JPH10109072A - 高周波洗浄装置 - Google Patents

高周波洗浄装置

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JPH10109072A
JPH10109072A JP8264175A JP26417596A JPH10109072A JP H10109072 A JPH10109072 A JP H10109072A JP 8264175 A JP8264175 A JP 8264175A JP 26417596 A JP26417596 A JP 26417596A JP H10109072 A JPH10109072 A JP H10109072A
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high frequency
cleaning
washing
washing liquid
cleaning liquid
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JP8264175A
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Kazuhiko Shiba
一彦 柴
Hisao Nishizawa
久雄 西澤
Hiroaki Uchida
博章 内田
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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PURETETSUKU KK
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P72/04Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0402Apparatus for fluid treatment
    • H10P72/0406Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H10P72/0411Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H10P72/0416Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄槽内の洗浄液に浸漬した被洗浄物を高周
波音波により洗浄する際の逆汚染等を防止することが可
能な高周波洗浄装置を提供するものである。 【解決手段】 被洗浄物に対して洗浄を施す洗浄液3が
収容された洗浄槽1と、前記洗浄液3に高周波音波を付
与する高周波音波付与手段とを具備した高周波洗浄装置
において、溶存ガス濃度が制御された洗浄液を生成する
洗浄液生成手段9を前記洗浄槽1に連結することを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ガラス基板、
半導体ウェハや磁気ディスク等の被洗浄物を高周波洗浄
するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶ガラス基板、半導体ウェハ、
磁気ディスク等の被洗浄物を洗浄するには、高周波振動
子により振動する振動板を有する洗浄槽内に洗浄液を収
容し、高周波音波の作用により前記洗浄液内に浸漬され
た被洗浄物表面のパーティクル等を除去することが行わ
れている。
【0003】前記洗浄液としては、純水装置に脱気水製
造機を付加させて金属イオン、パーティクルの他に、溶
存ガスを除去したものを使用することが主流になってい
る。溶存ガス中の酸素を除去する目的は、被洗浄物とし
て半導体ウェハを用いる場合、その表面の酸化膜成長を
防止するためである。また、溶存ガス中の酸素を除去す
ることにより配管中でのバクテリアの発生を防止するこ
とができる。一方、溶存ガス中の炭酸ガスは純水の比抵
抗を増大させて純水装置のイオン交換樹脂の劣化を招く
ため、炭酸ガスを除去することにより純水装置の負担を
軽減できる。
【0004】しかしながら、前述したような脱気した純
水を洗浄液として用いると、洗浄槽内で高周波音波の振
動モードが変化し、洗浄されるべき被洗浄物が逆に汚染
されるという現象が頻繁に発生するという問題があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、洗浄槽内の
洗浄液に浸漬した被洗浄物を高周波音波により洗浄する
際の逆汚染等を防止することが可能な高周波洗浄装置を
提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる高周波洗
浄装置は、被洗浄物に対して洗浄を施す洗浄液が収容さ
れた洗浄槽と、前記洗浄液に高周波音波を付与する高周
波音波付与手段とを具備した高周波洗浄装置において、
溶存ガス濃度が制御された洗浄液を生成する洗浄液生成
手段を前記洗浄槽に連結することを特徴とするものであ
る。
【0007】本発明の超音波洗浄装置において、洗浄液
生成手段で脱気した純水中に溶存させるガスとしては窒
素、アルゴン、ヘリウムおよびネオンから選ばれる少な
くとも1種が用いられる。これらのガスは、脱気した純
水中に5ppm以上、より好ましくは10ppm以上溶
解されることが望ましい。
【0008】このような本発明の高周波洗浄装置によれ
ば、洗浄槽内に収容する洗浄液として洗浄液生成手段か
ら供給した溶存ガス濃度が制御されたものを使用するこ
とによって、高周波音波付与手段から前記洗浄槽内の洗
浄液を伝播する高周波音波の振動モードの変化を抑制
し、前記洗浄液内に浸漬した被洗浄物が逆汚染されるの
を回避することができる。このような効果は、明らかで
はないが、次のようなメカニズムによるものと推定され
る。
【0009】すなわち、洗浄槽内に収容する洗浄液とし
て脱気した純水(脱気水)を用い、高周波音波を付与す
ると、前記高周波音波の透過率が上昇する。つまり、洗
浄液中に溶存ガス分が存在しないことで、音波減衰が減
少(音波減衰定数が減少)して透過率が高くなる。例え
ば、洗浄槽の下面から高周波音波を放射すると、前記音
波は洗浄液と外界との界面で反射され、進行波と反射波
による定在波が発生し、洗浄液中に音圧の高い部分と低
い部分とが形成される。このような定在波が洗浄液中に
発生すると、パーティクルは音圧の低い音波ノード部分
(音波の節目)に集まる。また、高周波音波の場合には
例えばメガヘルツの発振周波数で駆動すると、25℃の
水の音速から算出される半波長(λ/2)は0.75m
mであり、洗浄槽内のパーティクルは0.75mm毎の
濃淡に分布することが想像される。定在波が発生する
と、パーティクルは音圧の高い部分には移動できず、音
圧の低い部分を漂う。つまり、洗浄槽内の洗浄液を洗浄
槽上部からオーバーフローさせたとしても実質的に定在
波に起因する集合されたパーティクルを流し出すことが
できない。したがって、高周波音波の付与によって定在
波が発生して洗浄槽においては、槽内全体にパーティク
ルが分布しているため、洗浄中に被洗浄物にパーティク
ルが付着して逆汚染を生じる。
【0010】本発明は、洗浄槽内に収容する洗浄液とし
て洗浄液生成手段から供給した溶存ガス濃度が制御され
た脱気水を使用することによって、前記洗浄槽内に高周
波音波を付与する際、音波は溶存ガスに相当する分、著
しく減少して洗浄液と外界との界面での反射があるが、
界面近傍で止まる。例えば、洗浄水中の窒素の溶存濃度
と前記洗浄液を伝播する高周波音波を音圧センサで検出
した際のセンサ出力との関係については図2のように窒
素の溶存濃度が上昇するに伴って音圧力が低下する。具
体的には、窒素の溶存濃度が10ppmを越えると定在
波が発生しない正常モードで洗浄液に高周波音波を付与
することが可能になる。その結果、音波の反射に伴って
定在波が洗浄液に発生するのを回避し、高周波音波の進
行波だけで洗浄液中に浸漬された被洗浄物、例えばウェ
ハを洗浄できるため、洗浄液中のパーティクルもその進
行波によって排出できる。したがって、逆汚染を生じる
ことなくウェハを精密洗浄することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図1を参照
して詳細に説明する。図1は、高周波洗浄装置を示す概
略断面図である。洗浄槽1は、下部付近に振動板2が配
置され、前記振動板2を底とする上部側には洗浄液3が
収容されている。振動子4は、前記振動板2の下面に取
り付けられている。高周波発振器5は、前記振動子4に
接続されている。オーバーフロー部6は、前記洗浄槽1
の下部周囲に配置され、かつ底部にはドレイン管7が連
結されている。
【0012】脱気した純水を供給するための純水供給管
8は、洗浄液生成手段である洗浄液生成塔9の下部に連
結されている。前記洗浄液生成塔9は、例えば微細な孔
が多数開口されたポリテトラフルオロエチレンからなる
中空糸が上下方向に多数配列して内蔵されている。窒素
導入管10は、前記洗浄液生成塔9に連結され、前記供
給管10から供給された窒素は前記洗浄液生成塔9内部
の多数の中空糸間を流通した後に排気管11から排出さ
れる。つまり、前記純水供給管8から脱気した純水を前
記洗浄液生成塔9内の多数の中空糸内に供給すると共
に、窒素導入管10から窒素を所定の圧力で前記生成塔
9に導入すると、窒素は前記中空糸の微細な孔を通して
中空糸内を流通する純水に溶解されて所定濃度の窒素を
溶存した洗浄液が生成される。洗浄液供給管12は、一
端が前記生成塔9の上部に連結され、他端が前記洗浄槽
1の上方に位置する。
【0013】次に、前述した超音波洗浄装置の作用を説
明する。被洗浄物、例えば図示しないカセットに複数収
容された半導体ウェハ13をカセット毎、洗浄槽1内に
浸漬する。純水供給管8から脱気した純水を洗浄液生成
塔9内の多数の中空糸内に供給し、同時に窒素導入管1
0から窒素を所定の圧力で前記生成塔9に導入して排気
管10から排気する。このような純水の供給および窒素
の導入において、窒素は前記中空糸の微細な孔を通して
中空糸内を流通する純水に溶解されて所定濃度の窒素が
溶存した洗浄液が生成される。この洗浄液を洗浄液供給
管12を通して前記洗浄槽1に供給すると共にその上端
からオーバーフローさせ、オーバーフロー部6およびド
レイン管7を通して排出する。
【0014】このように前記洗浄槽1を所定濃度の窒素
が溶解された洗浄液3で満たした後、高周波発振器5に
より前記洗浄槽1の振動板2下面に取り付けた振動子4
を駆動して前記振動板2から前記洗浄槽1内の洗浄液3
に例えば0.7〜5MHzの高周波音波を放射する。高
周波音波を前記洗浄液3に放射する際、前記洗浄液3中
には所定濃度の窒素が溶存し、その溶存窒素により音波
減少がなされるため、洗浄液3の水面と外界との境界で
の音波の反射に伴なう定在波の発生を回避できる。その
結果、前記振動板2を振動させて前記洗浄液3に高周波
音波を伝播する際、前記高周波音波の進行波のみで前記
洗浄液3中に浸漬されたウェハ13表面を洗浄し、ウェ
ハ13表面から除去されたパーティクルもその進行波に
よって水面に浮上でき、洗浄液3と共にオーバーフロー
部6、ドレイン管7を通して排出することができる。
【0015】したがって、本発明の超音波洗浄装置は高
周波音波の伝播時における定在波の発生を回避できるた
め、定在波に起因する逆汚染を生じることなくウェハ1
3を精密洗浄することができる。
【0016】なお、前記実施例では洗浄液生成手段によ
り脱気した純水に窒素を溶存させたが、洗浄液生成手段
においてアルゴン、ヘリウムおよびネオンから選ばれる
少なくとも1種のガスを脱気した純水に溶存させ、これ
を洗浄槽内に洗浄液として供給しても実施例と同様に半
導体ウェハ表面を精密洗浄することができる。
【0017】前記実施例では、振動板を洗浄槽の底部に
直接設置した高周波洗浄装置について説明したが、これ
に限定されない。例えば、伝播水が収容された外槽と、
前記外槽内に底部が前記外槽底部から所望の距離隔てる
ように収納され、内部に脱気した純水に窒素のような所
定のガスを溶解した洗浄液が収容された洗浄槽と、前記
外槽の底部に配置され、前記伝播水を通して前記洗浄液
に高周波音波を付与する振動板と、前記振動板に取着さ
れた振動子と、この振動子を駆動するため高周波発振器
と、前記洗浄槽に連結され、溶存ガス濃度が制御された
洗浄液を生成する洗浄液生成手段とから高周波洗浄装置
を構成してもよい。
【0018】前記実施例では、洗浄液として純水を用い
たが、アンモニア水溶液と過酸化水素水との混合溶液
や、塩酸と過酸化水素水との混合溶液等の薬液を用いて
もよい。
【0019】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば洗
浄槽内の洗浄液に浸漬した被洗浄物を高周波音波により
洗浄する際、逆汚染等を防止して精密洗浄を行うことが
でき、ひいては半導体装置、液晶表示装置や磁気ディス
クの製造等の洗浄工程に有効に適用することが可能な高
周波洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる高周波洗浄装置を示す概略断面
図。
【図2】本発明に係わる高周波洗浄装置において、洗浄
液中の窒素(N2 )の溶存濃度と前記洗浄液を伝播する
高周波音波を音圧センサで検出した際のセンサ出力との
関係を示す特性図。
【符号の説明】
1…洗浄槽、 2…振動板、 3…洗浄液、 4…振動子、 9…洗浄液生成塔、 13…半導体ウェハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 久雄 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番1大日本スクリーン製造株式会社野 洲事業所内 (72)発明者 内田 博章 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番1大日本スクリーン製造株式会社野 洲事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被洗浄物に対して洗浄を施す洗浄液が収
    容された洗浄槽と、前記洗浄液に高周波音波を付与する
    高周波音波付与手段とを具備した高周波洗浄装置におい
    て、 溶存ガス濃度が制御された洗浄液を生成する洗浄液生成
    手段を前記洗浄槽に連結することを特徴とする高周波洗
    浄装置。
  2. 【請求項2】 前記洗浄液生成手段は、窒素、アルゴ
    ン、ヘリウムおよびネオンから選ばれる少なくとも1種
    のガスを脱気した純水に溶存させる機能を有することを
    特徴とする請求項1記載の高周波洗浄装置。
JP8264175A 1996-10-04 1996-10-04 高周波洗浄装置 Pending JPH10109072A (ja)

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