JP3261683B2 - 半導体の洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

半導体の洗浄方法及び洗浄装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハの
ような被処理体に付着している付着物を完全に除去可能
な洗浄方法及び洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被処理体（ウエハ）を最終処理工
程で洗浄する場合、純水を流しかけたり、純水に所定の
薬品を含ませたトリクレン（商品名）系液の噴霧を被処
理体に吹き付ける等の手段を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被処理
体に付着したオイル成分を完全に除去することは難し
く、単分子層のオイルまでは除去することができないの
が現状である。
【０００４】なお、かかるオイル成分の除去を図る場
合、フロン液を用いることが考えられるが、フロン液は
優れた洗浄力を有する一方、周知のように地球環境公
害、すなわちオゾン層破壊の要因物であり、規制が厳し
くなりつつある今日では積極的な使用は好ましくない。
【０００５】本発明は上記課題を解決すべく、フロン液
を用いることなく、付着物の完全除去を可能とした洗浄
方法及び洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の要旨は、１〜５ｐｐｍのオゾンを含
有する純水を半導体に吹き付けることを特徴とする半導
体の洗浄方法に存在する。
【０００７】また、本発明の第２の要旨は、ノズルと、
純水供給源から純水を該ノズルに導くための配管と、純
水を圧送するためのポンプと、該純水にオゾンを供給す
るための手段とを有し、該オゾンを供給するための手段
は、該ポンプの下流に設けられていることを特徴とする
半導体の洗浄装置に存在する。
【０００８】
【作用】本発明によれば、被処理体にはオゾンを含有す
る純水が吹き付けられるため、オゾンの強力な酸化作用
により被処理体に付着したオイル等の異物成分を完全に
除去することができる。
【０００９】従って、簡易かつ安価に得られるフロン代
替物たるオゾン水を用いることにより生ずる公害問題を
回避しつつ例えば、半導体製造等において重要な最終処
理としての洗浄を高清浄状態で行うことができる。
【００１０】
【実施態様例】以下に本発明の実施態様例を述べる。
【００１１】ここで、オゾンの含有量は１ｐｐｍ以上と
する。１ｐｐｍ未満だと、十分には洗浄し得ない場合が
ある。
【００１２】なお、１ｐｐｍ以上の範囲内でも１〜５ｐ
ｐｍとする。５ｐｐｍを越えると、純水にパーティクル
が混入し、被処理体表面を荒らしてしまう。特に、被処
理体が半導体ウエハの重大な影響をもたらす。なお、こ
のパーティクルを分析したところ、パーティクルは金属
腐食物からなることを解明した。従って、パーティクル
は、オゾンが配管内面を腐食することにより混入するも
のと考えられる。なお、オゾンを５ｐｐｍ以上含有させ
たい場合には、配管の内面に、電解複合研磨等による鏡
面仕上げを施した後、高温（４００℃〜５００℃）下で
高純度（不純物濃度数ｐｐｂ以下）の酸化性ガスを供給
して酸化膜パシベーションを形成すればよい。また、ノ
ズルの直近にオゾンを供給するための手段を設けてもよ
い。
【００１３】本発明における純水としては常温における
比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上のものを使用することが
好ましい。特に半導体ウエハの洗浄の場合には、ＴＯ
Ｃ：１ｐｐｂ以下、揮発分残さ：１ｐｐｂ以下、パーテ
ィクル（０．０７μｍ以上）：１ケ／ｍｌの純水（超純
水）を用いることがより好ましい。
【００１４】なお、被処理体には加熱した純水を吹き付
けることが好ましい。加熱した純水を吹き付けることに
より、洗浄をより速やかに行うことができる。なお、加
熱温度としては、６０℃以上が好ましい。
【００１５】また、加熱した純水を吹き付ける工程と、
常温の純水を吹き付ける工程とを組み合わせて行うこと
が、迅速な洗浄とより高い洗浄力とを達成することがで
きる。このように、両工程を組み合わせると何故に迅速
な洗浄と高い洗浄力を達成することができるかは明かで
はないが、温度によってオゾンの溶解度が変化すること
が影響しているのではないかと推測される。
【００１６】なお、純水を吹き付ける際における圧力と
しては、３０ｋｇ／ｃｍ2が好ましい。
【００１７】次に、本発明に係る洗浄装置を図１に基づ
き説明する。
【００１８】図１に示す洗浄装置は、ノズル９と、純水
供給源である貯水槽４から純水を該ノズル９に導くため
の配管１と、純水を圧送するためのポンプ２と、該純水
にオゾンを供給するための手段１０とを有している。
【００１９】以下により詳細に説明する。
【００２０】ノズル９は、配管１の一端の径を狭め、配
管１と一体に形成してもよい。配管１の他端は、ポンプ
２の吐出口に接続し、ポンプ２の吸入口は貯水槽４に接
続すればよい。
【００２１】なお、適宜の位置に純水を加熱するための
手段を設けることが好ましい。純水を加熱するための手
段としては例えば、ヒーター７，８を用いればよく、ヒ
ーター７，８を配管の外周に配置すればよい。
【００２２】なお、加熱するための手段の他に冷却手段
を併せて設けてもよい。純水を冷却する手段を設けてお
けば、配管内の純水の温度を短時間でコントロールする
ことが可能となる。
【００２３】図１に示す例では、純水にオゾンを供給す
るための手段は、純水供給源４にパイプ１０を差し込む
ことにより構成されているが、図２に示すように、配管
１の途中に例えば、エゼクタ１０ａ，１０ｂ（詳細は図
３に示す）を接続して配管中においてオゾンを供給する
ように構成してもよい。被処理体に吹き付けられる純水
中のオゾン濃度を正確にコントロールする上からは、配
管中においてオゾンを供給するようにした方が好まし
く、また、供給位置はできるだけ下流（ノズル９に近い
位置）に設けることがより好ましい。すなわち、図２に
示す例では、１０ｂの位置よりは１０ａの位置に設ける
ことがより好ましい。もちろん両方の位置に設けてもよ
い。
【００２４】なお、配管中においてオゾンを供給するよ
うにするためには、図２、図３に示すようなエゼクタを
接続するほか、ばっき法、膜透過法をも用いることがで
きる。
【００２５】
【実施例】（実施例１）図１に示す装置を用いて被処理
体６の洗浄を行った。なお、被処理体としてオイルが付
着した半導体ウエハを用い、この半導体ウエハをノズル
９の出口に対向して配置した。
【００２６】貯水槽４中の純水（本例では比抵抗１８Ｍ
Ω・ｃｍの純水）中にオゾンを３ｐｐｍになるように導
入し、貯水槽４からポンプ２により純水を配管１内を圧
送し、ノズル９の先端からオゾンを含む純水を噴霧化し
て半導体ウエハに吹き付けた。その際ヒーター７，８に
より純水を７０℃に加熱した。また、吹き付ける圧力は
４０ｋｇ／ｃｍ2とした。ノズル９から吹き出る純水中
におけるオゾン濃度を測定したところオゾン濃度は１．
５ｐｐｍであった。
【００２７】洗浄後における半導体ウエハの残存物を調
べたところ単分子層のオイルも検出されなかった。
【００２８】（実施例２）本例では、配管１の内面に不
動態酸化膜を形成したものを用いた。不動態膜は、次の
ようにして形成した。すなわち、配管の内面を電解研磨
により鏡面仕上げした後、４５０℃において４ｐｐｂ以
下の不純物濃度の酸化性ガス雰囲気（Ａｒと酸素の混合
ガス）下で加熱することにより形成した。
【００２９】本例では、貯水槽４にオゾン濃度が６ｐｐ
ｍとなるように供給した。
【００３０】ノズル９から吹き出る純水中におけるオゾ
ン濃度は３ｐｐｍであり、洗浄力は、実施例１の場合よ
りも優れており、また、半導体ウエハ表面に荒れは認め
られなかった。
【００３１】（実施例３）本例では、ヒーター７，８の
オン・オフを繰り返し、加熱された純水と、常温の純水
とを交互に被処理体６に吹き付けた。他の点は実施例１
と同様とした。
【００３２】本例では、実施例１の場合よりも短時間に
洗浄を行うことができ、また、洗浄効果は、実施例１の
場合よりも高かった。
【００３３】（実施例４）本例では、図２において、ノ
ズル９の近傍にエゼクタ１０ａを設けた装置を用いて洗
浄を行った。
【００３４】配管１中における純水のオゾン濃度が２ｐ
ｐｍとなるように配管１中の純水にオゾンを供給した。
【００３５】ノズル９出口における純水のオゾン濃度
は、１．５ｐｐｍであった。
【００３６】本例でも高い洗浄力を示した。
【００３７】
【発明の効果】以上ように、本発明によれば、単分子層
のオイルすら残存させることなく被処理体に付着したオ
イル等の異物成分を完全に除去することができる。
【００３８】したがって、簡易かつ安価に得られるフロ
ン代替物たるオゾン水を用いることにより生ずる公害問
題を回避しつつ例えば、半導体製造等において重要な最
終処理としての洗浄を高清浄状態で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の洗浄装置の一実施例を示す概略断面
図。
【図２】 本発明の洗浄装置の他の実施例を示す概略断
面図。
【図３】 オゾンを供給するための手段の一例概念図。
【符号の説明】
１ 配管、 ２ ポンプ（圧送ポンプ）、 ４ 純水供給源（貯水槽）、 ６ 被処理体、 ７ 純水を加熱するための手段（加熱ヒータ）、 ８ 純水を加熱するための手段（加熱ヒータ）、 ９ ノズル、 １０ オゾンを供給するための手段、 １０ａ エゼクタ、 １０ｂ エゼクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−97022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−8630（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−41729（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−107824（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−132126（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １〜５ｐｐｍのオゾンを含有する純水を
    半導体に吹き付けることを特徴とする半導体の洗浄方
    法。
  2. 【請求項２】 純水を加熱して被処理体に吹き付けるこ
    とを特徴とする請求項１記載の半導体の洗浄方法。
  3. 【請求項３】 純水を加熱して半導体に吹き付ける工程
    と、純水を常温で半導体に吹き付ける工程とを組み合わ
    せることを特徴とする請求項１記載の半導体の洗浄方
    法。
  4. 【請求項４】 純水を半導体に吹き付ける直前にオゾン
    を純水に供給することを特徴とする請求項１ないし３の
    いずれか１項に記載の半導体の洗浄方法。
  5. 【請求項５】 ノズルと、純水供給源から純水を該ノズ
    ルに導くための配管と、純水を圧送するためのポンプ
    と、該純水にオゾンを供給するための手段とを有し、該
    オゾンを供給するための手段は、該ポンプの下流に設け
    られていることを特徴とする半導体の洗浄装置。
  6. 【請求項６】 前記オゾンを供給するための手段は、ノ
    ズル直近に設けられていることを特徴とする請求項５記
    載の半導体の洗浄装置。
  7. 【請求項７】 純水を加熱するための手段を設けたこと
    を特徴とする請求項５又は６記載の半導体の洗浄装置。
  8. 【請求項８】 前記純水にオゾンを供給するための手段
    は、純水の供給源においてもオゾンを供給するように構
    成されていることを特徴とする請求項５ないし７のいず
    れか１項記載の半導体の洗浄装置。
  9. 【請求項９】 前記純水にオゾンを供給するための手段
    は、前記配管中においてオゾンを供給するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項６記載の半導体の洗浄
    装置。
  10. 【請求項１０】 配管は、その内面に、鏡面仕上げ面に
    酸化不動態膜を有している配管であることを特徴とする
    請求項５ないし９のいずれか１項に記載の半導体の洗浄
    装置。
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