[发明专利]超声清洁方法和超声清洁装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声清洁方法和超声清洁装置，并且尤其涉及通过用超声波辐照液体，在溶解有气体的液体中清洁待清洁的物体的超声清洁方法和超声清洁装置。

背景技术

在制造诸如硅晶片的基板的方法中，为了从基板上除去在半导体装置中导致缺陷的有机物质、金属杂质、颗粒、自然氧化膜等，已常规地实施浸没式、单晶片式等的基板清洁方法。

在基板清洁方法中，取决于其目的，可以使用各种类型的清洁方法。尤其当使用浸没式清洁方法去除诸如颗粒的外来物质时，使用以下方法，将基板浸没在容纳于清洁槽中的清洁液中，并且用频率为约1MHz、被称为兆频超声波的超声波辐照浸没基板的清洁液。一般相信，当使用频率为约1MHz的超声波时，可以减少对基板的破坏，并且可以提高对基板表面上的亚微米尺寸的细颗粒的清洁效果。

已知晓的是，清洁液中溶解气体的浓度会影响诸如颗粒的外来物质的去除效率。已发现，例如当将超纯水用作清洁液，并用兆频超声波辐照超纯水以从基板去除颗粒时，基板上的颗粒去除率受清洁液中溶解氮气浓度的影响。更具体地，当清洁液中的溶解气体浓度在限定范围时，基板上的颗粒去除率相对较高(日本专利特开平10-109072A和特开2007-250726A)。因此，通过在清洁过程中监测清洁液中的溶解气体的浓度，例如溶解氮气浓度，并且将清洁液中的溶解气体浓度控制在一定范围，理论上有可能有效去除颗粒。

另一方面，有报告称，从基板去除颗粒的行为由于某种原因而与用超声波辐照清洁液时发生的弱光发射(声致发光)的行为有关(Behaviour of a Well Designed Megasonic Cleaning System,Solid State Phenomena Vols.103-104(2005)pp.155-158;Megasonics:A cavitation driven process,Solid State Phenomena Vols.103-104(2005)pp.159-162)。

本发明所要解决的问题

根据发明人对过去进行的基板超声清洁的研究结果，已发现颗粒去除率可能或高或低，即使在相同的溶解气体浓度和相同的超声辐照条件下。因此，简单地通过调节溶解气体的浓度和超声辐照的条件已难以以稳定的方式实现高颗粒去除率的状态。

本发明因考虑到上述问题而完成，并且本发明目的是提供超声清洁方法和超声清洁装置，借此以稳定的方式得到高颗粒去除率。

解决问题的手段

本发明人认真研究了溶解气体的浓度与颗粒去除率之间的关系，并由此已得到了以下发现。具体地，本发明的发明人已发现，在用超声波辐照液体的同时，通过将气体引入溶解气体浓度在一定范围的液体中，可以提高液体的颗粒去除率，由此本发明的发明人得出了本发明。

根据本发明的超声清洁方法是一种超声清洁方法，用于在溶解有气体的液体中清洁待清洁的物体(W)，所述方法用超声波辐照所述液体，并包括以下步骤。制备溶解有气体的液体。用超声波辐照液体的同时在液体中产生气泡，和实现含有溶解在液体中的气体的气泡连续产生的状态。待清洁的物体在含气体的气泡连续产生的状态中被清洁。

在根据本发明的超声清洁方法中，在用超声波辐照液体的同时，气泡在液体中产生。因此，可以实现含有溶解在液体中的气体的气泡更有可能连续产生的状态。由于在该状态中完成清洁，所以可以以稳定方式得到高颗粒去除率。

优选地，在所述超声清洁方法中，通过超声波将从外部引入液体中的气泡分散，触发实现含气体的气泡连续产生的状态的步骤。由于气泡从外部引入，可以通过简化的方法提高颗粒去除率。此外，由于通过超声波分散气泡，将更有可能产生起着核的作用的气泡。因此，可以实现气泡更有可能连续产生的状态。

优选地，在所述超声清洁方法中，清洁待清洁的物体的步骤包括出现声致发光的步骤。由此，可以以更稳定的方式得到高颗粒去除率。

优选地，在所述超声清洁方法中，所述气体为氮气，并且液体中溶解气体的浓度为5ppm或更大且小于11ppm。

根据本发明的超声清洁装置是一种超声清洁装置，用于在溶解有气体的液体中清洁待清洁的物体，所述装置用超声波辐照所述液体，并包括：用超声波辐照液体的辐照设备；用于容纳所述液体的容器；和用于将气体引入液体的机构。使用将气体引入液体的机构，可以实现更有可能在液体中产生起核的作用的气泡的状态。由此，可以增强清洁效果，并且以稳定方式得到高颗粒去除率。

发明效果

根据本发明，可以提供以稳定的方式得到高颗粒去除率的超声清洁方法和超声清洁装置。