JP2010258084A - 基板保持治具および洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッチ式のメガソニック洗浄装置において、洗浄時に洗浄槽内で基板を保持する基板保持治具であって、洗浄槽内に基板を保持するための対向する側板と、側板に両端が接続された2以上の石英製支持部材と、1つの保持溝を有し、石英製支持部材に複数取り付けられた樹脂製保持部材とを具備し、樹脂製保持部材が他の樹脂製保持部材と接触しないように石英製支持部材に取り付けられたものであり、樹脂製保持部材の保持溝に基板の周縁部を嵌めることで基板が保持されるものである基板保持治具。
【選択図】図1
Description
図4に一般的な超音波洗浄装置の一例の概略図を示す。
図4に示すように、一般的な超音波洗浄装置101は、被洗浄物104を洗浄するための洗浄液107を収容する洗浄槽102と、洗浄槽102に超音波を伝搬するための伝搬水108を収容する超音波伝搬槽103と、超音波伝搬槽103の外壁面に備えられた、例えばセラミック製の圧電素子から成る超音波を発生させる振動子109により超音波を伝搬水108に印加する振動板105等を備えるものである。また、被洗浄物104は基板保持治具106等により洗浄槽102中に保持され、洗浄槽102内の洗浄液に浸漬される。
以上のように、本発明の基板保持治具であれば、メガソニック洗浄において、基板の搬送トラブルが無く、基板へのダメージやパーティクルの心配も無い、良好な洗浄を低いコストで効率的に行うことができる。
このように、フッ素樹脂であれば、強度も高く、洗浄液に対する耐性も強いため好適である。
このように、樹脂製保持部材が円筒状であれば、製作が容易である上に、石英製支持部材の穴に嵌めこむことで取り付け、交換が容易になる。従って、簡単で安価に構成できる。
このような配置であれば、振動子からの超音波は石英支持部に直接あたり、反対側にある樹脂製保持部材は超音波に直接曝されないため、超音波の吸収もより低減されて洗浄効果がさらに高くなる。さらには、直接曝される場合に比べ、石英製支持部材により超音波が遮蔽されるため樹脂製保持部材へのダメージ、発熱もより抑制される。
このようなメガソニック洗浄装置であれば、メガソニック洗浄において、基板の搬送トラブルが無く、基板へのダメージやパーティクルの心配も無い、良好な洗浄を低いコストで効率的に行うことができる。
図1は、本発明の基板保持治具の石英製支持部材に取り付けられた樹脂製保持部材の概略拡大図である。図2は、本発明の基板保持治具をメガソニック洗浄装置に取り付けた状態を示す概略断面図であり、図3はその概略平面図である。
ここで、洗浄液16としては、例えばSC−1溶液(アンモニア水と過酸化水素水と純水とを混合したもの)等のような薬液を使用することができるし、純水を使用することもできる。また、洗浄液16の液温は例えば5〜90℃とすることができる。
ここで、振動子17の固有振動数は、例えば、500KHz〜5MHz、特には750KHz〜1.5MHzとすることができる。これらの条件は洗浄目的に従って決定されれば良く、特にこれに限定されないが、1MHz程度の高周波の超音波を利用することで、パーティクルの除去効果を高めることができる。
フッ素樹脂であれば、強度も高く、洗浄液に対する耐性も強いため好適である。
このように、樹脂製保持部材が円筒状であれば、製作が容易である上に、石英製支持部材の穴に嵌めこむことで取り付け、交換が容易になる。
また、樹脂製保持部材同士の間隔は、特に限定されないが、必要以上に間隔を空けると洗浄する基板の仕込み枚数が減少してしまうので、洗浄液の温度においても、隣接する樹脂製保持部材同士が膨張して接触しなければよい。
このような配置であれば、振動子からの超音波は石英支持部に直接あたり、反対側にある樹脂製保持部材は超音波に直接曝されないため、超音波の吸収もより低減されて洗浄効果がさらに高くなり、かつ樹脂製保持部材へのダメージ、発熱もより抑制される。
このように、振動子側から見た場合の樹脂製保持部材の投影面積を石英製支持部材よりできるだけ小さくして、最も好ましくは、完全に隠れる(樹脂製保持部材の石英製支持部材との投影面積比率0%)ようにする。
また、石英製支持部材12の振動子側から見た厚みを、超音波の共振条件から外すように調節することが好ましい。これにより、石英製支持部材に取り付けられた樹脂製保持部材のダメージをより低減でき、発熱による樹脂の劣化もより抑制することができる。
(実施例1)
図1〜3に示すような本発明の基板保持治具を具備するメガソニック洗浄装置を用いて、鏡面研磨後の直径300mmのシリコン基板5枚を、10分間メガソニック洗浄した。使用した保持部材の材質はフッ素樹脂とした。使用した洗浄液はアンモニア、過酸化水素水、水の混合液(SC−1溶液)とし、その混合比を1:1:10とした。洗浄液の温度を50℃とし、超音波の周波数は1MHzとした。同条件で同一治具を用いて合計200回の洗浄を行った。
この結果、搬送トラブルは一回も発生せず、治具にも基板にもキズ等は発生せず良好な洗浄を行うことができた。また、洗浄後の基板のパーティクルの数も比較例1に比べて低減されていた。
実施例1と同一の条件で、ただし、基板保持治具は樹脂製保持部材が直方体で、かつ石英製支持部材に、隣の樹脂製保持部材同士を互いに接触させて連結するように取り付けられたものを用いて、鏡面研磨後の直径300mmのシリコン基板の洗浄を行った。
この結果、搬送トラブルが3回発生し、シリコン基板にもキズが発生した。
洗浄槽を5つ有するメガソニック装置のそれぞれの洗浄槽に、図1〜3に示すような本発明の基板保持治具(石英スタンド)を設置したものと(実施例2)、全体が樹脂で作製された基板保持治具(樹脂スタンド)を設置したものを(比較例2)用いて、鏡面研磨後の直径300mmのシリコン基板の洗浄を行った。このとき、石英スタンドは装置の下方に配置された振動子側に石英製支持部材が配置され、樹脂製保持部材が振動子側から完全に隠れるように設置し、超音波に直接曝されないようにした。これらの洗浄槽間の基板の搬送は、スタンドへロボットアームによって搬送した。
上記のような装置を用いて、基板の洗浄を、図7に示すような洗浄プロセスで、工程1−5の順で行い、工程2におけるSC−1溶液による洗浄時の溶液の温度を70℃(条件1)、60℃(条件2)、50℃(条件3)の3条件で、各条件で基板5枚ずつ洗浄を実施した。工程2以外はDIW(純水)で洗浄を行った。また、図7に示すように、工程2、3ではメガソニックを印加しているが、この出力は540Wに設定した。
図5に示すように、溶液温度が高い条件で洗浄を行った基板程、パーティクルが少なくなっているが、本発明の石英スタンドで洗浄を行った場合の方が樹脂スタンドに比べパーティクルは大幅に低減されている。これは、樹脂スタンドの場合は樹脂がメガソニックを吸収してしまい、洗浄効果が下がり、一方本発明の石英スタンドの場合には、石英製支持部材がメガソニックをよりよく透過させて、洗浄効果の低減がほとんど無かったためと考えられる。また、樹脂スタンドを用いた比較例の場合には、溶液温度が高い条件ほど搬送トラブルが多発したが、本発明の石英スタンドでは搬送トラブルは発生しなかった。
また、本発明の石英スタンドであれば、50℃のような低温でも、洗浄効果が大きいので、必ずしも液温を70℃のように高温にする必要がない。従って、エネルギーコストや液の蒸発による飛散が防止され、新液の供給も抑制することができ、この点でもコストダウンが計れる。さらに、低温だと、エッチオフ量も少なくすることができるので、ウェーハの表面粗さの悪化を防止できる。
次に、樹脂スタンドを用いて、比較例2の条件1と同様の条件、洗浄プロセスで、ただしメガソニックの出力は条件1と同じ540W(100%)と、270W(50%)でそれぞれ洗浄を行った。この洗浄後の基板のパーティクルを実施例2、比較例2と同様の装置、方法で測定した結果を図6に示す。
図6に示すように、メガソニックの出力は高い方が洗浄効果が高く、基板のパーティクルを低減できることがわかる。但し、樹脂スタンドで行ったため、540W(100%)の出力で行った洗浄の場合には、複数回洗浄を行うと、樹脂に劣化が見られ、再びパーティクル数が増加した。
次に、石英スタンドを設置した洗浄装置(実施例3)と、樹脂スタンドを設置した洗浄装置(比較例4)を用いて、実施例2、比較例2の条件3と同様の条件、洗浄プロセスで、ただし両方ともメガソニックの出力は750Wでそれぞれ洗浄を行った。
この場合でも石英スタンドの場合には、良好に洗浄が実施でき、出力のみが異なる実施例2の条件3よりも洗浄効果が高く、パーティクルは低減されていた。また、樹脂スタンドの場合には、出力のみが異なる比較例2の条件3よりも劣化が早く、パーティクルは大幅に増加した。
12…石英製支持部材、 13…樹脂製保持部材、 14…洗浄槽、
15…側板、 16…洗浄液、 17…振動子、 18…超音波伝搬槽、
19…伝搬水、 20…振動板、 21…保持溝、 W…基板。
Claims (5)
- バッチ式のメガソニック洗浄装置において、洗浄時に洗浄槽内で基板を保持する基板保持治具であって、少なくとも、前記洗浄槽内に基板を保持するための対向する側板と、該側板に両端が接続された2以上の石英製支持部材と、1つの保持溝を有し、前記石英製支持部材に複数取り付けられた樹脂製保持部材とを具備し、該樹脂製保持部材が他の樹脂製保持部材と接触しないように前記石英製支持部材に取り付けられたものであり、前記樹脂製保持部材の保持溝に前記基板の周縁部を嵌めることで基板が保持されるものであることを特徴とする基板保持治具。
- 前記樹脂製保持部材が、フッ素樹脂製であることを特徴とする請求項1に記載の基板保持治具。
- 前記樹脂製保持部材が円筒状であり、該樹脂製保持部材が前記石英製支持部材に設けられた穴に嵌め込まれることで取り付けられたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基板保持治具。
- 前記石英製支持部材に取り付けられた前記樹脂製保持部材は、前記メガソニック洗浄装置における超音波を発生させる振動子側に前記石英製支持部材が、その反対側が前記樹脂製保持部材となるように配置されたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の基板保持治具。
- 基板を洗浄するためのメガソニック洗浄装置であって、少なくとも、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の基板保持治具を具備し、該基板保持治具によって洗浄槽内に保持された基板を、振動子により発生させた超音波をあてながら洗浄するものであることを特徴とするメガソニック洗浄装置。
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