(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法において、
クリーン度１０００以下の雰囲気中で、前記石英物品を、
第１工程：３〜１０％ＨＦ溶液にてのブラシ洗浄工程、
第２工程：純水によるすすぎ洗浄工程、
第３工程：３〜１０％硝酸にてのブラシ洗浄工程、
第４工程：純水によるすすぎ洗浄工程、
第５工程：超純水中にての超音波洗浄工程、
第６工程：有機溶剤中にてのブラシ洗浄工程、
第７工程：超純水中にてのブラシ洗浄工程、
第８工程：超純水中にての超音波洗浄工程、
の後に乾燥する工程を有し、
前記有機溶剤中にてのブラシ洗浄工程が、親油性及び親水性の有機溶剤を混合した有機溶剤を用いるか、若しくは親油性有機溶剤洗浄工程と親水性有機溶剤洗浄工程とを分けて親油性及び親水性の有機不純物を除去するブラシ洗浄工程であることを特徴とする表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法。
【請求項２】
前記超純水中の洗浄は、５分以上のブラシ洗浄と、オーバーフロー状態における１５分以上の超音波洗浄であることを特徴とする請求項１記載の表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法。
【請求項３】
前記第１、第３、及び第６工程においては３分以上のブラシ洗浄であることを特徴とする請求項１記載の表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法。
【請求項４】
前記第６工程の有機溶剤中でブラシ洗浄工程は、有機溶剤アセトン中とエタノール中を交互に行うことを特徴とする請求項１記載の表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法。
【請求項５】
前記第１、第３、第６、第７工程夫々のブラシ洗浄工程に使用されるブラシが、前記砂目加工した表面の粗さの凹凸の凸部間間隔以下の毛先部分を有するブラシであることを特徴とする請求項１記載の表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ処理行程に用いられる石英物品の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリコンウェーハの処理行程においては、シリコンウェーハをＣＶＤ処理したり、エッチングやアッシング等が行われるが、この処理行程においてウェーハを載置、または保持する役目に石英物品が用いられる。
【０００３】
そして、この処理行程には１０００℃以上の高熱が用いられるので、石英ガラスとシリコンウェーハの熱膨張係数の違いからウェーハと石英ガラス面との接触部に応力がかかりウェーハ接触部に接触痕が発生する。
【０００４】
また、シリコンウェーハの処理工程において発生した生成物がガラス物品の表面に薄膜として付着した場合においては、前記処理を終了して該ガラス物品が冷却する際に、前記薄膜とガラスとの熱膨張係数の違いから前記ガラス物品のひび割れや破壊の生じる恐れがある。
【０００５】
また、前記ガラス物品の冷却の際に、付着力の弱い前記生成物はガラス表面から剥離するが、ガラス表面の表面粗さが小さい場合は、前記生成物の付着力が大きく、前記ガラス物品のひび割れや破壊がない場合でも、前記薄膜が次のシリコンウェーハの処理工程において剥離し、パーティクルを発生する恐れがある。
【０００６】
前記接触痕の発生を防止しウェーハとの接触面積を少なくするために、石英物品の面にサンドブラスト処理を施し、石英物品面を荒らして凹凸を設け砂目面とすることが行われる。
また、砂目面とすることで、シリコンウェーハの処理完了後の冷却時に、ガラスの砂目面にかかる応力が種々の方向をとることにより、ガラス表面に付着した前記生成物が冷却時に剥離することがない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この砂目面はウェーハとの接触から、かえってシリカのパーティクルを削り取ったり、また、砂目面による物品面の拡大から、ガラス物品の製造時において、砂目面にパーティクルを保持する結果となり、石英物品の洗浄行程を経たとしても、ウェーハ処理中にパーティクルが舞い上がり、ウェーハのパターン面に付着して、パターン異常を起こすことがある。
【０００８】
発生するパーティクルの大きさは０．２μｍ〜５μｍであり、特に０．１８μｍ以下の配線パターンになってきている現状では、０．３μｍ以下の微細なパーティクルにおいてもパーティクル発生防止が大きな課題であり、半導体チップ製造の歩留まり低下の問題となっている。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、パーティクルの発生を防止した表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面が砂目加工された石英物品の洗浄方法において、
クリーン度１０００以下の雰囲気中で、前記石英物品を、
第１工程：３〜１０％ＨＦ溶液にてのブラシ洗浄工程、
第２工程：純水によるすすぎ洗浄工程、
第３工程：３〜１０％硝酸にてのブラシ洗浄工程、
第４工程：純水によるすすぎ洗浄工程、
第５工程：超純水中にての超音波洗浄工程、
第６工程：有機溶剤中にてのブラシ洗浄工程、
第７工程：超純水中にてのブラシ洗浄工程、
第８工程：超純水中にての超音波洗浄工程、
の後に乾燥する工程を有し、
前記有機溶剤中にてのブラシ洗浄工程が、親油性及び親水性の有機溶剤を混合した有機溶剤を用いるか、若しくは親油性有機溶剤洗浄工程と親水性有機溶剤洗浄工程とを分けて親油性及び親水性の有機不純物を除去するブラシ洗浄工程であることを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、砂目加工された表面を有し、該表面を洗浄して製造される表面が砂目加工された石英物品において、
前記表面から発生する１ＣＦ（キュービック  フィート）当たりのパーティクル数を、
０．２μｍ以上〜０．３μｍ未満が３０個以下、
０．３μｍ以上〜０．５μｍ未満が６０個以下、
０．５μｍ以上〜１．０μｍ未満が６０個以下、
１．０μｍ以上が１０個以下、
とした石英物品を得ることが出来る。
【００１２】
ここにおいて、「ＣＦ」とは、「ｃｕｂｉｃ  ｆｅｅｔ」を意味しているが、これと実質的に同体積となる単位であれば、「ＣＦ」に限定解釈されるものではないことは勿論である。
そして、大気中のパーティクルは、例えば、０．１ＣＦの空気を吸い込んでその中にどれほどの大きさのものがどのくらい存在するかを、レーザ光の反射を利用して測定し、それを１０倍して求めることができる。
その際に、クリーン度１０００以下の清浄な雰囲気中でＨＥＰＡフィルタで濾過したクリーンな空気を石英物品に吹き付け、そのときの石英物品から発生するパーティクルをパーティクルカウンタにより測定する。
よって、本発明は、従来技術で洗浄した石英物品と比べてパーティクルの発生を極端に低減することができる。
【００１３】
又前記第１、第３、第６、第７工程夫々のブラシ洗浄工程に使用されるブラシは、前記砂目加工した表面の粗さの凹凸の凸部間間隔以下の毛先部分を有するブラシであるのがよい。
【００１４】
前記ＨＦ溶液にてのブラシ洗浄工程（第１工程）では、石英表面の砂目部分がブラシを用いて洗浄され、石英のパーティクルが除去される。
前記硝酸にてのブラシ洗浄工程（第３工程）では、石英以外の不純物、すなわちサンドブラストに含まれる不純物である金属塩等をイオン化して除去される。
前記有機溶剤中にてのブラシ洗浄工程（第６工程）では、有機溶剤アセトン、エタノール等が用いられるが、親油性、親水性の有機不純物を除去する。尚、これらの有機溶剤は親油性及び親水性を混合して用いてもよく、また、親油性有機溶剤洗浄工程と親水性有機溶剤洗浄工程とを分けて行ってもよい。
前記純水中にての超音波洗浄工程では、純水もしくは超純水を流しながら、純度の高い純水を供給しながら行うことが望ましい。
【００１５】
【００１６】
また、第１工程：３〜１０％ＨＦ溶液にてのブラシ洗浄工程では、前述したように石英表面の砂目部分がブラシを用いて洗浄され、石英のパーティクルが除去される。あまり濃いＨＦ溶液を用いると石英物品の表面がエッチングされるので、ブラシ洗浄工程が困難になるのでこの範囲が望ましい。
第３工程：３〜１０％硝酸にてのブラシ洗浄工程では、上述したように石英以外の不純物、すなわちサンドブラストに含まれる不純物である金属塩等をイオン化して除去される。
第６行程：有機溶剤中にてのブラシ洗浄工程では、有機溶剤アセトン、エタノール等が用いられるが、親油性及び親水性の有機不純物を除去する。尚、上述したように、これらの有機溶剤は親油性及び親水性を混合して用いてもよく、また、親油性有機溶剤洗浄工程と親水性有機溶剤洗浄工程とを分けて行ってもよい。
第２工程及び第４工程の純水によるすすぎ洗浄工程、第７工程の超純水中にてのブラシ洗浄工程、また、第５工程及び第８工程の超純水中にての超音波洗浄工程は、純水もしくは超純水を流しながら、純度の高い純水を供給しながら行うことが望ましい。
【００１７】
また、事前に砂目加工した表面の粗さを測定し、その凹凸の凸部間間隔以下の毛先部分を有するブラシを用意し、該ブラシを用いて洗浄することも本発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、表面粗さの凹凸の凸部間間隔以下の毛先部分を有するブラシで洗浄するので、谷部の不純物をよく洗浄することができる。尚、この際にブラシ先端形状は針状でなくてもマイナスネジ回し状であっても、ナイフ状であってもよい。
【００１８】
また、前記超純水中の洗浄は、５分以上のブラシ洗浄と、オーバーフロー状態における１５分以上の超音波洗浄が望ましく、前記第１、第３、及び第６工程においては３分以上のブラシ洗浄であることが望ましい。
【００１９】
また、前記第６工程の有機溶剤中にてのブラシ洗浄行程は、有機溶剤アセトン中とエタノール中を交互に行うことも本発明の有効な手段である。
かかる技術によって、親油性及び親水性の有機不純物を有効に取り除くことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１は石英物品の一使用形態を示す図、図２は石英物品の前半の洗浄工程を示す図、図３は石英物品の後半の洗浄工程を示す図である。
図１は、ＣＶＤ装置の概略を示し、石英反応管３は同心状に配設された透明の円筒状に形成され、内部の台座５上に石英ガラス性のウェーハ載置台１を介してウェーハ２が載置されている。
【００２２】
該ウェーハ載置台１は上述のＣＶＤ装置に用いられるものであり、通常１０００℃以上の高熱が用いられるため、石英ガラス性のウェーハ載置台１とシリコンウェーハの熱膨張係数の違いからウェーハ２と石英ガラス面との接触部に応力が係りウェーハ接触部に接触痕が発生するのを防止するため、ＮＣ工作機械６により形状加工が終了すると図示しないサンドブラスト工程によりウェーハ２が載置される必要部分が砂目加工がなされる。
【００２３】
サンドブラスト粒は、石英ガラスよりも硬質で汚染源とならない粉粒が望ましいが、該粉粒といえども有機不純物がゼロのものはなく、不純物混入は容認されなければならず、サンドブラストと後の洗浄工程は不可欠である。
【００２４】
また、砂目加工は、研削加工、サンドブラスト加工等によって行われるが、サンドブラスト加工をＳｉＯ２粉を用いて行うと、その際には、微細に粉砕されたＳｉＯ２粉末が凹凸内に残留する。そのために、微粉末をブラシにより強制的に掻き出す必要があり、さらに、砂目加工の際には、純粋なＳｉＯ２の他にも不純物が混入する可能性があり、後述するように硝酸により不純物を溶解し、且つブラシでガラス表面の凹凸から取り除く必要がある。
【００２５】
次に、図２及び図３を用いて、洗浄方法を説明する。
まず、ウェーハ載置台１の砂目部分１ａの粗さを粗さ測定機で測定する。該粗さ測定機により、凹凸模様を測定し、凸部間間隔を計測し、該凸部間間隔以下の毛先部分寸法を有するブラシを用意する。
尚、この際にブラシ先端形状は針状でなくてもマイナスネジ回し状であっても、ナイフ状であってもよい。
【００２６】
砂目加工されたウェーハ載置台１を、掃除機で吸引したのちに、クリーン度１０００以下のクリーンルームに移し、
第１工程は、５％のフッ化水素（ＨＦ）水溶液を容器９内に満たし、該水溶液中にウェーハ載置台１をいれてブラシ８で３分間洗浄する。
この工程で、ウェーハ載置台１の砂目部分の前記凸部に付着している石英の小片が削り取られ、前記凹部である谷部に引っかかっていた石英小片もかきとられて、それらの小片に付着していた有機不純物も排除される。
【００２７】
第２工程では、純水によるすすぎ洗浄が行われる。
第３工程では、５％硝酸の水溶液にてのブラシ洗浄を３分行う。ここでは、石英以外の不純物、すなわちサンドブラストに含まれる不純物である金属塩等をイオン化して除去される。
【００２８】
第４工程では、純水によるすすぎ洗浄が行われる。
第５工程では、超純水中にての超純水をオーバーフローさせながら、１５分超音波洗浄を行い、ウェーハ載置台１表面に付着していた不純物を除去する。
次に有機溶剤による洗浄工程にはいり、第６工程では、有機溶剤中にてのブラシ洗浄を行う。
【００２９】
この第６行程では、有機溶剤アセトンによる第６工程（１）により、３分間のブラシ洗浄を行い、親油性の有機不純物を排除し、有機溶剤エタノールによる第６工程（２）により、３分間のブラシ洗浄を行い、親水性の有機不純物を除去する。
【００３０】
第７工程では、超純水中にて超純水をオーバーフローさせながら、５分間ブラシ洗浄を行う。
第８工程では、超純水中にて超純水をオーバーフローさせながら、１５分超音波洗浄を行い、ウェーハ載置台１表面に付着していた不純物を除去する。
そして、乾燥工程において、乾燥する。
【００３１】
【実施例】
上述の洗浄工程を行った本実施例と、
砂目加工後掃除機で吸引した後に、クリーン度１０００以下のクリーンルーム内で、
（第１比較例）：４．５％ＨＦ水溶液で３分含浸後に純水ですすいだ。
（第２比較例）：超音波洗浄槽にて１５分間洗浄した後に４．５％ＨＦ水溶液で１０分含浸後に純水ですすいだ。
との実験を行い、対象物に付着したパーティクルを大きさ別の数を測定し、表１の結果を得た。
尚、パーティクルの測定は、クリーン度１０００以下の清浄な雰囲気中でＨＥＰＡフィルタで濾過したクリーンな空気を石英物品に吹き付け、そのときの石英物品から発生するパーティクルをパーティクルカウンタにより測定した。その際に、０．１ＣＦ（ｃｕｂｉｃ  ｆｅｅｔ）のクリーンな空気を吸い込んでその中にどれほどの大きさのものがどのくらい存在するかを、レーザ光の反射を利用して測定し、それを１０倍して求めた。
【００３２】
【表１】
0004294176.tif 000002
【００３３】
表１の結果から、従来の比較例１及び２においては、４．５％ＨＦ水溶液での含浸時間を１０分を越えて長時間行わなければならない。
しかしながら、長時間行うと石英の砂目加工がエッチングされ、粗さが変化し、所望の粗さを得ることができない。
それに対して、本実施例においては、パーティクルの数が比較例２と比べてもトータルパーティクル数を１／２５に、０．３μｍ未満のパーティクル数を１／１８に減少することができる。
【００３４】
尚、本実施の形態においては、親油性有機溶剤洗浄工程と親水性有機溶剤洗浄工程とを分けて行っているが、これらの有機溶剤は親油性及び親水性を混合して用いてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態においては、石英ガラス物品としてＣＶＤ装置におけるウェーハ載置台で説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、ウェーハの一端を保持しウェーハを立設する保持台、ウェーハを内部に載置し、処理雰囲気を形成する容器の内面にブラスト処理をした石英物品であってもよいことは勿論のことである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の石英物品は、従来技術で洗浄した石英物品と比べてパーティクルの発生を極端に低減することができる。
また、本発明にかかる石英物品の洗浄方法は、フッ化水素（ＨＦ）水溶液中及び、硝酸の水溶液でブラシ洗浄を行い、また、有機溶剤中でブラシ洗浄を行い、純水中にて純水をオーバーフローさせながらの超音波洗浄とを組み合わせているので、不純物をよく除去し、パーティクルの発生を低減する洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  石英物品の一使用形態を示す図である。
【図２】    石英物品の前半の洗浄工程を示す図である。
【図３】    石英物品の後半の洗浄工程を示す図である。
【符号の説明】
１      ウェーハ載置台（石英物品）
１ａ    砂目加工面
２      ウェーハ
３      石英反応管
【図１】
0004294176.tif 000003
【図２】
0004294176.tif 000004
【図３】
0004294176.tif 000005