JPH10242107A - 超小型電子回路基板の改良された洗浄方法 - Google Patents
超小型電子回路基板の改良された洗浄方法Info
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- JPH10242107A JPH10242107A JP10015406A JP1540698A JPH10242107A JP H10242107 A JPH10242107 A JP H10242107A JP 10015406 A JP10015406 A JP 10015406A JP 1540698 A JP1540698 A JP 1540698A JP H10242107 A JPH10242107 A JP H10242107A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低いメガソニック出力レベル、低い温度およ
び非常に低い化学薬品濃度での超小型電子回路デバイス
の効率的な洗浄方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、プロセス温度において溶液
がガスで部分飽和されるような洗浄溶液中のガス濃度レ
ベルを確保することによって、超小型電子回路デバイス
のメガソニック支援洗浄の有効性を制御する。ガス濃度
は全プラント・レベルで、あるいは好ましくは使用地点
で制御することができる。後者の場合、一方は真空脱気
水、他方はガス飽和水という２つの水供給入力が提供さ
れる。その場合、所望のガス濃度のプロセス水は２つの
供給源からの水を適切な比率で混合することによって得
られ、その結果得られる混合物がウエハ洗浄槽に供給さ
れる。
び非常に低い化学薬品濃度での超小型電子回路デバイス
の効率的な洗浄方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、プロセス温度において溶液
がガスで部分飽和されるような洗浄溶液中のガス濃度レ
ベルを確保することによって、超小型電子回路デバイス
のメガソニック支援洗浄の有効性を制御する。ガス濃度
は全プラント・レベルで、あるいは好ましくは使用地点
で制御することができる。後者の場合、一方は真空脱気
水、他方はガス飽和水という２つの水供給入力が提供さ
れる。その場合、所望のガス濃度のプロセス水は２つの
供給源からの水を適切な比率で混合することによって得
られ、その結果得られる混合物がウエハ洗浄槽に供給さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に半導体ウエハ
および超小型電子回路基板の音波洗浄に関し、より詳細
にはメガソニック洗浄の応用分野におけるウエハ洗浄液
の制御されたガス化に関する。
および超小型電子回路基板の音波洗浄に関し、より詳細
にはメガソニック洗浄の応用分野におけるウエハ洗浄液
の制御されたガス化に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ表面からの粒子や他の汚染
物質の除去は、集積回路（ＩＣ）チップ製造における多
くの加工ステップの後で不可欠である。通常の洗浄装置
では、加工ステップの後で、ホルダによって複数のウエ
ハを槽内に装入し、その槽内に有効な量の脱イオン水と
反応性洗浄液を供給してウエハ表面を浸し洗浄すること
によって半導体ウエハを洗浄する。反応性洗浄液は液体
または気体の形で洗浄組成物に導入することができる。
洗浄後、ウエハは高速スピニングまたは表面水をイソプ
ロピルアルコ−ルで置換するなどの方法によって乾燥
し、次の加工工程まで清浄な環境中で貯蔵する。
物質の除去は、集積回路（ＩＣ）チップ製造における多
くの加工ステップの後で不可欠である。通常の洗浄装置
では、加工ステップの後で、ホルダによって複数のウエ
ハを槽内に装入し、その槽内に有効な量の脱イオン水と
反応性洗浄液を供給してウエハ表面を浸し洗浄すること
によって半導体ウエハを洗浄する。反応性洗浄液は液体
または気体の形で洗浄組成物に導入することができる。
洗浄後、ウエハは高速スピニングまたは表面水をイソプ
ロピルアルコ−ルで置換するなどの方法によって乾燥
し、次の加工工程まで清浄な環境中で貯蔵する。
【０００３】洗浄工程を推進するための各種の技術が周
知である。それには、例えば不活性ガス（例えば窒素）
を洗浄槽液中に気泡として注入することにより洗浄漕溶
液を急速攪拌する、洗浄槽中で磁気攪拌器を用いる、加
工液中のウエハに音波エネルギーを当てる、およびこれ
らの技術の組み合わせが含まれる。
知である。それには、例えば不活性ガス（例えば窒素）
を洗浄槽液中に気泡として注入することにより洗浄漕溶
液を急速攪拌する、洗浄槽中で磁気攪拌器を用いる、加
工液中のウエハに音波エネルギーを当てる、およびこれ
らの技術の組み合わせが含まれる。
【０００４】そのような湿式洗浄プロセスにおいてウエ
ハ表面から粒子を除去する能力は、プロセス温度、ウエ
ハの前処理と疎水性、洗浄溶液の化学組成、音波エネル
ギー使用する場合の出力強度などの攪拌パラメータのよ
うな多くのファクタに依存することが知られている。
ハ表面から粒子を除去する能力は、プロセス温度、ウエ
ハの前処理と疎水性、洗浄溶液の化学組成、音波エネル
ギー使用する場合の出力強度などの攪拌パラメータのよ
うな多くのファクタに依存することが知られている。
【０００５】一般的なウエハの湿式洗浄プロセスはいわ
ゆる「ＲＣＡ洗浄法」である。通常のＲＣＡ洗浄法は、
水、濃過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および濃水酸化アンモニウ
ム（ＮＨ4ＯＨ）の体積比５：１：１の第１洗浄液（Ｓ
Ｃ−１）と、水、濃過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および濃塩酸
（ＨＣｌ）の体積比５：１：１の第２洗浄液（ＳＣ−
２）を使用する。ＲＣＡ洗浄工程は、ＳＣ−１洗浄、そ
れに続いて水洗、ＳＣ洗浄、水洗、最終水洗（通常別の
タンクで）および乾燥の各ステップを含む。ＲＣＡ洗浄
は、メガソニック・トランスデューサが広く使用される
以前に導入され、洗浄に高濃度の化学薬品を利用してい
た。その後、ＳＣ−１洗浄時メガソニックを加えること
によって、粒子の除去が、より低い化学薬品濃度、およ
びやはり腐蝕されるシリコンの名目量を減らすことにな
るより低い温度でも実施できることが判明した。したが
って、より安価でより優れた性能の洗浄法である。さら
に過酸化水素などある種の化学薬品は脱イオン水よりも
本来的に汚染されやすい傾向があり、これが、業界をし
てウエハ洗浄浴内の化学濃度を薄くすることに目を向け
させる動機になった。アンモニアなどの反応性気体を洗
浄溶液中に直接注入し、薄いＳＣ−１洗浄溶液を調製す
ることが、希薄な超洗浄浴を作る方法として提案され
た。しかし、反応性ガスの注入はシリコン工業、特に濃
い化学薬品浴の作成においては一般的に行われていな
い。
ゆる「ＲＣＡ洗浄法」である。通常のＲＣＡ洗浄法は、
水、濃過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および濃水酸化アンモニウ
ム（ＮＨ4ＯＨ）の体積比５：１：１の第１洗浄液（Ｓ
Ｃ−１）と、水、濃過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および濃塩酸
（ＨＣｌ）の体積比５：１：１の第２洗浄液（ＳＣ−
２）を使用する。ＲＣＡ洗浄工程は、ＳＣ−１洗浄、そ
れに続いて水洗、ＳＣ洗浄、水洗、最終水洗（通常別の
タンクで）および乾燥の各ステップを含む。ＲＣＡ洗浄
は、メガソニック・トランスデューサが広く使用される
以前に導入され、洗浄に高濃度の化学薬品を利用してい
た。その後、ＳＣ−１洗浄時メガソニックを加えること
によって、粒子の除去が、より低い化学薬品濃度、およ
びやはり腐蝕されるシリコンの名目量を減らすことにな
るより低い温度でも実施できることが判明した。したが
って、より安価でより優れた性能の洗浄法である。さら
に過酸化水素などある種の化学薬品は脱イオン水よりも
本来的に汚染されやすい傾向があり、これが、業界をし
てウエハ洗浄浴内の化学濃度を薄くすることに目を向け
させる動機になった。アンモニアなどの反応性気体を洗
浄溶液中に直接注入し、薄いＳＣ−１洗浄溶液を調製す
ることが、希薄な超洗浄浴を作る方法として提案され
た。しかし、反応性ガスの注入はシリコン工業、特に濃
い化学薬品浴の作成においては一般的に行われていな
い。
【０００６】洗浄溶液の主成分である水は洗浄剤の媒質
として働く。過酸化水素は、フォトレジストの不完全な
除去と空気中の物質および物理的取り扱いのためにウエ
ハ表面に残存する有機汚染物質をすべて酸化する働きを
する。アンモニアはカドミウム、コバルト、銅、水銀、
ニッケル、銀などの重金属をこれらの金属とアミノ錯体
を形成することによって除去するのに有効である。ＨＣ
ｌはアンモニア、マグネシウム、鉄、アルカリ金属のイ
オンを除去し、溶液からの置換再めっきを防止するのに
有効である。
として働く。過酸化水素は、フォトレジストの不完全な
除去と空気中の物質および物理的取り扱いのためにウエ
ハ表面に残存する有機汚染物質をすべて酸化する働きを
する。アンモニアはカドミウム、コバルト、銅、水銀、
ニッケル、銀などの重金属をこれらの金属とアミノ錯体
を形成することによって除去するのに有効である。ＨＣ
ｌはアンモニア、マグネシウム、鉄、アルカリ金属のイ
オンを除去し、溶液からの置換再めっきを防止するのに
有効である。
【０００７】ＲＣＡ洗浄はまた、通常音波エネルギーと
不活性（非反応性）気泡注入技術を使用する急速攪拌の
条件下で行われる。例えば、超音波トランスデューサを
洗浄槽の硬壁の外側に取り付け、音波エネルギーを壁と
ＲＣＡ洗浄溶液を通してウエハに送る。音波エネルギー
には様々な作用があるが、とりわけ洗浄溶液中での気泡
形成を促進する。一方、窒素ガスは、ＲＣＡ洗浄プロセ
スで見られる条件下で不活性（非反応性）ガスとして外
部の供給源から供給され、洗浄槽内に含まれるエッチャ
ントを通してバブルされ、別の形の攪拌を行う。本願で
は、「不活性」ガスとは、洗浄条件下で洗浄されるウエ
ハ材料と反応しないガスを意味する。同じガスが、特定
の材料と洗浄条件に応じて反応性とも不活性とも分類さ
れることがある。
不活性（非反応性）気泡注入技術を使用する急速攪拌の
条件下で行われる。例えば、超音波トランスデューサを
洗浄槽の硬壁の外側に取り付け、音波エネルギーを壁と
ＲＣＡ洗浄溶液を通してウエハに送る。音波エネルギー
には様々な作用があるが、とりわけ洗浄溶液中での気泡
形成を促進する。一方、窒素ガスは、ＲＣＡ洗浄プロセ
スで見られる条件下で不活性（非反応性）ガスとして外
部の供給源から供給され、洗浄槽内に含まれるエッチャ
ントを通してバブルされ、別の形の攪拌を行う。本願で
は、「不活性」ガスとは、洗浄条件下で洗浄されるウエ
ハ材料と反応しないガスを意味する。同じガスが、特定
の材料と洗浄条件に応じて反応性とも不活性とも分類さ
れることがある。
【０００８】本発明以前は、ウエハの湿式洗浄プロセス
に対するガスの効果は僅かしか理解されていなかった。
に対するガスの効果は僅かしか理解されていなかった。
【０００９】通常、ＲＣＡプロセス洗浄浴中に溶解する
ガスは数種類ある。例えばＳＣ−１浴は、分解した過酸
化水素からの酸素または脱イオン（ＤＩ）水中の他のガ
スを溶解する。希釈ＳＣ−１浴中では、脱イオン水のガ
ス含有量が浴中の全ガス濃度の大きな部分を占める。溶
液中に溶解しているそれぞれのガスの量を合計すると、
溶液中に溶解しているそれぞれのガスの量によって決ま
るガスの全飽和度となる。例えば、水が空気と平衡であ
り、空気が７９％の窒素と２１％の酸素だけから構成さ
れている場合、水中の全ガス飽和度は１００％で、酸素
飽和度は２１％， 窒素は７９％である。酸素は水中で
窒素の約２倍も溶解するので、溶解窒素のモル濃度が酸
素の僅か約２倍にしかならない。温度と圧力も溶液中に
溶解し得るガスの量に影響する。高温または低圧になる
と、溶解し得るガスの量が減り、したがって、ガスが飽
和した水を加熱すると溶解しているガスの一部が気泡と
なって逐い出される。
ガスは数種類ある。例えばＳＣ−１浴は、分解した過酸
化水素からの酸素または脱イオン（ＤＩ）水中の他のガ
スを溶解する。希釈ＳＣ−１浴中では、脱イオン水のガ
ス含有量が浴中の全ガス濃度の大きな部分を占める。溶
液中に溶解しているそれぞれのガスの量を合計すると、
溶液中に溶解しているそれぞれのガスの量によって決ま
るガスの全飽和度となる。例えば、水が空気と平衡であ
り、空気が７９％の窒素と２１％の酸素だけから構成さ
れている場合、水中の全ガス飽和度は１００％で、酸素
飽和度は２１％， 窒素は７９％である。酸素は水中で
窒素の約２倍も溶解するので、溶解窒素のモル濃度が酸
素の僅か約２倍にしかならない。温度と圧力も溶液中に
溶解し得るガスの量に影響する。高温または低圧になる
と、溶解し得るガスの量が減り、したがって、ガスが飽
和した水を加熱すると溶解しているガスの一部が気泡と
なって逐い出される。
【００１０】２つの実験上の観察で、ウエハ洗浄溶液中
のガスをあまり多くすることによって危険が生じる可能
性が指摘されている。まず第一に、熱い脱イオン水（温
度による飽和のため）中で形成される気泡は、シリコン
表面に欠陥を引き起こす傾向がある。第二に、脱イオン
水中に酸素が存在すると、末端水素をもつシリコン表面
の表面腐蝕とそれに続く粗面化が生じることが観察され
た。つまり酸素ガスは洗浄される酸化物ウエハ表面に対
しては不活性であるが、末端水素をもつシリコン表面に
対しては反応性であることが観察された。いずれにせ
よ、この２つの問題から、いくつかのウエハ加工工程
で、プラント全体（即ち脱イオン水が貯蔵され、扱わ
れ、最終的にウエハ洗浄に使用されるすべての場所）
で、または使用場所（即ち、洗浄槽自体中）で脱イオン
水に脱気装置を使用することになった。
のガスをあまり多くすることによって危険が生じる可能
性が指摘されている。まず第一に、熱い脱イオン水（温
度による飽和のため）中で形成される気泡は、シリコン
表面に欠陥を引き起こす傾向がある。第二に、脱イオン
水中に酸素が存在すると、末端水素をもつシリコン表面
の表面腐蝕とそれに続く粗面化が生じることが観察され
た。つまり酸素ガスは洗浄される酸化物ウエハ表面に対
しては不活性であるが、末端水素をもつシリコン表面に
対しては反応性であることが観察された。いずれにせ
よ、この２つの問題から、いくつかのウエハ加工工程
で、プラント全体（即ち脱イオン水が貯蔵され、扱わ
れ、最終的にウエハ洗浄に使用されるすべての場所）
で、または使用場所（即ち、洗浄槽自体中）で脱イオン
水に脱気装置を使用することになった。
【００１１】しかし、脱イオン水を「脱気」するために
使用される方法は選択性がなく、水を脱酸素化するだけ
でなく、窒素ガス含量を枯渇させる傾向もあるという反
対の問題が生じている。このような形で見られる窒素ガ
スの枯渇は重要である。全ガス含有量が完全飽和の小部
分を構成するに過ぎないこの場合、液体は「真空脱気」
されていると考えられる。
使用される方法は選択性がなく、水を脱酸素化するだけ
でなく、窒素ガス含量を枯渇させる傾向もあるという反
対の問題が生じている。このような形で見られる窒素ガ
スの枯渇は重要である。全ガス含有量が完全飽和の小部
分を構成するに過ぎないこの場合、液体は「真空脱気」
されていると考えられる。
【００１２】しかし、この問題は、過酸化水素とアンモ
ニアの洗浄液濃度が比較的高い上記のＲＣＡ洗浄プロセ
ス組成物を使用したとき偶然に回避された。すなわち、
過酸化水素が分解して酸素を発生し、またＳＣ−１の場
合、水酸化アンモニウム（アンモニアの水溶液）が揮発
性でアンモニア・ガス（ＮＨ3）を放出するために、か
なりの量のガスが本来的に利用できる。洗浄液の濃度が
比較的高くて洗浄中にガスを発生するために、脱気水の
使用に伴う上記の欠点は、洗浄組成物の他のガス発生成
分からのガスが利用できることによって大きく覆い隠さ
れた。
ニアの洗浄液濃度が比較的高い上記のＲＣＡ洗浄プロセ
ス組成物を使用したとき偶然に回避された。すなわち、
過酸化水素が分解して酸素を発生し、またＳＣ−１の場
合、水酸化アンモニウム（アンモニアの水溶液）が揮発
性でアンモニア・ガス（ＮＨ3）を放出するために、か
なりの量のガスが本来的に利用できる。洗浄液の濃度が
比較的高くて洗浄中にガスを発生するために、脱気水の
使用に伴う上記の欠点は、洗浄組成物の他のガス発生成
分からのガスが利用できることによって大きく覆い隠さ
れた。
【００１３】しかし、最近従来の５：１：１のＨ2Ｏ／
Ｈ2Ｏ2／ＮＨ4ＯＨ「ＲＣＡ」洗浄よりもはるかに薄い
洗浄組成物の使用に関心が増している。「希薄化学」法
は化学的要件と消費量を大幅に削減するという利点をも
たらすと同時に、ウエハに対する攻撃性が少ない。しか
し、「希薄化学」洗浄は、わずかな欠陥しか除去され
ず、場合によっては欠陥が増加するために失敗する可能
性がある。本発明以前には、希薄ウエハ洗浄化学法に伴
うこのような失敗の原因は解決されていなかった。ガス
含有量の管理によるプロセスの最適化についての従来の
試みは、プロセス液中に溶解しているガスの量および種
類の制御に成功していなかった。実際、本発明以前に
は、酸素含有量の制御だけしか研究されていなかった。
Ｈ2Ｏ2／ＮＨ4ＯＨ「ＲＣＡ」洗浄よりもはるかに薄い
洗浄組成物の使用に関心が増している。「希薄化学」法
は化学的要件と消費量を大幅に削減するという利点をも
たらすと同時に、ウエハに対する攻撃性が少ない。しか
し、「希薄化学」洗浄は、わずかな欠陥しか除去され
ず、場合によっては欠陥が増加するために失敗する可能
性がある。本発明以前には、希薄ウエハ洗浄化学法に伴
うこのような失敗の原因は解決されていなかった。ガス
含有量の管理によるプロセスの最適化についての従来の
試みは、プロセス液中に溶解しているガスの量および種
類の制御に成功していなかった。実際、本発明以前に
は、酸素含有量の制御だけしか研究されていなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、より低い音波出力レベル、より低い温度、およびは
るかに低い化学薬品濃度で超小型電子回路デバイスの効
率的洗浄方法を提供することである。
は、より低い音波出力レベル、より低い温度、およびは
るかに低い化学薬品濃度で超小型電子回路デバイスの効
率的洗浄方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、所与の
プロセス温度において洗浄溶液がガスで部分的にのみ飽
和されるようにして洗浄溶液中のガス濃度レベルを確立
することによって、超小型電子回路デバイスのメガソニ
ック支援洗浄の有効性を制御する方法を提供される。好
ましい実施形態では、洗浄溶液のガス濃度レベルは全体
として、洗浄溶液の水成分のガス含有量を管理すること
によって制御される。
プロセス温度において洗浄溶液がガスで部分的にのみ飽
和されるようにして洗浄溶液中のガス濃度レベルを確立
することによって、超小型電子回路デバイスのメガソニ
ック支援洗浄の有効性を制御する方法を提供される。好
ましい実施形態では、洗浄溶液のガス濃度レベルは全体
として、洗浄溶液の水成分のガス含有量を管理すること
によって制御される。
【００１６】１つの実施形態では、プロセス温度におい
て溶液がガスで部分的に飽和されるようにして洗浄溶液
中のガス濃度レベルを提供するステップを含む、超小型
電子回路デバイスのメガソニック支援洗浄の有効性を制
御する方法が提供される。部分飽和は飽和の約６０％か
ら約９０％の範囲であることが好ましい。本願では、ガ
ス濃度レベル（即ち、飽和度）は、溶液中に溶解してい
る各種類のガスの、溶液上方の周囲大気が純粋にそのガ
スである場合の平衡（すなわち飽和ガス）濃度に対する
相対濃度の和である。問題のガスは相互作用せず、した
がって「飽和」の物理的性質に対するその作用は相加的
であると仮定する。この仮定は、理想気体の法則に基づ
くもので、洗浄ウエハで見られる通常の加工温度および
圧力によく当てはまる。
て溶液がガスで部分的に飽和されるようにして洗浄溶液
中のガス濃度レベルを提供するステップを含む、超小型
電子回路デバイスのメガソニック支援洗浄の有効性を制
御する方法が提供される。部分飽和は飽和の約６０％か
ら約９０％の範囲であることが好ましい。本願では、ガ
ス濃度レベル（即ち、飽和度）は、溶液中に溶解してい
る各種類のガスの、溶液上方の周囲大気が純粋にそのガ
スである場合の平衡（すなわち飽和ガス）濃度に対する
相対濃度の和である。問題のガスは相互作用せず、した
がって「飽和」の物理的性質に対するその作用は相加的
であると仮定する。この仮定は、理想気体の法則に基づ
くもので、洗浄ウエハで見られる通常の加工温度および
圧力によく当てはまる。
【００１７】ガス濃度は、全プラント・レベルでもまた
好ましくは使用地点でも制御することができる。後者の
場合、２つの水供給入力が提供され、１つは真空脱気水
であり、他の１つは元のガス化水供給源または再ガス化
水から導かれたガス飽和水である。ウエハ洗浄に使用さ
れる所望のガス濃度のプロセス水は、脱気された供給源
とガス化された供給源の２つの供給源からの水を適当な
割合で混合することによって得られる。
好ましくは使用地点でも制御することができる。後者の
場合、２つの水供給入力が提供され、１つは真空脱気水
であり、他の１つは元のガス化水供給源または再ガス化
水から導かれたガス飽和水である。ウエハ洗浄に使用さ
れる所望のガス濃度のプロセス水は、脱気された供給源
とガス化された供給源の２つの供給源からの水を適当な
割合で混合することによって得られる。
【００１８】本発明は、洗浄効率を高めるために、洗浄
溶液中で使用される脱イオン水などの洗浄液中のガス濃
度制御とともに、非反応性ガスを使用する。
溶液中で使用される脱イオン水などの洗浄液中のガス濃
度制御とともに、非反応性ガスを使用する。
【００１９】本発明は、より低いレベルのメガソニック
出力、温度および化学薬品濃度で効率的なウエハ洗浄を
達成することを可能にし、それによってウエハの損傷の
可能性を最小限に抑えながら、プロセスを経済的により
有利にする。
出力、温度および化学薬品濃度で効率的なウエハ洗浄を
達成することを可能にし、それによってウエハの損傷の
可能性を最小限に抑えながら、プロセスを経済的により
有利にする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、非反応性ガスを使用し
てウエハ洗浄溶液の制御されたガス化を提供することに
基づく。本発明者らは、半導体ウエハ上で行われるメガ
ソニック湿式洗浄操作における失敗の原因が洗浄溶液を
作る際に真空脱気水を使用することに関連することを発
見した。さらに、本発明者らは洗浄組成物の水成分中に
溶解しているガスが過剰である場合のみならず、過小の
場合も有害であることを発見した。「希薄化学」法の場
合、水の真空脱気は、洗浄反応中にガスを放出するいず
れかの洗浄液成分から利用できるガスの量が非常に低い
ために失敗に終わると本発明者らは考える。重要な派生
的結果として、異なるガスは異なる溶解度をもち、それ
は異なる温度依存性を持つというだけでも、水に含まれ
ているガスの特定が重要になる。加えて、溶解ガスの選
択は洗浄に他の形でも影響を及ぼす可能性がある。
てウエハ洗浄溶液の制御されたガス化を提供することに
基づく。本発明者らは、半導体ウエハ上で行われるメガ
ソニック湿式洗浄操作における失敗の原因が洗浄溶液を
作る際に真空脱気水を使用することに関連することを発
見した。さらに、本発明者らは洗浄組成物の水成分中に
溶解しているガスが過剰である場合のみならず、過小の
場合も有害であることを発見した。「希薄化学」法の場
合、水の真空脱気は、洗浄反応中にガスを放出するいず
れかの洗浄液成分から利用できるガスの量が非常に低い
ために失敗に終わると本発明者らは考える。重要な派生
的結果として、異なるガスは異なる溶解度をもち、それ
は異なる温度依存性を持つというだけでも、水に含まれ
ているガスの特定が重要になる。加えて、溶解ガスの選
択は洗浄に他の形でも影響を及ぼす可能性がある。
【００２１】高いウエハ洗浄効果を得るため、全ガス濃
度をプロセス温度における洗浄溶液の飽和レベルに近く
あるいはさらに低く保ち、かつ洗浄溶液中で比較的高い
溶解度を有する非反応性ガスを使用することによって達
成できることが判明した。洗浄溶液中で達成されるガス
の部分飽和レベルは、所与の温度と圧力の条件下で完全
（１００％）飽和の約６０％から９８％の範囲にあるこ
とが好ましい。この方法の主な利点は、より低いメガソ
ニック出力レベル、低い温度、およびより低い化学薬品
濃度で効率的な洗浄を達成でき、したがってプロセスを
より経済的にしながら、ウエハの損傷を最小限に抑える
ことにある。
度をプロセス温度における洗浄溶液の飽和レベルに近く
あるいはさらに低く保ち、かつ洗浄溶液中で比較的高い
溶解度を有する非反応性ガスを使用することによって達
成できることが判明した。洗浄溶液中で達成されるガス
の部分飽和レベルは、所与の温度と圧力の条件下で完全
（１００％）飽和の約６０％から９８％の範囲にあるこ
とが好ましい。この方法の主な利点は、より低いメガソ
ニック出力レベル、低い温度、およびより低い化学薬品
濃度で効率的な洗浄を達成でき、したがってプロセスを
より経済的にしながら、ウエハの損傷を最小限に抑える
ことにある。
【００２２】図は、本発明によるウエハ洗浄溶液の制御
されたガス化技術を適用できるメガソニックウエハ洗浄
システムのブロック図である。脱イオン水源１０１はウ
エハ洗浄溶液用の水供給源を示す。水供給源は脱気して
いない。水源１０１から引かれた水は真空脱気装置１０
２に導かれる。真空脱気装置は、膜装置あるいはタワー
真空チャンバのいずれでもよく、どちらも流入水源中に
溶解しているガスを除去するように設計されている。脱
気した水は次いでガス化装置１０３に導かれる。ガス化
装置１０３は通常は、膜装置であり、その中で所望の溶
解ガス（例えば窒素）が水中に再投入され溶解ガスが飽
和に近くなる。流量制御装置１０４および１０５または
一方制御混合弁１０６など他の調合計量弁を用いて、脱
気水流とガス飽和水流がメガソニック１０７を備えるウ
エハ洗浄容器に供給される水の所望の溶解ガス・レベル
に相当する比率で再混合される。例えば、真空脱気水の
ガス含有量が飽和の５％で、ガス化装置１０３から出て
きた再ガス化水のガス濃度が飽和の９５％である場合、
脱気水と再ガス化水を２０％／８０％の混合比で混合し
て得られる混合物は、飽和の７７％のガス含有量を有す
る混合水流を生じるはずである。流量制御装置１０４が
開いているときは、流れのラインの分岐１０８が脱気水
にガス化装置１０３をバイパスさせる。
されたガス化技術を適用できるメガソニックウエハ洗浄
システムのブロック図である。脱イオン水源１０１はウ
エハ洗浄溶液用の水供給源を示す。水供給源は脱気して
いない。水源１０１から引かれた水は真空脱気装置１０
２に導かれる。真空脱気装置は、膜装置あるいはタワー
真空チャンバのいずれでもよく、どちらも流入水源中に
溶解しているガスを除去するように設計されている。脱
気した水は次いでガス化装置１０３に導かれる。ガス化
装置１０３は通常は、膜装置であり、その中で所望の溶
解ガス（例えば窒素）が水中に再投入され溶解ガスが飽
和に近くなる。流量制御装置１０４および１０５または
一方制御混合弁１０６など他の調合計量弁を用いて、脱
気水流とガス飽和水流がメガソニック１０７を備えるウ
エハ洗浄容器に供給される水の所望の溶解ガス・レベル
に相当する比率で再混合される。例えば、真空脱気水の
ガス含有量が飽和の５％で、ガス化装置１０３から出て
きた再ガス化水のガス濃度が飽和の９５％である場合、
脱気水と再ガス化水を２０％／８０％の混合比で混合し
て得られる混合物は、飽和の７７％のガス含有量を有す
る混合水流を生じるはずである。流量制御装置１０４が
開いているときは、流れのラインの分岐１０８が脱気水
にガス化装置１０３をバイパスさせる。
【００２３】メガソニック出力と「希薄化学」法を用い
る試験ウエハからの粒子の除去の効果は、全ガス含有量
および供給される脱イオン水中の相対ガス飽和度に強く
依存することが判明した。使用の時点で脱イオン水が真
空脱気されるとき、粒子除去効率（標準化された試験ウ
エハからの）は通常の９７％から約５０％に低下するこ
とが判明した。脱気システムの効率は、温度、プロセス
時間あるいはメガソニック出力レベルを上げても、正常
値に回復しなかった。唯一の有効な矯正手順は、脱気装
置を無効にすることであった。明らかに十分な溶解ガス
濃度が、効率的なメガソニック支援洗浄に不可欠であ
る。
る試験ウエハからの粒子の除去の効果は、全ガス含有量
および供給される脱イオン水中の相対ガス飽和度に強く
依存することが判明した。使用の時点で脱イオン水が真
空脱気されるとき、粒子除去効率（標準化された試験ウ
エハからの）は通常の９７％から約５０％に低下するこ
とが判明した。脱気システムの効率は、温度、プロセス
時間あるいはメガソニック出力レベルを上げても、正常
値に回復しなかった。唯一の有効な矯正手順は、脱気装
置を無効にすることであった。明らかに十分な溶解ガス
濃度が、効率的なメガソニック支援洗浄に不可欠であ
る。
【００２４】シリコン業界で洗浄システムの効率を判断
するために用いられる一般的試験基準は、事前に故意に
窒化シリコン粒子で汚染させたウエハを洗浄することで
ある。通常の手順はＴＥＮＣＯＲ６２００など市販の計
器を用いて洗浄の前後の粒子数を数えることである。洗
浄の良好度は、除去された粒子数を最初に試験ウエハ上
に置いた全粒子数で割った比として定義される除去効率
（ＲＥ％）によって定量化できる。ＳＣ−１洗浄浴でシ
リコン・ウエハから粒子（即ち、欠陥）を除去する能力
は、温度、化学薬品濃度、ウエハの浸浸時間などのプロ
セス・パラメータに依存する。通常、浴の攻撃性が強い
ほど（高温でまたはｐＨを付与する化学組成を用いて、
あるいはその両方による）、ＲＥ％は高くなるが、通常
はそのウエハの粗面度が増大する。洗浄効率はまた、洗
浄装置の設計にも本来的に依存し、その際に浴に配給可
能なメガソニック出力が非常に重要である。
するために用いられる一般的試験基準は、事前に故意に
窒化シリコン粒子で汚染させたウエハを洗浄することで
ある。通常の手順はＴＥＮＣＯＲ６２００など市販の計
器を用いて洗浄の前後の粒子数を数えることである。洗
浄の良好度は、除去された粒子数を最初に試験ウエハ上
に置いた全粒子数で割った比として定義される除去効率
（ＲＥ％）によって定量化できる。ＳＣ−１洗浄浴でシ
リコン・ウエハから粒子（即ち、欠陥）を除去する能力
は、温度、化学薬品濃度、ウエハの浸浸時間などのプロ
セス・パラメータに依存する。通常、浴の攻撃性が強い
ほど（高温でまたはｐＨを付与する化学組成を用いて、
あるいはその両方による）、ＲＥ％は高くなるが、通常
はそのウエハの粗面度が増大する。洗浄効率はまた、洗
浄装置の設計にも本来的に依存し、その際に浴に配給可
能なメガソニック出力が非常に重要である。
【００２５】本発明において、一般にガス濃度の制御と
ともに、他の非反応性ガスを使用すると、洗浄効率が高
まることが判明した。「非反応性ガス」とは典型的な洗
浄条件下で洗浄される材料と反応しないガスを意味す
る。したがって、同じ気体材料が、その使用状況に応じ
て、反応性にも非反応性にも分類されることがある。例
えば、酸素は末端水素をもつシリコン表面と接触すると
きは反応性ガスであるが、大抵の酸化物表面と接触する
ときは非反応性として分類される。
ともに、他の非反応性ガスを使用すると、洗浄効率が高
まることが判明した。「非反応性ガス」とは典型的な洗
浄条件下で洗浄される材料と反応しないガスを意味す
る。したがって、同じ気体材料が、その使用状況に応じ
て、反応性にも非反応性にも分類されることがある。例
えば、酸素は末端水素をもつシリコン表面と接触すると
きは反応性ガスであるが、大抵の酸化物表面と接触する
ときは非反応性として分類される。
【００２６】有用な非反応性ガスには、窒素、アルゴ
ン、クリプトンおよびキセノン、二酸化炭素および窒素
酸化物（弱酸性ｐＨおよび若干の酸化活性は問題でな
い）、低分子量炭化水素（例えばＣＨ4，Ｃ2Ｈ6）、低
分子量完全フッ素化炭化水素（例えばＣＦ4）、低分子
量エーテル（例えばＣＨ3ＯＣＨ3）、および低分子量フ
ッ素化エーテル類が含まれる。
ン、クリプトンおよびキセノン、二酸化炭素および窒素
酸化物（弱酸性ｐＨおよび若干の酸化活性は問題でな
い）、低分子量炭化水素（例えばＣＨ4，Ｃ2Ｈ6）、低
分子量完全フッ素化炭化水素（例えばＣＦ4）、低分子
量エーテル（例えばＣＨ3ＯＣＨ3）、および低分子量フ
ッ素化エーテル類が含まれる。
【００２７】本発明の実施において見られる音波処理さ
れた溶液中に溶解した各種のガスの洗浄効率は、いくつ
かのファクタに依存する。 （ｉ）各音波サイクルでの気泡の発生と成長 （ｉｉ）生成した気泡の数と大きさ （ｉｉｉ）液／気遷移表面における表面張力の低下また
はｐＨ変化あるいはその両方の顕著な局所効果の可能性
れた溶液中に溶解した各種のガスの洗浄効率は、いくつ
かのファクタに依存する。 （ｉ）各音波サイクルでの気泡の発生と成長 （ｉｉ）生成した気泡の数と大きさ （ｉｉｉ）液／気遷移表面における表面張力の低下また
はｐＨ変化あるいはその両方の顕著な局所効果の可能性
【００２８】気泡の形成（キャビテーションおよび整流
拡散として知られているプロセスによる）は、液体中で
音波によって誘導される周期的圧力変化によって支配さ
れる。局所圧力が水圧以下に低下すると、ガスの溶解性
はそれとともに低下する。核形成部位、例えば小さい粒
子が存在する場合、気泡の形成によって局所的過飽和は
軽減される。この気泡は、音波サイクルの後半の間に液
体によって（部または全部）再吸収される可能性があ
る。したがって、気泡形成の可能性はメガソニック装置
によって生じる圧力変動の振幅に、したがってメガソニ
ック出力に依存する。より重要なことであるが、気泡の
形成はまた、いわゆるキャビテーションおよび整流拡散
の閾値を決める液体の諸特性にも依存する。この点に関
して重要な液体の特性には以下のものが含まれる。 （ｉ）溶解ガスの相対飽和度（飽和よりも非常に低い場
合、気泡の形成は困難で、形成された気泡はより激しく
破裂し損傷を生じ易い） （ｉｉ）ガスの絶対溶解度（溶解度が低いと、飽和に近
くても利用できるガス容積が小さいため、少しの気泡が
発生しない。気泡サイズは、比較的大きな粒子を追い出
す際に重要となり得るが、溶解ガスが溶けやすいときに
も、多分より大きくなる。） （ｉｉｉ）温度（高温ほど気泡が形成しやすい。） （ｉｖ）表面張力（表面張力が高いほど気泡が形成しや
すい） （ｖ）固体汚染物質（溶液がきれいなほど気泡は形成し
にくい。ウエハ洗浄に用いられる溶液は通常はマイクロ
フィルタで濾過されていることに留意されたい）
拡散として知られているプロセスによる）は、液体中で
音波によって誘導される周期的圧力変化によって支配さ
れる。局所圧力が水圧以下に低下すると、ガスの溶解性
はそれとともに低下する。核形成部位、例えば小さい粒
子が存在する場合、気泡の形成によって局所的過飽和は
軽減される。この気泡は、音波サイクルの後半の間に液
体によって（部または全部）再吸収される可能性があ
る。したがって、気泡形成の可能性はメガソニック装置
によって生じる圧力変動の振幅に、したがってメガソニ
ック出力に依存する。より重要なことであるが、気泡の
形成はまた、いわゆるキャビテーションおよび整流拡散
の閾値を決める液体の諸特性にも依存する。この点に関
して重要な液体の特性には以下のものが含まれる。 （ｉ）溶解ガスの相対飽和度（飽和よりも非常に低い場
合、気泡の形成は困難で、形成された気泡はより激しく
破裂し損傷を生じ易い） （ｉｉ）ガスの絶対溶解度（溶解度が低いと、飽和に近
くても利用できるガス容積が小さいため、少しの気泡が
発生しない。気泡サイズは、比較的大きな粒子を追い出
す際に重要となり得るが、溶解ガスが溶けやすいときに
も、多分より大きくなる。） （ｉｉｉ）温度（高温ほど気泡が形成しやすい。） （ｉｖ）表面張力（表面張力が高いほど気泡が形成しや
すい） （ｖ）固体汚染物質（溶液がきれいなほど気泡は形成し
にくい。ウエハ洗浄に用いられる溶液は通常はマイクロ
フィルタで濾過されていることに留意されたい）
【００２９】ガスの飽和度と溶解度が不十分であって
も、メガソニック出力をより多く使用することで、ある
程度は補償できる。しかし、超音波洗浄の実験によれ
ば、一定の出力限界を越えると、ウエハ表面の損傷が発
生し始める。このような訳で、本発明者らの理論付けに
よれば、溶解ガスの組成は、音ルミネッセンス（ウエハ
表面を損傷すると考えられるのと同じ空洞崩壊機構によ
って発生する）の形で放出されるエネルギーの量に関係
し、したがって所与のシステムに対するメガソニック出
力の許容限界に影響を与える可能性がある。
も、メガソニック出力をより多く使用することで、ある
程度は補償できる。しかし、超音波洗浄の実験によれ
ば、一定の出力限界を越えると、ウエハ表面の損傷が発
生し始める。このような訳で、本発明者らの理論付けに
よれば、溶解ガスの組成は、音ルミネッセンス（ウエハ
表面を損傷すると考えられるのと同じ空洞崩壊機構によ
って発生する）の形で放出されるエネルギーの量に関係
し、したがって所与のシステムに対するメガソニック出
力の許容限界に影響を与える可能性がある。
【００３０】高溶解性ガスを使用する際のもう一つ考慮
点は、気泡の界面での媒体の物理的特性の局所変動であ
る。例えば、アンモニアやジメチルエーテルなどの溶質
は、気泡が再吸収されるとき局所的に大きな表面張力の
低下を引き起こす。これが粒子を追い出すのを助けると
考えられる。同様の効果は、アンモニアまたはジメチル
エーテルよりも溶解し難いが酸素や窒素よりもはるかに
溶解しやすいＣＯ2やＮ2Ｏなどのガスでも重要である。
また洗浄溶液のｐＨは塩基性（アンモニア、メチルアミ
ン等）および酸性（ＣＯ2等）のガスを使用して調整す
ることができる。経済的および環境上の理由によって、
上述のガスのうち大部分のものは周囲大気との接触を最
小限に抑え、大部分のガスの再循環を可能にする密閉系
または準密閉系にで使用するのが最適であるが、ＣＯ2
や稀ガス（例えばアルゴン）は望むならば再循環せずに
使用することもできる。
点は、気泡の界面での媒体の物理的特性の局所変動であ
る。例えば、アンモニアやジメチルエーテルなどの溶質
は、気泡が再吸収されるとき局所的に大きな表面張力の
低下を引き起こす。これが粒子を追い出すのを助けると
考えられる。同様の効果は、アンモニアまたはジメチル
エーテルよりも溶解し難いが酸素や窒素よりもはるかに
溶解しやすいＣＯ2やＮ2Ｏなどのガスでも重要である。
また洗浄溶液のｐＨは塩基性（アンモニア、メチルアミ
ン等）および酸性（ＣＯ2等）のガスを使用して調整す
ることができる。経済的および環境上の理由によって、
上述のガスのうち大部分のものは周囲大気との接触を最
小限に抑え、大部分のガスの再循環を可能にする密閉系
または準密閉系にで使用するのが最適であるが、ＣＯ2
や稀ガス（例えばアルゴン）は望むならば再循環せずに
使用することもできる。
【００３１】ガス化は大量供給システムでまたは使用地
点で実施できる。後者の場合、共通の供給源からの精製
水を用いて、異なるガスを、あるいは同じガスを異なる
濃度で、異なるプロセスまたはプロセス・ステップに使
用できるという利点がある。水または洗浄溶液に溶解し
ているガスの量は、損傷の発生を最小限に抑えながらメ
ガソニック洗浄を最適にするように制御しなければなら
ない。特に、ガス濃度は、プロセス温度（あるいはそれ
以下）で溶液が飽和されないような値にすべきである。
点で実施できる。後者の場合、共通の供給源からの精製
水を用いて、異なるガスを、あるいは同じガスを異なる
濃度で、異なるプロセスまたはプロセス・ステップに使
用できるという利点がある。水または洗浄溶液に溶解し
ているガスの量は、損傷の発生を最小限に抑えながらメ
ガソニック洗浄を最適にするように制御しなければなら
ない。特に、ガス濃度は、プロセス温度（あるいはそれ
以下）で溶液が飽和されないような値にすべきである。
【００３２】大部分の非反応性ガスについて、簡単なオ
ンライン溶解度監視装置はないので、ガス濃度を正しい
範囲に保つ容易な一方法は、２つの供給源からの水を混
合することである。一方の水供給ラインは真空脱気水を
供給し、他方はガスで飽和した水を供給する。２つの供
給水は使用地点で混合される。水を脱気するのに必要な
装置は水にガスを飽和させるのに必要な装置よりも複雑
なので、中央供給水を真空脱気し、使用地点で一定量の
脱気水をガス飽和させるのが好ましい手順である。こう
すると２つの供給水を使用地点で任意の割合で混合で
き、２つの値の間のどんなガス濃度にすることもでき
る。
ンライン溶解度監視装置はないので、ガス濃度を正しい
範囲に保つ容易な一方法は、２つの供給源からの水を混
合することである。一方の水供給ラインは真空脱気水を
供給し、他方はガスで飽和した水を供給する。２つの供
給水は使用地点で混合される。水を脱気するのに必要な
装置は水にガスを飽和させるのに必要な装置よりも複雑
なので、中央供給水を真空脱気し、使用地点で一定量の
脱気水をガス飽和させるのが好ましい手順である。こう
すると２つの供給水を使用地点で任意の割合で混合で
き、２つの値の間のどんなガス濃度にすることもでき
る。
【００３３】所望の量の溶解ガスを含む水を得るための
もう一つの方法は、部分脱気または真空脱気に続いて制
御された再ガス化を行うことである。これはガス濃度の
連続監視が容易なとき、例えばＣＯ2や酸素のなどのガ
スの場合に選択できる方法である。
もう一つの方法は、部分脱気または真空脱気に続いて制
御された再ガス化を行うことである。これはガス濃度の
連続監視が容易なとき、例えばＣＯ2や酸素のなどのガ
スの場合に選択できる方法である。
【００３４】本発明は次の非限定的な実施例を参照すれ
ばよりよく理解できる。
ばよりよく理解できる。
【００３５】
【実施例】洗浄浴が周囲環境にほとんど曝されないCFM
Technologies製の「密閉」槽ウエハ洗浄装置中で実験を
実施した。濃過酸化水素、濃水酸化アンモニウムおよび
脱イオン水を下表１に示した割合で混合してＳＣ−１洗
浄浴を用意した。混合前に脱イオン水をまずW.L.Gore &
Associates, Inc.製の脱気装置に通した。この脱気装
置は基本的にガス透過性膜であり、脱イオン水を真空あ
るいは約１気圧の窒素雰囲気から分離した。真空にした
場合、脱イオン水中の溶解ガスの量は飽和の約５０％と
推定され、その代わりに脱気装置に窒素雰囲気を与えた
ときに飽和値は１００％であった。
Technologies製の「密閉」槽ウエハ洗浄装置中で実験を
実施した。濃過酸化水素、濃水酸化アンモニウムおよび
脱イオン水を下表１に示した割合で混合してＳＣ−１洗
浄浴を用意した。混合前に脱イオン水をまずW.L.Gore &
Associates, Inc.製の脱気装置に通した。この脱気装
置は基本的にガス透過性膜であり、脱イオン水を真空あ
るいは約１気圧の窒素雰囲気から分離した。真空にした
場合、脱イオン水中の溶解ガスの量は飽和の約５０％と
推定され、その代わりに脱気装置に窒素雰囲気を与えた
ときに飽和値は１００％であった。
【００３６】ＳＣ−１洗浄に続いて脱イオン水による洗
浄および乾燥ステップを実施した。これらの研究のため
に行ったすべての実験で、ＳＣ−１浴へのウエハの浸浸
時間は一定に保った。ＳＣ−１プロセス・パラメータと
脱気装置からの推定飽和度を試験ウエハからの窒化シリ
コン粒子のＲＥ％と並べて表示した。表示したＲＥ％値
の範囲は、この試験で行った何回かの実験で観察された
範囲を示す。
浄および乾燥ステップを実施した。これらの研究のため
に行ったすべての実験で、ＳＣ−１浴へのウエハの浸浸
時間は一定に保った。ＳＣ−１プロセス・パラメータと
脱気装置からの推定飽和度を試験ウエハからの窒化シリ
コン粒子のＲＥ％と並べて表示した。表示したＲＥ％値
の範囲は、この試験で行った何回かの実験で観察された
範囲を示す。
【００３７】
【表１】 試験 Ｔ(℃) Ｈ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2／ＮＨ4ＯＨ(体積比) ガス(飽和％) ＲＥ％ １ ４５ ４０：２：１ ５０ ７０−９４ ２ ４５ ４０：２：１ １００ ９９＋ ３ ６５ ４０：２：１ ５０ ８５−９８ ４ ６５ ４０：２：１ １００ ９９＋ ５ ２２ ８０：３：２ １００ ９８ ６ ２３ ２４０：３：１ １００ ９８
【００３８】試験１のＲＥ％を試験２のそれと比較する
ことによって、メガソニック洗浄に十分な溶解ガスがな
いとき、欠陥を除去する能力が著しく妨げられることが
判る。試験３と４はさらに、より高い洗浄温度を使用し
てより攻撃性の強い化学薬品による洗浄を実施したもの
であるが、この結果を実証している。これに対して。実
験２のように十分な溶解ガスがある、より「攻撃性の低
い」化学洗浄は「より攻撃的な」化学洗浄を用いた試験
３よりも成績が悪かった。試験５と６は、洗浄溶液の温
度を著しく下げ、化学薬品濃度を大幅に希釈しても、溶
解ガスのレベルがメガソニック洗浄に十分ならば洗浄効
率は許容レベルに保ち得ることを示す。
ことによって、メガソニック洗浄に十分な溶解ガスがな
いとき、欠陥を除去する能力が著しく妨げられることが
判る。試験３と４はさらに、より高い洗浄温度を使用し
てより攻撃性の強い化学薬品による洗浄を実施したもの
であるが、この結果を実証している。これに対して。実
験２のように十分な溶解ガスがある、より「攻撃性の低
い」化学洗浄は「より攻撃的な」化学洗浄を用いた試験
３よりも成績が悪かった。試験５と６は、洗浄溶液の温
度を著しく下げ、化学薬品濃度を大幅に希釈しても、溶
解ガスのレベルがメガソニック洗浄に十分ならば洗浄効
率は許容レベルに保ち得ることを示す。
【００３９】本発明の上記の実施例は、溶液の主要な成
分である脱イオン水の処理に焦点を置いた薄い洗浄水溶
液に焦点を合わせたものであるが、例えばＨＦ−グリセ
ロール、硫酸―過酸化物混合物など、水が主成分でない
ときでも同様の考察が適用できることを理解されたい。
分である脱イオン水の処理に焦点を置いた薄い洗浄水溶
液に焦点を合わせたものであるが、例えばＨＦ−グリセ
ロール、硫酸―過酸化物混合物など、水が主成分でない
ときでも同様の考察が適用できることを理解されたい。
【００４０】これまでの議論は主にシリコン・ウエハの
洗浄を対象とするものであったが、本発明の有用性はこ
の特定の応用例に限定されるものではない。精密な部
品、例えば電荷結合デバイス、液晶デスプレイ、光学系
および光学電子系の洗浄が必要な多くの他の製造分野で
は、粒子除去と洗浄化学に同様の関心がある。
洗浄を対象とするものであったが、本発明の有用性はこ
の特定の応用例に限定されるものではない。精密な部
品、例えば電荷結合デバイス、液晶デスプレイ、光学系
および光学電子系の洗浄が必要な多くの他の製造分野で
は、粒子除去と洗浄化学に同様の関心がある。
【００４１】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４２】（１）ガスを含む洗浄溶液を提供するステ
ップと、プロセス温度で前記洗浄溶液中で基板を洗浄す
るステップとを含み、前記洗浄溶液が前記ガスで部分的
に飽和されていることを特徴とする、超小型電子回路デ
バイスのメガソニック支援洗浄の有効性を制御する方
法。 （２）前記部分飽和が飽和の６０％−９８％の範囲であ
ることを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （３）前記洗浄溶液が水を含み、前記洗浄溶液中のガス
濃度がウエハ洗浄に先立って前記水中のガス濃度を変え
ることによって制御されることを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （４）前記ガス濃度の制御が、水供給源から得られた水
を真空脱気するステップと、前記部分飽和に影響を与え
るようにウエハ洗浄に先立って適量のガスを前記真空脱
気水に加えるステップとを含むことを特徴とする、上記
（３）に記載の方法。 （５）前記ガス濃度制御が、ウエハ洗浄に先立って、第
１および第２の水供給入力を提供するステップを含み、
前記第１供給入力が真空脱気水の供給源となり、前記第
２の水供給入力が少なくとも部分的にガスで飽和した水
の供給源となり、さらに前記プロセス温度において前記
洗浄溶液中で使用される前記ガス濃度レベルを有する水
を得るのに有効な比率で前記第１と第２の２つの供給入
力からの水を混合するステップを含むことを特徴とす
る、上記（３）に記載の方法。 （６）前記第２の供給ユニットから得られた前記ガス飽
和水が、前記真空脱気水のうちの、ガス含有量を増加さ
せるのに有効な再ガス化を受ける部分を含むことを特徴
とする、上記（５）に記載の方法。 （７）前記洗浄溶液が体積比でそれぞれ１０：１：１か
ら１，０００：２：１の脱イオンＨ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2／ＮＨ4
ＯＨを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方
法。 （８）前記洗浄溶液が体積比でそれぞれ１０：０：１か
ら１，０００：１：１の脱イオンＨ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2／ＨＣ
ｌを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （９）前記基板が半導体ウエハを含むことを特徴とす
る、上記（１）に記載の方法。
ップと、プロセス温度で前記洗浄溶液中で基板を洗浄す
るステップとを含み、前記洗浄溶液が前記ガスで部分的
に飽和されていることを特徴とする、超小型電子回路デ
バイスのメガソニック支援洗浄の有効性を制御する方
法。 （２）前記部分飽和が飽和の６０％−９８％の範囲であ
ることを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （３）前記洗浄溶液が水を含み、前記洗浄溶液中のガス
濃度がウエハ洗浄に先立って前記水中のガス濃度を変え
ることによって制御されることを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （４）前記ガス濃度の制御が、水供給源から得られた水
を真空脱気するステップと、前記部分飽和に影響を与え
るようにウエハ洗浄に先立って適量のガスを前記真空脱
気水に加えるステップとを含むことを特徴とする、上記
（３）に記載の方法。 （５）前記ガス濃度制御が、ウエハ洗浄に先立って、第
１および第２の水供給入力を提供するステップを含み、
前記第１供給入力が真空脱気水の供給源となり、前記第
２の水供給入力が少なくとも部分的にガスで飽和した水
の供給源となり、さらに前記プロセス温度において前記
洗浄溶液中で使用される前記ガス濃度レベルを有する水
を得るのに有効な比率で前記第１と第２の２つの供給入
力からの水を混合するステップを含むことを特徴とす
る、上記（３）に記載の方法。 （６）前記第２の供給ユニットから得られた前記ガス飽
和水が、前記真空脱気水のうちの、ガス含有量を増加さ
せるのに有効な再ガス化を受ける部分を含むことを特徴
とする、上記（５）に記載の方法。 （７）前記洗浄溶液が体積比でそれぞれ１０：１：１か
ら１，０００：２：１の脱イオンＨ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2／ＮＨ4
ＯＨを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方
法。 （８）前記洗浄溶液が体積比でそれぞれ１０：０：１か
ら１，０００：１：１の脱イオンＨ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2／ＨＣ
ｌを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （９）前記基板が半導体ウエハを含むことを特徴とす
る、上記（１）に記載の方法。
【図１】ウエハ洗浄溶液のガス含有量を制御する手段を
有するウエハ洗浄システムのブロック図である。
有するウエハ洗浄システムのブロック図である。
１０１ 脱イオン水供給源 １０２ 真空脱気装置 １０３ ガス化装置 １０４ 流量制御装置 １０５ 流量制御装置 １０７ メガソニック支援水洗浄槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スーザン・コーアン アメリカ合衆国78731 テキサス州パーク ビュー・サークル 7601 (72)発明者 エマニュエル・アイ・クーパー アメリカ合衆国10463 ニューヨーク州ブ ロンクスパリセード・アベニュー 2575 アパートメント８エイ (72)発明者 クラウス・ペナー ドイツ01458 オーテンドルフ＝オクリッ ラ アホルンシュトラーセ 60 (72)発明者 デーヴィッド・エル・ラス アメリカ合衆国12592 ニューヨーク州ス トームヴィル リッター・ロード 14 (72)発明者 カマレシュ・ケイ・スリヴァスタナ アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州ワ ッピンガーズ・フォールズ シーク・ロー ド 163
Claims (9)
- 【請求項１】ガスを含む洗浄溶液を提供するステップ
と、 プロセス温度で前記洗浄溶液中で基板を洗浄するステッ
プとを含み、前記洗浄溶液が前記ガスで部分的に飽和さ
れていることを特徴とする、超小型電子回路デバイスの
メガソニック支援洗浄の有効性を制御する方法。 - 【請求項２】前記部分飽和が飽和の６０％−９８％の範
囲であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記洗浄溶液が水を含み、前記洗浄溶液中
のガス濃度がウエハ洗浄に先立って前記水中のガス濃度
を変えることによって制御されることを特徴とする、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記ガス濃度の制御が、 水供給源から得られた水を真空脱気するステップと、 前記部分飽和に影響を与えるようにウエハ洗浄に先立っ
て適量のガスを前記真空脱気水に加えるステップとを含
むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】前記ガス濃度制御が、ウエハ洗浄に先立っ
て、第１および第２の水供給入力を提供するステップを
含み、前記第１供給入力が真空脱気水の供給源となり、
前記第２の水供給入力が少なくとも部分的にガスで飽和
した水の供給源となり、さらに前記プロセス温度におい
て前記洗浄溶液中で使用される前記ガス濃度レベルを有
する水を得るのに有効な比率で前記第１と第２の２つの
供給入力からの水を混合するステップを含むことを特徴
とする、請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】前記第２の供給ユニットから得られた前記
ガス飽和水が、前記真空脱気水のうちの、ガス含有量を
増加させるのに有効な再ガス化を受ける部分を含むこと
を特徴とする、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】前記洗浄溶液が体積比でそれぞれ１０：
１：１から１，０００：２：１の脱イオンＨ2Ｏ／Ｈ2Ｏ
2／ＮＨ4ＯＨを含むことを特徴とする、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項８】前記洗浄溶液が体積比でそれぞれ１０：
０：１から１，０００：１：１の脱イオンＨ2Ｏ／Ｈ2Ｏ
2／ＨＣｌを含むことを特徴とする、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項９】前記基板が半導体ウエハを含むことを特徴
とする、請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/801,685 US5800626A (en) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | Control of gas content in process liquids for improved megasonic cleaning of semiconductor wafers and microelectronics substrates |
| US08/801685 | 1997-02-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242107A true JPH10242107A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3117427B2 JP3117427B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=25181793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10015406A Expired - Fee Related JP3117427B2 (ja) | 1997-02-18 | 1998-01-28 | 超小型電子回路基板の改良された洗浄方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5800626A (ja) |
| EP (1) | EP0860866B1 (ja) |
| JP (1) | JP3117427B2 (ja) |
| KR (1) | KR100303933B1 (ja) |
| DE (1) | DE69834856T2 (ja) |
| TW (1) | TW409305B (ja) |
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| WO2022190830A1 (ja) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法、シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハ |
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