JPH0344927A - 半導体基板の洗浄方法およびそれに用いる洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野〕 この発明は凹部が形成された半導体基板を洗浄する半導
体基板の洗浄方法およびそれに用いる洗浄装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

近年、半道体集積回路の高集積化、微細化ｌこ伴い、半
導体基板（以下、単にウェハと称す）上に形成される回
路パターンも微細化され、その構造も複雑になってきて
いる。このため、ウニノー上ｆｃ凹部を形成し、その部
分に素子を形成するといった技術が採用されている。

また、高集積化、微細化が進むにつれて従来、問題をこ
ならなかったウェハ上の付着異物等も特性上、大きな問
題として顕在化するようになった。

そのため、それらは洗浄処理によって確実に取り除かれ
ねばならない。前記凹部を形成する際のエンジング後の
処理、あるいはウェハ上に形成された酸化物の除去処理
等において洗浄処理が行われる。

第４図はこの種の従来の洗浄処理が行われる洗浄装置の
概略構成を示す図である。図において、（１）は洗浄が
行われる洗浄槽、（３）は洗浄槽（１）内に供給された
洗浄液、（４）は洗浄液（３）に浸漬処理されるウェハ
、０１）は洗浄槽（１）内に設けられウエノ・（４）を
載置させるウェハ支持台である。

次に、このようにして構成される洗浄装置による洗浄方
法を説明する。まず、洗浄槽Ｃ１）内に洗浄液（３）が
供給され、洗浄槽（１）の所定高さの状態まで洗浄液（
３）で満たす。この後、ウエノ（４）を洗浄槽（１）内
ｌこ移送し、ウェハ支持台０υ上に載置する０このよう
に洗浄液（３）中に浸漬させてウエノ（４）の処理を行
う。このとき、洗浄液（３）は、通常、循環されるよう
になされる。このようにしてウエノ・（４）の洗浄が行
われるが、第５図に示すようにウェハ（４）には凹部で
あるトレンチ（５）が形成されている。このトレンチ（
５）は１例えば、開口の平面寸法が１μｍ×１μｍで、
深さ寸法が５μｍ程度に形成されたものである。

ウェハ（４）の主面部は勿論、このトレンチ（５）内に
わたり、洗浄が行われる必要がある。

ところで、前記循環による洗浄方法のほかに、ウェハ（
４）の洗浄方法として、より洗浄効率を高めるために、
洗浄液（３）およびウエノ）（４）に超音波を加えたり
、また洗浄液（３）を加圧したりする洗浄方法も用いら
れている。さらにウェハ支持台０１）上にウェハ（４）
を載置させた後、洗浄槽（１）内に減圧し、その状態で
洗浄液（３）を供給してウェハ（４）を洗浄する方法も
用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の洗浄方法は以上のようであり、ウェハ（４）上に
形成された開口の平面寸法がｌμｒｎＸ１μｍで、深さ
寸法が５μｍという微細なトレンチ（５）内の洗浄が完
全に行われないものであった。

すなわち、第５図に示すようｔこ、トレンチ（５）が形
成されたウェハ（４）に洗浄液（３）を供給しても、ト
レンチ（５）内には気体（６）が残留し、洗浄液（３）
がトレンチ（５）内の全面昏こゆきわたらない。

これは、トレンチ（５）の開口幅寸法が極めて小さなた
めに洗浄液（３）がその表面張力ｌこまり、トレンチ（
５）内に侵入されに＜＜、超音波方法、加圧、減圧方法
等の洗浄方法ではトレンチ（５）内の残留気体（６）と
洗浄液（３）とを置換えさせることが困難だからである
。このため、従来の洗浄方法ではトレンチ（５）内の底
部にわたり洗浄が行われず、異物を完全に除去すること
が出来ず、それらが残存し、信頼性の損われたものにな
ってしまうという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ウェハ上に形成された凹部内に洗浄液がゆき
わたるようにしてなされ、好適な洗浄が行われて品質の
向上が図られるウエノ・の洗浄方法およびそれに用いる
洗浄装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体基板の洗浄方法は、基板が収容さ
れる処理槽内を減圧状態にし、処理槽内に洗浄液を供給
して凹部が形成された前記基板が洗浄液に浸漬されるよ
うにして、これらに超音波振動処理を加えて凹部に残留
する気体を排出させることにより洗浄を行うようにした
ものである。

また、この発明に係る半導体基板の洗浄装置は、基板が
収容されるべき密閉可能な処理槽と、この処理槽内に洗
浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記処理槽内に設け
られ、前記洗浄液に超音波振動を与える超音波発生手段
と、前記処理槽内を減圧あるいは加圧状態に調整する減
圧、加圧手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明において、処理槽を減圧、加圧手段ｌこより、
減圧状態ｌこして洗浄液供給手段から洗浄液を供給する
ことにより、基板上に形成された凹部の底部近傍に洗浄
液が行くようＥこなる。さらに、その状態で超音波発生
手段を動作させて、洗浄液を介して基板に超音波処理が
加えられるため、凹部の底部に残留する気体が気泡とな
って洗浄液中あるいは処理槽内の所定空間部に放出され
、凹部内の全面にわたり洗浄液が行き渡るようｌこなる
。

このようにして凹部内が洗浄液により所望状態に洗浄す
ることができるようＥこなる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図ｆごついて説明する。

第１図はこの発明の一実施例の洗浄装置の概略構或を示
す図である。図において、Ｈは洗浄槽、０υは洗浄槽Ｃ
１ｆ）の底部に設けられたウェハ支持台、０４は洗浄槽
ＯＧの側部に開閉自在で、水密可能に形成された搬出入
ドア、　０３はウェハ支持台Ｑυと対向して洗浄槽α０
の上部に設けられた超音波振動子（以下、振動子と称す
）である。α力は先端部が洗浄槽Ｑｌの上部より挿通さ
れた洗浄液供給管、００は洗浄液供給管α４の４！、路
に設けられたパルプ、ａ傍は先端部が洗浄槽（１１の上
部より挿通され、洗浄液供給管Ｃ１，４＋と対向して設
けられた減圧、加圧部である。α力は洗浄槽αＯの底部
に設けられた排液管、（至）は排液管α力の経路に設け
られた排液パルプである。

次に、このように構成される洗浄装置を用いてウェハ（
４）を洗浄する方法について説明する。

まず、搬出入ドア０４を開状態ｌζし、処理槽０内にウ
ェハ（４）を移送し、ウェハ支持台０υにウェハ（４）
を載置する。このウェハ（４）にはトレンチ（５）が形
成されており、ウェハ兜持台ａυ上では、トレンチ（５
）が形成された主面側が上側になるようにウニ／へ（２
）が載置される。搬出入ドアａのを開状態にした後、減
圧加圧部αＧを作動させ、処理槽（ＩＩ内を所定圧に減
圧する。このとき、パルプ（至）、排液バルブ□□□は
閉状態となされている。この後、パルプ−を開き、洗浄
液供給管０４より洗浄液（３）１例えば純水を処理槽Ｑ
ｌ内に供給する。この洗浄液（３）は第２図に示すよう
に、振動子（至）の一部が浸漬される程度まで供給され
、そこでバルブａ篩が閉状態となる。続いて減圧、加圧
部００を作動させ、処理槽ａ０内を大気圧まで戻す。こ
れにより処理槽Ｈ内の空間部が減圧から加圧される状態
になって洗浄液（３）がトレンチ（５）内に入り込む。

このとき、減圧、加圧部Ωｅを作動させ、処理槽（１１
内を１０　ｍＨｇ　−Ｗｏｏ　ＢＨｇに減圧し、大気圧
（７６０ｗＨｇ）に戻すとトレンチ（５）＆こおいて開
口の平面寸法が１μｍＸ１μｍで、深さが５μｍの場合
では、残留気体（６）はトレンチ（５）の底面から約０
．０６〜０．６μｍの高さまでの容積を占めている。

この状態では、従来例に比べて残留気体（６）の容積は
約＋／８（’）　〜】／８程度となる。（第３図（ａ）
　）　。

次に、振動子０３を周波数７５ｋＨ２、出力ｎ、　２　
ｗ／ｄで作動させる。これにより、洗浄液（３）内にキ
ャビテーション四が発生する。キャビテーションａ９が
消滅するときの衝撃波によりトレンチ（５）内の残留気
体（６）が、順次、洗浄液（３）中に***し、飛散、拡
散が起こる。（第３図（ｂ））。

キャビテーション枢発生後、約２〜３分経過するとトレ
ンチ（５）内の気体（６）は消滅する。この超音波処理
を続け、所定時間、例えば１０分間行うことにまり、ト
レンチ（５）内の側壁及び底面に付着した異物がトレン
チ（５）外に拡散され、充分洗浄される。

（第３図（Ｃ））。

この後、排液パルプロが開状態となり、排液管α力から
洗浄液（３）が排液される○ウェハ（４）を搬出入ドア
０２より洗浄槽ｕＯ外に移送し、乾燥装置によりウェー
・（４）を乾燥させる。

このようにウェハ（４）の洗浄処理を行えば、ウェハ（
４）上に形成されたトレンチ（５）内には付着した異物
の除去が効果的に行われる。このようにして洗浄処理さ
れることにより品質の向上が図られたものを得ることが
できる。

なお、上記実施例では洗浄槽ＱＯ内を減圧し、洗浄液（
３）を供給後、大気圧１こまで戻しだが、洗浄槽ａＯ内
ｌこ減圧し、洗浄液（３）を供給後も加圧せず減圧状態
のままであってもトレンチ（５）内の残留気体（６）の
容積は、従来方法に比べて十分小さくなる。また、洗浄
槽ｑＯ内を減圧し、洗浄液（３）供給後、大気圧以上に
加圧すればトレンチ（５）内の残留気体（６）は、洗浄
液（３）供給後、大気圧にまで戻した場合に比べて、そ
の容積をさらに小さくすることが可能である。これらい
ずれであっても上記一実施例と同様の効果を奏するもの
である。

また、上記一実施例では凹部が開口寸法１μｍ×１μｍ
、深さ５μｍ８度のものについて説明したが、開口寸法
がさらに小さく、深さがさらに大きな寸法のものについ
ても適用され、上記と同様の効果が得られることは言う
までもない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明Ｉこよれば、基板が収容される処
理槽内が減圧状態となされ、洗浄液を供給して基板が浸
漬されるよう４こし、この状態で超音波振動処理が加え
られるような洗浄方法としたので、基板上に形成された
凹部が充分に洗浄され、品質向上が図られたものを得る
ことができる。

また、基板が収容されるべき処理槽に洗浄液を供給する
洗浄液供給手段を、超音波振動を与える超音波発生手段
と、処理槽内を減圧あるいは加圧状態に調整する減圧、
加圧手段とを備える洗浄装置としたので好適な洗浄が行
われて品質向上を図ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の洗浄装置の概略構成を示
す断面図、第２図は第１図１こ示す洗浄装置を用いて基
板を洗浄する状態を示す断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）
はこの発明の洗浄方法により基板の要部であるトレンチ
部が洗浄される過程を示す要部断面図、第４図は従来の
洗浄装置を用いて基板を洗浄する状態を示す断面図、第
５図は第４図１こ示すものにより基板のトレンチ部が洗
浄される状態を示す要部断面図である。 図において、（３）は洗浄液、（４）はウニノー　、　
（５）はトレンチ、（６）は残留気体、（１Ｇは洗浄槽
、（ハ）は振動子、０４は洗浄液供給管、αＧは減圧、
加圧部、ｎｇはキャビテーショ／である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板が収容される処理槽内を減圧状態にし
   、処理槽内に洗浄液を供給して凹部が形成された前記基
   板が洗浄液に浸漬されるようにして、これらに超音波振
   動処理を加えて凹部に残留する気体を排出させることに
   より洗浄が行われるようにした半導体基板の洗浄方法。
2. （２）半導体基板が収容されるべき密閉可能な処理槽と
   、この処理槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
   前記処理槽内に設けられ、前記洗浄液に超音波振動を与
   える超音波発生手段と、前記処理槽内を減圧あるいは加
   圧状態に調整する減圧加圧手段とを備えた半導体基板の
   洗浄装置。