JPH1116867A - 洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

洗浄方法および洗浄装置

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JPH1116867A
JPH1116867A JP16691797A JP16691797A JPH1116867A JP H1116867 A JPH1116867 A JP H1116867A JP 16691797 A JP16691797 A JP 16691797A JP 16691797 A JP16691797 A JP 16691797A JP H1116867 A JPH1116867 A JP H1116867A
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JP
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cleaning
wafer
tank
cleaning liquid
oxidizing agent
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JP16691797A
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English (en)
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Fumihiro Kamiya
文宏 上谷
Takehiko Kezuka
健彦 毛塚
Mitsushi Itano
充司 板野
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】洗浄工程を簡略化し、特殊な洗浄槽および薬液
蒸気処理装置の必要のない洗浄方法を提供する 【解決手段】ウェハを、HF及び酸化剤を含む洗浄液で
洗浄する第1洗浄工程と、純水を主成分とする洗浄液で
超音波洗浄する第2洗浄工程を含むシリコンウェハの洗
浄方法;及びHF及び酸化剤を含む洗浄液を有する第1
洗浄槽と純水を主成分とする洗浄液を有する超音波発生
手段をその底部に備えた第2洗浄槽およびウェハを第1
洗浄槽から第2洗浄槽に移送する移送手段を備えた洗浄
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄方法に係わ
り、特に半導体デバイスを製造するための素材となるシ
リコンウェハの洗浄方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコンウェハの洗浄方法として
は、硫酸、塩酸、アンモニア、過酸化水素水、フッ化水
素酸やこれらの混合液が用いられているが、これらの薬
液では完全に不純物を除去するのは困難であった。ま
た、洗浄工程が複雑で長く、多量の薬液を使用するとい
う問題があった。
【0003】なお、別法として、特開平8−21335
4号公報および特開平8−187474号公報におい
て、フッ化水素を含む水溶液で構成される洗浄液に、シ
リコンウェハを浸漬し、これに超音波を作用させる洗浄
方法が提案されている。ただし、この洗浄液を収容する
ために容器は、ステンレス材表面を不動態化処理したも
のでなければならなかった。また、超音波を作用させる
と、液温が上昇し、それに伴って発生する薬液蒸気の処
理装置が必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、洗浄工程を
簡略化し、特殊な洗浄槽および薬液蒸気処理装置の必要
のない洗浄方法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】本発明は、以下の洗浄方
法および洗浄装置を提供するものである。
【0006】項1.ウェハを、フッ化水素および酸化剤
を含む洗浄液で洗浄する第1洗浄工程と、純水を主成分
とする洗浄液で超音波洗浄する第2洗浄工程を含むウェ
ハの洗浄方法。
【0007】項2.ウェハがシリコン単結晶ウェハであ
る項1記載の洗浄方法。
【0008】項3.第1洗浄工程の洗浄液中のフッ化水
素濃度が、0.05〜20重量%である項1または2記
載の洗浄方法。
【0009】項4.第1洗浄工程の洗浄液が、0.05
〜20重量%のフッ化水素および0.05〜20重量%
の酸化剤としての過酸化水素を含む項1〜3のいずれか
に記載の洗浄方法。
【0010】項5.第2洗浄工程の洗浄液が、0.00
001〜5重量%の界面活性剤を含む項1〜4のいずれ
かに記載の洗浄方法。
【0011】項6.第2洗浄工程の超音波洗浄が、80
kHz〜10MHzの条件下で行われる項1〜5のいず
れかに記載の洗浄方法。
【0012】項7.フッ化水素および酸化剤を含む洗浄
液を有する第1洗浄槽と純水を主成分とする洗浄液を有
する超音波発生手段をその底部に備えた第2洗浄槽およ
びウェハを第1洗浄槽から第2洗浄槽に移送する移送手
段を備えた洗浄装置。
【0013】項8.ウェハがシリコン単結晶ウェハであ
る項5記載の洗浄装置。
【0014】
【発明の実施の形態】
(1)洗浄方法について ウェハとしては、例えばシリコン単結晶ウェハ、液晶の
ガラス基板、ガリウム−砒素ウェハなどが挙げられる。
【0015】第1洗浄工程の洗浄液には、フッ化水素お
よび酸化剤が含まれる。酸化剤としては、過酸化水素、
オゾン等が挙げられ、好ましくは過酸化水素が挙げられ
る。第1洗浄工程は、通常超音波を作用させないで行
う。
【0016】第1洗浄工程の洗浄液中のフッ化水素の濃
度は、0.05〜20重量%程度、好ましくは0.1〜
5重量%程度である。
【0017】第1洗浄工程の洗浄液中の酸化剤の濃度
は、0.05〜20重量%程度、好ましくは0.1〜1
0重量%程度である。
【0018】第1洗浄工程は、上記洗浄液にシリコンウ
ェハなどのウェハを浸漬し、10〜30℃程度で0.1
〜10分間程度処理する。
【0019】第1洗浄工程の前に、ウェハを前処理工程
で処理するのが好ましい。前処理は、オゾン含有水によ
りウェハを10〜30℃程度で0.1〜10分間程度処
理する。オゾン含有水は、好ましくはオゾンを1ppm
以上程度含み、該水は、イオン交換水、蒸留水などの超
純水であるのが好ましい。
【0020】第2洗浄工程は、第1洗浄工程で処理され
たウェハをイオン交換水、蒸留水などの超純水を主成分
とする洗浄液で超音波処理する。第2洗浄工程は、10
〜50℃程度で0.1〜10分間程度行われる。第2洗
浄工程の洗浄液には、界面活性剤を配合するのが好まし
い。界面活性剤の配合量は、0.00001〜5重量%
程度、好ましくは0.001〜0.01重量%程度であ
る。界面活性剤としては、カチオン界面活性剤(1級ア
ミン塩、2級アミン塩、3級アミン塩、4級アンモニウ
ム塩、アルキルピリジニウム塩など)、アニオン界面活
性剤(カルボン酸、スルホン酸、スルホン酸のアルカリ
金属塩、硫酸モノエステルのアルカリ金属塩など)、ノ
ニオン界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェノラート、ショ糖
脂肪酸エステル、モノグリセリドなど)のいずれを用い
てもよい。超音波は、80kHz以上であればよく、好
ましくは80kHz〜10MHz、例えば100kHz
〜3MHzである。
【0021】第1洗浄工程と第2洗浄工程の間には、必
要であれば超純水洗浄、オゾン洗浄、過酸化水素洗浄な
どの他の洗浄工程をさらに行ってもよい。
【0022】第2洗浄工程で処理されたウェハは、必要
に応じて、さらにオゾン、過酸化水素などによる酸化洗
浄工程、フッ化水素洗浄工程、超純水洗浄工程などを行
ってもよい。特に、第2洗浄工程で界面活性剤を使用し
た場合には、該界面活性剤の残留を防止する目的で、オ
ゾンなどの酸化洗浄工程により界面活性剤を酸化分解す
るのが好ましい。酸化処理工程は、酸化剤を含む洗浄液
にウェハを浸漬し、5〜30℃程度で0.1〜10分間
程度行われる。酸化剤がオゾンの場合には、1〜10p
pm程度、過酸化水素の場合には1〜10重量%程度で
ある。
【0023】酸化処理されたウェハは、例えば薄いフッ
化水素水溶液に浸漬して処理し、ウェハの表面に生成じ
た酸化被膜を除去するのが好ましい。フッ化水素濃度
は、0.1〜10重量%程度である。フッ化水素洗浄工
程は、5〜30℃程度で0.1〜10分間程度行われ
る。
【0024】フッ化水素洗浄工程を行った後は、イオン
交換水、蒸留水などの超純水によりウェハを洗浄するの
が好ましい。洗浄条件は、イオン交換水、蒸留水などの
超純水中にウェハを浸漬し、5〜30℃程度で1〜10
分間程度である。
【0025】(2)洗浄装置 本発明の洗浄装置は、フッ化水素および酸化剤を含む洗
浄液を有する第1洗浄槽(1)と純水を主成分とする洗浄
液を有する超音波発生手段(2)を備えた第2洗浄槽(3)お
よびウェハを第1洗浄槽から第2洗浄槽に移送する移送
手段(4)を少なくとも備えている。本発明の第1洗浄槽
の材質は、フッ化水素により侵されないものであればよ
く、例えばPFA(テトラフルオロエチレンとアルキル
ビニルエーテルの共重合体)、PTFE(ポリテトラフ
ルオロエチレン)、ポリクロロトリフルオロエチレンな
どのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレンなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。第1洗浄槽
に加えられる洗浄液は、上記洗浄方法の第1洗浄工程で
用いられる洗浄液と同じである。
【0026】第2洗浄槽は、超音波洗浄を行うため、超
音波を減衰させないような肉厚の薄くかつ十分な強度を
有する洗浄槽が好ましい。該第2洗浄槽の好ましい素材
としては、石英、タンタル、ステンレスが挙げられる。
第2洗浄槽の底部には、超音波発生装置が設けられ、第
2洗浄槽に浸漬されたウェハに超音波を適用するように
構成してある。
【0027】ウェハは、第1洗浄槽で所定時間処理され
た後、移送手段により第1洗浄槽から第2洗浄槽に移送
される。なお、第1洗浄槽と第2洗浄槽が隣接している
場合には、ウェハは第1洗浄槽から第2洗浄槽に直接移
送されるが、第1洗浄槽と第2洗浄槽の間に任意の洗浄
槽を設けた場合には、ウェハは、第1洗浄槽から移送手
段により、任意の洗浄槽に移送され洗浄された後、第2
洗浄槽に移送される。
【0028】前記移送手段は、第1洗浄槽、第2洗浄槽
以外にも複数の洗浄槽がある場合には、各洗浄槽にウェ
ハを順番に移送することができる。
【0029】本発明の洗浄装置には、第1洗浄槽の前に
必要に応じて前処理槽を設けることができ、第2洗浄槽
の後に、必要に応じて酸化洗浄槽(6)、フッ化水素洗浄
槽(7)、超純水洗浄槽(8)などをさらに設けてもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明により、シリコン単結晶ウェハな
どのウェハに付着した有機物、金属および微粒子等の不
純物を取り除くことができる。
【0031】ウェハ表面に有機物が付着している場合に
は、オゾン、過酸化水素などの酸化剤を含む洗浄液でウ
ェハを前処理して有機物を酸化分解するのが好ましい。
【0032】本発明の第1洗浄工程により、フッ化水素
酸の作用で微粒子および金属を除去し、共存する酸化剤
により生じた酸化膜も同時に除去することができる。酸
化剤で前処理した場合には、該前処理により生成した酸
化膜もフッ化水素により除去することができる。
【0033】本発明の第2洗浄工程により、超音波の作
用で、第1洗浄工程では除去されなかった微粒子を除去
することができる。
【0034】第1洗浄工程では、超音波を用いていない
ため、フッ化水素酸により洗浄槽がダメージを受けるこ
とはない。また、第2洗浄工程では、超音波を用いる
が、洗浄液として純水および必要に応じて界面活性剤を
用いるのみであり、フッ化水素の様な腐食性の薬液を用
いないため、洗浄槽を長期間用いることができる。
【0035】第2洗浄工程で界面活性剤を用いた場合に
は、さらに、酸化洗浄工程、フッ化水素洗浄工程、超純
水洗浄工程などを行うことで、洗浄をより高度に行うこ
とができる。
【0036】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を用いて
より詳細に説明する。
【0037】実施例1 CZ法により製造した直径100mmのシリコンウェハ
に、粒径約0.6μmのポリスチレンラテックス(PS
L)粒子もしくは粒径約0.4μmのAl23粒子を約
5000個付着させた。該粒子付着ウェハ2枚を洗浄液
(HF(1%)/H22(1%)/H2O)に25℃、
10分間浸漬した後、超純水中にて超音波を950kH
z、600Wの条件で照射しながら10分間洗浄し、さ
らに超純水中で10分間リンスし乾燥を行った。乾燥後
のウェハに付着するパーティクルを日立電子エンジニア
リング社製パーティクルカウンター(LS−5000)
により測定し、粒子除去率を計算した。結果を平均値と
して表1に示す。
【0038】比較例1 実施例1の該粒子付着ウェハ2枚を、NH4OH(29
%)/H22(30%)/H2O=0.1/1/5の混
合液を用い、80℃で10分間洗浄し、その後、超純水
で10分間リンスし乾燥した。乾燥後のウェハに付着す
るパーティクルを日立電子エンジニアリング社製パーテ
ィクルカウンター(LS−5000)により測定し、粒
子除去率を計算した。結果を平均値として表1に示す。
【0039】比較例2 実施例1の該粒子付着ウェハ2枚を、HF(0.5%)
/H22(1%)/H 2O溶液に超音波を950kH
z、600Wの条件で照射しながら10分間洗浄し、さ
らに超純水中で10分間リンスし乾燥を行った。乾燥後
のウェハに付着するパーティクルを日立電子エンジニア
リング社製パーティクルカウンター(LS−5000)
により測定し、粒子除去率を計算した。結果を平均値と
して表1に示す。
【0040】
【表1】 表1に示すように、本発明の洗浄方法は、従来の洗浄方
法と同等以上の洗浄力を有していることが明らかになっ
た。
【0041】実施例2及び比較例3、4 石英槽に超純水(実施例2)、HF(5%)/H2
2(1%)/H2O(比較例3)もしくはHF(1%)/
22(1%)/H2O(比較例4)を4000g入
れ、超音波を950kHz、600Wの条件で30分、
60分及び90分間照射し、石英槽の重量変化を調べ
た。結果を表2に示す。
【0042】
【表2】 メガソニック 石英槽の重量減少率(%) 照射時間 実施例2 比較例3 比較例4 30分 − 0.04 0.01 60分 − 0.10 0.0490分 0 0.19 0.07 表2に示すように、メガソニック洗浄時に超純水を用い
た本発明の洗浄工程では石英槽の重量減少は見られない
が、HFを用いた従来の洗浄方法は、洗浄力は優れてい
たが、石英槽が腐食され、重量が90分で0.19%
(比較例3)および0.07%(比較例4)減少した。
【0043】実施例3及び比較例5 石英槽に超純水(実施例3)もしくはHF(0.5%)
/H22(1%)/H2O(比較例5)を4000g入
れ、超音波を950kHz、600Wの条件で10分間
照射した後、照射前及び照射後の液中の10ml当たり
のパーティクルの個数(パーティクルの大きさ、0.2
μm、0.3μm、0.5μm、1μm)を、リオン社
製パーティクルカウンター(KL−22)を用いて測定
し、パーティクルの増加数を計算した。結果を表3に示
す。
【0044】
【表3】 パーティクル増加数 0.2-0.3μm 0.3-0.5μm 0.5-1μm 1-2μm 2μm以上 実施例3 549 256 31 4 0比較例5 5777 2343 281 24 6 薬液中のパーティクルがあるとウェハに付着する可能性
があり、付着すると歩留まり低下の原因になる。超純水
またはHF(0.5%)/H22(1%)/H2Oリン
スを行った後のウェハ上の粒子増加数を調べたところ、
実施例4の超純水中では、0.32μm以上の粒子につ
いて13個の付着があったのに対し、比較例4のHF
(0.5%)/H22(1%)/H2O中では、0.3
2μm以上の粒子について99個の増加が認められた。
【0045】本発明は、パーティクルの増加を抑えるこ
とによって、ウェハに付着するパーティクルの数を低減
することができる。
【0046】実施例4 超純水中にアニオン界面活性剤(C1225−(PhSO
3)−O−(PhSO3);0.005%)を加えた他は
実施例1と同様にしてPSL粒子もしくはAl 23粒子
が付着したウェハの洗浄を行った。結果を表4に示す。
【0047】実施例5 超純水中にアニオン界面活性剤に代えてカチオン界面活
性剤(C1225N(CH2CH2OH)2;0.005
%)を加えた他は実施例4と同様にしてPSL粒子もし
くはAl23粒子が付着したウェハの洗浄を行った。結
果を表4に示す。
【0048】実施例6 超純水中にアニオン界面活性剤に代えてノニオン界面活
性剤(C917O−(CH2CH2O)17CH3;)を加え
た他は実施例4と同様にしてPSL粒子もしくはAl2
3粒子が付着したウェハの洗浄を行った。結果を表4
に示す。
【0049】比較例6 超純水中に界面活性剤を加えなかった他は実施例4と同
様にしてPSL粒子もしくはAl23粒子が付着したウ
ェハの洗浄を行った。結果を表4に示す。
【0050】
【表4】粒 子 比較例 実施例4 実施例5 実施例6 PSL 98.0 98.9 99.2 98.4Al 2 3 97.1 99.3 99.5 100
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の洗浄装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1 第1洗浄槽 2 超音波発生手段 3 第2洗浄槽 4 移送手段 5 ウェハ6 酸化洗浄槽 7 フッ化水素洗浄槽 8 超純水洗浄槽

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウェハを、フッ化水素および酸化剤を含む
    洗浄液で洗浄する第1洗浄工程と、純水を主成分とする
    洗浄液で超音波洗浄する第2洗浄工程を含むシリコンウ
    ェハの洗浄方法。
  2. 【請求項2】ウェハがシリコン単結晶ウェハである請求
    項1記載の洗浄方法。
  3. 【請求項3】第1洗浄工程の洗浄液中のフッ化水素濃度
    が、0.05〜20重量%である請求項1または2記載
    の洗浄方法。
  4. 【請求項4】第1洗浄工程の洗浄液が、0.05〜20
    重量%のフッ化水素および0.05〜20重量%の酸化
    剤としての過酸化水素を含む請求項1〜3のいずれかに
    記載の洗浄方法。
  5. 【請求項5】第2洗浄工程の洗浄液が、0.00001
    〜5重量%の界面活性剤を含む請求項1〜4のいずれか
    に記載の洗浄方法。
  6. 【請求項6】第2洗浄工程の超音波洗浄が、80kHz
    〜10MHzの条件下で行われる請求項1〜5のいずれ
    かに記載の洗浄方法。
  7. 【請求項7】フッ化水素および酸化剤を含む洗浄液を有
    する第1洗浄槽と純水を主成分とする洗浄液を有する超
    音波発生手段をその底部に備えた第2洗浄槽およびウェ
    ハを第1洗浄槽から第2洗浄槽に移送する移送手段を備
    えた洗浄装置。
  8. 【請求項8】ウェハがシリコン単結晶ウェハである請求
    項5記載の洗浄装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007187766A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランクおよびフォトマスクブランクの製造方法
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