JP2529431B2 - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JP2529431B2
JP2529431B2 JP2030375A JP3037590A JP2529431B2 JP 2529431 B2 JP2529431 B2 JP 2529431B2 JP 2030375 A JP2030375 A JP 2030375A JP 3037590 A JP3037590 A JP 3037590A JP 2529431 B2 JP2529431 B2 JP 2529431B2
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    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
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    • B24C3/322—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for electrical components
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    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体ウエハの洗浄，あるいはそれに準
ずる程度の、表面付着ダストを嫌うガラス基板やディス
ク基板等の表面を洗浄する洗浄装置に関するものであ
る。
［従来の技術］ このような洗浄装置として、従来より第５図に示すよ
うな装置が知られている。この第５図の洗浄装置は、洗
浄槽１と、その洗浄槽１内で半導体ウエハ等の被洗浄物
２支持する支持手段３と、氷粒子等の微細な凍結粒子５
を生成、貯蔵する凍結粒子供給手段４、洗浄槽１内に配
置され、凍結粒子供給手段４から微細な凍結粒子５を供
給され、支持手段３に支持された被洗浄物２に向けて該
凍結粒子５を噴射する噴射ノズル等の噴射手段６と、一
端を洗浄槽１に接続され、噴射手段６から噴射されて被
洗浄物２の表面を洗浄した後の凍結粒子や被洗浄物２か
ら剥離した汚染物を洗浄槽１外に排出する排気ダクト７
と、排気ダクト７の途中に設けられ、洗浄槽１内の雰囲
気を強制的に排気ダクト７に吸引して外部に排出するた
めの排気ブロワー８とを備えている。支持手段３は被洗
浄物２を固定、支持する支持部3aとその支持部3aを回転
させるためのモータ3bとを有する。凍結粒子供給手段４
は、図示しない冷媒供給源から冷媒供給管4bを介して液
体窒素等の冷媒を供給され、断熱材4cにより周囲を囲ま
れた凍結粒子生成容器4aと、超純水等の被凍結液を供給
する供給源（図示せず）に接続され、冷媒により冷却さ
れている凍結粒子生成容器4a内に被凍結液を噴霧して凍
結粒子５を生成させるスプレーノズル4dとを有する。
次にこの従来の洗浄装置の作用について説明する。ま
ず、周囲を断熱材4cにより囲まれた凍結粒子生成容器4a
内で液体窒素等の冷媒を気化させることにより、その内
部が冷却される。このようにして凍結粒子生成容器4a内
を十分に冷却した後、スプレーノズル4dから超純水等の
被凍結液を微噴霧すると微細な凍結粒子５（粒子径20μ
ｍ〜5mm）が生成される。このようにして生成された凍
結粒子５は、凍結粒子生成容器４内に逆円錐状に張設さ
れた収集ネット4eに集められ、そこから気体の噴流によ
るエジェクター方式により噴射手段６に送られ、搬送ガ
スとともに噴射手段６から支持手段３の支持部に固着さ
れた半導体ウエハー等の被洗浄物２の表面に向けて噴射
される。このようにして噴射手段６から噴射された微細
な凍結粒子５は、被洗浄物２の表面に衝突してそこに付
着している微小なダストやレジスト残滓等の汚染物をこ
すり取って奇麗に洗浄する。ところが、この際、微細凍
結粒子が搬送ガスの噴流によって噴射されるために、被
洗浄物２表面に衝突して反射された搬送ガスの噴流によ
る巻き上りや乱流が生じやすく、従って、被洗浄物２に
衝突した後の汚染物を含む微細凍結粒子５やそれにより
こすり取られた汚染物が搬送ガスの巻き上がりや乱流に
より再び被洗浄物２に付着したり、あるいは洗浄槽１の
内面に付着したりし易い。そこで、排気ブロワー８によ
り洗浄槽１内の雰囲気を排気ダクト７を介して強制的に
外部に排気して、このような搬送ガスの巻き上がりをで
きるだけ防止している。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述した従来の洗浄装置では、排気ブロワ
ー８による強制排気にも拘わらず、洗浄槽１内の排気を
十分に行うことができず、すなわち排気ダクト７の洗浄
槽１への開口部に近い部分は比較的良く排気されるもの
の、該開口部から離れた洗浄槽１の周壁部に近い部分で
は滞留が生じるため、噴射手段６から噴射された微細凍
結粒子や搬送ガスを排気ダクト７内に十分に吸引するこ
とができず、従って噴流の巻き上がりや乱流を十分に抑
制することはできなかった。このため、洗浄後の汚染物
が付着した凍結粒子５や被洗浄物２から剥離した汚染物
が被洗浄物２に再び付着したり、洗浄槽１の内面に付着
するのを十分に防止することができなかった。
また、従来の洗浄装置の構成では、噴射手段６から噴
射された搬送ガスと凍結粒子との噴流を総て排気ダクト
７に吸引してそれらの乱流や巻き上がりを防止しようと
すれば、大排気風量の排気ブロワー８が必要になり装置
が大型化してコストアップを招き、一方排気風量を小さ
くすると、上記不具合を解消できなかった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、排気ブロワーの排気風量や洗浄槽の容量を
大きくせずに凍結粒子噴射時の噴流の巻き上がりや乱流
を効果的に防止することができ、従ってダスト等の汚染
物が被洗浄物や洗浄槽内面に再付着することを実質的に
防止しうる、小型で廉価な洗浄装置を提供することを目
的とするものである。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る洗浄装置は、洗浄槽内の支持手段の支
持部の近傍の近傍部雰囲気を排気ダクトに導く第１排気
手段と、洗浄槽内の支持手段の支持部の周辺を取り巻く
周辺部雰囲気を排気ダクトに導く第２排気手段とを設け
たものである。
［作用］ この発明における洗浄装置は、凍結粒子を噴射させて
被洗浄物を洗浄する際に、洗浄後の凍結粒子や被洗浄物
から剥離した汚染物を含む噴流のうち支持手段の支持部
近傍の雰囲気を第１排気手段により速やかに排気ダクト
に導くとともに、該噴流のうち支持手段の支持部の周辺
の雰囲気を第２排気手段により徐々に排気ダクトに導く
ことにより、噴流による巻き上げや乱流の発生を効果的
に抑制して、一度剥離した汚染物が被洗浄物や洗浄槽内
面へ再付着するのを防止する。
［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、第１図にはこの発明の第１実施例が示されてい
る。第１図において、符号１〜８は前述した第５図の従
来の洗浄装置と同じ部分を示す。この実施例は、洗浄槽
１内の支持手段３の支持部3aの近傍の近傍部雰囲気を排
気ダクト７に導く第１排気手段と、洗浄槽１内の支持手
段３の支持部3aの周辺を取り巻く周辺部雰囲気を排気ダ
クト７に導く第２排気手段とを備えている。第１排気手
段は、一端が、支持手段３の支持部3aの近くの直下にお
いて洗浄槽１内に開口するとともに、他端が、排気ダク
ト７内に開口する第１排気案内管11からなる。また、第
２排気手段は、第１排気案内管11を取り囲むように配置
されるとともに、一端が洗浄槽１の下端縁に、他端が排
気ダクト７にそれぞれ一体的に接続された第２排気案内
管12からなる。第２排気案内管12は漏斗状に構成され、
その開口面積は洗浄槽１に接続される部分の方が排気ダ
クト７に接続される部分よりも大きくなっており、それ
ら両部分の間はテーパー状に形成されている。第１図か
ら明らかなように、第１排気案内管11は第２排気案内管
12に挿入されたようになっており、その上端部付近にお
いて環状の流量調節板13により洗浄槽１の下部内周面に
支持されるとともに、下端部付近において複数の固定部
材14により排気ダクト７の内面に固定、支持されてい
る。流量調節板13は多数の通孔を穿設されており、これ
らの通孔を介して流量調節板13の上方の洗浄槽１内部と
その下方の第２排気案内管12内部とが連通されている。
この流量調節板13の通孔の開口面積を変化させることに
より、流量調節板13を通過する凍結粒子５等を含む流体
の流量を調節できるようになっており、流量調節板13の
開口率を、通孔の開口面積が第１排気案内管11の開口面
積とほぼ等しくなるように調節して、第１排気案内管11
の通気量と流量調節板13の通気量が等しくなるようにす
るのが好ましい。また、この流量調節板13は、その通孔
を上方から下方へ（すなわち洗浄槽１側から第２排気案
内管12へ）一度通過した凍結粒子５やダスト等の汚染物
の逆流を抑止するようにも作用する。
この実施例では、噴射手段６から噴射された凍結粒子
５を含んだ搬送ガスの噴流が支持手段３の支持部3aに固
定された半導体ウエハ等の被洗浄物２の表面に向けて噴
射されると、凍結粒子５が被洗浄物２の表面に衝突して
そこに付着しているダスト等の汚染物をこすり取って該
表面を奇麗にクリーニングする。被洗浄物２に衝突して
跳ね返された凍結粒子５や被洗浄物２表面から剥離され
た汚染物を含んだ噴流は、排気ブロワー８の作動により
支持部3aの直下に配置された第１排気案内管11の上端に
吸い込まれて、その内部を通って排気ダクト７内に流入
して外部に排出される。この際、第１排気案内管11の上
端は、支持部3aの近傍でその直下に配置されているた
め、被洗浄物２の表面に衝突して破砕された凍結粒子５
の破砕片の大半は剥離された汚染物とともに被洗浄物２
表面を滑るように進んで速やかに第１排気案内管11の上
端に吸い込まれる。
また、第１排気案内管11に吸い込まれずにその周囲に
飛散した凍結粒子５の破砕片は、該第１排気案内管11の
上端の周囲に設けた流量調節板13の通孔を介して第２排
気案内管12に流入し、そこから排気ダクト７を介して外
部に排出される。この際、一例として、テーパ状の第２
排気案内管12の下端部内周と第１排気案内管11の外周と
の間の環状空間の開口面積を第１排気案内管11の開口面
積の10分の１程度になるようにしておくと、被洗浄物２
の近傍部の雰囲気を効率良く速やかに排出できるととも
に、その周辺部の雰囲気を徐々に緩やかに排出できるの
で、被洗浄物２の周囲に噴流の巻き上がりや乱流を生じ
るようなことはない。
第２図はこの発明の第２実施例を示している。この実
施例では、第１排気手段が排気ダクト７と同径に形成さ
れた第１排気案内管111よりなり、その上端が支持手段
３の支持部3aの近傍で直下に配置され、下端が排気ダク
ト７に一体的に接続されている。また、第２排気手段
は、一端が洗浄槽１内の第１排気案内管111を取り囲む
部分に、すなわち第１排気案内管111の周囲の洗浄槽１
底部に、開口するとともに、他端が排気ダクト７に接続
された複数の第２排気案内管112からなる。この場合、
第２排気案内管112は第１排気案内管111の周囲に均等に
配置するのが好ましく、また第２排気案内管112の各々
の排気流量が略等しくなるようにするのが好ましく、こ
のため、図示していないが、管長を等しくするとか、管
長が異なる場合には各管の内径を変えるとか、あるいは
各管の途中に流量調節弁を設けるのが好ましい。このよ
うな構成により、洗浄槽１内の第１排気案内管111の周
囲の雰囲気を、洗浄槽１底部に接続した複数の第２排気
案内管112により効率良く均等に排気することができ
る。
なお、前記第１実施例同様、第１排気案内管111の上
端付近には流量調節板13が設けられており、これにより
第１排気案内管111の上端は洗浄槽１の内面に固定され
ている。
この実施例では、洗浄槽１内の第１排気案内管111の
周囲の雰囲気を、洗浄槽１底部に接続した複数の第２排
気案内管112により均等に排気することができるので、
洗浄槽１の底部をテーパ状にする必要がなく、その分だ
け洗浄槽１の高さ（長さ）を縮めることができ、それだ
け装置をコンパクトに構成できる。
ところで、凍結粒子５の被洗浄物２の表面に対する噴
射角θ（第３図参照）が大きくなるか、あるいは被洗浄
物２の表面が軟らかい場合には、噴射手段６から噴射さ
れた凍結粒子５は被洗浄物２表面を滑るように進まずに
反射される。従って、上記第１及び第２実施例の様に、
第１排気案内管11、111や第２排気案内管12、112を設け
ただけでは、凍結粒子５の跳ね返りを十分に抑えること
ができない場合もある。
そこで、第３図及び第４図には、上記不具合を解消し
得る、この発明の第３実施例が示されている。この実施
例では、第３図及び第４図に示すように、箱形の洗浄槽
１内には、被洗浄物２や支持部3aを挟んでその両側に一
対の羽根状の飛散防止部材213が凍結粒子５の飛散する
方向に配置されている。この飛散防止部材213は、上下
方向にほぼ等間隔にルーバー状に平行に重ねて配置した
多数の板部材213aにより構成され、これらの板部材213a
は両端部を一対の支持棒213bにより連結され、それら支
持棒213bは洗浄槽１の上端に取り付けられている。
このような飛散防止部材213の配置により、凍結粒子
５が噴射手段６から半導体ウエハ等の被洗浄物２の表面
に噴射されて衝突した後、その破砕片が剥離された汚染
物とともに被洗浄物２の表面から飛散したときに、それ
らの破砕片や汚染物はルーバー状の飛散防止部材213に
より確実に捕捉されるので、直接洗浄槽１の内面に到達
してそこに付着したりそこを汚染するようなことはな
い。この際、飛散防止部材213の被洗浄物２に対する配
置角度を適当に調節することにより、上記した捕捉効果
あるいは飛散防止効果を一層高めることができる。さら
に、飛散防止部材213は、被洗浄物２表面から跳ね返さ
れてくる搬送ガスや凍結粒子５の噴流を捕捉してその流
速を減衰させる効果もあるので、噴流の巻き上がりや乱
流の発生を効果的に抑制できるものである。
また、この実施例では、第３図に示すように、第１排
気手段を構成する略Ｊ字状の愛１排気案内管211の上端
が支持手段３の支持部3aの近傍の直下に開口するととも
に、その下端が排気ダクト７内に開口しており、第１排
気案内管211はその上、下端において固定部材211a、211
bにより洗浄槽１の内面及び排気ダクト７の内面にそれ
ぞれ固定、支持されている。さらにまた、洗浄槽１の下
端が排気ダクト７の一端と一体的に接続されており、洗
浄槽１の下部内周面と第１排気案内管11の外周面によ
り、第２排気手段が構成されている。
なお、この実施例においても、第１排気案内管211に
より構成される第１排気手段及び第２排気手段は、前述
した第１及び第２実施例の場合と略同様に作用する。
また、第１及び第２実施例に、第３実施例と同様の飛
散防止部材を設けることもできる。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、洗浄槽内の支持手
段の支持部の近傍の近傍部雰囲気を排気ダクトに導く第
１排気手段と、洗浄槽内の支持手段の支持部の周辺を取
り巻く周辺部雰囲気を排気ダクトの導く第２排気手段と
を設けたので、凍結粒子の噴射により被洗浄物を洗浄す
る際に、洗浄後の凍結粒子や被洗浄物から剥離した汚染
物を含む噴流のうち支持手段の支持部近傍の雰囲気を第
１排気手段により速やかに排気ダクトに導くとともに、
該噴流のうち支持手段の支持部の周辺の雰囲気を第２排
気手段により徐々に排気ダクトに導くことにより、噴流
による巻き上げや乱流の発生を効果的に抑制して、一度
剥離した汚染物が被洗浄物や洗浄槽内面へ再付着するの
を防止することができる。従って、排気ブロワーの排気
風量を小さくしても噴流の巻き上がりや乱流が発生しな
いので、装置全体を小型化してコストダウンを図ること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例による洗浄装置を示す概
略断面図、第２図はこの発明の第２実施例による洗浄装
置を示す概略断面図、第３図はこの発明の第３実施例に
よる洗浄装置を示す概略断面図、第４図は第３図のIV−
IV線断面図、第５図は従来の洗浄装置を示す概略断面図
である。 図において、１は洗浄層、２は被洗浄物、３は支持手
段、3aは支持部、４は凍結粒子供給手段、５は凍結粒
子、６は噴射手段、７は排気ダクト、８は排気ブロワ
ー、11、111及び211は第１排気手段としての第１排気案
内管、12及び112は第２排気手段としての第２排気案内
管、213は飛散防止部材である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 隼明 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−1238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−165727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−106538（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130921（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−43730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−93117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−135453（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−59770（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−44166（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4723378（ＵＳ，Ａ) 米国特許4649672（ＵＳ，Ａ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】凍結粒子供給手段と、洗浄槽と、その洗浄
    槽内で被洗浄物を支持する支持手段と、前記洗浄槽内に
    配置され、前記凍結粒子供給手段から微細な凍結粒子を
    供給されて前記被洗浄物に向けて該凍結粒子を噴射する
    噴射手段と、その噴射手段から噴射されて前記被洗浄物
    の表面を洗浄した後の凍結粒子や被洗浄物から剥離した
    汚染物を洗浄槽外に排出する排気ダクトと、前記洗浄槽
    内の前記支持手段の近傍雰囲気を前記排気ダクトに導く
    第１排気手段と、前記洗浄槽内の前記支持手段の周辺部
    雰囲気を前記排気ダクトに導く第２排気手段と、からな
    る洗浄装置。
  2. 【請求項２】前記第１排気手段は、一端が、前記支持手
    段の近傍において前記洗浄槽内に開口するとともに、他
    端が、前記排気ダクト内に開口する第１排気案内管から
    なり、また前記第２排気手段は、前記第１排気案内管を
    取り囲むように配置されるとともに、一端が前記洗浄槽
    に、他端が前記排気ダクトにそれぞれ接続された第２排
    気案内管からなる、特許請求の範囲第１項記載の洗浄装
    置。
  3. 【請求項３】前記第１排気手段は、一端が、前記支持手
    段の近傍において前記洗浄槽内に開口するとともに、他
    端が、前記排気ダクトに接続された第１排気案内管と、
    一端が、前記洗浄槽内の前記第１排気案内管を取り囲む
    部分に開口するとともに、他端が前記排気ダクトに接続
    された複数の第２排気案内管とからなる、特許請求の範
    囲第１項記載の洗浄装置。
  4. 【請求項４】前記洗浄槽内において前記支持手段の近傍
    に、複数の板部材が並列配置された、特許請求の範囲第
    １項乃至第３項のいずれかに記載の洗浄装置。
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