JPH05102118A - 半導体ウエハの水洗方法および水洗槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーバーフロー型水洗槽での水洗効率を高め
ると共に、水洗終了時に半導体ウエハに再汚染が起こる
のを防止する。 【構成】 水洗槽本体１１の上側開口縁部に溢出縁部１
３を設けると共に、溢出縁部１３と対向する側部に副純
水供給部１７を設ける。また、溢出縁部１３と純水供給
用開口縁部１８にスリット１４，１９を形成する。副純
水供給部１７の純水供給用開口縁部１８から溢出縁部１
３へ向かう略層流となる一方向の表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅを
生じさせるようにした。表面水流によって、大気からの
不純物の溶け込みを抑えると共に、水面に浮遊する塵埃
を速やかに排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハをオーバー
フロー型の水洗槽によって水洗する半導体ウエハの水洗
方法および半導体ウエハを水洗するときに使用する水洗
槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハを水洗するに当たっ
てはオーバーフロー式の水洗槽に半導体ウエハを浸漬さ
せて行なっていた。これを図５および図６によって説明
する。

【０００３】図５は従来の半導体ウエハ用水洗槽の概略
構成を示す断面図、図６は水洗槽から純水を溢出させて
いる状態を示す平面図である。これらの図において、１
は水洗槽本体、２は前記水洗槽本体１の底部に設けられ
た純水導入管、３は水洗槽本体１内に設けられたパンチ
ング板であり、弗素樹脂，塩化ビニル樹脂あるいは石英
ガラス等によって形成されている。なお、３ａはパンチ
ング板に多数穿設された純水導入穴である。

【０００４】前記水洗槽本体１は上方に開口する平面視
４角形の箱状に形成されており、その上側開口縁部１ａ
は、水洗槽本体１の４辺とも略同じ高さ位置に形成され
ている。なお、水洗槽本体１が平面視４角形に形成され
る理由としては、その内部に後述する半導体ウエハを多
数枚収容するためである。

【０００５】前記純水導入管２は純水供給装置（図示せ
ず）に連通されており、純水供給装置から純水４を前記
水洗槽本体１内へ導くように構成されている。

【０００６】５は半導体ウエハで、この半導体ウエハ５
はウエハキャリア６に多数枚装填されており、そのウエ
ハキャリア６ごと前記水洗槽本体１内に浸漬されてい
る。

【０００７】このように構成された従来の水洗槽によっ
て半導体ウエハ５を水洗するには、予め純水４が導入さ
れた水洗槽本体１内に、半導体ウエハ５をウエハキャリ
ア６と共に浸漬させて行なう。水洗中では、純水４はパ
ンチング板３で整流されて上昇し、水洗槽本体１の上側
開口縁部１ａから四方へ溢流して廃棄される。

【０００８】そして、簡易的には水洗槽本体１内の純水
４の比抵抗値が半導体ウエハ５を投入する前のレベルに
回復するまで、純水４を供給して水洗を継続する。な
お、特殊なケースとして、半導体ウエハ５の表面の水の
接触角により水洗時間を決定することもある。

【０００９】水洗時間は、半導体ウエハ５に付着した弗
酸等の処理液を洗い流すために設定されるが、不当に長
く浸漬させると半導体ウエハ表面に水酸化膜が成長し、
これがさらに自然酸化膜になるために好ましくないの
で、上述したように表面の撥水性を接触角で評価しつつ
慎重に決定するべきである。

【００１０】例えば、水洗後にゲート酸化膜を形成した
り、エピタキシャルを行なう場合は半導体表面の親水性
か撥水性かの制御は極めて重要である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の水洗槽は上述し
たように構成されているので、通水したときに溢出水
（オーバーフロー水）は水洗槽本体１の上側開口縁部１
ａから四方に溢出することが望ましいが、水洗槽から溢
出する純水４の流れは、図６中に破線矢印で示すように
なっている。

【００１２】図６中破線矢印Ａは表層部で滞留するよう
に流れている状態を示し、破線矢印Ｂは円滑に溢出する
ように流れている状態を示す。

【００１３】純水４が順調に溢出して放流される状態で
は半導体ウエハ５を洗浄した廃水が速やかに排出され、
水面の大気よりの汚染（多くは炭酸ガスおよび不純物の
溶け込みによる比抵抗値の低下）を軽減すると共に浮遊
塵埃の排出を促す。

【００１４】しかしながら、停滞状態では逆に廃水や浮
遊塵埃の滞留と比抵抗値の低下をきたし、半導体ウエハ
５を水洗槽から引き上げるときに再び汚染が起こる等、
全体として水洗効果を著しく損なうという問題が生じ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体ウエ
ハの水洗方法は、水洗槽本体の下部から供給された純水
が上側開口縁部から溢出される水洗槽に半導体ウエハを
浸漬させ、水洗中に、水洗槽を満たす純水の表層部分に
水洗槽の一側から他側へ向かう一方向の水流を生じさせ
るものである。

【００１６】本発明に係る水洗槽は、水洗槽本体の上側
開口縁部に、この上側開口縁部の一側を他側部より低く
形成して溢出縁部を設けると共に、水洗槽本体における
前記溢出縁部と対向する側部に、半導体ウエハ収容部と
は別に純水が供給されかつ前記溢出縁部と略同じ高さと
なる位置に溢出縁部の全幅と等しい開口幅の純水供給用
開口縁部が形成された副純水供給部を設けてなり、前記
溢出縁部と純水供給用開口縁部のうち少なくとも一方
に、上方に開口するスリットを多数設けたものである。

【００１７】また、別の発明に係る水洗槽は、水洗槽本
体の上側開口縁部に、この上側開口縁部の一側を他側部
より低く形成して溢出縁部を設けると共に、水洗槽本体
における前記溢出縁部と対向する側部に、半導体ウエハ
収容部とは別経路をもって純水が圧送されかつ前記溢出
縁部と略同じ高さとなる位置に溢出縁部を向く多数の純
水ノズルを備えた副純水供給部を設けたものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、水洗中には、水洗槽を満たす
純水の表層部分に滞留部分が生じなくなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る半導体ウエハの水洗方法
を図１および図２によって詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明に係る水洗槽の概略構成を示
す断面図、図２は本発明に係る水洗槽によって半導体ウ
エハを水洗している状態を示す斜視図である。これらの
図において前記図５および図６で説明したものと同一も
しくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明
は省略する。図１および図２において、１１は本発明に
係る水洗槽で、この水洗槽１１の水洗槽本体１２は上方
に開口する平面視４角形の箱状に形成されている。

【００２１】この水洗槽本体１２の上側開口縁部には、
上側開口縁部の一側を他側部より低く形成することによ
って溢出縁部１３が設けられている。溢出縁部１３には
上方に開口するスリット１４が等間隔おいて多数並設さ
れている。

【００２２】また、水洗槽本体１２内には、半導体ウエ
ハ５をウエハキャリア６と共に収容する半導体ウエハ収
容部１５と、その半導体ウエハ収容部１５とは仕切板１
６を介して画成された副純水供給部１７とが設けられて
いる。

【００２３】副純水供給部１７は平面視４角形状に形成
された水洗槽本体１２の一側であって前記溢出縁部１３
と対向する側部に配設されており、その上側の開口部
は、前記溢出縁部１３の開口幅（水洗槽本体１２の開口
幅）と等しい寸法をもって開口されている。

【００２４】そして、前記仕切板１６はその上縁が前記
溢出縁部１３と略同じ高さとなるように形成されてお
り、仕切板１６の上縁に純水供給用開口縁部１８が設け
られている。また、この純水供給用開口縁部１８にも溢
出縁部１３と同様にしてスリット１９が多数並設されて
いる。

【００２５】前記半導体ウエハ収容部１５と副純水供給
部１７とはパンチング板３の下側において連通され、純
水導入管２から供給された純水４が半導体ウエハ収容部
１５と副純水供給部１７とに分配されるように構成され
ている。

【００２６】なお、図２において破線Ｃ，ＤおよびＥは
水洗槽本体１２を満たす純水４の表層部分での水流（以
下、この水流を単に表面水流という）を示す。

【００２７】次に、このように構成された水洗槽１１を
使用した半導体ウエハの水洗方法を説明する。

【００２８】先ず、水洗槽本体１２内に純水４を供給し
て半導体ウエハ収容部１５および副純水供給部１７を純
水４で満たす。そして、純水４を供給し続けた状態で半
導体ウエハ５をウエハキャリア６と共に半導体ウエハ収
容部１５に浸漬させる。

【００２９】このようにすると、パンチング板３を通っ
て上昇する水流によって半導体ウエハ５が洗浄されるこ
とになる。一方、水洗槽本体１２の上部では、純水４が
副純水供給部１７の純水供給用開口縁部１８から溢れ出
ると共に、溢出縁部１３から水洗槽本体１２外へ溢出す
ることに起因して純水供給用開口縁部１８から溢出縁部
１３側へ向かう一方向の表面水流が生じる。

【００３０】前記表面水流は、純水４が純水供給用開口
縁部１８から溢れ出るときにスリット１９によって整流
される。その整流された表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅは、水面で
やや膨張してながれ、下流側に位置する溢出縁部１３の
スリット１４にて再び整流されて排水にいたる。

【００３１】上述したように表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅを生じ
させた状態で水洗を行うと、水面上に浮遊する塵埃が滞
留せずに表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅに乗って排出される。ま
た、半導体ウエハ５を洗浄した廃水も、水面上で滞留す
ることなく前記表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅによって溢出縁部１
３へ流され、水洗槽本体１２外へ排出される。

【００３２】すなわち、表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅの流れ方向
が一定しているためにそれだけ流速が速くなり、結果と
して水面での純水の交換率が増大することになる。

【００３３】また、表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅが速いと大気と
接触して純水の比抵抗値が低下する影響を最小限度に抑
えることができる。さらに、表面水流Ｃ，Ｄ，Ｅをスリ
ット１４，１９によって整流して層流状態とすると、大
気および水洗槽内に存在する微粒子の舞い上がりや、巻
き込みを抑制する効果が高く、水洗終了後の半導体ウエ
ハ５に残留する微粒子が極めて少なくなる。

【００３４】水洗後に半導体ウエハ５に残留する微粒子
数は、以下に示す表１の通りであった。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１は、従来の水洗槽で水洗した半導体ウ
エハと、本実施例で説明した水洗槽１１によって水洗し
た半導体ウエハとに残留した微粒子数を比較したもので
ある。表１によると、本実施例で説明した水洗槽１１で
水洗した半導体ウエハには明らかに微粒子付着が少な
く、整流効果の大きいことが判る。

【００３７】なお、本実施例では表面水流の上流側と下
流側にそれぞれスリット１４，１８を設けた例を示した
が、水洗槽が比較的小型の場合には、上流側と下流側の
何れか一方にのみスリットを設けるだけでも表面水流を
整流し、以て層流化効果を期待できる。水洗槽が大型で
ある場合には、上流側および下流側の両方にスリットを
設けることで、表面水流が乱流化するのを防止すること
ができる。

【００３８】次に、別の発明に係る水洗槽を図３および
図４によって説明する。図３は別の発明に係る水洗槽の
概略構成を示す断面図、図４は水洗時間と純水の比抵抗
値との関係を示すグラフである。これらの図において前
記図１および図２で説明したものと同一もしくは同等部
材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００３９】図３において、２１は水洗槽で、この水洗
槽２１の水洗槽本体２２は、溢出縁部１３と対向する側
部に純水ノズル２３を有する副純水供給部２４が設けら
れている。

【００４０】副純水供給部２４は、半導体ウエハ収容部
１５とは仕切板２５によって画成された副室２６と、こ
の副室２６に連通されかつ純水導入管２とは別系統とさ
れた純水導入管２７が設けられている。純水導入管２７
は不図示の圧力装置に接続されており、純水導入管２で
の純水圧力より高い圧力をもって純水４が圧送されるよ
うに構成されている。

【００４１】また、前記純水ノズル２３は、溢出縁部１
３と略同じ高さとなる位置に複数並設され、純水吹き出
し口が溢出縁部１３へ向けられている。そして、前記副
室２６に圧送された純水４を溢出縁部１３へ向けて噴出
する構造とされている。

【００４２】このように構成された水洗槽２１では、水
洗中には純水４が純水導入管２７へ圧送され、純水ノズ
ル２３から噴出される。純水ノズル２３から噴出された
純水４は、水面の表層部に溢出縁部１３へ向かう一方向
の表面水流Ｆを生じさせる。

【００４３】したがって、上述したように表面水流Ｆを
純水ノズル２３からの噴出水によって生じさせるように
すると、表面水流Ｆの速度と圧力が増大するから、水洗
槽２１内が汚染された状態から回復する時間を短縮する
ことができる。

【００４４】特に、純水ノズル２３から噴出される純水
４の水量と、パンチング板３を通って供給される純水４
の水量とを別個に制御できるから、この水洗槽２１の設
置環境が好ましくない場合、例えば、大気中の塵埃が比
較的多い場合や、酸，アルカリ等水溶性有害物のミスト
・ヒューム等の比較的多い場合には、純水ノズル２３か
らの純水量を増やすことで大気からの汚染を最小限に抑
えることができる。

【００４５】なお、水洗槽の水面での比抵抗が回復する
ために要する時間を本実施例で説明した水洗槽２１と従
来の水洗槽とで比較すると、図４に示す通りとなる。な
お、図４において実線は本実施例で説明した水洗槽２１
を使用した場合、破線は従来の水洗槽を使用した場合を
示す。

【００４６】図４によれば、従来の水洗槽では大気中の
不純物の溶け込み量が影響して比抵抗値の回復が非常に
遅く、本実施例の水洗槽２１では大気の影響が軽減され
ていることが判る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
ウエハの水洗方法は、水洗槽本体の下部から供給された
純水が上側開口縁部から溢出される水洗槽に半導体ウエ
ハを浸漬させ、水洗中に、水洗槽を満たす純水の表層部
分に水洗槽の一側から他側へ向かう一方向の水流を生じ
させるものであり、また、本発明に係る水洗槽は、水洗
槽本体の上側開口縁部に、この上側開口縁部の一側を他
側部より低く形成して溢出縁部を設けると共に、水洗槽
本体における前記溢出縁部と対向する側部に、半導体ウ
エハ収容部とは別に純水が供給されかつ前記溢出縁部と
略同じ高さとなる位置に溢出縁部の全幅と等しい開口幅
の純水供給用開口縁部が形成された副純水供給部を設け
てなり、前記溢出縁部と純水供給用開口縁部のうち少な
くとも一方に、上方に開口するスリットを多数設けたも
のであり、さらに、別の発明に係る水洗槽は、水洗槽本
体の上側開口縁部に、この上側開口縁部の一側を他側部
より低く形成して溢出縁部を設けると共に、水洗槽本体
における前記溢出縁部と対向する側部に、半導体ウエハ
収容部とは別経路をもって純水が圧送されかつ前記溢出
縁部と略同じ高さとなる位置に溢出縁部を向く多数の純
水ノズルを備えた副純水供給部を設けたものであるた
め、水洗中には、水洗槽を満たす純水の表層部分に滞留
部分が生じなくなる。

【００４８】したがって、水面での水質劣化を抑制でき
ると共に、浮遊する塵埃を速やかに排出できるから、半
導体ウエハの水洗効果を高めることができる。

【００４９】また、表面水流の上流側と下流側との少な
くとも一方にスリットを多数設けると、半導体ウエハへ
の微粒子の付着，残留が少なくなる。

【００５０】さらに、純水ノズルから純水を噴出させて
表面水流を生じさせることによって、表面水流を速める
ことができるから、水洗槽を設置するには環境上好まし
くない場所であっても水洗槽を設置できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水洗槽の概略構成を示す断面図で
ある。

【図２】本発明に係る水洗槽によって半導体ウエハを水
洗している状態を示す斜視図である。

【図３】別の発明に係る水洗槽の概略構成を示す断面図
である。

【図４】水洗時間と純水の比抵抗値との関係を示すグラ
フである。

【図５】従来の半導体ウエハ用水洗槽の概略構成を示す
断面図である。

【図６】従来の水洗槽から純水を溢出させている状態を
示す平面図である。

【符号の説明】

４ 純水 ５ 半導体ウエハ １１ 水洗槽 １２ 水洗槽本体 １３ 溢出縁部 １４ スリット １５ 半導体ウエハ収容部 １７ 副純水供給部 １８ 純水供給用開口縁部 １９ スリット ２１ 水洗槽 ２２ 水洗槽本体 ２３ 純水ノズル ２４ 副純水供給部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水洗槽本体の下部から供給された純水が
   上側開口縁部から溢出される水洗槽に半導体ウエハを浸
   漬させ、水洗中に、水洗槽を満たす純水の表層部分に水
   洗槽の一側から他側へ向かう一方向の水流を生じさせる
   ことを特徴とする半導体ウエハの水洗方法。
2. 【請求項２】 半導体ウエハを収容する水洗槽本体の下
   部に純水が供給され、水洗槽本体の上側開口縁部から純
   水が溢出される水洗槽において、前記水洗槽本体の上側
   開口縁部に、この上側開口縁部の一側を他側部より低く
   形成して溢出縁部を設けると共に、水洗槽本体における
   前記溢出縁部と対向する側部に、半導体ウエハ収容部と
   は別に純水が供給されかつ前記溢出縁部と略同じ高さと
   なる位置に溢出縁部の全幅と等しい開口幅の純水供給用
   開口縁部が形成された副純水供給部を設けてなり、前記
   溢出縁部と純水供給用開口縁部のうち少なくとも一方
   に、上方に開口するスリットを多数設けたことを特徴と
   する水洗槽。
3. 【請求項３】 半導体ウエハを収容する水洗槽本体の下
   部に純水が供給され、水洗槽本体の上側開口縁部から純
   水が溢出される水洗槽において、前記水洗槽本体の上側
   開口縁部に、この上側開口縁部の一側を他側部より低く
   形成して溢出縁部を設けると共に、水洗槽本体における
   前記溢出縁部と対向する側部に、半導体ウエハ収容部と
   は別経路をもって純水が圧送されかつ前記溢出縁部と略
   同じ高さとなる位置に溢出縁部を向く多数の純水ノズル
   を備えた副純水供給部を設けたことを特徴とする水洗
   槽。