JP3473662B2 - ウェット式洗浄装置 - Google Patents

ウェット式洗浄装置

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達弥 長田
誠 梶本
智也 田中
憲治 堀
光弘 遠藤
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三菱住友シリコン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はウェット式洗浄装
置、例えばシリコンウェーハをバッチ処理可能なウェッ
ト式洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のシリコンウェーハのウェット式洗
浄装置においては、複数の薬液槽、リンス槽を有して構
成されていた。この洗浄装置では、各薬液槽の洗浄薬液
を循環フィルタリングして使用していた。そして、複数
のシリコンウェーハがこの薬液槽に浸されバッチ処理さ
れていた。したがって、薬液槽の薬液量が減った場合
は、新液を薬液槽に注ぎ足すように構成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のウェット式洗浄装置にあっては、薬液槽の薬
液はただ単に循環されて使用されていたに過ぎなかっ
た。この場合、薬液量が減ると、同一組成の新液(例え
ばSC1液:StandardCleaning1)を
薬液槽に所定量だけ追加するものであった。この結果、
多くのシリコンウェーハを洗浄すると、徐々に薬液が変
成していた。すなわち、薬液槽内での薬液の濃度が変化
し、洗浄能力(パーティクル除去等の能力)が低下して
いた。よって、洗浄能力を保とうとすると、オーバフロ
ー液は再使用することができなかった。
【0004】
【発明の目的】この発明の目的は、薬液の濃度を常に一
定範囲に保ったウェット式洗浄装置を提供することであ
る。この発明の目的は、オーバフローした薬液を再利用
可能としたウェット式洗浄装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、複数の組成液を混合してなる薬液が注入され、この
注入された薬液中に洗浄対象物が浸漬されるとともに、
オーバフローした薬液が循環して再使用される第1の薬
液槽と、第1の薬液槽で注入される薬液と同じ組成液を
混合してなる薬液が注入され、この薬液中に第1の薬液
槽に浸漬された後の上記洗浄対象物が浸漬されるととも
に、オーバフローした薬液が循環して再使用される第2
の薬液槽と、第1および第2の薬液槽の各薬液の濃度を
それぞれ連続的にモニタし、モニタした濃度に応じて上
記各組成液の上記各薬液槽への供給量をそれぞれ制御す
ることにより、これらの薬液槽内の薬液の濃度を一定範
囲に保持する保持手段とを備えたウェット式洗浄装置で
あって、上記第2の薬液槽からオーバーフローした薬液
の一部を上記第1の薬液槽に供給するようにしたウェッ
ト式洗浄装置である。
【0006】請求項2に記載の発明は、上記第2の薬液
槽でオーバフローした薬液を保持するバッファ槽を有
し、このバッファ槽からの薬液が上記第1の薬液槽に供
給される請求項1に記載のウェット式洗浄装置である。
【0007】請求項3に記載の発明は、上記薬液はSC
1液であって、上記バッファ槽にはHF液のラインが接
続されている請求項2に記載のウェット式洗浄装置ウェ
ット式洗浄装置である。
【0008】請求項4に記載の発明は、上記洗浄対象物
はシリコンウェーハである請求項1〜請求項3のいずれ
か1項に記載のウェット式洗浄装置である。
【0009】
【作用】請求項1〜請求項4に記載の発明では、薬液槽
内の薬液の濃度を常に一定範囲に保持しているため、例
えばシリコンウェーハの洗浄能力を一定に保つことがで
きる。例えばSC1液でのパーティクル除去能力を低下
させることがない。所望の濃度にこのSC1液を保持す
るからである。
【0010】また、薬液槽内の薬液を循環させて使用す
る。そして、この循環させる薬液の濃度を一定範囲に保
持する。よって、オーバフローした薬液を再使用するこ
とができる。この再使用によっても薬液槽の薬液の洗浄
能力が低下することがない。
【0011】また、複数の薬液槽間において、薬液を循
環させて使用することができる。この場合、循環させる
薬液をバッファ槽でいったん保持することができる。そ
して、このバッファ槽を介して循環する薬液の濃度を一
定範囲に保持するものとする。よって、適切なタイミン
グで、適切な量の薬液を別の(または自身の)薬液槽に
供給することができる。
【0012】さらに、薬液の濃度を一定範囲とするため
に、まず、薬液槽の薬液の濃度を検出する。そして、こ
の検出値に基づいて薬液槽に供給する薬液量を制御す
る。例えば2液が混合された薬液であれば、検出値に応
じて各液の供給割合を適宜変更するものとする。
【0013】なお、これらのウェット式洗浄装置に使用
される薬液としては、純水、過酸化水素水、アンモニア
水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等である。例え
ば、シリコンウェーハの洗浄用の薬液としては、アンモ
ニア水と過酸化水素水とを含むSC1液(APM=NH
OH/H/HO)、SPM(HSO/H
)、HPM(HCl/H/HO)、DH
F(HF/HO)、BHF(NHF/HF/H
O)などである。また、これらの洗浄用の薬液、すな
わちアンモニア水と過酸化水素水;水酸化ナトリウムま
たは水酸化カリウムと過酸化水素水については、その洗
浄の結果が0.2μm以上の粒子の数を10個/ウェー
ハ以下に抑えたものとする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図1はこの発明に係るウェット式
洗浄装置の一実施例を説明するための図である。この図
に示すように、この洗浄装置は、オーバフロー型の循環
式薬液槽を2槽11,12有している。これらの薬液槽
11,12には、所定の洗浄用の薬液が注入されてい
る。具体的には、この薬液の組成液であるA液とB液と
が、バルブ13,15およびフィルタ14,16を介し
てそれぞれ供給、注入されている。
【0015】これらの薬液槽11,12ではオーバフロ
ーさせた薬液は、ポンプ17、フィルタ18、さらに、
ケミカルフィルタ19を介して薬液槽底壁から循環され
ている。ケミカルフィルタ19は、例えばフッ酸処理に
より酸化膜を除去したシリコンウェーハで構成され、こ
のシリコンウェーハにより洗浄薬液中の金属不純物(ア
ルミニウム、鉄、亜鉛などの金属イオン)を吸着するこ
とにより除去するものである。なお、フィルタ18は通
常の薬液中のごみ・パーティクルなどを除去するための
ものである。
【0016】ここで、この薬液槽11,12でオーバフ
ローした薬液は、濃度測定器21に供給され、この濃度
測定器21においてその濃度が測定されている。濃度測
定器21では各洗浄槽11,12の薬液の濃度を検出
し、この検出値に基づいて上記新液供給ラインのバルブ
13,15を開閉制御して、所望の薬液濃度を達成する
ようにフィードバック制御している。さらに、この洗浄
装置にあっては、洗浄槽11の循環液が洗浄槽12に供
給されている。薬液の有効使用とともに、上流側の洗浄
槽に送ることで薬液の変成を防止するものである。な
お、シリコンウェーハは薬液槽11,12でバッチ処理
(洗浄)され、各薬液槽11,12を順番に経てリンス
されるものである。また、上記濃度測定器21は、所定
のCPU、ROM、RAM、I/Oなどを有して構成さ
れているものとする。
【0017】以上の構成に係る洗浄装置では、洗浄槽1
1,12ではオーバフローした薬液はポンプ17により
循環されて使用される。その際、フィルタ18でごみ・
パーティクルが除去される。ここで、薬液槽11,12
の薬液濃度は、濃度測定器21でモニタされており、濃
度変化が生じた場合、バルブ13,15を所定の時間だ
け開閉して薬液濃度を一定値に保持するものである。こ
の結果、常に一定範囲に薬液濃度をコントロールするこ
とができる。そして、このように濃度が制御された薬液
は、下流側の洗浄槽11から上流側の洗浄槽12に供給
することができる。なお、洗浄されるシリコンウェーハ
は洗浄槽12から洗浄槽11の順に浸されることとな
る。
【0018】図2には、別工程の洗浄槽に対して薬液を
送る場合の装置構成を示している。この実施例では、前
工程での薬液の濃度を濃度測定器31でつねに一定範囲
にコントロールしておく。すなわち、洗浄槽32の薬液
を濃度測定器31でモニタしておき、A液供給ラインの
バルブ33,B液供給ラインのバルブ34の開閉をそれ
ぞれ制御するものである。
【0019】後工程の洗浄槽35からの薬液は、いった
んバッファタンク36に溜められており、適切なタイミ
ング、適切な供給量でバルブ37,フィルタ38を介し
て前工程の洗浄槽32に供給される。なお、バッファタ
ンク36の薬液は、バルブ41、ポンプ42、フィルタ
43、ケミカルフィルタ44,45を介して循環されて
いる。
【0020】以上の構成に係る洗浄装置にあっては、薬
液槽32にはバッファタンク36から適宜薬液が供給さ
れており、この薬液の濃度が一定範囲となるように濃度
測定器31で常にモニタされている。すなわち、この薬
液濃度が一定値からずれてくると、これを一定範囲に保
持するよう、バルブ33または34を開閉制御する(A
液,B液の供給量をコントロールする)。その結果、薬
液槽32内の薬液の濃度は一定範囲に保持されることと
なる。
【0021】図3にはこの発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では、薬液槽51内の薬液をいったんバ
ッファタンク52に溜めた後、これを元の薬液槽51に
循環して戻す場合の装置構成を示している。バッファタ
ンク52の薬液はポンプ53、フィルタ54、ケミカル
フィルタ55で清浄化されている。56,57はバルブ
である。この場合も図示していないが薬液濃度をモニタ
リングして一定範囲にコントロールするものとする。
【0022】図4には上記各実施例でバッファタンク6
1を用いた場合のメリットを示す図である。すなわち、
SC1液の場合でバッファタンク61の循環フィルタリ
ングラインに三方弁62,63を介してHFラインを接
続すると、バッファタンク61内のSC1液の金属不純
物汚染を効果的に除去することができる。
【0023】図5には、図1に示す装置を用いて薬液
(SC1液)を再利用した実験結果を示している。Re
f(新液供給)に比較してシリコンウェーハの表面清浄
度にはほとんど差が生じていないことがわかる。すなわ
ち、この装置により薬液濃度を一定にコントロールした
結果、AAS(原子吸光分析)測定でのウェーハ表面に
付着した金属不純物量はほぼ一定となっていた。また、
図6にはその場合のパーティクルカウンタ(WIS−9
00)によるパーティクルの測定結果を示している。図
5の結果と同様に、新液のみによる洗浄結果と比較して
同等のまたはこれより良好な実験結果が得られた。これ
は0.2μm以上の大きさのパーティクル数の測定値で
示している。
【0024】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、洗浄装置での薬液の変成を回避することができ
る。したがって、常に一定の洗浄効果を得ることができ
る。また、薬液を再使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る洗浄装置を示す模式
的な回路図である。
【図2】この発明の他の実施例に係る洗浄装置を示す模
式的な回路図である。
【図3】この発明のさらに他の実施例に係る洗浄装置を
示す回路図である。
【図4】この発明の実施例に係るバッファタンクへの接
続を示す回路図である。
【図5】この発明の一実施例に係る洗浄装置での実験結
果を示すグラフである。
【図6】この発明の一実施例に係る洗浄装置での実験結
果を示すグラフである。
【符号の説明】
11,12 薬液槽、 13,15 バルブ(保持手段)、 21 濃度測定器(保持手段)、 36 バッファタンク。
フロントページの続き (72)発明者 堀 憲治 東京都千代田区大手町1丁目5番1号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 遠藤 光弘 東京都千代田区大手町1丁目5番1号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−252122(JP,A) 特開 平5−15858(JP,A) 特開 平7−328573(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 642

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の組成液を混合してなる薬液が注入
    され、この注入された薬液中に洗浄対象物が浸漬される
    とともに、オーバフローした薬液が循環して再使用され
    る第1の薬液槽と、 第1の薬液槽で注入される薬液と同じ組成液を混合して
    なる薬液が注入され、この薬液中に第1の薬液槽に浸漬
    された後の上記洗浄対象物が浸漬されるとともに、オー
    バフローした薬液が循環して再使用される第2の薬液槽
    と、 第1および第2の薬液槽の各薬液の濃度をそれぞれ連続
    的にモニタし、モニタした濃度に応じて上記各組成液の
    上記各薬液槽への供給量をそれぞれ制御することによ
    り、これらの薬液槽内の薬液の濃度を一定範囲に保持す
    る保持手段とを備えたウェット式洗浄装置であって、 上記第2の薬液槽からオーバーフローした薬液の一部を
    上記第1の薬液槽に供給するようにしたウェット式洗浄
    装置。
  2. 【請求項2】 上記第2の薬液槽でオーバフローした薬
    液を保持するバッファ槽を有し、このバッファ槽からの
    薬液が上記第1の薬液槽に供給される請求項1に記載の
    ウェット式洗浄装置。
  3. 【請求項3】 上記薬液はSC1液であって、上記バッ
    ファ槽にはHF液のラインが接続されている請求項2に
    記載のウェット式洗浄装置。
  4. 【請求項4】 上記洗浄対象物はシリコンウェーハであ
    る請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のウェット
    式洗浄装置。
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