JP2013247184A - 超音波洗浄方法および超音波洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波洗浄方法は、気体2が溶存された液体1に超音波を照射することにより液体1中の洗浄対象物を洗浄するための超音波洗浄方法であって以下の工程を有している。気体2が溶存された液体が準備される。液体1に超音波を照射しながら液体1を撹拌して、液体1に溶存した気体2を含む気泡が発生し続ける状態が実現される。気体2を含む気泡が発生し続ける状態において洗浄対象物が洗浄される。
【選択図】図1
Description
本実施の形態に係る超音波洗浄装置100は、図1に示すように、超純水などの洗浄液を内部に貯留する洗浄槽20と、この洗浄槽20に洗浄液を供給する供給手段10と、洗浄槽20を収容する間接水槽21と、間接水槽21の底部に設置され、超音波を照射するための照射手段30と、洗浄槽20の内部に供給された洗浄液中の溶存窒素濃度をモニタリングするためのモニタリング手段40と、液体を撹拌するための機構としての撹拌子4とを有している。供給手段10は、窒素ガスを溶存させた超純水を洗浄槽20に供給するための第1供給弁11と、脱気された超純水を当該洗浄槽20に供給するための第2供給弁12とを有する。
図5を参照して、本実施の形態の超音波洗浄方法について説明する。本実施の形態の超音波洗浄方法は、窒素などの気体が溶存された液体に超音波を照射することにより液体中に浸漬されているウエハW(洗浄対象物)を洗浄するための方法であって、主に以下の工程を有している。
本実施の形態に係る超音波洗浄方法によれば、液体に超音波を照射しながら液体を撹拌しているので、液体に溶存した気体を含む気泡が連続的に発生しやすい状態を実現することができる。この状態で洗浄を行うことにより、安定的に高いパーティクル除去率を得ることができる。
洗浄対象物としては、直径200mmのP型シリコンウエハが用いられた。P型シリコンウエハのミラー面に二酸化ケイ素粒子をスピンコートにより付着させた。付着量は、110nm以上の粒子で2000〜3000個であった。
二酸化ケイ素粒子が付着されたウエハを水槽内に浸漬し10分間洗浄した。その後、ウエハをスピンドライヤーで2分間乾燥した。パーティクル除去率は、洗浄後に減少したパーティクルの個数を洗浄前のウエハに付着していたパーティクルの個数で除した値をパーセント表示したものとして求められる。なお、パーティクル付着量測定には、日立ハイテクノロジー製LS6500を使用した。
本発明例に係る洗浄方法について説明する。まず、溶存窒素濃度が7.1ppmに調整された洗浄液が準備された。当該洗浄液に照射手段30から超音波が照射された。照射される超音波の周波数を750kHzとし、出力を1200Wとした。超音波は洗浄液に継続的に照射された。超音波を洗浄液に照射しながら、撹拌子4を洗浄液中において1400rpmで回転させた。撹拌子4の羽部4bの直径を25mm程度とし、高さを40mmとした。撹拌子4を回転させることにより、洗浄液に霧状の気泡が発生した。この時点でイメージインテンシファイアユニットによる観察をしたところ、ソノルミネッセンスの発生が確認された。当該霧状の気泡が発生した液体に洗浄対象物である二酸化ケイ素粒子が付着したウエハWを浸漬し、10分間の洗浄を実施し、その後ウエハWをスピンドライヤーで2分間乾燥した。
次に、比較例に係る洗浄方法について説明する。まず、溶存窒素濃度が7.1ppmに調整された洗浄液が準備された。当該洗浄液に照射手段30から超音波が照射された。照射される超音波の周波数を750kHzとし、出力を1200Wとした。超音波は洗浄液に継続的に照射された。比較例の洗浄方法は、本発明例の洗浄方法とは異なり、撹拌子4によって洗浄液を撹拌しなかった。イメージインテンシファイアユニットによる観察をしたところ、ソノルミネッセンスが発生していないことが確認された。当該液体に洗浄対象物である二酸化ケイ素粒子が付着したウエハWを浸漬し、10分間の洗浄を実施し、その後ウエハWをスピンドライヤーで2分間乾燥した。
次に、パーティクル除去率の結果を説明する。比較例の洗浄方法によるパーティクル除去率は18.8%であった。一方、本発明例の洗浄方法によるパーティクル除去率は30.0%であった。この実験により、洗浄液に超音波を照射しながら洗浄液を撹拌することにより、パーティクル除去率が向上することを確認した。
Claims (5)
- 気体が溶存された液体に超音波を照射することにより前記液体中の洗浄対象物を洗浄するための超音波洗浄方法であって、
前記気体が溶存された前記液体を準備する工程と、
前記液体に超音波を照射しながら前記液体を撹拌して、前記液体に溶存した前記気体を含む気泡が発生し続ける状態を実現する工程と、
前記気体を含む気泡が発生し続ける状態において前記洗浄対象物を洗浄する工程とを備えた、超音波洗浄方法。 - 前記気体を含む気泡が発生し続ける状態を実現する工程は、前記液体中において撹拌子を駆動することをきっかけとして行われる、請求項1に記載の超音波洗浄方法。
- 前記洗浄対象物を洗浄する工程は、ソノルミネッセンスが発生する工程を含む、請求項1または2に記載の超音波洗浄方法。
- 前記気体は窒素であり、前記液体の溶存気体濃度は5ppm以上11ppm未満である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波洗浄方法。
- 気体が溶存された液体に超音波を照射することにより前記液体中の洗浄対象物を洗浄するための超音波洗浄装置であって、
前記液体に超音波を照射するための照射手段と、
前記液体を収容するための容器と、
前記液体を撹拌するための機構とを備えた、超音波洗浄装置。
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