JPH08148460A - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JPH08148460A
JPH08148460A JP30552794A JP30552794A JPH08148460A JP H08148460 A JPH08148460 A JP H08148460A JP 30552794 A JP30552794 A JP 30552794A JP 30552794 A JP30552794 A JP 30552794A JP H08148460 A JPH08148460 A JP H08148460A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体吹き出しパイプから微細な粒径の気泡を
均一に噴出、分散させて、洗浄効果を向上させる洗浄装
置を提供する。 【構成】 本洗浄装置10は、洗浄液を収容する洗浄槽
12と、洗浄槽の底部に配置された石英製気体吹き出し
パイプ14と、支持体16とを備えている。気体吹き出
しパイプには、斜め下方に向け突出する気体吹き出しノ
ズル20が離隔して設けられ、ノズル先端には石英粒の
集合体を焼結してなる石英焼結体22が融着されてい
る。複数本の気体吹き出しパイプが、気体吹き出しノズ
ルを均一な分布で配列するように、洗浄槽の底板より僅
か上方で、相互に離隔して平行に石英製の支持体に支持
されている。石英焼結体を介して気体を吹き出すことに
より、気体が微細な均一の粒径の気泡となって洗浄液中
を上昇して被洗浄体に達し、被洗浄体付近の洗浄液を激
しく流動させる共に気泡が被洗浄体に万遍なく衝突する
ので、従来の洗浄装置に比べて洗浄効果が大幅に向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気泡攪拌式洗浄装置に
関し、更に詳細には半導体装置の製造工程において半導
体装置用基板を洗浄するのに好適な洗浄効果の高い洗浄
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化及び高集積化の要求
に応じて現在のLSI技術では最小寸法が0.5〜1μ
m 程度の半導体装置が量産されている。このような微細
な半導体装置では、0.1μm 程度の不純物粒子でも半
導体装置の欠陥を引き起こすと言われている。従って、
欠陥のない、信頼性の高い集積回路を製造するために
は、シリコン基板等のウェハの表面を常に清浄に保たな
くてはならない。そのために、半導体装置の各製造工程
の前後では、純水、有機溶剤、酸又はアルカリ溶液等の
洗浄液でウェハ表面の有機物や金属イオン等を洗浄、除
去し、ウェハを清浄化している。
【0003】従来、半導体装置、例えばウェハの洗浄
は、取扱いが簡便で比較的洗浄効率が高いと言う理由か
ら、洗浄液を気泡により攪拌する気泡攪拌式洗浄装置が
使用されている。従来の気泡攪拌式洗浄装置は、図6に
示すような多数の細孔Dを設けた気体吹き出しパイプP
を洗浄槽の底部に配置し、その細孔から気体を気泡の形
で吹き出して、気泡がウェハ表面に衝突する効果及び気
泡による洗浄液の攪拌により洗浄液流が基板表面に衝突
する効果を利用しつつ洗浄液の洗浄能によりウェハ表面
を洗浄している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、気体吹き出
しパイプとしては、パイプ自体が洗浄液により腐食し
て、その結果スケールが発生し、半導体装置に付着する
ことがないように、石英等の非腐食性材料が使用されて
いる。例えば、石英パイプの場合、石英を溶融してパイ
プ状に固化することにより形成している。そのため、気
体吹き出しパイプに微細な孔を均一な口径及び配置で設
けることが難しく、どうしても口径が不均一でしかも比
較的大きく更に配置も不均一になって小さな気泡を均一
に発生させることが難しかった。これは、他の非腐食性
材料のパイプに細孔を穿孔する場合も同様である。その
結果、従来の気体吹き出しパイプに設けた細孔から噴出
される気泡は、その粒径が大小様々であって、しかも粒
径がウェハ上の付着物の大きさに比べて著しく大きいた
め、洗浄効率が低く、洗浄に長時間を要していた。
【0005】そこで、上述のような問題に照らして、本
発明の目的は、従来の洗浄装置に比べて、洗浄効率の高
い気泡攪拌式の洗浄装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、洗浄効果を
向上させるには微細な粒径の気泡を均一な分布でしかも
連続的な気泡流の形態で形成させることが重要であると
考え、実験と研究を重ねた末に本発明を完成するに到っ
た。上記目的を達成するために、本発明に係る洗浄装置
は、洗浄液を収容する洗浄槽と、洗浄槽の底部に配置さ
れた非腐食性材料製気体吹き出しパイプとを備え、気体
吹き出しパイプには気体を吹き出すための細孔が設けら
れ、かつその細孔には上記非腐食性材料の粒子の集合体
を焼結してなる焼結体が融着されていることを特徴とし
ている。
【0007】本発明で焼結とは、固体粒子の集合体を融
点より僅かに低い温度或いは一部溶融する温度に加熱し
て焼き固めることにより、緻密で強度が高く、細密な多
孔質の集合体にすることを言い、焼結体とはこのようし
て焼結された粒子の集合体を言う。本発明において気体
吹き出しパイプに設ける細孔は、従来の気体吹き出しパ
イプの細孔より大きくて良く、焼結体を融着させ、気体
を吹き出すことが可能であり限り、その大きさには特に
制約はない。本発明は、被洗浄体、洗浄液及び気体の種
類に関係なく、適用できる。
【0008】非腐食性材料の粒子の粒径は、好適には
0.1mmから1mmである。この範囲の粒径の粒子の焼結
体を使用することにより、洗浄に適した気泡を発生させ
ることができ、また粒子径が0.1mmより小さいと気泡
の連続的噴出が難しく、逆に1mm以上であると気泡の粒
径が大きくなり過ぎて洗浄効果の向上が難しいからであ
る。非腐食性材料とは、使用する洗浄液に対して腐食し
ない材料を意味し、例えば石英又はテフロン(ポリテト
ラフルオロエチレンのdu Pont 社の商品名)であれば、
現在使用されている殆どの洗浄液に非腐食性である。
尚、パーティクル発生の少ない材料が好ましいので、そ
の点から石英がより望ましい。
【0009】粒子の集合体を焼結してなる焼結体を気体
吹き出しパイプの細孔に融着させるには、非腐食性材料
の焼結体と、細孔を備えた、焼結体と同じ非腐食性材料
の気体吹き出しパイプとを予め既知の方法によりそれぞ
れ形成し、細孔と焼結体とを接触させた状態で加熱炉内
に気体吹き出しパイプを入れ、加熱することにより焼結
体を気体吹き出しパイプに融着させることができる。
【0010】本発明の好適な実施態様では、複数本の石
英製気体吹き出しパイプの各々が、石英粒の集合体を焼
結してなる球形の焼結体を先端に融着させ、斜め下方に
向け突出した石英製気体吹き出しノズルを離隔して備
え、かつ気体吹き出しノズルを均一な分布で配列するよ
うに洗浄槽の底板より僅か上方で支持体によって支持さ
れていることを特徴としている。
【0011】
【作用】粒子集合体を焼結してなる焼結体は、粒子同士
が相互に焼結して粒子同士の間に微細な空隙からなる気
体流路を形成しており、かつ気体流路の出口となる気泡
噴出口が細孔に比べて極めて多い。そこで、本発明で
は、粒子の焼結体を気体吹き出し用細孔に融着させた気
体吹き出しパイプを使用することにより、気体は、気体
吹き出しパイプの細孔を経て焼結体の小さな空隙を通っ
て外部に噴出する。その結果、気泡は、極めて小さい粒
径でかつ連続的に気泡流の形態で洗浄液中に噴出される
ため、洗浄効果が向上する。
【0012】
【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図1は本発明に係る洗浄
装置の実施例の平面図、図2は図1の矢視X−X′の側
面図、図3は図1の矢視Y−Y′の側面図、図4は石英
粒の焼結体の模式的拡大図及び図5は洗浄装置の洗浄作
用を説明する模式図である。本実施例の洗浄装置10
は、図1に示すように、洗浄槽12と、気体吹き出しパ
イプ14と、気体吹き出しパイプ14を支持する支持体
16とを備えている。
【0013】洗浄槽12は、発塵が少なく、洗浄液によ
り腐食されない材料、例えば石英で形成された上部開放
の箱型の槽であって、洗浄液を収容する。洗浄槽12に
は、必要に応じ、洗浄液の流入口及び排出口(図示せ
ず)が設けてある。気体吹き出しパイプ(以下、簡単に
パイプと略称する)14は、上端に気体流入口18を備
えた石英製の円筒形パイプであって、洗浄槽12の側壁
に沿って平面図で見て″コ″型に形成され、気体流入口
18に近い方から第1パイプ部14Aと、連結部14B
と、第1パイプ部14Aに平行な第2パイプ部14とか
ら構成されている。第1パイプ部14A及び第2パイプ
部14Bには、パイプ14の中空部と連通する気体吹き
出しノズル(以下、簡単にノズルと略称する)20が、
下方斜めに向いて等間隔で離隔して設けられ、かつ第1
パイプ部14Aに設けられたノズル20と第2パイプ部
14Bに設けられたノズル20とは、相互に接近する方
向に対向している(図3参照)。
【0014】各ノズル20の先端には、石英粒の集合体
を焼結して形成した球形の石英焼結球22が融着されて
いる。詳細には、図4に示すように、石英焼結球22
は、多数の石英粒21が相互に焼結して石英粒21同士
の間に微細な空隙からなる気体流路を形成しており、し
かも気体流路の出口となる気泡噴出口が従来の単なる細
孔に比べて極めて多い。石英焼結球22は、ノズル20
の先端が一部石英焼結球22に貫入するような形で、ノ
ズル20の先端に融着されている。石英焼結球22をノ
ズル20の先端に融着させるには、石英焼結球22と、
ノズル20を備えたパイプ14とをそれぞれ別個に予め
作り、次いでノズル20と石英焼結球22とを接触させ
た状態で加熱炉に入れ、石英の融点より僅かに低い温度
に加熱する。これにより、石英焼結球22とノズル20
の先端とは融着する(図4では、黒く塗りつぶした部分
が溶融した部分を示す)。以上の構成により、気体はパ
イプ14からノズル20を経て石英焼結球22の空隙を
流れて細流化され、微細な粒径の気泡となって洗浄液中
を上昇する。
【0015】支持体16は、長方形のフレーム状の構造
体であって、それぞれ石英製の棒状部材からなる、長手
方向に延びる2本の長手方向部材24A、Bと、長手方
向に直交する4本の横部材26A、B、C、Dとから構
成されていて、洗浄槽12の側壁に沿って配置されてい
る。更に、図2に示すように、支持体16は、長手方向
部材24A、Bの下側には下方に延びる3本の支持脚2
8を備えて、それにより洗浄槽12の底板(図示せず)
上に支持される。また、支持体16は、長手方向部材2
4A、Bの上側の両端部及び中央にそれぞれ上方に突起
する端部止め部30A〜Dと中央止め部32A、Bを備
え、端部止め部30と中央止め部32との間にカセット
(図示せず)を置く細板状の載置台34A〜Dを支持体
16のフレーム面に平行に備えている。端部止め部30
と中央止め部32の上部には、それぞれ相互に対向して
上方に広がるように傾斜している面が設けてあって、載
置台34上のカセットが移動しないようにその間にカセ
ットを保持するようになっている。以上の構成により、
図5に示すようにWウェハを収納したカセットCを載置
台34上に置くと、カセットCの両端は端部止め部30
と中央止め部32により支持されて洗浄中移動したり、
揺動したりしないようになっている。
【0016】実験例 以下の寸法、仕様で上述の洗浄装置10の実験機を作成
した。次いで、過酸化水素水と硫酸とを混合し130°
C に昇温した混合液を洗浄液として洗浄槽12に入れ、
それぞれ露光工程を経た25枚のウェハを収容した2個
のカセットを支持体16上に載置して洗浄液中に浸漬
し、気体として1kg/cm2g の清浄な空気を使用して気泡
を各石英焼結球22から噴出させながらウェハ上のレジ
スト膜を剥離した。 洗浄槽の大きさ(縦×横×深さ):440mm×160mm
×200mm 気体吹き出しパイプの内径:7.5mm 石英焼結球の径:約10mm 石英粒の径:0.4mm 石英焼結球の数:16個 実験の結果、従来15分要していた洗浄時間が10分に
短縮し、かつウェハ上の付着しているパーティクルの数
も従来の洗浄装置に比べて大幅に減少していた。
【0017】以上の構成により、本発明に係る洗浄装置
10では、図5に示すように、微細かつ均一な粒径の気
泡が気泡流となって連続的に石英焼結球22より洗浄液
中を上昇する。ウェハW付近に上昇した気泡は、洗浄液
を流動させて洗浄作用を行い、またウェハWに衝突して
ウェハW上に付着した汚染物を剥離することにより、洗
浄効果を著しく向上させる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、洗浄液を収容する洗浄
槽と、洗浄槽の底部に配置された非腐食性材料の気体吹
き出しパイプとを備え、気体吹き出しパイプに設けた気
体を吹き出すための細孔に非腐食性材料の粒子の集合体
を焼結してなる焼結体を融着させ、焼結体を介して気体
を吹き出すことにより、気体が微細な均一の粒径の気泡
となって洗浄液中を上昇して被洗浄体に達し、被洗浄体
付近の洗浄液を激しく流動させる共に気泡が被洗浄体に
万遍なく衝突して付着物を剥離するので、従来の洗浄装
置に比べて洗浄効果が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る洗浄装置の実施例の平面図であ
る。
【図2】図1の矢視X−X′の側面図である。
【図3】図1の矢視Y−Y′の側面図である。
【図4】石英粒焼結体の模式的拡大図である。
【図5】洗浄装置の洗浄作用を説明する模式図である。
【図6】従来の洗浄装置に使用されている気体吹き出し
パイプの斜視図である。
【符号の説明】
10 本発明に係る洗浄装置の実施例 12 洗浄槽 14 気体吹き出しパイプ 16 支持体 18 気体流入口 20 気体吹き出しノズル 21 石英粒 22 石英焼結球 24 長手方向部材 26 横部材 28 支持脚 30 端部止め部 32 中央止め部 34 載置台

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗浄液を収容する洗浄槽と、洗浄槽の底
    部に配置された非腐食性材料製気体吹き出しパイプとを
    備え、気体吹き出しパイプには気体を吹き出すための細
    孔が設けられ、かつその細孔には上記非腐食性材料の粒
    子の集合体を焼結してなる焼結体が融着されていること
    を特徴とする洗浄装置。
  2. 【請求項2】 前記非腐食性材料の粒子の粒径が、0.
    1mmから1mmであることを特徴とする請求項1に記載の
    洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記非腐食性材料が石英であることを特
    徴とする請求項1又は2に記載の洗浄装置。
  4. 【請求項4】 前記非腐食性材料がテフロンであること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の洗浄装置。
  5. 【請求項5】 複数本の石英製気体吹き出しパイプの各
    々が、石英粒の集合体を焼結してなる球形の焼結体を先
    端に融着させ、斜め下方に向け突出した石英製気体吹き
    出しノズルを離隔して備え、かつ気体吹き出しノズルを
    均一な分布で配列するように洗浄槽の底板より僅か上方
    で支持体によって支持されていることを特徴とする請求
    項3に記載の洗浄装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113376961A (zh) * 2021-06-09 2021-09-10 浙江一晶科技股份有限公司 一种石英音叉的加工方法
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