JPS587831A - 高圧水によるウェハの洗浄方法及び装置 - Google Patents

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Ｓｉウェハの洗浄に関し、特に高圧水によるウ
ェハ洗浄に関する。

従来、超ＬＳＩの製造工程においてウニノ＼にフォトレ
ジストを塗布するに先立ち小径のルビー又はサファイヤ
製ノズルから７０〜１４０ｋｇ／ｃｒＩＬ２程度に加圧
した純水をウェハ上に噴射してウェア１表面を洗浄する
高圧洗浄が知られている。

このような高圧洗浄は清浄な純水を強い衝撃でウェハ面
にたたきつけるため洗浄効果は十分あるが、反面多量の
静電気が発生してゲート破壊が起きるという欠点がある
。すなわち、噴射される純水とノズル、空気、ウニノー
との摩擦やウニノ・にぶつかりはね返った水しぶきと空
気との摩擦によりウニ八表面に１０Ｒ程度の静電気が発
生し、これがゲート酸化膜を破壊してしまうことがある
。

この静電気をなくす方法としては、例えば噴射ノズルを
金属製にしてノズルと純水とによる静電気を防止するこ
とが考えられる。しかし、一般にこの種のノズルは直径
が１５０７Ａ程度でしかも高圧水を噴射するため、金属
製ノズルでは連続使用に耐え得ない。その上、ウニノ）
面に発生する静電気の大部分が高圧水とウェハとの摩擦
に起因するため、高圧水とノズルとによる静電気がなく
なっても全体の静電気の量はそれ程減少しない。

また、噴射ノズルとウェハとの間に電極を配置し、この
電極に高電圧を印加してコロナ放電させることにより、
静電気の減消を１図ることも考えられる。しかし、この
方法によってもウニ凸面の静電気を除去することは困難
であり、のみならず放電コロナがかえってゲート酸化膜
を損傷することもあり、あまり実用的な方法ではない。

また、高圧水とウェハの摩擦を減らすよう高圧水の噴射
を弱めた場合、発生する静電気の量は減少するが同時に
洗浄効果も低下してしまい高圧洗浄の機能を果たさな（
なる。

本発明者は上記問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、洗
浄液として純水の代わりに導電性液を使用し、これによ
り高圧水とウェハ、空気、ノズルとの摩擦による静電気
を激減させることを想到した。更に、本発明者は洗浄液
として導電性液を使用するウェハ洗浄装置をも同時に開
発した。

本発明による導電性液としては、静電気を発生しない程
度の導電率で足りるが、５ｉ０２膜と反応通 し難くかつ集積回路製造ｌ程においてウェハー上に残っ
ても問題にならずかつ洗浄効果を低下させないような液
、例えばＣＯ２溶液、ＮＨ３溶液が好ましい。

以下、本発明によるウェハ洗浄装置を添附図面につき説
明する。第１図は、本発明の一実施例を適用したウェハ
洗浄装置の全体構成図である。第１図において、ＣＯ２
供給管１には、例えば１に９／ｃＩｎ２に加圧したＣＯ
２が送り込まれ、Ｈ２０供給管２には、る 例えば１ｋｌ？／ｃＩｒＬ　　に加圧した純水が送り込
まれＩｏこれら供給管１．２はＣＯ２バブリングボック
ス乙に接続するが、その途中には電磁弁４．５と流量調
整器６．７とが夫々配置されている。電磁弁４゜５はＣ
Ｏ２，純水の供給を夫々オンオフするためのもので、後
述する作動回路８により開閉制御される。

測制御範囲を有する。

ＣＯ２バブリングボックス３は、供給管２から供給され
る純水に供給管１から供給されるＣＯ２をバブリングし
てＣＯ２溶液をつくり、ウェハ洗浄１゜時にはこのＣＯ
２溶液を洗浄液として噴射ノズル９に供給する。第２図
Ａ、　　Ｂに示すように、このバブリングボックス３は
Ｘ、　　Ｙ、、、Ｚの６室に区画されている。Ｙ室はバ
ブリング室であり、その底の中央部と左後方部（第２図
Ａ）にはＣＯ２人口１０とＨ２０人口１１とが夫々設け
られ、供給管１を送られてきたＣωはＣＯ２人口１０か
らＹ室に流入し、供給管２を送られてきたＨ２ＯはＨ２
０人口１１からＹ室に流入するようになっている。更に
、ＣＯ２人口１０の上にはバブリングカバー１２が配置
されている。このバブリングカバー１２は、第２図Ａに
示すように、Ｈ２０Ａ口１１と排出口１６とを残し底の
大部分をカバーする程の寸法である。更に第３図Ｎに示
すように、バブリングカバー１２の全面に亘り多数の小
孔１４が設けられ、各小孔１４は、第３図Ｃに示すよう
に、上向きテーパ状に形成されている。また第６図Ｂに
示すようにカバー１２の底部には足１５が形成され、カ
バー１２とＹ室の底との間に小計の間隙が設けられてい
る。これによりＣ０２人口１０かものＣ，０２は、カバ
ー１２の底部全体にまん延してから小孔１４を通ってＸ
室内に流入し、純水にバブリングして溶は込むようにな
されている。

Ｙ室は洗浄液供給室であり、Ｙ室で純水にＣＯ２をバブ
リングして得たＣＯ２混入水はこのＹ室に送られてくる
。すなわち、Ｙ室とＹ室Ｉを仕切る壁１６はＹ室とＺ室
を仕切る壁１７より幾分低く、これによりＹ室をあふれ
た液は、まずＹ室の方に流入するようになっている。Ｙ
室の底には洗浄液出口１８が設けられ、ボックス内の洗
浄液は出口１８から噴射ノズル９に送られる。

Ｚ室は洗浄液排出室であり、Ｙ室とＹ室をあふれた余分
な液はこのＺ室に送られてくる。Ｚ室の底には排出口１
９が設けられ、余分な液はこの排出口１９から排出管２
０を通り・外へ排出される。

なお、Ｙ室の排出口１６はボックス内の洗浄液を新しい
のと取代える際にＸ室内の古い液を排出するためのもの
で、弁２５を開けると古い液は排出口１６から排出管２
０を通り外へ排出される。

ＣＯ２バプリ／グボックス６内でつ（られたＣＯ２混入
水はウェハ洗浄時に加圧ポンプ２１により高圧、例えば
２８０ｋｌ？／ｃｍまで加圧されてからレギュレータ２
２、電磁弁２６を通り、噴射ノズル９に供給される。噴
射ノズル９は、普通のものでよ（、そのノズルから高圧
のＣＯ２４人水をウニ／１４０上に強く噴射し、ウェハ
面を洗浄する。

第４図は、電磁弁４，５を開閉制御する作動回路８の回
路図である。第４図において、操作スイッチ３０は電磁
弁４に対し、操作スイッチ３１は電磁弁５に対するもの
である。これらスイッチ６０゜３１０可動接点３０ａ、
３１ａ＝％固定接点３０ｄ、−３１ｄに切替えると手動
モードになり、このときトランジスタ３２．３３のエミ
ッタ側電源電圧Ｖ輌家直接スイッチ３０．３１を介して
電磁弁４．５に供給され、電磁弁４．５は開状態になる
。またスイッチ３０．３１の可動接点３０ａ、３１ａを
固定液゛点３０ｂ、３１ｂに切替えると自動モードにな
る。この場合には、噴射機９のノズル制御回路から入力
端子６４に供給されるドライブ信号に応じてトランジス
タ３２．３３がオンになっているとき、電源電圧Ｖｓが
トランジスタ３２．３３とスイッチ３０゜３１Ｃに切替
えると、しゃ断状態になり、電源電圧Ｖｓは電磁弁４．
５に供給されることなく、電磁弁４，５は閉じる。

次に、上述した構成のＣＯ２バブリング装置において、
空状態のバブリングボックス乙に洗浄液を満たすための
準備操作について述べると、この場合には操作スイッチ
３０．３１を手動モードに切替える。これにより、電磁
弁４，５が開いてＣＯ２と純水が供給管１．２を通って
バブリングボックス乙に供給される。この際、ＣＯ２と
純水の供給量は、流量調整器６．７により制御され、例
えば０．５１毎分に夫々選定される。

バブリングボックス乙に供給された純水とＣＯ２はＸ室
で混合しつつ除々に満たされ、壁１６の高さを超えると
Ｙ室側にあふれる。その後、Ｙ室の液もいっばいになり
余分な液が壁１７を越えてＺ室に流入し排出口１９から
排出管２０を通り外へ排出される。この時点で操作スイ
ッチ３０．３１をオフにして電磁弁４，５を閉じＣＯ２
と純水の供給をストップさせる。

次ニ、バブリングボックス３から噴射ノズル９に洗浄液
を供給してウェハ洗浄を行う動作について述べると、こ
の場合には操作スイッチ３０．３１を夫々自動モードに
切替える。次にノズル制御回路から電磁弁２３をオンさ
せると噴射ノズル９より液が出、又その信号がドライブ
信号ｅとなり作動回路８０入力端子３４に供給される。

ポンプ側の圧が低下することにより加圧ポンプ２１が作
動してバブリングボックス６のＹ室から洗浄液を引き出
し加圧した後レギュレータ２２、電磁弁２３を介して噴
射ノズル９に供給する。噴射ノズル９はＣＯ２洗浄液を
所定の噴射速度で（レギレータ２２により噴射圧を決定
する）ウェハ４０上にたたきつけウェハ面を洗浄する。

この際、ＣＯ２洗浄液は導電性で比抵抗が純水よりはる
かに小さいため、ウェハ面に静電気が発生したり帯電し
たりすることがない。

一方、入力端子３４に供給されたドライブ信号ｅはＯＲ
ゲート３５．３６を通りタイマー回路３７に入力される
。これによりタイマー回路６７から高レベル信号が発生
されこの信号はインバータ′５８により反転され低レベ
ル信号としてトランジスタ３２．３３のベースに供給さ
れる。その結果、トランジスタ３２．３３はオンになり
電源電圧Ｖｓがトランジスタ３２．３３とスイッチ３０
．３１を介して電磁弁４．５に供給され、電磁弁４．５
は開く。これにより、ＣＯ２と純水が供給管１，２を通
ってバブリングボックス６のＸ室に送り込まれ、Ｘ室で
新ｆ５だ洗浄液が生成されろ。

その後、噴射ノズル９をオフにしてウニノ１洗浄を終了
したとき噴射ノズル９からのドライブ信号ｅはオフとな
る。しかし加圧ポンプ２１側が十分なる圧になるまでは
加圧ポンプ２１へＹ室から洗浄液を供給しているためド
ライブ信号ｅのオフにより作動回路８のタイマー回路３
７がタイマー始動し供給管１．２からＣＯ２、純水が供
給されバブリングボックス６内で新たなＣＯ２混入水が
生成され続けてい−る。そして、所定時間、すなわちウ
ェハ洗浄で減ったバブリングボックス゛６内の洗浄液を
補給する時間として設定した時間の経過後、タイマー回
路３７は低レベルの出力信号を発生し、この信号はイン
バータ６Ｂに′より反転され高レベルの信号としてトラ
ンジスタ３２．３３のベースに供給される。その結果、
トランジスタ６２，６ろはオフになり、電磁弁４，５が
閉じる。これにより、バブリングボックス６へのＣＯ２
と純水の供給はストップする。

上述したように、本実施例によれば、比較的簡単な構成
で、ゲートを破壊するような静電気を発生することのな
いウェハ洗浄装置が得られる。

また、静電気によるゲート破壊の危険がなくなるため、
従来装置よりも洗浄液を加圧して強く噴射することがで
き、洗浄効果をなお一層高められる。

なお上述した実施例ではＣＯ２を純水にバブリングして
導電性の洗浄液を得るが、ＣＯ２以外の適当な物質を純
水にバブリングし又は混入することによって導電性洗浄
液をつくってもよ０゜以上のように、本発明は高圧洗浄
の洗浄液として導電性液を使用するため、ゲート破壊を
起こすような静電気の発生するおそれがな（、洗浄効果
の高い高圧洗浄が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるウェハ洗浄装置の全体
構成図、 第２図Ｎは、第１図のノくブリングボックスの横断面図
、 第２図Ｂは、第１図のノ（プリングボックスの縦断面図
、 第３図Ａは、第２図へ、Ｂの）（ブリングカッ（−の平
面図、 第６図Ｂは、第２図Ｂ−Ｂ線に沿ってとられた断面図、 第３図Ｃは、第２図Ｃ−Ｃ４ｊ！に沿ってとられた断面
図、 第４図は、第１図の作動回路の回路図。 ３　：　ＣＯ２バブリングボックス １０　：　Ｃ０２人　口 １１　：　Ｈ２Ｏ人　　口 ４０　：　ウ　　　　エ　　　　〕１ ４２Ａ図 毫３Ａ図 ｆ）３８図 ２ 孔３Ｃ凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高圧水を噴射することによりウェハを洗浄する高圧
   洗浄方法において、前記高圧水として導電性液を使用す
   ることを特徴とする洗浄方法。 ２、前記導電性液はＣＯ２混入水である特許請求の範囲
   第１項に記載の洗浄方法。 ３、前記導電性液はＮＨ３混入水である特許請求の範囲
   第１項に記載の洗浄方法。 ４、高圧水を噴射することによりウェハを洗浄するウェ
   ハ洗浄装置において、水供給タンクが水入口と炭酸ガス
   入口とを具備するバブリング室と、該バブリング室にお
   いてつくられたＣＯ２混入水を貯蔵する洗浄液供給室と
   を含むことを特徴とするウェハ洗浄装置。