JP2005051101A - 基板の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薬液処理後のリンス効果を上げて、リンス用DIWの使用量を低減した基板の洗浄技術を提供する。
【解決手段】 HPM処理工程の後に、キレート水によるリンス工程を設けることにより、キレート水に含まれるキレート剤の金属封鎖機構によって基板表面からの重金属の除去速度を速める。また、APM処理工程の後に、弱アルカリ性溶液によるリンス工程を設けることにより、基板表面とパーティクル間に働く静電気力をマイナス側に制御して、基板表面へのパーティクルの再付着を防止する。これにより、HPMおよびAPM処理後のリンス工程を従来の洗浄方法より早めることができて、DIWの消費を押えることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 HPM処理工程の後に、キレート水によるリンス工程を設けることにより、キレート水に含まれるキレート剤の金属封鎖機構によって基板表面からの重金属の除去速度を速める。また、APM処理工程の後に、弱アルカリ性溶液によるリンス工程を設けることにより、基板表面とパーティクル間に働く静電気力をマイナス側に制御して、基板表面へのパーティクルの再付着を防止する。これにより、HPMおよびAPM処理後のリンス工程を従来の洗浄方法より早めることができて、DIWの消費を押えることができる。
【選択図】 図1
Description
この発明は基板の洗浄方法に関し、さらに詳細には、洗浄液を用いて半導体基板や液晶ガラス基板等の薄板状の基板を洗浄処理する洗浄技術に関する。
この種の基板の洗浄方法、例えば、従来の半導体基板の洗浄方法としては、RCA洗浄法が知られている。このRCA洗浄法の一例を挙げると、図6に示すような処理工程をたどる(例えば、非特許文献1参照)。
具体的には、
・ まず基板をAPM(アンモニア過水)aで処理後、DIW(超純水)bでリンスする。
・ つぎに基板をHPM(塩酸過水)cで処理後、DIWdでリンスする。
・ さらに、基板をDHF(希フッ酸)eで処理後、DIWfでリンスする。
・ 最後に基板をIPA乾燥機やスピンドライヤ等の乾燥機gで乾燥する。
・ まず基板をAPM(アンモニア過水)aで処理後、DIW(超純水)bでリンスする。
・ つぎに基板をHPM(塩酸過水)cで処理後、DIWdでリンスする。
・ さらに、基板をDHF(希フッ酸)eで処理後、DIWfでリンスする。
・ 最後に基板をIPA乾燥機やスピンドライヤ等の乾燥機gで乾燥する。
上記のAPM処理は、基板(シリコン)表面を過酸化水素水で酸化し、その酸化膜をアンモニアでリフトオフし、その直後にDIWにて置換リンスすることで基板表面に付着したパーティクルを除去するが、その際、一旦リフトオフしたパーティクルが基板表面に再付着することが有り、このパーティクルやAPM処理液を残さないようにリンスするには大量のDIWが必要である。
また、HPM処理は、基板表面に付着した重金属をHCL(塩酸)で溶解し、その直後にDIWにて置換リンスすることで除去するが、この際にも重金属やHPMを残さないようにリンスするには大量のDIWが必要である。
しかしながら、このように大量のDIWを用いてリンスしても、APM処理後の基板表面にパーティクルが残存したり、HPM処理後の基板表面に重金属が残存したりする。
また、大量のDIWを消費すると、ランニングコストが上昇するのみでなく、環境問題にも影響を及ぼす。
Ricoh Technical Report No.22,JULY,1996
Ricoh Technical Report No.22,JULY,1996
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その主たる目的は、HPM処理直後のリンス工程において、重金属の除去を早めて、DIWの消費を押える事である。
また、本発明のさらなる目的は、APM処理直後のリンス工程において、基板表面からリフトオフしたパーティクルの再付着を防止してリンス工程を早め、DIWの消費を押える事である。
この目的を達成するため、本発明の基板の洗浄方法は、洗浄レシピーに従って複数の洗浄液を順次使用して基板を洗浄する方式の基板の洗浄方法であって、少なくとも、HPMにより基板を処理するHPM処理工程を含んでなり、上記HPM処理工程の後にキレート水によるリンス工程を設けたことを特徴とする
また、本発明の基板の洗浄方法は、上記HPM処理工程と、それに先立つAPMにより基板を処理するAPM処理工程を含んでなり、上記HPM処理工程の後にキレート水によるリンス工程を設けるとともに、上記APM処理工程の後に弱アルカリ性溶液によるリンス工程を設けたことを特徴とする。
好適な実施態様として、上記弱アルカリ性溶液としてアンモニア水、水素水、またはこてらアンモニア水と水素水の混合液が用いられる。
本発明によれば、HPMを用いて洗浄した直後のリンス液に、キレート水が用いられることにより、キレート水に含まれるキレート剤の金属封鎖機構によって基板表面からの重金属の除去速度を速めることができる。これにより、HPM処理後のリンス工程を従来の洗浄方法より早めることができて、DIWの消費を押えることができる。
また本発明によれば、APMを用いて洗浄した直後のリンス液に、弱アルカリ性溶液であるアンモニア水、水素水、またはこれらアンモニア水および水素水の混合液を使用するようにしたから、基板表面とパーティクル間に働く静電気力がマイナス側に制御されて、基板表面へのパーティクルの再付着が防止される。これにより、APM処理後のリンス工程を従来の洗浄方法より早めることができて、DIWの消費を押えることができる。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
実施形態1
本発明に係る基板の洗浄方法の処理工程を図1に示し、この基板の洗浄方法は、
本発明に係る基板の洗浄方法の処理工程を図1に示し、この基板の洗浄方法は、
・ 基板表面を浸漬あるいはスプレー方式によりAPM(アンモニア過水)で処理する(処理工程1)。このAPM処理は従来より知られているように、基板表面を過酸化水素水で酸化し、その酸化膜をアンモニアで除去することにより、基板表面のパーティクルをその酸化膜と共にリフトオフする工程である。
・ 弱アルカリ性溶液であるアンモニア水(純水にNH4OHを溶解した洗浄液)(処理工程2a)または水素水(純水にH2を溶解した洗浄液)(処理工程2b)、あるいはアンモニア水および水素水を混合した洗浄液(処理工程2c)でリンスする。
DIW(超純水)によるリンス工程の前に、上記のような弱アルカリ性溶液でリンスすることにより、基板表面とパーティクル間に働く静電気力がマイナス側に制御されて、リフトオフされたパーティクルの基板表面への再付着が防止される。
なお、上記で使用されるアンモニア水や水素水、あるいはアンモニア水と水素水の混合液の濃度は数P.P.M好適には、2P.P.M以下で使用される。
・ DIWによりリンスする(処理工程3)。この際使用されるDIWの量は、上述したパーティクルの再付着防止策により、従来の方法の場合と比較して大幅に軽減できる。
・ HPM(塩酸過水)で処理する(処理工程4)。このHPM処理は従来より知られているように、基板表面に付着した重金属(Fe、Ni、Cr,Cu等)をHCL(塩酸)で溶解して除去する。
・ キレート水を用いてリンスする(処理工程5)。DIWによるリンス工程の前に、キレート水でリンスすることにより、キレート水に含まれるキレート剤の金属封鎖機構(水中で金属イオンと1:1で配位結合し、鎖イオンを形成して金属を封鎖するメカニズム)によって、重金属の基板表面への再付着が防止される。
上記キレート剤としては、本発明に係る洗浄工程の前工程の種類に応じて選択する必要があるが、たとえば、ヒドロキノンや、2,4,6−トリヒドロキシトルエン、4−ヒドロキシ−3−メトキシベンジルアルコール等の芳香族ヒドロキシ化合物が好適に使用される。
6)DIWによりリンスする(処理工程6)。この際使用されるDIWの量は、上述した重金属の再付着防止策により、従来の方法の場合と比較して大幅に軽減できる。
・ DHF(希フッ酸)で処理する(処理工程7)。DHF処理は、従来採用されている方法と同様で、基板表面の自然酸化膜を除去する。
・ DIWによりリンスする(処理工程8)。このリンスが、本洗浄工程の最終リンスとなる。
・ 最後に基板をIPA乾燥機やスピンドライヤ等の乾燥機で乾燥する(処理工程9)。
上述した洗浄処理工程が、洗浄レシピーに沿って繰返し実施される。
実施形態2
本実施形態は図2に示されており、実施形態1の洗浄方法をマルチバスタイプの洗浄装置に適用実施したものである。
本実施形態は図2に示されており、実施形態1の洗浄方法をマルチバスタイプの洗浄装置に適用実施したものである。
このマルチバスタイプの基板洗浄部は、専用の処理液(洗浄液)で洗浄処理可能な複数台(図示の場合は4台)の単機能洗浄槽A〜Dが配列されてなる洗浄槽列を備え、基板搬入部Eで搬送用キャリアカセットから基板搬送部Fの基板搬送処理ロボットに移し替えられた基板は、この基板搬送ロボットにより、上記各単機能洗浄槽A〜Dに順次浸漬されて、洗浄処理される。
具体的には、
1)基板は、第一の洗浄槽Aで第一の処理液であるAPMで処理された後、同じ洗浄槽Aで、アンモニア水または水素水、あるいはアンモニア水と水素水の混合液でリンスされ、さらに同洗浄槽Aにおいて、DIWによりリンスされる。
1)基板は、第一の洗浄槽Aで第一の処理液であるAPMで処理された後、同じ洗浄槽Aで、アンモニア水または水素水、あるいはアンモニア水と水素水の混合液でリンスされ、さらに同洗浄槽Aにおいて、DIWによりリンスされる。
2)第二の洗浄槽Bで第二の処理液であるHPMで処理された後、同じ洗浄槽Bで、キレート水でリンスされ、さらに同洗浄槽Bにおいて、DIWによりリンスされる。
3)第三の洗浄槽Cで第三の処理液であるDHFで処理された後、同じ洗浄槽Cにおいて、DIWによりリンスされる。
4)第四の洗浄槽DでDIWによる最終リンスが行われる。
5)最後に乾燥部Gにより乾燥処理されて、基板搬出部Hにおいて、上記搬送用キャリアカセットに再び収納されて次工程へ搬出される。
実施形態3
本実施形態は図3に示されており、実施形態1の洗浄方法をワンバスタイプの洗浄装置に適用実施したものである。
本実施形態は図3に示されており、実施形態1の洗浄方法をワンバスタイプの洗浄装置に適用実施したものである。
このワンバスタイプの基板洗浄部は、複数種類の処理液(洗浄液)で洗浄処理可能な一台または複数台(図示の場合は2台)の多機能洗浄槽I,Jが配列されてなり、基板搬入部Eで搬送用キャリアカセットから基板搬送処理部Fの基板搬送処理ロボットに移し替えられた基板は、この基板搬送処理ロボットにより、上記各多機能洗浄槽IまたはJにそれぞれ浸漬されて、これら二つの多機能洗浄槽IおよびJに浸漬された基板は同時に並行して洗浄処理される。
具体的には、
1)各洗浄槽I,Jに投入された基板は、第一の処理液APMで処理された後、アンモニア水、水素水、またはこれらアンモニア水と水素水の混合液でリンスされ、さらにDIWによりリンスされる。
1)各洗浄槽I,Jに投入された基板は、第一の処理液APMで処理された後、アンモニア水、水素水、またはこれらアンモニア水と水素水の混合液でリンスされ、さらにDIWによりリンスされる。
2)第二の処理液HPMで処理された後、キレート水でリンスされ、さらに、DIWによりリンスされる。
3)第三の処理液であるDHFで処理された後、DIWによりリンスされる。
4)最後に乾燥部Gにより乾燥処理されて、基板搬出部hにおいて、上記搬送用キャリアカセットに再び収納されて次工程へ搬出される。
実施形態4
本実施形態は図4に示されており、実施形態1の洗浄方法を多機能洗浄槽と単機能洗浄槽とを組み合わせたコンビネーションタイプの洗浄装置に適用実施したものである。
本実施形態は図4に示されており、実施形態1の洗浄方法を多機能洗浄槽と単機能洗浄槽とを組み合わせたコンビネーションタイプの洗浄装置に適用実施したものである。
このコンビネーションタイプの基板洗浄部は、複数種類の処理液(洗浄液)で洗浄処理可能な一台または複数台(図示の場合は2台)の多機能洗浄槽K,Mと、専用の処理液(洗浄液)で洗浄処理可能な複数台(図示の場合は2台)の単機能洗浄槽L,Nとが交互に配列されてなる洗浄槽列を備え、基板搬入部Eで搬送用キャリアカセットから基板搬送処理部Fの基板搬送処理ロボットに移し替えられた基板は、この基板搬送処理ロボットにより、上記各多機能洗浄槽K,Mまたは各単機能洗浄槽L,Nにそれぞれ浸漬されて、これら二つの多機能洗浄槽KおよびMに浸漬された基板は同時に並行して洗浄処理される。
具体的には、
1)各多機能洗浄槽K,Mに投入された基板は、第一の処理液APMで処理される。
1)各多機能洗浄槽K,Mに投入された基板は、第一の処理液APMで処理される。
2)基板は単機能洗浄槽L,Nに投入され、アンモニア水あるいは水素水、またはアンモニア水と水素水の混合液でリンスされた後、さらにDIWによりリンスされる。
3)基板は多機能洗浄槽K,Mに再投入され、第二の処理液HPMで処理される。
4)基板は単機能洗浄槽L,Nに再投入され、キレート水でリンスされた後、さらに、DIWによりリンスされる。
5)基板は多機能洗浄槽K,Mに再投入され、第三の処理液であるDHFで処理される。
6)基板は単機能洗浄槽L,Nに再投入され、DIWにより最終リンスされる。
7)最後に乾燥部Gにより乾燥処理されて、基板搬出部Hにおいて、上記搬送用キャリアカセットに再び収納されて次工程へ搬出される。
実施形態5
本実施形態は図5に示されており、実施形態1の洗浄方法を枚葉洗浄装置に適用実施したものである。
本実施形態は図5に示されており、実施形態1の洗浄方法を枚葉洗浄装置に適用実施したものである。
この枚葉洗浄装置の洗浄部は、洗浄ハウジング10内において、一枚の基板Wを水平状態で支持回転する回転テーブル11と、この回転テーブル11と相対的な上下方向移動が可能な洗浄チャンバ12と、処理液を供給する薬液供給手段13とを主要部として構成されている。
洗浄チャンバ12は、具体的には、その内周部に、上下方向に配列された複数段の円環状処理槽14〜17を備えるとともに、上記回転テーブル11に対して上下方向へ昇降動作可能な構成とされ、回転テーブル11に載置された基板Wは、上記円環状処理槽14〜17のいずれかに対応して洗浄処理される。
具体的には、
1)基板Wが円環状処理槽14に対応した状態で回転され、薬液供給部13から基板Wの上面に、第一の処理液APMが滴下され処理される。
1)基板Wが円環状処理槽14に対応した状態で回転され、薬液供給部13から基板Wの上面に、第一の処理液APMが滴下され処理される。
2)薬液供給部13から基板Wの上面に、アンモニア水、水素水、またはこれらアンモニア水と水素水の混合液が滴下されリンスされた後、さらにDIWによりリンスされる。
3)基板Wが円環状処理槽15に対応した状態で回転され、薬液供給部13から基板Wの上面に、第ニの処理液HPMが滴下され処理される。
4)薬液供給部13から基板Wの上面に、キレート水が滴下されリンスされた後、さらに、DIWによりリンスされる。
5)基板Wが円環状処理槽16に対応した状態で回転され、薬液供給部13から基板Wの上面に、第三の処理液であるDHFが滴下され処理される。
6)DIWにより最終リンスされる。
・ 最後に、基板Wが円環状処理槽17に対応した状態で高速回転され、スピン乾燥される。
なお、上述した実施形態1〜5はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。
例えば、本実施形態1〜5に係る基板の洗浄方法では、APM処理後の弱アルカリ性溶液によるリンス工程の後にDIWによるリンス工程を設けているが、弱アルカリ性溶液の濃度によっては、このDIWによるリンス工程を省略しても良い。
また、HPM処理後のキレート水によるリンス工程の後にDIWによるリンス工程を設けているが、キレート水の濃度によっては、このDIWによるリンス工程を省略しても良い。
本発明は、半導体基板、液晶ガラス基板、プラズマディスプレー基板等の被処理基板を洗浄処理するのに利用できる。
1 APM(アンモニア過水)
2a アンモニア水
2b 水素水
2c アンモニア水+水素水
3,6,8 DIW(超純水)
4 HPM(塩酸過水)
5 キレート水
7 DHF(希フッ酸)
9 乾燥
10 洗浄ハウジング
11 回転テーブル
12 洗浄チャンバ
13 薬液供給部
14,15,16,17円環状処理槽
A,B,C,D,L,N 単機能洗浄槽
E 基板搬入部
F 基板搬送処理部
G 乾燥部
H 基板搬出部
I,J,K,M 多機能洗浄槽
W 基板
2a アンモニア水
2b 水素水
2c アンモニア水+水素水
3,6,8 DIW(超純水)
4 HPM(塩酸過水)
5 キレート水
7 DHF(希フッ酸)
9 乾燥
10 洗浄ハウジング
11 回転テーブル
12 洗浄チャンバ
13 薬液供給部
14,15,16,17円環状処理槽
A,B,C,D,L,N 単機能洗浄槽
E 基板搬入部
F 基板搬送処理部
G 乾燥部
H 基板搬出部
I,J,K,M 多機能洗浄槽
W 基板
Claims (9)
- 洗浄レシピーに従って複数の洗浄液を順次使用して基板を洗浄する方式の基板の洗浄方法であって、
少なくとも、HPMにより基板を処理するHPM処理工程を含んでなり、上記HPM処理工程の後にキレート水によるリンス工程を設けた
ことを特徴とする基板の洗浄方法。 - 上記HPM処理工程と、それに先立つAPMにより基板を処理するAPM処理工程を含んでなり、上記HPM処理工程の後にキレート水によるリンス工程を設けるとともに、上記APM処理工程の後に弱アルカリ性溶液によるリンス工程を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の基板の洗浄方法。 - 上記弱アルカリ性溶液としてアンモニア水を用いる
ことを特徴とする請求項2に記載の基板の洗浄方法。 - 上記弱アルカリ性溶液として水素水を用いる
ことを特徴とする請求項2に記載の基板の洗浄方法。 - 上記弱アルカリ性溶液としてアンモニア水と水素水との混合液を用いる
ことを特徴とする請求項2に記載の基板の洗浄方法。 - 上記洗浄方法を、専用の洗浄液で洗浄処理可能な複数台の単機能洗浄槽を備えてなるマルチバスタイプの洗浄装置に適用実施する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の基板の洗浄方法。 - 上記洗浄方法を、複数種類の洗浄液で洗浄処理可能な多機能洗浄槽を備えてなるワンバスタイプの洗浄装置に適用実施する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の基板の洗浄方法。 - 上記洗浄方法を、複数種類の洗浄液で洗浄処理可能な多機能洗浄槽と専用の洗浄液で洗浄処理可能な単機能洗浄槽とを備えてなるマルチバスタイプの洗浄装置に適用実施する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の基板の洗浄方法。 - 上記洗浄方法を、一枚の基板を複数種類の洗浄液で洗浄処理可能な枚葉洗浄装置に適用実施する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の基板の洗浄方法。
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- 2003-07-30 JP JP2003282521A patent/JP2005051101A/ja active Pending
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