JP3201549B2 - Cleaning method and cleaning device - Google Patents
Cleaning method and cleaning deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、洗浄方法および洗浄装
置に関し、特に半導体ウエハのごとき平板の表面を洗浄
するのに適した洗浄方法および洗浄装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus, and more particularly to a cleaning method and a cleaning apparatus suitable for cleaning a surface of a flat plate such as a semiconductor wafer.
【０００２】ＬＳＩ製造工程における半導体ウエハの表
面上やＬＣＤあるいは太陽電池等の表面上の微粒子や汚
れは、最終製品の歩留りを大きく低下させる。このた
め、ウエハの表面洗浄が極めて重要である。なお、洗浄
に伴って環境破壊を生じさせないことも重要である。Fine particles and dirt on the surface of a semiconductor wafer or the surface of an LCD or a solar cell in the LSI manufacturing process greatly reduce the yield of the final product. Therefore, cleaning the surface of the wafer is extremely important. It is also important not to cause environmental destruction with cleaning.
【０００３】[0003]
【従来の技術】従来より種々の表面洗浄方法が提案され
ている。半導体ウエハやＬＣＤの表面洗浄に用いられる
表面洗浄方法を概略的に以下に説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, various surface cleaning methods have been proposed. A surface cleaning method used for cleaning the surface of a semiconductor wafer or an LCD will be schematically described below.
【０００４】化学洗浄または溶剤洗浄 表面の汚れを化学反応もしくは溶解によって除去する方
法である。水、酸、有機溶媒、フレオン等が用いられる
が、除去すべき汚れに対して有効な薬剤を選択する必要
がある。超音波洗浄と組み合わせることにより、物理的
洗浄力を増大させることもできる。洗浄後の表面に汚れ
を残さないためには、高純度の薬剤を使用する必要があ
る。[0004] Chemical cleaning or solvent cleaning is a method of removing stains on the surface by chemical reaction or dissolution. Water, acids, organic solvents, freon, etc. are used, but it is necessary to select a chemical effective for the soil to be removed. Combined with ultrasonic cleaning, the physical cleaning power can also be increased. In order not to leave stains on the surface after cleaning, it is necessary to use a high-purity chemical.
【０００５】水は、高純度が得易く、大量に使用するこ
ともできるが、表面に水が残ると、その後の汚染原因と
なる。また、水によって溶解することのできる汚れの種
類は限られている。[0005] Water can easily be obtained in high purity and can be used in large quantities. However, if water remains on the surface, it will cause subsequent contamination. Also, the types of dirt that can be dissolved by water are limited.
【０００６】その他の有用な溶剤は、使用後廃棄すると
環境破壊を生じさせるものが多い。環境破壊を防止する
ため循環使用する場合は、循環液の再精製が困難であ
り、高価なものとなる。また、同一薬剤を用いて洗浄を
繰り返し、薬剤中に汚染物が累積すると、洗浄表面にこ
の汚染物が付着することとなり、製品不良を起こしてし
まう。[0006] Many other useful solvents cause environmental destruction when disposed after use. In the case of circulating use in order to prevent environmental destruction, it is difficult to repurify the circulating liquid, which is expensive. Further, if cleaning is repeated using the same chemical and contaminants accumulate in the chemical, the contaminants will adhere to the cleaning surface, resulting in a product defect.
【０００７】氷微粒子吹き付け 氷の微粒子を表面に吹き付け、表面上の微粒子および汚
れを除去する方法である。しかしながら、現在作成でき
る氷の微粒子の径は、十分小さくすることができず、１
μｍ以下の微粒子の除去が困難である。[0007] This is a method of spraying ice fine particles onto the surface to remove fine particles and dirt on the surface. However, the diameter of ice particles that can be created at present cannot be made sufficiently small.
It is difficult to remove fine particles having a size of μm or less.
【０００８】ＣＯ2 微粒子吹き付け ドライアイスの微粒子を表面に吹き付け、表面上の微粒
子および汚れを除去する方法である。しかしながら、炭
酸ガス中から炭化水素化合物を極低濃度まで除去するこ
とは極めて困難であり、ＣＯ2 を冷却して吹き付ける
と、炭化水素化合物が凝縮し、洗浄表面に固着してしま
う。また、ＣＯ2 もＣの汚染源となる。[0008] CO 2 particles blown blown dry ice particles to the surface, a method of removing particulates and dirt on the surface. However, it is extremely difficult to remove hydrocarbon compounds from carbon dioxide to an extremely low concentration. When CO 2 is cooled and sprayed, the hydrocarbon compounds condense and adhere to the cleaning surface. CO 2 is also a source of C contamination.
【０００９】ガス噴射 ガスを固体表面に吹き付け、固体表面を洗浄する方法で
ある。しかしながら、固体表面上にはガス流速が極めて
遅い境界層が形成されてしまい、このような遅いガス流
速によっては微粒子を除去する力が弱い。したがって、
１μｍ以下の微粒子の除去は困難である。なお、粒子の
表面付着力は直径に比例し、ガス流が粒子に与える除去
力は粒子の直径の二乗に比例する。In this method, a gas injection gas is sprayed on a solid surface to clean the solid surface. However, a boundary layer having a very low gas flow rate is formed on the solid surface, and the power for removing fine particles is weak due to such a low gas flow rate. Therefore,
It is difficult to remove fine particles of 1 μm or less. The surface adhesion of the particles is proportional to the diameter, and the removal force exerted on the particles by the gas flow is proportional to the square of the diameter of the particles.
【００１０】極低温アルゴンガス吹き付け アルゴンガスまたはアルゴンガスを含む混合ガスを極低
温にし、表面に吹き付ける方法である。ノズルから真空
容器中にガスを開放することにより、ガスは急激に断熱
膨張し、その温度を低下させる。温度低下の結果、固体
アルゴンが形成され、固体アルゴン微粒子が表面上に衝
突する。 Cryogenic argon gas spraying is a method in which argon gas or a mixed gas containing argon gas is cryogenically sprayed on the surface. By releasing the gas from the nozzle into the vacuum vessel, the gas rapidly adiabatically expands and lowers its temperature. As a result of the temperature drop, solid argon is formed, and solid argon fine particles impinge on the surface.
【００１１】たとえば、加圧状態でのアルゴンを含むガ
スを、その圧力でのアルゴンガスの液化点よりも高い温
度まで冷却し、ノズルから真空容器中に吹き出すことに
より、気体アルゴンを固体アルゴンに変化させる方法が
提案されている（たとえば、ＥＰ−Ａ２−４６１４７６
号公報参照）。For example, a gas containing argon in a pressurized state is cooled to a temperature higher than the liquefaction point of the argon gas at that pressure, and is blown out from a nozzle into a vacuum vessel to change the gaseous argon into solid argon. (Eg, EP-A2-461476).
Reference).
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】アルゴンは不活性元素
であり、固体表面に付着しても悪影響を与えることは極
めて少ない。また、アルゴンの固化温度は比較的高温で
あり、冷却によって固体アルゴンを得ることも比較的容
易である。Argon is an inert element, and has very little adverse effect even if it adheres to a solid surface. In addition, the solidification temperature of argon is relatively high, and it is relatively easy to obtain solid argon by cooling.
【００１３】しかしながら、固体アルゴンの微粒子を用
いた実用的な洗浄技術は未だ開発されておらず、高い洗
浄能力を得ることができない。とくに、半導体ウエハや
液晶表示装置の基板などは、その表面に微小な凹凸のパ
ターンが形成されている。たとえば、図８の（ａ）のよ
うに半導体ウエハ３の表面に形成された微小な溝２１の
中に汚染物２５が付着している場合、ノズル２６からウ
エハ３の表面に向けてアルゴン微粒子２７を吹き出しつ
つ、ウエハ３を図の矢印方向に移動したとする。However, a practical cleaning technique using fine particles of solid argon has not yet been developed, and a high cleaning ability cannot be obtained. In particular, a semiconductor wafer, a substrate of a liquid crystal display device, or the like has a pattern of minute irregularities formed on the surface thereof. For example, as shown in FIG. 8A, when the contaminant 25 is attached in the minute groove 21 formed on the surface of the semiconductor wafer 3, the argon fine particles 27 are directed from the nozzle 26 toward the surface of the wafer 3. And the wafer 3 is moved in the direction of the arrow in FIG.
【００１４】すると、溝２１のＡで示す部分の汚染物は
アルゴン微粒子により吹き飛ばされるが、Ｂで示す部分
は溝２１の壁の影になってアルゴン微粒子２７が当たら
ない。Then, the contaminants in the portion indicated by A in the groove 21 are blown away by the argon fine particles, but the portion indicated by B is shadowed by the wall of the groove 21 and is not hit by the argon fine particles 27.
【００１５】また、図８の（ｂ）で示すような突起２２
がウエハ３の表面に形成されている場合でも同様にノズ
ル２６の吹き出し方向に対して突起２２が影を作る部分
Ｃに付着した汚染物２９は取り除くことが難しい。Further, the protrusion 22 as shown in FIG.
Is formed on the surface of the wafer 3, it is similarly difficult to remove the contaminant 29 attached to the portion C where the projection 22 forms a shadow with respect to the blowing direction of the nozzle 26.
【００１６】このように、従来は微小なパターンの溝や
穴、あるいは突起部の影の部分に付着している汚染物を
アルゴン微粒子で確実に取り除くことは困難であった。
本発明の目的は、アルゴンを用い、微細な溝や穴などに
付着した汚染物を除去することのできる実用的な洗浄能
力を有する洗浄方法および洗浄装置を提供することであ
る。As described above, conventionally, it has been difficult to reliably remove contaminants adhering to grooves, holes, or shadows of projections with fine particles using argon fine particles.
An object of the present invention is to provide a cleaning method and a cleaning apparatus having a practical cleaning capability capable of removing contaminants attached to fine grooves and holes using argon.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の洗浄方法は、真
空容器内に画定された往復路に沿って被洗浄物が前記真
空容器内を第１の方向に移動しているときに、前記往復
路の方向と直交する方向にほぼ等間隔で配列した複数の
ノズルを備えたノズル装置を用いて、前記被洗浄物の移
動方向の斜め上前方から前記被洗浄物にアルゴン微粒子
を含む流体を吹き出す第１の洗浄工程と、前記往復路に
沿って前記被洗浄物が前記真空容器内を前記第１の方向
とは反対向きの第２の方向に移動しているときに、前記
往復路の方向と直交する方向にほぼ等間隔で配列した複
数のノズルを備えたノズル装置を用いて、前記被洗浄物
の移動方向の斜め上前方から前記被洗浄物にアルゴン微
粒子を含む流体を吹き出す第２の洗浄工程とを含む。According to the present invention, there is provided a cleaning method, wherein an object to be cleaned moves in a first direction in a vacuum vessel along a reciprocating path defined in the vacuum vessel. Using a nozzle device having a plurality of nozzles arranged at substantially equal intervals in a direction orthogonal to the direction of the reciprocating path, a fluid containing argon fine particles is added to the object to be cleaned from obliquely upper front in the moving direction of the object to be cleaned. A first cleaning step of blowing, and when the object to be cleaned moves in the vacuum vessel in a second direction opposite to the first direction along the reciprocating path, Using a nozzle device having a plurality of nozzles arranged at substantially equal intervals in a direction orthogonal to the direction, blowing a fluid containing argon fine particles onto the object to be cleaned from obliquely upper front in the moving direction of the object to be cleaned. Cleaning step.
【００１８】また、本発明の洗浄装置は、被洗浄物を支
持し、該被洗浄物を相互に反対向きの第１の方向と第２
の方向とに往復移動させることのできる駆動手段と、前
記被洗浄物の往復移動方向と直交する方向にほぼ等間隔
で配列した複数のノズルを備え、前記被洗浄物が前記第
１の方向に移動しているときには、該被洗浄物の移動方
向の斜め上前方から前記被洗浄物にアルゴン微粒子を含
む流体を吹き出し、前記被洗浄物が前記第２の方向に移
動しているときにも、該被洗浄物の移動方向の斜め上前
方から前記被洗浄物にアルゴン微粒子を含む流体を吹き
出すことのできるノズル装置と、前記駆動手段と前記ノ
ズル装置とを収容する真空容器と、前記真空容器内を排
気できる排気手段とを有する。Further, the cleaning apparatus of the present invention supports an object to be cleaned, and moves the object to be cleaned in a first direction and a second direction opposite to each other.
And a plurality of nozzles arranged at substantially equal intervals in a direction orthogonal to the reciprocating direction of the object to be cleaned, and the object to be cleaned is in the first direction. When moving, the fluid containing argon fine particles is blown out to the object to be cleaned from obliquely upper front in the moving direction of the object to be cleaned, and when the object to be cleaned is moving in the second direction, A nozzle device capable of blowing out a fluid containing argon fine particles to the object to be cleaned from an obliquely upper front in the moving direction of the object to be cleaned, a vacuum container accommodating the driving unit and the nozzle device, Exhaust means capable of exhausting air.
【００１９】[0019]
【作用】被洗浄物とノズル装置とを相対移動させながら
被洗浄物の表面にノズル装置によってアルゴン微粒子を
所定の方向から吹きつける。さらに、ノズル装置によっ
て別の方向からアルゴン微粒子を被洗浄物の表面に吹き
つける。アルゴン微粒子が異なる方向から被洗浄物の表
面に吹きつけられるので、被洗浄物の表面の凹凸の影に
なる部分も洗浄することができる。The nozzle device sprays argon fine particles from a predetermined direction on the surface of the object to be cleaned while relatively moving the object to be cleaned and the nozzle device. Further, argon fine particles are sprayed onto the surface of the object to be cleaned from another direction by a nozzle device. Since the argon fine particles are sprayed onto the surface of the object to be cleaned from different directions, it is also possible to clean a portion of the surface of the object to be cleaned which is shadowed by irregularities.
【００２０】[0020]
【実施例】図１に、本発明の実施例による洗浄装置の基
本構成を示す。気密構造の真空容器１は、真空ポンプの
ような排気装置５に接続されており、内部を排気して真
空容器を構成することができる。真空容器１内には、複
数のノズルが配列されたノズル装置２と、ノズル装置２
に対向して半導体ウエハ等の被洗浄物３を載置する駆動
機構４が設けられている。駆動機構４は、図のｙ方向お
よびｙ方向と直交し複数のノズルの配列方向であるｘ方
向（紙面に垂直な方向）に駆動可能である。FIG. 1 shows a basic configuration of a cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. The vacuum container 1 having an airtight structure is connected to an exhaust device 5 such as a vacuum pump, and the inside thereof can be evacuated to form a vacuum container. A nozzle device 2 in which a plurality of nozzles are arranged, and a nozzle device 2
A drive mechanism 4 for placing the object 3 to be cleaned, such as a semiconductor wafer, is provided opposite the device. The driving mechanism 4 can be driven in the y direction in the drawing and in the x direction (a direction perpendicular to the paper surface) which is orthogonal to the y direction and is an arrangement direction of a plurality of nozzles.
【００２１】アルゴンガスの噴出ノズル装置２は、好ま
しくはアルゴンの液化温度以下に冷却されたアルゴンガ
ス（アルゴンガスまたはアルゴンガスと窒素ガスのよう
なより低沸点ガスの混合ガス）源（詳細は図７を参照し
て後で説明する）と開閉バルブ６Ａ、６Ｂと二股配管７
とを介して接続され、複数のノズルからアルゴンガスを
真空中に噴射する。液化温度以下に冷却されたアルゴン
ガス中には多数のアルゴン液滴が形成されている。ノズ
ル装置２は図のように吹き出し方向が紙面内で互いに交
差するように配置された２方向のノズル列２Ａと２Ｂと
を有する。The argon gas ejection nozzle device 2 is preferably provided with an argon gas (argon gas or a mixed gas of a lower boiling gas such as argon gas and nitrogen gas) cooled below the liquefaction temperature of argon. 7, the opening and closing valves 6A and 6B and the forked pipe 7
And a plurality of nozzles inject argon gas into a vacuum. Many argon droplets are formed in the argon gas cooled below the liquefaction temperature. The nozzle device 2 has two rows of nozzle rows 2A and 2B arranged so that the blowing directions intersect each other on the paper as shown in the figure.
【００２２】ノズル装置２から真空容器１中に液化温度
以下に冷却されたアルゴンガスを吹き出すことにより、
ガスの圧力は急激に低下し、断熱膨張を行なう。このた
め、ガスの温度は急激に低下し、微細液滴は固体アルゴ
ンの微粒子に変化する。By blowing argon gas cooled below the liquefaction temperature into the vacuum vessel 1 from the nozzle device 2,
The gas pressure drops sharply and undergoes adiabatic expansion. For this reason, the temperature of the gas drops rapidly, and the fine droplets change into fine particles of solid argon.
【００２３】多量の固体アルゴン微粒子を含む流体が被
洗浄物３の表面に噴射されると、被洗浄物３の表面は固
体アルゴンの微粒子により効率的に洗浄される。図２に
図１のノズル列２Ａ（２Ｂも同じ）をｙ方向から見た構
成を示す。ノズル列２Ａ（２Ｂ）はｘ方向に複数のノズ
ル２０が配列されている。図２のノズル装置の場合、ノ
ズル２０からのアルゴン微粒子の噴射方向はｙ方向から
見た場合被洗浄物３に対してほぼ垂直である。When a fluid containing a large amount of solid argon fine particles is sprayed on the surface of the object to be cleaned 3, the surface of the object to be cleaned 3 is efficiently cleaned by the fine particles of solid argon. FIG. 2 shows a configuration in which the nozzle row 2A (same for 2B) in FIG. 1 is viewed from the y direction. In the nozzle row 2A (2B), a plurality of nozzles 20 are arranged in the x direction. In the case of the nozzle device shown in FIG. 2, the direction in which the argon fine particles are jetted from the nozzle 20 is substantially perpendicular to the object 3 when viewed from the y direction.
【００２４】図１の（ａ）において、開閉バルブ６Ｂを
閉じ、開閉バルブ６Ａを開けてノズル列２Ａの複数のノ
ズル２０からアルゴンガスを真空中に噴射しつつ、駆動
機構４によって被洗浄物３を図１（ａ）のｙ1 方向にゆ
っくりと移動すると、ノズル列２Ａからのアルゴン微粒
子が被洗浄物３の全体にくまなく噴射されることにな
る。In FIG. 1A, the opening / closing valve 6B is closed, the opening / closing valve 6A is opened, and argon gas is injected into the vacuum from the plurality of nozzles 20 of the nozzle row 2A. Figure 1 moving slowly y 1 direction (a) and so that the argon particles from the nozzle row 2A is injected throughout the entire object to be cleaned 3.
【００２５】なお、アルゴンガス噴射流間に間隙が生じ
る時は、駆動機構４をｘ方向に速く振動させ、ｙ方向に
ゆっくり駆動してアルゴンガス噴射流が全面にゆき亘る
ようにすればよい。When a gap is formed between the argon gas jets, the drive mechanism 4 may be rapidly oscillated in the x direction and slowly driven in the y direction so that the argon gas jet flows over the entire surface.
【００２６】被洗浄物３をｙ1 方向に移動して全表面を
ノズル列２Ａで洗浄した後、開閉バルブ６Ａを閉じ、代
わりに開閉バルブ６Ｂを開けて、ノズル列２Ｂからアル
ゴン微粒子を図１の（ｂ）で示すような方向に噴射しつ
つ、駆動機構４によって被洗浄物３をｙ2 方向にゆっく
りと移動すると、ノズル列２Ｂからのアルゴン微粒子が
被洗浄物３の表面に噴射される。噴射方向が断面図で交
差する図１（ａ）の行程と、図１（ｂ）の行程を合わせ
ると、溝等の凹凸部を含め、被洗浄物３の全表面がくま
なく洗浄されることになる。[0026] After the object to be cleaned 3 was washed the entire surface by moving the y 1 direction nozzle array 2A, closed-off valve 6A, instead opening the opening and closing valve 6B, FIG argon particles from the nozzle row 2B while injection in the direction as shown by (b), when moving slowly cleaning object 3 in the y 2 direction by the driving mechanism 4, the argon particles from the nozzle row 2B is injected into the surface of the object to be cleaned 3 . When the process shown in FIG. 1A in which the jet directions intersect in a cross-sectional view and the process shown in FIG. 1B are combined, the entire surface of the object 3 to be cleaned, including the uneven portions such as grooves, is thoroughly washed. become.
【００２７】図３（ａ）は、被洗浄物３の表面に形成さ
れた微細な溝２１内を図１の洗浄装置で洗浄する場合の
断面図である。この場合、相異なる方向からアルゴン微
粒子を吹き付けることにより、溝２１内をアルゴン微粒
子で洗浄して汚染物を残さず除去できる。FIG. 3A is a cross-sectional view of the case where the inside of the fine groove 21 formed on the surface of the object 3 to be cleaned is cleaned by the cleaning apparatus of FIG. In this case, by spraying the argon fine particles from different directions, the inside of the groove 21 can be cleaned with the argon fine particles and the contaminants can be removed without being left.
【００２８】図３（ｂ）は、被洗浄物３の表面に形成さ
れた突起２２を図１の洗浄装置で洗浄する場合の断面図
である。この場合も、相異なる方向からアルゴン微粒子
を吹き付けることにより、突起２２の周囲をアルゴン微
粒子で洗浄して汚染物を残さず除去できる。FIG. 3B is a cross-sectional view of the case where the projections 22 formed on the surface of the article 3 to be cleaned are cleaned by the cleaning apparatus of FIG. Also in this case, by spraying the argon fine particles from different directions, the periphery of the projection 22 can be washed with the argon fine particles and the contaminants can be removed without leaving.
【００２９】汚染の程度が強い場合等には、被洗浄物３
をｙ方向に往復運動させながらノズル２Ａ、２Ｂを切替
える工程を複数回繰り返せば洗浄効果を増すであろう。
図４はノズル装置２の別の実施例である。この実施例で
はノズル装置２は一つのノズル列２Ｃとノズル列の回転
装置８で構成される。回転装置８はステッピングモータ
のような駆動手段で配管とノズル列２Ｃとを気密シール
しつつ、ノズル列２Ｃを矢印方向に回転可能な構成を有
する。When the degree of contamination is high, the object to be cleaned 3
If the process of switching the nozzles 2A and 2B while reciprocating in the y direction is repeated a plurality of times, the cleaning effect will be increased.
FIG. 4 shows another embodiment of the nozzle device 2. In this embodiment, the nozzle device 2 includes one nozzle row 2C and a nozzle row rotating device 8. The rotating device 8 has a configuration in which the nozzle row 2C can be rotated in the direction of the arrow while the pipe and the nozzle row 2C are hermetically sealed by driving means such as a stepping motor.
【００３０】図４のノズル列２Ｃを用い、アルゴン微粒
子の噴射方向を可変にすることにより、図１と図２で説
明した実施例と同様な作用と効果が得られるであろう。
この実施例ではノズル列２Ｃの角度を連続的に可変でき
るようにすれば、被洗浄物３の表面のパターン形状に応
じてより適切な吹き出し角度を得ることができる。さら
に、アルゴン微粒子を吹き出しつつノズル列２Ｃの方向
を矢印方向にあおる動作を可能とすれば、さらに効果的
な洗浄が期待できる。By using the nozzle row 2C shown in FIG. 4 and making the jetting direction of the argon fine particles variable, the same operation and effect as those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 will be obtained.
In this embodiment, if the angle of the nozzle row 2C can be continuously changed, a more appropriate blowing angle can be obtained according to the pattern shape of the surface of the object 3 to be cleaned. Furthermore, if the operation of raising the direction of the nozzle row 2C in the direction of the arrow while blowing out the argon fine particles is enabled, more effective cleaning can be expected.
【００３１】図５に別のノズル配置を有するノズル装置
２の例を示す。図２のノズル列ではノズル２０の吹き出
し方向がｙ方向からみて被洗浄物３に対して垂直方向で
あったが、図５のノズル列２Ｄでは隣合うノズル２３と
２４が一対となりそれぞれある角度をもって向かい合っ
て被洗浄物３に吹き出すように構成される。他のノズル
も同様な対で構成される。この実施例ではｙ方向に沿っ
て垂直な面に対してもより効果的に洗浄できる。FIG. 5 shows an example of the nozzle device 2 having another nozzle arrangement. In the nozzle row of FIG. 2, the blowing direction of the nozzle 20 is perpendicular to the object 3 when viewed from the y direction. However, in the nozzle row 2D of FIG. It is configured to blow out to the object to be cleaned 3 facing each other. Other nozzles are configured in a similar pair. In this embodiment, it is possible to more effectively clean even a plane perpendicular to the y direction.
【００３２】図６（ａ）、（ｂ）は、駆動機構４に被洗
浄物３（例えば半導体ウエハ）が乗せられた状態を真空
容器１の上部より見た図である。被洗浄物３をｙ方向に
移動中にさらに駆動機構４を図６（ａ）で示すように被
洗浄物３の面内のある点Ｏを中心として約１０°程度の
回転角の範囲で回転させる。図５の実施例同様、ｙ方向
に沿った垂直面等に対してより洗浄効果が増す。なお、
回転中心を被洗浄物面内に設ける代わりに面外として搖
動運動をさせても同様の効果が得られる。FIGS. 6 (a) and 6 (b) are views of the state where the object 3 to be cleaned (for example, a semiconductor wafer) is placed on the drive mechanism 4 as viewed from above the vacuum vessel 1. FIG. While the object 3 is being moved in the y direction, the drive mechanism 4 is further rotated around a point O in the plane of the object 3 as shown in FIG. Let it. As in the embodiment of FIG. 5, the cleaning effect is more enhanced for vertical surfaces and the like along the y direction. In addition,
The same effect can be obtained by performing a swinging motion out of plane instead of providing the center of rotation in the plane of the object to be cleaned.
【００３３】また、被洗浄物３をｙ方向に移動中に駆動
機構４を図６（ｂ）で示すようにｘ方向に小刻みに往復
運動させるとアルゴンガス流によって洗浄される面積が
増大し、洗浄効果が増し、被洗浄物の表面が均一に洗浄
できる。When the drive mechanism 4 is reciprocated in the x direction as shown in FIG. 6B while the object 3 is being moved in the y direction, the area to be cleaned by the argon gas flow increases. The cleaning effect is increased, and the surface of the object to be cleaned can be uniformly cleaned.
【００３４】以上の実施例の説明あるいは図示したノズ
ルの配置、ノズル径および数は、単なる主な例示であっ
て、限定的なものではなく、被洗浄物３の形状や大き
さ、あるいは被洗浄物３の表面の溝の寸法などによっ
て、適宜選定されるものであることを断っておく。The arrangement of the nozzles described above or the arrangement of the nozzles, the nozzle diameter, and the number of the nozzles are merely examples, and are not limiting. The shape and size of the object 3 to be cleaned or the nozzles to be cleaned are not limited. It should be noted that it is appropriately selected depending on the size of the groove on the surface of the object 3.
【００３５】次に、液化温度以下に冷却したアルゴンガ
スの発生装置について図７を参照して説明する。アルゴ
ンガスのボンベ３１および窒素ガスのボンベ３２は、そ
れぞれ圧力調整弁３３、３４を介して合流点３５に配管
で接続される。合流点３５で混合されたＡｒ＋Ｎ2 混合
ガスは、配管３６を介してフィルタ３７に供給され、ガ
ス中の粒子が除去される。Next, an apparatus for generating an argon gas cooled below the liquefaction temperature will be described with reference to FIG. The argon gas cylinder 31 and the nitrogen gas cylinder 32 are connected by piping to a junction 35 via pressure regulating valves 33 and 34, respectively. The Ar + N 2 mixed gas mixed at the junction 35 is supplied to the filter 37 via the pipe 36, and particles in the gas are removed.
【００３６】粒子の除去された混合ガスは、配管３８を
介して冷却器（または熱交換器）３９で冷却され、ノズ
ル装置２から真空容器１内に吹き出される。冷却器３９
の出力の混合ガスの圧力および温度は、圧力計および温
度計（いずれも図示せず）で測定され、冷却器３９の最
低冷却温度がその圧力でのアルゴンガスの液化点以下に
なるように冷却器３９が制御される。The mixed gas from which the particles have been removed is cooled by a cooler (or heat exchanger) 39 via a pipe 38 and is blown out of the nozzle device 2 into the vacuum vessel 1. Cooler 39
The pressure and temperature of the mixed gas at the output of are measured by a pressure gauge and a thermometer (neither is shown), and the cooling is performed so that the minimum cooling temperature of the cooler 39 is lower than the liquefaction point of the argon gas at that pressure. The vessel 39 is controlled.
【００３７】このように冷却されたアルゴン混合ガスま
たはアルゴンガスは、アルゴンが液化することによって
多数のアルゴン微細液滴を含むようになる。ガス圧、流
速等の選択により微細液滴の径を制御し、アルゴンガス
中に多数の液滴が浮遊する状態を実現することができ
る。真空容器内でアルゴンガスが断熱膨張を行なうと、
これら液滴が効率的にアルゴン微粒子に変化する他、ア
ルゴンガスからのアルゴン微粒子生成も生じる。The thus cooled argon mixed gas or argon gas contains a large number of argon fine droplets by liquefaction of argon. By controlling the diameter of the fine droplets by selecting the gas pressure, the flow velocity, and the like, it is possible to realize a state in which many droplets float in the argon gas. When argon gas undergoes adiabatic expansion in a vacuum vessel,
These droplets are efficiently converted into argon fine particles, and argon fine particles are generated from argon gas.
【００３８】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
混合ガスとしてアルゴンガスとアルゴンよりも液化温度
の低い他の不活性ガスとの混合ガスを用いてもよく、そ
の混合比を適当に選択してもよい。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
As the mixed gas, a mixed gas of argon gas and another inert gas having a lower liquefaction temperature than argon may be used, and the mixing ratio may be appropriately selected.
【００３９】被洗浄物３は半導体ウエハに限らない。た
とえば、プリント基板、光ディスク、磁気ディスク、液
晶表示装置のフラットパネル、太陽電池等を被洗浄物と
し、これらの製造工程における表面洗浄に用いることも
できる。The object 3 to be cleaned is not limited to a semiconductor wafer. For example, a printed circuit board, an optical disk, a magnetic disk, a flat panel of a liquid crystal display device, a solar cell, or the like can be used as an object to be cleaned and used for cleaning the surface in these manufacturing processes.
【００４０】本発明は上記の開示に基づき、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made to the present invention based on the above disclosure.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、被洗浄物とノズル
装置とを相対移動させながら被洗浄物の表面にノズル装
置によってアルゴン微粒子を複数方向から吹きつけるこ
とにより、アルゴン微粒子が異なる方向から被洗浄物の
表面に吹きつけられるので、被洗浄物の表面に凹凸のパ
ターンがあっても被洗浄物表面は効果的に洗浄される。As described above, argon particles are sprayed from different directions by spraying argon fine particles from a plurality of directions on the surface of the object to be cleaned by the nozzle device while relatively moving the object to be cleaned and the nozzle device. Since it is sprayed on the surface of the object to be cleaned, the surface of the object to be cleaned is effectively cleaned even if the surface of the object to be cleaned has an uneven pattern.
【図１】本発明の実施例による洗浄装置の基本構成を示
す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の洗浄装置のノズル装置を横からみた図で
ある。FIG. 2 is a side view of a nozzle device of the cleaning device of FIG. 1;
【図３】本発明の実施例による洗浄方法を説明するため
の被洗浄物の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of an object to be cleaned for explaining a cleaning method according to an embodiment of the present invention.
【図４】ノズル装置の実施例を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of a nozzle device.
【図５】ノズル装置のさらに別の実施例を示す側面図で
ある。FIG. 5 is a side view showing still another embodiment of the nozzle device.
【図６】駆動機構の他の駆動型式を説明する概略平面図
である。FIG. 6 is a schematic plan view illustrating another driving type of the driving mechanism.
【図７】極低温のアルゴンガスの発生装置のブロック図
である。FIG. 7 is a block diagram of a cryogenic argon gas generator.
【図８】ノズルの吹き出し方向が一方向に固定してある
場合の洗浄を説明する被洗浄物の拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of an object to be cleaned illustrating cleaning when the blowing direction of the nozzle is fixed in one direction.
１ 真空容器 ２ ノズル装置 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ ノズル列 ３ 被洗浄物 ４ 駆動機構 ５ 排気装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 2 Nozzle device 2A, 2B, 2C, 2D Nozzle row 3 Object to be cleaned 4 Drive mechanism 5 Exhaust device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−230030（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−52682（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262434（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−261718（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283488（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252114（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−32790（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭53−32523（ＪＰ，Ｙ２) 特許2828891（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 7/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-230030 (JP, A) JP-A-3-52682 (JP, A) JP-A-6-283489 (JP, A) 262434 (JP, A) JP-A-5-261718 (JP, A) JP-A-6-283488 (JP, A) JP-A-6-252114 (JP, A) JP-A-1-32790 (JP, U) JP-A-53-32523 (JP, Y2) Patent 2828891 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/304 B08B 7/02
Claims (11)
被洗浄物が前記真空容器内を第１の方向に移動している
ときに、前記往復路の方向と直交する方向にほぼ等間隔
で配列した複数のノズルを備えたノズル装置を用いて、
前記被洗浄物の移動方向の斜め上前方から前記被洗浄物
にアルゴン微粒子を含む流体を吹き出す第１の洗浄工程
と、 前記往復路に沿って前記被洗浄物が前記真空容器内を前
記第１の方向とは反対向きの第２の方向に移動している
ときに、前記往復路の方向と直交する方向にほぼ等間隔
で配列した複数のノズルを備えたノズル装置を用いて、
前記被洗浄物の移動方向の斜め上前方から前記被洗浄物
にアルゴン微粒子を含む流体を吹き出す第２の洗浄工程
とを含む洗浄方法。1. When an object to be cleaned moves in a first direction along a reciprocating path defined in a vacuum vessel, the object to be cleaned is substantially equal to a direction orthogonal to the direction of the reciprocating path. Using a nozzle device having a plurality of nozzles arranged at intervals,
A first cleaning step of blowing a fluid containing argon fine particles onto the object to be cleaned from an obliquely upper front in the moving direction of the object to be cleaned; and While moving in a second direction opposite to the direction of the, using a nozzle device having a plurality of nozzles arranged at substantially equal intervals in a direction orthogonal to the direction of the reciprocating path,
A second cleaning step of blowing a fluid containing argon fine particles to the object to be cleaned from obliquely upward and forward of the moving direction of the object to be cleaned.
出し方向の前記被洗浄物面上への射影と、前記第２の洗
浄工程での前記流体の吹き出し方向の前記被洗浄物面上
への射影とが互いに逆方向である請求項１記載の洗浄方
法。2. A projection of the direction in which the fluid is blown out on the surface of the object to be cleaned in the first cleaning step, and a projection on the surface of the object to be cleaned in a direction in which the fluid is blown out in the second cleaning step. The cleaning method according to claim 1, wherein the projections are performed in directions opposite to each other.
動させながら、該往復移動と直交する方向に前記被洗浄
物をより高速に往復移動させる請求項１または請求項２
記載の洗浄方法。3. The object to be cleaned is reciprocated at a higher speed in a direction orthogonal to the reciprocal movement while the object to be cleaned is reciprocated in the predetermined direction.
The cleaning method as described.
動させながら、該被洗浄物をその中心軸回りに所定回転
角の範囲で回転させる請求項１または請求項２記載の洗
浄方法。4. The cleaning method according to claim 1, wherein the object to be cleaned is rotated around its central axis within a predetermined rotation angle while reciprocating the object to be cleaned in the predetermined direction.
動させながら、該被洗浄物を揺動させる請求項１または
請求項２記載の洗浄方法。5. The cleaning method according to claim 1, wherein the object to be cleaned is swung while reciprocating the object to be cleaned in the predetermined direction.
反対向きの第１の方向と第２の方向とに往復移動させる
ことのできる駆動手段と、 前記被洗浄物の往復移動方向と直交する方向にほぼ等間
隔で配列した複数のノズルを備え、前記被洗浄物が前記
第１の方向に移動しているときには、該被洗浄物の移動
方向の斜め上前方から前記被洗浄物にアルゴン微粒子を
含む流体を吹き出し、前記被洗浄物が前記第２の方向に
移動しているときにも、該被洗浄物の移動方向の斜め上
前方から前記被洗浄物にアルゴン微粒子を含む流体を吹
き出すことのできるノズル装置と、 前記駆動手段と前記ノズル装置とを収容する真空容器
と、 前記真空容器内を排気できる排気手段とを有する洗浄装
置。6. A driving means for supporting an object to be cleaned and reciprocating the object to be cleaned in a first direction and a second direction opposite to each other, and reciprocating movement of the object to be cleaned. A plurality of nozzles arranged at substantially equal intervals in a direction perpendicular to the direction, wherein when the object to be cleaned is moving in the first direction, the object to be cleaned is A fluid containing argon fine particles is blown out to the object, and even when the object to be cleaned is moving in the second direction, the object to be cleaned contains argon fine particles from an obliquely upper front in the moving direction of the object to be cleaned. A cleaning device comprising: a nozzle device capable of blowing out a fluid; a vacuum container containing the driving unit and the nozzle device; and an exhaust unit capable of exhausting the inside of the vacuum container.
の射影が互いに逆方向である二つの吹き出し方向を持つ
複数のノズルを備える請求項６記載の洗浄装置。7. The cleaning apparatus according to claim 6, wherein the nozzle device includes a plurality of nozzles having two blowing directions whose projections on the surface of the object to be cleaned are opposite to each other.
の射影が互いに逆方向である吹き出し方向に向きが可変
できる複数のノズルを有する請求項６記載の洗浄装置。8. The cleaning apparatus according to claim 6, wherein the nozzle device has a plurality of nozzles whose directions on the surface of the object to be cleaned can be changed in blowing directions opposite to each other.
定の方向に往復移動させながら、該往復移動と直交する
方向に前記被洗浄物をより高速に往復移動させることが
できる請求項６〜請求項８のいずれか１項記載の洗浄装
置。9. The driving means can reciprocate the object to be cleaned faster in a direction orthogonal to the reciprocal movement while reciprocating the object to be cleaned in the predetermined direction. The cleaning device according to claim 8.
中心軸回りに所定回転角の範囲で回転可能である請求項
６〜請求項８のいずれか１項記載の洗浄装置。10. The cleaning apparatus according to claim 6, wherein said driving means is capable of rotating said object to be cleaned around a central axis thereof within a predetermined rotation angle range.
能である請求項６〜請求項８のいずれか１項記載の洗浄
装置。11. The cleaning apparatus according to claim 6, wherein the driving unit is capable of swinging the object to be cleaned.
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