JP2013084723A - Method and apparatus for cleaning substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の洗浄方法及び、基板の洗浄装置に関し、特に、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することを可能とした技術に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning method and a substrate cleaning apparatus, and more particularly to a technique that can contribute to space saving of a cleaning apparatus while preventing a watermark from remaining on a silicon surface.
一般に半導体装置の所謂、ウェハー工程ではフォトリソグラフィー技術を繰り返すことで、ウェハーに半導体素子を作成していく。このウェハー工程の水洗処理において、ウォーターマークが発生することが知られている。そして、ウォーターマークの形成を抑制する手段として、特許文献1の方法が知られている。
特許文献1に開示されている洗浄方法は、下記の手順で行われるものと解される。即ち、図7に示すように、まず、ウェハーのシリコン表面に形成されている自然酸化膜を除去するためにフッ酸(HF)で処理し(ステップS13)、次にフッ酸の残留物を洗い流すためにウェハーを純水でリンスする(ステップS14)。さらに、アルカリ(過酸化水素を含む)薬液でウェハーを処理してその表面に薄いシリコン酸化膜を形成し(ステップS15)、アルカリ薬液の残留成分を洗い流すためにウェハーを純水でリンス(即ち、水洗)する(ステップS16)。その後、ウェハーをスピン乾燥する(ステップS17)。
In general, in a so-called wafer process of a semiconductor device, a semiconductor element is formed on a wafer by repeating a photolithography technique. It is known that a watermark is generated in the washing process of the wafer process. As a means for suppressing the formation of a watermark, the method of
It is understood that the cleaning method disclosed in
つまり、特許文献1に開示されている洗浄方法は、「ウェハーのシリコン表面に形成された自然酸化膜をフッ酸でエッチングし、純水でリンスする。次に、リンス直後のウェハーを乾燥させないで、水滴が付着している状態のウェハーを酸化剤を含む液に浸してその表面にケミカル酸化膜を形成する。その後、形成したケミカル酸化膜を最後まで維持する。」という洗浄方法である。
In other words, the cleaning method disclosed in
このような洗浄方法は、図8に示すような洗浄装置200を用いて行われていると解される。即ち、図8に示すように、この洗浄装置200は、ウェハー投入口(即ち、ローダー)201とウェハー払い出し口(即ち、アンローダー)209との間に、アルカリ槽202と、純水リンス槽203と、フッ酸槽204と、純水リンス槽205と、アルカリ槽206と、純水リンス槽207と、乾燥装置208と、を有する。そして、これら各槽202〜207と乾燥装置208は、洗浄処理の手順に従って、ウェハー投入口201から払い出し口209に向かって一方向に配置されている。この洗浄装置200では、ウォーターマークの発生を抑制するために、純水リンス槽205の直後にアルカリ槽206が配置されている。
It is understood that such a cleaning method is performed using a
なお、フッ酸槽204の前にあるアルカリ槽202及び純水リンス槽203は、フッ酸処理の前処理を行うための槽である。この前処理は、ウェハー表面に付着している可能性のあるパーティクル、有機物等の異物を除去することを目的とするものである。この前処理を行うためのアルカリ槽202及び203純水リンス槽は、フッ酸槽を有する洗浄装置では、一般的に用意されている。
また、上記の前処理は、洗浄装置200による洗浄処理の後に続く成膜工程、拡散工程等の種類によっては、省略される場合もある。その場合は、図8の二点鎖線の矢印で示すように、ウェハーは、ウェハー投入口201からアルカリ槽202と純水リンス槽203とをスルーして、フッ酸槽204へ直接搬送される。
In addition, the
In addition, the above pretreatment may be omitted depending on the type of film forming process, diffusion process, and the like subsequent to the cleaning process performed by the
ところで、半導体装置の製造現場において、その省スペース化は常に求められている課題である。洗浄装置においてもその省スペース化が求められていた。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる基板の洗浄方法及び、基板の洗浄装置を提供することを目的とする。
By the way, in the manufacturing site of a semiconductor device, the space saving is an always demanded problem. There has also been a demand for space saving in the cleaning apparatus.
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and a substrate cleaning method that can contribute to space saving of the cleaning device while preventing the watermark from remaining on the silicon surface, and An object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus.
本発明者は、上記課題を解決するために、次の点を見出した。即ち、従来技術では、自然酸化膜を除去した後にウェハーを純水でリンスし、リンス後のウェハーを乾燥しないでケミカル酸化膜を形成していた。しかしながら、ウェハーを乾燥した後でもアルカリ洗浄により、ウェハーのシリコン表面にケミカル酸化膜を形成すれば、従来技術と同様な効果(ウォーターマークの防止)を奏する。 In order to solve the above problems, the present inventor has found the following points. That is, in the prior art, after removing the natural oxide film, the wafer is rinsed with pure water, and the chemical oxide film is formed without drying the rinsed wafer. However, if a chemical oxide film is formed on the silicon surface of the wafer by alkali cleaning even after the wafer is dried, the same effect (watermark prevention) as in the prior art can be obtained.
即ち、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る基板の洗浄方法は、基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第1の工程と、前記第1の工程の後で前記基板を水洗する第2の工程と、前記第2の工程の後で前記基板を乾燥させる第3の工程と、前記第3の工程の後で前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第4の工程と、前記第4の工程の後で前記基板を水洗する第5の工程と、を含むことを特徴とする。 That is, in order to solve the above-described problem, a substrate cleaning method according to one aspect of the present invention includes a first step of exposing a silicon surface of a substrate by wet etching, and the substrate after the first step. A second step of washing with water, a third step of drying the substrate after the second step, and an alkali cleaning of the substrate after the third step to form a silicon oxide film on the silicon surface. And a fifth step of washing the substrate with water after the fourth step.
ここで、「基板」としては、例えば、単結晶シリコンからなる基板(即ち、シリコンウエーハ)や、SOI(Silicon On Insulator)ウェハーなどが挙げられる。また、基板の「シリコン表面」としては、例えば、シリコンウエーハの場合は、シリコンウエーハの表面、又は、シリコンウエーハの表面に直接又は間接的に形成された単結晶シリコン膜の表面、多結晶シリコン膜の表面若しくはアモルファスシリコン膜の表面などが挙げられる。SOIウェハーの場合は、SOIのうちのシリコン層(SOI層とも呼ばれる。)表面、又は、SOI層の表面に直接又は間接的に形成された単結晶シリコン膜の表面、多結晶シリコン膜の表面若しくはアモルファスシリコン膜の表面などが挙げられる。 Here, examples of the “substrate” include a substrate made of single crystal silicon (that is, a silicon wafer), an SOI (Silicon On Insulator) wafer, and the like. As the “silicon surface” of the substrate, for example, in the case of a silicon wafer, the surface of the silicon wafer, the surface of a single crystal silicon film formed directly or indirectly on the surface of the silicon wafer, a polycrystalline silicon film Or the surface of an amorphous silicon film. In the case of an SOI wafer, the surface of a silicon layer (also referred to as an SOI layer) of the SOI, the surface of a single crystal silicon film formed directly or indirectly on the surface of the SOI layer, the surface of a polycrystalline silicon film, or Examples include the surface of an amorphous silicon film.
また、「第1の工程」で行うウェットエッチングは、例えば、フッ酸(HF)を含む液体を用いたウェットエッチングである。以下、このHFを含む液体をHF溶液ともいう。「第2の工程」及び「第5の工程」で行う水洗は、例えば、純水を用いた洗浄である。この純水を用いた水洗により、例えば、第1の工程で用いられたHF溶液をシリコン表面から洗い流すことができる。「第3の工程」で行うアルカリ洗浄は、例えば、アンモニア水(NH4OH)と過酸化水素水(H2O2)を含む液体を用いた洗浄である。 The wet etching performed in the “first step” is, for example, wet etching using a liquid containing hydrofluoric acid (HF). Hereinafter, the liquid containing HF is also referred to as an HF solution. The water washing performed in the “second step” and the “fifth step” is, for example, washing using pure water. By washing with pure water, for example, the HF solution used in the first step can be washed away from the silicon surface. The alkali cleaning performed in the “third step” is, for example, cleaning using a liquid containing ammonia water (NH 4 OH) and hydrogen peroxide water (H 2 O 2 ).
このような洗浄方法であれば、第2の工程から第3の工程へ移行する過程で、シリコン表面にウォーターマーク(即ち、水滴に起因してシリコン表面に局所的に生じる薄い酸化膜)が形成される場合がある。しかしながら、第4の工程では、アルカリ洗浄により、このウォーターマークをエッチングすることができる。また、ウォーターマークのエッチングと並行して、シリコン表面に薄いシリコン酸化膜(即ち、ケミカル酸化膜)を形成することができる。これにより、洗浄後の基板において、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防ぐことができる。 With such a cleaning method, a watermark (that is, a thin oxide film locally generated on the silicon surface due to water droplets) is formed on the silicon surface during the transition from the second process to the third process. May be. However, in the fourth step, the watermark can be etched by alkali cleaning. In parallel with the watermark etching, a thin silicon oxide film (that is, a chemical oxide film) can be formed on the silicon surface. Thereby, it is possible to prevent the watermark from remaining on the silicon surface in the cleaned substrate.
また、上記の洗浄方法であれば、第3の工程で基板を一旦乾燥させる。これにより、第4の工程を行う前に、基板を洗浄装置の内又は外で待機させることができ、第4の工程でアルカリ洗浄が行われる槽(即ち、アルカリ槽)を効率良く使用することができる。このため、アルカリ槽の槽数を少なく(例えば、1槽に)抑えることができ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。 Moreover, if it is said cleaning method, a board | substrate will be once dried at a 3rd process. Thereby, before performing a 4th process, a board | substrate can be waited in or out of a washing | cleaning apparatus, and the tank (namely, alkali tank) by which an alkali cleaning is performed at a 4th process is used efficiently. Can do. For this reason, the number of alkali tanks can be reduced (for example, to one tank), which can contribute to space saving of the cleaning device.
なお、本発明の「基板」としては、例えば、後述するウェハー50が該当する。「シリコン表面」としては、例えば、後述する多結晶シリコン膜54の表面、又は、シリコン表面61が該当する。また、「第1の工程」としては、例えば、後述するステップS3が該当する。「第2の工程」としては、例えば、後述するステップS4が該当する。「第3の工程」としては、例えば、後述するステップS5が該当する。「第4の工程」としては、例えば、後述するステップS6が該当する。「第5の工程」としては、例えば、後述するステップS7が該当する。
The “substrate” in the present invention corresponds to, for example, a
また、上記の洗浄方法において、前記第1の工程では、フッ酸を含む液体を溜める第1の槽でウェットエッチングを行い、前記第2の工程では、純水が供給される第2の槽で前記基板を水洗し、前記第4の工程では、アンモニア水と過酸化水素水とを混合した液体を溜める第3の槽で前記基板をアルカリ洗浄し、前記第5の工程では、純水が供給される第4の槽で前記基板を水洗することを特徴としてもよい。なお、本発明の「第1の槽」としては例えば後述するフッ酸槽4が該当し、「第2の槽」としては例えば後述する純水リンス槽5が該当し、「第3の槽」としては例えば後述するアルカリ槽2が該当し、「第4の槽」としては例えば後述する純水リンス槽3が該当する。
In the cleaning method, in the first step, wet etching is performed in a first tank that stores a liquid containing hydrofluoric acid, and in the second process, in a second tank to which pure water is supplied. The substrate is washed with water, and in the fourth step, the substrate is washed with an alkali in a third tank in which a liquid obtained by mixing ammonia water and hydrogen peroxide solution is stored. In the fifth step, pure water is supplied. The substrate may be washed with water in a fourth tank. The “first tank” of the present invention corresponds to, for example, a
また、上記の洗浄方法において、前記第1の工程を行う前に、前記基板を前記第3の槽でアルカリ洗浄し、前記アルカリ洗浄後の前記基板を前記第4の槽で水洗する前処理工程、をさらに含むことを特徴としてもよい。このような洗浄方法であれば、シリコン表面にパーティクル、有機物等の異物が付着している場合でも、これらの異物を第1の工程の前に除去することができる。また、前処理工程と第4の工程とで第3の槽を兼用し、前処理工程と第5の工程とで第4の槽を兼用する。このため、洗浄装置の省スペース化にさらに寄与することができる。なお、本発明の「前処理工程」としては、例えば、後述するステップS1及びS2が該当する。 Further, in the above-described cleaning method, before performing the first step, the substrate is subjected to alkali cleaning in the third tank, and the substrate after the alkali cleaning is washed in water in the fourth tank. , May be further included. With such a cleaning method, even when foreign matters such as particles and organic substances are adhered to the silicon surface, these foreign matters can be removed before the first step. The pretreatment process and the fourth process also serve as the third tank, and the pretreatment process and the fifth process serve as the fourth tank. For this reason, it can further contribute to the space-saving of a washing | cleaning apparatus. The “pretreatment process” of the present invention corresponds to, for example, steps S1 and S2 described later.
本発明の別の態様に係る基板の洗浄装置は、基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第1の槽と、前記第1の槽で前記シリコン表面が露出した前記基板を水洗する第2の槽と、前記第2の槽で水洗された前記基板を乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置で乾燥した前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第3の槽と、前記第3の槽で前記シリコン酸化膜が形成された前記基板を水洗する第4の槽と、を備えることを特徴とする基板の洗浄装置。このような洗浄装置であれば、上記の洗浄方法を実現することができる。従って、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。 A substrate cleaning apparatus according to another aspect of the present invention includes: a first tank that exposes a silicon surface of a substrate by wet etching; and a second tank that rinses the substrate from which the silicon surface is exposed in the first tank. A tank, a drying apparatus for drying the substrate washed with water in the second tank, and a third tank for forming a silicon oxide film on the silicon surface by alkali cleaning the substrate dried by the drying apparatus. And a fourth tank for rinsing the substrate on which the silicon oxide film has been formed in the third tank. With such a cleaning apparatus, the above-described cleaning method can be realized. Therefore, it is possible to contribute to space saving of the cleaning device while preventing the watermark from remaining on the silicon surface.
本発明によれば、基板のシリコン表面にウォーターマークが残ることを防止することができる。また、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the watermark from remaining on the silicon surface of the substrate. Moreover, it can contribute to space saving of a washing | cleaning apparatus.
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(1)洗浄装置
図1は、本発明の実施形態に係る洗浄装置100の構成例を示す概念図である。
図1に示すように、この洗浄装置100は、例えば、シリコンウエーハ又はSOIウェハーなどの基板(以下、単にウェハーという。)を洗浄する装置である。この洗浄装置100は、ウェハー投入口(即ち、ローダー)1と、アルカリ槽2と、純水リンス槽3と、フッ酸槽4と、純水リンス槽5と、乾燥装置6と、ウェハー払い出し口(即ち、アンローダー)7と、を備える。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in each drawing described below, parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
(1) Cleaning Device FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a
As shown in FIG. 1, the
アルカリ槽2は、アルカリ溶液を排出可能に溜める槽である。この槽に溜められるアルカリ溶液は、例えば、アンモニア水(NH4OH)と過酸化水素水(H2O2)と純水(H2O)とを予め設定された割合で混合した液体である。このアルカリ溶液の各成分の混合割合は、一例を挙げると体積比で、NH4OH:H2O2:H2O=1:2:10である。また、アルカリ槽2内でのアルカリ溶液は、例えば70℃〜90℃の温度に保持される。
The
純水リンス槽3、5は、純水を排出可能に溜める槽である。例えば、純水リンス槽3、5には、槽の上方から槽内に向けて純水がシャワー等で供給される。また、純水リンス槽3、5は、槽内の純水を超音波で振動させる。このように、純水リンス槽3、5は、槽内のウェハーに純水を供給すると共に、必要に応じて純水を超音波で振動させる。これにより、ウェハーを純水でリンスする(即ち、水洗する)。
The pure
フッ酸槽4は、HF溶液を排出可能に溜める槽である。HF溶液は、例えば、HFと純水とを予め設定された割合で混合した液体である。このHF溶液の各成分の混合割合は、一例を挙げると体積比で、HF(49%):H2O=1:99である。即ち、HF溶液は、例えば0.5%HF水溶液である。
乾燥装置6は、純水でリンスされて、アルカリ溶液又はHF溶液等の残留成分が洗い流された後のウェハーを乾燥させる機器である。乾燥装置6におけるウェハーの乾燥方法としては、例えば、水分をIPA(イソプロピルアルコール)に置換して乾燥させるIPA乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又は、ウェハーを高速回転させて遠心力で水分を除去するスピン乾燥等が挙げられる。
The
The drying
また、この洗浄装置100は、図2に示すように、複数枚(例えば、1ロット=25枚)のウェハー50をカセット60に収容した状態で搬送する搬送アーム10、を備える。この搬送アーム10は、ウェハー投入口からウェハー払い口へ向かう方向(以下、順方向ともいう。)又は、その逆方向に移動し、一方の槽と他方の槽との間(又は、一方の槽と乾燥装置との間)で、ウェハー50を受け渡しすることが可能となっている。後述するように、この搬送アーム10は、ウェハー投入口1とウェハー払い出し口9との間で、アルカリ槽2、純水リンス槽3、フッ酸槽4、純水リンス槽5、乾燥装置6、アルカリ槽2、純水リンス槽3、乾燥装置6の順に、それぞれ洗浄、リンス又は乾燥処理を行いながらウェハー50を搬送することが可能となっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
(2)洗浄方法
図3は、本発明の実施形態に係るウェハー50の洗浄方法を示すフローチャートである。また、図4(a)及び(b)は、洗浄工程におけるウェハー50の状態を示す断面図である。
ここでは、図1に示した洗浄装置を用いて、図4(a)に示すウェハー50を洗浄する場合について説明する。なお、このウェハー50は、シリコンウエーハであり、シリコン表面51上に絶縁膜52又は絶縁膜53を介して、多結晶シリコン膜54が堆積されている。ここで、絶縁膜52は例えば素子分離用のLOCOS(local oxidation of silicon)膜である。また、絶縁膜53は例えばゲート絶縁膜である。多結晶シリコン膜54は例えばゲート電極膜である。図4(a)に示すように、多結晶シリコン膜54の表面には、絶縁膜52、53の段差Gを反映して凹凸が生じている。
(2) Cleaning Method FIG. 3 is a flowchart showing a method for cleaning the
Here, the case where the
図3のステップS1では、まず始めに、カセット60に収容された複数枚のウェハー50を、ウェハー投入口1に投入する。投入されたウェハー50は、搬送アーム10によってアルカリ槽2内に運ばれる。このアルカリ槽2内で、ウェハー50はアルカリ溶液中に浸漬されて洗浄され、その表面からパーティクル、有機物等の異物が除去される。また、このアルカリ槽2内でアルカリ溶液と触れることにより、図4(a)に示した多結晶シリコン膜54の表面には、図示しない薄いシリコン酸化膜(即ち、ケミカル酸化膜)が形成される。ケミカル酸化膜の厚さは、例えば数Åである。
In step S <b> 1 of FIG. 3, first, a plurality of
次に、ステップS2では、搬送アーム10によりウェハー50をアルカリ槽2内から取り出し、取り出したウェハー50を純水リンス槽3内へ運ぶ。この純水リンス槽3内で、ウェハー50は純水でリンスされ、アルカリ溶液の残留成分が洗い流される。なお、以上のステップS1、S2は、ステップS3の前処理である。
次に、ステップS3では、搬送アーム10によりウェハー50を純水リンス槽3内から取り出し、取り出したウェハー50をフッ酸槽4内へ運ぶ。このフッ酸槽4内で、ウェハー50はHF溶液中に浸漬され、ケミカル酸化膜がウェットエッチングされる。HF溶液中へのウェハー50の浸漬時間は例えば10分程度である。これにより、ケミカル酸化膜下から多結晶シリコン膜54の表面が露出し、ウェハー50の表面は親水性から疎水性へと変わる。即ち、ケミカル酸化膜は親水性であり、多結晶シリコン膜54は疎水性である。ケミカル酸化膜が完全に除去されることにより、ウェハー50の表面は多結晶シリコン膜54となり、疎水性となる。
Next, in step S <b> 2, the
Next, in step S <b> 3, the
次に、ステップS4では、搬送アーム10によりウェハー50をフッ酸槽4内から取り出し、取り出したウェハー50を純水リンス槽5内へ運ぶ。この純水リンス槽5内で、ウェハー50は純水でリンスされ、HF溶液の残留成分が洗い流される。
次に、ステップS5では、搬送アーム10によりウェハー50を純水リンス槽5内から取り出し、取り出したウェハー50を乾燥装置6内へ運ぶ。この乾燥装置6内で、ウェハー50はIPA乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又はスピン乾燥等により乾燥される。
Next, in step S <b> 4, the
Next, in step S <b> 5, the
なお、ここまでの処理(即ち、ステップS1〜5:1巡目の処理)は連続処理であるが、このステップS5とS6との間は連続処理でなくてもよい。即ち、ステップS5の乾燥工程を終えたウェハー50は、洗浄装置100内での他のロットの処理状況に応じて、洗浄装置100の内側又は外側で一旦待機し、その洗浄処理を一時中断してもよい。また、ステップS4からステップS5へ移行する過程では、多結晶シリコン膜54の表面に水滴が部分的に付着している場合がほとんどであり、この水滴に起因して多結晶シリコン膜54の表面にはウォーターマーク55が形成される場合がある(図4(a)参照。)。しかしながら、本発明では、この段階でウォーターマーク55が形成されても構わない。その理由は、次のステップS6で、ウォーターマーク55を除去することができるからである。
In addition, although the process so far (namely, process of step S1-5: 1st round) is a continuous process, it does not need to be a continuous process between this step S5 and S6. That is, the
ステップS6では、搬送アーム10により、ウェハー50を乾燥装置6内(或いは、図示しない待機エリア)から取り出し、取り出したウェハー50をアルカリ槽2内へ運ぶ。このとき、搬送アーム10は、図2の矢印で示したように、乾燥装置6からアルカリ槽2に向けて(即ち、逆方向へ)移動することとなる。このアルカリ槽2内で、ウェハー50はアルカリ溶液中に浸漬されて洗浄され、その表面からパーティクル、有機物等の異物が除去される。アルカリ溶液中へのウェハー50の浸漬時間は例えば7分程度である。
In step S <b> 6, the
このアルカリ洗浄により、多結晶シリコン膜54の表面から自然酸化膜が除去される。また、自然酸化膜の除去と並行して、多結晶シリコン膜54の表面にはアルカリ溶液と触れることにより、ケミカル酸化膜が形成される。例えば、多結晶シリコン膜54の表面にウォーターマーク55が形成されている場合は、アルカリ洗浄により、このウォーターマーク55も自然酸化膜と共に除去される。そして、ウォーターマーク55が除去された後の多結晶シリコン膜54の表面には、図4(b)に示すように、ケミカル酸化膜56が薄く、且つ均一の厚さに形成される。
The natural oxide film is removed from the surface of the
つまり、図4(a)及び(b)に示したように、乾燥後にアルカリ洗浄を行うことで、多結晶シリコン膜54の表面に形成された自然酸化膜(ウォーターマーク55を含む)がエッチングされると共に、ケミカル酸化膜56が新たに形成される。これにより、多結晶シリコン膜54の表面からウォーターマーク55が除去される。
次に、図3のステップS7では、搬送アーム10によりウェハー50をアルカリ槽2内から取り出し、取り出したウェハー50を純水リンス槽3内へ運ぶ。この純水リンス槽3内で、ウェハー50は純水でリンスされ、アルカリ溶液の残留成分が洗い流される。
That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, by performing alkali cleaning after drying, the natural oxide film (including the watermark 55) formed on the surface of the
Next, in step S <b> 7 of FIG. 3, the
そして、ステップS8では、搬送アーム10によりウェハー50を純水リンス槽3内から取り出し、取り出したウェハー50を乾燥装置6内へ運ぶ。この乾燥装置6内で、ウェハー50はIPA乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又はスピン乾燥等により乾燥される。なお、上記のステップS6〜8の処理(即ち、2巡目の処理)は連続処理である。
また、ステップS7からステップS8へ移行する過程では、ケミカル酸化膜56の表面は全体的に水分で濡れている。しかしながら、多結晶シリコン膜54はケミカル酸化膜56で覆われており、ケミカル酸化膜56上の水分によって、ケミカル酸化膜56下の多結晶シリコン膜54が酸化されることは、常温(例えば、25℃)では起き得ない。従って、ウォーターマークが再度形成されることを防ぐことができる。
In step S <b> 8, the
Further, in the process of moving from step S7 to step S8, the surface of the chemical oxide film 56 is entirely wetted with moisture. However, the
(3)実施形態の効果
本発明の実施形態によれば、図3のステップS5を終えた時点で、多結晶シリコン膜54の表面には、ウォーターマーク55が生じている場合がある。しかしながら、その後のステップS6で、このウォーターマーク55をエッチングしつつ、多結晶シリコン膜54の表面に薄いケミカル酸化膜56を均一の厚さに形成することができる。従って、洗浄装置100による洗浄処理が終了した後の(即ち、ウェハー払い出し口7から搬出された後の)ウェハー50において、多結晶シリコン膜54の表面にウォーターマーク55が残ることを防ぐことができる。
(3) Effects of the Embodiment According to the embodiment of the present invention, the watermark 55 may be generated on the surface of the
また、本発明の実施形態によれば、ステップS5でウェハー50を一旦乾燥させる。これにより、ステップS6のアルカリ洗浄を行う前に、ウェハー50を洗浄装置100の内又は外で待機させることができ、アルカリ槽2を効率良く使用することができる。さらに、ステップS1と、ステップS6とで、アルカリ槽2を兼用している。このため、図8に示した従来の洗浄装置200と比べて、アルカリ槽2の槽数を必要最小限の数(例えば、1槽)に抑えることができる。また、ステップS2とS7とでも、純水リンス槽3を兼用している。以上から、洗浄装置の省スペース化を十分に達成することができる。
Further, according to the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施形態によれば、アルカリ槽2では、アルカリ溶液を常温よりも高い温度(例えば、70℃〜90℃)で保持している。このため、アルカリ溶液を構成しているアンモニア水、過酸化水素水は蒸発し易く、アルカリ溶液の濃度(混合比)が変わり易いため、アルカリ槽2ではアルカリ溶液を定期的に交換する必要がある。ここで、洗浄装置100が有するアルカリ槽2は例えば1槽であり、従来の洗浄装置200と比べて、その槽数が少ない。従って、槽数が少ない分だけアルカリ溶液の使用量を減らすことができ、洗浄処理にかかるコストを低減することができる。
Moreover, according to the embodiment of the present invention, in the
(4)変形例
上記の実施形態において、図3に示したステップS1、S2は、ステップS3の前処理である。このステップS3の前処理は、洗浄装置100による洗浄処理の後に続く成膜工程、拡散工程等の種類によっては省略してもよい。例えば、洗浄処理の後で、多結晶シリコン膜54上にシリサイドを形成する場合は、図3に示したステップS1、S2を省略してもよい。その場合は、図5の二点鎖線の矢印で示すように、カセット60に収納されたウェハー50を、ウェハー投入口1からアルカリ槽2と純水リンス槽3とをスルーして、フッ酸槽4へ直接搬送すればよい。この搬送も、図2に示した搬送アーム10が行う。
(4) Modification In the above embodiment, steps S1 and S2 shown in FIG. 3 are pre-processing of step S3. The pretreatment in step S3 may be omitted depending on the type of film forming process, diffusion process, and the like subsequent to the cleaning process performed by the
(5)その他
なお、上記の実施形態では、図4(a)及び(b)に示したように、洗浄装置100による洗浄処理の対象を、多結晶シリコン膜54が堆積されたウェハー50とする場合について説明した。しかしながら、本発明において、洗浄処理の対象とする基板はこれに限られることはない。
(5) Others In the above embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
本発明では、例えば、ベア状態(即ち、自然酸化膜を除いて、膜が成膜されていない状態)のシリコンウエーハ、ベア状態のSOIウェハー、エピタキシャル成長法により単結晶シリコン膜が成膜された状態のウェハー、CVD法により絶縁膜を介してアモルファスシリコンが成膜されたウェハーなど、洗浄処理によりウォーターマークが形成される可能性のある基板を、洗浄処理の対象としてもよい。このような場合においても、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the present invention, for example, a silicon wafer in a bare state (that is, a state in which no film is formed except for a natural oxide film), a SOI wafer in a bare state, or a state in which a single crystal silicon film is formed by an epitaxial growth method A substrate on which a watermark may be formed by a cleaning process, such as a wafer in which amorphous silicon is formed through an insulating film by a CVD method, may be the target of the cleaning process. Even in such a case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
即ち、上記のような各種基板にHF溶液による処理を施すと、図6(a)に示すように、基板のシリコン表面61上からシリコン酸化膜が除去される。シリコン表面61は疎水性のため、基板は水滴をはじく状態となる。また、純水リンス後は、図6(b)に示すようにシリコン表面61にはウォーターマーク55が形成される可能性がある。しかしながら、本発明では、純水リンス後に基板を乾燥させ、その後、アルカリ洗浄を施す。これにより、図6(c)に示すように、シリコン表面61からウォーターマークを除去することができる。また、ウォーターマークの除去と並行して、シリコン表面61に薄いケミカル酸化膜56が均一の厚さに形成することができる。従って、上記の実施形態と同様に、洗浄処理後のシリコン表面61にウォーターマークが残ることを防止することができる。
That is, when the various substrates as described above are treated with the HF solution, the silicon oxide film is removed from the
また、HF溶液によるエッチングを行い、純水リンスを行った後で、基板を一旦乾燥させる。これにより、基板を洗浄装置の内又は外で待機させることが可能となる。アルカリ槽を効率良く使用することができ、アルカリ槽の槽数を少なくすることが可能となるので、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。 Moreover, after etching with HF solution and rinsing with pure water, the substrate is once dried. Thereby, it becomes possible to make a board | substrate stand in or out of a washing | cleaning apparatus. Since the alkaline tank can be used efficiently and the number of alkaline tanks can be reduced, it is possible to contribute to space saving of the cleaning device.
1 ウェハー投入口(ローダー)
2 アルカリ槽
3 純水リンス槽
4 フッ酸槽
5 純水リンス槽
6 乾燥装置
9 ウェハー払い出し口(アンローダー)
10 搬送アーム
50 ウェハー
51 シリコン表面
52、53 絶縁膜
54 多結晶シリコン膜
55 ウォーターマーク
56 ケミカル酸化膜
60 カセット
61 シリコン表面
100 洗浄装置
1 Wafer slot (loader)
2
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の工程の後で前記基板を水洗する第2の工程と、
前記第2の工程の後で前記基板を乾燥させる第3の工程と、
前記第3の工程の後で前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第4の工程と、
前記第4の工程の後で前記基板を水洗する第5の工程と、を含むことを特徴とする基板の洗浄方法。 A first step of exposing the silicon surface of the substrate by wet etching;
A second step of washing the substrate with water after the first step;
A third step of drying the substrate after the second step;
A fourth step of forming a silicon oxide film on the silicon surface by alkali cleaning the substrate after the third step;
And a fifth step of washing the substrate with water after the fourth step.
前記第2の工程では、純水が供給される第2の槽で前記基板を水洗し、
前記第4の工程では、アンモニア水と過酸化水素水とを混合した液体を溜める第3の槽で前記基板をアルカリ洗浄し、
前記第5の工程では、純水が供給される第4の槽で前記基板を水洗することを特徴とする請求項1に記載の基板の洗浄方法。 In the first step, wet etching is performed in a first tank storing a liquid containing hydrofluoric acid,
In the second step, the substrate is washed with water in a second tank to which pure water is supplied,
In the fourth step, the substrate is alkali-cleaned in a third tank for storing a liquid obtained by mixing ammonia water and hydrogen peroxide water,
The substrate cleaning method according to claim 1, wherein, in the fifth step, the substrate is washed with water in a fourth tank to which pure water is supplied.
前記第1の槽で前記シリコン表面が露出した前記基板を水洗する第2の槽と、
前記第2の槽で水洗された前記基板を乾燥させる乾燥装置と、
前記乾燥装置で乾燥した前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第3の槽と、
前記第3の槽で前記シリコン酸化膜が形成された前記基板を水洗する第4の槽と、を備えることを特徴とする基板の洗浄装置。 A first tank exposing the silicon surface of the substrate by wet etching;
A second tank for washing the substrate with the silicon surface exposed in the first tank;
A drying device for drying the substrate washed with water in the second tank;
A third tank for alkali cleaning the substrate dried by the drying apparatus to form a silicon oxide film on the silicon surface;
And a fourth tank for rinsing the substrate on which the silicon oxide film is formed in the third tank.
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JP2011222905A JP2013084723A (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and apparatus for cleaning substrate |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111074350A (en) * | 2019-12-20 | 2020-04-28 | 晋能光伏技术有限责任公司 | Novel etching alkali tank |
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2011
- 2011-10-07 JP JP2011222905A patent/JP2013084723A/en active Pending
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