TW201402237A - 超音波清潔方法及超音波清潔裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的主題是提供了能夠以穩定的方式得到高的顆粒去除率的超音波清潔方法和超音波清潔裝置。解決問題的方法是一種超音波清潔方法,用於在溶解有氣體的液體中清潔待清潔的物體,該方法係使用超音波照射所述該液體,並具有以下步驟:製備其中溶解有氣體的液體(S10)。在用超音波照射該液體的同時,攪拌該液體,以及實現連續產生含有溶解在該液體中的該氣體的氣泡的狀態(S20)。待清潔的物體在該連續產生含有該氣體的氣泡連續產生的狀態中被清潔該待清潔的物體(S30)。

Description

超音波清潔方法及超音波清潔裝置 技術領域
本發明係關於超音波清潔方法及超音波清潔裝置,尤其係關於用於在溶解有氣體的液體中使用超音波照射該液體以清潔待清潔的物體的超音波清潔方法及超音波清潔裝置。
背景技術
在製造諸如矽晶圓的基板的方法中,為了從基板上除去會在半導體器件中導致缺陷的有機物質、金屬雜質、顆粒、天然氧化物膜等,傳統上要進行浸沒式、單晶圓式等的基板清潔方法。
在基板清潔方法中,取決於其目的,使用了各種類型的清潔方法。尤其是使用浸沒式清潔方法去除諸如顆粒的外來物質時,要使用一種方法,該方法用於將基板浸泡在容納於清潔槽中的清潔液中,並且用頻率為大約1兆赫茲(MHz)的超音波照射其中浸泡基板的清潔液,該超音波稱為兆頻率超音波(megasonic)。一般相信使用頻率為大約1兆赫茲的超音波時,可以減少對基板的破壞,並且可以提高對基板表面上亞微米細顆粒的清潔效果。
已經知道,清潔液中溶解氣體的濃度會影響去除諸如顆粒的外來物質的效率。已經發現,當超純水被作為清潔液,並且用兆頻超音波照射超純水以從基板去除顆粒時,例如,從基板上的顆粒去除率受清潔液中溶解氮濃度的影響。更具體地,當清潔液中溶解氣體濃度在規定範圍內時,從基板上的顆粒去除率相對較高(日本專利特開平10-109072A和特開2007-250726A)。因此,藉由在清潔方法中監測清潔液中溶解氣體的濃度,例如溶解氮的濃度,並且將清潔液中溶解氣體的濃度控制在一定的範圍內,理論上可以高效去除顆粒。
另一方面,有報告稱從基板去除顆粒的行為由於某種原因與用超音波照射清潔液時發生的弱光發射(聲致發光)行為有關("Behaviour of a Well Designed Megasonic Cleaning System",Solid State Phenomena第103-104期第155-158頁(2005);"Megasonics:A cavitation driven process",Solid State Phenomena第103-104期第159-162頁(2005))。
根據發明人對過去進行的基板超音波清潔研究的結果,已經發現,即使在相同的溶解氣體濃度和相同的超音波照射條件下,顆粒去除率可能或高或低。因此,僅簡單地藉由調節溶解氣體的濃度和超音波照射的條件,將難以以穩定的方式實現高顆粒去除率的狀態。
本發明因考慮到上述問題而產生,本發明的目的是提供超音波清潔方法及超音波清潔裝置,藉此可以以穩定的方式 得到高的顆粒去除率。
本發明人認真研究了溶解氣體的濃度與顆粒去除率之間的關係,結果得到了以下發現。具體地,本發明人已發現在用超音波照射液體的同時,透過攪拌具有一定範圍的溶解的氣體濃度的液體,可以提高液體的顆粒去除率,因而本發明人達成了本發明。
根據本發明的超音波清潔方法是一種超音波清潔方法,用於在溶解有氣體的液體中清潔待清潔的物體,該方法係使用超音波照射該液體,並包含以下步驟。製備其中溶解有該氣體的該液體。在用超音波照射該液體的同時,攪拌該液體,以及實現連續產生含有溶解在該液體中的該氣體的氣泡的狀態。在該連續產生含有該氣體的氣泡的狀態中清潔該待清潔的物體。
在根據本發明的超音波清潔方法中,在用超音波照射液體的同時對液體進行攪拌。因此,更容易實現連續產生含有溶解在液體中的氣體的氣泡的狀態。由於在該狀態中完成清潔,所以可以以穩定的方式得到高的顆粒去除率。
較佳地,在該超音波清潔方法中,其中實現連續產生含有氣體的氣泡的狀態的步驟係透過驅動在該液體中的攪拌部分而觸發。由此,可在攪拌部分的表面上促進產生成為核芯的氣泡,並且可以增強清潔效果。
較佳地,在該超音波清潔方法中,清潔待清潔的物體的步驟包括發生聲致發光的步驟。由此,可以以更穩定的方式得到高的顆粒去除率。
較佳地,在該超音波清潔方法中,該氣體為氮氣,並且該液體中的溶解的氣體濃度為5 ppm或以上且小於11 ppm。
根據本發明的超音波清潔裝置是一種超音波清潔裝置,用於在溶解有氣體的液體中使用超音波照射該液體以清潔待清潔的物體,該裝置具有:用於用超音波照射液體的照射設備;用於容納該液體的容器;以及用於攪拌該液體的機構。由於有用於攪拌液體的機構可以攪拌該液體,可以更容易實現在液體中產生起到核芯作用的氣泡的狀態。由此,可以增強清潔效果,並且可以以穩定的方式得到高的顆粒去除率。
根據本發明,可以提供以穩定的方式得到高的顆粒去除率的超音波清潔方法及超音波清潔裝置。
1‧‧‧液體
2‧‧‧氣體
3、3a、3b、3c、3d‧‧‧氣泡
4‧‧‧攪拌部分
4a‧‧‧本體部分
4b‧‧‧葉片部分
10‧‧‧供應設備
11‧‧‧第一供應閥
12‧‧‧第二供應閥
20‧‧‧清潔槽
21‧‧‧間接水槽
22‧‧‧固定部分
23‧‧‧液體導入管
30‧‧‧照射設備
40‧‧‧監測設備
41‧‧‧抽出管
42‧‧‧泵
43‧‧‧溶解氮濃度計
50‧‧‧暗室
60‧‧‧發光探測裝置
61‧‧‧影像處理裝置
100‧‧‧超音波清潔裝置
W‧‧‧晶圓
第1圖是根據本發明一個實施態樣的超音波清潔裝置的示意圖。
第2圖為觀察到聲致發光時的裝置構造的一實例。
第3(a)圖是用於描述在超飽和狀態下的氣泡的狀態的圖,第3(b)圖是用於描述在核芯形成狀態下的氣泡的狀態的圖,第3(c)圖是用於描述在氣泡生長狀態下的氣泡的狀態的圖,第3(d)圖是用於描述在氣泡生長狀態下的氣泡的狀態的圖,以及第3(e)圖是用於描述在氣泡破裂狀態下的氣泡的狀態的圖。
第4圖為溶解的氮濃度與存在或不存在霧狀氣泡之間的關係的示意圖。
第5圖為根據本發明之一實施態樣的超音波清潔方法的流程圖。
實施本發明的最佳方式
下文中將參考附圖對本發明的實施態樣進行說明,其中相同或一致的部分給予相同的附圖標記,不再對其複述。
首先,將說明根據本發明一個實施態樣的超音波清潔裝置的構造。
如第1圖所示,根據本實施態樣的超音波清潔裝置100具有:清潔槽20,在其中裝有諸如超純水的清潔液;供應裝置10,用於向該清潔槽20提供清潔液;間接水槽21,容納清潔槽20;照射設備30,佈置在間接水槽21的底部以用於提供超音波;監測設備40,用於監測提供到清潔槽20中的清潔液中的溶解的氮濃度;以及攪拌部分4,用作攪拌液體的機構。供應裝置10具有用於向清潔槽20提供溶解有氮氣的超純水的第一供應閥11,和用於向清潔槽20提供脫氣超純水的第二供應閥12。
第一供應閥11連接到未顯示的第一槽。溶解有氮氣的超純水存儲在第一槽中。第二供應閥12連接到未顯示的脫氣水製造裝置。超純水提供給脫氣水製造裝置,其中超純水中的溶解氣體可以透過脫氣膜去除。因為連接到第一供應閥11和第二供應閥12的管在第一供應閥11和第二供應閥12的下游側合併成一個管,溶解有氮氣的超純水和脫氣超純水混合。混合罐(未顯示)可以佈置在第一供應閥11和第二供應閥12的下游側。在此情況下,溶解有氮氣的超純水和脫氣超純水可以在該混合罐中完全混 合。
之後,混合的超純水透過連接到上述第一供應閥11和第二供應閥12的下游側,並且設置在清潔槽20內的管提供給液體導入管23。液體導入管23設置在清潔槽20底表面的外圍末端附近。藉由調節第一供應閥11和第二供應閥12的開啟程度,可以控制導入到清潔槽20中的超純水的溶解氮濃度及其供應的量。
液體導入管23配備有多個未顯示的噴嘴。作為清潔液的超純水透過這些噴嘴從液體導入管23提供到清潔槽20中。多個噴嘴沿著液體導入管23延伸的方向互相間隔排列。這些噴嘴佈置成能將清潔液幾乎朝清潔槽20的中央部分(固定晶圓W的區域,晶圓W為待清潔的物體)注射。
清潔槽20是能容納清潔液的容器,用於固定晶圓W的固定部分22係設置在清潔槽20內。晶圓W例如是半導體晶圓。晶圓W透過固定部分22固定在清潔槽20中時,上述混合的超純水所組成的清潔液從液體導入管23提供到清潔槽20中。
如上所述,該液體導入管23設置在清潔槽20的下部(在底壁附近或在位於連接底壁和側壁的底壁外圍部分的區域中)。從液體導入管23將規定量的清潔液(混合的超純水)提供到清潔槽20中。調節清潔液的供應量,使清潔槽20充滿清潔液,並且規定量的清潔液從清潔槽20的上部溢出。結果,晶圓W如第1圖所示浸泡在清潔槽20的清潔液中。
用於一種介質的供應線(未顯示)連接到間接水槽21,該介質不同於透過上述供應設備10提供的介質。用作介質的水由該供應線提供到間接水槽21中。至少上述清潔槽20的底壁與 存儲在間接水槽21中的水接觸。規定量的水從該供應線連續提供給間接水槽21,因而使一定量的水從間接水槽21溢出。
照射設備30佈置成連接到間接水槽21的底壁。照射設備30用超音波照射間接水槽21中的水。所照射的超音波透過間接水槽21中的水和與該水接觸的部分清潔槽20(例如,底壁)施加到清潔槽20中的清潔液和晶圓W。
照射設備30可以產生,例如,頻率為20千赫茲(kHz)或更高至2兆赫茲(MHz)或更低,且功率密度為0.05瓦/平方公分(W/cm2)或更高至7.0瓦/平方公分或更低的超音波。因為清潔液和晶圓W以這樣的方式用超音波照射,使浸泡在清潔液中的晶圓W能有效地清潔。較佳使用頻率範圍為400千赫茲或更高至1兆赫茲或更低的超音波作為照射設備30所照射的超音波。
監測設備40包括:抽出(extraction)管41,其從清潔槽20內部抽出規定量的清潔液;連接到該抽出管41的泵42,用於將清潔液引入至溶解氮濃度計43;以及連接到該泵42下游側的溶解氮濃度計43。清潔液中測得的溶解氮濃度資料從溶解氮濃度計43輸出給包括在溶解氮濃度計43中的顯示單元。可以使用任意構造的裝置作為溶解氮濃度計43。例如,可以使用這樣的測量裝置:其中包含在清潔液中的溶解的氣體組分透過聚合物膜引入到接收器中,並根據該接收器中熱傳導率的變化計算氣體組分的濃度。
清潔槽20係用例如厚度為3.0毫米的石英玻璃製成。清潔槽20可以具有任意形狀。例如,可以使用就內部尺寸而言寬度270毫米、深度69毫米且高度270毫米的方形水槽作為清潔 槽20。具有這些尺寸的清潔槽20的容量為5公升。
形成清潔槽20底壁的石英玻璃板材料的厚度較佳視情況進行調節,情況取決於從照射設備30發出的超音波頻率。例如,當從照射設備30發出的超音波頻率為950千赫茲時,形成底壁的板材料厚度較佳為3.0毫米。舉例來說,從照射設備30發出的超音波頻率為750千赫茲時,形成底壁的板材料厚度較佳為4.0毫米。
從供應設備10提供給清潔槽20的清潔液(混合的超純水)的量可以是5公升/分鐘。如上所述,照射設備30照射的超音波頻率可以是950千赫茲和750千赫茲,並且其輸出可以是1200瓦(功率密度5.6瓦/平方公分)。照射設備30中的振動板照射面的大小可以是80毫米×270毫米。
用於攪拌液體的機構具有,例如,攪拌部分4。攪拌部分4具有本體部分4a和葉片部分4b。葉片部分4b是浸泡在液體中。本體部分4a的一端連接到例如諸如電動機的驅動單元(未顯示)。攪拌部分4係配置成可以圍繞本體部分4a的中軸L旋轉,該中軸L用作旋轉軸。換言之,攪拌部分4係配置成能夠攪拌液體。
葉片部分4b的直徑為約25毫米且高度為約40毫米。葉片部分4b具有例如六個葉片。攪拌部分4例如由聚四氟乙烯(PTFE,也以Teflon®的商標名為人所知)製成。
參考第2圖,說明觀察聲致發光(發光現象)的裝置構造。首先,將超音波清潔裝置100和發光探測裝置60設置在暗室50內。發光探測裝置60連接到影像處理裝置61。用作發光探測裝置60的圖像增強器單元(能夠感測極弱的光並進行加強的單元)是用於感測極弱的光並進行加強的裝置,以得到有反差的圖像。 具體地,可以使用Hamamatsu Photonics K.K.製造的圖像增強器(V4435U-03)作為該單元。在該單元中,光電表面由Cs-Te製成,其靈敏度波長範圍為160至320奈米(nm),最高靈敏度波長為250奈米。一般相信,用超音波照射水時的發光是經由羥基基團(OH基團)所引起的,產生羥基基團是水分解的結果,其發光的波長在大約309奈米的紫外線區域。因此,可使用具有光電表面材料(Cs-Te)並且以上述波長作為靈敏度波長範圍的圖像增強器。可以使用光電倍增器(photomultiplier)作為發光探測裝置60。該裝置的條件包括,例如,超音波頻率、超音波強度、容納溶液的水槽設計、和溶液的供應量等。
接下來,將說明根據本實施態樣的超音波清潔方法。
參考第5圖說明根據本實施態樣的超音波清潔方法。根據本實施態樣的超音波清潔方法是用超音波照射液體清潔晶圓W(待清潔的物體)的方法,該晶圓W浸泡在溶解有諸如氮氣的氣體的液體中,且該方法主要具有以下步驟。
首先,進行液體製備步驟(S10)。例如,使用第1圖所示的清潔裝置,混合溶解有氮氣的超純水和脫氣超純水,以及製備具有所欲的溶解的氮濃度的液體(清潔液)。溶解的氮濃度較佳為5 ppm或以上且小於11 ppm。
接下來,進行液體攪拌步驟(S20)。具體地,用超音波照射上述步驟(S10)中製備的液體。在此狀態下,還沒有發生聲致發光。在用超音波照射液體的同時,攪拌液體。較佳地,在液體中驅動攪拌部分4,因而使溶解在液體中的氣體產生氣泡。具體地,第1圖所示的攪拌部分4透過例如電動機等而旋轉,因而 攪拌液體。攪拌部分4的轉速例如為1400轉/分鐘(rpm)。攪拌部分4的轉速較佳為1400轉/分鐘或更高。
攪拌液體包括攪動液體。也可以透過例如垂直或水平地移動攪拌部分4來攪拌該液體。
透過攪拌液體而觸發在液體中產生霧狀氣泡。霧狀氣泡是含有溶解在該液體中的氣體(本實施態樣中為氮氣)的氣泡。以此方式,實現連續產生含有氮氣的氣泡的狀態。因溶解的氣體而連續產生小氣泡的現象稱為「氣穴(cavitation)現象」。
實現了連續產生含有氮氣的氣泡的狀態之後,停止攪拌部分4的旋轉。即使停止攪拌部分4的旋轉之後,連續產生含有氮氣的氣泡的狀態仍然繼續。
在根據本實施態樣的超音波清潔方法中,在液體攪拌之後發生聲致發光。聲致發光可以藉由第2圖所示的圖像增強器和光電倍增器感測。即使停止液體攪拌之後,聲致發光仍繼續發生。
接下來,進行清潔步驟(S30)。在該清潔步驟中,在連續產生含有氮氣的氣泡的狀態中清潔待清潔的物體晶圓W。較佳在該清潔步驟中發生聲致發光。
在本實施態樣中已經說明過進行清潔步驟之前攪拌部分4停止旋轉的情況。然而,攪拌部分4可以在清潔步驟中旋轉。或者,攪拌部分4的旋轉可以在清潔步驟期間停止。
接下來,參考第3(a)至3(e)圖說明關於在液體中產生氣泡所引起的氣穴現象連鎖反應、以及能使顆粒去除率提高的機制的假說。
參考第3(a)圖,透過照射設備30用超音波照射來溶解含有氮氣2的液體1。在該液體中,氮氣2是超飽和的。參考第3(b)圖,在液體中旋轉攪拌部分(未顯示),從而在該液體中產生氣泡3a。氣泡3a起到核芯的作用,且相鄰的溶解的氣體聚集在該氣泡3a周圍。參考第3(c)和3(d)圖,所生長的氣泡3b移動通過液體的同時,接二連三聚集相鄰的溶解的氣體,並生長成大小能與超音波共振的氣泡3c。參考第3(e)圖,已經長大到能與超音波共振的大小的氣泡3c破裂,並產生多個小氣泡3a。咸認為,氣泡3d的破裂在該液體中造成了衝擊波,其使得能去除附著在待清潔物體上的顆粒。多個小氣泡3a同樣起到核芯的作用,並開始聚集相鄰的溶解的氣體。以此方式,連續產生了含有溶解的氣體的氣泡。若將第3(b)至3(e)圖所示的氣泡變化看成一個迴圈(loop),該迴圈在1秒鐘內重複大約1000次或更多次。
可以認為,攪拌該液體意味提供觸發產生氣泡的連鎖反應的第一個氣泡。換言之,可以認為,以某些方式向液體施加外部力,得以產生更容易在液體中產生氣泡的狀態。
接下來,將說明本實施態樣的作用和效果。
在根據本實施態樣的超音波清潔方法中,在用超音波照射液體的同時,攪拌液體。因此,可以更容易實現連續產生含有溶解在液體中的氣體的氣泡的狀態。由於在該狀態中完成清潔,所以可以以穩定的方式得到高的顆粒去除率。
此外,在根據本實施態樣的超音波清潔方法中,其中實現連續產生含有氣體的氣泡的狀態的步驟係透過驅動在液體中的攪拌部分4而觸發,並且從溶解的氣體產生氣泡。由此,可促 進在攪拌部分4的表面上產生起到核芯作用的氣泡,並且可以增強清潔效果。
進一步,在根據本實施態樣的超音波清潔方法中,清潔待清潔的物體的步驟包括發生聲致發光的步驟。由此,可以以更穩定的方式得到高的顆粒去除率。
在根據本實施態樣的超音波清潔裝置中,可以透過攪拌部分4攪拌液體,並且可以更容易實現在液體中產生起到核芯作用的氣泡的狀態。結果,可以增強清潔效果,並且以穩定的方式得到高的顆粒去除率。
實施例1
本實驗的目的是驗證用於清潔晶圓W的根據本發明的清潔方法和根據比較例的清潔方法之間,對附著於晶圓W的顆粒的去除率的差異。
首先,參考第1圖說明本實驗中所用的清潔裝置。使用厚度為3.0毫米的石英玻璃製成的方形水槽作為實驗中的清潔槽20。就內部尺寸而言,水槽寬270毫米、深69毫米且高270毫米。形成底壁的板材料厚度為4.0毫米。清潔槽20的容量為5公升。
從供應裝置10提供給清潔槽20的清潔液(混合的超純水)的量為5公升/分鐘。照射設備30照射的超音波頻率為750千赫茲,其輸出為1200瓦(功率密度5.6瓦/平方公分)。照射設備30中的振動板輻射面大小為80毫米×285毫米。從照射設備30發出的超音波提供到清潔槽20的整個底表面上。
控制調節溶解有氮氣的超純水供應量的第一供應閥11和調節脫氣水供應量的第二供應閥,從而以5公升/分鐘向清潔槽 20提供溶解有氮氣的超純水。透過監測設備40對水槽中的超純水取樣,並測量溶解的氮濃度。
接下來,將說明用於測量顆粒去除率的待清潔物體。
使用直徑為200毫米的p型矽晶圓作為待清潔的物體。透過旋塗將二氧化矽顆粒附著到p型矽晶圓的鏡面上。在顆粒為110奈米或更大的情況下,附著顆粒的量為2000至3000個顆粒。
接下來,將說明測量顆粒去除率的方法。
將其上附著有二氧化矽顆粒的晶圓浸泡在水槽中,並且清潔10分鐘。然後,將晶圓透過旋轉乾燥機乾燥2分鐘。以用清潔之後減少的顆粒數量除以清潔之前附著於晶圓的顆粒數量獲得的值,作為得到的顆粒去除率,該值用百分比來表示。使用日立先端科技股份有限公司(Hitachi lHigh-Technologies Corporation)製造的LS6500來測量附著顆粒的量。
根據本發明的實施例
將對根據本發明實施例的清潔方法進行說明。首先,製備其溶解氮濃度調節到7.1 ppm的清潔液。透過照射設備30用超音波照射該清潔液。照射的超音波頻率為750千赫茲,且其輸出為1200瓦。用超音波連續照射清潔液。在用超音波照射清潔液的同時,攪拌部分4以1400轉/分鐘在清潔液中旋轉。攪拌部分4的葉片部分4b的直徑為約25毫米,高度為約40毫米。旋轉攪拌部分4,從而在清潔液中產生霧狀氣泡。此時,用圖像增強器單元進行觀察。然後,觀察到聲致發光的發生。將附著二氧化矽顆粒的待清潔的物體晶圓W浸泡在含有霧狀氣泡的液體中,並且清潔晶圓W10分鐘,然後,透過旋轉乾燥機將晶圓W乾燥2分鐘。
比較例
接下來,將說明根據比較例的清潔方法。首先,製備其溶解氮濃度調節到7.1 ppm的清潔液。透過照射設備30用超音波照射該清潔液。照射超音波的頻率為750千赫茲,且其輸出為1200瓦。用超音波連續照射清潔液。不同於根據本發明實施例的清潔方法,在根據比較例的清潔方法中,沒有透過攪拌部分4攪拌清潔液。用圖像增強器單元進行觀察。然後,沒有觀察到聲致發光的發生。將附著二氧化矽顆粒的待清潔的物體晶圓W浸泡在液體中,並且清潔晶圓W 10分鐘,然後,透過旋轉乾燥機將晶圓W乾燥2分鐘。
顆粒去除率
接下來,將說明顆粒去除率結果。在根據比較例的清潔方法中,顆粒去除率為18.8%。另一方面,在根據本發明實施例的清潔方法中,顆粒去除率為30.0%。根據該實驗可以看出,在用超音波照射清潔液的同時攪拌清潔液,將提高顆粒的去除率。
實施例2
本實驗的目的是檢驗用於在清潔液中產生霧狀氣泡的溶解氮濃度的範圍。
首先,分別製備溶解氮濃度為1.9 ppm、4.9 ppm、6.0 ppm、7.8 ppm、9.6 ppm、11.0 ppm和15.7 ppm的七種清潔液。在用超音波照射各個清潔液的同時,旋轉攪拌部分4,攪拌這七種清潔液的每一種。攪拌部分4的轉速為1400轉/分鐘。照射超音波頻率為750千赫茲,且其輸出為1200瓦。清潔液被攪拌之後,觀察在清潔液中是否產生霧狀氣泡。
參考第4圖說明本實驗的結果進行。在本說明書中,其中在清潔液中產生霧狀氣泡的狀態稱為「模式-A」,而在清潔液中未產生霧狀氣泡的狀態稱為「模式-B」。或者,模式-A是指大約30.0%的高顆粒去除率的狀態,模式-B是指大約18.8%的低顆粒去除率的狀態。
當溶解氮濃度為4.9 ppm或更低時,在清潔液中未觀察到霧狀氣泡(模式-B)。當溶解氮濃度為6.0 ppm或更高至9.6 ppm或更低時,在透過攪拌部分4攪拌清潔液之前,在清潔液中未產生霧狀氣泡(模式-B)。然而,在透過攪拌部分4攪拌清潔液之後,在清潔液中產生了霧狀氣泡(模式-A)。進一步,當溶解氮濃度為11.0 ppm或更高至15.7 ppm或更低時,在透過攪拌部分4攪拌清潔液之前和之後,在清潔液中都產生了霧狀氣泡(模式-A)。根據上述實驗可知,在清潔液中的溶解氮濃度為5 ppm或以上至不高於11 ppm時,透過攪拌清潔液,清潔液的狀態可以從模式-B改變為模式-A。
應當理解,本說明書中公開的實施態樣和實施例在任何方面都是舉例說明的且非限制性的。本發明的保護範圍由權利要求條款所定義,而不是由以上實施態樣和實施例限定。

Claims (5)

  1. 一種超音波清潔方法,用於在溶解有一氣體的液體中清潔待清潔的物體(W),該方法係使用超音波照射該液體,並包含以下步驟:- 製備其中溶解有該氣體的該液體;- 在用超音波照射該液體的同時,攪拌該液體,以及實現連續產生含有溶解在該液體中的該氣體的氣泡的狀態;以及- 在該連續產生含有該氣體的氣泡的狀態中清潔該待清潔的物體(W)。
  2. 如請求項1所述之超音波清潔方法,其中該實現連續產生含有該氣體的氣泡的狀態的步驟,係透過驅動一在該液體中的攪拌部分(4)而觸發。
  3. 如請求項1或2所述之超音波清潔方法,其中該清潔該待清潔的物體(W)的步驟包括發生聲致發光(sonoluminescence)的步驟。
  4. 如請求項1或2所述之超音波清潔方法,其中該氣體為氮氣,並且該液體中溶解的氣體濃度為5 ppm或以上且小於11 ppm。
  5. 一種超音波清潔裝置(100),用於在溶解有氣體的液體中使用超音波照射該液體以清潔待清潔的物體(W),該裝置(100)包含:- 照射設備(30),其用於用超音波照射該液體;一容器(20),其用於容納該液體;以及一機構(4),其用於攪拌該液體。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5872382B2 (ja) * 2012-05-24 2016-03-01 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG 超音波洗浄方法
FR3006209B1 (fr) * 2013-05-31 2016-05-06 Michel Bourdat Dispositif et procede de nettoyage d'objets en forme de plaque
US10994311B2 (en) 2013-05-31 2021-05-04 Michel Bourdat Specific device for cleaning electronic components and/or circuits
CN106311665A (zh) * 2016-11-18 2017-01-11 吕刚 一种电池片生产用单晶硅棒清洗原料调制设备
JP6673527B2 (ja) * 2017-03-16 2020-03-25 日本製鉄株式会社 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法
CN108950630B (zh) * 2018-09-20 2023-09-12 江苏金曼科技有限责任公司 一种电镀件超声波清洗装置
WO2020067227A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 日本製鉄株式会社 金属管の洗浄方法及び洗浄装置
KR102379163B1 (ko) 2020-01-31 2022-03-25 에스케이실트론 주식회사 제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1112406A (en) * 1963-11-13 1968-05-08 Mini Of Technology Improvements in or relating to stirring devices
JPS60113719A (ja) 1983-11-24 1985-06-20 Mazda Motor Corp 暖房装置
US5017281A (en) * 1984-12-21 1991-05-21 Tar Sands Energy Ltd. Treatment of carbonaceous materials
JPS6224987U (zh) * 1985-07-26 1987-02-16
JPH0426639Y2 (zh) 1988-07-29 1992-06-25
JPH02125792U (zh) * 1989-03-23 1990-10-17
JP3742451B2 (ja) 1996-01-17 2006-02-01 昌之 都田 洗浄方法
US6058945A (en) * 1996-05-28 2000-05-09 Canon Kabushiki Kaisha Cleaning methods of porous surface and semiconductor surface
TW355815B (en) * 1996-05-28 1999-04-11 Canon Kasei Kk Cleaning methods of porous surface and semiconductor surface
JPH10109072A (ja) * 1996-10-04 1998-04-28 Puretetsuku:Kk 高周波洗浄装置
TW496786B (en) 2000-12-16 2002-08-01 Metal Ind Redearch & Amp Dev C Liquidized gas cleaning system
JP3453366B2 (ja) 2001-01-25 2003-10-06 株式会社半導体先端テクノロジーズ 基板の洗浄装置および洗浄方法
JP2003031535A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置の超音波洗浄方法
JP3834611B2 (ja) * 2001-08-16 2006-10-18 独立行政法人産業技術総合研究所 キャビテーション気泡観察装置
GB2384185B (en) 2001-12-06 2003-12-17 Barrie Mellor Cleaning process
JP2005093873A (ja) 2003-09-19 2005-04-07 Ebara Corp 基板処理装置
JP4352880B2 (ja) * 2003-12-02 2009-10-28 セイコーエプソン株式会社 洗浄方法および洗浄装置
JP4623706B2 (ja) * 2004-04-14 2011-02-02 東京エレクトロン株式会社 超音波洗浄処理装置
US7443079B2 (en) * 2004-09-17 2008-10-28 Product Systems Incorporated Method and apparatus for cavitation threshold characterization and control
US20060060991A1 (en) 2004-09-21 2006-03-23 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Method and apparatus for controlled transient cavitation
US7392814B2 (en) * 2004-12-24 2008-07-01 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing apparatus and method
JP4159574B2 (ja) * 2005-06-21 2008-10-01 株式会社カイジョー 脱気装置およびこれを用いた超音波洗浄装置
JP4999338B2 (ja) 2006-03-15 2012-08-15 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法、基板洗浄装置、プログラム、および記録媒体
JP4869957B2 (ja) 2006-03-22 2012-02-08 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
US7691388B2 (en) * 2006-03-24 2010-04-06 Ocean Nutrition Canada Limited Compositions comprising Porphyra and methods of making and using thereof
JP4599321B2 (ja) * 2006-03-30 2010-12-15 富士フイルム株式会社 磁気記録媒体の製造方法
JP4705517B2 (ja) * 2006-05-19 2011-06-22 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法、基板洗浄装置、プログラム、および記録媒体
JP5015717B2 (ja) 2007-10-15 2012-08-29 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置
US8147619B2 (en) * 2009-05-16 2012-04-03 Heiko Ackermann Chemical cavitation and cleaning process
US8026496B2 (en) 2009-07-02 2011-09-27 Raytheon Company Acoustic crystal sonoluminescent cavitation devices and IR/THz sources
JP2011119514A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Toshiba Corp 基板の洗浄方法及び基板の洗浄装置
US20110272836A1 (en) * 2010-04-12 2011-11-10 Selecta Biosciences, Inc. Eccentric vessels
JP2012081430A (ja) 2010-10-13 2012-04-26 Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk 超音波洗浄装置
JP5526118B2 (ja) * 2011-12-26 2014-06-18 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト 超音波洗浄方法
JP5872382B2 (ja) * 2012-05-24 2016-03-01 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG 超音波洗浄方法
JP5453487B2 (ja) * 2012-05-24 2014-03-26 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト 超音波洗浄方法および超音波洗浄装置
JP5894858B2 (ja) * 2012-05-24 2016-03-30 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG 超音波洗浄方法
JP5453488B2 (ja) * 2012-05-24 2014-03-26 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト 超音波洗浄方法および超音波洗浄装置

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