KR101437301B1 - 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

피세정 기판에의 데미지의 발생을 억제할 수 있고, 또, 일렉트로닉스 산업 등에서 사용되는 고정밀도의 기판 등에 대해 고청정도의 세정을 실행하는 것이 가능한 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법을 제공하기 위해, 피세정물(16)을 초음파 진동자(2)의 진동면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역(초음파 조사 영역) 외의 세정액의 액면 아래의 근방에 위치하도록 유지하고, 초음파에 의해서 세정액의 표면에 표면 장력파(20)를 여기시키고, 피세정물(16)에 초음파를 직접 조사하는 일 없이 , 표면 장력파(20)에 의한 음압에 의해서 피세정물(16)의 미립자 오염물을 박리하도록 해서, 피세정 기판에의 데미지의 발생을 억제한다.

Description

초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법{ULTRASONIC CLEANING DEVICE AND ULTRASONIC CLEANING METHOD}
본 발명은 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법에 관한 것으로서, 특히, 피세정물에 데미지를 주는 일 없이, 고청정도의 세정이 가능한 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법에 관한 것이다.
일렉트로닉스 산업에 있어서의 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼의 기판 세정에 있어서는 높은 청정도가 요구된다. 이러한 기판 등의 피세정물을 세정하는 방법으로서는 세정액 중에 복수개의 기판을 침지하는 딥 방식이나 기판에 세정액을 분사하여 1개씩 세정 처리하는 낱장 방식이 있으며, 근래에는 높은 청정도의 세정이 가능하고, 코스트적으로도 유리한 낱장 방식이 많이 채용되고 있다. 딥 방식, 낱장방식 모두 세정액 중에 초음파 진동을 인가하여, 그 진동 작용에 의해서 피세정물로부터 미립자 오염물을 제거하는 세정 방식이며, 초음파 세정으로서 실용화되고 있다.
예를 들면, 딥 방식의 초음파 세정에서는 세정액을 채운 용기내에 침지한 기판 등의 피세정물을 향해 초음파 진동을 인가한다. 초음파 진동이 액체 중을 전파 할 때에 발생하는 미소한 기포(캐비테이션 기포)가 초음파 진동의 정부의 사이클에 따라 진동하고, 그 주위에 존재하는 미립자 오염물을 제거한다. 그러나, 초음파 진동의 진폭이 커지면, 정의 사이클에 있어서 기포가 소멸되고, 그 때에 발생하는 충격파가 피세정물에 데미지를 준다. 특히, 100㎑ 이하의 저주파 초음파에 있어서는 초음파 진동의 진폭이 크고, 피세정물에 데미지를 주기 쉽다. 이 때문에, 일렉트로닉스 산업에 있어서의 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼의 세정에 있어서는 초음파 진동의 진폭이 작은 400㎑ 이상의 고주파의 초음파가 이용되고 있다.
또, 특허문헌 1 내지 특허문헌 4에는 낱장 방식의 초음파 세정이 개시되어 있다. 특허문헌 1의 초음파 세정은 초음파 발진체를 내장한 헤드내에 세정액이 도입되고, 헤드의 출구측으로부터 세정액이 피세정물측에 공급되어 세정액조에 낙하되고, 또, 피세정물은 세정액조로부터 수직으로 위쪽을 향해 끌어 올려지면서 이동한다. 헤드에 의한 세정액의 공급 및 초음파의 인가에 의해 피세정물에 탄성 표면파 또는 판파가 여진되고, 피세정물의 표면에 접하는 세정액에 유동력이 생기며, 그 수류 분포는 표면 근방에서 큰 유속이 된다. 이와 같이, 피세정물의 상면에 부착된 미립자 오염물을 탄성 표면파 또는 판파에 의해서 박리하는 것이다.
특허문헌 2는 상부가 개구된 용기내에 공급된 세정액에 초음파 진동을 인가함으로써, 세정액을 수평면상으로부터 밀어 올린다. 수평면상으로부터 밀어 올려진 세정액에 기판 등의 피세정물의 하면이 접촉하는 상태에서 피세정물을 수평 방향으로 이동시킨다. 동시에 피세정물의 상면으로부터 세정액을 공급한다. 피세정물의 하면으로부터 인가된 초음파의 일부가 피세정물의 상면에 투과하고, 피세정물의 상면에 부착된 미립자 오염물에 작용해서, 세정 처리를 실행하는 것이다.
특허문헌 3은 세정액을 채운 용기내에 침지한 피세정물과 동일 정도의 방사 면적을 갖는 진동자를 평행하게 배치하고, 피세정물의 하면을 향해 초음파 진동을 인가하도록 한 것이다. 이 때, 초음파 진동의 일부는 피세정물을 투과하고, 피세정 기판의 상면에 부착된 미립자 오염물에 작용해서 피세정 기판의 양면을 동시에 세정하는 것이다. 이것에 의해, 피세정물의 세정 시간이 단축된다.
또, 특허문헌 4에는 도 16에 나타내는 처리 장치가 개시되어 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 실(室)(300)의 상부의 양단에 액면에 대해 경사지도록 메가소닉 변환기(304)를 배치하고, 기판 S를 기판 지지 노치(302)에 의해 수직방향 이동시키도록 한다. 또, 세정액을 실(300)의 저부로부터 공급하여, 실(300)의 상부의 둑에서 세정액을 낙하시키도록 한다. 기판 S를 기판 지지 노치(302)에 의해 수직 방향 이동시키면서, 메가소닉 변환기(304)의 에너지 E를 직접 조사하도록 하여, 기판의 세정을 실행하는 것이다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공개공보 평성10-309548호 특허문헌 2 : 일본국 특허공개공보 평성10-106998호 특허문헌 3 : 국제공개공보 WO00/21692호 특허문헌 4 : 일본국 특허공표공보 제2005-512340호
그러나, 종래의 복수개의 기판을 동시에 세정 처리하는 딥 방식의 초음파 세정에서는 세정액이 피세정물의 표면을 따라 유동하지만, 수 미크론 이하의 거의 유동하지 않는 층이 계면을 따라 존재한다. 이 때문에, 피세정물의 표면에 부착되어 있는 오염물이 충분히 제거되지 않는 문제점이 있다. 초음파의 인가는 피세정물의 표면 근방의 세정액층을 교란하는 수단으로서 유효하지만, 초음파 진동의 진폭이 작은 1㎒ 정도의 초음파에서는 충분한 세정을 할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 미세화가 진행된 반도체 디바이스에서는 초음파 진동의 진폭이 작은 1 ㎒ 정도의 초음파라도 데미지의 발생이 보고되고 있다. 특허문헌 1 내지 특허문헌 4에 개시된 종래의 낱장 세정 방법에서는 모두, 미세 패턴이 없는 피세정물의 이면측에 직접 초음파를 인가하도록 하여, 피세정물 자체를 진동시켜, 기판 표면의 미세 디바이스에도 초음파 에너지가 전파된다. 이 때문에, 미세화가 진행된 반도체 디바이스에서는 초음파 진동의 진폭이 작은 1㎒ 정도의 초음파라도 초음파 진동의 영향을 받아, 데미지가 발생할 우려가 있다.
그래서, 본 발명은 피세정물을 초음파 진동자의 진동면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역(초음파 조사 영역) 외의 세정액의 액면 아래의 근방에 위치하도록 유지하여, 초음파에 의해서 세정액의 표면에 표면 장력파를 여기시키고, 피세정물에 초음파를 직접 조사하는 일 없이, 표면 장력파에 의한 음압에 의해서 피세정물의 미립자 오염물을 박리하도록 한 것에 의해, 피세정 기판에의 데미지의 발생을 억제할 수 있고, 또, 일렉트로닉스 산업 등에서 사용되는 고정밀도의 기판 등에 대해 고청정도의 세정을 실행하는 것이 가능한 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목표 달성을 위해, 본 발명의 초음파 세정 장치는 세정액을 저장하고 피세정물을 침지한 세정조와, 초음파 진동을 발하는 초음파 진동자와, 상기 초음파 진동자의 초음파 진동을 상기 세정액에 인가하는 진동판과, 상기 초음파 진동자를 구동하는 초음파 발진기를 갖고, 상기 피세정물은 상기 초음파 진동자의 진동면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역 외에 위치하도록 유지되어, 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치에 있어서의 상기 피세정물은 상기 초음파 진동자로부터의 초음파의 평면파가 직접 닿지 않는 위치에 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치는 상기 초음파 진동자를 구동하여 상기 진동판에 의해 상기 세정조의 세정액의 액면을 향해 초음파를 인가하고, 상기 세정액의 액면에 표면 장력파를 발생시키도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치는 상기 세정액의 액면에 있어서의 상기 표면 장력파에 의해서 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치는 상기 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 상기 세정액이 유동하도록 세정액을 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치는 상기 피세정물로부터 상기 세정액의 액면까지의 거리는 10㎜(밀리미터) 이하인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치에 있어서의 상기 피세정물은 상기 세정조의 세정액의 액면과 평행하게 되도록, 상기 세정액의 액면의 근방에 위치하도록 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치에 있어서의 상기 초음파 진동자 및 상기 진동판은 상기 세정액의 액면과 평행을 이루도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치에 있어서의 상기 초음파 진동자 및 상기 진동판은 세정액의 액면에 대해 기울기를 갖도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치는 상기 진동판을 상기 세정조의 저부 전면(全面)에 배치하고, 상기 초음파 진동자를 구동하는 상기 초음파 발진기는 발진 회로, 진폭 변조 회로 및 주파수 변조 회로를 구비하고, 상기 발진 회로에 의한 400㎑ 이상의 주파수를 갖는 신호를, 상기 진폭 변조 회로 및 상기 주파수 변조 회로 중의 적어도 1개의 변조 회로에 의해서 변조한 신호로 상기 초음파 진동자를 여진하고, 상기 세정액 중에 초음파를 조사하여 세정을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치에 있어서의 상기 초음파 진동자는 평면에서 보아, 상기 피세정물을 둘러싸도록 단수 또는 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 방법은 초음파 진동에 의해 피세정물을 세정하는 초음파 세정 방법으로서, 초음파 진동을 발하는 초음파 진동자를 갖는 초음파 진동 발생 수단과, 상기 초음파 진동 발생 수단이 장착되고, 세정액을 저장하고, 피세정물을 침지한 세정조를 구비하고, 상기 피세정물은 상기 초음파 진동 발생 수단의 상기 초음파 진동자의 진동면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역 외에 위치하도록 유지되어, 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 방법에 있어서의 상기 피세정물은 상기 초음파 진동 발생 수단의 상기 초음파 진동자로부터의 초음파의 평면파가 직접 닿지 않는 위치에 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 방법은 상기 초음파 진동 발생 수단의 상기 초음파 진동자를 구동하여 상기 세정조의 세정액의 액면을 향해 초음파를 인가하고, 상기 세정액의 액면에 표면 장력파를 발생시키도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 방법은 상기 세정액의 액면에 있어서의 상기 표면 장력파에 의해서 피세정물의 세정을 실시하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 방법은 상기 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 상기 세정액이 유동하도록 세정액을 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 초음파 세정 방법에 있어서의 상기 초음파 진동자는 평면에서 보아, 상기 피세정물을 둘러싸도록 단수 또는 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 피세정물은 초음파 진동자의 세정조 내의 초음파 조사 영역 외에 위치하도록 유지하여, 피세정물에 초음파를 직접 조사하는 일 없이, 세정을 실행하는 것에 의해, 피세정 기판에의 데미지의 발생을 억제할 수 있다.
또, 피세정물의 표면에 근접하는 세정액 표면에 초음파를 인가하여 표면 장력파를 여기시키고, 표면 장력파에 의한 음압에 의해, 피세정물로부터 미립자 오염물을 박리하도록 한 것에 의해, 고정밀도의 기판 등에 대해 고청정도의 세정을 실행할 수 있다.
또, 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 세정액이 유동하도록 세정액을 공급하도록 한 것에 의해, 피세정물로부터 박리된 미립자 오염물의 재부착을 방지할 수 있다.
또, 피세정물은 세정조의 세정액의 액면과 평행하게 되도록, 상기 세정액의 액면의 근방에 위치하도록 유지하고, 피세정물로부터 상기 세정액의 액면까지의 거리를 10㎜(밀리미터) 이하로 한 것에 의해, 세정조의 깊이가 얕아도 좋기 때문에, 소량의 세정액으로 세정이 가능하게 된다.
또, 본 발명은 표면 장력파가 피세정물의 표면을 따라 피세정물의 전역에 전파되기 ?문에, 세정 중에 피세정물을 이동시키는 이동 수단이 필요없기 때문에, 초음파 세정 장치를 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 도면으로서, (a)는 초음파 세정 장치의 정면에서 본 일부 확대도를 포함하는 단면도이고, (b)는 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 진동판의 진동면으로부터 액면 방향으로 거리 20㎜의 위치에 있어서의 음압 진폭 레벨의 분포를 수치계산에 의해 구한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 초음파 발진기의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4의 (a)는 진폭 변조용 신호의 파형을 나타내는 도면, (b)는 발진 회로로부터 출력되는 신호의 파형을 나타내는 도면, (c)는 발진 회로로부터 출력되는 신호를 진폭 변조용 신호로 진폭 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면.
도 5의 (a)는 주파수 변조용 신호의 파형을 나타내는 도면, (b)는 발진 회로로부터 출력되는 신호의 파형을 나타내는 도면, (c)는 발진 회로로부터 출력되는 신호를 주파수 변조용 신호로 주파수 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)는 발진 회로로부터 출력되는 신호를 주파수 변조용 신호로 주파수 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면, (b)는 (a)에 나타내는 주파수 변조한 고주파 신호를 진폭 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 다른 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 일부 확대도를 포함하는 단면도이다.
도 8은 진동판을 저부 전면에 배치한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 일부 확대도를 포함하는 단면도이다.
도 9의 (a)는 초음파 세정 장치에 있어서의 초음파 음압의 측정 개소를 나타내는 도면, (b)는 세정조내의 수평 방향에 있어서의 초음파 음압에 있어서의 진동 속도 진폭의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)는 초음파 세정 장치에 있어서의 초음파 음압의 측정 개소를 나타내는 도면, (b)는 세정조내의 수직 방향에 있어서의 초음파 음압에 있어서의 진동 속도 진폭의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 진동판의 좌우의 양단에 초음파 진동자를 배치한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 나타내는 초음파 세정 장치의 초음파 진동자를 구동하는 초음파 발진기의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 13의 (a)는 진동판의 좌측에 위치하는 초음파 진동자를 구동한 경우의 초음파의 전파를 나타내는 도면이고, (b)는 진동판의 우측에 위치하는 초음파 진동자를 구동한 경우의 초음파의 전파를 나타내는 도면이다.
도 14는 세정 전후의 미립자 분포를 나타내는 도면으로서, (a)는 세정 전의 반도체 웨이퍼의 미립자의 분포를 나타내는 도면, (b)는 세정 후의 반도체 웨이퍼의 미립자의 분포를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 16은 특허문헌 4에 개시된 처리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다.
［제 1 실시형태］
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 도면으로서, 도 1의 (a)는 초음파 세정 장치의 정면에서 본 일부 확대도를 포함하는 단면도이고, 도 1의 (b)는 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치는 실리콘 웨이퍼를 1개씩 처리하는 낱장식의 것이다. 도 1의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(1)는 세정액(10)을 저장하는 세정조(4)와, 세정조(4)의 측면에 설치된 세정액 공급구(7)(도 1의 (a)에 나타냄)와, 세정액 공급구(7)을 갖는 세정조(4)의 측면과 대향하는 측면에 설치된 세정액 배출구(8)(도 1의 (a)에 나타냄)와, 세정조(4)의 세정액 공급구(7)측의 저부에 설치된 진동판(3)과, 진동판(3)의 하면에 설치된 초음파 진동자(2)와, 피세정물(16)을 유지하는 유지부(17)(도 1(a)에 나타냄)를 갖고 있다. 또, 초음파 진동자(2)에 고주파 전력을 공급하는 초음파 발진기(40)(도 1의 (b)에 나타냄)를 갖고 있다.
피세정물(16)로서 예를 들면 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼를 세정할 때에는 반도체 웨이퍼의 이면과 세정조(4)의 저면이 평행하게 되도록 배치하고, 반도체 웨이퍼의 표면이 세정액(10)의 액면측에 위치하도록 유지부(17)에 탑재된다. 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피세정물(16)로서의 반도체 웨이퍼가 유지부(17)에 탑재된 상태에서, 상면에서 보아, 반도체 웨이퍼는 진동판(3)상에 위치하지 않도록 유지되어 있다. 즉, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 측면에서 보아, 진동판(3)과 반도체 웨이퍼의 선단부가 수평 방향으로 떨어진 상태에서 유지하도록 한다. 이 때문에, 세정조(4)의 내부의 종횡의 크기는 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피세정물(16)로서의 반도체 웨이퍼를 침지하는데 충분한 길이를 갖고, 또한 진동판(3)의 크기를 더한 길이를 갖고 있다. 또, 세정조(4)의 깊이는 예를 들면, 20㎜이상을 갖도록 한다.
세정조(4)의 저부에 설치된 진동판(3)은 장방형의 판형상으로 형성되어 있고, 그 세로의 길이는 예를 들면 반도체 웨이퍼의 크기(직경)와 대략 동일하며, 그 가로의 길이는 40㎜이다. 진동판(3)의 표면(진동면)은 세정조(4)의 세정액(10)에 접해 있다. 또, 진동판(3)의 이면에는 접착에 의해 초음파 진동자(2)가 부착되어 있다. 진동판(3)의 이면의 크기와 초음파 진동자(2)의 진동면의 크기는 대략 동일하고, 초음파 전달 부재로서의 진동판(3)과 초음파 진동자(2)가 일체로 형성되어 있다. 또한, 세정조의 크기 및 진동판의 크기 등은 피세정물의 크기에 의거하여 정해지도록 한다.
도 1의 (a)에 나타내는 유지부(17)는 세정조(4)의 저부에 설치되어 있고, 피세정물(16)로서의 반도체 웨이퍼를 세정액(10)중에서 유지하는 것이며, 개폐 기구 등에 의해 반도체 웨이퍼를 유지하도록 되어 있다. 도 1의 (a)에 나타내는 세정조(4)의 측면에 설치된 세정액 공급구(7)는 화살표 c의 실선으로 나타내는 새로운 세정액(10)을 세정조(4)내에 공급하기 위한 것이며, 외부에 설치된 세정액용 탱크(도시하지 않음) 등으로부터 세정액 공급구(7)에 세정액(10)이 공급된다. 또, 세정액 배출구(8)는 세정액 공급구(7)로부터 공급된 세정액(10)을 회수하기 위한 것이며, 세정액 배출구(8)로부터 화살표 d의 실선으로 나타내는 세정액(10)이 외부에 설치된 저장 탱크(도시하지 않음) 등에 회수된다.
다음에, 상기 구성으로 이루어지는 초음파 세정 장치(1)에 있어서의, 진동판(3)을 통해 초음파 진동자(2)로부터 발해지는 초음파의 조사 영역에 대해 도 2를 이용해서 설명한다. 도 2는 진동판의 진동면으로부터 액면방향으로 거리 20㎜의 위치에 있어서의 음압 진폭 레벨의 분포를 수치계산에 의해 구한 결과를 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 횡축은 진동판(3)의 폭 방향에 있어서의 한쪽의 단에서 다른쪽의 단까지의 사이의 거리를 나타낸다. 또한, 음압 진폭 레벨의 수치 계산에서는 진동판(3)의 폭을 40㎜로 하고, 초음파 진동자(2)로부터 조사되는 초음파 주파수를 740㎑로 하였다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 초음파 주파수 740㎑에 있어서의 음압 진폭 레벨은 진동판(3)의 중심으로부터 좌우가 길이 15㎜에서 최대값으로 되고, 진동판(3)의 단면에 가까워짐에 따라 저하해 간다. 이것에 의해, 진동판(3)으로부터 조사되는 초음파는 액 중에서 확산되는 일이 없으며, 또, 초음파가 조사되는 범위는 초음파 진동자(2)의 진동면에 일체로 형성된 진동판(3)의 진동면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역이다.
이와 같이, 초음파 진동자(2)에 의한 초음파 진동은 세정조(4)의 저부의 진동판(3)을 통해 세정액(10)의 액면에 수직 방향(도 1의 (a)에 나타내는 진동판으로부터의 화살표로 나타냄)으로 발해진다. 이 때문에, 도 1에 나타내는 실시형태에 있어서의 초음파 세정 장치(1)에서는 초음파 진동자(2)에 의한 초음파의 조사 영역(초음파 조사 영역)은 세정조(4)의 저부에 있어서의 초음파 진동자(2)의 면적과 진동판(3)으로부터 세정액(10) 표면까지의 거리로 이루어지는 직방체를 형성하는 범위내이다. 즉, 도 1의 (a)에 나타내는 확대도에 있어서, 초음파 조사 영역은 초음파 진동자(2)의 진동면의 단부로부터 연장된 액면까지의 점선으로 둘러싸인 영역이다. 또한, 초음파 진동자(2)에 의한 초음파의 조사 영역은 초음파 진동자(2)의 진동면의 크기, 형상 및 초음파 진동자(2)의 부착 각도(액면에 대한 초음파 진동자(2)의 진동면이 이루는 각도)에 의해서 정해진다.
도 1의 (a)에 나타내는 진동판(3)으로부터 조사된 평면 초음파는 세정액(10) 표면에서 반사되고, 진동판(3)과 세정액(10) 표면의 사이에 정재파 음장을 형성한다. 진동판(3)과 세정액(10) 표면의 사이에 형성되는 정재파 음장은 음압의 배(腹)의 위치에서 캐비테이션 기포가 포착되고, 성장하기 때문에, 캐비테이션 기포의 소멸과 충격파가 생기기 쉬워진다. 이 때문에, 피세정물로서의 반도체 웨이퍼가 정재파 음장내에 위치해 있는 경우에는 캐비테이션 기포의 소멸에 의한 충격파를 받아, 반도체 웨이퍼의 미세 패턴에 데미지가 생기기 쉬워진다. 또한, 반도체 웨이퍼가 직접적으로 초음파 진동을 받아 진동하여, 반도체 웨이퍼에 판파가 발생해 버리고, 반도체 웨이퍼의 미세 패턴에 데미지가 생기기 쉬워진다. 이와 같이, 평면 초음파는 정재파 음장을 형성하고, 충격파를 수반하는 캐비테이션 기포의 소멸을 일으키기 때문에, 본 발명에서는 정재파 음장의 영향을 배제하기 위해, 피세정물이 정재파 음장내에 위치하지 않도록 한다.
한편, 진동판(3)으로부터 조사된 평면 초음파에 의해서, 세정액(10)의 표면이 자유단으로 되어 세정액(10)이 상하로 진동해서 표면 장력파(20)(도 1의 (a)의 액면상의 파로 나타냄)가 발생하고, 표면 장력파(20)는 세정액(10)의 액면을 전파하고(도 1의 화살표 a, b로 나타냄), 진행파 음장을 형성한다. 또한, 표면 장력파는 액체의 표면 장력을 복원력으로 해서 액체 표면을 전파하는 파를 말한다. 표면 장력파는 반사파가 존재하지 않기 때문에, 정재파 음장은 형성되지 않는다.
본 발명은 피세정물(16)이 정재파 음장내에 위치하지 않도록, 초음파가 직접 조사되지 않는 세정액(10)의 액면 근방의 액 중에 유지하도록 해서, 세정액(10)의 표면에 초음파를 인가함으로써 표면 장력파(20)를 여기시키고, 표면 장력파(20)에 의한 음압에 의해, 피세정물(16)로부터 미립자 오염물을 박리하는 것이다. 표면 장력파는 진행파 음장을 형성하고, 또, 미립자 제거에 유효한 캐비테이션 기포를 생성한다. 이 때문에, 종래와 같이, 진동판(3)으로부터 조사된 평면 초음파로부터 진동판(3)과 세정액(10) 표면의 사이에 형성되는 정재파 음장에 피세정물(16)이 위치하지 않기 때문에, 피세정물(16)로서의 반도체 웨이퍼상에 형성되어 있는 미세 패턴이 데미지를 받는 일이 없다.
다음에, 초음파 세정 장치의 저부에 위치하는 초음파 진동자를 구동하는 초음파 발진기에 대해 도 3 내지 도 6을 이용해서 설명한다. 초음파 진동자는 초음파 발진기에 의해 고주파 전력이 인가되어, 초음파 진동을 발생한다. 도 3은 초음파 발진기의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 초음파 발진기(40)는 400㎑ 이상의 주파수를 갖는 신호를 발진하는 발진 회로(41)에 부가해서, 발진 회로(41)로부터의 고주파 신호를 변조하는 진폭 변조 회로(42) 및 주파수 변조 회로(43)를 내장하고 있다. 또한, 400㎑ 이상의 단일 주파수로 이루어지는 고주파 신호, 또는 변조된 고주파 신호 중의 어느 하나의 신호를 선택해서 출력하는 전환 회로(44)와, 전환 회로(44)로부터의 신호를 증폭하는 파워 앰프(45)를 갖고 있다. 고주파 신호는 파워 앰프(45)에 의해 전력 증폭되고, 구동 신호로서 초음파 진동자(2)에 인가된다. 또, 발진 회로(41)의 발진 개시 및 정지의 제어, 진폭 변조 회로(42)의 입력 신호의 전환, 전환 회로(44)의 제어를 실행하는 제어 회로(46)를 갖고 있다. 또한, 발진 회로(41)는 400㎑ 이상의 주파수를 갖는 신호를 발진하는 것이 가능하며, 설정에 의해서 소정의 주파수를 갖는 신호를 발진하도록 구성되어 있다.
상기 구성으로 이루어지는 초음파 발진기(40)는 400㎑ 이상의 단일 주파수로 이루어지는 고주파 신호 이외에, 진폭 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 고주파 신호 중의 어느 하나를 선택할 수 있도록 되어 있다. 초음파 발진기(40)는 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치(1)의 진동자(2)에, 단일 주파수로 이루어지는 고주파 신호 또는 변조한 고주파 신호 중의 어느 하나를 전력 증폭해서 인가하도록 한다. 또한, 초음파 발진기(40)에 있어서의 진폭 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조를 실행한 고주파 신호 또는 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 고주파 신호 중의 어느 하나의 고주파 신호를, 후술하는 초음파 세정기(도 8에 나타내는 초음파 세정기(30))에 이용하도록 해서, 초음파 발진기(40)로부터의 변조된 고주파 신호에 의해서 초음파 세정기(30)의 진동판(17)(도 8에 나타냄)에 판파를 여기하도록 한다.
최초로, 고주파의 신호의 진폭 변조에 대해 도 4를 이용해서 설명한다. 도 4의 (a)는 진폭 변조용 신호의 파형을 나타내는 도면, 도 4의 (b)는 발진 회로로부터 출력되는 신호의 파형을 나타내는 도면, 도 4의 (c)는 발진 회로로부터 출력되는 신호를 진폭 변조용 신호로 진폭 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면이다. 진폭 변조는 진폭 변조용 신호의 진폭에 따라 고주파 신호의 강도(진폭)를 바꾸는 것이다. 도 3에 나타내는 초음파 발진기(40)에 있어서, 제어 회로(46)는 발진 회로(41)로부터 출력되는 신호를 진폭 변조 회로(42)에 입력하도록 설정하고, 또, 전환 회로(44)를 진폭 변조 회로(42)로부터의 고주파 신호를 출력하도록 제어한다. 초음파 발진기(40)는 진폭 변조된 고주파 신호를 파워 앰프(45)에서 전력 증폭하여, 초음파 진동자(2)를 여진한다.
도 4의 (a)에 나타내는 진폭 변조용 신호의 주파수를 fa로 하면, 진폭 변조용 신호의 주기는 1/fa(도 4의 (a)에 나타냄)이고, 도 4의 (b)에 나타내는 발진 회로(41)로부터 출력되는 신호의 주파수를 fc로 하면, 신호의 주기는 1/fc(도 4의 (b)에 나타냄)이다. 도 4(c)에 나타내는 진폭 변조된 고주파 신호는 2개의 주파수 성분으로 이루어져 있다. 즉, 초음파 진동자를 구동하는 고주파 신호의 주파수는 발진 회로(41)로부터 출력되는 신호의 주파수 fc와 진폭 변조용 신호의 주파수 fa의 주파수 성분을 갖고 있다.
다음에, 고주파 신호의 주파수 변조에 대해 도 5를 이용해서 설명한다. 도 5의 (a)는 주파수 변조용 신호의 파형을 나타내는 도면, 도 5의 (b)는 발진 회로로부터 출력되는 신호의 파형을 나타내는 도면, 도 5의 (c)는 발진 회로로부터 출력되는 신호를 주파수 변조용 신호로 주파수 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)에 나타내는 주파수 변조용 신호의 주기는 주파수 변조용 신호의 주파수를 fb로 하면, 1/fb이고, 주기내에서 시간과 함께 출력 레벨이 증가하고, 그 후 감소하는 삼각파로 되어 있다. 주파수 변조 회로(43)는 주파수 변조용 신호의 레벨의 크기에 따라 발진 회로로부터 출력되는 신호의 주파수를 제어해서 출력하도록 되어 있다. 발진 회로(41)로부터 출력되는 신호의 주파수를 fc로 했을 때에, 주파수 변조에 의해서 신호가 변동되는 주파수 변조폭을 ±fd로 하면, 도 5의 (c)에 나타내는 주파수 변조용 신호로 주파수 변조한 고주파 신호는 주파수 변조용 신호의 레벨의 크기가 최대일 때에는 fc+fd의 주파수로 이루어지고, 주파수 변조용 신호의 레벨의 크기가 최소일 때에는 fc-fd의 주파수로 이루어진다. 또, 주파수 변조용 신호의 레벨의 크기가 중간값일 때에는 fc의 주파수이다.
다음에, 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 변조에 대해 도 6을 이용해서 설명한다. 도 6의 (a)는 발진 회로로부터 출력되는 신호를 주파수 변조용 신호로 주파수 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 나타내는 주파수 변조한 고주파 신호를 진폭 변조한 고주파 신호의 파형을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 초음파 발진기(40)에 있어서, 제어 회로(46)는 진폭 변조 회로(42)의 입력 신호를 주파수 변조 회로(43)로부터의 출력 신호로 전환하고, 또, 전환 회로(44)를 진폭 변조 회로(42)로부터의 고주파 신호를 출력하도록 제어한다. 초음파 발진기(40)는 주파수 변조 및 진폭 변조된 고주파 신호를 파워 앰프(45)에서 전력 증폭하여, 초음파 진동자(2)를 여진한다.
도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 발진 회로로부터 출력되는 신호는 주파수 변조 회로(43)에 의해 주파수 변조된 고주파 신호가 출력된다. 또한, 주파수 변조 회로(43)로부터 출력되는 고주파 신호는 도 5의 (c)에 나타내는 것과 동일하다. 주파수 변조된 고주파 신호는 진폭 변조 회로(42)에서 진폭 변조된다. 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 전환 회로(44)로부터 출력되는 고주파 신호는 주파수 변조된 고주파 신호가 더욱 진폭 변조된 것으로 되어 있다. 이것에 의해, 주파수 변조된 고주파 신호가 더욱 진폭 변조되고, 진폭 변조된 고주파 신호를 전력 증폭하여, 초음파 진동자(2)를 여진하는 것이 가능하게 된다.
이와 같이, 초음파 발진기(40)는 400㎑ 이상의 단일 주파수로 이루어지는 고주파 신호 이외에, 진폭 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 고주파 신호 중의 어느 하나를 출력할 수 있도록 되어 있다.
다음에, 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치(1)에 의한 피세정물의 세정에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 세정액(10)을 채운 세정조(4)내에 피세정물(16)을 침지하고, 유지부(17)에 의해서 피세정물(16)을 세정액(10) 표면에 근접해서 평행하게 배치하여 유지한다. 세정조(4)의 저면에 위치하는 진동판(3)에 접착된 초음파 진동자(2)에, 초음파 발진기(40)로부터 전력 증폭한 고주파 신호를 인가한다. 초음파 발진기(40)의 고주파 신호의 주파수는 400㎑ 이상이며, 예를 들면, 740㎑의 단일 주파수의 고주파 신호를 사용한다. 초음파 진동자(2)가 여진되는 것에 의해, 초음파 진동자(2)로부터 세정조(4)내의 세정액(10)에 평면 초음파가 발생한다. 또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 새로운 세정액(10)은 세정액 공급구(7)로부터 세정조(4)내에 공급하고, 피세정물(16) 표면을 흐른 후, 세정액 배출구(8)로부터 배출하도록 한다. 평면 초음파는 세정액(10)면을 향해 인가되며, 평면 초음파의 전파 경로에는 피세정물(16)이 배치되어 있지 않다. 이것에 의해, 평면 초음파는 피세정물(16)에 차단되는 일 없이 직접 세정액(10) 표면에 도달하고, 세정액(10) 표면에는 표면 장력파가 여진되며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진동판(3)의 바로 위의 액면으로부터 좌우의 2방향(화살표 a, b로 나타냄)으로 진행파로서 전파한다. 또한, 표면 장력파의 전파 방향(도 1에 나타내는 화살표 a)과 세정액 공급구(7)로부터의 세정액(10)의 공급 방향을 동일 방향으로 함으로써, 미립자 오염물이 새로운 세정액(10)에 의해서 흐르며, 피세정물(16) 표면에의 재부착이 방지된다. 또, 세정액(10)면과 초음파 진동자(2)를 가능한 한 근접시키는 것에 의해, 세정조 중의 세정액(10)의 양을 줄일 수 있다. 또한, 초음파 발진기(40)에 있어서의 단일 주파수의 고주파 신호 대신에, 진폭 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조를 실행한 고주파 신호, 또는 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 고주파 신호 중의 어느 하나의 고주파 신호를 사용하도록 해도 좋다. 변조된 고주파 신호에 의해서, 평면 초음파의 음압에 강약이 발생하고, 이것에 의해 여진되는 표면 장력파의 음압에도 강약이 생겨, 세정 효과를 높일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 초음파 세정 장치는 피세정물은 상기 초음파 진동자의 상기 세정조내의 초음파 조사 영역 외에 위치하도록 유지해서, 피세정물에 초음파를 직접 조사하는 일 없이, 세정액의 액면에 초음파를 인가하여 표면 장력파를 여기시키고, 표면 장력파에 의한 음압에 의해, 피세정물로부터 미립자 오염물을 박리 하도록 한 것으로서, 피세정 기판에의 데미지를 억제할 수 있고, 또, 고청정도의 세정을 실행할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 다른 초음파 세정 장치에 대해 도 7을 이용해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 다른 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 일부 확대도를 포함하는 단면도이다. 또한, 도 1과 동일한 것에 관해서는 동일한 부호를 이용하고 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다. 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치(1)는 진동판(3) 및 초음파 진동자(2)가 세정액(10)의 액면과 평행하게 되도록 배치되어 있지만, 도 7에 나타내는 초음파 세정 장치(1)는 진동판(3) 및 초음파 진동자(2)를 액면에 대해 기울여서 배치한 것이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 진동판(3) 및 초음파 진동자(2)를 액면에 대해 기울여서 배치한 것에 의해, 진동판(3)으로부터 액면에 조사되는 초음파는 진동판(3)의 표면으로부터 직각을 이루는 방향으로 전파한다. 이 때문에, 초음파 진동자(2)에 의한 초음파의 조사 영역(초음파 조사 영역)은 진동판(3)의 진동면으로부터 직각으로 액면까지 이루는 영역이다. 즉, 도 7에 나타내는 확대도에 있어서, 초음파의 조사 영역은 초음파 진동자(2)의 진동면의 단부로부터 연장된 액면까지의 점선으로 둘러싸인 영역이다. 도 7에 나타내는 초음파 세정 장치(1)는 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치(1)와 마찬가지로, 피세정물(16)이 초음파 조사 영역에 위치하지 않도록 한다. 이것에 의해, 피세정물(16)은 직접적으로 초음파 진동을 받지 않기 때문에, 피세정물(16) 자체에 판파가 발생하는 일이 없고, 피세정물(16)로서의 반도체 웨이퍼의 미세 패턴이 데미지를 받지 않는다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 진동판(3) 및 초음파 진동자(2)를 액면에 대해 기울여서 배치한 것에 의해, 표면 장력파의 전파 방향이 화살표 e로 나타내는 1방향이며, 표면 장력파가 전체둘레에 전파하는 일이 없기 때문에, 효율적으로 표면 장력파를 발생할 수 있다. 이와 같이, 도 7에 나타내는 초음파의 입사각도 θ를, 초음파 진동자로부터의 평면 초음파가 직접 피세정물에 닿지 않는 각도로 설정함으로써, 표면 장력파의 전파 방향을 1방향으로 한정할 수 있고, 초음파 에너지를 유효하게 이용할 수 있다.
다음에, 초음파 세정 장치의 저부의 진동판을 저부 전면에 배치하여, 피세정물의 이면에 세정액의 흐름을 형성하는 초음파 세정 장치에 대해 도 8을 이용해서 설명한다. 도 8은 진동판을 저부 전면에 배치한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 일부 확대도를 포함하는 단면도이다. 또한, 도 1과 동일한 것에 대해서는 동일한 부호를 이용하고, 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(30)는 세정액(10)을 저장하는 세정조(4)와, 세정조(4)의 측면에 설치된 세정액 공급구(7)와, 세정액 공급구(7)를 갖는 세정조(4)의 측면과 대향하는 측면에 설치된 세정액 배출구(8)와, 세정조(4)의 세정액 공급구(7)측의 저부에 설치된 진동판(32)과, 진동판(32)의 하면에 설치된 초음파 진동자(2)와, 피세정물(16)을 유지하는 유지부(17)를 갖고 있다. 진동판(32)은 저부 전면에 배치되어 있고, 진동판(32)의 배면에 위치하는 초음파 진동자(2)는 세정조(4)의 세정액 공급구(7)측의 저부에 설치되어 있다. 이것에 의해, 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치(1)와는 세정조(4)의 저부에 설치된 진동판(3)의 크기가 다르다. 또한, 도 8에 나타내는 초음파 진동자(2)는 도 1에 나타내는 초음파 진동자(2)와 동일 형상, 크기이며, 세정조(4)에 있어서의 부착 위치도 동일하다. 또, 초음파 진동자(2)에 의한 초음파의 조사 영역(초음파 조사 영역)은 초음파 진동자(2)의 진동면(31)으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역이다. 즉, 도 8에 나타내는 확대도에 있어서, 초음파 조사 영역은 초음파 진동자(2)의 진동면의 단부로부터 연장된 액면까지의 점선으로 둘러싸인 영역이다.
도 8에 나타내는 초음파 세정 장치(30)에 있어서, 세정조(4)의 저부 전면에 배치한 진동판(32)에 설치된 초음파 진동자(2)를, 도 3에 나타내는 초음파 발진기(40)에 의해 변조를 실행한 고주파 신호로 구동한다. 즉, 초음파 발진기(40)에 있어서, 진폭 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조를 실행한 고주파 신호, 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 고주파 신호 중의 어느 하나를 출력하도록 한다. 또한, 변조를 실행한 고주파 신호의 고주파 신호 성분은 초음파 진동자(2)의 진동면(31)으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역에 초음파를 조사하도록 작용하고, 또한, 변조를 실행한 고주파 신호의 저주파 성분(진폭 변조용 신호의 주파수, 주파수 변조용 신호의 주파수)은 진동면(31)에 판파를 여기하도록 작용한다.
초음파 진동자(2)의 변조를 실행한 고주파 신호로 구동하는 것에 의해, 피세정물(16) 표면 및 이면에의 미립자 오염물의 재부착을 방지할 수 있다. 즉, 초음파 진동자(2)를 피세정 기판과 동일 정도의 면적을 갖는 진동판(32)의 단부에 배치해서, 예를 들면, 740㎑의 고주파 신호를, 740㎑의 고주파 신호보다 충분히 낮은 주파수, 예를 들면, 2㎑의 진폭 변조용 신호로 진폭 변조를 실행하는 것에 의해, 진폭 변조용 신호의 주파수와 동일한 주파수로 진동판(32)에 판파(22)가 여기되고, 도 8에 나타내는 진행파(도 8의 진동판상에 나타내는 파의 형태)로서 전파한다. 이 때, 진동판(32)의 표면에 접하는 세정액(10)에 유동력이 생긴다. 판파(22)에 의한 진행파의 전파 방향(도 8에 나타내는 화살표 f)과 세정액(10)의 공급 방향을 동일하게 함으로써, 미립자 오염물이 새로운 세정액(10)에 의해서 흐르고, 피세정물(16)의 표면 뿐만 아니라, 이면에의 재부착도 방지된다.
도 8에 나타내는 초음파 세정 장치(30)와 같이, 피세정물인 반도체 웨이퍼의 이면을 전면 커버하도록 진동판(32)을 설치하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼에 접하는 세정액(10) 전체에 유동력을 부여할 수 있다. 이것에 의해, 피세정물인 반도체 웨이퍼로부터 박리된 미립자 오염물의 재부착을 방지할 수 있고, 세정 처리의 효율화가 도모된다.
또한, 도 8에 나타내는 초음파 세정 장치(30)에 있어서도, 도 1에 나타내는 초음파 세정 장치(1)와 마찬가지로, 피세정물(16)은 초음파 진동자(2)의 세정조(4)내의 초음파 조사 영역 외에 위치하도록 유지되어 있기 때문에, 피세정물(16)에 초음파가 직접 조사되는 일이 없으므로, 피세정 기판에의 데미지의 발생을 억제할 수 있다.
다음에, 초음파 세정 장치에 있어서의 표면 장력파의 초음파 음압의 측정에 대해 설명한다. 또한, 표면 장력파의 초음파 음압의 측정은 레이저 도플러 진동 속도계(LDV)를 이용하여, 세정조내의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 실행한 것이다. 도 9의 (a)는 초음파 세정 장치에 있어서의 초음파 음압의 측정 개소를 나타내는 도면, 도 9의 (b)는 세정조내의 수평 방향에 있어서의 초음파 음압에 있어서의 진동 속도 진폭의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(30)의 세정조(4)내에 있어서의 수평 방향의 측정은 진동 소자의 단부의 위치를 0㎜로 하고, 세정액(10) 표면 근방에 있어서 수평 방향으로 도 9의 (a)에 나타내는 수평 이동거리 w를 변화시켜 240㎜까지의 범위에서 실행한 것이다. 도 9의 (b)에 나타내는 측정 결과로부터, 세정액(10) 표면 근방에서는 수평거리 240㎜까지의 범위에서 진동 속도 진폭값이 0.15m/s이상이고, 이것에 의해 표면 장력파에 의한 초음파 음압이 존재하고, 피세정물(16)의 크기가 200㎜정도의 범위까지 충분히 전파하는 것을 알 수 있다.
다음에, 세정조내의 수직 방향에 있어서의 초음파 음압의 측정에 대해 도 10을 이용해서 설명한다. 도 10의 (a)는 초음파 세정 장치에 있어서의 초음파 음압의 측정 개소를 나타내는 도면, 도 10의 (b)는 세정조내의 수직 방향에 있어서의 초음파 음압에 있어서의 진동 속도 진폭의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(30)의 세정조(4)내의 수직 방향에 있어서의 초음파 음압의 측정에서는 진동판 표면의 위치를 0㎜로 해서, 수직 방향으로 도 10의 (a)에 나타내는 수평 방향으로 수평거리 L이 70㎜인 위치에 있어서, 수직 이동 거리 d를 변화시켜 액면까지의 20㎜의 범위에서 실행하였다. 도 10의 (b)는 수직 방향에 있어서의 초음파 음압의 진동 속도 진폭의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 진동판(32)의 표면으로부터 액면 표면을 향해 초음파 음압의 진동 속도 진폭은 상승하고, 액면으로부터 10㎜정도의 범위에 있어서 진동 속도 진폭은 대략 일정값으로 된다. 이것에 의해, 표면 장력파에 의한 초음파 음압은 액면으로부터 적어도 20㎜정도의 범위에 존재하고, 이 범위내에 피세정물을 배치함으로써 높은 세정 효과가 얻어진다.
또, 본 발명의 초음파 세정 장치는 진동판의 좌우의 양단에 초음파 진동자를 설치하도록 해서, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 대형화에도 대응 가능하게 되어 있다. 이하에, 도 11 내지 도 13을 이용해서 대형의 반도체 웨이퍼 등의 세정이 가능한 초음파 세정 장치에 대해 설명한다.
도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 진동 속도 진폭의 측정 결과로부터, 초음파 진동자의 단면으로부터 기판 등의 피세정물이 존재하는 200㎜정도의 범위까지 미립자 제거에 충분한 진동 속도 진폭이 얻어졌다. 그러나, 진동 속도 진폭은 수평 방향 거리가 길어짐에 따라, 완만하게 감소하고 있다. 그 때문에, 직경 450㎜ 웨이퍼 기판 등, 더욱 큰 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해서는 미립자 제거에 충분한 진동 속도 진폭가 얻어지지 않을 가능성이 있다. 그래서, 진동판의 좌우의 양단에 초음파 진동자를 설치하도록 해서, 사이즈가 큰 기판에 대해서도 충분한 세정을 실행할 수 있도록 한다.
도 11은 진동판의 좌우의 양단에 초음파 진동자를 배치한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 8과 동일한 것에 관해서는 동일한 부호를 이용하고, 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(31)에 있어서의 진동판(32)의 좌우의 양단에는 초음파 진동자(2L, 2R)가 설치되어 있다. 또, 세정조(4)는 직경 450㎜ 반도체 웨이퍼 등의 대구경 기판을 세정할 수 있는 크기를 갖고 있다. 또, 세정조(4)의 한쪽의 측면에 세정액 공급구(7)가 설치되어 있고, 세정조(4)의 다른쪽의 측면에 세정액 배출구(8)가 설치되어 있다. 또한, 진동판(32)의 좌단에 위치하는 초음파 진동자(2L)가 구동될 때에는 세정조(4)의 좌측면이 세정액 공급구(7)로 되고, 세정조(4)의 우측면이 세정액 배출구(8)로 된다. 또, 진동판(32)의 우단에 위치하는 초음파 진동자(2R)가 구동될 때에는 세정조(4)의 우측면이 세정액 공급구(7)로 되고, 세정조(4)의 좌측면이 세정액 배출구(8)로 된다.
도 12는 도 11에 나타내는 초음파 세정 장치의 초음파 진동자를 구동하는 초음파 발진기의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한, 도 3의 초음파 발진기와 동일한 것에 관해서는 동일한 부호를 이용하고, 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 초음파 발진기(50)는 파워 앰프(45)의 출력을 입력으로 하고, 2계통의 출력을 갖는 선택 회로(51)를 설치하도록 한다. 선택 회로로부터 2계통의 한쪽의 출력에 진동판(32)의 좌단의 초음파 진동자(2L)를 접속하고, 선택 회로의 다른쪽의 출력에 진동판(32)의 우단의 초음파 진동자(2R)를 접속하도록 한다. 제어 회로(46)는 선택 회로(51)를 제어하도록 해서, 선택 회로(51)의 2계통의 출력의 한쪽을 파워 앰프(45)로부터의 고주파 전력을 초음파 진동자에 공급하도록 되어 있다.
도 13의 (a)는 진동판의 좌측에 위치하는 초음파 진동자를 구동한 경우의 초음파의 전파를 나타내는 도면이다. 초음파 발진기(50)에서 진동판(32)의 좌측에 위치하는 초음파 진동자(2L)를 구동하는 것에 의해, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(31)에서 발생하는 표면 장력파(20) 및 판파(22)는 화살표로 나타내는 좌측에서 우측 방향으로 전파한다. 이 때, 세정조(4)의 좌측면이 세정액 공급구(7)로 하고, 세정조(4)의 우측면이 세정액 배출구(8)로 되도록 해서, 세정액(10)의 흐름을 표면 장력파(20) 및 판파(22)의 전파 방향과 동일하게 함으로써, 미립자의 재부착을 방지할 수 있다.
도 13의 (b)는 진동판의 우측에 위치하는 초음파 진동자를 구동한 경우의 초음파의 전파를 나타내는 도면이다. 초음파 발진기(50)에서 진동판(32)의 우측에 위치하는 초음파 진동자(2R)를 구동하는 것에 의해, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(31)에서 발생하는 표면 장력파(20) 및 판파(22)는 화살표로 나타내는 우측에서 좌측 방향으로 전파한다. 이 때, 세정조(4)의 우측면이 세정액 공급구(7)로 하고, 세정조(4)의 좌측면이 세정액 배출구(8)로 되도록 해서, 세정액(10)의 흐름을 표면 장력파(20) 및 판파(22)의 전파 방향과 동일하게 함으로써, 미립자의 재부착을 방지할 수 있다.
이와 같이, 초음파 발진기에 의해서 초음파 진동자의 구동을 좌우 교대로 전환함으로써, 진동 속도 진폭의 감소를 서로 보충할 수 있다. 또, 세정액의 흐름도 마찬가지로 좌우 교대로 전환함으로써, 미립자의 재부착 방지가 도모된다. 이것에 의해, 대형 기판 등에 대해서도 충분한 미립자의 제거 세정을 실행할 수 있다.
도 11에 나타내는 초음파 세정 장치는 진동판의 좌우의 양단에 초음파 진동자를 배치한 구성으로 되어 있지만, 초음파 진동자를 진동판의 좌우의 양단에 배치한 구성 뿐만 아니라, 예를 들면, 링형상의 형상을 이루는 초음파 진동자를 배치한 구성, 초음파 진동자를 진동판의 전후 좌우의 단에 배치한 구성, U자형상을 이루는 초음파 진동자를 배치한 구성으로 할 수도 있다. 이와 같이, 초음파 진동자는 평면에서 보아, 상기 피세정물을 둘러싸도록 단수 또는 복수 배치하는 것도 가능하다.또한, 이들 초음파 진동자에 있어서도, 피세정물은 초음파 진동자의 진동면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역 외에 위치하도록 유지되도록 한다.
다음에, 도 8에서 나타낸 초음파 세정 장치에 있어서, 초음파에 의해 발생하는 표면 장력파에 의한 초음파 세정의 유효성을 확인하기 위해, 세정 처리를 실행한 결과에 대해 설명한다. 초음파 세정에서는 피세정물(16)로서 직경 200㎜의 실리콘으로 이루어지는 반도체 웨이퍼를 사용하고, 세정액(10)으로서 순수한 물을 사용하였다. 초음파 진동자(2)는 폭 40㎜이고 길이 160㎜의 세라믹제 평면판이며, 주파수 740㎑이고 150W의 초음파를 출력한다. 또, 초음파 발진기의 설정은 주파수 변조와 진폭 변조를 병용한 고주파 신호를 선택하며, 주파수 변조 폭은 ±5㎑, 진폭 변조 주파수는 2㎑, 고주파 신호의 주파수는 740㎑±5㎑이다. 순수한 물의 유량은 3l(리터)/min으로 하였다.
최초로, 세정 전의 반도체 웨이퍼의 표면에 오염 물질로서 미립자형상의 질화 규소(Si3N4)를 도포한다. 미립자의 크기는 직경 0.12㎛이상이며, 미립자 수는 25,000개 정도이다. 오염물질의 도포 후의 반도체 웨이퍼는 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 미립자가 흑점으로 나타난다. 이 상태의 반도체 웨이퍼를 초음파 세정 장치(30)의 유지부(17)에 세트하고, 초음파 발진기(40)에 의해 초음파 진동자(2)를 여진해서, 30초의 초음파 세정을 실행한다. 초음파 세정 후, 반도체 웨이퍼상에 잔류한 미립자를 계수한다.
도 14는 세정 전후의 미립자 분포를 나타내는 도면이며, 도 14의 (a)는 세정 전의 반도체 웨이퍼의 미립자의 분포를 나타내는 도면, 도 14의 (b)는 30초의 초음파 세정을 실행한 세정 후의 반도체 웨이퍼의 미립자의 분포를 나타내는 도면이다. 또한, 미립자는 흑점으로 나타나 있다. 초음파 세정 후의 미립자의 계수 결과로부터, 92%의 미립자가 제거되고 있었다.
이상의 결과로부터, 세정 전에 반도체 웨이퍼상에 도포한 미립자의 90% 이상이 제거되어 있고, 이것에 의해, 본 발명에 의한 표면 장력파를 이용한 초음파 세정 장치 및 초음파 세정 방법의 유효성을 확인하였다.
[제 2 실시형태]
다음에, 피세정물을 이동시키면서 세정을 실행하는 제 2 실시형태에 관한 초음파 세정 장치에 대해 설명한다. 도 15는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 초음파 세정 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 3에 나타내는 초음파 세정 장치(1)는 세정조(4)에 침지해서 피세정물(16)을 고정시켜 세정을 실행하지만, 도 15에 나타내는 초음파 세정 장치(33)는 피세정물(16)을 이동시키면서 세정을 실행하는 것이다. 또한, 도 1과 동일한 것에 관해서는 동일한 부호를 이용하고, 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(33)는 세정액(10)을 저장하는 세정조(36)와, 세정조(36)의 하부에 설치된 피세정물(16)을 수납하는 수납부(34)와, 수납부(34)의 저부에 설치된 세정액 공급구(37)와, 고온의 질소 가스를 분출하는 노즐(35)을 갖고 있다 .도 15에 나타내는 바와 같이, 세정조(36)의 저부는 대략 V자형상을 이루고, 저부의 중심은 수납부(34)와 일체로 형성되어 있다. 세정조(36)의 좌우에 위치하는 저부는 저부의 중심을 향해 경사를 이루고, 경사진 양면에는 진동판(3)이 설치되어 있다. 진동판(3)의 배면에는 초음파 진동자(2)가 접착에 의해 부착되어 있다. 이것에 의해, 초음파 진동자(2) 및 진동판으로부터 조사되는 초음파는 액면에 대해 입사각도를 갖고 있다. 초음파 진동자(2)를 구동하는 것에 의해, 진동판(3)으로부터 액면에 초음파가 방사되고, 액면에서 표면 장력파가 발생한다. 도 15에 나타내는 초음파의 입사각도 θ는 초음파 진동자로부터의 평면 초음파가 직접 피세정물에 닿지 않는 각도로 설정함으로써, 표면 장력파의 전파 방향을 1방향, 즉, 피세정물(16)이 위치하는 방향으로 전파시킬 수 있기 때문에, 표면 장력파를 효과적으로 활용할 수 있다.
도 15에 나타내는 초음파 세정 장치는 초음파 진동자로부터의 평면 초음파는 모두 액면에 조사되고, 피세정물은 초음파 진동자의 표면으로부터 연장된 수선의 액면까지가 이루는 영역 외에 위치하도록 유지된다. 이 때문에, 액면의 표면 장력파만이 피세정물의 표면에 작용한다.
또한, 도 16에 나타내는 처리 장치의 구성에 있어서도, 실(300)의 상부의 양단에 액면에 대해 경사지도록 메가소닉 변환기(304)가 배치되어 있다. 그러나, 도 16에 나타내는 처리 장치에서는 메가소닉 변환기(304)로부터 조사되는 에너지(초음파 에너지)가 액 중에서 직접 피세정물에 접촉하고, 평면 초음파에 의해서 세정을 실행되는 것이다. 이 때문에, 본 발명의 초음파 세정 장치와 도 16에 나타내는 처리 장치는 그 구성 및 작용이 다른 것이다.
도 15에 나타내는 초음파 세정 장치(33)에 있어서, 피세정물(16)인 반도체 웨이퍼는 도시하지 않은 반송 장치에 의해서 수납부(34) 및 세정조(36)에 침지하고, 초음파를 인가하면서 반송 장치에 의해 서서히 끌어 올려진다. 또, 끌어올림과 동시에 노즐(35)로부터 고온의 질소 가스를 반도체 웨이퍼의 면에 공급하고, 수분을 제거하고 건조시킨다. 이것에 의해, 수납부(34)의 세정액 공급구(37)로부터 공급되는 세정액(10)은 세정조(36)의 상부의 가장자리로부터 오버플로우해서 외부로 흐른다.
이와 같이, 도 15에 나타내는 초음파 세정 장치(33)는 세정조(36)의 하부에 설치된 수납부(34)에 의해 피세정물을 수직으로 수납하기 때문에, 설치 스페이스가 적어도 좋다. 또, 피세정물(16)을 이동시키면서 세정하기 때문에, 피세정물(16)의 크기에 영향을 받지 않으므로, 대형의 반도체 웨이퍼에 대해서도 세정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피세정물은 상기 초음파 진동자의 상기 세정조내의 초음파 조사 영역 외에 위치하도록 유지하여, 피세정물에 초음파를 직접 조사하는 일 없이, 세정을 실행하는 것에 의해, 피세정 기판에의 데미지를 억제할 수 있다.
또, 피세정물의 표면에 근접하는 세정액 표면에 초음파를 인가해서 표면 장력파를 여기시키고, 표면 장력파에 의한 음압에 의해 피세정물로부터 미립자 오염물을 박리하도록 한 것에 의해, 고정밀도의 기판 등에 대해 고청정도의 세정을 실행할 수 있다.
또, 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 세정액을 공급하도록 한 것에 의해, 피세정물로부터 박리된 미립자의 재부착을 방지할 수 있다.
또, 피세정물은 세정조의 세정액의 액면과 평행하게 되도록, 상기 세정액의 액면의 근방에 위치하도록 유지하고, 피세정물로부터 상기 세정액의 액면까지의 거리를 10㎜(밀리미터) 이하로 한 것에 의해, 세정조의 깊이가 얕아도 좋기 때문에, 소량의 세정액으로 세정이 가능하다.
또, 본 발명은 표면 장력파가 피세정물의 표면을 따라 피세정물의 전역에 전파하기 때문에, 세정 중에 피세정물을 이동시키는 이동 수단이 필요하지 않기 때문에, 초음파 세정 장치를 간소화할 수 있다.
본 발명은 그 본질적 특성으로부터 이탈하는 일 없이 수많은 형식의 것으로서 구체화될 수 있다. 따라서, 상술한 실시형태는 오로지 설명상의 것이며, 본 발명을 제한하는 것이 아닌 것은 물론이다.
1, 30, 31, 33; 초음파 세정 장치 2, 2L, 2R; 초음파 진동자
3, 32; 진동판 4, 36; 세정조
7, 37; 세정액 공급구 8; 세정액 배출구
10; 세정액 16; 피세정물(반도체 웨이퍼)
17; 유지부 20; 표면 장력파
22; 판파 34; 수납부
35; 노즐 40, 50; 초음파 발진기
41; 발진 회로 42; 진폭 변조 회로
43; 주파수 변조 회로 44; 전환 회로
45; 파워 앰프 46; 제어 회로
51; 선택 회로

Claims (18)

  1. 세정액을 저장하고 피세정물을 침지한 세정조와,
    초음파 진동을 발하는 초음파 진동자와,
    상기 초음파 진동자의 초음파 진동을 상기 세정액에 부여하는 진동판과,
    상기 초음파 진동자를 구동하는 초음파 발진기를 갖고,
    상기 초음파 진동자는 평면으로 구성된 진동면을 갖고, 상기 초음파 진동자는 상기 진동면 전체로부터 수직된 수선이 상기 세정액의 액면에 교차되도록 배치되어, 상기 진동판을 통해 상기 액면에 대해 초음파를 직접 조사할 수 있고,
    상기 피세정물은 상기 진동면 전체로부터 수직된 수선의 상기 액면까지가 이루는 영역 외에 위치하도록 유지되어, 상기 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피세정물은 상기 초음파 진동자로부터의 초음파의 평면파가 직접 닿지 않는 위치에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 진동자를 구동하여 상기 진동판에 의해 상기 세정조의 세정액의 액면을 향해 초음파를 인가하고, 상기 세정액의 액면에 표면 장력파를 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 세정액의 액면에 있어서의 상기 표면 장력파에 의해서 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  5. 제 3 항에 또는 제 4 항 있어서,
    상기 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 상기 세정액이 유동하도록 세정액을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 피세정물로부터 상기 세정액의 액면까지의 거리는 10㎜(밀리미터) 이하인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 피세정물은 상기 세정조의 세정액의 액면과 평행하게 되도록, 상기 세정액의 액면의 근방에 위치하도록 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 진동자 및 상기 진동판은 상기 세정액의 액면과 평행을 이루도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 진동자 및 상기 진동판은 세정액의 액면에 대해 기울기를 갖도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동판을 상기 세정조의 저부 전면에 배치하고, 상기 초음파 진동자를 구동하는 상기 초음파 발진기는 발진 회로, 진폭 변조 회로 및 주파수 변조 회로를 구비하고, 상기 발진 회로에 의한 400㎑ 이상의 주파수를 갖는 신호를, 상기 진폭 변조 회로 및 상기 주파수 변조 회로 중의 적어도 1개의 변조 회로에 의해서 변조한 신호로 상기 초음파 진동자를 여진하고, 상기 세정액 중에 초음파를 조사하여 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 진동자는 평면에서 보아, 상기 피세정물을 둘러싸도록 단수 또는 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  12. 초음파 진동에 의해 피세정물을 세정하는 초음파 세정 방법으로서,
    초음파 진동을 발하는 초음파 진동자를 갖는 초음파 진동 발생 수단과,
    상기 초음파 진동 발생 수단이 장착되고, 상기 초음파 진동자의 초음파 진동을 세정액에 부여하는 진동판과,
    상기 세정액을 저장하고, 피세정물을 침지한 세정조를 구비하고,
    상기 초음파 진동자는 평면으로 구성된 진동면을 갖고, 상기 초음파 진동자는 상기 진동면 전체로부터 수직된 수선이 상기 세정액의 액면에 교차되도록 배치되어, 상기 진동판을 통해 상기 액면에 대해 초음파를 직접 조사할 수 있고,
    상기 피세정물은 상기 진동면 전체로부터 수직된 수선의 상기 액면까지가 이루는 영역 외에 위치하도록 유지되어, 상기 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피세정물은 상기 초음파 진동 발생 수단의 상기 초음파 진동자로부터의 초음파의 평면파가 직접 닿지 않는 위치에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 초음파 진동 발생 수단의 상기 초음파 진동자를 구동하여 상기 세정조의 세정액의 액면을 향해 초음파를 인가하고, 상기 세정액의 액면에 표면 장력파를 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 세정액의 액면에 있어서의 상기 표면 장력파에 의해서 피세정물의 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 상기 세정액이 유동하도록 세정액을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 표면 장력파의 전파 방향과 동일 방향으로 상기 세정액이 유동하도록 세정액을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 초음파 진동자는 평면에서 보아, 상기 피세정물을 둘러싸도록 단수 또는 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 방법.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10852069B2 (en) 2010-05-04 2020-12-01 Fractal Heatsink Technologies, LLC System and method for maintaining efficiency of a fractal heat sink
US9228785B2 (en) 2010-05-04 2016-01-05 Alexander Poltorak Fractal heat transfer device
JP6200273B2 (ja) 2013-10-17 2017-09-20 信越半導体株式会社 貼り合わせウェーハの製造方法
CN103776477A (zh) * 2014-01-24 2014-05-07 深圳市华星光电技术有限公司 一种摇摆式传感器组件
US10688536B2 (en) 2014-02-24 2020-06-23 The Boeing Company System and method for surface cleaning
KR101535090B1 (ko) * 2014-03-07 2015-07-09 지에스티 반도체장비(주) 기판 세척유닛
JP6401021B2 (ja) 2014-11-18 2018-10-03 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置、基板処理装置、および基板洗浄方法
US11752529B2 (en) 2015-05-15 2023-09-12 Acm Research (Shanghai) Inc. Method for cleaning semiconductor wafers
WO2018049671A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Acm Research (Shanghai) Inc. Methods and apparatus for cleaning substrates
JP6605044B2 (ja) * 2015-05-20 2019-11-13 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 半導体ウエハの洗浄方法および洗浄装置
JP6770757B2 (ja) 2016-04-06 2020-10-21 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 半導体ウエハの洗浄方法及び洗浄装置
WO2018013668A1 (en) 2016-07-12 2018-01-18 Alexander Poltorak System and method for maintaining efficiency of a heat sink
JP6919849B2 (ja) * 2016-08-09 2021-08-18 近藤工業株式会社 半導体製造装置
US11037804B2 (en) 2016-09-20 2021-06-15 Acm Research, Inc. Methods and apparatus for cleaning substrates
JP7123313B2 (ja) * 2017-06-30 2022-08-23 青島海爾洗衣机有限公司 超音波洗浄装置
WO2019018446A1 (en) 2017-07-17 2019-01-24 Fractal Heatsink Technologies, LLC SYSTEM AND METHOD FOR MULTI-FRACTAL THERMAL DISSIPATOR
JP6763843B2 (ja) * 2017-10-25 2020-09-30 株式会社カイジョー 超音波洗浄装置及び超音波洗浄システム
US11581205B2 (en) 2017-11-20 2023-02-14 Acm Research, Inc. Methods and system for cleaning semiconductor wafers
CN112204389B (zh) * 2018-03-29 2023-03-28 筑波科技株式会社 超声波传播影像的图像处理方法
CN108771505A (zh) * 2018-07-03 2018-11-09 徐剑 一种具有超声波清洗装置的足浴器
JP7295621B2 (ja) * 2018-09-14 2023-06-21 株式会社ディスコ ウェーハの切削方法およびウェーハの分割方法
JP7166893B2 (ja) * 2018-11-21 2022-11-08 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1140645A (ja) * 1997-07-22 1999-02-12 Kaijo Corp 超音波式浮揚搬送機構を備えたクラスターツール型枚葉処理装置
JP2000173978A (ja) 1998-12-07 2000-06-23 Kobe Steel Ltd 表面処理方法および洗浄装置
JP2001053047A (ja) 1999-08-13 2001-02-23 Ebara Corp 半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3839527B2 (ja) 1996-09-26 2006-11-01 芝浦メカトロニクス株式会社 超音波処理方法および超音波処理装置
JP3322163B2 (ja) 1997-05-08 2002-09-09 凸版印刷株式会社 超音波洗浄方法及び装置
JP2000053047A (ja) * 1998-08-17 2000-02-22 Jisaburo Shimizu レバーストップ （二輪車等・施錠装置）
WO2000021692A1 (en) 1998-10-14 2000-04-20 Busnaina Ahmed A Fast single-article megasonic cleaning process
TW499329B (en) * 1999-09-17 2002-08-21 Product System Inc Chemically inert megasonic transducer system
JP2002093765A (ja) * 2000-09-20 2002-03-29 Kaijo Corp 基板洗浄方法および基板洗浄装置
US7105985B2 (en) * 2001-04-23 2006-09-12 Product Systems Incorporated Megasonic transducer with focused energy resonator
US6726848B2 (en) 2001-12-07 2004-04-27 Scp Global Technologies, Inc. Apparatus and method for single substrate processing
JP4036287B2 (ja) * 2002-05-01 2008-01-23 株式会社カイジョー 超音波洗浄装置
KR100952087B1 (ko) * 2003-02-20 2010-04-13 램 리써치 코포레이션 패터닝된 기판의 메가소닉 세정을 위한 방법 및 장치
WO2004112093A2 (en) * 2003-06-06 2004-12-23 P.C.T. Systems, Inc. Method and apparatus to process substrates with megasonic energy
US7111632B2 (en) * 2003-09-22 2006-09-26 Seagate Technology Llc Ultrasonic cleaning device for removing undesirable particles from an object
US7284558B2 (en) * 2005-02-15 2007-10-23 Infineon Technologies Ag Enhanced megasonic based clean using an alternative cleaning chemistry
KR101423611B1 (ko) * 2008-01-16 2014-07-30 삼성전자주식회사 기판 처리 장치, 노광 장치 및 클리닝 툴의 세정 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1140645A (ja) * 1997-07-22 1999-02-12 Kaijo Corp 超音波式浮揚搬送機構を備えたクラスターツール型枚葉処理装置
JP2000173978A (ja) 1998-12-07 2000-06-23 Kobe Steel Ltd 表面処理方法および洗浄装置
JP2001053047A (ja) 1999-08-13 2001-02-23 Ebara Corp 半導体基板の洗浄装置及びその洗浄方法

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