JPH03257826A - 半導体ウェハの洗浄方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は半導体ウェハの洗浄方法に関し、特に、化学
薬液と超音波振動エネルギを利用する洗浄方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 第２図は、化学薬液槽内で超音波振動をも利用しつつ半
導体ウェハの洗浄を行なう従来の方法を説明するための
概略的な縦断面図である。薬液槽２（通常は石英製）は
、ウェハ表面から除去しようとする異物または汚染物に
適するように調製された洗浄薬液１９（たとえば、ＮＨ
４ＯＨ，Ｈ２Ｏ２および純水の混合液）で満たされる。

薬液槽２から溢れた薬液１９は外槽３内に流れ落ちる。

外槽３内に流れ落ちた薬液１９はフィルタ（図示せず）
で濾過されて、循環ポンプ（図示せず）によって薬液槽
２内に戻される。こうして、薬液槽２内の薬液１９は常
に清浄に保たれている。また、薬液槽２内の薬液１９を
４０℃〜７０℃に保つことが望ましい場合、石英管など
で密封されたヒータを薬液槽２内に配置することができ
る。

薬液槽２と外槽３は、外箱９内に保持されている。外箱
９内の底部には超音波伝達媒体である液体８（通常は水
）が溜められている。そして、薬液槽２の底面は超音波
伝達媒体８に接している。

外箱９の底面の少なくとも一部は超音波輻射板６で形成
されており、輻射板６の下面には複数の超音波振動子７
が接合されている。

被洗浄物であるウェハ４を搭載したウェハバスケット１
は、薬液槽２内のバスケットガイド５によって位置決め
される。ウェハバスケット１は、図面に垂直な方向に複
数枚のウェハ４を保持している。超音波振動子７から輻
射板６を介して伝達媒体８内に放射された超音波は、薬
液槽２の底部を透過して薬液１９へ伝達される。このと
き、超音波エネルギは振動子７によって決まる周波数で
薬液１９を振動させ、ウェハの表面へ物理的な力として
作用することになる。したがって、超音波振動を受ける
ウェハ４の表面は、薬液１９の化学的洗浄作用と超音波
振動の物理的な洗浄作用が相俟って十分な洗浄効果が得
られる。

しかし、ウェハバスケット１は、ウェハ４を保持するた
めに、通常はバスケット下部が狭くされたウェハ支持部
２０を備えた構造を有する場合が多い。ウェハ支持部２
０は、薬液槽２の底面から上方に向けて薬液１９内を伝
わる超音波振動を減衰させるように作用する。すなわち
、第２図中のＸ印の集合で示されているように、ウェハ
支持部２０の上方に位置するウェハの左右の周辺領域１
０には十分な超音波振動が伝達されなくなる。したがっ
て、ウェハ４の左右の周辺領域１０においては超音波振
動の物理的作用の助けによる十分な洗浄効果が得られず
、薬液１９の化学的作用のみによって十分に洗浄しよう
とすれば非常に長時間を要することになる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、超音波振動をも利用する従来の半導体ウ
ェハの洗浄方法では、ウェハの周辺部に超音波振動が十
分には伝わらないので、ウェハ全体を均一にかつ効率良
く十分に洗浄することができないという課題があった。

このような先行技術の課題に鑑み、本発明の目的は、半
導体ウェハ全体を均一にかつ効率良く十分に洗浄するこ
とができる半導体ウェハの洗浄方法を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体ウェハの洗浄方法は、洗浄のために調製
された化学薬液中にウェハを浸漬し、薬液中に超音波振
動エネルギを伝播させ、浸漬されたウェハをその主表面
に平行な面内で回転させることによってウェハ全体に超
音波エネルギをより均一に照射するそれぞれのステップ
を含み、それによって、ウェハ全体が均一にかつ効率的
に洗浄され得る。

［作用コ 本発明の半導体ウェハの洗浄方法においては、化学薬液
と超音波振動によるウェハ洗浄中にそのウェハを回転さ
せるので、超音波振動および化学薬液がウェハ全体に均
一かつ十分に作用し、それによって、均一でかつ効率の
良い十分な洗浄効果が得られる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例による半導体ウェハの洗浄方
法を説明するための概略的な縦断面図である。第１図の
ウェハ洗浄装置は第２図のものに類似しているが、ウェ
ハ４を回転させるための装置を含んでいる。第１と第２
の上部ローラ１１゜１２は外部の駆動モータ（図示せず
）に接続されており、上部ローラ支持部１３によって支
持されている。薬液槽２の底部に設けられた下部ローラ
支持部１６によって支持されていて図面の垂直な方向に
延びた第１と第２の下部ローラ１４，１５は、それぞれ
ベルト１７．１８によって第１と第２の上部ローラ１１
，１２に接続されている。

通常、複数枚の半導体ウェハ４がその結晶方位を表わす
目印となるオリエンテーションフラットを真下にしてウ
ェハバスケット１内に置かれる。

ウェハバスケット１がバスケットガイド５によって位置
決めされたとき、ウェハ４の円周が第２の下部ローラ１
５に接し、ウェハ４はウェハ支持部２０から５ｍｍ程度
上方に離れて保持される。このとき、第１の下部ローラ
１４は、ウェハの中心からオリエンテーションフラット
に下ろした垂線より少し右にあって、オリエンテーショ
ンフラット部に接していない。

超音波振動子７が駆動されてウェハ洗浄が開始されれば
、図中の破線の矢印で示された時計方向にウェハを回転
させるために第１と第２の下部ローラ１４．１５が回転
させられる。これらの下部ローラ１４，１５の回転の初
期において、ウェハ４はそれに接している第２の下部ロ
ーラ１５のみによって回転させられる。しかし、ウェハ
４が回転し初めて第１の下部ローラ１４がオリエンテー
ションフラットの端部に近づけば、第１の下部ローラ１
４がウェハ４の周縁部に接する。そして、もう少しウェ
ハ４の回転が進んで第１の下部ローラ１４がウェハ４の
円周部に接するとき、ウェハ４は第１の下部ローラ１４
によってさらに少し持ち上げられ、第２の下部ローラ１
５がウェハ４の円周部から離れる。第２の下部ローラ１
５はウェハ４の円周部から離れた後に停止させられ、そ
の後、ウェハ４は第１の下部ローラ１４のみによって回
転させられる。

ウェハ４がほぼ１回転させられてオリエンテーションフ
ラット部が第１の下部ローラ１４の上に戻れば、第１の
下部ローラ１４はウェハ４の周縁部から離れ、第２の下
部ローラ１５がウェハ４の円周部に接することになる。

しかし、第２の下部ローラ１５は既に停止されているの
で、ウェハ４は、回転前と同様にオリエンテーションフ
ラットを下にした状態で停止させられる。

なお必要ならば、第２の下部ローラを再度駆動してウェ
ハ４をもう１度回転させることも可能であるし、各ロー
ラの回転速度を所望の値に設定することもできる。また
、一般には薬液による洗浄の後に必ず純水による洗浄が
行なわれるので、オリエンテーションフラット合わせを
薬液洗浄槽内で行なう必要はなく、後の純水洗浄槽内で
行なってもよい。その場合、本実施例のように薬液槽内
に２種類の駆動ローラを設ける必要はなく、１系統の駆
動ローラで足りる。

第３Ａ図ないし第３Ｅ図は、従来の方法によって洗浄さ
れたウェハと本発明の実施例によって洗浄されたウェハ
を異物検査装置で測定した結果を比較するための平面図
である。なお、第３Ｂ図ないし第３Ｅ図のいずれの場合
も、以下の条件（１）〜（３）のもとに処理されたもの
である。

（１）　薬液１９としてＮＨ４ＯＨ，Ｈ２Ｏ。

および純水の混合液が循環濾過されながら用いられた。

（２）　薬液１９の温度を４５℃に保つために薬液槽２
内にヒータが設置された。

（３）　薬液１９中の超音波洗浄後にウェハ４は３つの
純水洗浄槽に通され、イソプロピルアルコールによる蒸
気乾燥が行なわれた。

第３Ａ図は、異物の付着状態を例示するために、洗浄前
のウェハを示している。ウェハは６インチ直径を有する
ものが用いられ、各ウェハには０゜２８μｍ〜０．３５
μｍの範囲内の寸法の異物が６００〜７００個付着して
おり、全体で８００〜９００個の異物が付着していた。

第３Ｂ図と第３Ｃ図は、それぞれ第２図の従来の洗浄槽
と第１図の実施例の洗浄槽で４分間洗浄されたウェハを
示している。第３Ｂ図のウェハにおいては残留異物の数
が１３８個であったのに対して、第３Ｃ図のウェハにお
いては残留異物の数が１５０個であった。すなわち、残
留異物の数自体は、従来法で洗浄したウェハの方がわず
かに少なかった。しかし、第３Ｂ図のウェハでは左右の
周辺部に残留異物が集中して著しい洗浄むらが生じてい
るのに対して、第３Ｃ図のウェハでは残留異物がウェハ
全体に分散しており、均一な洗浄効果が得られているこ
とがわかる。

第３Ｄ図と第３Ｅ図は、それぞれ第２図の従来の洗浄槽
と第１図の実施例の洗浄槽で１０分間洗浄されたウェハ
を示している。第３Ｄ図のウェハにおいては、左右の周
辺部を主にして不均一にまだ４３個の異物が残留してい
るのに対して、第３Ｅ図のウェハでは均一に分散した異
物がわずかに１２個残っているだけである。

「発明の効果コ 以上のように、本発明の半導体ウェハの洗浄方法によれ
ば、化学薬液と超音波振動によるウェハ洗浄中にそのウ
ェハを回転させるので、超音波振動および化学薬液がウ
ェハ全体に均一かつ十分に作用し、それによって、均一
でかつ効率の良い十分な洗浄効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるウェハの洗浄方法を説
明するための概略的な縦断面図である。 第２図は、従来の半導体ウェハの洗浄方法を説明するた
めの概略的な縦断面図である。 第３Ａ図ないし第３Ｅ図は、従来の洗浄方法と本発明の
洗浄方法による洗浄効果を比較するためのウェハの平面
図である。 図において、１はウェハバスケット、２は薬液槽、３は
外槽、４は半導体ウェハ、５はバスケットガイド、６は
超音波輻射板、７は超音波振動子、８は超音波伝達媒体
、９は外箱、１１は第１の上部ローラ、１２は第２の上
部ローラ、１３は上部ローラ支持部、１４は第１の下部
ローラ、１５は第２の下部ローラ、１６は下部ローラ支
持部、１９は薬液、そして２０はウェハ支持部を示す。 なお、各図において同一符号は同一内容または相当部分
を示す。 第１図 ３ つΣハバ′スプノト １４、第１ρ下御ローラ １５、第２η丁毛釦−ラ ｑ２４ヒ伴４桑液 薬２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体ウェハの洗浄方法であって、 前記洗浄のために調製された化学薬液中に前記ウェハを
   浸漬し、 前記薬液中に超音波振動エネルギを伝播させ、前記浸漬
   されたウェハをその主表面に平行な面内で回転させるこ
   とによって前記ウェハ全体に前記超音波エネルギをより
   均一に照射し、 それによって、前記ウェハ全体が均一にかつ効率的に洗
   浄され得ることを特徴とする半導体ウェハの洗浄方法。