JPS63236333A - 基板の洗浄乾燥方法 - Google Patents
基板の洗浄乾燥方法Info
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- JPS63236333A JPS63236333A JP62068893A JP6889387A JPS63236333A JP S63236333 A JPS63236333 A JP S63236333A JP 62068893 A JP62068893 A JP 62068893A JP 6889387 A JP6889387 A JP 6889387A JP S63236333 A JPS63236333 A JP S63236333A
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- Japan
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- water
- drying
- temperature
- cleaning
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体ウェハ、光ディスク等の製造における
基板の洗浄乾燥方法に係り、特に、基板を超純水で洗浄
し、・さらに乾燥させる工程において、基板上に残存す
る析出物の発生を防止するに好適な洗浄乾燥方法に関す
る。
基板の洗浄乾燥方法に係り、特に、基板を超純水で洗浄
し、・さらに乾燥させる工程において、基板上に残存す
る析出物の発生を防止するに好適な洗浄乾燥方法に関す
る。
半導体、各種光学及び電子部品の製造プロセスでは、薄
膜形成技術が最んに実施される。例えば半導体ウェハ製
造ではＳｉ基板上に５ｉＯｚ膜を酸化したり、蒸着によ
り絶縁材や金属（例えばＡＱ等）薄膜を形成する。また
、光ディスク等では基板に金属（例えばＮｉ）をメッキ
したり、感光材を塗膜する等多種であるが、いずれも、
その前工程として基板表面の洗浄が実施され、さらに乾
燥状態にせねばならない。該表面に付着する汚染物によ
って、後工程の薄膜形成等に支障を起し、ひいては、そ
の性能をも左右してしまうからである。したがって、作
業環境及び製造工程の清澄化は勿論のこと、各工程中に
介在する洗浄乾燥工程の清澄化は不可欠である。半導体
ウェハの洗浄技術については、たとえばニー エル ニ
ス アイ１９８６年２月号 第３３〜３８頁（ＵＬＳ１
１９８６．２ ｐｐ３３−３８）に「ウェハの洗浄技
術」と題して記載されている。以下に半導体ウェハ製造
を主体として説明する。
膜形成技術が最んに実施される。例えば半導体ウェハ製
造ではＳｉ基板上に５ｉＯｚ膜を酸化したり、蒸着によ
り絶縁材や金属（例えばＡＱ等）薄膜を形成する。また
、光ディスク等では基板に金属（例えばＮｉ）をメッキ
したり、感光材を塗膜する等多種であるが、いずれも、
その前工程として基板表面の洗浄が実施され、さらに乾
燥状態にせねばならない。該表面に付着する汚染物によ
って、後工程の薄膜形成等に支障を起し、ひいては、そ
の性能をも左右してしまうからである。したがって、作
業環境及び製造工程の清澄化は勿論のこと、各工程中に
介在する洗浄乾燥工程の清澄化は不可欠である。半導体
ウェハの洗浄技術については、たとえばニー エル ニ
ス アイ１９８６年２月号 第３３〜３８頁（ＵＬＳ１
１９８６．２ ｐｐ３３−３８）に「ウェハの洗浄技
術」と題して記載されている。以下に半導体ウェハ製造
を主体として説明する。
一般に、半導体ウェハの洗浄は、基板表面に付着する油
脂分を対象として溶剤（トリクレン、アセトン、Ｈ２Ｏ
２ＮＨａ・ＯＨ混液など）で除去し、金属除去を対象と
して酸・アルカリ溶液（例えばＨ２Ｏ２−ＮＨ４・ＯＨ
，ＨＣｌ２−Ｈｘ○２混液、ＨＦなど）で順次に洗い落
し、最終的に、これら薬液を純水で除去し、最終段階で
乾燥して水滴を完全に無くしてから、次の酸化、拡散、
ＣＶＤ工程へ送り込む。ここで、純水（又は超純水）の
ＴＯＣ（全有機質炭素量）は、集積度４Ｍｂｉｔで１０
〜５０ｐｐｂ以下に抑えられ、基板上に残存する微粒子
径で０．０８μｍ以上（パターン回路寸法の約１／１０
に相当）に抑える必要があるといわれている。このため
、最終段階の乾燥には、細心の工夫が要求されて来てい
る。
脂分を対象として溶剤（トリクレン、アセトン、Ｈ２Ｏ
２ＮＨａ・ＯＨ混液など）で除去し、金属除去を対象と
して酸・アルカリ溶液（例えばＨ２Ｏ２−ＮＨ４・ＯＨ
，ＨＣｌ２−Ｈｘ○２混液、ＨＦなど）で順次に洗い落
し、最終的に、これら薬液を純水で除去し、最終段階で
乾燥して水滴を完全に無くしてから、次の酸化、拡散、
ＣＶＤ工程へ送り込む。ここで、純水（又は超純水）の
ＴＯＣ（全有機質炭素量）は、集積度４Ｍｂｉｔで１０
〜５０ｐｐｂ以下に抑えられ、基板上に残存する微粒子
径で０．０８μｍ以上（パターン回路寸法の約１／１０
に相当）に抑える必要があるといわれている。このため
、最終段階の乾燥には、細心の工夫が要求されて来てい
る。
従来のかかる乾燥方法には、熱線あるいは赤外照射によ
るもの、水洗後に基板を回転させ、その遠心力で機械的
に水・滴を飛散させるもの（いわゆるスピン乾燥）や有
機溶剤例えばイソプロピルアルコールを加熱して、その
蒸気を基板面で凝縮させ付着水と置換して水分を除去し
てからその溶剤を揮発させて乾燥（いわゆる蒸気乾燥）
するものなどが知られている。
るもの、水洗後に基板を回転させ、その遠心力で機械的
に水・滴を飛散させるもの（いわゆるスピン乾燥）や有
機溶剤例えばイソプロピルアルコールを加熱して、その
蒸気を基板面で凝縮させ付着水と置換して水分を除去し
てからその溶剤を揮発させて乾燥（いわゆる蒸気乾燥）
するものなどが知られている。
半導体ウェハ等の基板の洗浄において、上記の如く、水
、有機溶剤などいずれの洗浄液によっても、最終的に表
面に残存する洗浄液の乾燥段階で該液中に溶解させる物
質を該表面に析出させないことが重要であり、迅速で且
つ再汚染のない方法が望まれるところである。上記した
従来のものは、これらの点で配慮されておらず、上記し
た析出物が残る恐れが多い。すなわち、熱風あるいは赤
外照射による方法では、基板表面に付着する水滴外面か
ら熱伝播し、水滴の蒸発を促すことから、水滴が濃縮す
る過程で基板と接触する部分を冷却面として溶解物の析
出が起る。基板の他の表面から熱授受があったとしても
、この順位は変らないから最終的に析出物が残り易い欠
点を生ずる。スピン乾燥にあっても、浮遊微粒子の汚染
が少なく、洗浄液の節約ができるなどの長所がある半面
、残った付着水が上記した乾燥過程で析出物で固着して
しまう上に１回転制御等が複雑で保守管理に手間がかか
るなどの問題がある。また、蒸気乾燥は、微粒子の再付
着を防止できるが、水と有機溶媒の置換や該溶媒の乾燥
除去に時間がかかり保守管理に労力がいる上、溶媒中の
溶解物が同様に析出残存することが懸念される。
、有機溶剤などいずれの洗浄液によっても、最終的に表
面に残存する洗浄液の乾燥段階で該液中に溶解させる物
質を該表面に析出させないことが重要であり、迅速で且
つ再汚染のない方法が望まれるところである。上記した
従来のものは、これらの点で配慮されておらず、上記し
た析出物が残る恐れが多い。すなわち、熱風あるいは赤
外照射による方法では、基板表面に付着する水滴外面か
ら熱伝播し、水滴の蒸発を促すことから、水滴が濃縮す
る過程で基板と接触する部分を冷却面として溶解物の析
出が起る。基板の他の表面から熱授受があったとしても
、この順位は変らないから最終的に析出物が残り易い欠
点を生ずる。スピン乾燥にあっても、浮遊微粒子の汚染
が少なく、洗浄液の節約ができるなどの長所がある半面
、残った付着水が上記した乾燥過程で析出物で固着して
しまう上に１回転制御等が複雑で保守管理に手間がかか
るなどの問題がある。また、蒸気乾燥は、微粒子の再付
着を防止できるが、水と有機溶媒の置換や該溶媒の乾燥
除去に時間がかかり保守管理に労力がいる上、溶媒中の
溶解物が同様に析出残存することが懸念される。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点に顧みて、超
純水で洗浄した後に、基板表面に残存する付着水を迅速
に乾燥すると共に、該表面に乾燥によって生ずる析出物
を防止する基板の洗浄・乾燥方法を提供することである
。
純水で洗浄した後に、基板表面に残存する付着水を迅速
に乾燥すると共に、該表面に乾燥によって生ずる析出物
を防止する基板の洗浄・乾燥方法を提供することである
。
本発明は、基板を溶剤、超純水で順次に洗浄するものに
おいて、最終的に基板表面に残る付着水を、該基板と該
付着水との接触面を介して該付着水を熱して蒸発させる
ことにより乾燥させるものであり、この蒸発を付着水表
面の気液界面で起す様にしたものである。すなわち、付
着水の蒸発過程において、水と基板との接触面、換言す
れば固液面における濃縮乾固を防止する。ここで、超純
水は、水の蒸発による蒸留／又は水蒸気のみを透過する
疎水性膜（例えば綿化樹脂膜など）を介在させた膜蒸留
によって生成したものが好適である。
おいて、最終的に基板表面に残る付着水を、該基板と該
付着水との接触面を介して該付着水を熱して蒸発させる
ことにより乾燥させるものであり、この蒸発を付着水表
面の気液界面で起す様にしたものである。すなわち、付
着水の蒸発過程において、水と基板との接触面、換言す
れば固液面における濃縮乾固を防止する。ここで、超純
水は、水の蒸発による蒸留／又は水蒸気のみを透過する
疎水性膜（例えば綿化樹脂膜など）を介在させた膜蒸留
によって生成したものが好適である。
これらの蒸留では、比較的に低温（約１００℃前後）で
操作されるから無機物はほとんど超純水中に混入せず、
原水側に存在する有機物、特に、低沸点のものが水蒸気
と共に同伴し、凝縮過程で生成水すなわち超純水に混入
する。その濃度は、ＴＯＣ＜１０ＰＰｂと極めて微量に
抑え得る。したがって、本発明の乾燥手段によって、上
記したと同様に、付着水の蒸発過程で溶解せる有機物を
主体に水蒸気と共に同伴させ、本発明の目的を達成でき
る。
操作されるから無機物はほとんど超純水中に混入せず、
原水側に存在する有機物、特に、低沸点のものが水蒸気
と共に同伴し、凝縮過程で生成水すなわち超純水に混入
する。その濃度は、ＴＯＣ＜１０ＰＰｂと極めて微量に
抑え得る。したがって、本発明の乾燥手段によって、上
記したと同様に、付着水の蒸発過程で溶解せる有機物を
主体に水蒸気と共に同伴させ、本発明の目的を達成でき
る。
基板の加熱は、清澄な雰囲中に置かれる発熱体を伝熱面
として熱伝達させ、基板表面と付着水の界面で激しく沸
騰し乾固しない程度の温度を維持する。すなわち、水の
飽和温度に抑えれば過熱することは避は得る。また、加
熱温度を下げ過ぎると、蒸発速度が緩慢となり、その温
度より沸点の高い溶解物が析出すから適度に蒸発速度を
保つことが必須条件となる。この蒸発速度は、基板すな
わち伝熱面の温度／又は境界層での温度差に比例する。
として熱伝達させ、基板表面と付着水の界面で激しく沸
騰し乾固しない程度の温度を維持する。すなわち、水の
飽和温度に抑えれば過熱することは避は得る。また、加
熱温度を下げ過ぎると、蒸発速度が緩慢となり、その温
度より沸点の高い溶解物が析出すから適度に蒸発速度を
保つことが必須条件となる。この蒸発速度は、基板すな
わち伝熱面の温度／又は境界層での温度差に比例する。
したがって、溶解する有機物の上位の沸点及び水の沸点
近くの温度に選定し、適度に蒸発速度を保てばよい、後
述の実施例から、その蒸発速度は約４ｇ／ｈ以上が好適
である。ここで、基板の加熱を伝熱面なしに、例えば、
高周波等により基板自体を電磁誘導で生ずる渦電流等で
上記した条件に発熱させてもよい。また、蒸発による水
蒸気／生成ガスは、容器内の圧力によって吸引あるいは
絞り機構による放圧または大気圧下では排気口等を設け
ることで放出すればよい。
近くの温度に選定し、適度に蒸発速度を保てばよい、後
述の実施例から、その蒸発速度は約４ｇ／ｈ以上が好適
である。ここで、基板の加熱を伝熱面なしに、例えば、
高周波等により基板自体を電磁誘導で生ずる渦電流等で
上記した条件に発熱させてもよい。また、蒸発による水
蒸気／生成ガスは、容器内の圧力によって吸引あるいは
絞り機構による放圧または大気圧下では排気口等を設け
ることで放出すればよい。
本発明によれば、基板表面に付着している水滴は、蒸発
過程で水滴表面から蒸発し、基板表面と水滴との界面で
濃縮されず、溶解物の沸点に温度が保たれるから、その
溶解物は水蒸気と共に気相側に同伴される。さらに、基
板と接触する部分の液温は高く、冷却されないから溶解
度は大きく保たれ析出することはなく、蒸発過程で溶解
物は気化するから、その水滴の濃度（ＴＯＣ）は同一か
ら、それ以下に下げる方法に作用し、蒸発終了に伴う基
板表面への残留物なしに乾燥できる。このことは、水の
蒸発による蒸留あるいは膜蒸留が、原水中の低沸点の有
機物を選択的に含んだ超純水が得られるから、その超純
水のＴＯＣ濃度が低くなる程、上記した作用を発揮し、
基板表面の汚染を防止できる。
過程で水滴表面から蒸発し、基板表面と水滴との界面で
濃縮されず、溶解物の沸点に温度が保たれるから、その
溶解物は水蒸気と共に気相側に同伴される。さらに、基
板と接触する部分の液温は高く、冷却されないから溶解
度は大きく保たれ析出することはなく、蒸発過程で溶解
物は気化するから、その水滴の濃度（ＴＯＣ）は同一か
ら、それ以下に下げる方法に作用し、蒸発終了に伴う基
板表面への残留物なしに乾燥できる。このことは、水の
蒸発による蒸留あるいは膜蒸留が、原水中の低沸点の有
機物を選択的に含んだ超純水が得られるから、その超純
水のＴＯＣ濃度が低くなる程、上記した作用を発揮し、
基板表面の汚染を防止できる。
本発明による温度条件は、水の飽和温度により決められ
、その温度は、はぼ容器内の圧力によって変えることが
できるから、超純水中に溶解物、特に有機物の沸点が変
化しても、その沸点に合せた条件に設定すれば、上記し
た作用によって、基板の乾燥時に汚染することはない。
、その温度は、はぼ容器内の圧力によって変えることが
できるから、超純水中に溶解物、特に有機物の沸点が変
化しても、その沸点に合せた条件に設定すれば、上記し
た作用によって、基板の乾燥時に汚染することはない。
本発明の実施例を図面に従い説明する。
第１図は本発明による一実施例を示す構成図であり、基
板１は、容器３に内装した伝熱板２に置かれ、該伝熱板
２は発熱体５によって加熱する。
板１は、容器３に内装した伝熱板２に置かれ、該伝熱板
２は発熱体５によって加熱する。
容器３は、その一端に排気口４を設置される。容器内は
清澄な雰囲気に保ち、伝熱板２を加熱して超純水で洗浄
した直後の水滴が付着せる基板１に伝熱して蒸発乾燥さ
せる。ここで１発熱体５の表面温度を検出し、前述した
温度条件に制御する。
清澄な雰囲気に保ち、伝熱板２を加熱して超純水で洗浄
した直後の水滴が付着せる基板１に伝熱して蒸発乾燥さ
せる。ここで１発熱体５の表面温度を検出し、前述した
温度条件に制御する。
また、排気口４は、その温度条件に従い、吸引装置ある
いは絞り装置を接続して、容器内の圧力を一定に保てば
よい。
いは絞り装置を接続して、容器内の圧力を一定に保てば
よい。
第２図は、第１図で示した本発明を実施せる構成によっ
て、半導体ウェハ上に超純水を滴下して乾燥した場合の
付着水の蒸発速度と該ウェハの表面に残った析出物の残
留率の関係を示す。同図は大気圧下で、該ウェハ表面に
約０．１ｇの超純水ＴＯＣ１０ｐｐｂ）を滴下し、加熱
無しの場合を基準に蒸発処理したものである。加熱無の
場合は、乾燥材により多少蒸発速度を早めているが、温
度は常温であり自然乾燥に相当する。そして、順次に加
熱温度を高め、・蒸発速度を変えると、その表面に残留
物が無くなることを示す。その顕微鏡写真によると自然
乾燥時に相当し基板上に残留物が明確に認められ、蒸発
速度を約０．６ｇ／ｈ前後に保った場合及び、約０．３
ｇ／ｈ前後の場合でありわずかに残留物が認められたが
、蒸発速度を約４ｇ／ｈ以上にすると残留物は全く認め
られず。
て、半導体ウェハ上に超純水を滴下して乾燥した場合の
付着水の蒸発速度と該ウェハの表面に残った析出物の残
留率の関係を示す。同図は大気圧下で、該ウェハ表面に
約０．１ｇの超純水ＴＯＣ１０ｐｐｂ）を滴下し、加熱
無しの場合を基準に蒸発処理したものである。加熱無の
場合は、乾燥材により多少蒸発速度を早めているが、温
度は常温であり自然乾燥に相当する。そして、順次に加
熱温度を高め、・蒸発速度を変えると、その表面に残留
物が無くなることを示す。その顕微鏡写真によると自然
乾燥時に相当し基板上に残留物が明確に認められ、蒸発
速度を約０．６ｇ／ｈ前後に保った場合及び、約０．３
ｇ／ｈ前後の場合でありわずかに残留物が認められたが
、蒸発速度を約４ｇ／ｈ以上にすると残留物は全く認め
られず。
該ウェハ表面の汚染無しに乾燥できることがわかった。
したがって、この時の温度は約１００℃前後であり、超
純水中の溶解物は、その近傍の沸点を有する有機物を主
体とする混合物であることを物語っている。以上から、
本発明によって、基板をかかる超純水で洗浄し、引続い
て乾燥して、薄膜形成等の後工程へ送り込め得る。
純水中の溶解物は、その近傍の沸点を有する有機物を主
体とする混合物であることを物語っている。以上から、
本発明によって、基板をかかる超純水で洗浄し、引続い
て乾燥して、薄膜形成等の後工程へ送り込め得る。
本発明によって、
（１）基板の超純水による洗浄に続いて、該基板の付着
水を析出物無しに乾燥でき、基板表面を清澄状態で該製
造プロセスの後工程へ送り込め、しかも （２）超純水の生成過程、すなわち蒸留／膜蒸留で生成
水に揮発して混入物、特に低沸点の有機物を析出させる
ことなく乾燥できる。
水を析出物無しに乾燥でき、基板表面を清澄状態で該製
造プロセスの後工程へ送り込め、しかも （２）超純水の生成過程、すなわち蒸留／膜蒸留で生成
水に揮発して混入物、特に低沸点の有機物を析出させる
ことなく乾燥できる。
以上から、半導体ウェハ、光ディスク等の半導体、各種
光学及び電子部品の製造プロセスにおける好適な基板の
洗浄及び乾燥手段を提供するものである。
光学及び電子部品の製造プロセスにおける好適な基板の
洗浄及び乾燥手段を提供するものである。
第１図は１本発明を実施せる一例を示す構成図であり、
第２図は、超純水により本発明の乾燥方法によって実施
した基板表面の残留率を示すグラフである。 １・・・基板、２・・・伝熱板、３・・・溶器、４・・
・排気口、率１図 地２図 基４芒遼廖 （９／ｈ）
第２図は、超純水により本発明の乾燥方法によって実施
した基板表面の残留率を示すグラフである。 １・・・基板、２・・・伝熱板、３・・・溶器、４・・
・排気口、率１図 地２図 基４芒遼廖 （９／ｈ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板に付着せる汚染物を溶媒や超純水で順次に洗浄
除去するものにおいて、最終的に超純水で基板を水洗し
、該基板を加熱して該表面に付着せる水に熱伝達させて
蒸発させることを特徴とした基板の洗浄乾燥方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、該基板の温度を高
温側として該付着水の蒸発速度を調整することを特徴と
する基板の洗浄乾燥方法。 ３、特許請求の範囲第１項における超純水が、水の蒸発
による蒸留あるいは膜蒸留によつて生成されたものであ
る基板の洗浄乾燥方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、該基板を発塵のな
い清澄な雰囲気を保つた容器内に収納し、該基板の温度
を水の飽和温度又は容器内の気圧に対する該温度であり
、超純水中に溶解せる有機物の沸点近く、あるいはそれ
以上に加熱して、該蒸発速度を調整する基板の洗浄乾燥
方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62068893A JPS63236333A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 基板の洗浄乾燥方法 |
| DE88104672T DE3884435T2 (de) | 1987-03-25 | 1988-03-23 | Verfahren zur Erzeugung hochreinen Wassers und Verfahren zur Verwendung dieses Wassers. |
| EP88104672A EP0284052B1 (en) | 1987-03-25 | 1988-03-23 | Process for producing ultra-pure water and process for using said ultra-pure water |
| KR1019880003177A KR960003543B1 (ko) | 1987-03-25 | 1988-03-24 | 초순수 제조방법 및 초순수 사용방법 |
| US07/172,583 US4879041A (en) | 1987-03-25 | 1988-03-24 | Process for producing ultra-pure water and process for using said ultra-pure water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62068893A JPS63236333A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 基板の洗浄乾燥方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236333A true JPS63236333A (ja) | 1988-10-03 |
Family
ID=13386789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62068893A Pending JPS63236333A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 基板の洗浄乾燥方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63236333A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5745928A (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-16 | Hitachi Ltd | Surface cleaning device |
| JPS60206479A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Shimadzu Corp | 超純水製造装置 |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62068893A patent/JPS63236333A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5745928A (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-16 | Hitachi Ltd | Surface cleaning device |
| JPS60206479A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Shimadzu Corp | 超純水製造装置 |
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