JPS6333824A - 表面洗浄方法 - 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） 本発明は半導体基板、液晶用基板等の薄板状基板（以下
ウェハと称す）に所定の表面処理を施した後、洗浄する
方法に関し、とくにウェハ表面に残留する汚染物質を光
照射により分解、除去する表面洗浄方法に関する。

（従来の技術） ウェハ表面の洗浄方法としては、従来洗浄液を使用した
湿式洗浄方法や、活性ガスの使用又は光照射等によるド
ライ式洗浄方法がある。

特に光照射による洗浄方法として、従来、例えば特開昭
５９−９４８２４１発明の名称「紫外線洗浄装置」）に
開示されたちのが知られており、ここでは紫外線ランプ
の光によりオゾンを発生させ、このオゾンの分解により
生成した活性酸素によりウェハ表面に付着する有機汚染
物を分解して洗浄している。

又、特開昭６０−１５３９８２　（発明の名称「表面洗
浄方法」〉には、前記特開昭５９−９４８２４に記載の
気相での紫外線・オゾン洗浄と異なり、液相での紫外線
・オゾン洗浄方法が開示されている。すなわち、オゾン
含有水を紫外線照射下で、被処理物表面に流し、有機質
および無機質を含む微量の表面汚染物を除去してその表
面を洗浄している。

さらに、特開昭６０−２１６５５８　（発明の名称「表
面洗浄方法」）においては、ウェハ表面に四弗化炭素等
の反応ガスを接触させ、この反応ガスに光を照射し、活
性種を発生させ、この活性種の作用によりウェハ表面の
汚染物質を離脱除去して、その表面を洗浄する方法が開
示されている。

（本発明が解決しようどする問題点） シリコンウェハのエツチング処理又は、シリコンウェハ
表面に形成される酸化膜の除去等には、弗酸等の弗素イ
オン含有液を使用するのが一般的である。この場合、弗
酸処理後、ウェハ表面に微量の弗素イオンが残留し、雰
囲気中の水分と反応して弗素イオン残留部分にアフター
コロ−ジョン（後Ｗ４蝕）等の問題を発生する。

このウェハ表面に残った弗素イオンを除去するため、従
来のジェット洗浄又は浸漬洗浄等の湿式洗浄方式では、
極めて長時間洗浄処理を行なっても完全にはウェハ表面
から弗素イオンを除去することができなかった。

また、前記特開昭５９−９４８２４号公報に記載の「紫
外線洗浄装置」では、有機歴染物を除去する効果は大ぎ
いが無機汚染物を除去する効果は少なかった。

さらに、特開昭６０−１５３９８２号公報に記載の「表
面洗浄方法」では、紫外線照射下でオゾン含有水をウェ
ハ表面に供給する必要があるため、オゾン発生器及びオ
ゾン吸収塔等の装置を要し、特聞Ｉｔ！’１６０−２１
６５５８号公報に記載の「表面洗浄方法」では、ウェハ
表面に四弗化炭素等の反応ガスを接触させる必要がある
ため、有毒ガス使用に対する安全対策等が必要であった
。

本発明の目的は簡易な方法でウェハ表面に付着した無機
質汚染物質を分解除去できる表面洗浄力法を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、ウェハの表面に所定の表面処理液を供給し表
面処理する工程、洗浄液を・ウェハに供給し洗浄する工
程、およびウェハの表面を乾燥する工程とからなる表面
洗浄方法において、洗浄処理以前もしくは処理中に所要
時間、ウェハ表面に紫外線を照射し、ウェハ表面に残留
する無機質汚染物質を分解してその表面から除去する表
面洗浄方法である。

（作用） ウェハの表面に表面処理液を供給し、所定の表面処理を
施した後、ウェハ表面に結合した表面処理液の無機質イ
オン等に紫外線照射することにより、無機質イオンが照
射された紫外線のエネルギを吸収して活性な状態となり
、その吸収効果として、無機質イオンとウェハとの間の
分子間結合を切ることになる。

かかる状態のウェハ表面を純水等の洗浄水で洗浄ずれば
、分離した無機質イオンはウェハ表面より除去される。

又、紫外線を照射されたウェハ表面周辺の空気成分が原
子に分解され、この活性化された酸素や窒素等の原子は
ウェハ表面に結合した無機質イオンを活性化させ、ウェ
ハ表面から分離した無機質イオンと結合することにより
、ウェハ表面と無機質イオンとの分離を促進させる。

又、洗浄■稈中に紫外線を照射すると、ウェハ表面の純
水は水酸化イオンや水素イオンに光分解して、前記活性
化した無機質イオンと結合しやすくなり、ウェハ表面か
ら無機質イオンを分離除去しやすくすることができる。

（実施例） 第２図は本発明に係る表面処理方法を実施するための装
置例を示す概要図であり、表面処理室２内にはウェハ搬
送用無端ベルト０２が一対走行自在に配置されている。

また、表面処理室２内中央には、高低２種のビン１０お
よび１１が植立されたウニハチ１１ツク１が水平回転自
在で且つ、昇降自在に配設され、無゛端ベルト０２によ
って水平搬送されてきたウェハＷは一点鎖線で示す如く
無端ベルト０２面上に突出するビン１０に当接して停止
し、位置決めされ、この状態でチャック１を第２図一点
ｇ１線で示す第１の位置から、実線で示す第２の位置へ
上昇させることにより、ビン１０および１１間にウェハ
Ｗを保持し、無端ベル０２上で水平回転できる状態とな
る。この−ウェハチャック１は本出願人が以前に出願し
た特願昭５６−５０９８２　（特開昭５７−１６６２５
０）（発明の名称「シート材料位置決め装置」）に開示
した構造とすることが好ましいが、表面処理室２の上方
よりウェハを吊設し、ウェハの下面に表面処理液を供給
する場合は、真空方式のチャック又はその他の方式のチ
ャックでもよい。又、このチャック１は同図二点鎖線の
ように表面処理室２の上方に設けられた窓部６に近接、
対向する第３の位置まで上Ｗさせることができるように
構成されている。これは、窓部６の上方に吊設した紫外
線照射ランプ８との距離をできるだけ短くし、且つラン
プ８と窓部６との間に配設したコンデンサーレンズ７に
て紫外光線をウェハ表面に集光し、紫外線エネルギを有
効にウェハ表面に照射し得るようにするためである。

また、表面処理室２のウェハ搬入口およびウェハ搬出口
には、それぞれシャッタ４・およびシャッタ５が適宜開
閉自在に配設されており、搬入口および搬出口の外側に
はそれぞれ搬入用無端ベルトｏ　１および搬出用無端ベ
ルト０３が各一対水平走行可能に配設されている。

また、表面処理室２内には、表面処理液又は洗浄水を供
給するためのノズルＮ、ドレインＤ１゜排気口Ｄ２が設
けられており、必要に応じて、不活性ガス等の気体供給
口３を付設することも可能である。

第１図は第２図の実施例装置によって本発明に係る方法
を実施する工程を表わすフローチャートである。

直径的１２５＃（５インチ）のシリコンウェハ表面に２
５００Ａ厚の酸化膜を形成し、その上面にポジ型フォト
レジストを被覆し、所要のパターンが焼付けられたウェ
ハＷは、無端ベルト０１から搬入口のシャッタ４を通過
し、無端ベルト０２上に移載され、ビン１０に当接する
ことにより、表面処理室２内のチャック１の上に位置決
め保持され、チャック１を第２図に一点鎖線で示すチャ
ック１の第１の位置から実線で示す第２の位置まで上昇
させた侵、その表面にノズルＮより弗酸ど弗化アンモニ
ウムとの混合エツチング液が供給され、ウェハＷを回転
させながら、エツチング処理を行う（第１図、ステップ
＄１）。

次にエツチングされたウェハＷは予備洗浄され（第１図
、ステップＳ２）、第２図に二点鎖線で示すチャック１
の第３の位置へ上昇される。

しかる後、ウェハＷの表面に紫外線照射ランプ８よりコ
ンデンサレンズ７を介して主に１８４゜９Ｍの波長の波
長の紫外線を照射し、ウェハＷの表面に付着した弗素イ
オン等の無機物を活性化する。ここで使用する紫外線の
波長は短いほど汚染物質等に与えるエネルギは大きくな
ることから短い波長が好ましい。

なお、ウェハ表面に付着した無機質イオンの結合力以上
のエネルギーを与えることができればウェハを紫外線照
射ランプ８に近接させたり、レンズ７で集光させたりす
る必要はない。このとき、チャック１は回転させた方が
好ましく、又、供給口３より不活性ガスを、表面処理室
２内に供給し、ウェハＷ表面を不活性ガス、例えば窒素
ガスでパージし、紫外線で活性化された窒素イオンと、
ウェハ表面で活性化された無機質汚染物等とを結合させ
、排気口Ｄ２へ排出させるようにすることが好ましい。

この第１図ステップ＄３の紫外線照射工程終了後、チャ
ック１を第２図に実線で示す第２の位置へ下降し、ノズ
ルＮより純水等の洗浄液をウェハＷに供給し、その表面
を洗浄する（第２図、ステップＳ４）。この洗浄工程に
おいて、純水を例えば高圧噴射させて洗浄したりする場
合は、エツチング液供給ノズルＮとは別のノズルを表面
処理室２内に付設した方がよい。

なお、この洗浄工程中も紫外線も、紫外線を照射し続け
ると、水が分解した水素イオンと、ウェハＷ表面の無機
質イオン、例えば弗素イオンとが結合して、弗化水素（
ＨＦ）となり、純水により除去又は、チャック１の回転
によりウェハＷの表面から除去する効果を高めることが
できる。

次にチｔ７ツク１を高速回転させ、ウェハ表面を乾燥さ
せる（第１図、ステップＳ５）。この乾燥工程には、乾
燥用赤外線ランプ、特にシリコンウエバが吸収しやすい
１．２μｍの波長域の赤外線を照射する方法、又は表面
処理ｖ２内を減圧して乾燥させる方法を適用することも
可能である。

このようにして、簡易な構成の装置でウェハ表面の汚染
物質、特に無機質物質を容易に除去することができる。

第３図は、本発明と、従来技術との効果の差を図示した
もので、従来の純水スプレィ洗浄を水温２３℃で６０秒
間行なった場合（符号Ａ〉と、紫外線を６０秒間照射し
た後、水温２３℃で純水洗浄を６０秒問行なった場合（
符号Ｂ）とで、シリコンウェハ表面の残留弗素イオン強
度比は１４対１となっている。

又、純水スプレィ洗浄を３００秒間続けてもく符号Ｃ）
、残留弗素イオン強度は、紫外線照射して純水洗浄を６
０秒間した場合（符号Ｄ）に比べ約５倍である。

なお、第３図の符号Ｅは、紫外線を６０秒間照射した後
、水温２３℃で純水洗浄を６０秒間行なフた場合の結果
を示す。

本発明は弗素イオンのみでなく、リン酸等によるエツチ
ング処理によって付着するリンイオン又は、アルカリ処
理によって付着するナトリウムイオン等をも各無機質イ
オンと各ウェハとの結合力以上のエネルギを紫外線照射
によって与えれば、分類、除去することができることは
言うまでもない。

（本発明の効果） （１）ＶｊＡめて簡易な方法にて、ウェハ表面に付着し
た汚染物質特に無機質汚染物質を分離、除去することが
でき、エツチング等の表面処理によって生じる無機質物
質でのウェハ表面の汚染という問題が解消する。

（２）　　従来の有毒ガスを使用する等の必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る表面処理方法を示すフローチャー
ト、第２図は本発明に係る方法を実施するための装置の
概要図、第３図は本発明に係る方法を実施した場合の効
果を示すグラフである。 ８・・・紫外線照射ランプ、 Ｗ・・・ウェハ、 Ｎ・・・ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理基板を水平回転しながらその表面に所定の
   表面処理液を供給し、所定の表面処理を施した後、洗浄
   水をその表面に供給して洗浄し、しかる後被処理基板を
   乾燥するようにした被処理基板の表面洗浄方法において
   、前記洗浄処理以前もしくは処理中に、被処理基板表面
   に紫外線を照射し、被処理基板表面に残留する無機質汚
   染物質を分解し、その表面から除去するようにした表面
   洗浄方法。