JPH08288249A

JPH08288249A - 薬液処理装置

Info

Publication number: JPH08288249A
Application number: JP7093572A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Oki; 一郎沖
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【構成】気泡発生機構２では、空気又は窒素を希釈Ｈ
Ｆ中に直径０．１ｍｍ程度の細孔を有する物質７を通し
て導入し、希釈ＨＦ中に気泡を発生させる。また、シリ
コン微粒子フィルタ３内部には、粒径が１０〜１００μ
ｍ程度のシリコン微粒子が充填されていて、エアー抜き
ポンプ６によって気泡発生機構２で導入した空気又は窒
素を抜くようにしている。また、このシリコン微粒子フ
ィルタ３には、薬液の循環を止めた後、シリコン微粒子
フィルタ３の洗浄のため、硝酸、フッ酸、界面活性剤及
び純水の混合液とリンスの為の純水を流すフィルタ洗浄
機構４が接続されている。【効果】従来の循環方法に比べて、薬液内の金属不純
物を除去するための循環時間を１／１０以下に短縮でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フッ酸系薬液の半導体
ウエハー洗浄装置において使用される洗浄用薬液中の微
量金属不純物を除去する薬液処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路製造工程において使用さ
れるフッ酸（ＨＦ）や、バッファフッ酸（ＮＨ₄Ｆ＋Ｈ
Ｆ）を使用した半導体ウエハーの洗浄装置では、薬液中
の微粒子を除去するために、薬液を微細孔を有するパー
ティクルフィルタに通して循環させている。

【０００３】このような薬液の循環によって、被洗浄ウ
エハーや、ウエハーキャリアから薬液中に持ち込まれる
微粒子を除去して、半導体ウエハー表面への再付着を防
止することができるが、パーティクルフィルタでは、薬
液中に溶けている微量の金属不純物を除去することは不
可能であった。

【０００４】また、フッ酸や、バッファフッ酸中では半
導体ウエハー表面に金属不純物が付着し易いため、薬液
中に金属不純物が存在すると、半導体集積回路の特性及
び歩留りが劣化するので、薬液中の金属不純物除去が必
要となる。

【０００５】フッ酸系薬液中の微量金属不純物を除去す
るための従来方法として、特開平４−１６２６２７に開
示されている、図２に示すように薬液をシリコン微粒子
を充填したフィルタに通して金属不純物をシリコン微粒
子表面に吸着させるものがある。また、図２に示すよう
にフィルタ内のシリコン微粒子表面に吸着したＡｌ、Ｆ
ｅ等の金属不純物を除去した後、フィルタを再生するた
めにフィルタ内に希釈ＨＦを流す機構が設けられてい
る。

【０００６】即ち、図２に示す従来の薬液処理装置にお
いては、ヒーター１９によって２５℃〜７０℃に調節さ
れた薬液槽１１中の希釈フッ酸（ＨＦ）は、循環ポンプ
１５によってシリコン微粒子８が充填されたシリコン微
粒子フィルタ１３を通過して、薬液中に含まれる金属不
純物をシリコン微粒子１８に付着させ、再び薬液槽１１
に戻る構成になっている。そして、薬液の循環を止めた
後、フィルタ洗浄機構１４から希釈フッ酸をシリコン微
粒子フィルタ１３を流し、シリコン微粒子フィルタ１３
の再生を行う。

【０００７】尚、図２は従来の微量金属不純物を除去す
る機構を有する半導体ウエハーの洗浄装置の構成図であ
り、１１は薬液槽、１３はシリコン微粒子フィルタ、１
４はフィルタ洗浄機構、１５は循環ポンプ、１８はシリ
コン微粒子、１９はヒーター、２０はフィルタ洗浄機構
から流れ込む希釈フッ酸の排出口である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のシリコン
微粒子表面に金属不純物を付着させて薬液中の金属不純
物を除去し、シリコン微粒子フィルタ内に希釈ＨＦを流
して、シリコン微粒子フィルタを再生させる方法には、
以下の問題点がある。

【０００９】まず、第１にフッ酸系薬液中では、シリコ
ン微粒子表面に銅（Ｃｕ）が付着し易いが、それ以外の
金属、例えば、鉄（Ｆｅ）やクロム（Ｃｒ）の付着は極
めて少ないので、従来の方法ではこれらの金属不純物を
除去するために長い循環時間が必要になり、装置の稼働
率が低下する。

【００１０】また、第２に、シリコン微粒子フィルタに
付着した金属不純物を除去してシリコン微粒子フィルタ
を再生するために希釈ＨＦをシリコン微粒子フィルタ内
に通す従来の方法では、シリコン微粒子表面の鉄、アル
ミニウム以外の金属は殆ど除去できなかった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記問題点を鑑
み、シリコン微粒子に金属不純物を効率良く付着させ、
フッ酸系薬液の循環時間の短縮を図ることと、装置稼働
率を下げることなく効率的に、シリコン微粒子フィルタ
を洗浄して再生させる手段を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
薬液処理装置は、シリコン微粒子が充填された金属不純
物除去フィルタと、上記金属不純物除去フィルタに薬液
を通す前に該薬液に空気又は窒素を混合させる手段と、
上記薬液を循環させる手段と、上記シリコン微粒子に吸
着した金属不純物を除去し、上記金属不純物除去フィル
タを再生させる手段とを有することを特徴とするもので
ある。

【００１３】また、請求項２記載の本発明の薬液処理装
置は、上記金属不純物除去フィルタを再生させる手段
が、該金属不純物除去フィルタに硝酸、フッ酸、界面活
性剤及び純水が所定の比率で混合された混合液を流し、
シリコン微粒子表面をエッチングする手段であることを
特徴とする、請求項１記載の薬液処理装置である。

【００１４】更に、請求項３記載の本発明の薬液処理装
置は、上記金属不純物除去フィルタには空気又は窒素を
除去する手段を有することを特徴とする、請求項１又は
請求項２記載の薬液処理装置である。

【００１５】

【作用】上記構成を用いることにより、シリコン微粒子
に空気又は窒素の気泡と混合したフッ酸系薬液を流し、
この薬液がシリコンと空気層又は窒素層の界面を通過す
ると、シリコン表面の摩擦作用によって、負に帯電して
いるシリコン表面の負電位が更に増加して、通常正に帯
電している金属不純物はシリコン微粒子表面に付着しや
くすくなり、不純物金属の除去効果が高まる。

【００１６】また、Ｃｒはフッ酸系薬液中で重クロム酸
イオン（Ｃｒ₂Ｏ₇ ^2-）として負に帯電しているが、シリ
コン表面の負電位の増加によってシリコン表面にはＨ⁺
イオンが集まり、重クロム酸イオンはシリコン表面付近
で、Ｃｒ₂Ｏ₇ ^2-＋１４Ｈ⁺→Ｃｒ³⁺＋７Ｈ₂Ｏという反応によって、正イオンに変化し、シリコン微粒
子表面への付着が増加する。

【００１７】また、薬液中の不純物金属が付着している
シリコン微粒子フィルタに硝酸、フッ酸、界面活性剤及
び純水の混合液を流すと、硝酸によるシリコン表面の酸
化とフッ酸によるシリコン酸化膜のエッチングによって
シリコン微粒子表面に付着している金属不純物が除去さ
れる。界面活性剤そうシリコン微粒子表面に形成された
金属類の再付着が防止されるため、すべての金属不純物
を再付着させることなく除去でき、フィルタを再生する
ことが可能となる。

【００１８】更に、シリコン微粒子フィルタに空気又は
窒素を除去する手段を設けたことにより、金属不純物を
除去した後の薬液中の気泡を除去することができ、シリ
コン微粒子フィルタから液槽へ流れる薬液の流れが良く
なる。

【００１９】

【実施例】以下、一実施例に基づいて本発明について詳
細に説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施例の薬液処理装置の
構成図である。図１において、１は薬液（希釈ＨＦ）
槽、２は気泡発生機構、３はシリコン微粒子フィルタ、
４はフィルタ洗浄機構、５は循環ポンプ、６はエアー抜
き用バルブ、７は細孔を有する物質、８はシリコン微粒
子、９はヒータ−、１０はフィルタ洗浄機構１４から流
れ込む、硝酸、フッ酸、界面活性剤、純水の混合液等の
洗浄液の排水口である。

【００２１】本発明は、薬液処理装置において、薬液を
気泡と混合させた状態で、シリコン微粒子フィルタ３に
通過させること、及びシリコン微粒子８の表面に付着し
た金属不純物を、硝酸、フッ酸、界面活性剤、純水によ
って除去することを特徴とするものである。

【００２２】図１に示す本発明の薬液処理装置において
は、ヒーター９によって、２５℃〜７０℃程度に制御さ
れた液槽１中の希釈フッ酸は循環ポンプ５によって気泡
発生機構２に送られ、細孔を有する物質７によって発生
した気泡とともにシリコン微粒子８が充填されたシリコ
ン微粒子フィルタ３を通過して、薬液中に含まれる金属
不純物をシリコン微粒子８に付着させ、再び薬液槽１に
戻る構成になっている。また、ヒーター９は液槽１では
なく、循環用配管等の一又は複数箇所に設けてもよい。

【００２３】ここで、気泡発生機構２では、空気又は窒
素を希釈ＨＦ中に直径０．１ｍｍ程度の細孔を有する物
質７を通して導入し、希釈ＨＦ中に気泡を発生させる。
また、他の気泡発生方法としては、希釈ＨＦ中への超音
波を印加する方法も適用可能である。また、細孔を有す
る物質７としては例えば、テフロンや塩化ビニルからな
る管（希釈ＨＦ等に反応しない配管材料となるものを用
いたもの）に孔を開けたものを用いる。

【００２４】また、シリコン微粒子フィルタ３内部に
は、粒径が１０〜１００μｍ程度のシリコン微粒子８が
充填されていて、エアー抜き用バルブ６によって気泡発
生機構２で導入した空気又は窒素を抜くようにしてい
る。また、このシリコン微粒子フィルタ３には、薬液の
循環を止めた後、シリコン微粒子フィルタ３の洗浄のた
め、硝酸、フッ酸、界面活性剤及び純水の混合液とリン
スの為の純水がフィルタ洗浄機構４から流される。ま
た、この混合液等は排水口１０より外部に排水される。

【００２５】また、シリコン微粒子フィルタ３の洗浄を
行う硝酸、フッ酸、界面活性剤、純水の混合比は、硝酸
が６０〜７０％、フッ酸が０．１〜１％，界面活性剤が
５０〜５００ｐｐｍ、純水が３０〜４０％程度で、洗浄
時間が５〜１０分間が望ましい。また、界面活性剤とし
ては、非イオンフッ素系界面活性剤や脂肪族カルボン
酸、その塩、アミン及びアルコールからなる群から選ば
れた２以上の物質が混合された界面活性剤が使用でき
る。これらは、他の混合液に溶け易く、また、細かい隙
間等を通過する際にもシリコン微粒子８に付着しにくい
性質を有するものである。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の本発明の、シリコンの小破片を混入した金属不純物
除去フィルタと、上記金属不純物除去フィルタに薬液を
通す前に該薬液に空気又は窒素の気泡を混合させる手段
と、薬液を循環させる手段と、上記金属不純物除去フィ
ルタ内部にシリコン小破片に吸着した金属不純物を除去
し、上記金属不純物除去フィルタを再生する手段とを有
する構成にすることにより、シリコン微粒子に空気又は
窒素の気泡と混合したフッ酸系薬液を流し、薬液をシリ
コンと空気層又は窒素層の界面に通過させると、シリコ
ン表面の摩擦作用によって、負に帯電しているシリコン
表面の負電位が更に増加して、通常正に帯電している金
属不純物はシリコン微粒子表面に付着しやくすくなり、
不純物金属の除去効果が高まり、従来の循環方法に比べ
て、希釈フッ酸中のＣｒ、Ｚｎ，Ｆｅの捕集率が向上
し、薬液内の金属不純物を除去するための循環時間を１
／１０以下に短縮できる。

【００２７】また、請求項２記載の本発明の、上記金属
不純物除去フィルタを再生する手段が、該金属不純物除
去フィルタに硝酸、フッ酸、界面活性剤及び純水の混合
液を流し、シリコン微粒子表面をエッチングする手段で
あることにより、薬液中の不純物金属が付着しているシ
リコン微粒子フィルタに硝酸、フッ酸、界面活性剤及び
純水の混合液を流すと、硝酸によるシリコン表面の酸化
とフッ酸によるシリコン酸化膜のエッチングによってシ
リコン微粒子表面に付着している金属不純物が除去さ
れ、また、界面活性剤層がシリコン微粒子表面に形成さ
れた金属類の再付着が防止するため、すべての金属不純
物を再付着させることなく除去でき、フィルタを再生す
ることが可能となり、フィルタに付着した金属不純物を
フィルタを取り外すことなく効率良く洗浄でき、洗浄装
置の稼働率の向上、ランニングコストの大幅な低減が可
能となる。

【００２８】更に、請求項３の本発明の、シリコン微粒
子フィルタに空気又は窒素を除去する手段を設けた構成
にすることにより、金属不純物を除去した後の薬液中の
気泡を除去することができ、薬液の流れをよくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の薬液処理装置の構成図であ
る。

【図２】従来の薬液処理装置の構成図である。

【符号の説明】

１薬液槽２気泡発生機構３シリコン微粒子フィルタ４フィルタ洗浄機構５循環ポンプ６エアー抜き用バルブ７細孔を有する物質８シリコン微粒子９ヒーター１０排水口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン微粒子が充填された金属不純物
除去フィルタと、上記金属不純物除去フィルタに薬液を通す前に該薬液に
空気又は窒素を混合させる手段と、上記薬液を循環させる手段と、上記シリコン微粒子に吸着した金属不純物を除去し、上
記金属不純物除去フィルタを再生させる手段とを有する
ことを特徴とする薬液処理装置。
【請求項２】上記金属不純物除去フィルタを再生させ
る手段が、該金属不純物除去フィルタに硝酸、フッ酸、
界面活性剤及び純水が所定の比率で混合された混合液を
流し、シリコン微粒子表面をエッチングする機構である
ことを特徴とする、請求項１記載の薬液処理装置。
【請求項３】上記金属不純物除去フィルタには上記空
気又は窒素を除去する手段を有することを特徴とする、
請求項１又は請求項２記載の薬液処理装置。