JP4011176B2

JP4011176B2 - Completely sealed gas-liquid cleaning device and cleaning method

Info

Publication number: JP4011176B2
Application number: JP02765798A
Authority: JP
Inventors: 昌樹楠原
Original assignee: Watanabe Shoko KK
Current assignee: Watanabe Shoko KK
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: JPH11233471A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は完全密閉型の気液洗浄装置及び洗浄方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
超ＬＳＩを例にとり従来の技術を説明する。
超ＬＳＩの製造は、金属や絶縁膜等の薄膜をシリコンウエハ全面に形成して必要なパターンのみ残してエッチング除去するという工程の繰り返しにより行われる。
【０００３】
最近では凹凸のあるウエハ表面を一旦平坦化するいわゆるＣＭＰ（化学機械研磨）工程を採用する場合もあり、かかるＣＭＰ工程を経たウエハの表面には研磨粉が残留付着しており、この研磨粉の除去は容易ではない。
【０００４】
したがって、各工程の前後にはウエハ上の様々な汚染物を取り除くための洗浄工程が必要とされる。
【０００５】
各製造プロセス前のウエハには次の条件が要求される。
▲１▼パーティクル汚染がないこと
▲２▼金属汚染がないこと
▲３▼有機物汚染がないこと
▲４▼水分の吸着がないこと
▲５▼自然酸化膜がないこと
▲６▼原子スケールで表面の凹凸がないこと
▲７▼シリコン表面が完全に水素で終端されていること
▲８▼帯電しないこと
である。
【０００６】
現在、一般的に使用されている洗浄方法は、過酸化水素水をベースとした薬液によるウエット洗浄方法（ＲＣＡ洗浄）を基に構成されている。
一例を表１に示す。
【０００７】
【表１】

【０００８】
かかる洗浄を行う場合は、図５に示すように、バッチおよび枚葉で処理されるウエハ２を、上部が開放しているＳＰＭ洗浄槽１ａに浸漬して洗浄を行い、ＳＰＭ洗浄後ウエハ２をＳＰＭ洗浄槽１ａから大気中に搬送系（図示せず）を用いて取り出し、ＳＰＭの除去を目的として純水リンスを行う。ついで、搬送系を用いて、やはり上部が開放しているＤＨＦ槽１ｂ、ＡＰＭ槽１ｃ、ＨＰＭ槽１ｄ、ＤＨＦ槽１ｅにウエハ２を順次浸漬して洗浄を行う。各洗浄の間においては純水リンスを行う。
【０００９】
しかし、上記従来技術には次のような問題点があった。
【００１０】
▲１▼一般に、洗浄を行った場合洗浄液と汚染物とが反応して反応生成ガスの発生をもたらす。
この反応生成ガスはクリーンルーム内に放出されるとクリーンルーム内を汚染することはいうまでもない。
【００１１】
この反応性ガスは洗浄槽内に滞留するとともに洗浄液中に溶解する。しかるに、例えば被洗浄物が大きい場合には反応生成ガスは大量に発生し、洗浄液への飽和溶解度を超えることがある。飽和溶解度を超えると洗浄液と汚染物との反応が進みにくくなりひいては洗浄効率の低下を招いてしまう。
【００１２】
さらに、洗浄液が劣化した場合には洗浄液を洗浄槽内からドレインしてドレイン液を廃棄する。廃棄に先立ち公害上の問題からドレイン液の処理を行う必要があるが、従来技術においてはドレイン液は洗浄液と反応生成ガスとが併存した状態であるためその処理が困難である。
【００１３】
また、従来技術においてはドレインは大気雰囲気にさらされている槽に直接行うため洗浄槽中にゴミが混入してしまうという問題もある。
【００１４】
▲２▼洗浄槽間を移働する度に搬送系により大気中を搬送されるので、大気中のパーティクル、汚染物が被洗浄物（例えばウエハ）２に付着する。
【００１５】
また、搬送系における主に摺動部からもダストが発生し、そのダストが被洗浄物であるウエハ２に付着してしまう。
【００１６】
▲３▼洗浄により、パーティクル、ダスト等はウエハ表面から脱離するが、この脱離したパーティクル、ダストは、薬液の流れが穏やかなので、被洗浄物の近傍を遊泳或いは薬液表面を浮遊する。かかるパーティクル、ダスト等が薬液中で、あるいは被洗浄物を薬液槽から引き上げる際に被洗浄物に再付着する場合があった。
【００１７】
▲４▼また、従来の洗浄装置は、上部が開放しているためクリーンルーム内にイオンミストを出していた。
【００１８】
そのため、洗浄装置は他の成膜装置から離して配置しなければならず、ひいてはクリーンルーム内における装置のレイアウト設計に制限を受けざるを得なかった。
【００１９】
たとえば、レジストを使用する露光装置の近傍には洗浄装置を配置することができず、そのため、露光装置と洗浄装置とは離れた位置に配置せざるを得ない。
【００２０】
さらには、このミストがクリーンルーム内に侵入するのを防止するため洗浄装置を通じて多量のクリーンエアを排出する必要がある。そのためには、排気ダクトでの圧損を考慮し、大径ダクトを用いたり、またできる限り短くする必要がある。その結果、洗浄装置のクリーンルームでの設置場所は自由に定めることはできず、排ガス処理装置等との関係で制約を受けることになる。また、大量の排気エア中の薬品蒸気を除去するために、大型の排ガス処理装置（スクラバ）が必要となると共に、排出されるクリーンエアを補うために、大容量の新鮮な空気の取り込みのための空調設備が必要となっていた。
【００２１】
このように、従来の洗浄装置は、クリーンルームの設備費及び維持費を押し上げ、しかもクリーンルーム内での設置場所は限られることになる。その結果、個々の半導体製造装置をプロセス上最適な位置関係に配置することはできず、洗浄後の次工程の処理装置までの搬送距離は大きくなり、搬送中の半導体基板のクリーンエアからの汚染等も高性能高集積デバイスを製造する上で問題となっている。
【００２２】
たとえば、１６Ｍビットあるいは６４ＭビットＤＲＡＭを月産３００万個程度生産するクリーンルーム工場のスペースは８０×２００ｍ²程度と極めて大型化し、トータルのプロセスステップ数５００工程程度のうち２０％程度が洗浄工程である。結果として、全工程を通しての半導体基板の搬送距離は１０ｋｍ近くに及ぶ。また、窒素トンネル、窒素ボックスを通して搬送するクローズドシステムによる場合は表面汚染の抑制はできるものの、搬送経路が長く複雑となり、そのための経費は莫大なものとなるため、実際上実現不可能であった。
【００２３】
さらに、現在の排気エア処理装置は、いわゆるスクラバーが広く用いられているが、薬品の種類によっては、微量ではあるが処理しきれず大気に放出されることがある。従って、スクラバーから放出されるガスがクリーンルーム内に取り込まれないように、通常、スクラバーはクリーンルームの新鮮な空気の取り入れ口に対して風下側に設置される。しかし、風向きによっては、新鮮な空気の取り入れ口の風上になる場合もあり、この時は、クリーンルーム内に薬品蒸気が取り込まれ、クリーンルーム内を汚染してしまうことになるため、排気エアは高い排気口を用意して流速を十分速くして空高く排出されているのである。また、前述したように、排気エアの効率を上げるために排気ダクトの経路を考慮すると、クリーンルーム内での洗浄装置の設置場所とスクラバーの設置場所の位置関係も制約を受けることになる。
【００２４】
さらに、最近、より高い集積度を達成すべく、化学増感型のレジストが検討され始めているが、このレジストは数１０ｐｐｂと極微量のアンモニアにも敏感に反応してレジスト形状の変化を生じるため、ＲＣＡ洗浄等アンモニアを用いる場合には、アンモニアミストとレジストとが接触しないように細心の注意を払わねばならず、洗浄装置とフォトリソグラフィ装置とを完全に分断して配置する必要が生ずる。
【００２５】
以上述べたように、従来の洗浄技術においてはミストをクリーンルーム内に排出するため、クリーンルーム内での洗浄装置の設置場所は限られたものとなる。さらに、洗浄装置で使用する薬品が他工程に及ぼす影響並びに排気エア処理装置との関係で、その設置場所はさらに制約を受ける。その結果、製造プロセスに最適な位置関係、すなわち製造プロセスの順に従うように個々の製造処理装置を配置することはできず、結果として半導体基板の搬送距離が極端に長くなって半導体デバイス生産の高い生産性、高い歩留まりが妨げられるという問題がある。
【００２６】
▲５▼のみならず、従来の洗浄技術においては、上部開放容器であるため、洗浄用流体は液体のみに限られ、洗浄効果のあるガス系の使用は出来なかった。
▲６▼また、ＣＭＰを行った後に表面に付着している研磨粉の完全除去が困難である。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、洗浄効率が良好な洗浄を行うことが可能な完全密閉型気液洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
【００２８】
本発明は、劣化した洗浄液の処理を容易たらしめる完全密閉型気液洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
【００２９】
本発明は、洗浄液の廃棄時に発生する洗浄槽中へのゴミの混入がない完全密閉型気液洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３０】
本発明は、大気からのパーティクル汚染、メカ部からの発塵による汚染の回避が可能な完全密閉型気液洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３１】
本発明は、被洗浄物から離脱したパーティクルの再付着の回避が可能な完全密閉型気液洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３２】
本発明は、ガス系導入による洗浄選択肢を拡大し得る完全密閉型気液洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３３】
本発明は、流速のコントロールが可能な完全密閉型気液洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３４】
本発明は、クリーンルーム内へのミスト流出の防止が可能な完全密閉型気液洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３５】
本発明は、ミストがクリーンルーム内へ放出することを抑えることが可能な洗浄技術方法を確立し、これにより半導体製造装置を略々プロセス順に配置することにより高集積・高性能半導体デバイス生産に適した半導体基板の全工程を通しての搬送距離が最短になし得る（ウエハフローパスミニマム）洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３６】
さらに、半導体製造の生産性を極めて高くし、工場のランニングコストを大幅に削減でき、且つ設計の自由度が大幅に向上させることが可能な洗浄装置を提供することを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明の洗浄装置は、内部に洗浄用流体を導入するための洗浄用流体導入口と、内部の洗浄流体を外部へ排出するための洗浄用流体排出口とを有し、被洗浄物を内部に収納後密閉可能な洗浄槽と、
前記洗浄用流体排出口に接続され、洗浄後の洗浄用流体を溜めるためのタンクと、
該タンクの内部を減圧状態にするための減圧手段と、
を有しており、
該洗浄槽内と該洗浄槽とラインを介して連通しているタンク内とを排気することにより洗浄槽内、ライン内及び該タンク内を減圧状態とし、
該減圧状態の洗浄槽と薬液供給源とを連通状態とすることにより該薬液を該洗浄槽内に導入するとともに前記タンク内にも流れ込むようにしたことを特徴とする完全密閉型気液洗浄装置である。
【００３８】
本発明の洗浄方法は、洗浄槽内に被処理物を装入した後、該洗浄槽を密閉化し、該洗浄槽内と該洗浄槽とラインを介して連通しているタンク内とを排気することにより洗浄槽内、ライン内及び該タンク内を減圧状態とし、
該減圧状態の洗浄槽と薬液供給源とを連通状態とすることにより該薬液を該洗浄槽内に導入するとともに前記タンク内にも流れ込むようにしたことを特徴とする完全密閉型気液洗浄方法である。
【００３９】
本発明では、洗浄槽内部は被洗浄物の収納後は密閉され、かつ、減圧手段により減圧状態に保持されるため、大気からのパーティクル汚染がない。
【００４０】
また、ＲＣＡ洗浄のような複数の洗浄液を使用した洗浄であっても、同一の洗浄槽に順次複数の洗浄液を導入することにより被洗浄物の搬送を行う必要がないため必然的に搬送系が不要となり、ひいては搬送系のメカ部からの発塵による汚染の回避が可能となる。
【００４１】
洗浄液は、洗浄用流体導入口から洗浄槽内部に導入するとともに洗浄用流体排出口から排出しており、洗浄用流体は絶えず流動している。従って、洗浄により被洗浄物から離脱したパーティクルは洗浄用流体排出口から即座に系外に排出されてしまい、そのため、被洗浄物から離脱したパーティクルの再付着の回避が可能となる。
【００４２】
さらに、本発明の洗浄装置は密閉されているため、液体のみならず気体をも洗浄に用いることができ、洗浄選択肢を拡大し得る。
【００４３】
また、本発明の洗浄装置は、密閉されているため、クリーンルーム内へのミスト流出がない。その結果、洗浄装置の配置の自由度が増すとともに高集積・高性能半導体デバイス生産に適した半導体基板の全工程を通しての搬送距離が最短になし得る。のみならず、ミスト発生にともなうクリーンルーム内のクリーンエアの排出が不要となる。
【００４４】
さらに、本発明の洗浄装置では、洗浄用流体は絶えず流れており、常に新しい洗浄用流体で被洗浄物を洗浄することとなり、高い洗浄効率を達成することができる。
【００４５】
▲１▼なお、本発明においては、洗浄槽を透光性材料により構成し、密閉された洗浄槽内に光を照射するための光照射手段を洗浄槽外に設けることが好ましい。
ここで光としては赤外線、紫外線、可視光など用途に応じて適宜選択すればよい。
【００４６】
たとえば、洗浄槽内に酸素ガスを導入し、酸素に紫外線を照射することによりオゾンを発生させて被洗浄物から有機物を除去することが可能となる。
【００４７】
また、赤外線を照射することにより汚染を生ずることなく洗浄用流体の加熱を行うことが可能となる。本発明では加熱機能は光照射で行うことで汚染のない加熱が可能となる。
【００４８】
▲２▼本発明においては、洗浄槽内へ導入する洗浄用流体を加圧するための加圧手段を設けることが好ましい。
【００４９】
洗浄槽へ導入する洗浄用流体、特に洗浄用液体を加圧手段により適宜の圧力に加圧すると洗浄用流体の導入流速を制御することができる。洗浄用流体の流速は洗浄効率にも影響を与えるため圧力を制御することにより最適な洗浄効率を得ることができる。
【００５０】
▲３▼本発明においては、浄槽内を加熱するための加熱手段を設けることが好ましい。
【００５１】
例えば表１に示す洗浄工程にあっては洗浄液を加熱する場合がある。そのため、外部ヒータ、内部ヒータなどの加熱手段を設けておけば洗浄流体の加熱が可能となる。
【００５２】
▲４▼本発明では、複数の洗浄用流体源を洗浄用流体導入口にバルブを介して接続することにより効果がより一層発揮される。洗浄は表１に示すように複数の異なる薬液を用いて複数の工程をたどって行われる。従来の工程では洗浄を行う場合は、各工程間において必然的に被洗浄物は大気に晒されるし、また、工程間の搬送を行わざるを得ない。
【００５３】
しかるに、本発明では、複数の工程が一つの洗浄槽において搬送を行うことなく洗浄を行うことができるため、より一層有効性が発揮される。
【００５４】
▲５▼本発明においては、タンクに溜められた洗浄後の洗浄流体を純化するための純化手段を設けることが好ましい。
【００５５】
▲６▼本発明では減圧手段を設けているが、清浄な減圧状態を得る手段としてアスピレータの使用が好ましい。
【００５６】
次に本発明の洗浄方法を図４を用いて説明する。
本発明の洗浄方法においては、まず浄槽１３内に被処理物２を装入した後洗浄槽１３内を密閉化し大気と遮断する。
【００５７】
次に、洗浄槽１３内と洗浄槽１３とライン（排出ライン）２９を介して連通している減圧タンク１４内とを排気することにより洗浄槽１３内、ライン２９内及び減圧タンク１４内を減圧状態とする。なお、この際、バルブＶ１０，Ｖ６０，Ｖ６は閉、バルブＶ１５，Ｖ６１，Ｖ６２，Ｖ６３はそれぞれ開としておく。また、排気は例えば真空ポンプ、アスピレータ等の排気手段１５により行えばよい。
【００５８】
次に、減圧状態の洗浄槽１３と薬液供給源とを連通状態とする。これはバルブＶ１０を開とすることにより行えばよい。洗浄槽１３と薬液供給源とを連通状態とすると、洗浄槽１３、ライン２９、減圧タンク１４内は減圧状態であるため、薬液は洗浄槽１３内に流れ込むとともに、ライン２９を介してさらに減圧タンク１４内にも流れ込む。これにより流動状態の薬液が得られ、かかる流動状態の薬液により被洗浄物２の洗浄が行われる。また、洗浄時に発生する反応生成ガスは発生するとともにライン２９を介して減圧タンク１４内に排気されてしまう。従って、薬液中への反応生成ガスの溶解による洗浄効率の劣化ということはなく、高効率の洗浄を行うことが可能となる。
【００５９】
のみならず、洗浄後の薬液は減圧ポンプに排出されるため薬液交換による洗浄槽内へのパーティクル等の混入という問題も発生しない。
【００６０】
なお、洗浄槽１３と薬液供給源とを連通状態にする際（すなわち洗浄時）には、バルブＶ６２を閉とし減圧タンク１４内（ひいては洗浄槽１３）の排気を行わない状態とする場合と、排気を行う場合とのどちらでもよい。前者の場合洗浄後バルブＶ６２を開として減圧タンク１４内の上部に溜まっているガスを排気した後薬液をドレインすればよい。また、後者の場合、排気量を大きくしすぎると薬液が真空ポンプにひかれてしまうため、かかる状態が生じない程度の真空度に排気すればよい。
【００６１】
薬液による洗浄後は被洗浄物２はそのままにして薬液による洗浄と同様の手順で連続的にリンス等を行う。
【００６２】
薬液による洗浄、リンス等の全洗浄工程が終了後は、バルブＶ６０を開とし、カバーガス（窒素ガスなど）を導入し、洗浄槽１３内を大気圧として洗浄槽の開放をする。けだし、洗浄工程終了時点では洗浄槽１３内は減圧状態となっているためである。
【００６３】
なお、薬液の代わりにガスで連続洗浄を行う場合はバルブＶ６２，Ｖ６３を開として適宜のトラップ４４を用いればよい。
【００６４】
なお、前記減圧状態は１００Ｔｏｒｒ以下が好ましく、１０Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒがより好ましい。
【００６５】
【発明の実施の形態】
（第１の形態）
図１および図２に基づき本発明の洗浄装置の実施の形態を説明する。なお、本形態はＲＣＡ洗浄を例に挙げて説明するが、本発明はＲＣＡ洗浄にとらわれることはない。
【００６６】
本形態では、内部に洗浄用流体１を導入するための洗浄用流体導入口１１と、内部の洗浄用流体１を外部へ排出するための洗浄用流体排出口１０とを有し、内部に被洗浄物２を収納後密閉可能な洗浄槽１３と、洗浄用流体排出口１０に接続され、洗浄後の洗浄用流体を溜めるためのタンク（減圧タンク）１４と、タンク１４の内部を減圧状態にするための減圧手段（真空ポンプ）と、を有している。
【００６７】
なお、Ｖ１５は洗浄用流体排出口１０の下流側に設けられたバルブであり、Ｖ₁₀は洗浄用流体導入口１１の上流に設けられたバルブである。
図２に洗浄槽１３の詳細な構成例を示す。
【００６８】
洗浄槽１３は上容器６と下容器７とから構成されている。上容器６の上部には洗浄用流体排出口１０が形成されており、下容器７には洗浄用流体導入口１１が形成されているが、バルブＶ₅₁，Ｖ₅₂の切り換えにより機能を変え可能とすることが好ましい。すなわち、バルブＶ₁₅の下流の点ａとバルブＶ₁₀の下流側の点ｄとをバルブＶ₅₂を有するライン３５で結び、バルブＶ₁₅の上流の点ｃとバルブＶ１０の上流側の点ｂとをバルブＶ₅₁を有するライン３６で結んでおけば必要に応じて洗浄用排出口１０から洗浄用流体を洗浄槽１３内に導入することができ、また、洗浄用流体導入口１１から洗浄用流体を洗浄槽１３内から排出することが可能となる。
【００６９】
また、上容器６および下容器７はそれぞれフランジ部１２ａ，１２ｂを有している。上容器６と下容器７とをそれぞれのフランジ部１２ａとフランジ１２ｂとを密着させて止め具８ａ，８ｂにより締め付けることにより密閉状態の洗浄槽にすることができる。なお、より高度の密閉性を確保するためにＯリング１４をフランジ部１２ａとフランジ部１２ｂとの間に介在せしめることが好ましい。
【００７０】
下容器７内には被洗浄物を保持するための保持手段９が配置されている。保持手段９には１枚あるいは複数枚の被洗浄物を保持させることができる。
【００７１】
また、洗浄槽１３の外部には加熱手段としてランプ３１が設けられている。
洗浄槽１３の洗浄用流体導入口１１には流体供給ライン２０が接続されている。
【００７２】
そして、この流体供給ライン２０には、第１に、タンク２１ａを介してＳＰＭ源２２ａと、供給タンク２１ｂを介してＤＨＦ源２２ｂと、供給タンク２１ｃを介してＡＰＭ源２２ｃと、供給タンク２１ｄを介してＨＰＭ源２２ｄと、供給タンク２１ｅを介してＩＰＡ源２２ｅが接続されている。さらに、各供給タンク２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ内の洗浄用流体を加圧するための加圧タンク２４が加圧ライン２３を介してタンク２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅに接続されている。加圧タンクには、例えば窒素ガスなどの加圧用ガス源２５が接続されている。
【００７３】
そして、流体供給ライン２０には、第２に、水素ガス源（主に水素終端用ガス源）２６ａ、窒素ガス源２６ｂ、塩素ガス源（主に洗浄用ガス源）２６ｃが接続されている。
【００７４】
さらに、流体供給ライン２０には、第３に、超純水タンク２７を介して超純水源２８が接続されている。
【００７５】
一方、洗浄槽１３の洗浄用流体排出口１０には、排出ライン２９が接続され、排出ライン２９は減圧タンク１４を介して真空ポンプ１５に接続されている。減圧タンク１４には、洗浄後の洗浄用流体が溜められそれを排出するためのドレイン口３０が設けられている。
【００７６】
次に図１に示す洗浄装置を用いた洗浄手順を説明する。
下容器７内の保持手段９に被洗浄物２をセットする。
【００７７】
ついで、上容器６のフランジ部１２ａと下容器７のフランジ部１２ｂとをＯリング６４を介在させて密着させ留め具８ａ，８ｂにより洗浄槽１３を密閉状態とする。
【００７８】
ついでバルブＶ₅₁、Ｖ₅₂を開、バルブＶ₁₀を閉、バルブＶ₁₅を開、バルブＶ₁₆を閉として真空ポンプ１５により減圧タンク１４内の真空引きを行う。減圧タンク１４の真空引きを行うことにより洗浄槽１３内も減圧状態となる。
【００７９】
洗浄槽内が所定の減圧状態となったところでバルブＶ₅₃を閉、バルブＶ₁₀を開、バルブＶ₈を開とする。ＳＰＭ供給タンク２１ａ内のＳＰＭは洗浄用流体導入口１１を介して洗浄槽１３内へ吸い上げられ、洗浄槽１３内を満たしつつ被洗浄物２の洗浄が行われる。この際、バルブＶ₁₅による排気速度を調整することと加圧タンクの圧力を調整することにより洗浄槽１３内を流れるＳＰＭの速度を制御することができる。
【００８０】
洗浄後のＳＰＭは洗浄用流体排出口１０を介して減圧タンク１４に導かれ、減圧タンク１４内に貯蔵される。
【００８１】
ＳＰＭ洗浄後はバルブＶ₈を閉としてＶ₁₂を開いてＮ₂ガスを流しながら洗浄槽１３内に残存しているＳＰＭを洗浄槽１３内から完全に排出する。
【００８２】
ＳＰＭを洗浄槽１３内から排出し終わったら、バルブＶ₁を開として超純水タンク２７内の超純水を洗浄槽１３内に導入することによりリンスを行う。
【００８３】
ついで、ＳＰＭ洗浄、リンスと同様の手順でＤＨＦ洗浄、リンス、ＡＰＭ洗浄リンス、ＨＰＭ洗浄、リンス、ＤＨＦ洗浄、リンスを行う。
【００８４】
なお、使用温度が室温でない場合にはランプ３１をオンにして洗浄液の加熱を行えばよい。
【００８５】
液体による最後の洗浄、リンス（表１に示す最下段に掲げるＤＨＦ洗浄、リンス）の終了後、バルブＶ₁、Ｖ₁₀、Ｖ₁₅を閉とし、バルブＶ₅₁、Ｖ₅₂を開とし、排出、供給ラインを逆にした状態でバルブＶ₁₄を開とする。純水が満たされた状態でＩＰＡを洗浄槽内に導入し、純水表面に薄膜状に形成されたＩＰＡ面を排水口１０から液を下降させることで従来のマランゴニ乾燥と同等の効果を得ることが可能となる。
【００８６】
乾燥後、バルブＶ₁₁を開として水素を洗浄槽１３内に導入して水素終端を行う。
以上で被洗浄物２への処理を終了する。
【００８７】
被洗浄物２への処理終了後は、全てのバルブを閉とし、留め具８ａ，８ｂをはずし上容器６と下容器７とを分離後被洗浄物２を洗浄槽１３から取り出す。
ついで次の被洗浄物の処理を同様に行う。
【００８８】
（第２の形態）
第２の形態例を図３に示す。
本例では減圧手段として、図１に示す真空ポンプ１５の代わりにアスピレータ６０を用いている。他の点は第１の形態と同様である。
【００８９】
アスピレータは簡単な排気用減圧ポンプとして用いられ、到達真空度はほぼ１０Ｔｏｒｒ〜３０Ｔｏｒｒである。また、アスピレータは油の拡散のない清浄な真空を作ることが出来るため本発明においては好適に用いることができる。
【００９０】
（第３の形態例）
図４に第３の形態例を示す。
第１の形態との主な相違点は次の通りである。
【００９１】
▲１▼減圧タンク１４のドレイン口３０に洗浄後の洗浄用流体の純化手段４０を設けるとともに純化後の洗浄用流体を薬液供給タンク５０に戻すための環流ライン４２を設けた点、
▲２▼減圧タンク１４内を洗浄するための減圧タンク洗浄ライン４５を設けた点、
▲３▼トラップ４４を真空ポンプ１５の上流に設けた点、
である。
【００９２】
他の点は第１の実施の形態と同様である。
以下、▲１▼〜▲３▼の点をメインに本形態をより詳細に説明する。
【００９３】
減圧タンク１４のドレイン口３０には、純化手段としてフィルタ４０が設けられている。このフィルタ４０は、洗浄後の洗浄用流体中に浮遊するパーティクル等を除去する役割を果たす。フィルター４０において純化された後環流ライン４２を通って薬液タンク５０に環流される。
【００９４】
なお、フィルター４０を通すことにより、洗浄後の洗浄用流体からパーティクル等は除去されるが洗浄能力は未使用の洗浄用流体に比べると劣化しているため、モニタ等で劣化が確認された後、廃液タンク４８に移送され廃棄される。
【００９５】
次に、減圧タンク１４の洗浄について説明する。
減圧タンク１４の出口には、真空洗浄ライン４５が接続されている。真空洗浄ライン４５上には、純水循環ポンプ５２，洗浄用純水タンク５３、純水廃液タンク５４が順に設けられている。洗浄用純水タンク５３には洗浄用純水タンク５３に供給する純水の純水源５５が接続されている。なお、洗浄用純水タンク５３と純水廃液タンク５４との間には排気ライン５６が接続されている。
【００９６】
減圧タンク１４の薬液を薬液供給タンク５０に移送するか、薬液廃液タンク４８を介して廃棄した後、純水供給ラインから洗浄用純水タンク５３に純水を供給し、純水循環ポンプ５２で循環しながらタンク内部を洗浄する。洗浄後の純水は純水廃液タンク５４に移送しドレンする。この操作を繰り返し、減圧タンク１４の内部を洗浄する。
【００９７】
尚、減圧タンク１４を薬液の種類に対応した数設けてバルブ切り換えによりスループットを上げることも可能である。
【００９８】
次に、図４に示す形態を操作方法の観点から説明する。
Ｖ１０，Ｖ６０，Ｖ６を閉、Ｖ１５，Ｖ６１，Ｖ６２，Ｖ６３を開として真空ポンプ１５を作動させ、減圧タンク１４、排出ライン２９、洗浄槽１３の内部を減圧状態にする。
【００９９】
Ｖ６０，Ｖ６２，Ｖ６３，Ｖ６を閉、Ｖ１０，Ｖ１５，Ｖ６１を開とする。洗浄槽１３内は減圧状態であるため薬液はこの減圧された洗浄槽１４内に流れる。
【０１００】
【実施例】
次に本発明の実施例を述べる。
図１に示す洗浄装置および図５に示す洗浄装置を用いて洗浄試験を行った。
【０１０１】
８インチ径のシリコンウエハ（被洗浄物）を用意し、このシリコンウエハをフッ酸０．５％（ＣｕＣ１₂ １ｐｐｍ添加）液中に１０分間浸漬してシリコンウエハ表面に金属汚染を与えた。
【０１０２】
上記浸漬後、超純水によるオーバーフローリンスを５分間行い、ついでスピンドライ乾燥を行った。
【０１０３】
このシリコンウエハを図１の洗浄槽１３内に密閉収納し、真空ポンプにより減圧タンク１４を２０Ｔｏｒｒに真空引きするとともに、加圧用ガス２５を加圧タンク２４に送り込みＳＰＭ供給タンクからＳＰＭを洗浄槽１３に供給した。所定時間供給後、ＳＰＭの供給を停止し、洗浄槽１３内におけるＳＰＭを減圧タンク１４に送りこんだ後、タンク２７から超純水を洗浄槽１３内に供給してリンスを行った。なお、この間真空ポンプ１５は駆動させたままである。
【０１０４】
ついで、ＳＰＭ洗浄と同様の手順でＤＨＦ洗浄、ＡＰＭ洗浄、ＨＰＭ洗浄、ＤＨＦ洗浄を行った。
【０１０５】
なお、適宜減圧タンク１４のバルブＶ１６を開閉して減圧タンク１４内における洗浄後の洗浄用薬液をドレインした。その後Ｃｌ₂ガスにより処理を行った。
【０１０６】
ついで、純水とＩＰＡを洗浄槽１３に供給し乾燥を行った。ＩＰＡ乾燥後、水素ガスを洗浄槽１３に供給し、水素終端を行った。
以上の手順後洗浄槽１３を開放してシリコンウエハを取り出した。
【０１０７】
一方、比較のため図５に示す洗浄装置を用いて、表１に示す手順で金属汚染させたシリコンウエハの洗浄を行った。
【０１０８】
上記シリコンウエハにつき残留金属と自然酸化膜について調べたところ、図１の洗浄装置を用いて洗浄を行ったシリコンウエハは、図５の洗浄装置を用いて洗浄を行ったシリコンウエハに比べて残留パーティクルは1／3に、残留金属は１／５に減少した。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば次の諸々の効果が達成される。
【０１１０】
▲１▼洗浄から乾燥まで大気に触れないため汚染、酸化を防げる。
▲２▼洗浄薬として液体から気体まで選択範囲が広くなる。多くの洗浄方法の組み合わせが可能となる。
【０１１１】
▲３▼加圧、滅圧による流体のスピードアップ、槽内置換のスピードアップ、真空乾燥等が可能となり薬液交換、リンス、乾燥の効率化による洗浄時間の短縮が達成される。
【０１１２】
▲４▼除去したパーティクルを高流速にて槽外に排出でき、被洗浄物への再付着を防止することができ、ひいては高い清浄度の洗浄が達成できる。
▲５▼イオンミストの流出が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る洗浄装置のシステム概念図である。
【図２】本発明における洗浄装置における洗浄槽の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る洗浄装置のシステム概念図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る洗浄装置のシステム概念図である。
【図５】従来の洗浄装置を示す概念図である。
【符号の説明】
１洗浄用流体、
１ａＳＰＭ洗浄槽、
１ｂＤＨＦ槽、
１ｃＡＰＭ槽、
１ｄＨＰＭ槽、
１ｅＤＨＦ槽、
２被洗浄物（ウエハ）、
６上容器、
７下容器、
８ａ，８ｂ止め具、
９保持手段、
１０洗浄用流体排出口、
１１洗浄用流体導入口、
１２ａ，１２ｂフランジ部、
１３洗浄槽、
１４減圧タンク、
１５減圧手段（真空ポンプ）、
２０流体供給ライン、
２１ａＳＰＭ供給タンク、
２１ｂＤＨＦ供給タンク、
２１ｃＡＰＭ供給タンク、
２１ｄＨＰＭ供給タンク、
２２ａＳＰＭ供給源、
２２ｂＤＨＦ供給源、
２２ｃＡＰＭ供給源、
２２ｄＨＰＭ供給源、
２２ｅ純水に溶解したＩＰＡ源、
２４加圧タンク、
２５加圧用ガス源、
２６ａ水素ガス源、
２６ｂ窒素ガス源、
２６ｃ塩素ガス源、
２７超純水タンク、
２８超純水源、
２９排出ライン、
３０ドレイン口、
３１加熱手段（ランプ）、
４０洗浄用流体の純化手段（フィルタ）、
４２環流ライン、
４４トラップ、
４５減圧タンク洗浄ライン、
４８純水廃液タンク、
５０薬液供給タンク、
５２純水循環ポンプ、
５３洗浄用純水タンク、
５４純水廃液タンク、
５５純水源、
５６排気ライン、
６０減圧手段（アスピレータ）、
６４Ｏリング。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus and cleaning method.
[0002]
[Prior art]
The conventional technology will be described using a VLSI as an example.
VLSI manufacturing involves forming a thin film such as metal or insulating film on the entire surface of the silicon wafer, leaving only the necessary pattern, and removing it by etching.CraftThis process is repeated.
[0003]
Recently, there is a case where a so-called CMP (chemical mechanical polishing) process for once flattening the uneven wafer surface is employed, and the polishing powder remains on the surface of the wafer after the CMP process. Removal is not easy.
[0004]
Therefore, before and after each process, a cleaning process for removing various contaminants on the wafer is required.
[0005]
The following conditions are required for the wafer before each manufacturing process.
(1) No particle contamination
(2) No metal contamination
(3) No organic contamination
(4) No moisture adsorption
(5) No natural oxide film
(6) No surface irregularities on the atomic scale
(7) The silicon surface is completely terminated with hydrogen.
(8) Do not charge
It is.
[0006]
Currently, a cleaning method that is generally used is configured based on a wet cleaning method (RCA cleaning) using a chemical solution based on hydrogen peroxide.
An example is shown in Table 1.
[0007]
[Table 1]

[0008]
  When performing such cleaning, as shown in FIG. 5, the wafers 2 to be processed in batches and single wafers are cleaned by immersing them in an SPM cleaning tank 1a having an open top, and the wafers 2 after SPM cleaning are cleaned. The SPM cleaning tank 1a is taken out into the atmosphere using a transport system (not shown), and pure water rinsing is performed for the purpose of removing the SPM. Next, using the transfer system, the wafer 2 is sequentially immersed in the DHF tank 1b, the APM tank 1c, the HPM tank 1d, and the DHF tank 1e, which are also open at the top, for cleaning. Rinse with pure water between each cleaning.
[0009]
However, the above prior art has the following problems.
[0010]
(1) In general, when cleaning is performed, the cleaning liquid and contaminants react to cause generation of a reaction product gas.
Needless to say, this reaction product gas pollutes the clean room when it is released into the clean room.
[0011]
This reactive gas stays in the cleaning tank and dissolves in the cleaning liquid. However, for example, when an object to be cleaned is large, a large amount of reaction product gas is generated, which may exceed the saturation solubility in the cleaning liquid. If the saturation solubility is exceeded, the reaction between the cleaning liquid and the contaminants becomes difficult to proceed, resulting in a decrease in cleaning efficiency.
[0012]
Further, when the cleaning liquid deteriorates, the cleaning liquid is drained from the cleaning tank and the drain liquid is discarded. Prior to the disposal, it is necessary to treat the drain liquid due to pollution problems. However, in the prior art, the drain liquid is in a state in which the cleaning liquid and the reaction product gas coexist, so that the treatment is difficult.
[0013]
Further, in the prior art, since the drain is directly performed in a tank exposed to the air atmosphere, there is a problem that dust is mixed in the cleaning tank.
[0014]
{Circle around (2)} Since the carrier system transports the atmosphere between the cleaning tanks, particles and contaminants in the atmosphere adhere to the object to be cleaned (for example, the wafer) 2.
[0015]
Further, dust is also generated mainly from the sliding portion in the transport system, and the dust adheres to the wafer 2 that is the object to be cleaned.
[0016]
{Circle around (3)} Particles, dust and the like are detached from the wafer surface by the cleaning, but since the detached particles and dust have a gentle flow of the chemical solution, they are swimming near the object to be cleaned or floating on the chemical solution surface. In some cases, such particles, dust, and the like reattach to the object to be cleaned in the chemical solution or when the object to be cleaned is pulled up from the chemical solution tank.
[0017]
(4) In addition, the conventional cleaning apparatus has an ion mist in the clean room because the upper part is open.
[0018]
For this reason, the cleaning apparatus has to be arranged away from other film forming apparatuses, and as a result, the layout design of the apparatus in the clean room has to be restricted.
[0019]
For example, a cleaning device cannot be disposed in the vicinity of an exposure device that uses a resist. Therefore, the exposure device and the cleaning device have to be disposed at positions separated from each other.
[0020]
Furthermore, in order to prevent this mist from entering the clean room, it is necessary to discharge a large amount of clean air through the cleaning device. For this purpose, it is necessary to use a large-diameter duct or to make it as short as possible in consideration of pressure loss in the exhaust duct. As a result, the installation location of the cleaning device in the clean room cannot be freely determined, and is restricted by the relationship with the exhaust gas treatment device and the like. In addition, a large exhaust gas treatment device (scrubber) is required to remove chemical vapor from a large amount of exhaust air, and a large volume of fresh air is taken in to supplement the clean air that is discharged. Air conditioning was needed.
[0021]
Thus, the conventional cleaning apparatus increases the equipment cost and maintenance cost of the clean room, and the installation place in the clean room is limited. As a result, the individual semiconductor manufacturing apparatuses cannot be arranged in an optimal positional relationship in the process, the transport distance to the processing apparatus of the next process after cleaning becomes large, and contamination of the semiconductor substrate being transported from clean air Etc. are also problems in manufacturing high-performance highly integrated devices.
[0022]
For example, the clean room factory that produces about 3 million 16Mbit or 64Mbit DRAM per month is 80 × 200m.²About 20% of the total number of 500 process steps is the cleaning process. As a result, the transport distance of the semiconductor substrate throughout the entire process reaches nearly 10 km. Further, in the case of using a closed system that transports through a nitrogen tunnel and a nitrogen box, surface contamination can be suppressed, but the transport route is long and complicated, and the cost for that is enormous, so it is practically impossible to realize.
[0023]
Furthermore, in the current exhaust air processing apparatus, so-called scrubbers are widely used. However, depending on the type of chemicals, there is a case where a small amount of chemicals cannot be processed but is released to the atmosphere. Therefore, the scrubber is usually installed on the leeward side with respect to the fresh air intake of the clean room so that the gas released from the scrubber is not taken into the clean room. However, depending on the wind direction, it may be upwind of the fresh air intake. At this time, chemical vapor is taken into the clean room and contaminates the clean room, so the exhaust air is high. The exhaust port is prepared and the flow rate is made sufficiently fast so that the air is discharged high. Further, as described above, when the route of the exhaust duct is taken into consideration in order to increase the efficiency of the exhaust air, the positional relationship between the installation location of the cleaning device and the installation location of the scrubber in the clean room is also restricted.
[0024]
Furthermore, recently, in order to achieve a higher degree of integration, a chemically sensitized resist has begun to be studied. However, this resist reacts sensitively to a very small amount of ammonia of several tens of ppb and causes a change in resist shape. When using ammonia such as RCA cleaning, extreme care must be taken so that the ammonia mist and the resist do not come into contact with each other, and the cleaning apparatus and the photolithography apparatus must be completely separated from each other.
[0025]
As described above, since the mist is discharged into the clean room in the conventional cleaning technique, the installation location of the cleaning device in the clean room is limited. Furthermore, the installation location is further restricted due to the influence of chemicals used in the cleaning device on other processes and the relationship with the exhaust air treatment device. As a result, it is not possible to arrange the individual manufacturing processing apparatuses so as to follow the optimal positional relationship for the manufacturing process, that is, the order of the manufacturing process. As a result, the transport distance of the semiconductor substrate becomes extremely long and the semiconductor device production is high. There is a problem that productivity and high yield are hindered.
[0026]
In addition to {circle over (5)}, in the conventional cleaning technique, since it is an upper open container, the cleaning fluid is limited to liquid only, and a gas system having a cleaning effect cannot be used.
(6) Further, it is difficult to completely remove the polishing powder adhering to the surface after performing CMP.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus and a cleaning method capable of performing cleaning with good cleaning efficiency.
[0028]
An object of the present invention is to provide a completely hermetically sealed gas-liquid cleaning apparatus and cleaning method that facilitate the treatment of a deteriorated cleaning liquid.
[0029]
An object of the present invention is to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus in which no dust is mixed into a cleaning tank that is generated when the cleaning liquid is discarded.
[0030]
An object of the present invention is to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus capable of avoiding contamination caused by particle contamination from the atmosphere and dust generation from a mechanical part.
[0031]
An object of the present invention is to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus capable of avoiding reattachment of particles detached from an object to be cleaned.
[0032]
An object of the present invention is to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus capable of expanding cleaning options by introducing a gas system.
[0033]
An object of the present invention is to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus capable of controlling the flow rate.
[0034]
An object of the present invention is to provide a completely sealed gas-liquid cleaning apparatus capable of preventing mist from flowing into a clean room.
[0035]
The present invention establishes a cleaning technique method capable of suppressing the release of mist into a clean room, and is thus suitable for the production of highly integrated and high-performance semiconductor devices by arranging semiconductor manufacturing apparatuses in the order of processes. It is an object of the present invention to provide a cleaning apparatus (wafer flow path minimum) in which the transport distance through the entire process of the semiconductor substrate can be minimized.
[0036]
It is another object of the present invention to provide a cleaning apparatus that can greatly increase the productivity of semiconductor manufacturing, can greatly reduce the running cost of a factory, and can greatly improve the degree of freedom of design.
[0037]
[Means for Solving the Problems]
  The cleaning apparatus of the present invention has a cleaning fluid introduction port for introducing a cleaning fluid into the interior, and a cleaning fluid discharge port for discharging the internal cleaning fluid to the outside. And a cleaning tank that can be sealed after storage,
  A tank connected to the cleaning fluid discharge port for storing cleaning fluid after cleaning;
  Pressure reducing means for reducing the pressure inside the tank;
Have
  By exhausting the inside of the washing tank and the tank communicating with the washing tank via a line, the inside of the washing tank, the line and the tank are brought into a reduced pressure state,
  The chemical solution is introduced into the cleaning tank by bringing the cleaning tank in a reduced pressure state into communication with the chemical solution supply source.And also flows into the tankThis is a complete hermetic gas-liquid cleaning apparatus.
[0038]
  In the cleaning method of the present invention, after the object to be treated is inserted into the cleaning tank, the cleaning tank is sealed, and the cleaning tank and the tank communicating with the cleaning tank through a line are exhausted. In this manner, the inside of the washing tank, the line, and the tank are depressurized
  The chemical solution is introduced into the cleaning tank by bringing the cleaning tank in a reduced pressure state into communication with the chemical solution supply source.And also into the tankThis is a completely hermetically sealed gas-liquid cleaning method.
[0039]
In the present invention, the inside of the cleaning tank is sealed after the object to be cleaned is stored, and is kept in a reduced pressure state by the pressure reducing means, so there is no particle contamination from the atmosphere.
[0040]
In addition, even in cleaning using a plurality of cleaning liquids such as RCA cleaning, it is not necessary to transfer the object to be cleaned by sequentially introducing a plurality of cleaning liquids into the same cleaning tank, so that the transfer system is inevitably required. As a result, it becomes unnecessary, and it is possible to avoid contamination due to dust generation from the mechanical part of the transport system.
[0041]
The cleaning liquid is introduced into the cleaning tank from the cleaning fluid introduction port and discharged from the cleaning fluid discharge port, and the cleaning fluid is constantly flowing. Therefore, the particles detached from the object to be cleaned by the cleaning are immediately discharged out of the system from the cleaning fluid discharge port, so that it is possible to avoid reattachment of the particles detached from the object to be cleaned.
[0042]
Furthermore, since the cleaning apparatus of the present invention is hermetically sealed, not only liquid but also gas can be used for cleaning, and the cleaning options can be expanded.
[0043]
Moreover, since the cleaning apparatus of the present invention is hermetically sealed, there is no mist outflow into the clean room. As a result, the degree of freedom of arrangement of the cleaning apparatus is increased, and the transport distance through the entire process of the semiconductor substrate suitable for highly integrated and high performance semiconductor device production can be minimized. In addition, it is not necessary to discharge clean air in the clean room when mist is generated.
[0044]
Further, in the cleaning apparatus of the present invention, the cleaning fluid constantly flows, and the object to be cleaned is always cleaned with a new cleaning fluid, so that high cleaning efficiency can be achieved.
[0045]
{Circle around (1)} In the present invention, it is preferable that the cleaning tank is made of a translucent material, and light irradiation means for irradiating light in the sealed cleaning tank is provided outside the cleaning tank.
Here, the light may be appropriately selected according to the use such as infrared rays, ultraviolet rays, and visible light.
[0046]
For example, by introducing oxygen gas into the cleaning tank and irradiating the oxygen with ultraviolet rays, ozone can be generated to remove organic substances from the object to be cleaned.
[0047]
In addition, the cleaning fluid can be heated without causing contamination by irradiating infrared rays. In the present invention, the heating function is performed by light irradiation, so that heating without contamination becomes possible.
[0048]
(2) In the present invention, it is preferable to provide a pressurizing means for pressurizing the cleaning fluid to be introduced into the cleaning tank.
[0049]
  When the cleaning fluid introduced into the cleaning tank, particularly the cleaning liquid, is pressurized to an appropriate pressure by the pressurizing means, the flow rate of the cleaning fluid introduced can be controlled. Control the pressure because the flow rate of the cleaning fluid also affects the cleaning efficiencythingAs a result, optimum cleaning efficiency can be obtained.
[0050]
(3) In the present invention, it is preferable to provide a heating means for heating the inside of the septic tank.
[0051]
For example, in the cleaning process shown in Table 1, the cleaning liquid may be heated. Therefore, if a heating means such as an external heater or an internal heater is provided, the cleaning fluid can be heated.
[0052]
(4) In the present invention, the effect is further exhibited by connecting a plurality of cleaning fluid sources to the cleaning fluid inlet through a valve. As shown in Table 1, cleaning is performed by following a plurality of steps using a plurality of different chemical solutions. When cleaning is performed in the conventional process, the object to be cleaned is inevitably exposed to the air between the processes, and transport between processes must be performed.
[0053]
However, in the present invention, since a plurality of steps can be cleaned without carrying them in one cleaning tank, the effectiveness is further improved.
[0054]
(5) In the present invention, it is preferable to provide a purification means for purifying the cleaning fluid after cleaning stored in the tank.
[0055]
(6) In the present invention, a pressure reducing means is provided. However, it is preferable to use an aspirator as a means for obtaining a clean reduced pressure state.
[0056]
Next, the cleaning method of the present invention will be described with reference to FIG.
In the cleaning method of the present invention, the workpiece 2 is first charged into the septic tank 13 and then the cleaning tank 13 is hermetically sealed off from the atmosphere.
[0057]
  Next, the inside of the cleaning tank 13 is exhausted by exhausting the inside of the cleaning tank 13 and the decompression tank 14 communicating with the cleaning tank 13 via a line (discharge line) 29,Line 29The inside and the inside of the decompression tank 14 are brought into a decompressed state. At this time, the valves V10, V60, and V6 are closed, and the valves V15, V61, V62, and V63 are opened. Exhaust may be performed by an exhaust means 15 such as a vacuum pump or an aspirator.
[0058]
  Next, the cleaning tank 13 in a reduced pressure state and the chemical solution supply source are brought into a communication state. This may be done by opening the valve V10. When the cleaning tank 13 and the chemical solution supply source are in communication with each other, the cleaning tank 13, the line 29, and the decompression tank 14 are in a decompressed state, so that the chemical solution flows into the cleaning tank 13 and further passes through the line 29. 14 also flows. As a result, a fluid state chemical solution is obtained, and the object to be cleaned 2 is cleaned with the fluid state chemical solution. Further, the reaction product gas generated during the cleaning is generated and exhausted into the decompression tank 14 through the line 29. Therefore, by dissolving the reaction product gas in the chemical solution,WashThe cleaning efficiency is not deteriorated, and highly efficient cleaning can be performed.
[0059]
In addition, since the chemical liquid after cleaning is discharged to the decompression pump, there is no problem of mixing particles or the like into the cleaning tank due to chemical liquid replacement.
[0060]
When the cleaning tank 13 and the chemical solution supply source are in communication with each other (that is, during cleaning), the valve V62 is closed and the inside of the decompression tank 14 (and hence the cleaning tank 13) is not exhausted. Either the case of exhausting may be used. In the former case, the chemical solution may be drained after opening the valve V62 after cleaning and exhausting the gas accumulated in the upper part of the decompression tank 14. In the latter case, if the amount of exhaust is too large, the chemical solution is attracted by the vacuum pump, and therefore, it is only necessary to exhaust to a degree of vacuum that does not cause such a state.
[0061]
After the cleaning with the chemical solution, the object to be cleaned 2 is left as it is, and the rinse is continuously performed in the same procedure as the cleaning with the chemical solution.
[0062]
  After all cleaning steps such as chemical cleaning and rinsing are completed, the valve V60 is opened, a cover gas (nitrogen gas, etc.) is introduced, and the cleaning bath 13 is opened to atmospheric pressure in the cleaning bath 13.TheTo do. However, this is because the inside of the cleaning tank 13 is in a reduced pressure state at the end of the cleaning process.
[0063]
When continuous cleaning is performed with gas instead of the chemical solution, the valves V62 and V63 are opened and an appropriate trap 44 may be used.
[0064]
The reduced pressure is preferably 100 Torr or less, and more preferably 10 Torr to 100 Torr.
[0065]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First form)
An embodiment of the cleaning apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. Although this embodiment will be described by taking RCA cleaning as an example, the present invention is not limited to RCA cleaning.
[0066]
In the present embodiment, a cleaning fluid introduction port 11 for introducing the cleaning fluid 1 into the inside and a cleaning fluid discharge port 10 for discharging the internal cleaning fluid 1 to the outside are provided. A cleaning tank 13 that can be sealed after storing the cleaning object 2, a tank (decompression tank) 14 that is connected to the cleaning fluid discharge port 10 and stores the cleaning fluid after cleaning, and the inside of the tank 14 is in a depressurized state. Pressure reducing means (vacuum pump).
[0067]
V15 is a valve provided on the downstream side of the cleaning fluid discharge port 10;_TenIs a valve provided upstream of the cleaning fluid inlet 11.
FIG. 2 shows a detailed configuration example of the cleaning tank 13.
[0068]
  The cleaning tank 13 includes an upper container 6 and a lower container 7. A cleaning fluid discharge port 10 is formed in the upper portion of the upper container 6, and a cleaning fluid introduction port 11 is formed in the lower container 7.₅₁, V₅₂It is preferable that the function can be changed by switching. That is, the valve V₁₅Downstream of point a and valve V_TenofunderConnect the point d on the flow side to the valve V₅₂Connected by a line 35 having a valve V₁₅Upstream of point c and valve V10UpConnect the point b on the flow side to the valve V₅₁If it is connected with a line 36 having a cleaning outlet 1 as required0The cleaning fluid can be introduced into the cleaning tank 13 from the cleaning fluid introduction port 1.1Thus, the cleaning fluid can be discharged from the cleaning tank 13.
[0069]
Further, the upper container 6 and the lower container 7 have

flange portions

12a and 12b, respectively. By sealing the upper container 6 and the lower container 7 with the

flange portions

12a and 12b in close contact with the stoppers 8a and 8b, a sealed washing tank can be obtained. In order to secure a higher degree of hermeticity, it is preferable to interpose the O-ring 14 between the flange portion 12a and the flange portion 12b.
[0070]
A holding means 9 for holding an object to be cleaned is disposed in the lower container 7. The holding means 9 can hold one or a plurality of objects to be cleaned.
[0071]
Further, a lamp 31 is provided outside the cleaning tank 13 as a heating means.
A fluid supply line 20 is connected to the cleaning fluid inlet 11 of the cleaning tank 13.
[0072]
The fluid supply line 20 includes firstly an SPM source 22a via a tank 21a, a DHF source 22b via a supply tank 21b, an APM source 22c via a supply tank 21c, and a supply tank 21d. The HPM source 22d is connected to the IPA source 22e via the supply tank 21e. Further, a pressurizing tank 24 for pressurizing the cleaning fluid in each of the

supply tanks

21a, 21b, 21c, 21d, 21e is connected to the

tanks

21a, 21b, 21c, 21d, 21e via the pressurizing line 23. Yes. A gas source for pressurization 25 such as nitrogen gas is connected to the pressurization tank.
[0073]
Secondly, a hydrogen gas source (mainly a hydrogen termination gas source) 26a, a nitrogen gas source 26b, and a chlorine gas source (mainly a cleaning gas source) 26c are connected to the fluid supply line 20.
[0074]
Thirdly, an ultrapure water source 28 is connected to the fluid supply line 20 via an ultrapure water tank 27.
[0075]
On the other hand, a discharge line 29 is connected to the cleaning fluid discharge port 10 of the cleaning tank 13, and the discharge line 29 is connected to the vacuum pump 15 via the decompression tank 14. The decompression tank 14 is provided with a drain port 30 for storing the cleaning fluid after cleaning and discharging it.
[0076]
Next, a cleaning procedure using the cleaning apparatus shown in FIG. 1 will be described.
The object to be cleaned 2 is set in the holding means 9 in the lower container 7.
[0077]
Next, the flange portion 12a of the upper container 6 and the flange portion 12b of the lower container 7 are brought into close contact with each other via an O-ring 64, and the cleaning tank 13 is sealed with the fasteners 8a and 8b.
[0078]
Then valve V₅₁, V₅₂Open valve V_TenClosed, valve V₁₅Open valve V₁₆Is closed, and the vacuum tank 15 is evacuated by the vacuum pump 15. By evacuating the decompression tank 14, the inside of the cleaning tank 13 is also decompressed.
[0079]
Valve V when the inside of the washing tank is in a predetermined reduced pressure state₅₃Closed, valve V_TenOpen valve V₈Is open. The SPM in the SPM supply tank 21a is sucked into the cleaning tank 13 through the cleaning fluid introduction port 11, and the object to be cleaned 2 is cleaned while filling the cleaning tank 13. At this time, the valve V₁₅It is possible to control the speed of the SPM flowing through the cleaning tank 13 by adjusting the exhaust speed by adjusting the pressure of the pressurized tank.
[0080]
The SPM after cleaning is guided to the decompression tank 14 through the cleaning fluid discharge port 10 and stored in the decompression tank 14.
[0081]
Valve S after SPM cleaning₈Closed and V₁₂Open N₂The SPM remaining in the cleaning tank 13 is completely discharged from the cleaning tank 13 while flowing the gas.
[0082]
When the SPM is completely discharged from the cleaning tank 13, the valve V₁The rinsing is performed by introducing the ultrapure water in the ultrapure water tank 27 into the cleaning tank 13 with the open.
[0083]
Next, DHF cleaning, rinsing, APM cleaning rinsing, HPM cleaning, rinsing, DHF cleaning, and rinsing are performed in the same procedure as SPM cleaning and rinsing.
[0084]
If the operating temperature is not room temperature, the lamp 31 may be turned on to heat the cleaning liquid.
[0085]
  After the last cleaning and rinsing with liquid (DHF cleaning and rinsing listed in the bottom row shown in Table 1), valve V₁, V_Ten, V₁₅Is closed and valve V₅₁, V₅₂Open the valve, with the discharge and supply lines reversed.₁₄Is open. IPA is introduced into the washing tank in a state where pure water is filled, and the IPA surface formed in a thin film on the pure water surface is drained.10It is possible to obtain the same effect as conventional Marangoni drying by lowering the liquid.
[0086]
After drying, valve V₁₁Is opened and hydrogen is introduced into the cleaning tank 13 to terminate the hydrogen.
Thus, the process for the article to be cleaned 2 is completed.
[0087]
  After finishing the process on the object to be cleaned 2, all valves are closed and the fasteners 8a and 8b are removed.UpAfter separating the container 6 and the lower container 7, the object 2 to be cleaned is taken out from the cleaning tank 13.
  Next, the next object to be cleaned is processed in the same manner.
[0088]
(Second form)
A second example is shown in FIG.
In this example, an aspirator 60 is used instead of the vacuum pump 15 shown in FIG. Other points are the same as in the first embodiment.
[0089]
  The aspirator is used as a simple exhaust pressure reducing pump, and the ultimate vacuum is about 10 Torr to 30 Torr. In addition, the aspirator can create a clean vacuum without oil diffusion.RutaTherefore, it can be suitably used in the present invention.
[0090]
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment.
The main differences from the first embodiment are as follows.
[0091]
(1) A purification means 40 for cleaning fluid after cleaning is provided at the drain port 30 of the decompression tank 14 and a circulation line 42 for returning the cleaning fluid after purification to the chemical solution supply tank 50 is provided.
(2) A vacuum tank cleaning line 45 for cleaning the vacuum tank 14 is provided.
(3) The point that the trap 44 is provided upstream of the vacuum pump 15,
It is.
[0092]
The other points are the same as in the first embodiment.
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail mainly on the points (1) to (3).
[0093]
The drain port 30 of the decompression tank 14 is provided with a filter 40 as a purification means. The filter 40 serves to remove particles floating in the cleaning fluid after cleaning. After being purified in the filter 40, it is circulated to the chemical tank 50 through the recirculation line 42.
[0094]
By passing the filter 40, particles and the like are removed from the cleaning fluid after cleaning, but the cleaning capability is deteriorated compared to an unused cleaning fluid. Then, it is transferred to the waste liquid tank 48 and discarded.
[0095]
Next, cleaning of the decompression tank 14 will be described.
A vacuum cleaning line 45 is connected to the outlet of the decompression tank 14. On the vacuum cleaning line 45, a pure water circulation pump 52, a cleaning pure water tank 53, and a pure water waste liquid tank 54 are provided in this order. A pure water source 55 to be supplied to the cleaning pure water tank 53 is connected to the cleaning pure water tank 53. An exhaust line 56 is connected between the cleaning pure water tank 53 and the pure water waste liquid tank 54.
[0096]
After the chemical liquid in the decompression tank 14 is transferred to the chemical liquid supply tank 50 or discarded through the chemical liquid waste tank 48, pure water is supplied from the pure water supply line to the cleaning pure water tank 53, and the pure water circulation pump 52 Wash inside the tank while circulating. The pure water after washing is transferred to the pure water waste liquid tank 54 and drained. This operation is repeated to clean the inside of the decompression tank 14.
[0097]
It is also possible to increase the throughput by switching the valves by providing a number of decompression tanks 14 corresponding to the types of chemical solutions.
[0098]
  Next, the embodiment shown in FIG. 4 will be described from the viewpoint of the operation method.
  V10, V60, V6 are closed, V15, V61, V62, V63 are opened, and the vacuum pump 15 is operated, and the inside of the decompression tank 14, the discharge line 29, and the cleaning tank 13TheReduce pressure.
[0099]
  V60, V62, V63, and V6 are closed, and V10, V15, and V61 are open. Washing tank 13Since the inside is in a depressurized state, the chemical solution flows into the depressurized cleaning tank 14..
[0100]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
A cleaning test was conducted using the cleaning apparatus shown in FIG. 1 and the cleaning apparatus shown in FIG.
[0101]
An 8-inch diameter silicon wafer (object to be cleaned) was prepared, and this silicon wafer was treated with 0.5% hydrofluoric acid (CuC1₂  1 ppm was added) in the solution for 10 minutes to give metal contamination to the silicon wafer surface.
[0102]
After the immersion, overflow rinsing with ultrapure water was performed for 5 minutes, followed by spin dry drying.
[0103]
  This silicon wafer is hermetically stored in the cleaning tank 13 of FIG.

Decrease

The pressure tank 14 was evacuated to 20 Torr, and the pressurization gas 25 was sent to the pressurization tank 24 to supply SPM to the cleaning tank 13 from the SPM supply tank. After supplying for a predetermined time, the supply of SPM was stopped, SPM in the cleaning tank 13 was sent to the decompression tank 14, and then ultrapure water was supplied from the tank 27 into the cleaning tank 13 for rinsing. During this time, the vacuum pump 15 remains driven.
[0104]
Next, DHF cleaning, APM cleaning, HPM cleaning, and DHF cleaning were performed in the same procedure as SPM cleaning.
[0105]
  Note that the decompression tank is appropriately14The valve V16 was opened and closed, and the cleaning chemical solution after cleaning in the decompression tank 14 was drained. Then Cl₂Treatment with gas.
[0106]
Subsequently, pure water and IPA were supplied to the washing tank 13 and dried. After IPA drying, hydrogen gas was supplied to the washing tank 13 to terminate the hydrogen.
After the above procedure, the cleaning tank 13 was opened and the silicon wafer was taken out.
[0107]
  On the other hand, for comparison, using the cleaning apparatus shown in FIG.GenusThe contaminated silicon wafer was cleaned.
[0108]
When the silicon wafer was examined for residual metal and a natural oxide film, the silicon wafer cleaned using the cleaning apparatus shown in FIG. 1 is more likely to have residual particles than the silicon wafer cleaned using the cleaning apparatus shown in FIG. Decreased to 1/3 and residual metal to 1/5.
[0109]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following various effects are achieved.
[0110]
(1) Prevents contamination and oxidation because it does not touch the atmosphere from cleaning to drying.
(2) Wide range of selection from liquid to gas as cleaning agent. Many cleaning methods can be combined.
[0111]
(3) Speeding up the fluid by pressurization and depressurization, speeding up replacement in the tank, vacuum drying, etc. become possible, and shortening of the cleaning time is achieved by improving the efficiency of chemical exchange, rinsing and drying.
[0112]
{Circle around (4)} The removed particles can be discharged out of the tank at a high flow rate, and can be prevented from reattaching to the object to be cleaned. As a result, high cleanliness cleaning can be achieved.
(5) The outflow of ion mist is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system conceptual diagram of a cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a cleaning tank in the cleaning apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a system conceptual diagram of a cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a system conceptual diagram of a cleaning apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a conventional cleaning apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Cleaning fluid,
1a SPM cleaning tank,
1b DHFTank,
1c APM tank,
1dHPMTank,
1e DHF tank,
2 Object to be cleaned (wafer),
6 Upper container,
7 Lower container,
8a, 8b stopper,
9 holding means,
10 Cleaning fluid outlet,
11 Cleaning fluid inlet,
12a, 12b flange part,
13 Washing tank,
14 vacuum tank,
15 Pressure reducing means (vacuum pump),
20 fluid supply line,
21a SPM supply tank,
21b DHF supply tank,
21c APM supply tank,
21d HPM supply tank,
22a SPM source,
22b DHF source,
22c APM source,
22d HPM source,
22e IPA source dissolved in pure water,
24 Pressurized tank,
25 Gas source for pressurization,
26a Hydrogen gas source,
26b Nitrogen gas source,
26c Chlorine gas source,
27  Ultrapure water tank,
28 Ultrapure water source,
29 discharge line,
30 drain port,
31 Heating means (lamp),
40 Cleaning fluid purification means (filter),
42  Reflux line,
44 trap,
45 Vacuum tank washing line,
48 Pure water waste tank,
50 chemical supply tank,
52 pure water circulation pump,
53 Pure water tank for cleaning,
54 Pure water waste tank,
55 Pure water source,
56 exhaust line,
60 Pressure reducing means (aspirator),
64 O-ring.

Claims

A cleaning fluid introduction port for introducing a cleaning fluid into the interior and a cleaning fluid discharge port for discharging the internal cleaning fluid to the outside. A tank,
A tank connected to the cleaning fluid discharge port for storing cleaning fluid after cleaning;
Pressure reducing means for reducing the pressure inside the tank;
Have
By evacuating the inside of the washing tank and the tank communicating with the washing tank through a line, the inside of the washing tank, the inside of the line and the inside of the tank are brought into a reduced pressure state,
A completely sealed gas-liquid cleaning apparatus characterized in that the chemical liquid is introduced into the cleaning tank and flows into the tank by bringing the cleaning tank in a reduced pressure state into communication with the chemical supply source. .

2. The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning tank is made of a light-transmitting material.

3. The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 1, wherein a light irradiation means for irradiating light in the sealed cleaning tank is provided outside the cleaning tank.

4. A completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 1, further comprising a pressurizing means for pressurizing the cleaning fluid introduced into the cleaning tank.

The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising heating means for heating the inside of the cleaning tank.

6. The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 5 , wherein the heating means is an infrared lamp provided outside the cleaning tank.

The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the decompression means is an aspirator.

The fully-sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning fluid is a liquid.

The fully-sealed gas-liquid cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the cleaning fluid is a gas.

The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of cleaning fluid sources are connected to the cleaning fluid inlet through valves.

The fully-sealed gas-liquid cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising a purification unit for purifying the cleaning fluid after cleaning stored in the tank.

12. The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 11, further comprising a circulation line for circulating the purified cleaning fluid purified by the purification means to a cleaning fluid source.

The completely sealed gas-liquid cleaning apparatus according to claim 1, wherein a trap is provided downstream of the decompression unit.

The cleaning fluid introduction port is used as a port for discharging the internal cleaning fluid to the outside, and a switching valve for providing the cleaning fluid discharge port as a cleaning fluid introduction port for introducing the cleaning fluid into the inside is provided. 14. The complete hermetic gas-liquid cleaning apparatus according to claim 1, wherein

After inserting the object to be processed into the cleaning tank, the cleaning tank is sealed, and the cleaning tank and the tank communicating with the cleaning tank through the line are evacuated. The inside and the tank are depressurized,
A completely sealed gas-liquid cleaning method characterized in that the chemical liquid is introduced into the cleaning tank and flows into the tank by bringing the cleaning tank in a reduced pressure state into communication with the chemical liquid supply source. .

16. The complete hermetic gas-liquid cleaning method according to claim 15, wherein exhaust in the decompression tank is stopped when the cleaning tank and the chemical liquid supply source are in communication with each other.

16. The complete hermetic gas-liquid cleaning method according to claim 15, wherein the vacuum tank is evacuated when the cleaning tank and the chemical liquid supply source are in communication with each other.

The completely sealed gas-liquid cleaning method according to claim 15, wherein the reduced pressure state is 100 Torr or less.

19. The complete hermetic gas-liquid cleaning method according to claim 18, wherein the reduced pressure state is 10 Torr to 100 Torr.

20. The completely sealed gas-liquid cleaning method according to any one of claims 15 to 19, wherein the cleaning fluid is pressurized and introduced into the cleaning tank.

21. The completely sealed gas-liquid cleaning method according to claim 15, wherein the plurality of cleaning steps are sequentially performed in the same cleaning tank.

21. The complete hermetic gas-liquid cleaning method according to claim 20, wherein the cleaning fluid is a liquid.