JPH06283489A - 洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

洗浄方法および洗浄装置

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JPH06283489A
JPH06283489A JP7177793A JP7177793A JPH06283489A JP H06283489 A JPH06283489 A JP H06283489A JP 7177793 A JP7177793 A JP 7177793A JP 7177793 A JP7177793 A JP 7177793A JP H06283489 A JPH06283489 A JP H06283489A
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JP
Japan
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cleaning
nozzle
gas
nozzle device
cleaned
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Application number
JP7177793A
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English (en)
Inventor
Tadamoto Tamai
忠素 玉井
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE4402247A priority patent/DE4402247B4/de
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 半導体ウエハのごとき平板の表面を洗浄する
のに適した洗浄方法および洗浄装置に関し、アルゴンを
用い、洗浄処理速度を低下することなくしかも再汚染の
心配のない実用的な洗浄方法および洗浄装置の提供。 【構成】 第1のノズル装置10からアルゴン微粒子を
含む流体を生成し吹きつけ、第2のノズル装置20から
気体を吹き出し、吹き出し方向に被洗浄物13を配置
し、ついでノズル装置と被洗浄物とを相対的に所定方向
に移動させる工程からなり、流体を吹きつけるノズル装
置と、被洗浄物を支持し、ノズル装置と被洗浄物とを所
定方向に移動させる駆動手段14と、これらを収容する
真空容器11と、排気手段12から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、洗浄方法および洗浄装
置に関し、特に半導体ウエハのごとき平板の表面を洗浄
するのに適した洗浄方法および洗浄装置に関する。
【0002】LSI製造工程における半導体ウエハやL
CDあるいは太陽電池等の表面上の微粒子や汚れは、最
終製品の歩留りを大きく低下させる。このため、ウエハ
の表面洗浄が極めて重要である。なお、洗浄に伴って環
境破壊を生じさせないことも重要である。
【0003】
【従来の技術】従来より種々の表面洗浄方法が提案され
ている。半導体ウエハやLCDの表面洗浄に用いられる
表面洗浄方法を概略的に以下に説明する。
【0004】化学洗浄または溶剤洗浄 表面の汚れを化学反応もしくは溶解によって除去する方
法である。水、酸、有機溶媒、フレオン等が用いられる
が、除去すべき汚れに対して有効な薬剤を選択する必要
がある。超音波洗浄と組み合わせることにより、物理的
洗浄力を増大させることもできる。洗浄後の表面に汚れ
を残さないためには、高純度の薬剤を使用する必要があ
る。
【0005】水は、高純度が得易く、大量に使用するこ
ともできるが、表面に水が残ると、その後の汚染原因と
なる。また、水によって溶解することのできる汚れの種
類は限られている。
【0006】その他の有用な溶剤は、使用後廃棄すると
環境破壊を生じさせるものが多い。環境破壊を防止する
ため循環使用する場合は、循環液の再精製が困難であ
り、高価なものとなる。また、同一薬剤を用いて洗浄を
繰り返し、薬剤中に汚染物が累積すると、洗浄表面にこ
の汚染物が付着することとなり、製品不良を起こしてし
まう。
【0007】氷微粒子吹き付け 氷の微粒子を表面に吹き付け、表面上の微粒子および汚
れを除去する方法である。しかしながら、現在作成でき
る氷の微粒子の径は、十分小さくすることができず、1
μm以下の微粒子の除去が困難である。
【0008】CO2 微粒子吹き付け ドライアイスの微粒子を表面に吹き付け、表面上の微粒
子および汚れを除去する方法である。しかしながら、炭
酸ガス中から炭化水素化合物を極低濃度まで除去するこ
とは極めて困難であり、CO2 を冷却して吹き付ける
と、炭化水素化合物が凝縮し、洗浄表面に固着してしま
う。また、CO2 もCの汚染源となる。
【0009】ガス噴射 ガスを固体表面に吹き付け、固体表面を洗浄する方法で
ある。しかしながら、固体表面上にはガス流速が極めて
遅い境界層が形成されてしまい、このような遅いガス流
速によっては微粒子を除去する力が弱い。したがって、
1μm以下の微粒子の除去は困難である。なお、粒子の
表面付着力は直径に比例し、ガス流が粒子に与える除去
力は粒子の直径の二乗に比例する。
【0010】極低温アルゴンガス吹き付け アルゴンガスまたはアルゴンガスを含む混合ガスを極低
温にし、表面に吹き付ける方法である。ノズルから真空
容器中にガスを開放することにより、ガスは急激に断熱
膨張し、その温度を低下させる。温度低下の結果、固体
アルゴンが形成され、固体アルゴン微粒子が表面上に衝
突する。
【0011】たとえば、加圧状態でのアルゴンを含むガ
スを、その圧力でのアルゴンガスの液化点よりも高い温
度まで冷却し、ノズルから真空容器中に吹き出すことに
より、気体アルゴンを固体アルゴンに変化させる方法が
提案されている(たとえば、EP−A2−461476
号公報参照)。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】アルゴンは不活性元素
であり、固体表面に付着しても悪影響を与えることは極
めて少ない。また、アルゴンの固化温度は比較的高温で
あり、冷却によって固体アルゴンを得ることも比較的容
易である。
【0013】しかしながら、固体アルゴンの微粒子を含
む極低温の流体を吹きつけられた被洗浄物は、表面が短
時間の内に急速に冷却され、表面と内部の温度差による
熱歪で損傷を受けることがある。また、アルゴン微粒子
吹きつけによる洗浄のあとに被洗浄物をすぐに洗浄装置
から取り出すと、低温の被洗浄物表面に大気中の水分が
結露、結霜して被洗浄物を再汚染する。したがって、結
露、結霜を防止するためには、洗浄後の低温状態の被洗
浄物を常温状態にまで時間をかけて昇温する必要があ
る。そのために、洗浄処理の速度を低下させ生産性を落
とすことになる。
【0014】また、被洗浄物を下部からヒータのような
もので加熱すると、被洗浄物が熱変形して反り返りの問
題が発生する。本発明の目的は、アルゴンを用い、洗浄
処理速度を低下することなくしかも再汚染の心配のない
実用的な洗浄方法および洗浄装置を提供することであ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の洗浄方法は、第
1のノズル装置からアルゴンを含む極低温流体を吹き出
し、アルゴン微粒子を含む流体を生成し吹きつける工程
と、第2のノズル装置から気体を吹き出す工程と、前記
第1のノズル装置からの前記流体と前記第2のノズル装
置からの前記気体の吹き出し方向に被洗浄物を配置し、
前記両ノズル装置と前記被洗浄物とを相対的に所定方向
に移動させる工程とを含む。
【0016】また、本発明の洗浄装置は、アルゴン微粒
子を含む流体を生成し吹きつけるための第1のノズル装
置と、気体を吹き出すための第2のノズル装置と、前記
アルゴン微粒子を含む流体の吹き出し方向および前記気
体の吹き出し方向に被洗浄物を支持し、前記両ノズル装
置と前記被洗浄物とを相対的に所定方向に移動させるこ
とのできる駆動手段と、前記両ノズル装置および前記駆
動手段を収容する真空容器と、前記真空容器内を排気で
きる排気手段とを有する。
【0017】
【作用】第1のノズル装置からはアルゴン微粒子が被洗
浄物に対して吹きつけられて洗浄を行い、別の第2のノ
ズル装置からは被洗浄物に気体が吹きつけられることに
より、被洗浄物を気体により加温できる。
【0018】
【実施例】図1に、本発明の実施例による洗浄装置の基
本構成を示す。アルゴンガスのボンベ1および窒素ガス
のボンベ2は、それぞれ圧力調整弁3、4を介して合流
点5に配管で接続される。合流点5で混合されたAr+
N2 混合ガスは、配管6を介してフィルタ7に供給さ
れ、ガス中の粒子が除去される。
【0019】粒子の除去された混合ガスは、配管8を介
して冷却器(または熱交換器)9で冷却され、ノズル装
置10から真空容器11内に吹き出される。冷却器9の
出力の混合ガスの圧力および温度は、圧力計および温度
計(いずれも図示せず)で測定され、冷却器9の最低冷
却温度がその圧力でのアルゴンの液化点以下になるよう
に冷却器9が制御される。液化点以下に冷却されること
により、混合ガス中に多数のアルゴン液滴が発生する。
【0020】真空容器11は、排気装置12に接続され
ており、内部を排気して所定の真空度に保つ。真空容器
11内のノズル装置10は複数のノズルが列状に配置さ
れている。
【0021】ノズル装置10のノズル列に対向して半導
体ウエハ等の被洗浄物13を載置する駆動機構14が設
けられている。駆動機構14は、複数のノズルの配列方
向であるx方向およびそれに垂直な方向であるy方向に
駆動可能である。
【0022】ノズル装置10から真空容器11中にアル
ゴンの好ましくは液化温度以下に冷却された混合ガスを
吹き出すことにより、ガスの圧力は急激に低下し、断熱
膨張を行なう。このため、ガスの温度は急激に低下し、
アルゴンは固体アルゴンの微粒子に変化する。
【0023】このようにして、多量の固体アルゴン微粒
子を含む流体が被洗浄物13の表面に噴射される。この
ため、被洗浄物13の表面は固体アルゴンの微粒子によ
り効率的に洗浄される。
【0024】窒素ガスのボンベ2にはもう一つの圧力調
整弁15が配管により接続され、圧力調整弁15から配
管16を介してフィルタ17に接続されている。フィル
タ17では窒素ガス中の粒子が除去される。
【0025】粒子の除去された窒素ガスは、配管18を
介してもう一方のノズル装置20から真空容器11内に
吹き出される。窒素ガスの配管18の近傍、または内部
にはヒータ装置19が配置され、窒素ガスを加熱するこ
とができる。ノズル装置10と20の先端部は接近して
配置される。好ましくは、真空容器中で断熱膨張した後
の状態で室温程度以上となるようにヒータ装置19で窒
素ガスを昇温する。
【0026】ノズル装置10からアルゴン混合ガスを真
空中に噴射しつつ、駆動機構14によって被洗浄物13
を図1のy方向のノズルに近づく向きにゆっくりと移動
すると、ノズル装置10からの極低温のアルゴン微粒子
が被洗浄物13の表面をy方向に走査することになる。
低温のアルゴン微粒子を含む流体が被洗浄物13の表面
の汚染物を叩き飛ばして洗浄すると同時に被洗浄物13
表面は低温に冷却される。
【0027】被洗浄物13表面の洗浄により冷却された
部分にノズル20から窒素ガスが吹きつけられる。窒素
ガスは室温に近いか、あるいはヒータ装置19により適
温に加熱されているので、冷却された被洗浄物13表面
は昇温される。好ましくは、室温程度まで昇温する。
【0028】アルゴン微粒子による洗浄後すぐに窒素ガ
スで室温程度以上まで加温されるので、洗浄処理後にす
ぐに真空容器11の外部に被洗浄物13を取り出して
も、結露、結霜することがない。また、温度差による熱
歪で被洗浄物13が損傷されることも少ない。さらに、
被洗浄物全体をヒータで加熱するものではないので反り
の問題も少ない。
【0029】図2は、真空容器11を上部よりみた洗浄
装置の構成を示す。ノズル装置10は複数のノズルがx
方向に一列に配置されている。ノズル装置10には冷却
器9からAr+N2 混合ガスが供給される。その後ろ側
に配置されたもう一つのノズル装置20も複数のノズル
がx方向に一列に配置されている。
【0030】ノズル装置10と20のノズルは図2のよ
うに交互に配置される。この配置は、冷却されたAr+
N2 混合ガス流と加温用N2 ガス流を、なるべく相互干
渉させないために有効である。
【0031】また、駆動機構14によって被洗浄物13
をx方向に高速に往復駆動し、y方向のノズルに近づく
向きにゆっくりと駆動すると、図中ジグザグの矢印21
で概略的に示すように、アルゴン微粒子および加温用ガ
ス流による軌跡が形成され、被洗浄物全表面がより均一
に洗浄でき、冷却された表面を再び室温程度以上まで昇
温できる。また、被洗浄物13は固定し、ノズル装置1
0,20側を駆動しても同様な効果が得られる。
【0032】アルゴン混合ガスと加温用気体を、被洗浄
物に対して同一方向から吹き付ける場合を説明したが、
図3に示すように、両吹き付け方向を対向させてもよ
い。たとえば、図示のように、第1のノズル10から吹
き出すアルゴン混合ガス流22と、第2のノズル20か
ら吹き出す加温用ガス流23を右と左に対向させ、駆動
機構を右から左に向けて駆動する。
【0033】被洗浄物13表面は、初めに洗浄されて冷
却され、次に加温される。なお、以上の説明あるいは図
示したノズルの配置、ノズルの数は例示であって、制限
的なものではない。被洗浄物13の形状や大きさなどに
よって、適宜選択、変更されるものである。また、加温
するための気体として窒素ガス以外にも不活性ガスのよ
うな他の気体を使用することも可能である。
【0034】洗浄による冷却後加温する場合を説明した
が、加温後、洗浄を行ない、結果として被洗浄物表面
を、室温程度になるようにしてもよい。以上実施例に沿
って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限される
ものではない。たとえば、混合ガスとしてアルゴンガス
とアルゴンよりも液化温度の低い他の不活性ガスとの混
合ガスを用いてもよい。
【0035】被洗浄物は半導体ウエハに限らない。たと
えば、プリント基板、光ディスク、磁気ディスク、液晶
表示装置のフラットパネル、太陽電池等の製造工程にお
ける表面洗浄に用いることもできる。
【0036】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者に自明であろう。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、アルゴン微粒子に
よる洗浄と気体による加温を組合せることにより、洗浄
処理後にすぐに真空容器の外部に被洗浄物を取り出して
も、結露、結霜を防止することができる。また、表面と
内部の温度差による被洗浄物の損傷も防止し易い。さら
に、被洗浄物全体をヒータで加熱するものではないので
反りの問題は少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による洗浄装置の基本構成を示
す概略図である。
【図2】本発明の実施例による洗浄装置の真空容器の部
分を上部からみた図である。
【図3】洗浄用アルゴン混合ガスと加温用気体の他の吹
き付け態様を示す概略図である。
【符号の説明】
1 アルゴンガスボンベ 2 窒素ガスボンベ 3,4,15 圧力調整弁 7,17 フィルタ 9 冷却器 10,20 ノズル装置 12 排気装置 13 被洗浄物 14 駆動機構 19 ヒータ装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のノズル装置(10)からアルゴン
    微粒子を含む流体を吹き出す工程と、 第2のノズル装置(20)から気体を吹き出す工程と、 前記第1のノズル装置からの前記流体と前記第2のノズ
    ル装置からの前記気体の吹き出し方向に被洗浄物(1
    3)を配置し、前記両ノズル装置と前記被洗浄物とを相
    対的に所定方向に移動させる工程とを含む洗浄方法。
  2. 【請求項2】 前記第2のノズル装置から吹き出す気体
    を加熱する工程をさらに含む請求項1記載の洗浄方法。
  3. 【請求項3】 前記移動させる工程中、前記第1のノズ
    ル装置からの前記流体が前記被洗浄物に吹きつけられた
    跡をさらに前記第2のノズル装置から吹き出す気体を吹
    きつける請求項1記載の洗浄方法。
  4. 【請求項4】 前記第2のノズル装置から吹き出す気体
    が窒素ガスである請求項3記載の洗浄方法。
  5. 【請求項5】 アルゴン微粒子を含む流体を吹き出すた
    めの第1のノズル装置(10)と、 気体を吹き出すための第2のノズル装置(20)と、 前記アルゴン微粒子を含む流体の吹き出し方向および前
    記気体の吹き出し方法に被洗浄物(13)を支持し、前
    記両ノズル装置と前記被洗浄物とを相対的に所定方向に
    移動させることのできる駆動手段(14)と、 前記両ノズル装置および前記駆動手段を収容する真空容
    器(11)と、 前記真空容器内を排気できる排気手段(12)とを有す
    る洗浄装置。
  6. 【請求項6】 前記第1および第2のノズル装置はそれ
    ぞれ、複数のノズルがある方向に配列されたノズル列を
    有し、前記第1のノズル装置の前記ノズル列は前記第2
    のノズル装置の前記ノズル列と平行に配置される請求項
    5記載の洗浄装置。
  7. 【請求項7】 前記駆動手段が前記両ノズル装置のノズ
    ル列の方向およびそれに直交する方向に移動可能である
    請求項6記載の洗浄装置。
  8. 【請求項8】 前記第2のノズル装置はさらに、前記気
    体を加熱する装置(19)を有する請求項6記載の洗浄
    装置。
JP7177793A 1993-01-27 1993-03-30 洗浄方法および洗浄装置 Pending JPH06283489A (ja)

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US08/185,184 US5512106A (en) 1993-01-27 1994-01-21 Surface cleaning with argon
KR1019940001248A KR100332707B1 (ko) 1993-01-27 1994-01-25 아르곤에의한표면세정
DE4402247A DE4402247B4 (de) 1993-01-27 1994-01-26 Oberflächenreinigung mit Argon
GB9401588A GB2274742B (en) 1993-01-27 1994-01-27 Surface cleaning with argon

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013067A1 (en) * 1994-10-21 1996-05-02 Tadahiro Ohmi Method of, and apparatus for, producing thin film transistor
KR100385431B1 (ko) * 2000-09-19 2003-05-27 주식회사 케이씨텍 표면 세정용 에어로졸 생성 시스템
JP2007117838A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Asahi Sunac Corp ワーク洗浄方法及びワーク洗浄システム
JP2009267005A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Tokyo Electron Ltd 基板洗浄方法及び基板洗浄装置並びに基板処理装置

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Effective date: 20030924