JPH0917763A - 半導体ウエハの洗浄方法 - Google Patents

半導体ウエハの洗浄方法

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JPH0917763A
JPH0917763A JP16617195A JP16617195A JPH0917763A JP H0917763 A JPH0917763 A JP H0917763A JP 16617195 A JP16617195 A JP 16617195A JP 16617195 A JP16617195 A JP 16617195A JP H0917763 A JPH0917763 A JP H0917763A
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JP
Japan
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wafer
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cleaning
semiconductor
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JP16617195A
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Mitsuya Otonari
光哉 音成
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】カセットレス式ウエハ洗浄装置を用いた洗浄処
理において、ウエハWの破損が生じるのを防止できる半
導体ウエハの洗浄方法に関する。 【構成】半導体ウエハWを半導体ウエハ保持手段のチャ
ック22で保持し、このた状態で第1薬液槽12に収容
した硫酸過水31中に浸漬する。半導体ウエハWをチャ
ック22で保持した状態で60秒間半導体ウエハWに対
して硫酸過水31を作用させる。その後半導体ウエハW
をチャック22からウエハガイド32,33へ移し替
え、さらに540秒間半導体ウエハWに対して硫酸過水
31を作用させる。半導体ウエハwをウエハガイド3
2,33からチャック22へ移載し、半導体ウエハWを
硫酸過水31から取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】半導体装置の製造工程において、
半導体ウエハを洗浄処理するための半導体ウエハの洗浄
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、半導体ウ
エハを各種処理プロセスに沿って洗浄を行う洗浄装置
(所謂ウエット洗浄)工程がある。従来の洗浄処理方法
には2通りの方式が知られている。一つはカセット方
式、他方はカセットレス方式である。
【0003】カセット方式は、カセットに収納された半
導体ウエハをカセットと一緒に処理槽に挿入し、洗浄を
行うというものである。具体的には、複数枚の半導体ウ
エハが収納されたカセットを搬送手段の1対のアームに
一体に設けられた開閉可能な一対のU字状チャック部材
により吊り下げるように保持し、搬送手段でカセットを
移動させて各種処理プロセスに沿って順次カセットと一
緒に半導体ウエハを各処理槽に挿入して洗浄処理する。
【0004】一方、カセットレス方式では、処理槽内に
予め半導体ウエハを載置および固定する固定手段を設
け、半導体ウエハを搬送手段のチャック部材にて保持し
た状態で処理槽内の固定手段に移し替えて洗浄する。半
導体ウエハの洗浄中、チャック部材は槽外で待機させて
いる。
【0005】カセットレス方式は、処理槽を小型化で
き、かつ、カセットに付着した微細なごみの持ち込みを
防ぐことができ、さらに、カセットが大量の薬液や純水
等の処理液を持ち込み及び持ち出することを防止できる
点で、カセット方式よりも優れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のカセットレス方
式では、半導体ウエハの洗浄処理は、半導体ウエハを固
定手段で保持した状態で行われている。より具体的に
は、図4に示すように、複数枚の半導体ウエハWを、処
理槽(図示せず)の内部にほぼ水平に配置された2本の
ウエハガイド41,42の上に載置および固定する。ウ
エハガイド41,42には、図5に示すように、ウエハ
Wを間隔をおいて配列し、かつ、固定できるように、固
定溝43が形成されている。
【0007】ウエハWは、上述のようにウエハガイド4
1,42に載置および固定された状態で薬液に浸漬され
て洗浄処理を受ける。薬液の中にはウエハWまたはウエ
ハWの表面上に形成された薄膜と激しく反応を起こすも
のもある。例えば、レジストの除去に用いられる硫酸お
よび過酸化水素水の混合液(以下、硫酸過水という)
は、レジストと反応して発泡を引き起こすことがある。
このため、上述のようにウエハガイド41,42に載置
および固定された状態で硫酸過水に浸漬させてレジスト
を除去する際に、発泡によりウエハWが若干回転するこ
とによりウエハ位置がずれ、搬送時に破損を起こすこと
がある。
【0008】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、カセットレス式ウエハ洗浄装置を用いた洗浄処
理において、ウエハWの破損が生じるのを防止できる半
導体ウエハの洗浄方法に関する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
つの処理槽と、複数枚の半導体ウエハを直接保持する保
持手段と、前記保持手段を前記処理槽に搬送する搬送手
段と、前記処理槽内に設けられた前記半導体ウエハを固
定する固定手段とを有し、前記半導体ウエハを前記固定
手段に保持した状態で洗浄処埋する半導体洗浄装置を用
いて前記半導体ウエハの洗浄を行う半導体ウエハ洗浄方
法であって、前記半導体ウエハを前記保持手段で保持す
る工程と、前記半導体ウエハを前記保持手段で保持した
状態で前記処理槽に収容した薬液中に浸漬する工程と、
前記半導体ウエハを前記保持手段で保持した状態で所定
時間前記半導体ウエハに対して前記薬液を作用させる工
程と、その後前記半導体ウエハを前記保持手段から前記
固定手段へ移載し、さらに所定時間前記半導体ウエハに
対して前記薬液を作用させる工程と、前記半導体ウエハ
を前記固定手段から前記保持手段へ移載し、前記半導体
ウエハを前記薬液から取り出す工程とを具備することを
特徴とする半導体ウエハの洗浄方法を提供する。
【0010】
【作用】本発明の半導体ウエハの洗浄方法は、半導体ウ
エハを保持手段で保持した状態で所定時間半導体ウエハ
に対して薬液を作用させる。これにより、薬液と半導体
ウエハまたは半導体ウエハの表面に形成された薄膜が激
しく反応しても、半導体ウエハは保持手段により保持さ
れているので、激しい反応により半導体ウエハが動くの
が阻止される。薬液と半導体ウエハまたは薄膜の反応は
浸漬当初は激しく行われるが、一定時間が経過すると緩
やかになる。この後半導体ウエハを保持手段から固定手
段へ移載し、さらに所定時間半導体ウエハに対して薬液
を作用させて、処理を完了させる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面参照して詳細に
説明する。図1は、本発明の半導体ウエハの洗浄方法の
一例に用いられるカセットレス式のウエハ洗浄装置を示
す概略図である。図中11は、他の処理工程から運ばれ
てきた複数枚の半導体ウエハWを収容したカセットが搬
入されるローディング部である。ローディング部11の
後段には、第1薬液槽12、第2薬液層13、QDR槽
14、RR槽15およびスピンドライ部16が順次設け
られている。スピンドライ部16の後段には、処理済の
半導体ウエハWを収容したカセットが搬出されるアンロ
ーディング部17が設けられている。
【0012】ローディング部11からOFR槽15の側
面部には、ローディング部11ないしOFR槽15の間
で複数枚の半導体ウエハWを保持しかつ運搬する第1ロ
ボット18が設けられている。また、OFR槽15およ
びスピンドライ部16の間には、OFR槽15およびス
ピンドライ部16の間で複数枚の半導体ウエハWを保持
しかつ運搬する第2ロボット19が設けられている。さ
らに、スピンドライ部16およびアンローダー部17の
間で複数枚の半導体ウエハWを保持しかつ運搬する第3
ロボット20が設けられている。
【0013】図2は、図1に示す半導体装置10の第1
薬液槽12〜OFR槽15の部分を示す斜視図である。
図2に示すように、第1薬液槽12、第2薬液槽13、
QDR槽16およびOFR槽15が順次配列されてい
る。第1薬液槽12〜OFR槽15に沿って搬送用の第
1ロボット18が設けられている。第1ロボット18
は、半導体ウエハ保持手段21を昇降自在に支持してい
る。半導体ウエハ保持手段21の先端部には、複数の半
導体ウエハWを一体として保持するチャック22が開閉
自在に取り付けられている。
【0014】以下、上述のような半導体ウエハ洗浄装置
10を用いて、半導体ウエハWの表面に形成されたレジ
ストを除去する場合について説明する。第1に、第1ロ
ボット18は、ローディング部11へ移動する。次に、
半導体ウエハ保持手段21を下降させ、半導体ウエハ保
持手段21の先端部に取り付けられたチャック22を閉
じて、複数枚の半導体ウエハWを一体として保持する。
この後、半導体ウエハ保持手段21を上昇させる。
【0015】第2に、半導体ウエハWを保持した第1ロ
ボット18は、図3(A)に示すように、第1薬液槽1
2の位置まで移動する。次に、半導体ウエハ保持手段2
1を下降させて、図3(B)に示すように、半導体ウエ
ハWを第1薬液槽12に収容された硫酸過水31に侵入
させる。半導体ウエハWをチャック22を閉じて保持し
たままの状態で60秒間維持して、半導体ウエハWに硫
酸過水31を作用させる。
【0016】60秒間経過後、図3(C)に示すよう
に、チャック22を開き、半導体ウエハWを第1薬液槽
12の内部にほぼ水平に設けられた1対のウエハガイド
32,33の上に載置する。この状態でさらに540秒
間維持して、半導体ウエハWに硫酸過水を作用させる。
この結果、半導体ウエハWの表面上に形成されたレジス
トの大半が除去される。
【0017】半導体ウエハWをウエハガイド32,33
に移し替えた後の半導体ウエハ保持手段21は、図3
(D)に示すように、硫酸過水31から引き上げられ、
第1薬液槽12の上方で待機させるか、他の第2薬液槽
13〜15での処理を行なわせる。
【0018】540秒経過後、半導体ウエハ保持手段2
1のチャック22を、図3(E)に示すように、再び硫
酸過水31中に下降させる。次に、図3(F)に示すよ
うに、チャック22を閉じて半導体ウエハWを保持す
る。この後、図3(G)に示すように、半導体ウエハ保
持手段21を上昇させて、チャック22により保持され
た半導体ウエハWを硫酸過水31から引き上げる。
【0019】第3に、第2薬液槽13において、硫酸過
水による2回目の洗浄処理を行う。この処理では、半導
体ウエハWの表面には、レジストが若干残っている程度
であるため、硫酸過水31とレジストとの反応は穏やか
であり、半導体ウエハWが動いて破損を生じるおそれは
少ない。従って、この第2薬液槽13での洗浄処理は、
通常のプロセスに従って行うことができる。具体的に
は、半導体ウエハWを保持した第1ロボット18は、第
2薬液槽13の位置まで移動する。次に、半導体ウエハ
保持手段21を下降させて、半導体ウエハWを第2薬液
槽13に収容された硫酸過水31に挿入する。直ちに、
半導体ウエハWを半導体ウエハ保持手段21から第2薬
液槽13の中に設けられた1対のウエハガイドに移し替
える。この状態で600秒間維持して、半導体ウエハW
に硫酸過水を作用させる。この結果、半導体ウエハWの
表面上に形成されたレジストが実質的に全て除去され
る。
【0020】600秒経過後、半導体ウエハ保持手段2
1のチャック22を閉じて半導体ウエハWを保持する。
この後、半導体ウエハ保持手段21を上昇させて、半導
体ウエハWを硫酸過水から引き上げる。
【0021】第4に、第1ロボット18は、QDR槽1
4の位置まで移動する。次に、半導体ウエハ保持手段2
1を下降させて、半導体ウエハWをQDR槽14に挿入
する。ここでは、常法に従って、クイックダンプリンス
(QDR)を行う。QDR処理終了後、半導体ウエハ保
持手段21を上昇させて、半導体ウエハWをQDR槽1
4から引き上げる。
【0022】第5に、第1ロボット18は、OFR槽1
5の位置まで移動する。次に、半導体ウエハ保持手段2
1を下降させて、半導体ウエハWをOFR槽15に挿入
する。ここでは、常法に従って、オーバーフローリンス
(OFR)を行う。QDRおよびOFR処理により、半
導体ウエハWの表面に残留した硫酸過水およびレジスト
の残渣等が取り除かれる。OFR処理終了後、第2ロボ
ット19は、OFR槽15の位置まで移動する。第2ロ
ボット19の半導体ウエハ保持手段を下降させて、半導
体ウエハ保持手段のチャックにより半導体ウエハWを保
持し、OFR槽15から引き上げる。
【0023】第6に、第2ロボット19は、スピンドラ
イ部16まで移動する。次に、半導体ウエハ保持手段を
下降させて、半導体ウエハWをスピンドライ部16の半
導体ウエハ固定機構に固定し、半導体ウエハWを回転さ
せることにより、半導体ウエハWを乾燥させる。
【0024】乾燥終了後、第3ロボット20は、スピン
ドライ部16の位置まで移動する。第3ロボット20の
半導体ウエハ保持手段を下降させて、スピンドライ部1
6の半導体ウエハ固定機構から半導体ウエハWを移し取
り、スピンドライ部16から半導体ウエハWを引き上げ
る。
【0025】第7に、第3ロボット20は、アンローデ
ィング部17まで移動する。第3ロボット20は、保持
した半導体ウエハWをカセットに挿入し、移載する。こ
の後、複数枚の半導体ウエハWを収容したカセットは他
の処理工程へ搬出される。
【0026】以上説明した半導体ウエハWの洗浄方法に
よれば、第1薬液槽12におけるレジストの除去工程に
おいて、半導体ウエハWを半導体ウエハ保持手段21の
チャック22で保持した状態で所定時間(60秒間)半
導体ウエハWに対して硫酸過水31を作用させている。
これにより、硫酸過水31と半導体ウエハWの表面に形
成されたレジストが激しく反応して発泡を起こすが、半
導体ウエハWは半導体ウエハ保持手段21により強固に
保持されているので、半導体ウエハWが動くのを防止で
きる。半導体ウエハWを半導体ウエハ保持手段21のチ
ャック22で保持した状態ででの処理時間は、特に限定
されるものではなく、薬液と半導体ウエハWまたは半導
体ウエハWの表面に形成された薄膜との反応が穏やかに
なるのに必要な時間よりも長い時間であればよい。従っ
て、この処理時間は、薬液と半導体ウエハWまたは薄膜
との反応性に依存して延長または短縮される。
【0027】この後、半導体ウエハWを半導体ウエハ保
持手段21から、第1薬液槽12内に設けられたウエハ
ガイド32,33へ移載し、さらに所定時間、すなわち
従来の第1薬液槽12における洗浄処理に必要な時間
(本実施例では600秒)の残りの時間(本実施例では
540秒)半導体ウエハWに対して硫酸過水31を作用
させて処理を完了させる。硫酸過水31と半導体ウエハ
または薄膜の反応は浸漬当初は激しく行われるが、一定
時間(本実施例では60秒)が経過すると緩やかにな
る。このため、半導体ウエハWをウエハガイド32、3
3に移し替えて残りの処理を行っても、半導体ウエハW
の破損を生じることなく、半導体ウエハWの洗浄を行う
ことができる。また、この方法によれば、既存のウエハ
洗浄装置においてウエハ洗浄プロセスのレシピ(または
プログラム)を変更するだけで、半導体ウエハWの破損
を防止できる。
【0028】本発明の効果を確認するために、上述の洗
浄方法に従って、5000枚(100ラン)の半導体ウ
エハWに対してレジストの除去を行ったが、発泡の発生
はあるものの半導体ウエハWは動くことはなく、搬送完
了後も半導体ウエハWの破損は全く生じなかった。
【0029】以上説明した実施例では、硫酸過水により
レジストを除去する場合について説明したが、有機溶剤
系による反応生成物、レジストを除去する場合にも、半
導体ウエハWの破損を防止することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体ウ
エハの洗浄方法は、半導体ウエハを保持手段で保持した
状態で所定時間半導体ウエハに対して薬液を作用させ
る。これにより、薬液と半導体ウエハまたは半導体ウエ
ハの表面に形成された薄膜が激しく反応しても、半導体
ウエハは保持手段により保持されているので、激しい反
応により半導体ウエハが動くのを防止できる。この結
果、半導体ウエハの洗浄工程において半導体ウエハの破
損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体ウエハの洗浄方法の一例に用い
られるウエハ洗浄装置を示す概略図。
【図2】図1に示すウエハ洗浄装置の要部を示す斜視
図。
【図3】(A)〜(G)は、本発明の半導体ウエハの洗
浄方法における第1薬液槽での処理工程を夫々示す概略
図。
【図4】従来のカセットレス式ウエハ洗浄装置における
薬液中でウエハを固定した状態を示す斜視図。
【図5】図4に示すカセットレス式ウエハ洗浄装置のウ
エハガイドの要部を示す斜視図。
【符号の説明】
10…ウエハ洗浄装置、11…ローディング部、12…
第1薬液槽、13…第2薬液槽、14…QDR槽、15
…OFR槽、16…スピンドライ部、17…アンローデ
ィング部、18…第1ロボット、19…第2ロボット、
20…第3ロボット、21…半導体ウエハ保持手段、2
2…チャック、31…硫酸過水、32,33…ウエハガ
イド。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 H01L 21/68 N

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つの処理槽と、複数枚の半
    導体ウエハを直接保持する保持手段と、前記保持手段を
    前記処理槽に搬送する搬送手段と、前記処理槽内に設け
    られた前記半導体ウエハを固定する固定手段とを有し、
    前記半導体ウエハを前記固定手段に保持した状態で洗浄
    処埋する半導体洗浄装置を用いて前記半導体ウエハの洗
    浄を行う半導体ウエハ洗浄方法であって、 前記半導体ウエハを前記保持手段で保持する工程と、 前記半導体ウエハを前記保持手段で保持した状態で前記
    処理槽に収容した薬液中に浸漬する工程と、 前記半導体ウエハを前記保持手段で保持した状態で所定
    時間前記半導体ウエハに対して前記薬液を作用させる工
    程と、 その後前記半導体ウエハを前記保持手段から前記固定手
    段へ移載し、さらに所定時間前記半導体ウエハに対して
    前記薬液を作用させる工程と、 前記半導体ウエハを前記固定手段から前記保持手段へ移
    載し、前記半導体ウエハを前記薬液から取り出す工程と
    を具備することを特徴とする半導体ウエハの洗浄方法。
  2. 【請求項2】 薬液が半導体ウエハに作用して発泡を生
    じるものである請求項1記載の半導体ウエハの洗浄方
    法。
  3. 【請求項3】 薬液が硫酸および過酸化水素水の混合液
    である請求項1または2に記載の半導体ウエハの洗浄方
    法。
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WO2021144982A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22 東邦化成株式会社 薬液処理装置

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