KR100328640B1 - Surface Cleaning Method and Device Therefor - Google Patents
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Abstract
미립자가 떠다니는 에어로졸에 더하여 상온 또는 가온한 고속가스를 피세정물(웨이퍼)의 표면을 향하여 분사시켜서 그 고속가스에 의해 상기 에어로졸을 피세정물 표면에 충돌시키는 방향으로 가속함과 더불어 그 고속가스의 보유열에 의한 미립자의 액화나 기화에 의한 효과를 병용하여 피세정물의 표면을 세정함으로써 아르곤미립자만으로는 어려웠었던 단단하게 부착된 오염물이나 에칭찌꺼기를 효율적으로 제거한다.In addition to the aerosol in which particulates float, a high-speed gas at room temperature or warm is sprayed toward the surface of the object to be cleaned (wafer), and the high-speed gas accelerates the aerosol in the direction to impinge on the surface of the object to be cleaned. The surface of the object to be cleaned is combined with the effect of liquefaction or vaporization of the fine particles by the heat of retention, thereby effectively removing the hardly attached contaminants and etching residues that were difficult with argon fine particles alone.
Description
본 발명은 표면세정방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 반도체웨이퍼와 같은 평판표면을 세정할 때 사용하기에 적합한, 단단하게 부착된 오염물이나 에칭찌꺼기를 제거 할 수 있는 표면세정방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface cleaning method and apparatus, and more particularly, to a surface cleaning method and apparatus capable of removing hardly attached contaminants or etching residues, which are suitable for use when cleaning a flat surface such as a semiconductor wafer.
LSI제조공정에서의 반도체용 웨이퍼의 표면위나 액정(LCD) 또는 태양전지 등의 표면상 미립자(파티클)나 오염은 최종제품의 이익률(원료에 대한 제품의 비율)을 크게 저하시킨다. 이 때문에 상기 웨이퍼 등의 표면세정이 매우 중요하다. 또 최근의 환경보호의 입장에서 보더라도 폐액 등을 배출하지 않는 환경에 해롭지 않은 세정방법이 주목되고 있다.Particles (particles) or contamination on the surface of semiconductor wafers or on liquid crystals (LCDs) or solar cells in the LSI manufacturing process greatly reduce the profitability (the ratio of the product to the raw material) of the final product. For this reason, surface cleaning of such a wafer is very important. Also, from the standpoint of environmental protection, attention has been paid to a cleaning method that is not harmful to the environment that does not discharge waste liquids or the like.
따라서 종래부터 여러가지의 표면세정방법이 제안되어 있으며, 반도체제조를 예로 든다면 초음파병용 순수(純水)세정, 순수 중에 약액(예를 들면 암모니아 과산화수소액이나 황산과산화수소액)을 가한 용액 중에 피세정물을 침지하여 세정하는 등의 습식세정방식이 사용되고 있다.Therefore, various surface cleaning methods have conventionally been proposed. In the case of semiconductor manufacturing, for example, pure water cleaning for ultrasonic bottles and cleaning products in a solution in which a chemical solution (for example, ammonia hydrogen peroxide solution or sulfuric acid peroxide solution) are added to the pure water. Wet cleaning methods such as dipping and washing are used.
그러나 이러한 종류의 습식세정방식은 각종 설비의 설치면적이 크고 폐액처리도 필요하다는 문제가 있다.However, this type of wet cleaning method has a problem in that the installation area of various equipment is large and waste liquid treatment is also required.
한편 액체를 사용하지 않는 건식세정방식으로서 가스를 가하여 화학반응을 이용한 드라이크리닝이 있으나 파티클상(狀)의 오염물을 제거할 수 없다고 하는 문제가 있다.On the other hand, as a dry cleaning method using no liquid, there is a dry cleaning using a chemical reaction by adding a gas, but there is a problem in that contaminants on a particle cannot be removed.
또한 드라이아이스나 얼음, 아르곤고체 등의 미립자를 피세정물 표면에 충돌시켜 파티클을 제거하는 것도 제안되어 있으나, 얼음을 사용한 경우에는 피세정물 표면이 손상을 입을 우려가 있고, 드라이아이스를 사용한 경우에는 특히 철강이나 석유정제의 폐가스를 원료로 하는 시판품에서는 드라이아이스 자체가 더러워져 있기 때문에 불순물오염의 문제가 있다.In addition, it is proposed to remove particles by colliding fine particles such as dry ice, ice, and argon solids on the surface of the object to be cleaned, but when ice is used, the surface of the object to be cleaned may be damaged. In particular, commercially available products using waste gas of steel or petroleum refining have a problem of impurity contamination because dry ice itself is dirty.
이에 비해서 일본국 특허공개공보 평6-252114호나 일본국 특허공개공보 평6-295895호에 기재된 아르곤고체 미립자를 사용하는 방법에 의하면 상기와 같은 문제는 존재하지 않는다.On the other hand, according to the method of using the argon solid fine particles described in JP-A-6-252114 and JP-A-6-295895, such problems do not exist.
예를 들면 일본국 특허공개공보 평6-295895호에서는 도 12에 나타낸 바와 같이 아르곤(Ar)가스의 봄베(20)에서 압력조정밸브(22)를 통하여 공급되는 아르곤가스와 질소(N2)가스의 봄베(24)에서 압력조정밸브(26)를 통하여 공급되는 질소가스를 합류점(30)에서 혼합하고, 그 합류점(30)에서 혼합된 Ar +N2혼합가스를 배관(32)을거쳐 필터(34)에서 가스 중의 불순입자를 제거한 후, 배관(36)을 통과시켜 냉각기(또는 열교환기)(38)에서 그 냉각기(38)의 냉각온도가 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점 가까이까지 도달하도록 냉각한다. 냉각된 혼합가스는 배관(40)을 통해 에어로졸(aerosol) 분사노즐(42)에 의해 피세정물인 웨이퍼(10) 등이 주사(走査)기구(12)의 이동대(13)상에 놓여져 수용되어 있는 세정실(14)을 구성하는 진공용기 내로 분출된다. 진공용기 내의 압력은 아르곤 에어로졸을 형성하도록 아르곤의 3중점(三重點)압력 이하로 유지된다. 에어로졸 분사노즐(42)의 노즐구멍(43)에서 분출된 혼합가스는 진공용기인 세정실(14) 내에서 급격하게 단열팽창하여 아르곤의 액체, 고체, 기체 또는 이들의 혼합물로 되는 극(極)미립자의 가스상(狀)현탁물인 에어로졸을 형성한다. 이 다량의 아르곤미립자를 포함하는 에어로졸이 웨이퍼(10) 표면에 분사되고, 분사된 에어로졸의 충격력을 이용하여 웨이퍼(10) 표면이 효율적으로 세정된다.For example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 6-295895 discloses argon gas and nitrogen (N 2 ) gas supplied through a pressure regulating valve 22 in a cylinder 20 of argon (Ar) gas, as shown in FIG. 12. The nitrogen gas supplied through the pressure regulating valve 26 in the cylinder 24 of the mixture is mixed at the confluence point 30, and the Ar + N 2 mixed gas mixed at the confluence point 30 passes through the pipe 32 and filters ( After removing the impurity particles in the gas at 34, it passes through the pipe 36 so that the cooling temperature of the cooler 38 at the cooler (or heat exchanger) 38 reaches the liquefaction point of the argon gas at the pressure. Cool. The cooled mixed gas is placed on the moving table 13 of the scanning device 12 by the aerosol injection nozzle 42 on the moving table 13 of the scanning device 12 by the aerosol injection nozzle 42. It blows into the vacuum container which comprises the washing chamber 14 which exists. The pressure in the vacuum vessel is maintained below the triple point pressure of argon to form the argon aerosol. The mixed gas ejected from the nozzle hole 43 of the aerosol injection nozzle 42 rapidly expands and thermally expands in the cleaning chamber 14, which is a vacuum vessel, to form an argon liquid, a solid, a gas, or a mixture thereof. It forms an aerosol which is a gaseous suspension of fine particles. An aerosol containing a large amount of argon fine particles is injected onto the surface of the wafer 10, and the surface of the wafer 10 is efficiently cleaned using the impact force of the injected aerosol.
도면에서 16은 세정실(14) 내를 진공으로 배기(排氣)하기 위한 배기장치이다.In the figure, 16 is an exhaust apparatus for evacuating the inside of the washing chamber 14 to a vacuum.
그러나 세정실(14) 안으로 분사된 에어로졸은 피세정물(10) 표면에 도달하는 과정에서 주위의 가스에 그 운동에너지를 빼앗겨 속도가 떨어지기 때문에 충격력이 약해진다. 그 결과 세정력이 약해져 단단하게 부착된 오염물이나 에칭찌꺼기를 제거하기 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.However, since the aerosol injected into the cleaning chamber 14 reaches its surface to be cleaned 10, its kinetic energy is deprived of the surrounding gas, and thus the velocity decreases. As a result, the cleaning power was weak and it was difficult to remove the hardly attached contaminants or etching residues.
또한 일본국 특허공개공보 평8-298252호의 도 5에는 세정대상 표면에 수직으로 분사되는 에어로졸을 마찬가지로 도 6에 나타낸 바와 같은 끝이 퍼지는(末廣)형상의 노즐구멍을 가지는 가스노즐 2개를 사용하여 그 경사 뒤쪽의 양측에서 분사되는 음속(音速) 또는 초음속 가스제트(gas jet)로 가속하여 세정대상 표면에 충돌시키는 것이 기재되어 있으나, 에어로졸 및 가스제트의 분사방향이 항상 적절한 것은 아니어서 가스노즐이 복수개 필요하고, 특히 다수의 노즐구멍에서 에어로졸을 평행하게 분사하려고 하는 경우에는 적합하지 않다는 문제점을 가지고 있었다.In addition, in Fig. 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-298252, two aerosols sprayed perpendicularly to the surface to be cleaned are similarly used by using two gas nozzles having nozzle openings having a tip-like shape as shown in Fig. 6. Although it is described to accelerate by a sound velocity or a supersonic gas jet sprayed from both sides behind the slope, and impinge on the surface to be cleaned, the aerosol and gas jet spray directions are not always appropriate, so the gas nozzle is It has a problem that it is not suitable when a plurality of nozzles are required, and particularly when trying to spray aerosol in parallel in a plurality of nozzle holes.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 간단한 구성으로 단단하게 부착된 오염물이나 에칭찌꺼기를 효과적으로 제거하는 것을 과제로 한다.The present invention has been invented to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to effectively remove contaminants and etching residues that are firmly attached in a simple configuration.
도 1은 본 발명 제1실시형태에 의한 표면세정원리를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the surface cleaning principle according to the first embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명 제2실시형태에 의한 표면세정원리를 나타낸 단면도,2 is a sectional view showing a surface cleaning principle according to a second embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명을 채용한 반도체용 웨이퍼의 표면세정장치 전체구성을 일예로서 나타낸 평면도,3 is a plan view showing the overall configuration of a surface cleaning apparatus of a semiconductor wafer employing the present invention as an example;
도 4는 본 발명 제1실시형태의 구성을 나타낸 관로도(管路圖),4 is a pipeline diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention;
도 5는 제1실시형태의 세정실 내부를 나타낸 개략 평면도,5 is a schematic plan view showing the interior of the cleaning chamber of the first embodiment;
도 6은 제1실시형태의 세정실 단면형상을 나타낸 횡단면도,6 is a cross sectional view showing a cross-sectional shape of the cleaning chamber of the first embodiment;
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선 종단면도,FIG. 7 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 6;
도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ선 종단면도,8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 6;
도 9는 본 발명 제2실시형태에서 사용되고 있는 부가노즐의 구성을 나타낸 단면도,9 is a cross-sectional view showing the configuration of an additional nozzle used in the second embodiment of the present invention;
도 10은 상기의 부가노즐의 압력과 발생하는 음파와의 관계를 나타낸 선(線)도,10 is a line diagram showing the relationship between the pressure of the additional nozzle and the generated sound wave;
도 11은 상기의 부가노즐의 각 작동상태를 나타낸 선도.11 is a diagram showing each operating state of the additional nozzle.
도 12는 일본국 특허공개공보 평6-295895호에 기재된 종래 표면세정장치의 구성을 나타낸 관로도.12 is a pipeline diagram showing a configuration of a conventional surface cleaning apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-295895.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 웨이퍼 11 : 오염10: wafer 11: contamination
42 : 에어로졸 분사노즐 43 : 분사노즐의 노즐구멍42: aerosol jet nozzle 43: nozzle hole of the jet nozzle
43A : 에어로졸 108 : 부가노즐43A: Aerosol 108: Additional Nozzle
109 : 부가노즐의 노즐구멍 109A : 고속가스109: nozzle hole of the additional nozzle 109A: high speed gas
109B : 노즐구멍입구 109C : 소류(掃流)109B: nozzle hole inlet 109C: flow
119A : 퍼지용 질소가스119A: Nitrogen gas for purge
본 발명은 미립자가 떠도는 에어로졸을 피세정물 표면에 분사함으로써 그 에어로졸의 충격력을 이용해서 피세정물 표면을 세정하는 표면세정방법에 있어서, 상온 또는 가온(加溫)의 고속가스를 피세정물 표면을 향해 분사시키고 그 고속가스에 의해 상기 에어로졸을 피세정물 표면에 충돌시키는 방향으로 가속시킴과 더불어 그 고속가스의 보유열에 의한 미립자의 액화나 기화에 의한 효과를 병용하여 피세정물 표면을 세정함으로써 상기 과제를 해결한 것이다.The present invention provides a surface cleaning method for cleaning a surface of a substance to be cleaned by spraying an aerosol containing fine particles onto the surface of the substance to be cleaned, wherein the high-speed gas at room temperature or warm temperature is applied to the surface of the substance to be cleaned. By spraying the gas toward the surface and accelerating the aerosol in the direction to impinge the surface of the object to be cleaned, and cleaning the surface of the object to be cleaned by using the effect of liquefaction or evaporation of particulates by the heat of retention of the high speed gas. The above problem is solved.
본 발명에 의하면 도 1에 나타낸 바와 같이 예를 들면 에어로졸 분사노즐(42)의 노즐구멍(43)에서 피세정물(예컨대 웨이퍼(10))의 상대이동방향(도면의 우측방향)의 상류측(上流側)(도면의 좌측)을 향하여 비스듬하게 분사되는 에어로졸(43A)은 예를 들면 스트레이트노즐인 부가노즐(108)의 직선상(狀)의 노즐구멍(109)에서 분사되고 에어로졸(43A)의 위쪽에서 그 에어로졸(43A)을 웨이퍼(10)의 표면을 향하여 억압하듯이 분사된 고속가스(109A)에 의해 물리적으로 가속되며, 예컨대 상온 또는 가온의 고속가스(109A)와 저온의 에어로졸(43A)의 열접촉에 따른 에어로졸 미립자표면의 급격한 기화에 수반되는 체적팽창(109B)에 기인하는 에어로졸(43A)의 열적가속과의 상승(相乘)작용에 의한 피세정물 표면으로의 에어로졸(43A)의 충격력으로 인해 오염(11)의 효율적인 세정이 이루어진다.According to the present invention, as shown in FIG. 1, for example, in the nozzle hole 43 of the aerosol injection nozzle 42, the upstream side of the relative movement direction (for example, the right direction in the drawing) of the object to be cleaned (for example, the wafer 10) ( The aerosol 43A sprayed obliquely toward the upper side (left side of the drawing) is injected from a straight nozzle hole 109 of the additional nozzle 108, which is a straight nozzle, for example. It is physically accelerated by the injected high-speed gas 109A as if the aerosol 43A is pressed toward the surface of the wafer 10 from above, for example, the high-temperature gas 109A and the low-temperature aerosol 43A. Of the aerosol 43A to the surface of the object to be cleaned by synergistic action with the thermal acceleration of the aerosol 43A due to the volume expansion 109B accompanied by rapid vaporization of the surface of the aerosol particulates in thermal contact with Due to the impact force, efficient cleaning of Is done.
또한 피세정물 표면에서는 고속가스(109A)의 보유열 이외에 웨이퍼(10)와 에어로졸(43A)의 충돌에 의한 웨이퍼(10)로부터의 전열(傳熱)에 의한 열이나 필요에 따라 웨이퍼(10)의 표면과 거의 병행하여 흘려 보내지는 상온 또는 가온한 퍼지가스(purge gas;119A)의 보유열도 가해져서 에어로졸(43A)의 액화에 의한 제거오염물의 견인효과(掃流;109C)가 향상되고 오염물의 효율적인 제거작용을 기대할 수 있다.On the surface of the object to be cleaned, in addition to the heat of holding the high-speed gas 109A, the wafer 10 may be heated by heat transfer from the wafer 10 due to the collision between the wafer 10 and the aerosol 43A or, if necessary, the wafer 10. The retention heat of the room temperature or warm purge gas 119A, which flows almost in parallel with the surface of the gas, is also applied to improve the traction effect of the removed contaminants by liquefaction of the aerosol 43A. Effective removal can be expected.
본 발명은 또 상기 고속가스가 충격파 또는 팽창파를 동반하도록 하고 그 충격파 또는 팽창파에 의한 급격한 압력변화도 병용하여 피세정물 표면을 세정함으로써 상기 과제를 해결한 것이다.The present invention also solves the above-mentioned problems by cleaning the surface of the object to be cleaned by causing the high-speed gas to be accompanied by a shock wave or an expansion wave, and using a sudden pressure change caused by the shock wave or the expansion wave.
이 경우는 도 2에 나타낸 바와 같이 예를 들면 끝이 퍼지는 형상의 노즐인 부가노즐(208)의 출구측(도면의 하측)이 퍼지도록 된 노즐구멍(209)에서 분사되어 웨이퍼(10)의 표면에 충돌하는 예를 들면 초음속 고속가스(209A)에 따른 충격파(음속(209F)) 또는 팽창파에 의해 생기는 급격한 압력변화에 의한 세정효과와, 예컨대 에어로졸 분사노즐(42)의 노즐구멍(43)에서 분사되고 고속가스(209A)에 의해 가속되어 피세정물 표면에 충돌하는 에어로졸(43A)의 충격력에 의한 세정효과의 상승작용에 의해 효율적인 세정이 이루어진다. 또한 충격파나 팽창파에 의한 오염(11)의 이탈(離脫;desorption)도 기대할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 2, the surface of the wafer 10 is ejected from the nozzle hole 209 through which the outlet side (lower side of the drawing) of the additional nozzle 208, which is a nozzle having a shape of opening, is spread. For example, in the nozzle hole 43 of the aerosol injection nozzle 42 and the cleaning effect due to a sudden pressure change caused by the shock wave (sonic speed 209F) or the expansion wave according to the supersonic high speed gas 209A. Efficient cleaning is achieved by synergy of the cleaning effect by the impact force of the aerosol 43A that is injected and accelerated by the high velocity gas 209A and impinges on the surface of the object to be cleaned. In addition, desorption of pollution 11 by shock waves or expansion waves can also be expected.
즉, 충격파는 압력, 밀도 등의 상태량이 불연속적으로 변화하는 면이라고 간주할 수 있는 압축파이다. 충격파나 팽창파가 피세정물(웨이퍼(10)) 표면에 도달하면 피세정물 표면에서는 폭발에 가까운 급격한 압력변화가 생긴다. 이 급격한 압력변화는 피세정물 표면의 오염물을 표면에서 이탈 혹은 비산(飛散,fly)시킨다.In other words, the shock wave is a compressed wave that can be regarded as a surface in which state quantities such as pressure and density are discontinuously changed. When the shock wave or the expansion wave reaches the surface of the object to be cleaned (wafer 10), a sudden pressure change close to the explosion occurs on the surface of the object to be cleaned. This sudden pressure change causes the contaminants on the surface of the object to be released or fly off the surface.
한편 예를 들면 뒤에 나오는 도 9에 예시한 바와 같은 끝이 퍼지는 형상의 부가노즐(208)에 도입된 가스는 노즐구멍(209)의 스로트(throat;209C)에서 음속에 도달하고 끝이 넓어진 부분에서 초음속으로 가속된다. 충격파가 발생함에 따라 그 속도는 감속되나, 높은 속도로 에어로졸(43A)에 충돌하여 그 에어로졸(43A)의 속도를 증대시킨다. 운동에너지가 증가한 에어로졸은 피세정물 표면의 오염(11)에 충돌하고 충격파나 팽창파의 이탈효과로 상승(相乘)되어 오염을 제거한다.On the other hand, for example, the gas introduced into the additional nozzle 208 having a tip spread shape as illustrated in FIG. 9, which reaches later, reaches a sound velocity at the throat 209C of the nozzle hole 209 and has a widened tip. Accelerates at supersonic speeds. As the shock wave occurs, the speed is slowed down, but the speed of the aerosol 43A is increased by colliding with the aerosol 43A at a high speed. The aerosol with increased kinetic energy collides with the pollution 11 on the surface of the object to be cleaned and rises due to the escape effect of the shock wave or the expansion wave to remove the pollution.
또한 상기 에어로졸(43A)을 피세정물(10)의 표면에 대하여 비스듬한 방향에서 분사하고, 상기 고속가스(109A)(209A)를 그 에어로졸(43A)의 위쪽에서 그 에어로졸(43A)을 피세정물 표면을 향하여 억압하도록 분사시켜 간단한 구조로 충분한 효과를 얻을 수 있다.Further, the aerosol 43A is injected in an oblique direction with respect to the surface of the object to be cleaned 10, and the high-speed gas 109A, 209A is sprayed on the aerosol 43A above the aerosol 43A. It is sprayed to be pressed toward the surface, and a simple structure can achieve a sufficient effect.
특히 상기 에어로졸(43A)을 피세정물 표면과의 상대이동방향의 상류측을 향하여 비스듬히 분사하도록 하면 오염물이나 고형물을 효과적으로 제거할 수 있다.In particular, when the aerosol (43A) is sprayed obliquely toward the upstream side of the relative movement direction with the surface to be cleaned, contaminants or solids can be effectively removed.
또한 상온 또는 가온한 퍼지가스를 피세정물 표면과 거의 평행하게 흘려보내서 상기 에어로졸(43A)에 의해 피세정물 표면에서 제거된 오염물이나 고형물의 피세정물 표면으로의 재부착을 방지하고, 계외(系外)로 배출하도록 하여 이차오염을 방지할 수 있다.In addition, by flowing a purge gas at room temperature or warmed almost parallel to the surface of the object to be cleaned, the aerosol 43A prevents reattachment of contaminants or solids removed from the surface of the object to be cleaned to the surface of the object to be cleaned. Secondary pollution can be prevented by discharging to the system.
또 상기 에어로졸을 적어도 일부가 고화된 아르곤미립자를 포함하는 아르곤에어로졸로 하여 세정이 확실하게 되도록 할 수 있다.In addition, the aerosol may be an argon aerosol containing at least a part of solidified argon fine particles to ensure cleaning.
본 발명은 또 표면세정장치에서 미립자를 가스중에 떠다니게 하여 에어로졸을 형성하는 에어로졸 형성수단과, 그 에어로졸 형성수단에서 공급되는 에어로졸을 피세정물표면에 분사하는 에어로졸 분사노즐과, 상온 또는 가온한 고속가스를 피세정물 표면을 향하여 분사함으로써 상기 에어로졸을 피세정물 표면에 충돌시키는 방향으로 가속하기 위한 부가노즐과, 상기 에어로졸에 의해 피세정물 표면에서 제거된 오염물이나 고형물의 피세정물 표면으로의 재부착을 방지하고 계외로 배출시키기 위한 상온 또는 가온한 퍼지가스를 피측정물 표면과 거의 평행하게 흘려보내는 퍼지가스용 노즐을 구비하고, 상기 고속가스로 에어노즐을 가속하여 가속된 에어로졸에 의해 피세정물 표면을 세정함으로써 상기 과제를 해결한 것이다.The present invention also provides an aerosol-forming means for forming an aerosol by floating fine particles in the gas in the surface cleaning device, an aerosol-jet nozzle for injecting the aerosol supplied from the aerosol-forming means on the surface of the object being cleaned, and An additional nozzle for accelerating the aerosol in the direction of impingement on the surface of the object to be cleaned by spraying the gas toward the surface of the object to be cleaned, and to the surface of the object to be contaminated or solid removed by the aerosol from the surface of the object to be cleaned. It is equipped with a purge gas nozzle which flows purge gas at room temperature or warm to prevent re-attachment and discharges it out of the system almost parallel to the surface of the object to be measured, and is accelerated by the aerosol accelerated by accelerating the air nozzle with the high-speed gas. The above problem is solved by washing the surface of the cleaned object.
또한 상기 부가노즐을 스트레이트노즐로 해서 부가노즐의 구성을 간략화한 것이다.In addition, the configuration of the additional nozzle is simplified by using the additional nozzle as a straight nozzle.
또는 상기 부가노즐을 끝이 퍼지는 형상의 노즐로 하여 그 부가노즐에서 충격파나 팽창파가 발생하도록 한 것이다.Alternatively, the additional nozzle may be a nozzle having a shape in which an end spreads to generate a shock wave or an expansion wave in the additional nozzle.
그리고 상기 부가노즐 출구에서 수직충격파가 발생하도록 한 것이다.A vertical shock wave is generated at the outlet of the additional nozzle.
또 상기 부가노즐의 위치를 조정가능하도록 하여 상기 에어로졸에 대한 고속가스의 충돌위치 및 에어로졸 속도를 조정할 수 있도록 한 것이다.In addition, it is possible to adjust the position of the additional nozzle to adjust the aerosol velocity and the collision position of the high-speed gas to the aerosol.
본 발명에 의하면 피세정물을 손상하거나 불순물오염을 발생시키지 않고, 아르곤미립자만으로는 제거하기가 어려웠던 단단하게 부착된 오염물이나 에칭찌꺼기를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to effectively remove the hardly attached contaminants or etching residues, which are difficult to remove only by argon fine particles, without damaging the object to be cleaned or generating impurities.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 실시예로서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시형태가 적용되는 반도체웨이퍼의 표면세정장치의 전체구성을 도 3에 나타냈다. 이 표면세정장치에는 장치 외부에서 피세정물인 웨이퍼(10)를 다수 수용한 카세트(52)가 서로 번갈아 반입·반출되고 로드록되어 진공상태로 배기되는 2개의 카세트실(54)(56)과, 세정 전의 웨이퍼(10)를 상기 카세트실(54)(56) 한쪽의 카세트(52)에서 1매씩 꺼내어 화살표 A로 나타낸 바와 같이 다음의 버퍼(buffer)실(62)로 반입함과 더불어 세정 후의 웨이퍼(10)를 버퍼실(62)에서 반출하여 화살표 B로 나타낸 바와 같이 소정의 카세트(52)에 삽입하기 위한 예를 들면 수평면 내에서 신축과 회전의 2축동작이 가능한 웨이퍼핸들링(waper handling)용 반송로보트(58)가 설치된 로보트실(60)과, 항상 진공으로 유지되어 있는 로보트실(60)과 노즐(42)에서 분사되는 에어로졸(43A)에 의해 진공도가 저하하는 세정실(14)간의 압력차를 해소하여 웨이퍼를 수수(受授)하기 위한 버퍼실(62)과, 그 버퍼실(62) 내에서 대기하고 있는 웨이퍼를 이동대(13)를 구성하는 프로세스핸드(process hand)에 의해 세정실(14) 내로 반입(Y방향)하면서 노즐구멍(43)의 피치분(分)만큼 도면의 좌우방향(X방향)으로 주사하기 위한 주사기구(12)와, 밑을 통과하는 웨이퍼에 대하여 아르곤에어로졸(43A)을 분사하여 세정하기 위한 에어로졸 분사노즐(42)을 구비한 세정실(14)과, 그 에어로졸 분사노즐(42)에 공급되는 Ar+N2혼합가스를 냉각하기 위한 냉각기(38)를 구성하는 냉동기(76), 압축기(compressor;78) 및 열교환기(80)와, 상기 카세트실(54)(56), 로보트실(60), 버퍼실(62), 세정실(14)을 배기하여 진공으로 하기 위한 배기장치(16)가 주요하게 구비되어 있다.The overall structure of the surface cleaning apparatus of the semiconductor wafer to which this embodiment is applied is shown in FIG. The surface cleaning apparatus includes two cassette chambers 54 and 56 which are alternately loaded and unloaded with loads of cassettes 52 containing a large number of wafers 10 to be cleaned from the outside of the apparatus, and are load-locked and evacuated under vacuum. The wafer 10 before cleaning is taken out one by one from the cassette 52 of one of the cassette chambers 54 and 56 and brought into the next buffer chamber 62 as indicated by arrow A, and the wafer after cleaning. For example, wafer handling for carrying out two axes of expansion and rotation in a horizontal plane, for example, to be carried out from the buffer chamber 62 and inserted into a predetermined cassette 52 as indicated by arrow B. Pressure between the robot chamber 60 provided with the conveying robot 58, the robot chamber 60 which is always kept in vacuum, and the cleaning chamber 14 whose vacuum degree falls by the aerosol 43A injected from the nozzle 42 Buffer chamber 62 for dissolving a difference and receiving a wafer And the pitch of the nozzle hole 43 while the wafer waiting in the buffer chamber 62 is brought into the cleaning chamber 14 (Y direction) by a process hand constituting the moving table 13. A syringe opening 12 for scanning in the left and right directions (X direction) of the drawing, and an aerosol injection nozzle 42 for spraying and cleaning the argon aerosol 43A on the wafer passing through the bottom. A refrigerator 76, a compressor 78, and a heat exchanger constituting a cleaning chamber 14 and a cooler 38 for cooling the Ar + N 2 mixed gas supplied to the aerosol injection nozzle 42. 80 and an exhaust device 16 for evacuating the cassette chambers 54, 56, the robot chamber 60, the buffer chamber 62, and the cleaning chamber 14 to vacuum them.
본 발명의 제1실시형태는 이러한 표면세정장치에 도 12에 나타낸 종래예와 같은 구성을 더하여 도 4 및 도 5에 상세하게 나타낸 바와 같이 가속용 N2가스(109A)를 웨이퍼(10)의 표면을 향하여 고속으로 분사하기 위한 압력조정밸브(90), 배관(92), 필터(94), 배관(104), 히터(106) 및 부가노즐(108)과, 웨이퍼(10)의 표면에서 제거된 오염물이나 고형물을 계외로 배출하기 위한 퍼지용 N2가스(119A)를 웨이퍼(10) 표면과 거의 평행하게 흘려보내기 위한 압력조정밸브(110), 배관(112), 필터(114), 배관(116), 히터(117) 및 퍼지용 노즐(118)을 추가한 것이다.In the first embodiment of the present invention, the surface cleaning apparatus is configured such that the acceleration N 2 gas 109A is accelerated to the surface of the wafer 10 as shown in detail in FIGS. 4 and 5. The pressure adjusting valve 90, the pipe 92, the filter 94, the pipe 104, the heater 106, and the additional nozzles 108 for ejecting at a high speed toward the air and the surface of the wafer 10. Pressure regulating valve 110, piping 112, filter 114, piping 116 for flowing purge N 2 gas 119A for discharging contaminants or solids out of the system substantially parallel to the wafer 10 surface. ), A heater 117 and a purge nozzle 118 are added.
상기 부가노즐(108)은 예를 들면 스트레이트노즐로 되어 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 에어로졸 분사노즐(42)에 인접하고 또한 평행으로 설치되어 있다. 그 부가노즐(108)에는 도 5에 나타낸 바와 같이 에어로졸 분사노즐(42)의 노즐구멍(43)과 같은 개수의 원주상(圓柱狀)의 직선적인 노즐구멍(109)이 설치되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 그 노즐구멍(109)에서 분사되는 고속(예를 들면 초음속)의 가속용 N2가스(109A)가 에어로졸(43A)에 닿도록 노즐구멍(109)이 가공·배치된다.The additional nozzle 108 is, for example, a straight nozzle and is provided adjacent to and parallel to the aerosol injection nozzle 42 as shown in FIGS. 6 to 8. As shown in FIG. 5, the additional nozzles 108 are provided with the same linear nozzle holes 109 in the same number as the nozzle holes 43 of the aerosol injection nozzles 42. high-speed is injected from the nozzle hole 109. as shown the nozzle hole 109 is accelerated N 2 gas (109A) for the (e. g. supersonic) are to reach the aerosol (43A) is disposed, processing.
도 7 및 도 8에서 120은 세정실(14) 내 가스의 흐름을 제어하기 위한 실드(shield)판이다.7 and 8, 120 is a shield plate for controlling the flow of the gas in the cleaning chamber (14).
상기 부가노즐(108)에는 상하·좌우의 위치가 조정가능한 기구가 구비되고, 웨이퍼(10) 표면에 도달하기 전의 에어로졸(43A)에 닿도록, 또한 에어로졸(43A)의 속도를 조정할 수 있도록 부가노즐(108)의 위치를 바꿀 수 있다. 도 6 및 도 8에 부가노즐(108)의 위치를 상하로 조정하기 위한 기구의 예를 나타냈다. 여기서는 부가노즐(108)을 고정하고 있는 스테이(110)(112)에 긴 구멍(114)을 설치하여 그 긴구멍(114)의 범위에서 볼트(116)에 의해 부가노즐(108)의 위치를 상하로 조정할 수 있도록 하고 있다. 좌우에도 같은 기구를 설치할 수 있다.The additional nozzle 108 is provided with a mechanism capable of adjusting up, down, left and right positions, and the additional nozzle so as to contact the aerosol 43A before reaching the surface of the wafer 10 and to adjust the speed of the aerosol 43A. The position of 108 can be changed. 6 and 8 show an example of a mechanism for adjusting the position of the additional nozzle 108 up and down. Here, the long holes 114 are provided in the stays 110 and 112 holding the additional nozzles 108, and the position of the additional nozzles 108 is increased by the bolts 116 in the range of the long holes 114. I can adjust it. The same mechanism can be installed on the left and right sides.
상기 부가노즐(108)에서 분출되는 가스는 불활성가스, 특히 가격 및 입수성(入手性)을 생각하면 N2가스가 바람직하나, 본 발명에서는 불활성가스에 한정되지 않고 예를 들면 O2가스나 H2가스를 사용해도 좋다. 가스의 온도는 상온이어도 좋으나, 예컨대 히터(106)로 가열해도 좋다. 가열하는 편이 음속이 증가하고 에어로졸의 가속효과가 증가한다. 압력은 높은 편이 바람직하나 공업적으로는 1MPa 이하, 700kPa∼300kPa가 바람직하다.The gas ejected from the additional nozzle 108 is preferably an inert gas, especially N 2 gas in view of price and availability, but is not limited to the inert gas in the present invention, for example, O 2 gas or H You may use 2 gases. The temperature of the gas may be room temperature, but may be heated by, for example, the heater 106. Heating increases the speed of sound and increases the aerosol's acceleration. The higher the pressure is, the more preferably 1 MPa or less and 700 kPa to 300 kPa is industrially preferable.
상기 퍼지용 노즐(118)은 도 5에 나타낸 바와 같이 가스의 흐름과 관련하여 에어로졸 분사노즐(42)보다 상류측의 세정실(14) 단부에 설치되어 있다. 이 퍼지용노즐(118)의 노즐구멍(119)에서는 압력조정밸브(110), 배관(112), 필터(114) 및 배관(116)을 통하여 상기 질소가스봄베(24)에서 공급되는 퍼지용 질소가스(119A)가항상 분출되고 있다.As shown in Fig. 5, the purge nozzle 118 is provided at the end of the cleaning chamber 14 on the upstream side of the aerosol injection nozzle 42 in relation to the flow of gas. In the nozzle hole 119 of the purge nozzle 118, the purge nitrogen supplied from the nitrogen gas cylinder 24 through the pressure regulating valve 110, the pipe 112, the filter 114 and the pipe 116. The gas 119A is always blowing out.
이하에서는 작용을 설명한다.The operation will be described below.
상기 부가노즐(108)의 노즐구멍(109)에서는 초음속의 가속용 N2가스(109A), 상기 에어로졸 분사노즐(42)의 노즐구멍(43)에서는 아르곤미립자를 포함하는 에어로졸(43A), 상기 퍼지용 노즐(118)의 노즐구멍(119)에서는 퍼지용 N2가스(119A)를 분출시킨 상태에서 예를 들면 일본국 특허공개공보 평6-252114호나 일본국 특허공개공보 평6-295895호에 기재된 방법을 사용하여 주사기구(12)에 의해 웨이퍼(10)를 도 5의 앞에서 안쪽 방향으로 화살표 C로 나타낸 바와 같이 노즐구멍의 피치분만큼 횡방향(X방향)으로 주사하면서 Y방향으로 지그재그로 보내준다. 그러면 웨이퍼(10) 표면에는 가속용 N2가스(109A)에 의해 물리적 및 열적(熱的)으로 가속된 아르곤 에어로졸(43A)이 충돌하고, 단단하게 부착된 오염물이라 할지라도 에어로졸의 충격력에 의해 표면에서 박리된다. 일단 박리된 오염물은 가속용 N2가스(109A)와 퍼지용 N2가스(119A)의 가스보유열과 웨이퍼(10)로부터의 전열(傳熱)의 열로 인한 에어로졸(43A)의 액화촉진에 의해 웨이퍼(10)의 표면상에서 효율적으로 제거된다.In the nozzle hole 109 of the additional nozzle 108, the supersonic acceleration N 2 gas 109A, in the nozzle hole 43 of the aerosol injection nozzle 42, an aerosol 43A containing fine particles of argon, and the purge In the nozzle hole 119 of the nozzle 118 for example, in the state in which the purge N 2 gas 119A was blown out, it is described, for example in Unexamined-Japanese-Patent No. 6-252114, and 6-295895. Using the method, the wafer 10 is zigzagd in the Y direction while scanning the wafer 10 in the transverse direction (X direction) by the pitch of the nozzle holes as indicated by the arrow C inwardly in front of FIG. 5. give. Then, the argon aerosol 43A, which is physically and thermally accelerated by the acceleration N 2 gas 109A, collides with the surface of the wafer 10, and even if the contaminants adhered firmly, the surface is affected by the impact force of the aerosol. Peels off. The contaminants once peeled off are accelerated by the liquefaction of the aerosol 43A due to the heat of gas holding of the accelerated N 2 gas 109A and the purge N 2 gas 119A and the heat of heat transfer from the wafer 10. It is removed efficiently on the surface of (10).
또 에어로졸 및 충격파 또는 팽창파에 의해 제거된 오염물을 효율 좋게 계외로 배출하기 위해 세정실(14)의 단부(도 5에서는 상부)에서 가압된 불활성가스( 경제성으로 볼 때 N2가스가 바람직하다)를 퍼지용 노즐(118)의 노즐구멍(119) 또는 파이프에 의해 세정실(14) 내로 도입하고, 웨이퍼(10) 표면의 오염물을 계외로 배출하는 강제적인 흐름을 만들 수가 있다. 이 배출강제흐름의 유속은 예를 들면 5∼20m/sec로 하는 것이 바람직하다. 또한 퍼지용 노즐(118)은 생략할 수도 있다.In addition, inert gas pressurized at the end of the cleaning chamber 14 (upper in FIG. 5) in order to efficiently discharge the contaminants removed by the aerosol and the shock wave or the expansion wave to the outside of the system (N 2 gas is preferable in view of economy). Can be introduced into the cleaning chamber 14 by the nozzle hole 119 or the pipe of the purge nozzle 118, and a forced flow for discharging contaminants on the wafer 10 surface out of the system can be made. It is preferable that the flow velocity of this discharge forced flow is 5-20 m / sec, for example. The purge nozzle 118 can also be omitted.
상기 세정실(14) 내의 압력은 아르곤의 3중점(68kPa) 이하로 할 필요가 있으나, 상기 배출강제흐름의 유속을 소량의 질소가스(불활성가스)로 확보함과 더불어 에어로졸의 고체경도를 증가시키고 오염물 제거효과를 높이기 위해서는 50kPa∼수kPa(20kPa 이하가 바람직하다)로 할 수 있다.The pressure in the cleaning chamber 14 needs to be less than or equal to the triple point of argon (68 kPa), but the flow rate of the forced discharge flow is secured with a small amount of nitrogen gas (inert gas) and the solid hardness of the aerosol is increased. In order to improve the contamination removal effect, it can be 50 kPa-several kPa (20 kPa or less is preferable).
다음으로 본 발명의 제2실시형태에 대해 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described.
본 실시형태에서는 부가노즐로서 제1실시형태의 스트레이트노즐(108) 대신에 끝이 퍼지는 형상의 노즐(208)이 사용되고 있다. 다른 점에 관해서는 제1실시형태와 같으므로 같은 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.In this embodiment, instead of the straight nozzle 108 of 1st Embodiment, the nozzle 208 of the shape which spreads an end is used as an additional nozzle. Since it is the same as that of 1st Embodiment about another point, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
도 9에 나타낸 바와 같이 본 실시형태에서 사용되고 있는 부가노즐(208)의 노즐구멍(209) 단면은 축대칭으로 압력실(208A)에서 노즐구멍입구(209B)를 지나 노즐구멍출구(209D)에 이르는 도중에 스로트(209C)를 갖는 끝이 퍼지는 형상을 하고 있다. 이것은 일반적으로 일컬어지는 초음속노즐과 동일한 형상이다.As shown in Fig. 9, the nozzle hole 209 cross section of the additional nozzle 208 used in the present embodiment is axially symmetrical from the pressure chamber 208A through the nozzle hole inlet 209B to the nozzle hole outlet 209D. The tip which has throat 209C spreads on the way. This is the same shape as the supersonic nozzle generally referred to.
상기 노즐구멍(209)에서의 분출가스를 진공용기(세정실(14))로 분출시키면 노즐구멍출구(209D)에서의 압력(Pe)이 진공용기(14)의 압력(Pb)과 다른 경우 도 10에 나타낸 바와 같이 충격파(도 10 (g)(h)(i)에 나타낸 Pe＜Pb의 경우) 또는 팽창파(도 10(k)에 나타낸 Pe＞Pb의 경우)를 생성한다. Pe＝Pb인 경우 노즐구멍부에서의 마찰을 고려하지 않으면 흐름은 등 엔트로피(isoentropic)적으로 변화하고 적정(適正)팽창이 되어 충격파나 팽창파를 발생시키지 않고 초음속 흐름이 되어 진공용기(14)로 분출된다(도 10(j)의 경우). 제1실시형태도 포함하는 일반노즐은 이 적정팽창이 되도록 사용되고 있는 것에 비하여 본 실시형태에서는 굳이 충격파 또는 팽창파가 발생하도록 사용한다.When the jetted gas from the nozzle hole 209 is jetted into the vacuum container (cleaning chamber 14), the pressure Pe at the nozzle hole outlet 209D is different from the pressure Pb of the vacuum container 14. As shown in FIG. 10, a shock wave (in the case of Pe <Pb shown in FIG. 10 (g) (h) (i)) or an expansion wave (in the case of Pe> Pb shown in FIG. 10 (k)) is generated. If Pe = Pb, if the friction in the nozzle hole is not taken into account, the flow changes isotropically and is in the proper expansion, so that it is a supersonic flow without generating shock waves or expansion waves, and thus the vacuum vessel 14 (In the case of Fig. 10 (j)). The general nozzle including the first embodiment is used so as to generate a shock wave or an expansion wave in the present embodiment, as compared with that used in the proper expansion.
상기 노즐구멍출구(209D)에서의 압력(Pe)은 스로트(209C)에서의 단면적(As)과 노즐구멍출구(209D)에서의 단면적(Ae)의 비(Ae/As)에 의해 선택할 수가 있다.The pressure Pe at the nozzle hole outlet 209D can be selected by the ratio (Ae / As) of the cross-sectional area As at the throat 209C and the cross-sectional area Ae at the nozzle hole outlet 209D. .
도 11에 N2가스에서의 Ae/As와 Pe/Po(Po:노즐구멍입구(109B)에서의 압력)의 관계 및 발생하는 충격파의 종류를 나타냈다. 즉, 충격파를 발생기키기 위해서는 도 10((g) 또는 (h))에 나타낸 바와 같이 끝이 퍼진 부분에 수직충격파가 발생하는 영역Ⅰ 또는 도 10(i)에 나타낸 바와 같이 과(過)팽창에 의한 경사충격파가 노즐외부에 발생하는 영역Ⅱ이 되도록 Ae/As를 선택한다. 일반적으로 수직충격파쪽이 경사충격파보다 강도가 높으므로 부착력이 강한 오염물에 대해서는 영역Ⅰ을 선정한다. 또 영역Ⅰ에서는 노즐구멍의 끝이 퍼진 부분에서 충격파가 발생하여 노즐구멍(209)의 손상이 우려되므로 도 10(h)에 나타낸 바와 같이 정확히 노즐구멍출구(209D)에서 수직충격파가 발생하도록 설계하는 것이 바람직하다.FIG. 11 shows the relationship between Ae / As and Pe / Po (Po: pressure at the nozzle hole inlet 109B) in N 2 gas and the kind of generated shock wave. That is, in order to generate a shock wave, as shown in FIG. 10 ((g) or (h)), as shown in region I or FIG. Ae / As is selected so that the inclined shock wave caused by the resultant region is generated in the outside of the nozzle. In general, since the vertical shock wave is stronger than the gradient shock wave, region I is selected for contaminants with strong adhesion. In the region I, since shock waves are generated at the part where the nozzle hole is spread, the nozzle hole 209 may be damaged, and as shown in FIG. 10 (h), the vertical shock wave is precisely generated at the nozzle hole outlet 209D. It is preferable.
도 9에 나타낸 상기 노즐구멍(209)의 끝이 퍼진 부분의 각도(θ)는 흐름의 박리에 의한 장애(disturbance)를 피하기 위해 퍼짐각(θ)=5∼10°가 되도록 한다. 이 θ가 크면 노즐내에서 충격파가 빨리 발생하기 쉬워진다. θ가 10°보다 커지면 박리가 발생하고 에너지가 마찰로 흡수되어 효율이 나쁘다. 한편 θ가 5°보다 작으면 노즐이 길고 커질 뿐만 아니라 공작이 곤란하다.The angle [theta] of the end of the nozzle hole 209 shown in Fig. 9 is set so that the spread angle [theta] = 5 to 10 [deg.] In order to avoid disturbance due to the separation of the flow. When this θ is large, shock waves are easily generated in the nozzle. When θ is larger than 10 °, peeling occurs and energy is absorbed by friction, resulting in poor efficiency. On the other hand, if θ is smaller than 5 °, the nozzle is not only long and large, but also difficult to work with.
본 실시형태에서는 웨이퍼(10) 표면에 가속용 N2가스에 의해 가속된 아르곤 에어로졸(43A) 및 충격파 또는 팽창파가 충돌하여 단단하게 부착된 오염물이라 하더라도 에어로졸의 충격력 및 충격파 또는 팽창파에 의한 압력변화로 인해 표면에서 박리된다.In the present embodiment, even if the argon aerosol 43A accelerated by the accelerating N 2 gas and the impact wave or the expansion wave collide with the surface of the wafer 10, the impact force of the aerosol and the pressure due to the shock wave or the expansion wave Due to the change, it peels off the surface.
또한 상기 실시형태에서는 모두 본 발명이 반도체용 웨이퍼의 세정에 적용되어 있었으나, 본 발명의 적용대상은 이에 한정되지 않고 하드디스크, 액정, 마이크로머신, 정밀기계부품 및 전자부품 등의 다른 피세정물 세정에도 마찬가지로 적용될 수 있는 것은 확실하다.Further, in the above embodiments, the present invention has been applied to cleaning semiconductor wafers, but the application of the present invention is not limited thereto, and other objects such as hard disks, liquid crystals, micromachines, precision machine parts and electronic parts are cleaned. It is clear that the same can be applied to.
본 발명에 의하면 피세정물을 손상하거나 불순물오염을 발생시키지 않고, 아르곤미립자만으로는 제거하기가 어려웠던 단단하게 부착된 오염물이나 에칭찌꺼기를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to effectively remove the hardly attached contaminants or etching residues, which are difficult to remove only by argon fine particles, without damaging the object to be cleaned or generating impurities.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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