JPH09199467A

JPH09199467A - 洗浄装置及びその方法

Info

Publication number: JPH09199467A
Application number: JP8005711A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kuroda; 健黒田; Itaru Sugano; 至菅野
Original assignee: Renesas Semiconductor Engineering Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Semiconductor Engineering Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1997-07-31
Also published as: US5746233A

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄液の洗浄性が失われることを抑制する洗
浄装置及びその方法を得る。【解決手段】循環ポンプ５はヒーター６，フィルター
７，オーバーフロー洗浄槽２の順に洗浄液３を循環させ
る。洗浄液３は徐々に蒸発する。一方、水供給器１０は
チューブ８を介してオーバーフロー洗浄槽２に水を供給
する。アミン類供給器１１はチューブ９を介してオーバ
ーフロー洗浄槽２にアミン類を供給する。制御装置１２
は供給する水，アミン類の量を調節する。従って、洗浄
部５０の水，アミン類の量は動作開始から時間が経過し
ても、水，アミン類の量は減少することが抑制され、洗
浄液３の洗浄性が失われることが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハの
表面を洗浄液を用いて洗浄する洗浄装置及びその方法に
関し、特に洗浄液の特性を利用して洗浄する洗浄装置及
びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来の水及びアミン類を用いた
半導体ウエハの洗浄装置を示す図である。図１３におい
て、１は半導体ウエハ、２は半導体ウエハ１を納置して
半導体ウエハ１を洗浄するための洗浄槽であるオーバー
フロー洗浄槽、３は半導体ウエハ１を洗浄するための主
として水及びアミン類を含む洗浄液、４は洗浄液３を循
環するための循環ライン、５は洗浄液３を循環するため
の循環手段である循環ポンプ、６は洗浄液３の温度を調
節するための温度調節手段であるヒーター、７は洗浄液
３をフィルタリングするためのフィルターである。

【０００３】次に構成について説明する。循環ポンプ５
の一端は循環ライン４を介してヒーター６の一端に接続
されている。ヒーター６の他端は循環ライン４を介して
フィルター７の一端に接続されている。フィルター７の
他端は循環ライン４を介してオーバーフロー洗浄槽２に
接続されている。循環ポンプ５の他端は循環ライン４を
介してオーバーフロー洗浄槽２に接続されている。

【０００４】次に動作について説明する。循環ポンプ５
は洗浄液３をヒーター６，フィルター７続いてオーバー
フロー洗浄槽２の順に循環する。ヒーター６は洗浄液３
の昇温を行って洗浄液３の温度を調節する。洗浄液３は
有機物を溶解する。一方、半導体ウエハ１の表面にはレ
ジスト等の有機物であるエッチング残渣物が付着してい
る。従って、洗浄液３が循環する際に半導体ウエハ１の
表面に付着しているエッチング残渣物が洗浄液３に溶解
する。その結果、半導体ウエハ１の洗浄が行われる。な
お、動作開始時は、水及びアミン類の洗浄液３に対する
濃度は、洗浄液３が半導体ウエハ１を良好に洗浄できる
洗浄性を有する濃度に混合されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
洗浄装置は以上のように構成されているため、洗浄装置
の動作開始時から時間が経過するに従い、洗浄液３の昇
温及び循環によって洗浄液３に含まれる水やアミン類が
急速に蒸発する。従って、水やアミン類が蒸発すること
によって、洗浄液３の洗浄性が失われるという問題点が
あるため、半導体ウエハ１の表面に付着しているエッチ
ング残渣物が洗浄されない。また、洗浄液３が洗浄性を
失うと全ての洗浄液３を有する新しい洗浄液３と交換し
なければならない。

【０００６】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであり、動作開始時から時間が経過し
ても洗浄液の洗浄性が失われることを抑制する洗浄装置
及びその方法を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
課題解決手段は、洗浄液を用いてウエハを洗浄する洗浄
部と、前記洗浄液の使用時間と前記洗浄液の量との関係
を示す特性曲線に基づいて、前記使用時間の経過に伴っ
て減少した量の前記洗浄液を前記洗浄部に供給する供給
部とを備える。

【０００８】本発明の請求項２に係る課題解決手段にお
いて、前記洗浄液は、複数の溶液を含み、前記特性曲線
は前記複数の溶液にそれぞれ対応する複数の特性曲線を
含み、前記供給部は、前記複数の溶液のうち、前記溶液
の量が減少して前記洗浄液の洗浄性を失わせる量に達す
る前記使用時間の最も小さい前記溶液を前記洗浄部に供
給する供給手段を含む。

【０００９】本発明の請求項３に係る課題解決手段にお
いて、前記複数の溶液は、水とアミン類とを含む。

【００１０】本発明の請求項４に係る課題解決手段にお
いて、前記洗浄部は、前記ウエハを前記洗浄液によって
洗浄するための洗浄槽と、前記洗浄液をフィルタリング
するためのフィルターと、前記洗浄槽の洗浄液を前記フ
ィルターを通して前記洗浄槽に再び戻すための循環手段
と、前記洗浄液の温度を調節する温度調節手段とを含
み、前記供給部は、前記洗浄槽に前記水を供給するため
の水供給手段と、前記水供給手段を制御して前記水の供
給する量を調節するための制御手段とを備える。

【００１１】本発明の請求項５に係る課題解決手段にお
いて、前記供給部は、前記洗浄槽に前記アミン類を供給
するためのアミン類供給手段をさらに備え、前記制御手
段は、前記水供給手段と前記アミン類供給手段とを制御
して前記水，前記アミン類の供給する量を調節する。

【００１２】本発明の請求項６に係る課題解決手段にお
いて、前記供給部は、前記洗浄液の重量を測定する重量
測定手段をさらに備え、前記重量測定手段の測定結果に
よっても前記洗浄液を供給する。

【００１３】本発明の請求項７に係る課題解決手段にお
いて、前記供給部は、前記洗浄液の濃度を測定する重量
測定手段をさらに備え、前記濃度測定手段の測定結果に
よっても前記洗浄液を供給する。

【００１４】本発明の請求項８に係る課題解決手段は、
水，アミン類，それ以外の溶液を含む洗浄液と、前記洗
浄液を用いてウエハを洗浄する洗浄部と、前記洗浄液の
重量を測定する重量測定手段と、前記重量測定手段が測
定した前記洗浄液の重量に応じて、前記洗浄液に含まれ
る水，アミン類，それ以外の溶液のうち、少なくとも水
を前記洗浄部に供給する供給部とを備える。

【００１５】本発明の請求項９に係る課題解決手段は、
ウエハを準備する第１のステップと、前記ウエハを水及
びアミン類を含む洗浄液によって洗浄する第２のステッ
プと、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液の使
用時間と前記洗浄液の量との関係を示す特性曲線に基づ
いて、少なくとも水を供給する第３のステップとを備え
る。

【００１６】本発明の請求項１０に係る課題解決手段に
おいて、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液の
重量を測定する第４のステップと、前記第４のステップ
において測定した前記洗浄液の重量に応じて少なくとも
水を供給する第５のステップとをさらに備える。

【００１７】本発明の請求項１１に係る課題解決手段
は、ウエハを準備する第１のステップと、前記ウエハを
水及びアミン類を含む洗浄液によって洗浄する第２のス
テップと、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液
の重量を測定する第３のステップと、前記第３のステッ
プにおいて測定した前記洗浄液の重量に応じて少なくと
も水を供給する第４のステップとを備える。

【００１８】本発明の請求項１２に係る課題解決手段
は、ウエハを準備する第１のステップと、前記ウエハを
水及びアミン類を含む洗浄液によって洗浄する第２のス
テップと、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液
の濃度を測定する第３のステップと、前記第３のステッ
プにおいて測定した前記洗浄液の濃度に応じて少なくと
も水を供給する第４のステップとを備える。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１における水
及びアミン類を用いた半導体ウエハの洗浄装置を示す図
である。図１において、８は水（純水）を添加するため
のチューブ、９はアミン類（有機アミン類）を添加する
ためのチューブ、１０はチューブ８を介して水をオーバ
ーフロー洗浄槽２に供給するための供給手段であり水供
給手段でもある水供給器、１１はチューブ９を介してア
ミン類を供給するためのアミン類供給手段であるアミン
類供給器、１２は水供給器１０及びアミン類供給器１１
を制御して水，アミン類の供給する量を調節するための
制御手段である制御装置、その他の符号は図１中の符号
に対応している。

【００２０】次に構成について説明する。水供給器１０
の一端は水が供給される。水供給器１０の他端はチュー
ブ８を介してオーバーフロー洗浄槽２に接続されてい
る。アミン類供給器１１の一端はアミン類が供給され
る。アミン類供給器１１の他端はチューブ９を介してオ
ーバーフロー洗浄槽２に接続されている。水供給器１０
及びアミン類供給器１１は制御装置１２に接続されてい
る。その他の構成は図１３に示す洗浄装置の構成と同様
である。また、制御装置１２は洗浄装置の動作開始から
の時間（経過時間）を計測するためのタイマを内蔵して
いる。

【００２１】半導体ウエハ１，オーバーフロー洗浄槽
２，洗浄液３，循環ライン４、循環ポンプ５、ヒーター
６、フィルター７より洗浄部５０を構成する。チューブ
８，チューブ９，水供給器１０，アミン類供給器１１，
制御装置１２より供給部６０を構成する。

【００２２】図２は動作開始時からの使用時間と洗浄液
３に含まれる溶液である水，アミン類の量との関係を示
す特性曲線を示す図である。横軸は動作開始時からの使
用時間、縦軸は水，アミン類の量（単位：リットル）を
示す。洗浄液３は水，アミン類，その他の溶液で構成さ
れている。水及びアミン類は蒸発するが、その他の溶液
は蒸発しない。水の量は動作開始時付近において減少が
大きいが、時間が経過するにつれ、徐々に減少が小さく
なる。アミン類の量は動作開始時から、ほぼ一定の割合
で蒸発する。

【００２３】なお、動作開始時の水及びアミン類の量は
エッチング残渣物の良好な洗浄性を有する量に混合され
ている。例えば、動作開始時の水の量Ｌ４は洗浄液３全
体の量の５０パーセント以下、アミン類の量Ｌ６は洗浄
液３全体の量の５０パーセント以上に混合する。また、
洗浄液３の温度は６５度に調整する。

【００２４】次に、洗浄液３が洗浄性を有するに至る過
程を説明する。まず、水及びアミン類を混合すると、ア
ミン類のイオン化（水酸イオンの形成）が進む。このイ
オン化したアミン類がエッチング残渣物等を分解するこ
とで、洗浄液３が洗浄性を有するに至る。このように洗
浄液３は以上の複数の溶液を混合して初めてエッチング
残渣物等の洗浄性が生じる。

【００２５】従って、洗浄液３の洗浄性は、水，アミン
類の量に依存する。よって、あまりにも水の量が低い
と、洗浄液３の洗浄性は失われるため、水の量は洗浄液
３が洗浄性を有することのできる最低限の量の下限値Ｌ
２を有する。アミン類の量も同様に洗浄液３が洗浄性を
有することのできる最低限の量の下限値Ｌ１を有する。
従って、洗浄液３が洗浄性を有するためにはこれら２つ
の下限値Ｌ１，Ｌ２以上の量を有する必要がある。な
お、水の量が下限値Ｌ２に達する使用時間をｔ２、アミ
ン類の量が下限値Ｌ１に達する使用時間をｔ３とする。

【００２６】一方、あまりにも水及びアミン類の量が高
いと、洗浄性が高くなりすぎ、最悪の場合は、半導体ウ
エハ１のメタル（Ａｌ等）も溶解してしまう。従って、
水の量は洗浄液３がエッチング残渣物のみの洗浄性を有
する量の上限値Ｌ５を有する。この水の量をこの上限値
Ｌ５以下に押えることで、アミン類のイオン化を抑制し
て洗浄液３がエッチング残渣物のみの洗浄性を有する。

【００２７】従って、特に水及びアミン類の量は上述の
下限値Ｌ１，Ｌ２以上に保つ必要があり、水はさらに上
限値Ｌ５以下に保つ必要がある。

【００２８】また、動作開始時の水の量Ｌ４を１００パ
ーセントとすると下限値Ｌ２は１８パーセントである。

【００２９】次に、図１に示す洗浄装置の動作に説明す
る。洗浄装置の動作とは、洗浄部５０の動作及び供給部
６０の動作からなる。まず、洗浄部５０の動作について
説明する。洗浄部５０の初期状態として、動作開始前に
洗浄液３の水，アミン類の量を図２に示す動作開始時に
おける量Ｌ４，Ｌ６に混合しておく。

【００３０】次に、洗浄装置が動作を開始すると、循環
ポンプ５は洗浄液３をヒーター６，フィルター７，オー
バーフロー洗浄槽２，再びヒーター６の順に循環する。
ヒーター６は洗浄液３の昇温を行って洗浄液３の温度を
例えば上述の６５度に保つ。洗浄液３はエッチング残渣
物を溶解する。一方、半導体ウエハ１の表面にはレジス
ト等のエッチング残渣物が付着している。従って、洗浄
液３が循環する際に半導体ウエハ１の表面に付着してい
るエッチング残渣物が洗浄液３に溶解する。その結果、
半導体ウエハ１の洗浄が行われる。また、動作開始時か
ら時間が経過するに従い、洗浄液３の昇温及び循環によ
って図２に示す特性曲線に従って洗浄液３に含まれる水
やアミン類が蒸発する。また、半導体ウエハ１が洗浄さ
れれば、その洗浄された半導体ウエハ１を次の洗浄すべ
き半導体ウエハ１と交換する。そして、所望の全ての半
導体ウエハ１が洗浄できれば、洗浄部５０の動作を終了
する。

【００３１】次に、供給部６０の動作について説明す
る。図３は本実施の形態における洗浄装置の供給部６０
の動作を示すフローチャートである。まず、ステップ１
００を参照して、供給部６０の初期状態として、制御装
置１２が内蔵するタイマの経過時間を０に設定してお
く。また、制御装置１２は図２に示す特性曲線に基づい
て、チューブ９及び水供給器１０を制御して水，アミン
類をオーバーフロー洗浄槽２に供給するように設定して
おく。

【００３２】次に、ステップ１０１を参照して、洗浄装
置（洗浄部５０）が動作を開始する。洗浄装置が動作を
開始すると共に、ステップ１０２を参照して、制御装置
１２が内蔵するタイマは、洗浄装置の動作開始からの経
過時間の計測を開始する。次にステップ１０３を参照し
て経過時間が使用時間ｔ２であるか否かを判断する。経
過時間が使用時間ｔ２でなければ、自己のステップ１０
３に戻る。

【００３３】経過時間が使用時間ｔ２に達すると、ステ
ップ１０４を参照して、制御装置１２は経過時間に使用
時間ｔ１を代入する。それと共に、制御装置１２は水供
給器１０，アミン類供給器１１を制御してオーバーフロ
ー洗浄槽２に対する水，アミン類の供給を開始する。そ
の供給する水の量は、図２に示す使用時間ｔ１における
水の量から使用時間ｔ２における水の量を引いた量であ
る。また、供給するアミン類の量は図２に示す使用時間
ｔ１におけるアミン類の量から使用時間ｔ２におけるア
ミン類の量を引いた量である。

【００３４】次に、ステップ１０２を参照して、制御装
置１２が内蔵するタイマは、その使用時間ｔ１からの経
過時間の計測を開始する。以後、ステップ１０１〜１０
４によるループを繰り返す。そして、洗浄部５０におい
て、所望の全ての半導体ウエハ１が洗浄できて、洗浄部
５０の動作が終了すると、その時点で供給部６０の動作
も終了する。洗浄部５０及び供給部６０の動作が終了す
ることで洗浄装置の動作が終了する。

【００３５】このように、洗浄部５０では、使用時間が
経過するに従い、水，アミン類が減少する。一方供給部
６０では、図２に示す特性曲線に基づいて減少した量の
水，アミン類を洗浄部５０に供給する。従って、洗浄部
５０の水，アミン類の量は動作開始から時間が経過して
も、アミン類の量は下限値Ｌ１以上に保たれ、水の量は
下限値Ｌ２以上、上限値Ｌ５以下に保たれる。

【００３６】本実施の形態では、供給部６０が洗浄液３
の特性曲線に応じて洗浄液３を供給するため、洗浄部５
０における洗浄液３の洗浄性を制御できる。例えば、ア
ミン類の量は下限値Ｌ１以上に保たれ、水の量は下限値
Ｌ２以上、上限値Ｌ５以下に保たれるため、動作開始時
から時間が経過しても洗浄液３の洗浄性が失われること
を抑制できるように洗浄液３の洗浄性を制御できる。

【００３７】なお、ステップ１０３において経過時間と
使用時間ｔ２と比較しているが、その使用時間ｔ２に変
えて、使用時間ｔ１から使用時間ｔ２までの使用時間と
比較してもよい。また、ステップ１０３において、経過
時間と使用時間ｔ２後の使用時間ｔｘと比較してもよい
が、使用時間ｔ２後から使用時間ｔｘでの間は、洗浄液
３の洗浄性が失われているため、やはり、使用時間ｔ２
以前の使用時間と比較することが望ましい。また、使用
時間ｔ１は使用時間ｔ２以前であればよい。

【００３８】実施の形態２．次に実施の形態２について
説明する。図２に示すように、水の量はアミン類より量
の減少が大きく、水の量が下限値Ｌ２に達する使用時間
ｔ２はアミン類の量が下限値Ｌ１に達する使用時間ｔ３
より小さい。従って、洗浄液３の洗浄性は、使用時間ｔ
２において失われる。

【００３９】このように、洗浄液３の洗浄性は、アミン
類の量よりも水の量による依存性の方が大きい。特に、
動作開始時における水の量が小さければ直ぐに使用時間
ｔ２に達するため、動作開始時における水の量が少ない
ほど、水による依存性が大きくなる。従って、少なくと
も使用時間ｔ２を大きくすれば、動作開始時から洗浄性
がなくなるまでの洗浄液３の寿命が長くなる。このよう
に使用時間ｔ２を大きくして洗浄液３の寿命を長くする
手法を以下に説明する。

【００４０】本実施の形態における洗浄装置の構成は、
図２に示す洗浄装置の構成と同様である。但し、水供給
器１０は医療用等に用いられるいわゆるチューブポンプ
を用いる。また、チューブ９及びアミン類供給器１１は
取り外す。

【００４１】次に、本実施の形態における洗浄装置の動
作について洗浄部５０と供給部６０に分けて説明する。
まず、洗浄部５０の動作は実施の形態１における動作と
同様である。

【００４２】次に、供給部６０の動作について説明す
る。図４は本実施の形態における洗浄液３に含まれる
水，アミン類，その他の溶液の各量の変化を示す図であ
る。図５は本実施の形態における洗浄装置の供給部６０
の動作を示すフローチャートである。

【００４３】まず、ステップ２００を参照して、供給部
６０の初期状態として、制御装置１２が内蔵するタイマ
の経過時間を０に設定しておく。また、制御装置１２は
図２に示す特性曲線に基づいて、水供給器１０を制御し
て水をオーバーフロー洗浄槽２に供給するように設定し
ておく。また、水の供給開始時（図４では０）を設定し
ておく。

【００４４】次に、ステップ２０１はステップ１０１と
同様である。

【００４５】次に、ステップ２０２はステップ１０２と
同様である。

【００４６】次に、ステップ２０３を参照して経過時間
が水の供給開始時であるか否かを判断する。経過時間が
水の供給開始時でなければ、自己のステップ２０３に戻
る。なお、本実施の形態では水の供給開始時は０に設定
しているため、次にステップ２０３を通過してステップ
２０４に移る。

【００４７】経過時間が水の供給開始時に達すると、ス
テップ２０４を参照して、水の供給を開始する。水は連
続的に常に供給し続ける。その微小時間当たりの供給す
る水の量は、図２の水の特性曲線において、水の供給開
始時（図４では０）における使用時間の微少変化に対す
る水の微少変化量以下の量を供給する。図４に示す水の
特性曲線は図２に示す水の特性曲線に比べれば、ほぼ一
定値Ｌ４を保とうとする。図４において水の特性曲線が
右下がりなのは、水の供給量を上述の微小変化量未満の
量を供給しているためである。微小変化量未満の量を供
給することにより、水の量を上限値Ｌ５以下に抑えるこ
とができる。

【００４８】次にステップ２０５を参照して、経過時間
が使用時間ｔ３であるか否かを判断する。経過時間が使
用時間ｔ３でなければ、自己のステップ２０５に戻る。

【００４９】経過時間が使用時間ｔ３に達すると、ステ
ップ２０６を参照して、洗浄装置を一時的に停止して、
洗浄部５０の洗浄液３を洗浄性を有する新しい洗浄液３
に交換する。その洗浄性を有する洗浄液３に含まれる各
溶液（水，アミン類，その他の溶液）の量は初期状態に
おける各溶液の量と同じである。次に、ステップ２０７
を参照して、制御装置１２が内蔵するタイマの経過時間
を０に設定しておく。次に、ステップ２０１を参照し
て、洗浄装置の動作を開始する。以後、ステップ２０１
〜２０７からなるループを繰り返す。そして、洗浄部５
０において、所望の全ての半導体ウエハ１が洗浄でき
て、洗浄部５０の動作が終了すると、その時点で供給部
６０の動作も終了する。洗浄部５０及び供給部６０の動
作が終了することで洗浄装置の動作が終了する。

【００５０】このように、洗浄部５０では、使用時間が
経過するに従い、水，アミン類が減少する。一方供給部
６０では、図２に示す特性曲線に基づいて減少した量の
水を使用開始時から連続的に供給し続けることで、図４
に示すように、水の下限値における使用時間ｔ４はｔ３
より大きくなる。よって、洗浄液３の洗浄性を有する期
間はｔ３−ｔ２の分だけ長くなる。

【００５１】本実施の形態では、水のみを連続的に供給
するだけでも、洗浄液３の洗浄性を有する期間が長くな
り、動作開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄性が
早期に失われることを抑制できる。

【００５２】なお、図４では水の供給開始時を０とした
が、水の供給開始時は使用時間ｔ２以前であればよい。
しかし、水の供給開始時を０に近づけるほど、経過時間
が経過しても常に洗浄部５０の水の量は初期状態におけ
る水の量に近づき、水の量の安定性も増す。

【００５３】また、本実施の形態における供給部６０は
実施の形態１における供給部６０の特殊な場合である。
即ち、実施の形態１において、ｔ２をｔ１に近づけ、制
御装置１２によってアミン類の供給を行わず、図５に示
すフローチャートで動かせば、本実施の形態における供
給部６０と同様の動作をする。

【００５４】また、さらにアミン類をアミン類の特性曲
線に基づいて供給してもよい。アミン類を供給すること
により、さらに洗浄液３の洗浄性を有する期間は長くな
る。この場合は、チューブ９及びアミン類供給器１１を
備える。

【００５５】実施の形態３．本実施の形態における洗浄
装置の構成は、図２に示す洗浄装置の構成と同様であ
る。但し、制御装置１２は後述する水供給開始時を測定
するための水供給期間用タイマをさらに含む。チューブ
９及びアミン類供給器１１は取り外す。また、本実施の
形態では、一定量の水を貯めておくための定量タンク
（図示せず）の一端に水が流入し、定量タンクの他端か
ら流出する水を水供給器１０に供給する。

【００５６】次に、本実施の形態における洗浄装置の動
作について説明する。本実施の形態における洗浄装置の
主たる動作は実施の形態２における洗浄装置の動作と同
様である。図６は本実施の形態における洗浄液３に含ま
れる水，アミン類，その他の溶液の各量の変化を示す図
である。実施の形態２では、水を連続的に供給し続けて
いたが、本実施の形態では図５に示すように断続的に供
給し続ける。即ち、本実施の形態の洗浄装置の主たる動
作は、図５に示すフローチャートと同様であるが、異な
る部分は、ステップ２０４の水の供給の動作が異なる。

【００５７】図７はステップ２０４の水の供給の動作を
詳細に説明するフローチャートである。

【００５８】まず、図５に示すステップ２０４に移る
と、その後、ステップ２０５に移ると同時にステップ３
００にも進む。次に、ステップ３００を参照して、水供
給期間用タイマに期間Ｔを代入する。そして、水供給期
間用タイマのカウントダウンを開始する。次に、ステッ
プ３０１を参照して、水供給期間用タイマの値が０であ
るか否かを判断する。水供給期間用タイマの値が０でな
ければ、自己のステップ３０１に戻る。

【００５９】水供給期間用タイマの値が０に達すると、
ステップ３０２を参照して、水の供給を開始する。その
供給する水の量は、図６に示す使用開始時における使用
開始時における水の量から現時点、即ち使用開始時から
Ｔ経過した時点における水の量を引いた変化量以下の量
である。その量の水は上述の定量タンクに貯えられ、水
供給器１０が定量タンクに貯えられた水をオーバーフロ
ー洗浄槽２に供給する。図６において水の特性曲線が右
下がりなのは、水の供給量を上述の変化量未満の量を供
給しているためである。変化量未満の量を供給すること
により、水の量を上限値Ｌ５以下に抑えることができ
る。

【００６０】その後、ステップ３００に移る。以上のス
テップ３００〜３０２のループを繰り返す。

【００６１】一方、図５に示すステップ２０５におい
て、経過時間が使用時間ｔ３に達すると、ステップ３０
０〜ステップ３０２の動作を終了する。

【００６２】このように、洗浄部５０では、使用時間が
経過するに従い、水，アミン類が減少する。一方供給部
６０では、図２に示す特性曲線に基づいて減少した量の
水を使用開始時から断続的に供給し続けることで、図６
に示すように、水の下限値における使用時間ｔ４はｔ３
より大きくなる。よって、洗浄液３の洗浄性を有する期
間はｔ３−ｔ２の分だけ長くなる。

【００６３】本実施の形態では、水のみを断続的に供給
するだけでも、洗浄液３の洗浄性を有する期間が長くな
り、動作開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄性が
早期に失われることを抑制できる。

【００６４】また、本実施の形態における供給部６０は
実施の形態１における供給部６０の特殊な場合である。
即ち、実施の形態１において、ｔ２をｔ１に近づけ、制
御装置１２によってアミン類の供給を行わず、図７に示
すフローチャートで動かせば、本実施の形態における供
給部６０と同様の動作をする。

【００６５】また、アミン類を水の供給と同様に供給し
てもよい。アミン類を供給することにより、さらに洗浄
液３の洗浄性を有する期間は長くなる。この場合は、チ
ューブ９及びアミン類供給器１１を備える。

【００６６】実施の形態４．図８は本発明の実施の形態
４における水及びアミン類を用いた半導体ウエハの洗浄
装置を示す図である。図８において、１３は水，アミン
類の重量を測るための重量測定手段である液重量セン
サ、その他の符号は図１中の符号に対応している。

【００６７】次に構成について説明する。液重量センサ
１３はオーバーフロー洗浄槽２下に設けられている。液
重量センサ１３は制御装置１２と接続されている。その
他の構成は図１に示す構成と同様である。但し、タイマ
は取り外す。また、液重量センサ１３は供給部６０に含
まれる。

【００６８】次に、本実施の形態における洗浄装置の動
作について洗浄部５０と供給部６０に分けて説明する。
まず、洗浄部５０の動作は実施の形態１における動作と
同様である。

【００６９】次に、供給部６０の動作について説明す
る。図９は本発明の実施の形態４における洗浄装置の供
給部６０の動作の一例を示すフローチャートである。

【００７０】まず、ステップ４００を参照して、供給部
６０の初期状態として、オーバーフロー洗浄槽２，水，
アミン類，その他の溶液それぞれの重量を制御装置が記
憶しておく。また、図２に示す使用時間ｔ２における
水，アミン類の合計の重量を必要重量として設定してお
く。

【００７１】次に、ステップ４０１はステップ１０１の
動作に加え、オーバーフロー洗浄槽２の重量の監視を開
始する。制御装置１２は液重量センサ１３が測定した重
量からオーバーフロー洗浄槽２とその他の溶液（水，ア
ミン類以外）との合計の重量を引くことにより水及びア
ミン類の合計の重量を検出する。以後、半導体ウエハ１
がオーバーフロー洗浄槽２内に納置されている間のみ
水，アミン類の重量の監視を行う。

【００７２】次に、ステップ４０２を参照して監視して
いる洗浄液３の必要重量と同じであるか否かを判断す
る。水及びアミン類の重量が必要重量と同じでなけれ
ば、自己のステップ４０２に戻る。

【００７３】水及びアミン類の重量が最低限必要な重量
と同じであれば、ステップ４０３を参照して、水の供給
を開始する。なお、水の供給量は、図２に示す特性曲線
において、動作開始時の水の量から水及びアミン類の重
量が最低限必要な重量と同じになった時点（図２に示す
経過時間ｔ２）の水の量を引いた量である。アミン類の
供給量も、図２に示す特性曲線において、動作開始時の
アミン類の量から上述の時点のアミン類の量を引いた量
（アミン類供給量）である。

【００７４】次に、再び、ステップ４０２を参照して監
視している洗浄液３の必要重量と同じであるか否かを判
断する。以後、ステップ４０２及び４０３を繰り返す。
そして、洗浄部５０において、所望の全ての半導体ウエ
ハ１が洗浄できて、洗浄部５０の動作が終了すると、そ
の時点で供給部６０の動作も終了する。洗浄部５０及び
供給部６０の動作が終了することで洗浄装置の動作が終
了する。

【００７５】このように、洗浄部５０では、使用時間が
経過するに従い、水，アミン類が減少する。一方供給部
６０では、図２に示す特性曲線に基づいて減少した量の
水，アミン類を洗浄部５０に供給する。従って、洗浄部
５０の水，アミン類の量は動作開始から時間が経過して
も、水及びアミン類の量は減少することなく一定に保た
れる。

【００７６】本実施の形態では、水及びアミン類の量は
一定に保たれ、動作開始時から時間が経過しても洗浄液
の洗浄性が失われることを抑制できる。また、液重量セ
ンサ１３を用いて直接洗浄液３の重量を測定することに
より、洗浄液３の量を正確に管理することができる。

【００７７】なお、水のみを供給してもよい。以下、水
のみを供給する場合の洗浄装置につにいて説明する。ま
ず、洗浄装置の構成について、制御装置１２タイマを設
ける。チューブ９及びアミン類供給器１１は取り外す。

【００７８】次に動作について説明する。洗浄装置の動
作は図９に示すフローチャートと主として同様である。
なお、初めてステップ４０２に移ってきた場合は、ステ
ップ４０２の必要重量は上述の重量でよいが、次にステ
ップ４０２に移ってきた場合は、アミン類を供給しない
ために、必要重量を修正する必要がある。ステップ４０
３において、上述の量の水のみを供給すると共に、必要
重量から上述のアミン類供給量を引いた量を必要重量と
する。また、ステップ４００において、さらにタイマが
計測する経過時間に０を代入しておく。ステップ４０１
において洗浄装置の動作を開始すると共にタイマによっ
て経過時間を測定し、経過時間が使用時間ｔ３に達する
と、洗浄装置を一時的に停止して、洗浄部５０の洗浄液
３を洗浄性を有する新しい洗浄液３に交換する。その洗
浄性を有する洗浄液３に含まれる各溶液（水，アミン
類，その他の溶液）の量は初期状態における各溶液の量
と同じである。交換後、ステップ４００から動作を開始
する。以後、ステップ４００〜４０３を繰り返す。そし
て、洗浄部５０において、所望の全ての半導体ウエハ１
が洗浄できて、洗浄部５０の動作が終了すると、その時
点で供給部６０の動作も終了する。洗浄部５０及び供給
部６０の動作が終了することで洗浄装置の動作が終了す
る。

【００７９】水のみを供給する場合でも、洗浄液３の洗
浄性を有する期間はｔ３−ｔ２の分だけ長くなる。

【００８０】実施の形態５．図１０は本発明の実施の形
態５における水及びアミン類を用いた半導体ウエハの洗
浄装置を示す図である。図１０において、１４は洗浄液
３の水あるいはアミン類の濃度を測るための濃度測定手
段である濃度センサ、その他の符号は図１中の符号に対
応している。

【００８１】次に構成について説明する。濃度センサ１
４の一端はオーバーフロー洗浄槽２中に設けられてい
る。濃度センサ１４の他端は制御装置１２と接続されて
いる。その他の構成は図１に示す構成と同様である。但
し、チューブ９及びアミン類供給器１１は無くてもよ
い。また、濃度センサ１４は供給部６０に含まれる。

【００８２】次に、本実施の形態における洗浄装置の動
作について説明する。本実施の形態における洗浄装置の
主たる動作は実施の形態３における洗浄装置の動作と同
様である。特に本実施の形態では、断続的に供給する水
の量は、濃度センサ１４に基づいて調整される。即ち、
本実施の形態の洗浄装置の主たる動作は、図５及び図７
に示すフローチャートと同様であるが、異なる部分は、
図７に示すステップ３０２の水の供給の動作が異なる。

【００８３】図１１はステップ３０２の水の供給の動作
を詳細に説明するフローチャートである。

【００８４】まず、図７に示すステップ３０２に移る
と、その後、ステップ３００に移ると同時にステップ５
００にも進む。次に、ステップ５００を参照して、濃度
センサ１４によって水の濃度を測定濃度として測定す
る。次に、ステップ５０１を参照して、水の供給を開始
する。その供給する水の量は、（必要水分濃度−測定濃度）×洗浄液３総容量／１００
（単位：リットル）である。なお、必要水分濃度は、図５に示すステップ２
００において予め設定しておく。

【００８５】このように、洗浄部５０では、使用時間が
経過するに従い、水，アミン類が減少する。一方供給部
６０では、濃度センサ１４が測定した濃度に基づいて計
算した量の水を使用開始時から断続的に供給すること
で、図６に示すように、水の下限値における使用時間ｔ
４はｔ３より大きくなる。よって、洗浄液３の洗浄性を
有する期間はｔ３−ｔ２の分だけ長くなる。

【００８６】本実施の形態では、濃度センサ１４を用い
て水のみを断続的に供給するだけでも、洗浄液３の洗浄
性を有する期間が長くなり、動作開始時から時間が経過
しても洗浄液の洗浄性が早期に失われることを抑制でき
る。また、濃度センサ１４を用いて直接洗浄液３の濃度
を測定することにより、洗浄液３の量を正確に管理する
ことができる。

【００８７】なお、濃度センサ１４はｐＨメーターでも
よい。図１２に水の濃度とｐＨとの関係を示す。ｐＨメ
ーターによってｐＨを測定する。制御装置１２は図１２
に示す水の濃度とｐＨとの関係を示す特性曲線に基づい
て、水の濃度を上述の測定濃度として測定する。なお、
図１２の横軸は、初期状態の時の水の量を１００パーセ
ントとしている。

【００８８】また、濃度センサ１４は酸化還元電位計で
もよい。酸化還元電位計によって得られる電位を測定す
る。制御装置１２は図１２に示す水の濃度とｐＨとの関
係を示す特性曲線と同様に、一対一に対応する水の濃度
と電位との関係を示す特性曲線に基づいて、水の濃度を
上述の測定濃度として測定する。

【００８９】また、アミン類を水の供給と同様に供給し
てもよい。アミン類を供給することにより、さらに洗浄
液３の洗浄性を有する期間は長くなる。

【００９０】実施の形態６．次に実施の形態６について
説明する。実施の形態１〜３では、供給部６０は図２に
示す特性曲線に基づいて、水やアミン類を供給する。従
って、洗浄部５０における半導体ウエハ１の交換と共に
洗浄液３の一部がオーバーフロー洗浄槽２から汲み取ら
れたり、その他の原因による急な洗浄液３の減少を予測
できない。この予測できない減少を無視して洗浄装置を
動作すると、最悪の場合、オーバーフロー洗浄槽２内に
は、洗浄液３がほとんど存在しなくなる。そこで、本実
施の形態では、その予測できない洗浄液３の減少の分を
補給する。

【００９１】本実施の形態における洗浄装置の構成は図
８に示す洗浄装置と同様である。次に動作について説明
する。本実施の形態における洗浄装置の動作は実施の形
態１，２あるいは３の動作に加えて、予測できない洗浄
液３の減少の分の補給を行う動作が加わる。以下にその
補給の動作を説明する。

【００９２】洗浄装置が動作中に洗浄液３の交換と共に
洗浄液３の一部がオーバーフロー洗浄槽２から汲み取ら
れる等の急な洗浄液３の減少が生じたとする。すると、
液重量センサ１３は急な洗浄液３の減少を計測する。な
お、洗浄液３の減少が急であるか否かの判断は、予め設
定した洗浄液３の減少の量より大きいか小さいかで判断
する。減少した洗浄液３の量がその予め設定した洗浄液
３の量より大きい場合は、洗浄液３の減少した水及びア
ミン類の量を供給する。

【００９３】急に減少した洗浄液３は当然、水，アミン
類，その他の溶液が含まれる。水及びアミン類の供給量
は、図２に示す特性曲線において、洗浄液３の減少が生
じた時点における水及びアミン類の液の量の比から求め
る。水，アミン類以外のその他の溶液は、極少量とみな
して供給しない。その他の溶液も供給するならば、制御
装置１２によって制御されるその他の溶液を供給するた
めの供給器をさらに設ける必要がある。

【００９４】本実施の形態では、予測できない洗浄液３
の減少の分の補給を行うことで、洗浄するために必要な
最適な洗浄液３の量を保つことができる。

【００９５】また、全ての実施の形態において、水及び
アミン類を含む洗浄液３場合を用いたが、その他の洗浄
液にも適用できる。なお、水及びアミン類を含む洗浄液
３は将来的に主流となる洗浄液であるため、その意味で
水及びアミン類を含む洗浄液３を用いて説明した。

【００９６】

【発明の効果】本発明請求項１によると、洗浄液の特性
曲線に応じて、洗浄液を供給することができ、例えば洗
浄装置の動作開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄
性が失われることを抑制できる等のように洗浄液の洗浄
性を制御できるという効果を奏す。

【００９７】本発明請求項２によると、洗浄液に含まれ
る全ての溶液を供給しなくても、一部の溶液を供給する
だけで、洗浄装置の動作開始時から時間が経過しても洗
浄液の洗浄性が早期に失われることを抑制できる洗浄装
置が得られるという効果を奏す。

【００９８】本発明請求項３によると、将来洗浄液の主
流となりつつある水とアミン類とを含む洗浄液に適用で
きるという効果を奏す。

【００９９】本発明請求項４によると、循環手段による
洗浄液の循環と温度調節手段による洗浄液の昇温とによ
って蒸発する洗浄液を、制御手段によって水の量を調整
しながら水供給手段によって水を洗浄槽に供給すること
で、洗浄装置の動作開始時から時間が経過しても洗浄液
の洗浄性が早期に失われることを抑制できるという効果
を奏す。

【０１００】本発明請求項５によると、制御手段によっ
てアミン類の量も調整しながらアミン類供給手段によっ
てアミン類を洗浄槽に供給することで、洗浄装置の動作
開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄性が失われる
ことを抑制できるという効果を奏す。

【０１０１】本発明請求項６によると、重量測定手段を
用いて直接洗浄液の重量を測定することにより、洗浄液
の量を正確に管理することができるという効果を奏す。

【０１０２】本発明請求項７によると、濃度測定手段を
用いて直接洗浄液の濃度を測定することにより、洗浄液
の量を正確に管理することができるという効果を奏す。

【０１０３】本発明請求項８によると、洗浄部がウエハ
を洗浄している間に、洗浄液が減少しても、重量測定手
段が測定した重量に応じて、供給部が少なくとも水を供
給すれば、洗浄装置の動作開始時から時間が経過しても
洗浄液の洗浄性が失われることを抑制できるという効果
を奏す。

【０１０４】本発明請求項９によると、ウエハを洗浄し
ている間に、洗浄液の量が変化しても、洗浄液の特性曲
線に応じて、少なくとも水を供給することで、洗浄装置
の動作開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄性が失
われることを抑制できるという効果を奏す。

【０１０５】本発明請求項１０によると、洗浄液の重量
を測定して、その測定した重量に応じて少なくとも水を
供給することで、少なくとも水の量を正確に管理するこ
とができるという効果を奏す。

【０１０６】本発明請求項１１によると、ウエハを洗浄
している間に、洗浄液の量が変化しても、測定した洗浄
液の重量に応じて、少なくとも水を供給することで、洗
浄装置の動作開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄
性が失われることを抑制できるという効果を奏す。

【０１０７】本発明請求項１２によると、ウエハを洗浄
している間に、洗浄液の量が変化しても、測定した洗浄
液の濃度に応じて、少なくとも水を供給することで、洗
浄装置の動作開始時から時間が経過しても洗浄液の洗浄
性が失われることを抑制できるという効果を奏す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における水及びアミン
類を用いた半導体ウエハの洗浄装置を示す図である。

【図２】動作開始時からの使用時間と洗浄液３に含ま
れる水，アミン類との関係を示す特性曲線を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態１における洗浄装置の供
給部６０の動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の実施の形態２における洗浄液３に含
まれる水，アミン類，その他の溶液の各量の変化を示す
図である。

【図５】本発明の実施の形態２における洗浄装置の供
給部６０の動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の実施の形態３における洗浄液３に含
まれる水，アミン類，その他の溶液の各量の変化を示す
図である。

【図７】本発明の実施の形態３における図５に示すス
テップ２０４の水の供給の動作を詳細に説明するフロー
チャートである。

【図８】本発明の実施の形態４における水及びアミン
類を用いた半導体ウエハの洗浄装置を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態４における洗浄装置の供
給部６０の動作を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の形態５における水及びアミ
ン類を用いた半導体ウエハの洗浄装置を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態５における洗浄装置の
供給部６０の動作を示すフローチャートである。

【図１２】水の濃度とｐＨとの関係を示す図である。

【図１３】従来の水及びアミン類を用いた半導体ウエ
ハの洗浄装置を示す図である。

【符号の説明】

１半導体ウエハ、２オーバーフロー洗浄槽、３洗
浄液、４循環ライン、５循環ポンプ、６ヒータ
ー、７フィルター、８，９チューブ、１０水供給
器、１１アミン類供給器、１２制御装置、１３液
重量センサ、１４濃度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菅野至東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄液を用いてウエハを洗浄する洗浄部
と、前記洗浄液の使用時間と前記洗浄液の量との関係を示す
特性曲線に基づいて、前記使用時間の経過に伴って減少
した量の前記洗浄液を前記洗浄部に供給する供給部と、
を備えた洗浄装置。
【請求項２】前記洗浄液は、複数の溶液を含み、前記特性曲線は前記複数の溶液にそれぞれ対応する複数
の特性曲線を含み、前記供給部は、前記複数の溶液のうち、前記溶液の量が
減少して前記洗浄液の洗浄性を失わせる量に達する前記
使用時間の最も小さい前記溶液を前記洗浄部に供給する
供給手段を含む請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】前記複数の溶液は、水とアミン類とを含む請求項２記載の洗浄装置。
【請求項４】前記洗浄部は、前記ウエハを前記洗浄液によって洗浄するための洗浄槽
と、前記洗浄液をフィルタリングするためのフィルターと、前記洗浄槽の洗浄液を前記フィルターを通して前記洗浄
槽に再び戻すための循環手段と、前記洗浄液の温度を調節する温度調節手段と、を含み、前記供給部は、前記洗浄槽に前記水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段を制御して前記水の供給する量を調節す
るための制御手段と、を備えた請求項３記載の洗浄装
置。
【請求項５】前記供給部は、前記洗浄槽に前記アミン類を供給するためのアミン類供
給手段をさらに備え、前記制御手段は、前記水供給手段と前記アミン類供給手段とを制御して前
記水，前記アミン類の供給する量を調節する請求項４記
載の洗浄装置。
【請求項６】前記供給部は、前記洗浄液の重量を測定する重量測定手段をさらに備
え、前記重量測定手段の測定結果によっても前記洗浄液
を供給する請求項１記載の洗浄装置。
【請求項７】前記供給部は、前記洗浄液の濃度を測定する濃度測定手段をさらに備
え、前記濃度測定手段の測定結果によっても前記洗浄液
を供給する請求項１記載の洗浄装置。
【請求項８】水，アミン類，それ以外の溶液を含む洗
浄液と、前記洗浄液を用いてウエハを洗浄する洗浄部と、前記洗浄液の重量を測定する重量測定手段と、前記重量測定手段が測定した前記洗浄液の重量に応じ
て、前記洗浄液に含まれる水，アミン類，それ以外の溶
液のうち、少なくとも水を前記洗浄部に供給する供給部
と、を備えた洗浄装置。
【請求項９】ウエハを準備する第１のステップと、前記ウエハを水及びアミン類を含む洗浄液によって洗浄
する第２のステップと、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液の使用時間
と前記洗浄液の量との関係を示す特性曲線に基づいて、
少なくなくとも水を供給する第３のステップと、を備え
た洗浄方法。
【請求項１０】前記第２のステップと並行して、前記
洗浄液の重量を測定する第４のステップと、前記第４のステップにおいて測定した前記洗浄液の重量
に応じて少なくとも水を供給する第５のステップと、を
さらに備えた請求項９記載の洗浄方法。
【請求項１１】ウエハを準備する第１のステップと、前記ウエハを水及びアミン類を含む洗浄液によって洗浄
する第２のステップと、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液の重量を測
定する第３のステップと、前記第３のステップにおいて測定した前記洗浄液の重量
に応じて少なくとも水を供給する第４のステップと、を
備えた洗浄方法。
【請求項１２】ウエハを準備する第１のステップと、前記ウエハを水及びアミン類を含む洗浄液によって洗浄
する第２のステップと、前記第２のステップと並行して、前記洗浄液の濃度を測
定する第３のステップと、前記第３のステップにおいて測定した前記洗浄液の濃度
に応じて少なくとも水を供給する第４のステップと、を
備えた洗浄方法。