(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子が浮遊するエアロゾルを、被洗浄物表面に斜め方向から吹き付けることにより、該エアロゾルの衝撃力を利用して被洗浄物の表面を洗浄する表面洗浄方法において、
常温又は加温した高速ガスを被洗浄物表面に向けて略垂直方向から噴射させ、
該高速ガスにより、前記エアロゾルを被洗浄物表面に押し付けて衝突させる方向に加速すると共に、該加速により、前記高速ガスの保有熱による微粒子の液化や気化による効果も生じさせて、被洗浄物の表面を洗浄することを特徴とする表面洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の表面洗浄方法を使用することよって、前記高速ガスが衝撃波又は膨張波を伴うようにし、該衝撃波又は膨張波による急激な圧力変化が生じるようにして、被洗浄物の表面を洗浄することを特徴とする表面洗浄方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表面洗浄方法において、前記エアロゾルを、被洗浄物の表面との相対移動方向の上流側に向けて斜めに吹き付けることを特徴とする表面洗浄方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表面洗浄方法において、更に、常温又は加温したパージガスを被洗浄物表面と略並行に流して、前記エアロゾルによって被洗浄物表面より除去された汚染物や固形物の被洗浄物表面への再付着を防止することを特徴とする表面洗浄方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表面洗浄方法において、前記エアロゾルが、少なくとも一部が固化されたアルゴン微粒子を含むアルゴンエアロゾルであることを特徴とする表面洗浄方法。
【請求項６】
微粒子をガス中に浮遊させてエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
該エアロゾル形成手段から供給されるエアロゾルを、被洗浄物表面に斜め方向から吹き付けるエアロゾル噴射ノズルと、
常温又は加温した高速ガスを、被洗浄物表面に向けて略垂直方向から噴射することにより、前記エアロゾルを被洗浄物表面に押し付けて衝突させる方向に加速するための付加ノズルと、
前記エアロゾルによって被洗浄物表面より除去された汚染物や固形物の被洗浄物の表面への再付着を防止するための、常温又は加温したパージガスを、被洗浄物表面と略平行に流すパージガス用ノズルとを備え、
前記高速ガスにより加速されたエアロゾルによって、被洗浄物の表面を洗浄することを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表面洗浄装置において、前記付加ノズルがストレートノズルであることを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項８】
請求項６に記載の表面洗浄装置において、前記付加ノズルが末広がりノズルであることを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項９】
請求項８に記載の表面洗浄装置において、前記末広がりノズルから噴射される高速ガスが衝撃波又は膨張波を伴うようにされ、該衝撃波又は膨張波による急激な圧力変化を併用して、被洗浄物表面を洗浄することを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表面洗浄装置において、前記末広がりノズルから衝撃波が発生するようにされていることを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表面洗浄装置において、前記末広がりノズルの出口で垂直衝撃波が発生するようにされていることを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項１２】
請求項６乃至１１のいずれか一項に記載の表面洗浄装置において、前記エアロゾルが、被洗浄物の表面との相対移動方向の上流側に向けて斜めに吹き付けられることを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれか一項に記載の表面洗浄装置において、前記付加ノズルの位置が調整可能とされていることを特徴とする表面洗浄装置。
【請求項１４】
請求項６及至１３のいずれか一項に記載の表面洗浄装置において、前記エアロゾルが、少なくとも一部が固化されたアルゴン微粒子を含むアルゴンエアロゾルであることを特徴とする表面洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面洗浄方法及び装置に係り、特に、半導体ウェハのような平板の表面を洗浄する際に用いるのに好適な、強固に付着した汚染物やエッチング残渣を除去することが可能な、表面洗浄方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ製造工程における半導体用ウェハの表面上や、液晶（ＬＣＤ）あるいは太陽電池等の表面上の微粒子（パーティクル）や汚れは、最終製品の歩留りを大きく低下させる。このため、前記ウェハ等の表面洗浄が極めて重要である。又、最近の環境保護の立場からも、廃液等を出さない、環境にやさしい洗浄方法が注目されている。
【０００３】
従って従来から、種々の表面洗浄方法が提案されており、半導体製造を例に採ると、超音波併用の純水洗浄、純水中に薬液（例えばアンモニア過酸化水素液や硫酸過酸化水素液）を加えた溶液中に被洗浄物を侵漬し、洗浄する等の湿式洗浄方式が用いられている。
【０００４】
しかしながら、この種の湿式洗浄方式は、各種設備の設置面積が大きく、廃液処理も必要であるという問題がある。
【０００５】
一方、液体を用いない乾式洗浄方式として、ガスを加え化学反応を利用したドライクリーニングがあるが、パーティクル状の汚染物が除去できないという問題がある。
【０００６】
更に、ドライアイスや氷、アルゴン固体等の微粒子を、被洗浄物表面に衝突させ、パーティクルを除去することも考えられているが、氷を用いた場合には、被洗浄物の表面が損傷を受ける恐れがあり、ドライアイスを用いた場合には、特に、鉄鋼や石油精製の廃ガスを原料とする市販品では、ドライアイス自体が汚れているため、不純物汚染の問題がある。
【０００７】
これらに対して、特開平６−２５２１１４や特開平６−２９５８９５に記載された、アルゴン固体の微粒子を用いる方法によれば、上記のような問題は存在しない。
【０００８】
例えば、特開平６−２９５８９５では、図１２に示す如く、アルゴン（Ａｒ）ガスのボンベ２０から圧力調整弁２２を介して供給されるアルゴンガスと、窒素（Ｎ2 ）ガスのボンベ２４から圧力調整弁２６を介して供給される窒素ガスを合流点３０で混合し、該合流点３０で混合されたＡｒ＋Ｎ2 混合ガスを、配管３２を介してフィルタ３４でガス中の不純粒子を除去した後、配管３６を介して冷却器（又は熱交換器）３８で、当該冷却器３８の到達冷却温度が、その圧力でのアルゴンガスの液化点近くまで冷却する。冷却された混合ガスは、配管４０を介してエアロゾル噴射ノズル４２により、被洗浄物であるウェハ１０等が走査機構１２の移動台１３上に載置されて収容されている、洗浄室１４を構成する真空容器内に噴出される。真空容器内の圧力はアルゴンのエアロゾルを形成するようにアルゴンの三重点圧力以下に維持される。エアロゾル噴射ノズル４２のノズル穴４３から噴出された混合ガスは、真空容器である洗浄室１４内で急激に断熱膨脹して、アルゴンの液体、固体、気体、あるいは、これらの混合物からなる極微粒子のガス状懸濁物であるエアロゾルを形成する。この多量のアルゴン微粒子を含むエアロゾルがウェハ１０の表面に噴射され、吹き付けられたエアロゾルの衝撃力を利用して、ウエハ１０の表面が効率的に洗浄される。
【０００９】
図において、１６は、洗浄室１４内を真空に排気するための排気装置である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、洗浄室１４中に噴出されたエアロゾルは、被洗浄物１０の表面に到達する過程で、周囲のガスにその運動エネルギを奪われ、速度が落ちてしまうため、衝撃力が弱まる。その結果、洗浄力が弱く、強固に付着した汚染物やエッチング残渣を除去し難いという問題点を有していた。
【００１１】
なお、特開平８−２９８２５２の図５には、洗浄対象の表面に垂直に噴射されるエアロゾルを、同じく、図６に示されるような末広がり形状のノズル穴を有するガスノズルを２個用いて、その斜め後方両側から噴射される音速又は超音速ガスジェットで加速して、洗浄対象の表面に衝突させることが記載されているが、エアロゾル及びガスジェットの噴射方向が必ずしも適切ではなく、ガスノズルが複数必要で、特に、多数のノズル穴からエアロゾルを平行して噴射したい場合には、適していないという問題点を有していた。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、簡単な構成で、強固に付着した汚染物やエッチング残渣を効果的に除去することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、微粒子が浮遊するエアロゾルを、被洗浄物表面に斜め方向から吹き付けることにより、該エアロゾルの衝撃力を利用して被洗浄物の表面を洗浄する表面洗浄方法において、常温又は加温した高速ガスを被洗浄物表面に向けて略垂直方向から噴射させ、該高速ガスにより、前記エアロゾルを被洗浄物表面に押し付けて衝突させる方向に加速すると共に、該加速により、前記高速ガスの保有熱による微粒子の液化や気化による効果も生じさせて、被洗浄物の表面を洗浄することにより、前記課題を解決したものである。
【００１４】
本発明によれば、図１に示す如く、例えばエアロゾル噴射ノズル４２のノズル穴４３から被洗浄物（例えばウェハ１０）の相対移動方向（図の右方向）の上流側（図の左側）に向けて斜めに噴射されたエアロゾル４３Ａは、例えばストレートノズルとされた付加ノズル１０８の直線状のノズル穴１０９から噴射され、エアロゾル４３Ａの上方から、該エアロゾル４３Ａをウエハ１０の表面に向けて押さえ付けるように噴射された高速ガス１０９Ａによって物理的に加速され、例えば常温又は加温した高速ガス１０９Ａと低温のエアロゾル４３Ａとの熱接触に伴うエアロゾル微粒子表面の急激な気化に伴う体積膨張１０９Ｂによるエアロゾル４３Ａの熱的加速との相乗作用による被洗浄物表面へのエアロゾル４３Ａの衝撃力により、汚れ１１の効率的な洗浄が行われる。
【００１５】
更に、被洗浄物表面では、高速ガス１０９Ａの保有熱以外に、ウェハ１０とエアロゾル４３Ａとの衝突によるウェハ１０からの伝熱による熱や、必要に応じてウェハ１０の表面と略並行に流される常温又は加温したパージガス１１９Ａの保有熱も加わり、エアロゾル４３Ａの液化による除去汚染物の掃流効果１０９Ｃが向上し、汚染物の効率的な除去作用が期待できる。
【００１６】
本発明は、又、前記高速ガスが衝撃波又は膨張波を伴うようにし、該衝撃波又は膨張波による急激な圧力変化が生じるようにして、被洗浄物の表面を洗浄することにより、前記課題を解決したものである。
【００１７】
この場合は、図２に示す如く、例えば末広がりノズルとされた付加ノズル２０８の出口側（図の下側）が広がるようにされたノズル穴２０９から噴射され、ウェハ１０の表面に衝突する、例えば超音速の高速ガス２０９Ａに伴われる衝撃波（音速）２０９Ｆ又は膨張波によって生じる急激な圧力変化による洗浄効果と、例えばエアロゾル噴射ノズル４２のノズル穴４３から噴射され、高速ガス２０９Ａによって加速されて、被洗浄物表面に衝突するエアロゾル４３Ａの衝撃力による洗浄効果の相乗作用により、効率的な洗浄が行われる。更に、衝撃波や膨張波による汚れ１１の脱離も期待できる。
【００１８】
即ち、衝撃波は、圧力、密度等の状態量が不連続的に変化する面と見做すことができ、圧縮波である。衝撃波や膨張波が被洗浄物（ウェハ１０）の表面に達すると、被洗浄物表面では爆発に似た急激な圧力変化が生じる。この急激な圧力変化は被洗浄物表面の汚染物を表面より脱離或いは飛散させる。
【００１９】
一方、例えば後出図９に例示するような末広がりの付加ノズル２０８に導入されたガスは、ノズル穴２０９のスロート２０９Ｃで音速に達し、末広部で超音速に加速される。衝撃波発生に伴い、その速度は減速されるが、高速度でエアロゾル４３Ａに衝突し、該エアロゾルの速度を増大させる。運動エネルギが増えたエアロゾルは、被洗浄物表面の汚れ１１に衝突し、衝撃波や膨張波の脱離効果と相乗して、汚れを除去する。
【００２０】
なお、前記エアロゾル４３Ａを被洗浄物（１０）の表面に対して斜め方向から吹き付け、前記高速ガス１０９Ａ、２０９Ａを、該エアロゾル４３Ａの上方から、該エアロゾル４３Ａを被洗浄物表面に向けて押さえ付けるように噴射させて、簡単な構成で十分な効果をあげることができる。
【００２１】
特に、前記エアロゾル４３Ａを、被洗浄物の表面との相対移動方向の上流側に向けて斜めに吹き付けるようにした場合は、汚染物や固形物を効果的に除去できる。
【００２２】
更に、常温又は加温したパージガスを被洗浄物表面と略平行に流して、前記エアロゾル４３Ａによって被洗浄物表面より除去された汚染物や固形物の被洗浄物表面への再付着を防止するようにして、二次汚染を防止することができる。
【００２３】
又、前記エアロゾルを、少なくとも一部が固化されたアルゴン微粒子を含むアルゴンエアロゾルとして、洗浄が確実に行われるようにすることができる。
【００２４】
本発明は、又、表面洗浄装置において、微粒子をガス中に浮遊させてエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、該エアロゾル形成手段から供給されるエアロゾルを、被洗浄物表面に斜め方向から吹き付けるエアロゾル噴射ノズルと、常温又は加温した高速ガスを、被洗浄物表面に向けて略垂直方向から噴射することにより、前記エアロゾルを被洗浄物表面に押し付けて衝突させる方向に加速するための付加ノズルと、前記エアロゾルによって被洗浄物表面より除去された汚染物や固形物の被洗浄物の表面への再付着を防止するための、常温又は加温したパージガスを、被測定物表面と略並行に流すパージガス用ノズルとを備え、前記高速ガスにより加速されたエアロゾルによって、被洗浄物の表面を洗浄することにより、前記課題を解決したものである。
【００２５】
又、前記付加ノズルをストレートノズルとして、付加ノズルの構成を簡略化したものである。
【００２６】
或いは、前記付加ノズルを末広がりノズルとして、該付加ノズルから衝撃波や膨張波が発生するようにしたものである。
【００２７】
更に、前記付加ノズル出口で垂直衝撃波が発生するようにしたものである。
【００２８】
又、前記付加ノズルの位置を調整可能として、前記エアロゾルに対する高速ガスの衝突位置及びエアロゾルの速度を調整できるようにしたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３０】
本実施形態が適用される半導体用ウェハの表面洗浄装置の全体構成を図３に示す。この表面洗浄装置には、装置外部から被洗浄物であるウェハ１０が多数収容されたカセット５２が交互に搬入出され、ロードロックされて、真空状態に排気される２つのカセット室５４、５６と、洗浄前のウェハ１０を、前記カセット室５４、５６の一方のカセット５２から１枚ずつ引き出して、矢印Ａに示す如く、次のバッファ室６２に搬入すると共に、洗浄後のウェハを、バッファ室６２から搬出して、矢印Ｂに示す如く、所定のカセット５２に挿入するための、例えば水平面内で伸縮と回転の２軸動作可能な、ウェハハンドリング用の搬送ロボット５８が配設されたロボット室６０と、常時、真空に保たれているロボット室６０とノズル４２から噴射されるエアロゾル４３Ａにより真空度が低下する洗浄室１４間の圧力差を解消して、ウェハの受け渡しをするためのバッファ室６２と、該バッファ室６２内で待機しているウェハを、移動台１３を構成するプロセスハンドにより洗浄室１４に搬入（Ｙ方向）しながら、ノズル穴４３のピッチ分だけ図の左右方向（Ｘ方向）に走査するための走査機構１２と、下を通過するウェハに対してアルゴンエアロゾル４３Ａを噴射して洗浄するためのエアロゾル噴射ノズル４２を備えた洗浄室１４と、該エアロゾル噴射ノズル４２に供給されるＡｒ＋Ｎ2 混合ガスを冷却するための冷却器３８を構成する冷凍機７６、コンプレッサ７８及び熱交換器８０と、前記カセット室５４、５６、ロボット室６０、バッファ室６２、洗浄室１４を排気して真空にするための排気装置１６とが、主に備えられている。
【００３１】
本発明の第１実施形態は、このような表面洗浄装置において、図１２に示した従来例と同様の構成に加えて、図４及び図５に詳細に示す如く、加速用Ｎ2 ガス１０９Ａを、ウェハ１０の表面に向けて高速で噴射するための、圧力調整弁９０、配管９２、フィルタ９４、配管１０４、ヒータ１０６及び付加ノズル１０８と、ウェハ１０の表面から除去された汚染物や固形物を系外に排出するためのパージ用Ｎ2 ガス１１９Ａをウェハ１０の表面と略平行に流すための、圧力調整弁１１０、配管１１２、フィルタ１１４、配管１１６、ヒータ１１７及びパージ用ノズル１１８を追加したものである。
【００３２】
前記付加ノズル１０８は、例えばストレートノズルとされ、図６乃至図８に示す如く、エアロゾル噴射ノズル４２に隣接し、且つ平行に設置されている。該付加ノズル１０８には、図５に示した如く、エアロゾル噴射ノズル４２のノズル穴４３と同数の円柱状の直線的なノズル穴１０９が設けられ、図１に示した如く、該ノズル穴１０９から噴出される高速（例えば超音速）の加速用Ｎ2 ガス１０９Ａがエアロゾル４３Ａに当るようにノズル穴１０９が加工・配置される。
【００３３】
図７及び図８において、１２０は、洗浄室１４内の流れを制御するためのシールド板である。
【００３４】
前記付加ノズル１０８には、上下・左右の位置が調整できる機構が備えられ、ウェハ１０の表面に到達する前のエアロゾル４３Ａに当るように、更に、エアロゾル４３Ａの速度を調整するように、付加ノズル１０８の位置を変えることができる。図６及び図８に、付加ノズル１０８の位置を上下に調整するための機構の例を示す。ここでは、付加ノズル１０８を固定しているステー１１０、１１２に長穴１１４を設け、該長穴１１４の範囲で、ボルト１１６により、付加ノズル１０８の位置を上下に調整可能としている。左右にも、同様の機構を設けることができる。
【００３５】
前記付加ノズル１０８から噴出させるガスは、不活性ガス、特に価格及び入手性を考えるとＮ2 ガスが望ましいが、不活性ガスに限らず、例えばＯ2 ガスやＨ2 ガスを用いてもよい。ガスの温度は常温でよいが、例えばヒータ１０６で加熱しても良い。加熱した方が音速が増し、エアロゾルの加速効果が増す。圧力は高い方が望ましいが、工業的には１ＭＰａ以下、７００ＫＰａ〜３００ＫＰａが望ましい。
【００３６】
前記パージ用ノズル１１８は、図５に示した如く、ガスの流れに関して、エアロゾル噴射ノズル４２より上流側の、洗浄室１４の端部に設けられている。このパージ用ノズル１１８のノズル穴１１９からは、圧力調整弁１１０、配管１１２、フィルタ１１４及び配管１１６を介して、前記窒素ガスボンベ２４から供給されるパージ用窒素ガス１１９Ａが常時噴出されている。
【００３７】
以下作用を説明する。
【００３８】
前記付加ノズル１０８のノズル穴１０９からは超音速の加速用Ｎ2 ガス１０９Ａ、前記エアロゾル噴射ノズル４２のノズル穴４３からはアルゴン微粒子を含むエアロゾル４３Ａ、前記パージ用ノズル１１８のノズル穴１１９からはパージ用Ｎ2 ガス１１９Ａを噴出させた状態で、例えば特開平６−２５２１１４や特開平６−２９５８９５に記載された方法を用いて、走査機構１２によりウェハ１０を、図５の手前から奥の方向に、矢印Ｃで示す如く、ノズル穴のピッチ分だけ横方向（Ｘ方向）に走査しながらＹ方向にジグザクに送り込む。すると、ウェハ１０の表面には、加速用Ｎ2 ガス１０９Ａによって物理的及び熱的に加速されたＡｒエアロゾル４３Ａが衝突し、強固に付着した汚染物であっても、エアロゾルの衝撃力により表面から剥離される。一旦剥離された汚染物は、加速用Ｎ2 ガス１０９Ａとパージ用Ｎ2 ガス１１９Ａのガス保有熱と、ウェハ１０からの伝熱による熱によるエアロゾル４３Ａの液化促進により、ウェハ１０の表面上より効率的に除去される。
【００３９】
又、エアロゾル及び衝撃波又は膨張波により除去された汚染物を効率良く系外に排出するため、洗浄室１４の端部（図５では上部）より、加圧された不活性ガス（経済性からＮ2 ガスが望ましい）をパージ用ノズル１１８のノズル穴１１９又はパイプにより洗浄室１４内に導入し、ウェハ１０の表面に汚染物を系外へ排出される強制流を作ることができる。この排出強制流の流速は、例えば５〜２０ｍ／秒とすることが望ましい。なお、パージ用ノズル１１８は省略することもできる。
【００４０】
前記洗浄室１４内の圧力は、アルゴンの三重点（６８ｋＰａ）以下とする必要があるが、上記排出強制流の流速を小量の窒素ガス（不活性ガス）で確保すると共に、エアロゾルの固体の固さを増し、汚染物除去効果を高めるためには、５０ｋＰａ〜数ｋＰａ（２０ｋＰａ以下が望ましい）とすることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４２】
本実施形態では、付加ノズルとして、第１実施形態のストレートノズル１０８の代りに、末広がりノズル２０８が用いられている。他の点に関しては、第１実施形態と同じであるので、同じ符号を付して説明は省略する。
【００４３】
図９に示す如く、本実施形態で用いられている付加ノズル２０８のノズル穴２０９の断面は軸対称で、圧力室２０８Ａからノズル穴入口２０９Ｂを経てノズル穴出口２０９Ｄへ至る途中にスロート２０９Ｃをもつ末広形状を有している。これは、一般に言われる超音速ノズルと同一形状である。
【００４４】
前記ノズル穴２０９からの噴出ガスを真空容器（洗浄室１４）へ噴出させると、ノズル穴出口２０９Ｄでの圧力Ｐｅが真空容器（１４）の圧力Ｐｂと異なる場合、図１０に示すように衝撃波（図１０（ｇ）（ｈ）（ｉ）に示すＰｅ＜Ｐｂの場合）或いは膨張波（図１０（ｋ）に示すＰｅ＞Ｐｂの場合）を生じる。Ｐｅ＝Ｐｂの場合、ノズル穴部での摩擦を考慮しないと流れは等エントロピー的に変化し、適正膨張となって、衝撃波や膨張波を発生することなく、超音速流れとなって真空容器（１４）に噴出する（図１０（ｊ）の場合）。第１実施形態も含む一般のノズルは、この適正膨張となるように使用されているのに対し、本実施形態では、あえて衝撃波又は膨張波が発生するように用いる。
【００４５】
前記ノズル穴出口２０９Ｄでの圧力Ｐｅは、スロート２０９Ｃでの断面積Ａｓとノズル穴出口２０９Ｄでの断面積Ａｅの比Ａｅ／Ａｓによって選択することができる。
【００４６】
図１１に、Ｎ2 ガスにおけるＡｅ／ＡｓとＰｅ／Ｐｏ（Ｐｏ：ノズル穴入口１０９Ｂでの圧力）の関係、及び、発生する衝撃波の種類を示す。即ち衝撃波を発生させるためには、図１０（ｇ）又は（ｈ）に示す如く、末広部に垂直衝撃波が発生する領域Ｉ、又は、図１０（ｉ）に示す如く、過膨張による斜め衝撃波がノズル外側に発生する領域IIになるようにＡｅ／Ａｓを選ぶ。一般に垂直衝撃波の方が斜め衝撃波より強度が強いので、付着力の強い汚染物に対しては領域Ｉを選定する。又領域Ｉではノズル穴の末広部で衝撃波が発生し、ノズル穴２０９の損傷が懸念されるので、図１０（ｈ）に示した如く、丁度ノズル穴出口２０９Ｄで垂直衝撃波が発生するように設計するのが望ましい。
【００４７】
図９に示した前記ノズル穴２０９の末広部の角度θは、流れの剥離によるじょう乱を避けるため、拡がり角θ＝５〜１０°となるようにする。このθが大きいと、ノズル内で早く衝撃波が発生しやすくなる。θが１０°より大きくなると、剥離が発生し、エネルギが摩擦で吸収されてしまい、効率が悪い。一方、θが５°より小さいと、ノズルが長くなり、大きくなるだけでなく、工作が困難である。
【００４８】
本実施形態においては、ウェハ１０の表面に、加速用Ｎ２ガスによって加速されたＡｒエアロゾル４３Ａ、及び衝撃波又は膨張波が衝突し、強固に付着した汚染物であっても、エアロゾルの衝撃力及び衝撃波又は膨張波による圧力変化により表面から剥離される。
【００４９】
なお、前記実施形態においては、いずれも、本発明が、半導体用ウェハの洗浄に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ハードディスク、液晶、マイクロマシン、精密機械部品及び電子部品等の他の被洗浄物の洗浄にも同様に適用できることは明らかである。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、被洗浄物を損傷したり、不純物汚染を生じることなく、アルゴン微粒子だけでは除去が難しかった、強固に付着した汚染物やエッチング残渣を効果的に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による表面洗浄の原理を示す断面図
【図２】本発明の第２実施形態による表面洗浄の原理を示す断面図
【図３】本発明が適用される半導体用ウェハの表面洗浄装置の一例の全体構成を示す平面図
【図４】本発明の第１実施形態の構成を示す管路図
【図５】第１実施形態の洗浄室内部を示す略平面図
【図６】第１実施形態の洗浄室の断面形状を示す横断面図
【図７】図６のVII −VII 線に沿う縦断面図
【図８】同じくVIII−VIII線に沿う縦断面図
【図９】本発明の第２実施形態で用いられている付加ノズルの構成を示す断面図
【図１０】前記付加ノズルの圧力と発生する音波の関係の例を示す線図
【図１１】前記付加ノズルの各作動状態を示す線図
【図１２】特開平６−２９５８９５に記載された従来の表面洗浄装置の構成を示す管路図
【符号の説明】
１０…ウェハ（被洗浄物）
１２…走査機構
１３…移動台
１４…洗浄室（真空容器）
１６…排気装置
２０…アルゴン（Ａｒ）ガスボンベ
２４…窒素（Ｎ2 ）ガスボンベ
３４、９４、１１４…フィルタ
３８…冷却器
４２…エアロゾル噴射ノズル
４３、１０９、２０９、１１９…ノズル穴
４３Ａ…エアロゾル
７６…冷凍機
８０…熱交換器
１０６、１１７…ヒータ
１０８、２０８…付加ノズル
１０９Ａ、２０９Ａ…加速用高速窒素ガス
１０９Ｂ…体積膨張
１０９Ｃ…掃流効果
１１８…パージ用ノズル
１１９Ａ…パージ用窒素ガス
２０９Ｂ…ノズル穴入口
２０９Ｃ…スロート
２０９Ｄ…ノズル穴出口
２０９Ｆ…衝撃波
【図１】
0003790627.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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【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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