JP3072121B2 - 洗浄槽と洗浄システム及び洗浄方法 - Google Patents
洗浄槽と洗浄システム及び洗浄方法Info
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- JP3072121B2 JP3072121B2 JP2263999A JP26399990A JP3072121B2 JP 3072121 B2 JP3072121 B2 JP 3072121B2 JP 2263999 A JP2263999 A JP 2263999A JP 26399990 A JP26399990 A JP 26399990A JP 3072121 B2 JP3072121 B2 JP 3072121B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、洗浄槽と洗浄システム及び洗浄方法に関す
るもので、特に半導体装置の製造工程に於ける基板の洗
浄に大きな効果を発揮する。
るもので、特に半導体装置の製造工程に於ける基板の洗
浄に大きな効果を発揮する。
従来の技術 半導体装置の製造工程では、半導体基板の洗浄工程と
して、アンモニアと過酸化水素水の混合液からなる洗浄
液による洗浄がしばしば行われる。ここで使用される洗
浄液内部の不純物や微粒子は、半導体装置の製造歩留り
に大きな影響を与えるので、使用する薬品には充分な注
意が払われ、最高の品質の薬品が用いられる。また高い
洗浄効果を得るために、洗浄液を70℃程度まで温度を上
げて使用する場合が多い。さらに液中の微粒子を低減す
るために、循環濾過機構を設置したり、高温で液中のア
ンモニアや過酸化水素といった蒸気圧の高い不安定な成
分の濃度低下による洗浄効果の低下を防止するために、
これらの成分の濃度制御装置を設置する場合もある。
して、アンモニアと過酸化水素水の混合液からなる洗浄
液による洗浄がしばしば行われる。ここで使用される洗
浄液内部の不純物や微粒子は、半導体装置の製造歩留り
に大きな影響を与えるので、使用する薬品には充分な注
意が払われ、最高の品質の薬品が用いられる。また高い
洗浄効果を得るために、洗浄液を70℃程度まで温度を上
げて使用する場合が多い。さらに液中の微粒子を低減す
るために、循環濾過機構を設置したり、高温で液中のア
ンモニアや過酸化水素といった蒸気圧の高い不安定な成
分の濃度低下による洗浄効果の低下を防止するために、
これらの成分の濃度制御装置を設置する場合もある。
発明が解決しようとする課題 しかし、洗浄液を入れる洗浄槽の材質として、天然石
英材を使用する場合、第２図に示すように、天然石英材
中には鉄やアルミニウム等の金属を含有しており、アン
モニアと過酸化水素水の混合液は石英を侵食することか
ら、洗浄液の中に、石英中の不純物元素が混入する。特
に、循環濾過機構や洗浄液中の成分濃度の制御機構を設
置した洗浄システムの場合、洗浄液中には石英から溶出
した不純物元素が累積し、この結果、半導体基板の表面
には不純物元素が付着し、半導体装置の性能劣化や収率
低下の原因となる。
英材を使用する場合、第２図に示すように、天然石英材
中には鉄やアルミニウム等の金属を含有しており、アン
モニアと過酸化水素水の混合液は石英を侵食することか
ら、洗浄液の中に、石英中の不純物元素が混入する。特
に、循環濾過機構や洗浄液中の成分濃度の制御機構を設
置した洗浄システムの場合、洗浄液中には石英から溶出
した不純物元素が累積し、この結果、半導体基板の表面
には不純物元素が付着し、半導体装置の性能劣化や収率
低下の原因となる。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、上記石英より
の不純物混入を防止し、半導体基板表面の清浄度を保
ち、半導体装置の性能及び収率を向上させる洗浄槽と洗
浄システム及び洗浄方法を提供することを目的とする。
の不純物混入を防止し、半導体基板表面の清浄度を保
ち、半導体装置の性能及び収率を向上させる洗浄槽と洗
浄システム及び洗浄方法を提供することを目的とする。
課題を解決すための手段 本発明は、第１に水素・窒素・塩素以外で，重金属及
び遷移金属を含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以
下の合成石英材でなる槽内に、洗浄液を，濃度制御手段
及び液循環手段により，アンモニア及び過酸化水素をそ
れぞれ所定濃度に維持して，充たした洗浄槽であり、第
２に、水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移金属を
含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合成石英
材でなる洗浄槽内に，高純度のアンモニア及び過酸化水
素水混合液を主成分とする洗浄液で充たし，前記洗浄液
を循環させて濾過する循環濾過装置及び前記洗浄液中の
アンモニアと過酸化水素との各濃度を一定に制御する濃
度制御装置を備えた洗浄システムであり、そして、第３
に、水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移金属を含
む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合成石英材
でなる洗浄槽内に、高純度のアンモニア及び過酸化水素
水混合液を主成分とし，濃度制御手段及び液循環手段に
より，前記アンモニア及び前記過酸化水素をそれぞれ所
定濃度に維持した洗浄液で充たし、前記洗浄液に被洗浄
物を浸漬する工程を備えた洗浄方法である。
び遷移金属を含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以
下の合成石英材でなる槽内に、洗浄液を，濃度制御手段
及び液循環手段により，アンモニア及び過酸化水素をそ
れぞれ所定濃度に維持して，充たした洗浄槽であり、第
２に、水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移金属を
含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合成石英
材でなる洗浄槽内に，高純度のアンモニア及び過酸化水
素水混合液を主成分とする洗浄液で充たし，前記洗浄液
を循環させて濾過する循環濾過装置及び前記洗浄液中の
アンモニアと過酸化水素との各濃度を一定に制御する濃
度制御装置を備えた洗浄システムであり、そして、第３
に、水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移金属を含
む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合成石英材
でなる洗浄槽内に、高純度のアンモニア及び過酸化水素
水混合液を主成分とし，濃度制御手段及び液循環手段に
より，前記アンモニア及び前記過酸化水素をそれぞれ所
定濃度に維持した洗浄液で充たし、前記洗浄液に被洗浄
物を浸漬する工程を備えた洗浄方法である。
作用 アンモニアと過酸化水素水混合洗浄液は、石英を溶解
するが、合成石英中の重金属などの不純物元素濃度は極
めて低いので、液中の不純物は洗浄槽材料であるSiおよ
びSiO2系の化合物に限られる。半導体基板としてSiを使
用する場合、洗浄液に基板が溶解することによっても、
液中のSiおよびSiO2系の化合物の濃度は上昇するが、他
の不純物混入量はこれらに比べて７桁以下の低濃度とな
り、従来より２桁以上濃度であるため、洗浄液が不純物
により汚染される心配がない。すなわち、このような洗
浄槽あるいは、このような洗浄槽を用いている洗浄シス
テムにより洗浄することを特徴とする洗浄方法を用い
て、半導体装置を製造すれば、製造過程での不純物汚染
を回避できるので、半導体装置の性能および収率を向上
せしめることが可能である。
するが、合成石英中の重金属などの不純物元素濃度は極
めて低いので、液中の不純物は洗浄槽材料であるSiおよ
びSiO2系の化合物に限られる。半導体基板としてSiを使
用する場合、洗浄液に基板が溶解することによっても、
液中のSiおよびSiO2系の化合物の濃度は上昇するが、他
の不純物混入量はこれらに比べて７桁以下の低濃度とな
り、従来より２桁以上濃度であるため、洗浄液が不純物
により汚染される心配がない。すなわち、このような洗
浄槽あるいは、このような洗浄槽を用いている洗浄シス
テムにより洗浄することを特徴とする洗浄方法を用い
て、半導体装置を製造すれば、製造過程での不純物汚染
を回避できるので、半導体装置の性能および収率を向上
せしめることが可能である。
実施例 本発明の実施例として、アンモニアと過酸化水素水と
の混合洗浄液を収納する洗浄槽と、前記洗浄槽を洗浄シ
ステムに適用した例に関して、第１図および第２図を用
いて説明する。
の混合洗浄液を収納する洗浄槽と、前記洗浄槽を洗浄シ
ステムに適用した例に関して、第１図および第２図を用
いて説明する。
第１図は本実施例の洗浄システムの構成図、第２図は
本実施例に示す洗浄槽に使用した合成石英の不純物濃度
を測定した結果を表わしている。
本実施例に示す洗浄槽に使用した合成石英の不純物濃度
を測定した結果を表わしている。
第１図において、１は洗浄槽、２は循環濾過機構でポ
ンプ2aとフィルタ2bを含み、３は高純度アンモニア水と
過酸化水素水混合液からなる洗浄液、４は洗浄液中のア
ンモニアの過酸化水素成分を一定に保つための濃度制御
装置である。
ンプ2aとフィルタ2bを含み、３は高純度アンモニア水と
過酸化水素水混合液からなる洗浄液、４は洗浄液中のア
ンモニアの過酸化水素成分を一定に保つための濃度制御
装置である。
循環濾過機構２により、洗浄液３中の微粒子は常に低
いレベルに保たれており、濃度制御装置４により、洗浄
液３の濃度も一定に保つことができる。このため、洗浄
液を交換する必要性は、洗浄液３中の不純物濃度上昇を
防止することが主目的となる。洗浄液３中の不純物濃度
上昇の原因は、洗浄する基板に付着して持ち込まれるも
のと、洗浄槽１の溶解によるものとがある。一般に、半
導体製造工程では、半導体素子の性能に最も大きな害を
及ぼす重金属や遷移金属は、厳しく管理されており、半
導体基板がこれらにより汚染される可能性は極めて小さ
い。従って、天然石英の洗浄槽を使用した場合、石英材
料よりの液の汚染が支配的となる。この汚染を低減する
ためには、汚染源である石英槽の材質を改善することが
必要である。第２図に示すように、合成石英の場合、現
状の方法で分析可能な重金属の濃度は元素により0.003
〜0.07ppmであるが、すべて検出限界以下の濃度のもの
を得ることは容易にできる。また水素・窒素・塩素以外
の不純物元素含有量がすべて0.1ppm以下である。洗浄槽
１形成する石英材料として高純度合成石英を用いれば、
天然石英に比べて、不純物含有量は1/100以下と非常に
少なく、洗浄液の汚染防止に大きな効果があることが分
かる。
いレベルに保たれており、濃度制御装置４により、洗浄
液３の濃度も一定に保つことができる。このため、洗浄
液を交換する必要性は、洗浄液３中の不純物濃度上昇を
防止することが主目的となる。洗浄液３中の不純物濃度
上昇の原因は、洗浄する基板に付着して持ち込まれるも
のと、洗浄槽１の溶解によるものとがある。一般に、半
導体製造工程では、半導体素子の性能に最も大きな害を
及ぼす重金属や遷移金属は、厳しく管理されており、半
導体基板がこれらにより汚染される可能性は極めて小さ
い。従って、天然石英の洗浄槽を使用した場合、石英材
料よりの液の汚染が支配的となる。この汚染を低減する
ためには、汚染源である石英槽の材質を改善することが
必要である。第２図に示すように、合成石英の場合、現
状の方法で分析可能な重金属の濃度は元素により0.003
〜0.07ppmであるが、すべて検出限界以下の濃度のもの
を得ることは容易にできる。また水素・窒素・塩素以外
の不純物元素含有量がすべて0.1ppm以下である。洗浄槽
１形成する石英材料として高純度合成石英を用いれば、
天然石英に比べて、不純物含有量は1/100以下と非常に
少なく、洗浄液の汚染防止に大きな効果があることが分
かる。
このように、合成石英を使用した洗浄槽１では、石英
の溶出による洗浄液３中の不純物濃度の上昇がないの
で、従来通り、微粒子除去能力を高めるために、循環濾
過機構２を接続し、加えて洗浄液３中のアンモニアと過
酸化水素濃度を一定に保つ濃度制御装置４を接続して
も、洗浄液３中の不純物濃度が上昇する心配がないの
で、洗浄液３の寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。
さらに、前記の洗浄槽１および、洗浄システム使用して
半導体基板基板の洗浄を行うことによって、元来アンモ
ニア過酸化水素水を用いた洗浄方法の特徴である微粒子
を除去する能力が高いことの他に、基板表面に付着する
不純物も大幅に低減することが可能である。
の溶出による洗浄液３中の不純物濃度の上昇がないの
で、従来通り、微粒子除去能力を高めるために、循環濾
過機構２を接続し、加えて洗浄液３中のアンモニアと過
酸化水素濃度を一定に保つ濃度制御装置４を接続して
も、洗浄液３中の不純物濃度が上昇する心配がないの
で、洗浄液３の寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。
さらに、前記の洗浄槽１および、洗浄システム使用して
半導体基板基板の洗浄を行うことによって、元来アンモ
ニア過酸化水素水を用いた洗浄方法の特徴である微粒子
を除去する能力が高いことの他に、基板表面に付着する
不純物も大幅に低減することが可能である。
半導体装置製造工程への応用例として、例えば、本発
明をCCD固体撮像素子やRAMの製造工程の、ゲート酸化や
容量絶縁膜形成工程に使用した場合、不純物折出が原因
となって生ずる種々の欠陥として、CCDにおいては、転
送ラインやフォトダイオードのリーク電流による画像欠
陥、dRAMにおいては、蓄積容量のリーク電流による保持
時間不良等、に基づく収率低下の防止に絶大な効果を発
揮する。
明をCCD固体撮像素子やRAMの製造工程の、ゲート酸化や
容量絶縁膜形成工程に使用した場合、不純物折出が原因
となって生ずる種々の欠陥として、CCDにおいては、転
送ラインやフォトダイオードのリーク電流による画像欠
陥、dRAMにおいては、蓄積容量のリーク電流による保持
時間不良等、に基づく収率低下の防止に絶大な効果を発
揮する。
本実施例では、洗浄液としてアンモニア水と過酸化水
素水の混合液を使用する場合について述べたが、本例に
おいて、薬液を加熱する為のヒータも石英のパイプの中
に金属ヒータを挿入したものが使用される。この金属ヒ
ータ保護用の石英パイプの材質も合成石英とすれば、本
発明の効果は倍増される。また、本発明は、アンモニア
水と過酸化水素水の混合液の他に、例えば希釈された弗
化水素酸水溶液のような石英を溶解する薬液による処理
槽に応用することにより、前記実施例と同様の効果を得
ることができる。
素水の混合液を使用する場合について述べたが、本例に
おいて、薬液を加熱する為のヒータも石英のパイプの中
に金属ヒータを挿入したものが使用される。この金属ヒ
ータ保護用の石英パイプの材質も合成石英とすれば、本
発明の効果は倍増される。また、本発明は、アンモニア
水と過酸化水素水の混合液の他に、例えば希釈された弗
化水素酸水溶液のような石英を溶解する薬液による処理
槽に応用することにより、前記実施例と同様の効果を得
ることができる。
発明の効果 本発明による洗浄槽を半導体装置の製造工程に適用す
れば、半導体基板表面に付着する不純物元素濃度を大幅
に低減可能で、例えばCCD固体撮像素子の画像欠陥の大
幅な低減等、半導体装置の品質向上、安定化を達成する
ことができる。また、この洗浄槽に循環濾過機構と、洗
浄液中成分濃度制御機構とを設置した洗浄システムを使
用する洗浄方法によれば、液中の微粒子増加の防止及
び、液中成分が一定に保たれ、しかも、不純物元素の濃
度上昇が生じる心配がない。従って、半導体装置の製造
歩留が向上する他に、洗浄液の寿命が長くなり、薬品の
購入量を削減することが可能となるので、薬品コストが
大幅に低減できる。これにまつわり、薬品の在庫管理発
注管理品質管理といった管理業務の大幅な合理化が可能
となる。
れば、半導体基板表面に付着する不純物元素濃度を大幅
に低減可能で、例えばCCD固体撮像素子の画像欠陥の大
幅な低減等、半導体装置の品質向上、安定化を達成する
ことができる。また、この洗浄槽に循環濾過機構と、洗
浄液中成分濃度制御機構とを設置した洗浄システムを使
用する洗浄方法によれば、液中の微粒子増加の防止及
び、液中成分が一定に保たれ、しかも、不純物元素の濃
度上昇が生じる心配がない。従って、半導体装置の製造
歩留が向上する他に、洗浄液の寿命が長くなり、薬品の
購入量を削減することが可能となるので、薬品コストが
大幅に低減できる。これにまつわり、薬品の在庫管理発
注管理品質管理といった管理業務の大幅な合理化が可能
となる。
第１図は本発明の実施例に示した洗浄システムの構成
図、第２図は本実施例に使用した洗浄槽に用いた合成石
英と、従来の天然石英の不純物元素の含有量を示す図で
ある。 １……合成石英材製洗浄槽、２……循環濾過機構、３…
…洗浄液、４……洗浄薬液濃度制御装置。
図、第２図は本実施例に使用した洗浄槽に用いた合成石
英と、従来の天然石英の不純物元素の含有量を示す図で
ある。 １……合成石英材製洗浄槽、２……循環濾過機構、３…
…洗浄液、４……洗浄薬液濃度制御装置。
Claims (3)
- 【請求項１】水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移
金属を含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合
成石英材でなる槽内に、洗浄液を，濃度制御手段及び液
循環手段により，アンモニア及び過酸化水素をそれぞれ
所定濃度に維持して，充たした洗浄槽。 - 【請求項２】水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移
金属を含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合
成石英材でなる洗浄槽内に，高純度のアンモニア及び過
酸化水素水混合液を主成分とする洗浄液で充たし，前記
洗浄液を循環させて濾過する循環濾過装置及び前記洗浄
液中のアンモニアと過酸化水素との各濃度を一定に制御
する濃度制御装置を備えた洗浄システム。 - 【請求項３】水素・窒素・塩素以外で，重金属及び遷移
金属を含む不純物元素の含有量がすべて0.1ppm以下の合
成石英材でなる洗浄槽内に、高純度のアンモニア及び過
酸化水素水混合液を主成分とし，濃度制御手段及び液循
環手段により，前記アンモニア及び前記過酸化水素をそ
れぞれ所定濃度に維持した洗浄液で充たし、前記洗浄液
に被洗浄物を浸漬する工程を備えた洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263999A JP3072121B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 洗浄槽と洗浄システム及び洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263999A JP3072121B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 洗浄槽と洗浄システム及び洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04139823A JPH04139823A (ja) | 1992-05-13 |
| JP3072121B2 true JP3072121B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=17397143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2263999A Expired - Lifetime JP3072121B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 洗浄槽と洗浄システム及び洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3072121B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5339842A (en) * | 1992-12-18 | 1994-08-23 | Specialty Coating Systems, Inc. | Methods and apparatus for cleaning objects |
| US5419351A (en) * | 1993-04-02 | 1995-05-30 | National Semiconductor Corporation | Final rinse/dry system for critical cleaning applications |
| JP3713447B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2005-11-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像処理装置 |
| JP5729351B2 (ja) * | 2012-05-18 | 2015-06-03 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハの洗浄方法 |
-
1990
- 1990-10-01 JP JP2263999A patent/JP3072121B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04139823A (ja) | 1992-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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