(57)【要約】【課題】大口径化したシリコンウェーハであっても、装置が過剰に巨大化せず、かつ使用薬液量も口径の割には低減できる洗浄方法および装置を提供する。【解決手段】下方から斜め上方へ吹き出す水流によりシリコンウェーハを洗浄液中で浮遊かつ移動させて、移動の間に洗浄する、シリコンウェーハの洗浄方法。洗浄槽と該洗浄槽の底部に水流をシリコンウェーハの移動方向に吹き出す、複数の吹き出し口を、シリコンウェーハの移動方向に少なくとも一列に配して有し、シリコンウェーハの入口側から出口側にシリコンウェーハを浮遊移動させながら洗浄するためのシリコンウェーハ洗浄装置。【選択図】図１
2009289778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方から斜め上方へ吹き出す水流によりシリコンウェーハを洗浄液中で浮遊かつ移動させて、移動の間に洗浄することを特徴とするシリコンウェーハの洗浄方法。
【請求項２】
水流の吹き出し角度は、移動方向に対して３０〜６０°の範囲である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水流は、前記洗浄液を循環させることで生成させる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記吹き出す水流の流速は、０．１〜１０Ｌ／分の範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
シリコンウェーハの直径は４００〜６５０ｍｍの範囲である請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
洗浄槽と該洗浄槽の底部に水流をシリコンウェーハの移動方向に吹き出す、複数の吹き出し口を、シリコンウェーハの移動方向に少なくとも一列に配して有し、
シリコンウェーハの入口側から出口側にシリコンウェーハを浮遊移動させながら洗浄するためのシリコンウェーハ洗浄装置。
【請求項７】
前記吹き出し口の水流の吹き出し角度は、シリコンウェーハの移動方向に対して３０〜６０°の範囲である請求項６に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの洗浄方法および洗浄装置に関する。本発明の洗浄方法および洗浄装置は、特に直径４００ｍｍを超える大口径のシリコンウェーハ基板の洗浄に適した方法および装置である。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶から切り出されるシリコンウェーハのサイズは、約１０年のサイクルで大口径化している。デバイスメーカーでは、シリコンウェーハのサイズを大口径化することで、デバイスの製造効率を挙げることが望まれている。このような状況から、近い将来現状の直径３００ｍｍの１．５倍程度の直径を有する約４５０ｍｍのシリコンウェーハを製造することが計画されている。
【０００３】
従来用いられているシリコンウェーハの洗浄技術は、キャリア式バッチ洗浄方式、キャリアレス式バッチ洗浄方式および自転方式枚葉洗浄方式である(非特許文献１、２)。
【非特許文献１】「超精密ウェーハ表面制御技術」、（株）サイエンスフォーラム （2000年2月28日発刊  第９章：洗浄技術）
【非特許文献２】「新版シリコンウェーハ表面のクリーン化技術」、（株）リアライズ理工センター（2000年5月28日発刊  第６章：シリコンウェーハの洗浄技術）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来のバッチ方式の洗浄方式を、そのまま大口径化したシリコンウェーハに適用すると、装置が巨大化し、かつ処理槽の巨大化に伴う使用薬液の増大が必須となり、必然的にコスト問題が発生する。そこで、装置の過剰な巨大化ならびに使用薬液量の低減を考慮した洗浄方法および装置が必要になっている。
【０００５】
さらに、基板の大口径化に伴い、各種加工装置の寸法も巨大化することか避けられないため、クリーンルームの有効活用の観点からは、ウェーハの搬送と洗浄を同時に実施することができる技術が必要になると、本発明者らは考えた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、例えば、直径約４５０ｍｍに大口径化したシリコンウェーハであっても、装置が過剰に巨大化せず、かつ使用薬液量も口径の割には低減できる洗浄方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し本発明の目的を達成するために、本発明者らが種々検討した、洗浄槽下部より斜め方向に水流を発生させ、この水流によりウェーハを移動させ、かつこの移動中にウェーハを洗浄することで、ウェーハ洗浄とウェーハ搬送を両立させることができることを見出して本発明を完成させた。
【０００８】
本発明の第１の態様は、下方から斜め上方へ吹き出す水流によりシリコンウェーハを洗浄液中で浮遊かつ移動させて、移動の間に洗浄することを特徴とするシリコンウェーハの洗浄方法である。
【０００９】
本発明の第２態様は洗浄槽と該洗浄槽の底部に水流をシリコンウェーハの移動方向に吹き出す、複数の吹き出し口を、シリコンウェーハの移動方向に少なくとも一列に配して有し、
シリコンウェーハの入口側から出口側にシリコンウェーハを浮遊移動させながら洗浄するためのシリコンウェーハ洗浄装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウェーハ搬送を水流にて実施するため、ウェーハの洗浄処理を搬送と同時に実施することが可能となり、従って、各種加工プロセス前後にワークを滞留させるバッファもしくはストッカー類を必要としない洗浄処理が可能である。合わせて、洗浄中のウェーハ搬送に外部駆動手段（ローラー、ベルト、ロボット等）を必要としない洗浄方法および装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のシリコンウェーハの洗浄方法は、シリコンウェーハの下方から斜め上方へ吹き出す水流によりシリコンウェーハを洗浄液中で浮遊かつ移動させて、移動の間に洗浄することを特徴とする。
【００１２】
この本発明のシリコンウェーハの洗浄方法は、例えば、以下の本発明のシリコンウェーハ洗浄装置により実施できる。本発明のシリコンウェーハ洗浄装置は、洗浄槽と該洗浄槽の底部に水流をシリコンウェーハの移動方向に吹き出す、複数の吹き出し口を、シリコンウェーハの移動方向に少なくとも一列に配して有し、シリコンウェーハの入口側から出口側にシリコンウェーハを浮遊移動させながら洗浄するための装置である。
【００１３】
本発明のシリコンウェーハ洗浄装置を図１に示す、本発明の洗浄装置の概略断面説明図に基づいて説明する。
【００１４】
洗浄装置１は、洗浄槽１０と洗浄槽１０の底部１１に水流をシリコンウェーハＳＷの移動方向（矢印の方向）に吹き出す、複数の吹き出し口２０を有する。洗浄槽１０は、シリコンウェーハ洗浄用の、例えば、高純水、超高純水、あるいは洗浄剤含有液等の洗浄液を保持するためのものである。洗浄槽の材質は、例えば、石英、テフロン類、パイレックスガラス等を挙げることができる。
【００１５】
洗浄槽１０の平面形状は、帯状である。平面形状が帯状である洗浄槽１０の幅は、１枚の被洗浄シリコンウェーハを順次洗浄する場合には、少なくとも被洗浄シリコンウェーハの直径より大きく、好ましくは被洗浄シリコンウェーハの直径の１．１倍〜２倍の範囲であることができる。また、２枚の被洗浄シリコンウェーハを並列的に順次洗浄することもでき、その場合には、洗浄槽１０の幅は、例えば、被洗浄シリコンウェーハの直径の１．５倍〜２．５倍の範囲であることができる。２枚の被洗浄シリコンウェーハを並列的に洗浄する場合、２枚の被洗浄シリコンウェーハを同時に洗浄槽１０に搬入することができる。あるいは、２枚の被洗浄シリコンウェーハの搬送レーンが一部重なる状態になるように、交互に洗浄槽１０に搬入することもできる。この場合、洗浄槽１０の幅は、例えば、被洗浄シリコンウェーハの直径の２倍未満であってもよい。同様に、３枚以上の被洗浄シリコンウェーハを同時に洗浄槽１０に搬入することができる。あるいは、３枚の被洗浄シリコンウェーハの搬送レーンが一部重なる状態になるように、順次に洗浄槽１０に搬入することもできる。
【００１６】
吹き出し口２０は、洗浄槽１０の底部１１にシリコンウェーハの移動方向に、複数連続的に設けられる。一連の吹き出し口２０は、一列または複数列設けられ、一連の吹き出し口２０の間隔は、等間隔であっても、一部または全部の吹き出し口２０間で、非等間隔であってもよい。また、一連の吹き出し口２０が複数列設けられる場合には、各列によって、吹き出し口２０の配置や間隔が異なってもよい。
【００１７】
本発明の方法および装置では、洗浄槽１０の入口側１２からシリコンウェーハＳＷを洗浄液を満たした洗浄槽１０内に搬入し、吹き出し口２０からの水流によって、洗浄槽１０の入口側１２から出口側１３にシリコンウェーハＳＷを浮遊移動させながら洗浄する。シリコンウェーハＳＷの洗浄槽１０内への搬入は、ロボットアーム等を既存の手段を利用できる。シリコンウェーハＳＷを浮遊移動させながら洗浄するため、吹き出し口２０からの水流は、入口側１２から出口側１３に向かって流れを生じるように生成することか適当である。そのため、図２に示すように、吹き出し口２０からの水流の吹き出し角度θが、シリコンウェーハの移動方向に対して３０〜６０°の範囲になるように、吹き出し口２０を設ける。この場合の角度θは、シリコンウェーハの移動方向に対して垂直断面視したときのものである。
【００１８】
但し、一連の吹き出し口２０が複数列設けられる場合には、吹き出し口２０の列の洗浄槽１０内での位置によって、吹き出し口２０からの水流の吹き出し角度と異なる角度と方向にすることもできる。例えば、洗浄槽１０の中央付近に設けられた吹き出し口２０については、水流の吹き出し角度は、洗浄槽１０を平面視したときのシリコンウェーハの移動方向と並行とし、かつ、上記垂直断面視したときの角度は、上記３０〜６０°の範囲内とするが、比較的小さい角度として推進力を多く付与することができる。
【００１９】
一方、洗浄槽１０の両サイド付近に設けられた吹き出し口２０については、水流の吹き出し角度は、平面視したときのシリコンウェーハの移動方向と並行でもよいが、中央方向に、例えば、１〜２０°傾けて、シリコンウェーハＳＷが洗浄槽１０の内壁から接触しにくいような水流とすることもできる。その場合の上記垂直断面視したときの角度は、上記３０〜６０°の範囲内とすることができる。
【００２０】
吹き出し口２０の口径および口の形状は、特に制限はないが、シリコンウェーハＳＷの洗浄槽１０内での移動と浮遊が良好な状態に維持できることを考慮して適宜決定される。一連の吹き出し口２０について、同一の口径および口の形状を有する吹き出し口２０を設けることもできるが、位置によって異なる口径および口の形状を有する吹き出し口２０を設けることもできる。さらに、吹き出し口２０の口径および口の形状は、吹き出す水流の流速にも影響を与える。吹き出す水流の流速は、シリコンウェーハＳＷの洗浄槽１０内での移動と浮遊が良好な状態に維持できることを考慮して適宜決定されるが、例えば、０．１〜１０Ｌ／分の範囲であることができる。従って、吹き出し口２０の口径および口の形状は、上記吹き出す水流の流速が得られるように適宜設定される。
【００２１】
吹き出し口２０からの水流は、洗浄槽１０内の洗浄液を循環させることで生成させることができる。洗浄液の循環は、例えば、洗浄槽１０の出口側１３の近傍に洗浄液の排出口１４を設け、排出された洗浄液を洗浄槽１０の外部に設けられたポンプＰにより加圧し、吹き出し口２０に供給することで実施できる。その際、排出口１４から排出された洗浄液は、そのまま、または、精製した後に循環することもできる。また、循環する洗浄液は、一部を系外に排出し、それを補うためにフレッシュな洗浄液を補充することもできる。
【００２２】
図１には２つの洗浄槽を示した。複数の洗浄槽を順次設けて、連続してシリコンウェーハＳＷを洗浄することもできる。洗浄槽１０内へのシリコンウェーハＳＷの搬入は、前述のようにロボットアーム等を既存の手段を利用できる。洗浄槽１０からのシリコンウェーハＳＷの搬出は、例えば、洗浄槽１０内の出口側１３に設けた搬出手段によって行うことができる。図１には２つの洗浄槽を示したが、３つ以上の洗浄槽を連続して設けて、異なる洗浄液で順次洗浄することもできる。
【００２３】
被洗浄シリコンウェーハＳＷは、シリコンウェーハ以外の半導体からなるものでよく、また、サイズは、φ２００ｍｍ、φ３００ｍｍ、その他、φ４５０ｍｍ等どのような口径のウェーハにも適応可能である。しかし、特に、大型化した、直径４００〜５００ｍｍの範囲にあるシリコンウェーハの洗浄に、本発明の方法および装置は好適である。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す洗浄槽下部に複数の斜め方向噴出口を並列に設けたシリコンウェーハ洗浄装置を用いて、ポンプ等にて陽圧した水流を噴射することで形成される水流に乗せてφ４５０ｍｍシリコンウェーハを搬送しつつ洗浄した。
【００２６】
洗浄槽のサイズは、幅５００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×深さ３０ｍｍである。
【００２７】
洗浄槽に設けた噴出口数、角度、面積は以下のとおりである。
噴出し角度[θ]45°にて直径1cmの円状噴出口を槽下部に配列した。
配列ピッチはX-Y方向で5cm間隔とした。
同噴出口より、1L/minの流量にて液流が形成される様に、ポンプ等の手段を使って液噴射を実施した。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
シリコンウェーハ製造分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のシリコンウェーハ洗浄装置の概略断面説明図。
【図２】本発明のシリコンウェーハ洗浄装置の吹き出し口付近の拡大概略断面説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１０  洗浄槽
１１  底部
１２  入口側
１３  出口側
１４  排出口
２０  吹き出し口
【図１】
2009289778.tif 000003
【図２】
2009289778.tif 000004