專利名稱：半導(dǎo)體材料的清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置，特別是涉及在處理半導(dǎo)體晶片的流水線上對于清洗半導(dǎo)體材料很有效的方法和裝置。
隨著半導(dǎo)體器件的微細(xì)化，半導(dǎo)體制造工藝中的半導(dǎo)體材料的清洗工序已處于非常重要的位置。此外，近年來，可將多種化學(xué)液體清洗放在一個槽內(nèi)進(jìn)行以便縮小清洗裝置的設(shè)置面積(foot print)的單槽式的清洗裝置用得越來越多。
采用濕法清洗半導(dǎo)體材料的裝置大體分為，將被清洗物浸泡于化學(xué)液體中進(jìn)行清洗的浸泡式裝置，和從噴嘴等噴射化學(xué)液體進(jìn)行清洗的噴射式裝置。
首先，按照圖7中示出的示意圖說明現(xiàn)有的單槽式的浸泡式清洗裝置。該現(xiàn)有的清洗裝置具有下述功能將被清洗材料2用導(dǎo)向部件3固定于處理室1內(nèi)，通過從處理室1的下部注入清洗液和純水和從處理室1的上部排水來進(jìn)行清洗處理。通過在管道4a內(nèi)對冷純水和溫純水進(jìn)行混合，對其溫度、流量進(jìn)行控制而注入，此外，從化學(xué)液體供給單元4b與純水同時注入化學(xué)液體。
在這種清洗裝置中，為了將被清洗材料2浸泡于化學(xué)液體中，有必要將處理室1內(nèi)的純水與化學(xué)液體進(jìn)行置換，此外在化學(xué)液體浸泡后的水洗時，有必要將處理室1內(nèi)的化學(xué)液體與純水進(jìn)行置換，但完全置換是很費(fèi)時間的。特別是在化學(xué)液體浸泡后的水洗中，完全恢復(fù)清洗水的電阻率需要很長的時間，這樣就使處理效率(throughput)變得很差。
其次，按照圖8中示出的示意圖說明現(xiàn)有的單槽式的噴射式清洗裝置。該現(xiàn)有的清洗裝置具有下述功能，將被清洗材料2用導(dǎo)向部件3固定于處理室1內(nèi)并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從噴嘴4噴射清洗液5進(jìn)行清洗。在用該裝置進(jìn)行清洗處理時，其特征是，化學(xué)液體處理時和水洗時的置換是容易的，與上述的浸泡式清洗裝置相比，處理效率(throughput)較好。但是，在最終清洗后對被清洗材料進(jìn)行干燥時，使被清洗材料旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行甩干液體的旋轉(zhuǎn)干燥，因此在材料表面產(chǎn)生了所謂水跡的污點(diǎn)。如在材料表面產(chǎn)生水跡，則已知對器件特性有壞的影響，使成品率顯著下降。這成為噴射方式的清洗裝置的一個問題。
因而，還沒有一種在同一處理室中進(jìn)行使用多種化學(xué)液體的清洗時，處理效率高的、而且不產(chǎn)生水跡的裝置。
如以上所述，在現(xiàn)有的半導(dǎo)體材料的清洗裝置中，存在處理時很費(fèi)時間和處理效率差，或者在清洗后的干燥時產(chǎn)生水跡等的問題。本發(fā)明是為了解決這種現(xiàn)有的問題而完成的，目的是提供一種在提高清洗的處理效率的同時，不產(chǎn)生水跡等問題的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置。
本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置備有將半導(dǎo)體材料支撐于處理室中，通過處理用的化學(xué)液體和/或純水的噴射和/或浸泡來清洗上述半導(dǎo)體材料的裝置；和在上述處理室中使干燥用的化學(xué)液體或蒸汽與浸泡上述半導(dǎo)體材料的上述處理用的化學(xué)液體或純水接觸，一邊進(jìn)行隔開一邊排出上述處理用的化學(xué)液體或純水的裝置。
以上所述包括下述情況在任意步驟中，或在干燥之前的最終步驟中，將半導(dǎo)體材料浸泡于純水中后置換為干燥用的化學(xué)液體或化學(xué)液體蒸汽。此外，此時半導(dǎo)體材料的支撐包含盒式和非盒式兩種情況。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是在用處理用的化學(xué)液體和/或純水的噴射對半導(dǎo)體材料進(jìn)行清洗后，將其他處理用的化學(xué)液體充滿上述處理室內(nèi)來浸泡上述半導(dǎo)體材料而進(jìn)行處理。
以上所述包括下述情況在重復(fù)進(jìn)行一次以上至幾次的處理用的化學(xué)液體和純水的清洗后，將其他化學(xué)液體注入處理室內(nèi)，用浸泡方式處理半導(dǎo)體材料。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是從上述處理室的下部注入和排出浸泡半導(dǎo)體材料的上述處理用的化學(xué)液體或純水。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是在通過上述處理用的化學(xué)液體的注入浸泡半導(dǎo)體材料的下半部分時，使上述半導(dǎo)體材料上下翻轉(zhuǎn)，再繼續(xù)進(jìn)行上述化學(xué)液體的注入。
以上所述包括下述情況在從處理室的下部以預(yù)定的流量注入化學(xué)液體并使其充滿而浸泡半導(dǎo)體材料后，最好以與注入時相同的速度從處理室下部排出化學(xué)液體。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是從處理室的上部供給上述干燥用的化學(xué)液體，通過使其與浸泡上述半導(dǎo)體材料的上述處理用的化學(xué)液體或純水接觸或溶解，形成與上層的氣相之間隔開的界面層。
以上所述包括下述功能通過界面層使水分從化學(xué)液體或純水一側(cè)不與干燥了的一側(cè)的半導(dǎo)體材料接觸，或不使水分供給到干燥了的一側(cè)。此外，最好以垂直或接近垂直的角度支撐半導(dǎo)體材料，在處理室中清洗、水洗或置換后進(jìn)行干燥。
以上所述包括下述情況在最終清洗后，在將半導(dǎo)體材料浸泡于處理用的化學(xué)液體或純水中的狀態(tài)下，通過從處理室的上部注入其比重比處理室內(nèi)的化學(xué)液體的比重小的干燥用的化學(xué)液體到處理室內(nèi)，直接與處理室內(nèi)的液體進(jìn)行置換。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是從上述處理室的上部供給上述干燥用的化學(xué)液體蒸汽，通過使其在上述處理用的化學(xué)液體或純水的表層溶解或凝縮，形成隔開上述處理用的化學(xué)液體或純水的界面層。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是將上述隔開用的界面層形成得比在上述處理用的化學(xué)液體或純水的表層產(chǎn)生的波高度要厚。
此時包含下述功能將氣體(外部氣體、氣氛、大氣)一側(cè)與水或清洗液一側(cè)隔開的分離、隔開用的界面層形成得比因液面的起伏等產(chǎn)生的波高度要厚，可防止界面層的分離、隔開作用的中斷。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是將上述隔開用的界面層的厚度形成得比2mm要厚。
此時包含下述功能將氣體(外部氣體、氣氛、大氣)一側(cè)與水或清洗液一側(cè)隔開的分離、隔開用的界面層形成得比因液面的起伏等產(chǎn)生的波高度要厚，可防止界面層的分離、隔開作用的中斷。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，是從處理室的下部注入上述干燥用的化學(xué)液體，與浸泡半導(dǎo)體材料的上述處理用的化學(xué)液體或純水進(jìn)行置換。
此時包含下述情況在最終清洗后，在將半導(dǎo)體材料浸泡于清洗液或純水的狀態(tài)下，從處理室的下部注入其比重比處理室內(nèi)的化學(xué)液體的比重大的干燥用的化學(xué)液體，直接與處理室內(nèi)的液體進(jìn)行置換。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置使用下述液體的任一種作為上述處理用的化學(xué)液體，其中包括氨、過氧化氫和水的混合液；鹽酸、過氧化氫和水的混合液；硫酸、過氧化氫和水的混合液；氫氟酸和水的混合液；氫氟酸、過氧化氫和水的混合液；氫氟酸、氟化氨和水的混合液(緩沖氫氟酸)；臭氧和水的混合液；或電解離子水。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置使用下述液體的任一種作為上述處理用的化學(xué)液體來除去氧化膜，其中包括氫氟酸和水的混合液；氫氟酸、過氧化氫和水的混合液；或氫氟酸、氟化氨和水的混合液(緩沖氫氟酸)。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置使用異丙醇(isopropylalcohol)或fluorinert(美國3M公司的一種氟族隋性液體的商標(biāo)名)(C8F8、C4F9、C4F7O)作為上述干燥用的化學(xué)液體。
以上所述包含下述情況在液體或氣體的狀態(tài)下使用異丙醇或fluorinert，以及將異丙醇或fluorinert與清洗液或純水進(jìn)行直接置換。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置備有在上述處理室中，在一個部位或多個部位噴射上述化學(xué)液體或純水的一個或多個噴嘴。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，在上述處理室中一邊變動從上述噴嘴噴射的方向，一邊噴射上述化學(xué)液體或純水。
以上所述包含下述情況對半導(dǎo)體材料進(jìn)行固定，一邊使噴嘴的前端部往復(fù)運(yùn)動、轉(zhuǎn)動等，一邊使噴射方向往復(fù)運(yùn)動、轉(zhuǎn)動來進(jìn)行清洗。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，一邊使支撐于上述處理室內(nèi)的半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)動，一邊從上述噴嘴噴射上述化學(xué)液體或純水。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，在處理室內(nèi)順序地從噴嘴將不同的處理用的化學(xué)液體或純水噴射到半導(dǎo)體材料上。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置備有預(yù)先調(diào)節(jié)供給上述處理室的上述處理用的化學(xué)液體或純水使之達(dá)到所需要的溫度或濃度的裝置。
以上所述包含下述情況備有預(yù)先將使用的化學(xué)液體調(diào)節(jié)到所希望的溫度、濃度的預(yù)備槽。
此外還包含下述情況在處理室中，在即將注入純水和化學(xué)液體之前的管道中具有溫度調(diào)節(jié)器，具有能更精確地控制處理室內(nèi)的純水/化學(xué)液體的溫度的功能。
本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，在上述處理室中備有調(diào)節(jié)上述處理室內(nèi)的溫度的裝置。
以上所述的裝置包含加熱器、冷卻水、電子加熱冷卻裝置作為溫度調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置備有對從上述處理室排出的上述化學(xué)液體進(jìn)行回收并回流到上述處理室的裝置。
以上所述的回收化學(xué)液體包含處理用的化學(xué)液體和干燥用的化學(xué)液體兩者。
此外，包含備有可對回收了的化學(xué)液體進(jìn)行過濾、提煉的功能的情況。
再者，包含備有從回收了的IPA等的干燥用的化學(xué)液體除去氟F的裝置的情況。此外，包含備有有選擇地吸附氟的離子交換樹脂作為除去該氟的裝置的情況。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置在上述處理室中備有megasonic(一種頻率約為1MHz的超聲波)振蕩裝置。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置在上述處理室的一部分中備有上述megasonic振蕩裝置，通過使半導(dǎo)體材料旋轉(zhuǎn)，對上述整個半導(dǎo)體材料給予megasonic效應(yīng)。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗方法的特征在于使用在上述的各個清洗裝置中說明了的任一方法對半導(dǎo)體材料進(jìn)行清洗。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗方法的特征在于使用上述的各個清洗裝置中的任一裝置對半導(dǎo)體材料進(jìn)行清洗。
圖1是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例1的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例2的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例3的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例4的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例5的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例6的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖7是現(xiàn)有的單槽式浸泡方式的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
圖8是現(xiàn)有的單槽式噴射方式的半導(dǎo)體材料的清洗裝置的示意圖。
以下按照


本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1圖1是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例1的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置的示意圖。
在該裝置中，如圖1(a)所示，將作為被清洗材料，即半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體晶片2用導(dǎo)向裝置3垂直地進(jìn)行固定，通過一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一邊從噴嘴4噴射清洗液或純水5進(jìn)行清洗，是無盒方式的清洗裝置。首先，一邊通過使導(dǎo)向裝置3旋轉(zhuǎn)從而使晶片2旋轉(zhuǎn)，一邊從噴嘴4噴射作為處理用的化學(xué)液體(清洗液)的混合了硫酸/過氧化氫/水的清洗液以除去有機(jī)物等，接著噴射純水進(jìn)行水洗。其次，在噴射混合了氨/過氧化氫/水的清洗液以除去微粒之后，噴射純水進(jìn)行水洗。再者，在噴射鹽酸/過氧化氫/水的混合清洗液以除去金屬污染之后，噴射純水進(jìn)行水洗。
其后，如圖1(b)所示，作為最終清洗，從處理室1的下部注入作為另一種處理用的化學(xué)液體的氫氟酸水溶液6，注入處理室1內(nèi)，除去自然氧化膜。通過從處理室1的下部注入純水而置換，進(jìn)行水洗，在純水置換結(jié)束后，在處理室1內(nèi)充滿純水的狀態(tài)下進(jìn)入干燥工序。
如圖1(c)所示，通過在充滿純水9的處理室1內(nèi)從處理室1的上部供給異丙醇(IPA)的蒸汽作為干燥用的化學(xué)液體蒸汽，進(jìn)行干燥。從處理室1的上部供給IPA蒸汽7，通過與純水9接觸，在純水中溶解或凝縮，從IPA蒸汽變?yōu)橐后w，形成IPA/純水層的界面層8。該界面層使純水9與其上層的氣相，此時是IPA蒸汽，隔開。結(jié)果，起到使純水9與氣體(外部氣體、氣氛、大氣)隔開的作用。
其次，依次一邊從處理室1的上部供給IPA蒸汽，一邊在能保持該界面層8的速度下從下方排出純水9。在液體9完全從處理室內(nèi)排出后，從處理室1的上部供給氮?dú)釴2，通過對處理室1內(nèi)進(jìn)行吹洗來排出IPA氣氛。由此，可將氣體(外部氣體、氣氛、大氣)與液體(純水)完全分離而進(jìn)行干燥，可得到不產(chǎn)生水跡的清潔的晶片表面。
這里，作為被清洗材料的半導(dǎo)體材料，包含半導(dǎo)體晶片、掩模及其他。
此外，關(guān)于半導(dǎo)體材料的支撐，可以是圖1的示意圖中示出的那種無盒式的，也可以是圖8的示意圖中示出的那種盒式的。
此外，在本實(shí)施例中，以蒸汽狀態(tài)供給作為干燥用的化學(xué)液體的IPA，但如以后其他實(shí)施例中所示，也可供給液態(tài)的IPA。
此外，作為處理用(清洗用)的化學(xué)液體，根據(jù)工藝情況，可使用下述液體的一種或多種氨、過氧化氫和水的混合液；鹽酸、過氧化氫和水的混合液；硫酸、過氧化氫和水的混合液；氫氟酸和水的混合液；氫氟酸、過氧化氫和水的混合液；氫氟酸、氟化氨和水的混合液(緩沖氫氟酸)；臭氧和水的混合液；或電解離子水等。
此外，作為用于除去清洗后的氧化膜等的處理用的化學(xué)液體，根據(jù)工藝情況，可使用下述液體的任一種氫氟酸和水的混合液；氫氟酸、過氧化氫和水的混合液；氫氟酸、氟化氨和水的混合液(緩沖氫氟酸)等。
再者，作為干燥用的化學(xué)液體，在液體或氣體的狀態(tài)下使用異丙醇或fluorinert(C8F8、C4F9、C4F7O)等。
此外，在一個部位或多個部位備有一個或多個噴射化學(xué)液體或純水的噴嘴。
此外，為了提高清洗效果，對半導(dǎo)體材料進(jìn)行固定，一邊使噴嘴的前端部往復(fù)運(yùn)動、轉(zhuǎn)動等，一邊使噴射方向往復(fù)運(yùn)動、轉(zhuǎn)動來進(jìn)行清洗。
此外，為了提高清洗效果，也可以垂直或接近于垂直的角度支撐半導(dǎo)體材料，一邊使半導(dǎo)體材料旋轉(zhuǎn)，一邊以噴射方式進(jìn)行清洗。
此外，為了使種類不同的附著物掉下，一般來說依次交替地從噴嘴噴射不同的處理用的化學(xué)液體或純水到半導(dǎo)體材料上。
如以上所述，采用該清洗裝置或清洗方法，可在工藝中高效率地、并且在附著水跡的情況下清洗半導(dǎo)體材料。
實(shí)施例2圖2是用于說明本發(fā)明的另一實(shí)施例的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置的示意圖。
如圖2(a)所示，該清洗裝置是在處理室1內(nèi)，使用導(dǎo)向裝置3對作為被清洗材料的半導(dǎo)體晶片2垂直地進(jìn)行固定，通過一邊旋轉(zhuǎn)，一邊從設(shè)置在處理室1內(nèi)的多個部位的噴嘴4噴射處理用的化學(xué)液體或純水5來進(jìn)行清洗的清洗裝置。一邊通過使導(dǎo)向裝置3旋轉(zhuǎn)從而使晶片2旋轉(zhuǎn)，一邊從噴嘴4首先噴射作為處理用的化學(xué)液體(清洗液)的混合了硫酸/過氧化氫/水的清洗液來除去有機(jī)物等，接著噴射純水進(jìn)行水洗。其次，在噴射混合了氨/過氧化氫/水的清洗液來除去微粒后，噴射純水進(jìn)行水洗。再者，噴射鹽酸/過氧化氫/水的清洗液來除去金屬污染后，噴射純水進(jìn)行水洗。通過在多個部位設(shè)置噴嘴4，可縮短清洗時間，可提高處理效率(throughput)。
在以上的噴射清洗結(jié)束后，如圖2(b)所示，作為最終清洗，從處理室1的下部以預(yù)定的流速xL/min注入作為處理用的化學(xué)液體的氫氟酸水溶液6。如圖2(c)所示，在注入到處理室1的一半時，通過使導(dǎo)向裝置3旋轉(zhuǎn)來使被清洗半導(dǎo)體晶片2旋轉(zhuǎn)180度(使上下翻轉(zhuǎn))，接著以相同流速xL/min從處理室1的下部注入氫氟酸水溶液6來填充處理室。
浸泡時間結(jié)束后，如圖2(d)所示，一邊從處理室1的下部以與注入時相同的速度xL/min排出處理室內(nèi)的氫氟酸水溶液6，一邊從處理室1的上部供給作為干燥用的化學(xué)液體的液體狀態(tài)的異丙醇(IPA)10。使與氫氟酸水溶液6的液面接觸的液體IPA10的一部分在氫氟酸水溶液6的一側(cè)溶解，形成氫氟酸水溶液/IPA的界面層11。在該界面層11的厚度為2mm以上時停止液體IPA10的供給，以預(yù)定的流速xL/min從處理室1的下部排出處理室內(nèi)的氫氟酸水溶液6。
一邊進(jìn)行該液體的排出，一邊接著從處理室1的上部以不使氫氟酸水溶液/IPA的界面層11的厚度變化的流量供給氮?dú)釴2。在處理室1內(nèi)的液體全部排出后，用氮?dú)釴2對處理室1內(nèi)進(jìn)行充分的吹洗。由此，用與干燥用的化學(xué)液體IPA的界面層11將處理用的化學(xué)液體(氫氟酸水溶液)6隔開，可使處理用的化學(xué)液體與其上層的氣相，此時是氮?dú)猓蛛x開。結(jié)果，可將處理用的化學(xué)液體6與氣體(外部氣體、氣氛、大氣)完全分離而進(jìn)行干燥，可得到不產(chǎn)生水跡的清潔的晶片表面。
在本實(shí)施例中，將處理用的化學(xué)液體與干燥用的化學(xué)液體之間的隔開用的界面層形成得比2mm厚。該厚度使隔開氣體(外部氣體、氣氛、大氣)一側(cè)與水或清洗液一側(cè)的分離、隔開層比因液面的起伏等產(chǎn)生的波高度厚，從而可防止分離、隔開的中斷。
此外，在本實(shí)施例中，通過使半導(dǎo)體材料旋轉(zhuǎn)，可使半導(dǎo)體晶片2的表面浸泡到化學(xué)液體中的時間變得均勻，因而，可對表面的自然氧化膜進(jìn)行均勻的刻蝕處理。
再有，在最終清洗后，在半導(dǎo)體材料浸泡到處理用的化學(xué)液體或純水中的狀態(tài)下，在處理室中注入干燥用的化學(xué)液體時，在干燥用的化學(xué)液體的比重比處理室內(nèi)的化學(xué)液體的比重小時，通過從處理室的上部注入到處理室內(nèi)，與處理室內(nèi)的清洗液或純水直接進(jìn)行置換。另一方面，在干燥用的化學(xué)液體的比重比處理室內(nèi)的化學(xué)液體的比重大時，通過從處理室的下部注入到處理室內(nèi)，與處理室內(nèi)的液體直接進(jìn)行置換。此外，作為干燥用的化學(xué)液體，使用異丙醇或fluorinert(C8F8、C4F9、C4F7O)等。
實(shí)施例3圖3示出了用于說明本發(fā)明的又一個實(shí)施例的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置。
該清洗裝置，在具有實(shí)施例1、2中描述過的功能的清洗系統(tǒng)中，還具有對排出的清洗后的化學(xué)液體進(jìn)行回收、提煉和再次利用的功能。
首先，在清洗系統(tǒng)12中處理用的化學(xué)液體的噴射開始后，從排液管道13將因被清洗材料而污染的化學(xué)液體排出到備有排液回收槽14的排液回收單元15中。在排液回收單元中，由于備有分別對所使用的化學(xué)液體進(jìn)行排液回收的槽14，因此能將每一種排出的清洗化學(xué)液體回收到排液回收槽14中。將各種回收的排出液體用提煉裝置16進(jìn)行提煉，將提煉殘留物排出到提煉裝置16之外。將被提煉的化學(xué)液體送到備有化學(xué)液體供給槽17的化學(xué)液體供給單元18，分別按化學(xué)液體的種類回收到化學(xué)液體供給槽17。此外，能將新的液體供給化學(xué)液體供給槽17，在化學(xué)液體回收、提煉量較少，化學(xué)液體供給槽17未充滿到一定量時，可進(jìn)行補(bǔ)充。
如以上所述，本實(shí)施例的清洗裝置是一種在具有實(shí)施例1、2中描述過的那種功能的清洗系統(tǒng)12中，還具有下述功能的清洗裝置系統(tǒng)將清洗后的化學(xué)液體從排液管道13排出到清洗系統(tǒng)12之外，此時，對排出液體進(jìn)行回收、提煉，再次將其返回到備有化學(xué)液體供給槽17的化學(xué)液體供給單元18，進(jìn)行再利用。
采用這種構(gòu)成的清洗裝置，可對清洗時使用過的處理用的化學(xué)液體進(jìn)行再次利用，可實(shí)現(xiàn)成本的降低。此外通過減少排液量，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來看具有優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例4圖4是用于說明本發(fā)明的又一個實(shí)施例的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置的示意圖。
該清洗裝置，在具有實(shí)施例1、2中描述過的功能的清洗系統(tǒng)中，對排出的干燥用的化學(xué)液體進(jìn)行回收和再次利用。
如圖4(a)所示，在處理室1內(nèi)，使用導(dǎo)向裝置3垂直地固定作為被清洗材料的半導(dǎo)體晶片2，通過一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一邊從噴嘴4噴射處理用的化學(xué)液體(清洗液)或純水5來進(jìn)行清洗。其后，如圖4(b)所示，作為最終清洗，以預(yù)定的流速xL/min從處理室1的下部注入作為處理用的化學(xué)液體的氫氟酸水溶液6，注入處理室1內(nèi)。在浸泡時間結(jié)束后，從處理室1的上部供給作為干燥用的化學(xué)蒸汽的IPA蒸汽7。
如圖4(c)所示，與氫氟酸水溶液6的液面接觸的IPA蒸汽7在氫氟酸水溶液一側(cè)溶解或凝縮，形成氫氟酸水溶液/IPA的界面層11。在該界面層11的厚度達(dá)到2mm以上時，從處理室1的下部以與注入時相同的速度xL/min一邊排出處理室內(nèi)的氫氟酸水溶液6，一邊以不使氫氟酸水溶液/IPA的界面層11的厚度變化的流量供給IPA蒸汽7。
在以上那種由IPA蒸汽進(jìn)行的處理化學(xué)液體的直接置換干燥期間，將氫氟酸水溶液/IPA的混合物排出到清洗系統(tǒng)12之外。將該排出液體首先回收到氫氟酸水溶液/IPA的混合物的回收單元19，送到氟(F)除去系統(tǒng)20。氟(F)除去系統(tǒng)20例如由有選擇地吸附氟(F)的離子交換樹脂構(gòu)成，借助于使含有氟F的液體通過該系統(tǒng)可從液中除去氟F。將除去了氟F的排出液體送到蒸餾提煉系統(tǒng)21，只對IPA進(jìn)行蒸餾提煉，被回收到IPA供給單元22中?？蓪⑿碌囊后w供給IPA供給單元22，在化學(xué)液體的回收、提煉量較少，IPA供給單元22未充滿到一定量時，可進(jìn)行補(bǔ)充。
如以上所述，本實(shí)施例的清洗裝置，在具有實(shí)施例1、2中描述過的那種功能的清洗系統(tǒng)12中，還具有下述功能進(jìn)行直接置換干燥時從排出到清洗系統(tǒng)12之外的干燥用的化學(xué)液體(IPA等)中有選擇地除去氟F，對用于直接置換干燥的化學(xué)液體進(jìn)行再利用。
由此，可對處理用化學(xué)液體中的用于直接置換干燥的化學(xué)液體IPA進(jìn)行再次利用，可實(shí)現(xiàn)成本的降低。此外通過減少排液量，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來看具有優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例5圖5是用于說明本發(fā)明的又一個實(shí)施例的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置的示意圖。
該清洗裝置備有將供給處理室的化學(xué)液體調(diào)節(jié)到所希望的溫度、濃度的裝置。此外，該清洗裝置備有可在處理室中調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度的裝置。
如圖5所示，在該清洗裝置中，從備有裝有處理用的各種化學(xué)液體(清洗用化學(xué)液體)的化學(xué)液體供給槽22的化學(xué)液體供給單元23，將清洗用化學(xué)液體送到備有可控制各種清洗用化學(xué)液體的濃度、溫度的槽24的化學(xué)液體配制單元25，將各種清洗用化學(xué)液體在該配制單元25中調(diào)節(jié)到所希望的溫度、濃度。
將配制好的清洗用化學(xué)液體供給處理室1，用于清洗。再者，為了更精確地控制清洗時的溫度，處理室1本身備有加熱器、冷卻水、電子加熱或冷卻裝置等的溫度調(diào)節(jié)器26，使之具有溫度調(diào)節(jié)功能。因此，可非常精確地控制清洗化學(xué)液體的溫度，提高清洗效率，可精確地控制刻蝕速率。
這樣，該清洗裝置在進(jìn)入處理室1的化學(xué)液體供給管道中備有預(yù)先將所使用的化學(xué)液體調(diào)節(jié)到所希望的溫度、濃度的裝置。此外，該清洗裝置在處理室1中備有可調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度的裝置，可提高清洗效果和刻蝕的均勻性。
實(shí)施例6圖6是用于說明本發(fā)明的又一個實(shí)施例的半導(dǎo)體材料的清洗方法和清洗裝置的示意圖。
該清洗裝置在供給化學(xué)液體的管道和供給純水的管道中，在即將進(jìn)入處理室之前備有溫度控制器。此外，該清洗裝置在處理室中備有megasonic振蕩器。
如圖6(a)所示，在處理室1內(nèi)，使用導(dǎo)向裝置3垂直地固定作為被清洗材料的半導(dǎo)體晶片2，通過一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一邊從噴嘴4噴射處理用的化學(xué)液體(清洗液)或純水5來進(jìn)行清洗。
如圖6(b)所示，在化學(xué)液體供給系統(tǒng)27中對濃度、溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，從化學(xué)液體供給管道28供給該清洗液。此外，通過混合冷純水和熱純水進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)之后，從純水供給管道29對處理室1供給純水。2該化學(xué)液體和純水的溫度，由于到處理室1的距離或氣氛的溫度不同，故在進(jìn)入處理室1時發(fā)生變化。因此，在化學(xué)液體供給管道28和純水供給管道29的即將進(jìn)入處理室的部分處分別備有溫度調(diào)節(jié)器30，進(jìn)行化學(xué)液體和純水的更精確的溫度控制。由此，可得到更好的清洗效果。
在上述噴射清洗結(jié)束后，將純水31注入處理室內(nèi)。在處理室1中裝有megasonic振蕩板32，為了除去微粒，從megasonic振蕩板32進(jìn)行megasonic振蕩。megasonic振蕩板32使用處理室1的側(cè)壁面積的一半作為振蕩面積。在megasonic清洗中，通過使導(dǎo)向裝置3旋轉(zhuǎn)，從而使被清洗的半導(dǎo)體晶片2旋轉(zhuǎn)。由此，將振蕩面積作成以往的一半，故即使只從處理室1的側(cè)壁面積的一半產(chǎn)生megasonic振蕩，也可在被清洗的半導(dǎo)體晶片2上均勻地獲得megasonic效應(yīng)。
如以上所述，該實(shí)施例的清洗裝置，在從化學(xué)液體供給系統(tǒng)27供給所希望的化學(xué)液體的管道和供給純水的管道中，通過在即將進(jìn)入處理室1之前的部分處備有溫度控制器，可精確地在清洗處理時控制化學(xué)液體或純水的溫度，可提高清洗效果。此外該清洗裝置在處理室1中備有megasonic振蕩器32，通過進(jìn)行megasonic清洗，可得到很好的清洗效果。
如以上所說明的，如采用本發(fā)明，由于將半導(dǎo)體材料的噴射清洗和浸泡處理組合在一起，故可實(shí)現(xiàn)處理速度快、效率高的清洗。
此外，由于在干燥之前的處理化學(xué)液體或純水的排出時，用干燥用化學(xué)液體或其蒸汽將處理化學(xué)液體或純水與周圍的氣氛等其他氣體隔開，故具有可在半導(dǎo)體材料上不附著水跡的清洗效果。
此外，在本發(fā)明中，在從處理室的下部注入半導(dǎo)體材料的處理用化學(xué)液體時，在浸泡了半導(dǎo)體材料的下半部分時，由于使半導(dǎo)體材料上下翻轉(zhuǎn)，再繼續(xù)注入上述化學(xué)液體，故對于被清洗材料可均勻地進(jìn)行刻蝕等處理。
此外，如采用本發(fā)明，由于將供給處理室的處理用化學(xué)液體或純水調(diào)節(jié)到所希望的溫度或濃度，故可提高清洗效率。
本發(fā)明的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，由于對從上述處理室排出的上述化學(xué)液體進(jìn)行回收，并回流到上述處理室，故可對化學(xué)液體進(jìn)行再次使用，可實(shí)現(xiàn)成本的降低。此外具有減少向環(huán)境的排液量的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于，包括將半導(dǎo)體材料支撐于處理室中，通過處理用的化學(xué)液體和/或純水的噴射和/或浸泡來清洗所述半導(dǎo)體材料的裝置；和在所述處理室中使干燥用的化學(xué)液體或蒸汽與浸泡所述半導(dǎo)體材料的所述處理用的化學(xué)液體或純水接觸，一邊進(jìn)行隔開一邊排出所述處理用的化學(xué)液體或純水的裝置。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于在用處理用的化學(xué)液體和/或純水的噴射對半導(dǎo)體材料進(jìn)行清洗后，將其他處理用的化學(xué)液體充滿所述處理室內(nèi)來浸泡所述半導(dǎo)體材料而進(jìn)行處理。
3.權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于從所述處理室的下部注入和排出浸泡半導(dǎo)體材料的所述處理用的化學(xué)液體或純水。
4.權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于從處理室的上部供給所述干燥用的化學(xué)液體，通過使其與浸泡所述半導(dǎo)體材料的所述處理用的化學(xué)液體或純水接觸或溶解，形成與上層的氣相之間隔開的界面層。
5.權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于從所述處理室的上部供給所述干燥用的化學(xué)液體蒸汽，通過使其在所述處理用的化學(xué)液體或純水的表層溶解或凝縮，形成隔開所述處理用的化學(xué)液體或純水的界面層。
6.權(quán)利要求4或5所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于將所述隔開用的界面層形成得比在所述處理用的化學(xué)液體或純水的表層產(chǎn)生的波高度要厚。
7.權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于從處理室的下部注入所述干燥用的化學(xué)液體，與浸泡半導(dǎo)體材料的所述處理用的化學(xué)液體或純水進(jìn)行置換。
8.權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于使用下述液體的任一種作為所述處理用的化學(xué)液體，其中包括氨、過氧化氫和水的混合液；鹽酸、過氧化氫和水的混合液；硫酸、過氧化氫和水的混合液；臭氧和水的混合液；或電解離子水。
9.權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于使用異丙醇或fluorinert作為所述干燥用的化學(xué)液體。
10.權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于在所述處理室中，在一個部位或多個部位備有噴射所述化學(xué)液體或純水的一個或多個噴嘴。
11.權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于備有預(yù)先調(diào)節(jié)供給所述處理室的所述處理用的化學(xué)液體或純水使之達(dá)到所需要的溫度或濃度的裝置。
12.權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于在所述處理室中備有調(diào)節(jié)所述處理室內(nèi)的溫度的裝置。
13.權(quán)利要求1至12的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于備有對從所述處理室排出的所述化學(xué)液體進(jìn)行回收并回流到所述處理室的裝置。
14.權(quán)利要求1至13的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于在所述處理室中備有megasonic振蕩裝置。
15.權(quán)利要求1至14的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體材料的清洗裝置，其特征在于在所述處理室的一部分中備有所述megasonic振蕩裝置，通過使半導(dǎo)體材料旋轉(zhuǎn)，對所述整個半導(dǎo)體材料給予megasonic效應(yīng)。
全文摘要
提供一種在提高半導(dǎo)體材料的清洗裝置的處理效率的同時,不產(chǎn)生水跡等問題的半導(dǎo)體材料的清洗裝置。該裝置備有:通過處理用化學(xué)液體和純水的噴射來清洗半導(dǎo)體材料的裝置;將其他處理用化學(xué)液體注入處理室內(nèi),使所述半導(dǎo)體材料浸泡于其中來進(jìn)行處理的裝置;在所述處理室中使干燥用的化學(xué)液體或蒸汽與浸泡半導(dǎo)體材料的處理用的化學(xué)液體或純水接觸,一邊用界面層進(jìn)行隔開一邊排出處理用的化學(xué)液體或純水的裝置。
文檔編號H01L21/306GK1182281SQ97114518
公開日1998年5月20日 申請日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月11日
發(fā)明者小西瞳子, 伴功二 申請人:三菱電機(jī)株式會社