JPS58161328A - 薄片状物品の洗浄装置 - Google Patents

薄片状物品の洗浄装置

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JPS58161328A
JPS58161328A JP4260882A JP4260882A JPS58161328A JP S58161328 A JPS58161328 A JP S58161328A JP 4260882 A JP4260882 A JP 4260882A JP 4260882 A JP4260882 A JP 4260882A JP S58161328 A JPS58161328 A JP S58161328A
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tank
cleaning
wafer
drain
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JP4260882A
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JPS6347258B2 (ja
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Hironori Inoue
洋典 井上
Michiyoshi Maki
牧 道義
Kiyotaka Kano
狩野 清隆
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物品の洗浄装置に係り、臀に薄片状物品の洗浄
装置に関する。
半導体装置等の製造プロセスでは、通常酸化膜形成、不
純物拡散、気相成長等高温度(400〜1200tl:
’)の熱処理工程が多数回繰り返し行なわれる。この場
合、半導体装置を形成する素材薄片(通常直径50〜1
5oU、厚さ0.3〜1. Otrarの円板状薄片:
ウェハ)表面に付着している不純物や汚れ等は、熱処理
中にウェハと不必要な化学反応をしたり、捷たウェハ内
部に拡散し、その結果、結晶欠陥の導入、キャリヤライ
フタイムの低下、異常拡散、素子パターンの損傷等素子
製作上致命的な悪影響の原因となっている。このため、
ウェハは前述した熱処理工程の直前に薬液や純水等で洗
浄し、表面に付着する金属類、有機物、ダスト、薬品残
渣等の汚れを除去する方法がとられている。
近年、LSIのように素子パターンが微細化するに従っ
て、前述の汚染領域が数μm以下の微少領域であっても
構成素子−個の不良がチップ全体(約数10m”)の不
良を招くことから製品歩留りを大きく左右するようにな
って来た。このため、ウェハ汚染の問題は前述した高温
熱処理工程のみならずリソグラフィの工程や金属薄膜の
形成工程等常温ないし比較的低温(400〜1oooc
)の工程においても重要な問題になって来ている。
第1図は従来の酸化、拡散等一般的な熱処理工程におけ
るシリコンウェハ洗浄方法のフローチャートを示す。ま
ずウェハ會弗酸に浸漬し表面に形成されている自然酸化
膜をエツチング除去すると共に付着したダスト等も除去
する。次に水洗した後硝酸液に浸漬し金属類の汚染を溶
解除去する。
最後に水洗した後回転乾燥法等で水切りし乾燥する。
以上の操作は通常第2図(→に示すように、ウェハ1を
一定数つエバカートリッジ2に収納して、弗酸の槽3a
に浸漬する。所定時間の浸漬を終えた後カートリッジ2
を引き上げ純水の槽3bに移し水洗する。同様にし、硝
酸槽3C浸漬、純水槽3dで水洗した後ウェハ1をカー
トリッジ2ごと第2図(b)に示す回転乾燥装置4に移
しスピン乾燥する。この場合、洗浄効果を高めるため水
洗槽に超音波振動子5を取付は超音波洗浄を行なう場合
もある。
しかしながら、従来洗浄法には■洗浄液からウェハを一
旦引き上げ別の洗浄液に移すため、ウェハは液面浮遊異
物や大気中異物の汚染を受は易い。
■ウェハを多数枚カートリッジに保持し洗浄することか
らウェハ位置によシ、また洗浄槽の液のよどみ等によシ
ウエハ内2間で洗浄の不均一が生じ易い。■超音波振動
が樹脂性カートリッジに吸収され弱まるためウェハに対
する洗浄効果が小さい。
■操作がバッチ式であるため連続化が困難である。
■洗浄液の使用量が多い。■カートリッジは樹脂性でダ
ストが静電付着し易く、このためウェハ汚染も生じ易い
。■カートリッジを使用することから工程間の移し替え
時にウェハ沿面破損等による汚染も生じ易いなどの欠点
がある。
最近、ウェハ直径が大口径φ100〜150闘化するに
従って各工程の枚葉処理化が検討されつつおる中で、前
述した従来のウェハ洗浄法の改善はよシ重要な昧題とな
りつつある。
本発明の目的は、前述した従来洗浄方法の欠点を解消し
、被洗浄物表面に不純物、異物、汚れなどの付着の生じ
ない洗浄装置を提供するにある。
本発明洗浄装置の%徴とするところは、異種の洗浄液槽
の間に異種の洗浄液のいずれも供給及び排出可能な中間
槽を設け、それぞれの検量を開閉可能な隔離壁(ゲート
)によシ分離したことである。
他の%徴とするところは、洗浄槽間の被洗浄物の移送を
ゲートの開閉及び、中間槽における洗浄液の交換操作に
よって外気に晒すことなく行うことである。この方法は
竹に疎水性表面を持つ薄片の洗浄において効果が顕著に
示される。
更に別な特徴は、洗浄槽底部に設けた噴出孔よシ洗浄液
を供給し、その一部を中央部分に設けたドレイン口より
排出するにある。このような方法によれば被洗浄物を液
中において浮上状態を保つと共に停止状態にできること
から、洗浄治具を使用する必要がなくなる。
更に別な特徴は、被洗浄物を液中浮上、停止状態で超音
波洗浄を行うにある。被洗浄物によや直接的に超音波振
動が伝わシ洗浄効果を大きくできる。
更に別な特徴は洗浄後の被洗浄物の乾燥は乾燥直前まで
外気に晒すことなく行うにある。
以下、本発明を第3図から第5図に従って説明する。
第3図は本発明の洗浄装置の構成説明図である。
1は被洗浄物としてのシリコンタエバ、6はウェハ移送
装置、3は洗浄槽である。洗浄槽3は開閉可能なゲート
7で三つの槽3−1.3−2.3−3に区切られている
。洗浄槽3−3には超音波ホーン5が設置されている。
第4図は洗浄槽の断面拡大図、第6図は斜視図である。
8は洗浄液の噴出孔、9は洗浄液のドレインである。噴
出孔8とドレイン9にはそれぞれ第4図のように配管1
0が接続され、矢印の方向に洗浄液が供給、排出されて
いる。また、それぞれのjiij流量計11とニードル
バルブ12で調節されている。13.14はそれぞれ供
給側及び排水側切替バルブである。
15.16に薬液及び純水の貯槽、17は供給ポンプを
示す。18は各洗浄槽3−1.3−2.3−3に対応す
るオーバフロー受槽である。受槽18で受けた液はドレ
イン9と合流する。19は回転乾燥装置、20は乾燥装
置水槽、21は純水供給バルブ、22は排水バルブ、2
3はオーバフロー排水口である。24はウェハの搬送ベ
ルト、25はウェハのアンローダアームである。また、
第5図の26はウェハ移送装置ガイド溝である。
次に具体的なウエノ・洗浄方法について説明する。
まず、ウェハ1は搬送ベルト24によって、まず3−1
に投入される。槽3−1にはポンプ17によって貯槽1
5の薬液が噴出孔8よシ供給され、この洗浄液はドレイ
ン9から、まだ、洗浄槽上部からオーバフローし受槽1
8を通って再び貯槽15に戻る。この時、洗浄槽3−1
中のウェハ1の状態と薬液の流れの状態を第4,5図に
示す。
噴出孔8からの噴出量と、ドレイン9からのドレイン量
をニードルバルブ12と流量計11−で調節し最適に選
ぶことによってウェハ1に浮力を与えることができ、ま
た、ドレイン9に向う液の流れによってウェハ1の中心
とドレイン9の中心が一致する位fiiK’7エハ1を
停止状態にすることができる。このため、洗浄治具を使
用する必要がない。
槽3−1で所定時間洗浄したウェハ1は3−1と槽3−
2間のゲート7を開はウェハ移送装置6によって中間の
槽3−2に移される。移送装置6は洗浄槽底部のガイド
11126に沿って移動するためウェハの移送ミスは生
じない。槽3−2には槽3−1と同様に、切替バルブ1
3によって貯槽15の薬液が循環されている。以上のよ
うにしてウェハ1を槽3−2に移送すると同時に槽3−
1と槽3−2間のゲート7を閉じ、次いでバルブ13を
切9替え槽3−2には貯槽16の純水を供給し薬液を置
換する。この場合、噴出孔からの液の供給は途切れるこ
とがなく、ウエノ・1の液中浮上状態は保たれているこ
とは言うまでもない。また、排水側切替バルブ14は純
水供給と同時に薬液貯槽15側が閉じられるため薬液槽
15への純水の混入はない。
ウェハ1は所定時間の純水置換が終ると槽3−2と槽3
−3間のゲート7を開は移送装置6で常に純水が供給さ
れている槽3−3に移送される。
以上説明した方法によってウェハ1は外気に接すること
なく、また、洗浄治具を使用することなく薬液槽から純
水槽に移送される。
一方、槽3−2の純水にバルブ13.14の切替によっ
て純水が排水された後、次のウェハ1の移送を待つため
再び薬液槽15の薬液が供給される。
純水槽の槽3−3で液中浮上・停止状態のウェハは更に
槽3−3において超音波洗浄される。超音波振動子5は
槽3−3i面近傍に設置されているため9エバに槽底部
と振動子との間で超音波洗(9) 浄される。この場合、振動子5は構造上杵されるなら液
面近傍に限られるものではない。この結果、超音波振動
は直接的にウェハに伝9、ウェハ1表面に強固に付着す
る異物を除くことができる。
超音波洗浄の後、ウェハ1は槽3−3で更に水洗され、
次にゲート7を開はスピン乾燥装置19のウェハ収納部
に移送される。この時、スピン乾燥装置19には純水供
給口21より純水がウェハ収納部分の高さ以上に満たさ
れ、オーバフロー排水口23から排水されているためウ
ェハ1の外気は接しない。ウェハ1がスピン乾燥装置1
9のウェハ収納部に収納されるとゲート7を閉じ、また
給水バルブ21を閉じ、排水バルブ22を開はスピン乾
燥装[19の水!!1120内の純水を一度に排水する
。同時に乾燥装置19を回転しウェハ1をスピン乾燥す
る。この場合、ウェハ1を第3図に示すように回転部分
の間隙に収納しスピン乾燥するため、水滴の躍ね返pに
よるウェハ1の再汚染全低減できる。
スピン乾燥を終えたウェハ1はアンローダ25(10) のアーム先端の真空チャックにより回転乾燥装置19か
ら取り出され次の工程に送られる。
勿論、外気汚染を最少にするため本洗浄装置のうち第3
図破線部分は除塵された空気、または窒素等の不活性ガ
ス雰囲気内に隔離され、更にまた、薬液から発生するガ
スは専用ダクトによって排気されていることは言うまで
もない。
以上説明した半導体9エバの洗浄装置によれば■外気に
接することなくウェハを異種類の洗浄液槽間移送できる
、0枚葉処理することによシクエハの均一な洗浄ができ
る、■洗浄用カートリッジが不要となりウェハのチッピ
ング等を生じない、■超音波洗浄の効来が高まる、など
の理由から洗浄後のウェハ表面異物付着数を従来の洗浄
装置に比べて大幅に低減できる。
また、本発明によれは枚葉処理方式であることから大口
径ウェハの洗浄ヤ、工程間の連続化が容易になる。更に
、洗浄槽容積を小さくできることから薬液の使用量を低
減することが可能など別な利点を得ることができる。
(11) 以上の説明では洗浄液が二種類の場合について説明した
。二種類以上の場合には槽3−3全別な薬液とし、また
、槽3−2に切替パルプによって三種類の洗浄液を供給
可能(薬液A−+純水純水液薬液な構造とすれば容易に
拡張できる。勿論、力lえた洗浄槽の後には2つの槽、
乾燥装置の接続が必要となる。但し、中間槽での水洗全
十分に行い、また、超音波洗浄を中間槽で行えば乾燥装
置直前の洗浄槽は省くことも可能である。
本発明の説明は半導体ウェハの洗浄’kflJとして説
明したが他のいかなる材料の薄片等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来洗浄法のフローチャート、第2図は従来洗
浄方法の概略説明図、第3.4.5図は本発明の洗浄装
置を説明する几めの概略図である。 (12)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、薄片状物品を1個ずつ薬液ま′fC,は純水等で洗
    浄し乾燥する洗浄装置において、該物品の洗浄槽底部に
    洗浄液の噴出孔とドレインを設け、該物品を洗浄治具等
    固体物質に触れることなく液中浮上・停止状態で洗浄す
    ることを特徴とする薄片状物品の洗浄装置。 2、特許請求の範囲第1項において、洗浄槽に超音波振
    動子を設置し、該物品を成牛浮上停止状態において超音
    波洗浄を行うことを特徴とする薄片状物品の洗浄装置。 3、特許請求の範囲第1項或いは第2項において、洗浄
    液の異なる洗浄槽間に前記両者の洗浄液の供給及び排出
    可能な中間槽を設け、該洗浄槽を開閉可能なゲートで区
    切った小金特徴とする薄片状物品の洗浄装置。 4、特許請求の範囲第1項、第2項或いは第3項におい
    て、洗浄槽と同一水位を保つことが可能な水槽を有する
    該薄片の乾燥装置を接続し、該洗浄槽と乾燥装置とを開
    閉可能なゲートで区切ったことを特徴とする薄片状物品
    の洗浄装置。
JP4260882A 1982-03-19 1982-03-19 薄片状物品の洗浄装置 Granted JPS58161328A (ja)

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