JP2008311358A - Ultrasonic cleaning device - Google Patents

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JP2008311358A JP2007156513A JP2007156513A JP2008311358A JP 2008311358 A JP2008311358 A JP 2008311358A JP 2007156513 A JP2007156513 A JP 2007156513A JP 2007156513 A JP2007156513 A JP 2007156513A JP 2008311358 A JP2008311358 A JP 2008311358A
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Katsuyuki Fujishima
克行 藤島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic cleaning device capable of monitoring the delivering condition of a cleaning liquid including the operating condition of an ultrasonic oscillator and a delivery pressure of the cleaning liquid while efficiently using ultrasound emitted from the ultrasonic oscillator for vibrating the cleaning liquid. <P>SOLUTION: The ultrasonic cleaning device is provided with a rotary table that loads a substrate to be cleaned and rotates together with the substrate, a cleaning nozzle that has the ultrasonic oscillator and performs cleaning processing on the substrate by delivering the cleaning liquid to which the ultrasound is applied, a humidity sensor that measures the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle, and a monitoring section that monitors the humidity measured by a humidity sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、超音波洗浄装置に関し、詳しくは、超音波が印加された洗浄液を基板に吐出して基板の表面に付着した微細な異物を除去する超音波洗浄装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic cleaning device, and more particularly, to an ultrasonic cleaning device that discharges a cleaning liquid to which ultrasonic waves are applied to a substrate to remove fine foreign substances adhering to the surface of the substrate.

この発明に関連する従来技術としては、洗浄液を吐出する洗浄ノズルに超音波を印加する超音波発振子と音圧センサを内蔵させ、超音波発振子から発せられた超音波を音圧センサで電気的に測定することにより、超音波発振子が正常に作動しているかどうかを監視できるように構成された超音波洗浄装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a prior art related to the present invention, an ultrasonic oscillator for applying ultrasonic waves and a sound pressure sensor are incorporated in a cleaning nozzle for discharging a cleaning liquid, and ultrasonic waves emitted from the ultrasonic oscillator are electrically converted by a sound pressure sensor. 2. Description of the Related Art An ultrasonic cleaning device configured to be able to monitor whether or not an ultrasonic oscillator is operating normally by measuring automatically is known (for example, see Patent Document 1).

特開2001−162239号公報JP 2001-162239 A

ICやLSIなどに代表される様々な半導体装置は、シリコンウエハに薄膜形成、不純物導入、フォトレジスト形成、エッチングなどの様々な工程を繰り返すことにより作製される。
半導体装置はクリーンルームと呼ばれる一定の温度と湿度に保たれた非常に清潔に保たれた空間で作製されるが、それでも各工程では何かしらの汚染が必ず導入されてしまい、微細な異物(金属や有機物)が作製途中のシリコンウエハに付着してしまう。
このため、工程と工程の間で行われる洗浄工程は、半導体装置を歩留まり(良品率)よく作製するうえで欠かせない工程となっている。
Various semiconductor devices typified by IC and LSI are manufactured by repeating various processes such as thin film formation, impurity introduction, photoresist formation, and etching on a silicon wafer.
Semiconductor devices are manufactured in a very clean space called a clean room that is maintained at a certain temperature and humidity. However, some contamination is always introduced in each process, and fine foreign matter (metal or organic matter) is introduced. ) Adheres to the silicon wafer being fabricated.
For this reason, the cleaning process performed between processes is an indispensable process for manufacturing a semiconductor device with a high yield (good product rate).

このような洗浄工程では、前工程で得られたシリコンウエハを薬液や純水などの洗浄液で洗浄するウェット洗浄が主流となっている。
ウェット洗浄には、シリコンウエハを洗浄槽に浸漬する浸漬式と、洗浄ノズルから所定の吐出圧力と流量で洗浄液を吹き付けるスプレー式とがあるが、いずれの方式でも洗浄効果を高めるために洗浄液に超音波を印加することが行われている。
In such a cleaning process, wet cleaning, in which the silicon wafer obtained in the previous process is cleaned with a cleaning solution such as a chemical solution or pure water, has become the mainstream.
There are two types of wet cleaning: a dipping method in which a silicon wafer is immersed in a cleaning tank, and a spray method in which a cleaning liquid is sprayed from a cleaning nozzle at a predetermined discharge pressure and flow rate. Applying a sound wave is performed.

超音波を利用するスプレー式の洗浄装置は、洗浄ノズルの内部に洗浄液に超音波を印加するための超音波発振子を内蔵している。
洗浄液に超音波が印加されると、いわゆるキャビテーション現象により、洗浄液の液体中の圧力が下がって飽和蒸気圧に達し洗浄液の一部が蒸発気化して空洞気泡の発生と破裂が繰り返され、空洞気泡が破裂するときに発生する衝撃波によってシリコンウエハの表面に付着した微細な異物が効率よく除去される。
A spray-type cleaning apparatus that uses ultrasonic waves incorporates an ultrasonic oscillator for applying ultrasonic waves to the cleaning liquid inside the cleaning nozzle.
When ultrasonic waves are applied to the cleaning liquid, the so-called cavitation phenomenon reduces the pressure of the cleaning liquid to reach the saturated vapor pressure, and a part of the cleaning liquid evaporates and the generation and bursting of the cavity bubbles are repeated. The fine foreign matter adhering to the surface of the silicon wafer is efficiently removed by the shock wave generated when the rupture occurs.

このため、洗浄液に超音波を印加して洗浄する方法は、異物の除去効率の観点からみて非常に優れていると言える。しかし、それは超音波の作用に依存するものであり、仮に超音波発振子が故障すれば異物の除去効率は極端に悪化することとなる。
仮に超音波発振子が故障し、オペレーターがそれに気付かないまま洗浄工程が継続されれば、洗浄が十分に行われなかったシリコンウエハが次工程に運ばれることとなり、結果として製品の歩留まりを大幅に悪化させることとなる。
つまり、現在の半導体装置の製造において、洗浄工程が確実に実施されることは製品の歩留まりを維持するうえで極めて重要であり、そのためには定期的な超音波発振子の作動確認が欠かせない。
For this reason, it can be said that the method of cleaning by applying ultrasonic waves to the cleaning liquid is very excellent from the viewpoint of the removal efficiency of foreign matter. However, this depends on the action of ultrasonic waves, and if the ultrasonic oscillator breaks down, the removal efficiency of foreign matters will be extremely deteriorated.
If the ultrasonic oscillator breaks down and the cleaning process continues without the operator noticing it, the silicon wafer that has not been sufficiently cleaned will be carried to the next process, resulting in a significant increase in product yield. It will make it worse.
In other words, in the manufacture of current semiconductor devices, it is extremely important to ensure that the cleaning process is carried out in order to maintain the product yield. To that end, it is essential to check the operation of the ultrasonic oscillator on a regular basis. .

超音波発振子の作動確認は、洗浄工程を中断させて洗浄ノズルの直下に音圧センサを設置し、洗浄ノズルの吐出口から洗浄液を音圧センサに吐出し、音圧センサから発生する電圧値を確認することにより行われる。
超音波発振子が正常に作動していれば、洗浄液中を伝搬する超音波によって音圧センサが加圧されることにより所定の電圧値が確認され、超音波発振子が正常に作動していると判断することができる。
To confirm the operation of the ultrasonic oscillator, interrupt the cleaning process, install a sound pressure sensor directly under the cleaning nozzle, discharge the cleaning liquid from the discharge port of the cleaning nozzle to the sound pressure sensor, and generate a voltage value from the sound pressure sensor. It is done by confirming.
If the ultrasonic oscillator is operating normally, a predetermined voltage value is confirmed by pressurizing the sound pressure sensor with ultrasonic waves propagating in the cleaning liquid, and the ultrasonic oscillator is operating normally. It can be judged.

しかしながら、このような超音波発振子の作動確認は、確認作業を行う度に洗浄工程を中断して洗浄ノズルの下方に音圧センサを設置する必要があり、作業性が悪いばかりでなく洗浄装置の稼働率を低下させる。   However, it is necessary to interrupt the cleaning process and install a sound pressure sensor below the cleaning nozzle every time the confirmation operation is performed. Reduce the availability of

このような問題を解決するものとして、洗浄ノズルに音圧センサを内蔵させ、超音波発振子の作動状況を常時監視できるように構成された洗浄装置も提案されている。
しかし、洗浄ノズルに音圧センサを内蔵させる手法では、超音波発振子から発せられる超音波の一部が常に音圧センサに吸収されるため、当該吸収分が損失となり、超音波発振子から発せられる超音波を洗浄液の加振に効率よく利用することができない。
また、超音波発振子の作動状況を常時監視しても、洗浄液が所定の吐出圧力で吐出されているかどうかを監視することはできない。
つまり、洗浄工程が適切に実施されるには、超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力のいずれもが正常でなければならず、超音波発振子の作動状況を監視するだけでは十分とは言えない。
As a solution to such a problem, a cleaning apparatus has been proposed in which a sound pressure sensor is built in a cleaning nozzle so that the operating state of an ultrasonic oscillator can be constantly monitored.
However, in the method in which the sound pressure sensor is built in the cleaning nozzle, since a part of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillator is always absorbed by the sound pressure sensor, the absorbed amount is lost, and the ultrasonic wave is emitted from the ultrasonic oscillator. The ultrasonic waves that are generated cannot be used efficiently for the vibration of the cleaning liquid.
Even if the operating state of the ultrasonic oscillator is constantly monitored, it cannot be monitored whether or not the cleaning liquid is discharged at a predetermined discharge pressure.
In other words, in order for the cleaning process to be carried out properly, both the operating status of the ultrasonic oscillator and the discharge pressure of the cleaning liquid must be normal, and it is sufficient to monitor the operating status of the ultrasonic oscillator. I can't say that.

この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、超音波発振子から発せられる超音波を洗浄液の加振に効率よく利用しつつ、超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力を含めて洗浄液の吐出状態を監視できる超音波洗浄装置を提供するものである。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and the operation state of the ultrasonic oscillator and the discharge of the cleaning liquid while efficiently using the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillator for the excitation of the cleaning liquid. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic cleaning apparatus that can monitor the discharge state of a cleaning liquid including pressure.

この発明は、洗浄すべき基板を搭載して回転する回転テーブルと、超音波発振子を有し超音波が印加された洗浄液を吐出して基板の洗浄処理を行う洗浄ノズルと、洗浄ノズル近傍の湿度を測定する湿度センサと、湿度センサによって測定される湿度を監視する監視部とを備える超音波洗浄装置を提供するものである。   The present invention includes a rotating table mounted with a substrate to be cleaned, a rotating table, a cleaning nozzle having an ultrasonic oscillator for discharging a cleaning liquid to which ultrasonic waves are applied, and cleaning the substrate, An ultrasonic cleaning apparatus including a humidity sensor that measures humidity and a monitoring unit that monitors humidity measured by the humidity sensor is provided.

この発明による超音波洗浄装置によれば、洗浄ノズル近傍の湿度を湿度センサによって測定し、測定された湿度を監視部で監視するので、超音波発振子から発せられる超音波を洗浄液の加振に効率よく利用しつつ、超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力を含めて洗浄液の吐出状態を監視できる。   According to the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention, the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle is measured by the humidity sensor, and the measured humidity is monitored by the monitoring unit. Therefore, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillator is used for exciting the cleaning liquid. It is possible to monitor the discharge state of the cleaning liquid including the operating state of the ultrasonic oscillator and the discharge pressure of the cleaning liquid while efficiently using it.

つまり、超音波発振子が正常に作動して洗浄液に超音波が印加されると、いわゆるキャビテーション現象により、洗浄液の液体中の圧力が下がって飽和蒸気圧に達し、洗浄液の一部が蒸発気化して空洞気泡の発生と破裂が繰り返され、吐出された洗浄液から水煙が立ち昇る。水煙を形成する微細な霧は粒径が非常に小さく空気中で蒸発し易いため、超音波発振子が正常に作動し、かつ、所定の吐出圧力で洗浄液が吐出されている場合には洗浄ノズル近傍の湿度が一定の高い値となる。   In other words, when the ultrasonic oscillator operates normally and ultrasonic waves are applied to the cleaning liquid, the so-called cavitation phenomenon causes the pressure in the cleaning liquid to drop to the saturated vapor pressure, and a part of the cleaning liquid evaporates. Then, the generation and rupture of the cavity bubbles are repeated, and the water smoke rises from the discharged cleaning liquid. The fine mist that forms water smoke has a very small particle size and is easy to evaporate in the air. Therefore, when the ultrasonic oscillator operates normally and the cleaning liquid is discharged at the specified discharge pressure, the cleaning nozzle The nearby humidity is a constant high value.

よって、洗浄ノズル近傍の湿度を測定し監視することにより、超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力を含めて洗浄液の吐出状態を監視することができ、また、超音波発振子の作動状況を監視するために、洗浄ノズルに音圧センサを内蔵させる必要もなくなるので、超音波発振子から発せられる超音波を洗浄液の加振に効率よく利用できるようになる。   Therefore, by measuring and monitoring the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle, it is possible to monitor the operating state of the ultrasonic oscillator and the discharge state of the cleaning liquid, including the discharge pressure of the cleaning liquid, and the operating state of the ultrasonic oscillator. Therefore, it is not necessary to incorporate a sound pressure sensor in the cleaning nozzle, so that the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic oscillator can be efficiently used for exciting the cleaning liquid.

この発明による超音波洗浄装置は、洗浄すべき基板を搭載して回転する回転テーブルと、超音波発振子を有し超音波が印加された洗浄液を吐出して基板の洗浄処理を行う洗浄ノズルと、洗浄ノズル近傍の湿度を測定する湿度センサと、湿度センサによって測定される湿度を監視する監視部とを備えることを特徴とする。   An ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention includes a rotary table mounted with a substrate to be cleaned and rotated, a cleaning nozzle having an ultrasonic oscillator and discharging a cleaning liquid to which ultrasonic waves are applied, and cleaning the substrate. A humidity sensor that measures the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle and a monitoring unit that monitors the humidity measured by the humidity sensor are provided.

この発明による超音波洗浄装置において、回転テーブルとは、洗浄すべき基板を搭載して回転するテーブルを意味し、この目的が達成される限りにおいてその構成は特に限定されるものではない。   In the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention, the rotary table means a table that rotates with a substrate to be cleaned, and the configuration thereof is not particularly limited as long as this object is achieved.

また、洗浄ノズルとは、超音波発振子を備え、超音波が印加された洗浄液を基板へ向かって吐出するノズルを意味し、この目的が達成される限りにおいてその構成は特に限定されるものではない。
ここで、超音波発振子としては、例えば、電圧の印加によって歪み、超音波を発振する圧電セラミクスからなるものが好適に用いられる。
また、洗浄液としては、半導体装置製造プロセスで一般的に使用されているものを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、純水、水酸化アンモニウム(NH4OH)・過酸化水素(H22)含有水、塩化水素(HCl)・過酸化水素含有水、硫酸(H2SO4)と過酸化水素の混合溶液、フッ化水素(HF)・過酸化水素含有水、フッ化水素含有水、フッ化水素・フッ化アンモニウム(NH4F)含有水などを挙げることができる。
Further, the cleaning nozzle means a nozzle that includes an ultrasonic oscillator and discharges a cleaning liquid to which ultrasonic waves are applied toward the substrate, and its configuration is not particularly limited as long as this purpose is achieved. Absent.
Here, as the ultrasonic oscillator, for example, a piezoelectric ceramic that is distorted by application of a voltage and oscillates an ultrasonic wave is preferably used.
In addition, as the cleaning liquid, those generally used in the semiconductor device manufacturing process can be used, and are not particularly limited. For example, pure water, ammonium hydroxide (NH 4 OH) / peroxide Hydrogen (H 2 O 2 ) -containing water, hydrogen chloride (HCl) / hydrogen peroxide-containing water, a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide, hydrogen fluoride (HF) / hydrogen peroxide-containing water, Examples thereof include water containing hydrogen fluoride and water containing hydrogen fluoride / ammonium fluoride (NH 4 F).

また、湿度センサとは、洗浄ノズル近傍の湿度を電気的に測定するものを意味し、この目的が達成される限りにおいてその構成は特に限定されるものではない。
湿度センサとしては、例えば、容量性又は抵抗性の電気式湿度センサが挙げられ、なかでも感湿体としての高分子膜を1対の電極で挟んだ構成を有する静電容量変化型湿度センサが、測定範囲の広さ(0〜100%RH)や応答速度の速さの観点から好適に用いられる。
Further, the humidity sensor means one that electrically measures the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle, and the configuration thereof is not particularly limited as long as this object is achieved.
As the humidity sensor, for example, a capacitive or resistive electric humidity sensor is exemplified, and among others, a capacitance change type humidity sensor having a configuration in which a polymer film as a moisture sensitive body is sandwiched between a pair of electrodes. From the viewpoint of the wide measurement range (0 to 100% RH) and the speed of response speed, it is preferably used.

また、監視部とは、湿度センサによって電気的に測定された湿度を監視するマイクロコンピュータを意味し、この目的が達成される限りにおいてその構成は特に限定されるものではない。
監視部としては、例えば、演算処理を行うCPU、CPUの制御プログラムを格納したROM、CPUにワークエリアを提供するRAM、CPUの制御の下に各種駆動部を駆動するドライバ回路、湿度センサを含む各種センサと信号の入出力を行うI/Oポートなどで構成されたマイクロコンピュータが挙げられる。
The monitoring unit means a microcomputer that monitors humidity measured electrically by a humidity sensor, and the configuration thereof is not particularly limited as long as this object is achieved.
Examples of the monitoring unit include a CPU that performs arithmetic processing, a ROM that stores a control program for the CPU, a RAM that provides a work area for the CPU, a driver circuit that drives various driving units under the control of the CPU, and a humidity sensor. A microcomputer configured with I / O ports for inputting / outputting signals to / from various sensors can be used.

この発明による超音波洗浄装置において、監視部は、測定された湿度が所定の範囲に収まらないときに洗浄ノズルの吐出を中止してもよい。
上述のとおり、超音波発振子が正常に作動し、かつ、所定の吐出圧力で洗浄液が吐出されている場合には洗浄ノズル近傍の湿度が一定の高い値となる。
よって、洗浄処理中に測定された湿度が所定の範囲に収まらないときには超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力のいずれか一方または双方に何らかの異常が生じたと判断することができ、洗浄ノズルの吐出を中止することにより不十分な洗浄処理が継続されることを防ぐことができる。
In the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention, the monitoring unit may stop the discharge of the cleaning nozzle when the measured humidity does not fall within a predetermined range.
As described above, when the ultrasonic oscillator operates normally and the cleaning liquid is discharged at a predetermined discharge pressure, the humidity near the cleaning nozzle has a constant high value.
Therefore, when the humidity measured during the cleaning process does not fall within the predetermined range, it can be determined that some abnormality has occurred in one or both of the operating state of the ultrasonic oscillator and the discharge pressure of the cleaning liquid, and the cleaning nozzle It is possible to prevent an insufficient cleaning process from being continued by stopping the discharge.

この発明による超音波洗浄装置において、監視部は、湿度の時間的変化率を求め、前記変化率が所定の閾値を超えるときに洗浄ノズルの吐出を中止してもよい。
上述のとおり、超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力のいずれもが正常であれば、洗浄ノズル近傍の湿度は一定の高い値のまま推移するので、湿度の時間的変化率が所定の閾値を超えるときには超音波発振子の作動状況と洗浄液の吐出圧力のいずれか一方または双方に何らかの異常が生じたと判断することができ、洗浄ノズルの吐出を中止することにより不十分な洗浄処理が継続されることを防ぐことができる。
In the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention, the monitoring unit may obtain a temporal change rate of the humidity and stop the discharge of the cleaning nozzle when the change rate exceeds a predetermined threshold.
As described above, if the operating state of the ultrasonic oscillator and the discharge pressure of the cleaning liquid are both normal, the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle remains at a constant high value. When the threshold value is exceeded, it can be judged that some abnormality has occurred in either or both of the ultrasonic oscillator operation status and the cleaning liquid discharge pressure, and insufficient cleaning processing continues by stopping the discharge of the cleaning nozzle. Can be prevented.

また、この発明による超音波洗浄装置は、基板上で洗浄ノズルを基板表面に沿って移動させるアームをさらに備え、監視部は、洗浄ノズルが回転テーブルの軸心から所定の範囲内に位置するときに測定された湿度を監視することが好ましい。
というのは、上記構成では洗浄ノズルが回転する基板の表面に沿って移動することとなるが、回転テーブルの軸心から所定の範囲を超える領域では、吐出された洗浄液が、回転によって生ずる遠心力によって基板の外側へ向かって広がるように移動し、基板の外側へ近づくにしたがって空気との接触面積が増えて蒸発し易くなり、超音波発振子の作動状況に係わらず湿度が高くなる傾向があるからである。
このため、回転テーブルの軸心から所定の範囲を超える領域で測定された湿度は、超音波発振子の作動状況との因果関係が希薄であり、超音波発振子の作動状況を含めて洗浄液の吐出状態を的確に監視するためには、洗浄ノズルが回転テーブルの軸心から所定の範囲内に位置するときに測定された湿度に基づいて監視することが好ましい。
The ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention further includes an arm for moving the cleaning nozzle along the substrate surface on the substrate, and the monitoring unit is configured to position the cleaning nozzle within a predetermined range from the axis of the rotary table. It is preferable to monitor the measured humidity.
This is because, in the above configuration, the cleaning nozzle moves along the surface of the rotating substrate, but in a region exceeding a predetermined range from the axis of the rotary table, the discharged cleaning liquid is subjected to centrifugal force generated by rotation. It moves toward the outside of the substrate, and as it approaches the outside of the substrate, the contact area with the air increases and it tends to evaporate, and the humidity tends to increase regardless of the operating state of the ultrasonic oscillator Because.
For this reason, the humidity measured in the region exceeding the predetermined range from the axis of the rotary table has a low causal relationship with the operating status of the ultrasonic oscillator, and the cleaning liquid including the operating status of the ultrasonic oscillator In order to accurately monitor the discharge state, it is preferable to monitor based on the humidity measured when the cleaning nozzle is located within a predetermined range from the axis of the rotary table.

上記のような知見から、洗浄ノズルを移動させるアームをさらに備える上記構成において、基板が実質的に円盤状であるとき、基板はその中心が回転テーブルの軸心と一致するように回転テーブルに搭載され、アームは基板の中心と外縁との間で洗浄ノズルを往復移動させ、監視部は洗浄ノズルが基板の中心に位置するときに測定された湿度を測定してもよい。
このような構成によれば、基板の回転による遠心力の影響を受けることなく、超音波発振子の作動状況を含めて洗浄液の吐出状態を的確に監視することができる。
From the above knowledge, in the above configuration further comprising an arm for moving the cleaning nozzle, when the substrate is substantially disk-shaped, the substrate is mounted on the rotary table so that the center thereof coincides with the axis of the rotary table. The arm may reciprocate the cleaning nozzle between the center and the outer edge of the substrate, and the monitoring unit may measure the humidity measured when the cleaning nozzle is positioned at the center of the substrate.
According to such a configuration, it is possible to accurately monitor the discharge state of the cleaning liquid including the operation state of the ultrasonic oscillator without being affected by the centrifugal force due to the rotation of the substrate.

この発明による超音波洗浄装置において、湿度センサは洗浄ノズルに装着されていてもよい。   In the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention, the humidity sensor may be attached to the cleaning nozzle.

以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。図1は実施形態に係る超音波洗浄装置の説明図、図2は図1の要部拡大図、図3は図1に示される超音波洗浄装置の洗浄ノズルの構成を示す説明図、図4は基板の中心と湿度センサとの間の基板表面に沿った距離と湿度の変化量との関係を示すグラフ図、図5は基板の表面と湿度センサとの間の鉛直方向の距離と湿度の変化量との関係を示すグラフ図、図6は本実施形態に係る監視部の構成を示すブロック図、図7は本実施形態において監視部が行う制御フローを示すフローチャート図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. 1 is an explanatory view of an ultrasonic cleaning apparatus according to the embodiment, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of a cleaning nozzle of the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG. Is a graph showing the relationship between the distance along the substrate surface between the center of the substrate and the humidity sensor and the amount of change in humidity, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vertical distance between the substrate surface and the humidity sensor and the humidity. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a monitoring unit according to the present embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing a control flow performed by the monitoring unit in the present embodiment.

図1に示されるように、実施形態に係る超音波洗浄装置1は、洗浄すべき基板(円盤状のシリコンウエハ)2を搭載して回転する回転テーブル3と、超音波発振子4(図3参照)を有し超音波が印加された洗浄液5を吐出して基板2の洗浄処理を行う洗浄ノズル6と、洗浄ノズル6近傍の湿度を測定する湿度センサ7と、湿度センサ7によって測定される湿度を監視する監視部8(図6参照)とを備えている。   As shown in FIG. 1, an ultrasonic cleaning apparatus 1 according to the embodiment includes a rotary table 3 that rotates with a substrate (disk-shaped silicon wafer) 2 to be cleaned, and an ultrasonic oscillator 4 (FIG. 3). A cleaning nozzle 6 for discharging the cleaning liquid 5 to which ultrasonic waves are applied and cleaning the substrate 2, a humidity sensor 7 for measuring the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle 6, and the humidity sensor 7. And a monitoring unit 8 (see FIG. 6) for monitoring the humidity.

以下、実施形態に係る超音波洗浄装置1の構成と作用についてより詳細に説明する。
図1に示されるように、超音波洗浄装置1は、洗浄すべき基板2を保持しつつ回転させる回転テーブル3を備えている。
回転テーブル3は基板2をチャックする機能を備え、回転駆動部9から回転シャフト10を介して駆動力が伝達される。洗浄すべき基板2は、その中心が回転テーブル3の軸心と一致するように回転テーブル3に搭載される。
回転テーブル3は、基板2をチャックした状態で500rpm以上の回転数で回転する。というのは、500rpm未満の回転数では、基板2の表面に吐出された洗浄液5を遠心力によって十分に飛ばすことが難しく、洗浄液5の振り切り不足が生じる恐れがあるからである。
Hereinafter, the configuration and operation of the ultrasonic cleaning apparatus 1 according to the embodiment will be described in more detail.
As shown in FIG. 1, the ultrasonic cleaning apparatus 1 includes a turntable 3 that rotates while holding a substrate 2 to be cleaned.
The turntable 3 has a function of chucking the substrate 2, and a driving force is transmitted from the rotation drive unit 9 via the rotation shaft 10. The substrate 2 to be cleaned is mounted on the turntable 3 so that the center thereof coincides with the axis of the turntable 3.
The turntable 3 rotates at a rotation speed of 500 rpm or more with the substrate 2 being chucked. This is because at a rotational speed of less than 500 rpm, it is difficult to sufficiently blow off the cleaning liquid 5 discharged onto the surface of the substrate 2 by centrifugal force, and there is a possibility that the cleaning liquid 5 is insufficiently shaken off.

一方、図3に示されるように、洗浄ノズル6は、洗浄液5が導入される導入口6aと洗浄液5を吐出する吐出口6bがそれぞれ形成され、導入口6aから導入された洗浄液5に超音波を印加する超音波発振子4が上部に内蔵されている。
また、図1に示されるように、洗浄ノズル6は、アーム駆動モータ11によって駆動されるアーム12の先端にマウント13を介して装着され、基板2の表面に沿って円弧を描くように移動する。洗浄ノズル6とアーム12との間に介在するマウント13は、マウント昇降モータ14によって上下に昇降可能である。
洗浄ノズル6は上記のアーム12によって回転する基板2の中心と外縁との間を往復移動しながら超音波が印加された洗浄液5を所定の吐出圧力で吐出する。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the cleaning nozzle 6 is formed with an introduction port 6a through which the cleaning liquid 5 is introduced and a discharge port 6b through which the cleaning liquid 5 is discharged, and ultrasonic waves are introduced into the cleaning liquid 5 introduced from the introduction port 6a. Is embedded in the upper part.
Further, as shown in FIG. 1, the cleaning nozzle 6 is attached to the tip of an arm 12 driven by an arm drive motor 11 via a mount 13 and moves so as to draw an arc along the surface of the substrate 2. . The mount 13 interposed between the cleaning nozzle 6 and the arm 12 can be moved up and down by a mount lifting motor 14.
The cleaning nozzle 6 discharges the cleaning liquid 5 to which ultrasonic waves are applied at a predetermined discharge pressure while reciprocating between the center and the outer edge of the substrate 2 rotated by the arm 12.

図1に示されるように、洗浄ノズル6は発振電源15と接続され、超音波発振子4(図3参照)は発振電源15の周波数に応じた超音波を発振する。
また、洗浄ノズル6はポンプ16および電磁バルブ17を介して洗浄液タンク18と接続され、洗浄液5が洗浄ノズル6の導入口6aに所定の圧力で供給される。
As shown in FIG. 1, the cleaning nozzle 6 is connected to an oscillation power source 15, and the ultrasonic oscillator 4 (see FIG. 3) oscillates ultrasonic waves according to the frequency of the oscillation power source 15.
The cleaning nozzle 6 is connected to a cleaning liquid tank 18 via a pump 16 and an electromagnetic valve 17, and the cleaning liquid 5 is supplied to the inlet 6 a of the cleaning nozzle 6 at a predetermined pressure.

洗浄ノズル6の吐出口6bは口径が2〜10mm程度であり、1〜2kg/cm2程度の吐出圧力で、流量0.1L/min以上の洗浄液5を吐出する。
上記の吐出圧力を下回る条件では洗浄効果が低減する。一方、上記の吐出圧力を上回る条件では基板2に与えるダメージが大きくなり、不良を発生させる原因となりかねない。よって、洗浄液5の吐出圧力を上記の適切な範囲内に管理することは、洗浄処理を適切に実施するうえで重要である。
本実施形態では洗浄ノズル6の吐出口6bの口径が一定であるので、洗浄液5の流量は吐出圧力に比例する。
なお、本実施形態では、洗浄液5として比抵抗値が1MΩ・cm2以上の純水が用いられる。この比抵抗値を満足しない純水の使用は、洗浄液5による基板汚染の原因となりかねないため、使用しないことが望ましい。
The discharge port 6b of the cleaning nozzle 6 has a diameter of about 2 to 10 mm, and discharges the cleaning liquid 5 at a flow rate of 0.1 L / min or more at a discharge pressure of about 1 to 2 kg / cm 2 .
The cleaning effect is reduced under the above discharge pressure. On the other hand, if the discharge pressure exceeds the above-described discharge pressure, damage to the substrate 2 increases, which may cause a defect. Therefore, managing the discharge pressure of the cleaning liquid 5 within the appropriate range is important for appropriately performing the cleaning process.
In this embodiment, since the diameter of the discharge port 6b of the cleaning nozzle 6 is constant, the flow rate of the cleaning liquid 5 is proportional to the discharge pressure.
In the present embodiment, pure water having a specific resistance value of 1 MΩ · cm 2 or more is used as the cleaning liquid 5. The use of pure water that does not satisfy this specific resistance value may cause substrate contamination by the cleaning liquid 5, and is therefore preferably not used.

洗浄ノズル6の導入口6aから導入された洗浄液5には、上部に内蔵された超音波発振子4から音圧センサによる電圧換算値で350〜450mV程度となる音圧の超音波が印加される。
洗浄液5に電圧換算値で350〜450mV程度の超音波が印加されると、いわゆるキャビテーション現象により、洗浄液5の液体中の圧力が下がって飽和蒸気圧に達し、洗浄液5の一部が蒸発気化して空洞気泡の発生と破裂が繰り返され、空洞気泡が破裂するときの衝撃波によって基板2の表面に付着した異物が効率よく除去される(剥がされる)。
To the cleaning liquid 5 introduced from the introduction port 6a of the cleaning nozzle 6, ultrasonic waves having a sound pressure of about 350 to 450 mV in terms of voltage converted by a sound pressure sensor are applied from the ultrasonic oscillator 4 built in the upper part. .
When an ultrasonic wave having a voltage converted value of about 350 to 450 mV is applied to the cleaning liquid 5, the pressure in the liquid of the cleaning liquid 5 decreases and reaches a saturated vapor pressure due to a so-called cavitation phenomenon, and a part of the cleaning liquid 5 evaporates. Then, the generation and rupture of the cavity bubbles are repeated, and the foreign matter attached to the surface of the substrate 2 is efficiently removed (stripped) by the shock wave generated when the cavity bubbles are ruptured.

洗浄液5に印加される超音波の音圧が電圧換算値で約350mVを下回る場合、空洞気泡の発生が乏しく洗浄効果が低下する。一方、洗浄液5に印加される超音波の音圧が電圧換算値で約450mVを超えると基板2に与えるダメージが大きくなり、不良を発生させる原因となり得る。
このため、超音波発振子4から洗浄液5へ印加される超音波の強さ、すなわち音圧は、音圧センサによる電圧換算値で350〜450mVとなるように設定される。
When the sound pressure of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid 5 is less than about 350 mV in terms of voltage, the generation of hollow bubbles is poor and the cleaning effect is reduced. On the other hand, when the sound pressure of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid 5 exceeds about 450 mV in terms of voltage, the damage given to the substrate 2 increases, which may cause defects.
For this reason, the intensity of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic oscillator 4 to the cleaning liquid 5, that is, the sound pressure, is set to 350 to 450 mV in terms of a voltage converted value by the sound pressure sensor.

上述のとおり、超音波発振子4から超音波が印加され、キャビテーション現象により洗浄液5中で空洞気泡の発生と破裂が繰り返されると、吐出された洗浄液5から水煙5aが立ち昇る。水煙5aを形成する霧はその粒径が非常に小さいため蒸発し易く、洗浄ノズル6近傍の湿度は水煙5aによって一定の高い値となる。
そこで、本実施形態では洗浄ノズル6の外部に湿度センサ7を装着し、この湿度センサ7で洗浄ノズル6近傍の湿度を測定する。
超音波発振子4(図3参照)が正常に作動し、キャビテーション現象による水煙5aが洗浄液5から立ち昇っていれば、湿度センサ7によって一定の高い値が測定されるが、超音波発振子4が正常に作動しなければキャビテーション現象も起こらず、水煙5aも立ち昇らないので高い値は測定されない。
As described above, when ultrasonic waves are applied from the ultrasonic oscillator 4 and generation and rupture of the cavity bubbles are repeated in the cleaning liquid 5 due to the cavitation phenomenon, the water smoke 5a rises from the discharged cleaning liquid 5. The mist that forms the water smoke 5a has a very small particle size and is therefore easily evaporated, and the humidity in the vicinity of the cleaning nozzle 6 has a constant high value due to the water smoke 5a.
Therefore, in the present embodiment, the humidity sensor 7 is mounted outside the cleaning nozzle 6, and the humidity near the cleaning nozzle 6 is measured by the humidity sensor 7.
If the ultrasonic oscillator 4 (see FIG. 3) operates normally and the water smoke 5a due to the cavitation phenomenon rises from the cleaning liquid 5, a constant high value is measured by the humidity sensor 7, but the ultrasonic oscillator 4 If it does not operate normally, the cavitation phenomenon does not occur and the water smoke 5a does not rise, so that a high value is not measured.

もちろん、測定される湿度の値は、洗浄液5の吐出圧力によっても変動する。
上述のとおり、本実施形態では洗浄液5の流量は吐出圧力に比例するので、吐出圧力が低下すれば洗浄液5の流量も少なくなり、超音波発振子7が正常に作動していても空洞気泡の発生量が少なくなることから測定される湿度の値は低くなる。
一方、吐出圧力が高くなれば洗浄液5の流量も多くなり、空洞気泡の発生量が多くなることから測定される湿度の値は高くなる。
Of course, the measured humidity value also varies depending on the discharge pressure of the cleaning liquid 5.
As described above, in the present embodiment, the flow rate of the cleaning liquid 5 is proportional to the discharge pressure. Therefore, if the discharge pressure decreases, the flow rate of the cleaning liquid 5 also decreases, and even if the ultrasonic oscillator 7 is operating normally, Since the amount of generation is reduced, the measured humidity value is lowered.
On the other hand, if the discharge pressure is increased, the flow rate of the cleaning liquid 5 is increased, and the amount of generated void bubbles is increased, so that the measured humidity value is increased.

よって、本実施形態では、湿度センサ7によって測定された湿度に基づいて超音波発振子4の作動状況と洗浄液4の吐出圧力を含む洗浄液5の吐出状態を監視することができる。
しかし、洗浄液4の吐出状態を湿度に基づいて的確に監視するには、所定の条件を満たした位置で測定された湿度に基づいて吐出状態を監視することが好ましい。
本実施形態において所定の条件を満たした位置とは、回転テーブル3の軸心、すなわち基板2の中心から半径2cm以内であって、かつ、基板2の表面から2cm以内の高さとなる位置である。
Therefore, in this embodiment, based on the humidity measured by the humidity sensor 7, the operating state of the ultrasonic oscillator 4 and the discharge state of the cleaning liquid 5 including the discharge pressure of the cleaning liquid 4 can be monitored.
However, in order to accurately monitor the discharge state of the cleaning liquid 4 based on the humidity, it is preferable to monitor the discharge state based on the humidity measured at a position satisfying a predetermined condition.
In the present embodiment, the position satisfying the predetermined condition is a position where the axis of the rotary table 3, that is, a radius within 2 cm from the center of the substrate 2 and a height within 2 cm from the surface of the substrate 2. .

このような条件を導き出すにあたって次のような2つの実験を行った。
1つ目の実験では、基板2を一定の回転数で回転させながら、基板2の表面と湿度センサ7との間の鉛直方向の距離H(図2参照)、すなわち基板2の表面に対する湿度センサ8の高さを2cmに保ちつつ、超音波発振子4(図3参照)を作動させずに洗浄液5を吐出し、基板2の中心から外縁まで60秒かけて洗浄ノズル5を基板2の表面に沿って移動させ湿度の変動を測定した。
In order to derive such conditions, the following two experiments were conducted.
In the first experiment, the vertical distance H (see FIG. 2) between the surface of the substrate 2 and the humidity sensor 7 while rotating the substrate 2 at a constant rotation number, that is, a humidity sensor with respect to the surface of the substrate 2. While maintaining the height of 8 at 2 cm, the cleaning liquid 5 is discharged without operating the ultrasonic oscillator 4 (see FIG. 3), and the cleaning nozzle 5 is moved from the center of the substrate 2 to the outer edge over the surface of the substrate 2 over 60 seconds. The humidity variation was measured.

実験の結果、下の表1および図3に示されるように、基板2の中心と湿度センサ7との間の基板表面に沿った距離L(図2参照)が長くなるにしたがって初期値に対する湿度の変化量が大きくなる傾向、すなわち湿度の上昇傾向が認められた。なお、この実験で初期値とは、実験開始前に、洗浄ノズル6を基板2の中心に位置させ洗浄液5を吐出させずに測定した湿度の値のことである。   As a result of the experiment, as shown in Table 1 and FIG. 3 below, the humidity relative to the initial value increases as the distance L (see FIG. 2) along the substrate surface between the center of the substrate 2 and the humidity sensor 7 increases. There was a tendency for the amount of change to increase, that is, a tendency to increase humidity. In this experiment, the initial value is a humidity value measured before the experiment is started and the cleaning nozzle 6 is positioned at the center of the substrate 2 and the cleaning liquid 5 is not discharged.

Figure 2008311358
Figure 2008311358

これは、吐出された洗浄液5が基板2の回転による遠心力によって外周へ向かって広がるように移動し、外周へ近づくにしたがって空気との接触面積が増えて洗浄液4が蒸発し易くなるためである。
図3に示されるように、基板2の中心からの距離が3cmを超えると洗浄液5と空気との接触面積の増加による蒸発がすすみ、初期値に対する湿度の変化量が大きくなることが分かる。
よって、基板2の回転による遠心力の影響を受けることなく湿度を測定するためには、基板2の中心から半径2cm以内の範囲が好適であると言える。
This is because the discharged cleaning liquid 5 moves so as to spread toward the outer periphery due to the centrifugal force caused by the rotation of the substrate 2, and the contact area with the air increases as the outer periphery approaches, so that the cleaning liquid 4 is easily evaporated. .
As shown in FIG. 3, it can be seen that when the distance from the center of the substrate 2 exceeds 3 cm, evaporation due to an increase in the contact area between the cleaning liquid 5 and air proceeds, and the amount of change in humidity with respect to the initial value increases.
Therefore, it can be said that a range within a radius of 2 cm from the center of the substrate 2 is suitable for measuring the humidity without being affected by the centrifugal force due to the rotation of the substrate 2.

2つ目の実験では、先の実験結果に基づいて、基板2の中心と湿度センサ7との間の基板表面に沿った距離Lを遠心力の影響を受けない2cm以内に保ちつつ、超音波発振子4を作動させた状態で洗浄液5を吐出し、洗浄ノズル6を基板2の表面から鉛直上方に180秒かけて上昇させ湿度の変動を測定した。
なお、この実験でも初期値とは、実験開始前に、洗浄ノズル6を基板2の中心に位置させ洗浄液5を吐出させずに測定した値のことである。
In the second experiment, based on the previous experimental results, the distance L along the substrate surface between the center of the substrate 2 and the humidity sensor 7 is kept within 2 cm without being affected by the centrifugal force, and the ultrasonic wave The cleaning liquid 5 was discharged in a state where the oscillator 4 was operated, and the cleaning nozzle 6 was lifted vertically upward from the surface of the substrate 2 over 180 seconds to measure the change in humidity.
In this experiment, the initial value is a value measured before the experiment is started and the cleaning nozzle 6 is positioned at the center of the substrate 2 and the cleaning liquid 5 is not discharged.

実験の結果、下の表2および図4に示されるように、基板2の表面と湿度センサ7との間の鉛直方向の距離(高さ)Hが高くなるにしたがって初期値に対する湿度の変化量が小さくなる傾向、すなわち湿度の低下傾向が認められた。   As a result of the experiment, as shown in Table 2 and FIG. 4 below, the amount of change in humidity with respect to the initial value as the vertical distance (height) H between the surface of the substrate 2 and the humidity sensor 7 increases. Tended to decrease, that is, a tendency to decrease humidity.

Figure 2008311358
Figure 2008311358

これは、超音波が印加されキャビテーション現象により洗浄液5から立ち昇る水煙5aが基板2の表面近傍で蒸発し、基板2の表面から鉛直上方に遠ざかるにしたがって蒸発した水蒸気が空気中に分散していくためである。
図4に示されるように、基板2の表面からの高さが3cmを超えると初期値に対する湿度の変化量が小さくなることが分かる。
よって、キャビテーション現象によって発生した水煙5aに起因する湿度の上昇を測定するためには、基板2の表面から2cm以内の高さが好適であると言える。
This is because the water smoke 5a rising from the cleaning liquid 5 due to the cavitation phenomenon when ultrasonic waves are applied evaporates in the vicinity of the surface of the substrate 2, and the evaporated water vapor is dispersed in the air as it moves vertically upward from the surface of the substrate 2. Because.
As shown in FIG. 4, it can be seen that when the height from the surface of the substrate 2 exceeds 3 cm, the amount of change in humidity with respect to the initial value becomes small.
Therefore, it can be said that a height within 2 cm from the surface of the substrate 2 is suitable for measuring an increase in humidity caused by the water smoke 5a generated by the cavitation phenomenon.

このように、本実施形態では、超音波発振子4の作動状況と洗浄液5の吐出圧力を含む洗浄液5の吐出状態を湿度に基づいて的確に監視するために、基板2の中心から半径2cm以内であって、かつ、基板2の表面から2cm以内の高さで測定された湿度に基づいて洗浄液5の吐出状態を監視する。
なお、洗浄液5の吐出状態の監視とは、超音波発振子4が正常に作動し、かつ、所定の吐出圧力で洗浄液5が吐出されているか否かを判断するということであり、本実施形態ではこの判断を監視部8によって行う。
As described above, in the present embodiment, in order to accurately monitor the operating state of the ultrasonic oscillator 4 and the discharge state of the cleaning liquid 5 including the discharge pressure of the cleaning liquid 5 based on the humidity, the radius is within 2 cm from the center of the substrate 2. In addition, the discharge state of the cleaning liquid 5 is monitored based on the humidity measured at a height within 2 cm from the surface of the substrate 2.
The monitoring of the discharge state of the cleaning liquid 5 is to determine whether or not the ultrasonic oscillator 4 is operating normally and the cleaning liquid 5 is discharged at a predetermined discharge pressure. Then, this determination is performed by the monitoring unit 8.

図6に示されるように、監視部8は、演算処理を行うCPU19、CPU19の制御プログラムを格納したROM20、CPU19にワークエリアを提供するRAM21、各種情報を一時的に格納する格納部22、CPU19の制御の下で各種駆動部を駆動するドライバ回路23、外部の各種センサと信号の入出力を行うI/Oポート24で構成される。   As shown in FIG. 6, the monitoring unit 8 includes a CPU 19 that performs arithmetic processing, a ROM 20 that stores a control program for the CPU 19, a RAM 21 that provides a work area to the CPU 19, a storage unit 22 that temporarily stores various information, and a CPU 19. The driver circuit 23 that drives various drive units under the control of the above and the I / O port 24 that inputs and outputs signals to and from various external sensors.

以下、監視部8が洗浄液5の吐出状態を湿度に基づいて監視する制御フローについて、図7に示すフローチャート図に基づいて説明する。なお、以下の説明中で引用される各部材については、適宜、図1〜3を併せて参照されたい。   Hereinafter, a control flow in which the monitoring unit 8 monitors the discharge state of the cleaning liquid 5 based on humidity will be described based on a flowchart shown in FIG. In addition, about each member quoted in the following description, please refer FIG.

図7に示されるように、洗浄処理の要求がなされると、監視部8はアーム駆動モータ11を駆動させて洗浄ノズル6を基板2の中心に位置させる。このとき、マウント昇降モータ14も併せて駆動させられ、洗浄ノズル6は基板2の表面と湿度センサ7との間の距離Hが2cmとなるように、基板2の表面に対する高さが調整される(ステップ1)。   As shown in FIG. 7, when a cleaning process is requested, the monitoring unit 8 drives the arm drive motor 11 to position the cleaning nozzle 6 at the center of the substrate 2. At this time, the mount raising / lowering motor 14 is also driven, and the height of the cleaning nozzle 6 with respect to the surface of the substrate 2 is adjusted so that the distance H between the surface of the substrate 2 and the humidity sensor 7 is 2 cm. (Step 1).

ステップ1で洗浄ノズル6を基板2の中心に位置させると、監視部8は回転駆動部9を駆動させて回転テーブル3を所定の回転数で回転させる(ステップ2)。
ステップ2で回転テーブル3を所定の回転数で回転させると、監視部8は洗浄ノズル6の超音波発振子4を作動させつつ洗浄液5を基板2の表面に向かって所定の吐出圧力で吐出させる(ステップ3)。
ステップ3で洗浄ノズル6から洗浄液5を吐出させると、監視部8は湿度センサ7に湿度を測定させ、測定された湿度の値を湿度情報として格納部22に格納する(ステップ4)。
When the cleaning nozzle 6 is positioned at the center of the substrate 2 in step 1, the monitoring unit 8 drives the rotation driving unit 9 to rotate the rotary table 3 at a predetermined number of rotations (step 2).
When the rotary table 3 is rotated at a predetermined rotational speed in step 2, the monitoring unit 8 causes the cleaning liquid 5 to be discharged toward the surface of the substrate 2 at a predetermined discharge pressure while operating the ultrasonic oscillator 4 of the cleaning nozzle 6. (Step 3).
When the cleaning liquid 5 is discharged from the cleaning nozzle 6 in step 3, the monitoring unit 8 causes the humidity sensor 7 to measure the humidity, and stores the measured humidity value in the storage unit 22 as humidity information (step 4).

ステップ4で湿度情報を格納部22に格納すると、監視部8は格納された湿度情報の値が所定の範囲に収まっているか否かを判断する(ステップ5)。
なお、ここで所定の範囲とは、超音波発振子4が正常に作動し、かつ、所定の吐出圧力で洗浄液5が吐出される正常稼働時に測定される湿度に基づいて予め設定された許容上限値と許容下限値である。
When the humidity information is stored in the storage unit 22 in step 4, the monitoring unit 8 determines whether or not the stored humidity information value is within a predetermined range (step 5).
Here, the predetermined range means an allowable upper limit set in advance based on humidity measured during normal operation in which the ultrasonic oscillator 4 operates normally and the cleaning liquid 5 is discharged at a predetermined discharge pressure. Value and allowable lower limit.

ステップ5で湿度情報の値が所定の範囲に収まっていると判断すると、監視部8は、超音波発振子4の作動状態と洗浄液5の吐出圧力のいずれにも異常が生じていないと判断し、基板2の中心と外縁との間で洗浄ノズル6を所定の速度で基板2の表面に沿って1往復させる(ステップ6)。
一方、湿度情報の値が閾値の範囲に収まっていないと判断すると、監視部8は、超音波発振子4の作動状況と洗浄液4の吐出圧力のいずれかまたは双方に何らかの異常が生じたと判断して洗浄処理を中止し(ステップ10)、一連のフローを終了する。
If it is determined in step 5 that the humidity information value is within the predetermined range, the monitoring unit 8 determines that there is no abnormality in either the operating state of the ultrasonic oscillator 4 or the discharge pressure of the cleaning liquid 5. The cleaning nozzle 6 is reciprocated once along the surface of the substrate 2 at a predetermined speed between the center and the outer edge of the substrate 2 (step 6).
On the other hand, when determining that the value of the humidity information is not within the threshold range, the monitoring unit 8 determines that some abnormality has occurred in either or both of the operating state of the ultrasonic oscillator 4 and the discharge pressure of the cleaning liquid 4. Then, the cleaning process is stopped (step 10), and the series of flows is completed.

ステップ6で洗浄ノズル6を1往復させ、洗浄ノズル6が基板2の中心に戻ってくると、監視部8は基板2の洗浄処理が完了したか否かを判断し(ステップ7)、完了していないと判断するとステップ4に戻って再び湿度センサ7に湿度を測定させる。
一方、洗浄処理が完了したと判断すると、超音波発振子4の作動を停止させると共に洗浄液5の吐出を停止させ(ステップ8)、回転テーブル3の回転を停止させ(ステップ9)、一連のフローを終了する。
In step 6, the cleaning nozzle 6 is reciprocated once, and when the cleaning nozzle 6 returns to the center of the substrate 2, the monitoring unit 8 determines whether or not the cleaning processing of the substrate 2 is completed (step 7). If it is determined that it is not, the process returns to step 4 to cause the humidity sensor 7 to measure the humidity again.
On the other hand, if it is determined that the cleaning process has been completed, the operation of the ultrasonic oscillator 4 is stopped, the discharge of the cleaning liquid 5 is stopped (step 8), the rotation of the rotary table 3 is stopped (step 9), and a series of flows. Exit.

以上の制御フローでは、洗浄ノズル6を1往復させる度に基板2の中心で湿度を測定し、測定された湿度が所定の範囲に収まっているかを判断することにより、超音波発振子4の作動状況と洗浄液5の吐出圧力を含む洗浄液5の吐出状態を監視するが、同じ位置で時間間隔を空けて測定された湿度から湿度の変化率を求め、当該変化率を所定の閾値と比較することにより洗浄液4の吐出状態の監視を行ってもよい。   In the control flow described above, each time the cleaning nozzle 6 is reciprocated once, the humidity is measured at the center of the substrate 2, and the operation of the ultrasonic oscillator 4 is determined by determining whether the measured humidity is within a predetermined range. The condition and the discharge state of the cleaning liquid 5 including the discharge pressure of the cleaning liquid 5 are monitored. The humidity change rate is obtained from the humidity measured at the same position with a time interval, and the change rate is compared with a predetermined threshold value. Thus, the discharge state of the cleaning liquid 4 may be monitored.

また、本実施形態では洗浄液として純水を用いた例を説明したが、必ずしも純水に限定されるものではなく、水酸化アンモニウム・過酸化水素含有水、塩化水素・過酸化水素含有水、硫酸と過酸化水素の混合溶液、フッ化水素・過酸化水素含有水、フッ化水素含有水、フッ化水素・フッ化アンモニウム含有水など様々な洗浄液を用いることができる。   In the present embodiment, pure water is used as the cleaning liquid. However, the present invention is not necessarily limited to pure water. Ammonium hydroxide / hydrogen peroxide-containing water, hydrogen chloride / hydrogen peroxide-containing water, sulfuric acid Various cleaning liquids such as a mixed solution of hydrogen and hydrogen peroxide, water containing hydrogen fluoride / hydrogen peroxide, water containing hydrogen fluoride, water containing hydrogen fluoride / ammonium fluoride can be used.

この発明の実施形態に係る超音波洗浄装置の説明図である。It is explanatory drawing of the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. この発明の実施形態に係る超音波洗浄装置の洗浄ノズルの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the washing nozzle of the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on embodiment of this invention. 基板の中心と湿度センサとの間の基板表面に沿った距離と湿度の変化量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the distance along the board | substrate surface between the center of a board | substrate, and a humidity sensor, and the variation | change_quantity of humidity. 基板の表面と湿度センサとの間の鉛直方向の距離と湿度の変化量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the distance of the perpendicular direction between the surface of a board | substrate, and a humidity sensor, and the variation | change_quantity of humidity. この発明の実施形態に係る超音波洗浄装置の監視部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the monitoring part of the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態において監視部が行う制御フローを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control flow which a monitoring part performs in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・超音波洗浄装置
2・・・基板
3・・・回転テーブル
4・・・超音波発振子
5・・・洗浄液
5a・・・水煙
6・・・洗浄ノズル
6a・・・導入口
6b・・・吐出口
7・・・湿度センサ
8・・・監視部
9・・・回転駆動部
10・・・回転シャフト
11・・・アーム駆動モータ
12・・・アーム
13・・・マウント
14・・・マウント昇降モータ
15・・・発振電源
16・・・ポンプ
17・・・電磁バルブ
18・・・洗浄液タンク
19・・・CPU
20・・・ROM
21・・・RAM
22・・・格納部
23・・・ドライバ回路
24・・・I/Oポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic cleaning apparatus 2 ... Board | substrate 3 ... Rotary table 4 ... Ultrasonic oscillator 5 ... Cleaning liquid 5a ... Water smoke 6 ... Cleaning nozzle 6a ... Inlet 6b ... Discharge port 7 ... Humidity sensor 8 ... Monitoring unit 9 ... Rotation drive unit 10 ... Rotation shaft 11 ... Arm drive motor 12 ... Arm 13 ... Mount 14 ... Mount lift motor 15 ... Oscillating power supply 16 ... Pump 17 ... Electromagnetic valve 18 ... Cleaning fluid tank 19 ... CPU
20 ... ROM
21 ... RAM
22 ... Storage unit 23 ... Driver circuit 24 ... I / O port

Claims (6)

洗浄すべき基板を搭載して回転する回転テーブルと、超音波発振子を有し超音波が印加された洗浄液を吐出して基板の洗浄処理を行う洗浄ノズルと、洗浄ノズル近傍の湿度を測定する湿度センサと、湿度センサによって測定される湿度を監視する監視部とを備える超音波洗浄装置。   A rotating table that mounts and rotates a substrate to be cleaned, a cleaning nozzle that has an ultrasonic oscillator and discharges a cleaning liquid to which ultrasonic waves are applied, and cleans the substrate, and measures the humidity near the cleaning nozzle An ultrasonic cleaning apparatus comprising a humidity sensor and a monitoring unit that monitors humidity measured by the humidity sensor. 監視部は、測定された湿度が所定の範囲に収まらないときに洗浄ノズルの吐出を中止する請求項1に記載の超音波洗浄装置。   The ultrasonic cleaning apparatus according to claim 1, wherein the monitoring unit stops the discharge of the cleaning nozzle when the measured humidity does not fall within a predetermined range. 監視部は、湿度の時間的変化率を求め、前記変化率が所定の閾値を超えるときに洗浄ノズルの吐出を中止する請求項1に記載の超音波洗浄装置。   The ultrasonic cleaning apparatus according to claim 1, wherein the monitoring unit obtains a temporal change rate of humidity and stops the discharge of the cleaning nozzle when the change rate exceeds a predetermined threshold. 基板上で洗浄ノズルを基板表面に沿って移動させるアームをさらに備え、監視部は、洗浄ノズルが回転テーブルの軸心から所定の範囲内に位置するときに測定された湿度を監視する請求項1〜3のいずれか1つに記載の超音波洗浄装置。   An arm for moving the cleaning nozzle along the surface of the substrate on the substrate is further provided, and the monitoring unit monitors the humidity measured when the cleaning nozzle is located within a predetermined range from the axis of the rotary table. The ultrasonic cleaning apparatus as described in any one of -3. 基板が実質的に円盤状であるとき、基板はその中心が回転テーブルの軸心と一致するように回転テーブルに搭載され、アームは基板の中心と外縁との間で洗浄ノズルを往復移動させ、監視部は洗浄ノズルが基板の中心に位置するときに測定された湿度を監視する請求項4に記載の超音波洗浄装置。   When the substrate is substantially disk-shaped, the substrate is mounted on the rotary table so that its center coincides with the axis of the rotary table, and the arm reciprocates the cleaning nozzle between the center and the outer edge of the substrate, The ultrasonic cleaning apparatus according to claim 4, wherein the monitoring unit monitors the humidity measured when the cleaning nozzle is located at the center of the substrate. 湿度センサが洗浄ノズルに装着されてなる請求項1〜5のいずれか1つに記載の超音波洗浄装置。   The ultrasonic cleaning apparatus according to claim 1, wherein a humidity sensor is attached to the cleaning nozzle.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013512559A (en) * 2009-11-30 2013-04-11 ラム・リサーチ・アーゲー Method and apparatus for surface treatment using a mixture of acid and oxidizing gas
JP2018107192A (en) * 2016-12-22 2018-07-05 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2018111146A (en) * 2017-01-10 2018-07-19 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing system and substrate processing method
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