(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの表面にウォータマークの発生がない半導体ウェーハ枚葉洗浄装置を提供する。【解決手段】半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置は、チャンバ２と、このチャンバ２の上部に設けられ開口部３ａが形成された中空截頭円錐形状のスピンカップ部３と、チャンバ２内に設けられ駆動軸４により回転駆動され半導体ウェーハＷが載置固定される円板状の回転テーブル５と、この回転テーブル５の外周部から外方に延び開口部３ａから出没可能になるようにこの開口部３ａから離間して形成されたリング形状の気流制御板６と、半導体ウェーハＷの表面に洗浄液を供給するように設けられた洗浄液供給ノズル７とを有する。【選択図】　図１
2004071702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、このチャンバの上部に設けられ開口部が形成された中空截頭円錐形状のスピンカップ部と、前記チャンバ内に設けられ駆動軸により回転駆動され半導体ウェーハが載置固定される円板状の回転テーブルと、この回転テーブルの外周部から外方に延び前記開口部から出没可能になるようにこの開口部から離間して形成されたリング形状の気流制御板と、前記半導体ウェーハの表面に洗浄液を供給するように設けられた洗浄液供給ノズルとを有することを特徴とする半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置において、上記スピンカップ部の開口部と半導体ウェーハの外周との距離は、前記半導体ウェーハの半径の１／２よりも大きいことを特徴とする半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウェーハ枚葉洗浄装置に係わり、特に回転式のスピン洗浄に用いられる半導体ウェーハ枚葉洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェーハの洗浄は、ＨＦ溶液に浸漬するバッチ式の洗浄装置によりおこなわれ、パーティクル及び金属不純物量の低減が図られていた。
【０００３】
しかし、近年の半導体ウェーハの大口径化及びより清浄度の高いウェーハを得るために、図２に示すような回転枚葉式洗浄装置１１が活用されている。
【０００４】
この従来の枚葉式洗浄装置１１を用いる洗浄方法は、洗浄液供給７から供給されるオゾン等の機能水を用いて、回転テーブル５に載置固定された半導体ウェーハＷ０のパーティクルを除去し、さらに、ＨＦ融液を用いて金属不純物量を低減する。特に、この従来の枚葉式洗浄装置１１は、ＨＦ融液に浸漬する洗浄で除去できないＣｕ、Ａｕ等の金属以外の不純物を除去するのに効果があると言われている。Ｃｕ等の金属不純物の除去はオゾン水でウェーハ表面を酸化し、酸化膜中にとりこまれたＣｕ等の金属不純物をその後のＨＦ処理により除去する。
【０００５】
しかし、オゾン水等によりシリコンウェーハ表面に形成された酸化膜をＨＦにより除去する工程において、ウェーハＷ０の端面とスピンカップ部１３の距離が近いので、スピンカップ部１３からの洗浄液がはね返る（液ハネ）ことによりウェーハ表面にウォータマークが発生し部分的に汚染される。スピン洗浄では、ウェーハＷ０からの洗浄液が遠心力によりスピンカップ部１４にぶつかり、これから液ハネとしてウェーハＷ０上に戻ってくる。
【０００６】
このような液ハネを完全になくすことは困難であり、ウェーハ表面を疎水性化しない等の施策により、液ハネの影響を極力低減している。また、このような液ハネは、遠心力に比例すると考えられ、ウェーハの回転数の２乗と、ウェーハ半径に比例し、ウェーハＷ０が大口径化することによりこの問題はさらに顕著になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、半導体ウェーハの表面にウォータマークの発生がない半導体ウェーハ枚葉洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、チャンバと、このチャンバの上部に設けられ開口部が形成された中空截頭円錐形状のスピンカップ部と、前記チャンバ内に設けられ駆動軸により回転駆動され半導体ウェーハが載置固定される円板状の回転テーブルと、この回転テーブルの外周部から外方に延び前記開口部から出没可能になるようにこの開口部から離間して形成されたリング形状の気流制御板と、前記半導体ウェーハの表面に洗浄液を供給するように設けられた洗浄液供給ノズルとを有することを特徴とする半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置が提供される。これにより、半導体ウェーハの表面にウォータマークの発生がない半導体ウェーハ枚葉洗浄装置が実現される。
【０００９】
好適な一例では、上記スピンカップ部の開口部と半導体ウェーハの外周との距離は、前記半導体ウェーハの半径の１／２よりも大きい。これにより、スピンカップ部と半導体ウェーハとの距離を十分にとることができ、半導体ウェーハ上にウォータマークが形成されるのが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる半導体ウェーハ枚葉洗浄装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係わる半導体ウェーハ枚葉洗浄装置の実施形態の概念図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明に係わる半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置１は、装置本体を形成するチャンバ２と、このチャンバ２の上部に設けられ、開口部３ａが形成されたスピンカップ部３と、チャンバ２内に設けられ、駆動軸４により回転駆動され、半導体ウェーハＷが載置固定される円板状の回転テーブル５と、この回転テーブル５に設けられ、この外周部から外方に延びるリング形状の気流制御板６と、半導体ウェーハＷの表面に洗浄液を供給するように設けられた洗浄液供給ノズル７とを有している。
【００１３】
上記チャンバ２は、扁平中空円筒形状をなし、その上部には上記スピンカップ部３が設けられており、底部には排液孔２ａが設けられている。
【００１４】
また、上記スピンカップ部３は、中空截頭円錐形状をなし、その上部には開口部３ａが形成され、この開口部３ａには下方に延びるリング部３ｂが設けられている。このリング部３ｂの内側面３ｂ１、すなわち、スピンカップ部３の開口部３ａと、半導体ウェーハＷの外周面Ｗａとは離間し、その距離Ｌは、半導体ウェーハＷの半径の１／２よりも大きく形成されるのが好ましい。これにより、スピンカップ部３と半導体ウェーハＷとの距離を十分にとることができ、半導体ウェーハＷ上にウォータマークが形成されるのが防止される。なお、スピンカップ部は、チャンバに一体的に形成されても、各々別個に形成されたスピンカップ部とチャンバを一体に形成してもよい。
【００１５】
上記回転テーブル５は、半導体ウェーハＷを保持ピン５ａで保持しており、駆動モータ８によって高速回転するようになっている。
【００１６】
さらに、気流制御板６は、幅が上記開口部３ａと半導体ウェーハＷの外周面Ｗａとの距離Ｌよりわずかに小さく形成されており、気流制御板６の外周端６ａは開口部３ａからわずかに離間するように開口部３ａの近傍まで達し、さらに、わずかに離間しているので、気流制御板６がリング部３ｂに当ることなく、回転テーブル５が開口部３ａから出没可能になっている。気流制御板６の外周端６ａが開口部３ａの近傍まで達しているので、回転テーブル５とスピンカップ部３間の全長に渡り層流を発生させることができる。
【００１７】
次に本発明に係わる半導体ウェーハ枚葉洗浄装置を用いた洗浄方法について説明する。
【００１８】
図１に示すように、シリコンウェーハＷを回転テーブル５に載置し、保持ピン５ａにより、シリコンウェーハＷを回転テーブル５に固定する。しかる後、回転テーブル５を回転させて、シリコンウェーハＷを高速で回転させながら、洗浄液供給ノズル７からパーティクル除去のために例えばオゾン水等の機能水をシリコンウェーハＷに吹きかけ、このオゾン水の処理によりウェーハ表面のパーティクルを除去する。ウェーハ表面は酸化し、ウェーハ表面は親水性となる。
【００１９】
その後、ウェーハ表面から金属不純物を除去するために、洗浄液供給ノズル７から、ＨＦ水を酸化したシリコンウェーハＷの表面に吹きかけ、ＨＦ処理を行い酸化膜を次第に除去する。酸化膜が除去されたシリコンウェーハ表面は、疎水性となる。
【００２０】
洗浄された半導体ウェーハＷは、回転テーブル５を上昇させて回収されるが、スピンカップ部３の開口部３ａと回転テーブル５に設けられた気流制御板６間にわずかな間隙が設けられているので、回転テーブル５を自由に出没させることができる。
【００２１】
このような洗浄工程において、スピンカップ部３の開口部３ａと半導体ウェーハＷの外周面Ｗａとの距離Ｌは、大きくとられているので、スピンカップ部３からの液ハネにより半導体ウェーハＷ上にウォータマークが発生することがなく、さらに、一般にそのような距離が大きくとられると、その間に乱流が発生する場合が多いが、本洗浄装置では、気流制御板６が開口部３ａと回転テーブル５の外周部間で高速で回転するので、この間に乱流が発生することなく層流を発生させ、例え洗浄液のスピンカップ部３からの液ハネがあっても、この層流に乗せてはね返った洗浄液をチャンバ２方向にはね飛ばすことができ、半導体ウェーハＷ上にウォータマークを発生させることがない。
【００２２】
【実施例】
図１に示すような本発明に係わる半導体ウェーハ枚葉洗浄装置を用い、直径８インチのシリコンウェーハを下記条件で洗浄し、ウェーハ表面のパーティクル（ＬＰＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｐｏｉｎｔ　Ｄｅｆｅｃｔ）を測定した。
【００２３】
洗浄条件：オゾン水により予めシリコンウェーハ表面を酸化させ、その後ＨＦ処理、オゾン水処理を行いウェーハ表面のパーティクルを測定した。
【００２４】
ＬＰＤの測定は、ウォータマークを検出し易いようにサイズ≧７０ｎｍのＬＰＤを斜め入射方法を用いてＳｕｒｆｓｃａｎ　ＳＰ１−ＴＢＩにより測定した。
【００２５】
また、ＬＰＤをＳＥＭ／ＥＤＸにより観察した。
【００２６】
結果：表１に示す。
【００２７】
【表１】
2004071702.tif 000003
【００２８】
表１からもわかるように、実施例は、７０ｎｍより大きいＬＰＤの増加個数は１２個と、従来例の２５４個に比べて著しく少ないことがわかった。
【００２９】
また、従来例で発生したＬＰＤはウォータマークであることを確認し、さらに、実施例のＬＰＤからはウォータマークが観察されなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係わる半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置によれば、半導体ウェーハの表面にウォータマークの発生がない半導体ウェーハ枚葉洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置の概念図。
【図２】従来の半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置の概念図。
【符号の説明】
１　半導体ウェーハ用枚葉洗浄装置
２　チャンバ
２ａ　排液孔
３　スピンカップ部
３ａ　開口部
３ｂ　リング部
３ｂ１　内側面
４　駆動軸
５　回転テーブル
５ａ　保持ピン
６　気流制御板
６ａ　外周端
７　洗浄液供給ノズル
８　駆動モータ
Ｗ　半導体ウェーハ
Ｗａ　外周面
Ｌ　距離
【図１】
2004071702.tif 000004
【図２】
2004071702.tif 000005