JPH0794457A - 前処理装置及び半導体装置の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造工程において、処理工程の
前に半導体基板の表面の洗浄を行う前処理装置に関し、
大規模でない、半導体基板の前処理を効率良く行うこと
が可能な前処理装置を提供する。 【構成】 半導体基板３を隔離して保持する溝1aを有
し、液体を供給する開口部1bを備えたキャリア１と、こ
のキャリア１の開口部1bの外壁と嵌合する内壁を有する
この液体の供給部2aと、この液体を排出する排出管2bと
を具備するポート２とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造工程に
おいて、処理工程の前に半導体基板の表面の洗浄を行う
前処理装置に関するものである。

【０００２】近年の半導体装置の製造工程においては、
処理工程の前に半導体基板の表面のパーティクルや重金
属やシリコン酸化膜を除去するために半導体基板の前処
理を行っており、このためには種々の異なる薬液を用い
て処理を行うことが必要になるので、前処理装置の規模
が大きくなり、処理能力が低下している。

【０００３】以上のような状況から、大規模でない、半
導体基板の前処理を効率良く行うことが可能な前処理装
置が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】従来の前処理装置について図９〜図10に
より詳細に説明する。図９は従来の前処理装置のレイア
ウトを示す図、図10は従来の前処理装置の基板ホルダを
示す図である。

【０００５】従来の前処理装置は、図９に示すように単
体或いは混合した薬液を満たした混液槽と、純水を用い
て半導体基板３を洗浄する水洗槽とを交互に配列し、図
10に示すような溝31a に半導体基板３を挿入した基板ホ
ルダ31をこれらの混液槽或いは水洗槽に浸漬して逐次移
動して半導体基板３を洗浄する装置である。

【０００６】一般的に用いられている混液槽と水洗槽の
配列の一例は、図９に示すように、まずNo.1の混液槽の
硫酸と過酸化水素の混合液にて洗浄した後No.2の水洗槽
で純水洗浄を行い、つぎにNo.3の混液槽では純水に過酸
化水素とアンモニアを添加した混合液にて洗浄した後N
o.4の水洗槽で純水洗浄を行い、ついでNo.5の硝酸槽で
は硝酸にて洗浄した後No.6の水洗槽で純水洗浄を行う。

【０００７】最後にNo.7の混液槽では純水に過酸化水素
と塩酸を添加した混合液にて洗浄し、No.8の水洗槽で純
水洗浄を行った後No.9の乾燥槽でイソプロピルアルコー
ル蒸気を用いて常圧或いは真空中で半導体基板の乾燥を
行って前処理が完了する。

【０００８】図10に示す基板ホルダ31は、半導体基板３
を隔離して挿入する溝31a が側壁に形成されており、側
壁には図10(b) の部分断面側面図に示すように窓31b が
設けられ、図10(c) のＣ−Ｃ断面矢視図に示すように下
部にも開口窓31c が設けられており、図示しない半導体
基板３と平行する側壁にも開口窓が設けられており、基
板ホルダ31を混液槽内の薬液や水洗槽内の純水に浸漬し
た場合に薬液や純水が半導体基板３の表面に接触し易い
ようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の前
処理装置においては、薬液の種類に対応して多数の混液
槽と水洗槽を設けなければならないので前処理装置の規
模が巨大化し、更に、処理時間が極端に長い薬液の混液
槽がある場合には、この薬液を二槽に増やし水洗槽も増
設することにより処理時間の平準化を図るが、この対策
により槽が二槽増加するので尚一層前処理装置が巨大化
することになるという問題点があった。

【００１０】本発明は以上のような状況から、規模が巨
大化しない、半導体基板の前処理を効率良く行うことが
可能な前処理装置の提供を目的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の前処理装置は、
半導体基板を隔離して保持する溝を有し、液体を供給す
る開口部を備えたキャリアと、このキャリアの開口部の
外壁と嵌合する内壁を有するこの液体の供給部と、この
液体を排出する排出管とを具備するポートとから構成す
る。

【００１２】本発明の半導体装置の処理方法は、半導体
基板を保持する手段によりこのキャリア或いは蓄液キャ
リアに挿入する工程と、このキャリア或いは蓄液キャリ
アのこの開口部と、これらのポートの供給部とを位置合
わせした後、この開口部をこの供給部に嵌合する工程
と、この第１の薬液供給装置或いは前記第２の薬液供給
装置を用いて薬液をこのキャリア或いは蓄液キャリア内
に供給してこの半導体基板の薬液処理と純水洗浄とを連
続して行う工程と、このキャリア或いは蓄液キャリア内
の半導体基板を乾燥する工程とを含むように構成する。

【００１３】

【作用】即ち本発明においては、半導体基板を隔離して
保持する溝を有し、液体を供給する開口部を備えたキャ
リアを、このキャリアの開口部の外壁と嵌合する内壁を
有するこの液体の供給部と、この液体を排出する排出管
とを具備するポート内に挿入し、異なる各種の薬液を供
給することが可能な薬液供給装置によりこのキャリアの
開口部から薬液を供給し、排出管から薬液を排出し、処
理後の純水水洗もそのまま連続して行うので、前処理装
置の処理槽の数を減少し、前処理を効率よく行うことが
可能であり、また、キャリアの開口部を閉鎖する手段を
設ければ半導体基板を純水に浸積した状態で搬送するこ
とが可能となるので、半導体基板が空気中に曝されて汚
染するのを防止することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下図１〜図３により本発明の第１の実施例
について、図４〜図６により本発明の第２の実施例につ
いて、図７により第１の薬液供給装置について、図８に
より第２の薬液供給装置について詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の前処理装置のレイアウトを
示す図、図２は本発明による第１の実施例の前処理装置
の構成を示す図、図３は本発明による第１の実施例の前
処理装置の使用方法を説明する図、図４は本発明による
第２の実施例の前処理装置の蓄液キャリアの構造を示す
図、図５は本発明による第２の実施例の前処理装置の構
成を示す図、図６は図５のＢ部拡大詳細図、図７は本発
明による一実施例の前処理装置の第１の薬液供給装置の
概略構成を示す図、図８は本発明による一実施例の前処
理装置の第２の薬液供給装置の概略構成を示す図であ
る。

【００１６】本発明の前処理装置は図１に示すように単
体或いは混合した処理薬液を供給する薬液供給装置を備
え、薬液処理後に純水を用いて半導体基板を洗浄するN
o.1〜No.4ポートとイソプロピルアルコール蒸気を用い
て常圧或いは真空中で乾燥するNo.5ポートとを配列し、
半導体基板を収容したキャリアをこれらの槽の間を逐次
移動して半導体基板を洗浄する装置である。

【００１７】従来の技術にて説明した混液槽と水洗槽の
配列に相当する本発明の上記No.1〜No.4ポートでは図１
に示すように、まずNo.1ポートにて硫酸と過酸化水素の
混合液にて洗浄した後純水洗浄を行い、つぎにNo.2ポー
トにて水に過酸化水素とアンモニアを添加した混合液に
て洗浄した後純水洗浄を行い、ついでNo.3槽では硝酸に
て洗浄した後純水洗浄を行う。

【００１８】最後にNo.4ポートでは水に過酸化水素と塩
酸を添加した混合液にて洗浄した後純水洗浄を行い、N
o.5ポートでイソプロピルアルコール蒸気を用いて常圧
或いは真空中で半導体基板の乾燥を行って前処理が完了
する。

【００１９】本発明による第１の実施例の前処理装置
は、図２(a) の平面図及び図２(b) の側断面図に示すよ
うに半導体基板３を溝1aに挿入したキャリア１の開口部
1bと嵌合する供給部2aと使用済の処理薬液を排出する排
出管2bを備えたポート２からなり、この供給部2aは、純
水を供給する配管と薬液供給装置に接続されている処理
薬液を供給する配管とが接続されている。

【００２０】このような本発明による第１の実施例の前
処理装置を使用する場合には、まず図３(a) に示すよう
にキャリア１に半導体基板３を挿入し、図３(b) に示す
ようにこのキャリア１の開口部1bをポート２の供給部2a
に位置合わせした後、開口部1bと供給部2aとを図２(b)
に示すように嵌合した後、薬液供給装置から薬液を供給
して半導体基板３の薬液処理を行い、所定時間の薬液処
理終了後純水を供給して純水洗浄を行った後、キャリア
１を上方向に引き上げ、次工程のポート２にキャリア１
を移動し、引き続き上記と同様に半導体基板３の処理を
行う。

【００２１】キャリア１を用いて半導体基板３の処理を
行う場合には、ポート間の移動中には半導体基板３の表
面は空気に接触するから、空気中の塵埃が付着する場合
があるので、このような場合には図４に示すような蓄液
キャリア11を用いればこの塵埃の付着を防止することが
可能となる。

【００２２】図４(a) の平面図及び図４(b) の側断面図
に示す本発明による第２の実施例の前処理装置の蓄液キ
ャリア11は、全体の構造は第１の実施例の前処理装置の
キャリア１と同様であるが開口部11b を閉鎖する蓋11c
を備えており、蓄液キャリア11内に液体を保持した状態
で搬送可能になっている。

【００２３】この蓋11c は図４(b) 及び図４(c) に示す
ように傾斜面にＯリング11d を備えており、蓄液キャリ
ア11を純水中から引き上げると蓄液キャリア11内の純水
による加圧力により蓋11C のＯリング11d が蓄液キャリ
ア11の内壁に密着するので純水の流出を防止でき、半導
体基板３を純水に浸積したまま搬送することが可能とな
る。

【００２４】図５に示す本発明による第２の実施例の前
処理装置においては、図５(b) 及び図６に示すように蓄
液キャリア11の開口部11b をポート12の供給部12a に嵌
合するとこの供給部12a に設けた突き上げ棒12c が蓋11
c の下端面に当たるので蓋11c が上方向に移動し図６に
矢印にて図示するように開口部11b から液体を流入させ
ることが可能となる。更に本実施例ではこの蓋11c には
図４(c) のＡ−Ａ断面図に示すように切り欠き11e を設
けているので、液体の流路を確保することが可能であ
る。

【００２５】ここで図７により本発明による一実施例の
前処理装置の第１の薬液供給装置について、図８により
第２の薬液供給装置について説明する。図７は図１のN
o.1ポート或いはNo.3ポートの処理薬液を反復使用する
薬液供給装置の概略構造を示す図であり、排出管2bから
排出した処理薬液は切り換え弁2cを経てフィルタ2dにて
濾過されてタンク2eに蓄えられる。この処理薬液はポン
プ2fにより弁2gを経て供給部2aに供給され、この供給部
2aに嵌合する図示しないキャリアの開口部を経てキャリ
ア内に供給されるようになっている。

【００２６】弁2hは純水を供給部2aに供給する場合に用
いる弁であり、弁2iは図４に示すような弁11c を備えた
蓄液キャリア11を用いる場合に蓄液キャリア11内の純水
を排出するのに用いる弁である。

【００２７】図８は図１のNo.2ポート或いはNo.4ポート
の処理薬液を使い捨てる薬液供給装置の概略構造を示す
図であり、供給部2aに接続されている純水供給管22a 内
の純水には、ポンプ22c によりタンク22b 内に蓄えられ
ている弗酸、過酸化水素、アンモニア及び塩酸が供給さ
れて添加されるようになっている。

【００２８】弁22d は図４に示すような蓋11c を備えた
蓄液キャリア11を用いる場合に蓄液キャリア11の純水を
排出するのに用いる弁である。このように半導体基板３
を搭載したキャリア内に、ポートの供給部に嵌合したキ
ャリアの開口部から薬液を供給し、キャリアの上縁から
オーバーフローさせた薬液をポートの排出管から排出
し、薬液処理終了後にキャリアの開口部から純水を供給
して半導体基板３を洗浄するので、薬液槽と水洗槽を一
個所に設けることができるので前処理装置の規模をコン
パクトにすることが可能となり、一個所で薬液処理と純
水洗浄を連続して行うから搬送時間を短縮することがで
き、また、蓄液キャリア11を用いると半導体基板３を空
気中に曝さないで搬送することが可能となるので半導体
基板３の汚染を防止することが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による半導体基板のキャリアとポートとからなる前処理
装置を用いることにより、前処理装置の構造をコンパク
トにし、処理能力を向上させ、また、半導体基板の汚染
を防止することが可能となる利点があり、著しい経済的
及び、信頼性向上の効果が期待できる前処理装置の提供
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の前処理装置のレイアウトを示す図

【図２】 本発明による第１の実施例の前処理装置の構
成を示す図

【図３】 本発明による第１の実施例の前処理装置の使
用方法を説明する図

【図４】 本発明による第２の実施例の前処理装置の蓄
液キャリアの構造を示す図

【図５】 本発明による第２の実施例の前処理装置の構
成を示す図

【図６】 図５のＢ部拡大詳細図

【図７】 本発明による一実施例の前処理装置の第１の
薬液供給装置の概略構成を示す図

【図８】 本発明による一実施例の前処理装置の第２の
薬液供給装置の概略構成を示す図

【図９】 従来の前処理装置のレイアウトを示す図

【図10】 従来の前処理装置の基板ホルダを示す図

【符号の説明】

１ キャリア 1a 溝 1b 開口部 2,12 ポート 2a,12a 供給部 2b,12b 排出管 12c 突き上げ棒 2c 切り換え弁 2d フィルタ 2e タンク 2f ポンプ 2g 弁 2h 弁 2i 弁 11 蓄液キャリア 11a 溝 11b 開口部 11c 蓋 11d Ｏリング 11e 切り欠き 22a 純水供給管 22b タンク 22c ポンプ 22d 弁 ３ 半導体基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板(3) を隔離して保持する手段
   (1a)を有し、液体を供給する開口部(1b)を備えたキャリ
   ア(1) と、 該キャリア(1) の開口部(1b)の外壁と嵌合する内壁を有
   する前記液体の供給部(2a)と、前記液体を排出する排出
   管(2b)とを具備するポート(2) と、 から構成されていることを特徴とする前処理装置。
2. 【請求項２】 半導体基板(3) を隔離して保持する手段
   (11a) を有し、液体を供給する開口部(11b) を閉鎖する
   手段(11c) を備えた蓄液キャリア(11)と、 該蓄液キャリア(11)の開口部(11b) の外壁と嵌合する内
   壁を有し、内部に前記蓄液キャリア(11)の前記開口部(1
   1b) を閉鎖する手段(11c) を突き上げる突き上げ棒(12
   c) を備えた前記液体の供給部(12a)と、前記液体を排出
   する排出管(12b)とを具備するポート(12)と、 から構成されていることを特徴とする前処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の前記ポート(2) の前記排
   出管(2b)或いは請求項２記載の前記ポート(12)の前記排
   出管(12b) に、前記液体を循環させるか廃棄するかを切
   り換える切り換え弁(2c)と、循環させる前記液体を濾過
   するフィルタ（2d）と、循環させる前記液体を蓄えるタ
   ンク(2e)とを具備し、 前記ポート(2) の前記供給部(2a)或いは前記ポート(12)
   の前記供給部(12a) に、循環させる前記液体を圧送する
   ポンプ(2f)と前記液体の供給に用いる弁(2g)と純水用の
   弁(2h)とを備えた第１の薬液供給装置を具備する、 ことを特徴とする請求項１記載或いは請求項２記載の前
   処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の前記ポート(2) の前記供
   給部(2a)或いは請求項２記載の前記ポート(12)の前記供
   給部(12a) に、純水供給管(22a) と、該純水供給管(22
   a) 内の純水に添加する薬液を蓄える複数のタンク(22b)
   と、該薬液を圧送する複数のポンプ(22c) とを備えた
   第２の薬液供給装置を具備する、 ことを特徴とする請求項１記載或いは請求項２記載の前
   処理装置。
5. 【請求項５】 半導体基板(3) を前記保持する手段(1a,
   11a)により前記キャリア(1) 或いは蓄液キャリア(11)に
   挿入する工程と、 前記キャリア(1) 或いは蓄液キャリア(11)の前記開口部
   (1b,11b)と、前記ポート(2) 或いは前記ポート(12)の前
   記供給部(2a,12a)とを位置合わせした後、前記開口部(1
   b,11b)を前記供給部(2a,12a)に嵌合する工程と、 前記第１の薬液供給装置或いは前記第２の薬液供給装置
   を用いて薬液を前記キャリア(1) 或いは蓄液キャリア(1
   1)内に供給して前記半導体基板(3) の薬液処理と純水洗
   浄とを連続して行う工程と、 前記キャリア(1) 或いは蓄液キャリア(11)内の半導体基
   板(3) を乾燥する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の処理方法。