(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開放され基板を収納する内槽とこの内槽を密閉できるように覆う外槽との二重構造の処理槽からなる半導体洗浄装置であって、
内槽には、内槽底部の洗浄液体導入口からフッ酸含有水、オゾン含有水、水素含有水、純水を供給するための各供給配管が接続されるとともに内槽の液体を排水するための内槽排水管が接続され、
外槽には、不活性ガス供給配管、オゾンガス供給配管、基板乾燥のための溶剤含有ガスを供給する溶剤含有ガス供給配管、処理槽内のガスを排出するための排気管、内槽から外槽内に溢れた液体を排出するための外槽排水管が接続され、
さらに、前記溶剤含有ガス供給配管の少なくとも一部がヒータを取り付けた石英管で形成されるとともに、この石英管に液体溶剤を供給する溶剤供給配管と不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給配管とが接続され、前記石英管にはさらに洗浄のための第２オゾン含有水供給配管および石英管内の液体を排出する石英管排水管が接続されていることを特徴とする半導体洗浄装置。
【請求項２】
前記内槽は石英又はポリテトラフルオロエチレン又は耐酸性樹脂材のいずれかにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項３】
内槽に貯めた洗浄液体を振動するためのメガソニック発振器をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項４】
オゾン含有水は塩酸が添加されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項５】
水素含有水はアンモニアが添加されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項６】
オゾン含有水はオゾンが１〜３０ｐｐｍの濃度で含まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項７】
水素含有水は水素が１〜３０ｐｐｍの濃度で含まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項８】
液体溶剤がイソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、キシレンのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項９】
前記フッ酸含有水、オゾン含有水、水素含有水、純水を供給するための各供給配管と前記内槽排水管と前記不活性ガス供給配管と前記オゾンガス供給配管と前記溶剤含有ガス供給配管と前記排気管とにはそれぞれ開閉弁が取り付けられるとともにこれらの開閉弁を制御する制御部が設けられ、
制御部は、フッ酸含有水、オゾン含有水、純水、水素含有水の各供給配管の開閉弁を開閉制御することにより基板を液体洗浄し、その後に内槽配水管の開閉弁を開閉制御することにより液体を内槽配水管から排出し、その後に溶剤含有ガス供給配管の開閉弁を開いて溶剤ガスを導入して基板を乾燥する制御を行う請求項１に記載の半導体洗浄装置。
【請求項１０】
前記基板の乾燥の際に、前記制御部は溶剤含有ガス供給配管の開閉弁を開閉制御して溶剤含有ガスを供給し、その後にオゾンガス供給配管の開閉弁を開いてオゾンガスを供給する制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の半導体洗浄装置。
【請求項１１】
制御部はオゾン含有水による基板の液体洗浄の際に６０秒〜１０４０秒の基板のオゾン水浸漬処理を行う制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の半導体洗浄装置。
【請求項１２】
制御部は水素含有水による基板の液体洗浄の際に６０秒〜１０４０秒の基板のオゾン水浸漬処理を行う制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の半導体洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程等に用いる半導体洗浄装置に関し、さらに詳細にはシリコンウエハ等の基板を洗浄用液体に浸して洗浄する浸液式洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱拡散酸化前処理として用いられる前処理洗浄技術としては、広くＳＰＭ(ＳＰＭ：Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mix)，ＡＰＭ（ＡＰＭ：Ammonium Hydroxide Hydrogen Peroxide Mix），ＨＰＭ（ＨＰＭ：Hydrochloric acid Hydrogen Peroxide Mix）・ＨＦ（フッ化水素酸）を組み合わせた洗浄方式が使用されている。
【０００３】
例えば、特開２００１-４４４２９号公報においては、ＡＰＭ洗浄、フッ化水素（ＨＦ）処理、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を用いて行う洗浄装置と洗浄方法の実施例が開示されている。
【０００４】
上記文献によれば、ゲート絶縁膜形成前処理装置システムに用いるウェット洗浄装置は、シリコンウエハに対してフッ化水素（ＨＦ）洗浄、純水リンス、過酸化水素水希釈溶液処理を一つの槽で行うワンバス洗浄槽、最後にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）乾燥処理槽の少なくとも２つの槽を含む複数槽により構成されている。
【０００５】
なお、この従来システムでは上記２槽の他にケミカル酸化膜形成可能化学物質を使用した第１の前洗浄工程を実行する洗浄槽とケミカル酸化膜形成可能化学物質を純水で洗浄する第２の前洗浄工程を実行する洗浄槽とがさらに設けられて４槽構造になっている。
【０００６】
シリコンウエハは、清浄度クラスが「クラス１」のクリーンルーム側からウェット洗浄装置内ヘと搬送される。ウェット洗浄装置内に搬送されたシリコンウエハは、それぞれの処理槽へロボットアームにより搬送され、洗浄、乾燥工程が行われる。
【０００７】
洗浄、乾燥工程が終わるとウエハは、クラス１のクリーンルーム側ヘ再び搬送される。このウェット洗浄装置はバッチ処理式で、一度に２５枚のウエハを洗浄することができる。
このようにＡＰＭ洗浄とその後の純水洗、フッ化水素（ＨＦ）処理、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥を行うにあたり少なくとも２槽からなるウェット洗浄装置が用いられている。
【０００８】
このうちワンバス洗浄槽は、図６に示すように洗浄槽本体１２０、洗浄槽本体１２０の上部より薬液が溢れたれたときに薬液を受ける受皿部１３０、洗浄槽本体１２０の底部に接続されている処理液導入部３０１、処理液導入部３０１に接続されているそれぞれの薬液供給ライン１８１、１９１、２０１と廃液ライン３０２とから構成される。
薬液供給ライン１８１はフッ化水素（ＨＦ）の供給ライン、薬液供給ライン１９１はＨ2Ｏ2の供給ライン、薬液供給ライン２０１は純水の供給ラインをそれぞれ構成している。
【０００９】
そして各供給ライン１８１、１９１、２０１は、洗浄槽本体１２０に入る前に、適宜の攪拌導入ライン２２２中で混合され、適宜の濃度条件に基づいて、一つ又は複数の薬液を適宜の割合で混合し且つ攪拌しながら、当該洗浄槽本体１２０の洗浄槽底部１２１より洗浄槽本体１２０内に供給されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＳＩ等の半導体を製造するときに使用されるシリコンウエハ等の基板は、１枚の基板からより多くの半導体製品を作ることができるようにした方が半導体製造コストを低減できる。そのため、基板の大きさはしだいに大きくなる傾向にある。
【００１１】
そして今はちょうどＬＳＩ製造装置に用いるウエハ径が直径２００ｍｍから３００ｍｍへと移行する時期であり、今後ＬＳＩ製造装置で直径３００ｍｍのウエハが採用され始めると、これに伴って前処理工程で使用される半導体洗浄装置についても３００ｍｍに対応した装置が必要になる。
【００１２】
その場合、従来の洗浄装置をそのまま大型化したもので対応するとなるとフットプリント（装置床面積）が広くなってしまう。したがって処理能力を確保しつつフットプリントを小さくする必要がある。
【００１３】
また、ＬＳＩの高密度化、微細化が進むにつれてウエハ表面にはさらに厳しい清浄度が要求されるため、ゲート工程、ＴＤ酸化膜形成工程においては、これまで以上にウエハ表面にパーティクル、金属、有機物などの汚染物質が付着しにくい洗浄装置にする必要がある。
【００１４】
さらに、従来からも液体洗浄工程の後工程としてＩＰＡ乾燥が実施されているがこの場合においても酸化膜形成処理時の有機物除去の観点からは、乾燥後に付着しているＩＰＡの成分も除去する必要性がある。
【００１５】
そこで、本発明はこれらの課題を解決し、シリコンウエハ等の基板面積が大きくなっても、フットスペースの増大を抑えることができ、しかも洗浄性能に優れた洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明の半導体洗浄装置は、上部が開放され基板を収納する内槽とこの内槽を密閉できるように覆う外槽との二重構造の処理槽からなる半導体洗浄装置であって、内槽には、内槽底部の洗浄液体導入口からフッ酸含有水、オゾン含有水、水素含有水、純水を供給するための各供給配管が接続されるとともに内槽の液体を排水するための内槽排水管が接続され、外槽には、不活性ガス供給配管、オゾンガス供給配管、基板乾燥のための溶剤含有ガスを供給する溶剤含有ガス供給配管、処理槽内のガスを排出するための排気管、内槽から外槽内に溢れた液体を排出するための外槽排水管が接続され、さらに、前記溶剤含有ガス供給配管の少なくとも一部がヒータを取り付けた石英管で形成されるとともに、この石英管に液体溶剤を供給する溶剤供給配管と不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給配管とが接続され、前記石英管にはさらに洗浄のための第２オゾン含有水供給配管および石英管内の液体を排出する石英管排水管が接続されている。
【００１９】
この発明によれば、内槽底部の液体導入口からフッ酸含有水、オゾン含有水、水素含有水、純水を供給するための各供給配管から洗浄液体を適宜供給し、内槽に置かれた基板を浸漬するようにする。洗浄液体は自由に選定できるようになっており、基板の状態、種類等に応じて最適な順に設定することができる。また、同じ液体を複数回供給して洗浄するようにしてもよい。これらの洗浄液体を適宜供給することにより、基板は液体洗浄される。
【００２０】
液体洗浄が終わると、つづいて内槽内の洗浄液体が内槽配水管から排出され、さらに溶剤含有ガスが導入されて基板の乾燥が行われる。溶剤含有ガスによる乾燥後に、基板に付着した溶剤分子を分解するためのオゾンガスを供給する。最後に不活性ガスを流しつつ処理槽内ガスを排気管から排出する。
【００２１】
これにより、単槽方式で液体洗浄から乾燥までの処理を行うことができ、フットプリントを半分程度あるいはそれ以下にすることができる。さらに残存する溶剤分子を分解除去することができる。
【００２２】
ここで、不活性ガスには窒素ガスを用いるのが好適である。また、溶剤含有ガスにはイソプロピルアルコールが好適であり、これに窒素ガスを混合してもよい。また、イソプロピルアルコール以外にエタノール、メタノール、キシレン等をガス化したものを溶剤ガスとして用いてもよい。
また、石英管に溶剤供給配管から液体溶剤を供給し、加熱することにより溶剤をガス化し、必要に応じて第２不活性ガス供給配管からの不活性ガスを混合して乾燥用の溶剤含有ガスとすることができる。このガスを内槽に送るようにして基板乾燥を行うことができる。なお、第２不活性ガス供給配管から供給される不活性ガスには窒素ガスを用いるのが好適である。
また、石英管にはさらに洗浄のためのオゾン水供給配管が接続されているため、オゾン水を用いて石英管や溶剤含有ガス供給配管内を洗浄することができる。
【００２３】
内槽は、石英又はテフロン（ポリテトラフルオロエチレンの商標名）又は耐酸性樹脂材（例えば、PEEK材）のいずれかにより形成されるようにしてフッ酸含有水に対する耐久性を備えるようにするのが好ましい。
【００２４】
また、処理槽に貯められた洗浄液体を振動するためのメガソニック発振器をさらに備えてもよい。特に水素水による処理の際に発振するようにしてウエハからの異物を除去するようにするのが効果的である。
【００２５】
また、内槽の液体導入口はできるだけ均一に処理がなされるようにするため、約０．５ｍｍ程度の孔が５ｍｍ間隔程度ごとに設けられたノズル形状としてもよい。
【００２８】
また、オゾン含有水は塩酸が添加され、水素含有水はアンモニアが添加されているのが好ましい。
また、オゾン含有水はオゾンが１〜３０ｐｐｍの濃度で含まれ、水素含有水は水素が１〜３０ｐｐｍの濃度で含まれているのが好ましい。
【００２９】
また、本発明の他の半導体洗浄装置は、前記フッ酸含有水、オゾン含有水、水素含有水、純水を供給するための各供給配管と前記内槽排水管と前記不活性ガス供給配管と前記オゾンガス供給配管と前記溶剤含有ガス供給配管と前記排気管とにはそれぞれ開閉弁が取り付けられるとともにこれらの開閉弁を制御する制御部が設けられ、制御部は、フッ酸含有水、オゾン含有水、純水、水素含有水の各供給配管の開閉弁を開閉制御することにより基板を液体洗浄した後に内槽配水管の開閉弁を開いて液体を内槽配水管から排出し、溶剤含有ガス供給配管の開閉弁を開いて溶剤ガスを導入して基板を乾燥する制御を行うようにしている。
【００３０】
この装置では、制御部がフッ酸含有水、オゾン含有水、純水、水素含有水の各供給配管の開閉弁を適宜開閉制御することにより基板を液体洗浄した後に、内槽排水管の開閉弁を開いて洗浄液体を内槽配水管から排出し、溶剤含有ガス供給配管の開閉弁を開いて溶剤含有ガスを導入して基板を乾燥する制御を行うので単槽方式で液体洗浄と乾燥とが自動的かつ連続的に行うことができる。
【００３１】
また、溶剤含有ガス供給配管から供給される溶剤含有ガスが、前記溶剤含有ガス供給配管の少なくとも一部に取り付けられたヒータで加熱されることにより生成されるアルコールガスと窒素ガスとの混合ガスからなり、基板乾燥の際に前記制御部は溶剤含有ガスの開閉弁を開いて溶剤含有ガスを供給し、その後にオゾンガス供給配管の開閉弁を開いてオゾンガスを供給する制御を行うようにしてもよい。
【００３２】
これによれば例えばイソプロピルアルコールガスを含む溶剤含有ガスによる乾燥後に、オゾンガスを供給することにより、基板等に付着する溶剤分子を分解することができる。
【００３３】
また、制御部はオゾン含有水による基板の液体洗浄の際に６０秒〜１０４０秒の基板のオゾン水浸漬処理を行う制御を行うようにしてもよい。また、制御部は水素含有水による基板の液体洗浄の際に６０秒〜１０４０秒の基板のオゾン水浸漬処理を行う制御を行うようにしてもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である浸液式の半導体洗浄装置の概略構成を示す図である。
【００３５】
図において、１０は基板Ｓ（シリコンウエハ）を洗浄するための半導体洗浄装置の処理槽であり、１２は半導体洗浄装置処理槽のうちの内槽、１４は半導体洗浄装置処理槽のうちの外槽、１６は外槽の一部を構成し、内槽を含む空間を外気から密閉するための蓋、１８は内槽１２の底部に取り付けられる洗浄液体導入用のノズル（内槽底部に配置されている）、２０は内槽の底に形成される液体排出口に接続される内槽排水管、２２は外槽の底に形成される液体排出口に接続される外槽排水管、２４は洗浄装置処理槽底部（内槽と外槽との共通の底部）に取り付けられ、内槽１２内に導入された洗浄液体に振動を与えて洗浄効果を向上するメガソニック発振器である。
【００３６】
また、蓋１６には溶剤含有ガスを供給するための溶剤含有ガス供給配管３２、溶剤分解ガスとしてのオゾンガスを供給するためのオゾンガス供給配管３４、不活性ガスとしての窒素を供給するための不活性ガス供給配管３６が、それぞれのガスを内槽に供給できるように接続されている。さらに蓋１６を密閉した状態で槽内のガスを排出するための排気管５０も接続されている。
【００３７】
また、溶剤含有ガス供給配管３２の一部にはヒータ３８が捲回された石英管４０が接続してあり、この石英管４０にはＩＰＡ供給配管４２、第２不活性ガス供給配管（窒素ガス供給配管）４４、石英管４０内を洗浄するための第２オゾン水供給配管４６が接続されている。そして石英管４０ではＩＰＡ供給配管４２から導入されたＩＰＡを５０℃から１５０℃に加熱してガス化することができるようになっている。また、石英管４０の底にはＩＰＡ液体を排出するための石英管排水管４８が設けられている。ガス化する溶剤としてはイソプロピルアルコールが好適であるが、エタノール、メタノール、キシレン等の溶剤であってもよい。
【００３８】
そして、溶剤含有ガス供給配管３２には開閉弁８２、オゾンガス供給配管３４には開閉弁８４、不活性ガス供給配管３６には開閉弁８６、ＩＰＡ供給配管４２には開閉弁８８、第２不活性ガス供給配管（窒素ガス供給配管）４４には開閉弁９０、オゾン水供給配管４６には開閉弁９２、石英管排水管４８には開閉弁９４、排気管５０には開閉弁９８、内槽排水管２０には開閉弁９６が設けられており、これらは図示しないコンピュータからなる制御部１００により開閉制御が行われるようになっている。
【００３９】
図２は、内槽１２へ供給される洗浄液体の供給系を説明する図である。６０は水素水生成ユニットであり、純水と水素ガスを用いて水素含有水が生成される。なお、アンモニア供給槽６２が内蔵されており、水素水中に１ＰＰＭ〜３０ＰＰＭのアンモニアが添加されるように設定してある。このアンモニアの添加により、水素水がアルカリ溶液となり、パーティクルがゼータ電位的に再付着し難くなる。水素水生成ユニット６０で生成された水素水は、制御部１００により開閉制御される開閉弁７２が取り付けられている配管７０ａを介して内槽１２に送り込まれる。
【００４０】
６４はオゾン水生成ユニットであり、純水と酸素ガスを用いてオゾン含有水が生成される。なお、塩酸供給槽６６が内蔵されており、オゾン水中に１ＰＰＭ〜３０ＰＰＭの塩酸が添加されるように設定してある。塩酸の添加により酸性水となり、酸化還元電位の高いオゾン水中で金属のイオン化傾向が高くなり、基板からの脱離作用が促進される。オゾン水生成ユニット６４で生成された水素水は、制御部１００により開閉制御される開閉弁７４が取り付けられている配管７０ｃを介して内槽１２に送り込まれる。
【００４１】
６８はフッ酸水生成ユニットであり、純水とフッ化水素酸とを用いてフッ酸含有水（希フッ酸）が生成される。フッ酸水生成ユニット６８で生成されたフッ酸含有水は、制御部１００により開閉制御される開閉弁７６が取り付けられている配管７０ｄを介して内槽１２に送り込まれる。
【００４２】
上記各洗浄液体の流路とは別に、純水が制御部１００により開閉制御される開閉弁７６が取り付けられている配管７０ｂを介して内槽１２に送り込まれる。
これらの流路には耐薬品性があるテフロン（ポリテトラフルオロエチレンの商標名）製配管が用いられる。
【００４３】
水素含有水、純水、オゾン含有水、フッ酸含有水の各配管７０ａ〜７０ｄは途中でミキサ２６にて合流して共通の配管となり、さらに内槽１２内のノズル１８に接続されている。ノズル１８は約０．５ｍｍの孔が約５ｍｍ間隔で多数形成されており、処理槽底部から洗浄液体が均一に噴出するようにしてある。
【００４４】
次に、上記半導体洗浄装置による洗浄の動作について説明する。基板の洗浄処理は、図１に示すようにノズル１８から適宜、フッ酸含有水（希フッ酸）、水素含有水、オゾン含有水、純水を供給することにより行なわれる。図３は基板の洗浄処理工程の一例を示す図である。以下の処理工程は、制御部１００により実行される。
【００４５】
（ｓｔ１）
開閉弁７２を開いてノズル１８からフッ酸含有水を供給し、内槽に貯める。フッ酸含有水が蓄えられている内槽１２に基板を投入する。これは図示しないロボットハンドにより基板を搬送することにより行われる。
（ｓｔ２）
フッ酸含有水による処理（エッチング処理）を行う。フッ酸濃度は０．５ｗｔ％で、液温が２５℃で、２分間の処理が実行される。
【００４６】
（ｓｔ３）
続いて、開閉弁７４を開いてオゾン含有水による処理を行う。オゾン含有水を内槽底部のノズル１８からオーバーフローするように供給し、オゾン含有水に置換する。オゾン濃度５ｐｐｍ、液温が２５℃で、２分間の処理が実行される。
（ｓｔ４）
続いて、開閉弁７８を開いて純水による水洗処理を行う。純水を内槽底部のノズル１８からオーバーフローするように供給し、純水に置換する。液温が２５℃で、１０分間の処理が実行される。
【００４７】
（ｓｔ５）
続いて開閉弁７６を開いて水素含有水処理を行う。水素含有を内槽底部のノズル１８からオーバーフローするように供給し、水素含有水に置換する。水素濃度１．３ｐｐｍ、液温が２５℃、２分間の処理が実行される。
（ｓｔ６）
続いて、開閉弁７８を開いて純水による水洗処理を行う。純水を内槽底部のノズル１８からオーバーフローするように供給し、純水に置換する。液温が２５℃で、１０分間の処理が実行される。
【００４８】
（ｓｔ７）
液体洗浄を終了し、開閉弁９６を開いて内槽の洗浄液体を内槽配水管２０から排出し、同時に開閉弁８２を開いて乾燥用のＩＰＡガスを導入して、６分間の乾燥処理を行う。なお、ＩＰＡガスは石英管４０内に導入されたＩＰＡの液体をヒータ３８で加熱することによりガス化する。このとき開閉弁９０を開いて同時に不活性ガスである窒素をキャリアガスとして流すようにしている。
（ｓｔ８）
続いて、開閉弁８４を開いてＩＰＡを分解するためのオゾンガス処理を行う。オゾン濃度１０ｐｐｍ、３０秒の処理が実行される。
（ｓｔ９）
乾燥を終了し、内槽から基板を取出す。これにより、１バッチの洗浄が終了する。そして、溶媒ガス供給配管３２からＩＰＡを噴霧した後は、石英管４０内の洗浄のため、オゾン水供給配管４６から石英管４０にオゾン水を流して石英管排水管４８から排出する。
【００４９】
この例では、フッ酸含有水→オゾン含有水→純水洗浄→水素含有水→ＩＰＡ乾燥→オゾンガス処理の手順で洗浄、乾燥を実施するが、当該装置では、フッ酸含有水、オゾン含有水、純水水洗、水素含有水処理の処理の順番及び処理の組み合わせは、自由に選定できる。
【００５０】
なお、洗浄液体の濃度は上記実施例で採用したものに限られない。フッ酸含有水のフッ酸濃度は１〜５ｗｔ％、水素含有水は水素濃度1〜５ｐｐｍ、オゾン含有水はオゾン濃度1〜３０ｐｐｍの範囲で使用すれば好ましい洗浄効果が得られることが確認できている。
【００５１】
また、洗浄効果を高めるために水素含有水には、アンモニアを１〜５０ｐｐｍ添加し、オゾン含有水に塩酸を１〜５０ｐｐｍ添加して使用している。
【００５２】
図４は、図３に示した標準的な処理工程において、パーティクル除去の効果を水素含有水での洗浄時間依存性として調べた結果である。処理方法は、アンモニア水を添加した水素水（濃度１．３ｐｐｍ）、液温は室温の条件で、時間を３条件で測定した。
【００５３】
図４より処理時間６０秒から１０４０秒で除去率は、８３〜９７%程度の性能が見られた。これより、水素含有水で洗浄時間は少なくとも６０秒から１０４０秒の範囲とすれば効果があることが確認され、１２０秒の洗浄時間のときが特に好ましい結果となった。
【００５４】
なお、使用した基板（サンプルウエハ）は、シリコンウエハにＡｌ2Ｏ3微粉末粒子を付着させたものを使用している。
また、パーティクルカウンタにはレーザー光の乱反射を利用して計数する方式であって、最小カウントが０．１２μｍ□である市販のパーティクル測定機を使用した。
【００５５】
また、図５は、図３に示した標準的な処理工程において、Ｃｕで汚染された基板をオゾン含有水で洗浄した時の除去効果を調べた結果である。
この実験は、塩酸を添加したオゾン含有水（濃度２．４ｐｐｍ）で室温の条件で処理時間を３条件で行った。図５に示すように、処理時間に依存したＣｕの除去性能があった。
【００５６】
例えば図５に見られるように、処理時間６０秒ではウエハ表面でのオゾン水処理前後のＣｕの分析値は初期値が１３．２×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）に対し処理後は６．０×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）となり、処理後５４％のＣｕが除去できた。
【００５７】
また、処理時間１２０秒では、Ｃｕの分析値は初期値が１３．２×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）に対し処理後は１．４×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）となり、処理後８９％のＣｕが除去できた。
【００５８】
また、処理時間１０４０秒では、Ｃｕの分析値は初期値が１３．２×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）に対し処理後は０．６×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）となり、処理後９５％のＣｕが除去できた。
【００５９】
この結果より、塩酸を添加したオゾン水（濃度2.4ppm）で液温が室温の条件でのＣｕの除去には６０〜１０４０秒の浸漬で効果があることがわかったが、さらに１２０〜１０４０秒程度の浸漬処理のときに効果が著しいことがわかった。
【００６０】
なお、この実験に用いた基板は、シリコンウエハをＣｕ原子吸光標準液で汚染させたものであり、Ｃｕ原子の分析は誘導結合プラズマ質量分析法を用いた。
【００６１】
【発明の効果】
本半導体洗浄装置によれば、従来の複数槽方式から単槽方式に変更することができ、クリーンルーム内のフットプリントを半分あるいはそれ以下にすることができる。
また、フッ酸含有水とオゾン含有水と水素含有水の処理順序を自由に選定できるので、拡散前処理或いは、ＣＶＤ前処理で要求されるウエハ基板の表面状態を親水性、撥水性の何れの状態でも供給可能である。
【００６２】
ＴＤ酸化膜、ゲート酸化膜形成時の拡散前処理では、有機物の付着が特性の劣化を引き起こすため、乾燥で使用したＩＰＡをオゾンガスにより分解し、ウエハ基板に残留しないようにすることができる。
【００６３】
また、石英管で加熱することによりＩＰＡガスを発生するようにするとともに、石英管内をオゾン水で洗浄するようにすれば、ＩＰＡをクリーンな状態に保つことができ、乾燥時に汚染が発生しなくなる。
そして、これらの機能により、半導体製造装置として要求される洗浄性能とクリーン度が満足され、歩留りの向上を図ることができ、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である半導体洗浄装置の構成図。
【図２】図１の半導体洗浄装置の洗浄液供給系の構成図。
【図３】洗浄工程の一実施例を説明する図。
【図４】基板上に付着したＡＬ2Ｏ3の微粉末による洗浄の効果を説明する図。
【図５】オゾン含有水による洗浄効果を説明する図。
【図６】従来からの半導体洗浄装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１０：半導体洗浄処置処理槽
１２：内槽
１４：外槽
１８：ノズル（洗浄液体導入口）
２０：内槽排水管
２２：外槽排水管
２４：メガソニック発振器
３２：溶剤含有ガス供給配管
３４：オゾンガス供給配管（溶剤分解ガス供給配管）
３６：不活性ガス供給配管
３８：ヒータ
４０：石英管
４２：ＩＰＡ供給配管
４４：第２不活性ガス供給配管（窒素ガス供給配管）
４６：第２オゾン水供給配管
５０：排気管
６０：水素含有水生成ユニット
６２：アンモニア供給槽
６４：オゾン含有水生成ユニット
６６：塩酸供給槽
６８：フッ酸含有水生成ユニット
７０ａ：フッ酸含有水供給配管
７０ｂ：純水供給配管
７０ｃ：オゾン水供給配管
７０ｄ：水素水供給配管
３２、３４、３６、７２、７４、７６、７８、８８、９０、９２、９６、９８：開閉弁
１００：制御部
【図１】
0004076365.tif 000002
【図２】
0004076365.tif 000003
【図３】
0004076365.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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