JPH08108157A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

超音波洗浄装置

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JPH08108157A
JPH08108157A JP27596394A JP27596394A JPH08108157A JP H08108157 A JPH08108157 A JP H08108157A JP 27596394 A JP27596394 A JP 27596394A JP 27596394 A JP27596394 A JP 27596394A JP H08108157 A JPH08108157 A JP H08108157A
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JP
Japan
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vibrator
ultrasonic
cleaning
oscillator
ultrasonic cleaning
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Pending
Application number
JP27596394A
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English (en)
Inventor
Yuji Matsusako
雄治 松迫
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波洗浄装置において、半導体ウェハ4に
超音波による物理的ダメージが生じて結晶欠陥が発生す
るのを防止する。 【構成】 洗浄液2中に浮遊せしめられた振動子6と、
該振動子6に対して超音波振動させる高周波、該振動子
6の位置を周期的に移動させる低周波及び振動子6を洗
浄槽1の底面から適宜浮上させる直流バイアスを印加す
る振動発生手段8、9、10を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波洗浄装置、主と
して半導体ウェハの洗浄に用いる超音波洗浄装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造において、半導体ウェ
ハの洗浄は不可欠であるが、その洗浄を超音波洗浄で行
う場合が少なくない。例えば、シリコンナイトライドS
iNをマスクとしての半導体基板の選択酸化の前処理と
して行われる洗浄がそれである。超音波洗浄は、一般
に、洗浄槽内の洗浄液中に被洗浄物を浸漬し、洗浄液に
対して超音波振動を与えることにより、その超音波振動
による音圧の変化により洗浄液の液圧の疎密をつくり、
疎の部分で生じた泡(キャビテーション)を密の部分で
破壊することにより衝撃波をつくり、この衝撃波により
被洗浄物を除去するものである。
【0003】超音波洗浄は、単に洗浄液の持つ洗浄力の
みならず、泡を破壊することによって生じる衝撃波をも
汚染の除去に使うことができるので、洗浄力を高め、洗
浄効率を良くすることができるという利点を有し、当然
のことながら超音波のパワーを高めるとそれに伴って洗
浄力を高めることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウェ
ハを超音波洗浄により洗浄した場合に、洗浄能力を高め
るべく超音波のパワーを高めると結晶欠陥が多く発生す
ることが判明した。更には結晶欠陥の多発エリアとそう
でないエリアとが生じ、図2に示すように、その多発エ
リアaとそうでないエリアbが洗浄槽の超音波振動印加
側から離れるに従って交互に略同じピッチで規則的に配
置される傾向があった。結晶欠陥は半導体装置のアクテ
ィブ領域(バイポーラトランジスタ・ICの場合エミッ
タ、コレクタ、ベース、電界効果トランジスタ・ICの
場合ソース、チャンネル、ドレイン等)に発生すると電
気的特性を低下させる要因になるので看過できないもの
である。特に、素子の微細化、高集積化に伴って非常に
微細な結晶欠陥までもが電気的特性に大きな影響を与
え、歩留まり低下の大きな要因になる。
【0005】そこで、本願発明者はかかる結晶欠陥の発
生を防止するべく超音波洗浄による結晶欠陥の発生原因
を追求したところ、従来の超音波洗浄装置によれば、超
音波振動による液圧の疎の発生する部分と密の発生する
部分の位置が洗浄中変化せず、密の部分は常に密になっ
て泡の破壊による強い衝撃力を常に受け続ける結果そこ
に物理的ダメージが集中し結晶欠陥が発生することが判
明した。その後、本願発明者は半導体ウェハなどの被洗
浄物上に生じる疎の部分、密の部分の位置が超音波洗浄
中常に移動させることにより被洗浄物の同じ箇所に衝撃
力が加わり続けることを阻むという着想を得た。そし
て、その着想を具体化するべく思索を重ねた結果本発明
を為すに至ったのである。
【0006】即ち、本発明は、超音波洗浄装置におい
て、例えば半導体ウェハ等の被洗浄物に超音波による物
理的ダメージが生じないようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の超音波洗浄装
置は、洗浄液中に浮遊せしめられた振動子と、該振動子
に対して超音波振動をさせる高周波及び該振動子の位置
を周期的に移動させる低周波を印加する振動発生手段と
を有することを特徴とする。請求項2の超音波洗浄装置
は、請求項1の超音波洗浄装置において、振動子が磁性
体からなり、振動発生手段が磁場発生用コイルと、該磁
場発生用コイルに高周波電流、低周波電流を供給する発
振器からなることを特徴とする。
【0008】請求項3の超音波洗浄装置は、請求項2の
超音波洗浄装置において、磁場発生用コイルに、磁性体
からなる振動子を洗浄槽内面から浮上させる直流バイア
ス電流を供給するようにしたことを特徴とする。
【0009】
【作用】請求項1の超音波洗浄装置によれば、振動子を
洗浄槽中の洗浄液内に浮遊させ、その振動子に、その位
置を周期的に移動させる低周波を、超音波振動を生ぜし
める高周波と共に印加するので、振動子を超音波振動さ
せながらその位置を周期的に変化させることができる。
従って、洗浄液による液圧の疎の部分、密の部分の被洗
浄物表面上における位置がその振動子の周期的位置移動
に伴って移動する。依って、被洗浄物上の同じ箇所に泡
の破壊による衝撃力が加わり続けて物理的ダメージが生
じることを防止することができる。
【0010】請求項2の超音波洗浄装置によれば、電子
回路による発振器により高周波及び低周波を発生して磁
場発生用コイルに印加することにより磁性体からなる振
動子を超音波振動させながら周期的に位置移動させるこ
とができ、従って、請求項1の超音波洗浄装置を電子技
術を駆使して容易に構成することができる。請求項3の
超音波洗浄装置によれば、直流バイアス電流により振動
子を洗浄槽の内底面上から浮上させることができ、振動
子の超音波振動及び周期的位置移動がし易い条件を簡単
につくることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図1(A)、(B)は本発明超音波洗浄装置の
一つの実施例を示すもので、(A)は断面図、(B)は
発振器の出力を示す波形図である。図面において、1は
洗浄槽で、洗浄液2が入れられている。3は該洗浄槽1
の内底面より稍高いところに位置されたパンチングボー
ド(孔を多数配設した板状体)で、この上に被洗浄物で
ある多数の半導体ウェハ4、4、・・・を垂直の向きで
収納したウェハカセット5が置かれる。
【0012】6は磁性体からなる振動子で、その表面は
汚染防止被覆剤7で被覆されており、上記パンチングボ
ード3と洗浄槽1の内底面との間の部分にて浮遊せしめ
られている。8は洗浄槽1の下側に設けられた磁場発生
用コイルで、鉄心等のコア9に巻回されている。10は
発振器で、基本的には、磁場発生用コイル8に対して超
音波振動をつくるための磁界を発生させる高周波電流等
供給する。しかし、本発振器10はそれ以外にも低周波
電流及び直流バイアス電流も供給するがその点に付いて
は後で詳述する。磁場発生用コイル8は上記発振器10
から高周波電流(例えば数十Kないし数MHz)等の供
給を受けると交番磁界等を発生して振動子6に対して超
音波振動をさせる。
【0013】ところで、上記発振器10、磁場発生用コ
イル8に対しては単に超音波振動を生ぜしめる高周波電
流を供給するのみならず、振動子6を一定周期で位置を
変化せしめる低周波電流(例えば数十乃至数百Hz)を
も供給し、更に、振動子6を洗浄槽1内底面上から適宜
浮上させる直流バイアス電流をも供給する。即ち、普通
の超音波洗浄装置においては振動子を超音波振動させる
ための高周波電流のみを供給するが、本超音波洗浄装置
においては超音波振動をさせる高周波電流の他に低周波
電流と直流バイアス電流をも供給するのである。
【0014】そして、低周波電流を供給するのは、振動
子6の位置を周期的に変化させるためであり、振動子6
の位置を周期的に変化させるのは、超音波洗浄時に、洗
浄液2による液圧の疎の部分、密の部分の被洗浄物であ
る各半導体ウェハ4、4、・・・表面上における位置を
周期的に変化させことにより各半導体ウェハ4、4、・
・・上の同じ箇所に泡の破壊による衝撃力が加わり続け
て物理的ダメージが生じることのないようにするためで
ある。即ち、振動源である振動子6の位置を周期的に変
化させればその振動により生じるところの液圧の疎の位
置、密の位置も変化するので泡の破壊による衝撃力の加
わる位置も変化する。従って、半導体ウェハ4、4、・
・・の表面が満遍なく洗浄されるのである。
【0015】また、直流バイアス電流を供給するのは、
振動子6を洗浄槽1内底面から適宜浮上させて、その浮
上した位置にて超音波振動及び周期的位置移動をさせる
ためである。このようにすると、振動子6が洗浄槽1内
底面に接触した状態で正常な超音波振動及び周期的位置
移動が行われないというおそれが全くない。
【0016】このような超音波洗浄装置によれば、振動
子6を洗浄槽1中の洗浄液2内に浮遊させ、その振動子
6にその位置を周期的に移動させる低周波を超音波振動
を生ぜしめる高周波と共に印加するので、振動子6を超
音波振動させながらその位置を周期的に変化させること
ができる。従って、洗浄液2による液圧の疎の部分、密
の部分の被洗浄物である半導体ウェハ4、4、・・・上
における位置がその振動子6の周期的位置移動に伴って
移動する。依って、半導体ウェハ4、4、・・・上の同
じ箇所に泡の破壊による衝撃力が加わり続けて物理的ダ
メージが生じ結晶欠陥が生じることを防止することがで
きる。
【0017】そして、電子回路による発振器10により
高周波及び低周波を発生して磁場発生用コイルに印加す
ることにより磁性体からなる振動子6を超音波振動させ
ながら周期的に位置移動させることができ、電子技術を
駆使して高周波及び低周波の周波数、振幅を任意の値に
容易に設定することができる。更に、直流バイアス電流
により振動子6を洗浄槽1の内底面から適宜浮上させる
ことができ、超音波振動及び周期的位置移動がし易い条
件を簡単につくることができる。
【0018】
【発明の効果】請求項1の超音波洗浄装置によれば、振
動子を洗浄槽中の洗浄液内に浮遊させ、その振動子にそ
の位置を周期的に移動させる低周波を超音波振動を生ぜ
しめる高周波と共に印加するので、振動子を超音波振動
させながらその位置を周期的に変化させることができ
る。従って、洗浄液による液圧の疎の部分、密の部分の
被洗浄物表面上における位置がその振動子の周期的位置
移動に伴って移動する。依って、被洗浄物上の同じ箇所
に泡の破壊による衝撃力が加わり続けて物理的ダメージ
が生じることを防止することができる。
【0019】請求項2の超音波洗浄装置によれば、電子
回路による発振器により高周波及び低周波を発生して磁
場発生用コイルに印加することにより磁性体からなる振
動子を超音波振動させながら周期的に位置移動させるこ
とができ、請求項1の超音波洗浄装置を電子技術を駆使
して容易に構成することができる。請求項3の超音波洗
浄装置によれば、直流バイアス電流により振動子を洗浄
槽の内底面から浮上させることができ、超音波振動及び
周期的位置移動がし易い条件を簡単につくることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は本発明超音波洗浄装置の一つ
の実施例を示すもので、(A)は縦断面図、(B)は発
振器の出力の波形を示す波形図である。
【図2】発明が解決しようとする問題点を示すところの
被洗浄物である半導体ウェハの平面図である。
【符号の説明】 1 洗浄槽 2 洗浄液 4 被洗浄物(半導体ウェハ) 6 振動子(磁性体) 8、9、10 振動発生手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗浄槽内の洗浄液中に浮遊せしめられた
    振動子と、 上記振動子に対して超音波振動をさせる高周波及び該振
    動子の位置を周期的に移動させる低周波を印加する振動
    発生手段を有することを特徴とする超音波洗浄装置
  2. 【請求項2】 振動子が磁性体からなり、 振動発生手段が磁場発生用コイルと、該磁場発生用コイ
    ルに高周波電流、低周波電流を供給する発振器からなる
    ことを特徴とする請求項1記載の超音波洗浄装置
  3. 【請求項3】 磁場発生用コイルに、磁性体からなる振
    動子を洗浄槽内底面から浮上させる直流バイアス電流を
    印加するようにしたことを特徴とする請求項2記載の超
    音波洗浄装置
JP27596394A 1994-10-13 1994-10-13 超音波洗浄装置 Pending JPH08108157A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007517412A (ja) * 2003-12-23 2007-06-28 ラム リサーチ コーポレーション 基板を洗浄するための装置および方法
CN104465464A (zh) * 2014-12-16 2015-03-25 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种小尺寸硫化镉单晶片超声清洗架
CN105149288A (zh) * 2015-10-19 2015-12-16 无锡清杨机械制造有限公司 一种利用变频超声清洁物件的方法
CN105689325A (zh) * 2016-04-18 2016-06-22 北京哈密瓜科技有限公司 一种智能多频超声波清洗装置及方法

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