JPS62188323A - 基板の洗浄並びに乾燥方法及び装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置の製造二り程等において、半導体
ウェハやガラス基板等の薄板状基板の表面を、洗浄し、
乾燥させる方法及び装置に関する。

［従来の技術］ 半導体ウェハ等の薄板状基板（以下、単に基板という）
の表面に形成される集積回路は、近年。

ｓ積度が増大しており、それにつれてパターンの線幅が
１μｍ程度に微細化してきている。したがって、その製
造工程においては、基板表面に付着している微細な塵埃
を完全に除去することが、製品の品質と歩留まりの向上
のために、きわめて重要な要素となっている。

従来、基板表面を洗浄し乾燥するための手段として、た
とえば特開昭５７−４５９２８号公報（発明の名称「表
面洗浄装置」）には、マイクロ波による加熱作用を利用
した脱水ベーク処理炉と、シランカップリング処理すな
わち化学説水処理部とを一体に構成し、引火性の高いシ
ランカップリング処理用ガスに対して、加熱処理にマイ
クロ波を利用することにより、安全度を高めた装置が記
載されている。

また、特開昭５６−１．３７２９号公報（発明の名称「
半導体ウェーハの乾燥方法」）には、基板を水洗した後
、アルコール中に浸し、その後イソプロピルアルコール
蒸気乾燥、フレオン蒸気乾燥あるいはスピン乾燥によっ
て基板の１：１２燥を行い、有機物の凝集付着を防止す
るようにした方法が記載されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述集積回路における集精度の高度化により、平面的な
回路パターンによっては記憶情報を蓄積する面積が不足
がちになるため、最近では、基板面に垂直方向の溝を深
く形成して、電荷蓄積量を増大させる手法が現れている
。

たとえば第３図示のように、基板（１）の表面にエツチ
ング加工により、幅寸法（Ｗ）が１μｍのパターンにつ
いて、深さく　Ｉ−Ｉ　）が４〜５μｍ又はそれ以上の
深さのＵ字状又はＶ字状の溝（２）を刻設し、不純物拡
散層の実効面積を拡大して、電荷蓄積能力を向−ヒさせ
ることが行われている。しかし、このような微細で、し
かも幅に比して深さが大きい形状の溝を、純水等で洗浄
した後、乾燥させることは、従来の′ｆ、法では溝内の
水分を除去しきれず、次段の蒸着工程において品質の不
安定を生じる要因となっていた。

本発明は、この問題を解決する基板の洗浄並びに乾燥方
法を提供するものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、被処理基板をスピンチャックに装着して回転
させながら、その表面に純水を所要圧力で所要方向から
噴射し、かつ、噴射ノズルを基板表面に沿って適宜往復
移動させて、基板表面を洗浄する工程と、洗浄された基
板表面にアルコール系等の溶剤を供給して脱水する工程
と、脱水された基板表面に、赤外線光を含む光線を照射
して加熱する］工程とから構成され、これらの各工程に
おける基板の回転数を、それぞれ適切に制御するように
した方法及び装置である。

［作用］ 第１の洗浄工程における純水の噴射流により、基板の表
面及び刻設された溝内に付着している塵埃が除去される
。第２の脱水工程では、基板を高速で回転させることに
より、表面に付着している残留水分を遠心力によって除
去し、一方、溝内に残留する水分は、供給されたアルコ
ール系等の溶剤に溶けこませて、基板面の水分を、それ
より気化しやすい溶剤に置換させる。次いで、第３の乾
燥工程で、光照射加熱により、溶剤をすみやかに気化さ
せて除去し、完全に浄化され、乾燥された表面を持つ基
板を得ることができる。

［実施例］ 第１図は本発明方法の工程を示す工程図、第２図は本発
明を実施する装置の１実施例を示す図であり、まず、第
２図示装置について、その概要を説明する。

被処理基板（１０）は、回転速度を調節可能なスピンチ
ャック（１１）に水平位置に装着され、各工程に応じた
速度で回転される。スピンチャック（１１）の上方に、
前述の第１の洗浄工程のための洗浄水噴射ノズル（１２
）を配置し、駆動装置（１３）により基板（１１）の面
に平行方向に往復移動させる。この移動は、基板面に沿
った平行移動の代りに、ノズル（１２）がチャック（１
１）の中心線上の定位置で、所要角度、揺動させるよう
にしてもよい。

ノズル（１２）から、洗浄用の純水を基板（１０）に向
けて噴射する。この噴射圧は、基板（１０）の表面に付
着した塵埃を除去することができ、しかも静電気が発生
しない程度の比較的低圧、たとえば３〜５　ｋｇ／ｃ＋
ｎ２程度とするが、基板に刻設された溝が浅い場合には
、さらに低圧とすることができる。また、洗浄用純水を
、あらかじめＣＯ□等でバブリングする等の処理により
、導電性を与えておけば、５　ｋｇ／ｃｍ２以上の噴射
圧を用いて強力な洗浄を行うこともできる。

基板（１０）の面に対する噴射角度は、刻設された溝の
底に、洗浄水が直接到達するように、比較的垂直に近い
角度とすることが望ましい。

スピンチャック（１１）の上方で、ノズル（１２）の移
動ストロークの範囲外に、第２の脱水工程のための溶剤
供給ノズル（１４）を配置する。ノズル（１４）からは
、例えばイソプロピルアルコール（以下、ｒＩＰＡＪと
略記する）等の溶剤を基板（１０）の表面に供給する。

溶剤としては、ＩＰＡに限るものではなく、水分を吸収
してこれと置換しやすく、かつ、基板の表面になじみや
すく、気化しやすい性質のものであればよい６ さらに第３の乾燥工程のために、スピンチャック（１１
）の上方に光照射ランプ（１５）を配置する。これは、
基板（１０）の表面を加熱して付着している溶剤を気化
蒸発させるもので、基板表面がシリコンである場合、シ
リコンの最大吸収波長の光（波長１．２μｍ以」二の赤
外線領域）を放射するものを使用し、たとえば周知のハ
ロゲンランプ等が適用できる。溶剤のｒＩＰＡＪの気化
ガスやミス１−からランプ（１５）を保護するために、
ランプ（１５）の下方に、たとえば石英ガラスなどの赤
外線光が透過し得る透明板（１６）を付設しておくこと
が望ましい。

なお、スピンチャック（１１）の下方に、基Ｆｉ（１０
）の下面を洗浄し、脱水するために、第２の純水噴射ノ
ズル（１２’）及び溶剤供給ノズル（１４’）を付設す
る。これらはそれぞれ前記のノズル（１，２）（＋４）
に準じて、純水あるいは溶剤を噴射するものであるが、
ノズル（１，２’）は、上方のノズル（１２）のように
移動させず、定位置に固定したものでもよい。

−１−述装置の作動の１例を、第１図示の工程図と合わ
せて説明する。

ステップ　１： エツチング加工により溝を形成した（第３図参照）基板
（１０）を、スピンチャック（１１）に装着し、約５０
Ｏｒｐｍの速度で回転させ、純水噴射ノズル（１２）か
ら純水を３〜５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で基板（１０）の面
に噴射し、駆動装置（１３）によりノズル（１２）を往
復移動させて基板面を洗浄し、基板（１０）の面や溝（
２）内に付着している塵埃等の不純物を除去する。

この場合、純水の溝内への流入ないし溝内の洗浄を容易
にするために、回転速度を５００ｒｐｍ又はそれ以下の
低速とすることが、好ましい。

一方、下方の第２のノズル（１２’）からも、基板（１
０）の下面に純水を噴射し、同様に洗浄する。

ステップ　２ニ スピンチャック（１１）の速度を約１１００Ｏｒｐに増
速し、基板（１０）の表面の水分を遠心力により除去し
つつ、溶剤供給ノズル（１４）からｒＩＰＡＪ等の溶剤
を基板面に供給する。この溶剤供給は、基板（１０）の
表面が全面にわたって濡れている間に行うことが望まし
い。すなわち、洗浄により不純物を除去した基板の面が
部分的に乾燥して、空気と接触することによる酸化等に
基づくシミやムラの発生を防止するため、洗浄水分で濡
れている間に溶剤を与えて、すみやかにこれと置換させ
ることが好ましい。

第２ステツプでは、水分の溶剤による置換を容易にする
ために、第１ステツプよりも回転速度を大きくすること
が、好ましい。

溶剤供給により、基板（１０）の表面及び溝内に残留し
ている水分は、溶剤に溶けこみ、全面が溶剤に置換され
る。　　　′ 一方、下方の第２のノズル（１４’）からも、基板（１
０）の下面に溶剤を供給し、同様に付着水分を溶剤で置
換する。

ステップ３ニ スピンチャック（１１）の速度を約３０００ｒｐｍに増
速し、基板（ｌＯ）に付着している溶剤を遠心力で除去
しながら、ランプ（１５）を点灯して、波長】〜２μｍ
の赤外線を含む光線を照射する。このとき、シリコン基
板（１０）の最大吸収波長は、１．２μｍであるため基
板（１０）が効率よく加熱されて、溝内に残留している
溶剤は、すみやかに気化蒸発して除去され、基板（１０
）は、完全にかっ、均一に乾燥される。

第３ステツプでは、溝内の溶剤の気化を促進するために
、第２ステツプよりもさらに高速回転させることが、好
ましい。

以上、本発明方法及び装置を図示実施例に甚いて説明し
たが、本発明は」１記説明に限定されるものではなく、
各種の応用が可能であることは云うまでもない。たとえ
ば、各工程におけるスピンチャック（１１）の回転速度
は、上述の数値に限るものではなく、作業の実態に合わ
せて任意に決定されるべきものである。

また、本発明を他の基板表面処理手段と組み合わせて実
施することも可能である。たとえば、本出願人による特
願昭５６−７８３５８号として特許出願をした方法（発
明の名称「表面処理方法」、特開昭５７−１９２９５４
号公報参照）、すなわち、被処理基板に光を照射し、そ
の透過光量を計測することにより、処理の進行状態を判
定するする手段と組み合わせて、一体の装置として構成
することにより、対象の基板について、表面処理（たと
えばエツチング加工）、洗浄及び乾燥を同一の装置で、
連続的に実施することもできる。

［発明の効果］ （１）基板の表面に狭幅の深い溝が形成されたものであ
っても、洗浄及び乾燥処理を完全かつ均一に行うことが
できる。

（２）純水噴射による洗浄手段、溶剤供給手段及び乾燥
のための加熱手段を、同一装置の中に一体化して構成し
たので、占有スペースを節約できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明する工程図、第２図は本発明
の１実施例装置の構成を示す概略図、第３図は本発明の
処理対象である溝を形成した基板の状態を示す図である
。 （１）・・・基板、　　　　（２）・・・溝、（］０）
・・・被処理基板、　（ｌ］）・・・スピンチャック、
（１２）　（１２’　）・・・純水噴射ノズル、（１３
）・・・往復駆動装置、 （１４）　（１４’　）・・・溶剤供給ノズル、（１５
）・・・光照射ランプ、 （１６）・・・透明板（ランプ保護カバー）以上 （３１）ＯＱ計ｒａｔン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理基板を回転させながら、その表面に洗浄用
   純水を噴射して洗浄する洗浄工程と、 洗浄をした被処理基板の面に、水を溶かしこんでこれと
   置換し、かつ、気化性の高い溶剤を供給する脱水工程と
   、 脱水した被処理基板面に光照射をして、加熱する乾燥工
   程とよりなり、 上記各工程における被処理基板の回転数を、各工程に対
   応して設定するようにした基板の洗浄並びに乾燥方法。
2. （２）各工程における基板の回転速度を、洗浄工程より
   脱水工程を高速にし、乾燥工程においてさらに脱水工程
   より高速に設定することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載の基板の洗浄並びに乾燥方法。
3. （３）被処理基板を水平に装着して回転させるスピンチ
   ャックと、 該スピンチャックの上方に配置され、前記基板の面に向
   けて洗浄用純水を噴射する純水噴射ノズルと、 前記スピンチャックの上方に配置され、前記基板の面に
   向けて、水分を溶かしこみ、かつ、気化性の高い溶剤を
   供給する溶剤供給ノズルと、前記スピンチャックの上方
   に配置され、前記基板の面に光を照射して加熱乾燥させ
   る光源装置とよりなる基板の洗浄並びに乾燥装置。
4. （４）純水噴射ノズルを、被処理基板の面に沿って往復
   移動させるノズル駆動装置を備えることを特徴とする特
   許請求の範囲第（３）項に記載の基板の洗浄並びに乾燥
   装置。