JPH05104071A - 高周波洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、被洗浄物に対して高い洗浄力を有
し、かつ洗浄後の純水リンス工程が不要で、さらに残存
洗浄液による二次汚染を解消した高周波洗浄方法を提供
しようとするものである。 【構成】一端に洗浄液の吐出口を有し、かつ前記吐出口
に向けてテーパ状に絞った形状をなすノズル本体１７
と、この本体の他端に設けられ、振動子が取着された高
周波振動板と、この振動板より前記吐出口側に位置する
前記本体部分に開口された洗浄液供給口と、前記振動子
を駆動するための高周波発振器とを具備した高周波振動
ノズル１６を用いて被洗浄物２７を洗浄するに際し、オ
ゾン水溶液を前記ノズル１６の供給口を通して前記本体
１７内に供給すると共に、前記振動板を振動させて０．
７ＭＨｚ以上の高周波の音波エネルギーに乗ったオゾン
水溶液を前記吐出口から前記被洗浄物２７に向けて噴射
すること特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハ、ガラ
ス基板、磁気ディスク、光学レンズ等の被洗浄物を高周
波洗浄する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】従来、シリコンウェハ等の被洗
浄物の洗浄においては、純水や有機溶剤、有機アルカリ
液、酸液を洗浄液として収容した洗浄槽の底面に振動板
を配置した構造の高周波洗浄装置を用い、前記洗浄槽に
ウェハ等を配置して前記洗浄液に高周波を加えながら洗
浄する方法、或いは高周波振動ノズルを用いて前記洗浄
液をウェハ等に噴射して洗浄する方法が知られている。
しかしながら、従来の純水や有機溶剤、有機アルカリ
液、酸液を洗浄液として用いて洗浄する方法は次のよう
な欠点があった。 （１）洗浄液として純水を用いた場合には、その洗浄力
が乏しい。

【０００３】（２）有機溶剤、有機アルカリ液、酸液を
洗浄液として用いた場合には、その残存洗浄液の除去の
ために洗浄工程後に多数の純水リンス工程を必要とし、
装置が大型化する。また、シリコンウェハ等の被洗浄物
が残存洗浄液により二次汚染を生じる恐れがある。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、被洗浄物に対して高い洗浄力を有
し、かつ洗浄後の純水リンス工程が不要で、さらに残存
洗浄液による二次汚染を解消した高周波洗浄方法を提供
しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる高周波洗
浄方法は、一端に洗浄液の吐出口を有し、かつ前記吐出
口に向けてテーパ状に絞った形状をなすノズル本体と、
この本体の他端に設けられ、振動子が取着された高周波
振動板と、この振動板より前記吐出口側に位置する前記
本体部分に開口された洗浄液供給口と、前記振動子を駆
動するための高周波発振器とを具備した高周波振動ノズ
ルを用いて被洗浄物を洗浄するに際し、オゾン水溶液を
前記高周波ノズルの供給口を通して前記本体内に供給す
ると共に、前記振動板を振動させて０．７ＭＨｚ以上の
高周波の音波エネルギーに乗ったオゾン水溶液を前記吐
出口から前記被洗浄物に向けて噴射することを特徴とす
るものである。

【０００６】前記高周波振動ノズルとしては、ノズル本
体が円筒型のもの、ノズル本体が矩形状でその先端の吐
出口が細長状である、いわゆるバー型のものを用いるこ
とができる。

【０００７】前記高周波振動ノズルのノズル本体は、オ
ゾンに対して耐性を有する材料、例えば石英、ポリテト
ラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂により形成するこ
とが望ましい。

【０００８】前記オゾン水溶液の調製は、水に対するオ
ゾンの溶解性が高いために、例えば純水にオゾンをバブ
リングする等の方法が採用される。かかるオゾン水溶液
のオゾン濃度は、１〜２０ｐｐｍの範囲とすることが望
ましい。前記被洗浄物としては、例えばシリコンウェ
ハ、化合物半導体ウェハ、ガラス基板、磁気ディスク、
光学レンズ等を挙げることができる。

【０００９】前記高周波の音波エネルギーを０．７ＭＨ
ｚ以上に限定したのは、次のような理由によるものであ
る。すなわち、一般に多く使用されている超音波洗浄で
は１０〜１００ｋＨｚの超音波を利用するが、キャビテ
ーション効果による水中圧力変化が起こり、水中溶存オ
ゾン分子が分解されるため、洗浄効果が十分に得られな
い。これに対し、０．７ＭＨｚ以上の高周波の音波エネ
ルギーを利用する洗浄においては、キャビテーションに
よらない作用、例えば粒子振幅、粒子加速度による作用
であるため、オゾン水溶液を利用した洗浄に適してい
る。より好ましい高周波の音波エネルギーは、１ＭＨｚ
〜４ＭＨｚの範囲である。

【００１０】

【作用】本発明によれば、オゾン水溶液を前記高周波ノ
ズルの供給口を通して前記本体内に供給すると共に、前
記振動板を振動させて、０．７ＭＨｚ以上の高周波の音
波エネルギーに乗ったオゾン水溶液を前記吐出口からシ
リコンウェハ等の被洗浄物に向けて噴射することによっ
て、高周波の音波エネルギーとオゾン水溶液による高い
酸化力との相乗作用により前記シリコンウェハ等を高い
洗浄力で処理できる。しかも、前記高周波の音波エネル
ギーとオゾン水溶液による高い酸化力との相乗作用によ
り前記シリコンウェハの表面に付着した有機質、無機質
の汚染物および微粒子を一度に除去することができる。

【００１１】また、オゾン水溶液は溶解されたオゾンの
半減期が２０〜３０分間と比較的短い時間で分解される
ため、常温に放置すると徐々に分解して純水と酸素にな
る。その結果、かかるオゾン水溶液を洗浄液として用い
ることによって、従来のアルカリ液等を洗浄液として用
いる場合のような洗浄後のリンス工程が不要となり、し
かも残存洗浄液によるシリコンウェハ等の被洗浄物の二
次汚染を回避できる。従って、装置の簡略化、コンパク
ト化を図ることができると共に、極めて簡便な洗浄を実
行できる。

【００１２】さらに、洗浄工程中で発生したオゾンガス
は例えばマンガン系の還元触媒等を通すことにより容易
に酸素に分解でき、極めて簡単な装置で排ガス処理に対
応することができる。しかも、繰り返しの洗浄により汚
れたオゾン水溶液（廃水）も同様な還元触媒で通すこと
により容易に酸素に分解でき、極めて簡単な装置で廃水
処理に対応することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１４】図１は、本実施例の高周波洗浄方法に用い
られる洗浄装置を示す概略図である。図中の１は、気密
構造を有する円筒型容器である。前記容器１の底部に
は、円筒状隔壁２が固定されている。前記容器１内面と
前記隔壁２間の環状空間には、純水３が収容されてい
る。前記純水３中には、オゾンをバブリングするための
多孔管４が配置されている。前記多孔管４の上部には、
オゾン導入管５の一端が連結され、かつ前記導入管５の
他端は前記容器１の側壁上部を貫通してオゾン発生器６
に連結されている。なお、前記導入管５が貫通する前記
容器１の側壁上部にはシール材７が設けられている。

【００１５】前記円筒状隔壁２内の前記容器１底部に
は、基台８が固定されている。前記基台８上には、上部
側に駆動軸９を有するモータ１０が固定されている。前
記隔壁２の上端には、前記モータ１０を保護するための
円形カバー１１が設けられている。なお、前記カバー１
１の前記駆動軸９に対応する中心付近には穴が開口され
ている。前記駆動軸９の上端には、ターンテーブル１２
が取付けられている。前記ターンテーブル１２は、前記
駆動軸９の上端に取着された円板１３と、前記円板１３
に植設され、被洗浄物が載置される例えば４本のピン１
４と、前記ピン１４の外周に位置する前記円板１３部分
に植設され、被洗浄物の水平方向へのずれを防止するた
めの例えば６本のガイドピン１５とから構成されてい
る。

【００１６】前記容器１内の前記ターンテーブル１２の
上方には、前記ターンテーブル１２上に載置される被洗
浄物に洗浄液を斜め方向から噴射するための円筒型高周
波振動ノズル１６が配置されている。前記ノズル１６
は、一端に円形状をなす洗浄液の吐出口を有し、かつ前
記吐出口に向けてテーパ状に絞った形状をなすノズル本
体１７と、この本体１７の他端に設けられ、振動子が取
着された高周波振動板（図示せず）と、この振動板より
前記吐出口側に位置する前記本体１７部分の側面に開口
された洗浄液供給口（図示せず）とから構成されてい
る。前記ノズル１６は、図示しないスウィング機構によ
り前記被洗浄物上を横切るように往復動作される。前記
ノズル１６の洗浄液供給口には、洗浄液供給管１８の一
端が挿着されている。前記供給管１８の他端は、前記容
器１の側壁上部を貫通して前記容器１の側壁下部に連結
されている。なお、前記供給管１８が貫通する前記容器
１の側壁上部にはシール材１９が設けられている。前記
供給管１８には、オゾン水溶液（洗浄液）を前記ノズル
１６に供給するためのポンプ２０および前記水溶液中の
微粒子等を除去するためのフィルタ２１が前記容器１の
側壁下部の連結側から順次介装されている。また、前記
ノズル１６の振動板に取着された振動子には高周波発振
器２２がケーブル２３を介して接続されている。

【００１７】前記容器１の上壁には、被洗浄物を出入れ
するためのゲートバルブ２４が設けられている。前記前
記容器１の上壁には、排気管２５が取付けられており、
かつ前記排気管２５には還元触媒を充填した排ガス処理
部材２６が介装されている。次に、前述した洗浄装置を
用いて被洗浄物であるシリコンウェハを洗浄する方法を
説明する。

【００１８】まず、ゲートバルブ２４を開き、シリコン
ウェハ２７を容器１内に搬送し、ターンテーブル１２の
ガイドピン１５の内側に植設したピン１４上に載置した
後、前記ゲートバルブ２４を閉じる。つづいて、オゾン
発生器６よりオゾンを導入管５を通して純水３中に配置
された多孔管４に導入し、前記多孔管４からオゾンを前
記純水３にバブリングする。この工程により、純水をオ
ゾン水溶液とする。オゾン水溶液のオゾン濃度が一定濃
度（例えば４〜５ｐｐｍ）になった時点で、ポンプ２０
を作動して前記容器１内のオゾン水溶液をフィルタ２１
を通して高周波振動ノズル１６のノズル本体１７に供給
すると共に、前記ノズルの振動子に高周波発振器２２か
らケーブル２３を通して高周波電力を供給する。これに
より前記振動子に取着された振動板が１．５ＭＨｚの高
周波を発生する。このような高周波振動ノズル１６への
オゾン水溶液の供給、振動板による１．５ＭＨｚの高周
波を発生により前記振動ノズル１６の吐出口から高周波
の音波エネルギーに乗ったオゾン水溶液を前記ターテー
ブル１２上のシリコンウェハ２７に向けて噴射する。こ
の時、モータ１０の駆動によりターテーブル１２を回転
させると共に、図示しないスウィング機構により前記振
動ノズル１６を前記ウェハ２７上を横切るように往復動
作させることにより前記ウェハ２７の表面全体を洗浄す
る。

【００１９】前記洗浄工程において前記容器１内に発生
したオゾンは排気管２５の還元触媒を充填した排ガス処
理部材２６を通過させることにより毒性の全くない無害
の酸素として排出される。

【００２０】このような本実施例の洗浄方法によれば、
高周波の音波エネルギーとオゾン水溶液による高い酸化
力との相乗作用によりシリコンウェハ２７を高い洗浄力
で処理できた。

【００２１】事実、指紋を付着させたシリコンウェハを
実施例の方法により洗浄したところ、９８％の除去性能
を示した。これに対し、洗浄液として純水を用いた以
外、実施例と同様な方法で前記指紋を付着させたシリコ
ンウェハを洗浄した場合、および振動ノズルの吐出口か
ら４０ｋＨｚの音波エネルギーに乗ったオゾン水溶液を
指紋を付着させたシリコンウェハに向けて噴射して洗浄
した場合には、いずれも７０％の除去性能であった。ま
た、オゾン水溶液に前記指紋を付着させたシリコンウェ
ハを浸漬して洗浄した場合は、６０％の除去性能であっ
た。従って、本発明の洗浄方法は極めて高い洗浄力を有
することがわかる。また、前記洗浄工程後に前記ターン
テーブル１２を高速回転することにより乾燥工程まで行
うことが可能であった。

【００２２】なお、槽内にオゾン水溶液を収容し、前記
槽の下面より高周波の音波エネルギーを加えながら前記
オゾン水溶液内に配置した被洗浄物を洗浄する方法にお
いても良好な洗浄効果が得られる。ただし、この場合に
はオゾン水溶液を前記槽の上部からオーバフローさせな
がらリサイクスル方式を採用することが望ましい。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によればシリ
コンウェハを始めとする各種の被洗浄物に対して高い洗
浄力を有し、かつ洗浄後の純水リンス工程が不要で、さ
らに残存洗浄液による二次汚染を回避できる極めて簡便
かつ処理能力の高い高周波洗浄方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いられる洗浄装置を示す概
略図。

【符号の説明】

１…容器、６…オゾン発生器、１２…ターンテーブル、
１６…高周波振動ノズル、１７…ノズル本体、２０…ポ
ンプ、２２…高周波発振器、２４…ゲートバルブ、２６
…排ガス処理部材、２７…シリコンウェハ（被洗浄
物）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に洗浄液の吐出口を有し、かつ前記
   吐出口に向けてテーパ状に絞った形状をなすノズル本体
   と、この本体の他端に設けられ、振動子が取着された高
   周波振動板と、この振動板より前記吐出口側に位置する
   前記本体部分に開口された洗浄液供給口と、前記振動子
   を駆動するための高周波発振器とを具備した高周波振動
   ノズルを用いて被洗浄物を洗浄するに際し、オゾン水溶
   液を前記ノズルの供給口を通して前記本体内に供給する
   と共に、前記振動板を振動させて０．７ＭＨｚ以上の高
   周波の音波エネルギーに乗ったオゾン水溶液を前記吐出
   口から前記被洗浄物に向けて噴射することを特徴とする
   高周波洗浄方法。