JPH01316935A - 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、洗浄技術、特に、超音波を使用した洗浄技術
に関し、例えば、半導体装置の製造工程において、ウェ
ハを洗浄するのに利用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、ウェハを洗浄する洗浄
装置として、ステンレスを用いて形成された洗浄槽に被
洗浄物゛としてのウェハを浸漬し、洗浄槽の底部に装備
された超音波発生装置によって超音波を、このウェハに
ステンレスまたはタンタル等のような金属を用いて形成
された振動板を介して照射することにより、洗浄するよ
うに構成されているもの、が提案されている。

なお、超音波を利用してウェハを洗浄する技術を述べで
ある例としては、特開昭６２−４５１２６号公報、があ
る。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、このような洗浄装置においては、振動板がステ
ンレスまたはタンタル等のような金属を用いて形成され
ているため、振動板がエロージョンによって金属微粒子
が発生したり、金属イオンが溶出したりすることにより
、ウェハが金属汚染され、ウェハが金属汚染されたまま
拡散工程へ送られることにより、耐圧劣化や酸化膜が異
常成長するという問題点があることが、本発明者によっ
て明らかにされた。

また、洗浄液が酸性の薬液であった場合、腐食の問題が
生しる。

本発明の目的は、被洗浄物の金属汚染を防止することが
できるとともに、耐食性に冨む洗浄装置を提供すること
にある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段］ 零顎において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、被洗浄物を液中に浸漬して洗浄するように構
成されている洗浄槽と、被洗浄物に超音波を振動板を介
して照射するように構成されている超音波発生装置とを
備えている洗浄装置において、前記振動板を石英または
シリコンにより形成したものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、振動板は超音波振動により洗浄
液との境にエロージョンを起こして微粒子およびイオン
を発生することになるが、振動板は石英またはシリコン
を用いて形成されているため、被洗浄物の金属汚染源と
はならず、洗浄に伴う２次汚染は防止されることになる
。また、洗浄液が酸性であっても腐食することなく、洗
浄装置の機能を損なうことがない。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるウェハ洗浄装置を示す
縦断面図である。

本実施例において、このウェハ洗浄装置３は洗浄槽４を
備えており、この洗浄槽４は石英ガラスを用いて、被処
理物としてのウェハｌを複数枚保持した治具２を収容し
得るように構成されている。

洗浄槽４には洗浄液としての純水５が貯留されており、
純水５は図示しない適当な給排水装置により流通されて
鮮度を維持し得るようになっている。

洗浄槽４の底壁外部には超音波発生装置６が装備されて
おり、超音波発生装置６は圧電素子等を用いて、高振動
数（２００ＫＨｚ以上）の超音波８を一方向に発振する
ように構成されている。洗浄槽４の底壁には振動板７が
シール状態を保って洗浄槽４の純水５に接するように取
り付けられており、振動板７は超音波発生装置６により
発生された超音波８を純水に伝播させるように構成され
ている。

本実施例において、振ｖＩ板７は石英（Ｓｉｎ、）を用
いて一体成形されており、かつ、この振動板７はアニー
ル処理を施され、超音波が効率的に伝わり易くなるよう
にその結晶方向を揃えられている。

次に作用を説明す、る。

被洗浄物としてのウェハ１は複数枚（２５〜１００枚）
が、石英を用いて形成されている治具２に収納された状
態で、洗浄槽４の純水５中へ浸漬される。

一方、超音波発生装置６は高周波電力が通電されること
により超音波８を発生し　これを振動板７を介して純水
５中に発射することにより、純水中に浸漬されたウェハ
１および治具２に照射する。

ここで、照射される超音波８は２００　ＫＨｚ〜１００
０ＫＨｚ、望ましくは８００Ｋｔ（ｚを帯域付近に設定
される。

超音波８がウェハ１および治具２に照射されると、これ
らに付着している汚染異物９が強制的に剥離されるため
、ウェハｌおよび治具２が洗浄されることになる。すな
わち、８００Ｋｌ（ｚの超音波８が当たると１．ウェハ
１に付着している異物９は約１０万Ｇの加速度をもって
振動されることにより、物理的外力を付勢されるため、
ウェハ１から強制的に剥離される。

ここで、振動板７により超音波発生装置６からの超音波
８が純水５へ伝えられるとき、振動（反７において純水
５との接触界面が高振動により侵蝕されるため、ＳｉＯ
□の微粒子が発生する。また、純水５にはこれに接触し
ている物質のイオンが溶出し易いため、振動板７のＳｉ
Ｏ□イオンが溶出する。

ところで、振動板がステンレスやタンタル等のような金
属材料を用いて形成されている場合、これらの金属微粒
子や金属イオンが純水中に溶出することになる。ウェハ
に対してこのような金属汚染物が付着したまま、拡散工
程に送られると、ウェハにおけるＳｉ層またはＳｉＯ□
層に金属汚染物が拡散されることになるため、耐圧劣化
や酸化膜が異常成長が起こることになる。

しかし、本実施例においては、振動板７が石英を用いて
形成されていることにより、純水４中に溶出するのはＳ
ｉｎｇであるため、ウェハ１に対しては汚染源とならず
、その結果、ウェハに対する洗浄には支障が生じない。

すなわち、例えば、。

溶出したＳｉＯ２１０がウニハエ自体の表面におけるＳ
ｉ層、または、ウェハ１に被着されたＳｉＯ□層に付着
したまま、万一、拡散工程に送られたとしても、５ｉＯ
ｚがＳｉ層または５ｉＯｚ層に拡散するだけで済むため
、金属汚染物がＳｉ層またはＳｉＯ□層に拡散する前述
した場合に比べて障害は殆ど発生しない。

ちなみに、振動板７の材質がステンレスまたはタンタル
の金属から石英に変更されることにより、超音波の伝播
効率の低下が懸念されるが、本実施例においては１．ア
ニール処理された石英板が使用されているため、超音波
の伝播効率の低下は回避される。

すなわち、超音波の伝播効率が依存する振動板中の音速
が、ステンレス（ＳＵＳ−３１６）が使用されている振
動板中における音速は、５０００ｍ／秒、タンタルが使
用されている振動板における音速は、３３５０ｍ／秒、
であるのに対し、アニール処理された石英が使用されて
いる振動板における音速は、４０００ｍ／秒であり、金
属のそれに比べても同程度であることが実験により明ら
かにされた。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）超音波をその発生装置から洗浄液中に伝播させる
ための振動板を石英を用いて形成することにより、振動
板の構成物質の溶出が発生したとしても、被洗浄物とし
てのウェハに対して汚染物になるのを回避することがで
きるため、ウェハの金属汚染を防止することができ、耐
圧劣化や酸化膜の異常成長を抑制することができる。

（２）　　ウェハを超音波によって洗浄することにより
、ウェハに擦り力等の機械的外力を作用させずに洗浄す
ることができるため、洗浄効率を高めることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、振動板はアニール処理が施された石英を用いて
作製することが望ましいが、石英またはシリコンを用い
て作製してもよい。そして、振動板にシリコンを使用す
る場合、単結晶シリコンを使用することが望ましい。

洗浄する超音波としては、８００ＫＨｚ帯域付近を使用
することが望ましいが、２００ＫＨｚ以上でも好ましく
、さらに、２００ＫＨｚ未満を使用してもよい。

洗浄液としては、純水を使用するに限らず、過酸化水素
とアンモニアと水との混合液や酸性の洗浄液を使用して
もよい。

また、洗浄液を加熱セずとも充分な洗浄効果を得ること
ができるが、これは洗浄液の加熱を妨げるものではない
。

洗ｉ′？Ｉ液の給排装置および超音波発生装置等の具体
的構成について、特に限定はない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハの洗浄技術に
適用した場合について説明したが、それに限定されるも
のではなく、配′ｋｆＡ基板、電子部品や電子機器、そ
の他の精密加工製品の洗浄装薗全最に適用することがで
きる。

〔発明の効果〕

木廓において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

超音波をその発生装置から洗浄液中に伝播させるだめの
振動板を石英またはシリコンを用いて形成することによ
り、振動板の構成物質の溶出が発生したとしても、被洗
浄物に対して汚染異物になるのを回避することができる
ため、被洗浄物の金属汚染を防止することができる。洗
浄液が酸性であっても問題なく、被洗浄物に対して不変
的な洗浄効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウェハ洗浄装置を示す
縦断面図である。 ■・・・ウェハ（被洗浄物）、２・・・治具、３・・・
ウェハ洗浄装置、４・・・洗浄槽、５・・・純水（洗浄
液）、６・・・超音波発生装置、７・・・振動板、８・
・・超音波、９・・・付着異物、１０・・・溶出５ｉＯ
ｚ。 第１図 １・・・クエへ〇Ｌ九３？均） ３・・・ラエハ遼万を業１ 本゛３Ｌヨ？糟 Ｓ・・・純米（？Ｌ１表） ６・・・Ｈ音ゑ剃−ＫＬ γ・・・＆動板 ９・・・付着′！、■ １０・・・藩ムＳご０２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被洗浄物を液中に浸漬して洗浄するように構成され
   ている洗浄槽と、被洗浄物に超音波を振動板を介して照
   射するように構成されている超音波発生装置とを備えて
   いる洗浄装置であって、前記振動板が石英またはシリコ
   ンにより形成されていることを特徴とする洗浄装置。 ２、石英からなる振動板がアニール処理されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の洗浄装置。 ３、振動板を形成するシリコンが、単結晶シリコンであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の洗浄装
   置。