JP2001274135A - 洗浄方法 - Google Patents

洗浄方法

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JP2001274135A JP2001027706A JP2001027706A JP2001274135A JP 2001274135 A JP2001274135 A JP 2001274135A JP 2001027706 A JP2001027706 A JP 2001027706A JP 2001027706 A JP2001027706 A JP 2001027706A JP 2001274135 A JP2001274135 A JP 2001274135A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板上の汚染物を良好に除去する。 【解決手段】 液体窒素を半導体基板上に吹きつけるこ
とにより、基板の表面を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板など
被洗浄物の洗浄方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体基板の洗浄は、純水槽ある
いは薬品槽に超音波振動子を付加して純水あるいは薬品
中に超音波を伝搬させ、その槽中に半導体基板を浸漬せ
しめて洗浄を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
洗浄方法では、純水あるいは薬液中で超音波が吸収され
る割合が大きいため、超音波が半導体基板(被洗浄物)
に到達するのが弱くなり、洗浄効果が低い問題点があっ
た。
【0004】また、洗浄効果を上げるために超音波パワ
ーを強力にすると、半導体基板にダメージが生じるとい
う問題点があった。
【0005】さらに、純水あるいは薬液である有機溶剤
(IPA,エチルアルコール等)、酸(H2 SO4 ,H
22 ,NH4 OH等)、アルカリ溶液等は被洗浄物で
ある半導体基板との塗れ性が良いために半導体基板上の
汚染物が超音波洗浄で除去された後、液中に浮遊してい
る汚染物が半導体基板に再び付着する、いわゆる再付着
現象を避けることができなかった。
【0006】この発明は上記の点に鑑みなされたもの
で、上記従来の欠点を除去でき、例えば半導体基板の洗
浄方法に適用してダメージを与えることなく半導体基板
のウルトラクリーン化を図ることができる洗浄方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、液体窒素を
半導体基板上に吹きつけることにより、前記基板の表面
の洗浄を行うものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1はこの発明の第1の実施形態を
示す断面図である。
【0009】この図において、31は断熱材で形成さ
れ、液体窒素32を満たす槽である。この槽31の底部
には超音波振動子33が取付けられており、超音波発振
器(電源)34と接続されている。
【0010】槽31内には隔壁35が設けられており、
この隔壁35上より液体窒素32が排出側にオーバーフ
ローするようになっている。オーバーフローした液体窒
素32は排出口36を通じポンプ37により加圧され、
フィルタ38を介して循環するようになっている。
【0011】半導体基板39を洗浄する場合は、半導体
基板39を収容したキャリア40を液体窒素32中に浸
漬し、かつ超音波を液体窒素32に伝搬させて超音波を
半導体基板39に照射する。すると、液体窒素32によ
り基板39上の汚染物が凍結され脆くなり、しかも収縮
することと、超音波振動により汚染物が半導体基板39
から除去され洗浄が行われる。
【0012】この時、液体窒素32は非常に表面張力が
強いので、基板39から除去された後も液体窒素32中
に浮遊している汚染物が半導体基板39に再び付着する
ことを回避できる。このようにして洗浄した後、半導体
基板39を液体窒素32中から引上げたところ、汚染物
(パーティクル)付着は皆無であった。
【0013】また、液体窒素32を用いることで超音波
の波長が短かくなり、1フォノン当りのエネルギーが小
さくなるので、半導体基板39に、超音波によるダメー
ジが生じなかった。このダメージは、液体窒素で基板3
9が冷却されるため発生しなくなるとも考えられる。
【0014】なお、超音波をムラなく基板39に当てる
ため、超音波振動子33を振動させるようにしてもよ
い。また、液体窒素を用いたが、例えばヘリウム(H
e)など他の液化ガスを用いても同様の効果がある。ま
た、半導体基板以外の他の被洗浄物も同様にして洗浄で
きる。
【0015】図2は、半導体基板を1枚ないし数枚ずつ
洗浄する第2の実施形態を説明するための図である。
【0016】この実施形態では、液体窒素54を満たす
槽として、第1槽51、第2槽52、第3槽53の3つ
を設ける。第2槽52は主槽にして半導体基板55を超
音波にて洗浄するものである。
【0017】第1槽51は、洗浄前のキャリア56に収
容された半導体基板55を液体窒素54に浸漬しておく
槽であり、第2槽52中の半導体基板55の洗浄が終了
し、第3槽(回収槽)53に半導体基板55が移送され
た後、第1槽51中の半導体基板55が第2槽52に移
送される。第1槽51には液体窒素54を注入するため
の注入口57が設けられており、清浄な液体窒素が注入
される。
【0018】そして注入された液体窒素54は各槽の隔
壁を通じて第2槽52、第3槽53を更に満たしてお
り、第3槽53に設けた排出口58から排出される。な
お、第1、第2、第3の各槽51,52,53にそれぞ
れ注入口,排出口を設けて、各槽独自で液体窒素の注
入,排出を行ってもよい。
【0019】また、第2槽52にはX−Yスキャナー5
9が設けられる。このX−Yスキャナー59は、2つの
モータ60a,60bと、この各モータ60a,60b
に連結した2組のギア機構61a,61bとによって、
半導体基板55を載置したテーブル部を上下方向および
左右方向に移動できる。
【0020】上下方向の移動は、後述する超音波振動子
と半導体基板55間の間隔を調整して、超音波の定在波
の影響を無くすために用いられる。一方、左右方向の移
動は、超音波を半導体基板55の全面に照射するために
用いられる。
【0021】第2槽52内の上部には超音波振動子62
が設けられ、超音波発振器63に接続されている。この
超音波振動子62の具体的形状を図3に示す。
【0022】超音波振動子62は細長い形状をしてお
り、したがって前記X−Yスキャナー59で半導体基板
55を、超音波振動子62と直交する左右方向に移動さ
せることにより、半導体基板55の全面に超音波を照射
することができる。
【0023】なお、この実施形態では超音波振動子62
と細長い形状としたが、円球状の超音波振動子で放射状
に超音波を照射することによっても洗浄が行える。
【0024】また、矩形状の超音波振動子を左右方向お
よび前後方向にスキャンさせて半導体基板の全面に超音
波を照射することもできる。さらに超音波振動子は、液
体窒素と接する部分を断熱材で被覆して低温から保護し
てもよい。
【0025】しかしてこの第2の実施形態においては、
キャリア56に収容して半導体基板55を第1槽51の
液体窒素54中に浸漬し、そこから半導体基板55を例
えば1枚ずつ第2槽52に送って液体窒素による超音波
洗浄を行い、その後、半導体基板55を第3槽53に送
ってキャリア56内に収容し、液体窒素54中から引上
げる。
【0026】このような第2の実施形態においても、従
来の薬品や純水洗浄より清浄な表面が得られた。従来は
パーティクルが少なくとも2〜3個存在していたが、本
実施形態では皆無であった。
【0027】次に、この発明の第3の実施形態を図4〜
図6を参照して説明する。この第3の実施形態は、最初
に薬品(濃硝酸)洗浄を行い、次に純水洗浄を行い、最
後に液体窒素洗浄を行う。液体窒素洗浄部分では、超音
波は使用しない。
【0028】まず、図4(a)に示すように、薬品槽1
1は濃硝酸槽であり、この薬品槽11内には濃硝酸12
が充填されている。また、薬品槽11内には仕切り板1
3が設けられており、濃硝酸12はこの仕切り板13上
をオーバーフローして流れ流出液14となって排出口1
5bから排出される。
【0029】一方、薬品槽11の底部の注入口15aを
通して新しい濃硝酸が薬品槽11内に注入され、薬品槽
11内の濃硝酸12は循環するようになっている。キャ
リア16に入れられた半導体基板17は図4(a)の矢
印A1 および図4(b)に示すように、薬品槽11内の
濃硝酸に浸漬される。
【0030】次に、前記半導体基板17とキャリア16
は図4(b)の矢印A2 で示すように薬品槽11から引
き上げられ、図5(a)の矢印A3 で示すように純水槽
18中に入れられる。この図5(a)の純水槽18内に
は、純水18aが充填される。
【0031】その純水18aは、純水槽18の底部の注
入口18bから注入され、純水槽18内に設けた仕切り
板18cの上部からオーバフローして排水18dとして
排出口18eより排出されるようになっており、純水1
8aは純水槽18内を循環するようになっている。
【0032】この純水槽18内の純水18aにキャリア
16とともに半導体基板17を図5(b)に示すように
浸漬することにより純水槽18内で半導体基板17に付
着した薬品を洗浄する。
【0033】純水18aで洗浄された半導体基板17は
図5(b)の矢印A4 で示すように純水槽18から引き
上げられ、次に、図6(a)の矢印A5 で示すように液
体窒素槽19に入れられる。
【0034】液体窒素槽19は断熱槽19fにより内部
の液体窒素19aと外部とを熱的に分離している。かつ
純水槽18や薬品槽11と同様に、液体窒素19aは注
入口19bから注入され、仕切り板19cの上部からオ
ーバーフローして排出液19dとして排出口19eから
排出されて循環している。
【0035】このような液体窒素槽19内の液体窒素1
9a中に、図6(a)の矢印A5 および図6(b)に示
すように半導体基板17を浸漬する。
【0036】図7(a)は、液体窒素槽19内の液体窒
素19a中に浸漬された1枚の半導体基板17の一部の
拡大断面図である。この図7(a)に示すように、半導
体基板17の表面には、純水槽18の浸漬時に水分21
およびパーティクル22が付着している。
【0037】この水分21とパーティクル22が付着し
た半導体基板17を図6(b)に示すように液体窒素槽
19内の液体窒素19a中に浸漬することにより、この
液体窒素19aにより、図7(b)に示すように水分2
1は氷片23となり、その時の膨張作用により、パーテ
ィクル22とともに半導体基板17aより剥離し、半導
体基板17の表面は清浄な状態で乾燥する。
【0038】しかる後、図6(c)に示すように半導体
基板17を液体窒素槽19から引上げることにより、全
工程を終了する。
【0039】なお、この第3の実施形態において、液体
窒素槽19の液体窒素19aを槽外のポンプとフィルタ
を介して循環させ、半導体基板より分離した水分(氷状
態)や微粒子汚染物をフィルタで回収するようにする
と、なお良い。
【0040】また、第3の実施形態では液体窒素槽19
に半導体基板17を浸漬したが、液体窒素槽19に代え
て液体窒素をスプレーして半導体基板17上に吹きつけ
るようにしてもよい。
【0041】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、液化窒素を半導体基板の表面に吹きつけるよう
にしたので、半導体基板上の汚染物を良好かつ確実に除
去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示す構成図であ
る。
【図2】この発明の第2の実施形態を示す構成図であ
る。
【図3】第2の実施形態における超音波振動子の一具体
的形状を示す斜視図である。
【図4】この発明の第3の実施形態の一部を示す断面図
である。
【図5】この発明の第3の実施形態の一部を示す断面図
である。
【図6】この発明の第3の実施形態の一部を示す断面図
である。
【図7】この発明の第3の実施形態による付着物除去状
況を示す断面図である。
【符号の説明】
16 半導体基板 18 純水槽 18a 純水 19 液体窒素槽 19a 液体窒素 31 槽 32 液体窒素 33 超音波振動子 39 半導体基板 51 第1槽 52 第2槽 53 第3槽 54 液体窒素 55 半導体基板 56 超音波振動子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液化窒素を半導体基板に吹きつけること
    により、前記基板の表面を洗浄することを特徴とする洗
    浄方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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