JP2001035824A - 基板洗浄方法および基板洗浄装置 - Google Patents
基板洗浄方法および基板洗浄装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の小型化を図り高濃度薬液を節約し、純
水の使用量を低減し、さらに相互汚染の少ない、半導体
基板の低温洗浄方法に関する。 【解決手段】 基板１が固定される回転可能な基板載置
台５と、純水に水素ガスを添加した溶存水素水を基板１
の一表面に吐出する溶存水素水吐出手段２，６と、吐出
する溶存水素水に超音波を供給する超音波供給手段と、
純水を基板１の表面および裏面に吐出する純水吐出手段
３とを備えており、超音波振動を与えた常温の溶存水素
水を基板１に吐出することにより、水素のマイクロバブ
リング効果で基板上の粒子、汚染物質を除去することが
できる。これは常温でできるので薬液蒸気による汚染が
低減される。さらに従来のように基板に薬液を浸漬する
バッチ浸漬方式から、枚葉式の洗浄方式にすることによ
り、溶存水素水、純水の使用量が低減でき装置の小型化
も達成される。
水の使用量を低減し、さらに相互汚染の少ない、半導体
基板の低温洗浄方法に関する。 【解決手段】 基板１が固定される回転可能な基板載置
台５と、純水に水素ガスを添加した溶存水素水を基板１
の一表面に吐出する溶存水素水吐出手段２，６と、吐出
する溶存水素水に超音波を供給する超音波供給手段と、
純水を基板１の表面および裏面に吐出する純水吐出手段
３とを備えており、超音波振動を与えた常温の溶存水素
水を基板１に吐出することにより、水素のマイクロバブ
リング効果で基板上の粒子、汚染物質を除去することが
できる。これは常温でできるので薬液蒸気による汚染が
低減される。さらに従来のように基板に薬液を浸漬する
バッチ浸漬方式から、枚葉式の洗浄方式にすることによ
り、溶存水素水、純水の使用量が低減でき装置の小型化
も達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板の洗
浄についての基板洗浄方法および基板洗浄装置に関する
ものである。
浄についての基板洗浄方法および基板洗浄装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板の、酸化・熱処理前、膜堆積
前などの行う洗浄は様々なものがあるが一般に広く用い
られているものとしてＲＣＡプロセスと呼ばれる基板を
数十枚まとめてバッチで浸積するスタイルの洗浄方式が
ある。従来技術の一例として、このＲＣＡプロセスの洗
浄方式を図面を参照しながら説明する。
前などの行う洗浄は様々なものがあるが一般に広く用い
られているものとしてＲＣＡプロセスと呼ばれる基板を
数十枚まとめてバッチで浸積するスタイルの洗浄方式が
ある。従来技術の一例として、このＲＣＡプロセスの洗
浄方式を図面を参照しながら説明する。
【０００３】図２はＲＣＡプロセスに使用される一連の
洗浄槽の一般的な構成を示す図である。洗浄漕は高濃度
薬液（アンモニア／過酸化水素水混合液または硫酸／過
酸化水素水混合液）を入れ、高温加熱（通常７０℃〜８
０℃または１３０℃〜１４０℃）で使用するものであっ
て、各洗浄漕は半導体基板上に形成された被洗浄材料物
質によって区別されている。例えば、８は有機物及び金
属除去を目的とした硫酸／過酸化水素水（１３０℃〜１
４０℃）の混合薬液槽である。有機物とは例えばアッシ
ャーで処理後半導体基板に残留したレジスト残りなどが
該当する。９は薬液処理後の水洗槽、１０はケミカルオ
キサイド除去を目的とした弗酸槽である。ここでケミカ
ルオキサイドは、硫酸／過酸化水素水など酸化性の薬液
で半導体基板を処理したときに表面に成長する薄い酸化
膜をいう。
洗浄槽の一般的な構成を示す図である。洗浄漕は高濃度
薬液（アンモニア／過酸化水素水混合液または硫酸／過
酸化水素水混合液）を入れ、高温加熱（通常７０℃〜８
０℃または１３０℃〜１４０℃）で使用するものであっ
て、各洗浄漕は半導体基板上に形成された被洗浄材料物
質によって区別されている。例えば、８は有機物及び金
属除去を目的とした硫酸／過酸化水素水（１３０℃〜１
４０℃）の混合薬液槽である。有機物とは例えばアッシ
ャーで処理後半導体基板に残留したレジスト残りなどが
該当する。９は薬液処理後の水洗槽、１０はケミカルオ
キサイド除去を目的とした弗酸槽である。ここでケミカ
ルオキサイドは、硫酸／過酸化水素水など酸化性の薬液
で半導体基板を処理したときに表面に成長する薄い酸化
膜をいう。
【０００４】１１は弗酸処理後の水洗槽であり、１２は
半導体基板表面に付着した粒子除去を目的としたアンモ
ニア／過酸化水素水／純水（７０℃〜８０℃）の混合液
槽、１３は薬液処理後の水洗槽、１４はケミカルオキサ
イド除去を目的とした弗酸槽、１５は弗酸処理後の最終
水洗槽、１６は乾燥用スピンドライヤである。
半導体基板表面に付着した粒子除去を目的としたアンモ
ニア／過酸化水素水／純水（７０℃〜８０℃）の混合液
槽、１３は薬液処理後の水洗槽、１４はケミカルオキサ
イド除去を目的とした弗酸槽、１５は弗酸処理後の最終
水洗槽、１６は乾燥用スピンドライヤである。
【０００５】図２の構成では、概して２系統の洗浄処理
に分けることができる。１つは洗浄漕８による処理から
始まり、洗浄漕１１で終わる半導体基板表面上の汚染な
どを除去・洗浄する工程、他は洗浄漕１２による処理か
ら始まり、洗浄漕１５で終わる主として粒子除去を行う
工程である。上記に説明したとおりに各種の漕が並べら
れているが、半導体デバイスの種類や洗浄目的、操作性
等を考慮して並べる順番は適宜変更されるものである。
に分けることができる。１つは洗浄漕８による処理から
始まり、洗浄漕１１で終わる半導体基板表面上の汚染な
どを除去・洗浄する工程、他は洗浄漕１２による処理か
ら始まり、洗浄漕１５で終わる主として粒子除去を行う
工程である。上記に説明したとおりに各種の漕が並べら
れているが、半導体デバイスの種類や洗浄目的、操作性
等を考慮して並べる順番は適宜変更されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな洗浄方式では、洗浄漕を用い、これらを多数配列す
ることによる次のような問題点があった。
うな洗浄方式では、洗浄漕を用い、これらを多数配列す
ることによる次のような問題点があった。
【０００７】（１）洗浄漕に高濃度薬液を入れ、常時高
温下で保持するため、液面からの薬液蒸発等によってそ
の漕に隣接する洗浄漕が汚染されたり、その洗浄漕近く
に半導体基板を放置したとき、基板表面が蒸気で汚染さ
れる可能性が高い。特にアンモニアによる汚染が具体的
問題となっている。（２）また、薬液消費量が大きいと
いう欠点がある。これは半導体基板が大口径化したとき
に顕著になるものであって、例えば６インチ基板の処理
場合、漕の容量は薬２８リットルとなる。（３）上に述
べた蒸発薬液排気のためには大型な除外設備が必要であ
りコスト高になる。（４）洗浄漕の容量が大きいため、
各薬液処理後のオーバーフローによる水洗に使用する純
水の量も一槽約３０Ｌ／ｍｉｎと多い。（５）また、薬
液槽／水洗槽と各処理槽を有するために装置が大型とな
り、クリーンルームでの占有面積も大きくなる。
温下で保持するため、液面からの薬液蒸発等によってそ
の漕に隣接する洗浄漕が汚染されたり、その洗浄漕近く
に半導体基板を放置したとき、基板表面が蒸気で汚染さ
れる可能性が高い。特にアンモニアによる汚染が具体的
問題となっている。（２）また、薬液消費量が大きいと
いう欠点がある。これは半導体基板が大口径化したとき
に顕著になるものであって、例えば６インチ基板の処理
場合、漕の容量は薬２８リットルとなる。（３）上に述
べた蒸発薬液排気のためには大型な除外設備が必要であ
りコスト高になる。（４）洗浄漕の容量が大きいため、
各薬液処理後のオーバーフローによる水洗に使用する純
水の量も一槽約３０Ｌ／ｍｉｎと多い。（５）また、薬
液槽／水洗槽と各処理槽を有するために装置が大型とな
り、クリーンルームでの占有面積も大きくなる。
【０００８】したがって、この発明の目的は、このよう
な問題点を解決するものであり、装置の小型化を図り高
濃度薬液を節約し、純水の使用量を低減し、さらに相互
汚染の少ない、半導体基板の低温洗浄方法に関する基板
洗浄方法および基板洗浄装置を提供することである。
な問題点を解決するものであり、装置の小型化を図り高
濃度薬液を節約し、純水の使用量を低減し、さらに相互
汚染の少ない、半導体基板の低温洗浄方法に関する基板
洗浄方法および基板洗浄装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の請求項１記載の基板洗浄方法は、基板を
回転させ、純水に水素ガスを添加した溶存水素水に超音
波を印加しつつ、溶存水素水を基板の表面に吐出する工
程と、純水を基板に吐出し、溶存水素水を除去する工程
とを含む。
に、この発明の請求項１記載の基板洗浄方法は、基板を
回転させ、純水に水素ガスを添加した溶存水素水に超音
波を印加しつつ、溶存水素水を基板の表面に吐出する工
程と、純水を基板に吐出し、溶存水素水を除去する工程
とを含む。
【００１０】このように、基板を回転させ、純水に水素
ガスを添加した溶存水素水に超音波を印加しつつ、溶存
水素水を基板の表面に吐出する工程と、純水を基板に吐
出し、溶存水素水を除去する工程とを含むので、超音波
振動を与えた常温の溶存水素水を基板に吐出することに
より、基板上の粒子、汚染物質を除去することができ
る。このとき、特に基板上で溶解していた水素が超音波
の作用で、微細な寸法の非常に多数のマイクロバブルが
発生するとともに水素のラジカルが発生する。基板上の
粒子／有機物及び金属など汚染物質の周辺にも溶存水素
水が存在するからこのマイクロバブリング効果で汚染物
質の周りに水素のマイクロバブル、水素ラジカルなどが
でき、これによって汚染物質がリフトオフ除去されると
考えられる。これは常温でできるので薬液蒸気による汚
染が低減される。さらに従来のように基板に薬液を浸漬
するバッチ浸漬方式から、枚葉式の洗浄方式にすること
により、溶存水素水、純水の使用量が低減でき装置の小
型化も達成される。
ガスを添加した溶存水素水に超音波を印加しつつ、溶存
水素水を基板の表面に吐出する工程と、純水を基板に吐
出し、溶存水素水を除去する工程とを含むので、超音波
振動を与えた常温の溶存水素水を基板に吐出することに
より、基板上の粒子、汚染物質を除去することができ
る。このとき、特に基板上で溶解していた水素が超音波
の作用で、微細な寸法の非常に多数のマイクロバブルが
発生するとともに水素のラジカルが発生する。基板上の
粒子／有機物及び金属など汚染物質の周辺にも溶存水素
水が存在するからこのマイクロバブリング効果で汚染物
質の周りに水素のマイクロバブル、水素ラジカルなどが
でき、これによって汚染物質がリフトオフ除去されると
考えられる。これは常温でできるので薬液蒸気による汚
染が低減される。さらに従来のように基板に薬液を浸漬
するバッチ浸漬方式から、枚葉式の洗浄方式にすること
により、溶存水素水、純水の使用量が低減でき装置の小
型化も達成される。
【００１１】請求項２記載の基板洗浄方法は、請求項１
において、溶存水素水の水素濃度が１．０〜１．５ｐｐ
ｍである。このように、溶存水素水の水素濃度が１．０
〜１．５ｐｐｍとすることで水素のマイクロバブリング
効果が向上する。すなわち、溶存水素水の水素濃度が１
ｐｐｍ以下のとき、ラジカル生成量の関係で除去率が悪
くなり、１．５ｐｐｍ以上のとき、溶存させるのに高い
圧力が必要となる。また、パーティクル除去性能も飽和
状態となるため、１．５ｐｐｍ以上の濃度は必要性がな
くなる。
において、溶存水素水の水素濃度が１．０〜１．５ｐｐ
ｍである。このように、溶存水素水の水素濃度が１．０
〜１．５ｐｐｍとすることで水素のマイクロバブリング
効果が向上する。すなわち、溶存水素水の水素濃度が１
ｐｐｍ以下のとき、ラジカル生成量の関係で除去率が悪
くなり、１．５ｐｐｍ以上のとき、溶存させるのに高い
圧力が必要となる。また、パーティクル除去性能も飽和
状態となるため、１．５ｐｐｍ以上の濃度は必要性がな
くなる。
【００１２】請求項３記載の基板洗浄装置は、基板が固
定される回転可能な基板載置台と、純水に水素ガスを添
加した溶存水素水を基板の一表面に吐出する溶存水素水
吐出手段と、吐出する溶存水素水に超音波を供給する超
音波供給手段とを備えた。
定される回転可能な基板載置台と、純水に水素ガスを添
加した溶存水素水を基板の一表面に吐出する溶存水素水
吐出手段と、吐出する溶存水素水に超音波を供給する超
音波供給手段とを備えた。
【００１３】このように、溶存水素水吐出手段を用いた
低温洗浄方式と超音波供給手段を具備し、超音波を供給
した溶存水素水を基板の一表面に吐出したので、従来の
ような高濃度薬液を使用しなくても基板上の粒子、汚染
物質の除去ができる。このため、基板表面が高濃度薬液
蒸発等によって汚染されることがない。そしてさらにこ
れに加えて従来のように基板を薬液に浸漬するのではな
く、基板に１枚ずつ溶存水素水を吐出させるので薬液の
使用量を大幅に削減できる。またこれ以外に装置の小型
化が図られ、洗浄のスループットも改善できる。
低温洗浄方式と超音波供給手段を具備し、超音波を供給
した溶存水素水を基板の一表面に吐出したので、従来の
ような高濃度薬液を使用しなくても基板上の粒子、汚染
物質の除去ができる。このため、基板表面が高濃度薬液
蒸発等によって汚染されることがない。そしてさらにこ
れに加えて従来のように基板を薬液に浸漬するのではな
く、基板に１枚ずつ溶存水素水を吐出させるので薬液の
使用量を大幅に削減できる。またこれ以外に装置の小型
化が図られ、洗浄のスループットも改善できる。
【００１４】請求項４記載の基板洗浄装置は、基板が固
定される回転可能な基板載置台と、純水に水素ガスを添
加した溶存水素水を基板の表面および裏面に吐出する溶
存水素水吐出手段と、基板の表面および裏面に吐出する
溶存水素水に超音波を供給する超音波供給手段とを備え
た。
定される回転可能な基板載置台と、純水に水素ガスを添
加した溶存水素水を基板の表面および裏面に吐出する溶
存水素水吐出手段と、基板の表面および裏面に吐出する
溶存水素水に超音波を供給する超音波供給手段とを備え
た。
【００１５】このように、溶存水素水吐出手段を用いた
低温洗浄方式と超音波供給手段を具備し、超音波を供給
した溶存水素水を基板の表面および裏面に吐出したの
で、従来のような高濃度薬液を使用しなくても基板上の
粒子、汚染物質の除去ができる。このため、基板表面が
高濃度薬液蒸発等によって汚染されることがない。そし
てさらにこれに加えて従来のように基板を薬液に浸漬す
るのではなく、基板に１枚ずつ溶存水素水を吐出させる
枚葉式の両面洗浄方式にすることにより、薬液の使用量
を大幅に削減できる。またこれ以外に装置の小型化が図
られ、洗浄のスループットも改善できる。
低温洗浄方式と超音波供給手段を具備し、超音波を供給
した溶存水素水を基板の表面および裏面に吐出したの
で、従来のような高濃度薬液を使用しなくても基板上の
粒子、汚染物質の除去ができる。このため、基板表面が
高濃度薬液蒸発等によって汚染されることがない。そし
てさらにこれに加えて従来のように基板を薬液に浸漬す
るのではなく、基板に１枚ずつ溶存水素水を吐出させる
枚葉式の両面洗浄方式にすることにより、薬液の使用量
を大幅に削減できる。またこれ以外に装置の小型化が図
られ、洗浄のスループットも改善できる。
【００１６】請求項５記載の基板洗浄装置は、請求項４
または５において、純水を基板の表面および裏面に吐出
する純水吐出手段を備えた。このように、純水を基板の
表面および裏面に吐出する純水吐出手段を備えているの
で、洗浄工程で用いた残存する溶存水素水を除去するこ
とができる。
または５において、純水を基板の表面および裏面に吐出
する純水吐出手段を備えた。このように、純水を基板の
表面および裏面に吐出する純水吐出手段を備えているの
で、洗浄工程で用いた残存する溶存水素水を除去するこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１に基
づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態の基板洗
浄方法を実施するときに使用する枚葉式の半導体基板洗
浄装置の断面図を示すものである。この実施の形態の洗
浄方法は基本的には、純水中に水素ガスを一定の濃度に
溶解した溶存水素水と呼ばれる液体を使用して洗浄する
方法である。水素濃度は１. ０〜１. ５ｐｐｍであるこ
とが望ましい。図１において、１は半導体基板、２は超
音波供給機能を具備し純水を基板の表面に吐出する溶存
水素水吐出ノズル、３は超音波供給機能を具備したリン
ス用純水吐出ノズルであり、４は乾燥用Ｎ2 ガス吐出ノ
ズル、５は半導体基板を固定する基板載置台、すなわち
チャック部である。チャック部５は半導体基板のほぼ中
央部を軸として回転させることが可能である。６は超音
波を伝幡させる能力のある半導体基板裏面洗浄用ノズ
ル、７は処理チャンバである。溶存水素吐出ノズル２お
よび半導体基板裏面洗浄用ノズル６は、純水に水素ガス
を添加した溶存水素水を基板の表面および裏面に吐出す
る。この場合、半導体基板裏面洗浄用ノズル６は、溶存
水素水とは別に純水を基板裏面に吐出することができ
る。超音波発振源は図示していないが、溶存水素水吐出
ノズル２、純水吐出ノズル３，裏面洗浄用ノズル６から
離れた場所にあってこれらのノズルと接続されている。
づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態の基板洗
浄方法を実施するときに使用する枚葉式の半導体基板洗
浄装置の断面図を示すものである。この実施の形態の洗
浄方法は基本的には、純水中に水素ガスを一定の濃度に
溶解した溶存水素水と呼ばれる液体を使用して洗浄する
方法である。水素濃度は１. ０〜１. ５ｐｐｍであるこ
とが望ましい。図１において、１は半導体基板、２は超
音波供給機能を具備し純水を基板の表面に吐出する溶存
水素水吐出ノズル、３は超音波供給機能を具備したリン
ス用純水吐出ノズルであり、４は乾燥用Ｎ2 ガス吐出ノ
ズル、５は半導体基板を固定する基板載置台、すなわち
チャック部である。チャック部５は半導体基板のほぼ中
央部を軸として回転させることが可能である。６は超音
波を伝幡させる能力のある半導体基板裏面洗浄用ノズ
ル、７は処理チャンバである。溶存水素吐出ノズル２お
よび半導体基板裏面洗浄用ノズル６は、純水に水素ガス
を添加した溶存水素水を基板の表面および裏面に吐出す
る。この場合、半導体基板裏面洗浄用ノズル６は、溶存
水素水とは別に純水を基板裏面に吐出することができ
る。超音波発振源は図示していないが、溶存水素水吐出
ノズル２、純水吐出ノズル３，裏面洗浄用ノズル６から
離れた場所にあってこれらのノズルと接続されている。
【００１８】つぎに上記のように構成された、溶存水素
水を使用する半導体基板洗浄装置の動作及び洗浄処理プ
ロセスについて説明する。まず、半導体基板１がチャン
バー７内のチャック部５にセットされると、５００ｒｐ
ｍで半導体基板１を回転させながら、１．６ＭＨＺの超
音波振動を与えられた常温（２５℃）の、水素濃度１．
２ｐｐｍの溶存水素水を吐出ノズル２より所望量吐出し
ながら、半導体基板１の表面を予め決められた時間洗浄
する。この工程の期間、溶存水素水吐出ノズル２は半導
体基板１の表面上において少なくとも半導体基板１の中
心部から周辺部までの間を往復運動していて、基板の回
転運動と合わせて半導体基板１の表面全体に溶存水素水
が当たるようになっている。
水を使用する半導体基板洗浄装置の動作及び洗浄処理プ
ロセスについて説明する。まず、半導体基板１がチャン
バー７内のチャック部５にセットされると、５００ｒｐ
ｍで半導体基板１を回転させながら、１．６ＭＨＺの超
音波振動を与えられた常温（２５℃）の、水素濃度１．
２ｐｐｍの溶存水素水を吐出ノズル２より所望量吐出し
ながら、半導体基板１の表面を予め決められた時間洗浄
する。この工程の期間、溶存水素水吐出ノズル２は半導
体基板１の表面上において少なくとも半導体基板１の中
心部から周辺部までの間を往復運動していて、基板の回
転運動と合わせて半導体基板１の表面全体に溶存水素水
が当たるようになっている。
【００１９】この過程では、特に半導体基板１上で、溶
解していた水素が吐出ノズル２に加えられた超音波の作
用で、微細な寸法の非常に多数のマイクロバブルが発生
するとともに水素のラジカルが発生する。半導体基板１
上の粒子／有機物及び金属など汚染物質の周辺にも溶存
水素水が存在するからこのマイクロバブリング効果で汚
染物質の周りに水素のマイクロバブル、水素ラジカルな
どができ、これによって汚染物質がリフトオフ除去され
ると考えられる。すなわち、この実施の形態では超音波
が加えられた溶存水素水によって半導体基板１の洗浄効
果を得るのである。この時、半導体基板１の裏面側も同
時に１．６ＭＨＺの超音波振動を伝幡させた固定された
裏面洗浄用ノズル６より水素濃度１．２ｐｐｍの溶存水
素水を所望量吐出し、半導体基板１の裏面も同時に洗浄
する。また、溶存水素水の水素濃度が１ｐｐｍ以下のと
き、ラジカル生成量の関係で除去率が悪くなり、１．５
ｐｐｍ以上のとき、溶存させるのに高い圧力が必要とな
る。また、パーティクル除去性能も飽和状態となるた
め、１．５ｐｐｍ以上の濃度は必要性がなくなる。その
ため、この実施の形態では水素濃度を１．２ｐｐｍとし
た。
解していた水素が吐出ノズル２に加えられた超音波の作
用で、微細な寸法の非常に多数のマイクロバブルが発生
するとともに水素のラジカルが発生する。半導体基板１
上の粒子／有機物及び金属など汚染物質の周辺にも溶存
水素水が存在するからこのマイクロバブリング効果で汚
染物質の周りに水素のマイクロバブル、水素ラジカルな
どができ、これによって汚染物質がリフトオフ除去され
ると考えられる。すなわち、この実施の形態では超音波
が加えられた溶存水素水によって半導体基板１の洗浄効
果を得るのである。この時、半導体基板１の裏面側も同
時に１．６ＭＨＺの超音波振動を伝幡させた固定された
裏面洗浄用ノズル６より水素濃度１．２ｐｐｍの溶存水
素水を所望量吐出し、半導体基板１の裏面も同時に洗浄
する。また、溶存水素水の水素濃度が１ｐｐｍ以下のと
き、ラジカル生成量の関係で除去率が悪くなり、１．５
ｐｐｍ以上のとき、溶存させるのに高い圧力が必要とな
る。また、パーティクル除去性能も飽和状態となるた
め、１．５ｐｐｍ以上の濃度は必要性がなくなる。その
ため、この実施の形態では水素濃度を１．２ｐｐｍとし
た。
【００２０】しかる後、半導体基板１を１０００ｒｐｍ
で回転させるとともに、純水吐出ノズル３及び裏面洗浄
用ノズル６より、リンス用純水を所望量吐出して半導体
基板１に、洗浄工程で用いた残存する溶存水素水を除去
する。この工程の期間、吐出ノズル３は半導体基板１の
表面上において少なくとも半導体基板の中心部から周辺
部までの間を往復運動していて、半導体基板１の表面全
体にリンス用純水が当たるようになっている。この後、
半導体基板１を１５００ｒｐｍで回転させながら吐出ノ
ズル４より乾燥用Ｎ2 ガスを吐出し半導体基板１の表面
を乾燥した後、チャック部５より半導体基板１を外し処
理チャンバ７より取り出す。
で回転させるとともに、純水吐出ノズル３及び裏面洗浄
用ノズル６より、リンス用純水を所望量吐出して半導体
基板１に、洗浄工程で用いた残存する溶存水素水を除去
する。この工程の期間、吐出ノズル３は半導体基板１の
表面上において少なくとも半導体基板の中心部から周辺
部までの間を往復運動していて、半導体基板１の表面全
体にリンス用純水が当たるようになっている。この後、
半導体基板１を１５００ｒｐｍで回転させながら吐出ノ
ズル４より乾燥用Ｎ2 ガスを吐出し半導体基板１の表面
を乾燥した後、チャック部５より半導体基板１を外し処
理チャンバ７より取り出す。
【００２１】以上説明したようにこの実施の形態の洗浄
方法は、まず溶存水素水で洗浄する。この方法では、半
導体基板上の粒子、有機物及び金属などの汚染物質すべ
てを溶存水素水１種類で除去することができ、しかも室
温で行うこと、および水素ガスによって半導体基板表面
が原子的に見て水素終端されるのでケミカルオキサイド
がほとんど成長しない。従って従来必要であったフッ酸
を用いて上記オキサイドを除去する必要がなくなる。ま
た、従来の高濃度薬液である過酸化水素水やアンモニ
ア、硫酸などはほとんど必要がないことはいうまでもな
い。
方法は、まず溶存水素水で洗浄する。この方法では、半
導体基板上の粒子、有機物及び金属などの汚染物質すべ
てを溶存水素水１種類で除去することができ、しかも室
温で行うこと、および水素ガスによって半導体基板表面
が原子的に見て水素終端されるのでケミカルオキサイド
がほとんど成長しない。従って従来必要であったフッ酸
を用いて上記オキサイドを除去する必要がなくなる。ま
た、従来の高濃度薬液である過酸化水素水やアンモニ
ア、硫酸などはほとんど必要がないことはいうまでもな
い。
【００２２】また、洗浄を室温かつ溶存水素水で行うの
で、アンモニアなどの蒸気が発生せず、従来問題であっ
た薬液どうし、あるいは薬液から半導体基板への汚染を
防止でき、大規模な排気設備も必要がない。
で、アンモニアなどの蒸気が発生せず、従来問題であっ
た薬液どうし、あるいは薬液から半導体基板への汚染を
防止でき、大規模な排気設備も必要がない。
【００２３】さらに、この実施の形態では汚染物質を除
去するための洗浄およびリンスを半導体基板１枚毎に行
う枚葉式処理なので、洗浄用薬液あるいは純水の量が従
来のバッチ浸漬方式と比較して約１／１０程度にでき
る。これに伴い容量の大きい各種洗浄漕が必要ないので
装置自体が小型化でき、設置場所の占有面積も小さくで
きるなど利点が大きい。
去するための洗浄およびリンスを半導体基板１枚毎に行
う枚葉式処理なので、洗浄用薬液あるいは純水の量が従
来のバッチ浸漬方式と比較して約１／１０程度にでき
る。これに伴い容量の大きい各種洗浄漕が必要ないので
装置自体が小型化でき、設置場所の占有面積も小さくで
きるなど利点が大きい。
【００２４】なお、裏面洗浄葉ノズルは純水吐出ノズル
を兼ねているが、別々に構成してもよい。
を兼ねているが、別々に構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】この発明の請求項１記載の基板洗浄方法
によれば、基板を回転させ、純水に水素ガスを添加した
溶存水素水に超音波を印加しつつ、この溶存水素水を基
板の表面に吐出する工程と、純水を基板に吐出し、溶存
水素水を除去する工程とを含むので、超音波振動を与え
た常温の溶存水素水を基板に吐出することにより、基板
上の粒子、汚染物質を除去することができる。このと
き、特に基板上で溶解していた水素が超音波の作用で、
微細な寸法の非常に多数のマイクロバブルが発生すると
ともに水素のラジカルが発生する。基板上の粒子／有機
物及び金属など汚染物質の周辺にも溶存水素水が存在す
るからこのマイクロバブリング効果で汚染物質の周りに
水素のマイクロバブル、水素ラジカルなどができ、これ
によって汚染物質がリフトオフ除去されると考えられ
る。これは常温でできるので薬液蒸気による汚染が低減
される。さらに従来のように基板に薬液を浸漬するバッ
チ浸漬方式から、枚葉式の洗浄方式にすることにより、
溶存水素水、純水の使用量が低減でき装置の小型化も達
成される。
によれば、基板を回転させ、純水に水素ガスを添加した
溶存水素水に超音波を印加しつつ、この溶存水素水を基
板の表面に吐出する工程と、純水を基板に吐出し、溶存
水素水を除去する工程とを含むので、超音波振動を与え
た常温の溶存水素水を基板に吐出することにより、基板
上の粒子、汚染物質を除去することができる。このと
き、特に基板上で溶解していた水素が超音波の作用で、
微細な寸法の非常に多数のマイクロバブルが発生すると
ともに水素のラジカルが発生する。基板上の粒子／有機
物及び金属など汚染物質の周辺にも溶存水素水が存在す
るからこのマイクロバブリング効果で汚染物質の周りに
水素のマイクロバブル、水素ラジカルなどができ、これ
によって汚染物質がリフトオフ除去されると考えられ
る。これは常温でできるので薬液蒸気による汚染が低減
される。さらに従来のように基板に薬液を浸漬するバッ
チ浸漬方式から、枚葉式の洗浄方式にすることにより、
溶存水素水、純水の使用量が低減でき装置の小型化も達
成される。
【００２６】請求項２では、溶存水素水の水素濃度が
１．０〜１．５ｐｐｍとすることで水素のマイクロバブ
リング効果が向上する。
１．０〜１．５ｐｐｍとすることで水素のマイクロバブ
リング効果が向上する。
【００２７】この発明の請求項３記載の基板洗浄装置に
よれば、溶存水素水吐出手段を用いた低温洗浄方式と超
音波供給手段を具備し、超音波を供給した溶存水素水を
基板の一表面に吐出したので、従来のような高濃度薬液
を使用しなくても基板上の粒子、汚染物質の除去ができ
る。このため、基板表面が高濃度薬液蒸発等によって汚
染されることがない。そしてさらにこれに加えて従来の
ように基板を薬液に浸漬するのではなく、基板に１枚ず
つ溶存水素水を吐出させるので薬液の使用量を大幅に削
減できる。またこれ以外に装置の小型化が図られ、洗浄
のスループットも改善できる。これにより従来の半導体
基板洗浄方式である高濃度／高温処理のＲＣＡプロセス
から低温洗浄プロセスへの移行ができ、また枚葉式処理
の採用によって洗浄薬液による汚染が防止でき、洗浄薬
液量、排気設備コストが低減できるという効果がある。
よれば、溶存水素水吐出手段を用いた低温洗浄方式と超
音波供給手段を具備し、超音波を供給した溶存水素水を
基板の一表面に吐出したので、従来のような高濃度薬液
を使用しなくても基板上の粒子、汚染物質の除去ができ
る。このため、基板表面が高濃度薬液蒸発等によって汚
染されることがない。そしてさらにこれに加えて従来の
ように基板を薬液に浸漬するのではなく、基板に１枚ず
つ溶存水素水を吐出させるので薬液の使用量を大幅に削
減できる。またこれ以外に装置の小型化が図られ、洗浄
のスループットも改善できる。これにより従来の半導体
基板洗浄方式である高濃度／高温処理のＲＣＡプロセス
から低温洗浄プロセスへの移行ができ、また枚葉式処理
の採用によって洗浄薬液による汚染が防止でき、洗浄薬
液量、排気設備コストが低減できるという効果がある。
【００２８】この発明の請求項４記載の基板洗浄装置に
よれば、溶存水素水吐出手段を用いた低温洗浄方式と超
音波供給手段を具備し、超音波を供給した溶存水素水を
基板の表面および裏面に吐出したので、従来のような高
濃度薬液を使用しなくても基板上の粒子、汚染物質の除
去ができる。このため、基板表面が高濃度薬液蒸発等に
よって汚染されることがない。そしてさらにこれに加え
て従来のように基板を薬液に浸漬するのではなく、基板
に１枚ずつ溶存水素水を吐出させる枚葉式の両面洗浄方
式にすることにより、薬液の使用量を大幅に削減でき
る。またこれ以外に装置の小型化が図られ、洗浄のスル
ープットも改善できる。これにより、請求項３と同様に
従来の半導体基板洗浄方式である高濃度／高温処理のＲ
ＣＡプロセスから低温洗浄プロセスへの移行ができ、ま
た枚葉式処理の採用によって洗浄薬液による汚染が防止
でき、洗浄薬液量、排気設備コストが低減できるという
効果がある。
よれば、溶存水素水吐出手段を用いた低温洗浄方式と超
音波供給手段を具備し、超音波を供給した溶存水素水を
基板の表面および裏面に吐出したので、従来のような高
濃度薬液を使用しなくても基板上の粒子、汚染物質の除
去ができる。このため、基板表面が高濃度薬液蒸発等に
よって汚染されることがない。そしてさらにこれに加え
て従来のように基板を薬液に浸漬するのではなく、基板
に１枚ずつ溶存水素水を吐出させる枚葉式の両面洗浄方
式にすることにより、薬液の使用量を大幅に削減でき
る。またこれ以外に装置の小型化が図られ、洗浄のスル
ープットも改善できる。これにより、請求項３と同様に
従来の半導体基板洗浄方式である高濃度／高温処理のＲ
ＣＡプロセスから低温洗浄プロセスへの移行ができ、ま
た枚葉式処理の採用によって洗浄薬液による汚染が防止
でき、洗浄薬液量、排気設備コストが低減できるという
効果がある。
【００２９】請求項５では、純水を基板の表面および裏
面に吐出する純水吐出手段を備えているので、洗浄工程
で用いた残存する溶存水素水を除去することができる。
面に吐出する純水吐出手段を備えているので、洗浄工程
で用いた残存する溶存水素水を除去することができる。
【図１】この発明の実施の形態の半導体基板洗浄装置の
要部断面図である。
要部断面図である。
【図２】従来のＲＣＡプロセスを使用し半導体基板洗浄
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【符号の説明】 １ 半導体基板 ２ 溶存水素水吐出ノズル ３ リンス用純水吐出ノズル ４ 乾燥用Ｎ2 ガス吐出ノズル ５ 半導体基板チャック部 ６ 裏面洗浄用ノズル ７ 処理チャンバ ８ 硫酸／過酸化水素水槽 ９ 水洗槽 １０ 弗酸槽 １１ 水洗槽 １２ アンモニア／過酸化水素水槽 １３ 水洗槽 １４ 弗酸槽 １５ 水洗槽 １６ スピンドライヤ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ａ 3/12 3/12 Ｚ
Claims (5)
- 【請求項１】 基板を回転させ、純水に水素ガスを添加
した溶存水素水に超音波を印加しつつ、前記溶存水素水
を前記基板の表面に吐出する工程と、純水を前記基板に
吐出し、前記溶存水素水を除去する工程とを含む基板洗
浄方法。 - 【請求項２】 溶存水素水の水素濃度が１．０〜１．５
ｐｐｍである請求項２記載の基板洗浄方法。 - 【請求項３】 基板が固定される回転可能な基板載置台
と、純水に水素ガスを添加した溶存水素水を前記基板の
一表面に吐出する溶存水素水吐出手段と、前記吐出する
溶存水素水に超音波を供給する超音波供給手段とを備え
た基板洗浄装置。 - 【請求項４】 基板が固定される回転可能な基板載置台
と、純水に水素ガスを添加した溶存水素水を前記基板の
表面および裏面に吐出する溶存水素水吐出手段と、前記
基板の表面および裏面に吐出する溶存水素水に超音波を
供給する超音波供給手段とを備えた基板洗浄装置。 - 【請求項５】 純水を基板の表面および裏面に吐出する
純水吐出手段を備えた請求項４または５記載の基板洗浄
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206105A JP2001035824A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 基板洗浄方法および基板洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206105A JP2001035824A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 基板洗浄方法および基板洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035824A true JP2001035824A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16517894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11206105A Pending JP2001035824A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 基板洗浄方法および基板洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001035824A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005104200A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Tokyo Electron Limited | 基板洗浄方法、基板洗浄装置、コンピュータプログラムおよびプログラム記憶媒体 |
| JP2019201068A (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | ナチュラン・インターナショナル有限会社 | 洗浄方法、洗浄装置および半導体ウエハの保持装置 |
-
1999
- 1999-07-21 JP JP11206105A patent/JP2001035824A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005104200A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Tokyo Electron Limited | 基板洗浄方法、基板洗浄装置、コンピュータプログラムおよびプログラム記憶媒体 |
| US7837804B2 (en) | 2004-04-23 | 2010-11-23 | Tokyo Electron Limited | Substrate cleaning method, substrate cleaning equipment, computer program, and program recording medium |
| JP2019201068A (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | ナチュラン・インターナショナル有限会社 | 洗浄方法、洗浄装置および半導体ウエハの保持装置 |
| JP7158114B2 (ja) | 2018-05-15 | 2022-10-21 | ナチュラン・インターナショナル有限会社 | 洗浄方法、洗浄装置および半導体ウエハの保持装置 |
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