JPH10214813A - Method and apparatus for cleaning semiconductor wafer - Google Patents

Method and apparatus for cleaning semiconductor wafer

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JPH10214813A
JPH10214813A JP1821197A JP1821197A JPH10214813A JP H10214813 A JPH10214813 A JP H10214813A JP 1821197 A JP1821197 A JP 1821197A JP 1821197 A JP1821197 A JP 1821197A JP H10214813 A JPH10214813 A JP H10214813A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
cleaning
water vapor
cleaning liquid
gas
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JP1821197A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kawahara
博之 河原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure uniformity of cleaning effect on the wafer surface by jetting water vapor and a gas onto the surface of a semiconductor wafer immersed in a cleaning liquid. SOLUTION: A cleaning liquid is fed into a cleaning tank 11 and a semiconductor wafer 10 is immersed in it. Then, water vapor and a gas are supplied from a water vapor and gas jet part 13 while adjusting, for example, the H2 O concentration in the cleaning liquid so as to be kept constant, and thereby the flow of fresh cleaning liquid is generated on the surface of the semiconductor wafer 10 immersed in the cleaning liquid and at the same time a physical force due to the water vapor and the gas acts on the surface of the semiconductor wafer 10 so that the foreign matters on the wafer surface can uniformly be removed. Further, even in the case where hydrolysis reaction takes place, uniformity in the wafer surface can be improved. Therefore, the uniformity of cleaning efficiency on the wafer surface can be ensured and the yield of the semiconductor device production can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体デバイス
製造工程における半導体ウェーハの洗浄方法および洗浄
装置に関するものである。
The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning a semiconductor wafer in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、半導体ウェーハの洗浄技術は、依
然としてウェットバッチ浸漬式が中心である。ドライ洗
浄はパーティクル除去に難点があり、全面的にウェット
洗浄に置き換えられるには至っていない。また、スプレ
ー洗浄はパーティクル除去能力ではバッチ式に劣り、ま
たウォーターマーク発生の抑制にも難点があり、現時点
ではレジスト除去等の特定工程にその使用が限られてい
る。ウェットバッチ浸漬式はパーティクル除去能力に優
れ、また裏面の洗浄効果も他の洗浄方式に比べ最も優れ
ている。よって、今後ともウェーハ洗浄技術は、バッチ
か枚葉かは別にしてウェット浸漬方式が中心となる。
2. Description of the Related Art At present, cleaning techniques for semiconductor wafers are still mainly of the wet batch immersion type. Dry cleaning has difficulty in removing particles, and has not been completely replaced by wet cleaning. Further, the spray cleaning is inferior to the batch type in particle removal ability, and has a problem in suppressing generation of watermarks. At present, its use is limited to a specific step such as resist removal. The wet batch immersion method has excellent particle removing ability, and the cleaning effect on the back surface is the most excellent as compared with other cleaning methods. Therefore, the wet immersion method will be mainly used in the wafer cleaning technology regardless of whether it is a batch or a single wafer.

【0003】ウェット洗浄の中で、パーティクルおよび
金属汚染除去を目的とするのがアンモニア/過酸化水素
水/水からなる洗浄液(以下APMと称す)を使用した
洗浄である。また、シリコン窒化膜およびシリコン窒化
酸化膜の除去にも、リン酸を用いたウェット浸漬方式を
用いている。以下図面を参照しながら、上記した従来の
APM洗浄装置とその洗浄方法の一例について説明す
る。
In wet cleaning, the purpose of removing particles and metal contamination is cleaning using a cleaning solution (hereinafter referred to as APM) composed of ammonia / hydrogen peroxide / water. Also, a wet immersion method using phosphoric acid is used for removing the silicon nitride film and the silicon nitride oxide film. Hereinafter, an example of the above-described conventional APM cleaning apparatus and its cleaning method will be described with reference to the drawings.

【0004】図4は、従来のウェットバッチ浸漬方式の
APM洗浄装置を示すものである。図4において、50
は半導体ウェーハ、51は外槽と内槽とで構成される洗
浄槽、52はウェーハキャリアである。53は洗浄液循
環ラインの槽内リターン部、54は循環ポンプ、55は
フィルター、56はインラインヒーターであり、洗浄槽
51内の洗浄液を循環しフィルター55でパーティクル
を濾過する。57はバッファー槽、58は超音波振動
子、59は超音波振動子58に信号を供給する超音波発
振器である。
FIG. 4 shows a conventional wet batch immersion type APM cleaning apparatus. In FIG.
Is a semiconductor wafer, 51 is a cleaning tank composed of an outer tank and an inner tank, and 52 is a wafer carrier. Reference numeral 53 denotes a return portion of the cleaning liquid circulation line in the tank, reference numeral 54 denotes a circulation pump, reference numeral 55 denotes a filter, reference numeral 56 denotes an in-line heater, which circulates the cleaning liquid in the cleaning tank 51 and filters particles with the filter 55. 57 is a buffer tank, 58 is an ultrasonic oscillator, and 59 is an ultrasonic oscillator for supplying a signal to the ultrasonic oscillator 58.

【0005】以上のように構成されたAPM洗浄装置に
ついて、以下その動作を説明する。まず、所定の洗浄液
容量比、例えば、29%NH4 OHと31%H2 2 とH2
Oとの容量比が1:1:8のAPM洗浄液を洗浄槽51
に入れる。そして、循環ポンプ54とインラインヒータ
ー56を動作させ、洗浄液を循環し、洗浄液を所定の温
度、例えば50〜70℃に安定させる。その後、半導体
ウェーハ50を洗浄槽51に入れ、超音波発振器59を
動作させて超音波振動子58より超音波を半導体ウェー
ハ50に照射し、半導体ウェーハ50を洗浄してパーテ
ィクルおよび金属汚染を除去する。この時、洗浄液中の
成分が蒸発、あるいは洗浄液が半導体ウェーハ50の取
り出しの際に減少するため、定期的に追加供給すること
がある。また、フィルター55を通して洗浄液を循環す
るため、ウェーハ処理毎に洗浄槽51内に導入されるパ
ーティクルは、このフィルター55で除去される。
[0005] The operation of the APM cleaning apparatus configured as described above will be described below. First, a predetermined cleaning solution volume ratio, for example, 29% NH 4 OH, 31% H 2 O 2 and H 2
An APM cleaning solution having a volume ratio with O of 1: 1: 8 is applied to the cleaning tank 51.
Put in. Then, the circulating pump 54 and the in-line heater 56 are operated to circulate the cleaning liquid and stabilize the cleaning liquid at a predetermined temperature, for example, 50 to 70 ° C. Thereafter, the semiconductor wafer 50 is put into the cleaning tank 51, and the ultrasonic oscillator 59 is operated to irradiate the semiconductor wafer 50 with ultrasonic waves from the ultrasonic vibrator 58, thereby cleaning the semiconductor wafer 50 and removing particles and metal contamination. . At this time, since the components in the cleaning liquid evaporate or the cleaning liquid decreases when the semiconductor wafer 50 is taken out, the cleaning liquid may be additionally supplied periodically. Further, since the cleaning liquid is circulated through the filter 55, particles introduced into the cleaning tank 51 every time the wafer is processed are removed by the filter 55.

【0006】図5は、従来のウェットバッチ浸漬方式の
リン酸洗浄装置を示している。図5において、60は半
導体ウェーハ、61は外槽と内槽とで構成される洗浄
槽、62はウェーハキャリアである。63は洗浄液循環
ラインの槽内リターン部、64は循環ポンプ、65はフ
ィルター、66はインラインヒーターであり、洗浄槽6
1内の洗浄液を循環しフィルター65でパーティクルを
濾過する。また、67は高温処理時のリン酸中の水分濃
度を一定に保つ働きをする純水追加供給装置である。
FIG. 5 shows a conventional wet batch immersion type phosphoric acid cleaning apparatus. In FIG. 5, reference numeral 60 denotes a semiconductor wafer, 61 denotes a cleaning tank including an outer tank and an inner tank, and 62 denotes a wafer carrier. 63 is a return portion in the tank of the cleaning liquid circulation line, 64 is a circulation pump, 65 is a filter, 66 is an in-line heater, and the cleaning tank 6
The cleaning liquid in 1 is circulated and particles are filtered by the filter 65. Reference numeral 67 denotes an additional pure water supply device that functions to keep the water concentration in the phosphoric acid constant during the high-temperature treatment.

【0007】以上のように構成されたリン酸洗浄装置に
ついて、以下その動作を説明する。まず、85%リン酸
を洗浄槽61に入れる。そして循環ポンプ64とインラ
インヒーター66を動作させ、洗浄液を循環し、洗浄液
を所定の温度、例えば150〜160℃に安定させる。
この時、フィルター65を通して洗浄液を循環するた
め、ウェーハ処理毎に洗浄槽61内に導入されるパーテ
ィクルはこのフィルター65で除去される。そして、純
水追加供給装置67でリン酸の沸点が目標温度になるよ
う純水補充量を調整し、沸騰状態で温度一定に保つ。こ
れはシリコン窒化膜のエッチングレートを安定化させる
ためである。その後、洗浄槽61に半導体ウェーハ60
を入れて洗浄し、シリコン窒化膜およびシリコン窒化酸
化膜の除去処理を行う。
[0007] The operation of the phosphoric acid cleaning apparatus configured as described above will be described below. First, 85% phosphoric acid is put into the cleaning tank 61. Then, the circulation pump 64 and the in-line heater 66 are operated to circulate the cleaning liquid and stabilize the cleaning liquid at a predetermined temperature, for example, 150 to 160 ° C.
At this time, since the cleaning liquid is circulated through the filter 65, particles introduced into the cleaning tank 61 for each wafer processing are removed by the filter 65. The replenishing amount of pure water is adjusted by the additional pure water supply device 67 so that the boiling point of phosphoric acid becomes the target temperature, and the temperature is kept constant in the boiling state. This is to stabilize the etching rate of the silicon nitride film. After that, the semiconductor wafer 60 is placed in the cleaning tank 61.
To remove the silicon nitride film and the silicon nitride oxide film.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のA
PM洗浄装置では、超音波の直進性により半導体ウェー
ハ50を保持するウェーハキャリア52等により超音波
が照射されない陰が発生し、半導体ウェーハ50の面内
にて局所的に洗浄効率が低下するという問題があった。
However, the conventional A
In the PM cleaning apparatus, a problem that ultrasonic waves are not irradiated by the wafer carrier 52 holding the semiconductor wafer 50 or the like due to the ultrasonic rectilinearity occurs, and the cleaning efficiency is locally reduced in the plane of the semiconductor wafer 50. was there.

【0009】また、従来のリン酸洗浄装置では、供給し
た水の突発的な蒸発による気泡が発生し、ウェーハキャ
リア62に装填された半導体ウェーハ60の位置がずれ
る場合があり、ウェーハキャリア62の移し換えで半導
体ウェーハ60が割れるという問題があった。さらに、
洗浄槽61内のリン酸中に局所的に水の濃度分布が発生
し、シリコン窒化膜およびシリコン窒化酸化膜の除去特
性がウェーハ面内で不均一になるという問題も有してい
た。
Further, in the conventional phosphoric acid cleaning apparatus, bubbles may be generated due to sudden evaporation of the supplied water, and the position of the semiconductor wafer 60 loaded in the wafer carrier 62 may be shifted. There is a problem that the semiconductor wafer 60 is broken by replacement. further,
There is also a problem that a concentration distribution of water is locally generated in the phosphoric acid in the cleaning tank 61 and the removal characteristics of the silicon nitride film and the silicon nitride oxide film become non-uniform in the wafer surface.

【0010】この発明は、上記問題点に鑑み、ウェーハ
面内における洗浄効率の均一性を確保できる半導体ウェ
ーハの洗浄方法およびその洗浄装置を提供するものであ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method of cleaning a semiconductor wafer and a cleaning apparatus for the same, which can ensure uniformity of cleaning efficiency in a wafer surface.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体ウ
ェーハの洗浄方法は、洗浄液内に半導体ウェーハを浸漬
し、半導体ウェーハの表面に水蒸気およびガスを噴出さ
せて半導体ウェーハ上の異物を除去するものである。請
求項1記載の半導体ウェーハの洗浄方法によると、洗浄
液中に浸漬した半導体ウェーハの表面に水蒸気およびガ
スを噴出させることで、半導体ウェーハ表面に新鮮な洗
浄液の流れが生じるとともに、半導体ウェーハ表面に水
蒸気およびガスによる物理的な力が作用し、ウェーハ面
内の異物を均一に除去できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of cleaning a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is immersed in a cleaning solution, and water vapor and gas are jetted onto the surface of the semiconductor wafer to remove foreign substances on the semiconductor wafer. Things. According to the method for cleaning a semiconductor wafer according to the first aspect of the present invention, by blowing steam and gas onto the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid, a flow of fresh cleaning liquid is generated on the surface of the semiconductor wafer, and water vapor is generated on the semiconductor wafer surface. In addition, a physical force due to the gas acts to remove the foreign matter in the wafer surface uniformly.

【0012】請求項2記載の半導体ウェーハの洗浄方法
は、アンモニアと過酸化水素水と水からなる洗浄液内に
半導体ウェーハを浸漬し、半導体ウェーハの表面に連続
または間欠的に水蒸気およびガスを噴出させて半導体ウ
ェーハ上の異物を除去するものである。請求項2記載の
半導体ウェーハの洗浄方法によると、アンモニアと過酸
化水素水と水からなる洗浄液中に浸漬した半導体ウェー
ハの表面に連続または間欠的に水蒸気およびガスを噴出
させることで、半導体ウェーハ表面に新鮮な洗浄液の流
れが生じるとともに、半導体ウェーハ表面に水蒸気およ
びガスによる物理的な力が作用し、ウェーハ面内に付着
したパーティクルや金属汚染物等を均一に除去できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for cleaning a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is immersed in a cleaning solution comprising ammonia, hydrogen peroxide solution and water, and water vapor and gas are continuously or intermittently jetted onto the surface of the semiconductor wafer. Foreign matter on the semiconductor wafer. According to the method for cleaning a semiconductor wafer according to claim 2, the surface of the semiconductor wafer is continuously or intermittently jetted with water vapor and gas on the surface of the semiconductor wafer immersed in a cleaning liquid comprising ammonia, hydrogen peroxide solution and water. As a result, a flow of a fresh cleaning liquid is generated, and a physical force of water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, so that particles and metal contaminants attached to the wafer surface can be uniformly removed.

【0013】請求項3記載の半導体ウェーハの洗浄方法
は、リン酸からなる洗浄液内にシリコン窒化膜およびシ
リコン窒化酸化膜が形成された半導体ウェーハを浸漬
し、半導体ウェーハの表面に連続または間欠的に水蒸気
およびガスを噴出させて半導体ウェーハ上のシリコン窒
化膜およびシリコン窒化酸化膜を除去するものである。
請求項3記載の半導体ウェーハの洗浄方法によると、リ
ン酸からなる洗浄液中に浸漬した半導体ウェーハの表面
に連続または間欠的に水蒸気およびガスを噴出させるこ
とで、半導体ウェーハ表面に新鮮な洗浄液の流れが生じ
るとともに、半導体ウェーハ表面に水蒸気およびガスに
よる物理的な力が作用し、ウェーハ面内のシリコン窒化
膜およびシリコン窒化酸化膜を均一に除去できる。
According to a third aspect of the present invention, a semiconductor wafer having a silicon nitride film and a silicon oxynitride film formed thereon is immersed in a cleaning solution comprising phosphoric acid, and is continuously or intermittently formed on the surface of the semiconductor wafer. This is to remove the silicon nitride film and the silicon nitride oxide film on the semiconductor wafer by ejecting water vapor and gas.
According to the method for cleaning a semiconductor wafer according to claim 3, a flow of a fresh cleaning liquid on the surface of the semiconductor wafer by continuously or intermittently ejecting water vapor and gas onto the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid comprising phosphoric acid. Occurs, and a physical force due to water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, thereby uniformly removing the silicon nitride film and the silicon nitride oxide film in the wafer surface.

【0014】請求項4記載の半導体ウェーハの洗浄装置
は、半導体ウェーハが浸漬する容量の洗浄液を入れた洗
浄槽と、この洗浄槽内に設けられ半導体ウェーハの表面
に水蒸気およびガスを噴出する水蒸気およびガス噴出部
とを備えたものである。請求項4記載の半導体ウェーハ
の洗浄装置によると、洗浄液中に浸漬した半導体ウェー
ハの表面に水蒸気およびガスを噴出させることで、洗浄
液内に浸漬した半導体ウェーハ表面に新鮮な洗浄液の流
れが生じるとともに、半導体ウェーハ表面に水蒸気およ
びガスによる物理的な力が作用し、ウェーハ面内の異物
を均一に除去できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for cleaning a semiconductor wafer, comprising: a cleaning tank containing a cleaning liquid having a capacity to immerse the semiconductor wafer; And a gas ejection section. According to the semiconductor wafer cleaning apparatus according to claim 4, by jetting water vapor and gas on the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid, a flow of fresh cleaning liquid is generated on the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid, Physical force due to water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, so that foreign substances in the wafer surface can be uniformly removed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

第1の実施の形態 この発明の第1の実施の形態における半導体ウェーハの
洗浄方法および洗浄装置について、図1を参照しながら
説明する。この実施の形態は、バッチ浸漬式のウェット
洗浄装置に関するものである。
First Embodiment A semiconductor wafer cleaning method and a cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment relates to a batch immersion type wet cleaning apparatus.

【0016】図1において、10は半導体ウェーハ、1
1は外槽と内槽とで構成される洗浄槽、12はウェーハ
キャリア、13は半導体ウェーハ10の表面に水蒸気お
よびガスを噴出可能なように洗浄槽11の底部に設けた
水蒸気およびガス噴出部である。水蒸気およびガス噴出
部13は、多孔板製の箱状体からなり、水蒸気およびガ
ス供給装置(図示せず)が接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a semiconductor wafer, 1
Reference numeral 1 denotes a cleaning tank composed of an outer tank and an inner tank, 12 denotes a wafer carrier, and 13 denotes a water vapor and gas ejection section provided at the bottom of the cleaning tank 11 so that water vapor and gas can be ejected onto the surface of the semiconductor wafer 10. It is. The steam and gas jetting section 13 is formed of a box-shaped body made of a perforated plate, and is connected to a steam and gas supply device (not shown).

【0017】以上のように構成されたバッチ浸漬式のウ
ェット洗浄装置について、以下その動作を説明する。ま
ず、洗浄槽11内に洗浄液を入れ、半導体ウェーハ10
を浸漬する。洗浄液は、アンモニア/過酸化水素水/水
からなる洗浄液(APM洗浄)や、リン酸からなる洗浄
液等が挙げられるが、これらに限るものではない。そし
て、水蒸気およびガス噴出部13より洗浄液中の半導体
ウェーハ10の表面付近に水蒸気およびN2 等の不活性
なガスを供給する。
The operation of the batch immersion wet cleaning apparatus configured as described above will be described below. First, a cleaning liquid is poured into the cleaning tank 11 and the semiconductor wafer 10
Immerse. The cleaning liquid includes a cleaning liquid (APM cleaning) composed of ammonia / hydrogen peroxide / water, a cleaning liquid composed of phosphoric acid, and the like, but is not limited thereto. Then, an inert gas such as water vapor and N 2 is supplied from the water vapor and gas jetting section 13 to the vicinity of the surface of the semiconductor wafer 10 in the cleaning liquid.

【0018】このように構成された半導体ウェーハ10
の洗浄方法および洗浄装置によると、水蒸気およびガス
噴出部13より、例えば洗浄液中のH2 O濃度が一定に
なるよう調整して水蒸気およびガスを供給することで、
洗浄液内に浸漬した半導体ウェーハ10の表面に新鮮な
洗浄液の流れが生じるとともに、半導体ウェーハ10の
表面に水蒸気およびガスによる物理的な力が作用し、ウ
ェーハ面内の異物を均一に除去できる。また、加水分解
反応が生じる場合にも、ウェーハ面内の均一性を向上さ
せることができる。よって、ウェーハ面内における洗浄
効率の均一性を確保でき、半導体デバイス製造上の歩留
りを向上できる。
The semiconductor wafer 10 constructed as described above
According to the cleaning method and the cleaning apparatus, the water vapor and the gas are supplied from the water vapor and gas jetting part 13 by adjusting the H 2 O concentration in the cleaning liquid to be constant, for example.
A flow of fresh cleaning liquid is generated on the surface of the semiconductor wafer 10 immersed in the cleaning liquid, and physical force due to water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer 10, so that foreign substances on the wafer surface can be uniformly removed. In addition, even when a hydrolysis reaction occurs, the uniformity within the wafer surface can be improved. Therefore, uniformity of the cleaning efficiency in the wafer surface can be ensured, and the yield in manufacturing semiconductor devices can be improved.

【0019】第2の実施の形態 この発明の第2の実施の形態における半導体ウェーハの
洗浄方法および洗浄装置について、図2を参照しながら
説明する。この実施の形態は、ウェットバッチ浸漬式の
APM洗浄装置に関するものである。図2において、2
0は半導体ウェーハ、21は外槽と内槽とで構成される
洗浄槽、22はウェーハキャリアである。23は洗浄液
循環ラインの槽内リターン部、24は循環ポンプ、25
はフィルター、26はインラインヒーターであり、洗浄
槽21内の洗浄液を循環しフィルター25でパーティク
ルを濾過する。また、27はバッファー槽、28は超音
波振動子、29は超音波振動子28に信号を供給する超
音波発振器である。さらに、30は半導体ウェーハ20
の表面に水蒸気およびガスを噴出可能なように洗浄槽2
1内の底部の複数箇所に設けた多孔板製の円筒や球体か
らなる水蒸気およびガス噴出部、31は水蒸気およびガ
ス噴出部30に接続した水蒸気およびガス供給装置であ
る。
Second Embodiment A semiconductor wafer cleaning method and a cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment relates to a wet batch immersion type APM cleaning apparatus. In FIG. 2, 2
0 is a semiconductor wafer, 21 is a cleaning tank composed of an outer tank and an inner tank, and 22 is a wafer carrier. 23 is a return part in the tank of the cleaning liquid circulation line, 24 is a circulation pump, 25
Denotes a filter, and 26 denotes an inline heater, which circulates a cleaning liquid in the cleaning tank 21 and filters particles with the filter 25. 27 is a buffer tank, 28 is an ultrasonic oscillator, and 29 is an ultrasonic oscillator for supplying a signal to the ultrasonic oscillator 28. Furthermore, 30 is the semiconductor wafer 20
Cleaning tank 2 so that water vapor and gas can be ejected to the surface of
Reference numeral 31 denotes a water vapor and gas supply unit connected to the water vapor and gas discharge unit 30, which is provided at a plurality of locations on the bottom of the unit 1 and is formed of a cylinder or a sphere made of a perforated plate.

【0020】以上のように構成されたウェットバッチ浸
漬式のAPM洗浄装置について、以下その動作を説明す
る。まず、所定の洗浄液容量比、例えば29%NH4 OH
と31%H2 2 とH2 Oとの容量比が1:1:8〜1:
1:50までの所定の容量比のAPM洗浄液を洗浄槽2
1に入れる。そして、循環ポンプ24とインラインヒー
ター26を動作させ、洗浄液を循環し、洗浄液を所定の
温度、例えば50〜70℃の温度に安定させる。その
後、半導体ウェーハ20を洗浄槽21に入れ、超音波発
振器29を動作させて超音波振動子28より超音波を半
導体ウェーハ20に照射する。
The operation of the wet batch immersion type APM cleaning apparatus configured as described above will be described below. First, a predetermined cleaning solution volume ratio, for example, 29% NH 4 OH
And 31% H 2 O 2 and H 2 O in a volume ratio of 1: 1: 8 to 1:
An APM cleaning solution having a predetermined volume ratio up to 1:50 is applied to the cleaning tank 2.
Put in 1. Then, the circulating pump 24 and the in-line heater 26 are operated to circulate the cleaning liquid and stabilize the cleaning liquid at a predetermined temperature, for example, a temperature of 50 to 70 ° C. After that, the semiconductor wafer 20 is put into the cleaning tank 21, the ultrasonic oscillator 29 is operated, and the semiconductor wafer 20 is irradiated with ultrasonic waves from the ultrasonic vibrator 28.

【0021】この時、水蒸気およびガス供給装置31よ
り水蒸気およびガス噴出部30に、水蒸気,N2 等の不
活性なガスを含む水蒸気,または不活性なガスを供給
し、洗浄槽21内に連続または間欠的に水蒸気およびガ
スを導入し、半導体ウェーハ20の洗浄を行う。水蒸気
およびガス噴出部30より噴出した気泡は、ウェーハキ
ャリア22に装填された半導体ウェーハ20間を上方へ
移動するため、半導体ウェーハ20間で上に向かう洗浄
液の流れが生じ、常に半導体ウェーハ20の表面に新鮮
な洗浄液と気泡による物理的な力が作用する。これによ
り半導体ウェーハ20の表面に付着したパーティクルや
金属汚染物等の除去効率を改善することができる。な
お、洗浄液中の成分が蒸発、あるいは洗浄液が半導体ウ
ェーハ20の取り出しの際に減少するため、定期的に洗
浄液を追加供給してもよい。また、水蒸気およびガス噴
出部30より供給される水蒸気は、酸化膜およびシリコ
ンのエッチングレートに影響がでないよう十分に配慮さ
れたものである。
At this time, water vapor or an inert gas containing an inert gas such as N 2 is supplied from the water vapor and gas supply device 31 to the water vapor and gas ejection section 30, and the water or the inert gas is continuously supplied into the cleaning tank 21. Alternatively, the semiconductor wafer 20 is cleaned by intermittently introducing water vapor and gas. The bubbles ejected from the water vapor and gas ejecting section 30 move upward between the semiconductor wafers 20 loaded in the wafer carrier 22, so that a cleaning liquid flows upward between the semiconductor wafers 20, and the surface of the semiconductor wafer 20 always flows. The physical force of the fresh cleaning solution and air bubbles acts on the surface. Thus, the efficiency of removing particles, metal contaminants, and the like attached to the surface of the semiconductor wafer 20 can be improved. In addition, since the components in the cleaning liquid evaporate or the cleaning liquid decreases when the semiconductor wafer 20 is taken out, the cleaning liquid may be additionally supplied periodically. Further, the water vapor and the water vapor supplied from the gas jetting section 30 have been sufficiently considered so as not to affect the etching rates of the oxide film and silicon.

【0022】このように構成された半導体ウェーハ20
の洗浄方法および洗浄装置によると、アンモニアと過酸
化水素水と水からなる洗浄液中に連続または間欠的に水
蒸気およびガスを噴出させることで、半導体ウェーハ2
0の表面に新鮮な洗浄液の流れが生じるとともに、半導
体ウェーハ20の表面に水蒸気およびガスによる物理的
な力が作用し、ウェーハ面内に付着したパーティクルや
金属汚染物等を均一に除去できる。よって、ウェーハ面
内における洗浄効率の均一性を確保でき、半導体デバイ
ス製造上の歩留りを向上できる。
The semiconductor wafer 20 constructed as described above
According to the cleaning method and the cleaning apparatus, the semiconductor wafer 2 is continuously or intermittently jetted into the cleaning liquid composed of ammonia, hydrogen peroxide water and water.
A fresh flow of the cleaning solution is generated on the surface of the semiconductor wafer 20, and physical force due to water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer 20, so that particles and metal contaminants attached to the wafer surface can be uniformly removed. Therefore, uniformity of the cleaning efficiency in the wafer surface can be ensured, and the yield in manufacturing semiconductor devices can be improved.

【0023】第3の実施の形態 この発明の第3の実施の形態における半導体ウェーハの
洗浄方法および洗浄装置について、図3を参照しながら
説明する。この実施の形態は、ウェットバッチ浸漬方式
のリン酸洗浄装置に関するものである。図3において、
40は半導体ウェーハ、41は外槽と内槽とで構成され
る洗浄槽、42はウェーハキャリアである。また、43
は洗浄液循環ラインの槽内リターン部、44は循環ポン
プ、45はフィルター、46はインラインヒーターであ
り、洗浄槽41内の洗浄液を循環しフィルター45でパ
ーティクルを濾過する。さらに、47は半導体ウェーハ
40の表面に水蒸気およびガスを噴出可能なように洗浄
槽41内の底部に設けた多孔板製の箱状体からなる水蒸
気およびガス噴出部、48は水蒸気およびガス噴出部4
7に接続した水蒸気およびガス供給装置である。
Third Embodiment A semiconductor wafer cleaning method and apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment relates to a wet batch immersion type phosphoric acid cleaning apparatus. In FIG.
40 is a semiconductor wafer, 41 is a cleaning tank composed of an outer tank and an inner tank, and 42 is a wafer carrier. Also, 43
Is a return portion in the tank of the cleaning liquid circulation line, 44 is a circulation pump, 45 is a filter, and 46 is an in-line heater. The cleaning liquid in the cleaning tank 41 is circulated and the filter 45 filters particles. Further, reference numeral 47 denotes a water vapor and gas ejecting portion formed of a perforated box-shaped body provided at the bottom of the cleaning tank 41 so as to eject water vapor and gas onto the surface of the semiconductor wafer 40, and 48 denotes a steam and gas ejecting portion. 4
7 is a water vapor and gas supply device.

【0024】以上のように構成されたウェットバッチ浸
漬式のリン酸洗浄装置について、以下その動作を説明す
る。まず、水を含む85%リン酸を洗浄槽41に入れ
る。そして、循環ポンプ44とインラインヒーター46
を動作させ、洗浄液を循環し、洗浄液を所定の温度、例
えば150〜160℃に安定させる。この時、フィルタ
ー45を通して洗浄液を循環するため、ウェーハ処理毎
に洗浄槽41内に導入されるパーティクルはこのフィル
ター45で除去される。そして、水蒸気およびガス供給
装置48でリン酸の沸点が目標温度になるよう水蒸気補
充量を調整し、水蒸気およびガス噴出部47より洗浄液
にH2 Oを供給し、リン酸を沸騰状態で温度一定に保
つ。これはシリコン窒化膜のエッチングレートを安定化
させるためである。その後、洗浄槽41に半導体ウェー
ハ40を入れ、水蒸気およびガス供給装置48より水蒸
気およびガス噴出部47に、連続または間欠的に水蒸気
およびガスを供給し、半導体ウェーハ40上のシリコン
窒化膜およびシリコン窒化酸化膜の除去処理を行う。こ
の時、水蒸気およびガス噴出部47は多孔質であり、少
なくとも洗浄槽41内の半導体ウェーハ40が装填され
た範囲以上に水蒸気を供給する。
The operation of the wet batch immersion type phosphoric acid cleaning apparatus configured as described above will be described below. First, 85% phosphoric acid containing water is put into the cleaning tank 41. The circulation pump 44 and the in-line heater 46
Is operated to circulate the cleaning liquid and stabilize the cleaning liquid at a predetermined temperature, for example, 150 to 160 ° C. At this time, since the cleaning liquid is circulated through the filter 45, particles introduced into the cleaning tank 41 for each wafer processing are removed by the filter 45. Then, the steam and gas supply unit 48 adjusts the steam replenishment amount so that the boiling point of the phosphoric acid becomes the target temperature, supplies H 2 O to the cleaning liquid from the steam and gas ejection unit 47, and keeps the phosphoric acid at a constant temperature in a boiling state. To keep. This is to stabilize the etching rate of the silicon nitride film. Thereafter, the semiconductor wafer 40 is put into the cleaning tank 41, and steam and gas are continuously or intermittently supplied from the water vapor and gas supply device 48 to the water vapor and gas ejecting section 47, so that the silicon nitride film and the silicon nitride An oxide film is removed. At this time, the water vapor and gas ejection part 47 is porous, and supplies the water vapor to at least the area of the cleaning tank 41 in which the semiconductor wafer 40 is loaded.

【0025】このように構成された半導体ウェーハ40
の洗浄方法およびその洗浄装置によると、リン酸からな
る洗浄液中に連続または間欠的に水蒸気およびガスを噴
出させることで、半導体ウェーハ40の表面に新鮮な洗
浄液の流れが生じるとともに、半導体ウェーハ40の表
面に水蒸気およびガスによる物理的な力が作用し、ウェ
ーハ面内のシリコン窒化膜およびシリコン窒化酸化膜を
均一に除去できる。よって、ウェーハ面内における洗浄
効率の均一性を確保でき、半導体デバイス製造上の歩留
りを向上できる。
The semiconductor wafer 40 thus configured
According to the cleaning method and the cleaning apparatus thereof, by continuously or intermittently ejecting water vapor and gas into the cleaning liquid composed of phosphoric acid, a flow of a fresh cleaning liquid is generated on the surface of the semiconductor wafer 40 and the cleaning of the semiconductor wafer 40 is performed. A physical force due to water vapor and gas acts on the surface, and the silicon nitride film and silicon nitride oxide film in the wafer surface can be uniformly removed. Therefore, uniformity of the cleaning efficiency in the wafer surface can be ensured, and the yield in manufacturing semiconductor devices can be improved.

【0026】また、水蒸気およびガス噴出部47が多孔
質であるので、水蒸気が多孔質の噴出部47から均一に
洗浄液中に供給され、かつ高温の水蒸気により急激な気
泡の発生も防止でき、半導体ウェーハ40の位置ずれに
よる破損を防ぐことができる。なお、前記実施の形態で
は、ウェットバッチ浸漬式のAPM洗浄装置,ウェット
バッチ浸漬方式のリン酸洗浄装置を例示したが、これら
に限るものではなく、ウェット浸漬方式の洗浄装置全般
に適用できる。
Further, since the steam and gas jetting portion 47 is porous, the steam is uniformly supplied from the porous jetting portion 47 into the cleaning liquid, and rapid generation of bubbles by high-temperature steam can be prevented. Damage due to misalignment of the wafer 40 can be prevented. In the above-described embodiment, the APM cleaning device of the wet batch immersion type and the phosphoric acid cleaning device of the wet batch immersion type have been exemplified. However, the present invention is not limited to these, and can be applied to all wet immersion type cleaning devices.

【0027】また、水蒸気およびガス噴出部は、多孔質
の箱体,円筒,球体に限るものではなく、その設置箇所
も洗浄槽11,21,41内の底部に限るものではな
く、半導体ウェーハ10,20,40の表面に水蒸気お
よびガスを噴出できる箇所であればよい。
Further, the water vapor and gas jetting part is not limited to a porous box, cylinder, or sphere, and the installation location is not limited to the bottom in the cleaning tanks 11, 21, 41. , 20 and 40 as long as they can eject water vapor and gas.

【0028】[0028]

【発明の効果】請求項1記載の半導体ウェーハの洗浄方
法によると、洗浄液中に浸漬した半導体ウェーハの表面
に水蒸気およびガスを噴出させることで、半導体ウェー
ハ表面に新鮮な洗浄液の流れが生じるとともに、半導体
ウェーハ表面に水蒸気およびガスによる物理的な力が作
用し、ウェーハ面内の異物を均一に除去でき、半導体デ
バイス製造上の歩留まりを向上することができる。
According to the method for cleaning a semiconductor wafer according to the first aspect of the present invention, water vapor and gas are jetted onto the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid, whereby a fresh cleaning liquid flows on the semiconductor wafer surface, Physical force due to water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, foreign substances in the wafer surface can be uniformly removed, and the yield in manufacturing semiconductor devices can be improved.

【0029】請求項2記載の半導体ウェーハの洗浄方法
によると、アンモニアと過酸化水素水と水からなる洗浄
液中に浸漬した半導体ウェーハの表面に連続または間欠
的に水蒸気およびガスを噴出させることで、半導体ウェ
ーハ表面に新鮮な洗浄液の流れが生じるとともに、半導
体ウェーハ表面に水蒸気およびガスによる物理的な力が
作用し、ウェーハ面内に付着したパーティクルや金属汚
染物等を均一に除去でき、半導体デバイス製造上の歩留
まりを向上することができる。
According to the semiconductor wafer cleaning method of the present invention, water vapor and gas are continuously or intermittently jetted onto the surface of the semiconductor wafer immersed in a cleaning solution comprising ammonia, hydrogen peroxide solution and water, A flow of a fresh cleaning solution is generated on the surface of the semiconductor wafer, and a physical force of water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, whereby particles and metal contaminants attached to the wafer surface can be uniformly removed, thereby manufacturing a semiconductor device. The above yield can be improved.

【0030】請求項3記載の半導体ウェーハの洗浄方法
によると、リン酸からなる洗浄液中に浸漬した半導体ウ
ェーハの表面に連続または間欠的に水蒸気およびガスを
噴出させることで、半導体ウェーハ表面に新鮮な洗浄液
の流れが生じるとともに、半導体ウェーハ表面に水蒸気
およびガスによる物理的な力が作用し、ウェーハ面内の
シリコン窒化膜およびシリコン窒化酸化膜を均一に除去
でき、半導体デバイス製造上の歩留まりを向上すること
ができる。
According to the method for cleaning a semiconductor wafer according to the third aspect, water vapor and gas are continuously or intermittently jetted onto the surface of the semiconductor wafer immersed in a cleaning solution comprising phosphoric acid, so that the surface of the semiconductor wafer can be freshly cleaned. With the flow of the cleaning liquid, the physical force of water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, and the silicon nitride film and silicon nitride oxide film on the wafer surface can be uniformly removed, thereby improving the yield in semiconductor device manufacturing. be able to.

【0031】請求項4記載の半導体ウェーハの洗浄装置
によると、洗浄液中に浸漬した半導体ウェーハの表面に
水蒸気およびガスを噴出させることで、洗浄液内に浸漬
した半導体ウェーハ表面に新鮮な洗浄液の流れが生じる
とともに、半導体ウェーハ表面に水蒸気およびガスによ
る物理的な力が作用し、ウェーハ面内の異物を均一に除
去でき、半導体デバイス製造上の歩留まりを向上するこ
とができる。
According to the semiconductor wafer cleaning apparatus of the fourth aspect, the flow of the fresh cleaning liquid is applied to the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid by jetting water vapor and gas onto the surface of the semiconductor wafer immersed in the cleaning liquid. At the same time, physical force due to water vapor and gas acts on the surface of the semiconductor wafer, foreign substances in the wafer surface can be uniformly removed, and the yield in manufacturing semiconductor devices can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態における半導体ウ
ェーハの洗浄装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor wafer cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態における半導体ウ
ェーハの洗浄装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a semiconductor wafer cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施の形態における半導体ウ
ェーハの洗浄装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor wafer cleaning apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来のウェットバッチ浸漬式のAPM洗浄装置
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional wet batch immersion type APM cleaning apparatus.

【図5】従来のウェットバッチ浸漬式のリン酸洗浄装置
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional wet batch immersion type phosphoric acid cleaning apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,40 半導体ウェーハ 11,21,41 洗浄槽 13,30,47 水蒸気およびガス噴出部 10, 20, 40 Semiconductor wafer 11, 21, 41 Cleaning tank 13, 30, 47 Steam and gas ejection section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 洗浄液内に半導体ウェーハを浸漬する工
程と、前記半導体ウェーハの表面に水蒸気およびガスを
噴出させて前記半導体ウェーハ上の異物を除去する工程
とを含む半導体ウェーハの洗浄方法。
1. A method for cleaning a semiconductor wafer, comprising: a step of immersing a semiconductor wafer in a cleaning liquid; and a step of ejecting water vapor and gas onto a surface of the semiconductor wafer to remove foreign substances on the semiconductor wafer.
【請求項2】 アンモニアと過酸化水素水と水からなる
洗浄液内に半導体ウェーハを浸漬する工程と、前記半導
体ウェーハの表面に連続または間欠的に水蒸気およびガ
スを噴出させて前記半導体ウェーハ上の異物を除去する
工程とを含む半導体ウェーハの洗浄方法。
2. A step of immersing a semiconductor wafer in a cleaning solution comprising ammonia, a hydrogen peroxide solution and water, and a step of continuously or intermittently jetting water vapor and gas onto the surface of the semiconductor wafer to cause foreign matter on the semiconductor wafer. And a step of removing the semiconductor wafer.
【請求項3】 リン酸からなる洗浄液内にシリコン窒化
膜およびシリコン窒化酸化膜が形成された半導体ウェー
ハを浸漬する工程と、前記半導体ウェーハの表面に連続
または間欠的に水蒸気およびガスを噴出させて前記半導
体ウェーハ上のシリコン窒化膜およびシリコン窒化酸化
膜を除去する工程とを含む半導体ウェーハの洗浄方法。
3. A step of immersing a semiconductor wafer on which a silicon nitride film and a silicon oxynitride film are formed in a cleaning solution made of phosphoric acid, and continuously or intermittently ejecting water vapor and gas onto the surface of the semiconductor wafer. Removing the silicon nitride film and the silicon oxynitride film on the semiconductor wafer.
【請求項4】 半導体ウェーハが浸漬する容量の洗浄液
を入れた洗浄槽と、この洗浄槽内に設けられ前記半導体
ウェーハの表面に水蒸気およびガスを噴出する水蒸気お
よびガス噴出部とを備えた半導体ウェーハの洗浄装置。
4. A semiconductor wafer provided with a cleaning tank filled with a cleaning liquid having a capacity for immersing a semiconductor wafer therein, and a water vapor and gas jetting section provided in the cleaning tank and jetting water vapor and gas onto the surface of the semiconductor wafer. Cleaning equipment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014510417A (en) * 2011-03-30 2014-04-24 東京エレクトロン株式会社 Increase mask layer etch rate and selectivity
JP2018056258A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 株式会社Screenホールディングス Substrate processing apparatus and substrate processing method

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