(57)【要約】【課題】粒子状物質が付着した半導体ウエハーの両面を洗浄するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】洗浄方法は、流体と基板との間に相対運動を生じさせる。この相対運動は、基板両面のうちの１つの表面の法線を横断する方向に生じ、分離した２つの流れを発生させる。２つの流れのうちの一方の流れが基板両面のうちの１つの表面に隣接し、他方の流れが、１つの表面とは異なる別の表面に隣接する。流体は、その内部に結合要素を混入（エントレインメント）している。流体の相対運動により、結合要素の一部に十分な抗力が加えられ、流体内部で結合要素の一部に動きが生じる。このようにして、所定量の抗力を粒子状物質に加えることにより、基板に対して粒子状物質を動かすことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側に表面を有する複数の基板で、少なくとも１つの表面に汚染物質が付着した複数の基板を洗浄する方法であって、
複数の基板が載置されたカセットを、結合要素を内部に混入させた溶液にさらすことにより、前記複数の基板と前記溶液との間に同時に相対運動を生じさせ、前記相対運動により十分な抗力が前記結合要素の一部に加えられる結果、前記溶液内で前記結合要素の一部に動きが生じて、所定量の抗力が前記汚染物質に加えられて、前記基板に対して前記汚染物質を動かす工程を備える、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記同時に相対運動を生じさせる工程が、前記溶液を所定の体積までタンクに満たした後、前記カセットを前記体積内に挿入することにより、前記複数の基板の各々を前記体積内に沈める工程を含む、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、
前記同時に相対運動を生じさせる工程が、
前記溶液を所定の体積までタンクに満たした後、前記カセットを前記体積内に挿入することにより、前記複数の基板の表面と前記溶液との間に第１の方向に沿った相対運動を生じさせる工程と、
前記カセットを前記体積から取り出すことにより、前記表面の間に前記第１の方向とは逆の第２の方向に沿った相対運動を生じさせる工程とを含む、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
前記同時に相対運動を生じさせる工程が、前記カセットをタンク内に入れた後、前記タンク内に前記溶液を十分な体積まで注入することにより、前記複数の基板の各々を前記体積内に沈める工程を含む、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、
前記同時に相対運動を生じさせる工程が、
前記カセットをタンク内に入れた後、十分な量の前記溶液を、前記複数の基板の各々を沈めるのに十分な所定の体積になるように、前記タンクに注入することにより、前記溶液と前記複数の基板の表面との間に、第１の方向に沿った相対運動を生じさせる工程と、
前記カセットを前記体積から取り出すことにより、前記表面の間に前記第１の方向とは逆の第２の方向に沿った相対運動を生じさせる工程とを含む、方法。
【請求項６】
両側に表面を有する基板で、少なくとも１つの表面に汚染物質が付着した基板を洗浄する方法であって、
結合要素を内部に混入させた溶液と前記基板との間に、前記両側の表面のうちの１つの表面の法線を横切る方向に沿った相対運動を生じさせることにより、２つの流れのうちの一方の流れが前記両側の表面のうちの１つの表面に隣接し、また、他方の流れが１つの表面とは異なる別の表面に隣接するように、分離した２つの流れを発生させ、前記相対運動により結合要素の一部に十分な抗力が加えられる結果、前記溶液内部で前記結合要素の一部に動きが生じて、所定量の抗力が前記汚染物質に加えられて、前記基板に対して前記汚染物質を動かす工程を備える、方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、
前記分離した流れの各々が、同一の方向に流れる、方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法であって、
前記分離した２つの流れが、同時に前記基板の周囲に流れる、方法。
【請求項９】
請求項６記載の方法であって、さらに、
前記分離した２つの流れの方向を逆転させる工程を備える、方法。
【請求項１０】
請求項６記載の方法であって、さらに、
前記基板を容器に入れる工程を備え、  前記相対運動を生じさせる工程が、前記容器の第１端部から前記基板に向かう前記溶液の２つの流れを形成し、前記第１端部の反対側に位置する前記容器の第２端部から前記溶液の２つの流れを排出する工程を含む、方法。
【請求項１１】
請求項６記載の方法であって、さらに、
重力方向を横切って伸長する法線を有する容器に前記基板を入れる工程を備え、
前記相対運動を生じさせる工程が、前記基板に向かう前記溶液の流れを形成する工程を含み、前記分離した２つの流れは前記重力方向とほぼ平行な方向に流れる、方法。
【請求項１２】
請求項６記載の方法であって、
前記相対運動を生じさせる工程が、前記結合要素の一部に十分な運動量を加えることにより、前記結合要素の一部を前記汚染物質に接触させて、前記基板に対して前記汚染物質を動かす工程を含む、方法。
【請求項１３】
請求項６記載の方法であって、さらに、
前記分離した２つの流れが泡から形成されるように前記溶液から泡を形成する工程を含む、方法。
【請求項１４】
請求項６記載の方法であって、さらに、
前記溶液から泡を形成することにより、実質的に前記泡から形成される前記分離した２つの流れを発生させる工程と、
前記分離した２つの流れを止めた後、前記基板を溶液にさらして前記泡を取り除き、前記基板を減圧して前記溶液を取り除く工程と、を備える方法。
【請求項１５】
汚染物質が付着した両側表面を有する基板を洗浄する方法であって、
結合要素を内部に混入させた溶液の複数の流れを前記両側表面に隣接するように発生させて、前記複数の流れの各々が十分な抗力を前記結合要素に加える結果として、前記溶液内部で前記結合要素の一部に動きが生じ、十分な大きさである所定の抗力が前記汚染物質に加えられて、前記基板に対して前記汚染物質を動かす工程を備える、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法であって、さらに、
前記基板を容器に入れる工程を備え、
前記複数の流れを発生させる工程が、
前記容器の第１端部から前記基板に向かう前記溶液の２つの流れを形成し、前記第１端部の反対側に位置する前記容器の第２端部から前記溶液の２つの流れを排出する工程を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の方法であって、さらに、
重力方向を横切って伸長する法線を有する容器に前記基板を入れる工程を備え、
前記複数の流れを発生させる工程が、前記基板に向かう前記溶液の流れを形成する工程とを含み、前記分離した２つの流れは前記重力方向とほぼ平行な方向に流れる、方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の方法であって、
前記複数の流れを発生させる工程が、前記結合要素の一部に十分な運動量を加えることにより、前記結合要素の一部を前記汚染物質に接触させて、前記基板に対して前記汚染物質を動かす工程を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の方法であって、さらに、
前記分離した２つの流れが泡から形成されるように前記溶液から泡を形成する工程を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１５記載の方法であって、さらに、
前記溶液から泡を形成することにより、実質的に前記泡から形成される前記複数の流れを発生させ、前記分離した２つの流れを止めた後、前記基板を溶液にさらして前記泡を取り除き、前記基板を減圧して前記溶液を取り除く工程を含む、方法。
【請求項２１】
基板の両側表面から汚染物質を取り除くための処理領域を備えるシステムであって、
溶液取扱サブシステムと、
前記基板を保持する搬送サブシステムと、
前記溶液供給サブシステムと流体連結される容器を備えるハウジング部と、
前記溶液供給サブシステムと、前記搬送サブシステムと、前記ハウジング部とのデータ通信が可能なプロセッサと、
前記プロセッサにより実行されるコンピュータ読み取り可能な命令を格納し、前記プロセッサとデータ通信が可能なメモリと、
を備え、
前記コンピュータ読み取り可能な命令は、
前記搬送サブシステムを制御して前記容器内に前記基板を入れる第１コード群と、
前記溶液取扱サブシステムを制御して結合要素を内部に混入させた溶液の複数の流れを前記基板の前記両側表面に隣接するように発生させて、前記溶液供給システムにより前記複数の流れの各々が十分な抗力を前記結合要素の一部に加える結果として、前記溶液内部で前記結合要素の一部に動きが生じ、十分な大きさである所定の抗力が前記汚染物質に加えられて、前記基板に対して前記汚染物質を動かす第２コード群とを含むコンピュータ読み取り可能な命令を記憶するメモリと、
を備えるシステム。
【請求項２２】
請求項２２記載のシステムであって、
前記コンピュータ読み取り可能な命令が、さらに、
前記溶液取扱システムを制御して、前記複数の流れを止めて、前記容器を前記溶液で満たす第１サブルーチンと、
前記基板搬送サブシステムを制御して、前記容器から前記基板を取り出すことによって、前記両側表面と前記複数の流れとの間の相対運動と実質的に同一の方向に沿った相対運動を、前記溶液と前記両側表面との間に生じさせる第２サブルーチンとを含む、システム。
【請求項２３】
請求項２２記載のシステムであって、
前記コンピュータ読み取り可能な命令が、さらに、
前記溶液取扱システムを制御して、前記容器を前記溶液で満たして溶液入り容器とする第１サブルーチンと、
前記基板搬送サブシステムを制御して、前記基板を前記溶液入り容器に入れることによって、前記両側表面と前記複数の流れとの間の相対運動と反対方向に沿った相対運動を、前記溶液と前記両側表面との間に生じさせる第２サブルーチンとを含む、システム。
【請求項２４】
請求項２２記載のシステムであって、
前記複数の流れは、第１方向に沿った流れであり、
前記コンピュータ読み取り可能な命令が、さらに、前記容器を所定量の前記溶液で満たし、前記複数の流れを止めた後、前記搬送サブシステムを制御して、前記所定量の溶液内で前記基板を前記第１方向と前記第１方向とは反対の第２方向との間で往復動させるサブルーチンを含む、システム。
【請求項２５】
請求項２２記載のシステムであって、
前記複数の流れが第１方向に沿った流れであり、
前記コンピュータ読み取り可能な命令が、さらに、前記搬送サブシステムを制御して、前記基板を前記第１方向と前記第１方向とは反対の第２方向との間で往復動させるサブルーチンを含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電子基板製品における各構造の限界寸法を縮小することが望まれている。ただし、構造が小さくなると、構造処理過程において、欠陥の原因となり得る汚染物質の影響が大きくなる。汚染物質の例としては、ポリシリコン片、フォトレジスト粒子、金属酸化物粒子、金属粒子、スラリー残渣、埃、塵、炭素、水素、および／あるいは酸素等の原子を含有するさまざまな分子等を含む粒子状物質が挙げられる。このような粒子状物質は、弱い共有結合、静電力、ファンデルワールス力、水素結合、クーロン力、双極子間相互作用などによって、基板表面に付着しているため、粒子状物質を除去するのは難しい。
【０００２】
歴史的には、化学処理と機械的処理とを組み合わせて、粒状汚染物質の除去を行っていた。このような処理では洗浄ツールと化学物質とが必要になるが、洗浄過程で用いたツールや化学物質が新たな汚染の原因となる可能性があった。
【０００３】
そこで、化学薬品を用いることなく、基板表面を高温で処理することにより、基板表面に付着した汚染物質を気化させる洗浄方法も提案されている。基板表面を収容したチャンバを減圧することにより、気化した蒸気を排出させる。ただし、この方法では高い温度が必要とされるため、汚染物質の気化温度近傍の温度で構造変化が生じる物質を用いることがない蒸着後処理に、その利用が限定されてしまう。
【０００４】
米国特許第６，８８１，６８７号には、レーザー洗浄−歩留まり改善システムを用いた洗浄方法が開示されている。このシステムは、欠陥検査処理とレーザー洗浄処理とを組み合わせたものであり、存在する欠陥の根本原因に関する情報を前の処理工程にフィードバックすることにより、根本原因を取り除いて、結果的に歩留まりを改善するものである。簡略化して説明すると、レーザー洗浄後も特定の粒子が残る根本原因を解決するために、このように残った粒子の種類、大きさ、形状、密度、位置、化学組成を検査する。この情報を用いて、検査に用いたウエハーの歩留まりよりも、次に処理するウエハー製品の歩留まりが高くなるように改善を行う。しかしながら、基板表面を洗浄処理した後に粒状汚染物質が残ることがないようなより優れた洗浄方法が求められている。
【０００５】
したがって、基板表面を洗浄する改善された技術が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
汚染物質が付着した半導体基板の両面を洗浄する方法とシステムを提供する。本発明の一態様である方法は、複数の基板が載置されたカセットを溶液にさらすことにより、複数の基板と溶液との間に同時に相対運動を生じさせる。溶液は、結合要素を内部に混入させている。この相対運動により十分な抗力が結合要素の一部に加えられる結果、溶液内で結合要素の一部に動きが生じて、所定量の抗力が汚染物質に加えられて、基板に対して汚染物質を動かす。
【０００７】
本発明の別の態様である方法は、流体と基板との間に相対運動を生じさせる。この相対運動は、両側表面のうちの１つの表面の法線を横切る方向に沿って生じ、分離した２つの流れを発生させる。ここで、２つの流れのうちの一方の流れが両側表面のうちの１つの表面に隣接し、また、他方の流れが１つの表面とは異なる別の表面に隣接する。流体は、結合要素を内部に混入させている。この相対運動により汚染物質に十分な抗力が加えられて、基板に対して汚染物質を動かす。本発明の別の態様および本発明の利点は、以下、本発明の要旨を例示するための実施形態並びに添付の図面を用いた、発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、添付の図面と共に以下に示す詳細な説明によって容易に理解されるものであり、類似の参照番号は類似の構造的要素を指し示している。
【０００９】
【図１】本発明を含む基板処理システムの平面図。
【００１０】
【図２】本発明の一実施形態に従う基板洗浄システムを例示する簡略側面図。
【００１１】
【図３】図２の３−３線に沿って浸漬タンクおよび基板搬送システムを示す側面図。
【００１２】
【図４】本発明の一実施形態に従って、液体を用いて、粒子状汚染物質を基板表面から取り除く様子を示す平面図。
【００１３】
【図５】本発明に従って、図４に示す汚染物質に作用する、懸濁液内の展性領域の相対断面積を示す図。
【００１４】
【図６】本発明に従って、図４に示す液体を用いて、粒子状物質に力を加えて、ウエハー表面からの粒子状汚染物質の除去を促進する様子を示す平面図。
【００１５】
【図７】図２および図３に示す基板を洗浄する処理工程を示すフローチャート。
【００１６】
【図８】図４に示す浸漬タンクの別の実施形態を示す断面図。
【００１７】
【図９】本発明の別の実施形態に従って、液体を用いて、粒子状汚染物質を基板表面から取り除く様子を示す平面図。
【００１８】
【図１０】別の実施形態に従って、基板を洗浄するシステムを示す斜視図。
【００１９】
【図１１】図１０に示す浸漬タンクの断面図。
【００２０】
【図１２】図１０および図１１に示す浸漬タンクの別の実施形態を示す図。
【００２１】
【図１３】図１１に示す浸漬タンクの別の実施形態を示す図。
【００２２】
【図１４】図１３に示す浸漬タンクを蓋部を取り外した状態で示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を十分理解するために、発明を詳細に説明する。ただし、当業者には自明のことであるが、本発明は、これらの詳細の一部あるいはすべてを省略した形態でも実施可能である。また、本発明の特徴が曖昧にならないように、周知の処理操作に関しては、その詳細を説明しない。
【００２４】
図１に示すように、本発明の実施形態に従うシステムは、一般にクラスターツール１０と称される、複数の処理モジュールから構成される基板処理システム内に含まれる。クラスターツール１０は、通常、囲壁１４によりその一部が形成されるクリーンルーム１２内部に設置される。クラスターツール１０のモジュールには、通常、１つあるいは複数のローダー／アンローダー・ステーションが含まれる。図示した例には、２つのローダー／アンローダー・ステーション１６および１８を示す。処理中にクリーンルーム１２周囲の外気に基板がさらされることがないように、あるいは、少なくともこれを最小限に抑えるように、クラスターツール１０内部の雰囲気を制御する。ステーション１６および１８により、クリーンルーム１２とクラスターツール１０の各モジュールとの間における基板２０の搬送が容易になる。ステーション１６および１８のいずれか１つから、基板２０を処理時大気制御搬送モジュール２２に導入することにより、容易に湿式処理を実行することができる。
【００２５】
基板２０は、処理時大気制御搬送モジュール２２を介して、湿式処理モジュール２４、２６および２８に送られる。処理時大気制御搬送モジュール２２は、乾燥状態のまま、基板２０を各湿式処理モジュール２４、２６、２８内に搬送する。また、各湿式処理モジュール２４、２６、２８は、処理完了時に、基板２０の表面を乾燥させる。基板２０は、洗浄後、ロードロック３４および真空搬送モジュール３６を介して、プラズマ処理モジュール３０および３２に送られる。
【００２６】
真空搬送モジュール３６は、プラズマ処理モジュール３０および３２と連動して働く。プラズマ処理モジュール３０および３２は、半導体基板上に膜を蒸着させるのに適した周知のいずれのプラズマ蒸着処理システムでもよく、たとえば、プラズマ処理モジュールの１つあるいは複数が、プラズマ化学気相成長法ＰＥＣＶＤシステムでもよい。プラズマ処理前／後、あるいは、プラズマ処理することなく、基板２０は、ロードロック４２を介して、めっき／蒸着モジュール３８あるいはエッチングシステム・モジュール４０に送られ、めっき／蒸着処理あるいはエッチング処理される。ロードロック４２を通過後、基板は、制御大気搬送モジュール４４に入るため、クリーンルーム１２周囲の外気にさらされることなく、基板を容易にモジュール３８および４０に送ることができる。
【００２７】
モジュール１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、および４４と流体連結および電気的接続される環境制御システム５０は、各モジュール１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、および４４の動作を制御して、各モジュール内部の環境を所望の処理に適したものにする。クラスターツールの一例が、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／６３９，７５２号に記載されている。
【００２８】
図１および図２を参照して、湿式処理モジュール２４、２６および２８のうち少なくとも１つの湿式処理モジュールの構成例を説明する。湿式処理モジュールは、アルミニウム、プラスチック等の適当な材料から形成される本体５１を備える。本体５１は、端部５３から間隔を介して配置される浸漬タンク５２を形成する。浸漬タンク５２と端部５３との間に形成される空間５４を貫通する管路５５により、浸漬タンク５２は、（図示しない）付加システムと流体連結される。浸漬タンク５２の密閉端部５８と反対側に、タンク開口部５７が設けられる。開口部５７に対向して、棚システム６０が配置される。棚システム６０上には、１つあるいは複数の基部６１が載置される。棚システム６０は、（図示する）開口部５７に近接する第１位置と開口部５７から離れた第２位置との間で移動可能に構成される。このために軌道６２が設けられ、棚システム６０は軌道６２に沿って移動する。第２位置では、開口部５７を遮るものがなく、浸漬タンク５２へのアクセスが可能になる。
【００２９】
基部６１上に載置される基板カセット６３は、半導体基板６４等の基板を保持する働きをする。カセット６３と浸漬タンク５２との間で基板６４を動かすために、基板搬送システム（ＳＴＳ）６５が、浸漬タンク５２に近接して設置される。ＳＴＳ６５は、ピッカーアーム６７が連結されたロボット６６を備える。ピッカーアーム６７には、エンドエフェクタクタ６９を備えるピッカー６８が連結される。ピッカーアーム６７は、ロボット６６により制御され、浸漬タンク５２に対してピッカー６８を移動・指標化することにより、浸漬タンク５２内でエンドエフェクタ６９の位置決めを行うことができる。ロボット６６は、ピッカーアーム６７の正確な制御ができるように、ステッピング・モーター、サーボモーターや、その他の種類のモーターを備える。ピッカーアーム６７は、エンドエフェクタ６９を回動させ、２つの横走面に沿って伸長させるため、カセット６３から浸漬タンク５２内に配置されるカセット７０に基板６４を容易に移動させることができる。エンドエフェクタ６９は、基板６４の操作に適した大きさと機能を有するように構成される。
【００３０】
図示されている状態のＳＴＳ６５では、ピッカーアーム６７は、浸漬タンク５２の外側に位置している。ＳＴＳ６５の機能により、カセット７０内に並べた基板６４よりも低い高さまで、ピッカー６８を容易に浸漬タンク５２内に挿入することが可能になる。この結果、浸漬タンク５２内で基板６４を処理し、基板６４の表面に付着する粒子状物質を除去できる。浸漬タンク５２には、基板６４のすべての表面の全面積あるいは少なくともほとんどの面積を覆うのに十分な量の洗浄溶液７１が入れられている。
【００３１】
図２、図３、および図４に示すように、棚システム６０が第２位置にある場合には、開口部５７が露出し遮るものがなくなるため、ハンガーアーム７３に取り付けられたハンガー７２を用いて、浸漬タンク５２内に容易にカセット７０を挿入し、保持することができる。ハンガーアーム７３は、（図示しない）モーターに連結され、浸漬タンク５２内におけるカセット７０の位置を変える。本発明の一実施形態において、ＳＴＳ６５を用いて、複数の基板６４を搭載したカセット７０を動かし、浸漬タンク５２内に挿入する。このようにして、洗浄工程で、基板６４のバッチ処理を行うことができる。たとえば、基板６４に汚染物質７５が付着しているとする。浸漬タンクは、洗浄溶液で満たされている。ピッカーアーム６７をカセット７０上の戻り止め７７に連結して、カセット７０を浸漬タンク５２に出し入れする。溶液内でカセット７０を動かすことにより、基板６４の表面に対する残渣、薬品、粒子状物質などを含む汚染物質７５の付着が緩められ、弱まり、取り除かれて、基板６４の表面からの除去が容易になる。浸漬タンク５２にカセット７０を挿入する動きによって、基板６４からの汚染物質７５の除去が促進される。具体的には、汚染物質７５と相互作用し、基板６４の表面から汚染物質７５を取り除くのに適した特性を持つように、溶液を調製する。同様に、溶液７１からカセット７０を出す動きによっても、基板６４からの汚染物質の除去が促進される。溶液７１を浸漬タンク５２に入れる前に、カセット７０および基板を浸漬タンク５２に挿入するようにしてもよい。浸漬タンク５２内にカセット７０と基板６４が入った状態で、溶液７１を浸漬タンク５２に入れる。この場合には、各基板６４に対する溶液７１の動きにより、基板６４からの汚染物質７５の除去が促進される。浸漬タンク５２から基板６４を出した後、基板６４のすすぎ工程を行い、基板６４に付着した溶液７１を洗い落とし、および／あるいは、残った汚染物質を基板６４から取り除く。このすすぎ工程は、たとえば、上述した処理に用いた以外の湿式処理モジュール２４、２６および２８のいずれかで行うようにしてもよい。基板６４を並べたカセット７０を（図示しない）すすぎタンクに挿入して、脱イオン水（ＤＩＷ）あるいはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液を用いて、バッチすすぎ処理を行う。ここで、ＳＴＳ６５を作動させ、ピッカーアーム６７を用いて、個別に各基板６４をカセット７０から取り出すようにしてもよい。ピッカーアーム６７が各基板６４を空間７６まで持ち上げて、次に、ロボット６６が各基板６４を受け取り、当業者に周知のすすぎステーションまで移動させる。
【００３２】
図３および図４を参照して、溶液７１の構成例を説明する。たとえば、溶液７１は、異なった流れ特性を持つ複数の領域からなる懸濁液９０である。すなわち、各領域の流れ特性は、他の領域の流れ特性と異なっている。図示した例では、懸濁液９０は、液体領域９２と結合要素９４とを備える。液体領域９２は、第１の粘度を有する。結合要素９４は、剛性の高い固体でも、展性のある固体でも、あるいは、流体特性を有する固体でもよく、たとえば、液体領域９２の粘度よりもかなり高い粘度を有する固体でもよい。結合要素９４は、液体領域９２全体に混入（エントレインメント）され、液体領域９４は結合要素９４の輸送手段として作用する。このため、基板６４の表面９８に存在する粒子状汚染物質７５の近傍に結合要素９４を容易に近づけることができる。
【００３３】
結合要素９４を介して汚染物質７５に懸濁液９０から力を伝達することにより、すなわち、液体領域９２の動きにより、表面９８から汚染物質７５を除去可能な物質で結合要素９４を構成する。表面９８からの汚染物質７５の除去に十分な断面積を持つように、結合要素９４を形成することが望ましい。一般的には、汚染物質７５の断面積よりも、結合要素９４の断面積を大きくする。この場合、結合要素９４上で作用する抗力Ｆd→に応じて、汚染物質７５を容易に動かすことができる。ここで、抗力Ｆd→には、摩擦力Ｆfc→と運動量を含む垂直抗力とが含まれる。抗力Ｆd→は、液体領域９２と結合要素９４の物性と相対速度との関数として与えられる。
【００３４】
汚染物質７５の表面上で作用する抗力Ｆd→の接線成分である摩擦力Ｆfc→は、汚染物質表面で働くせん断応力に汚染物質の表面積を乗じた関数Ｆfc→＝τc→Ａcで表わされる。結合要素上で作用する摩擦力Ｆf→は、結合要素表面で働くせん断応力に結合要素の表面積を乗じた関数Ｆf→＝τ→Ａで表わされる。結合要素９４は汚染物質９６に接触して、摩擦力を直接伝達する。したがって、結合要素９４の表面積と汚染物質７５の表面積の比である見かけのせん断応力が、汚染物質７５に加えられる。具体的には、汚染物質に加えられる見かけのせん断力τc→は、として表わされ、ここで、Ａは結合要素９４の断面積、Ａcは、汚染物質７５の断面積である。たとえば、汚染物質７５の有効径Ｄが約０．１マイクロメートル未満であり、結合要素９４の幅Ｗおよび長さＬが、それぞれ、約５マイクロメートルから約５０マイクロメートルの範囲であるとする。結合要素９４の厚みｔが約１マイクロメートルないし約５マイクロメートルである場合、比（応力乗数）は、約２，５００から２５０，０００の範囲になる。抗力Ｆd→の計算に垂直抗力が含まれる場合には、この数値が増大する。図５では、説明を簡単にするために、結合要素９４を６面体として示している。実際には、結合要素は任意の形状でよく、上述した長さＬ、幅Ｗ、厚みｔは、懸濁液中の結合要素９４の平均値である。
【００３５】
図６に示すように、さまざまな機構のうちいずれか一つあるいはその組み合わせにより、結合要素９４が汚染物質７５に結合して、結合要素９４を介して汚染物質７５に力が伝達される。液体領域９２は、液体領域９２内部に存在する結合要素９４に下向きの力ＦD→を加え、この結果、結合要素９４が、表面９８上の汚染物質７５のごく近傍に接近する、あるいは、汚染物質７５に接触する。汚染物質７５のごく近傍に接近するように、あるいは、接触するように結合要素９４が移動すると、結合要素９４と汚染物質７５との間に結合が生じる。この結合機構は、結合要素９４と汚染物質７５を形成する構成物質およびその特性に応じたものとなる。結合要素９４と汚染物質７５との間に十分な相互作用が生じ、汚染物質７５と表面９８との間の接着力や結合要素９４と汚染物質７５との間のいかなる斥力にも抗して、十分な大きさの力が伝達される。したがって、せん断力τ→により表面９８から結合要素９４が離れると、結合要素９４に結合された汚染物質７５も同様に表面９８から離れる。このようにして、表面９８から汚染物質７５が取り除かれる。
【００３６】
このような結合機構の一つが、結合要素９４と汚染物質７５との間の機械的接触である。この場合、結合要素９４は、汚染物質７５よりも高い展性を持っていても、低い展性を持っていてもかまわない。結合要素９４が汚染物質７５よりも展性が高い場合には、汚染物質７５との衝突により結合要素９４が変形して、汚染物質７５上で働く力が減少する。結果として、汚染物質７５は、結合要素９４内に取り込まれる、および／あるいは、結合要素９４のネットワークに絡めとられる。これにより、結合要素９４と汚染物質７５との間に機械的結合が生じ、結合要素９４と汚染物質７５の相対的な位置が固定される。機械的応力が結合要素９４から汚染物質７５に伝達されて、表面９８から汚染物質７５が解放される可能性が増大する。さらに、汚染物質７５と結合要素９４との間の接着のような化学的結合機構も発生しえる。
【００３７】
結合要素９４と汚染物質７５の剛性が十分に高ければ、弾性衝突が起こり、結合要素９４から汚染物質７５にかなりのエネルギーが移動する。このため、表面９８から汚染物質７５が解放される可能性が増大する。ただし、結合要素９４と汚染物質７５との間の接着のような化学的結合機構は弱まっていき、この場合には、衝突による汚染物質解放の可能性は減少する。
【００３８】
上述した機械的結合機構および化学的結合機構に加えて、静電結合も起こりえる。たとえば、結合要素９４と汚染物質７５の表面電荷が逆の場合には、電気的に引きつけられる。結合要素９４と汚染物質７５の間の静電気引力が十分に大きければ、汚染物質７５を表面９８に結合させる力に打ち勝つことができる。上述した結合機構の１つあるいは組み合わせを、表面上の１種類あるいは複数種類の汚染物質７５に対して、任意の時に作用させることができる。結合機構を無作為に作用させることも可能だし、あるいは、異なる物質から結合要素９４を形成したり、結合要素９４の形状や硬さを変えたりすることにより、結合機構の作用を誘導することも可能である。また、互いに接近した結合要素９４と汚染物質７５との間の静電反発相互作用が十分に大きければ、表面９８から汚染物質７５を引き離すことができる。
【００３９】
図２、図４および図７に示すように、一つには、基板６４と溶液７１との間の相対運動により、汚染物質７５と結合要素９４との間に相互作用が生じる。上述したように、十分な運動量を与えて結合要素９４を汚染物質７５に衝突させ、かつ、十分な抗力ＦD→をかけて基板６４の表面９８から汚染物質を引き離すことができるような速度で、懸濁液９０と基板６４との間に相対運動を生じさせる。本発明の一実施形態において、上述した運動量を発生させるのに必要な速度でカセット７０を溶液７１内に入れることにより、相対運動が生じる。この場合、結合要素９４の衝突を同様に引き起こす一方で、基板６４の構造を損傷することがないような大きさで運動量を発生させる。このような相対運動は、工程１２０で、浸漬タンク５２に溶液７１を満たすことによっても生じる。工程１２２では、汚染物質７５が付着した少なくとも１つの基板６４を入れたカセット７０を溶液７１内に沈めることにより、溶液７１と基板６４との間に相対運動を生じさせる。この結果、分離した２つの流れ１００および１０２が、基板６４の周囲に生じる。図示するように、流れ１００は、基板６４の一方の側に隣接し、一方、流れ１０２はその反対側に隣接する。流れ１００および１０２の方向は、基板６４の表面の法線Ｎを横切る方向である。流れ１００および１０２には、それぞれ、内部に混入（エントレインメント）された結合要素９４が含まれる。相対運動により、各流れ１００あるいは１０２内に混入される結合要素９４の一部に、十分な抗力が加えられる。その結果、結合要素９４と汚染物質７５との間に相互作用が生じて、基板６４に対して汚染物質７５を動かし、基板６４から汚染物質７５が取り除かれる。十分な量動かした後、工程１２４では、上述した方法に従い、カセット７０から基板を取り出す。次の工程１２６では、取り出した基板６４を、たとえば、脱イオン水（ＤＩＷ）で洗い、基板６４上に残った汚染物質を完全に取り除く。あるいは、一つの管路５５から溶液７１を排出させた後、別の管路５５からＤＩＷを流入させて、基板６４に残った汚染物質を洗い落とすようにしてもよい。
【００４０】
図４および図８を参照して、溶液７１が入っていない状態の浸漬タンク５２にカセット７０を入れる別の実施形態を説明する。具体的には、浸漬タンク５２の密閉端部５８上に支持体９５で保持された棚９３の上に、カセット７０を載置する。次に、シャワーヘッド１０１から浸漬タンク５２内に溶液７１を注入する。溶液７１の供給装置１０３と流体連結されるシャワーヘッド１０１から、結合要素９４を内部に混入（エントレインメント）させた溶液７１が複数の流れとなって、流れ落ちる。浸漬タンク５２に溶液７１を注入するのと同時に、管路５５を排出管として作用させ、浸漬タンク５２から溶液７１を排出するようにしてもよい。十分な時間にわたって、シャワーヘッド１０１から帯状になって流れ出る溶液７１が、各基板の両面に沿って流れ落ちることにより、基板６４の表面から汚染物質７５が取り除かれる。本発明の別の実施形態において、管路５５を閉じて、シャワーヘッド１０１から流れ落ちる溶液７１を浸漬タンク５２に貯留させて、基板６４を溶液７１内に沈めるようにしてもよい。この構成において、各管路５５にポンプシステム１０６を連結させて、管路５５を流れる流量を制御するようにしてもよい。また、柱部材９５を用いて、棚（９３）を位置１０５と位置１０７との間で移動可能としてもよい。このように、矢印１０９で示すように、溶液７１と各基板６４の両面との間に相反する方向への相対運動が生じる。
【００４１】
懸濁液９０は、たとえば、約１センチポイズ（ｃＰ）から約１０，０００ｃＰの範囲の粘度を有する液体領域９２を備える。液体領域６９は、ニュートン流体でも非ニュートン流体でもよい。液体領域９２として用いることができる物質の例としては、脱イオン水（ＤＩＷ）、炭化水素、フッ化炭素、鉱油、アルコール等が挙げられる。懸濁液９０が、さらに、イオン性溶媒あるいは非イオン性溶媒および他の化学添加物を含むものでもよい。共溶媒、ｐＨ調整剤、キレート剤、極性溶媒、界面活性剤、水酸化アンモニア、過酸化水素、フッ酸、水酸化テトラメチルアンモニウムや、高分子、粒子状物質、ポリペプチド等のレオロジー調整剤から選択される任意の組み合わせを、懸濁液９０に化学添加物として添加することができる。
【００４２】
結合要素９４は、上述した特性に加えて、結合要素９４が表面９８のごく近傍に存在する場合や接する場合でも表面９８に付着することがないような物理的特性を備えるものでもよい。さらに、結合要素９４が表面９８に与える損傷や結合要素９８と表面９８との間の付着を最小限に抑えるような特性を結合要素９４に与える。一実施形態において、結合要素９４の硬さを、表面９８の硬さよりも小さくする。さらに、結合要素９４が表面９８のごく近傍に存在する場合や接する場合でも表面９８に結合要素９４が付着されないことが望ましい。結合要素９４は、結晶性固体でも非結晶性固体でもよい。非結晶性固体の例としては、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、その他粘弾性材料が挙げられる。懸濁液９０中の結合要素９４の濃度は、液体領域９２における溶解度の限界を超えるものでなければならない。
【００４３】
脂肪族酸とは、基本的に、炭素原子が開鎖構造を形成する有機化合物からなる任意の酸を意味する。脂肪酸は、懸濁液９０中に含まれる結合要素９４として利用可能な脂肪族酸の一例である。利用可能な脂肪酸の例としては、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、ミリスチン酸、マルガリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ネルボン酸、パリナリン酸、ティムノドン酸、ブラシジン酸、クルパノドン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、並びに、これらの混合物が挙げられる。
【００４４】
一実施形態において、結合要素９４は、Ｃ−１からＣ−２６あたりまでの範囲の種々の長さを持つ炭素鎖を有する脂肪酸の混合物である。カルボン酸とは、基本的には、一つあるいは複数のカルボキシル基（ＣＯＯＨ）を有する任意の有機酸を意味する。結合要素９４として利用可能なカルボン酸としては、Ｃ−１からＣ−１００あたりまでの範囲の種々の長さを持つ炭素鎖の混合物が挙げられる。さらに、懸濁液９０に対する不溶性を保持する限り、カルボン酸が、以下に限定されるものではないが、メチル、ビニル、アルキン、アミド、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、アゾ、ニトリル、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、カルボキシル、ペロキシ、アルデヒド、ケトン、第１級イミン、第２級イミン、エーテル、エステル、ハロゲン、イソシアネート、イソチオシアネート、フェニル、ベンジル、ホスホジエステル、スルフヒドリル等、他の官能性を有するものでもよい。
【００４５】
カルボン酸成分から形成される領域を有する懸濁液９０の製造方法は、約３重量％から約５０重量％の濃度範囲、望ましくは約４重量％から約２０重量％の濃度範囲でカルボン酸の固体を脱イオン水（ＤＩＷ）に混合して得られたゲルを液体領域６９として準備する。得られた溶液にアンモニア水を加えた後、約５５℃から８５℃に加熱して、固体を溶液に溶解させてもよい。固体が溶解した後、洗浄溶液を冷却する。冷却する過程で、針状あるいは板状の固体成分が析出する。この方法で製造された懸濁液９０は、たとえば、毎秒０．１のせん断率で、約１０００ｃＰの粘度を有し、せん断率を毎秒１０００まで増大させると、粘度は約１０ｃＰまで減少する。すなわち、この懸濁液９０は、非ニュートン流体である。また、アルコール等、水以外の極性溶媒あるいは非極性溶媒にカルボン酸（あるいはカルボン酸塩）を混合して得られた懸濁液を用いるようにしてもよい。
【００４６】
加水分解した化学物質から形成した結合要素９４、あるいは、界面活性剤を加えた結合要素９４を含む懸濁液９０を製造するようにしてもよい。たとえば、懸濁液９０全体への結合要素９４の分散が容易になるように、液体領域９２に分散剤成分を含有させてもよい。さらに、懸濁液９０に塩基を加えて、化学量論的な量よりも少ないカルボン酸やステアリン酸のような物質から形成される結合要素９４の混入（エントレインメント）を可能にするようにしてもよい。ここで、塩基としては、たとえば、アンモニア水を用いることができるが、任意の市販の塩基を用いてもよい。また、カルボキシレート基、リン酸基、硫酸基、ポリオール、エチレンオキシド等、懸濁液９０に混和性のある部分を含有させることにより、結合要素９４を形成する物質の表面機能に影響を与えることができる。このようにして、結合要素９４を凝集させることなく、懸濁液９０全体に結合要素９４を分散することができる。すなわち、ほぼ均一な懸濁液９０を形成できる。結合要素９４が凝集してしまうと、表面９８に結合して、および／あるいは、表面９８から汚染物質９６を除去する結合要素９４が不足する。
【００４７】
図９を参照して、他の実施例を説明する。この実施例の懸濁液１９０には、液体領域１９２に混入（エントレインメント）される不混和成分１１１が、追加成分として含まれる。不混和成分は、気相物質でも、液相物質でも、固相物質でもよく、あるいは、それらの組み合わせでもよい。不混和成分１１１は、懸濁液１９０の液体領域１９２全体に分散された、複数の別々の気孔領域として存在する。懸濁液１９０に含まれる不混和成分の容量は、２％から９９％である。気相不混和成分１１１は、たとえば、窒素Ｎ2、アルゴンＡｒ、酸素Ｏ2、オゾンＯ3、過酸化水素Ｈ2Ｏ2、空気、水素Ｈ2、アンモニウムＮＨ3、フッ化水素ＨＦ等の気体から形成されるものでもよい。
【００４８】
液相不混和成分１１１は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の低分子量アルカンや鉱油を含むものでもよい。あるいは、液相不混和成分１１１が、油溶性の表面改質剤を含むものでもよい。図４および図９を参照すればわかるように、懸濁液１９０は、懸濁液９０と同様に機能して、汚染物質７５を除去することができる。ここで、結合要素９４は、結合要素９４とほぼ同様のものであり、液体領域１９２は液体領域９２とほぼ同様のものである。ただし、懸濁液１９０では、不混和成分１１１の存在により、結合要素１９４を、より容易に、汚染物質７５に接触させる、あるいは、汚染物質７５の近傍に接近させることができる。汚染物質７５に近接あるいは接触する１つあるいは複数の領域が、汚染物質７５と１つあるいは複数の不混和成分１１１との間に存在する。これと不混和成分１１１の表面張力とにより、液体領域１９２にかかる力に応じて、結合要素１９４に力（Ｆ）が加えられる。この力（Ｆ）により、結合要素１９４は、表面９８すなわち汚染物質７５に向かって移動する。結合要素１９４と汚染物質７５との間は、結合要素９４と汚染物質７５とに関して上述したいずれの機構で、結合されるものでもよい。
【００４９】
基板６４上に懸濁液１９０を堆積させる前に、不混和成分１１１を懸濁液１９０に混入（エントレインメント）させるようにしてもよい。あるいは、表面９８上に懸濁液１９０を堆積させているその場で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）、不混和成分１１１を懸濁液１９０に混入（エントレインメント）させるようにしてもよいし、および／あるいは、表面９８に懸濁液１９０を衝突させて、周辺環境に存在する空気等の気体を、泡を形成する等の方法で（混入）エントレインメントさせて、不混和成分１１１を生成させるものでもよい。たとえば、液体領域１９２内に溶解され、かつ、懸濁液１９０の圧力に対して相対的に周囲の圧力を下げると溶液から放出される気体から、不混和成分１１１を生成させてもよい。この方法の利点は、重力により結合要素１９４が表面９８の方向に移動し、そこに留まっているため、不混和成分１１１の大部分を結合要素１９４の近傍で形成できることである。これにより、結合要素１９４が汚染物質７５に結合する可能性が増大する。
【００５０】
二相懸濁液９０と同様に、三相懸濁液１９０が、結合要素１９４と汚染物質との間の結合機構を調整・強化するために、追加成分を含有するようにしてもよい。たとえば、液状媒体のｐＨを調整して、固体成分および汚染物質のいずれか片方あるいは両方の表面電荷を相殺して、静電反発力を減少あるいは増大させるようにしてもよい。また、懸濁液１９０の温度サイクルにより、懸濁液１９０の特性を制御・変化させるようにしてもよい。たとえば、温度に比例して、あるいは、温度に反比例して展性が変化する物質から結合要素９４を形成するようにしてもよい。結合要素９４を汚染物質の形状にフィットさせた後、懸濁液の温度を変化させて、結合要素１９４の展性を減少させるようにしてもよい。さらに、懸濁液１９０の溶解度、すなわち、結合要素９４の濃度が、温度に比例して、あるいは温度に反比例して、変化するものでもよい。
【００５１】
７０℃以上に加熱した固体ステアリン酸を７０℃以上に加熱したＤＩＷ（脱イオン水）に混合して、懸濁液１９０を作成してもよい。ＤＩＷに混合する固体ステアリン酸の重量は、約０．１％から１０％である。このように混合することにより、ＤＩＷ中にステアリン酸成分を十分に分散／乳化させることができる。混合物のｐＨを９以上に調整して、ステアリン酸成分を中和させるアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）等の塩基を０．２５重量％から１０重量％の範囲で加えることにより、このようなｐＨ調整を行うことができる。このようにして形成された酸‐塩基混合物を２０分間かくはんして、混合物を均一にする。酸−塩基混合物の温度を周辺温度と同じにして、脂肪酸塩を沈殿させて、結合要素１９４を形成する。沈殿形成される結合要素１９４の大きさは、０．５から５０００マイクロメートルの範囲であることが望ましい。必要に応じて、酸‐塩基混合物をかくはんして、酸‐塩基混合物内に空気を混入（エントレインメント）させて、不混和成分１１１を形成するようにしてもよい。
【００５２】
０．５から５０００マイクロメートルの範囲の粒径に砕いたステアリン酸の粒状固体から懸濁液１９０を作成してもよい。ＤＩＷをかき混ぜながら、砕いた粒状のステアリン酸をＤＩＷに加えて、酸‐ＤＩＷ混合物を作成する。振とう、かくはん、回転等、周知の任意の手段でＤＩＷをかき混ぜることができる。酸‐ＤＩＷ混合物に含まれるステアリン酸の重量は約０．１％から１０％である。塩基を加えて、酸‐ＤＩＷ混合物のｐＨを約９に調整することにより、ステアリン酸が解離する。ここで用いられる塩基は、たとえば、０．５重量％から１０重量％の濃度のアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）である。塩基を加えることにより、ステアリン酸成分が中和され、ステアリン酸のアンモニウム塩の粒子が形成される。酸‐ＤＩＷ混合物をかき混ぜながら、酸‐ＤＩＷ混合物にアンモニア水ＮＨ4ＯＨを加えて、酸‐ＤＩＷ混合物全体にステアリン酸の固体粒子を分散させる。ステアリン酸アンモニウムの固体粒子の粒度分布は、０．５から５０００マイクロメートルの範囲である。
【００５３】
上述したように、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）をかき混ぜながら、ＩＰＡに溶解させたステアリン酸‐パルミチン酸混合物から懸濁液１９０を作成してもよい。この場合、２重量％から２０重量％の濃度範囲で、溶解脂肪酸が存在する。沸騰させることなくＩＰＡを加熱すること、および／あるいは、アセトン、ベンゼン、あるいはその組み合わせ等の有機溶媒を加えることにより、脂肪酸の溶解度を増大させるようにしてもよい。溶解せずに残った固体をろ過や遠心分離技術で取り除き、固体を含まない溶液としてもよい。固体を含まない溶液を、水等の脂肪酸に対する非溶媒である液体と混合して、脂肪酸の固体を沈殿させるようにしてもよい。０．５から５０００マイクロメートルの範囲の粒度で、沈殿させた脂肪酸を溶液に懸濁させる。上述したように、ステアリン酸成分をイオン化させてもよい。
【００５４】
図１０を参照して、本発明の別の実施例に従う基板洗浄システム（ＳＣＳ）４００を説明する。基板洗浄システム４００には、複数の浸漬タンク４０２、４０４、４０６が含まれる。各浸漬タンク４０２、４０４、４０６には、上述したいずれかの懸濁液、たとえば、懸濁液９０や懸濁液１９０が入れられる。ピッカーシステムは、複数のピッカー４０８、４１０、４１２を備える。各ピッカー４０８、４１０、４１２を、連結して、軌道４１４に沿って往復動することにより、いずれかのピッカー４０８、４１０、４１２に把持された基板６４をいずれかの浸漬タンク４０２、４０４、４０６内に挿入する。コンピュータ読み取り可能なメモリ４１８とデータ通信可能なプロセッサ４１６の制御下で、システム４００が駆動される。プロセッサ４１６は、システム４００を駆動制御して、浸漬タンク４０２、４０４、４０６内に基板６４を挿入させる。また、プロセッサは、モーター４２０とデータ通信可能であり、軌道４１４に沿ってピッカー４０８、４１０、４１２を動かし、また、基板６４を浸漬タンク４０２、４０４、４０６に対して出し入れさせる。さらに、プロセッサは、流体供給装置４２２、４２４、４２６とデータ通信可能であり、浸漬タンク４０８、４１０、４１２への流体の流入を制御する。また、プロセッサ４１６は、浸漬タンク４０８、４１０、４１２とデータ通信可能であり、浸漬タンクを駆動制御し、たとえば、浸漬タンク４０８、４１０、４１２から流体を排出させる。
【００５５】
図１０および図１１を参照して、複数のピッカー４０８、４１０、４１２の１つであるピッカー４０８の作動時の様子を説明する。ピッカー４０８を用いて、複数の浸漬タンク４０２、４０４、４０６の１つである浸漬タンク４０２内に基板６４を入れる。浸漬タンク４０２内で、基板６４は、支持体４２８上に保持される。次に、浸漬タンク４０２に溶液７１を満たす。プロセッサ４１６の制御下で、溶液７１を浸漬タンク４０２内に注入する。プロセッサ４１６が、流体供給装置４２２の（図示しない）ポンプを起動させると、溶液７１が、流体供給装置４２２から管路４３０を通って、所望の浸漬タンク４０２、４０４、４０６内に注入される。浸漬タンク４０２、４０４、４０６は、浸漬タンク内に注入される溶液の流量を制御するために、それぞれ、プロセッサ４１６とデータ通信可能でプロセッサ４１６の制御下で起動されるバルブ４３２、４３４、４３６を備える。バルブ４３２の起動により、選択的に、流体供給装置４２２、４２４、４２６から浸漬タンク４０２内に流体を流入させたり、流れを遮断したりする。同様に、バルブ４３４の起動により、選択的に、流体供給装置４２２、４２４、４２６から浸漬タンク４０４内に流体を流入させたり、流れを遮断したりする。バルブ４３６の起動により、選択的に、流体供給装置４２２、４２４、４２６から浸漬タンク４０６内に流体を流入させたり、流れを遮断したりする。また、プロセッサ４１６とデータ通信可能でプロセッサ４１６により制御されるポンプ４３８、４４０、４４２を用いて、浸漬タンク４０２、４０４、４０６からの流体の排出を制御する。具体的には、ポンプ４３８が浸漬タンク４０２からの排出を促進・遮断し、ポンプ４４０が浸漬タンク４０４からの排出を促進・遮断し、ポンプ４４２が浸漬タンク４０６からの排出を促進・遮断する。
【００５６】
図示した作動モードにおいて、流出口４４６から溶液７１を浸漬タンク４０２内に注入して、浸漬タンク４０２を満たす。この工程は、浸漬タンク４０２に基板６２を入れる前に行っても、入れた後に行ってもよいが、一般的には、溶液７１を注入する前に、浸漬タンク４０２内に基板６４を入れる。支持体４２８に基板６４を保持させた後、プロセッサ４１６の制御下で、浸漬タンク４０２内に溶液７１を注入する。溶液７１を流出口４４６から注入しつつ、プロセッサ４１６がポンプ４３８を駆動して、浸漬タンク４０２から溶液７１を排出させる。このようにして、基板６４が溶液７１の連続的な流れにさらされる。各浸漬タンク４０２、４０４、４０６を同時に用いて、基板６４を溶液７１の連続的な流れにさらすようにしてもよい。バルブ４３２、４３４、４３６を起動することにより、供給装置４２２、４２４、４２６のいずれか１つから浸漬タンク４２０、４０４、４０６に溶液７１を流入させる。別の例として、供給装置４２２、４２４、４２６のいずれか１つから供給されるＤＩＷを１つあるいは複数の浸漬タンク４０２、４０４、４０６に入れておくようにしてもよい。溶液７１に基板６４をさらした後、基板５６４をＤＩＷにさらして洗う。この場合、浸漬タンク４２０、４０４、４０６のいずれか１つにＤＩＷを満たした後、その中に基板６４を入れるようにしてもよい。逆に、基板６４を浸漬タンク４２０、４０４、４０６のいずれか１つに入れた後、ＤＩＷをその浸漬タンクに注入するようにしてもよい。さらに別の例として、浸漬タンク４０２、４０４、４０６のいずれか１つに懸濁液９０を満たし、浸漬タンク４０２、４０４、４０６の別の１つに懸濁液１９０を満たし、浸漬タンク４０２、４０４、４０６の残った１つにＤＩＷを満たすようにしてもよい。この構成では、基板６４を懸濁液９０と懸濁液１９０の両方にさらした後、ＤＩＷにさらして洗う。同一の浸漬タンク４０２を用いて、懸濁液９０、懸濁液１９０、ＤＩＷの順に基板６４をさらすような構成も可能である。必要に応じて、基板６４を入れた後、浸漬タンク４０２、４０４、４０６を閉じるようにしてもよい。図示した例では、ヘリウム等のパージガス供給装置４５４に接続される管路５２を備えるカバー４５０で、浸漬タンク４０６を閉じる。このようにして浸漬タンク４０６を環境制御することにより、基板８４の予定外の乾燥を防ぐ、あるいは、少なくとも抑制する。Ｏリングを用いて、カバー４５０と浸漬タンク４０６との間を密閉するようにしてもよい。
【００５７】
図１０および図１２を参照して、浸漬タンク４０２、４０４、４０６の代わりに利用可能な浸漬タンク５０２を説明する。浸漬タンク５０２は、Ｏリング５０５を有する蓋部５０３を備え、浸漬タンク５０２の本体５０７を流体密封する。具体的には、浸漬タンクは、複数の管路５４０、５４２、５４４、５４６、５４７、５４８、５５０、５５２を備える。管路５４０および管路５４８は、選択的に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の供給装置とＤＩＷの供給装置とに流体連結され、管路５４６および管路５５２は、選択的に、洗浄液の供給装置とＤＩＷの供給装置とに流体連結される。具体的には、管路５４０は、それぞれ、バルブ５５８およびバルブ５６０を介して、選択的にＩＰＡ供給装置５５４とＤＩＷ供給装置５５６とに流体連結される。また、管路５４８は、それぞれ、バルブ５６６およびバルブ５６８を介して、選択的にＩＰＡ供給装置５６２とＤＩＷ供給装置５６４とに流体連結される。管路５４２および管路５５０は、それぞれ排液管５７０および排液管５７２に流体連結される。管路５４６は、それぞれバルブ５８０およびバルブ５８２を介して、選択的に洗浄溶液７１の供給装置５７４とＤＩＷの供給装置５７６に流体連結される。管路５４７は、バルブ５５１を介して、選択的に排液管５４９に流体連結される。また、管路５５２は、それぞれバルブ５８８およびバルブ５９０を介して、選択的に洗浄溶液７１の供給装置５８４とＤＩＷの供給装置５８６に流体連結される。
【００５８】
作動時には、溶液７１が入っていない状態で、浸漬タンク５０２に基板６４を入れる。プロセッサ４１６の制御下で、バルブ５８０およびバルブ５８８のいずれか１つあるいは両方を起動させて、それぞれの管路５４６および５５２を介して、浸漬タンク５０２に溶液を流入させる。この結果、重力ｇ→と反対の方向への溶液７１の流れ６００および６０２が形成され、それぞれ基板６４の両面６５および６７に隣接して流れる。一方、浸漬タンク５０２から流出する溶液は、管路５４２および５５０を通って、それぞれ排液管５７０および５７２に排出される。十分な量の溶液７１にさらした後、各表面６５および６７をＩＰＡおよび／あるいはＤＩＷのいずれか１つあるいは両方にさらして洗う。そのために、バルブ５８０および５８８を遮断し、バルブ５８２および５９０を起動する。これにより、基板６４は、供給装置５７６および５８６から流入するＤＩＷにさらされる。ＤＩＷは、排液管５７０および５７２に排出される。あるいは、バルブ５５１、５６０および５６８を起動することにより、重力ｇ→方向へのＤＩＷの流れ６１０および６１２が形成され、排液管５４９に排出される。この操作は、非真空条件で行われる。基板６４をＤＩＷに完全に沈めた後、ポンプ５７０を駆動して、ＤＩＷを排出させる。同様に、バルブ５５８および５６６を起動して、供給装置から流入するＩＰＡで洗ってもよい。
【００５９】
図１２および図１３を参照して、本発明の別の実施例に従い、浸漬タンク５０２の代わりに利用可能な浸漬タンク６０２を説明する。浸漬タンク６０２は、本体６０７と、管路６４２、６４４、６４６、６４７、６５０、６５２と、排液管６４９、６７０、６７２と、供給装置６７４、６７６、６８４、６８６と、バルブ６８０、６８２、６８８、６４９とを備え、これらは、それぞれ、本体５０７と、管路５４２、５４４、５４６、５４７、５５０、５５２と、排液管５７０、５７２と、供給装置５７４、５７６、５８４、５８６と、バルブ５８０、５８２、５８８、５４９と同様の機能を果たす。さらに、浸漬タンク６０２は、本体６０７の内部に、２つの管路６９１および６９２を備え、この管路を通って、供給装置６５４および６６２からそれぞれＩＰＡが浸漬タンクに流入する。具体的には、バルブ６５８により、選択的にＩＰＡが供給装置６５４から浸漬タンク６０２に流入し、バルブ６６６により、選択的にＩＰＡが供給装置６６２から浸漬タンク６０２に流入する。また、バルブ６６０により、選択的にＤＩＷが供給装置６５６から浸漬タンク６０２に流入し、バルブ６６８により、選択的にＤＩＷが供給装置６６４から浸漬タンク６０２に流入する。さらに、基板６４を保持する支持体６９３がモーター６９４に接続され、基板６４と管路６４７との間の距離を変更することができる。蓋部６０３は、２組のＯリング６０５および６０６を備える。Ｏリング６０５は、Ｏリング６０５と同様に作用する。一方、Ｏリング６０６は、管路５４０および５４８と管路５４２および５５０との間に設置される蓋部６０３のストッパー部６９５の端部に位置する。この構成では、管路６９１，６９２、６４０および６４８は、バルブ５５１を遮断して排液管５４９に流体が流れ込まないようにした場合に、管路５４６および５５２から流出する流体の流れから分離される。すなわち、管路６４２および６５０と管路６９１、６９２、６４０および６４８との間が流体密封される。
【００６０】
図１３に示す作動時には、溶液７１が入っていない状態で、浸漬タンク６０２に基板６４を入れる。プロセッサ４１６の制御下で、バルブ６８０およびバルブ６８８のいずれか１つあるいは両方を起動させて、それぞれの管路６４６および６５２を介して、浸漬タンク６０２に溶液を流入させる。ここで、バルブ５５１が遮断されているため、溶液７１は排液管５４９に流出しない。この結果、重力ｇ→と反対の方向への溶液７１の流れ７００および７０２が形成され、それぞれ基板６４の両面６５および６７に隣接して流れる。一方、浸漬タンク６０２から流出する溶液は、管路６４２および６５０を通って、それぞれ排液管６７０および６７２に排出される。
【００６１】
図１３および図１４に示すように、十分な量の溶液７１にさらした後、各表面６５および６７をＩＰＡおよび／あるいはＤＩＷのいずれか１つあるいは両方にさらして洗う。具体的には、蓋部６０１を取り外して、管路６９１、６９２、５４０および５４８を管路５４２および５５０に流体連結させる。バルブ６５８および６６６を起動することにより、重力ｇ→方向へのＩＰＡの流れが形成される。この結果、浸漬タンク６０２内のメニスカス７００で、溶液７１がＩＰＡおよび空気と接する。管路６９１および６９２の両方からＩＰＡが流入する際に、モーター６９４が駆動し、支持体６９３を動かし、基板６４を浸漬タンク６０２から上に持ち上げる。このように浸漬タンクから取り出される際に、基板６４から溶液７１が除去される。
【００６２】
以上、本発明をいくつかの実施形態に沿って説明してきた。本明細書並びに図面を参照した当業者には自明であるが、本発明をさまざまに変形したり、追加したり、置き換えたり、等価のものにしたりすることが可能である。したがって、本発明には、本発明の要旨の範囲内で、さまざまな変形・追加・置き換え・等価のものがすべて含まれる。以下に示す請求項において、明示されていない限り、各構成要素および／あるいは工程は特定の操作の順番を示すものではない。
【図１】
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【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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【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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