JP2006156924A - 三槽ワンバス式ウエハ自動洗浄装置 - Google Patents

三槽ワンバス式ウエハ自動洗浄装置 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体の微細化が進み、ウエハをよりクリーンにする必要がある。又、バツヂ処理においてウエハ自動洗浄装置のフツトプリントをより小さくし、洗浄効果をより高める必要がある。
【解決手段】装置全体をクリーン窒素ガス雰囲気下にして、自然酸化膜の発生を抑えると共に、、薬液の使用量を必要最小限とした。又、装置全体は三槽に抑え、フツトプリントを小さくした。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明
〔発明の属する技術分野〕今後、半導体はより微細化になっていきますと同時にウエハを今まで以上にクリーンにする．
ウエハ自動洗浄装置をより小さくしたい 各半導体メーカーの共通した見解です
〔従来の技術〕バツヂ処理においてＲＣＡ洗浄方式又は乾燥も含めて槽が４以上である
〔発明が解決しようとする課題〕
装置全体のフツトブリントをいかに小さくする
よりクリーンにウエハを洗浄するか特に自然酸化膜の発生防止及び除去をするか
〔課題を解決する手段〕
薬液の種類をいかに少なくすると同時に洗浄効果をいかにハイレベルにするかである
ＳＣＩ（ＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）とＯ３水ＨＦ水である
洗浄効果を高める為にＯ３水とＨＦ水の混合液を使用する
装置全体をクリーンＮ２ガス雰囲気にしました．
〔作用〕装置の中に酸素があると自然酸化膜の発生の原因になります
装置全体をクリーンＮ２ガス雰囲気にしてロードロツク機構にします
１００％近くクリーンＮ２ガス内でウエハを処理します
ＳＣＩ（ＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）の作用の件 これは半導体メーカーのプロセス技術者にとって常識になっています
つまりＳＣＩでパーテイクル除去 有機物除去です
１００℃以上の超純水を使用するのは常温又は７０℃位いのホツト超純水にくらべて はるかに洗浄効果が良いからです
常温の超純水プラス超音波だとデザインルールが０．１ミクロン以下においてウエハに対してダメージをあたえるから使用しません
Ｏ３水プラスＨＦ水の混合液で金属汚染物の除去 有機物除去及び自然酸化膜の除去です第三槽のファイナル洗浄及び乾燥において 第三槽内にファイナル洗浄用として合成石英槽を使用します
合成石英槽の中にはＨＦ水が入っています ウエハのファイナル洗浄用です
これにより完全に自然酸化膜を除去する為です
乾燥時にクリーンホツトＮ２ガスプラス水素ラジカル０．１％位いを使用するのはウエハを完全に乾燥させると同時に自然酸化膜の発生防止及びウエハ面を水素で終端させる為です
加圧 減圧 加熱方式で乾燥させます 加圧時（１．５気圧〜１．９気圧）減圧時（０．１気圧以下）
さきほどのガスによりウエハ面を２００℃〜２４０℃に加熱します
すべての水分が完全に気化します
そして加圧、減圧の差圧を活用して水分を完全に除去します
〔実施例〕３００ミリウエハ１枚 クラス１０００のクリーンルームに２日間おいておきます
パターン巾は０．１ミクロンでアスペクト比４です
小さな石英槽があります その中にはＳＣＩの薬液が入っています
テフロン製ピンセットで１枚 槽の中に入れます 時間は５分間です
ＳＣＩの薬液比率は
ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５
液温は７０℃です
薬液処理合は薬液を回収タンクに収納します その後ウエハ両面及び槽内部を１００℃位いのホツト超純水でハンドシャワーで上からブローします
すべてタレ流しです 約２０秒位い
その後１００℃以上に超純水を入れます
５分間 終了後テフロンピンセットでテフロン槽の中に入れます
テフロン槽の中には事前にＯ３水とＨＦ水の混合液が入っています
Ｏ３水の濃度６ＰＰＭ Ｈ水の濃度０．１％です Ｏ３水プラスＨＦ水処理を終了したらＳＣＩと同じ方式で１００℃の超純水を使用して処理をしました
その後 ファイナル洗浄と乾燥です
ＳＵＳ３１６ＬプラスＰＦＡコーテイングしたチャンバー内に入れます チャンバー内には小さな合成石英槽が入っています
合成石英槽の中にＨＦ水（０．１％）入っています 約７秒位い処理後加圧 減圧 加熱による乾燥です
もちろん この時は合成石英槽の中にはＨＦ水はありません
加圧時は１．８５気圧 減圧時は０．１気圧 ガスはクリーンホットＮ２ガスプラス水素ラジカル０．１％です
クリーンホツトＮ２ガスによりウエハ面の温度を２００℃になりました
加圧 減圧を２回やりました
乾燥後 各種コンタミが０．０７ミクロン以上で７個 但し端面から１ミリ以内の各種コンタミは省略
自然酸化膜の発生 ほとんどなし

あっても２Å〜３Å位いだと思われる
〔発明の効果〕今までのバツヂ処理（２５枚又は５０枚同時処理）のウエハ自動洗浄装置にくらべて装置面積が小さくなりました
必要最小限の薬液を使用しますのでランニングコスト面でも大いにプラスになりました
▲４▼搬送ロボツトが▲７▼３００ミリウエハ２５枚を取りだして▲１▼第一槽に収納します▲１▼第一槽で処理が終了したら▲４▼搬送ロボツトで▲２▼第二槽にウエハ２５枚移動します▲４▼搬送ロボツトが▲８▼３００ミリウエハ２５枚とりだして▲１▼第一槽の中に入れます▲２▼第二槽のウエハ２５枚処理終了後▲５▼搬送ロボツトで▲３▼第三槽に移動します▲１▼第一槽でウエハ２５枚処理終了後▲４▼搬送ロボツトで▲２▼第二槽に移動します▲４▼搬送ロボツトで▲９▼３００ミリウエハ２５枚をとりだして▲１▼第一槽に移動します▲３▼第三槽でファイナル洗浄及び乾燥を終了したウエハ２５枚は▲６▼搬送ロボツトで▲７▼フープカセツトに収納します
符号の説明
１ 第一槽
２ 第二槽
３ 第三槽
４ 搬送ロボツト
５ 搬送ロボツト
６ 搬送ロボツト
７ ３００ミリウエハ２５枚（フープカセツト）
８ ３００ミリウエハ２５枚（フープカセツト）
９ ３００ミリウエハ２５枚（フープカセツト）

Claims (2)

  1. ウエハ洗浄プロセス技術
    装置全体をクリーンＮ２ガス雰囲気内にしてロードロツク機構とします
    第一槽内においてＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とＨ２Ｏの混合液を使用します
    液温は７０℃〜８０℃位いです
    終了後混合液はすべて回収タンクに収納します 完了後ウエハを含めた槽内全体を上からスプレー式でホツト超純水で洗浄します すべてタレ流しとします
    その後１００℃以上の超純水を槽内全体に注入します 一部オーバフローです
    １００℃以上のホツト超純水で洗浄後ウエハは第二槽内に移動します
    第二槽内においてＯ３水とＨＦ水の混合液を使用します
    Ｏ３水の濃度５ＰＰＭ以上 ＨＦ水の濃度０．１％以上です 第一槽と同じ方式で洗浄します
    第二槽終了後第三槽に移動します
    第三槽はファイナル洗浄と乾燥です
    第三槽内には合成石英槽があります
    合成石英槽内にはＨＦ水（濃度０．０５％以上）が入っています
    その中にウエハを収納します
    ウエハをファイナル洗浄した後、ＨＦ水をクイックドレーンで回収タンクに収納します その後 加圧 減圧 加熱方式で乾燥させます もちろんこの時は第三槽内は完全密閉状態です
    加圧 減圧を１回以上やって乾燥します
    加圧時は第三槽内１．５気圧〜１．９気圧
    減圧時は第三槽内０．１気圧以下
    ガスはホツトＮ２ガスプラス水素ラジカル０．１％位いを使用します
    ウエハ面の温度を２００℃〜２４０℃にして水分を完全に気化させると同時に差圧で水分を除去します
  2. 上記第三槽によるファイナル洗浄及び乾燥方式
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