JPH0719764B2 - 表面洗浄方法 - Google Patents

表面洗浄方法

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JPH0719764B2
JPH0719764B2 JP61178296A JP17829686A JPH0719764B2 JP H0719764 B2 JPH0719764 B2 JP H0719764B2 JP 61178296 A JP61178296 A JP 61178296A JP 17829686 A JP17829686 A JP 17829686A JP H0719764 B2 JPH0719764 B2 JP H0719764B2
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眞人 田中
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体基板,液晶用基板等の薄板状基板(以下
ウェハと称す)に所定の表面処理を施した後、洗浄する
方法に関し、とくにウェハ表面に残留する無機汚染物質
を光照射により分解、除去する表面洗浄方法に関する。
(従来の技術) ウェハ表面の洗浄方法としては、従来洗浄液を使用した
湿式洗浄方法や、活性ガスの使用又は光照射等によるド
ライ式洗浄方法がある。
特に光照射による洗浄方法として、従来、例えば特開昭
59-94824(発明の名称「紫外線洗浄装置」)に開示され
たものが知られており、ここでは紫外線ランプの光によ
りオゾンを発生させ、このオゾンの分解により生成した
活性酸素によりウェハ表面に付着する有機汚染物を分解
して洗浄している。
又、特開昭60-153982(発明の名称「表面洗浄方法」)
には、前記特開昭59-94824に記載の気相での紫外線・オ
ゾン洗浄と異なり、液相での紫外線・オゾン洗浄方法が
開示されている。すなわち、オゾン含有水を紫外線照射
下で、被処理物表面に流し、有機質および無機質を含む
微量の表面汚染物を除去してその表面を洗浄している。
さらに、特開昭60-216558(発明の名称「表面洗浄方
法」)においては、ウェハ表面に四弗化炭素等の反応ガ
スを接触させ、この反応ガスに光を照射し、活性種を発
生させ、この活性種の作用によりウェハ表面の汚染物質
を離脱除去して、その表面を洗浄する方法が開示されて
いる。
(本発明が解決しようとする問題点) シリコンウェハのエッチング処理又は、シリコンウェハ
表面に形成される酸化膜の除去等には、弗酸等の弗素イ
オン含有液を使用するのが一般的である。この場合、弗
酸処理後、ウェハ表面に微量の弗素イオンが残留し、雰
囲気中の水分と反応して弗素イオン残留部分にアフター
コロージョン(後腐蝕)等の問題を発生する。
このウェハ表面に残った弗素イオンを除去するため、従
来のジェット洗浄又は浸漬洗浄等の湿式洗浄方式では、
極めて長時間洗浄処理を行なっても完全にはウェハ表面
から弗素イオンを除去することができなかった。
また、前記特開昭59-94824号公報に記載の「紫外線洗浄
装置」では、有機汚染物を除去する効果は大きいが無機
汚染物を除去する効果は少なかった。
さらに、特開昭60-153982号公報に記載の「表面洗浄方
法」では、紫外線照射下でオゾン含有水をウェハ表面に
供給する必要があるため、オゾン発生器及びオゾン吸収
塔等の装置を要し、特開昭60-216558号公報に記載の
「表面洗浄方法」では、ウェハ表面に四弗化炭素等の反
応ガスを接触させる必要があるため、有毒ガス使用に対
する安全対策等が必要であった。
本発明の目的は簡易な方法でウェハ表面に付着した無機
質汚染物質を分解除去できる表面洗浄方法を提供するこ
とにある。
(問題点を解決するための手段) この発明にかかる表面洗浄方法(特許請求の範囲第1項
記載の発明)は、被処理基板を水平回転しながらその表
面に無機質イオンを含む表面処理液を供給し、被処理基
板を表面処理する第一のステップと、前記処理により無
機質イオンが残留した被処理基板表面に紫外線を照射
し、無機質イオンを活性化する第二のステップと、紫外
線を照射した被処理基板表面に純水を供給し、活性化し
た無機質イオンを除去する第三のステップと、被処理基
板を乾燥する第四のステップとを備えている。
また、この発明の他の構成(特許請求の範囲第3項記載
の発明)にかかる表面洗浄方法は、被処理基板を水平回
転しながらその表面に無機質イオンを含む表面処理液を
供給し、被処理基板を表面処理する第一のステップと、
前記処理により無機質イオンが残留した被処理基板表面
に紫外線を照射して無機質イオンを活性化するととも
に、被処理基板表面に純水を供給することによって、前
記活性化した無機質イオンを除去する第二のステップ
と、被処理基板を乾燥する第三のステップとを備える。
(作用) 被処理基板の表面に無機質イオンを含む表面処理液を供
給し、所定の表面処理を施した後、無機質イオンが残留
した被処理基板に紫外線照射することにより、無機質イ
オンが照射された紫外線のエネルギを吸収して活性な状
態となり、その吸収効果として、無機質イオンと被処理
基板との間の分子間結合を切ることになる。
かかる状態の被処理基板表面を純水等の洗浄水で洗浄す
れば、分離した無機質イオンは被処理基板表面より除去
される。
又、紫外線を照射された被処理基板表面周辺の空気成分
が原子に分解され、この活性化された酸素や窒素等の原
子は、被処理基板表面から分離した無機質イオンと結合
することにより、被処理基板表面と無機質イオンとの分
離を促進させる。
又、洗浄工程中に紫外線を照射すると、被処理基板表面
の純水は水酸化イオンや水素イオンに光分解して、前記
活性化した無機質イオンと結合しやすくなり、被処理基
板表面から無機質イオンを分離除去しやすくすることが
できる。
さらに、上記の純水の供給(第三のステップ)を紫外線
の照射(第二のステップ)と並行して行うように構成し
ても上記と同様の作用を奏する。特許請求の範囲第3項
記載の発明は、このような変形に相当する。
(実施例) 第2図は本発明に係る表面処理方法を実施するための装
置例を示す概要図であり、表面処理室2内にはウェハ搬
送用無端ベルトO2が一対走行自在に配置されている。
また、表面処理室2内中央には、高低2種のピン10およ
び11が植立されたウェハチャック1が水平回転自在で且
つ、昇降自在に配設され、無端ベルトO2によって水平搬
送されてきたウェハWは一点鎖線で示す如く無端ベルト
O2面上に突出するピン10に当接して停止し、位置決めさ
れ、この状態でチャック1を第2図一点鎖線で示す第1
の位置から、実線で示す第2の位置へ上昇させることに
より、ピン10および11間にウェハWを保持し、無端ベル
トO2上で水平回転できる状態となる。このウェハチャッ
ク1は本出願人が以前に出願した特願昭56-50982(特開
昭57-166250)(発明の名称「シート材料位置決め装
置」)に開示した構造とすることが好ましいが、表面処
理室2の上方よりウェハを吊設し、ウェハの下面に表面
処理液を供給する場合は、真空方式のチャック又はその
他の方式のチャックでもよい。又、このチャック1は同
図二点鎖線のように表面処理室2の上方に設けられた窓
部6に近接,対向する第3の位置まで上昇させることが
できるように構成されている。これは、窓部6の上方に
吊設した紫外線照射ランプ8との距離をできるだけ短く
し、且つランプ8と窓部6との間に配設したコンデンサ
−レンズ7にて紫外光線をウェハ表面に集光し、紫外線
エネルギを有効にウェハ表面に照射し得るようにするた
めである。
また、表面処理室2のウェハ搬入口およびウェハ搬出口
には、それぞれシャッタ4およびシャッタ5が適宜開閉
自在に配設されており、搬入口および搬出口の外側には
それぞれ搬入用無端ベルトO1、および搬出用無端ベルト
O3が各一対水平走行可能に配設されている。
また、表面処理室2内には、表面処理液又は洗浄水を供
給するためのノズルN,ドレインD1,排気口D2が設けられ
ており、必要に応じて、不活性ガス等の気体供給口3を
付設することも可能である。
第1図は第2図の実施例装置によって本発明に係る方法
を実施する工程を表わすフローチャートである。
直径約125mm(5インチ)のシリコンウェハ表面に2500
Å厚の酸化膜を形成し、その上面にポジ型フォトレジス
トを被覆し、所要のパターンが焼付けられたウェハW
は、無端ベルトO1から搬入口のシャッタ4を通過し、無
端ベルトO2上に移載され、ピン10に当接することによ
り、表面処理室2内のチャック1の上に位置決め保持さ
れ、チャック1を第2図に一点鎖線で示すチャック1の
第1の位置から実線で示す第2の位置まで上昇させた
後、その表面にノズルNより弗酸と弗化アンモニウムと
の混合エッチング液が供給され、ウェハWを回転させな
がら、エッチング処理を行う(第1図、ステップS1)。
次にエッチングされたウェハWは予備洗浄され(第1
図、ステップS2)、第2図に二点鎖線で示すチャック1
の第3の位置へ上昇される。
しかる後、ウェハWの表面に紫外線照射ランプ8よりコ
ンデンサレンズ7を介して主に184.9mmの波長の波長の
紫外線を照射し、ウェハWの表面に付着した弗素イオン
等の無機物を活性化する。ここで使用する紫外線の波長
は短いほど汚染物質等に与えるエネルギは大きくなるこ
とから短い波長が好ましい。
なお、ウェハ表面に付着した無機質イオンの結合力以上
のエネルギーを与えることができればウエハを紫外線照
射ランプ8に近接させたり、レンズ7で集光させたりす
る必要はない。このとき、チャック1は回転させた方が
好ましく、又、供給口3より不活性ガスを、表面処理室
2内に供給し、ウェハW表面を不活性ガス、例えば窒素
ガスでパージし、紫外線で活性化された窒素イオンと、
ウェハ表面で活性化された無機質汚染物等とを結合さ
せ、排気口D2へ排出させるようにすることが好ましい。
この第1図ステップS3の紫外線照射工程終了後、チャッ
ク1を第2図に実線で示す第2の位置へ下降し、ノズル
Nより純水等の洗浄液をウェハWに供給し、その表面を
洗浄する(第2図、ステップS4)。この洗浄工程におい
て、純水を例えば高圧噴射させて洗浄したりする場合
は、エッチング液供給ノズルNとは別のノズルを表面処
理室2内に付設した方がよい。
なお、この洗浄工程中も紫外線を照射し続けると、水が
分解した水素イオンと、ウェハW表面の無機質イオン、
例えば弗素イオンとが結合して、弗化水素(HF)とな
り、純水により除去又は、チャック1の回転によりウェ
ハWの表面から除去する効果を高めることができる。
次にチャック1を高速回転させ、ウェハ表面を乾燥させ
る(第1図、ステップS5)。この乾燥工程には、乾燥用
赤外線ランプ、特にシリコンウェハが吸収しやすい1.2
μmの波長域の赤外線を照射する方法、又は表面処理室
2内を減圧して乾燥させる方法を適用することも可能で
ある。
このようにして、簡易な構成の装置でウェハ表面の汚染
物質、特に無機質物質を容易に除去することができる。
第3図は、本発明と、従来技術との効果の差を図示した
もので、従来の純水スプレイ洗浄を水温23℃で60秒間行
なった場合(符号A)と、紫外線を60秒間照射した後、
水温23℃で純水洗浄を60秒間行なった場合(符号B)と
で、シリコンウェハ表面の残留弗素イオン強度比は14対
1となっている。
又、純水スプレイ洗浄を300秒間続けても(符号C)、
残留弗素イオン強度は、紫外線照射して純水洗浄を60秒
間した場合(符号D)に比べ約5倍である。
なお、第3図の符号Eは、紫外線を60秒間照射した後、
水温23℃で純水洗浄を60秒間行なった場合の結果を示
す。
本発明は弗素イオンのみでなく、リン酸等によるエッチ
ング処理によって付着するリンイオン又は、アルカリ処
理によって付着するナトリウムイオン等をも各無機質イ
オンと各ウェハとの結合力以上のエネルギを紫外線照射
によって与えれば、分類,除去することができることは
言うまでもない。
(本発明の効果) (1)極めて簡易な方法にて、被処理基板表面に付着し
た汚染物質特に無機質汚染物質を分離,除去することが
でき、エッチング等の表面処理によって生じる無機質物
質での被処理基板表面の汚染という問題が解消する。
(2)従来の有毒ガスを使用する等の必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る表面処理方法を示すフローチャー
ト、第2図は本発明に係る方法を実施するための装置の
概要図、第3図は本発明に係る方法を実施した場合の効
果を示すグラフである。 8……紫外線照射ランプ、W……ウェハ、N……ノズル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理基板を水平回転しながらその表面に
    無機質イオンを含む表面処理液を供給し、被処理基板を
    表面処理する第一のステップと、 前記処理により無機質イオンが残留した被処理基板表面
    に紫外線を照射し、無機質イオンを活性化する第二のス
    テップと、 紫外線を照射した被処理基板表面に純水を供給し、活性
    化した無機質イオンを除去する第三のステップと、 被処理基板を乾燥する第四のステップと、 を備える表面洗浄方法。
  2. 【請求項2】前記第三のステップにおいて、被処理基板
    表面への紫外線の照射を純水の供給と同時に行う特許請
    求の範囲第1項に記載の表面洗浄方法。
  3. 【請求項3】被処理基板を水平回転しながらその表面に
    無機質イオンを含む表面処理液を供給し、被処理基板を
    表面処理する第一のステップと、 前記処理により無機質イオンが残留した被処理基板表面
    に紫外線を照射して無機質イオンを活性化するととも
    に、被処理基板表面に純水を供給することによって、前
    記活性化した無機質イオンを除去する第二のステップ
    と、 被処理基板を乾燥する第三のステップと、 を備える表面洗浄方法。
JP61178296A 1986-07-28 1986-07-28 表面洗浄方法 Expired - Lifetime JPH0719764B2 (ja)

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