(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ表面に洗浄媒質膜を提供する洗浄媒質を前記ウェーハ表面に提供する洗浄媒質供給部と、
前記ウェーハの側部に配置されて前記洗浄媒質膜を前記ウェーハ表面外側に延長させるエネルギー集中緩和部材と、
前記ウェーハ表面を洗浄するための前記ウェーハ表面に音響振動エネルギーを提供するために、前記洗浄媒質膜を挟んで前記エネルギー集中緩和部材上を横切って前記ウェーハ表面に平行に配置される長く延びた棒状部分を有するプローブと、
前記プローブの後端に連結されて前記音響振動エネルギーのための音響振動を発生させる振動子とを含むことを特徴とするウェーハ洗浄装置。
【請求項２】
前記ウェーハを回転させる回転軸をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項３】
前記エネルギー集中緩和部材は、前記ウェーハが前記回転軸の回転により回転できるように前記ウェーハの側部から微小間隔だけ離隔されて固定されたことを特徴とする請求項２に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄媒質は純水であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項５】
前記エネルギー集中緩和部材は前記ウェーハ表面と同じ表面高さで配置されることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項６】
前記プローブは、前記プローブの長く延びた棒状部分の終端が前記ウェーハの中心に少なくとも達すべく配置されることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項７】
前記プローブの前記長く延びた棒状部分は一定断面積を有し、前記プローブは、前記棒状部分の断面積より大きい断面積を有して前記振動子に連結される連結部分、及び前記棒状部分から前記連結部分に順次変わっていく断面積を有する中間部分をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項８】
前記プローブの前記長く延びた棒状部分は前記エネルギー集中緩和部材の領域全体を横切るように延び、前記中間部分は前記エネルギー集中緩和部材の領域外側に位置することを特徴とする請求項７に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項９】
前記プローブの前記長く延びた棒状部分は、前記プローブと前記ウェーハまたは前記エネルギー集中緩和部材の表面間に洗浄媒質膜のメニスカスを形成することを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項１０】
前記プローブの前記長く延びた棒状部分の断面は円形または楕円形状であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項１１】
前記音響振動はｋＨｚ水準の超音波であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項１２】
前記音響振動はほぼ８００ｋＨｚないし９５０ｋＨｚ水準の超音波であることを特徴とする請求項１１に記載のウェーハ洗浄装置。
【請求項１３】
ウェーハ表面に洗浄媒質膜を提供する洗浄媒質を前記ウェーハ表面に提供する洗浄媒質供給部と、
前記ウェーハ表面を洗浄するための前記ウェーハ表面に音響振動エネルギーを提供するために、前記洗浄媒質膜を挟んで前記ウェーハ上を横切って前記ウェーハ表面に平行に配置される長く延びた棒状部分を有するプローブと、
前記プローブの後端に連結されて前記音響振動エネルギーのための音響振動を発生させる振動子と、
前記プローブ下の前記ウェーハの外側部に配置され、
前記洗浄媒質膜が前記ウェーハの領域外側に延長されるべく支持し、前記プローブと前記洗浄媒質膜とが接触し始める地点が前記ウェーハの領域外側に位置すべく誘導し、
前記音響振動エネルギーが集中する現象が前記ウェーハの領域外側で発生すべく誘導し、前記ウェーハのエッジ部位に前記音響振動エネルギーが集中することを緩和するエネルギー集中緩和部材とを含むことを特徴とするウェーハ洗浄装置。
【請求項１４】
ウェーハ側部にエネルギー集中緩和部材を配置する段階と、
前記エネルギー集中緩和部材を横切り、少なくとも一部分が前記ウェーハを横切るプローブを前記エネルギー集中緩和部材及び前記ウェーハ上に配置する段階と、
前記プローブを振動させて前記ウェーハから不所望の汚染物を除去する段階とを含むことを特徴とする半導体ウェーハ洗浄法。
【請求項１５】
前記エネルギー集中緩和部材の上側表面は、前記ウェーハの上側表面と実質的に同じ高さに位置することを特徴とする請求項１４に記載の半導体ウェーハ洗浄法。
【請求項１６】
前記プローブを配置する前に前記ウェーハに液状洗浄媒質を供給する段階をさらに含み、前記洗浄媒質は前記ウェーハを横切って延びて少なくとも前記エネルギー集中緩和部材の一部分上に延びることを特徴とする請求項１４に記載の半導体ウェーハ洗浄法。
【請求項１７】
前記ウェーハを回転させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体ウェーハ洗浄法。
【請求項１８】
前記プローブを振動させる段階は、ほぼ８００ないし９５０ｋＨｚの範囲を有する超音波で前記プローブを振動させることを特徴とする請求項１４に記載の半導体ウェーハ洗浄法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置製造に用いられる装置に係り、特に高周波数の音響エネルギーを洗浄媒質を介して半導体ウェーハに伝達して半導体ウェーハを洗浄する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高周波数の音響エネルギー、例えばメガソニックエネルギーを利用して半導体ウェーハを洗浄する多様な方法が提示されている。かようなメガソニックエネルギーを利用して半導体ウェーハを洗浄する装置は、メガソニックエネルギーを洗浄液に提供してウェーハ上の汚染物、例えばパーチクルをウェーハ表面から除去する。
【０００３】
高周波数の音響エネルギーを利用して半導体ウェーハを洗浄するかような装置として、アメリカ所在のベルテック社のゴールドフィンガ設備を例に挙げられる。また、かような洗浄装置はベルテック社のマリオ（Ｍａｒｉｏ Ｅ．Ｂｒａｎ）らによるアメリカ特許第６，０３９，０５９号（２０００年３月２１日登録）公報に開示された装置を例に挙げられる。
【０００４】
かようなメガソニックエネルギーを提供して半導体ウェーハを洗浄する装置は、パーチクルをウェーハの表面から効果的に除去できると知られている。それにも拘わらず、かような洗浄過程にてウェーハ上に形成されているパターンに対する損傷が頻繁に生じている。かようなパターンの損傷はパターンのリフト現象などとして観察され、特にウェーハのエッジ部位にてパターン損傷が深刻に生じる現象が観察されている。
【０００５】
かようなパターンの損傷はメガソニックエネルギーの集中、あるいはかようなメガソニックエネルギーによる溶液の振動エネルギーの集中現象により生じると理解されうる。かようなパターンの損傷は半導体素子に要求されるデザインルールが非常に狭小になってさらに深刻化しうる。例えば、パターンの線間幅が０．１２μｍ以下に形成される場合にかような洗浄過程によるパターンの損傷が深刻になりつつある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明がなそうとする技術的課題は、半導体ウェーハ上に形成されたパターンの損傷を防止して高周波数の音響エネルギーを利用して半導体ウェーハを洗浄する装置を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を達成するための本発明の一観点は、ウェーハ洗浄装置を提供する。前記装置は、ウェーハ表面に洗浄媒質膜を提供する洗浄媒質を前記ウェーハ表面に提供する洗浄媒質供給部と、前記ウェーハの側部に導入されて前記洗浄媒質膜を前記ウェーハ表面外側に延長させるエネルギー集中緩和部材と、前記ウェーハ表面を洗浄するための前記ウェーハ表面に音響振動エネルギーを提供するために、前記洗浄媒質膜を挟んで前記エネルギー集中緩和部材上を横切って前記ウェーハ表面に平行に導入される長く延びた棒状部分を有するプローブ、及び前記プローブの後端に連結されて前記音響振動エネルギーのための音響振動を発生させる振動子を含む。
【０００８】
前記装置は、前記ウェーハを回転させる回転軸をさらに含む。この時、前記エネルギー集中緩和部材は、前記ウェーハが前記回転軸の回転により回転すべく許容して前記ウェーハの側部から微小間隔だけ離れて固定されうる。
【０００９】
前記エネルギー集中緩和部材は前記ウェーハ表面と対等な表面高さに導入されうる。
【００１０】
前記プローブは、前記プローブの長く延びた棒状部分の終端が前記ウェーハの中心に少なくとも達すべく導入されうる。前記プローブの前記長く延びた棒状部分は一定断面積を有し、前記プローブは前記棒状部分の断面積より大きい断面積を有して前記振動子に連結される連結部分、及び前記棒状部分から前記連結部分に順次変わっていく断面積を有する中間部分をさらに含みうる。前記プローブの前記長く延びた棒状部分は、前記エネルギー集中緩和部材の領域全体を横切るように延び、前記中間部分は前記エネルギー集中緩和部材の領域外側に位置される。
【００１１】
前記プローブの前記長く延びた棒状部分は、前記プローブと前記ウェーハまたは前記エネルギー集中緩和部材の表面間に洗浄媒質膜のメニスカスを形成する。前記プローブの前記長く延びた棒状部分の断面は円形または楕円形状でありうる。
【００１２】
前記音響振動はkHz水準の超音波、例えば望ましくはほぼ８００kHzないし９５０kHz水準の超音波でありうる。
【００１３】
上記の技術的課題を達成するための本発明の他の観点は、ウェーハ洗浄装置を提供する。前記装置は、ウェーハ表面に洗浄媒質膜を提供する洗浄媒質を前記ウェーハ表面に提供する洗浄媒質供給部と、前記ウェーハ表面を洗浄するための前記ウェーハ表面に音響振動エネルギーを提供するために、前記洗浄媒質膜を挟んで前記ウェーハ上を横切って前記ウェーハ表面に平行に導入される長く延びた棒状部分を有するプローブと、前記プローブの後端に連結されて前記音響振動エネルギーのための音響振動を発生させる振動子、及び前記プローブ下の前記ウェーハの外側部に導入され、前記洗浄媒質膜が前記ウェーハの領域外側に延長さるべく支持し、前記プローブと前記洗浄媒質膜とが接触され始める地点が前記ウェーハの領域外側に位置すべく誘導し、前記音響振動エネルギーが集中する現象が前記ウェーハの領域外側で発生すべく誘導し、前記ウェーハのエッジ部位に前記音響振動エネルギーが集中することを緩和するエネルギー集中緩和部材を含む。
【００１４】
かような洗浄装置を利用した半導体ウェーハ洗浄法は、ウェーハに対する人工エッジを形成する段階と、少なくとも一部分が前記ウェーハを横切るプローブを前記ウェーハ上に導入する段階、及び前記プローブを振動させて前記ウェーハから不所望の汚染物を除去する段階を含んで構成されうる。
【００１５】
ここで、前記人工エッジは前記ウェーハ近くにエネルギー集中緩和部材を導入することにより生成されうる。この時、前記エネルギー集中緩和部材の上側表面は前記ウェーハの上側表面と実質的に同じ高さに位置される。
【００１６】
前記方法は、前記プローブを導入する前に前記ウェーハに液状洗浄媒質を供給する段階をさらに含み、前記洗浄媒質は前記ウェーハを横切って延びて少なくとも前記エネルギー集中緩和部材の一部分上に延びうる。
【００１７】
前記方法は前記ウェーハを回転させる段階をさらに含んで構成されうる。また、前記プローブを振動させる段階はほぼ８００ないし９５０kHzの範囲を有する超音波であって前記プローブを振動させうる。
【００１８】
本発明によれば、半導体ウェーハ上に形成されたパターンに損傷が発生することを防止して半導体ウェーハを効果的に洗浄できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明の実施例はさまざまな他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施例により限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。従って、図面での要素の形状などはより明確な説明を強調するために誇張されたものであり、図面上にて同符号で表示された要素は同要素を意味する。
【００２０】
本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置に関する概括的な説明を優先的に記述し、次に典型的な洗浄装置について記述した後、本発明の実施例と典型的な洗浄装置とを比較説明する。しかして、本発明の実施例による洗浄装置についてさらに具体的に説明する。そして、本発明の実施例による洗浄装置を利用した洗浄法を最後に説明する。
【００２１】
１．本発明の実施例による概括的な説明
本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置は、半導体ウェーハ上に高周波数の音響エネルギーを提供して半導体ウェーハを洗浄する時、音響エネルギーがウェーハのエッジ部位に集中することを緩和して半導体ウェーハのエッジ部位にてパターン損傷が集中することを防止する。本発明による半導体ウェーハ洗浄装置を説明する時、ベルテック社のゴールドフィンガ設備を例に挙げて説明するが、本発明がこれに限定されずに高周波数の音響エネルギー、例えば超音波を利用してウェーハを洗浄する装置に適用されうると解釈されることが望ましい。
【００２２】
図１及び図２はそれぞれ本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置を説明するために概略的に示された平面図及び側面図である。図１及び図２を参照すれば、本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置は、半導体ウェーハ１００上に半導体ウェーハ１００に高周波数の音響エネルギーを提供するために導入されるプローブ４００とかようなプローブ４００に連結される振動子５００とを含み、半導体ウェーハ３００の側部近くに前記半導体ウェーハ３００のエッジと離隔されて設けられるエネルギー集中緩和部材２００を含んで構成される。
【００２３】
振動子４００は圧電物質よりなり、電圧の印加により音響波を発生させる。振動子４００から発せられる高周波数の音響波は振動子５００に音響的に連結されたプローブ４００に伝達されてプローブ４００を振動させ、プローブ４００の振動により半導体ウェーハ１００の表面に伝達される音響エネルギーは半導体ウェーハ１００の表面に存在する汚染物、例えばパーチクルを半導体ウェーハ１００表面から除去する。この時、振動子４００からプローブ４００には実質的に横的振動がプローブ４００長手方向に伝えられる。
【００２４】
この時、プローブ４００と半導体ウェーハ１００の表面間には前記のエネルギーを伝達する媒質として用いられる洗浄媒質膜３００が導入される。かような洗浄媒質としては、純水またはかような純水に洗浄化学液、例えばＨＦまたはＳＣ１などが含まれた洗浄液などが利用されうる。純水を利用する場合には、洗浄媒質膜３００として水膜がウェーハ１００とプローブ４００間に形成される。
【００２５】
図３は洗浄媒質膜３００を通じたプローブ４００から半導体ウェーハ１００への音響振動エネルギー伝達を説明するために概略的に示された図面である。
【００２６】
図３を参照すれば、半導体ウェーハ１００上に導入されるプローブ４００はプローブ４００と半導体ウェーハ１００間に導入される洗浄媒質膜３００、例えば洗浄液に純水を利用する場合には水膜を介して半導体ウェーハ１００表面に音響振動エネルギーを伝達する。振動子５００からプローブ４００に伝えられる振動エネルギー、すなわち高周波数の音響振動エネルギーは洗浄媒質膜３００、すなわち水膜にプローブ４００下部に水膜のメニスカスを形成し、これによりウェーハ１００表面に伝えられる。
【００２７】
この時、プローブ４００により印加される音響振動エネルギー、例えば超音波は洗浄媒質膜３００内で気泡または空気滴（または空洞）を発生させ、生じた気泡をはじけさすべく誘導する現象、例えば空洞現象を起こす周波数帯域を有することが望ましい。従って、音響エネルギーの周波数帯域はほぼkHz領域でありうる。
【００２８】
非常な高周波数の音響波、例えば超音波は非常に特殊なエネルギーであって大変大きいエネルギーを発現させることができ、液体中に強い超音波が伝えられれば、液体中には無数な気泡が発生するが、かような現象を超音波キャビテーションまたは空洞現象という。かようなキャビテーションの発生原因についてはさまざまな仮説があるが、液体中には少ない気泡が含まれており、超音波振動により液体に張力が加えられれば、小さい気泡が膨脹及び消滅する過程が反復され、かような過程は毎秒数万回反復される。かような現象を起こす超音波エネルギーが非常に高まれば液体分子間の凝集力が破壊され、それにより数千万個以上の微小な空洞が生じる。
【００２９】
かようなキャビテーション現象による微小な空洞または微小な気泡がはじけつつ強力なエネルギーを放出する。かようなエネルギーによる衝撃波により液体中に含まれている被洗浄物の表面と内部奥深い見えない所まで短時間内に徹底した洗浄がなされる。低圧にて生じた気泡が高圧にて炸裂しつつ空洞現象が生じ、気泡が非常に小さいために狭い隙間や精密洗浄に有用に適用される。超音波を洗浄媒質または洗浄液に発射すれば、液体中に空洞が生じて消滅する過程が反復され、かような反復によりほぼ１０００気圧の高圧力が生じて被洗浄物から異質物が分離される。この時、化学反応の促進と分散作用、洗浄液の攪拌、、脱脂、及び、乳化作用などが伴って洗浄効果が促進される。
【００３０】
かような空気滴（または気泡）の生成量またはキャビテーション現象は物体の温度と印加される周波数とにより変わり、超音波を液体に伝達する媒介体の構造または厚さにより変わりうる。それにも拘わらず、キャビテーション現象は周波数が低いほど強力であってパーチクル除去力にすぐれると観察されるが、パターンの損傷を誘発しうると観察される。従って、本発明の実施例ではマイクロ単位のキャビテーションが発生するほぼ８００kHzないし９５０kHz周波数領域を利用することを提示する。望ましくは、ほぼ８８０±５０kHz水準の周波数領域の音響エネルギーを利用する。かような周波数領域のうち８４０kHz、９０５kHz及び９１５kHzにて非常に効果的な洗浄作用が具現されると観察される。
【００３１】
図１及び図２を再び参照すれば、プローブ４００は半導体ウェーハ１００上に平行に導入される棒状部分を有し、かような棒状部分の半導体ウェーハ１００上に導入される端部に対して反対側の端部が振動子５００に音響的に連結される。プローブ４００は図１に示されたようにエネルギー集中緩和部材２００と半導体ウェーハ１００の表面とに対して一定間隔離隔されて平行にエネルギー集中緩和部材２００上を経て半導体ウェーハ１００上に達すべく導入される。
【００３２】
プローブ４００は平行に導入される長く延びた部分４０１と振動子５００との連結部分４０３及び中間部分４０２に区分できる。一方、プローブ４００の中間部分４０２は連結部分４０３と長く延びた部分４０１間の部分であり、連結部分４０３に行くほどに断面積が順次大きくなるように形成される。
【００３３】
プローブ４００の長く延びた部分４０１は実質的に半導体ウェーハ１００表面に音響エネルギーを伝達する部分である。従って、プローブ４００の長く延びた部分４０１はその領域内では実質的に同じ断面積を有するように形成される。かような部分４０１での断面は実質的に円形か楕円形でありうる。かようなプローブ４００の長く延びた部分４０１は少なくともエネルギー集中緩和部材２００と半導体ウェーハ４００の領域にまたがるように導入されることが望ましい。この時、プローブ４００の終端は洗浄過程中にプローブ４００が半導体ウェーハ４００の全表面に露出されるように半導体ウェーハ１００の中心に達すべく導入されることが望ましい。プローブ４００の長く延びた部分４０１は少なくともエネルギー集中緩和部材２００の上側表面と半導体ウェーハ１００表面と望ましく平行に離隔されて導入される。
【００３４】
プローブ４００は洗浄媒質などに比べて不活性であり、汚染物質として作用せずに音響エネルギーを効果的に伝達できる物質より形成されることが望ましい。例えば、石英などでプローブ４００が形成されうる。プローブ４００はまたサファイアやシリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはボロンナイトライド（ＢＮ）などによりかような石英に替えて形成されうる。
【００３５】
本発明の実施例にて導入されるエネルギー集中緩和部材２００は半導体ウェーハ１００と対等な上側表面高さを保持すべく導入される。そして、エネルギー集中緩和部材２００は半導体ウェーハ１００を洗浄過程にて独立に回転自在となるように半導体ウェーハ１００と微小一定間隔だけ離隔されて設けられる。かようなエネルギー集中緩和部材２００と半導体ウェーハ１００間の離隔程度は少なくとも洗浄媒質膜３００が半導体ウェーハ１００表面だけではなくエネルギー集中緩和部材２００の表面上にも延びて保持されるほどに内側に保持することが望ましい。
【００３６】
かようなエネルギー集中緩和部材２００は半導体ウェーハ１００のエッジ部位にて音響振動エネルギーが集中することを緩和し、洗浄過程にて半導体ウェーハ１００のエッジ部位にてパターン損傷が集中することを防止する役割を果たす。
【００３７】
エネルギー集中緩和部材２００が導入されずに、半導体ウェーハ１００上にプローブ４００を導入して音響振動エネルギーを印加して半導体ウェーハ１００を洗浄する時、半導体ウェーハ１００に印加される音響パワーの減衰カーブは図４に示されたように測定される。かような音響パワーのパワー減衰カーブは実質的にプローブ４００の長手方向の距離に対して示されたものである。
【００３８】
２．典型的な洗浄装置について
図４は水膜接触開始地点から内側方向への音響パワー減衰を説明するために概略的に示された図面である。
【００３９】
図４を参照すれば、本発明の実施例によるエネルギー集中緩和部材２００を導入しない場合、プローブ４００は実質的に半導体ウェーハ１００のエッジ部位にて水膜、すなわち洗浄媒質膜３００と初めて接触する。この時、プローブ４００は半導体ウェーハ１００上のほぼ３／４λ地点（λは音響波の周波数）、すなわちほぼ１．４ｍｍほどの地点に導入される。かような離隔地点にて半導体ウェーハ１００に対する音響圧力が最も大きくて気泡のはじけが生じると観察される。
【００４０】
図４にて観察されたプローブ４００の長手方向による音響パワー密度の減衰カーブを参照すれば、初めて水膜と接触する部位、すなわちウェーハ１００のエッジ部位にて音響パワーカーブが最大であり、ウェーハ１００の内側に行くほどに順次音響パワーカーブが減衰することが分かる。
【００４１】
３．典型的な洗浄装置と本発明の実施例による洗浄装置とに関する比較
図４を参照すれば、典型的な洗浄装置にてウェーハ１００上で洗浄過程において生じるパターンの損傷はエッジ部位にて集中しており、またパターンの損傷は実質的に音響パワーの集中に大きく起因する。従って、ウェーハ１００エッジ部位にてパターンの損傷が集中することは、前記の如くエッジ部位にて音響パワーカーブが最大である点に大きく起因すると判断されうる。それにも拘わらず、図４のパワーカーブはプローブ４００の終端に行くほどに、すなわち水膜と接触する部分内側に行くほどに音響パワーが減衰することを示している。
【００４２】
図５は本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置での音響パワー減衰を説明するために概略的に示した図面である。
【００４３】
図５を参照すれば、本発明の実施例による洗浄装置は、ウェーハ１００エッジ部位にて音響パワーが集中することを防止するために、プローブ４００が初めて水膜と接触する地点を半導体ウェーハ１００の外郭外に移動させることを提示する。このために、図１及び図２、図５に示されたように、半導体ウェーハ１００の外郭外にエネルギー集中緩和部材２００を導入する。
【００４４】
この時、エネルギー集中緩和部材２００は半導体ウェーハ１００の側面外側にプローブ４００が導入される方向に設けられる。また、エネルギー集中緩和部材２００は半導体ウェーハ１００上に形成される水膜、すなわち洗浄媒質膜３００がエネルギー集中緩和部材２００上にも十分に延びるように半導体ウェーハ１００から微小間隔だけ離隔されて設けられる。そして、半導体ウェーハ１００上に形成された洗浄媒質膜３００の表面高さと同じ表面高さに洗浄媒質膜３００がエネルギー集中緩和部材２００上に延びるように、半導体ウェーハ１００と同じ表面高さにエネルギー集中緩和部材２００の平らな表面が配置する。これにより、エネルギー集中緩和部材２００の外側のエッジはウェーハ１００に対する人工エッジを具現する。この時、プローブ４００の長く延びた部分４０１はエネルギー集中緩和部材２００上でもエネルギー集中緩和部材２００の平らな表面と平行に導入される。
【００４５】
かようなエネルギー集中緩和部材２００の導入によりプローブ４００の長く延びた部分４０１が洗浄媒質膜３００と初めて接触する地点はエネルギー集中緩和部材２００の領域内に移動する。すなわち、プローブ４００の長く延びた部分４０１と洗浄媒質膜３００とが接触する開始地点は半導体ウェーハ１００から反対方向に遠く離れたエネルギー集中緩和部材２００のエッジ部位に望ましく位置される。従って、かような接触開始地点に前記の如くの音響パワーの最大部分が位置される。そして、図５に示されたように音響パワーは接触開始時点から内側に行くほどに弱くなるので、エネルギー集中緩和部材２００の内側に、そして半導体ウェーハ１００上に行くほどに音響パワーも減衰する。従って、半導体ウェーハ１００のエッジ部位では緩和された、すなわち減衰された音響パワー密度が印加される。これにより、洗浄過程にて半導体ウェーハ１００のエッジ部位にて集中したパターン損傷が効果的に防止されうる。
【００４６】
４．本発明の変形された実施例について
図６は本発明の実施例によるタンク及び洗浄液供給部が設置された半導体ウェーハ洗浄装置を説明するために概略的に示された図面である。
【００４７】
図６を参照すれば、本発明の変形された実施例ではタンク６００及び洗浄液供給部７１０，７５０が設けられる。図６を参照すれば、本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置は洗浄過程中に半導体ウェーハ１００が回転さるべく半導体ウェーハ１００を回転させる回転軸１５０を含み、回転軸１５０上に必要により設けられる支持部（図示せず）上に半導体ウェーハ１００を装着する。
【００４８】
かような半導体ウェーハ１００の上側表面に洗浄媒質膜３００を形成するために半導体ウェーハ１００上に洗浄液、例えば純水または化学溶液を供給する洗浄媒質供給部７１０が半導体ウェーハ１００上側に導入される。かような洗浄媒質供給部７１０はノズル７１１を含んで構成され、半導体ウェーハ１００下側に別途にさらにノズル７５１を含む第２洗浄媒質供給部７５０が追加で設けられうる。
【００４９】
半導体ウェーハ１００の側面周辺にはエネルギー集中緩和部材２００が導入されるが、半導体ウェーハ１００が洗浄過程にて回転することができるように半導体ウェーハ１００から微小一定間隔だけ離隔されて設けられることが望ましい。かようなエネルギー集中緩和部材２００上にも洗浄媒質膜３００、例えば水膜が延びる。そして、プローブ４００の長く延びた部分４０１はかようなエネルギー集中緩和部材２００上に延びる水膜、すなわち洗浄媒質膜３００にていったん接触して半導体ウェーハ１００のエッジに音響エネルギーが集中する現象を緩和または防止する。一方、かような回転軸１５０及びエネルギー集中緩和部材２００はタンク６００内に設けられる。
【００５０】
５．本発明の実施例を利用する半導体ウェーハ洗浄法について
本発明の実施例により半導体ウェーハを洗浄するために、エネルギー集中緩和部材２００を洗浄される半導体ウェーハ１００の近くに一定間隔離隔された位置に導入する。エネルギー集中緩和部材２００は実質的にウェーハ１００と同一の表面高さに位置できる。すなわち、ウェーハ１００と実質的に同じ平面上に位置できる。前述の如く、人工のエッジが実際のウェーハ１００のエッジから最大音響パワー点の位置をエネルギー集中緩和部材２００内に移動させる。かような移動により、エネルギー集中緩和部材２００はウェーハ１００の縁部またはエッジ部位に位置するパターンに損傷が生じることを防止する。
【００５１】
プローブ４００はエネルギー集中緩和部材２００を横切ってウェーハ１００上に導入される。この時、プローブ４００は実質的に半導体ウェーハ１００と平行する。特に、長く延びた部分４０１が半導体ウェーハ１００に平行する。
【００５２】
洗浄液が洗浄液供給部７１０及び７５０にウェーハ１００上に供給される。洗浄液は純水か純水にＨＦまたはＳＣ１が含まれていたものを利用できる。かような供給される洗浄液は洗浄媒質膜３００をウェーハ１００とプローブ４００間に形成する。この時、エネルギー集中緩和部材２００とウェーハ１００間の離隔が十分に微小なので、洗浄媒質膜３００はエネルギー集中緩和部材２００上にも連続的に延長される。
【００５３】
洗浄媒質膜３００が形成されれば、振動子５００に電圧が印加されて音響波が生成され、生成された音響波はプローブ４００に移転されて、さらにウェーハ１００上に移転される。ウェーハ１００は独立的に回転され、プローブ４００の振動によりウェーハ１００上に存在する不所望の汚染物または残留物、不純物などが除去される。
【００５４】
以上、本発明を具体的な実施例を介して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当業者によりその変形や改良が可能であることは明白である。
【００５５】
【発明の効果】
前述の本発明によれば、半導体ウェーハ上に平行に導入されるプローブにより伝えられる音響エネルギーにより半導体ウェーハ表面が洗浄される時にウェーハエッジ部位にてパターン損傷が集中的に発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置を説明するために概略的に示された平面図である。
【図２】  本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置を説明するために概略的に示された側面図である。
【図３】  洗浄媒質膜を通したプローブから半導体ウェーハへの音響振動エネルギー伝達を説明するために概略的に示された図面である。
【図４】  典型的な半導体ウェーハ洗浄装置での水膜接触開始地点から内側方向への音響パワー減衰を説明するために概略的に示された図面である。
【図５】  本発明の実施例による半導体ウェーハ洗浄装置での音響パワー減衰を説明するために概略的に示された図面である。
【図６】  本発明の実施例によるタンク及び洗浄液供給部が設置された半導体ウェーハ洗浄装置を説明するために概略的に示された図面である。
【符号の説明】
１００   ウェーハ
２００   エネルギー集中緩和部材
３００   洗浄媒質膜
４００   プローブ
５００   振動子
【図１】
0004230804.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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