KR20180127430A - 기판들을 세정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20180127430A
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우베 디에제
지-웨이 슈
마틴 사마요아
서장 싱
흐리시 센데
첸싱 한
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서스 마이크로텍 포토마스크 이큅먼트 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 기판들(2)을 세정하기 위한 방법 및 장치(1)에 관한 것이며, 본 방법에서, 적어도 하나의 노즐 배열체(8)는 기판(2)의 노출된 표면에 대해 반대편에 제공되며, 노즐 배열체(8)는, 적어도 2개의 별도의 노즐들(21, 22)을 포함하며, 별도의 노즐들 각각은 음파 에너지가 표면을 향하여 지향되도록 기판(2)의 표면을 향하여 각각의 노즐(21, 22)을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하기 위한 음파 변환기(30)를 각각 가지며, 음파 변환기들(30)은 상이한 공명 주파수들을 가지며, 적어도 각각의 1차 및 2차 고조파들이 모두 상이하다. 노즐들(21, 22)은, 적어도 2개의 별도의 노즐들(21, 22)의 매체 스트림들이 기판(2)의 표면에 도달하기 전에 적어도 부분적으로 교차하도록 배열되며, 그리고 각각의 변환기들(30)에 의해 제공되는 주파수들의 간섭이 기판(2)의 표면 위에서 발생한다.

Description

기판들을 세정하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 기판들을 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 그리고 특히 이러한 목적을 위한 노즐 배열체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 음향 에너지, 소위 초음파, 그리고 특히 메가사운드(megasound)와 연계하여 액체 매체를 사용하여 반도체 분야에서 기판들을 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 상이한 기술 분야들에서 초음파를 사용하여 컴포넌트들을 세정하는 것이 공지되어 있다. 세정될 컴포넌트들은, 음향 에너지가 아래에서 더 설명되는 특정 방식들로 액체 매체와 상호작용할 때 생성되는 물리적인 힘들에 의해 기판 표면으로부터 입자들을 분리시키기 위해 특정 시간의 기간 동안 통상적으로 액체 매체와 접촉하게 되고 그리고 초음파 또는 메가사운드(megasound)에 노출된다. 초음파 및 메가소닉(megasonic) 세정은 또한 웨이퍼 및 마스크 제조를 위한 반도체 분야에서의 기술들로 인식되고 그리고 통상적으로 상이한 구성들로 채택된다. 업계에서는 초음파 세척으로 400kHz 내지 700kHz 사이의 주파수를 갖는 음향 에너지를 채택하는 공정으로 지칭하는 반면, 700kHz 초과의 주파수를 채택하는 공정은 메가소닉 세정이라 지칭한다. 다음의 설명에서, 용어 ‘음파(sonic)’는 메가소닉 주파수 범위뿐만 아니라 초음파 주파수 범위 양자 모두를 설명하기 위해 교환가능하게 사용된다.
음파 세정 기술은 수십년에 걸쳐 표면 세정에서 적용되고 있다. 다양한 접근법들이 특정 적용 요건들에 따라 활용된다. 일반적으로, 음파 세정 접근법은 배스(bath) 및 분사(spray) 구성들로 각각 분할되며, 각각은 특정 이점들 및 단점들을 가지지만, 일반적으로, 실질적으로 상이한 접근법들이다. 배스 접근법들에서, 기판 또는 기판들의 배치(batch)는 통상적으로 특정 세정 매체, 보통 액체 매체로 채워진 탱크 내로 완전히 침지된다(immersed). 액체 매체 내로 도입되는 음파 에너지는 배스 내에 액체의 세정 성능을 강화시키며, 여기서 음파 에너지는 통상적으로 세정될 특정 표면 영역으로 지향되지 않지만, 일반적으로 액체 내로 지향된다. 분사 접근법들에서, 세정 매체는 노즐 또는 노즐들의 어레이로부터 세정될 기판 상으로 분배되고 그리고 통상적으로 기판 표면 상에서 이러한 매체의 필름을 형성할 것이다. 음파 에너지는, 기판 상으로 분배되는 이러한 필름 내로 또는 매체의 스트림 내로 도입되며, 그리고 이러한 음파 에너지는 세정될 표면에서 특히 지향된다.
DE-A-197 58 267 A는, 예를 들어, 배스 시스템을 설명하며, 여기서 반도체 웨이퍼들의 배치는 액체로 채워진 처리 용기 내로 삽입되고 그리고 그 후 초음파에 노출된다. 이에 의해, 초음파의 음파들은 웨이퍼의 표면 위에서 실질적으로 균일한 세정 효과를 달성하기 위해 웨이퍼들의 표면에 대해 실질적으로 평행하게 지향된다.
예를 들어, DE 10 2004 053 337 A는 분사 접근법을 설명하며, 여기서 먼저, 액체 필름이 음파 변환기에 인접하게 배열된 노즐을 통해 기판의 표면 상에서 형성되며 그리고 후속하여, 음파 에너지는 이에 따라 형성된 액체 필름 내로 커플링되고, 그리고 세정될 수 있는 기판 표면을 향하여 지향된다.
배스 및 분사 접근법들에서, 동일하거나 상이한 주파수들 및/또는 음향 파워의 다수의 변환기들의 사용은 입자 제거 효율성을 최대화하는 목적으로 제안되고 있다. 또한, 주파수 쓸기(frequency sweeping) 및 음파 에너지의 온/오프 펄싱(on/off pulsing)이 원치 않은 표면 또는 패턴 손상의 위험을 감소시키도록 제안되고 있다.
음파 기술은 액체 매체에 의해 세정될 수 있는 기판 표면(들)에 커플링되는 음향 에너지를 운반하기 위해 압전 변환기들(piezoelectric transducers)을 활용한다. 변환기로부터 매체 내로 전달되는 음향 에너지는 매체에서 낮은 그리고 높은 압력의 교번 사이클들(alternating cycles)을 생성하며, 이는, 결과적으로, 기판의 표면 상에 양방향성의 유체 모션의 짧은 펄스들을 초래한다. 다음의 설명에서, 본 발명자들은 주요한 음향 스트리밍(acoustic streaming)으로서 이러한 유체 모션을 언급할 것이다.
낮은 압력 사이클들 동안, 세정 매체는 또한, 매체에 포함되었던 가스로 채워질 수 있고 그리고 이러한 버블들을 채우기 위해 또는 매체 자체의 증기에 의해 용액 밖으로 나오고 있는 마이크로-버블들(micro-bubbles)을 형성할 수 있다. 높은 압력 사이클들 동안, 이러한 버블들이 압축되고 그리고 압력 증가의 속도에서 사라질 수 있거나, 또한 격렬하게 붕괴할 수 있다(임플로딩(implode)). 버블 형성 및 비-격렬(non-violent) 버블 압축의 사이클들은 안정적인 캐비테이션(cavitation)으로 불린다. 버블 형성 및 비-격렬(violent) 버블 임플로전(implosion)의 사이클들은 일시적인 캐비테이션으로 불린다.
안정적인 캐비테이션의 경우에, 가스 및 증기 농도들이 각각의 사이클로 여기에 국부적으로 축적됨에 따라, 버블들은 보통, 버블들이 압축되었던 동일한 포지션에서 재형성되며, 그리고, 버블들이 크기가 더 성장함에 따라, 안정적인 캐비테이션은 일시적인 캐비테이션으로 전환할 수 있다. 캐비테이션의 형태들 양자 모두는 부가의 유체 모션을 발생시키며, 여기서 본 발명자들은 본 문헌에서 2차 음향 스트리밍으로 부를 수 있다.
그 격렬한 거동으로 인해, 일시적인 캐비테이션은 더 강력한 2차 음향 스트리밍을 초래하고, 그리고 이에 따라 신속한 (공격적인) 입자 제거(세정)를 위해 유용할 수 있다. 그러나, 이러한 강력한 2차 음향 스트리밍은 또한 기판의 표면에 대한 의도하지 않은 손상(소위 피팅(pitting))을 초래할 수 있거나, 기판의 표면 상에 구축되는 패턴들의 붕괴(소위 패턴 손상)로 이어진다.
비교시, 안정적인 캐비테이션은 매우 더 낮은 2차 음향 스트리밍 강도를 초래하며, 이는 입자 제거 속도를 감소시키지만(덜 공격적인), 또한 표면 피팅 및 패턴 손상의 위험을 완화시킨다.
비록 위의 효과들이 잘 이해되지만, 입자 제거 효율성을 높게 유지하면서, 기판 표면 또는 패턴들에 대한 손상을 감소시키기 위해 일시적인 캐비테이션을 제어하는, 특히 억제하는 실행 가능한 접근법은 발견되지 않았다.
기판에 대한 손상의 감소된 위험에서 기판들을 위한 음파 세정을 제공하는 것이 제1 목적이다.
하나의 양태에 따라, 기판들을 세정하기 위한 방법은 세정될 기판의 노출된 표면에 대해 반대편에 있는 적어도 하나의 노즐 배열체(nozzle arrangement)를 제공하는 단계─노즐 배열체는, 기판의 표면을 향하여 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지(sonic energy)를 도입하도록 배열되는 음파 변환기(sonic transducer)를 각각 가지는 적어도 2개의 별도의 노즐들을 포함하며, 기판의 표면은 상기 음파 에너지가 기판 표면을 향하여 지향되는 방식으로 세정될 수 있으며, 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들이 모두 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들(resonant frequencies)을 가짐─를 포함한다. 본 방법에서, 노즐 배열체의 적어도 2개의 별도의 노즐들을 통해 액체 매체를 유동시킴으로써 기판의 표면 영역에 액체 매체가 적용되며, 각각의 노즐은 매체 스트림(media stream)을 생성하며, 노즐들은 기판의 표면에 대해 배열되고 그리고 위치결정되어, 적어도 2개의 별도의 노즐들의 매체 스트림들은 기판의 표면에 도달하기 전에 서로 적어도 부분적으로 교차하고, 음파 에너지는 각각의 변환기들에 의해 제공되는 주파수들의 간섭이 기판의 표면 위에서 발생하도록, 각각의 변환기들을 통해 각각의 노즐들을 통해서 유동하는 액체 내로 도입된다. 특정 설정에서의 이러한 간섭은, 감소된 2차 음향 스트리밍이 단일 주파수만을 사용하는 것과 비교하여 발생할 수 있으면서, 세정 공정을 위한 에너지를 제공하기 위해 양호한 1차 음향 스트리밍으로 이어질 수 있다.
다른 양태에 따라, 적어도 2개의 노즐들은 서로에 대해 일렬로(in-line) 배열되고 서로를 향하여 경사지며, 그리고 노즐 배열체와 기판의 표면 사이의 거리는 기판의 표면 위에서 매체 스트림들 사이의 교차 지점(point of intersection)을 설정하도록 조절된다. 노즐 배열체와 기판의 표면 사이의 거리를 조절하는 것은, 각각의 매체 스트림들이 기판 표면으로부터 5mm 내지 25mm의 거리에서 서로 교차하도록 이루어질 수 있으며, 여기서 적어도 2개의 노즐들은 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 서로를 향하여 경사질 수 있다.
다른 양태에 따라, 노즐 배열체는, 음파 변환기들이 기판의 표면을 향하여 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하게 배열되도록, 노즐 배열체와 연관되는 음파 변환기를 각각 가지는 적어도 3개의 별도의 노즐들을 포함하며, 기판의 표면은 상기 음파 에너지가 기판 표면을 향하여 지향되는 방식으로 세정될 수 있으며, 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들이 모두 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들을 갖는다. 이러한 노즐 배열체에서, 음파 변환기들은 삼각형 방식으로 배열될 수 있어, 노즐들이 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 삼각형 배열체의 중간을 향하여 경사진다. 그러나, 다른 배열들이 가능하다.
추가의 양태에 따라, 음파 변환기들의 공명 주파수들은 적어도 100KHz 떨어져 있으며 그리고 음파 변환기들은 적어도 약 3MHz의 공명 주파수를 가질 수 있다. 특정한 양태에서, 하나의 음파 변환기는 약 3MHz의 공명 주파수를 가지며, 그리고 다른 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 갖는다. 3개의 변환기의 예에서, 제1 음파 변환기는 약 3MHz의 공명 주파수를 가질 수 있으며, 제2 음파 변환기는 약 4MHz의 공명 주파수를 가질 수 있으며, 그리고 제3 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가질 수 있다.
추가의 양태에 따라, 기판은 마스크(mask), 특히 반도체들의 제작을 위한 포토마스크(photomask), 반도체 재료, 특히, Si-웨이퍼(wafer), Ge-웨이퍼, GaAs-웨이퍼 또는 InP-웨이퍼, 평판 기판(flat panel), 또는 다층 세라믹(multi-layer ceramic) 기판 중 하나이다. 액체 매체는 탈기된 DI 물, 예컨대, CO2, O2, N2, O3, Ar 및 H2를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 적어도 하나의 용해된 가스를 함유하는 DI 물, 계면활성제들(Surfactants), NH4OH, 아세트산, 시트르산, TMAH, ETMAH, TBAH, HNO3, HCl, H2O2, H3PO4, BHF, EKC, ESC 또는 그 호환성이 있는 혼합물들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 기판 표면들의 세정을 위해 통상적으로 사용되는 화학 물질들을 포함하는 탈기되거나 가스화된 DI 물에 사용되는 것 중 적어도 하나를 채택할 수 있다.
일 양태에서, 노즐 배열체 및 기판 중 적어도 하나는 기판 표면 위에서 액체 매체를 스캐닝하기(scan) 위해 다른 하나에 대해 이동된다.
다른 양태에 따라, 기판들을 세정하기 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 세정될 기판의 표면이 노출되도록 세정될 기판을 수용하기 위한 리셉터클(receptacle), 및 노즐 유출구 방향으로 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하도록 배열되는 음파 변환기를 각각 가지는 적어도 2개의 별도의 노즐들을 포함하는 노즐 배열체─음파 변환기들은 적어도 이들의 1차 고조파 및 2차 고조파 모두가 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들을 가지며, 노즐은 공통의 지점을 향하여 경사져서, 노즐들에서 나오는 각각의 매체 스트림들은 적어도 부분적으로 교차할 수 있음─를 포함한다. 장치는 노즐 배열체의 별도의 노즐들에 액체를 동시에 공급하도록 구성되는 액체 매체의 공급원(source)─여기서 각각의 노즐들에서 나오는 매체 스트림들이 기판의 표면에 도달하기 전에 적어도 부분적으로 교차할 수 있도록 배열됨─, 및 음파 에너지가 각각의 노즐들을 통해 유동하는 액체 매체 내로 동시에 도입되도록, 각각의 음파 변환기들의 작동을 제어하기 위한 제어기를 갖는다. 위치결정 디바이스는, 각각의 노즐들을 통해 유동하고 그리고 노즐들에서 나오는 각각의 매체 스트림들이 기판에 도달하기 전에 적어도 부분적으로 교차할 것이도록 리셉터클 상의 기판에 대해 노즐 배열체를 위치결정하고, 그리고 기판 표면 위에서 노즐 배열체를 스캐닝하기 위해 노즐 배열체와 리셉터클 상의 기판 사이의 상대적인 이동을 유발한다.
다른 양태에 따라, 적어도 2개의 노즐들은 서로에 대해 일렬로 배열되고 그리고 서로를 향하여 경사지며, 그리고 위치결정 디바이스는 리셉터클 상의 기판의 표면에 대해 노즐 배열체의 포지션을 조절하도록 구성될 수 있어, 각각의 노즐들을 통해 유동하고 그리고 노즐들에서 나오는 각각의 매체 스트림들은 기판의 표면으로부터 5mm 내지 25mm의 거리에서 서로 교차한다. 적어도 2개의 노즐들은 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 서로를 향하여 경사질 수 있다.
추가의 양태에서, 노즐 배열체는 적어도 3개의 별도의 노즐들을 가지며, 이 별도의 노즐들 각각은 유출구 및 변환기들이 노즐 유출구 방향으로 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하게 배열되도록, 각각의 노즐과 연관되는 유출구 및 음파 변환기를 가지며, 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들이 모두 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들을 갖는다. 이러한 3개의 노즐 배열체에서, 노즐들은 삼각형 방식으로 배열될 수 있어, 노즐들이 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 삼각형 배열체의 중간을 향하여 경사진다.
추가의 양태에 따라, 음파 변환기들의 공명 주파수들은 적어도 100KHz 떨어져 있다. 음파 변환기들은 적어도 약 3MHz의 공명 주파수를 가질 수 있다. 특정한 양태에 따라, 하나의 음파 변환기는 약 3MHz의 공명 주파수를 가질 수 있으며, 그리고 다른 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가질 수 있다. 적어도 3개의 노즐 배열체에서, 제1 음파 변환기들은 약 3MHz의 공명 주파수를 가질 수 있으며, 제2 음파 변환기는 약 4MHz의 공명 주파수를 가질 수 있으며, 그리고 제3 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가질 수 있다.
본 발명은 도면들을 참조로 하여 취해진 예시적인 실시예를 기초로 하여 이후에 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 세정 장치의 개략적 평면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 상이한 포지션들의 도 1의 노즐 배열체의 개략적인 단면도들을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 노즐 배열체의 개략적 단면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 노즐 배열체의 노즐들의 삼각형 배열의 개략적인 저면도를 도시한다.
도 1은 기판들(2)을 세정하기 위한 세정 장치(1)의 개략적인 평면도를 도시하는 반면, 도 2는 선(I-I)을 따라 장치(1)의 노즐 배열체의 개략적인 단면도를 도시한다. 세정 장치(1)는 기본적으로, 기판 홀더(4) 및 적용 유닛(6)으로 불릴 것인, 기판을 위한 리셉터클(receptacle)로 구성된다.
기판 홀더(4)는, 도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 도시되는 바와 같이 실시예에서 원 형상을 또한 가지는 기판(2)을 수용하기 위한 평탄한 원형 판이다. 기판 홀더(4)는 처리될 기판(2)의 형상에 일치할 수 있는 직사각형과 같은 다른 형상들을 가질 수 있다. 기판 홀더(4) 및 기판(2)이 상이한 형상들을 가지는 것이 또한 가능하다. 기판 홀더(4)는 액체들을 위한 도시되지 않은 배수구(drainage)를 가지며, 이 배수구들은 적용 유닛(6)을 통해 기판(2) 상에 적용될 수 있다. 화살표(A)에 의해 표시되는 바와 같이, 기판 홀더(4)는 각각의 회전 디바이스(미도시)에 의해 회전되도록 구성된다.
적용 유닛(6)은 노즐 배열체(8) 및 가동하는 방식으로 노즐 배열체(8)를 지지하는 운반 구조물(10)로 구성된다. 운반 구조물(10)은 기판 홀더(4)에 인접한 주요 부품(12) 및 양방향(double-headed) 화살표(B)에 의해 도시되는 바와 같이 길이 방향으로 가동하는 방식으로 주요 부품(12)에 의해 지지되는 지지 아암(14)을 갖는다. 지지 아암(14)은 그 자유 단부 상의 노즐 배열체(8)를 지지한다. 지지 아암(14)을 이동시킴으로써, 노즐 배열체(8)는 기판(2)에 걸쳐 스캐닝될(scanned) 수 있다. 기판 홀더(4)를 통한 기판(2)의 회전과 조합하여 노즐 배열체(8)의 이러한 스캐닝 이동은 노즐 배열체(8)가 기판(2)의 완전 표면 위에서 스캐닝되는 것을 허용한다. 도시되는 바와 같이 지지 아암(14)의 선형 이동을 제공하는 것보다는 오히려, 또한 지지 아암(14)의 선회 모션이 양방향 화살표(C)에 의해 표시되는 바와 같이 제공될 수 있다. 게다가, 지지 아암(14)을 위한 리프트 구조물은 주요 부품(12) 상에서 제공되어, 노즐 배열체(8)와 기판 홀더(4) 상에서 수용되는 기판(2)의 표면 사이의 거리를 조절하기 위해 리프팅(lifting) 이동을 가능하게 한다. 당업자는 기판(2) 위에서 노즐 배열체(8)를 스캐닝하기 위해 그리고 노즐 배열체(8)와 기판(2) 사이에 거리 조절을 제공하기 위해 다른 배열들을 용이하게 인식할 것이다. 이러한 사실이 당업자에게 명백할 것이기 때문에, 고정식 기판 홀더(4)를 제공하거나, 상이한 방식으로 기판 홀더(4) 및 노즐 배열체(8)를 이동시키는 것이 또한 가능할 것이어서, 기판 표면 위의 노즐 배열체(8)의 스캐닝을 허용하기 위해 기판(2)과 노즐 배열체(8) 사이에 상대적인 이동을 달성한다. 운반 구조물의 주요 부품(12)은 액체의 공급원(source)을 포함하거나, 액체의 공급원과 연결되며, 이 공급원은 노즐 배열체(8)의 노즐들과 적합한 방식으로 연결되며, 이는 본원에서 아래서 더 상세히 설명될 것이다. 주요 부품(12)은 또한, 본원에서 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 기판 홀더 및 노즐 배열체 중 하나의 이동, 및 음파 변환기들을 구동시키기 위한 노즐 배열체 및/또는 전기 설비로 액체 매체의 적용을 제어하는 제어기를 하우징할 수 있다. 이러한 제어기는 또한, 주요 부품(12) 외측에서 하우징되는 별도의 제어기로서 제공될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 처리될 기판(2) 위에서 상이한 거리들로 위치결정되는 제1 실시예에 따른(도 1의 선(I-I)을 따른) 노즐 배열체(8)의 개략적인 단면도들을 도시한다. 노즐 배열체(8)는 주요 본체(20) 및 주요 본체(20)에 부착되거나 일체로 형성되는 2개의 노즐들(21, 22)을 갖는다. 주요 본체(20)는 노즐들(21 및 22)을 지지하거나 형성하기 위한 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있고 그리고 지지 아암(14)에 적합한 방식으로 부착된다.
주요 본체(20)는 주요 본체(20)의 최상부와 및 각각의 노즐들에서 형성되는 유동 챔버들(flow chambers)을 연결시키는 내부 도관(25)을 갖는다. 도관(25)은 지지 아암(14)에 또는 지지 아암(14) 상에서 제공되는 공통의 공급 라인(미도시)와 함께 주요 본체(20)의 최상부에서 연결되는 공통의 분기부(branch)를 제공하는 분기형(branched) 도관이다. 도관(25)은 또한, 노즐들(21, 22) 각각 중 하나와 공통의 분기부를 연결시키는 2개의 노즐 분기부들을 갖는다.
오직 개략적으로 도시되는 노즐들(21, 22)은 기판에서 실질적으로 동일한 기초 구조물을 각각 가지고 그리고 이에 따라 단지 노즐(21)은 공통의 피처들(features)에 대해 본원에서 설명될 것이다. 노즐(21)은 도관(25)에 연결되는 유입구(27), 유동 챔버(28) 및 유출구(29)를 갖는다. 노즐(21)은 또한, 유동 챔버 내로 음파 에너지를 도입하도록 배열되는 음파 변환기(30)를 갖는다. 유입구(27)는 음파 변환기(30)에 인접하고 그리고 유출구(29)로부터 이격된 포지션에서 유동 챔버(28)로 개방된다. 도관(25), 유입구(27), 유동 챔버(28) 및 유출구(29)는 치수가 정해져, 공급 라인을 통해 공급되는 액체 매체로 유동 챔버(28)를 완전히 채울 수 있고 그리고 도 2에서 32로 표시되는 바와 같은 액체 매체의 지향된 제트(jet) 또는 스트림(stream)을 형성할 수 있다. 노즐(21)은 기판 홀더(4)의 표면(또는 그 위의 기판(2))에 대해 각져서, 유출구(29)에서 나오는 지향된 스트림(32)은 기판의 표면의 법선(normal)에 대해 15° 내지 45°, 바람직하게는 약 30°의 각도(α)를 형성한다(도 2a에서 개략적으로 표시됨).
음파 변환기(30)는 유출구(29) 반대편에 있는 유동 챔버(28)의 일 단부를 형성하도록 그리고 유출구(29)에서 나오는 지향된 스트림(32)에 실질적으로 평행한 기판에서 하나의 방향으로 유동 챔버(28) 내로 음파 에너지를 도입하도록 배열된다.
위에서 표시된 바와 같이, 노즐들(21, 22)은 동일한 기초 구조물을 갖는다. 각각의 노즐들(21, 22)과 연관된 음파 변환기들(30)은, 그러나, 동일하지 않고 그리고 이들의 공명 주파수들에 대해 적어도 상이하다. 공명 주파수들이 상이할 뿐만 아니라, 상이한 공명 주파수들은, 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들(harmonics) 모두가 상이하도록(즉, 공명 주파수들 및 1차 고조파 및 2차 고조파 중 어느 것도 동일한 값을 갖지 않도록) 한다. 음파 변환기들 양자 모두는 바람직하게는, 3MHz 초과의 공명 주파수를 가지며, 심지어 하나 또는 양자 모두의 음파 변환기들은 더 낮은 공명 주파수를 또한 가질 수 있다. 특히 하나의 노즐에서의 3MHz 변환기 및 다른 노즐에서의 5MHz 변환기의 조합은 위의 2개의 노즐 설계들에서 유익한 것으로 발견되었다. 그러나, 다른 조합들이 또한 가능하다. 음파 변환기들(30)의 공명 주파수들은 적어도 100KHz, 바람직하게는 200KHz 떨어져 있어야 한다. 이렇게 함으로써, 음파 변환기들 양자 모두는, 예를 들어, 소위 최대 100KHz의 일반적인 범위 내에서 5MHz의 공명 주파수로부터 벗어나는 5MHz 변환기들일 수 있다. 이와 같이, 4.9MHz의 실제 공명 주파수를 가지는 소위 5MHz 변환기는 예를 들어, 5.1MHz의 실제 공명 주파수를 가지는, 다른 소위 5MHz 변환기와 조합하여 사용될 수 있으며, 따라서 200KHz의 공명 주파수들 사이의 실제 차이들을 생성한다. 비록 공명 주파수들의 더 큰 분리들이 현재 바람직하다 할지라도, 적어도 100KHz 떨어져 있고 동일하지 않은 고조파들에 대한 요건들을 충족시키는 (실제) 공명 주파수들을 가지는 음파 변환기들(30)의 임의의 조합은 이익들을 제공할 수 있다. 비록 3 및 5MHz가 예시적인 주파수들로서 주어지지만, 당업자는, 다른 주파수들, 또한 3.5MHz와 같은 비정수 주파수들이 사용될 수 있는 것을 실현할 것이다.
게다가, 노즐(22)은 상이하게 각지며, 즉 노즐(21)에 평행하지 않는다. 노즐(22)은 기판 홀더(4)의 표면(또는 그 위의 기판(2))에 대해 또한 각져서, 그 유출구에서 나오는 지향된 스트림은 기판의 표면의 법선(normal)에 대해 15° 내지 45°, 바람직하게는 약 30°의 각도를 형성한다. 노즐들(21, 22)은 공통의 지점을 향하여 각져서, 각각의 지향된 스트림들은, 이 스트림들이 막히지 않는다면, 서로 교차한다. 특히, 노즐들(21, 22)은 일렬로 배열될 수 있고 그리고 대칭적인 방식으로(평면 대칭(plane symmetry)) 서로를 향하여 경사질(tilted) 수 있다.
스트림들은, 중심선들(34)에 의해 표시되는 바와 같은 이들의 각각의 중심들이 도 2a에서 도시되는 바와 같이 물체에 의해 막히지 않고 교차할 수 있다면, 완전히 교차하는 것으로 고려된다. 스트림들은, 예를 들어, 도 2b에서 도시되는 바와 같이, 각각의 스트림들이 서로 접촉하지만, 이들의 각각의 중심들이, 스트림들이 물체에 의해 막힘에 따라 교차할 수 없다면, 부분적으로 교차하는 것으로 고려된다. 각각의 노즐들에 가장 가까운 포지션(이 포지션에서, 각각의 스트림들은 서로 접촉함)은 다음에서 교차 지점으로 불릴 것이다. 어느 경우에나, 노즐들(21, 22)에서 나오는 각각의 스트림들은 기판(2) 상에 공통의 매체 필름을 형성할 것이다.
위에서 표시된 바와 같이, 도 2a 및 도 2b는 처리될 기판(2) 위의 상이한 거리들로 위치결정되는 노즐 배열체(8)를 도시한다. 이러한 도면들에 의해 알 수 있는 바와 같이, 노즐 배열체(8)와 기판(2) 사이의 거리를 조절하는 것은 교차 지점과 기판의 표면 사이의 거리를 변경시킨다. 이러한 조절은 지지 아암(14) 및 기판 홀더(4) 중 적어도 하나의 적합한 리프팅 이동을 통해 이루어질 수 있다.
비록 일체형 도관의 공통의 분기부에 연결되는 공통의 공급 라인이 도시되지만, 각각의 노즐(21, 22)을 위한 별도의 도관들 중 하나가 주요 본체(20)에 일체로 또는 주요 본체에 대해 외부에 제공될 수 있는 것 그리고 이러한 별도의 도관들이 공통의 공급 라인에 또는 별도의 공급 라인들에 연결될 수 있는 것이 유의되며, 이는 당업자에게 명백할 것인 바와 같이 각각의 노즐들을 통해 상이한 매체의 적용을 허용할 것이다.
도 3 및 도 4는 대안적인 노즐 배열(8)을 도시하며, 여기서 도 3은 그 간소화된 개략적 저면도를 도시하는 도 4의 선(II-II)을 따른 노즐 배열체의 개략적인 단면도를 도시한다.
대안적인 노즐 배열체는 주요 본체(40) 및 3개의 노즐들(41, 42, 및 43)을 갖는다. 주요 본체(40)는 주요 본체(40)의 최상부 및 전술된 주요 본체(20)의 구조물과 유사한 각각의 노즐들(41, 42 및 43)에서 형성되지만, 3개의 노즐들의 각각을 위해 각각의 분기부들을 갖는 유동 챔버들을 연결시키는 내부 도관(45)을 갖는다. 도관(45)은 지지 아암(14)에 또는 지지 아암(14) 상에서 제공되는 공통의 공급 라인(미도시)와 함께 주요 본체(40)의 최상부에서 연결되는 도관이다. 또한, 도관은 상이할 수 있고 일체형 도관은 아니다.
각각의 노즐들(41, 42 및 43)은 기초 구조물과 연관된 유입구, 유동 챔버, 유출구 및 음파 변환기를 가지는, 전술된 노즐(21)과 동일한 기초 구조물을 갖는다. 각각의 변환기는 또한, 지향된 매체 스트림을 발생시킬 수 있다. 각각의 변환기들은 또한, 이들의 공명 주파수들에 대해 모두 상이하다. 상이한 공명 주파수들은, 또한, 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들 모두가 상이하도록 (즉, 공명 주파수들 및 1차 고조파 및 2차 고조파 중 어느 것도 동일한 값을 갖지 않도록) 한다. 바람직하게는, 모든 변환기들은 3MHz 초과의 공명 주파수를 가지며, 심지어 하나 또는 그 초과의 음파 변환기들은 더 낮은 공명 주파수를 또한 가질 수 있다. 특히, 제1 노즐에서의 3MHz 변환기, 제2 노즐에서의 4MHz 변환기 및 제3 노즐에서의 5MHz 변환기의 조합은 위의 3개의 노즐 설계에서 유익한 것으로 현재 고려된다. 그러나, 또 다른 조합들이 가능하며, 여기서 음파 변환기들(30) 중 임의의 2개의 공명 주파수들 사이의 차이는 적어도 100KHz, 바람직하게는 200KHz이어야 한다.
게다가, 노즐들(41, 42 및 43)은 아래로부터 보이는 바와 같이 삼각형 패턴으로 배열되며, 이 때 각각의 노즐들(41, 42 및 43)은 각져서, 그 유출구에서 나오는 지향되는 스트림은 기판의 표면에 대해 수직인 선에 대해 15° 내지 45°, 바람직하게는 약 30°의 각도를 형성한다. 노즐들(41, 42 및 43)은 공통의 영역 또는 지점을 향하여 각져서, 각각의 지향되는 스트림들 모두는, 스트림들이 막히지 않는다면, 서로 교차한다. 특히, 노즐들(41, 42 및 43)은 삼각형 배열의 중심을 향하여 경사질 수 있다.
스트림들은, 스트림들의 각각의 중심들 모두가 도 3에서 도시되는 바와 같이 물체에 의해 막히지 않고 교차할 수 있다면, 완전히 교차하는 것으로 또 고려된다. 스트림들은, 모든 각각의 스트림들이 서로 접촉하지만, 스트림들이 물체에 의해 막힘에 따라, 이들의 각각의 중심들이 교차할 수 없다면, 부분적으로 교차하는 것으로 고려된다. 각각의 노즐들에 가장 가까운 포지션(이 포지션에서, 각각의 스트림들은 서로 접촉함)은 다음에서 교차 지점으로 불릴 것이다. 어느 경우에나, 노즐들(41, 42 및 43)에서 나오는 각각의 스트림들은 기판(2) 상에 공통의 매체 필름을 형성할 것이다.
다음에서, 위의 세정 장치(1)를 사용하여 세정 작동이 설명될 것이다. 작동을 설명하기 위해, 노즐 배열체(8)가 2개의 노즐 설계를 가지며 그리고 노즐들(21, 22)이 각각 3MHz 및 5MHz 음파 변환기들을 가지는 것으로 고려되는 것이 추정된다. 기판(2), 예컨대 구조화된 반도체 웨이퍼(다른 기판들이 본원에 아래에서 표시되는 바와 같이 가능함)는 회전 유형이고 회전하는 기판 홀더(4) 상에 존재한다.
노즐 배열체(8)는 웨이퍼의 중심 위에 위치결정되며, 이 웨이퍼의 중심은 기판 홀더(4)의 회전 중심과 일치한다. 예를 들어 DI 물 및 HCl를 포함하는 반도체 웨이퍼들의 세정을 위해 통상적으로 사용되는 액체 매체(다른 액체 매체는 본원에서 아래에 표시되는 것과 같이 가능함)는 노즐 배열체(8)의 노즐들(21, 22)에 공급되어 각각의 노즐(21, 22)은 액체 매체의 지향된 제트 또는 스트림(32)을 형성한다. 노즐 배열체(8)는 기판(2) 위에 위치결정되어, 매체 스트림들은 예를 들어 도 2a에서 도시되는 바와 같이 기판(2)의 표면 위에서 서로 완전히 교차한다. 음파 변환기들(30)은 이들의 각각의 공명 주파수에서 구동되고 그리고 이에 따라 음파 에너지를 기판 표면 위에서 서로 교차하는 각각의 지향된 스트림들(32) 내로 도입하며, 그리고 이에 의해 기판 상에서 공통의 액체 필름을 형성하기 위해 기판 상에 지향되는 상호혼합되어(intermixed) 조합된 스트림을 형성한다. 노즐 배열체는 그 후 회전 기판의 에지를 향하여 그리고 그 위에서 (선회 모션에서의 선형적으로) 이동되며, 이에 의해 완전한 기판 표면 위에서 액체 필름을 스캐닝하며, 이 액체 필름을 세정하며, 여기서 세정은 액체 매체 내의 음향 스트리밍(acoustic streaming)에 의해 보강된다. 특히, 양호한 세정은 기판의 표면에 적용되는 조합된 스트림의 영역에서 달성된다.
위에서 표시된 바와 같이, 각각의 스트림들(32)(이 스트림들 각각 내로, 다른 스트림의 주파수와 상이한 주파수의 음파 에너지가 각각의 변환기(30)를 통해 도입됨)은 기판(2)의 표면 위에서 완전히 교차한다. 이는, 스트림들이 교차하기 전에, 상이한 주파수들이 기판의 표면 위에서 그리고 심지어 각각의 스트림들의 영역에서 방해하는 것을 허용한다. 발명자들은, 단일의 주파수가 도입되는 단일의 매체 스트림의 적용에 비교하여, 상이한 주파수들의(특히 3MHz 초과의 주파수들의) 이러한 간섭이 일시적인 캐비테이션(cavitation), 즉, 격렬한 버블 임플로전들(violent bubble implosions)의 감소 또는 심지어 완전한 억제로 이어지는 것을 발견하였다. 이는, 1차 음향 스트리밍에 실질적으로 영향을 주지 않으면서, 액체 매체에서 보다 제어되는(보다 균질한) 2차 음향 스트리밍으로 이어진다. 표면 위에서 서로 교차하고 그리고 상이한 주파수들이 도입되는 상이한 매체 스트림들의 특정 적용은, 따라서, 기판에 대한 손상의 위험을 감소시키면서 양호한 입자 제거 효율성을 가능하게 한다.
비록 위의 예에서, 각각의 스트림들이 완전히 교차하고 있지만, 간섭 효과는 또한, 스트림들이 단지 부분적으로 교차하는 경우에도 발생할 것이다. 그럼에도 불구하고, 현재는, 스트림들의 완전한 교차가 바람직하다. 어느 경우에나, 스트림들의 교차 지점이 세정 작동 동안 세정될 기판의 표면 위에서 5mm 내지 25mm의 포지션에 있도록 제어되는 것이 유익한 것으로 간주된다.
변환기들의 3MHz, 5MHz 공명 주파수 조합이 특히 유익한 것으로 발견되지만, 공명 주파수들이 적어도 100KHz 떨어져 있으며 그리고 각각의 주파수들의 적어도 제1 및 제2 고조파들이 모두 상이하기 때문에, 다른 조합들은 또한, 일시적인 캐비테이션에서의 각각의 감소로 이어지는 것으로 고려된다. 바람직하게는, 저압 사이클들 동안 형성되는 버블들의 크기들이 더 높은 주파수들에 의해 감소되며, 이에 의해 발생하는 일시적인 캐비테이션의 위험을 더 감소시키기 때문에, 사용되는 모든 주파수들은 3MHz 초과여야한다.
유사한 효과들은, 위의 방식으로 노즐 배열체(8)의 3개의 노즐 설계를 사용할 때, 달성될 수 있다. 또한, 더 많은 갯수들의 노즐들은, 비록 더 많은 갯수들이 노즐 배열체의 더 복잡한 구조물로 이어지지만, 사용될 수 있다.
위의 세정 작동은 동일한 음파 보강된 세정 동안 발생하는 일시적인 캐비테이션에 의해 손상되기 쉬운, 표면 또는 그 위의 구조물을 갖는 임의의 기판에 대해 특히 유익한 것으로 간주된다. 이러한 기판들의 비제한 예들은, 예를 들어, 서브-해상도 보조 피처들(sub-resolution assist features)을 가지는, 마스크(mask), 특히 반도체들의 제작을 위한 포토마스크(photomask), 반도체 재료, 특히 예를 들어, 핀들(fins) 또는 금속 라인들(metal lines)을 가지는 반도체 웨이퍼, 예컨대 Si-웨이퍼, Ge-웨이퍼, GaAs-웨이퍼 또는 InP-웨이퍼, 평판 기판 또는 다층 세라믹(multi-layer ceramic) 기판이다. 상이한 액체 매체는 이러한 세정 작동에서 채택될 수 있으며, 이 매체는 세정될 기판을 위해 특히 선택될 수 있다. 채택되는 액체 매체는 바람직하게는, 예컨대, 탈기된 DI 물, 예컨대, CO2, O2, N2, O3, Ar 및 H2를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 적어도 하나의 용해된 가스를 함유하는 DI 물, 계면활성제들(Surfactants), NH4OH, 아세트산, 시트르산, TMAH, ETMAH, TBAH, HNO3, HCl, H2O2, H3PO4, BHF, EKC, ESC 또는 그 호환성이 있는 혼합물들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 기판 표면들의 세정을 위해 통상적으로 사용되는 화학 물질들을 포함하는 탈기되거나 가스화된 DI 물에 사용되는 것 중 적어도 하나를 사용하며, 여기서 호환성이 있는 혼합물들은 모두 혼합물의 구성성분들 사이에서 바람직하지 않은 반응들로 이어지지 않는 혼합물들이다. 비록 2개 및 3개의 노즐들이 특정 예들에서 도시되었지만, 더 많은 갯수들의 노즐들이 또한 사용될 수 있는 것이 유의되어야 한다.
본 발명은 특정 실시예들에 제한됨 없이 그 특정 실시예들을 참조로 하여 설명되어 있다. 위의 설명으로부터, 당업자는 개선들, 변경들 및 수정들을 인식할 것이다. 당 분야의 기술 내의 이러한 개선들, 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에 의해 커버되는 것으로 의도된다.

Claims (23)

  1. 기판들을 세정하기 위한 방법으로서,
    세정될 기판의 노출된 표면에 대해 반대편에 있는 적어도 하나의 노즐 배열체(nozzle arrangement)를 제공하는 단계─상기 노즐 배열체는 적어도 2개의 별도의 노즐들을 포함하고, 상기 별도의 노즐들 각각은 상기 기판의 표면을 향하여 상기 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지(sonic energy)를 도입하도록 배열되는 음파 변환기(sonic transducer)를 가지며, 상기 기판의 표면은 상기 음파 에너지가 상기 기판 표면을 향하여 지향되는 방식으로 세정될 수 있으며, 상기 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들(harmonics)이 모두 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들(resonant frequencies)을 가짐─;
    상기 노즐 배열체의 적어도 2개의 별도의 노즐들을 통해 상기 액체 매체를 유동시킴으로써 상기 기판의 표면 영역에 상기 액체 매체를 적용시키는 단계─각각의 노즐은 매체 스트림(media stream)을 생성하며, 상기 노즐들은 상기 기판의 표면에 대해 배열되고 그리고 위치결정되어, 상기 적어도 2개의 별도의 노즐들의 매체 스트림들은 상기 기판의 표면에 도달하기 전에 서로 적어도 부분적으로 교차함─; 및
    상기 각각의 변환기들에 의해 제공되는 주파수들의 간섭이 상기 기판의 표면 위에서 발생하도록, 상기 각각의 변환기들을 통해 상기 각각의 노즐들을 통해서 유동하는 상기 액체 내로 음파 에너지를 도입하는 단계를 포함하는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 노즐들은 서로에 대해 일렬로(in-line) 배열되고 서로를 향하여 경사지며,
    상기 방법은:
    상기 기판의 표면 위에서 상기 매체 스트림들 사이의 교차 지점(point of intersection)을 조절하기 위해, 상기 노즐 배열체와 상기 기판의 표면 사이의 거리를 조절하는 단계를 더 포함하는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 각각의 매체 스트림들이 상기 기판의 표면으로부터 5mm 내지 25mm의 거리에서 서로 교차하도록, 상기 노즐 배열체와 상기 기판의 표면 사이의 거리를 조절하는 단계를 더 포함하는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 노즐들은 상기 기판의 표면의 법선(normal)에 대해 15° 내지 45°의 각도로 서로를 향하여 경사지는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐 배열체는 적어도 3개의 별도의 노즐들을 포함하고, 상기 별도의 노즐들 각각은 상기 음파 변환기들이 상기 기판의 표면을 향하여 상기 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하게 배열되도록, 상기 노즐 배열체와 연관되는 음파 변환기를 가지는, 상기 기판의 표면은 상기 음파 에너지가 상기 기판 표면을 향하여 지향되는 방식으로 세정될 수 있으며, 상기 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들이 모두 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들을 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 음파 변환기들은 삼각형 방식으로 배열되어, 상기 노즐들이 상기 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 상기 삼각형 배열체의 중간을 향하여 경사지는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 음파 변환기들의 공명 주파수들은 적어도 100KHz 떨어져 있는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 음파 변환기들은 적어도 약 3MHz의 공명 주파수를 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    하나의 음파 변환기는 약 3MHz의 공명 주파수를 가지며, 그리고 다른 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  10. 제5 항에 있어서,
    제1 음파 변환기는 약 3MHz의 공명 주파수를 가지며, 제2 음파 변환기는 약 4MHz의 공명 주파수를 가지며, 그리고 제3 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    세정될 상기 기판은 마스크(mask), 특히 반도체들의 제작을 위한 포토마스크(photomask), 반도체 재료, 특히, Si-웨이퍼(wafer), Ge-웨이퍼, GaAs-웨이퍼 또는 InP-웨이퍼, 평판 기판(flat panel), 또는 다층 세라믹 세라믹(multi-layer ceramic) 기판 중 하나인,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 액체 매체는 탈기된 DI 물, 예컨대, CO2, O2, N2, O3, Ar 및 H2를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 적어도 하나의 용해된 가스를 함유하는 DI 물, 계면활성제들(Surfactants), NH4OH, 아세트산, 시트르산, TMAH, ETMAH, TBAH, HNO3, HCl, H2O2, H3PO4, BHF, EKC, ESC 또는 그 호환성이 있는 혼합물들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 기판 표면들의 세정을 위해 통상적으로 사용되는 화학 물질들을 포함하는 탈기되거나 가스화된 DI 물에 사용되는 것 중 적어도 하나를 채택하는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐 배열체 및 상기 기판 중 적어도 하나는 상기 기판 표면 위에서 상기 액체 매체를 스캐닝하기(scan) 위해 다른 하나에 대해 이동되는,
    기판들을 세정하기 위한 방법.
  14. 기판들을 세정하기 위한 장치로서,
    세정될 기판의 표면이 노출되도록 세정될 기판을 수용하기 위한 리셉터클(receptacle);
    노즐 유출구(nozzle outlet) 방향으로 상기 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하게 배열되는 음파 변환기를 각각 가지는 적어도 2개의 별도의 노즐들을 포함하는 노즐 배열체─상기 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 고조파 및 2차 고조파 모두가 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들을 가지며, 상기 노즐들은 공통의 지점을 향하여 경사져서, 노즐들에서 나오는 상기 각각의 매체 스트림들은 적어도 부분적으로 교차할 수 있음─;
    액체 매체의 공급원(source)─상기 공급원은 상기 노즐 배열체의 별도의 노즐들에 액체를 동시에 공급하도록 구성되며, 상기 노즐들은, 상기 각각의 노즐들에서 나오는 매체 스트림들이 상기 기판의 표면에 도달하기 전에 적어도 부분적으로 교차할 수 있도록 배열됨─;
    상기 음파 에너지가 상기 각각의 노즐들을 통해 유동하는 상기 액체 매체 내로 동시에 도입되도록, 상기 각각의 음파 변환기들의 작동을 제어하기 위한 제어기; 및
    위치결정 디바이스(positioning device)를 포함하며, 상기 위치결정 디바이스는 각각의 노즐들을 통해 유동하고 그리고 상기 노즐들에서 나오는 상기 각각의 매체 스트림들이 상기 기판에 도달하기 전에 적어도 부분적으로 교차할 것이도록 상기 리셉터클 상의 기판에 대해 상기 노즐 배열체를 위치결정하고 그리고 상기 기판 표면 위에서 상기 노즐 배열체를 스캐닝하기 위해 상기 노즐 배열체와 상기 리셉터클 상의 기판 사이의 상대적인 이동을 유발하는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 노즐들은 서로에 대해 일렬로 배열되고 서로를 향하여 경사지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 위치결정 디바이스는 상기 리셉터클 상의 상기 기판의 표면에 대해 상기 노즐 배열체의 포지션을 조절하도록 구성되어, 상기 각각의 노즐들을 통해 유동하고 그리고 상기 노즐들에서 나오는 상기 각각의 매체 스트림들은 상기 기판의 표면으로부터 5mm 내지 25mm의 거리에서 서로 교차하는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 노즐들은 상기 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 서로를 향하여 경사지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 노즐 배열체는 적어도 3개의 별도의 노즐들을 포함하고, 상기 별도의 노즐들 각각은 유출구 및 상기 변환기들이 노즐 유출구 방향으로 상기 각각의 노즐을 통해 유동하는 액체 매체 내로 음파 에너지를 도입하게 배열되도록, 각각의 노즐과 연관되는 음파 변환기를 가지며, 상기 음파 변환기들은 적어도 이들의 각각의 1차 및 2차 고조파들이 모두 상이한 유형의 상이한 공명 주파수들을 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 음파 변환기들은 삼각형 방식으로 배열되어, 노즐들이 상기 기판의 표면의 법선에 대해 15° 내지 45°의 각도로 상기 삼각형 배열체의 중간을 향하여 경사지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 음파 변환기들의 공명 주파수들은 적어도 100KHz 떨어져 있는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  21. 제15 항에 있어서,
    상기 음파 변환기들은 적어도 약 3MHz의 공명 주파수를 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  22. 제15 항에 있어서,
    하나의 음파 변환기는 약 3MHz의 공명 주파수를 가지며, 그리고 다른 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
  23. 제18 항에 있어서,
    제1 음파 변환기들은 약 3MHz의 공명 주파수를 가지며, 제2 음파 변환기는 약 4MHz의 공명 주파수를 가지며, 그리고 제3 음파 변환기는 약 5MHz의 공명 주파수를 가지는,
    기판들을 세정하기 위한 장치.
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