JPH01207182A - 基板表面の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は基板表面の洗浄装置に関するものであり、特
に、基板に向けて微細な凍結粒子を噴射することによっ
て、該基板上の付着物を除去する、基板表面の洗浄装置
に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、従来の半導体ウェハの洗浄方法を概略的に示
したものである。図において、１は半導体ウェハである
。２は、この半導体ウェハ１の表面に超純水を噴射する
ジェットノズルである。３はブラシであり、半導体ウェ
ハ１の表面にスライドするものである。次に、この図を
参照して、従来の半導体ウェハの洗浄方法について説明
する。

半導体ウェハ１の表面に、超純水をジェットノズル２に
より吹付ける。これと同時に、矢印Ｒの方向に回転して
いるブラシ３を、矢印Ｔの方向で半導体ウェハ１表面に
スライドさせる。これによって、半導体ウェハ１表面の
汚染粒子などの付着従来の半導体ウェハの洗浄方法は以
上のように構成されている。しかしながら、■約１０μ
ｍ以下の超微細な汚染粒子等を洗浄除去することは困難
であり、■洗浄ブラシの摩耗によって半導体ウェハの汚
染が生じることがあり、■ブラシの摩擦による静電気が
発生して洗浄効果を低下させることがあり、■除去され
た異物が洗浄ブラシに付着し、この異物が半導体ウェハ
を傷つけるといった問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、超微細な汚染粒子などの洗浄除去を効果
的に達成し得るとともに、ブラシの摩耗による汚染やブ
ラシの摩擦による静電気の発生および半導体ウェハ等の
基板の傷つきの問題等を排除し得る、基板表面の洗浄装
置を提供するこの発明は基板に向けて微細な凍結粒子を
噴射することによって、該基板上の付着物を除去する、
基板表面の洗浄装置に係るものである。そして、前記問
題点を解決するために、以下の部材を備えている。

（１）　微細な凍結粒子を製造する凍結粒子製造手段。

（２）　上記基板を保持するための保持手段。

（３）　上記凍結粒子製造手段により製造された凍結粒
子を、上記保持手段によって保持された上記基板に向け
て噴射する噴射手段。

この発明に係る基板表面の洗浄装置の好ましい実施例に
おいては、上記保持手段は、上記凍結粒子の噴射角度が
上記基板に対して３０°以下になるように、該基板を保
持するように構成されている。

［作用］ 本発明に係る基板表面の洗浄装置は、上記の手段（１）
、（２）、（３）を備えているので、基板に向けて噴射
された凍結粒子によって、該基板上の汚染物等の付着物
は吹飛ばされ、除去される。

さらに、凍結粒子の溶けた結果物である液体は、汚染物
の溶媒として作用する。

また、この発明の好ましい実施例では、上記保持手段が
、凍結粒子の噴射角度が基板に対して３０°以下になる
ように該基板を保持するように構成されているので、凍
結粒子により基板がダメージを受けることがない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例の模式図である。

実施例に係る、基板表面の洗浄装置は、基本的には、微
細な凍結粒子を製造する凍結粒子製造手段２０と、基板
またとえば半導体ウェハを保持するための保持手段４０
と、凍結粒子製造手段２０により製造された凍結粒子を
、保持手段４０によって保持された基板１に向けて噴射
する噴射手段７たとえば噴射ノズルとから構成される。

まず、凍結粒子製造手段２０についてその構成を詳細に
説明する。

凍結粒子製造手段２０の構成要素である断熱容器４には
、スプレーノズル５が設けられている。

断熱容器４はメツシュ４ａによって区分されている。断
熱容器４には、この断熱容器４内に冷媒を供給する冷媒
供給口６が設けられている。断熱容器４内で凍結される
被凍結液１またとえば超純水は原料液貯蔵タンク８に貯
蔵されている。原料液貯蔵タンク８には原料液供給口８
ａが設けられ、この原料液供給口８ａから被凍結液が供
給される。

そして、被凍結液１２は管路８５を通って、スプレーノ
ズル５に送られる。

噴射手段７はたとえば噴射ノズルによって具体化されて
いる。この噴射手段７には、上述の凍結粒子製造手段に
よって製造された凍結粒子１２ａが送られてくる。

次に、基板１を保持するための保持手段４０について、
その構成を詳述する。

保持手段４０は固定治具９と、真空ポンプ１０を備えて
いる。固定治具９は矢印Ａによって示される方向に回転
する。また、固定治具９は矢印Ｂによって示される方向
に移動する。基板１は、真空ポンプ１０の吸引力により
、固定治具９に固定される。基板１は、噴射手段７から
噴射される凍結粒子の噴射方向と平行（この場合、基板
１に対する噴射角度は０である）になるように、固定治
具９に固定されている。

次に、実施例に係る洗浄装置を用いて、基板１の表面を
洗浄する動作について説明する。

気体窒素によって原料液貯蔵タンク８内を加圧する。こ
の加圧によって被凍結液１２は、管路８５を通ってスプ
レーノズル５に送られる。スプレーノズル５にまで送ら
れてきた被凍結液１２は、気体窒素の圧力によって断熱
容器４内に噴霧される。このとき、断熱容器４内は、冷
媒供給口６から供給される液体窒素等の冷媒によって冷
却されている。したがって、スプレーノズル５から噴霧
された被凍結液は、微細な凍結粒子１２ａとなってメツ
シュ４ａの上に落ちて、溜まる。なお、この被凍結液に
は、半導体ウェハに悪影響を及ぼさない物質、たとえば
超純水、エタノール等のアルコール類、またはフロン系
の溶剤等を使用することができる。また、上記スプレー
５の圧力と、気体窒素の量により、噴霧液滴の大小が決
定される。

上述のようにして製造された凍結粒子１２ａは、噴射手
段７に送られ、気体窒素の噴流によるエジェクタ方式に
よって、基板１に向けて噴射される。

一方、固定治具９は、凍結粒子１２ａの噴射と同時に、
矢印Ａの方向へ回転しながら、矢印Ｂの方向へ移動する
。したがって、基板１上の異物は、凍結粒子１２ａによ
り横方向より力を受け、吹き飛ばされて除去される。こ
のとき、凍結粒子の溶けた結果物である液体がさらに異
物の溶媒として働くため、基板１上はさらに一層美しく
洗浄される。また、凍結粒子１２ａの噴射方向が基板１
に対して平行であるので、凍結粒子が基板１の表面に衝
突することがなく、基板１はダメージを受けない。

第２図は、この発明の他の実施例を構成する凍結粒子製
造手段の模式図である。なお、第２図においては、凍結
粒子製造手段２０についてのみ図示し、第１図と同じ構
成である保持手段４０および噴射手段７の図示は省略し
ている。上述の実施例では被凍結液１２を液体のままで
スプレーノズル５に供給していたので、１０μｍ以上の
大きさの凍結粒子しか得られなかった。第２図に示す実
施例は、２０μｍ以下の超微細な凍結粒子を供給するこ
とのできる凍結粒子製造手段の構成を示したものである
。図において、１１は密閉容器であり、密閉容器１１内
には被凍結液１またとえば超純水、が入れられている。

１３は密閉容器１１を外から加熱する加熱手段である。

密閉容器１１は冷却容器１４に連結されている。冷却容
器１４は先の実施例の断熱容器４のごときものである。

次に動作について説明する。密閉容器１１中に入れた被
凍結液１２を、加熱手段１３により加熱し、蒸気にする
。この蒸気になった被凍結液を、十分に冷却した冷却容
器１４に急速に投入する。

すると、蒸気の凝縮を起こし、この凝縮した蒸気は凍結
し、凍結粒子となる。この凍結粒子製造手段では、蒸気
の凝縮の速度を変化させる（つまり、冷却容器１４の温
度を変化させる）ことにより、凍結粒子の大きさを変化
させることができる。そして、２０μｍの以下の超微細
な凍結粒子が得られる。この超微細な凍結粒子を、第１
図に示したような噴射手段７によって、第１図に示した
ように配置された基板１に向けて噴射する。すると、噴
射された凍結粒子は基板１上の異物を擦り取る。

また、凍結粒子が溶解した溶液は、汚染物質の溶媒とし
て作用し、これによって、基板１は一層美しく洗浄され
るということは、前述のとおりである。

次に、上述の実施例において、凍結粒子の噴射方向が基
板１に対して平行になるように、保持手段４０に該基板
を保持させるのは、もし、基板またとえば半導体ウェハ
の平滑面に垂直に凍結粒子を噴射した場合には、凍結粒
子によって半導体ウェハパターンや、薄い酸化膜にダメ
ージが入る可能性があり、また、半導体ウェハ上の異物
を押し除ける効果が少なくなるからである。　なお、上
記実施例では、凍結粒子の噴射方向が基板１に対して平
行になるように（すなわち、噴射角度が０になるように
）該基板１を保持手段４０に保持させる場合について説
明したが、この発明はこれに限られるものでなく、個々
の事例に従って、凍結粒子の噴射角度を３０°以内の範
囲で適宜調整するのが好ましい。たとえば、微細パター
ン上の異物や、０．５μｍ以下程度のごく微細な異物を
除去するためには、異物の付着力が大きいため、噴射に
角度を持たす方がよく、また未処理ウェハや比較的大き
な異物の除去には、ウェハ平滑面に対して平行でも十分
である。但し、噴射角度が３０°より大きくなると、基
板表面がダメージを受けるようになるので、好ましくな
い。

また、上記実施例では、基板１に半導体ウェハを用いた
場合について説明したが、この発明はこれに限られるも
のでなく、洗浄面が平滑な面を持つものたとえば磁気デ
ィスク基板やガラス基板等に応用しても、上記実施例と
同様の効果を実現する。

さらに、上記実施例では被凍結液に純水を用いた場合に
ついて説明したが、この発明はこれに限られるものでは
ない。

以上、具体的な実施例を挙げて、この発明の洗浄装置に
ついて説明したが、本発明はその精神または主要な特徴
から逸脱することなく、他の色々な形で実施することが
できる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で単なる
例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の
範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明
細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範
囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範
囲内のものである。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明に係る、基板表面の洗浄
装置によれば、微細な凍結粒子の衝撃によって基板上の
微細な汚染粒子や汚れを吹飛ばしながら、溶解した溶媒
によって汚染物質を溶解するので、優れた洗浄効果が得
られる。また、従来のように、洗浄ブラシを全く使用し
ないので、ブラシの摩耗による汚染問題や、帯電性のブ
ラシの摩擦から生じる静電気の発生による洗浄効果の低
下という問題点が解決される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の概略図、第２図は本発
明の他の実施例の概略図、第３図は従来の半導体ウェハ
の洗浄方法を示す概略図である。 図において、１は基板、４は断熱容器、４ａはメツシュ
、５はスプレーノズル、６は冷媒供給口、７は噴射ノズ
ル、８は原料液貯蔵タンク、８ａは原料液供給口、９は
固定治具、１０は真空ポンプ、１２は被凍結液、１２ａ
は凍結粒子、２０は凍結粒子製造手段、４０は保持手段
である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板に向けて微細な凍結粒子を噴射することによって
   、該基板上の付着物を除去する、基板表面の洗浄装置で
   あって、 微細な凍結粒子を製造する凍結粒子製造手段と、前記基
   板を保持するための保持手段と、 前記凍結粒子製造手段により製造された凍結粒子を、前
   記保持手段によって保持された前記基板に向けて噴射す
   る噴射手段と、 を備えた基板表面の洗浄装置。