JP4210045B2 - 洗浄装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハードディスクの媒体やシリコンウエハーの表面上の微細な粒子や有機物を洗浄して除去する洗浄方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクの媒体やシリコンウエハーあるいは液晶ディスプレイを加工するガラス板などは、表面の凹凸を最小限にし、また微細加工する関係上その表面を完全に洗浄して、微細な粒子や有機物が残存しないようにしなければならない。
【０００３】
このようなシリコンウエハーなどの表面を洗浄する洗浄装置の１つとして、ＣＯ２の粉末（ドライアイス）を洗浄物の表面に吹き付ける洗浄装置が用いられていた。このような洗浄装置では、高圧の液体ＣＯ２を細いノズルから噴射させてＣＯ２粉末を生成する。すなわち、ノズルから噴射したＣＯ２は大半が液滴になり、その表面が気化して気化熱を奪う。気化熱を奪われた液滴は固化してドライアイスになり、ＣＯ２粉末が生成される。このＣＯ２粉末を被洗浄物に吹き付けて、その表面を洗浄する。ＣＯ２粉末の粒径の大きさはほぼ液滴の大きさによって決定される。
【０００４】
また、常温の液体ＣＯ２の代わりに、液体ＣＯ２を３重点まで冷却して、固体、液体、気体の混合物をノズルから噴射させて洗浄するという方法も考案されている。３重点以下の温度では液体は存在できないため、液体は直ぐに固化し、また気体の一部は冷えて凝集して固体化する。この場合も、ＣＯ２粉末の粒径はほぼ液滴のそれによって決定される。
【０００５】
さらに、ＣＯ２の代わりに液体アルゴンを３重点まで冷却して、固体、液体、気体の混合物をノズルから噴射させて洗浄する方法も用いられていた。この場合、アルゴンの３重点は大気圧以下であるので、減圧した容器内で洗浄を行わなければならないという制約がある。
【０００６】
これらの洗浄装置では、ＣＯ２などの気体が被洗浄物にあたると冷えて結露する。そのため、被洗浄物をのせるステージをヒータで暖めなければならない。アルゴンを用いた洗浄では、被洗浄物を大気中に戻したときに結露しないように暖めることは必須である。また、周囲の雰囲気の湿度を下げるために、洗浄する領域を密閉して低露点のガスを充満させるようにしていた。更に、イオナイザで静電気を除去して帯電防止を図っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような洗浄装置には次のような課題があった。
【０００８】
ＣＯ２粉末を用いる洗浄装置では、液体ＣＯ２中にごみなどの粒子が存在するとこの粒子が被洗浄物を傷つけることがあるが、この粒子を除去するのが困難であるという課題があった。
【０００９】
粒子は液体ＣＯ２が流れる管路中にフィルタを入れることにより除去することができるが、このフィルタの目を細かくしすぎるとフィルタ通過時の圧損が大きくなり、フィルタ下流側でドライアイスを生成してしまうという問題があるために、フィルタの目を細かくすることができなかった。このため、微細な粒子を除去することができなかった。
【００１０】
このため、従来の洗浄装置では高純度の液体ＣＯ２を用いていたが、高価であるためにランニングコストが高くなってしまうという課題もあった。
【００１１】
また、ノズルから噴射するドライアイスの粒径はノズルの径と流速で決定されるが、機械加工の精度上ノズル径を小さくすることが困難であるためにドライアイスの粒径を小さくすることができず、被洗浄物を傷つけてしまうという課題もあった。
【００１２】
また、ＣＯ２を使用する場合でもアルゴンを使用する場合でも、密閉容器や真空容器中に被洗浄物を保持する必要があるために、装置が大掛かりになり、コスト高になってしまうという課題もあった。
【００１３】
さらに、固体または液体の洗浄溶媒が被洗浄物に衝突すると表面との摩擦で静電気が発生し、この静電気のために除去された粒子が再付着したり、表面に作成されたＦＥＴなどのデバイスを静電破壊する場合があるが、イオナイザでは静電気を完全に除去することが困難であるという課題もあった。
【００１４】
従って本発明が解決しようとする課題は、溶媒中のごみなどの粒子を除去することができ、被洗浄物に付着している有機物や粒子を効率よく除去することができる洗浄方法およびその装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、溶媒が封入された容器と、この溶媒の温度を一定値に保持する保温機構と、前記容器内の溶媒気体を導出する導管と、この導管の途中に設置されたフィルタと、前記導管の他端に配置され前記溶媒気体を噴射し熱膨張させるノズルと、前記フィルタとノズルの間に設置されたエアオペレート弁と、被洗浄物周辺にパージ用の気体を吹き付けて被洗浄物周辺をパージ用気体の雰囲気にするパージ機構と、前記被洗浄物を加熱して結露を防止する加熱機構とを有する洗浄装置であって、
前記ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成とし、
前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を一定に保ってこのノズルから前記被洗浄物に前記溶媒を噴射させると共に、前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を制御することにより、前記被洗浄物に到達する前記溶媒の状態を調節するようにし、
前記ノズルは外管内に内管が配置された２重管構造とされ、内管から前記溶媒を噴出し、外管からパージ用気体を噴出させるようにしたものである。
効率よく溶媒中のゴミなどの微粒子を除去することができ、かつ粒子を効率的に除去できる微粒子状態と、有機物の除去能力が高い液滴状態を適宜選択することができる。また、フィルタが大気開放されず、常に高圧側に保持することができ、結露を防ぐことができる。
更に、ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成としたので、コンパクトに構成することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ノズルと被洗浄物をほぼ垂直に配置し、この被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を、
【００１８】
【数２】
以下に制御するようにしたものである。粒子を効率的に除去できる微粒子状態と、有機物の除去能力が高い液滴状態を適宜選択することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、容器中の溶媒気体の圧力が一定になるように保温機構を制御するようにしたものである。直接温度を制御するより簡単に制御できる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載の発明において、被洗浄物を回転させるスピンドルと、このスピンドルへ被洗浄物をロードし、またアンロードする搬送機構を具備したものである。均一に洗浄でき、かつ効率化を図ることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載の発明において、軟Ｘ線を発生する軟Ｘ線発生部を有し、この軟Ｘ線発生部で発生した軟Ｘ線を被洗浄物に照射して、この被洗浄物を除電するようにしたものである。完全に除電する事ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係る洗浄装置の一実施例を示す構成図である。この図において、１１は溶媒であるＣＯ２のボンベであり、その内部のＣＯ２は温度Ｔの液体部分１１１と圧力Ｐ０の気体部分１１２に分かれている。１２はボンベ１１を一定温度に保温するヒータである。
【００２７】
１３は導管であり、気体ＣＯ２を外部に取り出す。１４は導管１３の途中に設置された圧力計であり、導管１３内の圧力を測定する。この圧力は気体部分１１２の圧力Ｐ０と同じである。１５はバルブであり、導管１３に取り付けられている。１６はラインフィルタ、１７はエアオペレート弁であり、いずれも導管１３に取り付けられている。また、ボンベ１１、ラインフィルタ１６、エアオペレート弁１７はこの順に取り付けられている。
【００２８】
１９は被洗浄物であるハードディスク媒体であり、スピンドル２０によって回転させられる。１８はノズルであり、被洗浄物１９と所定のギャップｄだけ離して取り付けられている。ノズル１８は2重管になっており、内側の管には導管１３により導かれた気体ＣＯ２が、外側の管には窒素ガスＮ２が通される。２１は赤外線ヒータであり、被洗浄物１９を暖める。２２はパージ管であり、窒素ガスＮ２を噴射する。
【００２９】
次に、この実施例の動作を説明する。圧力計１４により導管１３内の圧力を測定して、この圧力が一定になるようにヒータ１２を制御する。ボンベ１１内はＣＯ２の液体と気体が共存しているので、気体部分１１２の圧力Ｐ０は液体部分１１１の温度Ｔにおける飽和蒸気圧になっている。液温と飽和蒸気圧との間には1対１の関係があるので、ヒータ１２によって液体部分１１１の温度を制御することにより、飽和蒸気圧すなわち導管１３の圧力を制御することができる。例えば、液温を２２℃に制御すると、飽和蒸気圧は６０ＭＰａになる。
【００３０】
図２にＣＯ２の温度と密度との関係を示す。この図で、上側の曲線は液体ＣＯ２の密度の変化を、下側の曲線は気体ＣＯ２の密度の変化を表したものである。ＣＯ２の液体および気体の密度は温度によって変化し、特に臨界温度付近ではその変化は顕著になる。飽和蒸気圧およびガスの密度の変化はドライアイスの生成密度に大きく影響するので、液体ＣＯ２の温度の制御はこの装置の安定性を確保する上で重要である。
【００３１】
温度制御の方法には、液体ＣＯ２の温度を直接制御する方法、および飽和蒸気圧と液温の間に１対１の関係があることを利用して、タンク１１の内圧が一定になるようにヒータ１２を制御する方法がある。図１の実施例では、後者の方法を用いている。
【００３２】
導管１３を流れる気体ＣＯ２に含まれる粒子はラインフィルタ１６で除去され、ノズル１８から被洗浄物１９に噴射される。導管１３内を流れるＣＯ２は気体なので、ラインフィルタ１６に目の細かいフィルタを用いても圧損が増えることはない。従って、ＣＯ２内の細かい粒子をも除去することができる。また、エアオペレート弁１７をラインフィルタ１６に対してタンク１１と反対側に置くことにより、ラインフィルタ１６が大気開放されず、常に高圧側に保持されるようにしている。
【００３３】
導管１３に流れる気体ＣＯ２はノズル１８の内管を介して被洗浄物１９に噴射される。ノズル１８と被洗浄物１９との間のギャップｄは一定に保たれる。また、被洗浄物１９はスピンドル２０によって回転されるので、ＣＯ２は均一に被洗浄物１９に噴射される。更に、ノズル１８の外管およびパージ管２２から低露点の窒素ガスを噴射させ、また赤外線ヒータ２１で被洗浄物１９を暖めることにより、結露を防いでいる。
【００３４】
ノズル１８の内管から噴射された気体ＣＯ２は熱膨張により冷却され、最終的に固体（ドライアイス）の微粒子になる。この様子を図３を用いて説明する。図３はＣＯ２の温度と圧力の関係を表した図であり、横軸は温度（℃）、縦軸は圧力（ＭＰａ）である。この図のＡ点はノズル１８から噴射されたときの状態であり、気体になっている。この気体ＣＯ２は熱膨張によって冷却され、過冷却状態を経てＢ点で微小な液滴になる。
【００３５】
この液滴の温度は低く、かつ周囲のガスの圧力に比べて蒸気圧は低いので、周囲の圧力が低下して液滴の蒸気圧と等しくなるまで液滴は成長する。周囲の圧力が低下して液滴の蒸気圧より低くなると液滴表面からの蒸発が活発になり、気化熱によって液滴の温度が低下して、固体（ドライアイス）の微粒子になる。つまり、ノズル１８から噴射されたＣＯ２は、気体のみの状態から気体と液体の混合状態を経て、気体と固体と液体が同時に存在する気液固混合状態になり、気体と固体粒子が同時に存在する気固混合状態を経て気体に戻る。
【００３６】
この過程は、ノズル１８から噴射されたＣＯ２の膨張によるガス圧力の変化とも密接に関係する。図３からわかるように、６〜４ＭＰａでは気体のみが存在し、４〜３ＭＰａでは気体と液体が同時に存在する気液混合状態になり、２〜１ＭＰａでは気体と液体と固体が同時に存在する気液固混合状態になる。また、１ＭＰａ以下では気体と固体粒子が同時に存在する気固混合状態になり、ノズル１８から十分離れて大気圧になると、気体のみの状態に戻る。ただし、これらの状態は定常的に存在するのではなく、噴射されてから数秒以内の短い時間内にのみ存在することができる。
【００３７】
ノズル１８の先端と被洗浄物１９の間の距離を調節することにより、被洗浄物１９に到達するＣＯ２の状態を選択することができる。図４はこのことを説明するための図である。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。ノズル１８の先端から噴射したＣＯ２は、ノズル先端に近い所で圧力が一番高く、先端から離れるに従って圧力が低下する。従って、図４に示すように、ノズル１８に一番近いところは気体と液体が混在する領域であり、中間領域は気体と液体と固体が混在する領域、被洗浄物１９に一番近い領域は気体と固体が混在する領域になる。
【００３８】
一般に高圧ガスをノズルから吹き出す場合を自由噴流と言う。自由噴流では噴射圧力Ｐ０が噴射側の圧力の２倍以上になると流速が超音速に達し、マッハディスクと呼ばれる衝撃波が発生する。経験的に、ノズルの先端を原点としたときのマッハディスクが発生する位置χＭＤ（ｍｍ）は、
【００３９】
【数３】
で表すことができる。ノズルと被洗浄物間の距離が狭くなると、この間の微小領域の圧力Ｐｂが上昇する。これはマッハディスクの発生位置を観測することから見積もることができ、
【００４０】
【数４】
になる。噴射側の圧力Ｐｂを大気圧、ノズルの直径を０．３ｍｍとして、噴射圧力Ｐ０を６ＭＰａとすると、マッハディスクは約１．５ｍｍのところに発生する。
【００４１】
従って、被洗浄物とノズルの間の距離を１．５ｍｍ以下にすると、ノズルと被洗浄物との間の微小領域の圧力が上昇し、この圧力は被洗浄物とノズル間の距離よって変わる。すなわち、図４で説明したように、この距離を調節することによって、被洗浄物には固体のＣＯ２だけでなく、液滴のＣＯ２をも照射することができる。
【００４２】
液滴のＣＯ２は固体微粒子に比べて被洗浄物の表面に付着した微粒子の除去能力は若干劣るが、有機物の溶解力が高いので、有機物の除去能力の向上や被洗浄物に対する衝撃度が軽減され、傷つけることがなくなることが期待できる。従って、被洗浄物の物性や汚れの程度によって被洗浄物とノズルの距離を調整して、固体の微粒子、液滴あるいは固体と液滴の混合物を選択して被洗浄物に照射することができる。
【００４３】
図５にノズルと赤外線ヒータの部分の構成を示す。図５において、３０は被洗浄物であるハードディスク媒体、３１は被洗浄物を回転させるスピンドルと被洗浄物３０を固定するクランプ部である。３２はハードディスク媒体３０を暖める赤外線ランプ、３３は赤外線を反射する反射板、３４は反射板３３を固定する反射板固定部である。３５はパージ用の窒素ガスをハードディスク媒体３０に噴射する窒素ガスパージパイプである。この窒素ガスパージパイプ３５は図１のパージ管２２に相当する。
【００４４】
３６はＣＯ２およびパージ用の窒素ガスを噴射するノズルブロック、３７はノズルブロック３６を固定するノズル固定ブロック、３８はノズルブロック３６を移動させるリニアステージである。ノズルブロック３６の詳細は後述する。赤外線ランプ３２および窒素ガスパージパイプ３５は、ノズルブロック３６を囲み、かつハードディスク媒体３０の両面に位置するように、各４本設置されている。
【００４５】
３９はＣＯ２を導入するパイプである。ＣＯ２はこのパイプ３９から導入され、ノズルブロック３６からハードディスク媒体３０に噴射される。４０は窒素ガス用のラインフィルタ、４１は反射板固定ブロック３４とリニアステージ３８を固定するノズル固定用ベースプレート、４２はノズル固定用ベースプレート４１を固定するベースプレートである。
【００４６】
赤外線ランプ３２と窒素ガスパージパイプ３５は反射板３３に固定され、反射板固定部３４でノズル固定用ベースプレート４１に固定されて、常にノズルブロック３６と一定の位置関係になるようにされる。ノズル固定用ベースプレート４１は２枚に分割され、各々のノズル固定用ベースプレート４１には２個の赤外線ランプ３２と２本の窒素ガスパージパイプ３５が取り付けられている。これら分割されたノズル固定用ベースプレート４１は、各々ハードディスク媒体３０の表裏面を暖め、またパージする。
【００４７】
ノズル固定用ベースプレート４１はベースプレート４２上にスライドできるように取り付けられており、これによってハードディスク媒体３０との位置関係を調整できるようになっている。このベースプレート４２は図示しないリニアステージに固定され、全体がハードディスク媒体３０の半径方向に直線移動できるようになっている。このため、ノズル３６１はハードディスク媒体３０を挟み込むようにその外周から内周に向かって移動し、その表面にＣＯ２を噴射する。ハードディスク媒体は回転しているので、その全表面を洗浄することができる。
【００４８】
図６にノズルブロック３６の詳細を示す。なお、図の寸法は参考である。図６において、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。３６１はＣＯ２を噴射するノズルであり、先端に内径約０．３ｍｍの噴射ノズルが形成されている。３６２は窒素ガスを噴射するノズルである。ハードディスク媒体の洗浄では両面同時に洗浄するので、これらのノズルはいずれも上下に対向して配置される。また、ノズル３６１の噴射口はノズル３６２の噴射口の中に配置されており、２重管構造になっている。
【００４９】
３６３は上下に配置されたノズル３６２および３６１のギャップを調整するスぺーサである。このスペーサ３６３で各ノズルとハードディスク媒体３０間の距離を設定する。また、リニアステージ３８を操作して、ハードディスク媒体３０が、対向するノズル３６１の中央に来るように調整する。
【００５０】
３６４はパイプであり、ＣＯ２はこのパイプから導入され、ノズル３６１からハードディスク媒体３０に噴射される。３６５はパイプであり、窒素ガスが導入されてノズル３６２からハードディスク媒体３０周辺に噴射される。窒素ガスはラインフィルタ４０で不純物が除去される。被洗浄物は対向するノズル３６２の間に配置され、回転される。
【００５１】
ノズル３６１は、ＣＯ２噴射時にはＣＯ２の断熱膨張のために冷却されて結露する。この結露を防ぐために、２重管の外管であるノズル３６２から窒素ガスを吹き出してハードディスク媒体３０全体を含む周辺大気をパージし、赤外線ランプ３２でハードディスク媒体３０を暖めることにより、結露を防いでいる。また、反射板３３によって赤外線ランプ３２から放出する赤外線によって周囲が加熱されないようにしている。
【００５２】
このような構成により、洗浄溶媒のＣＯ２噴射用のノズル、結露防止の赤外線ランプ、パージ用の窒素ガス噴射用のノズルをコンパクトにまとめることができる。
【００５３】
図７に本発明の他の実施例を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図７において、５０は軟Ｘ線発生器であり、軟Ｘ線を発生する。この軟Ｘ線は被洗浄物１９に照射される。この軟Ｘ線によって被洗浄物１９の表面にできたガスのよどみ層をイオン化して、被洗浄物１９を除電する。
【００５４】
この実施例の効果を図８を用いて説明する。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図８（Ａ）は従来のイオナイザでイオン化した空気４１を回転している被洗浄物（ハードディスク媒体）１９に吹き付ける場合を図式化したものである。イオン化された空気４１は被洗浄物１９表面に形成されたよどみ層（ガスの拡散層）４２に邪魔されて、被洗浄物１９の表面まで到達しない。また、たとえ表面に到達しても除電されるまでに時間がかかるので、回転している被洗浄物に対しては有効に除電できない。
【００５５】
これに対して、図８の（Ｂ）は本実施例の場合である。本実施例では軟Ｘ線でよどみ層（ガスの拡散層）４２を直接イオン化するので、回転している被洗浄物でも効果的に除電できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次の効果が期待できる。請求項１記載の発明によれば、溶媒が封入された容器と、この溶媒の温度を一定値に保持する保温機構と、前記容器内の溶媒気体を導出する導管と、この導管の途中に設置されたフィルタと、前記導管の他端に配置され前記溶媒気体を噴射し熱膨張させるノズルと、前記フィルタとノズルの間に設置されたエアオペレート弁と、被洗浄物周辺にパージ用の気体を吹き付けて被洗浄物周辺をパージ用気体の雰囲気にするパージ機構と、前記被洗浄物を加熱して結露を防止する加熱機構とを有する洗浄装置であって、
前記ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成とし、
前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を一定に保ってこのノズルから前記被洗浄物に前記溶媒を噴射させると共に、前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を制御することにより、前記被洗浄物に到達する前記溶媒の状態を調節するようにし、
前記ノズルは外管内に内管が配置された２重管構造とされ、内管から前記溶媒を噴出し、外管からパージ用気体を噴出させるようにした。
被洗浄物表面の粒子を効率的に除去できる固体の微粒子状態と、有機物の除去能力が高い液滴状態を適宜選択することができるので、被洗浄物の汚れの程度に応じて最適な状態を選択することができるという効果がある。また、フィルタが大気開放されず、常に高圧側に保持することができ、結露を防ぐことができる。
また、液滴状態の溶媒は固体微粒子に比べて被洗浄物への衝撃度が軽減されるので、被洗浄物が傷つくことがないという効果もある。
更に、ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成としたので、コンパクトに構成することができる。
【００６０】
また、気体の状態でラインフィルタを通すことができるので、目の細かいフィルタを使用しても圧損が大きくなることはない。そのため、粒径の小さい微粒子をも除去できるため、被洗浄物を傷つけることがなくなるという効果がある。さらに、高純度溶媒を使う必要がないので、ランニングコストを低く押さえることができるという効果もある。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、ノズルと被洗浄物をほぼ垂直に配置し、この被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を、
【００６２】
【数５】
以下に制御するようにした。粒子を効率的に除去できる微粒子状態と、有機物の除去能力が高い液滴状態を適宜選択することができ、被洗浄物の状態に応じて最適な洗浄ができるという効果がある。
【００６３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明において、容器中の溶媒気体の圧力が一定になるように保温機構を制御するようにした。直接温度を制御するより簡単に制御できるという効果がある。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３記載の発明において、被洗浄物を回転させるスピンドルと、このスピンドルへ前記被洗浄物をロードし、またアンロードする搬送機構を具備するようにした。均一に洗浄でき、かつ効率化を図ることができるという効果がある。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４記載の発明において、軟Ｘ線を発生する軟Ｘ線発生部を有し、この軟Ｘ線発生部で発生した軟Ｘ線を被洗浄物に照射して、この被洗浄物を除電するようにした。回転する被洗浄物でも完全に除電する事ができるので、ごみが再付着したり、形成した素子が静電破壊されることがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】ＣＯ２の温度と密度の関係を表した図である。
【図３】ＣＯ２の温度と圧力の関係を表した図である。
【図４】ノズルと被洗浄物の間のギャップ中でのＣＯ２の状態を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】ノズルの構造を示す構成図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図８】除電の効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ ＣＯ２ボンベ
１２ ヒータ
１３ 導管
１４ 圧力計
１６ ラインフィルタ
１７ エアオペレート弁
１８ ノズル
１９ 被洗浄物
２０ スピンドル
２１ 赤外線ヒータ
２２ パージ管
３２ 赤外線ランプ
３６ ノズルブロック
３６１、３６２ ノズル
５０ 軟Ｘ線発生器
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハードディスクの媒体やシリコンウエハーの表面上の微細な粒子や有機物を洗浄して除去する洗浄方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクの媒体やシリコンウエハーあるいは液晶ディスプレイを加工するガラス板などは、表面の凹凸を最小限にし、また微細加工する関係上その表面を完全に洗浄して、微細な粒子や有機物が残存しないようにしなければならない。
【０００３】
このようなシリコンウエハーなどの表面を洗浄する洗浄装置の１つとして、ＣＯ２の粉末（ドライアイス）を洗浄物の表面に吹き付ける洗浄装置が用いられていた。このような洗浄装置では、高圧の液体ＣＯ２を細いノズルから噴射させてＣＯ２粉末を生成する。すなわち、ノズルから噴射したＣＯ２は大半が液滴になり、その表面が気化して気化熱を奪う。気化熱を奪われた液滴は固化してドライアイスになり、ＣＯ２粉末が生成される。このＣＯ２粉末を被洗浄物に吹き付けて、その表面を洗浄する。ＣＯ２粉末の粒径の大きさはほぼ液滴の大きさによって決定される。
【０００４】
また、常温の液体ＣＯ２の代わりに、液体ＣＯ２を３重点まで冷却して、固体、液体、気体の混合物をノズルから噴射させて洗浄するという方法も考案されている。３重点以下の温度では液体は存在できないため、液体は直ぐに固化し、また気体の一部は冷えて凝集して固体化する。この場合も、ＣＯ２粉末の粒径はほぼ液滴のそれによって決定される。
【０００５】
さらに、ＣＯ２の代わりに液体アルゴンを３重点まで冷却して、固体、液体、気体の混合物をノズルから噴射させて洗浄する方法も用いられていた。この場合、アルゴンの３重点は大気圧以下であるので、減圧した容器内で洗浄を行わなければならないという制約がある。
【０００６】
これらの洗浄装置では、ＣＯ２などの気体が被洗浄物にあたると冷えて結露する。そのため、被洗浄物をのせるステージをヒータで暖めなければならない。アルゴンを用いた洗浄では、被洗浄物を大気中に戻したときに結露しないように暖めることは必須である。また、周囲の雰囲気の湿度を下げるために、洗浄する領域を密閉して低露点のガスを充満させるようにしていた。更に、イオナイザで静電気を除去して帯電防止を図っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような洗浄装置には次のような課題があった。
【０００８】
ＣＯ２粉末を用いる洗浄装置では、液体ＣＯ２中にごみなどの粒子が存在するとこの粒子が被洗浄物を傷つけることがあるが、この粒子を除去するのが困難であるという課題があった。
【０００９】
粒子は液体ＣＯ２が流れる管路中にフィルタを入れることにより除去することができるが、このフィルタの目を細かくしすぎるとフィルタ通過時の圧損が大きくなり、フィルタ下流側でドライアイスを生成してしまうという問題があるために、フィルタの目を細かくすることができなかった。このため、微細な粒子を除去することができなかった。
【００１０】
このため、従来の洗浄装置では高純度の液体ＣＯ２を用いていたが、高価であるためにランニングコストが高くなってしまうという課題もあった。
【００１１】
また、ノズルから噴射するドライアイスの粒径はノズルの径と流速で決定されるが、機械加工の精度上ノズル径を小さくすることが困難であるためにドライアイスの粒径を小さくすることができず、被洗浄物を傷つけてしまうという課題もあった。
【００１２】
また、ＣＯ２を使用する場合でもアルゴンを使用する場合でも、密閉容器や真空容器中に被洗浄物を保持する必要があるために、装置が大掛かりになり、コスト高になってしまうという課題もあった。
【００１３】
さらに、固体または液体の洗浄溶媒が被洗浄物に衝突すると表面との摩擦で静電気が発生し、この静電気のために除去された粒子が再付着したり、表面に作成されたＦＥＴなどのデバイスを静電破壊する場合があるが、イオナイザでは静電気を完全に除去することが困難であるという課題もあった。
【００１４】
従って本発明が解決しようとする課題は、溶媒中のごみなどの粒子を除去することができ、被洗浄物に付着している有機物や粒子を効率よく除去することができる洗浄方法およびその装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、溶媒が封入された容器と、この溶媒の温度を一定値に保持する保温機構と、前記容器内の溶媒気体を導出する導管と、この導管の途中に設置されたフィルタと、前記導管の他端に配置され前記溶媒気体を噴射し熱膨張させるノズルと、前記フィルタとノズルの間に設置されたエアオペレート弁と、被洗浄物周辺にパージ用の気体を吹き付けて被洗浄物周辺をパージ用気体の雰囲気にするパージ機構と、前記被洗浄物を加熱して結露を防止する加熱機構とを有する洗浄装置であって、
前記ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成とし、
前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を一定に保ってこのノズルから前記被洗浄物に前記溶媒を噴射させると共に、前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を制御することにより、前記被洗浄物に到達する前記溶媒の状態を調節するようにし、
前記ノズルは外管内に内管が配置された２重管構造とされ、内管から前記溶媒を噴出し、外管からパージ用気体を噴出させるようにしたものである。
効率よく溶媒中のゴミなどの微粒子を除去することができ、かつ粒子を効率的に除去できる微粒子状態と、有機物の除去能力が高い液滴状態を適宜選択することができる。また、フィルタが大気開放されず、常に高圧側に保持することができ、結露を防ぐことができる。
更に、ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成としたので、コンパクトに構成することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ノズルと被洗浄物をほぼ垂直に配置し、この被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を、
【００１８】
【数２】
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、容器中の溶媒気体の圧力が一定になるように保温機構を制御するようにしたものである。直接温度を制御するより簡単に制御できる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載の発明において、被洗浄物を回転させるスピンドルと、このスピンドルへ被洗浄物をロードし、またアンロードする搬送機構を具備したものである。均一に洗浄でき、かつ効率化を図ることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載の発明において、軟Ｘ線を発生する軟Ｘ線発生部を有し、この軟Ｘ線発生部で発生した軟Ｘ線を被洗浄物に照射して、この被洗浄物を除電するようにしたものである。完全に除電する事ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係る洗浄装置の一実施例を示す構成図である。この図において、１１は溶媒であるＣＯ２のボンベであり、その内部のＣＯ２は温度Ｔの液体部分１１１と圧力Ｐ０の気体部分１１２に分かれている。１２はボンベ１１を一定温度に保温するヒータである。
【００２７】
１３は導管であり、気体ＣＯ２を外部に取り出す。１４は導管１３の途中に設置された圧力計であり、導管１３内の圧力を測定する。この圧力は気体部分１１２の圧力Ｐ０と同じである。１５はバルブであり、導管１３に取り付けられている。１６はラインフィルタ、１７はエアオペレート弁であり、いずれも導管１３に取り付けられている。また、ボンベ１１、ラインフィルタ１６、エアオペレート弁１７はこの順に取り付けられている。
【００２８】
１９は被洗浄物であるハードディスク媒体であり、スピンドル２０によって回転させられる。１８はノズルであり、被洗浄物１９と所定のギャップｄだけ離して取り付けられている。ノズル１８は2重管になっており、内側の管には導管１３により導かれた気体ＣＯ２が、外側の管には窒素ガスＮ２が通される。２１は赤外線ヒータであり、被洗浄物１９を暖める。２２はパージ管であり、窒素ガスＮ２を噴射する。
【００２９】
次に、この実施例の動作を説明する。圧力計１４により導管１３内の圧力を測定して、この圧力が一定になるようにヒータ１２を制御する。ボンベ１１内はＣＯ２の液体と気体が共存しているので、気体部分１１２の圧力Ｐ０は液体部分１１１の温度Ｔにおける飽和蒸気圧になっている。液温と飽和蒸気圧との間には1対１の関係があるので、ヒータ１２によって液体部分１１１の温度を制御することにより、飽和蒸気圧すなわち導管１３の圧力を制御することができる。例えば、液温を２２℃に制御すると、飽和蒸気圧は６０ＭＰａになる。
【００３０】
図２にＣＯ２の温度と密度との関係を示す。この図で、上側の曲線は液体ＣＯ２の密度の変化を、下側の曲線は気体ＣＯ２の密度の変化を表したものである。ＣＯ２の液体および気体の密度は温度によって変化し、特に臨界温度付近ではその変化は顕著になる。飽和蒸気圧およびガスの密度の変化はドライアイスの生成密度に大きく影響するので、液体ＣＯ２の温度の制御はこの装置の安定性を確保する上で重要である。
【００３１】
温度制御の方法には、液体ＣＯ２の温度を直接制御する方法、および飽和蒸気圧と液温の間に１対１の関係があることを利用して、タンク１１の内圧が一定になるようにヒータ１２を制御する方法がある。図１の実施例では、後者の方法を用いている。
【００３２】
導管１３を流れる気体ＣＯ２に含まれる粒子はラインフィルタ１６で除去され、ノズル１８から被洗浄物１９に噴射される。導管１３内を流れるＣＯ２は気体なので、ラインフィルタ１６に目の細かいフィルタを用いても圧損が増えることはない。従って、ＣＯ２内の細かい粒子をも除去することができる。また、エアオペレート弁１７をラインフィルタ１６に対してタンク１１と反対側に置くことにより、ラインフィルタ１６が大気開放されず、常に高圧側に保持されるようにしている。
【００３３】
導管１３に流れる気体ＣＯ２はノズル１８の内管を介して被洗浄物１９に噴射される。ノズル１８と被洗浄物１９との間のギャップｄは一定に保たれる。また、被洗浄物１９はスピンドル２０によって回転されるので、ＣＯ２は均一に被洗浄物１９に噴射される。更に、ノズル１８の外管およびパージ管２２から低露点の窒素ガスを噴射させ、また赤外線ヒータ２１で被洗浄物１９を暖めることにより、結露を防いでいる。
【００３４】
ノズル１８の内管から噴射された気体ＣＯ２は熱膨張により冷却され、最終的に固体（ドライアイス）の微粒子になる。この様子を図３を用いて説明する。図３はＣＯ２の温度と圧力の関係を表した図であり、横軸は温度（℃）、縦軸は圧力（ＭＰａ）である。この図のＡ点はノズル１８から噴射されたときの状態であり、気体になっている。この気体ＣＯ２は熱膨張によって冷却され、過冷却状態を経てＢ点で微小な液滴になる。
【００３５】
この液滴の温度は低く、かつ周囲のガスの圧力に比べて蒸気圧は低いので、周囲の圧力が低下して液滴の蒸気圧と等しくなるまで液滴は成長する。周囲の圧力が低下して液滴の蒸気圧より低くなると液滴表面からの蒸発が活発になり、気化熱によって液滴の温度が低下して、固体（ドライアイス）の微粒子になる。つまり、ノズル１８から噴射されたＣＯ２は、気体のみの状態から気体と液体の混合状態を経て、気体と固体と液体が同時に存在する気液固混合状態になり、気体と固体粒子が同時に存在する気固混合状態を経て気体に戻る。
【００３６】
この過程は、ノズル１８から噴射されたＣＯ２の膨張によるガス圧力の変化とも密接に関係する。図３からわかるように、６〜４ＭＰａでは気体のみが存在し、４〜３ＭＰａでは気体と液体が同時に存在する気液混合状態になり、２〜１ＭＰａでは気体と液体と固体が同時に存在する気液固混合状態になる。また、１ＭＰａ以下では気体と固体粒子が同時に存在する気固混合状態になり、ノズル１８から十分離れて大気圧になると、気体のみの状態に戻る。ただし、これらの状態は定常的に存在するのではなく、噴射されてから数秒以内の短い時間内にのみ存在することができる。
【００３７】
ノズル１８の先端と被洗浄物１９の間の距離を調節することにより、被洗浄物１９に到達するＣＯ２の状態を選択することができる。図４はこのことを説明するための図である。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。ノズル１８の先端から噴射したＣＯ２は、ノズル先端に近い所で圧力が一番高く、先端から離れるに従って圧力が低下する。従って、図４に示すように、ノズル１８に一番近いところは気体と液体が混在する領域であり、中間領域は気体と液体と固体が混在する領域、被洗浄物１９に一番近い領域は気体と固体が混在する領域になる。
【００３８】
一般に高圧ガスをノズルから吹き出す場合を自由噴流と言う。自由噴流では噴射圧力Ｐ０が噴射側の圧力の２倍以上になると流速が超音速に達し、マッハディスクと呼ばれる衝撃波が発生する。経験的に、ノズルの先端を原点としたときのマッハディスクが発生する位置χＭＤ（ｍｍ）は、
【００３９】
【数３】
【００４０】
【数４】
【００４１】
従って、被洗浄物とノズルの間の距離を１．５ｍｍ以下にすると、ノズルと被洗浄物との間の微小領域の圧力が上昇し、この圧力は被洗浄物とノズル間の距離よって変わる。すなわち、図４で説明したように、この距離を調節することによって、被洗浄物には固体のＣＯ２だけでなく、液滴のＣＯ２をも照射することができる。
【００４２】
液滴のＣＯ２は固体微粒子に比べて被洗浄物の表面に付着した微粒子の除去能力は若干劣るが、有機物の溶解力が高いので、有機物の除去能力の向上や被洗浄物に対する衝撃度が軽減され、傷つけることがなくなることが期待できる。従って、被洗浄物の物性や汚れの程度によって被洗浄物とノズルの距離を調整して、固体の微粒子、液滴あるいは固体と液滴の混合物を選択して被洗浄物に照射することができる。
【００４３】
図５にノズルと赤外線ヒータの部分の構成を示す。図５において、３０は被洗浄物であるハードディスク媒体、３１は被洗浄物を回転させるスピンドルと被洗浄物３０を固定するクランプ部である。３２はハードディスク媒体３０を暖める赤外線ランプ、３３は赤外線を反射する反射板、３４は反射板３３を固定する反射板固定部である。３５はパージ用の窒素ガスをハードディスク媒体３０に噴射する窒素ガスパージパイプである。この窒素ガスパージパイプ３５は図１のパージ管２２に相当する。
【００４４】
３６はＣＯ２およびパージ用の窒素ガスを噴射するノズルブロック、３７はノズルブロック３６を固定するノズル固定ブロック、３８はノズルブロック３６を移動させるリニアステージである。ノズルブロック３６の詳細は後述する。赤外線ランプ３２および窒素ガスパージパイプ３５は、ノズルブロック３６を囲み、かつハードディスク媒体３０の両面に位置するように、各４本設置されている。
【００４５】
３９はＣＯ２を導入するパイプである。ＣＯ２はこのパイプ３９から導入され、ノズルブロック３６からハードディスク媒体３０に噴射される。４０は窒素ガス用のラインフィルタ、４１は反射板固定ブロック３４とリニアステージ３８を固定するノズル固定用ベースプレート、４２はノズル固定用ベースプレート４１を固定するベースプレートである。
【００４６】
赤外線ランプ３２と窒素ガスパージパイプ３５は反射板３３に固定され、反射板固定部３４でノズル固定用ベースプレート４１に固定されて、常にノズルブロック３６と一定の位置関係になるようにされる。ノズル固定用ベースプレート４１は２枚に分割され、各々のノズル固定用ベースプレート４１には２個の赤外線ランプ３２と２本の窒素ガスパージパイプ３５が取り付けられている。これら分割されたノズル固定用ベースプレート４１は、各々ハードディスク媒体３０の表裏面を暖め、またパージする。
【００４７】
ノズル固定用ベースプレート４１はベースプレート４２上にスライドできるように取り付けられており、これによってハードディスク媒体３０との位置関係を調整できるようになっている。このベースプレート４２は図示しないリニアステージに固定され、全体がハードディスク媒体３０の半径方向に直線移動できるようになっている。このため、ノズル３６１はハードディスク媒体３０を挟み込むようにその外周から内周に向かって移動し、その表面にＣＯ２を噴射する。ハードディスク媒体は回転しているので、その全表面を洗浄することができる。
【００４８】
図６にノズルブロック３６の詳細を示す。なお、図の寸法は参考である。図６において、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。３６１はＣＯ２を噴射するノズルであり、先端に内径約０．３ｍｍの噴射ノズルが形成されている。３６２は窒素ガスを噴射するノズルである。ハードディスク媒体の洗浄では両面同時に洗浄するので、これらのノズルはいずれも上下に対向して配置される。また、ノズル３６１の噴射口はノズル３６２の噴射口の中に配置されており、２重管構造になっている。
【００４９】
３６３は上下に配置されたノズル３６２および３６１のギャップを調整するスぺーサである。このスペーサ３６３で各ノズルとハードディスク媒体３０間の距離を設定する。また、リニアステージ３８を操作して、ハードディスク媒体３０が、対向するノズル３６１の中央に来るように調整する。
【００５０】
３６４はパイプであり、ＣＯ２はこのパイプから導入され、ノズル３６１からハードディスク媒体３０に噴射される。３６５はパイプであり、窒素ガスが導入されてノズル３６２からハードディスク媒体３０周辺に噴射される。窒素ガスはラインフィルタ４０で不純物が除去される。被洗浄物は対向するノズル３６２の間に配置され、回転される。
【００５１】
ノズル３６１は、ＣＯ２噴射時にはＣＯ２の断熱膨張のために冷却されて結露する。この結露を防ぐために、２重管の外管であるノズル３６２から窒素ガスを吹き出してハードディスク媒体３０全体を含む周辺大気をパージし、赤外線ランプ３２でハードディスク媒体３０を暖めることにより、結露を防いでいる。また、反射板３３によって赤外線ランプ３２から放出する赤外線によって周囲が加熱されないようにしている。
【００５２】
このような構成により、洗浄溶媒のＣＯ２噴射用のノズル、結露防止の赤外線ランプ、パージ用の窒素ガス噴射用のノズルをコンパクトにまとめることができる。
【００５３】
図７に本発明の他の実施例を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図７において、５０は軟Ｘ線発生器であり、軟Ｘ線を発生する。この軟Ｘ線は被洗浄物１９に照射される。この軟Ｘ線によって被洗浄物１９の表面にできたガスのよどみ層をイオン化して、被洗浄物１９を除電する。
【００５４】
この実施例の効果を図８を用いて説明する。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図８（Ａ）は従来のイオナイザでイオン化した空気４１を回転している被洗浄物（ハードディスク媒体）１９に吹き付ける場合を図式化したものである。イオン化された空気４１は被洗浄物１９表面に形成されたよどみ層（ガスの拡散層）４２に邪魔されて、被洗浄物１９の表面まで到達しない。また、たとえ表面に到達しても除電されるまでに時間がかかるので、回転している被洗浄物に対しては有効に除電できない。
【００５５】
これに対して、図８の（Ｂ）は本実施例の場合である。本実施例では軟Ｘ線でよどみ層（ガスの拡散層）４２を直接イオン化するので、回転している被洗浄物でも効果的に除電できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次の効果が期待できる。請求項１記載の発明によれば、溶媒が封入された容器と、この溶媒の温度を一定値に保持する保温機構と、前記容器内の溶媒気体を導出する導管と、この導管の途中に設置されたフィルタと、前記導管の他端に配置され前記溶媒気体を噴射し熱膨張させるノズルと、前記フィルタとノズルの間に設置されたエアオペレート弁と、被洗浄物周辺にパージ用の気体を吹き付けて被洗浄物周辺をパージ用気体の雰囲気にするパージ機構と、前記被洗浄物を加熱して結露を防止する加熱機構とを有する洗浄装置であって、
前記ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成とし、
前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を一定に保ってこのノズルから前記被洗浄物に前記溶媒を噴射させると共に、前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を制御することにより、前記被洗浄物に到達する前記溶媒の状態を調節するようにし、
前記ノズルは外管内に内管が配置された２重管構造とされ、内管から前記溶媒を噴出し、外管からパージ用気体を噴出させるようにした。
被洗浄物表面の粒子を効率的に除去できる固体の微粒子状態と、有機物の除去能力が高い液滴状態を適宜選択することができるので、被洗浄物の汚れの程度に応じて最適な状態を選択することができるという効果がある。また、フィルタが大気開放されず、常に高圧側に保持することができ、結露を防ぐことができる。
また、液滴状態の溶媒は固体微粒子に比べて被洗浄物への衝撃度が軽減されるので、被洗浄物が傷つくことがないという効果もある。
更に、ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成としたので、コンパクトに構成することができる。
【００６０】
また、気体の状態でラインフィルタを通すことができるので、目の細かいフィルタを使用しても圧損が大きくなることはない。そのため、粒径の小さい微粒子をも除去できるため、被洗浄物を傷つけることがなくなるという効果がある。さらに、高純度溶媒を使う必要がないので、ランニングコストを低く押さえることができるという効果もある。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、ノズルと被洗浄物をほぼ垂直に配置し、この被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を、
【００６２】
【数５】
【００６３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明において、容器中の溶媒気体の圧力が一定になるように保温機構を制御するようにした。直接温度を制御するより簡単に制御できるという効果がある。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３記載の発明において、被洗浄物を回転させるスピンドルと、このスピンドルへ前記被洗浄物をロードし、またアンロードする搬送機構を具備するようにした。均一に洗浄でき、かつ効率化を図ることができるという効果がある。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４記載の発明において、軟Ｘ線を発生する軟Ｘ線発生部を有し、この軟Ｘ線発生部で発生した軟Ｘ線を被洗浄物に照射して、この被洗浄物を除電するようにした。回転する被洗浄物でも完全に除電する事ができるので、ごみが再付着したり、形成した素子が静電破壊されることがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】ＣＯ２の温度と密度の関係を表した図である。
【図３】ＣＯ２の温度と圧力の関係を表した図である。
【図４】ノズルと被洗浄物の間のギャップ中でのＣＯ２の状態を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】ノズルの構造を示す構成図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図８】除電の効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ ＣＯ２ボンベ
１２ ヒータ
１３ 導管
１４ 圧力計
１６ ラインフィルタ
１７ エアオペレート弁
１８ ノズル
１９ 被洗浄物
２０ スピンドル
２１ 赤外線ヒータ
２２ パージ管
３２ 赤外線ランプ
３６ ノズルブロック
３６１、３６２ ノズル
５０ 軟Ｘ線発生器
Claims (5)
- 溶媒が封入された容器と、この溶媒の温度を一定値に保持する保温機構と、前記容器内の溶媒気体を導出する導管と、この導管の途中に設置されたフィルタと、前記導管の他端に配置され前記溶媒気体を噴射し熱膨張させるノズルと、前記フィルタとノズルの間に設置されたエアオペレート弁と、被洗浄物周辺にパージ用の気体を吹き付けて被洗浄物周辺をパージ用気体の雰囲気にするパージ機構と、前記被洗浄物を加熱して結露を防止する加熱機構とを有する洗浄装置であって、
前記ノズルとパージ機構と加熱機構を一体構成とし、
前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を一定に保ってこのノズルから前記被洗浄物に前記溶媒を噴射させると共に、前記被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を制御することにより、前記被洗浄物に到達する前記溶媒の状態を調節するようにし、
前記ノズルは外管内に内管が配置された２重管構造とされ、内管から前記溶媒を噴出し、外管からパージ用気体を噴出させることを特徴とする洗浄装置。 - ノズルと被洗浄物をほぼ垂直に配置し、この被洗浄物と前記ノズルとの間の距離を
（２＊Ｄ＊Ｐ0 1/2）／３ 但し、Ｄ＝ノズルの口径、Ｐ0＝溶媒の圧力
以下に制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。 - 容器中の溶媒気体の圧力が一定になるように保温機構を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の洗浄装置。
- 被洗浄物を回転させるスピンドルと、このスピンドルへ前記被洗浄物をロードし、またアンロードする搬送機構とを具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の洗浄装置。
- 軟Ｘ線を発生する軟Ｘ線発生部を有し、この軟Ｘ線発生部で発生した軟Ｘ線を前記被洗浄物に照射して、この被洗浄物を除電するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４記載の洗浄装置。
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| JP2005072559A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置および基板処理方法 |
| GB2412351A (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-28 | Esselte | A tape printer having separate tape and ink ribbon cassettes |
| CA2467316A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-14 | British Columbia Hydro And Power Authority | Dry ice blasting cleaning apparatus |
| US8211242B2 (en) * | 2005-02-07 | 2012-07-03 | Ebara Corporation | Substrate processing method, substrate processing apparatus, and control program |
| US20060201541A1 (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Cleaning-drying apparatus and cleaning-drying method |
| US20060237043A1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-10-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for cleaning semiconductor substrates |
| JP4528677B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2010-08-18 | 株式会社東芝 | パターンド媒体の製造方法及び製造装置 |
| JP4533809B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2010-09-01 | 株式会社東芝 | ディスクリートトラック媒体用基板の製造方法およびディスクリートトラック媒体の製造方法 |
| US20090255555A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Blakely, Sokoloff, Taylor & Zafman | Advanced cleaning process using integrated momentum transfer and controlled cavitation |
| JP6048043B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-12-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び真空処理システム |
| JP2015050402A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | 株式会社ディスコ | 洗浄手段を備えた切削装置 |
| CN105750272B (zh) * | 2016-04-20 | 2018-02-06 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种自动化干法清洗装置 |
| CN109107997B (zh) * | 2018-09-30 | 2024-12-03 | 上海钥熠电子科技有限公司 | Oled蒸镀用挡板的干冰清洗装置及其工艺 |
| CN113169062B (zh) * | 2018-11-30 | 2024-07-19 | 东京毅力科创株式会社 | 基板清洗方法、处理容器清洗方法及基板处理装置 |
| CN111254858B (zh) * | 2020-03-06 | 2021-09-21 | 西南交通大学 | 一种液态二氧化碳清洗机和清洗方法 |
| CN112235927B (zh) * | 2020-09-26 | 2021-05-25 | 江苏亚电科技有限公司 | 一种晶圆去静电和清洗装置 |
| US12198944B2 (en) | 2020-11-11 | 2025-01-14 | Applied Materials, Inc. | Substrate handling in a modular polishing system with single substrate cleaning chambers |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2587241B1 (fr) * | 1985-05-28 | 1988-07-29 | Outillages Scient Laboratoir | Appareil de nettoyage pour composants electroniques et/ou pour pieces mecaniques de precision |
| US4806171A (en) * | 1987-04-22 | 1989-02-21 | The Boc Group, Inc. | Apparatus and method for removing minute particles from a substrate |
| AU623282B2 (en) * | 1989-09-27 | 1992-05-07 | Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. | Method and apparatus for metering and mixing non-compressible and compressible fluids |
| US5062898A (en) * | 1990-06-05 | 1991-11-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Surface cleaning using a cryogenic aerosol |
| US5306350A (en) * | 1990-12-21 | 1994-04-26 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Methods for cleaning apparatus using compressed fluids |
| US5315793A (en) * | 1991-10-01 | 1994-05-31 | Hughes Aircraft Company | System for precision cleaning by jet spray |
| JPH05134397A (ja) * | 1991-11-14 | 1993-05-28 | Nikon Corp | ガラス基板の洗浄方法、及び洗浄装置 |
| US5339844A (en) * | 1992-08-10 | 1994-08-23 | Hughes Aircraft Company | Low cost equipment for cleaning using liquefiable gases |
| US5372652A (en) * | 1993-06-14 | 1994-12-13 | International Business Machines Corporation | Aerosol cleaning method |
| US5390450A (en) * | 1993-11-08 | 1995-02-21 | Ford Motor Company | Supersonic exhaust nozzle having reduced noise levels for CO2 cleaning system |
| US5598861A (en) * | 1995-03-07 | 1997-02-04 | Safety-Kleen Corp. | Parts washer with solvent flow control |
| JP3504023B2 (ja) * | 1995-05-26 | 2004-03-08 | 株式会社ルネサステクノロジ | 洗浄装置および洗浄方法 |
| US6239038B1 (en) * | 1995-10-13 | 2001-05-29 | Ziying Wen | Method for chemical processing semiconductor wafers |
| DE19540373A1 (de) | 1995-10-30 | 1997-05-07 | Henkel Kgaa | Reinigung mit Ultraschall und dazu geeignete Reinigungsmittel |
| US5847441A (en) * | 1996-05-10 | 1998-12-08 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor junction antifuse circuit |
| US5942037A (en) * | 1996-12-23 | 1999-08-24 | Fsi International, Inc. | Rotatable and translatable spray nozzle |
| WO1999049998A1 (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-07 | The Regents Of The University Of California | Composition and method for removing photoresist materials from electronic components |
| JPH11300293A (ja) | 1998-04-23 | 1999-11-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 表面洗浄装置 |
| JP3490627B2 (ja) * | 1999-03-25 | 2004-01-26 | 京セラミタ株式会社 | 洗浄装置 |
| US6612317B2 (en) * | 2000-04-18 | 2003-09-02 | S.C. Fluids, Inc | Supercritical fluid delivery and recovery system for semiconductor wafer processing |
| US6589359B2 (en) * | 2000-07-11 | 2003-07-08 | Tokyo Electron Limited | Cleaning method and cleaning apparatus for substrate |
| US6706641B2 (en) * | 2001-09-13 | 2004-03-16 | Micell Technologies, Inc. | Spray member and method for using the same |
-
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