JPH05291222A - リンス方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 付着微粒子の残留が少ないリンス方法および
その目的に好適なリンス装置を提供する。 【構成】 リンス液中にウエハを浸漬することなし
に、ウエハ受台に５０Ｈｚ以上１００ｋＨｚの振動を与
えて前記ウエハを微小に揺動しながらリンスする。ウ
エハ受台に５０Ｈｚ以上１００ｋＨｚの振動を与える振
動装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、金属製
磁気ディスク、フォトマスク基板用ガラスウエハ等の精
密湿式洗浄または薬液処理プロセスにおいて有用なリン
ス方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハ等の製造プロセスで
利用される洗浄装置およびリンス装置がいくつか知られ
ている。例えば、特開昭６２−２８６２３１号公報に
は、洗浄液が収容された洗浄槽と、この洗浄槽の底部ま
たは側壁に前記洗浄液と直接接触するように配置された
高融点金属からなる厚さ０．１〜０．５ｍｍの振動板
と、この振動板の外面に取着され、６００〜１０００ｋ
Ｈｚの高周波にて振動される振動子とを具備したことを
特徴とする洗浄装置が開示されている。この例の様に、
従来の洗浄またはリンス方法では、槽中の洗浄液または
リンス液に超音波振動を与え、その超音波振動した液中
に被洗浄物または被リンス物を浸漬して洗浄またはリン
スする方法が主流である。リンス方法に限れば超音波揺
動せずに被リンス物を単に浸漬してリンス液をオーバー
フローする場合も多い。これらの方法には、リンス槽内
に存在する液中浮遊微粒子が被リンス物に付着し易いと
いう欠点がある。特開昭５２−３４８５９号公報には、
帯状に洗浄液を落下供給する供給機構と、前記帯状の落
下洗浄液中を横切るように被洗浄物を載置する受台とを
有し、前記落下洗浄液に対して被洗浄物を相対的に移動
させる機構を備えることを特徴とする洗浄装置が開示さ
れている。この様な方法の場合、洗浄液またはリンス液
がウエハ表面の付着粒子を洗い流してそのまま落下する
ため、リンス後に表面に残留する付着粒子数は被リンス
物を浸漬する方法に比較すれば若干少なくなるが、効率
的に除去されるのは比較的大きな付着粒子のみで、０．
２μｍφ程度の付着微粒子数については浸漬する方法と
大差ない。また、前記方法には、超音波揺動しながらリ
ンス液に浸漬してオーバーフローリンスする方法に比較
して、被リンス物とその保持具との間に生ずる微細な隙
間箇所（例えばウエハ保持具の溝部）のリンス効率が悪
いという欠点がある。特開昭５９−１５０５８４号公報
には、移動する被洗浄物に対して複数の方向から超音波
振動させた洗浄液を供給して作用させ、被洗浄物を超音
波洗浄することを特徴とする超音波洗浄方法が開示され
ている。この様な方法の場合、被洗浄物を超音波揺動し
ながら、洗浄液またはリンス液が被洗浄物表面の付着粒
子を洗い流してそのまま排出されるためリンス効率が良
いと一般には考えられる。しかし、前記方法では被洗浄
物の搬送機構が必須であり本発明者らの経験では、前記
方法の実施例にあげられているベルト搬送方式ではウエ
ハ（被洗浄物）にベルト跡がつき、逆に汚れてしまう。
また、ウエハ（被洗浄物）の移動を前提としている前記
方法は枚葉処理の洗浄方法であり、保持具に何枚ものウ
エハを置いて一度に処理するバッチ処理ではないためス
ループットが低いという欠点がある。また、前記方法で
は、超音波振動を投射液流を介して伝える、枚葉搬送機
構が必須である等のために装置全体が複雑で、小型化す
ることが難しく、製造コストが高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の問題点を解決するためになされたもので、比較
的大きな付着粒子のみならず０．１〜０．３μｍφ程度
の付着微粒子が除去でき、被リンス物とその保持具との
間に生ずる微細な隙間箇所（例えばウエハ保持具の場合
には溝部）も充分にリンスでき、スループットの高いバ
ッチ処理が可能で、簡単な構造で小型化が容易で、製造
コストが低いリンス装置を提供しようとするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のリンス方法は、
リンス液中にウエハを浸漬することなしに、ウエハ受け
台に５０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下の振動を与えて前記
ウエハを微小に揺動しながらリンス液を投射する。ま
た、本発明のリンス装置はウエハ受台に５０Ｈｚ以上１
００ｋＨｚ以下の振動を与える振動装置を設ける。

【０００５】

【作用】以下、図表を参照しながら、本発明の具体的構
成と作用を説明する。図１および図２は本発明のリンス
装置の一例で、その外観図と断面図である。ウエハ４を
ウエハ保持具３に収容して、すのこ５の上に置く。すの
こ５はその足が箱の上蓋６に溶接されており、前記上蓋
６はリンス排液１０が速やかに排出されるように斜めに
なっている。前記すのこ５もノズル２から投射されたリ
ンス液１を速やかに排出するために設けられたもので、
これが板であるとリンス排液１０が溜まってウエハ４の
下部がリンス液中に浸漬されたのと同じ状況になり、そ
の部分が汚れたり、パーティクルが付着し易くなるので
好ましくない。上蓋６の裏面には超音波振動子７が接着
されており、これと配線８およびパワーユニット９によ
り超音波振動ユニットを構成している。これにより作り
出された超音波振動（周波数：２０〜４０ｋＨｚ、パワ
ー：５０〜６００Ｗ）が上蓋６、すのこ５、およびウエ
ハ保持具３を介してウエハ４を微小揺動し、この状態で
ウエハ４に投射されたリンス液１が前記ウエハ表面の付
着微粒子を洗い流してそのまま排出されるため効率的な
リンスができる。このように、本発明のリンス装置を使
用して、前記の如く本発明のリンス方法を行えば、実施
例に示した様に、従来のリンス方法に比較して、比較的
大きな付着粒子のみならず０．１〜０．３μｍφ程度の
付着微粒子数が少なく、０．１μｍφ以上の付着粒子数
で２０ケ／ウエハ以下となる効果的なリンスができる。
リンス液１は図３に模式的に示すように多数のノズルか
らリンス液のミストが吹き付けられる様にしても良い。
また、前記装置の超音波振動ユニット（超音波発信子
７、配線８、およびパワーユニット９）を図４に示すよ
うな電磁式振動ユニット（周波数：５０Ｈｚ〜数百Ｈ
ｚ）で置き換えても良い。

【０００６】本発明のリンス方法および装置において揺
動および振動装置の振動数を５０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ
とした理由は以下の通りである。振動数が５０Ｈｚ未満
では実施例１、表１の水準Ｒ４に見られるように、０．
１０〜０．３０μｍφ程度の付着微粒子数が振動数５０
Ｈｚ以上の場合に比較して多く、付着微粒子除去力が不
十分であり、ウエハ外周部の付着微粒子も多い。振動数
が１００ｋＨｚを越えると装置が複雑・高価になり、そ
のわりには顕著な効果増大が認められず経済的に不利に
なる。本発明では、前記超音波揺動のパワーを特に規定
しない。被リンス物の数量やリンス液の種類により最適
なパワーが異なるからである。ただし、本発明は洗浄で
はなくリンスを目的としており、この目的から一般的に
言えば、過度に大きなパワーはリンス設備を複雑で高価
なものとするので好ましくない。実施例、表１の水準Ｈ
１〜Ｈ７の結果に見られるように、本発明のリンス方法
によれば、従来のリンス方法に比較して、比較的大きな
付着粒子のみならず０．１〜０．３μｍφ程度の付着微
粒子数も少なく、０．１μｍφ以上の付着粒子数で２０
ケ／ウエハ以下となる。これに対し、表１の水準Ｒ１〜
Ｒ４の結果に見られるように従来のリンス方法では５０
ケ／ウエハ以上である。本発明のリンス方法では、ウエ
ハ保持具３の溝部近傍に置かれたウエハ４の外周部の付
着微粒子も効果的に除去できる。本発明の装置は、特開
昭５９−１５０５８４号公報に開示の方法で利用されて
いる被洗浄ウエハの枚葉搬送機構が不要なため汚れや傷
が発生しない。また、構造が簡単で安価であり、バッチ
処理のため高スループットであるという特徴を有する。

【０００７】本発明の方法はリンス液中にウエハを浸漬
することなしにウエハ受け台に５０Ｈｚ以上１００ｋＨ
ｚ以下の振動を与えて前記ウエハを微小に揺動しながら
リンスすることを特徴とする。被洗浄物に与える揺動が
前記微小揺動ではなく、例えば図１および２の装置にお
いて上蓋６および振動子収納箱本体１２を鉛直線を回転
軸として旋回させることにより被洗浄物を回転させた
り、前記上蓋６および振動子収納箱本体１２を前後に大
きく往復運動（例えば、振動数：１Ｈｚ程度ないしそれ
以下、振幅：１ｃｍ程度）させる方式（以下、これらの
方式をマクロ揺動方式と称する。この方式は、特開昭５
２−３４８５９号に開示されている方法、すなわち、帯
状に洗浄液を落下供給する供給機構と、前記帯状の落下
洗浄液中を横切るように被洗浄物を載置する受台とを有
し、前記落下洗浄液に対して被洗浄物を相対的に移動さ
せる方法と本質的に同じである。）であると、前記微小
振動の場合に比較してリンス効率が低く、リンス後に残
留する付着微粒子数は振動を与えない場合と同程度の結
果になる。また、前記マクロ振動方式には、すのこ５に
置かれたウエハ保持具３を何らかの方法で固定しておか
ないと揺動によりウエハ保持具３がすのこ５から落下し
てウエハ４を破損したり汚したりするという欠点があ
る。これに対し、本発明のリンス方法およびリンス装置
にはこのような欠点がない。

【０００８】図５〜７に本発明のリンス装置の別の例を
示す。図５は立面図、図６は断面図そして図７は側面図
を示す。この装置では、ウエハを保持するためにリンス
用キャリアではなくリンス装置に付設された溝付き棒
（ウエハ保持具３’）を利用することが特徴である。ウ
エハ４は超音波振動子７によりウエハ保持具３’を介し
て超音波揺動されつつ、ノズル２から投射されたリンス
液１によりリンスされる。この時、ウエハプッシャー１
３は下がっており、リンス排液１０が速やかに排出され
るようになっている。この例のようにウエハ保持具がリ
ンス装置と一体化している場合にはウエハを移載する機
構が必要であり、図５〜７には図示されいないが、本装
置の場合には、ウエハプッシャー１３を上方に静かに押
し上げてウエハ４が側面板２６の上端より上に位置する
状態で前記ウエハ４の側方端面をクランプして所定箇所
に移動・移載できる機構が備え付けられている。この様
なタイプのリンス装置でも図１および２の装置と同様の
リンス効果が得られる。また、ノズル２の形状を変えて
多数のノズルからリンス液のミストが吹き付けられる様
にしても同程度のリンス効果が得られる。

【０００９】以上詳しく申し述べたように、本発明のリ
ンス装置を使用して本発明のリンス方法によりリンスす
れば、従来のリンス方法に比較して、比較的大きな付着
粒子のみならず０．１〜０．３μｍφ程度の付着微粒子
も除去でき、被リンス物とその保持具との間に生ずる微
細な隙間箇所（例えばウエハ保持具の場合には溝部）も
充分にリンスでき、スループットの高いバッチ処理が可
能である。また、本発明のリンス装置は構造が簡単なた
め小型化が容易で、製造コストが低い。

【００１０】

【実施例】

実施例−１ ２９％アンモニア水と３１％過酸化水素水と超純水を容
積比で１：１：５に混合した洗浄液を８０〜８５℃に加
熱し、鏡面を持つ直径６インチのエピタキシャルシリコ
ンウエハ（以下、エピウエハと称する）を洗浄用ウエハ
保持具に入れて５分間／回で、２回洗浄した。超純水を
満たしたオーバーフロー型の流水リンス槽に数秒間浸漬
して手早く引き上げ、さらに、図１および２に示した本
発明の実施例のリンス装置（周波数２０ｋＨｚ、パワー
２００Ｗ）により１０分間リンスを行った。以上の操作
は試験用ウエハの前処理にあたり、エピウエハ上の付着
微粒子を充分に除去するために行ったもので、表１に示
された全ての場合について共通に行った。その後、３６
％塩酸と３１％過酸化水素水と超純水を容積比で０．
１：１：５に混合した洗浄液（以下、ＨＰＭ洗浄液と称
する）により前記リンス後のエピウエハを６５〜７０℃
で５分間洗浄した。次に、本発明の各種リンス装置を使
用して１５分間のリンスを行ない、遠心乾燥器でウエハ
を乾燥した後、ウエハ表面異物計により散乱直径０．１
０μｍφ以上のウエハ付着粒子数（鏡面側）を計測し、
前記各種リンス装置のリンス性を評価した。ウエハの外
周部については前記方法では計測できないため、暗室内
でウエハに強い光を照射して目視観察することにより評
価した。比較例としてＨＰＭ洗浄後のリンスを、ウエハ
を微小振動せずに行った場合、マクロ揺動した場合、お
よび通常のオーバーフローリンス槽を使ってリンスした
場合の結果もあわせて、表１にまとめた。本発明の装置
により微小揺動しながらリンスを行ったＨ１〜Ｈ７の場
合には、ウエハ外周部に汚れがあったり付着微粒子が多
いというような不具合が認められず、０．１〜０．３０
μｍφの付着微粒子が１５ケ／ウエハ前後、０．３０μ
ｍφ以上の付着粒子も０．３ケ／ウエハ以下と少ない。
これに対し、Ｒ１〜４の比較例の場合には、ウエハ外周
部に付着微粒子が多く、０．１〜０．３０μｍφの付着
微粒子が５０ケ／ウエハ以上、０．３０μｍφ以上の付
着粒子も２．３ケ／ウエハ以上で、本発明の実施例に比
較して明らかにリンス性が悪い。

【００１１】

【表１】

【００１２】実施例−２ ２９％アンモニア水と３１％過酸化水素水と超純水を容
積比で１：１：５に混合した洗浄液を８０〜８５℃に加
熱し、表面が滑らかな４インチ角の石英ガラスウエハ
（ガラスウエハと称する）を洗浄用ウエハ保持具に入れ
て５分間／回で、２回洗浄した。超純水を満たしたオー
バーフロー型の流水リンス槽に数秒間浸漬して手早く引
き上げ、さらに、図１および２に示した本発明の実施例
リンス装置（周波数２０ｋＨｚ、パワー２００Ｗ）によ
り１０分間リンスを行った。以上の操作はガラスウエハ
の前処理にあたり、ウエハ上の付着微粒子を充分に除去
するために行ったもので、表２に示された全ての場合に
ついて共通に行った。その後、３６％塩酸と３１％過酸
化水素水と超純水を容積比で１：１：５に混合した洗浄
液（以下、ＨＰＭ洗浄液と称する）により前記リンス後
のガラスウエハを８０℃で５分間洗浄した。次に、本発
明の各種リンス装置を使用して１５分間のリンスを行な
い、遠心乾燥器でウエハを乾燥した後、暗室内でガラス
ウエハに強い光を照射して目視観察することにより付着
粒子数を評価した。比較例としてＨＰＭ洗浄後のリンス
を通常のオーバーフローリンス槽により行った。評価結
果を表２にまとめた。本発明の装置により微小揺動しな
がらリンスを行ったＨ８〜Ｈ９の実施例の場合には、付
着微粒子が０〜１ケ／ウエハと少ない。これに対し、Ｒ
５の比較例の場合には、付着微粒子が２０ケ／ウエハ以
上と多く、本発明の実施例に比較して明らかにリンス性
が悪い。

【００１３】

【表２】

【００１４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のリンス装
置を使用して本発明のリンス方法によりリンスすれば、
従来のリンス方法に比較して、比較的大きな付着粒子の
みならず０．１〜０．３μｍφ程度の付着微粒子も除去
でき、被リンス物とその保持具との間に生ずる微細な隙
間箇所（例えば、ウエハ保持具の場合には溝部）も充分
にリンスでき、スループットの高いバッチ処理が可能で
ある。また、本発明のリンス装置は構造が簡単なため小
型化が容易で、製造コストが低い。

【００１５】本発明のリンス方法および装置は、半導体
ウエハ、金属製磁気ディスク、フォトマスク基板用ガラ
スウエハ等の精密湿式洗浄または薬液処理プロセスにお
いて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリンス装置の一例で、外観図。

【図２】本発明のリンス装置（図１）の断面図。

【図３】本発明のリンス装置の１例で、断面図。

【図４】本発明のリンス装置で使われる被リンス物保持
具に振動を与える機構（電磁振動子）の１例で、模式
図。

【図５】本発明のリンス装置の一例で、立面図。

【図６】本発明のリンス装置（図５）の断面図。

【図７】本発明のリンス装置（図５）の側面図。

【符号の説明】

１…リンス液 ２…ノズル ３…ウエハ保持具 ３’…ウエハ保持具
（溝付き棒） ４…ウエハ ５…すのこ ６…上蓋 ７…超音波振動子 ８…配線 ９…パワーユニット １０…リンス排液 １１…振動子収納箱
本体と上蓋の接続部 １２…振動子収納箱本体 １３…ウエハプッシ
ャー １４…プッシャー昇降機 １５…排出口 １６…シール部 １７…プランジャー １８…鉄芯 １９…巻線 ２０…配線 ２１…蛇腹 ２２…振動板 ２３…ばね ２４…収納箱 ２５…セラミック台 ２６…側面板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハのリンス方法において、リンス液
   中にウエハを浸漬することなしに、ウエハ受け台に５０
   Ｈｚ１００ｋＨｚ以下の振動を与えて前記ウエハを微小
   に揺動しながら前記ウエハの表面にリンス液を投射する
   ことを特徴とするウエハのリンス方法。
2. 【請求項２】 ウエハのリンス装置において、ウエハ受
   台に５０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下の振動を与える振動
   装置を設けたことを特徴とするウエハのリンス装置。