JP3362539B2 - ウェーハの洗浄方法、リンス処理方法及び半導体の製造方法 - Google Patents

ウェーハの洗浄方法、リンス処理方法及び半導体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はウェーハの洗浄方法、リ
ンス処理方法及び半導体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】以下に、図4を参照して半導体ウェーハ
(シリコンウェーハ)の洗浄方法(ディップ式洗浄方
法)の従来例について説明する。1は洗浄槽を示し、こ
の洗浄槽1内に洗浄液(薬品)2を入れる。複数枚の半
導体ウェーハ3を、隣接するウェーハ3の鏡面(表面)
aとその反対側の面(裏面)bとが互いに対向する如
く、互いに所定の一定間隔を以て互いに平行になるよう
にウェーハキャリア4に取付ける。このウエーハキャリ
ア4に取付けられた複数枚のウェーハ3を、洗浄液2の
中に所定時間浸漬して、特にその鏡面aの洗浄を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のウエーハ
の洗浄方法では、次のような欠点がある。ウェーハ3の
裏面bは、各半導体製造装置内におけるウェーハ3の搬
送、加工処理時のウェーハ3の搬送用ベルトへの取付
け、真空チャッキング、静電チャッキング等の際、金
属、セラミックス、有機材料等からなる物体に頻繁に直
接に接触するために、鏡面aに比べて103 〜106
度の汚染レベルを有する。
【0004】このため、ウェーハ3の裏面bの汚染物質
Dが洗浄液2中に浮遊し、隣接するウエーハ3の鏡面a
に付着して、その鏡面aが汚染されることになる。又、
同じ洗浄液を用いてウェーハ3の洗浄処理を重ねて行う
と、汚染物質が洗浄液中に蓄積されるため、その汚染物
質によってウェーハ3の鏡面aが汚染される。その結
果、ウェーハ3の鏡面aの洗浄度は低下してしまい、最
終的には半導体素子の信頼性や歩留り等の低下を招来す
る。
【0005】図5はスプレー式のウェーハの洗浄方法を
示すが、この場合においても、ウェーハ3の裏面の汚染
が問題となる。図5において、ウェーハ3はホルダー9
に保持され、モータ等によって駆動される回転軸10の
回転によって回転せしめられる。このホルダー9に保持
されて回転せしめられるウェーハ3に、上側及び下側の
ノズル11A、11B、又は、上側若しくは下側のノズ
ル11A、11Bから排出される洗浄液2が吹き付けら
れて、ウェーハ3の鏡面(表面)の洗浄が行われる。こ
の場合にはおいて、ウェーハ3の裏面の汚染物質が洗浄
液2を介して鏡面に付着して、これを汚染することにな
る。
【0006】かかる点に鑑み、本発明は、ウェーハの洗
浄すべき面が、その反対側の面からの汚染物質で汚染さ
れるおそれのないウェーハの洗浄方法及び半導体の製造
方法を提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によるウェーハの
洗浄方法は、ウェーハの洗浄すべき面の反対側の面上に
液体の凍結層を形成した後、その液体の凍結層の形成さ
れたウェーハの洗浄すべき面を洗浄液を用いて洗浄す
る。
【0008】この場合、洗浄液で洗浄されたウェーハ
は、更に、リンス液でリンス処理される。凍結層の液体
は、リンス液の他に、洗浄液の希釈液が可能である。
【0009】本発明によるウェーハのリンス方法は、ウ
ェーハのリンス処理すべき面の反対側の面上に液体の凍
結層を形成した後、その液体の凍結層の形成されたウェ
ーハのリンス処理すべき面をリンス液を用いてリンス処
理する。本発明による半導体の製造方法は、ウェーハの
洗浄すべき面の反対側の面上に液体の凍結層を形成した
後、その液体の凍結層の形成されたウェーハの洗浄すべ
き面を洗浄液を用いて洗浄することを含むものである。
【0010】
【作用】本発明によるウェーハの洗浄方法によれば、ウ
ェーハの洗浄すべき面の反対側の面上は、液体の凍結層
で被覆されているので、ウェーハの洗浄すべき面が、そ
の半体側の面に付着している汚染物質によって汚染され
るおそれはない。
【0011】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の実施例を
詳細に説明する。図3において、3は半導体ウェーハ
(シリコンウェーハ)を示し、aはその鏡面(表面)、
bは裏面である。図3(A)に示す如く、ウェーハ3の
裏面bが上側になるように配して、ノズル8からリンス
液(例えば、純水)を排出して、ウェーハ3の裏面b上
に垂らし、図3(B)に示す如く、ウェーハ3の裏面b
の全面をリンス液5で覆う。しかる後、リンス液5で覆
われたウェーハ3を、冷蔵装置内で、又は、冷却板をウ
ェーハ3上のリンス液5に近接又は接触させて、図3
(C)に示す如く、ウェーハ3の裏面b上に、リンス液
の凍結層5fを被着形成する。
【0012】リンス液としては、例えば、IPA(イソ
プロピルアルコール)、アセトン等の有機溶剤が可能で
ある。
【0013】しかる後、図1に示す如く、複数枚の半導
体ウェーハ3を、隣接するウェーハ3の鏡面(表面)a
と、その反対側の面(裏面)b、即ち、リンス液の凍結
層5fとが互いに対向する如く、互いに所定の一定間隔
を以て互いに平行になるようにウェーハキャリア4に取
付ける。このウエーハキャリア4に取付けられた複数枚
のウェーハ3を、洗浄液(薬品)(希釈成分としての純
水を含む)2の中に浸漬して、特に、ウェーハ3の鏡面
aの洗浄を行う。尚、図1では、上述の図4と対応する
部分に、同一符号を付してある。
【0014】ウェーハ3の裏面bはリンス液の凍結層5
fで被覆されているので、ウェーハ3の裏面bが汚染さ
れていても、その汚染物質が洗浄液2を介して、隣接す
るウェーハ3の鏡面a上に付着してこれを汚染するおそ
れはない。
【0015】ウェーハ3上のリンス液の凍結層5fの表
面は、例えば、常温の、あるいは常温より多少高い温度
の洗浄液2によって温められて、洗浄液2中で溶解する
が、洗浄が終了するまでは、ウェーハ3の裏面bが露呈
しないように、洗浄液2の温度、洗浄時間、ウエーハ3
上のリンス液の凍結層5fの厚さ等を設定するものとす
る。
【0016】上述の洗浄液2としては、例えば、SC−
1:NH4 OH−H2 2 −H2 O、SC−2:Hcl
−H2 2 −H2 O、HF−H2 O、NH4 −HF−H
2 O、H2 SO4 −H2 2 −H2 O、有機レジスト剥
離液等である。
【0017】洗浄液2によって洗浄された複数枚のウェ
ーハ(その各裏面bは全てリンス液の凍結層5fで被覆
されている)3は、ウェーハキャリア4に取付けられた
状態で、リンス槽6に入れられたリンス液(純水)7の
中に浸漬してリンス処理が行われる。そして、全てのウ
ェーハ3上に残存しているリンス液の凍結層5fの全て
が、例えば、常温の、あるいは常温より多少高い温度の
リンス液液2によって温められて、リンス2中に溶解す
るまでリンス処理を行う。尚、リンス液7内でウェーハ
3の裏面bが露出しても、その裏面b上の汚染物質が隣
接するウェーハ3の鏡面(表面)aに転移することはな
い。
【0018】リンス処理が完了した複数枚のウェーハ3
は、ウェーハキャリア4に取付けられた状態で、IPA
乾燥装置等の乾燥装置(図示せず)に入れられて乾燥せ
しめられる。
【0019】尚、リンス処理によって、ウェーハ3の裏
面bのリンス液の凍結層5fが完全にリンス液5中に溶
解しないうちに、そのウェーハ3を乾燥装置に入れて乾
燥することもでき、その場合の乾燥装置としてはIPA
蒸発乾燥装置が好適である。ここで、IPAはイソプロ
ピルアルコール(isopropyl alcohol)を意味する。ウェ
ーハ3の裏面b上に、リンス液の凍結層5f又はリンス
液5が残存していたとしても、これらはIPAに溶解し
て完全に除去される。
【0020】次に、このウェーハ3のIPA乾燥の仕方
を説明する。IPAを沸点(85°C)まで加熱し、そ
のIPAの蒸気の中にウェーハを投入する。これによ
り、ウェーハの表面の水分は、IPA蒸気に溶解し、液
滴となってウェーハから落ちる。最終的には、ウェーハ
の表面はIPA蒸気のみとなり、これをIPA蒸気中か
ら取り出すと、ウェーハ自体の予熱によってIPAが気
化する。かくして、ウェーハの表面の水分が除去され、
即ち、ウェーハの乾燥が行われる。
【0021】尚、リンス液の凍結層5のリンス液の代わ
りに、洗浄液2の希釈液、その他の液体(化学的に安定
で揮発性のある液体)であっても良い。一般的には、リ
ンス液は、洗浄液の希釈液である場合が多い。
【0022】本発明は、図5にて説明したスプレー式の
洗浄の場合にも適用でき、又、そのスプレー式は、枚葉
スプレー式、又は、バッチスプレー式であっても良い。
【0023】本発明による洗浄方法の対象であるウェー
ハは、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハに限らず、
Ga−As等の化合物半導体ウェーハ、液晶表示装置に
用いられるガラスウェーハ等でも良い。
【0024】尚、上述の洗浄−リンス処理−乾燥からな
る1連の工程のうち、洗浄処理を省略して、ウェーハを
洗浄することなく、ウェーハを直ちにリンス処理を行
い、しかる後、乾燥するようにしても良い。その場合に
は、ウェーハ上の凍結層は、リンス処理時のみに液化し
て除去されるか、又は、リンス処理及び乾燥時に亘って
液化して除去される。
【0025】因みに、IPA乾燥を採用する際、IPA
を凍結層の液体として採用するときは、IPAが洗浄時
に洗浄液と化学反応を起こすので、IPAは使えない。
【0026】
【発明の効果】上述せる本発明によるウェーハの洗浄方
法によれば、ウェーハの洗浄すべき面の反対側の面上に
液体の凍結層を形成した後、該液体の凍結層の形成され
たウェーハの洗浄すべき面を洗浄液を用いて洗浄するよ
うにしたので、ウェーハの洗浄すべき面が、その反対側
の面からの汚染物質で汚染されるおそれがなくなる。
【0027】本発明によるウェーハの洗浄方法における
凍結層の液体として、リンス液又は洗浄液の希釈液を使
用することにより、洗浄時の洗浄液、洗浄後のリンス処
理時のリンス液、リンス処理後の乾燥に使用する乾燥用
液(IPA等)との間で化学反応を起こすおそれはな
く、洗浄時、リンス処理時、乾燥時に、ウェーハの面上
の凍結層が液化して除去される。
【0028】上述せる本発明によるウェーハの洗浄方法
によれば、ウェーハのリンス処理すべき面の反対側の面
上に液体の凍結層を形成した後、該液体の凍結層の形成
されたウェーハのリンス処理すべき面をリンス液を用い
てリンス処理するようにしたので、ウェーハのリンス処
理すべき面が、その反対側の面からの汚染物質で汚染さ
れるおそれはなくなる。
【0029】本発明によるウェーハのリンス処理方法に
よれば、ウェーハのリンス処理すべき面の反対側の面上
に液体の凍結層を形成した後、その液体の凍結層の形成
されたウェーハのリンス処理すべき面をリンス液を用い
てリンス処理するようにしたので、ウェーハのリンス処
理すべき面が、その反対側の面からの汚染物質で汚染さ
れるおそれがなくなる。
【0030】本発明によるウェーハのリンス処理方法に
おける凍結層の液体として、リンス液又は洗浄液の希釈
液を使用することにより、洗浄後のリンス処理時のリン
ス液、リンス処理後の乾燥に使用する乾燥用液(IPA
等)との間で化学反応を起こすおそれはなく、洗浄時、
リンス処理時、乾燥時に、ウェーハの面上の凍結層が液
化して除去される。本発明による半導体の製造方法によ
れば、ウェーハの洗浄すべき面の反対側の面上に液体の
凍結層を形成した後、その液体の凍結層の形成されたウ
ェーハの洗浄すべき面を洗浄液を用いて洗浄することを
含むようにしたので、ウェーハの洗浄すべき面が、その
反対側の面からの汚染物質で汚染されるおそれがなくな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるウェーハの洗浄方法の1工程を示
す断面図である。
【図2】本発明によるウェーハの洗浄方法の他の1工程
を示す断面図である。
【図3】本発明によるウェーハの洗浄方法の前工程を示
す断面図である。
【図4】従来のウェーハの洗浄方法の工程を示す断面図
である。
【図5】他の従来のウェーハの洗浄方法の工程を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 洗浄槽 2 洗浄液 3 ウェーハ 4 ウェーハキャリア 5f リンス液の凍結層 6 リンス槽 7 リンス液 8 ノズル
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェーハの洗浄すべき面の反対側の面上
    に液体の凍結層を形成した後、該液体の凍結層の形成さ
    れたウェーハの洗浄すべき面を洗浄液を用いて洗浄する
    ことを特徴とするとするウェーハの洗浄方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のウェーハの洗浄方法に
    おいて、 上記洗浄液で洗浄されたウェーハは、更に、リンス液で
    リンス処理されることを特徴とするウェーハの洗浄方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のウェーハの洗浄
    方法において、 上記凍結層の液体はリンス液であることを特徴とするウ
    ェーハの洗浄方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載のウェーハの洗浄
    方法において、 上記凍結層の液体は上記洗浄液の希釈液であることを特
    徴とするウェーハの洗浄方法。
  5. 【請求項5】 ウェーハのリンス処理すべき面の反対側
    の面上に液体の凍結層を形成した後、該液体の凍結層の
    形成されたウェーハのリンス処理すべき面をリンス液を
    用いてリンス処理することを特徴とするとするウェーハ
    のリンス処理方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のウェーハのリンス処理
    方法において、 上記凍結層の液体はリンス液であることを特徴とするウ
    ェーハのリンス処理方法。
  7. 【請求項7】 ウェーハの洗浄すべき面の反対側の面上
    に液体の凍結層を形成した後、該液体の凍結層の形成さ
    れたウェーハの洗浄すべき面を洗浄液を用いて洗浄する
    ことを含むことを特徴とする半導体の製造方法。
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