JP2005353824A - Device and method for cleaning electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子装置の洗浄装置及び洗浄方法に関する。 The present invention relates to an electronic device cleaning apparatus and a cleaning method.
LSI(Large Scale Integrated Circuit)、PDP(Plasma Display Panel)、及びLCD(Liquid Crystal Display)といった電子装置は様々な膜を積層してなり、いくつかの膜ではその形成後、あるいは形成前に洗浄工程が行われる。洗浄工程で使用される洗浄装置は、枚葉式とバッチ式とに大別されるが、このうちバッチ式では、複数の基板を同時に処理できるという利点があるものの、装置の専有面積が大きくなるという不都合がある。そのため、近年では、バッチ式よりも専有面積が小さくコンパクトな枚葉式の洗浄装置が好んで使用されており、その装置の一例が特許文献1の図1と、特許文献2の図4(a)に開示されている。
Electronic devices such as LSI (Large Scale Integrated Circuit), PDP (Plasma Display Panel), and LCD (Liquid Crystal Display) are made by laminating various films, and some films have a cleaning process after or before formation. Is done. Cleaning devices used in the cleaning process are broadly divided into single-wafer type and batch type. Of these, the batch type has the advantage of being able to process multiple substrates at the same time, but the area occupied by the device becomes large. There is an inconvenience. For this reason, in recent years, a compact single-wafer type cleaning apparatus having a smaller exclusive area than the batch type is favorably used, and examples of such apparatuses are shown in FIG. 1 of
このような装置では、単一組成の薬液だけで洗浄を行うことは稀であり、通常は、複数の薬液を混合したものを洗浄液として使用する。例えば、特許文献1では、その段落番号0021において、オゾン水中に様々な薬液が添加され得ることが開示されている。そして、特許文献2では、その図4において、注入バルブによって複数の薬液が混合されることが開示されている。
In such an apparatus, it is rare to perform cleaning with only a chemical solution having a single composition, and usually a mixture of a plurality of chemical solutions is used as the cleaning solution. For example,
また、特許文献1、2には明示されていないが、上記のように複数種類の薬液を混合する場合、得られた洗浄液の濃度ムラを無くすために、バッファタンクと呼ばれるタンクを設ける場合もある。図1は、従来例に係る洗浄装置が備えるバッファタンクの構成図である。
Further, although not explicitly disclosed in
図1に示されるように、バッファタンク1には、ファシリティ(工場)側から供給される薬液A、Bが個別に導かれる第1、第2配管3、4が接続される。各薬液A、Bを混合してなる洗浄液7は、ポンプ6によって第3配管5とバッファタンク1内とを循環しているうちにその濃度ムラが無くされ、均一な濃度となる。均一にされた薬液7は、バッファタンク1に接続された第4配管2によって、洗浄装置本体8へと供給される。
As shown in FIG. 1, the
このようなバッファタンク1は、メンテナンスを行い易くする必要から、洗浄装置本体8との間に人の手が入るほどの十分なスペースが確保される程度に、洗浄装置本体8から離れて設けられる。
Since such a
半導体工場において、薬液、ガス、及び電力等が供給される領域はファシリティ側と呼ばれるが、このファシリティ側と装置本体8との間に設けられて装置8の動作を助ける設備は付帯設備と呼ばれる。上記したバッファタンク1は、そのような付帯設備の一種である。
ところで、特許文献1の図1、特許文献2の図4(a)、及び図1のバッファタンク1を用いる方式では、いずれも複数の薬液を混合して洗浄液を作製した後に、その洗浄液がシリコンウエハ等に供給される。
By the way, in the system using FIG. 1 of
しかしながら、このような方法では、薬液が混合されてからシリコンウエハに供給されるまでの距離や時間が長いため、用いる薬液の種類によっては洗浄液中で薬液が分解し、薬液が混合される時点とシリコンウエハに供給される時点とで洗浄液の濃度が変動してしまう恐れがある。そのため、これらの方法では、薬液が分解されるのを見込んで、一定の時間間隔で薬液を余計に投入することで濃度管理を行う必要があるが、これでは使用する薬液の量が多くなってしまい、効率的でない。 However, in such a method, since the distance and time from when the chemical solution is mixed to when the chemical solution is supplied to the silicon wafer is long, depending on the type of the chemical solution used, the chemical solution is decomposed in the cleaning solution and the chemical solution is mixed. There is a possibility that the concentration of the cleaning liquid may fluctuate depending on when it is supplied to the silicon wafer. Therefore, in these methods, it is necessary to control the concentration by adding an extra chemical solution at regular time intervals in anticipation of the chemical solution being decomposed, but this increases the amount of the chemical solution to be used. It is not efficient.
更に、図1のようにバッファタンク1を使用したのでは、クリーンルームにおける付帯設備の専有面積が大きくなるので、専有面積が小さいという枚葉式装置の利点が十分に引き出せない。
Further, when the
本発明の目的は、薬液の分解を極力防止し、且つ専有面積を小さくすることができる電子装置の洗浄装置と洗浄方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the washing | cleaning apparatus and washing | cleaning method of an electronic device which can prevent decomposition | disassembly of a chemical | medical solution as much as possible and can make an exclusive area small.
本発明の一観点によれば、基板が載置される基板載置台と、第1溶媒のみを溶解してなる第1薬液を前記基板に向けて吐出する第1吐出口と、前記第1溶媒とは異種の第2溶媒のみを溶解してなる第2薬液を前記基板に向けて吐出する第2吐出口と、を有する電子装置の洗浄装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a substrate mounting table on which a substrate is mounted, a first discharge port that discharges a first chemical solution obtained by dissolving only a first solvent toward the substrate, and the first solvent. There is provided an electronic device cleaning device having a second discharge port for discharging a second chemical solution, which is obtained by dissolving only a second solvent of a different type, toward the substrate.
本発明によれば、従来のようにバッファタンクを用いて複数の薬液を混合するのではなく、単一の組成の薬液よりなる第1、第2薬液のそれぞれに専用の第1、第2吐出口を設け、これらの薬液を基板上で混合するようにしたので、従来必要としていたバッファタンクの分だけ装置の専有面積を削減することができ、クリーンルーム内のスペースに余裕を持たすことができる。更に、バッファタンクを動作させるためのポンプも不要となるので、そのポンプを駆動する電力を削減することができ、洗浄装置のランニングコストを従来よりも低減させることができる。 According to the present invention, instead of mixing a plurality of chemical solutions using a buffer tank as in the prior art, the first and second discharges dedicated to each of the first and second chemical solutions composed of a single chemical solution. Since the outlet is provided and these chemicals are mixed on the substrate, the area occupied by the apparatus can be reduced by the amount of buffer tank that has been conventionally required, and the space in the clean room can be afforded. Further, since a pump for operating the buffer tank is not required, the power for driving the pump can be reduced, and the running cost of the cleaning device can be reduced as compared with the conventional case.
また、上記の第1薬液としてオゾン水を使用し、第2薬液として酸性溶液又はアルカリ性溶液を使用するのが好ましい。 Moreover, it is preferable to use ozone water as said 1st chemical | medical solution, and to use an acidic solution or an alkaline solution as a 2nd chemical | medical solution.
このようにオゾン水を使用する場合、従来のようにバッファタンク内でそのオゾン水と酸性溶液とを混合して洗浄液を作製したのでは、洗浄液がバッファタンク内を循環している間に洗浄液中のオゾン濃度が低下し、洗浄液がただの酸性溶液に変わらなくなってしまう。これに対し、本発明では、オゾン水と酸性溶液とをバッファタンク内で混合するのではなく、それらを個別に基板に吐出して基板上において混合するので、洗浄液中のオゾン濃度が低下し難くなり、オゾン水の強力な酸化力によって基板上に形成される酸化被膜でエッチング速度をコントロールしながら基板を洗浄することができる。 When ozone water is used in this way, a cleaning liquid is prepared by mixing the ozone water and an acidic solution in a buffer tank as in the prior art, so that while the cleaning liquid is circulating in the buffer tank, As a result, the ozone concentration of the liquid becomes lower, and the cleaning liquid is not changed into a simple acidic solution. On the other hand, in the present invention, ozone water and acidic solution are not mixed in the buffer tank, but are separately discharged onto the substrate and mixed on the substrate, so that the ozone concentration in the cleaning liquid is unlikely to decrease. Thus, the substrate can be cleaned while controlling the etching rate with an oxide film formed on the substrate by the strong oxidizing power of ozone water.
しかも、オゾン水は、洗浄が終了した後、時間が経過すると共にその中のオゾンが分解されてオゾン濃度が自動的に低くなるので、廃液処理装置でオゾン水を確実に分解することができ、人間が住む環境内にオゾン水を含んだ有害な液が流出するのを防止され、より環境に優しい洗浄を行うことができる。 Moreover, the ozone water can be reliably decomposed in the waste liquid treatment device because the ozone concentration in the ozone water automatically decreases as time elapses after the cleaning is completed, and the ozone concentration in the ozone water automatically decreases. A harmful liquid containing ozone water is prevented from flowing out into the environment where humans live, and cleaning that is more environmentally friendly can be performed.
このような利点は、酸化溶液に代えてアルカリ性溶液を第1溶液として使用する場合にも得られる。 Such an advantage is also obtained when an alkaline solution is used as the first solution instead of the oxidizing solution.
更に、上記の洗浄装置に制御部を設け、この制御部の制御下において、先にオゾン水よりなる第1薬液を吐出し、次に第2薬液を吐出してもよい。このようにすると、オゾン水の酸化力によって基板上に予め酸化被膜が形成され、その酸化被膜によって洗浄時のエッチング速度が抑えられるので、基板が過剰にエッチングされるのを防止しながら、エッチング速度をより一層コントロールし易くなる。 Furthermore, a control unit may be provided in the cleaning device, and under the control of the control unit, the first chemical liquid made of ozone water may be discharged first, and then the second chemical liquid may be discharged. In this way, an oxide film is formed in advance on the substrate by the oxidizing power of ozone water, and the etching rate is suppressed by the oxide film, so that the etching rate is prevented while preventing the substrate from being etched excessively. It becomes easier to control.
また、本発明の別の観点によれば、第1溶媒のみを溶解してなる第1薬液と、前記第1溶媒とは異種の第2溶媒のみを溶解してなる第2薬液とを、それぞれ別々の吐出口から基板の上に吐出することにより、前記第1薬液と前記第2薬液とを前記基板の上で混合し、該基板を洗浄することを特徴とする電子装置の洗浄方法が提供される。 Moreover, according to another viewpoint of this invention, the 1st chemical | medical solution which melt | dissolves only a 1st solvent and the 2nd chemical | medical solution which melt | dissolves only a 2nd solvent different from the said 1st solvent, respectively, Provided is a method for cleaning an electronic device, characterized in that the first chemical liquid and the second chemical liquid are mixed on the substrate by discharging the liquid onto the substrate from different discharge ports, and the substrate is cleaned. Is done.
本発明によれば、従来用いていたバッファタンクが不要となり、クリーンルーム内のスペースに余裕を持たすことができると共に、不要となったバッファタンクの電力の分だけ洗浄に要するコストを低減することができる。 According to the present invention, a buffer tank that has been conventionally used is no longer necessary, so that a space in the clean room can be provided, and the cost required for cleaning can be reduced by the amount of power of the buffer tank that is no longer needed. .
また、第1薬液としてオゾン水を使用し、第2薬液として酸性溶液又はアルカリ性溶液を使用する場合は、上で説明したように、基板上でのオゾン濃度の低下を防止しながら、オゾン水の強力な酸化力によって基板上に形成される酸化被膜でエッチング速度をコントロールしつつ基板を洗浄することができる。 Moreover, when using ozone water as a 1st chemical | medical solution and using an acidic solution or an alkaline solution as a 2nd chemical | medical solution, while preventing the fall of the ozone concentration on a board | substrate as demonstrated above, ozone water The substrate can be cleaned while controlling the etching rate with an oxide film formed on the substrate with a strong oxidizing power.
そして、洗浄の対象となる基板としては、二酸化シリコン層、窒化シリコン層、シリコン層、金属酸化物層、炭化シリコン層、及びSiGe等の化合物半導体層の少なくとも一つが形成された半導体基板又はガラス基板がある。 The substrate to be cleaned is a semiconductor substrate or a glass substrate on which at least one of a silicon dioxide layer, a silicon nitride layer, a silicon layer, a metal oxide layer, a silicon carbide layer, and a compound semiconductor layer such as SiGe is formed. There is.
本発明に係る電子装置の洗浄装置によれば、第1、第2薬液をそれぞれ第1、第2吐出口から別々に基板上に吐出するので、従来必要としていたバッファタンクの分だけ装置の専有面積を削減することができ、クリーンルーム内のスペースに余裕を持たすことができると共に、装置のランニングコストを低減させることができる。 According to the electronic apparatus cleaning apparatus of the present invention, the first and second chemical liquids are separately discharged onto the substrate from the first and second discharge ports, respectively. The area can be reduced, the space in the clean room can be given a margin, and the running cost of the apparatus can be reduced.
更に、第1薬液としてオゾン水を使用し、第2薬液として酸性溶液又はアルカリ性溶液を使用することで、オゾン濃度の低下を防ぎつつ、オゾン水の強力な酸化力によって基板上に形成される酸化被膜でエッチング速度をコントロールしながら基板を洗浄することができる。しかも、オゾン水は、洗浄終了後に自動的にそのオゾン濃度が低下するので、廃液処理装置内でそのオゾン水を確実に分解することができ、環境に優しい洗浄を行うことができる。 Furthermore, by using ozone water as the first chemical and using an acidic solution or alkaline solution as the second chemical, the oxidation formed on the substrate by the strong oxidizing power of ozone water while preventing the ozone concentration from decreasing. The substrate can be cleaned while controlling the etching rate with the coating. Moreover, since the ozone concentration of ozone water automatically decreases after the cleaning is completed, the ozone water can be reliably decomposed in the waste liquid treatment apparatus, and environmentally friendly cleaning can be performed.
また、本発明に係る電子装置の洗浄方法によれば、バッファタンクが不要なのでクリーンルーム内のスペースに余裕を持たすことができ、且つ、不要となったバッファタンクの電力の分だけ洗浄に要するコストを低減することができる。 Further, according to the electronic device cleaning method of the present invention, since the buffer tank is unnecessary, the space in the clean room can be afforded, and the cost required for cleaning by the amount of power of the buffer tank that has become unnecessary is reduced. Can be reduced.
そして、第1薬液としてオゾン水を使用し、第2薬液として酸性溶液又はアルカリ性溶液を使用することにより、オゾン濃度の低下を防ぎながら、オゾン水の強力な酸化力によって基板上に形成される酸化被膜でエッチング速度をコントロールし、基板を洗浄することができる。 Then, by using ozone water as the first chemical solution and using an acidic solution or alkaline solution as the second chemical solution, the oxidation formed on the substrate by the strong oxidizing power of ozone water while preventing a decrease in ozone concentration. The substrate can be cleaned by controlling the etching rate with the coating.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(1)第1実施形態
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る洗浄装置の構成図である。また、図3は、この洗浄装置の上面図である。
(1) 1st Embodiment FIG. 2: is a block diagram of the washing | cleaning apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. FIG. 3 is a top view of the cleaning apparatus.
図2に示される洗浄装置は、洗浄の対象となるシリコンウエハ(基板)Wを一枚ずつ処理する枚葉式の洗浄装置である。この洗浄装置は、第1シャフト11に固定されたスピンベース(基板載置台)10を有し、そのスピンベース10には、シリコンウエハWの裏面に当接してシリコンウエハWとスピンベース10との間にスペースを確保する複数の規制ピン14が立設される。そして、この規制ピン14よりも外側のスピンベース10には、バネ(不図示)等によって付勢されてシリコンウエハWを把持するガイドピン13が複数立設される。スピンベース10の材料は特に限定されないが、PFA(4弗化エチレンパーフロロアルコキシエチレン共重合)等のように耐薬品性に優れた材料であるのが好ましい。
The cleaning apparatus shown in FIG. 2 is a single wafer cleaning apparatus for processing silicon wafers (substrates) W to be cleaned one by one. The cleaning apparatus includes a spin base (substrate mounting table) 10 fixed to a
第1シャフト11は、ベルト15によって伝えられた第1モータ16の駆動力によって回転駆動され、その内部には純水や薬液が流通するための第1内部配管20が挿通される。その第1内部配管20は、第1シャフト11の内壁と離間して設けられており、これらの間のスペースは第1ガス流通路30として機能する。第1ガス流通路30は、窒素ガス等の不活性ガスの供給源である第1ガス供給部33と連通しており、この第1ガス流通路30を通った不活性ガスがシリコンウエハWの裏面に噴射され、それによりシリコンウエハWの裏面が乾燥される。
The
スピンベース10の上方には、第1溶媒としてオゾンのみが溶解されたオゾン水よりなる第1薬液L1がシリコンウエハWに向けて吐出される第1吐出口17aと、後述の第2薬液L2がシリコンウエハWに向けて吐出される第2吐出口18aとが配される。
Above the
各吐出口17a、18aは、第1、第2配管17、18の先端部分で構成されており、このうち第1配管17はオゾン水製造装置24に接続される。そのオゾン水製造装置24では、純水をオゾンに曝すことにより3〜100ppm(mg/l)の濃度のオゾン水が製造され、そのオゾン水の流量が調節されて第1配管17に供給される。このオゾン水の流量は、オゾン水製造装置24内の液体MFC(Mass Flow Controller)によって調節される。また、オゾン水の温度は、第1配管17の中途部に設けられた熱交換器やヒータ等の第1温度調節部36によって調節される。
Each
オゾン水製造装置24は、クリーンルーム内、又はクリーンルームの階下のいずれに設置してもよい。但し、オゾン水製造装置24をクリーンルーム内に設置すれば、第1配管17が短くなり、第1配管17の途中でオゾン水が分解するのを抑えることができる。更に、ファシリティ側でオゾンの供給を行う場合は、このオゾン水製造装置24を省いてもよい。
The ozone
一方、第2配管18は、薬液供給キャビネット25に接続される。この薬液供給キャビネット25は、第2薬液L2が溜められたタンク25aを有し、第2薬液の流量L2とを調節して第2配管18に供給する。また、この第2配管18の中途部には、熱交換器やヒータ等の第2温度調節部37が設けられており、これにより第2薬液L2の温度が調節される。
On the other hand, the
なお、このように薬液供給キャビネット25を設けるのではなく、第2配管18をファシリティ側に繋ぎ、第2薬液L2をファシリティ側から直接供給するようにしてもよい。その場合は、第2配管18内の流動変動を防止するために、エアー弁や、管内の圧力を調節することが可能な流量調節弁を第2配管18に設けるのが好ましい。
In this manner rather than providing a
第2薬液L2は、第1薬液L1の第1溶媒(オゾン)とは異種の第2溶媒のみを溶解してなり、酸性溶液及びアルカリ性溶液のいずれであってもよい。酸性溶液としては、例えば、塩酸、硫酸、及び硝酸のいずれかの原液、又は該原液を純水で希釈した溶液がある。なお、ここで原液とは、製造業者から購入した溶液そのもの、つまり、希釈しない状態での溶液を指す。また、アルカリ性溶液としては、アンモニア水、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液、及びコリン(水酸化トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム)水溶液の原液、又は該原液を純水で希釈した溶液がある。 The second chemical liquid L 2 is formed by dissolving only a second solvent different from the first solvent (ozone) of the first chemical liquid L 1 , and may be either an acidic solution or an alkaline solution. Examples of the acidic solution include a stock solution of hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, or a solution obtained by diluting the stock solution with pure water. Here, the stock solution refers to a solution itself purchased from a manufacturer, that is, a solution in an undiluted state. Examples of the alkaline solution include a stock solution of ammonia water, a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution, and a choline (trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide) aqueous solution, or a solution obtained by diluting the stock solution with pure water. .
その薬液供給キャビネット25には、既述の第1内部配管20に第2薬液L2を供給する第3配管26が接続されており、その第3配管26の中途部には、ファシリティ側から供給される純水Lwが通る第4配管27が接続される。第3配管26と第4配管27との接続点には切換バルブ28が設けられており、その切換バルブ28によって、純水Lwと第2薬液L2のいずれか一方が第1内部配管20に供給されるか、或いはそれらの供給が停止される。
The chemical
そして、第1内部配管20に純水や第2薬液が供給される場合は、第1内部配管20の先端で構成される第4吐出口20aからこれらの液体が吐出され、それによりシリコンウエハWの裏面が洗浄される。
When pure water or a second chemical solution is supplied to the first
更に、第1、第2吐出口17a、18aの上方には、第2モータ23の駆動力によって回転可能な第2シャフト12と、これに固定された遮断板21とが設けられる。第2シャフト12の内部には、第5配管22に繋がる第2内部配管19が挿通されており、その第2内部配管19の先端で構成される第3吐出口19aからは、シリコンウエハWに向けて純水Lwが吐出される。その純水Lwは、ファシリティ側から供給され、温度調節部35において温度が調節された後、MFC等の流量調節部34によって流量が調節され、第5配管22に供給される。
Further, a
また、第2内部配管19は、第2シャフト12の内壁と離間して設けられ、これらの間のスペースは第2ガス流通路31として機能する。この第2ガス流通路31は、窒素等の不活性ガスの供給源である第2ガス供給部32と連通しており、第2ガス流通路31を通った不活性ガスがシリコンウエハWの表面に噴射される。
The second
遮断板21は上下に昇降可能であり、シリコンウエハWの表面の近くにまで接近することができる。このように接近させる場合は、図3の上面図に示されるように、第1、第2配管17、18がそれぞれの軸17b、18bを中心にして回動し、各吐出口17a、18aがスピンベース10よりも外に退避することで、各17a、18aと遮断板21とが干渉するのが防止される。
The blocking
再び図2を参照する。上記した各部材のうち、第1、第2モータ16、23は、制御部29からの制御信号S5、S4によってその回転数が制御される。制御部29は、この他にも、制御信号S1により、オゾン水製造装置24から供給される第1薬液L1の流量と温度とを制御する。また、薬液供給キャビネット25も制御部29に制御され、制御信号S2によって第2薬液L2の流量と温度とが制御される。更に、純水Lwの流量制御部34と温度調節部35も制御部34からの制御信号S3、S6によって制御される。
Refer to FIG. 2 again. Among the members described above, the rotation speeds of the first and
次に、図2に示した洗浄装置を用いた電子装置の洗浄方法について説明する。 Next, a method for cleaning an electronic device using the cleaning device shown in FIG. 2 will be described.
図4は、本実施形態に係る洗浄方法を模式的に示す断面図であり、図5は、第1〜第3吐出口17a〜19aから吐出される液のタイミングを示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the cleaning method according to the present embodiment, and FIG. 5 is a timing chart showing the timing of the liquid discharged from the first to
洗浄を行うには、まず、図4(a)に示すように、スピンベース10を数十〜1000rpm程度の回転数で回転させた状態で、図5に示すタイミングに従って第1、第3吐出口17a、19aからそれぞれ第1薬液L1と純水Lwを吐出させ、オゾン水処理を開始する。
In order to perform cleaning, first, as shown in FIG. 4A, the first and third outlets are rotated according to the timing shown in FIG. 5 in a state where the
図5に示されるように、そのオゾン水処理では、オゾン水よりなる第1薬液L1と純水LwとがシリコンウエハWに吐出され、オゾン水の強力な酸化力によってシリコンウエハWの表面に薄い二酸化シリコン膜(不図示)が形成される。このときのオゾン水(第1薬液L1)におけるオゾン濃度は特に限定されないが、約20〜90ppm程度が好ましい。また、第1、第2薬液L1、L2の流量は約0.5〜3Litter/min程度が好まし。更に、第1、第2薬液L1、L2を加熱することにより洗浄の効果が上がる場合もあるので、第1、第2温度調節部36、37によって各薬液L1、L2の温度を30〜80℃程度に加熱するのが好ましい。
As shown in FIG. 5, in the ozone water treatment, a first chemical liquid L 1 and pure water L w is discharged to the silicon wafer W made of ozone water, the surface of the silicon wafer W by a strong oxidizing power of ozone water A thin silicon dioxide film (not shown) is formed. The ozone concentration in the ozone water (first chemical liquid L 1 ) at this time is not particularly limited, but is preferably about 20 to 90 ppm. The flow rate of the first and second chemicals L 1 and L 2 is preferably about 0.5 to 3 Litter / min. Further, first, since in some cases the effect of cleaning is increased by heating the second chemical liquid L 1, L 2, the first, the temperature of the liquid medicine L 1, L 2 by the second
このとき、シリコンウエハWの面内においてオゾン水処理を均一に行うために、軸17b(図2参照)を中心にして、シリコンウエハWの中心からその周縁に向けて第1吐出口17aを回動させてもよい。
At this time, in order to perform the ozone water treatment uniformly in the surface of the silicon wafer W, the
このようなオゾン水処理を5〜20秒程度行った後、図4(b)に示すように、更に第2薬液L2を吐出させて洗浄処理を開始する。この洗浄処理では、オゾン水処理と同様に、各軸17a、18bを中心にして、シリコンウエハの中心から周辺に向けて第1、第2吐出口17a、18aを回動させ、シリコンウエハWの面内において洗浄処理を均一に行うのが好ましい。
After such an
また、第2薬液L2として塩酸を使用する場合は、濃度が0.5〜5wt%の塩酸を使用するのが好ましく、その流量を約0.5〜3Litter/min程度、温度を30〜80℃程度に設定するのが好ましい。
Also, when using hydrochloric acid as the second chemical liquid L 2, it is preferable to use a concentration of 0.5 to 5 wt% hydrochloric acid, the flow rate of about 0.5~3Litter / min approximately, the
一方、第2薬液L2としてアンモニア水を使用する場合は、濃度が0.2〜5wt%のアンモニア水を使用するのが好ましく、その流量を約0.5〜3Litter/min程度、温度を25〜80℃程度に設定するのが好ましい。 On the other hand, when ammonia water is used as the second chemical liquid L 2 , it is preferable to use ammonia water having a concentration of 0.2 to 5 wt%, the flow rate is about 0.5 to 3 Litter / min, and the temperature is 25. It is preferable to set the temperature to about 80 ° C.
このような洗浄処理では、第2薬液L2とオゾン水よりなる第1薬液L1とがシリコンウエハW上で混合され、これらの混合液よりなる洗浄液がシリコンウエハWで生成される。第2薬液L2として塩酸を使用する場合は、その洗浄液として塩酸とオゾン水との混合液が生成される。以下、その混合液のことをHOM(Hydrochloride Ozone-water Mixture)と呼ぶことにする。また、第2薬液L2としてアンモニア水を使用する場合は、洗浄液として水酸化アンモニウムとオゾン水との混合液が生成される。以下では、その混合液のことをAOM(Ammonium hydroxide Ozone-water Mixture)と呼ぶ。洗浄処理では、このようなHOMやAOMにより、シリコンウエハWの表面が微量にエッチングされ、表面に付着している金属粒等の汚染物質が除去されことになる。 In such a cleaning process, the second chemical liquid L 2 and the first chemical liquid L 1 made of ozone water are mixed on the silicon wafer W, and a cleaning liquid made of these mixed liquids is generated on the silicon wafer W. When using hydrochloric acid as the second chemical liquid L 2 is a mixture of hydrochloric acid and ozone water is generated as the cleaning liquid. Hereinafter, the mixed solution is referred to as HOM (Hydrochloride Ozone-water Mixture). Also, when using aqueous ammonia as a second chemical liquid L 2 is a mixture of ammonium hydroxide and ozone water is generated as the cleaning liquid. Hereinafter, the mixed solution is referred to as AOM (Ammonium hydroxide Ozone-water Mixture). In the cleaning process, the surface of the silicon wafer W is slightly etched by such HOM and AOM, and contaminants such as metal particles attached to the surface are removed.
このとき、先に行ったオゾン処理によってシリコンウエハWの表面に極薄い二酸化シリコン層(酸化被膜)が形成されているので、HOMやAOMによる過度なエッチングが防止され、洗浄処理におけるシリコンウエハWのエッチング速度をコントロールし易くなる。 At this time, since an extremely thin silicon dioxide layer (oxide film) is formed on the surface of the silicon wafer W by the ozone treatment performed previously, excessive etching by HOM and AOM is prevented, and the silicon wafer W in the cleaning process is prevented. It becomes easy to control the etching rate.
次に、第2薬液L2の吐出を停止し、オゾン水よりなる第1薬液L1と純水Lwとによるリンス処理を行う。そのようなリンス処理を10〜60秒程度行ってシリコンウエハW上の洗浄液を十分に洗い流した後、第1薬液L1と純水Lwとの吐出を停止する。 Next, the discharge of the second chemical liquid L 2 is stopped, performing a rinsing process according to the first chemical liquid L 1 and pure water L w consisting ozone water. After washing away the cleaning liquid on the silicon wafer W sufficiently such rinsing the performed approximately 10 to 60 seconds, to stop the discharge of the first chemical liquid L 1 and pure water L w.
続いて、図4(c)に示すように、第1、第2吐出口17a、18aをスピンベース10から退避させた後、第2モータ23(図2参照)で遮断板19をスピンベース10と同じ方向に回転させながら、遮断板19をシリコンウエハWに近接させ、第1ガス流通ロ30からシリコンウエハWに向けて窒素ガス(N2)を噴射する。これにより、シリコンウエハWと遮断板19との間の狭い空間が窒素ガスで満たされるので、残留水分とシリコンとの反応が抑えられ、シリコンウエハWの表面にウォーターマークが形成されるのを防止しながら、シリコンウエハWが乾燥されることになる。また、遮断板19をスピンベース10と同じ方向に回転させることにより、遮断板19とスピンベースとの間に大気が侵入し難くなり、ウォーターマークの形成がより一層効果的に防止される。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, after the first and
以上により、シリコンウエハWの洗浄が終了したことになる。 Thus, the cleaning of the silicon wafer W is completed.
なお、本実施形態において、第1薬液L1、第2薬液L2、及び純水Lwを吐出させるタイミングは図5に限られず、図6(a)、(b)に示されるタイミングであってもよい。 In the present embodiment, the timing at which the first chemical liquid L 1 , the second chemical liquid L 2 , and the pure water Lw are discharged is not limited to that shown in FIG. 5, but is the timing shown in FIGS. May be.
このうち、図6(a)の例は、図5のオゾン水処理を省いたものである。窒化シリコン層等のようにHOMやAOMによってエッチングされ難い膜や、二酸化シリコン層のように既に酸化されている膜は、このようにオゾン水処理を省いても、洗浄処理において膜が過度にエッチングことが無く、オゾン水処理を省くことで全体の工程を簡略化することができる。この場合の第1薬液L1、第2薬液L2、及び純水Lwの濃度、流量、及び温度や、処理時間は図5で説明したのと同様である。 Among them, the example of FIG. 6A is obtained by omitting the ozone water treatment of FIG. Films that are difficult to etch by HOM or AOM, such as silicon nitride layers, and films that have already been oxidized, such as silicon dioxide layers, are excessively etched in the cleaning process even if ozone water treatment is omitted. The entire process can be simplified by omitting the ozone water treatment. The first chemical liquid L 1 of the case, the concentration of the second chemical liquid L 2, and pure water L w, flow rate, and, temperature, processing time is the same as described in FIG.
一方、図6(b)の例は、第2薬液L2とオゾン水よりなる第1薬液L1とを交互に吐出して洗浄処理を行うものである。このタイミングでは、各薬液L1、L2が同時には吐出されないが、シリコンウエハWではこれらの薬液L1、L2が混合し、上記したようなHOMやAOMが生成されるので、洗浄の効果が特に劣化することはない。また、この場合、各薬液L1、L2の吐出の回数は、特に限定されず、制御部29(図1参照)によって任意にプログラム可能である。 On the other hand, in the example of FIG. 6B, the cleaning process is performed by alternately discharging the second chemical liquid L 2 and the first chemical liquid L 1 made of ozone water. At this timing, the chemical liquids L 1 and L 2 are not discharged at the same time, but the silicon wafer W mixes these chemical liquids L 1 and L 2 and generates HOM and AOM as described above. There is no particular deterioration. In this case, the number of times each of the liquid chemicals L 1 and L 2 is discharged is not particularly limited, and can be arbitrarily programmed by the control unit 29 (see FIG. 1).
更に、図5、図6の例では、オゾン水よりなる第1薬液L1と純水Lwとを同時に吐出してリンス処理を行ったが、第1薬液L1と純水Lwのいずれか一方のみを吐出してリンス処理を行ってもよい。 Further, in the examples of FIGS. 5 and 6, the first chemical liquid L 1 made of ozone water and the pure water L w are simultaneously discharged to perform the rinsing process. However, either the first chemical liquid L 1 or the pure water L w is used. Rinse processing may be performed by discharging only one of them.
以上説明した本実施形態によれば、従来のようにバッファタンクを用いて複数の薬液を混合するのではなく、単一の組成の薬液よりなる第1、第2薬液L1、L2のそれぞれに専用の吐出口17a、18aを設け、これらの薬液をシリコンウエハW上で混合するようにした。
According to the present embodiment described above, each of the first and second chemical liquids L 1 and L 2 made of a chemical liquid having a single composition is used instead of mixing a plurality of chemical liquids using a buffer tank as in the prior art. Are provided with
そのため、従来必要としていたバッファタンクの分だけ装置の専有面積を削減することができ、クリーンルーム内のスペースに余裕を持たすことができる。更に、バッファタンクを動作させるためのポンプも不要となるので、そのポンプを駆動する電力を削減することができ、洗浄装置のランニングコストを従来よりも低減させることができる。 As a result, the area occupied by the apparatus can be reduced by the amount of buffer tanks required conventionally, and a space in the clean room can be provided. Further, since a pump for operating the buffer tank is not required, the power for driving the pump can be reduced, and the running cost of the cleaning device can be reduced as compared with the conventional case.
ところで、半導体工場において一般に使用される洗浄液としては、塩酸過水(HPM)やアンモニア過水(APM)がある。これらの洗浄液は、シリコンウエハWに薄い二酸化シリコン層を形成して過度なエッチングを防止するための酸化剤として過酸化水素水を使用し、この過酸化水素水と塩酸やアンモニア水とを混合して作製される。 By the way, cleaning liquids generally used in semiconductor factories include hydrochloric acid overwater (HPM) and ammonia perwater (APM). These cleaning solutions use hydrogen peroxide as an oxidizing agent to prevent excessive etching by forming a thin silicon dioxide layer on the silicon wafer W, and this hydrogen peroxide is mixed with hydrochloric acid or ammonia. Produced.
但し、エッチングをコントロールし易くするために、過酸化水素水よりも強力な酸化剤、例えばオゾン水を使用し、そのオゾン水と塩酸やアンモニア水とを混合して、既述のHOMやAOMを洗浄液として用いるのが好ましい。 However, in order to make it easier to control the etching, a stronger oxidizing agent than hydrogen peroxide water, for example, ozone water is used, and the ozone water is mixed with hydrochloric acid or ammonia water so that the above-mentioned HOM or AOM is added. It is preferably used as a cleaning liquid.
しかしながら、本願発明者が調査したところ、そのHOMやAOMは、従来のバッファタンクの中を循環している間にオゾン濃度が極端に低下することが明らかとなった。例えば、100ppmのオゾン濃度のオゾン水で作製されたHOMは、バッファタンクの中を循環するだけで、オゾン濃度が10ppm程度にまで下がってしまった。このように、HOMやAOMをバッファタンクで作製しようとすると、オゾン濃度が低下して、ただの塩酸やアンモニア水と変わらなくなってしまう。従って、従来のようにバッファタンクを用いたのでは、酸化力が強力であるというHOMやAOMの利点を引き出すことができない。 However, as a result of investigation by the inventors of the present application, it has been clarified that the ozone concentration extremely decreases while the HOM and AOM are circulating in the conventional buffer tank. For example, an HOM made of ozone water with an ozone concentration of 100 ppm has been reduced to about 10 ppm by simply circulating in the buffer tank. In this way, if HOM or AOM is made in a buffer tank, the ozone concentration is lowered and it is no different from just hydrochloric acid or ammonia water. Therefore, if the buffer tank is used as in the prior art, the advantage of HOM and AOM that the oxidizing power is strong cannot be extracted.
また、バッファタンクを使用しなくても、特許文献1、2のように洗浄液を作成してからそれをシリコンウエハWに吐出するのでは、洗浄液が配管を通っているうちにそのオゾン濃度が低下するので、上記と同じ不都合を招いてしまう。
Even if a buffer tank is not used, the ozone concentration decreases while the cleaning liquid passes through the piping if the cleaning liquid is prepared and then discharged onto the silicon wafer W as in
これに対し、本実施形態では、第2薬液L2とオゾン水よりなる第1薬液L1とを装置内で混ぜるのではなく、それらを個別にシリコンウエハWに吐出し、シリコンウエハWの面上においてそれらを混ぜる。従って、HOMやAOM等の洗浄液がシリコンウエハWの面上において生成されることになり、オゾン濃度が高い状態にある洗浄液にシリコンウエハWが曝されるので、オゾンの強い酸化力によってシリコンウエハWに薄い二酸化シリコン層が形成され易くなり、その二酸化シリコン層によって洗浄時のエッチングをコントロールし易くなる。 On the other hand, in the present embodiment, the second chemical liquid L 2 and the first chemical liquid L 1 made of ozone water are not mixed in the apparatus, but they are individually discharged onto the silicon wafer W, and the surface of the silicon wafer W is obtained. Mix them above. Accordingly, a cleaning liquid such as HOM or AOM is generated on the surface of the silicon wafer W, and the silicon wafer W is exposed to the cleaning liquid in a high ozone concentration. It is easy to form a thin silicon dioxide layer, and the silicon dioxide layer makes it easy to control etching during cleaning.
更に、第1薬液L1として採用されるオゾン水は、洗浄が終了した後、時間が経過すると共にその中のオゾンが分解され、オゾン濃度が自動的に低くなるので、洗浄液から有害物質を取り除くための廃液処理装置(不図示)の負担が軽減される。その結果、この廃液処理装置においてオゾン水が確実に分解されるので、人間が住む環境内にオゾン水を含んだ有害な液が流出するのを防止でき、より環境に優しい洗浄を行うことができる。 In addition, the ozone water employed as the first chemical liquid L 1 removes harmful substances from the cleaning liquid because the ozone concentration in the ozone water automatically degrades as time elapses after the cleaning is completed. Therefore, the burden on the waste liquid treatment apparatus (not shown) is reduced. As a result, ozone water is reliably decomposed in this waste liquid treatment apparatus, so that harmful liquids containing ozone water can be prevented from flowing into the environment where humans live, and more environmentally friendly cleaning can be performed. .
本願発明者は、上記した本実施形態の洗浄の効果を確認するため、以下のような実験を行った。 The inventor of the present application conducted the following experiment in order to confirm the cleaning effect of the above-described embodiment.
この実験では3枚のシリコンウエハを用意し、その各々をステンレス製の静電チャック(不図示)上に載置して、ステンレスを構成する金属でこれらのシリコンウエハを意図的に汚染した。これら3枚のシリコンウエハうち、一枚は洗浄を行わない参照シリコンウエハとした。そして、残りの2枚のうちの一枚を比較例として一般的なHPMで洗浄し、もう一枚を本実施形態に従ってHOMで洗浄した。 In this experiment, three silicon wafers were prepared, each of which was placed on an electrostatic chuck (not shown) made of stainless steel, and these silicon wafers were intentionally contaminated with a metal constituting stainless steel. Of these three silicon wafers, one was a reference silicon wafer that was not cleaned. Then, one of the remaining two sheets was washed with general HPM as a comparative example, and the other sheet was washed with HOM according to the present embodiment.
比較例におけるHPMでの洗浄条件は次の通りである。
・HPMの体積比…HCl:H2O2:DIW(純水)=1:5:50
・HClの濃度…35wt%
・H2O2:の濃度…30wt%
・洗浄液の温度…50℃
・洗浄液の流量…1Litter/min
・洗浄時間…30秒間
・回転数…500rpm
一方、本実施形態に則したHOMでの洗浄条件は次の通りである。
・HOMにおけるHCl(第2薬液L2):DIW(純水Lw)との体積比…1:50
・HOMにおけるオゾン水(第1薬液L1)の流量…1Litter/min
・オゾン水(第1薬液L1)におけるオゾン濃度…40ppm(=40mg/Litter)
・HClの濃度…35wt%
・洗浄液の温度…50℃
・洗浄液の流量…1.5Litter/min
・洗浄時間…30秒間
・回転数…500rpm
そして、洗浄後のシリコンウエハに残留する金属(Ti、Fe、Zn)を、全反射蛍光X線装置において測定したところ、図7に示されるような結果が得られた。
The cleaning conditions with HPM in the comparative example are as follows.
-HPM volume ratio: HCl: H 2 O 2 : DIW (pure water) = 1: 5: 50
・ Concentration of HCl: 35 wt%
・ Concentration of H 2 O 2 : 30 wt%
・ Temperature of cleaning liquid: 50 ℃
・ Flow rate of cleaning liquid: 1 Litter / min
・ Cleaning time: 30 seconds ・ Rotation speed: 500 rpm
On the other hand, the cleaning conditions in HOM according to the present embodiment are as follows.
-Volume ratio of HCl (second chemical L 2 ): DIW (pure water L w ) in HOM: 1:50
・ Flow rate of ozone water (1st chemical L 1 ) in HOM ... 1Litter / min
・ Ozone concentration in ozone water (1st chemical L 1 ) ... 40ppm (= 40mg / Litter)
・ Concentration of HCl: 35 wt%
・ Temperature of cleaning liquid: 50 ℃
・ Flow rate of cleaning liquid: 1.5Litter / min
・ Cleaning time: 30 seconds ・ Rotation speed: 500 rpm
Then, when the metal (Ti, Fe, Zn) remaining on the cleaned silicon wafer was measured with a total reflection fluorescent X-ray apparatus, a result as shown in FIG. 7 was obtained.
図7に示されるように、本実施形態と比較例の双方とも、洗浄前(参照用シリコンウエハ)と比較して汚染物質の量が減少しており、洗浄の効果があることが理解される。 As shown in FIG. 7, it is understood that both the present embodiment and the comparative example have a cleaning effect because the amount of contaminants is reduced as compared with that before cleaning (reference silicon wafer). .
また、本実施形態と比較例とを比べると、両者に顕著な差は見られない。これにより、本実施形態のようにシリコンウエハW上で薬液同士を混合する方法を採用しても、一般的なHPMを使用する場合の洗浄効果を維持できることが明らかとなった。 Moreover, when this embodiment and a comparative example are compared, a remarkable difference is not seen in both. As a result, it has been clarified that even when a method of mixing chemical liquids on the silicon wafer W as in the present embodiment is employed, the cleaning effect in the case of using a general HPM can be maintained.
更に本願発明者は、本実施形態の効果を確認するため、以下のような実験を行った。 Furthermore, the inventor of the present application conducted the following experiment in order to confirm the effect of the present embodiment.
この実験では、上記と同様に3枚のシリコンウエハが用意されたが、それらを意図的に汚染するのではなく、シリコンウエハに元々含まれる塩素を汚染物質とみなし、その塩素が洗浄によってどの程度減少するか調べられた。3枚のシリコンウエハのうち、一枚は参照用のシリコンウエハであって、残りの二枚に対し、それぞれ比較例及び本実施形態の洗浄方法が適用された。これらの洗浄条件は図6で説明したのと同様であるため省略する。 In this experiment, three silicon wafers were prepared in the same manner as described above, but they were not intentionally contaminated. Instead, chlorine contained in the silicon wafer was regarded as a contaminant and how much the chlorine was washed. It was investigated whether it decreased. Of the three silicon wafers, one is a reference silicon wafer, and the cleaning method of the comparative example and this embodiment was applied to the remaining two wafers. These cleaning conditions are the same as those described with reference to FIG.
その実験により、図8に示される結果が得られた。 By the experiment, the result shown in FIG. 8 was obtained.
図8に示されるように、本実施形態と比較例の双方ともに洗浄前(参照用シリコンウエハ)と比較して塩素の量が減少している。 As shown in FIG. 8, the amount of chlorine is reduced in both the present embodiment and the comparative example as compared to before cleaning (reference silicon wafer).
また、本実施形態と比較例とを比較すると、本実施形態の方が塩素の量が少なくなっているので、本実施形態によれば、少なくとも比較例と同じ洗浄効果が得られることが明らかとなった。 Further, comparing this embodiment with the comparative example, it is clear that the present embodiment has at least the same cleaning effect as the comparative example because the amount of chlorine is smaller in this embodiment. became.
(2)第2実施形態
次に、本発明の第2の実施の形態に係る電子装置の製造方法について説明する。本実施形態では、MOSトランジスタの製造ラインにおける洗浄工程に第1実施形態の洗浄方法を適用する。
(2) Second Embodiment Next, a method for manufacturing an electronic device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the cleaning method of the first embodiment is applied to the cleaning process in the MOS transistor production line.
図9〜図11は、本実施形態に係る電子装置の洗浄方法を工程順に示す断面図である。 9 to 11 are sectional views showing the cleaning method of the electronic device according to this embodiment in the order of steps.
最初に、図9(a)に示すように、図5で説明したタイミングに従ってシリコン基板50の表面を洗浄し、表面に付着している金属元素等を除去して、シリコン基板50の清浄面を露出させる。図5で説明したように、最初にオゾン水処理を行うことでシリコン基板50の表面に極薄い二酸化シリコン層が形成され、この二酸化シリコン層によってシリコン基板50が過剰にエッチングされるのが防止されて、洗浄時のエッチング速度をコントロールし易くなる。
First, as shown in FIG. 9A, the surface of the
次に、図9(b)に示すように、シリコン基板50の表面を熱酸化して厚さが約10〜20nm程度の初期二酸化シリコン層51を形成する。
Next, as shown in FIG. 9B, the surface of the
その後に、図5、図6(a)、及び図6(b)のいずれかのタイミングに従って初期二酸化シリコン層51を洗浄する。この初期二酸化シリコン層51は、HOMやAOMに対するエッチングレートがシリコンと比較して小さいので、エッチング速度をコントロールするための図5のオゾン水処理を省いてもよく、図6(a)や図6(b)のタイミングで洗浄を行ってもよい。
After that, the initial
続いて、図9(c)に示すように、減圧化学的気相成長法(Low Pressure CVD)により窒化シリコン層52を厚さ約100〜200nm程度に形成する。この窒化シリコン層52は、後述のようにシリコン基板50をエッチングする際のマスクとして機能するが、それをシリコン基板50の上に直に形成するのではなく、初期二酸化シリコン層51の上に形成することにより、窒化シリコン層52からシリコン基板50に作用するストレスが緩和され、シリコン基板50にクラックが入るのを防止することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 9C, a
その後に、初期二酸化シリコン層51と同様の洗浄方法を採用してこの窒化シリコン層52を洗浄する。
Thereafter, the
次に、図9(d)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、マスク層52の上に不図示のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにして窒化シリコン層52をエッチングすることにより、窒化シリコン層52に第1開口52aを形成する。その後に、上記のレジストパターンは除去される。
First, a resist pattern (not shown) is formed on the
次いで、HBr+O2をエッチングガスとするRIE(Reactive Ion Etching)により、窒化シリコン層52をマスクにしながら初期二酸化シリコン層51とシリコン基板50とをエッチングして、第1開口52aの下の初期二酸化シリコン層51に第2開口51aを形成すると共に、その下のシリコン基板50に深さが約300nm程度のSTI(Shallow Trench Isolation)用の素子分離溝50aを形成する。
Next, the initial
この後に、図5で説明したタイミングに従って、素子分離溝50aの内面を洗浄する。
Thereafter, the inner surface of the
次に、図10(a)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、上記のエッチング時に素子分離溝50aの内面が受けたダメージを回復させるために、素子分離溝50aの内面を熱酸化して厚さが約5〜20nm程度の熱酸化膜53を形成する。その後、シラン(SiH4)、酸素、及びヘリウムを反応ガスとするHDPCVD(High Density Plasma CVD)法により二酸化シリコン層を全面に形成し、この二酸化シリコン層によって素子分離溝50aの内面を完全に埋め込む。
First, in order to recover the damage received on the inner surface of the
続いて、窒化シリコン層52を研磨ストッパにしながら、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法により窒化シリコン層52の上の余分な二酸化シリコン層を研磨して除去し、素子分離溝50a内にのみこの二酸化シリコン層を残してそれを素子分離絶縁膜54とする。
Subsequently, while using the
そして、燐酸により窒化シリコン層52をエッチングして除去した後、更に弗酸により初期二酸化シリコン層51をエッチングして除去する。
Then, after the
この後に、既述の図5で説明したタイミングに従って、素子分離絶縁膜54の上面とシリコン基板50の表面とを洗浄することにより、図10(a)の断面構造を得る。
Thereafter, the upper surface of the element
次に、図10(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、シリコン基板50のn型MOSトランジスタ形成領域に、加速エネルギ約100KeV以上、ドーズ量1×1013cm-3以上の条件でp型不純物としてボロンをイオン注入し、pウエル55aを形成する。さらに、p型MOSトランジスタ形成領域におけるシリコン基板50に、加速エネルギ300KeV以上、ドーズ量1×1013cm-3以上の条件でn型不純物としてリンをイオン注入して、nウエル55bを形成する。
First, boron is ion-implanted as a p-type impurity into the n-type MOS transistor formation region of the
この場合、p型とn型の不純物の打ち分けは、シリコン基板50上の不図示のレジストパターンを用いて行われ、このレジストパターンはイオン注入の後にウエット処理で除去される。そのウエット処理では、例えば硫酸過水が使用され、レジストパターンの他に素子分離絶縁膜54の上面も削れ、その上面がシリコン基板50の表面と略同じ高さとなる。
In this case, the p-type and n-type impurities are divided using a resist pattern (not shown) on the
この後に、図5で説明したタイミングに従って、素子分離絶縁膜54の上面とシリコン基板50の表面とを洗浄する。
Thereafter, the upper surface of the element
次に、図10(c)に示すように、減圧された酸素雰囲気中で基板温度を約800℃とするRTP(Rapid Thermal Processing)によりシリコン基板50の表面に厚さが1〜2nm程度の熱酸化膜を成長させ、それをゲート絶縁膜56とする。
Next, as shown in FIG. 10C, heat having a thickness of about 1 to 2 nm is formed on the surface of the
更に、シランを反応ガスとする減圧CVD法により、ゲート絶縁膜56の上にポリシリコン層57を厚さ約50〜150nm程度に形成する。
Further, a
この後に、図5で説明したタイミングによりポリシリコン層57の表面を洗浄する。
Thereafter, the surface of the
続いて、図11(a)に示すように、ポリシリコン層57をパターニングして、n型MOSトランジスタ形成領域の上にゲート電極57aを形成する。次に、このゲート電極57aをマスクにしてゲート絶縁膜56をエッチングし、ゲート絶縁膜56をゲート電極57aの下にのみ残す。
Subsequently, as shown in FIG. 11A, the
続いて、図5で説明したタイミングにより、シリコン基板50とゲート電極57aのそれぞれの表面を洗浄する。
Subsequently, the surfaces of the
この後に、pウエル55aとnウエル55bのそれぞれの不純物を活性化させるための活性化アニールを行う。
Thereafter, activation annealing for activating the respective impurities in the
次に、図11(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、ゲート電極57aをマスクにしてシリコン基板50にn型不純物として例えば砒素を加速エネルギ1〜5KeV、ドーズ量約2×1015cm-3の条件でイオン注入し、ゲート電極57aの両側にソース/ドレインエクステンション59a、59bを極浅く形成する。
First, using the
更に、n型不純物として例えばボロンを使用して、ゲート電極57aをマスクにしてこの不純物をシリコン基板50にイオン注入することにより、ソース−ドレイン間のパンチスルーを抑制するためのポケット領域58a、58bをゲート電極57aの両側に形成する。
Further, for example, boron is used as an n-type impurity, and this impurity is ion-implanted into the
続いて、図5で説明したタイミングにより、シリコン基板50とゲート電極57aのそれぞれの表面を洗浄する。
Subsequently, the surfaces of the
その後に、ソース/ドレインエクステンション59a、59bとポケット領域58a、58bのそれぞれの不純物を活性化させるための活性化アニールを行う。
Thereafter, activation annealing for activating the respective impurities in the source /
次に、図11(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、図5で説明したタイミングにより、シリコン基板50とゲート電極57aのそれぞれの表面を洗浄する。
First, the surfaces of the
次いで、CVD法により二酸化シリコン層を全面に形成した後、異方性のドライエッチングによりその二酸化シリコン層をエッチバックしてゲート電極57aの両側に絶縁性サイドウォール61として残す。
Next, after a silicon dioxide layer is formed on the entire surface by the CVD method, the silicon dioxide layer is etched back by anisotropic dry etching to leave the insulating
更に、ゲート電極57aと絶縁性サイドウォール61とをマスクにしてシリコン基板50にn型不純物として例えば砒素を加速エネルギ5〜10KeV、ドーズ量1×1016cm-3以下の条件でイオン注入する。これにより、ソース/ドレインエクステンション59a、59bやポケット領域58a、58bよりも深いソース/ドレイン領域60a、60bがゲート電極57aの両側に形成される。
Further, using the
続いて、図5で説明したタイミングでシリコン基板50とゲート電極57aのそれぞれの表面を洗浄した後、活性化アニールを行い、ソース/ドレイン領域60a、60b内の不純物を活性化させる。
Subsequently, after cleaning the surfaces of the
次に、図5で説明したタイミングで全面を再び洗浄する。次いで、スパッタ法によりニッケルやコバルト等の高融点金属膜を全面に形成し、シリコン基板50を加熱してその高融点金属をシリコンと反応させ、ソース/ドレイン領域60a、60bの表層にシリサイド層62a、62bを形成する。そのシリサイド層は、ゲート電極57aの表層にも形成され、ゲート電極57aがポリサイド構造となる。
Next, the entire surface is washed again at the timing described in FIG. Next, a refractory metal film such as nickel or cobalt is formed on the entire surface by sputtering, the
以上により、n型MOSトランジスタTRの基本構造が完成したことになる。 Thus, the basic structure of the n-type MOS transistor TR is completed.
この後は、全面に層間絶縁膜を形成し、シリサイド層62a、62bに至る深さのホールをこの層間絶縁膜に形成して、シリサイド層62a、62bと電気的に接続される導電性プラグをこのホール内に形成する工程を行うが、その詳細については省略する。 Thereafter, an interlayer insulating film is formed on the entire surface, holes having a depth reaching the silicide layers 62a and 62b are formed in the interlayer insulating film, and conductive plugs electrically connected to the silicide layers 62a and 62b are formed. The process of forming in this hole is performed, but the details are omitted.
以上説明した本実施形態によれば、MOSトランジスタの製造工程に第1実施形態の洗浄方法を適用するので、オゾン濃度の高い洗浄液でエッチング速度をコントロールしながら各膜を効果的に洗浄することができる。 According to this embodiment described above, since the cleaning method of the first embodiment is applied to the MOS transistor manufacturing process, each film can be effectively cleaned while controlling the etching rate with a cleaning solution having a high ozone concentration. it can.
(3)第3実施形態
次に、本発明の第3の実施の形態に係る電子装置の洗浄方法について説明する。本実施形態では、プラズマディスプレイパネルに第1実施形態の洗浄方法を適用する場合について説明する。
(3) Third Embodiment Next, an electronic device cleaning method according to a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a case where the cleaning method of the first embodiment is applied to a plasma display panel will be described.
図12は、第1実施形態で説明した洗浄方法が適用されるプラズマディスプレイパネル(PDP)の分解斜視図である。 FIG. 12 is an exploded perspective view of a plasma display panel (PDP) to which the cleaning method described in the first embodiment is applied.
そのプラズマディスプレイパネルは、対向する背面ガラス基板80と前面ガラス基板84とを有し、このうち背面ガラス基板80には、R(赤)、G(緑)、B(青)の発光領域を区画するためのガラスよりなる隔壁81が設けられる。そして、隔壁81の間の背面ガラス基板80には、下側クロム層、銅層、及び上側クロム層をこの順に積層してなるアドレス電極82R、82G、82Bが、R、G、Bのそれぞれの発光領域に応じて形成される、更に、これらのアドレス電極82R、82G、82B上には、R、G、Bのそれぞれの色を発光する蛍光体層83R、83G、83Bが形成される。
The plasma display panel has a
一方、前面ガラス基板84の上には、ITO(酸化インジウム)やネサ(酸化錫)等の透明導電膜よりなる表示電極87と、下側クロム層、銅層、及び上側クロム層の三層構造よりなり、表示電極87の導電性を補うためのバス電極88がこの順に形成される。
On the other hand, on the
この表示電極87は、ガラス材料等よりなる誘電体層85で覆われており、この誘電体層85の上にはMgO(酸化マグネシウム)等の保護層86が形成される。
The
このようなプラズマディスプレイでは、放電空間89にキセノン等のガスを封入し、一対の表示電極87の間で放電を行うことにより紫外線を発生させ、その紫外線により各蛍光体層83R、83G、83Bを発光させて、前面ガラス基板84側のユーザに向けて所定の色表示を行う。
In such a plasma display, a gas such as xenon is sealed in the
次に、このプラズマディスプレイパネルの製造工程に第1実施形態で説明した洗浄方法を適用する場合について説明する。 Next, the case where the cleaning method described in the first embodiment is applied to the manufacturing process of the plasma display panel will be described.
背面ガラス基板80と前面ガラス基板84は、上記した各要素を形成する前に、表面に付着している塵を取り除くために洗浄しておく必要があるが、この洗浄(イニシャル洗浄)を第1実施形態の洗浄方法に従って行うのが好適である。この場合、シリコンと比較してHOMやAOMに対するエッチング速度が遅いガラスが洗浄の対象なので、図5のタイミングにおける最初のオゾン水処理を必ずしも行う必要は無く、図6(a)又は図6(b)のタイミングで洗浄を行ってもよい。
The
また、アドレス電極82R〜82B、表示電極87、及びバス電極88は、いずれも金属層をパターニングして形成されるので、このパターニングにおけるエッチングの後に、第1実施形態で説明した洗浄方法に従って、金属層よりなるこれらの電極を洗浄してもよい。
In addition, since the
以上説明した本実施形態によれば、プラズマディスプレイを構成するガラス基板や電極の洗浄工程に対し、第1実施形態で説明した洗浄方法を適用するので、オゾン濃度の高い洗浄液でエッチング速度をコントロールしながらこれらのガラス基板や電極を効果的に洗浄することができる。 According to the present embodiment described above, since the cleaning method described in the first embodiment is applied to the cleaning process of the glass substrate and electrodes constituting the plasma display, the etching rate is controlled with a cleaning solution having a high ozone concentration. However, these glass substrates and electrodes can be effectively cleaned.
(4)第4実施形態
次に、本発明の第4の実施の形態に係る電子装置の洗浄方法について説明する。本実施形態では、液晶パネルに第1実施形態の洗浄方法を適用する場合について説明する。
(4) Fourth Embodiment Next, an electronic device cleaning method according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a case where the cleaning method of the first embodiment is applied to a liquid crystal panel will be described.
図13は、第1実施形態で説明した洗浄方法が適用される液晶パネル(LCD)の断面図である。 FIG. 13 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel (LCD) to which the cleaning method described in the first embodiment is applied.
この液晶パネルは、直視型であり、スペーサ(不図示)を挟んで配置されたTFT(Thin Film Transistor)基板90及びCF基板100と、これらの基板を接合するシール材109と、各基板90、100の間に封入された液晶99とにより構成され、TFT基板40の下側及びCF基板の上側にそれぞれ偏向板98、107が配置される。
This liquid crystal panel is a direct-view type, a TFT (Thin Film Transistor)
TFT基板90は、ガラス基板91と、その上に形成されたTFT92、データライン及び走査ライン等の配線93、層間絶縁層94、画素電極95、引出端子96及び配向膜97により構成される。
The
一方、CF基板100は、ガラス基板101と、その下面に形成されたブラックマトリクス102、カラーフィルタ103、層間絶縁層104、対向電極105及び配向膜106により構成される。
On the other hand, the
次に、この液晶パネルの製造工程に第1実施形態で説明した洗浄方法を適用する場合について説明する。 Next, a case where the cleaning method described in the first embodiment is applied to the manufacturing process of the liquid crystal panel will be described.
上記の液晶パネルは、各ガラス基板91、101上に各種の膜を形成する前に、その表面に付着している塵等が洗浄工程において除去される。第1実施形態で説明した洗浄方法はこの洗浄工程に適用するのが好適であり、図5、図6(a)、及び図6(b)のいずれのタイミングでその洗浄を行ってもよい。
In the above liquid crystal panel, dust and the like adhering to the surface of the liquid crystal panel are removed in a cleaning process before forming various films on the
その他に、配線93、層間絶縁層104、94、画素電極95、引出し端子96、及び配向膜97等の洗浄にも第1実施形態の洗浄方法を適用してよい。
In addition, the cleaning method of the first embodiment may be applied to cleaning of the
以下に、本発明の特徴について付記する。 The features of the present invention will be described below.
(付記1) 基板が載置される基板載置台と、
第1溶媒のみを溶解してなる第1薬液を前記基板に向けて吐出する第1吐出口と、
前記第1溶媒とは異種の第2溶媒のみを溶解してなる第2薬液を前記基板に向けて吐出する第2吐出口と、
を有することを特徴とする電子装置の洗浄装置。
(Supplementary note 1) a substrate mounting table on which a substrate is mounted;
A first discharge port for discharging a first chemical solution formed by dissolving only the first solvent toward the substrate;
A second discharge port for discharging a second chemical solution, which is formed by dissolving only a second solvent different from the first solvent, toward the substrate;
A cleaning device for an electronic device, comprising:
(付記2) 前記第1薬液はオゾン水であり、前記第2薬液は酸性溶液又はアルカリ性溶液であることを特徴とする付記1に記載の電子装置の洗浄装置。
(Supplementary note 2) The electronic device cleaning apparatus according to
(付記3) 前記第1薬液と前記第2薬液の吐出のタイミングを制御する制御部を備えたことを特徴とする付記2に記載の電子装置の洗浄装置。
(Supplementary note 3) The electronic device cleaning apparatus according to
(付記4) 前記基板載置台が回転可能であることを特徴とする付記2に記載の電子装置の洗浄装置。
(Supplementary note 4) The electronic device cleaning apparatus according to
(付記5) 前記基板に向けて純水を吐出する第3吐出口を備えたことを特徴とする付記2に記載の電子装置に洗浄装置。
(Additional remark 5) The washing | cleaning apparatus in the electronic device of
(付記6) 前記第1薬液の温度を調節する第1温度調節部、及び前記第2薬液の温度を調節する第2温度調節部の少なくとも一方を備えたことを特徴とする付記1に記載の電子装置の洗浄装置。
(Additional remark 6) At least one of the 1st temperature adjustment part which adjusts the temperature of the said 1st chemical | medical solution, and the 2nd temperature adjustment part which adjusts the temperature of the said 2nd chemical | medical solution is provided, The
(付記7) 第1溶媒のみを溶解してなる第1薬液と、前記第1溶媒とは異種の第2溶媒のみを溶解してなる第2薬液とを、それぞれ別々の吐出口から基板の上に吐出することにより、前記第1薬液と前記第2薬液とを前記基板の上で混合し、該基板を洗浄することを特徴とする電子装置の洗浄方法。 (Supplementary Note 7) A first chemical solution in which only the first solvent is dissolved and a second chemical solution in which only the second solvent different from the first solvent is dissolved are respectively supplied to the substrate from separate discharge ports. A method for cleaning an electronic device comprising: mixing the first chemical solution and the second chemical solution on the substrate by discharging the substrate to the substrate, and cleaning the substrate.
(付記8) 前記第1薬液としてオゾン水を使用し、前記第2薬液として酸性溶液又はアルカリ性溶液を使用することを特徴とする付記7に記載の電子装置の洗浄方法。
(Additional remark 8) The cleaning method of the electronic device of
(付記9) 前記酸性溶液として、塩酸、硫酸、及び硝酸のいずれかの原液、又は該原液を純水で希釈した溶液を使用することを特徴とする付記8に記載の電子装置の洗浄方法。
(Additional remark 9) The washing | cleaning method of the electronic device of
(付記10) 前記アルカリ性溶液として、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、及び水酸化トリメチルアンモニウム水溶液の原液、又は該原液を純水で希釈した溶液を使用することを特徴とする付記8に記載の電子装置の洗浄方法。
(Supplementary note 10) The
(付記11) 前記第1薬液を先に吐出し、次に前記第2薬液を吐出することを特徴とする付記8に記載の電子装置の洗浄方法。
(Supplementary note 11) The electronic device cleaning method according to
(付記12) 前記第1薬液と前記第2薬液とを同時に吐出することを特徴とする付記8に記載の電子装置の洗浄方法。
(Additional remark 12) The said 1st chemical | medical solution and the said 2nd chemical | medical solution are discharged simultaneously, The washing | cleaning method of the electronic device of
(付記13) 前記第1薬液と前記第2薬液とを交互に吐出することを特徴とする付記8に記載の電子装置の洗浄方法。
(Supplementary note 13) The electronic device cleaning method according to
(付記14) 前記基板を洗浄しているときに、該基板に純水を吐出することを特徴とする付記7に記載の電子装置の洗浄方法。
(Supplementary note 14) The electronic device cleaning method according to
(付記15) 前記基板を洗浄しているときに、該基板を回転させることを特徴とする付記7に記載の電子装置の洗浄方法。
(Supplementary note 15) The electronic device cleaning method according to
1…バッファタンク、2…第4配管、3…第1配管、4…第2配管、5…第3配管、6…ポンプ、7…洗浄液、8…洗浄装置本体、10…スピンベース、12…第2シャフト、13…ガイドピン、14…規制ピン、15…ベルト、16…第1モータ、17…第1配管、17a…第1吐出口、17b…第1軸、18…第2配管、18a…第2吐出口、18b…第2軸、19…第2内部配管、19a…第3吐出口、20…第1内部配管、21…遮断板、22…第5配管、23…第2モータ、24…オゾン水製造装置、25…薬液供給キャビネット、25a…タンク、26…第3配管、27…第4配管、28…切換バルブ、29…制御部、30…第1ガス流通路、31…第2ガス流通路、32…第2ガス供給部、33…第1ガス供給部、34…流量調節部、35…温度調節部、50…シリコン基板、50…素子分離溝、51…初期二酸化シリコン層、51a…第2開口、52…窒化シリコン層、52a…第1開口、53…熱酸化膜、54…素子分離絶縁膜、55a…pウエル、55b…nウエル、56…ゲート絶縁膜、57…ポリシリコン層、57a…ゲート電極、58a、58b…ポケット領域、59a、59b…ソース/ドレインエクステンション、60a、60b…ソース/ドレイン領域、61…絶縁性サイドウォール、62a、62b…シリサイド層、80…背面ガラス基板、81…隔壁、82R、82G、82B…アドレス電極、83R、83G、83B…蛍光体層、84…前面ガラス基板、85…誘電体層、86…保護層、87…表示電極、88…バス電極、89…放電空間、90…TFT基板、91、101…ガラス基板、92…TFT、93…配線、94、104…層間絶縁層、95…画素電極、96…引出端子、97、106…配向膜、98、107…偏向板、99…液晶、100…CF基板、102…ブラックマトリクス、103…カラーフィルタ、105…対向電極。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1溶媒のみを溶解してなる第1薬液を前記基板に向けて吐出する第1吐出口と、
前記第1溶媒とは異種の第2溶媒のみを溶解してなる第2薬液を前記基板に向けて吐出する第2吐出口と、
を有することを特徴とする電子装置の洗浄装置。 A substrate mounting table on which the substrate is mounted;
A first discharge port for discharging a first chemical solution formed by dissolving only the first solvent toward the substrate;
A second discharge port for discharging a second chemical solution, which is formed by dissolving only a second solvent different from the first solvent, toward the substrate;
A cleaning device for an electronic device, comprising:
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JP2000070874A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-07 | Shibaura Mechatronics Corp | Spin treatment apparatus and its method |
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-
2004
- 2004-06-10 JP JP2004172630A patent/JP2005353824A/en active Pending
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