JP3440655B2 - 試料保持方法、試料回転方法及び試料表面の流体処理方法並びにそれらの装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、薄膜デバイスの製
造工程に必要な板状試料の微接触状態での保持方法、回
転方法及び流体処理方法並びにそれらの装置に係り、特
に、高い清浄性が要求される半導体製造工程に好適な、
円板試料の保持方法、回転方法及び流体処理方法並びに
それらの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体、液晶ディスプレイ、磁気
ディスクなどの薄膜デバイスは構造の微細化が進み、こ
れらデバイスの性能及び製造の歩留まり向上のため、製
造工程の高度な清浄性が望まれている。半導体の例で言
えば、除去すべき異物の大きさは０．３μｍ以上、金属
イオンの汚染量は１０⁹原子／cm²以下、空気に触れるこ
とによって形成される酸化膜の厚さは１ｎｍ以下とする
ことが要求されている。

【０００３】さらに、設備投資肥大化の抑制のために、
多品種混合生産が不可避となり、複数の製造工程に対応
できる装置が必要とされる。このため各工程を繋ぐ洗
浄、エッチング装置のより多機能化、高性能化、小形化
が必須となる。

【０００４】これらの要求に対する一具体策として、基
板試料（以下、試料と云う）を１枚づつ処理する、枚葉
処理方法が実用化されつつある。しかし、従来の枚葉処
理方法と装置では以下の問題があった。

【０００５】従来例としては、例えば特開平４−２８７
９２２号公報（以下、第１の従来例と云う）の回転式表
面処理装置が挙げられる。この第１の従来例は試料を基
板回転手段で固定すると共に、機械的に回転させながら
試料表面に流体を噴射して表面処理するものである。

【０００６】流体中で板状試料（１）を回転すると図１
に示すように、角運動量に基づく遠心作用によって流体
（２）が板状試料の内側から外側に向かって流れ、その
結果、流体（２）は板状試料（１）に向かう。その流れ
の流量は次式で表される（Ｊｏｕｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏ
ｌ．６９，ｐ．１〜 １０５（１９７６））。

【０００７】

【数１】

【０００８】 Ｑ：円板試料を回転したとき、円板試料に向かう片面の
流量 Ｓ：円板試料の片面の面積 ω：円板試料の回転速度 ν：流体の動粘性係数 円板試料として、シリコンウエハ（以下、ウエハと云
う）を用いた場合、その流量は図２のようである。図２
は流体が液体の場合を示す。現在、主流のウエハは８イ
ンチであるので、ウエハ回転数１０００ｒｐｍのときウ
エハに向かう液体流量は約７ｌ／ｍｉｎを要す。第１の
従来例において、噴射する洗浄液量がこの値より小さい
と、ウエハ全面を洗浄液で覆うことが出来ず、不足の流
量分は洗浄環境の気体（一般に空気）が補い、洗浄中
に、ウエハが空気に触れると共に、洗浄時間を無駄に長
くする。さもなくば、多量の洗浄液を必要とし、ウエハ
の処理単価を著しく増す。特に、ウエハ裏面（下面）は
液体の重力によって、図１の下面の流れを形成出来ず、
洗浄は洗浄液の噴射点に止まり、実質的に洗浄不能であ
る。

【０００９】ウエハを出た洗浄液は遠心力により、周囲
に飛散する。この防止のため、側壁を設けて密閉する
と、図３に示す流れを生じ（板谷 松樹：水力学、Ｐ．
１１９（１９７９）、朝倉書店）、流体（２）はウエハ
表面に戻る。よって、ウエハ（１）は再汚染する。前記
側壁（３）には汚染物を含んだ洗浄液が付着する。よっ
て、前記再汚染の現象から、第１洗浄（処理）、第２洗
浄（処理）、第３洗浄（処理）など、１つの機構で連続
的に洗浄（処理）することを不可能にする。すなわち、
処理の数だけ機構を設ける必要が生じ、装置は大形化
し、高価となる。

【００１０】ウエハの回転を駆動モ−タで実行すると、
動力伝達の歯車、ベルトなどを必要とし、かつ安定回転
のための強固な回転軸が必要となる。これらの摩耗粉塵
が前記流れにのって、ウエハを汚染する。さらに、洗浄
液に腐食性があると、これら機構部品を腐食し、腐食生
成物がウエハを汚染する。この防止のためには精密な密
閉構造を必要とし、装置は複雑化し、高価となる。

【００１１】第１の従来例の問題を解決する方法として
は、特公平４−６９４２０号公報、特開昭６１−２２９
７５０号公報、特開昭６０−７４４３８号公報（以下、
第２の従来例と云う）に記載のように、流体のベルヌ−
イ効果を利用した試料の処理方法がある。

【００１２】図４にベルヌ−イ効果による板状試料の保
持原理を示す。保持具（４）の中心付近に穿孔した流体
の噴射孔（５）から流体（２）を噴射すると、その噴射
力によって試料（１）には保持具（４）の保持面に対し
て斥力：Ｆが働き、一方、流体は噴射孔（５）から試料
と保持具に挟まれた状態で円周方向へ放射状に広がるの
で圧力変化を生じ、試料（１）には負圧：Ｐが働く。よ
って、試料（１）はＦとＰが均衡する位置で保持具
（４）と非接触で保持される。第２の従来例はベルヌ−
イ効果を生じせしめる流体（２）を試料（１）の表面を
処理する流体として利用するものである。

【００１３】ベルヌ−イ効果は前記したように、保持具
の保持面の法線方向（保持面と垂直方向）に対して試料
を保持出来るが、保持面の接線方向（保持面と平行方
向）に対して試料を保持出来ない。これを防止するため
に、ストッパ−、突出体、側壁などを設けると以下の問
題を生じる。

【００１４】一般に板状試料を流体で処理する場合に
は、その処理の表面均一性を図る目的で試料を回転する
必要がある。ウエハにはオリエンテ−ション・フラット
と呼ばれる切欠きが有り、真円ではない。このような試
料を回転中、流体を送るポンプの振動、脈動、圧力変化
などに起因する流体の噴射力の変動により、試料が僅か
位置ずれしても、試料にかかる遠心力の均衡が大きく破
れ、加速度的に急激な位置ずれを招く。例えば、８イン
チ・ウエハを１０００ｒｐｍで回転中、ウエハの回転中
心が僅か０．５mm位置ずれしても遠心力の不均衡は重
量：５１．７グラムのウエハを約３グラムの力で押すこ
とに相当する程大きく発生する。よって、ウエハは前記
ストッパ−、突出体、側壁に何度も、強く激突し、ある
いは摩擦し、その破片、摩滅粉がウエハを汚染する。

【００１５】ベルヌ−イ効果を利用した処理方法では、
上記の接線方向への試料の位置ずれ問題が解決されず実
現されるに至っていない。特に、第１洗浄（処理）、第
２洗浄（処理）、第３洗浄（処理）など、１つの機構で
連続的に洗浄（処理）する場合には洗浄液の切り替え時
に、大きな噴射力変動が生じるので実現されるに至って
いない。

【００１６】なお、気体の流速が音速の約半分（１７３
ｍ／ｓｅｃ）以下の領域では、気体も非圧縮性流体とし
て取り扱えるので、上記した従来技術において、流体が
気体でも、液体でも同様に論じられることは流体力学の
分野で周知である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決することにあり、第１の目的は
ベルヌ−イ効果を利用した接線方向の安定した試料保持
方法を、第２の目的はベルヌ−イ効果を利用して保持さ
れた試料の安定した回転方法を、第３の目的は本発明に
よる試料保持方法、試料回転方法を用いた板状試料表面
の流体処理方法を、第４の目的は本発明による試料保持
方法、試料回転方法を用いた板状試料表面の流体処理装
置を、それぞれ提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記各目的の達成手段に
ついて以下に説明する。上記した第１の目的は、当該試
料を保持すべき方向で、試料保持面とは機械的に分離し
た当該試料を保持する試料ガイドを設け、当該試料と当
該試料保持面との間に流体を流すことによって生じるベ
ルヌ−イ効果を利用して当該試料ガイドに当該試料を接
触保持し、当該試料保持面の法線方向と共に、接線方向
の試料位置ずれを抑制することを特徴とする試料保持方
法により達成される。

【００１９】上記した第２の目的は、前記第１の目的を
達成する試料保持方法において、当該試料ガイドが当該
試料保持面と機械的に分離され、当該試料ガイドの回転
と共に、当該試料を回転することを特徴とする試料回転
方法により達成される。

【００２０】上記した第３の目的は、保持すべき試料に
対して行うべき処理に応じて、ベルヌ−イ効果を生じさ
せるために流す流体を選択し、前記試料を前記試料ガイ
ドに支持すると共に、当該試料表面の処理を実行するこ
とを特徴とする流体処理方法により達成される。

【００２１】上記した第４の目的は、前記試料保持面が
形成されている試料保持手段と、前記試料保持面と前記
試料との間に流してベルヌ−イ効果を生じさせると共
に、前記試料表面の処理を行う流体を供給する流体供給
手段と、前記試料ガイドを支持する試料ガイド支持手段
と、前記試料ガイドを浮上させる流体を供給する流体供
給手段と、前記試料ガイドを回転させる流体を供給する
流体供給手段とを有することを特徴とする流体処理装置
により達成される。

【００２２】上記第１の目的を達成することの出来る試
料保持方法の発明によれば、従来技術の課題であった
試料の安定な保持と、再汚染の無い、高清浄な処理を
実現できる。

【００２３】上下のベルヌ−イ効果で保持された試料の
保持面に対して法線方向の試料位置ずれ抑制力につい
て、図５、図６を用いて説明する。

【００２４】試料（１）は図５中、Ｆ₁、Ｐ₁、Ｆ₂、Ｐ₂
の四つの力に加えて、試料（１）の重量、試料（１）上
の流体重量との和：Ｗ、の五つの力が均衡する位置で保
持具（４）、（６）と非接触（浮遊状態）で保持され
る。それぞれ個別に力を測定する手段が無いので、周知
の流体力学の関係式を用いて試料の保持高さ：ｈ₁、ｈ₂
を計算し、その１例として図６を得た。

【００２５】なお、この計算では５インチ・ウエハを用
いた。すなわち、試料直径：１２５mm、試料重量：１
５．６ｇ、試料厚さ：０．５５mm、流体噴射孔の直径：
１mm、流体噴射孔の位置：中心、流体：水、噴射流量：
５ｌ／ｍｉｎの条件で計算した。

【００２６】ウエハの厚さを除いた保持具間の距離が約
５mmを越えると、ベルヌ−イ効果である吸引力：Ｐ₁、
Ｐ₂がゼロになる。すなわち、保持具間の距離が約５mm
以内であれば、試料（１）は保持面の法線方向に保持さ
れる。

【００２７】本発明による保持具と試料ガイドによる試
料の保持面の接線方向への位置ずれ抑制について、図
７、図８を用いて、１例を説明する。

【００２８】図７は下保持具のみの場合の断面図を示
し、試料（１）に加わる力の方向と種類を示す。下保持
具（４）の上面に保持面より高さ：約５mm以内の試料ガ
イド（８）が固定され、噴射孔（５）より流体を噴射す
ると試料（１）には、力：Ｆ₁、P₁が働き、試料ガイド
（８）に力：Ｇで固定される。全ての力の均衡は次式で
示される。

【００２９】 ｜Ｐ₁｜＝｜Ｇ｜＋｜Ｆ₁｜ ………………………（数２） 図８は上下保持具を用いた場合の断面図を示し、試料
（１）に加わる力の方向と種類を示す。下保持具（４）
の上面：約５mm以内に上保持具（６）をもたらし、噴射
孔（７）より流体を噴射すると、試料（１）には力：Ｆ
₂、Ｐ₂が働く。全ての力の均衡は次式で示される。

【００３０】 ｜Ｗ｜＋｜Ｐ₁｜＋｜Ｆ₂｜＝｜Ｇ｜＋｜Ｐ₂｜＋｜Ｆ₁｜ …（数３） 図６と同様の条件で試料（１）の試料ガイド（８）への
固定力：Ｇを計算によって求めた。その結果を図９に示
す。噴射孔（５）の流量：５ｌ／ｍｉｎ、噴射孔（７）
の流量：３ｌ／ｍｉｎ以外は、図６の計算条件を用い
た。下保持具（４）の保持面と試料（１）間の距離：２
mmとし、上保持具（３）の保持面と試料（１）間の距離
を増大すると、試料（１）を下保持具（６）へ押しつけ
る力が増大する。例えば、試料の厚さを除いた上下保持
具間の間隔が４mmのとき、Ｆ₁＝１．７、Ｐ₂＝０．２、
Ｐ₁＝−０．２、Ｗ＝−１，Ｆ₂＝−４．５Ｎであるの
で、Ｇとして３．８Ｎを得る。よって、３８０ｇの大き
い力で試料が試料ガイド（８）に押しつけられることに
なる。

【００３１】図１０（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いる試
料ガイド（８）の１例を断面図として示した。

【００３２】図１０（ａ）は単に試料を下から支える構
造で、試料の保持面との接線方向への位置ずれを抑制す
る力（試料の試料ガイドへの固定力）は試料と試料ガイ
ドを構成する材料間のＧに比例した摩擦力となる。

【００３３】図１０（ｂ）は試料ガイドをＬ字状とした
もので、前記摩擦力に加えて、物理的に位置ずれを抑制
する。

【００３４】図１０（ｃ）は試料の中心に向かって、保
持面からの距離が小さくなるように、試料ガイド（８）
にテ−パを付けたものである。この場合、保持面に対す
るテ−パ角度をθとすれば、前記固定力はＧｓｉｎθｃ
ｏｓθとなり、この力によって接線方向への位置ずれを
抑制する。なお、試料ガイド（８）にテ−パが付けられ
たものは、試料（１）の保持具（４）に対する位置合わ
せが容易となり、より有用である。これらの試料ガイド
（８）は保持具の全円周に設ける必要はなく、流体の保
持具からの流出が可能となるよう、円周上に複数個配置
すればよい。

【００３５】上記したように、本発明によれば、試料に
作用するベルヌ−イ効果により、試料は保持面の法線方
向に保持されると共に、簡単な試料ガイドによって、保
持面の接線方向にも保持される。よって、流体を噴射す
るポンプの振動、脈動、圧力変化などによる噴射力の変
動が生じても、試料の位置ずれが無くなり、その結果、
試料の安定な保持を可能とする。さらに、試料が上下
の保持具で、小さな間隔で挟まれる状態で、その表面が
処理されることになり、保持具の外部からの汚染が防が
れ再汚染の無い、高清浄な処理を実現する。

【００３６】上記第２の目的を達成することの出来る試
料回転方法によれば、従来技術の課題であったウエハ
の回転ための駆動モ−タ、動力伝達の歯車、ベルトなど
を不要とするので、これらの摩耗粉塵、腐食生成物がな
く、高清浄な処理を実現する。

【００３７】本発明による試料回転方法の１例を図１
１、図１２を用いて説明する。図１１は構成部品の展開
図、図１２はその断面図を示す。

【００３８】下保持具（４）の上に試料ガイド（８）を
固定した試料ガイド板（９）、試料（１）、上保持具
（６）からなる。試料ガイド板（９）は上下保持具
（４）、（６）から機械的に分離され、独立している。
流体の噴射孔（５−１）より噴射する流体で生じるベル
ヌ−イ効果によって、前記したように試料（１）は試料
ガイド（８）を通じて試料ガイド板（９）に固定され
る。流体の噴射孔（５−２）より流体を噴射することに
よって、試料ガイド板（９）は下保持具（４）より浮上
し、下保持具（４）とは機械的に全く無関係な状態とな
る。よって、試料（１）の所望の回転方向に、噴射孔
（５−２）が保持面に対して傾斜をもって流体を噴射す
れば、その噴射力の作用によって、試料ガイド板（９）
は下保持具（４）より浮上すると共に、回転する。

【００３９】上記第３の目的を達成することの出来る流
体処理方法によれば、従来技術の課題であった第１洗
浄（処理）、第２洗浄（処理）、第３洗浄（処理）な
ど、流体を選択することによって、１つの機構で連続的
に洗浄（処理）することを可能とし、この連続処理に
より、空気に触れない洗浄（処理）を実現する。

【００４０】上記第４の目的を達成することの出来る流
体処理装置によれば、従来技術の課題であったウエハ
の回転ための駆動モ−タ、動力伝達の歯車、ベルトなど
を不要とし、１つの機構で連続的に洗浄（処理）するこ
とを可能とし、さらに、空気に触れない洗浄（処理）を
可能とする。よって、大幅に高清浄、小形の装置を実現
する。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施例に
ついて、図面を用いて詳細に説明する。

【００４２】〈実施例１〉本実施例では、後述するよう
に、保持具が試料ガイド板回転台を兼ねた、試料ガイド
の回転方法を用いた１例について述べる。

【００４３】図１３は本実施例で用いた上保持具
（６）、試料（１）、試料ガイド（８）、試料ガイド板
（９）、下保持具（４）など、構成部品の展開図であ
る。

【００４４】図１４は上保持具（６）の詳細な断面図を
示す。上保持具（６）は流体を噴射する上噴射板（１
０）、流体の流路を分離するＯ−リング（１１）、上供
給板（１２）からなる。

【００４５】上噴射板（１０）は直径：１７０mm、厚
さ：２０mmのポリテトラフルオロエチレン（以後、ＰＴ
ＦＥと云う）製であり、試料（１）に対向する表面には
図１５に示すように、試料の回転中心に対しほぼ同じ大
きさのモ−メントを与え、かつ噴射力のベクトルの和が
ほぼ０となるような位置で穿孔されている。なお、図１
５中の矢印は矢印の方向で保持面と４５°の角度で斜め
に穿孔されていることを示す（以下、同様）。試料
（１）上保持具（６）との間で生じるベルヌ−イ効果は
５個の直径：１mmの噴射孔（７−１）から流体を噴射す
ることによって生じる。直径：１mmの噴射孔（７−２）
は試料（１）と試料ガイド（８）の接点に付着した水滴
を飛散させるために、主として試料を乾燥するときに使
用する。

【００４６】Ｏ−リング（１１）はテトラフルオロエチ
レンパ−フルオロアルキルビニルエ−テル共重合（以
後、ＰＦＡと云う）製の線径：５．７mmで、内径：４
９．６、１４９．６mmの２種類からなる。

【００４７】上供給板（１２）は直径：１７０mm、厚
さ：１０mmのＰＴＦＥ製で、流体を供給する直径：１mm
の供給孔（１３）が穿孔されている。

【００４８】これら上噴射板（１０）と上供給板（１
２）はＯ−リングを挟んでポリエ−テルエ−テルケトン
（以後、ＰＥＥＫと云う）製の直径５mmのボルトで固定
されている。

【００４９】図１６は試料ガイド（８）を固定した試料
ガイド板（９）の断面図、図１７はその平面図を示す。

【００５０】試料ガイド（８）は全高：４mm、試料保持
高さ：３mmのＬ字形で、ＰＥＥＫ製である。試料ガイド
板（９）は外径：１４５mm、内径：１２５mmで、断面が
直径：２０mmの半円形状をしたＰＴＦＥ製である。

【００５１】図１８は下保持具（４）の詳細な断面図を
示す。下保持具（４）は流体を供給する下噴射板（１
４）、流体の流路を分離するＯ−リング（１１）、下噴
射板（１５）からなる。

【００５２】下噴射板（１４）は直径：１７０mm、厚
さ：３０mmのＰＴＦＥ製で、試料（１）に対向する表面
には前記試料ガイド板（９）を収容する直径：２０．２
mmの半円形状の溝が掘られている。さらに、その表面に
は図１９に示すように、ベルヌ−イ効果を生じる流体の
噴射孔（５）、試料ガイド板（９）を浮上させる浮上孔
（１７）、試料ガイド板（９）を回転する、保持面に対
して４５°の回転方向に斜めに開けられた回転孔（１
８）、回転している試料ガイド板（９）を制動する、保
持面に対して−４５°の回転逆方向に斜めに開けられた
制動孔（１９）が、それぞれ直径：１mmの孔として穿孔
されている。これら穿孔角度は８０〜−８０°の範囲で
有効であるが、±４５°が望ましい。

【００５３】Ｏ−リング（１１）はＰＦＡ製で線径：
５．７mmで、内径：４９．６、６９．６、８９．６、１
０９．６mmの４種類からなる。

【００５４】下供給板（１５）は直径：１７０mm、厚
さ：１０mmのＰＥＥＫ製で流体を供給する供給孔（１６
−１）、（１６−２）、（１６−３）、（１６−４）が
直径：１mmで穿孔されている。

【００５５】図２０は、上記の上保持具（６）、試料ガ
イド板（９）、下保持具（４）を用いて、各種の流体を
噴射して試料（１）を処理する流体処理方法と流体処理
装置を概念的に示したものである。

【００５６】以下に流体処理方法について説明する。な
お、電磁弁は全て閉の状態から開始する。

【００５７】下保持具（４）上に試料（１）をセットし
た試料ガイド板（９）を置く、不活性ガスボンベ（２
０）の電磁弁（２１−１）、（２１−２）、（２１−
３）を開とし、不活性ガスを６０ｌ／ｍｉｎの流量で噴
射し、試料ガイド板（９）を下保持具（４）より浮上さ
せると共に、ベルヌ−イ効果により試料（１）を下保持
具（４）に保持する。

【００５８】上保持具（６）を試料（１）の上方１mmの
距離にもたらし、電磁弁（２１−４）、（２１−５）を
開として、３０ｌ／ｍｉｎの流量で不活性ガスを噴射
し、試料（１）を上保持具（６）の間でベルヌ−イ効果
を生じさせる。

【００５９】電磁弁（２１−１）を閉とし、電磁弁（２
１−６）、（２１−７）を開として処理液槽Ｉ（２２）
の処理液が３ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試料ガイド
板（９）の回転、試料（１）の裏面の処理が開始され
る。

【００６０】電磁弁（２１−４）を閉とし、電磁弁（２
１−８）を開として、処理液槽Ｉ（２２）の処理液が２
ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試料（１）の表面の処理
が開始される。

【００６１】所定の時間、処理後、電磁弁（２１−６）
を閉とし、電磁弁（２１−９）を開として、処理液槽II
（２３）の処理液が３ｌ／ｍｉｎで噴射され、試料
（１）の裏面の処理が開始される。

【００６２】電磁弁（２１−８）を閉とし、電磁弁（２
１−１０）を開として、処理液槽II（２３）の処理液が
２ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試料（１）の表面の処
理が開始される。

【００６３】所定の時間、処理後、電磁弁（２１−９）
を閉とし、電磁弁（２１−１）を開として、不活性ガス
を６０ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料（１）の裏面を
乾燥する。

【００６４】電磁弁（２１−１０）を閉とし、電磁弁
（２１−４）、（２１−１１）を開として、不活性ガス
を６０ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料（１）の表面を
乾燥する。

【００６５】所定の時間、乾燥後、電磁弁（２１−７）
を閉とし、電磁弁（２１−１２）を開として、試料ガイ
ド板（９）の回転を制動する。

【００６６】試料ガイド板（９）の回転が停止すると、
全ての電磁弁が閉とされ、上保持具（６）が上方に退避
して、処理された試料（１）が取り出される。

【００６７】なお、図２０では、本発明の本質に係らな
い保持具の固定、移動機構部、流体の温度制御部、流体
の流量制御部などの部分は省略した。

【００６８】以下に実験結果について具体的に説明す
る。 〔Ｉ〕試料 ウエハは直径：１５０mm、厚さ：０．５５mm、重量：２
１．４ｇ、抵抗率：６．０１〜１２．０Ωcmの信越化学
製の６インチウエハである。このウエハを粒径：約０．
２μｍのシリコン粉を添加した５０％フッ化水素酸：水
＝１：９９のフッ酸水溶液に１５分間、浸漬させて、ウ
エハ表面に約９０００個のシリコン粉を付着させた。こ
のシリコン粉の除去率から洗浄性能を求めた。

【００６９】〔II〕流体 （１）処理液槽Ｉ ２８％アンモニヤ水：３０％過酸化水素水：水＝１：
２：７の水溶液。

【００７０】温度：８０℃ （２）処理液槽ＩＩ 超純水。温度：室温。 （３）不活性ガスボンベ １２０気圧の窒素ガス。温度：室温。

【００７１】〔ＩＩＩ〕流体処理時間 （１）処理液槽Ｉの流体では図２１に示す所定の時間行
った。 （２）処理液槽IIの流体では１２０秒間行った。 （３）不活性ガスボンベの流体では１８０秒間行った。

【００７２】〔IV〕シリコン粉の除去率の評価 上記処理前後のシリコン粉の付着数を日立電子エンジニ
アリング製のレ−ザ表面検査装置を用いて計測し、除去
率（％）を求めた。

【００７３】以上の緒条件で得られた実験結果は図２１
のようで、従来の回転式表面処理装置に比較して約３倍
の高速で処理できた。

【００７４】〈実施例２〉実施例１と同じ流体処理方法
と装置を用いて実験を行った。 〔Ｉ〕試料 実施例１と同じウエハを用い、このウエハを２８％アン
モニア水：３０％過酸化水素水：水＝１：２：７の水溶
液中、８０℃にて、１０分間処理した。次いで、５０％
フッ化水素酸：水＝１：９９のフッ酸水溶液に２分間、
浸漬させて、ウエハ表面の自然酸化膜を除去した。水洗
後、所望の原子吸光分析用の標準液を希釈した水溶液に
３０分間、浸漬して各種の金属イオンで汚染したウエハ
を作成した。これによって、約１０¹¹〜１０¹²原子／cm
²の金属イオンがウエハに付着する。

【００７５】〔II〕流体 （１）処理液槽Ｉ ３６％塩酸水：２０％過酸化水素水：水＝１：１：５の
水溶液。 温度：８０℃ （２）処理液槽II 超純水。温度：室温。 （３）不活性ガスボンベ １２０気圧の窒素ガス。温度：室温。

【００７６】〔III〕流体処理時間 （１）処理液槽Ｉの流体では９０秒間行った。 （２）処理液槽IIの流体では１２０秒間行った。 （３）不活性ガスボンベの流体では１８０秒間行った。

【００７７】〔IV〕金属イオンの除去率の評価 上記処理前後の金属イオンの付着数をテクノス製の全反
射蛍光Ｘ線分析装置：ＴＲＥＸ６１０を用いて計測し、
除去率（％）を求めた。

【００７８】以上の緒条件で得られた実験結果は図２２
のようで、従来の回転式表面処理装置に比較して同等以
上の高速で処理できた。

【００７９】〈実施例３〉実施例１と同じ流体処理方法
と装置を用いて実験を行った。 〔Ｉ〕試料 段差付きポリシリコンウエハを用いた。

【００８０】〔II〕流体 （１）処理液槽Ｉ ５０％フッ化水素酸：水＝１：９９の水溶液。 温度：室温。 （２）処理液槽ＩＩ 超純水。温度：室温。 （３）不活性ガスボンベ １２０気圧のアルゴンガス。温度：室温。

【００８１】〔ＩＩＩ〕流体処理時間 （１）処理液槽Ｉの流体では９０秒間行った。 （２）処理液槽IIの流体では１２０秒間行った。 （３）不活性ガスボンベの流体では２４０秒間行った。

【００８２】〔IV〕ウォ−タマ−クの評価 ウエハを乾燥するときに発生する乾燥しみをウォ−タマ
−クと云う。主たる発生原因はウエハに付着した水滴に
空気中の酸素が溶解してウエハのシリコンを酸化、溶解
し、溶解物が乾燥残渣として残ることによって生じる。
このウォ−タマ−クは直径：約１〜数１０μｍの大きさ
であり、日立製作所製の電子顕微鏡Ｓ−７１００を用い
て、１〜８万倍の倍率で観察し、発生数を計測した。

【００８３】以上の緒条件で得られた実験結果は次のよ
うである。本実施例：４個／cm²、回転式表面処理方
式：４７個／cm²、バッチ式ＩＰＡ蒸気乾燥：８個／cm²
であった。すなわち、従来の回転式表面処理装置に比較
して格段に発生数が少ない結果が得られた。さらに、現
在主流の量産技術であるＩＰＡ（イソプロピルアルコ−
ル）の蒸気乾燥に比較しても良好な結果が得られた。本
発明によれば、ウエハが上下保持具に微小間隔で挟ま
れ、、処理中にウエハが空気に触れることがないので、
ウォ−タマ−クの発生防止に好適であることが証明され
る。

【００８４】〈実施例４〉本実施例では、保持具が試料
ガイド板回転台を兼ねない、試料ガイド板が保持具と完
全分離された流体処理方法と装置について、その１例を
述べる。

【００８５】図２３は本実施例で用いた上、下保持具
（４）、（６）、試料（１）、回転台蓋（２４）、試料
ガイド（８）、試料ガイド板（９）、回転台（２５）な
ど構成部品の展開図である。

【００８６】上保持具（６）は、その直径を１５４mmと
する以外、その構造は図１４，図１５と同様である。

【００８７】図２４は下保持具（４）の詳細な断面図を
示す。下保持具（４）は流体を噴射する下噴射板（１
４）、流体の流路を分離するＯ−リング（１１）、下供
給板（１５）からなる。下噴射板は直径：１５４mmで試
料（１）として用いる６インチウエハとほぼ同じ直径を
有し、厚さ：３０mmのＰＴＦＥ製である。試料（１）に
対向する表面には図２５で示すように、試料の回転中心
に対しほぼ同じ大きさのモ−メントを与え、かつ噴射力
のベクトルの和がほぼ０となるような位置で、直径：
１．２mmの噴射孔（５−１）が穿孔されている。さら
に、後述する図２６の試料ガイド（８）を格納する幅：
２、長さ：５、深さ：１５mmの格納溝（２６）が切られ
ている。試料（１）と試料ガイド（８）の接点に付着す
る水滴を飛散する直径：１mm、の噴射孔（５−２）が格
納溝（２６）に近接して穿孔されている。

【００８８】図２６は回転台蓋（２４）、試料ガイド
（８）、試料ガイド板（９）、回転台（２５）を組立て
た後の断面図である。回転台蓋（２４）と回転台（２
５）とはボルトで接続され、その隙間に試料ガイド板
（９）が収納される。浮上孔（１７）より流体を噴射す
ると試料ガイド板（９）が回転台（２５）より浮上す
る。回転孔（１８）は試料ガイド板（９）を回転する方
向に斜めに、直径：１mmの孔が穿孔されている。制動孔
（１９）は回転している試料ガイド板（９）の回転を制
動するために、回転孔（１８）とは逆の方向で斜めに、
直径：１mmの孔が穿孔されている。回転孔（１８）、制
動孔（１９）の噴射角度は互いに逆方向に１０〜８０°
で有効であるが、望ましくは、４５°がよい。回転軸孔
（２７）は直径：１mmの孔で穿孔され、流体の噴射によ
って、回転中の試料ガイド板（９）を回転台（２５）の
回転軸と非接触に保持する。回転台蓋（２４）は厚さ：
３mmのＰＥＥＫ製である。試料ガイド板の回転台（２
５）は厚さ：１６mmのＰＥＥＫ製である。試料ガイド板
（９）は厚さ：２０mmのＰＥＥＫ製である。

【００８９】このように試料（１）を保持し、回転する
試料ガイド板（９）は上保持具（６）、下保持具（４）
とは機械的に完全に独立している。回転台（２５）の流
体を噴射する噴射孔の穿孔位置と、噴射方向の１例を図
２７に示した。

【００９０】試料ガイド（８）を下保持具（４）の格納
溝（２６）に格納し、格納溝（２６）から出現させる動
作を図２８に示した。すなわち、回転台（２５）もしく
は下保持具（４）の上下動作によって、試料ガイド
（８）が格納溝（２６）に格納される。これによって、
後述するように、流体が液体のとき、試料（１）は非接
触状態で処理され、流体が気体のとき、試料ガイド
（８）を出現させて試料（１）を接触保持して処理され
ることを可能とする。

【００９１】図２９に示すように、流体が液体のとき、
上保持具（６）、下保持具（４）とこれらに挟まれた試
料（１）との間には、液体の大きな表面張力によって、
メニスカスが形成される。試料（１）が試料（１’）の
ように位置ずれしてメニスカスの形状を変形しても、こ
の新メニスカスは表面積を最小に維持すべく、元のメニ
スカスに戻る作用がある。よって、試料（１）の保持面
と接線方向の位置ずれが抑制される。

【００９２】図３０は、その抑制力を測定した結果の１
例を示す。測定は図２９の状態で、試料として直径：１
２５mmの５インチウエハ、上下保持具として直径：１１
０〜１３５mmのＰＴＦＥ製のものを用い、上下保持具間
距離：１．７６mm、液体：水の条件で、ウエハと電子天
秤を糸で繋いで、上記抑制力を求めた。その結果、試料
寸法の−８mm、＋４mmの範囲内の保持具寸法で大きな抑
制力が働くことが判った。すなわち、流体が液体の場
合、試料寸法に対し保持具寸法が−８mm、＋４ｍｍの範
囲内であれば、試料を非接触で保持すると共に、処理で
きる。

【００９３】流体が気体の場合は表面張力が実質的に０
であるので、上記液体の場合のように、上記抑制力が発
生しない。よって、流体が気体の場合は前記試料ガイド
によって試料の保持面に対して接線方向の位置ずれを防
ぐ。これによって、試料ガイド（８）の格納状態で液体
による処理を、試料ガイド（８）の出現状態で気体によ
る処理を行うことが可能となり、可及的な高清浄処理を
実現する。

【００９４】以下に流体処理方法とその装置について図
３１を用いて説明する。なお、電磁弁は全て閉の状態で
開始する。

【００９５】先ず、試料ガイド板（９）の回転台（２
５）を上方にもたらし、試料ガイド（８）を出現させて
試料（１）を試料ガイド（８）に置く。次いで、回転台
（２５）を下方にもたらし、試料（１）と下保持具
（４）の保持面間の距離を約３ｍｍとする。

【００９６】電磁弁（３０−１）、（３０−２）を開と
し、不活性ガスを３０ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料
（１）を試料ガイド（８）に保持する。

【００９７】上保持具（６）の保持面が試料（１）と約
１mmの距離となるように上方よりもたらす。

【００９８】電磁弁（３０−３）、（３０−４）を開と
し、不活性ガスを３０ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料
（１）を上保持具（６）の間でベルヌ−イ効果を生じさ
せる。

【００９９】電磁弁（３２−１）、（３２−２）、（３
２−３）を開とし、高圧空気タンク（３１）の空気を６
０ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料ガイド板（９）を回
転台（２５）より浮上させると共に、試料ガイド板
（９）を約１００ｒｐｍで回転させる。

【０１００】電磁弁（３０−１）を閉とし、電磁弁（３
０−６）を開として、処理液槽Ｉ（２２）の処理液が２
ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試料（１）の裏面の処理
が開始される。

【０１０１】電磁弁（３０−３）を閉とし、電磁弁（３
０−６）を開として、処理液槽Ｉ（２２）の処理液が２
ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試料（１）の表面の処理
が開始される。直ちに、試料ガイド（８）は格納溝（２
６）に格納され、試料（１）は非接触の状態で約９０ｒ
ｐｍで回転しつつ、処理される。

【０１０２】なお、上記の第１回目の処理として、気体
処理を行う場合、試料（１）の表面、裏面共に、不活性
ガスが噴射された後、処理液槽Ｉ（２２）の処理液の噴
射の代わりに、処理気体槽（２８）の気体の噴射を行
う。すなわち、電磁弁（３０−３）を閉とし、電磁弁
（２９−１）、（２９−２）を開とし、不活性ガスをキ
ャリアガスとして処理気体槽（２８）を通して、所望の
成分の処理気体を作成し、試料（１）の表面を処理す
る。所定時間、処理後、電磁弁（２９−１）、（２９−
２）を閉とし、電磁弁（３０−３）を開として、不活性
ガスを噴射して処理気体を完全に追い出す。その後、以
下の処理液槽II（２３）の処理液の噴射に移る。

【０１０３】所定の時間、処理後、電磁弁（３０−５）
を閉とし、電磁弁（３０−７）を開として、処理液槽II
（２３）の処理液が２ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試
料（１）の裏面の処理が開始される。

【０１０４】電磁弁（３０−６）を閉とし、電磁弁（３
０−８）を開として、処理液槽II（２３）の処理液が２
ｌ／ｍｉｎの流量で噴射され、試料（１）の表面の処理
が開始される。

【０１０５】所定の時間、処理後、電磁弁（３０−７）
を閉とし、電磁弁（３０−１）を開として、不活性ガス
を３０ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料（１）の裏面を
乾燥が開始される。

【０１０６】電磁弁（３０−８）を閉とし、電磁弁（３
０−３）、（３０−９）を開として、不活性ガスを３０
ｌ／ｍｉｎの流量で噴射し、試料（１）の表面を乾燥が
開始される。

【０１０７】所定の時間、乾燥後、電磁弁（３０−
１）、（３０−３）を閉とし、乾燥を終了する。

【０１０８】電磁弁（３２−２）を閉とし、電磁弁（３
２−４）を開として、試料ガイド板（９）の回転を制動
する。

【０１０９】試料ガイド板（９）の回転が停止したら、
全ての電磁弁を閉とする。

【０１１０】上保持具（６）を上方に退避させ、試料
（１）を取り出す。

【０１１１】なお、図３１では、本発明の本質に係らな
い、保持具の固定、移動機構部、流体の温度制御部、流
体の流量制御部などの部分は省略した。ただし、下保持
具（４）で噴射される流体は温度制御（３３）によって
所望の温度に加熱され、試料裏面より、この流体の温度
を伝えることによって、試料（１）の処理温度を調節す
ることも出来る。

【０１１２】以下に実験結果について具体的に説明す
る。なお、本実施例では第１回目の処理流体は液体、第
２回目の処理流体は液体、第３回目の処理流体は気体で
ある。

【０１１３】〔Ｉ〕試料 〈実施例１〉の〔Ｉ〕試料と同様である。 〔II〕流体 〈実施例１〉の〔II〕流体と同様である。 〔III〕流体処理時間 〈実施例１〉の〔III〕流体処理時間と同様である。 〔IV〕シリコン粉の除去率の評価 〈実施例１〉の〔IV〕シリコン粉の除去率の評価と同様
である。 以上の緒条件で得られた実験結果は〈実施例１〉とほぼ
同様であった。

【０１１４】〈実施例５〉〈実施例４〉と同様の流体処
理方法と装置を用いて実験を行った。なお、本実施例で
は第１回目の処理流体は気体、第２回目の処理流体は液
体、第３回目の処理流体は気体である。

【０１１５】〔Ｉ〕試料 ウエハは〈実施例１〉と同様で、１％の水蒸気を含む酸
素中、９５０℃、５４分間、加熱処理して、ウエハ表面
に１８０ｎｍの熱酸化膜を形成したものを用いた。

【０１１６】〔II〕流体 （１）処理液槽II 超純水。温度：室温。 （２）不活性ガスボンベ １２０気圧の窒素ガス。温度：室温。 （３）処理気体槽 液状無水フッ酸に窒素ガスを流し、２％のフッ酸ガスと
水蒸気を含むガスを作成する。温度：室温。

【０１１７】〔III〕流体処理時間 （１）処理液槽IIの処理流体では１２０秒間行った。 （２）不活性ガスボンベの処理流体では１８０秒間行っ
た。 （３）処理気体槽の処理流体では１１ｌ／ｍｉｎの流量
で、３５秒間行った。

【０１１８】〔IV〕熱酸化膜の評価 熱酸化膜の厚さをエリプソメ−タで計測し、処理前後の
値から処理速度（エッチング速度）を求めた。さらに、
処理後、ウエハ表面に付着したフッ酸を濃縮イオン電極
法で測定した。

【０１１９】以上の緒条件の基、熱酸化膜は上記処理気
体によって、３３０ｎｍ／ｍｉｎの速度でエッチングさ
れることが判った。さらに、上記処理気体によるエッチ
ングではウエハ表面に約７×１０¹³原子／cm²のフッ素
原子が付着するが、処理液槽IIの処理によって、約１０
¹¹原子／cm²まで低減できることが判った。１つの機構
で、気体→液体→気体の連続処理を可能とした。

【０１２０】〈実施例６〉〈実施例４〉と同様の流体処
理方法と装置を用いて実験を行った。なお、本実施例で
は〈実施例５〉と同様に第１回目の処理流体は気体、第
２回目の処理流体は液体、第３回目の処理流体は気体で
ある。

【０１２１】〔Ｉ〕試料 ウエハは〈実施例１〉と同様で、３％のジシラン、ホス
フィン含む気体を用いて、５１０℃の熱ＣＶＤにより、
ウエハ表面に１５０ｎｍのド−プドポリシリコン膜を形
成した。

【０１２２】〔II〕流体 （１）処理液槽II 超純水。温度：室温。 （２）不活性ガスボンベ １２０気圧の窒素ガス。温度：室温。 （３）処理気体槽 液状の三フッ化塩素に窒素ガスを流し、０．２％の三フ
ッ化塩素を含む窒素ガスを作成する。温度：室温。

【０１２３】〔III〕流体処理時間 （１）処理液槽IIの処理流体では１２０秒間行った。 （２）不活性ガスボンベの処理流体では１８０秒間行っ
た。 （３）処理気体槽の処理流体では１３ｌ／ｍｉｎの流量
で、４５秒間行った。

【０１２４】〔IV〕ド−プドポシシリコンの評価 ド−プドポロシリコン膜の厚さをエリプソメ−タで計測
し、処理前後の値から処理速度（エッチング速度）を求
めた。さらに、処理後、ウエハ表面に付着したフッ酸を
濃縮イオン電極法で測定した。

【０１２５】以上の緒条件の基、ド−プドポリシリコン
膜は上記処理気体によって、２５０ｎｍ／ｍｉｎの速度
でエッチングされることが判った。さらに、上記処理気
体によるエッチングではウエハ表面に約５×１０¹³原子
／cm²のフッ素原子が付着するが、処理液槽IIの処理に
よって、約１０¹¹原子／cm²まで低減できることが判っ
た。１つの機構で、気体→液体→気体の連続処理を可能
とした。また、三フッ化塩素は極めて腐食性の化合物で
あるが、本発明の装置は何ら腐食されることがなかっ
た。

【０１２６】以上詳述したが、本発明は上記実施例に限
定されるものではない。試料ガイドの回転台は保持具の
左右に配置してもよいし、図３１に示した上下保持具を
逆にして上保持具に配置してもよい。腐食性の流体を用
いることがなければ、あるいは高度の清浄性を必要とし
ないならば試料ガイドの回転は流体の噴射によらず、駆
動モ−タによてもよい。

【０１２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
上記第１〜第４の目的を達成できる。すなわち、当該試
料を保持すべき方向で、試料保持面とは機械的に分離し
た当該試料を保持する試料ガイドを設け、当該試料と当
該試料保持面との間に流体を流すことによって生じるベ
ルヌ−イ効果を利用して当該試料ガイドに当該試料を接
触保持し、該試料保持面の法線方向と共に、接線方向の
試料位置ずれを抑制することを特徴とする試料保持方法
及び装置を提供することが出来る。

【０１２８】また、当該試料ガイドが当該試料保持面と
機械的に分離され、当該試料ガイドの回転と共に、当該
試料を回転することを特徴とする試料回転方法及び装置
を提供することが出来る。

【０１２９】さらに、保持すべき試料に対して行うべき
処理に応じて、ベルヌ−イ効果を生じさせるために流す
流体を選択し、前記試料を前記試料ガイドに支持すると
共に、当該試料表面の処理を実行することを特徴とする
流体処理方法及び装置を提供することが出来る。

【０１３０】さらに、本発明によれば、空気に触れるこ
となく高清浄で枚葉方式の、流体による物理的及び科学
的処理が可能であり、さらに、小形化が可能な流体処理
装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】板状試料を回転したときの流体の流れを説明す
るための説明図。

【図２】ウエハを回転したときの流体の流れ形成するの
に必要な流量を説明するための説明図。

【図３】側壁で密閉された中で、板状試料を回転したと
きの流体の流れを説明するための説明図。

【図４】ベルヌ−イ保持の原理を説明するための説明
図。

【図５】上下保持具にベルヌ−イ保持具を用いた場合
に、試料に作用する力の関係を説明するための説明図。

【図６】試料に作用する各力と上下保持具間の間隔との
関係を示すグラフ。

【図７】下保持具にベルヌ−イ保持具を用いた場合、試
料を接触保持ときに作用する力の関係を説明するための
説明図。

【図８】上下保持具にベルヌ−イ保持具を用いた場合、
試料を接触保持ときに作用する力の関係を説明するため
の説明図。

【図９】試料に作用する各力と上下保持具間の間隔との
関係を示す図。

【図１０】図１０（ａ）は、試料を接触保持する試料ガ
イドの構造を説明するための断面図。図１０（ｂ）は、
試料を接触保持する試料ガイドの構造を説明するための
断面図。図１０（ｃ）は、試料を接触保持する試料ガイ
ドの構造を説明するための断面図。

【図１１】試料を回転する原理を説明するための構成部
品の展開図。

【図１２】試料を回転する原理を説明するための断面
図。

【図１３】本発明による上保持具、試料ガイド、試料ガ
イド板、下保持具など、一実施例の構成部品の展開図で
ある。

【図１４】本発明による上保持具の要部構成を示す断面
図。

【図１５】本発明による上保持具の流体噴射孔の配置の
１例を示す平面図。

【図１６】本発明による試料ガイドの要部構成を示す断
面図。

【図１７】本発明による試料ガイドの要部構成を示す平
面図。

【図１８】図本発明による下保持具の要部構成を示す断
面図。

【図１９】本発明による下保持具の流体噴射孔の配置の
１例を示す平面図。

【図２０】本発明による流体処理を可能とする一実施例
の要部構成を示す説明図。

【図２１】シリコン粉の除去率を示す図。

【図２２】金属イオン除去率を示す図。

【図２３】本発明による上保持具、試料ガイド、試料ガ
イド板、回転台、下保持具など、一実施例の構成部品の
展開図である。

【図２４】本発明による下保持具の要部構成を示す断面
図。

【図２５】本発明による下保持具の流体噴射孔の配置の
１例を示す平面図。

【図２６】回転台蓋、試料ガイド、試料ガイド板及び回
転台を組み立てた後の断面図。

【図２７】本発明による試料ガイドの要部構成を示す断
面図。

【図２８】本発明による試料ガイドを浮上、回転する流
体噴射孔の配置の１例を示す平面図。

【図２９】上下保持具を用いた場合のメニスカスを示す
説明図。

【図３０】上下保持具を用いた場合の抑制力を示す図。

【図３１】本発明による流体処理を可能とする一実施例
の要部構成を示す説明図。

【符号の説明】

１…板状試料 ２…流体 ３…側壁 ４…下保持具 ５…噴射孔 ６…上保持具 ７…噴射孔 ８…試料ガイド ９…試料ガイド板 １０…上噴射板 １１…Ｏ−リング １２…供給板 １３…供給孔 １４…下噴射板 １５…下供給板 １６…供給孔 １７…浮上孔 １８…回転孔 １９…制動孔 ２０…不活性ガ
スボンベ ２１…電磁弁 ２２…処理液槽
Ｉ ２３…処理液槽II ２４…回転台蓋 ２５…回転台 ２６…格納溝 ２７…回転軸孔 ２８…処理気体
槽 ２９…電磁弁 ３０…電磁弁 ３１…高圧空気タンク ３２…電磁弁 ３３…温度制御 ３４…ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 智則 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 齊藤 昭男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平２−303047（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212421（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−127538（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−253637（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238245（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−282850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−141536（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−43428（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−75731（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−85649（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−51446（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304 651 B23Q 3/08 G11B 5/84 H01L 21/68

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保持すべき試料と試料保持具との間にリン
   グ状の試料ガイド板を機械的に分離し、かつ、前記試料
   保持具に対して別体として回転できるように配置し、前
   記試料ガイド板の周辺に試料ガイドが設けられてなり、
   前記試料と前記試料保持具の表面との間に流体を流すこ
   とによって生じるベルヌ−イ効果を利用して、前記試料
   を前記試料ガイドに接触保持させることを特徴とする試
   料保持方法。
2. 【請求項２】保持すべき試料と試料保持具との間に、そ
   の周辺に試料ガイドが設けられてなるリング状の試料ガ
   イド板を機械的に分離し、かつ、前記試料保持具に対し
   て別体として回転できるように配置し、前記試料と前記
   試料保持具の表面との間に流体を流すことによって生じ
   るベルヌ−イ効果を利用して前記試料を前記試料ガイド
   に接触保持させ、かつ、前記試料ガイド板に流体を供給
   することによって前記試料を保持した前記試料ガイド板
   を回転させることを特徴とする試料回転方法。
3. 【請求項３】保持すべき試料と試料保持具との間に、そ
   の周辺に試料ガイドが設けられてなるリング状の試料ガ
   イド板を機械的に分離し、かつ、前記試料保持具に対し
   て別体として回転できるように配置し、前記試料と前記
   試料保持具の表面との間に流体を流すことによって生じ
   るベルヌ−イ効果を利用して前記試料を前記試料ガイド
   に接触保持させ、かつ、前記試料ガイド板に流体を供給
   することによって前記試料を保持した前記試料ガイド板
   を回転させて、前記試料の表面の処理を行うことを特徴
   とする流体処理方法。
4. 【請求項４】試料と、試料保持具と、その周辺に試料ガ
   イドが設けられてなるリング状の試料ガイド板とを備
   え、前記試料ガイド板が前記試料保持具に対して機械的
   に分離され、かつ、別体として回転できるように前記試
   料と前記試料保持具との間に配置されてなり、前記試料
   と前記試料保持具の表面との間に流体を流すことによっ
   て生じるベルヌ−イ効果を利用して前記試料を前記試料
   ガイドに接触保持させることを特徴とする試料保持装
   置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記試料が接触保持さ
   れる前記試料ガイドの断面がテーパ形状であることを特
   徴とする試料保持装置。
6. 【請求項６】請求項４において、前記試料保持具の表面
   には前記流体を供給するための供給孔が複数個設けら
   れ、各供給孔から噴射される流体のそれぞれの噴射力
   が、前記試料の回転中心に対しほぼ同じ大きさのモ−メ
   ントを与え、かつ前記噴射力のベクトルの和がほぼ０と
   なるように前記供給孔が配置されてなることを特徴とす
   る試料保持装置。
7. 【請求項７】請求項６において、前記試料保持具の表面
   には前記試料の表面の法線方向と略一致する方向に沿っ
   て前記流体を前記試料の表面へ噴射するための供給孔が
   形成されていることを特徴とする試料保持装置。
8. 【請求項８】請求項６において、前記試料保持具の表面
   には前記試料の表面の法線方向を回転軸方向として前記
   試料に回転力を与える方向に沿って前記流体を前記試料
   の表面へ噴射するための供給孔が形成されていることを
   特徴とする試料保持装置。
9. 【請求項９】試料と、試料保持具と、その周辺に試料ガ
   イドが設けられてなるリング状の試料ガイド板とを備
   え、前記試料保持具が下保持具と上保持具とを有し、前
   記試料ガイド板が前記下保持具に対して機械的に分離さ
   れ、かつ、別体として回転できるように前記試料と前記
   下保持具との間に配置され、前記試料の上に前記上保持
   具が配置されてなり、前記試料と前記下保持具の表面と
   の間に流体を流すことによって生じるベルヌ−イ効果を
   利用して前記試料を前記試料ガイドに接触保持させるこ
   とを特徴とする試料保持装置。
10. 【請求項１０】請求項９において、前記下保持具と前記
    上保持具との間隔が略２．５mm以内なることを特徴とす
    る試料保持装置。
11. 【請求項１１】保持すべき試料と、該試料に対向する試
    料保持面との間に流体を流すことで生じるベルヌ−イ効
    果を利用して、前記試料保持面と機械的に分離して成る
    試料ガイドに、前記試料が接触保持された状態で前記試
    料の表面を処理する流体処理装置であって、前記試料保
    持面が形成されている試料保持手段と、前記試料保持面
    と前記試料との間に流してベルヌ−イ効果を生じさせる
    と共に、前記試料表面の処理を行う流体を供給する処理
    用流体供給手段と、前記試料ガイドを支持する試料ガイ
    ド板と、該試料ガイド板を前記試料保持面から浮上さ
    せ、かつ、前記試料ガイド板を回転させる流体を供給す
    る浮上及び回転用流体供給手段とを有することを特徴と
    する流体処理装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、前記試料保持手段
    の試料保持面側であって、その法線方向に前記処理用流
    体供給手段から供給される前記流体を前記試料の表面へ
    噴射する流体供給孔が形成されていることを特徴とする
    流体処理装置。
13. 【請求項１３】請求項１１において、前記試料の表面の
    法線方向を回転軸方向として、前記試料に回転力を与え
    る方向に沿って前記浮上及び回転用流体供給手段から前
    記流体を前記試料の表面へ噴射するための流体供給孔が
    前記試料保持手段の試料保持面側に形成されてなること
    を特徴とする流体処理装置。
14. 【請求項１４】請求項１１において、前記処理用流体供
    給手段は互いに異なる流体をそれぞれ供給する複数の供
    給手段から構成されているものであり、前記試料に対し
    て行うべき処理に応じて前記複数の供給手段のうち一つ
    を選択し、前記選択した一つの供給手段からの流体を供
    給する選択手段をさらに有することを特徴とする流体処
    理装置。
15. 【請求項１５】請求項１４において、前記複数の供給手
    段には、前記試料を保持する試料ガイドを浮上させ、か
    つ、回転させる気体供給手段、前記試料を保持する試料
    ガイドの回転を制動させる気体供給手段が少なくとも含
    まれることを特徴とする流体処理装置。
16. 【請求項１６】請求項１１において、前記試料保持手段
    を一対設けると共に、前記一対の試料保持手段のそれぞ
    れに形成されている試料保持面が、所定の間隔をあけ、
    前記試料と前記試料ガイドを挟んで、互いに対向する位
    置に配置されるように、前記一対の試料保持手段を支持
    する支持手段をさらに有することを特徴とする流体処理
    装置。