JPH0474420A

JPH0474420A - 洗浄装置及び洗浄方法

Info

Publication number: JPH0474420A
Application number: JP18822790A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Shiromizu; 白水　好美
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-07-17
Filing date: 1990-07-17
Publication date: 1992-03-09

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】〔目次〕・概要・産業上の利用分野・従来の技術（第５図）・発明が解決しようとする課題・課題を解決するための手段・作用・実施例 ■第１の実施例（第１回、第２圀２第３図）■第２の実
施例（第４図）・発明の効果〔概要〕洗浄装置及び洗浄方法に関し、更に詳しく言えば、薬液
により処理した後のウェハなどの表面に残存する薬液を
除去するための洗浄装置及び洗浄方法に関し、ウェハなどの表面に残存する薬液をより一層低減するこ
とが可能な洗浄装置及び洗浄方法を桿供することを目的
とし、被洗浄物をの洗浄槽と、該被洗浄物を加熱する加熱手段
と、該洗浄槽内に水蒸気を放出する手段と、前記洗浄槽
内の水蒸気を排出する手段と、前記洗浄槽内に熱水及び
水を導入する手段とを含み構成する。

［産業上の利用分野］本発明は、洗浄装置及び洗浄方法に関し、更に詳しく言
えば、薬液により処理した後のウェハなどの表面に残存
する薬液を除去するための洗浄装置及び洗浄方法に関す
る。

〔従来の技術］従来、ウェハの酸化や拡散等の前処理として金属粒子や
有機物及び塵の除去を目的として硝酸ボイル、過硫酸ボ
イル或いは水酸化アンモニウム／過酸化水素混合液など
の前処理を行っている。

第５図は、このようなウェハの前処理に用いる流水洗浄
装置の構成図である。

同図において、４はウェハの洗浄を行うために薬液又は
純水が満たされる洗浄槽、６は洗浄槽４底部に設けられ
た純水を洗浄槽４内に導入する導入口で、この導入口６
に薬液又は純水を導くための導入管５が接続されている
。また、９は洗浄槽４内に設置されたウェハ保持具で、
洗浄されるウェハ１０が載置されている。更に、７は導
入口６から導入された薬液又は純水を通流させる通流孔
８が設けられ、ウェハ保持具９を支持するための支持板
、１は洗浄槽４からオーバフローした薬液又は純水を溜
め、更に排出口３から排出管２を介して排出する容器で
ある。

次に、第５図を参照しながら洗浄方法について説明する
。

まず、洗浄槽４内で硝酸ボイル、過硫酸ボイル或いは水
酸化アンモニウム／過酸化水素混合液処理などを順次、
又は必要な処理のみ行う。次いで、処理後、薬液を洗浄
槽４内から除去する。なお、複数の薬液処理を行う場合
、次の薬液処理を行う前に、使った薬液をウェハ１０表
面から除去するために純水洗浄を行う。

このようにして必要な薬液処理が全て終わった後に、最
終的にウェハ１０表面に残存するこれらの薬液を除去す
るために、洗浄槽４内に底部の導入管５から純水を導入
し、流水洗浄を行う。このとき、ウェハ１０には常に新
しい純水が供給されるように洗浄後の純水は洗浄層４か
ら溢れ出るようにしている。

そして、所定の時間経過した後、洗浄槽４からウェハ１
０を取り出し、乾燥すると前処理が完了する。

（発明が解決しようとする課題〕ところで、近年の半導体装置の微細化に伴い、ウェハ１
表面に残存する薬液のシミが重大な影響を及ぼすように
なってきている。即ち、次の酸化や拡散などの工程で酸
化膜のピンホールの発生や拡散の一部欠如の原因となり
、製造の歩留りを低下させるという問題が生している。

本発明は、かかる従来の問題点等に鑑みてなされたもの
で、ウェハなどの表面に残存する薬液をより一層低減す
ることが可能な洗浄装置及び洗浄方法を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、第１に、被洗浄物の洗浄槽と、該被洗浄物
を加熱する加熱手段と、該洗浄槽内に水蒸気を放出する
手段と、前記洗浄槽内の水蒸気を前記洗浄槽の外へ排出
する手段と、前３ピ洗浄槽内に熱水及び水を導入する手
段とを存することを特Φとする洗浄装置によって解決さ
れ、第２に、洗浄槽内に被洗浄物を設置する工程と、加熱手
段により前記被洗浄物を加熱しながら前記洗浄槽内に水
蒸気を放出し、前記被洗浄物を該水蒸気に曝すとともに
、該被洗浄物をｉｌ！遇した水蒸気を洗浄槽内の水蒸気
排出手段ムこより前記洗浄槽の外へ排出する工程と、前
記洗浄槽内に熱水を導入し、前記被洗浄物を洗浄する工
程とを有することを特徴とする洗浄方法によって解決さ
れる。

〔作用〕

本発明の洗浄装置によれば、被洗浄物を加熱する加熱手
段と、該洗浄槽内に水蒸気を放出する手段とを有してい
るので、加熱手段により被洗浄物から蒸発しやすい薬液
をガス化し、水蒸気を放出してこのガスを水蒸気に熔解
する。更に、洗浄槽内の水蒸気を排出する手段を備えて
いるので、再度被洗浄物に付着しないように薬液を溶解
した水蒸気を直ちに排出することができる。

また、熱水を導入する手段を有しているので、被洗浄物
に残存する蒸発しにくい薬液を溶解し、除去することが
できる。

従って、水蒸気及び熱水による洗浄を組合せて効果的な
洗浄を行うことができる。

更に、本発明の洗浄方法によれば、加熱手段により被洗
浄物を加熱しながら被洗浄物を水蒸気に曝した後、水蒸
気を洗浄槽の外へ排出し、更に被洗浄物を熱水で洗浄し
ているので、被洗浄物を薬液により処理した後にこの方
法を適用すれば、被洗浄物の表面から薬液を効果的に除
去することができる。

以上のように、水蒸気による洗浄と熱水による洗浄とを
組み合わせてウェハ等の表面に残存する薬液等を洗浄す
ることにより、効果的に薬液の除去を行うことができる
。

〔実施例］以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

■第１の実施例第１図及び第２閃は、本発明の洗浄装置の第１の実施例
の構成を示す図である。

第１図は水蒸気洗浄を行うための洗浄装置の構成を示す
図で、図中符号１１は洗浄槽、１３は洗浄に用いられた
後の純水を洗浄槽ｌｌ外に排出するため洗浄槽１１底部
に設けられた排水口で、排水管１２を介して洗浄槽１１
の外部へ洗浄後の純水等を排出する。また、１４はウェ
ハ保持具１６を支持し、洗浄後の純水を排水口１３のあ
る洗浄槽１１の底部に導くための通流孔１５が設けられ
た支持板である。

１７はウェハ保持具１６に保持され、洗浄されるウェハ
で、これらが被洗浄物となる。

１９は水蒸気を噴出する噴出板で、噴出板１９の内部へ
水蒸気を導入する管２０と、導入された水蒸気を噴出板
面全体に送るための通流路２１とを有し、これらが水蒸
気を放出する手段を構成する。

更に、２２は板面を冷却することにより使用済みの水蒸
気を液化す、る液化板で、冷却水を液化板２２の内部へ
導入する管２３と、導入された冷却水を液化板２２全体
に配送するための通流路２４とを有し、これらが水蒸気
を排出する手段を構成する。

また、２５はウェハ保持具１６及びウェハ１７を加熱し
、これらの表面に残存する薬液を蒸発させるための赤外
線ヒータ、３６ａ、３６ｂは赤外線ヒータ２５に電気を
導くリード線で、これらが加熱手段を構成する。

更に、第２図は第１の実施例に係る熱水洗浄を行う洗浄
装置の構成を示す図で、図中符号２６は被洗浄物に付着
する薬液を熔解し、洗浄するため、熱水を被洗浄物に躍
りぼかせるンヤヮーで、熱水をンヤワー２６の板の内部
へ導入する管２７と、導入された熱水を板面全体に送る
ための通流１！Ｉ３７とを有し、これらが熱水又は水を
導入する手段を構成する。

また、３８は洗浄の程度を監視するために洗浄後の熱水
の抵抗率や導電率を測定する測定器である。

なお、第２図の他の符号については、第１図と同し符号
で示す・ものは第１図と同しものを示す。

以上のように、本発明の洗浄装置の第１の実施例によれ
ば、ウェハ１７を加熱する赤外線ヒータ２５と、該洗浄
槽１１内に水蒸気を放出する手段とを有しているので、
ウェハ１７から定発しやすい薬液をガス化し、このガス
を水蒸気に熔解することができる。更に、洗浄槽】１内
の水蒸気を液化する液化板２２を備えているので、再度
被洗浄物に付着しないように薬液のガスを溶解した水蒸
気を直ちに液化し、排出することができる。

また、熱水を被洗浄物に降り注がせるシャワー２６を有
しているので、蒸発しにくい薬液、例えば硝酸や硫酸を
熔解し、除去することができる。

次に、第１図及び第２図を参照しながら本発明の洗浄方
法の第１の実施例について説明する。硝酸ボイル、過硫
酸ボイル或いは水酸化アンモニウム／過酸化水素混合液
などの前処理を行った後のウェハ表面に残存する薬液を
除去するためにウェハ洗浄を行う場合について説明する
。

まず、金属粒子や有機物及び塵の除去を目的として硝酸
ボイル、過硫酸ボイル或いは水酸化アンモニウム／過酸
化水素混合液処理などを順次行う。

又は場合により必要な処理のみ行う、なお、複数の薬液
処理を行う場合、次の薬液処理を行う前に、使った薬液
をウェハ１７表面から除去するために純水洗浄を行う。

このようにして必要な薬液処理が全て終わった後に、最
終的にウェハ】７表面に残存するこれらの薬液を除去す
るために、ウェハ保持具１６に載置したウェハ１７を洗
浄槽１１内に設置する。次いで、洗浄槽１１の上部に設
置された赤外線ヒータ（加熱装置）２５によりウェハ１
７を加熱するとともに、純水を加熱して水蒸気を発生さ
せ、管２０で洗浄槽１１内の噴出板１９に導く。そして
、噴出板１９内部の通流路２１により水蒸気を噴出板１
９全面に送り、不図示の板面に設けられた孔から洗浄槽
１１内に放出する。このとき、ウェハ１７表面から蒸発
して洗浄槽１１内を浮遊している水酸化アンモニウムが
水蒸気に溶解する。更に、水蒸気を放出する側壁以外の
側壁に冷却水により冷却された液化板２２が設けられて
いるので、ウェハ１７を通過した水酸化アンモニウムを
含む水蒸気は直ちに液化し、通流孔１５を通り排水口１
３から排出される。これにより、使用済みの水蒸気が再
度ウェハ１７に付着しないようにすることができる。

次に、ガス化しにくい硫酸イオン（３０，２−）や硝酸
イオン（ＮＯ，−）を除去するため、洗浄Ｐ！１１の上
部にシャワー２５を設置し、シャワー２６から熱水をウ
ェハ１７又はウェハ保持具１６に降り注がせる。このと
き、ウェハ１７には常に新しい熱水が供給され、薬液を
溶解した使用済みの熱水は排水口１３より排出される。

排出された熱水は洗浄の程度を監視するために抵抗率又
は導電率が測定される。

次いで、洗浄仕上げを行うため、常温の純水を洗浄槽Ｉ
Ｉ底部の不図示の導入管から導入する。

このとき、比抵抗計又は導電率針により洗浄槽１１から
溢れ出る純水の抵抗率又は導電率を測定する。そして、
抵抗率が１８ＭΩｃｍ以上、又は導電率が５μｓ以下に
なるまで洗浄を続ける。通常この時間は６０分程度とな
る。例えば、硫酸の残量と抵抗率との相関間係を調査し
た結果を第３図に示す。これによれば、抵抗率がＩＯＭ
Ωｃ１１以上になれば図面上硫酸の残留はほとんどなく
なるが、通常、抵抗率が１８ＭΩｃＩ１１以上又は導電
率が５μｓ以下になるとき洗浄を止めるようにしている
。

その後、ウェハ１７を取り出して乾燥すると、前処理が
完了する。

以上のように、本発明の洗浄方法の第１の実施例によれ
ば、赤外線ヒータ２５によりウェハ１７などを加熱しな
がらウェハ１７などを水蒸気に曝した後、水蒸気を液化
して洗浄槽１１の外へ排出し、更にウェハＩ７などを熱
水で洗浄しているので、ウェハ１７を薬液により処理し
た後にこの方法を通用すれば、ウェハ１７の表面に残存
する薬液を効果的に除去することができる。

これにより、次の酸化や拡散などの工程で酸化膜のピン
ホールの発生や拡散の一部欠如等の原因を除去すること
ができるので、製造歩留りの向上を図ることができる。

なお、薬液処理に対応して水蒸気洗浄のみ或いは熱水洗
浄のみを行ってもよい。

また、実施例では、水蒸気の排出の手段として、冷却し
た液化板２２により使用済みの水蒸気を液化することに
より行っているが、吸気口を設けて使用済みの水蒸気を
排出することも可能である。

■第２の実施例また、第４図は本発明の洗浄方法の第２の実施例の用い
られる熱水による洗浄装置を示す。即ち、第１の実施例
では、熱水を導入する手段としてシャワーが設けられて
いるが、第２の実施例では洗浄槽３１の底部に熱水の導
入口３３及びこの導入口３３に熱水を導く導入管３２が
設けられている。

また第１図に図示されていない洗浄層３１の外側に洗浄
槽から溢れる使用済の熱水を受ける容器２８と、この容
器２日に溜まる熱水を外部に排出するための排水口３０
と、排水口３０に接続する排水管２９とが図示されてい
る。

次に、この洗浄装置を用いて行う第２の実施例の洗浄方
法について第１図及び第４図を参照しながら説明する。

まず、第１図の洗浄装置を用いて水蒸気による洗浄が終
了した後、第１図に示す噴出板１９及び液化板２２を取
り除く。

その後、第４図に示すように洗浄槽３１の底部の導入口
３３から熱水を導入しながら、洗浄槽３１上部から溢れ
させ、洗浄槽３１の外側の容器２８の排水口３０から使
用済みの熱水を排出する。

このとき、排水管２９に設置された抵抗率又は導電率測
定器３８により使用済みの熱水の抵抗率などを監視する
こともできる。

続いて、洗浄仕上げを行うため、常温の純水を同し導入
管３２から導入する。このとき、比抵抗計又は導電率計
により洗浄［３１から溢れ出る純水の抵抗率又は導電率
を測定する。そして、抵抗率が１８Ｍ０ｃｍ以上、又は
導電率が５μｓ以下になるまで洗浄を続ける。この値を
達成できたら洗浄を止める。

以上のように、第２の実施例の洗浄方法によっても、ウ
ェハ１７やウェハ保持具１６の表面から薬液を効果的に
除去することができる。

〔発明の効果］以上のように、本発明の洗浄装置及び洗浄方法番こよれ
ば、水蒸気による洗浄と熱水による洗浄とを組み合わせ
てウェハ等の表面に残存する薬液等を洗゛浄することに
より、効果的に薬液の除去を行うことができる。

これにより、次の酸化や拡散などの工程で酸化膜のピン
ホールの発注や拡散の一部欠如等の原因を除去すること
ができるので、製造歩留りの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１及び第２の実施例に係る洗浄装
置の斜視図、第２図は、本発明の第１の実施例に係る洗浄装置の斜視
図、第３図は、硫酸の残留と洗浄済の純水の抵抗率との相関
を示す図、第４図は、本発明の第２の実施例に係る洗浄装置の斜視
図、第５図は、従来例の洗浄装置の斜視図である。〔符号の説明］１．２８・・・容器、２．１２．２９・・・排水管、３．１３．３０・・・排水口、４．１１．３１・・・洗浄槽、５・・・導入管、６・・・導入口、７．１４．３４・・・支持板、８．１５．３５・・・通流孔、９．１６・・・ウェハ保持具、１０．１７・・・ウェハ、１６・・・ウェハ保持具（被洗浄物）、１７・・・ウェ
ハ（被洗浄物）、１９・・・噴出板（水蒸気を放出する手段）、２０・・
・管（水蒸気を放出する手段）、２１・・・通流路（水
蒸気を放出する手段）、２２・・・液化板（水茅気を排
出する手段）、２３・・・管（水蒸気を排出する手段）
、２４・・・通流路（水蒸気を排出する手段）、２５・
・・赤外線ヒータ（加熱手段）、２６・・・シャワー（
熱水又は水を導入する手段）２７・・・管（熱水又は水
を導入する手段）、２８・・・容器、３２・・・導入管（熱水又は水を導入する手段）、３３
・・・導入口（熱水又は水を導入する手段）、３６ａ、
３６ｂ−・・リード線（加熱手段）、３７・・・通流路
（熱水又は水を導入する手段）、３８・・・抵抗率又は
Ｓ電率測定器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被洗浄物の洗浄槽と、該被洗浄物を加熱する加熱手段と、該洗浄槽内に水蒸気を放出する手段と、前記洗浄槽内の水蒸気を前記洗浄槽の外へ排出する手段
と、前記洗浄槽内に熱水及び水を導入する手段とを有するこ
とを特徴とする洗浄装置。
（２）洗浄槽内に被洗浄物を設置する工程と、加熱手段
により前記被洗浄物を加熱しながら前記洗浄槽内に水蒸
気を放出し、前記被洗浄物を該水蒸気に曝すとともに、
該被洗浄物を通過した水蒸気を洗浄槽内の水蒸気排出手
段により前記洗浄槽の外へ排出する工程と、前記洗浄槽
内に熱水を導入し、前記被洗浄物を洗浄する工程とを有
することを特徴とする洗浄方法。