JPS5887826A - 物体処理方法およびその装置 - 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、薄片等の物体の処理方法およびその装置に係
り、更に詳しくは、液体処理液を使用する場合において
、被処理物体の表面に付着する異物を低減するようにし
た物体の処理方法およびその装置に関する。

半導体薄片等の物体を洗浄したり、または化学エツチン
グしたりする物体の成体処理工程においては、処理後の
被処理物体の表１１１１には、多くの場合、微少な異物
が付着する１、そして、付着した異物は、その後の工程
に種々の悪影譬を引き起こす。

近年、このようなトｊ着異″吻を低減する要請は、半導
体装置の製造プロセスを始めとして、多くの分野で噌犬
しつつある。

従来性なわれている処理方法を、半導体装置のＨＡプロ
セスにおけるシリコンウェハ（半径ψ”１００＋ｕ＋、
厚さｔ　”　５００μｍ　）の洗浄を例に上げ、第１図
に従って説明する。

第１図において、■は被処理′物体としての破洗浄物（
この例では、半導体ウェハ）、２はカートリッジ（洗浄
治具）、３は第Ｎｉｌ槽、４は搬送用のタクト、５は第
２洗浄槽、６はスピン乾燥装置である。

壕だ、３１は第１洗浄槽３に県Ｉｅｋ浄液を導入するバ
ルブ、３２は第１洗浄槽３から第１洗浄液を排出するバ
ルブ、５１は第２洗浄４５に第２洗浄液を導入するバル
ブ、５２は第２洗浄槽５から第２洗浄液を排出するバル
ブ、６１はスピン乾燥装置ｔ６のドレンを排出するバル
ブである。

半導体ウェハ１をカートリッジ（治具）２に収納し、−
まず、タクト４によって第１洗浄液（例えば弗酸）を充
満された第１洗浄槽３に浸漬する。

所定時間浸漬して処理した後、図中に鎖線矢印■で示し
たように、タクト４により、半導体ウェハ１をカートリ
ッジ２と共に第１洗浄液より引上け、第２洗浄液（例え
ば純水）の充満された第２洗浄槽５に移して流況する。

第２洗浄槽５において流況を十分に行なった後、半導体
ウェハ１は、図中に鎖線矢印■で示したように、カート
リッジ２ごと、第２洗浄液から引上げられ、スピン乾燥
装置６に移して回転乾燥される。

このような方法によって洗浄、乾燥したウェハ表面の付
着具′４Ｂ（大きさ１μｍ以上）を、レーザ面板欠陥検
査装置によって調べた結果、多数の付　５− 着異物が見られた。

′まだ、刺着異物の数は、第２図にノ１＜ずように、半
導体ウェハを第１処理液から第２処」、！１！液に移す
のに必要な移送時間と相関を持つことが分かった。

同図ＶＣ２いて、横軸は、半導体ウェハを第１処理液か
ら第２処理液へ移すウェハ移送時間を、また縦軸はウェ
ハ１１固当りの異１勿付７＃数をそれぞれあられしてい
る。

このような結果が得られる理由ｔま明らかではないが、
前述の傾向は、半導体ウニＩ・の弐而が疎水（戻水）性
である場合ｅ１ど顕著（ｒｃあられれることから、第１
処理液中またはその液面に存在する異物粒子が、半導体
ウェハを第１処ｍｉから引上げて移送する時に、ウェハ
表面に付着して一緒に引き上げられた後、外気接触中に
、ウェア１衣而が乾くのにともなって表面に固着するも
のと思われる。

また、外気中の異物が移送中に固着することも考えられ
る８゜ 一度付着した異物は、分子間力ｅｃ　ｚ［い強い力で固
着し、次の流況によつでも仲々除去できない。

−〇　− そこで、異物が付着し７ないような物体の処理方法およ
びそのだめの装置の開発が要望されている。Ｊ本発明の
目的は、前述した従来方法の欠点を解消し、異物付層を
低減できる物体の処理方法およびその装置を提供するに
ある。。

前記目的を連成するために、本発明においては、異Ｓ＠
の処理液を充満された複数の処理槽の上側櫃たは下側を
開口し、（イ）前記処理液のいずれよりも、その比重が
小さいか、または大きく、（ロ）化学的に不活性で、前
記処理液のいずれとも反応せず、かつ（ハ）前記処理液
のいずれに対しても溶解度が十分に小さくて、実買上こ
れらと混り合わない性質を有する分離用補助液を充満し
た補助液槽と、前記処理槽とをそれぞれの開口部を介し
て連通させておき、被処理物体を、第１の処理槽からそ
の開口を通して分離用補助液中へ移送し、さらに、前記
分離用補助液から第２の処理槽の開口を通して第２の処
理槽内へ移送することによって、被処理物体の第１処理
槽から第２処理僧への移送を行なうようにしている。

この結果、本発明によれば、開気と全く接触させること
なしに、被処理物体をＮ目処Ｊｌｌｌ槽から第２処理槽
へ移送することができる。

以下、本ノろ明の第１実施例を第３図に従って説明する
。図において、第１図と同一の符号は同一−ｔｆｃは同
等部分をあられしている１、７は第１処理液Ａを充満１
きれた第１処理僧、８は第２処理液Ｂを充満さＪｚた第
２処理槽である。

９は、（イ）第１　Ｊ、−よび第２処理夜Ａ　、　１３
に比べて、そのいず扛よりも比重が大きく、（ロ））、
Ｉ４１および第２処浬敵Ａ　、　Ｂ及び被処理物体１と
Ｖ」化学的に不活性であり、かつ（ハ）第】ｊ′、−よ
び第２処理液Ａ、Ｈのいずれに対（７ても溶解度が１−
分に小さく、実質上これら両液とは混り合わないような
１牛質をイイする分離用補助液Ｃを膚し／Ｃ浦助准槽（
ｃ１処理物体移送・誼域）である１ １０Ａ　、　１ＯｃｆｒＪ、それぞれがポンプＩ）およ
びフィルタＦよりなる第１処理液ＡＪ？よび分頭目ｔｌ
　１１ｉｉ助液Ｃのシー過装置であり、ＪＩＡにＩ第１
処理液貯惜、１］、Ｃは分離用補助液貯槽である。

この図からも明らかなように、第１：ｆ？よび第２処理
槽７，８の下側には、それぞれ大きな開口が設けられ、
前記開口を介して補助液槽（被処理物体移送領域）９と
第１Ｊ？よび第２処理槽７，８とが連通されている。

次に、実際の処理方法について、本実施例を半導体装置
の製造プロセスのうち、シリコンウェハ洗浄に適用した
場合を例にとって説明する。

まず、第１処理液Ａとしては弗酸、第２処理液Ｂとして
は利水を使用し、また、分離用補助液Ｃとしてはフロン
を使用するものとする。

被処理物体でろるシリコンウェハ１を、洗浄治具（カー
トリッジ）２にセットし、タフ１４によって弗酸槽（第
１処理槽）７に浸漬する。所定時間弗酸槽７で処理した
後、ウェハ１はタクト４によってフロン４１１（補助液
槽）９に移される。

次いで、シリコンウェハｌは、洗浄治具２と共に、純水
槽（第２処理槽）８＃ｌのタクト４によって、純水槽８
に引き上げられ、そこで洗浄される。

このようにして、本実施例によれば、ウニノー、１９− は、外気に全く接触することなしに、洗浄液槽間を移送
されるので、その表面への異物の固着は完全に防がれる
。、そして、純水槽８にｅ」常に純水が供給され、オー
バーフローさせられているので、ウェハｌは完全に洗浄
される。

この後、ウェハ１は、タクト４によって洗浄治具２ごと
引き上げられ、第１図に示したようなスピン乾燥装置、
ｌｔ６により乾燥される。

第４図は、分離用補助′ｇ／！ＬＣとして、第１および
第２処理液Ａ、Ｂのいずれよりも比重の小さな液体を用
いる場合の、本発明の第２実施例を示したものである。

この実施例では、被処理物体ｌの液中移送領域は、第１
および粛２処理槽７，８の上面となることは当然である
。

このために、第２実施例においてＱゴ、第４図から明ら
かなように、補助部槽９を第１お・よび第２処理槽７，
８の上側に設けている。それと共に、補助液槽９の糸面
に開口を設け、前記開口を介して第１および東２処理槽
７，８と補助液槽９とを連通させている１） １０− 以上の説明においては、処理槽が２槽の場合についての
み述べた４、シかし、処理液が二種類以上の場合には、
補助液槽を更に設けて連結すれば良いことはもちろんで
ある。

処理槽を４槽とした場合の、本発明の第３実施例の処理
槽部分の概略構成を第５図に示す。同図において、第３
，４図と同一の符号は同一または同等部分をあられして
いる。

図から明らかなように、第３および第４処理槽？ａ、８
ｍの増設にともなって、これらの間で被処理物体を移送
するだめの補助液槽’ｌａ、９ｂが増設されている。

物体の処理に際しては、被処理物体は、図中に鎖線矢印
で示したように、第１処理槽７→補助液憎９→第２処理
槽８→補助液槽９ａ−＋第３処理槽７ａ→補助液槽９ｂ
−＋第４処理槽８ａの順に適当な手段によって、外気に
接することなしに搬送される。そして、最後にスピン乾
燥装置６において乾燥される、。

なお、この場合、第６図に関して後述するように、最終
の処理槽８ａからスピン乾燥装置６へ、被処理物体を搬
送する際にも、外気に接触しないようにすることが用油
である１、 また、第５図の実施例では、それぞれの補助液槽９，９
ａ、９ｂの間に仕切りを設ＶＪ１これらを独立の液槽と
したが、分離用補助液として同一組成の液体を用いる場
合には、前記の４１切りを省略し、共通の液槽としても
よいことは当然である。

第６図は、本発明の第４実施例の処理槽部分の概略構成
図である。この実施例は、処理から乾燥に至るまでのす
べての工程において、彼処ｆＭｑＩ！ＩＪ体が外気に触
れることを防止するものである。

図において、第３図と同一の符”号は同一または同等部
分をあられしている。１２は第２処理僧８とスピン乾燥
装置ｌ！ｔ６との間に設けられた」二下動ＩＪＪ能なゲ
ート、６２はスピン乾燥装置６内へ、′１４Ｌ２処理液
Ｂと同一の液を充満させるだめのパルプである。

動作に際しては、まず、スピン乾燥装置ｔ６にパルプ６
２を介して第２処理液Ｂを充満させておく。

つぎに、ゲート１２を上昇させ、第３図に関して前述し
たようにして処理された物体１を、タクト（図示省略）
などの適当な手段でスピン乾燥装置６内へ搬送する。

つゾいて、ゲート１２を下降させて、第２処理槽８とス
ピン乾燥装ｖ６との間金仕切り、スピン乾燥装置６内の
液体をパルプ６１から排出する。

その後、通常の手法にしたがって、スピン乾燥を行なう
。

第７図は、本発明の第５実施例の処理槽部分の概略構成
図である。この実施例は、薄板状の物体を一枚ずつ処理
するのに好適なものである。

同図において、第３図および第６図と同一の符号は同一
または同等部分をあられしている。ｌａは薄板また薄片
状の被処理物体、１３は被処理物体取り出しゲート、１
４はコンテナである。各処理槽７．８．９問およびスピ
ン乾燥装置６への被処理物体１ａの移送は、前に述べた
各実施例の場合と同様に行なわれる。

ただし、本実施例においては、第１処理液Ａか１３− ら分離用補助液Ｃへ、゛または分離用補助液Ｃから第２
処理液Ｂへ被処理物体１ａ’ｉ−移送する際の、液体の
とり込みを防ぐために、薄板（薄片）状被処理物体１ａ
を垂直に保つようにしている１、スピン乾燥装置６で乾
燥された被処理物体１ａは、ゲート１３を開いてコンテ
ナ１４へ移送され、収納される。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、一つ
の処理槽から他の処理槽へ被処理物体を移送する際に、
外気に全く接触しないようにすることができるので、彼
処ｉ１１物体のλ面への異物の付着や固着を完全に防止
できる幼果がある１゜以上に説明した本発明の処理り法
を、ンリコンウエハの弗酸洗浄に適用した結果、洗浄の
後ＶＣ、ウニ八表面に付着する１μｍ以上の異物数を、
従来方法による場合と比べたところ、約１桁以上低減で
きることが分かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の物体処ｆｆｌ装置の概略構成図、第１４
− ２図は１１ｇ１図の処理装置で物体を処理［７だ場合に
、被処理物体の表面に付着する異物数と破処理物体移送
時間との関係を示す図、第３図ないし第７図はそれぞれ
本発明の実施例を示す概略構成図である５、 １・・・被洗浄物（シリコンウェハ）、２・・・カート
リッジ（洗浄治具）、３・・・第１洗浄槽、４・・・タ
クト、５・・・第２洗浄槽、６・・・Ｘビン乾燥装置、
７・・・第１処理槽、８・・・第２処理槽、９・・・補
助液槽、ＩＯＡ、ＩＯＣ・・・ミツ過装置、１１Ａ、１
１Ｃ・・・貯槽。 代理人弁理士　　平　木　道　人 一↓５− オ　１　囮 矛　２　図 ウユハ号送り蘭（”−ｍ） 牙　３　回 １１Ａ　　　　　　　　　　　１ｉ。 矛　４　区 矛　５　医 矛　６　囲 ソ 牙　７　区 ７斗４オζ阜〔呵；；」−ジ＝に４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理物体を、第１処理ｇｒ充満した第１処理槽
   にＶ屓して処理した後、隣接して配置ｉ１＃れ、第２処
   理液全充満した第２処理槽に移して浸漬処理する物体処
   理方法において、前記第１ｊ−・よび第２の処理液を、
   （イ）前記処理液のいずれよりも、その北東が小さいか
   、−！たは犬きく、（ロ）前記処理液のいずれとも反応
   せず、かつ（ハ）前記処理液のいずれに対しても、その
   溶Ｍ度が十分に小さくて、実買上これら処理液と混り合
   わない性質を有する分離用補助液と連通させておき、被
   処理物体を第１処理敵中から゛分離用補助液中へ直接移
   送し、さらに前記分離用補助液中から第２処理欣中へ直
   接移送することを特徴とする物体処理方法。
2. （２）第１処理液が弗［、ｉ！４２処理液が・Ｎ、分離
   用補助液がフロン、被処理物体がシリコノンウニノーで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１ｇＸ記載の物
   体処理方法。
3. （３）第１の処理液を充満さＪＩ、そのＪｉ（部に開ｌ
   」を設けられた第ｌ処理槽と、前記第１処理槽に隣接し
   て配置され、第２の処理液を充満さ！シ、その底部に開
   口を設けられた第２処理漕と、（イ）Ａｌｌ記処理液の
   いずれよりも、七の比直が大きく、（ロ）化学的に不活
   性で、前記処理液のいず４Ｌとも反応１ず、かつ（ハ）
   前記処理液のいずれに対しても浴解度が十分に小さくて
   、実質上こＪしらと混り冶わない性′Ｘｆ：有する分離
   用補助液を充満され、かつその上部を前記第１および第
   ２処理槽の開１−１と連通された補助液槽と、第１処理
   槽内の被処理・１勿体を、第１地理槽からその開口を通
   して分離用補助液中へ移送し、さらに前記分離用ｍ１１
   助液から第２処理槽の開口を通して第２処理槽内へ、外
   気に接触させることなしに移送する手段とを具備したこ
   とを特徴とする物体処理方法。
4. （４）第１の処理液を充満された第１処理槽と、前記第
   １処理槽に隣接して配置され、第２の処理液を充満され
   た第２処理槽と、（イ）前記処理液のいずれよりも、そ
   の比重が小さく、（ロ）化学的に不活性で、前記処理液
   のいずれとも反応せず、かつ（−９前記処理液のいずれ
   に対しても溶解度が十分に小さくて、実質上これらと混
   り合わない性質を有する分離用補助液を充満され、かつ
   その底部に、前記第１および第２処理槽の上部とそれぞ
   れ連通する開口を設けられた補助液槽と、第１処理槽内
   の被処理物体を、第１処理槽から前記補助液槽の開口全
   通して分離用補助液中へ移送し、さらに前記分離用補助
   液から前記補助液槽の他の開口を通して第２処理借内へ
   、外気に接触させることなしに移送する手段とを具備し
   たことを特徴とする物体処理装置。