JP3327492B2 - 基体表面からの気相ゴミ除去装置及び除去方法並びにプロセス装置及びプロセスライン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基体表面からの気相ゴ
ミ除去装置及び除去方法並びにプロセス装置及びプロセ
スラインに係る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程に於いて、例えば、基体
処理槽内及び基体搬送中に付着するゴミは、歩留まり低
下の最大の原因となっている。例えば、シリコンの大集
積回路に於いて、例えばドライエッチング処理中に処理
槽に供給されるガスは反応性のガスの他に堆積性ガス、
また堆積性ガス成分を含むガスが導入されている。この
堆積性ガスに起因するガス成分による反応堆積物が真空
槽に堆積する。また反応性ガスと被エッチング膜との副
反応生成物の堆積、耐レジスト・マスクとの低選択比に
起因するレジストからの分解物による副生成物の堆積、
スパッタされた下地材料、スパッタされた真空槽まわり
の構成材料の堆積等は、ゴミの発塵の主な原因となって
いる。例えば、アルミニウム金属配線のドライ・エッチ
ングに於いて、エッチング中にエッチング困難な材料か
ら成るゴミがアルミニウム表面に付着すると、ゴミの下
部はエッチングされずゴミの周りがエッチングされエッ
チング残り（エッチング残渣）が生じる。通常追加エッ
チングいわゆるオーバエッチングを行いエッチング残り
を除去するが、過剰なオーバエッチングは、レジストマ
スクや下地酸化膜の膜厚減りをもたらす。又オーバエッ
チング時の中性ラジカル種によるアルミニウム配線の横
方向のエッチングが進み、配線の細りの問題が生じる。
さらに段差部にわたるアルミニウム配線部は、平坦部の
アルミニウム部よりエッチング残り除去の為の追加のエ
ッチング、いわゆるオーバ・エッチングが少なくなる
為、段差部にゴミが付着するとエッチング残りが金属配
線間にわたり、金属配線の短絡を起こす問題が発生す
る。

【０００３】またプラズマ絶縁膜の成膜処理では、ゴミ
がウエハ表面に付着すると、ゴミの上にも膜が堆積され
極少的な成膜の凹凸の発生や、取り込まれたゴミが重金
属の場合、シリコン上に形成されたＭＯＳトランジスタ
のゲート絶縁膜の破壊、トランジスタ接合部のリーク電
流の増加、アルカリ性イオンの場合は、トランジスタの
閾値変化等のトランジスタの電気的性能に悪影響を及ぼ
す。

【０００４】また、スパッタリングによる金属膜の成膜
処理では、基体表面上に付着したゴミは金属膜中に取り
込まれ金属配線の平坦な成膜性を劣化する。またコンタ
クトホール部及びスルホール部の穴の中にゴミが存在し
たまま金属成膜を行うと、配線形成後、コンタクトホー
ル及びスールホール部の抵抗増加、コンタクトホール及
びスールホール部配線のマイグレーション耐性の劣化の
問題が生じる。

【０００５】この様に、従来は、これらのゴミがほとん
ど付着したまま次工程の処理槽に搬送され、処理槽間に
渡り相互汚染を起こしていた。また従来はゴミが基体上
に付着すると、気相中（ドライ処理）で殆ど除去できな
い為、一端、ゴミの付着した基体を、装置の真空槽から
取り出しウエット洗浄しなければならなかった。

【０００６】また、ウェットの基体洗浄はＷ．Ｋｅｒｎ
等らが１９７０年に確立したＲＣＡ洗浄が基礎となって
おり、ゴミ除去については、アルカリ系ＡＰＭ（ＮＨ₄
ＯＨ，Ｈ₂Ｏ₂)洗浄およびこれと超音波洗浄を組み合わ
せたものがある。その他、ブラシスクラバ洗浄、高圧ジ
ェット水洗浄、アイス・スクラバ洗浄等のウエット処理
が気相中でゴミを除去するドライ処理よりも広く用いら
れている。これは気相中（ドライ処理）でゴミ除去が困
難な為である。

【０００７】しかし、ウエット処理によるゴミ除去も完
全ではなく数々の問題を抱えている。例えば、アルカリ
系洗浄液においてゴミの除去効果は、従来のゴミ除去ド
ライ処理より高いが、洗浄液からの金属吸着発生現象に
より、金属汚染の完全な除去が困難であり、エッチング
作用によりウェハ表面のマイクロラフネスが生じる問題
がある。また前記ウエット処理は、多量の薬品の使用に
よる薬品廃液が与える環境問題、洗浄槽内での基体裏面
のゴミが基体表面を汚染する問題、サブ・ミクロン幅の
小さな径の穴の中に入っているゴミの除去の困難さが問
題となっている。

【０００８】気相中での基体表面上に付着したゴミを、
気相中で除去（ドライ除去処理）する技術が試みられて
いる。この技術は、ブロワーから供給された空気または
窒素ガスをＨＥＰＡフィルタを介し、真空槽へ導入し、
ゴミの付着した基体表面上に定常流を流し、間欠な圧力
変動（ショックウェーブ）又は、断続的なジェット気流
（パルスエアジェット）を基体表面上に加える事によ
り、基体表面上に付着したゴミを基体表面上から離脱さ
せ、ゴミを前記定常流のガスに輸送させ、ゴミを排出さ
せる方法である。

【０００９】しかしこの方法では、十分なゴミ除去効果
を得る事は困難であり、又、ゴミ除去効果の再現性が得
られにくい問題がある。本発明者は、その原因を多大な
実験を重ねることにより探求した。その結果、十分なゴ
ミ除去効果を得ることが困難なこと、又、ゴミ除去効果
の再現性が得られにくいことの原因は、ゴミと基体表面
との間に単なるファンデルワールス力以外の力が働きそ
の力が何らかの作用をなしていることを知見した。そこ
で、さらに思考・実験を重ねたところ、ゴミと基体表面
との間に液架橋力が働いていることを見いだした。そし
て、この液架橋力は、基体表面の水分子に起因している
ことを突き止めた。すなわち、前記技術においては、真
空槽内の水分濃度が制御されておらず、基体表面上に多
量の水分（１００水分子層以上）が吸着しており、この
為、ゴミと基体表面間の水分子による液化橋力により十
分なゴミ除去効果を得る事は、困難であり又ゴミ除去効
果の再現性が得られにくい問題が発生していることを解
明した。

【００１０】又、ゴミの付着した基体を、Ａｒ，Ｈｅ等
のガスのグロー放電に曝らし、グロー放電で生じた陽イ
オンを基体表面に照射させ、イオン照射エネルギでゴミ
を除去する事も試みられているが、十分な制御された均
一な低イオンエネルギ（２〜１０ｅＶ）のイオンのフラ
ックス生成が困難であり、高イオンエネルギ（３０ｅ
Ｖ）で照射されイオンが電極材料をスパッタし、新たな
ゴミの問題を発生させたり、基体上にイオン衝撃による
基体表面層の格子欠陥、さらには半導体デバイス破壊を
生じるという問題がある。

【００１１】又、有機系のゴミからなるゴミの除去をオ
ゾンと紫外線照射の組み合わせによるドライ除去処理が
ある。これは、有機系のゴミに１８５ｎｍ，２５４ｎｍ
の紫外線を照射させ、有機系のゴミを構成している特定
の分子結合を切り、オゾンＯ ₃に２５４ｎｍの紫外線を
照射し、酸素ラジカルを生成させ、この酸素ラジカルと
有機系のゴミを化学反応させＣＯ，ＣＯ₂なる反応生成
物をつくり、除去する手段である。一方、金属系のゴミ
では、塩素ガスに４００ｎｍ以下の波長の光により、蒸
気圧の高い金属塩化物を生成させる手段がある。しか
し、これらの方法では、実際のゴミは有機、無機の混合
物質であることがほとんどで、この様な混合物質の場
合、化学反応による高蒸気圧の生成物を生成させ、除去
させる事は、非常に困難であり、ゴミ除去方法として、
万能ではない。

【００１２】従来の半導体製造装置、製造ラインでは、
ゴミの付着した基体は、前記に述べた様に、一旦基体を
真空処理槽から取り出し、前記ウェット処理や、ドライ
処理により、基体上に付着していたゴミを除去してい
た。この為基体洗浄後も、基体は、大気下に再び曝され
る為、大気中の酸素により、例えば、シリコン、ポリシ
リコン、アルミニウム上には、自然酸化膜による汚染
や、基体を次工程の処理槽に搬送する間に、新たにゴミ
が基体に付着する等の問題がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、いかなる材
料から成るゴミにおいても、基体表面上に付着したゴミ
を、基体表面上から除去出来る基体表面からの気相ゴミ
除去装置及び除去方法。を提供することを目的とする。

【００１４】また、ゴミ除去工程の自動化、インライン
化が初めて、可能になり、飛躍的に高めることができ、
例えばシリコン等の大規模集積回路の製造の高歩留りが
期待出きるプロセス装置及びプロセスラインを提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の気相ゴミ除去装
置は、少なくとも１つの処理槽と、前記処理槽内におい
て基体を保持する手段と、前記基体表面の吸着水分量を
平均２分子層以下とするため前記基体表面に水分濃度１
００ｐｐｂ以下で、且つ、前記基体上での流速が１０ｍ
／ｓｅｃ以上となるようなガスを供給する手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１６】本発明の半導体等のプロセス装置は、複数
の処理槽と前記処理槽に基体を搬送する手段を有したク
ラスター方式の基体処理装置において、前記複数の処理
槽の少なくとも１つに上記気相ゴミ除去装置が組み込ま
れていることを特徴とする。本発明のプロセスライン
は、上記気相ゴミ除去装置を少なくとも一部に有するこ
とを特徴とする。

【００１７】本発明の基体表面からの気相ゴミ除去方法
は、処理層内の水分濃度を１０ｐｐｍ以下とし、且つ、
基体上での流速が１０ｍ／ｓｅｃ以上となるように、基
体表面に水分濃度１０ｐｐｍ以下のガスを流し、前記基
体表面の吸着水分量を平均２分子層以下とすることを特
徴とする。

【００１８】

【作用】以下に本発明の作用を本発明をなすに際して得
た知見等と、また、好ましい実施態様例とともに説明す
る。

【００１９】気相中においてゴミが基体表面上に吸着し
た場合、ゴミと基体間に働く力は、液架橋力とファンデ
ルワールス力であることを本発明者は知見した。特に、
水分が基体表面に存在している場合においては液架橋力
が支配的である。

【００２０】本発明においては、初めて基体表面に付着
しているゴミと基体間の液架橋力を排除し、高々基体の
格子間の距離のマイナス２乗に比例する程度の小さなフ
ァンデルワールス力のみで基体にゴミが付着している状
態を実現している。これは、基体表面上の吸着水分量
が、略々２分子層以下であるときに実現されることを本
発明者は見いだした。この２分子層がどのような状態で
存在しているかは明確ではないが、２分子層以下という
のは、基体表面全体が２分子層以下の場合のみならず、
水分子が存在しない部分が一部にある場合も含まれると
いえる。

【００２１】このような状態を実現するためには、基体
表面に供給されるガスの水分濃度が、１００ｐｐｂ以下
であるということが必要である。なお、処理層を構成す
る部材あるいはガス供給系の配管等の表面からの水分の
放出は極力小さくすることが好ましく、そのため、かか
る部材は、酸化クロムを主成分とする不動態膜がガスと
の接触部表面に形成されたものを用いればよい。

【００２２】なお、本発明では、基体上での流速が１０
ｍ／ｓｅｃ以上となるようなガスを供給する手段を設け
ている。前述したように、液架橋力の影響を排除した状
態では、基体上での流速が１０ｍ／ｓｅｃ以上となるよ
うなガスを供給すればゴミは浮上し、基体表面から除去
できることを本発明者は見い出したのである。例えば、
図１におけるガス（例えばＮ₂ガス）の吹き出し口１１
１より２５０ｌ／ｍｉｎの流量で基体表面にＮ₂ガスを
吹き付けると、基体表面でのＮ₂ガスの平均流速は約３
０ｍ／ｓｅｃとなる。このＮ₂の高速流によって、基体
表面より数μｍから数１０μｍの領域では停流層が生
じ、高速流と停流層の界面にはベルヌイの定理によって
ベルヌーイの圧力差が生じると考えられる。例えば、こ
の流速約３０ｍ／ｓｅｃの高速流と停流層の界面に生じ
る圧力差は約０．５ｋｇ／ｃｍ²程度となることがわか
た。この圧力差は、例えば５μｍ及び１μｍ程度の比較
的大きなゴミに対し基体と垂直方向の運動エネルギを与
える。この垂直方向の運動エネルギは、力学的な考察よ
り、１μｍ以上のゴミを基体表面より離脱するために充
分なエネルギとなりうる。ガスの流速は、ゴミの粒径に
応じて適宜決めればよいが、３０ｍ／ｓｅｃ以上が好ま
しい。かかる高速流の場合除去効率が向上する。なお、
上限としては、５０ｍ／ｓｅｃが好ましい。

【００２３】なお、例えば０．３μｍ程度の比較的小さ
なゴミは完全に停流層内部に存在するため、Ｎ₂の高速
流によって生じる圧力差のみではゴミは基体表面より離
脱できないことがある。この０．３μｍ程度のゴミを基
体表面より離脱させるためには間欠的な圧力変動（例え
ば衝撃波）を基体表面あるいは基体表面上を流れる高速
のガス流に与えることが効果的であることが本発明者の
実験事実より明かとなった。この間欠的な圧力変動（例
えば衝撃波）は基体表面より数μｍから数１０μｍに生
じている停流層を乱す効果を持つと考えられる。これ
は、間欠な圧力変動（例えば衝撃波）によって停留層内
に一瞬乱流が生じ、Ｎ₂の高速流のみでは停流層であっ
た基体表面から数μｍ以下の領域においてもベルヌイの
定理による圧力差を発生できるのである。この圧力差に
よって基体表面のゴミは基体表面に対して垂直方向の運
動エネルギが与えられ、基体表面から数μｍから数１０
μｍ程度舞い上がることができると考えられる。なお、
舞い上がったゴミは基体表面を流れる例えばＮ₂の高速
流によって真空チャンバの外部へ瞬時に運び去られる。
このＮ₂の高速流は高速なもの（例えば上述した１０ｍ
／ｓｅｃ以上）を用いているためこの中に存在する基体
表面から離脱したゴミは基体に再付着する機会をまった
く与えられない。

【００２４】以上のような作用によって本発明によって
基体表面からゴミが除去できる。

【００２５】基体あるいは基体上に付着したゴミを、例
えばＸｅランプや例えば８０℃に加熱したガス（例えば
Ｎ₂ガス）を用いて昇温することも基体表面に吸着して
いる水分をさらに排除し、液架橋力を小さくする効果を
より一層助長するものである。

【００２６】基体と、ゴミに働く力がファンデルワール
ス力のみで表せられる基体表面において、付着している
ゴミは常にブラウン運動によって基体表面を自由に移動
している。ブラウン運動のエネルギは温度によって決定
され、例えばゴミの温度を高くすると、温度に比例した
運動エネルギによってゴミは基体表面を移動することに
なる。例えばＸｅランプ等で昇温すればゴミのブラウン
運動を活性化することができる。基体表面を動き回って
いるゴミは、基体表面の数オングストローム程度の凹凸
によって跳ね上がり、この瞬間、基体とゴミとの間に働
くファンデルワールス力は最小になり、ゴミが基体から
最も離脱し易い状態となる。

【００２７】またブラウン運動はゴミの不規則な運動で
あるため、基体に対して垂直な方向への運動も存在す
る。従ってこの作用においても基体とゴミの間に働くフ
ァンデアワールス力を最小となりうる。

【００２８】ゴミを昇温させる際、その温度には細心の
注意を払わなければならない。本発明者は基体温度が８
０℃以上でゴミの除去効果が現れることを知見している
が、ブラウン運動を活性化させる上で温度は極力高い方
が効果的であることは前述の理由より明かである。しか
し、実際のプロセスでは基体表面に付着するゴミの種類
を断定することは非常に困難であり、その中には当然有
機物等も含まれる。従って有機物を溶解させる温度以下
（例えば２００℃以下）での加熱が理想である。さら
に、プロセス全体を低温（４００℃前後）でおこなうこ
とを考慮すると、たとえ有機物の付着が認められなくと
も、３００℃以上の加熱は熱処理効果を及ぼす可能性が
あるため好ましくない。以上の理由から基体及びゴミの
加熱には８０℃から３００℃が好ましく、８０℃から２
００℃がより好ましい。

【００２９】

【実施例】

（実施例１）本発明の第１の実施例を図１を用いて説明
する。図において１０１は真空処理槽であり、例えばタ
ーボ分子ポンプ１０２及び粗引きポンプ１０３によっ
て、真空処理槽１０１内の真空度は１０^-10〜１０^-12Ｔ
ｏｒｒに保つことができる。１０５は真空排気通路で開
閉弁１０４を介して真空処理槽１０１と接続されてい
る。

【００３０】真空処理槽１０１は、例えば真空融解した
ＳＵＳ３１６Ｌでできており、その内面１０６は鏡面研
磨し、かつ不動態化処理されてＣｒ₂Ｏ₃膜が形成され、
放出ガス及び水分の吸着が極めて少ない表面になってい
る。

【００３１】１０７は基体であり、本実施例ではシリコ
ンウェハを用いている。もちろんシリコンウエハに限ら
ず、他の半導体基板（例えば化合物半導体基板）、磁性
体基板、超伝導体基板などであってもよい。１０８はシ
リコンウェハー１０７を保持するための支持台（基体を
保持する手段）であり、例えば真空もしくは静電吸着方
式による基体保持機構を有している。

【００３２】１０９はシリコンウェハー１０７上に付着
しているゴミを示しており、１１０はガス吹き出し口１
０９からシリコンウェハー１０７上に吹き付けられた例
えばＮ₂ガスの流れを示している。

【００３３】１１１はシリコンウェハー上に設置された
Ｎ₂ガスの吹き出し口で、ガス供給通路１１２と接続さ
れており、ガス供給制御弁１１３によって高速なＮ₂ガ
スをシリコンウェハー１０７上に定常的に流す為のもの
である。ここで１１４は高圧ガス供給源で、例えば高圧
Ｎ₂ボンベである。高圧Ｎ₂ボンベ１１４は高圧ガス供給
通路１１５を通して定常流通路１１６および高圧ガス制
御部１１７と接続されている。この定常流通路１１６に
は例えば通電加熱機構またはその他の加熱機構１１８が
備えられており、Ｎ₂ガスを約８０℃に加熱することが
できる。１１７は高圧ガスの間欠的で俊敏な流れの制御
を行う機構を備えている。

【００３４】本実施例では高速開閉弁１１９、１２０の
間欠的な高速開閉によって、高圧部１２１からガス供給
通路１１２およびガス吹き出し口１１１を通して間欠的
で俊敏な圧力変動をシリコンウェハー表面上の定常的な
ガスの流れに作用させることができる。本実施例では圧
力変動の発生頻度は最大１０回／分であるが、高速開閉
弁１１９、１２０をさらに高速に駆動するか、または高
圧ガス制御部１１７を並列に多段設けることによって、
間欠的な圧力変動の発生頻度をさらに増やすことができ
る。

【００３５】本実施例で用いたＮ₂ガスの水分濃度は１
０〜１００ｐｐｂに制御されているため、真空処理槽１
０１内の水分濃度は少なくとも１０ｐｐｍ以下に保つこ
とができ、この時の吸着水分量は略々１×１０¹⁵分子／
ｃｍ²である。これは、平均値で２分子層に相当する。

【００３６】１２２はＮ₂ガスおよびゴミの排気通路で
あり、開閉弁１２３を介して真空処理槽１０１と接続さ
れており、シリコンウェハー上から離脱したゴミはＮ₂
ガスの流れにともなうようにして、開閉弁１２４を介し
て系外の例えばスクラバーのような排ガス処理装置に排
出される。また、排気通路１２２は開閉弁１２５および
粗排気通路１２６を介して粗引きポンプ１０３に接続さ
れており、真空処理槽内を減圧例えば１００Ｔｏｒｒに
保ちながらＮ₂ガスおよびそれにともなうゴミを排出す
ることができる。

【００３７】１２７は、シリコンウェハー１０７を昇温
するための、例えばＸｅランプである。１２８は真空処
理槽１０１に接続された光導入口で、例えば光学研磨さ
れた合成石英等の窓材１２９が備えられていることによ
り、Ｘｅランプ１２７の光がシリコンウェハー１０７の
表面に均一に照射することができる。さらに、Ｘｅラン
プ１２７の出力を制御することによってシリコンウェハ
ー１０７を昇温し、かつ一定の温度例えば１００℃に保
つことができる。

【００３８】１３０は基体収納槽であり、１３１は基体
を真空処理槽内へ自在に搬出入するための機構を備えた
搬送室である。基体搬送室１３１は開閉弁１３２を介し
て真空処理槽１０１に接続されており、基体搬送室１３
１は開閉弁１３３を介して基体収納槽１３０に接続され
ている。基体収納槽１３０及び基体搬送室１３１の水分
濃度は真空処理槽１０１と同様に１０ｐｐｍ以下に制御
されている。

【００３９】次に、図１に示した式の装置を用いてゴミ
除去の実験を行った結果について記述する。まず、実験
の流れを図１に基づいて説明する。

【００４０】シリコンウェハー１０７上に平均粒径が約
０．３〜５．０μｍのポリスチレンラテックス標準粒
子を散布し、レーザー散乱光方式のパーティクルカウン
ターを用いて予め粒子数を調べておき、これを基体収納
槽１３０に挿入し、槽内の水分濃度が１０ｐｐｍ以下に
なるようＮ₂ガスによる置換を充分に行った後、基体搬
送室１３１を通して真空処理槽１０１内の支持台１０８
に固定した。さらにシリコンウェハー１０７をＸｅラン
プ１２７によって約１００℃に昇温した。次に開閉弁１
１３を開放し、吹き出し口１１１を通して約８０℃のＮ
₂ガスをシリコンウェハー１０７上に連続的に最大 ２５
０ ｌ／ｍｉｎの流量で吹き付けた。さらに、高圧ガス
制御部１１７を作動させ、毎分１０回の割合で間欠的な
圧力変動を同じくガス吹き出し口１１１より発生させ
た。吹き出されたＮ₂ガスおよびシリコンウェハー１０
７上から離脱したゴミは排気通路１２１を通して系外へ
排出した。

【００４１】図２にシリコンウェハー上のゴミの除去効
果を示す。

【００４２】図２より、０.３μｍ以上の粒子径を持つ
ゴミが効果的に除去されることがわかった。また、シリ
コンウェハーあるいはＮ₂定常流を昇温せずに室温にお
いて、同様の実験を試みた。その結果、昇温時の場合と
比較すると０.３μｍの粒子径のゴミが若干取れにくく
なっていることが観察された。続いて、Ｎ₂ガス定常流
あるいはシリコンウェハーは昇温しておき、間欠的な圧
力変動を発生させずに実験を行ったが、０．３μｍ程度
以下の小さなゴミはほとんど除去されていなかった。

【００４３】ゴミを昇温する手法として、例えばレーザ
等を用いて基体表面に付着しているゴミのみを昇温させ
ても前述同様にゴミの基体表面からの離脱の効果が期待
できる。しかし、基体に局所的な温度差が生じるため、
基体に形成された例えばＭＯＳトランジスタ等のデバイ
スに損傷を与える可能性が大である。このため、本実施
例では基体と基体に付着したゴミとを同時に昇温した。
しかし、デバイスに影響を与えない場合においては、前
記レーザ等を用いてゴミのみを昇温させても同様な効果
が期待できる。

【００４４】これまでの説明によって、本発明では従来
技術にないゴミを基体表面から非常に離脱し易い状態を
作りだせる事が明かである。基体表面から完全にゴミを
排除するためには、大流量のＮ₂ガスを基体表面に吹き
付け、さらに間欠かつ俊敏な圧力変動（例えば衝撃波）
を加えることが非常に有効であることが実験事実より明
かである。

【００４５】本実施例では、基体１０７表面上の高速な
Ｎ₂ガス定常流および間欠的で俊敏な圧力変動を基体１
０７表面上に設置したガス吹き出し口１１１から同時に
供給する方式を用いたが、この方式にとらわれることは
なく、基体１０７上に高速ガスの定常流を供給する機構
が少なくとも一つ備えられていて、基体１０７上の定常
流に作用する間欠的で俊敏な圧力変動を発生させる機構
が少なくとも１つ備えられていれば、本発明によってゴ
ミが除去される作用によれば、如何なる方式をとっても
かまわない。さらに本実施例において、基体上のゴミ除
去に効果的な作用を及ぼす間欠的でかつ俊敏な圧力変動
として例えば衝撃波または圧力波を用いてもいっこうに
構わない。

【００４６】その例を実施例１の図１および図３、図４
を用いて説明する。

【００４７】まず、図３では、図１に示した真空処理槽
１０１に導入される高速なＮ₂ガスの定常流はガス吹き
出し口３０１と間欠的で俊敏な圧力変動の発生部３０３
およびその吹き出し口３０２が区別されている。この例
では、定常流の供給は実施例１の図１と同様にシリコン
ウェハー上に垂直に供給され、間欠俊敏な圧力変動は他
の個所から基体上もしくは真空処理槽内全体に作用する
ような構成になっている。

【００４８】図４の例においては、図１に示した真空処
理槽１０１に導入される高速なＮ₂ガスの定常流はガス
吹き出し口４０１と間欠的で俊敏な圧力変動の発生部４
０２およびその吹き出し口４０３が図３と同様に区別さ
れているが、この例では、間欠俊敏な圧力変動は実施例
１の図１と同様にシリコンウェハー上に垂直に供給さ
れ、定常流の供給が基体に対して水平に、ガス排気側に
向かっている構成となっている。

【００４９】また、間欠的で俊敏な圧力変動の発生機構
についても、本実施例では、真空処理槽１０１外にその
機構を設け、発生した圧力変動をガス吹き出し口１１１
に伝達する方式をとっているが、例えば真空処理槽１０
１内のガス吹き出し口に例えばオリフィス等のノズルを
設け、吹き出し口１１１自身に間欠的で俊敏な圧力変動
の発生機構を備えてもかまわない。すなわち、真空処理
槽１０１内に間欠的で俊敏な圧力変動を発生することが
できれば、その方法は何等問わない。

【００５０】その例を実施例１の図１および図５を用い
て説明する。

【００５１】図５においては、図１に示した真空処理槽
１０１に導入される間欠的で俊敏な圧力変動の発生機構
がガス吹き出し口５０１自身に備えられており、シリコ
ンウェハーに対して垂直に供給される。また、高速なＮ
₂ガスの定常流はガス吹き出し口５０２より基体である
シリコンウェハーに対して水平に、ガス排気側に向かっ
ている構成となっている。本実施例において、高速なＮ
₂ガスの定常流が図３のようにシリコンウェハーに対し
て垂直に供給され、間欠俊敏な圧力変動の発生機構を持
つ吹き出し口５０１が他の個所に設置されていても構わ
ない。

【００５２】本実施例では、不活性なＮ₂ガスによるゴ
ミの除去について言及してきたが、反応性ガス、例えば
Ｃｌ₂ガスもしくはこれをＡｒのような不活性ガスに混
入させたガスを基体表面上に定常的に流し、基体上の金
属性のゴミが、例えばＡｌであった場合、Ｃｌ₂ガスと
Ａｌとの反応によってＡｌＣｌ₂が形成され、これが揮
発性であることを考慮すると、間欠的で俊敏な圧力変動
との相乗作用によって、容易に除去可能である。

【００５３】その他、例えば有機物のゴミに対しては、
例えばＯ₃のような反応性ガスが適用可能であり、例え
ばＳｉＯ₂のゴミに対しては、例えばＨＦガスが考えら
れる。

【００５４】これらは、一例に過ぎないが、反応性ガス
を選択し、ガス系切り換え機構を設けることによって、
本発明の気相ゴミ除去作用とともに化学反応を積極的に
利用したさらに効果的なゴミ除去が可能である。

【００５５】（実施例２）本発明の第２の実施例につい
て説明する。本実施例では、図１における真空処理槽１
０１内の基体１０７及びその支持台１０８が回転できる
機構を有しているときについて図６を用いて説明する。

【００５６】図６において、６０１は基体であり、本実
施例ではシリコンウェハーを用いている。６０２はシリ
コンウェハー６０１を保持するための支持台であり、例
えば真空もしくは静電吸着方式による基体保持機構を有
している。６０３はシリコンウェハ６０１および、支持
台６０２を回転するための回転機構であり、例えば毎分
１０００回転に３秒で達する性能を有している。６０４
は、回転機構の例えば回転数及び回転時間等を制御する
制御部である。

【００５７】次に、図６に示した式の装置を用いたゴミ
除去の実験方法及び結果について記述する。

【００５８】シリコンウェハ上に付着させたゴミは、粒
径０．５μｍのポリスチレンラテックス標準粒子を用
い、付着量は１ｃｍ²当たり約１０個とした。約８０℃
のＮ₂ガスをシリコンウェハー６０１上に連続的に最大
２５０ｌ／ｍｉｎの流量で吹き付け始めた１秒後に、制
御部６０４より制御信号を回転機構６０３に与えること
により、毎分０回転から１０００回転に４秒間で達する
ようにした。シリコンウェハの１０００回転での回転時
間は３０秒間である。この後、シリコンウェハの回転を
止め、レーザ散乱光方式のパーティクルカウンタにてゴ
ミの数を測定した。実験結果より、シリコンウェハ上の
０．５μｍの粒子は１ｃｍ²あたり約１個に減少したこ
とがわかった。

【００５９】続いて、前述のゴミを付着させたシリコン
ウェハに約８０℃のＮ₂ガスをシリコンウェハー上に連
続的に最大 ２５０ｌ／ｍｉｎの流量で吹き付けなが
ら、シリコンウェハを３秒間１０００回転で回転させた
後、回転を停止し、完全に回転が停止してから５秒後に
再びシリコンウェハを１０００回転で回転させることを
１０回繰り返した。シリコンウェハの回転が止まるたび
にシリコンウェハ上のゴミを測定した結果、例えば１回
目で１ｃｍ²あたり約１個であったゴミが、２回目で１
ｃｍ²あたり約０．８個、５回目では約０．５個に減少
し、以後ゴミの減少量は飽和傾向にあった。この結果よ
りシリコンウェハの回転、停止を繰り返すことがゴミの
除去に効果を示すことがわかった。

【００６０】基体を回転させることによって、基体表面
に付着したゴミを除去できる機構としては、基体を回転
させた瞬間に基体のごく表面で生じる気体の乱流が作用
していると考えられる。この乱流によって基体表面に付
着しているゴミには基体に対して垂直の運動エネルギが
与えられ、基体表面から離脱すると考えられる。

【００６１】本実施例ではシリコンウェハの回転数は毎
分１０００回転であり、１０００回転に達する時間は約
４秒間とした。しかし、これらの値はゴミを除去しよう
としている基体の形状、大きさ、並びに基体に付着して
いるゴミの種類等によって最適化すればよく、具体的に
は実験等により予め求めておけばよい。

【００６２】さらに、前述の実験でシリコンウェハの回
転に、間欠且つ俊敏な圧力変動（例えば衝撃波）の発生
を加えても、シリコンウェハ上からゴミを除去すること
に効果を表す。

【００６３】また、基体を回転させながら、例えばＸｅ
ランプ照射によって基体表面の温度を例えば１００℃に
昇温させてもゴミは効果的に基体表面から除去できると
考えられる。

【００６４】（実施例３）本実施例を、図１および図７
を用いて説明する。図７で７０１は、図１の１１７の高
圧ガス制御の代わりに接続される電離窒素ガス制御部で
ある。また、７０２は真空紫外光源、例えば重水素ラン
プである。７０３は、硝子容器であり、ここでは円筒状
のパイプを用いた。７０４は、真空紫外光の反射板であ
る。 ７０５、７０６は、高速開閉弁である。７０７よ
り、導入された窒素ガスは、７０６の高速開閉弁を介
し、７０３のガラス容器へ導入される。ここで、窒素ガ
スは、７０２の真空紫外光で電離する。７０４の真空紫
外光反射板は、前記電離効率を上げるべく作用するもの
である。７０３で電離した窒素ガスは、７０５の高速開
閉弁を介し、７０８に続く真空処理槽へ導入される。こ
こで実施例１で用いた真空処理槽１０１を用いた。電離
した窒素ガス１１０は、シリコンウェハ１０７の静電気
を中和すべく作用し、この中和により、気相中のゴミと
シリコンウェハ１０７の間に働く、静電気力を打ち消
し、気相中のゴミが、シリコンウェハに付着または再付
着する事を防止する。本実施例に於いては、電離した窒
素ガスを用いる事により、従来より約２０％ゴミを減ら
す事が出来た。また重水素ランプの代わりに軟Ｘ線を用
いて、清浄で水分の少ない空気（１０〜１００ｐｐｍ）
を電離させ場合でも、従来より約１５％ゴミを減らす事
ができた。すなわち、窒素ガスの代わりに清浄な空気を
用いることも可能である。本実施例では、実施例１と同
じ実験用試料、ゴミ測定器を用いた。本実施例では、７
０２の紫外線光源、軟Ｘ線光源を、７０１の内部に設置
したが、実施例１の様に１２８の光導入口を介し１２７
の位置に光源を設置しても良い。

【００６５】（実施例４）本発明の第４の実施例につい
て説明する。本実施例では、図１における真空処理槽内
の基体支持台内部に例えば超音波発生器のような機械的
振動を発生する機構を組み込んだ場合について図８を用
いて説明する。

【００６６】図８は、図１の基体支持台１０８の代わり
に用いたものである。図において、８０１は基体であ
り、本実施例ではシリコンウェハーを用いている。８０
２はシリコンウェハー８０１を保持するための支持台で
あり、例えば真空もしくは静電吸着方式による基体保持
機構を有している。８０３は例えば３０ＫＨｚから２Ｍ
Ｈｚの超音波発生器であり、支持台８０２を介して、シ
リコンウェハ８０１に超音波振動が伝搬するようになっ
ている。

【００６７】次に、図４に示した式の装置を用いたシリ
コンウェハ上からのゴミ除去の実験方法及び結果につい
て記述する。

【００６８】基体にはシリコンウェハを用い、その上
に、粒径０．５μｍのポリスチレンラテックス標準粒子
を１ｃｍ²あたり約１０個付着させた。約８０℃のＮ₂ガ
スをシリコンウェハー８０１上に連続的に最大２５０ｌ
／ｍｉｎの流量で吹き付け始めた１秒後に、超音波発生
器８０３を作動させた。超音波発生器８０３の動作時間
は３０秒間である。この後、超音波発生器８０３の動作
を停止させ、レーザ散乱光方式のパーティクルカウンタ
を用いゴミの数を測定した。このときのシリコンウェハ
上のゴミは１ｃｍ²あたり約１個であった。

【００６９】次に、超音波発生器の動作時間を３０秒間
とし間隔を５秒間あけて再び超音波発生器を３０秒動作
させる操作を５回繰り返した。超音波発生器の動作時間
と動作時間の間にシリコンウェハに付着しているゴミの
数を測定した。結果として、超音波発生器の動作回数が
増加するにつれてシリコンウェハ上のゴミは減少し、最
終的にはシリコンウェハ上に付着しているゴミは１ｃｍ
²あたり約０．５個であった。

【００７０】以上の実験より、例えば超音波のような機
械的な振動を与えることによって効率よく基体表面のゴ
ミを除去できることがわかった。もちろん本実施例の条
件によらず、条件を最適化することで、この方法により
さらに高効率でゴミを除去することが可能となる。

【００７１】また、ここでは基体を振動させる手段とし
て例えば超音波発生器を用いたが、これは基体に振動を
与えることを目的としているため、このような機構を有
するものであればどのような手段を用いてもよい。

【００７２】さらに、本実施例においては、実施例１で
述べた、例えば間欠且つ俊敏な圧力変動（例えば衝撃
波）や、実施例２で述べた基体を回転させる機構は用い
ていない。しかし、このような装置との組み合わせるこ
とによっても基体表面からのゴミ除去装置を構成するこ
とができる。

【００７３】（実施例５）本実施例を実施例１で示した
図１及び図９を用いて説明する。図９において９０１は
水素ガス供給源で、例えば高圧水素ガスボンベである。
９０１は高圧水素ガス供給通路９０２および９０４に続
く図１のガス供給通路１１６を通して真空処理槽１０１
と接続されている。水素ガス供給通路９０２はステンレ
ス、Ｎｉまたはその他の金属製で、例えばシースヒータ
ーまたはその他の加熱機構９０３が備えられており、水
素ガスを例えば約９００℃まで加熱することができる。
加熱された水素ガス供給通路９０２の金属内表面の触媒
作用により、供給された水素ガスの一部、または全部が
原子状水素となり、図１のガス供給通路１１６およびガ
ス吹き出し口１１１を通して真空処理槽１０１内の基体
１０７のシリコンウェハー上に供給される。

【００７４】本実施例においては、実施例１で行った基
体表面上における高速ガスの定常流および間欠的かつ俊
敏な圧力変動に加え、真空処理槽１０１内のシリコンウ
ェハー１０７上に原子状水素を供給することによって、
実施例１で行った実験結果に比べさらに約３０％ゴミを
減らすことができた。本実施例において、ゴミが除去さ
れる、またはゴミの付着が防止される機構についてはま
だ明らかではないが、シリコンウエハー表面を原子状水
素により水素終端表面にすることにより表面吸着水分が
減り、または表面が疎水性となり水分による基体とゴミ
との間の液架橋力を減少させたものと考えられる。本実
施例のようにシリコン表面を水素終端することにより、
表面吸着水分量は著しく減少する。

【００７５】図９（ａ）に１０ｐｐｍ以下の水分濃度雰
囲気下における水素終端されたシリコン表面に吸着する
水分量を示す。水分濃度１０ｐｐｍ雰囲気下における表
面吸着量はたかだか１／５０分子層にも満たない。すな
わち、実施例１にあげた、基体表面の吸着水分量が平均
値で２分子層以下となれば、真空処理槽１０１内の雰囲
気が水分濃度１０ｐｐｍを越える場合においてもゴミの
除去が可能である。従って、水分濃度１０ｐｐｍ以下の
雰囲気において、本発明の作用が更に増すことはいうま
でもない。

【００７６】本実施例では真空処理槽１０１外にその機
構を設け、発生した原子状水素をガス吹き出し口１１１
より供給する方法をとっているが、例えば真空処理槽１
０１内に例えばタングステンフィラメントを設け、熱励
起による原子状水素発生機構を備えてもかまわない。す
なわち、真空処理槽１０１内に原子状水素を混入するこ
とができれば、原子状水素発生場所、およびその方法は
問わない。また、本実施例では基体にシリコンウエハー
を用いたがが、表面の水素終端が可能ならば基体の材質
は問わない。逆に、ゴミの表面を水素終端させることが
可能であれば、基体の材質を問わず本発明の作用があ
る。また、本実施例では原子状水素を用いたが、基体ま
たはゴミの表面の吸着水分量を減らす、または疎水性表
面にする等の、基体とゴミの間に働く付着力を減少させ
ることができればその方法は何等問わない。

【００７７】（実施例６）本発明の第６の実施例につい
て説明する。本実施例では、実施例１で述べた図１にお
ける真空処理槽の構成において、基体に例えばシリコン
ウェハを用い、シリコンウェハ表面に定常的に供給する
ガス流の代わりに例えば液化Ｎ₂のような常温で容易に
気化する液体を用いた場合について図１０を用いて述べ
る。

【００７８】図において、１００１は液化Ｎ₂タンクで
あり、例えば真空断熱された容器である。１００２は液
化Ｎ₂をシリコンウェハ１００３表面に供給するための
供給通路であり、例えば真空断熱を施し、内面は約液化
Ｎ₂温度（７７Ｋ）に保持されており、ほぼ液体の状態
で液化Ｎ₂を吹き出し口１００４まで搬送することがで
きる。１００５は液化Ｎ₂タンク内の圧力を一定に保つ
ための圧力調整弁であり、この圧力調整弁１００５を開
閉することによって、液化Ｎ₂タンク内の圧力を任意の
一定値に保つことができる。液化Ｎ₂は、開閉弁１００
６を解放することによって、液化Ｎ₂タンク内の圧力に
より、供給通路１００２を通りシリコンウェハ上に供給
される。吹き出し口１００４はシリコンウェハ上に液化
Ｎ₂が例えば均一に噴射できる構造とした。さらに、１
００４から噴射される液化Ｎ₂の流量は液化Ｎ₂タンク内
の圧力によって制御される。

【００７９】次に実験方法及びその結果について述べ
る。基本的な実験手順は実施例１に沿っている。ゴミと
してはシリコンウェハ上に平均粒径０．５μｍのポリス
チレンラテックス粒子を付着させた。予め、レーザ散乱
光方式のパーティクルカウンタによってゴミの数を測定
し、本実験でのゴミの数は１ｃｍ²当たり約１０個であ
った。液化Ｎ₂を供給するためのＮ₂ガスの圧力は、１０
ｋｇ／ｃｍ²とした。

【００８０】シリコンウェハ上液化Ｎ₂を６０秒間散布
すると同時に、実施例１で述べた間欠且つ俊敏な圧力変
動を１０秒間に一回、合計６回与えた。この後、再びレ
ーザ散乱方式のパーティクルカウンタによってシリコン
ウェハ表面に付着しているゴミの数を測定した。このと
きのシリコンウェハ上に付着しているゴミの数は１ｃｍ
²当たり約０．５個以下となった。この結果より、シリ
コンウェハに液化Ｎ₂を供給しながら間欠且つ俊敏な圧
力変動を与えると、シリコンウェハ上からゴミを除去で
きることが明かとなった。

【００８１】この作用としては、例えば液化Ｎ₂のよう
に室温で容易に気化する液体は、一種の爆発のような作
用を伴って気化する。この際、波長が数μｍ程度の衝撃
波を伴い、この衝撃波が基体に付着しているゴミに対し
運動エネルギを与えていると考えらる。この運動エネル
ギによってゴミは非常に離脱し易い状態となり、さら
に、間欠且つ俊敏な圧力変動を加えることによって完全
にシリコンウェハ上から離脱すると考えられる。このよ
うに基体表面から離脱したゴミは、気化した液体が作り
出す定常的なガス流によって外部に搬送されると考えら
れる。

【００８２】本実施例では、室温で容易に気化する液体
として、液化Ｎ₂を用いた。しかし、この現象は、液体
が気化する際に発生するエネルギが作用しているといえ
るので、例えば、液化Ａｒやイソプロピルアルコールの
ような室温で容易に気化する液体であればどのような液
体を使用しても、同様な効果があると考えられる。ま
た、室温で容易に気化する液体を供給する装置の構成に
関しても、本実施例は単なる１つの例にすぎず、液体の
状態で基体表面に供給できる機構であればどのような装
置を用いてもいっこうにかまわない。

【００８３】さらに、実施例１より、基体を昇温する事
がゴミの除去に効果を及ぼすことから、気化温度を室温
のみならず、例えば１００℃程度の昇温によって気化す
る液体を用いてもよい。

【００８４】（実施例７）本実施例に於いて、本発明の
ゴミ除去装置を、例えばシリコンウェハを処理する半導
体製造装置にどの様に組み込むかを、本実施例を用いて
説明する。図１１、１２、１３は、シリコンウェハを処
理する半導体製造装置を各々上から見た模式図である。
これら半導体製造装置は、シリコンウェハを処理する
為、複数の処理槽とシリコンウェハを各処理槽に、搬送
する手段を備えた搬送槽、シリコンウェハを収納したウ
ェハ・カセットを収納する槽を有したクラスター方式の
半導体製造装置である。これらクラスター方式の半導体
製造は、本実施例1に於いて、明記された様に各槽は、
例えば真空融解したＳＵＳ３１６で出来ており、その内
面は、鏡面研磨し、かつＣｒ₂Ｏ₃膜で不動態化処理され
ており放出ガス及び水分の吸着が極めて少ない表面に成
っている。さらに本処理槽に用いる高圧ガスの水分濃度
は、１０〜１００ｐｐｂである。これにより本各真空槽
の水分濃度は、高々１０ｐｐｍ以下に保たれていること
は、言うまでもない。本図１１に於いて、１１０１は、
シリコンウェハ上に付着したゴミを除去する為の、ゴミ
除去装置を有した真空槽、１１０２は、１１０３は処理
するウェハ及び処理終了後のウェハを収納する為のカセ
ットを収納する槽である。１１０４は、シリコンウェハ
を各処理槽に搬送する手段を有した搬送機構である。１
１０５は各処理槽にシリコンウェハを搬送する為の真空
槽である。１１０６，１１０７，１１０８，１１０９，
１１１０は、例えばシリコンウェハを処理する為のドラ
イ・エッチング処理、プラズマ成膜処理、熱分解成膜処
理、スパッタ成膜処理等の真空槽である。

【００８５】各処理槽で処理されたシリコンウェハ上に
は、その処理槽内のゴミが付着する。ゴミを付着したま
ま、このウェハが次工程の処理槽に搬送され処理される
と、例えばドライ・エッチ処理槽へ搬送されると、ゴミ
がマスクとなりエッチング残りを生じる。又プラズマ成
膜処理装置へ搬送されると、ゴミが成膜中に取り込まれ
シリコンの大集積回路の長期的信頼性に悪影響を与え、
成膜平坦化にも問題が生じる。この様にシリコンウェハ
上に付着したゴミは、シリコンの大集積回路の製造の低
歩留の原因となる事は、よく知られた事である。本発明
に於いは、各槽の処理中にゴミが付着したウェハをゴミ
除去装置を有したゴミ除去槽に搬送し、シリコンウェハ
上に付着したゴミをシリコンウェハ上から除去する事が
出来る。本実施例に於いては、前記ゴミ除去槽を、１１
０２，１１０３の処理するウェハ及び処理終了後のウェ
ハを収納する為のカセットを収納する槽と、１１０５の
各処理槽にシリコンウェハを搬送する為の真空槽との間
に設置したが、ゴミ除去槽をクラスター方式の半導体製
造装置に接続し、シリコンウェハ上に付着したゴミを除
去する事が重要であり、例えば図１２、図１３に示す様
に、少なくとも一つ以上のゴミ除去槽を他の位置と接続
設置しても構わない。

【００８６】（実施例８）本実施例に於いて、本発明の
ゴミ除去装置、もしくは、前記ゴミ除去装置を組み込ん
だ枚葉処理方式やクラスター方式の半導体製造装置を少
なくとも一部に有する事を特徴とする半導体製造ライン
にどの様に組み込むかを、本実施例を用いて説明する。
図１４に於いて、１４０１は、シリコンウェハを枚葉毎
に各半導体製造装置に自動搬送する窒素雰囲気のトンネ
ルである（以後窒素トンネルと言う）。１４０２は、搬
送されるシリコンウェハである。例えば１４０３,１４
０４は、枚葉毎に処理する半導体製造装置である。１４
０５は、複数の処理槽と前記処理槽にシリコンウェハを
搬送する手段を有したクラスター方式の半導体製造装置
である。例えば１４０３は、反応性イオンエッチング装
置であり、１４０４は、プラズマ成膜装置である。１４
０６は例えばステッパであり、１４０７はイオン打ち込
み装置である。１４０９,１４１０,１４１１,１４１２,
１４１３は、本発明のゴミ除去装置である。１４１４
は、シリコンウェハを各処理槽に搬送する為の手段を有
した真空槽である。１４１５,１４１６,１４１７は、例
えばシリコンウェハを処理する為のドライ・エッチング
処理槽、プラズマ成膜処理槽、熱分解成膜処理槽、スパ
ッタ成膜処理槽等の真空槽である。本実施例１、７に於
いて、明記されていると同様に各槽及び窒素トンネル
は、例えば真空融解したＳＵＳ３１６で出来ており、そ
の内面は、鏡面研磨し、かつＣｒ₂Ｏ₂膜で不動態化処理
されており放出ガス及び水分の吸着が極めて少ない表面
に成っている。さらに本処理槽に用いる高圧ガスの水分
濃度は、１０〜１００ｐｐｂである。これにより本各真
空槽の及び窒素トンネルの水分濃度は、高々１０ｐｐｍ
以下に保たれていることは、言うまでもない。

【００８７】実施例７で明記した様に、ウェハ表面上に
付着したゴミは、シリコンの大集積回路の製造の低歩留
の大きな原因となっている。そこでこの問題を解決する
為に本実施例では、各処理槽でシリコンウェハを処理中
に付着したゴミを、ゴミ除去装置で除去し次工程の処理
槽に搬送する機能を有した半導体製造ラインを設計し
た。

【００８８】これにより、処理槽で生じるゴミの影響を
最小限に出来る半導体製造ラインが達成出来た。本発明
に於いて、処理中に付着したゴミを次工程処理槽に、持
ち込まない事が重要であり、その目的を満足するもので
あれば、ゴミ除去装置を前記半導体製造ラインのどの位
置に設置しても良い。

【００８９】

【発明の効果】本発明により、いかなる材料から成るゴ
ミに於いても、基体表面上に付着したゴミを、基体表面
上から除去出来る。本発明は、従来実用面で困難であっ
たドライ処理による気相中でのゴミ除去の手段を初めて
提供し、従来広く用いられているウェット処理は、本発
明により全てドライに置き換えることが処理可能になっ
た。このドライ化により、半導体等の製造装置および半
導体等の製造ラインのゴミ除去工程の自動化、インライ
ン化が初めて可能になり、製造歩留まりを飛躍的に高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を説明するための装置構成図である。

【図２】シリコンウェハー上のゴミの除去効果を示す図
である。

【図３】実施例１の変形例を説明するための装置構成図
である。

【図４】実施例１の他の変形例を説明するための装置構
成図である。

【図５】実施例１の装置の圧力変動機構の概念構成図で
ある。

【図６】実施例２を説明するための装置構成図である。

【図７】実施例３を説明するための装置構成図である。

【図８】実施例４を説明するための装置構成図である。

【図９】実施例５を説明するための装置構成図である。

【図１０】実施例６を説明するための装置構成図であ
る。

【図１１】実施例７を説明するための装置構成図であ
る。

【図１２】実施例７の変形例を説明するための装置構成
図である。

【図１３】実施例７の他の変形例を説明するための装置
構成図である。

【図１４】実施例８を説明するための装置構成図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 真空処理槽、 １０２ 分子ポンプ、 １０３ 粗引きポンプ、 １０４ 開閉弁、 １０５ 真空排気通路、 １０７ シリコンウエハー（基体）、 １０８ 支持台（基体を保持する手段）、 １０９ ゴミ、 １１０ Ｎ₂ガスの流れ、 １１１ Ｎ₂ガスの吹き出し口、 １１２ ガス供給通路、 １１３ ガス供給制御弁、 １１４ 高圧ガス供給源、 １１５ 高圧ガス供給通路、 １１６ 定常流通路、 １１７ 高圧ガス制御部、 １１８ 加熱機構、 １１９，１２０ 高速開閉弁、 １２１ 高圧部、 １２２ 排気通路、 １２３，１２４，１２５ 開閉弁、 １２６ 粗排気通路、 １２７ Ｘｅランプ、 １２８ 光導入口、 １２９ 窓材、 １３０ 基体収納槽、 １３１ 搬送室 １３１，１３２，１３３ 開閉弁。

フロントページの続き (72)発明者 林 主税 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空 技術株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−211127（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−120730（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−348522（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−242952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−1237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−55056（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−126113（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 1/00 - 1/04 B08B 5/00 - 13/00

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの処理槽と、前記処理槽
   内において基体を保持する手段と、前記基体表面の吸着
   水分量を平均２分子層以下とするため前記基体表面に水
   分濃度１００ｐｐｂ以下で、且つ、前記基体上での流速
   が１０ｍ／ｓｅｃ以上となるようなガスを供給する手段
   とを備えたことを特徴とする基体表面からの気相ゴミ除
   去装置。
2. 【請求項２】 間欠的な圧力変動を少なくとも前記基体
   表面に発生させるための手段を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の基体表面からのゴミ除去装置。
3. 【請求項３】 前記間欠的な圧力変動を少なくとも基体
   表面に発生させる手段として、衝撃波もしくは圧力波を
   発生させる機構を備えたことを特徴とする請求項２に記
   載の基体表面からの気相ゴミ除去装置。
4. 【請求項４】 前記基体を８０℃以上３００℃以下の温
   度に上昇させる手段を備えたことを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれか１項に記載の基体表面からの気相ゴ
   ミ除去装置。
5. 【請求項５】 前記基体を８０℃以上２００℃以下の温
   度に上昇させる手段を備えたことを特徴とする請求項４
   に記載の基体表面からの気相ゴミ除去装置。
6. 【請求項６】 前記基体表面の吸着水分量が平均値で２
   分子層以下となるよう構成したことを特徴とする請求項
   １ないし５のいずれか１項に記載の基体表面からの気相
   ゴミ除去装置。
7. 【請求項７】 前記処理槽内に正負の電荷を供給し、前
   記処理槽内に存在する静電気を除去するための手段を有
   したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項
   に記載の基体表面からの気相ゴミ除去装置。
8. 【請求項８】 前記基体を回転させる手段を有したこと
   を特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の
   基体表面からの気相ゴミ除去装置。
9. 【請求項９】 前記基体に、超音波もしくは機械的振動
   またはその両方を供給する手段を有したことを特徴とす
   る請求項１ないし８のいずれか１項に記載の基体表面か
   らの気相ゴミ除去装置。
10. 【請求項１０】 前記ガスに原子状水素を混入させる手
    段を有したことを特徴とする請求項１ないし９のいずれ
    か１項に記載の基体表面からの気相ゴミ除去装置。
11. 【請求項１１】 前記基体表面に液体窒素、液体アルゴ
    ン、イソプロピルアルコール等の常温で容易に気化する
    液体を供給する手段を有したことを特徴とする請求項１
    ないし１０のいずれか１項に記載の基体表面からの気相
    ゴミ除去装置。
12. 【請求項１２】 前記ガスが反応性ガスもしくは少なく
    とも反応ガスを一部に含んだガスであることを特徴とす
    る請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の基体表面
    からの気相ゴミ除去装置。
13. 【請求項１３】 複数の処理槽と前記処理槽に基体を搬
    送する手段を有した基体処理装置において、前記複数の
    処理槽の少なくとも１つに請求項１ないし１２のいずれ
    か１項に記載の基体表面からの気相ゴミ除去装置が組み
    込まれていることを特徴とするプロセス装置。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１２のいずれか１項に
    記載の基体表面からの気相ゴミ除去装置を少なくとも一
    部に有することを特徴とするプロセスライン。
15. 【請求項１５】 請求項１３に記載のプロセス装置を少
    なくとも一部に有することを特徴とするプロセスライ
    ン。
16. 【請求項１６】 処理層内の水分濃度を１０ｐｐｍ以下
    とし、且つ、基体上での流速が１０ｍ／ｓｅｃ以上とな
    るように、基体表面に水分濃度１０ｐｐｍ以下のガスを
    流し、前記基体表面の吸着水分量を平均２分子層以下と
    することを特徴とする基体表面からの気相ゴミ除去方
    法。
17. 【請求項１７】 間欠的な圧力変動を少なくとも前記基
    体表面に発生させることを特徴とする請求項１６記載の
    基体表面からの気相ゴミ除去方法。
18. 【請求項１８】 前記基体を３００℃以下の温度に上昇
    させる手段を備えたことを特徴とする請求項１６または
    １７に記載の基体表面からの気相ゴミ除去方法。
19. 【請求項１９】 前記基体表面の吸着水分量が平均値で
    ２分子層以下とすることを特徴とする請求項１６ないし
    １８のいずれか１項に記載の基体表面からの気相ゴミ除
    去方法。
20. 【請求項２０】 前記処理槽内に正負の電荷を供給し、
    前記処理槽内に存在する静電気を除去することを特徴と
    する請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載の基体
    表面からの気相ゴミ除去方法。