JP2011243762A - 洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に微細な溝がある被洗浄物についても良好に洗浄することのできる洗浄方法及び洗浄装置を提供することである。
【解決手段】被洗浄物を洗浄液によって洗浄する洗浄方法及び装置であって、液体に気体を溶融させて気体溶存の洗浄液を生成し（Ｓ２）、洗浄槽において前記生成された洗浄液中に前記被洗浄物を浸け（Ｓ１、Ｓ３）前記洗浄槽内における前記洗浄液中の溶存気体を気化させて微細バブルを発生させる（Ｓ４、Ｓ５）する構成となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被洗浄物の表面を洗浄液にて洗浄する洗浄方法及び洗浄装置に関する。

従来、被洗浄物である基板のセットされた処理槽内にマイクロバブルを含有する液体を供給し、更に、その液体に超音波振動を与えて前記基板を洗浄する基板処理装置（洗浄装置）が提案されている（特許文献１）。この基板処理装置では、超音波振動の衝撃によって基板からパーティクル（異物）が遊離し、その遊離したパーティクルがマイクロバブルに吸着されて浮上していくことにより、基板からパーティクルが除去される。この基板処理装置によれば、帯電性を有するマイクロバブルに超音波振動によって基板から遊離させたパーティクルを効率的に吸着させることができるので、基板の良好な洗浄が可能になるとともに、液中のマイクロバブルによって超音波振動の衝撃が過度に基板に伝わることがなく、基板へのダメージも緩和することができる。

特開２００６−１７９７６５号公報

ところで、近年、半導体ウェーハの表面に形成される回路パターンが極めて微細になり、また、その回路パターン内にアスペクト比（パターンの縦横比）が大きく微細で深い溝が多く存在するようになってきている。しかしながら、このような半導体ウェーハの表面を前述したような基板処理装置にて洗浄する場合、回路パターン内に形成された微細で深い溝にマイクロバブルが入り込み難く、その溝内のパーティクルを除去することが難しい。

また、基板洗浄が終了して、被洗浄物である半導体ウェーハの表面から液体（洗浄液）を除去する際に、回路パターンの各溝に残った液体の蒸発の進行に差が生ずる場合がある。このような場合、回路パターンの各溝に残留する液体の量に不均衡が生じて、各溝に残留する液体の表面張力の差によって溝を形成する壁が倒れる、所謂パターン倒れが生ずるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、表面に微細な溝がある被洗浄物についても良好に洗浄することのできる洗浄方法及び洗浄装置を提供するものである。

本発明に係る洗浄方法は、被洗浄物を洗浄液によって洗浄する洗浄方法であって、液体に気体を溶融させて気体溶存の洗浄液を生成する第１ステップと、洗浄槽において前記生成された洗浄液中に前記被洗浄物を浸ける第２ステップと、前記洗浄槽内における前記洗浄液中の溶存気体を気化させて微細バブルを発生させる第３ステップとを有する構成となる。

このような構成により、洗浄槽内において洗浄液に被洗浄物が浸けられた状態で、その洗浄液中に微細バブルが発生するので、被洗浄物の表面に微細な溝があっても、その微細な溝に洗浄液がいきわたった状態でその洗浄液中に微細バブルが発生し得るようになる。

前記第２ステップは、洗浄槽内に貯められた洗浄液中に被洗浄物を浸けるようにしても、被洗浄物のセットされた洗浄槽内に洗浄液を供給するようにしても、いずれであってもよい。

本発明に係る洗浄方法において、前記微細バブルの発生した状態の維持された前記洗浄液を前記被洗浄物から除く第４ステップを有する構成とすることができる。

このような構成により、被洗浄物の表面に微細な溝があっても、その溝内に微細バブルの発生した状態が維持されつつ洗浄液が除かれるので、溝を構成する壁が微細バブルによって支えられつつ洗浄液が被洗浄物から除かれるようになる。

前記第４ステップは、洗浄槽から洗浄液を除去することによって前記洗浄液を被洗浄物から除くようにしても、洗浄液中から被洗浄物を出すことによって前記洗浄液を被洗浄物から除くようにしても、いずれであってもよい。

前記第４ステップは、前記被洗浄物を乾燥させるステップを含むことができる。

このような構成により、溝を構成する壁が微細バブルによって支えられつつ被洗浄物が乾燥し得る。

また、本発明に係る洗浄方法において、前記第２ステップの前に、前記被洗浄物に対して親水処理を施す構成とすることができる。

このような構成により、被洗浄物の表面に微細な溝が形成されていても、その微細な溝内によりスムーズに洗浄液が入り込むようになるので、その微細な溝内において微細バブルをより確実に生じさせることができるようになる。

また、本発明に係る洗浄方法において、前記第１ステップは、前記気体が飽和または過飽和の状態で溶存する気体溶存液を前記洗浄液として生成する構成とすることができる。

このような構成により、気体のより多く溶存した洗浄液が生成されるので、より多くの微細バブルを、より容易に発生させることができるようになる。

更に、本発明に係る洗浄方法において、前記第３ステップは、前記洗浄液中に気体が溶存している量に影響を与える外的条件を変化させて前記微細バブルを発生させる構成とすることができる。

このような構成により、洗浄液中に気体が溶存している量に影響を与える外的条件を変化させて微細バブルが発生するので、その外的条件の変化に応じた量の微細バブルを発生させることができるようになる。

前記洗浄液中に気体が溶存している量に影響を与える外的条件とは、洗浄液中に溶存している気体の量を決める外的条件であって、温度、圧力等を含む。

例えば、温度を変化させる場合、前記第３ステップは、第１に、前記洗浄液の温度を変化させて前記微細バブルを発生させるように構成すること、第２に、前記被洗浄物の温度を変化させることによって前記洗浄液の温度を変化させること、第３に、前記洗浄液を局所的に変化させること、更に、第４に、前記洗浄物の温度を局所的に変化させることによって前記洗浄液の温度を局所的に変化させることができる。

上記２番目の場合、被洗浄物の周りの洗浄液の温度が集中的に変化し得るので、被洗浄物の周りの被洗浄液中のより多くの微細バブルを発生させることができ、被洗浄物のより効率的な洗浄が可能になる。また、上記３番目及び４番目の場合、被洗浄物の微細な溝内の被洗浄液中等、局所的に微細バブルを発生させることができる。

例えば、洗浄液中の気体が溶存している量に影響を与える外的条件としての圧力を変化させる場合、前記第３ステップは、前記洗浄槽内の前記洗浄液に対する圧力を変化させて前記微細バブルを発生させる構成とすることができる。

この場合、洗浄槽内における洗浄液に対する圧力の変化に応じた量の微細バブルを当該洗浄液中に発生させることができる。

また、本発明に係る洗浄方法において、前記第３ステップは、前記洗浄液に物理的外乱を与えて前記微細バブルを発生させる構成とすることができる。

このような構成により、物理的外乱によって与えられるエネルギーによって気体の溶存した洗浄液中に微細バブルが発生し得る。

前記物理的外乱とは、物理的に作用する外乱であって、電場（異物の帯電）、磁場（異物の磁化）、水流、振動、音波、衝撃、遠心力等を含み得る。

前記第３ステップは、前記被洗浄物に物理的外乱を与えることにより前記洗浄液に物理的外乱を与えること、また、物理的外乱を前記洗浄液または前記被洗浄物に局所的に与えられるができる。

前者の場合、被洗浄物から伝搬する物理的外乱が洗浄液に与えられるので、被洗浄物の周りの被洗浄液中のより多くの微細バブルを発生させることができ、被洗浄物のより効率的な洗浄が可能になる。また、後者の場合、被洗浄物の微細な溝内の被洗浄液中等、局所的に微細バブルを発生させることができる。

また、本発明に係る洗浄方法において、前記第３ステップは、前記洗浄液に化学的外乱を与えて前記微細バブルを発生させる構成とすることができる。

このような構成により、化学的外乱による洗浄液に対する化学的な影響によって気体の溶存した洗浄液中に微細バブルが発生し得る。

前記化学的外乱とは、化学的に作用する外乱であって、界面活性剤、酸化還元剤、触媒、溶存気体減量剤等を添加することによって生じる外乱を含み得る。

本発明に係る洗浄装置は、被洗浄物を洗浄液によって洗浄する洗浄装置であって、液体に気体を溶融させて気体溶存の洗浄液を生成する洗浄液生成部と、前記生成された洗浄液中に前記被洗浄物を浸けるための洗浄槽と、前記洗浄槽内における前記洗浄液中の溶存気体を気化させて微細バブルを発生させるバブル発生機構とを有する構成となる。

このような構成により、洗浄槽内において洗浄液に被洗浄物が浸けられた状態で、その洗浄液中に微細バブルを発生させることができるので、被洗浄物の表面に微細な溝があっても、その微細な溝に洗浄液がいきわたった状態でその洗浄液中に微細バブルを発生させることができるようになる。

本発明に係る洗浄装置において、前記微細バブルの発生した状態の維持された前記洗浄液を前記被洗浄物から除く機構を有する構成とすることができる。

このような構成により、被洗浄物の表面に微細な溝があっても、その溝内に微細バブルの発生した状態が維持されつつ洗浄液が除かれるので、溝を構成する壁が微細バブルによって支えられつつ洗浄液が被洗浄物から除かれるようになる。

前記洗浄液を前記被洗浄物から除く機構は、洗浄槽から洗浄液を除去することによって前記洗浄液を被洗浄物から除くものであっても、洗浄液中から被洗浄物を取出すことによって前記洗浄液を被洗浄物から除くものであってもよい。

また、本発明に係る洗浄装置において、前記バブル発生機構は、前記洗浄液を加熱するヒータを含む構成とすることができる。

このような構成により、洗浄液がヒータによって加熱されてその洗浄液の温度が上昇するので、当該洗浄液の気体の飽和溶解度が小さくなり、その飽和溶解度の低下した分の気体が微細バブルとして発生する。

また、本発明に係る洗浄装置において、前記バブル発生機構は、前記被洗浄物を加熱するヒータを含む構成とすることができる。

このような構成により、被洗浄物の周囲の洗浄液が当該被洗浄物を介して加熱されるようになるので、被洗浄物の周囲の洗浄液において気体の飽和溶解度が低下して微細バブルが発生し得る。

更に、本発明に係る洗浄装置おいて、前記バブル発生機構は、洗浄液槽内の前記洗浄液に対する圧力を変化させる圧力調整手段を有する構成とすることができる。

このような構成により、洗浄槽内の洗浄液に対する圧力を低下させて当該洗浄液の気体の飽和溶解度を小さくすることができ、その飽和溶解度の低下した分の気体を微細バブルとして発生させることができる。

また、本発明に係る洗浄装置において、前記バブル発生機構は、前記被洗浄物を振動させる被洗浄物加振手段を有する構成とすることができる。

このような構成により、振動される被洗浄物を介して洗浄液が振動するので、その振動のエネルギーによって洗浄液中に微細バルブが発生し得る。

また、本発明に係る洗浄装置において、前記バブル発生機構は、前記洗浄液槽内の前記洗浄液を振動させる洗浄液加振手段を有する構成とすることができる。

このような構成により、洗浄槽内の洗浄液が振動するので、その振動のエネルギーによって洗浄液中に微細バブルが発生し得る。

本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置によれば、被洗浄物の表面に微細な溝があっても、その微細な溝に洗浄液がいきわたった状態でその洗浄液中に微細バブルが発生し得るようになるので、その溝内にあるパーティクル等の異物を微細バブルによって有効に除去することができるようになる。また、前記微細バブルの発生した状態の維持された洗浄液を前記被洗浄物から除くようにすれば、前記溝を構成する壁が微細バブルによって支えられつつ洗浄液が被洗浄物から除かれるようになるので、その洗浄液を被洗浄物から除く際にその壁が洗浄液の表面張力等によって倒れることを有効に防止することができる。従って、表面に微細な溝がある被洗浄物についても良好に洗浄することができるようになる。

本発明の第１の実施の形態に係る洗浄装置を示す図である。 図１に示す洗浄装置にてなされる処理の流れを示すフローチャートである。 半導体ウェーハの微細な構造（回路パターン）を拡大して模式的に示す図である。 半導体ウェーハの微細な構造（回路パターン）に付着した異物と洗浄液中で発生した微細バブルとを拡大して示す図である。 半導体ウェーハの微細な構造（回路パターン）中に微細バブルが充満した状態を拡大して示す図である。 半導体ウェーハの微細な構造（回路パターン）にパターン倒れが生じた状態を拡大して示す図である。 半導体ウェーハの微細な構造（回路パターン）中に微細バブルが充満した状態の他の例を拡大して示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る洗浄装置を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る洗浄装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る洗浄装置は、図１に示すように構成される。この洗浄装置は、洗浄液生成部１０と洗浄部２０とから構成されている。洗浄液生成部１０は、貯液槽１０１、ガス供給部１０３、ポンプ１０５及び加圧槽１０６を有している。液体、例えば、純水ＤＩＷを貯留する貯液槽１０１と加圧槽１０６とが送通管１０２にて連結され、この送通管１０２にポンプ１０５が設けられている。そして、貯液槽１０１からの純水ＤＩＷが通る送通管１０２の貯液槽１０１と第１ポンプ１０５との間に、ガス供給部１０３からの気体（例えば、窒素ガス）が開閉弁１０４を介して供給されるようになっている。

ガス供給部１０３からの気体（例えば、窒素ガス）が混在した純水ＤＩＷ（以下、適宜、気体含有液体という）が、ポンプ１０５により送通管１０２を通って加圧槽１０６に圧送され、その気体含有液体が加圧槽１０６に一時的に貯められる。加圧槽１０６では、貯留される気体含有液体が加圧され、気体含有液体内の気体が液体中に溶融して、液中の気体濃度が上昇し、飽和または過飽和あるいはそれに近い状態となった気体溶存液が洗浄液ＣＳとして生成される。加圧槽１０６内の圧力は、圧力調整器１０７によって調整することができる。加圧槽１０６にて加圧されて気体の溶融した洗浄液ＣＳが流量調整器１０８にてその流量が調整されつつ洗浄部２０に供給される。

洗浄部２０は、チャンバ２００及び洗浄槽２０１を有している。チャンバ２００は、チャンバ本体２００ａと蓋体２００ｂとによって構成され、蓋体２００ｂがチャンバ本体２００ａに開放可能な状態で取り付けられている。チャンバ本体２００ａと蓋体２００ｂとの間にはシール材が挟まれて、チャンバ２００が密封されるようになっている。チャンバ本体２００ａ内には、その底に固定されるように洗浄槽２０１が設けられている。洗浄槽２０１内には、被洗浄物である半導体ウェーハ５０を支持するテーブルユニット２５０が設けられている。テーブルユニット２５０には、半導体ウェーハ５０の載置面を加熱するシート状ヒータ２５１が埋設されている。また、洗浄槽２０１の内側面にもシート状ヒータ２１２ａ、２１２ｂが設けられている。

洗浄槽２０１には、前述した洗浄液生成部１０における加圧槽１０６から流量調整器１０８を介して気体の溶存した洗浄液ＣＳが供給されるようになっている。チャンバ２００の蓋体２００ｂには送通管２０２が接続され、その送通管２０２にポンプ２０４及び開閉弁２０３が設けられている。開閉弁２０３が開放した状態でのポンプ２０４の動作によってチャンバ２００内が加圧され、開閉弁２０３を閉鎖することによって、チャンバ２００内が高い圧力に保持される。また、チャンバ２００の蓋体２００ｂには、他の送通管２０５が接続されており、この送通管２０５には開閉弁２０６が設けられている。開閉弁２０６を開放することにより、チャンバ２００内が大気に解放されるようになっている。

チャンバ本体２００ａの底には排出管２０７が接続され、また、チャンバ本体２００ａ内の洗浄槽２０１の底にも排出管２０９が接続されている。各排出管２０７、２０９には開閉弁２０８、２１０が設けられている。各開閉弁２０８、２１０を開放することにより、排出管２０７からチャンバ本体２００ａの底に溜まった洗浄液ＣＳを排出することができるとともに、排出管２０９を通して洗浄槽２０１内の洗浄液ＣＳを排出することができる。

前述したような洗浄装置を用いて半導体ウェーハ５０の洗浄が図２に示す手順に従ってなされる。

洗浄対象となる半導体ウェーハ５０に対して親水処理が施される（Ｓ０）。この親水処理は、例えば、オゾン処理等のように、公知の手法にてなされ得る。チャンバ２００は、蓋体２００ｂが開放された状態にあり、親水処理の施された半導体ウェーハ５０が洗浄槽２０１内のテーブルユニット２５０上にセットされる（Ｓ１）。一方、洗浄液生成部１０では、貯液槽１０１に貯められた純水ＤＩＷにガス供給部１０３からの気体（例えば、窒素ガス）が送通管１０２内で混合され、その気体の混合によりできた気体含有液体がポンプ１０５によって圧送されて加圧槽１０６内に貯められることにより、気体が溶融して過飽和状態あるいはそれに近い状態の洗浄液ＣＳが生成される（Ｓ２）。

蓋体２００ｂが閉鎖されてチャンバ２００が密封される。この状態で、開閉弁２０３が開放され、ポンプ２０４の動作によってチャンバ２００内が加圧される（Ｓ３）。チャンバ２００内は、加圧槽１０６によって洗浄液ＣＳにかけられる圧力と略同等の圧力に調整され、開閉弁２０３を閉鎖して、チャンバ２００内がその圧力に維持される。その後、加圧槽１０６から流量調整器１０８を通して洗浄液ＣＳが洗浄槽２０１内に供給され、洗浄槽２０１内に洗浄液ＣＳが貯められる（Ｓ４）。これにより、洗浄槽２０１内において、テーブルユニット２５０上に載置された半導体ウェーハ５０が洗浄液ＣＳ中に浸けられた状態になる。

加圧槽１０６から洗浄槽２０１への洗浄液ＣＳの供給が継続されて、洗浄槽２０１から洗浄液ＣＳがオーバーフローしている状態で、テーブルユニット２５０に設けられたシート状ヒータ２５１及び洗浄槽２０１に設けられたシート状ヒータ２１２ａ、２１２ｂがオンされる（Ｓ５）とともに、送通管２０５に設けられた開閉弁２０６が開放される（Ｓ６）。シート状ヒータ２５１によって半導体ウェーハ５０が加熱されて半導体ウェーハ５０の周囲の洗浄液ＣＳが加熱されるとともに、シート状ヒータ２１２ａ、２１２ｂによって洗浄槽２０１内の洗浄液ＣＳが直接加熱される。また、チャンバ２００内に送通管２０５を通して空気が流入してチャンバ２００内の圧力が大気圧まで低下する。

このように、洗浄槽２０１内の洗浄液ＣＳが加熱されて当該洗浄液ＣＳの温度が上昇するとともに、その洗浄液ＣＳにかかる圧力が低下することから、洗浄槽２０１内の洗浄液ＣＳの気体の飽和溶解度が小さくなり、洗浄液ＣＳ中の溶存気体が気化して、その飽和溶解度の低下した分の気体が微細バブル（例えば、マイクロナノバブルやナノバブル）として発生する。そして、このように微細バブルが発生した状態の洗浄液ＣＳ中にて半導体ウェーハ５０の洗浄がなされる（Ｓ７）。

例えば、半導体ウェーハ５０が、図３に示すように、その基板５１の表面に微細でアスペクト比の大きい溝を含む回路パターン５２が形成されている構造を有する場合、親水処理が施されていることに加えて、毛細管現象によって回路パターン５２のパーティクル等の異物Ｄが存在し得る各溝内にスムーズに洗浄液ＣＳが引き込まれ得る。そして、前述したように、洗浄液ＣＳ中で微細バブルが発生すると、回路パターン５２の微細な溝内にある洗浄液ＣＳ中でも微細バブルが発生し、図４に示すように、その微細バブルが各溝内の異物Ｄに付着して、その異物Ｄを浮上させる。このようにして浮上する異物Ｄは、オーバーフローする洗浄液ＣＳとともに洗浄槽２０１から排出される。

このようにして半導体ウェーハ５０の洗浄がなされる過程で、異物Ｄの浮上に寄与しなかった微細バブルが、図５に示すように、回路パターン５２の各溝に充満し得る。このように回路パターン５２の各溝に微細バブルが充満した状態で、排出管２０７、２０９に設けられた開閉弁２０８、２１０を開放すると、洗浄槽２０１内の洗浄液ＣＳが排出管２０９を通して排出されるとともに、洗浄槽２０１からオーバーフローしてチャンバ本体２００ａの底に溜まった洗浄液ＣＳ（異物Ｄを含む）が排出管２０７を通して排出される（Ｓ８）。このように洗浄液Ｄが排出されると、半導体ウェーハ５０から洗浄液ＣＳが除かれる。このとき、図５に示すように、回路パターン５２の各溝内に充満する微細バブルによって各溝を形成する壁が支えられるようになる。

洗浄槽２０１及びチャンバ本体２００ａから洗浄液ＣＳが排出されると、チャンバ２００の蓋体２００ｂが開放され（Ｓ９）、半導体ウェーハ５０の乾燥（温風乾燥、自然乾燥のいずれでもよい）がなされる（Ｓ１０）。この際、回路パターン５２の各溝に残った微細バブルにより各溝を構成する壁が支えられつつ半導体ウェーハ５０が乾燥され、この乾燥によって回路パターン５２の各溝内の微細バブルは消滅していく。

半導体ウェーハ５０の乾燥が終了すると、半導体ウェーハ５０が洗浄槽２０１内から取出されて、次の工程に搬送される。

前述したような半導体ウェーハ５０の洗浄方法（洗浄装置）によれば、半導体ウェーハ５０の基板５１表面に形成される回路パターン５２の微細な溝に洗浄液ＣＳがいきわたった状態でその洗浄液ＣＳ中に微細バブルが発生するようになるので、その溝内にあるパーティクル等の異物Ｄを微細バブルによって有効に除去することができるようになる。また、前記微細バブルの発生した状態の維持された洗浄液ＣＳを半導体ウェーハ５０から除くようにしているので、回路パターン５２の各溝を構成する壁が微細バブルによって支えられつつ洗浄液ＣＳが半導体ウェーハ５０から除かれ、更に乾燥される。このため、従来、図６に示すように、回路パターン５２の各溝に残留する洗浄液Ａの量に不均衡が生じて、各溝に残留する洗浄液体の表面張力の差によって溝を形成する壁が倒れる、所謂パターン倒れが生ずるおそれがあったが、前記微細バブルの支えによって、回路パターン５２の各溝を構成する壁が洗浄液ＣＳの表面張力等によって倒れることを有効に防止することができる。従って、表面に微細な溝がある被洗浄物についても良好に洗浄することができるようになる。

なお、半導体ウェーハ５０の基板５１表面に形成される回路パターン５２の微細な溝内に微細バブルを充満させてパターン倒れを防止するという観点からは、半導体ウェーハ５０を図７に示すように、回路パターン５２を下方に向けて洗浄槽２０１内にセットすることも可能である。

前述した洗浄方法（洗浄装置）では、微細バブルを発生させるために、洗浄液ＣＳを加熱すること（シート状ヒータ２１２ａ、２１２ｂ、２５１による）、洗浄液ＣＳにかかる圧力を低下させることを同時に行ったが、これに限定されずいずれか一方であってもよい。また、微細バブルを発生させる方法も、洗浄液ＣＳの加熱、圧力低減等の洗浄液ＣＳ中に気体が溶存している量に影響を与える外的条件を変化させることに限られない。例えば、電場（異物の帯電）、磁場（異物の磁化）、水流、振動、音波、衝撃、遠心力等の物理的な外乱を、過飽和状態あるいはそれに近い状態で気体の溶存した洗浄液ＣＳに与えると、その外乱によるエネルギーによって洗浄液ＣＳ中で微細バブルを発生させることができる。また、界面活性剤、酸化還元剤、触媒、溶存気体減量剤等を添加することによって生じる外乱等の化学的外乱を、過飽和状態あるいはそれに近い状態で気体の溶存した洗浄液ＣＳに与えることにより洗浄液ＣＳ中に微細バブルを発生させることができる。

更に、前記微細バブルを発生させるための温度変化は、レーザー光線等によって洗浄液ＣＳあるいは半導体ウェーハ５０の局所的な部分に発生させることができる。また、物理的な外乱についても、洗浄液ＣＳあるいは半導体ウェーハ５０の局所的な部分に与えることができる。これらの場合、特に微細な構造部分（例えば、回路パターン５２微細な溝内）を狙って微細バブルを有効に発生させることができる。

本発明の第２の実施の形態に係る洗浄装置は、図８に示すように構成される。この洗浄装置は、第１の実施の形態の場合と異なり、物理的外乱である超音波振動を洗浄液ＣＳに当てることによって洗浄液ＣＳ中に微細バブルを発生させることを特徴としている。なお、図８において、図１に示す部分同一の部分には同一の参照番号が付されている。

図８において、上方が開放された外槽２２０内に洗浄槽２０１が設けられ、洗浄槽２０１内に設けられたテーブルユニット２５０にシート状ヒータ２５１のほかに、超音波振動子２１３ｃ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄが設けられている。外槽２２０の底には開閉弁２０８の設けられた排出管２０７が接続されている。

このような洗浄装置では、図２に示す処理手順において、チャンバ２００の減圧（Ｓ６）に代えて、超音波振動子２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄが作動させられる。この超音波振動子２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄの動作によってテーブルユニット２５０及び半導体ウェーハ５０を介してそれらの周囲の洗浄液ＣＳに超音波による超音波振動（物理的外乱）が与えられる。この超音波振動のエネルギーによって過飽和状態あるいはそれに近い状態で気体の溶存した洗浄液ＣＳ中に微細バブルが発生する。このように、半導体ウェーハ５０の浸けられた洗浄液ＣＳ中に微細バブルが発生させられるので、前述した第１の実施の形態と同様に、半導体ウェーハ５０の回路パターン５２内に形成された微細な溝内の異物Ｄを有効に除去できるとともに、半導体ウェーハ５０の乾燥に際してのパターン倒れを有効に防止することができる。

本発明の第３の実施の形態に係る洗浄装置は、図９に示すように構成される。この洗浄装置は、第２の実施の形態と異なり、超音波振動子が半導体ウェーハ５０を支持するテーブルユニット２５０ではなく、洗浄槽２０１の底に設けられている。なお、図９において、図８に示す部分と同一の部分には同一の参照番号がふされている。

図９に示す洗浄装置では、洗浄槽２０１内のテーブルユニット２５０にセットされた半導体ウェーハ５０が洗浄液ＣＳに浸された状態で、洗浄槽２０１の底に設けられた超音波振動子２１４ａ、２１４ｂから洗浄槽２０１内の洗浄液ＣＳに全体的に超音波振動（物理的外乱）が与えられる。この洗浄装置においても、前記超音波振動のエネルギーによって過飽和状態あるいはそれに近い状態で気体の溶存した洗浄液ＣＳ中に微細バブルが発生するので、前述した第１及び第２の実施の形態と同様に、半導体ウェーハ５０の回路パターン５２内に形成された微細な溝内の異物Ｄを有効に除去できるとともに、半導体ウェーハ５０の乾燥に際してのパターン倒れを有効に防止することができる。

なお、前述した本発明の各実施の形態に係る洗浄装置は半導体ウェーハ５０を洗浄するものであったが、被洗浄物は、これに限られず、ガラス基板等、他のものであってもよい。

１０ 洗浄液生成部
２０ 洗浄部
５０ 半導体ウェーハ（被洗浄物）
５１ 基板
５２ 回路パターン
１０１ 貯液槽
１０２ 送通管
１０３ 窒素ボンベ
１０４ 開閉弁
１０５ ポンプ
１０６ 加圧槽
１０７ 圧力調整器
１０８ 流量調整器
２００ チャンバ
２００ａ チャンバ本体
２００ｂ 蓋体
２０１ 洗浄槽
２０２ 送通管
２０３ 開閉弁
２０４ ポンプ
２０５ 送通管
２０６ 開閉弁
２０７、２０９ 排出管
２０８、２１０ 開閉弁
２１２ａ、２１２ｂ、２５１ シート状ヒータ
２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ 超音波振動子
２１４ａ、２１４ｂ 超音波振動子
２２０ 外槽
２５０ ステージユニット

Claims (18)

1. 被洗浄物を洗浄液によって洗浄する洗浄方法であって、
   液体に気体を溶融させて気体溶存の洗浄液を生成する第１ステップと、
   洗浄槽において前記生成された洗浄液中に前記被洗浄物を浸ける第２ステップと、
   前記洗浄槽内における前記洗浄液中の溶存気体を気化させて微細バブルを発生させる第３ステップとを有する洗浄方法。
2. 前記微細バブルの発生した状態の維持された前記洗浄液を前記被洗浄物から除く第４ステップを有する請求項１記載の洗浄方法。
3. 前記第４ステップは、前記被洗浄物を乾燥させるステップを含む請求項２記載の洗浄方法。
4. 前記第２ステップの前に、前記被洗浄物に対して親水処理を施す請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄方法。
5. 前記第１ステップは、前記気体が飽和または過飽和の状態で溶存する気体溶存液を前記洗浄液として生成する請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄方法。
6. 前記第３ステップは、前記洗浄液中に気体が溶存している量に影響を与える外的条件を変化させて前記微細バブルを発生させる請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄方法。
7. 前記第３ステップは、前記洗浄液の温度を変化させて前記微細バブルを発生させる請求項６記載の洗浄方法。
8. 前記第３ステップは、前記洗浄液の温度を局所的に変化させる請求項７記載の洗浄方法。
9. 前記第３ステップは、前記洗浄槽内の前記洗浄液に対する圧力を変化させて前記微細バブルを発生させる請求項６乃至８のいずれかに記載の洗浄方法。
10. 前記第３ステップは、前記洗浄液に物理的外乱を与えて前記微細バブルを発生させる請求項１乃至９のいずれかに記載の洗浄方法。
11. 前記第３ステップは、前記被洗浄物に物理的外乱を与えることにより前記洗浄液に物理的外乱を与える請求項１１記載の洗浄方法。
12. 前記第３ステップは、前記物理的外乱を前記洗浄液または前記被洗浄物に局所的に与える請求項１０または１１記載の洗浄方法。
13. 前記第３ステップは、前記洗浄液に化学的外乱を与えて前記微細バブルを発生させる請求項１乃至１２のいずれかに記載の洗浄方法。
14. 被洗浄物を洗浄液によって洗浄する洗浄装置であって、
    液体に気体を溶融させて気体溶存の洗浄液を生成する洗浄液生成部と、
    前記生成された洗浄液中に前記被洗浄物を浸けるための洗浄槽と、
    前記洗浄槽内における前記洗浄液中の溶存気体を気化させて微細バブルを発生させるバブル発生機構とを有する洗浄装置。
15. 前記微細バブルの発生した状態の維持された前記洗浄液を前記被洗浄物から除く機構を有する請求項１４記載の洗浄装置。
16. 前記バブル発生機構は、前記洗浄液を加熱するヒータを含む請求項１４または１５記載の洗浄装置。
17. 前記バブル発生機構は、洗浄液槽内の前記洗浄液に対する圧力を変化させる圧力調整手段を有する請求項１４乃至１６のいずれかに記載の洗浄装置。
18. 前記バブル発生機構は、前記洗浄液槽内の前記洗浄液を振動させる洗浄液加振手段を有する請求項１４乃至１７のいずれかに記載の洗浄装置。

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