JPH04215436A - シリコンウェハの洗浄方法及びその洗浄装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハの洗浄
方法及びその洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウェハを洗浄するには、
（１）　洗浄液である弗酸水溶液を満たした槽内にシリ
コンウェハを浸漬する方法、（２）　シリコンウェハに
高圧噴射装置を用いては洗浄液である弗酸水溶液を噴射
する方法、が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記洗
浄方法は次のような欠点があった。即ち、前記（１）　
の浸漬による方法では洗浄液の清浄度を管理することが
困難である。また、前記（２）の洗浄方法ではシリコン
ウェハへの洗浄液の噴射時間や圧力分布が一定とならな
い。更に、前記各洗浄方法は洗浄液中に分散される微粒
子状物質による汚染を招く。従って、いずれの洗浄方法
ともシリコンウェハ表面全体を均一にエッチングできず
、かつ微粒子状物質による二次汚染を招くため、シリコ
ンウェハの表面全体を均一かつ高い清浄度で洗浄できな
いという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、シリコンウェハの表裏面全体を均
一かつ高い清浄度で洗浄し得る方法、並びにかかる均一
かつ高い清浄度で洗浄を実現し得る装置を提供しようと
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるシリコン
ウェハの洗浄方法は、霧発生室内で弗酸水溶液に高周波
振動を与えて弗酸水溶液の霧を発生させる工程と、前記
弗酸水溶液の霧を処理室内に輸送させ、前記処理室に立
てて配置したシリコンウェハを前記霧の雰囲気に曝して
エッチングを行う工程と、前記霧の雰囲気に曝されたシ
リコンウェハに純水を該ウェハ面に沿って噴射すること
により該ウェハ両面をリンスする工程とを具備したこと
を特徴とするものである。前記弗酸水溶液としては、例
えば弗酸濃度が　０．１〜５０％のものを用いることが
望ましい。

【０００６】また、本発明に係わるシリコンウェハの洗
浄装置は弗酸水溶液の高周波振動ノズルが付設された霧
発生室と、前記霧発生室に連結された処理室と、前記霧
発生室と前記処理室との連通部に配置されたシャッタと
、前記処理室内に複数のシリコンウェハを立てて収納し
た収納部材を搬送するための搬送手段と、前記収納部材
の上方に位置する前記処理室に設けられ、純水を前記収
納部材の各シリコンウェハ面に沿って噴射するための純
水噴射ノズルとを具備したことを特徴とするものである
。

【０００７】前記高周波振動ノズルは、本体内に設けら
れた振動子に高周波発振器から高周波を供給し、該振動
子に取り付けた振動板が１〜４ＭＨｚの高周波を発生す
る構造のものが望ましい。かかる高周波振動ノズルは、
前記霧発生室の側壁又は底面或いは両方に設けることが
可能である。特に、前記霧発生室の底面に設けられる前
記高周波振動ノズルは、そのノズル口が該霧発生室の底
部付近に満たされた弗酸水溶液の水面より下に位置する
ように配置することが望ましい。

【０００８】本発明に係わる洗浄装置においては、矩形
筒状の輸送路を前記霧発生室と処理室の隔壁部分に貫通
させると共に、前記輸送路の両端を前記各室に突出させ
、かつ前記霧発生室側に位置する前記輸送路の端部にシ
ャッタを配置し、更に前記輸送路に清浄度の高い空気又
は不活性ガス（例えば窒素ガス、アルゴンガス等）を前
記処理室側に向けて噴射するためのノズルを設けてもよ
い。

【０００９】

【作用】本発明方法によれば、霧発生室内で弗酸水溶液
に高周波振動を与えることによって、ミクロン乃至サブ
ミクロンオーダの霧を発生できると共に、前記オーダの
霧発生と前記発生室での霧の滞留により弗酸水溶液中の
二次汚染源となる微粒子状物質を分離できる。このよう
な弗酸水溶液の霧を処理室内に輸送させ、前記処理室に
立てて配置したシリコンウェハを前記霧雰囲気に曝すこ
とによって、前記ウェハ表裏面全体を弗酸により均一に
エッチングできる。この後、前記霧の雰囲気に曝された
シリコンウェハに純水を該ウェハ面に沿って噴射するこ
とによって、該ウェハ両面を良好にリンスできる。また
、前記エッチング及びリンス処理に際し、微粒子状物質
が分離された清浄度の高い弗酸水溶液の霧に曝すことが
できるため、前記微粒子状物質による二次汚染を防止で
きる。更に、前記エッチング及びリンス処理を密閉した
処理室で行なう、つまりクローズ状態で連続的な処理を
行なうことによって、エッチング後の活性なウェハ表裏
面の酸化を回避できる。従って、シリコンウェハの表裏
面全体を均一かつ高い清浄度で洗浄できる。

【００１０】また、本発明によれば弗酸水溶液の高周波
振動ノズルが付設された霧発生室と、前記霧発生室に連
結された処理室と、前記霧発生室と前記処理室との連通
部に配置されたシャッタと、前記処理室内に複数のシリ
コンウェハを立てて収納した収納部材を搬送するための
搬送手段と、前記収納部材の上方に位置する前記処理室
に設けられ、純水を前記収納部材の各シリコンウェハ面
に沿って噴射するための純水噴射ノズルとを具備した構
成にすることによって、シリコンウェハの表裏面全体を
均一かつ高い清浄度で洗浄し得る洗浄装置を実現できる
。

【００１１】更に、前記洗浄装置において前記霧発生室
と処理室の隔壁部分に矩形筒状の輸送路を貫通させると
共に、前記輸送路の両端を前記各室に突出させ、かつ前
記霧発生室側に位置する前記輸送路の端部にシャッタを
配置し、更に前記輸送路に清浄度の高い空気又は不活性
ガスを前記処理室側に向けて噴射するためのノズルを設
けることによって、霧発生室内の弗酸水溶液の霧を処理
室内に効率よく輸送することができ、シリコンウェハ表
裏面のエッチング及びリンス処理を短時間で行なうこと
が可能となる。

【００１２】更に、前記洗浄装置において霧発生室の側
壁及び底面にそれぞれ高周波振動ノズルを設ければ、短
時間で霧発生室に弗酸水溶液の霧を満たすことができ、
該霧を処理室に輸送することによりシリコンウェハ表裏
面のエッチング及びリンス処理を短時間で行なうことが
可能となる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す洗浄装置の
概略図である。図１において、１は霧発生室、２は前記
発生室１に隣接して配置された処理室である。これら室
１、２は、隔壁３により区画されている。前記霧発生室
１の前記隔壁３と対向する側壁には、弗酸水溶液を噴霧
するための例えばバー型高周波振動ノズル４が設けられ
ている。このノズル４は、図１の紙面方向に延びる細長
状のノズル口４ａを有する本体４ｂと、該本体４ｂに内
蔵され、振動子が取り付けられた振動板（いずれも図示
せず）とから構成されている。前記ノズル４の前記振動
子には、高周波発振器５のケーブル６が接続され、該振
動子に高周波を供給することにより該振動子に取り付け
られた振動板が１〜４ＭＨｚの高周波が発生する構造に
なっている。前記ノズル４における前記振動板とノズル
口４ａ間に位置する本体４ｂ部分には、例えば濃度２０
％の弗酸水溶液を該本体４ｂ内に供給するための供給管
７が連結されている。この供給管７の他端は、槽８内に
収容された弗酸水溶液９に浸漬されている。前記供給管
７には、第１ポンプ１０が介装されている。前記霧発生
室１の底面には、該霧発生室１底部に満たされた弗酸水
溶液９を前記槽８内に返送するための排水管１１が連結
されている。この排水管１１の他端は、前記槽８内に挿
入されている。前記排水管１１には、前記霧発生室１の
連結部側から第２ポンプ１２及び目開きが　０．２μｍ
以下のフィルタ１３が順次介装されている。

【００１４】前記霧発生室１の底面には、別の高周波振
動ノズル１４が該霧発生室１に満たされた弗酸水余溶液
９に浸漬されるように設けられている。このノズル１４
は、前記霧発生室１に満たされた弗酸水溶液９の水面よ
り下に配置される丸形のノズル口１４ａを有する本体１
４ｂと、該本体１４ｂに内蔵され、振動子が取り付けら
れた振動板（いずれも図示せず）とから構成されている
。前記ノズル１４の前記振動子には、前記高周波発振器
５のケーブル１５が接続され、該振動子に高周波を供給
することにより該振動子に取り付けられた振動板が１〜
４ＭＨｚの高周波が発生する構造になっている。

【００１５】また、前記隔壁３には扁平四角筒状の輸送
路１６がその両端を前記発生室１及び処理室２に突出す
るように貫通されている。前記霧発生室１側に位置する
前記輸送路１６の端部には、該輸送路１６の開口部を開
閉するためのシャッタ１７が配置されている。前記霧発
生室１側に突出した輸送路１６部分には、例えばクリー
ンエアーを該輸送路１６内から前記処理室２側に向けて
噴射するための複数のノズル１８が設けられている。

【００１６】更に、図中１９は前記処理室２側壁のゲー
ト２０を通して該処理室２の内部と外部の間を移動する
搬送部材である。この搬送部材１９には、シリコンウェ
ハを立てて収納するためのキャリア２１が載置される。 前記処理室２内に搬送されたキャリア２１の上方に位置
する処理室２上壁には、純水噴射ノズル２２が前記キャ
リア２１の長手方向（図中の紙面方向）に複数配列され
ていると共に、例えばクリーンエアーを前記処理室２内
に供給するためのガス供給ノズル２３が設けられている
。前記処理室２には、該処理室２内のガス等を排気する
ための排気管２４が該処理室２の底部側から挿入されて
おり、かつ該排気管２４には排気ファン２５が介装され
ている。更に、前記処理室２の底部にはドレイン２６が
設けられている。次に、前述した洗浄装置を用いてシリ
コンウェハの洗浄方法を説明する。

【００１７】まず、複数枚のシリコンウェハ２７が立て
て収納されたキャリア２１を搬送部材１９に載せた後、
ゲート２０を開き、前記搬送部材１９を該ゲート２０を
通して処理室２内に搬送し、ゲート２０を閉じる。つづ
いて、ガス供給ノズル２３から例えばクリーンエアーを
処理室２内に供給すると共に排気ファン２５を作動して
処理室２内のガスを排気管２４を通して排気することに
より、処理室２内をクリーンエアーに置換する。

【００１８】前記処理室２内をクリーンエアーに置換す
る間に、第１ポンプ１０を作動して槽８内の弗酸水溶液
９を供給管７を通してバー型高周波振動ノズル４に供給
すると共に、高周波発振器５から該振動ノズル４の振動
子に高周波を供給することにより、該振動子に取り付け
た振動板で１〜４ＭＨｚの高周波を発生する。かかる高
周波振動ノズル４への弗酸水溶液の供給、振動板による
１〜４ＭＨｚの高周波の発生によって、該振動ノズル４
のノズル口４ａから弗酸水溶液の霧２８が噴射される。 この時、ミクロンオーダ乃至サブミクロンオーダの霧２
７が発生されると共に、前記オーダの霧発生と前記霧発
生室１での霧２８の滞留により弗酸水溶液中に本来含ま
れていた微粒子状物質が分離される。なお、前記バー型
高周波振動ノズル４の作動と共に、前記高周波発振器６
からケーブル１５を通して前記霧発生室１底面に設けた
別の高周波振動ノズル１４の振動子に高周波を供給する
ことにより、該振動子に取り付けられた振動板で１〜４
ＭＨｚの高周波を発生する。かかる振動板からの１〜４
ＭＨｚの高周波振動は、前記霧発生室１底部の弗酸水溶
液９に付与されることにより、該弗酸水溶液９水面から
霧が霧発生室１内に噴射される。こうした別の高周波振
動ノズル１４の併用により、前記霧発生室１内に霧２８
を短時間で充満させることが可能となる。前記霧発生室
１底部に満たされた弗酸水溶液９は、該水溶液９に蓄積
された微粒子状物質を系外に除去するために、第２ポン
プ１２の作動により排水管１１に導入され、前記排水管
１１に介装したフィルタ１３により微粒子状物質が除去
された後、清浄度の高い弗酸水溶液として前記槽８内に
返送される。

【００１９】霧発生室１内に十分な量の霧２８を充満さ
せた後、前記バー型高周波振動ノズル４の作動を停止（
別の高周波振動ノズル１４を作動させた場合には、該ノ
ズルの作動も停止）し、輸送路１６に配置したシャッタ
１７を開く。同時に、輸送路１６部分に設けた複数のノ
ズル１８から例えばクリーンエアーを前記処理室２側に
向けて噴射し、同時に前記排気ファン２５を作動する。 かかる操作により前記霧発生室１内の弗酸水溶液の霧２
８は、前記輸送路１６内にノズル１８から噴射されたク
リーンエアーに乗って処理室２側に向けて加速されて前
記処理室２内に輸送され、前記処理室２内が前記霧の雰
囲気となる。処理室２が前記霧雰囲気になると、該処理
室２内に搬送されたキャリア２１内の複数のシリコンウ
ェハ２７に前記弗酸水溶液の霧が接触し、各ウェハ２７
の表裏面がエッチングされる。

【００２０】次いで、所定時間のエッチングを行った後
、前記シャッタ１７を閉じ、前記ノズル１８からのクリ
ーンエアーの噴射を停止する。ひきつづき、前記キャリ
ア２１の上方に配置した複数の純水噴射ノズル２２から
純水を噴射する。この時、前記純水は前記キャリア２１
に立てて収納された複数のウェハ２７の表裏面に沿って
噴射されることにより、前記各ウェハ２７の表裏面がリ
ンスされる。 このようなリンス処理に際しては、弗酸水溶液の霧がシ
リコンウェハ２７に再付着するのを防止するために、リ
ンス後期に排気ファン２５を作動して霧を排気管２４を
通して排出することが望ましい。

【００２１】次いで、純水噴射ノズル２２からの純水噴
射を停止した後、前記ガス供給ノズル２３からクリーン
エアーを処理室２内に供給すると共に排気ファン２５を
作動して処理室２内のガスや霧を排気管２４を通して排
気することにより、処理室２内をクリーンエアーに置換
する。この後、ゲート２０を開き、搬送部材１９により
エッチング、リンス処理後のウェハ２７が収納されたキ
ャリア２１をゲート２０を通して処理室２の外部に搬送
する。

【００２２】以上のような洗浄方法によれば、霧発生室
１で予め発生させたミクロンオーダ乃至サブミクロンオ
ーダの弗酸水溶液の霧を処理室２内に輸送し、シリコン
ウェハ２７が配置された該処理室２を霧雰囲気にするこ
とにより、該ウェハ２７の表裏面全体を前記弗酸水溶液
の霧で均一にエッチングすることができる。しかも、こ
の後に前記霧雰囲気に曝されたシリコンウェハ２７に純
水噴射ノズル２２から純水を該ウェハ２７面に沿って噴
射することによって、該ウェハ２７両面を良好にリンス
できる。また、前記エッチング及びリンス処理に際し、
前記ウェハ２７を前記霧発生室１で既に微粒子状物質が
分離された清浄度の高い弗酸水溶液の霧に曝すことがで
きるため、前記微粒子状物質による二次汚染を防止でき
、高い清浄度でエッチング及びリンス処理することがで
きる。更に、前記エッチング及びリンス処理を密閉した
処理室２で行なう、つまりクローズ状態で連続的な処理
を行なうことによって、エッチング後の活性なウェハ２
７表裏面の酸化を回避できる。従って、シリコンウェハ
２７の表裏面全体を均一かつ高い清浄度で洗浄すること
ができる。

【００２３】なお、上記実施例では霧発生室に設けた高
周波振動ノズルとしてバー型のものを用いたが、これに
限定されず、通常のノズル口が丸形の高周波振動ノスル
を用いてもよい。

【００２４】上記実施例では、霧発生室の底面に設けた
高周波振動ノズルとして振動子に高周波のみを供給し、
該霧発生室の底部に満たした弗酸水溶液に高周波振動を
与えて該弗酸水溶液を噴霧する構造のものを用いたが、
これに限定されない。例えば、霧発生室の側壁に設けた
高周波振動ノズルと同様な構造、つまりノズル口と振動
板の間の本体部分に弗酸水溶液を供給する構造の高周波
振動ノズルを霧発生室の底面に設けてもよい。

【００２５】上記実施例では、霧雰囲気に曝された状態
のシリコンウェハに純水を噴射したが、これに限定され
ない。例えば、処理室内の霧を排気すると共に処理室内
にガス供給ノズルからアルゴン等の不活性ガスを供給し
て処理室内を不活性ガスで置換した後、シリコンウェハ
に純水を噴射してリンス処理を行ってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によればシリ
コンウェハの表裏面全体を均一かつ高い清浄度で洗浄し
得る方法、並びにかかる均一かつ高い清浄度でシリコン
ウェハの洗浄を実現し得る装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の洗浄装置を示す概略図。 １…霧発生室、２…処理室、４…高周波振動ノズル、５
…高周波発振器、８…槽、９…弗酸水溶液、１４…高周
波振動ノズル、１６…輸送路、１７…シャッタ、１８…
ノズル、１９…搬送部材、２０…ゲート、２１…キャリ
ア、２２…純水噴射ノズル、２５…排気ファン、２７…
シリコンウェハ、２８…霧。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　霧発生室内で弗酸水溶液に高周波振動
   を与えて弗酸水溶液の霧を発生させる工程と、前記弗酸
   水溶液の霧を処理室内に輸送させ、前記処理室に立てて
   配置したシリコンウェハを前記霧の雰囲気に曝してエッ
   チングを行う工程と、前記霧の雰囲気に曝されたシリコ
   ンウェハに純水を該ウェハ面に沿って噴射することによ
   り該ウェハ両面をリンスする工程とを具備したことを特
   徴とするシリコンウェハの洗浄方法。
2. 【請求項２】　　弗酸水溶液の高周波振動ノズルが付設
   された霧発生室と、前記霧発生室に連結された処理室と
   、前記霧発生室と前記処理室との連通部に配置されたシ
   ャッタと、前記処理室内に複数のシリコンウェハを立て
   て収納した収納部材を搬送するための搬送手段と、前記
   収納部材の上方に位置する前記処理室に設けられ、純水
   を前記収納部材の各シリコンウェハ面に沿って噴射する
   ための純水噴射ノズルとを具備したことを特徴とするシ
   リコンウェハの洗浄装置。
3. 【請求項３】　　矩形筒状の輸送路を、前記霧発生室と
   処理室の隔壁部分に貫通させると共に、前記輸送路の両
   端を前記各室に突出させ、かつ前記霧発生室側に位置す
   る前記輸送路の端部にシャッタを配置し、更に前記輸送
   路に清浄度の高い空気又は不活性ガスを前記処理室側に
   向けて噴射するためのノズルを設けたことを特徴とする
   請求項２記載のシリコンウェハの洗浄装置。
4. 【請求項４】　　前記高周波振動ノズルは、前記霧発生
   室の側壁及び底面に設けられることを特徴とする請求項
   ２記載のシリコンウェハの洗浄装置。
5. 【請求項５】　　前記霧発生室の底部には弗酸水溶液が
   満たされ、かつ該霧発生室の底面に設けられる前記高周
   波振動ノズルのノズル口が前記弗酸水溶液の水面より下
   に位置されていることを特徴とする請求項２記載のシリ
   コンウェハの洗浄装置。