JPH1140531A - 洗浄システム，洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排液機構を簡素化できる洗浄システムと，面
荒れを極力抑えながら被処理体の表面に付着したパーテ
ィクルを効果的に除去できる，洗浄装置及び洗浄方法を
提供する。 【解決手段】 洗浄液中にウェハＷを浸漬させて洗浄す
る洗浄装置１２〜１７を備えた洗浄システム１におい
て，洗浄装置１２〜１７で用いられる洗浄液をいずれも
中性若しくは酸性とした。また，洗浄装置１２におい
て，洗浄槽６２に充填される洗浄液を過酸化水素水とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，被処理体を洗浄液
に接触させて洗浄する，洗浄システム，洗浄装置及び洗
浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば，ＬＳＩ等の半導体デバイスの製
造工程における洗浄処理を例にとって説明すると，半導
体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）表面のパーティ
クル，有機汚染物，金属不純物等のコンタミネーション
を除去するために洗浄システムが使用されている。その
中でもとりわけ，ウェハを洗浄槽内の洗浄液に浸漬させ
て洗浄処理を行う洗浄装置を備えたウェット型の洗浄シ
ステムは，ウェハに付着したパーティクルを効果的に除
去できるため広く普及している。

【０００３】この洗浄システムは，連続バッチ処理を可
能とするため，例えば２５枚のウェハをキャリアから取
り出す搬入・取出部と，この搬入・取出部によって取り
出されたキャリア２個分の５０枚のウェハを一括して搬
送する搬送装置と，この搬送装置によって搬送される５
０枚のウェハに対して，各種の洗浄処理が行われている
洗浄乾燥処理部と，洗浄処理の終了したウェハを再びキ
ャリア内に収納させる装填・搬出部を備えている。

【０００４】洗浄乾燥処理部においては，リンス処理，
アンモニア処理，フッ酸処理，硫酸処理，塩酸処理等の
各種の洗浄処理を行うための洗浄装置が順次配列されて
いる。その中でも，アンモニア処理はＳＣ−１洗浄と呼
ばれ，アンモニア水溶液と過酸化水素水が混合された薬
液を純水によって希釈したＡＰＭ洗浄液によって行われ
る。なお，ＡＰＭ洗浄液は，通常，約４０℃〜９０℃程
度に加熱されたものが使用されている。

【０００５】また，洗浄液に例えば超音波振動を与える
メガソニック洗浄がある。この場合には，洗浄液中の水
分子に振動力が付与されるので，洗浄槽内に供給された
洗浄液は，この振動力によってウェハの表面からパーテ
ィクルをゆり落すことができ，効果的な洗浄処理を行う
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで，ＡＰＭ洗浄
液は，アルカリ性の水溶液であり，それ以外のフッ酸処
理，硫酸処理，塩酸処理で用いられる洗浄液は，酸性の
水溶液である。このため，従来の洗浄システムでは，Ａ
ＰＭ洗浄液とそれ以外の酸性の洗浄液とが，反応して塩
などのコンタミネーションを発生しないように，アルカ
リ系の排液機構と酸系の排液機構の二つが設けられてい
る。このように，二つの排液機構が洗浄システムに設け
られることにより，洗浄システム自身が大型化すると共
に複雑化し，それにかかる排液管理も煩雑になる。

【０００７】また，ＡＰＭ洗浄液に超音波振動を与えた
場合には，ＡＰＭ洗浄液中においては，アンモニア分子
が解離して，シリコンやシリコン酸化膜をエッチングす
るイオン等が発生することがある。そして，このＡＰＭ
洗浄液によって，ウェハの表面を洗浄処理した場合は，
シリコン表面がエッチングされ，ウェハの表面にいわゆ
る面荒れ（粗面になってしまうこと。）を生じてさせて
しまう。近年において，生産性の向上のために更なる半
導体デバイスの集積化が望まれており，サブクォータミ
クロン単位での微細化技術の必要性が高まっている。こ
のようなウェハの表面の面荒れは，微細化が要求されて
いるウェハの製造に悪影響を及ぼす。

【０００８】また，純粋なアンモニアは，沸点が−２０
〜−３０℃と低く，純水で希釈することにより，４０℃
から９０℃の範囲内においても液体として存在すること
ができる。しかしながら，洗浄効率を向上するために，
上記のようなアンモニア成分を含んだ加熱されたＡＰＭ
洗浄液に，超音波振動を与えた場合には，振動により，
アンモニア成分が気化し，ＡＰＭ洗浄液内に気泡が発生
する。そして，気泡が付着したウェハの表面の箇所にお
いては，洗浄処理が効果的にできなくなってしまう。更
なる微細化技術の必要性が高まっている今日において
は，このようなことは好ましくない。

【０００９】従って，本発明は以上のような問題点を鑑
みてなされたものであり，その目的は，排液機構を簡素
化できる洗浄システムを提供することにある。

【００１０】また，本発明の別の目的は，表面の面荒れ
を極力抑えながら被処理体の表面に付着したパーティク
ルを効果的に除去できる，洗浄装置及び洗浄方法を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１の発明は，洗浄液中に被処理体を接触させ
て洗浄する洗浄装置を１又は２以上備えた洗浄システム
において，前記洗浄装置で用いられる洗浄液をいずれも
中性若しくは酸性としたことを特徴する。

【００１２】この請求項１の洗浄システムによれば，ア
ルカリ系の洗浄液を使用していなので，洗浄システムに
アルカリ系の排液機構を設ける必要性がなくなり，排液
機構を簡素化できる。こうして，システムの小型化，排
液管理の容易化を実現することが可能となる。

【００１３】請求項２の発明は，被処理体を洗浄液を接
触させて洗浄する洗浄装置において，前記洗浄槽が過酸
化水素水であることを特徴とする。

【００１４】この請求項２の洗浄装置によれば，洗浄液
に過酸化水素水を使用しているため，過酸化水素水中の
酸素分子が被処理体のシリコン表面を酸化し，被処理体
の表面にシリコン酸化膜を形成させる。そして，洗浄液
中に発生したイオン等によるエッチングから，被処理体
の表面を保護することができる。これにより，面荒れを
極力抑えながら被処理体の表面に付着したパーティクル
を効果的に除去することができる。こうして，洗浄後に
おいても，被処理体の表面が面荒れせずに，後の製造に
対する悪影響を防止することが可能となる。

【００１５】さらに，十分な被処理体の表面の保護を実
現するために，請求項３に記載したように，前記過酸化
水素水の濃度が０．１５ｗｔ％以上であることが好まし
い。この場合に，請求項４に記載したように，前記洗浄
液の温度を調整をするための温度調整手段を設け，さら
に，請求項５に記載したように，前記洗浄液の温度が３
５℃以上であることが好ましい。また，請求項６に記載
したように，前記洗浄液に振動を加えるための振動発振
機構を設けるのが好ましい。このように，被処理体の表
面を十分に保護できる状態で，洗浄液の温度を最適に調
整し，かつ，振動発振機構によって洗浄液に振動を加え
ることにより，面荒れすることなく，被処理体の表面か
ら微細なパーティクルを効果的に除去することができ
る。

【００１６】また，請求項７の発明は，被処理体を洗浄
液を接触させて洗浄する洗浄方法において，前記洗浄液
が過酸化水素水であることを特徴とする。

【００１７】さらに，請求項７に記載の洗浄方法におい
て，請求項８に記載したように，前記過酸化水素水の濃
度が０．１５ｗｔ％以上であることが好ましい。また，
請求項９に記載したように，前記洗浄液の温度を調整
し，さらに，請求項１０に記載したように前記洗浄液の
温度が３５℃以上であることが好ましい。また，請求項
１１に記載したように，前記洗浄槽に充填される洗浄液
に振動を加えることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，被処理体の一例としてのウェハＷを洗浄槽内にて
洗浄液中に浸漬させて洗浄するウェット型の洗浄システ
ム１に基づいて説明する。図１は，本発明の好ましい実
施の形態を説明するための洗浄システム１の斜視図であ
る。

【００１９】この洗浄システム１は，キャリアＣ単位で
搬入された洗浄前のウェハＷをキャリアＣから整列した
状態で取り出す動作を行う搬入・取出部２と，この搬入
・取出部２でキャリアＣから取り出された複数枚数の
（例えば，キャリアＣ２個分の５０枚の）ウェハＷを一
括してバッチ式に洗浄，乾燥する洗浄乾燥処理部３と，
この洗浄乾燥処理部３で洗浄，乾燥されたウェハＷをキ
ャリアＣに装填してキャリアＣ単位で搬出する装填・搬
出部４の三つの箇所に大別することができる。

【００２０】搬入・取出部２には，洗浄前のウェハＷを
例えば２５枚収納したキャリアＣを搬入して載置させる
搬入部５と，この搬入部５の所定位置に送られたキャリ
アＣを，隣接するローダ６へ一度に適宜数（例えば２
個）ずつ移送するための移送装置７が設けられている。

【００２１】この実施の形態においては，洗浄乾燥処理
部３には，搬入・取出部２側から装填・搬出部４側の順
に，後述する搬送装置３０のウェハチャック３６を洗浄
および乾燥するためのウェハチャック洗浄・乾燥装置１
１，各洗浄液を用いてウェハＷを洗浄する洗浄装置１２
〜１７，搬送装置３２のウェハチャック３８を洗浄およ
び乾燥するためのウェハチャック洗浄・乾燥装置１８，
および，各洗浄装置１２〜１７で洗浄されたウェハＷを
例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等で蒸気乾燥
させるための乾燥装置１９が配列されている。

【００２２】ここで，洗浄装置１２〜１７において使用
される洗浄液は，純水若しくは酸性の洗浄液に限られる
ので，図２に示すように，洗浄システム１には，酸系の
排液機構２５と純水の排液機構２６のみしか設けられて
いない。

【００２３】なお，ウェハチャック３６とウェハチャッ
ク３８の洗浄と乾燥を行うウェハチャック洗浄・乾燥装
置１１，１８およびウェハＷの乾燥を行う乾燥装置１９
を除く各洗浄装置１２〜１７の配列，組合わせはウェハ
Ｗに対する洗浄の種類によって任意に組み合わせること
ができ，例えばある洗浄装置を省略したり，逆に他の洗
浄装置を付加することも可能である。但し，洗浄装置を
付加する場合は，その洗浄装置で使用する洗浄液は，純
水若しくは酸性の洗浄液である。

【００２４】装填・搬出部４には，先に説明した搬入・
取出部２のローダ６と同様の構成を有するアンローダ２
０，搬入部５と同様の構成を有する搬出部２１，およ
び，移送装置７と同様の構成を有する移送装置（図示せ
ず）がそれぞれ設けられている。

【００２５】そして，洗浄乾燥処理部３の前面側（図１
における手前側）には，搬入・取出部２側から装填・搬
出部４側の順に，三つの搬送装置３０，３１，３２が配
列されており，これら各搬送装置３０，３１，３２は，
何れもガイド３３に沿って洗浄システム１の長手方向に
スライド移動自在に構成されている。各搬送装置３０，
３１，３２は，それぞれ対応するウェハチャック３６，
３７，３８を備えていて，各搬送装置３０，３１，３２
はそのウェハチャック３６，３７，３８によって所定枚
数のウェハＷ（例えばキャリアＣ二個分の５０枚のウェ
ハＷ）を一括して把持することが可能である。

【００２６】上記搬送装置３０，３１，３２は何れも同
様の構成を備えているので，例えばチャック洗浄・乾燥
装置１１，洗浄装置１２及び洗浄装置１３の相互間でウ
ェハＷを搬送させる搬送装置３０を例にして説明する
と，搬送装置３０のウェハチャック３６は，図３に示す
ように，キャリアＣ二つ分の複数枚のウェハＷ，即ち，
この実施の形態においては５０枚のウェハＷを一括して
把持する左右一対の把持部４０ａ，４０ｂを備えてい
る。

【００２７】把持部４０ａ，４０ｂは左右対称形であ
り，左右対称に回動して開脚，閉脚するように構成され
ている。把持部４０ａ，４０ｂは搬送装置３０の支持部
４１に支持されており，支持部４１内の駆動機構によ
り，回動自在（θ方向）に，また前後方向（Ｙ方向）に
移動自在に構成されている。この支持部４１は，駆動機
構４２によって上下方向（Ｚ方向）に移動し，また，駆
動機構４２自体は，長手方向（Ｘ方向）に移動自在な搬
送ベース４３の上部に取り付けられている。

【００２８】一方，チャック洗浄・乾燥装置１１，１８
及び乾燥装置１９を除く他の各洗浄装置１２〜１７の底
部には，各装置内でウェハＷを同士を所定の等間隔に保
ちつつ立てた状態で整列させて保持するためのボート部
５０がそれぞれ設置されている。このボート５０部はウ
ェハＷの下部を支持するための，三本の平行な保持棒５
１，５２，５３が図３で示すように備えられている。こ
れら保持棒の表面には，ウェハＷの周縁部が挿入される
保持溝がそれぞれ５０個ずつ形成されている。

【００２９】そして，前述の把持部４０ａ，４０ｂによ
って一括して把持された５０枚のウェハＷは，ウェハチ
ャック３６の下降に伴いボート５０部の保持棒５１，５
２，５３の保持溝にそれぞれ嵌入される。そして，支持
部４１の回動により把持部４０ａ，４０ｂを開脚し，ウ
ェハＷの把持状態を開放し，洗浄装置１２内にウェハＷ
を収納する。その後，ウェハチャック３６は上昇し洗浄
装置１２から上方に退避し，ボート部５０上に受け渡さ
れたウェハＷに対する所定の洗浄処理が行われる。

【００３０】また，後述するように洗浄装置１２におけ
る所定の処理が終了すると，ウェハチャック３６の下降
に伴って把持部４０ａ，４０ｂが洗浄装置１２内に挿入
される。そして，支持部４１の回動により把持部４０
ａ，４０ｂが閉脚する。そして，ボート部５０の保持棒
５１，５２，５３上に保持された５０枚のウェハＷを一
括して把持する。その後，ウェハチャック３６が上昇し
上方に退避する。それに伴い５０枚のウェハＷは一括し
て洗浄装置１２から取り出され，次の装置に搬入されて
いく。

【００３１】なお，搬送装置３０について代表して説明
したが，その他の搬送装置３１，３２およびそれらのウ
ェハチャック３７，３８も，搬送装置３０およびウェハ
チャック３６と同一の構成を有しており，同様に例えば
５０枚のウェハＷを一括して把持し，搬送するように構
成されている。

【００３２】次に，各洗浄装置１２〜１７はいずれも同
様の構成を有しているので，図４，５を参照にして，洗
浄装置１２を各装置の代表として説明する。

【００３３】図４に示すように，洗浄装置１２は，ウェ
ハＷを収納するのに充分な大きさを有する箱形の内槽６
０と外槽６１から構成されている洗浄槽６２を備えてい
る。内槽６０の上面は開口しており，この上面の開口部
を介してウェハＷが内槽６０の内部に挿入される。外槽
６１は，内槽６０の上端からオーバーフローした洗浄液
を受けとめるように，内槽６０の開口部を取り囲んで装
着されている。

【００３４】また，図５に示すように，内槽６０の底面
には，洗浄槽６２に向けて洗浄液を供給するための，洗
浄液供給回路６３の出口が開口している。さらに，洗浄
液供給回路６３の入口は洗浄液供給ユニット６４に接続
されており，洗浄液供給ユニット６４内にはヒータ６５
が備えられている。また，ポンプ６６を備えた過酸化水
素水供給回路６７と，ポンプ６８を備えた純水供給回路
６９はそれぞれ洗浄液供給ユニット６４に接続されてい
る。また，ヒータ６５，ポンプ６６，６８には何れも，
制御部７０からの操作信号が入力されるように構成され
ている。そして，ウェハＷの洗浄処理を行う前に，制御
部７０からの操作信号が出力され，過酸化水素水の供給
量及び純水の供給量はそれぞれ制御されて洗浄液供給ユ
ニット６４内に供給される。そして，洗浄液供給ユニッ
ト６４内で，洗浄槽６２に充填される洗浄液中の濃度は
０．１５ｗｔ％以上になるように調整されるようになっ
ている。また，制御部７０からの操作信号はヒータ６５
にも出力され，洗浄液供給ユニット６４内において，洗
浄液の温度は３５℃以上に調整するようになっている。
こうして，ウェハＷの洗浄処理を行う際には，所定の濃
度と温度に調整された洗浄液（過酸化水素水）は，洗浄
液供給ユニット６４内から洗浄液供給回路６３を経て洗
浄槽６２に供給されるように構成されている。なお，こ
の実施の形態においては，過酸化水素水の濃度は０．１
５ｗｔ％以上の範囲内であるのが好ましく，同様に洗浄
液の温度は３５℃以上の範囲内であるのが好ましい。

【００３５】また，内槽６０と外槽６１との間には，ウ
ェハＷの洗浄処理中に洗浄液を循環流通させる循環回路
７５が接続されている。この循環回路７５の入口は弁７
６を介して外槽６１の底面に接続されており，循環回路
７５の途中には，弁７７，ポンプ７８，ヒータ７９，フ
ィルタ８０が順に配列され，循環回路７５の出口はジェ
ットノズル８１に接続されている。また，ヒータ７９に
は，洗浄処理中においても洗浄液の温度を所定の温度に
調整できるように，制御部７０からの操作信号が入力さ
れるように構成されている。そして，弁７６を開くこと
によって，内槽６０から外槽６１にオーバーフローした
洗浄液を，循環回路７５に流入させるようになってい
る。そして，循環回路７５に流入した洗浄液を，ポンプ
７８の稼働によって，ヒータ７９，フィルタ８０の順に
流して，所定の温度に温調し清浄化させた後，ジェット
ノズル８１を経て再び内槽６０内に供給するようになっ
ている。ジェットノズル８１は，洗浄槽６２の下方に対
をなして配置されており，ウェハＷの表面に向かって洗
浄液を噴射するように構成されている。

【００３６】また，弁７７には，排液回路８２が接続さ
れており，弁７７の切換操作によって，外槽６１内の洗
浄液は排液され，排液回路８２を経て上記した酸系の排
液機構２５に流入するように構成されてる。内槽６０の
底面には，弁８３を介して排液回路８４が接続されてお
り，弁８３の開閉操作によって，内槽６０内の洗浄液は
排液され，排液回路８４を経て同様に上記した酸系の排
液機構２５に流入するように構成されている。

【００３７】また，図４に示すように，洗浄槽６２の下
方には，超音波振動子を内蔵しているメガソニック装置
９０が装着されている。このメガソニック装置９０から
発振された超音波は，洗浄槽６２に充填された洗浄液を
振動させ，ウェハＷの表面に付着したパーティクルを除
去する作用がある。また，洗浄槽６２とメガソニック装
置９０の間には水槽９１が設けられており，水槽９１内
の水を介してメガソニック装置９０からの超音波は洗浄
槽６２内の洗浄液に伝搬するように構成されている。

【００３８】なお，その他の洗浄装置１３〜１７は，洗
浄装置１２と同様な構成を有しており，各洗浄装置１３
〜１７内において種々の洗浄液でウェハＷを洗浄処理す
るように構成されている。

【００３９】さて，以上のように構成された図１の洗浄
システム１におけるウェハＷの処理工程を説明する。ま
ず，図示しない搬送ロボットが未だ洗浄されていないウ
ェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣを搬入・
取出部２の搬入部５に載置する。そして，この搬入部５
に載置されたキャリアＣを移送装置７によって隣接する
ローダ６へ移送する。ローダ６では，例えばキャリアＣ
二個分の５０枚のウェハＷをキャリアＣから取り出し，
更にオリフラ合わせした状態で５０枚のウェハＷを整列
待機させる。

【００４０】続いて，既にウェハチャック洗浄・乾燥装
置１１において洗浄および乾燥処理された搬送装置３０
のウェハチャック３６が，ローダ６に整列している待機
状態のウェハＷの上方に移動し，その整列されたウェハ
Ｗをウェハチャック３６により５０枚単位で一括して把
持する。そして，それらウェハＷを搬送装置３１，３２
のウェハチャック３７，３８で引きつきながら，洗浄装
置１２〜１７に順次搬送する。こうして，ウェハＷ表面
に付着しているパーティクル，有機汚染物等の不純物質
を除去するための洗浄を行う。

【００４１】ここで，代表して洗浄装置１２での洗浄処
理を説明すると，先ず，搬送装置３０のウェハチャック
３６によってウェハＷが洗浄装置１２の洗浄槽６２内へ
搬入される前に，予め，内槽６０内への洗浄液の充填が
行われる。即ち，先に図５で説明したように，ウェハＷ
の洗浄処理を行う前に，制御部７０から操作信号がポン
プ６６，６８に出力される。そして，洗浄槽６２に充填
される洗浄液の濃度が０．１５ｗｔ％以上になるよう
に，過酸化水素水供給回路６７から所定の供給量だけ，
過酸化水素水は洗浄液供給ユニット６４に供給され，同
様に純水供給回路６８から所定の供給量だけ，純水は洗
浄液供給ユニット６４に供給される。また，制御部７０
からの操作信号がヒータ６５に出力され，洗浄液が所定
の温度になるように，ヒータ６５が作動する。こうし
て，洗浄液供給ユニット６４内で所定の濃度と温度に調
整された洗浄液（過酸化水素水）が，洗浄槽６２内に供
給される。

【００４２】洗浄液が洗浄槽６２の内槽６０内に充填さ
れた後，図３で説明した搬送装置３０のウェハチャック
３６で把持された５０枚のウェハＷが一括して下降し，
洗浄槽６２の内槽６０内にウェハＷは搬入される。５０
枚のウェハＷを内槽６０内のボート部５０上に整列した
状態で受け渡した後，ウェハチャック３６はウェハＷの
把持状態を開放し，更に，ウェハチャック３６は洗浄槽
６２の上方に退避する。

【００４３】この時，ウェハＷに付着したパーティクル
の除去効果を高めるために，洗浄槽６２の下方に装着さ
れたメガソニック装置９０が作動する。具体的には浸漬
しているウェハＷにメガソニック装置９０からの超音波
による振動を伝達して，ウェハＷの周りの水分子に振動
力を付与し，ウェハＷの表面からパーティクルをゆり落
す。洗浄槽６２に与えられる振動は４００ｋＨｚから２
ＭＨｚの周波数帯域の超音波なので液中のキャビテーシ
ョンの発生がなく，ウェハＷにダメージを与えずサブク
ォーターミクロンのパーティクルが除去できる。

【００４４】一方，ウェハＷの洗浄中においては，循環
回路７５による洗浄液の循環が開始される。内槽６０の
上方から溢れ出た洗浄液を外槽６１に受けとめ，弁７６
を開くと共に弁７７を切換操作し，洗浄液をポンプ７
８，ヒータ７９，フィルタ８０の順に流して，所定の温
度に調温し清浄化させた後，ジェットノズル８１を経て
再び洗浄槽６２の内槽６０内に洗浄液を循環供給する。
そして，先に図５で説明したようにジェットノズル８１
から噴射した洗浄液により，内槽６０内に洗浄液の上昇
流を形成させ，ボート部５０上に保持されたウェハＷの
表面にまんべんなく洗浄液を供給することにより，均一
な洗浄を行う。

【００４５】洗浄中においては，過酸化水素水中の酸素
分子（Ｏ₂）がウェハＷのシリコン表面と反応し，ウェ
ハＷの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）を形成させ
る。一方，振動によって洗浄液中に解離が起こり，シリ
コン（Ｓｉ）やシリコン酸化膜をエッチングするイオン
等が発生する。しかしながら，過酸化水素水の濃度が十
分に調整されており，酸素分子がウェハＷのシリコン表
面と反応する速度が，イオン等によるエッチング速度よ
り速いので，ウェハＷの表面には常にシリコン酸化膜が
形成され，イオン等によるエッチングから保護される。
また，振動を洗浄液に与えても，アンモニア（ＮＨ₄Ｏ
Ｈ）成分が混合されたＡＰＭ洗浄液に比べ，気泡の発生
が少なく，ウェハＷに対する気泡の付着が抑えられ，ウ
ェハＷの全体が均一に洗浄される。

【００４６】所定の時間が経過した後，この洗浄液によ
る洗浄を終了する。弁８３を開き，内槽６０内の洗浄液
を排液回路８４から酸系の排液機構２５に排液させる。
同様に，弁７６が開いた状態で，弁７７を切換操作し，
外槽６１内の洗浄液を排液回路８２から酸系の排液機構
２５に排液させる。

【００４７】こうして，洗浄装置１２における洗浄処理
が終了すると，搬送装置３０のウェハチャック３６が洗
浄槽６２の内槽６０内に下降し，ボート部５０上に保持
された５０枚のウェハＷを一括して把持して上昇する。
こうして５０枚のウェハＷを一括して洗浄槽６２の内槽
６０内から取り出し，次の洗浄装置１３へ搬送する。そ
して，以後各洗浄装置１３〜１７においても同様の洗浄
処理が順次行われていく。そして，最後にウェハＷは乾
燥装置１９において乾燥され，装填・搬出部４を介して
キャリアＣ単位で装置外に搬出される。

【００４８】なお，以後の洗浄装置１３〜１７において
も使用される洗浄液は，純水もしくは酸性の洗浄液であ
る。このため，先に図２で説明したように，洗浄システ
ム１に設ける排液機構は，酸系の排液機構２５と純水の
排液機構２６だけで良い。

【００４９】かくして，この実施の形態の洗浄システム
１によれば，アルカリ系の排液機構を設ける必要がなく
なり，排液機構を簡素化することができる。従って，シ
ステムの小型化，排液管理の容易化を実現することが可
能となる。また，この実施の形態の洗浄装置１２によれ
ば，洗浄槽６２に充填される洗浄液として濃度が０．１
５ｗｔ％以上の過酸化水素水を使用することにより，洗
浄液中に発生したイオン等によるエッチングから，ウェ
ハＷの表面を保護させ，これにより，表面が面荒れする
のを極力抑えながらウェハＷの表面に付着したパーティ
クルを効果的に除去することができる。従って，洗浄後
においても，ウェハＷの表面が面荒れせずに，後の製造
に対する悪影響を防止することが可能となる。その結
果，半導体デバイスの製造を円滑に行うことができ，生
産性を向上することができる。

【００５０】なお，一例としてウェハＷを処理する洗浄
システム１及び洗浄装置１２について主たる説明を行っ
たが，本発明は，ＬＣＤ基板の如き他の被処理体を扱う
洗浄システム及び洗浄装置などに適応させることも可能
である。また，ウェハを一枚ずつ洗浄するようないわゆ
る枚葉式の洗浄装置に本発明を適応しても良い。

【００５１】

【実施例】次に，本発明の実施例を行った。図４，５で
説明した洗浄装置を実際に製作し，洗浄液の濃度と温度
の変化による，パーティクルの除去効果，ウェハの面荒
れの影響を調べた。洗浄液の種類は，純水と，純水によ
って希釈された過酸化水素水と，アンモニア水溶液と過
酸化水素水及び純水の混合液（ＡＰＭ洗浄液）の３種類
とした。洗浄液の温度は，５０℃と８０℃と二つの場合
で変化させた。なお，何れの実施例においても洗浄液に
メガソニック装置からの超音波振動を与えており，共通
の条件として，洗浄時間を１ｍｉｎ，３ｍｉｎ，１０ｍ
ｉｎに変化させると共に，ウェハの枚数を１枚，２５
枚，５０枚と３段階に分けて洗浄処理を行った。洗浄処
理前にウェハの表面にパーティクルを人為的に付着させ
てから洗浄処理を行った。パーティクルの除去率は以下
のようにして求めた。

【００５２】パーティクルの除去率＝ （Ｂ−Ｃ）／
（Ｂ−Ａ）×１００％ Ａ ： 人為的にパーティクルを付着する前のウェハの
パーティクル初期値 Ｂ ： 人為的にパーティクルを付着した後のウェハの
パーティクル値 Ｃ ： 洗浄処理後のウェハのパーティクル値

【００５３】なお，ウェハのパーティクルの除去率が１
００％越えたものは，洗浄処理後のウェハのパーティク
ル値（Ｃ）が，ウェハのパーティクル初期値（Ａ）より
も更に少なくなったことを示している。

【００５４】以下，結果を表１〜８に示す。

【００５５】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【００５６】表１〜表４は，何れも洗浄液の温度を５０
℃とした。５０℃の純水によって洗浄処理を行った場合
は，表１から理解できるとおり，パーティクルの除去率
は良好であるが，僅かながらの面荒れが観察された。ま
た，５０℃，０．３３ｗｔ％の過酸化水素水によって洗
浄処理を行った場合には，表２から理解できるとおり，
パーティクルの除去率は表１の時に比べて若干落ちてい
るが，面荒れは観察されなかった。ここでは，過酸化水
素水中の酸素分子がウェハのシリコン表面を酸化しシリ
コン酸化膜を形成させるのにかかる反応速度と，洗浄液
中に発生したイオン等によるエッチング速度とがほぼ均
衡していると推定される。また，５０℃，３．００ｗｔ
％の過酸化水素水によって洗浄処理を行った場合には，
表３から理解できるとおり，パーティクルの除去率は表
２の時に比べて向上しており，面荒れも観察されなかっ
た。ここでは，過酸化水素水の濃度が高いため，酸素分
子による酸化の反応速度が，洗浄液中に発生したイオン
等によるエッチング速度よりも速くなり，ウェハの表面
には常にシリコン酸化膜が形成され，イオン等からのエ
ッチングから保護されると推定される。また，５０℃，
０．４６ｗｔ％のアンモニア水溶液，２．９５ｗｔ％の
過酸化水素水及び純水を混合したＡＰＭ洗浄液によって
洗浄処理を行った場合には，表４から理解できるとお
り，パーティクルの除去率は，表３の時に比べて殆ど変
化しない。

【００５７】表５〜表８は，何れも洗浄液の温度を８０
℃とした。８０℃の純水によって洗浄処理を行った場合
は，表５から理解できるとおり，測定不能となる程の面
荒れが観察された。また，８０℃，０．３３ｗｔ％の過
酸化水素水によって洗浄処理を行った場合には，表６か
ら理解できるとおり，面荒れは観察されなかった。ここ
では，表２の時と同様に，過酸化水素水中の酸素分子が
ウェハのシリコン表面を酸化しシリコン酸化膜を形成さ
せるのにかかる反応速度と，洗浄液中に発生したイオン
等によるエッチング速度とがほぼ均衡していると推定さ
れる。また，８０℃，３．００ｗｔ％の過酸化水素水に
よって洗浄処理を行った場合には，表７から理解できる
とおり，パーティクルの除去率は表３及び表６の時に比
べて向上しており，面荒れは観察されなかった。ここで
は，表３に比べて温度が８０℃と高いため，パーティク
ルの除去率が向上したと推定される。表３の時と同様に
過酸化水素水の濃度が高いため，酸素分子による酸化の
反応速度が，洗浄液中に発生したイオン等によるエッチ
ング速度よりも速くなり，ウェハの表面には常にシリコ
ン酸化膜に形成され，イオン等からのエッチングから保
護されると推定される。このように，表７の洗浄液は，
過酸化水素水の濃度が３．００ｗｔ％と濃いと共に，温
度が８０℃と高くなっており，表７の実施例は，表１〜
表８までの実施例の中でパーティクル除去が最も効果的
に行われた。また，８０℃，０．４６ｗｔ％のアンモニ
ア水溶液，２．９５ｗｔ％の過酸化水素水及び純水を混
合したＡＰＭ洗浄液によって洗浄処理を行った場合に
は，表８から理解できるとおり，パーティクルの除去率
は，表４及び表７の時に比べて低下しており，面荒れも
観察された。ここでは，アンモニア水溶液が混合され，
さらに温度も８０℃と高いため，酸素分子による酸化の
反応速度よりも，洗浄液中に発生したイオン等によるエ
ッチング速度が速くなると推定される。その結果，シリ
コン酸化膜による保護が劣り，イオン等によるエッチン
グがウェハのシリコン表面になされ，ウェハに面荒れが
生じると推定される。

【００５８】以上の結果より，純水のみの洗浄液や従来
のＡＰＭ洗浄液において，温度が上昇すると，パーティ
クルの除去率は低下し，さらにウェハに面荒れを生じさ
せる傾向にある。一方，洗浄液が濃度３．００ｗｔ％の
過酸化水素水である場合には，ウェハのシリコン表面を
十分に保護すると共に，超音波振動を加えた際には，パ
ーティクルの除去率も向上する。さらに，洗浄液の温度
が高い方が，パーティクルの除去率が向上する傾向にあ
る。従って，表７のように，過酸化水素水の濃度が濃く
温度が高い洗浄液が最も効果的なパーティクル除去をす
ると考えられる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば，アルカリ系の排液機構
を設ける必要がなくなるので，排液機構を簡素化でき
る。従って，システムの小型化，排液管理の容易化を実
現することが可能となる。

【００６０】また，本発明によれば，洗浄槽に充填され
る洗浄液に過酸化水素水を使用することにより，超音波
振動によって洗浄液中に発生したイオン等によるエッチ
ングから，被処理体の表面を保護させ，これにより，面
荒れを極力抑えながら被処理体の表面に付着したパーテ
ィクルを効果的に除去することができる。従って，洗浄
後においても，被処理体の表面が面荒れせずに，後の製
造に対する悪影響を防止することが可能となる。その結
果，例えば，半導体デバイスの製造における微細化技術
の更なる技術革新を促進させ，生産性を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる洗浄装置を備えた
洗浄システムの斜視図である。

【図２】洗浄システムの排液機構の回路図である。

【図３】搬送装置を拡大して示す斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかる洗浄装置の回路系
統の概略図である。

【図５】洗浄装置の断面図である。

【符号の説明】

Ｃ キャリア Ｗ ウェハ １ 洗浄システム ２ 搬入部・取出部 ３ 洗浄乾燥処理部 ４ 装填・搬出部 １２ 洗浄装置 ２５ 酸系の排液機構 ２６ 純水の排液機構 ６２ 洗浄槽 ６４ 洗浄液供給ユニット ６５，７９ ヒータ ９０ メガソニック装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄液中に被処理体を接触させて洗浄す
   る洗浄装置を１又は２以上備えた洗浄システムにおい
   て，前記洗浄装置で用いられる洗浄液をいずれも中性若
   しくは酸性としたことを特徴する洗浄システム。
2. 【請求項２】 被処理体に洗浄液を接触させて洗浄する
   洗浄装置において，前記洗浄液が過酸化水素水であるこ
   とを特徴とする洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記過酸化水素水の濃度が０．１５ｗｔ
   ％以上であることを特徴とする請求項２に記載の洗浄装
   置。
4. 【請求項４】 前記洗浄液の温度を調整をするための温
   度調整手段を設けたことを特徴とする請求項２又は３に
   記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記洗浄液の温度が３５℃以上であるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記洗浄液に振動を加えるための振動発
   振機構を設けたことを特徴とする請求項２，３，４又は
   ５の何れかに記載の洗浄装置。
7. 【請求項７】 被処理体に洗浄液を接触させて洗浄する
   洗浄方法において，前記洗浄液が過酸化水素水であるこ
   とを特徴とする洗浄方法。
8. 【請求項８】 前記過酸化水素水の濃度が０．１５ｗｔ
   ％以上であることを特徴とする請求項７に記載の洗浄方
   法。
9. 【請求項９】 前記洗浄液の温度を調整をすることを特
   徴とする請求項７又は８の何れかに記載の洗浄方法。
10. 【請求項１０】 前記洗浄液の温度が３５℃以上である
    ことを特徴とする請求項９に記載の洗浄方法。
11. 【請求項１１】 前記洗浄液に振動を加えることを特徴
    とする請求項７，８，９又は１０の何れかにに記載の洗
    浄方法。