JP3459718B2 - シリコンウエハ洗浄装置 - Google Patents
シリコンウエハ洗浄装置Info
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Description
ン半導体デバイス等の製造の際に用いられる、シリコン
ウエハの洗浄装置に関する。
装置は、シリコンウエハ表面を洗浄し、あるいはシリコ
ン酸化膜を溶解し、またはシリコンウエハをエッチング
するための装置で、通常0.5〜1%のフッ酸が洗浄薬
液として使用されている。
である(超純水の科学、リアライズ社、第774頁)。
汚染の除去は、まずそれぞれの汚染の除去に適した薬液
によって処理され、次いでシリコンウエハ表面に付着し
た汚染物を含んだ薬液を更に超純水によって洗浄する工
程を繰り返すことによって行なわれ、最後にシリコンウ
エハに付着した超純水が完全に除去される。
ッチング工程は、薬液処理や、大気中、或いは超純水中
で形成される自然酸化膜を除去するものである。
るが、その使用期間が長くなったり、またはシリコンウ
エハの処理量が多くなると、薬液中のけい素濃度が上昇
し、洗浄効率が変化し、悪化するので、処理槽内の薬液
を頻繁に更新する必要があり、このため多量のフッ酸廃
液が発生する。このフッ酸廃液は通常工場内の排水処理
設備で処理できないため、廃液処理業者にその処分を委
託することになり、そのためのコスト負担が大きく、ま
た環境保護の観点からも望ましくない。
解決するために種々検討しているうちに、希フッ酸(薬
液)による洗浄処理はシリコンウエハ表面の自然酸化膜
を除去するものであり、その反応は下記反応式(1)、 SiO2+6HF→H2SiF6・2H2O (1) に示されるものであること、洗浄槽中でウエハを洗浄す
ると上記反応式に従って反応が進行し、その結果希フッ
酸(薬液)中のヘキサフルオロケイ酸(H2SiF6)の
濃度が増大すること、薬液中のヘキサフルオロケイ酸濃
度が所定値以下になるようにヘキサフルオロケイ酸を除
去できれば薬液を再利用できること、更に強酸であるヘ
キサフルオロケイ酸と弱酸であるフッ酸との混液である
使用済みの薬液を陰イオン交換樹脂に接触させた場合、
弱酸であるフッ酸中から強酸であるヘキサフルオロケイ
酸を選択的に除去できること等に想到し、本発明を完成
するに至ったものである。
したシリコンウエハ洗浄装置を提供することにある。
に、本発明は、少なくとも希フッ酸を含む薬液を内部に
収容すると共に前記薬液によってシリコンウエハ表面を
洗浄するシリコンウエハの洗浄槽と、イオン交換樹脂を
充填した薬液精製カラムを介装してなり前記薬液を前記
洗浄槽外部に取り出すと共に薬液精製カラムを通過させ
ることにより精製して前記洗浄槽に返送する薬液循環配
管とを備えてなることを特徴とするシリコンウエハ洗浄
装置を提案するもので、イオン交換樹脂が陰イオン交換
樹脂であること、陰イオン交換樹脂がフッ酸形または炭
酸形であること、イオン交換樹脂が陰イオン交換樹脂と
水素イオン形強酸性陽イオン交換樹脂との混合樹脂であ
ること、イオン交換樹脂が、薬液精製カラム内に陰イオ
ン交換樹脂を上流側に、水素イオン形強酸性陽イオン交
換樹脂を下流側に積層して充填したものであること、薬
液精製カラムが陰イオン交換樹脂カラムと水素イオン形
強酸性陽イオン交換樹脂カラムとからなり、陰イオン交
換樹脂カラムを陽イオン交換樹脂カラムよりも上流側に
配設してなることを含む。
装置において、循環配管の薬液精製カラムの下流側に微
粒子を除去する膜処理装置を配設してなるシリコンウエ
ハ洗浄装置である。
装置において、循環配管の薬液精製カラムの上流側に少
なくとも185nmの波長の紫外線を照射する紫外線酸
化装置を配設してなるシリコンウエハ洗浄装置である。
細に説明する。
一例を示すフロー図である。図1中、2は洗浄槽で、有
底の外部壁4と内部壁6とからなる二重構造をなし、前
記外部壁4と内部壁6との間に集水部8を形成してい
る。内部壁6内には薬液10が満たされていると共に、
満たされている前記薬液は洗浄槽2の底壁12を貫通し
て洗浄槽2の内部にその一端を開口した後述する薬液循
環配管14からから流入する再生薬液によりオーバーフ
ローして前記集水部8に流下し、集水部8の底部にオー
バーフロー水16として溜っている。
された薬液10に浸漬され、洗浄槽2内の薬液と接触す
ることにより反応が起こり、シリコンウエハの表面が洗
浄されるものである。
他端は集水部8の底壁を貫通して集水部8内に挿入して
ある。
液ポンプ、22は薬液精製カラムで、薬液精製カラム2
2は送液ポンプ20の下流側に設けてある。
の動作について説明する。まず、ポンプ20を起動させ
ると、洗浄槽2底部に開口した循環配管14から槽2内
に再生薬液が流入し、上昇流となって槽2内を上昇し、
シリコンウエハ18と接触して前記反応式(1)に従っ
て反応し、シリコンウエハ18の表面を洗浄する。反応
によって生じたヘキサフルオロケイ酸の濃度の高まった
薬液は、次いでオーバーフローして集水部8に集まり、
オーバーフロー水16として溜る。オーバーフロー水1
6は薬液循環配管14に流入し、ポンプ20を通り、薬
液精製カラム22に至り、ここでヘキサフルオロケイ酸
を除去されてけい素濃度の減少した再生薬液に再生さ
れ、更に循環配管14内を流れて洗浄槽2の底壁12を
通り、洗浄層内に戻ることを繰り返すものである。
通常用いられる濃度の希フッ酸と同じもので良い。一般
に、0.1〜2重量%程度のものが好ましい。
ては、陰イオン交換樹脂が好ましい。 陰イオン交換樹
脂としては強塩基性陰イオン交換樹脂、または弱塩基性
陰イオン交換樹脂のいずれも用いることができるが、使
用後の再生が容易な点で、弱塩基性陰イオン交換樹脂の
方が好ましい。但し、後述のように紫外線酸化装置を付
設する場合は強塩基性イオン交換樹脂を用いることが好
ましい。
性陰イオン交換樹脂として、ローム・アンド・ハース社
製「アンバーライト(登録商標)IRA−94S」、強
塩基性陰イオン交換樹脂として、同じく「アンバーライ
ト(登録商標)IRA−402BL」、「アンバーライ
ト(登録商標)XT−5038」等が例示できる。
って、予めフッ酸形あるいはフッ酸除去能力のほとんど
ない炭酸形とすることにより、通液初期に陰イオン交換
樹脂に通液する際に生じる薬液中のフッ酸が薬液精製カ
ラムに吸着され薬液中のフッ酸濃度が低下する現象を防
止する。
陰イオン交換樹脂から極微量のアミンが溶出することが
考えられるが、このイオン交換樹脂由来のアミンはシリ
コンウエハの表面を汚染する可能性があり、避けたいも
のである。この虞がある場合には、陰イオン交換樹脂に
強酸性陽イオン交換樹脂を混合したものを薬液精製カラ
ムとして用いることが好ましい。なお、この場合、陽イ
オン交換樹脂は薬液中の金属イオンを除去する作用も奏
する。
イオン交換樹脂と混合せずに層状に陰イオン交換樹脂の
後方(下流側)に積層して精製カラムに充填する場合
は、更に確実にアミンを捕捉し、除去できる。また、強
酸性陽イオン交換樹脂を他のカラムに充填し、陰イオン
交換樹脂を充填したカラムの下流側に連結したものを薬
液精製カラムとして用いる場合は、長期間の運転によっ
て交換容量が減少した陰イオン交換樹脂のみを交換する
ことができ、便利である。
構成とすることにより、洗浄槽内の薬液は常にヘキサフ
ルオロケイ酸濃度が低く制御され、従って長期間に亘り
薬液の洗浄効果が良好に維持される。このため、薬液の
更新期間が長くなり、廃液処理に煩わされることが少な
くなる。
脂を充填した薬液精製カラム22の下流側に膜処理装置
24を設置する場合は、薬液中に微粒子が存在してもこ
れを除去できると共に、薬液を循環させるポンプ20や
薬液精製カラム22から微粒子が発生しても、これを確
実に除去することができる。
0.1μm程度の細孔径を有するPTFE製フイルタを
用いた膜処理装置や、小型の限外濾過膜装置等の公知の
装置を目的に併せて選択し、使用できる。
一参照符号を付し、その説明を省略する。
用を長期間に亘り行なうと、薬液中に僅かではあるが、
有機体炭素量が増大する虞がある。そこで、このような
問題を除くために図3に示すように薬液精製カラム22
の上流側に紫外線酸化装置26を設置することが好まし
い。紫外線酸化装置26は185mn付近の波長含む紫
外線を照射できるものが好ましく、この照射により薬液
中の有機物を分解して有機体炭素量を所定値以下に制御
することができる。
販製、「TFL−1」等が利用できる。
に分解されるが、この生じた有機酸が洗浄槽に流入し、
シリコンウエハを汚染させる場合は、紫外線酸化装置を
薬液精製カラムの上流側に設置することによってこの問
題を解決できる。しかし、設置場所は上記の場所に限定
されず、循環配管の任意の場所に設置できるものであ
る。
機酸を除去するには、強塩基性陰イオン交換樹脂を用い
ることがより好ましい。
リコンウエハ洗浄装置から排出されるフッ酸廃液を減少
させ、廃液処理に要するコスト負担を低減させると共
に、環境保護に寄与する。
る。
ある。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 少なくとも希フッ酸を含む薬液を内部に
収容すると共に前記薬液によってシリコンウエハ表面を
洗浄するシリコンウエハの洗浄槽と、イオン交換樹脂を
充填した薬液精製カラムを介装してなり前記薬液を前記
洗浄槽外部に取り出すと共に薬液精製カラムを通過させ
ることにより精製して前記洗浄槽に返送する薬液循環配
管とを備えてなることを特徴とするシリコンウエハ洗浄
装置。 - 【請求項2】 イオン交換樹脂が陰イオン交換樹脂であ
る請求項1に記載のシリコンウエハ洗浄装置。 - 【請求項3】 陰イオン交換樹脂がフッ酸形または炭酸
形である請求項2に記載のシリコンウエハ洗浄装置。 - 【請求項4】 イオン交換樹脂が陰イオン交換樹脂と水
素イオン形強酸性陽イオン交換樹脂との混合樹脂である
請求項1に記載のシリコンウエハ洗浄装置。 - 【請求項5】 イオン交換樹脂が、薬液精製カラム内に
陰イオン交換樹脂を上流側に、水素イオン形強酸性陽イ
オン交換樹脂を下流側に積層して充填したものである請
求項1に記載のシリコンウエハ洗浄装置。 - 【請求項6】 薬液精製カラムが陰イオン交換樹脂カラ
ムと水素イオン形強酸性陽イオン交換樹脂カラムとから
なり、陰イオン交換樹脂カラムを陽イオン交換樹脂カラ
ムよりも上流側に配設してなる請求項1に記載のシリコ
ンウエハ洗浄装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のシリ
コンウエハ洗浄装置において、循環配管の薬液精製カラ
ムの下流側に微粒子を除去する膜処理装置を配設してな
ることを特徴とするシリコンウエハ洗浄装置。 - 【請求項8】 請求項1乃至6のいずれかに記載のシリ
コンウエハ洗浄装置において、循環配管の薬液精製カラ
ムの上流側に少なくとも185nmの波長の紫外線を照
射する紫外線酸化装置を配設してなることを特徴とする
シリコンウエハ洗浄装置。
Priority Applications (1)
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JP05456596A JP3459718B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | シリコンウエハ洗浄装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09246227A JPH09246227A (ja) | 1997-09-19 |
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ID=12974222
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JP05456596A Expired - Fee Related JP3459718B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | シリコンウエハ洗浄装置 |
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1996
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