JPH11162907A

JPH11162907A - 洗浄方法

Info

Publication number: JPH11162907A
Application number: JP34203997A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 一夫佐藤; Takanori Ochi; 啓典越智
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】シリコンウエハを洗浄する。【解決手段】洗浄装置１０は処理槽１１、オーバーフ
ロー槽１２、循環路１３、ポンプ１６、濾過装置１７、
ヒータ１８、過酸化水素水秤量槽２１、アンモニア秤量
槽２２、純水秤量槽２３および界面活性剤秤量槽２４を
備えており、処理槽１１にはアンモニア、過酸化水素
水、純水および陰イオン界面活性剤が予め秤量されて貯
留される。シリコンウエハ１が界面活性剤が添加された
洗浄液４に浸漬されると、シリコンウエハ１と異物２と
はマイナス側に帯電し、互いの電気拆力がファンデルワ
ールス力を上回るため、異物２はシリコンウエハ１から
遊離する。洗浄液４は処理槽１１からオーバーフロー槽
１２へ溢流して循環路１３を循環する。洗浄液４に浮遊
する異物２は濾過装置１７で濾過されて除去される。【効果】ウエハと異物との電気拆力が高められるた
め、確実に洗浄できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄技術、特に、
洗浄液を用いて被洗浄物を洗浄する洗浄技術に関し、例
えば、半導体装置の製造工程において、シリコン基板
（以下、シリコンウエハという。）を洗浄するのに利用
して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、シリコ
ンウエハを洗浄する洗浄方法として、アンモニア／過酸
化水素水／水（ＮＨ₄ＯＨ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｈ₂Ｏ）等のア
ルカリ性溶液にシリコンウエハを晒す洗浄方法がある。
シリコンウエハ処理工程で発生するゴミはウエハ表面に
比較してアルカリ性溶液中でマイナス側に帯電し易く、
酸性溶液中でプラス側に帯電し易い傾向がある。したが
って、ゴミが付着したシリコンウエハがアルカリ性溶液
に晒されると、ウエハとゴミとの電気拆力がファンデル
ワールス力に近いか、または上回るため、シリコンウエ
ハからゴミを除去することができる。

【０００３】なお、シリコンウエハの洗浄技術を述べて
ある例としては、株式会社工業調査会１９９４年１１月
２５日発行「電子材料１９９４年１１月号別冊」Ｐ１０
３〜Ｐ１０９、がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルカ
リ性溶液を使用した従来のシリコンウエハ洗浄方法にお
いては、電気拆力の利用が不充分であるため、洗浄が不
充分になる場合があるという問題点がある。

【０００５】本発明の目的は、条件に対応して効果的に
洗浄することができる洗浄技術を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００８】すなわち、アルカリ性溶液に界面活性剤が
添加されて構成された洗浄液に被洗浄物を晒して洗浄す
ることを特徴とする。

【０００９】また、酸性溶液に界面活性剤が添加されて
構成された洗浄液に被洗浄物を晒して洗浄することを特
徴とする。

【００１０】また、温水に界面活性剤が添加されて構成
された洗浄液に被洗浄物を晒して洗浄することを特徴と
する。

【００１１】また、アルカリ性溶液にアルコールが添加
されて構成された洗浄液に被洗浄物を晒して洗浄するこ
とを特徴とする。

【００１２】また、酸性溶液にアルコールが添加されて
構成された洗浄液に被洗浄物を晒して洗浄することを特
徴とする。

【００１３】また、温水にアルコールが添加されて構成
された洗浄液に被洗浄物を晒して洗浄することを特徴と
する。

【００１４】前記した手段によれば、被洗浄物と汚染物
質との電気拆力を効果的に利用することができるため、
洗浄力を高めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
シリコンウエハ洗浄方法を示す模式図である。図２はそ
のプロセスフローである。図３はその作用を説明するた
めの説明図である。

【００１６】本実施形態において、本発明に係る洗浄方
法は、被洗浄物としてのシリコンウエハ１の表面に付着
した異物２を洗浄液４によって洗浄するように構成され
ており、図１に示されているシリコンウエハ洗浄装置１
０によって実施される。

【００１７】図１に示されているシリコンウエハ洗浄装
置１０は処理槽１１を備えており、処理槽１１はステン
レス鋼等を用いられて上面が開口した浴槽形状に形成さ
れている。処理槽１１の少なくともその内面には洗浄液
４による腐蝕を防止するための弗素樹脂膜（図示せず）
がコーティングされている。処理槽１１は被処理物とし
てのシリコンウエハ１を複数枚保持した処理治具３を完
全に収容し得る大きさに形成されており、その底面には
処理治具３を置くための簀の子１９が敷設されている。
処理槽１１の外部にはオーバーフロー槽１２が処理槽１
１を取り巻くように敷設されており、このオーバーフロ
ー槽１２は処理槽１１から溢流して来る洗浄液４を一時
的に溜めるように構成されている。

【００１８】処理槽１１には洗浄液４を循環させるため
の循環路１３が、オーバーフロー槽１２を介して流体的
に接続されている。すなわち、処理槽１１の底部には給
液管１４が接続され、オーバーフロー槽１２には排液管
１５が底部に接続されている。排液管１５の途中にはポ
ンプ１６がオーバーフロー槽１２の洗浄液４を揚水する
ように介設されており、ポンプ１６の吐出側には濾過装
置１７が介設されている。この濾過装置１７は洗浄液４
の中に浮遊する塵埃等の比較的大きな異物（図示せず）
を微細な網目等により捕捉するように構成されている。
濾過装置１７の下流側にはヒータ１８が介設されてお
り、ヒータ１８は洗浄液４を予め設定された温度に加熱
制御するように構成されている。また、処理槽１１の底
には超音波振動子２０が敷設されている。

【００１９】処理槽１１には過酸化水素水秤量槽２１、
アンモニア秤量槽２２、純水秤量槽２３および界面活性
剤秤量槽２４の各供給管が臨んでおり、各供給管によっ
て各槽から所定の薬液が所定の秤量ずつ適宜供給される
ようになっている。

【００２０】処理槽１１の片脇には第１水洗槽、第２水
洗槽およびスピン乾燥装置やベーパ乾燥装置が並べられ
て設備されており、処理槽１１、第１水洗槽、第２水洗
槽、スピン乾燥装置、ベーパ乾燥装置間にはシリコンウ
エハ１を処理治具３に収容した状態で移送する搬送ロボ
ットが設備されている。

【００２１】次に、本発明の一実施形態であるシリコン
ウエハの洗浄方法を前記構成に係るシリコンウエハ洗浄
装置を使用して説明する。

【００２２】図２に示されているように、洗浄液準備工
程において、処理槽１１には所定の成分や濃度に調製さ
れた洗浄液４が貯留され循環路１３によって循環される
とともに、所定の温度に制御される。ここでは、後記す
る実施例１の洗浄液４が使用されるものとする。すなわ
ち、処理槽１１には過酸化水素水秤量槽２１、アンモニ
ア秤量槽２２、純水秤量槽２３および界面活性剤秤量槽
２４の各供給管からアンモニア、純水および陰イオン界
面活性剤（ａｎｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）が
予め秤量された所定の量ずつ供給される。

【００２３】図２のシリコンウエハ浸漬工程において、
異物２が付着した被洗浄物としてのシリコンウエハ１は
複数枚が処理治具３に整列されて保持された状態で、シ
リコンウエハ洗浄装置１０の処理槽１１に貯留された洗
浄液４の中に図１に示されているように浸漬される。所
定時間浸漬後、シリコンウエハ１群は洗浄液４から引き
上げられる。洗浄液４の中に浸漬されている間に、シリ
コンウエハ１に付着した異物２は洗浄液４のアルカリ反
応によってシリコンウエハ１の表面から剥離されて、洗
浄液４によって洗い流される。

【００２４】シリコンウエハ１が実施例１の陰イオン界
面活性剤が添加された洗浄液４に浸漬されると、図３
（ａ）に示されているように、シリコンウエハ１および
シリコンウエハ１に付着した異物２はいずれもマイナス
側に帯電する。ここで、シリコンウエハ１と異物２との
間の電気拆力がファンデルワールス力を上回るため、異
物２はシリコンウエハ１から図３（ｂ）に示されている
ように遊離する。この際、超音波振動子２０によって超
音波が付勢されるため、異物２はシリコンウエハ１から
確実に遊離する。

【００２５】洗浄液４は処理槽１１からオーバーフロー
槽１２へ溢流し、このオーバーフロー槽１２の底からポ
ンプ１６により循環路１３の排液管１５に揚水される。
循環路１３に揚水された洗浄液４は濾過装置１７および
ヒータ１８を経由して、循環路１３の給液管１４から処
理槽１１へ還流される。この循環中に、シリコンウエハ
１から遊離して洗浄液４に浮遊する異物２は濾過装置１
７によって機械的ないしは物理的に捕捉されて、洗浄液
４の中から除去される。

【００２６】シリコンウエハ浸漬工程において洗浄され
たシリコンウエハ１は処理槽１１から搬送ロボットによ
って取り上げられ、図２の第１水洗工程および第２水洗
工程において水洗されて洗浄液を水洗された後に、図２
の乾燥工程において乾燥される。

【００２７】洗浄液としては実施例１の洗浄液を使用す
るに限らず、洗浄する異物に対応して次の各実施例の洗
浄液を使用することが望ましい。

【００２８】各実施例において使用温度は４０〜６０℃
である。対象物質とは最も洗浄効果のある異物の種類で
ある。異物除去率は洗浄によってシリコンウエハから除
去された異物の洗浄前に対する百分率である。異物数は
洗浄後のシリコンウエハに残った１枚当たりの異物の個
数であり、洗浄前の異物の数は１６００（個／ウエハ）
である。

【００２９】比較例アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液の
洗浄液。異物除去率は４０％。異物数は９６０。

【００３０】実施例１アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液に
陰イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗
浄液。対象物質は微粒子、有機物。異物除去率は７８
％。異物数は３５２。

【００３１】実施例２アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液に
陽イオン界面活性剤（ｃａｔｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃ
ｔａｎｔ）が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対
象物質は微粒子、有機物。異物除去率は６９％。異物数
は４９６。

【００３２】実施例３アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液に
非イオン界面活性剤（ｎｏｎｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃ
ｔａｎｔ）が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対
象物質は微粒子、有機物。異物除去率は６６％。異物数
は５６０。

【００３３】実施例４塩酸（Ｈｃｌ）０．０１〜１．０重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水の酸性溶液に陰イオ
ン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。
対象物質は金属。

【００３４】実施例５アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液に陰イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ
添加された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００３５】実施例６アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にオゾン（Ｏ₃）が１０〜１００ｐｐｍ、陰
イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄
液。対象物質は微粒子、有機物。

【００３６】実施例７純水に陰イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加さ
れた洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００３７】実施例８塩酸０．０１〜１．０重量％、過酸化水素水０．０１〜
１．０重量％、残部純水の酸性溶液に陽イオン界面活性
剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対象物質は
金属。

【００３８】実施例９アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液に陽イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ
添加された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００３９】実施例１０アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にオゾンが１０〜１００ｐｐｍ、陽イオン界
面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対象
物質は微粒子、有機物。

【００４０】実施例１１純水に陽イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加さ
れた洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００４１】実施例１２塩酸０．０１〜１．０重量％、過酸化水素水０．０１〜
１．０重量％、残部純水の酸性溶液に非イオン界面活性
剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対象物質は
金属。

【００４２】実施例１３アンモニア０．０１〜０．２５
重量％、残部純水のアルカリ性溶液に非イオン界面活性
剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対象物質は
微粒子、有機物。

【００４３】実施例１４アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にオゾンが１０〜１００ｐｐｍ、非イオン界
面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加された洗浄液。対象
物質は微粒子、有機物。

【００４４】実施例１５純水に非イオン界面活性剤が１０〜１００ｐｐｍ添加さ
れた洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００４５】実施例１６アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液に
イソプロピルアルコールが０．０１〜０．１重量％添加
された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００４６】実施例１７塩酸０．０１〜１．０重量％、過酸化水素水０．０１〜
１．０重量％、残部純水の酸性溶液にイソプロピルアル
コールが０．０１〜０．１重量％添加された洗浄液。対
象物質は金属。

【００４７】実施例１８アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にイソプロピルアルコールが０．０１〜０．
１重量％添加された洗浄液。対象物質は微粒子、有機
物。

【００４８】実施例１９アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にオゾンが１０〜１００ｐｐｍ、イソプロピ
ルアルコールが０．０１〜０．１重量％添加された洗浄
液。対象物質は微粒子、有機物。

【００４９】実施例２０純水にイソプロピルアルコールが０．０１〜０．１重量
％添加された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００５０】実施例２１アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液に
エチルアルコールが０．０１〜０．１重量％添加された
洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００５１】実施例２２塩酸０．０１〜１．０重量％、過酸化水素水０．０１〜
１．０重量％、残部純水の酸性溶液にエチルアルコール
が０．０１〜０．１重量％添加された洗浄液。対象物質
は金属。

【００５２】実施例２３アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にエチルアルコールが０．０１〜０．１重量
％添加された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００５３】実施例２４アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にオゾンが１０〜１００ｐｐｍ、エチルアル
コールが０．０１〜０．１重量％添加された洗浄液。対
象物質は微粒子、有機物。

【００５４】実施例２５純水にエチルアルコールが０．０１〜０．１重量％添加
された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００５５】実施例２６アンモニア０．０１〜０．２５重量％、過酸化水素水
０．０１〜１．０重量％、残部純水のアルカリ性溶液に
メチルアルコールが０．０１〜０．１重量％添加された
洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００５６】実施例２７塩酸０．０１〜１．０重量％、過酸化水素水０．０１〜
１．０重量％、残部純水の酸性溶液にメチルアルコール
が０．０１〜０．１重量％添加された洗浄液。対象物質
は金属。

【００５７】実施例２８アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にメチルアルコールが０．０１〜０．１重量
％添加された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００５８】実施例２９アンモニア０．０１〜０．２５重量％、残部純水のアル
カリ性溶液にオゾンが１０〜１００ｐｐｍ、メチルアル
コールが０．０１〜０．１重量％添加された洗浄液。対
象物質は微粒子、有機物。

【００５９】実施例３０純水にメチルアルコールが０．０１〜０．１重量％添加
された洗浄液。対象物質は微粒子、有機物。

【００６０】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００６１】例えば、処理槽や循環路等の洗浄装置の具
体的構造は、使用条件に対応して適宜選定することが望
ましい。スピンナ洗浄装置を使用してもよい。

【００６２】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるシリコ
ンウエハの洗浄技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではなく、シリコンウエハ以
外の被洗浄物に対する洗浄液による洗浄技術全般に適用
することができる。

【００６３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００６４】アルカリ性溶液、酸性溶液または温水に界
面活性剤またはアルコールが添加された洗浄液に被洗浄
物を晒すことにより、被洗浄物と汚染物質との電気拆力
を効果的に利用することができるため、洗浄力を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるシリコンウエハ洗浄
方法を示す模式図である。

【図２】そのプロセスフローである。

【図３】その作用を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１…シリコンウエハ（被洗浄物）、２…異物、３…処理
治具、４…洗浄液、１０…シリコンウエハ洗浄装置、１
１…処理槽、１２…オーバーフロー槽、１３…洗浄液循
環路、１４…給液管、１５…排液管、１６…ポンプ、１
７…濾過装置、１８…ヒータ、１９…簀の子、２０…超
音波振動子、２１…過酸化水素水秤量槽、２２…アンモ
ニア秤量槽、２３…純水秤量槽、２４…界面活性剤秤量
槽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ性溶液に界面活性剤が添加され
て構成された洗浄液に被洗浄物が晒されて洗浄されるこ
とを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】前記界面活性剤が陰イオン界面活性剤で
あることを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】前記界面活性剤が陽イオン界面活性剤で
あることを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項４】前記界面活性剤が非イオン界面活性剤で
あることを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項５】酸性溶液に界面活性剤が添加されて構成
された洗浄液に被洗浄物が晒されて洗浄されることを特
徴とする洗浄方法。
【請求項６】前記界面活性剤が陰イオン界面活性剤で
あることを特徴とする請求項５に記載の洗浄方法。
【請求項７】前記界面活性剤が陽イオン界面活性剤で
あることを特徴とする請求項５に記載の洗浄方法。
【請求項８】前記界面活性剤が非イオン界面活性剤で
あることを特徴とする請求項５に記載の洗浄方法。
【請求項９】温水に界面活性剤が添加されて構成され
た洗浄液に被洗浄物が晒されて洗浄されることを特徴と
する洗浄方法。
【請求項１０】アルカリ性溶液にアルコールが添加さ
れて構成された洗浄液に被洗浄物が晒されて洗浄される
ことを特徴とする洗浄方法。
【請求項１１】酸性溶液にアルコールが添加されて構
成された洗浄液に被洗浄物が晒されて洗浄されることを
特徴とする洗浄方法。
【請求項１２】温水にアルコールが添加されて構成さ
れた洗浄液に被洗浄物が晒されて洗浄されることを特徴
とする洗浄方法。