WO2015001834A1 - 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 - Google Patents

超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015001834A1
WO2015001834A1 PCT/JP2014/060947 JP2014060947W WO2015001834A1 WO 2015001834 A1 WO2015001834 A1 WO 2015001834A1 JP 2014060947 W JP2014060947 W JP 2014060947W WO 2015001834 A1 WO2015001834 A1 WO 2015001834A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
ultrasonic
cleaning
cleaned
ultrasonic cleaning
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/060947
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
潤一郎 副島
彰久 中野
康博 今関
浩史 長谷川
Original Assignee
株式会社カイジョー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社カイジョー filed Critical 株式会社カイジョー
Priority to US14/439,541 priority Critical patent/US9815092B2/en
Publication of WO2015001834A1 publication Critical patent/WO2015001834A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02082—Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/02087—Cleaning of wafer edges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B2203/0288—Ultra or megasonic jets

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic cleaning apparatus and an ultrasonic cleaning method for cleaning an end surface of a disk-shaped object to be cleaned such as a semiconductor wafer substrate, a glass substrate, and a magnetic disk substrate with ultrasonic propagation water.
  • a substrate such as a semiconductor wafer is cleaned by immersing an object to be cleaned in a cleaning tank storing a cleaning liquid and vibrating an ultrasonic vibrator provided at the bottom of the cleaning tank.
  • a hand-held ultrasonic cleaning tool is used for these objects to be cleaned.
  • the hand-held ultrasonic cleaning tool is used to prevent reattachment of dust on a semiconductor wafer substrate, for example, depending on the characteristics and material of the object to be cleaned.
  • a substrate having a disk shape such as a semiconductor wafer substrate or a glass substrate needs to be cleaned after steps such as polishing and edging.
  • steps such as polishing and edging.
  • dust adhering to the end face of the substrate is removed by polishing or the like. This is to prevent contamination of the substrate surface by dust adhering to the end surface of the substrate when chucking the end surface of the substrate during handling of the substrate or storing the substrate in a cassette.
  • Patent Document 1 discloses a glass substrate cleaning method in which a disk-shaped glass substrate is rotated while its main surface is vertical, and the cleaning liquid W irradiated with ultrasonic waves is allowed to flow down to the outer peripheral end surface of the rotating glass substrate. A method is disclosed. According to FIG. 1 and FIG. 2 of Patent Document 1, the cleaning liquid W irradiated with ultrasonic waves is vertically applied to the outer peripheral end faces 1a of the plurality of glass substrates 1 that are vertically spaced apart in parallel to the vertical direction. To let it flow down. That is, the outer peripheral end surface 1 a of the glass substrate 1 is cleaned by allowing the cleaning liquid W to flow down from the outer peripheral end surface 1 a of the glass substrate 1 toward the center of the glass substrate 1.
  • a substrate having a disk shape such as a semiconductor wafer substrate or a glass substrate is cleaned to remove dust adhering to the end surface of the substrate in order to prevent contamination of the substrate surface by dust adhering to the end surface of the substrate.
  • the cleaning is performed by spraying a cleaning liquid to which an ultrasonic wave is applied to an object to be cleaned by a spot shower nozzle or the like.
  • cleaning liquid which applied the ultrasonic wave irradiated to space with a spot shower etc. is described as ultrasonic propagation water.
  • the stable ultrasonic propagation distance is about 30 mm at a frequency of 950 kHz.
  • capillary waves are generated in the cleaning liquid and become mist. Therefore, the cleaning liquid, which is an ultrasonic wave propagation medium, decreases and the propagation of sound waves is weakened. For this reason, in order to perform stable cleaning, it is necessary to bring a spot shower nozzle or the like closer to the object to be cleaned.
  • FIG. 8 is a plan view showing the positional relationship between the disc-shaped substrate and the spot shower in the conventional cleaning of the substrate end face.
  • the spot shower 50 when cleaning the end face 30 a of the disk-shaped substrate 30, the spot shower 50 is arranged at a position on the extension of the center line of the substrate 30 indicated by a one-dot chain line.
  • the ultrasonic wave propagation water 13 from the spot shower 50 is irradiated substantially perpendicularly to the tangential direction of the end face 30 a of the substrate 30.
  • the maximum propagation distance dmax of ultrasonic propagation water shown in FIG. 8 is about 30 mm, the position where the spot shower 50 is installed is limited.
  • the ultrasonic wave propagation water 13 in the conventional cleaning shown in FIG. 8 is irradiated almost perpendicularly to the tangential direction of the end surface 30a of the substrate 30, so that the contamination of the end surface 30a of the substrate 30 is applied to the surface 30b of the substrate. Due to the transfer, the surface 30b and the back surface of the substrate 30 may increase in dirt.
  • a spot shower as an ultrasonic cleaning tool is placed on an object to be cleaned such as a substrate at a position close to the upper part of the object to be cleaned, the ultrasonic propagation water irradiated to the object to be cleaned will bounce off the object to be cleaned.
  • the cleaning solution adheres to the spot shower.
  • the contaminated object may be recontaminated by dripping water containing dirt adhering to the spot shower onto the object to be cleaned.
  • the present invention prevents the recontamination of the ultrasonic propagation water irradiated on the end surface of the object to be cleaned, such as rebound from the object to be cleaned, and allows the end surface of the object to be cleaned to be efficiently cleaned.
  • An object is to provide a sonic cleaning device and an ultrasonic cleaning method.
  • an ultrasonic cleaning apparatus of the present invention is an ultrasonic cleaning apparatus for cleaning an outer peripheral end surface of a substrate as an object to be cleaned, wherein the substrate has a disk shape, and the ultrasonic wave
  • the cleaning apparatus includes a rotation holding unit that can rotate while holding the substrate so that the surface of the substrate is in a horizontal state, and the substrate disposed in the space while rotating the substrate by the rotation holding unit
  • the ultrasonic cleaning water is irradiated from the ultrasonic cleaning tool, which is a cleaning liquid to which an ultrasonic wave is applied from the tangential direction of the end surface.
  • the ultrasonic cleaning tool of the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention is an outflow type spot shower that ejects ultrasonic propagation water in a shower shape, and the ultrasonic propagation water is connected to the spot shower to supply the substrate with ultrasonic propagation water.
  • the ultrasonic transmission tube has an irradiation angle of 0 to 90 degrees with the surface of the substrate held in a horizontal state in a side view. It is provided in the position higher than the said board
  • the ultrasonic transmission tube of the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention is characterized in that it is installed so as not to be positioned on the substrate.
  • the ultrasonic transmission tube of the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention is made of a flexible material, and the position of the tip and the irradiation angle can be freely set.
  • the rotation holding unit of the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention is configured to rotate the substrate so that it is in the same direction as or opposite to the irradiation direction of the ultrasonic propagation water irradiated to the end face of the substrate.
  • the substrate has a circular pattern region on the substrate, the outer diameter of the substrate is Da, and the outer diameter of the pattern region of the substrate is Db.
  • the ultrasonic wave is applied so that the irradiation angle of the ultrasonic propagation water formed with the tangent line at the contact point of the end surface is less than the angle calculated from the arc cosine of (Db / Da). It is characterized by irradiating propagation water.
  • the ultrasonic cleaning method of the present invention is an ultrasonic cleaning method for cleaning the outer peripheral end face of a substrate as an object to be cleaned, wherein the substrate has a disc shape, and the surface of the substrate is in a horizontal state.
  • Ultrasonic wave propagation water which is a cleaning liquid in which ultrasonic waves are applied from the tangential direction of the end surface to the end surface forming the outer periphery of the substrate disposed in the space while rotating the held substrate. It is characterized by irradiating.
  • the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention by irradiating ultrasonic propagation water from the tangential direction of the substrate end surface, the contaminated cleaning liquid can be discharged out of the substrate without reattaching to the front and back surfaces of the substrate. it can. Thereby, since recontamination by washing
  • the peel strength also referred to as shear stress
  • the peel strength can be improved. Furthermore, by rotating the substrate in the direction opposite to the cleaning liquid irradiation direction, the peel strength can be further increased, and the cleaning effect is high.
  • the nozzle that irradiates the cleaning liquid is not positioned on the object to be cleaned, water droplets of the cleaning liquid including dirt from the nozzle do not fall on the substrate surface, thus preventing contamination of the substrate. be able to.
  • an ultrasonic transmission tube for guiding ultrasonic propagation water in a spot shower as an ultrasonic cleaning tool, it is possible to irradiate ultrasonic propagation water to a predetermined position on the end surface of the substrate.
  • the spot shower can be arranged far away, so that contaminated cleaning liquid can be prevented from adhering to the spot shower casing.
  • (A) is the state of the glass surface as the object to be cleaned before cleaning
  • (b) is after cleaning by irradiating ultrasonic propagation water perpendicular to the end face of the substrate toward the center of the substrate shown in FIG.
  • (c) is a view showing the state of the glass surface after being cleaned by irradiating ultrasonic propagation water from the tangential direction of the end face of the substrate shown in FIG. It is a top view which shows the positional relationship of a disk-shaped board
  • the end surface of the object to be cleaned is irradiated to the end surface of the object to be cleaned from the tangential direction of the end surface to the end surface of the object to be cleaned. Recontamination due to splashing of irradiated ultrasonic propagation water from the object to be cleaned is prevented, and the end surface of the object to be cleaned can be efficiently cleaned.
  • FIG. 1 is a plan view showing an outline of an ultrasonic cleaning apparatus for cleaning an end face of a substrate as an object to be cleaned, and an installation angle between the tip of the ultrasonic transmission tube and the surface of the object to be cleaned is about 0 degree. It arrange
  • FIG. 2 is a side view including a cross section of the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
  • the ultrasonic cleaning apparatus 1 includes an ultrasonic cleaning tool 5 that irradiates the ultrasonic wave propagating water 13 to the object 30 to be cleaned, and an object 30 to be cleaned provided in the housing 15. It has the holding
  • the ultrasonic cleaning tool 5 is a spot shower 5 that ejects cleaning liquid together with ultrasonic waves in a shower shape
  • the spot shower 5 as the ultrasonic cleaning tool 5 has a substantially cylindrical case (housing). 6, and a nozzle 7 is attached to the tip of the case 6.
  • An ultrasonic vibrator (not shown) is disposed in the case 6 of the spot shower 5, and a cleaning liquid supply port 8 a for supplying a cleaning liquid is formed on the side surface of the case 6.
  • an ultrasonic transmission tube 12 is disposed so as to be connected to the nozzle 7.
  • the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is open, and the ultrasonic wave propagation water 13 is ejected from the distal end portion 12a to the object 30 to be cleaned.
  • the ultrasonic transmission tube 12 connected to the nozzle 7 is known to be made of high-purity quartz, high-purity SiC, high-purity Al, or stainless steel, and is desirably formed of these materials. Since these materials can be processed into a predetermined shape, they can be installed at desired positions. Furthermore, since the ultrasonic transmission tube 12 is made of a flexible material and made of a highly rigid material such as ceramic, carbon graphite, high purity SiC, etc., it can be freely deformed at the time of use. The shower 5 can be freely arranged, and the degree of freedom in the configuration of the ultrasonic cleaning apparatus 1 is increased.
  • the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply port 8 a of the case 6 is rectified by a rectifying mechanism (not shown) formed on the side surface of the nozzle 7 to be a uniform water flow, and is ejected as a uniform water flow column from the outlet of the nozzle 7. To do.
  • the ultrasonic wave propagation water 13 is ejected from the ultrasonic transmission pipe 12 connected to the nozzle 7 to the object 30 to be cleaned.
  • the liquid supply pipe 8 is connected to the cleaning liquid supply port 8a provided on the side surface of the case 6 and supplies the cleaning liquid stored in a tank or the like. A flow rate per unit time set from a tank or the like is supplied to the spot shower 5 through the liquid supply pipe 8.
  • the power supply connector 9 is for supplying high-frequency power for vibrating the ultrasonic vibrator, and the cable of the connector is connected to an ultrasonic oscillator (not shown).
  • the ultrasonic oscillator supplies high frequency power having a set power at a high frequency such as 450 kHz or 950 kHz to the ultrasonic transducer.
  • the object to be cleaned 30 is a substrate that has a disk shape and requires cleaning of the outer peripheral end face, such as a semiconductor wafer substrate, a glass substrate, and a magnetic disk substrate.
  • the holding unit 20 places and holds an object 30 to be cleaned.
  • the holding unit 20 is placed so that the surface (surface on which a pattern is formed) of a semiconductor wafer substrate or the like is up.
  • the back surface of the semiconductor wafer substrate or the like is held by suction or the like.
  • the outer peripheral end surface of the semiconductor wafer substrate and the vicinity area thereof are positioned in the space without being held by the holding unit 20.
  • the rotating unit 21 rotates the holding unit 20 and is provided so that the rotating shaft 22 is perpendicular to the horizontal plane.
  • the center of the holding unit 20 is fixed to the tip of the rotating shaft 22.
  • the rotating unit 21 is driven by a motor 25 and rotates at a predetermined number of rotations. As shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing an outline of an ultrasonic cleaning apparatus for cleaning an end face of a substrate as an object to be cleaned.
  • the installation angle between the tip of the ultrasonic transmission tube and the surface of the object to be cleaned is about 35 degrees. It arrange
  • FIG. 4 is a side view including a cross section of the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
  • the configuration of the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIGS. 3 and 4 is the same as the configuration of the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIGS. 1 and 2, and therefore, the same reference numerals are used and description thereof is omitted.
  • the surface of the object to be cleaned 30 is held by the holding unit 20 so as to be in a horizontal state.
  • the spot shower 5 and the ultrasonic transmission tube 12 are disposed outside the outer periphery of the object 30 to be cleaned, and the installation angle between the tip 12a of the ultrasonic transmission tube 12 and the surface of the object 30 is 0 degree (horizontal state). ) It is arranged to be within 90 degrees above.
  • the spot shower 5 can be installed outside the housing 15.
  • the distal end portion 12 a of the ultrasonic transmission tube 12 is parallel to the object to be cleaned 30, and is separated from the distal end portion 12 a of the ultrasonic transmission tube 12.
  • the ultrasonic wave propagation water 13 is irradiated horizontally.
  • the installation angle is 90 degrees
  • the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is perpendicular to the object to be cleaned 30, and the ultrasonic propagation water 13 from the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is vertical. Irradiated.
  • the ultrasonic wave propagation water 13 from the tip 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is in contact with the outer periphery of the object 30 to be cleaned, that is, in the tangential direction of the end surface. Irradiated.
  • the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIGS. 3 and 4 is arranged so that the installation angle between the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 and the surface 30a of the object to be cleaned 30 is about 35 degrees.
  • the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is installed on a line rotated by an installation angle about the position P1 on the end face 30a of the object 30 to be cleaned, that is, about 35 degrees. ing.
  • the spot shower 5 and the ultrasonic transmission tube 12 are installed so as not to be located in a vertically extending space from the entire surface of the object to be cleaned 30. Thereby, since the water droplet of the washing
  • a semiconductor wafer substrate as the object to be cleaned 30 has a pattern such as a circuit for forming a large number of IC chips on the surface.
  • the region for forming the pattern on the semiconductor wafer substrate has a diameter smaller than the outer diameter of the semiconductor wafer substrate, and is formed concentrically.
  • the ring-shaped surface inside several millimeters to several tens of millimeters from the outer periphery to the center direction of the semiconductor wafer substrate is an area where no pattern is formed.
  • the cleaning of the end face of the semiconductor wafer substrate needs to prevent the ultrasonic wave propagation water from being directly irradiated onto the pattern region formed on the semiconductor wafer substrate.
  • FIG. 5 is a diagram showing the outer diameter of the semiconductor wafer substrate, the outer diameter of the pattern region, and the irradiation angle of the ultrasonic wave propagation water.
  • FIG. 5A shows the outer diameter of the semiconductor wafer substrate being 300 mm and the outside of the pattern region.
  • FIG. 5B shows a semiconductor wafer substrate having an outer diameter of 300 mm and a pattern region having an outer diameter of 280 mm.
  • the ultrasonic wave of the end surface of the semiconductor wafer substrate 30 in plan view By making the irradiation angle of ultrasonic propagation water less than the limit angle shown below with respect to the tangent L1 at the irradiation position P2 of propagation water, the ultrasonic propagation water is not directly irradiated into the pattern region.
  • the irradiation angle ⁇ 1 of the ultrasonic wave propagation water is the inner limit angle, that is, the tip 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is positioned on the semiconductor wafer substrate 30 side with respect to the tangent L1, and is perpendicular to the outer periphery of the pattern region.
  • the angle formed by the straight line m1 passing through the virtual plane and passing through the irradiation position P2 of the end surface 30a of the semiconductor wafer substrate 30 with respect to the tangent L1 is 11.48 degrees.
  • the outer limit angle that is, the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is located away from the semiconductor wafer substrate 30 with respect to the tangent L1 passes through the irradiation position P2 of the end surface 30a of the semiconductor wafer substrate 30,
  • the angle formed by the straight line n1 passing through a virtual plane in the vertical direction of the outer periphery of the pattern area with respect to the tangent L1 is 11.48 degrees.
  • the irradiation angle ⁇ 2 of the ultrasonic propagation water is the inner limit angle, that is, the tip 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is positioned on the semiconductor wafer substrate 30 side with respect to the tangent L2, and is perpendicular to the outer periphery of the pattern region.
  • the angle formed by the straight line m2 passing through the virtual plane and passing through the irradiation position P3 of the end surface 30a of the semiconductor wafer substrate 30 with respect to the tangent L2 is 21.04 degrees.
  • the outer limit angle that is, the distal end portion 12a of the ultrasonic transmission tube 12 is located away from the semiconductor wafer substrate 30 with respect to the tangent L2, passes through the irradiation position P3 of the end surface 30a of the semiconductor wafer substrate 30,
  • the angle formed by the straight line n2 passing through a virtual plane in the vertical direction of the outer periphery of the pattern area with respect to the tangent L2 is 21.04 degrees.
  • the irradiation angle ⁇ 2 of the ultrasonic wave propagation water is set to be less than 21.04 degrees with reference to the tangent at the contact point of the end surface forming the outer periphery of the semiconductor wafer substrate 30, the ultrasonic wave propagation in the pattern region is achieved. Water is not directly irradiated.
  • the substrate as the object to be cleaned has a circular pattern region on the substrate, and when the outer diameter of the substrate is Da and the outer diameter of the pattern region of the substrate is Db, With reference to the tangent line at the contact point of the end face that forms the outer periphery, the irradiation angle of the ultrasonic propagation water formed with the tangent line that intersects the contact point of the end face is less than the angle calculated from the arc cosine of (Db / Da). By irradiating with ultrasonic propagation water, it is possible to prevent the ultrasonic propagation water from being directly irradiated onto the pattern area formed on the substrate.
  • the flow rate of the spot shower 5 is changed according to the driving frequency of the ultrasonic vibrator.
  • the driving frequency of the ultrasonic vibrator is 430 kHz
  • the flow rate from the tip of the nozzle of the spot shower 5 is 2 liters / minute to 3.5 liters / minute
  • the driving frequency of the ultrasonic vibrator is 950 kHz
  • the flow rate from the tip of the nozzle of the spot shower 5 is 1 liter / minute to 1.5 liter / minute.
  • the rotation of the object to be cleaned in cleaning is opposite to the irradiation direction of the ultrasonic wave propagation water on the end surface of the object to be cleaned 30 by the rotating unit 21, as indicated by the arrow on the object to be cleaned 30 in FIGS. So that the rotation direction is.
  • the rotation of the object to be cleaned may be in the same direction as the irradiation direction of the ultrasonic propagation water irradiated on the end face.
  • FIG. 6A is a view showing the state of the end face of the glass substrate to which the silica particles before cleaning are attached
  • FIG. 6B is a view showing the state of the end face of the glass substrate after being cleaned.
  • the white spot shown to Fig.6 (a) is a silica particle.
  • the silica particle has adhered to the end surface of the glass substrate before washing
  • FIG. 6B shows the result of cleaning the end face of the glass substrate with the ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
  • the silica particles adhering to the end face of the glass substrate are removed after washing.
  • the removal rate of silica particles of 0.5 ⁇ m or more in FIG. 6B was 96.5%. Thereby, the effectiveness of the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention was confirmed.
  • FIG. 7A shows a state of the surface of the glass substrate as an object to be cleaned before cleaning
  • FIG. 7B shows a state where ultrasonic propagation water is irradiated perpendicularly to the end face of the substrate toward the center of the substrate shown in FIG.
  • FIG. 7C is a view showing the state of the glass substrate surface after being cleaned by irradiating ultrasonic propagation water from the tangential direction of the end face of the substrate shown in FIG. is there.
  • FIG. 7A shows a state where there is no alumina slurry on the surface of the glass substrate before cleaning.
  • the alumina slurry on the end surface of the glass substrate is removed, but the alumina slurry on the end surface of the glass substrate may be reattached to the surface of the glass substrate. It was seen.
  • the contaminated cleaning liquid is discharged out of the substrate without reattaching to the front and back surfaces of the substrate. Can do. Thereby, since recontamination by washing
  • the peel strength (also referred to as shear stress) for removing dust and dirt can be improved. Furthermore, the peel strength can be further increased by rotating the substrate in the direction opposite to the direction of irradiation of the ultrasonic wave propagation water.
  • the nozzle that irradiates the ultrasonic wave propagation water is not positioned on the object to be cleaned, the water droplets of ultrasonic wave propagation water containing dirt from the nozzle will not fall on the substrate surface. Contamination of the substrate can be prevented.
  • an ultrasonic transmission tube for guiding ultrasonic propagation water in a spot shower as an ultrasonic cleaning tool, it is possible to irradiate ultrasonic propagation water to a predetermined position on the end surface of the substrate.
  • the spot shower can be arranged far away, so that contaminated ultrasonic wave propagation water can be prevented from adhering to the case of the spot shower.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

　被洗浄物の端面に照射した超音波伝播水の被洗浄物からの跳ね返り等による再汚染を防止し、被洗浄物の端面を効率良く洗浄することが可能な基板端面の超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法を提供すること。　スポットシャワーに連設して超音波伝播水を基板に対し伝達・照射する超音波伝達管を有し、超音波伝達管は、基板上に位置しないように設置し、基板の表面が水平状態となるように基板を保持して回転可能な回転保持部により基板を回転しつつ、空間に配された基板の外周を成す端面に対し、当該端面の接線方向から超音波伝播水を超音波伝達管から照射するようにする。

Description

超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法
　本発明は、半導体ウェハ基板、ガラス基板、磁気ディスク用基板等の円板状の被洗浄物に対して、その端面を超音波伝播水で洗浄する超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法に関する。
　従来、半導体ウェハ等の基板の洗浄は、洗浄液を蓄えた洗浄槽に被洗浄物を浸漬して、洗浄槽の底部に設けられた超音波振動子を振動させて洗浄が行われている。また、サイズの大きい被洗浄物では洗浄槽に浸漬できないため、これらの被洗浄物に対して、ハンディ型の超音波洗浄ツールが用いられている。ハンディ型の超音波洗浄ツールは、被洗浄物の特性、材質等により、例えば、半導体ウェハ基板では、ゴミの再付着を防止するために使用されている。
　また、半導体ウェハ基板、ガラス基板等の円板の形状を有する基板は、研磨、エッヂング等の工程後に洗浄が必要となる。半導体ウェハ等の基板の洗浄は、研磨等により基板の端面に付着したダストを除去するようにする。これは、基板のハンドリング時に基板の端面をチャックしたり、基板のカセットへの収納時に、基板の端面に付着したダストにより基板表面の汚染を防止するためである。
　特許文献１には、円板状ガラス基板をその主表面が鉛直となるようにしつつ回転させ、その回転するガラス基板の外周端面に、超音波を照射された洗浄液Ｗを流下させるガラス基板の洗浄方法が開示されている。特許文献１の図１、図２によれば、垂直の方向に平行に離隔させて鉛直に保持された複数のガラス基板１の外周端面１ａに、超音波を照射された洗浄液Ｗを鉛直の方向に流下させるようにする。すなわちガラス基板１の外周端面１ａ外から洗浄液Ｗをガラス基板１の中心に向けて流下させて、ガラス基板１の外周端面１ａを洗浄するものである。
特許第４５８６６６０号公報
　半導体ウェハ基板、ガラス基板等の円板の形状を有する基板は、基板の端面に付着したダストによる基板表面の汚染を防止するために、基板の端面に付着したダストを除去する洗浄を行う。洗浄は、スポットシャワーのノズル等により超音波を印加した洗浄液を被洗浄物に噴射して行われる。尚、スポットシャワー等で空間に照射する、超音波を印加した洗浄液を超音波伝播水と記す。
　しかしながら、超音波伝播水を被洗浄物に噴射して行う洗浄では、安定した超音波の伝播距離は周波数９５０ｋＨｚで３０ｍｍ程度である。それ以上の距離では洗浄液にキャピラリー波が発生して、霧状になるため、超音波の伝播媒質である洗浄液が少なくなり、音波の伝播が弱くなる。このため、安定した洗浄を行うために、被洗浄物にスポットシャワーのノズル等を近づける必要がある。
　図８は、従来の基板端面の洗浄における、円板状の基板とスポットシャワーとの位置関係を示す平面図である。図８に示すように、円板状の基板３０の端面３０ａを洗浄する際、スポットシャワー５０は、１点鎖線で示す基板３０の中心線の延長上の位置に配置される。スポットシャワー５０からの超音波伝播水１３は、基板３０の端面３０ａの接線方向に対してほぼ垂直に照射される。しかしながら、図８に示す超音波伝播水の最大伝播距離ｄｍａｘは３０ｍｍ程度であるため、スポットシャワー５０を設置する位置が限定される。
　また、図８に示す従来の洗浄における超音波伝播水１３が、基板３０の端面３０ａの接線方向に対してほぼ垂直に照射されることにより、基板３０の端面３０ａの汚れが基板の表面３０ｂに転写して、基板３０の表面３０ｂ及び裏面の汚れが増大する恐れがある。
　一方、特許文献１に開示された洗浄方法では、洗浄液が基板の外周端面に垂直に照射されるため、基板の外周からの汚れが、洗浄液と共に基板表面を流れ、基板表面に汚れが付着する恐れがある。
　更に、基板等の被洗浄物に超音波洗浄ツールとしてのスポットシャワーを被洗浄物の上部等の近接した位置に配置すると、被洗浄物に照射した超音波伝播水が被洗浄物から跳ね返り、跳ね返った洗浄液がスポットシャワーに付着する。洗浄後の被洗浄物にスポットシャワーに付着した汚れを含んだ水が垂れることにより、被洗浄物に再汚染が生じることがある。
　そこで本発明は、被洗浄物の端面に照射した超音波伝播水の被洗浄物からの跳ね返り等による再汚染を防止し、被洗浄物の端面を効率良く洗浄することが可能な基板端面の超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法を提供することを目的とする。
　上記目的達成のため、本発明の超音波洗浄装置は、被洗浄物としての基板の外周の端面を洗浄する超音波洗浄装置であって、前記基板は、円板形状を成し、前記超音波洗浄装置は、前記基板の表面が水平状態となるように前記基板を保持して回転可能な回転保持部を有し、前記回転保持部により前記基板を回転しつつ、空間に配された前記基板の外周を成す端面に対し、当該端面の接線方向から超音波を印加した洗浄液である超音波伝播水を超音波洗浄ツールから照射するようにしたことを特徴とする。
　また、本発明の超音波洗浄装置の前記超音波洗浄ツールは、超音波伝播水をシャワー状に噴出する流出型のスポットシャワーであり、当該スポットシャワーに連設して超音波伝播水を前記基板に対し伝達・照射する超音波伝達管を有し、当該超音波伝達管は、側面視において、水平状態に保持された前記基板の表面との成す照射角度が、０度以上９０度以内となるように前記基板より高い位置に設けられていることを特徴とする。
　また、本発明の超音波洗浄装置の前記超音波伝達管は、前記基板上に位置しないように設置するようにしたことを特徴とする。
　また、本発明の超音波洗浄装置の前記超音波伝達管は、フレキシブル材料から成り、自在にその先端の位置、照射角度を設定できるようにしたことを特徴とする。
　また、本発明の超音波洗浄装置の前記回転保持部は、前記基板の端面に照射される超音波伝播水の照射方向と同一方向又は反対方向となるように前記基板を回転するようにしたこと特徴とする。
　また、前記基板は、基板上に円形のパターン領域を有し、基板の外径をＤａ、基板のパターン領域の外径をＤｂとし、本発明の超音波洗浄装置は、平面視において、基板の外周を成す端面の接点における接線を基準に、端面の前記接点における前記接線と成す超音波伝播水の照射角度が、（Ｄｂ／Ｄａ）のアークコサインから算出される角度未満となるように超音波伝播水を照射するようにしたことを特徴とする。
　また、本発明の超音波洗浄方法は、被洗浄物としての基板の外周の端面を洗浄する超音波洗浄方法であって、前記基板は、円板形状を成し、前記基板の表面は水平状態となるように保持され、保持された前記基板を回転させながら、空間に配された前記基板の外周を成す端面に対し、当該端面の接線方向から超音波を印加した洗浄液である超音波伝播水を照射するようにしたことを特徴とする。
　本発明による超音波洗浄装置によれば、基板端面の接線方向から超音波伝播水を照射することにより、汚染された洗浄液を基板の表面及び裏面に再付着させることなく基板外に排出することができる。これにより、洗浄汚染水による再汚染を防ぐことができるため、洗浄性が向上する。
　また、基板端面の接線方向から超音波伝播水を照射することにより、ゴミ、汚れを除去するための剥離強度（せん断応力ともいう）を向上させることができる。更に、洗浄液の照射方向と反対方向に基板を回転させることにより、より剥離強度を増大させることができ、洗浄効果が高い。
　また、洗浄液を照射するノズルが、被洗浄物上に位置しないように設置したことにより、ノズルからの汚れを含んだ洗浄液の水滴が基板表面に落下することがないため、基板の汚染を防止することができる。
　また、超音波洗浄ツールとしてのスポットシャワーに超音波伝播水を誘導する超音波伝達管を使用することにより、超音波伝播水を基板端面の所定の位置に照射することができる。
　更に、自在に変形可能な超音波伝達管を用いることで、スポットシャワーを自由に配置することができるため、超音波洗浄装置の構成における自由度が広がる。
　また、スポットシャワーに超音波伝達管を用いることにより、スポットシャワーを遠く配置することができるため、汚染された洗浄液がスポットシャワーの筐体に付着することを防ぐことができる。
被洗浄物としての基板の端面を洗浄する超音波洗浄装置の概要を示す平面図であり、超音波伝達管の先端部と被洗浄物の表面との設置角度が約０度となるように配置したものである。 図１に示す超音波洗浄装置の断面を含む側面図である。 被洗浄物としての基板の端面を洗浄する超音波洗浄装置の概要を示す平面図であり、超音波伝達管の先端部と被洗浄物の表面との設置角度が約３５度となるように配置したものである。 図３に示す超音波洗浄装置の断面を含む側面図である。 半導体ウェハ基板の外径、パターン領域の外径及び洗浄液の照射角度を示す図であり、（ａ）は、半導体ウェハ基板の外径が３００ｍｍ、パターン領域の外径が２９４ｍｍであり、（ｂ）は、半導体ウェハ基板の外径が３００ｍｍ、パターン領域の外径が２８０ｍｍのものを示す。 （ａ）は、洗浄前のシリカ粒子が付着したガラス基板の端面の状態を示す図、（ｂ）は、洗浄後のガラス基板の端面の状態を示す図である。 （ａ）は洗浄前の被洗浄物としてのガラス表面の状態、（ｂ）は、図８に示す基板の中心に向かって基板の端面に垂直に超音波伝播水を照射して洗浄した後のガラス表面の状態、（ｃ）は、図１に示す基板の端面の接線方向から超音波伝播水を照射して洗浄した後のガラス表面の状態をそれぞれ示す図である。 従来の基板端面の洗浄における、円板状の基板とスポットシャワーとの位置関係を示す平面図である。
　以下、図面を参照して、本発明による超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法を実施するための形態について説明する。尚、本発明に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法は、被洗浄物の外周を成す端面に対し、端面の接線方向から超音波伝播水を照射するようにして、被洗浄物の端面に照射した超音波伝播水の被洗浄物からの跳ね返り等による再汚染を防止し、被洗浄物の端面を効率良く洗浄することができるようにしたものである。
　［超音波洗浄装置の構成］
　図１は、被洗浄物としての基板の端面を洗浄する超音波洗浄装置の概要を示す平面図で、あり、超音波伝達管の先端部と被洗浄物の表面との設置角度が約０度となるように配置したものである。図２は、図１に示す超音波洗浄装置の断面を含む側面図である。図１、図２に示すように、超音波洗浄装置１は、被洗浄物３０に超音波伝播水１３を照射する超音波洗浄ツール５と、筐体１５内に設けられた被洗浄物３０を載置して保持する保持部２０と、被洗浄物３０を保持した保持部２０を回転させる回転部２１とを有している。
　図２に示すように、超音波洗浄ツール５は洗浄液を超音波とともにシャワー状に噴出するスポットシャワー５であり、超音波洗浄ツール５としてのスポットシャワー５は、略円筒状のケース（筐体）６を有しており、ケース６の先端部にはノズル７が取り付けられている。尚、超音波洗浄ツール５としてのスポットシャワーに関しては、特許第４７０５５０９号公報に開示されており、このため詳細な説明は省略する。
スポットシャワー５のケース６内には、超音波振動子（図示せず）が配置されており、ケース６の側面には洗浄液を供給するための洗浄液供給口８ａが形成されている。また、図２に示すように、ノズル７に連接して超音波伝達管１２が配置されている。超音波伝達管１２の先端部１２ａは開放されており、先端部１２ａから超音波伝播水１３が被洗浄物３０に対し噴出、照射される。
　ノズル７に連接した超音波伝達管１２は、高純度石英、高純度ＳｉＣ、高純度Ａｌやステンレス材が知られており、これらの材料で形成することが望ましい。これらの材料は、所定の形状に加工することができるため、所望の位置に設置することができる。更に、超音波伝達管１２を成形がフレキシブルな材質であり、かつ、高剛性材料であるセラミックス、カーボングラファイト、高純度ＳｉＣ等で構成することにより、使用時に自在に変形させることができるため、スポットシャワー５を自由に配置することが可能となり、超音波洗浄装置１の構成における自由度が広がる。
　ケース６の洗浄液供給口８ａから供給された洗浄液は、ノズル７の側面に形成された整流機構（図示せず）により整流されて均一水流となり、ノズル７の出口から均一の水流柱となって噴出する。これにより、ノズル７に連接した超音波伝達管１２から超音波伝播水１３が被洗浄物３０に対し噴出、照射される。
　給液管８は、ケース６の側面に設けられた洗浄液供給口８ａと結合してタンク等に貯留されている洗浄液を供給するものである。給液管８を介してタンク等から設定された単位時間当たりの流量がスポットシャワー５に供給される。
　電力供給用コネクタ９は、超音波振動子を振動させるための高周波電力を供給するためのものであり、コネクタのケーブルは、超音波発振器（図示せず）と接続されている。超音波発振器は、周波数が４５０ｋＨｚ、９５０ｋＨｚ等の高周波で、設定されたパワーを有する高周波電力を超音波振動子に供給する。
　被洗浄物３０は、円板状の形状を成し、外周の端面の洗浄が必要な基板であり、例えば、半導体ウェハ基板、ガラス基板、磁気ディスク用基板等である。
　図２に示すように、保持部２０は被洗浄物３０を載置して保持するものであり、例えば、半導体ウェハ基板等の表面（パターンが形成される面）が上となるように載置し、半導体ウェハ基板等の裏面を吸着等で保持する。このとき、半導体ウェハ基板の外周端面及びその近傍エリアは、保持部２０で保持されることなく空間に位置している。
　回転部２１は、保持部２０を回転させるものであり、水平面に対して回転軸２２が垂直と成るように設けられており、回転軸２２の先端に保持部２０の中心が固定されている。回転部２１はモータ２５によって駆動され、所定の回転数で回転するようになっている。　図２に示すように、超音波洗浄装置１は、被洗浄物３０の表面が水平状態となるように保持部２０によって保持され、保持部２０で保持された被洗浄物３０は、回転部２１によって水平状態を維持して回転するようになっている。
　［超音波伝達管の位置］
　次に、被洗浄物の端面を洗浄するための、被洗浄物に対するスポットシャワーの超音波伝達管の位置について図１乃至図４を用いて説明する。図３は、被洗浄物としての基板の端面を洗浄する超音波洗浄装置の概要を示す平面図であり、超音波伝達管の先端部と被洗浄物の表面との設置角度が約３５度となるように配置したものである。図４は、図３に示す超音波洗浄装置の断面を含む側面図である。尚、図３、図４に示す超音波洗浄装置の構成は、図１、図２に示す超音波洗浄装置の構成と同一であり、このため同一符号を用いて説明は省略する。
　図１乃至図４に示すように、被洗浄物３０の表面が水平状態となるように保持部２０によって保持されている。スポットシャワー５及び超音波伝達管１２は、被洗浄物３０の外周外に配置されており、超音波伝達管１２の先端部１２ａと被洗浄物３０の表面との設置角度は０度（水平状態）以上で９０度以内となるように配置されている。また、図３に示すように、スポットシャワー５は、筐体１５外に設置することも可能である。
　図１及び図２に示すように、設置角度が０度のときには、超音波伝達管１２の先端部１２ａは、被洗浄物３０と平行を成し、超音波伝達管１２の先端部１２ａからの超音波伝播水１３は、水平に照射される。また、設置角度が９０度のときには、超音波伝達管１２の先端部１２ａは、被洗浄物３０と垂直をなし、超音波伝達管１２の先端部１２ａからの超音波伝播水１３は、垂直に照射される。
　このように設置角度が０度のときには、超音波伝達管１２の先端部１２ａから超音波伝播水１３が、被洗浄物３０の外周に接するように、即ち、端面の接線方向となるように、照射される。
　図３及び図４に示す超音波洗浄装置は、超音波伝達管１２の先端部１２ａと被洗浄物３０の表面３０ａとの設置角度が約３５度となるように配置されたものである。図４に示すように、被洗浄物３０の端面３０ａでの位置Ｐ１における接線を位置Ｐ１を中心に設置角度分、即ち約３５度回転した線上に超音波伝達管１２の先端部１２ａが設置されている。
　また、図１、図３に示すように、スポットシャワー５及び超音波伝達管１２は、被洗浄物３０の表面全体からの垂直に伸びた空間内に位置しないように、設置されている。これにより、スポットシャワー５又は超音波伝達管１２からの汚れを含んだ洗浄液の水滴が被洗浄物の表面に落下することがないため、被洗浄物の汚染を防止することができる。
　［超音波伝播水の照射角度］
　被洗浄物３０として半導体ウェハ基板では、表面に多数のＩＣチップを形成する回路等のパターンを有している。半導体ウェハ基板上のパターンを形成する領域は、半導体ウェハ基板の外径よりも小さい径であり、同心円状に形成されている。これにより、半導体ウェハ基板の外周から中心方向へ数ミリメートルから数十ミリメートル内部のリング状の面は、パターンが形成されていない領域である。半導体ウェハ基板の端面の洗浄は、半導体ウェハ基板上に形成されたパターンの領域に超音波伝播水が直接照射されないようにする必要がある。
　次に、表面にパターンを有する半導体ウェハ基板等における超音波伝播水の照射角度について図５を用いて説明する。図５は、半導体ウェハ基板の外径、パターン領域の外径及び超音波伝播水の照射角度を示す図であり、図５（ａ）は、半導体ウェハ基板の外径が３００ｍｍ、パターン領域の外径が２９４ｍｍであり、図５（ｂ）は、半導体ウェハ基板の外径が３００ｍｍ、パターン領域の外径が２８０ｍｍのものを示す。
　図５（ａ）に示すように、例えば、半導体ウェハ基板３０の外径（直径）Ｄａが３００ｍｍ、パターン領域の外径Ｄｂが２９４ｍｍのときには、平面視での半導体ウェハ基板３０の端面の超音波伝播水の照射位置Ｐ２における接線Ｌ１に対して、超音波伝播水の照射角度を以下に示す限界角度未満にすることにより、パターン領域内に超音波伝播水が直接照射されない。
　超音波伝播水の照射角度θ１は、内側の限界角度、即ち、超音波伝達管１２の先端部１２ａが、接線Ｌ１に対して半導体ウェハ基板３０側に位置し、パターン領域の外周の垂直方向に仮想した面を通り、半導体ウェハ基板３０の端面３０ａの照射位置Ｐ２を通る直線ｍ１が接線Ｌ１に対して成す角度は、１１．４８度である。
　一方、外側の限界角度、即ち、超音波伝達管１２の先端部１２ａが、接線Ｌ１に対して半導体ウェハ基板３０とは離れて位置し、半導体ウェハ基板３０の端面３０ａの照射位置Ｐ２を通り、パターン領域の外周の垂直方向に仮想した面を通る直線ｎ１が接線Ｌ１に対して成す角度は、１１．４８度である。このように、超音波伝播水の照射角度θ１を半導体ウェハ基板３０の外周を成す端面の接点における接線を基準に、１１．４８度未満となるようにすることにより、パターン領域内に超音波伝播水が直接照射されることがない。　また、図５（ｂ）に示すように、半導体ウェハ基板３０の外径（直径）が３００ｍｍ、パターン領域の外径が２８０ｍｍのときには、平面視での半導体ウェハ基板３０の外径の超音波伝播水の照射位置Ｐ３における接線Ｌ２に対して、超音波伝播水の照射角度を以下に示す限界角度未満にすることにより、パターン領域内に超音波伝播水が直接照射されない。
　超音波伝播水の照射角度θ２は、内側の限界角度、即ち、超音波伝達管１２の先端部１２ａが、接線Ｌ２に対して半導体ウェハ基板３０側に位置し、パターン領域の外周の垂直方向に仮想した面を通り、半導体ウェハ基板３０の端面３０ａの照射位置Ｐ３を通る直線ｍ２が接線Ｌ２に対して成す角度は、２１．０４度である。
一方、外側の限界角度、即ち、超音波伝達管１２の先端部１２ａが、接線Ｌ２に対して半導体ウェハ基板３０とは離れて位置し、半導体ウェハ基板３０の端面３０ａの照射位置Ｐ３を通り、パターン領域の外周の垂直方向に仮想した面を通る直線ｎ２が接線Ｌ２に対して成す角度は、２１．０４度である。このように、超音波伝播水の照射角度θ２を半導体ウェハ基板３０の外周を成す端面の接点における接線を基準に、２１．０４度未満となるようにすることにより、パターン領域内に超音波伝播水が直接照射されることがない。  　以上述べたように、被洗浄物としての基板は、基板上に円形のパターン領域を有し、基板の外径をＤａ、基板のパターン領域の外径をＤｂとすると、平面視において、基板の外周を成す端面の接点における接線を基準に、端面の前記接点を交点とする接線と成す超音波伝播水の照射角度が、（Ｄｂ／Ｄａ）のアークコサインから算出される角度未満となるように超音波伝播水を照射することにより、 基板上に形成されたパターンの領域に超音波伝播水が直接照射されことを防ぐことができる。
　［スポットシャワーの流量］
　次に、洗浄におけるスポットシャワーの流量及び被洗浄物の回転について述べる。超音波洗浄装置による基板等の洗浄では、スポットシャワー５の流量は、超音波振動子の駆動周波数によって変えるようにする。例えば、超音波振動子の駆動周波数が４３０ｋＨｚのときには、スポットシャワー５のノズルの先端からの流量は、２リットル／分から３．５リットル／分とし、超音波振動子の駆動周波数が９５０ｋＨｚのときには、スポットシャワー５のノズルの先端からの流量は、１リットル／分から１．５リットル／分とする。
　また、洗浄における被洗浄物の回転は、図１及び図３の被洗浄物３０上の矢印で示すように、回転部２１により被洗浄物３０の端面での超音波伝播水の照射方向と反対の回転方向となるようにする。これにより、超音波伝播水の流速と被洗浄物３０の回転速度との相対速度が増加するため、剥離強度が増して、効率良く被洗浄物３０の端面を洗浄することができる。尚、被洗浄物の回転は、その端面に照射される超音波伝播水の照射方向と同一方向であってもよい。
　［基板端面の洗浄結果 ］
　次に、図１に示す超音波洗浄装置により、被洗浄物としてのガラス基板の端面を洗浄した結果について述べる。図６（ａ）は、洗浄前のシリカ粒子が付着したガラス基板の端面の状態を示す図、図６（ｂ）は、洗浄後のガラス基板の端面の状態を示す図である。図６（ａ）に示す白い斑点が、シリカ粒子である。図６（ａ）に示すように、洗浄前のガラス基板の端面には、シリカ粒子が付着している。このガラス基板の端面に図１に示す超音波洗浄装置で洗浄した結果を図６（ｂ）に示す。
　図６（ｂ）に示すように、ガラス基板の端面に付着したシリカ粒子は、洗浄後に除去されている。図６（ｂ）における０．５μｍ以上のシリカ粒子の除去率は、９６．５％であった。これにより、本発明による超音波洗浄装置の有効性を確認した。
　更に、基板端面のアルミナスラリーの洗浄によって、基板端面のアルミナスラリーがガラス基板の表面に再付着するかを検証するために、図８に示す基板の中心に向かって基板の端面に垂直に超音波伝播水を照射した洗浄と、図１に示す基板の端面の接線方向から超音波伝播水を照射した洗浄の比較を行った。図７（ａ）は洗浄前の被洗浄物としてのガラス基板表面の状態、図７（ｂ）は、図８に示す基板の中心に向かって基板の端面に垂直に超音波伝播水を照射して洗浄した後のガラス基板表面の状態、図７（ｃ）は、図１に示す基板の端面の接線方向から超音波伝播水を照射して洗浄した後のガラス基板表面の状態を示す図である。尚、図７（ａ）は、洗浄前のガラス基板表面にアルミナスラリーが無い状態を示している。
　ガラス基板の中心に向かってガラス基板の端面に垂直に超音波伝播水を照射する従来の洗浄では、図７（ｂ）に示すように、ガラス基板の端面のアルミナスラリー（白い斑点状のもの）がガラス基板の表面に再付着することが確認された。一方、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板の端面における接線方向から超音波伝播水を照射する洗浄では、ガラス基板の端面のアルミナスラリーのガラス基板の表面への再付着が見られなかった。
　このように、図８に示す従来の洗浄方式で洗浄した場合には、ガラス基板の端面におけるアルミナスラリーは除去されるが、ガラス基板の端面のアルミナスラリーがガラス基板の表面に再付着することが見られた。
　以上述べたように、本発明によれば、基板端面の接線方向から超音波伝播水を照射することにより、汚染された洗浄液を基板の表面及び裏面に再付着させることなく基板外に排出することができる。これにより、洗浄汚染水による再汚染を防ぐことができるため、洗浄性が向上する。
　また、基板端面の接線方向から超音波伝播水を照射することにより、ゴミ、汚れを除去するための剥離強度（せん断応力ともいう）を向上させることができる。更に、超音波伝播水の照射方向と反対方向に基板を回転させることにより、より剥離強度を増大させることができる。
　また、超音波伝播水を照射するノズルが、被洗浄物上に位置しないように設置したことにより、ノズルからの汚れを含んだ超音波伝播水の水滴が基板表面に落下することがないため、基板の汚染を防止することができる。
　また、超音波洗浄ツールとしてのスポットシャワーに超音波伝播水を誘導する超音波伝達管を使用することにより、超音波伝播水を基板端面の所定の位置に照射することができる。
　更に、自在に変形可能な超音波伝達管を用いることで、スポットシャワーを自由に配置することができるため、超音波洗浄装置の構成における自由度が広がる。
　また、スポットシャワーに超音波伝達管を用いることにより、スポットシャワーを遠く配置することができるため、汚染された超音波伝播水がスポットシャワーの筐体に付着することを防ぐことができる。
　この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
１　　　　超音波洗浄装置
５、５０　超音波洗浄ツール（スポットシャワー）
６　　　　ケース
７　　　　ノズル
８　　　　給液管
８ａ　　　洗浄液供給口
９　　　　電力供給用コネクタ
１２　　　超音波伝達管
１２ａ　　先端部
１３　　　超音波伝播水
１５　　　筐体
２０　　　保持部
２１　　　回転部
２２　　　回転軸
２５　　　モータ
３０　　　被洗浄物（基板、半導体ウェハ基板）
３０ａ　　被洗浄物（基板）の端面
３０ｂ　　被洗浄物（基板）の表面

Claims (7)

  1. 　被洗浄物としての基板の外周の端面を洗浄する超音波洗浄装置であって、
    　前記基板は、円板形状を成し、
    　前記超音波洗浄装置は、前記基板の表面が水平状態となるように前記基板を保持して回転可能な回転保持部を有し、
    前記回転保持部により前記基板を回転しつつ、空間に配された前記基板の外周を成す端面に対し、当該端面の接線方向から超音波を印加した洗浄液である超音波伝播水を超音波洗浄ツールから照射するようにしたことを特徴とする超音波洗浄装置。
  2. 　前記超音波洗浄ツールは、超音波伝播水をシャワー状に噴出する流出型のスポットシャワーであり、当該スポットシャワーに連設して超音波伝播水を前記基板に対し伝達・照射する超音波伝達管を有し、当該超音波伝達管は、側面視において、水平状態に保持された前記基板の表面との成す照射角度が、０度以上９０度以内となるように前記基板より高い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置。
  3. 　前記超音波伝達管は、前記基板上に位置しないように設置するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の超音波洗浄装置。
  4. 　前記超音波伝達管は、フレキシブル材料から成り、自在にその先端の位置、照射角度を設定できるようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の超音波洗浄装置。
  5. 　前記回転保持部は、前記基板の端面に照射される超音波伝播水の照射方向と同一方向又は反対方向となるように前記基板を回転するようにしたこと特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置。
  6. 　前記基板は、基板上に円形のパターン領域を有し、基板の外径をＤａ、基板のパターン領域の外径をＤｂとし、平面視において、基板の外周を成す端面の接点における接線を基準に、端面の前記接点における前記接線と成す超音波伝播水の照射角度が、（Ｄｂ／Ｄａ）のアークコサインから算出される角度未満となるように超音波伝播水を照射するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１に記載の超音波洗浄装置。
  7. 　被洗浄物としての基板の外周の端面を洗浄する超音波洗浄方法であって、
    　前記基板は、円板形状を成し、前記基板の表面は水平状態となるように保持され、
    保持された前記基板を回転させながら、空間に配された前記基板の外周を成す端面に対し、当該端面の接線方向から超音波を印加した洗浄液である超音波伝播水を照射するようにしたことを特徴とする超音波洗浄方法。
PCT/JP2014/060947 2013-07-04 2014-04-17 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 WO2015001834A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/439,541 US9815092B2 (en) 2013-07-04 2014-04-17 Ultrasonic cleaning apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-140824 2013-07-04
JP2013140824A JP5651744B1 (ja) 2013-07-04 2013-07-04 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015001834A1 true WO2015001834A1 (ja) 2015-01-08

Family

ID=52143428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/060947 WO2015001834A1 (ja) 2013-07-04 2014-04-17 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9815092B2 (ja)
JP (1) JP5651744B1 (ja)
TW (1) TWI522185B (ja)
WO (1) WO2015001834A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102497279B1 (ko) * 2017-12-21 2023-02-08 가부시끼가이샤가이죠 초음파 진동자 및 초음파 진동자를 사용한 초음파 세정 장치
JP7396785B2 (ja) * 2018-02-20 2023-12-12 株式会社ディスコ 研削装置
JP7364322B2 (ja) * 2018-02-23 2023-10-18 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置および基板洗浄方法
WO2019246039A1 (en) * 2018-06-18 2019-12-26 Spectrum Brands, Inc. Ultrasonic faucet
CN113471108B (zh) * 2021-07-06 2022-10-21 华海清科股份有限公司 一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001135612A (ja) * 1999-07-09 2001-05-18 Applied Materials Inc 基板をエッチングする装置及び方法
JP2004363453A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Tokyo Seimitsu Co Ltd 基板洗浄装置
JP2007289807A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Kaijo Corp 超音波洗浄装置
JP2009071235A (ja) * 2007-09-18 2009-04-02 Sokudo:Kk 基板処理装置
JP2011035063A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Fujitsu Semiconductor Ltd ウェーハ端面の洗浄方法及び装置、並びに洗浄液供給装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030213772A9 (en) 1999-07-09 2003-11-20 Mok Yeuk-Fai Edwin Integrated semiconductor substrate bevel cleaning apparatus and method
JP3933670B2 (ja) 2005-03-29 2007-06-20 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法及び基板洗浄装置
JP4586660B2 (ja) 2005-07-19 2010-11-24 旭硝子株式会社 円盤状ガラス基板の洗浄方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001135612A (ja) * 1999-07-09 2001-05-18 Applied Materials Inc 基板をエッチングする装置及び方法
JP2004363453A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Tokyo Seimitsu Co Ltd 基板洗浄装置
JP2007289807A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Kaijo Corp 超音波洗浄装置
JP2009071235A (ja) * 2007-09-18 2009-04-02 Sokudo:Kk 基板処理装置
JP2011035063A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Fujitsu Semiconductor Ltd ウェーハ端面の洗浄方法及び装置、並びに洗浄液供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI522185B (zh) 2016-02-21
US20150283588A1 (en) 2015-10-08
TW201501825A (zh) 2015-01-16
JP5651744B1 (ja) 2015-01-14
US9815092B2 (en) 2017-11-14
JP2015013250A (ja) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015001834A1 (ja) 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法
KR100824362B1 (ko) 반도체기판 세정장치 및 세정방법
US8641480B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
JP7348932B2 (ja) 半導体ウエハの洗浄装置、および、洗浄方法
KR20110129894A (ko) 파티클 오염물질 제거 방법
JP4280557B2 (ja) 洗浄装置および研磨装置
JP2001053040A (ja) 研磨装置および研磨方法
TWI791856B (zh) 超音波水噴射裝置
JPH0795540B2 (ja) 超音波洗浄スプレイノズルを用いた基板両面の洗浄方法及び洗浄装置
CN210160074U (zh) 具有清洁功能的研磨装置
JP3071398B2 (ja) 洗浄装置
JP3927936B2 (ja) 枚葉式洗浄方法及び洗浄装置
JPH11244795A (ja) 基板洗浄装置
JPH0695382B2 (ja) ディスクの洗浄方法
JP7295621B2 (ja) ウェーハの切削方法およびウェーハの分割方法
JP4909575B2 (ja) 洗浄方法，洗浄装置
JP5531489B2 (ja) ウェーハ端面の洗浄方法及び装置、並びに洗浄液供給装置
JP2022139548A (ja) 加工装置
JP2011146568A (ja) ウエーハの割れ検出方法及び検出装置
KR20070073311A (ko) 웨이퍼 초음파 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법
JP2004322233A (ja) 硬質脆性板の面取加工方法
JP2012183465A (ja) 超音波洗浄装置
JP2022012360A (ja) 切削装置
JP2001319902A (ja) ウェーハの研磨装置
TW202339061A (zh) 晶片清洗裝置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14819273

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14439541

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14819273

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1