JP3550507B2 - 被洗浄体のすすぎ方法およびその装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬液洗浄後の半導体ウェーハやＬＣＤ用ガラスなどの被洗浄体のすすぎ方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、従来の薬液洗浄とそのすすぎ装置を示す。
洗浄対象となる半導体ウェーハやＬＣＤ用ガラスなどの被洗浄物Ｗを洗浄薬液１１で満たされた薬液槽１２内に浸漬するとともに、薬液槽１２から溢れ出て薬液回収槽１３に貯溜されている洗浄薬液１１を循環ポンプ１４、循環フィルタ１５によって循環し、噴流パイプ１５から被洗浄物Ｗに向けて噴射することにより被洗浄物Ｗの表面に付着した薬液の洗浄を行なう。次いで、薬液洗浄の終了した被洗浄物Ｗをすすぎ用の純水２１で満たされた連続注水式のすすぎ槽２２内に運び込んで浸漬した後、純水循環路２９を介して噴流パイプ２３からすすぎ用の純水を被洗浄物Ｗに向けて噴射することにより、被洗浄物Ｗに付着している洗浄薬液をすすぎ落とすものである。なお、すすぎ槽２２から溢れ出るすすぎ後の純水は純水回収槽２４で回収され、槽外へ排出される。
【０００３】
上記洗浄薬液１１としては種々のものが知られているが、例えば、酸系の洗浄薬液としては下記組成になるＳＰＭ液やＨＰＭ液が、また、アルカリ系の洗浄薬液としては下記組成になるＡＰＭ液などがそれぞれ広く用いられている。
ＳＰＭ液：硫酸と過酸化水素水の混合液
（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）
ＨＰＭ液：塩酸と過酸化水素水の混合液
（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ ａｃｉｄ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）
ＡＰＭ液：アンモニアと過酸化水素水の混合液
（Ａｍｍｏｎｉａ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のすすぎ方法の場合、次のような問題があった。
（１）純水に溶けにくい洗浄薬液では多量の純水を必要とする。
（２）被洗浄体の大口径化に伴ってすすぎ槽に持ち込まれる洗浄薬液の量が増加し、さらに多量の純水を必要とする傾向にある。
（３）純水だけでは被洗浄体に付着した洗浄薬液を完全に除去できない。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、純水の使用量を大幅に低減できるとともに、付着した洗浄薬液もほぼ完全に除去することのできる被洗浄体のすすぎ方法と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、本発明方法は、酸またはアルカリ性の洗浄薬液で洗浄した後の被洗浄体を純水を満たしたすすぎ槽中に浸漬し、純水を連続注水しながら被洗浄体表面に付着した洗浄薬液をすすぎ落とすようにした被洗浄体のすすぎ方法であって、前記純水によるすすぎ開始後において、前記洗浄薬液とは反対のアルカリまたは酸性からなる中和薬液を所定のタイミングで純水中に添加するようにしたものである。
【０００７】
また、本発明装置は、すすぎ用の純水を満たした連続注水式のすすぎ槽と、
洗浄薬液とは反対のアルカリまたは酸性からなる中和薬液を貯蔵した中和薬液槽と、該中和薬液槽に貯蔵された中和薬液を前記すすぎ槽内の純水中に注入添加する中和薬液注入手段と、純水によるすすぎ開始後に中和薬液を所定のタイミングで純水中に添加するように前記中和薬液注入手段の動作を制御する制御手段とを備えることにより構成したものである。
【０００８】
本発明の場合、中和薬液槽に貯蔵されている中和薬液を中和薬液注入手段，制御手段を用いてすすぎ槽の純水中に注入添加する。これによって、被洗浄体に付着してすすぎ槽内に持ち込まれた洗浄薬液は中和され、純水に溶けやすい塩となってオバーフローする純水とともに外部へ排出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に本発明の一実施形態を示す。なお、図中、前述した従来例（図４）と同一もしくは相当部分には同一の符号を付して示した。
【００１０】
本発明は、図示するように、前述した従来例と同一の構成において、すすぎ槽２２側に洗浄薬液１１を中和するための中和薬液２６を貯蔵した中和薬液槽２５を付設し、この中和薬液２６をポンプコントローラ２７の制御の下に中和薬液注入ポンプ２８から純水供給路２９に注入し、すすぎ槽２２内の純水２１に添加するように構成したものである。このように洗浄薬液１１とは反対のアルカリまたは酸性の中和薬液２を添加してやることにより、被洗浄体Ｗに付着してすすぎ槽２２内に持ち込まれた洗浄薬液を中和し、純水２１に溶けやすい塩に変えてオバーフローする純水２１とともに外部へ排出するようにしたものである。
【００１１】
例えばいま、洗浄薬液１１として硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）を主成分とする酸系のＳＰＭ液を用いた場合を例に採ると、中和薬液２６としてはアルカリ性のアンモニア水溶液（ＮＨ４ ＯＨ）を用い、このアンモニア水溶液をすすぎ槽２２内の純水２１中に適量添加してやる。これによって、すすぎ槽２２内では、
Ｈ２ ＳＯ４ ＋２ＮＨ４ ＯＨ → （ＮＨ４）２ ＳＯ４ ＋２Ｈ２ Ｏ
のような中和反応が起こり、硫酸は硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ ＳＯ４ ）に変わり、すすぎ槽２２からオーバーフローする純水２１と一緒になって純水回収槽２４へ排出される。
【００１２】
また、洗浄薬液１１としてアンモニア水溶液（ＮＨ４ ＯＨ）を主成分とするアルカリ系のＡＰＭ液を用いた場合には、中和薬液２６としては酸性の硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）を用いればよい。この硫酸をすすぎ槽２２内の純水２１中に適量添加してやることによって、すすぎ槽２２内では、
２ＮＨ４ ＯＨ＋Ｈ２ ＳＯ４ → （ＮＨ４）２ ＳＯ４ ＋２Ｈ２Ｏ
のような中和反応が起こり、アンモニアは硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ ＳＯ４ ）に変わり、純水回収槽２４へオーバーフローする純水２１と一緒になって外部へ排出される。
【００１３】
上記のようにして、すすぎ槽２２内の純水２１に洗浄薬液１１とは反対のアルカリまたは酸性の中和薬液２６を添加してやることにより、被洗浄物に付着してすすぎ槽２２内に持ち込まれた洗浄薬液を確実かつ容易に取り除くことができる。このため、すすぎに使用する純水２１の量を大幅に低減することができるとともに、被洗浄体Ｗに付着している洗浄薬液１１もより完全に取り除くことができる。
【００１４】
なお、前記中和薬液２６の注入量と注入タイミングは、薬液槽１２およびすすぎ槽２２の容積、被洗浄体Ｗの大きさと表面性状、洗浄薬液１１の種類、純水２１の注水流量などによって異なり、例えば、すすぎ開始時に中和薬液を１回で全量投入する方法、時間経過に従って分割投入する方法、時間経過に従って一定流量または所定流量曲線に沿って連続投入する方法など、種々の方法を採用することができる。最も簡単には、予め実験などによって、使用する洗浄・すすぎ装置にとって最良の注入量と注入タイミングを求めておき、それに従ってポンプコントローラ２７により中和薬液注入ポンプ２８を制御すればよい。
【００１５】
【実施例】
図１の構成になる洗浄・すすぎ装置を用い、口径１２インチ（約３０ｃｍ）のシリコンウェーハの洗浄とすすぎを行なった場合のすすぎ槽２２内の純水２１の比抵抗値の変化の測定結果を図２に示す。比抵抗値が大きい程、より純水に近いことを示している。ちなみに、理論的超純水では比抵抗値約１８．２５ＭΩ・ｃｍである。なお、洗浄薬液１１としてはＳＰＭ液（硫酸：過酸化水素水の容積配合比＝１：５）を用い、中和薬液２６としてはアンモニア水溶液（ＮＨ４ ＯＨ）を用いた。また、中和薬液２６はその全量を一回で純水中に注入添加した。
【００１６】
この図２から明らかなように、中和薬液を添加した場合（曲線ｂ，ｃ）、添加しない場合（曲線ａ）に比べて純水中の洗浄薬液が格段に早く除去されていることが分かる。なお、すすぎ開始から１０分経過後に中和薬液を添加した方（曲線ｃ）がすすぎ開始と同時に添加する場合（曲線ｂ）よりも洗浄薬液の除去効果が高いが、これはすすぎ開始と同時に中和薬液を添加した場合には、被洗浄体Ｗの表面に付着した洗浄薬液が純水によってすすぎ落とされる前に、添加した中和薬液がオーバーフローする純水と一緒に流れ出ていってしまうことによるものと考えられる。
【００１７】
シリコンウェーハのすすぎ終了の判定は、すすぎ槽内の純水の比抵抗値が１０ＭΩ・ｃｍ程度まで回復したか否かで行なっているのが一般的である。図２において、この比抵抗値１０ＭΩ・ｃｍ位置ですすぎ終了を判定した場合、中和薬液を添加しないときは約２５分、すすぎ開始と同時に中和薬液を添加したときは約２１分、すすぎ開始から１０分経過後に中和薬液を添加したときは約１７分となる。したがって、すすぎ開始から１０分経過後に中和薬液を添加した場合（曲線ｃ）には、中和薬液を添加しない場合（曲線ａ）に比べてすすぎ時間を約３０％短縮することができる。したがってまた、純水の使用量も３０％低減することができる。
【００１８】
図３に、シリコンウェーハ表面の薬液残留量の測定結果を示す。なお、薬液残留量は硫酸イオン（ＳＯ４ −２）の量で測定した。この図３から明らかなように、中和薬液を添加してやることにより、シリコンウェーハ表面の薬液残留量も格段に低下していることが分かる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る被洗浄体のすすぎ方法によるときは、純水によるすすぎ開始後において、洗浄薬液とは反対のアルカリまたは酸性からなる中和薬液を所定のタイミングで純水中に添加するようにしたので、被洗浄体に付着してすすぎ槽内に持ち込まれた洗浄薬液を中和し、純水に溶けやすい塩に変えてオーバーフローする純水とともに外部へ排出することができる。このため、すすぎ用の純水の使用量を大幅に低減できるとともに、付着した洗浄薬液もほぼ完全に除去することができ、優れたすすぎ効果を発揮することができる。
【００２０】
また、本発明に係る被洗浄体のすすぎ装置によるときは、すすぎ用の純水を満たした連続注水式のすすぎ槽と、洗浄薬液とは反対のアルカリまたは酸性からなる中和薬液を貯蔵した中和薬液槽と、該中和薬液槽に貯蔵された中和薬液を前記すすぎ槽内の純水中に注入添加する中和薬液注入手段と、純水によるすすぎ開始後に中和薬液を所定のタイミングで純水中に添加するように前記中和薬液注入手段の動作を制御する制御手段とを備えることにより構成したので、従来の装置に比べて純水の使用量が格段に少なく、しかもすすぎ時間も格段に短いすすぎ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明によってシリコンウェーハのすすぎを行なった時の純水の比抵抗値の変化の測定結果を示す図である。
【図３】本発明によってシリコンウェーハのすすぎを行なった時のウェーハ表面の硫酸イオンの残留量の測定結果を示す図である。
【図４】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１１ 洗浄薬液
１２ 薬液槽
１３ 薬液回収槽
１４ 循環ポンプ
１５ 循環フィルタ
１６ 噴流パイプ
２１ 純水
２２ すすぎ槽
２３ 噴流パイプ
２４ 純水回収槽
２５ 中和薬液槽
２６ 中和薬液
２７ ポンプコントローラ（制御手段）
２８ 中和薬液注入ポンプ（中和薬液注入手段）
２９ 純水供給路
Ｗ 被洗浄体

Claims (2)

  1. 酸またはアルカリ性の洗浄薬液で洗浄した後の被洗浄体を純水を満たしたすすぎ槽中に浸漬し、純水を連続注水しながら被洗浄体表面に付着した洗浄薬液をすすぎ落とすようにした被洗浄体のすすぎ方法であって、
    前記純水によるすすぎ開始後において、前記洗浄薬液とは反対のアルカリまたは酸性からなる中和薬液を所定のタイミングで純水中に添加することを特徴とする被洗浄体のすすぎ方法。
  2. すすぎ用の純水を満たした連続注水式のすすぎ槽と、
    洗浄薬液とは反対のアルカリまたは酸性からなる中和薬液を貯蔵した中和薬液槽と、
    該中和薬液槽に貯蔵された中和薬液を前記すすぎ槽内の純水中に注入添加する中和薬液注入手段と、
    純水によるすすぎ開始後に中和薬液を所定のタイミングで純水中に添加するように前記中和薬液注入手段の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする被洗浄体のすすぎ装置。
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