JPH03234021A - 半導体ウエハの洗浄装置及びその洗浄方法 - 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Ｊ 本発明は開口幅が狭いトレンチ溝が表面に形成された半
導体ウェハを洗浄する洗浄方法及びこの洗浄方法を実施
する際に使用される半導体ウェハ用洗浄４Ｊ！置、特に
乾燥に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、半導体集積回路の微細化が進み、半導体ウェハ（
以下ウェハという）表面に形成される回路の構造が複雑
になってきている。このため、ウェハ表面上の汚染物や
不純物は洗浄処理によって確実に取り除くとともに、−
坦取り除いた汚染物や周辺の異物による再汚染のない状
態でリンス・乾燥を行なう必要がある。

従来のウェハの洗浄方法を第３図（ａｌ　（ｂ）によっ
て説明するっ 第３図−）は洗浄処理、（ｂ）は乾燥処理状態を示す断
面図で、図において、ｌは洗浄処理槽である。この洗浄
処理槽１内にウェハ３を収納したカセットが載置されて
いる。４は洗浄液、５は補水で、洗浄処理槽１内に溜め
られている。

また第３図（ｂ）　において、乾燥処理槽６内にウエハ
３を収納するカセット２が回転台７にセットされる。

このような洗浄処理４ｉまたは乾燥処理層６を使用して
ウェハ３の洗浄を行うには、予め洗浄処理−１内に処理
液４をまたして置きウェハ３を収納したカセットを処理
液４中に浸漬させる。そして、洗浄効率を高めるため超
音波エネルギーを洗浄液４およびウェハ３に加えるなど
を行なった後。

さらに洗浄処理１ＩＩｌの洗浄液４を純水５と置換し、
ウェハ表面より完全に洗浄液を取り除く。

ウェハ３を収詰したカセット２を乾燥処理槽６にセット
した後、回転台７を回転しウェハ３の表面上の純水５を
遠心力により振り切ることにより乾燥させるうこのとき
ウェハ３の表面を清浄に保つため、吸気口より清浄な空
気を送り込んでいる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、ウニへの表面に形成される回路の構造が複雑
になることによって、特にウニへ表百に開口幅が深さ寸
法の割に狭い１１＃（以下トレンチ溝という）が形成さ
れた場合には、従来の洗浄ではウェハ表面特にトレンチ
溝内の汚染物や不純物を完全に除去し丸状類で乾燥する
ことができなかった、この従来の先、争方法における問
題点を第４図を用いて次に説明する。

第４図（ａ）はウェハ３表面にトレンチ溝４１を形成し
九断面図で、ウェハ表面、トレンチ溝４１内に汚染物４
２がある洗＃前の状態である口 まず第３図（ａ）の洗浄処理装置において、第４図（ｂ
）はウェハ３を洗浄液４に浸漬された状態である。

（ｃｌは洗浄ｇ！４を純水５と置換された状態で、この
時、汚染物Ｃは洗浄液４と共に排出された状態になり、
この時純水５の内に数１０ｐｐｍ程度の酸素が溶は込ん
でいる。

洗浄液４と純水５を完全に置換するために一定時間純水
５でリンスするが、このとき第４図（ｃ）に示すように
、溶存酸素４３がウェハ表面のシリコン原子（Ｓｌ）と
反応し、コロイダルシリカ（ＳｉＯｘ）になり純水中の
汚染物に変化する。

次に第３図（ｂ）の乾燥処理装置で乾燥された状態が第
４図（ｄ）であり、ウェハ表面の純水は回転台の回転の
遠心力によりはじき飛されるが、クエ／１表面の純水の
一部及びトレンチ溝内の純水はウェハ上に残り、自然乾
燥により蒸発する。その為、純水中のコロイダルシリカ
がウェハ表面及びトレンチ溝内に汚染物４４として残る
。

従来の半導体クエへの洗浄装置およびその洗浄方法は以
上説明した様に、コロイダルシリカによる汚染物かウェ
ハ表面に洗浄処理し死後に残存し、半導体デバイスの性
能及び機能を大きく損なうという問題点かあつ九。

本発明は上記のような間虐点を解消するため罠なされた
もので、ウェハ上の汚染物を取り除いてかつ乾燥時に再
付着する汚染物を発生しない様な洗浄方法及び乾燥方法
ならびＫそれに用いる洗浄液−を得ることを目的とする
う ［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る半導体ウェハの洗浄方法は洗浄から乾
燥に至るプロセスにおいて、洗浄槽内を減圧状態にして
、純水中に含まれる溶存酸素の少ない状態で使用し、か
つ乾燥する時に高温のむガヌを吹き付ける事によりトレ
ンチ構内も完全に乾燥させる様にしたものであろう また第２の発明に係る半導体ウェハの洗浄装置は密閉可
能な処理槽と、この処理槽内を減圧状態にする減圧器と
、ウェハを固定ができる回転可能なウェハ固定器及び乾
燥時に用いる高温Ｎ２ガス発生器とを備え九ものである
。

〔作用ｊ 本発明における半導体ウェハの洗浄方法は、洗浄かう乾
燥までのプロセスにおいて、減圧状ａＫした後縄水を用
いて最終リンス２行なうので、溶存酸素のない純水を用
いることができ、かつ最終の乾燥に時に高温のＮ２ガス
を用いる事により、９エム表面の８１と酸素との反応を
防止し、コロイダルシリカがウェハ表面に残存する事を
無くす事ができるう 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例である洗浄装置の概略構成を
示す断面図である。図において、３は洗浄処理されるウ
ェハ、１は洗浄槽で、密閉可能である。２７は洗浄槽１
の内部に設けられるウェハ支持台、２６はウェハ支持台
を回転するための回転器、２４は洗浄槽ｌ内を減圧する
ための減圧器、２５は不活性ガス（Ｎｚ）ヲ供、給する
ための供給口、５・６は純水及び洗浄液を供給するため
の供給口、２３は洗浄液、純水と排水するための排水口
、２０はウェハを乾燥するために用いる高温Ｎ２ガス発
生器である。

次に、このような構成の洗浄装置による洗浄方法につい
て説明する。

クエ／、％３を洗浄槽１内の支持台に載せ、その後洗浄
４１を密閉後、洗浄槽内を減圧器２４により減圧する。

この時の洗浄槽内の真空度は数１００ｔ口π〜数１０ｍ
　ｔａｒｒにする。トレンチ溝が深い構造では低い圧力
にした方が債で供給する洗＃液４　Ｄｖ純水５を上針、
トレンチ溝内部に入れることができるっ洗Ｓ）槽内をｔ
分減圧した後、洗浄槽内に不活性ガスであるＮ２ガス５
をＨ２ガス供給口２５より供給し大気圧にした債（第２
図（ｂ）　）　、洗浄液供給口２１より洗浄液４と供給
する（第２図（Ｃ））つこの時、洗浄槽内の酸素を少な
くする為に真空度を数ｔｏｒｒ以下にすることが必要で
ある。ここまでのウェハ表面の断面図は第２図（ｃ）で
ある。

次に、洗浄液４を排水口２３より排水した後、純水供給
口２２より無溶存酸素純水（１０ｐｐｂ以下）を供給し
、洗浄Ｍ４と純水５を置換する第２図（ｃ）。この状態
で純水の供給、排出を繰り返す夢により、ウェハ表面の
ｆ！５染物４２を除去することができる。

次に純水５を排水口２３から排水し、ウェハ３を回転＃
２６により回転させながら、かつウェハの上部より高温
Ｎ２ガス発生器２０から高ｍＨｚガスをクエへに吹き付
ける。この時、減圧器２４を用い大気圧より低い状態に
洗浄４１内をして置く。これによりクエへ表面上及びト
レンチ溝内部の純水がきれいに乾燥される第２図（ｄ）
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、減圧状態で洗浄液及び純
水を供給するため、トレンチ溝等の漱細な′清新まで洗
浄でき、かつ空気中の酸素と接触することなくウェハを
洗浄し無溶存酸素純水でりンス洗浄を行なうので、ウェ
ハのシリコンと酸素との反応によるコロイダルシリカの
発生からの汚染物を除外できるのでより精度の高い洗浄
を実現できる。

したがって半導体ウェハの品質向上が図れ、信頼性の優
れたものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体ウェハの洗浄装
置の概略構成を示す断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本
発明の一実施例である半導体ウェハのｆｃ浄方法を説明
するクエハ断面図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は従来の
洗浄装置の概略構成を示す断面図、第４１＠（ａ）〜（
ｄ）は従来の洗浄方法を説明するウェハ断面図である。 図において、１は洗浄槽、５・６は純水および洗浄液の
供給口、２０は高温Ｎ２ガス発生器、２１は純水、２２
は洗浄液、２３は排水口、２４は減圧器、２５はＮ、１
ｆ７−供給、２６は回転器、２７は支持台を示す。 なお、１申、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図 第２図 第３図 （ａ） 一會 第４図 手 続 補 正 書 （自発）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハが固定されかつ半導体ウェハをスピ
   ンさせる回転器を備えたウェハ支持台を内蔵し、ウェハ
   を乾燥させる時に高温のＮ＿２ガスを吹き付ける装置及
   び洗浄槽を減圧状態にする減圧器とを接続したことを特
   徴とする半導体ウェハの洗浄装置。
2. （２）半導体ウェハを入れた洗浄槽を減圧状態にした後
   、洗浄槽に洗浄液を供給し、半導体ウェハを洗浄液で浸
   漬させ、洗浄槽に窒素などの不活性ガスを供給して大気
   圧にした後、洗浄液と純水とを置換させ、洗浄槽を減圧
   状態にし、高温のＮ＿２ガスを半導体ウェハに吹き付け
   かつウェハをスピンさせて半導体ウェハを乾燥させるこ
   とを特徴とする半導体ウェハの洗浄方法。