JPH01303724A - 湿式洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式の洗浄方法及び洗浄装置に係り、特に半導
体ウェハ、ガラス基板、金属基板等の電子部品の表面清
浄化に好適な洗浄方法及び洗浄装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の洗浄方式は、洗浄液に半導体や電子部品の基板等
を浸漬して洗浄していた。この洗浄方法はフィルタで濾
過した洗浄液を洗浄槽の底部から槽内に供給し、この供
給された洗浄液量相当分の洗浄液が洗浄槽上部からオー
バーフローし、このオーバーフロー時に液面に浮遊した
り、上層液に混入していた異物が共に排出され、洗浄液
の清浄化がはかられていた。しかし乍ら上記洗浄液の清
浄方式では、供給される清浄な洗浄液にて洗浄槽内に浮
遊及び混入異物に汚染されている洗浄液を希釈して排出
し除々に清浄にすることから、洗浄槽内の洗浄液を完全
に清浄化するにはオーバーフロー液から異物を除去して
長時間循環する必要がある。

また、洗浄液で電子部品の基板等を洗浄することにより
、洗浄液中に混入浮遊する異物が増加するため、前述の
方式では洗浄液の高清浄化をはかることは難かしい。例
えば、希フッ酸溶液中でシリコンウェハを湿式エツチン
グ処理するとき、シリコンウェハの表面に露出してくる
活性なシリコン面に洗浄液中に浮遊する異物が付着し、
特性不良となり品質に大きな影響を及ぼすことになる。

なお、半導体ウェハの、オーバーフローによル循環濾過
の混式洗浄処理に関するものに特開昭６０−２２９３３
９号が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、洗浄槽の上部から洗浄液をオーバーフ
ローさせ、このオーバーフロー液中に浮遊する異物がオ
ーバーフロー液と共に排出される方式のため、浮遊する
異物が洗浄槽内の液上層部まで浮上しないと排出できな
い。従って第２図に示す被洗浄物浸漬洗浄後の時間（オ
ーバーフロー時間）と洗浄液中の浮遊異物数との関係線
図に示すように、洗浄液中に浮遊している異物が洗浄槽
上部から完全にオーバーフローしきれずに一部が槽内壁
面を逆流するために洗浄液中の浮遊異物数を５〜８個／
ｍＡ以下にするのには長時間循環濾過しなげればならず
、浸漬洗浄した基板等に再付着する異物数及び不純物イ
オン（Ｎａ、に等）を低減させることが困難であるとい
う問題があった。こ−旦も −で、第２図に示す破線＆ｋ”！、Ｃ＝Ｃｏｅ　ｖ　　
の式で計算した値、（但し、Ｃは洗浄液中の浮遊異物数
、ＣＯは初期の洗浄液中の浮遊異物数、ｅは自然対数、
Ｕは循環液量、ｔは循環時間、■は洗浄槽容量を示す。

）実線すは実際に計測した値である。

本発明の目的は、洗浄槽に浸漬洗浄した基板等を洗浄液
から引上げるときに基板に再付着した異物や不純物イオ
ンを強制的に洗浄除去して清浄な基板等を得ることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、洗浄液から引上げた基板等の表面に、指向
性のある高周波の超音波を乗せた洗浄液のスプレーを吹
き付けることによって、基板等の表面に再付着した異物
や不純物イオンを吹き流すことにより達成される。

〔作用〕

洗浄槽内の洗浄液は、フィルタを経て液中に浮遊する異
物が濾過され循環ポンプにて再び洗浄槽に送られる。こ
の循環作用と共に、フィルタで濾過された清浄な洗浄液
の一部は指向性のある高周波が付与されてスプレーノズ
ルに送られ、洗浄槽内で洗浄された後、洗浄槽から引上
げられる基板等の表面にスプレーノズルから超音波の付
与された洗浄液が吹出され、基板等の表面に引上げ時再
付着された異物や不純物イオンは上記スプレーにより離
脱排出される。

また、スプレーノズルに送られる洗浄液に表面張力の小
さい溶媒（例えば、イソプロピルアルコールなど）を少
量添加してスプレーノズルから基板等の表面に吹出せば
基板等の表面に残留する洗浄液を少なくすることが出来
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図は
湿式洗浄装置の断面図を示し、１は洗浄槽で洗浄液４を
収容する。該洗浄槽１は周囲にオーバーフロー槽２を設
け、その底部から配管２ａ、循環ポンプ６、フィルタ７
を介在した配管６ａを接続し、他端を洗浄槽１の底部に
接続している。

洗浄槽１底部には上記配管６ａに接続された洗浄液供給
器１６が設けられ、この洗浄液供給器１６は多数の孔が
あけられ、供給された洗浄液は洗浄液供給器１６の多数
の孔を介して槽内に流出し、洗浄液は底部から一様に上
昇し流れムラが生じない様に形成されている。上記オー
バー７０−槽２、配管２ａ、循環ポンプ６、フィルタ７
、配管６ａ。

洗浄液供給器１６にて洗浄液循環部１５が構成されてい
る。洗浄槽１中央上部には被洗浄物保持アーム５が配置
され、該アーム５は下部に被洗浄物３の着脱機構を備え
ると共に被洗浄物３を取付けて上下に昇降するように形
成されている。上記被洗浄物保持アーム５の近傍にはス
プレー式超音波洗浄部１４が設けられている。このスプ
レー式超音波洗浄部１４はスプレーノズル８．８′を洗
浄液４の液面直上位置に、保持アーム５に向けて斜めに
配設し、ノズルの他端には超音波振動子９．９′が取付
けられている。前記配管６ａから分岐された配管８ａが
上記ノズルａ、８′に接続され、開放端８ｂはオーバー
フロー槽２上部に開口している。１０．１０は超音波発
振器で上記超音波振動子に接続されている。洗浄液循環
部１３から送給された清浄な洗浄液は、配管８ａを経て
スプレーノズルａ已に導びかれ、超音波振動子９９′か
ら発振された超音波が付与された状態で、洗浄液４から
引上げられた被洗浄物３にスプレーノズル８，８′から
噴射される。

また、溶媒槽１２から、溶媒送給ポンプ１１を介在した
配管１２ａを配設し、他端は前記配管８ａに接続され、
溶媒供給部１５が形成されている。

以下、上記構造の洗浄装置の洗浄方法及び作用について
説明する。洗浄槽１には所定量の洗浄液４（例えば、純
水、希フッ酸溶液等）が洗浄液供給器１６から槽内に供
給される。この洗浄液４は所定量供給されると槽土壁を
越流してオーバーフロー槽２に流れ込み、次いで配管２
ａを経て循環ポンプ６にて送給され、フィルタ７を経℃
循環液中の異物は濾過除去され清浄液となって配管６ａ
を介し再び洗浄液供給器１６から洗浄槽１に供給される
。

被洗浄物３（例えばＳｉウェハ、［：１ａＡｓウエハ、
ガラス基板、磁気ディスク基板など）は被洗浄物保持ア
ーム５に取付げられ、次いで洗浄槽１内の洗浄液４中に
降下し浸漬される。被洗浄物３は洗浄液４中に所定時間
浸漬されて洗浄される。所定時間経過後（洗浄後）被洗
浄物保持アーム５がゆるやかに上昇し被洗浄物３が洗浄
液４から引上げられる。被洗浄物３が洗浄液から引上げ
られるとき、超音波振動子９９′から発振された超音波
が付与された状態の洗浄液がスプレーノズル８．８′か
ら被洗浄物３の両面に向けて噴射され、被洗浄物３の表
面が洗浄される。このとき溶媒供給部１５の溶媒送給ポ
ンプ１１を運転し、上記噴射洗浄液に表面張力の小さい
溶媒１２を少量（１０ｗｔ％以下）混入添加することに
より被洗浄物３から洗浄液４を極力離脱させ、被洗浄物
３表面に残留する洗浄液を極力少なくし、清浄な被洗浄
物の表面を得ることができる。なお、表面張力の小さな
溶媒として、−例としてイソプロピルアルコール、エタ
ノール、メタノールなどのアルコールやあるいは界面活
性剤を用いてもよい。

次に下記洗浄条件により洗浄作業を行った実施例を説明
する。

洗浄条件 洗浄液：３％−希フッ酸溶液（液温２５℃）洗浄時間：
５分間浸漬、洗浄液量１０Ｊ／ｍｉｎ洗浄液量：１０ノ スプレー式超音波 流量：　２７／ｍｉｎ　　周波数、出カニｔ　Ｉ　Ｍｌ
ｚ、　１００　Ｗ３１ウェハ噴射条件：距離：１０ｍｍ
噴射角度：４５反 上記の条件にて洗浄作業を行ない、洗浄液中の浮遊異物
数がウェハ表面に付着する数の変化及びＳｉウェハ表面
に付着した不純物イオン（Ｎａ）−ｉの変化を測定した
結果を第３図及び第４図に示す。

（実線Ｃ，ｅは従来方式、実線ｄ、ｆは本芙旙例の方式
を示す） スプレー噴射の無い従来の方式（実線Ｃ，ｅ）とスプレ
ー式超音波で洗浄する本実施例の方式（実線ｄ、ｆ）を
比紋すると、Ｓｉウェハ表面上に付着する不純物イオン
（Ｎａ）量及び異物数が増加することなく洗浄枚数７５
０枚まで清浄なＳｉウェハ表面を得られる。

また、噴射洗浄液中にイソプロピルアルコールを０．５
ｗｔ％添加することによって３１ウエハに残留する洗浄
液（３％−希フッ酸溶液）のＫＭを１ｓｏｍｇから４０
ｍｇ１５インチＳｉウエノ１（液温２５℃）に低減させ
ることができた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、洗浄液中に被洗浄物を所定時間浸漬洗
浄したのち引上げた被洗浄物にスプレー式超音波の洗浄
液を噴射して更に洗浄することにより被洗浄物表面に付
着する異物数及び不純物イオンを大巾に低減し、清浄な
洗浄面を得ることができる。また噴射洗浄液中に表面張
力の小さい溶媒を少量添加することにより被洗浄物表面
に残留する洗浄液の液量を低減し尚−層清浄な洗浄面が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１スは本発明の一実施例の湿式洗浄装置の構造図、第
２図は洗浄槽の洗浄液中に浮遊する異物ヲオーハーフロ
ー循環濾過したときの洗浄液中の浮遊異物数と時間との
関係を示す線図、第５図は洗浄枚数に対するウニ八表面
へ付着する異物数との関係を示す線図、第４図は洗浄枚
数に対するウェハ表面へ付着する不純物イオン量との関
係を示す線図である。 １・・・洗浄槽、２・・・オーバーフロー槽、６・・・
被洗浄物、４・・・洗浄液、５・・・被洗浄物保持アー
ム、６・・・循環ポンプ、７・・・フィルタ、８．８′
・・・スプレーノズル、９９′・・・超音波振動子、Ｉ
ＣＬ１０′・・・超音波発振器、１１・・・溶媒送液ポ
ンプ、１２・・・溶媒、１６・・・洗浄液供給器 第１図 ３−ウェハ　　　９．δ′　入フ゛Ｌ−ノス゛ル蔦３０ φ２７７θラエハユ充ン争淳文我　（丼叉）第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、洗浄槽内に洗浄液を収容し、洗浄液中に被洗浄物を
   所定時間浸漬して洗浄を行ない、洗浄液を槽内底部に供
   給すると共に、汚染された洗浄液を槽上部よりオーバー
   フローさせる湿式洗浄方法において、上記所定時間後に
   洗浄液より引上げる被洗浄物に、指向性のある高周波の
   超音波を付与した洗浄液を噴射することを特徴とする湿
   式洗浄方法。 ２、噴射液中に表面張力の小さい溶媒あるいは界面活性
   剤を添加することを特徴とする請求項１記載の湿式洗浄
   方法。 ３、噴射液に付与する指向性のある高周波は２００ＫＨ
   ｚ以上の超音波であることを特徴とする請求項１記載の
   湿式洗浄方法。 ４、洗浄液を収納する洗浄槽と、洗浄槽内の洗浄液中に
   被洗浄物を浸漬し所定時間後に引上げる手段と、清浄液
   を槽内底部に供給する手段と、洗浄液を槽上部よりオー
   バーフローさせる手段を備えた湿式洗浄装置において、
   指向性のある高周波を発振する振動子を取り付けたスプ
   レーノズルを上記被洗浄物を槽内から引上げる手段の近
   傍に設け、上記スプレーノズルに清浄液を送給する手段
   を設けて成ることを特徴とする湿式洗浄装置。