JPH02270322A - 半導体ウェハの洗浄装置 - Google Patents

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、半導体ウェハの洗浄装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第５図は、従来の半導体ウェハの洗浄方法を概略的に図
解する図である。図において、半導体ウェハ１４の超純
水がジェットノズル１６によって吹付けられる。これと
同時に矢印Ｒの方向に回転しているブラシ１７を矢印Ｔ
の方向で半導体ウェハ表面にスライドさせることによっ
て、半導体ウェハ表面の汚染粒子などを洗浄除去してい
る。

第６図は、半導体ウェハを洗浄槽１８において超音波発
振装置１つにより発生させた超音波によるキャビテーシ
ョンや振動加速度により洗浄する装置を図解する図であ
る。この図解の装置を用いる洗浄方法では、主にアンモ
ニア水や、Ｈ２Ｏ２水を超純水に混入して使用したり、
有機溶剤などを溶媒として使用し、その結果、化学的な
洗浄力と物理的な洗浄力とが組合わされて使用される。

［発明が解決しようとする課題］ 第５図に示されたような従来の半導体ウェハの洗浄方法
においては、 （１）　約１０μｍ以下の超微細な汚染粒子などの洗浄
除去が困難なこと。

（２）　洗浄ブラシの摩耗によって半導体ウェハに汚染
が生じること。

（３）　ブラシの摩擦による静電気が発生して、洗浄効
果を低下させること。

（４）　汚染された半導体ウェハを洗浄した場合、ブラ
シに汚染物が蓄積し、その汚染物が半導体ウェハを再汚
染すること。

（５）　除去した汚染粒子がブラシに付着し、半導体ウ
ェハを傷つけること。

などの不都合があった。

したがって、半導体ウェハのうら表面のように汚染の著
しい面の洗浄を行なった場合に、使用したブラシを次の
半導体ウェハに使用するためには十分な水洗や超音波洗
浄などのブラシの洗浄が必要であり、うら表面の洗浄に
使用したブラシを、おもて表面（鏡面）の洗浄に使用す
ることは、汚染の問題から不可能であり、第５図に示さ
れた方法でおもて表面およびうら表面を洗浄しようとす
ると、どうしてもブラシを２つにして２工程にしなけれ
ばならなかった。しかも、うら表面は半導体プロセス装
置内での搬送や、真空チャック治具との接触が多いため
、ｌｒｉ染が著しく、このように汚染された面をブラシ
で洗浄してもブラシの汚染が著しくなり、その効果は非
常に小さくなる。

第６図に示されるような半導体ウェハ洗浄方法では、半
導体ウェハ全体を液中に浸漬して洗浄するので、上記の
ように汚染の著しい半導体ウェハうら表面と、高清浄度
の必要とされる半導体ウェハおもて表面が同一液中に存
在することになり、うら表面の汚染物が処理液を汚染し
、おもて表面を汚染することが考えられ、そのために大
容量のオーバフローや、循環濾過システムが必要となり
１、　　洗浄時間も長くなる。また、この方法では、微
小粒子に対しては効果があるが、デボ膜やＣＶＤ膜のよ
うに膜中に食込んだ強固な異物は除去されにくかった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされ
たもので、半導体ウェハ表面上の微小な汚染粒子や強固
な付着粒子を除去できるとともに、半導体ウェハおもて
表面に汚染を与えることなく、半導体ウェハうら表面の
洗浄を行なうことができる半導体ウェハの洗浄装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる半導体ウェハの洗浄装置は、微細凍結
粒子を準備し、表面を有する半導体ウェハを保持すると
ともに、半導体ウェハの表面に準備した微細凍結粒子を
噴射するようにしたものである。

［作用］ この発明における半導体ウェハの洗浄装置は、＊’ｔｎ
Ｌ、、た微細凍結粒子を保持された半導体ウェハの表面
に噴射することにより、半導体ウェハの付着異物は除去
される。

［発明の実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、断熱材で囲まれた製氷容器１は冷媒供給タ
ンク２から供給された液体窒素などの冷媒３を製氷容器
１内で蒸発させることにより冷却される。製氷容器１内
が十分冷却された後、スプレーノズル４から超純水を微
噴霧し、冷媒３と熱交換させ、凍結させ、微細凍結粒子
５を得る。

ここで超純水供給タンク６より供給された超純水はたと
えば加圧容器７をガス圧力で加圧することにより供給す
れば容易に、しかも異物が発生しない状態で供給するこ
とができる。

上では、微細凍結粒子５の原料に超純水を使用したが、
これは半導体ウェハに悪影響を及ぼさない物質で、なお
かつ、使用する冷媒で凍結させ得る物質であれば差支え
ない。凍結させる物質により凍結粒子の硬度が異なるた
め、半導体ウェノ１の表面状態で、アルミシリコンなど
の軟らかい物質が半導体ウェハの表面を覆っているとき
は、凍結したときの硬度の軟らかい物質を使用する。

微細凍結粒子５の粒子径はガス圧力源８からスプレーノ
ズル４に供給する溶液の圧力を圧力調節弁９で調節する
ことにより変化させることができ、圧力を上げれば微細
な粒径が得られる。また、スプレーノズル４に供給する
際にガス窒素などのガスで溶液を混合し、２流体化する
と、より微細な粒径が得られる。これらの方法によって
２０μｍ〜５ｍｍ程度の範囲で均一な球形の粒径を制御
することかできる。

２０μｍ以下の粒径については、第２図を参照して、ヒ
ータ１０により加熱された耐熱容器１１内の溶液は蒸気
となり、導管１２を通って製氷容器１に供給される。こ
の際、蒸気は製氷容器１内の冷媒３により冷却され、凝
固する。この方法によると、蒸気の冷却速度により粒径
を変化させることができ、その範囲は０，１μｍ〜２０
μｍの範囲で得ることができる。ここでスプレーノズル
４または蒸気により得られた０、１μｍ〜５ｍｍの任意
の微細凍結粒子５は、気体の噴流によるエジェクタ方式
によって噴射手段１３に送られ、半導体ウェハ１４に向
かって噴射される。

噴射の際、半導体ウェハ１４はたとえば第３図に示すよ
うな固定治具１５により固定される。第３図において、
半導体ウェハ１４は固定治具１５内の真空チャックによ
り、あるいは押付は力によって固定され、噴射手段１３
により噴射された微細凍結粒子５が半導体ウェハ１４に
均一に当たるように上、下または回転するようにする。

また、噴射に際して、水噴射を半導体ウェハ１４のおも
て表面のみならず、うら表面について行なってもよく、
これは噴射手段１３が１つの場合は交互に行なうことに
なるが、２つの場合は同時に行なえばよい。より詳しく
は、この発明の半導体装置では、第４図に示すように、
噴射手段１３を２つ取付けて、半導体ウェハ１４おもて
、うら両表面を同時に洗浄することが可能であり、しが
もその場合、著しく汚染された半導体ウェハ１４のうら
表面の汚染物が半導体ウェハ１４のおもて表面側へ回り
込む心配がなくなる。また、半導体ウェハ１４のうら表
面側は、パターンや膜質によるダメージを考慮する必要
がないため、噴射力を上げることができ、洗浄効果は大
きくなる。

次に作用について説明する。

噴射手段１３より、高速で噴射された氷は、半導体ウェ
ハ１４上の異物を押しのけて除去する。

また、半導体ウェハ１４のおもて表面の微細パターン内
部の異物に対しても氷は半導体ウェハ１４上に噴射され
、衝突して破壊され、極微細な氷となり、また、高速噴
射スピードで押えつけられるため、洗浄効果が大きく、
また、微細汚染粒子も除去できる。

しかも、本発明によると、除去力が強いため、汚染の著
しい半導体ウェハ１４のうら表面を洗浄することができ
るばかりでなく、この半導体ウェハ１４のうら表面の汚
染物は、氷と同時に洗い流されて、半導体ウェハ１４の
おもて表面に悪影響を及ぼすことなく、速やかに汚染物
を除去できる。

このように半導体ウェハ１４のおもて表面およびうら表
面を洗浄することにより、半導体ウェハ１４をウェハカ
セットで搬送する際、半導体ウェハ１４のうら表面から
おもて表面へのごみの付着が防止され、また、ウェハカ
セットを汚染することがない。しかも、半導体プロセス
装置内部にうら表面の汚染物を持込むことがなくなるの
で、クリーンな処理が可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば噴射した微細凍結粒子
の衝撃によって、保持された半導体ウェハ表面の汚染粒
子は速やかに除去される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体ウェハの洗浄
装置を示す断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示
す断面図、第３図はこの発明の他の実施例を示す半導体
ウェハの固定治具の断面図、第４図はこの発明の他の実
施例を示す断面図である。 第５図、第６図は、従来の半導体ウェハの洗浄装置を示
す断面図である。 図において、１は製氷容器、３は冷媒、４はスプレーノ
ズル、５は微細凍結粒子、７は加圧容器、９は圧力調節
弁、１１は耐熱容器、１３は噴射手段、１４は半導体ウ
ェハ、１５は固定治具である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細凍結粒子を準備する手段と、 表面を有する半導体ウェハを保持する手段と、保持され
   た前記半導体ウェハの表面に前記微細凍結粒子を噴射し
   て半導体ウェハを洗浄する手段とを備えた半導体ウェハ
   の洗浄装置。