JPH0223620A

JPH0223620A - 洗浄装置

Info

Publication number: JPH0223620A
Application number: JP17403088A
Authority: JP
Inventors: Yasukazu Mukogawa; 向川　泰和; Kouji Harada; 原田　昿嗣; Sumiichi Yoneda; 米田　純市; Masashi Omori; 大森　雅司
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0821564B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、半導体装置等の被洗浄物を洗浄液を用いて
洗浄する洗浄方法および洗浄装置に関する。

（従来の技術）従来より被洗浄物を洗浄づる方法は世の中に数多く存在
する。例えば、薬品を用いる方法、洗浄ガスを用いる方
法あるいは光を用いる方法などが挙げられるが、この他
に純水でリンスする洗浄方法も広く一般に使用されてい
る。この洗浄方法は純水を被洗浄物に接触させて、被洗
浄物表面を清浄にする方法であり、半導体産業でも半導
体基板やウェハ等を洗浄する際ににり用いられている。

第４図はそのような従来の洗浄方法を説明する図である
。同図に示すように、洗浄槽１には純水を供給するため
の供給ライン２が接続されており、半導体基板やウェハ
等の被洗浄物３を薬品で洗浄処理した後に洗浄槽１内に
配置し、純水４を洗浄槽１内に供給ライン２より供給す
ることにより、上記薬品を純水４で洗い流すようにして
被洗浄物３のリンス洗浄を行なう。この場合、純水４の
供給は、洗浄槽１よりオーバフローされるように連続的
に供給されることが多く、また洗浄効果を高めるために
、純水４を温水にして用いたり、超音波発振器等により
超音波振動を加えたり、界面活性剤を混入したり、ある
いはこれらを（ＪＩ用することもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、被洗浄物３が半導体基板やウェハ等のような
場合には、その表面に形成される凹凸部のサイズ、例え
ばパターン形成によって生じる細溝のサイズが、微細な
ものでは溝幅寸法が１／ＪＩ＋以下で、深さ寸法が敷用
程度になっている。この細溝内部を十分に洗浄すること
は非常に重要であるものの、従来の洗浄方法では純水４
が細溝内部まで十分に行き渡らず細溝内の汚れを除去で
きないという問題があった。更に、近年半導体基板にし
ばしば形成されるトレンチ溝等の微細溝は、上記細溝よ
り溝幅寸法が小さく、しかも深さ寸法が深くなっており
、そのような微細溝内部を七分に洗浄することはより一
層困難であるという問題があった。

この発明は、上記従来技術の問題を解消し、半導体基板
またはウェハ等の被洗浄物の微細な溝内部まで十分に洗
浄できる洗浄方法を提供することを第１の目的とする。

また、この発明では、上記洗浄方法を実現する洗浄装置
を提供することを第２の目的とする。

（課題を解決するための手段〕上記第１の目的を達成するため、請求項１記載の発明に
よる洗浄方法は、被洗浄物を洗浄液中に浸漬させた後、
前記洗浄液を突沸させるものである。

上記第２の目的を達成するため、請求項２記載の発明に
よる洗浄装置は、加圧容器と、前記加圧容器内に設りら
れる洗浄液収容器と、前記洗浄液収容器内に洗浄液を供
給する洗浄液供給手段と、前記加圧容器内を加圧する加
圧手段と、前記洗浄液容器内に供給された洗浄液を加熱
する加熱手段と、前記加圧容器内を減圧する減圧手段と
、前記加圧手段、前記加熱手段および前記減圧手段の駆
勅を制御して、前記洗浄液を加圧・加熱後に減圧させて
前記洗浄液を突沸さ往る制御手段とを備えている。

〔作用〕

請求項１記載の発明ににる洗浄方法によれば、洗浄液を
突沸させることにより、洗浄液が被洗浄物の微細な溝内
部まで行き渡り、微細溝の洗浄が可能となる。

請求項２記載の発明による洗浄装置においては、洗浄液
を加圧・加熱した後、その温度を維持したままその温度
での洗浄液の沸点以上になる圧力まで減圧させることに
より、洗浄液が突沸される。

〔実施例〕

請求項１記載の発明に関連する洗浄方法は、洗浄液の突
沸現象、すなわち洗浄液が沸点以上になって突発的に沸
騰を起こす現象を利用している。

例えば、半導体基板やウェハ等の被洗浄物を純水等の洗
浄液に浸漬した後、その純水に熱を加えて突沸させる。

この突沸現象によりトレンチ溝等の微細な溝内部にも純
水が行き渡り、微細溝内部の洗浄が可能となる。

なお、洗浄液が純水たりに限定されるものでないことは
言うまでもない。

、暖Ａ、実傭例次に、上記洗浄方法を適用した実験例について説明する
。

第１図はその実験例を説明する図である。同図に示すよ
うに、この実験例では、洗浄槽１１の両側に超音波発振
器１２．１２を配置するとともに、底部に加熱器１３を
配置している。また、洗浄液として純水１４を用い、被
洗浄物として、毛細管、すなわち数ｍｍ以下程度の口径
を有するガラス管１５．１６を用いた。ガラス管１５は
両端がともに開放されており、ガラス管１６は一端が開
放されて他端が閉成されている。更に、ガラス管１５゜
１６の管内には微粉な粉末１７を入れ、粉末１７の除去
状態が目視で判別できるようにトレーザ物質どしてイン
ク１８を入れる。

この条件の下で、以下に示すような従来の洗浄方法（ａ
）、　（ｂ）、　（ｃ）と、この発明に関連する洗浄方
法（ｄ）を実施して、それらの洗浄結果を相互に比較し
た。

浸漬洗浄（ａ）・・・常温状態の純水１４にガラス管１
５．１６を浸漬する。

加振洗８（ｂ）・・・常温状態の純水１４にガラス管１
５．１６を浸漬し、さらに超音波発振器１２゜１２を用
いて超音波振動を与える。

加温洗浄（Ｃ）・・・純水１４にガラス管１５，１６を
浸漬し、突沸しない程度に純水１４を加熱器により加熱
する。

突沸洗浄（ｄ）・・・純水１４にガラス管１５．１６を
浸漬し、突沸するように純水１４を加熱する。

表　　１（○：洗浄効果有、×：洗浄効果無）表１に示されるように、浸漬洗浄（ａ）では、ガラス管
１５．１６に洗浄効果は認められなかった。

加撮洗浄（ｂ）および加温洗浄（Ｃ）ではガラス管１５
にそれぞれ洗浄効果が認められたものの、ガラス管１６
にはそれぞれ洗浄効果が認められなかった。また、突沸
洗浄（ｄ）ではガラス管１５．１６どもにそれぞれ洗浄
効果が認められた。

以上より、純水１４を突沸さけることにより、ガラス管
１５．１６の微細な管内の洗浄が可能なことが確認され
た。

Ｂ、実施例次に、この発明の一実施例を、第２図に示される洗浄装
置３１を用いて説明する。この洗浄装置３１は、液体の
沸点が周囲圧力によって変化するという原理を利用して
いる。

同図に示すように、加圧容器３２には開閉自在に蓋３２
ａが設けられるとともに、内部に洗浄液収容器を構成す
る洗浄槽３３が設【プられる。洗浄槽３３の両側方には
それぞれ加熱手段を構成する誘電加熱部３４．３４が配
置され、この誘電加熱部３４．３４から数十ＧＨｚのマ
イクＩコ波を発振して洗浄槽３３内に供給される純水３
５を加熱するように構成される。また、給水バルブ３６
を有する給水管３７は加圧容器３２の底部を貫通しで洗
浄槽３３の下部に連結される。一方、洗浄槽３３の上部
外周には水受部３８が設けられ、その水受部３８の底部
に連結された第１排水管３９が加圧容器３２の底部を貫
通して器外に導かれるどともに、洗浄槽３３の底部に連
結された第２排水管４０が加圧容器３２の底部に貫通さ
れさらに第２排水バルブ４２を介して第１排水管３つの
第１排水バルブ４１の下流側に連結される。そして、給
水管３７を介して洗浄槽３３内に純水３５を供給づ−る
とともに、洗浄槽３３の上端よりオーバーフローする純
水３５を第１排水管３９を介して器外に排水する。

また、加圧容器３２の蓋３２ａには、減圧用配管４３が
連結されており、この減圧用配管４３が減圧バルブ４４
を介して大気に開放される。更に蓋３２　ａに連結され
るガス供給管４５は、ガス供給バルブ４６を介して図示
しないガス供給ボンベに接続される。

洗浄槽３３内には水温検知手段４７が設けられるととも
に、加圧容器３２内には図示しない圧力検知手段が設【
ノられており、水温検知手段４７おＪ：び上記圧力検知
手段が水温表示部４８および圧力表示部４９にそれぞれ
接続されるとともに、制御手段５０に６それぞれ接続さ
れる。さらに、バルブ３６，４１，４２．４４．４６お
よび誘電加熱部３４がそれぞれ制御手段５０に接続され
ており、オペレータによる洗浄開始指令に応答して制御
手段５０が作動し、後述する洗浄制御動作が行なわれる
。

この制御装置において、ウェハ等の被洗浄物５１を洗浄
するには、まず蓋３２ａを開成して洗浄槽３３内に被洗
浄物５１を入れた後、蓋３２ａを開成して加圧容器３２
内を密閉する。その後操作パネル等を用いて洗浄開始指
令を与える。これにより、初期状態、すなわちすべての
バルブ３６゜４１．４２．４４．４６が閉状態に設定さ
れる。

つづいて、第３図のフローチャートに示ずように、まず
給水バルブ３６および第１排水バルブ４１が開成されて
、純水３５が洗浄槽３３内に供給されるとともに、洗浄
槽３３の上端よりオーバーフローした純水３５が第１排
水管３９より排水される（ステップ８１）。このように
して一定時間純水３５を流し流路および容器系統をブロ
ー洗浄した後、給水バルブ３６および排水バルブ４１が
開成される。つづいて、ステップＳ２に示すように、ガ
ス供給バルブ４６が開成され、ガスボンベ（図示省略）
より加圧容器３２内にガスが供給されて加圧される。加
圧容器３２内が所定圧力まで加圧されると、ガス供給バ
ルブ４６が閉成される。次に、ステップＳ３に示すよう
に、誘電加熱部３４により数十Ｇ　ＨＺのマイクロ波を
与えて純水３５を所定温度まで加熱する。この場合の所
定温度は、上記所定圧ノ〕による加圧状態での沸点より
低く、かつ１気圧での純水３５の沸点（１００’Ｃ）よ
り高い温度に保ち、突沸が生じないようにしておく。

次に、ステップＳ４で減圧バルブ４４が開成され、加圧
容器３２内が大気圧（約１気圧）まで減圧される。この
減圧により純水３５は急速に沸点を越え、純水３５の内
部で突沸現象が発生ずる。この突沸現象により、上記実
験例でも説明したように、トレンチ溝等の微細な溝の内
部にまで純水３５が行き渡り、充分な洗浄効果が得られ
る。この後、ステップＳ５に示すように、第１および第
２排水バルブ４１．４２が開成されて純水３５が排水さ
れ、一連のシーケンスが完了して洗浄処理が完了する。

その後は被洗浄物５１を乾燥させる。

なお、被洗浄物５１の汚れ状態がひどい場合には、上記
シーケンスを繰り返せばよい。また、純水バルブ３６お
よび第１排水バルブ４１を開状態で洗浄すれば、流水ブ
ローしながらの洗浄も可能である。

この洗浄装置によれば、加圧・加熱状態にある純水３５
を急激に大気圧まで減圧させて突沸を起こさせるように
構成しているため微細溝の洗浄が可能であり、しかも減
圧時期を適当に変化さけることにより突沸時期を調整し
て突沸現象を制御することができる。また、加熱手段と
してマイクロ波使用による誘電加熱部３４を用いている
ため、誘電加熱部３４を洗浄槽３３から離隔配置でき、
装置設計の自由度にも優れている。

なお、上記第２の実施例においては、加熱手段として誘
電加熱部３４を用いているが、加熱手段は誘電加熱部３
４だけに限られることなく、例えば加熱ヒータ等を用い
てもよい。また、加圧容器３２内に供給されるガスの種
類は特に限定されることはなく、使用される洗浄液への
溶解度１原産性などを考慮して選択すればよい。さらに
上記装置２置に加えて超音波発振器等を併用するようにしてもよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項１記載の発明による洗浄方法によ
れば、洗浄液を突沸させて被洗浄物を洗浄するようにし
ているため、洗浄液が被洗浄物の微細な溝の内部まで行
き渡り、微細な溝内部まで十分に洗浄できるという効果
が得られる。

請求項２記載の発明による洗浄装置によれば、加圧・加
熱状態にある洗浄液を減圧させて突沸させるように構成
しているため、突沸現象を利用した被洗浄物の洗浄を行
なえるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の洗浄方法を適用した実験例を説明す
る図、第２図はこの発明の一実施例である洗浄装置を示
す断面図、第３図はその装置の動作を説明するフローチ
ャート、第４図は従来の洗浄装置を示す断面図である。図において、１１．３３は洗浄槽、１４．３５は純水、
１５．１６はガラス管、３１は洗浄装置、３２は加圧容
器、３４は誘電加熱部、５０は制御手段、５１は被洗浄
物である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。代理人　　　大　　岩　　増　　雄第 ―

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被洗浄物を洗浄液中に浸漬させた後、前記洗浄液
を突沸させることを特徴とする洗浄方法。
（２）加圧容器と、前記加圧容器内に設けられる洗浄液収容器と、前記洗浄
液収容器内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記加圧容器内を加圧する加圧手段と、前記洗浄液収容器内に供給された洗浄液を加熱する加熱
手段と、前記加圧容器内を減圧する減圧手段と、前記加圧手段、前記加熱手段および前記減圧手段の駆動
を制御して、前記洗浄液を加圧・加熱後に減圧させて前
記洗浄液を突沸させる制御手段とを備えた洗浄装置。