JP2567341B2 - 窒素エーロゾルを用いる表面清浄方法 - Google Patents
窒素エーロゾルを用いる表面清浄方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも実質的に固
体の窒素の粒子を含有するエーロゾル(煙霧質)の衝突
流を用いて、汚れた傷つき易い表面から汚染微粒子を除
去する分野に向けられている。更に詳しくは、本発明は
傷つき易いマイクロ電子部品の表面に対して、固体窒素
粒子含有エーロゾル流を噴出させて表面の粒子及び/又
はフィルム(薄片)を除去し、その副生成物を除去する
ことによって表面から汚染粒子やフィルムをクリーニン
グ(清浄化)することに関する。
体の窒素の粒子を含有するエーロゾル(煙霧質)の衝突
流を用いて、汚れた傷つき易い表面から汚染微粒子を除
去する分野に向けられている。更に詳しくは、本発明は
傷つき易いマイクロ電子部品の表面に対して、固体窒素
粒子含有エーロゾル流を噴出させて表面の粒子及び/又
はフィルム(薄片)を除去し、その副生成物を除去する
ことによって表面から汚染粒子やフィルムをクリーニン
グ(清浄化)することに関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロチップの製造に少量の汚染物は
有害である。微細粒子、フィルムあるいは分子の形の汚
染物は、短絡、開回路、シリコン結晶スタッキング欠
陥、及び他の欠陥を生じさせる。これらの欠陥は、仕上
げられたマイクロ電子部品の回路の不良化の原因とな
る。かかる失敗は、マイクロ電子工業産業における重大
な収率低下の原因となる。収率の低下は、微粒汚染によ
り実質的に製造コストを増大させる。
有害である。微細粒子、フィルムあるいは分子の形の汚
染物は、短絡、開回路、シリコン結晶スタッキング欠
陥、及び他の欠陥を生じさせる。これらの欠陥は、仕上
げられたマイクロ電子部品の回路の不良化の原因とな
る。かかる失敗は、マイクロ電子工業産業における重大
な収率低下の原因となる。収率の低下は、微粒汚染によ
り実質的に製造コストを増大させる。
【0003】マイクロ電子部品の回路は多くの処理工程
が必要である。処理は極めてクリーンな条件下に行なわ
れる。しかし、マイクロサーキット(マイクロ回路)に
おける重大な欠陥を生ぜしめるのに必要な量は極めて小
さい。例えば、直径が100オングストロームのような
小さい個々の粒子が最近のマイクロサーキットにおいて
は決定的欠陥となる。微小汚染物は回路を完成させるの
に必要な多くの工程の間にいつでも起こる。それ故、マ
イクロ電子部品に用いられるウェーハの定期的清浄が生
産物の経済性の維持に必要である。又処理ガスの純度と
清潔さの厳格なコントロールが要求される。
が必要である。処理は極めてクリーンな条件下に行なわ
れる。しかし、マイクロサーキット(マイクロ回路)に
おける重大な欠陥を生ぜしめるのに必要な量は極めて小
さい。例えば、直径が100オングストロームのような
小さい個々の粒子が最近のマイクロサーキットにおいて
は決定的欠陥となる。微小汚染物は回路を完成させるの
に必要な多くの工程の間にいつでも起こる。それ故、マ
イクロ電子部品に用いられるウェーハの定期的清浄が生
産物の経済性の維持に必要である。又処理ガスの純度と
清潔さの厳格なコントロールが要求される。
【0004】将来のマイクロサーキットは更に小型化し
複雑化するであろうし、更に多くの処理工程を必要とす
るであろう。それ故、経済的製造を保持するために、処
理ガス系における汚染調整技術及び処理環境は大幅に改
善されねばならず、又改善されたウェーハ清浄液が開発
されねばならない。
複雑化するであろうし、更に多くの処理工程を必要とす
るであろう。それ故、経済的製造を保持するために、処
理ガス系における汚染調整技術及び処理環境は大幅に改
善されねばならず、又改善されたウェーハ清浄液が開発
されねばならない。
【0005】いくつかの方法が、現在、電子工学産業の
クリーン表面に用いられている。溶剤又は化学的清浄剤
が表面から汚染フィルムを除去するのに用いられる。溶
剤類は、それが溶解し得る物質で選択されるので、汚染
物を除去するのに適切な溶剤が選択される。化学的溶液
類は、メガ音波又は超音波クリーナー(清浄器)と組合
わされる。これらの装置は、高エネルギー音波を有機フ
ィルム、イオン性不純物及び3,000オングストロー
ム程度の微小片を除去する表面に適切される。しかし、
溶剤又は化学的清浄剤は極めて純粋且つきれいな作用剤
であることが必要である。高純度と清純性を溶剤で得る
ことは困難及び/又は高価につく。更に、その液剤は使
用につれてどんどん汚れるので定期的に処分されねばな
らない。定期的に液剤を取り替えないと汚染物が再沈積
の原因となり、清浄化処理の効果が低下する。かかる液
剤の使い捨ては、しばしば環境公害の原因となる。又、
そのような液剤は取扱いの間は、運転者ができるだけさ
らされないように特別の安全な取扱いが要求される。
クリーン表面に用いられている。溶剤又は化学的清浄剤
が表面から汚染フィルムを除去するのに用いられる。溶
剤類は、それが溶解し得る物質で選択されるので、汚染
物を除去するのに適切な溶剤が選択される。化学的溶液
類は、メガ音波又は超音波クリーナー(清浄器)と組合
わされる。これらの装置は、高エネルギー音波を有機フ
ィルム、イオン性不純物及び3,000オングストロー
ム程度の微小片を除去する表面に適切される。しかし、
溶剤又は化学的清浄剤は極めて純粋且つきれいな作用剤
であることが必要である。高純度と清純性を溶剤で得る
ことは困難及び/又は高価につく。更に、その液剤は使
用につれてどんどん汚れるので定期的に処分されねばな
らない。定期的に液剤を取り替えないと汚染物が再沈積
の原因となり、清浄化処理の効果が低下する。かかる液
剤の使い捨ては、しばしば環境公害の原因となる。又、
そのような液剤は取扱いの間は、運転者ができるだけさ
らされないように特別の安全な取扱いが要求される。
【0006】ガスジェットクリーニング及び液体スプレ
ークリーニングは、シリコンウェーハより相対的に大き
な微小片の清浄に現在用いられている。ガスジェット
(例えばフィルタを通した窒素ガスジェット)は約5
0,000オングストロームより小さい微小片を取除く
のに有効である。微小片は小さければ小さいほど除去は
一層困難である。これは、表面に微小片を保持しようと
する接着力が微小片の径に比例し、一方、微小片を除去
しようとするガスによる空気力学的引力は径の二乗に比
例するからである。従って、これらの力の割合は、微小
片が収縮するときは吸着を促進しようとする。又一層小
さい微小片は、ジェットにおける強い引力にはさらされ
ない。それは、微小片がガス速度が低い表面境界層内に
あるからである。液体ジェットは微小片を除去する一層
強い剪断力を与えるが、高純度で取得することは高価で
あり、又入手困難で、乾燥後に汚染残渣を残すかも知れ
ない。又、通常の液体スプレー溶剤(フレオンTF)は
環境を害する。
ークリーニングは、シリコンウェーハより相対的に大き
な微小片の清浄に現在用いられている。ガスジェット
(例えばフィルタを通した窒素ガスジェット)は約5
0,000オングストロームより小さい微小片を取除く
のに有効である。微小片は小さければ小さいほど除去は
一層困難である。これは、表面に微小片を保持しようと
する接着力が微小片の径に比例し、一方、微小片を除去
しようとするガスによる空気力学的引力は径の二乗に比
例するからである。従って、これらの力の割合は、微小
片が収縮するときは吸着を促進しようとする。又一層小
さい微小片は、ジェットにおける強い引力にはさらされ
ない。それは、微小片がガス速度が低い表面境界層内に
あるからである。液体ジェットは微小片を除去する一層
強い剪断力を与えるが、高純度で取得することは高価で
あり、又入手困難で、乾燥後に汚染残渣を残すかも知れ
ない。又、通常の液体スプレー溶剤(フレオンTF)は
環境を害する。
【0007】紫外光と組合わせてのオゾンへの暴露は、
表面から汚染炭性化水素を分解するのに利用できる。し
かし、この技術は汚染粒子を除去するようには見えな
い。
表面から汚染炭性化水素を分解するのに利用できる。し
かし、この技術は汚染粒子を除去するようには見えな
い。
【0008】最近開発された清浄化技術は、“サンドブ
ラスト(砂吹き)”汚染表面に二酸化炭素エーロゾルの
使用を包含している。加圧されたガス状二酸化炭素はノ
ズルで膨脹される。その膨脹は、二酸化炭素圧を大気圧
に低下させる。得られたジュール−トムソン冷却は固体
の二酸化炭素粒子を形成し、その粒子は表面境界層を斜
めに横切って汚染表面を打つ。ある場合には、二酸化炭
素は、残留物を残すことなく粒子に置きかわって表面を
流れる柔かな材料を形成する。その技術は極めてクリー
ンで純粋な二酸化炭素を必要とする。供給ガス中の痕跡
量の分子状汚染物(例えば炭化水素)は、膨脹によって
固体微細粒子又は微細液滴に凝縮し、これが表面に新た
な汚染物の沈積の原因となる。二酸化炭素は超高純度す
なわちppm以下の低痕跡レベルのものを提供すること
は困難であり、又高価である。この問題のゆえに二酸化
炭素清浄化技術が、超清浄(例えば、シリコンウェー
ハ)処理に有効であることはまだ示されていない。
ラスト(砂吹き)”汚染表面に二酸化炭素エーロゾルの
使用を包含している。加圧されたガス状二酸化炭素はノ
ズルで膨脹される。その膨脹は、二酸化炭素圧を大気圧
に低下させる。得られたジュール−トムソン冷却は固体
の二酸化炭素粒子を形成し、その粒子は表面境界層を斜
めに横切って汚染表面を打つ。ある場合には、二酸化炭
素は、残留物を残すことなく粒子に置きかわって表面を
流れる柔かな材料を形成する。その技術は極めてクリー
ンで純粋な二酸化炭素を必要とする。供給ガス中の痕跡
量の分子状汚染物(例えば炭化水素)は、膨脹によって
固体微細粒子又は微細液滴に凝縮し、これが表面に新た
な汚染物の沈積の原因となる。二酸化炭素は超高純度す
なわちppm以下の低痕跡レベルのものを提供すること
は困難であり、又高価である。この問題のゆえに二酸化
炭素清浄化技術が、超清浄(例えば、シリコンウェー
ハ)処理に有効であることはまだ示されていない。
【0009】表面から微粒子を除去するための固体二酸
化炭素を利用する技術は、米国特許第4,806,17
1号に記載されている。
化炭素を利用する技術は、米国特許第4,806,17
1号に記載されている。
【0010】ヨーロッパ出願公告第0332356号
は、二酸化炭素を用いる清浄化技術を記載しているが、
その二酸化炭素の純度はまず液体二酸化炭素を気化さ
せ、得られたガスを濾過し、乾燥氷雪の形で清浄剤とし
て使用するためのガスを再液化することによって高めら
れる。
は、二酸化炭素を用いる清浄化技術を記載しているが、
その二酸化炭素の純度はまず液体二酸化炭素を気化さ
せ、得られたガスを濾過し、乾燥氷雪の形で清浄剤とし
て使用するためのガスを再液化することによって高めら
れる。
【0011】英国特許第2146926A号は、形成さ
れた固体二酸化炭素、氷の被覆層及び圧縮空気の移動ジ
ェットからなる二酸化炭素清浄メディアを記載してい
る。この技術は、清浄化剤にもたらされた物質で処理さ
れる表面を再汚染することなく高い清浄を与えるのに要
求される清浄化剤にとっては、あり得る汚染源を複雑に
している。二酸化炭素でクリーニング装置は、Airc
o Special Gasesからの小冊子に“Sp
ectra−Clean T CO2”というタイトル
で記載されている。そのシステムは、サブミクロンフィ
ルタ及びクリーニングのための二酸化炭素白雪の管理さ
れた流れを提供する数段の圧力低減工程をもつ二酸化炭
素加圧ガスシリンダに取付けられた導管を含んでいる。
れた固体二酸化炭素、氷の被覆層及び圧縮空気の移動ジ
ェットからなる二酸化炭素清浄メディアを記載してい
る。この技術は、清浄化剤にもたらされた物質で処理さ
れる表面を再汚染することなく高い清浄を与えるのに要
求される清浄化剤にとっては、あり得る汚染源を複雑に
している。二酸化炭素でクリーニング装置は、Airc
o Special Gasesからの小冊子に“Sp
ectra−Clean T CO2”というタイトル
で記載されている。そのシステムは、サブミクロンフィ
ルタ及びクリーニングのための二酸化炭素白雪の管理さ
れた流れを提供する数段の圧力低減工程をもつ二酸化炭
素加圧ガスシリンダに取付けられた導管を含んでいる。
【0012】Chemical Processing
(1989年11月第54頁)の論文は、ドライアイス
“二酸化炭素”システムがCOLDJET*クリーニン
グシステムと同一視される液体炭酸(Liquid C
arbonic)からクリーニングに利用し得ることを
確認している。
(1989年11月第54頁)の論文は、ドライアイス
“二酸化炭素”システムがCOLDJET*クリーニン
グシステムと同一視される液体炭酸(Liquid C
arbonic)からクリーニングに利用し得ることを
確認している。
【0013】Semiconductor Inter
nationalの1989年11月号、第16頁に含
まれている論文において、三菱LSI Researc
hand Development Laborato
ryは、半導体ウェーハをクリーンにするための氷水の
使用を報告している。T.Ohmori,T.Fuku
moto及びT.KatoによるAbstract N
o.377の標題“噴出する微細氷粒子での超清浄アイ
ススクラバークリーニング”も参照のこと。
nationalの1989年11月号、第16頁に含
まれている論文において、三菱LSI Researc
hand Development Laborato
ryは、半導体ウェーハをクリーンにするための氷水の
使用を報告している。T.Ohmori,T.Fuku
moto及びT.KatoによるAbstract N
o.377の標題“噴出する微細氷粒子での超清浄アイ
ススクラバークリーニング”も参照のこと。
【0014】Compressed Air Maga
zine,1986年8月号、第22〜24頁に載って
いるStuart A.Hoenigによる論文“ドラ
イアイスでの表面クリーニング”には、適切な表面クリ
ーニングのための清浄剤として乾燥窒素ガスと二酸化炭
素スノー混合物を用いる装置が記載されている。
zine,1986年8月号、第22〜24頁に載って
いるStuart A.Hoenigによる論文“ドラ
イアイスでの表面クリーニング”には、適切な表面クリ
ーニングのための清浄剤として乾燥窒素ガスと二酸化炭
素スノー混合物を用いる装置が記載されている。
【0015】ドライアイス技術は又、Ninth IC
CCS Proceeding1988 Instit
ute of Environmental Scie
nces,第671〜678頁に載っているStuar
t A.Hoenigらの論文“加熱機、静電学及びド
ライアイス手法による微細汚染物のコントロール”にも
記載されている。その論文は、半導体及び電子材料類の
汚染を低減させる各種技術を記載している。
CCS Proceeding1988 Instit
ute of Environmental Scie
nces,第671〜678頁に載っているStuar
t A.Hoenigらの論文“加熱機、静電学及びド
ライアイス手法による微細汚染物のコントロール”にも
記載されている。その論文は、半導体及び電子材料類の
汚染を低減させる各種技術を記載している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】マイクロ電子部品の製
造と材料に必要な完全なクリーニングを提供する試みに
もかかわらず、従来技術の方式は、マイクロチップ製造
工程において不純物と思われる不利益を受ける液体溶
剤、二酸化炭素又は水ベースの清浄剤を包含している。
例えば、電子部品製造者に提供される大量の窒素のため
の現在の純度の仕様は、二酸化炭素が約10ppbより
多くないし、水は約50ppbより多くない。二酸化炭
素又は水が清浄剤として用いられるとき、これらの物質
の有意量が吸着汚染物質として表面に残留するであろ
う。アニーリング及びドーパント拡散の如き多数のウェ
ーハ処理工程は高温で行なわれ、又反応性汚染物質の存
在によって影響を受ける。例えば、痕跡量の二酸化炭素
は高温処理工程の間に分解し、シリコンウェーハ表面上
の沈積カーボンを残すであろう。そのカーボンは最終マ
イクロサーキットの電気的性質に大きく影響するであろ
う。
造と材料に必要な完全なクリーニングを提供する試みに
もかかわらず、従来技術の方式は、マイクロチップ製造
工程において不純物と思われる不利益を受ける液体溶
剤、二酸化炭素又は水ベースの清浄剤を包含している。
例えば、電子部品製造者に提供される大量の窒素のため
の現在の純度の仕様は、二酸化炭素が約10ppbより
多くないし、水は約50ppbより多くない。二酸化炭
素又は水が清浄剤として用いられるとき、これらの物質
の有意量が吸着汚染物質として表面に残留するであろ
う。アニーリング及びドーパント拡散の如き多数のウェ
ーハ処理工程は高温で行なわれ、又反応性汚染物質の存
在によって影響を受ける。例えば、痕跡量の二酸化炭素
は高温処理工程の間に分解し、シリコンウェーハ表面上
の沈積カーボンを残すであろう。そのカーボンは最終マ
イクロサーキットの電気的性質に大きく影響するであろ
う。
【0017】清浄剤としての二酸化炭素は、微細電子回
路(マイクロエレクトロニックサーキット)製造産業の
要求量を超えて汚染させる傾向がある。二酸化炭素は、
代表的には、天然ガスを酸化してつくられる。この反応
の生成物には天然ガスの多くの未反応成分及び反応の副
生物を含む不純物の相当のレベルの量が残っている。二
酸化炭素は更に分子篩に不純物を吸着させて純化される
が、ppmより小さいレベルの純度を達成することは困
難である。蒸留による純化は、炭化水素のような代表的
不純物が二酸化炭素に近い分子量と沸点を有するので実
際的でなく、それ故、効果的に分離できない。二酸化炭
素はガス体又は液体として販売されるが潤滑ポンプを用
いて圧縮されねばならない。これは二酸化炭素の汚染レ
ベルを増大させる。液体二酸化炭素は炭化水素潤滑剤の
決定的な強溶剤である。従って、それはこれらの材料を
とり込もうとし、使用地への輸送の間に更に汚染される
ようになる。
路(マイクロエレクトロニックサーキット)製造産業の
要求量を超えて汚染させる傾向がある。二酸化炭素は、
代表的には、天然ガスを酸化してつくられる。この反応
の生成物には天然ガスの多くの未反応成分及び反応の副
生物を含む不純物の相当のレベルの量が残っている。二
酸化炭素は更に分子篩に不純物を吸着させて純化される
が、ppmより小さいレベルの純度を達成することは困
難である。蒸留による純化は、炭化水素のような代表的
不純物が二酸化炭素に近い分子量と沸点を有するので実
際的でなく、それ故、効果的に分離できない。二酸化炭
素はガス体又は液体として販売されるが潤滑ポンプを用
いて圧縮されねばならない。これは二酸化炭素の汚染レ
ベルを増大させる。液体二酸化炭素は炭化水素潤滑剤の
決定的な強溶剤である。従って、それはこれらの材料を
とり込もうとし、使用地への輸送の間に更に汚染される
ようになる。
【0018】二酸化炭素の特に炭化水素に係わる本質的
に一層高い汚染レベルは、クリーンにされるべきマイク
ロ電子部品の表面に受入れがたい凝縮物、油滴を沈積さ
せることとなる。小滴はマイクロ電子部品の適用に受入
れられない二酸化炭素清浄剤を溶解する。そのような清
浄に用いる二酸化炭素ガスの純度を改善する努力がなさ
れている。
に一層高い汚染レベルは、クリーンにされるべきマイク
ロ電子部品の表面に受入れがたい凝縮物、油滴を沈積さ
せることとなる。小滴はマイクロ電子部品の適用に受入
れられない二酸化炭素清浄剤を溶解する。そのような清
浄に用いる二酸化炭素ガスの純度を改善する努力がなさ
れている。
【0019】水−氷ベースの清浄剤は、微細水−氷粒子
での清浄工程の間に処理される基質に特に凹みをつくる
原因となることが見出された。
での清浄工程の間に処理される基質に特に凹みをつくる
原因となることが見出された。
【0020】米国特許第5,062,898号は、清浄
のために固体アルゴンエーロゾル形成用冷却を供給する
アルゴンガスの使用を記載している。
のために固体アルゴンエーロゾル形成用冷却を供給する
アルゴンガスの使用を記載している。
【0021】本発明は、マイクロ電子産業に必要なレベ
ルに基質及び他の表面を清浄にするために、高い純度の
不活性な微細粒煙霧質(エーロゾル)を供給することに
より、その清浄化エーロゾル自体の粒子による再汚染を
回避しながら、従来技術の欠点を克服する。他の利点及
び顕著性と同様な清浄化におけるこの進歩は、以下の記
載によって一層詳細に示されるであろう。
ルに基質及び他の表面を清浄にするために、高い純度の
不活性な微細粒煙霧質(エーロゾル)を供給することに
より、その清浄化エーロゾル自体の粒子による再汚染を
回避しながら、従来技術の欠点を克服する。他の利点及
び顕著性と同様な清浄化におけるこの進歩は、以下の記
載によって一層詳細に示されるであろう。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、膨脹前の温度
でのその流れ圧においてガス状及び/又は液状の窒素を
含有する加圧流れを膨脹させ、その膨脹によって得られ
る冷却により、その流れの中に少なくとも実質的に固体
の窒素粒子を形成させて少なくとも実質的に固体の窒素
粒子−含有エーロゾルを形成させること、及び該エーロ
ゾルを汚染粒子及び/又はフィルム−含有表面に向けて
噴射し、前記汚染粒子及び/又はフィルムを除去するこ
とからなる少なくとも実質的に固体の窒素粒子−含有エ
ーロゾルの衝突流れを用いる前記汚染表面から汚染粒子
及び/又はフィルムを除去する方法に向けられている。
でのその流れ圧においてガス状及び/又は液状の窒素を
含有する加圧流れを膨脹させ、その膨脹によって得られ
る冷却により、その流れの中に少なくとも実質的に固体
の窒素粒子を形成させて少なくとも実質的に固体の窒素
粒子−含有エーロゾルを形成させること、及び該エーロ
ゾルを汚染粒子及び/又はフィルム−含有表面に向けて
噴射し、前記汚染粒子及び/又はフィルムを除去するこ
とからなる少なくとも実質的に固体の窒素粒子−含有エ
ーロゾルの衝突流れを用いる前記汚染表面から汚染粒子
及び/又はフィルムを除去する方法に向けられている。
【0023】窒素は空気中に大量に存在し、その凝固温
度は、−345°F(−209.4℃)であって、気化
し易く、上記本発明の方法の実施に極めて有利である。
度は、−345°F(−209.4℃)であって、気化
し易く、上記本発明の方法の実施に極めて有利である。
【0024】好ましくは、窒素−含有流の膨脹は、高真
空乃至大気圧より大きい圧力範囲に保持された区域に行
なわれる。
空乃至大気圧より大きい圧力範囲に保持された区域に行
なわれる。
【0025】好ましくは、ガス状窒素−含有流は、膨脹
の前にその流れの中の凝縮し得る不純物を凝縮させるた
めに、その液化点近傍の温度に予冷却され、その不純物
は流れから分離される。明確には、不純物は水、二酸化
炭素及び炭化水素を包含する。
の前にその流れの中の凝縮し得る不純物を凝縮させるた
めに、その液化点近傍の温度に予冷却され、その不純物
は流れから分離される。明確には、不純物は水、二酸化
炭素及び炭化水素を包含する。
【0026】好ましくは、加圧された窒素−含有流は、
約20〜690psig(137.8〜4754.1k
Pa)、更に好ましくは、約20〜100psig(1
37.8〜689kPa)の範囲の圧力である。
約20〜690psig(137.8〜4754.1k
Pa)、更に好ましくは、約20〜100psig(1
37.8〜689kPa)の範囲の圧力である。
【0027】好ましくは、清浄にされる表面の面と、そ
の表面に噴射するエーロゾルの方向によって鋭角が形成
される。
の表面に噴射するエーロゾルの方向によって鋭角が形成
される。
【0028】好ましくは、汚染粒子及び/又はフィルム
を除去した後、その表面は、その圧力での窒素の液化温
度以上に加温される。任意には、その表面にはその圧力
での水の液化温度以上に加温される。
を除去した後、その表面は、その圧力での窒素の液化温
度以上に加温される。任意には、その表面にはその圧力
での水の液化温度以上に加温される。
【0029】その表面はシリコンウェーハ及びマイクロ
電子部品のほかに、とりわけ、パイプのようなガス分配
システム構造材、バルブと導管、炉やプラズマ室のよう
なマイクロ電子部品を包含する。
電子部品のほかに、とりわけ、パイプのようなガス分配
システム構造材、バルブと導管、炉やプラズマ室のよう
なマイクロ電子部品を包含する。
【0030】好ましくは、予冷は約−190°F〜−3
40°F(約−123.3℃〜206.7℃)の範囲の
温度になされる。
40°F(約−123.3℃〜206.7℃)の範囲の
温度になされる。
【0031】好ましくは、少なくとも実質的に固体窒素
粒子含有流の清浄にされるべき表面に向けて噴射する鋭
角は、約45°である。
粒子含有流の清浄にされるべき表面に向けて噴射する鋭
角は、約45°である。
【0032】好ましくは、表面上の汚染粒子は、10,
000オングストロームより小さい。
000オングストロームより小さい。
【0033】本発明は、固体窒素粒子の噴射エーロゾル
を用いて、汚染粒子及び/又はフィルム−含有表面から
その粒子及び/又はフィルムを除去する方法であって、
好ましき具体例においては、ガス状窒素を凝縮し得る不
純物を凝縮させるのに充分な温度に予備冷却すること、
その窒素から凝縮性不純物を分離すること、その窒素を
約20〜100psig(137.8〜689kPa)
の範囲の圧力から、より低い圧力状態に急速に膨脹させ
て、その膨脹から得られる冷却によって窒素の固体粒子
を形成させ、エーロゾル流をつくる温度にすること及び
そのエーロゾル流を表面に向けて汚染粒子及び/又はフ
ィルムを除去することからなる。
を用いて、汚染粒子及び/又はフィルム−含有表面から
その粒子及び/又はフィルムを除去する方法であって、
好ましき具体例においては、ガス状窒素を凝縮し得る不
純物を凝縮させるのに充分な温度に予備冷却すること、
その窒素から凝縮性不純物を分離すること、その窒素を
約20〜100psig(137.8〜689kPa)
の範囲の圧力から、より低い圧力状態に急速に膨脹させ
て、その膨脹から得られる冷却によって窒素の固体粒子
を形成させ、エーロゾル流をつくる温度にすること及び
そのエーロゾル流を表面に向けて汚染粒子及び/又はフ
ィルムを除去することからなる。
【0034】
【作用】図面は、本発明の方法を実施する好ましい具体
例の概要図である。
例の概要図である。
【0035】本発明は、“サンドブラスト”汚染された
表面に対して少なくとも実質的に固体の窒素の粒子−含
有エーロゾルを用いる。窒素は、シリコンウェーハやマ
イクロサーキットに有害ではない不活性物質である。窒
素は、超高純度に経済的に製造される。
表面に対して少なくとも実質的に固体の窒素の粒子−含
有エーロゾルを用いる。窒素は、シリコンウェーハやマ
イクロサーキットに有害ではない不活性物質である。窒
素は、超高純度に経済的に製造される。
【0036】あらかじめ精製される窒素は残留する汚染
粒子がないようにまず濾過され、好ましくは例えば熱交
換器において予備冷却される。窒素はガス相に残り、続
いて予備冷却される。予備冷却は又部分凝縮をさせ、残
留する微量の不純物を熱交換器の壁に除去する。予備冷
却は、分子篩又は接触的不純物除去器あるいは熱交換器
の上昇流に置かれた不純物吸収物質を用いる微量不純物
の除去が同時に組合わされる。不活性ガスから微量の分
子状不純物を除去するそのような方法は、当該分野でよ
く知られている。予備冷却された寒剤の圧力は、典型的
には20〜690psig(137.8〜4754.1
kPa)、好ましくは、約20〜100psig(13
7.8〜689kPa)の範囲に保持される。予備冷却
される寒剤の温度は、典型的に、上記第1の圧力では−
190〜−340°F(約−123.3℃〜206.7
℃)で、又上記第2の圧力では−250〜−340゜F
(約−156.7℃〜−206.7℃)範囲である。
粒子がないようにまず濾過され、好ましくは例えば熱交
換器において予備冷却される。窒素はガス相に残り、続
いて予備冷却される。予備冷却は又部分凝縮をさせ、残
留する微量の不純物を熱交換器の壁に除去する。予備冷
却は、分子篩又は接触的不純物除去器あるいは熱交換器
の上昇流に置かれた不純物吸収物質を用いる微量不純物
の除去が同時に組合わされる。不活性ガスから微量の分
子状不純物を除去するそのような方法は、当該分野でよ
く知られている。予備冷却された寒剤の圧力は、典型的
には20〜690psig(137.8〜4754.1
kPa)、好ましくは、約20〜100psig(13
7.8〜689kPa)の範囲に保持される。予備冷却
される寒剤の温度は、典型的に、上記第1の圧力では−
190〜−340°F(約−123.3℃〜206.7
℃)で、又上記第2の圧力では−250〜−340゜F
(約−156.7℃〜−206.7℃)範囲である。
【0037】次いで、予備冷却寒剤は、ノズル又は膨脹
バルブにより一層低い圧力に膨脹される。膨脹した寒剤
の圧力は、高真空から大気圧より大きい圧までの範囲で
ある。得られるジュールートムソン冷却は、窒素粒子を
固体化するのに貢献する。この発明の目的のためには、
窒素は固体粒子と同様に液体粒子を形成し、クリーニン
グに一層有効である。固体粒子を形成させることは好ま
しいが、窒素の粒子の少なくとも実質的部分が固体なら
ば、清浄工程は、従来技術より大幅に改善される。窒素
の粒子は、均質な核形成工程によって凝縮する。得られ
た低温エーロゾルは、次いで清浄化される汚染された表
面に対して傾斜角(代表的には45°)に向けられる。
そのジェットは、典型的には、汚染表面の鉛直上方1/
16″(0.16cm)乃至数インチで行なわれる。ガ
ス混合物はノズルから膨脹される。そのノズルの幾何的
形状は変えられる。本発明は円形ノズル及びスリットノ
ズルが有効であることを示した。スリットノズルは、シ
リコンウェーハの如き広い表面によく合っている。円形
ノズルは更に集中的清浄化の適用に好適である。表面汚
染物の完全除去は、通常エーロゾルに数秒以内さらして
達成される。
バルブにより一層低い圧力に膨脹される。膨脹した寒剤
の圧力は、高真空から大気圧より大きい圧までの範囲で
ある。得られるジュールートムソン冷却は、窒素粒子を
固体化するのに貢献する。この発明の目的のためには、
窒素は固体粒子と同様に液体粒子を形成し、クリーニン
グに一層有効である。固体粒子を形成させることは好ま
しいが、窒素の粒子の少なくとも実質的部分が固体なら
ば、清浄工程は、従来技術より大幅に改善される。窒素
の粒子は、均質な核形成工程によって凝縮する。得られ
た低温エーロゾルは、次いで清浄化される汚染された表
面に対して傾斜角(代表的には45°)に向けられる。
そのジェットは、典型的には、汚染表面の鉛直上方1/
16″(0.16cm)乃至数インチで行なわれる。ガ
ス混合物はノズルから膨脹される。そのノズルの幾何的
形状は変えられる。本発明は円形ノズル及びスリットノ
ズルが有効であることを示した。スリットノズルは、シ
リコンウェーハの如き広い表面によく合っている。円形
ノズルは更に集中的清浄化の適用に好適である。表面汚
染物の完全除去は、通常エーロゾルに数秒以内さらして
達成される。
【0038】汚染された表面のクリーニングは、清浄化
されるべき表面に対して高速で窒素粒子を衝突させる本
発明の方法によって遂行される。窒素の粒子は、表面上
の汚染粒子、フィルム及び分子をたたく。その衝突は、
表面からそれを除去するのに充分なエネルギーを与え
る。その除かれた汚染物は、ガス流に移行して排出され
る。エーロゾルのガス相は表面にぶつかり、交差状に流
れて薄い境界層を形成する。汚染物質(粒子、フィルム
等)の寸法は、典型的には完全に低い速度の境界層内に
存在し得るほど小さい。それ故、ガス相単独では、不充
分な剪断力のために小さな汚染物を除去することはでき
ない。しかし、窒素の粒子は充分な慣性を有し、表面に
対し境界層を通って横切ることができる。
されるべき表面に対して高速で窒素粒子を衝突させる本
発明の方法によって遂行される。窒素の粒子は、表面上
の汚染粒子、フィルム及び分子をたたく。その衝突は、
表面からそれを除去するのに充分なエネルギーを与え
る。その除かれた汚染物は、ガス流に移行して排出され
る。エーロゾルのガス相は表面にぶつかり、交差状に流
れて薄い境界層を形成する。汚染物質(粒子、フィルム
等)の寸法は、典型的には完全に低い速度の境界層内に
存在し得るほど小さい。それ故、ガス相単独では、不充
分な剪断力のために小さな汚染物を除去することはでき
ない。しかし、窒素の粒子は充分な慣性を有し、表面に
対し境界層を通って横切ることができる。
【0039】その窒素の粒子は、それらが表面の方に向
けて境界層を通過するとき減速する傾向にある。清浄化
が行なわれるためには、窒素の粒子は、境界層を斜めに
横切って表面をたたかねばならない。単純なモデルで
は、ガス流が無視できる通常の構成成分速度を有する厚
さ“h”の境界層をつくると仮定される。表面をたたく
ために、固体になった窒素粒子は、少なくとも“h/
t”に等しい通常の成分速度で境界層にはいるに相違な
い。粒子の緩和時間“t”は、次式(1)で与えられ
る。
けて境界層を通過するとき減速する傾向にある。清浄化
が行なわれるためには、窒素の粒子は、境界層を斜めに
横切って表面をたたかねばならない。単純なモデルで
は、ガス流が無視できる通常の構成成分速度を有する厚
さ“h”の境界層をつくると仮定される。表面をたたく
ために、固体になった窒素粒子は、少なくとも“h/
t”に等しい通常の成分速度で境界層にはいるに相違な
い。粒子の緩和時間“t”は、次式(1)で与えられ
る。
【0040】 t=2a2PpC/9m (1) [式中、aは窒素の粒子の半径、Ppはその粒子密度で
あり、mはガスの動粘度である。又、Cは、次式(2)
で与えられるStokes−Cunninghamスリ
ップ補正ファクターである。
あり、mはガスの動粘度である。又、Cは、次式(2)
で与えられるStokes−Cunninghamスリ
ップ補正ファクターである。
【0041】 C=1+1.246(g/a)+0.42(g/a)e
xp [0.87(g/a)] (2) (ここに、gはガス圧に反比例するガス分子の平均自由
行路である。)]上記分析は、清浄化工程が大きな質量
又は高い初速度を有する窒素粒子についてはもっとも有
効であることを示している。清浄化処理は又、低圧では
増大する粒子のスリップにより、又低いガス粘度では、
窒素粒子の低減した減速引力によって高められる。
xp [0.87(g/a)] (2) (ここに、gはガス圧に反比例するガス分子の平均自由
行路である。)]上記分析は、清浄化工程が大きな質量
又は高い初速度を有する窒素粒子についてはもっとも有
効であることを示している。清浄化処理は又、低圧では
増大する粒子のスリップにより、又低いガス粘度では、
窒素粒子の低減した減速引力によって高められる。
【0042】窒素の粒子は、膨脹工程の間に形成され
る。その膨脹に伴う温度低下は、窒素を核にして少なく
とも実質的に固体粒子に凝縮及び/又は凝固させる。固
体の窒素の粒子は、もし膨脹した混合物の圧力が窒素の
三重点より低いならば、ガス状及び/又は液状窒素から
直接形成されるであろう。もし混合物の圧力が三重点よ
り高いときは、窒素は固体粒子に凍る前に小液滴に先づ
凝縮するであろう。窒素の三重点は、1.82psia
(12.54kPa)では−345.9°F(−210
℃)である。
る。その膨脹に伴う温度低下は、窒素を核にして少なく
とも実質的に固体粒子に凝縮及び/又は凝固させる。固
体の窒素の粒子は、もし膨脹した混合物の圧力が窒素の
三重点より低いならば、ガス状及び/又は液状窒素から
直接形成されるであろう。もし混合物の圧力が三重点よ
り高いときは、窒素は固体粒子に凍る前に小液滴に先づ
凝縮するであろう。窒素の三重点は、1.82psia
(12.54kPa)では−345.9°F(−210
℃)である。
【0043】
【実施例】次に、図面により本発明を更に詳細に説明す
る。図において、空気の低温蒸留から高度に精製された
形で利用されるガス状及び/もしくは液状窒素は、例え
ば、典型的な工業用ガスシリンダー10に高純度用とし
て供給される。選択的に、その窒素は液体貯蔵タンク又
はガスパイプラインから供給される。窒素は、バルブ1
2により計量される。
る。図において、空気の低温蒸留から高度に精製された
形で利用されるガス状及び/もしくは液状窒素は、例え
ば、典型的な工業用ガスシリンダー10に高純度用とし
て供給される。選択的に、その窒素は液体貯蔵タンク又
はガスパイプラインから供給される。窒素は、バルブ1
2により計量される。
【0044】選択的に、窒素ガスは液体貯蔵タンク又は
ガスパイプラインから供給される。この窒素ガスは、バ
ルブ20を流れる。降下流システムでの閉鎖や修繕の期
間中は、ガスはバルブ24から排出されるが、正常の操
作では、窒素混合物は、ミクロン以下の粒子を捕捉し、
高純度の窒素を更に清浄化するように設計されたフィル
ター26を通される。他の系列の浄化装置も又吸着床、
接触的清浄器あるいはゲッターのように使用できる。加
圧された窒素含有流は、次いで、その流れが通る熱交換
器28の通路の内表面、すなわち内壁に他の凝縮性不純
物が付着して凝縮、分離できるように、間接熱交換器2
8におけるその加圧状態での液化点近傍の温度に予備冷
却される。窒素含有流の冷却は、例えば、容器48に供
給され、通路30と間接的熱交換関係を有する一つおき
の通路32を通って、熱交換器28に入るラインのバル
ブ50で計量される低温の液体窒素によって行なわれ
る。
ガスパイプラインから供給される。この窒素ガスは、バ
ルブ20を流れる。降下流システムでの閉鎖や修繕の期
間中は、ガスはバルブ24から排出されるが、正常の操
作では、窒素混合物は、ミクロン以下の粒子を捕捉し、
高純度の窒素を更に清浄化するように設計されたフィル
ター26を通される。他の系列の浄化装置も又吸着床、
接触的清浄器あるいはゲッターのように使用できる。加
圧された窒素含有流は、次いで、その流れが通る熱交換
器28の通路の内表面、すなわち内壁に他の凝縮性不純
物が付着して凝縮、分離できるように、間接熱交換器2
8におけるその加圧状態での液化点近傍の温度に予備冷
却される。窒素含有流の冷却は、例えば、容器48に供
給され、通路30と間接的熱交換関係を有する一つおき
の通路32を通って、熱交換器28に入るラインのバル
ブ50で計量される低温の液体窒素によって行なわれ
る。
【0045】再加温された窒素は、ライン52で熱交換
器から除かれ、更にウォータバス54で再加温されてバ
ルブ56を通って大気中に排出される。一方、予備冷却
は閉じた循環寒剤冷却器や清浄後に排出される窒素ガス
を用いる回復力のある熱交換器のような他の手段によっ
て達成することができるが、窒素が低温液体源から供給
されるようなすでに充分に冷却されているならば予備冷
却は不必要であろう。予備冷却された窒素含有流は、加
圧状態から、約20〜690psig(137.8〜4
754.1kPa)の範囲、好ましくは20〜100p
sig(137.8〜689kPa)(圧力ゲージ22
で監視)で、少なくとも実質的に固体窒素粒子含有エー
ロゾルとなる窒素と混合した窒素の少なくとも実質的に
固体の粒子を形成する温度(温度ゲージ14で監視)に
急速に膨脹される。これらの少なくとも実質的に固体の
窒素粒子は、膨脹から得られ、ジュール−トムソン効果
の利益を受ける冷却によって形成される。
器から除かれ、更にウォータバス54で再加温されてバ
ルブ56を通って大気中に排出される。一方、予備冷却
は閉じた循環寒剤冷却器や清浄後に排出される窒素ガス
を用いる回復力のある熱交換器のような他の手段によっ
て達成することができるが、窒素が低温液体源から供給
されるようなすでに充分に冷却されているならば予備冷
却は不必要であろう。予備冷却された窒素含有流は、加
圧状態から、約20〜690psig(137.8〜4
754.1kPa)の範囲、好ましくは20〜100p
sig(137.8〜689kPa)(圧力ゲージ22
で監視)で、少なくとも実質的に固体窒素粒子含有エー
ロゾルとなる窒素と混合した窒素の少なくとも実質的に
固体の粒子を形成する温度(温度ゲージ14で監視)に
急速に膨脹される。これらの少なくとも実質的に固体の
窒素粒子は、膨脹から得られ、ジュール−トムソン効果
の利益を受ける冷却によって形成される。
【0046】この膨脹は、可変性の調整できる低減され
た径のオリフィスと狭い通路からなる膨脹ノズルで行な
われる。そのノズルは、少なくとも実質的に固体の窒素
粒子−含有エーロゾル38を、真空ポンプ等の如き適当
な真空誘導手段に連結されたライン44とバルブ46を
通って供給される真空条件にある超−清浄化処理室34
中の浄化されるべき汚れた面40に向けられる。そのノ
ズル36とそれによって得られた浄化されるべき面40
に対する流れ38の照準は、好ましくはエーロゾル流の
流れ方向のベルトによって決定される表面の面に対して
鋭角である。好ましくはこの角度は約45°である。表
面40は、室34においては問題のない少なくとも実質
的に固体の窒素によって冷却される。しかし、室34か
ら表面40を取出す前にヒーター(図示せず)によって
雰囲気状態に該表面を加熱することが適切である。
た径のオリフィスと狭い通路からなる膨脹ノズルで行な
われる。そのノズルは、少なくとも実質的に固体の窒素
粒子−含有エーロゾル38を、真空ポンプ等の如き適当
な真空誘導手段に連結されたライン44とバルブ46を
通って供給される真空条件にある超−清浄化処理室34
中の浄化されるべき汚れた面40に向けられる。そのノ
ズル36とそれによって得られた浄化されるべき面40
に対する流れ38の照準は、好ましくはエーロゾル流の
流れ方向のベルトによって決定される表面の面に対して
鋭角である。好ましくはこの角度は約45°である。表
面40は、室34においては問題のない少なくとも実質
的に固体の窒素によって冷却される。しかし、室34か
ら表面40を取出す前にヒーター(図示せず)によって
雰囲気状態に該表面を加熱することが適切である。
【0047】本発明の窒素の表面清浄剤は、従来の二酸
化炭素表面清浄剤とは大いに異なる。窒素表面清浄剤
は、二酸化炭素より本質的に純度の高い清浄剤を用い
る。窒素は不活性であり、それゆえ二酸化炭素よりマイ
クロチップ製造法には殆ど害はない。窒素表面清浄剤
は、好ましくはクリーニングエーロゾルを生ぜしめる窒
素を用いる。二酸化炭素清浄剤はある場合には、汚染物
と思われるかも知れない二酸化炭素を用いている。その
窒素表面清浄剤は、二酸化炭素清浄剤より実質的に低い
温度で作用する。その窒素清浄剤は、膨脹を行なう前に
予備冷却を用いるが、二酸化炭素清浄剤は膨脹前に二酸
化炭素を予備冷却しない。予備冷却処理は、熱交換器表
面に凝縮する工程によって窒素中の残留痕跡量の分子不
純物の除去を助ける。痕跡不純物を除去すると、清浄に
された表面の凝縮不純物粒子による再汚染が防止され
る。
化炭素表面清浄剤とは大いに異なる。窒素表面清浄剤
は、二酸化炭素より本質的に純度の高い清浄剤を用い
る。窒素は不活性であり、それゆえ二酸化炭素よりマイ
クロチップ製造法には殆ど害はない。窒素表面清浄剤
は、好ましくはクリーニングエーロゾルを生ぜしめる窒
素を用いる。二酸化炭素清浄剤はある場合には、汚染物
と思われるかも知れない二酸化炭素を用いている。その
窒素表面清浄剤は、二酸化炭素清浄剤より実質的に低い
温度で作用する。その窒素清浄剤は、膨脹を行なう前に
予備冷却を用いるが、二酸化炭素清浄剤は膨脹前に二酸
化炭素を予備冷却しない。予備冷却処理は、熱交換器表
面に凝縮する工程によって窒素中の残留痕跡量の分子不
純物の除去を助ける。痕跡不純物を除去すると、清浄に
された表面の凝縮不純物粒子による再汚染が防止され
る。
【0048】窒素表面清浄剤は、他のタイプの通常用い
られる表面清浄剤より多くの利点を有する。窒素の清浄
化技術は残留物を残さず、環境に適合し、且つマイクロ
チップ処理装置に通常用いられる超高純度の清浄剤(と
窒素)を使用する。窒素は又、多くの他の清浄剤より値
段が安い。窒素清浄方法は、ミクロン以下の粒子(1
0,000オングストロームより小さい粒子)をほぼ1
00%除去し、又、より大きい粒子も除去できることを
示した。他の清浄化技術は、ミクロン以下の汚染物の除
去には効果がないか100%より小さい効果しかない。
液体は、一般に相対的に高いレベルの混入する特殊汚染
物を有するが、ガスは極めて高い浄化レベルに濾過され
る。それ故、窒素清浄化方法は、例えばスプレージェッ
ト又は溶剤浄化よりずっときれいな清浄剤を用いる。
又、窒素は、操作の間は連続的に排出されるので、その
方法は、例えば溶剤や化学的清浄で起こるような清浄剤
の汚染の進行に悩むことはない。窒素清浄方法は真空条
件下に行なわれる。これは多分真空条件下になされるで
あろう未来のマイクロチップ処理技術によく適合する方
法となる。窒素は、比較し得る温度条件下では二酸化炭
素より高い蒸気圧を有する。それゆえ、窒素は真空系か
ら一層容易に抜き出すことができる。これは窒素が未来
のマイクロチップ処理操作には一層好適となる。窒素清
浄化方法は高純度不活性の雰囲気中でなされるから、清
浄化後に分子不純物による表面の再汚染は一層容易に防
止される。窒素は再加温されたのち、直ちに大気中に排
出される;排出ガスの浄化や調整は必要でない。窒素は
窒息剤であるが、無毒且つ不燃性である。従って、窒素
清浄化方法は、現在もっとも用いられている清浄化方法
よりも本来安全である。その窒素清浄化方法は、清浄力
に柔軟性を与える。例えば、エーロゾル清浄化強さは、
繊細な表面形状に損傷を与えることなく浄化するには低
減できる。
られる表面清浄剤より多くの利点を有する。窒素の清浄
化技術は残留物を残さず、環境に適合し、且つマイクロ
チップ処理装置に通常用いられる超高純度の清浄剤(と
窒素)を使用する。窒素は又、多くの他の清浄剤より値
段が安い。窒素清浄方法は、ミクロン以下の粒子(1
0,000オングストロームより小さい粒子)をほぼ1
00%除去し、又、より大きい粒子も除去できることを
示した。他の清浄化技術は、ミクロン以下の汚染物の除
去には効果がないか100%より小さい効果しかない。
液体は、一般に相対的に高いレベルの混入する特殊汚染
物を有するが、ガスは極めて高い浄化レベルに濾過され
る。それ故、窒素清浄化方法は、例えばスプレージェッ
ト又は溶剤浄化よりずっときれいな清浄剤を用いる。
又、窒素は、操作の間は連続的に排出されるので、その
方法は、例えば溶剤や化学的清浄で起こるような清浄剤
の汚染の進行に悩むことはない。窒素清浄方法は真空条
件下に行なわれる。これは多分真空条件下になされるで
あろう未来のマイクロチップ処理技術によく適合する方
法となる。窒素は、比較し得る温度条件下では二酸化炭
素より高い蒸気圧を有する。それゆえ、窒素は真空系か
ら一層容易に抜き出すことができる。これは窒素が未来
のマイクロチップ処理操作には一層好適となる。窒素清
浄化方法は高純度不活性の雰囲気中でなされるから、清
浄化後に分子不純物による表面の再汚染は一層容易に防
止される。窒素は再加温されたのち、直ちに大気中に排
出される;排出ガスの浄化や調整は必要でない。窒素は
窒息剤であるが、無毒且つ不燃性である。従って、窒素
清浄化方法は、現在もっとも用いられている清浄化方法
よりも本来安全である。その窒素清浄化方法は、清浄力
に柔軟性を与える。例えば、エーロゾル清浄化強さは、
繊細な表面形状に損傷を与えることなく浄化するには低
減できる。
【0049】本発明は、説明目的に利用されるいくつか
の好ましい面や具体例に関して記載したが、本発明の技
術的範囲は請求項から確認されよう。
の好ましい面や具体例に関して記載したが、本発明の技
術的範囲は請求項から確認されよう。
【0050】
【発明の効果】本発明の方法によれば、マイクロ電子部
が再汚染のおそれなしに効果的にクリーニングされる。
が再汚染のおそれなしに効果的にクリーニングされる。
【図1】本発明の方法の実施を説明するための概要図で
ある。
ある。
【符号の説明】 10 窒素ガスシリンダー 18 空気分離による窒素 26 フィルター 28 熱交換器 30 熱交換器内通路 32 熱交換器内通路 34 清浄化処理室 36 噴射ノズル 38 エーロゾル 40 汚れた面 48 液体窒素容器 54 ウォータバス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591147845 インターナショナル.ビジネス.マシー ンズ.コーポレイション INTERNATIONAL BUSI NESS MACHINES CORP ORATION アメリカ合衆国.10598.ニューヨーク 州.ヨークタウン.ハイツ(番地なし) (72)発明者 ウェーン.トーマス.マックダーモット アメリカ合衆国.18103.ペンシルバニ ア州.アレンタウン.クラブ.アヴェニ ュー.1342 (72)発明者 リチャード.カール.オッコーヴィック アメリカ合衆国.18067.ペンシルバニ ア州.ノースアンプトン.コヴェトリ ー.コート.592 (72)発明者 ジン.ウァン.ウー アメリカ合衆国.10562.ニューヨーク 州.オッシニング.アパートメント.エ フ.クロトン.アヴェニュー.139 (72)発明者 ダグラス.ウィンスロー.クーパー アメリカ合衆国.10546.ニューヨーク 州.ミルウッド.リッジウッド.コモン ズ.26 (72)発明者 アレキサンダー.シュワーツ アメリカ合衆国.18015.ペンシルバニ ア州.ベツレヘム.クロス.レーン. 1650 (72)発明者 ヘンリー.ルイス.ウォルフ アメリカ合衆国.12569.ニューヨーク 州.プリーザント.ヴァリー.バーク. ドライヴ.200 (56)参考文献 特公 平8−1900(JP,B2)
Claims (15)
- 【請求項1】 膨脹前の温度でのその流れ圧においてガ
ス状及び/又は液状の窒素を含有する加圧流れを膨脹さ
せ、その膨脹によって得られる冷却により、その流れの
中に少なくとも実質的に固体の窒素粒子を形成させて少
なくとも実質的に固体の窒素粒子−含有エーロゾルを形
成させること、及び該エーロゾルを汚染粒子及び/又は
フィルム−含有表面に向けて噴射し、前記汚染粒子及び
/又はフィルムを除去することからなる少なくとも実質
的に固体の窒素粒子−含有エーロゾルの衝突流れを用い
る前記汚染表面から汚染粒子及び/又はフィルムを除去
する方法。 - 【請求項2】 前記ガス状及び/又は液状の窒素−含有
流が、高真空から大気圧より大きい範囲の圧力に保持さ
れた区域に導かれる請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記ガス状及び/又は液状の窒素含有流
が、前記膨脹に先立って前記流れの中の凝縮性不純物を
凝縮させる液化点近傍の温度に予備冷却され、その不純
物が前記流れから分離される請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記不純物が、水、二酸化炭素及び炭化
水素である請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記加圧されたガス状及び/又は液状窒
素−含有流が、約20psig〜690psig(13
7.8〜4754.1kPa)の範囲の圧力にある請求
項3に記載の方法。 - 【請求項6】 前記予備冷却が、約−190°F〜−3
40゜F(約−123.3℃〜−206.7℃)の範囲
の温度で行われる請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記加圧されたガス状及び/又は液状窒
素−含有流が、約20psig〜100psig(13
7.8〜689kPa)の範囲の圧力にある請求項3に
記載の方法。 - 【請求項8】 前記予備冷却が、約−250°F〜−3
40°F(約−156.7℃〜−206.7℃)の範囲
の温度になされる請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 噴出させるエーロゾルが、前記表面とエ
ーロゾルの噴出方向とによって形成される鋭角でその表
面に向けられている請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記鋭角が約45°である請求項11
に記載の方法。 - 【請求項11】 前記の汚染粒子及び/又はフィルムを
除去したのち、前記表面がその状態の圧力で窒素の液化
温度以上に加温される請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 前記汚染粒子及び/又はフィルムを除
去したのち、前記表面が、その状態の圧力で水の液化点
より高い温度に温められる請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】 前記表面が、ガス分配系構成要素、マ
イクロ電子部品処理装置及びシリコンウェーハ類よりな
る群から選択される請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 10,000オングストローム以下の
粒子が前記表面から除去される請求項1に記載の方法。 - 【請求項15】 固体窒素粒子の噴出エーロゾル流を用
いて、汚染粒子及び/又はフィルム−含有表面から、そ
の粒子及び/又はフィルムを除去する方法であって、凝
縮し得る不純物を凝縮させるのに充分な温度にガス状窒
素を予備冷却し、その窒素から凝縮不純物を分離し、約
20〜100psig(137.8〜689kPa)の
範囲の圧力から一層低い圧力条件に窒素を急速に膨脹さ
せ、その膨脹から得られる冷却によって窒素の固体粒子
を形成するような温度で前記エーロゾル流をつくり、そ
のエーロゾル流を前記表面に向けて噴射して前記汚染粒
子及び/又はフィルムを除去する前記方法。
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