JPH04115529A - 洗浄方法及び洗浄装置 - 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】 〔概　要〕 洗浄方法及び洗浄装置に係り、特に、主面をほぼ垂直に
し該主面が重なる方向に間隔をおいて並列に配列した複
数の薄板状体を洗浄槽内の洗浄液に埋没浸漬して行われ
る、該薄板状体例えば半導体ウェーハの洗浄に関し、 洗浄槽から洗浄液をオーバーフローさせながら行うもの
として、洗浄液の供給流量を大きくしなくとも、洗浄液
中の渦の発生や洗浄液表面に浮上した異物の停滞が生じ
ないようにさせることを目的とし、 端部開口から液を吸入する吸液管または端部開口から液
を流出する給液管の該開口を下向きにして洗浄槽内の洗
浄液の液中表面近傍に配置して、該吸液管により該洗浄
液の一部を排出する、または該給液管から該洗浄液中に
該洗浄液と同質の洗浄液を流出するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、洗浄方法及び洗浄装置に係り、特に、主面を
ほぼ垂直にし該主面が重なる方向に間隔をおいて並列に
配列した複数の薄板状体を洗浄槽内の洗浄液に埋没浸漬
して行われる、該薄板状体例えば半導体ウェーハの洗浄
に関する。

半導体装置の製造では半導体ウェーハの洗浄工程があり
、その洗浄は、工程単価削減のため２０〜３０枚のウェ
ーハをキャリアと称する枠状保持具で上記配列に保持し
、キャリアと共に洗浄槽内の洗浄液に埋没浸漬して行う
。そして、洗浄液には、表面酸化膜を除去するＨＦ／Ｈ
２Ｏなどの薬液やその薬液を除去する純粋水（純水）が
用いられる。何れの場合も除去対象物かむらな（除去さ
れ且つ表面に塵のような異物が付着しないようにするこ
とが重要である。

〔従来の技術〕

第３図は上述した洗浄を行う装置従来例の模式断面図で
ある。

同図において、■は洗浄槽であり、洗浄槽ｌは、底面に
設けた流入穴１ａを通して洗浄液２が下側から連続的に
供給されて上側でオーバーフローし、内部の洗浄液２に
半導体ウェーハＷを埋没浸漬させる。ウェーハＷは、先
に述べたように、複数のものが主面をほぼ垂直にし該主
面が重なる方向に間隔をおいて並列に配列した状態にキ
ャリアで保持されて、キャリアと共に浸漬される。ここ
ではキャリアの図示を省略しである。

この洗浄では、ウェーハＷ相互の間やウェーハＷ群の外
側を下から上に向かって連続的に通り抜ける洗浄液２が
、ウェーハＷの表面を撫でて洗浄効果を発揮する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このやり方の洗浄では、ウェーハＷが時
流に従って大型になると、洗浄槽１が大きくなって洗浄
液２か相対的にウェーハＷ群の外側を多く流れるように
なり、第３図に示すように、洗浄液２の内部で渦２ａが
また洗浄液２の表面で淀み２ｂが発生する。

この渦２ａは洗浄にむらを生じさせる。また、淀み２ｂ
は、ウェーハＷに付着していたりウェーハＷとキャリア
との擦れなどによって発生したりして浮上した塵状の異
物りを呼び込んで、異物りが洗浄液２のオーバーフロー
と共に流出するのを阻害する。そして、洗浄液２の表面
に浮いて停滞した異物りは、ウェーハＷを洗浄液２から
引き上げる際にウェーハＷに付着して、洗浄結果の品質
を劣化させる。

このような洗浄のむらや異物りの付着を防止するために
は、渦２ａの発生や浮上した異物りの停滞が生じないよ
うに洗浄槽Ｉに供給する洗浄液２の流量を増やしてやれ
ばよいが、そのために必要とする供給流量が極めて大き
なものとなる。

そこで本発明は、上述のような洗浄において、洗浄液の
供給流量を大きくしなくとも、渦２ａのような渦の発生
や異物りのような浮上した異物の停滞が生じないように
させる洗浄方法と洗浄装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の洗浄方法において
は、主面をほぼ垂直にし該主面が重なる方向に間隔をお
いて並列に配列した複数の薄板状体を洗浄槽内の洗浄液
に埋没浸漬して、該薄板状体の洗浄を行うに際して、前
記洗浄槽では洗浄液を下側から供給して連続的にオーバ
ーフローさせながら、端部開口から液を吸入する吸液管
の該開口を下向きにして該洗浄液の液中表面近傍に配置
して、該洗浄液の一部を該吸液管により排出することを
特徴としている。その場合、前記開口を配置する箇所は
、前記洗浄液が表面で淀む箇所であることが望ましい。

若しくは、この洗浄方法において、前記吸液管を端部開
口から液を流出する給液管に代えて、前記洗浄液の一部
を排出する代わりに、該洗浄液中に該洗浄液と同質の洗
浄液を流出するようにしても良い。その場合、前記洗浄
液の流出は、間欠的または脈動的に行うことが望ましい
。

また、洗浄装置においては、洗浄槽と吸液管とを有し、
該洗浄槽は、洗浄液が下側から連続的に供給されてオー
バーフローし、該洗浄液に被洗浄物を埋没浸漬させるも
のであり、該吸液管は、端部開口から液を吸入する機能
を有して、該開口を下向きにして該洗浄液の液中表面近
傍に配置する、または該洗浄槽上から退避することが随
時に可能であり、該開口を該洗浄液中に配置した際に該
洗浄液の一部を吸入して排出するものであることを特徴
としている。

若しくは、この洗浄装置において、前記吸液管に代えて
給液管を有し、該給液管は、該吸液管の端部開口から液
を吸入する機能に代えて端部開口から液を流出する機能
を有し、該開口を前記洗浄液中に配置した際に該洗浄液
と同質の洗浄液を流出するものであるようにしても良い
。その場合、前記給液管は、前記洗浄液の流出を間欠的
または脈動的に行うことが可能なものであることが望ま
しい。

〔作　用〕

第３図で説明した渦２ａの発生と浮上した異物りの停滞
は、洗浄液２の供給流量が小さい際に、洗浄液２の一部
が表面部でオーバーフローと反対側に流れて淀み２ｂの
ところで液中に潜り込むために生じている。

本発明は、この点に着目し、■とじて洗浄液の上記潜り
込みが無くなるようにする、または、■とじて洗浄液の
表面部の流れがすべてオーバーフローの方に向かうよう
にする措置を講じて、洗浄液の供給流量を大きくしなく
とも、渦２ａのような渦の発生や異物りのような浮上し
た異物の停滞が生じないようにさせたものであり、洗浄
方法または洗浄装置における上記吸液管が上記■を実現
させ、上記給液管が上記■を実現させている。

そして、吸液管または給液管の上記開口を洗浄液中表面
近傍に配置する箇所は、洗浄液が表面で淀む箇所が明ら
かに最も効果的であり、そこから多少はずれても十分な
効果を得ることができる。

また、給液管からの洗浄液の流出を間欠的または脈動的
に行うと、洗浄槽内の洗浄液の流れが揺さぶられて洗浄
のむらが一層低減する。

なお、洗浄装置において吸液管または給液管を該洗浄槽
上から退避し得るようにしたのは、洗浄槽に対する被洗
浄物（洗浄方法における薄板状体）の出し入れの際に、
吸液管または給液管が邪魔にならないようにするためで
ある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について第１図、第２図を用いて説
明する。第１図は方法第１実施例を行う装置第１実施例
の模式断面図、第２図は方法第２実施例を行う装置第２
実施例の模式断面図、であり、全図を通し同一符号は同
一対象物を示す。

第１図において、この装置第１実施例となる洗浄装置は
、第３図で述べた装置従来例に吸液管３を付加したもの
である。

吸液管３は、端部開口３ａから液を吸入する機能を有し
て、開口３ａを下向きにして洗浄槽１内の洗浄液２の表
面任意箇所における液中表面近傍に配置する、または洗
浄槽ｌ上から退避することが随時に可能であり、開口３
ａを洗浄液２中に配置した際に洗浄液２の一部を吸入し
て排出するものである。開口３ａの上記配置や吸液管３
の上記退避は、吸液管３に設けられた不図示の調節機構
による矢印Ａ、Ｂ、Ｃ方向の移動で行う。

そして、この洗浄装置を用いた洗浄方法の実施例（方法
第１実施例）は、次のようである。

即ちこの実施例は、上部開口の大きさが３０ｃｍ角の洗
浄槽１を用いて８インチサイズのウェーハＷを純水洗浄
する場合であり、先に述べた淀み２ｂが洗浄液２表面の
中心部に発生することから、吸液管３の開口３ａの配置
箇所を該中心部にして以下の条件で行った。

開口３ａの液表面からの深さ　：約１０ｍｍ洗浄槽１へ
の洗浄液供給流量：２０Ａ／分吸液管３による液吸入流
量　：　５１／分洗浄時間　　　　　　　　　：１０分 そこでは洗浄液２の表面に先に述べた異物りの停滞が目
視で認められず、洗浄結果は洗浄むらがなく異物りの付
着も顕微鏡観察でウェーハＷ当たり１０個以下であった
。

ちなみに、実施例から吸液管３を外すと、異物りの停滞
が認められて、異物りの付着がウェーハＷ当たり１００
個程度光生し、また、吸液管３を外した状態で異物りの
停滞を消失させようとすると、洗浄液の供給流量は実施
例の約２倍程度を必要とした。

そして、実施例の場合の洗浄液２の流れ状態を知るため
に、供給する洗浄液２に微小粉末を分散混入し洗浄槽１
の横方向から光を照射して観察したところ、洗浄液２の
流れは第１図に示すように先に述べた渦２ａが発生しな
い状態となっていた。

更に、この実施例において、開口３ａの液表面からの深
さを１〜２０ｍｍ程度の範囲で種々変化させてみたがミ
何れの場合も上述と同様な結果が得られた。また、開口
３ａの配置箇所を洗浄液２の中心部から多少ずらせても
同様な結果が得られた。

次に第２図において、この装置第２実施例となる洗浄装
置は、第３図で述べた装置従来例に給液管４を付加した
ものである。

給液管４は、端部開口４ａから液を流出する機能を有し
て、先の吸液管３と同様に、開口４ａを下向きにして洗
浄槽ｌ内の洗浄液２の表面任意箇所における液中表面近
傍に配置する、または洗浄槽ｌ上から退避することが随
時に可能であり、開口４ａを洗浄液２中に配置した際に
別途の洗浄液２を流出し、その流出を間欠的または脈動
的に行うこともできるものである。開口４ａの上記配置
や給液管４の上記退避は、吸液管３と同様に不図示の調
節機構による矢印Ａ、Ｂ、Ｃ方向の移動で行う。

そして、この洗浄装置を用いた洗浄方法の実施例（方法
第２実施例）は、次のようである。

即ちこの実施例は、先の第１実施例と同様に、上部開口
の大きさが３０ｃｍ角の洗浄槽１を用いて８インチサイ
ズのウェーハＷを純水洗浄する場合であり、先に述べた
淀み２ｂが洗浄液２表面の中心部に発生することから、
給液管４の開口４ａの配置箇所を該中心部にして以下の
条件で行った。

開口４ａの液表面からの深さ　：約１０　ｍｍ洗洗浄槽
への洗浄液供給流量：２ＯＡ／分給液管４からの液流出
形態　：間欠的流出（流出１０秒、休止　５秒） 同上液流出時の流量　　　　：　５１／分洗浄時間　　
　　　　　　　：１０分 そこでは洗浄液２の表面に先に述べた異物りの停滞が目
視で認められず、洗浄結果は洗浄むらがなく異物りの付
着も顕微鏡観察でウェーハＷ当たり１０個以下であった
。

いうまでもなく、この実施例から給液管４を外した際に
は、先の第１実施例で吸液管３を外した際と同様になる
。

そして、この実施例の場合の洗浄液２の流れ状態を知る
ために、第１実施例の場合と同様な観察をしたところ、
洗浄液２の流れは第２図に示すように先に述べた渦２ａ
が発生しない状態となっていた。

更に、この実施例において、給液管４からの液流出形態
を、連続的流出（流量は上記流出時の流量と同じ）、ま
たは脈動的流出（上記休止を２０１／分の流出）に変え
てみたが、何れの場合も上述と同様な結果が得られた。

しかし、間欠的流出または脈動的流出は、洗浄槽Ｉ内の
洗浄液２の流れを揺さぶるので、現状の検出能力で判定
困難な領域であるが原理的に洗浄むらを一層低減させる
。

また、開口４ａの液表面からの深さを１〜２０ｍｍ程度
の範囲で種々変化させてみたが、何れの場合も上述と同
様な結果が得られ、更に、開口３ａの配置箇所を洗浄液
２の中心部から多少ずらせても同様な結果か得られた。

なお、上述の実施例では吸液管３または給液管４を一つ
にし条件を特定して説明したが、淀み２ｂの発生箇所が
複数となる場合には吸液管３または給液管４を複数にす
ることが有効であり、条件は実施例に限定されることな
（適宜になし得るものである。また、実施例では半導体
ウェーハＷを被洗浄物にしたが、この被洗浄物は薄板状
体であるならば半導体ウェーハＷ以外のものであっても
同様の結果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、主面をほぼ垂直に
し該主面が重なる方向に間隔をおいて並列に配列した複
数の薄板状体を洗浄槽内の洗浄液に埋没浸漬して行われ
る、該薄板状体例えば半導体ウェーハの洗浄に関して、
洗浄槽から洗浄液をオーバーフローさせながら行うもの
として、洗浄液の供給流量を大きくしな（とも、洗浄液
中の渦の発生や洗浄液表面に浮上した異物の停滞が生じ
ないようにさせる洗浄方法と洗浄装置が提供されて、洗
浄結果を高品質に確保しながら洗浄液使用量の低減を可
能にさせる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は方法第１実施例を行う装置第１実施例の模式断
面図、 第２図は方法第２実施例を行う装置第２実施例の模式断
面図、 第３図は装置従来例の模式断面図、 である。図において、 ■は洗浄槽、 １ａは流入穴、 ２ｉ洗浄液、 ２ａは渦、 ２ｂは淀み、 ３は吸液管、 ４は給液管、 ３ａ、　４ａは端部開口、 Ａ、Ｂ、Ｃは調節移動方向、 Ｄは異物、 Ｗは半導体ウェーハ、 である。 １；＋ｆＣ，浮槽 ２洗浄液 ３α皓胡開口 ｖｖ″＋導体つＬ−ハ αｊた入代 ３吸巌管 Ａ、Ｂ、Ｃ′６周節移動力薗 方；敷藁　１　ｌこ〃牧イ？１　をイ〒っ）（Ｊ１〕占
　１　寛旅イア１０糧賛（断ｄｂしろ￥　　１１２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）主面をほぼ垂直にし該主面が重なる方向に間隔をお
   いて並列に配列した複数の薄板状体を洗浄槽内の洗浄液
   に埋没浸漬して、該薄板状体の洗浄を行うに際して、 前記洗浄槽では洗浄液を下側から供給して連続的にオー
   バーフローさせながら、 端部開口から液を吸入する吸液管の該開口を下向きにし
   て該洗浄液の液中表面近傍に配置して、該洗浄液の一部
   を該吸液管により排出することを特徴とする洗浄方法。 ２）前記開口を配置する箇所は、前記洗浄液が表面で淀
   む箇所であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄方
   法。 ３）請求項１または２に記載の洗浄方法において、 前記吸液管を端部開口から液を流出する給液管に代えて
   、前記洗浄液の一部を排出する代わりに、該洗浄液中に
   該洗浄液と同質の洗浄液を流出することを特徴とする洗
   浄方法。 ４）前記洗浄液の流出は、間欠的または脈動的に行うこ
   とを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。 ５）洗浄槽と吸液管とを有し、 該洗浄槽は、洗浄液が下側から連続的に供給されてオー
   バーフローし、該洗浄液に被洗浄物を埋没浸漬させるも
   のであり、 該吸液管は、端部開口から液を吸入する機能を有して、
   該開口を下向きにして該洗浄液の液中表面近傍に配置す
   る、または該洗浄槽上から退避することが随時に可能で
   あり、該開口を該洗浄液中に配置した際に該洗浄液の一
   部を吸入して排出するものであることを特徴とする洗浄
   装置。 ６）請求項５に記載の洗浄装置において、前記吸液管に
   代えて給液管を有し、 該給液管は、該吸液管の端部開口から液を吸入する機能
   に代えて端部開口から液を流出する機能を有し、該開口
   を前記洗浄液中に配置した際に該洗浄液と同質の洗浄液
   を流出するものであることを特徴とする洗浄装置。 ７）前記給液管は、前記洗浄液の流出を間欠的または脈
   動的に行うことが可能なものであることを特徴とする請
   求項６に記載の洗浄装置。