(57)【要約】【課題】表面処理の高効率化を図ることができる表面処理装置を提供する。【解決手段】配管２２の吹き出し口から外部へ吹き出された水蒸気８０は、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射されて水分子が分解され、水素ラジカル、ＯＨラジカル、水素イオン、オゾン等の極めて活性な分子を含む活性水蒸気となる。この活性化された水蒸気８０は、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物の表面を処理する装置であって、
水蒸気を前記処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、
前記水蒸気供給部により供給される水蒸気に電子ビームを照射して前記水蒸気を活性化する電子ビーム照射部と、
を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
処理対象物の表面を処理する装置であって、
水蒸気を前記処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、
前記水蒸気供給部により供給される水蒸気と混合させるように溶液を噴霧する溶液噴霧部と、
前記水蒸気供給部により供給される水蒸気および前記溶液噴霧部により噴霧された溶液に電子ビームを照射して前記水蒸気および前記溶液を活性化する電子ビーム照射部と、
を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項３】
処理対象物の表面を処理する装置であって、
水蒸気を前記処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、
前記水蒸気供給部により供給される水蒸気に電子ビームを照射して前記水蒸気を活性化する電子ビーム照射部と、
前記電子ビーム照射部により電子ビームが照射された水蒸気と混合させるように溶液を噴霧する溶液噴霧部と、
を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項４】
処理対象物の表面を処理する装置であって、
水蒸気と噴霧状態とした溶液とを共通のノズルの出口から前記処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、
前記水蒸気供給部により供給される水蒸気および溶液に電子ビームを照射して前記水蒸気および前記溶液を活性化する電子ビーム照射部と、
を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項５】
前記ノズルの出口の温度を５０℃〜２００℃とする温度調整手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記水蒸気の温度を１００℃〜２００℃として前記水蒸気を前記処理対象物の表面に供給することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面処理装置。
【請求項７】
噴霧状態とした前記溶液の温度を５０℃〜２００℃として前記溶液を前記処理対象物の表面に供給することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記電子ビーム照射部から出力され前記水蒸気を透過した電子ビームおよび該電子ビーム照射により発生したＸ線を吸収するシールド部を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記溶液を噴霧する際に不活性ガスを用いることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１０】
前記水蒸気供給部における水蒸気吹き付け口の外周に設けられ不活性ガスを供給するガス供給管を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１１】
前記水蒸気の供給および前記溶液の供給を断続的に行うことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象物の表面を処理する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
処理対象物の表面を処理する技術としては種々のものが知られている。例えば、特許文献１に開示された発明は、処理対象物の表面に塗布した処理溶液に電子ビームを照射して処理溶液を活性化し、この活性化した処理溶液により処理対象物の表面を処理するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０５３６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された発明では、処理対象物の表面上に処理溶液を所定の厚さで均一に塗布することが困難である。処理対象物の表面上の処理溶液が薄いと、電子ビームが処理対象物の表面に到達して、その表面が損傷する場合がある。一方、処理対象物の表面上の処理溶液が厚いと、その処理溶液の上層部分で電子ビームが消費されて、処理対象物の表面の近傍にある処理溶液が電子ビームによって活性化されず、表面処理の効率が悪い場合がある。
【０００５】
また、特許文献１には、処理対象物の表面上に塗布する処理溶液としてフッ酸が挙げられているが、その場合には、処理溶液の扱いが容易ではなく、また、廃液処理も容易ではなく、この点でも表面処理の効率が悪い。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、表面処理の高効率化を図ることができる表面処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る表面処理装置は、処理対象物の表面を処理する装置であって、水蒸気を処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、水蒸気供給部により供給される水蒸気に電子ビームを照射して水蒸気を活性化する電子ビーム照射部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
或いは、本発明に係る表面処理装置は、処理対象物の表面を処理する装置であって、水蒸気を処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、水蒸気供給部により供給される水蒸気と混合させるように溶液を噴霧する溶液噴霧部と、水蒸気供給部により供給される水蒸気および溶液噴霧部により噴霧された溶液に電子ビームを照射して水蒸気および溶液を活性化する電子ビーム照射部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
或いは、本発明に係る表面処理装置は、処理対象物の表面を処理する装置であって、水蒸気を処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、水蒸気供給部により供給される水蒸気に電子ビームを照射して水蒸気を活性化する電子ビーム照射部と、電子ビーム照射部により電子ビームが照射された水蒸気と混合させるように溶液を噴霧する溶液噴霧部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
或いは、本発明に係る表面処理装置は、処理対象物の表面を処理する装置であって、水蒸気と噴霧状態とした溶液とを共通のノズルの出口から処理対象物の表面に供給する水蒸気供給部と、水蒸気供給部により供給される水蒸気および溶液に電子ビームを照射して水蒸気および溶液を活性化する電子ビーム照射部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る表面処理装置では、処理対象物の表面を処理するための水蒸気は、電子ビーム照射部により電子ビームが照射されて活性化され、処理対象物の表面に供給される。これにより、処理対象物の表面が処理される。また、処理対象物の表面には、水蒸気が供給されるだけでなく、溶液が噴霧されて液滴となったものも供給されるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る表面処理装置では、このノズルの出口の温度を５０℃〜２００℃とする温度調整手段を更に備えるのが好適である。水蒸気の温度を１００℃〜２００℃として水蒸気を処理対象物の表面に供給するのが好適である。噴霧状態とした溶液の温度を５０℃〜２００℃として溶液を処理対象物の表面に供給するのが好適である。
【００１３】
また、本発明に係る表面処理装置は、電子ビーム照射部から出力され水蒸気を透過した電子ビームおよび該電子ビーム照射により発生したＸ線を吸収するシールド部を更に備えるのが好適である。本発明に係る表面処理装置は、溶液を噴霧する際に不活性ガスを用いるのが好適である。本発明に係る表面処理装置は、水蒸気供給部における水蒸気吹き付け口の外周に設けられ不活性ガスを供給するガス供給管を更に備えるのが好適である。また、本発明に係る表面処理装置は、水蒸気の供給および溶液の供給を断続的に行うのが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理対象物の表面の損傷を抑制して、表面処理の高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る表面処理装置１の構成図である。
【図２】第１実施形態の変形例の表面処理装置１Ａの構成図である。
【図３】第１実施形態に係る表面処理装置１を用いた実験例の結果を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る表面処理装置１を用いた実験例の結果を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る表面処理装置２の構成図である。
【図６】第２実施形態の変形例の表面処理装置２の構成の一部を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る表面処理装置３の構成図である。
【図８】第４実施形態に係る表面処理装置４の構成図である。
【図９】第５実施形態に係る表面処理装置５の構成図である。
【図１０】第６実施形態に係る表面処理装置６の構成図である。
【図１１】第６実施形態の変形例の表面処理装置６Ａの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
先ず、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る表面処理装置１の構成図である。この表面処理装置１は、水蒸気８０により処理対象物９０の表面を処理するものであって、電子ビーム照射部１０、水蒸気発生器２１、配管２２、配管２３、モータ３１および試料台３２を備える。
【００１８】
電子ビーム照射部１０は、真空容器１１、カソード１２、高電圧発生部１３および窓１４を含む。電子ビーム照射部１０では、真空容器１１内に入れられたカソード１２に対して高電圧発生部１３により負の高電圧（５０ｋＶ〜１５０ｋＶ）が印加されて、カソード１２から電子が放出される。そのカソード１２から放出された電子Ｅのうち窓１４を通過して外部に出たものは、電子ビームとして、配管２２の吹き出し口から吹き出された水蒸気８０に照射される。窓１４は、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｔ１、Ａｌなどの薄い箔で構成されている。窓の外部は、大気圧の不活性ガスで充填されているのが好適である。
【００１９】
水蒸気発生器２１および配管２２は、水蒸気８０を処理対象物９０の表面に供給する水蒸気供給部を構成する。配管２２はテフロン（登録商標）からなるのが好適である。水蒸気発生器２１で発生した水蒸気８０は、配管２２内を通り、配管２２の吹き出し口から外部へ吹き出され、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射される。この電子ビーム照射により活性化された水蒸気８０は、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。このとき、水蒸気８０の温度が１００℃〜２００℃であるのが好適である。
【００２０】
配管２３は、配管２２の周囲または上部に設けられていて、不活性ガス８１を吹き出す。配管２３から吹き出される不活性ガス８１によって、配管２２から吹き出される水蒸気８０の方向が一定の方向になり、その水蒸気８０が窓１４に当たることが回避され、窓１４の腐食が防止される。
【００２１】
配管２２の吹き出し口から外部へ吹き出された水蒸気８０は、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射されて水分子が分解され、水素ラジカル、ＯＨラジカル、水素イオン、オゾン等の極めて活性な分子を含む活性水蒸気となる。この活性化された水蒸気８０は、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。
【００２２】
ここで、電子ビームが照射された水蒸気８０は、極めて活性なラジカルやイオンを含む活性水蒸気ガスの状態で処理対象物９０の表面に吹き付けられるので、これらラジカルやイオンの寿命が長くなり、処理対象物９０の表面を処理することができる。なお、水蒸気ではなく水に電子ビームを照射する場合にもラジカルやイオンが生成されるが、これらのラジカルやイオンは、寿命が短く、μ秒からミリ秒の程度で消滅する。しかし、本実施形態では、水蒸気８０に電子ビームを照射するので、生成されたラジカルやイオンの寿命は長い。
【００２３】
したがって、本実施形態では、水蒸気８０に電子ビームを照射して水蒸気８０を活性化し、この活性化した水蒸気８０を処理対象物９０の表面に吹き付けるので、効率よく表面処理を行うことができる。また、酸やアルカリを使用しなくてもよいので、装置の扱いが容易であり、また、廃液処理も容易であるので、この点でも表面処理の効率がよい。
【００２４】
なお、図１に示される表面処理装置１の構成では、電子ビーム照射部１０から出力された電子ビームが直接には処理対象物９０に照射されないようになっているが、図２に示される表面処理装置１Ａの構成のように、電子ビームが直接に処理対象物９０に照射されるようになっていてもよい。後者の場合にも、所期の効果を奏することができる。
【００２５】
次に、第１実施形態に係る表面処理装置１または表面処理装置１Ａを用いた実験例について説明する。アルコール系の油性インクでガラス板の面上に線を描いた。このガラス板を、温度３００℃に熱したホットプレートの上で５分間から３０分間に亘って保持した。これを処理対象物９０のサンプルとした。約１０分間保持したサンプルでは、アルコールで湿らせた紙を手に持って強く拭いても、油性インクを剥離することができなかった。この剥離できないサンプル（図３（ａ））を、表面処理装置１により処理したところ、数分間で油性インクが自然に剥離した（図３（ｂ））。また、表面処理装置１Ａを用いて、水蒸気をサンプル表面に吹き付けながらサンプル表面に同時に電子ビームを照射したところ、上記の実験にくらべ、より容易に油性インクを剥離することができた。ここで、水蒸気の温度は１２０℃から２００℃であり、温度が高いほど剥離が容易であり、水蒸気の温度が高いことが望ましい。
【００２６】
なお、水蒸気でなく、水や温度９０℃の温水をサンプルの上に塗布しながら、その上に電子ビームを照射しても、油性インクを剥離することができなかった。電子ビーム照射した後、アルコールで湿らせた紙でサンプル表面を強くこすると、油性インクの一部を剥離することができたが、全ての油性インクを剥離することはできなかった。また、サンプルをアルコールにいれて２０分間から３０分間に亘って超音波処理しても、また、その超音波処理したサンプル（図４（ａ））をアルコールで湿らせた紙でこすっても、油性インクを剥離することができなかった（図４（ｂ））。アルコールで湿らせた紙で数分間に亘ってサンプルを擦っていると、紙に黒いインクがうっすらとつくが、サンプル表面の油性ペンはほとんど落ちなかった。
【００２７】
以上のことから、以下のことが判る。すなわち、水に電子ビームを照射して発生したＯＨラジカルなどは、極めて活性が強いが、寿命が短いので、水の中で反応して消滅してしまい、処理対象物の表面に殆ど到達しないことから、処理に有効に利用できないという問題点がある。これに対して、本実施形態では、水蒸気に電子ビームを照射して発生したＯＨラジカルなどは、極めて活性が強い一方、周囲に水などの結合分子が希薄であるので、長い時間その活性を保持することが可能となり、上記に示したようなアルコールでこすってもとれないような接着力の強い有機物汚染でさえ剥離することができたと考えられる。また、水蒸気そのものも、常温の水より有機物汚染の洗浄効果があり、この点でも効果があるものと考えられる。
【００２８】
本実施形態に係る表面処理装置１，１Ａは、半導体、液晶、精密部品またはガラス等の表面の有機物汚染、金属汚染または微粒子の除去に使用され得る。また、本実施形態に係る表面処理装置１，１Ａは、レジスト剥離やレジスト剥離後の残存するレジスト等の有機物の除去にも応用できる。また、水蒸気８０の中に、Ｈ２Ｏ２、オゾン、水素ガス、酸素ガスまたは不活性ガスを添加することによって、活性ラジカルをより多く含んだ水蒸気を作ることができる。また、水蒸気をつくるのに、還元水を使用してもよい。
【００２９】
次に、第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る表面処理装置２の構成図である。この表面処理装置２は、水蒸気８０および液滴８２により処理対象物９０の表面を処理するものであって、電子ビーム照射部１０、水蒸気発生器２１、配管２２、配管２３、溶液タンク４１、配管４２、モータ３１および試料台３２を備える。
【００３０】
図１に示された第１実施形態に係る表面処理装置１の構成と比較すると、この図５に示される第２実施形態に係る表面処理装置２は、溶液タンク４１および配管４２を更に備える点で相違し、また、その配管４２が配管２２と接続されている点で相違する。溶液タンク４１および配管４２は、水蒸気供給部により供給される水蒸気８０と混合させるように溶液８２を噴霧する溶液噴霧部を構成する。
【００３１】
溶液タンク４１に容れられている溶液８２は、例えば、純水であり、或いは、Ｈ２Ｏ２、オゾン、水素ガス、酸素ガスまたは不活性ガスを添加された純水や還元水などである。溶液タンク４１に容れられている溶液８２は、配管４２を通って配管２２内に導入され、この配管２２内の水蒸気８０の吹き出しによって噴霧されて微小な液滴８３とされ、その液滴８３が水蒸気８０と混合される。
【００３２】
この混合された水蒸気８０および液滴８３は、配管２２の吹き出し口から外部に出て、電子ビーム生成部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射される。この電子ビーム照射により、水蒸気８０や液滴８３の活性分子やイオンが多数作成される。この活性状態となった水蒸気８０や液滴８３は、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。このとき、水蒸気の温度が１００℃〜２００℃であるのが好適であり、また、液滴の温度が５０℃〜２００℃であるのが好適である。
【００３３】
なお、溶液８２が噴霧されて微小な液滴８３となるメカニズムは、溶液タンク４１の内部に圧力ガスを供給して配管４２内の溶液８２を押し上げるものであってもよいし、サイホンの原理で噴霧してもよいし、或いは、重力供給式で噴霧してもよい。
【００３４】
また、図６に示されるように、溶液８２を噴霧して微小な液滴８３とする機構として、配管２２内に吹き出し口が設けられた同軸の配管４３，４４が設けられてもよい。内側の配管４３から配管２２内に圧力ガス８４が噴き出され、外側の配管４４から配管２２内に溶液８２が押し出される。この溶液８２が液滴８３となって、この液滴８３が水蒸気８０と混合される。
【００３５】
また、本実施形態においても、電子ビーム照射部１０から出力された電子ビームが直接には処理対象物９０に照射されないようになっていてもよいし、電子ビームが直接に処理対象物９０に照射されるようになっていてもよい。何れの場合にも、所期の効果を奏することができる。
【００３６】
仮に電子ビームを照射することなく液滴および水蒸気を処理対象物の表面に吹き付けるとすれば、溶液にぬれ性が少ないので、微粒子と処理対象物表面との間のすきまに水蒸気が入りこめず、微粒子と処理対象物表面との様々な結合や接着を断ち切ることができず、有効に不純物を除去することができなかい。これに対して、本実施形態では、電子ビームで活性になったイオンやラジカルが、これらの結合や接着を断ち切ることが可能であり、有効に微粒子を除去することができる。
【００３７】
次に、第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る表面処理装置３の構成図である。この表面処理装置３は、水蒸気８０および液滴８２により処理対象物９０の表面を処理するものであって、電子ビーム照射部１０、水蒸気発生器２１、配管２２、配管２３、配管４５、配管４６、モータ３１および試料台３２を備える。
【００３８】
図１に示された第１実施形態に係る表面処理装置１の構成と比較すると、この図７に示される第３実施形態に係る表面処理装置３は、配管４５および配管４６を更に備える点で相違する。配管４５および配管４６は、水蒸気供給部により供給される水蒸気８０と混合させるように溶液８２を噴霧する溶液噴霧部を構成する。
【００３９】
配管４５の一端は配管４６の側面に接続されている。溶液８２は配管４５を通って配管４６内に導入され、この配管４６内の不活性ガス８４の吹き出しによって溶液８２が噴霧されて微小な液滴８３とされる。配管４６の吹き出し口から出た液滴８３は、電子ビーム生成部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射されて活性化された水蒸気８０と混合される。配管４５，４６は、電子ビームが照射されても中まで電子ビームが透過しない厚さのステンレスからなる。したがって、溶液８２および液滴８３には電子ビームが照射されない。
【００４０】
この混合された水蒸気８０および液滴８３は、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。このとき、水蒸気の温度が１００℃〜２００℃であるのが好適であり、また、液滴の温度が５０℃〜２００℃であるのが好適である。
【００４１】
本実施形態では、水蒸気８０と液滴８３とを互いに独立に制御できるので、処理対象物９０の表面処理の内容に応じて適切な条件を設定することができる。また、溶液８２および液滴８３には電子ビームが照射されないので、溶液８２として様々な種類のものを使用することができる。
【００４２】
次に、第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態に係る表面処理装置４の構成図である。この表面処理装置４は、水蒸気８０および液滴８２により処理対象物９０の表面を処理するものであって、電子ビーム照射部１０、ノズル５０、モータ３１および試料台３２を備える。ノズル５０は、水蒸気８０と液滴８３とを共通のノズルの出口から処理対象物９０の表面に供給する水蒸気供給部を構成する。電子ビーム照射部１０とノズル５０とは一体化されていることが好ましい。
【００４３】
ノズル５０は、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームを通過させる貫通孔を中央部に有し、また、この貫通孔に側方から繋がる配管５１，配管５２および配管５３を有する。ノズル５０の中央の貫通孔には、配管５１により圧力ガス８４が供給され、その下流に配管５２により水蒸気８０が供給され、また、配管５３により溶液８２が供給される。
【００４４】
配管５３により供給された溶液８２は、配管５１により供給された圧力ガス８４により噴霧されて液滴８３となって、配管５２により供給された水蒸気８０と混合される。このように混合された液滴８３および水蒸気８０は、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射されて、多数のイオンやラジカル等を発生させる。これらのイオンやラジカルは、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。なお、溶液８２が供給されることなく、水蒸気８０のみが供給されてもよい。
【００４５】
ここで、電子ビーム照射部１０における電子ビームの加速エネルギーと、窓１４から処理対象物９０までの距離とを適当に設定することで、電子ビームが水蒸気８０や液滴８３の中で消費されてしまって処理対象物９０の表面に到達しない状態にすることができる。また、電子ビームの加速エネルギーを大きくして、たとえば、１５０ｋＶにして、窓１４から処理対象物８０までの距離を２ｃｍ〜３ｃｍにすれば、電子ビームが水蒸気８０や液滴８３と相互作用したあとも生き残り、処理対象物９０の表面に到達するようにすることもできる。
【００４６】
また、ノズル５０における水蒸気８０や液滴８３が出る出口や水蒸気８０の注入部分が、ヒータ５４によって保温されているのが好適である。このようにすることにより、水蒸気８０や液滴８３のしずくが付かないようになり、水蒸気８０や溶液８３の温度を低下させないようにすることができる。
【００４７】
次に、第５実施形態について説明する。図９は、第５実施形態に係る表面処理装置５の構成図である。この表面処理装置５は、水蒸気８０および液滴８２により処理対象物９０の表面を処理するものであって、電子ビーム照射部１０、ノズル６０、モータ３１および試料台３２を備える。ノズル６０は、水蒸気８０と液滴８３とを共通のノズルの出口から処理対象物９０の表面に供給する水蒸気供給部を構成する。電子ビーム照射部１０とノズル６０とは一体化されていることが好ましい。
【００４８】
ノズル６０は、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームを通過させる通路と、この通路に側方から繋がる配管６１および配管６２と、この通路の下方に設けられたシールド部６４と、このシールド部６３の側方に設けられた配管６３とを有する。ノズル６０の中央通路には、配管６１により不活性ガス８１が供給され、その下流に配管６２により水蒸気８０が供給される。配管６１により供給される不活性ガス８１により、配管６２により供給される水蒸気８０は、窓１４へ向うことが抑制され、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームが照射されて活性化され、モータ３１により回転させられている試料台３２に載置された処理対象物９０の表面に吹き付けられる。
【００４９】
電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームはシールド部６４に到達する。配管６２から放出される水蒸気８０と電子ビームとが相互作用した後のエネルギーが低下した電子ビームがシールド部６４で吸収される。シールド部６４は、ＳＵＳ等の電子ビームを吸収する金属物質からなる。また、シールド部６４は、その厚みを厚くすることで、電子ビームが相互作用したことから発生するＸ線をシールドすることもできる。このシールド部６４と電子ビームとが相互作用することで発生する不純物ガス８５は、配管６３により排気される。
【００５０】
次に、第６実施形態について説明する。図１０は、第６実施形態に係る表面処理装置６の構成図である。この表面処理装置６は、水蒸気８０および液滴８２により処理対象物９０の表面を処理するものであって、電子ビーム照射部１０、ノズル７０、モータ３１および試料台３２を備える。ノズル７０は、水蒸気８０と液滴８３とを共通のノズルの出口から処理対象物９０の表面に供給する水蒸気供給部を構成する。電子ビーム照射部１０とノズル７０とは一体化されていることが好ましい。
【００５１】
ノズル７０は、電子ビーム照射部１０の窓１４から出力された電子ビームを通過させる貫通孔を中央部に有し、この貫通孔に側方から繋がる配管７１および配管７２を有し、また、貫通孔の内部に吹き出し口を有する配管７３を有する。ノズル７０の中央の貫通孔には、配管７１により不活性ガス８１（例えば窒素ガス）が供給され、その下流に配管７２により水蒸気８０が供給される。水蒸気８０の温度は１００℃〜２００℃であるのが好適である。
【００５２】
また、配管７３により溶液８２が供給される。ここで、水蒸気８０や不活性ガス８１により溶液８２が液滴８３とされて、この液滴８３がノズル７０の先端の吹き出し口７４から放出される。ノズル７０の先端の吹き出し口７４の口径は内部の口径より小さくなっている。これによって、ノズル７０の先端の吹き出し口７４から外部へ放出される液滴８３の速度を増すことができ、また、液滴８３を微粒子状（大きさは数ミクロンから数１０ミクロン）にすることができる。
【００５３】
上記のようにノズル７０の中で混合された水蒸気８０および液滴８３に電子ビームが照射される。この電子ビーム照射により水蒸気８０や液滴８３の分子をイオン化やラジカル化することで、極めて活性な状態の液滴８３を含む水蒸気８０を作ることができる。これらの電子ビームにより活性化された水蒸気８０および液滴８３は処理対象物９０の表面に照射される。
【００５４】
ここで、処理対象物９０の上表面の微粒子を除去する場合には、処理対象物９０表面と微粒子との結合を弱めるために、電子ビームで活性化された水蒸気８０が有効に作用する。次に、液滴８３を適当な速度で処理対象物９０の表面に吹き付けることによって、処理対象物９０表面との結合が弱くなった微粒子を、液滴８３が表面にあたったときに発生する圧力によって吹き飛ばすことが可能である。電子ビームで活性化された水蒸気は、より処理対象物９０表面と微粒子との間の結合力を弱め、従来より短時間に微粒子除去をすることができる。
【００５５】
ノズル７０を構成している材質は、テフロン、ＳｉＣ、インコネル、石英などが有用である。また、このノズル７０全体がこれらの材質である必要はなく、表面がこれらの材質でコートされていてもよい。
【００５６】
図１１は、第６実施形態の変形例の表面処理装置６Ａの構成図である。図１０に示された構成と比較すると、この図１１に示される構成では、溶液８０を供給する配管７３Ａがノズル７０Ａの中央の貫通孔に直結している点で相違する。この構成によっても、所期の効果を奏することができる。
【００５７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、以上の実施形態１〜６において、水蒸気８０や溶液８２を噴霧する部分が、長手方向に多数ならんでおり、また、電子日０無発生部１の窓１４が長方形であり、その長方形のかたちに電子ビームが外部に照射されるような構造であってもよい。
【００５８】
また、以上の実施形態１〜５において、水蒸気および溶液の供給を断続的に行うこととしてもよい。水蒸気８０の吹き付けは、処理対象物８０の表面への微粒子の付着を弱めることを主目的とし、また、液滴８３の吹き付けは、物理的力で微粒子をとばすことを主目的としている。そこで、付着の強度が強い微粒子の場合は、水蒸気８０の吹き付けのみを十分な時間行って、水蒸気８０を効率的に微粒子に作用させる必要がある。このように水蒸気８０の吹き付けと液滴８３の吹き付けとを断続的に行うことで、効率良く微粒子を除去することが可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１〜６…表面処理装置、１０…電子ビーム照射部、１１…真空容器、１２…カソード、１３…高電圧発生部、１４…窓、２１…水蒸気発生器、２２，２３…配管、３１…モータ、３２…試料台、４１…溶液タンク、４２〜４６…配管、５０…ノズル、５１，５２，５３…配管、５４…ヒータ、６０…ノズル、６１，６２，６３…配管、６４…シールド部、７０…ノズル、７１，７２，７３…配管、７４…吹き出し口、８０…水蒸気、８１…不活性ガス、８２…溶液、８３…液滴、８４…圧力ガス、８５…不純物ガス、９０…処理対象物。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図４】
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