JPH0363809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、半導体基板上あるいはマスク基板
上に残存する有機物皮膜や、有機物で構成される
汚れやダストの除去・洗浄を行うための基板の洗
浄装置に関する。

（従来技術） 半導体あるいはマスク製造工程においては、基
板上に残存する有機物皮膜あるいは汚れやダスト
などを除去して、基板表面を清浄に仕上げる工程
が必要である。

従来、前述した目的のための一つの方法とし
て、特開昭50−21681号公報のように、被洗浄基
板を硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬する方法
が知られている。

しかるに、この硫酸と過酸化水素水との混合液
に基板を浸漬する方法では、その洗浄能力が、混
合液調製直後では大きいが、短時間で低下し、数
時間ないし半日で、混合液を基板の洗浄の目的に
は使用できなくなるという欠点があつた。

すなわち、上記混合液における洗浄作用は、硫
酸による有機物の脱水反応および硫酸により過酸
化水素が分解して水と酸素になるときに発生した
酸素による有機物の酸化反応によるものと考えら
れており、また、硫酸と過酸化水素水の混合によ
る発熱反応により上記脱水反応・酸化反応が促進
されるものと考えられている。したがつて、混合
液調製直後では、過酸化水素からの酸素の発生反
応および発熱反応が充分に行われるため洗浄効果
が大であるが、逆に過酸化水素が不安定な物質で
あつて、混合液調整後初期の間に、混合された過
酸化水素の大部分が分解して酸素を発生し尽して
しまい、また混合液の温度も低下するため、洗浄
能力が持続せず寿命が短かいものとなる。

このように、硫酸と過酸化水素水との混合液を
洗浄の目的に使用する方法では、数時間ないし半
日ごとに新しい硫酸と過酸化水素水を補充した
り、新しい混合液を作らなければならないという
欠点があつた。

上述した欠点を回避するため、特公昭52−
12063号公報のように、40〜150℃に加熱した硫酸
溶液中にオゾンを供給する方法や、特公昭53−
10881号公報のように硫酸と酸素またはその化合
物の混合液に過硫酸化合物や三酸化硫黄を添加す
る方法が考えられている。また、特公昭57−
24538号公報のように、160〜200℃に加熱したリ
ン酸と硝酸の混合液に浸漬する方法も考えられて
いる。

一方、硫酸と過酸化水素水とを用いた方法の改
良として、本願発明者は、特願昭54−120851号の
ように、被洗浄基板を、別々に用意された硫酸と
過酸化水素水とに交互に浸漬するという方法を提
案し、洗浄効果を保持しつつ上記両薬液の寿命を
長くするという点では成果をあげている。

しかしながら、上述した基板の洗浄方法を実現
するため、従来考えられていた方式の共通した一
般的構成は、第１図のように、１枚もしくは複数
枚の被洗浄基板１₁〜１_oを専用の収納治具２に収
納して、手動もしくは機械的手段により、容器３
に満たされた洗浄薬液４に浸漬するというもので
あつた。

ところで、半導体基板あるいはマスク基板の大
型化および前記基板を処理する精度の向上や省力
化の要求から、前記基板の各種処理装置の自動化
が進んでおり、ホトリソグラフイ工程のうち、例
えば現像・ポストベーク・エツチングなどの工程
では、複数の被処理基板をローダ側カセツトに収
納し、搬送ベルトもしくは他の搬送手段により前
記基板を１枚づつ前記カセツトより処理部へ搬出
し、所定の処理後、搬送手段によりアンローダ側
カセツトに収納するという、いわゆる毎葉式の自
動処理装置が一般的になつてきている。

したがつて、基板の洗浄工程を前述した従来の
洗浄装置で実現しようとする場合には、その従来
の装置が、前述のように、被洗浄基板を専用の収
納治具に収納して洗浄薬液に浸漬するという方式
のものであるため、被洗浄基板を専用の収納治具
に移しかえる複雑な機構が必要となつたり、１枚
毎に処理するため時間がかかるという欠点があ
り、特に他の毎葉式自動処理装置と接続して処理
する場合にはスループツトの低下を招くことにも
なる。

前述した従来の基板の洗浄方法で考えられてい
る薬液を、公知の毎葉式処理装置で考えられてい
る薬液の供給方法によつて被洗浄基板面へ供給す
れば、洗浄工程も毎葉式の処理が可能となるが、
その供給すべき薬液が加熱された硫酸やリン酸な
どの腐食性の薬品であるため危険を伴つたり、危
険防止のための装置が大がかりになるという欠点
があつたり、あるいは薬品をあらかじめ混合して
おくという点では何ら従来方法の欠点を改善する
ものではないため、実現は不可能であつた。

（発明の目的） この発明は上記の点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、従来の欠点を克服し、特に毎葉式自動
処理装置で容易に実施することができる基板の洗
浄装置を提供することにある。

（発明の概要） この発明の要点は、硫酸と混合することにより
発熱反応を呈する物質（以下混合物質という）の
供給配管系と、硫酸の供給配管系とを別個に設
け、これら供給配管系の先端に、上記混合物質と
硫酸とが被洗浄基板面で混合されるように、ある
いはその基板面の直前で混合して吐出されるよう
にノズルを取付けたことにある。

（実施例） 以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第２図はこの発明の第１の実施例の概要図であ
つて、混合物質１１の配管１２、供給手段１３、
供給配管１４および供給ノズル１５が設けられ、
混合物質１１は容器部から配管１２を通して供給
手段１３により供給配管１４を経由して供給ノズ
ル１５から被洗浄基板１６の被洗浄面１７に吐出
される。また、上記した混合物質の供給配管系お
よび供給ノズルとは別に硫酸１８の配管１９、供
給手段２０、供給配管２１および供給ノズル２２
が設けられており、硫酸１８は容器部から配管１
９を通して供給手段２０により供給配管２１を経
由して供給ノズル２２から前記基板１６の被洗浄
面１７に吐出される。この時、被洗浄基板１６の
大きさや、供給ノズル１５，２２の吐出口の大き
さ・形状あるいは吐出圧力などによつて、混合物
質１１と硫酸１８とが基板１６の被洗浄面１７で
混合されるように、供給ノズル１５，２２の個数
や被洗浄面１７に対する供給ノズル１５，２２の
取付け位置・角度などが決定される。

上記のような装置によれば、混合物質１１と硫
酸１８とが基板１６の被洗浄面１７で混合され、
発熱反応が起る。この時、混合物質１１が過酸化
水素水であれば、過酸化水素水の分解により発生
期の酸素も発生する。そして、この酸素による酸
化反応、硫酸１８による脱水反応および前記発熱
によるこれら反応の促進により、被洗浄面１７の
洗浄が行われるが、上記装置によれば、混合物質
１１と硫酸１８とが洗浄を必要とする被洗浄面１
７で混合されるので、洗浄作用が非常に効率的で
あり、また化学反応による発熱を利用しているか
ら、外部から加熱する必要がない場合が多い。ま
た、混合物質１１と硫酸１８とがそれぞれ独立し
た供給配管系にて供給されるため、該混合物質１
１と該硫酸１８には何ら化学的変化を及ぼすこと
なく使用することができる。さらに、この供給方
法は、公知の供給装置を使用することができるた
め、毎葉式自動処理装置にて実施することができ
る。

なお、上記第１の実施例では、混合物質と硫酸
とで別々の供給ノズルを用いたが、基板１６の被
洗浄面１７の直前の供給ノズル内で混合物質１１
と硫酸１８とを混合して吐出する第３図の第２の
実施例に示す供給ノズル２３を用いても、実質的
に被洗浄面１７で混合されたと等価であるから、
第１の実施例と同一の効果を得ることができる。

第４図はこの発明の第３の実施例の概要図であ
る。この場合は、特に、硫酸１８を配管１９、バ
ルブ２４、供給配管２１を経由して供給ノズル２
２から吐出するように構成した上で、硫酸１８の
液面２５を、基板１６の被洗浄面１７に対して垂
直方向に高く配置するようにしたものである。

この第３の実施例によれば、上述実施例による
効果の外に、特に供給ノズル２２の吐出口を上方
に向けて配置した場合の薬液（硫酸１８）の飛散
による危険を防止することが可能である。すなわ
ち、この場合は、バルブ２４が開くと、硫酸１８
が供給ノズル２２より吐出されるが、その吐出さ
れる高さは、硫酸１８の供給源の液面２５の高さ
を越えることはない。したがつて、硫酸１８を供
給する手段がポンプなどによる加圧によるもので
あるときは思わぬ事故を引起こすことがあるが、
この第３の実施例では、硫酸１８の吐出する高さ
が、硫酸１８の供給源の液面２５を越えることが
ないため、液面２５の高さを適当に選べば、硫酸
１８の飛散による危険を防止することができる。

なお、混合物質が危険な薬品である場合には、
上記硫酸１８とは別系統で、上記硫酸１８の供給
系と同様の供給系を設ければよい。また、このよ
うな薬液の供給系において、被洗浄面１７を、上
記薬液の供給源の液面よりも低く保持すれば、混
合物質と硫酸とは被洗浄面１７に拡がり混合する
か、あるいは混合した薬液を被洗浄面１７に拡げ
ることが可能である。

この発明の第４の実施例として、被洗浄基板を
ほぼ水平に保持した時、該基板の下面を洗浄する
場合を説明する。この時は、被洗浄基板下面と、
該基板を保持するチヤツクの上面（被洗浄基板の
下面と対向する）との間に、前記基板を保持する
ために接触する部分を除き、大部分が接触しない
ように間隙を設け、この間隙から被洗浄面で混合
物質と硫酸とが混合するようにそれぞれの供給ノ
ズルを配置すればよい。

以上種々の実施例について説明し、これら実施
例においては、洗浄作用に必要な熱源として混合
物質と硫酸の化学反応熱のみを利用したが、被洗
浄基板の種類などによつては、洗浄効果をより高
めるため、あらかじめ被洗浄基板を加熱しておい
てもよい。その際の加熱装置は公知の装置を用い
ることができる。

また、混合物質が、加熱しても被洗浄面への供
給系において危険を伴わない物質である時、例え
ば水のような場合には、この混合物質をあらかじ
め加熱して洗浄効果を高めることができる。この
時の加熱装置としても公知の装置を用いることが
できる。

また、上述いずれの場合にも、薬液を被洗浄基
板面全体に拡げる手段として、該基板をチヤツク
に保持して回転せしめてもよいし、供給ノズルと
被洗浄基板を相対的に平行移動させてもよいこと
は勿論である。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明の装置によれば、
硫酸との混合により発熱反応を呈する物質の供給
配管系と硫酸の供給配管系とをそれぞれ別個に設
けたので、供給配管系に対し、発熱による危険防
止手段を考慮する必要がなく、公知の供給手段に
よつて容易に実現が可能であり、従来の毎葉式自
動処理装置で実施ができるという利点がある。さ
らに、混合物質と硫酸とが、洗浄を必要とする被
洗浄面あるいはその直前のノズル内で混合し化学
反応を起こすので、洗浄作用は非常に効率的に行
われ、また、あらかじめ混合しないので、混合し
ておくことによる薬液の洗浄能力の劣化が皆無で
あるという利点も有する。さらに混合物質（第１
の溶液）を加熱して供給することにより、より洗
浄力を高めることができる。さらに混合物（第１
の溶液）が過酸化水素水であつて、マスク部とし
てCrを使用したフオトリソ工程のマスク基板を
洗浄する場合、マスク部（Cr）の溶解を防止で
きる。すなわち、過酸化水素水と硫酸が混合する
と、過酸化水素水から生じた水により硫酸（濃硫
酸）が希硫酸となり、この希硫酸でCr（マスク
部）が溶解する恐れがあるが、過酸化水素水と硫
酸とを別々に運んでマスク基板面上あるいは基板
面の直前で混合し供給するこの発明によれば、混
合後過酸化水素水から水が生じてその水によつて
濃硫酸が希硫酸になるまでの時間内に洗浄が行わ
れるから、マスク部（Cr）の溶解を防止でき、
洗浄という目的だけを確実に果すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の洗浄装置の概要図、第２図はこ
の発明の基板の洗浄装置の第１の実施例を示す概
要図、第３図および第４図はこの発明の第２およ
び第３の実施例を示す概要図である。 １１……混合物質、１２……配管、１３……供
給手段、１４……供給配管、１５……供給ノズ
ル、１６……被洗浄基板、１７……被洗浄面、１
８……硫酸、１９……配管、２０……供給手段、
２１……供給配管、２２……供給ノズル、２３…
…供給ノズル、２５……液面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被洗浄面を有する基板の洗浄装置において、 硫酸と混合することにより発熱反応を呈する第
   １の溶液と、 前記第１の溶液を保持する第１の容器部と、
   前記基板に前記第１の容器部に保持された第１の
   溶液を供給する供給部を有する第１の供給配管系
   と、 硫酸である第２の溶液と、 前記第２の溶液を保持する第２の容器部と、 前記基板に前記第２の容器部に保持された第２
   の溶液を供給する供給部を有する第２の供給配管
   系とを具備し、 前記第１の供給配管系と前記第２の供給配管系
   は、前記被洗浄基板面もしくはその基板面の直前
   で前記第１の溶液と前記第２の溶液を混合するよ
   うに、その基板面近傍で近接して或いは１つとな
   つて配置され、 前記第１の溶液は加熱されて基板に供給される
   ことを特徴とする基板の洗浄装置。 ２ 被洗浄面を有する基板の洗浄装置において、 硫酸と混合することにより発熱反応を呈する第
   １の溶液と、 前記第１の溶液を保持する第１の容器部と、 前記基板に前記第１の容器部に保持された第１
   の溶液を供給する供給部を有する第１の供給配管
   系と、 硫酸である第２の溶液と、 前記第２の溶液を保持する第２の容器部と、 前記基板に前記第２の容器部に保持された第２
   の溶液を供給する供給部を有する第２の供給配管
   系とを具備し、 前記第１の供給配管系と前記第２の供給配管系
   は、前記被洗浄基板面もしくはその基板面の直前
   で前記第１の溶液と前記第２の溶液を混合するよ
   うに、その基板面近傍で近接して或いは１つとな
   つて配置され、 前記第１の溶液としては過酸化水素水を用いた
   ことを特徴とする基板の洗浄装置。 ３ 前記第１の溶液として水を用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の基板の洗浄装
   置。 ４ 前記被洗浄基板はあらかじめ加熱されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の基板の洗浄装置。