(57)【要約】【課題】洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面へ付着することを防ぎ、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入することを防ぐことができる半導体ウェーハの洗浄装置及びその洗浄方法を提供する。【解決手段】洗浄装置１は、半導体ウェーハ８を洗浄する第１の洗浄液６が貯留される洗浄槽２と、洗浄槽２で洗浄された半導体ウェーハ８を濯ぐ濯ぎ液７が貯留される濯ぎ槽３と、洗浄槽２から半導体ウェーハ８を搬出して濯ぎ槽３へ搬送する搬送装置４と、搬送装置４により搬送される半導体ウェーハ８に第１の洗浄液６の温度に比して低い温度の第２の洗浄液１３を吹き付けるスプレーノズル５と、を備える。【選択図】図１
2010034211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハを洗浄する第１の洗浄液が貯留される洗浄槽と、
前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、
前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに前記第１の洗浄液の温度に比して低い温度の第２の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルと、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの洗浄装置。
【請求項２】
前記搬送装置は、前記半導体ウェーハを保持する保持部と、前記保持部を搬送する搬送部とを備え、
前記スプレーノズルは、前記半導体ウェーハと正対したときに前記搬送部と前記半導体ウェーハとの間に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの洗浄装置。
【請求項３】
前記第１の洗浄液の温度は５０〜９０℃であり、前記濯ぎ液の温度は２０〜２６℃であり、前記第２の洗浄液の温度は２０〜２６℃であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの洗浄装置。
【請求項４】
半導体ウェーハを洗浄する第１の洗浄液が貯留される洗浄槽と、前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに第２の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルとを備える半導体ウェーハの洗浄装置を用いた半導体ウェーハの洗浄方法であって、
前記洗浄槽で前記半導体ウェーハを洗浄する第１の洗浄工程と、
前記第１の洗浄工程を経た後、前記搬送装置により前記半導体ウェーハを前記洗浄槽から前記濯ぎ槽へ搬送する際に、前記スプレーノズルにより前記第１の洗浄液の温度に比して低い温度の前記第２の洗浄液を前記半導体ウェーハに吹き付ける第２の洗浄工程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの洗浄方法。
【請求項５】
前記第１の洗浄液の温度は５０〜９０℃であり、前記濯ぎ液の温度は２０〜２６℃であり、前記第２の洗浄液の温度は２０〜２６℃であることを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の半導体ウェーハの洗浄方法により洗浄されたことを特徴とする半導体ウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ並びにその洗浄装置及びその洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハの洗浄処理を行う技術としては、多槽浸漬式の洗浄処理が知られている（例えば、特許文献１参照）。この洗浄処理は、専用の洗浄用カセットに複数のウェーハを収納し、ウェーハが収納された洗浄用カセットを搬送ロボットにより予め設定された順序で洗浄槽や濯ぎ槽に浸漬して、所定の洗浄処理を行うものである。
【０００３】
また、洗浄用カセットを用いずに搬送ロボットにより直接ウェーハを把持して搬送し、洗浄処理を行う技術も知られている。
【特許文献１】特開平６−１６３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、洗浄液（例えばＳＣ−１液）が貯留された洗浄槽において洗浄された半導体ウェーハを洗浄槽から搬出して濯ぎ槽へ搬送する際に、半導体ウェーハの表面に付着した洗浄液が乾燥し、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面に固着してしまうという問題があった。
【０００５】
また、半導体ウェーハが搬送される際に、半導体ウェーハの表面に付着した洗浄液が乾燥しない場合であっても、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入し、濯ぎ液を汚染するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面へ付着することを防ぎ、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入することを防ぐことができる半導体ウェーハの洗浄装置及びその洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の半導体ウェーハの洗浄装置は、半導体ウェーハを洗浄する第１の洗浄液が貯留される洗浄槽と、前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに前記第１の洗浄液の温度に比して低い温度の第２の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
（２）また、前記搬送装置は、前記半導体ウェーハを保持する保持部と、前記保持部を搬送する搬送部とを備え、前記スプレーノズルは、前記半導体ウェーハと正対したときに前記搬送部と前記半導体ウェーハとの間に位置することが好ましい。
【０００９】
（３）また、前記第１の洗浄液の温度は５０〜９０℃であり、前記濯ぎ液の温度は２０〜２６℃であり、前記第２の洗浄液の温度は２０〜２６℃であることが好ましい。
【００１０】
（４）本発明の半導体ウェーハの洗浄方法は、半導体ウェーハを洗浄する第１の洗浄液が貯留される洗浄槽と、前記洗浄槽で洗浄された前記半導体ウェーハを濯ぐ濯ぎ液が貯留される濯ぎ槽と、前記洗浄槽から前記半導体ウェーハを搬出して前記濯ぎ槽へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される前記半導体ウェーハに第２の洗浄液を吹き付けるスプレーノズルとを備える半導体ウェーハの洗浄装置を用いた半導体ウェーハの洗浄方法であって、前記洗浄槽で前記半導体ウェーハを洗浄する第１の洗浄工程と、前記第１の洗浄工程を経た後、前記搬送装置により前記半導体ウェーハを前記洗浄槽から前記濯ぎ槽へ搬送する際に、前記スプレーノズルにより前記第１の洗浄液の温度に比して低い温度の前記第２の洗浄液を前記半導体ウェーハに吹き付ける第２の洗浄工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
（５）また、前記第１の洗浄液の温度は５０〜９０℃であり、前記濯ぎ液の温度は２０〜２６℃であり、前記第２の洗浄液の温度は２０〜２６℃であることが好ましい。
【００１２】
（６）本発明の半導体ウェーハは、前記半導体ウェーハの洗浄方法により洗浄されることにより得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体ウェーハの洗浄装置及びその洗浄方法によれば、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が半導体ウェーハの表面へ付着することを防ぎ、洗浄液に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽に貯留される濯ぎ液に混入することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の半導体ウェーハの洗浄装置及び洗浄方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態である洗浄装置１の概略を示す側面図である。図２は、洗浄槽２及び搬送装置４の構成を示す側面図である。図１及び図２に示すように、洗浄装置１は、洗浄槽２と、濯ぎ槽３と、搬送装置４と、スプレーノズル５とを備える。
【００１５】
洗浄槽２には、半導体ウェーハ８を洗浄する第１の洗浄液６が貯留される。第１の洗浄液６は、例えばＳＣ−１液（アンモニア水、過酸化水素水、純水の混合液）である。ＳＣ−１液は、半導体ウェーハ８の表面に付着したパーティクルや不純物の除去に用いられる。第１の洗浄液６がＳＣ−１液の場合、その温度は５０〜９０℃が好ましい。これは、温度が５０℃未満の場合には、半導体ウェーハ８を洗浄する洗浄速度が遅くなり、洗浄効率が悪くなるためである。また、温度が９０℃を超える場合には、半導体ウェーハ８の表面に面荒れが発生しやすくなるためである。
【００１６】
濯ぎ槽３には、洗浄槽２で洗浄された半導体ウェーハ８を濯ぐ濯ぎ液７が貯留される。濯ぎ液７は、例えば純水である。半導体ウェーハ８は、濯ぎ液７に浸漬されることで洗浄槽２において付着した第１の洗浄液６が除去される。濯ぎ液７が純水の場合には、その温度は２０〜２６℃が好ましい。
【００１７】
搬送装置４は、洗浄槽２から半導体ウェーハ８を搬出して濯ぎ槽３へ搬送する。搬送装置４は、ロボットアーム（保持部）１０と、搬送ロボット（搬送部）１１と、レール１２とを備える。ロボットアーム１０は、半導体ウェーハ８が収納される洗浄用カセット９を保持する。搬送ロボット１１は、ロボットアーム１０を洗浄槽２から濯ぎ槽３へ搬送する。搬送ロボット１１は、半導体ウェーハ８が収納される洗浄用カセット９を搬送経路Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に沿って搬送する。レール１２は、第１の洗浄液６及び濯ぎ液７の液面の上方に位置しており、水平方向に沿って設けられる。搬送ロボット１１は、レール１２に沿って移動する。
【００１８】
搬送経路Ｌ１は、搬送装置４により洗浄用カセット９を保持して洗浄槽２へ搬入させる経路である。搬送経路Ｌ２は、搬送装置４により洗浄用カセット９を保持して洗浄槽２から搬出させ、濯ぎ槽３へ搬入させる経路である。搬送経路Ｌ３は、搬送装置４により洗浄用カセット９を保持して濯ぎ槽３から搬出させる経路である。
【００１９】
なお、本実施形態の洗浄装置１では、半導体ウェーハ８を洗浄用カセット９に収納して洗浄したが、これに制限されず、半導体ウェーハ８を直接ロボットアーム１０により保持して搬送してもよい。また、半導体ウェーハ８は、シリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハ等を用いることができる。また、半導体ウェーハ８の直径は、特に限られず、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍである。
【００２０】
洗浄用カセット９には、半導体ウェーハ８が収納される。洗浄用カセット９の側面には、ロボットアーム１０により洗浄用カセット９を保持するための取手部９ａが設けられる。
半導体ウェーハ８が収納された洗浄用カセット９は、ロボットアーム１０により保持され、図１に示す搬送経路Ｌ１に沿って洗浄槽２に搬入される。そして、洗浄用カセット９は、洗浄槽２の底部に設けられたカセット載置台１４上に載置される。また、洗浄後の洗浄用カセット９は、ロボットアーム１０により保持されて洗浄槽２から搬出され、図１に示す搬送経路Ｌ２に沿って濯ぎ槽３へ搬送される。
【００２１】
スプレーノズル５は、搬送装置４により搬送される半導体ウェーハ８に、第１の洗浄液６の温度に比して低い温度の第２の洗浄液１３を吹き付ける。スプレーノズル５は、搬送経路Ｌ２の近傍に設けられる。スプレーノズル５の詳細については後述する。また、第２の洗浄液１３として純水を用いる。また、第１の洗浄液６と第２の洗浄液１３との温度差は、２４〜７０℃であることが好ましい。
なお、本実施形態では第２の洗浄液１３として純水を用いたが、これに制限されず、他の洗浄液（例えばＳＣ−１液）を用いてもよい。
【００２２】
図２に示すように、ロボットアーム１０は、アーム部１０ａと、駆動部１０ｂとを備える。
アーム部１０ａは、搬送時に洗浄用カセット９の取手部９ａを保持する部位である。
駆動部１０ｂは、鉛直方向に伸縮可能に構成されている。これにより洗浄用カセット９及びアーム部１０ａは、洗浄槽２又は濯ぎ槽３へ接近又は離反を行うことができる。
【００２３】
図３は、スプレーノズル５の詳細について示す側面図である。図３に示すように、スプレーノズル５は、半導体ウェーハ８と正対したときに搬送ロボット１１と半導体ウェーハ８との間に位置する。スプレーノズル５が設けられる位置は、スプレーノズル５から吹き付けられる純水の洗浄槽２及び濯ぎ槽３への混入を防ぐために、洗浄槽２及び濯ぎ槽３から充分な間隔を空けた位置である。また、洗浄槽２の洗浄用カセット９側の端部と、洗浄用カセット９の洗浄槽２側の端部との間隔は、１５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
また、第２の洗浄液１３は、半導体ウェーハ８及び洗浄用カセット９が均一に洗浄されるように吹き付けられる。搬送装置４により洗浄槽２から洗浄用カセット９を搬出してからスプレーノズル５により第２の洗浄液１３を吹き付けるまでの時間は、１秒以内であることが好ましい。また、第２の洗浄液１３は、４〜１０Ｌ／ｍｉｎの流量で、４秒間以上吹き付けることが好ましい。洗浄用カセット９は、スプレーノズル５により第２の洗浄液１３を吹き付ける処理が終了した後、搬送ロボット１１により１０秒以内に濯ぎ槽３へ搬入されることが好ましい。
【００２５】
このように本実施形態の洗浄装置１によれば、搬送装置４により搬送される半導体ウェーハ８に第１の洗浄液６の温度に比して低い温度の第２の洗浄液１３を吹き付けるスプレーノズル５を備えているため、パーティクルや金属不純物が半導体ウェーハ８の表面から除去された状態で半導体ウェーハ８を濯ぎ槽３へ搬入することができる。また、第１の洗浄液６に含まれるパーティクルや金属不純物が濯ぎ槽３の濯ぎ液７へ混入することを防ぐことができる。
【００２６】
また、本実施形態の洗浄装置１によれば、第２の洗浄液１３を半導体ウェーハ８に吹き付けることで、第１の洗浄液６により洗浄された半導体ウェーハ８を洗浄し、且つ半導体ウェーハ８の冷却を行うことができる。
【００２７】
次に、本発明の半導体ウェーハ洗浄方法の一実施形態について説明する。本実施形態の半導体ウェーハの洗浄方法は、上述した洗浄装置１を用いる。本実施形態の半導体ウェーハの洗浄方法は、半導体ウェーハ８を第１の洗浄液６により洗浄する第１の洗浄工程と、第１の洗浄工程を経た後、搬送装置４により半導体ウェーハ８を洗浄槽２から濯ぎ槽３へ搬送する際に、スプレーノズル５により第１の洗浄液６の温度に比して低い温度の第２の洗浄液１３を半導体ウェーハ８に吹き付ける第２の洗浄工程と、濯ぎ液７により半導体ウェーハ８を洗浄する濯ぎ工程とを備える。
【００２８】
（第１の洗浄工程）
半導体ウェーハ８は、洗浄槽２において第１の洗浄液６により洗浄される。第１の洗浄液６は、上述したようにＳＣ−１液等が用いられる。第１の洗浄液６の温度は、５０〜９０℃が好ましい。
【００２９】
（第２の洗浄工程）
第１の洗浄工程を経た半導体ウェーハ８は、搬送装置４により洗浄槽２から濯ぎ槽３へ搬送される。このとき、半導体ウェーハ８は、搬送経路Ｌ２（図１参照）に設けられたスプレーノズル５により第２の洗浄液１３を用いて洗浄される。第２の洗浄液１３は、第１の洗浄液６の温度に比して低い温度であり、２０〜２６℃が好ましい。
【００３０】
（濯ぎ工程）
第２の洗浄工程を経た半導体ウェーハ８は、搬送装置４により濯ぎ槽３へ搬入され、濯ぎ液７により洗浄される。濯ぎ液７は、上述したように純水等が用いられる。濯ぎ液７の温度は、２０〜２６℃が好ましい。
【実施例】
【００３１】
次に、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明する。なお、この実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３２】
本発明に係るスプレーノズル５によるパーティクル及び金属不純物の洗浄効果について実施例と比較例とを用いて説明する。
【００３３】
［実施例］
半導体ウェーハ８として直径２００ｍｍのシリコンウェーハを２５枚用い、このシリコンウェーハを洗浄用カセット９に収納して洗浄を行った。また、第１の洗浄液６として温度が８０℃のＳＣ−１液を用い、濯ぎ液７として温度が２４〜２６℃の純水を用いた。また、第２の洗浄液１３として温度が２３±２℃の純水を用いた。
【００３４】
［比較例］
比較例は、スプレーノズル５による洗浄処理を除いた点が実施例と異なり、他の条件は、実施例と同様である。
【００３５】
図４は、シリコンウェーハの表面に付着したパーティクルのサイズ及びパーティクルの数を表したグラフである。横軸は、パーティクルのサイズであり、縦軸は、パーティクルの数である。パーティクルのサイズは、０．１μｍ以上、０．２μｍ以上、０．３μｍ以上の３水準において評価を行った。また、パーティクルの数は、２５枚のシリコンウェーハのそれぞれに付着したパーティクルの数のウェーハ単位での平均値である。
【００３６】
実施例は、いずれの水準においてもパーティクルの数が比較例よりも少なかった。特に、０．１μｍ以上のパーティクルにおいては、パーティクルの数が比較例よりも大幅に少なかった。
【００３７】
図５は、シリコンウェーハの表面に付着した金属不純物の濃度を表したグラフである。金属不純物は、Ｆｅであり、金属不純物の濃度（ａｔｏｍｏｓ／ｃｍ２）は、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって測定を行った。
図５に示すように、実施例は、比較例に比して大幅に金属不純物の濃度が減少した。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態である洗浄装置１の概略を示す側面図である。
【図２】洗浄槽２及び搬送装置４の構成を示す側面図である。
【図３】スプレーノズル５の詳細について示す側面図である。
【図４】シリコンウェーハの表面に付着したパーティクルのサイズ及びパーティクルの数を表したグラフである。
【図５】シリコンウェーハの表面に付着した金属不純物の濃度を表したグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  洗浄装置
２  洗浄槽
３  濯ぎ槽
４  搬送装置
５  スプレーノズル
６  第１の洗浄液
７  濯ぎ液
８  半導体ウェーハ
９  洗浄用カセット
１０  ロボットアーム（保持部）
１１  搬送ロボット（搬送部）
１２  レール
１３  第２の洗浄液
【図１】
2010034211.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010034211.tif 000006
【図５】
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