JP5367840B2 - 半導体ウェーハの洗浄方法、および装置 - Google Patents

半導体ウェーハの洗浄方法、および装置 Download PDF

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Description

本発明は、概して、半導体ウェーハの洗浄方法、および装置に関するものである。より詳しくは、洗浄プロセス中に、ウェーハが回転するごとにウルトラ／メガソニックデバイスとウェーハとの間の間隔を変化させて、ウェーハ上の均一なウルトラ／メガソニックパワー密度分布を達成し、ウェーハ上の装置構造を損傷することなく微小粒子を効果的に除去する技術に関する。
半導体装置は、トランジスタおよび接続要素を形成するために多くの互いに異なるプロセスステップを用いて、半導体ウェーハ上に製造（manufactured or fabricated）される。半導体ウェーハに関連するトランジスタのターミナルを電気的に接続するために、導電性の（例えば金属の）トレンチ（trenches）、ビア（vias）等が半導体装置の一部である非導電性材料中に形成される。トレンチ、およびビアは、トランジスタ、半導体装置の内部回路、および半導体装置の外部の回路の間で電気信号、および電力を結合する。
内部接続要素の形成において、半導体装置の所望の電気回路を形成するために、半導体ウェーハは、例えば、マスキング、エッチング、および堆積プロセスを経る。特に、複数のマスキングおよびプラズマエッチングステップが、半導体ウェーハ上の非導電性層中に、内部接続のためのトレンチ、およびビアとなる制限された領域のパターンを形成するために行われ得る。トレンチ、およびビアのポストエッチングまたはフォトレジストアッシングにおける微小粒子および汚染物質を除去するために、ウェットクリーニングステップが必要である。特に、装置製造ノード（device manufacture node）が６５ｎｍおよびそれを越えるように移行した場合、トレンチおよびビア中のサイドウォールのロス（the side wall loss in trench and via during）が、重要な寸法を維持するために重要である。しかし、希釈された化学薬品、または脱イオン水は、通常、トレンチおよびビア中の微小粒子を除去するのに十分ではない。それゆえ、これらの微小粒子を効率的に除去するために、ウルトラソニック、またはメガソニックのような機械的力が必要とされている。ウルトラソニック、およびメガソニックは、ウェーハ構造に機械的力を作用させ、そのパワーの強度、およびパワーの分配は、機械的力を、損傷限界以内、かつ、同時に効率的に微小粒子を除去するために十分なようにコントロールするためのキーパラメータである。
半導体ウェーハを洗浄するためのノズルに結合されたメガソニックエネルギは、特許文献１に開示されている。流体は、加圧され、その流体に、メガソニック変換器によって、メガソニックエネルギが印加される。ノズルは、リボンのような洗浄液のジェットに、その表面に影響を与えるスーパーソニック周波数の振動を供給するように形成されている。
音響エネルギを流体に伝達する延長プローブをエネルギ源が振動させることは、特許文献２に開示されている。ひとつの装置においては、流体はウェーハの両面に吹きかけられ、プローブは上面に近接して位置される。他の装置では、短いプローブが、その端面が表面に近接するように位置し、プローブはウェーハの回転につれて、表面上を移動する。
ウェーハの表面に平行な軸回りに回転するロッドをエネルギ源が振動させることは、特許文献３に開示されている。上記ロッドの表面は、スパイラルグルーブのようなカーブしたグルーブにエッチングされる。
米国特許第４，３２６，５５３号明細書 米国特許第６，０３９，０５９号明細書 米国特許第６，８４３，２５７Ｂ２号明細書
適切な量のメガソニックパワーをウェーハ全体に均一に加えることは、クリーニングプロセスにとって重要である。もし、メガソニックパワーがウェーハに均一に加えられなければ、受け取るメガソニックパワーが少ないウェーハの部分は、十分洗浄されずに微小粒子が残り、過剰なメガソニックパワーを受け取るウェーハの部分は、ウェーハ上の装置構造の損傷を引き起こし得る。
ウェーハまたは基板表面の微小粒子および汚染物質を高効率かつ少ない構造の損傷で除去するために、メガソニックパワー密度のウェーハへの分配を制御するためのよりよい方法が必要とされる。
本発明の１つの方法は、メガソニックデバイスを、洗浄プロセスの間、回転するウェーハの表面（front side）に近接させて設け、メガソニックデバイスとウェーハとの間のギャップをウェーハの各回転ごとに増大させることである。ウェーハの各回転ごとのギャップの増加量は、メガソニックウェーブの半波長のフリクション（friction）であり、合計の増加量は０．５λＮの範囲である。ただし、λはメガソニックウェーブの波長、Ｎは１から始まる整数である。
本発明の他の方法は、メガソニックデバイスを、洗浄プロセスの間、回転するウェーハの表面に近接させて設け、メガソニックデバイスとウェーハとの間のギャップをウェーハの各回転ごとに減少させることである。ウェーハの各回転ごとのギャップの減少量は、メガソニックウェーブの半波長のフリクション（friction）であり、合計の減少量は０．５λＮの範囲である。ただし、λはメガソニックウェーブの波長、Ｎは１から始まる整数である。
本発明の他の方法は、メガソニックデバイスを、回転するウェーハの背面（back side）に近接させて設け、洗浄プロセスの間、メガソニックデバイスとウェーハとの間のギャップをウェーハの各回転ごとに増大させることである。ウェーハの各回転ごとのギャップの増加量は、メガソニックウェーブの半波長のフリクション（friction）であり、合計の増加量は０．５λＮの範囲である。ただし、λはメガソニックウェーブの波長、Ｎは１から始まる整数である。
本発明の他の方法は、メガソニックデバイスを、回転するウェーハの背面に近接させて設け、洗浄プロセスの間、メガソニックデバイスとウェーハとの間のギャップをウェーハの各回転ごとに減少させることである。ウェーハの各回転ごとのギャップの減少量は、メガソニックウェーブの半波長のフリクション（friction）であり、合計の減少量は０．５λＮの範囲である。ただし、λはメガソニックウェーブの波長、Ｎは１から始まる整数である。
ウェーハ洗浄装置の例を示す。 ウェーハ洗浄装置の例を示す。 ウェーハ洗浄装置の例を示す。 ウェーハ洗浄装置の例を示す。 ウェーハ洗浄プロセスの例を示す。 他のウェーハ洗浄プロセスの例を示す。 他のウェーハ洗浄プロセスの例を示す。 他のウェーハ洗浄装置の例を示す。 洗浄方法を示す。 他のウェーハ洗浄装置の例を示す。 他のウェーハ洗浄装置の例を示す。 他のウェーハ洗浄装置の例を示す。 他のウェーハ洗浄装置の例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。 ウルトラ／メガソニック変換器の形状の変形例を示す。
図１Ａ、図１Ｂは、従来のメガソニックデバイスを用いたウェーハ洗浄装置を示す。ウェーハ洗浄装置は、ウェーハ１０１０、回転駆動メカニズム１０１６によって回転させられるウェーハチャック１０１４、洗浄剤（cleaning chemicals）または脱イオン水１０３２を供給するノズル１０１２、およびメガソニックデバイス１００３を備えている。メガソニックデバイス１００３は、さらに、音響的に共鳴器１００８と結合されたピエゾエレクトリックトランスデューサ１００４を備えている。ピエゾエレクトリックトランスデューサ１００４は、振動して、共鳴器１００８が高い周波数の音響エネルギを液体に伝達するように、電気的に励起される。メガソニックエネルギによってもたらされる洗浄液の撹拌は、ウェーハ１０１０上の微小粒子を解きほぐす。汚染物質は、このようにしてウェーハ１０１０の表面から振動剥離され、ノズル１０１２によって供給される流体液体１０３２によって表面から除去される。
図１Ｃに示すように、最小の反射エネルギを達成するために、反射波ｒ１位相（ウォータフィルムの上面から）は、反射Ｒ２（ウォータフィルムの底）と逆でなければならず、そこで、ウォータフィルムの厚さは、
ｄ＝ｎλ／２， ｎ＝１，２，３，…… （１）
ただし、ｄはウォータフィルムの厚さ、またはメガソニックデバイス１００３とウェーハ１０１０との間のギャップ、ｎは整数、およびλは水中でのメガソニックウェーブの波長である。例えば、９３７．５ＫＨｚのメガソニック周波数に対して、λ＝１．６ｍｍ、ｄ＝０．８ｍｍ、１．６ｍｍ、２．４ｍｍ等である。
図１Ｄは、ギャップｄと、図１Ａに示すセンサ１００２により計測されたメガソニックパワー密度との関係を示す。パワー密度は、ギャップが０．４ｍｍ増加するのにつれて、最低値２０ｗ／ｃｍ２から最大値８０ｗ／ｃｍ２まで変化し、０．８ｍｍ（０．５λ）のギャップ増加量でフルサイクルとなる。ウェーハ全体において均一なメガソニックパワー分配を保つためには、ギャップを正確に維持することが重要である。
しかし、現実には、特に、ウェーハが回転モードにある場合には、そのような精度で均一なギャップを保つことは非常に困難である。図２に示すように、もし、ウェーハチャック１０１４がメガソニックデバイス２００３の表面に対して１００％垂直でない場合には、メガソニックデバイスとウェーハ２０１０の表面との間のギャップはウェーハのエッジからウェーハの中心にかけて減少する。それは、図１Ｄに示すデータに従って、ウェーハのエッジからウェーハの中心にかけて、不均一なメガソニックパワー密度分配を引き起こす。
他の生じ得るギャップ変化は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、チャックの回転軸がウェーハ３０１０の表面に対して適切でない（not veridical）ことによって引き起こされる。ウェーハが回転するときに揺動（wobbling）する。図３Ｂは、図３Ａに示す状態から１８０°回転した後のギャップの状態を示す。ウェーハのエッジでのギャップは、図３Ａに示す最大値から図３Ｂに示す最小値に減少する。それは、ウェーハがメガソニックデバイスを通過するにつれて、ウェーハ上に不均一なメガソニックパワー密度分配を引き起こす。全てのそのような不均一なパワー分配は、ウェーハ上のデバイス構造の損傷、およびウェーハの不均一な洗浄の何れかを引き起こす。
チャックが回転する間のギャップの変動によって引き起こされる不均一なパワー分配を解消するために、本発明は、図４に示すような方法を開示する。メガソニックデバイス４００３とウェーハ４０１０との間のギャップは、洗浄プロセスの間、チャック４０１４が回転するのにつれて、リードスクリュー４００５およびモータ４００６により、増加、または減少させられる。コントロールユニット４０８８は、モータ４０１６の回転速度に基づいて、モータ４００６の回転速度を制御するのに用いられる。ウェーハ４０１０またはチャック４０１４の各回転に対して、コントロールユニット４０８８は、モータ４００６にメガソニックデバイス４００３を上下に移動させるよう指示する。
Δｚ＝０．５λ／Ｎ （２）
ただし、λはウルトラ／メガソニックウェーブの波長、Ｎは２から１０００までの整数である。
図５により詳しく示すように、ウェーハまたはチャックの各回転に対してギャップが変化すると、ウェーハの同一ポイントにおけるメガソニックパワー密度は、Ｐ１からＰ２に変化する。ギャップが合計でメガソニックウェーブの半波長増加すると、パワー密度はＰ１からＰ１１までのフルサイクル変化する。サイクルの開始ポイントは、メガソニックデバイスとウェーハの部分との間のギャップに依存するが、ウェーハ上の各部分は、ギャップがメガソニックウェーブの半波長増加すると、パワー密度のフルサイクルを受ける。すなわち、メガソニックデバイスとウェーハとのギャップが、図２、図３Ａ、および図３Ｂで述べた理由によって均一に設定されていなかったとしても、メガソニックデバイスがメガソニックウェーブの半波長（９３７．５ｋＨｚの周波数に対して約０．８ｍｍ）まで移動すると、ウェーハの各部は、メガソニックパワーのフルサイクルを受ける。これは、ウェーハの各部が、同じ平均パワー密度、同じ最大パワー密度、および同じ最小パワー密度を含む同じ程度のメガソニックパワー密度を受けることを保証する。動作シーケンスは、以下のように示すことができる。
プロセスシーケンス１（メガソニック周波数：ｆ＝９３７．５ｋＨｚ、脱イオン水中での波長＝λ＝１．６ｍｍ）。
ステップ１：ウェーハをωの回転速度で回転。ωは１０ｒｐｍから１５００ｒｐｍの範囲。
ステップ２：メガソニックデバイスをギャップｄでウェーハに近接するよう移動。ｄは０．５から１５ｍｍの範囲。
ステップ３：ノズルを脱イオン（ＤＩ）水または化学剤でターンオン、メガソニックデバイスをターンオン。
ステップ４：チャックの各回転に対して、メガソニックデバイスを０．５λ／Ｎ（ｍｍ）上昇移動。ただし、Ｎは２から１０００までの整数。
ステップ５：メガソニックデバイスが合計０．５ｎλ（ｍｍ）に上昇移動するまで、ステップ４を継続。ただし、ｎは１から始まる整数。
ステップ６：チャックの各回転に対して、メガソニックデバイスを０．５λ／Ｎ（ｍｍ）下降移動。ただし、Ｎは２から１０００までの整数。
ステップ７：メガソニックデバイスが合計０．５ｎλ（ｍｍ）に下降移動するまで、ステップ６を継続。ただし、ｎは１から始まる整数。
ステップ８：ウェーハが清浄になるまでステップ４からステップ７を繰り返し。
ステップ９：メガソニックデバイスをターンオフ、ＤＩ水または化学剤を停止、ウェーハを乾燥。
プロセスシーケンス２（メガソニック周波数：ｆ＝９３７．５ｋＨｚ、脱イオン水中での波長＝λ＝１．６ｍｍ）。
ステップ１：ウェーハをωの回転速度で回転。ωは１０ｒｐｍから１５００ｒｐｍの範囲。
ステップ２：メガソニックデバイスをギャップｄでウェーハに近接するよう移動。ｄは０．５から１５ｍｍの範囲。
ステップ３：ノズルを脱イオン（ＤＩ）水または化学剤でターンオン、メガソニックデバイスをターンオン。
ステップ４：チャックの各回転に対して、メガソニックデバイスを０．５λ／Ｎ（ｍｍ）上昇移動。ただし、Ｎは２から１０００までの整数。
ステップ５：メガソニックデバイスが合計０．５ｎλ（ｍｍ）に上昇移動するまで、ステップ４を継続。ただし、ｎは１から始まる整数。
ステップ６：メガソニックデバイスをターンオフ、ＤＩ水または化学剤を停止、ウェーハを乾燥。
変換器の周波数は、洗浄される微粒子に基づいて、ウルトラソニックレンジおよびメガソニックレンジに設定し得る。微粒子のサイズが大きいほど、低い周波数が用いられる。ウルトラソニックレンジは、２０ｋＨｚから２００ｋＨｚの間でありメガソニックレンジは、２００ｋＨｚから１０ＭＨｚの間である。また、機械振動（mechanical wave）の周波数は、同じ基板またはウェーハ上の異なるサイズの微粒子を洗浄するために、連続して１時に１つ、または同時的に、変化させることができる。２重周波数のウェーブが用いられる場合には、高い方の周波数ｆ１は低い方の周波数ｆ２の整数倍、変換器の移動レンジは０．５λ２ｎ、チャックの各回転に対するギャップの増減はλ１／Ｎであるべきである。ただし、λ２は低い方の周波数ｆ２のウェーブの波長、λ１は高い方の周波数ｆ１のウェーブの波長、Ｎは２から１０００までの整数、およびｎは１から始まる整数である。
微小粒子および汚染物質を除去するために用いられる化学薬品の一例は、以下の通りである。
有機材料除去（Organic Material Removal）：Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝４：１
微小粒子減少（Particle Reduction）：ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５
金属汚染除去（Metal Contamination Removal）：ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：６
酸化物除去（Oxide Removal）＝ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１００
図６は、本発明のメガソニックデバイスを用いるウェーハ洗浄装置の他の例を示す。この実施例は、チャック６０１４がリードスクリュー６００５およびモータ６００６によって垂直方向に移動される点を除いて、図４に示されたものと類似している。コントロールユニット６０８８は、チャック６０１４をリードスクリュー６００５およびモータ６００６により上下に移動させることによって、メガソニックデバイス６００３とウェーハ６０１０との間のギャップｄを変化させる。
図７は、本発明のメガソニックデバイスを用いるウェーハ洗浄装置の他の例を示す。この実施例は、メガソニックデバイス７００３がウェーハ７０１０の背面側に近接して設けられ、リードスクリュー７００５およびモータ７００６によって垂直に移動される点を除いて、図４に示されたものと類似している。コントロールユニット７０８８は、メガソニックデバイス７００３をリードスクリュー７００５およびモータ７００６により上下に移動させることによって、メガソニックデバイス７００３とウェーハ７０１０の背面側との間のギャップｄを変化させる。メガソニックウェーブは、ウェーハ７０１０の表面側、およびウォータフィルム７０３２に、ウォータフィルム７０３４、およびウェーハ７０１０を介して伝達される。ノズル７０１１は、ウォータフィルム７０３４を維持するために、メガソニックデバイス７００３とウェーハ７０１０の背面側との間に、ＤＩ水または化学剤を供給する。この実施例の有利な点は、メガソニックウェーブによってウェーハ７０１０の表面側のデバイス構造に引き起こされ得る損傷が、低減または排除されることである。
図８は、本発明のメガソニックデバイスを用いるウェーハ洗浄装置の他の例を示す。この実施例は、ウェーハ８０１０が表面側を下方に向けて配置され、ノズルアレイ８０１８はウェーハ８０１０の表面側の下に設けられている点を除いて、図４に示されたものと類似している。メガソニックウェーブは、ウォータフィルム８０３２およびウェーハ８０１０自身を介して、ウェーハ８０１０の表面側に伝達される。ノズルアレイ８０１８は、液体の化学剤またはＤＩ水をウェーハ８０１０の表面側に噴射する。
図９は、本発明のメガソニックデバイスを用いるウェーハ洗浄装置の他の例を示す。この実施例は、ピエゾエレクトリックトランスデューサ９００４がウェーハ９０１０の表面に対して角度αを有している点を除いて、図４に示されたものと類似している。共鳴器９００８は、ピエゾエレクトリックトランスデューサ９００４と共に取り付けられ、メガソニックウェーブは、共鳴器９００８、およびＤＩ水またはケミカルフィルム９０３２を介して、ウェーハに伝達される。ここでは、プロセスシーケンス１、２、および３が適用され得る。
図１０Ａから図１０Ｇは、本発明のメガソニックデバイスの平面図を示す。図４に示されたメガソニックデバイスは、異なる形状のメガソニックデバイス１０００３、すなわち図１０Ａに示されるような三角形またはパイ形、図１０Ｂに示されるような四角形、図１０Ｃに示されるような八角形、図１０Ｄに示されるような楕円形、図１０Ｅに示されるような半円形、図１０Ｆに示されるような四分円形、および図１０Ｇに示されるような円形に置き換えられ得る。
本発明は、いくらかの具体例、実例、および応用について述べられたが、種々の変形、および変更が発明から乖離することなくできることは、当業者にとって明らかである。

Claims (24)

  1. ウルトラ／メガソニックデバイスを用いる半導体基板の洗浄方法であって、
    チャックを用いて半導体基板を保持し、
    上記半導体基板に近接させて、ウルトラ／メガソニックデバイスを配置し、
    少なくとも１つのノズルを用いて、半導体基板上、および半導体基板とウルトラ／メガソニックデバイスとの間のギャップに、洗浄剤を噴射し、
    洗浄プロセス中の上記チャックの各回転に対して、上記半導体基板とウルトラ／メガソニックデバイスとの間のギャップを０．５λ／Ｎ（ただし、λはウルトラ／メガソニックウェーブの波長、Ｎは２から１０００の間の整数。）変化させる
    ことを特徴とする方法。
  2. 請求項１の方法であって、
    上記ギャップは、ウルトラ／メガソニックデバイスを半導体基板に垂直な方向に移動させることによって変えられることを特徴とする方法。
  3. 請求項１の方法であって、
    上記ギャップは、チャックをウルトラ／メガソニックデバイスに垂直な方向に移動させることによって変えられることを特徴とする方法。
  4. 請求項１の方法であって、
    上記ウルトラ／メガソニックデバイスは、半導体基板の表面側に近接して配置されていることを特徴とする方法。
  5. 請求項１の方法であって、
    上記ウルトラ／メガソニックデバイスは、半導体基板の裏面側に近接して配置されていることを特徴とする方法。
  6. 請求項５の方法であって、
    上記洗浄剤は、半導体ウェーハの表面側に近接して配置された第１のノズルによって半導体基板の表面側に噴射され、同時に、上記洗浄剤は、半導体基板の裏面側に近接して配置された第２のノズルによって半導体基板の裏面側に噴射されることを特徴とする方法。
  7. 請求項１の方法であって、
    上記ギャップは、合計０．５ｎλ（ただし、ｎは１から始まる整数。）増加するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ／Ｎ増加することを特徴とする方法。
  8. 請求項１の方法であって、
    上記ギャップは、合計０．５ｎλ（ただし、ｎは１から始まる整数。）減少するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ／Ｎ減少することを特徴とする方法。
  9. 請求項１の方法であって、
    ソニックデバイスの音波周波数は、２重周波数であることを特徴とする方法。
  10. 請求項９の方法であって、
    上記２重周波数は、高い方の周波数ｆ１、および低い方の周波数ｆ２を含み、ｆ１＝Ｍｆ２（ただし、Ｍは２から始まる整数。）であることを特徴とする方法。
  11. 請求項１０の方法であって、
    上記ギャップは、合計０．５ｎλ ２ （ただし、ｎは１から始まる整数、λ ２ は低い方の周波数ｆ２のウェーブの波長。）減少するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ１／Ｎ（ただし、λ１は高い方の周波数ｆ１のウェーブの波長、Ｎは２から１０００までの整数。）減少することを特徴とする方法。
  12. 請求項１１の方法であって、
    上記ギャップは、合計０．５ｎλ ２ （ただし、ｎは１から始まる整数、λ ２ は低い方の周波数ｆ２のウェーブの波長。）増加するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ １ ／Ｎ（ただし、λ １ は高い方の周波数ｆ１のウェーブの波長、Ｎは２から１０００までの整数。）増加することを特徴とする方法。
  13. ウルトラ／メガソニックデバイスを用いる半導体基板の洗浄装置であって、
    半導体基板を保持するチャックと、
    上記半導体基板に近接させて配置されるウルトラ／メガソニックデバイスと、
    半導体基板上、および半導体基板とウルトラ／メガソニックデバイスとの間のギャップに、洗浄剤を噴射する少なくとも１つのノズルと、
    洗浄プロセス中の上記チャックの各回転に対して、上記半導体基板とウルトラ／メガソニックデバイスとの間のギャップを０．５λ／Ｎ（ただし、λはウルトラ／メガソニックウェーブの波長、Ｎは２から１０００の間の整数。）変化させるコントロールユニットと、
    を備えたことを特徴とする装置。
  14. 請求項１３の装置であって、
    上記ギャップは、ウルトラ／メガソニックデバイスを半導体基板に垂直な方向に移動させることによって変えられることを特徴とする装置。
  15. 請求項１３の装置であって、
    上記ギャップは、チャックをウルトラ／メガソニックデバイスに垂直な方向に移動させることによって変えられることを特徴とする装置。
  16. 請求項１３の装置であって、
    上記ウルトラ／メガソニックデバイスは、半導体基板の表面側に近接して配置されていることを特徴とする装置。
  17. 請求項１３の装置であって、
    上記ウルトラ／メガソニックデバイスは、半導体基板の裏面側に近接して配置されていることを特徴とする装置。
  18. 請求項１７の装置であって、
    上記洗浄剤は、半導体ウェーハの表面側に近接して配置された第１のノズルによって半導体基板の表面側に噴射され、同時に、上記洗浄剤は、半導体基板の裏面側に近接して配置された第２のノズルによって半導体基板の裏面側に噴射されることを特徴とする装置。
  19. 請求項１３の装置であって、
    上記コントロールユニットは、上記ギャップが、合計０．５λｎ（ただし、ｎは１から始まる整数。）増加するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ／Ｎ（ただし、λはウルトラ／メガソニックウェーブの波長、Ｎは２から１０００の間の整数。）増加するように変化させることを特徴とする装置。
  20. 請求項１３の装置であって、
    上記コントロールユニットは、上記ギャップが、合計０．５λｎ（ただし、ｎは１から始まる整数。）減少するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ／Ｎ（ただし、λはウルトラ／メガソニックウェーブの波長、Ｎは２から１０００の間の整数。）減少するように変化させることを特徴とする装置。
  21. 請求項１３の装置であって、
    ウルトラ／メガソニックデバイスは、２重周波数のウェーブを発生することを特徴とする装置。
  22. 請求項２１の装置であって、
    上記２重周波数は、高い方の周波数ｆ１、および低い方の周波数ｆ２を含み、ｆ１＝Ｍｆ２（ただし、Ｍは２から始まる整数。）であることを特徴とする装置。
  23. 請求項２２の装置であって、
    上記コントロールユニットは、上記ギャップが、合計０．５ｎλ ２ （ただし、ｎは１から始まる整数、λ ２ は低い方の周波数ｆ２のウェーブの波長。）増加するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ１／Ｎ（ただし、λ１は高い方の周波数ｆ１のウェーブの波長、Ｎは２から１０００までの整数。）増加するように変化させることを特徴とする装置。
  24. 請求項２２の装置であって、
    上記コントロールユニットは、上記ギャップが、合計０．５ｎλ ２ （ただし、ｎは１から始まる整数、λ ２ は低い方の周波数ｆ２のウェーブの波長。）減少するまで、チャックの各回転に対して、０．５λ１／Ｎ（ただし、λ１は高い方の周波数ｆ１のウェーブの波長、Ｎは２から１０００までの整数。）減少するように変化させることを特徴とする装置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8551251B2 (en) * 2011-04-28 2013-10-08 Lam Research Ag Ultrasonic treatment method and apparatus
CN103084349A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 无锡华润上华科技有限公司 晶片清洗方法
KR101641948B1 (ko) * 2015-01-28 2016-07-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 처리액 노즐
US11752529B2 (en) * 2015-05-15 2023-09-12 Acm Research (Shanghai) Inc. Method for cleaning semiconductor wafers
CN106340470A (zh) * 2015-07-17 2017-01-18 盛美半导体设备（上海）有限公司 晶圆表面的清洗装置和清洗方法
US9885952B2 (en) * 2015-07-29 2018-02-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Systems and methods of EUV mask cleaning
JP6670940B2 (ja) * 2015-12-09 2020-03-25 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 高温化学薬品及び超音波装置を用いた基板の洗浄方法及び装置
JP2019533314A (ja) * 2016-10-25 2019-11-14 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 半導体ウエハの洗浄装置、および、洗浄方法
US11298727B2 (en) 2017-03-30 2022-04-12 Acm Research (Shanghai) Inc. Substrate cleaning apparatus
JP7055467B2 (ja) * 2017-09-08 2022-04-18 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置
JP6843402B2 (ja) * 2019-12-16 2021-03-17 エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド 基板洗浄方法
KR20230111334A (ko) 2022-01-18 2023-07-25 주식회사 일레븐전자 링 세척 시스템
KR20230111333A (ko) 2022-01-18 2023-07-25 주식회사 일레븐전자 링 세척 시스템
KR20230164321A (ko) 2022-05-25 2023-12-04 주식회사 일레븐전자 링 회전유닛 및 이를 구비하는 링 세척장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4326553A (en) 1980-08-28 1982-04-27 Rca Corporation Megasonic jet cleaner apparatus
JPH04213827A (ja) * 1990-12-11 1992-08-04 Nec Yamagata Ltd 半導体製造用ウェーハ表面洗浄装置
JPH04213826A (ja) * 1990-12-11 1992-08-04 Nec Yamagata Ltd 半導体製造用ウェーハ洗浄装置
JPH1154471A (ja) 1997-08-05 1999-02-26 Tokyo Electron Ltd 処理装置及び処理方法
JPH11283950A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Ebara Corp 基板洗浄装置
JP4213827B2 (ja) 1999-07-29 2009-01-21 株式会社北川鉄工所 移動型枠装置の接合部構造
FR2808120B1 (fr) 2000-04-20 2002-07-26 Karl Suss France Procede et dispositif pour le traitement du substrat d'un circuit integre ou d'un produit analogue en cours de fabrication
US6539952B2 (en) * 2000-04-25 2003-04-01 Solid State Equipment Corp. Megasonic treatment apparatus
JP2002280343A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Nec Corp 洗浄処理装置、切削加工装置
WO2002101796A2 (en) 2001-06-12 2002-12-19 Verteq, Inc. Megasonic cleaner and dryer system
JP2003197589A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Elpida Memory Inc 半導体洗浄装置
US7185661B2 (en) 2002-05-06 2007-03-06 Akrion Technologies, Inc. Reciprocating megasonic probe
JP2003340386A (ja) * 2002-05-23 2003-12-02 Toshiba Corp 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法
US7306002B2 (en) * 2003-01-04 2007-12-11 Yong Bae Kim System and method for wet cleaning a semiconductor wafer
US6995067B2 (en) * 2003-02-06 2006-02-07 Lam Research Corporation Megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an RF generator at constant maximum efficiency
US20050178402A1 (en) 2004-02-12 2005-08-18 Stowell R. M. Methods and apparatus for cleaning and drying a work piece
US7636234B2 (en) * 2004-08-09 2009-12-22 Lam Research Corporation Apparatus configurations for affecting movement of fluids within a microelectric topography processing chamber
DE102004053337A1 (de) * 2004-11-04 2006-05-11 Steag Hama Tech Ag Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Substraten und Düseneinheit hierfür
KR100598112B1 (ko) 2004-12-20 2006-07-07 삼성전자주식회사 이중 세정 프로브를 갖는 초음파 세정 장치 및 세정 방법
JP2007173277A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Fujitsu Ltd スピン洗浄装置およびウエハ洗浄方法
KR20070092887A (ko) 2006-03-09 2007-09-14 삼성전자주식회사 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비 및 이를 이용한웨이퍼 처리방법
JP2008288541A (ja) * 2007-04-19 2008-11-27 Pre-Tech Co Ltd 枚葉式洗浄装置
TWI421933B (zh) * 2007-05-16 2014-01-01 Lam Res Corp 板狀物件之超音波濕式處理的裝置與方法

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