JP2007027241A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 超音波の出力が低出力であっても、半導体ウェハの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に付着したパーティクルを簡単、容易、低コストで十分に除去できるようにする。
【解決手段】 本発明の超音波洗浄装置１０は、被洗浄体となる半導体ウェハＷの外周縁を支持して回転する複数本の駆動ローラ１１と、半導体ウェハＷの表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル１２と、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）を洗浄するための振動体１３とを備えている。振動体１３は中実で略円錐状の本体部１３ａと、中実で円板状の底部１３ｂと、超音波振動を発生する振動子１３ｃとから構成されている。そして、振動子１３ｃが発生した超音波振動は、本体部１３ａの先端部に形成された二股部となる一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２に伝達するようになされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転駆動される半導体ウェハの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に供給された洗浄液を超音波で励振することにより、当該半導体ウェハの外周縁に付着したパーティクルを除去するようにした超音波洗浄装置に関するものである。

近年、ＩＣチップの回路パターンの微細化が急速に伸展し、その線幅は、現在開発されている９０ｎｍから６５ｎｍへと微細化が進行し、さらに、６５ｎｍから４５ｎｍへと微細化が進行しようとしている。これと平行して、半導体ウェハの大口径化が進行し、現在のところ口径が１２インチ（３００ｍｍ）のものが主流となっている。このような回路パターンの微細化や半導体ウェハの大口径化に起因して、従来では問題にされなかった半導体ウェハの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）でのパーティクルが問題になるようになった。なお、ノッチ部は位置合わせ用の目印としてエッジ部に形成された凹部である。また、パーティクルは基板の製造時に発生した粒径が０．２μｍ以下、具体的には０．０１〜０．２μｍの微粒子（ゴミ）で、金属系パーティクルと無機系パーティクルと有機系パーティクルとに種類分けされている。

ここで、半導体ウェハのエッジ部やノッチ部にパーティクルが付着しやすくなった原因としては、以下のことが考えられる。まず、エッジ部は半導体ウェハを固定するために他の部材と接触することが多いので、他の部材に付着していたパーティクルが接触により移動するためと考えられる。また、デバイス形成時の洗浄において表面のみが洗浄されるとともに、エッジ部やノッチ部は洗浄しにくいために、エッジ部やノッチ部にパーティクルが残存し易いためと考えられる。さらに、エッジ部を削る新しいプロセスができたために、大量にパーティクルが発生するようになったためと考えられる。

このため、付着したパーティクルを除去する必要が生じたとともに、付着したパーティクルをどのようにして効率よく除去するかが問題になるようになった。この場合、この種のパーティクルの除去においては、物理的な力を用いることなく、洗浄液（可能であればドライ方式）のみで洗浄するのが理想的である。ところが、付着したパーティクルの複雑化や微細化に起因して、洗浄液のみでの洗浄では十分にパーティクルを除去することができなかった。そこで、スクラブ（スポンジ）やブラシを用いたスクラブ洗浄法、２流体ノズルを用いた２流体ノズル洗浄法、超音波を用いた超音波洗浄法などの種々の洗浄方法が提案されるようになった。

ここで、スクラブ洗浄法においては、例えば、特許文献１（特開２００３−１６３１９６号公報）にて提案されるようになった。この特許文献１にて提案されたスクラブ洗浄法は、半導体ウェハのエッジ部にスポンジあるいはブラシを配置し、これらのスポンジあるいはブラシをエッジ部に押し当て、これらの当接部に洗浄液を供給して、半導体ウェハを回転させるとともにスポンジ（ブラシ）も回転させることによってエッジ部の洗浄を行おうというものである。

また、２流体ノズル洗浄法においては、例えば、特許文献２（特開２００３−２２９９３号公報）にて提案されるようになった。この特許文献２にて提案された２流体ノズル洗浄法は、液体に気体を送り込んで液体を微粒子化させ、この微粒子化した液体をパーティクルに当てて洗浄を行おうというものである。この２流体ノズル洗浄法は現状のエッジ部のパーティクルの洗浄法において主流となっている。

さらに、超音波洗浄法においては、例えば、特許文献３（特開２００２−２３３８３７号公報）や特許文献４（特開２００２−１７６０２１号公報）あるいは特許文献５（特開２００１−４６９８５号公報）にて提案されるようになった。これらの特許文献３〜５にて提案された超音波洗浄法は、洗浄液となる流水に超音波を乗せることにより、液体を微粒子化させるとともに微振動させて洗浄を行おうというものである。
特開２００３−１６３１９６号公報 特開２００３−０２２９９３号公報 特開２００２−２３３８３７号公報 特開２００２−１７６０２１号公報 特開２００１− ４６９８５号公報

しかしながら、上述した特許文献１にて提案されたスクラブ洗浄法においては、凹凸面に付着したパーティクルを十分に除去することができないという問題を生じた。また、スポンジやブラシが洗浄面に接触することによりパーティクルの除去が行われるため、スポンジやブラシなどの部品が消耗し、これらの部品を定期的に交換する必要がある。このため、これらの部品のコストが高くなるとともに、交換作業のために製造ラインを停止する必要があり、かつ交換作業の人件費も必要になるという問題も生じた。

一方、上述した特許文献２にて提案された２流体ノズル洗浄法においては、特殊な気体を用いることにより、薬液のような効果を得ることができるとともにフラット面の洗浄には有効である。反面、凹凸がある面の洗浄においては、凹部内に洗浄液が浸入しにくいとともに洗浄液が凹部の角部に邪魔されてパーティクルに当たりにくくなるため、凹凸面の洗浄には適さないという問題を生じた。また、液体に気体を送り込むためにポンプが必要になるとともに、高圧が付加されることからノズルの寿命が短いという問題も生じた。

さらに、上述した特許文献３，４にて提案された超音波洗浄法においては、超音波振動のエネルギーが高すぎると、パターン付きウェハ（デバイスウェハ）の配線パターンを傷つけたり、剥がすといった問題を生じた。また、出力が高いために消費電力が大きくなるとともに、洗浄液を大量に使用する必要があることからランニングコストも高くなるという問題も生じた。

さらにまた、上述した特許文献５にて提案された超音波洗浄装置においては、超音波振動を伝達するホーンの先端に、被洗浄基板の端面が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１及び第２の洗浄突部を備えた端面洗浄部材を取り付けるようにしている。このため、装置全体が大型になって、装置の省スペース化を達成するのが困難であった。また、第１及び第２の洗浄突部を備えた端面洗浄部材は洗浄空間が箱形となるため、洗浄液が飛散しやすく、飛散した洗浄液が新たなパーティクルの発生源となって被洗浄基板に再付着するというという問題も生じた。

また、上述した特許文献５にて提案された超音波洗浄装置においては、共振ホーンを使用しているため、端面洗浄部材の構造が制限され、その構造を容易に変更できないという問題を生じた。また、共振ホーンを使用して超音波振動のエネルギーを端面洗浄部材の中心部に集めるようにしている。このため、中心部とその周囲とで、振動分布にバラツキが生じると共に、振動変位が中心部に集中して被洗浄物にダメージが発生するという問題も生じた。また、洗浄空間が箱形となるため、被洗浄基板の端面に存在する洗浄液はこの端面との間に表面張力を生じさせることができにくいという問題を生じた。

そこで、本発明は上記の問題点を解消するためになされたものであって、超音波の出力が低出力であっても、半導体ウェハの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に付着したパーティクルを簡単、容易、低コストで十分に除去できる超音波洗浄装置を提供することを目的とするものである。

上記の如き目的を達成するため、本発明の超音波洗浄装置においては、超音波振動を発生する振動子と、当該振動子が発生した超音波振動を伝達する振動体とを備えて、当該振動体の底面に前記振動子が直接固着されているとともに、振動体は振動子から発生された超音波を反射するようなテーパー状の側壁面が形成された中実体からなり、当該振動体の先端部は半導体ウェハの外周縁が挿入できる間隔を有するように形成された一対の突出部を備え、この一対の突出部は当該突出部の付け根部から外方に向けて互いにテーパー状に離間するように形成されていることを特徴とする。

このように振動体の先端部に半導体ウェハの外周縁が挿入できる間隔を有し、その付け根部から外方に向けて互いにテーパー状に離間するように形成された一対の突出部を備えていると、突出部が振動面となって振動するため、この部分に流入した洗浄液を振動させることが可能となる。この場合、振動体が振動子から発生された超音波を反射するようなテーパー状の側壁面が形成された中実体から形成されているので、振動体全体が乱れた振動（乱反射）となって定在波が存在し得なくなる。これにより、洗浄部位の全体に小さな変位での振動が発生されるようになるので、どの洗浄部位でも均等に振動が伝搬し、半導体ウェハの外周縁全体を均一に洗浄できるようになる。

また、振動体全体が乱れた振動（乱反射）となるため、振動子へ付与する高周波電源の周波数選定が容易になる。そして、突出部の付け根部から外方に向けて互いにテーパー状に離間するように形成されているので、この部分に流入した洗浄液の液切れが良好となって、パーティクルの再付着を防止できるようになる。この場合、半導体ウェハ外周縁と洗浄液の振動面との距離を短くすることで、半導体ウェハの外周縁の凹凸面に対して超音波が届きやすくなるので、洗浄性が向上するとともに、洗浄液の使用量も少なくすることが可能となり、洗浄部を小型化できるようになる。さらに、超音波振動の出力を低出力にすることも可能となるので、消費電力を低減させることが可能となるとともに、振動子の負荷を低負荷にすることが可能となる。

そして、振動子の負荷を低負荷にすることにより、振動子の寿命を長寿命にすることが可能になるとともに、故障が生じることも低減できるので、メンテナンス性も向上するようになる。この場合、振動体は円錐台形状あるいは四角錐台形状の中実体とすることにより、振動子から発生された超音波を反射するようなテーパー状の側壁面を形成することが可能となる。さらに、一対の突出部において、半導体ウェハより下方に位置する一方の突出部の長さは半導体ウェハより上方に位置する他方の突出部の長さより短くなるように形成されていると、半導体ウェハの裏面への洗浄液の再付着を防止できるようになるので好ましい。

ついで、本発明の一実施の形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、図１は本発明の一実施の形態の超音波洗浄装置の要部の全体構成を模式的に示す図であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）はその上面図である。図２は、図１の振動体を模式的に示す斜視図である。図３は、図２の振動体を用いて半導体ウェハ端部を洗浄する状態の要部を模式的に示す断面図である。図４は、図３のＡ部を拡大して示す拡大断面図である。

本発明の一実施の形態による超音波洗浄装置１０は、被洗浄体となる円板状の半導体ウェハＷの外周縁を支持して回転する複数本（図では６本）の駆動ローラ１１，１１，１１，１１，１１，１１と、半導体ウェハＷの表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル１２と、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）を洗浄するための振動体１３とを備えている。なお、ここでは、半導体ウェハＷとしては回路パターンが形成されていないＢａｒｅウェハや、回路パターンが形成されたデバイスウェハを示している。

ここで、駆動ローラ１１はスピンドル１１ａとコマ１１ｂとを備えており、半導体ウェハＷの表面の法線方向に軸方向が規定された回転軸を有し、この回転軸を中心に回転可能である。これらの駆動ローラ１１は図示しないモータ等の駆動力付与手段（図示せず）によって、例えば図１（ａ）の矢印Ａ方向（または、その逆方向）に回転する。そして、複数の駆動ローラ１１，１１，１１，１１，１１，１１がそれぞれ同じ回転数で矢印Ａ方向に回転することにより、半導体ウェハＷの中心を回転中心として、該半導体ウェハＷを図１（ａ）（ｂ）の矢印Ｂ方向に、回転速度が１ｒｐｍ〜３００ｒｐｍで回転させることができるようになされている。

洗浄液ノズル１２は、図示しない洗浄アームに取付けられていて、洗浄液１２ａを半導体ウェハＷの表面に供給するようになされている。この場合、洗浄液ノズル１２は半導体ウェハＷの上方の所定位置（例えば、半導体ウェハＷの中心部）に静止したり、待避位置に待避できるようにもなされている。この場合、洗浄液ノズル１２から半導体ウェハＷの表面に供給される洗浄液１２ａの流量が０．１〜２ｌ（リットル）／ｍｉｎとなるようになされている。なお、洗浄液ノズル１２は洗浄液１２ａに超音波エネルギーを与えて噴出する超音波ノズル、または、洗浄液にキャビテーションを発生させて噴出するキャビテーションノズル、または、洗浄液に超音波エネルギーを与えるとともにキャビテーションを発生させて噴出する超音波キャビテーションノズルを用いるようにしてもよい。

なお、洗浄液１２ａとしては被洗浄基板となる半導体ウェハＷの種類や汚染度に応じて適宜選択するようにすればよいが、例えば、シリコンウェハに使用される洗浄液について代表的なアンモニア過水（アンモニア＋過酸化水素水）、フッ酸（フッ酸＋過酸化水素水）、硫酸（硫酸＋過酸化水素水）、塩酸（塩酸＋過酸化水素水（過酸化水素水は溶剤希釈のために使用される））あるいは純水等を用いるのが望ましい。
この場合、付着するパーティクルの種類により、洗浄液を変更する必要があり、例えば、金属系パーティクルの場合は塩酸系洗浄液を用い、無機系パーティクルの場合はアンモニア系洗浄液を用い、有機系パーティクルの場合は硫酸系洗浄液を用いるのが望ましい。また、上述した無機系洗浄液に代えて、クエン酸や蟻酸などの有機系洗浄液を用いるようにしてもよい。さらに、アルカリイオン水や還元水、強酸水、オゾン水などの機能水を用いるようにしてもよい。この場合、還元水はアンモニア過水と同様に、無機系パーティクルの除去に有効であり、オゾン水は有機系パーティクルの除去に有効である。

振動体１３は、石英を素材とする中実で略円錐台形状の本体部１３ａと、同様に石英を素材とする中実で円板状の底部１３ｂと、超音波振動を発生する振動子１３ｃとから構成されている。そして、本体部１３ａと底部１３ｂとは一体的に形成されており、底部１３ｂの底面には接着剤等により振動子１３ｃが固着されている。この振動子１３ｃには、所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）が接続されており、振動子１３ｃが発生した超音波振動は、底部１３ｂおよび本体部１３ａを通して、本体部１３ａの先端部に形成された、後述する一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２に伝達するようになされている。

なお、振動体１３の本体部１３ａを中実で略円錐台形状とすることにより、底面に接着された振動子１３ｃから発生された超音波を反射するようなテーパー状の側壁面が形成されることとなる。また、振動体１３の材質としては、上述した石英以外に、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ジルコニアなどのセラミック系の材質、サファイアなどの単結晶体、チタン、タンタル、ステンレスなどの金属系の材質等、内部に空洞がない固体（中実の固体）を用いることができる。

本体部１３ａの先端部は切り込み１３ｄ（図２参照）が設けられていて、二股部となるように一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２が形成されている。この場合、これらの一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２の長さは等しい長さになるように形成されている。そして、この二股部となる一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２は、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部）を挟むように微小間隙ｄ（図４参照）を開けて装着されるように、半導体ウェハＷの外周縁近傍に設置されている。なお、この間隙ｄは、図４に示すように、半導体ウェハＷの外周縁の上面とその上部に位置する突出部１３ａ−１の間の距離、下面とその下部に位置する突出部１３ａ−２との間の距離を意味し、例えば、間隙ｄは０．５〜３．０ｍｍ（０．５≦ｄ≦３．０ｍｍ）になるように設定されている。

振動子１３ｃは、ＰＺＴ（piezoelectric：圧電）素子の両面に電極板を粘着した構成になっている。また、振動子１３ｃは、振動体１３の底部１３ｂの直径よりは小さめの円板状に設定されている。そして、振動子１３ｃの電極板の所定位置には、発振器（図示せず）からの所定の駆動周波数の電圧を印加する一対のリード線が接続されている。振動子１３ｃは、発振器（図示せず）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。この場合、駆動周波数は２００ＫＨｚ〜５ＭＨｚの周波数が選定できるように設定されている。なお、振動子１３ｃは円板に限らず、四角形状や多角形状の板状体等、振動体１３の底部の形状に合わせて選択すればよい。また、振動子１３ｃの周囲はケース（図示せず）により囲繞されている。

次に、上述のような構成となる超音波洗浄装置１０の動作について以下に説明する。まず、半導体ウェハＷをその洗浄面を上にして外周を駆動ローラ１１のスピンドル１１ａの上部のコマ１１ｂ内に収納して押付ける。この場合、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）の上下面とその上下部に位置する突出部１３ａ−１、１３ａ−２との間の距離がｄ（この場合は、例えば１ｍｍになるように設定されている）となるように突出部１３ａ−１、１３ａ−２に半導体ウェハＷの外周縁が挟まれるように、位置決めされて固定される。

ついで、図示しないモータ等の駆動力付与手段（図示せず）を駆動させて、各駆動ローラ１１を所定の回転方向に回転させる。これにより、各コマ１１ｂは同一方向（例えば、図１の矢印Ａ方向）となるように所定の回転速度で回転することとなる。この結果、半導体ウェハＷの中心を回転中心として、半導体ウェハＷは所定の回転方向（この場合は、図１の矢印Ｂ方向）で１ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの回転速度で回転することとなる。

このようにして半導体ウェハＷが所定の回転速度（この場合は、１ｒｐｍ〜３００ｒｐｍ）で回転している状態で、この半導体ウェハＷの中心部の表面に洗浄液ノズル１２から洗浄液１２ａを流量が０．１〜２ｌ（リットル）／ｍｉｎとなるように供給する。すると、洗浄液ノズル１２から半導体ウェハＷの表面中心部に供給された洗浄液１２ａは、半導体ウェハＷが回転する遠心力により半導体ウェハＷの外周縁に向けて拡散し、突出部１３ａ−１、１３ａ−２に到達することとなる。このとき、半導体ウェハＷの外周縁表面と突出部１３ａ−１との間（隙間ｄ：図４参照）、半導体ウェハＷの外周縁裏面と突出部１３ａ−２との間（隙間ｄ：図４参照）には、表面張力の作用により洗浄液１２ａの液膜が形成される。

このような状態にあるとき、振動子１３ｃに接続された発振器（図示せず）から所定の駆動周波数（この場合、４００ＫＨｚ，１ＭＨｚ，１．５ＭＨｚ，３ＭＨｚ等の駆動周波数からいずれかの駆動周波数が選定されているものとする）の電圧が振動子１３ｃに印加されると、振動子１３ｃは励振されて、この駆動周波数の超音波振動を発生する。振動子１３ｃが超音波振動を発生すると、この超音波振動は振動体１３を伝達して、振動体１３の先端部の突出部１３ａ−１、１３ａ−２に到達する。この場合、振動体１３の本体部１３ａは略円錐台形状に形成されているので、これらの側壁面は先端部に向けてテーパー状にすぼまるように形成されていることとなる。このため、振動子１３ｃから発生された超音波は、本体部１３ａの先端部に向けてテーパー状にすぼまるように形成され側壁面で反射を繰り返しながら、振動体１３の先端部の突出部１３ａ−１、１３ａ−２に到達することとなる。

すると、この超音波振動は、半導体ウェハＷの外周縁表面と突出部１３ａ−１との間および半導体ウェハＷの外周縁裏面と突出部１３ａ−２との間に形成された洗浄液１２ａの液膜を介して、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に伝達される。これによって、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に対する洗浄が非接触で行われることとなる。この場合、振動体１３全体が乱れた振動（乱反射）となって定在波が存在し得なくなるので、洗浄部位の洗浄液全体に小さな変位での振動が付与されるようになり、どの洗浄部位でも均等に振動が伝搬して、半導体ウェハＷの外周縁全体が均一に洗浄されることとなる。この結果、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に付着していたパーティクルは除去され、洗浄液１２ａとともに流されることとなる。

〈変形例１〉
上述した実施の形態においては、振動体１３の本体部１３ａの先端部に形成された二股部となる一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２の長さが等しくなるように形成した例について説明した。ところが、突出部１３ａ−１、１３ａ−２の長さが等しくなるように形成した場合、洗浄液１２ａが半導体ウェハＷの外周縁の裏面に回り込む量が多くなって、この部分にパーティクルが付着するといった問題を生じる恐れがある。そこで、このようなことが生じないようにした変形例１の振動体を図５および図６に基づいて、以下に説明する。なお、図５は変形例１の振動体を模式的に示す斜視図である。図６は、図５の振動体を用いて半導体ウェハ端部を洗浄する状態の要部を模式的に示す断面図である。

本変形例１の振動体１５においては、図５に示すように、石英等を素材とする中実で略円錐状の本体部１５ａと、同様に石英等を素材とする中実で円板状の底部１５ｂと、超音波振動を発生する振動子１５ｃとから構成されている。そして、本体部１５ａと底部１５ｂとは一体的に形成されており、底部１５ｂの底面には接着剤等により振動子１５ｃが固着されている。そして、本体部１５ａの先端部は切り込み１５ｄ（図５参照）が設けられていて、二股部となるように一対の突出部１５ａ−１、１５ａ−２が形成されている。この場合、下方に配置される突出部１５ａ−２の長さ（ｔ）は、上方に配置される突出部１５ａ−１の長さ（２ｔ）の半分位の長さ（ｔ）になるように形成するのが、洗浄液の液切れの観点から望ましい。

そして、二股部となる一対の突出部１５ａ−１、１５ａ−２の間に、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）を挟むように微小間隙（この場合も、微小間隙は０．５〜３．０ｍｍになるようになされている）を開けて装着した後、上述の実施の形態と同様にして、この間隙部に洗浄液１２ａを供給するようにする。すると、図６に示すように、洗浄液１２ａは、半導体ウェハＷの外周縁から下方に流れやすくなる。これにより、洗浄液１２ａが半導体ウェハＷの外周縁の裏面に回り込む量が少なくなって、洗浄後にこの部分に付着するパーティクルを激減させることが可能となる。

なお、振動子１５ｃは、上述の実施の形態と同様であって、所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）が接続されており、振動子１５ｃが発生した超音波振動は、底部１５ｂおよび本体部１５ａを通して、本体部１５ａの先端部に形成された、一対の突出部１５ａ−１、１５ａ−２に伝達するようになされている。

〈変形例２〉
上述した実施の形態においては、振動体１３を中実の略円錐状に形成する例について説明したが、本体部の形状としてはこれに限られることはなく、種々の変形が可能である。そこで、本体部の形状を変更した変形例２の振動体を図７および図８に基づいて、以下に説明する。なお、図７は変形例２の振動体を模式的に示す図であり、図７（ａ）はその斜視図であり、図７（ｂ）は突出部間に半導体ウェハＷを配置した状態を模式的に示す上面図である。図８は、図７の振動体を用いた超音波洗浄装置の要部の全体構成を模式的に示す斜視図である。この場合、図１と同一符号は同一名称を表すので、その説明は省略する。

本変形例２の振動体１６においては、図７に示すように、石英等を素材とする中実で四角錐台形状の本体部１６ａと、同様に石英等を素材とする中実で長方形をした板状の底部１６ｂと、超音波振動を発生する長方形をした板状の振動子１６ｃとから構成されている。そして、本体部１６ａと底部１６ｂとは一体的に形成されており、底部１６ｂの底面には接着剤等により振動子１６ｃが固着されている。なお、振動体１６の本体部１６ａを中実で四角錐台形状とすることにより、底面に接着された振動子１６ｃから発生された超音波を反射するようなテーパー状の側壁面が形成されることとなる。そして、本体部１６ａの先端部は切り込み１６ｄが設けられていて、二股部となるように一対の突出部１６ａ−１、１６ａ−２が形成されている。なお、切り込み１６ｄは、図７（ｂ）に示すように、半導体ウェハＷの外周に沿うような深さになるように形成されている。

そして、二股部となる一対の突出部１６ａ−１、１６ａ−２の間に、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）を挟むように微小間隙（この場合も、微小間隙は０．５〜３．０ｍｍになるようになされている）を開けて装着した後、上述の実施の形態と同様にして、この間隙部に洗浄液１２ａを供給するようにしている。なお、振動子１６ｃは、上述の実施の形態と同様であって、所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）が接続されており、振動子１６ｃが発生した超音波振動は、底部１６ｂおよび本体部１６ａを通して、本体部１６ａの先端部に形成された、一対の突出部１６ａ−１、１６ａ−２に伝達するようになされている。なお、本変形例２においても、上述した変形例１と同様に、下方に配置される突出部１６ａ−２の長さは、上方に配置される突出部１６ａ−１の長さの半分位の長さになるように形成するのが、洗浄液の液切れの観点から望ましい。

上述したように、本発明の超音波洗浄装置１０においては、振動体１３（１５）の先端に形成した二股部となる一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２（１５ａ−１、１５ａ−２あるいは１６ａ−１、１６ａ−２）の間に、被洗浄基板となる半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）を微小間隙ｄを開けて装着する。ついで、振動体１３（１５あるいは１６）の底部に固着した振動子１３ｃ（１５ｃあるいは１６ｃ）を駆動する。これにより、振動体１３（１５あるいは１６）の先端に形成された一対の突出部１３ａ−１、１３ａ−２（１５ａ−１、１５ａ−２あるいは１６ａ−１、１６ａ−２）から超音波が半導体ウェハの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）に向けて照射され、洗浄液ノズル１２から供給された洗浄液１２ａが励振される。この結果、半導体ウェハＷの外周縁（エッジ部やノッチ部を含む）が洗浄され、半導体ウェハＷの外周縁に付着したパーティクルは速やかに除去されることとなる。

本発明の一実施の形態の超音波洗浄装置の要部の全体構成を模式的に示す図であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）はその上面図である。 図１の振動体を模式的に示す斜視図である。 図２の振動体を用いて半導体ウェハ端部を洗浄する状態の要部を模式的に示す断面図である。 図３のＡ部を拡大して示す拡大断面図である。 変形例１の振動体を模式的に示す斜視図である。 図５の振動体を用いて半導体ウェハ端部を洗浄する状態の要部を模式的に示す断面図である。 変形例２の振動体を模式的に示す図であり、図７（ａ）はその斜視図であり、図７（ｂ）は突出部間に半導体ウェハＷを配置した状態を模式的に示す上面図である。 図７の振動体を用いた超音波洗浄装置の要部の全体構成を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１０…超音波洗浄装置、１０ａ…凹部、１１…駆動ローラ、１１ａ…スピンドル、１１ｂ…コマ、１２…洗浄液ノズル、１２ａ…洗浄液、１３…振動体、１３ａ…本体部、１３ｂ…底部、１３ｃ…振動子、１３ｄ…切れ込み、１５…振動体、１５ａ…本体部、１５ｂ…底部、１５ｃ…振動子

Claims (3)

1. 回転駆動される半導体ウェハの外周縁に供給された洗浄液を超音波で励振することにより当該半導体ウェハの外周縁に付着したパーティクルを除去するようにした超音波洗浄装置であって、
   超音波振動を発生する振動子と、当該振動子が発生した超音波振動を伝達する振動体とを備えて、当該振動体の底面に前記振動子が直接固着されているとともに、
   前記振動体は前記振動子から発生された超音波を反射するようなテーパー状の側壁面が形成された中実体からなり、当該振動体の先端部は前記半導体ウェハの外周縁が挿入できる間隔を有するように形成された一対の突出部を備え、
   前記一対の突出部は当該突出部の付け根部から外方に向けて互いにテーパー状に離間するように形成されていることを特徴とする超音波洗浄装置。
2. 前記振動体は円錐台形状あるいは四角錐台形状の中実体からなり、当該中実体の底面に前記振動子が直接固着されており、当該中実体の先端部は前記半導体ウェハの外周縁が挿入できる間隔を有するように形成された一対の突出部を備え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. 前記一対の突出部において、前記半導体ウェハより下方に位置する一方の突出部の長さは前記半導体ウェハより上方に位置する他方の突出部の長さより短くなるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波洗浄装置。
   

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