JPH04348029A - 半導体基板処理方法及びその処理装置 - Google Patents
半導体基板処理方法及びその処理装置Info
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- JPH04348029A JPH04348029A JP14969991A JP14969991A JPH04348029A JP H04348029 A JPH04348029 A JP H04348029A JP 14969991 A JP14969991 A JP 14969991A JP 14969991 A JP14969991 A JP 14969991A JP H04348029 A JPH04348029 A JP H04348029A
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板処理方法及
びその処理装置に関するもので、特に硫酸蒸気とオゾン
ガスとを用いた半導体基板（ウェーハ）の洗浄処理に使
用されるものである。
びその処理装置に関するもので、特に硫酸蒸気とオゾン
ガスとを用いた半導体基板（ウェーハ）の洗浄処理に使
用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハプロセスの中で、最も基
本的な技術の一つが洗浄技術である。硫酸を用いる半導
体基板の洗浄として、過酸化水素水との混合液を用いる
方法がある。この方法は、基板に付着する有機物や金属
などの汚染除去に使用される。
本的な技術の一つが洗浄技術である。硫酸を用いる半導
体基板の洗浄として、過酸化水素水との混合液を用いる
方法がある。この方法は、基板に付着する有機物や金属
などの汚染除去に使用される。
【０００３】硫酸と過酸化水素水とが反応している間が
、最も洗浄効果があるため、通常は硫酸を入れた洗浄槽
に被洗浄基板を入れてから、過酸化水素水を加えて洗浄
する方法が行われている。
、最も洗浄効果があるため、通常は硫酸を入れた洗浄槽
に被洗浄基板を入れてから、過酸化水素水を加えて洗浄
する方法が行われている。
【０００４】図５は、硫酸溶液と過酸化水素水との混合
液を使用する従来の基板処理方法を説明するための模式
的な装置構成例を示すものである。同図において石英ビ
ーカー５に硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）１を収納し、ヒータ
ー３で加熱した後、被処理シリコンウェーハ２を入れる
。次に過酸化水素水（Ｈ２ Ｏ２ ）４を所要量添加し
てウェーハ２を洗浄する。この場合、従来技術において
は、１個の被洗浄物に対して、各々新しいＨ２ ＳＯ４
及びＨ２ Ｏ２ を毎回使用するのが理想的であるが
、薬液のコストが増大する。
液を使用する従来の基板処理方法を説明するための模式
的な装置構成例を示すものである。同図において石英ビ
ーカー５に硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）１を収納し、ヒータ
ー３で加熱した後、被処理シリコンウェーハ２を入れる
。次に過酸化水素水（Ｈ２ Ｏ２ ）４を所要量添加し
てウェーハ２を洗浄する。この場合、従来技術において
は、１個の被洗浄物に対して、各々新しいＨ２ ＳＯ４
及びＨ２ Ｏ２ を毎回使用するのが理想的であるが
、薬液のコストが増大する。
【０００５】この薬液のコストダウンの一方法として、
Ｈ２ Ｏ２は毎回新液を用いるが、Ｈ２ ＳＯ４ は数
回繰り返し同一液を用いて洗浄する方法がある。以上の
ように、同一のＨ２ ＳＯ４ を数回の洗浄に用いるこ
とは、液が徐々に汚染されてくるため、次の被洗浄物を
逆に汚染してしまう、すなわちクロスコンタミネーショ
ンの問題が避けられない。
Ｈ２ Ｏ２は毎回新液を用いるが、Ｈ２ ＳＯ４ は数
回繰り返し同一液を用いて洗浄する方法がある。以上の
ように、同一のＨ２ ＳＯ４ を数回の洗浄に用いるこ
とは、液が徐々に汚染されてくるため、次の被洗浄物を
逆に汚染してしまう、すなわちクロスコンタミネーショ
ンの問題が避けられない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これまで述べたように
、有機物などで汚染されたウェーハをＨ２ ＳＯ４ と
Ｈ２ Ｏ２ との混合液を用いて洗浄するとき、従来技
術では、使用量を押さえて薬液のコストダウンをはかろ
うとするとクロスコンタミネーションの問題が避けられ
ない。クロスコンタミネーションを避けるには、毎回新
しい薬液を使用すれば良いが、それは薬液のコストアッ
プにつながる。
、有機物などで汚染されたウェーハをＨ２ ＳＯ４ と
Ｈ２ Ｏ２ との混合液を用いて洗浄するとき、従来技
術では、使用量を押さえて薬液のコストダウンをはかろ
うとするとクロスコンタミネーションの問題が避けられ
ない。クロスコンタミネーションを避けるには、毎回新
しい薬液を使用すれば良いが、それは薬液のコストアッ
プにつながる。
【０００７】本発明は、薬液の洗浄効果は従来技術と同
等もしくはそれ以上であり、常にクリーンな薬液で洗浄
すると共に、薬液のコストダウンを行なうことのできる
半導体基板処理方法及びその処理装置を提供することを
目的とする。
等もしくはそれ以上であり、常にクリーンな薬液で洗浄
すると共に、薬液のコストダウンを行なうことのできる
半導体基板処理方法及びその処理装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
被洗浄半導体基板を１つの容器内で硫酸の蒸気とオゾン
ガスとにさらして洗浄処理することを特徴とする半導体
基板処理方法である。
被洗浄半導体基板を１つの容器内で硫酸の蒸気とオゾン
ガスとにさらして洗浄処理することを特徴とする半導体
基板処理方法である。
【０００９】また請求項２に係る発明は、容器に硫酸溶
液を収納し、外部より加熱して硫酸蒸気を発生する手段
と、外周壁に硫酸蒸気導入口及びオゾンガス導入口を持
ち、内部に被処理半導体基板の支持部材を設けた処理チ
ャンバーとを、具備することを特徴とする半導体基板処
理装置である。
液を収納し、外部より加熱して硫酸蒸気を発生する手段
と、外周壁に硫酸蒸気導入口及びオゾンガス導入口を持
ち、内部に被処理半導体基板の支持部材を設けた処理チ
ャンバーとを、具備することを特徴とする半導体基板処
理装置である。
【００１０】
【作用】一般に硫酸溶液を加熱すると、液の硫酸濃度が
増加する。図２は、横軸に時間、縦軸に温度をとり、硫
酸溶液の温度上昇と時間経過の一例を示す。同図の期間
Ｔ１ の間では、時間の増加にともない水の蒸発により
硫酸溶液の濃度は増加し、約３３０〜３４０℃で組成約
１００％に近い濃硫酸となり、このときの蒸気の組成も
同程度の硫酸濃度となる。すなわち期間Ｔ２ において
は１００％に近い硫酸蒸気が得られる。
増加する。図２は、横軸に時間、縦軸に温度をとり、硫
酸溶液の温度上昇と時間経過の一例を示す。同図の期間
Ｔ１ の間では、時間の増加にともない水の蒸発により
硫酸溶液の濃度は増加し、約３３０〜３４０℃で組成約
１００％に近い濃硫酸となり、このときの蒸気の組成も
同程度の硫酸濃度となる。すなわち期間Ｔ２ において
は１００％に近い硫酸蒸気が得られる。
【００１１】硫酸蒸気とオゾンガスとの反応機構につい
ては十分解明されていない。従来の硫酸と過酸化水素と
の混合液では、硫酸の作用により活性酸素が生成され、
この活性酸素により汚染が除去されるといわれている。 硫酸の蒸気とオゾンガスとの反応においても、その汚染
除去効果等から見て、活性酸素が生成され、汚染除去が
行われるものと推論される。すなわち高濃度の硫酸蒸気
とオゾンガスとが反応し、結果的には従来の硫酸と過酸
化水素と同様な反応が得られる。
ては十分解明されていない。従来の硫酸と過酸化水素と
の混合液では、硫酸の作用により活性酸素が生成され、
この活性酸素により汚染が除去されるといわれている。 硫酸の蒸気とオゾンガスとの反応においても、その汚染
除去効果等から見て、活性酸素が生成され、汚染除去が
行われるものと推論される。すなわち高濃度の硫酸蒸気
とオゾンガスとが反応し、結果的には従来の硫酸と過酸
化水素と同様な反応が得られる。
【００１２】本発明の半導体基板処理方法及びその処理
装置においては、被洗浄基板を収納した１つの処理チャ
ンバー内に、高濃度の硫酸蒸気とオゾンガスとを同時に
または間隔をおいて導入し、前記反応により洗浄処理を
行なうものである。
装置においては、被洗浄基板を収納した１つの処理チャ
ンバー内に、高濃度の硫酸蒸気とオゾンガスとを同時に
または間隔をおいて導入し、前記反応により洗浄処理を
行なうものである。
【００１３】本発明においては、硫酸の蒸気を使用する
ので、その純度は蒸留された硫酸と等価であり、被洗浄
基板は、常にクリーンな薬物で洗浄されるので、従来技
術に比し、優るとも劣らない洗浄効果が得られる。
ので、その純度は蒸留された硫酸と等価であり、被洗浄
基板は、常にクリーンな薬物で洗浄されるので、従来技
術に比し、優るとも劣らない洗浄効果が得られる。
【００１４】さらに処理チャンバー内で反応した使用済
み硫酸には、シリコン基板からの不純物が含まれている
が、液体にした後、硫酸容器に戻して再び加熱して硫酸
蒸気として使用するので、含有不純物は蒸気の純度には
実質的に影響しない。このため硫酸を繰り返し使用でき
、薬液のコストダウンができる。
み硫酸には、シリコン基板からの不純物が含まれている
が、液体にした後、硫酸容器に戻して再び加熱して硫酸
蒸気として使用するので、含有不純物は蒸気の純度には
実質的に影響しない。このため硫酸を繰り返し使用でき
、薬液のコストダウンができる。
【００１５】
【実施例】図面を参照し、本発明の実施例について以下
説明する。図１は、本発明の処理装置の構成の一例を模
式的に示すものである。
説明する。図１は、本発明の処理装置の構成の一例を模
式的に示すものである。
【００１６】硫酸蒸気を発生する手段は、硫酸１２を収
納する石英フラスコ１１及び硫酸１２を加熱するヒータ
ー１３等より成る。符号１４は三方弁で、洗浄処理のと
きは処理チャンバー２０に硫酸蒸気を送り、また段取り
等で洗浄処理をしないときは、未使用硫酸蒸気を冷却部
１６を経て回収槽１７に送ったり、自由にコントロール
できる。硫酸蒸気導入管２１は、あらかじめヒーター１
５により加熱され、硫酸蒸気の凝結を防止する。
納する石英フラスコ１１及び硫酸１２を加熱するヒータ
ー１３等より成る。符号１４は三方弁で、洗浄処理のと
きは処理チャンバー２０に硫酸蒸気を送り、また段取り
等で洗浄処理をしないときは、未使用硫酸蒸気を冷却部
１６を経て回収槽１７に送ったり、自由にコントロール
できる。硫酸蒸気導入管２１は、あらかじめヒーター１
５により加熱され、硫酸蒸気の凝結を防止する。
【００１７】処理チャンバー２０は、上蓋に硫酸蒸気導
入管２１及びオゾンガス導入管２２のそれぞれの導入口
を持ち、内部に被処理シリコン基板１０を載置する基板
支持部材２３が設けられる。また底部には、硫酸蒸気を
回収するための排出管が設けられ、冷却部２４を経て回
収槽２５に集められる。オゾンガス導入管２２は、図示
してないが、例えば無声放電によるオゾン発生器に接続
される。
入管２１及びオゾンガス導入管２２のそれぞれの導入口
を持ち、内部に被処理シリコン基板１０を載置する基板
支持部材２３が設けられる。また底部には、硫酸蒸気を
回収するための排出管が設けられ、冷却部２４を経て回
収槽２５に集められる。オゾンガス導入管２２は、図示
してないが、例えば無声放電によるオゾン発生器に接続
される。
【００１８】次に洗浄処理の一例について述べる。石英
フラスコ１１に、濃度９０％以上の濃硫酸１２を入れ、
図２に示す温度一時間曲線にしたがって、硫酸をヒータ
ー１３により加熱する。硫酸の温度上昇にともない水分
が蒸発し、硫酸濃度も増加し、約３４０℃になると硫酸
の蒸発が活発となり、ほぼ１００％に近い硫酸蒸気が得
られる。この硫酸蒸気はあらかじめ加熱してある硫酸蒸
気導入管２１を経て処理チャンバー２０に導入される。 一方オゾン発生器によって生成されたオゾンガス（Ｏ３
濃度約１００ｇ／Ｎｍ３ ）は、オゾンガス導入管２
２を経て処理チャンバー２０に導入される。チャンバー
内で合流した硫酸蒸気とオゾンガスは、シリコン基板１
０上で反応し、結果として従来の硫酸と過酸化水素と同
様の処理が得られる。この反応は紫外線を照射すること
によって、より加速された。
フラスコ１１に、濃度９０％以上の濃硫酸１２を入れ、
図２に示す温度一時間曲線にしたがって、硫酸をヒータ
ー１３により加熱する。硫酸の温度上昇にともない水分
が蒸発し、硫酸濃度も増加し、約３４０℃になると硫酸
の蒸発が活発となり、ほぼ１００％に近い硫酸蒸気が得
られる。この硫酸蒸気はあらかじめ加熱してある硫酸蒸
気導入管２１を経て処理チャンバー２０に導入される。 一方オゾン発生器によって生成されたオゾンガス（Ｏ３
濃度約１００ｇ／Ｎｍ３ ）は、オゾンガス導入管２
２を経て処理チャンバー２０に導入される。チャンバー
内で合流した硫酸蒸気とオゾンガスは、シリコン基板１
０上で反応し、結果として従来の硫酸と過酸化水素と同
様の処理が得られる。この反応は紫外線を照射すること
によって、より加速された。
【００１９】以上のように硫酸蒸気とオゾンガスとで処
理したシリコン基板１０を、処理チャンバー２０から取
り出した後、別の槽内で水洗して処理を終える。
理したシリコン基板１０を、処理チャンバー２０から取
り出した後、別の槽内で水洗して処理を終える。
【００２０】次に上記実施例において、処理チャンバー
２０に、硫酸蒸気とオゾンガスとを導入するそれぞれの
時間を変えて行なった実験について述べる。図３は、硫
酸蒸気またはオゾンガスの導入を、時間軸（横方向）上
の方形波で表わしたもので、同図（ａ）は硫酸蒸気とオ
ゾンガスとを同時に且つ等しい時間導入した例、同図（
ｂ）は導入時間を一部重ねた例、及び同図（ｃ）は硫酸
蒸気を導入後、間隔をおいてオゾンガスを導入した例を
示す．またレジストを塗布した基板を被洗浄試料とし、
洗浄効果の評価は、目視判定または基板を加熱して放出
されるガスのＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフィー／マ
ススペクトログラフィー）法により行なった。試行結果
によれば、洗浄効果に影響する要因、例えば反応気体の
導入時間等を調整すれば、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ
）のいずれの条件でも、実用可能な洗浄効果を得ること
ができた。
２０に、硫酸蒸気とオゾンガスとを導入するそれぞれの
時間を変えて行なった実験について述べる。図３は、硫
酸蒸気またはオゾンガスの導入を、時間軸（横方向）上
の方形波で表わしたもので、同図（ａ）は硫酸蒸気とオ
ゾンガスとを同時に且つ等しい時間導入した例、同図（
ｂ）は導入時間を一部重ねた例、及び同図（ｃ）は硫酸
蒸気を導入後、間隔をおいてオゾンガスを導入した例を
示す．またレジストを塗布した基板を被洗浄試料とし、
洗浄効果の評価は、目視判定または基板を加熱して放出
されるガスのＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフィー／マ
ススペクトログラフィー）法により行なった。試行結果
によれば、洗浄効果に影響する要因、例えば反応気体の
導入時間等を調整すれば、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ
）のいずれの条件でも、実用可能な洗浄効果を得ること
ができた。
【００２１】上記の硫酸蒸気とオゾンガスとの反応にお
いては、石英フラスコ１１内の硫酸１２に、多少不純物
が含まれていても、気化による硫酸蒸気には不純物は含
まれず、常にクリーンな硫酸蒸気が供給される。
いては、石英フラスコ１１内の硫酸１２に、多少不純物
が含まれていても、気化による硫酸蒸気には不純物は含
まれず、常にクリーンな硫酸蒸気が供給される。
【００２２】これにより、従来方法のような液によるク
ロスコンタミネーションを避けることができ、洗浄効果
を高めることが可能となった。また回収槽２５に集めら
れた硫酸を石英フラスコ１１内に戻して再使用すること
も可能であり、硫酸消費量を大幅に削減でき、薬液のコ
ストダウンが可能となった。
ロスコンタミネーションを避けることができ、洗浄効果
を高めることが可能となった。また回収槽２５に集めら
れた硫酸を石英フラスコ１１内に戻して再使用すること
も可能であり、硫酸消費量を大幅に削減でき、薬液のコ
ストダウンが可能となった。
【００２３】上記実施例の処理チャンバー２０は、シリ
コン基板の一方の主面のみ、１枚ずつ処理する例を示し
ているが、これに限定されない。シリコン基板の両主面
を同時に処理する場合には、シリコン基板をその周辺で
保持する基板支持部材を使用し、硫酸蒸気導入口及びオ
ゾンガス導入口をそれぞれ複数個設け、洗浄反応の均等
化を図ることができる。また図４に示すようにキャリア
３１に搭載された複数枚のシリコン基板３２を、同時に
洗浄処理する場合には、処理チャンバー３０の頂面また
は側壁に複数個の硫酸蒸気導入口３３及びオゾンガス導
入口３４を設ける。
コン基板の一方の主面のみ、１枚ずつ処理する例を示し
ているが、これに限定されない。シリコン基板の両主面
を同時に処理する場合には、シリコン基板をその周辺で
保持する基板支持部材を使用し、硫酸蒸気導入口及びオ
ゾンガス導入口をそれぞれ複数個設け、洗浄反応の均等
化を図ることができる。また図４に示すようにキャリア
３１に搭載された複数枚のシリコン基板３２を、同時に
洗浄処理する場合には、処理チャンバー３０の頂面また
は側壁に複数個の硫酸蒸気導入口３３及びオゾンガス導
入口３４を設ける。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、これまで述べたように、硫酸
蒸気とオゾンガスとの反応を利用して洗浄処理を行なう
ものである。したがって本発明により、洗浄効果は従来
技術と同等もしくはそれ以上であり、常にクリーンな薬
物で洗浄すると共に、薬液の使用量を削減しそのコスト
ダウンを行なうことのできる半導体基板の処理方法及び
その処理装置を提供することができた。
蒸気とオゾンガスとの反応を利用して洗浄処理を行なう
ものである。したがって本発明により、洗浄効果は従来
技術と同等もしくはそれ以上であり、常にクリーンな薬
物で洗浄すると共に、薬液の使用量を削減しそのコスト
ダウンを行なうことのできる半導体基板の処理方法及び
その処理装置を提供することができた。
【図１】本発明の半導体基板処理装置の構成の一例を示
す模式図である。
す模式図である。
【図２】実施例において、硫酸を加熱するときの硫酸温
度と時間との関係を示す図である。
度と時間との関係を示す図である。
【図３】硫酸蒸気及びオゾンガスの処理チャンバー導入
を時間軸上の方形波で表わした図である。
を時間軸上の方形波で表わした図である。
【図４】本発明の処理装置のうち、処理チャンバーの他
の実施例を示す模式図である。
の実施例を示す模式図である。
【図５】従来の基板処理方法を説明するための処理装置
の概要を示す構成図である。
の概要を示す構成図である。
１０ 被洗浄半導体基板（ウェーハ）１１ 石英フ
ラスコ（硫酸容器） １２ 硫酸 １３ ヒーター １４ 三方弁 １７ 回収槽 ２０ 処理チャンバー ２１ 硫酸蒸気導入管 ２２ オゾンガス導入管 ２３ 基板支持部材 ２５ 回収槽
ラスコ（硫酸容器） １２ 硫酸 １３ ヒーター １４ 三方弁 １７ 回収槽 ２０ 処理チャンバー ２１ 硫酸蒸気導入管 ２２ オゾンガス導入管 ２３ 基板支持部材 ２５ 回収槽
Claims (2)
- 【請求項１】被洗浄半導体基板を１つの容器内で硫酸の
蒸気とオゾンガスとにさらして洗浄処理することを特徴
とする半導体基板処理方法。 - 【請求項２】容器に硫酸溶液を収納し、外部より加熱し
て硫酸蒸気を発生する手段と、外周壁に硫酸蒸気導入口
及びオゾンガス導入口を持ち、内部に被処理半導体基板
の支持部材を設けた処理チャンバーとを、具備すること
を特徴とする半導体基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14969991A JPH04348029A (ja) | 1991-05-25 | 1991-05-25 | 半導体基板処理方法及びその処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14969991A JPH04348029A (ja) | 1991-05-25 | 1991-05-25 | 半導体基板処理方法及びその処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348029A true JPH04348029A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=15480887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14969991A Pending JPH04348029A (ja) | 1991-05-25 | 1991-05-25 | 半導体基板処理方法及びその処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04348029A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464480A (en) * | 1993-07-16 | 1995-11-07 | Legacy Systems, Inc. | Process and apparatus for the treatment of semiconductor wafers in a fluid |
| US5911837A (en) * | 1993-07-16 | 1999-06-15 | Legacy Systems, Inc. | Process for treatment of semiconductor wafers in a fluid |
| US6116254A (en) * | 1995-03-30 | 2000-09-12 | Nec Corporation | Cleaning method and system of semiconductor substrate and production method of cleaning solution |
| US6212789B1 (en) | 1998-06-19 | 2001-04-10 | Canon Sales Co., Inc. | Semiconductor device manufacturing system |
| JP2010087419A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Shibaura Mechatronics Corp | レジスト剥離装置及び剥離方法 |
-
1991
- 1991-05-25 JP JP14969991A patent/JPH04348029A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464480A (en) * | 1993-07-16 | 1995-11-07 | Legacy Systems, Inc. | Process and apparatus for the treatment of semiconductor wafers in a fluid |
| US5727578A (en) * | 1993-07-16 | 1998-03-17 | Legacy Systems, Inc. | Apparatus for the treatment and drying of semiconductor wafers in a fluid |
| US5776296A (en) * | 1993-07-16 | 1998-07-07 | Legacy Systems, Inc. | Apparatus for the treatment of semiconductor wafers in a fluid |
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| US6212789B1 (en) | 1998-06-19 | 2001-04-10 | Canon Sales Co., Inc. | Semiconductor device manufacturing system |
| JP2010087419A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Shibaura Mechatronics Corp | レジスト剥離装置及び剥離方法 |
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