JP3209223B2 - ウェット処理方法 - Google Patents
ウェット処理方法Info
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- JP3209223B2 JP3209223B2 JP2000019606A JP2000019606A JP3209223B2 JP 3209223 B2 JP3209223 B2 JP 3209223B2 JP 2000019606 A JP2000019606 A JP 2000019606A JP 2000019606 A JP2000019606 A JP 2000019606A JP 3209223 B2 JP3209223 B2 JP 3209223B2
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- alkaline
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Weting (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業製品、医薬製
品等の材料処理プロセスに用いられるウェット処理方法
に関するものである。
品等の材料処理プロセスに用いられるウェット処理方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題が新しい環境問題と
して各方面の関心を集めている。近代工業が盛んにな
り、工業廃棄物、医薬廃棄物や工業排水等が地球環境へ
放出され地球規模での環境問題を引き起こしている。特
に、工業製品や医薬製品を製造するプロセスにおいて、
洗浄またはエッチング、後処理する場合、塩素等のハロ
ゲンやフロンを含む溶液、塩酸等の酸性溶液やアルカリ
溶液、またはハロゲンやフロンを含むガスを用いて処理
が行われてきた。一方、市水を電気分解し、ＮａやＣａ
濃度が高いアルカリイオン水を生成し、健康飲料水とし
て利用したり、酸性イオン水を美容、洗顔水として利用
する装置は古くから市販されている。
して各方面の関心を集めている。近代工業が盛んにな
り、工業廃棄物、医薬廃棄物や工業排水等が地球環境へ
放出され地球規模での環境問題を引き起こしている。特
に、工業製品や医薬製品を製造するプロセスにおいて、
洗浄またはエッチング、後処理する場合、塩素等のハロ
ゲンやフロンを含む溶液、塩酸等の酸性溶液やアルカリ
溶液、またはハロゲンやフロンを含むガスを用いて処理
が行われてきた。一方、市水を電気分解し、ＮａやＣａ
濃度が高いアルカリイオン水を生成し、健康飲料水とし
て利用したり、酸性イオン水を美容、洗顔水として利用
する装置は古くから市販されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、洗浄処理等で用
いられてきた塩素等のハロゲンやフロンを含む溶液、塩
酸等の酸性溶液やアルカリ溶液、またはハロゲンやフロ
ンを含むガスによって処理を施した場合には、ハロゲン
化合物やフロン化合物等が形成され、処理が難しい産業
廃棄物を生み出すことになる。一方、近年の半導体集積
回路を構成する素子の微細化に伴い、損傷がなく、平滑
で清浄な半導体ウエハの表面に対する必要性がますます
大きくなってきている。平滑化は、コロイド状シリカを
含む溶液にて研磨することで得られる。この溶液を用い
て研磨を施した後、ウエハ表面にコロイド状シリカが残
留するが、この残留コロイド状シリカの除去方法とし
て、ウエハが乾燥する前に第四アルキルアンモニウム塩
の水溶液（例えば、アンモニア水と過酸化水素水からな
る混合溶液、ｐＨ１０以上）を用いて洗浄・除去する方
法が知られている（特公昭５６−４５２９５号公報参
照）。しかしながら、ここで用いられているコロイド状
シリカは、ウエハ表面で本工程を終えた後、乾燥する
と、第四アルキルアンモニウム塩の水溶液（例えば、ア
ンモニア水と過酸化水素水からなる混合溶液）を用いて
洗浄・除去することが困難になる。長時間、上記溶液に
て処理することで除去効果が得られる可能性はあるが、
アルミニウムはこの溶液に溶解するため金属表面が露出
しているような埋め込みには適用できない。また、アル
ミニウム配線部分が層間膜で覆われている場合も層間膜
のピンホールから洗浄溶液が浸透するため、アルミニウ
ムを侵食する恐れがある。本発明は、このような従来の
問題点を解決しうるウェット処理方法および処理装置を
提供することを目的とする。
いられてきた塩素等のハロゲンやフロンを含む溶液、塩
酸等の酸性溶液やアルカリ溶液、またはハロゲンやフロ
ンを含むガスによって処理を施した場合には、ハロゲン
化合物やフロン化合物等が形成され、処理が難しい産業
廃棄物を生み出すことになる。一方、近年の半導体集積
回路を構成する素子の微細化に伴い、損傷がなく、平滑
で清浄な半導体ウエハの表面に対する必要性がますます
大きくなってきている。平滑化は、コロイド状シリカを
含む溶液にて研磨することで得られる。この溶液を用い
て研磨を施した後、ウエハ表面にコロイド状シリカが残
留するが、この残留コロイド状シリカの除去方法とし
て、ウエハが乾燥する前に第四アルキルアンモニウム塩
の水溶液（例えば、アンモニア水と過酸化水素水からな
る混合溶液、ｐＨ１０以上）を用いて洗浄・除去する方
法が知られている（特公昭５６−４５２９５号公報参
照）。しかしながら、ここで用いられているコロイド状
シリカは、ウエハ表面で本工程を終えた後、乾燥する
と、第四アルキルアンモニウム塩の水溶液（例えば、ア
ンモニア水と過酸化水素水からなる混合溶液）を用いて
洗浄・除去することが困難になる。長時間、上記溶液に
て処理することで除去効果が得られる可能性はあるが、
アルミニウムはこの溶液に溶解するため金属表面が露出
しているような埋め込みには適用できない。また、アル
ミニウム配線部分が層間膜で覆われている場合も層間膜
のピンホールから洗浄溶液が浸透するため、アルミニウ
ムを侵食する恐れがある。本発明は、このような従来の
問題点を解決しうるウェット処理方法および処理装置を
提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、電解質を含む
水を電気分解することによって生成される電解質イオン
を含む活性な酸性イオン水または電解質イオンを含む活
性なアルカリ性イオン水を用いて半導体ウエハの洗浄、
エッチングもしくはその他の液処理を行うことを特徴と
するウェット処理方法である。本発明の方法において
は、前記活性な酸性イオン水または活性なアルカリ性イ
オン水の流水中で前記半導体ウエハの洗浄、エッチング
もしくはその他の液処理を行うことが好ましく、これは
例えば電解質を含む水を電気分解して電解質イオンを含
む活性な酸性イオン水または電解質イオンを含む活性な
アルカリ性イオン水を生成する第１の工程と、前記活性
な酸性イオン水またはアルカリ性イオン水を用いて半導
体ウエハの洗浄、エッチングもしくはその他の液処理を
行う第２の工程と、排出された酸性イオン水とアルカリ
性イオン水とを混合して電解質を含む水を再生する第３
の工程と、再生された電解質を含む水を電気分解して電
解質イオンを含む活性な酸性イオン水またはアルカリ性
イオン水を生成する第４の工程とを含み、前記第２〜第
４の工程を繰り返して行うことで可能である。
水を電気分解することによって生成される電解質イオン
を含む活性な酸性イオン水または電解質イオンを含む活
性なアルカリ性イオン水を用いて半導体ウエハの洗浄、
エッチングもしくはその他の液処理を行うことを特徴と
するウェット処理方法である。本発明の方法において
は、前記活性な酸性イオン水または活性なアルカリ性イ
オン水の流水中で前記半導体ウエハの洗浄、エッチング
もしくはその他の液処理を行うことが好ましく、これは
例えば電解質を含む水を電気分解して電解質イオンを含
む活性な酸性イオン水または電解質イオンを含む活性な
アルカリ性イオン水を生成する第１の工程と、前記活性
な酸性イオン水またはアルカリ性イオン水を用いて半導
体ウエハの洗浄、エッチングもしくはその他の液処理を
行う第２の工程と、排出された酸性イオン水とアルカリ
性イオン水とを混合して電解質を含む水を再生する第３
の工程と、再生された電解質を含む水を電気分解して電
解質イオンを含む活性な酸性イオン水またはアルカリ性
イオン水を生成する第４の工程とを含み、前記第２〜第
４の工程を繰り返して行うことで可能である。
【０００５】さらに本方法においては、純度の高い水の
電気分解は、陽極と陰極間に高電解強度を印加して行わ
れることが好ましく、また直流電源の電解電流強度およ
び／または電気分解効率を高める物質の添加量を調整す
ることにより、酸性イオン濃度およびアルカリ性イオン
濃度を制御しつつ行うことが好ましい。また本発明によ
れば、前記酸性イオン水を用いて、被処理物上に付着す
るハロゲン化物あるいは重金属汚染を除去すること、及
び前記アルカリ性イオン水を用いて被処理物上に付着す
る粒子汚染あるいは有機物汚染を除去することからなる
ウェット処理方法が提供される。
電気分解は、陽極と陰極間に高電解強度を印加して行わ
れることが好ましく、また直流電源の電解電流強度およ
び／または電気分解効率を高める物質の添加量を調整す
ることにより、酸性イオン濃度およびアルカリ性イオン
濃度を制御しつつ行うことが好ましい。また本発明によ
れば、前記酸性イオン水を用いて、被処理物上に付着す
るハロゲン化物あるいは重金属汚染を除去すること、及
び前記アルカリ性イオン水を用いて被処理物上に付着す
る粒子汚染あるいは有機物汚染を除去することからなる
ウェット処理方法が提供される。
【０００６】本発明における処理方法は、従来から用い
られてきた、ハロゲンやフロンを含む溶液、酸性溶液や
アルカリ溶液、または、ハロゲンやフロンを含むガスを
用いることなく、工業製品、医薬製品の材料処理を行う
ことができる。本処理方法によれば、常時新しく供給さ
れる酸性イオン水で処理することにより、半導体製造工
程で用いられるシリコンウエハ上の重金属汚染物が除去
される。これは、重金属がアルカリ性洗浄水中でＯＨ基
を配位子にもつ錯イオンになりやすいため、ウエハ表面
に吸着しやすいが、酸性イオン水は重金属とこのような
錯イオンを形成しないため、ウエハ表面に吸着しにくい
ためである。
られてきた、ハロゲンやフロンを含む溶液、酸性溶液や
アルカリ溶液、または、ハロゲンやフロンを含むガスを
用いることなく、工業製品、医薬製品の材料処理を行う
ことができる。本処理方法によれば、常時新しく供給さ
れる酸性イオン水で処理することにより、半導体製造工
程で用いられるシリコンウエハ上の重金属汚染物が除去
される。これは、重金属がアルカリ性洗浄水中でＯＨ基
を配位子にもつ錯イオンになりやすいため、ウエハ表面
に吸着しやすいが、酸性イオン水は重金属とこのような
錯イオンを形成しないため、ウエハ表面に吸着しにくい
ためである。
【０００７】また、本処理方法は、電気分解時に直流電
流を調整すること、あるいは電気分解効率を高める物質
の添加量を調整することによって、生成する水のｐＨ値
を制御することができる。この場合、金属材料は、プル
ベーダイヤグラムによれば、一定範囲のｐＨ（例えば、
Ｆｅ：ｐＨ３〜１０）で安定であるが、これより、ｐＨ
が大きい場合や小さい場合には金属材料は溶解（エッチ
ング）する。従って、工業製品や医薬製品を製造するプ
ロセスにおいて、残留塩素等の残留ハロゲン物を除去す
る場合、酸性イオン水を用いて、規定範囲内のｐＨで処
理すれば、金属材料部分にダメージを与えることなく残
留物除去ができる。たとえば、半導体製造工程における
アルミニウム合金膜の微細加工では、塩素系のガスプラ
ズマにてエッチングを施すが、エッチング後、残留する
塩素を酸性イオン水にてＨＣｌの形で除去し、その後活
性になっているアルミニウム表面をアルカリ性イオン水
にて処理し、アルミニウム表面を安定化させることがで
きる。この処理方法では、従来から用いられている純水
によるウェット処理に比べ、腐食防止効果が大きく、加
工されたアルミニウム膜や下地膜へのダメージが少な
い。また、ガスアッシング処理に比べ、アルミニウム表
面で直接対流を起こすため、配線膜の側面や表面に残留
している塩素の除去効果が大きい。また、規定範囲を越
えるｐＨで金属材料を処理する場合は、エッチング溶液
として利用できる。例えば、従来からＨＣ１や燐酸等で
金属材料のウェットエッチングが行われてきたが、これ
らにかわる溶液として利用できる。
流を調整すること、あるいは電気分解効率を高める物質
の添加量を調整することによって、生成する水のｐＨ値
を制御することができる。この場合、金属材料は、プル
ベーダイヤグラムによれば、一定範囲のｐＨ（例えば、
Ｆｅ：ｐＨ３〜１０）で安定であるが、これより、ｐＨ
が大きい場合や小さい場合には金属材料は溶解（エッチ
ング）する。従って、工業製品や医薬製品を製造するプ
ロセスにおいて、残留塩素等の残留ハロゲン物を除去す
る場合、酸性イオン水を用いて、規定範囲内のｐＨで処
理すれば、金属材料部分にダメージを与えることなく残
留物除去ができる。たとえば、半導体製造工程における
アルミニウム合金膜の微細加工では、塩素系のガスプラ
ズマにてエッチングを施すが、エッチング後、残留する
塩素を酸性イオン水にてＨＣｌの形で除去し、その後活
性になっているアルミニウム表面をアルカリ性イオン水
にて処理し、アルミニウム表面を安定化させることがで
きる。この処理方法では、従来から用いられている純水
によるウェット処理に比べ、腐食防止効果が大きく、加
工されたアルミニウム膜や下地膜へのダメージが少な
い。また、ガスアッシング処理に比べ、アルミニウム表
面で直接対流を起こすため、配線膜の側面や表面に残留
している塩素の除去効果が大きい。また、規定範囲を越
えるｐＨで金属材料を処理する場合は、エッチング溶液
として利用できる。例えば、従来からＨＣ１や燐酸等で
金属材料のウェットエッチングが行われてきたが、これ
らにかわる溶液として利用できる。
【０００８】また、水の電気分解にあたっては、電気分
解効率を高める物質を添加した状態で電気分解を行うこ
とで、純水の抵抗値が下がり、生成効率が向上する。半
導体製造工程等の、重金属による汚染が問題となるプロ
セスでは、電気分解効率を高める物質としては二酸化炭
素または支持電解塩（第４アルキルアンモニウムとハロ
ゲン以外のカチオンの組み合わせ）が好適である。純水
の電気分解にてイオン水を生成する場合は電気分解の効
率を向上するため、陽極と陰極間に高電解強度を印加し
て行うのが好ましい。この時の電解強度としては１０3
〜１０4 Ｖ／ｃｍ程度が適当である。また、本方法にて
処理を施す際には、処理に適当な酸性イオン濃度および
アルカリ性イオン濃度は上記したように直流電源の電解
電流強度および／または電気分解効率を高める物質の添
加量を調整することにより行うが、この他、処理水槽の
温度および処理時間を制御しつつ行うことが好ましい。
さらに、本発明によれば使用済の廃液は、浄水器および
イオン交換器を通して純水とし、再利用することで水資
源の有効活用を図ることができる。
解効率を高める物質を添加した状態で電気分解を行うこ
とで、純水の抵抗値が下がり、生成効率が向上する。半
導体製造工程等の、重金属による汚染が問題となるプロ
セスでは、電気分解効率を高める物質としては二酸化炭
素または支持電解塩（第４アルキルアンモニウムとハロ
ゲン以外のカチオンの組み合わせ）が好適である。純水
の電気分解にてイオン水を生成する場合は電気分解の効
率を向上するため、陽極と陰極間に高電解強度を印加し
て行うのが好ましい。この時の電解強度としては１０3
〜１０4 Ｖ／ｃｍ程度が適当である。また、本方法にて
処理を施す際には、処理に適当な酸性イオン濃度および
アルカリ性イオン濃度は上記したように直流電源の電解
電流強度および／または電気分解効率を高める物質の添
加量を調整することにより行うが、この他、処理水槽の
温度および処理時間を制御しつつ行うことが好ましい。
さらに、本発明によれば使用済の廃液は、浄水器および
イオン交換器を通して純水とし、再利用することで水資
源の有効活用を図ることができる。
【０００９】さらに、本発明におけるウェット処理方法
は、研磨または平滑化プロセス後に残留するコロイド状
シリカを除去することができ、特に、乾燥したコロイド
状シリカの洗浄・除去にも有効である。また、本処理に
用いられているイオン水は、電気分解にて一時的に過剰
なアルカリ性イオンを生成しているため、不安定なイオ
ンである。従って、時間の経過とともに中性溶液に戻る
ため、層間膜のピンホールから浸透してもアルミニウム
配線を侵食することはない。さらに、従来から用いられ
てきたアルカリ性溶液では、洗浄のため多量の溶液を消
費し、廃液処理に高いコストを要するうえ、環境汚染に
対しても問題を引き起こす恐れがある。これに対し、本
洗浄方法は、溶液を使用せずに処理を施すことができる
ため、プロセスコストを激減できるうえ、一時的にアル
カリ性を示し、被処理物と反応して中性領域の溶液に戻
るため、環境に対しても極めて優しいプロセスとなる。
また、本処理方法は、上記したように、電気分解時に直
流電流を可変することによって、生成する水のペーハー
（ｐＨ）値を制御することができるので、この点でもＡ
ｌを侵食しない範囲でコロイド状シリカ溶液の洗浄に適
用することが可能である。
は、研磨または平滑化プロセス後に残留するコロイド状
シリカを除去することができ、特に、乾燥したコロイド
状シリカの洗浄・除去にも有効である。また、本処理に
用いられているイオン水は、電気分解にて一時的に過剰
なアルカリ性イオンを生成しているため、不安定なイオ
ンである。従って、時間の経過とともに中性溶液に戻る
ため、層間膜のピンホールから浸透してもアルミニウム
配線を侵食することはない。さらに、従来から用いられ
てきたアルカリ性溶液では、洗浄のため多量の溶液を消
費し、廃液処理に高いコストを要するうえ、環境汚染に
対しても問題を引き起こす恐れがある。これに対し、本
洗浄方法は、溶液を使用せずに処理を施すことができる
ため、プロセスコストを激減できるうえ、一時的にアル
カリ性を示し、被処理物と反応して中性領域の溶液に戻
るため、環境に対しても極めて優しいプロセスとなる。
また、本処理方法は、上記したように、電気分解時に直
流電流を可変することによって、生成する水のペーハー
（ｐＨ）値を制御することができるので、この点でもＡ
ｌを侵食しない範囲でコロイド状シリカ溶液の洗浄に適
用することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００１１】図１に本発明のウェット処理方法に用いる
処理装置の概略構成図を示す。図１の電気分解用水槽１
に、イオン交換器９を通して生成された純水を純水導入
管から供給する。電気分解用水槽１には、ポリシリコン
等の多孔質膜２が隔膜として形成されており、それぞれ
の水槽（１−Ａ）、（１−Ｂ）にはＰｔまたは炭素で形
成された電極棒３ａ、３ｂが設置されている。この電極
棒３ａ、３ｂに可変型の直流電源５を接続し、電解電流
を流すことにより、陰極となる電極３ａがある水槽（１
−Ａ）にはＯＨ- （アルカリ性）イオン水、陽極となる
電極３ｂがある水槽（１−Ｂ）にはＨ+ （酸性）イオン
水を生成する。生成したＯＨ- イオン水は処理水槽６ａ
に、Ｈ+ イオン水は処理水槽６ｂに取り出される。半導
体製造工程で代表的な被処理物となるＳｉウエハをウエ
ハキャリヤー７ａまたは７ｂに入れて、処理水槽６ａま
たは処理水槽６ｂに浸す。この場合、イオン水は常時Ｓ
ｉウエハに供給する流水形式をとる。処理水槽６ａまた
は処理水槽６ｂからでた廃液は廃液貯水槽８に貯め、そ
の上澄み液は浄水器１０とイオン交換器９を通して純水
にし、純水導入管から電気分解用水槽１に導入して再利
用する。Ｓｉウエハを洗浄する場合は、処理水槽６ａの
ＯＨ- 水や処理水槽６ｂのＨ+ 水のみで処理を施しても
よく、また、ＯＨ- 水処理の後Ｈ+ 水処理を施しても、
Ｈ+ 水処理の後ＯＨ- 水で処理を施してもよい。また、
イオン交換器から供給された純水の抵抗値を下げ、電気
分解効率を高めるために、二酸化炭素をバブリングして
供給するか、もしくは酢酸アンモニウム等の支持電解塩
を純水に添加する物質添加システム１１を設置する。更
に、処理水槽６ａ及び６ｂに設置したｐＨセンサ４ａ、
４ｂにてＨ+ 濃度及びＯＨ- 濃度を検知し、この結果を
ｐＨ濃度制御システム１２を通して直流電源５の電解電
流強度や、物質添加システム１１からの添加量にフィー
ドバックをかける。純水または高抵抗の水を電気分解す
る場合は、電極３ａと３ｂの間に高電解（１ｋｖ以上）
を印加することになるため、処理水槽６ａおよび６ｂに
はアース用の電極棒（図示せず。）を設置しておくこと
が好ましい。
処理装置の概略構成図を示す。図１の電気分解用水槽１
に、イオン交換器９を通して生成された純水を純水導入
管から供給する。電気分解用水槽１には、ポリシリコン
等の多孔質膜２が隔膜として形成されており、それぞれ
の水槽（１−Ａ）、（１−Ｂ）にはＰｔまたは炭素で形
成された電極棒３ａ、３ｂが設置されている。この電極
棒３ａ、３ｂに可変型の直流電源５を接続し、電解電流
を流すことにより、陰極となる電極３ａがある水槽（１
−Ａ）にはＯＨ- （アルカリ性）イオン水、陽極となる
電極３ｂがある水槽（１−Ｂ）にはＨ+ （酸性）イオン
水を生成する。生成したＯＨ- イオン水は処理水槽６ａ
に、Ｈ+ イオン水は処理水槽６ｂに取り出される。半導
体製造工程で代表的な被処理物となるＳｉウエハをウエ
ハキャリヤー７ａまたは７ｂに入れて、処理水槽６ａま
たは処理水槽６ｂに浸す。この場合、イオン水は常時Ｓ
ｉウエハに供給する流水形式をとる。処理水槽６ａまた
は処理水槽６ｂからでた廃液は廃液貯水槽８に貯め、そ
の上澄み液は浄水器１０とイオン交換器９を通して純水
にし、純水導入管から電気分解用水槽１に導入して再利
用する。Ｓｉウエハを洗浄する場合は、処理水槽６ａの
ＯＨ- 水や処理水槽６ｂのＨ+ 水のみで処理を施しても
よく、また、ＯＨ- 水処理の後Ｈ+ 水処理を施しても、
Ｈ+ 水処理の後ＯＨ- 水で処理を施してもよい。また、
イオン交換器から供給された純水の抵抗値を下げ、電気
分解効率を高めるために、二酸化炭素をバブリングして
供給するか、もしくは酢酸アンモニウム等の支持電解塩
を純水に添加する物質添加システム１１を設置する。更
に、処理水槽６ａ及び６ｂに設置したｐＨセンサ４ａ、
４ｂにてＨ+ 濃度及びＯＨ- 濃度を検知し、この結果を
ｐＨ濃度制御システム１２を通して直流電源５の電解電
流強度や、物質添加システム１１からの添加量にフィー
ドバックをかける。純水または高抵抗の水を電気分解す
る場合は、電極３ａと３ｂの間に高電解（１ｋｖ以上）
を印加することになるため、処理水槽６ａおよび６ｂに
はアース用の電極棒（図示せず。）を設置しておくこと
が好ましい。
【００１２】次に、本発明によるウェット処理方法の一
実施例を示す。図２（ａ）は平滑化プロセス前の半導体
装置の断面図である。メタル配線２１は、プラズマ酸化
膜等の層間絶縁膜２２にて覆われ、該層間絶縁膜２２
は、段差部２２ａを有する。コロイダルシリカスラリを
含む溶液を用いて研磨することにより、段差部２２ａを
除去し、層間絶縁膜表面を平滑化した後の半導体装置断
面図を図２（ｂ）に示す。上記平滑化プロセスの後、図
２（ｂ）に示されるように、層間絶縁膜表面にはコロイ
ダルシリカスラリ２３が残留する。このウエハを実施例
１に示したような装置によって生成したＯＨ- イオン水
の処理槽に浸し、７０℃で５〜１０分間洗浄する。この
場合、ｐＨは、９〜１０程度に制御する。イオン水にて
洗浄したウエハは、純水にて数分間処理を施す。イオン
水の生成に際しては、純水の電気分解効率を高めるた
め、二酸化炭素をバブリングして供給するか、もしく
は、酢酸アンモニウム等の支持電解塩を純水に添加す
る。更に、処理槽に設置したｐＨセンサーにてＯＨ- 濃
度を検知し、ｐＨ濃度を制御する。この場合の制御は、
直流電源の電界電流強度や、電解支持塩添加量にて行
う。純水または高抵抗の水を電気分解する場合は、電極
間に高電界（１ｋＶ以上）を印加する。
実施例を示す。図２（ａ）は平滑化プロセス前の半導体
装置の断面図である。メタル配線２１は、プラズマ酸化
膜等の層間絶縁膜２２にて覆われ、該層間絶縁膜２２
は、段差部２２ａを有する。コロイダルシリカスラリを
含む溶液を用いて研磨することにより、段差部２２ａを
除去し、層間絶縁膜表面を平滑化した後の半導体装置断
面図を図２（ｂ）に示す。上記平滑化プロセスの後、図
２（ｂ）に示されるように、層間絶縁膜表面にはコロイ
ダルシリカスラリ２３が残留する。このウエハを実施例
１に示したような装置によって生成したＯＨ- イオン水
の処理槽に浸し、７０℃で５〜１０分間洗浄する。この
場合、ｐＨは、９〜１０程度に制御する。イオン水にて
洗浄したウエハは、純水にて数分間処理を施す。イオン
水の生成に際しては、純水の電気分解効率を高めるた
め、二酸化炭素をバブリングして供給するか、もしく
は、酢酸アンモニウム等の支持電解塩を純水に添加す
る。更に、処理槽に設置したｐＨセンサーにてＯＨ- 濃
度を検知し、ｐＨ濃度を制御する。この場合の制御は、
直流電源の電界電流強度や、電解支持塩添加量にて行
う。純水または高抵抗の水を電気分解する場合は、電極
間に高電界（１ｋＶ以上）を印加する。
【００１３】
【発明の効果】工業製品や医薬製品を製造するプロセス
において、被処理物の洗浄、エッチングもしくはその他
の液処理洗浄を行う場合、ハロゲンやフロンまたはその
化合物、あるいは難処理産業廃棄物による汚染を引き起
こしているが、本発明によれば、上記のような環境汚染
を引き起こすことなく処理が可能となる。また、純水に
電気分解効率を高める物質を添加した場合も、それは微
量で従来から利用されている酸、アルカリ溶液の役目を
果たすため、プロセスコストの大幅な減少ができるう
え、廃棄物の量を激減できる。従って、地球環境へ放出
され地球規模で引き起こされている環境問題の根源とな
っている工業廃棄物、医薬廃棄物や工業排水等を激減で
きる。また、処理廃液は純水として再利用することによ
り、水資源の有効活用にもなる。さらに、本発明におけ
るウェット処理方法によれば、半導体装置の製造におい
て研磨または平滑化プロセス後に残留するコロイド状シ
リカを除去することができる。この場合、本発明の処理
方法は、乾燥したコロイド状シリカの除去に対しても効
果を有し、半導体装置に組み込まれているメタル配線部
分の侵食も引き起こさない。
において、被処理物の洗浄、エッチングもしくはその他
の液処理洗浄を行う場合、ハロゲンやフロンまたはその
化合物、あるいは難処理産業廃棄物による汚染を引き起
こしているが、本発明によれば、上記のような環境汚染
を引き起こすことなく処理が可能となる。また、純水に
電気分解効率を高める物質を添加した場合も、それは微
量で従来から利用されている酸、アルカリ溶液の役目を
果たすため、プロセスコストの大幅な減少ができるう
え、廃棄物の量を激減できる。従って、地球環境へ放出
され地球規模で引き起こされている環境問題の根源とな
っている工業廃棄物、医薬廃棄物や工業排水等を激減で
きる。また、処理廃液は純水として再利用することによ
り、水資源の有効活用にもなる。さらに、本発明におけ
るウェット処理方法によれば、半導体装置の製造におい
て研磨または平滑化プロセス後に残留するコロイド状シ
リカを除去することができる。この場合、本発明の処理
方法は、乾燥したコロイド状シリカの除去に対しても効
果を有し、半導体装置に組み込まれているメタル配線部
分の侵食も引き起こさない。
【図１】 本発明に用いるウェット処理装置の概略構成
図である。
図である。
【図２】 本発明によるウェット処理方法の一例を説明
するための半導体装置の断面図である。
するための半導体装置の断面図である。
１ 電気分解用水槽 １−Ａ ＯＨ- イオン水水槽 １−Ｂ Ｈ+ イオン水水槽 ２ 多孔質膜（隔膜） ３ａ 電極棒（陰極） ３ｂ 電極棒（陽極） ４ａ，４ｂ ｐＨセンサ ５ 直流電源 ６ａ，６ｂ 処理水槽 ７ａ，７ｂ ウエハキャリヤー ８ 廃液貯水槽 ９ イオン交換器 １０ 浄水器 １１ 物質添加システム １２ ｐＨ濃度制御システム ２１ メタル配線 ２２ 層間絶縁膜 ２２ａ 段差部 ２３ コロイダルシリカスラリ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304,21/306,21/308 B08B 3/10 C02F 1/46
Claims (8)
- 【請求項１】 電解質を含む水を電気分解することによ
って生成される電解質イオンを含む活性な酸性イオン水
または電解質イオンを含む活性なアルカリ性イオン水を
用いて半導体ウエハの洗浄、もしくはその他の液処理を
行うことを特徴とするウェット処理方法。 - 【請求項２】 前記活性な酸性イオン水または活性なア
ルカリ性イオン水の流水中で前記被処理物の洗浄、もし
くはその他の液処理を行うことを特徴とする請求項１記
載のウエット処理方法。 - 【請求項３】 電解質を含む水を電気分解して電解質イ
オンを含む活性な酸性イオン水または電解質イオンを含
む活性なアルカリ性イオン水を生成する第１の工程と、
前記活性な酸性イオン水またはアルカリ性イオン水を用
いて半導体ウエハの洗浄、もしくはその他の液処理を行
う第２の工程と、排出された酸性イオン水とアルカリ性
イオン水とを混合して電解質を含む水を再生する第３の
工程と、再生された電解質を含む水を電気分解して電解
質イオンを含む活性な酸性イオン水またはアルカリ性イ
オン水を生成する第４の工程とを含み、前記第２〜第４
の工程を繰り返して行うことを特徴とするウェット処理
方法。 - 【請求項４】 水の電気分解は、陽極と陰極間に高電解
強度を印加して行われる請求項１〜３のいずれかに記載
のウェット処理方法。 - 【請求項５】 直流電源の電解電流強度および／または
電気分解効率を高める物質の添加量を調整することによ
り、酸性イオン濃度およびアルカリ性イオン濃度を制御
しつつ行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載のウェット処理方法。 - 【請求項６】 前記酸性イオン水を用いて、被処理物上
に付着するハロゲン化物あるいは重金属汚染を除去する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のウェ
ット処理方法。 - 【請求項７】 前記アルカリ性イオン水を用いて被処理
物上に付着する粒子汚染あるいは有機物汚染を除去する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のウェ
ット処理方法。 - 【請求項８】 前記半導体ウエハは、その表面にメタル
配線と、それを被覆す る絶縁膜が形成されたものである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のウェ
ット処理方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000019606A JP3209223B2 (ja) | 1993-04-09 | 2000-01-28 | ウェット処理方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000019606A JP3209223B2 (ja) | 1993-04-09 | 2000-01-28 | ウェット処理方法 |
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| JP28397996A Division JP3191700B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | ウェット処理方法 |
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|---|---|
| JP2000219982A JP2000219982A (ja) | 2000-08-08 |
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Family
ID=18546279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000019606A Expired - Lifetime JP3209223B2 (ja) | 1993-04-09 | 2000-01-28 | ウェット処理方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3209223B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003093848A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-02 | Japan Organo Co Ltd | 膜洗浄装置および方法 |
| JP5667674B1 (ja) * | 2013-08-20 | 2015-02-12 | サーモス株式会社 | 金属容器を洗浄する洗浄装置 |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000019606A patent/JP3209223B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2000219982A (ja) | 2000-08-08 |
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