JPH07505577A - 照射による表面汚染物の除去 - 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】 照射による表面汚染物の除去 発明の背景 本発明は、表面から汚染物を除去することに関する。より詳細には、本発明は、 処理表面の分子結晶構造を変化させない照射による基板表面からの汚染物の除去 に関する。

表面汚染物には、サブミクロン粒子から肉眼で視ることのできる粒体までの範囲 の大きさの離散物質片が含まれる。斯かる汚染物は、炭素又は酸素等の元素から なる細かい粉塵又はごみ粒子又は望ましくない分子のことがある。汚染物は、共 有結合、静電力、ファンデルワールス力、水素結合、クーロン力、又は双極子− 双極子相互作用により表面に付着するようになり、汚染物の除去を困難にするこ とがしばしばある。

ある場合には、表面汚染物の存在は、汚染された基板を、基板の所定の目的に関 して効率の低いものとし、或いは実施不能なものにする。例えば、ある精密な科 学測定装置では、装置の光学レンズ又は鏡が微細な表面汚染物で覆われると、正 確さが失われる。同様に、半導体では、わずかな分子汚染物による表面の欠陥が 、半導体マスク又はチップを役に立たなくすることがよくある。石英半導体マス クにおける分子による表面の欠陥の数を、たとえ少量であっても、減少させると 、半導体チップの製造の収率を著しく向上させることができる。同様に、炭素又 は酸素等の分子表面汚染物をシリコンウェファ−の表面から、回路層をウェファ −に蒸着させる前に又は層の蒸着の間に、分子表面汚染物を除去することが、製 造したコンピュータチップの質を著しく向上させる。

更に、製造の開に７リコンウエフアーを最も汚染する破砕物のかなりの部分が、 製造装置、例えば、ウェファ−が入れられる処理チャンバー、及び処理ガスをチ ャンバーに通すパイプ等から発散する。そのため、斯かる装置を定期的に清掃す ることにより、製造の間にこうむるウェファ−汚染のレベルを著しく低下させる ことができる。

最も微細な汚染物さえもない清浄な表面に対する必要性が、種々の表面清浄化方 法の開発につながった。しかしながら、これらの公知の方法は、それぞれ深刻な 欠点を有している。例えば、湿式の化学クリーニングは、金属イオン及び可溶性 不純物を除去するが、微粒子を除去することができない。反対に、スクラビング （ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ）技術は、微粒子を除去するが、定期的な保守の必要な装 置を用い、物理的な接触により処理表面を損傷する虞がある。同様に、加圧流体 噴射クリーニングは、微粒子の除去を容易にするが、清浄化用流体が維持されて いる高圧により、処理表面を損傷する虞がある。超音波クリーニングは、液状媒 体中を伝送される音波の強度により、やはり、処理表面の物理的損傷に帰着する ことのある技術である。加えて、高圧薬品送り出しシステムである「メガソニッ クス（Ｍｅｇａｓｏｎｉｃｓ）Ｊは、汚染物を除去することを意図する他ならぬ 薬品溶液の含有物で処理表面を汚染することがある。同様に、可剥ポリマーテー プも、ポリマー残留物が処理表面に付着することにより、処理表面を汚染するこ とがある。最後に、「メガソニソクス」及びポリマーテープのように、上記の清 浄化技術の各々は、除去を行なう際に多くの新たな汚染物を処理表面にもたらす ことのある清浄化具及び／又は清浄化剤を用いている。

外部薬剤（ｏｕｔｓｉｄｅ　ａｇｅｎｔｓ）なしに基板表面を清浄化する他の公 知の方法は、汚染物を除去するため、処理表面を溶融することが必要であり、し かる後、汚染物は、超高減圧により除去される。この方法は、被処理表面を、し ばらくの間、溶融しなければならないという不都合がある。斯かる溶融は、例え ば、回路層の蒸着の間に半導体表面を清浄化する際、先に蒸着した回路層の一体 性が妨げられないことが望ましい場合には、望ましくない。更に、斯かる作業は 、パイプ及びウェファ−処理チャンバーに見られるような広がった（ｅｘｐａｎ ｓｉｖｅ）不規則なある表面の清浄化を実施するのは、不可能ではないとしても 、困難であろう。最後に、この方法に用いられる超高減圧装置は、高価であると ともに操作するのに時間がかかる。

アニーリング処理方法には、同様の欠点がある。アニーリング法によって表面を 清浄化する場合、被清浄化基板の処理表面は、通常、処理される材料の融点より も低いが、材料の分子結晶構造の再構成（ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を可能 にするのに充分に高い温度に加熱される。被処理表面は、この高められた温度に 長時間維持され、この間に、表面の分子結晶構造は、再構成され、汚染物は、超 高減圧によって除去される。アニーリング清浄化法は、基板表面の分子結晶構造 を維持することが望ましい場合には、用いることができない。

融触として知られる現在利用されている他の清浄化法には、それ自身の独特な欠 点がある。融触では、表面つまり表面上の汚染物が、気化点（ｐｏｉｎｔ　ｏｆ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）に加熱される。融触される金属によっては、材料は 、気化する前に溶融するか、又は加熱すると直接昇華することがある。融触清浄 化技術に関し、処理表面への損傷を防止することを意図するのであれば、汚染物 の付いている表面ではなくて、汚染物のみに正確に融触エネルギーをかけなけれ ばならず、汚染物が極めて小さいか又はランダムに間隔をあけて位置している場 合、或いは、被処理表面が不規則な形状になっている場合には、困難な作業であ る。

溶融、アニーリング及び融触による表面クリーニングは、レーザーエネルギー源 を用いて行なうことができる。溶融、アニーリング及び融触により汚染物を表面 から除去するため、レーザーエネルギー源を用いることは、これらの方法固有の 不都合を克服するものではない。例えば、米国特許第４．２９２．０９３号「レ ーザー照射を用いた原子的に清浄な結晶質シリコン及びゲルマニウム表面の製造 方法（Ｍｅｔｈｏｄ　Ｕｓｉｎｇ　Ｌａ５ｅｒ　１ｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｆｏ ｒ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｔｏｍｉｃａｌｌ凵@Ｃ１ｅａｎ Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｉ　ｉｎｅ　Ｓｉ　ｌ１ｃｏｎ　ａｎｄ　Ｇｅｒ＋ｎａｎｉｕ ｍ　５ｕｒｆａｃｅｓＪでは、開示されたレーザーアニーリング法は、真空状態 と、処理表面の再構成及び溶融を生しさせるのに充分なエネルギーレベルとの両 方を必要とする。溶融又はアニーリングを伴う他の公知のレーザーによる表面ク リーニング法は、米国特許第４．１８１．５３８号及び第４、６８０．６］６号 に開示されているように、同様な高エネルギーレージング及び／又は真空状態を 必要としている。同様に、米国特許第３．４６４．５３４号「レーザーイレーザ −（Ｌａｓｅｒ　Ｅｒａｓｅｒ）」に開示されたレーザー融触技術には、池の高 エネルギー融蝕性と同様の欠点がある。

発明の概要 本発明は、分子結晶構造を変化させることなしに又は被処理表面を傷めることな しに、基板の表面から表面汚染物を除去することにより、先行技術の問題を解決 し、欠点を回避するものである。基板処理表面を横切ってガスを流し、基板処理 表面から表面汚染物を解放するのに充分大きく、基板処理表面の分子結晶構造を 変化させないよう充分に小さいエネルギー密度及び期間で基板を連続的に照射す る。照射線ソースは、パルス又は連続波レーザー或いは高エネルギーランプ等の 本技術分野で公知の任意の手段でよい。輻射線は、パルス紫外線レーザーによっ て発生されることが好ましい。本発明は、半導体基板上に回路層を蒸着する前、 間及び後に、はぼ平坦な半導体基板から表面汚染物を除去するのに有益に適用す ることができる。本発明は、不規則な形状の表面、より具体的には、空間を同じ くしない関係の平面にある表面にも適用することができる。斯かる平面は、同じ 空間又は平面を占める関係以外の、基板の表面間の全てのあり得る関係を包含し ている。例えば、パイプの対向する内壁又は立方体状チャンバーの隣り合う壁の ような、それぞれ、平行な又は角をなす関係の表面が、空間を同じくしない関係 の平面を占めるものである。

図面の簡単な説明 図１は、本発明による汚染物除去方法及び装置の模式図である。

図２は、比較的平坦な処理表面から汚染物を除去するため、本発明の一実施態様 においてどのようにレーザー光線が当てられるかを示す模式図である。

図３は、比較的平坦な処理表面から汚染物を除去するため、本発明の他の実施態 様においてどのようにレーザー光線が当てられるかを示す模式図である。

図４は、比較的平坦な処理表面から汚染物を除去するため、本発明に従って供与 される輻射線及びガスと組み合せたマスクの使用を示す模式図である。

図５は、本発明による不規則な形状の処理表面から汚染物を除去するための汚染 物除去装置の模式図である。

図６乃至図１１は、本発明の原理によるガス及び輻射線を不規則な形状の処理表 面に搬送するための装置の模式端面図である。

図１２及び１３は、細長い包囲された通路の内側から汚染物を除去するのに図５ の本発明をどのように適用することができるかを示す模式側面図である。

図１４は、本発明の原理によるガス及び輻射線を不規則な形状の処理表面に搬送 するための装置の模式端面図である。

図１５は、図１４に示す装置の部分平面図である。

図１６は、本発明の原理によるガス及び輻射線を不規則な形状の処理表面に搬送 するための装置の他の形態の部分平面図である。

図１７及び図１７ａは、可撓性の多孔質中心寄せ支持構造体を用いた図５の本発 明及び応用を示す模式側面図である。

図１８は、光ディフューザーを用いた本発明の応用を示す模式側面図である。

図１９及び図２０は、処理チャンバーの内側から汚染物を除去するのに図５の本 発明をどのように適用することができるかを示す模式側面図である。

図２１及び図２２は、不規則な形状の対象物の外側から汚染物を除去するのに図 ５の本発明をどのように適用することができるかを示す模式側面図である。

図２３及び図２４は、導管状の内部から汚染物を除去するため、本発明の他の実 施態様において輻射線がどのように適用されるかを示す模式側面図である。

図２５及び図２６は、それぞれ、不規則な形状の対象物の外側から汚染物を除去 するため、本発明の他の実施態様において輻射線がどのように適用されるかを示 す模式端面及び側面図である。

詳細な説明 本発明の目下の好ましい実施態様について詳細に説明するが、それらの例が、添 付の図面に示されている。図面を通じ、同様の要素を示すのに、同様な参照符号 が用いられている。

１、処理方法 分子結晶構造を変化させる又は基板表面を損傷させることなしに、基板の表面か ら表面汚染物を除去する方法及び装置が、図１に模式的に示されている。図１に 示すように、アセンブリＩＯが、表面から汚染物を除去する基板１２を保持して いる。ガス源１６からのガス１８が、一定して基板１２上を流れている。ガス１ ８は、非反応性ガス環境に基板１２を浴すため、基板１２に対して不活性であり 、基板１２を横切って流される。ガス１８は、ヘリウム、窒素又はアルゴンのよ うな化学的に不活性なガスが好ましい。基板１２を保持するための包囲容器１５ が、一連の管２１、弁２２及びガス流量計２０を経て、ガス源１６に連通してい る。

図１に示す本発明の実施態様によれば、包囲容器１５は、反対側にあるガス流入 及び流出口２３．２５それぞれを装着したステンレス鋼製試料反応セルを備えて いる。包囲容器１５には、輻射線が通過することのできる封止光学絞石英ウィン ド１７が装着されている。流入及び流出口２３．２５は、例えば、弁を装着した ステンレス鋼製チューブからなるのがよい。試料１２を包囲容器１５に入れた後 、包囲容器１５は、ガス１８で繰返しフラッシュ及び戻し充填され（ｂａｃｋｆ ｉｌｌｅｄ）、他のガスの流入を防止するため、周囲大気圧よりもやや高い圧力 に維持される。

包囲容器１５は、固いチャンバーとして示されれいるが、被清浄化表面が、ガス が流通することのできる如何なる種類の包囲容器に包囲されていてもよいことが 予測される。例えば、被処理表面が、大きな固定対象物である場合には、大きな 可搬の包囲容器、例えばプラスチックバッグを利用することもできる。

ガス１８の流れは、流量計２０によって調節され、流量計は、この好適な実施態 様では、マテソン６０２型（ＭａＬｈｅｓｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　６０２）流量計で ある。弁２２は、高温及び高圧の用途、並びに毒性の、危険な、腐蝕性の又は膨 張性のガス又は液体を用いる用途に適した絞り弁、調整弁又はベローズ弁、例え ば、オハイオ州、フロンのスウエージロツク社（Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ　Ｃｏ、　 ）によるｒ　Ｓｗａｇｅｌｏｃｋ　５Ｓ−４ＨＪ（商標）シリーズの弁が好まし い。弁２２は、包囲容器Ｉ５を隔絶させ、包囲容器１５をガス源１６と連通させ 、又は包囲容器１５を別のソース４０から入来する他の物質、例えば基板１２に 蒸着させるためのガス、と連通させるため、開閉させることができる。

本発明の方法によれば、高エネルギー輻射線が、表面汚染物を基板の処理表面か ら解放するのに要するエネルギー密度及び期間と、表面の分子結晶構造を変化さ せるエネルギー密度及び期間との間のエネルギー密度で斯かる期間、基板の処理 表面に照射される。図１に示す本発明の実施態様によれば、レーザー又は高エネ ルギーランプであるのがよい輻射線ソース１４が、基板１２の処理表面に対して 送られる輻射線１１を発生させる。図１では、ソース１４は、包囲容器１５の外 側にあって石英ウィンド１７を通じて試料１２を照射するように示されている。

しかしながら、ソース１４は、その他、包囲容器１５内に配置することもできる ことが考えられる。

高エネルギー輻射線のエネルギー束及び波長は、除去する表面汚染物によって選 択するのが好ましい。この目的のため、流出口２５にガスアナライザー２７を連 結するのがよい。アナライザー２７は、包囲容器１５からの排気ガスの含有物を 分析して、ソース１４の選択的エネルギー及び波長調節を容易にする。ガスアナ ライザー２７は、例えば、マサチューセッツ州、ビルリカのプルカー・インスト ウールメンツ社（Ｂｒｕｋｅｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｉｎｃ、）製又はミ ネソタ州、イーブン争ブレーリーのパーキン・エルマー（Ｐｅｒｋｉｎ　Ｅｌｍ ｅｒ）製の四極子質量分析計のような質量分析計がよい。

本発明に用いる照射のソースの選択は、所望の輻射線のエネルギー及び波長によ る。電子ポルト／光子（Ｅｖ／ｐｈｏｔｏｎ）の輻射線のエネルギーレベルは、 汚染物を被清浄化表面に付着させる結合をこわすのに必要なエネルギーの少なく とも二倍であるのが好ましい。一般的な汚染物（炭素及び酸素等）と一般的な基 板材料（シリコン、チタン、ゲルマニウム、鉄、白金及びアルミニウム等）との 間の結合エネルギーは、ハンドブック・オブ・ケミストリー・アンド・フィジッ クス、第６８版、Ｆ巻１６９頁〜Ｆ＠１７７頁（シー・アール・シー・プレス、 １９８７）　Ｉ）ｌａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈ ｙｓｉｃｓ、　６８ｔｈ　ｅｄ、、　ｐｐ、Ｆ−１６９ｔｏ　Ｆ−１７７（ＣＲ ＣＰｒ■唐■ １９８７］　に示すように、２〜７　Ｅｖ／結合の間の範囲である。したがって 、４〜１４Ｅｖ／光子の範囲のエネルギーで光子を放射する輻射線ソースが望ま しい。波長は、参照することにより本明細書に組み込まれているジー・ダブリュ ・キャステランの物理化学、第二板、４５８〜４５９頁（アカデミツク・プレス ）　［Ｇ、Ｗ、Ｃａ５ｔｅｌｌａｎ。

Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ＣｈｅＩｎｉｓｔｒｙ、　２ｄ　ｅｄ、、　４５８−４５９ （Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、　１９７５）　Ｉ　に記■■黷■ いるように、周知の光電効果によって基板表面の元のままの状態を損う波長より 低くすべきである。好ましい波長は、除去する分子種及び斯かる種の共鳴状態に よる。

高エネルギーランプ及びレーザーを含む適当なエネルギーレベルの輻射線を発生 させる本技術分野で公知の任意の手段を本発明に用いることができる。用途によ り、斯かるソースからの光エネルギーは、遠（ｄｅｅｐ）紫外〜赤外線、それぞ れ対応する波長て１９３〜３０００ｎｍの範囲にあることが予測される。

幾つかの好適なレーザーの波長及び光子エネルギーを、以下の表１に掲げる。

表ル −ザー　波長（ｎｍ）　Ｅｖ／光子 ＸｅＣｌ、パルス　３０８　４．０４ アルゴン・イオン、連続波　２５７　４．８３ＫｒＦ　、パルス　２４８　５． ０１ ＡｒＦ　、パルス　１９３　６．４４ 波長可変色素レーザー、パルス又は連続波　２００〜８００　６．２２〜１．５ ５これらのレーザーは、以下の参考文献：Ｌｌ、Ｗｅｂｂｅｒ、　ｅｄ、、ＣＲ ＣＨａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　１．ａｓｅｒＳｃｉｅｎｃｅ、　Ｖｏｌｓ、　ｌ− ５（１９８２−１９８７）；　Ｍｉｔｓｕｏ　Ｍａｅｄａ、　Ｌａ５ｅｒ　Ｄｙ ｅｓ　（ＡｃａｄｅＩ撃奄メ@Ｐｒｅｓｓ １９８４）　；並びにマサチューセッツ州、アクトン、グレート・ロード２８９ のラムダ・フィジーク（Ｌａｍｂｄａ　Ｐｈｙｓｉｋ　ａｔ　２８９　Ｇｒｅａ ｔ　Ｒｏａ、　Ａｃｔｏｎ、　１Ａａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）、カ■ フォルニア州、パワ・アルド、ポーター・ドライブ３２１０のコヒーレント社（ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ、　Ｉｎｃ、　ａｔ　３２１０　Ｐｏｒｔｅｒ　Ｄｒｉｖｅ、 　Ｐａ１ｏ　Ａｌｔｏ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）、及びJリフ ォルニア州、マウンテン・ビュー、ウェスト・ミドルフィールド・ロード１２５ ０のスペクトラ・フィジックス（Ｓｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｔ　１２ ５０　ＷｅｓＬ　Ｍｉｄｄｌｅｆｉｅｌｄ　Ｒｏａｄ。

Ｍｏｕｎｔａｉｎ　Ｖｉｅｗ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）からのレーザー製品の 説明書に、より詳細に説明されている。高エネルギーキセノン又は水銀ランプ、 或いは可視、紫外、赤外、Ｘ線又は自由電子レーザーを含む他の種類のレーザー を、適当な輻射線ソースとして利用することができる。

本発明によれば、汚染物を除去する基板の処理表面に対して向けられる照射は、 表面の分子結晶構造を変化させるのに必要なパワー密度よりも低いパワー密度を 有している。照射のパワー密度及び期間は、基板の表面構造を変化させるのに要 するエネルギーよりもかなり少ない量のエネルギーを基板表面に与えるよう選択 えば、プラスチック等の成る種の基板材料を用いると、このエネルギーレベルは 、高強度カーバイドスチール等の他の材料の関するエネルギーレベルよりもはる かに低い。種々の材料の生成熱は、周知であり、ハンドブック・オブ・ケミスト リー・アンド・フィジックス、第６８版、Ｄ巻３３頁〜Ｄ巻４２頁（シー・アー ル・シー・プレス、１９８７）　ＩＨａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒ ｙ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、　６８ｔｈ　ｅｄ、、　ｐｐ、Ｄ−３R ｔｏ　Ｄ−４２（ＣＲＣＰｒｅｓｓ　１９８７）　ｌ　に報告されている。生成 熱は、一般に、種々の材料を分解（ｂｒｅａｋ　ｄｏｗｎ）するのに要する熱量 に対応し、処理表面の分子結晶構造を変化させない照射のエネルギー密度及び期 間の選択における指針にすることができる。幾つかの一般的な基板材料の生成熱 を、以下の表２に一覧にする。

表２ 材料　生成熱 Ａ１．０．　１６９０６．７　ｋＪ／ｍｏｌ；　１７．５２　Ｅｖ／分子（ｍｏ ｌｅｃｏｌｅ）Ｓｉｎ、　８４０．３　ｋＪ／＋ｎｏｌ；　９．＋１　Ｅｖ／分 子Ｎｂ、０．　１５２Ｂ、２　ｋＪ／＋ｎＯＩ；　１３．２７　Ｅｖ／分子Ｎｉ ０　２３０．６　ｋＪ／＋ｎｏｌ；　２．５０　Ｅｖ／分子Ｔ＋２０．　５００ ．２　ｋＪ／ｍｏｌ；　１５．６３　Ｅｖ／分子本発明で用いる照射のエネルギ ー密度及び期間は、基板の処理表面で生成熱に近くならないようなエネルギー密 度及び期間である。しかしながら、所定の基板材料に用いることのできる最大エ ネルギーを見出すには、材料の分っている生成熱に鑑みである実験が必要である 。斯かる実験は、アニーリング、融触及び溶融が起こらないことを確実にするも のである。

基板表面を上記のように照射すると、表面汚染物を基板表面に保持している結合 及び／又は力は破壊され、不活性な搬送ガスが、照射の間に基板表面から汚染物 を運び去る。清浄にした表面は、不活性ガス雰囲気内にとどまる限り、基板表面 には、新たな汚染物が生じない。必要であれば、除去した汚染物種を捕捉し、中 和するため、適当な捕捉システムを包囲容器２５の流出口に連結してもよい。

２、平坦な処理表面 本発明に従って処理される平坦な基板を、レーザーで選択的に照射することがで きる。例えば、図２に示すように、基板１２が、ＸＹテーブル１３上に固定され 、このテーブルは、レーザー１４によって発生され、不活性ガス１８が上に流れ る基板１２の表面の選択した部分に接触する前にビーム・スプリッター２４及び 合焦レンズ２８を経て送られるレーザーパルス１１°の固定ビームに関して選択 的に移動される。その他、図３に示すように、レーザーパルス１１’　は、ビー ム・スプリッター３０．３２によって、固定テーブル１９上の基板１２の表面上 方の調節ミラー３４〜３７によって選択的に移動される二組のパルスに分割して もよい。レーザーからのエネルギーを直接測定するレーザー・パワー・メーター ２６が、基板にかけるレーザー・パワーの綿密な監視を可能にする。適当なレー ザー・パワー・メーターが、ニューヨーク州、オリスカ二一のディジラード（Ｄ ｉｇｉｒａｄ）及びコロラド州、ボールグーのサイエンチック社（Ｓｃｉｅｎｔ ｅｃｈ、　Ｉｎｃ、）から入手可能である。

更に、平坦な表面の選択的照射は、輻射線のソースと処理表面との間に配置され た半導体工業で用いられるものと同様のマスクの使用によっても行なうことがで きる。図４に示すように、マスク９が、輻射線１１の基板１２への進入路をマス ク通路ａを通じて限定することにより、固定テーブル１９に固定された基板Ｉ２ の選択的照射を容易にしている。図１に詳細に示すように、包囲容器１５は、そ れぞれ反対側にあるガス流入口及び流出口２３．２５並びに輻射線が通過するこ とのできる封止光学絞石英ウィンド１７を装着したステンレス鋼製試料反応セル 脩えている。

高エネルギーランプも、図２乃至図４に開示されている配置と同様の配置で平坦 な表面を照射するのに用いることができる。以下の実施例は、はぼ平坦な処理表 面に関して本発明の方法の適用を説明する。実施例１では、種々のエネルギー密 度のパルスＫｒＦエキシマ−・レーザーが、酸化珪素基板に当てられ、様々な成 功度がもたらされる。実施例２では、光学要素の領域における本発明の必要性を 検討する。

実施例１ 珪素の自然（ｎａｔｉｖｅ）酸化物が、半導体表面上での薄膜の成長の促進に必 要である。残念ながら、酸化珪素の半導体表面が環境に晒されると、炭素汚染物 が、半導体表面に弱く付着する。これらの汚染物の存在は、蒸着させる薄膜の導 電性又は絶縁性を大きく低下させる。したがって、半導体の製造においては、環 境への曝露を最小限にするため、周到な真空、化学及び機械技術の使用を通じて 多大な予防措置が講じられる。真空技術は、特に、処理工程の間に表面を清浄に 維持するために高真空又は近超高真空を用いる場合には、費用がかかる。化学（ 湿式及び乾式）並びに機械技術は、基板の処理表面及雲被処理表面が処理集積回 路の場合には、下にある構造を、損傷させることがある。

これらの問題を克服するための成る試みにおいて、基本波長が２４８ｎｍ（紫外 域）であるパルスＫｒＦエキシマーレーザーを、アルゴンガスが流通する封止箱 内の珪素基板の表面に当てた。表面炭素汚染物を減少させ、半導体製造における アルミニウム薄膜の前駆物質である化学吸着された付機金属（トリメチルアルミ ニウム）と関連する炭素のパーセンテージを減少させるため、上記ＫｒＦエキシ マーレーザーを用いて、１０Ｈｚの反復速度で６０００回のレーザー・ンヨット に関して３５ｍ　ｊ／ｃｍ２の照射を、酸化珪素基板表面に施した。レーザー処 理した表面は、１．０３ｘ１０３　ｔｏｒｒの背後調整圧力（ｂａｃｋｉｎｇ　 ｒｅｇｕｌａｔｏｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）下に１６１／ｈｒの流量のアルゴンガ スの連続流に晒した。処理の後、Ｘ線光電子分光（ｒＸＰＳＪ）分析が、基板は 、基板表面の３０〜・１５％を覆う処理後平均表面炭素から、基板表面の１９％ を覆う処理後平均表面炭素へ表面炭素のかなりの減少を見せたことを示した。基 板表面自体は、損傷も変化も示さなかった。

上記の様にレーザー照射によって処理され、次いで有機金属ガス流に晒された表 面が、ＸＰＳ分析により、非レーザー処理表面に関して有機金属ガスに晒した後 に炭素に覆われていた４０〜４５％の基板表面と比較して、基板表面の２０．８ ％が炭素に覆われていたことを示した。上記の様に、レーザーを当てると、有機 金属ガスに晒す前でもガスに晒した後でも、表面のほんの８．９％だけが炭素に 覆われた。

レーザーに晒された領域に近接した領域も、レーザー清浄化処理の幾分かの効果 を示した。処理領域に近接した領域は、１２．７％の低くなった炭素量を示した 。この効果は、おそらく、当てたレーザーパルスのガウス分布的性質（ｇａｕｓ ｓｉａｎ　ｎａｔｕｒｅ）によるものであろう。

試料セルからｘＰＳアナライザーへの移送は、アルゴンを満たしたグローブ・ボ ックスを経由する。珪素ウェファ−は、不活性の超高真空（ＵＨＶ）移送ロッド を通してＸＰＳに移送される。これが、環境への曝露を最小限に維持している。

他の酸化珪素のウェファ−が、上記の様にアルゴンガスに晒したが、１ＯＨｚの 反復速度で６０００回のレーザー・ンヨットに関して９ａ＋ｊ／ｃｍ”のパルス ＫｒＦエキシマーレーザー照射を受けた。ＸＰＳ分析が、レーザー処理の前後と も４０〜４５％の表面が炭素で覆われたことを示した。したがって、９ｍｊ／ｃ ｍ”の照射は、吸着された表面炭素を除去しなかったのである。

他の酸化珪素のウェファ−が、上記の様にアルゴンガスに晒したが、１０１１ｚ の反復速度で６０００回のレーザー・ショットに関して３００ｍｊ／ｃｍ２のパ ルスＫｒＦエキシマーレーザー照射を受けた。処理の終了時において、基板表面 は、基板を貫通する孔を含むかなりの損傷を受けていた。したがって、３００＋ ｎｊ／ｃｓ＋’の照射は、基板表面の分子結晶構造を変化させたのである。

これらの例は、適正なエネルギー束及び波長が、下にある面又は近接した構造を 損うことなしに、表面汚染を減少させることができることを示している。

５ｉｎｓの生成熱を考慮すると、酸化珪素基板表面を、ｌ０Ｈｚの反復速度で６ ０００回のレーザー・ショットに関して１００＋＋＋ｊ／ｃｍ”未満のパルスＫ ｒＦエキシマーレーザー照射に供すると、基板の分子結晶構造を変化させないで あろうことが予期される。

］ＯＨｚの反復速度で６０００回のレーザー・ショットに関して７５ｍｊ／ｃ＋ ＋＋’未満のパルスＫｒＦエキンマーレーザー照射は、酸化珪素基板表面を決し て変化させないことが予期される。

実施例２ 高エネルギー光学要素を、レーザー核融合、Ｘ線リソグラフィー及び紫外線工− 核融合及びＸ線リソゲラファー技術は、専ら「清浄な」環境で用いられている。

エキシマ−レーザー光学素子は、現在の工業用フィルム蒸着技術では、長期の高 エネルギー束に耐えることのできるフィルムを制作することが困難なので、可使 寿命が短い。

高エネルギー光学素子についての積年の問題には、光学的絶縁破壊がある。この 現象は、［強いレーザー・フィールドにおける透明媒体中で負う損傷の突発的発 生（ｔｈｅ　ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄａｍａ ｇｅ　１ｎｆｌｉｃｔｅｄ　ｉｎ　ａ　ｔｒａｎｓｐａｒ■獅■ ｓ＋ｅｄｉｕｍ　ｉｎ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　１ａｓｅｒ　ｆｉｅｌｄ）Ｊとして として説明することができる（ワイ・アール・ジエン、非線形光学の原理、第１ 版、５２８〜５４０頁「ワイリー・インターサイエンス１９８４年）：　Ｙ、Ｒ ，５ｈｅｎ、Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ　０ｐｔｉｃｓ 、　１ｓｔｅｄ、、５２８−５４０（Ｗｉｌｅｙ　Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ　 １９８４）ｌ　Ｏこの現象は、気体ばかりでなく固体においても生ずる。固体、 例えば高エネルギー光学素子に関して、掻き傷及びばら材料（ｂｕｌｋ　ｍａｔ ｅｒｉａｌ）の細孔等の表面欠陥の存在によって光学的絶縁破壊が悪化する。は とんどの場合、光学的絶縁破壊は、吸着された粉塵粒子等の表面汚染に起因する 。これらの汚染物の存在は、破壊閾値を低下させ、延いては所定のレーザーシス テムから使用することのできる最大レーザーパワーを限定する。このことは、外 部ポンプエネルギー源によるレーザー媒体（固体状又は気体状）のポンピングに 関する非常に重要な限定である。これが、延いては、光学ウィンド、レンズ及び 他の光学要素を通じてエネルギーを伝送するのに用いることのできるレーザーパ ワーを限定する。

光学的絶縁破壊は、例えば固体に関し、表面に付着した汚染物によって促進され る。レーザー・パルス・トレインと充分なエネルギー断面積との相互作用は、固 体表面に「電子雪崩」イオン化を生じさせるのに充分なエネルギーを蓄積するこ とがある。このことは、固体を崩壊させ得る表面プラズマを形成することがある 。汚染物の存在は、レーザーの効率を著しく低下させ、レーザーの潜在的用途に おける使用を減少させる。

上記の問題を克服するため、本明細書で説明したような汚染物除去方法を用いて 吸着された粉塵等の付着した汚染物を除去することができる。例えば、光学要素 を処理するため、光学要素は、アルゴンの連続流に晒され、この間に、パルスＫ ｒＦエキシマーレーザーが光学要素の表面に送られる。レーザーは、高エネルギ ー光学素子においてイオン化を引き起こし、それに続くプラズマを生じさせるの に要する高エネルギーパルスよりもかなり低いエネルギー束及び波長に調整され る。光学要素の表面は、選択された束及び波長で、吸着された汚染物を除去する のに充分な期間照射される。

２、不規則な形状の処理表面 図２乃至図４に開示した実施態様は、主として珪素ウェファ−のような平面状又 は平坦な基板の処理に向けられている。したがって、それらの用途は、処理チャ ンバー内に適宜固定することができ、はぼ固定された位置から発する輻射線ソー スに充分に晒すことのできる形態になった基板表面に限定される。

代わって、図５乃至図２６は、不規則な形状になった内部及び外部基板表面、よ り具体的には、空間を同じくしない関係の平面にある表面を有する対象物から表 面汚染物を除去することのできる本発明の実施態様を開示している。斯かる平面 は、同じ空間又は平面を占める関係以外の、基板の表面間の全てのあり得る関係 を包含している。例えば、パイプの対向する内壁又は立方体状チャンバーの隣り 合う壁のような、それぞれ、平行な又は角をなす関係の表面が、空間を同じくし ない関係の平面を占めるものである。

重要なことには、図２乃至図４に開示された装置は、斯かる基板表面を処理する ことができないのである。これらの装置は、きっばりと単一平面の基板に限定さ れる。反対に、図５乃至図２６の装置は、以下でより充分に述べるように、空間 を同じくしない関係の平面を占める表面を、順に又は同時に効果的に処理するこ とができる。

これらの図面には示されていないが、上記のようなガスアナライザー２７、及び ／又は粒子検知要素をこれらの実施態様に組み込んで、上記のようにソース１４ の選択的エネルギー及び波長調整を容易にすることができる。好適な粒子検知要 素は、コロラド州、ボールグーのパーティクル・メンヤリング・システムズ社（ Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｉｎｃ、）及びカリ フォルニア州、マウンテンビューのテンカー・インストウールメンツ（Ｔｅｎｃ ｏｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）から入手可能である。

図５は、パイプ７１のような細長い包囲された通路から汚染物を除去するための 装置８０を模式的に示している。輻射線ソース１４からの輻射線が、光ファイバ ーの束又は光バイブ等の光波ガイドである輻射線導管５０を通じて導かれ、一方 、基板の処理表面に対して不活性なガスが、ガスソース１６からガス管路５１を 経て処理表面に導かれる。輻射線導管５０及びガス管路５１は、ケーブルヘッド ５３で又はその前で合流し、ここで、それらの管は、単一のケーブル５２に「束 ねるＪことができる。ケーブル５２の端に接続されたケーブルヘッド５３は、輻 射線通路５４（１以上の光ファイバーであるのがよい）及びガス通路５５を含ん でいる。ケーブルペンド５３の種々の形態が、図６〜図１１に断面で示されてい る。

ケーブルヘッド５３の端部における輻射線通路５４及びガス通路５５の形状と配 置は、特定の用途（例えば、細長い包囲された通路、又はより広がった平坦な表 面）に必要な輻射線の強度と分布及び／又はガス乱流に基づいて選択される。

例えば、図６及び図７は、それぞれ、強くなった輻射線曝露及びガス乱流を指向 した形態を開示している。更に、図６〜図９は、ガス及び／又は輻射線が、通常 、繰返して表面上を通過する際に、一様でない量のガス及び／又は輻射線を搬送 する形態を提供している。これらは、図１Ｏ及び図１１によって提供されるガス 及び輻射線の、通常、表面に送られる時の、一様な分布と対照をなす。その他、 図８及び図９は、以下により具体的に述べるように、ケーブルヘッド５３の軸と ほぼ平行な表面に当てる際の、ガス及び輻射線の比較的均一な分布を提供する。

ケーブルへラド５３の使用により、ガス及び輻射線の制御が向上するが、ある用 途においては、この要素をそっくり排除し、ガス及び輻射線が、単純にガス導管 ５１及び輻射線導管５０から直接発するようにもできることが予測される。

複数の輻射線通路５４及びガス通路５５に便宜を与えることに加え、ケーブルヘ ッド５３は、輻射線及びガスを基板の処理表面７０に再送するための手段を提供 する。斯かる再送は、図１２及び図１３に示すように、パイプ７１等の狭い通路 の内部を清浄にするために装置８０を用いる場合には必要であり、この場合、ケ ーブルヘッド５３の軸は、処理表面７０とほぼ平行でなければならない。

図１５に示すように、輻射線通路５４及びガス通路５５は、ケーブルヘッド５３ の中心線から外側に向かってフレアーになっており、それにより、輻射線及びガ ス流を清浄にする通路の内壁に向けて送る。ケーブルヘッド５３の中心線からの フレアーの角度は、図１５及び図１６にそれぞれ示すように、はんの数度から９ ０度を以上の範囲にわたることができる。ケーブルヘッド５３の形態は、用途特 異的な、汚染物除去のためのガス流量及び光子送り出し要件に関連する。より具 体的には、ケーブルヘッド５３は、照射されている基板の部分を横切る不活性− ガスの連続流を維持しながら、特定の汚染物及び基板に関する適当な密度及び入 射角で輻射線を送る。

操作にあっては、装置８０、図１２及び図１３にそれぞれ示すように、より具体 的にはケーブル５２及びケーブルヘッド５３を、細長い包囲された通路７１に前 方又は反対方向に通すことができる。図１２の矢印６０で示すように前方に移動 させる場合には、ケーブルヘッド５３は、図１５に示すような形態になっている のがよい。輻射線通路５４及びガス通路５５は、それぞれ、ケーブルベッド５３ の内側及び外側通路に配置するのがよい。この様にして、輻射線通路５４を通じ て搬送されたエネルギーによる基板表面７０の照射は、ガス通路５５の排出端か ら発するガスの流れの下流で行なわれ、取り除かれたあらゆる汚染物は、ケーブ ルヘッドが前方に移動するにつれ、排出されるガスによってケーブルヘッドの前 方で絶え間なく押される。

その他、ケーブルヘッド５３は、図１３の矢印６１で示す反対方向、即ち後方に 移動することができる。後方に移動する場合には、ケーブルヘッド５３゛　は、 図１６に示すような形態になっているのがよい。輻射線通路５４及びガス通路５ ５は、それぞれ、ケーブルヘッド５３゛の外側及び内側通路に配置するのがよい 。ガス通路５５から排出されたガスは、ケーブルとパイプ７１との間の環状のス ペースをケーブル５２に沿って逆流する。この様にして、輻射線通路５４を通じ て導かれたエネルギーにより照射される基板表面７０は、ガスによって覆われ、 取り除かれたあらゆる汚染物は、ケーブルヘッドがパイプに沿って後方に移動す るにつれ、ガスによってケーブルヘッド５３°の移動の方向に絶え間なく押され る。既に処理をしたパイプの部分に、含汚染物ガスが入り込むのを防止するため 、最初に処理した部分の極く近くのパイプの端にキャップを配置してもよい。そ の他、図１６に示すように、キャップ５３ａ′を、ケーブルヘッド５３°の端に 取り付けてもよい。このキャップは、キャップとバイブとの間の環状流通領域が 、バイブ１１とケーブル５２又はケーブルヘッド５３′　との間の環状流通領域 よりもはるかに小さくなるよう、バイブ７１の内径よりもわずかに小さい飼径を 有している。したがって、ガスは、キャップ５３ａ゛から遠ざり、ケーブル５２ の方に向かって流れる。

前方及び後方何れの移動形態においても、ガス通路５５から排出される不活性ガ スの一定の流量は、処理領域から汚染物を移動させるのに充分なものである。

このガスの流れは、ケーブルヘッド５３を、清浄にする細長い包囲された通路内 で、中心寄せをするための手段としての役割も果たすことができる。図１４〜図 １６に示すように、ガス通路５５は、ケーブル５２の中心線から外側に向いてい る環状リングとしての形態になっているのがよい。充分なガス圧がかかると、ガ ス通路５５からの一様な外側に向けられたガスは、細長い包囲された通路内でケ ′−プルヘッド５３を中心寄せすることができる。

その他、図１７及び図１７ａに示すように、安定で非粒子の取りこぼしくｎｏｎ −ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｈｅｄｄｉｎｇ）の材料からなる可撓性の多孔質支持構 造体５６を、中心寄せの目的で、ケーブルヘッド５３の周りに配置してもよい。

清浄にした表面を汚染するのを避けるため、ケーブルヘッド５３が前方（矢印６ ０）に移動するにしても後方（矢印６１）に移動するにしても、支持構造体５６ は、処理を施した表面に触れるべきではない。そのため、支持構造体５６は、輻 射線処理に先立って基板表面を通過すべきである。斯かる用途においては、構造 体は、ケーブルヘッド５３が包囲された通路を通る際に、ガス及び取り除かれた 汚染物か構造体を通って流れることができるように充分に多孔質でなければなら ない。図１７に示す前方に移動する実施態様では、ガス通路５５及び輻射線通路 ５４（図示せず）は、含汚染物ガス流の下流に支持構造体５６を取り付けること ができるよう、図１４及び図１５に示すようにケーブルヘッドの正面から出るの ではでなく、ケーブルヘッド５３の側部から出るのがよい。

細長い包囲された通路の内側が、基本的な焼なましされた（ｂａｓｉｃ　ａｎｎ ｅａｌｅｄ）３１６ステンレス鋼のような充分に反射性の材料から構成さオ］て いる場合には、高エネルギーランプ又は端部に光ディフューザー５７を取り付け た輻射線導管５０が、単に通路への入口で輻射線を放射させ、図１８に示すよう に、放射された輻射線１１に内部７０゛　を反射によって通り抜けさせればよい 。細長い通路７１′の内側７０′　は、輻射線のソースを移動させることなしに 、輻射線１１が内部を通り抜けられるようにするのに充分に反射性である。本技 術分野で公知の任意の手段により通路７１’　の入口に搬送される不活性ガス１ ８が、微粒子がひとたび基板表面７０゛から取り除かれると、微粒子を確実に下 流に移動させる。加えて、やはり３１６ステンレス鋼から構成されているのがよ い反射要素５Ｂが、通路７１’の入口の周部に固定されて、輻射線及びガスの逆 流を防いでいる。

ガスではなく、液体が、照射によって取り除かれた汚染物を、狭い細長い通路か ら運び去るための不活性な媒体としての役割をすることができることも予測され る。斯かる変更は、プラークの血管の内壁からの除去に特に有用であろう。斯か る用途では、当てられる輻射線は、処理表面から表面汚染物を解放するのに要す るエネルギー密度及び期間と、血管構造の構成（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）に損 傷又は外傷を与えるであろうエネルギー密度及び期間との間のエネルギー密度及 び期間によって特徴付けられよう。

細長い包囲された通路と同様に、装置８０、より詳細にはケーブル５２及びケー ブルヘッド５３を、より広がった内部、例えば処理チャンバーの内部等を清浄に するために利用することができる。斯かる場合には、輻射線及びガスが、ケーブ ルの軸に沿ってケーブルの端から真っ直ぐに送られるよう、ケーブルヘッド５３ をフレアーなしの形態にするのがよい。斯かる表面を横切って組立体が清掃する 際に組立体を案内するため、手動又はロボット式制御を採用することができる。

図１９において、例えば、チャンバー１５″が、ケーブルヘッド５３のガス通路 ５５に具現化したガス流入口及びガス流出口２５を含んでいる。チャンバー内で は、ベース８３に取り付けられたロボット式のアーム８１が、ケーブルヘッド５ ３を、基板の処理表面７０として認められたチャンバーの内壁を周りにして回動 させるための手段を提供し、ている。アームは、完全に３６０度回転することが でき、ベース８３は、矢印６２によって示すように上下に移動することができ、 チャンバー内部への完全なアクセスをもたらしている。輻射線及びガスが、ケー ブルヘッド５３の通路５４及び５５によって基板の処理表面７０に搬送されると 、汚染物が、表面から取り除かれ、重力及びガス流によって流出口２５へと引か れる。

その他、図２０は、チャンバーを清浄化する構成を示しており、この構成におい ては、ガス流出口２５は、チャンバーの上部に位置している。図１９におけるよ うに、ベース８３に取り付けられたロボット式のアーム８１が、ケーブルヘッド ５３を、チャンバーの内壁を周りにして回動させるための手段を提供している。

しかしながら、この例では、取り除いた汚染物を、ガス流出口２５に向けて引っ 張るのに重力には頼ることができない。そのようなものとして、矢印５５゛　に よって示すような二次ガス流を与えて、チャンバー１５”の基部におりる一定の 乱流を維持する。この二次ガス流は、チャンバーの深さ全体にわたる流出口２５ に向かうガスの一定の運動を生じさせる。したがうて、基板表面７０を底から上 部へと清浄にする際、汚染物は、二次流５５”によって生じた上方に流れるガス 流によっＣ運ばれ、流出口２５を通って放出される。いろいろなチャンバーの形 態及びガス流出口の位置（例えば、側部設］）に順応するため、１以上のガスの 二次ソースを、チャンバー１５”に追加できることが予測される。

内側に加え、ケーブル５２及びケーブルヘッド５３は、不規則な形状になった対 象物の外側から汚染物を除去するのに用いることができる。例えば、図２１では 、チャンバー１５’　には、集合（ｂｕｌｋ）ガス流１８がチャンバーを通り抜 けることができるよう、ガス流入口２３及び流出口２５が備わっている。チャン バー内では、ベース８２に取り付けられたロボット式のアーム８１が、基板処理 表面７０を含む対象物７２の周りにケーブルヘッド５３を移動させる手段を提供 している。対象物７２の全表面７０へのアクセスが、ターンテーブル８４によっ て容易になっている。基板表面７０から汚染物を取り除くため、ケーブルへラド ５３内の通路５４及び５５が、輻射線及び充分なガス流を、処理する特定の領域 に搬送する。ひとたび処理領域から取り除かれると、汚染物は、集合ガス流１８ に流れ込み、ガス流出口２５を経てチャンバー１５’　から除去される。上記の ように、輻射線ソース１４（図示せず）の選択的なエネルギー及び波長の調節を 容易にするため、この流出ガスを、ガス・アナライザー及び／又は粒子検知要素 の使用によって監視することができる。

図２１の原理は、図２２にも同様に適用され、図２２では、対象物７３が、絵画 に見受けられるような表面のような、より平坦な基板処理表面を含んでいる。

チャンバーの使用なしに、導管５１によって供給されるガスのみに依る先の方法 により、不規則な形状の対象物の外側を、成功裏に処理することができる。斯か る装置は、ガス・アナライザー及び／又は粒子検知要素を通じてでなく、目視検 査によって充分な汚染除去を測定する手持ちの装置の形態にすることができる。

ある不規則な形状の表面の用途では、ガスを輻射線伝送手段から完全に分離する ことにより、装置８０を変更するのが好都合なことがある。例えば、処理チャン バーの内側から汚染物を除去する場合、１以上の輻射線ソース、例えば紫外線ラ ンプを、図２３に示すように、支持体８５を介してチャンバー内に配置すること ができる。紫外線ランプがチャンバーの内側７０（基板処理表面）を照射する時 、ガス１８を１以上の流入口２３から供給し、取り除かれた汚染物を、流出口２ ５を経てチャンバー１５”’から放出することができる。ガス流１Ｂは、上記の ように、弁２２によって制御することができる。その他、図２４に示すように、 輻射線を、導管５０及びロボット式アーム８１を介してチャンバー１５°゛′の 内部に搬送してもよい。

最後に、図２５及び図２６に示すように、高エネルギーランプ５９のバンクによ り輻射線を発生させてもよく、それらの高エネルギーランプは、対象物７４の基 板処理表面に、必須の汚染物を取り除くのに充分な量の輻射線を浴びせる。装甲 車でもよい対象物７４は、「クオンセット（ＱｕｏｎｓｅＬ）Ｊハツト（蒲鉾型 の小屋）内のランプ５９に晒し、一方、ファン８６によって加速される不活性ガ ス１８は、基板表面７０上を流れる。形態的に遮蔽された領域が、ファン８６に よって生じたガス乱流又はバンク５９によって発生した輻射線から逼れることが ある場合には、これらの領域にアクセスするため、１以上の装置８０（図示せず ）を用いることができる。

ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ヒ１１ ■ ＦＩＧ、＋４ ＦＩＧ、１９ ＦＩＧ、２０ ＦＩＧ、２３

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．空間を同じくしない平面に方向付けされた基板の表面から、基板処理表面の 分子結晶構造を保持しながら、汚染物を除去する装置であって、ａ．空間を同じ くしない平面に方向付けされた基板処理表面に、基板処理表面に対して不活性な ガスを導くための手段と、ｂ．ガスが基板処理表面に導かれる時に、空間を同じ くしない平面に方向付けされた基板処理表面を照射する手段であって、表面汚染 物を基板処理表面から解放するのに充分であるが、基板処理表面の分子結晶構造 を変化させるのには不充分なエネルギー密度及び期間を有する輻射線を発生させ る手段とを、備えていることを特徴とする装置。
2. ２．前記照射手段は、空間を同じくしない平面に方向付けされた基板表面を順に 照射することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ３．前記照射手段は、空間を同じくしない平面に方向付けされた基板表面を同時 に照射することを特徴とする請求項１記載の装置。
4. ４．前記照射手段は、紫外域で稼働することを特徴とする請求項１記載の装置。
5. ５．基板の表面から、基板処理表面の分子結晶構造を保持しながら、汚染物を除 去する装置であって、 ａ．基板処理表面に対して不活性なガスを搬送するためのガス導管であって、中 心に配置された長手方向軸と処理表面に対して可動な排出端を有するガス導管と ； ｂ．輻射線を基板処理表面に搬送するための輻射線導管であって、中心に配置さ れた長手方向軸と、入口端及び排出端とを有し、前記排出端は基板処理表面に対 して可動である輻射線導管と； ｃ．前記輻射線導管の前記入口端に連結され、前記入口端内に、表面汚染物を基 板処理表面から解放するのに充分であるが、基板処理表面の分子結晶構造を変化 させるのには不充分なエネルギー密度及び期間を有する輻射線を放射する輻射線 のソースであって、前記輻射線導管の前記排出端と、前記ガス導管の前記排出端 とは、前記ガス導管から排出されたガスが、前記輻射線導管から排出された輻射 線によって照射される処理表面の部分を横切って流れるよう、配置されている輻 射線のソースとを；備えていることを特徴とする装置。
6. ６．ガスの流れを、前記ガス導管の前記排出端から、前記ガス導管の長手方向軸 から隔たるように送るための手段、及び輻射線を、前記輻射線導管の前記排出端 から、前記輻射線導管の長手方向軸から隔たるように送るための手段を、更に備 えていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. ７．前記ガス送り手段及び前記輻射線送り手段は、前記ガス導管及び前記輻射線 導管の排出端に取り付けられた複数通路装置を備えていることを特徴とする請求 項６記載の装置。
8. ８．前記輻射線導管は、光パイプを備えていることを特徴とする請求項５記載の 装置。
9. ９．前記輻射線導管は、ファイバー・オプティクスを備えていることを特徴とす る請求項５記載の装置。
10. １０．前記輻射線ソースは、パルス・レーザーであることを特徴とする請求項５ 記載の装置。
11. １１．前記パルス・レーザーは、紫外域で稼働することを特徴とする請求項１０ 記載の装置。
12. １２．前記輻射線ソースは、連続波レーザー（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−ｗａｖｅ 　ｌａｓｅｒ）であることを特徴とする請求項５記載の装置。
13. １３．前記輻射線ソースは、高エネルギーランプであることを特徴とする請求項 ５記載の装置。
14. １４．前記基板処理表面に対して不活性なガスは、化学的に不活性なガスである ことを特徴とする請求項５記載の装置。
15. １５．空間を同じくしない平面に方向付けされた基板の表面から、基板処理表面 の分子結晶構造を保持しながら、汚染物を除去する装置であって、ａ．空間を同 じくしない平面に方向付けされた基板処理表面に対して不活性なガスのソースと ； ｂ．空間を同じくしない平面に方向付けされた基板処理表面を内に配置する包囲 容器であって、前記ガスソースと連通する流入口と、流出口とを有する包囲容器 と； ｃ．前記ガスソースから、前記包囲容器の前記流人口を通じて、前記包囲容器内 に配置された空間を同じくしない平面に方向付けされた基板処理表面を横切り、 前記包囲容器の前記流出口を出るようにガスを連続的に流すための手段と； ｄ．ガスが横切って流れる空間を同じくしない平面に方向付けされた基板処理表 面を照射するための手段であって、表面汚染物を基板処理表面から解放するのに 充分であるが、基板処理表面の分子結晶構造を変化させるのには不充分なエネル ギー密度及び期間を有する輻射線を発生させる手段とを、備えていることを特徴 とする装置。
16. １６．前記照射手段は、複数の輻射線ソースを備えていることを特徴とする請求 項１５記載の装置。
17. １７．輻射線を基板処理表面に搬送するための輻射線導管であって、処理表面に 対して可動である排出端を有する輻射線導管を更に備えていることを特徴とする 請求項１５記載の装置。
18. １８．基板処理表面に対して不活性なガスを搬送するためのガス導管であって、 処理表面に対して可動な排出端を有するガス導管を更に備えていることを特徴と する請求項１７記載の装置。
19. １９．前記照射手段は、パルスレーザーであることを特徴とする請求項１５記載 の装置。
20. ２０．前記照射手段は、連続波レーザーであることを特徴とする請求項１５記載 の装置。
21. ２１．前記照射手段は、高エネルギーランプであることを特徴とする請求項１５ 記載の装置。
22. ２２．前記流出口を経て前記包囲容器を出る含汚染物排ガスであって、基板処理 表面から取り除かれた汚染物を含有する排ガスを更に備えていることを特徴とす る請求項１５記載の装置。
23. ２３．前記含汚染物排ガスを分析するためのガス・アナライザーであって、前記 排ガスに含まれる汚染物の組成を決定することのできるガス・アナライザーを更 に備えていることを特徴とする請求項２２記載の装置。