特表 2022-506689 噴霧デバイスおよび洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-17

(54)【発明の名称】噴霧デバイスおよび洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20220107BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643C

H01L21/304 643A

H01L21/304 643D

B08B3/02 B

B08B3/02 D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021524229

(86)(22)【出願日】2019-11-06

(85)【翻訳文提出日】2021-07-05

(86)【国際出願番号】 CN2019115971

(87)【国際公開番号】W WO2020094053

(87)【国際公開日】2020-05-14

(31)【優先権主張番号】201811324019.6

(32)【優先日】2018-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510182294

【氏名又は名称】北京北方華創微電子装備有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＮＡＵＲＡ ＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】ＮＯ．８ Ｗｅｎｃｈａｎｇ Ａｖｅｎｕｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｒｅａ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】劉 偉

(72)【発明者】

【氏名】劉 效 岩

(72)【発明者】

【氏名】呉 儀

【テーマコード（参考）】

3B201

5F157

【Ｆターム（参考）】

3B201AA03

3B201AB01

3B201BB21

3B201BB92

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157AC01

5F157AC13

5F157BB23

5F157BB37

5F157BB45

5F157BB52

5F157BB72

5F157DB02

5F157DB37

(57)【要約】

本開示は、噴霧デバイスおよび洗浄装置を提供する。噴霧デバイスは洗浄液を噴霧して液滴を形成する際に、洗浄液を霧化する霧化構造と、決定された方向に沿ってガスを噴霧して、噴霧されたガスを液滴に衝突させて霧化粒子を形成するように構成された噴射構造とを含む。本開示によって提供される噴霧デバイスは、洗浄均一性および洗浄効率を高めて洗浄プロセス結果を改善することができ、さらに、液滴による被洗浄面への衝撃力を一定レベルまで低減することができる。したがって、ウェハの表面パターンの損傷を低減することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のノズルを備える噴霧デバイスであって、前記第１のノズルは、
洗浄液を噴霧して液滴を形成する際に、前記洗浄液を霧化する霧化構造と、
決定された方向に沿ってガスを噴霧して、噴霧された前記ガスを前記液滴に衝突させて霧化粒子を形成するように構成された噴射構造とを含む、噴霧デバイス。

【請求項2】

前記霧化構造は、霧化体を含み、前記霧化体内に霧化チャネルが配置されており、前記霧化チャネルは、第１の方向に沿って前記霧化体を貫通しており、前記霧化チャネルの液体入口端が、洗浄液源に接続されており、前記霧化チャネルを形成する前記霧化体の部分は、半導体結晶材料からなり、前記噴霧デバイスは、電極パルスシステムをさらに含み、前記電極パルスシステムは、前記半導体結晶材料にパルス電圧を印加して、前記霧化チャネルから前記洗浄液を噴霧するときに前記洗浄液に前記液滴を形成させる電歪効果を前記半導体結晶材料に生成させるように構成されている、請求項１に記載の噴霧デバイス。

【請求項3】

前記噴射構造は、噴射体を含み、噴射チャネルが、前記噴射体内に配置されており、前記噴射チャネルは、第２の方向に沿って前記噴射体を貫通し、前記噴射チャネルのガス入口端はガス源に接続されており、前記第２の方向は、前記噴射チャネルの前記ガス出口端から噴霧された前記ガスを前記液滴に衝突させて前記霧化粒子を形成するように構成されている、請求項２に記載の噴霧デバイス。

【請求項4】

所定の挟角が、前記第１の方向と前記第２の方向との間に配置される、請求項３に記載の噴霧デバイス。

【請求項5】

前記第１の方向と前記被洗浄面とは互いに垂直である、請求項４に記載の噴霧デバイス。

【請求項6】

前記霧化体は、中央部と、複数の縁部とを含み、前記中央部には、中央チャネルが配置されており、
前記複数の縁部は、前記中央部の周囲に間隔をおいて位置し、前記中央部に固定的に接続されており、縁部チャネルが、前記複数の縁部に配置されており、前記縁部チャネルの液体入口端は、前記中央チャネルの液体出口端に接続されており、
複数の霧化チャネルが含まれており、前記複数の霧化チャネルは、前記複数の縁部に一対一に対応して配置されており、前記縁部の前記複数の霧化チャネルの各々は、複数の霧化孔を含み、前記複数の霧化孔の液体入口端は、前記縁部チャネルの液体出口端に接続され、前記複数の霧化孔は、前記第１の方向に沿って前記複数の縁部を貫通する、請求項３に記載の噴霧デバイス。

【請求項7】

前記複数の縁部について、前記被洗浄面に平行な前記中央部の断面上で、前記複数の霧化孔の正投影が、複数の霧化孔グループに分割され、前記断面の中心を円の中心として使用して、円周上に分散され、各前記霧化孔グループにおける複数の霧化孔の正投影は、前記円周の径方向に沿って少なくとも一列に間隔をあけて配置される、請求項６に記載の噴霧デバイス。

【請求項8】

前記噴射体は、複数の噴射分割体を含み、前記複数の噴射分割体のうちの１つは、隣り合う２つの縁部の間に配置され、複数の噴射チャネルが、前記複数の噴射分割体に一対一に対応して含まれて配置されており、前記複数の噴射分割体における前記複数の噴射チャネルは、複数の噴射孔を含み、前記複数の噴射孔は、前記第２の方向に沿って前記複数の噴射分割体を貫通している、請求項６に記載の噴霧デバイス。

【請求項9】

前記複数の噴射分割体について、前記被洗浄面に平行な前記複数の噴射分割体の断面における前記複数の噴射孔の正投影は、前記断面に対して均一に分布する、請求項８に記載の噴霧デバイス。

【請求項10】

前記第１のノズルは、ノズル本体をさらに含み、前記ノズル本体は、前記中央部および前記複数の噴射分割体に接続されており、前記ノズル本体内には、液体入口チャネルおよびガス入口チャネルが配置されており、前記液体入口チャネルは、前記霧化チャネルに接続され、前記霧化チャネルに前記洗浄液を供給するように構成されており、
前記ガス入口チャネルは、環状チャネルであり、前記液体入口チャネルを取り囲み、前記ガス入口チャネルは、前記ガスを供給するために噴射チャネルに接続されている、請求項８に記載の噴霧デバイス。

【請求項11】

前記第１のノズルは、ガイドパイプをさらに含み、前記ガイドパイプは、前記被洗浄面に対して垂直ではない噴霧方向を有する霧化粒子を除去するために、前記霧化構造および前記噴射構造に接続される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の噴霧デバイス。

【請求項12】

第１の液体入口パイプライン、ガス入口パイプライン、および第１の駆動源をさらに備え、
前記第１の駆動源は、前記第１のノズルを前記被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成されており、
前記第１の液体入口パイプラインは、前記洗浄液を前記霧化構造に供給するように構成されており、第１の流量調整弁が、前記第１の液体入口パイプライン内に配置されており、前記ガス入口パイプラインは、前記ガスを前記噴射構造に供給するように構成されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の噴霧デバイス。

【請求項13】

前記第１の駆動源は、第１の駆動アームおよび第１の回転モータを含み、
前記第１の駆動アームは、前記被洗浄面に垂直な方向に沿って前記被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置されており、
前記第１のノズルは、前記第１の駆動アームに配置され、前記キャリアの上に配置され、
前記第１の回転モータは、前記第１の駆動アームを前記被洗浄面の前記縁と前記中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される、請求項１２に記載の噴霧デバイス。

【請求項14】

第２のノズルと、第２の液体入口パイプラインと、第２の駆動源とをさらに備え、
前記第２のノズルは、前記洗浄液を前記被洗浄面に向かって噴霧するように構成されており、
前記第２の駆動源は、前記第２のノズルを前記被洗浄面の前記縁と前記中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成されており、
前記第２の液体入口パイプラインは、前記洗浄液を前記第２のノズルに供給するように構成されており、
第２の流量調整弁が、前記第２の液体入口パイプライン内に配置されており、前記第２の液体入口パイプラインにおける前記洗浄液の流れは、前記第１の液体入口パイプラインにおける前記洗浄液の流れよりも大きい、請求項１２に記載の噴霧デバイス。

【請求項15】

前記第２の駆動源は、第２の駆動アームおよび第２の回転モータを含み、
前記第２の駆動アームは、前記被洗浄面に垂直な方向に沿って被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置されており、
前記第２のノズルは、前記第２の駆動アームに配置され、前記キャリアの上に配置され、
前記第２の回転モータは、前記第２の駆動アームを前記被洗浄面の前記縁と前記中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される、請求項１４に記載の噴霧デバイス。

【請求項16】

前記霧化チャネルの直径は、１～３００μｍに及ぶ、請求項２に記載の噴霧デバイス。

【請求項17】

前記噴射チャネルの直径は、１～３００μｍに及ぶ、請求項３に記載の噴霧デバイス。

【請求項18】

洗浄装置であって、被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアと、前記被洗浄加工片の被洗浄面を洗浄するように構成された噴霧デバイスとを備え、前記噴霧デバイスは、請求項１～１７のいずれか１項に記載の噴霧デバイスを使用する、洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本開示は、概して半導体製造分野に関し、より詳細には、噴霧デバイスおよび洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
集積回路の特徴サイズが縮小し続けるにつれて、ウェハ表面の清浄度および平坦度に課される要件がますます高くなっている。一般に、ウェハ表面パターン上の不純物および汚染物質を除去するために、ウェハ表面を洗浄する必要がある。

【0003】

従来の洗浄および噴霧技術では、液相流体が、ウェハ上に配置されたノズルによってウェハ表面に噴霧される。しかしながら、ノズルからは大きな液滴またはジェット流が噴霧され、液滴の大きさが均一ではなく、液滴が大流量でウェハ表面に衝突することになるため、６５ｎｍ以下で処理されるウェハ表面パターンに深刻な損傷を与えることになる。液相流体の利用率は低く、資源の極端な浪費をもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

概要
本開示は、少なくとも、既存の技術における技術的問題の１つを解決することを意図している。本開示は、洗浄の均一性および洗浄効率を高めて洗浄工程結果を改善し、さらに液滴による被洗浄面への衝撃力を一定レベルまで低減することができる噴霧デバイスおよび洗浄装置を提供する。したがって、ウェハの表面パターンの損傷を低減することができる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の目的を実現するために、噴霧デバイスが提供される。噴霧デバイスは、第１のノズルを含む。第１のノズルは、
洗浄液を噴霧して液滴を形成する際に、洗浄液を霧化する霧化構造と、
決定された方向に沿ってガスを噴霧して、噴霧されたガスを液滴に衝突させて霧化粒子を形成するように構成された噴射構造とを含む。

【0006】

任意選択的に、霧化構造は、霧化体を含む。霧化構造内に霧化チャネルが配置される。霧化チャネルは、第１の方向に沿って霧化体を貫通している。霧化チャネルの液体入口端が、洗浄液源に接続されている。霧化チャネルを形成する霧化体の部分は、半導体結晶材料からなる。噴霧デバイスは、電極パルスシステムをさらに含み、電極パルスシステムは、半導体結晶材料にパルス電圧を印加して、霧化チャネルから洗浄液を噴霧するときに洗浄液に液滴を形成させる電歪効果を半導体結晶材料に生成させるように構成されている。

【0007】

任意選択的に、噴射構造は、噴射体を含む。噴射チャネルが、噴射体内に配置される。噴射チャネルは、第２の方向に沿って噴射体を貫通する。噴射チャネルのガス入口端はガス源に接続されている。第２の方向は、噴射チャネルのガス出口端から噴霧されたガスを液滴に衝突させて霧化粒子を形成するように構成される。

【0008】

任意選択的に、所定の挟角が、第１の方向と第２の方向との間に配置される。
任意選択的に、第１の方向と被洗浄面とは互いに垂直である。

【0009】

任意選択的に、霧化体は、中央部と、複数の縁部とを含む。中央部には、中央チャネルが配置されている。複数の縁部は、中央部の周囲に間隔をおいて位置し、中央部に固定的に接続されている。縁部チャネルが、複数の縁部に配置されている。縁部チャネルの液体入口端は、中央チャネルの液体出口端に接続されている。複数の霧化チャネルが含まれる。複数の霧化チャネルは、複数の縁部に一対一に対応して配置されている。縁部の複数の霧化チャネルの各々は、複数の霧化孔を含み、複数の霧化孔の液体入口端は、縁部チャネルの液体出口端に接続され、複数の霧化孔は、第１の方向に沿って複数の縁部を貫通する。

【0010】

任意選択的に、複数の縁部について、被洗浄面に平行な中央部の断面上で、複数の霧化孔の正投影が、複数の霧化孔グループに分割され、断面の中心を円の中心として使用して、円周上に分散される。各霧化孔グループにおける複数の霧化孔の正投影は、円周の径方向に沿って少なくとも一列に間隔をあけて配置される。

【0011】

任意選択的に、噴射体は、複数の噴射分割体を含む。複数の噴射分割体のうちの１つは、隣り合う２つの縁部の間に配置される。複数の噴射チャネルが、複数の噴射分割体に一対一に対応して配置されている。複数の噴射分割体における複数の噴射チャネルは、複数の噴射孔を含む。複数の噴射孔は、第２の方向に沿って複数の噴射分割体を貫通している。

【0012】

任意選択的に、複数の噴射分割体について、被洗浄面に平行な複数の噴射分割体の断面における複数の噴射孔の正投影は、断面に対して均一に分布する。

【0013】

任意選択的に、第１のノズルは、ノズル本体をさらに含む。ノズル本体は、中央部および複数の噴射分割体に接続されている。ノズル本体内には、液体入口チャネルおよびガス入口チャネルが配置されている。液体入口チャネルは、霧化チャネルに接続され、霧化チャネルに洗浄液を供給するように構成される。ガス入口チャネルは、環状チャネルであり、液体入口チャネルを取り囲み、ガス入口チャネルは、ガスを供給するために噴射チャネルに接続される。

【0014】

任意選択的に、第１のノズルは、ガイドパイプをさらに含む。ガイドパイプは、被洗浄面に対して垂直ではない噴霧方向を有する霧化粒子を除去するために、霧化構造および噴射構造に接続される。

【0015】

任意選択的に、噴霧デバイスは、第１の液体入口パイプライン、ガス入口パイプライン、および第１の駆動源をさらに含む。第１の駆動源は、第１のノズルを被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される。第１の液体入口パイプラインは、洗浄液を霧化構造に供給するように構成される。第１の流量調整弁が、第１の液体入口パイプライン内に配置される。ガス入口パイプラインは、ガスを噴射構造に供給するように構成される。

【0016】

任意選択的に、第１の駆動源は、第１の駆動アームおよび第１の回転モータを含む。第１の駆動アームは、被洗浄面に垂直な方向に沿って被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置される。第１のノズルは、第１の駆動アームに配置され、キャリアの上に配置される。第１の回転モータは、第１の駆動アームを被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される。

【0017】

任意選択的に、噴霧デバイスは、第２のノズルと、第２の液体入口パイプラインと、第２の駆動源とをさらに含む。第２のノズルは、洗浄液を被洗浄面に向かって噴霧するように構成される。第２の駆動源は、第２のノズルを被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される。第２の液体入口パイプラインは、洗浄液を第２のノズルに供給するように構成される。第２の流量調整弁が、第２の液体入口パイプライン内に配置される。第２の液体入口パイプラインにおける洗浄液の流れは、第１の液体入口パイプラインにおける洗浄液の流れよりも大きい。

【0018】

任意選択的に、第２の駆動源は、第２の駆動アームおよび第２の回転モータを含む。第２の駆動アームは、被洗浄面に垂直な方向に沿って被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置される。第２のノズルは、第２の駆動アームに配置され、キャリアの上に配置される。第２の回転モータは、第２の駆動アームを被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動し揺動するように駆動するように構成される。

【0019】

任意選択的に、霧化チャネルの直径は、１～３００μｍに及ぶ。
任意選択的に、噴射チャネルの直径は、１～３００μｍに及ぶ。

【0020】

別の技術的解決策として、本開示は洗浄装置をさらに提供する。洗浄装置は、被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアと、被洗浄加工片の被洗浄面を洗浄するように構成された噴霧デバイスとを含む。噴霧デバイスは、上記実施形態の噴霧デバイスを使用してもよい。

【0021】

本開示は、以下のような有益な効果を奏する。
本開示によって提供される噴霧デバイスは、最初に、液体を霧化して霧化構造を介して液滴を形成するように構成することができる。次いで、噴射構造は、ガスを噴射して液滴と衝突させて霧化されたパーティを形成するように構成することができる。すなわち、洗浄液を２回霧化して、より小さいサイズでより均一な霧化粒子を形成することができる。洗浄プロセス中、霧化粒子は、被洗浄面に垂直な物理的力を増加させることができる。したがって、ウェハ表面パターン内の不純物の流体への移送プロセスを高速化することができる。洗浄均一性および洗浄効率を高めることができ、洗浄プロセス結果を改善することができる。一方、洗浄液の二次霧化は、洗浄液および脱イオン水の利用率を向上させるために有益であり得る。加えて、形成された霧化粒子はより小さいサイズを有し、２回の噴霧後により均一であるため、被洗浄面への衝撃力を一定レベルまで低減することができる。したがって、ウェハ表面パターンの損傷を低減することができる。

【0022】

本開示によって提供される洗浄装置は、本開示によって提供される噴霧デバイスを使用することができ、これは、洗浄均一性および洗浄効率を高めて処理結果を改善するだけでなく、液滴による被洗浄面への衝撃力を一定レベルで低減することもできる。したがって、ウェハ表面パターンの損傷を低減することができる。

【0023】

図面の簡単な説明

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本開示のいくつかの実施形態による噴霧デバイスの第１のノズルを示す概略断面図である。

【図2】本開示のいくつかの実施形態による霧化構造を示す概略透過図である。

【図3】本開示のいくつかの実施形態による噴霧デバイスの概略構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

実施形態の詳細な説明
当業者に本開示の技術的解決策をよりよく理解させるために、本開示によって提供される噴霧デバイスおよび洗浄装置が、添付の図面に関連して以下に詳細に説明される。

【0026】

図１～図３を参照すると、本開示は、第１のノズル１０を含む噴霧デバイスを提供する。第１のノズル１０は、ノズル本体１と、ノズル本体１に接続された円盤状構造３とを備えている。ノズル本体１内には、液体入口チャネル１１およびガス入口チャネル１２が配置されている。円盤状構造３は、一体構造に形成された霧化構造と噴射構造とを有する。

【0027】

液体入口チャネル１１の液体入口端１１１は、洗浄液を移送するために洗浄液Ａを提供するための洗浄液源（図示せず）に接続することができる。霧化構造は、液体入口チャネル１１の液体出口端１１２に接続され、霧化構造から洗浄液が噴霧されるときに洗浄液を霧化して液滴を形成するように構成される。ガス入口チャネル１２のガス入口端１２１は、ガスを移送するためにガスＢを供給するためのガス源に接続される。噴射構造が、ガス入口チャネル１２の空気出口端１２２に接続され、決定された方向にガスを噴射するように構成することができる。このため、噴射構造から噴射された噴射物が液滴に衝突して霧化粒子を形成することがある。

【0028】

上述した第１のノズル１０は、洗浄液の二次霧化を実施して、より小型でより均一な霧化粒子を形成するように構成することができる。具体的には、まず、霧化構造は、液体を霧化して小さな液滴を形成するように構成することができる。次いで、噴射構造は、ガスを噴射して液滴と衝突させて霧化粒子を形成するように構成することができる。すなわち、洗浄液を２回霧化して、より小さいサイズでより均一な霧化粒子を形成することができる。洗浄プロセス中、霧化粒子は、被洗浄面に垂直な物理的力を増加させることができる。したがって、ウェハ表面パターン内の不純物の流体への移送プロセスを高速化することができる。洗浄均一性および洗浄効率を高めることができ、洗浄プロセス結果を改善することができる。一方、洗浄液の二次霧化は、洗浄液および脱イオン水の利用率を向上させるために有益であり得る。加えて、形成された霧化粒子はより小さいサイズを有し、２回の噴霧後により均一であるため、被洗浄面への衝撃力を一定レベルまで低減することができる。したがって、ウェハ表面パターンの損傷を低減することができる。

【0029】

いくつかの実施形態では、図２に示すように、円盤状構造３において、霧化構造は霧化体を含む。霧化体は、中央部３１および複数の縁部３２を含み、これらは「歯車」のような構造を形成する。中央チャネル３４が、中央部３１に配置されている。中央チャネル３４の液体入口端は、液体入口チャネル１１の液体出口端１１２に接続されている。複数の縁部３２は、中央部３１の周囲に間隔を空けて配置されている。複数の縁部３２は、中央部３１に接続されている。また、複数の縁部３２の各々には、縁部チャネル３５が配置されている。縁部チャネル３５の液体入口端は、中央チャネル３４の液体出口端に接続されている。

【0030】

霧化体には、洗浄液を移送するように構成されている霧化チャネルが配置されている。霧化チャネルの液体入口端は、液体入口チャネル１１の液体出口端１１２に接続されている。霧化チャネルは、第１の方向に沿って霧化体を貫通している。また、霧化チャネルを形成する霧化体の部分は、チタン酸ジルコン酸鉛圧電セラミックスなどの半導体結晶材料からなる。噴霧デバイスは、半導体結晶材料にパルス電圧を印加するように構成され得る電極パルスシステム４６をさらに含む。したがって、半導体結晶材料は、液体が噴射されるときに霧化チャネル内の液体に液滴を形成させることができる電歪効果を生成することができる。

【0031】

任意選択的に、第１の方向と被洗浄面とは互いに垂直であってもよく、または第１の方向はまた、被洗浄面と挟角を形成してもよい。

【0032】

実際の用途では、霧化チャネルを形成する霧化体の部分は、霧化体に配置された半導体結晶材料からなる部分であってもよい。霧化チャネルは、その部分に配置することができる。いくつかの実施形態では、霧化チャネルは、霧化体内に配置されてもよい。霧化チャネルを形成する霧化体の内壁の部分は、半導体結晶材料から構成することができる。

【0033】

いくつかの実施形態では、複数の霧化チャネルが含まれてもよい。複数の霧化チャネルは、複数の縁部３２に一対一に対応して配置することができる。また、各縁部３２の霧化チャネルは、複数の霧化孔３６を含む。複数の霧化孔３６の液体入口端は、縁部チャネル３５の液体出口端に接続されている。複数の霧化孔２６は、複数の縁部３２を第１の方向に沿って貫通している。上述した霧化体は、チタン酸ジルコン酸鉛圧電セラミックスのような半導体結晶材料からなるため、電極パルスシステム４６がオンになると、霧化体は、複数の霧化孔３６に電歪効果を生じさせて、複数の霧化孔３６の液体を複数の霧化孔３６の液体出口端から噴射させることができる。一方で、複数の霧化孔３６から噴射された液体を霧化して液滴を形成することができる。これにより、洗浄液の第１の霧化を実現できる。

【0034】

洗浄プロセス中、洗浄液Ａは、液体入口チャネル１１の液体入口端１１１から液体入口チャネル１１に入り、液体入口チャネル１１を介して霧化構造に移送することができる。霧化構造内で、まず、中央チャネル３４を介して複数の縁部チャネル３５に洗浄液を流すことができる。次いで、洗浄液は、複数の縁部チャネル３５を介して複数の霧化孔３６に流れることができる。最後に、複数の霧化孔３６の液体は、電極パルスシステム４６がオンになると複数の霧化孔３６の液体出口端から噴射され、霧化されて液滴を形成することができる。

【0035】

任意選択的に、複数の縁部３２について、被洗浄面に平行な中央部３１の断面（すなわち、図２に示す透過面に平行な面）上で、複数の霧化孔３６の正射影は、複数の霧化孔グループに分割することができ、中心断面を円の中心とする円周上に間隔を置いて分布することができる。各霧化孔グループの複数の霧化孔３６の正射影は、円の半径方向に沿って少なくとも一列に配置される。これにより、液滴の噴霧範囲を拡大して液滴とガスとの衝突確率を高め、霧化効率を高めることができる。

【0036】

任意選択的に、霧化孔３６の直径は、１～３００μｍに及ぶことができる。この直径範囲内で、洗浄液の霧化が達成され得る。

【0037】

いくつかの実施形態では、噴射構造は噴射体を含む。噴射チャネルが、噴射チャネル内に配置される。噴射チャネルのガス入力端は、ガス入口チャネル１２のガス出力端１２２に接続されている。噴射チャネルのガス出力端は、ガス本体を第２の方向に貫通する。これにより、噴射体からガスを噴射させることができる。

【0038】

上述の第２の方向は、噴射されたガスが液滴に衝突して霧化粒子を形成するように配置することができる。任意選択的に、第１の方向および第２の方向は、所定の挟角を含む。そのため、霧化チャネルから噴射された液滴と噴射チャネルから噴射された液滴とが互いに収束して、液滴とガスとの衝突確率を高めることができる。例えば、第１の方向と被洗浄面とが互いに直交することができ、第２の方向と被洗浄面との間に所定の挟角を形成することができる。別の例として、所定の挟角は、第１の方向と被洗浄面との間に形成されてもよく、第２の方向と被洗浄面とが互いに垂直であってもよい。別の例として、第１の方向および第２の方向の両方と、第１の方向および被洗浄面との間に所定の挟角が形成されてもよい。無論、液滴とガスとが衝突して霧化粒子を形成し得る限り、第１の方向と第２の方向とは互いに平行であってもよい。

【0039】

いくつかの実施形態では、噴射体は、複数の噴射分割体３３を含む。１つの噴射分割体３３は、霧化体の隣り合う２つの縁部３２の間に配置されてもよい。さらに、複数の噴射チャネルが含まれる。噴射チャネルは、複数の噴射分割体３３内に一対一に対応して配置される。各噴射分割体３３の噴射チャネルは、複数の噴射孔３７を含む。複数の噴射孔３７のガス入口端は、ガス入口チャネル１２のガス出口端１２２に接続されている。噴射孔３７は、第２の方向に沿って複数の噴射分割体３３を貫通している。

【0040】

任意選択的に、噴射孔３７の直径は、１～３００μｍに及ぶことができる。この直径範囲内で、高速でガスを噴射することができる。

【0041】

洗浄プロセス中、ガスＢは、噴射チャネル１２のガス入口端１２１からガス入口チャネル１２に入ることができる。噴射構造内で、ガスＢが噴射孔３７から噴射され、液体と衝突して、より小さいサイズおよびより均一な霧化粒子を形成することができる。これにより、洗浄液の第２の霧化を実現できる。

【0042】

任意選択的に、噴射分割体３３について、被洗浄面に平行な噴射分割体３３の断面（すなわち、図２に示す透過面に平行な面）における複数の噴射孔３７の正投影は、断面に対して均一に分布する。例えば、空気噴射孔３７の正投影は、均等に離間され、断面全体にわたって分布する。このように、より均一にガスを噴射して、液滴とガスとの衝突確率を高めることができる。したがって、霧化効率を高めることができる。

【0043】

いくつかの実施形態では、霧化体の隣接する２つの縁部３２ごとに噴射分割体３３を間に配置することによって、霧化構造および噴射構造を交互に配置して、液滴およびガスの衝突確率を高めることができる。したがって、霧化効率を高めることができる。

【0044】

いくつかの実施形態では、霧化体は、中央部３１および複数の縁部３２を含むことに留意されたい。中央部３１および複数の縁部３２は、「歯車」のような構造を形成する。ガス分割体３３は、扇状の構造を有している。このように、霧化構造と噴射構造とが一体となって円盤状構造３を構成しているが、本開示はこれに限定されない。実際の用途では、霧化構造および噴射構造はまた、任意の他の形状の一体構造を形成してもよく、または別個の構造を形成してもよい。

【0045】

いくつかの実施形態では、ガス入口チャネル１２は、環状チャネルであってもよく、液体入口チャネル１１を取り囲んでもよい。このように、より均一にガスを噴射して、液滴とガスとの衝突確率を高めることができる。したがって、霧化効率を高めることができる。

【0046】

いくつかの実施形態では、第１のノズル１０はガイドパイプ４も含む。ガイドパイプ４の端部は霧化構造および噴射構造に接続され、すなわち、円盤状構造３に接続され、これは、被洗浄面に対して垂直ではない噴霧方向を有する霧化粒子を除去するように構成される。被洗浄面に垂直な霧化粒子Ｃのみを保持することができる。

【0047】

いくつかの実施形態では、図３に示すように、キャリア４０が、被洗浄加工片２０を搬送するように構成される。キャリア４０はまた、洗浄効率および洗浄均一性を改善するために、洗浄プロセス中に回転するように被洗浄加工片２０を駆動することができる。さらに、噴霧デバイスはまた、第１の液体入口パイプライン４１と、ガス入口パイプライン２と、第１の駆動源（図示せず）とを含む。第１の駆動源は、第１のノズル１０を被洗浄加工片２０の被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成することができる。加工対象物２０の回転の協働により、第１のノズル１０によって噴霧される霧化粒子は、被洗浄面全体を覆ってもよい。同時に、第１のノズル１０は被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動することができる。

【0048】

第１の液体入口パイプライン４１の液体出口端は、第１のノズル１０の液体入口チャネル１１の液体入口端１１１に接続され、洗浄液を液体入口チャネル１１に供給する。さらに、第１の流量調整弁４２が第１の液体入口パイプライン４１に配置され、第１の液体入口パイプライン４１の洗浄液の流れを調整するように構成される。ガス入口パイプライン２のガス出口端は、ガス入口チャネル１２のガス入口端１２１に接続されて、ガスをガス入口チャネル１２に供給する。

【0049】

いくつかの実施形態では、第１の駆動源は、第１の駆動アーム３０および第１の回転モータ（図示せず）を含む。第１の駆動アーム３０は、被洗浄面に対して垂直な方向に沿ってキャリア４０の側方に配置される。第１のノズル１０は、第１の駆動アーム３０上に配置され、キャリア４０上に位置する。第１の回転モータは、第１の駆動アーム３０を被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成することができる。

【0050】

無論、実際の用途では、霧化粒子が被洗浄面全体を覆うことができ、第１のノズル１０が被洗浄面の縁部と中心との間で前後に揺動し揺動することができる限り、第１の駆動アーム３０は別の回転経路を有してもよい。いくつかの実施形態では、回転駆動源の代わりに線形駆動源を使用することができる。この状況下では、直線駆動源は、第１のノズル１０を被洗浄面の半径方向に沿って直線的に前後に揺動するように駆動するように構成することができる。このように、霧化粒子はまた、被洗浄面全体を覆うことができる。一方、第１のノズル１０は被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動し揺動することができる。

【0051】

いくつかの実施形態では、噴霧デバイスはまた、第２のノズル６０と、第２の液体入口パイプライン６１と、第２の駆動源とを含む。第２のノズル６０は、洗浄液を被洗浄面に噴霧するように構成することができる。第２の駆動源は、第２のノズル６０を被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成することができる。第２の液体入口パイプライン６１は、洗浄液を第２のノズル６０に供給するように構成することができる。さらに、第２の流量調整弁６２が第２の液体入口パイプライン６１に配置されている。第２の液体入口パイプライン６１内の液体の流れは、第１の液体入口パイプライン４１内の液体の流れよりも大きくなり得る。

【0052】

洗浄プロセス中、最初に、第２のノズル６０は、洗浄液の比較的大きな流れを被洗浄面に向けて噴霧するように構成することができ、その結果、被洗浄面は洗浄液の薄層によって均一に覆われ得る。次いで、第１のノズル１０は、第２の霧化後の霧化粒子を被洗浄面に向けて噴霧するように構成することができる。霧化粒子は、洗浄液の薄層に注入することができ、これにより、汚染物質に作用する物理的な力を増加させ、洗浄液の薄層の振動を同時に駆動して、洗浄液への汚染物質の移動プロセスを高速化することができる。したがって、洗浄効率を高めることができる一方で、ウェハ表面パターンへの損傷をさらに低減することができる。

【0053】

いくつかの実施形態では、第２の駆動源は、第２の駆動アーム５０および第２の回転モータ（図示せず）を含む。第２の駆動アーム５０は、被洗浄面に対して垂直な方向に沿って、であり、第１の駆動アーム３０に対向して、キャリア４０の側方に配置される。第２のノズル６０は、第２の駆動アーム５０上に配置され、キャリア４０上に位置する。第２の回転モータは、第２の駆動アームを被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成することができる。

【0054】

第１の駆動源と同様に、第２の駆動アーム５０も別の回転経路を有してもよい。いくつかの実施形態では、回転駆動源の代わりに線形駆動源を使用することができる。この状況下では、直線駆動源は、第２のノズル６０を被洗浄面の半径方向に沿って直線的に前後に揺動するように駆動するように構成することができる。したがって、霧化粒子はまた、被洗浄面全体を覆うことができる。

【0055】

要約すると、本開示の実施形態は、噴霧デバイスを提供する。最初に、霧化構造は、液体を霧化して液滴を形成するように構成することができる。次いで、噴射構造は、ガスを噴射して液滴と衝突させて霧化粒子を形成するように構成することができる。すなわち、２回の霧化の後、洗浄液は、より小さくより均一な霧化粒子を形成することができる。洗浄プロセス中、霧化粒子は、被洗浄面に垂直な物理的力を増加させることができる。したがって、ウェハ表面パターン内の不純物の流体への移動プロセスを高速化して、洗浄均一性および洗浄効率を高めることができる。したがって、洗浄プロセス結果を改善することができる。一方、洗浄液および脱イオン水の利用率を向上させることが有益である。加えて、２回の霧化後に形成される霧化粒子は、より小さいサイズを有し、より均一であるため、被洗浄面に対する衝撃力を一定レベルまで低減することができる。したがって、ウェハの表面パターンの損傷を低減することができる。

【0056】

別の技術的解決策として、本開示の実施形態は洗浄装置も提供する。図３に示すように、洗浄装置は、被洗浄加工片２０を搬送するように構成されたキャリア４０と、被洗浄加工片２０の被洗浄面を洗浄するように構成された噴霧デバイスとを含む。噴霧デバイスは、本開示の実施形態で提供される噴霧デバイスを含んでもよい。

【0057】

本開示の実施形態は、本開示の実施形態の噴霧デバイスを含む洗浄装置を提供する。洗浄均一性および洗浄効率を高めることができ、洗浄プロセス結果を改善することができ、液滴による被洗浄面への衝撃力を一定レベルまで低減することができる。したがって、ウェハの表面パターンの損傷を低減することができる。

【0058】

上記の実施形態は、本開示の原理を説明するために使用される単なる例示的な実施形態であることに留意されたい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。当業者にとっては、本開示の思想および本質から逸脱することなく様々な修正および改善を行うことができ、これらの修正および改善も本開示の範囲内である。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2021-07-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のノズルを備える噴霧デバイスであって、前記第１のノズルは、
洗浄液を噴霧して液滴を形成する際に、前記洗浄液を霧化する霧化構造と、
決定された方向に沿ってガスを噴霧して、噴霧された前記ガスを前記液滴に衝突させて霧化粒子を形成するように構成された噴射構造とを含む、噴霧デバイス。

【請求項2】

前記霧化構造は、霧化体を含み、前記霧化体内に霧化チャネルが配置されており、前記霧化チャネルは、第１の方向に沿って前記霧化体を貫通しており、前記霧化チャネルの液体入口端が、洗浄液源に接続されており、前記霧化チャネルを形成する前記霧化体の部分は、半導体結晶材料からなり、前記噴霧デバイスは、電極パルスシステムをさらに含み、前記電極パルスシステムは、前記半導体結晶材料にパルス電圧を印加して、前記霧化チャネルから前記洗浄液を噴霧するときに前記洗浄液に前記液滴を形成させる電歪効果を前記半導体結晶材料に生成させるように構成されている、請求項１に記載の噴霧デバイス。

【請求項3】

前記噴射構造は、噴射体を含み、噴射チャネルが、前記噴射体内に配置されており、前記噴射チャネルは、第２の方向に沿って前記噴射体を貫通し、前記噴射チャネルのガス入口端はガス源に接続されており、前記第２の方向は、前記噴射チャネルのガス出口端から噴霧された前記ガスを前記液滴に衝突させて前記霧化粒子を形成するように構成されている、請求項２に記載の噴霧デバイス。

【請求項4】

所定の挟角が、前記第１の方向と前記第２の方向との間に配置される、請求項３に記載の噴霧デバイス。

【請求項5】

前記第１の方向と被洗浄面とは互いに垂直である、請求項４に記載の噴霧デバイス。

【請求項6】

前記霧化体は、中央部と、複数の縁部とを含み、前記中央部には、中央チャネルが配置されており、
前記複数の縁部は、前記中央部の周囲に間隔をおいて位置し、前記中央部に固定的に接続されており、縁部チャネルが、前記複数の縁部に配置されており、前記縁部チャネルの液体入口端は、前記中央チャネルの液体出口端に接続されており、
複数の霧化チャネルが含まれており、前記複数の霧化チャネルは、前記複数の縁部に一対一に対応して配置されており、前記縁部の前記複数の霧化チャネルの各々は、複数の霧化孔を含み、前記複数の霧化孔の液体入口端は、前記縁部チャネルの液体出口端に接続され、前記複数の霧化孔は、前記第１の方向に沿って前記複数の縁部を貫通する、請求項３に記載の噴霧デバイス。

【請求項7】

前記複数の縁部について、被洗浄面に平行な前記中央部の断面上で、前記複数の霧化孔の正投影が、複数の霧化孔グループに分割され、前記断面の中心を円の中心として使用して、円周上に分散され、各前記霧化孔グループにおける複数の霧化孔の正投影は、前記円周の径方向に沿って少なくとも一列に間隔をあけて配置される、請求項６に記載の噴霧デバイス。

【請求項8】

前記噴射体は、複数の噴射分割体を含み、前記複数の噴射分割体のうちの１つは、隣り合う２つの縁部の間に配置され、複数の噴射チャネルが、前記複数の噴射分割体に一対一に対応して含まれて配置されており、前記複数の噴射分割体における前記複数の噴射チャネルは、複数の噴射孔を含み、前記複数の噴射孔は、前記第２の方向に沿って前記複数の噴射分割体を貫通している、請求項６に記載の噴霧デバイス。

【請求項9】

前記複数の噴射分割体について、被洗浄面に平行な前記複数の噴射分割体の断面における前記複数の噴射孔の正投影は、前記断面に対して均一に分布する、請求項８に記載の噴霧デバイス。

【請求項10】

前記第１のノズルは、ノズル本体をさらに含み、前記ノズル本体は、前記中央部および前記複数の噴射分割体に接続されており、前記ノズル本体内には、液体入口チャネルおよびガス入口チャネルが配置されており、前記液体入口チャネルは、前記霧化チャネルに接続され、前記霧化チャネルに前記洗浄液を供給するように構成されており、
前記ガス入口チャネルは、環状チャネルであり、前記液体入口チャネルを取り囲み、前記ガス入口チャネルは、前記ガスを供給するために噴射チャネルに接続されている、請求項８に記載の噴霧デバイス。

【請求項11】

前記第１のノズルは、ガイドパイプをさらに含み、前記ガイドパイプは、前記被洗浄面に対して垂直ではない噴霧方向を有する霧化粒子を除去するために、前記霧化構造および前記噴射構造に接続される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の噴霧デバイス。

【請求項12】

第１の液体入口パイプライン、ガス入口パイプライン、および第１の駆動源をさらに備え、
前記第１の駆動源は、前記第１のノズルを前記被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成されており、
前記第１の液体入口パイプラインは、前記洗浄液を前記霧化構造に供給するように構成されており、第１の流量調整弁が、前記第１の液体入口パイプライン内に配置されており、前記ガス入口パイプラインは、前記ガスを前記噴射構造に供給するように構成されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の噴霧デバイス。

【請求項13】

前記第１の駆動源は、第１の駆動アームおよび第１の回転モータを含み、
前記第１の駆動アームは、前記被洗浄面に垂直な方向に沿って被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置されており、
前記第１のノズルは、前記第１の駆動アームに配置され、前記キャリアの上に配置され、
前記第１の回転モータは、前記第１の駆動アームを前記被洗浄面の前記縁と前記中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される、請求項１２に記載の噴霧デバイス。

【請求項14】

第２のノズルと、第２の液体入口パイプラインと、第２の駆動源とをさらに備え、
前記第２のノズルは、前記洗浄液を前記被洗浄面に向かって噴霧するように構成されており、
前記第２の駆動源は、前記第２のノズルを前記被洗浄面の前記縁と前記中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成されており、
前記第２の液体入口パイプラインは、前記洗浄液を前記第２のノズルに供給するように構成されており、
第２の流量調整弁が、前記第２の液体入口パイプライン内に配置されており、前記第２の液体入口パイプラインにおける前記洗浄液の流れは、前記第１の液体入口パイプラインにおける前記洗浄液の流れよりも大きい、請求項１２に記載の噴霧デバイス。

【請求項15】

前記第２の駆動源は、第２の駆動アームおよび第２の回転モータを含み、
前記第２の駆動アームは、前記被洗浄面に垂直な方向に沿って被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置されており、
前記第２のノズルは、前記第２の駆動アームに配置され、前記キャリアの上に配置され、
前記第２の回転モータは、前記第２の駆動アームを前記被洗浄面の前記縁と前記中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される、請求項１４に記載の噴霧デバイス。

【請求項16】

前記霧化チャネルの直径は、１～３００μｍに及ぶ、請求項２に記載の噴霧デバイス。

【請求項17】

前記噴射チャネルの直径は、１～３００μｍに及ぶ、請求項３に記載の噴霧デバイス。

【請求項18】

洗浄装置であって、被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアと、前記被洗浄加工片の被洗浄面を洗浄するように構成された噴霧デバイスとを備え、前記噴霧デバイスは、請求項１～１７のいずれか１項に記載の噴霧デバイスを使用する、洗浄装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0018】

任意選択的に、第２の駆動源は、第２の駆動アームおよび第２の回転モータを含む。第２の駆動アームは、被洗浄面に垂直な方向に沿って被洗浄加工片を搬送するように構成されたキャリアの側面に配置される。第２のノズルは、第２の駆動アームに配置され、キャリアの上に配置される。第２の回転モータは、第２の駆動アームを被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動するように駆動するように構成される。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0021】

本開示は、以下のような有益な効果を奏する。
本開示によって提供される噴霧デバイスは、最初に、液体を霧化して霧化構造を介して液滴を形成するように構成することができる。次いで、噴射構造は、ガスを噴射して液滴と衝突させて霧化粒子を形成するように構成することができる。すなわち、洗浄液を２回霧化して、より小さいサイズでより均一な霧化粒子を形成することができる。洗浄プロセス中、霧化粒子は、被洗浄面に垂直な物理的力を増加させることができる。したがって、ウェハ表面パターン内の不純物の流体への移送プロセスを高速化することができる。洗浄均一性および洗浄効率を高めることができ、洗浄プロセス結果を改善することができる。一方、洗浄液の二次霧化は、洗浄液および脱イオン水の利用率を向上させるために有益であり得る。加えて、形成された霧化粒子はより小さいサイズを有し、２回の噴霧後により均一であるため、被洗浄面への衝撃力を一定レベルまで低減することができる。したがって、ウェハ表面パターンの損傷を低減することができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0050】

無論、実際の用途では、霧化粒子が被洗浄面全体を覆うことができ、第１のノズル１０が被洗浄面の縁部と中心との間で前後に揺動することができる限り、第１の駆動アーム３０は別の回転経路を有してもよい。いくつかの実施形態では、回転駆動源の代わりに線形駆動源を使用することができる。この状況下では、直線駆動源は、第１のノズル１０を被洗浄面の半径方向に沿って直線的に前後に揺動するように駆動するように構成することができる。このように、霧化粒子はまた、被洗浄面全体を覆うことができる。一方、第１のノズル１０は被洗浄面の縁と中心との間で前後に揺動することができる。

【国際調査報告】