(57)【要約】【課題】ノズルの経路内壁が削られることによって生ずる金属汚染が洗浄後の基板の洗浄面に発生することを抑制する。【解決手段】本発明の一態様は、基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズル（１１）において、前記ノズルの内壁にはＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜が形成されていることを特徴とするノズル（１１）である。
2015022732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルにおいて、
前記ノズルの内壁にはＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜が形成されていることを特徴とするノズル。
【請求項２】
請求項１において、
前記硬質膜は、ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮｉ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＣｒＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、Ｃｒ、ＮｉＰ、ＷＣ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮ、及びＳｉａＡｌｂＯｃＮｄ（サイアロン）の群から選択された一つを含む膜であることを特徴とするノズル。
【請求項３】
請求項１において、
前記硬質膜はＤＬＣ膜であり、前記ＤＬＣ膜の水素含有量は３０原子％以下であることを特徴とするノズル。
【請求項４】
請求項３において、
前記ＤＬＣ膜は、周波数が１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波出力を用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜されていることを特徴とするノズル。
【請求項５】
請求項３において、
前記ＤＬＣ膜は、周波数が５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの高周波出力を用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜されていることを特徴とするノズル。
【請求項６】
請求項１、３乃至５のいずれか一項において、
前記ノズルは、ベンチュリ管であることを特徴とするノズル。
【請求項７】
請求項１、３乃至６のいずれか一項に記載のノズルと、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給するＣＯ２供給機構と、
基板を保持する保持機構と、
を具備し、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給し、前記ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって前記保持機構に保持された前記基板を洗浄することを特徴とする洗浄装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記保持機構に保持された前記基板の下方に配置された排気機構を有し、
前記保持機構は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°の範囲内となる位置に前記基板を保持する機構であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記ノズルからＣＯ２粒子が噴出される方向と前記基板の洗浄面とで作る角度は、２０°〜９０°の範囲内であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記排気機構は、前記基板の下方に配置された排気口と、前記排気口に接続された排気経路を有し、
前記排気経路は前記排気口の下方に延びる経路を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか一項において、
前記保持機構によって保持された前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気機構によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１２】
基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルと、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給するＣＯ２供給機構と、
前記保持機構に保持された前記基板の下方に配置された排気機構と、
を具備し、
前記保持機構は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°の範囲内となる位置に前記基板を保持する機構であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記排気機構は、前記基板の下方に配置された排気口と、前記排気口に接続された排気経路を有し、
前記排気経路は前記排気口の下方に延びる経路を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３において、
前記保持機構によって保持された前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気機構によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１５】
基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルと、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給するＣＯ２供給機構と、
前記保持機構に保持された前記基板の下方に配置された排気機構と、
を具備し、
前記排気機構は、前記基板の下方に配置された排気口と、前記排気口に接続された排気経路を有し、
前記排気経路は前記排気口の下方に延びる経路を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記保持機構によって保持された前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気機構によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１７】
ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって基板を洗浄する方法において、
前記ノズルの内壁にはＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜が形成されていることを特徴とする洗浄方法。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記硬質膜は、ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮｉ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＣｒＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、Ｃｒ、ＮｉＰ、ＷＣ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮ、及びＳｉａＡｌｂＯｃＮｄ    ｑ（サイアロン）の群から選択された一つを含む膜であることを特徴とする洗浄方法。
【請求項１９】
請求項１７において、
前記硬質膜はＤＬＣ膜であり、前記ＤＬＣ膜の水素含有量は３０原子％以下であることを特徴とする洗浄方法。
【請求項２０】
請求項１７乃至１９のいずれか一項において、
前記基板を洗浄する際は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°の範囲内となる位置に前記基板を配置することを特徴とする洗浄方法。
【請求項２１】
ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって基板を洗浄する方法において、
前記基板を洗浄する際は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°の範囲内となる位置に前記基板を配置することを特徴とする洗浄方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１において、
前記基板を洗浄する際に、前記基板の下方から排気することを特徴とする洗浄方法。
【請求項２３】
ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって基板を洗浄する方法において、
前記基板を洗浄する際に、前記基板の下方に配置された排気口及び排気経路によって排気する洗浄方法であり、
前記排気経路は、前記排気口に接続され、且つ前記排気口の下方に延びる経路であることを特徴とする洗浄方法。
【請求項２４】
請求項２３において、
前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気経路によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２粒子を噴出させるノズル、ＣＯ２粒子によって洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の洗浄装置を説明するための模式図である。
この洗浄装置は、６ＭＰａに加圧された液化炭酸ガス（液化ＣＯ２）が入れられたボンベ（図示せず）と、そのボンベに接続されたノズル１０１と、基板１０２を保持する保持機構（図示せず）と、吸気口１０４ａを備えたダクト１０４と、ブロワー(BLOWER)と、ヘパフィルター(HEPA FILTER)を有している。保持機構は、基板１０２の表面（洗浄面）が水平面とほぼ平行になり、且つ基板１０２の表面を上向き（重力方向とは逆側の方向）にした位置に基板１０２を保持する機構である。【０００３】
上記の洗浄装置は次のように稼動する。ボンベ内の加圧された液化ＣＯ２がノズル１０１に供給され、その液化ＣＯ２がノズル１０１を通って噴出されるＣＯ２粒子１０３を、保持機構によって保持された基板１０２の表面に吹きつけることで、基板１０２に付着するパーティクル等を吹き飛ばし、その吹き飛ばしたパーティクル等をブロワーによって基板１０２の横側の吸気口１０４ａから吸気することで除去する。そして、その吸気口１０４ａからダクト１０４を通ったパーティクル等はヘパフィルターで捕獲され、パーティクル等を除去した気体は再び基板１０２上に供給される。ノズル１０１はステンレス製であり、基板１０２は例えば半導体プロセスにおけるリフトオフ後のシリコンウエハまたはガラス基板である。なお、上記の洗浄装置に関連した技術が特許文献１に開示されている。【０００４】
ところで、上記従来の洗浄装置では、液化ＣＯ２がノズル１０１を通る際に、ステンレス製のノズル１０１の経路内壁にＣＯ２粒子１０３が衝突することで当該経路内壁のＦｅまたはＣｒ等の金属が微量に削られ、その金属が含まれたＣＯ２粒子１０３を噴出することがある。このＣＯ２粒子１０３によってシリコンウエハまたはガラス基板を洗浄するため、洗浄後のシリコンウエハまたはガラス基板の表面にＦｅまたはＣｒ等の金属が残存し、その金属によってシリコンウエハまたはガラス基板が汚染されることがある。【０００５】
また、上記従来の洗浄装置では、基板１０２の表面（洗浄面）を上向きで且つ水平面とほぼ平行になる位置に保持機構によって基板１０２を保持するため、その基板１０２の表面にノズル１０１から吹きつけたＣＯ２粒子１０３によって基板１０２上のパーティクル等が吹き飛ばされた後に、そのパーティクル等が基板１０２の表面に再付着することがある。そのため、洗浄後の基板１０２の表面にパーティクル等が残されてしまい、基板の表面の洗浄効果が低下することがある。特に、基板の大きさが大きくなるほど、パーティクル等の再付着が起こりやすくなり、洗浄効果が低下しやすくなる。【０００６】
また、上記従来の洗浄装置では、吸気口１０４ａからダクト１０４を通ったパーティクル等をヘパフィルターで除去し、その除去後の気体を再び基板１０２上に供給するため、ヘパフィルターで捕獲できない微小の金属粉やバリ等が基板１０２上に再付着することがある。その結果、基板の表面の洗浄効果が低下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳＰ６，０９９，３９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、ノズルの経路内壁が削られることによって生ずる金属汚染が洗浄後の基板の洗浄面に発生することを抑制することを課題とする。
また、本発明の一態様は、パーティクル等の再付着による洗浄効果の低下を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、本発明の種々の態様について説明する。
［１］基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルにおいて、
前記ノズルの内壁にはＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜が形成されていることを特徴とするノズル。【００１０】
［２］上記［１］において、
前記硬質膜は、ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮｉ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＣｒＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、Ｃｒ、ＮｉＰ、ＷＣ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮ、及びＳｉａＡｌｂＯｃＮｄ（サイアロン）の群から選択された一つを含む膜であることを特徴とするノズル。【００１１】
［３］上記［１］または［２］において、
前記硬質膜はＤＬＣ膜であり、前記ＤＬＣ膜の水素含有量は３０原子％以下であることを特徴とするノズル。【００１２】
［４］上記［３］において、
前記ＤＬＣ膜は、周波数が１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは５０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚ）の高周波出力を用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜されていることを特徴とするノズル。【００１３】
［５］上記［３］において、
前記ＤＬＣ膜は、周波数が５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの高周波出力を用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜されていることを特徴とするノズル。【００１４】
［５−１］基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルを製造する方法において、
前記ノズルの内壁に、周波数が１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは５０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚ）の高周波出力を用いたプラズマＣＶＤ法によってＤＬＣ膜を成膜することを特徴とするノズルの製造方法。【００１５】
［６］上記［１］乃至［５］のいずれか一項において、
前記ノズルは、ベンチュリ管であることを特徴とするノズル。【００１６】
［７］上記［１］乃至［６］のいずれか一項に記載のノズルと、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給するＣＯ２供給機構と、
基板を保持する保持機構と、
を具備し、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給し、前記ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって前記保持機構に保持された前記基板を洗浄することを特徴とする洗浄装置。【００１７】
［８］上記［７］において、
前記保持機構に保持された前記基板の下方に配置された排気機構を有し、
前記保持機構は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°（好ましくは７０°〜１１０°）の範囲内となる位置に前記基板を保持する機構であることを特徴とする洗浄装置。【００１８】
［９］上記［７］または［８］において、
前記ノズルからＣＯ２粒子が噴出される方向と前記基板の洗浄面とで作る角度は、２０°〜９０°の範囲内であることを特徴とする洗浄装置。【００１９】
［１０］上記［８］または［９］において、
前記排気機構は、前記基板の下方に配置された排気口と、前記排気口に接続された排気経路を有し、
前記排気経路は前記排気口の下方に延びる経路を有することを特徴とする洗浄装置。【００２０】
［１１］上記［８］乃至［１０］のいずれか一項において、
前記保持機構によって保持された前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気機構によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄装置。【００２１】
［    １２］基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルと、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給するＣＯ２供給機構と、
前記保持機構に保持された前記基板の下方に配置された排気機構と、
を具備し、
前記保持機構は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°（好ましくは７０°〜１１０°）の範囲内となる位置に前記基板を保持する機構であることを特徴とする洗浄装置。【００２２】
［１２−１］上記［１２］において、
前記ノズルは、ベンチュリ管であることを特徴とする洗浄装置。【００２３】
［１２−２］上記［１２］または［１２−１］において、
前記ノズルからＣＯ２粒子が噴出される方向と前記基板の洗浄面とで作る角度は、２０°〜９０°の範囲内であることを特徴とする洗浄装置。【００２４】
［１３］上記［１２］、［１２−１］及び［１２−２］のいずれか一項において、
前記排気機構は、前記基板の下方に配置された排気口と、前記排気口に接続された排気経路を有し、
前記排気経路は前記排気口の下方に延びる経路を有することを特徴とする洗浄装置。【００２５】
［１４］上記［１２］、［１２−１］、［１２−２］及び［１３］のいずれか一項において、
前記保持機構によって保持された前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気機構によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄装置。【００２６】
［１５］基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記基板にＣＯ２粒子を噴出させるノズルと、
前記ノズルに加圧したＣＯ２を供給するＣＯ２供給機構と、
前記保持機構に保持された前記基板の下方に配置された排気機構と、
を具備し、
前記排気機構は、前記基板の下方に配置された排気口と、前記排気口に接続された排気経路を有し、
前記排気経路は前記排気口の下方に延びる経路を有することを特徴とする洗浄装置。【００２７】
［１６］上記［１５］において、
前記保持機構によって保持された前記基板及び前記ノズルはチャンバー内に配置されており、
前記排気機構によって排気される気体は前記チャンバーの外に排出されることを特徴とする洗浄装置。【００２８】
［１７］ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって基板を洗浄する方法において、
前記ノズルの内壁にはＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜が形成されていることを特徴とする洗浄方法。【００２９】
［１８］上記［１７］において、
前記硬質膜は、ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮｉ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＣｒＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、Ｃｒ、ＮｉＰ、ＷＣ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮ、及びＳｉａＡｌｂＯｃＮｄ    ｑ（サイアロン）の群から選択された一つを含む膜であることを特徴とする洗浄方法。【００３０】
［１９］上記［１７］において、
前記硬質膜はＤＬＣ膜であり、前記ＤＬＣ膜の水素含有量は３０原子％以下であることを特徴とする洗浄方法。【００３１】
［１９−１］上記［１７］乃至［１９］のいずれか一項において、
前記ノズルは、ベンチュリ管であることを特徴とする洗浄方法。【００３２】
［２０］上記［１７］乃至［１９］、［１９−１］のいずれか一項において、
前記基板を洗浄する際は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°（好ましくは７０°〜１１０°）の範囲内となる位置に前記基板を配置することを特徴とする洗浄方法。【００３３】
［２０−１］上記［１７］乃至［２０］、［１９−１］のいずれか一項において、
前記ノズルからＣＯ２粒子が噴出される方向と前記基板の洗浄面とで作る角度は、２０°〜９０°の範囲内であることを特徴とする洗浄方法。【００３４】
［２１］ノズルから噴出させたＣＯ２粒子によって基板を洗浄する方法において、
前記基板を洗浄する際は、前記基板の洗浄面とは逆側の面と水平面とで作る角度が４５°〜１８０°（好ましくは７０°〜１１０°）の範囲内となる位置に前記基板を配置することを特徴とする洗浄方法。【００３５】
［２２］上記［２０］、［２０−１］及び［２１］のいずれか一項において、
前記基板を洗浄する際に、前記基板の下方から排気することを特徴とする洗浄方法。【００３６】
［２２−１］上記［２１］または［２２］において、
前記ノズルは、ベンチュリ管であることを特徴とする洗浄方法。【００３７】
［２２−２］上記［２１］、［２２］及び［２２−１］のいずれか一項において、
前記ノズルからＣＯ２粒子が噴出される方向と前記基板の洗浄面とで作る角度は、２０°〜９０°の範囲内であることを特徴とする洗浄方法。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一態様によれば、ノズルの経路内壁が削られることによって生ずる金属汚染が洗浄後の基板の洗浄面に発生することを抑制することができる。
また、本発明の一態様によれば、パーティクル等の再付着による洗浄効果の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一態様に係る洗浄装置を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す保持機構及び排気機構を基板１２の表面側から視た図である。
【図３】（Ａ）は図１に示すノズル１１の断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すノズルを基端側から視た図である。
【図４】従来の洗浄装置を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４１】
図１及び図２に示すように、洗浄装置は、ノズル１１と、ノズル１１に加圧した液化炭酸ガス（液化ＣＯ２）を供給するＣＯ２供給機構と、基板１２を保持する保持機構と、基板１２の下方に配置された排気機構を有している。
【００４２】
ノズル１１は、ベンチュリ管またはラバールノズルであるとよい。なお、本明細書において、ベンチュリ管とはベンチュリ効果を応用した管であり、ベンチュリ効果とは流体の流れを絞ることによって、流速を増加させる効果であり、ラバールノズルとは流体が通る経路の中ほどが狭まっている管で、砂時計のような形状の経路を有するノズルであって、流体をこれに通すことで加速させ、超音速を得ることができるノズルをいい、ベンチュリ管はラバールノズルを含むものである。
【００４３】
ＣＯ２供給機構は、６ＭＰａに加圧された液化炭酸ガス（液化ＣＯ２）１３が入れられたボンベ１４を有し、このボンベ１４は配管１５によってバルブ１６の一方端に接続されている。配管１５はサイフォン管を有するとよい。バルブ１６の他方端はノズル１１の一方端に接続されている。バルブ１６を開くことによってボンベ１４内の加圧された液化ＣＯ２１３が配管１５及びバルブ１６を通してノズル１１に供給され、ノズル１１の他方端からＣＯ２粒子が噴出されるようになっている。
【００４４】
保持機構は、基板１２を保持する保持部１７と、保持部１７に接続された真空ポンプ１８を有している。真空ポンプ１８によって真空引きすることで保持部１７に基板１２を真空吸着して保持するようになっている。保持部１７に保持された基板１２の洗浄面とは逆側の面（裏面）１２ａと水平面２０とで作る角度θ１は９０°である。また、保持部１７には基板１２を加熱するヒーター１９が配置されている。
【００４５】
なお、本実施形態では、基板１２の洗浄面とは逆側の面１２ａと水平面２０とで作る角度θ１を９０°としているが、これに限定されるものではなく、角度θ１を４５°〜１８０°の範囲内であれば、いずれの角度としてもよい。
【００４６】
ノズル１１からＣＯ２粒子が噴出される方向２１と基板１２の洗浄面（表面）１２ｂとで作る角度θ２は２０°〜９０°の範囲内であるとよい。
【００４７】
排気機構は、基板１２の下方に配置された排気口２２ａと、この排気口２２ａに接続された排気経路２２と、排気経路２２に接続された排気手段（例えば排気ポンプ）２３を有している。排気経路２２は排気口２２ａの下方に延びる経路を有している。なお、本明細書において「下方」とは重力方向を意味する。
【００４８】
また、排気経路２２には圧力コントロールバルブ４１が配置されており、圧力コントロールバルブ４１によって排気手段２３による排気の圧力を制御できるようになっている。また、排気経路２２にはヘパフィルター４２が配置されており、ヘパフィルター４２によって排気中のパーティクル等が捕獲され、パーティクル等を除去した後の気体をチャンバー２７の外部へ排出するようになっている。
【００４９】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノズル１１は、ノズル本体３７、第１のガスケット３６、第２のガスケット３５、プランジャー３４、第１のナット３３、グランド３２及び第２のナット３１を有している。詳細には、ノズル本体３７の基端側には第１のガスケット３６、第２のガスケット３５、プランジャー３４の順に接続されており、プランジャー３４にはグランド３２の先端が接続されている。ノズル本体３７と、第１のガスケット３６、第２のガスケット３５、プランジャー３４及びグランド３２とは第１のナット３３によって固定されている。グランド３２の基端には第２のナット３１が取り付けられている。このような構造のノズル１１の内側には液化ＣＯ２１３を通すための経路が設けられている。
【００５０】
ノズル１１の内壁（液化ＣＯ２１３を通すための経路を構成する面）にはＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜が形成されている。この硬質膜は、ＤＬＣ(Diamond Like Carbon)、ＴｉＮ、ＴｉＣｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮｉ、ＴｉＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＣｒＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、Ｃｒ、ＮｉＰ、ＷＣ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮ、及びＳｉａＡｌｂＯｃＮｄ（サイアロン）の群から選択された一つを含む膜であるとよいが、本実施形態では、水素含有量が３０原子％以下であるＤＬＣ膜を硬質膜として用いる。水素含有量を３０原子％以下とすることにより、ＤＬＣ膜を硬質なものとすることができる。また、ＤＬＣ膜は、Ｈｖ１２００〜３５００のビッカース硬さを有するとよい。
【００５１】
上記のＤＬＣ膜は、ノズル１１の内壁に、周波数が１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは５０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚ、より好ましくは５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ）の高周波出力を用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜したものである。このように１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの周波数を用いることにより硬質なＤＬＣ膜を成膜することができる。
【００５２】
図１に示すように、ノズル１１、基板１２、保持機構及び排気経路２２はチャンバー２７内に配置されている。また、洗浄装置は、チャンバー２７内にドライエアー４４または窒素ガスを導入する導入機構を有しており、チャンバー２７内にはリリーフバルブ４３が配置されている。基板１２の洗浄を行う際に上記導入機構によってチャンバー２７内にドライエアー４４または窒素ガスを導入し、リリーフバルブ４３によってチャンバー２７の外部へドライエアーまたは窒素ガスを排出することで、ドライエアーまたは窒素（−７０℃〜−１００℃）の雰囲気で、露点が−２０℃程度に制御される。このような雰囲気にする理由は、基板１２を洗浄するために用いるＣＯ２粒子が−７３℃程度の温度であるため、ＣＯ２粒子を基板１２に吹きつけると基板１２が冷却され、基板１２に水滴が付きやすくなるので、基板１２に水滴が付かないようにするためである。また、基板１２の洗浄を行う際にヒーター１９によって基板１２を加熱することにより、基板１２に水滴が付くのを防止することができる。
【００５３】
次に、図１に示す洗浄装置を用いて基板を洗浄する方法について説明する。
まず、保持部１７に基板１２を載置し、真空ポンプ１８によって真空引きすることで保持部１７に基板１２を真空吸着して保持する。そして、基板１２の表面（洗浄面）とは逆側の面と水平面とで作る角度θ１が４５°〜１８０°（好ましくは７０°〜１１０°）の範囲内となるように基板１２の位置を調整する。なお、図１ではθ１が９０°である。
【００５４】
次いで、チャンバー２７内にドライエアー４４または窒素ガスを導入することで、チャンバー２７内をドライエアーまたは窒素（−７０℃〜−１００℃）の雰囲気で、露点が−２０℃程度に制御する。
【００５５】
次いで、バルブ１６を開くことによってボンベ１４内の加圧された液化ＣＯ２１３を配管１５及びバルブ１６を通してノズル１１に供給する。そして、グランド３２内に流入した液化ＣＯ２１３が、先端側に流れるにつれて断面が狭くなるプランジャー３４の内部で圧縮され、プランジャー３４の先端のオリフィス（最細部）で流速が増加するベンチュリ効果によって加速される。その加速された液化ＣＯ２１３が、末広がりの断面を持つ第１及び第２のガスケット３６，３５によって断熱膨張されてＣＯ２粒子になり、そのＣＯ２粒子がノズル本体３７によって整流される。その整流されたＣＯ２粒子をノズル本体３７から基板１２の表面１２ｂに対して斜めの方向２１に噴出する。この噴出したＣＯ２粒子を、図２に示す矢印２６のように基板１２の表面１２ｂにスキャンしながら吹き付け、基板１２の表面全体を洗浄する。この際、基板１２の表面に吹きつけられたＣＯ２粒子によって基板１２の表面のパーティクル等が吹き飛ばされ、その吹き飛ばされたパーティクル等は矢印２４のように重力も利用しつつ排気口２２ａ、排気経路２２、圧力コントロールバルブ４１及びヘパフィルター４２を通って排気手段２３によってチャンバー２７の外部へ排気される。
【００５６】
その後、保持部１７を矢印２５のように４５°または９０°回転させることで、保持部１７に保持された基板１２を４５°または９０°回転させる。
【００５７】
次いで、上記と同様の方法で、基板１２の表面１２ｂにスキャンしながらＣＯ２粒子を吹き付け、基板１２の表面全体を洗浄する。この際、吹き飛ばされた基板１２の表面のパーティクル等を矢印２４のように排気口２２ａ、排気経路２２、圧力コントロールバルブ４１及びヘパフィルター４２を通って排気手段２３によって排気する。
【００５８】
その後、上記と同様の方法で保持部１７に保持された基板１２を４５°または９０°回転させることと、上記と同様の方法で基板１２の表面全体を洗浄することを繰り返すことにより、基板１２の表面の洗浄を完了する。
【００５９】
本実施形態によれば、ノズル１１の内壁にＨｖ１０００〜５０００のビッカース硬さを有する硬質膜を形成するため、液化ＣＯ２がノズル１１を通る際に、ノズル１１の経路内壁にＣＯ２粒子が衝突しても当該経路内壁が削られることを抑制できる。このため、ＣＯ２粒子によって基板１２を洗浄しても、洗浄後の基板１２の表面が金属によって汚染されることを抑制できる。また、ノズル１１の寿命を長くできる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、ノズルから噴出させたＣＯ２粒子を基板１２に吹きつける際の基板１２の位置を、基板１２の表面（洗浄面）とは逆側の面と水平面とで作る角度θ１が４５°〜１８０°の範囲内とし、吹き飛ばされた基板１２の表面のパーティクル等を重力も利用しつつ矢印２４のように基板１２の下方から排気する。このため、パーティクル等が基板１２に再付着するのを抑制できる。
【００６１】
つまり、角度θ１が４５°〜１８０°の範囲内となる位置に基板１２を配置し、且つ排気経路２２及び排気手段２３を基板１２の下方に配置するため、パーティクル等を排気する際に、排気手段２３の排気力だけでなく、重力も利用して排気することができる。その結果、ＣＯ２粒子によって基板１２上のパーティクル等が吹き飛ばされた後に、そのパーティクル等が基板１２の表面に再付着するのを抑制することができる。従って、パーティクル等の再付着による洗浄効果の低下を抑制できる。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、排気機構の排気経路２２が排気口２２ａの下方に延びる経路を有するため、パーティクル等を排気する際に、そのパーティクル等が基板１２の表面に再付着するのを抑制することができる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、ノズルから噴出させたＣＯ２粒子を基板１２に吹きつけて基板１２を洗浄する際に、基板１２から吹き飛ばされたパーティクル等を排気口２２ａ、排気経路２２、圧力コントロールバルブ４１及びヘパフィルター４２を通って排気手段２３によってチャンバー２７の外部へ排気する。このため、従来技術のようにヘパフィルターで捕獲できない微小のパーティクル等が基板上に再付着することを抑制できる。その結果、基板の表面の洗浄効果が低下を抑制できる。
【符号の説明】
【００６４】
１１    ノズル
１２    基板
１２ａ  基板の洗浄面（表面）とは逆側の面（裏面）
１２ｂ  基板の洗浄面（表面）
１３    液化炭酸ガス（液化ＣＯ２）
１４    ボンベ
１５    配管
１６    バルブ
１７    保持部
１８    真空ポンプ
１９    ヒーター
２０    水平面
２１    ノズルからＣＯ２粒子が噴出される方向
２２    排気経路
２２ａ  排気口
２３    排気手段
２４，２５，２６    矢印
２７    チャンバー
３１    第２のナット
３２    グランド
３３    第１のナット
３４    プランジャー
３５    第２のガスケット
３６    第１のガスケット
３７    ノズル本体
４１    圧力コントロールバルブ
４２    ヘパフィルター
４３    リリーフバルブ
４４    ドライエアー
１０１    ノズル
１０２    基板
１０３    ＣＯ２粒子
１０４    ダクト
１０４ａ  吸気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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