JP2001020099A - 表面処理方法及び装置 - Google Patents
表面処理方法及び装置Info
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- JP2001020099A JP2001020099A JP19497399A JP19497399A JP2001020099A JP 2001020099 A JP2001020099 A JP 2001020099A JP 19497399 A JP19497399 A JP 19497399A JP 19497399 A JP19497399 A JP 19497399A JP 2001020099 A JP2001020099 A JP 2001020099A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の酸やアルカリ等の洗浄液に代えて、超
純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗浄
液とし、かつ基板を陽分極させることにより基板上の金
属性の不純物を洗浄又は除去する表面処理方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 基板１上に付着した不純物を洗浄除去又
は除去加工する表面処理方法において、超純水中に強酸
性陽イオン交換樹脂４ａを分散させた液を洗浄液４とし
て用い、洗浄液４を基板１に接触させ、かつ基板１を陽
分極させる。
純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗浄
液とし、かつ基板を陽分極させることにより基板上の金
属性の不純物を洗浄又は除去する表面処理方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 基板１上に付着した不純物を洗浄除去又
は除去加工する表面処理方法において、超純水中に強酸
性陽イオン交換樹脂４ａを分散させた液を洗浄液４とし
て用い、洗浄液４を基板１に接触させ、かつ基板１を陽
分極させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に付着した
金属又は金属酸化物又は金属塩等の不純物を洗浄又は除
去する表面処理方法及び装置に関するものである。
金属又は金属酸化物又は金属塩等の不純物を洗浄又は除
去する表面処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて半導体基板上の回路の配線が微細化し、配線間
距離もより狭くなりつつある。しかしながら、半導体基
板の処理にあっては、金属状の不純物が付着する場合が
ある。半導体基板上に配線間距離よりも大きな金属状の
不純物が存在すると、配線がショートするなどの不具合
が生じるため、基板上に存在する不純物は配線間距離に
比べて十分小さいものでなければならない。このような
事情はマスク等を用いるガラス基板、或いは液晶パネル
等の基板のプロセス処理においても同様である。このよ
うな要求に伴い、金属状の不純物を半導体ウエハ等の基
板から落とす洗浄技術が必要とされている。
につれて半導体基板上の回路の配線が微細化し、配線間
距離もより狭くなりつつある。しかしながら、半導体基
板の処理にあっては、金属状の不純物が付着する場合が
ある。半導体基板上に配線間距離よりも大きな金属状の
不純物が存在すると、配線がショートするなどの不具合
が生じるため、基板上に存在する不純物は配線間距離に
比べて十分小さいものでなければならない。このような
事情はマスク等を用いるガラス基板、或いは液晶パネル
等の基板のプロセス処理においても同様である。このよ
うな要求に伴い、金属状の不純物を半導体ウエハ等の基
板から落とす洗浄技術が必要とされている。
【０００３】従来は、基板上に付着した金属、金属酸化
物又は金属塩等の不純物は、酸やアルカリあるいはそれ
らに酸化剤を添加して除去していた。従来の薬液は、使
用後殆ど再生することなく廃棄されており、その処理が
問題となっていた。また、使用される薬液は浸透性が高
いものであるので、基板上の金属を局所的に洗浄ないし
除去する場合には、いわゆるフォトレジストのような基
板上に強固に付着する物質をリソグラフィ工程により形
成し、それをマスクとして処理を行う必要があり、即ち
複雑かつ煩雑な工程を必要としていた。
物又は金属塩等の不純物は、酸やアルカリあるいはそれ
らに酸化剤を添加して除去していた。従来の薬液は、使
用後殆ど再生することなく廃棄されており、その処理が
問題となっていた。また、使用される薬液は浸透性が高
いものであるので、基板上の金属を局所的に洗浄ないし
除去する場合には、いわゆるフォトレジストのような基
板上に強固に付着する物質をリソグラフィ工程により形
成し、それをマスクとして処理を行う必要があり、即ち
複雑かつ煩雑な工程を必要としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の事情
に鑑みなされたもので、従来の酸やアルカリ等の洗浄液
に代えて、超純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散さ
せた液を洗浄液とし、かつ基板を陽分極させることによ
り基板上の金属性の不純物を洗浄又は除去する表面処理
方法及び装置を提供することを目的とする。
に鑑みなされたもので、従来の酸やアルカリ等の洗浄液
に代えて、超純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散さ
せた液を洗浄液とし、かつ基板を陽分極させることによ
り基板上の金属性の不純物を洗浄又は除去する表面処理
方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の表面処理方法は、基板上に付着した不純物
を洗浄除去又は除去加工する表面処理方法において、超
純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗浄
液として用い、該洗浄液を基板に接触させ、かつ基板を
陽分極させることを特徴とするものである。また本発明
の表面処理装置は、基板上に付着した不純物を洗浄除去
又は除去加工する表面処理装置において、超純水中に強
酸性陽イオン交換樹脂を分散させた洗浄液を収容する洗
浄槽と、該洗浄槽に洗浄液を循環させる手段と、基板を
洗浄槽内の洗浄液に接触させる洗浄中に洗浄液に対して
基板側を陽分極させるよう電界を印加する手段とを備え
たことを特徴とするものである。また、基板上の被処理
部以外を１０μｍ以上の隙間が生じないようにマスクす
る手段を備えたことを特徴とする。
め、本発明の表面処理方法は、基板上に付着した不純物
を洗浄除去又は除去加工する表面処理方法において、超
純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗浄
液として用い、該洗浄液を基板に接触させ、かつ基板を
陽分極させることを特徴とするものである。また本発明
の表面処理装置は、基板上に付着した不純物を洗浄除去
又は除去加工する表面処理装置において、超純水中に強
酸性陽イオン交換樹脂を分散させた洗浄液を収容する洗
浄槽と、該洗浄槽に洗浄液を循環させる手段と、基板を
洗浄槽内の洗浄液に接触させる洗浄中に洗浄液に対して
基板側を陽分極させるよう電界を印加する手段とを備え
たことを特徴とするものである。また、基板上の被処理
部以外を１０μｍ以上の隙間が生じないようにマスクす
る手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】本件発明者は、先に、特願平１１−５２８
６８号において、陽イオン交換樹脂を含む超純水により
基板上の金属を除去する技術を提案している。強酸性陽
イオン交換樹脂は液ｐＨによらず、負に帯電しているの
で処理に際して基板側を陽分極することにより基板表面
に静電的に引寄せることができ、反応効率が上昇する。
６８号において、陽イオン交換樹脂を含む超純水により
基板上の金属を除去する技術を提案している。強酸性陽
イオン交換樹脂は液ｐＨによらず、負に帯電しているの
で処理に際して基板側を陽分極することにより基板表面
に静電的に引寄せることができ、反応効率が上昇する。
【０００７】また、化学薬品とは異なりその効果は、イ
オン交換樹脂の近傍に局限されており、しかもその大き
さが粉末状イオン交換樹脂を使ったとしても少なくとも
１０μｍ以上あるので、その浸透を防止することは容易
である。従って、例えば半導体ウエハのベベル部やエッ
ジ部に残存する金属のみを除去したいという場合であれ
ば、それ以外の部分をフィルムで覆う等の方法によりマ
スクし、集中的にイオン交換樹脂を含む液をマスクされ
ていない露出した部位に供給することにより処理が可能
となる。
オン交換樹脂の近傍に局限されており、しかもその大き
さが粉末状イオン交換樹脂を使ったとしても少なくとも
１０μｍ以上あるので、その浸透を防止することは容易
である。従って、例えば半導体ウエハのベベル部やエッ
ジ部に残存する金属のみを除去したいという場合であれ
ば、それ以外の部分をフィルムで覆う等の方法によりマ
スクし、集中的にイオン交換樹脂を含む液をマスクされ
ていない露出した部位に供給することにより処理が可能
となる。
【０００８】なお、以上の操作により基板上の金属性の
不純物を洗浄ないし除去処理をした後に電位を反転させ
て基板側を陰極とすると、イオン交換樹脂との間で反撥
力が働き、水洗浄によって基板表面より容易に排除する
ことができる。言うまでもなく、イオン交換樹脂は再生
できるので、若干量の再生廃液が廃棄物として排出され
るだけで、イオン交換樹脂及び超純水はほぼ全量を再利
用できる。
不純物を洗浄ないし除去処理をした後に電位を反転させ
て基板側を陰極とすると、イオン交換樹脂との間で反撥
力が働き、水洗浄によって基板表面より容易に排除する
ことができる。言うまでもなく、イオン交換樹脂は再生
できるので、若干量の再生廃液が廃棄物として排出され
るだけで、イオン交換樹脂及び超純水はほぼ全量を再利
用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る表面処理方法
及び装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の表面処理方法を実施するのに使用される洗
浄装置の１例を示す概略側面図である。図１に示すよう
に、半導体ウエハからなる基板１は基板保持機構２に保
持される。基板１および基板保持機構２の全体は、洗浄
槽３内の洗浄液４に浸漬されている。
及び装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の表面処理方法を実施するのに使用される洗
浄装置の１例を示す概略側面図である。図１に示すよう
に、半導体ウエハからなる基板１は基板保持機構２に保
持される。基板１および基板保持機構２の全体は、洗浄
槽３内の洗浄液４に浸漬されている。
【００１０】洗浄液容器５より洗浄ポンプ６を介して洗
浄液４が洗浄槽３に供給されるようになっている。基板
保持機構２には電圧印加装置７が電気的に接続されてお
り、洗浄液４に対して汚染物除去中には基板１をプラス
側に、除去後の水洗中には基板１をマイナス側にそれぞ
れ維持することが可能になっている。なお、基板保持機
構２には、軸２ａの周りに水平面内に回転させる駆動装
置（図示せず）が設けられている。基板保持機構２によ
り、基板１を回転させることにより、基板の被処理面と
強酸性陽イオン交換樹脂との接触が促進される。また洗
浄液４と基板１との接触を促進するために、図示しない
攪拌機を用いたり、洗浄槽３に入る洗浄液４の流入口を
変化させてもよい。
浄液４が洗浄槽３に供給されるようになっている。基板
保持機構２には電圧印加装置７が電気的に接続されてお
り、洗浄液４に対して汚染物除去中には基板１をプラス
側に、除去後の水洗中には基板１をマイナス側にそれぞ
れ維持することが可能になっている。なお、基板保持機
構２には、軸２ａの周りに水平面内に回転させる駆動装
置（図示せず）が設けられている。基板保持機構２によ
り、基板１を回転させることにより、基板の被処理面と
強酸性陽イオン交換樹脂との接触が促進される。また洗
浄液４と基板１との接触を促進するために、図示しない
攪拌機を用いたり、洗浄槽３に入る洗浄液４の流入口を
変化させてもよい。
【００１１】洗浄液４には、超純水中に強酸性陽イオン
交換樹脂を分散したものを用いる。樹脂の形状として
は、粒状のものでも、粒状のものを粉砕した粉末状のも
のでも良いが、処理効率の点からいえば、粉末状のもの
のほうが好ましい。例えば、基板上の金属銅を除去する
ことを想定した実験によれば、表面積３７ｃｍ２の銅板
を５ｍｌの超純水中に浸漬し、粒状の強酸性陽イオン交
換樹脂であるダウェックス６５０Ｃを５ｇ（交換容量約
１０ミリ当量）を１０分間接触した場合のＣｕ除去量は
４２ｎｇ／ｃｍ２・ｍｉｎであるのに対し、粉末状の強
酸性イオン交換樹脂であるエピコールＰＤ−３を２ｇ
（交換容量約１０ミリ当量）を、同じく１０分間接触し
た場合のＣｕ除去量は８０ｎｇ／ｃｍ２・ｍｉｎとなっ
た。
交換樹脂を分散したものを用いる。樹脂の形状として
は、粒状のものでも、粒状のものを粉砕した粉末状のも
のでも良いが、処理効率の点からいえば、粉末状のもの
のほうが好ましい。例えば、基板上の金属銅を除去する
ことを想定した実験によれば、表面積３７ｃｍ２の銅板
を５ｍｌの超純水中に浸漬し、粒状の強酸性陽イオン交
換樹脂であるダウェックス６５０Ｃを５ｇ（交換容量約
１０ミリ当量）を１０分間接触した場合のＣｕ除去量は
４２ｎｇ／ｃｍ２・ｍｉｎであるのに対し、粉末状の強
酸性イオン交換樹脂であるエピコールＰＤ−３を２ｇ
（交換容量約１０ミリ当量）を、同じく１０分間接触し
た場合のＣｕ除去量は８０ｎｇ／ｃｍ２・ｍｉｎとなっ
た。
【００１２】図２は本発明の別の実施態様を示す概略側
面図である。本実施態様は、特に半導体製造プロセスに
おける銅金属膜の化学機械的研磨（ＣＭＰ）処理後のウ
エハエッジ部に本洗浄法を適用する際に好適である。研
磨後のウエハエッジ部やベベル部には、研磨しきれなか
ったＣｕ膜の残渣や研磨中に一旦溶解したＣｕが金属状
となって再付着している場合がある。洗浄中に基板側が
陽極になるように電圧を印加すると、イオン交換樹脂が
負に帯電しているため基板表面に静電的に引寄せられる
が、その際基板表面側に、例えばふっ素系ゴム等の弾性
体で形成された非洗浄面被覆用治具８を設け、これを表
面に圧接しておく。これにより、イオン交換樹脂が粉末
状のものであっても、その粒径は１０μｍ以上であるの
で、被覆用治具８で覆われた基板表面の素子形成領域に
は侵入することができない。
面図である。本実施態様は、特に半導体製造プロセスに
おける銅金属膜の化学機械的研磨（ＣＭＰ）処理後のウ
エハエッジ部に本洗浄法を適用する際に好適である。研
磨後のウエハエッジ部やベベル部には、研磨しきれなか
ったＣｕ膜の残渣や研磨中に一旦溶解したＣｕが金属状
となって再付着している場合がある。洗浄中に基板側が
陽極になるように電圧を印加すると、イオン交換樹脂が
負に帯電しているため基板表面に静電的に引寄せられる
が、その際基板表面側に、例えばふっ素系ゴム等の弾性
体で形成された非洗浄面被覆用治具８を設け、これを表
面に圧接しておく。これにより、イオン交換樹脂が粉末
状のものであっても、その粒径は１０μｍ以上であるの
で、被覆用治具８で覆われた基板表面の素子形成領域に
は侵入することができない。
【００１３】図３は、図２のＡ部の概略拡大図である。
図３において、符号１ａはＣｕ等の汚染物であり、符号
４ａは強酸性陽イオン交換樹脂である。素子形成領域に
は配線溝に銅（Ｃｕ）が埋め込まれており、前記被覆用
治具８を使用すればその部分を除去することは全くなく
なる。
図３において、符号１ａはＣｕ等の汚染物であり、符号
４ａは強酸性陽イオン交換樹脂である。素子形成領域に
は配線溝に銅（Ｃｕ）が埋め込まれており、前記被覆用
治具８を使用すればその部分を除去することは全くなく
なる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗
浄液として用いることにより、被洗浄物である基板の限
定された部分を複雑な工程を経ることなく簡易に洗浄す
ることができる。また本発明によれば、洗浄液を循環再
利用することができるため、従来の酸やアルカリ等の薬
液を使用した洗浄方法で問題となっていた洗浄液の使用
後の処理の問題が回避できる。
超純水中に強酸性陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗
浄液として用いることにより、被洗浄物である基板の限
定された部分を複雑な工程を経ることなく簡易に洗浄す
ることができる。また本発明によれば、洗浄液を循環再
利用することができるため、従来の酸やアルカリ等の薬
液を使用した洗浄方法で問題となっていた洗浄液の使用
後の処理の問題が回避できる。
【００１５】さらに本発明によれば、強酸性陽イオン交
換樹脂は液ｐＨによらず、負に帯電しているので処理に
際して基板側を陽分極することにより基板表面に静電的
に引寄せることができ、反応効率を上昇させることがで
きる。一方、処理後に、電位を反転させて基板側を陰極
とすると、イオン交換樹脂との間で反撥力が働き、水洗
浄によって基板表面より容易に排除することができる。
換樹脂は液ｐＨによらず、負に帯電しているので処理に
際して基板側を陽分極することにより基板表面に静電的
に引寄せることができ、反応効率を上昇させることがで
きる。一方、処理後に、電位を反転させて基板側を陰極
とすると、イオン交換樹脂との間で反撥力が働き、水洗
浄によって基板表面より容易に排除することができる。
【図１】本発明の表面処理方法を実施するのに使用され
る洗浄装置の１例を示す概略側面図である。
る洗浄装置の１例を示す概略側面図である。
【図２】本発明の別の実施態様を示す概略側面図であ
る。
る。
【図３】図２のＡ部の概略拡大図である。
１ 基板 １ａ 汚染物 ２ 基板保持機構 ２ａ 軸 ３ 洗浄槽 ４ 洗浄液 ４ａ 強酸性陽イオン交換樹脂 ５ 洗浄液容器 ６ 洗浄ポンプ ７ 電圧印加装置 ８ 非洗浄面被覆用治具
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に付着した不純物を洗浄除去又は
除去加工する表面処理方法において、超純水中に強酸性
陽イオン交換樹脂を分散させた液を洗浄液として用い、
該洗浄液を基板に接触させ、かつ基板を陽分極させるこ
とを特徴とする表面処理方法。 - 【請求項２】 基板上の被処理部以外を１０μｍ以上の
隙間が生じないようにマスクすることを特徴とする請求
項１記載の表面処理方法。 - 【請求項３】 不純物除去後に基板を陰分極させ水洗に
よりイオン交換樹脂を除去することを特徴とする請求項
１記載の表面処理方法。 - 【請求項４】 基板上に付着した不純物を洗浄除去又は
除去加工する表面処理装置において、超純水中に強酸性
陽イオン交換樹脂を分散させた洗浄液を収容する洗浄槽
と、該洗浄槽に洗浄液を循環させる手段と、基板を洗浄
槽内の洗浄液に接触させる洗浄中に洗浄液に対して基板
側を陽分極させるよう電界を印加する手段とを備えたこ
とを特徴とする表面処置装置。 - 【請求項５】 前記電界を印加する手段は、不純物除去
後に洗浄液に対して基板側を陰分極させるよう電界を印
加することを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19497399A JP4039772B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | 表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19497399A JP4039772B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | 表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001020099A true JP2001020099A (ja) | 2001-01-23 |
| JP4039772B2 JP4039772B2 (ja) | 2008-01-30 |
Family
ID=16333433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19497399A Expired - Fee Related JP4039772B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | 表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4039772B2 (ja) |
-
1999
- 1999-07-08 JP JP19497399A patent/JP4039772B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4039772B2 (ja) | 2008-01-30 |
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|---|---|---|---|
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Effective date: 20070306 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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Effective date: 20070427 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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