JPS60249331A - 半導体ウエハ洗浄装置 - Google Patents

半導体ウエハ洗浄装置

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JPS60249331A
JPS60249331A JP10548984A JP10548984A JPS60249331A JP S60249331 A JPS60249331 A JP S60249331A JP 10548984 A JP10548984 A JP 10548984A JP 10548984 A JP10548984 A JP 10548984A JP S60249331 A JPS60249331 A JP S60249331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor wafer
wafer
energy beam
cleaning
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP10548984A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Shirakawa
白川 修一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS60249331A publication Critical patent/JPS60249331A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • C23G5/02Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents
    • C23G5/04Apparatus

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

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】 〔技術分野〕 本発明は半導体ウェハの洗浄装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、半導体ウェハの洗浄は通常多数の半導体ウェハを
ウェハホルダーに収納した後、同時にこれらの多数のウ
ェハの洗浄を行なっている。
米国特許(United 5tates Patent
 )第3893869号1975年7月8日発行を例に
とって上記の技術を第3図を参照しながら説明する。第
3図において、洗浄槽10は隔壁16によって2つの室
12と14.に分れており、洗浄槽10には洗浄液18
が満たされている。超音波発振器20.22からは0.
2〜5 MHzの範囲の周波数をもつ超音波が発射され
る。超音波エネルギービームの方向は実質的に隔壁16
に垂直である。ウェハホルダー73にはシリコンウェハ
62、64.66が収納されている。それらのシリコン
ウェハの表面は68.70.72である。ウェハホルダ
ー73は昇降台26に載置されている。洗浄すべきシリ
コンウェハの表面68.70.72は実質的に互に平行
でかつ超音波発振器20.22から発する超音波エネル
ギービームに対しても平行である。もう1つのウェハホ
ルダー74も昇降台26上に載置されている。
このウェハホルダー74にはシリコンウェハ76.78
゜80、82が収納されている。洗浄すべきウエノ・表
面は84.86.88.90である。これらのウエノ・
表面84゜86、88.90 はウエノ・表面68.7
0 、72と実質的に平行である。そこで、超音波エネ
ルギービームは両ウェハ間を通過することが出来る。昇
降台26は腕木30によって矩形路32の矢印に示した
如く往復運動する。このようにしてウェハホルダー73
と74に収納された全てのウェハは超音波発振器20と
22かう発スる超音波エネルギービームの照射を受ける
。ウェハ62.64..66と76.78.80.82
はO12から5 MHzの範囲の周波数をもつ超音波を
3秒から60分間照射される。シリコンウエノ・に対し
ては0.8MHzが適当である。超音波発振器の大きさ
は限られているのでウエノ・ホルダー73.74内の全
てのウニ・・をきれいにするためには昇降台26を往復
運動することが必要である。また他のやり方として超音
波発振器2つを交互にスイッチングすることによって昇
降台26の往復運動をやらないです捷すこともできる。
ウェハはその主要面と超音波ビームが実質的に平行の時
によく洗浄される。従って超音波発振器20.22から
の超音波エネルギービームは洗浄中のシリコンウエノ・
間を通過しても減衰が小さいので大量のウエノ・が同時
に洗浄できる。
ところで近年、集積回路が高密度化、高速化するに伴な
って従来とは異々つだ半導体ウエノ・の加工方法が要求
されている。このことを図面を参照して説明する。第4
図に半導体ウニ/・の斜視図を示し、第5図に第4図に
おける半導体ウエノ・の主要面の一部拡大斜視図を示す
。第5図において半導体ウェハ100の主要面102に
ほぼ垂直に微細な深い溝104をドライエツチングを利
用してほぼ垂直に加工して形成し、この微細な深い溝1
04を絶縁物で埋めることによシ素子分離を行なうこと
や、前記の微細な深い溝の内壁106に絶縁膜を形成す
ることにより、実効的に面積を増大させることによって
容量の大容量化をはかることが行なわれている。ところ
で、このように半導体ウエノ・の主要面102にほぼ垂
直に形成された微細な深い溝104の内壁106を前述
した従来技術で洗浄することは困難である。すなわち、
従来技術では超音波エネルギービームと半導体ウェハの
主要面は実質的に平行であるから、半導体ウェハの主要
面に垂直な微、畑な深い溝の内壁は十分に洗浄されない
という欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は従来技術では洗浄が困難な半導体ウェハ
の主要面にほぼ垂直に加工形成された微細な深い溝の内
壁を洗浄できる半導体ウェハの洗浄装置を提供するとと
である。
〔発明の構成〕
本発明は半導体ウェハを1枚づつ洗浄槽中の洗浄液に浸
漬して洗浄を行なう枚葉式洗浄装置において、前記洗浄
槽に接して又は離間して設けたo2から5 MHzの範
囲の周波数の音波を発する超音波発生装置と、半導体ウ
ェハを収納するウェハホルダーとからなシ、少なくとも
前記半導体ウェハの主要面の法線の方向を実質的に超音
波エネルギービームの方向を含む平面内で前記超音波エ
ネルギービームの方向に対して相対的に回転させるよう
にウニ・・ホルダーと超音波発生装置とを配設しだこと
を特徴とする半導体ウェハの洗浄装置である。
〔実施例〕
以下に、本発明の一実施例を図により説明する。
本発明は半導体ウェハを1枚づつ洗浄槽中の洗浄液に浸
漬して洗浄を行う枚葉式洗浄装置において、洗浄槽に接
して又は離間して設けた0、2〜5MHzの範囲の周波
数の音波を発する超音波発生装置と、半導体ウェハを収
納するウェハホルダーとからなり、少なくとも前記半導
体ウェハの主要面の法線方向を超音波エネルギービーム
の方向を含む平面内で該エネルギービームに対して相対
的に回転させるようにウェハホルダーと超音波発生装置
とを配設したものである。
次に本発明の詳細な説明する。第1図の実施例はウェハ
ホルダーを機械的に回転させることにより、半導体ウニ
・・の主要面の法線方向を超音波エネルギービームの方
向を含む平面内で該エネルギービームに対して相対的に
回転させるようにした例を示すものである。すなわち、
第1図において、直方体の洗浄槽200の側面の一部に
洗浄液202に接して0.8 MHzの周波数の音波を
発生する超音波発振器204を定置させ、該発振器20
4の前方に、半導体ウェハ20Bの主要面208aを超
音波エネルギービームの照射方向に対して直角な方向に
保持してこれを収納するウニ・・ホルダー205を垂直
な腕木206を中心に回動可能に設置したものである。
説明の便宜上図面に示しだ如くに直交座標軸X+ y。
2軸210をとる。超音波エネルギービームは発振器2
04よりX軸方向に発射される。半導体ウエノ1208
の主要面208aの法線は実質的にxy平面内にある。
ウェハホルダー205の腕木206はZ軸のまわ抄に回
転できる。上記の洗浄装置を用いて、洗浄槽200にア
ンモニアl容と過酸化水素l容と水5容からなる洗浄液
202を満たし、液温を60℃に保ち、次に半導体ウエ
ノ・208をウエノ・ホルダー205に収納し洗浄液2
02中に浸漬する。半導体ウエノ・を洗浄液中に浸漬し
た後、超音波エネルギービームを発射し、腕木206を
1分間に1回転の割合で回転させ、超音波エネルギービ
ームの方向と半導体ウェハの主要面の法線方向とを相対
的に平行な場合から直角な場合まで変化させながら、洗
浄を行なう。10分間経過後、超音波エネルギービーム
を止めて半導体ウニ・・を洗浄液中から引上げ、続いて
純水洗浄と乾燥を行なう。
上記の洗浄方法を適用して半導体ウエノ・の主要面を洗
浄した後、その主要面にほぼ垂直な微細な深い溝の部分
にMOSダイオードを形成し、少数キャリヤ発生ライフ
タイムを測定したところ、従来方法に比較して発生ライ
フタイムが数倍長く、良好な結果が得られた。
尚本実施例では腕木206を2軸のまわシに連続的に角
度を変えながら回転したが、不連続的に角度を変える回
転であっても良い。
第2図の実施例は超音波発振器を同一円上に多数設置し
、これらの発振器を順次スイッチングすることによシ、
半導体ウエノ・の主要面の法線方向を超音波エネルギー
ビームの方向を含む平面内で該エネルギービームに対し
て相対的に回転させるようにしたものである。すなわち
、第2図において、円筒形の洗浄槽800の側面の円周
上に等間隔に洗浄液に接して0.8MHzの周波数の音
波を発生する8個の超音波発振器304a〜304hを
設け、洗浄槽300の中心部に、半導体ウェハ308の
主要面308aの法線方向を超音波エネルギービームの
照射方向に対して直交する方向に保持してこれを収納す
るウェハホルダー305を定置したものである。説明の
便宜上図面に示した如くに直交座標軸x、 y、 z軸
310をとる。8ケの超音波発振器304a〜304h
は順次スイッチングすることによって半導体ウエノ・3
08を中心として時計回り又は反時計回りに順次1個づ
つオンされる。従って、超音波エネルギービームの方向
はxy平面内で回転する。半導体ウエノ・の主要面の法
線は実質的にxy平面内に有る。上記の洗浄装置を用い
て洗浄槽300にアンモニア1容と過酸化水素l容と水
5容からなる洗浄液302を満たし、液温を60℃に保
ち、次に半導体ウエノ・308を腕木306のついたウ
ェハホルダー305に収納し洗浄液中に浸漬する。半導
体ウエノ・を洗浄液に浸漬した後、超音波発振器304
aの超音波エネルギービームを発射し、1分間経過後、
超音波発振器304aをオフし、となりの超音波発1辰
器3041)をオンする。上記の如き操作を続けて時計
回りに各超音波発振器を1分間づつオンさせ、超音波エ
ネルギービームの方向と半導体ウエノ・の主要面の法線
方向とを相対的に平行な場合から直角な場合まで変化さ
せながら洗浄を行い、1″i!わりした所で超音波エネ
ルギービームを止めて半導体ウニ・・を洗浄液中から引
上げる。尚洗浄中は腕木306を2軸方向にも上下運動
させて洗浄液を揺動させ、洗浄を行う。続いて純水洗浄
と乾燥を行なう。
上記の洗浄方法を適用して半導体ウェハの主要面を洗浄
した後、その主要面にほぼ垂直な微細な深い溝の部分に
MOSダイオードを形成し少数キャリヤ発生ライフタイ
ムを測定したところ、従来法に比較して発生ライフタイ
ムが数倍長く良好々結果が得られた。
〔発明の効果〕
本発明は半導体ウエノ・を1枚づつ洗浄する枚葉式洗浄
装置であって、高周波数の超音波エネルギービームを半
導体ウエノ・の主要面の法線に対して平行な場合から垂
直の場合捷で入射角度を変えながら照射して洗浄するの
で、半導体ウェハの主要面にt’iぼ垂直に加工形成さ
れた微細な深い溝の内壁を十分に洗浄することができる
効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例である半導体ウェハ洗浄
装置の模式図、第2図は本発明の第2の実施例である半
導体ウェハ洗浄装置の模式図、第3図は従来の半導体ウ
ェハの洗浄装置の斜視図、第4図は半導体ウェハの斜視
図、第5図は第4・図の一部拡大斜視図である。 10、200.300・・・洗浄槽、12.14・・・
洗浄槽内の室、16・・隔壁、18 、202 、30
2 ・・洗浄液、20,22.204.304a〜30
4h超音波発振器、26・・・昇降台、30 、206
 、306・・・腕木、321.矩形路、62.64.
66、76、78.80j 82・・・シリコンウェハ
、68、70.72.84.86.88.90 ・・・
シリコンウェハ表面、73゜74、205.305・・
・ウェハホルダー、100.208.308・・・半導
体ウェハ、102.208a、 308a・・・半導体
ウェハの主要面、104・・・深い溝、106・・・深
い溝の内壁、210.310・・・直交座標軸。 特許出願人 日本電気株式会社 第4図 範5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体ウニ・・を1枚づつ洗浄槽中の洗浄液に浸
    漬して洗浄を行なう枚葉式洗浄装置において、前記洗浄
    槽に接して又は離間して設けた0、2〜5MH2の範囲
    の周波数の音波を発する超音波発生装置と、半導体ウェ
    ハを収納するウェハホルダーとからなり、少なくとも前
    記半導体ウェハの主要面の法線方向を超音波エネルギー
    ビームの方向を含む平面内で該エネルギービームに対し
    て相対的に回転させるようにウェハホルダーと超音波発
    生装置とを配設したことを特徴とする半導体ウェハ洗浄
    装置。
JP10548984A 1984-05-24 1984-05-24 半導体ウエハ洗浄装置 Pending JPS60249331A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4871417A (en) * 1986-07-04 1989-10-03 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Method and apparatus for surface treating of substrates
JPH02246115A (ja) * 1989-03-17 1990-10-01 Hitachi Ltd 精密洗浄方法およびそれに用いる洗浄液ならびに乾燥方法
JP2006518550A (ja) * 2003-02-20 2006-08-10 ラム リサーチ コーポレーション パターン化された基板の超音波洗浄のための方法および装置

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