JP2004079767A - Substrate washing apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、光ディスク用基板等の基板の表面へ洗浄液を供給して基板を枚葉式で洗浄する装置および方法、特に洗浄液に超音波振動を付与して基板を洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板、例えば半導体ウエハの表面へ洗浄液を供給してウエハを1枚ずつ洗浄するときに、ウエハ表面へ供給される洗浄液に超音波振動を付与することにより、洗浄工程におけるスループットを高めることが行われている。この場合に、吐出口からウエハ表面へ吐出される洗浄液に向けて超音波を発射する超音波振動子を備えた超音波洗浄ノズルが使用される。超音波洗浄ノズルとしては、従来、ウエハの直径と同等程度もしくはウエハの半径以上の長さのスリット状吐出口を有するノズル、および、スポット状に絞った吐出口を有するノズルが使用されている。
【0003】
スリット状吐出口を有する超音波洗浄ノズルを備えたウエハ洗浄装置では、スリット状吐出口からウエハの表面全体に対して洗浄液を均一に吐出し、均一な洗浄処理を行うことができるようにしている。また、スリット状吐出口の長手寸法が大きいので、ウエハへの超音波の照射範囲を広くして、超音波の伝播範囲を広げることができる。このため、超音波によるウエハに対するダメージを抑えることができる、といった利点を有している。
【0004】
また、スポット状の吐出口を有する超音波洗浄ノズルを備えたウエハ洗浄装置では、超音波洗浄ノズルをウエハの表面に沿ってウエハ全面にわたり走査させて洗浄処理の均一性を向上させるようにしている。この超音波洗浄ノズルでは、吐出口が絞られているので、その吐出口からは少量、例えば0.1l/min〜1l/minといった流量の洗浄液しか吐出されない。このため、洗浄液が有効に使用されて、洗浄液の使用量を少なく抑えることができる、といった利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スリット状吐出口を有する超音波洗浄ノズルでは、長手方向寸法の大きいスリット状吐出口が形設されるので、必然的にノズルが大型化する。そして、超音波振動子によって洗浄液に対し良好に超音波振動を付与するためには、ノズル内部の液溜め部に洗浄液を充満させて振動子が常に接液している状態に保つ必要があり、長手方向寸法の大きいスリット状吐出口からは多量、例えば10l/min〜数十l/minといった流量の洗浄液が流出することになる。このため、洗浄液の一部が無駄に消費されて洗浄液の使用量が多くなる。また、超音波振動子が大型になるため、超音波洗浄ノズルを固定して用いることが多く、このように超音波洗浄ノズルを固定して用いた場合には、洗浄処理の均一性を十分に高めることが難しい、といった問題点がある。
【0006】
一方、スポット状の吐出口を有する超音波洗浄ノズルでは、吐出口が搾られており、ウエハ表面の各部に対して超音波の伝播範囲がスポット的に集中するため、ウエハへのダメージを生じ易い、といった問題点がある。
【0007】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、洗浄液の消費量を抑え、かつ、洗浄処理の均一性を高めるとともに、基板へのダメージを抑えることができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、基板に対し洗浄液を供給して基板を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を支持して回転させる基板支持・回転手段と、長手方向寸法が基板の半径寸法より小さくされ前記基板支持・回転手段により支持されて回転させられる基板の表面へ洗浄液を吐出する細長矩形状の吐出口を有し、その吐出口から基板表面へ吐出される洗浄液に向けて超音波を発射する超音波振動子、および、この超音波振動子を駆動させる高周波発信器を備えた超音波洗浄ノズルと、この超音波洗浄ノズルを、前記基板支持・回転手段により支持されて回転させられる基板の表面に沿って移動させるノズル移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の基板洗浄装置において、前記超音波洗浄ノズルの吐出口から1.6l/min〜6.5l/minの流量で洗浄液が基板の表面へ吐出されるようにしたことを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2記載の基板洗浄装置において、前記超音波洗浄ノズルの超音波パワーを140W以下に調節するパワーコントローラを備えたことを特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、基板に対し洗浄液を供給して基板を洗浄する基板洗浄方法であって、基板を回転させるとともに、長手方向寸法が基板の半径寸法より小さい細長矩形状の吐出口を有する超音波洗浄ノズルを基板の表面に沿って移動させながら、超音波洗浄ノズルの吐出口から超音波振動が付与された洗浄液を1.6l/min〜6.5l/minの流量で基板の表面全体へ吐出することを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項4記載の基板洗浄方法において、前記超音波洗浄ノズルの吐出口から基板の表面へ吐出された洗浄液を回収することを特徴とする。
【0013】
請求項1に係る発明の基板洗浄装置においては、基板支持・回転手段により基板を支持して回転させるとともに、ノズル移動手段によって超音波洗浄ノズルを基板の表面に沿って移動させながら、超音波洗浄ノズルの超音波振動子から洗浄液に向けて超音波を発射し、超音波洗浄ノズルの細長矩形状の吐出口から洗浄液を基板表面へ吐出する。このようにして、基板の表面が洗浄液で洗浄されるとともに超音波洗浄される。このとき、超音波洗浄ノズルの吐出口は細長矩形状であるので、基板への超音波の伝播範囲が集中せずに広がり、このため、超音波による基板へのダメージが抑えられる。また、超音波洗浄ノズルの細長矩形状の吐出口は、その長手方向寸法が基板の半径寸法より小さいので、吐出口から基板表面へ流出する洗浄液の流量を少なくして、洗浄液の使用量を抑えることが可能になる。さらに、超音波洗浄ノズルは、基板の表面に沿って移動しながら洗浄液を基板の表面へ吐出するので、洗浄処理の均一性を向上させることが可能である。
【0014】
請求項2に係る発明の基板洗浄装置では、超音波洗浄ノズルが基板の表面に沿って移動しながらその吐出口から1.6l/min〜6.5l/minの流量で洗浄液が基板表面へ吐出されることにより、洗浄液の使用量が抑えられ、洗浄処理の均一性が向上する。
【0015】
請求項3に係る発明の基板洗浄装置では、超音波洗浄ノズルの超音波パワーを最大で140Wに調節することが可能であり、十分に洗浄効果を上げることができる。
【0016】
請求項4に係る発明の基板洗浄方法によると、基板を回転させるとともに、超音波洗浄ノズルを基板の表面に沿って移動させながら、超音波洗浄ノズルにより超音波を照射しつつ細長矩形状の吐出口から洗浄液を基板表面へ吐出する。このようにして、基板の表面が洗浄液で洗浄されるとともに超音波洗浄される。このとき、吐出口が細長矩形状である超音波洗浄ノズルが使用されるので、基板への超音波の伝播範囲が集中せずに広がり、このため、超音波による基板へのダメージが抑えられる。また、吐出口の長手方向寸法が基板の半径寸法より小さくされた超音波洗浄ノズルが使用され、その吐出口から1.6l/min〜6.5l/minの流量で洗浄液が基板表面へ吐出されるので、洗浄液の使用量を抑えることが可能になる。さらに、超音波洗浄ノズルは、基板の表面に沿って移動しながら洗浄液を基板の表面へ吐出するので、洗浄処理の均一性を向上させることが可能である。
【0017】
請求項5に係る発明の基板洗浄方法では、超音波洗浄ノズルの吐出口から基板の表面へ吐出された洗浄液が回収されることにより、洗浄液の消費量をより少なくすることが可能になる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1は、この発明の実施形態の1例を示し、基板洗浄装置の要部を端面で示した概略構成図である。
【0020】
この基板洗浄装置は、基板、例えば半導体ウエハWを水平姿勢に支持する円板状のスピンベース10を備えている。このスピンベース10の上面側周縁部には、ウエハWの周縁部を把持する複数本、例えば6本のチャックピン12が、円周方向に等配されて植設されている。チャックピン12は、ウエハWの下面側周縁部に当接してウエハWを支持する支持部12aと、支持部12a上に支持されたウエハWの外周端面を押圧してウエハWを固定する固定部12bとから構成されている。そして、チャックピン12の固定部12bは、詳細な構造は図示していないが、ウエハWの外周端面を押圧してウエハWを固定する状態とウエハWの外周端面から離脱してウエハWを開放する状態とを切り替えることができるようになっている。
【0021】
スピンベース10の中心部には、透孔14が形成されており、その透孔14に連通するように、スピンベース10の下面側に円筒状回転支軸16が垂設されている。円筒状回転支軸16の周囲には、基台板18上に固着された有蓋円筒状のケーシング20が配設されている。そして、円筒状回転支軸16は、基台板18およびケーシング20に、それぞれ軸受22、24を介して鉛直軸回りに回転自在に支持されている。ケーシング20内には、基台板18上に固定されてモータ26が配設されている。モータ26の回転軸には駆動側プーリ28が固着され、一方、円筒状回転支軸16には従動側プーリ30が嵌着されていて、駆動側プーリ28と従動側プーリ30とにベルト32が掛け回されている。これらの機構により、円筒状回転支軸16が回転させられ、円筒状回転支軸16の上端に固着されたスピンベース10に保持されたウエハWが、水平面内で回転させられるようになっている。また、円筒状回転支軸16の中空部には、洗浄液供給源に流路接続されたノズル34が挿通されている。このノズル34の上端吐出口からは、スピンベース10に保持されたウエハWの下面中央部に向けて洗浄液が吐出されるようになっている。
【0022】
ケーシング20の周囲には、それを取り囲むように配置された円筒壁部36、および、この円筒壁部36と一体に形成されケーシング20の円筒部外周面の下端部に連接した底壁部38が、基台板18上に固着されて配設されている。そして、ケーシング20の円筒部と円筒壁部36と底壁部38とで回収槽40が構成される。回収槽40の底部をなす底壁部38は、縦断面がV字形状に形成されており、底壁部38には排液用孔42が形設されている。また、基台板18には、排液用孔42に連通するように排液口44が形設されており、図示していないが、排液口44には、洗浄液回収タンクに流路接続された回収用配管が連通接続されている。
【0023】
スピンベース10に保持されたウエハWの上方には、ウエハWの表面と対向するように吐出口が配置される超音波洗浄ノズル46が配設されている。超音波洗浄ノズル46は、走査アーム48の先端部に固着されており、走査アーム48は、アーム保持部50によって片持ち式に保持され、アーム保持部50は、ノズル走査機構52、例えば水平方向へ直線的に往復駆動する直動機構に連結されている。また、ノズル走査機構52は、鉛直方向に配設された回転支軸54の上端部に固着されている。回転支軸54は、ノズル移動機構56に連結されており、ノズル移動機構56によって回動させられるとともに上下方向に往復移動させられる。そして、ノズル走査機構52により、超音波洗浄ノズル46をスピンベース10上のウエハWの表面に沿ってウエハWの半径方向へ往復移動させることができる。また、ノズル移動機構56により、超音波洗浄ノズル46をウエハWの表面に対して接近および離間させ、また、超音波洗浄ノズル46を水平面内で揺動させてウエハWの上方空間から退避させることができるようになっている。なお、ノズル走査機構やノズル移動機構は、図示例のものに限らず、各種の機構を採用し得る。
【0024】
超音波洗浄ノズル46は、図2に斜視図を、図3に長手方向に沿って切断した縦断面図を、図4に長手方向と直交する方向に切断した縦断面図をそれぞれ示すように、下半部の断面形状がV字形をなし下端面に細長矩形状の吐出口60が形設された筐体58と、筐体58の上壁面に形成された透孔62の位置に固設された超音波振動子64とを備えて構成されている。筐体58は、フッ素樹脂等の耐薬品性を有する素材で形成されている。また、超音波振動子64の表面には、石英もしくは高純度SiC(炭化珪素)の薄板が貼り付けられている。筐体58の細長矩形状の吐出口60は、その長手方向寸法がウエハW(例えば直径8インチ)の半径寸法より小さくされ、例えば、吐出口60の長手方向寸法は10mm〜35mmであり、その短手方向寸法は1.3mm〜4.0mmである。また、スピンベース10に保持されたウエハWの表面と超音波洗浄ノズル46の下端との距離は、例えば2mm〜30mm程度とされる。
【0025】
超音波振動子64には、ケーブル66が電気的に接続されており、ケーブル66は、図示していないが、高周波発信器に電気的に接続されている。また、超音波振動子64の超音波パワーを、例えば最大で140Wに調節するパワーコントローラを備えている。超音波振動子64からは、筐体58の内部に充満した洗浄液68に向けて超音波が発射され、吐出口60から吐出される洗浄液68に超音波振動が付与される。
【0026】
また、筐体58の側壁面には、液導入口70が形設されており、その液導入口70に、図示しない洗浄液供給装置に流路接続された洗浄液供給用配管72が連通接続されている。洗浄液供給装置から洗浄液供給用配管72を通って超音波洗浄ノズル46の筐体58内へ供給される洗浄液68は、筐体58の内部を常に満たし、吐出口60からウエハWの表面へ吐出される。吐出口60からの吐出流量は、例えば1.6l/min〜6.5l/min程度とされる。
【0027】
上記した構成の洗浄装置によってウエハWを洗浄する場合には、モータ26を駆動させて、スピンベース10上のウエハWを水平面内で回転させるとともに、ノズル走査機構52によって超音波洗浄ノズル46を、図1に実線と二点鎖線で示すように、スピンベース10上のウエハWの表面に沿ってウエハWの半径方向へ往復移動させながら、超音波洗浄ノズル46の超音波振動子64から筐体58内の洗浄液68に向けて超音波を発射しつつ、超音波洗浄ノズル46の吐出口60から洗浄液をウエハWの表面へ吐出する。また同時に、ノズル34の上端吐出口からも、スピンベース10に保持されたウエハWの下面中央部に向けて洗浄液を吐出する。
【0028】
図5の(a)は、ウエハWに対する超音波洗浄ノズル46の走査方法を吐出口60の動きで概念的に示す平面図である。図5の(a)に示すように、吐出口60の長手方向がウエハWの半径方向に沿うように超音波洗浄ノズル46を配置し、回転しているウエハWに対して超音波洗浄ノズル46の吐出口60を、矢印で示すようにウエハWの半径方向に沿ってウエハWの周縁付近と中心付近との間で直線的に往復移動させる。1回の往復移動の時間は、例えば3秒〜15秒程度とされる。このようにすることにより、超音波洗浄ノズル46の吐出口60から吐出される洗浄液がウエハWの表面全体に満遍なく均等に供給されることとなる。
【0029】
なお、ウエハWに対する超音波洗浄ノズル46の走査方法は、図5の(a)に示したものに限らない。例えば、図5の(b)に示すように、吐出口60の長手方向がウエハWの半径方向と直交するように超音波洗浄ノズル46を配置したり、図5の(c)に示すように、吐出口60の長手方向がウエハWの半径方向と斜めに交差するように超音波洗浄ノズル46を配置したりして、それぞれ、回転しているウエハWに対して超音波洗浄ノズル46の吐出口60を、矢印で示すようにウエハWの半径方向に沿ってウエハWの周縁付近と中心付近との間で直線的に往復移動させるようにしてもよい。
【0030】
以上のようにして、ウエハWの表面が洗浄液で均一に洗浄処理されるとともに超音波洗浄される。また、ウエハWの裏面側も、ノズル34の上端吐出口から吐出された洗浄液によって洗浄されるとともに、ウエハWの裏面まで伝わった超音波振動によって洗浄され、ウエハWの裏面側に付着したパーティクルが除去される。
【0031】
そして、この洗浄装置では、超音波洗浄ノズル46の吐出口60がスポット状ではなく細長矩形状であるため、ウエハWへの超音波の伝播範囲が集中せずに広がり、超音波によるウエハWへのダメージが抑えられる。また、超音波洗浄ノズル46の吐出口60は、その長手方向寸法がウエハWの半径寸法より小さくされているので、従来のスリット状吐出口を有する超音波洗浄ノズルに比べて、吐出口60からウエハWの表面へ流出する洗浄液の流量が少なくなり、洗浄液の使用量が抑えられる。さらに、この洗浄装置は、回収槽40を備えており、ウエハWの周縁から流れ落ちる洗浄液は、回収槽40内へ流入し、回収槽40内から排液用孔42および排液口44を通って排出され、回収用タンク等に回収される。したがって、洗浄液の消費量がさらに抑えられる。
【0032】
この洗浄装置で用いる洗浄液としては、純水でも洗浄効果が認められるが、例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液や水素ガスを純水に溶解させた液を使用すると、より効果的である。また、塩酸と過酸化水素水との混合水溶液、希薄なフッ酸水溶液、フッ酸と塩酸との混合水溶液、フッ酸と過酸化水素水との混合水溶液、フッ酸にオゾンガスを溶解させた液など、メタル汚染を除去することができる薬液を使用すると、比較的軽い汚染程度であれば、一回の洗浄処理により、ウエハからパーティクルとメタル汚染とを除去することができる。また、より厳しい汚染を対象とする場合やより高レベルの清浄度が必要な場合などには、以下のように洗浄処理を2回に分けて行うようにするとよい。
【0033】
▲1▼ アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液や水素ガスを純水に溶解させた液を洗浄液として使用し、上記した洗浄装置によりウエハの洗浄処理を行う。▲2▼ 塩酸と過酸化水素水との混合水溶液、希薄なフッ酸水溶液、フッ酸と塩酸との混合水溶液、フッ酸と過酸化水素水との混合水溶液、フッ酸にオゾンガスを溶解させた液などを洗浄液として使用し、上記した洗浄装置によりウエハの洗浄処理を行う。
【0034】
これらの▲1▼および▲2▼の洗浄処理を、▲1▼→▲2▼の順、あるいは▲2▼→▲1▼の順で行う。なお、このように連続して▲1▼および▲2▼の洗浄処理を行うときは、▲2▼の処理については、超音波洗浄ノズル46を備えた洗浄装置を使用せずに洗浄処理を行うようにしてもよい。また、▲1▼の処理と▲2▼の処理との間に純水リンス処理を行うようにすることもできる。そして、薬液を用いた洗浄処理が終了すると、最終の純水リンス処理を行い、最後にウエハをスピン乾燥させる
【0035】
以上説明した基洗浄装置は、各種の洗浄工程、例えば、酸化、拡散前、CVD等の成膜処理前のウエハからのパーティクル除去、アッシング後のパーティクル除去、ポリマー除去など、いわゆる前洗浄や後洗浄の工程で広く一般的に使用することが可能である。
【0036】
【発明の効果】
請求項1および請求項2に係る各発明の基板洗浄装置を使用すると、洗浄液の消費量を抑え、かつ、洗浄処理の均一性を高めるとともに、基板へのダメージを抑えることができる。
【0037】
請求項3に係る発明の基板洗浄装置では、十分に洗浄効果を上げることができる。
【0038】
請求項4に係る発明の基板洗浄方法によると、洗浄液の消費量を抑え、かつ、洗浄処理の均一性を高めるとともに、基板へのダメージを抑えることができる。
【0039】
請求項5に係る発明の基板洗浄方法では、洗浄液の消費量をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態の1例を示し、基板洗浄装置の要部を端面で示した概略構成図である。
【図2】図1に示した基板洗浄装置の構成要素である超音波洗浄ノズルの構成を示す斜視図である。
【図3】図2に示した超音波洗浄ノズルを長手方向に沿って切断した断面を示す図である。
【図4】図2に示した超音波洗浄ノズルを長手方向と直交する方向に切断した断面を示す図である。
【図5】図1に示した基板洗浄装置において、ウエハに対する超音波洗浄ノズルの走査方法を吐出口の動きで概念的に示す平面図である。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ
10 スピンベース
12 チャックピン
16 円筒状回転支軸
18 基台板
20 ケーシング
22、24 軸受
26 モータ
28、30 プーリ
32 ベルト
34 ノズル
36 円筒壁部
38 底壁部
40 回収槽
44 排液口
46 超音波洗浄
48 走査アーム
50 アーム保持部
52 ノズル走査機構
54 回転支軸
56 ノズル移動機構
58 筐体
60 細長矩形状の吐出口
64 超音波振動子
66 ケーブル
68 洗浄液
70 液導入口
72 洗浄液供給用配管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for supplying a cleaning liquid to the surface of a substrate such as a semiconductor wafer and an optical disk substrate to clean the substrate in a single wafer system, and particularly to a substrate cleaning apparatus for applying ultrasonic vibration to the cleaning liquid to clean the substrate. And a substrate cleaning method.
[0002]
[Prior art]
When a cleaning liquid is supplied to the surface of a substrate, for example, a semiconductor wafer, and the wafers are cleaned one by one, by applying ultrasonic vibration to the cleaning liquid supplied to the wafer surface, the throughput in the cleaning process is increased. ing. In this case, an ultrasonic cleaning nozzle having an ultrasonic vibrator that emits ultrasonic waves toward the cleaning liquid discharged from the discharge port to the wafer surface is used. Conventionally, as the ultrasonic cleaning nozzle, a nozzle having a slit-shaped discharge port having a length approximately equal to the diameter of the wafer or a length equal to or larger than the radius of the wafer, and a nozzle having a discharge port narrowed in a spot shape are used.
[0003]
In a wafer cleaning apparatus provided with an ultrasonic cleaning nozzle having a slit-shaped discharge port, the cleaning liquid is uniformly discharged from the slit-shaped discharge port to the entire surface of the wafer so that a uniform cleaning process can be performed. . In addition, since the longitudinal dimension of the slit-shaped discharge port is large, the range of ultrasonic wave irradiation to the wafer can be widened, and the range of ultrasonic wave propagation can be widened. Therefore, there is an advantage that damage to the wafer due to ultrasonic waves can be suppressed.
[0004]
Further, in a wafer cleaning apparatus provided with an ultrasonic cleaning nozzle having a spot-shaped discharge port, the ultrasonic cleaning nozzle scans the entire surface of the wafer along the surface of the wafer to improve the uniformity of the cleaning process. . In this ultrasonic cleaning nozzle, since the discharge port is narrowed, only a small amount of the cleaning liquid, for example, 0.1 l / min to 1 l / min is discharged from the discharge port. For this reason, there is an advantage that the cleaning liquid can be effectively used and the amount of the cleaning liquid used can be reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an ultrasonic cleaning nozzle having a slit-shaped discharge port, a slit-shaped discharge port having a large longitudinal dimension is formed, so that the nozzle is inevitably increased in size. Then, in order to favorably apply ultrasonic vibration to the cleaning liquid by the ultrasonic vibrator, it is necessary to fill the liquid reservoir inside the nozzle with the cleaning liquid and keep the vibrator in a state where the vibrator is always in contact with the liquid, A large amount, for example, 10 l / min to several tens l / min of the cleaning liquid flows out from the slit-shaped discharge port having a large longitudinal dimension. For this reason, a part of the cleaning liquid is wasted and the amount of the cleaning liquid used increases. In addition, since the ultrasonic vibrator becomes large, the ultrasonic cleaning nozzle is often used in a fixed state. When the ultrasonic cleaning nozzle is used in such a manner, the uniformity of the cleaning process is sufficiently improved. There is a problem that it is difficult to increase.
[0006]
On the other hand, in an ultrasonic cleaning nozzle having a spot-shaped discharge port, the discharge port is squeezed, and the propagation range of the ultrasonic wave is concentrated in spots on each part of the wafer surface, so that the wafer is easily damaged. And so on.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a substrate cleaning apparatus and a substrate capable of suppressing consumption of a cleaning liquid, improving uniformity of a cleaning process, and suppressing damage to the substrate. It is an object to provide a cleaning method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate by supplying a cleaning liquid to the substrate, wherein the substrate supporting and rotating means for supporting and rotating the substrate has a longitudinal dimension larger than a radial dimension of the substrate. It has an elongated rectangular discharge port for discharging the cleaning liquid to the surface of the substrate that is reduced and supported by the substrate support / rotation means and rotated, and emits ultrasonic waves toward the cleaning liquid discharged from the discharge port to the substrate surface. An ultrasonic oscillator that emits, and an ultrasonic cleaning nozzle that includes a high-frequency oscillator that drives the ultrasonic oscillator, and a substrate that is rotated while being supported by the substrate supporting / rotating means. Nozzle moving means for moving along the surface of the nozzle.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the substrate cleaning apparatus of the first aspect, the cleaning liquid is discharged from the discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle to the surface of the substrate at a flow rate of 1.6 l / min to 6.5 l / min. It is characterized by doing so.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate cleaning apparatus according to the first or second aspect, a power controller for adjusting the ultrasonic power of the ultrasonic cleaning nozzle to 140 W or less is provided.
[0011]
The invention according to claim 4 is a substrate cleaning method for cleaning a substrate by supplying a cleaning liquid to the substrate, wherein the substrate is rotated and an elongated rectangular discharge port whose longitudinal dimension is smaller than the radial dimension of the substrate. While moving the ultrasonic cleaning nozzle having the ultrasonic cleaning nozzle along the surface of the substrate, the cleaning liquid to which ultrasonic vibration has been applied from the discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle is supplied at a flow rate of 1.6 l / min to 6.5 l / min. It is characterized by discharging to the whole.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for cleaning a substrate according to the fourth aspect, the cleaning liquid discharged from the discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle to the surface of the substrate is collected.
[0013]
In the substrate cleaning apparatus according to the first aspect of the present invention, while the substrate is supported and rotated by the substrate supporting / rotating means, the ultrasonic cleaning nozzle is moved along the surface of the substrate by the nozzle moving means. Ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic vibrator of the nozzle toward the cleaning liquid, and the cleaning liquid is discharged onto the substrate surface from the elongated rectangular discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle. In this way, the surface of the substrate is cleaned with the cleaning liquid and ultrasonically cleaned. At this time, since the ejection port of the ultrasonic cleaning nozzle has an elongated rectangular shape, the propagation range of the ultrasonic wave to the substrate is expanded without being concentrated, so that damage to the substrate by the ultrasonic wave is suppressed. Further, since the elongated rectangular discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle has a smaller longitudinal dimension than the radius of the substrate, the flow rate of the cleaning liquid flowing from the discharge port to the substrate surface is reduced, and the amount of the cleaning liquid used is suppressed. It becomes possible. Further, since the ultrasonic cleaning nozzle discharges the cleaning liquid to the surface of the substrate while moving along the surface of the substrate, it is possible to improve the uniformity of the cleaning process.
[0014]
In the substrate cleaning apparatus according to the second aspect of the present invention, while the ultrasonic cleaning nozzle moves along the surface of the substrate, the cleaning liquid is discharged from the discharge port to the substrate surface at a flow rate of 1.6 l / min to 6.5 l / min. As a result, the amount of the cleaning liquid used is reduced, and the uniformity of the cleaning process is improved.
[0015]
In the substrate cleaning apparatus according to the third aspect of the present invention, the ultrasonic power of the ultrasonic cleaning nozzle can be adjusted to 140 W at the maximum, and the cleaning effect can be sufficiently improved.
[0016]
According to the substrate cleaning method of the fourth aspect of the present invention, while the substrate is rotated, the ultrasonic cleaning nozzle is moved along the surface of the substrate, and the ultrasonic cleaning nozzle irradiates the ultrasonic wave with the elongated rectangular discharge. The cleaning liquid is discharged from the outlet onto the substrate surface. In this way, the surface of the substrate is cleaned with the cleaning liquid and ultrasonically cleaned. At this time, since the ultrasonic cleaning nozzle having an elongated rectangular discharge port is used, the propagation range of the ultrasonic wave to the substrate is expanded without being concentrated, so that damage to the substrate by the ultrasonic wave is suppressed. Also, an ultrasonic cleaning nozzle is used in which the longitudinal dimension of the discharge port is smaller than the radial dimension of the substrate, and the cleaning liquid is discharged from the discharge port to the substrate surface at a flow rate of 1.6 l / min to 6.5 l / min. Therefore, it is possible to reduce the amount of the cleaning liquid used. Further, since the ultrasonic cleaning nozzle discharges the cleaning liquid to the surface of the substrate while moving along the surface of the substrate, it is possible to improve the uniformity of the cleaning process.
[0017]
In the substrate cleaning method according to the fifth aspect of the present invention, the cleaning liquid discharged from the discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle to the surface of the substrate is collected, so that the consumption of the cleaning liquid can be further reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention and showing an essential part of a substrate cleaning apparatus by an end face.
[0020]
The substrate cleaning apparatus includes a disk-shaped
[0021]
A through
[0022]
Around the
[0023]
Above the wafer W held by the
[0024]
The
[0025]
A
[0026]
A
[0027]
When cleaning the wafer W with the cleaning device having the above-described configuration, the
[0028]
FIG. 5A is a plan view conceptually showing the scanning method of the
[0029]
The method of scanning the
[0030]
As described above, the surface of the wafer W is uniformly cleaned with the cleaning liquid and ultrasonically cleaned. In addition, the back surface of the wafer W is also cleaned by the cleaning liquid discharged from the upper end discharge port of the
[0031]
In this cleaning apparatus, since the
[0032]
As the cleaning liquid used in this cleaning apparatus, a cleaning effect can be recognized even with pure water. For example, it is more effective to use a mixed aqueous solution of ammonia water and hydrogen peroxide water or a liquid in which hydrogen gas is dissolved in pure water. It is. Also, a mixed aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution, a dilute hydrofluoric acid aqueous solution, a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and hydrochloric acid, a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution, a solution in which ozone gas is dissolved in hydrofluoric acid, etc. If a chemical solution capable of removing metal contamination is used, particles and metal contamination can be removed from the wafer by a single cleaning process if the contamination is relatively light. Further, when more severe contamination is required or when a higher level of cleanliness is required, the cleaning process may be performed twice as follows.
[0033]
{Circle around (1)} Using a mixed aqueous solution of ammonia water and hydrogen peroxide water or a solution obtained by dissolving hydrogen gas in pure water as a cleaning liquid, the above-described cleaning apparatus is used to perform wafer cleaning processing. {Circle around (2)} A mixed aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide, a diluted aqueous solution of hydrofluoric acid, a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and hydrochloric acid, a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide, and a solution obtained by dissolving ozone gas in hydrofluoric acid Using the above as a cleaning liquid, the wafer is cleaned by the above-described cleaning apparatus.
[0034]
The cleaning processes (1) and (2) are performed in the order of (1) → (2) or in the order of (2) → (1). When the cleaning processes (1) and (2) are continuously performed as described above, the cleaning process is performed for the process (2) without using the cleaning apparatus having the
The basic cleaning apparatus described above performs various cleaning steps, for example, so-called pre-cleaning and post-cleaning, such as particle removal from a wafer before film formation processing such as oxidation and diffusion, particle removal after ashing, and polymer removal. It can be widely and generally used in the step.
[0036]
【The invention's effect】
When the substrate cleaning apparatus according to each of the first and second aspects of the present invention is used, the consumption of the cleaning liquid can be suppressed, the uniformity of the cleaning process can be improved, and damage to the substrate can be suppressed.
[0037]
In the substrate cleaning apparatus according to the third aspect, the cleaning effect can be sufficiently improved.
[0038]
According to the substrate cleaning method of the present invention, the consumption of the cleaning liquid can be suppressed, the uniformity of the cleaning process can be improved, and the damage to the substrate can be suppressed.
[0039]
In the substrate cleaning method according to the fifth aspect, the consumption of the cleaning liquid can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention and showing an essential part of a substrate cleaning apparatus by an end face.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an ultrasonic cleaning nozzle which is a component of the substrate cleaning apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a view showing a cross section of the ultrasonic cleaning nozzle shown in FIG. 2 cut along a longitudinal direction.
FIG. 4 is a view showing a cross section of the ultrasonic cleaning nozzle shown in FIG. 2 cut in a direction orthogonal to a longitudinal direction.
5 is a plan view conceptually showing a method of scanning an ultrasonic cleaning nozzle with respect to a wafer by a movement of a discharge port in the substrate cleaning apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
Claims (5)
基板を支持して回転させる基板支持・回転手段と、
長手方向寸法が基板の半径寸法より小さくされ前記基板支持・回転手段により支持されて回転させられる基板の表面へ洗浄液を吐出する細長矩形状の吐出口を有し、その吐出口から基板表面へ吐出される洗浄液に向けて超音波を発射する超音波振動子、および、この超音波振動子を駆動させる高周波発信器を備えた超音波洗浄ノズルと、
この超音波洗浄ノズルを、前記基板支持・回転手段により支持されて回転させられる基板の表面に沿って移動させるノズル移動手段と、
を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。A substrate cleaning apparatus for supplying a cleaning liquid to the substrate and cleaning the substrate,
Substrate supporting and rotating means for supporting and rotating the substrate,
It has an elongated rectangular discharge port for discharging the cleaning liquid to the surface of the substrate whose longitudinal dimension is smaller than the radial dimension of the substrate and which is supported and rotated by the substrate support / rotation means, and discharges from the discharge port to the substrate surface. An ultrasonic oscillator that emits ultrasonic waves toward the cleaning liquid to be cleaned, and an ultrasonic cleaning nozzle including a high-frequency oscillator that drives the ultrasonic oscillator,
Nozzle moving means for moving the ultrasonic cleaning nozzle along the surface of the substrate which is supported and rotated by the substrate supporting / rotating means,
A substrate cleaning apparatus comprising:
基板を回転させるとともに、長手方向寸法が基板の半径寸法より小さい細長矩形状の吐出口を有する超音波洗浄ノズルを基板の表面に沿って移動させながら、超音波洗浄ノズルの吐出口から超音波振動が付与された洗浄液を1.6l/min〜6.5l/minの流量で基板の表面全体へ吐出することを特徴とする基板洗浄方法。A substrate cleaning method for cleaning a substrate by supplying a cleaning liquid to the substrate,
While rotating the substrate, the ultrasonic vibration nozzle having an elongated rectangular discharge port whose longitudinal dimension is smaller than the radial dimension of the substrate is moved along the surface of the substrate while ultrasonic vibration is generated from the discharge port of the ultrasonic cleaning nozzle. A substrate cleaning method, wherein the cleaning liquid provided with is supplied to the entire surface of the substrate at a flow rate of 1.6 l / min to 6.5 l / min.
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|---|---|---|---|---|
| KR20140086840A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | Substrate cleaning apparatus |
| KR101457899B1 (en) * | 2013-09-03 | 2014-11-04 | 자화전자(주) | Multistage type PCB cleaning equipment |
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