JP2006287171A - 洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体製造工程においてウェハーに塗布したレジストを除去するに際して、コストを上げること無く、短時間でレジストを除去可能にするオゾン水洗浄の方法を提供すること。
【解決手段】洗浄槽内にオゾン水を供給しつつ洗浄槽内のオゾン水を循環させて行うオゾン水を用いた洗浄方法であり、洗浄槽内に供給するオゾン水は、水にオゾン水を溶解させたオゾン水を用い、オゾン濃度を８０ｐｐｍ以上にするとともに、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約２５％に該当する量を供給し、前記循環させるオゾン水は、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水容量に対して約６０％の量とし、洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持することを特徴とし、これにより、洗浄槽へ供給するオゾン水を増加させることなく洗浄槽内のオゾン水の流量を高めることができるとともに短時間でレジストを除去可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トランジスタ形成工程、アルミ配線工程等の半導体製造工程においてウェハーに塗布した有機被膜をオゾン水を用いて除去する洗浄方法に係り、より詳しくは、洗浄槽内にオゾン水を供給しつつ洗浄槽内のオゾン水を循環させることを特徴とする洗浄方法に関する。

従来から、トランジスタ形成工程においてウェハー表面に塗布した有機被膜（以下「レジスト」という。）を除去する方法としては、硫酸、過酸化水素等の各種溶剤を用いた方法が採用されているが、これらの洗浄剤は環境汚染の原因になるため、近年になり、オゾン水を用いた洗浄が注目されている。

ここで、図４は、このオゾン水を用いた洗浄装置を説明するための図であり、図において３１は洗浄槽である。そして、この洗浄槽３１内にはオゾン水生成器３４が連結されており、供給路３５を介して、洗浄槽３１内へオゾン水３３を供給可能としている。

そして、この洗浄装置３１を用いてウェハー表面に塗布したレジストを除去する場合には、洗浄槽３１内にオゾン水３３を満たすとともに洗浄槽３１内にウェハー３２を浸し、この状態において、オゾン水生成器３４で製造したオゾン水を洗浄槽３１内へ供給していく。

そうすると、新たなオゾン水の供給により洗浄槽３１内のオゾン水に流れが生じて、このオゾン水の流れによって、ウェハー３２の表面に塗布したレジストが除去することができ、更に、オーバーフローしたオゾン水は洗浄槽３１の上端から溢れ出させるものである。

ところで、この方法を採用する場合において、短時間でレジストを除去するためには、洗浄槽３１内におけるオゾン水の流速を上げる必要があり、そのためには、供給するオゾン水の量を多くする必要があるが、オゾン水生成器は高額であるために、供給するオゾン水の量を多くするとコストが上がってしまうという問題点がある。

この点、洗浄槽内のオゾン水を循環する方法によればコストを上げること無くオゾン水の流量を高めることは可能であるが、オゾン水はそのオゾン濃度が低くなると有機物がオゾンに反応しなくなり洗浄能力が落ちる一方、オゾン水は分解し易いために、単に洗浄増内のオゾン水を循環しているのみでは、オゾン濃度が下がってしまい、これによりオゾン水の洗浄能力が落ちてしまい有効な洗浄効果を期待することができないという問題点がある。
特開２００５−５３２６号公報

そこで、本発明は、コストを上げること無く、短時間でレジストを除去可能にするオゾン水洗浄の方法を提供することを課題としている。

また、従来から、アルミ配線工程においてウェハーに塗布したレジストを剥離する方法としては有機溶剤を用いた方法が採用されているが、この有機溶剤は発ガン性物質を含むという問題点があるために使用を差し控えるべきであるが、その一方、例えば各種の洗浄で用いられている超純水ではアルミが溶けてしまうために使用できないため、特にアルミ配線工程においては有機溶剤に代わる有効な方法が提供されていなかった。

そこで、本発明は、アルミ配線工程においてウェハーに塗布したレジストをも短時間で除去可能としたオゾン水洗浄の方法を提供することも課題としている。

本発明の洗浄方法は、洗浄槽内にオゾンを供給しつつ洗浄槽内のオゾンを循環させて行うオゾン水を用いた洗浄方法であって、前記洗浄槽内に供給するオゾン水は、オゾン濃度を８０ｐｐｍ以上にするとともに、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量に対して約２５％に該当する量を供給し、前記循環させるオゾン水量は、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約６０％の量とし、洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持することを特徴としている。

本発明の洗浄方法では、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約２５％にあたる新たなオゾン水を洗浄槽内に供給するとともに、この供給するオゾン水のオゾン濃度を８０ｐｐｍ以上にし、更に、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約６０％にあたる量を循環させることとしており、これにより、洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持している。

即ち、本発明者の実験によると、オゾン濃度を８０ｐｐｍ以上にしたオゾン水を、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約２５％に該当する量だけ洗浄槽に供給し、それとともに、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約６０％の量を循環することで、洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持することができ、それにより、ウェハー表面に塗布したレジストを短時間で除去できることが判明した。

また、本発明者の実験によると、アルミ配線工程においてウェハーに塗布したレジストに関しても、上記方法によって容易に剥離できることが判明した。

そのために、本発明では、洗浄槽内のオゾン水のオゾン濃度を落とすことなく洗浄槽内のオゾン水の流量を上げることができるため、半導体製造の各工程においてウェハー表面に塗布したレジストを短時間で除去することが可能となった。

図１は、本発明の洗浄方法を説明するための図であり、本発明を実施するために用いる洗浄システムの概念図である。

そして、図において３は洗浄槽であり、この洗浄槽３には、オゾン水供給路１２を介して、オゾン水生成器１１が連結されており、これにより、オゾン水生成器１１で生成したオゾン水を洗浄槽３内へ供給可能としている。

また、洗浄槽３には、ポンプ１４を介して循環路１３の両端が連結されており、ポンプ１４を作動させることにより、循環路１３を介して洗浄槽３内のオゾン水を循環可能としている。

そして、この構成において、洗浄槽３内にオゾン水１７を満たすとともに、このオゾン水１７を満たした洗浄槽３内に１又は複数枚のウェハー７を入れ、この状態で、洗浄槽３内に、オゾン濃度を８０ｐｐｍ以上としたオゾン水を、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約２５％に該当する量を供給する。

また、それとともに、ポンプ１４を作動させて、洗浄槽３内のオゾン水を、循環路１３を介して、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約６０％の量を循環させ、これにより、洗浄槽３内のオゾン水１７のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持する。

ここで、洗浄対象となるウェハーとしては、トランジスタ形成工程においてレジストを塗布した状態のウェハーや、アルミ配線工程においてレジストを塗布した状態のウェハーが含まれる。

本発明の洗浄方法の実施例について図面を参照して説明すると、図２は、本実施例の洗浄方法に用いる洗浄装置本体部２の具体的な構成を示す図である。

そして、この本体部２は、上部を開放した略箱型形状としており、ウェハー７の洗浄を行う洗浄槽３と、この洗浄槽３からオーバーフローしたオゾン水を排出するためのドレイン槽４とを備えており、ドレイン槽４にはドレインライン１５が連結され、洗浄槽３には、図示を省略するが、オゾン水供給路１２を介してオゾン水生成器１１が連結されている。

また、本実施例においては、洗浄槽３とドレイン槽４とを仕切る隔壁５の高さを本体部２の側壁よりも低くし、これにより、洗浄槽３からオーバーフローしたオゾン水をドレイン槽４へ導くことを可能にしている。

更に、洗浄槽３の底部には基台６を備えて、この基台６上に、複数枚のウェハー７を収容したストッカー８を、その全体を洗浄槽３に埋没させつつ、載置可能としている。

次に、洗浄槽３の底部分における両端部分近傍には、２本のオゾン水供給部９が配置されており、このオゾン水供給部９は、オゾン水供給路１２を介して、オゾン水生成器１１に連結されている。

ここで、図３は前記本体部２を平面から示した図であり、図において、オゾン水供給部９は、長尺のパイプ状としており、図示しないが、その長手方向に沿って、洗浄槽３の中央側に向いた斜め上方には噴出口が形成されている。そしてこれにより、オゾン水生成器１１で生成されたオゾン水を、ウェハー７に向けて噴出可能としている。

次に、図２において１０はオゾン水吐出部であり、本実施例においては、洗浄槽３の底部分における中央部分近傍に、１本のオゾン水吐出部１０を配置するとともに、洗浄槽３の底部任意の箇所における前記吐出部１０よりも下方には吸込み口１６を形成し、ポンプ１４を介して、吐出部１０と吸込み口１６とを、循環路１３により連結している。

また、オゾン水吐出部１０は、図３に示されるように、長尺のパイプ状としており、図示しないが、その長手方向に沿って、上方、及び左右の斜め上方に吐出口が形成されている。そして、これにより、吸込み口１６から吸込んだオゾン水を、循環路１３を介して、オゾン水吐出口１０よりウェハー７に向けて吐出し、洗浄槽３内のオゾン水の流量を高めることを可能にしている。

次に、このように構成される洗浄装置を用いてウェハー表面に塗布されたレジストを除去する本実施例の洗浄方法について説明すると、本実施例の洗浄方法では、まず、オゾン水生成器１１を作動させて、オゾン水を洗浄槽３内に供給して洗浄槽３内をオゾン水で満たすとともに、ウェハー７を収容したストッカー８を洗浄槽３内に設置する。

次に、オゾン水の供給を継続しながら、ポンプ１４を作動させて、吸込み口１６、循環路１３、及びオゾン水吐出部１０によって、洗浄槽３内のオゾン水を循環させる。

ここで、前記洗浄槽３に供給するオゾン水について説明すると、本実施例においては、オゾン水生成器１１の作動を制御して、オゾン濃度８０ｐｐｍ以上のオゾン水を洗浄槽３に供給することとしており、その供給量は、毎分あたり、洗浄槽３の容量の約２５％に当たる量とし、供給するオゾン水は、水にオゾンガスを溶解させたものを用いており、具体的には、溶解被膜を用いて生成したオゾン水を用いている。

次に、洗浄槽３内に循環させるオゾン水について説明すると、本実施例においては、ポンプ１４の作動を制御して、毎分あたり、洗浄槽の容量の約６０％に当たる量のオゾン水を循環することとしている。

即ち、本発明者の実験によると、このように、オゾン濃度８０ｐｐｍ以上のオゾン水を用いて、このオゾン水を、洗浄槽の容量の約２５％に当たる量を毎分あたり供給しつつ、洗浄槽の容量の約６０％に当たる量を毎分あたり循環することにより、洗浄槽３内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持することが可能であることが判明し、更に、洗浄槽３内において、オゾン濃度が６０ｐｐｍ以上のオゾン水に流れを生じさせることにより、ウェハーに塗布したレジオストを短時間で除去できることを発見した。

そのために、本実施例では、洗浄槽３内のオゾン水を循環することで、コストを上げること無く洗浄槽内のオゾン水の水流を高めることができるとともに、そのとき、洗浄槽３内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持することができるために、洗浄能力を維持することができ、これにより短時間でレジストを除去することを可能としている。

このように、本実施例の洗浄方法によれば、供給するオゾン水の量を増やすことなく洗浄槽内のオゾン水の流量を高めることが可能なために、コストを上げることなく洗浄速度を上げることができ、またその際に、本実施例では、オゾン濃度８０ｐｐｍ以上のオゾン水を、毎分あたり、洗浄槽の容量の約２５％に当たる量を供給するとともに、毎分あたり、洗浄槽の容量の約６０％に当たる量を循環することとし、これにより、洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持しているために、オゾン水による洗浄能力を十分に維持することができ、短時間で確実にレジストを除去することが可能である。

なお、本実施例の洗浄方法により剥離するレジストとしては、トランジスタ形成工程においてウェハーに塗布したレジストのほか、アルミ配線工程においてウェハーに塗布したレジストが含まれる。トランジスタ形成工程の場合と同様にアルミ配線工程においてもウェハーにレジストを塗布するとともに不要となったレジストを剥離する必要があり、従来はこのレジスト剥離の方法としては有機溶剤を用いていた。しかしながら、この有機溶剤は発ガン性物質を含むために使用を差し控える必要がある一方、各種の洗浄に用いられる超純水ではアルミが溶けてしまうという問題点があるために、従来は、アルミ配線工程におけるレジスト剥離に際しては有機溶剤に変わる有効な方法は存在しなかった。

しかしながら、本発明者の実験により、前述した本実施例のオゾン水洗浄を行うことによって、アルミ配線工程においてウェハーに塗布したレジストをも有効に剥離することが可能であることが判明した。従って、前述した本実施例の洗浄方法においては、トランジスタ形成工程においてレジストを塗布したウェハーのほかに、アルミ配線工程においてレジストを塗布したウェハーを洗浄槽内に設置することによってウェハーに塗布したレジストを有効に剥離することが可能である。

本発明の洗浄方法では、洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持しつつ洗浄槽内のオゾン水を循環させ、これにより、コストを上げること無く、短時間でレジストを除去することを可能としているため、トランジスタ形成工程、アルミ配線工程等において、ウェハーに塗布したレジストをオゾン水を用いて除去するための洗浄方法全般に適用可能である。

本発明の洗浄方法を説明するための概念図である。 本発明の洗浄方法の実施例を説明するための構成図である。 本発明の洗浄方法の実施例における本体部の平面図である。 従来のオゾン水洗浄を説明するための図である。

符号の説明

２ 本体部
３ 洗浄槽
４ ドレイン槽
５ 隔壁
６ 基台
７ ウェハー
８ ストッカー
９ オゾン水供給部
１０ オゾン水吐出部
１１ オゾン水生成器
１２ オゾン水供給路
１３ 循環路
１４ ポンプ
１５ ドレインライン
１６ 吸込み口

Claims (2)

1. 洗浄槽内にオゾン水を供給しつつ洗浄槽内のオゾン水を循環させて行うオゾン水を用いた洗浄方法であって、
   前記洗浄槽内に供給するオゾン水は、オゾン濃度を８０ｐｐｍ以上にするとともに、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約２５％に該当する量を供給し、
   前記循環させるオゾン水は、毎分あたり、洗浄槽内のオゾン水量の約６０％の量とし、
   洗浄槽内のオゾン濃度を６０ｐｐｍ以上に維持することを特徴とする洗浄方法。
2. 前記オゾン水として、水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を用いたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。

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