特許 6049257 ウェハの洗浄装置および洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6049257

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】ウェハの洗浄装置および洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 642A

   H01L21/304 642F

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-278566(P2011-278566)

(22)【出願日】2011年12月20日

(65)【公開番号】特開2013-131550(P2013-131550A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年7月3日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】594056384

【氏名又は名称】小林 光

(73)【特許権者】

【識別番号】390005050

【氏名又は名称】東邦化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183276

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 裕三

(72)【発明者】

【氏名】小林 光

(72)【発明者】

【氏名】毛戸 豊

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０１３０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０８７２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４４６５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｂ０８Ｂ ３／００ − ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部にウェハが配置される槽と、
槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射するノズルを有する洗浄液噴射装置と、
槽内に洗浄液を貯留するように洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、
槽内の洗浄液を槽の底部より外部へ排出する排出装置と、
槽内に配置されたウェハを液体に浸漬させることなく、ウェハの表面に洗浄液を噴射することにより、ウェハ表面に付着した薬液を除去する第１の洗浄処理を実行し、第１の洗浄処理後にウェハを洗浄液に浸漬させ、その後槽内から洗浄液を排出することによりウェハ表面に付着した薬液を除去する第２の洗浄処理を実行するように、洗浄液噴射装置、洗浄液供給装置、および排出装置を制御する制御装置と、を備えるウェハの洗浄装置。

【請求項2】

第２の洗浄処理が複数回繰り返される、請求項１に記載のウェハの洗浄装置。

【請求項3】

洗浄液噴射装置において隣接するノズルが、ウェハの異なる部分に噴射するように異なる角度にて配置されている、請求項１又は２に記載の洗浄装置。

【請求項4】

洗浄液噴射装置は、ウェハの異なる部分に噴射するように揺動可能である、請求項１から３のいずれか１つに記載の洗浄装置。

【請求項5】

第１の洗浄処理を実行する前にウェハをフッ化水素酸に浸漬させて洗浄する洗浄槽を備える、請求項１から４のいずれか１つに記載の洗浄装置。

【請求項6】

洗浄液が超純水である、請求項１から５のいずれか１つに記載の洗浄装置。

【請求項7】

槽内に、ウェハを配置する配置工程と、
槽内に配置されたウェハを液体に浸漬させることなく、ウェハの表面に洗浄液を噴射することにより、ウェハ表面に付着した薬液を除去する第１の洗浄工程と、
第１の洗浄工程後にウェハを洗浄液に浸漬させ、その後槽内から洗浄液を排出することによりウェハ表面に付着した薬液を除去する第２の洗浄工程と、を有するウェハの洗浄方法。

【請求項8】

第２の洗浄工程を複数回繰り返す、請求項７に記載の洗浄方法。

【請求項9】

第１の洗浄工程において、異なる角度にて配置された隣接する複数のノズルがウェハの異なる部分に洗浄液を噴射することにより薬液の除去を行う、請求項７又は８に記載の洗浄方法。

【請求項10】

第１の洗浄工程において、ウェハに洗浄液を噴射する装置が揺動することによりノズルがウェハの異なる部分に洗浄液を噴射して薬液の除去を行う、請求項７から９のいずれか１つに記載の洗浄方法。

【請求項11】

第１の洗浄工程の前にウェハをフッ化水素酸に浸漬させて洗浄する、請求項７から１０のいずれか１つに記載の洗浄方法。

【請求項12】

洗浄液が超純水である、請求項７から１１のいずれか１つに記載の洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体の製造工程におけるウェハの洗浄装置および洗浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造過程におけるエッチング工程では、レジストの照射によって表面上にマスクの形成されたウェハを薬液に浸漬させて、マスクの形成されていない部分のみエッチングを行うことで、ウェハ表面にパターンを形成する。所望の深さまでエッチングが進んだ段階で薬液からウェハを取り出すが、薬液から取り出したウェハには少量の薬液が残存しているため、このままではエッチングの進行を完全に止めることができない。そこで、エッチングの進行を止めるためにウェハから薬液を除去する必要がある。薬液の除去方法は様々あるが、そのうちの１つとしてクイックダンプリンス（ＱＤＲ）法が従来より用いられている。

【0003】

クイックダンプリンス法では、ウェハを薬液除去用の洗浄液が溜められた洗浄槽内に浸漬させた後、洗浄槽から洗浄液を一気に抜く。その工程を複数回繰り返すことにより、ウェハに付着した薬液を洗浄液で除去している。そのようなクイックダンプリンス法に関して、例えば、特許文献１のような装置および方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１３０１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、ウェハのエッチング技術には高い精度が求められており、前述の薬液除去についても、エッチングの進行・精度に関わるため正確に行う必要がある。しかしながら、従来のクイックダンプリンス法では、ウェハ面内における薬液除去量にムラが生じ、それに伴ってエッチング量にもムラが生じている場合がある。

【0006】

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、均一なエッチング量を実現することができるウェハの洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明のウェハ洗浄装置は、内部にウェハが配置される槽と、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射するノズルを有する洗浄液噴射装置と、槽内に洗浄液を貯留するように洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、槽内の洗浄液を槽の底部より外部へ排出する排出装置と、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射することにより、ウェハ表面に付着した薬液を除去する第１の洗浄処理を実行し、第１の洗浄処理後にウェハを洗浄液に浸漬させ、その後槽内から洗浄液を排出することによりウェハ表面に付着した薬液を除去する第２の洗浄処理を実行するように、洗浄液噴射装置、洗浄液供給装置、および排出装置を制御する制御装置と、を備えるものである。

【0008】

また、本発明のウェハ洗浄装置は、内部にウェハが配置される槽と、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射するノズルを有する洗浄液噴射装置と、槽内の洗浄液を槽の底部より外部へ排出する排出装置と、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射してウェハ表面に付着した薬液を除去しながら槽内の洗浄液を外部へ排出する洗浄処理を実行するように、洗浄液噴射装置および排出装置を制御する制御装置と、を備えるものである。

【0009】

また、本発明のウェハ洗浄方法は、槽内に、ウェハを配置する配置工程と、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射することにより、ウェハ表面に付着した薬液を除去する第１の洗浄工程と、第１の洗浄工程後にウェハを洗浄液に浸漬させ、その後槽内から洗浄液を排出することによりウェハ表面に付着した薬液を除去する第２の洗浄工程と、を有するものである。

【0010】

また、本発明のウェハ洗浄方法は、槽内に、ウェハを配置する配置工程と、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射してウェハ表面に付着した薬液を除去しながら槽内の洗浄液を外部へ排出する洗浄工程と、槽の外部へウェハを搬出する搬出工程と、を有するものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明の洗浄装置および洗浄方法によれば、ウェハを洗浄液に浸漬させる前にウェハに洗浄液を噴射してウェハ表面に付着した薬液を除去することによりエッチング量の均一なウェハを提供することができる。

【0012】

また、本発明の別の洗浄装置および洗浄方法によれば、槽内に配置されたウェハに洗浄液を噴射してウェハ表面に付着した薬液を除去しながら槽内の洗浄液を外部へ排出することにより、エッチング量の均一なウェハを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１、２にかかる洗浄装置を示す断面図

【図2】図１の洗浄装置を示す上面図

【図3】実施の形態１、２で使用するウェハを示す上面図

【図4】実施の形態１の手順を示すフローチャート

【図5】内部にウェハの配置された図１の洗浄装置を示す断面図

【図6】図５の洗浄装置を示す上面図

【図7】実施の形態２の手順を示すフローチャート

【図8】洗浄液噴射装置の変形例を示す断面図

【図9】洗浄液噴射装置の変形例を示す断面図

【図10】洗浄液噴射装置の変形例を示す側面図

【図11】洗浄液噴射装置の変形例を示す断面図

【図12A】従来例による、ウェハの水平中心軸上におけるエッチング量の結果を示す図

【図12B】従来例による、ウェハの垂直中心軸上におけるエッチング量の結果を示す図

【図13A】実施例１による、ウェハの水平中心軸上におけるエッチング量の結果を示す図

【図13B】実施例１による、ウェハの垂直中心軸上におけるエッチング量の結果を示す図

【図14A】実施例２による、ウェハの水平中心軸上におけるエッチング量の結果を示す図

【図14B】実施例２による、ウェハの垂直中心軸上におけるエッチング量の結果を示す図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0015】

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかる洗浄装置１を図１、２に示す。図１は洗浄装置１の断面図、図２は洗浄装置１の上面図である。

【0016】

図１に示されるように、洗浄装置１は、内部にウェハ２が配置される槽３と、槽３を覆うように配置され、槽３からオーバーフローする液体を収容するシンク４と、槽３内に配置されたウェハ２に洗浄液を噴射するための洗浄液噴射装置５と、槽３内に洗浄液を貯留するように洗浄液を供給するための洗浄液供給装置６と、槽３内の洗浄液を外部へ排出するための排出装置７と、洗浄液噴射装置５、洗浄液供給装置６、および排出装置７を制御する制御装置８とを備える。

【0017】

図１、２に示されるとおり、槽３は、上方に開口が形成された略直方体形状を有しており、ウェハ２は槽３の中央部に配置される。

【0018】

図１に示されるように、洗浄液噴射装置５は、槽３内に洗浄液を噴射するシャワーノズル９と、シャワーノズル９に接続するとともにシャワーノズル９に洗浄液を供給するシャワーパイプ１０とを備える。図２に示されるように、シャワーパイプ１０は、複数のシャワーノズル９に接続した状態で、左右に１組ずつ設けられている。このように左右のシャワーパイプ１０に接続されたシャワーノズル９は、図１に示されるように槽３の左右端部やや上方付近において互いに対向するようにして設けられ、その向きは、ウェハ２の配置される中央部に洗浄液を噴射できるよう中央やや下向きに向けられている。このようなシャワーノズル９の配置により、ウェハ２に対して洗浄液が左右方向から噴射される。

【0019】

さらに、洗浄液噴射装置５は、パイプを介してシャワーパイプ１０に接続するとともに槽３の外部に存在する洗浄液供給源２２とも接続して、洗浄液供給源２２からシャワーパイプ１０への洗浄液の供給を可能にする洗浄液供給口１１と、シャワーパイプ１０とシャワー供給口１１を接続するパイプの途中に配置されたシャワーバルブ１２とを備える。シャワーバルブ１２の開閉により、シャワーパイプ１０とシャワー供給口１１を接続するパイプを経由する洗浄液の供給と停止を調節する。本実施の形態１では、シャワーバルブ１２は、制御装置８によって自動制御される制御バルブである。

【0020】

シャワーバルブ１２を開状態に制御することにより、洗浄液供給源２２からの洗浄液がシャワー供給口１１からシャワーパイプ１０を通じてシャワーノズル９に流れて、シャワーノズル９から洗浄液が噴射される。一方、シャワーバルブ１２を閉状態に制御すると、シャワー供給口１１からシャワーパイプ１０に洗浄液が流れないため、シャワーノズル９から洗浄液が噴射されない。本実施の形態１では、洗浄液として、優れた洗浄効果を発揮することができる超純水を使用しているが、その他にも純水やウェハの薬液洗浄に適した液体（例えば、ＩＰＡなどの溶剤）を用いても良い。

【0021】

図１に示されるように、洗浄液供給装置６は、槽３内に配置されるとともに槽３内に洗浄液を貯留するために洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１３と、パイプを介して洗浄液供給ノズル１３に接続するとともに槽３の外部に配置された洗浄液供給源２２に接続することにより、洗浄液供給源２２から洗浄液供給ノズル１３への洗浄液の供給を可能にする洗浄液供給口１４とを備える。さらに、洗浄液供給装置６は、洗浄液供給ノズル１３と洗浄液供給口１４を接続するパイプの途中に配置された洗浄液供給バルブ１５とを備え、洗浄液供給バルブ１５の開閉により、同パイプを経由する洗浄液の供給と停止を調節する。本実施の形態１では、洗浄液供給バルブ１５もシャワーバルブ１２と同様に、制御装置８により自動制御される制御バルブである。

【0022】

洗浄液供給バルブ１５を開状態に制御することにより、洗浄液供給源２２からの洗浄液が洗浄液供給口１４からパイプを通じて洗浄液供給ノズル１３へと流れて、洗浄液供給ノズル１３から槽３内に洗浄液が供給される。一方、洗浄液供給バルブ１５を閉状態に制御すると、洗浄液供給口１４からパイプに洗浄液が流れないため、洗浄液供給ノズル１３から洗浄液は供給されない。本実施の形態１では、洗浄液供給装置６の洗浄液として、洗浄液噴射装置５と同様の超純水を使用しているが、洗浄液噴射装置５の洗浄液と異なる液体を用いても良く、さらには洗浄液供給口１４を洗浄液供給源２２とは異なる供給源に接続するようにしても良い。

【0023】

図１に示されるように、排出装置７は、槽３内の洗浄液を外部へ排出する洗浄液排出管１６と、洗浄液排出管１６の途中に配置された洗浄液排出管バルブ１７とを備える。洗浄液排出管バルブ１７の開閉により、洗浄液排出管１６を経由する洗浄液の供給と停止を調節する。本実施の形態１では、洗浄液排出管バルブ１７もシャワーバルブ１２および洗浄液供給バルブ１５と同様に、制御装置８により自動制御される制御バルブである。

【0024】

洗浄液排出管バルブ１７を開状態に制御することにより、槽３内の洗浄液が洗浄液排出管１６を通じて外部へ排出されて、後述するクイックダンプリンスが行われる。クイックダンプリンス時に槽３内の洗浄液を短時間で排出できるように、洗浄液排出管１６の形状や大きさが設計されている。一方、洗浄液排出管バルブ１７を閉状態に制御すると、槽３内の洗浄液は洗浄液排出管１６から排出されない。洗浄液排出管バルブ１７を閉状態に保ったまま、洗浄液噴射装置５や洗浄液供給装置６から槽３内へ洗浄液を供給し続けると、槽３内の洗浄液はオーバーフローする。オーバーフローした洗浄液はシンク４へと流れ、シンク４に形成されたシンクドレン１８を通じて外部へ排出される。

【0025】

図３は、本実施の形態１で用いるウェハ２の上面図である。ウェハ２は、既に薬液処理によってエッチング加工されており、図面では省略しているもののウェハ２の表面上には所望のパターンが形成されている。図３に示されるように、ウェハ２は直径約１００ｍｍの略円板状で、図３における上方には直線部分（オリエンテーションフラット若しくは単にオリフラ１９という）が形成されている。

【0026】

次に、上述したような構成を有する洗浄装置１を用いて、ウェハ２から残存する薬液を洗浄する方法について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以降に説明するそれぞれの処理は、洗浄装置１が備える制御装置８によりそれぞれの構成部が予め設定されたプログラムおよび運転条件に基づいて制御されることにより実施される。

【0027】

（配置工程）
まず、図４のフローチャートにおける配置工程（ステップＳ１）を実施する。具体的には、ウェハ２をキャリア２０に保持させた状態で、キャリア２０ごと槽３内に配置する。このとき、シャワーバルブ１２、洗浄液供給バルブ１５、および洗浄液排出管バルブ１７はいずれも閉状態に制御されている。

【0028】

配置工程後の洗浄装置１を図５、６に示す。図５は洗浄装置１の断面図、図６は洗浄装置１の上面図である。図６に示されるように、本実施の形態１では、ウェハ２を例えば２５枚収容したキャリア２０を槽３内に２つ配置し、ウェハ２は、鉛直方向を向きながら互いに略平行となるように所定の間隔をもって配置されている。本実施の形態１では、配置工程の段階で槽３内に洗浄液が溜められていない。なお、ウェハ２およびキャリア２０を配置する手段（図示せず）としては様々なものを用いることができる。

【0029】

（第１洗浄工程）
次に、第１洗浄工程（ステップＳ２）を実施する。具体的には、図５に示されるように、シャワーノズル９から槽３内に配置された複数のウェハ２に対して洗浄液を噴射する。これは、閉状態とされていたシャワーバルブ１２を開状態に制御することにより、洗浄液供給源２２に接続されたシャワー水供給口１１からシャワーパイプ１０を通じてシャワーノズル９に超純水を供給して行う。

【0030】

シャワーノズル９から噴射された超純水がウェハ２の表面に当たることにより、ウェハ２表面に残存する薬液が超純水の洗浄作用で除去される。このとき、ウェハ２は所定の間隔をもって互いに平行に配置されているため、超純水の噴射されるスペースが確保されている。さらに、図６に示されるように、１枚のウェハ２に対して複数のシャワーノズル９から超純水が噴射されるため、ウェハ２の表面に対して様々な角度から超純水を噴射することができる。したがって、ウェハ２表面の中央部や端部に対して均一な条件にて超純水の噴射を実施することができる。なお、ウェハ２は鉛直方向に配置されているため、除去された薬液を含む使用済みの洗浄液はウェハ２から落下して、槽３内に貯められる。

【0031】

（第２洗浄工程）
次に、第２洗浄工程（ステップＳ３）を実施する。具体的には、まず、洗浄液供給ノズル１３から超純水を供給することにより槽３内に超純水を貯めていく。これは、閉状態とされていた洗浄液供給バルブ１５を開状態に制御することにより、洗浄液供給源２２に接続された洗浄液供給口１４からパイプを通じて洗浄液供給ノズル１３に超純水を供給して行う。洗浄液供給ノズル１３からの超純水の供給を開始してから所定時間経過すると、ウェハ２は超純水によって浸漬され、さらに時間が経過すると、槽３が超純水によってオーバーフローする。オーバーフローによって、ウェハ２に付着していた薬液を含む超純水が槽３外部へ排出されることにより、ウェハ２表面の洗浄が進む。槽３がオーバーフローしてから所定時間経過後に洗浄液供給バルブ１５を閉状態に制御することにより、超純水の供給を停止する。なお、ステップＳ２にて実施していたシャワーノズル９からウェハ２への超純水の噴射は、ステップＳ３開始後も引き続き実施し、ウェハ２が超純水によって浸漬されたら停止する。

【0032】

洗浄液供給ノズル１３からの超純水の供給を停止したら、次に、槽３内の超純水を排出する。すなわち、閉状態とされていた洗浄液排出管バルブ１７を開状態に制御することにより、洗浄液排出管１６を通じて槽３内の超純水を槽３の外部へ排出する（クイックダンプリンス）。クイックダンプリンスによって槽３内の液面が下降する際にウェハ２表面に残留している薬液が取り除かれて洗浄が進む。超純水の排出が完了したら、洗浄液排出管バルブ１７を再び閉状態に戻すように制御する。

【0033】

本実施の形態１では、洗浄液供給ノズル１３による超純水の供給および洗浄液排出管１６による超純水の排出を複数回繰り返すことで、ウェハ２表面の薬液を除去している。ステップＳ２終了後ウェハ２が浸漬されるまでの間シャワーノズル９による超純水のシャワーを継続していたのと同様に、超純水が排出されてから再びウェハ２が浸漬されるまでの間、ウェハ２が乾燥するのを防ぐためシャワーノズル９からウェハ２に対して超純水を噴射している。このように、第１洗浄工程後に第２洗浄工程を実施することにより、第１洗浄工程で既に洗浄されたウェハ２の表面をさらに洗浄することができる。なお、超純水の供給および排出の回数は複数回に限らず１回であっても良い。

【0034】

（搬出工程）
次に、搬出工程（ステップＳ４）を実施する。具体的には、搬出手段（図示せず）を用いて、ウェハ２をキャリア２０ごと槽３の外部へ搬出する。搬出手段としては様々なものを用いることができる。搬出されたウェハ２は、続く半導体製造工程へと送られる。

【0035】

上述の通り、ステップＳ１からＳ４までを行うことにより、ウェハ２表面に付着した薬液の除去が行われる。本実施の形態１によれば、槽３内へのウェハ２の配置後、まず最初に、洗浄液噴射装置５を用いてウェハ２に超純水を噴射して薬液の除去（第１洗浄工程）を行うことにより、ウェハ２上の位置に関わらずエッチング量が均一となるような薬液除去を実施することができる。あるシャワーノズル９から噴射される超純水が他の近接するシャワーノズル９から噴射される超純水と重なるようにシャワーノズル９が配置されており、また、複数のシャワーノズル９によって１枚のウェハ２上の様々な位置に超純水を噴射できるため、ウェハ２上の位置に関わらず均一な超純水の噴射および薬液除去を行うことができる。さらに、第１洗浄工程後に、洗浄液供給装置６を用いてクイックダンプリンスによる薬液の除去（第２洗浄工程）を行うことにより、第１洗浄工程後もウェハ２上に残留している薬液を除去することができる。

【0036】

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同じ洗浄装置１を用いて、図７に示すフローチャートの工程を実施する。以下に実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

【0037】

図７に示す本実施の形態２の工程は、実施の形態１と比較してステップＳ２の洗浄工程が異なっており、ステップＳ１の配置工程およびステップＳ３の搬出工程は実施の形態１と同様である。よって、ステップＳ１からステップＳ３のうち、特にステップＳ２について説明する。

【0038】

本実施の形態２におけるステップＳ２の開始状態は、図５および図６と同じであり、槽３内に、キャリア２０に保持されたウェハ２が配置されている。ここから、実施の形態１では、洗浄液排出管バルブ１７を閉状態としたままシャワーノズル９からウェハ２に超純水を噴射することで第１の洗浄工程を実施していたが、本実施の形態２では、洗浄液排出管バルブ１７を開状態に制御した上でシャワーノズル９からウェハ２に超純水を噴射する。すなわち、シャワーノズル９からウェハ２に噴射された超純水は、洗浄液排出管１６から槽３の外部へ排出され続けることとなる。

【0039】

シャワーノズル９からの超純水の噴射を開始してから所定時間経過後に、シャワーバルブ１２を閉状態となるように制御してシャワーノズル９からの超純水の噴射を停止するとともに、洗浄液排出管バルブ１７も閉状態となるように制御して洗浄液排出管１６からの超純水の排出も停止する。実施の形態１では、さらに第２の洗浄工程によりクイックダンプリンスを実施していたが、本実施の形態２では、クイックダンプリンスは実施せずにシャワーノズル９からの超純水の噴射のみで洗浄工程を終了する。このような洗浄工程の実施により、エッチング量がウェハ２上の位置に関わらず均一となるような薬液除去を実現し、さらにはクイックダンプリンスのように大量の超純水を使用せずともウェハ２表面上の薬液を除去することができるため、コスト削減にもつながる。

【0040】

本実施の形態２では、ウェハ２を超純水によって浸漬させる必要がないため、洗浄装置１の構成部品のうち洗浄液供給装置６を省略することができる。同様に、槽３を超純水でオーバーフローさせる必要もないため、シンク４およびシンクドレン１８を省略することもできる。このように洗浄装置１の構成部品を省略した場合、洗浄装置１の構成は簡素化される。また、本実施の形態２ではクイックダンプリンスを行わないため、実施の形態１ほど洗浄液排出管１６の形状や大きさについて制限されない。

【0041】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、その変形例を図８−図１１に示す。図８、９、１１は、洗浄装置１における正面方向、すなわちウェハ２の配列方向から見た断面図であり、図１０は、ウェハ２の配列方向に直交する方向から見た側面図である。図８に示すように、シャワーノズル９を、隣接するもの同士が異なる方向を向くようにずらして配置したり、図９に示すように、シャワーパイプ１０を左右に２つずつ上下に設置することによりシャワーノズル９を２段に配置することもできる。さらには、図１０に示すように、シャワーパイプ１０に回転駆動部２１を設け、回転駆動部２１を駆動させることによりシャワーノズル９をウェハ２の配列方向に沿って回転（揺動）可能とすることもできる。あるいは、図１１に示すように、シャワーノズル９をウェハ２の配列方向に直交する方向に並べた上で図１０と同様の回転駆動部２１を設けることにより、シャワーノズル９をウェハ２の配列方向に直交する方向に沿って回転（揺動）可能とすることもできる。このような配置を行うことで、シャワーノズル９の噴霧角度を適宜変化させてウェハ２の様々な位置に超純水を噴射することができ、均一な噴射が可能となる。なお、図９に示すシャワーパイプ１０は左右にそれぞれ３つ以上設置しても良い。

【0042】

また実施の形態１では、ステップＳ２に引き続きステップＳ３時にもシャワーノズル９からウェハ２への超純水の噴射を行うものとして説明したが、ステップＳ２の終了時に超純水の噴射を停止して、ステップＳ３時にはシャワーノズル９による超純水の噴射を行わないようにしても良い。

【0043】

次に、洗浄装置１を用いて、実施の形態１、２のフローチャートに従ってウェハ２の洗浄を行ったときのエッチング量（実施例１、２）と、従来のクイックダンプリンス法によるウェハ２の洗浄を行ったときのエッチング量（従来例）について、以下、その結果を比較する。なお、図３に示されるように、円の中心Ｃを通るオリフラ１９に平行な直線をＸ軸とし、円の中心Ｃを通るオリフラ１９に垂直な直線をＹ軸とすることにより、ウェハ２上における円の中心Ｃからの方向および距離を設定する。図中の数字の単位はいずれもｍｍである。

【0044】

（従来例）
従来例では、超純水の噴射は行わないでクイックダンプリンス工程のみでウェハ２の洗浄を行う。すなわち、図７に示す実施の形態１のフローチャートから第１洗浄工程を抜いたフローに従って、ウェハ２の洗浄を行うというものである。図１２Ａ、１２Ｂに、従来例によるウェハ２のエッチング量の結果を示す。図１２Ａは、ウェハ２のＸ軸（水平中心軸）上におけるエッチング量を示すグラフであり、縦軸がウェハ２のエッチング量（ｎｍ）、横軸がＸ座標位置（ｍｍ）である。図１２Ｂは、ウェハ２のＹ軸（垂直中心軸）上におけるエッチング量を示すグラフであり、縦軸がウェハ２のエッチング量（ｎｍ）、横軸がＹ座標位置（ｍｍ）である。設定条件としては、シャワーノズル９からの超純水の噴射量が８Ｌ（リットル）／分、洗浄液供給ノズル１３からの超純水の供給量が１０Ｌ／分、洗浄工程におけるクイックダンプリンス工程の回数が３回、クイックダンプリンス工程１回あたりの超純水の供給・排出量が約２０Ｌである。

【0045】

（実施例１）
実施例１では、上述した実施の形態１に沿ったフロー（図４）でウェハ２の洗浄を行う。図１３Ａ、１３Ｂに、実施例１によるウェハ２のエッチング量の結果を示す。設定条件としては、シャワーノズル９からの超純水の噴射量が８Ｌ／分、洗浄液供給ノズル１３からの超純水の供給量が１０Ｌ／分、第１洗浄工程における超純水の噴射時間が３０秒、第２洗浄工程におけるクイックダンプリンス工程の回数が３回、クイックダンプリンス工程１回あたりの超純水の供給・排出量が約２０Ｌである。

【0046】

（実施例２）
実施例２では、上述した実施の形態２に沿ったフロー（図７）でウェハ２の洗浄を行う。図１４Ａ、１４Ｂに、実施例２によるウェハ２のエッチング量の結果を示す。設定条件としては、シャワーノズル９からの超純水の噴射量が１０Ｌ／分、洗浄工程における超純水の噴射時間が１８０秒である。

【0047】

図１２Ａ、１２Ｂに示されるとおり、従来例によれば、ウェハ２の端部付近におけるエッチング量に関し、垂直方向および水平方向の両方向においてばらつきが見られる。また、図１２Ｂに示されるとおり、垂直方向においてウェハ２の上方にいくほどエッチング量が小さくなっている。

【0048】

一方、図１３Ａ、１３Ｂおよび図１４Ａ、１４Ｂに示されるとおり、実施例１、２によれば、ウェハ２の端部付近におけるエッチング量のばらつきはほとんど見られない。また、図１３Ｂおよび図１４Ｂに示されるとおり、垂直方向においてウェハ２の上方にいくほどエッチング量が小さくなるという傾向があるものの従来例と比較すればその傾向は小さい。このように、従来例に比べて実施例１、２の方が、ウェハ２に付着した薬液の除去を均一に行うことができ、結果としてウェハ２におけるエッチング量を均一化することができる。

【0049】

なお、本発明は上述の構成に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、洗浄工程を実施する前に、フッ化水素酸が貯められた洗浄槽にウェハ２を浸漬させて洗浄を行っても良い。このように、洗浄液による洗浄の前にあらかじめウェハ２をフッ化水素酸に浸漬させておくことにより、その後に行われる洗浄液による洗浄効果を促進することができる。したがって、ウェハ２に付着した薬液の除去をより均一に行うことができ、エッチング量をより均一化することができる。

【0050】

なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明に係る洗浄装置および洗浄方法は、エッチング量の均一なウェハを提供できるので、高レベルの精度が要求される半導体素子等の製造に有用である。

【符号の説明】

【0052】

１ 洗浄装置
２ ウェハ
３ 槽
４ シンク
５ 洗浄液噴射装置
６ 洗浄液供給装置
７ 排出装置
８ 制御装置
９ シャワーノズル
１０ シャワーパイプ
１１ シャワー供給口
１２ シャワーバルブ
１３ 洗浄液供給ノズル
１４ 洗浄液供給口
１５ 洗浄液供給バルブ
１６ 洗浄液排出管
１７ 洗浄液排出管バルブ
１８ シンクドレン
１９ オリフラ
２０ キャリア
２１ 回転駆動部
２２ 洗浄液供給源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】