TWI803260B - 半導體晶圓之清洗裝置、半導體晶圓之清洗方法以及矽晶圓之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種半導體晶圓之清洗裝置，能夠抑制半導體晶圓的背面產生顆粒。半導體晶圓之清洗裝置1包括：旋轉桌面11，在中心具有開口部11a；晶圓保持部12，設置旋轉桌面11的上面，保持清洗對象的半導體晶圓W；返回部21，設置在旋轉桌面11的下面；噴嘴頭14，具有配置於中心的凹部14a、以及配置在該凹部14a的徑方向外側的水平部14b；下部藥液供給用噴嘴15，向半導體晶圓W的背面供給藥液；以及晶圓背面沖洗用噴嘴16，向半導體晶圓W的背面供給純水。返回部21配置在開口部11a附近，在噴嘴頭14的凹部14a，設置有返回部沖洗用噴嘴22，其向返回部21供給純水以沖洗返回部21。
Description
本發明係有關於半導體晶圓之清洗裝置、半導體晶圓之清洗方法以及矽晶圓之製造方法。
過去，半導體裝置的基板會使用矽晶圓。矽晶圓能夠藉由對以柴可拉斯基（Czochralski，CZ）法等育成的單結晶矽晶棒實施晶圓加工處理而得。在上述加工處理時，矽晶圓的表面因為附著了研磨粉等的顆粒，所以在加工處理後對矽晶圓進行清洗處理來除去顆粒。
矽晶圓等的半導體晶圓的清洗裝置中，存在同時清洗複數片的半導體晶圓的批量式的清洗裝置，以及一片一片清洗半導體晶圓的葉片式的清洗裝置。即使在此之中，因為必要的的清洗液的量比較少、能夠迴避半導體晶圓之間的相互感染、大口徑化造成同時處理複數片的半導體晶圓困難等原因，近年來較多使用葉片式的清洗裝置。
圖1顯示習知的半導體晶圓的清洗裝置的一例。圖1所示的半導體晶圓的清洗裝置100具備圓板狀的旋轉桌面11（也稱為「裝飾杯」）及晶圓保持部12。旋轉桌面11在中心具有圓形的開口部11a並且水平配置。晶圓保持部12設置在旋轉桌面11的上面11b，保持清洗對象的半導體晶圓W。
又，清洗裝置100在旋轉桌面11的下方具備噴嘴頭14，其具有逆圓錐形的凹部14a及水平部14b。凹部14a配置於中心，隨著朝向鉛直方向下方縮徑。水平部14b在該凹部14a的徑方向外側相向於旋轉桌面11的下面水平配置。凹部14a的下部設置有排液口14c，連接到排液噴嘴（未圖示）。
噴嘴頭14的凹部14a設置有下部藥液供給用噴嘴15、晶圓背面沖洗用噴嘴16。下部藥液供給用噴嘴15透過開口部11a朝向半導體晶圓W的背面供給藥液。晶圓背面沖洗用噴嘴16透過開口部11a朝向半導體晶圓W的背面供給純水。
另一方面，半導體晶圓W的上方，設置有上部藥液供給用噴嘴17、晶圓表面沖洗用噴嘴18。上部藥液供給用噴嘴17朝向半導體晶圓W的表面（正面）供給藥液。晶圓表面沖洗用噴嘴18朝向半導體晶圓W的表面（正面）供給純水。
上述旋轉桌面11的下面11c設置了圓筒狀的返回部13，其抑制藥液流入旋轉桌面11的下面11c及噴嘴頭14之間。另外，返回部13沿著畫分出旋轉桌面11的開口部11a之旋轉桌面11的內壁11d（也就是，使返回部13的內壁13a及旋轉桌面11的內壁11d形成同一面）設置。又，旋轉桌面11的徑方向外側設置有旋轉杯19，其在半導體晶圓W的清洗步驟及沖洗步驟中接收並回收飛散到旋轉桌面11的外側的藥液或純水。
使用上述清洗裝置100的半導體晶圓W的清洗，例如以下的方式進行。首先，藉由以驅動裝置（ 未圖示）使旋轉桌面11以既定的旋轉速度旋轉進而讓半導體晶圓W旋轉，且從下部藥液供給用噴嘴15及上部藥液供給用噴嘴17供給氟酸（HF）等的藥液，除去附著於矽晶圓等的半導體晶圓W的表背面的研磨粉等（清洗步驟）。
接著，使半導體晶圓W旋轉的狀態下停止來自下部藥液供給用噴嘴15及上部藥液供給用噴嘴17的藥液的供給，從晶圓背面沖洗用噴嘴16及晶圓表面沖洗用噴嘴18供給純水來沖洗半導體晶圓W的表背面（沖洗步驟）。
接著，停止來自晶圓背面沖洗用噴嘴16及晶圓表面沖洗用噴嘴18的純水的供給，使半導體晶圓W的旋轉速度上升，且同時從氣體供給用噴嘴（未圖示）供給氮（N2）等的氣體，乾燥半導體晶圓W的表背面（乾燥步驟）。這樣一來，能夠清洗半導體晶圓W。
如上述，對半導體晶圓W的背面供給HF等的清洗步驟中，藥液會飛散至旋轉桌面11或噴嘴頭14，但在之後的乾燥步驟中，有時會有飛散的藥液會隨著因為旋轉桌面11的高速旋轉而產生的氣流而附著到半導體晶圓W的背面的情況。在這個狀況下，晶圓的背面會產生蝕刻痕或顆粒。
為了抑制這樣的晶圓背面的蝕刻痕或顆粒，專利文獻1中記載了一種技術，其在從噴嘴朝向半導體晶圓的下面供給純水等的沖洗液時，藉由以速度控制手段變化從噴嘴噴射的沖洗液的噴射速度，來清洗旋轉桌面或噴嘴頭。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2005-217138號公報
然而，本發明人們經過檢討後，發現即使使用專利文獻1所記載的技術，依然會在半導體晶圓的背面產生顆粒，而期望有能夠抑制顆粒產生的技術。
本發明有鑑於上述的問題，其目的是提出一種半導體晶圓之清洗裝置、半導體晶圓之清洗方法以及矽晶圓之製造方法，能夠抑制半導體晶圓的背面產生顆粒。
為了解決上述問題，本發明如下：[1] 一種半導體晶圓之清洗裝置，包括：圓板狀的旋轉桌面，在中心具有圓形的開口部，並且水平配置；晶圓保持部，設置在該旋轉桌面的上面，保持清洗對象的半導體晶圓；圓筒狀的返回部，設置在該旋轉桌面的下面；噴嘴頭，具有配置於中心的逆圓錐形的凹部、以及在該凹部的徑方向外側與該旋轉桌面的下面相向並且水平配置的水平部；下部藥液供給用噴嘴，設置在該噴嘴頭的該凹部，透過該開口部向該半導體晶圓的背面供給藥液；以及晶圓背面沖洗用噴嘴，設置在該噴嘴頭的該凹部，透過該開口部向該半導體晶圓的背面供給純水，其中該返回部配置在該開口部附近，在該噴嘴頭的該凹部，設置有返回部沖洗用噴嘴，其向該返回部供給純水以沖洗該返回部。
[2] 在該[1]的半導體晶圓之清洗裝置中，該返回部配置於從劃定該開口部的該旋轉桌面的內壁更往徑方向外側的位置。
[3] 在該[2]的半導體晶圓之清洗裝置中，該返回部配置在從該開口部的內壁往徑方向外側1mm以上20mm以下的位置。
[4] 在該[1]～[3]任一者的半導體晶圓之清洗裝置中，該返回部沖洗用噴嘴設置複數個。
[5] 在該[4]的半導體晶圓之清洗裝置中，該複數個返回部沖洗用噴嘴彼此在該凹部的周方向上分離90度以上配置。
[6] 在該[4]或[5]的半導體晶圓之清洗裝置中，該複數個返回部沖洗用噴嘴由第1返回部沖洗用噴嘴、以及配置於比該第1返回部沖洗用噴嘴更靠徑方向內側的第2返回部沖洗用噴嘴所組成。
[7]在該[6]的半導體晶圓之清洗裝置中，噴射該第2返回部沖洗用噴嘴的純水的噴射口會從該凹部的表面突出。
[8]該[1]~[7]任一者的半導體晶圓之清洗裝置，更包括：氣體供給用噴嘴，設置於該噴嘴頭的該凹部，透過該開口部向該半導體晶圓的背面供給氣體，其中該氣體供給用噴嘴在該旋轉桌面的旋轉方向上離開該返回部沖洗用噴嘴90度以上配置。
[9]在該[1]~[8]任一者的半導體晶圓之清洗裝置中，該返回部沖洗用噴嘴配置成以相對於鉛直方向0度以上30度以下的角度向該返回部噴射純水。
[10]一種半導體晶圓之清洗方法，使用該[1]~[9]任一者的半導體晶圓之清洗裝置對清洗對象的半導體晶圓進行清洗，其包括：從該晶圓背面沖洗用噴嘴向該半導體晶圓的背面供給純水來沖洗該半導體晶圓的背面，同時從該返回部沖洗用噴嘴向該返回部供給純水來沖洗該返回部。
[11]該[10]的半導體晶圓之清洗方法中，從該下部藥液供給用噴嘴向該半導體晶圓的背面供給藥液，同時從該返回部沖洗用噴嘴向該返回部供給純水來沖洗該返回部。
[12]在該[10]或[11]的半導體晶圓之清洗方法中，使用該[4]~[7]任一者的半導體晶圓之清洗裝置，從該複數的返回部沖洗用噴嘴同時向該返回部供給純水。
[13]在該[12]的半導體晶圓之清洗方法中，使用該[6]或[7]的半導體晶圓之清洗裝置，使來自該第1返回部沖洗用噴嘴的純水的流量，比來自該第2返回部沖洗用噴嘴的純水的流量多。
[14]該[10]~[13]任一者的半導體晶圓之清洗方法中，使用如該[8]的半導體晶圓之清洗裝置，至少以純水沖洗該半導體晶圓的背面期間，從該氣體供給用噴嘴向該半導體晶圓的背面供給氣體。
[15] 在該[10]～[14]任一項的半導體晶圓之清洗方法中，該半導體晶圓是矽晶圓。
[16] 一種矽晶圓之製造方法，使用該[15]的半導體晶圓的清洗方法，清洗對以既定的方法長成的單晶矽棒實施晶圓加工處理而得的矽晶圓。
根據本發明，能夠抑制半導體晶圓的背面產生顆粒。
[半導體晶圓的清洗裝置]
以下，參照圖式，說明本發明的實施型態。本發明的半導體晶圓的清洗裝置具有：圓板狀的旋轉桌面，在中心具有圓形的開口部並且水平地配置；晶圓保持部，設置於旋轉桌面的上面並保持清洗對象的半導體晶圓；圓筒狀的返回部，設置於旋轉桌面的下面；逆圓錐形的凹部，配置於中心；噴嘴頭，具有在該凹部的徑方向外側面向旋轉桌面的下面並且水平地配置的水平部；下部藥液供給用噴嘴，設置於噴嘴頭的凹部並透過開口部朝向半導體晶圓的背面供給藥液；以及晶圓背面沖洗用噴嘴，設置於噴嘴頭的凹部並透過開口部朝向半導體晶圓的背面供給純水。在此，上述的返回部配置於開口部附近，上述噴嘴頭的凹部中設置有返回部清洗用噴嘴，其朝向返回部供給的純水來沖洗返回部。
本發明人們為了抑制半導體晶圓W的背面產生顆粒，而認真地檢討了其發生的原因。結果，發現在清洗步驟中飛散的藥液不只附著於噴嘴頭14的凹部14a，也附著於設置在旋轉桌面11的下面11c的返回部13，在之後的乾燥步驟中，附著於返回部13的藥液會隨著因為旋轉桌面11的高速旋轉而產生的氣流而附著到半導體晶圓W的背面。
因此，本發明人們檢討藉由從晶圓背面沖洗用噴嘴16供給純水到返回部13，來沖洗返回部13。然而，一邊只用晶圓背面沖洗用噴嘴16沖洗半導體晶圓W的背面，一邊清洗返回部13是很困難的。因此，本發明人們想到在噴嘴頭14的凹部14a另外設置返回部沖洗用噴嘴，朝向返回部13供給純水來沖洗返回部13，進而完成了本發明。
圖2為顯示本發明的半導體晶圓的清洗裝置的一例的示意圖，(a)是全體圖，(b)是顯示被(a)中所示的三點長鏈線索包圍的部分的示意圖。另外，與圖1所示的構造相同的構造會標示相同的符號。又，噴嘴頭14的凹部14a上，在未圖示的凹部14a的周方向的位置，設置了下部藥液供給用噴嘴15及晶圓背面用沖洗用噴嘴16。
圖2所示的半導體晶圓的清洗裝置1中，返回部21配置於旋轉桌面11的開口部11a附近。具體來說，返回部21如圖1所示，能夠沿著劃定出旋轉桌面11的開口部11a的旋轉桌面11的內壁11d設置。又，如圖2(b)所示，能夠配
置在旋轉桌面11的內壁11d往徑方向外側的位置(也就是，使返回部21的內壁21a位於比旋轉桌面11的內壁11d更靠徑方向外側)。這兩個返回部21的配置中，返回部21配置在旋轉桌面11的內壁11d往徑方向外側的位置為佳。藉此，旋轉桌面11的下面11c及返回部21的內壁21a之間，會形成從返回部沖洗用噴嘴22供給的純水聚積的液體聚積領域R，能夠使保持於液體聚積領域R的純水落下來清洗噴嘴頭14。
將返回部21配置在旋轉桌面11的內壁11d往徑方向外側的位置的情況下，返回部21配置在旋轉桌面11的內壁11d往徑方向外側1mm以上20mm以下的位置為佳。藉由將返回部21配置在開口部11a的內壁11d往徑方向外側1mm以上的位置，能夠在旋轉桌面11的下面11c及返回部21的內壁21a之間形成液體聚積領域R，而能夠保持充足的量的純水，使保持的純水落下能夠有效地清洗噴嘴頭14。又，藉由將返回部21配置在開口部11a的內壁11d往徑方向外側20mm以下的位置，能夠抑制液體聚積領域R內的純水過度擴張而發生噴嘴頭14的清洗不均勻的情況。又，將返回部沖洗用噴嘴22設置於徑方向外側，藉此能夠抑制噴嘴頭14，甚至是清洗裝置1的大型化。
返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給純水來沖洗返回部21。來自返回部沖洗用噴嘴22的純水的噴射以使液體附著到返回部21的下端部21b為佳。因此，返回部沖洗用噴嘴22配置成以相對於垂直方向0度以下30度以下的角度朝向返回部21噴射純水為佳。藉此，使純水分散到返回部21的徑方向外側的領域及徑方向內側的領域雙方，能夠有效地清洗返回部21全體。
返回部沖洗用噴嘴22也可以只設置1個，但如圖2所示設置複數個為佳。藉此，能夠有效率地清洗返回部21及噴嘴頭14的凹部14a來提高清洗效果。
設置複數個返回部沖洗用噴嘴22的情況下，複數個返回部沖洗用噴嘴22在噴嘴頭14的凹部14a的周方向上彼此分離90度以上配置為佳。藉此，能
夠抑制從某個返回部沖洗用噴嘴22供給的純水干涉其他的返回部沖洗用噴嘴22供給的純水。複數個返回部沖洗用噴嘴22彼此盡可能分離地配置為佳。
又，設置複數個返回部沖洗用噴嘴22的情況下，使設置返回部沖洗用噴嘴22的徑方向的位置不同為佳。例如，設置2個返回部沖洗用噴嘴22的情況下，清洗裝置1具有第1返回部沖洗用噴嘴22a、以及比第1返回部沖洗用噴嘴22a更往徑方向內側配置的第2返回部沖洗用噴嘴22b為佳。藉此，能夠抑制第1返回部沖洗用噴嘴22a供給且保持於液體聚積領域R的純水被第2返回部沖洗用噴嘴22b供給的純水妨礙。結果，能夠使保持於液體聚積領域R的純水更均一地落下到噴嘴頭14的凹部14a上，更均一地清洗噴嘴頭14的凹部14a。
另外，設置2個返回部沖洗用噴嘴22(第1返回部沖洗用噴嘴22a及第2返回部沖洗用噴嘴22b)的情況下，這些噴嘴的噴射口的位置關係，如圖3所示，有3種樣式：兩者的噴射口從凹部14a的表面突出的樣式(圖3(a))；兩者的噴射口不從凹部14a的表面突出的樣式(圖3(b))；以及一個噴射口從凹部14a的表面突出，且另一個噴射口從凹部14a的表面突出的樣式(圖3(c))。這3個樣式中，設置於徑方向內側的第2返回部沖洗用噴嘴22b的噴射口從噴嘴頭14的凹部14a的表面突出為佳。藉此，能夠抑制從第2返回部沖洗用噴嘴22b噴射的純水與從液體聚積領域R落下的純水之間干涉，更均一地清洗凹部14a。另外，「噴嘴的噴射口不從凹部14a的表面突出」是指在噴嘴頭14的凹部14a的斜面側(噴嘴頭14的徑方向外側)的噴嘴上端的位置，與噴嘴頭14的凹部14a的斜面的高度位置相同，或者是比其低。在徑方向內側的噴嘴上端的位置也可以比噴嘴頭14的凹部14a的斜面的高度位置高(參照圖3(b)及圖3(c)中的噴嘴22a)。
又，清洗裝置1在噴嘴頭14的凹部14a更具備氣體供給用噴嘴(未圖示)為佳，其透過旋轉桌面11的開口部11a朝向半導體晶圓W的背面供給氣體。此時，該氣體供給用噴嘴配置成從返回部沖洗用噴嘴22往旋轉桌面11的旋轉方向旋轉90度以上為佳。藉此，能夠抑制由返回部沖洗用噴嘴22供給且保持於液體聚積領域R的純水受到氣體供給用噴嘴所供給的氣體干涉。
[半導體晶圓的清洗方法]
本發明的半導體晶圓的清洗方法是使用上述本發明的半導體晶圓的清洗裝置對清洗對象的半導體晶圓進行清洗的方法，其特徵在於從晶圓背面沖洗用噴嘴對半導體晶圓的背面供給純水來沖洗半導體晶圓的背面的同時，從返回部沖洗用噴嘴對返回部供給純水來沖洗返回部。
如上述，本發明的半導體晶圓的清洗裝置1上，設置了返回部沖洗用噴嘴22，清洗旋轉桌面11的下面11c中設置在開口部11a附近的返回部21。本發明中，從晶圓背面沖洗用噴嘴16對半導體晶圓W的背面供給純水來沖洗半導體晶圓W的背面的同時，從返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給純水來沖洗返回部21。
也就是說，使用藥液的半導體晶圓的清洗步驟之後的使用純水的沖洗步驟中，從返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給純水。藉此，能夠除去在清洗步驟中附著到返回部21的氟化氫等的藥液，能夠抑制顆粒的產生。
清洗對象的半導體晶圓W並沒有特別限定，但能夠合適地清洗矽晶圓。
本發明中，從下部藥液供給用噴嘴15向半導體晶圓W的背面供給藥液的同時，從返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給純水來沖洗返回部21為佳。也就是，使用藥液的清洗步驟中，從返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給純水來沖洗返回部21為佳。藉此，在清洗步驟中能夠抑制飛散的藥液附著到返回部21，且能夠更加抑制顆粒的產生。
又，本發明中，使用設置有複數個返回部沖洗用噴嘴22的清洗裝置1，從複數的返回部沖洗用噴嘴22同時對返回部21供給純水為佳。藉此能夠更進一步提高返回部21及噴嘴頭14的凹部14a的清洗效果。
又，使用設置了2個返回部沖洗用噴嘴22（第1返回部沖洗用噴嘴22a及第2返回部沖洗用噴嘴22b）且第2返回部沖洗用噴嘴22b配置在比第1返回部沖洗用噴嘴22a更靠徑方向內側的清洗裝置1，使來自第1返回部沖洗用噴嘴22a的純水的流量比來自第2返回部沖洗用噴嘴22b的純水的流量多為佳。藉此，能夠抑制第1返回部沖洗用噴嘴22a所供給且保持於液體聚積領域R的純水被第2返回部沖洗用噴嘴22b所供給的純水妨害，使保持在液體聚積領域R的純水更均一地落下到噴嘴頭14的凹部14a上，更均一地清洗凹部14a。
又，使用設置供給氣體到半導體晶圓W的背面的氣體供給用噴嘴，且該氣體供給用噴嘴從返回部沖洗用噴嘴22往旋轉桌面11的旋轉方向轉動90度以上配置的清洗裝置1，至少在純水沖洗半導體晶圓W的背面期間從氣體供給用噴嘴23朝向半導體晶圓W的背面供給氣體為佳。藉此，能夠抑制返回部沖洗用噴嘴22所供給且保持於液體聚積領域R的純水被氣體供給用噴嘴所供給的氣體干涉。
[矽晶圓的製造方法]
本發明的矽晶圓的製造方法的特徵在於使用用上述本發明的半導體晶圓的清洗方法，來清洗對以既定的方法長成的單結晶矽棒實施晶圓加工處理而獲得的矽晶圓。
如上述，本發明的半導體晶圓的清洗方法中，從矽晶圓背面沖洗用噴嘴16對半導體晶圓W的背面供給純水來沖洗半導體晶圓W的背面的同時，從返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給純水來沖洗返回部21。因此，藉由使用上述本發明的方法來清洗對以既定的方法長成的單結晶矽棒實施晶圓加工處理而獲得的矽晶圓（預矽晶圓），能夠獲得顆粒減少的矽晶圓。
長出單晶矽棒的方法可以使用CZ法、浮區熔融法（Floating Zone，FZ）法等。
[實施例]
以下說明本發明的實施例，但本發明並不限定於實施例。
[發明例1]
使用本發明的半導體晶圓的清洗裝置1來清洗了矽晶圓的表背面。此時，圖2所示的清洗裝置1中，使用了僅設置1個返回部沖洗用噴嘴22的清洗裝置1。發明例1中使用的清洗裝置1中的噴嘴頭的上視圖顯示於圖4（a）。如圖4（a）所示，在返回部沖洗用噴嘴22的逆時鐘旋轉45度的位置設置供給臭氧水（O
3W）的第1下部藥液供給用噴嘴15a，在這個第1下部藥液供給用噴嘴15a的逆時鐘旋轉90度的位置設置供給N
2氣體的氣體供給用噴嘴23。又，在氣體供給用噴嘴23的逆時鐘旋轉90度的位置設置供給HF的第2下部藥液供給用噴嘴15b，在這個第2下部藥液供給用噴嘴15b的逆時鐘旋轉90度的位置設置供給純水（DIW）的晶圓背面沖洗用噴嘴16。又，返回部沖洗用噴嘴22設置於返回部21的正下方。又，上述的第1下部藥液供給用噴嘴15a、第2下部藥液供給用噴嘴15b及晶圓背面沖洗用噴嘴16的藥液/純水的噴射口的高度全部相同，如圖3（b）所示，配置在與噴嘴頭14的凹部14a的斜面相同的高度位置，不從凹部14a突出。
使用上述清洗裝置1，清洗3片矽晶圓的表背面。在這個清洗之前，對各矽晶圓使用表面檢查裝置（KLA-Tencor公司製，SP1），將矽晶圓背面的顆粒作為亮點缺陷（Light Point Defect，LPD）檢測出來，預先查出尺寸在0.2μm以上的LPD的個數。
各矽晶圓的清洗，具體如以下的方式進行。首先，清洗步驟中，以500rpm旋轉矽晶圓，且同時交互地進行從第1下部藥液供給用噴嘴15a及上部藥液供給用噴嘴17的O
3W的供給、以及從第2下部藥液供給用噴嘴15b及上部藥液供給用噴嘴17的HF的供給。接著，在沖洗步驟中，維持矽晶圓的旋轉速度在500rpm的狀態下停止第2下部藥液供給用噴嘴15b及上部藥液供給用噴嘴17的HF的供給後，從矽晶圓背面沖洗用噴嘴16及晶圓表面沖洗用噴嘴18對矽晶圓的表背面供給DIW，且同時從返回部沖洗用噴嘴22對返回部21供給DIW來沖洗返回部21。之後，在乾燥步驟中，停止從晶圓背面沖洗用噴嘴16及晶圓表面沖洗用噴嘴18的DIW供給及從返回部沖洗用噴嘴22的DIW供給，以1500rpm高速旋轉矽晶圓，且同時從氣體供給用噴嘴23供給N
2氣體，乾燥矽晶圓。
針對清洗後的各矽晶圓，與清洗前同樣地，將矽晶圓背面的顆粒作為LPD檢測出來，調查尺寸在0.2μm以上的LPD的個數，求出清洗後的顆粒的增加量。
[發明例2]
與發明例1同樣地，清洗矽晶圓的表背面。然而，清洗裝置1如圖4（b）所示，在噴嘴頭14的凹部14a設置有2個返回部沖洗用噴嘴22。另外，第1返回部沖洗用噴嘴22a設置在返回部21的正下方，第2返回部沖洗用噴嘴22b設置在比第1返回部沖洗用噴嘴22a更靠徑方向內側0.7mm的位置，且比第1返回部沖洗用噴嘴22a更高1mm的位置。其他的條件與發明例1全部相同。與發明例1同樣地，調查清洗後的矽晶圓背面的顆粒的個數後，求出清洗後的顆粒的增加量。
[比較例]
與發明例1同樣地，清洗矽晶圓的表背面。然而，清洗裝置如圖1所示，沒有設置返回部沖洗用噴嘴。其他的條件與發明例1全部相同。與發明例1同樣地，調查清洗後的矽晶圓背面的顆粒的個數後，求出清洗後的顆粒的增加量。
＜清洗後的顆粒的增加量＞
首先，針對比較例的矽晶圓，顆粒（LPD）的個數在清洗後增加10～40個。相對於此，針對發明例1的矽晶圓，LPD的個數在清洗後停留在只增加2～3個。然後，針對發明例2的矽晶圓，LPD的個數在清洗後沒有變化。像這樣，藉由本發明，可知能夠抑制矽晶圓背面產生顆粒。
<噴嘴頭凹部的清洗效果>
圖5為針對發明例1及發明例2，說明噴嘴頭14的凹部14a的清洗效果的示意圖，(a)顯示發明例1，(b)顯示發明例2。如圖5(a)所示，針對設置1個返回部沖洗用噴嘴22的發明例1，可知純水不會均一地流到凹部14a上。相對於此，如圖5(b)所示，針對設置2個返回部沖洗用噴嘴22的發明例2，可知純水比發明例1更均一地流到凹部14a上。因此，可以認為發明例2比發明例1更能夠良好地清洗噴嘴頭14的凹部14a。
根據本發明，因為能夠抑制半導體晶圓的背面產生顆粒，所以在半導體晶圓製造業相當有用。
1,100:半導體晶圓的清洗裝置
11:旋轉桌面
11a:開口部
11b:上面
11c:下面
11d:內壁
12:晶圓保持部
13,21:返回部
13a:內壁
14:噴嘴頭
14a:凹部
14b:水平部
14c:排液口
15:下部藥液供給用噴嘴
15a:第1下部藥液供給用噴嘴
15b:第2下部藥液供給用噴嘴
16:晶圓背面沖洗用噴嘴
17:上部藥液供給用噴嘴
18:晶圓表面沖洗用噴嘴
19:旋轉杯
21a:內壁
21b:下端部
22:返回部沖洗用噴嘴
22a:第1返回部沖洗用噴嘴
22b:第2返回部沖洗用噴嘴
R:液體聚積領域
W:半導體晶圓
圖1為顯示習知的半導體晶圓的清洗裝置的一例的示意圖。
圖2為顯示本發明的半導體晶圓的清洗裝置的一例的示意圖，（a）是全體圖，（b）是顯示被（a）中所示的三點長鏈線索包圍的部分的示意圖。
圖3為顯示2根返回部沖洗用噴嘴的噴射口的位置關係的示意圖。
圖4為實施例中使用的清洗裝置中的噴嘴的上視圖，（a）有關於發明例1，（b）有關於發明例2。
圖5為說明噴嘴的凹部的清洗效果的示意圖，（a）有關於發明例1，（b）有關於發明例2。
1:半導體晶圓的清洗裝置
11:旋轉桌面
11a:開口部
11b:上面
11c:下面
11d:內壁
12:晶圓保持部
21:返回部
14:噴嘴頭
14a:凹部
14b:水平部
14c:排液口
17:上部藥液供給用噴嘴
18:晶圓表面沖洗用噴嘴
19:旋轉杯
21a:內壁
21b:下端部
22:返回部沖洗用噴嘴
R:液體聚積領域
W:半導體晶圓
Claims (16)
- 一種半導體晶圓之清洗裝置，包括：圓板狀的旋轉桌面，在中心具有圓形的開口部，並且水平配置；晶圓保持部，設置該旋轉桌面的上面，保持清洗對象的半導體晶圓；圓筒狀的返回部，設置在該旋轉桌面的下面；噴嘴頭，具有配置於中心的逆圓錐形的凹部、以及在該凹部的徑方向外側與該旋轉桌面的下面相向並且水平配置的水平部；下部藥液供給用噴嘴，設置在該噴嘴頭的該凹部，透過該開口部向該半導體晶圓的背面供給藥液；以及晶圓背面沖洗用噴嘴，設置在該噴嘴頭的該凹部，透過該開口部向該半導體晶圓的背面供給純水，其中該返回部配置在該開口部附近，在該噴嘴頭的該凹部，設置有返回部沖洗用噴嘴，其向該返回部供給純水以沖洗該返回部。
- 如請求項1的半導體晶圓之清洗裝置，其中：該返回部配置於從劃定該開口部的該旋轉桌面的內壁更往徑方向外側的位置。
- 如請求項2的半導體晶圓之清洗裝置，其中：該返回部配置在從該開口部的內壁往徑方向外側1mm以上20mm以下的位置。
- 如請求項1的半導體晶圓之清洗裝置，其中：該返回部沖洗用噴嘴設置複數個。
- 如請求項4的半導體晶圓之清洗裝置，其中：該複數個返回部沖洗用噴嘴彼此在該凹部的周方向上分離90度以上配置。
- 如請求項4的半導體晶圓之清洗裝置，其中：該複數個返回部沖洗用噴嘴由第1返回部沖洗用噴嘴、以及配置於比該第1返回部沖洗用噴嘴更靠徑方向內側的第2返回部沖洗用噴嘴所組成。
- 如請求項6的半導體晶圓之清洗裝置，其中：噴射該第2返回部沖洗用噴嘴的純水的噴射口會從該凹部的表面突出。
- 如請求項1至7任一項的半導體晶圓之清洗裝置，更包括：氣體供給用噴嘴，設置於該噴嘴頭的該凹部，透過該開口部向該半導體晶圓的背面供給氣體，其中該氣體供給用噴嘴在該旋轉桌面的旋轉方向上離開該返回部沖洗用噴嘴90度以上配置。
- 如請求項1至7任一項的半導體晶圓之清洗裝置，其中：該返回部沖洗用噴嘴配置成以相對於鉛直方向0度以上30度以下的角度向該返回部噴射純水。
- 一種半導體晶圓之清洗方法，使用如請求項1至9任一項的半導體晶圓之清洗裝置對清洗對象的半導體晶圓進行清洗，其包括：從該晶圓背面沖洗用噴嘴向該半導體晶圓的背面供給純水來沖洗該半導體晶圓的背面，同時從該返回部沖洗用噴嘴向該返回部供給純水來沖洗該返回部。
- 如請求項10的半導體晶圓之清洗方法，其中：從該下部藥液供給用噴嘴向該半導體晶圓的背面供給藥液，同時從該返回部沖洗用噴嘴向該返回部供給純水來沖洗該返回部。
- 如請求項10的半導體晶圓之清洗方法，其中：使用如請求項4至7任一項的半導體晶圓之清洗裝置，從該複數的返回部沖洗用噴嘴同時向該返回部供給純水。
- 如請求項12的半導體晶圓之清洗方法，其中： 使用如請求項6或7的半導體晶圓之清洗裝置，使來自該第1返回部沖洗用噴嘴的純水的流量，比來自該第2返回部沖洗用噴嘴的純水的流量多。
- 如請求項10至13任一項的半導體晶圓之清洗方法，其中：使用如請求項8的半導體晶圓之清洗裝置，至少以純水沖洗該半導體晶圓的背面期間，從該氣體供給用噴嘴向該半導體晶圓的背面供給氣體。
- 如請求項10至13任一項的半導體晶圓之清洗方法，其中：該半導體晶圓是矽晶圓。
- 一種矽晶圓之製造方法，使用請求項15的半導體晶圓的清洗方法，清洗對以既定的方法長成的單晶矽棒實施晶圓加工處理而得的矽晶圓。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| TW444921U (en) * | 1998-03-18 | 2001-07-01 | United Microelectronics Corp | Injection cleaning device of developer machine |
| JP2005217138A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Shibaura Mechatronics Corp | スピン処理装置及びスピン処理方法 |
| CN103506339A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 盛美半导体设备（上海）有限公司 | 晶圆背面清洗装置及清洗方法 |
| US9694371B2 (en) * | 2014-03-31 | 2017-07-04 | Shibaura Mechatronics Corporation | Substrate treatment apparatus and substrate treatment method |
| US10607863B2 (en) * | 2014-09-30 | 2020-03-31 | Shibaura Mechatronics Corporation | Substrate processing apparatus |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004119854A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Shibaura Mechatronics Corp | スピン処理装置 |
| JP2012064800A (ja) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Sumco Corp | ウェーハ洗浄装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW444921U (en) * | 1998-03-18 | 2001-07-01 | United Microelectronics Corp | Injection cleaning device of developer machine |
| JP2005217138A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Shibaura Mechatronics Corp | スピン処理装置及びスピン処理方法 |
| CN103506339A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 盛美半导体设备（上海）有限公司 | 晶圆背面清洗装置及清洗方法 |
| US9694371B2 (en) * | 2014-03-31 | 2017-07-04 | Shibaura Mechatronics Corporation | Substrate treatment apparatus and substrate treatment method |
| US10607863B2 (en) * | 2014-09-30 | 2020-03-31 | Shibaura Mechatronics Corporation | Substrate processing apparatus |
Also Published As
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