JPH08148457A - ウェットステーション並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄方法及びウェット洗浄装置 - Google Patents

ウェットステーション並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄方法及びウェット洗浄装置

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JPH08148457A
JPH08148457A JP6305507A JP30550794A JPH08148457A JP H08148457 A JPH08148457 A JP H08148457A JP 6305507 A JP6305507 A JP 6305507A JP 30550794 A JP30550794 A JP 30550794A JP H08148457 A JPH08148457 A JP H08148457A
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wet
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cleaning
tank
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忠弘 大見
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    • H10P72/0402—Apparatus for fluid treatment
    • H10P72/0406—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H10P72/0411—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 超純水リンスのスループットが高く、薬品や
超純水の再生利用が可能なウェットステーション、ウェ
ット洗浄方法、ウェット洗浄装置を提供する。 【構成】 ウェットステーションは、ウェットプロセス
装置が内設されたウェットベンチの天井には、低圧損か
つ高補集率である四フッ化エチレン製のフィルターを設
置し、かつ、前記ウェットベンチ内に配置された薬液槽
と超純水リンス槽との間の上部空間には、微細多孔なノ
ズルを有するスプレーシャワー機を設置したことを特徴
とする。また、ウェット洗浄方法は、超純水又はオゾン
を添加した超純水を用いて薬液の付着した基板を洗浄
し、かつ、前記洗浄後の超純水を捕集し専用配管に流す
ことによって、前記洗浄後の超純水の分別回収を可能と
したことを特徴とする。さらに、ウェット洗浄装置は、
前記洗浄後の超純水の分別回収を行うために、超純水を
捕集する捕集器と専用配管を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェットステーション
並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄
方法及びウェット洗浄装置に係る。より詳細には、半導
体製造プロセスのウェット工程において、基板を薬液で
処理した後、超純水リンス槽でリンスする前に超純水ス
プレーシャワーで薬液をあらかじめ洗い流すウェットス
テーション並びにそのウェットステーションを用いたウ
ェット洗浄方法及びウェット洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造のウェットプロセスに
おいて、ウエハーからなる基板を薬液洗浄した後超純水
でリンスする場合、超純水槽に薬液が持ち込まれること
により超純水リンスに長時間要するという問題点があっ
た。製造プロセスのスループットを上げるためには、超
純水でのリンス時間を短縮することは非常に重要であ
る。
【０００３】現在この問題点を解決する方法として、次
の２つの方法が公知である。 （１）リンス槽を２槽有して、予備洗浄する方法。 （２）数分でリンス槽に水を張り、数秒でその水を抜く
操作を繰り返して洗浄する方法。
【０００４】しかし、上記の２つの方法では、予備槽の
リンス液の取り替える手間や操作に長時間要するという
欠点がある。
【０００５】また、通常の超純水のみのリンスでは、ウ
エハー表面に付着した有機物を除去することはできな
い。従って、塩酸−過酸化水素水洗浄、又はアンモニア
−過酸化水素水洗浄を行い、ウエハー表面に付着した有
機物の除去を行ってきた。
【０００６】さらに、クリーンベンチにガラス繊維のフ
ィルターを使用しているため、圧損が高いという問題に
加えて、フッ酸系の薬品のベーパーによりポロン等の汚
染が発生するという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、超純水リン
スのスループットが高く、超純水リンスにてウエハーに
付着した有機物の除去が可能なウェットステーションを
提供することを目的とする。
【０００８】また本発明は、薬品の再生利用が可能なウ
ェットステーションを用いたウェット洗浄方法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】さらに本発明は、超純水の再生利用が可能
なウェットステーションを用いたウェット洗浄装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のウェットステー
ションは、ウェットプロセス装置が内設されたウェット
ベンチの天井には、低圧損かつ高補集率である四フッ化
エチレン製のフィルターを設置し、かつ、前記ウェット
ベンチ内に配置された薬液槽と超純水リンス槽との間の
上部空間には、微細多孔なノズルを有するスプレーシャ
ワー機を設置したことを特徴とする。
【００１１】また、本発明のウェットステーションを用
いたウェット洗浄方法は、超純水又はオゾンを添加した
超純水を用いて薬液の付着した基板を洗浄し、かつ、前
記洗浄後の超純水を捕集し専用配管に流すことによっ
て、前記洗浄後の超純水の分別回収を可能としたことを
特徴とする。
【００１２】さらに、本発明のウェットステーションを
用いたウェット洗浄装置は、前記洗浄後の超純水の分別
回収を行うために、超純水を捕集する捕集器と専用配管
を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】
（請求項１）請求項１では、ウェットプロセス装置が内
設されたウェットベンチの天井に、低圧損かつ高補集率
である四フッ化エチレン製のフィルターを設置したた
め、ランニングコストの低減と、パーティクル汚染の低
減が可能となる。また、前記ウェットベンチ内に配置さ
れた薬液槽と超純水リンス槽との間の上部空間に、微細
多孔なノズルを有するスプレーシャワー機を設置したた
め、超純水リンス時間の短縮と、超純水リンス使用量の
低減とを図ることができる。
【００１４】（請求項２）請求項２では、オゾンを添加
した超純水が、前記超純水リンス槽と前記スプレーシャ
ワー機に供給されるため、基板上の有機物、金属、及び
パーティクル等の洗浄効果が高くなる。また、基板上に
薄い酸化膜が生成し、保護膜として利用することができ
る。
【００１５】（請求項３）請求項３では、超純水又はオ
ゾンを添加した超純水を用いて薬液の付着した基板を洗
浄し、かつ、前記洗浄後の超純水を捕集し専用配管に流
すことによって、前記洗浄後の超純水の分別回収を可能
としたため、薬品の再生利用が可能となる。
【００１６】（請求項４）請求項４では、前記薬液槽、
前記超純水リンス槽、及びスプレーシャワー機の各上部
空間に、水平エアーカーテン方式によるクリーンエアー
を流しながら、前記薬液の付着した基板の洗浄を行うた
め、薬液槽からの薬品蒸気の拡散が防げる。また、水平
エアーカーテン上部から、前記薬液槽、前記超純水リン
ス槽、及びスプレーシャワー機の各内部へのパーティク
ル等の汚染が低減できる。さらに、水平エアーカーテン
により、ウェットベンチ全体の排気量が減り、クリーン
ルーム全体の新鮮空気取り込み量が低減する。その結
果、ランニングコストを低減することができる。
【００１７】（請求項５）請求項５では、前記洗浄後の
超純水の分別回収によって、有用資源を回収するため、
資源の有効活用が可能となる。
【００１８】（請求項６）請求項６では、前記超純水リ
ンス槽の中の超純水は、前記超純水リンス槽の下部に設
けた専用配管から引き抜かれると同時に、前記超純水リ
ンス槽の上部から供給されるようにしたため、超純水リ
ンスの再生利用が可能となる。
【００１９】（請求項７）請求項７では、前記洗浄後の
超純水の分別回収を行うために、超純水を捕集する捕集
器と専用配管を設けたため、薬液槽からの薬品蒸気の拡
散が防げる。また、水平エアーカーテン上部から、前記
薬液槽、前記超純水リンス槽、及びスプレーシャワー機
の各内部へのパーティクル等の汚染が低減できる。さら
に、水平エアーカーテンにより、ウェットベンチ全体の
排気量が減り、クリーンルーム全体の新鮮空気取り込み
量が低減する。その結果、ランニングコストを低減する
ことができる。
【００２０】（請求項８）請求項８では、前記薬液槽、
前記超純水リンス槽、及びスプレーシャワー機の各上部
空間に、水平エアーカーテン方式によるクリーンエアー
を流すための水平エアー吹き出し口を設けたため、薬液
槽からの薬品蒸気の拡散がより効率よく防止できる。
【００２１】（請求項９）請求項９では、前記超純水リ
ンス槽の中の超純水は、前記超純水リンス槽の下部に設
けた専用配管から引き抜かれると同時に、前記超純水リ
ンス槽の上部から供給されるようにしたため、超純水リ
ンスの再生利用が可能となる。
【００２２】
【実施例】以下本発明の一実施例を、図１〜図５を参照
して説明する。
【００２３】（実施例１）ウェットベンチ内にオゾンを
添加した超純水ラインを設け、また超純水リンス槽に薬
液で処理されたウエハーが持ち込まれる直前にスプレー
シャワーでリンスできる装置を用いた。また、スプレー
シャワーされた薬液を含むリンス液を薬液毎に分別回収
し、回収液を再利用することも可能とした。さらに、ウ
ェットベンチのランニングコストを低減するために低圧
損、高補集率の四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製のフィ
ルターをベンチのＵＬＰＡフィルターに用いた。また、
薬液処理、スプレーシャワー及び超純水リンスの際に汚
染を少なくするために、水平エアーカーテンをウェット
ベンチ内に設置した。
【００２４】上述したウェットステーションを用いて、
発明者は種々のウェットプロセスについて研究した結
果、ウェットプロセスのランニングコストの低減やコン
タミネーションを低減する効果があることを見いだし
た。
【００２５】すなわち、薬液で処理されたウエハーはリ
ンス槽に持ち込まれる直前で、スプレーシャワーされ
る。その際ウエハーキャリアーは、吊り下げられた状態
であっても支持台に乗った状態等、どの様な方法でもよ
い。またリンスに用いる超純水は、超純水中にオゾンを
１〜１２ｐｐｍ添加することによりウエハー表面に付着
した有機物を除去することができ、またオゾン添加超純
水で生成した酸化膜は、熱酸化工程前のプリオキサイド
膜として最適であることが確かめられた。
【００２６】メタルコンタクトの形成前のウエハー処理
においては、前記処理後に自然酸化膜を除去し、オゾン
添加していない前記超純水スプレー洗浄を有するリンス
方法を用いることで自然酸化膜のないウエハーが得られ
た。また、薬液の廃液処理において最も負担の大きかっ
たフッ化水素酸やバッファードフッ酸は、分別回収して
その回収液を炭酸カルシウムの塔に流すことによりスラ
ッジの発生を生じることなしにフッ化カルシウムとして
回収され、また回収されたフッ化カルシウムはフッ化水
素酸の原料として再利用される。またリン酸も同様の処
理によってリン酸水素カルシウムとして回収された。
【００２７】表１は、０．５％フッ化水素酸で処理した
後のウエハーを、超純水リンスした場合に、超純水の伝
導度が元の超純水の伝導度に戻るまでの時間を調べた結
果である。超純水の流量を変化させて、スプレーシャワ
ーを使った場合と、使わなかった場合について検討し
た。
【００２８】
【表１】 この結果から、スプレーシャワーを使うことによって、
超純水リンスの処理時間を短縮でき、かつ、超純水の使
用量も低減可能となった。
【００２９】表２は、フィルターの圧損について調べた
結果である。フィルターとしては、従来型のガラス繊維
性フィルターと、本例のＰＴＦＥ製フィルターを用い
た。
【００３０】
【表２】 この結果から、ＰＴＦＥ製のフィルターを用いることに
より従来のガラス繊維製のフィルターに比べ、フッ酸系
薬液の蒸気によるボロン等の汚染がなくなるだけでな
く、圧損が１／２に低減し、ランニングコストも大幅に
低減することができた。
【００３１】表３は、クリーンベンチから外部への排気
量を調べた結果である。従来型のクリーンベンチと水平
エアカーテン型クリーンベンチとを比較した。ダウンフ
ローの風速は、０．３〜０．５ｍ／ｓとした。
【００３２】
【表３】 この結果から、クリーンベンチをクリーンエアーの吹き
出し方式とすることによって、外部への排気量が従来型
のダウンフローのみのベンチに比べ、１／３程度に低減
することができた。
【００３３】図１は、フッ化水素酸の蒸発によるガラス
繊維フィルターの汚染の程度を調べた結果を示した。従
来型のクリーンベンチと水平エアカーテン型クリーンベ
ンチとを比較した。
【００３４】この結果から、クリーンベンチをクリーン
エアーの吹き出し方式とすることによって、ガラス繊維
フィルターの汚染レベルを大幅に低減することができ
た。
【００３５】以下では、本発明のウェットステーション
を用いたウェット洗浄装置について、図２及び図３を用
いて好ましい具体例を説明する。本発明の装置は、基本
的には薬液処理槽、オゾン添加超純水、スプレーシャワ
ー、及びオゾン添加超純水リンス槽から構成した。
【００３６】図２は、本発明のウェットステーションの
正面図と側面図である。正面図内に位置する薬液槽で洗
浄された各種基板は、引き上げられた後、薬液槽と水洗
槽との間に位置するスプレーシャワーで、基板カセット
や基板自体に付着している薬液が洗い流される。次に、
水洗工程へと進む。水洗槽、すなわちリンス槽では、基
板がオゾン添加超純水により十分水洗されると共に、表
面に薄い酸化膜が形成される。そのため、例えば、次工
程の酸化工程では、オゾン添加超純水により形成された
酸化膜が、酸化工程で得られた酸化膜の特性を向上させ
た。
【００３７】図２の側面図は、水平エアカーテンの気流
を示している。各種基板が洗浄等行われる上部に水平エ
アカーテンの気流が存在するため、薬液槽等から蒸発し
た蒸気等は上部に拡散することなく排気された。
【００３８】さらに、水平エアカーテン上方からのパー
ティクル又はその他の不純物も、水平エアカーテンによ
り排気されるため、水平エアカーテン下方に位置する基
板や槽の汚染は、著しく低下した。
【００３９】図３は、洗浄後の基板表面に酸化膜を形成
させない場合を示している。図３の洗浄装置（ａ）は、
図２で示した上記記載の洗浄を行った。一方、図３の洗
浄装置（ｂ）では、洗浄装置（ａ）で基板表面に生成し
た酸化膜を、例えば、フッ化水素酸等で除去した後、オ
ゾンを添加しない超純水を用いて、スプレーシャワー及
び水洗を行った。この様にして洗浄した基板表面には酸
化膜が存在せず、例えば次工程がメタルコンタクト形成
工程等の場合、良好なコンタクト特性が得られることが
確認された。
【００４０】また、図２及び図３に示したウェットステ
ーションは両方とも、薬液槽中の薬液及びスプレーシャ
ワーで洗い落とされた濃い薬品水溶液は、全て分別回収
され再生利用された。さらに、スプレーシャワー使用に
よって水洗槽への薬液の持ち込み量が低減するため、水
洗槽に使用される超純水は、全て超純水の原水として再
利用することが可能となった。
【００４１】以下では、図４と図５を用いて、オーバー
フロー方式と引き抜き方式とを比較した結果について述
べる。
【００４２】従来型のオーバーフロー方式（図４
（ａ））と、本発明のリンス槽下部から超純水を引き抜
き方式（図４（ｂ））において、リンス槽内の超純水置
換速度を、リンス槽内の電気伝導度を測定することによ
り評価した（図５）。
【００４３】汚染源として塩化ナトリウムを混入させ、
超純水を上記２つの方法で供給した。その結果、引き抜
き方式を用いた方が、リンス槽内の電気伝導度の戻りが
速く、置換効率が良好であることが分かった。図５にお
いて、元の電気伝導度に戻るまでの時間が異なる理由
は、汚染量の違いに依存している。
【００４４】したがって、超純水リンス槽においては、
リンス槽下部から超純水を引き抜き、リンス槽上部より
超純水を供給することによって、リンス槽下部から超純
水を供給する従来型のオーバーフロー方式に比べて、リ
ンス槽内の超純水の置換効率を高めることができた。
【００４５】
【発明の効果】本発明では、オゾン添加超純水量の供
給、高濃度薬液と超純水リンス液の分離、スプレー
シャワー洗浄による廃液の再利用（再生薬品）、また超
純水洗浄槽の廃液の再利用（超純水システムへのリター
ン）、ＰＴＦＥ製ＵＬＰＡフィルターの使用（ガラス
繊維フィルターの排除）、水平エアーカーテンの導
入、超純水リンス槽の引き抜き方式の導入により、
（１）超純水リンスのスループットが高く、超純水リン
スにてウエハーに付着した有機物の除去が可能なウェッ
トステーションと、（２）薬品の再生利用が可能なウェ
ットステーションを用いたウェット洗浄方法と、（３）
超純水の再生利用が可能なウェットステーションを用い
たウェット洗浄装置とがえられる。
【００４６】その結果、本発明により処理されたウエハ
ー表面は、オゾン添加超純水処理により有機物汚染及び
水平カーテン式クリーンベンチ内で処理することにより
不純物汚染のないウエハー表面であり、生成した酸化膜
は熱酸化工程前のプリオキサイドの酸化膜として最適な
膜である。
【００４７】また、メタルコンタクト形成の際はオゾン
を添加しない超純水スプレーシャワーを用いることによ
り最適なコンタクトが得られる。
【００４８】さらに、処理水中の薬液は分別回収され再
利用可能であり、かつ、低圧損、高補集効率のフィルタ
ーを使用することによりランニングコストの低減が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フッ化水素酸の蒸発によるガラス繊維フィルタ
ーの汚染レベルの測定結果を纏めたグラフである。
【図２】本発明のウェットステーションの概略図であ
る。
【図３】洗浄後の基板表面に酸化膜を形成させない場合
の洗浄装置の概略図である。
【図４】従来型のオーバーフロー方式リンス槽と、本発
明のリンス槽下部から超純水を引き抜き方式リンス槽の
概略図である。
【図５】リンス槽内の超純水置換速度を、リンス槽内の
電気伝導度を測定することにより評価した結果を示すグ
ラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェットプロセス装置が内設されたウェ
    ットベンチの天井には、低圧損かつ高補集率である四フ
    ッ化エチレン製のフィルターを設置し、 かつ、前記ウェットベンチ内に配置された薬液槽と超純
    水リンス槽との間の上部空間には、微細多孔なノズルを
    有するスプレーシャワー機を設置したことを特徴とする
    ウェットステーション。
  2. 【請求項２】 オゾンを添加した超純水が、前記超純水
    リンス槽と前記スプレーシャワー機に供給されることを
    特徴とする請求項１に記載のウェットステーション。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 超純水又はオゾンを添加した超純水を用いて薬液の付着
    した基板を洗浄し、 かつ、前記洗浄後の超純水を捕集し専用配管に流すこと
    によって、前記洗浄後の超純水の分別回収を可能とした
    ことを特徴とするウェットステーションを用いたウェッ
    ト洗浄方法。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 前記薬液槽、前記超純水リンス槽、及びスプレーシャワ
    ー機の各上部空間に、水平エアーカーテン方式によるク
    リーンエアーを流しながら、前記薬液の付着した基板の
    洗浄を行うことを特徴とする請求項３に記載のウェット
    ステーションを用いたウェット洗浄方法。
  5. 【請求項５】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 前記洗浄後の超純水の分別回収によって、有用資源を回
    収することを特徴とする請求項３又は４に記載のウェッ
    トステーションを用いたウェット洗浄方法。
  6. 【請求項６】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 前記超純水リンス槽の中の超純水は、前記超純水リンス
    槽の下部に設けた専用配管から引き抜かれると同時に、
    前記超純水リンス槽の上部から供給されることを特徴と
    する請求項３及至５のいずれか１項に記載のウェットス
    テーションを用いたウェット洗浄方法。
  7. 【請求項７】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 前記洗浄後の超純水の分別回収を行うために、超純水を
    捕集する捕集器と専用配管を設けたことを特徴とするウ
    ェットステーションを用いたウェット洗浄装置。
  8. 【請求項８】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 前記薬液槽、前記超純水リンス槽、及びスプレーシャワ
    ー機の各上部空間に、水平エアーカーテン方式によるク
    リーンエアーを流すための水平エアー吹き出し口を設け
    たことを特徴とする請求項７に記載のウェットステーシ
    ョンを用いたウェット洗浄装置。
  9. 【請求項９】 請求項１又は２に記載のウェットステー
    ションにおいて、 前記超純水リンス槽の中の超純水が、前記超純水リンス
    槽の下部に設けた専用配管から引き抜かれると同時に、
    前記超純水リンス槽の上部から供給されることを特徴と
    する請求項７又は８に記載のウェットステーションを用
    いたウェット洗浄装置。
JP6305507A 1994-11-15 1994-11-15 ウェットステーション並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄方法及びウェット洗浄装置 Pending JPH08148457A (ja)

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JP6305507A JPH08148457A (ja) 1994-11-15 1994-11-15 ウェットステーション並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄方法及びウェット洗浄装置
US08/554,549 US5806543A (en) 1994-11-15 1995-11-06 Wet station, and method of and apparatus for wet cleaning using said wet station

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JP6305507A JPH08148457A (ja) 1994-11-15 1994-11-15 ウェットステーション並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄方法及びウェット洗浄装置
US08/554,549 US5806543A (en) 1994-11-15 1995-11-06 Wet station, and method of and apparatus for wet cleaning using said wet station

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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