JPH0364908A

JPH0364908A - 薬液処理装置

Info

Publication number: JPH0364908A
Application number: JP20200989A
Authority: JP
Inventors: Norio Suzuki; 則夫鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1991-03-20

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〕本発明は、彼処・理物に薬液処理を施すための薬液処理
装置に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の様な薬液処理装置において、被処理面
が下向きになる様、に被処理物を保持し、被処理面の全
面に接触する薬液の液面を形成し、薬液に超音波振動を
印加することによって、薬液処理を効果的に、均一に、
低コストで行うことができる様にしたものである。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造プロセスでは、酸や有機溶剤や純水等
を使用する洗浄処理や、現像液等を使用する現像処理等
の各種の薬液処理が、半導体ウェハに施される。

そして、半導体ウェハの大口径化や薬液処理の高精度制
御等のために、この薬液処理も、デイツプ法等によるバ
ッチ式から枚葉式に変わりつつある。

第２図は枚葉式の薬液処理装置の第１従来例を示してお
り、この第１従来例は洗浄処理を行うためのものである
。

この第１従来例では、まず、ノズル１１を振動子１２で
振動させると共に矢印方向へ走査させ、さらに半導体ウ
ェハ１３を回転させ、半導体ウェハ１３の被処理面１３
ａヘノズル１１から薬液１４を吐出して、被処理面１３
ａを薬液１４で洗浄する。

その後、ノズル１５を振動子１６で振動させ、半導体ウ
ニハエ３の被処理面１３ａヘノズル１５から純水１７を
吐出して、被処理面１３ａを純水１７でリンスし、更に
半導体ウェハ１３を乾燥させる。

また、枚葉式の薬液処理装置の第２従来例として、被処
理面が下向きになる様に半導体ウェハを保持し、被処理
面に作用する処理液の層流的流れ部を形成する様にした
ものもある（例えば特公昭６２−５３５９１号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の第１実施例が振動子１２．１６を用い
ているのは、薬液１４や純水１７を介して半導体ウェハ
１３を振動させ、これによって洗浄効果を高めるためで
ある。

しかし、薬液１４や純水１７はノズル１１．１５から吐
出されてしまうので、ノズル１■、１５を振動子１２、
工６で振動させても、この振動は半導体ウェハ１３には
伝搬しにくい。従って、第１実施例では洗浄処理を必ず
しも効果的には行うことができない。

また、薬液１４や純水１７が被処理面１３ａの全面に全
く同時に吐出される訳ではないので、洗浄処理を均一に
行うこともできない。

また、薬液１４や純水１７をノズル１１．１５から吐出
させると、これらの薬液１４や純水１７が大量に消費さ
れ、洗浄処理を低コストで行うことができない。

一方、上述の第２従来例では、元々処理液に振動を印加
していないので、やはり洗浄処理を効果的に行うことが
できない。

また、処理液の層流的流れ部を形成すると、この流れ部
の上流部と下流部とで処理液が均質ではなく、やはり洗
浄処理を均一に行うことができない。

また、洗浄可能な程度にまで処理液の層流的流れ部を形
成すると、処理液が大量に消費され、やはり洗浄処理を
低コストで行うことができない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明Ｅよる薬液処理装置は、薬液処理を施されるべき
被処理物１３をその被処理面１３ａが下向きになる様に
保持する保持手段２６と、前記被処理面１３ａの全面に
接触する前記薬液３１の液面を形成し得る薬液収容手段
２１と、この薬液収容手段２１に前記薬液３１を供給す
る薬液供給手段と、前記薬液収容手段２１に収容されて
いる前記薬液３１に超音波振動を印加する超音波振動発
生手段２３．２４とを夫々具備している。

〔作　用〕

本発明による薬液処理装置では、薬液収容手段２１に薬
液３１を収容しこの薬液３１に被処理物１３の被処理面
１３ａを接触させた状態で、薬液３１に超音波振動を印
加することができる。

しかも薬液収容手段２１は、被処理面１３ａの全面が接
触する薬液３１の液面さえ形成できればよく、深さの深
い状態で薬液３１を収容する必要はない。

従って、薬液３１に印加した超音波振動が、被処理物３
１の被処理面１３ａへ有効に伝搬する。

また、被処理面１３ａが下向きになる様に保持手段２６
で被処理物１３を保持することができ、且つ被処理面１
３ａの全面が接触する薬液３１の液面を薬液収容手段２
１で形成することができる。

従って、被処理面１３ａを液面に平行な状態でこの液面
に接触させることによって、被処理面１３ａの全面を均
質な薬液３１に全く同時に接触させることができる。

しかも、薬液収容手段２１へは薬液供給手段によって薬
液３１を供給することができるので、被処理物１３毎の
薬液３１の供給を自動的に行うことができる。

また、上述の様に、薬液収容手段２１は深さの状態で薬
液３１を収容する必要はないので、被処理物１３毎に薬
液３１を新たに供給しても薬液３１の消費量は少ない。

〔実施例〕

以下、半導体装置の製造プロセス用の洗浄装置に適用し
た本発明の一実施例を、第１図を参照しながら説明する
。

本実施例は、形状が漏斗状に近く直径が半導体ウェハ１
３の直径と同等以上であるヘッド２１を具備している。

ヘッド２１内には、焼結金属から戒っており直径がヘッ
ド２１の内径と略等しい円盤状の多孔質部材２２が嵌め
込まれている。この多孔質部材２２は、ヘッド２１に嵌
め込まれた状態で上面２２ａがヘッド２１の外輪部２１
ａのよりも僅かに低くなる様な厚さを有している。

また本実施例は、形状が円柱状に近く直径がヘッド２１
の外径と略等しい振動子２３を有している。この振動子
２３にはコイル２４が巻回されている。

振動子２３の上端面には、互いに連通している複数の溝
２３ａが設けられており、これらの溝２３ａは、振動子
２３を軸心方向に貫通している貫通孔２３ｂとチューブ
２５とを介して真空ポンプ（図示せず）に接続されてい
る。

振動子２３の軸心部にも貫通孔２３ｃが設けられており
、ヘッド２１は、ネック部２１ｂを貫通孔２３ｃに挿通
した状態で振動子２３の上端面上に回転可能に載置され
ている。従って、溝２３ａはヘッド２１と対接している
。

また、貫通孔２３ｃに挿通された状態のネック部２１ｂ
には、薬液供給手段（図示せず）、純水供給手段（図示
せず）、及びＮ２ガス供給手段（図示せず）が接続され
ている。

一方、ヘッド２１の上方には、回転可能な真空チャック
２６が配されている。

以上の様な構造の本実施例を用いて半導体ウェハ１３を
洗浄するには、まず、ヘッド２１のネック部２１ｂ及び
多孔質部材２２を介してこの多孔質部材２２の上面２２
ａ上に薬液３１を供給し、この薬液３１の表面張力によ
って、多孔質部材２２の上面２２ａ上とヘッド２１の外
輪部２１ａ上とで薬液３１を盛り上がらせる。

そして、貫通孔２３ｂ及びチューブ２５を介して溝２３
ａ内を真空排気することによってヘッド２１を振動子２
３に真空吸着させ、コイル２４に高周波電流を流すこと
によって振動子２３を振動させる。

この振動の周波数としては、従来の超音波洗浄法で用い
られている数十ＫＨｚよりも高くメガソニック法と呼ば
れている方法で用いられている８００ＫＨｚ以上の周波
数を用いる。

そして更に、半導体ウェハ１３の被処理面１３ａが下向
きになる様にこの半導体ウェハ１３を真空チャック２６
でチャックし、真空チャック２６を下降させて被処理面
１３ａの全面を薬液３１の液面に接触させる。

すると、ヘッド２１に収容されている薬液３１に、ヘッ
ド２１及び多孔質部材２２を介して、振動子２３の振動
が印加され、薬液３１自身が振動する。この結果、振動
が半導体ウェハ１３の被処理面１３ａに伝搬し、薬液３
１による作用と相俟って、被処理面１３ａが洗浄される
。

薬液３１による洗浄が終了すると、純水３２を供給して
ヘッド２１内の薬液３１を純水３２に置換すると共に、
ヘッド２１と振動子２３との真空吸着を解除してヘッド
２１を回転させる。このとき、真空チャック２６をも回
転させてもよい。これによって、今度は純水３２による
リンスを行う。

純水３２によるリンスが終了すると、真空チャック２６
を上昇させると共に回転させ、純水３２を飛散させて、
半導体ウェハ１３を乾燥させる。

また、ヘッド２１内へＮ２ガス３３を供給し、ヘッド２
１内の純水３２を飛散させて、ヘッド２１をも乾燥させ
る。これは、次の半導体ウェハ１３に対する洗浄時にヘ
ッド２１内に収容された薬液３１の濃度が半導体ウェハ
１３毎に変動するのを防止するためである。

以上の様に、本実施例では洗浄時に薬液３１がヘッド２
１に収容された状態であり、第２図に示した第１従来例
の様に薬液１４がノズル１１から吐出される訳ではない
。しかも、特に多孔質部材２２上の薬液３１の量が少な
く、この多孔質部材２２と半導体ウェハ１３の被処理面
１３ａとが近接している。

このため、本実施例では、振動子２３の振動が被処理面
１３ａに有効に伝搬し、洗浄を効果的に行うことができ
る。

なお、振動の周波数を従来の超音波洗浄法における数十
ＫＨｚとすると、薬液３１中に定在波が発生し、エネル
ギが局部的に集中する。このため、洗浄の斑と半導体ウ
ェハ１３の損傷とを避けることができない。

また、従来の超音波洗浄法は、薬液３１自身を振動させ
ることによる洗浄ではなく、キャビテーションによる洗
浄を行っている。従って、このことによっても、半導体
ウェハ１３の損傷を避けることができない。

これらに対して、本実施例では振動の周波数が８００Ｋ
Ｈｚ以上と高いので、定在波のピッチが狭くなって事実
上定在波が発生せず、キャビテーションも発生しにくい
。

なお、本実施例では、純水３２によるリンス時にヘッド
２１を回転させるために、ヘッド２１と振動子２３とを
別体とした。しかし、ヘッド２１とは別のヘッドでリン
スを行ったり、リンス時にヘッド２１を回転させないの
であれば、ヘッド２１と振動子２３とを一体としてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明による薬液処理装置では、薬液に印加した超音波
振動が被処理物の被処理面へ有効に伝搬するので、薬液
処理を効果的に行うことができる。

また、被処理面の全面を均質な薬液に全く同時に接触さ
せることができ、しかも被処理物毎の薬液の供給を自動
的に行うことができるので、薬液処理を均一に行うこと
ができる。

また、被処理物毎に薬液を新たに供給しても薬液の消費
量は少ないので、薬液処理を低コストで行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図は本発明
の第１従来例の斜視図である。なお図面に用いた符号において、１３−・−・−・・−・−・−半導体ウェハ１３ａ−−
〜・−・・−・・・−被処理面２１−−−−−−・−−
−−−−一−−−−−ヘッド２３−・・・−・−・−・
・−・−振動子２４−・−・・・−・−・−・−コイル
２６−・−−−−−−・・−・−・−真空チャック３１
・−・−一−−−−・−・−・・−・−・薬液である。

Claims

【特許請求の範囲】薬液処理を施されるべき被処理物をその被処理面が下向
きになる様に保持する保持手段と、前記被処理面の全面
に接触する前記薬液の液面を形成し得る薬液収容手段と
、この薬液収容手段に前記薬液を供給する薬液供給手段と
、前記薬液収容手段に収容されている前記薬液に超音波振
動を印加する超音波振動発生手段とを夫々具備する薬液
処理装置。