[发明专利]超声波清洗装置和超声波清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波清洗装置和超声波清洗方法，特别是涉及不会对被清洗物造成损伤就能够进行高清洁度的清洗的超声波清洗装置和超声波清洗方法。

背景技术

电子产业中对玻璃基板、硅晶圆的基板的清洗要求有较高的清洁度。作为对这样的基板等被清洗物进行清洗的方法，存在将多张基板浸渍于清洗液中的浸渍（ディップ）方式、向基板喷射清洗液而将基板逐张地进行清洗处理的单张方式，近年来大多采用能够得到较高的清洁度的清洗而且成本方面也有利的单张方式。浸渍方式、单张方式都是如下的清洗方式：在清洗液中施加超声波振动，利用该振动作用从被清洗物将微粒污染物除去，实用化为超声波清洗。

例如，在浸渍方式的超声波清洗中，朝向已浸渍于充满了清洗液的容器内的基板等被清洗物施加超声波振动。超声波振动在液体中传播时产生的微小的气泡（气蚀气泡）根据超声波振动的正负的周期而振动，从而将存在于基板等被清洗物的周围的微粒污染物除去。不过，超声波振动的振幅变大时，气泡在正的周期中消失，此时产生的冲击波对被清洗物造成损伤。特别是在100kHz以下的低频超声波中超声波振动的振幅较大，易于对被清洗物造成损伤。因此，在电子产业的玻璃基板、硅晶圆的清洗中，采用超声波振动的振幅较小的400kHz以上的高频的超声波。

此外，在专利文献1至专利文献4中公开了单张方式的超声波清洗。专利文献1的超声波清洗如下所述：将清洗液导入到内置有超声波振动体的头内，从头的出口侧将清洗液向被清洗物侧供给而落下到清洗液槽内，此外，被清洗物一边从清洗液槽垂直地向上方拉起一边移动。由于利用头进行的清洗液的供给和超声波的施加，在被清洗物上激振弹性表面波或者板波，在与被清洗物的表面接触的清洗液产生流动力，其水流分布为在表面附近成为较大的流速。这样，已附着于被清洗物的上表面的微粒污染物在弹性表面波或者板波的作用下而剥离。

专利文献2的超声波清洗如下所述：对已供给到上部开口的容器内的清洗液施加超声波振动，从而从水平面上将清洗液上推。在从水平面上被上推的清洗液与基板等被清洗物的下表面接触的状态下，使被清洗物向水平方向移动。同时从被清洗物的上表面供给清洗液。从被清洗物的下表面施加的超声波的一部分透过被清洗物的上表面，作用于已附着于被清洗物的上表面的微粒污染物，从而进行清洗处理。

专利文献3的超声波清洗如下所述：将具有与浸渍于已充满清洗液的容器内的被清洗物相同程度的辐射面积的振子平行地配置，朝向被清洗物的下表面施加超声波振动。此时，超声波振动的一部分透过被清洗物，作用于已附着于被清洗基板的上表面的微粒污染物，同时对被清洗基板的两面进行清洗。由此，缩短被清洗物的清洗时间。

此外，在专利文献4中公开了图16所示的处理装置。如图16所示，在室300的上部的两端以相对于液面倾斜的方式配置兆声波变换器304，利用基板支承槽口（ノッチ）302使基板S沿着垂直方向移动。此外，从室300的底部供给清洗液，用室300的上部的堰（せき）使清洗液落下。一边利用基板支承槽口302使基板S沿着垂直方向移动一边直接照射兆声波变换器304的能量E，来进行基板的清洗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10－309548号公报

专利文献2:日本特开平10－106998号公报

专利文献3:国际公开WO00／21692号公报

专利文献4:日本特表2005－512340号公报

发明的内容

发明所要解决的技术问题

不过，在以往的对多张基板同时进行清洗处理的浸渍方式的超声波清洗中，清洗液沿着被清洗物的表面流动，但沿着界面存在数微米以下的几乎不流动的层。因此，存在附着于被清洗物的表面的污染物未被充分地除去的问题。超声波的施加作为搅乱被清洗物的表面附近的清洗液层的手段是有效的，但超声波振动的振幅较小的1MHz左右的超声波存在无法充分的清洗的问题。

并且，在进行了微细化的半导体器件中，即使是超声波振动的振幅较小的1MHz左右的超声波也被报告产生了损伤。在专利文献1至专利文献4所公开的以往的单张清洗方法中，均向被清洗物的没有微细图案的背面侧直接施加超声波，使被清洗物自身振动，也向基板表面的微细器件传播超声波能量。因此，在进行了微细化的半导体器件中，即使是超声波振动的振幅较小的1MHz左右的超声波也有可能受到超声波振动的影响而产生损伤。