JP2001053047A - 半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法 - Google Patents
半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体基板表裏面に付着した汚れを効率よく除
去する。 【解決手段】洗浄対象となるＳｉウェハ１の外周端部近
傍にＳｉウェハ１と離間して配置されてなり、Ｓｉウェ
ハ１の表裏両面に洗浄液５を供給する単一の超音波発振
ノズルと、Ｓｉウェハ１の表裏両面に超音波を印加する
超音波発振器６と、Ｓｉウェハ１の外周端部に接して４
個配置され、Ｓｉウェハ１の外周端部に押しつけられて
回転することによりＳｉウェハ１を保持しかつ回転させ
る駆動ローラ２から構成される。
去する。 【解決手段】洗浄対象となるＳｉウェハ１の外周端部近
傍にＳｉウェハ１と離間して配置されてなり、Ｓｉウェ
ハ１の表裏両面に洗浄液５を供給する単一の超音波発振
ノズルと、Ｓｉウェハ１の表裏両面に超音波を印加する
超音波発振器６と、Ｓｉウェハ１の外周端部に接して４
個配置され、Ｓｉウェハ１の外周端部に押しつけられて
回転することによりＳｉウェハ１を保持しかつ回転させ
る駆動ローラ２から構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェット処理を用
いた半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法に関する。
いた半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置のさらなる微細化の進む現在
では、寸法微細化の要求とは別に、デバイスの高信頼性
化の要求が高まってきている。特に、基板表面の清浄化
への要求はますます厳しいものになっており、半導体製
造プロセスの様々な工程で半導体基板の洗浄が行われて
いる。
では、寸法微細化の要求とは別に、デバイスの高信頼性
化の要求が高まってきている。特に、基板表面の清浄化
への要求はますます厳しいものになっており、半導体製
造プロセスの様々な工程で半導体基板の洗浄が行われて
いる。
【０００３】ここで、現在ＣＭＰに用いられている洗浄
技術を例にとって説明する。
技術を例にとって説明する。
【０００４】ＣＭＰでは、スラリーとして用いられるＡ
ｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＣｅＯx等が研磨後のウェハ表面に付
着する。付着するパーティクルの数は、２００ｍｍ径の
Ｓｉウェハの場合、０．２μｍ径のパーティクルが４〜
４×１０4個程度である。このウェハ表面に対して以下
に示す第１次及び第２次の洗浄を施す。
ｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＣｅＯx等が研磨後のウェハ表面に付
着する。付着するパーティクルの数は、２００ｍｍ径の
Ｓｉウェハの場合、０．２μｍ径のパーティクルが４〜
４×１０4個程度である。このウェハ表面に対して以下
に示す第１次及び第２次の洗浄を施す。
【０００５】まず第１次の洗浄工程は、まず、Ｓｉウェ
ハの周縁部の複数点をスピンベースと呼ばれる回転体で
保持するとともに、スピンベースを回転させる。このス
ピンベースの回転により回転するウェハにロールスポン
ジを当て、スキャンさせてロールスポンジ棒で挟むよう
にパーティクルや金属不純物等の汚れを除去する。この
方法では、Ｓｉウェハ上に吸着している汚れを物理的な
接触式の洗浄により除去するタイプであり、スポンジを
パーティクル等に接触させることができる場合には除去
効果が高く、特に、例えばベアＳｉウェハ等に対して高
い洗浄能力を持つ。しかし、表裏面に凹部が形成されて
いる場合、凹部にまでスポンジを接触させることができ
ないため、洗浄効果がほとんどない。
ハの周縁部の複数点をスピンベースと呼ばれる回転体で
保持するとともに、スピンベースを回転させる。このス
ピンベースの回転により回転するウェハにロールスポン
ジを当て、スキャンさせてロールスポンジ棒で挟むよう
にパーティクルや金属不純物等の汚れを除去する。この
方法では、Ｓｉウェハ上に吸着している汚れを物理的な
接触式の洗浄により除去するタイプであり、スポンジを
パーティクル等に接触させることができる場合には除去
効果が高く、特に、例えばベアＳｉウェハ等に対して高
い洗浄能力を持つ。しかし、表裏面に凹部が形成されて
いる場合、凹部にまでスポンジを接触させることができ
ないため、洗浄効果がほとんどない。
【０００６】第２の洗浄工程を図２１を用いて説明す
る。図２１はスキャン方式の枚葉型洗浄装置の概念図で
ある。Ｓｉウェハ１はその外周端面でスピンベースに設
けられた図示しないスピンチャックにより保持されてお
り、このスピンベースが回転することによりＳｉウェハ
１は矢印の方向に回転する。また、このＳｉウェハ１表
面上に所定の距離をおいてメガソニックノズル３１が設
けられている。このメガソニックノズル３１はペン状の
ノズル先端部を有し、このノズル３１がＳｉウェハ１の
直径方向にスキャンされる。このノズル３１の先端部か
ら洗浄液３３をウェハ１に照射し、ウェハ１表面に残存
するパーティクルや金属不純物等の汚れを除去する。な
お、この第２次の洗浄工程における洗浄液３３照射の際
には、洗浄液３３をノズル内蔵のメガソニック振動子に
より超音波振動を付与し、振動が洗浄液３３を介してウ
ェハ１表面に伝播するようにする。このように、超音波
振動をウェハ１に与えることにより、振動の加速度によ
って酸やアルカリ等による化学洗浄との相乗効果で洗浄
効果を著しく高めることができる。
る。図２１はスキャン方式の枚葉型洗浄装置の概念図で
ある。Ｓｉウェハ１はその外周端面でスピンベースに設
けられた図示しないスピンチャックにより保持されてお
り、このスピンベースが回転することによりＳｉウェハ
１は矢印の方向に回転する。また、このＳｉウェハ１表
面上に所定の距離をおいてメガソニックノズル３１が設
けられている。このメガソニックノズル３１はペン状の
ノズル先端部を有し、このノズル３１がＳｉウェハ１の
直径方向にスキャンされる。このノズル３１の先端部か
ら洗浄液３３をウェハ１に照射し、ウェハ１表面に残存
するパーティクルや金属不純物等の汚れを除去する。な
お、この第２次の洗浄工程における洗浄液３３照射の際
には、洗浄液３３をノズル内蔵のメガソニック振動子に
より超音波振動を付与し、振動が洗浄液３３を介してウ
ェハ１表面に伝播するようにする。このように、超音波
振動をウェハ１に与えることにより、振動の加速度によ
って酸やアルカリ等による化学洗浄との相乗効果で洗浄
効果を著しく高めることができる。
【０００７】しかしながら、この図２１に示す枚葉型洗
浄装置では、洗浄時間がスキャン時間を含めて長時間に
及ぶことが問題となる。そこで、この洗浄時間を短縮す
るために考案された棒状タイプの発振器を有する洗浄装
置の概念図を図２２に示す。図２２に示すように、図２
１と同じくＳｉウェハ１はその外周端面でスピンベース
に設けられた図示しないスピンチャックにより保持され
ており、このスピンチャックが回転することによりＳｉ
ウェハ１は矢印の方向に回転する。そして、このＳｉウ
ェハ１の表面から所定の距離をおいて棒状発振器４１が
ウェハ直径位置に配置される。この棒状発振器４１の一
端から他端まで、同時に洗浄液３３がＳｉウェハ１に向
けて照射される。これにより、スキャン方式の洗浄装置
に比較して洗浄時間を短縮することができる。
浄装置では、洗浄時間がスキャン時間を含めて長時間に
及ぶことが問題となる。そこで、この洗浄時間を短縮す
るために考案された棒状タイプの発振器を有する洗浄装
置の概念図を図２２に示す。図２２に示すように、図２
１と同じくＳｉウェハ１はその外周端面でスピンベース
に設けられた図示しないスピンチャックにより保持され
ており、このスピンチャックが回転することによりＳｉ
ウェハ１は矢印の方向に回転する。そして、このＳｉウ
ェハ１の表面から所定の距離をおいて棒状発振器４１が
ウェハ直径位置に配置される。この棒状発振器４１の一
端から他端まで、同時に洗浄液３３がＳｉウェハ１に向
けて照射される。これにより、スキャン方式の洗浄装置
に比較して洗浄時間を短縮することができる。
【０００８】しかしながら、図２１及び図２２に示した
枚葉型洗浄装置では、超音波発振器に対向する面しか高
い洗浄効果が得られず、裏面側の洗浄効果が表側に比較
して劣る問題がある。そこで、ウェハを反転させて再度
裏面側を洗浄する方法も考えられるが、洗浄時間が倍必
要となり、スループットが悪くなる問題がある。
枚葉型洗浄装置では、超音波発振器に対向する面しか高
い洗浄効果が得られず、裏面側の洗浄効果が表側に比較
して劣る問題がある。そこで、ウェハを反転させて再度
裏面側を洗浄する方法も考えられるが、洗浄時間が倍必
要となり、スループットが悪くなる問題がある。
【０００９】また、枚葉型で洗浄液中にウェハを全部浸
し、洗浄液中で超音波を印加する方法も提案されている
が、これは薬液使用量が増す問題と洗浄液を浸すチャン
バ（カップ）自身に逆付着し、繰り返し洗浄の際のパー
ティクルや金属不純物等の汚れの除去効果がばらつく原
因となる。
し、洗浄液中で超音波を印加する方法も提案されている
が、これは薬液使用量が増す問題と洗浄液を浸すチャン
バ（カップ）自身に逆付着し、繰り返し洗浄の際のパー
ティクルや金属不純物等の汚れの除去効果がばらつく原
因となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
枚葉型半導体基板の洗浄装置では、超音波発振器に対向
するウェハ面しか高い洗浄効果が得られず、裏面側の洗
浄効果が表側に比較して劣る問題がある。
枚葉型半導体基板の洗浄装置では、超音波発振器に対向
するウェハ面しか高い洗浄効果が得られず、裏面側の洗
浄効果が表側に比較して劣る問題がある。
【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、半導体基板表裏面
に付着した汚れを効率よく除去できる半導体基板の洗浄
装置及びその洗浄方法を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、半導体基板表裏面
に付着した汚れを効率よく除去できる半導体基板の洗浄
装置及びその洗浄方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体基板
の洗浄装置は、洗浄対象となる半導体基板の表裏両面に
洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、前記半導体基板
の表裏両面に超音波を印加する超音波振動子とを具備し
てなることを特徴とする。
の洗浄装置は、洗浄対象となる半導体基板の表裏両面に
洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、前記半導体基板
の表裏両面に超音波を印加する超音波振動子とを具備し
てなることを特徴とする。
【００１３】望ましくは、超音波振動子は、前記半導体
基板に接触配置され、該半導体基板に直接振動を付与す
るものであるか、あるいは半導体基板に離間して配置さ
れ、該半導体基板に前記洗浄液又は前記超音波振動子と
該半導体基板の間に配置された保護部材を介して振動を
付与するものである。
基板に接触配置され、該半導体基板に直接振動を付与す
るものであるか、あるいは半導体基板に離間して配置さ
れ、該半導体基板に前記洗浄液又は前記超音波振動子と
該半導体基板の間に配置された保護部材を介して振動を
付与するものである。
【００１４】また、望ましくはこの洗浄装置には、半導
体基板の外周端部に接して複数個配置され、該半導体基
板の外周端部に押しつけられて回転することにより該半
導体基板を保持しかつ回転させる保持治具が設けられて
なり、さらに望ましくは、この保持治具は超音波振動子
を内蔵する。
体基板の外周端部に接して複数個配置され、該半導体基
板の外周端部に押しつけられて回転することにより該半
導体基板を保持しかつ回転させる保持治具が設けられて
なり、さらに望ましくは、この保持治具は超音波振動子
を内蔵する。
【００１５】また、望ましくはこの洗浄装置には、半導
体基板の表裏両面に設けられ、該半導体基板に接触して
回転することにより該半導体基板の表裏両面の汚れを除
去するロールスポンジが設けられてなり、望ましくは、
超音波振動子の振動周波数は２００〜７００ｋＨｚであ
る。さらに最適な超音波の振動周波数は、４００〜５０
０ｋＨｚである。
体基板の表裏両面に設けられ、該半導体基板に接触して
回転することにより該半導体基板の表裏両面の汚れを除
去するロールスポンジが設けられてなり、望ましくは、
超音波振動子の振動周波数は２００〜７００ｋＨｚであ
る。さらに最適な超音波の振動周波数は、４００〜５０
０ｋＨｚである。
【００１６】なお、超音波振動子及び洗浄液供給ノズル
は単一でも複数でもよいが、単一の振動子及びノズルを
用い、両者が一体的に形成されているのが好ましい。こ
の場合、ノズル先端部からの洗浄液及び超音波振動の照
射角度は、半導体基板表面に対して±１０〜２０°であ
るのが好ましい。超音波振動子を複数設けた場合は、半
導体基板の表面に対して対称に配置され、半導体基板に
対して同じ特性を有する超音波振動を同じ角度で表裏対
称に付与する。
は単一でも複数でもよいが、単一の振動子及びノズルを
用い、両者が一体的に形成されているのが好ましい。こ
の場合、ノズル先端部からの洗浄液及び超音波振動の照
射角度は、半導体基板表面に対して±１０〜２０°であ
るのが好ましい。超音波振動子を複数設けた場合は、半
導体基板の表面に対して対称に配置され、半導体基板に
対して同じ特性を有する超音波振動を同じ角度で表裏対
称に付与する。
【００１７】また、洗浄液としてはｐＨが７以上である
のが望ましい。
のが望ましい。
【００１８】また、本発明に係る半導体基板の洗浄方法
は、洗浄対象となる半導体基板の表裏両面に同時に洗浄
液を供給するとともに、該半導体基板の表裏両面に超音
波を印加して洗浄を行うことを特徴とする。
は、洗浄対象となる半導体基板の表裏両面に同時に洗浄
液を供給するとともに、該半導体基板の表裏両面に超音
波を印加して洗浄を行うことを特徴とする。
【００１９】（作用）本発明では、洗浄液供給ノズルか
ら超音波振動を有する洗浄液が半導体基板の表面及び裏
面の両面に供給されるため、半導体基板の表裏面を同時
に洗浄できるため、洗浄時間を短縮することができる。
また、ノズルから洗浄液を供給するため、半導体基板を
洗浄液中に全部浸す浸漬式に比較しても薬液使用量が少
なくてすむ。
ら超音波振動を有する洗浄液が半導体基板の表面及び裏
面の両面に供給されるため、半導体基板の表裏面を同時
に洗浄できるため、洗浄時間を短縮することができる。
また、ノズルから洗浄液を供給するため、半導体基板を
洗浄液中に全部浸す浸漬式に比較しても薬液使用量が少
なくてすむ。
【００２０】また、洗浄液に超音波振動を付与する超音
波振動子を保持治具に設けることにより、超音波振動を
半導体基板の表裏面に同時に付与することができる。
波振動子を保持治具に設けることにより、超音波振動を
半導体基板の表裏面に同時に付与することができる。
【００２１】また、保持治具に設けた超音波振動子を半
導体基板に直接接する構造とすることにより、洗浄液を
振動媒体とせずに超音波振動を直接半導体基板に付与す
ることができる。これにより、半導体基板中を通過する
衝撃波により、半導体基板の直径方向に連続的に超音波
振動を付与することができる。
導体基板に直接接する構造とすることにより、洗浄液を
振動媒体とせずに超音波振動を直接半導体基板に付与す
ることができる。これにより、半導体基板中を通過する
衝撃波により、半導体基板の直径方向に連続的に超音波
振動を付与することができる。
【００２２】また、超音波振動子及び洗浄液供給ノズル
が単一であり両者が一体的に形成されている場合には、
ノズル先端部から半導体基板側部に向けて超音波振動を
付与することができるため、表裏両面同時に洗浄可能と
なり、かつ装置コストを抑えることができる。
が単一であり両者が一体的に形成されている場合には、
ノズル先端部から半導体基板側部に向けて超音波振動を
付与することができるため、表裏両面同時に洗浄可能と
なり、かつ装置コストを抑えることができる。
【００２３】また、上記洗浄装置にロールスポンジを設
けて洗浄を行うことにより、従来必要とされていた２段
階の洗浄が１度の洗浄で可能となり、洗浄時間を短縮す
ることができるとともに、洗浄効果が飛躍的に向上す
る。
けて洗浄を行うことにより、従来必要とされていた２段
階の洗浄が１度の洗浄で可能となり、洗浄時間を短縮す
ることができるとともに、洗浄効果が飛躍的に向上す
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。
の実施形態を説明する。
【００２５】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を示す図で
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。本実施
形態は、超音波等の物理的な振動エネルギーをウェハの
両面に与え、パーティクル等の汚れをウェハ上から効果
的に排出させることができる装置を提案するものであ
る。
形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を示す図で
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。本実施
形態は、超音波等の物理的な振動エネルギーをウェハの
両面に与え、パーティクル等の汚れをウェハ上から効果
的に排出させることができる装置を提案するものであ
る。
【００２６】図１（ａ）に示すように、洗浄対象である
円板状のＳｉウェハ１の外周端面には、駆動ローラ２が
当接配置されている。同図では単一の駆動ローラ２のみ
図示するが、図１（ｂ）の上面図に示すように、駆動ロ
ーラ２はＳｉウェハ１を保持するため、Ｓｉウェハ１の
外周に沿って所定の位置に４個設けられている。これら
駆動ローラ２によりＳｉウェハ１の水平方向の位置が規
定される。
円板状のＳｉウェハ１の外周端面には、駆動ローラ２が
当接配置されている。同図では単一の駆動ローラ２のみ
図示するが、図１（ｂ）の上面図に示すように、駆動ロ
ーラ２はＳｉウェハ１を保持するため、Ｓｉウェハ１の
外周に沿って所定の位置に４個設けられている。これら
駆動ローラ２によりＳｉウェハ１の水平方向の位置が規
定される。
【００２７】また、これら駆動ローラ２はＳｉウェハ１
表面の法線方向に軸方向が規定された回転軸を有し、こ
の回転軸を中心に回転可能である。複数の駆動ローラ２
がそれぞれ同じ回転数で回転することにより、Ｓｉウェ
ハ１の中心を回転中心に一致させて回転させることがで
きる。Ｓｉウェハ１の回転速度は数１０ｒｐｍ〜数１０
０ｒｐｍで回転する。また、駆動ローラ２の回転軸は、
Ｓｉウェハ１の中心を回転中心として外周に沿って移動
することができる。
表面の法線方向に軸方向が規定された回転軸を有し、こ
の回転軸を中心に回転可能である。複数の駆動ローラ２
がそれぞれ同じ回転数で回転することにより、Ｓｉウェ
ハ１の中心を回転中心に一致させて回転させることがで
きる。Ｓｉウェハ１の回転速度は数１０ｒｐｍ〜数１０
０ｒｐｍで回転する。また、駆動ローラ２の回転軸は、
Ｓｉウェハ１の中心を回転中心として外周に沿って移動
することができる。
【００２８】Ｓｉウェハ１の周縁部近傍には、Ｓｉウェ
ハ１の外周端面から距離ｄだけ離間して超音波発振ノズ
ル３が設置される。超音波は直進性が強いため、超音波
の伝搬条件に基づいて距離ｄは制限されないが、Ｓｉウ
ェハ１の表裏両面に超音波が印加された液体として後述
する洗浄液５を供給するために、距離ｄは１０〜２０ｍ
ｍ以下が好ましい。但し、この距離ｄは水圧にも依存す
るためこの範囲に限定されることはない。
ハ１の外周端面から距離ｄだけ離間して超音波発振ノズ
ル３が設置される。超音波は直進性が強いため、超音波
の伝搬条件に基づいて距離ｄは制限されないが、Ｓｉウ
ェハ１の表裏両面に超音波が印加された液体として後述
する洗浄液５を供給するために、距離ｄは１０〜２０ｍ
ｍ以下が好ましい。但し、この距離ｄは水圧にも依存す
るためこの範囲に限定されることはない。
【００２９】また、超音波発振ノズル３の先端部はＳｉ
ウェハ１に向けられており、ノズル幅（ノズル先端径）
はｌである。このノズル幅ｌは最低でも１ｍｍ以上が必
要であり、５ｍｍ〜５０ｍｍの直径であることが望まし
い。
ウェハ１に向けられており、ノズル幅（ノズル先端径）
はｌである。このノズル幅ｌは最低でも１ｍｍ以上が必
要であり、５ｍｍ〜５０ｍｍの直径であることが望まし
い。
【００３０】この超音波発振ノズル３には液体導入口４
が設けられており、この液体導入口４から洗浄液５が導
入される。この洗浄液５は、超音波発振ノズル３の先端
部からＳｉウェハ１に向けて照射され、これによりＳｉ
ウェハ１の表裏両面に供給される。図の点線は、超音波
の波面の進行を示しており、以下、本実施形態において
同様である。また、超音波発振ノズル３には超音波発振
器６が設けられており、超音波振動機構と洗浄液供給機
構が一体的に形成されている。この超音波発振器６によ
り超音波を発振することにより、超音波が洗浄液５を伝
搬してＳｉウェハ１の表裏両面に超音波振動を付与する
ことができる。
が設けられており、この液体導入口４から洗浄液５が導
入される。この洗浄液５は、超音波発振ノズル３の先端
部からＳｉウェハ１に向けて照射され、これによりＳｉ
ウェハ１の表裏両面に供給される。図の点線は、超音波
の波面の進行を示しており、以下、本実施形態において
同様である。また、超音波発振ノズル３には超音波発振
器６が設けられており、超音波振動機構と洗浄液供給機
構が一体的に形成されている。この超音波発振器６によ
り超音波を発振することにより、超音波が洗浄液５を伝
搬してＳｉウェハ１の表裏両面に超音波振動を付与する
ことができる。
【００３１】液体導入口４から供給される液体としては
純水、化学洗浄薬品としては塩酸、アンモニア、フッ
酸、過酸化水素水、オゾン水、電解イオン水（酸性水、
アルカリ性水）等の酸若しくはアルカリ水溶液、酸化力
もしくは還元性を有する薬液、又はアニオン系、アニヨ
ン系若しくはノニオン系の界面活性剤等を用いる。特に
望ましくは、ｐＨが７以上のアルカリ性水溶液又はアニ
ヨン系の界面活性剤である。
純水、化学洗浄薬品としては塩酸、アンモニア、フッ
酸、過酸化水素水、オゾン水、電解イオン水（酸性水、
アルカリ性水）等の酸若しくはアルカリ水溶液、酸化力
もしくは還元性を有する薬液、又はアニオン系、アニヨ
ン系若しくはノニオン系の界面活性剤等を用いる。特に
望ましくは、ｐＨが７以上のアルカリ性水溶液又はアニ
ヨン系の界面活性剤である。
【００３２】また、供給される洗浄液５の流量は、超音
波発振ノズル３のノズル幅ｌに依存するが、数１００ｃ
ｃ／ｍｉｎ〜数リットル／ｍｉｎであることが望まし
い。
波発振ノズル３のノズル幅ｌに依存するが、数１００ｃ
ｃ／ｍｉｎ〜数リットル／ｍｉｎであることが望まし
い。
【００３３】上記洗浄装置を用いた半導体基板の洗浄方
法を説明する。
法を説明する。
【００３４】まず、図１に示した第２次の洗浄工程の前
に、第１次の洗浄工程として図２に示すようなロールス
ポンジ洗浄が行われる。このロールスポンジ洗浄では、
図示しない薬液供給ノズルからｐＨ１０程度のアンモニ
ア水等からなる洗浄液をＳｉウェハ１の表裏面に供給す
るとともに、Ｓｉウェハ１の表裏面に進退可能に設けら
れた円筒状のロールスポンジ７ａ及び７ｂをウェハ１表
裏面に押し当て、さらに駆動ローラ２を回転させる。こ
れにより、Ｓｉウェハ１を回転させた状態で、ロールス
ポンジ７ａ及び７ｂを回転させてウェハ１表裏面に付着
したパーティクルや金属不純物等の汚れを除去する。
に、第１次の洗浄工程として図２に示すようなロールス
ポンジ洗浄が行われる。このロールスポンジ洗浄では、
図示しない薬液供給ノズルからｐＨ１０程度のアンモニ
ア水等からなる洗浄液をＳｉウェハ１の表裏面に供給す
るとともに、Ｓｉウェハ１の表裏面に進退可能に設けら
れた円筒状のロールスポンジ７ａ及び７ｂをウェハ１表
裏面に押し当て、さらに駆動ローラ２を回転させる。こ
れにより、Ｓｉウェハ１を回転させた状態で、ロールス
ポンジ７ａ及び７ｂを回転させてウェハ１表裏面に付着
したパーティクルや金属不純物等の汚れを除去する。
【００３５】次に、第２の洗浄工程として、図１に示し
た装置を用いた超音波洗浄を以下に示す手法により行
う。
た装置を用いた超音波洗浄を以下に示す手法により行
う。
【００３６】まず、図２に示すロールスポンジ洗浄の場
合と同様に、駆動ローラ２を回転させることによりＳｉ
ウェハ１を回転させる。そして、超音波発振ノズル３を
Ｓｉウェハ１の外周端面から所定の距離ｄだけ離間して
設置し、照射角度をＳｉウェハ１表面に対して０°にな
るようにノズル先端部を調節する。そして、液体導入口
４から洗浄液５を超音波発振ノズル３を介してＳｉウェ
ハ１に供給する。供給された洗浄液５によりＳｉウェハ
１の表裏両面ともに浸される。
合と同様に、駆動ローラ２を回転させることによりＳｉ
ウェハ１を回転させる。そして、超音波発振ノズル３を
Ｓｉウェハ１の外周端面から所定の距離ｄだけ離間して
設置し、照射角度をＳｉウェハ１表面に対して０°にな
るようにノズル先端部を調節する。そして、液体導入口
４から洗浄液５を超音波発振ノズル３を介してＳｉウェ
ハ１に供給する。供給された洗浄液５によりＳｉウェハ
１の表裏両面ともに浸される。
【００３７】そして、超音波発振器６から超音波振動を
付与する。発振された超音波は超音波発振ノズル３及び
洗浄液５を介してＳｉウェハ１中を伝搬する。この際、
Ｓｉウェハ１の表裏両面がともに洗浄液５に浸された状
態であるため、表裏両面を流れる洗浄液５中を超音波が
伝搬し、結果としてＳｉウェハ１の表裏両面に超音波振
動が付与される。超音波は直進性が強いためＳｉウェハ
１表裏面が濡れている範囲には超音波が印加されてい
る。このように超音波振動がＳｉウェハ１表裏面に付与
されることにより、Ｓｉウェハ１に付着したパーティク
ルや金属不純物等の汚れを表裏両面同時に除去される。
また、Ｓｉウェハ１を回転させながら超音波洗浄を行う
ため、Ｓｉウェハ１の表裏全面が超音波洗浄される。
付与する。発振された超音波は超音波発振ノズル３及び
洗浄液５を介してＳｉウェハ１中を伝搬する。この際、
Ｓｉウェハ１の表裏両面がともに洗浄液５に浸された状
態であるため、表裏両面を流れる洗浄液５中を超音波が
伝搬し、結果としてＳｉウェハ１の表裏両面に超音波振
動が付与される。超音波は直進性が強いためＳｉウェハ
１表裏面が濡れている範囲には超音波が印加されてい
る。このように超音波振動がＳｉウェハ１表裏面に付与
されることにより、Ｓｉウェハ１に付着したパーティク
ルや金属不純物等の汚れを表裏両面同時に除去される。
また、Ｓｉウェハ１を回転させながら超音波洗浄を行う
ため、Ｓｉウェハ１の表裏全面が超音波洗浄される。
【００３８】このように本実施形態によれば、ロールス
ポンジ洗浄の後に超音波洗浄を行う際に、洗浄対象とす
るＳｉウェハ１の外周端面に設置した超音波発振ノズル
３から表裏両面に同時に洗浄液５を供給し、またノズル
３から超音波を発振させることにより、洗浄液５を介し
てＳｉウェハ１の表裏両面に同時に超音波振動が付与さ
れるため、Ｓｉウェハ１の表裏両面を同時に洗浄するこ
とができ、洗浄時間が短縮される。また、単一の超音波
発振器６のみで構成されるため、装置コストの低減が図
れる。
ポンジ洗浄の後に超音波洗浄を行う際に、洗浄対象とす
るＳｉウェハ１の外周端面に設置した超音波発振ノズル
３から表裏両面に同時に洗浄液５を供給し、またノズル
３から超音波を発振させることにより、洗浄液５を介し
てＳｉウェハ１の表裏両面に同時に超音波振動が付与さ
れるため、Ｓｉウェハ１の表裏両面を同時に洗浄するこ
とができ、洗浄時間が短縮される。また、単一の超音波
発振器６のみで構成されるため、装置コストの低減が図
れる。
【００３９】図３は上記洗浄方法により洗浄評価を行っ
た実験データを示す図であり、この実験では、洗浄対象
として、パターンが形成されているため、表面に比較的
段差の大きい凹凸が形成されたＳｉウェハ表面にＳｉＮ
膜が２２００Å成膜されたものを用いた。（ａ），
（ｂ）はＳｉウェハ１表面、（ｃ），（ｄ）はＳｉウェ
ハ１裏面についての金属不純物等の汚れの分布をパーテ
ィクルカウンタ（ＡＩＴ−８０００）で測定した図であ
り、（ａ）及び（ｃ）はＡｌ2Ｏ3により汚染された後、
（ｂ）及び（ｄ）は超音波洗浄後の観察図である。汚染
後にウェハに付着したＡｌ2Ｏ3が超音波洗浄により、表
裏両面ともに充分に除去されているのが分かる。
た実験データを示す図であり、この実験では、洗浄対象
として、パターンが形成されているため、表面に比較的
段差の大きい凹凸が形成されたＳｉウェハ表面にＳｉＮ
膜が２２００Å成膜されたものを用いた。（ａ），
（ｂ）はＳｉウェハ１表面、（ｃ），（ｄ）はＳｉウェ
ハ１裏面についての金属不純物等の汚れの分布をパーテ
ィクルカウンタ（ＡＩＴ−８０００）で測定した図であ
り、（ａ）及び（ｃ）はＡｌ2Ｏ3により汚染された後、
（ｂ）及び（ｄ）は超音波洗浄後の観察図である。汚染
後にウェハに付着したＡｌ2Ｏ3が超音波洗浄により、表
裏両面ともに充分に除去されているのが分かる。
【００４０】次に、超音波発振ノズル３のＳｉウェハ１
に対する照射角度を変えた形態について説明する。図４
に示すように、Ｓｉウェハ１の表面に対して超音波発振
ノズル３の先端部の位置を種々変更する。Ｓｉウェハ１
の表面に対して洗浄液５及び超音波の供給される角度を
θとする。超音波発振ノズル３に対してＳｉウェハ１を
垂直、すなわち角度θ＝０°で設置した場合、Ｓｉウェ
ハ１の表裏両面にほぼ同量の洗浄液５が供給される。超
音波発振ノズル３の照射方向を下向きに変えた場合、す
なわち洗浄液５をＳｉウェハ１の表面側から供給した場
合、角度θは正になり、Ｓｉウェハ１の裏面側に供給さ
れる洗浄液５が減少し、洗浄効果は著しく低下する。一
方、照射方向を上向きに変えた場合、すなわち洗浄液５
をＳｉウェハ１の裏面側から供給した場合には角度θは
負となるが、Ｓｉウェハ１の表面側に供給される洗浄液
５はＳｉウェハ１上に残存する。
に対する照射角度を変えた形態について説明する。図４
に示すように、Ｓｉウェハ１の表面に対して超音波発振
ノズル３の先端部の位置を種々変更する。Ｓｉウェハ１
の表面に対して洗浄液５及び超音波の供給される角度を
θとする。超音波発振ノズル３に対してＳｉウェハ１を
垂直、すなわち角度θ＝０°で設置した場合、Ｓｉウェ
ハ１の表裏両面にほぼ同量の洗浄液５が供給される。超
音波発振ノズル３の照射方向を下向きに変えた場合、す
なわち洗浄液５をＳｉウェハ１の表面側から供給した場
合、角度θは正になり、Ｓｉウェハ１の裏面側に供給さ
れる洗浄液５が減少し、洗浄効果は著しく低下する。一
方、照射方向を上向きに変えた場合、すなわち洗浄液５
をＳｉウェハ１の裏面側から供給した場合には角度θは
負となるが、Ｓｉウェハ１の表面側に供給される洗浄液
５はＳｉウェハ１上に残存する。
【００４１】このように超音波発振ノズル３の照射角度
θを変えた場合のパーティクル除去効果を図５に示す。
横軸は洗浄液５及び超音波の照射角度θ、縦軸はパーテ
ィクルの除去効果を示す。
θを変えた場合のパーティクル除去効果を図５に示す。
横軸は洗浄液５及び超音波の照射角度θ、縦軸はパーテ
ィクルの除去効果を示す。
【００４２】Ｓｉウェハ１の表面側及び裏面側ともに照
射角度θが０°近傍では充分な除去効果が見られてい
る。これは、照射角度θが０°近傍で洗浄液５及び超音
波が表裏両面に充分に供給されるためである。また、照
射角度θを負側にシフトさせた場合、０°から−５０°
程度まででは表裏両面ともに充分なパーティクル除去効
果が見られているのに対して、θを正側にシフトさせた
場合、照射角度０°から５０°にかけて、表面洗浄効果
が充分であるのに対して裏面洗浄効果が急激に低下す
る。これは、洗浄液５がＳｉウェハ１の斜め上方から照
射された場合には、裏面側には充分に洗浄液５が供給さ
れないためである。
射角度θが０°近傍では充分な除去効果が見られてい
る。これは、照射角度θが０°近傍で洗浄液５及び超音
波が表裏両面に充分に供給されるためである。また、照
射角度θを負側にシフトさせた場合、０°から−５０°
程度まででは表裏両面ともに充分なパーティクル除去効
果が見られているのに対して、θを正側にシフトさせた
場合、照射角度０°から５０°にかけて、表面洗浄効果
が充分であるのに対して裏面洗浄効果が急激に低下す
る。これは、洗浄液５がＳｉウェハ１の斜め上方から照
射された場合には、裏面側には充分に洗浄液５が供給さ
れないためである。
【００４３】また、照射角度θを負側にシフトすると洗
浄液５がＳｉウェハ１全面に供給できなくなり、−６０
〜−７０°よりさらに負側にシフトすると洗浄効果が著
しく低下する。裏面側の洗浄効果に関しては、表面側に
も洗浄液５は供給されるため±６０°程度までは高い洗
浄効果を有する。しかしながら、±８０〜９０°近傍で
は反射波の影響を受けて洗浄効率が低下する。
浄液５がＳｉウェハ１全面に供給できなくなり、−６０
〜−７０°よりさらに負側にシフトすると洗浄効果が著
しく低下する。裏面側の洗浄効果に関しては、表面側に
も洗浄液５は供給されるため±６０°程度までは高い洗
浄効果を有する。しかしながら、±８０〜９０°近傍で
は反射波の影響を受けて洗浄効率が低下する。
【００４４】以上より、Ｓｉウェハ１の表裏両面ともに
充分なパーティクル除去効果を得るためには、照射角度
θが±１０〜２０°以内、理想的には０°に設定される
ことが望ましいことが分かる。
充分なパーティクル除去効果を得るためには、照射角度
θが±１０〜２０°以内、理想的には０°に設定される
ことが望ましいことが分かる。
【００４５】次に、超音波の周波数を変えて洗浄評価を
行った場合のＳｉウェハ１の顕微鏡写真を図６及び図７
に示す。図６（ａ）〜（ｃ）は２００ｋＨｚ、図６
（ｄ）〜（ｆ）は４００ｋＨｚ、図７（ｇ）〜（ｉ）は
５００ｋＨｚ、図７（ｊ）〜（ｌ）は７００ｋＨｚの周
波数で超音波を印加した顕微鏡写真である。２００ｋＨ
ｚの場合、３０秒間の洗浄を行っても、パーティクルは
あまり除去されていない。但し、ウェハ中心から直径８
０ｍｍ程度の範囲内においては、パーティクルは充分に
除去されている。４００ｋＨｚでは、１０秒間洗浄を行
っただけでウェハ全体に洗浄効果があり、さらに３０秒
間洗浄を行うとかなりパーティクルは除去されている。
５００ｋＨｚでは、４００ｋＨｚの場合と同様にウェハ
全体に洗浄効果がある。３０秒間の洗浄で、さらにパー
ティクルは除去されており、４００ｋＨｚよりも洗浄能
力が高い。７００ｋＨｚでは、３０秒間の洗浄を行って
もウェハ中心から直径８０ｍｍ範囲内程度しか洗浄され
ていない。しかし、洗浄されている直径８０ｍｍ範囲内
ではパーティクルは充分に除去されており、２００ｋＨ
ｚの場合よりは洗浄効果は若干高い。
行った場合のＳｉウェハ１の顕微鏡写真を図６及び図７
に示す。図６（ａ）〜（ｃ）は２００ｋＨｚ、図６
（ｄ）〜（ｆ）は４００ｋＨｚ、図７（ｇ）〜（ｉ）は
５００ｋＨｚ、図７（ｊ）〜（ｌ）は７００ｋＨｚの周
波数で超音波を印加した顕微鏡写真である。２００ｋＨ
ｚの場合、３０秒間の洗浄を行っても、パーティクルは
あまり除去されていない。但し、ウェハ中心から直径８
０ｍｍ程度の範囲内においては、パーティクルは充分に
除去されている。４００ｋＨｚでは、１０秒間洗浄を行
っただけでウェハ全体に洗浄効果があり、さらに３０秒
間洗浄を行うとかなりパーティクルは除去されている。
５００ｋＨｚでは、４００ｋＨｚの場合と同様にウェハ
全体に洗浄効果がある。３０秒間の洗浄で、さらにパー
ティクルは除去されており、４００ｋＨｚよりも洗浄能
力が高い。７００ｋＨｚでは、３０秒間の洗浄を行って
もウェハ中心から直径８０ｍｍ範囲内程度しか洗浄され
ていない。しかし、洗浄されている直径８０ｍｍ範囲内
ではパーティクルは充分に除去されており、２００ｋＨ
ｚの場合よりは洗浄効果は若干高い。
【００４６】このようなパーティクル洗浄効果の超音波
周波数依存性を図８に示す。洗浄対象はベアウェハ、ウ
ェハの回転数を１００ｒｐｍ、アーム揺動回数は３回、
アーム揺動速度は５ｍｍ／ｓｅｃ、ノズル角度は４５
°、洗浄液の流量は２００〜７００ｋＨｚでは５．０リ
ットル／ｍｉｎ、１〜１．５ＭＨｚでは１．２リットル
／ｍｉｎとして測定を行った。図６及び図７の顕微鏡写
真と同様に、４００ｋＨｚから５００ｋＨｚにかけて洗
浄効果のピークがあり、ピークを境に徐々に洗浄効果が
下がっている。
周波数依存性を図８に示す。洗浄対象はベアウェハ、ウ
ェハの回転数を１００ｒｐｍ、アーム揺動回数は３回、
アーム揺動速度は５ｍｍ／ｓｅｃ、ノズル角度は４５
°、洗浄液の流量は２００〜７００ｋＨｚでは５．０リ
ットル／ｍｉｎ、１〜１．５ＭＨｚでは１．２リットル
／ｍｉｎとして測定を行った。図６及び図７の顕微鏡写
真と同様に、４００ｋＨｚから５００ｋＨｚにかけて洗
浄効果のピークがあり、ピークを境に徐々に洗浄効果が
下がっている。
【００４７】さらに、パーティクルの洗浄効果は洗浄対
象によっても変わってくる。図８はベアウェハを洗浄対
象とした場合を示すが、凹パターンが形成された洗浄対
象を洗浄する場合にはその効果が異なる。図９は、パタ
ーンが形成されているため、表面に比較的段差の大きい
凹凸が形成されたＳｉウェハ表面にＳｉＮ膜が２２００
Å成膜されたものを洗浄対象としたパーティクル除去率
の超音波周波数依存性を示す図である。ベアウェハと同
様に、４００ｋＨｚから５００ｋＨｚにかけて洗浄効果
のピークがあるが、ピークにおける周波数から離れるに
つれて、急激に洗浄効果が落ちていることが分かる。従
来、凹パターンが形成されたウェハの凹部からパーティ
クルを排出させ、ウェハ上から効果的にパーティクルを
除去するには、１ＭＨｚ程度の周波数の超音波を用いる
のが適当であると考えられていたが、本実験結果によ
り、４００ｋＨｚから５００ｋＨｚ程度が最適な周波数
であることが分かった。
象によっても変わってくる。図８はベアウェハを洗浄対
象とした場合を示すが、凹パターンが形成された洗浄対
象を洗浄する場合にはその効果が異なる。図９は、パタ
ーンが形成されているため、表面に比較的段差の大きい
凹凸が形成されたＳｉウェハ表面にＳｉＮ膜が２２００
Å成膜されたものを洗浄対象としたパーティクル除去率
の超音波周波数依存性を示す図である。ベアウェハと同
様に、４００ｋＨｚから５００ｋＨｚにかけて洗浄効果
のピークがあるが、ピークにおける周波数から離れるに
つれて、急激に洗浄効果が落ちていることが分かる。従
来、凹パターンが形成されたウェハの凹部からパーティ
クルを排出させ、ウェハ上から効果的にパーティクルを
除去するには、１ＭＨｚ程度の周波数の超音波を用いる
のが適当であると考えられていたが、本実験結果によ
り、４００ｋＨｚから５００ｋＨｚ程度が最適な周波数
であることが分かった。
【００４８】また、洗浄対象及び超音波周波数を種々変
更して洗浄評価を行った実験結果を図１０に示す。１５
００ｋＨｚや２００ｋＨｚの周波数を用いて洗浄を行っ
た場合、フラットなベアウェハの場合にはＡｌ2Ｏ3除去
効果は４００ｋＨｚを含めて大差ないが、５０ｎｍの凹
部パターン又は５００ｎｍの凹部パターンを有するウェ
ハの場合、除去効果はかなり低下する。凹部パターンの
凹凸の大きさが大きくなるほど除去効果は低下する。こ
れに対して、４００ｋＨｚの超音波周波数を用いた場合
には、凹部パターンの凹凸の大きさにかかわらず充分な
洗浄能力を有している。これより、凹部パターンを有す
る洗浄対象の場合には、特に４００ｋＨｚ程度が最適な
周波数であることが分かる。
更して洗浄評価を行った実験結果を図１０に示す。１５
００ｋＨｚや２００ｋＨｚの周波数を用いて洗浄を行っ
た場合、フラットなベアウェハの場合にはＡｌ2Ｏ3除去
効果は４００ｋＨｚを含めて大差ないが、５０ｎｍの凹
部パターン又は５００ｎｍの凹部パターンを有するウェ
ハの場合、除去効果はかなり低下する。凹部パターンの
凹凸の大きさが大きくなるほど除去効果は低下する。こ
れに対して、４００ｋＨｚの超音波周波数を用いた場合
には、凹部パターンの凹凸の大きさにかかわらず充分な
洗浄能力を有している。これより、凹部パターンを有す
る洗浄対象の場合には、特に４００ｋＨｚ程度が最適な
周波数であることが分かる。
【００４９】また、洗浄効果はさらに洗浄液５のｐＨに
よっても変化する。実験条件において洗浄液５のｐＨを
変化させた場合のＡｌ2Ｏ3の除去効果を図１１に示す。
横軸は洗浄液５のｐＨ、縦軸はＡｌ2Ｏ3の除去効果を示
す。４００ｋＨｚと１．５ＭＨｚの超音波周波数で、５
００ｎｍの深さの凹部を有するウェハのＡｌ2Ｏ3除去効
果を示す。４００ｋＨｚの場合、ｐＨが８以上、好まし
くはｐＨが１０以上で充分なパーティクル除去効果が得
られる。これに対して１．５ＭＨｚの場合はｐＨを上げ
ても充分な除去効果が得られない。以上より、特にパー
ティクルの洗浄効果に有効に働くのは、ｐＨが７以上の
アルカリ性溶液あるいはアニヨン系の界面活性剤であ
る。
よっても変化する。実験条件において洗浄液５のｐＨを
変化させた場合のＡｌ2Ｏ3の除去効果を図１１に示す。
横軸は洗浄液５のｐＨ、縦軸はＡｌ2Ｏ3の除去効果を示
す。４００ｋＨｚと１．５ＭＨｚの超音波周波数で、５
００ｎｍの深さの凹部を有するウェハのＡｌ2Ｏ3除去効
果を示す。４００ｋＨｚの場合、ｐＨが８以上、好まし
くはｐＨが１０以上で充分なパーティクル除去効果が得
られる。これに対して１．５ＭＨｚの場合はｐＨを上げ
ても充分な除去効果が得られない。以上より、特にパー
ティクルの洗浄効果に有効に働くのは、ｐＨが７以上の
アルカリ性溶液あるいはアニヨン系の界面活性剤であ
る。
【００５０】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。本発明の変形例を図１２に示す。上記実施形態
においては、Ｓｉウェハ１の表面の法線方向が垂直にな
るように設置し、横側から洗浄液５を供給する場合を示
しているが、図１２に示す変形例では、Ｓｉウェハ１の
表面の法線方向が水平になるように設置し、Ｓｉウェハ
１の上側から洗浄液５を自由落下させて洗浄液５を供給
する。これ以外の構成は上記実施形態と共通する。この
場合、超音波が印加された洗浄液５は自由落下するた
め、超音波発振ノズル３とＳｉウェハ１の外周端面との
距離ｄ’は数１０ｍｍ離れていても問題ない。この場
合、洗浄液５の自由落下を利用して洗浄液５を供給する
ため、Ｓｉウェハ１の表裏面に充分に洗浄液５を供給す
ることができる。
はない。本発明の変形例を図１２に示す。上記実施形態
においては、Ｓｉウェハ１の表面の法線方向が垂直にな
るように設置し、横側から洗浄液５を供給する場合を示
しているが、図１２に示す変形例では、Ｓｉウェハ１の
表面の法線方向が水平になるように設置し、Ｓｉウェハ
１の上側から洗浄液５を自由落下させて洗浄液５を供給
する。これ以外の構成は上記実施形態と共通する。この
場合、超音波が印加された洗浄液５は自由落下するた
め、超音波発振ノズル３とＳｉウェハ１の外周端面との
距離ｄ’は数１０ｍｍ離れていても問題ない。この場
合、洗浄液５の自由落下を利用して洗浄液５を供給する
ため、Ｓｉウェハ１の表裏面に充分に洗浄液５を供給す
ることができる。
【００５１】（第２実施形態）図１３（ａ）は本発明の
第２実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を
示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図であ
る。本実施形態は、第１実施形態の洗浄装置にロールス
ポンジ洗浄機構を付加した形態を示す。第１実施形態と
共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。
第２実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を
示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図であ
る。本実施形態は、第１実施形態の洗浄装置にロールス
ポンジ洗浄機構を付加した形態を示す。第１実施形態と
共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。
【００５２】図１３（ａ）に示すように、Ｓｉウェハ１
の表裏面には、それぞれ円筒状のロールスポンジ７ａ及
び７ｂが円筒側面でＳｉウェハ１を挟んで、かつＳｉウ
ェハ１に対して進退可能に設けられている。また、駆動
ローラ２の回転軸は、Ｓｉウェハ１の中心を回転中心と
して外周に沿って移動することができる。すなわち、駆
動ローラ２によるＳｉウェハ１の保持位置は、駆動ロー
ラ２をＳｉウェハ１の周りで移動させることにより常時
変化させることができる。なお、図に示す点線は、超音
波の波面の進行を示している点は第１実施形態と同様で
ある。
の表裏面には、それぞれ円筒状のロールスポンジ７ａ及
び７ｂが円筒側面でＳｉウェハ１を挟んで、かつＳｉウ
ェハ１に対して進退可能に設けられている。また、駆動
ローラ２の回転軸は、Ｓｉウェハ１の中心を回転中心と
して外周に沿って移動することができる。すなわち、駆
動ローラ２によるＳｉウェハ１の保持位置は、駆動ロー
ラ２をＳｉウェハ１の周りで移動させることにより常時
変化させることができる。なお、図に示す点線は、超音
波の波面の進行を示している点は第１実施形態と同様で
ある。
【００５３】本実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の
動作を説明する。
動作を説明する。
【００５４】まず、駆動ローラ２を回転させることによ
りＳｉウェハ１を回転させる。そして、回転するＳｉウ
ェハ１の表裏面にロールスポンジ２を押し当て、ロール
スポンジ２を回転させる。ロールスポンジ２を押し当て
ると同時に、超音波発振ノズル３をＳｉウェハ１の外周
端面から所定の距離ｄだけ離間して設置し、照射角度を
Ｓｉウェハ１表面に対して０°に設定する。そして、液
体導入口４から洗浄液５を超音波発振ノズル３を介して
Ｓｉウェハ１に供給する。供給された洗浄液５によりＳ
ｉウェハ１の表裏両面ともに浸される。
りＳｉウェハ１を回転させる。そして、回転するＳｉウ
ェハ１の表裏面にロールスポンジ２を押し当て、ロール
スポンジ２を回転させる。ロールスポンジ２を押し当て
ると同時に、超音波発振ノズル３をＳｉウェハ１の外周
端面から所定の距離ｄだけ離間して設置し、照射角度を
Ｓｉウェハ１表面に対して０°に設定する。そして、液
体導入口４から洗浄液５を超音波発振ノズル３を介して
Ｓｉウェハ１に供給する。供給された洗浄液５によりＳ
ｉウェハ１の表裏両面ともに浸される。
【００５５】このような状態で、超音波発振器６から超
音波を発振すると、発振された超音波は超音波発振ノズ
ル３及び洗浄液５を介してＳｉウェハ１中を伝搬する。
これにより、Ｓｉウェハ１の表裏両面に同時に超音波振
動が付与される。この超音波振動により、Ｓｉウェハ１
に付着したパーティクルを表裏両面同時に除去すること
ができるとともに、ロールスポンジ２をＳｉウェハ１に
押し当て回転させることにより、さらに洗浄効果が高ま
る。また、ロールスポンジ２の洗浄の際には、Ｓｉウェ
ハ１の保持治具として用いられる駆動ローラ２の回転軸
を、ロールスポンジ２の洗浄動作に伴ってＳｉウェハ１
の中心を回転中心としてその外周に沿って移動させる。
音波を発振すると、発振された超音波は超音波発振ノズ
ル３及び洗浄液５を介してＳｉウェハ１中を伝搬する。
これにより、Ｓｉウェハ１の表裏両面に同時に超音波振
動が付与される。この超音波振動により、Ｓｉウェハ１
に付着したパーティクルを表裏両面同時に除去すること
ができるとともに、ロールスポンジ２をＳｉウェハ１に
押し当て回転させることにより、さらに洗浄効果が高ま
る。また、ロールスポンジ２の洗浄の際には、Ｓｉウェ
ハ１の保持治具として用いられる駆動ローラ２の回転軸
を、ロールスポンジ２の洗浄動作に伴ってＳｉウェハ１
の中心を回転中心としてその外周に沿って移動させる。
【００５６】このように本実施形態によれば、超音波振
動を両面同時に直接ウェハに照射できるため、ウェハ表
裏面の凹部のパーティクルを効果的に除去できるという
第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、ロールス
ポンジ洗浄と組み合わせているためさらに洗浄効果が増
す。また、ロールスポンジ洗浄を別工程として行う必要
がないため、洗浄時間の短縮も図れる。
動を両面同時に直接ウェハに照射できるため、ウェハ表
裏面の凹部のパーティクルを効果的に除去できるという
第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、ロールス
ポンジ洗浄と組み合わせているためさらに洗浄効果が増
す。また、ロールスポンジ洗浄を別工程として行う必要
がないため、洗浄時間の短縮も図れる。
【００５７】また、駆動ローラ２の回転軸を、ロールス
ポンジ２の洗浄動作に伴ってＳｉウェハ１の中心を回転
中心としてその外周に沿って移動させることにより、ロ
ールスポンジ２による洗浄動作を妨げることなくＳｉウ
ェハ１のエッジ部まで効果的に洗浄することができる。
ポンジ２の洗浄動作に伴ってＳｉウェハ１の中心を回転
中心としてその外周に沿って移動させることにより、ロ
ールスポンジ２による洗浄動作を妨げることなくＳｉウ
ェハ１のエッジ部まで効果的に洗浄することができる。
【００５８】すなわち、通常用いられるＳｉウェハ１の
保持方式としては、例えばスピンチャック方式がある
が、スピンチャック方式ではＳｉウェハ１の同じ位置を
常時保持し続けるため、Ｓｉウェハ１の保持部を洗浄す
ることができず、またＳｉウェハ１の横から超音波印加
液体を与える超音波発振ノズル３を据え付けることがで
きず、チャックピン部（ウェハ保持部）及びチャックア
ーム部の影となる部分は洗浄できない。
保持方式としては、例えばスピンチャック方式がある
が、スピンチャック方式ではＳｉウェハ１の同じ位置を
常時保持し続けるため、Ｓｉウェハ１の保持部を洗浄す
ることができず、またＳｉウェハ１の横から超音波印加
液体を与える超音波発振ノズル３を据え付けることがで
きず、チャックピン部（ウェハ保持部）及びチャックア
ーム部の影となる部分は洗浄できない。
【００５９】これに対して、駆動ローラ２を用いた場合
にはＳｉウェハ１を自由に変化させることができるた
め、ロールスポンジ洗浄２の洗浄動作を妨げることなく
Ｓｉウェハ１の保持位置、すなわちＳｉウェハ１のエッ
ジ部まで充分に洗浄することができ、パーティクル除去
効果が飛躍的に高まる。
にはＳｉウェハ１を自由に変化させることができるた
め、ロールスポンジ洗浄２の洗浄動作を妨げることなく
Ｓｉウェハ１の保持位置、すなわちＳｉウェハ１のエッ
ジ部まで充分に洗浄することができ、パーティクル除去
効果が飛躍的に高まる。
【００６０】図１４は本実施形態と第１実施形態さらに
は従来の洗浄装置における洗浄効果を比較して示した図
であり、縦軸は残留したＡｌ2Ｏ3の数である。深さ０．
５μｍのシリコントレンチに窒化膜（ＬＰ−ＳｉＮ膜）
を０．２μｍ成膜した凹形状形成ウェハにアルミナスラ
リーを吸着させた場合に各種洗浄した後のアルミナスラ
リー洗浄効果を示す。検出にはＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社
製のＡＩＴ−８０００を用いた。アルミナＣＭＰスラリ
ーを吸着させてそのままスピン乾燥した場合には４×１
０4〜５×１０4個のスラリーが検出された。ｐＨ１０程
度のアンモニア水を用いてロールスポンジ洗浄を１分行
った場合には３×１０4〜４×１０4個のスラリーが検出
され、ほとんど洗浄効果は得られない。これに対して、
第１実施形態の超音波洗浄を行った場合、数１００個程
度までスラリーを除去でき超音波洗浄の凹部洗浄効果が
明瞭に観察された。しかしながら、表層に固着している
大きな凝集したアルミナは洗浄できない。本実施形態の
ように、超音波洗浄とロールスポンジ洗浄を同時に行っ
た場合には、１００個以下までアルミナスラリーを除去
できた。この結果は、接触及び非接触洗浄を同時に行っ
た効果が顕著に見られ、各々単独で行うよりも洗浄効果
が飛躍的に向上した。さらに本発明では、従来ロールス
ポンジ洗浄しか行われなかった裏面側の洗浄効果も飛躍
的に向上した。
は従来の洗浄装置における洗浄効果を比較して示した図
であり、縦軸は残留したＡｌ2Ｏ3の数である。深さ０．
５μｍのシリコントレンチに窒化膜（ＬＰ−ＳｉＮ膜）
を０．２μｍ成膜した凹形状形成ウェハにアルミナスラ
リーを吸着させた場合に各種洗浄した後のアルミナスラ
リー洗浄効果を示す。検出にはＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社
製のＡＩＴ−８０００を用いた。アルミナＣＭＰスラリ
ーを吸着させてそのままスピン乾燥した場合には４×１
０4〜５×１０4個のスラリーが検出された。ｐＨ１０程
度のアンモニア水を用いてロールスポンジ洗浄を１分行
った場合には３×１０4〜４×１０4個のスラリーが検出
され、ほとんど洗浄効果は得られない。これに対して、
第１実施形態の超音波洗浄を行った場合、数１００個程
度までスラリーを除去でき超音波洗浄の凹部洗浄効果が
明瞭に観察された。しかしながら、表層に固着している
大きな凝集したアルミナは洗浄できない。本実施形態の
ように、超音波洗浄とロールスポンジ洗浄を同時に行っ
た場合には、１００個以下までアルミナスラリーを除去
できた。この結果は、接触及び非接触洗浄を同時に行っ
た効果が顕著に見られ、各々単独で行うよりも洗浄効果
が飛躍的に向上した。さらに本発明では、従来ロールス
ポンジ洗浄しか行われなかった裏面側の洗浄効果も飛躍
的に向上した。
【００６１】（第３実施形態）図１５（ａ）は本発明の
第３実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を
示す側面図である。
第３実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を
示す側面図である。
【００６２】図１５（ａ）に示すように、洗浄対象であ
る円板状のＳｉウェハ１の外周に沿って、Ｓｉウェハ１
の中心が回転中心に一致するように、Ｓｉウェハ１のベ
ベル部分に当接して水平方向のウェハ１の位置を規定す
る複数の駆動ローラ２が配置されている。また、これら
駆動ローラ２は回転軸を中心に回転可能な回転体であ
る。Ｓｉウェハ１表面及び裏面にはそれぞれ薬液供給ノ
ズル８ａ及び８ｂが設けられ、Ｓｉウェハ１の中心部近
傍に薬液が供給されるようにそれぞれのノズル先端部が
配置される。
る円板状のＳｉウェハ１の外周に沿って、Ｓｉウェハ１
の中心が回転中心に一致するように、Ｓｉウェハ１のベ
ベル部分に当接して水平方向のウェハ１の位置を規定す
る複数の駆動ローラ２が配置されている。また、これら
駆動ローラ２は回転軸を中心に回転可能な回転体であ
る。Ｓｉウェハ１表面及び裏面にはそれぞれ薬液供給ノ
ズル８ａ及び８ｂが設けられ、Ｓｉウェハ１の中心部近
傍に薬液が供給されるようにそれぞれのノズル先端部が
配置される。
【００６３】図１５（ｂ）はこのＳｉウェハ１及び駆動
ローラ２を上面から見た図である。洗浄対象であるＳｉ
ウェハ１の周縁部に接するように、ウェハ１を回転させ
るための駆動ローラ２が４個配置されている。駆動ロー
ラ２がそれぞれ実線の矢印の方向に同じ回転数で回転す
ることにより、Ｓｉウェハ１はその中心を回転中心とし
て破線の矢印の方向に回転する。
ローラ２を上面から見た図である。洗浄対象であるＳｉ
ウェハ１の周縁部に接するように、ウェハ１を回転させ
るための駆動ローラ２が４個配置されている。駆動ロー
ラ２がそれぞれ実線の矢印の方向に同じ回転数で回転す
ることにより、Ｓｉウェハ１はその中心を回転中心とし
て破線の矢印の方向に回転する。
【００６４】図１５に示す駆動ローラ２近傍を拡大して
図１６に示す。駆動ローラ２は超音波振動子４を内蔵し
ている。この駆動ローラ２は上記したように４個設けら
れている。駆動ローラ２のＳｉウェハ１接触面は直接超
音波振動子４が接する構造である。この場合、Ｓｉウェ
ハ１と超音波振動子４の接触面は、少なくともＳｉウェ
ハ１のベベル端が超音波振動子４に接触していればよ
い。このようにＳｉウェハ１のベベル端に超音波振動子
４が直接接触する構造をなすことにより、超音波振動子
４により発生した超音波振動はＳｉウェハ１に直接伝搬
する。なお、同図においてＳｉウェハ１中の矢印は、超
音波の進行を示している。
図１６に示す。駆動ローラ２は超音波振動子４を内蔵し
ている。この駆動ローラ２は上記したように４個設けら
れている。駆動ローラ２のＳｉウェハ１接触面は直接超
音波振動子４が接する構造である。この場合、Ｓｉウェ
ハ１と超音波振動子４の接触面は、少なくともＳｉウェ
ハ１のベベル端が超音波振動子４に接触していればよ
い。このようにＳｉウェハ１のベベル端に超音波振動子
４が直接接触する構造をなすことにより、超音波振動子
４により発生した超音波振動はＳｉウェハ１に直接伝搬
する。なお、同図においてＳｉウェハ１中の矢印は、超
音波の進行を示している。
【００６５】本実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の
動作を説明する。
動作を説明する。
【００６６】まず第１次の洗浄工程として、Ｓｉウェハ
１の周縁部の複数点を駆動ローラ２で保持すると同時に
回転させ、洗浄液を供給しながら回転するウェハ１に図
示しないロールスポンジを当て、スキャンさせてロール
スポンジ棒で挟むようにウェハ１表裏面に付着したパー
ティクルを除去する。
１の周縁部の複数点を駆動ローラ２で保持すると同時に
回転させ、洗浄液を供給しながら回転するウェハ１に図
示しないロールスポンジを当て、スキャンさせてロール
スポンジ棒で挟むようにウェハ１表裏面に付着したパー
ティクルを除去する。
【００６７】次に、第１の洗浄工程と同様に、駆動ロー
ラ２を回転させることにより、Ｓｉウェハ１を回転させ
る。そして、この回転したＳｉウェハ１の表裏面に対し
て同時に薬液供給ノズル８ａ及び８ｂから洗浄液を供給
する。この薬液供給ノズル８ａ及び８ｂは、洗浄条件に
応じて所定の速度でＳｉウェハ１表面付近をスキャンす
る。この洗浄液の供給と同時に、駆動ローラ２に設けら
れた超音波振動子４により超音波を発生させる。これに
より、超音波振動子４に接するＳｉウェハ１に直接超音
波振動が付与され、この振動は図の矢印に示す方向、す
なわちウェハ１の直径方向に進行する。このように、超
音波振動がＳｉウェハ１に直接付与された状態で洗浄が
行われ、Ｓｉウェハ１表裏面に付着したパーティクルが
除去される。
ラ２を回転させることにより、Ｓｉウェハ１を回転させ
る。そして、この回転したＳｉウェハ１の表裏面に対し
て同時に薬液供給ノズル８ａ及び８ｂから洗浄液を供給
する。この薬液供給ノズル８ａ及び８ｂは、洗浄条件に
応じて所定の速度でＳｉウェハ１表面付近をスキャンす
る。この洗浄液の供給と同時に、駆動ローラ２に設けら
れた超音波振動子４により超音波を発生させる。これに
より、超音波振動子４に接するＳｉウェハ１に直接超音
波振動が付与され、この振動は図の矢印に示す方向、す
なわちウェハ１の直径方向に進行する。このように、超
音波振動がＳｉウェハ１に直接付与された状態で洗浄が
行われ、Ｓｉウェハ１表裏面に付着したパーティクルが
除去される。
【００６８】以上の工程により洗浄したＳｉウェハ１の
パーティクルの洗浄効果を図１７に示す。図１７は８イ
ンチのＳｉウェハ１表面にＣＭＰ（Chemical Mechanica
l Polishing）を施した場合のパーティクル数を表すも
ので、比較としてＣＭＰ直後のパーティクル数と、従来
のウェハ洗浄を行った場合も併せて示す。従来のウェハ
洗浄では１．６ＭＨｚのスキャン方式のメガソニック洗
浄を行った。図１７に示すように、ＣＭＰ後のパーティ
クル数は１０4個付着していたのが、従来のウェハ洗浄
により１０2個程度まで減少しているが、０．５μｍ以
上の大きなパーティクルは除去効果が低い。これに対し
て、本実施形態のウェハ洗浄を行った場合、０．１μｍ
以上のパーティクルにわたって数個以下まで除去できて
いることが分かる。
パーティクルの洗浄効果を図１７に示す。図１７は８イ
ンチのＳｉウェハ１表面にＣＭＰ（Chemical Mechanica
l Polishing）を施した場合のパーティクル数を表すも
ので、比較としてＣＭＰ直後のパーティクル数と、従来
のウェハ洗浄を行った場合も併せて示す。従来のウェハ
洗浄では１．６ＭＨｚのスキャン方式のメガソニック洗
浄を行った。図１７に示すように、ＣＭＰ後のパーティ
クル数は１０4個付着していたのが、従来のウェハ洗浄
により１０2個程度まで減少しているが、０．５μｍ以
上の大きなパーティクルは除去効果が低い。これに対し
て、本実施形態のウェハ洗浄を行った場合、０．１μｍ
以上のパーティクルにわたって数個以下まで除去できて
いることが分かる。
【００６９】このように本実施形態によれば、超音波振
動を直接Ｓｉウェハ１に照射することにより、ウェハ１
剛体中を通過する衝撃波によって、直径方向に連続的に
超音波振動を与えることができる。また、Ｓｉウェハ１
の表裏両面に薬液供給ノズル８ａ及び８ｂを設けること
により、Ｓｉウェハ１の表裏面に薬液を同時に供給する
ことができ、表裏面の洗浄を同時に行うことができ、洗
浄時間を短縮することができる。
動を直接Ｓｉウェハ１に照射することにより、ウェハ１
剛体中を通過する衝撃波によって、直径方向に連続的に
超音波振動を与えることができる。また、Ｓｉウェハ１
の表裏両面に薬液供給ノズル８ａ及び８ｂを設けること
により、Ｓｉウェハ１の表裏面に薬液を同時に供給する
ことができ、表裏面の洗浄を同時に行うことができ、洗
浄時間を短縮することができる。
【００７０】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。本実施形態では図１６に示すように駆動ローラ
２に設けられた超音波振動子４がＳｉウェハ１に直接接
する構成としたが、例えば図１８に示すように、駆動ロ
ーラ２表面に保護板１１を設け、超音波振動子４とＳｉ
ウェハ１が保護板１１を介して接する構成としてもよ
い。このように保護板１１を設けることにより、超音波
振動子４及び駆動ローラ２の薬液耐性を向上させること
ができる。保護板１１としては例えば炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ），石英（ＳｉＯ2 ）等の薄板が用いられるが、これ
らの材料には限定されない。
はない。本実施形態では図１６に示すように駆動ローラ
２に設けられた超音波振動子４がＳｉウェハ１に直接接
する構成としたが、例えば図１８に示すように、駆動ロ
ーラ２表面に保護板１１を設け、超音波振動子４とＳｉ
ウェハ１が保護板１１を介して接する構成としてもよ
い。このように保護板１１を設けることにより、超音波
振動子４及び駆動ローラ２の薬液耐性を向上させること
ができる。保護板１１としては例えば炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ），石英（ＳｉＯ2 ）等の薄板が用いられるが、これ
らの材料には限定されない。
【００７１】また、図１６及び図１８に示す構成以外で
も本発明を適用できる。例えば、Ｓｉウェハ１と超音波
振動子４が直接接しない構成であっても、Ｓｉウェハ１
の外周端面を流れる薬液（純水を含む）を振動媒体とし
て利用することにより、超音波振動を有効にＳｉウェハ
１に付与することができる。すなわち、パーティクル及
び不純物の脱離を促す超音波エネルギーの供給エネルギ
ーは、ウェハ１自身以外にも、ウェハ１表面に流れる液
体自体も、振動子４に接することにより超音波振動媒体
となりうる。
も本発明を適用できる。例えば、Ｓｉウェハ１と超音波
振動子４が直接接しない構成であっても、Ｓｉウェハ１
の外周端面を流れる薬液（純水を含む）を振動媒体とし
て利用することにより、超音波振動を有効にＳｉウェハ
１に付与することができる。すなわち、パーティクル及
び不純物の脱離を促す超音波エネルギーの供給エネルギ
ーは、ウェハ１自身以外にも、ウェハ１表面に流れる液
体自体も、振動子４に接することにより超音波振動媒体
となりうる。
【００７２】さらに、第２実施形態と同じように、ロー
ルスポンジ洗浄を組み合わせることもできる。
ルスポンジ洗浄を組み合わせることもできる。
【００７３】（第４実施形態）図１９は本発明の第４実
施形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を示す図
であり、図２０は本洗浄装置の要部を拡大した図であ
る。
施形態に係る半導体基板の洗浄装置の全体構成を示す図
であり、図２０は本洗浄装置の要部を拡大した図であ
る。
【００７４】図１９に示すように、Ｓｉウェハ１の表裏
面にそれぞれ薬液供給ノズル８ａ及び８ｂが配置されて
いる点は第３実施形態と同様である。Ｓｉウェハ１はウ
ェハホルダ２１により保持されており、さらにこのＳｉ
ウェハ１の水平位置を規定する複数のチャックピン２２
がＳｉウェハ１の外周端面に超音波振動子２３を介して
当接するように配置されている。このチャックピン２２
は常時Ｓｉウェハ１の同じ位置を保持し続ける。但し、
複数のチャックピン２２の保持部に複数の振動子２３を
取り付ける場合には、相互が干渉し合って振動強度を劣
化させるため、ウェハ１中心の点対称部分には超音波振
動子２３を設置しないようにする。
面にそれぞれ薬液供給ノズル８ａ及び８ｂが配置されて
いる点は第３実施形態と同様である。Ｓｉウェハ１はウ
ェハホルダ２１により保持されており、さらにこのＳｉ
ウェハ１の水平位置を規定する複数のチャックピン２２
がＳｉウェハ１の外周端面に超音波振動子２３を介して
当接するように配置されている。このチャックピン２２
は常時Ｓｉウェハ１の同じ位置を保持し続ける。但し、
複数のチャックピン２２の保持部に複数の振動子２３を
取り付ける場合には、相互が干渉し合って振動強度を劣
化させるため、ウェハ１中心の点対称部分には超音波振
動子２３を設置しないようにする。
【００７５】また、Ｓｉウェハ１の裏面側に配置された
薬液供給ノズル８ｂの円筒部外周には、円筒状の回転部
材２４が薬液供給ノズル８ｂを囲むように取り付けられ
ている。また、この回転部材２４の上端部には支持部材
２５が取り付けられ、この支持部材２５によりウェハホ
ルダ２１を支持している。回転部材２４が薬液供給ノズ
ル８ｂの周囲を回転に伴いウェハホルダ２１が回転部材
２４の回転軸を中心軸として回転し、これによりＳｉウ
ェハ１を回転させることができる。
薬液供給ノズル８ｂの円筒部外周には、円筒状の回転部
材２４が薬液供給ノズル８ｂを囲むように取り付けられ
ている。また、この回転部材２４の上端部には支持部材
２５が取り付けられ、この支持部材２５によりウェハホ
ルダ２１を支持している。回転部材２４が薬液供給ノズ
ル８ｂの周囲を回転に伴いウェハホルダ２１が回転部材
２４の回転軸を中心軸として回転し、これによりＳｉウ
ェハ１を回転させることができる。
【００７６】このように、本実施形態のようにウェハ１
を保持する機構としてスピンチャック方式を用いた場合
でも、第３実施形態と同様にＳｉウェハ１の表裏両面を
同時に洗浄することができる。
を保持する機構としてスピンチャック方式を用いた場合
でも、第３実施形態と同様にＳｉウェハ１の表裏両面を
同時に洗浄することができる。
【００７７】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。洗浄対象はＳｉウェハのみならず、半導体基板
であればその材料には限定されない。また、駆動ローラ
２の数は４個に限定されるものではなく、Ｓｉウェハ１
を保持することができる構成であれば何個でも良い。但
しロールスポンジ２の洗浄動作を規制しない程度の数で
あることが好ましい。
はない。洗浄対象はＳｉウェハのみならず、半導体基板
であればその材料には限定されない。また、駆動ローラ
２の数は４個に限定されるものではなく、Ｓｉウェハ１
を保持することができる構成であれば何個でも良い。但
しロールスポンジ２の洗浄動作を規制しない程度の数で
あることが好ましい。
【００７８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、洗
浄液供給ノズルから供給される洗浄液が半導体基板の表
裏両面を浸すとともに、該半導体基板の表裏両面に超音
波振動が付与されるため、半導体基板の表裏面を同時に
洗浄でき、洗浄時間を短縮することができる。また、ノ
ズルから洗浄液を供給するため、半導体基板を洗浄液中
に全部浸す浸漬式に比較しても薬液使用量が少なくてす
む。
浄液供給ノズルから供給される洗浄液が半導体基板の表
裏両面を浸すとともに、該半導体基板の表裏両面に超音
波振動が付与されるため、半導体基板の表裏面を同時に
洗浄でき、洗浄時間を短縮することができる。また、ノ
ズルから洗浄液を供給するため、半導体基板を洗浄液中
に全部浸す浸漬式に比較しても薬液使用量が少なくてす
む。
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体基板の洗浄
装置の全体構成を示す図。
装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明の対象とする半導体基板の洗浄方法に用
いられるロールスポンジ洗浄の概念図。
いられるロールスポンジ洗浄の概念図。
【図３】同実施形態に係る凹部の形成された半導体基板
の洗浄装置を用いて洗浄実験を行った後に半導体基板上
に残存するパーティクルを示す顕微鏡写真図。
の洗浄装置を用いて洗浄実験を行った後に半導体基板上
に残存するパーティクルを示す顕微鏡写真図。
【図４】同実施形態に係る超音波ノズルの基板に対する
照射角度を変化させた場合の概念図。
照射角度を変化させた場合の概念図。
【図５】同実施形態に係る超音波ノズルの基板に対する
照射角度θとパーティクル除去効果の関係を示す図。
照射角度θとパーティクル除去効果の関係を示す図。
【図６】同実施形態に係る超音波の周波数を変えて洗浄
実験を行った後に半導体基板上に残存するパーティクル
を示す顕微鏡写真図。
実験を行った後に半導体基板上に残存するパーティクル
を示す顕微鏡写真図。
【図７】同実施形態に係る超音波の周波数を変えて洗浄
実験を行った後に半導体基板上に残存するパーティクル
を示す顕微鏡写真図。
実験を行った後に半導体基板上に残存するパーティクル
を示す顕微鏡写真図。
【図８】同実施形態に係る洗浄効果のベアウェハにおけ
る超音波周波数依存性を示す図。
る超音波周波数依存性を示す図。
【図９】同実施形態に係る洗浄効果の超音波周波数依存
性をＳｉＮパターンが形成されたウェハを用いて測定し
た実験結果を示す図。
性をＳｉＮパターンが形成されたウェハを用いて測定し
た実験結果を示す図。
【図１０】ウェハに照射される超音波の周波数を変えた
場合の洗浄効果を示す図。
場合の洗浄効果を示す図。
【図１１】同実施形態に係る半導体基板の洗浄方法にお
ける洗浄効果のｐＨ依存性を示す図。
ける洗浄効果のｐＨ依存性を示す図。
【図１２】同実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の変
形例を示す図。
形例を示す図。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る半導体基板の洗
浄装置の全体構成を示す図。
浄装置の全体構成を示す図。
【図１４】同実施形態、第１実施形態及び従来の洗浄装
置における洗浄効果を比較して示した図。
置における洗浄効果を比較して示した図。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る半導体基板の洗
浄装置の全体構成を示す側面図。
浄装置の全体構成を示す側面図。
【図１６】同実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の要
部を示す図。
部を示す図。
【図１７】同実施形態に係る半導体基板の洗浄方法と従
来の洗浄方法との洗浄効果を比較して示した図。
来の洗浄方法との洗浄効果を比較して示した図。
【図１８】同実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の変
形例を示す図。
形例を示す図。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る半導体基板の洗
浄装置の全体構成を示す図。
浄装置の全体構成を示す図。
【図２０】同実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の要
部を拡大して示した図。
部を拡大して示した図。
【図２１】従来の単一メガソニックノズルを用いた半導
体基板の洗浄装置の概略図。
体基板の洗浄装置の概略図。
【図２２】従来の棒状超音波発振器を用いた半導体基板
の洗浄装置の概略図。
の洗浄装置の概略図。
１…Ｓｉウェハ ２…駆動ローラ ３…超音波発振ノズル ４…液体導入口 ５…洗浄液 ６…超音波発振器 ７ａ，７ｂ…ロールスポンジ ８ａ，８ｂ…薬液供給ノズル １１…保護板 ２１…ウェハホルダ ２２…チャックピン ２３…超音波振動子 ２４…回転部材 ２５…支持部材
フロントページの続き (72)発明者 灘原 壮一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 白樫 充彦 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 伊藤 賢也 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 井上 雄貴 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB34 AB42 AB44 BA08 BB22 BB32 BB85 BB86 BB92 BB93 BB94 BB96 BB98 CB12 CB25 CC21 5F043 BB27 DD30 EE05 EE07 EE08 EE40
Claims (9)
- 【請求項１】 洗浄対象となる半導体基板の表裏両面に
洗浄液を供給する少なくとも一つの洗浄液供給ノズル
と、 前記半導体基板の表裏両面に超音波を印加する少なくと
も一つの超音波振動子とを具備してなることを特徴とす
る半導体基板の洗浄装置。 - 【請求項２】 前記超音波振動子は、前記半導体基板に
接触配置され、該半導体基板に直接振動を付与するもの
であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の
洗浄装置。 - 【請求項３】 前記超音波振動子は、前記半導体基板と
離間して配置され、前記洗浄液又は前記超音波振動子と
該半導体基板の間に配置された保護部材を介して該半導
体基板に振動を付与するものであることを特徴とする請
求項１に記載の半導体基板の洗浄装置。 - 【請求項４】 前記超音波振動子及び前記洗浄液供給ノ
ズルは単一で両者が一体的に形成されてなり、前記半導
体基板の外周端部近傍に該半導体基板と離間して配置さ
れてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板
の洗浄装置。 - 【請求項５】 前記半導体基板の外周端部に接して複数
個配置され、該半導体基板の外周端部に押し当てられて
回転することにより該半導体基板を保持しかつ回転させ
る保持治具を具備してなることを特徴とする請求項４に
記載の半導体基板の洗浄装置。 - 【請求項６】 前記保持治具は、前記超音波振動子を内
蔵することを特徴とする請求項５に記載の半導体基板の
洗浄装置。 - 【請求項７】 前記半導体基板の少なくとも表裏面近傍
のいずれか一方に、該半導体基板に対して進退可能に設
けられ、該半導体基板に接触して回転することにより該
半導体基板の表裏面の汚れを除去するロールスポンジを
具備してなることを特徴とする請求項１に記載の半導体
基板の洗浄装置。 - 【請求項８】 前記超音波振動子の振動周波数は２００
〜７００ｋＨｚであることを特徴とする請求項１に記載
の半導体基板の洗浄装置。 - 【請求項９】 洗浄対象となる半導体基板の表裏両面に
同時に洗浄液を供給するとともに、該半導体基板の表裏
両面に超音波を印加して洗浄を行うことを特徴とする半
導体基板の洗浄方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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