JP3055475B2 - マイクロ波励起の洗浄方法およびその装置 - Google Patents
マイクロ波励起の洗浄方法およびその装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波励起の
洗浄方法およびその装置に関し、特に、微細にかつ高精
度に表面が加工された被洗浄物を洗浄するマイクロ波励
起の洗浄方法およびその装置に関する。
洗浄方法およびその装置に関し、特に、微細にかつ高精
度に表面が加工された被洗浄物を洗浄するマイクロ波励
起の洗浄方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を製造する上で、表面に高密
度に半導体素子が形成される半導体基板を洗浄すること
は欠くことができない重要工程である。また、半導体素
子の集積化および微細化に伴い微細な凹凸が基板面に形
成され、この凹凸により形成される微細な穴の内部に汚
染物が蓄積し易く簡単な洗浄では除去することが困難で
あった。
度に半導体素子が形成される半導体基板を洗浄すること
は欠くことができない重要工程である。また、半導体素
子の集積化および微細化に伴い微細な凹凸が基板面に形
成され、この凹凸により形成される微細な穴の内部に汚
染物が蓄積し易く簡単な洗浄では除去することが困難で
あった。
【０００３】例えば、１Ｇｂｉｔ ＤＲＡＭを製造する
際に、直径０．２μｍ以下で深さが１．０μｍ以上の高
いアスペクト比を有する微細な穴がウェハの表面に多々
生じ、この微細な穴の内部に残留イオンや微小粒子、微
量金属等の汚染物が蓄積し、その後の工程における品質
に重大な欠陥をもたらすことがしばしば生じた。このた
め、これら汚染物を効果的に除去する洗浄方法が種々提
案されるに至った。
際に、直径０．２μｍ以下で深さが１．０μｍ以上の高
いアスペクト比を有する微細な穴がウェハの表面に多々
生じ、この微細な穴の内部に残留イオンや微小粒子、微
量金属等の汚染物が蓄積し、その後の工程における品質
に重大な欠陥をもたらすことがしばしば生じた。このた
め、これら汚染物を効果的に除去する洗浄方法が種々提
案されるに至った。
【０００４】このような汚染物を効果的に除去する洗浄
方法の一例として、例えば、ヒータにて加熱（５０℃〜
９０℃）された酸性やアルカリ性の薬液にシリコン基板
を浸漬し、超音波振動の印加を併用しながら洗浄処理す
る方法である。このとき使用する代表的な洗浄薬液とし
て、硫酸過酸化水素水混合溶液（通称ＳＰＭ）、塩酸過
酸化水素水混合溶液（通称ＨＰＭ）、アンモニア過酸化
水素水混合溶液（通称ＡＰＭ）などが用いられている。
特に、ＳＰＭは、硫酸濃度が８０％以上を含むので、洗
浄液の粘性が高いもののよく用いられていた。また、こ
のような薬液洗浄後は、基板上に残留する汚染物を含む
薬液を除去するために純水を用いたリンス処理（室温〜
９０℃）を行なっていた。
方法の一例として、例えば、ヒータにて加熱（５０℃〜
９０℃）された酸性やアルカリ性の薬液にシリコン基板
を浸漬し、超音波振動の印加を併用しながら洗浄処理す
る方法である。このとき使用する代表的な洗浄薬液とし
て、硫酸過酸化水素水混合溶液（通称ＳＰＭ）、塩酸過
酸化水素水混合溶液（通称ＨＰＭ）、アンモニア過酸化
水素水混合溶液（通称ＡＰＭ）などが用いられている。
特に、ＳＰＭは、硫酸濃度が８０％以上を含むので、洗
浄液の粘性が高いもののよく用いられていた。また、こ
のような薬液洗浄後は、基板上に残留する汚染物を含む
薬液を除去するために純水を用いたリンス処理（室温〜
９０℃）を行なっていた。
【０００５】また、他の洗浄方法の例として特開平５−
７８６９号公報に開示されている。この洗浄方法は、純
水を触媒（パラジウムＰｂまたは白金Ｐｔ粉末）と接触
させた状態でマイクロ波を照射して純水を濡れ性の高く
し、この純水をユースポイントへ取り出して洗浄液とし
て利用するものである。そして、表面がむき出しになっ
ているシリコン表面に濡れ性の高い純水を供給し、シリ
コン上の不純物を純水に被着させ通常の純水よりも効果
的に除去することができることを特徴としている。
７８６９号公報に開示されている。この洗浄方法は、純
水を触媒（パラジウムＰｂまたは白金Ｐｔ粉末）と接触
させた状態でマイクロ波を照射して純水を濡れ性の高く
し、この純水をユースポイントへ取り出して洗浄液とし
て利用するものである。そして、表面がむき出しになっ
ているシリコン表面に濡れ性の高い純水を供給し、シリ
コン上の不純物を純水に被着させ通常の純水よりも効果
的に除去することができることを特徴としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の洗浄方
法において、前者の洗浄方法では、汚染物を被着させる
能力があるものの、粘性が高いため微細な穴内部に薬液
が十分侵入せず、微細穴の内部の汚染物を効果的に除去
することができない。特に、有機物や金属汚染除去に有
効な薬液と思われるＳＰＭ洗浄液では、硫酸の濃度が８
０％以上あるため、粘性が高くなり微細穴の内部に侵入
しにくくなる。
法において、前者の洗浄方法では、汚染物を被着させる
能力があるものの、粘性が高いため微細な穴内部に薬液
が十分侵入せず、微細穴の内部の汚染物を効果的に除去
することができない。特に、有機物や金属汚染除去に有
効な薬液と思われるＳＰＭ洗浄液では、硫酸の濃度が８
０％以上あるため、粘性が高くなり微細穴の内部に侵入
しにくくなる。
【０００７】また、ＳＰＭ、ＨＰＭおよびＡＰＭなどの
薬液の浸漬後における純水リンスについても、基板に残
留する硫酸、塩酸およびアンモニア等のイオンはヒータ
ー加熱で得られる温純水にてリンス除去してものの、ヒ
ータによる加熱では、洗浄薬液や純水の洗浄溶液や純水
を構成している分子集団を十分小さく分断することがで
きず、しかも洗浄薬液や純水の表面張力が高く濡れ性悪
く、洗浄薬液や純水は微細な穴内部に侵入しにくく洗浄
効果が低い。その結果、微細な穴の内部に残留するイオ
ンを除去することが困難となる。
薬液の浸漬後における純水リンスについても、基板に残
留する硫酸、塩酸およびアンモニア等のイオンはヒータ
ー加熱で得られる温純水にてリンス除去してものの、ヒ
ータによる加熱では、洗浄薬液や純水の洗浄溶液や純水
を構成している分子集団を十分小さく分断することがで
きず、しかも洗浄薬液や純水の表面張力が高く濡れ性悪
く、洗浄薬液や純水は微細な穴内部に侵入しにくく洗浄
効果が低い。その結果、微細な穴の内部に残留するイオ
ンを除去することが困難となる。
【０００８】一方、後者の洗浄方法では、パラジウム粉
末を含んだ純水にマイクロ波を照射することで、純水を
構成している分子集団を分断し小さいクラスタを形成
し、微細な穴内部に侵入しやすくしているものの、マイ
クロ波を照射した純水をユースポイントまで取り出して
基板洗浄を行なうので、ろ過や配管輸送の途中で純水の
活性力が減衰されてしまう可能性がある。何となれば、
マイクロ波で純水が励起されている状態が極めて短く
（ｍｓｅｃ以下）ユースポイントを経ている内に活性が
失なうからである。
末を含んだ純水にマイクロ波を照射することで、純水を
構成している分子集団を分断し小さいクラスタを形成
し、微細な穴内部に侵入しやすくしているものの、マイ
クロ波を照射した純水をユースポイントまで取り出して
基板洗浄を行なうので、ろ過や配管輸送の途中で純水の
活性力が減衰されてしまう可能性がある。何となれば、
マイクロ波で純水が励起されている状態が極めて短く
（ｍｓｅｃ以下）ユースポイントを経ている内に活性が
失なうからである。
【０００９】また、純水を活性化する際に用いられる触
媒のパラジウム（Ｐｂ）や白金（Ｐｔ）の粉末は、フィ
ルターでろ過し純水のみを利用することになっている。
しかしながら、半導体洗浄に用いる純水は、不純物濃度
が１０ｐｐｔ以下の高純度で扱う必要があり、現状のフ
ィルタリング技術ではろ過することが困難である。特
に、ろ過せず通過したＰｂやＰｔの貴金属の基板への付
着は、極微量でも半導体素子の特性を大きく劣化させる
という問題があるさらに、この方法では、マイクロ波照
射によって励起された純水は、リンス水として残留イオ
ンや微量の有機物を除去する効果は期待できるものの、
ｐＨは中性であるため、金属、有機物、粒子汚染を完全
に除去することは期待できない。
媒のパラジウム（Ｐｂ）や白金（Ｐｔ）の粉末は、フィ
ルターでろ過し純水のみを利用することになっている。
しかしながら、半導体洗浄に用いる純水は、不純物濃度
が１０ｐｐｔ以下の高純度で扱う必要があり、現状のフ
ィルタリング技術ではろ過することが困難である。特
に、ろ過せず通過したＰｂやＰｔの貴金属の基板への付
着は、極微量でも半導体素子の特性を大きく劣化させる
という問題があるさらに、この方法では、マイクロ波照
射によって励起された純水は、リンス水として残留イオ
ンや微量の有機物を除去する効果は期待できるものの、
ｐＨは中性であるため、金属、有機物、粒子汚染を完全
に除去することは期待できない。
【００１０】従って、本発明の目的は、被洗浄基板表面
に形成された微細な穴内部に残留するイオンや金属汚
染、粒子汚染有機物汚染に対しても効果的に除去するこ
とができるマイクロ波励起の洗浄方法およびその装置を
提供することにある。
に形成された微細な穴内部に残留するイオンや金属汚
染、粒子汚染有機物汚染に対しても効果的に除去するこ
とができるマイクロ波励起の洗浄方法およびその装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波励起
の洗浄方法の特徴は、被洗浄物である基板が一方向に並
べ配置され、前記被洗浄物が浸漬されている純水または
薬液の洗浄液にマイクロ波を照射し前記基板を洗浄処理
することである。また、前記マイクロ波の周波数は、
０．４〜２５ＧＨｚであることが望ましい。
の洗浄方法の特徴は、被洗浄物である基板が一方向に並
べ配置され、前記被洗浄物が浸漬されている純水または
薬液の洗浄液にマイクロ波を照射し前記基板を洗浄処理
することである。また、前記マイクロ波の周波数は、
０．４〜２５ＧＨｚであることが望ましい。
【００１２】本発明のマイクロ波励起洗浄装置の他の特
徴は、被洗浄物である基板の複数枚を一方向に並べて保
持する治具と、複数の前記基板を保持する前記治具を浸
漬する洗浄液を蓄える石英製の槽と、前記洗浄液を前記
槽に導入し排出する洗浄液供給手段と、前記被洗浄物が
浸漬されている前記洗浄液にマイクロ波を照射するマイ
クロ波発振部とを備えることである。また、前記槽と前
記マイクロ波発振部との間に前記マイクロ波を伝播する
導波管を備えることが望ましい。さらに、前記マイクロ
波の放射方向を変える前記導波管の旋回機構を備えるこ
とが望ましい。
徴は、被洗浄物である基板の複数枚を一方向に並べて保
持する治具と、複数の前記基板を保持する前記治具を浸
漬する洗浄液を蓄える石英製の槽と、前記洗浄液を前記
槽に導入し排出する洗浄液供給手段と、前記被洗浄物が
浸漬されている前記洗浄液にマイクロ波を照射するマイ
クロ波発振部とを備えることである。また、前記槽と前
記マイクロ波発振部との間に前記マイクロ波を伝播する
導波管を備えることが望ましい。さらに、前記マイクロ
波の放射方向を変える前記導波管の旋回機構を備えるこ
とが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１４】本発明は、マイクロ波を照射することによ
って純水または洗浄薬液を構成している分子集団が小さ
く分断され、洗浄薬液や純水の表面張力が低下し濡れ性
が良い状態になるという知見を得てなされたものであ
る。すなわち、水のような分子が永久双極子である有極
性物質では、双極子が電界の向きに整列する配向分極を
生ずるので、交番電界を加えると分子は回転し、熱エネ
ルギーに変換されるとともに、純水や洗浄薬液を構成し
ている分子集団は小さく分断されるためである。
って純水または洗浄薬液を構成している分子集団が小さ
く分断され、洗浄薬液や純水の表面張力が低下し濡れ性
が良い状態になるという知見を得てなされたものであ
る。すなわち、水のような分子が永久双極子である有極
性物質では、双極子が電界の向きに整列する配向分極を
生ずるので、交番電界を加えると分子は回転し、熱エネ
ルギーに変換されるとともに、純水や洗浄薬液を構成し
ている分子集団は小さく分断されるためである。
【００１５】したがって、マイクロ波の照射によって洗
浄液がもつ表面張力が低下し濡れ性が向上することであ
る。また、濡れ性が向上した洗浄薬液や純水は、微細な
穴内部に侵入しやすくなり、微細ホール内部の汚染物を
効果的に洗浄除去できる。さらに、マイクロ波の照射に
よって薬液や純水中にラジカルが発生するため、化学反
応性の高い洗浄液を得ることができ、その相乗効果を伴
なって微細な穴内部を効果的な洗浄を行うことができ
る。
浄液がもつ表面張力が低下し濡れ性が向上することであ
る。また、濡れ性が向上した洗浄薬液や純水は、微細な
穴内部に侵入しやすくなり、微細ホール内部の汚染物を
効果的に洗浄除去できる。さらに、マイクロ波の照射に
よって薬液や純水中にラジカルが発生するため、化学反
応性の高い洗浄液を得ることができ、その相乗効果を伴
なって微細な穴内部を効果的な洗浄を行うことができ
る。
【００１６】そこで、本発明のマイクロ波励起の洗浄方
法は、常に更新される洗浄液あるいは純水に浸漬される
被洗浄物にマイクロ波を照射しながら被洗浄物を洗浄処
理することである。このことにより純水あるいは洗浄液
は、常に活性化され被洗浄物の微細な穴内部に付着した
汚染物資を効果的に除去できる。また、マイクロ波照射
によって誘電加熱が生じるため、純水や薬液は均一にし
かも短時間で加熱することができるため、ヒータ加熱よ
りも加熱コストは安価になる。照射されたマイクロ波
は、水溶液に吸収されるため、基板上に形成されている
素子には損傷を与えることはない。
法は、常に更新される洗浄液あるいは純水に浸漬される
被洗浄物にマイクロ波を照射しながら被洗浄物を洗浄処
理することである。このことにより純水あるいは洗浄液
は、常に活性化され被洗浄物の微細な穴内部に付着した
汚染物資を効果的に除去できる。また、マイクロ波照射
によって誘電加熱が生じるため、純水や薬液は均一にし
かも短時間で加熱することができるため、ヒータ加熱よ
りも加熱コストは安価になる。照射されたマイクロ波
は、水溶液に吸収されるため、基板上に形成されている
素子には損傷を与えることはない。
【００１７】図１は本発明の一実施の形態におけるマイ
クロ波励起洗浄装置を示す斜視図である。このマイクロ
波励起洗浄装置は、図１に示すように、供給管５ａから
供給され排出管５ｂから排出される常に更新され洗浄液
４に浸漬される一方向に並べ基板保持台７に搭載される
複数枚のシリコン基板６を底部に載置する石英製洗浄槽
３と、この石英製洗浄槽３の側壁に直接取り付けられる
とともに石英製洗浄槽３の洗浄液４にマイクロ波を照射
するマイクロ波照射機構１とを備えている。
クロ波励起洗浄装置を示す斜視図である。このマイクロ
波励起洗浄装置は、図１に示すように、供給管５ａから
供給され排出管５ｂから排出される常に更新され洗浄液
４に浸漬される一方向に並べ基板保持台７に搭載される
複数枚のシリコン基板６を底部に載置する石英製洗浄槽
３と、この石英製洗浄槽３の側壁に直接取り付けられる
とともに石英製洗浄槽３の洗浄液４にマイクロ波を照射
するマイクロ波照射機構１とを備えている。
【００１８】また、このマイクロ波励起洗浄装置は、マ
グネトロン１で発生したマイクロ波は、スタラファン２
にて均一に分散し石英製洗浄槽３の外壁を透って中の洗
浄液４に照射される。なお、安全上漏れるマイクロ波を
遮断するために、シリコン基板６が出入りする石英製洗
浄槽３の開口を開閉する金属メッシュ入りの遮断扉９と
石英製洗浄槽３とスタラファン２の全体を覆うシールド
ケース８が設けられている。
グネトロン１で発生したマイクロ波は、スタラファン２
にて均一に分散し石英製洗浄槽３の外壁を透って中の洗
浄液４に照射される。なお、安全上漏れるマイクロ波を
遮断するために、シリコン基板６が出入りする石英製洗
浄槽３の開口を開閉する金属メッシュ入りの遮断扉９と
石英製洗浄槽３とスタラファン２の全体を覆うシールド
ケース８が設けられている。
【００１９】ここで使用されるマイクロ波の周波数は
２．４５ＧＨｚで、発生出力は０．３ＫＷ〜３ｋＷまで
可変できるようになっているが、経験的には、マグネト
ロンの周波数の範囲を０．４〜２５ＧＨｚであれば、水
素結合をはじめとする各溶液の分子結合を分断するため
に適切な領域である。また、実用化の観点から工業用、
科学用および医事用に定められている０．１ＧＨｚ以上
の高周波体の周波数は、最低０．４３３９２ＧＨｚで、
最高は２４．１２５ＧＨｚであるため、上述の周波数範
囲であれば有効的に適用できる。
２．４５ＧＨｚで、発生出力は０．３ＫＷ〜３ｋＷまで
可変できるようになっているが、経験的には、マグネト
ロンの周波数の範囲を０．４〜２５ＧＨｚであれば、水
素結合をはじめとする各溶液の分子結合を分断するため
に適切な領域である。また、実用化の観点から工業用、
科学用および医事用に定められている０．１ＧＨｚ以上
の高周波体の周波数は、最低０．４３３９２ＧＨｚで、
最高は２４．１２５ＧＨｚであるため、上述の周波数範
囲であれば有効的に適用できる。
【００２０】マイクロ波拡散用のスタラファン２は市販
の電子レンジに用いられている金属製のものでよい。石
英製洗浄槽３は、供給管５ａから供給された洗浄液４で
満たされ一定のレベルに達したら自動的に排出管５ｂか
ら排出される。シリコン基板６は、大気中に露出しない
ように洗浄水４の中に完全に浸漬し、石英で作られた基
板保持台７にて保持する。
の電子レンジに用いられている金属製のものでよい。石
英製洗浄槽３は、供給管５ａから供給された洗浄液４で
満たされ一定のレベルに達したら自動的に排出管５ｂか
ら排出される。シリコン基板６は、大気中に露出しない
ように洗浄水４の中に完全に浸漬し、石英で作られた基
板保持台７にて保持する。
【００２１】次に、基板を洗浄する手順の一例を説明す
る。まず、被洗浄物であるシリコン基板６が入っていな
い状態で、石英製洗浄槽３内の洗浄液４にマイクロ波を
照射し所定の温度まで加温しておく。次に、マイクロ波
をＯＦＦした状態で、マイクロ波遮断用の遮断扉９を開
き、図示していない搬送用ロボットにて、シリコン基板
６を石英製洗浄槽３中の基板保持部７に搭載する。完全
にシリコン基板６が溶液に浸漬された状態でマイクロ波
の照射を開始し、所定時間照射後シリコン基板６を取り
出す前には、再び照射をＯＦＦする。この動作を繰り返
し、複数バッジの基板を処理する。
る。まず、被洗浄物であるシリコン基板６が入っていな
い状態で、石英製洗浄槽３内の洗浄液４にマイクロ波を
照射し所定の温度まで加温しておく。次に、マイクロ波
をＯＦＦした状態で、マイクロ波遮断用の遮断扉９を開
き、図示していない搬送用ロボットにて、シリコン基板
６を石英製洗浄槽３中の基板保持部７に搭載する。完全
にシリコン基板６が溶液に浸漬された状態でマイクロ波
の照射を開始し、所定時間照射後シリコン基板６を取り
出す前には、再び照射をＯＦＦする。この動作を繰り返
し、複数バッジの基板を処理する。
【００２２】なお、マイクロ波を照射する方向は、基板
面に対して平行方向に照射することが望ましい。平行に
マイクロ波を入射することによって、基板と基板の隙間
に存在する溶液を均等に活性化することができるためで
ある。勿論、マイクロ波の照射は、石英製洗浄槽３の両
側から照射してもよい。
面に対して平行方向に照射することが望ましい。平行に
マイクロ波を入射することによって、基板と基板の隙間
に存在する溶液を均等に活性化することができるためで
ある。勿論、マイクロ波の照射は、石英製洗浄槽３の両
側から照射してもよい。
【００２３】図２は図１のマイクロ波励起洗浄装置の変
形例を示す斜視図である。石英槽とマイクロ波発振部に
隔たりある場合には、図２に示すように、マイクロ波の
導波管１２にてマイクロ波を石英製洗浄槽３に伝播して
内部の洗浄液４に照射する。この場合も、石英水槽３両
側から照射してもよい。
形例を示す斜視図である。石英槽とマイクロ波発振部に
隔たりある場合には、図２に示すように、マイクロ波の
導波管１２にてマイクロ波を石英製洗浄槽３に伝播して
内部の洗浄液４に照射する。この場合も、石英水槽３両
側から照射してもよい。
【００２４】純水リンスを目的とする場合は、洗浄液の
供給管５ａと排出管５ｂの構造は図に示す例に限らず、
排出管５ｂから排出された純水を循環ろ過し、排出管５
ｂへフィードバックしてもよい。また、排出管５ｂから
給水し、石英製洗浄槽３の周辺からオーバーフローさせ
ても良い。
供給管５ａと排出管５ｂの構造は図に示す例に限らず、
排出管５ｂから排出された純水を循環ろ過し、排出管５
ｂへフィードバックしてもよい。また、排出管５ｂから
給水し、石英製洗浄槽３の周辺からオーバーフローさせ
ても良い。
【００２５】図３は図２のマイクロ波励起洗浄装置の変
形例を示す横断面図である。このマイクロ波励起洗浄装
置は、図３に示すように、導波管１２ａの向きを変えら
れるように、導波管１２ａの下部に回転軸１０を設けた
ことである。そして、この回転軸１０を中心にし導波管
１２ａが所定の角度だけ旋回できる構造となっている。
上述したように、シリコン基板６の並ぶ方向に直角にマ
イクロ波を照射することが最適条件であるが、実際に理
想の角度に設定することが困難であることとシリコン基
板６の並び状態や槽の壁からの反射の影響から、直角の
角度よりずれた角度の方が洗浄液にマイクロ波の吸収が
良いことがある。
形例を示す横断面図である。このマイクロ波励起洗浄装
置は、図３に示すように、導波管１２ａの向きを変えら
れるように、導波管１２ａの下部に回転軸１０を設けた
ことである。そして、この回転軸１０を中心にし導波管
１２ａが所定の角度だけ旋回できる構造となっている。
上述したように、シリコン基板６の並ぶ方向に直角にマ
イクロ波を照射することが最適条件であるが、実際に理
想の角度に設定することが困難であることとシリコン基
板６の並び状態や槽の壁からの反射の影響から、直角の
角度よりずれた角度の方が洗浄液にマイクロ波の吸収が
良いことがある。
【００２６】図４は従来技術（ヒータ加熱）と本発明を
用いて洗浄処理を施した後にホール内部に残留する金属
（Ｆｅ）汚染濃度のホールサイズ依存性を示すグラフで
ある。次に、本発明のマイクロ波励起洗浄装置を用い
て、硫酸過酸化水素水混合溶液を用いて半導体基板を洗
浄した実施例について説明する。まず、洗浄液として半
導体洗浄用に市販されている硫酸と過酸化水素水を４：
１の割合で混合した溶液（ＳＰＭ溶液）をもちいた。そ
して、被洗浄基板となるシリコン基板上には、酸化膜か
らなる深さ１μｍで直径が０．１μｍ〜２．０μｍのコ
ンタクトホールを形成し、Ｆｅを含む溶液に浸漬して強
制的に１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 程度に汚染させサンプ
ルを作製した。
用いて洗浄処理を施した後にホール内部に残留する金属
（Ｆｅ）汚染濃度のホールサイズ依存性を示すグラフで
ある。次に、本発明のマイクロ波励起洗浄装置を用い
て、硫酸過酸化水素水混合溶液を用いて半導体基板を洗
浄した実施例について説明する。まず、洗浄液として半
導体洗浄用に市販されている硫酸と過酸化水素水を４：
１の割合で混合した溶液（ＳＰＭ溶液）をもちいた。そ
して、被洗浄基板となるシリコン基板上には、酸化膜か
らなる深さ１μｍで直径が０．１μｍ〜２．０μｍのコ
ンタクトホールを形成し、Ｆｅを含む溶液に浸漬して強
制的に１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 程度に汚染させサンプ
ルを作製した。
【００２７】マイクロ波照射またはヒータ加熱によって
あらかじめ１２０℃程度まで昇温したＳＰＭ溶液に、２
５枚のシリコン基板を浸漬した。浸漬後、マイクロ波を
５分間照射して洗浄処理を施した基板とヒータ加熱にて
５分間処理した基板を取り出し、純水にて５分間リンス
した後、それぞれの基板のホール内部に残留している金
属汚染（鉄：Ｆｅ）の濃度を測定した。処理に用いたマ
イクロ波発振用マグネトロンとヒータは、いずれも１ｋ
Ｗである。Ｆｅ汚染量を測定した結果を図４に示す。マ
イクロ波照射によって励起されたＳＰＭ洗浄液で処理し
た基板の方が、ヒータ加熱処理よりも効果的に除去され
ている。特に、ホールサイズが小さくなるにしたがっ
て、その差は著しくなっている。これは、マイクロ波が
照射された硫酸の方が、粘性が低くなり、濡れ性が向上
したため、微細ホール内部へ効果的に侵入し、Ｆｅ汚染
を溶解除去できたためであると推察される。
あらかじめ１２０℃程度まで昇温したＳＰＭ溶液に、２
５枚のシリコン基板を浸漬した。浸漬後、マイクロ波を
５分間照射して洗浄処理を施した基板とヒータ加熱にて
５分間処理した基板を取り出し、純水にて５分間リンス
した後、それぞれの基板のホール内部に残留している金
属汚染（鉄：Ｆｅ）の濃度を測定した。処理に用いたマ
イクロ波発振用マグネトロンとヒータは、いずれも１ｋ
Ｗである。Ｆｅ汚染量を測定した結果を図４に示す。マ
イクロ波照射によって励起されたＳＰＭ洗浄液で処理し
た基板の方が、ヒータ加熱処理よりも効果的に除去され
ている。特に、ホールサイズが小さくなるにしたがっ
て、その差は著しくなっている。これは、マイクロ波が
照射された硫酸の方が、粘性が低くなり、濡れ性が向上
したため、微細ホール内部へ効果的に侵入し、Ｆｅ汚染
を溶解除去できたためであると推察される。
【００２８】図５は従来技術１（ヒータ加熱）と従来技
術２（公開特許例）と本発明を用いて洗浄処理を施した
後、ホール内部に残留する硫酸イオン濃度依存性を示す
グラフである。上述の実施例で述べたＳＰＭ洗浄後、リ
ンスを施す純水について同様の比較実験を行った結果に
ついて説明する。石英製洗浄槽をリンス用純水で満た
し、マイクロ波照射またはヒータ加熱によってあらかじ
め９０〜１００℃程度まで昇温した純水に、ＳＰＭ処理
を終えた２５枚のシリコン基板を浸漬した。浸漬後、マ
イクロ波を５分間照射して洗浄処理を施した基板とヒー
タ加熱にて５分間処理した基板を取り出し、それぞれの
基板のホール内部に残留している硫酸イオン（Ｓ
Ｏ4 2-）濃度を測定した。
術２（公開特許例）と本発明を用いて洗浄処理を施した
後、ホール内部に残留する硫酸イオン濃度依存性を示す
グラフである。上述の実施例で述べたＳＰＭ洗浄後、リ
ンスを施す純水について同様の比較実験を行った結果に
ついて説明する。石英製洗浄槽をリンス用純水で満た
し、マイクロ波照射またはヒータ加熱によってあらかじ
め９０〜１００℃程度まで昇温した純水に、ＳＰＭ処理
を終えた２５枚のシリコン基板を浸漬した。浸漬後、マ
イクロ波を５分間照射して洗浄処理を施した基板とヒー
タ加熱にて５分間処理した基板を取り出し、それぞれの
基板のホール内部に残留している硫酸イオン（Ｓ
Ｏ4 2-）濃度を測定した。
【００２９】処理に用いたマイクロ波発振用マグネトロ
ンとヒータは、いずれも１ｋＷである。残留硫酸イオン
濃度を測定した結果を図５に示す。その結果、マイクロ
波照射によって励起された純水で処理したシリコン基板
の方が、ヒータ加熱処理や従来技術２（公開特許例）よ
りも効果的に除去されている。特に、ホールサイズが小
さくなるにしたがって、その差は著しくなっている。こ
れは、マイクロ波が照射された純水の方が、濡れ性は高
く、ラジカル等の活性種を有しているため、微細ホール
内部へ侵入し、残留硫酸イオンを効果的に除去できたた
めであると推察される。
ンとヒータは、いずれも１ｋＷである。残留硫酸イオン
濃度を測定した結果を図５に示す。その結果、マイクロ
波照射によって励起された純水で処理したシリコン基板
の方が、ヒータ加熱処理や従来技術２（公開特許例）よ
りも効果的に除去されている。特に、ホールサイズが小
さくなるにしたがって、その差は著しくなっている。こ
れは、マイクロ波が照射された純水の方が、濡れ性は高
く、ラジカル等の活性種を有しているため、微細ホール
内部へ侵入し、残留硫酸イオンを効果的に除去できたた
めであると推察される。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、洗浄槽内
の洗浄液を更新しながら直接マイクロ波を照射し、マイ
クロ波により励起された洗浄液を直接被洗浄物に接触さ
せることによって、励起された洗浄液の活性力は減衰す
ることなく十分洗浄に寄与させ半導体基板上の表面部分
は勿論、従来技術では洗浄除去することが困難であった
微細穴の内部に残留するイオンや金属汚染、粒子汚染有
機物汚染に対しても効果的に除去することができる。し
たがって、微細構造を有する高性能素子を信頼性良く作
製することができるという効果がある。また、従来技術
のように特別にヒータを設けて加熱するのに比べて効果
的にマイクロ波で加熱することができるため、低コスト
化できるという効果がある。
の洗浄液を更新しながら直接マイクロ波を照射し、マイ
クロ波により励起された洗浄液を直接被洗浄物に接触さ
せることによって、励起された洗浄液の活性力は減衰す
ることなく十分洗浄に寄与させ半導体基板上の表面部分
は勿論、従来技術では洗浄除去することが困難であった
微細穴の内部に残留するイオンや金属汚染、粒子汚染有
機物汚染に対しても効果的に除去することができる。し
たがって、微細構造を有する高性能素子を信頼性良く作
製することができるという効果がある。また、従来技術
のように特別にヒータを設けて加熱するのに比べて効果
的にマイクロ波で加熱することができるため、低コスト
化できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施の形態におけるマイクロ波励起
洗浄装置を示す斜視図である。
洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】図１のマイクロ波励起洗浄装置の変形例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】図２のマイクロ波励起洗浄装置の変形例を示す
横断面図である。
横断面図である。
【図４】従来技術１（ヒータ加熱）と本発明を用いて洗
浄処理を施した後にホール内部に残留する金属（Ｆｅ）
汚染濃度のホールサイズ依存性を示すグラフである。
浄処理を施した後にホール内部に残留する金属（Ｆｅ）
汚染濃度のホールサイズ依存性を示すグラフである。
【図５】従来技術１（ヒータ加熱）と従来技術２（公開
特許例）と本発明を用いて洗浄処理を施した後にホール
内部に残留する硫酸イオン濃度依存性を示すグラフであ
る。
特許例）と本発明を用いて洗浄処理を施した後にホール
内部に残留する硫酸イオン濃度依存性を示すグラフであ
る。
１ マグネトロン ２ スタラファン ３ 石英製洗浄槽 ４ 洗浄液 ５ａ 供給管 ５ｂ 排出管 ６ シリコン基板 ７ 基板保持台 ８，８ａ シールドケース ９ 遮断扉 １０ 回転軸 １２，１２ａ 導波管
Claims (5)
- 【請求項１】 被洗浄物である基板が一方向に並べ配置
され、前記被洗浄物が浸漬されている純水または薬液の
洗浄液にマイクロ波を照射し前記基板を洗浄処理するこ
とを特徴とするマイクロ波励起の洗浄方法。 - 【請求項２】 前記マイクロ波の周波数は０．４〜２５
ＧＨｚであることを特徴とする請求項１記載のマイクロ
波励起の洗浄方法。 - 【請求項３】 被洗浄物である基板の複数枚を一方向に
並べて保持する治具と、複数の前記基板を保持する前記
治具を浸漬する洗浄液を蓄える石英製の槽と、前記洗浄
液を前記槽に導入し排出する洗浄液供給手段と、前記被
洗浄物が浸漬されている前記洗浄液にマイクロ波を照射
するマイクロ波発振部とを備えることを特徴とするマイ
クロ波励起洗浄装置。 - 【請求項４】 前記槽と前記マイクロ波発振部との間に
前記マイクロ波を伝播する導波管を備えることを特徴と
する請求項３記載のマイクロ波励起洗浄装置。 - 【請求項５】 前記マイクロ波の放射方向を変える前記
導波管の旋回機構を備えることを特徴とする請求項４記
載のマイクロ波励起洗浄装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296319A JP3055475B2 (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | マイクロ波励起の洗浄方法およびその装置 |
| US08/966,052 US6041799A (en) | 1996-11-08 | 1997-11-07 | Microwave-excitation cleaning and rinsing apparatus |
| TW086116656A TW367557B (en) | 1996-11-08 | 1997-11-07 | Rinsing method and device by microwave excitation |
| KR1019970058900A KR100330676B1 (ko) | 1996-11-08 | 1997-11-08 | 마이크로파여기세정및린싱장치 |
| CNB971201404A CN1176759C (zh) | 1996-11-08 | 1997-11-10 | 微波激发清洁及冲洗装置及清洁及冲洗容槽内物品的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296319A JP3055475B2 (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | マイクロ波励起の洗浄方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10137704A JPH10137704A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3055475B2 true JP3055475B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17832013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8296319A Expired - Fee Related JP3055475B2 (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | マイクロ波励起の洗浄方法およびその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6041799A (ja) |
| JP (1) | JP3055475B2 (ja) |
| KR (1) | KR100330676B1 (ja) |
| CN (1) | CN1176759C (ja) |
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| KR20010027577A (ko) * | 1999-09-14 | 2001-04-06 | 김영환 | 반도체 현상장비의 린스액가열장치 |
| US6689284B1 (en) | 1999-09-29 | 2004-02-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Surface treating method |
| US6261853B1 (en) | 2000-02-07 | 2001-07-17 | Therma-Wave, Inc. | Method and apparatus for preparing semiconductor wafers for measurement |
| US6861619B1 (en) | 2000-02-07 | 2005-03-01 | Therma-Wave, Inc. | Method and apparatus for preparing semiconductor wafers for measurement |
| KR100378624B1 (ko) * | 2000-07-13 | 2003-04-08 | (주)보부하이테크 | 마이크로파를 이용한 초순수 가열장치 |
| KR20030021581A (ko) * | 2001-09-06 | 2003-03-15 | 씨엘디 주식회사 | 세정 장치 및 그를 이용한 세정 방법 |
| US6598314B1 (en) * | 2002-01-04 | 2003-07-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of drying wafers |
| US8257781B1 (en) * | 2002-06-28 | 2012-09-04 | Novellus Systems, Inc. | Electroless plating-liquid system |
| TW595520U (en) * | 2003-06-03 | 2004-06-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Cleaning machine |
| US7238085B2 (en) * | 2003-06-06 | 2007-07-03 | P.C.T. Systems, Inc. | Method and apparatus to process substrates with megasonic energy |
| KR100644072B1 (ko) * | 2003-11-10 | 2006-11-10 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 웨이퍼 세척장치 |
| JP4877897B2 (ja) * | 2004-07-21 | 2012-02-15 | シルトロニック・ジャパン株式会社 | シリコンウェハの不純物の除去方法及び分析方法 |
| JP4915090B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-04-11 | ソニー株式会社 | 薬液処理装置 |
| NO324488B1 (no) * | 2006-03-13 | 2007-10-29 | Rec Scanwafer As | Metode og anordning for a separere wafere fra en stabel med wafere |
| US20080060682A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | High temperature spm treatment for photoresist stripping |
| SG151113A1 (en) * | 2007-09-10 | 2009-04-30 | Turbine Overhaul Services Pte | Microwave assisted post-fpi cleaning method |
| SG165202A1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-10-28 | United Technologies Corp | Method and apparatus for cleaning a component using microwave radiation |
| US9592539B2 (en) * | 2010-01-05 | 2017-03-14 | Stratasys, Inc. | Support cleaning system |
| WO2014071552A1 (zh) * | 2012-11-06 | 2014-05-15 | 中国科学院微电子研究所 | 一种微波激发的超临界干燥装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1063681A (en) * | 1975-04-30 | 1979-10-02 | Shigeru Kusunoki | Microwave heating apparatus with movable waveguide and support |
| US4629849A (en) * | 1984-06-28 | 1986-12-16 | Ngk Insulators Ltd. | Microwave heating device having a rotary reflector means in a heating chamber |
| JP2555034B2 (ja) * | 1986-09-17 | 1996-11-20 | 株式会社日立製作所 | 処理装置 |
| JPH06103678B2 (ja) * | 1987-11-28 | 1994-12-14 | 株式会社東芝 | 半導体基板の加工方法 |
| JPH01316935A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Hitachi Ltd | 洗浄装置 |
| US5049816A (en) * | 1990-05-31 | 1991-09-17 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor substrate minority carrier lifetime measurements |
| US5068030A (en) * | 1990-11-09 | 1991-11-26 | Oxford Science Industrial Co., Ltd. | Water filtering sterilizing and heating apparatus |
| JPH04357836A (ja) * | 1991-06-04 | 1992-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体ウエハー洗浄装置 |
| JP3237871B2 (ja) * | 1991-07-02 | 2001-12-10 | 忠弘 大見 | 純水製造方法及び装置並びに洗浄方法 |
| US5490882A (en) * | 1992-11-30 | 1996-02-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Process for removing loose powder particles from interior passages of a body |
| EP0605882B1 (en) * | 1993-01-08 | 1996-12-11 | Nec Corporation | Method and apparatus for wet treatment of solid surfaces |
| US5427622A (en) * | 1993-02-12 | 1995-06-27 | International Business Machines Corporation | Method for uniform cleaning of wafers using megasonic energy |
| JP3550171B2 (ja) * | 1993-10-14 | 2004-08-04 | 株式会社フジマック | 衝突熱伝達を利用した加熱処理装置 |
-
1996
- 1996-11-08 JP JP8296319A patent/JP3055475B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-07 TW TW086116656A patent/TW367557B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-11-07 US US08/966,052 patent/US6041799A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-08 KR KR1019970058900A patent/KR100330676B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-11-10 CN CNB971201404A patent/CN1176759C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10137704A (ja) | 1998-05-26 |
| CN1183322A (zh) | 1998-06-03 |
| US6041799A (en) | 2000-03-28 |
| KR100330676B1 (ko) | 2002-06-20 |
| TW367557B (en) | 1999-08-21 |
| KR19980042232A (ko) | 1998-08-17 |
| CN1176759C (zh) | 2004-11-24 |
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