JP2663899B2 - ウェーハ洗浄装置及びウェーハの洗浄方法 - Google Patents
ウェーハ洗浄装置及びウェーハの洗浄方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハの洗浄
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ（以下単にウェーハと記
す）のウェット洗浄工程においては、水酸化アンモニウ
ムと過酸化水素と純水を混ぜ合わせた液（Ａｍｍｏｎｉ
ｕｍＨｙｄｒｏｘｉｄｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏ
ｘｉｄｅ Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘｔ
ｕｒｅ：ＡＰＭと称されている）、塩酸と過酸化水素と
純水を混ぜ合わせた液（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ ａ
ｃｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｄｅｉ
ｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘｔｕｒｅ：ＨＰＭと
称されている）、フッ酸と純水の混合液（Ｄｉｌｕｔｅ
ｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄ：ＤＨＦと称さ
れている）、硫酸と過酸化水素と純水の混合液（Ｓｕｌ
ｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘ
ｉｄｅＭｉｘｔｕｒｅ：ＳＰＭと称されている）さらに
はフッ酸と過酸化水素と純水の混合液（Ｈｙｄｒｏｇｅ
ｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘ
ｉｄｅ Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘｔｕ
ｒｅ：ＦＰＭと称されている）などが洗浄液として使用
されている。
す）のウェット洗浄工程においては、水酸化アンモニウ
ムと過酸化水素と純水を混ぜ合わせた液（Ａｍｍｏｎｉ
ｕｍＨｙｄｒｏｘｉｄｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏ
ｘｉｄｅ Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘｔ
ｕｒｅ：ＡＰＭと称されている）、塩酸と過酸化水素と
純水を混ぜ合わせた液（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ ａ
ｃｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｄｅｉ
ｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘｔｕｒｅ：ＨＰＭと
称されている）、フッ酸と純水の混合液（Ｄｉｌｕｔｅ
ｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄ：ＤＨＦと称さ
れている）、硫酸と過酸化水素と純水の混合液（Ｓｕｌ
ｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘ
ｉｄｅＭｉｘｔｕｒｅ：ＳＰＭと称されている）さらに
はフッ酸と過酸化水素と純水の混合液（Ｈｙｄｒｏｇｅ
ｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘ
ｉｄｅ Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘｔｕ
ｒｅ：ＦＰＭと称されている）などが洗浄液として使用
されている。
【０００３】ＡＰＭはウェーハ表面に付着した微粒子を
除去する目的で使用されており、ＨＰＭ，ＤＨＦ，ＦＰ
Ｍはウェーハ表面の金属不純物を除去する目的で、ＳＰ
Ｍは主にウェーハ表面の有機不純物を除去する目的で使
用されている。ＡＰＭ洗浄は微粒子に対する除去効果は
高いが、金属不純物に対しては除去効果がなく、逆に液
中に金属不純物が含まれているとウェーハ表面に吸着し
やすいという欠点を持つ。半導体素子の製造工程におい
て金属系の材料はウェーハ処理装置の内部、ウェーハ搬
送治具等に多用されているためウェーハ面、特に裏面に
付着しやすい。その金属不純物が付着したウェーハをＡ
ＰＭ中に入れると、金属不純物が液中に溶け込むため、
次に洗浄を行う清浄なウェーハが金属不純物で汚染され
てしまう。図７はＡＰＭ中に含まれる金属不純物（鉄）
の濃度とその液で洗浄を行ったウェーハの表面に付着す
る金属不純物（鉄）濃度との関係を表した図である。Ａ
ＰＭ中の金属不純物濃度が増加するに従ってウェーハ表
面に吸着する金属不純物濃度も増加することが示されて
いる。
除去する目的で使用されており、ＨＰＭ，ＤＨＦ，ＦＰ
Ｍはウェーハ表面の金属不純物を除去する目的で、ＳＰ
Ｍは主にウェーハ表面の有機不純物を除去する目的で使
用されている。ＡＰＭ洗浄は微粒子に対する除去効果は
高いが、金属不純物に対しては除去効果がなく、逆に液
中に金属不純物が含まれているとウェーハ表面に吸着し
やすいという欠点を持つ。半導体素子の製造工程におい
て金属系の材料はウェーハ処理装置の内部、ウェーハ搬
送治具等に多用されているためウェーハ面、特に裏面に
付着しやすい。その金属不純物が付着したウェーハをＡ
ＰＭ中に入れると、金属不純物が液中に溶け込むため、
次に洗浄を行う清浄なウェーハが金属不純物で汚染され
てしまう。図７はＡＰＭ中に含まれる金属不純物（鉄）
の濃度とその液で洗浄を行ったウェーハの表面に付着す
る金属不純物（鉄）濃度との関係を表した図である。Ａ
ＰＭ中の金属不純物濃度が増加するに従ってウェーハ表
面に吸着する金属不純物濃度も増加することが示されて
いる。
【０００４】次に、ウェーハ表面に付着した金属不純物
が半導体素子に与える影響について図を用いて説明す
る。図８はＭＯＳキャパシタ製造工程において、ゲート
酸化膜形成直前の洗浄でＡＰＭ中に金属不純物（鉄）を
添加し、所望のウェーハ表面金属不純物濃度に調整した
ウェーハを熱酸化処理を施し、そのゲート酸化膜の初期
耐圧特性を測定した結果である。ここでゲート酸化膜厚
は８ｎｍ、ゲート面積は２０ｍｍ2 、そして破壊判定電
流は０．１ｍＡ／ｃｍ2 とした。ＡＰＭ洗浄後のウェー
ハ表面金属不純物（鉄）濃度が１０11原子／ｃｍ2 以上
になるとゲート酸化膜の耐圧良品率が低下することが示
されている。よって、ウェーハ表面の金属不純物濃度
（鉄）は１０11原子／ｃｍ2 以下に抑えなければなら
ず、図７及び図８からＡＰＭ中の金属不純物（鉄）の量
は１ｐｐｂ以上とならないような管理を行わなければな
らないことが分る。このことは許容濃度は異なるもの
の、鉄以外の金属不純物（ニッケル、クロム、亜鉛、
金、白金、タングステン、チタン等）についても同様で
ある。
が半導体素子に与える影響について図を用いて説明す
る。図８はＭＯＳキャパシタ製造工程において、ゲート
酸化膜形成直前の洗浄でＡＰＭ中に金属不純物（鉄）を
添加し、所望のウェーハ表面金属不純物濃度に調整した
ウェーハを熱酸化処理を施し、そのゲート酸化膜の初期
耐圧特性を測定した結果である。ここでゲート酸化膜厚
は８ｎｍ、ゲート面積は２０ｍｍ2 、そして破壊判定電
流は０．１ｍＡ／ｃｍ2 とした。ＡＰＭ洗浄後のウェー
ハ表面金属不純物（鉄）濃度が１０11原子／ｃｍ2 以上
になるとゲート酸化膜の耐圧良品率が低下することが示
されている。よって、ウェーハ表面の金属不純物濃度
（鉄）は１０11原子／ｃｍ2 以下に抑えなければなら
ず、図７及び図８からＡＰＭ中の金属不純物（鉄）の量
は１ｐｐｂ以上とならないような管理を行わなければな
らないことが分る。このことは許容濃度は異なるもの
の、鉄以外の金属不純物（ニッケル、クロム、亜鉛、
金、白金、タングステン、チタン等）についても同様で
ある。
【０００５】さらに、金属不純物除去を目的として行わ
れるＨＰＭ洗浄の場合も、液中に多量の金属不純物が含
まれていると、逆にウェーハ表面に金属不純物が付着す
るという現象も起こり、ＨＰＭにおいても液中の金属不
純物を許容濃度以下にする必要がある。また、他の過酸
化水素混合液についても同様のことが言える。
れるＨＰＭ洗浄の場合も、液中に多量の金属不純物が含
まれていると、逆にウェーハ表面に金属不純物が付着す
るという現象も起こり、ＨＰＭにおいても液中の金属不
純物を許容濃度以下にする必要がある。また、他の過酸
化水素混合液についても同様のことが言える。
【０００６】従来のウェーハのウェット洗浄方法では、
洗浄中のウェーハ表面への金属不純物付着の抑制方法と
して、以下のような方法が行われていた。すなわち、図
９のフローチャートに示すように、洗浄を行うウェーハ
に分析用のウェーハを数枚混ぜ、ウェーハ洗浄が終了し
た時点で分析用のウェーハを抜き取り、前記ウェーハ表
面を全反射蛍光Ｘ線分析法による定量分析や、マイクロ
波−光伝導減衰法（通常、ライフタイム測定と称されて
いる）による定性評価を行い、これらの測定結果から許
容以上の金属不純物が洗浄液中に混入していると判定さ
れた場合にはウェット洗浄作業を中断し、液交換・洗浄
装置の洗浄等を行っていた。
洗浄中のウェーハ表面への金属不純物付着の抑制方法と
して、以下のような方法が行われていた。すなわち、図
９のフローチャートに示すように、洗浄を行うウェーハ
に分析用のウェーハを数枚混ぜ、ウェーハ洗浄が終了し
た時点で分析用のウェーハを抜き取り、前記ウェーハ表
面を全反射蛍光Ｘ線分析法による定量分析や、マイクロ
波−光伝導減衰法（通常、ライフタイム測定と称されて
いる）による定性評価を行い、これらの測定結果から許
容以上の金属不純物が洗浄液中に混入していると判定さ
れた場合にはウェット洗浄作業を中断し、液交換・洗浄
装置の洗浄等を行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体ウェ
ーハのウェット洗浄方法では金属不純物汚染の評価にお
いて、評価の手段として分析手法に頼らなければなら
ず、評価開始から評価終了までにかなりの時間を要する
という問題点がある。例えば、全反射蛍光Ｘ線分析の場
合は金属不純物測定用ウェーハを分析装置に配置し、測
定開始から測定結果解析終了までに少なくとも３０分は
必要とする。またライフタイム測定の場合には測定前に
測定用ウェーハの表面に酸化膜を形成し、ウェーハ表面
を安定な状態にする必要があるため、測定終了までに１
時間以上の時間を費やしていた。このように、金属不純
物量測定に時間を費やしてしまうと、測定中にもウェー
ハのウェット洗浄作業が行なわれているため、洗浄液中
に多量の金属不純物が混入されていた場合には、金属不
純物量測定終了までにそのウェーハ洗浄装置で処理を行
ったウェーハは全て金属不純物で汚染されてしまうとい
う問題があった。
ーハのウェット洗浄方法では金属不純物汚染の評価にお
いて、評価の手段として分析手法に頼らなければなら
ず、評価開始から評価終了までにかなりの時間を要する
という問題点がある。例えば、全反射蛍光Ｘ線分析の場
合は金属不純物測定用ウェーハを分析装置に配置し、測
定開始から測定結果解析終了までに少なくとも３０分は
必要とする。またライフタイム測定の場合には測定前に
測定用ウェーハの表面に酸化膜を形成し、ウェーハ表面
を安定な状態にする必要があるため、測定終了までに１
時間以上の時間を費やしていた。このように、金属不純
物量測定に時間を費やしてしまうと、測定中にもウェー
ハのウェット洗浄作業が行なわれているため、洗浄液中
に多量の金属不純物が混入されていた場合には、金属不
純物量測定終了までにそのウェーハ洗浄装置で処理を行
ったウェーハは全て金属不純物で汚染されてしまうとい
う問題があった。
【０００８】本発明の目的は、金属不純物で汚染された
洗浄液でウェーハが洗浄されることのないウェーハ洗浄
装置及びウェーハの洗浄方法を提供することにある。
洗浄液でウェーハが洗浄されることのないウェーハ洗浄
装置及びウェーハの洗浄方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明のウェーハ洗
浄装置は、過酸化水素を含む洗浄液で半導体ウェーハを
洗浄するウェーハ洗浄装置において、前記洗浄液中の過
酸化水素の濃度を測定する濃度計と、この濃度計から送
出された測定データとあらかじめ記憶させた判定データ
とを比較解析しウェーハの洗浄の可否の信号を表示系又
はウェーハ搬送系へ送出する制御部とを設けたことを特
徴とするものである。
浄装置は、過酸化水素を含む洗浄液で半導体ウェーハを
洗浄するウェーハ洗浄装置において、前記洗浄液中の過
酸化水素の濃度を測定する濃度計と、この濃度計から送
出された測定データとあらかじめ記憶させた判定データ
とを比較解析しウェーハの洗浄の可否の信号を表示系又
はウェーハ搬送系へ送出する制御部とを設けたことを特
徴とするものである。
【００１０】第２の発明のウェーハの洗浄方法は、過酸
化水素を含む洗浄液を用いるウェーハ洗浄方法におい
て、前記洗浄液中の過酸化水素の濃度を測定しウェーハ
洗浄前後の過酸化水素の変化量から金属不純物の混入量
を判定しウェーハ洗浄の可否を決めることを特徴とする
ものである。
化水素を含む洗浄液を用いるウェーハ洗浄方法におい
て、前記洗浄液中の過酸化水素の濃度を測定しウェーハ
洗浄前後の過酸化水素の変化量から金属不純物の混入量
を判定しウェーハ洗浄の可否を決めることを特徴とする
ものである。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を説明するためのウェ
ーハ洗浄装置の構成図、図２は金属不純物感知システム
と洗浄方法のフローチャート、図３はウェーハ洗浄前後
の過酸化水素濃度の金属不純物混入の有無による差を表
したグラフである。
る。図１は本発明の第１の実施例を説明するためのウェ
ーハ洗浄装置の構成図、図２は金属不純物感知システム
と洗浄方法のフローチャート、図３はウェーハ洗浄前後
の過酸化水素濃度の金属不純物混入の有無による差を表
したグラフである。
【００１２】図１を参照するとウェット装置内に設置さ
れた洗浄槽１には、洗浄液を循環するための配管３、ポ
ンプ４、フィルター５がとりつけられている。また、配
管３にはＡＰＭ２中の過酸化水素濃度を測定するため
の、濃度計６を取り付けてあり、濃度計６から得られた
情報は、メモリ、比較回路、ＣＰＵ等のデバイスから成
る制御部７に送られる。制御部７にはあらかじめ過酸化
水素濃度の下限のデータ（判定値）が記憶させてあり、
濃度計６からの情報はこの下限データと比較解析され、
その結果は表示板１７やウェーハキャリア搬送系駆動部
１５に送られ、駆動部１５を制御できる構成になってい
る。
れた洗浄槽１には、洗浄液を循環するための配管３、ポ
ンプ４、フィルター５がとりつけられている。また、配
管３にはＡＰＭ２中の過酸化水素濃度を測定するため
の、濃度計６を取り付けてあり、濃度計６から得られた
情報は、メモリ、比較回路、ＣＰＵ等のデバイスから成
る制御部７に送られる。制御部７にはあらかじめ過酸化
水素濃度の下限のデータ（判定値）が記憶させてあり、
濃度計６からの情報はこの下限データと比較解析され、
その結果は表示板１７やウェーハキャリア搬送系駆動部
１５に送られ、駆動部１５を制御できる構成になってい
る。
【００１３】次に、第１の実施例における洗浄装置での
ウェーハ洗浄方法と金属不純物混入時の対処方法を、図
２及び図３を用いて説明する。この実施例では洗浄液と
してＡＰＭを、洗浄液中に混入する金属不純物を鉄とし
て説明する。また、ＡＰＭ中の過酸化水素の濃度はウェ
ーハの洗浄処理においては、通常４〜６％の範囲で使用
されている為、過酸化水素の濃度を５％として説明す
る。
ウェーハ洗浄方法と金属不純物混入時の対処方法を、図
２及び図３を用いて説明する。この実施例では洗浄液と
してＡＰＭを、洗浄液中に混入する金属不純物を鉄とし
て説明する。また、ＡＰＭ中の過酸化水素の濃度はウェ
ーハの洗浄処理においては、通常４〜６％の範囲で使用
されている為、過酸化水素の濃度を５％として説明す
る。
【００１４】通常の状態、つまり多量の金属不純物が混
入していない場合はウェーハ洗浄後のＡＰＭ液２中の過
酸化水素の濃度減少は図３に示すように最大で０．３重
量％程度である（ウェーハ洗浄前のＡＰＭ２中の過酸化
水素濃度を５重量％とする。つまり通常のＡＰＭ２中の
過酸化水素濃度は最大で４．７重量％まで減少する）。
この濃度変化は半導体ウェーハとの反応、大気中放置等
によるものであり、一定間隔で新しい過酸化水素を補充
することによって、洗浄槽１内での濃度変化を抑えてい
る。異常時、つまり鉄が多量に液中に混入した場合はＡ
ＰＭ２中の過酸化水素の濃度の減少度は大きくなる。例
えば多量の鉄が裏面に付着したウェーハをＡＰＭ２中に
入れ、１ｐｐｂの鉄がＡＰＭ２中に溶け込んだ場合につ
いて説明する。１ｐｐｂの鉄が混入した場合、ウェーハ
洗浄後のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度は図３に示すよ
うに０．５重量％減少し、４．５重量％となる。制御部
７に記憶させる金属不純物混入の判定値（下限値）は通
常時の過酸化水素の濃度の最大減少量つまり４．７重量
％とし、これより低くなった時点で制御部７が金属不純
物が混入したと判断してウェーハキャリア搬送系駆動部
１５の動作を停止させ、洗浄槽１にウェーハが入らない
ようにし、同時に過酸化水素濃度表示板１７に濃度と共
に異常を知らせるメッセージを表示させる。実施例の場
合は明らかに判定値を超えているため、次のウェーハの
洗浄処理を禁止し、金属不純物が混入したＡＰＭ２の廃
液、洗浄槽１の洗浄、洗浄槽１への新しいＡＰＭ２の給
液を行う。そして、新しいＡＰＭ２の給液が終了した時
点で次のウェーハの洗浄作業禁止を解除し、新しいＡＰ
Ｍ２でウェーハの洗浄作業を開始する。
入していない場合はウェーハ洗浄後のＡＰＭ液２中の過
酸化水素の濃度減少は図３に示すように最大で０．３重
量％程度である（ウェーハ洗浄前のＡＰＭ２中の過酸化
水素濃度を５重量％とする。つまり通常のＡＰＭ２中の
過酸化水素濃度は最大で４．７重量％まで減少する）。
この濃度変化は半導体ウェーハとの反応、大気中放置等
によるものであり、一定間隔で新しい過酸化水素を補充
することによって、洗浄槽１内での濃度変化を抑えてい
る。異常時、つまり鉄が多量に液中に混入した場合はＡ
ＰＭ２中の過酸化水素の濃度の減少度は大きくなる。例
えば多量の鉄が裏面に付着したウェーハをＡＰＭ２中に
入れ、１ｐｐｂの鉄がＡＰＭ２中に溶け込んだ場合につ
いて説明する。１ｐｐｂの鉄が混入した場合、ウェーハ
洗浄後のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度は図３に示すよ
うに０．５重量％減少し、４．５重量％となる。制御部
７に記憶させる金属不純物混入の判定値（下限値）は通
常時の過酸化水素の濃度の最大減少量つまり４．７重量
％とし、これより低くなった時点で制御部７が金属不純
物が混入したと判断してウェーハキャリア搬送系駆動部
１５の動作を停止させ、洗浄槽１にウェーハが入らない
ようにし、同時に過酸化水素濃度表示板１７に濃度と共
に異常を知らせるメッセージを表示させる。実施例の場
合は明らかに判定値を超えているため、次のウェーハの
洗浄処理を禁止し、金属不純物が混入したＡＰＭ２の廃
液、洗浄槽１の洗浄、洗浄槽１への新しいＡＰＭ２の給
液を行う。そして、新しいＡＰＭ２の給液が終了した時
点で次のウェーハの洗浄作業禁止を解除し、新しいＡＰ
Ｍ２でウェーハの洗浄作業を開始する。
【００１５】図４は本発明の第２の実施例を説明するた
めの枚葉式のウェーハ洗浄装置の構成図、図５は金属不
純物感知システムと洗浄方法のフローチャート、図６は
ウェーハ洗浄前後のＡＰＭ中の過酸化水素の濃度の金属
不純物（鉄）の有無による差を表したグラフである。
めの枚葉式のウェーハ洗浄装置の構成図、図５は金属不
純物感知システムと洗浄方法のフローチャート、図６は
ウェーハ洗浄前後のＡＰＭ中の過酸化水素の濃度の金属
不純物（鉄）の有無による差を表したグラフである。
【００１６】洗浄チャンバー１０にはウェーハ２を保持
・回転するための吸着盤１４とウェーハ８に洗浄液２を
吐出するためのノズル１１が取り付けられている。洗浄
液２は新液貯液槽１２で所望の混合比に調整され、ポン
プ４によりノズル１１に送られる。ウェーハ洗浄に用い
られた洗浄液２は旧液貯液槽１３に回収され、再び洗浄
液として利用される。また新液貯液槽１２と旧液貯液槽
１３には過酸化水素濃度計７が取り付けられており、新
液中及び使用済み液中の過酸化水素の濃度を測定し、そ
のデータをメモリ、ＣＰＵ等から成る制御部７に送られ
る。そしてあらかじめ記憶された下限データ（判定値）
と比較解析され、その結果は表示板１７やウェーハ搬送
系駆動部１６に送られ、駆動部１６を制御できる構成に
なっている。
・回転するための吸着盤１４とウェーハ８に洗浄液２を
吐出するためのノズル１１が取り付けられている。洗浄
液２は新液貯液槽１２で所望の混合比に調整され、ポン
プ４によりノズル１１に送られる。ウェーハ洗浄に用い
られた洗浄液２は旧液貯液槽１３に回収され、再び洗浄
液として利用される。また新液貯液槽１２と旧液貯液槽
１３には過酸化水素濃度計７が取り付けられており、新
液中及び使用済み液中の過酸化水素の濃度を測定し、そ
のデータをメモリ、ＣＰＵ等から成る制御部７に送られ
る。そしてあらかじめ記憶された下限データ（判定値）
と比較解析され、その結果は表示板１７やウェーハ搬送
系駆動部１６に送られ、駆動部１６を制御できる構成に
なっている。
【００１７】次に、この第２の実施例における枚葉式洗
浄装置でのウェーハ洗浄方法と金属不純物混入時の対処
方法を図４〜図６を用いて説明する。この第２の実施例
では第１の実施例と同様、洗浄液としてＡＰＭを又洗浄
液中に混入する金属不純物を鉄とし、過酸化水素の濃度
を５％として説明する。
浄装置でのウェーハ洗浄方法と金属不純物混入時の対処
方法を図４〜図６を用いて説明する。この第２の実施例
では第１の実施例と同様、洗浄液としてＡＰＭを又洗浄
液中に混入する金属不純物を鉄とし、過酸化水素の濃度
を５％として説明する。
【００１８】洗浄を行うウェーハ８を吸着盤１４に吸着
させ、洗浄チャンバー１０内を密閉する。洗浄チャンパ
ー１０内の密閉が完了した時点で新液貯液槽１２に保管
されているＡＰＭをノズル１１に送り、ウェーハ８上に
吐出させる。この時ウェーハ８は回転しており、ＡＰＭ
２がウェーハ８の表面に均一にかかるようになってい
る。ウェーハ８表面に吐出したＡＰＭ２はウェーハ８を
洗浄した後、旧液貯液槽１３に集められる。そして旧液
貯液槽１３に集められたＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度
は、過酸化水素濃度計６によって判定され、新液中の過
酸化水素の濃度との差が許容以内であれば旧液貯液槽１
３に過酸化水素を供給し、所望の過酸化水素濃度となる
ように調整する。そして再び洗浄液として使用される。
また、ＡＰＭ２による洗浄を終了したウェーハ８は純水
の吐出によりリンスされる。更に場合によってはその後
にＨＰＭ，ＤＨＦ，ＳＰＭ，ＦＰＭ等での洗浄作業が連
続して行われる。
させ、洗浄チャンバー１０内を密閉する。洗浄チャンパ
ー１０内の密閉が完了した時点で新液貯液槽１２に保管
されているＡＰＭをノズル１１に送り、ウェーハ８上に
吐出させる。この時ウェーハ８は回転しており、ＡＰＭ
２がウェーハ８の表面に均一にかかるようになってい
る。ウェーハ８表面に吐出したＡＰＭ２はウェーハ８を
洗浄した後、旧液貯液槽１３に集められる。そして旧液
貯液槽１３に集められたＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度
は、過酸化水素濃度計６によって判定され、新液中の過
酸化水素の濃度との差が許容以内であれば旧液貯液槽１
３に過酸化水素を供給し、所望の過酸化水素濃度となる
ように調整する。そして再び洗浄液として使用される。
また、ＡＰＭ２による洗浄を終了したウェーハ８は純水
の吐出によりリンスされる。更に場合によってはその後
にＨＰＭ，ＤＨＦ，ＳＰＭ，ＦＰＭ等での洗浄作業が連
続して行われる。
【００１９】第１の実施例と同様に通常の状態、つまり
多量の金属不純物が混入していない場合は洗浄処理使用
前後のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度の変化は、ウェー
ハ表面との反応による濃度減少等によるもので、図６に
示すように、最大で０．１重量％程度である（未使用の
ＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度は５重量％、つまり通常
時のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度は最大で４．９重量
％まで減少する）。しかし異常時、つまり洗浄処理使用
後のＡＰＭ２に多量の鉄が混入した場合には、洗浄処理
使用前後のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度の差は通常時
と比較して大きくなる。
多量の金属不純物が混入していない場合は洗浄処理使用
前後のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度の変化は、ウェー
ハ表面との反応による濃度減少等によるもので、図６に
示すように、最大で０．１重量％程度である（未使用の
ＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度は５重量％、つまり通常
時のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度は最大で４．９重量
％まで減少する）。しかし異常時、つまり洗浄処理使用
後のＡＰＭ２に多量の鉄が混入した場合には、洗浄処理
使用前後のＡＰＭ２中の過酸化水素の濃度の差は通常時
と比較して大きくなる。
【００２０】例えば多量の鉄が付着したウェーハを洗浄
チャンバー１０内で洗浄し、洗浄処理使用後のＡＰＭ２
中に１ｐｐｂ程度の鉄が混入した場合、洗浄処理使用前
後のＡＰＭ２の濃度変化は図６に示したように０．５重
量％となる。金属不純物混入の判定値は通常時の過酸化
水素の濃度の最大減少量、つまり４．９重量％としてあ
り、これより低くなった時点で金属不純物が混入したと
判断し、ウェーハ搬送系駆動部１６の動作を停止させ、
洗浄チャンバー１０内にウェーハ８が入らないように
し、同時に過酸化水素表示板１７に濃度と共に異常を知
らせるメッセージを表示させる。１ｐｐｂの鉄が混入し
たこの第２の実施例の場合は明らかに判定値を超えてい
るため、次のウェーハ８の洗浄作業を禁止し、旧液貯液
槽１３に貯められている鉄が混入したＡＰＭ２を廃液、
チャンバー１０、旧液回収系配管及び旧液貯液槽１３の
洗浄を行う。そして洗浄装置の洗浄が終了した時点で、
ウェーハ８の洗浄作業禁止を解除し、新しいＡＰＭ２で
ウェーハ８の洗浄作業を行う。
チャンバー１０内で洗浄し、洗浄処理使用後のＡＰＭ２
中に１ｐｐｂ程度の鉄が混入した場合、洗浄処理使用前
後のＡＰＭ２の濃度変化は図６に示したように０．５重
量％となる。金属不純物混入の判定値は通常時の過酸化
水素の濃度の最大減少量、つまり４．９重量％としてあ
り、これより低くなった時点で金属不純物が混入したと
判断し、ウェーハ搬送系駆動部１６の動作を停止させ、
洗浄チャンバー１０内にウェーハ８が入らないように
し、同時に過酸化水素表示板１７に濃度と共に異常を知
らせるメッセージを表示させる。１ｐｐｂの鉄が混入し
たこの第２の実施例の場合は明らかに判定値を超えてい
るため、次のウェーハ８の洗浄作業を禁止し、旧液貯液
槽１３に貯められている鉄が混入したＡＰＭ２を廃液、
チャンバー１０、旧液回収系配管及び旧液貯液槽１３の
洗浄を行う。そして洗浄装置の洗浄が終了した時点で、
ウェーハ８の洗浄作業禁止を解除し、新しいＡＰＭ２で
ウェーハ８の洗浄作業を行う。
【００２１】上記第１及び第２の実施例では洗浄液中に
混入する金属不純物として鉄を例に挙げたが、鉄の場合
には特に過酸化水素との反応が激しく過酸化水素の濃度
減少も顕著である。しかし、鉄以外の金属不純物の中に
は多量に混入されても鉄のように激しい過酸化水素分解
反応を示さない金属不純物もあるため、半導体素子に悪
影響を及ぼす金属不純物全般を考慮して、第１及び第２
の実施例のように、通常時の最大変化量を上回った時点
で金属不純物混入と判断するのが望ましい。
混入する金属不純物として鉄を例に挙げたが、鉄の場合
には特に過酸化水素との反応が激しく過酸化水素の濃度
減少も顕著である。しかし、鉄以外の金属不純物の中に
は多量に混入されても鉄のように激しい過酸化水素分解
反応を示さない金属不純物もあるため、半導体素子に悪
影響を及ぼす金属不純物全般を考慮して、第１及び第２
の実施例のように、通常時の最大変化量を上回った時点
で金属不純物混入と判断するのが望ましい。
【００２２】また、上記実施例では、ＡＰＭを用いた場
合について説明したが、ＨＰＭやＦＰＭを用いた場合で
も同様の効果が得られる。またＡＰＭ中の過酸化水素の
濃度を５％として説明したが、第１の実施例において説
明したように、半導体ウェーハのウェット処理において
は、過酸化水素の濃度は通常４〜６％で使用されてお
り、５％以外の濃度で洗浄処理を行う際には、金属不純
物が混入していない場合の過酸化水素濃度の減少量を予
め把握しておいて、その濃度を超えた際に制御部７がウ
ェーハキャリア搬送系駆動部１５及びウェーハ搬送系駆
動部１６の動作を停止するように設定すれば良い。
合について説明したが、ＨＰＭやＦＰＭを用いた場合で
も同様の効果が得られる。またＡＰＭ中の過酸化水素の
濃度を５％として説明したが、第１の実施例において説
明したように、半導体ウェーハのウェット処理において
は、過酸化水素の濃度は通常４〜６％で使用されてお
り、５％以外の濃度で洗浄処理を行う際には、金属不純
物が混入していない場合の過酸化水素濃度の減少量を予
め把握しておいて、その濃度を超えた際に制御部７がウ
ェーハキャリア搬送系駆動部１５及びウェーハ搬送系駆
動部１６の動作を停止するように設定すれば良い。
【００２３】更に、上記実施例では、金属不純物混入時
の洗浄処理作業の停止を制御部７が自動的に行うような
方法で説明したが、制御部７は過酸化水素濃度の表示及
び警告音等により異常を知らせ、ウェット処理作業の停
止は作業者が行うといった人為的な方法にしても良い。
更に過酸化水素の濃度判定を作業者が行ない洗浄の可否
を決めてもよい。
の洗浄処理作業の停止を制御部７が自動的に行うような
方法で説明したが、制御部７は過酸化水素濃度の表示及
び警告音等により異常を知らせ、ウェット処理作業の停
止は作業者が行うといった人為的な方法にしても良い。
更に過酸化水素の濃度判定を作業者が行ない洗浄の可否
を決めてもよい。
【００２４】このように第１及び第２の実施例では、金
属不純物が多量に付着したウェーハを洗浄したことなど
により洗浄液に多量の金属不純物が混入した場合に、次
に洗浄を行うウェーハが金属不純物汚染されるのを防止
できるため、半導体製造工程における拡散歩留まりの低
下を抑制することができる。
属不純物が多量に付着したウェーハを洗浄したことなど
により洗浄液に多量の金属不純物が混入した場合に、次
に洗浄を行うウェーハが金属不純物汚染されるのを防止
できるため、半導体製造工程における拡散歩留まりの低
下を抑制することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウェーハ
洗浄装置に過酸化水素の濃度を測定する濃度計と、この
濃度計からの測定データとあらかじめ記憶させた判定デ
ータとを比較解析しウェーハの洗浄の可否の信号を表示
系又はウェーハ搬送系へ送出する制御部を設けることに
より、洗浄液への金属不純物混入が時間をかけずに感知
できるので、金属不純物が混入した洗浄液で処理するこ
とによるウェーハの金属不純物汚染が防止でき、半導体
製造プロセスの拡散歩留まりの低下を抑制することがで
きる。
洗浄装置に過酸化水素の濃度を測定する濃度計と、この
濃度計からの測定データとあらかじめ記憶させた判定デ
ータとを比較解析しウェーハの洗浄の可否の信号を表示
系又はウェーハ搬送系へ送出する制御部を設けることに
より、洗浄液への金属不純物混入が時間をかけずに感知
できるので、金属不純物が混入した洗浄液で処理するこ
とによるウェーハの金属不純物汚染が防止でき、半導体
製造プロセスの拡散歩留まりの低下を抑制することがで
きる。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するためのウェー
ハ洗浄装置の構成図。
ハ洗浄装置の構成図。
【図２】第１の実施例を説明するための処理フローチャ
ート。
ート。
【図３】第１の実施例を説明するためのＡＰＭ中の過酸
化水素の濃度の経時変化を示すグラフ。
化水素の濃度の経時変化を示すグラフ。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するための枚葉式
のウェーハ洗浄装置の構成図。
のウェーハ洗浄装置の構成図。
【図５】第２の実施例を説明するための処理フローチャ
ート。
ート。
【図６】第２の実施例を説明するためのＡＰＭ洗浄処理
使用前後の過酸化水素の濃度の変化を示すグラフ。
使用前後の過酸化水素の濃度の変化を示すグラフ。
【図７】ＡＰＭ中の鉄の濃度とそのＡＰＭで洗浄を行っ
たウェーハに付着する鉄の表面不純物濃度との相関を示
したグラフ。
たウェーハに付着する鉄の表面不純物濃度との相関を示
したグラフ。
【図８】ウェーハ表面金属不純物濃度とゲート酸化膜耐
圧良品率との関係を示す図。
圧良品率との関係を示す図。
【図９】従来例を用いた場合の洗浄工程における金属不
純物汚染の評価フローチャート。
純物汚染の評価フローチャート。
１ 洗浄槽 ２ 洗浄液（ＡＰＭ） ３ 洗浄液循環用配管 ４ ポンプ ５ フィルタ ６ 過酸化水素濃度計 ７ 制御部 ８ ウェーハ ９ ウェーハキャリア １０ 洗浄チャンバー １１ ノズル １２ 新液貯液槽 １３ 旧液貯液槽 １４ 吸着盤 １５ ウェーハキャリア搬送系駆動部 １６ ウェーハ搬送系駆動部 １７ 過酸化水素濃度表示板
Claims (6)
- 【請求項１】 過酸化水素を含む洗浄液で半導体ウェー
ハを洗浄するウェーハ洗浄装置において、前記洗浄液中
の過酸化水素の濃度を測定する濃度計と、この濃度計か
ら送出された測定データとあらかじめ記憶させた判定デ
ータとを比較解析しウェーハの洗浄の可否の信号を表示
系又はウェーハ搬送系へ送出する制御部とを設けたこと
を特徴とするウェーハ洗浄装置。 - 【請求項２】 過酸化水素を含む洗浄液を用いるウェー
ハの洗浄方法において、前記洗浄液中の過酸化水素の濃
度を測定しウェーハ洗浄前後の過酸化水素の変化量から
金属不純物の混入量を判定しウェーハ洗浄の可否を決め
ることを特徴とするウェーハの洗浄方法。 - 【請求項３】 洗浄液が水酸化アンモニウム、過酸化水
素及び水の混合液である請求項１記載のウェーハ洗浄装
置又は請求項２記載のウェーハの洗浄方法。 - 【請求項４】 洗浄液が塩酸、過酸化水素及び水との混
合液である請求項１記載のウェーハの洗浄装置又は請求
項２記載のウェーハの洗浄方法。 - 【請求項５】 洗浄液が硫酸、過酸化水素及び水との混
合液である請求項１記載のウェーハの洗浄装置又は請求
項２記載のウェーハの洗浄方法。 - 【請求項６】 洗浄液がフッ酸、過酸化水素及び水との
混合液である請求項１記載のウェーハの洗浄装置又は請
求項２記載のウェーハの洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4018195A JP2663899B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | ウェーハ洗浄装置及びウェーハの洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4018195A JP2663899B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | ウェーハ洗浄装置及びウェーハの洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236494A JPH08236494A (ja) | 1996-09-13 |
| JP2663899B2 true JP2663899B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=12573619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4018195A Expired - Fee Related JP2663899B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | ウェーハ洗浄装置及びウェーハの洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663899B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3358604B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2002-12-24 | 日本電気株式会社 | 白金族不純物回収液及びその回収方法 |
| TW200303581A (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-01 | Tech Ltd A | Method and apparatus for cleaning and drying semiconductor wafer |
| CN100429742C (zh) * | 2005-06-21 | 2008-10-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体制造工艺中更换清洗剂的方法 |
| WO2014051145A1 (ja) * | 2012-09-29 | 2014-04-03 | Hoya株式会社 | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法、並びに磁気ディスク用ガラス基板の洗浄液 |
| CN112687574B (zh) * | 2019-10-17 | 2023-03-24 | 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 | 晶圆清洗状态的监测***及监测方法 |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP4018195A patent/JP2663899B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08236494A (ja) | 1996-09-13 |
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