JP2010034211A - Semiconductor wafer, and cleaning device and cleaning method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェーハ並びにその洗浄装置及びその洗浄方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a cleaning apparatus thereof, and a cleaning method thereof.
半導体ウェーハの洗浄処理を行う技術としては、多槽浸漬式の洗浄処理が知られている(例えば、特許文献1参照)。この洗浄処理は、専用の洗浄用カセットに複数のウェーハを収納し、ウェーハが収納された洗浄用カセットを搬送ロボットにより予め設定された順序で洗浄槽や濯ぎ槽に浸漬して、所定の洗浄処理を行うものである。 As a technique for performing a cleaning process on a semiconductor wafer, a multi-tank immersion cleaning process is known (for example, see Patent Document 1). In this cleaning process, a plurality of wafers are stored in a dedicated cleaning cassette, and the cleaning cassette in which the wafers are stored is immersed in a cleaning tank or a rinsing tank in a predetermined order by a transfer robot, and a predetermined cleaning process is performed. Is to do.
また、洗浄用カセットを用いずに搬送ロボットにより直接ウェーハを把持して搬送し、洗浄処理を行う技術も知られている。
しかしながら、洗浄液(例えばSC−1液)が貯留された洗浄槽において洗浄された半導体ウェーハを洗浄槽から搬出して濯ぎ槽へ搬送する際に、半導体ウェーハの表面に付着した洗浄液が乾燥し、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面に固着してしまうという問題があった。 However, when the semiconductor wafer cleaned in the cleaning tank in which the cleaning liquid (for example, SC-1 liquid) is stored is transported from the cleaning tank and transferred to the rinsing tank, the cleaning liquid attached to the surface of the semiconductor wafer is dried. There is a problem that particles and metal impurities contained in the wafer adhere to the surface of the semiconductor wafer.
また、半導体ウェーハが搬送される際に、半導体ウェーハの表面に付着した洗浄液が乾燥しない場合であっても、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入し、濯ぎ液を汚染するという問題があった。 Further, when the semiconductor wafer is transported, even if the cleaning liquid adhering to the surface of the semiconductor wafer is not dried, particles and metal impurities contained in the cleaning liquid are mixed into the rinsing liquid stored in the rinsing tank and are rinsed. There was a problem of contaminating the liquid.
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面へ付着することを防ぎ、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入することを防ぐことができる半導体ウェーハの洗浄装置及びその洗浄方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and prevents particles and metal impurities contained in the cleaning liquid from adhering to the surface of the semiconductor wafer, and the particles and metal impurities contained in the cleaning liquid are rinse baths. It is an object of the present invention to provide a semiconductor wafer cleaning apparatus and a cleaning method thereof that can prevent mixing in the rinsing liquid stored in the semiconductor wafer.
(1)本発明の半導体ウェーハの洗浄装置は、半導体ウェーハを洗浄する第1の洗浄液が貯留される洗浄槽と、前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに前記第1の洗浄液の温度に比して低い温度の第2の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルと、を備えることを特徴とする。 (1) A semiconductor wafer cleaning apparatus of the present invention includes a cleaning tank storing a first cleaning liquid for cleaning a semiconductor wafer, and a rinsing liquid storing a rinsing liquid for rinsing the semiconductor wafer cleaned in the cleaning tank. A tank, a transport device for unloading the semiconductor wafer from the cleaning bath and transporting the semiconductor wafer to the rinsing bath, and a first temperature lower than the temperature of the first cleaning liquid in the semiconductor wafer transported by the transport device. And a spray nozzle for spraying the cleaning liquid.
(2)また、前記搬送装置は、前記半導体ウェーハを保持する保持部と、前記保持部を搬送する搬送部とを備え、前記スプレーノズルは、前記半導体ウェーハと正対したときに前記搬送部と前記半導体ウェーハとの間に位置することが好ましい。 (2) Moreover, the said conveyance apparatus is provided with the holding | maintenance part holding the said semiconductor wafer, and the conveyance part which conveys the said holding | maintenance part, When the said spray nozzle faces the said semiconductor wafer, It is preferable to be located between the semiconductor wafer.
(3)また、前記第1の洗浄液の温度は50〜90℃であり、前記濯ぎ液の温度は20〜26℃であり、前記第2の洗浄液の温度は20〜26℃であることが好ましい。 (3) Moreover, it is preferable that the temperature of the said 1st washing | cleaning liquid is 50-90 degreeC, the temperature of the said rinsing liquid is 20-26 degreeC, and the temperature of the said 2nd washing | cleaning liquid is 20-26 degreeC. .
(4)本発明の半導体ウェーハの洗浄方法は、半導体ウェーハを洗浄する第1の洗浄液が貯留される洗浄槽と、前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに第2の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルとを備える半導体ウェーハの洗浄装置を用いた半導体ウェーハの洗浄方法であって、前記洗浄槽で前記半導体ウェーハを洗浄する第1の洗浄工程と、前記第1の洗浄工程を経た後、前記搬送装置により前記半導体ウェーハを前記洗浄槽から前記濯ぎ槽へ搬送する際に、前記スプレーノズルにより前記第1の洗浄液の温度に比して低い温度の前記第2の洗浄液を前記半導体ウェーハに吹き付ける第2の洗浄工程と、を備えることを特徴とする。 (4) The semiconductor wafer cleaning method of the present invention includes a cleaning tank storing a first cleaning liquid for cleaning a semiconductor wafer, and a rinsing liquid storing a rinsing liquid for rinsing the semiconductor wafer cleaned in the cleaning tank. Semiconductor wafer cleaning comprising: a tank; a transfer device for unloading the semiconductor wafer from the cleaning tank and transferring it to the rinsing tank; and a spray nozzle for spraying a second cleaning liquid onto the semiconductor wafer transferred by the transfer device A method for cleaning a semiconductor wafer using an apparatus, the first cleaning step for cleaning the semiconductor wafer in the cleaning tank, and the cleaning of the semiconductor wafer by the transfer device after the first cleaning step. When transporting from the tank to the rinsing tank, the second cleaning liquid having a temperature lower than the temperature of the first cleaning liquid is transferred to the semiconductor by the spray nozzle. A second cleaning step of blowing in Eha, characterized in that it comprises a.
(5)また、前記第1の洗浄液の温度は50〜90℃であり、前記濯ぎ液の温度は20〜26℃であり、前記第2の洗浄液の温度は20〜26℃であることが好ましい。 (5) Moreover, it is preferable that the temperature of the said 1st washing | cleaning liquid is 50-90 degreeC, the temperature of the said rinsing liquid is 20-26 degreeC, and the temperature of the said 2nd washing | cleaning liquid is 20-26 degreeC. .
(6)本発明の半導体ウェーハは、前記半導体ウェーハの洗浄方法により洗浄されることにより得られる。 (6) The semiconductor wafer of the present invention is obtained by being cleaned by the semiconductor wafer cleaning method.
本発明の半導体ウェーハの洗浄装置及びその洗浄方法によれば、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面へ付着することを防ぎ、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入することを防ぐことができる。 According to the semiconductor wafer cleaning apparatus and the cleaning method of the present invention, particles and metal impurities contained in the cleaning liquid are prevented from adhering to the surface of the semiconductor wafer, and the particles and metal impurities contained in the cleaning liquid are stored in the rinsing tank. It is possible to prevent contamination in the rinsing liquid.
以下、本発明の半導体ウェーハの洗浄装置及び洗浄方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態である洗浄装置1の概略を示す側面図である。図2は、洗浄槽2及び搬送装置4の構成を示す側面図である。図1及び図2に示すように、洗浄装置1は、洗浄槽2と、濯ぎ槽3と、搬送装置4と、スプレーノズル5とを備える。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a semiconductor wafer cleaning apparatus and a cleaning method of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an outline of a
洗浄槽2には、半導体ウェーハ8を洗浄する第1の洗浄液6が貯留される。第1の洗浄液6は、例えばSC−1液(アンモニア水、過酸化水素水、純水の混合液)である。SC−1液は、半導体ウェーハ8の表面に付着したパーティクルや不純物の除去に用いられる。第1の洗浄液6がSC−1液の場合、その温度は50〜90℃が好ましい。これは、温度が50℃未満の場合には、半導体ウェーハ8を洗浄する洗浄速度が遅くなり、洗浄効率が悪くなるためである。また、温度が90℃を超える場合には、半導体ウェーハ8の表面に面荒れが発生しやすくなるためである。
The
濯ぎ槽3には、洗浄槽2で洗浄された半導体ウェーハ8を濯ぐ濯ぎ液7が貯留される。濯ぎ液7は、例えば純水である。半導体ウェーハ8は、濯ぎ液7に浸漬されることで洗浄槽2において付着した第1の洗浄液6が除去される。濯ぎ液7が純水の場合には、その温度は20〜26℃が好ましい。
In the rinsing tank 3, a rinsing liquid 7 for rinsing the
搬送装置4は、洗浄槽2から半導体ウェーハ8を搬出して濯ぎ槽3へ搬送する。搬送装置4は、ロボットアーム(保持部)10と、搬送ロボット(搬送部)11と、レール12とを備える。ロボットアーム10は、半導体ウェーハ8が収納される洗浄用カセット9を保持する。搬送ロボット11は、ロボットアーム10を洗浄槽2から濯ぎ槽3へ搬送する。搬送ロボット11は、半導体ウェーハ8が収納される洗浄用カセット9を搬送経路L1、L2及びL3に沿って搬送する。レール12は、第1の洗浄液6及び濯ぎ液7の液面の上方に位置しており、水平方向に沿って設けられる。搬送ロボット11は、レール12に沿って移動する。
The
搬送経路L1は、搬送装置4により洗浄用カセット9を保持して洗浄槽2へ搬入させる経路である。搬送経路L2は、搬送装置4により洗浄用カセット9を保持して洗浄槽2から搬出させ、濯ぎ槽3へ搬入させる経路である。搬送経路L3は、搬送装置4により洗浄用カセット9を保持して濯ぎ槽3から搬出させる経路である。
The conveyance path L <b> 1 is a path for holding the
なお、本実施形態の洗浄装置1では、半導体ウェーハ8を洗浄用カセット9に収納して洗浄したが、これに制限されず、半導体ウェーハ8を直接ロボットアーム10により保持して搬送してもよい。また、半導体ウェーハ8は、シリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハ等を用いることができる。また、半導体ウェーハ8の直径は、特に限られず、例えば200mm、300mm、450mmである。
In the
洗浄用カセット9には、半導体ウェーハ8が収納される。洗浄用カセット9の側面には、ロボットアーム10により洗浄用カセット9を保持するための取手部9aが設けられる。
半導体ウェーハ8が収納された洗浄用カセット9は、ロボットアーム10により保持され、図1に示す搬送経路L1に沿って洗浄槽2に搬入される。そして、洗浄用カセット9は、洗浄槽2の底部に設けられたカセット載置台14上に載置される。また、洗浄後の洗浄用カセット9は、ロボットアーム10により保持されて洗浄槽2から搬出され、図1に示す搬送経路L2に沿って濯ぎ槽3へ搬送される。
A
The
スプレーノズル5は、搬送装置4により搬送される半導体ウェーハ8に、第1の洗浄液6の温度に比して低い温度の第2の洗浄液13を吹き付ける。スプレーノズル5は、搬送経路L2の近傍に設けられる。スプレーノズル5の詳細については後述する。また、第2の洗浄液13として純水を用いる。また、第1の洗浄液6と第2の洗浄液13との温度差は、24〜70℃であることが好ましい。
なお、本実施形態では第2の洗浄液13として純水を用いたが、これに制限されず、他の洗浄液(例えばSC−1液)を用いてもよい。
The
In this embodiment, pure water is used as the second cleaning
図2に示すように、ロボットアーム10は、アーム部10aと、駆動部10bとを備える。
アーム部10aは、搬送時に洗浄用カセット9の取手部9aを保持する部位である。
駆動部10bは、鉛直方向に伸縮可能に構成されている。これにより洗浄用カセット9及びアーム部10aは、洗浄槽2又は濯ぎ槽3へ接近又は離反を行うことができる。
As shown in FIG. 2, the
The
The
図3は、スプレーノズル5の詳細について示す側面図である。図3に示すように、スプレーノズル5は、半導体ウェーハ8と正対したときに搬送ロボット11と半導体ウェーハ8との間に位置する。スプレーノズル5が設けられる位置は、スプレーノズル5から吹き付けられる純水の洗浄槽2及び濯ぎ槽3への混入を防ぐために、洗浄槽2及び濯ぎ槽3から充分な間隔を空けた位置である。また、洗浄槽2の洗浄用カセット9側の端部と、洗浄用カセット9の洗浄槽2側の端部との間隔は、150mm以上であることが好ましい。
FIG. 3 is a side view showing details of the
また、第2の洗浄液13は、半導体ウェーハ8及び洗浄用カセット9が均一に洗浄されるように吹き付けられる。搬送装置4により洗浄槽2から洗浄用カセット9を搬出してからスプレーノズル5により第2の洗浄液13を吹き付けるまでの時間は、1秒以内であることが好ましい。また、第2の洗浄液13は、4〜10L/minの流量で、4秒間以上吹き付けることが好ましい。洗浄用カセット9は、スプレーノズル5により第2の洗浄液13を吹き付ける処理が終了した後、搬送ロボット11により10秒以内に濯ぎ槽3へ搬入されることが好ましい。
The
このように本実施形態の洗浄装置1によれば、搬送装置4により搬送される半導体ウェーハ8に第1の洗浄液6の温度に比して低い温度の第2の洗浄液13を吹き付けるスプレーノズル5を備えているため、パーティクルや金属不純物が半導体ウェーハ8の表面から除去された状態で半導体ウェーハ8を濯ぎ槽3へ搬入することができる。また、第1の洗浄液6に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽3の濯ぎ液7へ混入することを防ぐことができる。
Thus, according to the
また、本実施形態の洗浄装置1によれば、第2の洗浄液13を半導体ウェーハ8に吹き付けることで、第1の洗浄液6により洗浄された半導体ウェーハ8を洗浄し、且つ半導体ウェーハ8の冷却を行うことができる。
Further, according to the
次に、本発明の半導体ウェーハ洗浄方法の一実施形態について説明する。本実施形態の半導体ウェーハの洗浄方法は、上述した洗浄装置1を用いる。本実施形態の半導体ウェーハの洗浄方法は、半導体ウェーハ8を第1の洗浄液6により洗浄する第1の洗浄工程と、第1の洗浄工程を経た後、搬送装置4により半導体ウェーハ8を洗浄槽2から濯ぎ槽3へ搬送する際に、スプレーノズル5により第1の洗浄液6の温度に比して低い温度の第2の洗浄液13を半導体ウェーハ8に吹き付ける第2の洗浄工程と、濯ぎ液7により半導体ウェーハ8を洗浄する濯ぎ工程とを備える。
Next, an embodiment of the semiconductor wafer cleaning method of the present invention will be described. The semiconductor wafer cleaning method of this embodiment uses the
(第1の洗浄工程)
半導体ウェーハ8は、洗浄槽2において第1の洗浄液6により洗浄される。第1の洗浄液6は、上述したようにSC−1液等が用いられる。第1の洗浄液6の温度は、50〜90℃が好ましい。
(First cleaning step)
The
(第2の洗浄工程)
第1の洗浄工程を経た半導体ウェーハ8は、搬送装置4により洗浄槽2から濯ぎ槽3へ搬送される。このとき、半導体ウェーハ8は、搬送経路L2(図1参照)に設けられたスプレーノズル5により第2の洗浄液13を用いて洗浄される。第2の洗浄液13は、第1の洗浄液6の温度に比して低い温度であり、20〜26℃が好ましい。
(Second cleaning step)
The
(濯ぎ工程)
第2の洗浄工程を経た半導体ウェーハ8は、搬送装置4により濯ぎ槽3へ搬入され、濯ぎ液7により洗浄される。濯ぎ液7は、上述したように純水等が用いられる。濯ぎ液7の温度は、20〜26℃が好ましい。
(Rinsing process)
The
次に、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明する。なお、この実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。 Next, the present invention will be described in more detail using examples. In addition, this Example does not limit the scope of the present invention.
本発明に係るスプレーノズル5によるパーティクル及び金属不純物の洗浄効果について実施例と比較例とを用いて説明する。
The cleaning effect of particles and metal impurities by the
[実施例]
半導体ウェーハ8として直径200mmのシリコンウェーハを25枚用い、このシリコンウェーハを洗浄用カセット9に収納して洗浄を行った。また、第1の洗浄液6として温度が80℃のSC−1液を用い、濯ぎ液7として温度が24〜26℃の純水を用いた。また、第2の洗浄液13として温度が23±2℃の純水を用いた。
[Example]
Twenty-five silicon wafers having a diameter of 200 mm were used as the
[比較例]
比較例は、スプレーノズル5による洗浄処理を除いた点が実施例と異なり、他の条件は、実施例と同様である。
[Comparative example]
The comparative example is different from the example in that the cleaning process by the
図4は、シリコンウェーハの表面に付着したパーティクルのサイズ及びパーティクルの数を表したグラフである。横軸は、パーティクルのサイズであり、縦軸は、パーティクルの数である。パーティクルのサイズは、0.1μm以上、0.2μm以上、0.3μm以上の3水準において評価を行った。また、パーティクルの数は、25枚のシリコンウェーハのそれぞれに付着したパーティクルの数のウェーハ単位での平均値である。 FIG. 4 is a graph showing the size and the number of particles adhering to the surface of the silicon wafer. The horizontal axis is the particle size, and the vertical axis is the number of particles. The particle size was evaluated at three levels of 0.1 μm or more, 0.2 μm or more, and 0.3 μm or more. The number of particles is an average value of the number of particles attached to each of 25 silicon wafers in units of wafers.
実施例は、いずれの水準においてもパーティクルの数が比較例よりも少なかった。特に、0.1μm以上のパーティクルにおいては、パーティクルの数が比較例よりも大幅に少なかった。 In each example, the number of particles was smaller than that in the comparative example at any level. In particular, in the case of particles of 0.1 μm or more, the number of particles was significantly smaller than that in the comparative example.
図5は、シリコンウェーハの表面に付着した金属不純物の濃度を表したグラフである。金属不純物は、Feであり、金属不純物の濃度(atomos/cm2)は、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS:Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy)によって測定を行った。
図5に示すように、実施例は、比較例に比して大幅に金属不純物の濃度が減少した。
FIG. 5 is a graph showing the concentration of metal impurities attached to the surface of the silicon wafer. The metal impurity was Fe, and the concentration (atomos / cm 2 ) of the metal impurity was measured by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) (Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy).
As shown in FIG. 5, the metal impurity concentration in the example was significantly reduced as compared with the comparative example.
1 洗浄装置
2 洗浄槽
3 濯ぎ槽
4 搬送装置
5 スプレーノズル
6 第1の洗浄液
7 濯ぎ液
8 半導体ウェーハ
9 洗浄用カセット
10 ロボットアーム(保持部)
11 搬送ロボット(搬送部)
12 レール
13 第2の洗浄液
DESCRIPTION OF
11 Conveying robot (conveying unit)
12
Claims (6)
前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、
前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに前記第1の洗浄液の温度に比して低い温度の第2の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルと、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの洗浄装置。 A cleaning tank in which a first cleaning liquid for cleaning the semiconductor wafer is stored;
A rinsing tank in which a rinsing liquid for rinsing the semiconductor wafer cleaned in the cleaning tank is stored;
A transporting device for transporting the semiconductor wafer out of the cleaning tank and transporting it to the rinsing tank;
A semiconductor wafer cleaning apparatus, comprising: a spray nozzle that sprays a second cleaning liquid having a temperature lower than that of the first cleaning liquid onto the semiconductor wafer transported by the transport apparatus.
前記スプレーノズルは、前記半導体ウェーハと正対したときに前記搬送部と前記半導体ウェーハとの間に位置することを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハの洗浄装置。 The transfer device includes a holding unit that holds the semiconductor wafer, and a transfer unit that transfers the holding unit,
2. The semiconductor wafer cleaning apparatus according to claim 1, wherein the spray nozzle is positioned between the transfer unit and the semiconductor wafer when facing the semiconductor wafer. 3.
前記洗浄槽で前記半導体ウェーハを洗浄する第1の洗浄工程と、
前記第1の洗浄工程を経た後、前記搬送装置により前記半導体ウェーハを前記洗浄槽から前記濯ぎ槽へ搬送する際に、前記スプレーノズルにより前記第1の洗浄液の温度に比して低い温度の前記第2の洗浄液を前記半導体ウェーハに吹き付ける第2の洗浄工程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの洗浄方法。 A cleaning tank storing a first cleaning liquid for cleaning a semiconductor wafer, a rinsing tank storing a rinsing liquid for rinsing the semiconductor wafer cleaned in the cleaning tank, and unloading the semiconductor wafer from the cleaning tank A semiconductor wafer cleaning method using a semiconductor wafer cleaning apparatus, comprising: a transport apparatus that transports the rinsing tank to the rinse tank; and a spray nozzle that sprays a second cleaning liquid onto the semiconductor wafer transported by the transport apparatus,
A first cleaning step of cleaning the semiconductor wafer in the cleaning tank;
After passing through the first cleaning step, when the semiconductor wafer is transferred from the cleaning tank to the rinsing tank by the transfer device, the spray nozzle causes the temperature of the first cleaning liquid to be lower than that of the first cleaning liquid. And a second cleaning step of spraying a second cleaning liquid onto the semiconductor wafer.
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