JP2000021830A - シリコンウエハの洗浄装置 - Google Patents

シリコンウエハの洗浄装置

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JP2000021830A
JP2000021830A JP10192013A JP19201398A JP2000021830A JP 2000021830 A JP2000021830 A JP 2000021830A JP 10192013 A JP10192013 A JP 10192013A JP 19201398 A JP19201398 A JP 19201398A JP 2000021830 A JP2000021830 A JP 2000021830A
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Yuji Ishijima
祐至 石島
Hiroyuki Kurokawa
浩幸 黒川
Yoshio Iwamoto
嘉夫 岩本
Masanori Sato
正徳 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコンウエハ表面の清浄度および洗浄能力
を向上させることができるシリコンウエハの洗浄装置を
提供する。 【解決手段】 シリコンウエハ50を収納するウエハカ
セット52と、シリコンウエハ50を洗浄する洗浄液が
満たされた洗浄槽20と、ウエハカセット52を洗浄槽
20中で揺動させるウエハカセット揺動手段40と、洗
浄槽20に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を備えたシ
リコンウエハの洗浄装置である。洗浄液供給手段は、洗
浄槽20の底部に周設された散水管2を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、シリコンウエハ
表面の清浄度および洗浄能力を向上させるシリコンウエ
ハの洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】 半導体デバイスの微細化と高集積化が
進むに従って、シリコンウエハの表面汚染が、製造歩留
まりやデバイス特性・信頼性に与える影響はますます大
きくなっている。このため、シリコンウエハ表面をいか
に清浄に保つかが重要であり、微粒子(パーティク
ル)、有機化合物、金属不純物、バクテリア等の汚染物
を有効に除去するための様々な洗浄法が開発されてい
る。
【0003】 例えば、図6〜7に示すような、化学的
洗浄と物理的洗浄を組み合わせたシリコンウエハの洗浄
装置が用いられている。これは、洗浄槽20に満たされ
た洗浄液(SC−1,SC−2等)による化学的洗浄
と、洗浄液に850〜1000kHzの超音波振動を与
える超音波洗浄を同時に行うことにより、シリコンウエ
ハ表面から不純物や微粒子を確実に除去することができ
るものである。
【0004】 しかしながら、新鮮な洗浄液を供給する
ための洗浄液供給手段である給水口6は、洗浄槽20の
底部に1箇所しか設けられていないため、シリコンウエ
ハ50への洗浄液の循環が滞りやすいだけでなく、シリ
コンウエハ50に到達する前に、使用済みの洗浄液と新
鮮な洗浄液が混合されてしまうという問題点があった。
以上のことから、図6〜7に示す装置では、シリコンウ
エハ50に新鮮な洗浄液を十分に導入・接触することが
できないため、シリコンウエハ表面の清浄度および洗浄
能力を向上させることが困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は上記した従
来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、シリコンウエハに新鮮な洗浄液を十分に導入
・接触させることができるため、シリコンウエハ表面の
清浄度および洗浄能力を向上させることができるシリコ
ンウエハの洗浄装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、シリコンウエハを収納するウエハカセットと、シ
リコンウエハを洗浄する洗浄液が満たされた洗浄槽と、
ウエハカセットを洗浄槽中で揺動させるウエハカセット
揺動手段と、洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
と、を備えたシリコンウエハの洗浄装置であって、前記
洗浄液供給手段が、洗浄槽の底部に周設された散水管を
有することを特徴とするシリコンウエハの洗浄装置が提
供される。
【0007】 このとき、散水管の噴出孔が、シリコン
ウエハの水平方向に対して上方に0〜60°の角度で、
散水管の横方向に複数個列設されていることが好まし
い。
【0008】 また、本発明によれば、シリコンウエハ
を収納するウエハカセットと、シリコンウエハを洗浄す
る洗浄液が満たされた洗浄槽と、ウエハカセットを洗浄
槽中で揺動させるウエハカセット揺動手段と、洗浄槽に
洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を備えたシリコン
ウエハの洗浄装置であって、前記洗浄液供給手段が、洗
浄槽の底部に周設された第1の散水管と、ウエハカセッ
トの中央部から下方部の範囲に少なくとも1つ周設され
た第2の散水管を有することを特徴とするシリコンウエ
ハの洗浄装置が提供される。
【0009】 このとき、第1の散水管の噴出孔が、シ
リコンウエハの水平方向に対して上方に0〜60°の角
度で、第1の散水管の横方向に複数個列設されているこ
とが好ましく、第2の散水管の噴出孔が、シリコンウエ
ハの水平方向に対して上下対称に0〜60°の角度で、
第2の散水管の横方向に複数個列設されていることが好
ましい。
【0010】 尚、本発明のシリコンウエハの洗浄装置
は、次のような形態であることが好ましい。散水管の噴
出孔径が、0.5〜3.0mmであること。散水管への
洗浄液の循環流量が、10〜40L/minであるこ
と。洗浄槽の下部に超音波振動手段を設け、その超音波
振動手段の周波数が、850〜1000kHzであるこ
と。
【0011】
【発明の実施の形態】 本発明のシリコンウエハの洗浄
装置は、シリコンウエハを収納するウエハカセットと、
シリコンウエハを洗浄する洗浄液が満たされた洗浄槽
と、ウエハカセットを洗浄槽中で揺動させるウエハカセ
ット揺動手段と、洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給
手段を備えたシリコンウエハの洗浄装置であって、洗浄
液供給手段が、洗浄槽の底部に周設された第1の散水管
と、ウエハカセットの中央部から下方部の範囲に少なく
とも1つ周設された第2の散水管を有するものである。
尚、上記洗浄液供給手段は、洗浄槽の底部に周設された
第1の散水管(散水管)のみであってもよい。
【0012】 上記のようなシリコンウエハの洗浄装置
は、シリコンウエハに新鮮な洗浄液を十分に導入・接触
させることができるため、シリコンウエハ表面の清浄度
および洗浄能力を向上させることができる。
【0013】 次に、本発明のシリコンウエハの洗浄装
置について詳細に説明する。図1は、本発明のシリコン
ウエハの洗浄装置の一例を示す概略説明図であり、図3
は、図1の概略平面図である。本発明のシリコンウエハ
の洗浄装置は、図1および図3に示すように、シリコン
ウエハ50を洗浄するための洗浄液が満たされた洗浄槽
20と、オーバーフローした洗浄液を排水するためのオ
ーバーフロー槽22と、洗浄液を供給するための散水管
2から構成され、新鮮な洗浄液は、散水管2から導入さ
れる一方であり、オーバーフロー槽22に溢れ出た洗浄
液は、排水弁24によって排水される。
【0014】 次に、シリコンウエハ50を収納したウ
エハカセット52は、洗浄槽20に投入され、ウエハカ
セット52をウエハカセット揺動手段(揺動かご)40
で揺動しながら洗浄液に浸漬させることにより、シリコ
ンウエハ50の洗浄が行われる。このとき、本発明で用
いる洗浄液は、特に限定されないが、SC−1(NH4
OH−H22−H2O混合液)又はSC−2(HCl−
22−H2O混合液)を用いることが好ましい。これ
により、シリコンウエハ表面の微粒子、金属不純物及び
有機汚染物を除去することができる。
【0015】 ここで、本発明で用いる洗浄液供給手段
の一例は、図1および図3に示すように、洗浄槽20の
底部に散水管2を周設したものである。このとき、散水
管2の噴出孔5は、図4に示すように、シリコンウエハ
50の水平方向に対して上方に0〜60°(より好まし
くは、45〜60°)の角度(θ1)で、図3に示すよ
うに、散水管2の横方向に複数個列設されていることが
好ましい。これにより、洗浄槽の全体に均等に新鮮な洗
浄液を供給することができるため、使用済みの洗浄液と
混合した場合であっても、洗浄槽内における洗浄液の洗
浄能力の局地的な偏りを低減することができるととも
に、シリコンウエハに新鮮な洗浄液を導入する流れを生
み出すことができる。
【0016】 また、本発明のシリコンウエハの洗浄装
置の他の例は、図2〜3に示すように、基本的には、図
1に示すシリコンウエハの洗浄装置と同じであるが、洗
浄液供給手段として、洗浄槽20の底部に周設された第
1の散水管2と、ウエハカセット52の中央部から下方
部の範囲δに少なくとも1つ周設された第2の散水管4
とを有するものである。尚、第2の散水管4の数は、特
に限定されないが、1〜2個であることが適当である。
【0017】 このとき、第1の散水管2の噴出孔5
は、図5に示すように、シリコンウエハ50の水平方向
に対して上方に0〜60°(より好ましくは、45〜6
0°)の角度(θ1)で、図3に示すように、第1の散
水管2の横方向に複数個列設されていることが好まし
い。これは、洗浄槽の全体に均等に新鮮な洗浄液を供給
することができるため、使用済みの洗浄液と混合した場
合であっても、洗浄槽内における洗浄液の洗浄能力の局
地的な偏りを低減することができるとともに、新鮮な洗
浄液をシリコンウエハに導入する流れを生み出すことが
できるからである。
【0018】 また、第2の散水管4の噴出孔5は、図
5に示すように、シリコンウエハ50の水平方向に対し
て上下対称に0〜60°(より好ましくは、45〜60
°)の角度(θ2)で、図3に示すように、第1の散水
管2の横方向に複数個列設されていることが好ましい。
これは、ウエハカセットの近傍に周設された第2の散水
管から、シリコンウエハ全体に新鮮な洗浄液を十分に導
入・接触させることができるとともに、使用済みの洗浄
液を速やかにオーバーフロー槽へ排出することができる
からである。以上のような、第1の散水管と第2の散水
管との相乗効果により、図1に示すシリコンウエハの洗
浄装置と比較して、シリコンウエハ表面の清浄度および
洗浄能力を更に向上することができる。
【0019】 尚、上記の散水管2,4の噴出孔径は、
0.5〜3.0mmであり、洗浄液の循環流量が、10
〜40L/minであることが好ましい。これにより、
洗浄槽内の洗浄液に浸漬されたシリコンウエハに新鮮な
洗浄液を確実に導入・接触させることができ、なおかつ
シリコンウエハの超音波洗浄を阻害するほど強くないか
らである。
【0020】 更に、本発明のシリコンウエハの洗浄装
置は、図1〜2に示すように、洗浄槽20の下部に超音
波振動手段30を設けることが好ましい。これは、洗浄
槽20に満たされた洗浄液に超音波振動を与えることに
より、シリコンウエハ50を非接触スクラビングするこ
とができるからである。尚、非接触スクラビング法とし
ては、850〜1000kHzの超音波振動を洗浄液に
与える超音波洗浄法であることが好ましい。
【0021】 また、洗浄液として、SC−1(NH4
OH−H22−H2O混合液)又はSC−2(HCl−
22−H2O混合液)を用いると、シリコンウエハの
化学的洗浄と超音波による物理的洗浄を同時に行うこと
ができるため、シリコンウエハ表面の汚染微粒子だけで
なく、有機汚染膜や吸着した汚染物を効率よく除去する
ことができる。
【0022】
【実施例】 本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。尚、シリコンウエハ表面の清浄度は、以下に示す
方法により評価した。
【0023】 (LPDの測定方法)LPD(ライト・
ポイント・ディフェクト)とは、集光下で輝点として観
察できる欠陥、パーティクルおよび結晶欠陥等を表した
ものであり、日立電子エンジニアリング社製:LS−6
000を用いて測定した。
【0024】 (実施例1〜2、比較例)常法によるポ
リッシング処理後のシリコンウエハを、図1に示すシリ
コンウエハの洗浄装置を用いて、5分間洗浄し、洗浄後
のシリコンウエハのLPDを測定した(実施例1)。ま
た、図2に示すシリコンウエハの洗浄装置(実施例2)
及び図6に示すシリコンウエハの洗浄装置(比較例)の
場合についても、実施例1と同様に測定を行った。この
とき、散水管2,4の諸条件は、以下に示す通りであ
る。 噴出孔5の噴出孔径:1mm 噴出孔5の角度(θ1,θ2):45° 洗浄液の循環流量:40L/min 散水管4の位置:ウエハカセット52の中央部 尚、洗浄液としては、NH4OH:H22:H2O(体積
比)が1:1:100のSC−1を75℃で用いた。以
上、得られた結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】 (考察:実施例1〜2、比較例)表1の
結果から、実施例1は、比較例よりも大幅にシリコンウ
エハ表面の清浄度が向上していることが判明した。ま
た、実施例2は、実施例1よりも更にシリコンウエハ表
面の清浄度を向上させることができた。
【0027】
【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発
明のシリコンウエハの洗浄装置は、シリコンウエハに新
鮮な洗浄液を十分に導入・接触させることができるた
め、シリコンウエハ表面の清浄度および洗浄能力を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシリコンウエハの洗浄装置の一例を
示す概略説明図である。
【図2】 本発明のシリコンウエハの洗浄装置の他の例
を示す概略説明図である。
【図3】 図1〜2の概略平面図である。
【図4】 図1のシリコンウエハの洗浄装置におけるシ
リコンウエハと散水管との位置関係を示す説明図であ
る。
【図5】 図2のシリコンウエハの洗浄装置におけるシ
リコンウエハと散水管との位置関係を示す説明図であ
る。
【図6】 従来のシリコンウエハの洗浄装置の一例を示
す概略説明図である。
【図7】 図6の概略平面図である。
【符号の説明】
2…散水管(第一の散水管)、4…第2の散水管、5…
噴出孔、6…給水口、20…洗浄槽、22…オーバーフ
ロー槽、24…排水弁、30…超音波振動手段、40…
ウエハカセット揺動手段(揺動かご)、50…シリコン
ウエハ、52…ウエハカセット。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B08B 3/08 B08B 3/08 Z 11/02 11/02 (72)発明者 岩本 嘉夫 栃木県宇都宮市清原工業団地11番2 エ ム・イー・エム・シー株式会社内 (72)発明者 佐藤 正徳 栃木県宇都宮市清原工業団地11番2 エ ム・イー・エム・シー株式会社内 Fターム(参考) 3B116 AA03 AB38 AB44 BB02 BB03 BB22 BB25 BB32 BB84 BB85 3B201 AA03 AB38 AB45 BB02 BB04 BB23 BB83 BB94 BB95

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコンウエハを収納するウエハカセッ
    トと、 シリコンウエハを洗浄する洗浄液が満たされた洗浄槽
    と、 ウエハカセットを洗浄槽中で揺動させるウエハカセット
    揺動手段と、 洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を備えた
    シリコンウエハの洗浄装置であって、 前記洗浄液供給手段が、洗浄槽の底部に周設された散水
    管を有することを特徴とするシリコンウエハの洗浄装
    置。
  2. 【請求項2】 前記散水管の噴出孔が、シリコンウエハ
    の水平方向に対して上方に0〜60°の角度で、前記散
    水管の横方向に複数個列設される請求項1に記載のシリ
    コンウエハの洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記散水管の噴出孔径が、0.5〜3.
    0mmである請求項1又は2に記載のシリコンウエハの
    洗浄装置。
  4. 【請求項4】 前記散水管への洗浄液の循環流量が、1
    0〜40L/minである請求項1〜3のいずれか1項
    に記載のシリコンウエハの洗浄装置。
  5. 【請求項5】 前記洗浄槽の下部に超音波振動手段が設
    けられた請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリコン
    ウエハの洗浄装置。
  6. 【請求項6】 超音波振動手段の周波数が、850〜1
    000kHzである請求項5に記載のシリコンウエハの
    洗浄装置。
  7. 【請求項7】 シリコンウエハを収納するウエハカセッ
    トと、 シリコンウエハを洗浄する洗浄液が満たされた洗浄槽
    と、 ウエハカセットを洗浄槽中で揺動させるウエハカセット
    揺動手段と、 洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を備えた
    シリコンウエハの洗浄装置であって、 前記洗浄液供給手段が、洗浄槽の底部に周設された第1
    の散水管と、ウエハカセットの中央部から下方部の範囲
    に少なくとも1つ周設された第2の散水管を有すること
    を特徴とするシリコンウエハの洗浄装置。
  8. 【請求項8】 前記第1の散水管の噴出孔が、シリコン
    ウエハの水平方向に対して上方に0〜60°の角度で、
    前記第1の散水管の横方向に複数個列設される請求項7
    に記載のシリコンウエハの洗浄装置。
  9. 【請求項9】 前記第2の散水管の噴出孔が、シリコン
    ウエハの水平方向に対して上下対称に0〜60°の角度
    で、前記第2の散水管の横方向に複数個列設される請求
    項7に記載のシリコンウエハの洗浄装置。
  10. 【請求項10】 前記第1および第2の散水管の噴出孔
    径が、0.5〜3.0mmである請求項7〜9のいずれ
    か1項に記載のシリコンウエハの洗浄装置。
  11. 【請求項11】 前記第1および第2の散水管への洗浄
    液の循環流量が、10〜40L/minである請求項7
    〜10のいずれか1項に記載のシリコンウエハの洗浄装
    置。
  12. 【請求項12】 前記洗浄槽の下部に超音波振動手段が
    設けられた請求項7〜11に記載のシリコンウエハの洗
    浄装置。
  13. 【請求項13】 超音波振動手段の周波数が、850〜
    1000kHzである請求項12に記載のシリコンウエ
    ハの洗浄装置。
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