JPH0376222A - 基板表面の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、被凍結液の微細液滴を冷却して得た微細凍
結粒子を基板に向けて噴射することによって、該基板上
の付着物を除去する、基板表面の洗浄装置に関するもの
であり、特に、冷媒中の不純物が微細凍結粒子の中に混
入しないように改良された、基板表面の洗浄装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第２図は、従来の半導体ウェハの洗浄方法を概略的に示
したものである。図において、１は半導体ウェハである
。２は、この半導体ウェハ１の表面に超純水を噴射する
ジェットノズルである。３はブラシであり、半導体ウェ
ハ１の表面にスライドするものである。次に、この図を
参照して、従来の半導体ウェハの洗浄方法について説明
する。

半導体ウェハ１の表面に、超純水をジェットノズル２に
より吹付ける。・これと同時に、矢印Ｒの方向に回転し
ているブラシ３を、矢印Ｔの方向で半導体ウェハ１表面
にスライドさせる。これによって、半導体ウェハ１表面
に付着している汚染粒子等が洗浄除去される。

従来の半導体ウェハの洗浄方法は、以上のように構成さ
れている。しかしながら、約１０μｍ以下の超微細な汚
染粒子等を洗浄除去することは困難であり、また洗浄ブ
ラシの摩耗によって半導体ウェハの汚染が生じることが
あり、さらにブラシの摩擦による静電気が発生して洗浄
効果を低下させることがあり、さらに、除去された異物
が洗浄ブラシに付着し、この異物が半導体ウェハを傷つ
けるといった問題点があった。

上述のような問題点を解決するために、凍結粒子を基板
の表面に噴出することにより−、該基板表面に付着して
いる汚染物を除去するという技術が提案されている（た
とえば、特願昭６３−３２３２２号参照）。

第３図は、微細凍結粒子の噴射による洗浄装置の模式図
である。第３図を参照して、当該洗浄装置は、チャンバ
４と噴射手段５を備えている。チャンバ４の下方部は、
下方向に細るテーバになっており、テーバの先端部は管
路６の一端に接続されている。管路６の他端は、噴射手
段５に接続される。

チャンバ４の天板部には、被凍結液を微細液滴化してチ
ャンバ４内に噴射するスプレーノズル７が設けられてい
る。スプレーノズル７は、被凍結液供給ライン８に接続
される。チャンバ４の側壁には、液体窒素等の冷媒をチ
ャンバ４内に注入する冷媒注入用スプレーノズル９が設
けられている。

冷媒注入用スプレーノズル９は、冷媒供給ライン１０に
接続される。

次に、動作について説明する。

噴射手段５の直下に、被洗浄体である半導体ウェハ１を
配置する。次に、冷媒注入スプレーノズル９によって、
チャンバ４内に液体窒素等の冷媒を噴射し、チャンバ４
内に冷媒の雰囲気を作る。

その後、スプレーノズル７によって、チャンバ４内に超
純水等の被凍結液の微細液滴１１を噴射する。すると、
被凍結液の微細液滴１１は、冷媒雰囲気を通過し、この
冷媒と熱交換し、微細凍結粒子１２に変えられて、チャ
ンバ４の下方部に溜まる。こうして、生成した微細凍結
粒子１２は、管路６を通って、噴射手段５によって、半
導体ウェハ１の表面に噴射される。半導体ウェハ１の表
面に付着している汚染物等の付着物は、この微細凍結粒
子１２の噴射を受けることによって、吹飛ばされ、除去
される。さらに、微細凍結粒子の溶解した結果物である
液体は、汚染物の溶媒として作用し、洗浄効果が一層高
められる。

第４図は、微細凍結粒子の噴射による洗浄装置の第２の
例の模式図である。当該装置は、被凍結液の微細液滴を
作る第１のチャンバ１３と、冷媒の雰囲気を作る第２の
チャンバ１４と、噴射手段５とを備える。第１のチャン
バ１３と第２のチャンバ１４は、管路１５によって接続
される。第２のチャンバ１４の下方部は、下方向に細る
テーバになっており、テーバの先端は管路６の一端に接
続されている。管路６の他端は、噴射手段５に接続され
ている。

第１のチャンバ１３の下方部には、微細凍結粒子１６を
気化させるための気化手段１７、たとえばヒータ、超音
波発振器等が設けられている。第２のチャンバ１４の天
板部には、液体窒素等の冷媒を第２のチャンバ１４内に
注入する冷媒注入用スプレーノズル９が設けられる。冷
媒注入用スプレーノズル９は、冷媒供給ライン１ｏに接
続されている。

次に、動作について説明する。

噴射手段５の直下に、被洗浄体である半導体ウェハ１を
配置する。第１のチャンバ１３内に被凍結液１６である
、たとえば超純水を入れる。次に、冷媒注入用スプレー
ノズル９によって、第２のチャンバ１４内に液体窒素等
の冷媒を噴射し、冷媒の雰囲気を作る。その後、気化手
段１７である、たとえばヒータをＯＮする。ヒータをＯ
Ｎすることにより、被凍結液１６は加熱され蒸発し、被
凍結液１６の微細液滴が形成される。この被凍結液の微
細液滴は、管路１５を通って第２のチャンバ１４内に入
る。すると、被凍結液の微細液滴は、冷媒雰囲気を通過
し、冷媒と熱交換し、微細凍結粒子１２となって、第２
のチャンバ１４の下方部に蓄積される。このようにして
、生成した微細凍結粒子１２は、管路６を通って、噴射
手段５によって半導体ウェハ１の表面に噴射される。半
導体ウェハ１の表面に付着している汚染物等の付着物は
、この微細凍結粒子１２の噴射を受けることによって、
吹飛ばされ、除去される。

［発明が解決しようとする課８］ 凍結粒子の噴射による洗浄装置は以上のように構成され
ており、基板上の洗浄物質は効率良く除去される。

しかしながら、被凍結液の微細液滴と冷媒雰囲気とを直
接接触させることによって微細凍結粒子を作成している
。それゆえに、冷媒中に含まれているダストやその他の
不純物が微細凍結粒子内に混入し、高清浄度を必要とす
る被洗浄体を汚染するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、冷媒中の不純物が微細凍結粒子の中に混入
しないように改良された、凍結粒子の噴射による、基板
表面の洗浄装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、被凍結液の微細液滴を冷却して得た微細凍
結粒子を基板に向けて噴射することによって、該基板上
の付着物を除去する、基板表面の洗浄装置にかかるもの
である。当該装置は、上記被凍結液の微細液滴を作る微
細液滴化手段と、上記微細凍結粒子を基板に向けて噴射
する噴射手段とを備えている。微細液滴化手段と噴射手
段との間には、その中を、上記微細液滴化手段によって
形成された被凍結液の微細液滴を通過させる管路が設け
られている。上記管路の外側には、該管路を外側から冷
却することにより、該管路内を通過する上記被凍結液の
微細液滴を微細凍結粒子に変える外部冷却手段が設けら
れている。

上記装置において、前記管路の内壁は電解研摩されてい
るのが好ましい。管路の内壁を電解研摩することによっ
て、微細凍結粒子が該管路内壁に付着し、凝集するのを
防止することができる。

［作用］ 本発明にかかる装置においては、微細液滴化手段によっ
て形成された被凍結液の微細液滴が、管路内を通過する
。この管路の外側には外部冷却手段が設けられており、
管路内を通過する、被凍結液の微細液滴が、この外部冷
却手段により冷却され、微細凍結粒子に変えられる。し
たがって、従来のように、被凍結液の微細液滴と冷媒と
が、直接、接触することはない。それゆえに、微細凍結
粒子に、冷媒中の不純物等が混入することはない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明の一実施例にかかる、基板表面の洗
浄装置の模式図である。第１図を参照して、実施例にか
かる洗浄装置は、被凍結液の微細液滴を作る微細液滴化
手段１８と、微細凍結粒子を半導体ウェハ１に向けて噴
射する噴射手段５と、を備えている。微細液滴化手段１
８と噴射手段５との間には、その中を、微細液滴化手段
１８によって形成された被凍結液の微細液滴を通過させ
る管路１９が設けられている。管路１９は、断熱容器２
１内に蓄えられた冷媒２０（たとえば液体窒素）の中に
潜入するように、断熱容器２１内を貫通している。

実施例では、微細液滴化手段１８は、被凍結液を微細液
滴化して噴射するスプレーノズル７を備えた噴射用チャ
ンバ２２と、被凍結液１６を気化させるための気化手段
１７、たとえばヒータ０、超音波発振器等を備えた気化
チャンバ２３と、を含む。スプレーノズル７は、被凍結
液供給ライン８に接続されている。

スプレーノズル７からの噴射によると、粒径２０〜１０
０μｍの微細液滴１１が得られる。気化手段１７によっ
て被凍結液１６を気化させる方法によると、粒径０．　
１〜１０μｍの微細液滴１１が得られる。これらは、必
要に応じて使い分けられるものである。

管路１９はコイル状に形成されており、その内壁は電解
研摩処理が施され、生成する微細凍結粒子１２が管路１
９の内壁に付着、凝集するのを防止している。

次に、動作について説明する。

まず、スプレーノズル７の噴射によって微細液滴１１を
作る方法と、気化手段１７によって微細液滴を作る方法
の、いずれか一方の方法が選ばれる。スプレーノズル７
の噴射によって微細液滴１１を作る方法は、微細凍結粒
子をスプレーノズル７から噴射用チャンバ２２内に噴射
することによって行なわれる。気化手段１７によって微
細液滴を作る方法は、気化手段１７である、たとえばヒ
ータをＯＮすることにより、微細凍結液１６を蒸発させ
ることによって行なわれる。噴射または気化によって生
成した、被凍結液の微細液滴１１は、管路１９内に流れ
ていく。管路１９は冷媒２０１；よって低温化されてい
るため、管路１９内に流入してきた微細液滴１１は、管
路１９を通過する途中で凍結して、超微細凍結粒子１２
となる。

以上のようにして、微細凍結粒子は作られるのであるが
、実施例の場合、冷媒と被凍結液の微細液滴とは、直接
、接触しないので、従来のように、微細凍結粒子中に冷
媒中の不純物が混入することはない。

管路１９内で生成した超微細凍結粒子１２は、管路１り
を通って、噴射手段５によって、半導体ウェハ１の表面
に向けて噴射される。半導体ウェハ１の表面に付着して
いる汚染物等の付着物は、この超微細凍結粒子１２の噴
射を受けることによって、吹飛ばされ、除去される。さ
らに、微細凍結粒子１２の溶解した結果物である液体は
、付着物の溶媒として作用し、洗浄効果が一層高められ
る。また、この装置で作成された超微細凍結粒子１２中
には、不純物が混入していないので、高清浄な洗浄がで
きるようになる。

なお、上記実施例では、微細液滴化手段１８として、ス
プレーノズル７を用いるものと、気化手段１７を用いる
ものとの両者を備えた洗浄装置を例示したが、この発明
はこれに限られるものでなく、いずれか一方のみを備え
てもよい。

また、微細液滴化手段１８として、被凍結液を微細液滴
化できるものなら、他のいかなる手段を採用しても、実
施例と同様の効果を実現する。

また、上記実施例では冷媒として液体窒素を例示したが
、この発明はこれに限られるものでない。

また、上記実施例では、被凍結液として超純水を用いた
場合を例示したが、この発明はこれに限られるものでな
い。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明にかかる、基板表面の洗
浄装置によれば、冷媒と被凍結液の微細液滴とを直接接
触させないで、微細凍結粒子を作成することができるの
で、微細凍結粒子中に冷媒の中に存在する不純物が混入
することはない。その結果、非常にクリーンな微細凍結
粒子を用いて、基板表面の高清浄な洗浄ができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例にかかる、基板表面の洗
浄装置の模式図である。 第２図は、従来の半導体ウェハの洗浄方法を示す概略図
である。 第３図は、微細凍結粒子の噴射による洗浄装置の第１の
従来例の模式図である。 第４図は、微細凍結粒子の噴射による洗浄装置の第２の
従来例の模式図である。 図において、ｌは半導体ウェハ、５は噴射手段、７はス
プレーノズル、８は被凍結液供給ライン、１１は微細液
滴、１２は微細凍結粒子、１６は被凍結液、１７は気化
手段、１８は微細液滴化手段、１９は管路、２０は冷媒
、２１は断熱容器、２２は噴射用チャンバ、２３は気化
用チャンバである。 なお、各図中、同一符号または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被凍結液の微細液滴を冷却して得た微細凍結粒子を基板
   に向けて噴射することによって、該基板上の付着物を除
   去する、基板表面の洗浄装置であって、 前記被凍結液の微細液滴を作る微細液滴化手段と、 前記微細凍結粒子を基板に向けて噴射する噴射手段と、 前記微細液滴化手段と前記噴射手段との間に設けられ、
   その中を、前記微細液滴化手段によって形成された被凍
   結液の微細液滴を通過させる管路と、 前記管路の外側に設けられ、該管路を外側から冷却する
   ことにより、該管路内を通過する前記被凍結液の微細液
   滴を微細凍結粒子に変える外部冷却手段と、 を備えた、基板表面の洗浄装置。