(57)【要約】【解決手段】  ノズル４の内部には過酸化水素水供給手段５より過酸化水素水溶液が供給され、紫外光照射手段６からは紫外光の波長を有するレーザ光Ｌがノズルの内部まで導光されて、このレーザ光Ｌは集光レンズ６ｃによって噴射口４ａ近傍に集光される。  上記噴射口４ａからは過酸化水素水溶液が液柱Ｊとなって噴射され、また集光レンズ６ｃによって集光されたレーザ光Ｌは上記液柱Ｊの液面で反射しながら半導体ウエハ２まで導光される。  液柱Ｊを形成する過酸化水素水溶液内にレーザ光Ｌが照射されることで、該液柱Ｊ内にＯＨラジカルが生成され、このＯＨラジカルが半導体ウエハ２の表面に到達することで、半導体ウエハ２の表面のレジストの残さを酸化・分解することができる。【効果】  効率的に被洗浄物の洗浄を行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物に向けて過酸化水素を含んだ過酸化水素水溶液を噴射するノズルと、上記ノズルに過酸化水素水溶液を供給する過酸化水素水供給手段と、上記過酸化水素水溶液に紫外光を照射する紫外光照射手段とを備えた洗浄装置において、
上記紫外光照射手段は紫外光を上記ノズル内部の過酸化水素水溶液に照射することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
上記紫外光照射手段は、ノズルの外部に位置して紫外光を発振する紫外光発振器と、発振された紫外光をノズルの内部に導光する導光路と、ノズルの内部に設けられた集光レンズとを備え、
上記ノズルの内部で導光路から出射した紫外光は上記集光レンズにより集光されて、上記ノズルの噴射口より噴射される過酸化水素水溶液に照射されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
上記集光レンズにより集光される紫外光の焦点を上記ノズルの噴射口近傍としたことを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
上記ノズルは過酸化水素水溶液を上記噴射口から液柱状に噴出するとともに、
上記紫外光は、噴射された液柱内を導光されて被洗浄物に案内されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項５】
上記紫外光照射手段は、上記ノズル内部に設けられた紫外光照射ランプであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項６】
上記ノズル内部に、上記紫外光照射ランプから照射された紫外光をノズルの噴射口近傍へと反射させる反射面を形成したことを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
【請求項７】
上記紫外光照射手段は紫外光をパルス照射することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は洗浄装置に関し、詳しくは被洗浄物に向けて過酸化水素を含んだ過酸化水素水溶液を噴射するノズルと、上記ノズルに過酸化水素水溶液を供給する過酸化水素水供給手段と、上記過酸化水素水溶液に紫外光を照射する紫外光照射手段とを備えた洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被洗浄物に向けて過酸化水素を含んだ過酸化水素水溶液を噴射するノズルと、上記ノズルに過酸化水素水溶液を供給する過酸化水素水供給手段と、上記過酸化水素水溶液に紫外光を照射する紫外光照射手段とを備えた洗浄装置が知られている。
上記洗浄装置では、過酸化水素水溶液に紫外光を照射して酸化力の強いＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成させ、このＯＨラジカルを含んだ過酸化水素水溶液を半導体ウエハ等の被洗浄物に噴射することで、半導体ウエハ等の表面に付着したレジストの残さ等を酸化・分解し、これらを除去するようになっている。
そしてこのような洗浄装置として、照射手段において過酸化水素水溶液に紫外光を照射して上記ＯＨラジカルを生成させ、このＯＨラジカルを含んだ過酸化水素水溶液を照射手段の下流に設けられた噴射用ノズルより噴射して、基板を洗浄するものが知られている。（特許文献１）
【特許文献１】特許第３１２５７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ＯＨラジカルは極めて短時間（約１×１０−６ｓｅｃ）で消滅してしまうため、上記特許文献１のように照射手段でＯＨラジカルを生成させても、被洗浄物に到達する前にＯＨラジカルが消滅してしまい、レジストを十分に除去することができないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はＯＨラジカルが消滅する前にＯＨラジカルを含んだ過酸化水素水溶液を被洗浄物に到達させ、効率的に被洗浄物の洗浄を行うことの可能な洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち本発明における洗浄装置は、被洗浄物に向けて過酸化水素を含んだ過酸化水素水溶液を噴射するノズルと、上記ノズルに過酸化水素水溶液を供給する過酸化水素水供給手段と、上記過酸化水素水溶液に紫外光を照射する紫外光照射手段とを備えた洗浄装置において、
上記紫外光照射手段は、紫外光を上記ノズル内部の過酸化水素水溶液に照射することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、紫外光をノズル内部の過酸化水素水溶液に照射することで、被洗浄物により近い位置でＯＨラジカルを生成することができ、ＯＨラジカルが消滅する前にＯＨラジカルを含んだ過酸化水素水溶液を被洗浄物に到達させることが可能となるので、被洗浄物の洗浄をより効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図示実施例について説明すると、図１は本実施例にかかる洗浄装置１を示したものであり、被洗浄物としての半導体ウエハ２からレジストの残さを除去する洗浄装置１となっている。
上記洗浄装置１は、上記半導体ウエハ２の載置されたテーブル３と、半導体ウエハ２に過酸化水素水溶液を噴射するノズル４と、ノズル４に過酸化水素水溶液を供給する過酸化水素水供給手段５と、上記ノズル４より噴射される過酸化水素水溶液に紫外光を照射する紫外光照射手段６とを備えている。
上記半導体ウエハ２について説明すると、本実施例の洗浄装置１で洗浄される半導体ウエハ２は略円盤状の薄板であり、当該半導体ウエハ２を製造するには、レジスト塗布、ＵＶ露光、レジスト除去、成膜、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）による平坦化といった工程が必要となっている。
また上記工程を繰り返すことで回路を三次元的に積層することができるが、上記レジストの除去工程においてレジストの残さを十分に除去できないと、不良品の発生する原因となってしまう。
上記レジストの残さの主成分は高分子材料となっており、このレジストの残さを除去する方法として、酸化力の高いＯＨラジカル（・ＯＨ）によりレジストの残さを酸化して分解する方法が知られている。
より具体的には、過酸化水素を含んだ過酸化水素水溶液に紫外光を照射して過酸化水素水溶液内にＯＨラジカルを生成させ（Ｈ２Ｏ２→・ＯＨ＋ＯＨ−）、このＯＨラジカルを含んだ過酸化水素水溶液を半導体ウエハ２に噴射する方法が知られている。
そして本実施例の洗浄装置１は、このような上記ＯＨラジカルを含んだ過酸化水素水溶液を半導体ウエハ２に噴射することにより、該半導体ウエハ２上のレジストの残さを除去する装置となっている。
【０００７】
上記テーブル３は図示しない吸着手段によりその表面で上記半導体ウエハ２を吸着保持するとともに、また図示しない回転機構により半導体ウエハ２の中心を回転中心として約２００〜１５００ｒｐｍの範囲で水平方向に回転するようになっている。
また上記過酸化水素水供給手段５は、過酸化水素水溶液の原料を混合させる図示しない混合手段や、過酸化水素水溶液をノズル４に送液するための図示しない送液ポンプ等を備えている。
また作成された過酸化水素水溶液は配管５ａによってノズル４まで送液され、該配管５ａは上記ノズル４の側面に接続されてノズル４内部に過酸化水素水溶液を供給するようになっている。
なお、これらテーブル３および過酸化水素水供給手段５には従来公知の装置を使用することができるため、詳細な説明については省略する。
【０００８】
上記紫外光照射手段６は、紫外線領域の波長を有する紫外光としてのレーザ光Ｌを発振する紫外光発振器６ａと、発振されたレーザ光Ｌをノズル４まで導光する導光路としての光ファイバ６ｂと、上記ノズル４内に設けられた集光レンズ６ｃとから構成されている。
上記紫外光発振器６ａとして、例えば紫外光として波長３５５ｎｍのレーザ光を発振するＵＶレーザを使用することができる他、波長４０５ｎｍのレーザ光を発振するハイパワーＵＶＬＤ、波長３６５ｎｍの紫外光を発振するハイパワーＵＶＬＥＤを使用することができ、また上記紫外光発振器６ａは紫外レーザ光や紫外光をパルス発振するようになっている。
上記光ファイバ６ｂは可撓性を有しており、上記ノズル４の移動に伴って変形するようになっている。また光ファイバ６ｂの先端部はノズル４の上部を貫通して内部に露出しており、該先端部における光ファイバ６ｂの中心軸は、ノズル４の噴射口４ａの中心軸上に位置するように設けられている。
上記集光レンズ６ｃは上記ノズル４内に設けられており、後述するようにノズル４内部の空間を上下に区画するようになっている。また集光レンズ６ｃは上記光ファイバ６ｂによって導光されたレーザ光Ｌを集光し、該集光レンズ６ｃよりも下方に位置する過酸化水素水溶液にレーザ光Ｌを照射するようになっている。
【０００９】
上記ノズル４はテーブル３の上方に位置し、テーブル３の上方に設けられた移動手段７により半導体ウエハ２の半径方向に往復動するようになっている。
ノズル４の内部空間は上記集光レンズ６ｃによって上下に液密を保った状態で区画されており、このうち集光レンズ６ｃの下方の部屋には上記過酸化水素水供給手段５の配管５ａが接続され、過酸化水素水供給手段５からの過酸化水素水溶液が当該部屋に流入するようになっている。
一方、集光レンズ６ｃの上方の部屋には上記紫外光照射手段６の光ファイバ６ｂの端部が突出しており、レーザ光Ｌは空気中を通過して集光レンズ６ｃに照射される。なお集光レンズ６ｃによって過酸化水素水溶液は当該光ファイバ６ｂ側の部屋には流入しないようになっているので、光ファイバ６ｂが過酸化水素水溶液によって損傷することはない。
集光レンズ６ｃの下方の部屋の下端には垂直下方に向けて所定の径で所定の長さの噴射口４ａが形成され、この噴射口４ａからはノズル４の内部の過酸化水素水溶液が液柱Ｊとなって半導体ウエハ２に向けて噴射されるようになっている。また上記噴射口４ａの径は１００〜２００μｍに設定されている。
この噴射口４ａの上部には上方に向けて拡径する第１テーパ部４ｂが形成されると共に、噴射口４ａの下部には下方に向けて拡径する第２テーパ部４ｃが形成されている。
このうち、上記第２テーパ部４ｃを形成することにより、上記噴射口４ａより噴射される液柱Ｊの周囲に液柱Ｊに沿って流れる気流が発生し、噴射された液柱Ｊの形状を半導体ウエハ２に到達するまで保つことができる。
上記移動手段７は、テーブル３の上方に設けられたガイドレール７ａと、ノズル４をガイドレール７ａに沿って進退動させる図示しない移動機構とを備え、この移動手段７により、ノズル４は噴射口４ａの中心が半導体ウエハ２の中心に一致する位置から、噴射口４ａの中心が半導体ウエハ２の外周部に位置するまでの範囲で往復動するようになっている。
そして上記テーブル３が半導体ウエハ２を回転させ、移動手段７が上記ノズル４を移動させることで、半導体ウエハ２の表面全体に過酸化水素水溶液を噴射できるようになっている。
【００１０】
以下、上記構成を有する洗浄装置１の動作について説明する。
最初に、洗浄を行う半導体ウエハ２をテーブル３に吸着保持させ、移動手段７は上記ノズル４の噴射口４ａの中心軸と吸着保持された半導体ウエハ２の中心とが一致するようにノズル４を位置させている。
この状態から洗浄装置１に対して洗浄開始の指示を行うと、過酸化水素水供給手段５が過酸化水素を含んだ過酸化水素水溶液をノズル４に供給し、過酸化水素水溶液は配管５ａを介してノズル４内部に流入する。このとき供給される過酸化水素水溶液の水圧は０.５〜２０ｋｇ／ｃｍ２の範囲で設定されるようになっている。
そして、ノズル４内部に流入した過酸化水素水溶液は液柱Ｊとなって噴射口４ａより噴射される。
液柱Ｊが噴射されると、噴射口４ａの下部に形成された第２テーパ部４ｃによって液柱Ｊの周囲に液柱Ｊに沿って流れる気流が発生し、この気流により液柱Ｊはその形状を保ったまま半導体ウエハ２に到達する。
【００１１】
過酸化水素水溶液がノズル４より噴射されると、紫外光照射手段６の紫外光発振器６ａから紫外線領域の波長を有するレーザ光Ｌがパルス発振され、レーザ光Ｌは光ファイバ６ｂによってノズル４の内部に導光される。
レーザ光Ｌは上記集光レンズ６ｃによって集光されて過酸化水素水溶液内に照射され、また集光レンズ６ｃはレーザ光Ｌを噴射口４ａ近傍に集光することにより、レーザ光Ｌは上記液柱Ｊの内部に導光される。
その結果、レーザ光Ｌは液柱Ｊの液面で反射を繰り返しながら液柱Ｊに沿って半導体ウエハ２まで導光される。なお、レーザ光Ｌを上記第１テーパ部４ｂや噴射口４ａの壁面に反射させてから液柱Ｊに導光されるようにしても良い。
このように、集光レンズ６ｃの下方から噴射口４ａより噴射される液柱Ｊの内部にかけて、過酸化水素水溶液中をレーザ光Ｌが通過した部分には、過酸化水素と紫外光とが反応してＯＨラジカルが生成されることとなる。
また上記紫外光発振器６ａがレーザ光Ｌをパルス発振することで、パルス発振のたびにＯＨラジカルが生成されるようになり、特に新たに流れてきた過酸化水素水溶液が半導体ウエハ２に接近した位置で、レーザ光Ｌをパルス発振すると、当該半導体ウエハ２に接近した位置でＯＨラジカルが生成されることとなる。
その結果、ＯＨラジカルは消滅する前に半導体ウエハ２上のレジストの残さに到達し、レジストの残さはこのＯＨラジカルの有する強い酸化力によって酸化・分解され、さらに分解されたレジストの残さはノズル４から噴射される過酸化水素水溶液の水流によって洗い流される。
さらに、テーブル３は半導体ウエハ２を水平方向に回転させており、上記ノズル４は移動手段７によって半導体ウエハ２の半径方向に移動するので、上記液柱Ｊを半導体ウエハ２の略全域に渡って噴射することができ、半導体ウエハ２の表面からレジストの残さを除去することができる。
また上記ＯＨラジカルは短時間で消滅し、また過酸化水素水溶液は最終的には水と酸素とに分解されるため、洗浄装置１より排出される液体は無害なものとなるので、排液を容易に処理することができる。
【００１２】
上記実施例によれば、レーザ光Ｌをノズル４の噴射口４ａの近傍に集光し、さらにこのレーザ光Ｌをノズル４から噴射される過酸化水素水溶液からなる液柱Ｊ内に導光することで、上記液柱Ｊ内の過酸化水素水溶液全体にレーザ光Ｌを照射することができ、効率良く高濃度にＯＨラジカルを生成することができる。
また、ノズル４から噴射された上記液柱Ｊと、該液柱Ｊ内を導光されるレーザ光Ｌとは、ともに半導体ウエハ２に到達するため、過酸化水素水溶液が半導体ウエハ２に到達する瞬間までＯＨラジカルを生成することができる。
つまりＯＨラジカルが消滅する前に当該ＯＨラジカルを半導体ウエハ２上のレジストの残さに到達させることができるので、酸化力のつよいＯＨラジカルによってレジストの残さを効率的に分解することができるようになる。
また、レーザ光Ｌをパルス発振することにより、半導体ウエハ２の直前に達した過酸化水素水溶液内でＯＨラジカルを生成することができ、確実にＯＨラジカルを半導体ウエハ２に到達させることができる。
さらに、噴射された過酸化水素水溶液の水流により、ＯＨラジカルによって分解されたレジストの残さは半導体ウエハ２より洗い流されるので、レジストの残さを半導体ウエハ２の表面から除去することができる。
【００１３】
なお、上記実施例ではノズル４より過酸化水素水溶液を液柱Ｊにして噴射しているが、下記第２実施例のように上記ノズル４の先端を半導体ウエハ２の表面に接近させてもよい。
この場合上記液柱Ｊは形成されないが、過酸化水素水溶液は半導体ウエハ２とノズル４の先端との間から半導体ウエハ２の表面に広がるようになり、また上記集光レンズ６ｃはレーザ光Ｌを噴射口４ａの近傍、特に半導体ウエハ２の表面近傍に集光することで、半導体ウエハ２の表面近傍でＯＨラジカルを生成させることができ、上記実施例同様、効率的にレジストの残さを分解することができる。
【００１４】
図２は本発明にかかる第２の実施例を示した図であり、以下の説明において、上記第１の実施例と同じ部材についてはその符号に１００を加算して説明するものとする。
本実施例の洗浄装置１０１においても、上記第１実施例と同様のテーブル１０３、過酸化水素水供給手段１０５が用いられ、下記ノズル１０４は上記実施例同様、移動手段１０７により半導体ウエハ１０２の半径方向に往復動するようになっている。
紫外光照射手段１０６は、ノズル１０４内部に設けられた紫外光照射ランプ１０６ａと、該紫外光照射ランプ１０６ａに電力を供給する電源１０６ｂと、紫外光照射ランプ１０６ａと電源１０６ｂとを接続するケーブル１０６ｃとから構成され、このうち上記紫外光照射ランプ１０６ａおよびケーブル１０６ｃの一部には、ノズル１０４内部で過酸化水素水溶液に接触する部分に所要の酸化防止手段が施されている。
上記ノズル１０４の内部には、上記紫外光照射ランプ１０６ａの真下に設けられた噴射口１０４ａと、上記紫外光照射ランプ１０６ａの周囲に形成された断面略半円状の反射面１０４ｂとが形成され、紫外光照射ランプ１０６ａが照射した紫外光のうち、一部の紫外光は上記反射面１０４ｂで反射して噴射口１０４ａに集光されるようになっている。
また、ノズル１０４の先端と半導体ウエハ１０２とが相互に接近した位置に設けられており、噴射口１０４ａより噴射される過酸化水素水溶液がこれらノズル１０４と半導体ウエハ１０２との間から外側に流出するようになっている。
【００１５】
このような構成とすることで、ノズル１０４から過酸化水素水溶液を半導体ウエハ１０２に噴射している状態で、紫外光照射ランプ１０６ａから紫外光をパルス発振することにより、紫外光は直接または上記反射面１０４ｂで反射した後、噴射口１０４ａに集光されるようになる。
その結果、ノズル１０４の内部でＯＨラジカルが生成され、特に噴射口１０４ａ近傍でＯＨラジカルが多く生成されるようになり、ＯＨラジカルが消滅する前に該ＯＨラジカルによって半導体ウエハ１０２上のレジストの残さを酸化・分解することができる。
また本実施例の場合もノズル１０４から過酸化水素水溶液が噴射されているので、ＯＨラジカルによって分解されたレジストの残さを過酸化水素水溶液によって洗い流すことができる。
【００１６】
なお、本実施例の洗浄装置１、１０１は半導体ウエハ２、１０２におけるレジストの残さの除去を行っているが、他にも電子基板の精密洗浄や、ビアホール内の樹脂の残さの除去等にも使用することができる。
また本発明の他の用途として、上記ノズル４、１０４を把持可能なハンドピースとするとともに、過酸化水素水溶液の濃度を適宜設定することで、歯科分野において歯の表面の漂白を行うことにも応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例を示す洗浄装置の該略図。
【図２】本発明の第２実施例を示す洗浄装置の該略図。
【符号の説明】
【００１８】
１、１０１  洗浄装置                  ２、１０２  半導体ウエハ
４、１０４  ノズル                    ４ａ、１０４ａ  噴射口
５、１０５  過酸化水素水供給手段      ６、１０６  紫外光照射手段
６ｃ  集光レンズ                      Ｌ  レーザ光
Ｊ  液柱
【図１】
2008108997.tif 000003
【図２】
2008108997.tif 000004