JPS62286231A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、洗浄装置に関し、特に高清浄度が要求される
半導体ウェハ、金属製磁気ディスク等の洗浄に適した洗
浄装置に係わる ［従来の技術］ 半導体装置の製造工程の一つとして、洗浄工程がある。

この洗浄は、洗浄液による半導体ウエノ１のエツチング
作用等を利用して■ウェハ表面の汚染層を除去して清浄
面を作る、■ウェハ表面を平滑に仕上げる、■所定の厚
さ、形状にエツチングする、等の目的を達成するために
行われる。

ところで、従来、半導体ウェハの洗浄には洗浄槽内に加
温した洗浄液を収容した装置を使用し、該洗浄液に複数
枚のウェハをカセットに収納した状態で浸漬し、洗浄す
ることが行われている。しかしながら、かかる洗浄装置
を使用した場合にはウェハ表面の汚染物質が洗浄液に対
し化学的に不溶なものが多いため、高い清浄度のウェハ
を得ることが困難であった。また、洗浄液のライフタイ
ムが短く、かつ無数の気泡発生により洗浄性能が不安定
になる。更に、カセットとウェハの接触面に洗浄液等の
よどみが発生し、該接触面付近のウェハの洗浄効果が悪
化するという問題があった。

このようなことから、洗浄液が収容された洗浄槽の底部
に厚さ２〜３賠のステンレス製振動阪を該洗浄液と直接
接触するように配置し、かつ該振動板に２８ｋＨｚ〜２
００ｋＨｚの周波数が供給される振動子を取着した構造
の洗浄装置が開発されている。かかる洗浄装置によれば
、前述した問題点を解消できる。しかしながら、前記洗
浄装置では数μｍ以上の汚染物質しか除去できず、それ
より微細な０．３μｍ程度の汚染物質の除去が困難であ
った。また、上記周波数で振動する振動子及び振動板を
介して超音波を洗浄液に加えた場合には、キャビテーシ
ョンによりウェハ表面にダメージを発生させる問題があ
った。更に、ウェハ表面に超音波の特長である分散、凝
集作用による汚染物質の集合を生じる問題があった。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、ウェハ等の被処理物表面に付着した０、３μｍ
前後の微細な汚染物質をも効果的に除去でき、しかも被
処理物へのキャビテーションによるダメージの発生を防
止した洗浄装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明者は、
高融点金属が耐薬品性に優れ、かつ高張力で機械的強度
に優れて従来の振動板に使用されたステンレスに比べて
薄くすることが可能であり、更に振動子との関係で振動
変換効率が高いことに着目し、該高融点金属より振動板
を形成し、かつ該振動板の厚さを所定の範囲に規定する
ことによって、６００〜１０００ｋＨｚの高周波が付与
される振動子からの振動で良好に共鳴して同周波数の超
音波を洗浄槽内の洗浄液に与えることができ、洗浄液内
の被処理物の表面に付着した微細（０，３μｍ前後）の
汚染物質を効果的に除去できると共に、キャビテーショ
ンによる被処理物表面のダメージ発生を防止できる洗浄
装置を見出した。

即ち、本発明は洗浄液が収容された洗浄槽と、この洗浄
槽の底部又は側壁に前記洗浄液と直接接触するように配
置された高融点金属からなる厚さ０．１〜０．５ｍｍの
振動板と、この振動板の外面に取着され、６００〜１０
００ｋＨｚの高周波にて振動される振動子とを具備した
ことを特徴とする洗浄装置である。

上記振動板を形成するための高融点金属としては、タン
タル、モリブデン、チタン、タングステン等を上げるこ
とができる。特に、タンタルは他の高融点金属に比べて
高張力性に優れ、かつ振動子との関係で振動変換効率が
高いため有効である。

上記摂動板の厚さを限定した理由は、その厚さを０．１
日未満にすると強度がもたなくなり、かといってその厚
さが１．５ｍｍを越えると前記周波数の範囲で振動する
振動子との共鳴効率が低下し、振動が減衰し易くなるか
らである。振動板のより好ましい厚さは、０．２〜０．
３Ｍである。

上記振動子に付与する高周波の値を限定した理由は、８
００ｋＨｚ未満にすると被処理物表面に付着した微細な
汚染物質を効果的に除去できなくなり、かといって１０
００ｋＨｚを越えると振動板の厚さとの関係で該振動板
への共鳴効率が低下し、振動が減衰し易くなるからであ
る。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して詳
細に説明する。

図中の１は、上部に矩形リング状のフランジ２を有する
基台である。この基台１のフランジ２上には、例えばポ
リプロピレンからなる洗浄槽３が設置されている。この
洗浄槽３は、同志的に配置された大小の矩形状筒部４８
％４ｂと、これら筒部４ａ、４ｂ間の下部に一体的に設
けられ前記基台１のフランジ２と当接される矩形リング
板５とから構成されている。また、前記基台１の上面と
前記洗浄槽３の底面との間には例えば厚さ０．　２順の
矩形状をなすタンタル製振動板６が配置されている。前
記洗浄槽３は、基台１に対して前記リング板５、前記振
動板６及びフランジ２に挿入された複数本のボルト７と
これらボルト７に螺合されたナツト８により固定されて
いると共に、前記リング板５及びフランジ２により前記
振動板６の周縁部を挟寿、固定している。なお、前記振
動板６とフランジ２の間及び振動板６とリング板５の間
には夫々前記基台１に洗浄槽３を液密に固定するための
パツキン９ａ、９ｂが介在されている。

前記振動板６の基台１側の面には、第２図に示すように
例えば１４枚の六角形をなす振動子１０が互いに近接し
て配列、取着されている。これらの振動子１０は、リー
ド板１１及びケーブル１２を介して例えば１ｌ１００に
−の高周波を発振する発振器１３に接続されている。

前記洗浄槽３の前記振動板６を底部とする小径の筒部４
ｂ内には、例えば過酸化水素、アンモニア及び超純水か
らなる洗浄液１４が収容されている。前記小径の筒部４
ｂの上端には、洗浄液をオーバフローさせるための複数
の切欠部が形成されている。また、前記小径の筒部４ｂ
の側壁には、前記大径の筒部４ａを貫通して挿入された
洗浄液供給管１５が連結され、かつ該大径の筒部４ａに
は前記小径の筒部４ｂの切欠部からオーバーフローされ
た洗浄液を各筒部４ａ、４ｂ間の環状空間を通して外部
に排出するための排出管（図示せず）が連結されている
。

このような構成によれば、被処理物としての複数枚のシ
リコンウェハ１６が収納されたカセット１７を洗浄槽３
内の洗浄液１４に浸漬した後、供給管１５から新鮮な洗
浄液を洗浄槽３に供給しながら、発振器１３からケーブ
ル１２及びリード板１１を通して複数枚の六角形状をな
すタンタル製振動子１０に８００ｋＨｚの高周波を与え
ると、各振動板１０が取着された薄いタンタル裂損動阪
６が共鳴して振動して前記と略同様な８００ｋＨｚの高
周波を発生する。これにより、該振動板６と接触する洗
浄液１４内での加速度は周波数の２乗に比例するため、
約２．５Ｘ１０５Ｇという重力の２５万倍の加速度でカ
セット１７内の各ウェハ１６表面をスクライブする。そ
の結果、各ウェハ１６表面に付着された０、３μｍ前後
と極めて微細な汚染物質をも除去できるため、各ウェハ
１６表面を高清浄化できる。しかも、前記加速度による
各ウェハ１６へのスクライブはカセット１７との接触部
付近も含む全体に亙ってなされるため、ウェハ１６全体
を均一に清浄化できる。

また、前記振動板１０から発生する８００ｋＨｚの周波
数では洗浄液１４に対してキャビテーションを起こさな
いため、カセット１７に収納された各ウエノ九面へのダ
メージ発生を防止できる。

更に、振動子１０を六角形状とし、これら振動子１０を
タンタル製振動板６に互いに近接して配列し、取着する
構成にすれば、各振動子１０から振動板６への振動変換
効率を向上でき、ひいてはウェハ１６表面の汚染物質の
除去を一層効果的に行なうことが可能となる。

なお、上記実施例では洗浄槽を二重筒状としたが、例え
ば洗浄槽の本体となる筒部の下端にリング状のフランジ
を取着し、かつ上部にオーバフローした洗浄液を受ける
皿状の容器を設けた構造にしてもよい。

上記実施例では、洗浄槽をポリプロピレンにより形成し
たが、これに限定されない。例えば、フッ素系樹脂やア
ルミナなどのセラミックスでライニングされたステンレ
ス等により形成してもよい。

上記実施例では、振動板を洗浄槽の底部に設けたが、振
動板を洗浄槽の側壁に設けてもよい。

上記実施例では、振動子として六角形状のものを用いた
が、これに限定されず、例えば四角形、三角形等の他の
形状のものを使用してもよい。勿論、枚数も１４枚に限
定されるものではない。

上記実施例では、洗浄液として過酸化水素、アンモニア
及び超純水からなるものを使用したが、超純水、過酸化
水素−塩酸−超純水からなるもの、フッ化水索−硝酸−
超純水からなるもの等、他の洗浄液を使用してもよい。

上記実施例では、ウェハ段階での洗浄に適用した例を説
明したが、ウェハ表面に素子を形成する工程でも同様に
適用できる。また、シリコンウェハに限らず、■−■族
化合物半導体ウェハ、Ａ、ｆ？などの金属製磁気ディス
クの洗浄にも同様に適用できるもので娶る。

〔発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の洗浄装置によればウェハ等
の被処理物表面に付着した０、３μｍ前後の微細な汚染
物質をも効果的に除去でき、しかも被処理物へのキャビ
テーションによるダメージの発生を防止でき、ひいては
高清浄度で欠陥のない被処理物を得ることができる等顕
著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す洗浄装置の断面図、第
２図は第１図の洗浄装置における振動子の形状及び配列
状態を示す平面図である。 １・・・基台、３・・・洗浄槽、６・・・タンタル製振
動板、１０・・・振動子、１３・・・発振器、１４・・
・洗浄液、１６・・・シリコンウェハ、１７・・・カセ
ット。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 洗浄液が収容された洗浄槽と、この洗浄槽の底部又は側
   壁に前記洗浄液と直接接触するように配置された高融点
   金属からなる厚さ０．１〜０．５ｍｍの振動板と、この
   振動板の外面に取着され、６００〜１０００ｋＨｚの高
   周波にて振動される振動子とを具備したことを特徴とす
   る洗浄装置。