JP2001007067A - Rotary cleaning method and apparatus - Google Patents

Rotary cleaning method and apparatus

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JP2001007067A
JP2001007067A JP11177627A JP17762799A JP2001007067A JP 2001007067 A JP2001007067 A JP 2001007067A JP 11177627 A JP11177627 A JP 11177627A JP 17762799 A JP17762799 A JP 17762799A JP 2001007067 A JP2001007067 A JP 2001007067A
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JP
Japan
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cleaning
wafer
cleaned
rpm
nozzle
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Application number
JP11177627A
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Japanese (ja)
Inventor
Keita Suzuki
啓太 鈴木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable removal of dust on a semiconductor device as an object to be cleaned at a low rotational speed, in cleaning the semiconductor device. SOLUTION: In the method, a cleaning solution is supplied onto an object 7 to be cleaned during the rotation of the object 7 to realize rotational cleaning in a noncontact manner. In this case, the method includes a process of lowering a redox potential of the cleaning solution and a process of applying ultrasonic waves to the cleaning solution, and the object is rotated at a rotational speed which is not smaller than 20 rpm and not larger than 50 rpm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は回転洗浄方法および
洗浄装置に関する。より詳しくは、半導体製造プロセス
工程においてウェーハ等のダスト除去に用いる回転洗浄
方法および洗浄装置に関するものである。
The present invention relates to a rotary cleaning method and a cleaning apparatus. More specifically, the present invention relates to a rotary cleaning method and a cleaning apparatus used for removing dust from a wafer or the like in a semiconductor manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウェーハを洗浄する洗浄装置は半
導体製造プロセスの各工程において、ウェーハ上のダス
ト除去を目的として広く使われている。近年、洗浄装置
のウェーハ処理方法として、主に物理的洗浄作用に基づ
いてウェーハダスト除去を行うスクラバーといわれる洗
浄装置が一般に用いられている。
2. Description of the Related Art Cleaning apparatuses for cleaning semiconductor wafers are widely used for removing dust on wafers in each step of a semiconductor manufacturing process. In recent years, as a wafer processing method of a cleaning apparatus, a cleaning apparatus called a scrubber that mainly removes wafer dust based on a physical cleaning action is generally used.

【0003】このスクラバーの洗浄方法の種類には、物
理的な洗浄方法と化学的な洗浄方法の2つに大きく分類
され、主に次のような洗浄方法がある。純水の高圧ジェ
ット噴流による洗浄(方法1)、ブラシによる洗浄(方
法2)、純水に超音波を添加する洗浄(方法3)、酸や
アルカリ液を流す洗浄(方法4)、オゾン水を流す洗浄
(方法5)、等である。
The types of scrubber cleaning methods are broadly classified into two types: physical cleaning methods and chemical cleaning methods, and mainly include the following cleaning methods. Cleaning with high-pressure jet jet of pure water (method 1), cleaning with brush (method 2), cleaning by adding ultrasonic waves to pure water (method 3), cleaning with flowing acid or alkali solution (method 4), ozone water Flushing (method 5), and the like.

【0004】図11は上述した方法1の純水の高圧ジェ
ット噴流による洗浄装置の概略図である。図示したよう
に、Aから純水が高圧純水発生装置51に流入する。こ
の高圧純水発生装置51で圧縮された高圧純水は耐高圧
チューブ52を通り、0.1mmの径を持つノズル53
より矢印Cのように糸状に噴出する。ノズル53下部に
は、モータ54により高回転可能なチャック55(真空
チャックあるいはメカニカルチャック)が備わり、この
チャック55にウェーハ56がチャックされる。ノズル
53から噴出する矢印Cの高圧純水は高回転で回転する
ウェーハ56に噴射られ、これによりウェーハ56上に
付着したダストは除去される。洗浄時、ウェーハ56の
系外に飛散する高圧純水はウェーハ56周囲を覆うカバ
ー57によりウェーハ56下部に滴下する。
FIG. 11 is a schematic view of a cleaning apparatus using a high-pressure jet jet of pure water according to the above-described method 1. As shown, pure water flows into the high-pressure pure water generator 51 from A. The high-pressure pure water compressed by the high-pressure pure water generator 51 passes through a high-pressure resistant tube 52 and passes through a nozzle 53 having a diameter of 0.1 mm.
Spouting out like a thread as indicated by arrow C. A chuck 55 (vacuum chuck or mechanical chuck) rotatable by a motor 54 is provided below the nozzle 53, and a wafer 56 is chucked by the chuck 55. The high-pressure pure water indicated by the arrow C ejected from the nozzle 53 is ejected onto the wafer 56 rotating at a high speed, whereby dust adhering on the wafer 56 is removed. At the time of cleaning, high-pressure pure water scattered outside the system of the wafer 56 is dropped on the lower portion of the wafer 56 by a cover 57 covering the periphery of the wafer 56.

【0005】図12は図11の洗浄装置による洗浄方法
の説明図である。図示したように、上記ノズル53から
噴出する高圧純水が、B方向に高回転で回転するウェー
ハ56の中心58を通過するようにウェーハ56の両端
間を矢印Dのようにスキャンする。このような方法によ
り、ウェーハ56全面に高圧純水がかかるようにし、こ
の高圧純水によりウェーハ上のダストを除去し、高圧純
水とともにウェーハ系外に排出している。
FIG. 12 is an explanatory view of a cleaning method using the cleaning apparatus of FIG. As shown in the drawing, the high-pressure pure water ejected from the nozzle 53 scans between both ends of the wafer 56 as shown by an arrow D so as to pass through the center 58 of the wafer 56 rotating at a high speed in the B direction. With such a method, high-pressure pure water is applied to the entire surface of the wafer 56, dust on the wafer is removed by the high-pressure pure water, and the high-pressure pure water is discharged out of the wafer system together with the high-pressure pure water.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の洗浄方法(方法1)では、ウェーハ上のダストはあ
る一定量までしか除去できず、充分なダスト除去率を得
ることができなかった。より除去率を上げるために、ウ
ェーハ回転数を上げたり、純水をさらに高圧にしたり、
スキャン回数を多くしても、100%のダスト除去率は
得られなかった。また、このような高圧高回転の方法を
用いるとウェーハ表面にダメージを生じ、製造プロセス
でのウェーハに歩留りの低下を生じるおそれがあった。
However, in the conventional cleaning method (method 1), dust on the wafer can be removed only to a certain amount, and a sufficient dust removal rate cannot be obtained. In order to further increase the removal rate, increase the wafer rotation speed, increase the pressure of pure water even further,
Even if the number of scans was increased, a 100% dust removal rate could not be obtained. Further, when such a high-pressure and high-rotation method is used, the wafer surface may be damaged, and the yield of the wafer in the manufacturing process may be reduced.

【0007】また、除去率以外の問題として、高圧純水
発生装置にはステンレスの材質を用いることが多く、純
水を高圧下に圧縮する時にそのステンレスの材質からの
Fe,Cr,Ni等の金属溶出の問題が避けられず、こ
の金属材料により特にウェーハに形成されたゲート酸化
膜の絶縁性が低下し、耐圧低下を引き起こす原因となっ
ていた。
Another problem other than the removal rate is that a stainless steel material is often used for the high-pressure pure water generator, and when pure water is compressed under high pressure, such as Fe, Cr, Ni, etc. from the stainless steel material. The problem of metal elution is inevitable, and this metal material causes a decrease in the insulating property of the gate oxide film formed particularly on the wafer, causing a reduction in the breakdown voltage.

【0008】以上のような洗浄方法での問題点は、配線
幅が小さくなる今日の半導体微細パターンプロセスでは
大きな弊害を生じつつある。また、歩留りの低下問題と
ともに、今後は金属等による品質低下問題がさらに重視
されるため、特に大量に半導体を製造する場合に半導体
製品への品質問題として大きな弊害となることが予想さ
れる。
[0008] The problems with the above-described cleaning method are causing serious problems in today's semiconductor fine pattern process in which the wiring width is reduced. In addition, in addition to the problem of the yield, the problem of quality deterioration due to metals and the like will be more important in the future. Therefore, it is expected that a serious problem will be caused as a quality problem for a semiconductor product particularly when a large number of semiconductors are manufactured.

【0009】一方、上述した他の方法2〜5の問題点と
しては、方法2のブラシ洗浄はウェーハ表面上の傷を引
き起こす恐れがあり、方法3の純水に超音波を添加する
方法はウェーハを高回転させなければダスト除去は得ら
れない。方法4の酸やアルカリ等の薬液を流す方法は大
量に薬液を使用するため環境面での問題が生じ、方法5
のオゾン水を流す方法はオゾン水そのものでの洗浄は期
待できず、薬液との組み合わせが必要なため方法4と同
様に環境面での問題がある。
On the other hand, as a problem of the other methods 2 to 5 described above, the brush cleaning of the method 2 may cause a scratch on the wafer surface, and the method of adding ultrasonic waves to the pure water of the method 3 is different from the wafer cleaning method. Without high rotation, dust removal cannot be obtained. The method of flowing a chemical solution such as an acid or an alkali in the method 4 uses a large amount of the chemical solution, and thus causes an environmental problem.
In the method of flowing ozone water, cleaning with ozone water itself cannot be expected, and there is an environmental problem as in method 4 because it requires a combination with a chemical solution.

【0010】また、特開平8−78647号公報、特開
平9−270412号公報、特開平10−256216
号公報にウェーハのダスト除去方法が記載されている
が、特開平8−78647号公報の記載内容では上記方
法3と方法4を用いており、洗浄時のウェーハ回転速度
は1000rpm、特開平9−270412号公報の記
載内容では上記方法4と方法5を用いており、洗浄時の
ウェーハ回転速度は1500〜3000rpm、特開平
10−256216号公報の記載内容では上記方法3と
方法4と方法5を用いたものであり、洗浄時のウェーハ
回転速度は300rpmである。よっていずれの公報記
載内容もウェーハを高速回転させて洗浄する方法であり
上記問題点が残る。
Also, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-78647, 9-270412 and 10-256216
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78647 discloses a method for removing dust from a wafer, and the contents described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78647 use the above methods 3 and 4. In the description of 270412, the above methods 4 and 5 are used, the wafer rotation speed during cleaning is 1500-3000 rpm, and in the description of JP-A-10-256216, the above methods 3, 4, and 5 are used. The wafer rotation speed at the time of cleaning was 300 rpm. Therefore, any of the contents described in the publications is a method of cleaning the wafer by rotating the wafer at a high speed, and the above problem remains.

【0011】本発明は、上記従来技術を考慮したもので
あって、半導体装置洗浄の際に低回転で被洗浄物のダス
ト除去が可能な回転洗浄方法および洗浄装置の提供を目
的とする。
An object of the present invention is to provide a rotary cleaning method and a cleaning apparatus capable of removing dust from an object to be cleaned at a low rotation speed when cleaning a semiconductor device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、被洗浄物を回転させながらこの被洗浄
物上に洗浄液を供給して非接触で洗浄を行う回転洗浄方
法において、前記洗浄液の酸化還元電位を低くするため
のプロセスと、前記洗浄液に超音波を添加するプロセス
を有し、前記被洗浄物を20rpm以上50rpm以下
の回転数で回転させることを特徴とする回転洗浄方法を
提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a rotary cleaning method for supplying a cleaning liquid onto an object to be cleaned while rotating the object to be cleaned and performing non-contact cleaning. A rotary cleaning method comprising: a process for lowering the oxidation-reduction potential of the cleaning solution; and a process for adding ultrasonic waves to the cleaning solution, wherein the object to be cleaned is rotated at a rotation speed of 20 rpm or more and 50 rpm or less. provide.

【0013】この構成によれば、洗浄液の酸化還元電位
が低くなるため洗浄力が向上し、洗浄液の高圧化を要し
ないので装置から金属が溶出することはなく、被洗浄物
への金属汚染もなくなる。洗浄時の被洗浄物の回転数は
20〜50rpmと従来に比べ低回転で行うことができ
るため、大型基板等の洗浄が可能になる。
[0013] According to this structure, the oxidation-reduction potential of the cleaning solution is reduced, so that the cleaning power is improved. Since it is not necessary to increase the pressure of the cleaning solution, no metal is eluted from the apparatus, and metal contamination on the object to be cleaned is prevented. Disappears. The number of rotations of the object to be cleaned at the time of cleaning is 20 to 50 rpm, which can be performed at a lower rotation than in the past, so that large substrates and the like can be cleaned.

【0014】好ましい構成例においては、前記酸化還元
電位を低くするためのプロセスは水素を添加するプロセ
スであることを特徴としている。
In a preferred configuration example, the process for lowering the oxidation-reduction potential is a process of adding hydrogen.

【0015】この構成によれば、水素が添加されること
により洗浄液の酸化還元電位が低くなるため、洗浄力が
向上する。
According to this configuration, since the oxidation-reduction potential of the cleaning liquid is reduced by adding hydrogen, the cleaning power is improved.

【0016】本発明ではさらに、被洗浄物を搭載する回
転洗浄台と、この回転洗浄台上の被洗浄物に洗浄液を供
給するためのノズルと、このノズルと純水供給源とを接
続する配管と、この配管上に設けた水素添加装置とを備
え、前記回転洗浄台は20rpm以上50rpm以下で
回転可能であることを特徴とする回転洗浄装置を提供す
る。
According to the present invention, there is further provided a rotary cleaning table on which the object to be cleaned is mounted, a nozzle for supplying a cleaning liquid to the object to be cleaned on the rotary cleaning table, and a pipe connecting the nozzle to a pure water supply source. And a hydrogenation device provided on the pipe, wherein the rotary washing table is rotatable at 20 rpm or more and 50 rpm or less.

【0017】この構成によれば、前述の本発明方法を適
正に実施でき、前述のように、洗浄液の高圧化を要しな
いので装置から金属が溶出することはなく、被洗浄物へ
の金属汚染もなくなり、洗浄時の被洗浄物の回転数は2
0〜50rpmと従来に比べ低回転で行うことができる
ため、大型基板等の洗浄が可能になる。
According to this configuration, the above-described method of the present invention can be properly performed, and as described above, since the pressure of the cleaning liquid does not need to be increased, no metal is eluted from the apparatus, and metal contamination on the object to be cleaned is achieved. And the number of rotations of the object to be cleaned during cleaning is 2
Since the rotation can be performed at a low rotation of 0 to 50 rpm as compared with the related art, cleaning of a large substrate or the like becomes possible.

【0018】好ましい構成例においては、前記配管上に
切換バルブを介してアルカリ液注入装置を設け、必要時
に前記洗浄液にアルカリ液を注入可能としたことを特徴
としている。
In a preferred configuration example, an alkaline liquid injection device is provided on the pipe via a switching valve, and an alkaline liquid can be injected into the cleaning liquid when necessary.

【0019】この構成によれば、純水に水素を添加して
酸化還元電位を低くした後、さらにアルカリ液を注入す
ることにより酸化還元電位をさらに低くすることが可能
なため、洗浄力がさらに向上する。
According to this configuration, the oxidation-reduction potential can be further lowered by adding hydrogen to pure water to lower the oxidation-reduction potential and then further injecting an alkaline solution, so that the detergency is further improved. improves.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明の洗浄装置お
よび洗浄方法を説明する概略図であり、図2は図1の洗
浄装置を用いた洗浄方法の説明図である。図1に示すよ
うに、Dから純水が水素添加装置1に流入する。この水
素添加装置は、例えば容器内に多数の中空糸を充填し、
この中空糸を通して水素を供給し、この中空糸が充填さ
れた容器内を純水を通過させることにより、中空糸から
純水に水素を添加するものである。これにより純水の酸
化還元電位(ORP)が低くなり、洗浄力が向上する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cleaning device and a cleaning method of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a cleaning method using the cleaning device of FIG. As shown in FIG. 1, pure water flows into the hydrogenation device 1 from D. This hydrogenation device, for example, filling a number of hollow fibers in a container,
Hydrogen is supplied through the hollow fiber, and pure water is passed through a container filled with the hollow fiber, whereby hydrogen is added from the hollow fiber to pure water. As a result, the oxidation-reduction potential (ORP) of pure water is reduced, and the cleaning power is improved.

【0021】この場合、水素の圧力や流量あるいは純水
の流量等の調整により、酸化還元電位を制御することが
可能である。純水の酸化還元電位は約200mVであ
り、水素を添加することにより、純水の酸化還元電位は
最大で約−500mV程度まで低下する。これに後述の
ようにさらに微量のアルカリ液を添加することにより、
酸化還元電位は−700mV程度まで低下する。
In this case, the oxidation-reduction potential can be controlled by adjusting the pressure and flow rate of hydrogen or the flow rate of pure water. The oxidation-reduction potential of pure water is about 200 mV, and the addition of hydrogen lowers the oxidation-reduction potential of pure water to about -500 mV at the maximum. By adding a further small amount of alkaline solution to this as described below,
The oxidation-reduction potential drops to about -700 mV.

【0022】この水素添加装置1で水素を添加された純
水は酸化還元電位の低い水素水となってチューブ10か
らバルブ9を介してチューブ12を通り、ノズル3に流
入する。ノズル3に流入した水素水はノズル3に備えら
れた超音波発生装置4により超音波が加わり、洗浄液が
完成する。
The pure water to which hydrogen has been added by the hydrogenator 1 becomes hydrogen water having a low oxidation-reduction potential, and flows from the tube 10 through the tube 12 via the valve 9 to the nozzle 3. Ultrasonic waves are applied to the hydrogen water flowing into the nozzle 3 by an ultrasonic generator 4 provided in the nozzle 3 to complete a cleaning liquid.

【0023】なお、上述した純水に水素を添加する代わ
りに、純水を電気分解して酸化還元電位を低くしてもよ
い。この場合には、水素添加装置1に代えて、電気分解
装置を設け、電気分解により電位が(−)側となった水
を洗浄水として用いる。
Instead of adding hydrogen to pure water, pure water may be electrolyzed to lower the oxidation-reduction potential. In this case, an electrolyzer is provided in place of the hydrogenator 1, and water whose potential has become (−) by electrolysis is used as washing water.

【0024】また、上述した水素水はバルブ9の切換え
により、チューブ12を通らずにアルカリ液注入ユニッ
ト2に流入することも可能である。このアルカリ液注入
ユニット2で水素水に微量のアルカリ液が注入され、こ
の後ノズル3に連結したチューブ11を通ってノズル3
内に備えられた超音波発生装置4により超音波が加わ
る。こうして、洗浄液が完成する。このように、アルカ
リ液を注入することによって酸化還元電位がさらに下が
ることになり、さらに洗浄力が向上する。この場合、ア
ルカリ液の注入量はpHで管理する程度の微量で充分に
酸化還元電位を低くすることができるため、アルカリ液
による環境面に対する問題はない。
The above-mentioned hydrogen water can flow into the alkaline liquid injection unit 2 without passing through the tube 12 by switching the valve 9. A small amount of alkaline solution is injected into hydrogen water by the alkaline solution injection unit 2, and then the nozzle 3 passes through a tube 11 connected to the nozzle 3.
Ultrasonic waves are applied by an ultrasonic generator 4 provided therein. Thus, the cleaning liquid is completed. As described above, by injecting the alkaline solution, the oxidation-reduction potential is further lowered, and the detergency is further improved. In this case, since the redox potential can be sufficiently reduced by using a small amount of the alkaline solution to be controlled by the pH, there is no problem with respect to the environment due to the alkaline solution.

【0025】ノズル3の下部には、モータ5により高回
転可能なチャック6(真空チャックあるいはメカニカル
チャック)が備わり、このチャック6にウェーハ7がチ
ャックされる。ノズル3から流出する洗浄液は後述のよ
うに低回転で回転するウェーハ7上に供給されウェーハ
7上のダスト等を洗浄除去する。洗浄時、ウェーハ7か
らその系外に飛散する洗浄水(水素水)は、カバー8に
より周囲への飛散が防止されカバー内面のウェーハ7下
部に滴下する。
A chuck 6 (vacuum chuck or mechanical chuck) rotatable by a motor 5 is provided below the nozzle 3, and a wafer 7 is chucked on the chuck 6. The cleaning liquid flowing out of the nozzle 3 is supplied onto the wafer 7 rotating at a low rotation as described later, and cleans and removes dust and the like on the wafer 7. At the time of cleaning, cleaning water (hydrogen water) scattered from the wafer 7 to the outside of the system is prevented from scattering to the surroundings by the cover 8 and is dropped on the inner surface of the cover under the wafer 7.

【0026】図2に示すように、R方向に20〜50r
pmの回転域である低回転のウェーハ7に対してノズル
3から流出する洗浄液が、ウェーハ7の中心13を通過
するようにウェーハ7の両端間を矢印Eのようにスキャ
ンする。このスキャンは少なくとも1回以上行う。この
ような方法により、ウェーハ7全面がスキャンされ、ウ
ェーハ7上のダストは洗浄液とともにウェーハ系外に排
出される。
As shown in FIG. 2, 20 to 50r in the R direction.
The cleaning liquid flowing out of the nozzle 3 with respect to the low-rotation wafer 7 in the pm rotation range scans between both ends of the wafer 7 as shown by an arrow E so as to pass through the center 13 of the wafer 7. This scan is performed at least once. With this method, the entire surface of the wafer 7 is scanned, and dust on the wafer 7 is discharged out of the wafer system together with the cleaning liquid.

【0027】図3は図1の洗浄装置のノズル部分にステ
ィックタイプのものを使用したときの概略図である。図
示したように、ノズルの先端には洗浄液流出口14が複
数個、一列に配設されている。このスティックタイプノ
ズル15を用いることにより、ウェーハ7の両端間のス
キャンを行うことなくウェーハ全面に洗浄液を流すこと
ができる。この場合、洗浄液の製造方法などは、図1の
例の場合と同様である。
FIG. 3 is a schematic diagram when a stick type is used for the nozzle portion of the cleaning apparatus of FIG. As shown in the drawing, a plurality of cleaning liquid outlets 14 are arranged in a row at the tip of the nozzle. The use of the stick type nozzle 15 allows the cleaning liquid to flow over the entire surface of the wafer 7 without scanning between both ends of the wafer 7. In this case, the method of manufacturing the cleaning liquid is the same as in the example of FIG.

【0028】図4は図1の洗浄装置および洗浄方法を使
用した時のウェーハ回転数とダスト除去率の関係をグラ
フに表したものである。ウェーハの回転とともにダスト
除去率が上昇し、低回転になるにつれてダスト除去率も
低下するが、aに示す20〜50rpmのウェーハ回転
域でダスト除去率が上昇する。本発明は、このようにダ
スト除去率が低回転で上昇することを利用したものであ
る。この特性に基づいて、この回転域内の30rpmで
ウェーハの両端のスキャン回数を増加させると(図では
1〜5回、は1回スキャン、は2回スキャン、・・
・、は5回スキャンを示す)スキャン回数が多いほど
ダスト除去率が上昇する結果となる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wafer rotation speed and the dust removal rate when the cleaning apparatus and the cleaning method of FIG. 1 are used. The dust removal rate increases with the rotation of the wafer, and decreases as the rotation rate decreases. However, the dust removal rate increases in the wafer rotation range of 20 to 50 rpm indicated by a. The present invention utilizes the fact that the dust removal rate increases at a low rotation. Based on this characteristic, when the number of scans at both ends of the wafer is increased at 30 rpm in this rotation range (1 to 5 times in the figure, once scan, twice scan,...)
(The symbol indicates five scans.) The larger the number of scans, the higher the dust removal rate.

【0029】本発明を用いた場合と従来の洗浄方法によ
る場合のダスト除去率を比較した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of comparing the dust removal rates when using the present invention and when using the conventional cleaning method.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】この表に示した結果は、ウェーハ上に0.
2μm以上のSiのかけらを故意的に汚染させ、洗浄前
後でのその除去率を示したものである。酸化還元電位に
はメガ周波数の超音波をかけ、ウェーハ回転数は30r
pmとした。結果から明らかなように、従来の高圧純水
噴流洗浄方法と比較して、本発明の洗浄方法である水素
を添加した時の方が高い除去率を得ることができ、アル
カリ液を注入した時は、さらに高いダスト除去率を得る
ことができる。
The results shown in this table show that the values on the wafer are equal to 0.
This figure intentionally contaminates the Si fragments of 2 μm or more, and shows their removal rates before and after cleaning. A mega frequency ultrasonic wave is applied to the oxidation-reduction potential, and the wafer rotation speed is 30 r.
pm. As is clear from the results, a higher removal rate can be obtained when hydrogen is added, which is the cleaning method of the present invention, as compared with the conventional high-pressure pure water jet cleaning method, and when the alkaline solution is injected. Can obtain a higher dust removal rate.

【0032】本発明の詳細な処理方法は以下の通りであ
る。ウェーハを30rpmで回転させ、ウェーハ上へ、
酸化還元電位を−500mV以下に下げ、1MHzの超
音波をかけた洗浄液(純水に水素添加のみ、あるいは水
素添加した後アルカリ液を加えたもの)を流す。この
時、洗浄液流出口が一つの場合、ウェーハの両端を1回
以上スキャンし(スティックノズルタイプの場合はスキ
ャン不要)、洗浄液を流し終えた後、ウェーハに対し純
水あるいはアルカリ添加をしていない酸化還元電位を下
げたリンス水(水素水)を流してウェーハをリンスす
る。この時の回転数は300rpmであり、リンス時間
は20秒以上である。この後、リンス水を止め、300
rpmで1秒以上回転させ水(液)切りをした後300
0rpmで回転させてウェーハ上の液体を振り切って乾
燥させる。これを20秒以上行う。
The detailed processing method of the present invention is as follows. Rotate the wafer at 30 rpm, onto the wafer,
The oxidation-reduction potential is lowered to -500 mV or less, and a cleaning liquid (pure water only added with hydrogen or an alkali liquid added after hydrogenation) with an ultrasonic wave of 1 MHz is supplied. At this time, if there is only one cleaning liquid outlet, both ends of the wafer are scanned one or more times (no scanning is required for the stick nozzle type), and after the cleaning liquid has been flown, pure water or alkali is not added to the wafer. Rinsing water (hydrogen water) with a reduced oxidation-reduction potential is flowed to rinse the wafer. The rotation speed at this time is 300 rpm, and the rinsing time is 20 seconds or more. After this, rinse water is stopped and 300
After spinning for 1 second or more at rpm to drain water (liquid), 300
Rotate at 0 rpm to shake off the liquid on the wafer and dry. Do this for at least 20 seconds.

【0033】本発明では、低回転で洗浄を行うため、液
晶基板などの角型基板やプラズマディスプレイなどの大
型角型基板への適用が可能である。また現在半導体ウェ
ーハの主流の大きさは200mm(8インチ)である
が、300mmのウェーハに対しても容易に適用可能で
ある。これらの場合、本発明の方法において、リンス時
においても回転数を下げ、被洗浄物全体をリンスするた
め処理時間を長めに行う。また、乾燥処理時の回転数は
3000rpm以下にして、処理時間を長めに行う。こ
の時低くした回転数により水(液)切りができない場合
には回転する基板上にN2ブローなどをして乾燥しやす
い状態にする。
In the present invention, since cleaning is performed at a low rotation speed, the present invention can be applied to a rectangular substrate such as a liquid crystal substrate or a large rectangular substrate such as a plasma display. At present, the mainstream size of a semiconductor wafer is 200 mm (8 inches), but it can be easily applied to a 300 mm wafer. In these cases, in the method of the present invention, the number of revolutions is reduced even during rinsing, and the processing time is increased to rinse the entire object to be cleaned. In addition, the number of rotations during the drying process is set to 3000 rpm or less, and the processing time is lengthened. At this time, if water (liquid) can not be drained due to the reduced number of rotations, N2 blow or the like is performed on the rotating substrate to make it easy to dry.

【0034】以下に本発明のウェーハ回転数の領域の妥
当性を確認するために、除去率(洗浄効果)に及ぼす影
響が大きいパラメータのうち、3つの処理条件(スキャ
ン時間、リンス液量、ウェーハとノズルの距離)を変化
させて実際に洗浄を行った場合の例を記述する。
In order to confirm the validity of the region of the number of rotations of the wafer of the present invention, three processing conditions (scan time, rinsing liquid amount, wafer amount) The following describes an example in which cleaning is actually performed while changing the distance between the nozzle and the nozzle).

【0035】図5はウェーハのスキャン時間を変化させ
たときのウェーハ回転数と除去率の関係を示すグラフで
あり、図6は図5の洗浄方法の説明図である。図5にお
いて、◆は8秒、■は30秒のスキャン時間を示す。図
6に示すように、R方向に回転するウェーハ中心7aか
ら端部に向かって矢印Zのようにウェーハ上をスキャン
する。又はR方向に回転するウェーハの両端間を中心7
aを通ってノズルが移動してウェーハの両端間をスキャ
ンする。このスキャン時間を変化させた場合、スキャン
時間が長いほうが除去率が向上し、また、いずれのスキ
ャン時間においても、図5記載のaに示した範囲のウェ
ーハ回転数20〜50rpmの間に除去率のピークが示
される。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of rotations of the wafer and the removal rate when the scan time of the wafer is changed, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the cleaning method of FIG. In FIG. 5, ◆ indicates a scan time of 8 seconds, and ■ indicates a scan time of 30 seconds. As shown in FIG. 6, scanning is performed on the wafer as indicated by arrow Z from the center 7a of the wafer rotating in the R direction toward the end. Or center 7 between both ends of wafer rotating in R direction
The nozzle moves through a to scan across the wafer. When the scan time is changed, the longer the scan time is, the higher the removal rate is. Also, at any scan time, the removal rate is within the range of the wafer rotation speed 20 to 50 rpm shown in a of FIG. Are shown.

【0036】図7はリンス水の流量を変化させたときの
ウェーハ回転数と除去率の関係を示すグラフであり、図
8は図7の洗浄方法の説明図である。図7において、◆
は0.5l/min、■は1.0l/minのリンス水
流量を示す。図8に示すように、ノズル3からの洗浄液
Cでウェーハ7上を矢印Zのようにスキャンするととも
に、リンス液供給管16からリンス液を矢印Fのように
供給して同時にリンスを行う。この場合、リンス水の流
量を変化させたいずれの場合でも、図7記載のaに示し
た範囲のウェーハ回転数20〜50rpmの間に除去率
のピークが示される。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wafer rotation speed and the removal rate when the flow rate of the rinsing water is changed, and FIG. 8 is an explanatory diagram of the cleaning method of FIG. In FIG.
Indicates a rinse water flow rate of 0.5 l / min, and ■ indicates a rinse water flow rate of 1.0 l / min. As shown in FIG. 8, the wafer 7 is scanned with the cleaning liquid C from the nozzle 3 as shown by the arrow Z, and the rinsing liquid is supplied from the rinsing liquid supply pipe 16 as shown by the arrow F to perform rinsing at the same time. In this case, in any case where the flow rate of the rinsing water is changed, a peak of the removal rate is shown between the wafer rotation speeds of 20 to 50 rpm in the range indicated by a in FIG.

【0037】図9はウェーハとノズル間の距離を変化さ
せたときのウェーハ回転数と除去率の関係を示すグラフ
であり、図10は図9の洗浄方法の説明図である。図9
において、◆は20mm、■は10mm、△は15mm
のウェーハとノズル間の距離を示す。このウェーハとノ
ズル間の距離の変化は、図10に示すように、ノズル先
端の噴出口とウェーハ中心間の距離Yを変化させたもの
であり、この距離Yを変化させた場合、いずれの場合で
も、図9記載のaに示したウェーハ回転数20〜50r
pmの間の範囲内に除去率のピークが示される。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of rotations of the wafer and the removal rate when the distance between the wafer and the nozzle is changed, and FIG. 10 is an explanatory diagram of the cleaning method of FIG. FIG.
◆ is 20 mm, ■ is 10 mm, △ is 15 mm
3 shows the distance between the wafer and the nozzle. As shown in FIG. 10, the change in the distance between the wafer and the nozzle is obtained by changing the distance Y between the nozzle at the tip of the nozzle and the center of the wafer. However, the wafer rotation speed 20 to 50r shown in a of FIG.
The peak removal rate is shown in the range between pm.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、低回転でのウェーハ洗浄が行えるため、大型基板等
の洗浄にも使用することができ、例えば300mm径の
大型ウェーハやLCD等の角型基板あるいはプラズマデ
ィスプレイ等の大型基板の洗浄が可能になる。洗浄液の
純水を高圧化する必要がないので、純水高圧化装置の金
属が純水に溶出する金属汚染の恐れもなくなる。よって
プロセス品質が向上し、歩留りの向上につながる。
As described above, in the present invention, since the wafer can be cleaned at a low rotation speed, it can be used for cleaning a large substrate or the like. It is possible to clean a large substrate such as a mold substrate or a plasma display. Since there is no need to increase the pressure of the pure water of the cleaning liquid, there is no risk of metal contamination of the metal of the pure water high-pressure apparatus eluted into the pure water. Therefore, the process quality is improved, and the yield is improved.

【0039】また、被洗浄物に対しては非接触洗浄なの
で、被洗浄物に傷がつくことはなく、ブラシ洗浄方法の
ようなブラシの交換も生じないので、装置のダウンタイ
ムがなくなり装置の稼働率が高まる。また、薬液の使用
量を抑えた洗浄が可能であり、環境問題にも適してい
る。薬液を使用しない洗浄が可能なため、廃液処理を極
端に減らすことができ、薬液購入費用が減り、装置設計
がしやすくなり、2次側工事の酸・アルカリ排水の設備
が不要になる。
Further, since the object to be cleaned is non-contact cleaning, the object to be cleaned is not damaged, and the brush is not replaced as in the brush cleaning method. Uptime increases. In addition, it is possible to perform cleaning with a reduced amount of chemical solution, which is suitable for environmental problems. Since cleaning can be performed without using a chemical solution, waste liquid treatment can be extremely reduced, the purchase cost of the chemical solution can be reduced, the device can be easily designed, and the equipment for acid / alkali drainage in the secondary work is not required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る洗浄装置および洗浄方法を説明
する概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cleaning apparatus and a cleaning method according to the present invention.

【図2】 図1の洗浄装置を用いた洗浄方法の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of a cleaning method using the cleaning device of FIG. 1;

【図3】 図1の洗浄装置のノズル部分にスティックタ
イプのものを使用したときの概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram when a stick type is used for a nozzle portion of the cleaning device of FIG. 1;

【図4】 図1の洗浄装置および洗浄方法を使用した時
のウェーハ回転数とダスト除去率のグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of rotations of a wafer and the dust removal rate when the cleaning apparatus and the cleaning method of FIG. 1 are used.

【図5】 ウェーハのスキャン時間を変化させた時のウ
ェーハ回転数と除去率の関係を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a wafer rotation speed and a removal rate when a scan time of a wafer is changed.

【図6】 図5の洗浄方法の説明図。FIG. 6 is an explanatory view of the cleaning method of FIG. 5;

【図7】 リンス水の流量を変化させたときのウェーハ
回転数と除去率の関係を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wafer rotation speed and the removal rate when the flow rate of the rinse water is changed.

【図8】 図7の洗浄方法の説明図。FIG. 8 is an explanatory view of the cleaning method of FIG. 7;

【図9】 ウェーハとノズル間の距離を変化させたとき
のウェーハ回転数と除去率の関係を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a wafer rotation speed and a removal rate when a distance between a wafer and a nozzle is changed.

【図10】 図9の洗浄方法の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of the cleaning method of FIG. 9;

【図11】 従来の純水の高圧ジェット噴流による洗浄
装置の概略図。
FIG. 11 is a schematic view of a conventional cleaning apparatus using a high-pressure jet jet of pure water.

【図12】 図11の洗浄装置による洗浄方法の説明
図。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a cleaning method using the cleaning device of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:水素添加装置、2:アルカリ液注入ユニット、3:
ノズル、4:超音波発生装置、5:モータ、6:チャッ
ク、7:ウェーハ、8:カバー、9:バルブ、10,1
1,12:チューブ、13:中心、14:洗浄液流出
口、15:スティックタイプノズル、16:リンス液供
給管。
1: hydrogenation device, 2: alkaline liquid injection unit, 3:
Nozzle, 4: Ultrasonic generator, 5: Motor, 6: Chuck, 7: Wafer, 8: Cover, 9: Valve, 10, 1
1, 12: tube, 13: center, 14: washing liquid outlet, 15: stick type nozzle, 16: rinse liquid supply pipe.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被洗浄物を回転させながらこの被洗浄物上
に洗浄液を供給して非接触で洗浄を行う回転洗浄方法に
おいて、 前記洗浄液の酸化還元電位を低くするためのプロセス
と、 前記洗浄液に超音波を添加するプロセスを有し、 前記被洗浄物を20rpm以上50rpm以下の回転数
で回転させることを特徴とする回転洗浄方法。
1. A rotary cleaning method for supplying a cleaning liquid onto an object to be cleaned while rotating the object to be cleaned and performing non-contact cleaning, comprising: a process for lowering an oxidation-reduction potential of the cleaning liquid; A process of adding ultrasonic waves to the object, wherein the object to be cleaned is rotated at a rotation speed of not less than 20 rpm and not more than 50 rpm.
【請求項2】前記酸化還元電位を低くするためのプロセ
スは水素を添加するプロセスであることを特徴とする請
求項1に記載の回転洗浄方法。
2. The rotary cleaning method according to claim 1, wherein the process for lowering the oxidation-reduction potential is a process of adding hydrogen.
【請求項3】被洗浄物を搭載する回転洗浄台と、 この回転洗浄台上の被洗浄物に洗浄液を供給するための
ノズルと、 このノズルと純水供給源とを接続する配管と、 この配管上に設けた水素添加装置とを備え、 前記回転洗浄台は20rpm以上50rpm以下で回転
可能であることを特徴とする回転洗浄装置。
A rotary washing table on which the object to be cleaned is mounted; a nozzle for supplying a cleaning liquid to the object to be cleaned on the rotary washing table; a pipe connecting the nozzle to a pure water supply source; A rotary cleaning device, comprising: a hydrogenation device provided on a pipe; wherein the rotary cleaning table is rotatable at 20 rpm or more and 50 rpm or less.
【請求項4】前記配管上に切換バルブを介してアルカリ
液注入装置を設け、必要時に前記洗浄液にアルカリ液を
注入可能としたことを特徴とする請求項3に記載の回転
洗浄装置。
4. The rotary cleaning apparatus according to claim 3, wherein an alkaline liquid injection device is provided on the pipe via a switching valve, and an alkaline liquid can be injected into the cleaning liquid when necessary.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003059894A (en) * 2001-06-05 2003-02-28 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Wafer processing system
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US7524771B2 (en) 2002-10-29 2009-04-28 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing method using alkaline solution and acid solution

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