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JP2008226900A - Substrate cleaning method, semiconductor device manufacturing method, and substrate cleaning apparatus. - Google Patents

Substrate cleaning method, semiconductor device manufacturing method, and substrate cleaning apparatus. Download PDF

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JP2008226900A
JP2008226900A JP2007058781A JP2007058781A JP2008226900A JP 2008226900 A JP2008226900 A JP 2008226900A JP 2007058781 A JP2007058781 A JP 2007058781A JP 2007058781 A JP2007058781 A JP 2007058781A JP 2008226900 A JP2008226900 A JP 2008226900A
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chemical liquid
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JP2007058781A
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Takeshi Taniguchi
武志 谷口
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

【課題】基板表面に形成されたパターンの倒壊や除去された汚染物質の再付着を防止しつつ基板表面の汚染物質を確実に除去する基板洗浄方法、半導体装置の製造方法及び基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】基板を回転させながら薬液を基板に供給して基板表面を洗浄する基板洗浄方法であって、基板12に第1の薬液を供給して基板12表面を第1の薬液で満たす工程と、第1の薬液で満たした基板12表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板12表面を洗浄する工程とを有する。
【選択図】図1
Provided are a substrate cleaning method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate cleaning apparatus, which reliably remove contaminants on a substrate surface while preventing a pattern formed on the substrate surface from collapsing and reattaching removed contaminants. To do.
A substrate cleaning method for cleaning a substrate surface by supplying a chemical solution to the substrate while rotating the substrate, the step of supplying a first chemical solution to the substrate and filling the surface of the substrate with the first chemical solution. And a step of cleaning the surface of the substrate 12 by the two-fluid jet cleaning method using the second chemical solution with respect to the surface of the substrate 12 filled with the first chemical solution.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板表面を洗浄する基板洗浄方法、半導体装置の製造方法及び基板洗浄装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate cleaning method for cleaning a substrate surface such as a semiconductor wafer, a method for manufacturing a semiconductor device, and a substrate cleaning apparatus.

半導体ウエハ等の基板を洗浄する方法として、基板を薬液槽内に浸して洗浄する方法と、基板を回転させながら薬液を投入する方法とが知られている。これらは、薬液と基板表面の汚染物質との化学反応により汚染物質を除去して基板を洗浄する洗浄方法である。   As a method for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer, a method for cleaning the substrate by immersing the substrate in a chemical solution tank and a method for supplying a chemical solution while rotating the substrate are known. These are cleaning methods for cleaning a substrate by removing contaminants by a chemical reaction between a chemical solution and contaminants on the substrate surface.

近年においては、基板表面により微細なパターンを形成する傾向があり、基板表面の洗浄方法もこの微細なパターンに応じた方法が用いられている。薬液と汚染物質との化学反応のみでは汚染物質の除去が困難な場合、超音波洗浄、二流体ジェット洗浄及びブラシ洗浄等の物理的な力を付加して基板表面の汚染物質を除去する洗浄方法が用いられている。   In recent years, there is a tendency to form a fine pattern on the substrate surface, and a method according to the fine pattern is used as a method for cleaning the substrate surface. A cleaning method that removes contaminants on the substrate surface by applying physical forces such as ultrasonic cleaning, two-fluid jet cleaning, and brush cleaning when it is difficult to remove the contaminants only by chemical reaction between the chemical and the contaminants. Is used.

より微細な汚染物質を除去するためには、付加する物理的な力を大きくする、すなわち、例えば超音波洗浄では印加する超音波の出力、例えば二流体ジェット洗浄では投入する流体の圧力又は流速を大きくする必要がある。しかしながら、付加する物理的な力を大きくすると、基板表面に形成されたパターンが倒壊するとの問題があった。また、二流体ジェット洗浄では、基板に投入される液量が少ないため除去された汚染物質が再度基板に付着するとの問題があった。   In order to remove finer contaminants, the applied physical force is increased, that is, for example, in the ultrasonic cleaning, the output of the applied ultrasonic wave, for example, in the two-fluid jet cleaning, the pressure or flow rate of the fluid to be input is increased. It needs to be bigger. However, when the applied physical force is increased, there is a problem that the pattern formed on the substrate surface collapses. Further, in the two-fluid jet cleaning, there is a problem that the removed contaminants adhere to the substrate again because of the small amount of liquid introduced into the substrate.

本発明の目的は、上記従来の問題を解消し、基板表面の汚染物質を確実に除去する基板洗浄方法、半導体装置の製造方法及び基板洗浄装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a substrate cleaning method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate cleaning apparatus that eliminate the above-described conventional problems and reliably remove contaminants on the substrate surface.

本発明の第1の特徴とするところは、基板を回転させながら薬液を基板に供給して基板表面を洗浄する基板洗浄方法であって、基板に第1の薬液を供給して基板表面を該第1の薬液で満たす工程と、前記第1の薬液で満たした基板表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板表面を洗浄する工程とを有する基板洗浄方法にある。   A first feature of the present invention is a substrate cleaning method for cleaning a substrate surface by supplying a chemical solution to the substrate while rotating the substrate, and supplying the first chemical solution to the substrate so as to remove the substrate surface. The substrate cleaning method includes a step of filling with a first chemical solution and a step of cleaning the substrate surface by a two-fluid jet cleaning method using a second chemical solution with respect to the substrate surface filled with the first chemical solution.

本発明の第2の特徴とするところは、基板を回転させながら薬液を基板に供給して基板表面を洗浄する洗浄工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記洗浄工程は、基板に第1の薬液を供給して基板表面を第1の薬液で満たす工程と、前記第1の薬液で満たした基板表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板表面を洗浄する工程とを有する半導体装置の製造方法にある。   A second feature of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a cleaning step of cleaning a substrate surface by supplying a chemical solution to the substrate while rotating the substrate, the cleaning step being performed on the substrate. Supplying the first chemical solution to fill the substrate surface with the first chemical solution, and cleaning the substrate surface by the two-fluid jet cleaning method using the second chemical solution with respect to the substrate surface filled with the first chemical solution. A method of manufacturing a semiconductor device having a process.

本発明の第3の特徴とするところは、基板を支持する支持具と、前記支持具を回転させる回転機構と、基板に対して第1の薬液を供給する第1の薬液吐出ノズルと、基板に対して第2の薬液とガスとを供給する二流体ジェット吐出ノズルと、基板を支持した支持具を回転させつつ、前記第1の薬液吐出ノズルより基板に対して前記第1の薬液を供給した後、前記二流体ジェット吐出ノズルより基板に対して第2の薬液とガスとを供給するように制御するコントローラと、を有する基板洗浄装置にある。   The third feature of the present invention is that a support for supporting the substrate, a rotating mechanism for rotating the support, a first chemical solution discharge nozzle for supplying a first chemical to the substrate, and a substrate The first chemical liquid is supplied from the first chemical liquid discharge nozzle to the substrate while rotating the two-fluid jet discharge nozzle that supplies the second chemical liquid and gas to the substrate and the support that supports the substrate. And a controller for controlling the second chemical solution and the gas to be supplied to the substrate from the two-fluid jet discharge nozzle.

好適には、前記第1の薬液は、純水、炭酸水、水素水及びオゾン水の少なくとも1つを含む機能水からなる液体、フッ化水素酸、硝酸及び塩酸の少なくとも1つを含む混酸からなる液体、アンモニア水を含むアルカリ溶液からなる液体、界面活性剤を含む溶剤及び有機溶剤の少なくとも1つを含む液体、及び少なくとも2種類の前記液体を組み合わせた液体からなる。   Preferably, the first chemical liquid is a liquid composed of functional water including at least one of pure water, carbonated water, hydrogen water and ozone water, or a mixed acid including at least one of hydrofluoric acid, nitric acid and hydrochloric acid. A liquid comprising an alkaline solution containing aqueous ammonia, a liquid comprising at least one of a solvent containing a surfactant and an organic solvent, and a liquid obtained by combining at least two kinds of the liquids.

好適には、前記第2の薬液は、純水、炭酸水、水素水及びオゾン水の少なくとも1つを含む機能水からなる液体、フッ化水素酸、硝酸及び塩酸の少なくとも1つを含む混酸からなる液体、アンモニア水を含むアルカリ溶液からなる液体、界面活性剤を含む溶剤及び有機溶剤の少なくとも1つを含む液体、及び少なくとも2種類の前記液体を組み合わせた液体からなる。   Preferably, the second chemical solution is a liquid composed of functional water including at least one of pure water, carbonated water, hydrogen water and ozone water, or a mixed acid including at least one of hydrofluoric acid, nitric acid and hydrochloric acid. A liquid comprising an alkaline solution containing aqueous ammonia, a liquid comprising at least one of a solvent containing a surfactant and an organic solvent, and a liquid obtained by combining at least two kinds of the liquids.

好適には、前記第1の薬液と前記第2の液体とは同一の液体からなる。   Preferably, the first chemical liquid and the second liquid are made of the same liquid.

好適には、前記第1の薬液と前記第2の薬液とは異なる液体からなる。   Preferably, the first chemical liquid and the second chemical liquid are made of different liquids.

好適には、二流体ジェットに用いるガスは、窒素、二酸化炭素及びアルゴンの少なくとも1つを含む不活性ガス、酸素、オゾン及び酸化窒素の少なくとも1つを含む酸化性ガス、エチレンを含む有機ガス、及び少なくとも2種類の前記ガスを組み合わせたガスからなる。   Preferably, the gas used for the two-fluid jet is an inert gas containing at least one of nitrogen, carbon dioxide and argon, an oxidizing gas containing at least one of oxygen, ozone and nitrogen oxide, an organic gas containing ethylene, And a combination of at least two kinds of the gases.

本発明によれば、基板表面に形成されたパターンの倒壊を抑制するとともに基板表面の汚染物質を確実に除去することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the collapse of the pattern formed in the substrate surface can be suppressed, and the contaminant on a substrate surface can be removed reliably.

次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置10の一例を示す。基板洗浄装置10は、基板12を支持する支持具14、該支持具14を回転させる回転機構16、基板12に対して第1の薬液を供給する第1の薬液吐出ノズル18、基板12に対して第2の薬液とガスとを供給する二流体ジェット吐出ノズル20及び基板洗浄装置10を構成する各要素を制御するコントローラ22を有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a substrate cleaning apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The substrate cleaning apparatus 10 includes a support 14 that supports the substrate 12, a rotation mechanism 16 that rotates the support 14, a first chemical discharge nozzle 18 that supplies a first chemical to the substrate 12, and a substrate 12. And a two-fluid jet discharge nozzle 20 for supplying the second chemical liquid and gas and a controller 22 for controlling each element constituting the substrate cleaning apparatus 10.

支持具14は、回転機構16の回転軸16aの先端部に固定され、基板12を支持している。基板12は、回転軸16a及び支持具14の回転に伴って所定の回転方向(例えば図1の矢印A方向)に回転するようになっている。   The support 14 is fixed to the distal end portion of the rotation shaft 16 a of the rotation mechanism 16 and supports the substrate 12. The substrate 12 rotates in a predetermined rotation direction (for example, the direction of arrow A in FIG. 1) with the rotation of the rotation shaft 16a and the support tool 14.

薬液吐出ノズル18は、支持具14に支持された基板12上方の略中心部に配置され、先端の吐出口18aが基板12の表面に対向するように下向きに設けられている。この薬液吐出ノズル18は、第1のアーム24の先端部近傍で保持され、第1のアーム24は、第1のアーム保持部25に方持ち式に水平姿勢で保持されている。薬液吐出ノズル18には、第1の薬液供給ライン26が接続され、該第1の薬液供給ライン26には第1のバルブ28を介して第1の薬液供給源30が接続されている。   The chemical solution discharge nozzle 18 is disposed at a substantially central portion above the substrate 12 supported by the support 14, and is provided downward so that the discharge port 18 a at the tip faces the surface of the substrate 12. The chemical liquid discharge nozzle 18 is held in the vicinity of the distal end portion of the first arm 24, and the first arm 24 is held in a horizontal position in a cantilevered manner by the first arm holding portion 25. A first chemical liquid supply line 26 is connected to the chemical liquid discharge nozzle 18, and a first chemical liquid supply source 30 is connected to the first chemical liquid supply line 26 via a first valve 28.

第1の薬液供給源30には、第1の薬液が貯蔵されている。この第1の薬液は、基板12表面の微細な汚染物を懸濁又は溶解させるための液体であり、純水、炭酸水、水素水及びオゾン水の少なくとも1つを含む機能水からなる液体、フッ化水素酸、硝酸及び塩酸の少なくとも1つを含む混酸(2種以上の酸の混合物)からなる液体、アンモニア水を含むアルカリ溶液からなる液体、界面活性剤を含む溶剤及び有機溶剤の少なくとも1つを含む液体、及び少なくとも2種類の前記液体を組み合わせた液体からなる。   The first chemical solution supply source 30 stores a first chemical solution. The first chemical liquid is a liquid for suspending or dissolving fine contaminants on the surface of the substrate 12, and is a liquid composed of functional water including at least one of pure water, carbonated water, hydrogen water, and ozone water, At least one of a liquid made of a mixed acid (a mixture of two or more acids) containing at least one of hydrofluoric acid, nitric acid and hydrochloric acid, a liquid made of an alkaline solution containing ammonia water, a solvent containing a surfactant, and an organic solvent And a liquid obtained by combining at least two kinds of the liquids.

薬液吐出ノズル18は、第1のバルブ28が開放されると、第1の薬液供給源30内に貯蔵された第1の薬液を第1の薬液供給ライン26及び吐出口18aを介して、基板12表面へ供給するようになっている。   When the first valve 28 is opened, the chemical liquid discharge nozzle 18 supplies the first chemical liquid stored in the first chemical liquid supply source 30 to the substrate via the first chemical liquid supply line 26 and the discharge port 18a. 12 surfaces are supplied.

二流体ジェット吐出ノズル20は、支持具14に支持された基板12の上方に配置され、先端の吐出口20aが基板12の表面に対向するように下向きに設けられている。この二流体ジェット吐出ノズル20は、第2のアーム32の先端部近傍で保持され、第2のアーム32は、第2のアーム保持部33に方持ち式に水平姿勢で保持されている。第2のアーム32は、アーム移動機構(図示省略)により略水平方向に移動可能に設けられており、二流体ジェット吐出ノズル20を基板12の中心部と周辺部との間で往復移動(例えば図1の矢印B方向及びC方向へ移動)させることができる。   The two-fluid jet discharge nozzle 20 is disposed above the substrate 12 supported by the support 14, and is provided downward so that the discharge port 20 a at the tip faces the surface of the substrate 12. The two-fluid jet discharge nozzle 20 is held in the vicinity of the distal end portion of the second arm 32, and the second arm 32 is held by the second arm holding portion 33 in a horizontal manner in a cantilever manner. The second arm 32 is provided so as to be moved in a substantially horizontal direction by an arm moving mechanism (not shown), and the two-fluid jet discharge nozzle 20 is reciprocated between the central portion and the peripheral portion of the substrate 12 (for example, It can be moved in the directions of arrows B and C in FIG.

二流体ジェット吐出ノズル20には、第2の薬液供給ライン34が接続され、該第2の薬液供給ライン34には第2のバルブ36を介して第2の薬液供給源38が接続されている。また、二流体ジェット吐出ノズル20には、ガス供給ライン40が接続され、該ガス供給ライン40には第3のバルブ42を介してガス供給源44が接続されている。   A second chemical liquid supply line 34 is connected to the two-fluid jet discharge nozzle 20, and a second chemical liquid supply source 38 is connected to the second chemical liquid supply line 34 via a second valve 36. . A gas supply line 40 is connected to the two-fluid jet discharge nozzle 20, and a gas supply source 44 is connected to the gas supply line 40 through a third valve 42.

第2の薬液供給源38には、第2の薬液が貯蔵されている。この第2の薬液は、基板12表面の汚染物質を剥離させるための液体であり、純水、炭酸水、水素水及びオゾン水の少なくとも1つを含む機能水からなる液体、フッ化水素酸、硝酸及び塩酸の少なくとも1つを含む混酸からなる液体、アンモニア水を含むアルカリ溶液からなる液体、界面活性剤を含む溶剤及び有機溶剤の少なくとも1つを含む液体、及び少なくとも2種類の前記液体を組み合わせた液体からなる。   The second chemical solution supply source 38 stores a second chemical solution. This second chemical liquid is a liquid for peeling off contaminants on the surface of the substrate 12, and is composed of a functional water containing at least one of pure water, carbonated water, hydrogen water, and ozone water, hydrofluoric acid, A liquid comprising a mixed acid containing at least one of nitric acid and hydrochloric acid, a liquid comprising an alkaline solution containing aqueous ammonia, a liquid comprising at least one of a solvent containing a surfactant and an organic solvent, and a combination of at least two types of the liquids Made of liquid.

ガス供給源44には、後述する二流体ジェット洗浄に用いるガスが貯蔵されている。このガスは、窒素、二酸化炭素及びアルゴンの少なくとも1つを含む不活性ガス、酸素、オゾン及び酸化窒素の少なくとも1つを含む酸化性ガス、エチレンを含む有機ガス、及び少なくとも2種類の前記ガスを組み合わせたガスからなる。   The gas supply source 44 stores a gas used for two-fluid jet cleaning described later. The gas includes an inert gas containing at least one of nitrogen, carbon dioxide, and argon, an oxidizing gas containing at least one of oxygen, ozone, and nitrogen oxide, an organic gas containing ethylene, and at least two kinds of the gases. Composed of combined gas.

二流体ジェット吐出ノズル20は、第2のバルブ36及び第3のバルブ42が開放されると、第2の薬液供給ライン34を介して供給された第2の薬液をガス供給ライン40を介して供給されたガスに混合し、吐出口20aから第2の薬液をガスと共に吐出させ、基板12表面へ供給するようになっている。  When the second valve 36 and the third valve 42 are opened, the two-fluid jet discharge nozzle 20 supplies the second chemical liquid supplied via the second chemical liquid supply line 34 via the gas supply line 40. The gas is mixed with the supplied gas, the second chemical solution is discharged together with the gas from the discharge port 20a, and supplied to the surface of the substrate 12.

コントローラ22は、回転機構16、アーム移動機構(図示省略)、第1のバルブ28、第2のバルブ36及び第3のバルブ42に電気的に接続されており、支持具12に支持された基板12の回転数、二流体ジェット吐出ノズル20の位置、第1のバルブ28、第2のバルブ36及び第3のバルブ42の開度を制御する。   The controller 22 is electrically connected to the rotation mechanism 16, arm movement mechanism (not shown), the first valve 28, the second valve 36, and the third valve 42, and is a substrate supported by the support tool 12. 12, the position of the two-fluid jet discharge nozzle 20, the opening degree of the first valve 28, the second valve 36 and the third valve 42 are controlled.

次に、図1のような構成の基板洗浄装置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 as a process of manufacturing a semiconductor device (device) using the substrate cleaning apparatus 10 having the configuration as shown in FIG. 1 will be described.

コントローラ22は、回転機構16を駆動し、基板12を支持した支持具14を回転させ、第1のバルブ28を開放する。第1の薬液供給源30内の第1の薬液は、第1の薬液供給ライン26を介して第1の薬液吐出ノズル18の吐出口18aから吐出し、基板12に供給される。続いて、コントローラ22は、基板12表面が第1の薬液で満たされると、第1のバルブ28を閉塞する。基板12表面の微細な汚染物質は、第1の薬液中に懸濁又は溶解する。すなわち、微細な汚染物質は、基板12の表面から第1の薬液中に移動する。   The controller 22 drives the rotation mechanism 16 to rotate the support 14 that supports the substrate 12 and opens the first valve 28. The first chemical liquid in the first chemical liquid supply source 30 is discharged from the discharge port 18 a of the first chemical liquid discharge nozzle 18 via the first chemical liquid supply line 26 and is supplied to the substrate 12. Subsequently, the controller 22 closes the first valve 28 when the surface of the substrate 12 is filled with the first chemical solution. Fine contaminants on the surface of the substrate 12 are suspended or dissolved in the first chemical solution. That is, fine contaminants move from the surface of the substrate 12 into the first chemical solution.

コントローラ22は、第2のバルブ36及び第3のバルブ42を開放する。第2の薬液供給源38内の第2の薬液は、第2の薬液供給ライン34を介して二流体ジェット吐出ノズル20に供給される。また、ガス供給源44の内ガスは、ガス供給ライン40を介して二流体ジェット吐出ノズル20に供給される。二流体ジェット吐出ノズル20は、第2の薬液とガスとを所定の割合で混合し、吐出口20aから第2の薬液をガスと共に吐出し、基板12に供給する。これにより一旦基板12の表面から第1の薬液中に移動した微細な汚染物質は、第1の薬液中に懸濁又は溶解した状態で系外へと排出される。   The controller 22 opens the second valve 36 and the third valve 42. The second chemical liquid in the second chemical liquid supply source 38 is supplied to the two-fluid jet discharge nozzle 20 via the second chemical liquid supply line 34. Further, the internal gas of the gas supply source 44 is supplied to the two-fluid jet discharge nozzle 20 via the gas supply line 40. The two-fluid jet discharge nozzle 20 mixes the second chemical liquid and the gas at a predetermined ratio, discharges the second chemical liquid together with the gas from the discharge port 20a, and supplies the second chemical liquid to the substrate 12. As a result, fine contaminants that have once moved from the surface of the substrate 12 into the first chemical solution are discharged out of the system in a state of being suspended or dissolved in the first chemical solution.

このように、コントローラ22は、基板12を支持した支持具14を回転させながら、第1の薬液吐出ノズル18より基板12に対して第1の薬液を供給した後、二流体ジェット吐出ノズル20より基板12に対して第2の薬液とガスとを供給するように制御する。   As described above, the controller 22 supplies the first chemical liquid to the substrate 12 from the first chemical liquid discharge nozzle 18 while rotating the support 14 supporting the substrate 12, and then from the two-fluid jet discharge nozzle 20. Control is performed to supply the second chemical and gas to the substrate 12.

第2の薬液とガスとの2つの流体を混合させて吐出する二流体ジェット洗浄法を用いることにより、第2の薬液の液滴が加速された状態で基板12表面へ供給され、第1の薬液の供給により基板12の表面から第1の薬液中に移動した汚染物質が基板12から剥離し、第1の薬液と共に基板12の表面から除去される。このようにして、第1の薬液で満たした基板12表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板12表面を洗浄する。   By using a two-fluid jet cleaning method in which two fluids of the second chemical liquid and gas are mixed and discharged, droplets of the second chemical liquid are supplied to the surface of the substrate 12 in an accelerated state. Contaminants that have moved from the surface of the substrate 12 into the first chemical liquid by the supply of the chemical liquid are peeled off from the substrate 12 and removed from the surface of the substrate 12 together with the first chemical liquid. In this way, the surface of the substrate 12 is cleaned by the two-fluid jet cleaning method using the second chemical liquid with respect to the surface of the substrate 12 filled with the first chemical liquid.

なお、二流体ジェット吐出ノズル20としては、図2の(a)に示すように、二重管構造とすることが好ましい。すなわち、通常の二流体ジェット吐出ノズル200は、図2の(b)に示すように、ガスが供給されるガス供給管200bの周囲に第2の薬液が供給される薬液管200cが配置され、ガス供給管200bから供給されたガスを吐出口200aから吐出することにより、第1の薬液を除きながら薬液管200cから供給された第2の薬液を基板に吹き付けるようになっており、第1の薬液が基板上に残り、第2の薬液が基板に到達するのに偏りが生じるおそれがある。それに対し図2の(a)に示す二重管構造の二流体ジェット吐出ノズル20は、ガス1が供給される第1のガス供給管20b、この第1のガス供給管20bの周囲に設けられ、第2の薬液が供給される薬液管20c、及びこの薬液管20cの周囲に設けられ、ガス2が供給される第2のガス供給管20dを有する。このため、第2のガス供給管20dに供給されたガス2が吐出口20aから基板に吐出されることにより第1の薬液が除かれて空間が形成され、この空間に第1のガス供給管20bから供給されたガス1で第2の薬液を基板に吹き付けることになり、第2の薬液を偏りなく基板に到達させることができる。   The two-fluid jet discharge nozzle 20 preferably has a double tube structure as shown in FIG. That is, in the normal two-fluid jet discharge nozzle 200, as shown in FIG. 2B, a chemical liquid pipe 200c to which a second chemical liquid is supplied is disposed around a gas supply pipe 200b to which a gas is supplied. By discharging the gas supplied from the gas supply pipe 200b from the discharge port 200a, the second chemical liquid supplied from the chemical liquid pipe 200c is sprayed onto the substrate while removing the first chemical liquid. There is a possibility that the chemical solution remains on the substrate and the second chemical solution reaches the substrate, causing a bias. On the other hand, the two-fluid jet discharge nozzle 20 shown in FIG. 2A is provided around the first gas supply pipe 20b to which the gas 1 is supplied and the first gas supply pipe 20b. , A chemical liquid pipe 20c to which a second chemical liquid is supplied, and a second gas supply pipe 20d provided around the chemical liquid pipe 20c to which the gas 2 is supplied. For this reason, the gas 2 supplied to the second gas supply pipe 20d is discharged from the discharge port 20a onto the substrate, whereby the first chemical solution is removed to form a space, and the first gas supply pipe is formed in this space. The second chemical solution is sprayed onto the substrate with the gas 1 supplied from 20b, and the second chemical solution can reach the substrate without unevenness.

以上のように、本発明によれば、第1の薬液で満たした基板表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板表面を洗浄するので、一度除去された汚染物質が再度基板へ付着することを防止することができ、基板の洗浄時間及び使用する薬液量を低減することができる。また、第1の薬液中に第2の薬液及びガスを吐出するので、基板表面に形成されたパターンに作用する物理的な力が軽減され、パターンの倒壊を抑制することができる。また、基板表面に形成されたパターンや汚染物質の種類等に応じて第1の薬液及び第2の薬液を使い分けることができるので、より確実に基板表面の汚染物質を除去することができる。   As described above, according to the present invention, since the substrate surface is cleaned by the two-fluid jet cleaning method using the second chemical liquid with respect to the substrate surface filled with the first chemical liquid, the contaminant once removed is removed. It can be prevented from adhering to the substrate again, and the cleaning time of the substrate and the amount of chemical solution to be used can be reduced. In addition, since the second chemical solution and the gas are discharged into the first chemical solution, the physical force acting on the pattern formed on the substrate surface is reduced, and the collapse of the pattern can be suppressed. In addition, since the first chemical solution and the second chemical solution can be used properly according to the pattern formed on the substrate surface, the type of contaminant, and the like, the contaminant on the substrate surface can be more reliably removed.

なお、第1の薬液と第2の液体とは同一の液体でもよく、また、第1の薬液と前記第2の薬液とは異なる液体でもよい。   The first chemical liquid and the second liquid may be the same liquid, or the first chemical liquid and the second chemical liquid may be different liquids.

本発明の基板洗浄装置は、基板の製造工程にも適用することができる。
SOI(Silicon On Insulator)ウエハの一種であるSIMOX(Separation by Implanted Oxygen)ウエハの製造工程の一工程に本発明の基板洗浄装置を適用する例について説明する。
The substrate cleaning apparatus of the present invention can also be applied to a substrate manufacturing process.
An example in which the substrate cleaning apparatus of the present invention is applied to one process of manufacturing a SIMOX (Separation by Implanted Oxygen) wafer, which is a kind of SOI (Silicon On Insulator) wafer, will be described.

まずイオン注入装置等により単結晶シリコンウエハ内へ酸素イオンをイオン注入する。その後、酸素イオンが注入されたウエハを熱処理装置を用いて、例えばAr、O雰囲気のもと、1300℃〜1400℃、例えば1350℃以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にSiO層が形成された(SiO層が埋め込まれた)SIMOXウエハが作製される。その後、本発明の基板洗浄装置を用いて、SIMOXウエハの表面の汚染物質を除去する。 First, oxygen ions are implanted into the single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions have been implanted is annealed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or higher under an Ar, O 2 atmosphere, for example, using a heat treatment apparatus. By these processes, a SIMOX wafer in which the SiO 2 layer is formed inside the wafer (the SiO 2 layer is embedded) is manufactured. Thereafter, contaminants on the surface of the SIMOX wafer are removed using the substrate cleaning apparatus of the present invention.

また、SIMOXウエハの他、水素アニールウエハやArアニールウエハの製造工程の一工程に本発明の基板洗浄装置を適用することも可能である。また、この他、エピタキシャルウエハの製造工程の一工程に本発明の基板洗浄装置を適用することも可能である。   In addition to the SIMOX wafer, the substrate cleaning apparatus of the present invention can be applied to one step of a manufacturing process of a hydrogen anneal wafer or an Ar anneal wafer. In addition, the substrate cleaning apparatus of the present invention can be applied to one step of the epitaxial wafer manufacturing process.

また、本発明の基板洗浄装置は、実施形態で説明したように、半導体装置(デバイス)の製造工程に適用することも可能である。例えば、ウェハに対するCVD、酸化、拡散、アニール処理等の基板処理工程の前または後に、本発明の基板洗浄装置を用いることも可能である。すなわち、半導体デバイスの製造工程の一工程としての洗浄工程を行う場合においても、本発明の基板洗浄装置を適用することができる。   The substrate cleaning apparatus of the present invention can also be applied to the manufacturing process of a semiconductor device (device) as described in the embodiment. For example, the substrate cleaning apparatus of the present invention can be used before or after a substrate processing step such as CVD, oxidation, diffusion, annealing, etc. on the wafer. That is, the substrate cleaning apparatus of the present invention can also be applied when performing a cleaning process as a process of manufacturing a semiconductor device.

本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板表面を洗浄する基板洗浄方法、半導体装置の製造方法及び基板洗浄装置において基板表面の汚染物質を確実に除去する必要があるものに利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a substrate cleaning method for cleaning a substrate surface such as a semiconductor wafer or a glass substrate, a method for manufacturing a semiconductor device, and a substrate cleaning apparatus that needs to reliably remove contaminants on the substrate surface. .

本発明の実施形態に係る基板洗浄装置全体を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole substrate cleaning device concerning the embodiment of the present invention. (a)は本発明の実施形態に係る二流体ジェット吐出ノズルを示す断面図、(b)は比較例に係る二流体ジェット吐出ノズルを示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the two-fluid jet discharge nozzle which concerns on embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the two-fluid jet discharge nozzle which concerns on a comparative example.

10 基板洗浄装置
12 基板
14 支持具
16 回転機構
18 第1の薬液吐出ノズル
20 二流体ジェット吐出ノズル
22 コントローラ
30 第1の薬液供給源
38 第2の薬液供給源
44 ガス供給源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate cleaning apparatus 12 Substrate 14 Support 16 Rotating mechanism 18 First chemical solution discharge nozzle 20 Two-fluid jet discharge nozzle 22 Controller 30 First chemical solution supply source 38 Second chemical solution supply source 44 Gas supply source

Claims (3)

基板を回転させながら薬液を基板に供給して基板表面を洗浄する基板洗浄方法であって、
基板に第1の薬液を供給して基板表面を該第1の薬液で満たす工程と、
前記第1の薬液で満たした基板表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板表面を洗浄する工程と、
を有することを特徴とする基板洗浄方法。
A substrate cleaning method for cleaning a substrate surface by supplying a chemical solution to the substrate while rotating the substrate,
Supplying a first chemical to the substrate and filling the substrate surface with the first chemical;
Cleaning the substrate surface by a two-fluid jet cleaning method using a second chemical liquid with respect to the substrate surface filled with the first chemical liquid;
A substrate cleaning method characterized by comprising:
基板を回転させながら薬液を基板に供給して基板表面を洗浄する洗浄工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記洗浄工程は、
基板に第1の薬液を供給して基板表面を第1の薬液で満たす工程と、
前記第1の薬液で満たした基板表面に対して第2の薬液を用いて二流体ジェット洗浄法により基板表面を洗浄する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device having a cleaning step of cleaning a substrate surface by supplying a chemical to the substrate while rotating the substrate
The washing step includes
Supplying a first chemical to the substrate and filling the substrate surface with the first chemical;
Cleaning the substrate surface by a two-fluid jet cleaning method using a second chemical liquid with respect to the substrate surface filled with the first chemical liquid;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
基板を支持する支持具と、
前記支持具を回転させる回転機構と、
基板に対して第1の薬液を供給する第1の薬液吐出ノズルと、
基板に対して第2の薬液とガスとを供給する二流体ジェット吐出ノズルと、
基板を支持した支持具を回転させつつ、前記第1の薬液吐出ノズルより基板に対して前記第1の薬液を供給した後、前記二流体ジェット吐出ノズルより基板に対して第2の薬液とガスとを供給するように制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板洗浄装置。
A support for supporting the substrate;
A rotation mechanism for rotating the support;
A first chemical discharge nozzle for supplying a first chemical to the substrate;
A two-fluid jet discharge nozzle for supplying a second chemical and gas to the substrate;
The first chemical solution is supplied to the substrate from the first chemical solution discharge nozzle while rotating the support that supports the substrate, and then the second chemical solution and gas are supplied to the substrate from the two-fluid jet discharge nozzle. And a controller that controls to supply
A substrate cleaning apparatus comprising:
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