JPH04162627A - Treatment apparatus by chemical liquid - Google Patents
Treatment apparatus by chemical liquidInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明Ｃ戴 半導体製造分野の半導体ウェハー表面の
薬液処理を行う装置に関すム
従来の技術
従来の薬液処理装置の一例を第４図に示す。 １０は薬
液を循環させるための循環ポンプ、 １１は循環中の薬
液のパーティクルを除去するために設けられたパーティ
クルフィルターであム １３は薬液処理を行う薬液槽本
体 石英製の４面オーバーフロー槽を使用していム １
４は薬液を昇温するためのヒータであム
半導体ウェハーの薬液処理は通常２５枚でバッチ処理が
おこなわれてい４ 以上のように構成された従来の薬液
処理装置を用いて半導体ウェハーを洗浄する場合、例え
ばアンモニア水（ＮＨ４０Ｈ）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ
２）と純水（Ｈ２Ｏ）の混合液が用いられも この混合
液（よ パーティクルを除去する目的でシリコンプロセ
スにおいて多用されており、連木 混合比ＮＨ４ＯＨ：
Ｈ２Ｏ２： Ｈ２０＝１： １： ５あるいは
１： ２： ７が用いられもっとも効果的な液温と
して７０℃〜８０℃で使用されていも
発明が解決しようとする課題
上記混合液でシリコンウェハーを洗浄した場合、薬液中
の金属不純物がシリコンウェハー表面に吸着する場合が
あム 特番ミ アルカリ系の薬液であるアンモニア水
（ＮＨ４０Ｈ）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）と純水（Ｈ
２Ｏ）の混合液の場合、シリコンウェハー表面にＡ１や
Ｆｅが吸着しやす（−例えば ＦｅやＣｕなどの重金属
がシリコンウェハ−表面に吸着した場合、ジャンクショ
ンのリーク電流増加や再結合ライフタイムの低下につな
かもしたがって、薬液中の金属不純物を低減しシリコン
ウェハー表面の金属不純物の吸着をなくすことが課題と
なも しかしなが収 高純度の薬液を製造するにＧｉｔ
コストがかかも 又 高純度の薬液を使用した場合
でＬ 最初から処理ウエノ＼−に金属不純物が吸着して
いる場合、吸着不純物が薬液中に解は出す恐れがあり、
ロット処理の回数が増加するに従い薬液の純度は低下す
も 又 毎ロット高純度の薬液を交換した場合は 使用
薬液量が増大しコストがかかるという課題があ４課題を
解決するための手段
本発明Ｃｔ シリコンの小砕片を混入した金属不純物
除去フィルターと、薬液を循環させる機構と、前記金属
不純物除去フィルター内部のシリコン小砕片に吸着した
金属不純物を除去しフィルターを再生する機構とを設け
ることを特徴とする薬液処理装置である。さらに 薬液
処理装置に薬液の濃度制御装置（薬液追加装置）を備え
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application of the Present Invention C. Prior Art Related to an Apparatus for Performing Chemical Liquid Processing on the Surface of a Semiconductor Wafer in the Semiconductor Manufacturing Field An example of a conventional chemical liquid processing apparatus is shown in FIG. 10 is a circulation pump for circulating the chemical solution; 11 is a particle filter provided to remove particles from the circulating chemical solution; 13 is a chemical tank body for processing the chemical solution; a four-sided overflow tank made of quartz is used. 1
4 is a heater for raising the temperature of the chemical solution. Chemical processing of semiconductor wafers is usually performed in batches of 25 wafers. 4 Semiconductor wafers are cleaned using a conventional chemical processing apparatus configured as described above. For example, ammonia water (NH40H) and hydrogen peroxide water (H2O
A mixture of 2) and pure water (H2O) is used.This mixture (H2O) is often used in silicon processes for the purpose of removing particles, and the mixture ratio of NH4OH:
Even if H2O2: H20=1:1:5 or 1:2:7 is used and the most effective liquid temperature is 70°C to 80°C, the problem to be solved by the invention is to clean silicon wafers with the above mixed liquid. If the chemical solution is mixed with ammonia water (NH40H), hydrogen peroxide solution (H2O2), and pure water (H2O2), the metal impurities in the chemical solution may be adsorbed onto the silicon wafer surface.
In the case of a mixed solution of Therefore, the challenge is to reduce the metal impurities in the chemical solution and eliminate the adsorption of metal impurities on the silicon wafer surface.
It may be costly.Also, if a high-purity chemical solution is used, if metal impurities are adsorbed to the treated wafer from the beginning, there is a risk that the adsorbed impurities may dissolve into the chemical solution.
As the number of lot processing increases, the purity of the chemical solution decreases, and if high-purity chemical solution is replaced every lot, the amount of the chemical solution used increases and costs increase.Means for Solving the Problems The present invention Ct A metal impurity removal filter mixed with small pieces of silicon, a mechanism for circulating a chemical solution, and a mechanism for removing metal impurities adsorbed to the silicon pieces inside the metal impurity removal filter and regenerating the filter. This is a chemical processing device. Furthermore, the chemical processing device is equipped with a chemical concentration control device (chemical liquid addition device).
作用
本発明１表 上述の構成により薬液中の金属不純物を除
去することができ、処理を行うシリコンウェハー表面へ
の金属不純物の吸着を削減することができる。アンモニ
ア水と過酸化水素水と純水の混合液による洗浄を例にと
ると、金属除去フィルター内に薬液を流すことによって
フィルター内のシリコンの小砕片にＦｅやＡＩを吸着さ
せも したがって、薬液中の金属不純物を減少させるこ
とができも その後ロット処理を行うことによってシリ
コンウェハー表面に金属不純物の吸着のない清浄な洗浄
を行うことが可能とな４ −Ｘ フィルターを再生す
るに（上 例え（戴 希ＨＦ溶液を流す方法をとること
によってフィルター内のシリコンの小砕片に吸着したＦ
ｅやＡｌを除去する方法をとも したがって、−夏作製
した薬液を金属不純物を増加させることなく長時間使用
を可能にできも
さら番−過酸化水素水の分解やアンモニアガスの発生に
より薬液中のアンモニアおよび過酸化水素水の濃度低下
を考１１！し 薬液の濃度制御装置（薬液追加装置）
を備えることにより、薬液の金属不純物を削減し しか
も濃度を一定にした清浄な洗浄を長時間持続できも
実施例
第１図は 本発明の一実施例における薬液処理装置の構
成概略図であａ 第２図は薬液処理装置の処理手順を示
すタイムチャートであも 本実施例でζよ アンモニア
水と過酸化水素水と純水の混合液による洗浄を例にして
以下説明すも同図において、 １，２は薬液の循環径路
を変更させるための三方バルブであム ３．４はバルブ
であり、 ３は希釈ＨＦあるいは純水の導入を制御する
バルブであも ５は薬液中の金属不純物を除去するため
の金属不純物除去フィルター本体であり、フィルター５
内には シリコンの小砕片が混入されていも ６は希釈
ＨＦあるいは純水のパーティクルを除去するために設け
られたサブパーティクルフィルターであも ７は金属不
純物除去フィルタ−５再生時に使用する希釈ＨＦあるい
は純水の導入を制御する希釈ＨＦ・純水供給装置であム
８はフィルター再生時に使用した希釈ＨＦ、純水の廃液
口であム ９はフィルター再生時へ 薬液本体の循環を
継続させるために設けられたバイパスチューブであム
１０は薬液を循環させるための循環ポンプであり、 １
１は薬液中のパーティクルを除去するためのメインパー
ティクルフィルターであム １２はアンモニアおよび過
酸化水素水の濃度を制御するための薬液濃度制御装置で
あり、各々の薬液を追加補給す＆ １３は薬液処理を
行う薬液槽本体であり、 １４は薬液を昇温するための
ヒータであム
以上のように構成された本実施例の薬液処理装置につい
て、以下その動作を第１図および第２図を用いて説明す
も
（１）金属不純物除去フィルター再生工程金属不純物除
去フィルター５内のシリコン小砕片に金属が吸着してお
り再生を行っている状態（時間 ）から説明する。薬液
槽１３内には シリコンウェハーを洗浄するための薬液
すなわ板 アンモニア水と過酸化水素水と純水の混合液
が入っており、循環ポンプ１０を用いて循環されていも
時間 において循環している薬液は 三方バルブ１．２
がバイパスチューブ９側に向いているた敢バイパスチュ
ーブ９を通ってメインパーティクルフィルター１１へ流
れ薬液槽１３へ戻も 他人金属不純物除去フィルター５
内にζ戴 希釈ＨＦ・純水供給装置７か収 希釈ＨＦが
サブパーティクルフィルター６およびバルブ３を通って
流れていも 金属不純物除去フィルター５を流れた希釈
ＨＦはバルブ４を通って廃液口８から廃液されも時間
の工程ζ友 上記希ＨＦにより金属不純物除去フィルタ
ー５内のシリコン小砕片に吸着していたＡ ｌ、Ｆ ｅ
等を除去する工程であ４次に 時間 の金属不純物除去
フィルター５内に残存している希ＨＦ溶液を純水に置換
する工程に移も 希釈ＨＦ・純水供給装置７か収 純水
が導入されバルブ３、金属不純物除去フィルター５、バ
ルブ４を通して純水が流れも
（２）薬液の金属除去工程
次に 薬液の金属除去工程である時間 に人も時間 で
ζよ 三方バルブ１．２が金属不純物除去フィルター５
側へ向く。又 バルブ３，４は閉の状態となり金属不純
物除去を目的とする薬液すなわ敷アンモニア水と過酸化
水素水と純水の混合液が金属不純物除去フィルター５内
へ流れ４ 本工程において、シリコンウェハー（図示せ
ず）に吸着しやすいとされているＡＩやＦｅを金属不純
物除去フィルター５内のシリコン小砕片に吸着させもし
たがって、薬液中の金属不純物を低減できも（３）金属
不純物除去フィルター再生工程次番−時間 のフィルタ
ー再生工程に移も 時間 では 三方バルブ１．２はバ
イパスチューブ９側に向き、薬液はバイパスチューブを
通り循環され４ −４ 金属不純物除去フィルター５
内には希釈ＨＦ、純水供給装置７か収 純水が導入され
バルブ３．４を通して純水が流れも すなわ板 金属不
純物除去フィルター５内に残存している薬液を純水に置
換する。純水に置換した徽 最初に説明した時間 の工
程に戻も 上記工程を繰り返すことによって、常に薬液
内の金属不純物を低レベルに保つことができも 鑞 不
足分の薬液（よ 薬液濃度制御装置１２から追加補給さ
れも
次に アンモニア水と過酸化水素水と純水の混合液によ
る洗浄においてシリコン小砕片にＡ１が吸着しやすく、
希釈ＨＦによって吸着したＡ１が除去されやすいという
実験結果を第３図に示す。Effects of the Present Invention Table 1 With the above-described configuration, metal impurities in the chemical solution can be removed, and adsorption of metal impurities to the surface of the silicon wafer to be processed can be reduced. Taking cleaning with a mixed solution of ammonia water, hydrogen peroxide solution, and pure water as an example, by flowing the chemical solution into the metal removal filter, Fe and AI can be adsorbed to the silicon particles inside the filter. By performing lot processing afterwards, it is possible to clean the silicon wafer surface without the adsorption of metal impurities. By flowing a dilute HF solution, the F adsorbed on the silicon particles inside the filter can be removed.
Therefore, it is possible to use a chemical solution prepared in the summer for a long time without increasing metal impurities.The method for removing E and Al can also be made possible by decomposing hydrogen peroxide and generating ammonia gas. Consider reducing the concentration of ammonia and hydrogen peroxide 11! Chemical solution concentration control device (chemical solution addition device)
Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram of the configuration of a chemical solution processing apparatus in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time chart showing the processing procedure of the chemical treatment equipment. 1 and 2 are three-way valves for changing the circulation path of the chemical solution; 3.4 is a valve; 3 is a valve that controls the introduction of diluted HF or pure water; and 5 is a valve that controls the introduction of diluted HF or pure water. It is a filter body for removing metal impurities, and the filter 5
6 is a sub-particle filter provided to remove particles from diluted HF or pure water. 7 is a filter for removing metal impurities - 5 is a diluted HF or sub-particle filter used for regeneration. 8 is a diluted HF/pure water supply device that controls the introduction of pure water. 8 is a waste port for diluted HF and pure water used during filter regeneration. 9 is used for filter regeneration. To continue the circulation of the chemical solution body. Bypass tube provided
10 is a circulation pump for circulating the chemical solution; 1
1 is a main particle filter for removing particles in the chemical solution; 12 is a chemical concentration control device for controlling the concentration of ammonia and hydrogen peroxide solution; and 13 is a chemical solution concentration control device for additionally replenishing each chemical solution; The main body of the chemical liquid tank is used for processing, and 14 is a heater for raising the temperature of the chemical liquid.The operation of the chemical liquid processing apparatus of this embodiment constructed as described above is shown in Figs. 1 and 2 below. (1) Metal impurity removal filter regeneration step The following will explain the state (time) in which metal is adsorbed to the silicon particles in the metal impurity removal filter 5 and regeneration is performed. The chemical solution tank 13 contains a mixed solution of ammonia water, hydrogen peroxide solution, and pure water for cleaning silicon wafers. The chemical solution is a three-way valve 1.2
The particle flows through the bypass tube 9, which is facing toward the bypass tube 9 side, to the main particle filter 11 and returns to the chemical liquid tank 13.The foreign metal impurity removal filter 5
Even if the diluted HF flows through the sub-particle filter 6 and the valve 3, the diluted HF that has flowed through the metal impurity removal filter 5 passes through the valve 4 and is discharged from the waste liquid port 8. Time to waste liquid
In the process ζ, Al, Fe adsorbed to the silicon particles in the metal impurity removal filter 5 by the dilute HF.
The fourth step is to replace the dilute HF solution remaining in the metal impurity removal filter 5 with pure water.Pure water is introduced into the dilute HF/pure water supply device 7. Pure water flows through the valve 3, the metal impurity removal filter 5, and the valve 4 (2) Metal removal process from the chemical solution. Impurity removal filter 5
Turn to the side. In addition, the valves 3 and 4 are closed, and a chemical solution for the purpose of removing metal impurities, a mixture of aqueous ammonia, hydrogen peroxide, and pure water, flows into the metal impurity removal filter 5 4. In this step, the silicon wafer is (3) Metal impurity removal filter regeneration can be achieved by adsorbing AI and Fe, which are said to be easily adsorbed to (not shown), to the silicon particles in the metal impurity removal filter 5, thereby reducing metal impurities in the chemical solution. Moving on to the filter regeneration process at step number - time, the three-way valve 1.2 faces the bypass tube 9 side, and the chemical solution is circulated through the bypass tube 4-4 Metal impurity removal filter 5
Diluted HF and pure water are introduced into the filter from the pure water supply device 7, and the pure water flows through the valve 3.4.The chemical solution remaining in the metal impurity removal filter 5 is replaced with pure water. By repeating the above steps, it is possible to always keep the metal impurities in the chemical solution at a low level. Even after additional replenishment, A1 is easily adsorbed to the silicon particles during cleaning with a mixture of ammonia water, hydrogen peroxide solution, and pure water.
FIG. 3 shows experimental results showing that adsorbed A1 is easily removed by diluted HF.
薬液の混合比（友 ＮＨ４ＯＨ： Ｈ２Ｏ２： Ｈ２
０＝に１：５であり、温度は６５℃であム 第３図はシ
リコン小砕片に吸着したＡＩのＳＩＭＳ分析結果であム
薬液をフィルターに１０分間流すと、Ａに示したように
シリコン表面にＡｌが約ＩＸｌＸ１０１２ａｔｏ／ｃｍ
２と多量に吸着すム −人 その後フィルター再生工程
で用いる希釈ＨＦ （Ｈ２Ｏ： ＨＦ＝５０： １
）を流すことによってＢに示したようにシリコン表面の
ＡＩは検出限度以下となつ九したがって、フィルターと
してのＡＩの吸着および除去性能は非常に高いことがわ
かム
以上のように シリコンの小砕片を混入した金属不純物
除去フィルター５と、薬液を循環する機構と、金属不純
物除去フィルター内部のシリコン小砕片に吸着した金属
不純物を除去しフィルターを再生する機構とを設けるこ
とによって処理薬液中の金属不純物を常に低減した状態
に保つことができも したがって、より清浄な洗浄が可
能となり、又薬液の交換頻度も削減できも
鑞 本実施例において薬液をアンモニア水と過酸化水素
水と純水の混合液とした力曳 塩酸と過酸化水素水と純
水の混合液や他の薬品の混合液にしてもよ鶏 又 フィ
ルター再生処理には希釈ＨＦを用いた力丈 他の薬液を
用いてもよ（１発明の詳細
な説明したようＥ、 本発明によれば 処理薬液中の
金属不純物を低減でき、又 −夏作製した薬液を金属不
純物を増加させることなく長時間使用を可能にできも
すなわ板 薬液交換をほとんど行わなくてもよく、薬液
コストを低減できるばかり力＼ 薬液交換に有する時間
も必要なくなり、その実用的効果は犬きｌ、％Mixing ratio of chemical liquid (Friend NH4OH: H2O2: H2
Figure 3 shows the results of SIMS analysis of AI adsorbed on small pieces of silicon. Al on the surface is approximately IXlX1012ato/cm
Diluted HF (H2O: HF = 50: 1) is used in the filter regeneration process.
), as shown in B, the AI on the silicon surface is below the detection limit9. Therefore, the adsorption and removal performance of AI as a filter is very high. Metal impurities in the processing chemical can be removed by providing a mixed metal impurity removal filter 5, a mechanism for circulating the chemical, and a mechanism for removing the metal impurities adsorbed to the silicon particles inside the metal impurity removal filter and regenerating the filter. In this example, the chemical solution is a mixture of ammonia water, hydrogen peroxide solution, and pure water. You can also use a mixture of hydrochloric acid, hydrogen peroxide, and pure water, or other chemicals.Also, you can use diluted HF or other chemicals for filter regeneration treatment (1 As described in detail of the invention, according to the present invention, it is possible to reduce metal impurities in a processing chemical solution, and it is also possible to use a chemical solution prepared in summer for a long time without increasing metal impurities.
In other words, there is almost no need to exchange chemical solutions, which reduces the cost of chemical solutions.The time required for chemical solution exchanges is also eliminated, and the practical effect is extremely low.
第１図は本発明における一実施例の金属除去フィルター
をもちいた薬液処理装置の構成概略医第２図は薬液処理
装置の処理手順を示すタイムチャート＠ 第３図はＡＩ
のＳＩＭＳ分析結果を示す特性医 第４図は従来の薬液
処理装置の構成概略図であａ
１．２・・・三方パルス ３，４・・・パルス ５・・
・金属不純物除去フィルター、６・・・サブパーティク
ルフィルター、７・・・希釈ＨＦ、純水供給装置 ８・
・・廃液Ｕ１．９・・・バイパスチュース １０・・・
循環ポンプ、１１・・・メインパーティクルフィルター
、 １２・・・薬液濃度制御装置 １３・・・薬液ｌｔ
１４・・・ヒーター。
代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか２名／、２−
−−三方バルフ
３．４− バルブ
５ − １ｊ−８不秋劃引喋Ｌクイルター６ − ’
７ブパーテイクルフイルター８− 枡５ＩＬ口
９− バイパスナユ−１
１０−−゛ 循４ｆｒζンフ。
１４− ヒーター
鶴 １ｒ４
１１２ 図
＝＝中崎聞
工Ｒ−隊氏工罹
第３し１
／４−−ビータ−Fig. 1 is a schematic diagram of the structure of a chemical liquid processing device using a metal removal filter according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a time chart showing the processing procedure of the chemical liquid processing device. Figure 3 is an AI
Fig. 4 is a schematic diagram of the configuration of a conventional chemical processing device.a 1.2...Three-way pulse 3,4...Pulse 5...
・Metal impurity removal filter, 6... Subparticle filter, 7... Dilution HF, pure water supply device 8.
...Waste liquid U1.9...Bypass tube 10...
Circulation pump, 11... Main particle filter, 12... Chemical solution concentration control device 13... Chemical solution lt
14...Heater. Name of agent: Patent attorney Akira Okaji and 2 others/, 2-
--Three-way valve 3.4- Valve 5 - 1j-8 Unautumn L Quilter 6 - '
7 part takele filter 8- square 5IL port 9- bypass nayu-1 10--゛ circulation 4frζff. 14- Heater Tsuru 1r4 112 Figure==Nakazaki Monko R-Team Ujiko 3rd 1/4--Beater-
Claims (1)
ーと、薬液を循環させる機構と、前記金属不純物除去フ
ィルター内部のシリコン小砕片に吸着した金属不純物を
除去しフィルターを再生する機構とを設けることを特徴
とする薬液処理装置。It is characterized by being provided with a metal impurity removal filter mixed with small pieces of silicon, a mechanism for circulating a chemical solution, and a mechanism for removing metal impurities adsorbed to the silicon pieces inside the metal impurity removal filter and regenerating the filter. chemical processing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28870590A JPH04162627A (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Treatment apparatus by chemical liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28870590A JPH04162627A (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Treatment apparatus by chemical liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04162627A true JPH04162627A (en) | 1992-06-08 |
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|---|---|---|---|
| JP28870590A Pending JPH04162627A (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Treatment apparatus by chemical liquid |
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|---|---|
| JP (1) | JPH04162627A (en) |
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1990
- 1990-10-26 JP JP28870590A patent/JPH04162627A/en active Pending
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