JPH04130724A

JPH04130724A - 洗浄装置

Info

Publication number: JPH04130724A
Application number: JP25026590A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Kamiyama; 神山　和美; Yoichi Takehana; 竹花　洋一
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-05-01

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、洗浄技術に関し、特に、純水を用いる精密洗
浄に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体装置の製造工程では、各ホトリソグラ
フィ工程毎に半導体ウェハまたはホトマスクの純水によ
る精密洗浄処理を行っている。

ところで、このような純水による洗浄処理は、通常、た
とえばオゾン硫酸洗浄あるいはフッ酸洗浄処理の後のリ
ンス洗浄として実施される。このため、半導体ウェハを
保持して純水中に搬入するキャリア治具や搬送治具とし
ては、耐薬品性に優れしかもある程度の弾性を有して、
チッピングによる半導体ウェハの欠けを生じないような
特性が要請され、このような要請を満たすものとしてフ
ッ素樹脂製の治具が用いられでいる。

なお、薬液や純水による半導体ウェハなどの洗浄技術に
ついては、たとえば特願昭５７−ヘ８１２３４９号公報
に開示される技術がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前述のようなフッ素樹脂製の治具は、一般に
帯電性が非常に高いことが知られている。

たとえば、本発明者らは、実験により以下のような事実
を確認している。すなわち、ホトマスクの純水洗浄に用
いられるフッ素樹脂製の治具を貯留槽から常時オバーフ
ローする純水中に３分間浸漬しただけで、その帯電電圧
は一１０ｋＶを超える。

そして、このような治具の帯電は、当該治具に保持され
るホトマスクを数１（ｖに帯電させ、これがため、石英
ガラスなどからなるマスク基板の表面に所望のパターン
に被着形成されているクロム（Ｃｒ）などからなる遮光
膜が静電破壊によって剥がれ落ち、マスクパターンの欠
陥の一因となっていることが判明した。

また、このような静電破壊によるパターン欠陥の発生は
、ホトマスクに限らず、所望の配線パターンが形成され
た状態の半導体ウェハにおいても発生する懸念は充分に
ある。

したがって、本発明の目的は、静電破壊などに起因する
被洗浄物の損償を発生させることなく、純水による洗浄
を行うことが可能な洗浄技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、被洗浄物の洗浄効率を向上させる
ことが可能な洗浄技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になる洗浄装置は、被洗浄物を純水中
に浸漬することによって洗浄処理を施す洗浄装置であっ
て、被洗浄物に接触する保持治具および純水に接する構
成部材を、帯電電圧が１００Ｖ以下の素材で構成したも
のである。

また、本発明になる他の洗浄装置は、被洗浄物を純水中
に浸漬することによって洗浄処理を施す洗浄装置であっ
て、純水中に導電性の気体を溶解させるようにしたもの
である。

〔作用〕

本発明者らは、治具や洗浄槽を構成する素材の違いによ
る純水洗浄時の帯電性を次のような方法によって調べた
。すなわち有機ドラフト内のステンレス板上に載置され
純水帯電が＋１００ｖと小さいポリプロピレン製の１０
１入り角型容器中に純水を５！／分で注入してオバーフ
ローさせた。

そして、この容器中に測定対象の各種素材を３分間浸漬
した後、静電測定器（イオンシステム社製モデル７５型
）により帯電電圧を測定した。

その結果、帯電電圧は、フッ素樹脂（テフロンＰＦＡ）
（ｒテフロン」という名称は、デュポン社の商標である
）において−１０ｋｖ以上、ポリプロピレンＡ種におい
て−４ｋ　ｖ、　クロムパターン付ＬＥガラスマスクに
おいて一１ｋｖ、ＡＢＳ樹脂Ａ種において一１ｋｖ、透
明塩化ビニルにおいて＋４００　Ｖ、ポリエチレンにお
いて一４００Ｖ、ポリプロピ１７８種において＋１００
ｖ、ＡＢＳ樹脂８種において＋１００　Ｖ、　アクリル
において＋１００　Ｖ、　クロムパターン付石英ガラス
マスクにおいて＋１００ｖであることが判明した。

本発明は、純水を媒介として被洗浄物に接する治具や構
成部材が全て低帯電（１００Ｖ以下）でしかも、耐薬品
性の高い材料からなる洗浄装置を提供するものであり、
前述の実験から、本発明の洗浄装置の構成部材に適する
素材として石英が挙げられる。この石英は、耐熱性とい
う点でもフッ素樹脂に比較してはるかに優れている。た
とえば、フッ素樹脂（テフロンＰＦＡ）の融点は３００
℃であるが、石英の軟化点は１９００℃であり、はるか
に高温度に耐えるものとなっている。

このため、石英は、例えば１２０℃に加熱した薬液洗浄
において変質もなく、従って洗浄液を汚染するなどの懸
念もないため、高清浄な洗浄処理を実現することができ
る。

また、たとえば当該被洗浄物がホトマスクや半導体ウェ
ハなどの場合、被洗浄物に接する治具などに石英を用い
ると、取り扱い時のチッピングの発生が懸念されるが、
治具の被洗浄物に対する接触部位に選択的（たとえば表
面積１　ｃａｔ以下）に比較的柔軟なフッ素樹脂を用い
ることにより、上述のような懸念も解消される。

以上は、洗浄装置を構成する素材側の低帯電化対策であ
るが、一方、純水に、たとえば炭酸ガスをバブリングし
て溶解させ、洗浄処理中の純水の導電率を１０μＵ／ｃ
Ｉ１１以上にすることにより、被洗浄物の帯電が解消さ
れる。

〔実施例１〕以下、本発明の一実施例である洗浄装置の一例について
図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である洗浄装置の略断面図
である。

本実施例の洗浄装置１は、上端が開放された石英容器２
で構成されている。この石英容器２の内部には純水３が
満たされており、石英容器２の底部に接続された給水管
１０から一定流量の純水３が常時注入されることにより
、オーバーフローしている。また、石英容器２の底部に
は、保守管理時などに純水３を抜き取るための排水管１
１が設けられている。

石英容器２の底部には、石英バブラ７が配置されており
、外部からガス管７ａを介して供給される加圧窒素ガス
９を噴出させることにより、純水３の内部に気泡９ａを
形成／散在させている。

また石英バブラ７の上部には石英スノコ８が設置されて
おり、複数の半導体ウェハ６　（被洗浄物）を収容した
石英キャリア５が、前段の薬液洗浄工程などから、ハン
ドラ４に保持されて搬入され、載置されるようになって
いる。

以下、本実施例の洗浄装置の作用の一例を説明する。

一例として、半導体ウェハ６の一生面に形成したレジス
トパターンをマスクとして所望の回路パターンを形成す
る工程の前における洗浄処理について説明すると次のよ
うになる。

すなわち、まず、半導体ウェハ６の表面をフッ酸水溶液
で処理した後、石英キャリア５に保持された当該半導体
ウェハ６をハンドラ４によって、石英容器２の内部に搬
入して温度が２０℃の純水３の液面下に没入させ、石英
スノコ８の上に載置する。そして、石英バブラ７から加
圧窒素ガス９をバブリングして気泡９ａを発生させ、攪
拌される純水３によって充分に洗浄する。

そして、純水３の液滴が付着した状態の半導体ウェハ６
に対して、石英キャリア５に収容した状態でイソプロピ
ルアルコール蒸気乾燥を、たとえば１０分間行う。

本発明者らの実験では、本実施例のような洗浄装置によ
る前述のような一連の洗浄ふよび乾燥処理後に、半導体
ウェハ６を観察したところ、異物や静電破壊に起因する
パターン欠陥は全く見出されなかった。

すなわち、本実施例の洗浄装置によれば、異物の付着や
静電破壊に起因するパターン欠陥などを生じることなく
、半導体ウェハ６の純水による洗浄処理を行うことがで
きる。

また、石英キャリア５などを用いることにより、従来の
ようなフッ素樹脂製の治具を用いる場合などに比較して
異物の発生などが減少し、半導体ウェハ６の洗浄効率が
向上するので、半導体ウェハ６の洗浄所要時間の短縮＄
よび表面の清浄度の向上を図ることができる。

〔実施例２〕第２図は、本発明の他の実施例である洗浄装置の構成の
一例を示す略断面図である。

本実施例２の場合には、石英キャリア５の代わりに、個
々の半導体ウェハ６を直接的に保持する石英ハンドラ４
１を設けたところが前記実施例１の場合と異なる。この
ため、実施例１において石英容器２の内部に石英キャリ
ア５を載置するための石英スノコ８は省略されている。

本実施例の場合にも前言己実施例１と同様の手順で薬液
および純水３による洗浄、イソプロピルアルコール蒸気
乾燥を施した結果、前記実施例１の場合と同様に、異物
の付着や静電破壊に起因するパターン欠陥などを生じる
ことなく、半導体ウェハ６の純水による洗浄処理を行う
ことができることが判明した。

〔実施例３〕第３図および第４図は、本発明の他の実施例である洗浄
装置に用いられる治具の一例を示す斜視図および側面図
である。

すなわち、本実施例の場合には、被洗浄物としてホトマ
スク６０を洗浄処理する場合について説明する。

この場合、石英キャリア５０は、たとえば、第３図に示
されるように、石英からなる棒材が直方体の各辺をなす
ようにフレームを構成し、対向する側面に保持溝５０ａ
を刻設して、当該保持溝５０ａにホトマスク６０の外縁
を嵌合させて直立姿勢で保持する構造となっている。

そして、このような石英キャリア５０に保持された複数
のホトマスク６０を、前記第１図に示されるような洗浄
装置１に搬入して、純水３による洗浄処理を行うもので
ある。

ホトマスク６０の洗浄処理を含む製造工程の一例を示す
と以下のようになる。

まず矩形の石英ガラス板の一生面に、クロムなどの金属
膜からなる遮光膜を全面に被着させた基板（マスクブラ
ンク）に電子線レジストを被着させ、周知の電子線描画
装置によって所望の集積回路パターンを描画して露光す
る。

露光された電子線レジストの現像によって所望のパター
ンのレジストマスクパターンを形成した後、硝酸セリウ
ムアンモニウム溶液でクロム膜のエツチングを行い、所
望のパターンの遮光クロム遮光膜を有するホトマスク６
０とする。さらに、ホトマスク６０の表面に残存するレ
ジストマスクパターンを除去すべく、酸素アッシングに
引き続いてオゾン硫酸による薬液処理を行う。

その後、ホトマスク６０を、石英キャリア５０に収納し
て、第１図に示される洗浄装置に搬入し、純水３によっ
て充分に洗浄する。

そして、水滴が付着した状態のホトマスク６０を、石英
キャリア５０に収納した状態でイソプロピルアルコール
蒸気乾燥を１０分間行う。

本発明者らの実験では、上述のような一連の洗浄処理な
どを経たホトマスク６０の表面を図示しない欠陥検査装
置および異物検査装置などによって検査したところ、ク
ロムからなる遮光パターン面およびガラス基板面ともに
異物の付着や、静電破壊に起因するパターン欠陥が全く
検出されなかった。

また、第３図に例示した石英キャリア５００代わりに、
第４図に示されるような石英ハンドラ４２を用い、第２
図に示される洗浄装置を用いて、ホトマスク６０の純水
３による洗浄処理を行うようにしてもよい。

すなわち、石英ハンドラ４２は、一対のアームの先端部
によって矩形の輪郭形状を呈するホトマスク６００対角
位置の角部を着脱自在に保持する構造となっている。

この石英ハンドラ４２を用いた場合でも、本発明者らの
実験によれば、前記石英キャリア５０の場合と同様に、
ホトマスク６０の洗浄処理後において、静電破壊に起因
する欠陥は見出されなかった。

〔実施例４〕第５図〜第７図は、本発明の洗浄装置に用いられる石英
キャリア５１石英キャリア５０１石英ハンドラ４１９石
英ハンドラ４２の変形例を示したものである。

すなわち、第５図は、半導体ウェハ６用の石英キャリア
５において、半導体ウェハ６が当接する部位に、半導体
ウェハ６よりも硬度が小さく弾性に富む小表面積のフッ
素樹脂片５ａおよびフッ素樹脂片５ｂを配置して、挿入
および取出動作における半導体ウェハ６と石英キャリア
５とのチッピングに起因する半導体ウェハ６の欠けなど
の損傷を防止するようにしたものである。

このフッ素樹脂片５ａ、５ｂの表面積は、たとえば、−
箇所光たり１　ｃａｌ以下になっており、これにより、
フッ素樹脂で治具の全体を構成することに起因する静電
破壊を回避しつつ、チッピングによる半導体ウェハ６の
損傷を防止することができる。

第６図は、同様の目的で、ホトマスク６０用の石英キャ
リア５０の複数の保持溝５０ａの各々に、弾性に富む小
表面積のフッ素樹脂片５０ｂを配置した構造のものであ
る。

また、第７図は、同様の目的で、半導体ウニ／％６用の
石英ハンドラ４１およびホトマスク６０用の石英ハンド
ラ４２における半導体ウニノー６およびホトマスク６０
に対する接触部位に、小表面積のフッ素樹脂片４１ａお
よびフッ素樹脂片４２ａを配置したものである。

〔実施例５〕前記の実施例１〜実施例４は、洗浄装置を構成する素材
の側から、被洗浄物である半導体ウエノ１６やホトマス
ク６０の静電破壊防止を図るものであるが、本実施例５
の場合には、純水３に導電性を付与することによって、
半導体ウェハ６やホトマスク６０の洗浄処理中における
帯電を防止するものである。

すなわち、第１図および第２図などに例示された構造の
洗浄装置１において、加圧窒素ガス９の代わりに、炭酸
ガス９１を純水３の中に吹き込んで気泡９１ａを形成す
ることにより、炭酸ガス９１を純水３中に溶解させ、当
該純水３の導電率を、たとえば、１０μＯ／ｂこの場合には、洗浄作業の手順は前記各実施例の場合と
同様であるが、構成部材や治具などは石英である必要は
なく、従来のフッ素樹脂製としてもよい。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、洗浄装置を構成する石英容器１石英キャリア
、石英ハンドラなどの構成は、前記各実施例に例示した
ものに限定されない。

また、洗浄装置の治具や構成部材を、石英以外の、低帯
電性や耐薬品性を有する素材を用いて構成してもよい。

また、被洗浄物としては、半導体ウェハやホトマスクな
どに限らず、磁気ディスクなどの洗浄処理に用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

本願に、おいて開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。

すなわち、本発明になる洗浄装置によれば、被洗浄物を
純水中に浸漬することによって洗浄処理を施す洗浄装置
であって、前記被洗浄物に接触する保持治具および前記
純水に接する構成部材を、帯電電圧が１００Ｖ以下の素
材で構成することにより、静電破壊などに起因する被洗
浄物の損傷を発生させることなく、純水による洗浄を行
うことができるという効果が得られる。また、被洗浄物
の洗浄効率が向上するという効果がある。

また、本発明になる洗浄装置によれば、被洗浄物を純水
中に浸漬することによって洗浄処理を施す洗浄装置であ
って、前記純水中に導電性の気体を溶解させることによ
り、静電破壊などに起因する被洗浄物の損傷を発生させ
ることなく、純水による洗浄を行うことができるという
効果が得られる。また、被洗浄物の洗浄効率が向上する
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１である洗浄装置の略断面図
、第２図は、本発明の実施例２である洗浄装置の略断面図
、第３図は、本発明の実施例３である洗浄装置に使用され
るホトマスク用の石英キャリアの斜視図、第４図は、本
発明の実施例３である洗浄装置に使用されるホトマスク
用の石英ハンドラの側面図、第５図は、本発明の実施例
４である洗浄装置に使用される半導体ウェハ用の石英キ
ャリアの側面図、第６図は、本発明の実施例４である洗浄装置に使用され
るホトマスク用の石英キャリアの側面図、第７図は、本
発明の実施例４である洗浄装置に使用される石英ハンド
ラの側面図である。１・・・洗浄装置、２・・・石英容器、３・・・純水、
４・・・ハンドラ、５・・・石英キャリア、５ａ、５ｂ
・・・フッ素樹脂片、６・・・半導体ウェハ　７・・・
石英バブラ、７ａ・・・ガス管、８・・・石英スノコ、
９・・・加圧窒素ガス、９ａ・・・気泡、１０・・・給
水管、１１・・・排水管、４１・・・石英ハンドラ、４
１ａ・・・フッ素樹脂片、４２・・・石英ハンドラ、４
２ａ・・・フッ素樹脂片、５０・・・石英キャリア、５
０ａ・・・保持溝、５０ｂ・・・フッ素樹脂片、６０・
・・ホトマスク、９１・・・炭酸ガス、９１ａ・・・気
泡。第図５０：石英キャリア５０ａ　：保持溝６０；ホトマスク第図第図５０ｂ；フ・ノ素樹脂片４１ａ；フッ素樹脂片４２ａ：フノ素樹脂片

Claims

【特許請求の範囲】１、被洗浄物を純水中に浸漬することによって洗浄処理
を施す洗浄装置であって、前記被洗浄物に接触する保持
治具および前記純水に接する構成部材を、帯電電圧が１
００Ｖ以下の素材で構成したことを特徴とする洗浄装置
。２、前記保持治具および前記構成部材として石英を用い
ることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。３、前記保持治具として石英を用い、当該保持治具の前
記被洗浄物に対する接触部位には、表面積が１ｃｍ＾３
以下のフッ素樹脂を選択的に配置することを特徴する請
求項２記載の洗浄装置。４、被洗浄物を純水中に浸漬することによって洗浄処理
を施す洗浄装置であって、前記純水中に導電性の気体を
溶解させることを特徴とする洗浄装置。５、前記気体が炭酸ガスであり、前記純水の導電率が１
０μ■／ｃｍ＾３以上になるようにしたことを特徴とす
る洗浄装置４記載の洗浄装置。６、前記被洗浄物が、半導体ウェハまたはホトマスクで
あることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記
載の洗浄装置。