JP3080031B2

JP3080031B2 - 洗浄装置

Info

Publication number: JP3080031B2
Application number: JP09075038A
Authority: JP
Inventors: 進也山崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JPH10270409A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板もしく
は液晶基板などの洗浄装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造において、ウェハ表面に付着
している各種汚染物の除去を目的として、酸，アルカリ
などの薬品を用いた湿式洗浄が行われている。その代表
的な物として、ＡＰＭ（アンモニア水−過水混合液）洗
浄，ＨＰＭ（塩酸−過水混合液）洗浄，ＳＰＭ（硫酸−
過水混合液）洗浄がある。ＡＰＭは粒子汚染の除去、Ｈ
ＰＭは金属汚染の除去、ＳＰＭは有機膜の剥離及び金属
汚染の除去を目的として使用されている。これらの湿式
洗浄後のウェハ表面には、薬品の成分や洗浄層から引き
上げ時に再付着した各種汚染物が残留しているため、純
水にてリンスを行う必要がある。

【０００３】従来例１として一般的に用いられている洗
浄方法を図４に示す。水洗槽１内にはキャリア保持板２
が設けられており、その保持板２には複数の通水口３が
設けられている。保持板２上にはウェハ４の入ったキャ
リア５が設置され、水洗槽１底部の給水口６から純水が
水洗槽１内に供給されるようになっている。水洗槽１内
の純水の流れは矢印に示されるように、給水口６からキ
ャリア保持板２の通水口３を経てウェハ４のリンスを行
った後、水洗槽１の上部からオーバーフローされる。

【０００４】従来例２として特開昭６０−７２２３４号
公報に開示された洗浄方法を図５に示す。従来例２は、
従来例１と基本的に構造が同じであるが、水洗槽１の上
部に着脱自在な純水の給水管７が設けてあり、この給水
管７には、複数個の水中噴出ノズル８がウェハと同一間
隔で取り付けられている。水中噴出ノズル８には、給水
管７を水洗槽１の上部に装着した状態で対向するウェハ
４の表面に純水を噴出させるための複数個の純水噴射口
９がそれぞれ設置されている。この方法による純水の流
れは矢印に示されるように、給水口６からキャリア保持
板２の通水口３を経てウェハ４のリンスを行った後、水
洗槽１の上部からオーバーフローされると同時に、給水
管７の水中噴出ノズル８からの噴射水によってウェハ４
表面のリンスを行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、湿式
洗浄後のウェハ表面には、薬品の成分や洗浄層から引き
上げ時に再付着した各種汚染物が残留しているため、純
水にてリンスを行う必要がある。リンス後もウェハ表面
に汚染物が残留することにより、半導体などのデバイス
の電気的特性，信頼性を低下させる。

【０００６】従来例１では、純水がウェハ間の両側から
流れ込もうとするため、純水の流れがぶつかり合い、抵
抗が発生する。その抵抗によってウェハ間に流れ込む純
水の流量が抑制されるため、純水の多くは、キャリアの
外側に流れてしまう。ウェハ間に流れ込む純水の流量が
抑制されることによって、リンス効果が減少する。所望
のリンス効果を得るためには、水洗槽に供給する純水流
量と時間とが大量に必要となる。

【０００７】従来例２では、現状のウェハ間隔で行うこ
とは困難である。ウェハ間隔は５ｍｍ程度あるため、そ
の間に挿入する水中噴出ノズルの直径は３ｍｍ程度にす
る必要がある。３ｍｍの水中噴出ノズルに開口する水中
噴射口の直径は１ｍｍ程度になってしまう。直径１ｍｍ
程度の噴射口から噴出された純水では、直径が２００ｍ
ｍ以上のウェハ表面全体を効果的にリンスすることは不
可能である。ウェハ表面全体の効果的なリンスを行うの
に必要な純水流量を得るためには、噴射口の直径を大き
くする必要がある。しかし、それによってノズルの直径
も大きくなるため、ウェハ間に水中噴射ノズルを挿入す
る際、ウェハの間隔を拡げる必要が発生する。ウェハの
間隔を拡げることによって水洗槽が大型化する、あるい
は１回に処理可能なウェハ枚数が制限される。水洗槽を
大型化することによって純水使用量が増大し、ウェハ枚
数の制限は、スループットを低下させる。また、噴射口
から純水を勢いよく噴射すると、噴射口からの発塵が懸
念される。

【０００８】本発明の目的は、被処理基板の効果的な洗
浄又はリンスを行う洗浄装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る洗浄装置は、高さ調整具とキャリア保
持具とを有し、処理液を用いて槽内に縦置き姿勢に配置
した被処理基板を洗浄又はリンスする洗浄装置であっ
て、前記被処理基板は、前記高さ調整具によって各々の
高さを鉛直方向に階段状に異ならせて支持され、前記槽
は、その底部と側面とに給水口を有し、前記底部給水口
は、前後に隣接する前記被処理基板間の隙間に対応して
上向きに設置され、前記側面給水口は、前記槽内の一側
面に設けられており、前記キャリア保持具は、前記被処
理基板を縦置き姿勢に保持し、これを前記槽内に支持す
るものであり、前記高さ調整具は、前記キャリア保持具
内に列状に支持され、前記側面給水口からもっとも離れ
た位置で高さがもっとも低く、前記側面給水口側に向か
うに従って高さが階段状に異なる構造のものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【作用】ウェハは階段状に１枚ずつ異なった高さで保持
されているため、水洗槽の底部と側面から同時に純水を
供給することによって、純水がウェハに対して斜め方向
に供給され、純水がウェハ間へ容易に流入する。純水は
ウェハ表面のリンスを行った後、水洗槽の上部からオー
バーフローされる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態を
示す断面図、（ｂ）は、（ａ）とは直交する方向に切断
した断面図である。

【００１６】図において、本発明の実施形態に係る洗浄
装置は、少なくとも、リンスを行うための水洗槽１と、
キャリア５を保持するキャリア保持具８と、ウェハ４の
高さを異ならせる高さ調整具９，９…と、水洗槽底部か
ら直上方向に純水を供給する底部給水口１０と、水洗槽
側面の下部から水平方向に純水を供給する側面給水口１
１とを有している。

【００１７】キャリア５は、複数の被処理基板（以下、
ウェハという）４を縦置き姿勢で並列に保持するもので
あり、上面が開放され、かつ下面が縮径されて底部が開
放され、その縮径部でウェハ４の下部を支え、キャリア
５の底部からウェハ４が抜け出るのを阻止するようにな
っている。またキャリア５は、底部開口縁から下方に延
びた脚部５ａがキャリア保持具８の溝部８ａに嵌合して
水洗槽１内にセットされるようになっている。また底部
給水口１０は、列状の高さ調整具９を挾んで両側に配列
され、前後に隣接するウェハ４間の隙間に対応して上向
きに配置されている。

【００１８】また、水洗槽１は、ウェハ４の入ったキャ
リア５が収納可能な大きさとし、キャリア保持具８はウ
ェハ４の入ったキャリア５を保持可能な形状，大きさ，
強度を有するものとし、高さ調整具９はウェハ４を保持
可能な形状，大きさ，強度を有するものとなっている。
キャリア保持具２および高さ調整具９の材質は石英また
はフッ素樹脂が好ましい。

【００１９】さらに、高さ調整具９は、キャリア保持具
８内に列状に配置され、側面給水口１１からもっとも離
れた位置の高さ調整具９の高さがもっとも低く、側面給
水口１１側に向かうに従って高さ調整具９の高さが徐々
に高くなっており、高さ調整具９，９…は、キャリア５
内のウェハ４の下面をそれぞれ支え、上方に押し上げて
異なる高さ位置に配置するようになっている。

【００２０】実施形態において、キャリア保持具８上に
ウェハ４の入ったキャリア５を置くと、高さ調整具９に
よってキャリア５内のウェハ４が垂直方向へ階段状に１
枚ずつ異なった高さで保持される。

【００２１】このとき、底部給水口１０および側面給水
口１１からは、純水が供給されている。水洗槽１内の純
水の流れは矢印に示すように、水洗槽１の底部と側面か
ら同時に純水を供給することによって、純水がウェハ４
に対して斜め方向に供給される。

【００２２】ウェハ４が１枚ずつ異なった高さに階段状
に保持されているため、純水がウェハ間へ容易に流入
し、ウェハ表面のリンスを行った後、水洗槽１の上部か
らオーバーフローされる。

【００２３】従来例１と本実施形態を用いてＳＰＭ洗浄
後のウェハを同じ純水供給量でリンスを行った場合の、
ウェハ表面に残留する硫酸成分量の水洗時間依存性を比
較した結果を図２に示す。例えば、リンス後のウェハ表
面の硫酸濃度を１×１０¹⁴ｉｏｎｓ／ｃｍ²以下にした
い場合、従来法では１０分間のリンスが必要であるが、
本発明によるリンス方法を用いれば、５分間のリンスで
達成できることが分かる。

【００２４】また、従来例１と本実施形態を用いてＳＰ
Ｍ洗浄後のウェハ表面のリンスを１０分間行った場合
の、ウェハ表面に残留する硫酸成分量の純水供給量依存
性を比較した結果を図３に示す。例えば、リンス後のウ
ェハ表面の硫酸濃度を１×１０¹⁴ｉｏｎｓ／ｃｍ²以下
にしたい場合、従来法では１５００Ｌ／Ｈ必要である
が、本発明によるリンス方法を用いれば、約半分の８０
０Ｌ／Ｈで達成できることが分かる。

【００２５】なお、図示していないが、水洗槽１の上部
からオーバーフローされた純水は、底部給水口１０また
は側面給水口１１へ循環して使用することもできる。

【００２６】図示した実施形態では、半導体ウェハ洗浄
後の水洗について述べたが、洗浄時にも同じ構成をとる
ことができる。また、液晶基板などその他の洗浄および
水洗にも使用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の水洗方法と比較して短い時間または少ない純水使用
量で同じ水洗効果を得ることができ、したがって、スル
ープットの向上，低コスト化，省エネ化，省資源化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施形態を示す断面図、
（ｂ）は、（ａ）とは直交する方向に切断した断面図で
ある。

【図２】従来例１と本発明の実施形態を用いてＳＰＭ洗
浄後のウェハを同じ純水供給量で水洗を行った場合の、
ウェハ表面に残留する硫酸成分量の水洗時間依存性を比
較する図である。

【図３】従来例１と本発明の実施形態を用いてＳＰＭ洗
浄後のウェハ表面の水洗を１０分間行った場合の、ウェ
ハ表面に残留する硫酸成分量の純水供給量依存性を比較
する図である。

【図４】（ａ）は、従来例１を示す断面図、（ｂ）は、
（ａ）とは直交する方向に切断した断面図である。

【図５】（ａ）は、従来例２を示す断面図、（ｂ）は、
（ａ）とは直交する方向に切断した断面図である。

【符号の説明】

１水洗槽４ウェハ（被処理基板）５キャリア８キャリア保持具９高さ調整具１０底部給水口１１側面給水口

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高さ調整具とキャリア保持具とを有し、
処理液を用いて槽内に縦置き姿勢に配置した被処理基板
を洗浄又はリンスする洗浄装置であって、前記被処理基板は、前記高さ調整具によって各々の高さ
を鉛直方向に階段状に異ならせて支持され、前記槽は、その底部と側面とに給水口を有し、前記底部給水口は、前後に隣接する前記被処理基板間の
隙間に対応して上向きに設置され、前記側面給水口は、前記槽内の一側面に設けられてお
り、前記キャリア保持具は、前記被処理基板を縦置き姿勢に
保持し、これを前記槽内に支持するものであり、前記高さ調整具は、前記キャリア保持具内に列状に支持
され、前記側面給水口からもっとも離れた位置で高さが
もっとも低く、前記側面給水口側に向かうに従って高さ
が階段状に異なる構造のものであることを特徴とする洗
浄装置。