| US5368054A (en) * | 1993-12-17 | 1994-11-29 | International Business Machines Corporation | Ultrasonic jet semiconductor wafer cleaning apparatus |
| JP2900788B2 (ja) * | 1994-03-22 | 1999-06-02 | 信越半導体株式会社 | 枚葉式ウェーハ処理装置 |
| US5520205A (en) * | 1994-07-01 | 1996-05-28 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus for wafer cleaning with rotation |
| US5468302A (en) * | 1994-07-13 | 1995-11-21 | Thietje; Jerry | Semiconductor wafer cleaning system |
| US5762084A (en) * | 1994-07-15 | 1998-06-09 | Ontrak Systems, Inc. | Megasonic bath |
| JPH0852443A (ja) | 1994-08-11 | 1996-02-27 | Ebara Corp | 超純水による洗浄方法 |
| JPH08238463A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Ebara Corp | 洗浄方法及び洗浄装置 |
| JP3278590B2 (ja) * | 1996-08-23 | 2002-04-30 | 株式会社東芝 | 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 |
| US6413355B1 (en) * | 1996-09-27 | 2002-07-02 | Tokyo Electron Limited | Apparatus for and method of cleaning objects to be processed |
| AU6327398A (en) * | 1997-02-18 | 1998-09-08 | Scp Global Technologies | Multiple stage wet processing chamber |
| JP3654779B2 (ja) * | 1998-01-06 | 2005-06-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板洗浄具及び基板洗浄方法 |
| US6070284A (en) * | 1998-02-04 | 2000-06-06 | Silikinetic Technology, Inc. | Wafer cleaning method and system |
| JP3148825B1 (ja) | 1999-10-12 | 2001-03-26 | エスエムケイ株式会社 | 多連型ネジ式ターミナル装置 |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24617699A patent/JP3772056B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-22 US US09/401,864 patent/US6431185B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-06-26 US US10/179,885 patent/US6673163B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002292346A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Sharp Corp | 付着膜回収装置および付着膜の回収方法 |
| US7524771B2 (en) | 2002-10-29 | 2009-04-28 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing method using alkaline solution and acid solution |
| WO2008065809A1 (fr) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Appareil de traitement et jig de traitement de surface |
| JP2008140909A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 処理装置および表面処理治具 |
| JP2013179341A (ja) * | 2008-03-31 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | 半導体ウェーハの洗浄方法 |
| JP2009272411A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 半導体ウェーハの処理方法及び処理装置 |
| JPWO2011135979A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2013-07-18 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像用レンズの製造方法 |
| WO2014006995A1 (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | 東京エレクトロン株式会社 | ガスクラスター照射機構およびそれを用いた基板処理装置、ならびにガスクラスター照射方法 |
| JP2014013834A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Tokyo Electron Ltd | ガスクラスター照射機構およびそれを用いた基板処理装置、ならびにガスクラスター照射方法 |
| JP2016025197A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| JP2017041555A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置およびノズル洗浄方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6431185B1 (en) | 2002-08-13 |
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