JP6843402B2 - Substrate cleaning method - Google Patents
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Description
本発明は、基板の洗浄方法及び装置全般に関し、特に、ＳＣ１等の高温化学溶液内部の気泡や、洗浄工程において基板洗浄用の超音波装置を有する単一の基板洗浄装置に高温化学溶液を供給する際に発生または癒合する気泡を低減することに関する。 The present invention relates to a substrate cleaning method and an apparatus in general, and in particular, supplies a high-temperature chemical solution to air bubbles inside a high-temperature chemical solution such as SC1 and a single substrate cleaning apparatus having an ultrasonic apparatus for cleaning the substrate in the cleaning step. It relates to reducing the bubbles generated or fused when cleaning.
半導体装置の製造工程において、基板表面上の粒子は次のステップへ進む前に除去又は洗浄する必要がある。基板の表面上の、ポストＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）等のスラリーや残留物は除去が困難である。このような粒子を除去するために、高温の硫酸（ＳＭＰ）が用いられる。しかし、硫酸は安全に取り扱うことが困難であるだけでなく、硫酸の廃棄物の処理も高くつく。高温ＳＣ１（過酸化水素、水酸化アンモニア、及び、水を含む）は、高温の硫酸の非常に良好な代替候補である。しかし、これら粒子を効果的に除去するには、ＳＣ１の温度を８０℃より高温に加熱する必要がある。 In the manufacturing process of semiconductor devices, particles on the surface of the substrate need to be removed or cleaned before proceeding to the next step. It is difficult to remove slurries and residues such as post-CMP (chemical-mechanical preparation) on the surface of the substrate. High temperature sulfuric acid (SMP) is used to remove such particles. However, not only is sulfuric acid difficult to handle safely, but the disposal of sulfuric acid waste is also expensive. High temperature SC1 (including hydrogen peroxide, ammonia hydroxide, and water) is a very good alternative to hot sulfuric acid. However, in order to effectively remove these particles, it is necessary to heat the temperature of SC1 to a temperature higher than 80 ° C.
ＳＣ１がこのような高温になる場合、ＳＣ１化学物質が低圧吸引、機械撹拌、及び、加熱工程を通過すると、ＳＣ１内のＨ２Ｏ２やＮＨ４ＯＨといった化学物質が、酸素とアンモニアガスの気泡として解離しやすくなる。このように気泡が混じったＳＣ１は洗浄工程において、ポンプ、ヒーター、流量計、超音波装置の誤作動の原因となる。 When SC1 becomes such a high temperature, when the SC1 chemical substance passes through the low pressure suction, mechanical stirring, and heating steps, the chemical substance such as H 2 O 2 and NH 4 OH in SC 1 becomes a bubble of oxygen and ammonia gas. It becomes easy to dissociate. The SC1 mixed with bubbles in this way causes a malfunction of the pump, the heater, the flow meter, and the ultrasonic device in the cleaning process.
従って、混合、加熱、供給、及び、基板に同時に超音波エネルギーが加えられる洗浄工程において、高温化学溶液内の気泡を制御するより良い方法が必要となる。 Therefore, better methods of controlling air bubbles in high temperature chemical solutions are needed in mixing, heating, feeding, and cleaning steps in which ultrasonic energy is applied to the substrate at the same time.
本発明によれば、基板洗浄用の高温化学溶液供給システムが提供される。前記高温化学溶液供給システムは、溶液タンクと、バッファタンクと、第１のポンプと、第２のポンプとを含む。前記溶液タンクには高温化学溶液が入っている。前記バッファタンクは、タンク本体と、通気管路と、ニードル弁とを有する。前記タンク本体には、前記高温化学溶液が入っている。前記通気管路の一端はタンク本体に接続されており、前記通気管路の他端は前記溶液タンクに接続されている。前記ニードル弁は前記通気管路に取り付けられており、高温化学溶液内の気泡が前記通気管路を介して前記バッファタンクから排出される流量に達するように前記ニードル弁が調整される。前記第１のポンプの吸込口は前記溶液タンクに接続されており、前記第１のポンプの送出口は前記バッファタンクに接続されている。前記第２のポンプの吸込口は前記バッファタンクに接続されており、前記第２のポンプの送出口は基板が洗浄される洗浄室に接続されている。 According to the present invention, a high temperature chemical solution supply system for cleaning a substrate is provided. The high temperature chemical solution supply system includes a solution tank, a buffer tank, a first pump, and a second pump. The solution tank contains a high temperature chemical solution. The buffer tank has a tank body, a ventilation conduit, and a needle valve. The tank body contains the high temperature chemical solution. One end of the ventilation line is connected to the tank body, and the other end of the ventilation line is connected to the solution tank. The needle valve is attached to the ventilation line, and the needle valve is adjusted so that the air bubbles in the high temperature chemical solution reach the flow rate discharged from the buffer tank through the ventilation line. The suction port of the first pump is connected to the solution tank, and the outlet of the first pump is connected to the buffer tank. The suction port of the second pump is connected to the buffer tank, and the outlet of the second pump is connected to a washing chamber where the substrate is washed.
また、本発明によれば基板を洗浄する装置も提供される。前記装置は、溶液タンクと、バッファタンクと、第１のポンプと、第２のポンプと、基板チャックと、回転駆動機構と、ノズルと、超音波／高周波超音波装置と、垂直アクチュエータとを備えている。前記溶液タンクには高温化学溶液が入っている。前記バッファタンクは、タンク本体と、通気管路と、ニードル弁とを有する。前記タンク本体には、前記高温化学溶液が入っている。前記通気管路の一端はタンク本体に接続されており、前記通気管路の他端は前記溶液タンクに接続されている。前記ニードル弁は前記通気管路に取り付けられており、高温化学溶液内の気泡が前記通気管路を介して前記バッファタンクから排出される流量に達するように前記ニードル弁が調整される。前記第１のポンプの吸込口は前記溶液タンクに接続されており、前記第１のポンプの送出口は前記バッファタンクに接続されている。前記第２のポンプの吸込口は前記バッファタンクに接続されており、前記第２のポンプの送出口は基板が洗浄される洗浄室に接続されている。前記基板チャックは基板を保持する。前記回転駆動機構は、前記基板チャックに接続され、前記基板チャックを回転させる。前記ノズルは、基板の表面に高温化学溶液又は脱イオン水を供給する。前記超音波／高周波超音波装置は、基板に隣接して配置され、基板と前記超音波／高周波超音波装置との間には隙間が設けられる。前記垂直アクチュエータは、前記超音波／高周波超音波装置を昇降させて、基板と前記超音波／高周波超音波装置との間の隙間を変化させる。 Further, according to the present invention, an apparatus for cleaning a substrate is also provided. The device includes a solution tank, a buffer tank, a first pump, a second pump, a substrate chuck, a rotation drive mechanism, a nozzle, an ultrasonic / high frequency ultrasonic device, and a vertical actuator. ing. The solution tank contains a high temperature chemical solution. The buffer tank has a tank body, a ventilation conduit, and a needle valve. The tank body contains the high temperature chemical solution. One end of the ventilation line is connected to the tank body, and the other end of the ventilation line is connected to the solution tank. The needle valve is attached to the ventilation line, and the needle valve is adjusted so that the air bubbles in the high temperature chemical solution reach the flow rate discharged from the buffer tank through the ventilation line. The suction port of the first pump is connected to the solution tank, and the outlet of the first pump is connected to the buffer tank. The suction port of the second pump is connected to the buffer tank, and the outlet of the second pump is connected to a washing chamber where the substrate is washed. The substrate chuck holds the substrate. The rotation drive mechanism is connected to the substrate chuck to rotate the substrate chuck. The nozzle supplies a high temperature chemical solution or deionized water to the surface of the substrate. The ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is arranged adjacent to the substrate, and a gap is provided between the substrate and the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device. The vertical actuator raises and lowers the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device to change the gap between the substrate and the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device.
本発明によって提供される基板の洗浄方法は、基板を回転させるステップと、前記基板の表面を濡らすために、前記基板の表面に脱イオン水を供給するステップと、前記基板表面を洗浄するために、前記基板表面に高温化学溶液を供給するステップと、前記基板の回転速度を低回転速度に変更するステップと、超音波／高周波超音波装置と前記基板との間に、高温化学溶液で満たされる隙間ｄが形成されるように前記超音波／高周波超音波装置を前記基板の表面近傍に移動させるステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第１の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオフにし、基板の表面上での気泡の合体を防ぐために、前記超音波／高周波超音波装置によって生成された気泡をリリースするための高温化学溶液又は前記脱イオン水を前記基板の表面に供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第２の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記基板の表面に洗浄用化学溶液又は脱イオン水を供給するステップと、前記基板を乾燥させるステップとを備える。 The method for cleaning the substrate provided by the present invention includes a step of rotating the substrate, a step of supplying deionized water to the surface of the substrate in order to wet the surface of the substrate, and a step of cleaning the surface of the substrate. , The step of supplying the high temperature chemical solution to the surface of the substrate, the step of changing the rotation speed of the substrate to a low rotation speed, and the space between the ultrasonic / high frequency ultrasonic apparatus and the substrate are filled with the high temperature chemical solution. and moving the ultrasound / RF ultrasound system so that a gap d is formed in the vicinity of the surface of the substrate, to turn on the ultrasonic / high frequency ultrasound device, constant or pulse in the first wash cycle Release the bubbles generated by the ultrasonic / high frequency ultrasonic device in order to turn off the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and prevent the coalescence of bubbles on the surface of the substrate. supply and supplying the high-temperature chemical solution or the deionized water on the surface of the substrate for the turn on the ultrasonic / megasonic device, the operating power of constant or pulse shape in the second wash cycle A step of turning off the ultrasonic / high-frequency ultrasonic apparatus to supply a cleaning chemical solution or deionized water to the surface of the substrate, and a step of drying the substrate.
本発明によって提供される基板の洗浄方法は、基板を回転させるステップと、前記基板の表面を濡らすために、前記基板の表面に脱イオン水を供給するステップと、前記基板表面を洗浄するために、前記基板表面に高温化学溶液を供給するステップと、前記基板の回転速度を低回転速度に変更し、超音波／高周波超音波装置と前記基板との間に、高温化学溶液で満たされる隙間ｄが形成されるように前記超音波／高周波超音波装置を前記基板表面近傍に移動させるステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第１の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記超音波／高周波超音波装置の下又は周囲の合体した気泡をリリースするために、前記超音波／高周波超音波装置を高温化学溶液の液面から上昇させるステップと、前記超音波／高周波超音波装置と前記基板の表面との間に前記隙間ｄが形成されるように、前記超音波／高周波超音波装置を下降させ、その後前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第２の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記基板の表面に洗浄用化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、前記基板を乾燥させるステップとを備える。 The method for cleaning the substrate provided by the present invention includes a step of rotating the substrate, a step of supplying deionized water to the surface of the substrate in order to wet the surface of the substrate, and a step of cleaning the surface of the substrate. , The step of supplying the high temperature chemical solution to the surface of the substrate, and the gap d filled with the high temperature chemical solution between the ultrasonic / high frequency ultrasonic apparatus and the substrate by changing the rotation speed of the substrate to a low rotation speed. a step but moving the ultrasonic / megasonic device as formed in the vicinity of the substrate surface, the turn on the ultrasonic / high frequency ultrasound device, constant or operation of pulse shape at the first wash cycle The ultrasonic / high frequency ultrasonic device to turn off the power supply step and the ultrasonic / high frequency ultrasonic device to release coalesced bubbles under or around the ultrasonic / high frequency ultrasonic device. The ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is lowered so that the gap d is formed between the step of raising the temperature from the surface of the high-temperature chemical solution and the surface of the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and the substrate. is, then the ultrasonic / megasonic apparatus is turned on, and supplying the operating power of constant or pulse shape in the second cleaning cycle, and turning off the ultrasonic / megasonic device, the substrate The surface is provided with a step of supplying a chemical solution for cleaning or the deionized water, and a step of drying the substrate.
本発明によって提供される基板の洗浄方法は、基板を回転させるステップと、前記基板の表面を濡らすために、前記基板の表面に脱イオン水を供給するステップと、前記基板表面を洗浄するために、前記基板表面に一種の高温化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、前記基板の表面を洗浄するために、前記基板の表面に中温化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、前記基板の回転速度を低回転速度に変更し、超音波／高周波超音波装置と前記基板との間に、洗浄溶液で満たされる隙間ｄが形成されるように前記超音波／高周波超音波装置を前記基板の表面近傍に移動させて、中温化学溶液と共働させるステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第１の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、基板表面上での気泡の合体を防ぐために、中温化学溶液によって生成された気泡をリリースするための中温化学溶液又は脱イオン水を前記基板の表面上に供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第２の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記基板の表面に洗浄用化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、前記基板を乾燥させるステップとを備える。 The method for cleaning a substrate provided by the present invention includes a step of rotating the substrate, a step of supplying deionized water to the surface of the substrate in order to wet the surface of the substrate, and a step of cleaning the surface of the substrate. A step of supplying a kind of high-temperature chemical solution or the deionized water to the surface of the substrate, and a step of supplying a medium-temperature chemical solution or the deionized water to the surface of the substrate in order to clean the surface of the substrate. The rotation speed of the substrate is changed to a low rotation speed, and the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is provided so that a gap d filled with a cleaning solution is formed between the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and the substrate. is moved to the vicinity of the surface of the substrate, supplying a step of cooperation with the medium temperature chemical solution, the ultrasound / megasonic apparatus is turned on, the operating power of constant or pulse shape in the first wash cycle And, in order to prevent the coalescence of bubbles on the surface of the substrate, a step of supplying a medium temperature chemical solution or deionized water for releasing the bubbles generated by the medium temperature chemical solution onto the surface of the substrate, and the ultrasonic wave / the high-frequency ultrasound device is turned on, and supplying the operating power of constant or pulse shape in the second cleaning cycle, and turning off the ultrasonic / megasonic device, cleaning chemical solution to the surface of the substrate Alternatively, the step of supplying the deionized water and the step of drying the substrate are provided.
本発明によれば、基板洗浄用の高温化学溶液供給システムが提供される。前記高温化学溶液供給システムは、溶液タンクと、バッファタンクと、第１のポンプと、第２のポンプとを含む。前記溶液タンクには高温化学溶液が入っている。前記バッファタンクは、タンク本体と、通気管路と、ニードル弁とを有する。前記タンク本体には、前記高温化学溶液が入っている。前記通気管路の一端はタンク本体に接続されており、前記通気管路の他端は前記溶液タンクに接続されている。前記ニードル弁は前記通気管路に取り付けられており、高温化学溶液内の気泡が前記通気管路を介して前記バッファタンクから排出される流量に達するように前記ニードル弁が調整される。前記第１のポンプの吸込口は前記溶液タンクに接続されており、前記第１のポンプの送出口は前記バッファタンクに接続されている。前記第２のポンプの吸込口は前記バッファタンクに接続されており、前記第２のポンプの送出口は基板が洗浄される洗浄室に接続されている。 According to the present invention, a high temperature chemical solution supply system for cleaning a substrate is provided. The high temperature chemical solution supply system includes a solution tank, a buffer tank, a first pump, and a second pump. The solution tank contains a high temperature chemical solution. The buffer tank has a tank body, a ventilation conduit, and a needle valve. The tank body contains the high temperature chemical solution. One end of the ventilation line is connected to the tank body, and the other end of the ventilation line is connected to the solution tank. The needle valve is attached to the ventilation line, and the needle valve is adjusted so that the air bubbles in the high temperature chemical solution reach the flow rate discharged from the buffer tank through the ventilation line. The suction port of the first pump is connected to the solution tank, and the outlet of the first pump is connected to the buffer tank. The suction port of the second pump is connected to the buffer tank, and the outlet of the second pump is connected to a washing chamber where the substrate is washed.
また、本発明によれば基板を洗浄する装置も提供される。前記装置は、溶液タンクと、バッファタンクと、第１のポンプと、第２のポンプと、基板チャックと、回転駆動機構と、ノズルと、超音波／高周波超音波装置と、垂直アクチュエータとを備えている。前記溶液タンクには高温化学溶液が入っている。前記バッファタンクは、タンク本体と、通気管路と、ニードル弁とを有する。前記タンク本体には、前記高温化学溶液が入っている。前記通気管路の一端はタンク本体に接続されており、前記通気管路の他端は前記溶液タンクに接続されている。前記ニードル弁は前記通気管路に取り付けられており、高温化学溶液内の気泡が前記通気管路を介して前記バッファタンクから排出される流量に達するように前記ニードル弁が調整される。前記第１のポンプの吸込口は前記溶液タンクに接続されており、前記第１のポンプの送出口は前記バッファタンクに接続されている。前記第２のポンプの吸込口は前記バッファタンクに接続されており、前記第２のポンプの送出口は基板が洗浄される洗浄室に接続されている。前記基板チャックは基板を保持する。前記回転駆動機構は、前記基板チャックに接続され、前記基板チャックを回転させる。前記ノズルは、基板の表面に高温化学溶液又は脱イオン水を供給する。前記超音波／高周波超音波装置は、基板に隣接して配置され、基板と前記超音波／高周波超音波装置との間には隙間が設けられる。前記垂直アクチュエータは、前記超音波／高周波超音波装置を昇降させて、基板と前記超音波／高周波超音波装置との間の隙間を変化させる。 Further, according to the present invention, an apparatus for cleaning a substrate is also provided. The device includes a solution tank, a buffer tank, a first pump, a second pump, a substrate chuck, a rotation drive mechanism, a nozzle, an ultrasonic / high frequency ultrasonic device, and a vertical actuator. ing. The solution tank contains a high temperature chemical solution. The buffer tank has a tank body, a ventilation conduit, and a needle valve. The tank body contains the high temperature chemical solution. One end of the ventilation line is connected to the tank body, and the other end of the ventilation line is connected to the solution tank. The needle valve is attached to the ventilation line, and the needle valve is adjusted so that the air bubbles in the high temperature chemical solution reach the flow rate discharged from the buffer tank through the ventilation line. The suction port of the first pump is connected to the solution tank, and the outlet of the first pump is connected to the buffer tank. The suction port of the second pump is connected to the buffer tank, and the outlet of the second pump is connected to a washing chamber where the substrate is washed. The substrate chuck holds the substrate. The rotation drive mechanism is connected to the substrate chuck to rotate the substrate chuck. The nozzle supplies a high temperature chemical solution or deionized water to the surface of the substrate. The ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is arranged adjacent to the substrate, and a gap is provided between the substrate and the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device. The vertical actuator raises and lowers the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device to change the gap between the substrate and the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device.
図１Ａ〜１Ｂには、従来の蛇腹ポンプの構成が示されている。蛇腹ポンプ１００３は、左蛇腹室１０３３と右蛇腹室１０３５とを有する。図１Ａに示されるように、空気が排出されると、左蛇腹室１０３３が液体を吸入する。液体が７０℃を超える温度のＳＣ１等の高温の化学物質である場合、この吸入時に気泡１０３７（主にＨ２Ｏ２やＮＨ４ＯＨから解離した酸素やアンモニアガス）が生成される。また図１Ｂに示されるように、次のポンプサイクルにおいて、空気が供給されると、左蛇腹室１０３３内の化学溶液と混合された気泡１０３７が左蛇腹室１０３３から押し出される。気泡１０３７はより小さい体積に圧縮される。したがって、ポンプ１００３の送出口における液体の圧力が著しく低下する。また、このように気泡１０３７の混ざった化学溶液は洗浄工程において、流量計、ヒータ、超音波装置の誤作動の原因となる。 FIGS. 1A-1B show the configuration of a conventional bellows pump. The bellows pump 1003 has a left bellows chamber 1033 and a right bellows chamber 1035. As shown in FIG. 1A, when the air is expelled, the left bellows chamber 1033 inhales the liquid. When the liquid is a high-temperature chemical substance such as SC1 having a temperature exceeding 70 ° C., bubbles 1037 (mainly oxygen and ammonia gas dissociated from H 2 O 2 and NH 4 OH) are generated during this inhalation. Further, as shown in FIG. 1B, in the next pump cycle, when air is supplied, the bubbles 1037 mixed with the chemical solution in the left bellows chamber 1033 are pushed out from the left bellows chamber 1033. Bubbles 1037 are compressed to a smaller volume. Therefore, the pressure of the liquid at the outlet of the pump 1003 is significantly reduced. Further, the chemical solution mixed with the bubbles 1037 in this way causes a malfunction of the flow meter, the heater, and the ultrasonic device in the cleaning process.
図２Ａ〜２Ｄには、本発明によるポンプシステムの一実施形態が示されている。図２Ａに示すように、ポンプシステムは、第１のポンプ２０１９と、バッファタンク２０２１と、第２のポンプ２０２３と、ニードル弁２０２９と、通気管路２０３０とを備えている。第１のポンプ２０１９から汲み出された化学溶液には、上述した気泡が含まれている。化学溶液と混合された気泡は、バッファタンク２０２１に注入される。バッファタンク２０２１において、気泡がバッファタンク２０２１の上部まで上昇し、その後ニードル弁２０２９と通気管路２０３０とを介して排出される。ニードル弁２０２９は、気泡の殆どが排出され、同時に、バッファタンク２０２１内の圧力を開放しすぎない程度に調節される必要がある。バッファタンク２０２１内の圧力は、第１のポンプ２０１９の出力圧力を調整することによって、５ｐｓｉ〜２０ｐｓｉの範囲、好ましくは１０ｐｓｉとなる。その後、バッファタンク２０２１内の気泡が大幅に減少した化学溶液が、第２ポンプ２０２３の吸込口に押し流される。第２のポンプ２０２３の吸込口に押し流された化学溶液は一定の圧力（上記設定により１０ｐｓｉ程度）を有しており、第２のポンプ２０２３の吸入工程において生成される気泡は少ないか殆どない。したがって、第２のポンプ２０２３の送出口における圧力を高い値に維持することが可能となる。第２のポンプ２０２３の送出口における圧力は、２０〜５０ｐｓｉと高く設定することが可能となる。一般的に、第１のポンプ２０１９は、遠心型ポンプ又は蛇腹型ポンプの何れかを選択することができる。第２のポンプ２０２３には、より高い圧力の出力を得るために蛇腹型ポンプを用いることが好ましい。 2A-2D show an embodiment of a pump system according to the present invention. As shown in FIG. 2A, the pump system includes a first pump 2019, a buffer tank 2021, a second pump 2023, a needle valve 2029, and a vent line 2030. The chemical solution pumped from the first pump 2019 contains the above-mentioned bubbles. The bubbles mixed with the chemical solution are injected into the buffer tank 2021. In the buffer tank 2021, air bubbles rise to the upper part of the buffer tank 2021 and then are discharged through the needle valve 2029 and the ventilation line 2030. The needle valve 2029 needs to be adjusted so that most of the air bubbles are discharged and at the same time, the pressure in the buffer tank 2021 is not released too much. The pressure in the buffer tank 2021 is in the range of 5 psi to 20 psi, preferably 10 psi, by adjusting the output pressure of the first pump 2019. After that, the chemical solution in which the bubbles in the buffer tank 2021 are significantly reduced is flushed to the suction port of the second pump 2023. The chemical solution flushed into the suction port of the second pump 2023 has a constant pressure (about 10 psi according to the above setting), and there are few or almost no bubbles generated in the suction step of the second pump 2023. Therefore, the pressure at the outlet of the second pump 2023 can be maintained at a high value. The pressure at the outlet of the second pump 2023 can be set as high as 20 to 50 psi. In general, the first pump 2019 can be selected from either a centrifugal pump or a bellows type pump. For the second pump 2023, it is preferable to use a bellows type pump in order to obtain a higher pressure output.
図２Ｂには、本発明によるバッファタンクの一実施形態が示されている。前記バッファタンクは、タンク本体２０２２と、流入管２０２８と、ニードル弁２０２９と、通気管路２０３０と、排出管２０３２とを備えている。流入管２０２８と排出管２０３２とは、タンク本体２０２２の底部近傍の位置まで挿入され、通気管路２０３０は、バッファタンク２０２１の上部に取り付けられている。化学溶液の気泡２０３７は上昇してバッファタンク２０２１から通気管路２０３０を介して排出される。 FIG. 2B shows an embodiment of a buffer tank according to the present invention. The buffer tank includes a tank body 2022, an inflow pipe 2028, a needle valve 2029, a ventilation pipe line 2030, and a discharge pipe 2032. The inflow pipe 2028 and the discharge pipe 2032 are inserted to a position near the bottom of the tank body 2022, and the ventilation pipe line 2030 is attached to the upper part of the buffer tank 2021. The bubbles 2037 of the chemical solution rise and are discharged from the buffer tank 2021 through the ventilation line 2030.
図２Ｃには、本発明によるバッファタンクの別の実施形態が示されている。バッファタンク２０２１は気泡仕切部２０３４をさらに備えていること以外は図２Ｂに示すバッファタンクと類似する。気泡仕切部２０３４は、流入管２０２８から出た気泡２０３７が排出管２０３２に流入することを防ぐ機能を有する。気泡仕切部２０３４の高さは、バッファタンクの高さの５０％〜８０％の範囲であり、好ましくは７０％である。 FIG. 2C shows another embodiment of the buffer tank according to the present invention. The buffer tank 2021 is similar to the buffer tank shown in FIG. 2B except that it further includes a bubble partition 2034. The bubble partition portion 2034 has a function of preventing the bubbles 2037 emitted from the inflow pipe 2028 from flowing into the discharge pipe 2032. The height of the bubble partition 2034 is in the range of 50% to 80% of the height of the buffer tank, preferably 70%.
図２Ｄには、本発明によるバッファタンクの別の実施形態が示されている。バッファタンク２０２１は、粒子フィルタ２０３６をさらに備え、排出管２０３２がバッファタンク２０２１上部であって粒子フィルタ２０３６の排出口の位置に取り付けられていること以外は図２Ｂに示されるバッファタンクと類似する。流入管２０２８は、タンク本体２０２２の底部近傍であって粒子フィルタ２０３６の吸込口の位置まで挿入されている。排出管２０３２は、バッファタンク２０２１の上部であって粒子フィルタ２０３６の排出口の位置に取り付けられている。通気管路２０３０は、バッファタンク２０２１の上部であって粒子フィルタ２０３６の吸込口の位置に取り付けられている。粒子フィルタ２０３６は、フィルタ膜によって、気泡２０３７が直接排出管２０３２に流入することを防ぐ機能を有する。フィルタ膜によって止められた気泡２０３７は、通気管路２０３０とニードル弁２０２９を介して排出される。 FIG. 2D shows another embodiment of the buffer tank according to the present invention. The buffer tank 2021 is similar to the buffer tank shown in FIG. 2B except that the particle filter 2036 is further provided and the discharge pipe 2032 is attached to the upper part of the buffer tank 2021 at the position of the discharge port of the particle filter 2036. The inflow pipe 2028 is inserted near the bottom of the tank body 2022 to the position of the suction port of the particle filter 2036. The discharge pipe 2032 is attached to the upper part of the buffer tank 2021 at the position of the discharge port of the particle filter 2036. The ventilation line 2030 is attached to the upper part of the buffer tank 2021 at the position of the suction port of the particle filter 2036. The particle filter 2036 has a function of preventing the bubbles 2037 from directly flowing into the discharge pipe 2032 by the filter film. The air bubbles 2037 stopped by the filter membrane are discharged through the ventilation line 2030 and the needle valve 2029.
図３には、本発明によるポンプシステムの別の実施形態が示されている。ポンプシステムは第２のバッファタンク３０５０と、第３のポンプ３０５３とをさらに備えていることを除いて図２Ａに示されるポンプシステムと類似する。３ポンプシステムは、２ポンプシステムよりも高温域において、化学物質のより高い圧力と流量を達成することができる。さらにポンプやバッファタンクを組み合わせることにより、さらに高い圧力と高い流量に達することは明らかである。 FIG. 3 shows another embodiment of the pump system according to the present invention. The pump system is similar to the pump system shown in FIG. 2A, except that it further comprises a second buffer tank 3050 and a third pump 3053. The 3-pump system can achieve higher pressure and flow rate of chemicals in the higher temperature range than the 2-pump system. It is clear that even higher pressures and higher flow rates can be reached by combining pumps and buffer tanks.
図４には、本発明による化学溶液供給システムの一実施形態が示されている。本実施形態は、溶液タンク４００１と、第１のポンプ４０１９と、バッファタンク４０２１、第２のポンプ４０２３と、第３のポンプ４００３と、ヒーター４０１３と、温度計４００５と、制御装置４００８とを備える。溶液タンク４００１は、水が供給される第１の吸込口４０１７と、Ｈ２Ｏ２等の第１の化学物質が供給される第２の吸込口４０１５と、ＮＨ４ＯＨ等の第２の化学物質が供給される第３の吸込口４００９とを有する。また、溶液タンク４００１には、溶液タンク４００１から化学溶液を排出するための排液ライン４００７が設けられている。溶液タンク４００１の外面は、保温用にゴムやプラスチック等の断熱材で覆われている。溶液タンク４００１と、第１のポンプ４０１９と、バッファタンク４０２１と、第２のポンプ４０２３と、第３のポンプ４００３と、ヒーター４０１３との間を接続する液体管又はラインもまた同様の断熱材料で覆われている。化学溶液供給システムは以下のように稼働する。 FIG. 4 shows an embodiment of the chemical solution supply system according to the present invention. This embodiment includes a solution tank 4001, a first pump 4019, a buffer tank 4021, a second pump 4023, a third pump 4003, a heater 4013, a thermometer 4005, and a control device 4008. .. The solution tank 4001 includes a first suction port 4017 to which water is supplied, a second suction port 4015 to which a first chemical substance such as H 2 O 2 is supplied, and a second chemical such as NH 4 OH. It has a third suction port 4009 to which the substance is supplied. Further, the solution tank 4001 is provided with a drainage line 4007 for discharging the chemical solution from the solution tank 4001. The outer surface of the solution tank 4001 is covered with a heat insulating material such as rubber or plastic for heat retention. The liquid pipe or line connecting the solution tank 4001, the first pump 4019, the buffer tank 4021, the second pump 4023, the third pump 4003, and the heater 4013 is also made of the same insulating material. It is covered. The chemical solution supply system operates as follows.
ステップ１：溶液タンク４００１に必要量の水（脱イオン水）を充填する。加熱時間を短縮するために、最終的に混合した化学溶液の温度を６０℃以上にする必要がある場合、６０℃に温度設定したお湯を充填してもよい。 Step 1: Fill the solution tank 4001 with the required amount of water (deionized water). When it is necessary to raise the temperature of the finally mixed chemical solution to 60 ° C. or higher in order to shorten the heating time, hot water whose temperature is set to 60 ° C. may be filled.
ステップ２：必要となる濃度のＨ２Ｏ２等の第１の化学物質を充填する。 Step 2: Fill with a first chemical such as H 2 O 2 at the required concentration.
ステップ３：必要となる濃度のＮＨ４ＯＨ等の第２の化学物質を充填する。 Step 3: Fill with a second chemical such as NH 4 OH at the required concentration.
ステップ４：空気圧を２０〜６０ｐｓｉ、好ましくは４０ｐｓｉに設定した状態で、第３のポンプ４００３をオンにする。 Step 4: Turn on the third pump 4003 with the air pressure set to 20-60 psi, preferably 40 psi.
ステップ５：温度を必要となるＴ０に設定した状態でヒーター４０１３をオンにする。ここで温度は３５℃〜９５℃の範囲に設定されていればよい。 Step 5: Turn on the heater 4013 with the temperature set to the required T0. Here, the temperature may be set in the range of 35 ° C. to 95 ° C.
ステップ６：溶液タンク４００１内での化学溶液の温度が、温度計４００５上で設定温度Ｔ０に達すれば、出力圧力をＰ１に設定した状態の第１のポンプ４０１９をオンにする。ここで、出力圧力は５〜３０ｐｓｉの範囲、好ましくは１５ｐｓｉに設定されている。 Step 6: When the temperature of the chemical solution in the solution tank 4001 reaches the set temperature T0 on the thermometer 4005, the first pump 4019 with the output pressure set to P1 is turned on. Here, the output pressure is set in the range of 5 to 30 psi, preferably 15 psi.
ステップ７：気泡を排出するのに充分な流量に達するようにニードル弁４０２９を調整する。排出されたＳＣ１等の化学溶液の気泡は、化学物質を節約するために通気管路４０３０を介して溶液タンク４００１に戻される。 Step 7: Adjust the needle valve 4029 to reach a flow rate sufficient to expel air bubbles. The discharged bubbles of the chemical solution such as SC1 are returned to the solution tank 4001 via the ventilation line 4030 in order to save chemical substances.
ステップ８：出力圧力をＰ２に設定した状態で、第２のポンプ４０２３をオンにする。ここでＰ２は、１０〜８０ｐｓｉの範囲であり、Ｐ１より高く設定する必要がある。 Step 8: Turn on the second pump 4023 with the output pressure set to P2. Here, P2 is in the range of 10 to 80 psi and needs to be set higher than P1.
ステップ９：第２のポンプ４０２３をオンにしたことによる圧力Ｐ１の変化が通気管路４０３０の流量に影響し得るため、気泡の排出のみに充分な一定の流量に達するようにニードル弁４０２９を再調整する。 Step 9: Since the change in pressure P1 due to turning on the second pump 4023 can affect the flow rate of the ventilation line 4030, the needle valve 4029 is re-released so that the flow rate reaches a constant flow rate sufficient only for discharging air bubbles. adjust.
図５Ａ〜５Ｂには、基板洗浄用の超音波または高周波超音波装置を備える基板洗浄装置の一例が示されている基板洗浄装置は、基板５０１０と、回転駆動機構５０１６によって回転させられる基板チャック５０１４と、化学溶液又は脱イオン水５０３２を供給するノズル５０１２と、超音波または高周波超音波（ＭＨｚ周波数の超音波）装置５００３とを備えている。超音波または高周波超音波装置５００３は、さらに共振器５００８に音響的に結合された圧電トランスデューサ５００４を備えている。圧電トランスデューサ５００４は、振動するように電気的に励起され、共振器５００８は化学溶液又は脱イオン水５０３２に高周波音響エネルギーを伝達する。高周波超音波エネルギによって生成された気泡の撹拌により、基板５０１０上の粒子がほぐされる。これにより異物はウエハ５０１０の表面から振動により隔離され、ノズル５０１２によって供給される化学溶液又は脱イオン水５０３２の流れを介して基板５０１０の表面から除去される。 5A to 5B show an example of a substrate cleaning apparatus including an ultrasonic or high-frequency ultrasonic apparatus for cleaning the substrate. The substrate cleaning apparatus includes a substrate 5010 and a substrate chuck 5014 rotated by a rotation drive mechanism 5016. A nozzle 5012 for supplying a chemical solution or deionized water 5032, and an ultrasonic or high frequency ultrasonic (MHz frequency ultrasonic) device 5003 are provided. The ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 further includes a piezoelectric transducer 5004 acoustically coupled to the resonator 5008. The piezoelectric transducer 5004 is electrically excited to vibrate, and the resonator 5008 transfers high-frequency sound energy to a chemical solution or deionized water 5032. The agitation of the bubbles generated by the high frequency ultrasonic energy loosens the particles on the substrate 5010. As a result, the foreign matter is vibrated from the surface of the wafer 5010 and removed from the surface of the substrate 5010 via the flow of the chemical solution or deionized water 5032 supplied by the nozzle 5012.
基板洗浄装置は、さらに支持ビーム５００７と、リードスクリュー５００５と、垂直アクチュエータ５００６とを備えている。洗浄工程における基板チャック５０１４の回転に伴い、リードスクリュー５００５と垂直アクチュエータ５００６によって、超音波または高周波超音波装置５００３と基板５０１０との間の隙間ｄが増減する。制御ユニット５０８８は、回転駆動機構５０１６の速度に基づいて垂直アクチュエータ５００６の速度を制御するものである。 The substrate cleaning device further includes a support beam 5007, a reed screw 5005, and a vertical actuator 5006. As the substrate chuck 5014 rotates in the cleaning process, the lead screw 5005 and the vertical actuator 5006 increase or decrease the gap d between the ultrasonic or high-frequency ultrasonic apparatus 5003 and the substrate 5010. The control unit 5088 controls the speed of the vertical actuator 5006 based on the speed of the rotation drive mechanism 5016.
一実施形態において、隙間ｄは、超音波または高周波超音波装置５００３の下又は周囲で合体した気泡をリリースするために制御される。超音波または高周波超音波装置５００３と基板５０１０の表面との間の隙間ｄは、超音波または高周波超音波装置５００３の作業面を洗浄用化学溶液５０３２に浸漬させないのに十分なほどには大きい。 In one embodiment, the gap d is controlled to release coalesced bubbles under or around the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003. The gap d between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 and the surface of the substrate 5010 is large enough to prevent the working surface of the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 from being immersed in the cleaning chemical solution 5032.
基板５０１０と超音波または高周波超音波装置５００３との間の隙間に超音波または高周波超音波を供給することにより、温度が約７０℃よりも高いＳＣ１等の高温化学溶液が気泡を発生させ、これによって超音波または高周波超音波装置への反射パワーが増加し、超音波または高周波超音波のパワー遮断を引き起こす。そのため、隙間における超音波または高周波超音波のパワーが不充分になって、基板５０１０上での洗浄効果が低下する。また、基板５０１０の表面上にとどまっている気泡は、化学溶液や超音波または高周波超音波の基板５０１０への到達の妨げとなり、基板５０１０上の洗浄箇所又は不具合が見いだせなくなる。 By supplying ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic waves to the gap between the substrate 5010 and the ultrasonic waves or the high-frequency ultrasonic device 5003, a high-temperature chemical solution such as SC1 having a temperature higher than about 70 ° C. generates bubbles. Increases the reflected power to the ultrasonic or high frequency ultrasonic device, causing power interruption of the ultrasonic or high frequency ultrasonic. Therefore, the power of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic waves in the gap becomes insufficient, and the cleaning effect on the substrate 5010 is reduced. In addition, the bubbles remaining on the surface of the substrate 5010 hinder the arrival of the chemical solution, ultrasonic waves, or high-frequency ultrasonic waves at the substrate 5010, and the cleaning points or defects on the substrate 5010 cannot be found.
超音波または高周波超音波を用いた洗浄工程において気泡の発生を抑制するために、洗浄工程をいくつかのフェーズに分割して気泡を削減する。本発明による方法の詳細は以下の通りである。 In order to suppress the generation of air bubbles in the cleaning process using ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic waves, the cleaning process is divided into several phases to reduce air bubbles. The details of the method according to the present invention are as follows.
ステップ１：基板５０１０を基板チャック５０１４によって、３００〜１２００ｒｐｍの範囲、好ましくは５００ｒｐｍに設定された回転速度で回転させる。 Step 1: The substrate 5010 is rotated by the substrate chuck 5014 at a rotation speed set in the range of 300 to 1200 rpm, preferably 500 rpm.
ステップ２：ノズル５０１２を介して、基板５０１０の表面に脱イオン水が供給され、基板５０１０の表面が予備的に濡らされる。 Step 2: Deionized water is supplied to the surface of the substrate 5010 via the nozzle 5012 to preliminarily wet the surface of the substrate 5010.
ステップ３：高温（７０℃より高温）のＳＣ１等の化学溶液が、ノズル５０１２によって基板５０１０の表面に供給され、基板５０１０の表面が洗浄される。 Step 3: A high temperature (higher than 70 ° C.) chemical solution such as SC1 is supplied to the surface of the substrate 5010 by the nozzle 5012, and the surface of the substrate 5010 is washed.
ステップ４：基板の回転速度が低速度（１０〜２００ｒｐｍ）に変更され、超音波または高周波超音波装置５００３と基板５０１０の表面との間に隙間ｄが形成されるように超音波または高周波超音波装置を基板５０１０の表面に近づける。超音波または高周波超音波装置５００３と基板５０１０の表面との間の隙間ｄに化学溶液が充填される。この場合、超音波または高周波超音波装置５００３の作業面は化学溶液に浸漬される。 Step 4: Ultrasound or high frequency ultrasonic waves so that the rotation speed of the substrate is changed to a low speed (10 to 200 rpm) and a gap d is formed between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 and the surface of the substrate 5010. Bring the device closer to the surface of substrate 5010. The gap d between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 and the surface of the substrate 5010 is filled with the chemical solution. In this case, the working surface of the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 is immersed in a chemical solution.
ステップ５：超音波または高周波超音波装置５００３をオンにし、本ステップ中において垂直アクチュエータ５００６によって隙間ｄを制御しつつ、第１の洗浄サイクルで一定の又はパルス状の電力を供給する。 Step 5: Turn on the ultrasonic or megasonic device 5003, while controlling the gap d by the vertical actuator 5006 during this step, supplies a constant or power of pulse shape at the first wash cycle.
超音波または高周波超音波電力の波形は、所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されており、隙間ｄの変化プロファイル（時間変化線）は所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されている。 The waveform of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic power is programmable and preset by a predetermined means, and the change profile (time change line) of the gap d is programmable and preset by a predetermined means.
ステップ６：超音波または高周波超音波装置をオフにする。ステップ５において基板の表面上での気泡の合体を防ぐために、超音波または高周波超音波装置によって生成された気泡をリリースするための高温化学溶液又は脱イオン水を前記基板５０１０の表面上に供給する。 Step 6: Turn off the ultrasound or high frequency ultrasound device. In step 5, a high temperature chemical solution or deionized water for releasing the bubbles generated by the ultrasonic or high frequency ultrasonic device is supplied on the surface of the substrate 5010 in order to prevent the coalescence of the bubbles on the surface of the substrate. ..
この気泡リリースステップにおいて、供給される化学溶液は、洗浄用化学溶液と同一の種類であってもよく、洗浄用化学溶液とは異なる種類のものであってもよい。 In this bubble release step, the supplied chemical solution may be of the same type as the cleaning chemical solution or may be of a different type from the cleaning chemical solution.
超音波または高周波超音波装置と基板の表面との間の隙間ｄが、供給される化学溶液によって完全に満たされる。この場合、超音波または高周波超音波装置の作業面は洗浄用化学溶液に浸漬される。 The gap d between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and the surface of the substrate is completely filled with the supplied chemical solution. In this case, the working surface of the ultrasonic or high frequency ultrasonic device is immersed in a chemical solution for cleaning.
より良好に気泡をリリースするために、基板の回転速度をより高い値に設定してもよい。 The rotation speed of the substrate may be set to a higher value in order to release bubbles better.
より良好に気泡をするために、隙間ｄをより大きな値に設定してもよい。 The gap d may be set to a larger value in order to create better bubbles.
より良好に気泡をリリースするために、超音波または高周波超音波装置に供給される電力は低い値に設定してもよく完全にオフにしてもよい。 In order to release bubbles better, the power supplied to the ultrasonic or high frequency ultrasonic device may be set to a low value or turned off altogether.
上述の気泡リリースステップの時間は、スループットを考慮して数秒に設定してもよい。 The time of the bubble release step described above may be set to several seconds in consideration of throughput.
ステップ７：超音波または高周波超音波装置５００３をオンにし、本ステップ中において垂直アクチュエータによって隙間ｄを制御しつつ、第２の洗浄サイクルで一定の又はパルス状の電力を供給する。 Step 7: Turn on the ultrasonic or megasonic device 5003, while controlling the gap d by the vertical actuator during this step, it supplies a constant or power of pulse shape at the second wash cycle.
超音波または高周波超音波電力の波形は、所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されており、隙間ｄの変化プロファイル（時間変化線）は所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されている。 The waveform of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic power is programmable and preset by a predetermined means, and the change profile (time change line) of the gap d is programmable and preset by a predetermined means.
洗浄性能を高めるため、ステップ６〜ステップ７が複数サイクル連続的に行われてよい。 In order to improve the cleaning performance, steps 6 to 7 may be continuously performed for a plurality of cycles.
第１の洗浄サイクル及び第２の洗浄サイクルは複数回繰り返し行われ、洗浄サイクルを２回行う毎に前記気泡をリリースするステップが１回行われる。第１の洗浄サイクル及び第２の洗浄サイクルは同じであってもよく異なっていてもよい。 The first cleaning cycle and the second cleaning cycle are repeated a plurality of times, and each time the cleaning cycle is performed twice, the step of releasing the bubbles is performed once. The first wash cycle and the second wash cycle may be the same or different.
ステップ８：超音波または高周波超音波装置５００３をオフにし、ノズル５０１２を介してすすぎ洗い用の化学溶液又は脱イオン水を基板５０１０に供給する。 Step 8: The ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 is turned off, and a chemical solution for rinsing or deionized water is supplied to the substrate 5010 through the nozzle 5012.
ステップ９：基板５０１０を乾燥させる。 Step 9: Dry the substrate 5010.
本発明による、超音波または高周波超音波を用いた洗浄工程での気泡の発生を防ぐ別の方法を以下に説明する。 Another method according to the present invention for preventing the generation of air bubbles in the cleaning step using ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic waves will be described below.
ステップ１：基板５０１０を基板チャック５０１４によって、３００〜１２００ｒｐｍの範囲、好ましくは５００ｒｐｍに設定された回転速度で回転させる。 Step 1: The substrate 5010 is rotated by the substrate chuck 5014 at a rotation speed set in the range of 300 to 1200 rpm, preferably 500 rpm.
ステップ２：ノズル５０１２を介して、基板５０１０の表面に脱イオン水が供給され、基板５０１０の表面が予備的に濡らされる。 Step 2: Deionized water is supplied to the surface of the substrate 5010 via the nozzle 5012 to preliminarily wet the surface of the substrate 5010.
ステップ３：高温（７０℃より高温）のＳＣ１等の化学溶液が、ノズル５０１２によって基板５０１０の表面に供給され、基板５０１０の表面が洗浄される。 Step 3: A high temperature (higher than 70 ° C.) chemical solution such as SC1 is supplied to the surface of the substrate 5010 by the nozzle 5012, and the surface of the substrate 5010 is washed.
ステップ４：基板の回転速度が低速度（１０〜２００ｒｐｍ）に変更され、超音波または高周波超音波装置と基板の表面との間に隙間ｄが形成されるように超音波または高周波超音波装置５００３を基板５０１０の表面に近づける。超音波または高周波超音波装置５００３と基板５０１０の表面との間の隙間ｄに化学溶液が充填される。この場合、超音波または高周波超音波装置の作業面は化学溶液に浸漬される。 Step 4: Ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 so that the rotation speed of the substrate is changed to a low speed (10 to 200 rpm) and a gap d is formed between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and the surface of the substrate. Is brought closer to the surface of the substrate 5010. The gap d between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 and the surface of the substrate 5010 is filled with the chemical solution. In this case, the working surface of the ultrasonic or high frequency ultrasonic device is immersed in a chemical solution.
ステップ５：超音波または高周波超音波装置５００３をオンにし、本ステップにおいて垂直アクチュエータ５００６によって隙間ｄを制御しつつ、第１の洗浄サイクルで一定の又はパルス状の電力を供給する。 Step 5: The ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 is turned on, and a constant or pulsed electric power is supplied in the first cleaning cycle while controlling the gap d by the vertical actuator 5006 in this step.
超音波または高周波超音波電力の波形は、所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されており、隙間ｄの変化プロファイル（時間変化線）は所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されている。 The waveform of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic power is programmable and preset by a predetermined means, and the change profile (time change line) of the gap d is programmable and preset by a predetermined means.
ステップ６：超音波または高周波超音波装置をオフにして、超音波または高周波超音波装置の下又は周囲の合体した気泡をリリースするために、前記超音波または高周波超音波装置を高温化学溶液の液面から上昇させる。 Step 6: Turn off the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and use the ultrasonic or high frequency ultrasonic device in a hot chemical solution to release the coalesced bubbles under or around the ultrasonic or high frequency ultrasonic device. Raise from the surface.
この気泡リリースステップにおいて、供給される化学溶液は、洗浄用化学溶液と同一の種類であってもよく、洗浄用化学溶液とは異なる種類のものであってもよい。 In this bubble release step, the supplied chemical solution may be of the same type as the cleaning chemical solution or may be of a different type from the cleaning chemical solution.
超音波または高周波超音波装置と基板の表面との間の隙間ｄが、超音波または高周波超音波装置の作業面を洗浄用化学溶液に浸漬させないのに十分なほどに大きくなるように、超音波または高周波超音波装置を上昇させる。 Ultrasound so that the gap d between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and the surface of the substrate is large enough to prevent the working surface of the ultrasonic or high frequency ultrasonic device from being immersed in the cleaning chemical solution. Or raise the high frequency ultrasonic device.
より良好に気泡をリリースするために、基板の回転速度をより高い値に設定してもよい。 The rotation speed of the substrate may be set to a higher value in order to release bubbles better.
より良好に気泡をリリースするために、超音波または高周波超音波装置に供給される電力は低い値に設定してもよくオフにしてもよい。 In order to better release the bubbles, the power supplied to the ultrasonic or high frequency ultrasonic device may be set to a low value or turned off.
上述の気泡リリースステップの時間は、スループットを考慮して数秒に設定してもよい。 The time of the bubble release step described above may be set to several seconds in consideration of throughput.
ステップ７：基板５０１０との隙間ｄを空けて超音波または高周波超音波装置５００３を下降させてから、超音波または高周波超音波装置５００３をオンにし、本ステップ中において垂直アクチュエータ５００６によって隙間ｄを制御しつつ、第２の洗浄サイクルで一定の又はパルス状の電力を供給する。 Step 7: After leaving a gap d with the substrate 5010 and lowering the ultrasonic or high-frequency ultrasonic device 5003, the ultrasonic or high-frequency ultrasonic device 5003 is turned on, and the gap d is controlled by the vertical actuator 5006 during this step. and while, supplies a constant or pulse-like electric power with a second wash cycle.
超音波または高周波超音波電力の波形は、所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されており、隙間ｄの変化プロファイル（時間変化線）は所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されている。 The waveform of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic power is programmable and preset by a predetermined means, and the change profile (time change line) of the gap d is programmable and preset by a predetermined means.
洗浄性能を高めるため、ステップ６〜ステップ７が複数サイクル連続的に行われてよい。 In order to improve the cleaning performance, steps 6 to 7 may be continuously performed for a plurality of cycles.
第１の洗浄サイクル及び第２の洗浄サイクルは複数回繰り返し行われ、洗浄サイクルを２回行う毎に前記気泡をリリースするステップが１回行われる。第１の洗浄サイクル及び第２の洗浄サイクルは同じであってもよく異なっていてもよい。 The first cleaning cycle and the second cleaning cycle are repeated a plurality of times, and each time the cleaning cycle is performed twice, the step of releasing the bubbles is performed once. The first wash cycle and the second wash cycle may be the same or different.
ステップ８：超音波または高周波超音波装置５００３をオフにし、すすぎ洗い用の化学溶液又は脱イオン水を基板５０１０に供給する。 Step 8: Turn off the ultrasonic or high frequency ultrasonic device 5003 and supply the substrate 5010 with a chemical solution for rinsing or deionized water.
ステップ９：基板５０１０を乾燥させる。 Step 9: Dry the substrate 5010.
本発明による、超音波または高周波超音波を用いた洗浄工程での気泡の発生を防ぐ別のさらに別の方法を以下に説明する。 Yet another method according to the present invention to prevent the generation of air bubbles in the cleaning step using ultrasonic waves or high frequency ultrasonic waves will be described below.
ステップ１：基板５０１０を基板チャック５０１４によって、３００〜１２００ｒｐｍの範囲、好ましくは５００ｒｐｍに設定された回転速度で回転させる。 Step 1: The substrate 5010 is rotated by the substrate chuck 5014 at a rotation speed set in the range of 300 to 1200 rpm, preferably 500 rpm.
ステップ２：ノズル５０１２を介して、基板５０１０の表面に脱イオン水が供給され、基板５０１０の表面が予備的に濡らされる。 Step 2: Deionized water is supplied to the surface of the substrate 5010 via the nozzle 5012 to preliminarily wet the surface of the substrate 5010.
ステップ３：基板５０１０の表面を洗浄するために、走査ノズルによって基板５０１０の表面に一種の高温化学溶液又は脱イオン水を供給する。走査される側面は所定の方法によってプログラム可能であり設定可能である。 Step 3: In order to clean the surface of the substrate 5010, a kind of high temperature chemical solution or deionized water is supplied to the surface of the substrate 5010 by a scanning nozzle. The side surface to be scanned is programmable and configurable by a predetermined method.
ステップ４：基板５０１０の表面を洗浄するために、基板５０１０の表面に中温（２５℃〜７０℃）の化学溶液又は脱イオン水を供給する。 Step 4: A medium temperature (25 ° C. to 70 ° C.) chemical solution or deionized water is supplied to the surface of the substrate 5010 to clean the surface of the substrate 5010.
中温の化学溶液は、高温の化学溶液と同じ種類のものであってもよく高温化学溶液とは異なる種類のものであってもよい。 The medium temperature chemical solution may be of the same type as the high temperature chemical solution or may be of a different type from the high temperature chemical solution.
ステップ５：基板の回転速度が低ＲＰＭ（１０〜５００ｒｐｍ）に変更され、超音波または高周波超音波装置と基板の表面との間に隙間ｄが形成されるように、超音波または高周波超音波装置が基板の表面に移動させて、中温化学溶液と共働させる。超音波または高周波超音波装置と基板の表面との間の隙間ｄが、洗浄用化学溶液によって完全に満たされる。この場合、超音波または高周波超音波装置の作業面は洗浄用化学溶液に浸漬される。 Step 5: Ultrasonic or high frequency ultrasonic device so that the rotation speed of the substrate is changed to low RPM (10 to 500 rpm) and a gap d is formed between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and the surface of the substrate. Moves to the surface of the substrate to work with the medium temperature chemical solution. The gap d between the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and the surface of the substrate is completely filled with the cleaning chemical solution. In this case, the working surface of the ultrasonic or high frequency ultrasonic device is immersed in a chemical solution for cleaning.
ステップ６：超音波または高周波超音波装置をオンにし、本ステップ中において垂直アクチュエータによって隙間ｄを制御しつつ、第１の洗浄サイクルで一定の又はパルス状の電力を供給する。 Step 6: Turn on ultrasound or high frequency ultrasonic device, while controlling the gap d by the vertical actuator during this step, supplies a constant or power of pulse shape at the first wash cycle.
超音波または高周波超音波電力の波形は、所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されており、隙間ｄの変化プロファイル（時間変化線）は所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されている。 The waveform of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic power is programmable and preset by a predetermined means, and the change profile (time change line) of the gap d is programmable and preset by a predetermined means.
ステップ７：基板の表面上での気泡の合体を防ぐために、中温化学溶液によって生成された気泡をリリースするための中温化学溶液又は脱イオン水を基板の表面上に供給する。 Step 7: In order to prevent the coalescence of bubbles on the surface of the substrate, a medium temperature chemical solution or deionized water for releasing the bubbles generated by the medium temperature chemical solution is supplied on the surface of the substrate.
この気泡リリースステップにおいて、供給される化学溶液は、洗浄用化学溶液と同一の種類であってもよく、洗浄用化学溶液とは異なる種類のものであってもよい。 In this bubble release step, the supplied chemical solution may be of the same type as the cleaning chemical solution or may be of a different type from the cleaning chemical solution.
より良好に気泡をリリースするために、基板の回転速度をより高い値に設定してもよい。 The rotation speed of the substrate may be set to a higher value in order to release bubbles better.
より良好に気泡をするために、隙間ｄをより大きな値に設定してもよい。 The gap d may be set to a larger value in order to create better bubbles.
より良好に気泡をリリースするために、超音波または高周波超音波装置に供給される電力は低い値に設定してもよくオフにしてもよい。 In order to better release the bubbles, the power supplied to the ultrasonic or high frequency ultrasonic device may be set to a low value or turned off.
上述の気泡リリースステップの時間は、スループットを考慮して数秒に設定してもよい。 The time of the bubble release step described above may be set to several seconds in consideration of throughput.
ステップ８：超音波または高周波超音波装置をオンにし、本ステップ中において垂直アクチュエータによって隙間ｄを制御しつつ、第２の洗浄サイクルで一定の又はパルス状の電力を供給する。 Step 8: Turn on ultrasound or high frequency ultrasonic device, while controlling the gap d by the vertical actuator during this step, supplies a constant or power of pulse shape at the second wash cycle.
超音波または高周波超音波電力の波形は、所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されており、隙間ｄの変化プロファイル（時間変化線）は所定の手段によってプログラム可能であり予め設定されている。 The waveform of ultrasonic waves or high-frequency ultrasonic power is programmable and preset by a predetermined means, and the change profile (time change line) of the gap d is programmable and preset by a predetermined means.
洗浄性能を高めるため、ステップ７〜ステップ８が複数サイクル連続的に行われてよい。 In order to improve the cleaning performance, steps 7 to 8 may be continuously performed for a plurality of cycles.
第１の洗浄サイクル及び第２の洗浄サイクルは複数回繰り返し行われ、洗浄サイクルを２回行う毎に前記気泡をリリースするステップが１回行われる。第１の洗浄サイクル及び第２の洗浄サイクルは同じであってもよく異なっていてもよい。 The first cleaning cycle and the second cleaning cycle are repeated a plurality of times, and each time the cleaning cycle is performed twice, the step of releasing the bubbles is performed once. The first wash cycle and the second wash cycle may be the same or different.
ステップ９：超音波または高周波超音波装置をオフにし、すすぎ洗い用の化学溶液又は脱イオン水を基板に供給する。 Step 9: Turn off the ultrasonic or high frequency ultrasonic device and supply the substrate with a chemical solution for rinsing or deionized water.
ステップ１０：基板を乾燥させる。 Step 10: Dry the substrate.
Claims (18)
前記基板の表面を濡らすために、前記基板の表面に脱イオン水を供給するステップと、
前記基板表面を洗浄するために、前記基板表面に高温化学溶液を供給するステップと、
前記基板の回転速度を低回転速度に変更し、超音波／高周波超音波装置と前記基板との間に、高温化学溶液で満たされる隙間ｄが形成されるように前記超音波／高周波超音波装置を前記基板表面近傍に移動させるステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第１の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記超音波／高周波超音波装置の下又は周囲の合体した気泡をリリースするために、前記超音波／高周波超音波装置を高温化学溶液の液面から上昇させるステップと、
前記超音波／高周波超音波装置と前記基板の表面との間に前記隙間ｄが形成されるように、前記超音波／高周波超音波装置を下降させ、その後前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第２の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記基板の表面に洗浄用化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、
前記基板を乾燥させるステップとを備えることを特徴とする基板洗浄方法。 Steps to rotate the board and
A step of supplying deionized water to the surface of the substrate to wet the surface of the substrate,
In order to clean the substrate surface, a step of supplying a high temperature chemical solution to the substrate surface and
The ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is changed so that the rotation speed of the substrate is changed to a low rotation speed so that a gap d filled with a high-temperature chemical solution is formed between the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and the substrate. And the step of moving the
A step of turning on the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and supplying constant or pulsed operating power in the first cleaning cycle.
In order to turn off the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and release the coalesced bubbles under or around the ultrasonic / high frequency ultrasonic device, the ultrasonic / high frequency ultrasonic device is moved to the liquid level of the high temperature chemical solution. Steps to raise from
The ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is lowered so that the gap d is formed between the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and the surface of the substrate, and then the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is turned on. And the step of supplying constant or pulsed operating power in the second cleaning cycle,
A step of turning off the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and supplying a cleaning chemical solution or the deionized water to the surface of the substrate.
A substrate cleaning method comprising a step of drying the substrate.
前記基板の表面を濡らすために、前記基板の表面に脱イオン水を供給するステップと、
前記基板表面を洗浄するために、前記基板表面に高温化学溶液を供給するステップと、
前記基板の回転速度を低回転速度に変更し、超音波／高周波超音波装置と前記基板との間に、高温化学溶液で満たされる隙間ｄが形成されるように前記超音波／高周波超音波装置を前記基板表面近傍に移動させるステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第１の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオフにし、基板の表面上での気泡の合体を防ぐために、前記超音波／高周波超音波装置によって生成された気泡をリリースするための高温化学溶液又は前記脱イオン水を前記基板の表面に供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第２の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記基板の表面に洗浄用化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、
前記基板を乾燥させるステップとを備えることを特徴とする基板洗浄方法。 Steps to rotate the board and
A step of supplying deionized water to the surface of the substrate to wet the surface of the substrate,
In order to clean the substrate surface, a step of supplying a high temperature chemical solution to the substrate surface and
The ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is changed so that the rotation speed of the substrate is changed to a low rotation speed so that a gap d filled with a high-temperature chemical solution is formed between the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and the substrate. And the step of moving the
A step of turning on the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and supplying constant or pulsed operating power in the first cleaning cycle.
A high temperature chemical solution or deionization to release the bubbles generated by the ultrasonic / high frequency ultrasonic device in order to turn off the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and prevent the coalescence of bubbles on the surface of the substrate. The step of supplying water to the surface of the substrate and
A step of turning on the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and supplying constant or pulsed operating power in the second cleaning cycle.
A step of turning off the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and supplying a cleaning chemical solution or the deionized water to the surface of the substrate.
A substrate cleaning method comprising a step of drying the substrate.
前記基板の表面を濡らすために、前記基板の表面に脱イオン水を供給するステップと、
前記基板表面を洗浄するために、前記基板表面に一種の高温化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、
前記基板の表面を洗浄するために、前記基板の表面に中温化学溶液を供給するステップと、
前記基板の回転速度を低回転速度に変更し、超音波／高周波超音波装置と前記基板との間に、洗浄溶液で満たされる隙間ｄが形成されるように前記超音波／高周波超音波装置を前記基板の表面近傍に移動させて、中温化学溶液と共働させるステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第１の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、
基板表面上での気泡の合体を防ぐために、中温化学溶液によって生成された気泡をリリースするための中温化学溶液又は脱イオン水を前記基板の表面上に供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオンにし、第２の洗浄サイクルで一定又はパルス状の作動電力を供給するステップと、
前記超音波／高周波超音波装置をオフにして、前記基板の表面に洗浄用化学溶液又は前記脱イオン水を供給するステップと、
前記基板を乾燥させるステップとを備えることを特徴とする基板洗浄方法。 Steps to rotate the board and
A step of supplying deionized water to the surface of the substrate to wet the surface of the substrate,
A step of supplying a kind of high-temperature chemical solution or the deionized water to the substrate surface in order to clean the substrate surface.
To clean the surface of the substrate, and supplying the medium-temperature chemical solvent liquid to the surface of the substrate,
The rotation speed of the substrate is changed to a low rotation speed, and the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device is installed so that a gap d filled with the cleaning solution is formed between the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and the substrate. The step of moving it near the surface of the substrate and cooperating with the medium-temperature chemical solution,
A step of turning on the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and supplying constant or pulsed operating power in the first cleaning cycle.
In order to prevent the coalescence of bubbles on the surface of the substrate, a step of supplying a medium temperature chemical solution or deionized water for releasing the bubbles generated by the medium temperature chemical solution onto the surface of the substrate, and
A step of turning on the ultrasonic / high frequency ultrasonic device and supplying constant or pulsed operating power in the second cleaning cycle.
A step of turning off the ultrasonic / high-frequency ultrasonic device and supplying a cleaning chemical solution or the deionized water to the surface of the substrate.
A substrate cleaning method comprising a step of drying the substrate.
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