JP2007324509A - Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗浄対象となる基板の表面に液体を供給しながら超音波を与えて不要物質の除去を行う基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method for removing unnecessary substances by applying ultrasonic waves while supplying a liquid to the surface of a substrate to be cleaned.
半導体製造プロセスにおいて半導体基板上に付着している微粒子（以下、パーティクルと称す。）を除去する工程では、一般的に半導体材料を酸化させる酸化剤と、この酸化剤によって生成された酸化膜とを除去するエッチング材が混合された洗浄液を使用する（例えば、アンモニア＋過酸化水素水。）。 In the step of removing fine particles (hereinafter referred to as particles) adhering to a semiconductor substrate in a semiconductor manufacturing process, an oxidizing agent that oxidizes a semiconductor material and an oxide film generated by the oxidizing agent are generally used. A cleaning solution in which an etching material to be removed is mixed is used (for example, ammonia + hydrogen peroxide solution).
この方法による半導体基板洗浄はバッチ式と呼ばれる方法で多く用いられている。すなわち、洗浄槽に薬液を満たし、その中に半導体基板がセットされたキャリアごと前記の槽の中に浸漬し、洗浄終了と同時に前記半導体基板をキャリアごと取り出しリンス用の純水が満たされた別の槽に浸漬し乾燥を行う方法である。 Semiconductor substrate cleaning by this method is often used in a method called a batch method. That is, the cleaning tank is filled with a chemical solution, the carrier in which the semiconductor substrate is set is immersed in the tank, and the semiconductor substrate is taken out together with the carrier at the same time as the cleaning is completed. It is the method of immersing in the tank and drying.
一般に、パーティクルの除去率を上昇するためには前述の洗浄液の処理温度と薬液濃度を高くして、半導体基板表面により厚い酸化膜を形成し、短時間でその膜をエッチングして前記半導体基板表面上に付着しているパーティクルごと除去するという手法が必要となる。 In general, in order to increase the particle removal rate, the processing temperature and chemical concentration of the cleaning liquid described above are increased, a thick oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the film is etched in a short time to form the surface of the semiconductor substrate. A method of removing all particles adhering to the top is required.
しかしながら、近年では半導体プロセスの微細化に伴う低膜厚ロス洗浄の必要性や、環境に対する悪影響という観点から、先述した高温・高濃度の薬液の使用が難しくなってきている。 However, in recent years, it has become difficult to use the aforementioned high-temperature and high-concentration chemical solution from the viewpoint of the need for low-thickness loss cleaning accompanying the miniaturization of semiconductor processes and the adverse effect on the environment.
そこで、低温・低濃度の洗浄液でも高いパーティクル除去率を保つ手法として洗浄液中に超音波振動を与え、その振動により発生する様々な現象を利用する超音波洗浄方式が使われ始めている（例えば、特許文献１参照。）。 Therefore, as a technique for maintaining a high particle removal rate even with a low temperature and low concentration cleaning liquid, an ultrasonic cleaning method using ultrasonic vibrations in the cleaning liquid and utilizing various phenomena generated by the vibration has begun to be used (for example, patents). Reference 1).
先に述べたようなバッチ式の洗浄方法では、一度に大量の半導体基板を同時に処理を行うことが可能であり、大量少品種生産に向いている反面、少量多品種製造には向かない。その理由は、例えば１枚しか半導体基板を処理しない場合でも、半導体基板を洗浄薬液や純水に全て浸漬するためには洗浄薬液や純水の量を減らす事ができないからである。加えて環境負荷やコストの問題から薬液を大量に消費する事を避けるため、同じ洗浄薬液で異なるロットの半導体基板を何度も処理しなければならない。従って、前ロットの半導体基板から除去され槽内の薬液中に残留し漂っているパーティクルが次のロットの半導体基板に再付着してしまうことが多く発生する。 The batch-type cleaning method as described above can simultaneously process a large number of semiconductor substrates at a time, and is suitable for mass production of a small variety of products, but is not suitable for production of a small amount of products. This is because, for example, even when only one semiconductor substrate is processed, the amount of the cleaning chemical solution or pure water cannot be reduced in order to immerse the semiconductor substrate in the cleaning chemical solution or pure water. In addition, in order to avoid consuming a large amount of chemicals due to environmental load and cost problems, semiconductor substrates of different lots must be processed many times with the same cleaning chemical. Therefore, particles that are removed from the semiconductor substrate of the previous lot and remain in the chemical solution in the tank often reattach to the semiconductor substrate of the next lot.
このような観点から枚葉タイプの基板回転方式（以下、スピン洗浄方式と言う。）が使われるようになっている。スピン洗浄方式は半導体基板１枚を固定する構造を有し、これにより前記基板を確実に固定した後に回転させ洗浄薬液を回転中心付近に供給する。供給された薬液は基板の回転遠心力により速やかに流れて基板の外に排出されて行く。この流れは非常に高速であるため、一旦基板から除去されたパーティクルが前記基板に再付着することを防ぐことが出来る。 From this point of view, a single wafer type substrate rotation method (hereinafter referred to as a spin cleaning method) is used. The spin cleaning method has a structure in which one semiconductor substrate is fixed, whereby the substrate is securely fixed and then rotated to supply a cleaning chemical near the rotation center. The supplied chemical solution flows quickly by the rotational centrifugal force of the substrate and is discharged out of the substrate. Since this flow is very fast, particles once removed from the substrate can be prevented from reattaching to the substrate.
このスピン洗浄方式と超音波洗浄方式を組み合わせる場合、従来では薬液を供給するノズルの内部に超音波発振子を有する構造のものが主流である。この方法は薬液供給装置から供給された洗浄薬液は配管内部を通り、洗浄対象物である半導体基板のすぐ上部に設置されたノズル内部に到達する。 When this spin cleaning method and the ultrasonic cleaning method are combined, conventionally, a structure having an ultrasonic oscillator inside a nozzle for supplying a chemical solution is mainly used. In this method, the cleaning chemical supplied from the chemical supply apparatus passes through the inside of the pipe and reaches the inside of the nozzle installed immediately above the semiconductor substrate that is the object to be cleaned.
ここで、洗浄薬液は前記ノズル内部備えられた超音波振動子に沿うような経路を辿り、この時に超音波振動が加えられる。超音波振動を加えられた前記洗浄薬液はノズルの薬液出口から排出され半導体基板に連続的に供給される。なお、この方式の特徴はノズル内部で発生している超音波振動を洗浄薬液を媒体として半導体基板に伝えることである。 Here, the cleaning chemical solution follows a path along the ultrasonic vibrator provided in the nozzle, and at this time, ultrasonic vibration is applied. The cleaning chemical liquid subjected to ultrasonic vibration is discharged from the chemical liquid outlet of the nozzle and continuously supplied to the semiconductor substrate. A feature of this method is that ultrasonic vibration generated inside the nozzle is transmitted to the semiconductor substrate using a cleaning chemical as a medium.
したがって、前記薬液が断続的に供給された場合、超音波振動が半導体基板に届かなくなってしまい、超音波洗浄方式の効果が無くなってしまうことが欠点である。また、連続的に供給された場合でも洗浄薬液の流れにムラが発生すると超音波振動が半導体基板に均一に伝わらず、突発的に強度の高いエネルギーが与えられてしまうことがあり、これにより近年、半導体業界で頻繁に製造されている微細構造パターンなどが破壊されるという問題も発生する。 Therefore, when the chemical solution is intermittently supplied, ultrasonic vibrations do not reach the semiconductor substrate, and the effect of the ultrasonic cleaning method is lost. In addition, even when continuously supplied, if unevenness occurs in the flow of cleaning chemicals, ultrasonic vibrations may not be transmitted uniformly to the semiconductor substrate, and suddenly high energy may be given suddenly. In addition, there is a problem that a fine structure pattern or the like frequently manufactured in the semiconductor industry is destroyed.
そこで、上記の問題を解決するために、図７に示すようなバータイプの方式が開発された。ここで、図７（ａ）は超音波振動子を横置きする形態、図７（ｂ）は超音波振動子を縦置きする形態である。 Therefore, in order to solve the above problem, a bar type system as shown in FIG. 7 has been developed. Here, FIG. 7A shows a form in which the ultrasonic vibrator is placed horizontally, and FIG. 7B shows a form in which the ultrasonic vibrator is placed vertically.
この方法は図示したような超音波振動を伝えることができる材質とした超音波振動子１５を半導体基板１０のすぐ近傍に設置し、超音波振動子１５と半導体基板１０とが形成する間隙に洗浄薬液をノズル１７から供給して表面張力による液膜を形成し、この液膜を媒体として超音波振動を伝え半導体基板１０を洗浄するものである。
In this method, an
ところが、図７に示したような方法では、パーティクル再付着を防止するために半導体基板１０を高回転にすると間隙に満たされた洗浄薬液の水膜が切れてしまうために実用的な回転数は制限されてしまう。
However, in the method shown in FIG. 7, when the
さらには、これを回避するために低回転で処理を行うと、薬液が間隙を速やかに流れず超音波により除去されたパーティクルが半導体基板１０に再付着してしまう。加えて洗浄面を流れる薬液の流速が遅いと流速分布にムラが発生しやすく洗浄効果が安定しなくなる。
Furthermore, when processing is performed at a low rotation speed in order to avoid this, the chemical solution does not flow quickly through the gap, and particles removed by the ultrasonic wave are reattached to the
また、半導体基板１０がシリコン面であった場合、表面は接触角の非常に高い状態、いわゆる疎水面となるので、間隙の間に形成された液膜が切れないまでにスピン回転を低下させてしまうと基板が雰囲気に晒されることが避けられなくなり、基板回転させることにより発生したミストが付着し再汚染をしてしまうという問題が生じる。
Further, when the
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、基板を保持する機構とともにこの基板を回転させる機構を備えたターンテーブルと、ターンテーブルの周囲を囲む状態に設けられるチャンバと、チャンバ内に液体を供給する供給配管と、チャンバ内から液体を排出する排出配管と、チャンバ内に液体が供給されることで基板が液体に浸され、さらにターンテーブルの回転によって液体が回転している状態でこの液体を介して基板の表面に超音波を与える超音波供給手段とを備える基板洗浄装置である。 The present invention has been made to solve such problems. That is, the present invention relates to a turntable having a mechanism for rotating a substrate together with a mechanism for holding the substrate, a chamber provided in a state surrounding the periphery of the turntable, a supply pipe for supplying a liquid into the chamber, a chamber The substrate is immersed in the liquid by supplying the liquid into the chamber and the discharge pipe for discharging the liquid from the inside, and the liquid is rotated by the rotation of the turntable. It is a substrate cleaning apparatus provided with an ultrasonic supply means for applying ultrasonic waves.
このような本発明では、ターンテーブルに基板を保持した状態でチャンバ内に液体を供給し、基板を液体で浸すようにする。この状態で基板の回転とともに液体を回転させ、超音波供給手段から液体を介して基板の表面に超音波を与える。基板は液体に浸漬しているため、回転しても超音波供給手段と基板表面との間の液体が切れることがなくなる。 In the present invention, liquid is supplied into the chamber while the substrate is held on the turntable, and the substrate is immersed in the liquid. In this state, the liquid is rotated along with the rotation of the substrate, and ultrasonic waves are applied to the surface of the substrate from the ultrasonic supply means via the liquid. Since the substrate is immersed in the liquid, the liquid between the ultrasonic wave supply means and the substrate surface is not cut even when rotated.
また、本発明は、洗浄対象となる基板の全体を液体に漬ける工程と、基板を回転させて液体の遠心方向への流れを形成する工程と、液体を介して基板の表面に超音波を与える工程とを有する基板洗浄方法である。 The present invention also includes a step of immersing the entire substrate to be cleaned in a liquid, a step of rotating the substrate to form a flow in the centrifugal direction of the liquid, and applying ultrasonic waves to the surface of the substrate through the liquid. A substrate cleaning method having a process.
この方法により、基板の全体が液体に浸漬した状態で液体の流れを形成し、この液体を介して超音波を基板の表面に与えることができる。基板が回転しても液体に浸漬しているため基板表面には液体を介して確実に超音波を与えることができる。 By this method, a liquid flow can be formed in a state where the entire substrate is immersed in the liquid, and ultrasonic waves can be applied to the surface of the substrate through the liquid. Since the substrate is immersed in the liquid even if the substrate is rotated, ultrasonic waves can be reliably applied to the substrate surface via the liquid.
ここで、本発明のような超音波供給手段を使用した基板洗浄において、ターンテーブルの周辺を取り囲む形状を有するチャンバ壁に、高さ調節機構を有する排出配管を備えることで、基板および液体の低回転から高回転までの広範囲において、回転する液体の液面高さを調整することができる。 Here, in the substrate cleaning using the ultrasonic supply means as in the present invention, a discharge pipe having a height adjusting mechanism is provided on the chamber wall having a shape surrounding the periphery of the turntable, so that the substrate and liquid can be reduced. The liquid level of the rotating liquid can be adjusted in a wide range from rotation to high rotation.
また、排出配管の高さを調節することにより、チャンバの密閉系の構造を保ちながらも基板の回転中心から円周方向に向かって液体の一様な流れ方向を発生させることができる。また、チャンバの壁面に取り付けられた排出配管は円筒形状のチャンバの接線方向に延出しているものであり、また、チャンバの壁面に設けられる排出配管の排出口に液体を取り込むためのリブを備えたものでもある。 Further, by adjusting the height of the discharge pipe, it is possible to generate a uniform flow direction of the liquid from the center of rotation of the substrate toward the circumferential direction while maintaining the structure of the sealed system of the chamber. The discharge pipe attached to the wall surface of the chamber extends in the tangential direction of the cylindrical chamber, and includes a rib for taking in liquid into the discharge port of the discharge pipe provided on the wall surface of the chamber. It is also a thing.
したがって、本発明によれば、次のような効果がある。すなわち、液体を介在させた超音波洗浄において、基板の高速回転が可能となり、洗浄した基板から除去されたパーティクルが基板に再付着することを確実に防止することが可能となる。また、洗浄対象となる基板の表面に高速で液体の流れが発生するため、洗浄面と超音波発振面との間隙を流れる液体が一様となり、超音波振動が均一に伝わって洗浄効果を安定させることが可能となる。 Therefore, the present invention has the following effects. That is, in ultrasonic cleaning with liquid interposed, the substrate can be rotated at high speed, and it is possible to reliably prevent particles removed from the cleaned substrate from reattaching to the substrate. In addition, since liquid flows at high speed on the surface of the substrate to be cleaned, the liquid flowing through the gap between the cleaning surface and the ultrasonic oscillation surface is uniform, and the ultrasonic vibration is uniformly transmitted to stabilize the cleaning effect. It becomes possible to make it.
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。なお、本実施形態では洗浄対象となる基板として半導体基板を例とするが、ガラス基板等の他の基板であってもよい。また、洗浄に用いる液体としては、純水のほか、洗浄液（例えば、アンモニアと過酸化水素水）を用いるものとし、以下の説明ではこれらを合わせて薬液と言う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a semiconductor substrate is taken as an example of a substrate to be cleaned, but another substrate such as a glass substrate may be used. In addition to pure water, a cleaning liquid (for example, ammonia and hydrogen peroxide solution) is used as the liquid used for cleaning, and these are collectively referred to as a chemical solution in the following description.
図１は、本実施形態に係る基板洗浄装置を説明する概略図である。すなわち、本実施形態に係る基板洗浄装置１は、洗浄対象となる半導体基板１０を保持する機構とともに半導体基板１０を回転させる機構を備えたターンテーブル１１と、このターンテーブル１１の周りを取り囲むような形状を有するチャンバ１２と、チャンバ１２内に洗浄用の薬液を供給する供給配管１３と、チャンバ１２内から薬液を排出する排出配管１４と、ターンテーブル１１上の半導体基板１０の表面に薬液を介して超音波を与える超音波振動子１５とを備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a substrate cleaning apparatus according to this embodiment. That is, the
ターンテーブル１１の裏面中心には回転軸が取り付けられ、この回転軸がチャンバ１２の外側に設けられた回転駆動機構と連結されている。この回転駆動機構の動作によってチャンバ１２内のターンテーブル１１が所定の方向に回転し、洗浄処理中に半導体基板１０を高速回転できるようになる。
A rotation shaft is attached to the center of the back surface of the
チャンバ１２の上部から内部に挿入される供給配管１３は、半導体基板１０の回転中心から若干ずれた位置に先端が配置されるようになっている。これにより、ターンテーブル１１上で高速回転している半導体基板１０の洗浄面に洗浄薬液を供給できるとともに、半導体基板１０の中央から端部までの間をスキャン移動する超音波振動子１５と供給配管１３との干渉を防止している。
The
この供給配管１３から供給された薬液が洗浄面全体に満たされてくると、前述したターンテーブル１１の周辺に備わったチャンバ１２の効果により、半導体基板１０の全体が薬液に浸されるとともに、半導体基板１０の回転によって薬液が回転しながら遠心方向に流れていき、チャンバ１２の内壁に当たることで半導体基板１０を中心とした薬液の凹面形状が構成される。
When the chemical solution supplied from the
そして、この状態で超音波発振子１５を半導体基板１０の回転中心から円周方向に向かってスキャニングを行うことにより、高速な薬液の流れを保ちながら超音波振動を薬液から基板表面に伝える。この時、チャンバ１２の内壁に備え付けられた排出口１４ａより洗浄済みの薬液を排出しながら処理を行うため、半導体基板１０の表面には回転中心から円周方向に向かう清浄な薬液の流れが発生し、基板洗浄に一度寄与したパーティクルを含む洗浄薬液が基板表面上に戻ってくることがなくなる。
In this state, the
また、処理中において基板表面は常に薬液で覆われるため、チャンバ１２内の雰囲気に舞うミストの再付着による汚染などの影響を受けない。なお、先述した排出口１４ａは高さが調節できる機構を備えるため、半導体基板１０を高回転で処理するときは高い位置まで移動させて処理を行う。加えて、処理後には排出口１４ａをチャンバ１２の最も低い位置に移動することにより処理後の薬液を全て排出して、洗浄液中に含まれている除去されたパーティクルを全てチャンバ１２の外に排出する。これにより、洗浄済みの液体による半導体基板１０の再汚染を防止することができる。
In addition, since the substrate surface is always covered with a chemical solution during processing, the substrate is not affected by contamination due to re-adhering mist that moves in the atmosphere in the
図２は、本実施形態の基板洗浄装置が適用される洗浄システムの概略構成図である。なお、図２についてはシステムの全体構成を示したものであり、本実施形態に係わるチャンバ部の構造の詳細は省略してある。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a cleaning system to which the substrate cleaning apparatus of this embodiment is applied. Note that FIG. 2 shows the overall configuration of the system, and details of the structure of the chamber portion according to this embodiment are omitted.
本実施形態の基板洗浄装置１におけるチャンバ１２の下部には、半導体基板１０を回転させるための回転駆動部２２、排出配管１４の排出口１４ａの高さを上下駆動するための駆動機構２３が設けられ、チャンバ１２の上部にはチャンバ１２内を不活性もしくは反応性の低いガス雰囲気で満たすためのパージガス配管１６、また、回転する半導体基板１０の洗浄面付近に液体（薬液もしくは純水用）を供給する供給配管１３が設置されており、チャンバ１２の天井部を貫いて薬液供給ユニット２１もしくは純水供給装置（図示せず）に接続されている。さらに、チャンバ１２の横には半導体基板１０をチャンバ１２内に搬送するための基板搬送用ロボット２０が据え付けられている。
A rotation driving unit 22 for rotating the
図３は、本実施形態の基板洗浄装置におけるチャンバ付近の詳細を説明する模式図である。洗浄対象となる半導体基板１０はチャンバ１２の下部に設置された複数の基板固定ピン有するターンテーブル１１に固定される。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining details of the vicinity of the chamber in the substrate cleaning apparatus of the present embodiment. The
ターンテーブル１１はチャンバ１２の下部に備わったチャンバ１２の床部を貫き設置された回転軸に連結され、さらに回転軸はモーターに連結されている。なお図示はしていないが、前述の回転軸は上下可動する構造を有し、先述したターンテーブル１１と共にチャンバ１２内において上下駆動が可能となっており、後述する半導体基板１０のチャンバ１２内部への搬送時に前述の方向に動作する。以上の構造により半導体基板１０を回転させることができる。
The
次に、半導体基板１０を本実施形態の基板洗浄装置１のチャンバ１２内に搬送するための機構と、その時の各部動作について説明する。処理前の半導体基板１０は図３に示された基板搬送用ロボット２０のアーム上に真空吸着により固定される。半導体基板１０の搬送準備が整ったら、チャンバ１２に備えられた基板搬送扉を開け、同時に先述したターンテーブル１１を基板搬送に適した高さに移動する。
Next, a mechanism for transporting the
基板搬送用ロボット２０のアームを伸ばして半導体基板１０をチャンバ１２内のターンテーブル１１にセットしたらアームをチャンバ１２から退避して基板搬送扉を閉じ、ターンテーブル１１を洗浄処理に適した高さに移動させる。
When the arm of the
超音波発振子１５については図３に示すように上下左右移動ができるような構造（上下左右駆動機構１５ａ）とアームを介して連結され、処理内容に合わせてそれぞれ最適な位置（半導体基板１０との適切な間隔）に移動可能となっている。
As shown in FIG. 3, the
また、上下左右駆動機構１５ａと連結するアームはチャンバ１２の壁を貫くように設置されているが、この部分はシール構造を持つスライド機構を備えており、チャンバ１２内はその外部に対して密閉性のある構造となっている。
The arm connected to the up / down / left / right drive mechanism 15a is installed so as to penetrate the wall of the
さらに、薬液配管については供給配管１３には上下駆動機構１３ａが、排出配管１４には上下駆動機構２３ａが設けられ、各々上下移動が可能な構造となっており、先述のチャンバ１２の壁を貫くアームと同様の構造を持ち、半導体基板１０の処理ステップに応じて最適な高さに移動される。
Further, regarding the chemical solution pipe, the
例えば、チャンバ１２内の薬液量を多くしたい場合には供給配管１３および排出配管１４の高さを高く設定し、薬液量を少なくしたい場合には供給配管１３および排出配管１４の高さを低く設定する。また、半導体基板１０および薬液の回転を速くして薬液面の凹形状を深く設定したい場合には排出配管１４の位置を高く設定すればよい。このように、種々の洗浄条件に合わせて供給配管１３および排出配管１４の高さを自由に設定することができる。
For example, when the amount of the chemical solution in the
なお、供給配管１３については図３では１本のみ示してあるが、複数の薬液を使用する場合や純水リンス専用配管など、複数本設けたり、複数本の配管を供給口近傍で合流する構造としてもよい。また、チャンバ１２の下部に設けられる排出配管１４については、異種の洗浄液による連続処理や洗浄薬液から純水によるリンスに切り替える場合にチャンバ１２の下部に残留する液体を速やかに抜くときに使用するものである。
Although only one
次に、この基板洗浄装置を用いた本実施形態の基板洗浄方法を説明する。なお、ここでは、洗浄薬液としてＳＣ−１（アンモニアと過酸化水素水の混合物）を使用し同時に超音波処理を施し、次いで、純水リンス（超音波は無し）を行った後に乾燥を行うプロセスステップを説明する。 Next, the substrate cleaning method of this embodiment using this substrate cleaning apparatus will be described. Here, SC-1 (a mixture of ammonia and hydrogen peroxide solution) is used as a cleaning chemical solution, and ultrasonic treatment is simultaneously performed, followed by pure water rinsing (no ultrasonic waves) followed by drying. The steps will be described.
先ず、半導体基板１０を基板搬送用ロボット２０のアーム上に設置する。次に、基板洗浄装置１のチャンバ１２に設けられた基板搬送用扉を開ける。次いで、ターンテーブル１１を半導体基板１０の搬送に適した高さまで移動する。
First, the
その後、半導体基板１０を搬送し、ターンテーブル１１上に備わる固定ピンに固定する。基板搬送用ロボット２０のアームをチャンバ１２内から退避したら、基板搬送扉を閉じる。
Thereafter, the
次に、ターンテーブル１１を予め設定しておいた高さに移動し、供給配管１３を基板洗浄面上に移動し、半導体基板１０上に満たされる洗浄液に接触しない高さに位置させ、かつ排出配管１４を適切な高さに移動しながら、超音波発振子（材質は石英ガラスや対フッ酸性のあるサファイヤなど）１５の高さを調節し、半導体基板１０の回転中心まで移動する。
Next, the
なお、このステップ中にパージガス配管１６からチャンバ１２内に不活性ガス（例えばアルゴン、ヘリウムなどの希ガス）や反応性の低いガス（Ｎ2など）を供給してチャンバ１２内に満たしておき、処理後の半導体基板１０の表面を変化（有機物汚染や、ウォーターマークの発生など）させないようにすることも可能である。
During this step, an inert gas (for example, a rare gas such as argon or helium) or a low-reactivity gas (N 2 or the like) is supplied from the
次に、半導体基板１０の回転を開始し、所望の回転数に達したら供給配管１３から洗浄薬液の供給を行い、半導体基板１０の表面が全て洗浄薬液で覆われ、かつ液面が凹面になったら超音波の発振を開始して、超音波発振子１５を基板回転中心から円周方向に向かって往復移動させる。
Next, the rotation of the
洗浄薬液による処理が終了したら、排出配管１４を半導体基板１０の洗浄面と同じ高さに移動する。この時にチャンバ１２内の洗浄薬液は前述の半導体基板１０の回転運動の影響により洗浄チャンバ内で半導体基板１０と同方向に回転しているため遠心力を持つ。この遠心力を使用して短時間で半導体基板１０の洗浄面よりも高い位置にある薬液を排出する。
When the treatment with the cleaning chemical is completed, the
また、必要に応じてチャンバ１２の下部（この場合、半導体基板の洗浄面よりも低い位置のこと）に残留する薬液を排出しても良い。排出方法にはチャンバ１２の下部に備えられている排出配管に設けられたバルブを開ければよい。
Further, if necessary, the chemical solution remaining in the lower portion of the chamber 12 (in this case, a position lower than the cleaning surface of the semiconductor substrate) may be discharged. As a discharge method, a valve provided in a discharge pipe provided at the lower portion of the
洗浄工程終了後、再び排出配管１４を洗浄時と同様の高さに移動させ、純水の供給を開始する。これは薬液による洗浄処理時と同様の高さの液面を確保し超音波発振子１５もリンス液が浸漬するようにして各種部材に付着した薬液も洗い流すようにするためである。
After completion of the cleaning process, the
純水によるリンス工程終了後には、リンス液を全てチャンバ１２内から排出する。排出時の動作はプロセスステップの薬液の排出時の動作と同様に行えばよい。そして、リンス液排出後、半導体基板１０の乾燥を行う。
After the rinsing process with pure water is completed, the entire rinsing liquid is discharged from the
半導体基板１０の乾燥が終了したら、ターンテーブル１１を洗浄済み半導体基板１０の搬出に適した高さに移動する。そして、チャンバ１２に設けられた基板搬送用扉を開け、基板搬送用ロボット２０により半導体基板１０をチャンバ１２内部から取り出す。
When the drying of the
次に、変形例について説明する。図４は、第１の変形例を説明するチャンバの模式上面図である。すなわち、この基板洗浄装置の円筒形状のチャンバ１２の内壁には、排出配管１４に通じる排出口１４ａが設けられているが、この排出口１４ａの形状として、円形の他に長方形のスリット形状でも良く、また、排出配管１４の延出する方向が、排水抵抗を減らすために円形のチャンバ１２の壁の接線方向に沿って設けられている。
Next, a modified example will be described. FIG. 4 is a schematic top view of a chamber for explaining a first modification. That is, a
排出配管１４が円形のチャンバ１２の壁の接線方向に沿って設けられていることで、半導体基板１０の回転方向に沿って回転する薬液が遠心方向に流れていき、チャンバ１２の壁に当たって排出口１４ａより少ない抵抗で排出配管１４へ流れていくことになり、薬液の排出効率を高めることができるようになる。
Since the
また、図示する排出配管１４および排出口１４ａは１つであるが、複数の排出配管１４および排出口１４ａをチャンバ１２の周辺に沿って所定の間隔で設けてもよい。また、排出口１４ａに可動式の扉を設けておき、供給する薬液の量に応じて扉による排出口１４ａの開口を調整するようにしてもよい。
In addition, although the number of the
図５は、第２の変形例を説明するチャンバ内壁の模式図である。すなわち、このチャンバ１２の壁に備えられた排出配管１４の排出口１４ａには、リブ１２ａ、１２ｂが備えられている。特に、薬液の回転による流れの方向に対して垂直となる第１のリブ１２ａと、薬液の流れの方向に沿って第１のリブ１２ａと直角に接続される第２のリブ１２ｂとから構成されている。このリブ１２ａ、１２ｂによって、第２のリブ１２ｂよりも上方を流れる薬液を第１のリブ１２ａに当てて、排出口１４ａより取り込んで効率良く排出配管１４へ導くことができるようになる。
FIG. 5 is a schematic view of a chamber inner wall for explaining a second modification. That is, ribs 12 a and 12 b are provided at the
なお、リブの配置は上記説明した第１のリブ１２ａおよび第２の１２ｂによる配置以外に、さらに多くのリブを設けてもよく、回転する薬液をリブによって効率良く排出口１４ａから排出配管へ導くことができるようになっていればよい。
In addition to the arrangement of the first rib 12a and the second 12b described above, more ribs may be provided, and the rotating chemical solution is efficiently guided from the
図６は、第３の変形例を説明する基板洗浄装置の模式図である。この基板洗浄装置１では、半導体基板１０を保持および回転させるターンテーブル１１の周辺をチャンバ１２で囲む構成、供給配管１３からチャンバ１２内に薬液を供給する構成、排出配管１４から薬液を排出する構成、チャンバ１２内にパージガスを供給する構成は図１に示す例と同じであるが、半導体基板１０の表面に超音波を与える超音波振動子１５がチャンバ１２の側壁から半導体基板１０の表面に沿って横方向に延出して設けられている点で相違する。
FIG. 6 is a schematic diagram of a substrate cleaning apparatus for explaining a third modification. In this
洗浄方法は先と同様で、ターンテーブル１１に載置した半導体基板１０を回転させ、チャンバ１２内に薬液を供給して半導体基板１０を薬液に浸漬する。半導体基板１０の回転とともに薬液も回転し、薬液表面が凹形状となった状態で超音波振動子１５から薬液を介して半導体基板１０の表面に超音波振動を与える。そして、薬液の回転とともにパーティクルを排出配管１から排出していく。
The cleaning method is the same as before, the
図６に示す例では、超音波振動子１５が半導体基板１０の中央部まで横方向に延出して半導体基板１０の表面と平行に配置されることから、超音波振動子１５をスキャンしなくても半導体基板１０の表面全体に超音波振動を与えることができる。
In the example shown in FIG. 6, the
なお、超音波振動子１５はチャンバ１２の壁の位置まで引き出すことができ、半導体基板１０のターンテーブル１１への搬入およびターンテーブル１１からチャンバ１２の外への搬出の際に干渉しないようになっている。
The
上記説明したいずれの例においても、洗浄を行う際にはチャンバ１２内に薬液を供給しながら回転によって遠心方向へ流れる薬液を排出口１４ａから排出しているが、排出配管１４からポンプによって強制的に薬液を吸い込んで排出を行うようにしてもよい。これにより、薬液の供給とともに強制的な排出によって強い流れを構成し、パーティクルを含む薬液を効果的に排出しつつ、綺麗な薬液を順次効率良く送り込むことができるようになる。
In any of the examples described above, when cleaning is performed, the chemical liquid flowing in the centrifugal direction is discharged from the
１…基板洗浄装置、１０…半導体基板、１１…ターンテーブル、１２…チャンバ、１３…供給配管、１４…排出配管、１５…超音波振動子、１６…パージガス配管
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ターンテーブルの周囲を囲む状態に設けられるチャンバと、
前記チャンバ内に液体を供給する供給配管と、
前記チャンバ内から前記液体を排出する排出配管と、
前記チャンバ内に前記液体が供給されることで前記基板が前記液体に浸され、さらに前記ターンテーブルの回転によって前記液体が回転している状態でその液体を介して前記基板の表面に超音波を与える超音波供給手段と
を備えることを特徴とする基板洗浄装置。 A turntable having a mechanism for rotating the substrate together with a mechanism for holding the substrate;
A chamber provided in a state surrounding the periphery of the turntable;
A supply pipe for supplying liquid into the chamber;
A discharge pipe for discharging the liquid from the chamber;
When the liquid is supplied into the chamber, the substrate is immersed in the liquid, and further, an ultrasonic wave is applied to the surface of the substrate through the liquid while the liquid is rotated by the rotation of the turntable. A substrate cleaning apparatus comprising: an ultrasonic supply means for supplying the substrate.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, further comprising a drive mechanism that adjusts an interval between the ultrasonic supply unit and the substrate.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the discharge pipe is provided on a wall surface of the chamber so that a height thereof can be changed.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the chamber has a cylindrical shape, and the discharge pipe extends from a wall surface of the chamber in a tangential direction of the cylindrical shape.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the discharge pipe is provided with a discharge port on a wall surface of the chamber, and a rib for drawing the liquid into the discharge port.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, further comprising a pump for forcibly discharging the liquid from the discharge pipe.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein a gas supply pipe for supplying an inert gas or a low reactive gas is provided in the chamber.
ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus according to claim 1, further comprising a scanning drive mechanism that moves the ultrasonic supply unit along the surface of the substrate.
前記基板を回転させて前記液体の遠心方向への流れを形成する工程と、
回転している前記液体を介して前記基板の表面に超音波を与える工程と
を有することを特徴とする基板洗浄方法。 Soaking the entire substrate to be cleaned in a liquid;
Rotating the substrate to form a flow of the liquid in a centrifugal direction;
Applying ultrasonic waves to the surface of the substrate through the rotating liquid. A substrate cleaning method, comprising:
ことを特徴とする請求項９記載の基板洗浄方法。
The substrate cleaning method according to claim 9, wherein in the step of applying an ultrasonic wave to the surface of the substrate, the ultrasonic wave is applied while simultaneously supplying and discharging the liquid.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011083743A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | オムロンヘルスケア株式会社 | Thin plate member cleaning device |
| JP2013084667A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk | Ultrasonic processing apparatus and ultrasonic treatment method |
| WO2024122441A1 (en) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | ダイキンファインテック株式会社 | Ultrasonic wave generation device and substrate processing device |
-
2006
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011083743A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | オムロンヘルスケア株式会社 | Thin plate member cleaning device |
| CN102712014A (en) * | 2010-01-08 | 2012-10-03 | 欧姆龙健康医疗事业株式会社 | Thin plate member cleaning device |
| US8656935B2 (en) | 2010-01-08 | 2014-02-25 | Omron Healthcare Co., Ltd. | Thin plate member washing apparatus |
| JP2013084667A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk | Ultrasonic processing apparatus and ultrasonic treatment method |
| WO2024122441A1 (en) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | ダイキンファインテック株式会社 | Ultrasonic wave generation device and substrate processing device |
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