DE19544353A1

DE19544353A1 - Waschvorrichtung und Waschverfahren

Info

Publication number: DE19544353A1
Application number: DE19544353A
Authority: DE
Inventors: Itaru Kanno; Toshiaki Ohmori; Hiroshi Tanaka; Nobuaki Doi
Original assignee: Renesas Semiconductor Engineering Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Semiconductor Engineering Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: TW423068B; JPH08318181A; KR960043000A; KR100227018B1; DE19544353C2; US5934566A; US6048409A; JP3504023B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Waschvorrichtung und insbesondere eine Waschvorrichtung, die eine auf einem Substrat haftende Verunreinigung entfernt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Waschverfahren zum Entfernen einer auf einem Substrat haftenden Verunreini gung.

Wenn auf einer Scheibe mit einem CVD-Verfahren oder einem Sputterverfahren ein Film gebildet wird, dann haftet auf der Oberfläche der Scheibe eine Partikelverunreinigung. Ferner haftet auf der Oberfläche der Scheibe manchmal ein Resist ruckstand. Als Verfahren zum Entfernen dieser Verunreinigun gen sind ein Hochdruckspritzwasserwaschverfahren, ein MHz-Ultraschallfließwasserwaschverfahren und ein Eisschrubber waschverfahren und dergleichen vorgeschlagen worden.

Fig. 15 ist eine Darstellung, welche eine Konzeption einer Vorrichtung zeigt, die ein herkömmliches Waschverfahren ver wirklicht das Hochdruckspritzwasserwaschen genannt wird.

Diese Vorrichtung enthält eine Flüssigkeitsdruckerzeugungs einrichtung 3, eine Strahldüse 4 und ein Gestell 2, das eine Scheibe 1 abstützt und dreht. Bei diesem Waschverfahren wird mit großer Geschwindigkeit zur Oberfläche der Scheibe 1 hin mittels der Strahldüse 4 eine durch die Flüssigkeitsdrucker zeugungseinrichtung 3 zusammengedrückte Flüssigkeit wie bei spielsweise reines Wasser kontinuierlich herausgespritzt. Die mit großer Geschwindigkeit herausgespritzte Flüssigkeit stoßt mit der Oberfläche der Scheibe 1 zusammen, wodurch ein auf der Oberfläche der Scheibe 1 haftendes Verunreinigungs teilchen entfernt und die Oberfläche gewaschen wird. Die Scheibe 1 wird durch Drehen des Gestells 2 gedreht, und die Strahldüse 4 wird bewegt, so daß die ganze Oberfläche der Scheibe 1 gewaschen wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 16 wird die mit großer Geschwin digkeit aus der Strahldüse 4 herausgespritzte Flüssigkeit als Flüssigkeitssäule 20 gebildet, so daß sie mit der Ober fläche der Scheibe 1 bei diesem Verfahren zusammenstößt.

Dieses Verfahren weist das folgende Problem auf. Da mit der Oberfläche der Scheibe 1 mit großer Geschwindigkeit eine große Menge Flüssigkeit wie beispielsweise reines Wasser zusammenstößt, wird auf der Oberfläche der Scheibe 1 stati sche Elektrizität erzeugt, welche auf der Oberfläche der Scheibe 1 gebildete Einrichtungen der Reihe nach beschädigt. Um die Beschädigung zu vermindern, kann ein Verfahren zum Mischen von CO₂-Gas oder dergleichen in das reine Wasser, um den spezifischen Widerstand des reinen Wassers zu verklei nern und die auf der Oberfläche der Scheibe 1 erzeugte sta tische Elektrizität zu verringern, verwendet werden. Doch dies ist keine vollkommene Lösung. Ferner weist das in Fig. 15 gezeigte Verfahren das andere Problem auf, daß es einen kleinen Fremdgegenstand (ein kleines Fremdteilchen) mit 1 µm oder kleiner nicht ausreichend entfernt.

Fig. 17 ist eine schematische Darstellung, welche ein ande res herkömmliches Waschverfahren zeigt, das MHz-Ultraschall fließwasserwaschen genannt wird. Diese Waschvorrichtung ent hält ein eine Scheibe 1 drehendes Gestell 2 und eine Düse 5, die eine Hochfrequenz von etwa 1,5 MHz an eine Flüssigkeit wie beispielsweise reines Wasser anlegt und dieselbe ent lädt. Bei diesem Waschverfahren wird die Oberfläche der Scheibe 1 gewaschen durch Schwingenlassen des reinen Wassers mit der Hochfrequenz in der Vertikalrichtung mittels der Düse 5 und durch Herausspritzen des reinen Wassers zu der Scheibe 1 hin. Dieses Verfahren weist die folgenden Probleme auf.

Ähnlich wie in dem Fall des Hochdruckspritzwasserwaschver fahrens kann ein kleiner Fremdgegenstand (ein kleines Fremd teilchen) mit 1 µm oder kleiner mit diesem Verfahren nicht ausreichend entfernt werden. Obwohl ferner die Waschwirkung im allgemeinen durch Vergrößern der Drehgeschwindigkeit des Gestells 2 leicht vergrößert wird, ist in diesem Fall die Waschwirkung im Randabschnitt der Scheibe 1 groß, während im Zentrumsabschnitt der Scheibe die Waschwirkung klein ist. Daher kommt auf der Oberfläche der Scheibe 1 eine Schwankung beim Waschen vor. Ferner weist dieses Verfahren das Problem einer Zerstörung miniaturisierter Muster von auf der Ober flache der Scheibe 1 gebildeten Einrichtungen auf. Es wird erkannt, daß es eine Korrelation zwischen der Zerstörung von Einrichtungen und der Waschwirkung gibt. Bei diesem Wasch verfahren werden die Frequenz und die Leistung einer anzu legenden Hochfrequenz, die Anzahl von Umdrehungen des Ge stells 2 und der Abstand zwischen der Düse 5 und der Scheibe 1 verwendet als Parameter, die die Zerstörung von Einrich tungen und die Waschwirkung steuern. Doch aufgrund ihrer kleinen Steuerbereiche ist es schwer, diese Parameter zu steuern.

Fig. 18 ist eine schematische Darstellung einer Vorrich tung, die ein anderes herkömmliches Waschverfahren verwirk licht, welches Eisschrubberwaschen genannt wird. Diese Waschvorrichtung enthält einen Eisauffangtrichter 6, der Eisteilchen erzeugt. Der Eisauffangtrichter 6 ist mit einem Versorgungszerstäuber 7 versehen, der den Eisauffangtrichter 6 mit reinem Wasser versieht, welches die auszufrierende Flüssigkeit ist. Eine die Eisteilchen zur Scheibe 1 hin herausspritzende Strahldüse 8 ist am Boden des Eisauffang trichters 6 vorgesehen.

Der Betrieb wird nun beschrieben. Der Eisauffangtrichter 6 wird mit einem verflüssigten Gas wie beispielsweise mit flüssigem Stickstoff versorgt. Eine auszufrierende Flüssig keit wie beispielsweise reines Wasser wird mittels des Ver sorgungszerstäubers 7 in den Eisauffangtrichter 6 gesprüht. Durch Herausspritzen der in dem Eisauffangtrichter 6 erzeug ten Eisteilchen mit einigen µm bis einigen zehn µm aus der Strahldüse 8 vom Gasejektortyp zu der Scheibe 1 hin wird die Oberfläche der Scheibe 1 gewaschen. Dieses Waschverfahren erreicht im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen Hoch druckspritzwasserwaschverfahren und dem vorstehend beschrie benen MHz-Ultraschallfließwasserwaschverfahren eine größere Waschwirkung. Doch die die Waschkraft bestimmende Geschwin digkeit, mit der die Eisteilchen herausgespritzt werden, kann die Schallgeschwindigkeit nicht überschreiten, da die Strahldüse 8 vom Gasejektortyp verwendet wird. Daher ist eine Begrenzung der Waschkraft vorhanden. Ferner vergrößert die Verwendung einer großen Menge flüssigen Stickstoffs, um Eisteilchen zu bilden, die Anfangskosten einer Einrichtung zum Bereitstellen flüssigen Stickstoffs, und die laufenden Kosten sind auch groß.

Das vorstehende Problem der Zerstörung von Einrichtungen kann unterdrückt werden durch Steuern der Geschwindigkeit, mit der die Eisteilchen herausgespritzt werden. Doch hin sichtlich der Einschränkungen beim Aufbau der Einrichtung kann die Geschwindigkeit, mit der die Eisteilchen herausge spritzt werden, gegenwärtig nur in einem Bereich von 100 bis 330 m/s gesteuert werden, und die Steuerbreite ist klein. Daher kann die Zerstörung von Einrichtungen nicht vollstän dig unterdrückt werden.

Derartige Probleme beim Waschen, wie vorstehend beschrieben, kommen auch in dem Fall vor, daß eine Verunreinigung ent fernt wird, die nicht nur auf der Halbleiterscheibe, sondern auch auf einem Flüssigkristallsubstrat und einem Substrat einer Fotomaske oder dergleichen haftet.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wasch vorrichtung vorzusehen, die eine auf der Oberfläche eines Substrats haftende Verunreinigung entfernt.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Waschvorrichtung vorzusehen, die so verbessert ist, daß sie einen auf einem Substrat haftenden kleinen Fremdgegenstand mit 1 µm oder kleiner entfernt.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Waschvorrichtung vorzusehen, deren laufende Kosten klein sind.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Waschvorrichtung vorzusehen, die so verbessert ist, daß sie ein auf einem Substrat haftendes Verunreinigungsteilchen ohne Beschädigung der Oberfläche des Substrats entfernt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Waschverfahren zum Entfernen eines auf einem Substrat haf tenden Verunreinigungsteilchens vorzusehen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Waschverfahren vorzusehen, das so verbessert ist, daß es ein auf einem Substrat haftendes Verunreinigungsteilchen ohne Beschädigung der Oberfläche des Substrats entfernt.

Die Waschvorrichtung gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Einrichtung, die eine auf der Ober fläche eines Substrats haftende Verunreinigung entfernt. Diese Waschvorrichtung enthält eine Strahldüse, die zu dem Substrat hin ein Tröpfchen herausspritzt. Eine die Strahl düse mit einer Flüssigkeit versorgende Flüssigkeitsversor gungseinrichtung ist mit der Strahldüse verbunden. Eine die Strahldüse mit einem Gas versorgende Gasversorgungseinrich tung ist mit der Strahldüse verbunden. In der Strahldüse ist eine Mischeinrichtung vorgesehen, die die Flüssigkeit und das Gas, mit denen die Strahldüse versorgt ist, mischt und die Flüssigkeit in ein Tröpfchen verwandelt.

Die Waschvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält eine Waschvorrichtung, die eine auf der Oberfläche eines Substrats haftende Verunreinigung ent fernt. Diese Waschvorrichtung enthält eine Chemikalienver sorgungsdüse, die zu dem Substrat hin Chemikalien liefert, und eine Strahldüse, die zu dem Substrat hin ein Tröpfchen reinen Wassers herausspritzt. Eine die Strahldüse mit reinem Wasser versorgende Einrichtung zur Versorgung mit reinem Wasser ist mit der Strahldüse verbunden. Eine die Strahldüse mit einem Gas versorgende Gasversorgungseinrichtung ist mit der Strahldüse verbunden. In der Strahldüse ist eine Misch einrichtung vorgesehen, die das reine Wasser und das Gas, mit denen die Strahldüse versorgt ist, mischt und das reine Wasser in ein Tröpfchen verwandelt.

Die Waschvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält eine Waschvorrichtung, die eine auf der Oberfläche eines Substrats haftende Verunreinigung ent fernt. Die Waschvorrichtung enthält eine Strahldüse, die zu dem Substrat hin ein Tröpfchen herausspritzt. Eine Einrich tung zur Versorgung mit reinem Wasser mit einem ersten Ab sperrventil zum Versorgen der Strahldüse mit reinem Wasser ist mit der Strahldüse verbunden. Eine Einrichtung zur Ver sorgung mit Chemikalien mit einem zweiten Absperrventil zum Versorgen der Strahldüse mit Chemikalien ist mit der Strahl düse verbunden. Eine die Strahldüse mit einem Gas versorgen de Einrichtung zur Versorgung mit Gas ist mit der Strahldüse verbunden. In der Strahldüse ist eine Mischeinrichtung vor gesehen, die das reine Wasser oder die Chemikalien und das Gas mischt und das reine Wasser oder die Chemikalien in ein Tröpfchen verwandelt.

Das Waschverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält ein Verfahren zum Entfernen einer auf der Oberfläche eines Substrats haftenden Verunreinigung. Dieses Verfahren enthält einen Schritt zum Richten eines Auslasses einer Strahldüse zu dem Substrat hin, einen Schritt zum Versorgen der Strahldüse mit einer Flüssigkeit, einen Schritt zum Versorgen der Strahldüse mit einem Gas und einen Schritt zum Mischen der Flüssigkeit mit dem Gas in der Strahldüse und zum Herausspritzen eines erhaltenen Tröpf chens aus dem Auslaß.

Das Waschverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält einen Schritt zum Waschen der Ober fläche eines Substrats mit einer Waschlösung und einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens reinen Wassers auf die Oberfläche des Substrats.

Das Waschverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens einer Waschlösung auf ein Substrat.

Das Waschverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält zunächst einen Schritt zum Heraus spritzen eines Tröpfchens einer Waschlösung auf ein Substrat und dann einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens reinen Wassers auf das Substrat.

Die Waschvorrichtung gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die in der Strahldüse vorgesehene Misch einrichtung, die die Flüssigkeit und das Gas, mit denen die Strahldüse versorgt ist, mischt und die Flüssigkeit in ein Tröpfchen verwandelt. Daher wird das Tröpfchen leicht ge bildet.

Die Waschvorrichtung gemäß dem anderen Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält die Chemikalienversorgungsdüse, die zu dem Substrat hin Chemikalien liefert. Daher kann die Oberfläche des Substrats mit Chemikalien versehen werden.

Die Waschvorrichtung gemäß dem anderen Aspekt der vorlie genden Erfindung enthält die Einrichtung zur Versorgung mit reinem Wasser mit dem ersten Absperrventil und die Einrich tung zur Versorgung mit Chemikalien mit dem zweiten Absperr ventil, welche in der Strahldüse vorgesehen sind. Daher kann durch Schalten der Ventile ein Tröpfchen der Chemikalien und ein Tröpfchen des reinen Wassers selektiv gebildet werden.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung wird durch das Tröpfchen die Verunreinigung auf dem Substrat entfernt.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung wird die Oberfläche des Substrats zunächst mit der Waschlösung gewaschen. Daher wird die Bindung zwi schen dem Substrat und der Verunreinigung gelockert.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung wird die Waschlösung auf das Substrat in der Form eines Tröpfchens herausgespritzt. Daher wird die Verunreinigung auf dem Substrat wirksam entfernt.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung wird das Tröpfchen des reinen Wassers auf das Substrat herausgespritzt, nachdem das Tröpfchen der Waschlösung auf das Substrat herausgespritzt wurde. Daher wird die Verunreinigung auf dem Substrat wirksam entfernt.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung augen scheinlicher werden, wenn diese in Verbindung mit den beige fügten Zeichnungen zur Kenntnis genommen wird.

Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung, welche eine Konzeption einer Waschvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Strahldüse, die bei der Waschvorrichtung gemäß der ersten Ausfüh rungsform verwendet wird;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche die Be ziehung zwischen einem Flüssigkeitsversor gungsdruck und einem Verunreinigungsbesei tigungsverhältnis zeigt;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche die Be ziehung zwischen einer Tröpfchenausspritzge schwindigkeit und dem Verunreinigungsbesei tigungsverhältnis zeigt;

Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche die Be ziehung zwischen einer Tröpfchenkorngröße und dem Verunreinigungsbeseitigungsverhältnis zeigt;

Fig. 6 eine Darstellung zum Erläutern des Grundkon zepts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine graphische Darstellung, welche die Be ziehung zwischen einem Tröpfchenzusammen stoßwinkel und dem Beseitigungsverhältnis zeigt;

Fig. 8 bis 11 Darstellungen, welche entsprechende Konzep tionen einer Waschvorrichtung gemäß einer zweiten bis fünften Ausführungsform zeigen;

Fig. 12 eine Schnittansicht eines anderen speziellen Beispiels der ein Tröpfchen bildenden Strahl düse;

Fig. 13 eine Schnittansicht, welche ein anderes spezielles Beispiel der ein Tröpfchen bil denden Strahldüse zeigt;

Fig. 14 eine Schnittansicht, welche ein weiteres spezielles Beispiel der ein Tröpfchen bil denden Strahldüse zeigt;

Fig. 15 eine Darstellung, welche eine Konzeption einer ein herkömmliches Hochdruckspritzwas serwaschen verwirklichenden Einrichtung zeigt;

Fig. 16 eine Schnittansicht einer aus der herkömm lichen Hochdruckspritzwasserwascheinrichtung herausgespritzten Flüssigkeit;

Fig. 17 eine schematische Darstellung, welche eine ein herkömmliches MHz-Ultraschallfließwasser waschen verwirklichende Einrichtung zeigt; und

Fig. 18 eine schematische Darstellung, welche eine ein herkömmliches Eisschrubberwaschen ver wirklichende Einrichtung zeigt.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrie ben.

Die erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine Darstellung, welche beispielsweise eine Konzeption einer Scheibenwaschvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Diese Vorrichtung entfernt eine auf der Oberfläche einer Halbleiterscheibe 1 haftende Verunrei nigung. Diese Vorrichtung enthält eine Strahldüse 11, die zu der Halbleiterscheibe 1 hin ein Tröpfchen herausspritzt. Mit der Strahldüse 11 ist eine die Strahldüse 11 mit einer Flüs sigkeit versorgende Flüssigkeitsversorgungseinrichtung 23 verbunden. Mit der Strahldüse 11 ist eine die Strahldüse 11 mit einem Gas versorgende Gasversorgungseinrichtung 22 ver bunden.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Strahldüse 11. Die Strahldüse 11 enthält eine erste Zuflußleitung 30, durch welche das Gas hindurchgeht. Die Strahldüse 11 enthält fer ner eine zweite Zuflußleitung 31, deren Endabschnitt aus der Außenseite der ersten Zuflußleitung 30 durch eine Seitenwan dung der ersten Zuflußleitung 30 hindurch in die erste Zu flußleitung 30 verläuft und durch welche die Flüssigkeit hindurchgeht. Der Endabschnitt der zweiten Zuflußleitung 31 verläuft in derselben Richtung wie die erste Zuflußleitung 30.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält die Flüssig keitsversorgungseinrichtung 23 einen unter Druck gesetzten Tank, einen Regler oder dergleichen (nicht dargestellt), welcher den Versorgungsdruck und die Versorgungsmenge der Flüssigkeit für die Strahldüse 11 regelt. Der Versorgungs druck der Flüssigkeit wird vorzugsweise so geregelt, daß er in einem Bereich von 0,1 bis 1 MPa ist.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, welche die Bezie hung zwischen dem Flüssigkeitsversorgungsdruck und dem Ver unreinigungsbeseitigungsverhältnis zeigt. Wenn unter Bezug nahme auf Fig. 3 der Flüssigkeitsversorgungsdruck so gere gelt ist, daß er in einem Bereich von 0,2 bis 0,4 MPa ist, dann kann die Verunreinigung ohne Beschädigung der Ober fläche der Halbleiterscheibe entfernt werden. Wenn der Flüs sigkeitsversorgungsdruck so geregelt ist, daß er in einem Bereich von 0,4 bis 0,8 MPa ist, dann ist das Beseitigungs verhältnis verbessert. Wenn der Flüssigkeitsversorgungsdruck so geregelt ist, daß er etwa 0,8 MPa ist, dann erreicht das Beseitigungsverhältnis etwa 100%. Selbst wenn der Versor gungsdruck weiter vergrößert wird, ändert sich das Beseiti gungsverhältnis nicht.

Die Gasversorgungseinrichtung 22 enthält auch einen Regler oder dergleichen (nicht dargestellt), welcher den Versor gungsdruck und die Versorgungsmenge des Gases regelt. Der Gasversorgungsdruck ist vorzugsweise so geregelt, daß er in einem Bereich von 0,1 bis 1 MPa ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden in der Strahldüse 11 das Gas und die Flüssigkeit gemischt und wird die Flüssigkeit in ein Partikeltröpfchen 21 verwandelt, so daß es aus dem Ende der ersten Zuflußleitung 30 zusammen mit einem Fluß des Gases herausgespritzt wird. Das an dem Ende der zweiten Zu flußleitung 31 gebildete Tröpfchen 21 wird zwischen (a) und (b) in der Figur durch den Fluß des Gases in der ersten Zu flußleitung 30 beschleunigt und aus dem Ende der ersten Zu flußleitung 30 herausgespritzt. Der Abstand x zwischen dem Ende (a) der zweiten Zuflußleitung 31 und dem Ende (b) der ersten Zuflußleitung 30 muß 70 mm oder größer und vorzugs weise 100 mm oder größer sein. Wenn der Abstand x kleiner als 70 mm ist, dann ist die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 herausgespritzt werden, verkleinert und die Waschwirkung vermindert.

Die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 herausge spritzt werden, wird bestimmt durch den Flüssigkeitsversor gungsdruck (die Flüssigkeitsversorgungsmenge), den Gasver sorgungsdruck (die Gasversorgungsmenge), den Abstand x zwi schen (a) und (b) und den Innendurchmesser der ersten Zu flußleitung 30. Im allgemeinen sind der Abstand x zwischen (a) und (b) und der Innendurchmesser der ersten Zuflußlei tung 30 festgelegt und ist die Flüssigkeitsversorgungsmenge auf etwa 1/100 der Gasversorgungsmenge festgesetzt. Daher wird die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 herausge spritzt werden, vor allem durch den Gasversorgungsdruck (und die Versorgungsmenge) gesteuert. Insbesondere kann die Ge schwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 herausgespritzt wer den, so gesteuert werden, daß sie in einem Bereich von 1 m/s bis zur Schallgeschwindigkeit (330 m/s) ist.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, welche die Bezie hung zwischen der Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 herausgespritzt werden, und dem Verunreinigungsbeseitigungs verhältnis zeigt. Wenn die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen herausgespritzt werden, so gesteuert ist, daß sie in einem Bereich von 10 m/s bis 100 m/s ist, dann wird die Beschädigung der Oberfläche der Halbleiterscheibe verrin gert. Wenn andererseits die Geschwindigkeit so gesteuert ist, daß sie 100 m/s oder größer ist, dann wird das Verun reinigungsbeseitigungsverhältnis vergrößert.

Die Korngröße des Tröpfchens 21 wird bestimmt durch den Flüssigkeitsversorgungsdruck (die Flüssigkeitsversorgungs menge), den Gasversorgungsdruck (die Gasversorgungsmenge), den Innendurchmesser der ersten Zuflußleitung 30 und den Innendurchmesser der zweiten Zuflußleitung 31. Da der Innen durchmesser der zweiten Zuflußleitung 31 und der Innendurch messer der ersten Zuflußleitung 30 im allgemeinen festgelegt sind, wird die Korngröße des Tröpfchens 21 durch den Flüs sigkeits- und den Gasversorgungsdruck (die Flüssigkeits- und die Gasversorgungsmenge) gesteuert. Wenn die Flüssigkeits versorgungsmenge verkleinert und die Gaversorgungsmenge ver größert wird, dann wird die Korngröße des Tröpfchens 21 ver kleinert. Wenn andererseits die Flüssigkeitsversorgungsmenge vergrößert und die Gaversorgungsmenge verkleinert wird, dann wird die Korngröße des Tröpfchens 21 vergrößert. Insbesonde re kann die Korngröße des Tröpfchens 21 so gesteuert werden, daß sie in einem Bereich von 0,01 µm bis 1000 µm ist. Durch Einstellen der Korngröße des Tröpfchens 21 kann ein auf dem Substrat haftender kleiner Fremdgegenstand mit 1 µm oder kleiner entfernt werden.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche die Bezie hung zwischen der Korngröße eines Tröpfchens und dem Verun reinigungsbeseitigungsverhältnis zeigt. Wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 in einem Bereich von 0,01 µm bis 0,1 µm ist, dann wird das Beseitigungsverhältnis leicht vergrößert, wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 vergrößert wird. Wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 in einem Bereich von 0,1 µm bis 1 µm ist, dann wird das Beseitigungsverhältnis bedeutend vergrößert, wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 vergrößert wird. Wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 in einem Bereich von 1 µm bis 100 µm ist, dann ändert sich das Beseitigungs verhältnis (100%) nicht, unabhängig davon, wie die Korngröße des Tröpfchens 21 vergrößert wird. Wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 in einem Bereich von 100 µm bis 1000 µm ist, dann wird das Beseitigungsverhältnis verkleinert, wenn die Korngröße des Tröpfchens 21 vergrößert wird.

Wie vorstehend beschrieben, können durch Ändern der Ge schwindigkeit, mit der das Tröpfchen 21 herausgespritzt wird, und der Korngröße des Tröpfchens 21 die Waschwirkung (das Beseitigungsverhältnis) und die Beschädigung an Ein richtungen gesteuert werden.

Wie vorstehend beschrieben, wird eine äußere Kraft (das Be seitigungsvermögen), welche (welches) auf einen Fremdgegen stand (ein Fremdteilchen) auf der Halbleiterscheibe wirkt, durch eine Zusammenstoßgeschwindigkeit des Tröpfchens geän dert. Dieselbe Kraft wirkt auf das auf der Halbleiterscheibe gebildete Einrichtungsmuster. Wenn daher die Zusammenstoßge schwindigkeit des Tröpfchens 21 groß ist, dann kann das Ein richtungsmuster manchmal zerstört werden. Daher ist es not wendig, die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen heraus gespritzt werden, in einem die Einrichtungen nicht beschädi genden Bereich einzuregeln. Selbst wenn ferner die Korngröße des Tröpfchens geändert wird, ändert sich der Absolutwert des Beseitigungsvermögens, das auf den Fremdgegenstand (das Fremdteilchen) wirkt, nicht. Doch die Fläche des Teilchens, mit der das Tröpfchen zusammenstößt, wird geändert (was einen Einfluß auf die Waschwirkung hat). Es wird der Fall betrachtet, daß die Flüssigkeitsversorgungsmenge konstant ist. Wenn die Korngröße des Tröpfchens verkleinert wird, dann wird im umgekehrten Verhältnis zur dritten Potenz der Korngröße die Anzahl von Tröpfchen vergrößert. Andererseits wird die Fläche des Fremdgegenstandes, mit der ein Tröpfchen zusammenstößt, im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat der Korngröße verkleinert. Im Ergebnis wird die Gesamtfläche, auf der die Tröpfchen zusammenstoßen, vergrößert, wodurch sich die Waschwirkung verbessert. Wenn jedoch ein zu ent fernender Fremdgegenstand eine große Abmessung aufweist, beispielsweise wenn ein zu entfernender Fremdgegenstand ein kugelförmiger Fremdgegenstand mit einem Durchmesser von 10 µm ist, dann wird mit einem Tröpfchen mit einer Korngröße von 10 µm oder kleiner die Entfernungswirkung kaum erkannt. In diesem Fall muß ein großes Tröpfchen mit einem Durchmes ser von etwa 100 µm verwendet werden. Daher kann durch freies Steuern der Korngröße eines Tröpfchens in Abhängig keit von der Größe eines zu entfernenden Fremdgegenstandes ein wirksames Waschen ausgeführt werden.

Gemäß diesem Verfahren kann ein auf dem Substrat haftender kleiner Fremdgegenstand mit 1 µm oder kleiner auch entfernt werden. Gemäß dem Verfahren dieser Ausführungsform wird ferner kein kostspieliges Material wie beispielsweise flüs siger Stickstoff verwendet, was zu kleinen laufenden Kosten führt.

Wie vorstehend beschrieben, kann durch Ändern der Korngröße des Tröpfchens ferner die Beschädigung an den Einrichtungen gesteuert werden. Im Falle eines Zwischenverbindungsmusters mit einer Breite von beispielsweise 1 µm kann das Substrat durch Verwenden eines Tröpfchens mit einer Korngröße von 1 µm oder kleiner gewaschen werden, ohne daß es beschädigt wird.

Diese Ausführungsform wird nun mit speziellen Zahlenwerten beschrieben.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 sind der Außendurch messer und der Innendurchmesser der zweiten Zuflußleitung 31, durch welche die Flüssigkeit hindurchfließt, entspre chend auf 3,2 mm und 1,8 mm festgesetzt. Der Außendurch messer und der Innendurchmesser der ersten Zuflußleitung 30, durch welche das Gas hindurchfließt, sind entsprechend auf 6,35 mm und 4,35 mm festgesetzt. Der Abstand x zwischen dem Ende (a) der zweiten Zuflußleitung 31 und dem Ende (b) der ersten Zuflußleitung 30 ist auf 200 mm festgesetzt. Der Flüssigkeitsversorgungsdruck ist auf etwa 0,7 MPa festge setzt, und die Flüssigkeitsversorgungsmenge ist 2 l/min. Die Gasversorgungsmenge ist auf 300 l/min festgesetzt. Wenn unter derartigen Bedingungen Tröpfchen gebildet werden, dann ist die Korngröße des Tröpfchens 21 1 µm bis 100 µm und ist die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 herausge spritzt werden, die Schallgeschwindigkeit (334 m/s).

Das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung wird unter Be zugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6(a) stößt ein Tröpfchen 21 mit einer Geschwindigkeit V₀ mit einer Scheibe 1 zusammen. Beim Zusammenstoß wird unter Bezugnahme auf Fig. 6(b) in einem unteren Abschnitt des Tröpfchens 21 ein Druck erzeugt, der Aufpralldruck P genannt wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 6(c) wird in der horizontalen Richtung durch den Aufprall druck P ein Fluß erzeugt, der strahlenförmiger Fluß genannt wird.

Der Aufpralldruck P ist durch den folgenden Ausdruck ge geben:

P = (1/2) αρ_L C_L V₀.

In dem vorstehenden Ausdruck bezeichnet V₀ die Zusammenstoß geschwindigkeit, ρ_L bezeichnet die Flüssigkeitsdichte, C_L be zeichnet die Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit, und α bezeichnet einen Verkleinerungskoeffizienten, der durch den folgenden Ausdruck angegeben wird. In dem folgenden Ausdruck bezeichnet ρ_S die Substratdichte und C_S die Schallgeschwin digkeit in dem Substrat.

α = 0,41 [1 + 5,9 (ρ_LC_L/ρ_SC_S)]^-1

Eine Geschwindigkeit V_f des strahlenförmigen Flusses ist durch den folgenden Ausdruck gegeben:

V_f = (αC_L V₀)^1/2.

Ein Fremdgegenstand auf der Scheibe 1 wird durch eine durch den strahlenförmigen Fluß gegebene Kraft entfernt.

Eine äußere Kraft (ein Beseitigungsvermögen) D, die (das) auf ein Teilchen auf der Scheibe 1 wirkt, ist durch den fol genden Ausdruck gegeben:

D = C_D (ρ_L/2) V_f² (π/4) d²
oder
D = C_D P (π/4) d².

In dem Ausdruck bezeichnet C_D einen Widerstandskoeffizien ten. Wenn die Reynoldssche Zahl R größer als 10³ ist und das Teilchen ein kugelförmiges Teilchen ist, dann ist der Wider standskoeffizient C_D 0,47. In dem Ausdruck bezeichnet d die Korngröße des Teilchens.

Gemäß dem vorstehenden Modell enthält ein das Beseitigungs vermögen bestimmender Faktor die Zusammenstoßgeschwindigkeit des Tröpfchens, die Flüssigkeitsdichte, die Schallgeschwin digkeit in der Flüssigkeit und die Flüssigkeitsviskosität. Um daher das Beseitigungsvermögen zu vergrößern, wird ein flüssiges Material mit einer größeren Dichte und einer größeren Schallgeschwindigkeit bevorzugt.

Wenn reines Wasser verwendet wird, dann können die Dichte und die Schallgeschwindigkeit geändert werden durch Regeln der Temperatur des reinen Wassers. Durch Regeln der Tempe ratur des reinen Wassers auf 4°C mittels einer Temperatur regeleinrichtung können die Dichte des reinen Wassers und die Schallgeschwindigkeit in dem reinen Wasser so einge stellt werden, daß sie maximal sind.

Unter Berücksichtigung der elektrischen Beschädigung (stati schen Elektrizität) an Einrichtungen kann in das reine Was ser ein Gas wie beispielsweise CO₂ oder ein oberflächenak tives Mittel gemischt werden, so daß der spezifische Wider stand des reinen Wassers vermieden werden kann. Dies ist auch eine bevorzugte Modifikation dieser Ausführungsform.

Im Unterschied zu dem reinen Wasser kann eine Flüssigkeit oder ein (ein Gelmaterial umfassendes) flüssiges Material mit einem größeren spezifischen Gewicht, einer größeren Schallgeschwindigkeit und einer größeren Viskosität als das reine Wasser vorzugsweise verwendet werden.

Als weiteres Verfahren zum Vergrößern des Beseitigungsver mögens und als Verfahren zum Steuern der Musterbeschädigung an Einrichtungen wird ein Zusammenstoßwinkel des Tröpfchens 21 vorzugsweise eingestellt. Durch Ändern des Zusammenstoß winkels Θ des Tröpfchens 21 ist der Aufpralldruck P gegeben durch den folgenden Ausdruck:

P = (1/2) αρ_L C_L V₀ sinΘ.

Wenn daher der Zusammenstoßwinkel des Tröpfchens 21 vergrö ßert wird (die Vertikalrichtung zur Scheibenoberfläche), dann wird der Aufpralldruck P vergrößert und wird die äußere Kraft (das Beseitigungsvermögen) D, welche (welches) auf einen Fremdgegenstand wirkt, vergrößert. Wenn jedoch die äußere Kraft D vergrößert wird, dann konnte eine Beschädi gung an Einrichtungen wie beispielsweise eine Zerstörung des Einrichtungsmusters vorkommen. Um die Beschädigung zu ver hindern, wird der Zusammenstoßwinkel des Tröpfchens 21 vor zugsweise gesteuert. Der Zusammenstoßwinkel ist im allge meinen auf 15° bis 90° festgesetzt.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, welche die Bezie hung zwischen dem Zusammenstoßwinkel und dem Beseitigungs verhältnis zeigt.

Bei der vorstehenden Ausführungsform wurde als Substrat eine Scheibe dargestellt. Doch die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann in dem Fall verwendet werden, daß eine Verunreinigung entfernt wird, welche auf einem Flüssigkristallsubstrat und einem Substrat einer Fotomaske oder dergleichen haftet.

Die zweite Ausführungsform

Fig. 8 ist eine Darstellung, welche eine Konzeption einer Waschvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Diese Vorrichtung enthält eine Düse 41 zum Herausspritzen von Tröpfchen reinen Wassers. Ein Innenrohr 42 zum Bereit stellen des reinen Wassers ist in der Düse 41 vorgesehen. Ein Ventil 43 ist in einer Leitung zur Versorgung mit reinem Wasser zum Versorgen des Innenrohres 42 mit dem reinen Was ser vorgesehen. Eine ein Gas (trockene Luft oder Stickstoff) bereitstellende Gasversorgungsleitung ist mit der Düse 41 verbunden. Ein Ventil 44 ist in der Gasversorgungsleitung vorgesehen. Diese Waschvorrichtung enthält eine Düse 45 zum Versprühen einer Waschlösung (saurer oder alkalischer Chemi kalien, die sich vom reinen Wasser unterscheiden). Die Düse 45 ist mittels einer Leitung zur Versorgung mit Waschlösung gekoppelt mit einem eine Waschlösung speichernden Tank 46.

Ein Ventil 47 ist in der Leitung zur Versorgung mit Wasch lösung vorgesehen. Der Tank 46 ist mit einer den Tank 46 unter Druck setzenden Gasleitung versehen. Ein Ventil 48 ist in der Gasleitung 48 vorgesehen. Eine zu waschende Scheibe 49 ist auf einem Scheibengestell 50 angebracht. Das Schei bengestell 50 ist so vorgesehen, daß es sich dreht. Eine Flüssigkeitsschicht 51 ist auf der Scheibe 49 gebildet.

Der Betrieb wird nun beschrieben. Durch Druckerzeugung in dem Tank 46 wird auf die Oberfläche der Scheibe 49 aus der Düse 45 die Waschlösung gesprüht. Beim Versprühen der Wasch lösung wird das Scheibengestell 50 gedreht, so daß die Waschlösung auf die Oberfläche der Scheibe 49 gleichmäßig aufgesprüht wird. Durch die vorstehende Behandlung wird eine Adhäsionskraft zwischen der Scheibe 49 und einer Verunreini gung (wie beispielsweise einem kleinen Teilchen) auf der Oberfläche geschwächt. Dann werden in der Düse 41 das reine Wasser und das Gas gemischt, wird das reine Wasser auf die Oberfläche der Scheibe 49 in der Form eines Tröpfchens herausgespritzt und wird die Verunreinigung entfernt. In diesem Fall kann die Korngröße des Tröpfchens, welche durch die Form des Innenrohres 42 und den Versorgungsdruck des reinen Wassers bestimmt wird, so gesteuert werden, daß sie in einem Bereich von 1 µm bis 100 µm ist. Die Geschwindig keit, mit der die Tröpfchen herausgespritzt werden, kann durch Einstellen des Gasdrucks so gesteuert werden, daß sie in einem Bereich von einigen m/s bis 330 m/s ist.

Die dritte Ausführungsform

Fig. 9 ist eine Darstellung, welche eine Konzeption einer Waschvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.

Diese Vorrichtung enthält eine Düse 41 zum Herausspritzen von Tröpfchen zu einer Scheibe 49 hin. Die Düse 41 ist mit einem Innenrohr 42 zum Bereitstellen einer Waschlösung und reinen Wassers versehen. Eine Leitung zur Versorgung mit reinem Wasser mit einem Ventil 43 ist mit dem Innenrohr 42 verbunden. Eine Leitung zur Versorgung mit Gas (trockener Luft oder Stickstoff) mit einem Ventil 44 ist mit der Düse 41 verbunden. Eine Leitung zur Versorgung mit Waschlösung mit einem Ventil 47 ist mit der Leitung zur Versorgung mit reinem Wasser verbunden. Eine Leitung zur Versorgung mit Gas (Stickstoff oder trockener Luft) mit einem Ventil 48 ist mit einem Tank 46 verbunden. Die zu waschende Scheibe 49 ist auf einem Scheibengestell 50 angebracht. Das Scheibengestell 50 ist so vorgesehen, daß es sich in der durch einen Pfeil an gezeigten Richtung dreht.

Der Betrieb wird nun beschrieben.

Durch Schließen des Ventils 43, Öffnen des Ventils 47, Öff nen des Ventils 48 und Druckerzeugung im Tank 46 werden aus der Düse 41 auf die Oberfläche der Scheibe 49 zusammen mit dem Gas Tröpfchen der Waschlösung herausgespritzt. Um zu dieser Zeit die ganze Oberfläche der Scheibe 49 zu waschen, wird das Scheibengestell 50 gedreht und gleichzeitig in einer Richtung die Düse 41 bewegt. Durch den vorstehenden Betrieb wird eine Verunreinigung (wie beispielsweise ein kleines Teilchen) auf der Oberfläche der Scheibe 49 ent fernt. Wenn dann das Ventil 47 geschlossen und das Ventil 43 geöffnet wird, dann wird auf die Oberfläche der Scheibe 49 in der Form eines Tröpfchens aus der Düse 41 das reine Was ser herausgespritzt, wodurch die Verunreinigung wirksam ent fernt wird.

Die vierte Ausführungsform

Fig. 10 ist eine Darstellung, welche eine Konzeption einer Waschvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. Zwei Strahldüsen 11 sind vorgesehen. Diese Strahldüsen 11 bewegen sich in horizontaler Richtung mit demselben zwischen ihnen gehaltenen Abstand. Diese beiden Strahldüsen 11 sind so angeordnet, daß sie sich nicht gegenseitig kreuzen. Die eine Strahldüse 11 ist so angeordnet, daß sie auf den Rand abschnitt eines Substrats 1 Tröpfchen herausspritzt. Die andere Strahldüse 11 ist so angeordnet, daß sie auf den Zentrumsabschnitt des Substrats 1 Tröpfchen herausspritzt. Das Substrat 1 wird in der horizontalen Richtung gedreht. Jede der Strahldüsen 11 enthält eine Flüssigkeitsversor gungseinrichtung und eine Gasversorgungseinrichtung, welche die Strahldüse 11 mit einer Flüssigkeit und einem Gas ver sorgen. Durch Vorsehen der beiden Strahldüsen 11 können eine zum Entfernen eines Fremdgegenstandes benötigte Zeit ver kürzt und Fremdgegenstände auf dem Substrat gleichmäßig ent fernt werden.

Bei der vorstehenden Ausführungsform sind zwei Strahldüsen 11 vorgesehen. Doch eine Wirkung, welche derjenigen der vor stehenden Ausführungsform ähnlich ist, kann erwartet werden durch Anordnen einer Mehrzahl von Strahldüsen 11 in regel mäßigen Abständen.

Die fünfte Ausführungsform

Fig. 11 ist eine Darstellung, welche eine Konzeption einer Waschvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.

Diese Waschvorrichtung enthält zwei Strahldüsen 11. Die entsprechenden Strahldüsen 11 können den Winkel ändern, unter dem Tröpfchen herausgespritzt werden. Obwohl bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform zwei Strahldüsen 11 vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine Wirkung, welche derjenigen dieser Ausfüh rungsform ähnlich ist, kann erwartet werden durch Vorsehen einer Mehrzahl von Strahldüsen 11 und durch Vorsehen von Strahldüsen 11 derart, daß ihre Strahlwinkel geändert werden können.

Die sechste Ausführungsform

Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines anderen speziellen Beispiels einer Strahldüse, die eine Flüssigkeit und ein Gas mischt, um Tröpfchen zu bilden. Die Strahldüse 11 enthält eine erste Zuflußleitung 41. Die Strahldüse 11 enthält eine zweite Zuflußleitung 42, deren Durchmesser größer als der jenige der ersten Zuflußleitung 41 ist und welche die erste Zuflußleitung 41 bedeckt, so daß ein Zwischenraum 42a zwi schen der zweiten Zuflußleitung 42 und der ersten Zufluß leitung 41 gebildet ist. Die Strahldüse 11 enthält eine dritte Zuflußleitung 43, deren Ende aus der Außenseite der zweiten Zuflußleitung 42 durch Seitenwandungen der zweiten Zuflußleitung 42 und der ersten Zuflußleitung 41 hindurch in die erste Zuflußleitung 41 verläuft. Die Flüssigkeit geht durch die dritte Zuflußleitung 43 hindurch. Das Gas geht durch die erste Zuflußleitung 41 und den Zwischenraum 42a zwischen der ersten Zuflußleitung 41 und der zweiten Zufluß leitung 42 hindurch. Mittels des vorstehend beschriebenen Aufbaus der Strahldüse 11 werden Tröpfchen 21 gebildet. Die Tröpfchen 21 sind mit einem durch den Zwischenraum 42a hin durchgehenden Gas 31 bedeckt. Daher wird die Geschwindig keit, mit der im Außenraum angeordnete Tröpfchen 21 heraus gespritzt werden, vergrößert, welche Geschwindigkeit durch den atmosphärischen Widerstand verkleinert werden würde, wenn die zweite Zuflußleitung 42 nicht vorgesehen wäre. Im Ergebnis wird eine Schwankung der Geschwindigkeit unter den Tröpfchen 21 eliminiert und die Beseitigungseffizienz eines Fremdgegenstandes vergrößert.

Die siebente Ausführungsform

Fig. 13 ist eine Schnittansicht, welche eine weitere Aus führungsform einer bei der vorliegenden Erfindung verwende ten Strahldüse zeigt. Die in Fig. 13 gezeigte Strahldüse ist dieselbe wie diejenige der Fig. 12, außer einem fol genden Punkt. Daher werden dieselben oder entsprechende Ab schnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung nicht wiederholt.

Im Unterschied zu der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform verlängert und verkürzt sich bei dieser Ausführungsform ein Endabschnitt 43a der dritten Zuflußleitung 43. Im Ergebnis kann die Lage eines Auslasses 32, der das Ende der dritten Zuflußleitung 43 ist, frei geändert werden. Wenn der Flüs sigkeitsauslaß 32 in der Nähe des Auslasses 30 der zweiten Zuflußleitung 42 ist, dann werden die Tröpfchen 21 zer streut, bevor sie mit dem Substrat 1 zusammenstoßen, und wird die Geschwindigkeit, mit der die Tröpfchen 21 heraus gespritzt werden, verkleinert. Wenn der Abstand zwischen dem Flüssigkeitsauslaß 32 und dem Gasauslaß 30 groß ist, dann wird die Strahlreichweite der Tröpfchen 21 verkleinert und ein Vergrößern der Strahlgeschwindigkeit schwierig. Daher können durch den Aufbau der Strahldüse 11, wie in Fig. 13 gezeigt, jene Strahlreichweite und jene Strahlgeschwindig keit der Tröpfchen 21 gewählt werden, welche für den Zustand eines Fremdgegenstandes und die Oberfläche eines Substrats geeignet sind. Das Experiment hat gezeigt, daß der optimale Abstand zwischen dem Flüssigkeitsauslaß 32 und dem Gasauslaß 30 100 mm bis 200 mm ist.

Die achte Ausführungsform

Fig. 14 ist eine Schnittansicht einer Strahldüse gemäß einer achten Ausführungsform. Eine Strahldüse 11 enthält eine erste Zuflußleitung 44. Die Strahldüse 11 enthält eine zweite Zuflußleitung 45, deren Ende aus der Außenseite der ersten Zuflußleitung 44 durch eine Seitenwandung der ersten Zuflußleitung 44 hindurch in die erste Zuflußleitung 44 ver läuft. Der Endabschnitt der zweiten Zuflußleitung 45 ver läuft in derselben Richtung wie die erste Zuflußleitung 44. Die Strahldüse 11 enthält eine dritte Zuflußleitung 46, deren Ende aus der Außenseite der zweiten Zuflußleitung 45 durch eine Seitenwandung der zweiten Zuflußleitung 45 hin durch in die zweite Zuflußleitung 45 verläuft. Der Endab schnitt der dritten Zuflußleitung 46 verläuft in derselben Richtung wie die zweite Zuflußleitung 45. Der Endabschnitt der dritten Zuflußleitung 46 verläuft über den Endabschnitt der zweiten Zuflußleitung 45 hinaus. Die zweite Zuflußlei tung 45 ist mit einer Flüssigkeit versorgt. Die erste Zu flußleitung 44 und die dritte Zuflußleitung 46 sind mit einem Gas versorgt. Gemäß dieser Strahldüse 11 werden von einem Substrat 1 durch ein Gas 34, das aus der dritten Zu flußleitung 46 unmittelbar nach einem Zusammenstoß mit dem Substrat 1 herausgestrahlt wird, die herausgespritzten Tröpfchen 21 entfernt. Im Ergebnis ist in dem Moment, wenn die Tröpfchen 21 mit dem Substrat 1 zusammenstoßen, keine Flüssigkeit auf dem Substrat 1 vorhanden. Folglich kann ein Fremdgegenstand effizient entfernt werden.

Wie vorstehend beschrieben, ist in der Waschvorrichtung ge mäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung in einer Strahldüse eine Mischeinrichtung vorgesehen, welche eine Flüssigkeit und ein Gas mischt und die Flüssigkeit in Tröpfchen verwandelt. Daher können die Tröpfchen leicht ge bildet werden. Im Ergebnis kann mit den Tröpfchen eine Ver unreinigung auf einem Substrat entfernt werden und wird die Waschwirkung verbessert.

Bei der Waschvorrichtung gemäß dem anderen Aspekt der vor liegenden Erfindung können auf ein Substrat Chemikalien ge liefert werden, so daß die Bindung zwischen dem Substrat und einer Verunreinigung gelockert werden kann. Danach wird mit Tröpfchen reinen Wassers die Verunreinigung entfernt, wo durch die Verunreinigung auf dem Substrat wirksam entfernt werden kann.

Bei der Waschvorrichtung gemäß dem anderen Aspekt der vor liegenden Erfindung sind mit einer Strahldüse eine Einrich tung zur Versorgung mit reinem Wasser mit einem ersten Ab sperrventil und eine Einrichtung zur Versorgung mit Chemi kalien mit einem zweiten Absperrventil verbunden. Daher kön nen durch Schalten der Ventile Tröpfchen des reinen Wassers und Tröpfchen der Chemikalien selektiv gebildet werden. Im Ergebnis können nur durch Schalten der Ventile auf die Ober fläche eines Substrats Tröpfchen der Chemikalien geliefert werden und können dann auf die Oberfläche des Substrats Tröpfchen des reinen Wassers geliefert werden. Folglich kann eine Verunreinigung auf dem Substrat wirksam entfernt wer den.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung wird mit Tröpfchen eine Verunreinigung auf einem Substrat entfernt. Daher kann die auf dem Substrat haftende Verunreinigung ohne Beschädigung der Oberfläche des Substrats entfernt werden.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung wird die Oberfläche eines Substrats zu nächst mit einer Waschlösung gewaschen. Danach werden auf die Oberfläche des Substrats Tröpfchen reinen Wassers herausgespritzt, wodurch eine Verunreinigung auf dem Sub strat wirksam entfernt werden kann.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung werden Tröpfchen einer Waschlösung vorbe reitet und die Tröpfchen auf ein Substrat herausgespritzt. Im Ergebnis kann eine Verunreinigung auf dem Substrat wirk sam entfernt werden.

Bei dem Waschverfahren gemäß dem weiteren Aspekt der vorlie genden Erfindung werden auf ein Substrat zunächst Tröpfchen einer Waschlösung und dann Tröpfchen reinen Wassers heraus gespritzt. Da die Tröpfchen der Waschlösung auf das Substrat herausgespritzt werden, wird die Bindung zwischen dem Sub strat und einer Verunreinigung gelockert. Durch anschließen des Herausspritzen von Tröpfchen des reinen Wassers auf das Substrat kann die Verunreinigung auf dem Substrat wirksam entfernt werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben und dargestellt worden ist, ist es selbstverständlich, daß die selbe nur veranschaulichend und beispielhaft ist und keiner Beschränkung unterliegt, wobei der Inhalt und der Bereich der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten An sprüche beschränkt sind.

Claims

1. Waschvorrichtung, die eine auf einer Oberfläche eines Substrats (1) haftende Verunreinigung entfernt, welche um faßt:
eine Strahldüse (11), die zu dem Substrat hin ein Tröpfchen herausspritzt;
eine mit der Strahldüse (11) verbundene Flüssigkeitsversor gungseinrichtung (23) zum Versorgen der Strahldüse (11) mit einer Flüssigkeit;
eine mit der Strahldüse verbundene Gasversorgungseinrichtung (22) zum Versorgen der Strahldüse (11) mit einem Gas und
eine in der Strahldüse (11) vorgesehene Mischeinrichtung zum Mischen der Flüssigkeit und des Gases, mit denen die Strahl düse (11) versorgt ist, und zum Verwandeln der Flüssigkeit in das Tröpfchen.

2. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Strahldüse (11) und die Mischeinrichtung enthalten:
eine erste Zuflußleitung (30), durch die das Gas hindurch geht, und
eine zweite Zuflußleitung (31), deren Endabschnitt aus der Außenseite der ersten Zuflußleitung (30) durch eine Seiten wandung der ersten Zuflußleitung hindurch in die erste Zu flußleitung (30) verläuft und durch welche die Flüssigkeit hindurchgeht, wobei
der Endabschnitt der zweiten Zuflußleitung (31) in derselben Richtung wie die erste Zuflußleitung (30) verläuft.

3. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher eine Mehrzahl von Strahldüsen (11) in einem regelmäßigen Abstand so vorgesehen ist, daß sie sich nicht gegenseitig kreuzen.

4. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Strahldüse und die Mischeinrichtung enthalten:
eine erste Zuflußleitung (41),
eine zweite Zuflußleitung (42), deren Durchmesser größer als derjenige der ersten Zuflußleitung (41) ist und welche die erste Zuflußleitung (41) bedeckt, so daß ein Zwischenraum zwischen der ersten Zuflußleitung (41) und der zweiten Zu flußleitung (42) gebildet ist, und
eine dritte Zuflußleitung (43), deren Endabschnitt aus der Außenseite der zweiten Zuflußleitung (42) durch Seitenwan dungen der ersten Zuflußleitung (41) und der zweiten Zufluß leitung (42) hindurch in die erste Zuflußleitung (41) ver läuft, wobei
die Flüssigkeit durch die dritte Zuflußleitung (43) hin durchgeht und das Gas durch die erste und die zweite Zufluß leitung (41, 42) hindurchgeht.

5. Waschvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Endabschnitt der dritten Zuflußleitung (42) in derselben Richtung wie die erste Zuflußleitung (41) verläuft und sich der Endabschnitt der dritten Zuflußleitung (43) verlängert und verkürzt.

6. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Strahldüse (11) und die Mischeinrichtung enthalten:
eine erste Zuflußleitung (44),
eine zweite Zuflußleitung (45), deren Endabschnitt aus der Außenseite der ersten Zuflußleitung durch eine Seitenwandung der ersten Zuflußleitung (44) hindurch in die erste Zufluß leitung (44) verläuft und welche in derselben Richtung wie die erste Zuflußleitung (44) verläuft, und
eine dritte Zuflußleitung (46), deren Endabschnitt aus der Außenseite der zweiten Zuflußleitung (45) durch eine Seiten wandung der zweiten Zuflußleitung (45) hindurch in die zwei te Zuflußleitung (45) verläuft und welche in derselben Rich tung wie die zweite Zuflußleitung (45) verläuft, wobei in der zweiten Zuflußleitung die Flüssigkeit bereitgestellt ist und
in der ersten und der dritten Zuflußleitung (44, 46) das Gas bereitgestellt ist.

7. Waschvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher ein Abstand von einem Flüssigkeitsauslaß der zweiten Zufluß leitung (31) bis zu einem Gasauslaß der ersten Zuflußleitung (30) wenigstens 70 mm ist.

8. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung (23) eine Einrichtung zum Steuern eines Versorgungsdruckes der Flüssigkeit enthält und die Gasversorgungseinrichtung (22) eine Einrichtung zum Steuern eines Versorgungsdruckes des Gases enthält.

9. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner umfaßt:
eine mit der Strahldüse gekoppelte Einrichtung zum Steuern eines Winkels, unter dem das Tröpfchen mit dem Substrat zu sammenstößt.

10. Waschvorrichtung, die eine auf einer Oberfläche eines Substrats haftende Verunreinigung entfernt, welche umfaßt:
eine Chemikalienversorgungsdüse (45), die zu dem Substrat (51) hin Chemikalien liefert;
eine Strahldüse (41), die zu dem Substrat (51) hin ein Tröpfchen reinen Wassers herausspritzt;
eine mit der Strahldüse (41) verbundene Einrichtung zum Ver sorgen mit reinem Wasser zum Versorgen der Strahldüse (41) mit reinem Wasser;
eine mit der Strahldüse (41) verbundene Einrichtung zum Ver sorgen mit Gas zum Versorgen der Strahldüse (41) mit einem Gas und
eine in der Strahldüse (41) vorgesehene Mischeinrichtung (42) zum Mischen des reinen Wassers und des Gases, mit denen die Strahldüse (41) versorgt ist, und zum Verwandeln des reinen Wassers in das Tröpfchen.

11. Waschvorrichtung, die eine auf einer Oberfläche eines Substrats haftende Verunreinigung entfernt, welche umfaßt:
Tröpfchen herausspritzt;
eine mit der Strahldüse verbundene Einrichtung zum Versorgen mit reinem Wasser mit einem ersten Absperrventil zum Versor gen der Strahldüse mit reinem Wasser;
eine mit der Strahldüse (41) verbundene Einrichtung zum Ver sorgen mit Chemikalien mit einem zweiten Absperrventil (47) zum Versorgen der Strahldüse (41) mit Chemikalien;
eine mit der Strahldüse (41) verbundene Einrichtung zum Ver sorgen mit Gas zum Versorgen der Strahldüse (41) mit einem Gas und
eine in der Strahldüse (41) vorgesehene Mischeinrichtung (42) zum Mischen des reinen Wassers oder der Flüssigkeit und des Gases und zum Verwandeln des reinen Wassers oder der Flüssigkeit in das Tröpfchen.

12. Waschverfahren zum Entfernen einer auf einer Oberfläche eines Substrats haftenden Verunreinigung, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Richten eines Auslasses einer Strahldüse (11) zu dem Substrat (1) hin;
einen Schritt zum Versorgen der Strahldüse (11) mit einer Flüssigkeit;
einen Schritt zum Versorgen der Strahldüse (11) mit einem Gas und
einen Schritt zum Mischen der Flüssigkeit und des Gases in der Strahldüse (11) und zum Herausspritzen eines erhaltenen Tröpfchens aus dem Auslaß.

13. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem ein Druck, mit dem die Strahldüse (11) mit der Flüssigkeit versorgt wird, auf 0,1 bis 1 MPa festgesetzt ist und ein Druck, mit dem die Strahldüse (11) mit dem Gas versorgt wird, auf 0,1 bis 1 MPa festgesetzt ist.

14. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem ein Druck, mit dem die Strahldüse (11) mit der Flüssigkeit versorgt wird, auf 0,2 bis 0,4 MPa festgesetzt ist und wird, auf 0,2 bis 0,4 MPa festgesetzt ist.

15. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem ein Druck, mit dem die Strahldüse (11) mit der Flüssigkeit versorgt wird, auf 0,4 bis 0,8 MPa festgesetzt ist und ein Druck, mit dem die Strahldüse (11) mit dem Gas versorgt wird, auf 0,4 bis 0,8 MPa festgesetzt ist.

16. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Flüssigkeits- und der Gasversorgungsdruck gesteuert werden, so daß eine Korngröße des Tröpfchens 0,01 µm bis 1000 µm ist.

17. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Flüssigkeits- und der Gasversorgungsdruck gesteuert wer den, so daß eine Korngröße des Tröpfchens 0,1 µm bis 1000 µm ist.

18. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Flüssigkeits- und der Gasversorgungsdruck gesteuert wer den, so daß eine Korngröße des Tröpfchens 1 µm bis 100 µm ist.

19. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Gasversorgungsdruck gesteuert wird, so daß eine Ge schwindigkeit, mit der das Tröpfchen mit dem Substrat zu sammenstößt, 10 m/s bis 100 m/s ist.

20. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Gasversorgungsdruck gesteuert wird, so daß eine Ge schwindigkeit, mit der das Tröpfchen mit dem Substrat zu sammenstößt, 100 m/s bis 330 m/s ist.

21. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem ein Winkel, unter dem das Tröpfchen mit dem Substrat zusam menstößt, so gesteuert wird, daß er 15° bis 90° ist.

22. Waschverfahren nach Anspruch 12, bei welchem als Flüssigkeit eine Flüssigkeit mit einer größeren Dichte als das reine Wasser verwendet wird.

23. Waschverfahren, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Waschen einer Oberfläche eines Substrats mit einer Waschlösung und
einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens reinen Wassers auf die Oberfläche des Substrats.

24. Waschverfahren, welches einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens einer Waschlösung auf ein Substrat umfaßt.

25. Waschverfahren, welches die Schritte umfaßt:
einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens einer Waschlösung auf ein Substrat und
einen Schritt zum Herausspritzen eines Tröpfchens reinen Wassers auf das Substrat.