JP2003209088A - Aerosol cleaning method and device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エアロゾル洗浄方
法及び装置に係り、特に、半導体用ウェハのような基板
の表面を洗浄する際に用いるのに好適な、被洗浄物の微
細パターンへダメージを与えることなく洗浄することが
可能なエアロゾル洗浄方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aerosol cleaning method and apparatus, and more particularly, to a fine pattern of an object to be cleaned, which is suitable for cleaning the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aerosol cleaning method and device that can be cleaned without giving them.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体製造工程における半導
体用ウェハの表面上や、液晶（ＬＣＤ）あるいは太陽電
池等の表面上の微粒子（パーティクル）や汚れは、最終
製品の歩留りを大きく低下させるため、前記ウェハ等の
表面洗浄が極めて重要である。特に半導体製造工程での
ウェハ洗浄は、素子微細化による高集積化が加速してお
り、全体工程数に占める洗浄工程が約３割と言われるよ
うに、製造歩留りを維持するための重要な製造工程とな
っている。2. Description of the Related Art Fine particles (particles) and stains on the surface of semiconductor wafers in the process of manufacturing semiconductors such as LSI and on the surfaces of liquid crystal (LCD) or solar cells greatly reduce the yield of final products. Cleaning the surface of the wafer is extremely important. Particularly in wafer cleaning in the semiconductor manufacturing process, high integration due to device miniaturization is accelerating, and as it is said that the cleaning process accounts for about 30% of the total number of processes, it is an important manufacturing process for maintaining the manufacturing yield. It is a process.
【０００３】洗浄装置としては、純水を使用するウェッ
ト洗浄が主流であり、ウェットバス型のバッチ洗浄から
ブラシ洗浄、ジェットスピン洗浄、超音波洗浄等の枚葉
洗浄装置が多用されている。As the cleaning apparatus, wet cleaning using pure water is mainly used, and single-wafer cleaning apparatuses such as wet bath type batch cleaning, brush cleaning, jet spin cleaning and ultrasonic cleaning are often used.
【０００４】又、近年は、ウェット洗浄に代わる洗浄方
式として、レーザ光、ＵＶ光、各種プラズマを利用した
反応形成生物の洗浄除去装置や、炭酸ガス（ＣＯ2）又
はアルゴンガスを使用するドライ又はエアロゾル洗浄方
式、更には、ＣＯ2超臨界洗浄等のように、洗浄容器内
を洗浄ガス（又は液）の臨界圧力雰囲気とした高圧超臨
界洗浄装置が開発されており（例えば特開平８−５７４
３７や特開平１０−２０９１０１）、半導体デバイス工
程に応じて、様々な使い分けが始まっている。In recent years, as an alternative cleaning method to wet cleaning, a cleaning / removing apparatus for reaction-forming organisms using laser light, UV light, and various plasmas, a dry method using carbon dioxide gas (CO 2 ) or argon gas, An aerosol cleaning method, and further, a high-pressure supercritical cleaning apparatus in which the cleaning container has a cleaning gas (or liquid) at a critical pressure atmosphere, such as CO 2 supercritical cleaning, has been developed (for example, JP-A-8-574).
37, Japanese Patent Laid-Open No. 10-209101), and various uses have started depending on the semiconductor device process.
【０００５】このうち、従来のエアロゾル吹付けによる
洗浄では、図１に示す如く、エアロゾル２２をエアロゾ
ル生成ノズル（以下、単にエアロゾルノズルと称する）
２０のノズル孔２０Ａから噴出し、噴出されたエアロゾ
ル２２を、ウェハ１０等の被洗浄物に吹付けて洗浄する
方式を採っているが、エアロゾル吹付けのみの洗浄で
は、強固に付着するパーティクル等への適用では、物理
的な吹付力が不足するため、洗浄性能を向上させる方法
として、エアロゾルノズル２０とは別に設けたエアロゾ
ル加速用の加速ノズル２４を採用している（特開平６−
２５２１１４、特開平６−２９５８９５、特開平８−２
９８２５２）。そして、この加速ノズル２４のノズル孔
２４Ａから吹き出した高速の加速ガス（例えば窒素ガ
ス）２６をエアロゾル２２に吹付け、エアロゾル２２を
加速させることで、被洗浄物であるウェハ面に強固に付
着するパーティクル等の汚染物に対して除去性能を大幅
に向上している。Among them, in the conventional cleaning by spraying an aerosol, as shown in FIG. 1, the aerosol 22 is formed with an aerosol generating nozzle (hereinafter simply referred to as an aerosol nozzle).
Although the method in which the aerosol 22 ejected from the nozzle hole 20A of the nozzle 20 is sprayed onto the object to be cleaned such as the wafer 10 to clean, the particles and the like that are strongly adhered in the cleaning by only spraying the aerosol In this case, since the physical spraying force is insufficient, the acceleration nozzle 24 for accelerating the aerosol provided separately from the aerosol nozzle 20 is adopted as a method for improving the cleaning performance (Japanese Patent Laid-Open No. 6-
No. 252114, JP-A-6-295895, and JP-A-8-2.
98252). Then, a high-speed accelerating gas (for example, nitrogen gas) 26 blown out from the nozzle hole 24A of the accelerating nozzle 24 is sprayed onto the aerosol 22, and the aerosol 22 is accelerated to firmly adhere to the wafer surface which is the object to be cleaned. The removal performance is greatly improved for contaminants such as particles.
【０００６】又、特開平８−５７４３７や特開平１０−
２０９１０１で提案された超臨界洗浄方式では、洗浄す
る対象物を、図２に示す臨界温度Ｔｃや臨界圧力Ｐｃで
特徴付けられる臨界点以上で、液体と気体の区別ができ
ない超臨界状態にした洗浄流体（例えばＣＯ2等）の中
に浸し、被洗浄物表面に付着する汚染物を剥離抽出し、
その後、洗浄流体を自由表面を作らせずに臨界未満状態
の気体に転移させ、蒸発させて洗浄している。Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-57437 and 10-
In the supercritical cleaning method proposed in 209101, the object to be cleaned is cleaned in a supercritical state in which a liquid and a gas cannot be distinguished from each other at a critical point which is characterized by the critical temperature Tc and the critical pressure Pc shown in FIG. Dip in a fluid (eg CO 2 etc.) to peel off and extract contaminants adhering to the surface of the object to be cleaned,
After that, the cleaning fluid is transferred to a gas in a subcritical state without forming a free surface, and is evaporated to perform cleaning.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェッ
ト洗浄においては、純水の使用量、薬品（無機、有機）
の使用量と、その排水処理、微細パターンの薬品による
オーバーエッチングによる形状変形、新材料に対応する
薬品の開発、多様な薬品への対応等の問題や微細パター
ンへのダメージの問題がある。However, in wet cleaning, the amount of pure water used and chemicals (inorganic and organic) are used.
There are problems such as the amount of wastewater used, its wastewater treatment, shape deformation due to overetching of fine pattern chemicals, development of chemicals for new materials, compatibility with various chemicals, and damage to fine patterns.
【０００８】又、炭酸ガスやアルゴン洗浄等のドライ洗
浄やエアロゾル洗浄においても、図３（Ａ）に示す如
く、ウェハ１０のパターン１０Ａ内に入ったエアロゾル
２２が瞬間的に蒸発する際に、図３（Ｂ）に示す如く、
パターン１０Ａが表面張力で内側に倒れて、微細パター
ンへダメージを与えるという問題点を有する。In dry cleaning such as carbon dioxide gas cleaning and argon cleaning and aerosol cleaning, as shown in FIG. 3A, when the aerosol 22 contained in the pattern 10A of the wafer 10 is instantaneously evaporated, As shown in 3 (B),
There is a problem that the pattern 10A falls inward due to surface tension and damages the fine pattern.
【０００９】一方、超臨界洗浄によれば、粘度が小さく
汚れが溶け込んだ超臨界流体２８が、図４に示す如く、
自由表面である気液界面を生ずることなく、液体のまま
単純に密度が減ってパターン間から抜けていくため、表
面張力によるパターン崩壊がないという利点があるが、
従来の超臨界流体洗浄においては、洗浄容器内を臨界圧
力雰囲気とするための高圧容器が必要であり、装置が大
掛かりになるだけでなく、洗浄容器内を加圧するために
工程が多くなり、更に、高圧容器への被洗浄物であるウ
ェハ受け渡し等のハンドリングが困難である等の問題点
を有していた。On the other hand, according to the supercritical cleaning, the supercritical fluid 28, which has a small viscosity and in which dirt is dissolved, is
There is an advantage that the pattern collapse due to surface tension does not occur because the density simply decreases as it is in the liquid state and it escapes from between the patterns without generating a gas-liquid interface which is a free surface.
In the conventional supercritical fluid cleaning, a high-pressure container for creating a critical pressure atmosphere in the cleaning container is required, which not only makes the apparatus large-scale, but also increases the number of steps for pressurizing the cleaning container, However, there is a problem in that it is difficult to handle the transfer of wafers to be cleaned to the high-pressure container.
【００１０】特に、今後パターンの微細化が加速する半
導体デバイス製作工程において、パターンにダメージを
与えない洗浄方式を確立することは非常に重要な課題と
なっている。Particularly, in a semiconductor device manufacturing process in which pattern miniaturization will accelerate in the future, it is a very important subject to establish a cleaning method that does not damage the pattern.
【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、簡単な構成で超臨界状態を作り出し
て、被洗浄物の微細パターンへダメージを与えることな
く洗浄することが可能なエアロゾル洗浄を実現すること
を課題とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to create a supercritical state with a simple structure and perform cleaning without damaging the fine pattern of the object to be cleaned. The task is to realize aerosol cleaning.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、エアロゾルを
被洗浄物に吹付けて洗浄するためのエアロゾル洗浄方法
において、前記エアロゾルを所定速度以上で被洗浄物に
衝突させることにより、被洗浄物表面に局所的に超臨界
状態又は擬似超臨界状態を生成させ、洗浄力を高めるよ
うにして、前記課題を解決したものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides an aerosol cleaning method for spraying an object to be cleaned with an aerosol to clean the object to be cleaned by colliding the aerosol with the object to be cleaned at a predetermined speed or more. The above problem is solved by locally producing a supercritical state or a pseudo supercritical state on the surface to enhance the cleaning power.
【００１３】又、前記エアロゾルを、加速ガスにより加
速して、前記所定速度以上とするようにしたものであ
る。Further, the aerosol is accelerated by an accelerating gas so as to have a predetermined speed or more.
【００１４】又、前記エアロゾルがヘリウム（Ｈｅ）か
らなる場合に、前記所定速度を５０ｍ／ｓ以上としたも
のである。When the aerosol is helium (He), the predetermined speed is 50 m / s or more.
【００１５】あるいは、前記エアロゾルがネオン（Ｎ
ｅ）からなる場合に、前記所定速度を１００ｍ／ｓ以上
としたものである。Alternatively, the aerosol is neon (N
In the case of e), the predetermined speed is 100 m / s or more.
【００１６】あるいは、前記エアロゾルが窒素（Ｎ2）
からなる場合に、前記所定速度を１５０ｍ／ｓ以上とし
たものである。Alternatively, the aerosol is nitrogen (N 2 ).
In the case of (1), the predetermined speed is 150 m / s or more.
【００１７】又、前記エアロゾルがアルゴン（Ａｒ）か
らなる場合に、前記所定速度を３５０ｍ／ｓ以上とした
ものである。When the aerosol is composed of argon (Ar), the predetermined speed is 350 m / s or more.
【００１８】又、前記エアロゾルが酸素（Ｏ2）又は炭
酸ガス（ＣＯ2）からなる場合に、前記所定速度を４５
０ｍ／ｓ以上としたものである。When the aerosol is composed of oxygen (O 2 ) or carbon dioxide (CO 2 ), the predetermined speed is 45
It is set to 0 m / s or more.
【００１９】又、前記エアロゾルが亜酸化窒素（Ｎ
2Ｏ）からなる場合に、前記所定速度を５００ｍ／ｓ以
上としたものである。Further, the aerosol is nitrous oxide (N
2 O), the predetermined speed is 500 m / s or more.
【００２０】又、前記エアロゾルが水蒸気（Ｈ2Ｏ）か
らなる場合に、前記所定速度を９５０ｍ／ｓ以上とした
ものである。When the aerosol is composed of water vapor (H 2 O), the predetermined speed is 950 m / s or more.
【００２１】本発明は、又、エアロゾルを被洗浄物に吹
付けて洗浄するためのエアロゾル洗浄装置において、前
記エアロゾルを所定速度以上で被洗浄物に衝突させるこ
とにより、被洗浄物表面に局所的に超臨界状態又は擬似
超臨界状態を生成させる手段を備えることにより、前記
課題を解決したものである。The present invention also provides an aerosol cleaning apparatus for spraying an aerosol onto an object to be cleaned, in which the aerosol is collided with the object to be cleaned at a predetermined speed or more so that the surface of the object to be cleaned is locally hit. The above problem is solved by providing a means for generating a supercritical state or a pseudo supercritical state.
【００２２】又、同様のエアロゾル洗浄装置において、
前記エアロゾルを噴射する手段と、噴射されたエアロゾ
ルを加速して、所定速度以上で被洗浄物に衝突させるこ
とにより、被洗浄物表面に局所的に超臨界状態又は擬似
超臨界状態を生成させるための加速ガスを噴射する手段
とを備えることにより、同じく前記課題を解決したもの
である。In a similar aerosol cleaning device,
A means for injecting the aerosol, for accelerating the injected aerosol to collide with the object to be cleaned at a predetermined speed or more, thereby locally generating a supercritical state or a pseudo-supercritical state on the surface of the object to be cleaned. And the means for injecting the accelerating gas are also provided to solve the above problems.
【００２３】図１に示したように、加速ノズル２４から
吹き出した高速の加速ガス２６をエアロゾル２２に吹付
け、エアロゾルを加速させることで、被洗浄物（１０）
の表面に強固に付着するパーティクル等、汚染物に対し
て大幅な除去性能を向上することができた。この加速ノ
ズル採用によるエアロゾル洗浄方式についての洗浄メカ
ニズムの解明と、加速ノズルから吹き出す加速ガスの制
御特性について、発明者等は、分子動力学を用いた解析
と、装置実験によりエアロゾルを衝突させる被洗浄物の
表面に局所的に超臨界状態を形成し、エアロゾルの衝突
による物理力を用いたエアロゾル吹付け洗浄方式に、超
臨界洗浄を付加することができることを見出した。As shown in FIG. 1, the high-speed accelerating gas 26 blown out from the accelerating nozzle 24 is sprayed onto the aerosol 22 to accelerate the aerosol, thereby cleaning the article to be cleaned (10).
It was possible to significantly improve the removal performance for contaminants such as particles that strongly adhere to the surface of the. Regarding the elucidation of the cleaning mechanism for the aerosol cleaning method by adopting this acceleration nozzle and the control characteristics of the acceleration gas blown out from the acceleration nozzle, the inventors have conducted an analysis using molecular dynamics and a device test to make the aerosol collide with the cleaning target. It has been found that supercritical cleaning can be added to the aerosol spray cleaning method in which a supercritical state is locally formed on the surface of an object and the physical force by the collision of aerosol is used.
【００２４】一般に、超臨界流体を得るためには、物質
を図２に示した臨界圧力Ｐｃ、臨界温度Ｔｃ以上に保つ
必要がある。従来は、高圧容器中で圧力と温度を上昇さ
せて、超臨界状態としていたが、本発明では、高速に液
滴を被洗浄物へ衝突させることで、超臨界状態又は擬似
超臨界状態を得ている。Ａｒにおける各衝突速度Ｖにお
ける相変化の経路Ｒの変化状態を図５（Ａ）〜（Ｅ）に
示す。図から明らかなように、衝突速度がある値（Ａｒ
では３５０m／ｓ）以上になると、液滴が被洗浄物表面
に衝突する表面上の局所空間において、液滴が超臨界状
態又は擬似超臨界状態となり、不安定で自由界面を作る
相変化曲線の谷Ｂが無くなって、強力な洗浄性能が得ら
れることが、分子動力学法により確認できた。各種材料
と超臨界に到る最低衝突速度である臨界速度の関係の例
を図６（Ａ）〜（Ｄ）に示す。本発明は、このような知
見に基づいてなされたものである。Generally, in order to obtain a supercritical fluid, it is necessary to maintain the substance at the critical pressure Pc and the critical temperature Tc shown in FIG. Conventionally, the pressure and temperature are raised in a high-pressure container to bring it into a supercritical state, but in the present invention, a droplet is collided with an object to be cleaned at high speed to obtain a supercritical state or a pseudo-supercritical state. ing. 5 (A) to 5 (E) show the changing state of the phase change path R at each collision velocity V in Ar. As is clear from the figure, the collision velocity has a certain value (Ar
At 350 m / s) or more, the droplet becomes supercritical or pseudo-supercritical in the local space on the surface where the droplet collides with the surface of the object to be cleaned, and the phase change curve of the unstable free interface is formed. It was confirmed by the molecular dynamics method that the valley B disappeared and a strong cleaning performance was obtained. Examples of the relationship between various materials and the critical velocity which is the minimum collision velocity reaching supercritical state are shown in FIGS. 6 (A) to 6 (D). The present invention has been made based on such findings.
【００２５】このようにして、エアロゾルを、必要に応
じて加速ガスにより加速して、所定の臨界速度以上で被
洗浄物に衝突させることにより、被洗浄物表面に局所的
な超臨界状態又は擬似超臨界状態を作り出し、エアロゾ
ル洗浄方式の元来の衝撃力等、物理力を利用した洗浄
に、超臨界洗浄方式を付加することで、被洗浄物の微細
パターンへのダメージを起こすことなく、洗浄力を高め
ることができる。In this way, the aerosol is accelerated by the accelerating gas as necessary and collides with the object to be cleaned at a predetermined critical velocity or higher, whereby a supercritical state or a pseudo state locally on the surface of the object to be cleaned is obtained. By creating a supercritical state and adding a supercritical cleaning method to the cleaning that uses physical force such as the original impact force of the aerosol cleaning method, cleaning without causing damage to the fine pattern of the object to be cleaned You can increase your strength.
【００２６】単純に液体を吹付けると、粘度が高いため
拡散できない。又、気体を吹付けた場合、密度が低く、
洗浄能力が発揮されない。これに対して、本発明のよう
に、被洗浄物へ衝突させて超臨界状態又は擬似超臨界状
態の液滴を形成することで、高密度で被洗浄物上を拡散
させることが可能となり、又、衝突時のエネルギが、液
相から気相への相転移に必要な潜熱に用いられないた
め、運動エネルギの大部分が汚れを弾き飛ばす仕事に変
換され、洗浄性能にそのまま寄与することができる。If the liquid is simply sprayed, it cannot diffuse because of its high viscosity. Also, when blown with gas, the density is low,
The cleaning ability is not exerted. On the other hand, as in the present invention, by forming a droplet in the supercritical state or the pseudo-supercritical state by colliding with the object to be cleaned, it becomes possible to diffuse on the object to be cleaned at a high density, In addition, since the energy at the time of collision is not used for the latent heat required for the phase transition from the liquid phase to the gas phase, most of the kinetic energy is converted into the work of splashing away the dirt, which can directly contribute to the cleaning performance. it can.
【００２７】又、この局所超臨界洗浄方式は、従来の超
臨界洗浄で用いられている高圧容器に浸す方法と異な
り、ウェハ等被洗浄物のハンドリングも容易である。Further, this local supercritical cleaning method is easy to handle an object to be cleaned such as a wafer, unlike the method of immersing in a high pressure container used in the conventional supercritical cleaning.
【００２８】このエアロゾル洗浄方式による局所超臨界
状態の形成は、エアロゾルの被洗浄物への衝突速度を制
御することによって可能であり、その衝突速度は、洗浄
媒体として用いるＡｒ、Ｎ2その他の物質の物性によっ
て異なる。The formation of a local supercritical state by this aerosol cleaning method is possible by controlling the collision speed of the aerosol with respect to the object to be cleaned, and the collision speed depends on the substances such as Ar, N 2 and other substances used as the cleaning medium. It depends on the physical properties of.
【００２９】エアロゾル吹き付けの洗浄方式において、
局所超臨界洗浄が可能な物質であるＨｅ、Ｎｅ、Ｎ2、
Ａｒ、Ｏ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏについて、局所超臨界状態が
形成されるエアロゾルの被洗浄物への衝突速度（臨界速
度）を表１に示す。In the cleaning method of aerosol spraying,
He, Ne, N 2 , which is a substance capable of local supercritical cleaning,
Table 1 shows the collision speeds (critical speeds) of aerosols forming a local supercritical state with respect to the object to be cleaned for Ar, O 2 , CO 2 , and H 2 O.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】この臨界速度以上において、局所的な超臨
界状態又は擬似超臨界状態での洗浄が出来る。各種材料
に対する臨界圧力と臨界速度の関係の例を図７に示す。
また、その他にも、Ｋｒ、ＳＦ6、Ｘｅ、Ｈ2などが考え
られる。Above this critical speed, cleaning can be carried out in a local supercritical state or pseudo supercritical state. FIG. 7 shows an example of the relationship between the critical pressure and the critical velocity for various materials.
Other than that, Kr, SF 6 , Xe, H 2 and the like are considered.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００３３】本実施形態は、図８に示す如く、エアロゾ
ル２２を被洗浄物であるウェハ１０に吹付けて洗浄する
ためのエアロゾル洗浄装置において、前記エアロゾル２
２を噴射して生成するためのエアロゾルノズル２０と、
該エアロゾルノズル２０から噴射されたエアロゾル２２
を加速して、前記臨界速度以上でウェハ１０に衝突させ
ることにより、ウェハ表面に局所的に超臨界状態又は擬
似超臨界状態を生成させるための加速ガス２６を噴射す
る加速ノズル２４を備えたものである。As shown in FIG. 8, the present embodiment is an aerosol cleaning apparatus for spraying the aerosol 22 onto the wafer 10, which is the object to be cleaned, and is provided with the aerosol 2
An aerosol nozzle 20 for injecting and generating 2.
Aerosol 22 ejected from the aerosol nozzle 20
An acceleration nozzle 24 for injecting an accelerating gas 26 for locally generating a supercritical state or a pseudo supercritical state on the wafer surface by accelerating and colliding with the wafer 10 at the critical velocity or more. Is.
【００３４】本実施形態において、マスフローコントロ
ーラ３０、３２によりその流量を制御されたアルゴン
（Ａｒ）ガスと窒素（Ｎ2）ガスは、例えばセラミック
フィルタ３４を通過した後、例えばヘリウム（Ｈｅ）ク
ライオ冷凍機３６を用いた熱交換器３８内で冷却されて
から、エアロゾルノズル２０に開けられた多数の微細な
ノズル孔２０Ａより、エアロゾル２２となって、真空ポ
ンプ４０で真空引きされているウェハ洗浄用の洗浄室４
２内に噴出する。In the present embodiment, the argon (Ar) gas and the nitrogen (N 2 ) gas, the flow rates of which are controlled by the mass flow controllers 30 and 32, pass through, for example, the ceramic filter 34, and then, for example, helium (He) cryo-freezing. After being cooled in the heat exchanger 38 using the machine 36, it becomes the aerosol 22 from the many fine nozzle holes 20A formed in the aerosol nozzle 20, and becomes a vacuum 22 by the vacuum pump 40 for cleaning the wafer. Cleaning room 4
Eject into 2.
【００３５】ウェハ１０は、ウェハスキャン機構４４に
よりＸ軸方向及びＹ軸方向にスキャンされるプロセスハ
ンド（ＸＹスキャンステージとも称する）４６上に載っ
ており、ウェハ全面が洗浄管となっている。The wafer 10 is placed on a process hand (also referred to as an XY scan stage) 46 which is scanned in the X-axis direction and the Y-axis direction by the wafer scanning mechanism 44, and the entire surface of the wafer is a cleaning tube.
【００３６】ガスの同伴によってエアロゾル２２の速度
を向上させてウェハ表面に局所的に超臨界状態又は擬似
超臨界状態を生成させるための加速ノズル２４が設けら
れており、マスフローコントローラ５２及びセラミック
フィルタ５４を介して該加速ノズル２４に供給され、そ
のノズル孔２４Ａから吹き出す加速ガス（例えば窒素ガ
ス）２６が、図１に示した如く、前記エアロゾルノズル
２０から噴出されたエアロゾル２２を加速する。An accelerating nozzle 24 is provided for increasing the velocity of the aerosol 22 by entraining the gas to locally generate a supercritical state or a pseudo supercritical state on the wafer surface, and a mass flow controller 52 and a ceramic filter 54. The accelerating gas (for example, nitrogen gas) 26 supplied to the accelerating nozzle 24 through the nozzle hole 24A accelerates the aerosol 22 ejected from the aerosol nozzle 20, as shown in FIG.
【００３７】又、パーティクルのウェハ面への再付着を
防止する目的で、洗浄室４２の一端（図の左端）から、
マスフローコントローラ６２及びセラミックフィルタ６
４を介して流入されるパージガス（例えば窒素ガス）６
６を洗浄室４２内に供給するようにされている。In order to prevent particles from reattaching to the wafer surface, from one end (left end in the drawing) of the cleaning chamber 42,
Mass flow controller 62 and ceramic filter 6
Purge gas (for example, nitrogen gas) 6 flowed in through 4
6 is supplied into the cleaning chamber 42.
【００３８】このようにして、エアロゾルノズル２０か
ら噴出されたエアロゾル２２を、加速ノズル２４から噴
出される加速ガス２６で臨界速度以上に加速してウェハ
１０の表面に衝突させることにより、ウェハ１０表面に
局所的に超臨界状態又は擬似超臨界状態を生成させて、
ウェハ表面の微細パターンにダメージを与えることな
く、洗浄力を高めることができる。In this manner, the aerosol 22 ejected from the aerosol nozzle 20 is accelerated by the acceleration gas 26 ejected from the acceleration nozzle 24 at a speed not lower than the critical velocity to collide with the surface of the wafer 10, whereby the surface of the wafer 10 is To locally generate a supercritical state or a pseudo supercritical state,
The cleaning power can be enhanced without damaging the fine pattern on the wafer surface.
【００３９】本実施形態においては、加速ノズル２４を
設けて加速ガス２６を噴射しているので、エアロゾル２
２のウェハ１０への衝突速度の制御が容易である。な
お、加速ノズル２４を設けることなく、エアロゾルノズ
ル２０から噴出されるエアロゾル２２の速度自体を臨界
速度以上に高めることにより、ウェハ表面に局所的に超
臨界状態又は擬似超臨界状態を生成させることも可能で
ある。In this embodiment, since the accelerating nozzle 24 is provided to inject the accelerating gas 26, the aerosol 2
It is easy to control the collision speed of the second collision with the wafer 10. It is also possible to locally generate a supercritical state or a pseudo supercritical state on the wafer surface by increasing the velocity itself of the aerosol 22 ejected from the aerosol nozzle 20 to a critical velocity or higher without providing the acceleration nozzle 24. It is possible.
【００４０】又、洗浄流体の種類もＡｒに限定されず、
Ｎｅ、Ｎ2、Ｏ2又はＣＯ2、Ｎ2Ｏ、Ｈ2Ｏ等、他の洗浄
流体を用いることも可能である。又、その他にもＫｒ、
ＳＦ6、Ｘｅ、Ｈ2等を用いることも可能である。Also, the type of cleaning fluid is not limited to Ar,
Ne, N 2, O 2 or CO 2, N 2 O, H 2 O or the like, it is also possible to use other cleaning fluids. In addition, Kr,
It is also possible to use SF 6 , Xe, H 2 or the like.
【００４１】又、前記実施形態においては、本発明が、
半導体用ウェハの洗浄装置に適用されていたが、本発明
の適用対象は、これに限定されず、半導体用マスク、フ
ラットパネル用基板、磁気ディスク基板、フライングヘ
ッド用基板等の洗浄装置にも同様に適用できることは明
らかである。In the above embodiment, the present invention is
Although the invention has been applied to a semiconductor wafer cleaning device, the application of the present invention is not limited to this, and is similarly applied to a semiconductor mask, flat panel substrate, magnetic disk substrate, flying head substrate, or other cleaning device. Clearly applicable to
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、エアロゾル洗浄と超臨
界洗浄を組み合わせることで、被洗浄物表面の微細パタ
ーン等にダメージを与えることなく、洗浄力を高めるこ
とが可能となる。According to the present invention, by combining the aerosol cleaning and the supercritical cleaning, the cleaning power can be enhanced without damaging the fine pattern on the surface of the object to be cleaned.
【図１】従来のエアロゾル洗浄の一例の構成を示す断面
図FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an example of conventional aerosol cleaning.
【図２】超臨界状態を示す相図[Fig. 2] Phase diagram showing supercritical state
【図３】従来のドライ洗浄の問題点を説明するための断
面図FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining problems of conventional dry cleaning.
【図４】超臨界洗浄における相変化の様子を示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of phase change in supercritical cleaning.
【図５】本発明の原理を説明するための、アルゴンの相
図と各衝突速度における経路を示す線図FIG. 5 is a diagram showing a phase diagram of argon and a path at each collision velocity for explaining the principle of the present invention.
【図６】同じく各物質の相図を示す線図FIG. 6 is a diagram showing a phase diagram of each substance.
【図７】同じく各種洗浄流体に対する臨界圧力と臨界速
度の関係の例を示す線図FIG. 7 is a diagram showing an example of the relationship between the critical pressure and the critical velocity for various cleaning fluids.
【図８】本発明に係るエアロゾル洗浄装置の実施形態の
全体構成を示す管路図FIG. 8 is a pipeline diagram showing an overall configuration of an embodiment of an aerosol cleaning apparatus according to the present invention.
１０…ウェハ（被洗浄物） １０Ａ…パターン ２０…エアロゾル（生成）ノズル ２２…エアロゾル ２４…加速ノズル ２６…加速ガス ４２…洗浄室 10 ... Wafer (object to be cleaned) 10A ... Pattern 20 ... Aerosol (generation) nozzle 22 ... Aerosol 24 ... Accelerating nozzle 26 ... Accelerating gas 42 ... Washing room
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB37 AB42 BB88 BB90 BB92 4H003 BA20 DA15 DC01 EA31 ED32 FA17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 3B201 AA03 AB37 AB42 BB88 BB90 BB92 4H003 BA20 DA15 DC01 EA31 ED32 FA17
Claims (11)
ためのエアロゾル洗浄方法において、 前記エアロゾルを所定速度以上で被洗浄物に衝突させる
ことにより、被洗浄物表面に局所的に超臨界状態又は擬
似超臨界状態を生成させて、洗浄力を高めることを特徴
とするエアロゾル洗浄方法。1. An aerosol cleaning method for spraying an object to be cleaned with an aerosol to clean the object to be cleaned, wherein the aerosol is caused to collide with the object to be cleaned at a predetermined speed or more to locally supercritical state on the surface of the object to be cleaned. Alternatively, an aerosol cleaning method characterized in that a pseudo supercritical state is generated to enhance cleaning power.
て、前記所定速度以上とすることを特徴とする請求項１
に記載のエアロゾル洗浄方法。2. The aerosol is accelerated by an accelerating gas to a speed equal to or higher than the predetermined speed.
The aerosol cleaning method according to.
記所定速度を５０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする請
求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。3. The aerosol cleaning method according to claim 1, wherein when the aerosol is He, the predetermined speed is 50 m / s or more.
記所定速度を１００ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする
請求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。4. The aerosol cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined speed is 100 m / s or more when the aerosol is Ne.
記所定速度を１５０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする
請求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。5. The aerosol cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined speed is 150 m / s or more when the aerosol is N 2 .
記所定速度を３５０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする
請求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。6. The aerosol cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined speed is 350 m / s or more when the aerosol is Ar.
合に、前記所定速度を４５０ｍ／ｓ以上とすることを特
徴とする請求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。7. The aerosol cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined speed is set to 450 m / s or more when the aerosol comprises O 2 or CO 2 .
前記所定速度を５００ｍ／ｓ以上とすることを特徴とす
る請求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。8. When the aerosol comprises N 2 O,
The aerosol cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined speed is 500 m / s or more.
前記所定速度を９５０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とす
る請求項１又は２に記載のエアロゾル洗浄方法。9. When the aerosol comprises H 2 O,
The aerosol cleaning method according to claim 1 or 2, wherein the predetermined speed is 950 m / s or more.
るためのエアロゾル洗浄装置において、 前記エアロゾルを所定速度以上で被洗浄物に衝突させる
ことにより、被洗浄物表面に局所的に超臨界状態又は擬
似超臨界状態を生成させる手段を備えたことを特徴とす
るエアロゾル洗浄装置。10. An aerosol cleaning apparatus for spraying an aerosol onto an object to be cleaned for cleaning, wherein the aerosol is caused to collide with the object to be cleaned at a predetermined speed or more to locally supercritical state on the surface of the object to be cleaned. Alternatively, an aerosol cleaning apparatus comprising means for generating a pseudo supercritical state.
るためのエアロゾル洗浄装置において、 前記エアロゾルを噴射する手段と、 噴射されたエアロゾルを加速して、所定速度以上で被洗
浄物に衝突させることにより、被洗浄物表面に局所的に
超臨界状態又は擬似超臨界状態を生成させるための加速
ガスを噴射する手段と、 を備えたことを特徴とするエアロゾル洗浄装置。11. An aerosol cleaning apparatus for spraying and cleaning an object to be cleaned, comprising: means for injecting the aerosol; and the injected aerosol is accelerated to collide with the object to be cleaned at a predetermined speed or more. Therefore, the aerosol cleaning apparatus is provided with a means for injecting an accelerating gas for locally generating a supercritical state or a pseudo supercritical state on the surface of the object to be cleaned.
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