JPH07321084A - 基板の洗浄方法及び基板の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体基板等について、被洗浄基板のいずれ
の面にも悪影響を及ぼさず、かついずれの面に対しても
それぞれに適正な洗浄を行うことができ、かつ洗浄液の
組成変化等をも抑制することが可能な基板の洗浄方法及
び基板の洗浄装置を提供する。 【構成】 ウェーハ等の被洗浄基板１を薬液等洗浄液８
に浸漬して洗浄する際、被洗浄基板１の一方の面と他方
の面とのいずれか一方の面のみを独立して非接触で加熱
しながら、もしくは被洗浄基板の一方の面と他方の面と
を各々独立して非接触で加熱しながら洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の洗浄方法及び基
板の洗浄装置に関する。本発明は、例えば、電子材料製
作等に用いる各種基板（半導体ウェーハ基板等）を洗浄
する際に使用することがでいる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板の洗浄は各種分野で各種
の工程において行われている。従来の技術、例えば半導
体ウェーハ基板を洗浄液に浸漬して洗浄する場合には、
次のような問題がある。

【０００３】即ち、半導体ウェーハ基板の裏面は、素子
等を形成した表面に比較して微粒子付着や化学的汚染が
多く、洗浄液の温度を高くすることで洗浄効果を向上さ
せる必要がある。しかし、浸漬式洗浄の場合は、使用す
る薬液等の洗浄液の温度は一様でかつ一定であり、その
ため、洗浄液の洗浄能力は表面・裏面を問わず同じであ
る。裏面の洗浄効果を向上させるために洗浄液の温度を
高めるとウェーハ基板表面に対しては洗浄効果が大きす
ぎることになってしまうため、ダメージが入ってしまう
などの不都合が起こる。このような理由によって、表面
の洗浄に適した低温の洗浄液（薬液等）でしか処理でき
ない。

【０００４】また、洗浄能力を高めるため洗浄液の温度
を高くする必要がある場合、洗浄液全体の温度を高くせ
ざるを得ず、この結果時間とともに洗浄用薬液等の分解
や濃度変化が起こる。このため、洗浄液全体を加熱する
従来の技術では、洗浄液として用いる薬液等組成の変化
が大きい。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上記問題点に鑑みてなされたも
ので、被洗浄基板のいずれの面にも悪影響を及ぼさず、
かついずれの面に対してもそれぞれに適正な洗浄を行う
ことができ、かつ洗浄液の組成変化等をも抑制すること
が可能な基板の洗浄方法及び基板の洗浄装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【目的を達成するための手段】本出願の請求項１の発明
は、被洗浄基板を洗浄液に浸漬して洗浄する基板の洗浄
方法において、被洗浄基板の一方の面と他方の面とのい
ずれか一方の面のみを独立して非接触で加熱しながら、
もしくは被洗浄基板の一方の面と他方の面とを各々独立
して非接触で加熱しながら洗浄を行うことを特徴とする
基板の洗浄方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。

【０００７】本出願の請求項２の発明は、被洗浄基板が
半導体ウェーハ基板で、該基板の一方の面が裏面であ
り、他方の面が表面素子形成面となっていることを特徴
とする請求項１に記載の基板の洗浄方法であって、これ
により上記目的を達成するものである。

【０００８】本出願の請求項３の発明は、被洗浄基板を
洗浄液に浸漬して洗浄する基板の洗浄装置において、被
洗浄基板を洗浄液に浸漬して洗浄を行う洗浄室と、洗浄
液に浸漬されている被洗浄基板の一方の面と他方の面と
のいずれか一方の面のみを独立に非接触で加熱する非接
触加熱手段、もしくは被洗浄基板の一方の面と他方の面
とを各々独立して非接触で加熱する非接触加熱手段とを
有することを特徴とする基板の洗浄装置であって、これ
により上記目的を達成するものである。

【０００９】本出願の請求項４の発明は、非接触加熱手
段が放射線加熱手段であり、洗浄室の少なくとも該放射
線加熱手段と対向する部分は、熱源放射線が透過しやす
い材料により形成されていることを特徴とする請求項３
に記載の基板の洗浄装置であって、これにより上記目的
を達成するものである。

【００１０】本出願の請求項５の発明は、被洗浄基板が
半導体ウェーハ基板で、該基板の一方の面が裏面であ
り、他方の面が表面素子形成面となっていることを特徴
とする請求項３または４に記載の基板の洗浄装置であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。

【００１１】ここで、非接触加熱手段としては、被加熱
材と接触せずに被加熱材を加熱できるものなら任意であ
るが、例えば、赤外加熱手段やレーザー加熱手段などの
放射線加熱手段を用いることができる。

【００１２】洗浄液は任意であり、ＳＣ洗浄あるいはＲ
ＣＡ洗浄と称されている洗浄法に用いる洗浄薬液、例え
ばアンモニア、硫酸、塩酸などと過酸化水素水との混合
薬液でもよく、従って酸性液でも塩基性液でもよく、ま
た、無機・有機を問わない。洗浄水である場合も排除す
るものではない。

【００１３】

【作用】本発明によれば、洗浄液に浸漬されている被洗
浄基板、例えば半導体ウェーハ基板について、例えばそ
の一方の面（例えば裏面）のみを非接触で加熱するの
で、この結果被洗浄基板（ウェーハ基板）のその面（裏
面）とその面に接触する洗浄液のみ加熱することにな
り、従って被洗浄基板の該一方の面（裏面）について適
正な洗浄を行うようにすることができ、その洗浄効果が
向上する。このとき、他方の面（例えば素子形成面であ
るウェーハ表面）は加熱されないので、この他方の面が
必要以上に熱されることが防がれ、よってダメージ等の
悪影響を避けることができる。例えば、高温の洗浄液に
よるウェーハ基板面へのダメージが防がれる。更に、高
温となる洗浄液が少量であるため、温度による洗浄液の
分解が少ない。かつ、洗浄液の温度条件の変更が非接触
加熱手段の出力調整等による制御のみで短時間でできる
ので、有利である。また本発明によれば、被洗浄基板の
双方の面を各々独立に被接触加熱手段で加熱できるよう
に構成でき、このようにして各面について最も適正な条
件での洗浄を達成することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
して説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以
下に述べる実施例により限定を受けるものではない。

【００１５】実施例１ この実施例は、本発明を、半導体ウェーハ基板の洗浄に
ついて具体化したものである。この実施例における被洗
浄ウェーハ基板は、一方の面がシリコンウェーハの裏面
であり、他方の面が素子形成面であるウェーハ表面であ
る。このウェーハ基板の裏面は、ＳｉＯ₂ 、ポリＳｉな
どが被覆されているものでも、ベアなＳｉ面になってい
るものでもよい。

【００１６】以下、図１及び図２を参照して説明する。
図１は本実施例の基板洗浄装置の側断面図、図２は図１
におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【００１７】本実施例においては、被洗浄基板１を洗浄
液８に浸漬して洗浄する際、被洗浄基板１の一方の面
（ここでは裏面）のみを独立して非接触で加熱しなが
ら、洗浄を行う。

【００１８】本実施例の基板洗浄装置は、被洗浄基板１
を洗浄液８に浸漬して洗浄を行う洗浄室３１と、洗浄液
８に浸漬されている被洗浄基板１の一方の面（ここでは
裏面）のみを独立に非接触で加熱する非接触加熱手段２
とを有する。

【００１９】本実施例の基板洗浄装置は、半導体ウェー
ハ洗浄機をなし、装置システムの全体としては、ウェー
ハローダ、洗浄槽（ひとつまたは複数）、乾燥機、アン
ローダ等により構成される。被処理基板であるウェーハ
基板は、ローダーから洗浄液である薬液の入った洗浄槽
に入り、浸漬されて、該洗浄液によって洗浄される。処
理によっては、同じ槽または別の槽に運ばれ、別の洗浄
処理等がなされる。その後、乾燥された後、アンローダ
より出されて洗浄が終了する。

【００２０】この実施例は、本発明を適用して、洗浄槽
の構造を工夫し、ウェーハ基板及び洗浄液である薬液の
一部分を加熱可能にした。

【００２１】本実施例において、具体的には、被洗浄基
板１である半導体ウェーハは、洗浄槽３の洗浄室３１に
おいて、図１及び図２に示すように非接触加熱手段２に
ウェーハ裏面を向けてセットされる。符号４は、セット
用のウェーハ押さえである。溝に嵌める形をとるもので
もよい。図示例は、循環洗浄槽を例にとっているので、
循環ポンプ５、温度調節器７、濾過フィルター６を加え
ている。洗浄槽３は、循環ポンプ５が配置された区画室
３２を有し、ここは処理室３１と隔壁３３を介して区画
されている。洗浄液８は、ポンプ５の作用により、処理
室３１から隔壁３３を超えて、オーバーフローして矢印
の如く区画室３２に入り、ポンプ５で吸引されて温度調
節器７を通り、フィルター６で濾過されて、処理室３１
に導かれる。但し、このような循環槽でなくてもよいこ
とは勿論である。

【００２２】この洗浄槽３は、槽全体もしくは一部が、
ウェーハ裏面を非接触加熱手段２で加熱することに支障
のない材質でできている。例えば、赤外線加熱であれ
ば、石英などにより形成される。即ち、本実施例は、非
接触加熱手段２が放射線加熱手段である場合、洗浄室３
１の少なくとも該放射線加熱手段と対向する部分は、熱
源放射線が透過しやすい材料により形成して、被洗浄基
板の被加熱部分を効率良く加熱できるようにしたもので
ある。

【００２３】本実施例において、洗浄液８である薬液
は、被洗浄基板１であるウェーハの表面素子形成面に悪
影響を与えないような、最適な洗浄効果を持つ薬液種、
混合比、温度に設定されており、ウェーハ基板表面や裏
面に沿った層流となるように供給される。

【００２４】被洗浄基板１（ウェーハ）がセットされる
と、非接触加熱手段２により、ウェーハ裏面のみ均一に
加熱されて、ウェーハ裏面の温度が上昇する。これに伴
って裏面近傍の洗浄液（薬液）も温度が上昇し、洗浄効
果が向上する。加熱の調節は、被接触加熱手段の出力、
例えば電源２０の出力の調整により容易かつ確実に達成
できる。

【００２５】ここで、ウェーハ表面では温度が上昇しな
いため、ウェーハ表面にダメージは入らない。裏面加熱
により、表面の温度が多少上昇する場合には薬液全体の
温度を低めておくことで、ウェーハ表面での薬液温度が
最適になるように調節する。

【００２６】ウェーハ裏面温度や裏面近傍の薬液温度が
不必要に上昇しないように、洗浄液８の流速や非接触加
熱手段２の出力を調整してコントロールする。ここで用
いられる非接触加熱手段２は非接触ウェーハ裏面だけを
加熱できるものであればなんでもよい。例えば赤外線や
レーザーによる加熱手段など、任意である。

【００２７】本実施例では、被洗浄基板１であるウェー
ハの一方の面、特に裏面のみの間接加熱をしつつ洗浄液
である薬液で洗浄を行うことで、次の利点がもたらされ
た。ウェーハの表面と裏面を別々の温度の薬液で、同
時に洗浄できる。 洗浄液の一部を加熱するため、洗浄薬液の熱分解によ
る濃度変化が少ない。 一部の薬液を加熱するため、加熱に要するエネルギー
が少なくて済む。 ウェーハに発熱部分が直接接触しないため、加熱機構
からの汚染がない。

【００２８】実施例２ 上述した実施例１では、被洗浄基板１であるウェーハの
裏面のみを非接触加熱したが、本実施例では図３に示す
ように、ウェーハ裏面加熱用非接触加熱手段２１を設け
るのみならず、ウェーハ表面も別の非接触加熱手段２２
によって加熱する構成とした。このようにすることで、
ウェーハ表面と裏面の極く近傍の薬液のみ、表面と裏面
別々の必要温度に加熱できる。各々の加熱の制御は、各
非接触加熱手段２１，２２の各々の電源２０ａ，２０ｂ
の出力調整により容易かつ確実に達成できる。これによ
り、表面と裏面の汚染を効率良く洗浄することができ
る。また、この時は薬液全体の温度を下げることも可能
で、薬液の分解の抑制を更に効果的にした、安定した洗
浄が行える。

【００２９】

【発明の効果】本発明の基板の洗浄方法及び基板の洗浄
装置によれば、被洗浄基板のいずれの面にも悪影響を及
ぼさず、かついずれの面に対してもそれぞれに適正な洗
浄を行うことができ、かつ洗浄液の組成変化等をも抑制
することが可能であるという効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の基板の洗浄装置の側断面図である。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】実施例２の側断面図である。

【符号の説明】

１ 被洗浄基板（ウェーハ） ２，２１，２２ 非接触加熱手段 ３ 洗浄槽 ３１ 処理室 ８ 洗浄液（薬液）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被洗浄基板を洗浄液に浸漬して洗浄する基
   板の洗浄方法において、 被洗浄基板の一方の面と他方の面とのいずれか一方の面
   のみを独立して非接触で加熱しながら、もしくは被洗浄
   基板の一方の面と他方の面とを各々独立して非接触で加
   熱しながら洗浄を行うことを特徴とする基板の洗浄方
   法。
2. 【請求項２】被洗浄基板が半導体ウェーハ基板で、該基
   板の一方の面が裏面であり、他方の面が表面素子形成面
   となっていることを特徴とする請求項１に記載の基板の
   洗浄方法。
3. 【請求項３】被洗浄基板を洗浄液に浸漬して洗浄する基
   板の洗浄装置において、 被洗浄基板を洗浄液に浸漬して洗浄を行う洗浄室と、洗
   浄液に浸漬されている被洗浄基板の一方の面と他方の面
   とのいずれか一方の面のみを独立に非接触で加熱する非
   接触加熱手段、もしくは被洗浄基板の一方の面と他方の
   面とを各々独立して非接触で加熱する非接触加熱手段と
   を有することを特徴とする基板の洗浄装置。
4. 【請求項４】非接触加熱手段が放射線加熱手段であり、
   洗浄室の少なくとも該放射線加熱手段と対向する部分
   は、熱源放射線が透過しやすい材料により形成されてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の基板の洗浄装置。
5. 【請求項５】被洗浄基板が半導体ウェーハ基板で、該基
   板の一方の面が裏面であり、他方の面が表面素子形成面
   となっていることを特徴とする請求項３または４に記載
   の基板の洗浄装置。