CN101134203B - 洗涤装置和洗涤方法 - Google Patents

洗涤装置和洗涤方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了可以高效率而且充分地洗涤面向狭小空间的结构部件的洗涤装置。洗涤装置(100)具有主体(120)和从主体(120)内部弯曲自由地延伸的二层管喷嘴(110)。二层管喷嘴(110)具有喷出管(114)和包围该喷出管(114)的吸引管(112)，喷出管(114)的喷出口(114a)在吸引管(112)的吸引口(112a)内开口。喷出管(114)在其喷出口(114a)附近有缩颈部(114b)，在该缩颈部(114b)中使供给的给定气体加速。结果，该气体的一部分被空气溶胶化，并且该气体由于加速而形成冲击波。这样，喷出管(114)将包含气体和由与该气体相同的物质构成的空气溶胶的冲击波，向着附着在结构物(50)表面上的颗粒(P)喷出。

Description

洗涤装置和洗涤方法
技术领域
本发明涉及洗涤装置和洗涤方法，特别是涉及洗涤半导体器件制造装置中的狭小空间的洗涤装置和洗涤方法。
背景技术
通常，在半导体器件用的晶片等衬底上实施规定的处理的衬底处理装置，具有收纳衬底并实施规定的处理的处理室(以下称为“腔室”)。在规定的处理中产生的反应生成物引起的附着物附着在该腔室内。这些附着的附着物悬浮而成为颗粒。当该颗粒附着在衬底表面上时，在由该衬底制造的制品(例如半导体器件)上发生线路短路，半导体器件的成品率降低。于是，为了除去腔室内的附着物，进行了利用操作者的手操作的腔室内的湿清洁等的维护。
另外，在腔室内的波纹管(bellows)或排气系统部件等的面向狭小空间的结构部件中，由于利用上述的操作者的手操作进行的维护困难，当长时间连续使用该衬底处理装置时，附着物堆积在该面向狭小空间的结构部件上，由该堆积的附着物引起的颗粒侵入衬底的处理空间中，附着在衬底表面上。例如，有人认为，在分支管(manifold)附近的面向狭小空间的结构部件中，堆积在该结构部件上的附着物剥离，由于设在该分支管附近的排气泵的旋转叶片而反跳，该反跳的颗粒侵入衬底的处理空间中，由此该颗粒附着在衬底的表面上(参照专利文献1)。
于是，目前，为了除去堆积在上述波纹管和排气系统部件等的面向狭小空间的结构部件上的附着物，进行了使用市售的扫除机(例如只有吸引口的扫除机)的附着物的吸引。
[专利文献1]日本专利申请2006-005344号
发明内容
然而，在利用上述市场销售的扫除机，吸引附着物中，可以引除去比较大的附着物，而吸引除去微细的附着物，即充分洗涤面向狭小空间的结构部件困难。由于这样，通过长时间使用衬底处理装置，该微细的附着物堆积在面向狭小空间的结构部件上，如上所述，产生该堆积的附着物引起的颗粒附着在衬底表面上的问题。
为了对付上述问题，通过将面向波纹管或排气系统部件等的狭小空间的结构部件更换或分解，来进行面向狭小空间的结构部件的维护，但存在该维护非常花费时间、劳力、和成本的问题。
本发明的目的在于提供可以高效率地且充分地洗涤面向狭小空间的结构部件的洗涤装置和洗涤方法。
为达到上述目的，本发明的第一方面所述的洗涤装置，其特征在于，在除去附着在结构物上的附着物而洗涤该结构物的洗涤装置中，具有：喷出部，将混合有气体状态的物质、和液体和固体中的任何一种的状态的与上述物质相同的物质的混合体，向着上述附着物喷出；和吸引部，吸引该喷出的混合体和被喷射了该混合体的上述附着物。
本发明的第二方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面所述的洗涤装置中，上述喷出部的喷出口在上述吸引部的吸引口内开口。
本发明的第三方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第二方面所述的洗涤装置中，还具有同时连接上述喷出部和上述吸引部的泵；上述泵具有与上述喷出部对应的第一叶轮和与上述吸引部对应的第二叶轮；上述第一叶轮与上述第二叶轮同轴配置，上述第一叶轮的各叶片的倾斜角与上述第二叶轮的各叶片的倾斜角相反。
本发明的第四方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面所述的洗涤装置中，上述吸引部的吸引口配置在上述喷出部的喷出口附近。
本发明的第五方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第四方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部由筒状构件构成，该喷出部在喷出口附近有缩颈形状。
本发明的第六方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第五方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部还具有将加热的气体喷出至上述附着物上的加热气体喷出部；上述吸引部吸引该喷出的加热的气体和被喷射了该加热的气体的上述附着物。
本发明的第七方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第六方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部还具有将振动赋予气体并喷出至上述附着物上的赋予振动的气体喷出部；上述吸引部吸引该喷出的赋予振动的气体和被喷射了该赋予振动的气体的上述附着物。
本发明的第八方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第七方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部还具有将单极离子喷出至上述附着物上的单极离子喷出部；上述吸引部还具有在吸引口产生与上述单极离子的极相反的极的电场的反电场发生部；并且吸引上述喷出的单极离子和被喷射了该单极离子的上述附着物。
本发明的第九方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第八方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部还具有将等离子体喷出至上述附着物上的等离子体喷出部；上述吸引部吸引该喷出的等离子体和被喷射了该等离子体的上述附着物。
本发明的第十方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第九方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部还具有擦去上述附着物的刷子部，上述吸引部吸引由该刷子部擦去的上述附着物。
本发明的第十一方面所述的洗涤装置，其特征在于，在如本发明的第一方面～第十方面中任何一项所述的洗涤装置中，上述喷出部还具有对上述结构物进行除菌的除菌装置。
为了达到上述目的，本发明的第十二方面所述的一种洗涤方法，其特征为，它是除去附着在结构物上的附着物而洗涤该结构物的洗涤方法，它具有：将混合了气体状态的物质以及液体和固体中的任何一种的状态的与上述物质相同的物质的混合体，向着上述附着物喷出的喷出步骤；和吸引该喷出的混合体和被喷射了该混合体的上述附着物的吸引步骤。
本发明的第十三方面所述的洗涤方法，其特征为，在如本发明的第十二方面所述的洗涤方法中，还具有将加热的气体喷出至上述附着物上的加热气体喷出步骤；所述吸引步骤吸引该喷出的加热的气体和被喷射了该加热的气体的所述附着物。
本发明的第十四方面所述的洗涤方法，其特征为，在如本发明的第十二方面或第十三方面所述的洗涤方法中，还具有将振动赋予气体并喷出至上述附着物上的赋予振动的气体喷出步骤；上述吸引步骤吸引该喷出的赋予振动的气体和被喷射了该赋予振动的气体的上述附着物。
本发明的第十五方面所述的洗涤方法，其特征为，在如本发明的第十二方面～第十四方面中任何一项所述的洗涤方法中，具有将单极离子喷出至上述附着物上的单极离子喷出步骤；和产生与上述单极离子的极相反的极的电场的反电场发生步骤；上述吸引步骤吸引上述喷出的单极离子和被喷射了该单极离子的上述附着物。
本发明的第十六方面所述的洗涤方法，其特征为，在如本发明的第十二方面～第十五方面中任何一项所述的洗涤方法中，还具有将等离子体喷出至上述附着物上的等离子体喷出步骤；上述吸引步骤吸引该喷出的等离子体和被喷射了该等离子体的上述附着物。
本发明的第十七方面所述的洗涤方法，其特征为，在如本发明的第十二方面～第十六方面中任何一项所述的洗涤方法中，还具有利用刷子部擦去上述附着物的附着物刷擦步骤，上述吸引步骤吸引由该刷子部擦去的上述附着物。
本发明的第十八方面所述的洗涤方法，其特征为，在如本发明的第十二方面～第十七方面中任何一项所述的洗涤方法中，还具有对上述结构物进行除菌的除菌步骤。
根据本发明的第一方面所述的洗涤装置和本发明的第十二方面所述的洗涤方法，由于向着附着在结构物上的附着物喷出混合有气体状态的物质以及液体和固体中的任何一种的状态的与上述物质相同的物质的混合体，因此可以利用该混合体的粘性力、物理冲击和卷入等，从该结构物剥离上被喷射了该混合体的附着物。并且，由于吸引该喷出的混合体和被喷射了该混合体的附着物，所以可吸引从上述结构体上剥离的附着物，并且可以除去只利用吸引不能除去的微细的附着物。这样，可以充分地洗涤面向衬底处理装置内的狭小空间的结构部件，并且可防止最终制造的半导体器件的成品率的降低。
根据本发明的第二方面所述的洗涤装置，由于喷出部的喷出口在吸引部的吸引口内开口，因此可以在吸引口可靠地吸引从该喷出口喷出的混合体和被喷射了该混合体的附着物，同时可使洗涤装置的结构简单。
根据本发明的第三方面所述的洗涤装置，由于在同时连接喷出部和吸引部且具有与该喷出部对应的第一叶轮和与该吸引部对应的第二叶轮的泵中，该第一叶轮与该第二叶轮同轴配置，且该第一叶轮的各叶片的倾斜角与该第二叶轮的各叶片的倾斜角相反，所以可以在喷出部喷出气体的同时利用吸引部吸引气体，除此以外还可使泵紧凑。
根据本发明的第四方面所述的洗涤装置，由于吸引部的吸引口配置在喷出部的喷出口附近，可以在吸引口上可靠地吸引从该喷出口喷出的混合体和被喷射了该混合体的附着物。而且，由于喷出部和吸引部的配置自由度高，所以可以高效率而且充分地除去附着在面向更小的狭小空间的结构物上的微细的附着物。
根据本发明的第五方面所述的洗涤装置，由于用筒状构件构成的喷出部在喷出口附近有缩颈形状，所以可以在该喷出口附近加速该喷出部喷出的气体。结果，将该气体的一部分在喷出口附近空气溶胶化，同时，可利用该气体的加速形成冲击波。
根据本发明的第六方面所述的洗涤装置和本发明的第十三方面所述的洗涤方法，由于将加热的气体喷出至附着在结构物上的附着物上，所以可以利用该加热气体的热应力而从该结构物上剥离被喷射了该加热气体的附着物。并且，由于吸引该喷出的加热的气体和被喷射了该加热气体的附着物，所以可以吸引从上述结构体上剥离的附着物，并且可以更高效率地除去微细的附着物。
根据本发明的第七方面所述的洗涤装置和本发明的第十四方面所述的洗涤方法，由于将被赋予了振动(脉动或脉冲等)的气体喷出至附着在结构物上的附着物上，所以可以利用该赋予振动的气体的该气体中的分子的激烈的物理撞击等，从该结构物上剥离被喷射了该赋予了振动的气体的附着物。并且，由于吸引该喷出的赋予振动的气体和被喷射了该赋予振动的气体的附着物，所以可以吸引从上述结构体上剥离的附着物，并且可以更高效率地除去微细的附着物。
根据本发明的第八方面所述的洗涤装置和本发明的第十五方面所述的洗涤方法，由于将单极离子喷出在附着在结构物上的附着物上，因此可利用该单极离子使被喷射了该单极离子的附着物单极带电。并且，由于在吸引口产生与该单极离子的极相反的极的电场，并且由于吸引该喷出的单极离子和被喷射了该单极离子的附着物，因此可利用引力从上述结构体上剥离该单极带电的附着物，同时，可吸引该剥离的附着物，并可以更高效率地除去微细的附着物。
根据本发明的第九方面所述的洗涤装置和本发明的第十六方面所述的洗涤方法，由于将等离子体喷出在附着在结构物上的附着物上，所以可利用该等离子体，特别是该等离子体中的原子团(radical)的化学反应，而从该结构物上剥离被喷射了该等离子体的附着物。并且，由于吸引该被喷射出的等离子体和被喷射了该等离子体的附着物，所以可以吸引从上述结构体剥离的附着物，并可以更高效率地除去微细的附着物。
根据权本发明的第十方面所述的洗涤装置和本发明的第十七方面所述的洗涤方法，由于擦去附着在结构物上的附着物，所以可从该结构物上剥离该附着物。并且，由于吸引该擦去的附着物，所以可吸引从上述结构体上剥离的附着物，并可以可靠地除去附着物。
根据本发明的第十一方面所述的洗涤装置和本发明的第十八方面所述的洗涤方法，由于对结构物进行除菌，所以可以对结构物进行杀菌。结果，可防止在衬底处理装置内由细菌的增殖引起的污染物质的产生。
附图说明
图1为表示应用了本发明的实施方式的洗涤装置的衬底处理装置的示意结构的截面图。
图2(A)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的示意结构的示意图，图2(B)为表示图2(A)中的泵的叶轮的示意结构的图。
图3(A)为表示图2(A)中的二层管喷嘴中的前端部的示意结构的放大截面图，图3(B)为表示该二层管喷嘴中的喷出口和吸引口的示意结构的立体图。
图4为使用本发明的实施方式的洗涤装置的洗涤处理的工序图。
图5(A)和图5(B)为表示使用本发明的实施方式的洗涤装置的第一变形例的洗涤处理的工序图，图5(C)和图5(D)为表示使用本发明的实施方式的洗涤装置的第二变形例的洗涤处理的工序图。
图6(A)和图6(B)为表示使用本发明的实施方式的洗涤装置的第三变形例的洗涤处理的工序图，图6(C)和图6(D)为表示使用本发明的实施方式的洗涤装置的第四变形例的洗涤处理的工序图。
图7(A)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的第五变形例的主要部的示意结构的放大截面图，图7(B)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的第六变形例的主要部的示意结构的放大截面图。
图8(A)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的第七变形例的主要部的示意结构的立体图，图8(B)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的第八变形例的主要部的示意结构的放大截面图。
符号的说明
S 处理空间
W 晶片
A 空气溶胶(aerosol)
I 单极离子
P 颗粒
10 衬底处理装置
27 排气口
40 波纹管
50 结构物
100 洗涤装置
110 二层管喷嘴
112 吸引管
114 喷出管
124 泵
124a 喷出叶轮
124b 吸引叶轮
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
首先，说明使用了本发明实施方式的洗涤装置的衬底处理装置。
图1为表示使用了本发明实施方式的洗涤装置的衬底处理装置的示意结构的截面图。
在图1中，作为对半导体器件用的晶片W(以下简单地称为“晶片W”)进行等离子体处理，例如反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching)处理的蚀刻处理装置而构成的衬底处理装置10，具有由金属(例如铝或不锈钢)制成的作为处理室的腔室11。
在该腔室11内配置下部电极12和喷淋头13。下部电极12作为载置直径例如为300mm的晶片W并且与该载置的晶片W一起在腔室11内上下升降的载置台。喷淋头13与该下部电极12相对地配置在腔室11的顶部，并且将后述的处理气体供给腔室11内。
下部高频电源14通过下部匹配器15与下部电极12连接，下部高频电源14将规定的高频电力供给下部电极12。另外，下部匹配器15减少高频电力从下部电极12的反射，使该高频电力通向下部电极12的入射效率为最大。
在下部电极12的内部上方配置有用于利用静电吸附力吸附晶片W的ESC16。ESC16内部装有层叠电极膜形成的ESC电极板17。直流电源18与该ESC电极板17电连接。ESC16利用由从直流电源18施加在ESC电极板17上的直流电压产生的库仑力或约翰逊-拉贝克(Johnsen-Rahbek)力，在其上面吸附保持晶片W。另外，在ESC16的周边边缘上配置有由硅(Si)等构成的圆环状的聚焦环20。该聚焦环20使在下部电极12的上方产生的等离子体向着晶片W聚束。
在下部电极12的下方配置有从该下部电极12的下部向下方延伸设置的支承体23。该支承体23支承下部电极12，通过使未图示的滚珠丝杠转动而升降下部电极12。另外，支承体23周围被波纹管40覆盖，而与腔室11内的气氛隔断。波纹管40(结构物)的周围分别用波纹管盖24、25覆盖，在该波纹管40附近形成非常狭窄的狭小空间。
在腔室11的侧壁上设置有晶片W的搬入搬出口26和排气部27(结构物)。晶片W利用与衬底处理装置10相邻配置的LLM(真空锁组件，load lock module)(未图示)具有的搬运臂(未图示)通过搬入搬出口26，向腔室11内搬入搬出。排气部27与由排气管线、APC(自动压力控制，Automatic Pressure Control)阀、DP(干燥泵，Dry Pump)、TMP(涡轮分子泵，Turbo Molecular Pump)等(全部未图示)构成的排气系统连接，将腔室11内的空气等向外部排出。另外，在排气部27附近形成有非常狭窄的狭小空间。
在该衬底处理装置10中，在将晶片W搬入腔室11内时，下部电极12下降至与搬入搬出口26相同的高度。在对晶片W实施等离子体处理时，下部电极12上升至晶片W的处理位置。另外，图1表示在将晶片W搬入腔室11内时的搬入搬出口26与下部电极12的位置关系。
另外，喷淋头13具有圆板状的上部电极(CEL)29和电极支承体30。圆板状的上部电极29具有面向作为下部电极12上方的空间的处理空间S的多个气体通气孔28。电极支承体30配置在该上部电极29的上方，并且可装卸地支承上部电极29。另外，在与上部电极29的处理空间S相对的面中的相当于外周部的面被作为配置在腔室11内的顶部上的圆环状构件的屏蔽环35的内周部覆盖。屏蔽环35由例如石英等制成，保护将配置在上部电极29的外周部上的该上部电极29与腔室11的顶部连接的螺旋螺钉(未图示)不受等离子体影响。
上部高频电源31通过上部匹配器32与上部电极29连接。上部高频电源31将规定的高频电力供给上部电极29。另外，上部匹配器32减少高频电力从上部电极29反射，从而使该高频电力通向上部电极29的入射效率最大。
在电极支承体30的内部设有缓冲室33。处理气体导入管(未图示)与该缓冲室33连接。例如，由氧气(O2)、氩气(Ar)、四氟化碳(CF4)单独或组合构成的处理气体从处理气体导入管导入缓冲室33中。该导入的处理气体通过气体通气孔28，供给处理空间S。
如上所述，在该衬底处理装置10的腔室11内，高频电力施加于下部电极12和上部电极29上，利用该施加的高频电力，在处理空间S中，由处理气体产生高密度的等离子体，生成由离子或原子团等构成的等离子体。这些生成的等离子体，利用聚焦环19，在晶片W的表面上聚束，对晶片W的表面进行物理或化学蚀刻。
另外，在该衬底处理装置10的腔室11内，在进行上述蚀刻时产生反应生成物等。该反应生成物附着在腔室11内的各结构部件，例如波纹管40或排气部27上。
其次，说明本发明实施方式的洗涤装置。本实施方式的洗涤装置特别适用于面向上述衬底处理装置内的狭小空间的结构部件的洗涤。
图2(A)为表示本发明实施方式的洗涤装置的示意结构的示意图。在图2(A)中，将图中的右方称为“右侧”，将同图中的左方称为“左侧”。另外，图2(B)为表示图2(A)中的泵的叶轮的示意结构的图。
在图2(A)中，洗涤装置100具有：由箱体(未图示)包围的主体120；由从主体120内部贯通上述箱体向右侧弯曲自由地延伸设置的后述的吸引管112和喷出管114构成的二层管喷嘴110；与主体120的内部的喷出管114连接，将从气体供给装置(未图示)供给的后述的规定气体供给喷出管114的气体供给配管140；与主体120内部的吸引管112连接并将吸引管112内的吸引气体向外部排出的气体排出配管150；在该气体排出管路150的中途并且配置在主体120的外部的除害装置130。
另外，在主体120内部，在二层管喷嘴110上从左侧起依次设置有图2(B)所示的泵124、颗粒除去过滤器122和颗粒监视器121。另外，二层管喷嘴110在泵124的左侧，喷出管114贯通吸引管112的侧面，与吸引管112分支，喷出管114和吸引管112由此分别成为单独的配管。
如图2(B)所示，泵124在其中心有中心轴127。该中心轴127利用来自与该中心轴127连接的电机(未图示)的旋转驱动力，围绕图中的反时针方向旋转。另外，在中心轴127上，以相等的角间隔，在圆周设置有从该中心轴127向半径方向外侧延伸的多个叶片126a。该中心轴127和多个叶片126a构成喷出叶轮124a。该喷出叶轮124a设在二层管喷嘴110的喷出管114上。在该叶片126a上设置有用于分别通过围绕反时针旋转而使喷出管114内的气体从图2(A)图中左侧流向右侧的倾斜角。
而且，泵124具有配置成与各叶片126a的半径方向外侧的端部接合且包围各叶片126a的环状轴128。另外，在环状轴128圆周上，以等角间隔设置从该环状轴128向半径方向外侧延伸的多个叶片125a。该环状轴128和多个叶片125a构成吸引叶轮124b。该吸引叶轮124b设在二层管喷嘴110的吸引管112上。在该叶片125a上设置用于分别通过绕反时针转动而将吸引管112内的气体从图2(A)图中右侧流向左侧的与设置在上述叶片126a上的倾斜角相反的倾斜角。
这样，泵124同时与喷出管114喷出气体一起通过吸引管112吸引气体。另外，由于在泵124中吸收叶轮124b和喷出叶轮124a同轴配置，可使泵124紧凑。
在本实施方式中，通过使环状轴128不与内侧的各叶片126a接合而与连接于上述中心轴的电机不同的电机(未图示)连接，并分别调整从各电机产生的旋转驱动力，可分别使内侧的叶片126a和外侧的叶片125a任意地转动。这样，可以任意地调整从喷出管114喷出的气体的喷出力和由吸引管112产生的气体的吸引力的强弱。
颗粒除去过滤器122除去吸引管112内的吸引气体中的颗粒。颗粒监视器121例如利用激光散射法，监视吸引管112内的吸引气体中的颗粒量。通过监视该吸引气体中的颗粒量，可检测后述的洗涤处理的终点。除害装置130内部有活性碳等，利用该活性碳吸附吸引气体中包含的有机物或有害物。
图3(A)为表示图2(A)中的二层管喷嘴110的前端部的示意结构的放大截面图。图3(B)为表示同一个二层管喷嘴110的前端部的示意结构的立体图。另外，图3(A)为说明使用二层管喷嘴110，洗涤附着在结构物50表面上的颗粒P的情况的图。另外，波纹管40或排气部27适宜作为面向狭小空间的结构物(结构部件)，但这里为了说明上的方便，使用一般化的结构物50进行说明。
在图3(A)中，二层管喷嘴110具有喷出管114和包围该喷出管114的吸引管112。喷出管114的喷出口114a在吸引管112的吸引口112a内开口。喷出管114在其喷出口114a附近有缩颈部114b。由气体供给配管140供给并且由泵124加速至规定流速的规定气体，在该缩颈部114b中再被加速。结果，该缩颈部114b中的喷出管114内的气体压力急剧地降低，该气体的绝热膨胀使该气体中的一部分凝固，该气体的一部分被空气溶胶化。另外，通过加速气体形成冲击波。这样，喷出管114将包含气体和由与该气体相同的物质构成的空气溶胶的冲击波，向着附着在结构物50的表面上的颗粒P喷出。
在本实施方式中，为了从喷出管114喷出包含空气溶胶的气体，因而上述未图示的气体供给装置供给包含容易空气溶胶化的成分的气体。另外，由于本实施方式的洗涤装置100主要在大气压下和常温下使用，从喷出管114喷出的气体，优选在大气压下和常温下为气体或液体，并且为融点和沸点的温度间隔狭窄的升华性和挥发性强的气体。从气体供给装置供给喷出管114内的气体为，例如氮、氩、二氧化碳、水、乙醇。
另外，本发明者使用数值模拟等确认，在外部为无流状态的环境下，从喷出管114喷出的气体的速度，在离喷出口114a大约20mm左右的范围内为最大，优选从喷出口114a至结构物50的距离L2设定为20mm以下。而且，由于有从喷出管114喷出的气体包含有害物质的情况，因此为了减少向外部气氛中的气体放出量，优选从吸引口112a至结构物50的距离L1设定为10mm以下。因此，二层管喷嘴110的前端部优选形成吸引管112的吸引口112a从喷出管114的喷出口114a突出10mm左右的形状。
以下，说明使用本发明的实施方式的洗涤装置的洗涤处理。
图4为表示使用本发明的实施方式的洗涤装置的洗涤处理的工序图。
在图4中，首先从二层管喷嘴110的喷出管114的喷出口114a向着附着在结构物50的表面上的颗粒P喷出包含气体和由与该气体相同的物质构成的空气溶胶A的冲击波(图4(A))。
接着，利用该气体的粘性力、该气体的物理冲击、空气溶胶A的物理冲击和空气溶胶A的卷入等，从结构物50的表面剥离附着在结构物50表面上的颗粒P(图4(B))。
然后，从结构物50的表面剥离的颗粒P，被从吸引口112a吸引入吸引管112中，供给气体排出配管150，向外部排出(图4(C))。
采用图4的洗涤处理，由于从喷出口114a将包含气体和由与该气体相同的物质构成的空气溶胶A的冲击波，向着颗粒P喷出，利用该气体的粘性力等剥离颗粒，再从吸引口112a吸引，因此可以除去只通过吸引不能除去的微细的颗粒P(附着物)。这样，可以充分地洗涤面向衬底处理装置10内的狭小空间的结构部件，而且可以防止最终制造的半导体器件的成品率的降低。
另外，由于生成由与气体相同的物质构成的空气溶胶，没有必要在气体中特别混入容易凝固的别的物质，气体的处理容易，还可使气体供给装置的结构简单。
接着，说明使用本发明的实施方式的洗涤装置的变形例的洗涤处理。以下所述的洗涤装置的变形例优选分别为在上述吸引管112的内部有喷出管114的结构中加入以下结构的结构。
图5(A)和图5(B)为表示使用了本发明的实施方式的洗涤装置的第一变形例的洗涤处理的工序图。
首先，从喷嘴210中的加热气体喷出管214的喷出口214a，向着附着在结构物50的表面上的颗粒P，喷出利用配置在气体供给配管140中间的加热单元141加热的加热气体(图5(A))。
接着，被喷射了加热气体的颗粒P，利用该气体的热应力等，从结构物50的表面剥离，从吸引口112a吸引至吸引管112中，向外部排出(图5(B))。
采用图5(A)和图5(B)的洗涤处理，由于从喷出口214a将加热气体喷出至颗粒P上，利用该气体的热应力等剥离颗粒P，再从吸引口112a吸引，因此可以更高效地除去微细的颗粒P。
图5(C)和图5(D)为表示使用了本发明实施方式的洗涤装置的第二变形例的洗涤处理的工序图。
首先，利用配置在喷嘴310中的赋予振动的气体喷出管314的喷出口314a上的超声波发生装置315给气体赋予振动，从赋予振动的气体喷出管314的喷出口314a，向着附着在结构物50表面上的颗粒P喷出赋予振动的气体(图5(C))。
接着，利用由对该气体赋予振动引起的赋予振动的气体中的分子的激烈的物理撞击等，从结构物50的表面剥离被喷射了赋予振动的气体的颗粒P，从吸引口112a吸引至吸引管112中，向外部排出(图5(D))。
采用图5(C)和图5(D)的洗涤处理，由于从喷出口314a将赋予振动的气体喷出至颗粒P上，利用分子的激烈的物理撞击等剥离颗粒，从吸引口112a吸引，因此可以更高效地除去微细的颗粒P。
图6(A)和图6(B)为表示使用了本发明实施方式的洗涤装置的第三变形例的洗涤处理的工序图。
首先，从喷嘴410中的单极离子喷出管414的喷出口414a，向着附着在结构物50表面上的颗粒P，喷出从单极离子供给配管142供给的单极离子I(图6(A))。
接着，单极离子I使被喷射了该单极离子的颗粒P带电，并且利用从与该单极离子I相反的极的电场产生的引力，从结构物50的表面剥离被喷射了单极离子的颗粒P，该单极离子I由设在吸引管112上的吸引口112a附近的电极板415(反电场发生部)产生，从吸引口112a将被喷射了单极离子的颗粒P吸引至吸引管112中，向外部排出(图6(B))。
采用图6(A)和图6(B)的洗涤处理，由于从喷出口414a将单极离子I喷出至颗粒P上，利用该单极离子I使颗粒P带电，并且利用与单极离子相反的极的电场产生的引力剥离该颗粒P，从吸引口112a吸引，因此可以更高效地除去微细的颗粒P。
另外，在本处理中，虽然认为颗粒P附着在设在吸引管112中的吸引口112a附近的电极板415上，使该电极板415的引力降低，但通过将振子或加热器等与电极板415连接等，可防止该颗粒P的附着。
图6(C)和图6(D)为表示使用了本发明的实施方式的洗涤装置的第四变形例的洗涤处理的工序图。
首先，从喷嘴510上的原子团喷出管514的喷出口514a，通过大气等离子体发生装置515发生等离子体，将该等离子体，特别是该等离子体中原子团向着附着在结构物50表面上的颗粒P喷出(图6(C))。
接着，利用与该原子团的化学反应，从结构物50的表面剥离被喷射了原子团的颗粒P，从吸引口112a将其吸引至吸引管112中，向外部排出(图6(D))。
采用图6(C)和图6(D)的洗涤处理，由于从喷出口514a，通过大气等离子体发生装置515，发生等离子体，将该等离子体中的原子团喷出在颗粒P上，利用该原子团的化学反应剥离颗粒P，从吸引口112a吸引，可以更高效地除去微细的颗粒P.
图7(A)为表示本发明实施方式的洗涤装置的第五变形例的主要部分的示意结构的放大截面图。
在图7(A)中，喷嘴610具有喷出管614和包围该喷出管614的吸引管112。喷出管614在其喷出口614a上有旋转刷子615。该喷出管614一边使旋转刷子615旋转，一边压向附着在结构物50上的颗粒P，同时，向该颗粒P喷出气体。这样，由于可以一边擦落颗粒P一边喷出气体，所以可以可靠地剥离颗粒P，而且可以可靠地除去颗粒P。
图7(B)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的第六变形例的主要部分的示意结构的放大截面图。
在图7(B)中，喷嘴710具有喷出管714和包围该喷出管714的吸引管112。喷出管714在其喷出口714a附近有低压水银灯715。该喷出管714将波长254nm左右的紫外线，从低压水银灯715照射到结构物50上，同时，向着颗粒P喷出气体。这样，可除去颗粒P，同时，可以对结构物50进行杀菌，并且也可防止由附着在结构物50上的细菌的增殖引起的污染物质的产生。
图8(A)为表示本发明实施方式的洗涤装置的第七变形例的主要部分的示意结构的立体图。
在图8(A)中，二层管喷嘴810具有：具有扁平形状的喷出管814；和与该喷出管814同样具有扁平形状且包围该喷出管814的吸引管812。喷出管814的喷出口814a在吸引管812的吸引口812a内开口。这样，可以进行上述各洗涤处理，除去微细颗粒P。另外，由于二层管喷嘴810由具扁平形状的喷出管814和吸引管812构成，因此呈现适合刮取的形状，可用二层管喷嘴的前端部进行结构物的刮取洗涤。
图8(B)为表示本发明的实施方式的洗涤装置的第八变形例的主要部分的示意结构的放大截面图。
如图8(B)所示，也可以不将喷出管914和吸引管912作成二层管结构，而做成使吸引管912的吸引口912a接近喷出管914的喷出口914a配置的结构。在本变形例中，也可以进行上述的各洗涤处理，除去微细的附着物。另外，由于在该变形例中，喷出管914和吸引管912的配置的自由度高，可以高效率而且充分地除去附着在面向更小的狭小空间的结构物上的微细颗粒P。
在上述实施方式中，说明了应用了本发明的衬底处理装置为作为半导体器件制造装置的蚀刻处理装置的情况，但本发明可适用的衬底处理装置不限于此，也可以为使用其它等离子体的半导体器件制造装置，例如CVD(化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition)或PVD(物理气相沉积，Physical Vapor Deposition)等的成膜处理装置。而且，如果为具有作为离子注入处理装置、真空搬运装置、热处理装置、分析装置、电子加速器、FPD(平板显示器，Flat Panel Display)制造装置、太阳能电池制造装置或物理量分析装置的蚀刻处理装置、成膜处理装置等的狭小空间的衬底处理装置，也可应用本发明。
而且，本发明不仅适用于衬底处理装置中，也可适用于医疗器具的洗涤装置等中。

Claims (17)

1.一种洗涤装置，其特征在于，
在除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤装置中，具备：
喷出部，将混合有气体状态的物质以及液体和固体中的任何一种状态的与所述物质相同的物质的混合体，向着所述附着物喷出；
吸引部，吸引该喷出的混合体和被喷射了该混合体的所述附着物；和
泵，同时连接所述喷出部和所述吸引部，
所述泵具有与所述喷出部对应的第一叶轮和与所述吸引部对应的第二叶轮，
所述第一叶轮与所述第二叶轮同轴配置，所述第一叶轮的各叶片的倾斜角与所述第二叶轮的各叶片的倾斜角相反，
所述泵分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
2.如权利要求1所述的洗涤装置，其特征在于，
所述喷出部由筒状构件构成，
该喷出部在喷出口附近有缩颈形状。
3.一种洗涤装置，其特征在于，
在除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤装置中，具备：
加热气体喷出部，将加热的气体喷出至所述附着物上；
吸引部，吸引该喷出的加热的气体和被喷射了该加热的气体的所述附着物；和
泵，同时连接所述喷出部和所述吸引部，
所述泵具有与所述喷出部对应的第一叶轮和与所述吸引部对应的第二叶轮，
所述第一叶轮与所述第二叶轮同轴配置，所述第一叶轮的各叶片的倾斜角与所述第二叶轮的各叶片的倾斜角相反，
所述泵分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
4.一种洗涤装置，其特征在于，
在除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤装置中，具备：
赋予振动的气体喷出部，将振动赋予气体而喷出至所述附着物上；
吸引部，吸引该喷出的赋予振动的气体和被喷射了该赋予振动的气体的所述附着物；和
泵，同时连接所述喷出部和所述吸引部，
所述泵具有与所述喷出部对应的第一叶轮和与所述吸引部对应的第二叶轮，
所述第一叶轮与所述第二叶轮同轴配置，所述第一叶轮的各叶片的倾斜角与所述第二叶轮的各叶片的倾斜角相反，
所述泵分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
5.一种洗涤装置，其特征在于，
在除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤装置中，具备：
单极离子喷出部，将单极离子喷出至所述附着物上；
吸引部，其具有反电场发生部，在吸引口中产生与所述单极离子的极相反的极的电场，并且所述吸引部吸引所述喷出的单极离子和被喷射了该单极离子的所述附着物；和
泵，同时连接所述喷出部和所述吸引部，
所述泵具有与所述喷出部对应的第一叶轮和与所述吸引部对应的第二叶轮，
所述第一叶轮与所述第二叶轮同轴配置，所述第一叶轮的各叶片的倾斜角与所述第二叶轮的各叶片的倾斜角相反，
所述泵分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
6.一种洗涤装置，其特征在于，
在除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤装置中，具备：
等离子体喷出部，将等离子体喷出至所述附着物上；
吸引部，吸引该喷出的等离子体和被喷射了该等离子体的所述附着物；和
泵，同时连接所述喷出部和所述吸引部，
所述泵具有与所述喷出部对应的第一叶轮和与所述吸引部对应的第二叶轮，
所述第一叶轮与所述第二叶轮同轴配置，所述第一叶轮的各叶片的倾斜角与所述第二叶轮的各叶片的倾斜角相反，
所述泵分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
7.如权利要求1、3～6中任一项所述的洗涤装置，其特征在于，
所述喷出部的喷出口在所述吸引部的吸引口内开口。
8.如权利要求1、3～6中任一项所述的洗涤装置，其特征在于，
所述吸引部的吸引口配置在所述喷出部的喷出口附近。
9.如权利要求1、3～6中任一项所述的洗涤装置，其特征在于，
所述喷出部还具有刷子部，擦去所述附着物，
所述吸引部吸引由该刷子部擦去的所述附着物。
10.如权利要求1、3～6中任一项所述的洗涤装置，其特征在于，
所述喷出部还具有对所述结构物进行除菌的除菌装置。
11.一种洗涤方法，其特征在于，
其是使用权利要求1所述的洗涤装置，除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤方法，所述洗涤方法具有：
喷出步骤，从气体供给口只供给气体，利用所述喷出部，将包含气体和由与该气体相同的物质构成的空气溶胶的冲击波向着所述附着物喷出；
吸引步骤，利用所述吸引部，吸引该喷出的空气溶胶和被喷射了含有该空气溶胶的冲击波的所述附着物，
在所述喷出步骤和所述吸引步骤中，分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
12.一种洗涤方法，其特征在于，
其是使用权利要求3所述的洗涤装置，除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤方法，所述洗涤方法具有：
加热气体喷出步骤，利用所述加热气体喷出部，将加热的气体喷出至所述附着物上；和
吸引步骤，利用所述吸引部，吸引该喷出的加热的气体和被喷射了该加热的气体的所述附着物，
在所述喷出步骤和所述吸引步骤中，分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
13.一种洗涤方法，其特征在于，
其是使用权利要求4所述的洗涤装置，除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤方法，所述洗涤方法具有：
赋予振动的气体喷出步骤，利用所述赋予振动的气体喷出部，将振动赋予气体而喷出至所述附着物上；和
吸引步骤，利用所述吸引部，吸引该喷出的赋予振动的气体和被喷射了该赋予振动的气体的所述附着物，
在所述喷出步骤和所述吸引步骤中，分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
14.一种洗涤方法，其特征在于，
其是使用权利要求5所述的洗涤装置，除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤方法，所述洗涤方法具有：
单极离子喷出步骤，利用所述单极离子喷出部，将单极离子喷出至所述附着物上；
反电场发生步骤，产生与所述单极离子的极相反的极的电场；和
吸引步骤，利用所述吸引部，吸引所述喷出的单极离子和被喷射了该单极离子的所述附着物，
在所述喷出步骤和所述吸引步骤中，分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
15.一种洗涤方法，其特征在于，
其是使用权利要求6所述的洗涤装置，除去附着在结构物上的附着物从而洗涤该结构物的洗涤方法，所述洗涤方法具有：
等离子体喷出步骤，利用所述等离子喷出部，将等离子体喷出至所述附着物上；
吸引步骤，利用吸引部，吸引该喷出的等离子体和被喷射了该等离子体的所述附着物，
在所述喷出步骤和所述吸引步骤中，分别使所述第一叶轮的各叶片和所述第二叶轮的各叶片转动，由此调整从所述喷出部喷出的气体的喷出力和由所述吸引部产生的气体的吸引力的强弱。
16.如权利要求11～15中任一项所述的洗涤方法，其特征在于，
还具有附着物刷擦步骤，利用刷子部擦去所述附着物，
所述吸引步骤吸引由该刷子部擦去的所述附着物。
17.如权利要求11～15中任一项所述的洗涤方法，其特征在于，还具有对所述结构物进行除菌的除菌步骤。
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