JPS63107030A - ウエハ洗浄方法およびそれに用いるウエハ洗浄治具 - 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、液体によるウェハ表面の洗浄に適用して有効
な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

ウェハ状の板状物の代表例である半導体ウェハの洗浄技
術については、例えば株式会社工業調査会、昭和６０軍
５月２５日発行の「最新ＬＳＩプロセス技術ｊ　（Ｐ１
０５〜Ｐ　１２４＞に記載がある。

ところで、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）の
表面は、研磨工程からデバイス製作の最終工程に至るま
での間、種々の汚染に曝されるため、これを除去するた
めの洗浄工程が不可欠となっている。

インゴットからスライスされ、ボリシングなどにより鏡
面研磨されたウェハの初期洗浄は、−例として ■　ＮＨ４０Ｈ−Ｈ２Ｏ２−Ｈ２０混合洗浄液中への浸
漬（いわゆるＵ洗浄） ■　純水リンス ■　流水洗 ■　乾燥 からなる工程により行われている。このときウェハは、
ウェハ洗浄治具内ｊこ多数枚収容された状態のまま各洗
浄槽で洗浄され、上記■〜■の洗浄工程から■の乾燥工
程まで連続的に自動搬送されるのが通常である。

上記洗浄治具としては、フッ素樹脂などの耐食性材料を
一体成形したカートリッジが一般的に使用されており、
その内側壁に所定間隔を置いて形成された多数のガイド
溝にウェハを一枚ずつ垂直に挿入する構造になっている
。そして、上記Ｕ洗浄工程や流水洗工程では、各洗浄槽
内に注入された洗浄液が上記カートリッジ内に収容され
た各ウェハの隙間を流れ、ウェハ表面に付着した異物を
除去するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが本発明者は、上述したウェハの初期洗浄工程に
おいて、下記のような問題があることを見出した。

すなわち、上記Ｕ洗浄工程や流水洗工程において、各洗
浄槽に浸漬されたカートリッジ内の各ウェハは、洗浄液
の流れ方向に対して平行に並設されているため、各ウェ
ハの隙間を流れる洗浄液の流速がウェハ間において非常
に遅くなる。そのため、ウェハ表面に付着した異物の除
去効率が低下するのみならず、ウェハ表面近傍に洗浄液
が停滞することから、いったん除去された異物が再度ウ
ェハ表面に付着してしまう虞れもあり、ひいてはこれが
半導体デバイスの歩、留り低下の一因となっている。

この問題は、上述した鏡面研磨後の初期洗浄においての
みならず、拡散工程やエピタキシャル成長工程などの前
処理としての洗浄工程においても同様に指摘することが
できる。

本発明は、上記の観点に基づいてなされたものであり、
その目的は、ウェハ表面の清浄度を向上させる洗浄技術
の提供にある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本戦において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、ウェハを液中に浸漬してその表面を洗浄する
に際し、ウェハを液の流れ方向に対して傾斜させるよう
にしたものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、各ウェハの隙間を移動する洗浄
液の流れが円滑になるため、ウェハ表面に付着した異物
が速やかに除去されるとともに、ウェハ表面近傍に洗浄
液が停滞することもないため、いったん除去された異物
が再度ウェハ表面に付着する虞れもない。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるウェハ洗浄方法を示す
洗浄槽の概略断面図、第２図は本発明によるウェハ洗浄
治具の一実施例の要部斜視図である。

本実施例１は、インゴットからスライスされ、ポリンン
グなどにより鏡面研磨されたシリコンウェハの初期洗浄
に具体化したものであり、ウェハは、第２図に示す洗浄
治具、すなわちカートリッジ２内に多数枚が並列に収容
されて研磨工程から初期洗浄工程に搬送されてくる。

フッ素樹脂を一体成形してなる上記カー）　ＩＪッジ２
の長手方向の面内側壁３には、所定間隔を置いて多数の
ガイド溝４が垂直方向に対して約１５度前後の傾斜角（
θ）をなすように形成されており、ウェハ１は、その鏡
面１ａが下方を向いた状態で一枚ずつこのガイドａ４に
挿入されている。

第１図は、本実施例１による上記ウェハ１のＵ洗浄工程
を示し、洗浄槽５内には約７０〜９０℃のＮ　Ｈ４０Ｈ
Ｈ２０２’Ｈ２０混合溶液からなる洗浄液６が注入管７
から注入され、洗浄槽５の上縁部からオーバフローして
いる。

図示しない搬送ツールに懸架された前記カートリッジ２
が洗浄槽５内のほぼ中央部に浸漬されると、注入管７か
ら注入された洗浄液６がカートリッジ２内の各ウェハ１
の隙間を下方から上方に流れてその表面を洗浄する。

このとき、各ウェハ１は洗浄液６の流れ方向に対して約
１５度前後傾斜しているため、洗浄液６はウェハ１表面
近傍で停滞することなく円滑に流れ、各ウェハ１の下面
、すなわち鏡面１ａに付着していた異物を速やかに除去
した後、異物とともに洗浄槽５ｈｌｔ部からオーバフロ
ーする。

上記のようにして約１０〜３０分間程度洗浄されたウェ
ハｌは、カートリッジ２に収容されたまま次工程の純水
リンス槽に搬送され、さらに流水洗工程を経た後、スピ
ンドライヤで乾燥されて初期洗浄が完了する。なお、上
記流水洗工程においても前記Ｕ洗浄工程と同様、ウェハ
１は洗浄液（純水）の流れ方向に対して約１５度傾斜し
た状態で洗浄される。

下記の表−１は、本実施例１による初期洗浄後における
鏡面１ａの残存異物数（ウェハ一枚あたりの異物個数）
、鏡面１ａの汚れによるウェハ１の不良率、再処理率お
よびこの鏡面ｌａ上に形成されたデバイスの歩留り率を
測定したものであり、表中の比較例１は、Ｕ洗浄工程お
よび流水洗工程において、各ウェハを洗浄液の流れ方向
と平行に並べた状態で洗浄した場合における測定値であ
る。

表−１ このように、本実施例１によれば以下の効果を得ること
ができる。

（１）、Ｕ洗浄工程および流水洗工程において、各ウェ
ハ１を洗浄液６の流れ方向に対して傾斜させることによ
り、ウェハ１の隙間を移動する洗浄液６の流れが円滑に
なり、ウェハ１の鏡面１ａに付着した異物が速やかに除
去されるとともに、いったん除去された異物が再度ウェ
ハ１表面に付着する虞れもない。従って、鏡面１ａの清
浄度が向上し、ひいては歩留りの良好なデバイスを製作
することができる。

（２）、汚れ不良によるウェハ１の再処理率が低下する
ことから、デバイスの！！造ココスト低減する。

〔実施例２〕 本実施例２は、鏡面研磨されたシリコンウェハの初期洗
浄において、Ｕ洗浄工程後の純水リンス工程を改善した
ものであり、その前後の洗浄−乾燥工程は前記実施例１
と変わりはない。

すなわち、前記実施例１によるＵ洗浄が完了したウェハ
１は、カートリッジ２に収容されたままで、約３０％の
Ｈ２０２水溶液からなる洗浄液が充填されたＨ２Ｏ２洗
浄槽（図示しない）に搬送され、この洗浄液中に約１０
〜３０分間浸漬される。その後、ウェハ１は次の流水洗
工程に搬送され、前記実施例１同様、純水の流れ方向に
対して約１５度前後傾斜した状態で洗浄された後、最後
にスピンドライヤで乾燥される。

本実施例２によって得られる効果を説明すれば、以下の
通りである。

すなわち、前記Ｕ洗浄工程においてウェハ１はＮ　Ｈ４
０ＨＨ２０２Ｈ２０混合水溶液からなるアルカリ性の洗
浄液６によって洗浄されるため、僅かではあるがその表
面がエツチングされる。そのため、ウェハ１表面が活性
化されて異物吸着能が高（なり、Ｕ洗浄完了後に洗浄槽
５からカートリッジ２を引き上げる際や、次の洗浄槽に
搬送する際、異物がウェハ１表面に再付着する虞れがあ
るが、Ｕ洗浄完了俊速やかに前記Ｈ２Ｏ２洗浄を行うこ
とにより、ウェハ１表面に極めて薄い酸化膜が形成され
るため、異物吸着能が低下し、ウェハ１表面の再汚染を
防止することができる。

下記の表−２は、本実施例２による初期洗浄を行った後
における鏡面１ａの残存異物数等を前記実施例１と同様
にして測定した値であるが、その結果、本実施例２によ
るＨ２Ｏ２洗浄を行うことにより、ウェハ１表面が一層
清浄化されることが判明した。

表−２ 以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である
ことはいうまでもない。

例えば、本発明をウェハの初期洗浄のみならず、拡散工
程やエピタキシャル成長工程などの前処理における洗浄
に具体化することもできる。

また、洗浄液の流れ方向に対するウェハの傾斜角（θ）
は約１５度前後に限定されるものではなく、ウェハが流
れ方向に対して平行とならない範囲で適宜変更すること
ができる。従って、ウェハを収容するカートリッジのガ
イド溝の傾斜角（θ）も任意でよく、また洗浄槽に浸漬
する際、カートリッジ自体を傾斜させてもよい。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である半導体ウェハに適用した場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
な（、ガラス、セラミックなどの各種硬脆材料からなる
ウェハの表面洗浄に適用することも可能である。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、ウェハを液中に浸漬してその表面を洗浄する
に際し、ウェハを液の流れ方向に対して傾斜させること
により、ウェハの隙間を移動する洗浄液の流れが円滑に
なる。従って、ウェハ表面に付着した異物が速やかに除
去されるとともに、いったん除去された異物が再度ウェ
ハ表面に付着する虞れもないことから、ウェハ表面の清
浄度が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウェハ洗浄方法を示す
洗浄槽の概略断面図、 第２図は本発明のウェハ洗浄治具の一実施例の要部斜視
図である。 １・・・ウェハ、１ａ・・・鏡面、２・・・カートリッ
ジ（洗浄治具）、３・・・内側壁、４・・・ガイド溝、
５・・・洗浄槽、６・・・洗浄液、７・・・注入管。 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ウェハを液中に浸漬してその表面を洗浄する方法で
   あって、前記ウェハを液の流れ方向に対して傾斜させる
   ことを特徴とするウェハ洗浄方法。 ２　前記ウェハの傾斜角が液の流れ方向に対して約１５
   度前後であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のウェハ洗浄方法。 ３　前記ウェハが半導体ウェハであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のウェハ洗浄方法。 ４　前記ウェハを洗浄治具内に収容して液中に浸漬する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウェハ洗
   浄方法。 ５　ウェハを液中に浸漬してその表面を洗浄するための
   治具であって、ウェハを挿入して保持する複数のガイド
   溝を有し、該ガイド溝が鉛直方向に対して傾斜している
   ことを特徴とするウェハ洗浄治具。 ６　前記ガイド溝の傾斜角度が鉛直方向に対して約１５
   度前後であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載のウェハ洗浄治具。