JP4623706B2 - Ultrasonic cleaning equipment - Google Patents
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Description
この発明は、例えば半導体ウエハやLCD用ガラス基板等の被処理体を、超音波を利用して洗浄する超音波洗浄処理装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic cleaning processing apparatus for cleaning an object to be processed such as a semiconductor wafer or a glass substrate for LCD using ultrasonic waves.
一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハやLCD用ガラス基板等を薬液やリンス液等の洗浄液が貯留された洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用されている。 In general, in a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus, a cleaning processing method is widely adopted in which a semiconductor wafer, a glass substrate for LCD, and the like are sequentially immersed in a cleaning tank in which a cleaning solution such as a chemical solution or a rinsing solution is stored for cleaning. .
このような洗浄処理方法を実施する洗浄処理の一例として、超音波洗浄処理が使用されている。この超音波洗浄処理によれば、被処理体例えば半導体ウエハ(以下にウエハという)を収容する洗浄槽内に洗浄液を供給し、ウエハを浸漬する洗浄液に超音波を照射して、ウエハを洗浄することができる。 An ultrasonic cleaning process is used as an example of a cleaning process that implements such a cleaning process. According to this ultrasonic cleaning process, a cleaning liquid is supplied into a cleaning tank that accommodates an object to be processed such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and the cleaning liquid for immersing the wafer is irradiated with ultrasonic waves to clean the wafer. be able to.
また、洗浄効果を高めるために、洗浄液供給系路にガス溶解手段を設けて、洗浄液にガスを溶解させて、ウエハを洗浄する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to enhance the cleaning effect, there is also known a method of cleaning a wafer by providing a gas dissolving means in the cleaning liquid supply system and dissolving the gas in the cleaning liquid (for example, see Patent Document 1).
この方法によれば、洗浄液にガスを溶解させて超音波洗浄を行うことにより、洗浄時にキャビテーションを発生させて、洗浄効率の向上が図れる。 According to this method, by performing ultrasonic cleaning by dissolving gas in the cleaning liquid, cavitation is generated during cleaning, and cleaning efficiency can be improved.
また、別の超音波洗浄処理方法として、超音波洗浄中に気体を送出し気泡を発生させることにより、洗浄むらの発生を防止及びダメージの発生を防止するようにした技術も知られている(例えば、特許文献2)。
ところで、近年においては、配線パターンの微細化の傾向にあり、かかる配線パターが微細化されたウエハの洗浄に超音波洗浄処理を施す場合、超音波振動によりウエハがダメージを受けるのを抑制する必要がある。 By the way, in recent years, there is a trend toward miniaturization of wiring patterns, and it is necessary to suppress damage to the wafer due to ultrasonic vibration when performing ultrasonic cleaning processing for cleaning a wafer in which such wiring pattern is miniaturized. There is.
上記問題を解決するために、超音波発振手段の出力を小さくすることが考えられるが、超音波発振手段の出力を小さくするとウエハに付着するパーティクル等の除去効率が低下し、洗浄効率が低下するという問題がある。 In order to solve the above problem, it is conceivable to reduce the output of the ultrasonic oscillating means. However, if the output of the ultrasonic oscillating means is reduced, the removal efficiency of particles adhering to the wafer is lowered and the cleaning efficiency is lowered. There is a problem.
また、前者すなわち特許第2821887号公報に記載の技術においては、洗浄液にガスを溶解させて超音波洗浄を行うことにより、洗浄時にキャビテーションを発生させるため、ウエハへのダメージが大きくなるという問題がある。また、後者すなわち特開昭64−4285号公報に記載の技術においては、洗浄槽内に配設される気泡発生部がウエハと超音波振動子の間に位置するため、超音波振動が洗浄槽全体に均一に伝えられず、処理の均一化が図れないという問題がある。 Further, in the technique described in the former, ie, Japanese Patent No. 2821887, there is a problem that cavitation is generated at the time of cleaning by dissolving the gas in the cleaning liquid and performing ultrasonic cleaning, thereby increasing the damage to the wafer. . In the latter technique, that is, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-4285, since the bubble generating portion disposed in the cleaning tank is located between the wafer and the ultrasonic vibrator, ultrasonic vibration is generated in the cleaning tank. There is a problem in that it cannot be uniformly transmitted to the whole and the processing cannot be made uniform.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、被処理体へのダメージを抑制すると共に、洗浄効率の向上を図れるようにした超音波洗浄処理装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning apparatus capable of suppressing damage to an object to be processed and improving cleaning efficiency. .
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、洗浄槽内に供給される洗浄液に被処理体を浸漬すると共に、上記洗浄槽の底部に設けられた超音波発振手段によって洗浄槽の下方から洗浄液に超音波を照射して、被処理体を洗浄する超音波洗浄処理装置において、 上記洗浄槽の側壁下部に配設され、洗浄槽内に上記洗浄液とガスを供給する供給手段と、 上記供給手段と洗浄液供給源及びガス供給源とを接続する供給配管に介設される洗浄液の流量調整手段及びガスの流量調整手段と、 上記洗浄液の流量に対するガスの流量を制御すべく、上記両流量調整手段を制御可能な制御手段と、を具備し、 上記供給手段は、上記洗浄液供給源に上記洗浄液の流量制御手段を介して接続する洗浄液供給ノズルと、上記ガス供給源に上記ガスの流量制御手段を介して接続するガス供給ノズルとを具備し、 上記ガス供給ノズルの上方近接位置に上記洗浄液供給ノズルを配設してなる、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2記載の発明は、洗浄槽内に供給される洗浄液に被処理体を浸漬すると共に、上記洗浄槽の底部に設けられた超音波発振手段によって洗浄槽の下方から洗浄液に超音波を照射して、被処理体を洗浄する超音波洗浄処理装置において、 上記洗浄槽の側壁下部に配設され、洗浄槽内に上記洗浄液とガスを供給する供給手段と、 上記供給手段と洗浄液供給源及びガス供給源とを接続する供給配管に介設される洗浄液の流量調整手段及びガスの流量調整手段と、 上記洗浄液の流量に対するガスの流量を制御すべく、上記両流量調整手段を制御可能な制御手段と、を具備し、 上記供給手段は、上記洗浄液供給源に上記洗浄液の流量制御手段を介して接続する洗浄液供給ノズルと、上記ガス供給源に上記ガスの流量制御手段を介して接続するガス供給ノズルとを具備し、 上記洗浄液供給ノズルの上方近接位置に上記ガス供給ノズルを配設し、上記洗浄液供給ノズルから上向きに洗浄液を吐出し、上記ガス供給ノズルから下向きにガスを吐出してなる、ことを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, the object to be processed is immersed in the cleaning liquid supplied into the cleaning tank, and the cleaning liquid is irradiated with ultrasonic waves from below the cleaning tank by the ultrasonic oscillation means provided at the bottom of the cleaning tank. Then, in the ultrasonic cleaning apparatus for cleaning an object to be processed, a supply means that is disposed under the side wall of the cleaning tank and supplies the cleaning liquid and gas into the cleaning tank, the supply means, a cleaning liquid supply source, A flow rate adjusting unit for the cleaning liquid and a gas flow rate adjusting unit provided in a supply pipe connected to the gas supply source, and a control capable of controlling both the flow rate adjusting units to control the flow rate of the gas with respect to the flow rate of the cleaning liquid. A cleaning liquid supply nozzle connected to the cleaning liquid supply source via the cleaning liquid flow rate control means, and a gas connected to the gas supply source via the gas flow rate control means. A supply nozzle, and the gas supply nozzle is disposed at a position close to the cleaning liquid supply nozzle. The cleaning liquid is discharged upward from the cleaning liquid supply nozzle, and the gas is discharged downward from the gas supply nozzle. It is characterized by that.
この発明の超音波洗浄処理装置において、上記制御手段を、上記洗浄液の流量に対するガスの流量を1/60以上、好ましくは1/60〜2/75に制御可能に形成する方がよい(請求項3,4)。 In the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention, the control means is preferably formed so that the flow rate of the gas with respect to the flow rate of the cleaning liquid can be controlled to 1/60 or more, preferably 1/60 to 2/75. 3, 4 ).
また、請求項5記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の超音波洗浄処理装置において、 複数枚の上記被処理体を適宜間隔をおいて列設保持して洗浄槽内に配置する保持手段を更に具備し、 上記供給手段から上記保持手段によって保持された上記被処理体間に洗浄液とガスを供給可能に形成してなる、ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the ultrasonic cleaning apparatus according to any one of
また、この発明の超音波洗浄処理装置において、上記洗浄液供給ノズル及びガス供給ノズルを、それぞれ洗浄槽の対向する部位に配設する方が好ましい(請求項6)。 Further, in the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention, the cleaning liquid supply nozzle and the gas supply nozzle, it is better to dispose the portion facing the respective cleaning tanks preferably (claim 6).
(1)請求項1〜4記載の発明によれば、超音波洗浄時に洗浄槽の外部から洗浄槽内に、洗浄液と共にガスを供給し、この際、所定の流量比(例えば、洗浄液の流量に対するガスの流量を、1/60以上、好ましくは1/60〜2/75で供給することにより、気泡が発生した状態の洗浄液に超音波を照射することができるので、少ない超音波出力によって洗浄に効果的なキャビテーションを発生させることができる。したがって、被処理体へのダメージを抑制することができると共に、洗浄効率の向上を図ることができる。 (1) According to the first to fourth aspects of the present invention, gas is supplied together with the cleaning liquid from the outside of the cleaning tank to the cleaning tank at the time of ultrasonic cleaning, and at this time, a predetermined flow ratio (for example, the flow rate of the cleaning liquid) By supplying the gas flow rate at 1/60 or more, preferably 1/60 to 2/75, it is possible to irradiate the cleaning liquid in a state where bubbles are generated with ultrasonic waves. Effective cavitation can be generated, so that damage to the object to be processed can be suppressed and cleaning efficiency can be improved.
(2)請求項5記載の発明によれば、被処理体を適宜間隔をおいて複数枚列設し、洗浄液を被処理体間に供給することにより、上記(1)に加えて複数枚の被処理体を効率よく洗浄処理することができる。 (2) According to the invention described in claim 5, a plurality of objects to be processed are arranged in a row at an appropriate interval, and a cleaning liquid is supplied between the objects to be processed. The object to be processed can be efficiently cleaned.
(3)請求項6記載の発明によれば、洗浄液供給ノズル及びガス供給ノズルを、それぞれ洗浄槽の対向する部位に配設することにより、被処理体と超音波振動子の間に遮るものがなく、振動を洗浄槽全体に均一に伝えられ、被処理体を均一に洗浄処理することができるので、上記(1),(2)に加えて更に洗浄効率の向上を図ることができる。 (3) According to the invention described in claim 6 , by disposing the cleaning liquid supply nozzle and the gas supply nozzle at the opposite portions of the cleaning tank, there is an obstacle between the object to be processed and the ultrasonic vibrator. In addition, since the vibration can be transmitted uniformly to the entire cleaning tank and the object to be processed can be uniformly cleaned, the cleaning efficiency can be further improved in addition to the above (1) and (2).
以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る超音波洗浄処理装置を半導体ウエハの洗浄処理装置に適用した場合について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the case where the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention is applied to a semiconductor wafer cleaning apparatus will be described.
<第1実施形態>
図1は、この発明に係る超音波洗浄処理装置(以下に洗浄処理装置という)の第1実施形態を示す概略断面図、図2は、その概略平面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of an ultrasonic cleaning processing apparatus (hereinafter referred to as a cleaning processing apparatus) according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view thereof.
上記洗浄処理装置は、被処理体例えば半導体ウエハW(以下にウエハWという)を浸漬する洗浄液例えば純水(DIW)が貯留される洗浄槽1と、複数枚例えば50枚のウエハWを適宜間隔をおいて垂直状に列設し、保持して洗浄槽1内に配置する保持手段であるウエハボート2と、洗浄槽1内の洗浄液Lに超音波を照射、すなわち超音波振動を与えるための超音波発振手段3と、洗浄槽1の側壁の下部における対向する位置に配設される純水とガス例えばN2ガスの供給手段4とを具備している。
The cleaning processing apparatus appropriately separates a
上記洗浄槽1は、耐薬品性に富む材料例えば石英製材料によって形成される内槽1aと、この内槽1aの上端開口部から溢流(オーバーフロー)する洗浄液Lを受け止める外槽1bとで構成されている。
The
上記ウエハボート2は、図1及び図2に示すように、複数枚例えば50枚のウエハWを水平方向に垂直状に保持すべく複数の保持溝(図示せず)を有する互いに平行な3本の保持棒2aと、これら保持棒2aの一端から垂直状に起立する垂直部2bとを具備し、垂直部2bを図示しない昇降機構によって昇降させることによって、ウエハボート2によって保持される複数枚例えば50枚のウエハWが洗浄槽1内の純水に浸漬され、あるいは、洗浄槽1から上方に搬出されるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上記超音波発振手段3は、洗浄槽1の底部の下面に装着される振動子31と、これら振動子31と高周波駆動電源32との間に介設される超音波発振器34と、駆動切換手段33とを具備しており、駆動切換手段33によって振動子31の駆動を選択的に行えるように形成されている。
The ultrasonic oscillating means 3 includes a
上記のように構成される超音波発振手段3の振動子31が振動すると、この振動が洗浄槽1内に貯留された純水に伝搬されて、超音波が照射される。
When the
上記供給手段4は、洗浄槽1の側壁の下端部に配設される洗浄液供給ノズルである純水供給ノズル10と、この純水供給ノズル10の上方の近接位置に配設されるガス供給ノズルであるN2供給ノズル20とを具備している。この場合、純水供給ノズル10及びN2供給ノズル20は、図2に純水供給ノズル10を代表して示すように、適宜間隔をおいてノズル孔30を穿設したパイプ部材40によって形成されている。この場合、ノズル孔30のピッチpは、ウエハボート2によって保持されたウエハW間のピッチに合わせて設けられており、ノズル孔30から吐出される純水がウエハW間に供給されるようになっている。これにより、ノズル孔30から吐出される純水が直接ウエハWに当たるのを防止し、ウエハWのダメージを抑制することができると共に、ウエハWの表面に付着するパーティクルを効率的に除去することができる。
The supply means 4 includes a pure
また、上記純水供給ノズル10は、洗浄液供給配管である純水供給管12を介して洗浄液供給源である純水供給源14に接続されている。この純水供給管12には、純水供給源14側から順に流量調整手段であるフローメータFM1と開閉弁V1が介設されている。このように構成される純水供給ノズル10のノズル孔30の位置、すなわち純水の吐出方向は、被処理体であるウエハWの大きさや配列ピッチによって異なって吐出されるようになっている。
The pure
一方、N2供給ノズル20は、ガス供給管22を介してガス供給源であるN2ガス供給源24に接続されている。このガス供給管22には、N2ガス供給源24側から順にレギュレータRと流量調整手段であるフローメータFM2と開閉弁V2とフィルタFが介設されている。このように構成されるN2供給ノズル20からは下向きにN2ガスが吐出されるようになっている。N2供給ノズル20から下向きに吐出されるN2ガスは、下方に位置する純水供給ノズル10から上向きに吐出される純水に瞬時に混合する。
On the other hand, the
また、上記フローメータFM1,FM2は、制御手段であるCPU50に電気的に接続されており、予め記憶されたCPU50からの制御信号によって純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量の割合が制御されるようになっている。この場合、純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量の割合は、1/60以上、好ましくは1/60〜2/75に設定されている。
The flow meters FM1 and FM2 are electrically connected to the
次に、上記のように構成される超音波洗浄装置の動作態様について説明する。まず、純水供給源14から洗浄槽1内に純水を供給してウエハWが浸漬できるように貯留しておく。
Next, an operation mode of the ultrasonic cleaning apparatus configured as described above will be described. First, pure water is supplied into the
次に、図示しないウエハ搬送手段によって保持された複数例えば50枚のウエハWを、ウエハボート2に受け渡して、ウエハWを純水に浸漬する。その後、超音波発振手段3の超音波発振器34を駆動して、振動子31に高周波電源を印加して励振することにより、洗浄槽1内に貯留された純水に超音波を照射する。この動作と同時に、開閉弁V1,V2を開放すると共に、CPU50からの制御信号に基づいてフローメータFM1,FM2が制御、例えば純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量が1/60〜2/75に制御されて、純水と共にN2ガスが洗浄槽1内に供給(吐出)される。この際、N2供給ノズル20から下向きに吐出されたN2ガスは、純水供給ノズル10から上向きに吐出される純水に瞬時に混合し、N2ガスが混合した純水に超音波が照射される。これにより、超音波発振器34の駆動出力を低く(例えば200W)して、洗浄に効果的なキャビテーションを発生させることができ、ウエハWに付着したパーティクル等を除去することができる。
Next, a plurality of, for example, 50 wafers W held by a wafer transfer means (not shown) are transferred to the
なお、洗浄中においても純水供給ノズル10及びN2供給ノズル20から、洗浄槽1内に純水及びN2ガスを供給し続ける。このように、純水及びN2ガスを随時供給することにより、ウエハWから除去されて液面に浮かんだパーティクル等を、外槽1bにオーバーフローする純水と共に効果的に外部へ流出させることができるので、洗浄槽1内の純水(洗浄液)を清浄な状態に保つことができる。また、洗浄槽1から外部に流出した使用済みの純水は、洗浄槽1の下方に配設されたパン(図示せず)に受け止められ、図示しないドレン管から排液される。
Note that pure water and
上記のようにして所定時間洗浄処理を行った後、開閉弁V1,V2を閉じて、純水及びN2ガスの供給を停止する。 After performing the cleaning process for a predetermined time as described above, the on-off valves V1 and V2 are closed, and the supply of pure water and N2 gas is stopped.
その後、ウエハボート2を上昇させてウエハWを洗浄槽1の上方に搬送させて、図示しない搬送手段にウエハWを受け渡す。
Thereafter, the
<第2実施形態>
図3は、この発明に係る超音波洗浄処理装置の第2実施形態を示す概略断面図である。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention.
第2実施形態は、第1実施形態における純水供給ノズル10とN2供給ノズル20の配置形態を逆にした場合である。すなわち、洗浄槽1の対向する側壁の下端部にN2供給ノズル20を配設し、このN2供給ノズル20の上方の近接位置に純水供給ノズル10を配設した場合である。
In the second embodiment, the arrangement of the pure
この場合、純水供給ノズル10においては、第1実施形態と同様に、ウエハWの大きさ及び間隔に応じて上向き、あるいは上向き及び下向きに純水が吐出(供給)される。一方、N2供給ノズル20においては、下向きから水平の範囲にN2ガスが吐出(供給)されるようになっている。
In this case, in the pure
なお、第2実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。 In the second embodiment, the other parts are the same as those in the first embodiment, so the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
第2実施形態において、第1実施形態と同様に、洗浄時に、CPU50からの制御信号に基づいてフローメータFM1,FM2が制御、例えば純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量が1/60〜2/75に制御されて、純水と共にN2ガスが洗浄槽1内に供給(吐出)される。この際、N2供給ノズル20から吐出されるN2ガスは上方に浮上し、上方に位置する純水供給ノズル10から吐出される純水に混合し、気泡が発生した純水に超音波が照射される。これにより、超音波発振器34の駆動出力を低く(例えば200W)して、洗浄に効果的なキャビテーションを発生させることができ、ウエハWに付着したパーティクル等を除去することができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, during the cleaning, the flow meters FM1 and FM2 are controlled based on a control signal from the
<第3実施形態>
図4は、この発明に係る超音波洗浄処理装置の第3実施形態における純水供給ノズルとN2ノズルの変形例を示す要部断面図(a)及び(a)の横断面図(b)である。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a cross-sectional view (a) of the principal part showing a modification of the pure water supply nozzle and the N2 nozzle in the third embodiment of the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention, and a cross-sectional view (b) of (a). is there.
第3実施形態は、純水とN2ガスの供給手段4を二重管構造とした場合である。すなわち、供給手段4の一部を構成する純水供給ノズル10を、洗浄槽1の側壁の下部に配設される角形パイプ部材40Aによって純水供給ノズル10Aを形成し、供給手段4の別の一部を構成するN2供給ノズル20Aを、角形パイプ部材40Aの内方に間隔をおいて内挿されるパイプ部材40Bによって形成した場合である。この場合、角形パイプ部材40Aは、洗浄槽1の側壁に設けられた取付用開口1cに図示しないパッキンやシール部材を介して気水密に装着されており、洗浄槽1内に対向する面に適宜間隔をおいて複数のノズル孔30Aが穿設されている。また、N2供給ノズル20Aを形成するパイプ部材40Bにおける洗浄槽1側の面には、ノズル孔30Aに対して偏倚した等間隔位置に複数のノズル孔30Bが穿設されている。
The third embodiment is a case where the pure water and N2 gas supply means 4 has a double tube structure. That is, the pure
上記のように構成される純水とN2ガスの供給手段4において、内方のパイプ部材40Bのノズル孔30Bから吐出されるN2ガスは角形パイプ部材40A内に流入して、角形パイプ部材40A内の純水に混入し、角形パイプ部材40Aのノズル孔30Aから純水と共に吐出される。
In the pure water and N2 gas supply means 4 configured as described above, the N2 gas discharged from the
なお、上記説明では、純水供給ノズル10を形成するパイプ部材が角形パイプ部材40Aによって形成される場合について説明したが、円形状パイプ部材によって形成してもよい。
In the above description, the case where the pipe member forming the pure
なお、第3実施形態において、その他の部分は、第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。 In addition, in 3rd Embodiment, since another part is the same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and description is abbreviate | omitted.
第3実施形態において、第1実施形態と同様に、洗浄時に、CPU50からの制御信号に基づいてフローメータFM1,FM2が制御、例えば純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量が1/60〜2/75に制御されて、純水と共にN2ガスが洗浄槽1内に供給(吐出)される。この際、N2供給ノズル20Aを形成するパイプ部材40Bのノズル孔30Bから吐出されるN2ガスは、純水供給ノズル10を形成する角形パイプ部材40A内に流入して、角形パイプ部材40A内の純水に混合した後、角形パイプ部材40Aのノズル孔30Aから純水と共に洗浄槽1内に供給(吐出)され、N2ガスが混合して気泡が発生した純水に超音波が照射される。これにより、超音波発振器34の駆動出力を低く(例えば200W)して、洗浄に効果的なキャビテーションを発生させることができ、ウエハWに付着したパーティクル等を除去することができる。
In the third embodiment, as in the first embodiment, during the cleaning, the flow meters FM1 and FM2 are controlled based on a control signal from the
<第4実施形態>
図5は、この発明に係る超音波洗浄処理装置の第4実施形態における純水供給ノズルとN2ノズルの更に別の変形例を示す要部断面図(a)及び(a)のI−I線に沿う断面図(b)である。
<Fourth embodiment>
FIG. 5: is principal part sectional drawing (a) and II line | wire of (a) which shows another modification of the pure water supply nozzle and N2 nozzle in 4th Embodiment of the ultrasonic cleaning processing apparatus based on this invention. It is sectional drawing (b) which follows this.
第4実施形態は、第3実施形態と同様に、純水とN2ガスの供給手段4を形成する純水供給ノズル10とN2供給ノズル20を二重管構造にした場合であるが、純水供給ノズル10を形成する角形パイプ部材40AとN2供給ノズル20を形成するパイプ部材40Bを一体に形成し、ノズル孔30A,30Bを、それぞれ洗浄槽1の内面側に設けた点で相違している。
As in the third embodiment, the fourth embodiment is a case where the pure
すなわち、第4実施形態では、角形パイプ部材40Aとパイプ部材40Bとを一体に形成した二重パイプ部材40Cを、洗浄槽1の側壁に設けられた取付用開口1cに図示しないパッキンやシール部材を介して気水密に装着し、角形パイプ部材40Aとパイプ部材40Bの洗浄槽1内に面する箇所にそれぞれ適宜間隔をおいてノズル孔30A,30Bを設けた構造となっている。この場合、パイプ部材40Bは、上部側に設けられている。また、角形パイプ部材40Aのノズル孔30Aは上向きに設けられ、パイプ部材40Bのノズル孔30Bは下向きに設けられ、これらノズル孔30A,30Bは、互いに偏倚して、全体が千鳥状に配列されている。
That is, in the fourth embodiment, the
なお、第4実施形態において、その他の部分は、第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。 In addition, in 4th Embodiment, since another part is the same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and description is abbreviate | omitted.
第4実施形態において、第1実施形態と同様に、洗浄時に、CPU50からの制御信号に基づいてフローメータFM1,FM2が制御、例えば純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量が1/60〜2/75に制御されて、純水と共にN2ガスが洗浄槽1内に供給(吐出)される。この際、N2供給ノズル20を形成するパイプ部材40Bから下向きに吐出されたN2ガスは、純水供給ノズル10を形成する角形パイプ部材40Aから上向きに吐出される純水に瞬時に混合し、N2ガスが混合して気泡が発生した純水に超音波が照射される。これにより、超音波発振器34の駆動出力を低く(例えば200W)して、洗浄に効果的なキャビテーションを発生させることができ、ウエハWに付着したパーティクル等を除去することができる。
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, during the cleaning, the flow meters FM1 and FM2 are controlled based on a control signal from the
<その他の実施形態>
上記実施形態では、純水とN2ガスの供給手段4が純水供給ノズル10とN2供給ノズル20とで構成される場合について説明したが、純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量が1/60〜2/75に制御可能なものであれば、図6に示すように、純水供給ノズル10のみで構成し、純水供給管12にN2ガス供給管22を接続し、純水供給管12中で気泡を発生させた後、純水供給ノズル10より供給する構造のものであってもよい。なお、図6において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を符して、説明は省略する。
<Other embodiments>
In the above embodiment, the case where the pure water and N2 gas supply means 4 is constituted by the pure
なお、上記実施形態では、この発明に係る超音波洗浄処理方法及び装置を半導体ウエハの洗浄処理に適用した場合について説明したが、LCD用ガラス基板の洗浄処理にも適用できる。 In the above embodiment, the ultrasonic cleaning method and apparatus according to the present invention are applied to a semiconductor wafer cleaning process, but the present invention can also be applied to an LCD glass substrate cleaning process.
次に、ウエハWへのダメージとパーティクルの除去性能について説明する。 Next, damage to the wafer W and particle removal performance will be described.
<ウエハへのダメージ>
配線パターンを有するウエハWに対して、N2ガスを用いない従来の超音波洗浄方法で超音波を照射した場合、超音波発信器34の出力(通常約400W)が高いとウエハWの配線にダメージを与えることが確認されている。したがって、超音波発信器34の出力を低くして洗浄を行う必要がある。しかし、超音波発信器34の出力を低くすると、ウエハWに付着するパーティクルの除去効率が低下するという問題が生じる。
<Damage to wafer>
When the wafer W having a wiring pattern is irradiated with ultrasonic waves by a conventional ultrasonic cleaning method that does not use N2 gas, the wiring of the wafer W is damaged if the output of the ultrasonic transmitter 34 (usually about 400 W) is high. Has been confirmed to give. Therefore, it is necessary to perform cleaning with a low output of the
<パーティクルの除去性能>
超音波発信器34の出力を低くして、如何にパーティクルの除去効率の向上を図れるかを調べるために、以下の条件で実験を行った。
<Particle removal performance>
In order to investigate how the output of the
すなわち、超音波発信器34の出力を、ウエハWにダメージを与えない出力の低い200Wにして、純水の供給流量30L/minに対するN2ガスの供給流量を変化させてパーティクルの除去率を調べたところ、図7に示すような結果が得られた。
That is, the output of the
上記実験の結果、N2ガスの供給流量が500mL/min以上、すなわち純水の供給流量30L/minに対するN2ガスの供給流量の比率が1/60以上のとき、パーティクルの除去率が一般的にウエハ製作上問題ないと判断される85%以上であることが判った。また、N2ガスの供給流量が800mL/min(純水の供給流量30L/minに対するN2ガスの供給流量の比率が2/75)を超えるとパーティクルの除去率が90%で一定であることが判った。 As a result of the above experiment, when the N2 gas supply flow rate is 500 mL / min or more, that is, when the ratio of the N2 gas supply flow rate to the pure water supply flow rate 30 L / min is 1/60 or more, the particle removal rate is generally a wafer. It was found that it was 85% or more, which was judged as no problem in production. Further, when the N2 gas supply flow rate exceeds 800 mL / min (the ratio of the N2 gas supply flow rate to the pure water supply flow rate of 30 L / min is 2/75), it is found that the particle removal rate is constant at 90%. It was.
したがって、純水の供給流量に対するN2ガスの供給流量を1/60以上、N2ガスを多大に消費しないことを考えると、好ましくは1/60〜2/75に制御することにより、ウエハWにダメージを与えることなく、パーティクルの除去率を高めることができる。 Therefore, considering that the supply flow rate of N2 gas with respect to the supply flow rate of pure water is 1/60 or more and that N2 gas is not consumed much, it is preferable to control the supply flow rate to 1/60 to 2/75. The removal rate of the particles can be increased without giving any.
W 半導体ウエハ(被処理体)
1 洗浄槽
2 ウエハボート(保持手段)
3 超音波発振手段
4 供給手段
10,10A 純水供給ノズル
12 純水供給管(洗浄液供給管)
14 純水供給源(洗浄液供給源)
20,20A N2供給ノズル(ガス供給ノズル)
22 ガス供給管
24 N2ガス供給源(ガス供給源)
30,30A,30B ノズル孔
40,40A,40B,40C パイプ部材
50 CPU(制御手段)
FM1,FM2 フローメータ(流量調整手段)
W Semiconductor wafer (object to be processed)
1
3 Ultrasonic oscillation means 4 Supply means 10, 10A Pure
14 Pure water supply source (cleaning liquid supply source)
20,20A N2 supply nozzle (gas supply nozzle)
22
30, 30A,
FM1, FM2 flow meter (flow rate adjusting means)
Claims (6)
上記洗浄槽の側壁下部に配設され、洗浄槽内に上記洗浄液とガスを供給する供給手段と、
上記供給手段と洗浄液供給源及びガス供給源とを接続する供給配管に介設される洗浄液の流量調整手段及びガスの流量調整手段と、
上記洗浄液の流量に対するガスの流量を制御すべく、上記両流量調整手段を制御可能な制御手段と、を具備し、
上記供給手段は、上記洗浄液供給源に上記洗浄液の流量制御手段を介して接続する洗浄液供給ノズルと、上記ガス供給源に上記ガスの流量制御手段を介して接続するガス供給ノズルとを具備し、
上記ガス供給ノズルの上方近接位置に上記洗浄液供給ノズルを配設してなる、
ことを特徴とする超音波洗浄処理装置。 The object to be processed is immersed in the cleaning liquid supplied into the cleaning tank, and the cleaning object is cleaned by irradiating the cleaning liquid with ultrasonic waves from below the cleaning tank by the ultrasonic oscillation means provided at the bottom of the cleaning tank. In the ultrasonic cleaning apparatus
A supply means disposed at a lower portion of the side wall of the cleaning tank and supplying the cleaning liquid and gas into the cleaning tank;
A cleaning liquid flow rate adjusting means and a gas flow rate adjusting means provided in a supply pipe connecting the supply means to the cleaning liquid supply source and the gas supply source;
Control means capable of controlling both the flow rate adjusting means in order to control the flow rate of the gas with respect to the flow rate of the cleaning liquid,
The supply means comprises a cleaning liquid supply nozzle connected to the cleaning liquid supply source via the cleaning liquid flow rate control means, and a gas supply nozzle connected to the gas supply source via the gas flow rate control means,
The cleaning liquid supply nozzle is disposed at a position close to the upper side of the gas supply nozzle.
An ultrasonic cleaning apparatus characterized by the above.
上記洗浄槽の側壁下部に配設され、洗浄槽内に上記洗浄液とガスを供給する供給手段と、
上記供給手段と洗浄液供給源及びガス供給源とを接続する供給配管に介設される洗浄液の流量調整手段及びガスの流量調整手段と、
上記洗浄液の流量に対するガスの流量を制御すべく、上記両流量調整手段を制御可能な制御手段と、を具備し、
上記供給手段は、上記洗浄液供給源に上記洗浄液の流量制御手段を介して接続する洗浄液供給ノズルと、上記ガス供給源に上記ガスの流量制御手段を介して接続するガス供給ノズルとを具備し、
上記洗浄液供給ノズルの上方近接位置に上記ガス供給ノズルを配設し、上記洗浄液供給ノズルから上向きに洗浄液を吐出し、上記ガス供給ノズルから下向きにガスを吐出してなる、
ことを特徴とする超音波洗浄処理装置。 The object to be processed is immersed in the cleaning liquid supplied into the cleaning tank, and the cleaning object is cleaned by irradiating the cleaning liquid with ultrasonic waves from below the cleaning tank by the ultrasonic oscillation means provided at the bottom of the cleaning tank. In the ultrasonic cleaning apparatus
A supply means disposed at a lower portion of the side wall of the cleaning tank and supplying the cleaning liquid and gas into the cleaning tank;
A cleaning liquid flow rate adjusting means and a gas flow rate adjusting means provided in a supply pipe connecting the supply means to the cleaning liquid supply source and the gas supply source;
Control means capable of controlling both the flow rate adjusting means in order to control the flow rate of the gas with respect to the flow rate of the cleaning liquid,
The supply means comprises a cleaning liquid supply nozzle connected to the cleaning liquid supply source via the cleaning liquid flow rate control means, and a gas supply nozzle connected to the gas supply source via the gas flow rate control means,
The gas supply nozzle is disposed near the cleaning liquid supply nozzle, the cleaning liquid is discharged upward from the cleaning liquid supply nozzle, and the gas is discharged downward from the gas supply nozzle.
An ultrasonic cleaning apparatus characterized by the above.
上記制御手段は、上記洗浄液の流量に対するガスの流量を1/60以上に制御可能に形成されている、ことを特徴とする超音波洗浄処理装置。 In the ultrasonic cleaning processing apparatus according to claim 1 or 2,
The ultrasonic cleaning apparatus according to claim 1, wherein the control means is formed so that the flow rate of the gas with respect to the flow rate of the cleaning liquid can be controlled to 1/60 or more.
上記制御手段は、上記洗浄液の流量に対するガスの流量を1/60〜2/75に制御可能に形成されている、ことを特徴とする超音波洗浄処理装置。 In the ultrasonic cleaning processing apparatus according to claim 1 or 2,
The ultrasonic cleaning apparatus according to claim 1, wherein the control means is formed so that the flow rate of the gas with respect to the flow rate of the cleaning liquid can be controlled to 1/60 to 2/75.
複数枚の上記被処理体を適宜間隔をおいて列設保持して洗浄槽内に配置する保持手段を更に具備し、
上記供給手段から上記保持手段によって保持された上記被処理体間に洗浄液とガスを供給可能に形成してなる、ことを特徴とする超音波洗浄処理装置。 In the ultrasonic cleaning processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
It further comprises holding means for arranging and holding a plurality of the above-mentioned objects to be processed in an appropriate interval in a cleaning tank,
An ultrasonic cleaning apparatus characterized in that a cleaning liquid and a gas can be supplied between the object to be processed held by the holding means from the supply means.
上記洗浄液供給ノズル及びガス供給ノズルを、それぞれ洗浄槽の対向する部位に配設してなる、ことを特徴とする超音波洗浄処理装置。 In the ultrasonic cleaning processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An ultrasonic cleaning processing apparatus, wherein the cleaning liquid supply nozzle and the gas supply nozzle are respectively disposed in opposing portions of the cleaning tank.
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