KR100332707B1 - 아르곤에의한표면세정 - Google Patents

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Abstract

아르곤가스와 질소가스를 혼합하고, 냉각기로 냉각하여 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점이하로 냉각하여, 가스중에 미세액체방울을 형성한다. 그 후 가스를 노즐로부터 진공용기중에 분사함으로써, 단열팽창에 의해 더욱 온도를 저하시키고 미세액체방울을 고체미립자로 변화시켜 피세정표면에 분사시킨다.

Description

아르곤에 의한 표면세정
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 세정방법 및 세정장치에 관한 것으로서, 특히 반도체웨이퍼와 같은 평판의 표면을 세정하는데 적합한 세정방법 및 세정장치에 관한 것이다.
LSI 제조공정에 있어서 반도체웨이퍼의 표면상이나 LCD 또는 태양전지등의 표면상의 미립자나 오염물질은, 최종 제품의 수율(yield)을 크게 저하시킨다. 이 때문에 웨이퍼의 표면세정이 극히 중요하다. 또한 세정에 따라서 환경파괴를 일으키지 않게 하는 것도 중요하다.
[관련기술의 개시]
종래부터 각종 표면세정방법이 제안되어 있다. 반도체웨이퍼의 표면세정에 이용되는 표면세정을 개략적으로 아래에 설명한다.
화학세정 또는 용제세정
표면의 오염물질을 화학반응 또는 용제에 의해 제거하는 방법이다. 물, 산, 유기용매, 프레온 등이 이용되지만, 제거해야 할 오염물질에 대하여 유효한 약제를 선택할 필요가 있다. 초음파세정과 조합시키는 것에 의해서, 물리적 세정력을 증대시킬 수 있다. 세정후의 표면에 오염물질을 남기지 않게 하기 위해서는, 고순도의 약제를 사용할 필요가 있다.
물은, 고순도를 얻기 쉽고 대량으로 사용할 수 있으나, 표면에 물이 남으면 그 후의 오염원인이 된다. 또한 물에 의해서 용해할 수 있는 오염물질의 종류는 제한되어 있다.
그 외의 유용한 용제는 사용후 폐기하면 환경파괴를 일으키는 경우가 많다. 환경파괴를 방지하기 위해서 순환액을 사용하는 경우는 순환액의 재정제가 곤란하고 고가의 것으로 된다. 또한 동일약제를 이용하여 세정을 반복하고 약제중에 오염물질이 누적하면, 세정표면에 그 오염물질이 부착하게 되어 제품불량을 일으키고 만다.
얼음미립자분사
얼음미립자를 표면에 분사하여 표면상의 미립자 및 오염물질을 제거하는 방법이다. 그러나 현재 제조할 수 있는 얼음미립자의 지름은, 충분히 작게 할 수 없으므로 1 ㎛ 이하의 미립자의 제거가 곤란하다.
CO 2 미립자의 분사
드라이아이스의 미립자를 표면에 분사하여 표면상의 미립자 및 오염물질을 제거하는 방법이다. 그러나 탄산가스중에서 탄화수소화합물을 극저농도까지 제거하는 것은 극히 곤란하고, CO2를 냉각하여 분사하면, 탄화수소화합물이 응축하고, 세정표면에 고착하고 만다. 또한 CO2도 C 의 오염원이 된다.
가스분사
가스를 고체표면에 분사하여 고체표면을 세정하는 방법이다. 그러나, 고체표면상에는 가스유속이 극히 느린 경계층이 형성되고 말고, 이러한 느린 가스유속에 의해서는 미립자를 제거하는 힘이 약하다. 따라서 1 ㎛ 이하의 미립자 제거는 곤란하다. 또한 입자의 표면부착력은 직경에 비례하고, 가스흐름이 입자에 주는 제거력은 입자직경의 자승에 비례한다.
극저온아르곤가스분사
아르곤가스 또는 아르곤가스를 포함하는 혼합가스를 극저온으로 하여 표면에 분사하는 방법이다. 노즐로부터 진공용기중에 가스를 개방함으로써, 가스는 급격히 단열팽창하고 그 온도를 저하시킨다. 온도저하의 결과, 고체아르곤이 형성되어 고체아르곤미립자가 표면상에 충돌한다.
예를 들면, 가압상태에서의 아르곤을 포함하는 가스를 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점보다 높은 온도까지 냉각하고, 노즐로부터 진공용기중에 분사하는 것에 의해서 기체아르곤을 고체아르곤으로 변화시키는 방법이 제안되어 있다.
아르곤보다 높은 액화온도를 갖는 불순물을 미리 액화시켜서 제거할 수도 있다. 그러나, 이 방법에 의해서 얻어지는 고체아르곤미립자의 수는 소량이고 세정능력이 약하다.
아르곤은 불활성원소이므로, 고체표면에 부착하여도 악영향을 주는 일은 매우 드물다. 또한 아르곤의 고화온도는 비교적 고온이고 냉각에 의해 고체아르곤을 얻는 것도 비교적 용이하다. 그러나, 고체아르곤의 미립자를 이용한 실용적인 세정기술은 아직 개발되어 있지 않아서 높은 세정능력을 얻을 수가 없다.
[발명의 요약]
본 발명의 목적은 아르곤을 이용하여 실용적인 세정능력을 갖는 세정방법 및 세정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 아르곤을 이용하여 세정처리속도를 저하시키지 않으면서도 재오염의 염려가 없는 실용적인 세정방법 및 세정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 아르곤을 이용하여 미세한 홈이나 구멍등에 부착한 오염물질을 제거할 수 있는 실용적인 세정능력을 갖는 세정방법 및 세청장치를 제공하는 것이다.
아르곤미세액체방울을 포함하는 유체를 노즐장치로부터 감압분위기중에 분사한다. 유체를 단열팽창시켜서 아르곤미세액체방울의 적어도 일부를 고화시켜 아르곤미립자로 만든다. 아르곤미립자를 포함하는 유체를 피세정표면에 분사시켜서 세정을 행한다.
아르곤미세액체방울은 아르곤가스를 포함하는 가스를, 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점 이하로 냉각시켜 아르곤가스의 적어도 일부를 액화시켜 형성하여도 좋다.
아르곤의 미세액체방울을 포함하는 가스를 노즐로부터 분사시키는 것에 의해서 팽창시켜, 단열팽창등을 행하게 하면 급격히 온도를 저하시킬 수 있고, 미세액체방울의 적어도 일부를 고화시킬 수 있다.
이와 같이 형성시킨 아르곤의 미립자를 피세정표면에 분사시키면, 표면을 유효하게 세정시킬 수가 있다.
아르곤을 포함하는 가스를 그 압력에서와 아르곤가스와 액화점 이하로 냉각하는 것에 의해서 가스중에 아르곤의 미세액체방울을 형성할 수 있다. 아르곤미립자를 이용하여 피세정물을 세정하는 것에 의해서 세정에 따른 새로운 오염을 방지할 수 있다. 또한, 세정에 따른 환경오염을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
[발명의 구체적 실시예에 대한 설명]
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 표면세정방법을 실시하기 위한 세정장치를 나타낸다.
아르곤(Ar)가스의 용기(1) 및 질소(N2)가스의 용기(2)는, 각각 압력조절밸브(3)(4)를 통하여 합류점(20)에 배관으로 접속된다. 합류점(20)에서 혼합된 Ar + N2혼합가스는 배관(21)을 거쳐서 필터(5)에 공급되어 가스중의 입자가 제거된다.
입자가 제거된 혼합가스는 배관(22)을 거쳐서 냉각기(또는 열교환기)(6)에서 냉각되고, 노즐장치(10)로부터 진공용기(11)내에 분사된다. 냉각기(6)로부터 출력된 혼합가스의 압력 및 온도는 압력계(8) 및 온도계(7)에서 측정되고 그 측정결과는 전기신호의 형태로 온도제어장치(9)에 보내진다.
온도제어장치(9)는 냉각기(6)의 도달냉각온도가 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점 이하로 되도록 냉각기(6)을 제어한다. 제2도는 아르곤가스의 액화온도 및 고화온도를 나타내는 그래프(phase diagram)이다. 도면중에 횡축은 엔트로피들 쥬울/몰·K로 나타내고 있으며, 종축은 온도를 절대온도 K 로 나타낸다.
도면중에 G 는 기상(氣相), L 은 액상(液相), S 는 고상(固相)을 나타낸다. 곡선 a 는 액화온도(기체액체경계면)을 나타내고, 점선 b 는 고화온도(액체고체경계면), 점 p 는 아르곤의 3중점이다.
제1도에 도시한 온도제어장치(9)는 입력되는 압력신호 및 온도신호를 근거로 하여 냉각기(6)에 의해 냉각된 혼합가스의 온도를 제2도에 나타낸 바와 같은 그 압력에서의 아르곤가스의 액화온도 이하로 되도록 제어한다.
따라서 혼합가스중의 아르곤가스의 일부 또는 전부는 냉각되어 액화하여 미세액체방울을 형성한다.
혼합가스중의 질소가스농도는 2 ∼ 70 몰%로 하는 것이 바람직하다. 질소가스는 아르곤가스보다 비열이 크기 때문에 질소가스의 농도를 크게 하면 가스냉각을 위해서 필요한 열량이 많게 되어 바람직하지 않기 때문이다. 또한 질소의 액화온도는 아르곤보다 낮기 때문에 조금이라도 질소가스를 포함하는 것에 의해 과냉각한경우라도 케리아가스(carrier gas)를 기체의 상태로 남길 수가 있다.
노즐장치(10)로부터 진공용기(11)내에 혼합가스를 분사함으로써, 혼합가스의 압력은 급격히 저하하여 단열팽창을 행한다. 이 때문에 혼합가스의 온도는 급격히 저하하고, 미세액체방울은 적어도 표면이 고화한 아르곤의 미립자로 변화한다.
이렇게 하여 다량의 아르곤미립자를 포함하는 유체가 피세정물(12)표면에 분사된다. 이 때문에 피세정물(12)표면은 아르곤미립자에 의해 효율적으로 세정된다.
또한 진공용기(11)는 유량조절밸브(13)를 통하여 진공배기장치에 접속되어 있다. 또한 진공용기(11)에는 압력계(14)가 접속되어 있고, 압력계(14)로 검출한 압력을 나타내는 신호는 압력제어기(15)에 공급된다. 압력제어기(15)는 검출한 압력을 기초로 하여 유량조절밸브(13)를 제어한다. 이와 같이, 유량조절밸브(13), 압력계(14) 및 압력제어기(15)를 포함하는 진공배기수단(18)에 의해 진공용기(11) 내부가 소정의 압력으로 유지된다.
또한 진공용기(11)내의 압력은 0.2기압 이상 0.7기압 이하로 되도록 압력제어기(15)를 제어하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는, 아르곤의 삼중점(0.68기압)이하의 압력으로 되도록 제어하는 것이 좋다. 또한 노즐장치(10)내의 압력은 진공용기(11)내의 압력과의 관계에 의해서 적정치가 정해지고 3기압 내지 7기압이 바람직하다.
노즐장치(10)내와 진공용기(11)내의 압력차가 적은 경우는 높은 세정효과가 얻어지지 않는다. 압력차를 서서히 크게 하면 세정효과가 증가한다. 더욱 크게 하면 노즐장치(10)로부터 분사된 아르곤미립자가 진공용기(11)내에 퍼져서 부유한 상태로 되어 세정효과가 감소한다.
이것은 다음과 같이 추찰된다.
압력차가 적은 경우에는 혼합가스의 단열팽창량이 적다. 이 때문에 아르곤미세액체방울이 고화하지 않고 액체방울의 상태로 세정표면에 충돌한다고 생각되어진다. 이때의 세정능력은 낮다. 또한 압력차가 너무 큰 경우에는 혼합가스의 단열팽창량이 크게 되어 혼합가스의 온도가 크게 저하한다. 이 때문에 아르곤미세액체방울의 거의 중심부까지 고화하여 고체입자로 되어 세정표면에 충돌한 때에 탄성적으로 반사한다고 생각되어진다. 이때도 세정능력은 낮다.
압력차가 적절한 경우는 아르곤미세액체방울의 표면만 고화하여 내부는 액상상태 그대로라고 생각되어진다. 아르곤미립자의 표면만이 고화하여 단단한 외피의 상태로 되어 있는 경우에는 세정표면에 충돌한 때에 외피가 깨지기 때문에 탄성적으로 반사하지 않는다. 이 때문에 세정효과가 향상하는 것이라고 생각되어진다.
또한 진공용기(11)내의 압력이 아르곤와 3중점 이하이면 아르곤은 액상으로 존재할 수 없기 때문에 적어도 아르곤미세액체방울의 표면이 고화한다. 진공용기(11)내의 압력을 아르곤의 3중점 이하로 함으로써 제어성이 좋게 아르곤미세액체방울을 단단한 외피상태의 아르곤미립자로 할 수 있다.
또한, 가스를 계(系)에 도입하기 전에는 배관(21)에 접속된 밸브(17)를 통하여 시스템내의 분위기를 진공 배기하여 불순물가스의 혼합을 방지하는 것이 바람직하다. 또한 세정종료후에는 밸브(16)을 열고 혼합가스를 배출하는 것이 좋다.
그리고 노즐장치(10) 상류측에서의 압력은 거의 일정하게 유지되기 때문에압력계(8)는 냉각기(6)의 상류측에 설치하여도 좋다.
아르곤가스와 질소가스의 혼합가스를 이용하여 아르곤가스를 액화하여 미세액체방울을 질소가스 또는 혼합가스중에 부유시키는 경우를 설명했으나, 아르곤가스만을 이용하는 것도 가능하다.
이 경우 가스가 냉각기(6)를 통과할 때에 아르곤가스의 일부가 미세액체방울로 변화하여 잔여의 기체아르곤가스중에 부유하는 상태로 하면 좋다. 따라서, 세정용가스로서는 수 % ∼ 100% 의 아르곤가스를 이용할 수 있다.
또한, 진공용기(11)내에서 피세정물(12)를 가열하여도 좋다. 아르곤의 미세액체방울을 포함하는 가스가 노즐장치(10)를 통하여 분사함으로써 미세액체방울의 적어도 표면은 고화하여 피세정물(12)를 충격하지만, 미세정물의 온도가 어느 정도 이상 높으면 피세정물 표면에 부착한 아르곤미립자 또는 액체방울은 급격히 증발한다.
이와 같이, 입자의 샌드브래스트효과와 기화에 의한 세정작용을 병용할 수도 있다. 또한 아르곤가스농도, 압력, 냉각능력, 냉각온도 등을 조절함으로써 아르곤미립자의 지름을 제어하는 것도 가능하다.
상기 제1실시예에서는 냉각기를 1단으로 설치하는 경우에 대해서 설명했으나, 냉각기를 2단 이상의 구성으로 하여도 좋다. 우선 1단의 냉각기에서 불순물가스를 액화하고, 다음에 2단의 냉각기에서 아르곤의 액화를 행하여 불순물을 제거할 수 있다.
또한 상기 제1의 실시예에서는 아르곤가스를 냉각하여 아르곤액체방울을 형성하는 경우에 대하여 설명했으나, 아르곤의 발생원으로서 액체아르곤을 사용하여도 좋다.
제3도는 액체아르곤을 사용한 아르곤발생원의 예를 나타낸다. 단열용기(34)에 액체아르곤(35)이 수용되어 있다. 용기(34)에는 상면에서 배관(37)이 삽입되고, 그 선단은 액체아르곤(35)에 침지되어 있다. 배관(37)은 용기(34)의 외부에서 두가닥으로 분지하여 일방은 배관(40)을 통하여 제1도에 도시된 노즐장치(10)에 접속되어 있다. 또한 타방은 밸브가 있는 배관(38)에 접속되어 있어서 질소가스를 도입할 수 있다.
용기(34)의 상부에는 가압용배관(36)이 연결되어 있다. 용기(34)내부는 가압용배관(36)에 의해서, 또는 기체아르곤(35) 자체의 증기압에 의해서 가압된다. 이 때문에 액체아르곤(35)은 배관(37) 및 배관(40)을 경유하여 노즐장치(10)에 공급된다. 이때에 액체아르곤(35)은 도중에 가온되어 일부는 기화하여 아르곤가스중에 아르곤의 액체방울이 부유한 상태로 된다.
배관(40)의 주위에 가열수단(39)을 설치하여 아르곤가스 및 액체아르곤을 적극적으로 가열하여도 좋다. 가열량을 조절함으로써 아르곤의 기화량을 제어할 수 있다.
다음에 제4도 ∼ 제9도를 참조하여 노즐장치등을 상세히 설명한다.
제4도에, 진공용기(11) 내부의 기본구성이 나타나 있다. 진공용기(11)내에는 다수의 노즐(23a) ∼ (23d)을 구비한 노즐장치(10a)가 설치되어 있고, 노즐에 대향하여 반도체웨이퍼등의 피세정물(12)를 올려 놓는 구동기구(24)가 설치되어 있다.구동기구(24)는 다수의 노즐(23a) ∼ (23d)의 배열방향인 x 방향 및 그것에 수직방향인 y 방향으로 구동 가능하다.
구동기구(24)에 의해서 피세정물(12)을 x 방향으로 고속으로 왕복 구동하고 y 방향으로 천천히 구동하면, 도면에 지그재그의 화살표로 개략적으로 표시한 바와 같이 아르곤미립자에 따른 궤적(25)이 형성되어 피세정물전표면을 세정할 수 있다.
이하, 노즐장치 및 구동기구의 각부를 보다 상세히 설명한다.
제5 A 도, 제5 B 도는 노즐장치를 설명하기 위한 도면이다. 제5 A 도는 그 구성을 사시도로 나타내고 있다.
노즐장치(10)는 다수의 노즐(23)을 갖고 있고, 가스배관에 의해서 냉각아르곤가스원에 접속된다. 노즐(13)의 수는 냉각아르곤가스원의 공급능력등에 따라 선택한다.
제5 B 도는 다수의 노즐로부터 아르곤가스를 분사한 때의 분출가스흐름의 상태를 나타내고 있다. 노즐로부터 분출한 분출가스흐름(26)은 진행함에 따라서 넓어지지만 인접하는 분출가스흐름(26) 사이에는 간극이 존재한다.
만약, 제5 A 도에 도시한 바와 같은 노즐장치를 이용하여 피세정물을 노즐배열방향과 수직방향으로 구동하면, 피세정물표면에 있어서 다수의 스프라이프(stripe)형상의 영역을 세정할 수 있으나, 각 스트라이프 사이의 영역은 세정되지 않은 채 남는다.
전표면을 일정각도로 세정하기 때문에 노즐의 수를 증대시켜 피세정물을 일방향으로 구동한 때에 전표면이 세정되도록 하는 것도 불가능하지 않다. 그러나 이와 같은 구성으로 하면 아르곤가스의 총 분사량이 극히 다량으로 되어 장치 전체를 매우 크게 하여야 한다.
본 구성에 있어서는 제5 A 도에 나타난 바와 같이 이격적으로 배치된 다수의 노즐을 이용하여 x 방향으로 고속으로 왕복구동 가능하고, y 방향으로 저속구동 가능한 구동기구를 이용하여 x 방향의 고속왕복구동을 조합시키는 것에 의해 피세정물 전표면을 세정 가능하게 한다.
제6도는 다른 노즐장치의 예를 나타낸다. 원통상의 노즐헤더(10b)의 측면에 측방향을 따라 일렬로 원형의 구멍이 뚫려져 있다. 이 원형의 구멍에 예를 들면 외경이 2 ㎜, 내경이 0.2 ∼ 0.25 ㎜ 의 원통상 노즐(23)이 끼워져 있다. 노즐헤더(10b) 및 노즐(23)의 내면에는 기계화학적인 연마가 행해져 있다. 노즐헤더(10b)의 일단은 밀폐되고 타단으로부터 미세액체방울을 포함하는 가스가 공급된다. 노즐헤더(10b) 내부에 공급된 가스 및 아르곤미세액체방울은 노즐헤더(10b) 내외의 압력차에 의해서 노즐(23)로부터 분사된다.
제7 A 도, 제7 B 도는 구동기구의 예를 나타내고 있다. 제7 A도에 있어서, 진공용기(11)로부터 벨로우즈(27)가 뻗어 있고 플랜지(28)에 접속되어 있다. 플랜지(28)에는 지지기구(29)가 고정되어 있고, 지지기구(29)는 외부의 구동원에 의해서 x 방향 및 y 방향으로 구동된다. 지지기구(29)의 선단부는 피세정물을 울려 놓을 수 있도록 테이블형상으로 되어 있다.
노즐장치(10)의 다수의 노즐(23)로부터 아르곤미립자를 포함하는 유체를 분출시키면서 지지기구(29)를 x 방향으로 고속으로 왕복 구동하고 y 방향으로 천천히구동함으로써 피세정물전면을 아르곤미립자를 포함하는 유체의 분출류로 주사할 수 있다.
제7 A 도는 지지기구(29)와 플랜지(28)를 고정하여 플랜지(28)와 지지기구(29)를 함께 x, y 방향으로 구동하는 경우에 대하여 설명하였으나, 플랜지(28)를 y 방향에 관하여 고정하고 지지기구(29)만을 y 방향으로 구동하는 구성으로 하여도 좋다.
제7 B 도는 지지기구(29)만을 y 방향으로 구동하도록 한 경우의 플랜지 부분의 단면도를 도시하고 있다. 제7 B 도에 도시한 바와 같이 플랜지(28)를 지지기구(29)가 관통하고 관통부분은 O 링(32a)(32b)으로 밀폐되어 있다. O 링(32a)(32b)은 플랜지누름판(28a)(28b)에 의해 눌려져 있고, 플랜지(28) 및 지지기구(29)에 밀착되어 있다. 이와 같이 하여 진공용기(11)내의 기밀성을 유지한 채로 지지기구(29)를 y 방향으로 구동할 수 있다.
또한 y 방향으로는 제7 A 도와 마찬가지로 플랜지(28)와 지지기구(29)를 함께 구동한다. 이와 같은 구성으로 함으로써 y 방향에 관하여 플랜지(28)를 고정할 수 있다.
통상적으로, x 방향의 구동폭은 노즐간격과 동일 정도인 것에 반하여, y 방향의 구동폭은 예를 들면 6인치 웨이퍼를 세정하는 경우이면 약 6인치가 필요하다. 제7 B도에 도시한 방법에서는 플랜지(28)를 y 방향으로 구동할 필요가 없고 구동폭이 적은 x 방향만으로 구동하여도 좋다. 이 때문에 벨로우즈(27)의 신축폭이 적게 되고 벨로우프즈의 신뢰성이 향상된다.
제7 C 도는 구동기구의 다른 구성예를 나타낸다. 진공용기(11)의 일단에는 기밀을 유지하면서 제7 B 도와 같이 미끄럼운동이 가능하게 아암(30)이 배치되어 있고, 아암(30)은 외부의 구동원에 의해서 y 방향으로 구동된다. 아암(30) 선단에는 테이블(31)이 왕복 회전운동가능하게 지지되어 있다.
테이블(31)을 고속으로 왕복 회전운동시키면서 아암(30)을 천천히 y 방향으로 구동함으로써 제7 A 도와 거의 동일한 기능을 발생할 수 있다. 또한 제7 C 도에 있어서 가스분출기구는 도시를 생략했다. 제8도는 구동기구의 다른 구성예를 나타내고 있다. 기판홀더(41)는 상부의 돌출부분에 아암(42)이 고정되어 있고, 아암(42)은 리니어 베어링(43)을 통해서 가이드프레임(44)에 접속되어 있다. 따라서 기판홀더(41)는 리니어베어링(43)에 의해서 x 방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 또한 프레임(42)의 주위에 벨로우즈(46)가 배치되어 있다.
가이드프레임(44)의 우단과, 아암(42) 사이에는 스프링(45)이 설치되어 있어서 아암(42)을 우방향으로 밀고 있다. 가이드프레임(44)상에 풀리(47)가 결합되고 또한 가이드프레임(44)상에 다른 풀리(48)가 결합되어 와이어(49)가 아암(42)의 선단으로부터 풀리(47)(48)를 통하여 상방향으로 인출되어 있다.
와이어(49)를 상방향으로 잡아 당기면, 아암(42)이 좌방향으로 움직여 아암(42)을 통하여 기판홀더(41)가 좌방향으로 이동한다. 와이어(49)를 느슨하게 하면 스프링(45)의 탄성력에 의해서 기판홀더(41)는 우방향으로 이동한다.
가이드프레임(44)에는 또한 지지아암(50)이 고정되어 있고, 지지아암(50)은 다른 구동기구에 의해 y 방향으로 구동 가능하다. 지지아암(50)을 y 방향으로 구동하면 기판홀더(41)도 y 방향으로 구동된다.
이와 같이 지지아암(50) 및 와이어(49)의 구동에 의해 기판홀더(41)는 x 방향 및 y 방향으로 구동가능하게 된다.
기판홀더(41)상에 피세정물(12)을 올려 놓고 지지아암(50)으로 y 방향으로 천천히 구동하면서 와이어(49)를 이용하여 x 방향으로 고속으로 왕복 구동시킴으로써 제5 A 도, 제5 B 도 및 제6도에 도시한 바와 같은 노즐장치에 의해 분출되는 다수의 아르곤미립자를 포함하는 유체에 의해 피세정물(12) 전표면을 세정할 수 있다.
제9도는 구동기구의 다른 구성예를 나타내고 있다. 기판홀더(41), 아암(42), 스프링(45), 벨로우즈(46)는 제8도의 구성과 동일하다. 가이드프레임(44a)는 중공의 지지아암(50a)에 접속되고 그 내부에 캠기구를 구비한 아암(52)을 수용한다.
아암(42)에는 롤라(51)가 결합되어 있고 아암(52)의 캠과 계합되어 있다. 롤라(53) 및 부쉬(54)는 아암(52)의 리니어구동을 보조한다.
지지아암(50a)을 y 방향으로 구동하면 기판홀더(41)는 y 방향으로 구동된다. 또한 지지아암(50a)내의 아암(52)을 y 방향으로 왕복 구동하면, 캠기구를 통하여 기판홀더(41)는 x 방향으로 왕복 구동된다. 이와 같이 하여 x 방향 및 y 방향으로 구동 가능한 기판지지기구가 실현된다.
x 방향 및 y 방향의 구동은 제4도의 궤적(25)으로 나타낸 바와 같이, 노즐(23)로부터 분출되는 가스흐름이 피세정물표면에서 지그재그상의 궤적을 그리도록 한다. 이때, 인접하는 지그재그의 궤적이 서로 접하든가, 부분적으로 중복하도록 y 방향의 구동속도를 조절한다.
또한, 인접하는 노즐로부터의 분출가스흐름의 궤적도, x 방향에서 서로 접하든가, 일부 중복하도록 구동폭을 선택한다. 즉, 도시의 상태에 있어서 x 방향의 왕복운동의 구동폭은 인접하는 노즐 사이의 거리간격과 동등 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그리고, x 방향의 구동폭이 노즐간의 간격과 엄밀하게 같게 하지 않더라도 노즐간 간격으로부터 가스분출류의 직경을 뺀 간격이상이면 연속적인 세정면이 얻어진다. 또한 이 경우도 본 명세서에 있어서는 노즐간 간격과 동일하다고 하고 있다.
이상 설명한 바와 같이 노즐장치에 다수의 노즐을 설치하여 간격을 둔 분출가스류를 형성함과 동시에, 피세정물을 평면내의 2방향으로 구동하는 구동기구를 조합시킴으로써 피세정물 전표면을 적당 유량의 가스분출류로 세정할 수 있다.
다음에 본 발명의 제2실시예에 대해서 설명한다.
아르곤의 미립자를 포함하는 극저온의 유체가 분사된 피세정물은, 표면이 단시간내에 급속히 냉각되어 표면과 내부의 온도차에 의한 열불균형으로 손상으로 받는 경우가 있다. 또한 아르곤미립자분사에 의한 세정후에 피세정물을 바로 세정장치로부터 취출하면, 저온의 피세정물 표면에 대기중의 수분이 결로(結露). 결상(結霜)하여 피세정물을 재오염한다. 따라서 결로, 절상을 방지하기 위해서는 세정후의 저온상태의 피세정물을 상온상태까지 시간을 두고 승온할 필요가 있다. 그 때문에 세정처리의 속도를 저하시켜 생산성을 떨어뜨리게 된다.
피세정물을 하부에서 히타와 같은 것으로 가열하면, 피세정물이 열변형하여 휘어지는 문제가 발생한다. 이하 상기 문제점을 해결하기 위한 제2실시예에 대해서 설명한다.
제10도에 본 발명의 제2실시예에 따른 세정장치의 기본구성을 나타내고 있다. 아르곤가스용기(1) 및 질소가스용기(2)로부터 휠터(5), 냉각기(6)를 통하여 진공용기(11)내의 노즐장치(10)에 이르는 구성 및 진공용기(11)내의 구동기구(24), 피세정물(12), 진공배기수단(18)의 구성은 제1도에 도시한 제1실시예와 동일하다.
질소가스용기(2)에는 또 다른 한개의 압력조절밸브(55)가 배관에 의해 접속되어 있고 압력조절밸브(55)로부터 배관(56)을 통하여 휠터(57)에 접속되어 있다. 휠터(57)에서는 질소가스중의 입자가 제거된다. 입자가 제거된 질소가스는 배관(58)을 통하여 또 다른 일방의 노즐장치(60)로부터 진공용기(11)내에 분사된다. 질소가스의 배관(58)의 근방, 또는 내부에는 히터장치(59)가 배치되어 질소가스를 가열할 수 있다. 노즐장치(10)와 (60)의 선단부는 접근하여 배치된다. 바람직하기로는, 진공용기중에서 단열팽창한 후의 상태로 실온온도 이상으로 되도록 히타장치(59)로 질소가스를 승온한다.
노즐장치(10)로부터 아르곤가스를 진공중에 분사하면서 구동기구(24)에 의해서 피세정물(12)을 제10도의 y 방향의 노즐장치에 가깝게 되도록 천천히 이동하면, 노즐장치(10)로부터의 극저온의 아르곤미립자가 피세정물(12)의 표면을 y 방향으로 주사하게 된다. 저온의 미립자를 포함하는 유체가 피세정물(12)의 표면의 오염물을 때려 날려서 세정함과 동시에 피세정물(12) 표면은 저온으로 냉각된다.
피세정물(12) 표면의 세정에 따라 냉각된 부분에 노즐(60)로부터 질소가스가 분사된다. 질소가스는 실온에 가깝던지, 또는 히터장치(59)에 의해 적절한 온도로 가열되어 있으므로 냉각된 피세정물(12) 표면의 온도는 상승한다. 바람직하게 실온정도까지 승온한다. 아르곤미립자에 의한 세정후 바로 질소가스로 실온정도까지 가온되므로 세정처리후예 즉시 진공용기(11)의 외부로 피세정물(12)을 취출하여도 결로, 결상하는 일은 없다. 또한 온도차에 의한 열불균형으로 피세정물(12)이 손상되는 일도 없다. 그리고 피세정물 전체를 히터로 가열하는 것은 아니므로 휨의 문제도 적다.
제11도는 진공용기(11)를 상부에서 본 세정장치의 구성을 나타낸다. 노즐장치(10)에는 x 방향으로 일렬로 배열한 다수의 노즐이 설치되어 있다. 노즐장치(10)에는 냉각기(6)로부터 Ar + N2혼합가스가 공급된다. 그 후측에 배치된 또 하나의 노즐장치(60)에도 x 방향으로 일렬로 배열한 다수의 노즐이 설치되어 있다.
노즐장치(10)와 (60)의 노즐은 제11도와 같이 번갈아 배치된다. 이 배치는 냉각된 Ar + N2혼합가스류와 가온용 N2가스류를 가능한한 상호 간섭시키지 않기 위해서 필요한 것이다.
또한, 구동기구(24)에 의해 피세정물(12)을 x 방향으로 고속으로 왕복 구동하고 y방향의 노즐에 가깝도록 천천히 구동하면, 도면에 지그재그의 화살표로 개략적으로 표시한 바와 같이 아르곤미립자 및 가온용 가스류에 의한 궤적(25)이 형성된다. 이 때문에 피세정물 전표면을 보다 균일하게 세정할 수 있고, 냉각된 표면을재차 실온정도까지 승온할 수 있다. 그리고 피세정물(12)은 고정하고 노즐장치(10) 및 (60)쪽을 구동하여도 동일한 효과가 얻어진다.
아르곤혼합가스와 가온용 기체를 피세정물에 대하여 동일방향으로 분사한 경우를 설명했으나, 제12도에 도시한 바와 같이 양 노즐장치로부터의 분사방향을 대향시켜도 좋다. 예를 들면, 도시와 같이 제1의 노즐장치(10)로부터 분사하는 아르곤혼합가스류(62)와 제2의 노즐장치(60)로부터 분사하는 가온용 가스류(63)를 우 또는 좌로 대향시켜 구동기구를 우로부터 좌로 향해서 구동한다. 피세정물(12) 표면은 먼저 세정되어 냉각되고, 다음에 가온된다.
한편, 이상의 설명 또는 도시한 노즐의 배치, 노즐의 수는 예시적인 것이고 제한적인 것은 아니다. 피세정물(12)의 형상이나 크기 등에 따라 적절히 선택, 변경되는 것이다. 또한 가온하기 위한 기체로서 질소가스 이외에도 불황성가스와 같은 다른 기체를 사용하는 것도 가능하다. 그리고 세정에 따르는 냉각후 가온을 하는 경우를 설명했으나, 가온후 세정을 하고 결과로서 피세정물 표면을 실온정도로 되도록 하여도 좋다.
다음에 본 발명의 제3실시예에 대해서 설명한다.
반도체웨이퍼나 액체표시장치의 기판 등은 그 표면에 미세한 요철의 패턴이 형성되어 있다. 예를 들면, 제22 A 도와 같이 반도체웨이퍼(100)의 표면에 형성된 미소한 홈(101)의 안에 오염물(102)이 부착되어 있는 경우, 노즐(103)에서 웨이퍼(100)의 표면을 향하여 아르곤미립자(104)를 분사하면서 웨이퍼(100)를 도면의 화살표방향으로 이동했다고 하자. 그러면, 홈(101)의 A 로 표시한 부분의 오염물은 아르곤미립자에 의해 불려 날려지나, B 로 표시한 부분은 홈(101)의 벽의 그림자로 되어 아르곤미립자(104)가 부딪히지 않는다.
또한, 제22 B 도에서 도시한 바와 같은 돌기(105)가 웨이퍼(100)의 표면에 형성되어 있는 경우라도 마찬가지로 노즐(103)의 분사방향에 대하여 돌기(105)가 그림자를 만드는 부분 C 에 부착한 오염물(106)은 제거하기가 곤란하다. 이하 상기 문제점을 해결하기 위한 제3의 실시예에 대해서 설명한다.
제13 A 도, 제13 B 도에 본 발명의 제3실시예에 따른 세정장치의 진공용기(11)내의 기본구성이 나타나 있다.
기밀구조의 진공용기(11)는 진공펌프와 같은 배기수단(18)에 접속되어 있어 내부를 배기할 수 있다. 진공용기(11)내에는 다수의 노즐이 배열된 노즐장치(10)와, 노즐장치(10)에 대향하여 반도체웨이퍼등의 피세정물(12)을 올려 놓는 구동기구(24)가 설치되어 있다. 구동기구(24)는 도면의 y 방향 및 y 방향과 직교하는 다수 노즐의 배열방향인 x 방향(종이면에 수직한 방향)으로 구동 가능하다.
아르곤가스의 분출노즐장치(10)는 개폐밸브(66a)(66b)와 두갈래의 배관(67)을 통하여 제1도에 도시한 제1실시예와 동일한 용기(1)(2), 휠터(5) 및 냉각기(6)를 포함해서 구성되는 가스공급수단에 접속되어, 다수의 노즐로부터 아르곤미립자를 포함하는 유체를 진공중에 분사한다. 노즐장치(10)는 도면과 같이 분사방향이 종이면 내에서 서로 교차하도록 배치된 2방향의 노즐열 (10c)과 (10d)를 갖는다.
제14도에 제13 A 도, 제13 B 도의 노즐열(10c)(10d 도 마찬가지)를 y 방향에서 본 구성이 나타나 있다. 노즐열(10c)(10d)는 x 방향으로 다수의 노즐(65)이 배열되어 있다. 제14도의 노즐장치의 경우, 노즐(65)로부터의 아르곤미립자의 분사방향은 y 방향에서 본 경우 피세정물(12)에 대하여 거의 직각이다.
제13 A 도에 있어서, 개폐밸브(66b)를 폐쇄하고 개폐밸브(66a)를 개방하여 노즐열(10c)의 다수의 노즐(65)로부터 아르곤가스를 진공중에 분사하면서 구동기구(24)에 의해서 피세정물(12)를 제13 A 도의 y1방향으로 천천히 이동하면, 노즐열(10c)로부터의 아르곤미립자가 피세정물(12)의 전체에 빠짐없이 분사되게 된다.
또한, 아르곤가스분사류 사이에 간극이 생길 때는 구동기구(24)를 x 방향으로 빠르게 진동시키고 y 방향으로 천천히 구동하여 아르곤가스분사류가 전체면에 퍼지도록 하면 좋다.
피세정물(12)를 y1방향으로 이동하여 전표면을 노즐열(10c)로 세정한 후, 개폐밸브(66a)를 폐쇄하고 대신에 개폐밸브(66b)를 열어서, 노즐열(10d)로부터 아르곤미립자를 제13 B 도에 도시한 바와 같은 방향으로 분사하면서, 구동기구(24)에 의해 피세정물(12)를 y2방향으로 천천히 이동하면, 노즐열(10d)로부터의 아르곤미립자가 피세정물(12)의 표면에 분사된다. 분사방향이 단면도에서 교차하는 제13 A 도의 공정과 제13 B 도의 공정을 합하면 홈 등의 요철부를 포함하여 피세정물(12)의 전표면이 빠짐없이 세정되게 된다.
제15 A 도는 피세정물(12)의 표면에 형성된 미세한 홈(68) 내부를 제13 A 도, 제13 B 도의 노즐장치로 세정하는 경우의 단면도이다. 이 경우에, 서로 다른방향에서 아르곤미립자를 분사함으로써, 홈(68) 내부를 아르곤미립자로 세정하여 오염물을 남기지 않고 세정할 수 있다.
제15 B 도는 피세정물(12)의 표면에 형성된 돌기(69)를 제13 A 도, 제13 B 도의 노즐장치로 세정하는 경우의 단면도이다. 이 경우에도 서로 다른 방향에서 아르곤미립자를 분사함으로써 돌기(69)의 주위를 아르곤미립자로 세정하여 오염물을 남기지 않고 제거할 수 있다.
오염의 정도가 큰 경우등에는 피세정물(12)를 y 방향으로 왕복 운동시키면서 노즐(10c)(10d)를 바꾸는 공정을 수차례 반복하면 세정효과가 높아질 것이다.
제16도는 노즐장치(10)의 다른 실시예이다. 이 실시예에서는 노즐장치(10)는 한개의 노즐열(10e)과 노즐열의 회전장치(70)로 구성된다. 회전장치(70)는 스텝핑모터(stepping motor)와 같은 구동수단으로 배관과 노즐열(10e)을 기밀 시일하면서 노즐열(10e)를 화살표방향으로 회전가능하게 한 구성을 갖는다.
제16도의 노즐열(10e)을 이용하여 아르곤미립자의 분사방향을 가변하는 것에 의해서 제13 A 도, 제13 B 도와 제14도에서 설명한 실시예와 동일한 작용과 효과가 얻어질 것이다. 이 실시예에서는 노즐열(10e)의 각도를 연속적으로 가변할 수 있도록 하면, 피세정물(12)의 패턴형상에 따라 보다 적절한 분사각도를 얻을 수 있다. 그리고 아르곤미립자를 분사하면서 노즐열(10e)의 방향을 화살표방향으로 왕복 회전시키는 동작을 가능하게 하면, 더욱 효과적인 세정을 기대할 수 있다.
제17도에 또 다른 노즐배치를 갖는 노즐장치(10)의 예가 도시되어 있다. 제14도의 노즐열에서는 노즐(65)의 분사방향이 y 방향에서 보아 피세정물(12)에 대해서 직각방향이었으나, 제17도의 노즐열(10f)에서는 인접하는 노즐 (73)과 (74)가 한쌍으로 되어 각각 어떤 각도를 갖고 마주보아서 피세정물(12)에 분사하도록 구성되어 있다. 다른 노즐도 마찬가지로 쌍으로 구성된다. 이 실시예에서는 y 방향에 따라 수직한 면에 대하여도 보다 효과적으로 세정할 수 있다.
제18 A 도, 제18 B 도는 구동기구(24)에 피세정물(12)(예를 들면 반도체웨이퍼)가 놓여진 상태를 진공용기(11)의 상부에서 본 도면이다. 피세정물(12)를 y 방향으로 이동중에 또한 구동기구(24)를 제18 A 도에 도시한 바와 같이 피세정물(12)의 면내의 어느 점 0를 중심으로 하여 약 10°정도의 회전각의 범위에서 회전시킨다. 제17도의 실시예와 같이, y 방향을 따른 수직면등에 보다 세정효과가 증가한다. 또한, 회전중심을 피세정물면내에 설치하는 대신에 면외에 설치하여 요동운동을 시켜도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
그리고, 피세정물(12)를 y 방향으로 이동중에 구동기구(24)를 제18 B 도에서 도시한 바와 같이 x 방향으로 짧게 왕복 운동시키면 아르곤가스류에 의해서 세정되는 면적이 중대하고 세정효과가 높아지며 피세정물의 표면을 균일하게 세정할 수 있다.
이상의 실시예의 설명 또는 도시한 노즐의 배치, 노즐지름 및 수는 단지 주요한 예시에 불과한 것으로서 한정적인 것은 아니고, 피세정물(12)의 형상이나 크기, 또는 피세정물(12)의 표면의 홈의 치수 등에 의해서 적절히 선택되는 것임을 분명히 해 둔다.
아르곤미립자를 포함하는 유체를 피세정물 표면에 분사하면, 피세정물 표면은 아르곤미립자에 의해서 세정되나, 동시에 손상을 받을 가능성이 있다. 피세정물 표면을 정밀 세정하기 위해서는 가능한한 손상을 적게 하고 세정력을 크게 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 혼합가스중의 Ar 가스이 액화량을 정확하게 제어할 필요가 있다. 이를 위해서 냉각된 혼합가스의 온도를 측정하여 이 온도가 일정하게 되도록 혼합가스의 냉각량을 제어하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 이 방법에서는 Ar 가스가 액화하는 량을 정밀하게 제어하는 것은 이하에 기술한 이유에 의해서 곤란하다.
제19 A 도는 아르곤의 상도를 나타낸다. 도면중의 횡축은 엔트로피를 쥬올/몰·K로 나타내고, 종축은 온도를 절대온도 K 로 나타낸다. 도면중의 곡선 a 는 액화온도(기체 액체 경계면)을 나타낸다. 곡선 a 의 상측의 영역은 기상(氣相)상태, 하측의 영역은 기상과 액상의 혼합상태인 것을 나타낸다. 곡선 b1, b2, b3 는 각각 액화온도가 약 95°K, 100°K, 105°K 의 압력일정의 경우의 온도변화를 나타낸다.
예를 들면, 곡선 b1 의 경우, 기체의 상태에서 냉각하면, 아르곤가스의 엔트로피가 감소함과 동시에 온도도 저하하여 좌측하향의 곡선으로 된다. 곡선 b1 이 곡선 a와 만나는 점에서 액화가 시작한다. 그때의 온도는 약 95°K 이다. 더욱 냉각하면 엔트로피는 감소하나, 온도는 저하하지 않고 일정치를 유지한다. 이것은 냉각작용이 기체의 온도저하가 아니고 기상으로부터 액상으로의 상변화로서 나타나기 때문이다. 곡선 b2, b3 의 경우도 액화온도 및 압력이 다를 뿐, 온도변화에 관해서는 동일한 형상을 나타낸다.
따라서, Ar 가스가 그 압력에서의 액화점에 도달하고 아르곤의 액체방울화가개시된 후에는 아르곤가스이 온도는 거의 변화하지 않는다. 이 때문에 아르곤가스의 온도측정에 의해서 혼합가스중의 Ar 가스의 액화량을 검출하는 것은 곤란하다. 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 냉각후의 Ar 가스의 온도 대신에 압력을 측정하여 혼합가스중의 Ar 가스의 액화량을 제어하는 것이다.
제20도는 본 발명의 제4실시예에 따른 세정장치를 나타낸다. 질량유량콘트롤라(91)(92)에 의해서 각각 일정유량으로 조절된 Ar 가스 및 N2가스의 혼합가스가 배관(21)을 통해서 휠터(5)에 공급된다. 휠터(5)에 의해서 입자가 제거된 가스는 배관(22)를 통하여 이중관열교환기(77)에 공급된다.
이중관열교한기(77)에는 배관(86)으로부터 액화질소(86)가 공급되어 있다. 액화질소는 배관(22)를 통하여 공급된 혼합가스를 Ar 가스의 그 압력에서의 액화점 이하로 냉각하고 일부 또는 전부가 기체로 되어 배관(87)을 통하여 배출된다. 배관(87)에는 유량콘트롤라(82)가 설치되어 있어서 배출되는 질소가스 및 액화질소의 유량을 소망의 값으로 조절할 수 있다.
이중관열교환기(77)에 공급된 혼합가스는 Ar 가스의 그 압력에서의 액화점 이하로 냉각되어 미세액체방울로 되어 진공용기(11)내에 배치된 노즐장치(10)에 공급된다. 이때 이중관열교환기(77)와 노즐장치(10)와의 사이의 배관은 직선상인 것이 바람직하다. 굴곡부가 있으면 내면의 경면(鏡面)연마, 전해연마가 곤란하게 되고, 배관내면의 요철로부터의 미립자(작은 조각)발생을 방지할 수 없기 때문이다. 또한 굴곡부 내면에는 많은 요철이 발생하여 미립자 발생의 원인이 된다.노즐장치(10)에는 다수의 노즐이 설치되어 있어서, 냉각된 혼합가스는 아르곤의 액체방울과 함께 노즐에서 진공용기(11)내에 분사된다.
노즐장치(10)는 배관(75)에 의해서 진공용기(11)의 외부의 압력계(78)에 접속되어 있어서 노즐장치(10)내의 압력을 측정할 수 있다. 또한 배관(75)을 통하여 노즐장치(10)내에 열전대(76)가 삽입되어 있어서 내부의 온도를 측정할 수 있다. 노즐장치(10)의 하방에는 웨이퍼테이블(79)이 배치되어 있다. 노즐에서 분사한 아르곤미립자를 포함하는 혼합가스는 웨이퍼테이블(79)위에 놓여진 피세정물 표면에 분사되어 피세정물 표면을 세정한다.
진공용기(11)는 배관(83) 및 오일트랩(oil trap)(84)을 거쳐서 진공배기장치(85)에 접속되어 있다. 이로 인해서 진공용기(11)내는 진공 배기된다. 오일트랩(84)은 진공배기장치(85)로부터의 오일역류를 방지하기 위한 것이다. 그리고 오일역류를 감소시키기 위해서 드라이펌프를 사용하여도 좋다.
압력계(78) 및 열전대(76)의 측정결과를 전기신호의 형태로 제어수단(81)에 보내진다. 제어수단(81)은 노즐장치(10) 내부가 소망의 압력으로 되도록 유량콘트롤라(82)의 유량을 조절한다.
제19 B 도는 노즐장치(10)내의 온도와 압력변화의 상태를 나타낸 그래프이다. 횡축은 시간을 나타내고 종축은 온도 및 압력을 나타낸다. 이중관열교환기(77)에 의해서 혼합가스를 냉각하면 노즐장치(10)내의 온도는 저하한다. 아르곤의그 압력에서의 액화점 T0에 도달하면, 그 후는 전술한 바와 같이 온도는 거의 저하하지않는다.
압력은 온도의 저하와 함께 감소하여, 온도 T0때의 압력 P0에 도달한다. 더욱 냉각하면 Ar 가스의 액화가 시작하기 때문에 압력의 감소속도는 빠르게 되고 사전에 제어장치(11)에 부여되어 있는 소망의 압력 P1에 도달한다.
제어수단(81)은 노즐장치(10)내의 압력이 P1에 도달한 것을 검출하면 그 후의 압력이 일정하게 되도록 유량콘트롤라(82)의 유량을 조절한다. 이 때 P0와 P1의 차는 Ar 가스의 액화량에 대응하여 있기 때문에 그 압력차로부터 Ar 가스의 액화량을 추정할 수 있다. 따라서 압력 P1을 소망의 값으로 설정하여 놓음으로써 소망의 Ar 가스를 액화시키는 것이 가능하게 된다. 또한 액화량에 따라서 압력은 크게 변화하기 때문에 Ar 가스의 액화량을 적은 오차로 제어할 수 있다. Ar 가스의 액화량이 일정하면, 노즐로부터 분사한 후의 아르곤미립자도 일정하다고 생각되어지기 때문에 원하는 양의 아르곤미립자를 피세정물 표면에 분사할 수 있다. 이것에 의해서 피세정물 표면에 주는 손상과 세정력을 적정한 값으로 유지하여 세정을 행할 수 있다.
제19 B 도에서는 혼합가스의 유량을 일정하게 하고 압력의 변화를 검출하여 냉각량을 조절하는 경우에 대해서 설명했으나, 압력을 원하는 값으로 설정하여 놓고 압력을 일정하게 유지하면서 혼합가스의 유량을 증가시켜도 좋다.
제19 C 도는 노즐장치내의 압력을 일정하게 유지하면서 유량을 증가시킨 경우의 혼합가스의 냉각온도에 대한 유량의 변화를 나타낸다. 횡축은 혼합가스의 냉각후의 온도를 절대온도 K 로 나타내고 종축은 냉각전의 아르곤가스와 질소가스의 전체유량을 나타낸다.
유량을 서서히 증가시키면 노즐장치(10)내의 압력이 상승한다. 압력을 일정하게 유지하기 때문에, 제어수단(81)의 제어에 의해서 냉각량이 증가하고 혼합가스의 온도가 내려간다. 이와 같이 유량을 서서히 증가시키면 혼합가스의 냉각후의 온도가 서서히 저하한다. 혼합가스의 냉각후의 온도가 그 압력에서의 아르곤의 액화점에 도달하면 아르곤의 액화가 시작한다. 이 액화개시점의 혼합가스의 온도 및 유량은 노즐장치(10)내의 압력, 노즐의 형상 등에 따라서 다르나, 본 실시예의 조건하에서는 혼합가스의 온돈는 약 100°K, 유량은 약 20ℓ/min 이었다.
더욱 유량을 증가시키면, 제어수단(81)에 의한 제어에 의해서 냉각량이 증가하고 계속해서 아르곤의 액체방울화가 진행한다. 단, 혼합가스의 온도는 아르곤의 액화온도에서 거의 일정하게 된다. 따라서, 혼합가스가 아르곤의 액화점까지 냉각되면, 제19 C 도에 도시한 바와 같이 혼합가스의 온도는 거의 저하하지 않고 유량만이 급격히 증가한다. 이 증가분은 아르곤의 액화량에 상당한다. 이것으로부터 세정을 행하고 있는 때의 혼합가스의 유량과, 아르곤의 액화개시점에서의 유량과의 차이로부터 아르곤의 액화량을 구할 수 있다. 세정표면에 큰 손상을 주지 않고 높은 세정효과를 얻기 위해서는 세정시의 혼합가스의 유량을 아르곤의 액화개시점에서의 유량의 1.2 ∼ 4배 정도로 하는 것이 바람직하다.
상기 실시예에서는 이중관열교환기(77)의 N2가스의 배기측의 유량을 변화시킴으로써 냉각량을 제어하는 방법에 대해서 설명했으나, 다른 방법으로 냉각량을 제어하여도 좋다. 예를 들면, 액화질소를 공급하는 용기의 압력을 변화시켜 액화질소의 유량을 변화시켜 냉각량을 제어하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는 냉각수단으로서 액화질소를 사용한 이중관열교환기를 사용했으나, 그외의 냉각수단을 사용하여도 좋다. 예를 들면 기호드 맥모흔(Gifford McMohon) 냉동기(GM 냉동기), 스터어링(stirling) 냉동기, 터보 냉동기 등의 클라이오(cryo)시스템을 사용하여도 좋다.
제21 A 도, 제21 B 도는 GM 냉동기를 사용한 경우의 냉각수단을 나타낸다. 제21 A 도는 냉각수단의 평면도, 제21 B 도는 측면도를 나타낸다. 제21 A 도에 도시된 바와 같이 휠터를 통하여 입자가 제거된 Ar 가스와 N2가스의 혼합가스가 배관(22)의 굴곡점(88)으로부터 공급된다. 배관(22)의 굴곡점(88)과 진공용기(11) 사이의 부분에는 GM 냉동기의 냉각판(89)이 열전도성이 좋게 접촉되어 있고 주위에는 히터(90)가 배치되어 있다. 굴곡점(88)에서 노즐에 이르는 배관(22)은 직선상으로 배치되어 있다. 제20도의 실시예와 같이 직선상 배관은 미립자발생방지에 효과가 있다. 또한 배관(22), 냉각판(89), 히터(90)은 액체방울부착방지를 위하여 진공용기(94)내에 배치되어 있다.
제21 B 도에 도시된 바와 같이, 냉각판(89)의 아래에는 GM 냉동기(95a)(95b)가 배치되어 있어서 냉각판을 냉각할 수 있다. 그리고 제21 B 도에서는 2대의 GM냉동기를 배관(22)에 대해서 직렬로 배치한 경우를 도시했으나, 충분한 냉동능력이 얻어지는 것이라면 1대라도 좋다. 또한 냉동능력이 충분하지 않은 경우에는 제20도에 나타난 액화질소에 의해 냉각을 병용하여도 좋다.
히터(90)은 제어수단(93)에 접속되어 있어서 제어수단(93)에 의해서 발열량이 제어된다. 히터(90)의 발열량을 조절함으로써 Ar 가스의 냉각량을 제어할 수 있다. 제어수단(91)에는 노즐장치내의 압력측정결과가 전기신호의 형태로 입력되어 있어서 압력이 원하는 값으로 되도록 히터(90)의 발열량을 조절한다.
이상 실시예에 따라서 본 발명을 설명했으나 본 발명은 이것들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면 혼합가스로서 아르곤가스와 아르곤보다 액화온도가 낮은 다른 불활성가스와의 혼합가스를 이용하여도 좋다. 그리고 아르곤 액체를 노즐에 공급하여서 아르곤액체방울로 분사되게 할 수도 있다. 이 경우에는 노즐에 공급된 가스는 아르곤, 순수질소 등을 포함하는 아르곤혼합가스이다.
또한, 피세정물은 반도체와이퍼에 한정되지 않고 프린트기판, 광디스크, 자기디스크, 액체표시장치의 플랫판넬 또는 태양전지 등을 피세정물로 하여 이들의 제조공정에서의 표면세정에 이용할 수도 있다. 그 외에 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게는 자명할 것이다.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 표면세정방법을 실시하기 위한 세정장치의 기본구성을 나타내는 구성도이다.
제2도는 아르곤의 상도(相圖)이다.
제3도는 액체아르곤으로부터 아르곤가스 및 아르곤미세액체방울을 발생하기 위한 아르곤발생원의 개략단면도이다.
제4도는 본 발명의 실시예에 의한 세정장치의 진공용기내의 기본구성을 나타내기 위한 개략도이다.
제5 A 도는 노즐장치의 구성을 나타내기 위한 사시도이다.
제5 B 도는 노즐장치로부터의 가스분사의 상태를 나타내는 정면도이다.
제6도는 노즐장치의 다른 구성을 나타내는 단면도이다.
제7 A 도는 구동기구의 구성예를 나타내는 개략도이다.
제7 B 도는 구동기구의 다른 구성예의 플랜지부를 나타내는 단면도이다.
제7 C 도는 구동기구의 또 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
제8도는 구동기구의 또 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
제9도는 구동기구의 또 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
제10도는 본 발명의 제2실시예에 따른 세정장치의 기본구성을 나타내는 구성도이다.
제11도는 본 발명의 제2실시예에 따른 세정장치의 진공용기의 평면도이다.
제12도는 세정용 아르곤혼합가스와 가온용기체의 다른 분사상태를 나타내는 개략도이다.
제13 A 도는 본 발명의 제3실시예에 따른 세정장치의 진공용기부분의 기본구성을 나타내는 개략도이다.
제13 B 도는 본 발명의 제3실시예에 따른 세정장치의 진공용기부분의 기본구성을 나타내는 개략도이다.
제14도는 제13 A 도의 세정장치의 노즐장치 및 구동기구의 정면도이다.
제15 A 도는 본 발명의 제3실시예에 따른 세정방법을 설명하기 위한 피세정물의 확대단면도이다.
제15 B 도는 본 발명의 제3실시예에 따른 세정방법을 설명하기 위한 피세정물의 확대단면도이다.
제16도는 노즐장치의 실시예를 나타내는 개략사시도이다.
제17도는 노즐장치의 또다른 실시예를 나타내는 측면도이다.
제18 A 도는 구동기구의 다른 구동형식을 설명하는 개략평면도이다.
제18 B 도는 구동기구의 또 다른 구동형식을 설명하는 개략평면도이다.
제19 A 도는 아르곤의 상도이다.
제19 B 도는 노즐헤드내의 온도와 압력의 시간변화를 나타내는 그래프이다.
제19 C 도는 아르곤을 포함하는 혼합가스의 냉각온도와 유량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
제20도는 본 발명의 제4실시예에 따른 세정장치의 기본구성을 나타내는 개략도이다.
제21 A 도는 본 발명의 제4실시예의 다른 구성예에 따른 세정장치의 냉각수단의 개략평면도이다.
제21 B 도는 본 발명의 제4실시예의 다른 구성예에 따른 냉각수단의 개략평면도이다.
제22 A 도는 노즐의 분사방향이 일방향으로 고정되어 있는 경우의 세정을 설명하는 피세정물의 확대단면도이다.
제22 B 도는 노즐의 분사방향이 일방향으로 고정되어 있는 경우의 세정을 설명하는 피세정물의 확대단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 아르곤가스의 용기, 2: 질소가스의 용기, 3, 4: 압력조절밸브, 5: 필터,
6: 냉각기, 7: 온도계, 8: 압력계, 9: 온도제어장치, 10: 노즐장치, 11:
진공용기, 12: 피세정물, 13: 유량조절밸브, 14: 압력계, 15: 압력제어기,
16, 17: 밸브, 18: 진공배기수단, 20: 합류점, 21: 배관, 22: 배관, 23:
노즐, 24: 구동기구, 25: 궤적, 26: 분출가스흐름, 27: 벨로우즈, 28: 플
랜지, 29: 지지기구, 30: 아암, 31: 테이블, 32a, 32b: O 링, 34: 단열용
기, 35: 액체아르곤, 36: 배관, 37: 배관, 38: 배관, 39: 가열수단, 40:
배관, 41: 기판홀더, 42: 아암, 43: 리니어베어링, 44, 44a: 가이드프레임,
45: 스프링, 46: 벨로우즈, 50, 50a: 지지아암, 51: 롤라, 52: 아암, 53:
롤라, 54: 부쉬, 55: 압력조절밸브, 56: 배관, 57: 휠터, 58: 배관, 59:
히터장치, 60: 노즐장치, 62: 아르곤혼합가스류, 63: 가온용가스류, 65: 노
즐, 67: 배관, 68: 홈, 69: 돌기, 70: 회전장치, 73, 74: 노즐, 75: 배
관, 76: 열전대, 77: 이중관열교환기, 78: 압력계, 79: 웨이퍼테이블, 81:
제어수단, 82: 유량콘트롤라, 83: 배관, 84: 오일트랩, 85: 진공배기장치,
86: 액화질소, 87: 배관, 88: 굴곡점, 89: 냉각판, 90: 히터, 91, 92: 질
량유량콘트롤라, 94: 진공용기, 100: 반도체웨이퍼, 101: 홈, 102: 오염물,
103: 노즐, 104: 아르곤미립자, 105: 돌기, 106: 오염물.

Claims (41)

  1. 아르곤가스를 포함하는 가스를 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점이하로 냉각하여 아르곤미세액체방울을 형성하는 냉각공정과, 전기 아르곤미세액체방울를 포함하는 유체를 노즐장치로부터 감압분위기 중에 분사하는 것에 의하여 팽창시켜, 전기 아르곤미세액체방울의 적어도 일부를 고화시켜서 아르곤미립자로 하는 아르곤미립자형성공정과, 전기 아르곤미립자를 포함하는 유체를 피세정표면에 분사시키는 분사공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 전기 노즐장치 및 피세정표면이 진공용기중에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전기 아르곤을 포함하는 가스가 아르곤가스와 질소가스의 혼합가스이고, 질소가스의 농도는 2 ∼ 70 몰%인 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 전기 진공용기중의 압력은 0.2 기압이상 0.7 기압 이하인 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 전기 노즐장치내의 전기 아르곤을 포함하는 가스의 압력은 3기
  6. 제 1 항에 있어서, 전기 아르곤미립자는 표면이 고상상태이고, 내부가 액상사태인 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 전기 냉각공정은, 전기 노즐장치내의 아르곤을 포함하는 가스의 온도를 측정하여, 온도가 거의 일정하게 되어 아르곤을 포함하는 가스중에 미세액체방울이 형성되기 시작하는 시점을 검출하는 공정과, 전기 온도가 거의 일정하게 된 시점에서의 전기 노즐장치내의 가스의 제 1압력을 측정하여, 그 제 1압력으로부터 더욱 소정량 낮은 제 2압력에서 전기 노즐장치내의 가스의 압력이 일정하게 되도록 아르곤을 포함하는 가스의 냉각량을 조절하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 전기 냉각공정은, 전기 노즐장치내의 압력을 소정의 압력으로 유지하면서 전기 아르곤을 포함하는 가스를 냉각함과 동시에, 전기 아르곤을 포함하는 가스의 몰유량을 서서히 증가하여, 그 몰유량이 급격히 증가하기 시작하는 시점에서의 제 1몰유량을 측정하는 공정과, 전기 노즐장치내의 압력을 소정의 압력으로 유지하면서 전기 아르곤을 포함하는 가스를 냉각함과 동시에, 그 몰유량을 더욱 증가하여, 그 몰유량이 소정의 제 2몰유량이 되도록 전기 아르곤가스의 냉각량 및 그 몰유량을 조절하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 전기 노즐장치내의 압력을 3기압 이상 7기압 이하인 것을 특징
  10. 제 8 항에 있어서, 전기 제 2몰유량은 전기 제 1몰유량의 1.2배 이상 4배 이하인 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 전기 분사공정은, 또한 다른 노즐장치에서 기체를 분사하여 전기 피세정표면에 분사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 전기 분사공정은, 또한 전기 다른 노즐장치에서 분사하는 기체를 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 전기 분사공정은, 또한 전기 노즐장치로부터의 전기 아르곤 미립자를 포함하는 유체가 전기 피세정물표면에 분사된 뒤에, 전기 다른 노즐장치에서 나오는 기체를 분사시키는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 전기 다른 노즐장치에서 분사하는 기체가 질소가스인 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 또한 전기 노즐장치와 전기 피세정표면을 상대적으로 이동시키는 이동공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법,
    의 노즐을 포함하고, 전기 이동공정은 전기 다수의 노즐과 전기 피세정표면을 상대적으로, 전기 어느 방향으로 고속으로 전기 등간격과 동등이상의 폭으로, 그리고 전기 어느 방향과 거의 직각인 방향으로 저속으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 전기 아르곤미립자형성공정은, 아르곤미세액체방울을 포함하는 유체를 적어도 소정의 제 1방향으로 분사하는 공정과, 아르곤미세액체방울을 포함하는 유체를 전기 제 1방향과는 다른 제 2방향으로 분사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 전기 제 1방향은, 전기 제 2방향에 대하여, 전기 피세정표면에의 사영(射影)이 역방향인 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 전기 이동공정중, 전기 피세정표면을 전기 상대이동방향에 대하여 교차하는 방향으로 보다 고속으로 왕복이동시키는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 전기 이동공정중, 전기 피세정표면을 그 중심축을 중심으로하여 소정회전각의 범위에서 회전시키는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 이동공정은, 피세정표면을 소정의 방향으로 왕복이동하는 공정을 포함하고, 전기 분사공정은, 전기 피세정표면의 왕복이동방향과 직교하는 방향으로 기의 등간격으로 배열한 다수의 노즐로부터 아르곤미립자를 포함하는 유체를 전기 피세정표면의 왕로(往路)의 이동방향으로 경사지게 분사하는 공정과, 다수의 노즐로부터 아르곤미립자를 포함하는 유체를 전기 피세정표면의 복로(復路)의 이동방향으로 경사지게, 그리고 전기 피세정표면상에의 사영이 서로 역방향이 되도록 분사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 표면세정방법.
  21. 아르곤미세액체방울을 포함하는 가스를 공급하기 위한 것으로서, 적어도 아르곤가스를 포함하는 가스를 공급하는 아르곤가스원과, 전기 아르곤가스원으로부터 공급된 가스를, 그 압력에서의 아르곤가스의 액화점이하고 냉각하기 위한, 냉각량가변의 냉각수단을 포함하는 가스공급수단과, 적어도 전기 아르곤미세액체방울을 포함하는 가스가 공급되어, 전기 아르곤미세액체방울을 포함하는 가스를 분출하기 위한 다수의 노즐이 설치되어 있는 노즐장치와, 전기 노즐장치의 가스분사방향으로 피세정물을 지지하기 위한 피세정물지지수단과, 전기 노즐장치 및 전기 피세정물지지 수단을 수용하는 기밀용기와, 전기 기밀용기내를 배기할 수 있는 배기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 전기 가스공급수단은, 전기 노즐장치내의 온도를 측정하기 위한 온도계와, 전기 노즐장치내의 압력을 측정하기 위한 압력계와, 전기 온도계에 의해서 측정된 온도값과 전기 압력계에 의해서 측정된 압력값이 입력되어, 전기 압력값이 소정의 값이 되도록 전기 냉각수단의 냉각량을 조절하기 위한 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 또한 아르곤가스를 포함하는 가스를 소정의 몰유량으로 흐르게 하기 위한 아르곤유량조절수단이, 전기냉각수단의 상류에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  24. 제 21 항에 있어서, 전기 냉각수단은, 열교환기와, 이 열교환기를 흐르는 액화질소의 유량을 제어하기 위한 냉각용 유량조절수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  25. 제 21 항에 있어서, 전기 냉각수단은, 클라이오시스템과 가열수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  26. 제 21 항에 있어서, 전기 피세정물지지수단은, 전기 노즐장치와 피세정물을 상대적으로 소정방향으로 이동시킬 수 있는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 전기 노즐장치는 어느 방향으로 거의 등간격으로 배열한 다수의 노즐을 포함하고, 전기 구동수단을 전기 노즐장치와 피세정물을 상대적으로 전기 어느 방향으로 고속으로 전기 등간격과 동등이상의 폭으로, 그리고 전기 어느 방향과 거의 직각인 방향으로 지속으로 이동시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  28. 제 26 항에 있어서, 전기 노즐장치는, 아르곤미세액체방울을 포함하는 가스를 분사하기 위한 노즐로 된 일방의 노즐군과, 기체를 분사하기 위한 노즐로 된 타방의 노즐군을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 전기 일방의 노즐군 및 전기 타방의 노즐군은 각각, 다수의 노즐이 어느 방향으로 배열된 노즐열을 가지며, 전기 노즐군의 전기 노즐열로 전기 다른 노즐군의 전기 노즐열과 평행으로 배치된 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 전기 구동수단이 전기 일방의 노즐군 및 전기 타방의 노즐군의 노즐열의 방향 및 그것에 직교하는 방향으로 이동가능한 것임을 특징으로 하는 표면세정장치.
  31. 제 29 항에 있어서, 전기 타방의 노즐군은 또한 전기 기체를 가열하는 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  32. 제 27항에 있어서, 전기 노즐장치는 아르곤미세액체방울을 포함하는 가스를 다수의 다른 방향으로 분사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 전기 노즐장치는 전기 피세정물표면에의 사영이 역방향인 두개의 분사방향을 갖는 다수의 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  34. 제 32 항에 있어서, 전기 노즐장치는 전기 피세정물표면에의 사영이 서로 역방향인 분사방향으로 방향을 가변할 수 있는 다수의 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  35. 제 33 항 또는 제 35 항에 있어서, 전기 다수의 노즐은 전기 노즐장치와 전기 피세정물간의 상대이동방향으로 평행한 수직면에 대하여 소정의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  36. 제 32 항에 있어서, 전기 구동수단은 전기노즐장치와 전기 피세정물간의 상대이동방향에 대하여 교차하는 방향으로 요동가능한 것임을 특징으로 하는 표면세정장치.
  37. 제 32 항에 있어서, 전기 구동수단은 전기 피세정물을 어느 점을 중심으로 하여 소정의 회전각의 범위에서 회전가능한 것임을 특징으로 하는 표면세정장치.
  38. 흐르는 액체아르곤을 가열하여 아르곤미세액체방울을 포함하는 아르곤 가스의 유체를 형성하는 아르곤 미세액체방울 형성공정과,
    전기 아르곤 미세액체방울을 포함하는 아르곤 가스의 유체를 노즐장치로부터 김압분위기중에 분사하여 상기 유체를 단열팽창시켜서 적어도 아르곤 미세액체방울의 일부를 고화시켜서 아르곤 미립자로 하는 아르곤미립자형성공정과,
    전기 아르곤미립자를 포함하는 유체를 피세정표면에 분사시키는 분사공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정방법.
  39. 액체아르곤의 흐름을 형성하기 위한 아르곤액체원,
    아르곤 미세액체방울을 포함하는 아르곤가스의 유체를 형성하기 위하여 전기 흐르는 액체아르곤을 가열하는 가열수단과,
    전기 아르곤미세액체방울을 포함하는 가스를 분출하기 위한 다수의 노즐이 설치되어 있는 노즐장치와,
    전기 노즐장치의 가스분사방향으로 피세정물을 지지하기 위한 피세정물지지수단과,
    전기 노즐장치 및 전기 피세정물지지수단을 수용하는 기밀용기와,
    전기 기밀용기내를 배기할 수 있는 배기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  40. 제 21 항에 있어서, 상기 기밀용기는 상기 노즐들로부터 분출된 가스를 단열팽창하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
  41. 제 16 항에 있어서, 상기 기밀용기는 상기 노즐들로부터 분출된 가스를 단열팽창하는 것을 특징으로 하는 표면세정장치.
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