JPH0745577A

JPH0745577A - ウエハ洗浄装置

Info

Publication number: JPH0745577A
Application number: JP20876793A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Aiba; 武相場
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-14
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JP3277625B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高温の薬液の廃棄時、薬液を速やかに冷却する
ことができ、廃棄薬液量を増加させることがなく、冷却
タンクのような付加的な設備を必要としない、ウエハ洗
浄装置を提供する。【構成】高温の薬液を使用してウエハを洗浄するウエハ
洗浄装置は、薬液を循環する薬液循環配管経路内に薬液
冷却装置を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温の薬液を使用して
ウエハを洗浄するウエハ洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、拡散前洗
浄工程、レジスト剥離後の洗浄工程、エッチング後の洗
浄工程等において、ウエハ洗浄装置が用いられている。
ウエハ洗浄装置を用いることによって、ウエハに付着し
た有機物、無機物あるいはパーティクルを除去すること
ができる。通常、ウエハ洗浄装置においては、洗浄のた
めに、高温の薬液、例えば、１２０゜Ｃ程度に加熱した
硫酸過水（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）、５０〜８０゜Ｃに加熱
したアンモニア過水（ＮＨ₄ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ）、１
５０゜Ｃ程度に加熱したＨ₃ＰＯ₄、高温の塩酸過水（Ｈ
Ｃｌ＋Ｈ₂Ｏ₂）等が用いられる。

【０００３】ディップ式ウエハ洗浄装置の一種であるＲ
ＣＡウエハ洗浄装置の概念図を図７に示す。ウエハキャ
リアに入れられた複数のウエハはローダーを通じてウエ
ハ洗浄装置に送られ、例えば、加熱されたアンモニア過
水による洗浄、水洗、常温の希フッ酸による洗浄、水
洗、加熱された塩酸過水による洗浄、水洗、最終水洗、
スピンドライヤー又はＩＰＡ蒸気を用いたウエハ乾燥の
各工程を経た後、アンローダーを通じて装置外へ搬出さ
れる。これらの洗浄用の薬液の組成、濃度、温度、洗浄
時間等は、最適にウエハを洗浄できるように、予め決定
されている。尚、これらの洗浄用の薬液及び薬液による
洗浄の順序は例示であり、洗浄工程に依存して適宜変更
される。

【０００４】通常、洗浄用のこれらの薬液は、加熱及び
不純物（異物）濾過のために、薬液循環配管経路を循環
させられる。また、薬液の洗浄能力が低下した場合に
は、系外に排出され廃棄される。従来の薬液循環配管経
路の概要を図５の（Ａ）を参照して説明する。洗浄槽を
オーバーフローした薬液は、ポンプＰによって薬液循環
配管内を循環させられ、洗浄槽に戻される。尚、洗浄槽
内にウエハを浸漬してウエハを洗浄する。薬液循環配管
経路には、フィルターＦ、及びラインヒーターから成る
ヒーターＨが設けられている。フィルターＨによって薬
液中の不純物（異物）が除去される。また、ヒーターＨ
によって、薬液は所定の温度に加熱される。尚、ライン
ヒーターの代わりに、投げ込みヒーターを用いる場合も
ある。

【０００５】通常、半導体装置の製造ラインにおける廃
液ラインの配管は、５０゜Ｃ程度の耐熱性しか有してい
ない。従って、高温の薬液を廃棄する場合には、廃液ラ
インの配管の耐熱温度まで、薬液の温度を下げる必要が
ある。そのための方法として、例えば、以下のような方
法が採用されている。（Ａ）図５の（Ａ）に模式的に示すように、薬液が所定
の温度になるまで、ウエハ洗浄装置内に薬液を放置し、
薬液を自然冷却させた後、廃棄する。（Ｂ）図５の（Ｂ）に模式的に示すように、アスピレー
タを使用して、薬液を市水等で混合、希釈しながら冷却
して、廃棄する。（Ｃ）図６に模式的に示すように、ウエハ洗浄装置に廃
液タンクを設け、一時的に廃液タンクに廃棄すべき薬液
を貯えて、薬液を冷却した後、廃棄する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記（Ａ）の方法で
は、薬液の自然冷却には約１時間程度を要し、その間は
ウエハ洗浄装置を稼動させることことができない。即
ち、ウエハ洗浄装置の稼動率の低下を招くという問題が
ある。

【０００７】上記（Ｂ）の方法では、アスピレータによ
って系外に排出される薬液に対して、アスピレータに流
す市水や雑用水の量は１０倍程度にもなる。従って、希
釈された廃棄薬液の量が増加し、廃液処理設備が大掛か
りなものとなるという問題を有する。また、薬液の廃棄
処理に約１時間程度を要し、その間はウエハ洗浄装置を
稼動させることことができない。即ち、ウエハ洗浄装置
の稼動率の低下を招くという問題がある。

【０００８】上記（Ｃ）の方法では、大容積の廃液タン
クが必要とされる。また、多量の廃棄薬液を廃液タンク
に一時的に貯えなければならないので、保安、安全性に
も問題がある。

【０００９】従って、本発明の目的は、高温の薬液の廃
棄時、薬液を速やかに冷却することができ、廃棄薬液量
を増加させることがなく、廃液タンクのような付加的な
設備を必要としない、ウエハ洗浄装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の高温の薬液を使用してウエハを洗浄するウ
エハ洗浄装置は、薬液を循環する薬液循環配管経路に薬
液冷却装置を具備したことを特徴とする。

【００１１】本発明のウエハ洗浄装置においては、薬液
冷却装置は石英から作製することが望ましい。更には、
薬液循環配管経路には、廃液排出部が設けられているこ
とが望ましい。

【００１２】

【作用】本発明のウエハ洗浄装置においては、薬液を循
環する薬液循環配管経路に薬液冷却装置を備えているの
で、廃棄すべき薬液を速やかに冷却することができる。
基本的には薬液の冷却のために市水や雑用水等を使用す
る必要がないので、廃棄薬液の処理量が増加することも
ない。また、廃液タンク等の付加的な設備も不要であ
る。

【００１３】薬液冷却装置を石英から作製することによ
って、薬液冷却装置に起因した薬液の汚染発生やパーテ
ィクルの薬液への混入を防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明のウエハ洗浄装置を説明する。尚、ウエハ洗浄装置と
して、図１に示すＲＣＡウエハ洗浄装置を例にとり説明
するが、如何なる形式のウエハ洗浄装置にも本発明を適
用することができる。尚、ＲＣＡウエハ洗浄装置の基本
的な構造は、薬液冷却装置Ｃが備えられている点を除
き、図７を参照して説明した従来のＲＣＡウエハ洗浄装
置と同様であり、詳細な説明は省略する。

【００１５】本発明のウエハ洗浄装置において薬液を循
環させる薬液循環配管経路の概念図を図２に示す。この
薬液循環配管経路には薬液冷却装置Ｃが設けられてい
る。洗浄槽をオーバーフローした薬液は、ポンプＰによ
って薬液循環配管内を循環させられ、洗浄槽の底部に戻
される。尚、洗浄槽内にウエハを浸漬してウエハを洗浄
する。薬液循環配管経路には、更に、フィルターＦ及び
ヒーターＨが設けられている。フィルターＨによって薬
液中の不純物（異物）が除去される。また、ヒーターＨ
によって、薬液は所定の温度に加熱される。

【００１６】薬液冷却装置Ｃは、例えば、図３に模式的
な断面図を示す所謂インラインクーラーから構成するこ
とができる。この薬液冷却装置は、耐熱性、耐薬品性、
高熱伝導性、不純物の析出を考慮して、石英から作製さ
れている。従って、薬液を高効率で冷却することがで
き、しかも、薬液冷却装置に起因した薬液の汚染発生や
パーティクルの薬液への混入を防止することができる。
薬液は、薬液冷却装置Ｃの入口部から薬液冷却装置Ｃに
流入し、熱交換部である細管内を流れ、薬液冷却装置Ｃ
の出口部から流出する。細管の周りには冷却水が流れて
いる。これによって、細管内を流れる薬液は効果的に冷
却される。

【００１７】例えば硫酸過水を用いたウエハの洗浄を例
にとり、以下、ウエハ洗浄装置の操作を説明する。

【００１８】先ず、予め、所定組成の洗浄用の薬液（例
えば、Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）を薬液供給系から洗浄槽に供
給する。薬液の所定の組成や濃度を達成するための秤量
方法は、秤量タンクを用いる方法、レベル計を用いる方
法等、任意の方法とすることができる。

【００１９】所定の組成の洗浄用の薬液を洗浄槽に供給
しつつ、ポンプＰを用いて薬液循環配管内に洗浄用の薬
液を循環させて、ヒーターＨを用いて薬液を所定の温度
に昇温する。尚、薬液冷却装置Ｃは動作させない。洗浄
用の薬液が所定の温度になった時点で、ウエハの洗浄を
開始する。ウエハの洗浄中、洗浄槽をオーバーフローし
た薬液は、薬液循環配管経路を経由して循環され続け
る。薬液循環配管内を循環する薬液は、ヒーターＨによ
って所定の温度に保持され、フィルターＦによって薬液
中の不純物（異物）が除去される。

【００２０】多量のウエハを洗浄すると、洗浄用の薬液
は劣化し、洗浄能力が低下する。この時点で洗浄用の薬
液を交換する。薬液の交換に当たっては、先ず、ヒータ
ーＨの動作を停止させ、薬液冷却装置Ｃを動作させる。
具体的には、ポンプＰを用いて薬液循環配管内に洗浄用
の薬液を循環させながら、薬液冷却装置Ｃに冷却水を流
す。薬液冷却装置Ｃ内で、冷却水と薬液の間で熱交換が
行われ、薬液は冷却される。

【００２１】例えば、直径３ｍｍの細管２０本を有し、
厚さ３ｍｍの石英から作製された、全長４８５ｍｍ、外
径８０ｍｍの薬液冷却装置を用いた場合、温度２３゜Ｃ
の冷却水を流したとき、１３０゜Ｃの硫酸過水が３０分
で７０゜Ｃまで降温した。

【００２２】こうして、所定の温度まで薬液を冷却した
後、薬液循環配管経路に設けられた廃液排出部から薬液
を系外に排出し、廃液ラインの配管を通じて廃液処理設
備（図示せず）に送られる。

【００２３】薬液の系外への排出後、再び所定組成の洗
浄用の薬液を薬液供給系から洗浄槽に供給する。

【００２４】以上、好ましい実施例に基づき本発明のウ
エハ洗浄装置を説明したが、本発明はこの実施例に限定
されるものではない。

【００２５】薬液冷却装置Ｃは、例えば、図４の（Ａ）
に概念図を示すように、ヒーターＨと並列して配置する
こともできる。これによって、薬液循環配管経路の配管
抵抗を低下させることができる。この場合、バルブ操作
によって、ヒーターＨあるいは薬液冷却装置Ｃへの薬液
の流れを切り替える。

【００２６】あるいは又、図４の（Ｂ）に概念図を示す
ように、アスピレータ等の他の装置を薬液循環配管経路
に設けることができる。例えばアスピレータを設けた場
合、薬液冷却装置によって薬液を適当な温度まで冷却し
た後、アスピレータによって薬液の一部を系外に排出す
ることができる。この場合においては、アスピレータに
よって薬液は市水あるいは雑用水と混合、希釈されるの
で、アスピレータを設けない場合よりも高い温度の状態
にある薬液を系外に排出することができ、薬液の廃棄処
理に要する時間を短縮することができる。また、薬液冷
却装置を設けない場合と比較して、低い温度の状態にあ
る薬液をアスピレータで系外に排出すればよいので、使
用する市水あるいは雑用水の量を少なくすることができ
る。

【００２７】薬液冷却装置の形式は、実施例に示した以
外の任意の形式とすることができる。例えば、細管にフ
ィンを取り付けたり、細管を螺旋状にして、伝熱面積を
増加させることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のウエハ洗浄装置においては、廃
棄すべき薬液を速やかに冷却することができる。従っ
て、ウエハ洗浄装置の稼動効率を向上させることができ
る。

【００２９】また、薬液の冷却のために市水や雑用水等
を使用する必要がないので、あるいは使用したとしても
従来より僅かな量で済むので、廃棄薬液の処理量が大幅
に増加することがない。また、廃液タンク等の付加的な
設備も不要である。

【００３０】薬液冷却装置を石英から作製することによ
って、薬液冷却装置に起因した薬液の汚染発生やパーテ
ィクルの薬液への混入を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハ洗浄装置の一例の概念図であ
る。

【図２】本発明における薬液循環配管経路の概念図であ
る。

【図３】本発明における薬液冷却装置の一例を示す図で
ある。

【図４】本発明における別の薬液循環配管経路の概念図
である。

【図５】従来技術における薬液循環配管経路の概念図で
ある。

【図６】従来技術における別の薬液循環配管経路の概念
図である。

【図７】従来のウエハ洗浄装置の一例の概念図である。

【符号の説明】

Ｃ薬液冷却装置ＰポンプＨヒーターＦフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温の薬液を使用してウエハを洗浄するウ
エハ洗浄装置であって、薬液を循環する薬液循環配管経
路に薬液冷却装置を具備したことを特徴とするウエハ洗
浄装置。
【請求項２】前記薬液冷却装置は石英から作製されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のウエハ洗浄装置。
【請求項３】薬液循環配管経路には、廃液排出部が設け
られていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のウエハ洗浄装置。