JPH0456321A

JPH0456321A - 半導体ウエハの洗浄装置

Info

Publication number: JPH0456321A
Application number: JP16892490A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Mori; 森　治久; Masanori Kobayashi; 正典小林; Tadayoshi Yoshikawa; 忠義吉川
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Integrated Microtechnology Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Integrated Microtechnology Ltd
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-02-24

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】（概要〕半導体ウェハの洗浄装置に関し、強度分布が−様な層流を発生させることを目的とし、半導体ウェハを収納する洗浄槽と、該洗浄槽の底部に設
けられた洗浄液供給手段と、該半導体ウェハと該洗浄液
供給手段との間に複数の孔を有する複数の整流板とから
構成され、洗浄液供給手段より洗浄槽内に洗浄液を供給
し、該整流板の孔を通過して該洗浄槽の上部から槽外へ
洗浄液を排出する洗浄装置において、複数の整流板に備
えてある孔の大きさが、半導体ウェハに近い整流板はど
大きく、また、孔の位置が隣接する上下の整流板間で異
なることを特徴として半導体ウェハの洗浄装置を構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体ウェハの洗浄装置に関する。

半導体装置はシリコン（Ｓｉ）のような単体半導体或い
はガリウム砒素（ＧａＡｓ）　＋　インジウム燐（Ｉｎ
Ｐ）のような化合物半導体を原料とし、単結晶の引き上
げ法などの方法により得られた高純度の単結晶インゴッ
トを５００μｍ程度の厚さにスライスして半導体ウェハ
を作り、これを用いてデバイスの形成が行われている。

すなわち、スライスして得たウェハは表面研磨を行って
平滑とした後、化学エツチングを行って汚染した表面層
を除き、平滑な結晶面をもつウェハを作る。

そして、このウェハを基板とし、薄膜形成技術。

写真蝕刻技術（リソグラフィ）、イオン注入技術などを
用いてＩＣ，ＬＳＩなどの半導体デバイス形成が行われ
ている。

こ＼で、ウェハを濃硝酸（ＨＮ（ｈ）に浸漬して、表面
に化学的に保護酸化膜を付けたり、逆に弗酸（ＨＦ）に
浸漬して酸化膜を部分的に除去するなどの処理を初めと
し、各化学処理間に行われる純水洗浄処理などは、総て
多数個のウェハを一括してハツチ処理が行われている。

本発明はバッチ方法により行われる半導体ウェハの洗浄
装置に関するものである。

［従来の技術〕先に記したように、半導体ウェハの液処理は殆どの場合
、バッチ方式により行われているが、液処理の内、最も
多い工程は化学処理した後に行われる純水洗浄処理であ
る。

そこで、以下、純水洗浄を行う場合について本発明を説
明する。

化学エツチングを行った後に、エツチングに使用した酸
やアルカリがウェハ上に残存していると、半導体デバイ
スにおける絶縁膜の耐電圧の低下や漏洩電流の増加の原
因となるため、洗浄を充分に行うことが必要である。

そこで、従来は第２図に示すような液処理装置（洗浄装
置）を用いて洗浄が行われていた。

すなわち、石英ガラスなどからなる洗浄装置１の底部に
純水２を供給するバイブ３が下側に多数の吹き出し孔４
を備えて設けられており、純水２が吹き出すよう構成さ
れている。

また、洗浄槽５の内壁に設けられている突起６に孔径の
等しい孔８が簀子状に孔開けされている整流板７が装着
されている。

そして、この整流板７の上に多数のウェハ９が配列した
ウェハキャリア１０を載置し、純水２をオーバフローす
ることによりウェハ９の洗浄を行っている。

こ＼で、整流板７の目的はバイブ３により供給される純
水を簀子状に形成しである多数の孔を通すことにより縦
方向に流れる層流を作り、ウェハキャリア１０に配列し
であるウェハ９を、この層流により擦過させることによ
り充分な洗浄を行うことである。

然し、仔細に観察すると、層流の強度′分布は必ずしも
一様ではなく、そのために洗浄に多くの時間を要してお
り、改善が必要であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の洗浄装置は洗浄槽の底部に多数の吹き出し孔を下
方に備えた一本のバイブがあって、洗浄液供給手段を構
成しており、この孔より純水を吹き出すと共に、この上
部に多数の孔が簀子状に開いている整流板を設けること
で上向きの層流を作り、この層流によりウェハを擦過さ
せた後、オーバフローさせる構成をとることにより洗浄
が行われていた。

然し、この構成で得られる層流の強度分布は必ずしも一
様でないことから、この改善が課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は半導体ウェハを収納する洗浄槽と、この洗
浄槽の底部に設けられた洗浄液供給手段と、半導体ウェ
ハと、この洗浄液供給手段との間に複数の孔を有する複
数の整流板と、から構成され、洗浄液供給手段より洗浄
槽内に洗浄液を供給し、この整流板の孔を通過して洗浄
槽の上部から槽該へ洗浄液を排出する洗浄装置において
、複数の整流板に備えてある孔の大きさが、半導体ウェ
ハに近い整流板はど大きく、また、孔の位置が隣接する
上下の整流板間で異なることを特徴として半導体ウェハ
の洗浄装置を構成することにより解決することができる
。

［作用〕発明者等は洗浄装置内における純水の流動状況を観察す
る方法として平均粒径が１００　ａ−で比重が水と略等
しい（約１．０５）ポリスチレン製のプラスチック球を
準備して純水中に混ぜると共に、アルゴン（Ａｒ）レー
ザを用いてプラスチック球の挙動を観察する方法をとる
ことにより純水の流動状態を測定した。

その結果、パイプの吹き出し孔より吹き出す純水は洗浄
槽の底部に当たった後、−斉に上方に向かうのではなく
、整流板の下に洗浄槽の底部よりパイプに沿って大きな
渦ができていることが判った。

第３図は開口率が大きい整流板７′を用いた場合の純水
の流動状態を、また第４図は開口率の小さな整流板７を
用いた場合の流動状態を示している。

こ−で、開口率とは整流板の面積に対する孔の面積の総
和である。

すなわち、パイプ３は、この先端が閉じられているため
に、第３図および第４図に示すように整流板７′、７の
下には洗浄槽５の底面１２に沿ってパイプ３の先端部に
向かった後、パイプの上側に沿って逆方向に流れて循環
する渦状の水流１３ができていることが判った。

そして、第３図に示すように整流板７′の開口率が大き
い場合には、整流板７′の下側に存在する圧力差がその
ま一整流板７′の上側にも維持されて、高圧部側（図の
右側）の孔８を通る水量は多く、低圧部側（図の左側）
の孔８を通る水量は少ない結果として、整流板７′の上
部には大きな渦状の水流工４が生じていることが判った
。

一方、第４図に示すように開口率の小さな整流板７を用
いる場合は孔８を通る水の流速が大きくなり、孔８の外
側に小さな渦１５を生ずると共に洗浄槽５に沿って渦状
の水流１６が生じていることが判った。

そのために、整流板７を通って真っ直ぐに上方に向かう
層流を均等な流量で流すことができないのである。

そこで、本発明は開口率の小さな整流板を使用する際に
生ずる小さな渦１５や開口率の大きな整流板を使用する
際に生ずる渦状の水流を無くし、均等な層流を発生させ
る方法として、開口率の異なる整流板を複数個用意し、
開口率の小さなものを下に、上に向かうに従って開口率
の大きな整流板を配置するものである。

なお、この場合、上下方向で整流板の孔の位置は一致し
ていないことが必要である。

このようにすると、第３図の構造で見られる渦状の水流
１４の発生は開口率の小さな整流板の使用により無くす
ることができ、また、第４図の構造で見られる小さな渦
１５の発生は上部に設けた開口率の大きな整流板の使用
により消すことができるため、均等な流量の層流を作る
ことができる。

〔実施例〕第１図は本発明を適用した洗浄装置の断面構成図であり
、整流板設置部を除いては従来と変わるところはない。

すなわち、洗浄槽５は３００　Ｘ２００　Ｘ２００　ｍ
ｍ（縦×横×高さ）の石英ガラスからなり、洗浄槽の底
部には石英ガラスよりなり、多数の吹き出し孔４を下側
にもつパイプ３が設けられている。

また、洗浄槽５の側壁には三つ突起６．６′６′を設け
、それぞれの突起上に石英ガラス製の整流板７．７’、
７″を装着した。

こ−で、整流板の孔径はそれぞれ２ｍｍ、４＋＋ｍおよ
び６ｍｍである。

そして、パイプ３より、１０１／分の流量にて純水を供
給すると共に、平均粒径が１００μ鯖のプラスチック球
を多数添加し、Ａｒレーザを走査してプラスチック球の
挙動より、純水の流動状態を観察した。

その結果、整流板７より下の領域に渦状の水流があり、
また整流板７の上部に小さな渦が発生していることは同
様であるが、この渦は上部の整流板７″の上部では存在
せず、また渦状の水流も存在しておらず、上部の整流板
７＃のそれぞれの孔８より層流の発生が認められた。

また、従来のように径６インチのＳｉよりなるウェハ９
をウェハキャリア１０に挿入して、上部の整流板７＃の
上に設置したが、層流は同様にウェハに沿って流れてお
り、これにより均一に洗浄が行われることが判った。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施により、液処理に当たっ
て層流の形成が可能となり、これにより化学処理後の水
洗洗浄は勿論、化学薬品による液処理に当たっても、均
等な処理ができ、これにより液処理の能率向上が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した洗浄装置の断面構成図、第２図は従来の液処理装置の構成を示す断面図、第３図
は開口率の大きな整流板を用いた場合の流動状態を示す
模式図、第４図は開口率の小さな整流板を用いた場合の流動状態
を示す模式図、である。図において、１は液処理袋Ｗ（洗浄装置）、２は純水、　　　　　　　３はパイプ、４は吹き出し口
、　　　　５は洗浄槽、６．６’、６’は突起、７．７’、７”は整流板、８は孔、　　　　　　　　９はウェハ、１０はウェハキ
ャリア、　１３．１４．１６は渦状の水流、１５は小さ
な渦、である。

Claims

【特許請求の範囲】　半導体ウェハを収納する洗浄槽と、該洗浄槽の底部に設けられた洗浄液供給手段と、該半導
体ウェハと該洗浄液供給手段との間に複数の孔を有する
複数の整流板と、から構成されており、洗浄液供給手段より洗浄槽内に洗
浄液を供給し、該整流板の孔を通過して該洗浄槽の上部
から槽外へ洗浄液を排出する洗浄装置において、複数の整流板に備えてある孔の大きさが、半導体ウェハ
に近い整流板ほど大きく、また、孔の位置が隣接する上
下の整流板間で異なることを特徴とする半導体ウェハの
洗浄装置。