JPH0964007A - 半導体基板の洗浄装置 - Google Patents
半導体基板の洗浄装置Info
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- JPH0964007A JPH0964007A JP21723395A JP21723395A JPH0964007A JP H0964007 A JPH0964007 A JP H0964007A JP 21723395 A JP21723395 A JP 21723395A JP 21723395 A JP21723395 A JP 21723395A JP H0964007 A JPH0964007 A JP H0964007A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板の洗浄工程のスループット向上お
よび洗浄装置のフットプリント低減を図る。 【構成】 硫酸と過酸化水素水を混合したＳＰＦＭ薬液
を処理槽内槽３ａと３ｂに満たし、ポンプ５およびフィ
ルター６により薬液を循環させ、薬液中のパーテイクル
を除去する。その後、薬液中に被処理基板１をチャック
２に保持されたまま浸漬させる。約１０分間浸漬処理に
よりパーテイクルや金属不純物が除去され、被処理基板
１が洗浄されるが、同時に被処理基板１の表面は薬液に
対し、疎液性を示すようになる。そこで、洗浄処理終了
後、ポンプ５を停止させ、薬液の表面が穏やかになるま
で時間をあけた後、チャック２を移動手段４により被処
理基板と薬液の界面が疎水性を維持できるような速度で
引き上げる。
よび洗浄装置のフットプリント低減を図る。 【構成】 硫酸と過酸化水素水を混合したＳＰＦＭ薬液
を処理槽内槽３ａと３ｂに満たし、ポンプ５およびフィ
ルター６により薬液を循環させ、薬液中のパーテイクル
を除去する。その後、薬液中に被処理基板１をチャック
２に保持されたまま浸漬させる。約１０分間浸漬処理に
よりパーテイクルや金属不純物が除去され、被処理基板
１が洗浄されるが、同時に被処理基板１の表面は薬液に
対し、疎液性を示すようになる。そこで、洗浄処理終了
後、ポンプ５を停止させ、薬液の表面が穏やかになるま
で時間をあけた後、チャック２を移動手段４により被処
理基板と薬液の界面が疎水性を維持できるような速度で
引き上げる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造過程に
おいて、半導体基板表面の有機物、無機物、残渣、パー
テイクル等を除去する洗浄装置に関するものである。
おいて、半導体基板表面の有機物、無機物、残渣、パー
テイクル等を除去する洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の製造装置はパターン
の微細化に伴い、さらなるパーテイクルの低減が要望さ
れている。また、デバイス作成のためのプロセスステッ
プ数が増加しており、デバイスコスト削減のために各工
程のプロセスコスト削減の要望も多くなってきている。
の微細化に伴い、さらなるパーテイクルの低減が要望さ
れている。また、デバイス作成のためのプロセスステッ
プ数が増加しており、デバイスコスト削減のために各工
程のプロセスコスト削減の要望も多くなってきている。
【０００３】以下に従来の半導体装置の洗浄装置の一例
について説明する。洗浄装置は、多数の処理槽とスピン
ドライヤまたはIPA蒸気乾燥等の乾燥手段を備えてい
る。通常処理槽は薬液処理槽と基板表面の薬液を除去す
るための水洗槽がセットになっており、パーテイクル等
の不純物を除去するために多くの処理槽を使用している
（例えば、W. Kern, D. A. Poutinen, RCA Rev., 31, 1
87 (1970)）。そして、処理の最後は乾燥手段を用いて
基板表面上の水分を除去し、次工程に送ることになる。
について説明する。洗浄装置は、多数の処理槽とスピン
ドライヤまたはIPA蒸気乾燥等の乾燥手段を備えてい
る。通常処理槽は薬液処理槽と基板表面の薬液を除去す
るための水洗槽がセットになっており、パーテイクル等
の不純物を除去するために多くの処理槽を使用している
（例えば、W. Kern, D. A. Poutinen, RCA Rev., 31, 1
87 (1970)）。そして、処理の最後は乾燥手段を用いて
基板表面上の水分を除去し、次工程に送ることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、薬液処理後に水洗が必要なため、
スループットが低下したり、洗浄装置のフットプリント
が増大するという問題点を有していた。そこで本発明は
上記問題点に鑑み、薬液処理のみで洗浄が終了する洗浄
装置を提供することを目的とする。
うな従来の構成では、薬液処理後に水洗が必要なため、
スループットが低下したり、洗浄装置のフットプリント
が増大するという問題点を有していた。そこで本発明は
上記問題点に鑑み、薬液処理のみで洗浄が終了する洗浄
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体装置の洗浄装置は、薬液として硫
酸、過酸化水素水、フルオロ硫酸を用い、速度制御可能
な基板引き上げ手段や流量制御可能な薬液廃液手段や気
泡発生手段を備えた構成となっている。
めに本発明の半導体装置の洗浄装置は、薬液として硫
酸、過酸化水素水、フルオロ硫酸を用い、速度制御可能
な基板引き上げ手段や流量制御可能な薬液廃液手段や気
泡発生手段を備えた構成となっている。
【０００６】
【作用】上記の薬液（今後ＳＰＦＭ薬液と記述）を使用
すると半導体基板表面が疎液性を示すことが始めて明ら
かになった。したがって、本発明は上記した構成にする
ことにより、半導体基板表面が疎液性を示すことを利用
して、ＳＰＦＭ薬液が半導体基板表面に残存することな
く半導体基板を取り出すことが可能になる。そこで、従
来の水洗槽を排除することにより洗浄装置のフットプリ
ントが低減でき、さらに、水洗時間を短縮できることか
ら洗浄工程のスループットが向上することになる。ま
た、図４にＳＰＦＭ薬液で処理したときのＳＰＦＭ薬液
における接触角を測定した結果を示す。基板はベアシリ
コン基板および熱酸化膜を形成した基板を用いた。どち
らも約５秒の処理から疎液性を示すようになり、約２０
秒で接触角は最大になる。このことから基板表面に付着
している酸化膜やシリコンのパーテイクルはＳＰＦＭ薬
液中で疎液性になっていること予想される。疎液性のパ
ーテイクルは一般的に気液界面に凝集しやすいために、
ＳＰＦＭ薬液中に気泡が存在すると気泡表面にパーテイ
クルが吸着することになる。基板上のパーテイクルはシ
リコン屑やシリコン酸化膜屑であることが多いため、こ
れにより、ＳＰＦＭ薬液中のパーテイクルを効果的に薬
液中から排除することが可能になる。この結果、基板上
に再付着するパーテイクルを低減できる。
すると半導体基板表面が疎液性を示すことが始めて明ら
かになった。したがって、本発明は上記した構成にする
ことにより、半導体基板表面が疎液性を示すことを利用
して、ＳＰＦＭ薬液が半導体基板表面に残存することな
く半導体基板を取り出すことが可能になる。そこで、従
来の水洗槽を排除することにより洗浄装置のフットプリ
ントが低減でき、さらに、水洗時間を短縮できることか
ら洗浄工程のスループットが向上することになる。ま
た、図４にＳＰＦＭ薬液で処理したときのＳＰＦＭ薬液
における接触角を測定した結果を示す。基板はベアシリ
コン基板および熱酸化膜を形成した基板を用いた。どち
らも約５秒の処理から疎液性を示すようになり、約２０
秒で接触角は最大になる。このことから基板表面に付着
している酸化膜やシリコンのパーテイクルはＳＰＦＭ薬
液中で疎液性になっていること予想される。疎液性のパ
ーテイクルは一般的に気液界面に凝集しやすいために、
ＳＰＦＭ薬液中に気泡が存在すると気泡表面にパーテイ
クルが吸着することになる。基板上のパーテイクルはシ
リコン屑やシリコン酸化膜屑であることが多いため、こ
れにより、ＳＰＦＭ薬液中のパーテイクルを効果的に薬
液中から排除することが可能になる。この結果、基板上
に再付着するパーテイクルを低減できる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例における半導体装置の洗
浄装置について、図面を参照しながら説明する。
浄装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】（実施例１）図１は本発明第１の実施例に
おける半導体装置の洗浄装置の処理槽の概略図を示すも
のである。図１において、１は被洗浄基板、２は被洗浄
基板１を保持するためのチャック、３ａ、３ｂはそれぞ
れ処理槽の内槽、外槽である。また４はチャック２を上
下に動かすための移動手段、５は薬液を循環させるため
のポンプ、６はパーテイクルを除去するためのフィル
タ、７は処理槽内の薬液を廃液するためのバルブであ
る。そして８は処理槽内の薬液温度を制御するための手
段である。
おける半導体装置の洗浄装置の処理槽の概略図を示すも
のである。図１において、１は被洗浄基板、２は被洗浄
基板１を保持するためのチャック、３ａ、３ｂはそれぞ
れ処理槽の内槽、外槽である。また４はチャック２を上
下に動かすための移動手段、５は薬液を循環させるため
のポンプ、６はパーテイクルを除去するためのフィル
タ、７は処理槽内の薬液を廃液するためのバルブであ
る。そして８は処理槽内の薬液温度を制御するための手
段である。
【０００９】以上のように構成された半導体装置の洗浄
装置について、以下図１を参照しながらその動作を説明
する。
装置について、以下図１を参照しながらその動作を説明
する。
【００１０】まず、９８％硫酸と３０％過酸化水素水を
体積比で５：１に混合した薬液を処理槽内槽３ａと３ｂ
に満たし、さらにフルオロ硫酸を約０．０７ａｔｏｍ％
添加する。これにより酸化膜のエッチングレートが約
１．６ｎｍ／ｍｉｎのＳＰＦＭ薬液が作成される。そし
てポンプ５およびフィルター６によりＳＰＦＭ薬液を循
環させ、ＳＰＦＭ薬液中のパーテイクルを除去する。
体積比で５：１に混合した薬液を処理槽内槽３ａと３ｂ
に満たし、さらにフルオロ硫酸を約０．０７ａｔｏｍ％
添加する。これにより酸化膜のエッチングレートが約
１．６ｎｍ／ｍｉｎのＳＰＦＭ薬液が作成される。そし
てポンプ５およびフィルター６によりＳＰＦＭ薬液を循
環させ、ＳＰＦＭ薬液中のパーテイクルを除去する。
【００１１】その後、温度制御手段８によりＳＰＦＭ薬
液を約１００℃に保ち、このＳＰＦＭ薬液中に被処理基
板１をチャック２に保持されたまま浸漬させる。約１０
分間の浸漬処理により被処理基板１上のパーテイクルや
金属不純物が除去され、被処理基板１が洗浄される。こ
の時、同時に被処理基板１の表面はＳＰＦＭ薬液に対し
て疎液性を示すようになる。
液を約１００℃に保ち、このＳＰＦＭ薬液中に被処理基
板１をチャック２に保持されたまま浸漬させる。約１０
分間の浸漬処理により被処理基板１上のパーテイクルや
金属不純物が除去され、被処理基板１が洗浄される。こ
の時、同時に被処理基板１の表面はＳＰＦＭ薬液に対し
て疎液性を示すようになる。
【００１２】洗浄処理終了後、ポンプ５を停止させ、Ｓ
ＰＦＭ薬液の表面が穏やかになるまで時間を経過させ、
その後、チャック２を移動手段４により被処理基板１と
薬液の界面が疎水性を維持できるような速度で引き上げ
ることにより被処理基板１の表面が乾燥した状態で取り
出すことができる。なお、本実施例では２０ｍｍ／ｍｉ
ｎの速度で引き上げた。
ＰＦＭ薬液の表面が穏やかになるまで時間を経過させ、
その後、チャック２を移動手段４により被処理基板１と
薬液の界面が疎水性を維持できるような速度で引き上げ
ることにより被処理基板１の表面が乾燥した状態で取り
出すことができる。なお、本実施例では２０ｍｍ／ｍｉ
ｎの速度で引き上げた。
【００１３】以上のように本実施例のよれば、ＳＰＦＭ
薬液を用いた洗浄後に低速で被洗浄基板を引き上げる手
段を備えることにより薬液が被洗浄基板１表面に残存す
ることなく被洗浄基板を取り出すことができる。このこ
とにより、次に純水による薬液除去プロセスを経る必要
が無く、次の工程に基板を搬送することができ、洗浄工
程におけるスループットの向上を図ることができる。
薬液を用いた洗浄後に低速で被洗浄基板を引き上げる手
段を備えることにより薬液が被洗浄基板１表面に残存す
ることなく被洗浄基板を取り出すことができる。このこ
とにより、次に純水による薬液除去プロセスを経る必要
が無く、次の工程に基板を搬送することができ、洗浄工
程におけるスループットの向上を図ることができる。
【００１４】また本実施例では、処理後もＳＰＦＭ薬液
が残っているので何度も処理を行うことができる。ただ
し、フルオロ硫酸の濃度低下が考えられるため、フルオ
ロ硫酸を追加供給する手段を設けてもよい。
が残っているので何度も処理を行うことができる。ただ
し、フルオロ硫酸の濃度低下が考えられるため、フルオ
ロ硫酸を追加供給する手段を設けてもよい。
【００１５】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００１６】図２は本発明の第２の実施例における半導
体装置の洗浄装置における処理槽の概略図を示すもので
ある。図２は基本的に図１の構成と同様なものである
が、図１と異なるのは、処理槽内の薬液を廃液するため
に流量調整手段を備えたバルブ９を設けた点である。
体装置の洗浄装置における処理槽の概略図を示すもので
ある。図２は基本的に図１の構成と同様なものである
が、図１と異なるのは、処理槽内の薬液を廃液するため
に流量調整手段を備えたバルブ９を設けた点である。
【００１７】以上のように構成された半導体装置の洗浄
装置について、以下その動作を説明する。ＳＰＦＭ薬液
の作成、薬液の循環及びその後の処理は基本的に上記の
第１の実施例と同じであるが、異なるのは洗浄処理後で
あり、ポンプ５を停止させ、一定時間の後に廃液バルブ
９を開けて処理槽内槽、外槽内のＳＰＦＭ薬液を排出す
る。本実施例では、このときの廃液速度を制御できる機
構を備えているために、被処理基板１とＳＰＦＭ薬液の
疎水性が維持できる速度で薬液を廃液する。
装置について、以下その動作を説明する。ＳＰＦＭ薬液
の作成、薬液の循環及びその後の処理は基本的に上記の
第１の実施例と同じであるが、異なるのは洗浄処理後で
あり、ポンプ５を停止させ、一定時間の後に廃液バルブ
９を開けて処理槽内槽、外槽内のＳＰＦＭ薬液を排出す
る。本実施例では、このときの廃液速度を制御できる機
構を備えているために、被処理基板１とＳＰＦＭ薬液の
疎水性が維持できる速度で薬液を廃液する。
【００１８】以上のように、処理槽内の薬液を廃液する
ために流量調整手段を備えたバルブを設けることによ
り、薬液が被洗浄基板１表面に残存することなく被洗浄
基板を取り出すことができる。このことにより、次に純
水による薬液除去プロセスを経る必要が無く、次の工程
に基板を渡すことができ洗浄工程におけるスループット
の向上を図ることができる。
ために流量調整手段を備えたバルブを設けることによ
り、薬液が被洗浄基板１表面に残存することなく被洗浄
基板を取り出すことができる。このことにより、次に純
水による薬液除去プロセスを経る必要が無く、次の工程
に基板を渡すことができ洗浄工程におけるスループット
の向上を図ることができる。
【００１９】なお、上記の第１および第２の実施例にお
いてＳＰＦＭ薬液の蒸気、ミストの漏れを抑制するため
に、処理槽内槽３ａに被処理基板を設置するための溝を
設け、そこに被処理基板を設置することによりチャック
２を処理槽から引き出すことが可能になり、処理槽の上
部に蓋を設置しても構わない。このとき、まず被処理基
板１を設置後、ＳＰＦＭ薬液を作成してもよい。この場
合、薬液は完全に閉じ込められた状態で処理されるので
薬液蒸気、ミストの漏れを最小限に抑えられる。
いてＳＰＦＭ薬液の蒸気、ミストの漏れを抑制するため
に、処理槽内槽３ａに被処理基板を設置するための溝を
設け、そこに被処理基板を設置することによりチャック
２を処理槽から引き出すことが可能になり、処理槽の上
部に蓋を設置しても構わない。このとき、まず被処理基
板１を設置後、ＳＰＦＭ薬液を作成してもよい。この場
合、薬液は完全に閉じ込められた状態で処理されるので
薬液蒸気、ミストの漏れを最小限に抑えられる。
【００２０】また、第１および第２の実施例ではチャッ
ク２を用いることにより、キャリア等の容器を使用しな
かったが、被洗浄基板をキャリア等の容器に入れて処理
を実施することも可能で、この場合にはチャック２はキ
ャリアを保持することになる。
ク２を用いることにより、キャリア等の容器を使用しな
かったが、被洗浄基板をキャリア等の容器に入れて処理
を実施することも可能で、この場合にはチャック２はキ
ャリアを保持することになる。
【００２１】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００２２】図３は本発明の第３の実施例における半導
体装置の洗浄装置における処理槽の概略図を示すもので
ある。図３は基本的に図１の構成と同様なものである
が、図１と異なるのは、気泡発生手段１０を設けた点で
ある。
体装置の洗浄装置における処理槽の概略図を示すもので
ある。図３は基本的に図１の構成と同様なものである
が、図１と異なるのは、気泡発生手段１０を設けた点で
ある。
【００２３】以上のように構成された半導体装置の洗浄
装置について、以下その動作を説明する。ＳＰＦＭ薬液
の作成及び薬液の循環等は第１の実施例と同様である。
被処理基板１はチャック２により処理槽内に搬送され、
その後、洗浄処理中に気泡発生手段１０より窒素ガスを
５ｃｃ／ｍｉｎで流し、バブリングさせる。ただし、ガ
ス流量は槽の大きさ、形状により最適化する必要があ
る。このとき、上述したように被洗浄基板から離脱した
パーテイクルの再付着を抑制することができる。
装置について、以下その動作を説明する。ＳＰＦＭ薬液
の作成及び薬液の循環等は第１の実施例と同様である。
被処理基板１はチャック２により処理槽内に搬送され、
その後、洗浄処理中に気泡発生手段１０より窒素ガスを
５ｃｃ／ｍｉｎで流し、バブリングさせる。ただし、ガ
ス流量は槽の大きさ、形状により最適化する必要があ
る。このとき、上述したように被洗浄基板から離脱した
パーテイクルの再付着を抑制することができる。
【００２４】約１０分間の洗浄処理後、ポンプ５と気泡
発生手段１０を停止させて、一定時間後にチャック２を
用いて被処理基板１を低速で引き上げる。
発生手段１０を停止させて、一定時間後にチャック２を
用いて被処理基板１を低速で引き上げる。
【００２５】なお、第３の実施例において、気泡は窒素
ガスとしたが、空気、アルゴンなどＳＰＦＭ薬液と反応
しない気体としてもよい。
ガスとしたが、空気、アルゴンなどＳＰＦＭ薬液と反応
しない気体としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明は、薬液として硫
酸、過酸化水素水、フルオロ硫酸を用い、速度制御可能
な基板引き上げ手段や流量制御可能な薬液廃液手段や気
泡発生手段を設けることにより、本発明で始めて明らか
になった前記薬液の疎液性の効果を利用することにより
水洗および乾燥を一度に実現することが可能になり、そ
の結果、洗浄工程のスループットが向上し、洗浄装置の
フットプリントを低減することができる。
酸、過酸化水素水、フルオロ硫酸を用い、速度制御可能
な基板引き上げ手段や流量制御可能な薬液廃液手段や気
泡発生手段を設けることにより、本発明で始めて明らか
になった前記薬液の疎液性の効果を利用することにより
水洗および乾燥を一度に実現することが可能になり、そ
の結果、洗浄工程のスループットが向上し、洗浄装置の
フットプリントを低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施例における半導体装置の洗
浄装置における処理槽の概略図
浄装置における処理槽の概略図
【図２】本発明の第２の実施例における半導体装置の洗
浄装置における処理槽の概略図
浄装置における処理槽の概略図
【図３】本発明の第３の実施例における半導体装置の洗
浄装置における処理槽の概略図
浄装置における処理槽の概略図
【図４】ＳＰＦＭ薬液を使用したときの薬液における接
触角の処理時間依存性を示す図
触角の処理時間依存性を示す図
１ 被処理基板 ２ 被処理基板保持用チャック ３ａ 処理槽内槽 ３ｂ 処理槽外槽 ４ チャックの移動手段 ５ 薬液循環用ポンプ ６ フィルタ ７ 廃液用バルブ ８ 温度制御手段 ９ 流量調整手段を備えたバルブ １０ 気泡発生手段
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板の洗浄薬液を満たす槽と、前記
槽内に前記半導体基板を浸漬させる半導体基板保持手段
とを有し、硫酸、過酸化水素水及びフルオロ硫酸を含有
する薬液を用いた洗浄を行う半導体基板の洗浄装置であ
って、前記半導体基板保持手段が前記薬液の満たされた
槽内から前記半導体基板を引き上げる際の引き上げ速度
可変手段を有することを特徴とする半導体基板の洗浄装
置。 - 【請求項２】半導体基板の洗浄薬液を満たす槽と、前記
槽内に前記半導体基板を浸漬させる半導体基板保持手段
と、前記槽内で使用された前記薬液を排出する排出手段
とを有し、硫酸、過酸化水素水及びフルオロ硫酸を含有
する薬液を用いた洗浄を行う半導体基板の洗浄装置であ
って、前記排出手段が前記薬液の流量制御手段を有する
ことを特徴とする半導体基板の洗浄装置。 - 【請求項３】半導体基板の洗浄薬液を満たす槽と、前記
槽内に前記半導体基板を浸漬させる半導体基板保持手段
とを有し、硫酸、過酸化水素水及びフルオロ硫酸を含有
する薬液を用いた洗浄を行う半導体基板の洗浄装置であ
って、前記槽内の前記半導体基板が浸漬される領域より
下部に気泡発生手段を備えたことを特徴とする半導体基
板の洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21723395A JPH0964007A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体基板の洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21723395A JPH0964007A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体基板の洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964007A true JPH0964007A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16700942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21723395A Pending JPH0964007A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体基板の洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964007A (ja) |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21723395A patent/JPH0964007A/ja active Pending
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