JP2901705B2 - 半導体基板の洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体基板の洗浄方法に関し、特に複数の洗
浄液を用いて行う洗浄方法の改良に関する。

（従来の技術） 周知の通り、半導体装置の高集積化は半導体基板の清
浄度に寄るところが非常に高く、その為半導体基板の洗
浄方法に対する要求は最近より高い水準のものになって
きている。

このような中で、従来より行われている、いわゆるバ
ッチ式と言われる方法を、以下に図面を用いて説明す
る。

第２図は第１の方法を示す断面図であり、この図によ
り２種類の洗浄液による洗浄方法について説明する。

１は洗浄槽であり、この底部には排出管２が排出弁３
を中間部に設けて取着してあり、また内部の中間部には
底部側の面から上面側に洗浄液が通流する複数の孔４が
形成された棚５が設けてある。なお棚５は、この上に基
板搬送器６に載せて置いた被洗浄物の半導体基板７が洗
浄液の液面下にくる位置に設けてある。また洗浄槽１の
上方には、洗浄槽１内に洗浄液Ａを供給する供給弁８を
設けた供給管９が配置してあり、洗浄槽１の底部には洗
浄液Ｂを供給する供給弁10を設けた供給管11が取着して
ある。

このように構成したものにおいて、洗浄槽１の棚５上
に基板搬送器６に載せたまま半導体基板７を置き、排出
弁３を閉止しておいて供給弁８を開き、供給管９から洗
浄槽１に洗浄液Ａを供給する。洗浄液Ａを半導体基板７
の全面が浸るまで洗浄槽１に満たし、供給弁８を閉止し
て所定時間の洗浄を行う。その後、排出弁３を開き、洗
浄槽１内の洗浄液Ａを排出管２を介して排出する。続い
て排出弁３を閉止して供給弁10を開き、供給管11から洗
浄槽１に洗浄液Ｂを供給する。洗浄液Ａと同様に洗浄液
Ｂを半導体基板７の全面が浸るまで洗浄槽１に満たし、
供給弁10を閉止して所定時間の洗浄を行う。そして排出
弁３を開き、洗浄槽１内の洗浄液Ｂを排出管２を介して
排出して、洗浄液Ａと洗浄液Ｂによる半導体基板７の洗
浄を終える。尚、多種類の洗浄液を用いて洗浄する場合
は、各洗浄液毎の供給管等を設けて洗浄槽に洗浄液を供
給し、排出管で排出してから次の洗浄液を供給して順次
洗浄することになる。

第３図は第２の方法を示す断面図であり、この図によ
り３種類の洗浄液による洗浄方法について説明する。

15、16、17は各洗浄液毎に設けた洗浄槽であり、これ
らの底部には供給弁18、19、20を設けて洗浄液Ｃ、Ｄ、
Ｅを各洗浄槽に供給する供給管21、22、23が取着してあ
る。また各洗浄槽内部の中間部には、その上に基板搬送
器６に載せて置いた半導体基板７が洗浄液の液面下にく
る位置に、棚５が設けてある。

このように構成したものにおいて、洗浄槽15、16、17
にそれぞれ供給弁18、19、20を開き、供給管21、22、23
から洗浄液Ｃ、Ｄ、Ｅを供給する。各洗浄液は半導体基
板７の全面が浸る以上に各洗浄槽に満たす。まず洗浄槽
15の棚５上に基板搬送器６に載せたまま半導体基板７を
置き、洗浄液Ｃの中に所定時間浸して洗浄を行う。その
後洗浄槽15から半導体基板７を基板搬送器６に載せたま
ま引上げ、次の洗浄槽16の棚５上に置き、洗浄液Ｄの中
に浸して所定時間の洗浄を行う。さらに洗浄槽16から半
導体基板７を基板搬送器６に載せたまま引上げ、次の洗
浄槽17の棚５上に置き、洗浄液Ｅの中に浸して所定時間
の洗浄を行う。その後基板搬送器６に載せたまま半導体
基板７を洗浄槽17から引上げて、洗浄液Ｃと洗浄液Ｄ、
洗浄液Ｅによる半導体基板７の洗浄を終える。なお洗浄
は、必要に応じ洗浄液を常に供給し、洗浄槽の上縁部か
ら溢流させながら行ってもよい。尚、多種類の洗浄液を
用いて洗浄する場合は、各洗浄液毎に洗浄槽等を設け、
順次洗浄槽を替え、各洗浄液に浸して洗浄することにな
る。

以上の各従来の洗浄方法では洗浄液を次から次へと移
行させていく際に、半導体基板７の一部又は全部が一度
大気に触れることになる。このような半導体基板７の大
気への暴露は、洗浄された基板表面への大気からの汚染
吸着の増大を招く。即ちダスト、反応生成物が付着す
る。また洗浄液を変えていく際に、洗浄液が半導体基板
の表面を移動していく為、基板表面の状況により、基板
表面に洗浄液が残っている部分の液−固の界面と、残っ
ていない部分の気−固の界面の両者が混在し、次の洗浄
液に浸漬した場合を含め、混在部分でエッチングむらが
生じヘイズの発生を見ることになる。さらに上記に対す
る対応を進めていった場合でも、洗浄液を変更する度に
半導体基板７の表面を洗浄液の液面、即ち気−液界面が
移動することになり、この界面の移動により、界面部に
存在する汚染物質が基板表面に付着し、汚染するという
問題が残る。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、
その目的とするところは半導体基板を洗浄するに際し、
洗浄途中で基板を大気に暴露することが無く、また洗浄
液を変更する度に洗浄液の液面が基板表面を通過するこ
とが無いために、ヘイズの発生がなく、付着する汚染物
質が少ない、高集積化した半導体装置の実現を可能とす
る半導体基板の洗浄方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体基板を少なくとも２種以上の洗浄液で
それぞれ洗浄する方法において、前記半導体基板を洗浄
槽内に洗浄液の液面下にくるように収納し、かつ一つの
洗浄液から他の洗浄液に移行して洗浄する際にも前記洗
浄槽から常に洗浄液が溢流排出するように連続して流し
ながら前記各洗浄液を順次切り替え、該半導体基板が常
に液中に保持されるようにして洗浄を行うことを特徴と
するものである。

（作用） 上記のように形成された半導体基板の洗浄方法は、半
導体基板を洗浄槽内に洗浄液の液面下に来るように収納
し、ここに各洗浄液を順次連続して供給し、洗浄の途中
で半導体基板を洗浄液の入った洗浄槽から引き上げるこ
となしに洗浄を行うことになる。この時連続供給する各
洗浄液は洗浄槽から常に溢流排出している。このため半
導体基板は洗浄途中で大気に触れることがなく、また洗
浄液の液面である気−液界面が半導体基板の表面を通過
するのは、洗浄を終えて半導体基板を取り出す時だけと
なり、ヘイズの発生がなく、付着する汚染物質が非常に
少なくなる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を、第１図の要部を切欠いて示
す正面図を参照して説明する。尚、従来と同一部分には
同一符号を付して、説明を省略する。

30は洗浄槽であり、この上縁部の外面には全周にわた
り洗浄槽30から溢流排出する洗浄液の排出路を形成する
樋部31を設けており、底部にはマニホールド部を形成す
る供給管32の一端を取着している。この供給管32の片端
には、第１の供給弁33と第１の流量調節器34とを介し
て、例えば純水を供給する第１の供給源35を接続してお
り、第１の供給弁33側の中間部には第１の供給支管36、
第２の供給支管37、第３の供給支管38がそれぞれの一端
を取着している。また第１乃至第３の供給支管36〜38の
片端にはそれぞれ第２、第３、第４の供給弁39、40、41
と、第２、第３、第４の流量調節器42、43、44とを介し
て、例えば弗化水素、塩酸、過酸化水素の各薬液の供給
源を接続している。45は弗化水素を供給する第２の供給
源であり、46は塩酸を供給する第３の供給源であり、47
は過酸化水素を供給する第４の供給源である。

このように構成したものにおいて半導体基板７を洗浄
するに際し、まず第２乃至第４の供給弁39〜41を閉止し
ておき、第１の供給弁33を開き、第１の流量調節器34で
流量を調節しながら洗浄槽30に純水を溢流するように供
給する。このようにしておきながら洗浄槽30の棚５上
に、基板搬送器６に載せたままの半導体基板７をその全
面が浸漬するように置き、純水による洗浄を行う。続い
て第２の供給弁39を開き、第１の供給支管36を介して第
２の供給源45から弗化水素を、純水が通流する供給管32
に送給する。弗化水素は供給管32を通流する間に純水と
混合し、希釈されて洗浄槽30に溢流するように供給され
るが、弗化水素の送給量は洗浄槽30で所定の弗化水素の
濃度になるように、第２の流量調節器42を調節して行
う。弗化水素による洗浄を所定時間行った後、第２の供
給弁39を閉止し、洗浄槽30中を純水のみにする。次に第
３の供給弁40を開き、第２の供給支管37を介して第３の
供給源46から塩酸を、純水が通流する供給管32に送給す
る。塩酸は供給管32を通流する間に純水で希釈され、洗
浄槽30に溢流するように供給されるが、塩酸の送給量は
洗浄槽30で所定の塩酸の濃度になるように、第３の流量
調節器43を調節して行う。塩酸による洗浄を所定時間行
った後、第３の供給弁40を閉止し、洗浄槽30中を純水の
みにする。さらに続けて第４の供給弁41を開き、第３の
供給支管38を介して第４の供給源47から過酸化水素を、
純水が通流する供給管32に送給する。過酸化水素は供給
管32を通流する間に純水で希釈され、洗浄槽30に溢流す
るように供給されるが、過酸化水素の送給量は洗浄槽30
で所定の過酸化水素の濃度になるように、第４の流量調
節器44を調節して行う。過酸化水素による洗浄を所定時
間行った後、第４の供給弁41を閉止し、洗浄槽30中を純
水のみにする。その後洗浄槽30から基板搬送器６に載せ
たまま半導体基板７を取り出して全部の洗浄を終わる。
尚、必要に応じて純水を加熱し、温水として供給管32に
供給してもよく、また純水に加える各薬液の量が多く、
濃度の高い洗浄液を使用する場合は、各供給支管の取着
部より下流側の供給管32内部、もしくは洗浄槽30の底部
に、スクリュー式などの撹拌機を内装して撹拌し混合を
促進してもよい。

以上のように実施することにより、一つの洗浄液から
他の洗浄液に移行して洗浄する場合にも、洗浄液を連続
して流しながら移行するので、半導体基板７を洗浄槽30
の外に引き出したり、洗浄槽30内を空にしたりして大気
に暴露するようなことも無く、また各洗浄液を洗浄槽か
ら溢流するように連続して流し、洗浄を行うので、洗浄
液の液面が半導体基板７の表面を通過するのは、半導体
基板７を洗浄を終えて最後に洗浄槽30から取り出す時の
一度だけとなる。

そのため、洗浄された半導体基板表面への大気中から
の汚染（ダスト、反応生成物の付着等）はなくなり、ま
たエッチングむらによるヘイズも発生しない。さらに洗
浄液の気−液界面部に存在する汚染物質が基板表面に付
着する汚染も少なくなる。またさらに各薬液の濃度を洗
浄途中で調節し変更することができ、基板表面の状況に
応じた対応も可能であり、各薬液の流す組み合わせが変
えられるため、異なる仕様の洗浄をも行うことができ
る。

尚、上記の実施例においては供給管32をマニホールド
部として各供給支管を取着し、ここで各洗浄液の主たる
混合を行っているが、洗浄槽の底部に各供給支管を直接
取着するように設け、この底部内で混合するようにして
もよい。また薬液は上記に限るものではなく、純水の使
用を必須とするものでもない。さらに上記では各洗浄液
を純水と各薬液との混合したものとし、間に純水を流し
てから次の洗浄液を流すようにしたが、洗浄液によって
は間に純水を流さないで連続して次の洗浄液を流しても
よい。さらにまた２種以上の薬液を混合して用いてもよ
い等要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る
ものである。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は、半導体基
板を洗浄槽内に洗浄液の液面下に来るように収納し、洗
浄槽から常に洗浄液を溢流排出するように連続して流し
ながら複数の洗浄液を順次切り替えて洗浄を行うように
形成したことにより、洗浄途中で半導体基板を大気に暴
露することが無く、また洗浄液を変更する度に洗浄液の
液面が基板表面を通過することが無いために、ヘイズの
発生がなくなり、付着する汚染物質が少なくなり、高集
積化した半導体装置の実現に適した半導体基板を提供で
きる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる一実施例の正面図、第２図は従
来の第１の方法を説明するために示す断面図、第３図は
従来の第２の方法を説明するために示す断面図である。 ７……半導体基板、30……洗浄槽、 31……樋部、32……供給管、 35……第１の供給源、45……第２の供給源、 46……第３の供給源、47……第４の供給源。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板を少なくとも２種以上の洗浄液
   でそれぞれ洗浄する方法において、前記半導体基板を洗
   浄槽内に洗浄液の液面下にくるように収納し、かつ一つ
   の洗浄液から他の洗浄液に移行して洗浄する際にも前記
   洗浄槽から常に洗浄液が溢流排出するように連続して流
   しながら前記各洗浄液を順次切り替え、該半導体基板が
   常に液中に保持されるようにして洗浄を行うことを特徴
   とする半導体基板の洗浄方法。