JP2010056208A

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Publication number: JP2010056208A
Application number: JP2008217996A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Taniguchi; 武志谷口
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2010-03-11

Abstract

【課題】装置内に蓄積された金属汚染物質や有機汚染物質を除去することができる基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】基板を薬液により洗浄する処理室と、前記処理室内で基板を支持する支持具と、前記処理室内の前記基板に対して薬液を供給する第１の配管と、前記処理室内の前記基板に対してリンス液を供給する第２の配管と、前記第１の配管内及び第２の配管内の少なくとも一方に配管洗浄液を供給する配管洗浄液供給系とを有する。
【選択図】図１A substrate cleaning apparatus capable of removing metal contaminants and organic contaminants accumulated in the apparatus is provided.
A processing chamber for cleaning a substrate with a chemical solution, a support for supporting the substrate in the processing chamber, a first pipe for supplying a chemical solution to the substrate in the processing chamber, and the above-mentioned in the processing chamber. A second pipe for supplying a rinse liquid to the substrate; and a pipe cleaning liquid supply system for supplying a pipe cleaning liquid to at least one of the first pipe and the second pipe.
[Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、基板を洗浄する基板洗浄装置に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate.

シリコンウエハ等の半導体基板の成膜パターン条件は微細化の方向にあり、それに伴い洗浄技術も微細化に対応するために様々な方法が採られている。
しかし、ウエハを洗浄した際、その表面は非常に活性であるため、様々な要因で洗浄面を保ち続けることは非常に困難であることは既知の事実である。
また、ウエハを酸等による洗浄液にて洗浄し、リンス工程を経て乾燥させる一連の作業のうち、従来から問題視されている金属汚染等以外に有機汚染にも対応しなければならないが、各工程で使用する薬液や純水と共に持ち込まれる有機物が装置内に蓄積し、これが原因となる汚染が発生している。The film formation pattern conditions of a semiconductor substrate such as a silicon wafer are in the direction of miniaturization, and accordingly, various methods have been adopted for the cleaning technique to cope with the miniaturization.
However, it is a known fact that when cleaning a wafer, its surface is very active and it is very difficult to keep the cleaning surface for various reasons.
In addition, in a series of operations in which the wafer is cleaned with a cleaning solution such as an acid and dried through a rinsing process, it is necessary to deal with organic contamination in addition to metal contamination that has been regarded as a problem in the past. Organic substances brought together with the chemicals and pure water used in the system accumulate in the apparatus, and contamination is caused by this.

基板洗浄装置において、半導体基板を洗浄する際、酸またはアルカリ等（例えばフッ化水素酸、塩酸、硫酸、またはアンモニア水、過酸化水素水）を１種類以上混ぜ、脱イオン水（ＤＩＷ）で希釈したもの（ＳＣ１液：アンモニア水と過酸化水素水を混ぜＤＩＷで希釈したもの、ＳＣ２液：塩酸と過酸化水素水を混ぜＤＩＷで希釈したもの、など）や機能水と呼ばれるＤＩＷにオゾンガスや水素ガスを溶解させたものなどが使用されている。また、薬液を置換するリンス液としてはＤＩＷや炭酸ガスを溶解させた水などが使用されている。しかし、これらの原材料は供給タンクからユースポイントまでの配管材等によって有機汚染を受けてしまい、これらの一部が装置内に蓄積されてしまうといった問題があった。また、半導体基板を洗浄する洗浄液や機能水、リンス液等は、含有する金属イオン量については厳しく管理されているが、有機物の管理はあまり厳しくない。そのため、洗浄工程全般にて有機物の半導体基板への再付着による有機汚染が問題となる。さらに、一部の薬液・機能水によってはこれらの有機汚染を除去できるものもあるが、それら以外の薬液・機能液では除去できないため、使用と共に装置内部に有機物が蓄積してしまうことになる。 When cleaning a semiconductor substrate in a substrate cleaning apparatus, mix one or more acids or alkalis (for example, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, ammonia water, hydrogen peroxide water) and dilute with deionized water (DIW) (1) SC1 liquid: Ammonia water and hydrogen peroxide water mixed and diluted with DIW, SC2 liquid: hydrochloric acid and hydrogen peroxide water mixed and diluted with DIW, etc. and DIW called functional water with ozone gas and hydrogen What dissolved gas is used. Further, DIW, water in which carbon dioxide gas is dissolved, or the like is used as a rinsing liquid for replacing the chemical liquid. However, these raw materials are subject to organic contamination by piping materials from the supply tank to the point of use, and there is a problem that some of these materials are accumulated in the apparatus. In addition, the cleaning liquid, functional water, rinsing liquid, and the like for cleaning the semiconductor substrate are strictly controlled with respect to the amount of metal ions contained, but the management of organic substances is not so strict. Therefore, organic contamination due to redeposition of organic substances onto the semiconductor substrate becomes a problem in the entire cleaning process. Further, some chemical liquids / functional waters can remove these organic contaminations, but other chemical liquids / functional liquids cannot remove them, and organic substances accumulate inside the apparatus with use.

本発明は、装置内に蓄積された金属汚染物質や有機汚染物質を除去することができる基板洗浄装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus capable of removing metal contaminants and organic contaminants accumulated in the apparatus.

本発明の一態様によれば、基板を薬液により洗浄する処理室と、前記処理室内で基板を支持する支持具と、前記処理室内の前記基板に対して薬液を供給する第１の配管と、前記処理室内の前記基板に対してリンス液を供給する第２の配管と、前記第１の配管内及び前記第２の配管内の少なくとも一方に配管洗浄液を供給する配管洗浄液供給系と、を有する基板洗浄装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a processing chamber that cleans a substrate with a chemical solution, a support that supports the substrate in the processing chamber, a first pipe that supplies the chemical solution to the substrate in the processing chamber, A second pipe for supplying a rinsing liquid to the substrate in the processing chamber; and a pipe cleaning liquid supply system for supplying a pipe cleaning liquid to at least one of the first pipe and the second pipe. A substrate cleaning apparatus is provided.

本発明によれば、必要に応じて各配管内に過酸化水素水やオゾン水等の酸化性の液体もしくはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶媒を切替えて流す経路を作ることで、装置内に蓄積した金属汚染物質や有機汚染物質を除去することができる。 According to the present invention, by creating a path for switching an oxidizing liquid such as hydrogen peroxide water or ozone water or an organic solvent such as IPA (isopropyl alcohol) in each pipe as necessary, Accumulated metal and organic contaminants can be removed.

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を示す。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

基板洗浄装置本体１２内に薬液であるＤＨＦ（希フッ酸）を供給するＤＨＦ供給部１４は、配管１４ａ、第１の切替え部１５ａ及び装置本体内に薬液を供給する第１の配管である配管１６ａを介して装置本体１２に接続されている。また、薬液であるＳＣ１液を供給するＳＣ１洗浄液供給部１７は、配管１７ａ、第２の切替え部１５ｂ及び第１の配管である配管１６ｂを介して装置本体１２に接続されている。また、薬液であるＳＣ２液を供給するＳＣ２洗浄液供給部１８は、配管１８ａ、第３の切替え部１５ｃ及び第１の配管である配管１６ｃを介して装置本体１２に接続されている。 A DHFsupply unit 14 for supplying DHF (dilute hydrofluoric acid), which is a chemical solution, into the substrate cleaning apparatusmain body 12 is a pipe 14a, afirst switching unit 15a, and a pipe that is a first pipe for supplying a chemical solution into the apparatus main body. It is connected to the apparatusmain body 12 via 16a. The SC1 cleaningliquid supply unit 17 that supplies the SC1 liquid that is a chemical liquid is connected to the apparatusmain body 12 via apipe 17a, asecond switching unit 15b, and a pipe 16b that is the first pipe. The SC2 cleaningliquid supply unit 18 that supplies the SC2 liquid that is a chemical solution is connected to the apparatusmain body 12 via apipe 18a, athird switching unit 15c, and a pipe 16c that is the first pipe.

基板洗浄装置本体１２内にリンス液であるＤＩＷを供給するＤＩＷ供給部２０は、配管２０ａ、第４の切替え部１５ｄ及び装置本体内にリンス液を供給する第２の配管である配管２１を介して装置本体１２に接続されている。 The DIWsupply unit 20 that supplies DIW, which is a rinsing liquid, into the substrate cleaning apparatusmain body 12 is provided via apipe 20a, afourth switching unit 15d, and apipe 21, which is a second pipe that supplies the rinsing liquid into the apparatus main body. Connected to theapparatus body 12.

基板洗浄装置本体１２内に配管洗浄液である酸化性クリーニング液を供給する酸化性クリーニング液供給部２２は、配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを介して第１の切替え部１５ａ、第２の切替え部１５ｂ、第３の切替え部１５ｃ、第４の切替え部１５ｄにそれぞれ接続されている。酸化性クリーニング液としては、例えば過酸化水素水やオゾン水、次亜塩素酸、硝酸、クロラミン、ジメチルスルホキシドのいずれか１種類以上を混合した酸化性の液体が挙げられる。 An oxidizing cleaningliquid supply unit 22 that supplies an oxidizing cleaning liquid that is a pipe cleaning liquid into the substrate cleaning apparatusmain body 12 includes afirst switching unit 15a and a second switching unit viapipes 22a, 22b, 22c, and 22d. 15b, thethird switching unit 15c, and thefourth switching unit 15d. Examples of the oxidizing cleaning liquid include an oxidizing liquid in which one or more of hydrogen peroxide water, ozone water, hypochlorous acid, nitric acid, chloramine, and dimethyl sulfoxide are mixed.

基板洗浄装置本体１２内に配管洗浄液である有機溶媒クリーニング液を供給する有機溶媒クリーニング液供給部２４は、配管２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを介して第１の切替え部１５ａ、第２の切替え部１５ｂ、第３の切替え部１５ｃ、第４の切替え部１５ｄにそれぞれ接続されている。有機溶媒クリーニング液としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、エチレングリコール、２-メチル-２-プロパノールのいずれか１種類以上を混合した有機溶媒が挙げられる。 An organic solvent cleaningliquid supply unit 24 that supplies an organic solvent cleaning liquid that is a pipe cleaning liquid into the substrate cleaning apparatusmain body 12 includes afirst switching unit 15a and a second switching unit viapipes 24a, 24b, 24c, and 24d. 15b, thethird switching unit 15c, and thefourth switching unit 15d. Examples of the organic solvent cleaning liquid include organic solvents in which any one or more of methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, ethylene glycol, and 2-methyl-2-propanol are mixed.

したがって、ＤＨＦ供給部１４は、配管１４ａ、第１の切替え部１５ａ及び配管１６ａを介して洗浄装置本体１２内にＤＨＦを供給し、第１の切替え部１５ａが酸化性クリーニング液供給部２２側に切替えられることで、装置本体１２内へのＤＨＦの供給は停止し、酸化性クリーニング液供給部２２に備えられた酸化性クリーニング液が配管２２ａ、第１の切替え部１５ａ及び配管１６ａを介して装置本体１２内に供給される。また、第１の切替え部１５ａが有機溶媒クリーニング液供給部２４側に切替えられることで有機溶媒クリーニング液供給部２４に備えられた有機溶媒クリーニング液が配管２４ａ、第１の切替え部１５ａ及び配管１６ａを介して装置本体１２内に供給される。 Therefore, the DHFsupply unit 14 supplies DHF into the cleaning apparatusmain body 12 via the pipe 14a, thefirst switching unit 15a, and thepipe 16a, and thefirst switching unit 15a is directed to the oxidizing cleaningliquid supply unit 22 side. By switching, the supply of DHF into the apparatusmain body 12 is stopped, and the oxidizing cleaning liquid provided in the oxidizing cleaningliquid supply unit 22 passes through thepipe 22a, thefirst switching section 15a, and thepipe 16a. It is supplied into themain body 12. Further, thefirst switching unit 15a is switched to the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 side, so that the organic solvent cleaning liquid provided in the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 becomes the pipe 24a, thefirst switching unit 15a, and thepipe 16a. Is supplied to the inside of the apparatusmain body 12.

また、ＳＣ１洗浄液供給部１７は、配管１７ａ、第２の切替え部１５ｂ及び配管１６ｂを介して洗浄装置本体１２内にＳＣ１液を供給し、第２の切替え部１５ｂが酸化性クリーニング液供給部２２側に切替えられることで、装置本体１２内へのＳＣ１液の供給は停止し、酸化性クリーニング液供給部２２に備えられた酸化性クリーニング液が配管２２ｂ、第２の切替え部１５ｂ及び配管１６ｂを介して装置本体１２内に供給される。また、第２の切替え部１５ｂが有機溶媒クリーニング液供給部２４側に切替えられることで有機溶媒クリーニング液供給部２４に備えられた有機溶媒クリーニング液が配管２４ｂ、第２の切替え部１５ｂ及び配管１６ｂを介して装置本体１２内に供給される。 Further, the SC1 cleaningliquid supply unit 17 supplies the SC1 liquid into the cleaning apparatusmain body 12 via thepipe 17a, thesecond switching unit 15b, and the pipe 16b, and thesecond switching unit 15b supplies the oxidizing cleaningliquid supply unit 22. The supply of the SC1 liquid into the apparatusmain body 12 is stopped by switching to the side, and the oxidizing cleaning liquid provided in the oxidizing cleaningliquid supply section 22 passes through thepipe 22b, thesecond switching section 15b, and the pipe 16b. To be supplied into the apparatusmain body 12. Further, thesecond switching unit 15b is switched to the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 side, so that the organic solvent cleaning liquid provided in the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 becomes thepipe 24b, thesecond switching unit 15b, and the pipe 16b. Is supplied to the inside of the apparatusmain body 12.

また、ＳＣ２洗浄液供給部１８は、配管１８ａ、第３の切替え部１５ｃ及び配管１６ｃを介して洗浄装置本体１２内にＳＣ２液を供給し、第３の切替え部１５ｃが酸化性クリーニング液供給部２２側に切替えられることで、装置本体１２内へのＳＣ２液の供給は停止し、酸化性クリーニング液供給部２２に備えられた酸化性クリーニング液が配管２２ｃ、第３の切替え部１５ｃ及び配管１６ｃを介して装置本体１２内に供給される。また、第３の切替え部１５ｃが有機溶媒クリーニング液供給部２４側に切替えられることで有機溶媒クリーニング液供給部２４に備えられた有機溶媒クリーニング液が配管２４ｃ、第３の切替え部１５ｃ及び配管１６ｃを介して装置本体１２内に供給される。 Further, the SC2 cleaningliquid supply unit 18 supplies the SC2 liquid into the cleaning apparatusmain body 12 via thepipe 18a, thethird switching unit 15c, and the pipe 16c, and thethird switching unit 15c supplies the oxidizing cleaningliquid supply unit 22. The supply of the SC2 liquid into the apparatusmain body 12 is stopped by switching to the side, and the oxidizing cleaning liquid provided in the oxidizing cleaningliquid supply section 22 passes through thepipe 22c, thethird switching section 15c, and the pipe 16c. To be supplied into the apparatusmain body 12. Further, thethird switching unit 15c is switched to the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 side, so that the organic solvent cleaning liquid provided in the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 becomes thepipe 24c, thethird switching unit 15c, and the pipe 16c. Is supplied to the inside of the apparatusmain body 12.

さらに、ＤＩＷ供給部２０は、配管２０ａ、第４の切替え部１５ｄ及び配管２１を介して洗浄装置本体１２内にＤＩＷを供給し、第４の切替え部１５ｄが酸化性クリーニング液供給部２２側に切替えられることで、装置本体１２内へのＤＩＷの供給は停止し、酸化性クリーニング液供給部２２に備えられた酸化性クリーニング液が配管２２ｄ、第４の切替え部１５ｄ及び配管２１を介して装置本体１２内に供給される。また、第４の切替え部１５ｄが有機溶媒クリーニング液供給部２４側に切替えられることで有機溶媒クリーニング液供給部２４に備えられた有機溶媒クリーニング液が配管２４ｄ、第４の切替え部１５ｄ及び配管２１を介して装置本体１２内に供給される。 Further, the DIWsupply unit 20 supplies DIW into the cleaning apparatusmain body 12 through thepipe 20a, thefourth switching unit 15d, and thepipe 21, and thefourth switching unit 15d is connected to the oxidizing cleaningliquid supply unit 22 side. By switching, the supply of DIW into the apparatusmain body 12 is stopped, and the oxidizing cleaning liquid provided in the oxidizing cleaningliquid supply unit 22 is supplied to the apparatus via thepipe 22d, thefourth switching unit 15d, and thepipe 21. It is supplied into themain body 12. In addition, thefourth switching unit 15d is switched to the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 side, so that the organic solvent cleaning liquid provided in the organic solvent cleaningliquid supply unit 24 becomes thepipe 24d, thefourth switching unit 15d, and thepipe 21. Is supplied to the inside of the apparatusmain body 12.

図２は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１０の装置本体１２内を示す。
基板洗浄装置本体（洗浄容器）１２に囲まれて洗浄室３０が構成されている。この洗浄室３０には、半導体ウエハ等の基板３２を水平に支持する支持具３４が配置されている。この支持具３４は、モータ等からなる回転機構３６に回転軸３７を介して接続され、この回転機構３６により、水平に支持された状態の基板３２を回転させるようになっている。FIG. 2 shows the inside of the apparatusmain body 12 of the substrate cleaning apparatus 10 according to the embodiment of the present invention.
Acleaning chamber 30 is configured by being surrounded by a substrate cleaning apparatus main body (cleaning container) 12. In thiscleaning chamber 30, asupport 34 for horizontally supporting asubstrate 32 such as a semiconductor wafer is disposed. Thesupport 34 is connected to arotation mechanism 36 formed of a motor or the like via arotation shaft 37, and therotation mechanism 36 rotates thesubstrate 32 that is horizontally supported.

支持具３４の周囲はカバー３８により囲まれている。このカバー３８は、後述するように、支持具３４により基板３２が回転する際に基板３２から飛ぶ薬液を受け止めるようになっている。 The periphery of thesupport 34 is surrounded by acover 38. As will be described later, thecover 38 receives a chemical solution that flies from thesubstrate 32 when thesubstrate 32 is rotated by thesupport 34.

装置本体１２の側面には、基板搬入搬出口３３（図１参照）が形成されている。この基板搬入搬出口３３にはゲートバルブ３５（図１参照）が設けられており、このゲートバルブ３５により基板搬入搬出口３３が開閉される。また、この基板搬入搬出口３３を介して基板３２を支持具３４に移載するための基板移載機３９（図１参照）が設けられている。 A substrate loading / unloading port 33 (see FIG. 1) is formed on the side surface of theapparatus body 12. The substrate loading /unloading port 33 is provided with a gate valve 35 (see FIG. 1). The gate loading /unloading port 33 opens and closes the substrate loading /unloading port 33. A substrate transfer machine 39 (see FIG. 1) for transferring thesubstrate 32 to thesupport 34 via the substrate carry-in / outport 33 is provided.

前述した洗浄室３０には、第１のノズル４０と第２のノズル４２とが挿入されている。第１のノズル４０は薬液である例えばＤＨＦ、ＳＣ１液、ＳＣ２液を供給する第１の配管（配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）に接続され、第２のノズル４２はリンス液である例えばＤＩＷを供給する第２の配管（配管２１）に接続され、第１のノズル４０と第２のノズル４２とは、それぞれの先端が支持具３４に支持された基板３２の中心付近手前まで延びるように水平に配置されている。したがって、第１のノズル４０からは第１の配管である配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介してＤＨＦ、ＳＣ１液、ＳＣ２液が基板３２の中心に供給される。また、第２のノズル４２からは第２の配管である配管２１を介してＤＩＷが基板３２の中心に供給される。また、第１の切替え部１５ａ、第２の切替え部１５ｂ、第３の切替え部１５ｃ又は第４の切替え部１５ｄが酸化性クリーニング液供給部側、または有機溶媒クリーニング液供給部側に切替えられることで、配管洗浄液である酸化性クリーニング液または有機溶媒クリーニング液が配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ又は配管２１内に供給され、第１のノズル４０及び第２のノズル４２の両方又は少なくとも一方から基板洗浄装置本体１２内に供給される。 Afirst nozzle 40 and asecond nozzle 42 are inserted into thecleaning chamber 30 described above. Thefirst nozzle 40 is connected to a first pipe (pipe 16a, 16b, 16c) that supplies chemical liquids such as DHF, SC1 liquid, and SC2 liquid, and thesecond nozzle 42 supplies rinsing liquid such as DIW. Thefirst nozzle 40 and thesecond nozzle 42 are connected horizontally to the second pipe (pipe 21) so that their tips extend to near the center of thesubstrate 32 supported by thesupport 34. Has been placed. Therefore, the DHF, SC1 liquid, and SC2 liquid are supplied from thefirst nozzle 40 to the center of thesubstrate 32 through thefirst pipes 16a, 16b, and 16c. Further, DIW is supplied from thesecond nozzle 42 to the center of thesubstrate 32 through thepipe 21 that is the second pipe. Also, thefirst switching unit 15a, thesecond switching unit 15b, thethird switching unit 15c, or thefourth switching unit 15d is switched to the oxidizing cleaning liquid supply unit side or the organic solvent cleaning liquid supply unit side. Then, an oxidizing cleaning liquid or an organic solvent cleaning liquid which is a pipe cleaning liquid is supplied into thepipes 16a, 16b, 16c or thepipe 21, and the substrate cleaning apparatus is supplied from both or at least one of thefirst nozzle 40 and thesecond nozzle 42. It is supplied into themain body 12.

給水部５０は、前述したカバー３８の内側上部の周囲に開口し、カバー３８の内面に純水（脱イオン水）を供給できるようになっている。 Thewater supply unit 50 is opened around the inner upper portion of thecover 38 described above, and can supply pure water (deionized water) to the inner surface of thecover 38.

カバー３８の下面には、カバー３８に供給された純水を排出するための排水管５４が接続されており、この排水管５４は、基板洗浄装置本体１２の外部へ延び、この排水管５４を介してカバー３８内の純水が排出される。なお、基板３２に対して供給された薬液やリンス液も排水管５４を介して排出される。 Adrain pipe 54 for discharging pure water supplied to thecover 38 is connected to the lower surface of thecover 38, and thedrain pipe 54 extends to the outside of the substratecleaning apparatus body 12, and thedrain pipe 54 is connected to thedrain pipe 54. Then, the pure water in thecover 38 is discharged. Note that the chemical solution and the rinse solution supplied to thesubstrate 32 are also discharged through thedrain pipe 54.

また、基板洗浄装置本体１２の上部には、乾燥用ガス供給管５６が接続されている。乾燥用ガスとしては、例えば窒素（Ｎ_２）が用いられる。さらに、基板洗浄装置本体１２の下部には乾燥用ガスを排出するための排気管６０が接続されている。A dryinggas supply pipe 56 is connected to the upper portion of the substrate cleaning apparatusmain body 12. For example, nitrogen (N₂ ) is used as the drying gas. Further, anexhaust pipe 60 for discharging the drying gas is connected to the lower part of the substrate cleaning apparatusmain body 12.

コントローラ６２はコンピュータから構成され、回転機構３６による支持具３４の回転、ゲートバルブ３５による基板搬入搬出口３３の開閉、基板移載機３９による基板３２の搬入及び搬出、第１のノズル４０によるＤＨＦ、ＳＣ１液、ＳＣ２液の供給、第２のノズル４２によるＤＩＷの供給、配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２１内への酸化性クリーニング液の供給、配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２１内への有機溶媒クリーニング液の供給、第１の切替え部１５ａ、第２の切替え部１５ｂ、第３の切替え部１５ｃ及び第４の切替え部１５ｄの各切替え作業、給水部５０からの純水の供給、乾燥用ガス供給管５６からの窒素（Ｎ_２）の供給等を制御する。Thecontroller 62 is composed of a computer, and the rotation of thesupport 34 by therotation mechanism 36, the opening and closing of the substrate loading / unloadingport 33 by thegate valve 35, the loading and unloading of thesubstrate 32 by thesubstrate transfer machine 39, and the DHF by thefirst nozzle 40. , SC1 liquid, SC2 liquid supply, DIW supply by thesecond nozzle 42, supply of oxidizing cleaning liquid into thepipes 16a, 16b, 16c, 21 and organic solvent into thepipes 16a, 16b, 16c, 21 Supply of cleaning liquid, switching operation offirst switching unit 15a,second switching unit 15b,third switching unit 15c andfourth switching unit 15d, supply of pure water fromwater supply unit 50, drying gas The supply of nitrogen (N₂ ) from thesupply pipe 56 is controlled.

次に、上記構成に係る基板洗浄装置１０を用いて半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板を洗浄する方法について説明する。 Next, a method for cleaning a substrate will be described as one step of a semiconductor device (device) manufacturing process using the substrate cleaning apparatus 10 having the above-described configuration.

図３は、コントローラ６２による制御フローを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０において、ゲートバルブ３５により基板搬入搬出口３３を開き、パターンが形成された基板３２を基板移載機３９により洗浄室３０内に搬入する。FIG. 3 is a flowchart showing a control flow by thecontroller 62.
First, in step S <b> 10, the substrate loading / unloadingport 33 is opened by thegate valve 35, and thesubstrate 32 on which the pattern is formed is loaded into the cleaningchamber 30 by thesubstrate transfer machine 39.

次のステップＳ１２においては、さらに基板移載機３９を制御して基板３２を支持具３４に支持（セット）し、ゲートバルブ３５により基板搬入搬出口３３を閉じる。 In thenext step S 12, thesubstrate transfer device 39 is further controlled to support (set) thesubstrate 32 on thesupport 34, and the substrate loading / unloadingport 33 is closed by thegate valve 35.

次のステップＳ１４においては、回転機構３６により回転軸３７を介して支持具３４を回転させることにより基板３２の回転を開始する。 In the next step S <b> 14, the rotation of thesubstrate 32 is started by rotating thesupport 34 via therotation shaft 37 by therotation mechanism 36.

次のステップＳ１６においては、図４に示すように、基板３２の回転を維持しつつ、第１の切替え部１５ａをＤＨＦ供給部１４側に切替え、第１の配管である配管１６ａを介して第１のノズル４０からＤＨＦを供給し、基板３２の表面を洗浄する。このとき、第２の切替え部１５ｂをＳＣ１洗浄液供給部１７側に切替え、配管１６ｂを介して第１のノズル４０からＳＣ１洗浄液を供給するようにしてもよいし、第３の切替え部１５ｃをＳＣ２洗浄液供給部１８側に切替え、配管１６ｃを介して第１のノズル４０からＳＣ２洗浄液を供給するようにしてもよい。 In the next step S16, as shown in FIG. 4, thefirst switching unit 15a is switched to theDHF supply unit 14 side while maintaining the rotation of thesubstrate 32, and thefirst switching unit 15a is connected via thepiping 16a which is the first piping. DHF is supplied from onenozzle 40 to clean the surface of thesubstrate 32. At this time, thesecond switching unit 15b may be switched to the SC1 cleaningliquid supply unit 17 side to supply the SC1 cleaning liquid from thefirst nozzle 40 via the pipe 16b, or thethird switching unit 15c may be set to SC2. The SC2 cleaning liquid may be supplied from thefirst nozzle 40 via the pipe 16c by switching to the cleaningliquid supply unit 18 side.

次のステップＳ１８においては、図５に示すように、基板３２の回転を維持しつつ、第１のノズル４０からのＤＨＦの供給を停止し、第４の切替え部１５ｄをＤＩＷ供給部２０側に切替え、第２の配管である配管２１を介して第２のノズル４２からリンス液としてのＤＩＷを基板３２の中心に向けて供給し、基板表面に残留するＤＨＦを洗い流し、リンスを行う。 In the next step S18, as shown in FIG. 5, while the rotation of thesubstrate 32 is maintained, the supply of DHF from thefirst nozzle 40 is stopped, and thefourth switching unit 15d is moved to theDIW supply unit 20 side. The DIW as the rinsing liquid is supplied from thesecond nozzle 42 toward the center of thesubstrate 32 through the piping 21 that is the second piping, and the DHF remaining on the substrate surface is washed away to perform rinsing.

次のステップＳ２０においては、図６に示すように、基板３２の回転を維持しつつ、第２のノズル４２からのＤＩＷの供給を停止し、基板上のＤＩＷ等を回転による遠心力でふるい落とす。このステップＳ２０においては、洗浄室３０には、乾燥用ガス供給管５６を介して乾燥用ガスとしてのＮ_２を供給しつつ排気管５８より排気して洗浄室３０をＮ_２雰囲気とし、このＮ_２雰囲気中で基板３２を乾燥させる。
なお、給水部５０からカバー３８の内面への水の供給は、安全性を高めるため、ステップＳ１６の洗浄工程または、ステップＳ１８のリンス工程からステップＳ２０の乾燥工程にかけて連続的に行うのが好ましい。即ち、少なくとも基板３２からＤＨＦやＤＩＷ等がカバー３８へ飛ぶ間はカバー３８の内面に純水を供給するようにするのがよい。なお、後述する配管洗浄工程においてもカバー３８の内面に純水を供給するようにするのがよい。In the next step S20, as shown in FIG. 6, while the rotation of thesubstrate 32 is maintained, the supply of DIW from thesecond nozzle 42 is stopped, and the DIW or the like on the substrate is screened by the centrifugal force due to the rotation. . In this step S20, the cleaningchamber 30 is exhausted from the exhaust pipe 58 while supplying N₂ as a drying gas via the dryinggas supply pipe 56, and thecleaning chamber 30 is made an N₂ atmosphere._Thesubstrate 32 is dried in_two atmospheres.
In addition, in order to improve safety, it is preferable to continuously supply water from thewater supply unit 50 to the inner surface of thecover 38 from the cleaning process in step S16 or the rinsing process in step S18 to the drying process in step S20. That is, it is preferable to supply pure water to the inner surface of thecover 38 at least while DHF, DIW, etc. fly from thesubstrate 32 to thecover 38. In addition, it is preferable to supply pure water to the inner surface of thecover 38 also in a pipe cleaning process described later.

次のステップＳ２２においては、回転機構３６による支持具３４の回転を停止することにより基板３２の回転を停止する。また、洗浄室３０内へのＮ_２の供給を停止する。In the next step S <b> 22, the rotation of thesubstrate 32 is stopped by stopping the rotation of thesupport 34 by therotation mechanism 36. Further, the supply of N₂ into the cleaningchamber 30 is stopped.

次のステップＳ２４によれば、ゲートバルブ３５により基板搬入搬出口３３を開き、基板移載機３９により基板３２を洗浄室３０内から搬出する。その後、他の装置、例えばエピタキシャル成長装置等へ搬送し、成膜等の処理を行う。 According to the next step S24, the substrate loading / unloadingport 33 is opened by thegate valve 35, and thesubstrate 32 is unloaded from the cleaningchamber 30 by thesubstrate transfer device 39. Thereafter, the film is transferred to another apparatus, for example, an epitaxial growth apparatus, and processing such as film formation is performed.

本発明においては、必要に応じて、例えば上述のステップＳ１０からステップＳ２４の一連の基板洗浄工程以外の時にＤＨＦを供給する第１の切替え部１５ａ及びＤＩＷを供給する第４の切替え部１５ｄの両方又は少なくとも一方を酸化性クリーニング液供給部２２側に切替える。そして、酸化性クリーニング液供給部２２から過酸化水素水やオゾン水等の酸化性の液体を流すことで、この酸化性の液体を第１の切替え部１５ａを介して第１の配管である配管１６ａ内へ、また、第４の切替え部１５ｄを介して第２の配管である配管２１内へ流すことができる。配管１６ａ内、２１内へ流れた酸化性の液体は、第１のノズル４０、第２のノズル４２を介して洗浄装置本体１２内に供給され、排水管５４より排出される。これにより、第１及び第２の配管内、第１のノズル４０、第２のノズル４２内、装置本体１２内に蓄積した有機物を酸化分解し、系外へ排出させることができる。 In the present invention, if necessary, for example, both thefirst switching unit 15a for supplying DHF and thefourth switching unit 15d for supplying DIW at times other than the series of substrate cleaning steps from Step S10 to Step S24 described above. Alternatively, at least one is switched to the oxidizing cleaningliquid supply unit 22 side. Then, an oxidizing liquid such as hydrogen peroxide water or ozone water is allowed to flow from the oxidizing cleaningliquid supply unit 22 so that the oxidizing liquid is piped as a first pipe through thefirst switching unit 15a. It can be made to flow into 16a and into piping 21 which is the 2nd piping via the4th change part 15d. The oxidizing liquid that has flowed into thepipes 16 a and 21 is supplied into the cleaning apparatusmain body 12 via thefirst nozzle 40 and thesecond nozzle 42, and is discharged from thedrain pipe 54. Thereby, the organic matter accumulated in the first and second pipes, thefirst nozzle 40, thesecond nozzle 42, and the apparatusmain body 12 can be oxidized and decomposed and discharged out of the system.

また、ＤＨＦの代わりにＳＣ１液又はＳＣ２液を使用する場合にも、必要に応じて、ＳＣ１液又はＳＣ２液を供給する第２の切替え部１５ｂ又は第３の切替え部１５ｃを酸化性クリーニング液供給部２２側に切替え、酸化性クリーニング液供給部２２から過酸化水素水やオゾン水等の酸化性の液体を流すことで、この酸化性の液体を第２の切替え部１５ｂ又は第３の切替え部１５ｃを介して第１の配管である配管１６ｂ内又は配管１６ｃ内へ流すことができる。配管１６ｂ内、１６ｃ内へ流れた酸化性の液体は第１のノズル４０を介して洗浄装置本体１２内に供給され、排水管５４より排出される。これにより第１の配管内、第１のノズル４０内、装置本体１２内に蓄積した有機物を酸化分解し、系外へ排出させることができる。 Further, when the SC1 liquid or the SC2 liquid is used instead of DHF, thesecond switching unit 15b or thethird switching unit 15c for supplying the SC1 liquid or the SC2 liquid is supplied with the oxidizing cleaning liquid as necessary. By switching to theunit 22 side and flowing an oxidizing liquid such as hydrogen peroxide water or ozone water from the oxidizing cleaningliquid supply unit 22, the oxidizing liquid is supplied to thesecond switching unit 15b or the third switching unit. It can flow through the pipe 16b or the pipe 16c which is the first pipe through the 15c. The oxidizing liquid that has flowed into the pipes 16 b and 16 c is supplied into the cleaning apparatusmain body 12 through thefirst nozzle 40 and discharged from thedrain pipe 54. Thereby, the organic matter accumulated in the first pipe, thefirst nozzle 40, and the apparatusmain body 12 can be oxidized and decomposed and discharged out of the system.

また、第１及び第２の配管内、第１のノズル４０、第２のノズル４２内、洗浄装置本体１２内に蓄積した有機物の除去に際しては、酸化性クリーニング液供給部２２の代わりに有機溶媒クリーニング液供給部２４を用いてもよい。
有機溶媒を第１の配管内及び第２の配管内の両方又は少なくとも一方に流すことで、第１及び第２の配管内、第１のノズル４０、第２のノズル４２内、洗浄装置本体１２内に蓄積した有機物を直接溶解させて、系外へ排出させることができる。When removing organic substances accumulated in the first and second pipes, thefirst nozzle 40, thesecond nozzle 42, and the cleaning apparatusmain body 12, an organic solvent is used instead of the oxidizing cleaningliquid supply unit 22. A cleaningliquid supply unit 24 may be used.
By flowing the organic solvent through both or at least one of the first pipe and the second pipe, thefirst nozzle 40, thesecond nozzle 42, and the cleaning apparatusmain body 12 are supplied. Organic matter accumulated inside can be directly dissolved and discharged out of the system.

また、これら２種類の液体（酸化性の液体、有機溶媒）をそれぞれの配管に応じて１種類以上若しくは内容や濃度を個別に変化させて（例えば第１の配管にはＩＰＡ，第２の配管にはメタノールなど）流してもよい。但し、配管洗浄液供給系において、酸化性の液体と有機溶媒の両方を用いる場合は、それぞれの液体によるクリーニング工程の間に、ＤＩＷによる配管内置換が必要となり、このための設備も設ける必要がある。 In addition, one or more of these two types of liquids (oxidizing liquid and organic solvent) are changed according to the respective pipes, or the contents and concentration are individually changed (for example, IPA and second pipes are used for the first pipe). Or methanol). However, when both an oxidizing liquid and an organic solvent are used in the pipe cleaning liquid supply system, it is necessary to replace the pipe with DIW during the cleaning process with each liquid, and it is also necessary to provide equipment for this purpose. .

薬液やＤＩＷを装置内部のユースポイントまで供給する配管やバルブ等からは可塑剤として加えられているフタル酸エステル類やフッ素化合物等が微量ながら溶出する。また供給タンクから装置までの配管やバルブ等によっても有機化合物は微量ながら溶出する。これらの有機物は装置内部のタンク壁や配管壁、流路上の僅かなデッドスペースなどに蓄積され、別のタイミング（温度や振動などの影響）で再溶出し洗浄中のウエハに付着する。本発明では、装置内部をセルフクリーニングすることで、装置内部に蓄積した有機物等を系外へ排出できるようにすることを最大の特徴とする。 A small amount of phthalates and fluorine compounds added as plasticizers are eluted from pipes and valves that supply chemicals and DIW to the use point inside the equipment. In addition, organic compounds are eluted in a trace amount by piping and valves from the supply tank to the apparatus. These organic substances are accumulated in the tank wall and piping wall inside the apparatus, a slight dead space on the flow path, etc., re-eluted at another timing (effect of temperature, vibration, etc.) and adhere to the wafer being cleaned. The greatest feature of the present invention is that the organic matter accumulated in the apparatus can be discharged out of the system by self-cleaning the inside of the apparatus.

本発明によれば、使用する薬液やＤＩＷの配管に本来使用する薬液とは異なる過酸化水素水やオゾン水、イソプロピルアルコール等を別途加えることで、装置内部に蓄積した有機汚染物質を分解・溶解し、クリーニング処理を行うことができる。さらに、これによって、ウエハ洗浄時におけるウエハへの有機汚染物質の付着を抑制し、ウエハを清浄に保つことができ、表面洗浄度に敏感な成膜工程前のウエハ洗浄に利用することができる。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。According to the present invention, by separately adding hydrogen peroxide water, ozone water, isopropyl alcohol, etc., which are different from the chemical solution originally used to the chemical solution or DIW piping, the organic pollutants accumulated in the apparatus are decomposed and dissolved. In addition, a cleaning process can be performed. In addition, this prevents organic contaminants from adhering to the wafer during wafer cleaning, keeps the wafer clean, and can be used for wafer cleaning prior to a film forming process sensitive to the degree of surface cleaning.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、基板を薬液により洗浄する処理室と、前記処理室内で基板を支持する支持具と、前記処理室内の前記基板に対して薬液を供給する第１の配管と、前記処理室内の前記基板に対してリンス液を供給する第２の配管と、前記第１の配管及び前記第２の配管内の少なくとも一方に配管洗浄液を供給する配管洗浄液供給系と、を有する基板洗浄装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a processing chamber that cleans a substrate with a chemical solution, a support that supports the substrate in the processing chamber, a first pipe that supplies the chemical solution to the substrate in the processing chamber, A substrate having a second pipe for supplying a rinsing liquid to the substrate in the processing chamber, and a pipe cleaning liquid supply system for supplying a pipe cleaning liquid to at least one of the first pipe and the second pipe. A cleaning device is provided.

好ましくは、前記薬液は、酸またはアルカリ等（例えばフッ化水素、塩酸、硫酸、またはアンモニア水、過酸化水素水）を１種類以上混ぜ、脱イオン水（ＤＩＷ）で希釈したものや、機能水と呼ばれる脱イオン水（ＤＩＷ）にオゾンガスや水素ガスを溶解させたものである。 Preferably, the chemical solution is a mixture of one or more acids or alkalis (for example, hydrogen fluoride, hydrochloric acid, sulfuric acid, ammonia water, hydrogen peroxide water) diluted with deionized water (DIW), or functional water. Ozone gas and hydrogen gas are dissolved in deionized water (DIW).

好ましくは、前記薬液は、希フッ酸（ＤＨＦ），アンモニア水と過酸化水素水を混ぜＤＩＷで希釈したもの（ＳＣ１），または塩酸と過酸化水素水を混ぜＤＩＷで希釈したもの（ＳＣ２）である。 Preferably, the chemical solution is dilute hydrofluoric acid (DHF), a mixture of ammonia water and hydrogen peroxide solution diluted with DIW (SC1), or a mixture of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution diluted with DIW (SC2). is there.

好ましくは、前記リンス液は、炭酸ガスを溶解させた水である。 Preferably, the rinse liquid is water in which carbon dioxide gas is dissolved.

好ましくは、前記リンス液は、脱イオン水（ＤＩＷ）である。 Preferably, the rinse liquid is deionized water (DIW).

好ましくは、前記洗浄液は、過酸化水素水、オゾン水、次亜塩素酸、硝酸、クロラミン、ジメチルスルホキシドのいずれか１種類以上を混合した酸化性の液体である。 Preferably, the cleaning liquid is an oxidizing liquid in which one or more of hydrogen peroxide water, ozone water, hypochlorous acid, nitric acid, chloramine, and dimethyl sulfoxide are mixed.

好ましくは、前記洗浄液は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、エチレングリコール、２−メチル−２−プロパノールのいずれか１種類以上を混合した有機溶媒である。 Preferably, the cleaning liquid is an organic solvent in which at least one of methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, ethylene glycol, and 2-methyl-2-propanol is mixed.

好ましくは、上記酸化性の液体の濃度が１０重量％以下である。 Preferably, the concentration of the oxidizing liquid is 10% by weight or less.

好ましくは、上記酸化性の液体の濃度が１重量％以下である。 Preferably, the concentration of the oxidizing liquid is 1% by weight or less.

好ましくは、上記酸化性の液体の濃度が０．1重量％以下である。 Preferably, the concentration of the oxidizing liquid is 0.1% by weight or less.

好ましくは、上記酸化性の液体の濃度が０．０1重量％以下である。 Preferably, the concentration of the oxidizing liquid is 0.01% by weight or less.

好ましくは、上記有機溶媒の濃度が１０重量％以下である。 Preferably, the concentration of the organic solvent is 10% by weight or less.

好ましくは、上記有機溶媒の濃度が１重量％以下である。 Preferably, the concentration of the organic solvent is 1% by weight or less.

好ましくは、上記有機溶媒の濃度が０．１重量％以下である。 Preferably, the concentration of the organic solvent is 0.1% by weight or less.

好ましくは、上記有機溶媒の濃度が０．０１重量％以下である。 Preferably, the concentration of the organic solvent is 0.01% by weight or less.

本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing a substrate cleaning device concerning an embodiment of the present invention.本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の装置本体内を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inside of the apparatus main body of the board | substrate cleaning apparatus which concerns on embodiment of this invention.本発明の実施形態におけるコントローラによる制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow by the controller in embodiment of this invention.本発明の実施形態におけるＤＨＦ洗浄工程の基板洗浄装置の状態を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the state of the board | substrate washing | cleaning apparatus of the DHF washing | cleaning process in embodiment of this invention.本発明の実施形態におけるリンス工程の基板洗浄装置の状態を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the state of the board | substrate cleaning apparatus of the rinse process in embodiment of this invention.本発明の実施形態における乾燥工程の基板洗浄装置の状態を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the state of the board | substrate cleaning apparatus of the drying process in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０基板洗浄装置
１２基板洗浄装置本体
１４ＤＨＦ供給部
１７ＳＣ１洗浄液供給部
１８ＳＣ２洗浄液供給部
２０ＤＩＷ供給部
２２酸化性クリーニング液供給部
２４有機溶媒クリーニング液供給部
３０洗浄室
３２基板
３４支持具DESCRIPTION OF SYMBOLS 10Substrate cleaning apparatus 12 Substrate cleaning apparatusmain body 14DHF supply part 17 SC1 cleaningliquid supply part 18 SC2 cleaningliquid supply part 20DIW supply part 22 Oxidative cleaningliquid supply part 24 Organic solvent cleaningliquid supply part 30Cleaning chamber 32Substrate 34 Support tool

Claims

Translated fromJapanese

基板を薬液により洗浄する処理室と、
前記処理室内で基板を支持する支持具と、
前記処理室内の前記基板に対して薬液を供給する第１の配管と、
前記処理室内の前記基板に対してリンス液を供給する第２の配管と、
前記第１の配管内及び前記第２の配管内の少なくとも一方に配管洗浄液を供給する配管洗浄液供給系と、
を有することを特徴とする基板洗浄装置。A processing chamber for cleaning the substrate with a chemical solution;
A support for supporting the substrate in the processing chamber;
A first pipe for supplying a chemical to the substrate in the processing chamber;
A second pipe for supplying a rinsing liquid to the substrate in the processing chamber;
A pipe cleaning liquid supply system for supplying pipe cleaning liquid to at least one of the first pipe and the second pipe;
A substrate cleaning apparatus comprising: