JP4957277B2 - Cleaning device and cleaning method - Google Patents
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Description
この発明は、超音波振動が付与された洗浄液によって回転している基板を洗浄するスピン洗浄装置及びその洗浄方法に関する。 The present invention relates to a spin cleaning apparatus for cleaning a rotating substrate with a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied, and a cleaning method therefor.
(1)超音波ノズルによるスピン洗浄
半導体装置は、ホトレジスト加工やドライエッチング等の多くの工程を経て製造される。しかし、これらの工程を経る度に、被加工対象の半導体基板の表面は汚染される。従って、これらの汚染を除去するため、半導体装置の製造工程には多くの洗浄工程が存在する。
(1) A spin cleaning semiconductor device using an ultrasonic nozzle is manufactured through many processes such as photoresist processing and dry etching. However, each time these steps are performed, the surface of the semiconductor substrate to be processed is contaminated. Therefore, in order to remove these contaminations, there are many cleaning steps in the semiconductor device manufacturing process.
半導体基板を洗浄する方法としては、以前は、半導体基板を洗浄液の満たされた洗浄槽に浸すディップ洗浄が一般的であった。この処理では、作業効率を向上させるため複数の半導体基板を、同時に洗浄液に浸すバッチ処理が一般的であった。 As a method for cleaning a semiconductor substrate, dip cleaning in which a semiconductor substrate is immersed in a cleaning tank filled with a cleaning liquid has been generally used. In this process, a batch process in which a plurality of semiconductor substrates are immersed in a cleaning solution at the same time is generally used in order to improve work efficiency.
しかし、半導体基板(半導体ウエハ)の大口径化に伴い、近年、半導体基板の洗浄方法としては、枚葉式スピン洗浄が主流になってきている。これは、枚葉式スピン洗浄が、洗浄効果の面内均一性、洗浄液及びリンス用純水の削減、及び装置立ち上げ時間の短縮等の点で優れているためである。 However, with the increase in the diameter of semiconductor substrates (semiconductor wafers), in recent years, single wafer spin cleaning has become the mainstream as a method for cleaning semiconductor substrates. This is because single-wafer spin cleaning is superior in terms of in-plane uniformity of the cleaning effect, reduction of cleaning liquid and rinsing pure water, and shortening of apparatus startup time.
図9に、枚葉式スピン洗浄方法の概要を示す。半導体基板からなる被洗浄基板50は、一枚ずつ図示しない回転テーブルに吸着固定され、この回転テーブルによって高速回転させられる。次に、超音波が印加せれた洗浄液52が、超音波ノズル51から回転中の被洗浄基板50に向けて噴射される。この洗浄液52を伝播する超音波振動によって、被洗浄基板50の表面に付着した汚染物質(レジストの残渣等)が除去される。
FIG. 9 shows an outline of the single wafer spin cleaning method. The substrate to be cleaned 50 made of a semiconductor substrate is sucked and fixed to a turntable (not shown) one by one and rotated at a high speed by this turntable. Next, the cleaning
一方、超音波ノズル51は、被洗浄基板50の回転運動に対して、その動径方向に往復運動する。
On the other hand, the
この運動によって、洗浄液52が被洗浄基板50に当たる洗浄位置55は、被洗浄基板50の回転中心53と外周54の間を往復運動する。従って、この往復運動と被洗浄基板50の高速回転により洗浄液52は被洗浄基板50の表面全体に均一に当てられ、被洗浄基板50全体が洗浄される。
By this movement, the
(2)振動体によるスピン洗浄
しかし、最小配線幅が100nm以下の世代に属する半導体装置の製造工程では、上記スピン洗浄が適用できない場合が多い。
(2) Spin cleaning by vibrator However, in many cases, the above-described spin cleaning cannot be applied to the manufacturing process of a semiconductor device belonging to the generation whose minimum wiring width is 100 nm or less.
この世代の半導体装置を製造するためには、半導体基板表面に種々の微細構造が形成される。しかし、これらの構造は、超音波ノズルから噴射された洗浄液の超音波振動に耐えられず容易に破壊されてしまう。例えば、細線化されたホトレジスト膜やバックエンド配線の用のポーラス・シリカ膜等は、上記スピン洗浄によって容易に破壊されてしまう。 In order to manufacture this generation of semiconductor devices, various fine structures are formed on the surface of the semiconductor substrate. However, these structures cannot easily withstand the ultrasonic vibration of the cleaning liquid ejected from the ultrasonic nozzle and are easily destroyed. For example, a thinned photoresist film, a porous silica film for back-end wiring, and the like are easily destroyed by the spin cleaning.
この様な微細構造の破壊を防ぐため、振動体を用いたスピン洗浄装置が提案されている(特許文献1)。この方法では、三角柱からなる振動体の側面を介して洗浄液に超音波が供給されるので、単位面積当たりの振動エネルギーが小さくなる。このため、半導体基板上に形成された脆弱な微細構造であっても、破壊されないで済む。 In order to prevent such destruction of the fine structure, a spin cleaning apparatus using a vibrating body has been proposed (Patent Document 1). In this method, since the ultrasonic wave is supplied to the cleaning liquid through the side surface of the vibrating body formed of a triangular prism, the vibration energy per unit area is reduced. For this reason, even the fragile microstructure formed on the semiconductor substrate does not need to be destroyed.
図10に、振動体を利用したスピン洗浄方法の概要を示す。超音波ノズルを用いて洗浄する方法と同様、半導体基板からなる被洗浄基板50は、一枚ずつ図示しない回転テーブルに吸着固定され、この回転テーブルによって高速回転させられる。次に、三角柱状の振動体56が、その一側面59と被洗浄基板50の被洗浄面が1mm程度の間隔を開けて向かい合うように配置される。この状態で振動体56近傍の被洗浄面に、ノズル57から洗浄液52が供給される。すると、図11に示す側面図のように、洗浄液50は、被洗浄基板52の回転によって、振動体56と被洗浄基板50の間に入り込む。尚、図11は、上記洗浄状態を、図10に示した方向Aから見た図である。
FIG. 10 shows an outline of a spin cleaning method using a vibrating body. Similar to the method of cleaning using an ultrasonic nozzle, the substrate to be cleaned 50 made of a semiconductor substrate is sucked and fixed to a rotary table (not shown) one by one and rotated at a high speed by this rotary table. Next, the triangular prism-shaped vibrating
この状態で振動体56の他の側面に固定した超音波振動子58を振動させて超音波を発生させ、被洗浄面に対向した側面59に向かって超音波を伝播させる。側面59に到達した超音波は、洗浄液52に伝達され洗浄液52中を伝播して、被洗基板52の表面(すなわち、被洗浄面)に到達し汚染物質を除去する。尚、振動体は、アーム60に固定されている。また、超音波振動子60にはケーブル61を介して数MHzの高周波電力が供給される。
In this state, the
この方法では、超音波振動子58で発生した超音波は、振動体58の側面59全体に分散される。従って、被洗浄面に照射される単位面積当たりの超音波振動強度(すなわち、単位面積当たりの超音波振動エネルギー。以下、超音波エネルギーの面密度と呼ぶ)は、超音波ノズルを用いた場合に比べ格段に小さくなる。このため、半導体基板上に形成された脆弱な微細構造であっても破壊されることがない。
振動体を用いた上記スピン洗浄では、半導体基板上の微細構造の破壊を防止するため、被洗浄面に供給される超音波エネルギーの面密度が、汚染物質の洗浄に必要な最低限の値近くに設定されている。しかし、汚染物質の洗浄に必要なエネルギーは一定ではなく、汚染物質の種類、汚染された微細構造、汚染物質を生成した工程等によって種々変化する。従って、汚染物質の種類やその生成過程等に応じて、超音波エネルギーの面密度の大きさを適宜調整する必要がある。 In the above spin cleaning using a vibrator, the surface density of ultrasonic energy supplied to the surface to be cleaned is close to the minimum value necessary for cleaning contaminants in order to prevent destruction of the fine structure on the semiconductor substrate. Is set to However, the energy required for cleaning the pollutants is not constant and varies depending on the type of pollutants, the contaminated microstructure, the process that produced the pollutants, and the like. Therefore, it is necessary to appropriately adjust the surface density of the ultrasonic energy according to the type of contaminants and the generation process thereof.
しかし、上記振動体には材質や構造から決まる固有の振動状態があり、周波数だけでなく振動強度も一定の超音波だけが上記振動体に励起される。従って、超音波振動子58に供給する電力やその周波数を調整したとしても、被洗浄面に供給される超音波エネルギーの面密度を所望の値に設定することは困難である。もし超音波エネルギーの面密度を所望の値に設定しようとするならば、振動体自体を作り変えるという極めて非効率な作業を行わなければならない。同様の状況が、超音波ノズルを用いるスピン洗浄にも存在する。
However, the vibrator has a unique vibration state determined by the material and structure, and only the ultrasonic wave having a constant vibration intensity as well as the frequency is excited by the vibrator. Therefore, even if the power supplied to the
すなわち、従来のスピン洗浄法には、洗浄に用いる超音波エネルギーの面密度を適宜調整することができないので、破壊され易い微細構造が形成された被洗浄面上では、汚染物質を効率的に除去することができないという問題があった。 In other words, since the surface density of ultrasonic energy used for cleaning cannot be adjusted as appropriate in the conventional spin cleaning method, contaminants are efficiently removed on the surface to be cleaned on which a microstructure that is easily destroyed is formed. There was a problem that could not be done.
そこで、本発明の目的は、被洗浄基板に供給される超音波エネルギーの面密度を容易に調整可能な、スピン洗浄装置およびその装置を用いた洗浄方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a spin cleaning apparatus and a cleaning method using the apparatus, which can easily adjust the surface density of ultrasonic energy supplied to the substrate to be cleaned.
上記の目的を達成するために、第1の発明に係る洗浄装置は、被洗浄基板を水平に暫時固定する回転テーブルと、超音波が印加された液体を噴射する超音波ノズルと、前記超音波ノズルによって噴射された液体が照射され、前記超音波を分散する分散板と、前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、前記分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する支持体と、前記分散板に開口を設け、前記開口を通して洗浄液を、前記被洗浄基板と前記分散板の間に供給するために接続された導管と、前記分散板上の任意の位置に前記液体の照射位置を移動できるように、前記超音波ノズルを移動する移動装置とを備えている。ここで、前記洗浄液は、前記分散板によって分散された前記超音波を前記被洗浄基板に伝えて前記被洗浄基板を洗浄するものである。 In order to achieve the above object, a cleaning apparatus according to a first aspect of the present invention includes a rotary table that horizontally fixes a substrate to be cleaned for a while, an ultrasonic nozzle that ejects a liquid to which ultrasonic waves are applied, and the ultrasonic wave The liquid ejected by the nozzle is irradiated, and a predetermined distance is provided between the dispersion plate for dispersing the ultrasonic waves and the substrate to be cleaned, and the dispersion plate is fixed in parallel to the substrate to be cleaned. An opening in the dispersion plate, a conduit connected to supply cleaning liquid between the substrate to be cleaned and the dispersion plate through the opening, and the liquid at any position on the dispersion plate. And a moving device that moves the ultrasonic nozzle so that the irradiation position can be moved. Here, the cleaning liquid transmits the ultrasonic waves dispersed by the dispersion plate to the substrate to be cleaned to clean the substrate to be cleaned.
この様な構成により、第1の発明によれば、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で出来る限り高い洗浄効果を得ることが出来る。 With such a configuration, according to the first invention, even if a fine structure that is very fragile is formed on the surface of the substrate to be cleaned, the highest cleaning effect is possible as long as the fine structure is not damaged. Can be obtained.
第2の発明に係る洗浄装置は、第1の発明において、前記分散板が、材質、厚さ又は層構造が異なる他の分散板と交換可能であることを特徴とする。 The cleaning apparatus according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the dispersion plate is replaceable with another dispersion plate having a different material, thickness or layer structure.
この様な構成により、第2の発明によれば、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で出来る限り高い洗浄効果が得られるよう洗浄装置の洗浄力を最適化することができる。 With such a configuration, according to the second invention, even if a fine structure that is very fragile is formed on the surface of the substrate to be cleaned, the highest cleaning effect is possible as long as the fine structure is not damaged. Thus, the cleaning power of the cleaning device can be optimized.
第3の発明に係る洗浄装置は、第1又は2の発明において、前記所定の距離を自在に変更可能な間隔調整装置を有することを特徴とする。 A cleaning apparatus according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the cleaning apparatus includes an interval adjusting device capable of freely changing the predetermined distance.
この様な構成により第3の発明では、洗浄力の微調整が容易になるので、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で出来る限り高い洗浄効果が得られるよう洗浄装置の洗浄力を最適化することが容易になる。 With such a configuration, in the third invention, the fine adjustment of the cleaning power is facilitated. Therefore, even if a fine structure that is very fragile is formed on the surface of the substrate to be cleaned, the fine structure is damaged. It becomes easy to optimize the cleaning power of the cleaning device so that the highest possible cleaning effect can be obtained within the range.
第4の発明に係る洗浄装置は、第1乃至3の発明において、前記超音波ノズルと前記分散板の距離を自在に変更可能な高さ調整装置を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising a height adjusting device capable of freely changing a distance between the ultrasonic nozzle and the dispersion plate.
この様な構成により、第4の発明によれば、洗浄力の微調整が更に容易になるので、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で出来る限り高い洗浄効果が得られるよう洗浄装置の洗浄力を最適化することが更に容易になる。 With such a configuration, according to the fourth invention, fine adjustment of the cleaning power is further facilitated. Therefore, even if a fine structure that is very fragile is formed on the surface of the substrate to be cleaned, this fine structure Further, it becomes easier to optimize the cleaning power of the cleaning device so that the highest possible cleaning effect can be obtained without damaging the surface.
第5の発明に係る洗浄装置は、第1乃至4の発明において、前記分散板が、前記液体によって伝達される前記超音波を分散または吸収する程度が異なる複数の領域を有し、前記液体が前記分散板に照射される位置を、前記複数の領域間で自在に切り替える超音波照射位置切替装置とを有することを特徴とする。 A cleaning apparatus according to a fifth invention is the cleaning device according to any one of the first to fourth inventions, wherein the dispersion plate has a plurality of regions having different degrees of dispersion or absorption of the ultrasonic waves transmitted by the liquid. And an ultrasonic irradiation position switching device that freely switches a position irradiated on the dispersion plate between the plurality of regions.
この様な構成により、第5の発明によれば、分散板を交換しなくても洗浄力の粗調整が可能になるので、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で出来る限り高い洗浄効果が得られるよう洗浄装置の洗浄力を最適化することが最も容易になる。 With such a configuration, according to the fifth aspect of the invention, since it is possible to coarsely adjust the cleaning power without replacing the dispersion plate, a very fragile fine structure is formed on the surface of the substrate to be cleaned. Even so, it is easiest to optimize the cleaning power of the cleaning device so as to obtain the highest possible cleaning effect as long as the fine structure is not damaged.
第6の発明に係る洗浄方法は、被洗浄基板を回転テーブルに水平に暫時固定する第1の工程と、前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する第2の工程と、被洗浄基板を回転テーブルと共に回転させる第3の工程と、前記分散板と前記被洗浄基板の間に洗浄液を供給する第4の工程と、 前記分散板に超音波の印加された液体を照射し、前記被洗浄基板の回転中心と外周部の間で前記液体の照射位置を往復運動させる第5の工程からなることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a cleaning method in which a predetermined distance is provided between the first step of horizontally fixing the substrate to be cleaned to a rotary table for a while and the substrate to be cleaned, and the dispersion plate A second step of fixing the substrate to be parallel to the substrate, a third step of rotating the substrate to be cleaned together with the rotary table, a fourth step of supplying a cleaning liquid between the dispersion plate and the substrate to be cleaned, It is characterized by comprising a fifth step of irradiating the dispersion plate with a liquid to which ultrasonic waves are applied and reciprocating the liquid irradiation position between the center of rotation and the outer periphery of the substrate to be cleaned.
この様な構成により、第6の発明によれば、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で出来る限り高い洗浄効果を得ることが出来る。 With such a configuration, according to the sixth aspect of the invention, even if a fine structure that is very fragile is formed on the surface of the substrate to be cleaned, the highest cleaning effect is possible as long as the fine structure is not damaged. Can be obtained.
本発明に係る洗浄装置(又は分散板)または洗浄方法によれば、超音波ノズルから噴射された超音波媒質液によって分散板に伝達された超音波エネルギーが分散板によって分散及び減衰(吸収)されるので、分散板の厚さ又は材質等を変更するだけで、分散板によって超音波が分散・減衰される程度を広範囲に亘って調整可能になる。従って、本発明によれば、分散板から洗浄液に伝達され被洗浄基板に到達する超音波の強度(超音波エネルギーの面密度)を、広範囲に亘って容易に調整することができる。 According to the cleaning device (or dispersion plate) or the cleaning method according to the present invention, the ultrasonic energy transmitted to the dispersion plate by the ultrasonic medium liquid ejected from the ultrasonic nozzle is dispersed and attenuated (absorbed) by the dispersion plate. Therefore, the degree to which the ultrasonic waves are dispersed and attenuated by the dispersion plate can be adjusted over a wide range only by changing the thickness or material of the dispersion plate. Therefore, according to the present invention, the intensity of ultrasonic waves (surface density of ultrasonic energy) transmitted from the dispersion plate to the cleaning liquid and reaching the substrate to be cleaned can be easily adjusted over a wide range.
このため、被洗浄基板の表面に非常に壊れやすい微細な構造物が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲内で洗浄力が最大化するように、スピン洗浄装置を最適化することができる。 Therefore, even if a very fragile fine structure is formed on the surface of the substrate to be cleaned, the spin cleaning device is optimized so that the cleaning power is maximized within a range that does not damage the fine structure. can do.
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
(実施の形態1)
(1)装置構成
本実施の形態は、被洗浄基板に供給される超音波エネルギーの面密度を容易に調整可能な洗浄装置(又は分散板)及び洗浄方法に係るものである。
(Embodiment 1)
(1) Apparatus Configuration This embodiment relates to a cleaning apparatus (or a dispersion plate) and a cleaning method that can easily adjust the surface density of ultrasonic energy supplied to a substrate to be cleaned.
本実施の形態における洗浄装置(又は分散板)及び洗浄方法では、超音波の印加された洗浄液を直接被洗浄基板に向かって噴射するのではなく、合成石英等の平板からなる分散板に超音波の印加された媒質液を噴射し、超音波エネルギーを分散・減衰させてから洗浄液に超音波を伝達する。従って、分散板の厚さの変更等、簡単な操作によって洗浄力の調整が可能になる。このため、脆弱な構造物が形成された被洗浄基板に対しても、この構造物に損傷を与えない範囲内で洗浄力を最大化することが可能になる。 In the cleaning apparatus (or dispersion plate) and the cleaning method in the present embodiment, the ultrasonic wave is not sprayed directly onto the substrate to be cleaned, but ultrasonic waves are applied to the dispersion plate made of a flat plate such as synthetic quartz. The medium liquid applied is sprayed to disperse / attenuate the ultrasonic energy, and then the ultrasonic wave is transmitted to the cleaning liquid. Therefore, the cleaning power can be adjusted by a simple operation such as changing the thickness of the dispersion plate. For this reason, even for a substrate to be cleaned on which a fragile structure is formed, the cleaning power can be maximized within a range in which the structure is not damaged.
図1は本実施の形態における洗浄装置の側面図であり、図2は同洗浄装置の平面図である。 FIG. 1 is a side view of the cleaning device in the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the cleaning device.
図1及び図2に示すように、本実施の形態の洗浄装置は、被洗浄基板を真空吸着し水平に暫時固定する回転テーブル1と、超音波が印加された液体(例えば、純水)を噴射する超音波ノズル2と、超音波ノズル2によって噴射された液体が照射される円盤上の分散板3と、分散板3をその中心で固定し且つ洗浄液の流通する貫通孔15が軸方向に設けられた支柱4と、所定の回転角を往復運動する第1の回転軸5と、前記超音波ノズル2と第1の回転軸5を連結する支持体6とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cleaning apparatus of the present embodiment includes a rotary table 1 that vacuum-sucks a substrate to be cleaned and horizontally fixes it for a while and a liquid (for example, pure water) to which ultrasonic waves are applied. The
支柱4は、分散板3を固定する支持体としての機能と共に、その貫通孔15と後述する分散板3のオリフィス7によって洗浄液を流通させる導管としての機能も果す。また、支柱4は、分散板側の端に分散板を着脱可能に固定する治具(図示せず)、例えば支柱4の先端に固定したリング(ボルトの頭に相当)と支柱4(ボルトに相当)に刻んだ螺子に嵌めるナットを有している。分散板3をこのリングとナットの間に挟みナットで締めれば、着脱可能に分散板3を固定することができる。更に、支柱4は、図示しない機械式の上下移動装置に固定されており、1mm以下の精度で上下させることができる。
The
更に、図1及び図2には図示されていないが、本実施の形態の洗浄装置は、前記支柱4の貫通孔15を通して洗浄液を被洗浄基板と分散板3の間に供給する洗浄液供給装置と、超音波を伝播させるための媒質としての前記液体(以下、超音波媒質液と呼ぶ)を超音波ノズル2に供給する超音波媒質液供給装置と、超音波ノズル2を構成する超音波振動子に高周波電力を供給する高周波電源を備えている。
Further, although not shown in FIGS. 1 and 2, the cleaning apparatus of the present embodiment includes a cleaning liquid supply apparatus that supplies a cleaning liquid between the substrate to be cleaned and the
分散板3は厚さ4mmの合成石英製の円盤からなり、中央には支柱4の貫通孔15を通ってきた洗浄液が放出されるオリフィス7が開いている。分散板3は、超音波媒質液を伝播して来た超音波を広範囲に分散させ且つ減衰させて洗浄液に伝えるために用いられる。分散板の材質及び厚さは、後述するように、洗浄液を介して被洗浄物に供給される超音波エネルギーの面密度が所望の値になるよう選択されている。また、支柱4の中心軸60と回転テーブル1の中心軸61は、平行方向に一定距離隔てられている。
The
図3は、動作状態における超音波ノズル2の断面図である。超音波ノズル2は、ノズルの底に超音波振動子8を備え、超音波振動子8に供給される電力を伝送する電気ケーブル9と超音波媒質液を供給する導管10とが接続されている。尚、同図には、超音波振動子8と電気ケーブル9を接続する電気回路は記載されていない。超音波媒質液は導管10から超音波ノズル2内に流入し、超音波振動子8によって超音波が励起され、噴射口11から噴射される。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
尚、回転テーブル1は、複数の吸気孔が設けられた吸着面を有するウエハチャック12と、同ウエハチャックを水平に保持する第2の回転軸13によって構成されている。第2の回転軸13の内部には導管が貫通しており、前記複数の吸気孔に接続されている。回転軸内の導管は、図示していない真空ポンプに接続されている。また、第2の回転軸13は、図示しない電気モータに接続されている。
The
(2)動作
図4は、本実施の形態における洗浄装置の使用方法およびその動作状態を説明する図である。図4の上半分は、同洗浄装置の動作状態における平面図である。図4の下半分は、同じく動作状態における洗浄装置のA-A’線(図2)に沿った概略断面図である。
(2) Operation FIG. 4 is a diagram for explaining a method of using the cleaning apparatus and its operation state in the present embodiment. The upper half of FIG. 4 is a plan view of the cleaning device in the operating state. The lower half of FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ (FIG. 2) of the cleaning device in the same operating state.
被洗浄基板50の洗浄は、以下のような手順によって行われる。 The substrate to be cleaned 50 is cleaned by the following procedure.
まず、微細構造の形成されたシリコンウエハ(直径8インチ)からなる被洗浄基板50を回転テーブル1に真空吸着する。すなわち、図示しない真空ポンプを動作させて、ウエハチャック12の吸気孔に、被洗浄基板50を吸い付ける。尚、ウエハチャック12は第2の回転軸13によって高速で回転するので、被洗浄基板50は、その中心20が第2の回転軸13の中心軸14に一致するように配置される。
First, a substrate to be cleaned 50 made of a silicon wafer (8 inches in diameter) having a fine structure is vacuum-sucked on the
次に、上述した上下移動装置によって分散板3が、被洗浄基板50の上に3mmの間隔を隔てて平行に配置される。分散板3は、その直径が被洗浄基板50の直径より十分に大きくなるように整形されている。従って、図4の上半分に示すように被洗浄基板50は、全体が分散板3によって覆い隠される。尚、分散板3は、被洗浄基板50の回転と連動して回転する必要はなく、被洗浄基板50と上記間隔を維持したまま静止していれば良い。
Next, the
次に、回転軸13に連結された電気モータ(図示せず)が駆動され、回転テーブル1が200回転/分の回転速度で回転させられる。
Next, an electric motor (not shown) connected to the
次に、洗浄液供給装置(図示せず)が駆動され、支柱4に設けられた貫通孔15を通して、洗浄液16が分散板3と被洗浄基板50の間に流入する。分散板3と被洗浄基板50の間に流入した洗浄液は、被洗浄基板50の回転によって遠心力が付与され被洗浄基板50の回転中心の近傍から外周方向へ流動する。その結果、被洗浄基板50の回転中心の近傍から外周方向へ向かう洗浄液の均一な流れが形成され、この洗浄液の流れによって分散板3と被洗浄基板50の間に形成された空間が満たされる。被洗浄基板50の外周部に到達した洗浄液は、被洗浄基板50の表面から洗い流した汚染物質と共に自由空間に飛散する。尚、洗浄液16には、超純水に水素ガスを1.5ppm溶解させた水素溶解水に、更にアンモニアを1ppm添加したアンモニア添加水素溶解水が用いられる。
Next, a cleaning liquid supply device (not shown) is driven, and the cleaning
洗浄液の単位時間当たり供給量、分散板3と被洗浄基板50の間隔、及び回転テーブル1の回転数は、洗浄液16の流れが分散板3と被洗浄基板50の上記間隔を完全に満たすように設定されている。分散板3と被洗浄基板50の間隔が洗浄液によって完全に満たされず空気層が存在していると、後述する分散板3から被洗浄基板50への超音波の伝達が効率的に行えなくなる。
The supply amount of the cleaning liquid per unit time, the distance between the
次に、分散板3の上方50mmの位置に超音波ノズル2が移動させられる。ここで、分散板3と超音波ノズル2との距離を規定する起点は、超音波ノズル2に内蔵された超音波振動子8の位置である。すなわち、超音波ノズル2は、内蔵された超音波振動子8が分散板3の上方50mmの位置に来るように移動させられる。このように超音波振動子8と分散板3の距離を調整するのは、分散板3に照射される超音波の強度が超音波ノズル2の内部に配置された超音波振動子8と分散板3の距離によって決まるからである。尚、超音波ノズル2の洗浄液噴射口(すなわち、超音波ノズル2の先端部)の位置は、分散板3の上方10mmになる。
Next, the
次に、超音波媒質液供給装置が駆動され、超音波ノズル2に純水からなる超音波媒質液が供給される。同時に、高周波電源が駆動され、超音波振動子8に周波数3MHz・電力60Wの高周波電力が超音波ノズル2内の超音波振動子8に供給される。超音波振動子8は供給された高周波電力によって振動し、周波数3MHzの超音波を超音波媒質液に励起する。
Next, the ultrasonic medium liquid supply device is driven, and an ultrasonic medium liquid made of pure water is supplied to the
励起された超音波は、超音波媒質液中を伝播し、超音波媒質液と共に超音波ノズル2から噴射され分散板3の上面に当たる。
The excited ultrasonic wave propagates in the ultrasonic medium liquid, is jetted from the
尚、超音波媒質液21は、超音波を効率的に伝播させる液体であれば、洗浄装置の動作に支障を及ぼさない限り何であっても良い。また、超音波ノズル2の中心軸18は、分散板3の垂線19に対して20〜30度傾けられる。これは、超音波媒質液21が分散板3に垂直に当たると、分散板3で照射された超音波が、超音波媒質液21内を逆行して超音波ノズル2の内部へ戻り、超音波振動子8を損傷することがあるからである。
The ultrasonic medium liquid 21 may be anything as long as it does not interfere with the operation of the cleaning device as long as it is a liquid that efficiently transmits ultrasonic waves. Further, the
超音波媒質液21からなる噴射流が分散板3に当たる時の直径は、3〜4mmである。超音波ノズル2を用いた従来のスピン洗浄法で、もし同じ超音波ノズルを用いて被洗浄基板を洗浄したとすると、洗浄液の照射によって洗浄される領域は直径3〜4mmの範囲である(この洗浄範囲が、被洗浄基板の回転等によって被洗浄基板表面を走行し、被洗浄基板全体が洗浄される。)。一方、本実施の形態では、超音波媒質液21が照射された点を中心として直径10〜20mmの範囲で汚染物質が除去される。
The diameter when the jet flow made of the ultrasonic medium liquid 21 hits the
洗浄領域がこのように大きく広がるのは、図5に示すように、超音波の波面22が分散板3内及び洗浄液16内を伝播する間に拡大し、超音波の振動エネルギーが分散されるためである。尚、説明の都合上、図5では、洗浄液21は分散板3に垂直に入射するように描かれている。
As shown in FIG. 5, the reason why the cleaning region is greatly expanded is that the
このような分散作用によって、被洗浄基板50の表面に到達した超音波のエネルギー密度は、分散板3に照射された時の約1/11〜1/25((3mm/10mm)2〜(4mm/20mm)2)に減少する。更に、分散板3及び洗浄液16を伝播する間に超音波エネルギーの一部が消失し(すなわち減衰し)、被洗浄基板50に到達する超音波のエネルギーは更に減少する。
The energy density of the ultrasonic waves that reach the surface of the substrate to be cleaned 50 by such a dispersion action is about 1/11 to 1/25 ((3 mm / 10 mm) 2 to (4 mm) when the
すなわち、分散板3及び洗浄液16の層を設けたことにより、被洗浄基板50に到達する超音波エネルギーの面密度は、超音波ノズル2によって被洗浄面に照射される超音波のエネルギー密度から格段に減少し、従って被洗浄基板50の表面に形成された微細構造の破壊が阻止される。
That is, by providing the layers of the
しかも、被洗浄基板50の表面における超音波エネルギーの面密度は、分散板3の材質、分散板3の厚さ、及び洗浄液16の種類および層厚(即ち、被洗浄基板50と分散板3の間隔)を変更することによって、広範囲に亘って容易に調整することができる。即ち、本実施の形態によれば、洗浄力の調整が容易なので、微細構造が破壊されない範囲で洗浄力を十分に強くした状態で被洗浄基板50を洗浄することができる。従って、被洗浄基板50から汚染物質を除去することができる。
Moreover, the surface density of the ultrasonic energy on the surface of the substrate to be cleaned 50 depends on the material of the
洗浄力は、分散板3の材質に最も大きく依存する。次に、分散板3の厚さに依存し、洗浄液16の層厚による影響は最も小さい。従って、洗浄力の調整は、使用する超音波ノズル2が決まったら、まず分散板3の材質及び厚さによって洗浄力を粗調整し、最後に被洗浄基板50と分散板3の間隔を調整して洗浄力を微調整すれば良い。更に、微調整が必要な場合には、超音波ノズル2と分散板3の距離を調整すれば良い。これは、超音波のエネルギーは、超音波が超音波振動子8で発生し分散板3に到達する間にも、伝播距離が大きくなるに従って減衰するからである。付言するならば、洗浄力は、分散板3が厚くなるほど弱くなる。また、洗浄液層の厚さ(被洗浄基板50と分散板3の間隔)が広がるほど弱くなり、超音波ノズル2と分散板3の距離が広がるほど弱くなる。
The cleaning power is most dependent on the material of the
従来のスピン洗浄装置の振動体56や超音波振動子8とは異なり、厚さの違った分散板3を作製するためには特別な設計等は必要なく、超音波エネルギーを分散・減衰させる度合いが異なる分散板を用意することは簡単である。また、支柱4の端に上述した治具を設ければ、分散板の交換も簡単である。更に、上述した機械式の上下移動装置を用いれば、被洗浄基板50と分散板3の間隔も簡単に調整することができる。また、超音波ノズル2の高さの調整も簡単である。すなわち、本実施の形態に係る洗浄装置によれば、洗浄力を広範囲に亘って容易に調整することができる。
Unlike the conventional vibrating
すなわち、上述した機械式の上下移動装置は、分散板と被洗浄基板の距離を自在に変更可能な間隔調整装置として機能する。 That is, the above-described mechanical vertical movement device functions as an interval adjustment device that can freely change the distance between the dispersion plate and the substrate to be cleaned.
一方、従来のスピン洗浄法では、超音波振動子や振動体の寸法を単に変更するだけでは所望の洗浄力を得ることができない。所望の洗浄力を得るためには、設計変更を含む新たな開発行為が必要になる。このため、洗浄力を広範囲に亘って調整することは、事実上困難である。 On the other hand, in the conventional spin cleaning method, it is not possible to obtain a desired cleaning power by simply changing the dimensions of the ultrasonic vibrator and the vibrator. In order to obtain a desired detergency, new development activities including design changes are required. For this reason, it is practically difficult to adjust the cleaning power over a wide range.
尚、本実施の形態で示した分散板3の材質・厚さ等は、シリコン基板(8インチ)上に膜厚200nmのポーラス・シリカを形成し65nm/65nmのライン・アンド・スペースに加工した被洗浄基板50に対して、最適化されたものである。この微細構造は、銅配線をダマシン法によって形成する時に用いられる構造に類似している。
The material, thickness, and the like of the
超音波媒質液が噴射されている間、超音波ノズル2は、被洗浄基板50の回転中心20とその外周を結ぶ直線上を往復運動する。この往復運動は、支持体6によって超音波ノズル2が連結された第1の回転軸5が所定の回転角で往復運動することによって生み出される。
While the ultrasonic medium liquid is being ejected, the
この超音波ノズル2の往復運動と被洗浄基板50の回転によって、被洗浄基板50の全面に超音波が照射され汚染物質が除去される。
By the reciprocating motion of the
すなわち、第1の回転軸5と支持体6は、超音波ノズル2によって液体が分散板に照射される位置(照射位置)が、被洗浄基板の回転中心と外周部の間を往復運動するように、超音波ノズルを移動させる移動装置として機能する。
In other words, the first
尚、支柱4を分散板3に取り付ける位置が図6のように第2の回転軸13の真上であると、支柱4が邪魔になって、被洗浄基板50の中心に超音波を照射することが困難になる。そこで本実施の形態では、第4図に示すように、支柱4は第2の回転軸13の真上から僅かにずらした位置に配置される。
If the position where the
所定の洗浄時間(例えば、60秒)が経過した後、洗浄ノズル2からの超音波媒質液の噴射が停止され、洗浄液供給装置からは洗浄液に代えてリンス用の純水が供給される。また、第1の回転軸5の往復運動も停止される。次に、所定の時間が経過し被洗浄基板50のリンスが終了した後、洗浄液供給装置からの純水の供給および第2の回転軸13の回転が停止される。
After a predetermined cleaning time (for example, 60 seconds) has elapsed, the ejection of the ultrasonic medium liquid from the cleaning
次に、分散板3を被洗浄基板50の上から撤去する。次に、洗浄基板50の表面に残留した水分を乾燥窒素で除去する。最後に、真空ポンプを止めてウエハチャック12をリークして、被洗浄基板50を回転テーブル1から取り外す。
Next, the
(3)洗浄能力の比較
本実施の形態における洗浄装置の洗浄能力を、従来のスピン洗浄装置と比較した。
(3) Comparison of cleaning ability The cleaning ability of the cleaning device in the present embodiment was compared with that of a conventional spin cleaning device.
比較のため、2種類の試料を用意した。 For comparison, two types of samples were prepared.
第1の試料は、シリコン基板(8インチ)上に厚さ200nmのポーラス・シリカを形成し、このポーラス・シリカをドライエッチングにより65nm/65nmのライン・アンド・スペースに加工した被洗浄基板50である。 The first sample is a substrate to be cleaned 50 in which porous silica having a thickness of 200 nm is formed on a silicon substrate (8 inches), and this porous silica is processed into a 65 nm / 65 nm line and space by dry etching. is there.
第2の試料は、シリコン基板(8インチ)上に厚さ100nmの熱酸化膜を形成し、この熱酸化膜の表面に平均粒径0.15μmのシリカ(SiO2)粒子を均一に付着させた被洗浄基板50である。 In the second sample, a thermal oxide film having a thickness of 100 nm is formed on a silicon substrate (8 inches), and silica (SiO 2 ) particles having an average particle diameter of 0.15 μm are uniformly attached to the surface of the thermal oxide film. The substrate to be cleaned 50.
第1の試料は、洗浄装置が被洗浄基板に与える損傷を評価するためのものである。一方第2の試料は、洗浄装置の洗浄力を評価するためのものである。 The first sample is for evaluating damage to the substrate to be cleaned by the cleaning apparatus. On the other hand, the second sample is for evaluating the cleaning power of the cleaning device.
以下、本実施の形態における洗浄装置と従来のスピン洗浄装置の洗浄能力を比較するが、試験で用いる洗浄液および回転テーブルの回転数は、「(2)動作」で述べたものと同じである。即ち、回転テーブルの回転数は200rpmであり、洗浄時間は60秒である。洗浄液は、超純水に水素ガスを1.5ppm溶解させた水素溶解水に、アンモニアを1ppm添加したアンモニア添加水素溶解水である。 Hereinafter, the cleaning ability of the cleaning device in the present embodiment and the conventional spin cleaning device will be compared. The cleaning liquid used in the test and the rotation speed of the rotary table are the same as those described in “(2) Operation”. That is, the rotation speed of the rotary table is 200 rpm, and the cleaning time is 60 seconds. The cleaning liquid is ammonia-added hydrogen-dissolved water obtained by adding 1 ppm of ammonia to hydrogen-dissolved water obtained by dissolving 1.5 ppm of hydrogen gas in ultrapure water.
まず、超音波ノズルを用いたスピン洗浄装置で、第1および第2の試料を洗浄した。超音波ノズル内の超音波振動子8には、周波数3MHz・電力60Wの高周波電力を入力した。洗浄の結果、第2の試料からは、シリカ粒子の91.4%が除去できた。しかし、第1の試料のライン・アンド・スペースパターンは損傷を受け、原形を留めないまでに破損した。この状況に対して、超音波ノズルの大きさ・形状等を種々変更し、また入力電力を調整して損傷のない洗浄を試みた。しかし、上記パターンに損傷を与えずに洗浄することはできなかった。
First, the first and second samples were cleaned with a spin cleaning apparatus using an ultrasonic nozzle. High frequency power having a frequency of 3 MHz and a power of 60 W was input to the
次に、合成石英でできた三角柱形状の振動体を用いたスピン洗浄を試みた。振動体が被洗浄基板50と対向する面の寸法は3×4cm、被洗浄基板50と振動体の距離は1mmである。上記振動体の他面に接着された超音波振動子8には、周波数3MHz・電力60Wの高周波電力を入力した。洗浄の結果、第2の試料の上記パターンにはまったく損傷は発生しなかったも。しかし、第1の試料からは、シリカ粒子が46.8%しか除去できなかった。この状況に対して、入手可能な種々の振動体を用いて洗浄を試みたが、シリカ粒子の除去率を高くすることはできなかった。
Next, spin cleaning was attempted using a triangular prism-shaped vibrator made of synthetic quartz. The size of the surface of the vibrating body facing the substrate to be cleaned 50 is 3 × 4 cm, and the distance between the substrate to be cleaned 50 and the vibrating body is 1 mm. High frequency power having a frequency of 3 MHz and a power of 60 W was input to the
最後に、本実施の形態における洗浄装置を用いて洗浄を行った。洗浄に用いたパラメータは、上記「(1)装置」又は「(2)動作」に記載された通りのものである。すなわち、超音波ノズル内の超音波振動子8には、周波数3MHz・電力60Wの高周波電力を入力した。分散板3は合成石英で形成し、その厚さは4mmである。分散板3と被洗浄基板50の間隔は、約3mmに設定した。また、超音波ノズル2内の超音波振動子8と分散板3との距離は、50mmである。
Finally, cleaning was performed using the cleaning apparatus in this embodiment. The parameters used for cleaning are the same as those described in “(1) Apparatus” or “(2) Operation”. That is, high frequency power having a frequency of 3 MHz and a power of 60 W was input to the
洗浄の結果、第2の試料の上記パターンには、まったく損傷が発生しなかった。しかも、第1の試料からは、シリカ粒子が86.7%除去できた。 As a result of the cleaning, no damage occurred in the pattern of the second sample. In addition, 86.7% of silica particles were removed from the first sample.
上記パラメータは、第1の試料に対して予め最適化しておいたものである。すなわち、本実施の形態における洗浄装置では、被洗浄基板50に照射される超音波エネルギーの面密度を容易に調節することができるので、被洗浄基板50表面に非常に壊れやすい微細構造が形成されていても、この微細構造に損傷を与えない範囲で最も高い洗浄効果が得られるように被洗浄基板50に照射される超音波エネルギーの面密度を最適化することができる。 The above parameters have been previously optimized for the first sample. That is, in the cleaning apparatus according to the present embodiment, the surface density of ultrasonic energy applied to the substrate to be cleaned 50 can be easily adjusted, so that a very fragile microstructure is formed on the surface of the substrate to be cleaned 50. Even so, the surface density of the ultrasonic energy applied to the substrate to be cleaned 50 can be optimized so as to obtain the highest cleaning effect within a range in which the fine structure is not damaged.
尚、分散板3の材質としては合成石英を例示したが、材質としてはこれに限られず、例えばアルミナ板等のセラミックスからなる板材を用いることもできる。
In addition, although the synthetic quartz was illustrated as a material of the
(実施の形態2)
本実施の形態における洗浄装置の構成は、分散板3の構成が相違する点を除き、実施の形態1の洗浄装置と一致する。また、その動作も、基本的には実施例1の洗浄装置と一致する。従って、分散板3の構成についてのみ説明し、その他の装置構成及びその動作の説明は省略する。
(Embodiment 2)
The configuration of the cleaning apparatus in the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the configuration of the
実施の形態1の分散板3は、単一の材料からなる単層構造をとっている。これに対して、本実施の形態の分散板は、図7(a)の断面図(支柱4が存在しない部分)に示すように、合成石英ガラス板23(厚さ4mm)にフッ素樹脂からなるフィルム24(厚さ0.1mm)が貼り付けられている。フッ素樹脂フィルムは厚さが合成石英ガラス板23より一桁以上小さいが、照射された超音波を吸収する度合いは合成石英ガラス板23より遥かに強い。
The
本実施の形態の分散板3は、この性質を利用したものである。この分散板3は、合成石英ガラス板23単一層からなる分散板3を用いても破壊されてしまう脆弱な微細構造に対して有効である。
The
本実施の形態における分散板3の構造は、以下の様にして決定される。まず、フッ素樹脂フィルムの厚さを、例えば0.1mm〜0.5mmの範囲で調整し、洗浄液16に伝達される超音波強度の大凡の調整を行う。次に、合成石英ガラス板23の厚さを、例えば3mm〜5mmの範囲で調整し、洗浄液16に伝達される超音波強度のより細かな調整を行う。このようにして夫々の層の厚さを適宜調整して最適のものを選択して、分散板3の構造を決定する。尚、フッ素樹脂フィルム24に代えて、ポリエチレンからなるフィルムやペット(PET:Polyethylene terephthalate)からなるフィルム等の合成樹脂からなるフィルムを用いることができる。また、合成石英ガラス板23に代えて、アルミナ板等のセラミックスからなる板材を用いることもできる。
The structure of the
尚、合成石英ガラス等からなる板材と合成樹脂フィルムを貼り合わせる適当な接着剤がなく、これら2つの部材の間に空間ができてしまうと超音波の伝播が阻害される。このような場合には、図7(b)のように合成樹脂フィルム25を2枚の合成石英板ガラス板23の間に挟み、合成樹脂フィルム25と夫々の板材2の間には液体(例えば、水)の層を設ければ良い。このようにすれば、合成樹脂フィルム25は2枚の板材26によって固定されると共に超音波は液体の層27を介して合成樹脂フィルム25と板材2の間を伝播することができる。
Note that there is no suitable adhesive for bonding a plate made of synthetic quartz glass or the like and a synthetic resin film, and if a space is formed between these two members, the propagation of ultrasonic waves is hindered. In such a case, as shown in FIG. 7B, the
また、ステンレスにフッ素樹脂コートし、多層構造の分散板としても良い。 Alternatively, stainless steel may be coated with a fluorine resin to form a multi-layered dispersion plate.
(実施の形態3)
本実施の形態における洗浄装置の構成も、分散板3の構成が相違する点を除き、実施の形態1及び2の洗浄装置と一致する。また、その動作も、基本的には実施例1の洗浄装置と一致する。従って、分散板3の構成についてのみ説明し、その他の装置構成及びその動作の説明は省略する。
(Embodiment 3)
The configuration of the cleaning device in the present embodiment is also the same as that of
実施の形態1及び2の分散板3は、同一の層構造からなる単一領域からなっている。これに対して、本実施の形態の分散板は、図8の平面図に示すように、支柱4を中心として層構造が異なる4つの領域28,29,30,31に分かれている。これら領域では、分散板3の厚さが異なっている。例えば、領域28〜領域31は合成石英からなり、厚さは夫々3mm、4mm、5mm及び6mmである。更に、分散板3は、支柱4によって回転可能に支持されており、被洗浄基板50の洗浄に際しては固定できるようになっている。また、各領域を実施の形態2に述べた分散板3と同じように多層構造とし、各層の厚さを領域毎に変えても良い。
The
実施の形態1または2では、洗浄力を粗調整するためには、分散板3を取り替えなければならない。これに対して本実施の形態では、分散板3を回転させて所望の層構造を持った領域に超音波媒質液が当たるようにすれば良い。従って、洗浄力を粗調整のための作業効率が向上する。
In
すなわち、支柱4は、超音波ノズル2によって噴射された液体が分散板3に照射される位置を、分散板3の所望の層構造を持った領域の間で自在に切替える超音波照射位置切替装置として機能する。
That is, the
本実施の形態に係る分散板3を用いて被洗浄基板50を洗浄するためには、まず分散板3の所望の領域に超音波媒質液が往復運動する道筋32が来るように、支柱4を中心として分散板3を回転する。次に、分散板3が洗浄中に移動しないように支柱4に取り付けら治具(図示せず)によって固定する。以後は、実施の形態1と同じようにして被洗浄基板50を洗浄する。
In order to clean the substrate to be cleaned 50 using the
尚、図8には、本実施の形態の理解を容易にするため、被洗浄基板50の位置、被洗浄基板の回転中心20、及び超音波媒質液が分散板3の上面を往復運動する道筋32が示されている。
In FIG. 8, for easy understanding of the present embodiment, the position of the substrate to be cleaned 50, the
以上説明した実施の形態では、被洗浄基板50としては、脆弱な構造が形成された半導体を例に挙げたが、本発明の被洗浄基板はこれに限られず、他の基板例えばフラットパネルデイスプレイ用のガラス基板であっても良い。 In the embodiment described above, as the substrate to be cleaned 50, a semiconductor having a fragile structure is taken as an example. However, the substrate to be cleaned of the present invention is not limited to this, and other substrates, for example, for flat panel displays It may be a glass substrate.
以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。 The above embodiment is summarized as follows.
(付記1)
被洗浄基板を水平に暫時固定する回転テーブルと、
超音波が印加された液体を噴射する超音波ノズルと、
前記超音波ノズルによって噴射された液体が照射され、前記超音波を分散する分散板と、
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、前記分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する支持体と、
前記分散板に開口を設け、前記開口を通して洗浄液を、前記被洗浄基板と前記分散板の間に供給するために接続された導管と、
前記分散板上の任意の位置に前記液体の照射位置を移動できるように、前記超音波ノズルを移動する移動装置とを備えた洗浄装置。
(Appendix 1)
A rotating table that fixes the substrate to be cleaned horizontally for a while,
An ultrasonic nozzle that ejects a liquid to which ultrasonic waves are applied;
A dispersion plate that is irradiated with the liquid ejected by the ultrasonic nozzle and disperses the ultrasonic wave;
A support that fixes the dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned at a predetermined distance from the substrate to be cleaned;
An opening in the dispersion plate, and a conduit connected to supply a cleaning liquid through the opening between the substrate to be cleaned and the dispersion plate;
A cleaning apparatus comprising: a moving device that moves the ultrasonic nozzle so that the irradiation position of the liquid can be moved to an arbitrary position on the dispersion plate.
(付記2)
前記分散板が、材質、厚さ又は層構造が異なる他の分散板と交換可能であることを特徴とする付記1に記載の洗浄装置。
(Appendix 2)
The cleaning apparatus according to
(付記3)
前記所定の距離を自在に変更可能な間隔調整装置を有することを特徴とする付記1又は2に記載の洗浄装置。
(Appendix 3)
The cleaning apparatus according to
(付記4)
前記超音波ノズルと前記分散板の距離を自在に変更可能な高さ調整装置を有することを特徴とする請求項1乃至3に記載の洗浄装置。
(Appendix 4)
The cleaning apparatus according to
(付記5)
前記分散板が、
第1の層と、
第1の層の上に積層され、第1の層とは超音波の吸収の度合いが異なる第2の層とからなることを特徴とする付記1乃至4に記載の洗浄装置。
(Appendix 5)
The dispersion plate is
A first layer;
The cleaning apparatus according to any one of
(付記6)
前記分散板が、前記液体によって伝達される前記超音波を分散または吸収する程度が異なる複数の領域を有し、
前記液体が前記分散板に照射される位置を、前記複数の領域間で自在に切り替える超音波照射位置切替装置とを有することを特徴とする付記1乃至5に記載の洗浄装置。
(Appendix 6)
The dispersion plate has a plurality of regions with different degrees of dispersion or absorption of the ultrasonic waves transmitted by the liquid;
The cleaning apparatus according to any one of
(付記7)
前記導管の接続位置が、前記被洗浄基板の回転中心からずれた位置に接続されていることを特徴とする付記1乃至6に記載の洗浄装置。
(Appendix 7)
The cleaning apparatus according to any one of
(付記8)
超音波が印加された液体を噴射する超音波ノズルと、
前記超音波ノズルによって噴射された液体が照射される分散板と、
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、前記分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する支持体と、
前記分散板と前記被洗浄基板の間に供給される洗浄液が流れ、前記被洗浄基板と前記分散板の間に形成された空間に開口する導管と、
前記液体が前記分散板に照射された位置が、前記被洗浄基板の回転中心と外周部の間を往復運動するように、前記超音波ノズルを移動させる移動装置とを備えた洗浄装置で使用される分散板であって、
前記支持体に着脱可能な分散板。
(Appendix 8)
An ultrasonic nozzle that ejects a liquid to which ultrasonic waves are applied;
A dispersion plate to which the liquid ejected by the ultrasonic nozzle is irradiated;
A support that fixes the dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned at a predetermined distance from the substrate to be cleaned;
A cleaning liquid supplied between the dispersion plate and the substrate to be cleaned flows, and a conduit opening into a space formed between the substrate to be cleaned and the dispersion plate;
Used in a cleaning apparatus including a moving device that moves the ultrasonic nozzle so that a position where the liquid is irradiated onto the dispersion plate reciprocates between a rotation center and an outer peripheral portion of the substrate to be cleaned. A dispersion plate,
A dispersion plate detachable from the support.
(付記9)
被洗浄基板を水平に暫時固定する回転テーブルと、
超音波が印加された液体を噴射する超音波ノズルと、
前記超音波ノズルによって噴射された液体が照射される分散板と、
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、前記分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する支持体と、
前記分散板と前記被洗浄基板の間に供給される洗浄液が流れ、前記被洗浄基板と前記分散板の間に形成された空間に開口する導管と、
前記液体が前記分散板に照射された位置が、前記被洗浄基板の回転中心と外周部の間を往復運動するように、前記超音波ノズルを移動させる移動装置とを備えた洗浄装置で使用される前記分散板であって、
第1の層と、
第1の層の上に積層され、第1の層とは超音波の吸収の度合いが異なる第2の層とからなり、前記支持体に着脱可能な分散板。
(Appendix 9)
A rotating table that fixes the substrate to be cleaned horizontally for a while,
An ultrasonic nozzle that ejects a liquid to which ultrasonic waves are applied;
A dispersion plate to which the liquid ejected by the ultrasonic nozzle is irradiated;
A support that fixes the dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned at a predetermined distance from the substrate to be cleaned;
A cleaning liquid supplied between the dispersion plate and the substrate to be cleaned flows, and a conduit opening into a space formed between the substrate to be cleaned and the dispersion plate;
Used in a cleaning apparatus including a moving device that moves the ultrasonic nozzle so that a position where the liquid is irradiated onto the dispersion plate reciprocates between a rotation center and an outer peripheral portion of the substrate to be cleaned. The dispersion plate,
A first layer;
A dispersion plate that is laminated on the first layer and is composed of a second layer that is different from the first layer in the degree of absorption of ultrasonic waves, and is detachable from the support.
(付記10)
被洗浄基板を水平に暫時固定する回転テーブルと、
超音波が印加された液体を噴射する超音波ノズルと、
前記超音波ノズルによって噴射された液体が照射される分散板と、
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、前記分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する支持体と、
前記分散板と前記被洗浄基板の間に供給される洗浄液が流れ、前記被洗浄基板と前記分散板の間に形成された空間に開口する導管と、
前記液体が前記分散板に照射された位置が、前記被洗浄基板の回転中心と外周部の間を往復運動するように、前記超音波ノズルを移動させる移動装置とを備えた洗浄装置で使用される前記分散板であって、
前記液体によって伝達される前記超音波を分散または吸収する程度が異なる複数の領域を有することを特徴とする分散板。
(Appendix 10)
A rotating table that fixes the substrate to be cleaned horizontally for a while,
An ultrasonic nozzle that ejects a liquid to which ultrasonic waves are applied;
A dispersion plate to which the liquid ejected by the ultrasonic nozzle is irradiated;
A support that fixes the dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned at a predetermined distance from the substrate to be cleaned;
A cleaning liquid supplied between the dispersion plate and the substrate to be cleaned flows, and a conduit opening into a space formed between the substrate to be cleaned and the dispersion plate;
Used in a cleaning apparatus including a moving device that moves the ultrasonic nozzle so that a position where the liquid is irradiated onto the dispersion plate reciprocates between a rotation center and an outer peripheral portion of the substrate to be cleaned. The dispersion plate,
A dispersion plate having a plurality of regions having different degrees of dispersion or absorption of the ultrasonic waves transmitted by the liquid.
(付記11)
被洗浄基板を回転テーブルに水平に暫時固定する第1の工程と、
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する第2の工程と、
被洗浄基板を回転テーブルと共に回転させる第3の工程と、
前記分散板と前記被洗浄基板の間に洗浄液を供給する第4の工程と、
前記分散板に超音波の印加された液体を照射し、前記被洗浄基板の回転中心と外周部の間で前記液体の照射位置を往復運動させる第5の工程からなることを特徴とする洗浄方法。
(Appendix 11)
A first step of horizontally fixing the substrate to be cleaned to the rotary table for a while;
A second step of fixing a dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned, with a predetermined distance between the substrate and the substrate to be cleaned;
A third step of rotating the substrate to be cleaned together with the rotary table;
A fourth step of supplying a cleaning liquid between the dispersion plate and the substrate to be cleaned;
A cleaning method comprising a fifth step of irradiating the dispersion plate with a liquid to which ultrasonic waves are applied and reciprocating the liquid irradiation position between a rotation center and an outer peripheral portion of the substrate to be cleaned. .
この発明は、半導体装置の製造業、及び半導体装置製造機器の製造業において利用可能である。 The present invention can be used in the semiconductor device manufacturing industry and the semiconductor device manufacturing equipment manufacturing industry.
1 回転テーブル
2 超音波ノズル
3 分散板
4 支柱
5 第1の回転軸
6 支持体
7 オリフィス
8 超音波振動子
9 ケーブル
10 導管
11 噴射口
12 ウエハチャック
13 第2の回転軸
15 支柱に設けられた貫通孔
16 洗浄液
20 被洗浄基板の回転中心
21 超音波媒質液
22 超音波の波面
23 合成石英ガラス板
24 フッ素樹脂からなるフィルム
25 合成樹脂フィルム
27 液体の層
32 超音波媒質液が往復運動する道筋
50 被洗浄基板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
超音波が印加された液体を噴射する超音波ノズルと、
前記超音波ノズルによって噴射された液体が照射され、前記超音波を分散する分散板と、
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、前記分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する支持体と、
前記分散板に開口を設け、前記開口を通して洗浄液を、前記被洗浄基板と前記分散板の間に供給するために接続された導管と、
前記分散板上の任意の位置に前記液体の照射位置を移動できるように、前記超音波ノズルを移動する移動装置とを備えた洗浄装置。 A rotating table that fixes the substrate to be cleaned horizontally for a while,
An ultrasonic nozzle that ejects a liquid to which ultrasonic waves are applied;
A dispersion plate that is irradiated with the liquid ejected by the ultrasonic nozzle and disperses the ultrasonic wave;
A support that fixes the dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned at a predetermined distance from the substrate to be cleaned;
An opening in the dispersion plate, and a conduit connected to supply a cleaning liquid through the opening between the substrate to be cleaned and the dispersion plate;
A cleaning apparatus comprising: a moving device that moves the ultrasonic nozzle so that the irradiation position of the liquid can be moved to an arbitrary position on the dispersion plate.
前記液体が前記分散板に照射される位置を、前記複数の領域間で自在に切り替える超音波照射位置切替装置とを有することを特徴とする請求項1乃至4に記載の洗浄装置。 The dispersion plate has a plurality of regions with different degrees of dispersion or absorption of the ultrasonic waves transmitted by the liquid;
The cleaning apparatus according to claim 1, further comprising an ultrasonic irradiation position switching device that freely switches a position at which the liquid is irradiated to the dispersion plate between the plurality of regions.
前記被洗浄基板との間に所定の距離を開けて、分散板を、前記被洗浄基板に対して平行に固定する第2の工程と、
被洗浄基板を回転テーブルと共に回転させる第3の工程と、
前記分散板と前記被洗浄基板の間に洗浄液を供給する第4の工程と、
前記分散板の一部に超音波の印加された液体を照射し、前記被洗浄基板の回転中心と外周部の間で前記液体の照射位置を往復運動させる第5の工程からなることを特徴とする洗浄方法。 A first step of horizontally fixed to the rotary table to be cleaned substrate,
A second step of fixing a dispersion plate in parallel to the substrate to be cleaned, with a predetermined distance between the substrate and the substrate to be cleaned;
A third step of rotating the substrate to be cleaned together with the rotary table;
A fourth step of supplying a cleaning liquid between the dispersion plate and the substrate to be cleaned;
It comprises a fifth step of irradiating a part of the dispersion plate with a liquid to which ultrasonic waves are applied, and reciprocating the liquid irradiation position between the rotation center and the outer periphery of the substrate to be cleaned. How to wash.
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