(57)【要約】【解決手段】基板の上方に洗浄剤が配される。洗浄剤は、液体媒質の中に分散された固体成分を含む。液体媒質の中の固体成分に力が加えられ、固体成分を基板の上に存在する汚染物質に接近させる。固体成分に加えられる力は、液体媒質の中の不混和成分によって作用される。固体成分が汚染物質に十分に接近すると、固体成分と汚染物質との間に相互作用が確立される。次いで、固体成分と相互作用した汚染物質が基板から除去されるように、固体成分は基板から遠ざけられる。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板から汚染を除去するための方法であって、
液体媒質の中に複数の固体成分を分散された洗浄剤を、基板の上方に配する工程と、
前記複数の固体成分の一固体成分に力を加えて前記固体成分を前記基板の上に存在する汚染物質に接近させ、前記固体成分と前記汚染物質との間に相互作用が確立されるようにする工程と、
前記固体成分と相互作用した前記汚染物質が前記基板から除去されるように、前記固体成分を前記基板から遠ざける工程と、
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記複数の固体成分は、懸濁した状態で前記液体媒質の中に分散される、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記複数の固体成分は、前記基板を損傷させることおよび前記基板に付着することを回避するように定められる、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、結晶性の固体である、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、非晶質の固体である、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、脂肪族酸、カルボン酸、高分子、ワックス、パラフィン、ポリスチレン、ポリペプチド、または粘弾性材料のいずれかである、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、膠着、凝結、凝集、集塊、または合体のいずれかとして形成される、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記複数の固体成分の一部は、前記液体媒質の中に固体成分網を形成し、前記固体成分網を通じて伝わる機械的応力は、前記固体成分と前記汚染物質との間に相互作用を確立する、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記液体媒質は、水性である、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記液体媒質は、非水性である、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記洗浄剤は、さらに、前記固体成分に力を加えて前記固体成分を前記汚染物質に接近させ、前記固体成分と前記汚染物質との間に相互作用が確立されるようにするように定められた複数の不混和成分を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
制御された量の力を前記固体成分に加えるために、前記不混和成分を制御する工程を備える方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、前記液体媒質の中の気泡として定められる、方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、前記液体媒質の中の液滴として定められる、方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記複数の不混和成分は、不混和成分の混合として定められ、前記不混和成分の混合の中の各不混和成分は、共通の物理的状態または異なる物理的状態のいずれかを有する、方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、前記基板の上方に前記洗浄剤を配する前に、前記液体媒質の中に定められる、方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記基板の上方に前記洗浄剤を配するのに続いて、前記液体媒質の中に前記不混和成分を形成する工程を備える方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、前記洗浄剤と相対的な周囲圧力の減少に際して前記液体媒質の中の溶解ガスから形成される、方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分と前記汚染物質との間の相互作用は、付着力、衝突力、および引力の１つまたは複数によって確立される、方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記固体成分と前記汚染物質との間の相互作用を向上させるために、前記液体媒質の化学的性質を調整する工程を備える方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記前記固体成分と前記汚染物質との間の相互作用を向上させるために、前記洗浄剤の温度を制御する工程を備える方法。
【請求項２２】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記基板から遠ざかる前記固体成分の動きを制御するために、前記基板の上方での前記洗浄剤の流量を制御する工程を備える方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記基板は、半導体ウエハである、方法。
【請求項２４】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記基板上の前記液体媒質内の中で前記複数の固体成分のその場での形成を可能にするために、前記液体媒質の温度を制御する工程を備える方法。
【請求項２５】
請求項１に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記液体媒質の中で前記複数の固体成分の形成を生じさせるために、前記液体媒質に沈殿剤を導入する工程を備える方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記固体成分は、前記沈殿剤を導入する前に前記液体媒質の中で溶媒に溶解され、前記沈殿剤は、前記溶媒とは混ざるが前記固体成分とは混ざらない、方法。
【請求項２７】
基板から汚染を除去するための装置であって、
基板を受けるための溝型材であって、汚染を除去されるべき前記基板の表面に対向する実質的に平行な向きに配置された抑制表面を含むように定められた溝型材と、
前記溝型材によって受けられるべき前記基板を中に浸漬させるように、前記溝型材の中に配された洗浄剤であって、分散した固体成分を含む液体媒質として定められた洗浄剤と、
前記洗浄剤の中に不混和成分を生成し、前記不混和成分を前記溝型材の前記抑制表面と汚染を除去されるべき前記基板の前記表面との間で移動させる推進力が加えられるようにするための、前記溝型材の中に配された不混和成分生成器と、
を備える装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
前記不混和成分は、前記液体媒質の中の前記固体成分に力を加えて前記固体成分を前記基板の上に存在する汚染物質に接近させ、前記固体成分と前記汚染物質との間に相互作用が確立されるようにする、装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
前記溝型材の前記抑制表面と前記基板の前記表面との間での前記不混和成分の動きは、汚染物質と相互作用した前記固体成分を前記基板から遠ざけて、前記汚染物質が前記基板から除去されるようにする、装置。
【請求項３０】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、さらに、
汚染物質と相互作用した固体成分が前記基板から遠ざけられるように、前記洗浄剤の中に流れを導入するように定められた洗浄剤循環器を備える装置。
【請求項３１】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
前記溝型材は、前記不混和成分を移動させるための前記推進力が浮力であるように、水平に対してある角度で配置されるように定められる、装置。
【請求項３２】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
前記溝型材は、前記溝型材の前記抑制表面と前記基板の前記表面との間で分離距離の調整を可能にするように定められる、装置。
【請求項３３】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、さらに、
前記固体成分と前記汚染物質との間の相互作用を向上させるとともに前記基板からの前記汚染物質の除去を向上させるために、前記洗浄剤の化学的性質を監視および調整するように定められた洗浄剤制御システムを備える装置。
【請求項３４】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、さらに、
前記溝型材の中の前記洗浄剤の温度を制御するように定められた温度制御システムを備える装置。
【請求項３５】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
前記不混和成分生成器は、不混和成分を液相または気相のいずれかで生成するように定められる、装置。
【請求項３６】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
前記不混和成分生成器は、前記基板の前記表面の全体に数々の不混和成分の連なりを生成するための多岐管として定められる、装置。
【請求項３７】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、さらに、
前記基板を前記溝型材の中で回転、並進、または回転および並進のいずれかをさせるように定められた基板ホルダを備える装置。
【請求項３８】
請求項２７に記載の、基板から汚染を除去するための装置であって、
複数の基板から同時的に汚染を除去するように定められた装置。
【請求項３９】
基板から汚染を除去するための方法であって、
液体媒質の中に分散された固体成分を含む洗浄剤に、基板を浸漬させ、汚染を除去されるべき前記基板の表面が抑制表面に対向する実質的に平行な向きに配置されるようにする工程と、
前記基板を、前記抑制表面とともに水平平面に対して傾ける工程と、
前記基板より低い高度に対応する位置で前記洗浄剤の中に前記不混和成分を生成し、前記不混和成分に作用する浮力が前記不混和成分を前記基板の上方でなおかつ前記抑制表面と前記基板との間で移動させるようにする工程であって、前記基板の上方での前記不混和成分の移動は、前記液体媒質の中の前記固体成分に力を加え、前記固体成分が前記基板の上に存在する汚染物質と相互作用するようにする、工程と、
を備える方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、脂肪族酸、カルボン酸、高分子、ワックス、パラフィン、ポリスチレン、ポリペプチド、および粘弾性材料の１つまたは複数として定められる、方法。
【請求項４１】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、膠着、凝結、凝集、集塊、および合体の１つまたは複数として形成される、方法。
【請求項４２】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記固体成分は、前記液体媒質の中に固体成分網を形成し、前記固体成分網を通じて伝わる機械的応力は、前記汚染物質と相互作用する、方法。
【請求項４３】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、前記液体媒質の中の気泡として定められる、方法。
【請求項４４】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、前記液体媒質の中の液滴として定められる、方法。
【請求項４５】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、
前記不混和成分は、不混和成分の混合として定められ、前記不混和成分の混合の中の各不混和成分は、共通の物理的状態または異なる物理的状態のいずれかを有する、方法。
【請求項４６】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記基板の上方での前記不混和成分の速度を制御するために、前記基板を前記抑制表面とともに傾ける角度を調整する工程を備える方法。
【請求項４７】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記不混和成分が前記基板の上方を移動する際に、前記不混和成分と前記基板との間の距離を制御するために、前記抑制表面と前記基板との間の分離距離を調整する工程を備える方法。
【請求項４８】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記基板の上方に洗浄剤の流れを導入するために、前記洗浄剤を循環させる工程を備える方法。
【請求項４９】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記洗浄剤の化学的性質を監視する工程と、
前記固体成分と前記汚染物質との間の相互作用を向上させるとともに前記基板からの前記汚染物質の除去を向上させるために、前記洗浄剤の化学的性質を調整する工程と、
を備える方法。
【請求項５０】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記洗浄剤の温度を監視する工程と、
前記固体成分と前記汚染物質との間の相互作用を向上させるとともに前記基板からの前記汚染物質の除去を向上させるために、前記洗浄剤の温度を調整する工程と、
を備える方法。
【請求項５１】
請求項３９に記載の、基板から汚染を除去するための方法であって、さらに、
前記基板の上方で前記不混和成分が移動する際に、回転、並進、または回転と並進との両方のいずれかを通じて前記基板を操作する工程を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
集積回路およびメモリセルなどの半導体デバイスの製作では、半導体ウエハ（「ウエハ」）上に特徴を定めるために、一連の製造動作が実施される。ウエハは、シリコン基板上に定められた多重レベル構造の形態をとる集積回路デバイスを含む。基板レベルでは、拡散領域をともなうトランジスタデバイスが形成される。後続のレベルでは、所望の集積回路デバイスを定めるために、相互接続用の金属配線がパターン形成されてトランジスタデバイスと電気的に接続される。また、パターン形成された導電層は、誘電体材料によってその他の導電層から絶縁される。
【０００２】
一連の製造動作の間、ウエハ表面は、各種の汚染物質に曝される。汚染源としては、製造動作中に存在する基本的に任意の材料が考えられる。例えば、汚染源は、数あるなかでも、とりわけ、プロセスガス、化学剤、堆積材料、および液体を含むであろう。各種の汚染物質は、微粒子の形態で、ウエハ表面上に堆積することができる。粒子状汚染が除去されないと、汚染付近のデバイスが動作不可能になる恐れがある。このため、ウエハ上に定められた特徴を損なうことなく、実質的に完璧な手法で、ウエハ表面から汚染を取り除く必要がある。しかしながら、粒子状汚染のサイズは、ウエハ上に製作される特徴の微小寸法とおおよそ同程度であることが多い。ウエハ上の特徴に悪影響を及ぼすことなくこのような小さい粒子状汚染を除去することは、極めて困難となる恐れがある。
【０００３】
従来のウエハ洗浄方法は、ウエハ表面から粒子状汚染を除去するために、機械力に大きく依存してきた。特徴の小型化および脆弱化は、ウエハ表面に対する機械力の付与に起因して特徴が損傷される確率を増大させる。例えば、高アスペクト比を有する特徴は、十分な大きさの機械力の影響を受けたときに転倒および破壊を発生しやすい。洗浄の問題をさらに複雑化するのは、特徴の小型化に向けた動きが、粒子状汚染のサイズの縮小をも引き起こすことである。十分に小サイズの粒子状汚染は、例えば高アスペクト比の特徴によって囲まれた溝などの、ウエハ表面上の到達困難な領域に入り込む恐れがある。このため、最新の半導体製作中に高効率でなおかつ無害な汚染物質の除去を行うことは、ウエハ洗浄技術での連続的進歩によって立ち向かうべき継続的努力を表している。
【発明の開示】
【０００４】
一実施形態では、基板から汚染を除去するための方法が開示される。方法は、基板の上方に洗浄剤を配する動作を含む。洗浄剤は、液体媒質の中に分散された固体成分を含む。方法は、また、固体成分に力を加えて固体成分を基板の上に存在する汚染物質に接近させ、固体成分と汚染物質との間に相互作用が確立されるようにする動作を含む。方法は、さらに、固体成分と相互作用した汚染物質が基板から除去されるように、固体成分を基板から遠ざける動作を含む。
【０００５】
別の一実施形態では、基板から汚染を除去するための装置が開示される。装置は、基板を受けるための溝型材を含む。溝型材は、汚染を除去されるべき基板の表面に対向する実質的に平行な向きに配置された抑制表面を含むように形成される。装置は、また、溝型材によって受けられるべき基板を中に浸漬させるように溝型材の中に配された洗浄剤を含む。洗浄剤は、分散した固体成分を含む液体媒質として定められる。装置は、さらに、洗浄剤の中に不混和成分を生成するための、溝型材の中に配された不混和成分生成器を含む。不混和成分は、不混和成分を溝型材の抑制表面と汚染を除去されるべき基板の表面との間で移動させる推進力が加えられるように、洗浄剤の中に生成される。
【０００６】
別の一実施形態では、基板から汚染を除去するための方法が開示される。方法は、洗浄剤に基板を浸漬させ、汚染を除去されるべき基板の表面が抑制表面に対向する実質的に平行な向きに配置されるようにする動作を含む。洗浄剤は、液体媒質の中に分散された固体成分を含むものとして定められる。方法は、また、基板を抑制表面とともに水平平面に対して傾ける動作を含む。方法は、さらに、基板より低い高度に対応する位置で洗浄剤の中に不混和成分を生成する動作を含む。不混和成分に作用する浮力は、不混和成分を、基板の上方でなおかつ抑制表面と基板との間で移動させる。基板の上方での不混和成分の移動は、液体媒質の中の固体成分に力を加え、固体成分が基板の上に存在する汚染物質と相互作用するようにする。
【０００７】
本発明を例として示した添付の図面と関連させた、以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様および利点がより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施可能である。また、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるため、周知のプロセス動作の詳細な説明は省略される。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態にしたがった、半導体ウエハ（「ウエハ」）１０５から汚染１０３を除去するための洗浄剤１０１を具体的に示した図である。本発明の洗浄剤１０１は、連続液体媒質１０７と、固体成分１０９と、不混和成分１１１とを含む。固体成分１０９および不混和成分１１１は、連続液体媒質１０７の中に分散されている。各種の実施形態では、連続液体媒質１０７は、水性または非水性のいずれかであることが可能である。特定の実施形態に応じて、不混和成分は、気相、液相、固相、または気相、液相、および固相の組み合わせのいずれかで定めることができる。一実施形態では、不混和成分１１１は、不混和成分１１１の混合として定められ、混合の中の各不混和成分１１１は、共通の物理的状態または異なる物理的状態のいずれかを有する。例えば、各種の実施形態では、不混和成分１１１の混合の中の不混和成分１１１の物理的状態は、気体と液体、気体と固体、液体と固体、または複数の気体、複数の液体、および複数の固体の任意の組み合わせを含むことができる。
【００１０】
不混和成分１１１は、連続液体媒質１０７と混ざらないことを理解されるべきである。代表的な一実施形態では、不混和成分１１１は、連続液体媒質１０７の中の気泡として定められる。代表的な別の一実施形態では、不混和成分１１１は、連続液体媒質１０７の中の液滴として定められる。連続液体媒質１０７および不混和成分１１１に関連付けられた特定の実施形態にかかわらず、固体成分１０９は、懸濁した状態で連続液体媒質１０７の中に分散される。
【００１１】
特定の実施形態に応じて、洗浄剤１０１の中の固体成分１０９は、固相の中の基本的に任意のサブ相を表すような物理的性質を持ちうることを理解されるべきである。ここで、固相は、液体でも気体でもない相として定められる。例えば、弾力性および可塑性などの物理的性質は、洗浄剤１０１の中の様々な異なるタイプの固体成分１０９の間で可変である。また、各種の実施形態では、固体成分１０９は、結晶性の固体または非晶質の固体として定められることを理解されるべきである。それらの特定の物理的性質にかかわらず、洗浄剤１０１の中の固体成分１０９は、ウエハ１０５表面に近接近してまたは接触して配置された際に、ウエハ１０５表面に対する付着を回避できることが望ましい。また、固体成分１０９の機械的性質は、洗浄プロセス中に、ウエハ１０５表面を損傷させないことが望ましい。さらに、固体成分１０９は、汚染物質１０３に近接近してまたは接触して配置された際に、ウエハ１０５表面上に存在する汚染１０３物質との間に相互作用を確立できることが望ましい。例えば、固体成分１０９のサイズおよび形状は、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に相互作用を確立するのに好都合なものであることが望ましい。
【００１２】
洗浄剤１０１の中の固体成分１０９は、ウエハ１０５に対する付着および損傷の両方を回避しつつウエハ１０５上の汚染物質１０３と相互作用できることが望ましい。また、固体成分１０９は、液体媒質１０７への溶解を回避できることが望ましく、なおかつ、液体媒質１０７全体への分散を可能にする表面機能性を有することが望ましい。液体媒質１０７全体への分散を可能にする表面機能性を有さない固体成分１０９については、それらの固体成分１０９の分散を可能にするために、液体媒質１０７に化学分散剤を加えることができる。固体成分１０９は、それらの特定の化学的特性およびそれらを取り囲む液体媒質１０７との相互作用に応じて、いくつかの異なる形態のうちの１つまたは複数の形態をとることができる。例えば、各種の実施形態では、固体成分１０９は、集合体、コロイド、ゲル、合体球、または基本的にその他の任意のタイプの膠着、凝結、凝集、集塊、もしくは合体を形成することができる。なお、上で挙げられた代表的な固体成分１０９の形態の一覧は、包括的な一覧を表していないことを理解されるべきである。その他の実施形態では、固体成分１０９は、本明細書に明記されていない形態をとることができる。したがって、理解されるべきは、固体成分１０９は、ウエハ１０５および汚染物質１０３との相互作用について上述された方式で機能することができる、基本的に任意の固形材料として定められることである。
【００１３】
代表的な一部の固体成分１０９は、脂肪族酸、カルボン酸、パラフィン、ワックス、高分子、ポリスチレン、ポリペプチド、およびその他の粘弾性材料を含む。固体成分１０９材料は、液体媒質１０７の中でのその溶解限度を超える濃度で存在することが望ましい。また、特定の固体成分１０９材料に関連した洗浄の有効性は、温度の関数として可変であることを理解されるべきである。
【００１４】
脂肪族酸は、炭素原子が開鎖を形成するような有機化合物によって定められる基本的に任意の酸を表している。脂肪酸は、洗浄剤１０１の中の固体成分１０９として使用できる脂肪族酸の一例である。固体成分１０９として使用できる脂肪酸の例は、数あるなかでも、とりわけ、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、およびセロチン酸を含む。一実施形態では、固体成分１０９は、Ｃ−１から約Ｃ−２６に到るまでの様々な炭素鎖長によって定められる脂肪酸の混合を表すことができる。カルボン酸は、１つまたは複数のカルボキシル基（ＣＯＯＨ）を含む基本的に任意の有機酸によって定められる。固体成分１０９として使用されるときに、カルボン酸は、Ｃ−１から約Ｃ−１００に到るまでの様々な炭素鎖長の混合を含むことができる。また、カルボン酸は、長鎖のアルコール、エーテル、および／またはケトンを、液体媒質１０７の中での溶解限度を超える量で含むことができる。
【００１５】
一部の実施形態では、脂肪酸などの特定のタイプの固体成分１０９が液体媒質１０７全体に分散することを可能にするために、液体媒質１０７に分散剤を加えることが必要とされることがある。例えば、化学量論的量未満の量で存在するカルボン酸またはステアリン酸などの材料で形成された固体成分１０９の懸濁を可能にするために、液体媒質１０７に塩基を加えることができる。また、カルボン酸塩、リン酸塩、硫酸基、ポリオール基、エチレンオキシドなどの、液体媒質１０７と混ざる部分を内包させることによって、固体成分１０９材料の表面機能性に影響を及ぼすことが可能である。理解されるべき点は、固体成分１０９は、ウエハ１０５上に存在する汚染物質１０３と相互作用させられないような形態に固まることのないように、液体媒質１０７全体に実質的に均一に分散可能であることが望ましいことである。
【００１６】
前述のように、連続液体媒質１０７は、水性または非水性のいずれかであることが可能である。例えば、水性の液体媒質１０７は、一実施形態では、脱イオン水によって定めることができる。別の一実施形態では、非水性の液体媒質１０７を、数あるなかでも、とりわけ、炭化水素、フッ化炭素、鉱油、またはアルコールによって定めることができる。液体媒質１０７が水性であるか非水性であるかにかかわらず、液体媒質１０７は、イオン性または非イオン性の溶媒およびその他の化学添加剤を含むように調整できることを理解されるべきである。例えば、液体媒質１０７への化学添加剤は、共溶媒、ｐＨ調整剤、キレート剤、極性溶媒、界面活性剤、水酸化アンモニウム、過酸化水素、フッ化水素酸、水酸化テトラメチルアンモニウム、ならびに高分子、微粒子、およびポリペプチドなどのレオロジー調整剤を、任意の組み合わせで含むことができる。
【００１７】
前述のように、洗浄剤１０１の中の不混和成分１１１は、気相、液相、固相、またはそれらの組み合わせのいずれかで定めることができる。気相で定められた不混和成分１１１を有するような実施形態では、不混和成分１１１は、連続液体媒質１０７全体に分散された気泡として定められる。一実施形態では、気泡は、洗浄剤１０１の５〜９９．９％の容量パーセントを占めるものとして定められる。別の一実施形態では、気泡は、洗浄剤１０１の５０〜９５％の重量パーセントを占めるものとして定められる。不混和成分１１１を定める気体は、例えばＮ2、Ａｒなどのように不活性、あるいはＯ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ2、空気、Ｈ2、ＮＨ3、ＨＦなどのように反応性のいずれかであることが可能である。
【００１８】
液相で定められた不混和成分１１１を有するような実施形態では、不混和成分１１１は、連続液体媒質１０７全体に分散した、液体媒質１０７に混ざらない液滴として定められる。不混和成分１１１を定める液体は、不活性または反応性のいずれかであることが可能である。例えば、液体媒質１０７が水性の場合は、不混和成分１１１を定めるための不活性な液体として、ヘキサンまたは鉱油を使用することが可能である。別の一例では、不混和成分１１１を定めるための反応性の液体として、油溶性の表面改質剤を使用することが可能である。
【００１９】
洗浄プロセス中は、固体成分１０９がウエハ１０５上の汚染物質１０３に近接近するまたは接触するように、液体媒質１０７の中の固体成分１０９に対して押し下げ力が作用される。洗浄剤１０１の中の不混和成分１１１は、固体成分１０９に対して押し下げ力を作用させるためのメカニズムを提供する。固体成分１０９が汚染物質１０３に十分に接近するまたは接触すると、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に相互作用が確立される。固体成分１０９と汚染物質１０３との間の相互作用は、汚染物質１０３とウエハ１０５との間の付着力に打ち勝つのに十分である。したがって、固体成分１０９がウエハ１０５から遠ざけられる際は、固体成分１０９と相互作用した汚染物質１０３もまた、ウエハ１０５から遠ざけられる、すなわち、汚染物質１０３は、ウエハ１０５から除去される。
【００２０】
図２Ａ〜２Ｂは、本発明の一実施形態にしたがった、ウエハ１０５から汚染物質１０３を除去するために洗浄剤１０１がどのように機能するかを示した図である。図２Ａ〜２Ｂに示された洗浄剤１０１は、図１に関連して上述されたのと同じ特性を保持していることを理解されるべきである。図２Ａに示されるように、洗浄剤１０１の液体媒質１０７の中で、汚染物質１０３と不混和成分１１１との間には、固体成分１０９が介在している。液体媒質の中の不混和成分１１１は、それが気泡であれ液滴であれ、関連の表面張力を有している。したがって、不混和成分１１１は、固体成分１０９に押し付けられると変形され、固体成分１０９に対して押し下げ力（Ｆ）を作用させる。この押し下げ力（Ｆ）は、固体成分１０９をウエハ１０５およびその上の汚染物質１０３に向けて移動させる働きをする。一実施形態では、固体成分１０９が汚染物質１０３に十分に近づけられたときに、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に相互作用が生じる。別の一実施形態では、固体成分１０９が汚染物質１０３に実際に接触したときに、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に相互作用が生じる。
【００２１】
固体成分１０９と汚染物質１０３との間の相互作用の力は、汚染物質１０３をウエハ１０５につなぐ力よりも強い。また、固体成分１０９が汚染物質１０３と結合するような一実施形態では、固体成分１０９をウエハ１０５から遠ざけるために使用される力が、汚染物質１０３をウエハ１０５につなぐ力よりも強い。したがって、図２Ｂに示されるように、固体成分１０９がウエハ１０５から遠ざけられる際に、固体成分１０９と結合された汚染物質１０３もまた、ウエハ１０５から遠ざけられる。固体成分１０９は、汚染１０３と相互作用することによって洗浄プロセスに影響を及ぼすので、ウエハ１０５全体にわたる汚染１０３の除去は、固体成分１０９がウエハ１０５全体に如何に良く分布しているかに依存することを理解されるべきである。好ましい一実施形態では、固体成分１０９は、非常に良く分布しているので、ウエハ１０５上の基本的にどの汚染物質１０３も、少なくとも１つの固体成分１０９に接近している。また、１つの固体成分１０９は、同時的であれ順次的であれ、２つ以上の汚染物質１０３と接触できるまたは相互作用できることも理解されるべきである。
【００２２】
固体成分１０９と汚染物質１０３との間の相互作用は、数あるなかでも、とりわけ、付着、衝突、および引力を含む１つまたは複数のメカニズムを通じて確立することができる。固体成分１０９と汚染物質１０３との間の付着は、化学的および／または物理的相互作用を通じて確立することができる。例えば、一実施形態では、化学的相互作用が、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に糊に似た効果を生じさせる。別の一実施形態では、固体成分１０９の機械的性質によって、固体成分１０９と汚染物質１０３との間の物理的相互作用が促進される。例えば、固体成分１０９は、汚染物質１０３に押し付けられたときに汚染物質１０３が固体成分１０９の中に刷り込まれるように、可展性であることが可能である。別の一実施形態では、固体成分１０９網の中に汚染物質１０３を巻き込ませることが可能である。この実施形態では、固体成分１０９網を通じて機械的応力を汚染物質１０３に伝えることによって、ウエハ１０５からの汚染物質１０３の除去に必要とされる機械力を提供することができる。
【００２３】
汚染物質１０３による刷り込みに起因する固体成分１０９の変形は、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に機械的結合を形成する。例えば、汚染物質１０３の表面トポグラフィは、汚染物質１０３が固体成分１０９の中に押し込まれるにつれて、固体成分１０９材料の部分が汚染物質１０３の表面トポグラフィの中の領域に入り、そこから容易に脱出することができなくなることによって、固定のメカニズムを形成するような、表面トポグラフィである。また、汚染物質１０３が固体成分１０９の中に押し込まれるにつれて、固体成分１０９からの汚染物質１０３の排除に抵抗する真空力を確立することができる。
【００２４】
別の一実施形態では、直接的または間接的な接触を通じて固体成分１０９から汚染物質１０３へと伝えられるエネルギによって、ウエハ１０５からの汚染物質１０３の撤去を引き起こすことができる。この実施形態では、固体成分１０９は、汚染物質１０３より柔らかいまたは堅いことが可能である。もし固体成分１０９が汚染物質１０３より柔らかい場合は、固体成分１０９は、衝突の最中に、より大きな変形を生じやすくなり、その結果、汚染物質１０３をウエハ１０５から撤去するための運動エネルギの伝達が減少する。しかしながら、固体成分１０９が汚染物質１０３より柔らかい場合は、固体成分１０９と汚染物質１０３との間の付着結合が強くなるであろう。反対に、もし固体成分１０９が少なくとも汚染物質１０３と同程度に堅い場合は、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に実質的に完璧なエネルギ伝達を生じることができるので、汚染物質１０３をウエハ１０５から撤去する働きをする力が増大する。しかしながら、固体成分１０９が汚染物質１０３と少なくとも同程度に堅い場合は、固体成分１０９の変形に依存する相互作用の力は低減されるであろう。なお、固体成分１０９および汚染物質１０３に関連した物理的性質ならびに相対速度は、それらの間における衝突の相互作用に影響を及ぼすことを理解されるべきである。
【００２５】
上記に加えて、一実施形態では、固体成分１０９と汚染物質１０３との間の相互作用は、静電気引力に起因することができる。例えば、もし固体成分１０９と汚染物質１０３とが反対の表面電荷を有する場合は、それらは、互いに電気的に引きつけられる。固体成分１０９と汚染物質１０３との間の静電気引力は、汚染物質１０３をウエハ１０５につなぐ力に打ち勝つのに十分であることが可能である。
【００２６】
別の一実施形態では、固体成分１０９と汚染物質１０３との間に静電反発力が存在することができる。例えば、固体成分１０９および汚染物質１０３は、ともに、負の表面電荷または正の表面電荷のいずれかを有することができる。もし、固体成分１０９と汚染物質１０３とを十分に近接近させることが可能であれば、それらの間の静電反発力をファンデルワールス力を通じて打ち負かすことが可能である。不混和成分１１１によって固体成分１０９に加えられる力は、静電反発力を打ち負かして固体成分１０９と汚染物質１０３との間にファンデルワールス引力を確立させるのに十分である。また、別の一実施形態では、固体成分１０９および汚染物質１０３の一方の上または両方の上に存在する表面電荷を相殺することによって、固体成分１０９と汚染物質１０３との間の静電反発力が低減されてそれらの間の相互作用が促進されるように、液体媒質１０７のｐＨを調整することができる。
【００２７】
図３は、本発明の一実施形態にしたがった、基板から汚染を除去するための方法のフローチャートを示した図である。なお、図３の方法において言及される基板は、半導体ウエハ、または半導体製造プロセスに関連した汚染物質の除去を必要とするその他の任意のタイプの基板を表しうることを理解されるべきである。また、図３の方法において言及される汚染物質は、粒子状汚染、微量金属汚染、有機汚染、フォトレジストのデブリ、ウエハ取り扱い機器からの汚染、およびウエハ背面の粒子状汚染を非限定的に含む、半導体ウエハ製造プロセスに関連した基本的に任意のタイプの汚染物質を表すことができる。
【００２８】
図３の方法は、液体媒質の中に固体成分を分散された洗浄剤を、基板の上方に配する動作３０１を含む。図３の方法において言及される洗浄剤は、図１、図２Ａ、および図２Ｂに関連して上述されたものと同じである。したがって、洗浄剤の中の固体成分は、懸濁した状態で液体媒質の中に分散される。また、固体成分は、基板を損傷させることおよび基板に付着することを回避するように定められる。一実施形態では、固体成分は、結晶性の固体として定められる。別の一実施形態では、固体成分は、非晶質の固体として定められる。さらに別の一実施形態では、固体成分は、結晶性の固体と非晶質の固体との組み合わせとして表される。また、各種の実施形態において、液体媒質は、水性または非水性のいずれかであることが可能である。
【００２９】
方法は、また、固体成分に力を加えて固体成分を基板の上に存在する汚染物質に接近させ、固体成分と汚染物質との間に相互作用が確立されるようにする動作３０３を含む。前述のように、固体成分に、その固体成分を汚染物質に接近させるために必要とされる力を加えるために、洗浄剤の中に、不混和成分が提供される。一実施形態では、方法は、制御された量の力を固体成分に加えるために、不混和成分を制御する動作を含むことができる。不混和成分は、液体媒質の中の気泡または不混和液滴として定めることができる。また、不混和成分は、液体媒質の中の気泡と不混和液滴との組み合わせとして表すことができる。
【００３０】
方法の一実施形態では、不混和成分は、基板の上方に洗浄剤を配する前に、液体媒質の中に定められる。しかしながら、別の一実施形態では、方法は、基板の上方に洗浄剤を配することに続いて、その場で不混和成分を形成する動作を含むことができる。例えば、不混和成分は、洗浄剤と相対的な周囲圧力の減少に際して液体媒質の中の溶解ガスから形成することができる。その場での不混和成分の形成は、汚染除去プロセスを向上できることを理解されるべきである。例えば、一実施形態では、重力が、不混和成分の形成に先立って固体成分を基板に引き寄せる働きをする。次いで、液体媒質の中に予め溶解されていたガスが気泡となって溶液から出てくるように、周囲圧力が低減される。固体成分は、重力によって基板に引き寄せられているので、気泡の大半は、固体成分の上方に形成される。固体成分が既に基板に向けて沈降された状態における、固体成分の上方での気泡の形成は、固体成分を基板上の汚染物質に接近させる動きを向上させる働きをする。
【００３１】
各種の実施形態において、固体成分と汚染物質との間の相互作用は、付着力、衝突力、引力、またはそれらの組み合わせによって確立することができる。また、一実施形態では、方法は、固体成分と汚染物質との間の相互作用を向上させるために、液体媒質の化学的性質を調整する動作を含むことができる。例えば、固体成分および汚染物質の一方または両方の表面電荷を打ち消すことによって、静電反発力が低減されるように、液体媒質のｐＨを調整することができる。
【００３２】
また、一実施形態では、方法は、固体成分と汚染物質との間の相互作用を向上させるために、洗浄剤の温度を制御する動作を含むことができる。より具体的に言うと、固体成分の性質を制御するために、洗浄剤の温度を制御することができる。例えば、固体成分は、温度が高いほど可展性が増し、汚染物質に押し付けられた際に形状的になじみやすくなる。そして、固体成分がひとたび汚染物質に押し付けられて、形状的になじむと、今度は、固体成分の可展性を下げて、汚染物質になじんだ形状をより良く維持するために、温度を引き下げることによって、固体成分と汚染物質とを効果的に固定する。温度は、また、固体成分の可溶性を、ひいては濃度を制御するためにも使用することができる。例えば、固体成分は、温度が高いほど、液体媒質に溶解しやすいであろう。温度は、また、ウエハ上においてその場での液液懸濁から固体成分を形成することを制御するためおよび／または可能にするためにも使用することができる。
【００３３】
別の一実施形態では、方法は、連続液体媒質の中に溶解した固体を沈殿させる動作を含むことができる。この沈殿動作は、固体を溶媒に溶解させ、次いで、溶媒とは混ざるが固体とは混ざらない成分を追加することによって、実現することができる。溶媒とは混ざるが固体とは混ざらない成分の追加は、固体成分の沈殿を引き起こす。
【００３４】
方法は、さらに、固体成分と相互作用した汚染物質が基板から除去されるように、基板から固体成分を遠ざける動作３０５を含む。一実施形態では、方法は、基板から遠ざかる固体成分および／もしくは汚染物質の動きを制御するまたは向上させるために、基板の上方での洗浄剤の流量を制御する動作を含む。
【００３５】
基板から汚染を除去するための本発明の方法は、固体成分と除去されるべき汚染物質との間に相互作用が確立されるように、洗浄剤の固体成分に力を加える手段がある限り、多くの異なる手法で実現することができる。図４Ａは、本発明の一実施形態にしたがった、ウエハから汚染を除去するための装置を示した図である。装置は、矢印４０３に示されるようにウエハ１０５を受けるための、溝型材４０１を含む。溝型材４０１の内側の長さ４０２および高さ４０４は、ウエハ１０５を収容できるように定められることを理解されるべきである。また、一実施形態では、溝型材４０１の高さ４０４は調整可能である。前述のように、溝型剤４０１は、洗浄剤１０１を内包するように定められる。したがって、ウエハ１０５は、溝型材４０１の中へと移動すると、洗浄剤１０１に浸漬される。溝型材４０１は、洗浄剤１０１およびウエハ１０５と化学的に共存可能であるような十分な強さの任意の材料で作成できることを理解されるべきである。
【００３６】
図４Ｂは、本発明の一実施形態にしたがった、ウエハ１０５を中に配された溝型材４０１の垂直断面を示した図である。溝型材４０１は、汚染を除去されるべきウエハ１０５の表面に対向する実質的に平行な向きに配置された抑制表面４０６を含む。溝型材４０１およびウエハ１０５は、水平平面４０８に対してとある角度４１２で傾けられる。溝型材４０１の低い方の端／高度には、液体媒質１０７の中に不混和成分１１１を生成するための不混和成分生成器４０９が提供される。
【００３７】
前述のように、不混和成分１１１は、液体媒質１０７に混ざらない気体または液体のいずれかで形成することができる。不混和成分１１１材料は、ソース４０５からライン４０７を通って不混和成分生成器４０９へと提供される。洗浄動作中は、不混和成分１１１をウエハ１０５の上方で速度Ｖで移動させるために、推進力が加えられる。不混和成分１１１がウエハ１０５の上方を移動される際に、ウエハ１０５に対する不混和成分の位置は、溝型材４０１の抑制表面４０６によって制約されることを理解されるべきである。一実施形態では、不混和成分１１１をウエハ１０５の上方で移動させるために加えられる推進力は、浮力である。別の一実施形態では、不混和成１１１をウエハ１０５の上方で移動させる推進力は、不混和成分生成器４０９の分配圧力によって提供される。
【００３８】
各種の実施形態において、不混和成分生成器４０９は、単一の生成ポイントまたは複数の生成ポイントのいずれかを有するように構成することができる。例えば、一実施形態では、不混和成分生成器４０９は、数々の不混和成分１１１生成ポイントを含むように構成された多岐管として定められる。また、装置は、洗浄プロセス中にウエハ１０５を回転させるおよび／または並進させるように定められた基板ホルダを含みうることを理解されるべきである。
【００３９】
図４Ｃは、不混和成分１１１と、固体成分１０９と、汚染物質１０３と、ウエハ１０５との間の関係を示した図である。不混和成分１１１がウエハ１０５表面の上方を移動する際は、洗浄剤の厚さ４１０が、不混和成分と液体媒質との界面をウエハ１０５表面から隔てる。ウエハ１０５の上方での不混和成分１１１の移動が浮力によって駆動されるような実施形態では、傾斜角４１２の増大が、相応する浮力の増大を引き起こすことを理解されるべきである。浮力および対応する不混和成分１１１の速度Ｖが増すにつれて、不混和成分１１１は細長くなり、そうして、洗浄剤の厚さ４１０を増大させる。洗浄剤の厚さ４１０が十分に大きくなると、不混和成分１１１は、固体成分１０９に対して、汚染物質１０３との相互作用を可能にする十分な力を作用させることができなくなる。また、不混和成分１１１の速度Ｖが増すにつれて、ウエハ１０５表面の上方の所定の位置における不混和成分１１１の滞在時間が減少する。したがって、傾斜角４１２は、不混和成分１１１の速度Ｖを適切に制御するように設定されることが望ましい。また、抑制表面４０６とウエハ１０５との間の分離距離４０４は、洗浄剤の厚さ４１０が大きくなり過ぎないように制御されることが望ましい。
【００４０】
図４Ｄは、本発明の一実施形態にしたがった、不混和成分１１１がどのように固体成分１０９を汚染物質１０３に接近させる働きをするかを示した図である。不混和成分１１１が液体媒質１０７の中で固体成分１０９および汚染物質１０３の上方を横断するにつれて、不混和成分は、力Ｆによって、固体成分１０９を汚染物質１０３へと向かわせる。前述のように、固体成分１０９と汚染物質１０３との間には、両者が互いに十分に接近したときに相互作用が生じる。不混和成分１１１によって固体成分１０９に作用される力Ｆは、不混和成分１１１と液体媒質１０７との間の圧力差に関連する。また、汚染物質１０３は、洗浄剤厚さ４１０の中で、さらにせん断応力にも曝される。また、汚染物質１０３は、不混和成分１１１と液体媒質１０７との間の境界に存在する界面張力にも曝される。これらのせん断応力および界面張力は、汚染物質１０３をウエハ１０５表面から撤去するのを助ける働きをする。
【００４１】
図４Ｅは、本発明の一実施形態にしたがった、ウエハ１０５表面の上方での不混和成分１１１の横断に続く、ウエハ１０５表面からの汚染物質１０３の除去を示した図である。図４Ｅの実施形態では、固体成分１０９および汚染物質１０３は、前述のようなせん断応力および界面張力の影響下において、合体した一単位のかたちでウエハ１０５から除去される。別の一実施形態では、固体成分１０９は、汚染物質１０３と実際に合体することなくウエハ１０５から汚染物質１０３を除去するために、汚染物質１０３と相互作用する。この実施形態では、固体成分１０９および汚染物質１０３は、それぞれ個別にウエハ１０５から遠ざかる。一実施形態では、ウエハ１０５からの汚染物質１０３の除去は、溝型材４０１を通る洗浄剤の流れに関連したせん断応力によって向上される。この実施形態では、装置は、固体成分１０９と相互作用した汚染物質１０３がウエハ１０５から遠ざけられるように、洗浄剤の中に流れを導入するように定められた洗浄剤循環器を含むことができる。
【００４２】
図４Ｆは、本発明の別の一実施形態にしたがった、ウエハ１０５表面からの汚染物質１０３の除去を示した図である。図４Ｆの実施形態では、液体媒質１０７は水性、不混和成分１１１は非水性、そして固体成分１０９は表面活性である。不混和成分１１１が固体成分１０９の上方を横断する際に、不混和成分は、固体成分１０９に力Ｆを作用させるのみならず、固体成分１０９が不混和成分１１１と液体媒質１０７との間の界面領域に引き込まれるように固体成分１０９を濡らすことも行う。このため、固体成分１０９と汚染物質１０３との合体のウエハ１０５からの除去は、不混和−液体界面への固体成分１０９の吸収によって向上される。
【００４３】
図４Ａ〜４Ｆの装置は、特定の代表的実施形態に関して説明されてきたが、ウエハからの汚染物質の除去に関する原理は、その他の実施形態の装置にも等しく適用可能であることを理解されるべきである。例えば、図４Ａ〜４Ｆの装置は、不混和成分１１１のための推進力が提供され、固体成分１０９と汚染物質１０３との相互作用を可能にするための力Ｆが不混和成分１１１によって固体成分１０９に及ぼされる限り、ウエハを水平の向き、垂直の向き、または逆さの向きに維持するように変更することができる。また、各種の実施形態では、ウエハ１０５の上方での不混和成分１１１の横断と組み合わせて、ウエハ１０５を回転させる、引く、押す、または別の方法で撹拌することが可能である。
【００４４】
また、図３の方法と合わせて図４Ａ〜４Ｆの装置を使用して実施される洗浄プロセスは、温度、圧力、流量、および時間などのパラメータについての特定の制御設定を規定するレシピにしたがって実施することができる。一実施形態では、装置は、固体成分１０９と汚染物質１０３との間の相互作用を向上させるとともにウエハ１０５からの汚染物質１０３の除去を向上させるために、洗浄剤の化学的性質を監視および調整するように定められた洗浄剤制御システムを含むことができる。また、一実施形態では、装置は、溝型材４０１の中の洗浄剤の温度を制御するように定められた温度制御システムを含むことができる。さらに、図３の方法と合わせて図４Ａ〜４Ｆの装置を使用して実施される洗浄プロセスは、反復方式で、すなわち多段階方式で実施することができる。また、図４Ａ〜４Ｆの単一ウエハ１０５装置に関して説明された原理は、複数ウエハ１０５を同時的に処理するように構成された装置に拡大適用することができる。
【００４５】
図５は、本発明の別の一実施形態にしたがった、基板から汚染を除去するための方法のフローチャートを示した図である。方法は、基板を洗浄剤に浸漬させ、汚染を除去されるべき基板の表面が抑制表面に対向する実質的に平行な向きに配置されるようにする動作５０１を含む。図４Ａ〜４Ｆは、前述のように、洗浄剤に浸漬されつつ抑制表面に対向する実質的に平行な向きに配置された基板の一例を示している。図５の方法において言及される洗浄剤は、前述のものと同じ洗浄剤１０１を表すことを理解されるべきである。したがって、洗浄剤は、液体媒質１０７の中に分散された固体成分１０９を含む。
【００４６】
方法は、また、基板を抑制表面とともに水平平面に対して傾ける動作５０３を含む。各種の実施形態では、この傾けは、基板を抑制表面に対向する実質的に平行な向きに配置する前または後のいずれかに実施することができる。方法は、さらに、基板より低い高度に対応する位置で洗浄剤の中に不混和成分を生成する動作５０５を含む。図４Ｂは、前述のように、基板より低い高度で洗浄剤の中に生成された不混和成分１１１の一例を示している。ここで、ウエハ１０５は、基板を表している。
【００４７】
不混和成分に作用する浮力は、不混和成分を、基板の上方でなおかつ抑制表面と基板との間で移動させる。基板の上方での不混和成分の移動は、液体媒質の中の固体成分に力を加え、その固体成分が基板の上に存在する汚染物質と相互作用するようにする。図４Ｃ〜４Ｆは、前述のように、固体成分と汚染物質との間の相互作用を促進し、汚染物質が基板から除去されるようにするために、不混和成分がどのように固体成分に力を作用させるかについての一例を示している。
【００４８】
図５のフローチャートで説明された方法は、汚染除去プロセスを向上させるために、数々の追加の動作を含むことができる。一実施形態では、基板の上方での不混和成分の速度の制御を可能にするために、基板を抑制表面とともに傾ける角度を調整する動作を含むことができる。また、不混和成分が基板の上方を移動する際に、不混和成分と基板との間の距離を制御することを可能にするために、抑制表面と基板との間の距離を調整する動作を含むことができる。
【００４９】
別の動作では、基板の上方に洗浄剤の流れを導入するために、洗浄剤を循環させることができる。基板の上方への洗浄剤の流れの導入は、洗浄剤の中での化学種の補充を可能にするとともに、除去された汚染物質が基板から遠ざかる動きを向上させることを理解されるべきである。方法は、さらに、固体成分と汚染物質との間の相互作用を向上させ、そうして基板からの汚染物質の除去を向上させるために、洗浄剤の化学的性質を監視および調整する動作を含むことができる。洗浄剤の温度もまた、固体成分と汚染物質との間の相互作用を向上させるために、監視および調整することができる。また、基板の上方で不混和成分が移動する際に、回転、並進、または回転と並進との両方のいずれかを通じて基板を操作する動作が実施できることも理解されるべきである。
【００５０】
本発明は、半導体ウエハから汚染物質を除去するという背景のもとで説明されてきたが、前述の本発明の原理および技術は、半導体ウエハ以外の表面の洗浄にも等しく適用可能であることを理解されるべきである。例えば、本発明は、半導体製造で使用される任意の機器表面を洗浄するために使用することができる。ここで、任意の機器表面とは、例えばウエハと空気空間を共有するなどウエハと環境的に通じている任意の表面を意味するものとする。本発明は、また、汚染の除去が重要であるようなその他の技術分野で使用することもできる。例えば、本発明は、宇宙計画、または表面科学、エネルギ、光学、マイクロエレクトロニクス、ＭＥＭＳ、フラットパネル処理、太陽電池、メモリデバイスなどのその他のハイテク分野で使用される部品上の汚染を除去するために使用することができる。本発明を使用可能であるものとして挙げられた上記の代表的な分野の一覧は、包括的な一覧を表すことを意図していないことを理解されるべきである。さらに、本明細書での代表的な説明で使用されるウエハは、基板、部品、パネルなどの基本的にその他の任意の構造を表すように一般化可能であることを理解されるべきである。
【００５１】
以上では、いくつかの実施形態の観点から本発明の説明がなされてきたが、当業者ならば、先立つ明細書を読み、図面を検討することによって、各種の代替、追加、置換、および等価の形態を認識できるであろう。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、追加、置換、および等価の形態を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態にしたがった、半導体ウエハから汚染を除去するための洗浄剤を具体的に示した図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態にしたがった、ウエハから汚染物質を除去するために洗浄剤がどのように機能するかを示した図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態にしたがった、ウエハから汚染物質を除去するために洗浄剤がどのように機能するかを示した図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがった、基板から汚染を除去するための方法のフローチャートを示した図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態にしたがった、ウエハから汚染を除去するための装置を示した図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態にしたがった、ウエハを中に配された溝型材の垂直断面を示した図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態にしたがった、不混和成分と、固体成分と、汚染物質と、ウエハとの間の関係を示した図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態にしたがった、不混和成分がどのように固体成分を汚染物質に接近させる働きをするかを示した図である。
【図４Ｅ】本発明の一実施形態にしたがった、ウエハ表面の上方での不混和成分の横断に続く、ウエハ表面からの汚染物質の除去を示した図である。
【図４Ｆ】本発明の別の一実施形態にしたがった、ウエハ表面からの汚染物質の除去を示した図である。
【図５】本発明の別の一実施形態にしたがった、基板から汚染を除去するための方法のフローチャートを示した図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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