JP3296428B2 - Wet処理方法と装置 - Google Patents

Wet処理方法と装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は半導体処理装置製造
過程におけるウェハのエッチング処理後の洗浄工程であ
るWET処理に関し、特にリンス槽の急速排水を伴う洗
浄方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】酸化膜エッチング装置や化学気相成長法
(以下CVD=Chemical Vapor depositと称す) の前
処理装置ではBHF(弗化ホウ素酸)やHF(希フッ
酸)等でエッチングを行っている。エッチング処理後の
リンス工程ではパーティクル付着が比較的少ないオーバ
ーフローのみでのリンスを実施している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のリンス
方式ではリンス効率が悪いため、リンス時間が非常に長
くかかり、処理能力が低く、洗浄用の純水使用量の増大
や排水処理システムへの負担が大きかった。
【0004】本来はリンス効率が高く、短時間でのリン
スが可能な急速排水リンス方式を採用することが望まし
い。しかし、急速排水リンス方式はパーティクル付着の
問題があるため、エッチング処理後の疎水性ウェハのリ
ンスでは採用できなかった。
【0005】本発明の目的は短時間でリンス効果の高い
急速排水リンス方法が適用されたWET処理方法とその
装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のWET処理方法
は、半導体処理装置製造過程におけるウエハのエッチン
グ処理後の洗浄工程であるWET処理方法において、第
1の洗浄液を急速排液し、同時に液面が降下可能な液量
でリンス槽のウエハの平面に対向する内壁の全幅に沿っ
て第2の洗浄液を膜状に急速吐出する内壁洗浄ステップ
と、前記リンス槽の内壁に沿って吐出された洗浄水を
期第2の洗浄液の下降液面の位置でリンス槽内の洗浄液
に混入する以前に回収する内壁洗浄水回収ステップと、
前記内壁洗浄ステップ後、清浄な第2の洗浄液を前記リ
ンス槽に注入する清浄水注入ステップとを有する。
【0007】また、前記内壁洗浄ステップ以下清浄水注
入ステップ迄のプロセスを複数回繰り返す野も本発明に
含まれる。
【0008】また、本発明のWET処理装置は、急速排
水装置を含む半導体処理装置製造過程におけるウェハの
エッチング処理後の洗浄を行うWET処理装置におい
て、ウエハが挿入された第1の洗浄液を急速排出すると
き、液面が降下可能な液量でリンス槽の内壁に沿って第
2の洗浄液を膜状に急速吐出する内壁洗浄手段と、前記
リンス槽のウエハの平面に対向する内壁全幅に沿って吐
出された第2の洗浄液を、一定の高さの洗浄流量分を液
面下降速度にに沿って下降しながら継続的に回収する内
壁洗浄液回収手段と、前記内壁洗浄後、清浄な第2の洗
浄液を前記リンス槽に注入する清浄液注入手段とを有す
る。
【0009】また、底部にドレインを有するリンス槽を
有し、該リンス槽内に間隔をおいて平行に保持し、取り
外し可能に固定された洗浄対象の複数のウエハとを
、急速排液装置を含む半導体処理装置製造過程におけ
るウエハのエッチング処理後の洗浄を行うWET処理装
置において、前記リンス槽を内部に納め、リンス槽
(2)からオーバーフローする洗浄液をうけて排出する
最外槽(1)と、ウエハの平面に対向するリンス槽壁
(13)の内壁全幅に沿って洗浄液を膜状に急速吐出す
る給水ノズル(10)と、リンス槽の液面の降下に対応
して一定時間遅れて降下し、前記給水ノズル(10)か
ら吐出する洗浄液が所定の距離だけ壁面を流下したとき
リンス槽内洗浄液に混入する前に回収し、該回収を
ンス槽の底面に達するまで連続して実行して外部に排出
する構造を有する、回収ブロック(12)と、回収ブロ
ック(12)がリンス槽の底面に接触すると、当該リン
ス槽に新鮮な洗浄液を注水する手段とを有する。
【0010】また、前記回収ブロック(12)が少なく
とも前記給水ノズル(10)と等しい幅を有し、かつノ
ズル面と回収面との間の吐出液量を収納可能な容量の貯
液部と、リンス槽の壁面側の斜面に開口部(20)を有
する破風の天井構造とからなり、給水ノズル(10)の
ノズル面を、回収面と一定の距離を保ってリンス槽の液
面に追従して下降させるシリンダピストン構成の昇降手
段と、前記貯液部の底面近くに固定された開口を有する
排水用の吸引パイプA(5)とを有するのが好ましい実
施態様である。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明のWET処理
方法が適用されたWET処理装置の一実施の形態の正面
図であり、図2はその側面図である。
【0012】図1、2に示すように、本発明のWET処
理装置ではリンス槽2とそれを収容する最外槽1で構成
され、リンス槽2にはウェハ3を保持するウェハ受け台
4が設置される。また、リンス槽2のオーバーフロー面
にはリンス槽2の槽壁13に全幅に亙って純水を吐出
し、液膜状にして、槽壁13を洗浄するための給水ノズ
ル10が設けられている。更に、給水ノズル10から吐
出された純水を槽壁13近接して回収するための純水回
収ブロック12が設けられている。
【0013】純水回収ブロック12はリンス槽2で急速
排水を行う際、液面低下速度に合わせて下降可能な設計
となっている。また、純水回収ブロック12には回収さ
れた純水を吸引するためのテフロン製の吸引パイプA
5、フレキシブル構造の吸引パイプB6が接続され、回
収水より容量の大きなポンプ7を用いて、槽外へ排出さ
れる構造になっている。
【0014】更に、純水回収ブロック12は、純水回収
ブロック端部19と槽壁13が5mm程度のクリアラン
スを保ちながら下降するように設計されている。
【0015】純水回収ブロック12は最外槽1では吸引
パイプA5で保持される。吸引パイプA5はシリンダ8
のシャフト9に保持される構造になっている。
【0016】次に、図3を用いて純水回収ブロック12
の構造について説明する。純水回収ブロック12は、ウ
エハの平面に対向する槽壁13に、幅いっぱいに設けら
れた、箱型で、その天板が破風形をして槽壁13側の斜
面が開口20になっており、液受け口を構成している。
また、純水回収ブロック12の下部側面には吸引パイプ
A5が設けられている。
【0017】次に、図1、2、4A、4B、図6を用い
て図1に示す本発明のWET処理装置の一実施の形態の
動作について説明する。運用例として、リンス処理シー
ケンスを60秒間給水(オーバーフロー)→急速排水→
180秒給水(オーバーフロー)を行う場合を説明す
る。
【0018】ウェハ3がリンス槽2に設置されると給水
パイプ16から純水がウェハへ60秒間給水され、リン
ス槽2よりオーバーフローする(ステップ21)。次
に、給水バルブ17を閉じ、急速排水弁14を全開し、
リンス槽2の底部より急速排水する。
【0019】急排液弁14が全開したとき、リンス槽な
いの液面は低下し、純水は最外槽1に流れ、最外槽1に
設けられた最外槽排液口から排液される。このとき、給
水ノズル10から槽壁13の幅いっぱいの壁面に沿って
純水を液幕状になるように、しかもウエハ3まで跳ねな
いように吐出し、同時にシリンダ8を下降させる。シリ
ンダ8は液面低下速度と同期するように予め調整されて
いるので、純水回収ブロック12は液面のわずか上に配
置し、液面と平行を保ちながら下降する。
【0020】また、給水ノズル10から吐出された液膜
状の純水は、液面のわずか上に配置し、液面と平行を保
ちながら、かつ給水ノズルから一定の距離下方に位置す
る状態を維持して下降する純水回収ブロック12に設け
られた開口部20から純水を回収し、回収ブロック12
で受けた洗浄済みの純水を、底部近くに開口している吸
引パイプA5によってドレインされる。ドレインされた
純水はポンプ7により吸引され、装置外へ排出される。
【0021】この動作は純水回収ブロック12のそこが
リンス槽の底面に到達した時点でシリンダ8の下降動
作、純水の吐出を停止させる。ポンプ7による吸引はリ
ンス槽内の純水が完全にドレインされた時点で終了する
〈ステップ22)
【0022】次に180秒の純水オーバーフローを開始
しする。このとき、純水回収ブロック12はリンス槽2
に純水が満たされるまで、リンス槽2の底部で待機させ
る。満水になった時点で、リンス槽2の液面まで上昇さ
せ、待機させる。180秒の純水オーバーフローが完了
した時点で一連のリンス処理は完了する(ステップ2
3)。
【0023】ウエハの洗浄が満足の場合、ステップ23
により満たした純水を排液してウエハを取り去るが〈ス
テップ25)、不満足の場合に〈ステップ24)、純水
オーバーフロー→急速排液→純水オーバーフロー→急速
排液→純水オーバーフローのように繰り返される〈ステ
ップ24,22,23)。
【0024】リンス槽2には、ウェハ3とともに薬液処
理時のウェハ上の残留した薬液が持ち込まれる。持ち込
まれた薬液には、エッチング残差やパーティクルが含ま
れる。
【0025】ウェハ3がリンス槽2に移載されると、リ
ンス槽2内の純水は汚染する。
【0026】純水オーバーフローにより、リンス槽2内
の液はクリーン化されるが槽壁13近傍ではよどみが発
生するため、よどみの影響により、槽壁13にパーティ
クルやエッチング残差が付着する。この状況で急速排水
を実施するとリンス槽2の水中で波が発生し、発生した
波は槽壁13に衝突し、ウェハ3に向かう反射波が発生
する。
【0027】反射波は槽壁13に付着したパーティクル
やエッチング残差を剥ぎ取り、ウェハ3に向かうため、
ウェハ3にパーティクルやエッチング残差が筋状に付着
し、パーティクルカウンターでゴミとして検出される。
【0028】本発明では、急速排水中に液膜状の純水を
液面より上の槽壁13に流し、その純水で槽壁13を洗
浄して、槽壁13に付着したゴミはその洗浄水と共に純
水回収ブロック12で回収後、ポンプ7で装置外へ排出
される。そのため、パーティクルを含んだ反射波は槽壁
13のパーティクルを含まない。その結果、急速排水時
のパーティクル付着の抑制が可能となる。
【0029】
【実施例】次に、実施例として図5に示す構成を参照し
て説明する。この実施例は、槽壁13の洗浄液を純水の
かわりに機能水を用いたものである。機能水を用いるこ
とで槽壁13の洗浄効率は更に向上し、ウェハ上のパー
ティクル付着抑制が一層高度に行われることが可能とな
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第一の効
果は薬液処理後の急速排水を伴うリンスにおいて、ウエ
ハに対するパーティクル付着を抑制できる点である。
【0031】その理由は薬液槽から持ち込まれ、リンス
槽の壁面に付着したゴミを洗浄し、洗浄水を回収しなが
らの急速排水が可能となったからである。
【0032】急速排水時の波立ちでリンス槽壁からの反
射波が発生するが、反射波純水回収ブロックによって防
止されるとともに、リンス槽壁のパーティクルは壁面を
膜状に流れる純水によって洗われその純水は純粋回収ブ
ロックに回収されるので例え反射波があっても、槽壁の
パーティクルを含まない反射波となるため、パーティク
ル付着は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のWET処理装置の一実施の形態の正面
図である。
【図2】図1に示す実施の形態の側面図である。
【図3】図1に示す純水回収ブロック12の拡大斜視図
である。
【図4】(A)は図1に示す実施の形態の純粋オーバー
フロー状態の正面図であり、(B)はその急速排水中の
液面がウエハにかかったときの状態を示す正面図であ
る。
【図5】純水の代わりに機能水を使用した本発明のWE
T処理装置の実施例の正面図である。
【図6】本発明のWET処理方法の位置実施の形態のフ
ローチャートである。
【符号の説明】
1 最外槽 2 リンス槽 3 ウエハ 4 ウエハ受け台 5 吸引パイプA 6 吸引パイプB 7 ポンプ 8 シリンダ 9 シャフト 10 給水ノズル 10 機能水給水ノズル 11 給水パイプ 12 純水回収ブロック 12 機能水回収ブロック 13 槽壁 14 急速排水弁 15 最外槽排水口 16 給水パイプ 17 ポンプ 18 槽壁給水バルブ 18 槽壁機能酸い給水バルブ 19 純水回収ブロック端部 19 機能水回収ブロック端部 20 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 B08B 3/04 F26B 5/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体処理装置製造過程におけるウエハ
    のエッチング処理後の洗浄工程であるWET処理方法に
    おいて、 第1の洗浄液を急速排液し、同時に液面が降下可能な液
    量でリンス槽のウエハの平面に対向する内壁の全幅に沿
    って第2の洗浄液を膜状に急速吐出する内壁洗浄ステッ
    プと、 前記リンス槽の内壁に沿って吐出された洗浄水を前記
    2の洗浄液の下降液面の位置で、かつ下降する第1の洗
    浄液に混入する以前に回収する内壁洗浄水回収ステップ
    と、 前記内壁洗浄ステップ後、清浄な第2の洗浄液を前記リ
    ンス槽に注入する清浄水注入ステップとを有するWET
    処理方法。
  2. 【請求項2】 前記内壁洗浄ステップ以下洗浄水注入ス
    テップまでのプロセスを複数回繰り返す請求項1記載の
    WET処理方法。
  3. 【請求項3】 急速排液装置を含む半導体処理装置製造
    過程におけるウエハのエッチング処理後の洗浄を行うW
    ET処理装置において、リンス槽内の 第1の洗浄液を急速排液するとき、液面が
    降下可能な液量でリンス槽のウエハの平面に対向する内
    壁全幅に沿って壁面洗浄用の第2の洗浄液を膜状に急速
    吐出する内壁洗浄手段と、 前記リンス槽のウエハの平面に対向する内壁全幅に沿っ
    て吐出された第2の洗浄液の一定の高さの洗浄流量分
    を、液面降下速度に沿って下降しながら、かつ下降する
    リンス槽内の第1の洗浄液に混入する以前に継続的に回
    収する内壁洗浄液回収手段と、 前記内壁洗浄後、清浄な第2の洗浄液を前記リンス槽に
    注入する清浄液注入手段とを有することを特徴とする
    ET処理装置。
  4. 【請求項4】 底部にドレインを有するリンス槽と、該
    リンス槽内に間隔をおいて平行に保持し、取り外し可能
    に固定された洗浄対象の複数のウエハとを有し、リンス
    槽内の洗浄水の急速排液装置を含む半導体処理装置製造
    過程におけるウエハのエッチング処理後の洗浄を行うW
    ET処理装置において、 前記リンス槽を内部に納め、リンス槽(2)からオーバ
    ーフローする洗浄液を受けて排出する最外槽(1)と、 ウエハの平面に対向するリンス槽壁(13)の内壁全幅
    に沿って壁面用洗浄液とする第2の洗浄液を膜状に急速
    吐出する給水ノズル(10)と、リンス槽内の 液面の降下に対応して一定時間遅れて降下
    し、前記給水ノズル(10)から吐出する壁面用洗浄液
    が所定の距離だけ壁面を流下したときにリンス槽内の洗
    浄液に混入する前に回収し、該回収をリンス槽の底面に
    達するまで連続して実行して外部に排出する構造を有す
    る、回収ブロック(12)と、 回収ブロック(12)がリンス槽の底面に接触すると、
    当該リンス槽に新鮮な第2の洗浄液を注水する手段とを
    有することを特徴とするWET処理装置。
  5. 【請求項5】 前記回収ブロック(12)が少なくとも
    前記給水ノズル(10)と等しい幅を有し、かつ、ノズル
    面と回収面との間の壁面用洗浄液の吐出液量を収納可能
    な容量の貯液部と、リンス槽の壁面側の斜面に開口部
    (20)を有する破風の天井構造とからなり、 給水ノズル(10)のノズル面を、回収面と一定の距離
    を保ってリンス槽の液面に追従して下降させるシリンダ
    ピストン構成の昇降手段と、 前記貯液部の底面近くに固定された開口を有する排液用
    の吸引パイプa(5)とを有する請求項4記載のWET
    処理装置。
  6. 【請求項6】 前記第2の洗浄液が純水である請求項3
    乃至5のいずれか一項に記載のWET処理装置。
  7. 【請求項7】 前記第2の洗浄液が洗浄用の機能水であ
    る請求項3乃至5のいずれか一項に記載のWET処理装
    置。
  8. 【請求項8】 底部にドレインを有するリンス槽と、該
    リンス槽内に間隔をおいて平行に保持し、取り外し可能
    に固定された洗浄対象の複数のウエハとを有し、急速排
    液装置を含む半導体処理装置製造過程におけるウエハの
    エッチング処理後の洗浄を行うWET処理装置であっ
    て、 前記リンス槽を内部に納め、リンス槽(2)からオーバ
    ーフローする洗浄液を受けて排出する最外槽(1)と、 ウエハの平面に対向するリンス槽壁(13)の内壁全幅
    に沿って洗浄液を膜状に急速吐出する給水ノズル(1
    0)と、 該給水ノズルと対になりリンス槽の液面の降下に対応し
    て一定時間遅れて降下し、前記給水ノズル(10)から
    吐出する壁面用洗浄液が所定の距離だけ壁面を流下した
    ときにリンス槽内の洗浄液に混入する前に回収し、前記
    壁面用洗浄液の回収を行う回収動作をリンス槽の底面に
    達するまで連続して実行して給水ノズルからの流水を全
    てリンス槽の外部に排出する構造を有する回収ブロック
    (12)と、 回収ブロック(12)がリンス槽の底面に接触すると、
    当該リンス槽に新鮮な洗浄駅を注水する手段とを有する
    WET処理装置。
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