TW201343263A

TW201343263A - 對象物洗淨系統及對象物洗淨方法

Info

Publication number: TW201343263A
Application number: TW101150498A
Authority: TW
Inventors: Wally GAYETA
Original assignee: Aqua Science Corp
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-11-01
Also published as: JP2013243335A

Abstract

本發明提供一種利用水蒸氣之對象物之洗淨技術，其係減低產生水蒸氣時所需之電力，同時使洗淨能力提升之手段。本發明之對象物洗淨系統係噴射流體而將對象物予以洗淨的系統，該系統係具備：水蒸氣供給手段，用以供給構成流體之至少一部份之水蒸氣；噴嘴，用以對於對象物噴射流體；配管，用以將自水蒸氣供給手段所供給的水蒸氣導入至噴嘴；水蒸氣流間歇手段，用以使自水蒸氣供給手段之出口至噴嘴之出口為止之水蒸氣流路中之水蒸氣的流動，在該水蒸氣流路中之任一位置間歇或反覆地強弱變化。

Description

對象物洗淨系統及對象物洗淨方法

本發明係關於一種可利用在半導體製造裝置、LED製造裝置、太陽能電池製造裝置、液晶製造裝置、印刷基板製造裝置及其他洗淨裝置之領域中之可實現高洗淨能力且可減少電力消耗量的技術。

半導體裝置/液晶/磁碟片/印刷基板等之製造步驟係包含：在該等對象物之表面塗布阻劑之步驟；及利用微影技術、蝕刻或離子植入等在對象物表面施加圖案形成等之精密加工之步驟。然後，進行去除被覆在該等對象物之表面之阻劑膜或聚合體殘渣等不用物的步驟。就以往之某種阻劑膜等不用物之去除技術而言，有藉由氧電漿將阻劑膜予以灰化去除之電漿灰化方法、以有機溶媒(酚系/鹵系/胺系等溶媒)使膜體進行加熱溶解去除之方法、及以濃硫酸/過氧化氫進行加熱溶解之方法等。然而，即使在上述任一方法中，亦需要用以分解並溶解阻劑膜等之時間、能量及化學材料，在分解去除阻劑膜等之步驟的負擔較大。此外，在最先端之半導體元件中，因電漿所產生之電漿損傷、紫外線光損傷會對元件之性能造成不良影響，因而要求替代技術。而且，附加設備與控制裝置變得複雜而有大型化及高成本等問題點，此外，還會產生必須要有大量之藥液/高溫藥液控制/廢液/排水等多數之附加設備及環境對策等問題，造成今後研究開發或用以檢討設備投資之對象物處理裝置不得不採取消極之對策。因此，在包含去除阻劑膜等不用物之技術而對精密表面進行處理的技術領域中，期待能擺脫採用電漿、化學物質或化學處理之習知技術，而作為對地球及環境有利之技術，且於利用自然界豐富之水或水蒸氣的方式受到矚目，而有希望利用此方式來發展之期待。

因此，在專利文獻1中，提案有一種利用水或水蒸氣而非利用藥劑等來處理對象物之手法。具體而言，為提案一種對於具有處理對象面之對象物進行包含剝離/洗淨/加工之任一處理之處理的對象物處理裝置，其具備：載置對象物之台座部；將純水加壓至預定值並供給至下游之加壓水供給部；加熱純水而使水蒸氣產生並供給至下游之水蒸氣供給部；及將來自加壓水供給部之純水及來自水蒸氣供給部之水蒸氣予以混合並噴出至對象處理面之噴嘴部；噴嘴部係具備來自水蒸氣供給部之第1噴出口及來自加壓水供給部之第2噴出口，第1噴出口係相對於噴嘴部之噴出口設置在比第2噴出口更上游側，第2噴出口係設置在噴嘴部之側壁。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2009-260368號公報

然而，在專利文獻1之技術中，有洗淨能力不充分之課題。此外，在專利文獻1之技術中，會有以下課題：雖利用水蒸氣，但產生水蒸氣時所需之電力大，且洗淨時消耗大量之電力。

第1發明(系統)係一種係噴射流體而將對象物予以洗淨的系統，該系統係具備：水蒸氣供給手段，用以供給構成流體之至少一部份之水蒸氣；噴嘴，用以對於對象物噴射流體；配管，用以將自水蒸氣供給手段所供給的水蒸氣導入至噴嘴；水蒸氣流間歇手段，用以使自水蒸氣供給手段之出口至噴嘴之出口為止之水蒸氣流路中之水蒸氣的流動，在該水蒸氣流路中之任一位置間歇或反覆地強弱變化。

其中，水蒸氣流間歇手段亦可具有：開閉構件，可在使水蒸氣流路成為可導通流體狀態的開啟位置、及使水蒸氣流路成為無法導通流體狀態或流體導通相較於前述可導通流體狀態變得困難之流體導通困難狀態的封閉位置之間變位；及驅動手段，用以使該開閉構件變位。

再者，亦可復具有：液體供給手段，用以供給構成流體之至少一部份的液體；及配管，用以將自液體供給手段所供給的液體導入至噴嘴；第1發明(方法)係一種噴射流體而將對象物予以洗淨的方法，該方法係具備：水蒸氣產生步驟，用以產生構成流體之至少一部份之水蒸氣；流體噴射步驟，用以將至少包含在水蒸氣產生步驟中所產生之水蒸氣的流體噴射至對象物；及水蒸氣流間歇步驟，用以使水蒸氣的流動，在水蒸氣自水蒸氣產生步驟至流體噴射步驟為止所流動之水蒸氣流路的任一位置間歇或反覆地強弱變化。

其中，流體亦可為液體與水蒸氣之混相流。

第2發明(系統)係一種係噴射流體而將對象物予以洗淨的系統，該系統係具備：液體供給手段，用以供給構成流體之至少一部份之液體；噴嘴，用以對於對象物噴射流體；配管，用以將自液體供給手段所供給的液體導入至噴嘴；液流間歇手段，用以使自液體供給手段之出口至噴嘴之出口為止之液體流路中之液體的流動，在該液體流路中之任一位置間歇或反覆地強弱變化。

其中，液流間歇手段亦可具有：開閉構件，可在使液體流路成為可導通流體狀態的開啟位置、及使液體流路成為無法導通流體狀態或流體導通相較於前述可導通流體狀態變得困難之流體導通困難狀態的封閉位置之間變位；及驅動手段，用以使該開閉構件變位。

再者，亦可復具有：水蒸氣供給手段，用以供給構成流體之至少一部份的水蒸氣；及配管，用以將自水蒸氣供給手段所供給的水蒸氣導入至噴嘴；第2發明(方法)係一種噴射流體而將對象物予以洗淨的方法，該方法係具備：液體產生步驟，用以產生構成流體之至少一部份之液體；流體噴射步驟，用以將至少包含在液體產生步驟中所產生之液體的流體噴射至對象物；及液流間歇步驟，用以使液體的流動，在液體自液體產生步驟至流體噴射步驟為止所流動之液體流路的任一位置間歇或反覆地強弱變化。

其中，流體亦可為液體與水蒸氣之混相流。

第3發明(系統)係一種係噴射至少包含液體與水蒸氣之混相流而將對象物予以洗淨的系統，該系統係具備：水蒸氣供給手段，用以供給水蒸氣；液體供給手段，用以供給液體；噴嘴，用以對於對象物噴射混相流；配管，用以將自水蒸氣供給手段所供給的水蒸氣導入至噴嘴；配管，用以將自液體供給手段所供給的液體導入至噴嘴；水蒸氣流間歇手段，用以使自水蒸氣供給手段之出口至噴嘴之出口為止之水蒸氣流路中之水蒸氣的流動，在該水蒸氣流路中之任一位置間歇或反覆地強弱變化；及液流間歇手段，用以使自液體供給手段之出口至噴嘴之出口為止之液體流路中之液體的流動，在該液體流路中之任一位置間歇或反覆地強弱變化。

再者，液流間歇手段亦可復具有：開閉構件，可在使液體流路成為可導通流體狀態的開啟位置、及使液體流路成為無法導通流體狀態或流體導通相較於前述可導通流體狀態變得困難之流體導通困難狀態的封閉位置之間變位；及驅動手段，用以使該開閉構件變位。

再者，水蒸氣流間歇手段及液流間歇手段亦可具有用以使水蒸氣之間歇或反覆之強弱變化與液體之間歇或反覆之強弱變化同步的同步機構，或用以使水蒸氣之間歇或反覆之強弱變化與液體之間歇或反覆之強弱變化同步的同步控制手段。

第3發明(方法)係一種噴射混相流而將對象物予以洗淨的方法，該方法係具備：水蒸氣產生步驟，用以產生水蒸氣；液體產生步驟，用以供給液體；流體噴射步驟，用以將混相流噴射至對象物；水蒸氣流間歇步驟，用以使水蒸氣的流動，在水蒸氣自水蒸氣產生步驟至流體噴射步驟為止所流動之水蒸氣流路的任一位置間歇或反覆地強弱變化；及液流間歇步驟，用以使液體的流動，在液體自液體產生步驟至流體噴射步驟為止所流動之液體流路的任一位置間歇或反覆地強弱變化。

再者，水蒸氣流間歇步驟及液流間歇步驟亦可具有用以使水蒸氣之間歇或反覆之強弱變化與液體之間歇或反覆之強弱變化同步的步驟。

以下，針對本說明書之各用語之意義加以說明。首先，「混相流」係指包含作為氣相之水蒸氣及液相之流體。其中，就氣相而言，亦可僅為水蒸氣，除了水蒸氣以外，亦可為包含水蒸氣以外之其他氣體(例如惰性氣體、活性氣體、氧、空氣)者。此外，就液相而言，可列舉水(例如離子交換水、純水、超純水等)、藥液、含有藥液之水等。此外，就混相流之一例而言，可列舉例如：(1)飽和水蒸氣及沸點以下之純水液滴、(2)過熱水蒸氣及沸點以下之純水液滴、(3)在前述(1)、(2)復組合惰性氣體或清淨高壓氣體者。此外，「對象物」並無特別限定，係可列舉例如電子零件、半導體基板、LED基板、太陽能電池基板、印刷基板、玻璃基板、透鏡(lens)、圓盤(disc)構件、精密機械加工構件、模塑樹脂構件。「水」係指在半導體裝置製造之洗淨步驟等、於在意對象物上之微小異物或金屬離子等之污染的用途中，作為離子交換水、純水或超純水使用之程度的特性的水，而在不在意對象物上之微小異物或金屬離子等之污染的用途中，復包含等級低之自來水。「系統」不僅指除了將各構成要素一體地收納之「裝置」還包含各構成要素配置在物理性隔離之位置(例如工廠設備)、或各構成要素彼此以可傳達資訊之方式連接之情形，只要是整體地具備具有申請專利範圍所規定之功能的構成要素，皆屬於該系統。「反覆地」係指多次反覆進行相同之步驟。

本發明係藉由使水蒸氣(或至少包含水蒸氣與液體之混相流)間歇噴射或反覆地強弱噴射，而發揮使洗淨力比以往之連續噴射更進一步提升的效果。再者，本發明可發揮以下效果：比以往之連續噴射可更大幅地減少水蒸氣之消耗量，且隨著該消耗量之減少亦可大幅地減少消耗電力。此外，本發明亦可發揮以下效果：比以往之連續噴射更可抑制所需之水蒸氣產生裝置之規模，且可降低洗淨系統本身之製品價格。

以下，說明本發明之一實施形態。此外，本發明之技術性範圍並非由該形態所限定者。此外，本發明中使用之流體可為作為洗淨對象物之流體的單獨水蒸氣，亦可為至少包含水蒸氣與液體之混相流。然而，在以下之形態中，係例示使用水與水蒸氣之混相流的形態。

(裝置之整體構成)

以下，參照第1圖說明本形態之對象物洗淨裝置100之整體構成。本裝置100係為具備水蒸氣供給部(A)、純水供給部(B)、間歇供給部(C)、混相流噴射部(D)、晶圓保持/旋轉/上下機構部(E)的構成。此外，雖在第1圖中未圖示，本形態之對象物洗淨裝置100亦可將用以調整水蒸氣流體之溫度或飽和水蒸氣之濕度的附有水蒸氣流體溫度控制機構之加熱部，裝設在從水蒸氣供給部(A)至混相流噴射部(D)為止之任一部位(例如配管之途中)。以下，詳述各部。

<(A)水蒸氣供給部>

水蒸氣供給部(A)係具備：用以供給純水之水供給管111；加溫至預定溫度D1(℃)以上而使水蒸氣產生，以控制水蒸氣之產生量而將水蒸氣加壓至預定值C1(MP)之蒸氣產生器112；掌管蒸氣之供給及其停止之可開閉的水蒸氣開閉閥113；用以計測從蒸氣產生器112供給至下游之水蒸氣壓力的壓力計114；用以將蒸氣供給壓力調整為所希望值之水蒸氣壓力調整閥115；用以調整供給水蒸氣內之微小液滴量之附有溫度控制機構之加熱蒸氣產生器兼飽和蒸氣濕度調整器116；及作為安全裝置之壓力開放閥117。

在此，一面參照第10圖，一面說明本形態之蒸氣產生器之具體構成例。本形態之蒸氣產生器係具備用以測定蒸氣產生器內之水位之位準感測器、及將從水供給管供給之水予以加熱之加熱器，且透過水供給管與泵相連接。在蒸氣產生器中，藉由加熱器將導入蒸氣產生器之水加熱至預定溫度(對應於所設定之壓力的溫度)，在到達該預定溫度之階段，暫時停止加熱器之加熱。在此，雖藉由將水加熱而在蒸氣產生器內產生水蒸氣，但當將該水蒸氣取出至蒸氣產生器之外部時，水之一部分會進一步水蒸氣化，而造成蒸氣產生器內之水位降低。當該水位下降至預設之基準時，水會(例如常溫水)透過水供給管從泵供給至蒸氣產生器。此時，由於蒸氣產生器內之水的溫度及蒸氣產生器內之壓力會降低，因此藉由加熱器進行再加熱，直到蒸氣產生器內之水成為預定溫度(對應於所設定之壓力的溫度)為止。如此，從蒸氣產生器連續取出水蒸氣時，用以使水蒸氣產生之加熱器的運轉率係受到消耗之水蒸氣之量(新需要之水的量)非常大的影響。因此，在以對象物洗淨裝置進行連續洗淨時，藉由進行效率良好之洗淨並使水蒸氣之消耗量減少，即可抑制消耗大量電力之加熱器之運轉率，且可抑制對象物洗淨裝置整體的消耗電力。

<(B)純水供給部>

純水供給部(B)係包含：用以供給純水之水供給管121；用以使純水保持熱能量之附有純水溫度控制機構之加熱部122；掌管純水之供給的停止及再開始之純水開閉閥123；用以確認純水之流量之純水流量計124；在2流體時掌管純水往下游供給之停止及再開始的2流體生成用純水開閉閥125。

<(C)間歇供給部>

間歇供給部(C)係具有使水蒸氣之流動反覆地間歇之水蒸氣流間歇機構131。在此，參照第2圖，說明本形態之水蒸氣流間歇機構131。水蒸氣流間歇機構131係具有：經由配管將從水蒸氣供給部(A)所導引之水蒸氣予以導入(第2圖所示之右箭頭方向)之導入口131a；將水蒸氣排出(第2圖所示之下箭頭方向)至混相流噴射部(D)側之排出口131b；可在使水蒸氣流路成為可導通流體狀態的開啟位置、及使水蒸氣流路成為無法導通流體狀態的封閉位置之間變位(可在第2圖所示之兩箭頭方向變位)之開閉密封件131c；以一端固定開閉密封件131c，以另一端固定具有滑動溝之曲軸臂之軸131d；在一端具有貫入曲軸臂之滑動溝內之曲軸銷，且設置在曲軸頭之偏心銷在另一端貫入之曲軸131e；及具有偏心銷，且可藉由馬達M而旋轉之曲軸頭131f。再者，在第2圖中，馬達雖顯示成與機構非成為一體，但馬達M之旋轉軸係嵌合於曲軸頭131f。此外，如第2圖所示，在開閉密封件131c位於左邊之情況下，藉由開閉密封件131c閉塞水蒸氣流路之結果，水蒸氣往混相流噴射部(D)側之供給會停止。另一方面，在開閉密封件131c位於右邊之情況下，未藉由開閉密封件131c閉塞水蒸氣流路之結果，進行水蒸氣往混相流噴射部(D)側之供給。在如此之構成下，藉由使馬達M旋轉，因開閉密封件131c會朝左右方向反覆移動，因此可進行水蒸氣往混相流噴射部(D)側之間歇性供給。

再者，一邊參照第3圖，一邊說明本形態之間歇供給部(C)之另一例。再者，第3圖(a)係水蒸氣流間歇機構131之局部剖面圖，第3圖(b)係該機構之作動圖。此外，附帶說明，第3圖(b)係顯示作動狀態之概念圖，且未必與第3圖(a)整合。首先，如第3圖(a)所示，水蒸氣流間歇機構131係具有：經由配管將從水蒸氣供給部(A)所導引之水蒸氣予以導入(如第3圖(a)所示，在上方所示之下箭頭方向)之導入口131g；將水蒸氣排出至混相流噴射部(D)側(如第3圖(a)所示，在下方所示之下箭頭方向)之排出口131h；具有可藉由馬達M旋轉且與旋轉軸垂直之貫通孔131i-1，且可在使水蒸氣流路成為可導通流體狀態的開啟位置、及使水蒸氣流路成為無法導通流體狀態的封閉位置之間變位的旋轉軸131i。再者，如第3圖(b)所示，為了保證旋轉軸131i之旋轉，係在旋轉軸131i之外周與收容該旋轉軸131i之收容部131j之間設置間隙，透過該間隙，即使在關閉位置，若干之水蒸氣亦會往下游流動。在此情形下，亦符合本形態所謂之「封閉位置」。再者，如第3圖(b)(1)所示，在旋轉軸131i所具有之貫通孔131i-1未沿著連結導入口131g與排出口131h的導線之情況下，藉由旋轉軸131i閉塞水蒸氣流路之結果，水蒸氣往混相流噴射部(D)側之供給會停止。另一方面，如第3圖(b)(2)所示，在旋轉軸131i所具有之貫通孔131i-1沿著連結導入口131g 與排出口131h的導線之情況下，未藉由旋轉軸131i閉塞水蒸氣流路之結果，進行水蒸氣往混相流噴射部(D)側之供給。在如此之構成下，藉由使馬達旋轉，且藉由旋轉軸131i所具有之貫通孔的方向反覆地旋轉，即可進行水蒸氣往混相流噴射部(D)側之間歇性供給。

<(D)混相流噴射部>

(D)混相流噴射部係包含：用以將混相流噴射於對象物之可朝前後左右方向(第1圖之X軸噴嘴掃描範圍或Y軸噴嘴掃描範圍)之噴射噴嘴141；用以順暢地進行噴嘴之移動的可撓配管142；用以測量混相流之噴嘴瞬前之壓力的壓力計143；以在壁面形成水膜之方式將純水導入蒸氣配管之氣液混合部144；及用以將純水順暢地導入至氣體配管內的液孔145。

在此，第4圖係顯示具有溫度控制功能之氣液混合部144之例(3形態)之圖。在氣液混合部144中，較重要為將在混合部內壁中水蒸氣之液化或水之氣化的相變化現象之發生予以最小化。

此外，本形態之系統雖係將氣液混合部及噴射噴嘴例示為非成為一體者，但並不限定於此。例如，第5圖所示，本形態之變更例之噴射噴嘴係將氣液混合部與噴射噴嘴予以一體化者。在該例中，於噴嘴內將水蒸氣與水混合，並從噴嘴出口將由水蒸氣與水所構成之混相流予以噴射。特別是，適合使用第5圖所示之超高速噴嘴。具體而言，該超高速噴嘴係具有內壁面之一部分開口的水導入部144a。再者，該超高速噴嘴之剖面積係隨著從噴嘴上游側往噴嘴出口而變小，且具有以成為最小剖面積之喉部為邊界而剖面積逐漸變大之漸寬構造。此外，本形態之間歇或反覆之強弱變化係在與該超高速噴嘴之組合中特別有效果。此外，噴嘴之剖面積形狀亦可為圓形、楕圓形、多角形(例如矩形)。

<(E)晶圓保持/旋轉/上下機構部>

晶圓保持/旋轉/上下機構部(E)係包含：可搭載/保持對象物(晶圓)之台座151；使台座151旋轉之旋轉馬達152；藉由使台座151朝上下方向移動而可調整噴嘴141之出口與晶圓之距離的晶圓上下驅動機構153；用以供給冷卻對象物(晶圓)之冷卻水的冷卻水管154；用以進行冷卻水之供給的停止及再開始之可開閉的冷卻水開閉閥155；用以調整冷卻水之流量之冷卻水流量調整閥156；及用以測量冷卻水之流量之冷卻水流量計157。

<(1)流體之溫度>

構成流體之水蒸氣或液體(例如水)之溫度雖無特別限定，但可依用途等適當地設定。例如，供給至噴嘴內之水蒸氣的溫度雖無特別限定，但以100℃至160℃為佳，100℃至145℃更佳，100℃至130℃為最佳。此外，相對於前述水蒸氣混合之水的溫度雖無特別限定，但以10℃至80℃為佳，15℃至60℃更佳，20℃至40℃為最佳。

<(2)流體之間歇的週期>

流體之間歇(或強弱變化)之週期雖無特別限定，但通常之適應值係在5至100Hz之範圍，且以10至20Hz之範圍為佳。

<(3)其他參數>

在此，係以使用作為較佳例所述之超高速噴嘴之情形為例，說明其他參數。由於使用該噴嘴，流體之流速會變化且衝撃波之大小亦會變化。原則上，使用流速大之噴嘴時較容易獲得衝撃波。此外，藉由使用超高速噴嘴來噴射包含水蒸氣與水滴之混相流，因水蒸氣之壓力與水滴之速度及直徑之關係而觀測到特殊之動作。水蒸氣壓係只要為0.05至0.5MPa則無特別限定，惟特別是在水蒸氣壓為0.15MPa以上之條件下，水蒸氣與水滴之混相流係顯現和空氣與水滴之混相流大幅不同之動作。接著，關於從噴嘴出口至對象物之距離，雖無特別限定，但通常之適應值係在2至30mm之範圍(最佳範圍2至10mm)，且以5mm以下為佳。若縮小從噴嘴出口至晶圓之距離，雖阻劑剝離性能同樣地會提升，但若存在最佳距離且過於接近時，剝離性能會降低。相反地，當欲抑制剝離性能/洗淨性能時，只要遠離最佳距離即可。

此外，當特別欲獲得高衝撃力時，在液滴與對象物撞擊之際，較重要為以水蒸氣覆蓋周圍。在此，水蒸氣之流量雖無特別限定，但水蒸氣之質量流量係以5至50Kg/時(每一噴嘴)為佳，且氣液混合比(液體/氣體)係以0.0001至0.01(體積比：每一噴嘴)為佳。液滴直徑(最大概似估計值)係以2至25μm為佳。液滴徑越大，則表面積越小，因此導入大氣中之二氧化碳的量會變少，因而不容易偏酸性。此外，液滴直徑係使用TSI公司製之機器，並藉由PDA(Phase Doppler Anemometry，相位都卜勒分析法)，在無特別記載時，設為在距離噴嘴出口5mm之位置所測定者。

由於使水在壁面形成水膜，因此在將水混合在混相流時，較佳為例如將對水施加之壓力設為使水不會因水蒸氣之壓力而逆流之程度。對水施加之壓力雖無特別限定，但例如可為導入水蒸氣壓力以上，若施加水不會噴射水之程度之壓力則可導入。更具體而言，水導入之壓力較佳為符合以下之公式。(水蒸氣之壓力+0.02MPa)<(水導入之壓力)<(水蒸氣之壓力+1.0MPa)當水導入之壓力過低時，水係以脈流被導入，造成流體之特性變得不安定。此外，當壓力過高時，水會飛散至噴嘴直徑方向之中心部，而難以形成相同之水膜，而且亦會阻礙蒸氣之加速。此外，從在壁面形成水膜之觀點來看，較佳為不朝噴射方向加壓，且更佳為對於水蒸氣之行進方向從垂直方向來供給。

再者，只要使水蒸氣間歇地或反覆地強弱變化，則裝置構成並無特別限定。例如，第6圖係本發明之另一形態之對象物洗淨系統的整體構成。如第6圖所示，如同水蒸氣間歇手段，亦可在液體流路側設置液體間歇手段161。液體間歇手段之機構或控制亦可為與水蒸氣間歇手段相同之手法。此時，較佳為使水蒸氣之間歇(或強弱)與液體之間歇(或強弱)同步。就使之同步的手法而言，除了控制性使之同步的手法以外，亦可為如第7圖所示機構性使之同步的手法。第7圖係為在開啟位置之情形下水蒸氣流路與液體流路之任一者成為可導通流體狀態，另一方面在封閉位置之情形下水蒸氣流路與液體流路之任一者成為不能(難以)導通流體狀態。結果，達成水蒸氣與液體之同步。此外，在本形態中，雖僅揭示在成為混相流之前使水蒸氣(或水蒸氣+液體)間歇(或強弱)之構成，但亦可為使混相流間歇(或強弱)之構成。

(實施例) 《試驗板之製作》

藉由將正型阻劑(東京應化公司製，TOK THMR-iP5720HP13CP)塗布在藍寶石表面並使之乾燥，以製作附加在以下之阻劑剝離試驗的試驗板(膜厚：1.7μm)。預烘係在160℃下進行5分鐘。

《試驗條件》

使用第3圖所示之機構作為水蒸氣間歇手段，並使用超高速噴嘴(參照第5圖)作為混相流噴射部。水蒸氣之間歇週期(頻率)係為表1所示之條件，除此之外係設為下述條件。此外，第8圖係在例3及例4至例6下之水蒸氣壓(水蒸氣間歇手段下游之水蒸氣壓)的時序圖(圖中，縱軸為水蒸氣壓，橫軸為10ms)。此外，下述所示之水蒸氣流量係為0Hz時(例1)者，在該水蒸氣流量下以例2至例6之頻率使之間歇。

水蒸氣之壓力：0.2MPa

水蒸氣流量(0Hz)：32 kg/hr

水蒸氣之溫度：130℃

純水之溫度：23℃

純水之流量：300ml/min

GAP：5mm

噴嘴掃描：15mm/sec

《試驗結果1：阻劑剝離結果》

第9圖係顯示例1至例6中之阻劑剝離結果之狀況的圖(照片)。由該圖得知，間歇之情形(例2至例6)比未間歇之情形(例1)相比較，前者之阻劑剝離效果較為顯著。此外，第9圖(a)至(f)係分別對應例1至例6之圖。

《試驗結果2：減少率評估結果》

在例1(未間歇之情形)及例3與例5(間歇之情形)同一之條件下，評估噴射11分鐘混相流時之水蒸氣消耗量及減少率。將其結果表示在第2表。

《試驗結果3：以多連噴嘴進行之減少評估結果》

在例1(未間歇之情形)及例3與例6(間歇之情形)同一之條件下，評估噴射11分鐘混相流且使用多連噴嘴(8連噴嘴)時之水蒸氣消耗量及減少率。同時，進行將加熱器之水蒸氣產生效率假設為100%時之消耗電力的計算。將其結果表示在第3表。

[產業上之可利用性]

本發明係可適用於從強度大之材料乃至強度小之材料遍及極廣範圍之對象物之各種加工。例如，亦可將本發明應用於半導體元件、液晶、磁頭、磁碟片、印刷基板、照相機之鏡頭、圓盤構件、精密機械加工構件、模塑樹脂製品等之不用物去除/洗淨/研磨等之處理、採用矽製程技術之微構造體、模塑加工等領域中之去毛邊處理等。此外，本發明特別適用不耐化學藥品之材料的處理。

(A)‧‧‧水蒸氣供給部

(B)‧‧‧純水供給部

(C)‧‧‧間歇供給部

(D)‧‧‧混相流噴射部

(E)‧‧‧晶圓保持/旋轉/上下機構部

100‧‧‧對象物洗淨裝置

111‧‧‧水供給管

112‧‧‧蒸氣產生器

113‧‧‧水蒸氣開閉閥

114‧‧‧壓力計

115‧‧‧水蒸氣壓力調整閥

116‧‧‧加熱蒸氣產生器兼飽和蒸氣濕度調整器

117‧‧‧壓力開放閥

121‧‧‧水供給管

122‧‧‧附有純水溫度控制機構之加熱部

123‧‧‧純水開閉閥

124‧‧‧純水流量計

125‧‧‧2流體生成用純水開閉閥

131‧‧‧水蒸氣流間歇機構

131a、131g‧‧‧導入口

131b、131h‧‧‧排出口

131c‧‧‧開閉密封件

131d‧‧‧軸

131e‧‧‧曲軸

131f‧‧‧曲軸頭

131i‧‧‧旋轉軸

131i-1‧‧‧貫通孔

131j‧‧‧收容部

141‧‧‧噴射噴嘴

142‧‧‧可撓配管

143‧‧‧壓力計

144‧‧‧氣液混合部

144a‧‧‧水導入部

145‧‧‧液孔

151‧‧‧台座

152‧‧‧旋轉馬達旋轉

153‧‧‧晶圓上下驅動機構

154‧‧‧冷卻水管

155‧‧‧冷卻水開閉閥

156‧‧‧冷卻水流量調整閥

157‧‧‧冷卻水流量計

161‧‧‧液體間歇手段

M‧‧‧馬達

第1圖係本發明之一形態之對象物洗淨系統之整體構成。

第2圖係本發明之一形態之間歇供給部(C)(特別是水蒸氣流間歇機構131)之一例。

第3圖係本發明之一形態之變更例的間歇供給部(C)(特別是水蒸氣流間歇機構131)之一例。

第4圖係本發明之一形態之氣液混合部之一例。

第5圖係本發明之一形態之變更例之噴射噴嘴之一例。

第6圖係係本發明之另一形態之對象物洗淨系統之整體構成。

第7圖係本發明之另一形態之變更例之兼具氣液混合部之水蒸氣/水一體型間歇供給部(C)之一例。

第8圖係例3及例4至例6中之水蒸氣壓(水蒸氣間歇手段之下游中的水蒸氣壓)之時序圖。

第9圖係本發明之實施例中之阻劑剝離試驗之結果的圖(照片)。

第10圖係本發明之一形態之水蒸氣供給部(A)(特別是水蒸氣產生器112)之一例。

該代表圖無元件符號及其代表之意義。

Claims

一種對象物洗淨系統，係噴射流體而將對象物予以洗淨的系統，該系統係具備：水蒸氣供給手段，係為用以供給構成流體之至少一部份之水蒸氣的手段，且藉由電力使水成為水蒸氣；液體供給手段，用以供給構成流體之至少一部份的液體；噴嘴，用以對於對象物噴射流體；配管，用以將自水蒸氣供給手段所供給的水蒸氣導入至噴嘴；配管，用以將自液體供給手段所供給的液體導入至噴嘴；及水蒸氣流間歇手段，用以使自水蒸氣供給手段之出口至噴嘴之出口為止之水蒸氣流路中之水蒸氣的流動，在該水蒸氣流路中之任一位置間歇或反覆地強弱變化。
如申請專利範圍第1項所述之對象物洗淨系統，其中，水蒸氣流間歇手段係具有：開閉構件，可在使水蒸氣流路成為可導通流體狀態的開啟位置、及使水蒸氣流路成為無法導通流體狀態或流體導通相較於前述可導通流體狀態變得困難之流體導通困難狀態的封閉位置之間變位；及驅動手段，用以使該開閉構件變位。
一種對象物洗淨方法，係噴射屬於液體與水蒸氣之混相流的流體而將對象物予以洗淨的方法，該方法係具備：水蒸氣產生步驟，係為用以產生構成流體之至少一部份之水蒸氣的步驟，且藉由電力使水成為水蒸氣；流體噴射步驟，用以將至少包含在水蒸氣產生步驟中所產生之水蒸氣的流體噴射至對象物；及水蒸氣流間歇步驟，用以使水蒸氣的流動，在水蒸氣自水蒸氣產生步驟至流體噴射步驟為止所流動之水蒸氣流路的任一位置間歇或反覆地強弱變化。