JP2865619B2 - ガスを用いた洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスを用いた洗浄
方法および洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ製造工程における半導体ウエハの
表面上やＬＣＤあるいは太陽電池等の表面上の微粒子や
汚れは、最終製品の歩留りを大きく低下させる。このた
め、ウエハの表面洗浄が極めて重要である。洗浄に伴っ
て環境破壊を生じさせないことも重要である。

【０００３】アルゴンガスを用いて減圧雰囲気中で表面
洗浄を行う方法が知られている。これは、アルゴンガス
またはアルゴンガスを含む混合ガスを極低温にし、洗浄
対象物の表面に吹き付ける方法である。ノズルから減圧
雰囲気中にガスを噴出することにより、ガスは急激に断
熱膨張し、その温度を低下させる。温度低下の結果、固
体アルゴンが形成され、固体アルゴン微粒子が洗浄対象
物の表面上に衝突する。

【０００４】洗浄対象物の表面上の汚れ（パーティク
ル）は固体アルゴン微粒子の衝突によって除去され、気
流に乗って排気される。減圧雰囲気中の固体アルゴン粒
子は蒸発しつつ排気される。アルゴンは不活性ガスであ
るので環境汚染の問題は少ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような、ガスを用
いた洗浄により、環境に優しい洗浄が実現されたとして
も、従来の洗浄をこの洗浄技術によって置き換えるため
には、要求される洗浄効率を達成しなければならない。

【０００６】本発明の目的は、洗浄効率が高い、ガスを
用いた洗浄技術を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、複数のノズルより噴射するガスを洗浄対象物の表面
に斜方より当てて該表面を洗浄する洗浄方法であって、
開口部を挟んで、開口部を含む平面に沿って配置された
平面状の第１のシールド板と、開口部に平行かつ前記平
面と交差する方向に沿って配置された複数の第２のシー
ルド板とを対向配置したシールド手段の一方の側に洗浄
対象物の表面を配置する工程と、前記シールド手段の他
方の側から、前記開口部に露出している前記洗浄対象物
の表面に向けて斜方より、かつ前記第１のシールド板か
ら前記複数の第２のシールド板に向かう方向に沿って前
記複数のノズルよりガスを噴射する噴射工程とを含むガ
スを用いた洗浄方法が提供される。

【０００８】本発明の他の観点によれば、真空排気可能
な洗浄室と、前記洗浄室内に配置され、複数のノズルを
含むノズルヘッダと、前記真空槽内で、前記ノズルヘッ
ダのノズルより噴射されるガス流を斜方より受ける位置
に配置されたシールド手段であって、該ガス流を受ける
位置に配置された開口部と、該開口部よりも該ノズルヘ
ッダ側に配置された平面状の第１のシールド板と、該開
口部を挟んで該第１のシールド板と対向し、該第１のシ
ールド板と交差する方向に沿って配置された複数の第２
のシールド板とを含むシールド手段とを有する、ガスを
用いた洗浄装置。が提供される。

【０００９】洗浄対象物の表面は、パーティクルの再付
着を防止するために、パーティクルを含むガス雰囲気か
らなるべく遮蔽することが好ましい。しかしながら、遮
蔽機構を設けると、ノズルより噴射するガスを効率的に
洗浄対象物の表面に導くことが困難になる。噴射するガ
スを洗浄対象物の表面に当てる開口部に近接し、ガス流
の下流側に洗浄表面と交差する方向に沿って配置された
複数のシールド板を配置することにより、ノズルより噴
射するガスを効率的に洗浄対象物の表面に導入すること
が可能となる。

【００１０】本発明の他の観点によれば、複数のノズル
より噴射するガスを洗浄対象物の表面に斜方より当てて
該表面を洗浄する洗浄方法であって、開口部を有するシ
ールド手段の一方の側に洗浄対象物の表面を配置する工
程と、前記シールド手段の他方の側から前記開口部に露
出した前記洗浄対象物の表面に向かって前記複数のノズ
ルより噴射するガスを斜方から当てる噴射工程と、前記
噴射工程と同時に前記シールド手段と前記洗浄対象物と
の間の間隙に前記噴射するガスの進向方向の該表面上へ
の射影と同じ方向に沿って他のガス流を供給する工程と
を含むガスを用いた洗浄方法が提供される。

【００１１】本発明の他の観点によれば、真空排気可能
な洗浄室と、前記洗浄室内に配置され、複数のノズルを
含むノズルヘッダと、前記洗浄室内で、前記ノズルヘッ
ダのノズルより噴射されるガス流を斜方より受ける位置
に配置されたシールド手段であって、該ガス流を受ける
位置に配置された開口部と、該開口部よりも該ノズルヘ
ッダ側に配置された平面状の第１のシールド板と、該開
口部を挟んで該第１のシールド板と対向する第２のシー
ルドとを含むシールド手段と、前記シールド手段に関
し、前記ノズルヘッダと逆の側に配置され、洗浄対象物
を載置して前記開口部の下を通過させる機構と、前記シ
ールド手段と前記洗浄対象物を載置する機構との間の空
間に前記第１のシールド板から前記開口部に向かう方向
に沿って他のガス流を供給する手段とを有する、ガスを
用いた洗浄装置が提供される。

【００１２】洗浄対象物の表面を、開口部を有するシー
ルド手段で覆い、開口部においてノズルより噴射するガ
ス流を洗浄対象物表面に当てると、ノズルより噴射する
ガス流が効率的に洗浄対象物表面に当たらない可能性が
高くなる。シールド手段と洗浄対象物との間隙に、ノズ
ルより噴射するガスの進向方向と同じ方向に沿って他の
ガス流を供給することにより、ノズルより噴射するガス
流を効率的に洗浄対象物表面上に導入することが可能と
なる。

【００１３】本発明の他の観点によれば、複数のノズル
より噴射するガスを洗浄対象物の表面に斜方より当てて
該表面を洗浄する洗浄方法であって、開口部と排気口と
を有するシールド手段の一方の側に洗浄対象物の表面を
配置する工程と、前記シールド手段の他方の側で、前記
開口部に関し前記排気口と逆の側から、該開口部に露出
した前記洗浄対象物の表面に向かって、前記複数のノズ
ルより噴射するガスを斜方から当てる噴射工程と、前記
噴射工程と同時に、前記洗浄対象物と前記シールド手段
との間の空間を前記排気口より排気する工程とを含むガ
スを用いた洗浄方法が提供される。

【００１４】本発明の他の観点によれば、真空排気可能
な洗浄室と、前記洗浄室内に配置され、複数のノズルを
含むノズルヘッダと、前記洗浄室内で、前記ノズルヘッ
ダのノズルより噴射されるガス流を斜方より受ける位置
に配置されたシールド手段であって、該ガス流を受ける
位置に配置された開口部と、該開口部よりも該ノズルヘ
ッダ側に配置された平面状の第１のシールド板と、該開
口部を挟んで該第１のシールド板と対向し、該開口部と
ほぼ平行に配置された排気口を含む第２のシールドとを
含むシールド手段と、前記シールド手段に関し、前記ノ
ズルヘッダと逆の側に配置され、洗浄対象物を載置して
前記開口部の下を通過させる機構と、前記シールド手段
と前記洗浄対象物を載置する機構との間の空間を該排気
口より排気する手段とを有する、ガスを用いた洗浄装置
が提供される。

【００１５】洗浄対象物の表面を、開口部を有するシー
ルド手段で覆い、ノズルより噴射するガス流を開口部に
露出した洗浄対象物の表面に当てる場合、ノズルより噴
射するガス流を効率的に洗浄対象物の表面に導入するこ
とが困難になり易い。

【００１６】洗浄対象物とシールド手段との間の空間
を、開口部よりも下流側に設けた排気口から排気するこ
とにより、ノズルより噴射するガス流を効率的に洗浄対
象物の表面に導入することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず、図１及び図２を参照して、
本発明の実施の一形態による表面洗浄装置及び洗浄方法
の概略を説明する。

【００１８】図１は、本発明の実施の一形態による表面
洗浄装置のブロック図を示す。アルゴン（Ａｒ）ガスの
ボンベ１および窒素（Ｎ₂ ）ガスのボンベ２は、それぞ
れ圧力調整弁３、４を介して合流点２０に配管で接続さ
れる。合流点２０でアルゴンガスと窒素ガスが混合され
る。アルゴンと窒素の混合ガスは、配管２１を通ってフ
ィルタ５に供給され、フィルタ５によりガス中の粒子が
除去される。フィルタにより酸素等の不所望の成分を除
去することも可能てある。

【００１９】粒子の除去された混合ガスは、配管２２を
通って冷却器（または熱交換器）６で冷却され、ノズル
装置１０から真空容器１１内に吹き出される。冷却器６
から出力された混合ガスの圧力および温度は、圧力計８
および温度計７で測定され、その測定結果は電気信号の
形で温度制御装置９に送られる。

【００２０】温度制御装置９は、冷却器６の到達冷却温
度がその圧力でのアルゴンガスの液化点以下になるよう
に冷却器６を制御する。

【００２１】図２は、アルゴンガスの液化温度および固
化温度を示すグラフである。図中、横軸はエントロピを
ジュール／モル・Ｋで表し、縦軸は温度を絶対温度Ｋで
表す。図中、領域Ｇは気相、領域Ｌは液相、領域Ｓは固
相を示す。曲線ａは液化温度（気体液体界面）を示し、
破線ｂは固化温度（液体固体界面）、点Ｐはアルゴンの
三重点を示す。

【００２２】図１に示す温度制御装置９は、入力される
圧力信号および温度信号に基づいて、冷却器６の出口ガ
ス温度が図２に示すような、その圧力でのアルゴンガス
の液化温度以下になるように制御する。

【００２３】したがって、混合ガス中のアルゴンガスの
一部または全部は冷却されて液化し、微細液滴を形成す
る。

【００２４】混合ガス中の窒素ガス濃度は、２〜７０モ
ル％とすることが好ましい。窒素ガスは、アルゴンガス
よりも比熱が大きいため、窒素ガスの濃度を高くしすぎ
るとガス冷却のために必要な熱量が多くなり、好ましく
ないからである。また、窒素の液化温度はアルゴンより
も低いため、少しでも窒素ガスを含むことにより、冷却
しすぎた場合でもキャリアガスを気体の状態で残すこと
ができる。

【００２５】ノズル装置１０から真空容器１１内に混合
ガスを吹き出すことにより、混合ガスの圧力が急激に低
下し、断熱膨張を行なう。このため、混合ガスの温度が
急激に低下し、微細液滴は少なくとも表面が固化したア
ルゴンの微粒子に変化する。

【００２６】このようにして、多量のアルゴン微粒子を
含む流体が被洗浄物１２表面に噴射される。このように
して、被洗浄物１２表面はアルゴンの微粒子により効率
的に洗浄される。

【００２７】なお、真空容器１１は、流量調整弁１３を
介して真空排気装置に接続されている。また、真空容器
１１には圧力計１４が接続されており、圧力計１４で検
出された圧力に対応する信号が、圧力制御器１５に供給
される。

【００２８】圧力制御器１５は、検出された圧力に基づ
いて流量調整弁１３を制御する。このように、流量調整
弁１３、圧力計１４及び圧力制御器１５を含む真空排気
手段１８によって、真空容器１１内が所定の圧力に保た
れる。

【００２９】なお、真空容器１１内の圧力が絶対圧で
０．２気圧以上０．７気圧以下になるように圧力調整弁
１３を制御することが好ましい。より好ましくは、アル
ゴンの三重点（０．６８気圧）以下の圧力になるように
制御する。また、ノズル装置１０内の圧力は、真空容器
１１内の圧力との関係によって適正値が決まり、絶対圧
で３〜７気圧とすることが好ましい。

【００３０】ノズル装置１０内と真空容器１１内の圧力
差が少ない場合は、高い洗浄効果が得られない。圧力差
を徐々に大きくすると洗浄効果が増加する。さらに大き
くすると、ノズル装置１０から吹き出されたアルゴン微
粒子が真空容器１１内に拡がって浮遊した状態になり、
洗浄効果は減少する。

【００３１】これは、以下のように推察される。圧力差
が少ない場合には、混合ガスの断熱膨張量が少ない。こ
のため、アルゴン微細液滴が固化せず液滴の状態で洗浄
表面に衝突すると考えられる。この時の洗浄能力は低
い。また、圧力差が大きすぎる場合には、混合ガスの断
熱膨張量が大きくなり、混合ガスの温度が大きく低下す
る。このため、アルゴン微細液滴のほとんど中心部まで
固化して固体粒子となり、洗浄表面に衝突した際に弾性
的に反射すると考えられる。この時も洗浄能力は低い。

【００３２】圧力差が適切な場合は、アルゴン微細液滴
の表面のみが固化し、内部は液相状態のままであると考
えられる。アルゴン微粒子の表面のみが固化し、殻状に
なっている場合には、洗浄表面に衝突した際に殻が割れ
るため、弾性的に反射することがない。そのため、洗浄
効果が向上するものと考えられる。

【００３３】なお、真空容器１１内の圧力がアルゴンの
三重点以下であれば、アルゴンは液相で存在し得ないた
め、少なくともアルゴン微細液滴の表面が固化する。真
空容器１１内の圧力をアルゴンの三重点以下とすること
により、制御性よくアルゴン微細液滴を殻状のアルゴン
微粒子とすることができる。

【００３４】なお、ガスを装置内に導入する前には、配
管２１に接続された弁１７を通してシステム内の雰囲気
を真空排気し、不純物ガスの混合を防止することが望ま
しい。また、装置運転停止後は、弁１６を開き、混合ガ
スをベントすることが好ましい。

【００３５】なお、ノズル装置１０の上流側における圧
力はほぼ一定に保持されるため、圧力計８は冷却器６の
上流側に設けてもよい。

【００３６】アルゴンガスと窒素ガスの混合ガスを用
い、アルゴンガスを液化して微細液滴を窒素ガスまたは
混合ガス中に浮遊させる場合を説明したが、アルゴンガ
スのみを用いることも可能である。

【００３７】この場合、ガスが冷却器６を通過する際、
アルゴンガスの一部が微細液滴に変化し、残余の気体ア
ルゴンガス中に浮遊する状態とすればよい。したがっ
て、洗浄用ガスとしては数％〜１００％のアルゴンガス
を用いることができる。また、液滴の代わりに液体がノ
ズル装置の下部に溜まってもよい。ノズル装置からガス
と共に噴き出すことにより、液体は液滴となる。

【００３８】また、真空容器１１内で被洗浄物１２を加
熱してもよい。アルゴンの微細液滴を含むガスがノズル
装置１０を通って噴射することにより、微細液滴の少な
くとも表面は固化して被洗浄物１２を衝撃するが、被洗
浄物の温度がある程度以上高ければ、被洗浄物表面に付
着したアルゴン微粒子または液滴は急激に蒸発する。

【００３９】このように、粒子のサンドブラスト効果と
気化による洗浄作用を併用することもできる。また、ア
ルゴンガス濃度、圧力、冷却能力、冷却温度等を調整す
ることにより、アルゴン微粒子の径を制御することも可
能である。

【００４０】図１では、冷却器を１段設ける場合につい
て説明したが、冷却器を２段以上の構成としてもよい。
まず１段目の冷却器で不純物ガスを液化等して除去し、
次に２段目の冷却器でアルゴンの液化を行い、不純物を
除去した混合ガス（液滴を含む）を供給することもでき
る。

【００４１】図３は、本発明の実施の形態によるウエハ
洗浄装置の平断面図を示す。ウエハ洗浄装置は、洗浄室
３０、バッファ室４０、ロボット室５０、ウエハ搬入室
６０、及びウエハ搬出室７０を含んで構成される。洗浄
室３０とバッファ室４０との間、バッファ室４０とロボ
ット室５０との間、ロボット室５０とウエハ搬入室６０
との間、及びロボット室５０とウエハ搬出室７０との間
は、それぞれゲートバルブ８１、８２、８３及び８４で
仕切られている。各部屋の内部は、それぞれバルブを介
して真空ポンプ（図示せず）に接続されており、それぞ
れ独立に真空排気することができる。

【００４２】洗浄室３０内には純アルミニウム製の直管
状のノズルヘッダ３１が取り付けられている。ノズルヘ
ッダ３１の側壁には、軸方向に沿って複数のノズル３２
が形成されている。ノズル３２は、ノズルヘッダ３１の
側壁に設けられた貫通孔で形成される。または、このよ
うな貫通孔に、アルミ製もしくはサファイア製等の微小
な管を挿入してノズルが形成される。ノズルヘッダ３１
内に、図１で説明したようにアルゴン微細液滴を含むガ
スが供給される。ノズルヘッダ３１内に供給されたガス
は、ノズル３２から洗浄室３０内に噴出する。このと
き、ガスが断熱膨張して冷却されアルゴン微粒子が形成
される。

【００４３】洗浄室３０の側壁に、流量調整機構３３が
取り付けられており、流量調整機構３３を通して洗浄室
３０内を所望の圧力になるまで排気することができる。

【００４４】ウエハ搬入室６０及びウエハ搬出室７０に
は、それぞれ扉６１及び７１が設けられており、扉６１
もしくは７１を開けてウエハを保持したウエハキャリア
を搬出入することができる。洗浄すべきウエハ６２がウ
エハキャリア６３に保持されて、ウエハ搬入室６０内に
配置される。洗浄されたウエハは、ウエハ搬出室７０内
に配置されたウエハキャリア７３に順次蓄積される。

【００４５】ロボット室５０内には、ウエハを移送する
ためのロボットアーム５１が格納されている。ロボット
アーム５１は昇降機構を備えた回転軸５２に取り付けら
れた第１の腕５１Ａ、第１の腕５１Ａの先端に取り付け
られた第２の腕５１Ｂ、及び第２の腕５１Ｂの先端に取
り付けられたアームヘッド５１Ｃから構成されている。
ロボットアーム５１は、各腕の接続点を屈曲させること
により、アームヘッド５１Ｃを回転軸５２上に移動させ
ることができる。また、回転軸５２を中心として適宜回
動させ、かつ各腕の接続点を伸張させることにより、ア
ームヘッド５１Ｃをバッファ室４０、ウエハ搬入室６０
もしくはウエハ搬出室７０内に移動させることができ
る。

【００４６】また、ロボットアーム５１は、上下方向
（図において紙面の法線方向）に平行移動することがで
きる。アームヘッド５１Ｃをウエハ搬入室６０もしくは
バッファ室４０内のウエハの下方に移動させ、アームヘ
ッド５１Ｃを上昇させることにより、ウエハをアームヘ
ッド５１Ｃ上に保持することができる。逆に、アームヘ
ッド５１Ｃ上にウエハを保持し、バッファ室４０もしく
はウエハ搬出室７０内のウエハを保持すべき位置の上方
に移動させ、アームヘッド５１Ｃを下降させることによ
り、ウエハを所定の位置に保持させることができる。

【００４７】バッファ室４０内には、ウエハホルダ４１
及びバッファ板４２が配置されている。

【００４８】ウエハホルダ４１は、支軸４５でバッファ
室４０内に支持される。支軸４５は、バッファ室４０の
下方を通って駆動軸４８に接続されている。駆動軸４８
は、ボールネジ機構４９から駆動力を受けて図の横方向
に平行移動する。駆動軸４８を横方向に平行移動させる
ことにより、支軸４５及びウエハホルダ４１を図の横方
向に移動させることができる。駆動軸４８はベローズを
介してバッファ室に気密に結合される。図３は、ウエハ
ホルダ４１をバッファ室４０内のホームポジションに配
置した場合を示している。

【００４９】ウエハホルダ４１は、ウエハを保持して図
の右方に移動し、ウエハがノズルヘッダ３１の右側に位
置するまでウエハを洗浄室３０内に搬入する。ウエハを
洗浄室３０内に搬入した後、ウエハホルダ４１は、図の
上下方向に往復運動しながら徐々に左方に移動する。こ
のとき、ノズルヘッダ３１の複数のノズル３２から噴き
出したアルゴン微粒子を含むガスがウエハ表面に吹きつ
けられて、ウエハ表面を洗浄する。洗浄時におけるウエ
ハホルダ４１の往復運動の振幅をノズル３２のピッチ以
上にし、左方への移動を適当な速さにすることにより、
ウエハ表面を隈なく洗浄することができる。

【００５０】バッファ板４２は、アームヘッド５１Ｃか
らウエハホルダ４１へ、もしくはウエハホルダ４１から
アームヘッド５１Ｃへウエハを移し替える際に、一時的
にウエハを保持する。バッファ板４２は２段構成とさ
れ、同時に２枚のウエハを保持することができる。バッ
ファ室４０内におけるウエハの移し替え方法およびウエ
ハホルダ４１のウエハ保持機構については、特願平７−
１９５２２５号の発明の実施の形態の欄、特に図７、図
８、図９とそれらに関する記載に説明されている。

【００５１】次に、図３に示す洗浄装置を用いてウエハ
を洗浄する工程を説明する。まず、すべてのゲートバル
ブ８１〜８４を閉じ、バッファ室４０及びロボット室５
０内を１００ｍｔｏｒｒ以下の圧力になるまで真空排気
する。また、ノズルヘッダ３１から洗浄室３０内にアル
ゴン微粒子を含むガスを噴出させつつ、洗浄室３０内の
圧力が０．３〜０．７気圧になるように洗浄室３０内を
排気する。ウエハ搬入室６０内に洗浄前の複数のウエハ
６２を保持したウエハキャリア６３を配置する。ウエハ
搬出室７０内に、空のウエハキャリア７３を配置する。
ウエハ搬入室６０及びウエハ搬出室７０内を１００ｍｔ
ｏｒｒ以下の圧力になるまで真空排気する。

【００５２】ゲートバルブ８３を開けてアームヘッド５
１Ｃをウエハ搬入室６０内に移動させ、洗浄前のウエハ
６２をアームヘッド５１Ｃ上に保持する。ロボットアー
ム５１を縮めて洗浄前のウエハ６２をウエハ搬入室６０
からロボット室５０に移送する。ゲートバルブ８３を閉
じる。

【００５３】ゲートバルブ８２を開けてアームヘッド５
１Ｃをバッファ室４０内に移動させ、アームヘッド５１
Ｃで保持していた洗浄前ウエハをバッファ板４２を経由
してウエハホルダ４１に移し替える。バッファ板４２に
洗浄済ウエハが保持されている場合には、洗浄済ウエハ
をアームヘッド５１Ｃに移し替えてバッファ室４０から
ロボット室５０に移送する。ゲートバルブ８２を閉じ
る。

【００５４】バッファ室４０内に窒素ガスを導入して、
バッファ室４０内の圧力を洗浄室３０内の圧力と同程度
にする。バッファ室４０内と洗浄室３０内とがほぼ同程
度の圧力になった後、ゲートバルブ８１を開ける。バッ
ファ室４０内と洗浄室３０内の圧力がほぼ等しいため、
ゲートバルブ８１を開けても急激なガスの移動は起こら
ない。従って、各部屋の内壁等に付着しているパーティ
クルがガス流によって巻き上げられてウエハに付着する
ことを防止できる。

【００５５】ウエハホルダ４１を図の右方に移動させ、
ウエハを洗浄室３０内に搬入する。ウエハホルダを図の
上下方向に往復運動させながら左方にゆっくり移動させ
る。このとき、ノズル３２から噴出したアルゴン微粒子
を含むガスがウエハ表面に吹き付けられて、ウエハ表面
が洗浄される。洗浄後、ウエハホルダ４１をバッファ室
４０内に収容し、ゲートバルブ８１を閉じる。バッファ
室４０内を１００ｍｔｏｒｒ以下の圧力まで真空排気
し、洗浄後のウエハをウエハホルダ４１からバッファ板
４２に移し替える。

【００５６】ウエハの洗浄と並行して、ロボットアーム
５１は、洗浄後のウエハをウエハ搬出室７０内のウエハ
キャリア７３に収納する。さらに、ロボットアーム５１
は、洗浄すべき次のウエハをウエハ搬入室６０から取り
出し、ロボット室５０内に移送する。

【００５７】ゲートバルブ８２を開け、ロボットアーム
５１に保持されている洗浄前ウエハをウエハホルダ４１
に移し替える。バッファ板４２に保持されている洗浄後
のウエハを、アームヘッド５１Ｃに移し替え、ロボット
室５０に移送する。

【００５８】上記処理を繰り返すことにより、複数のウ
エハを順次洗浄することができる。上記処理では、バッ
ファ室４０内と洗浄室３０内の圧力を等しくするため
に、バッファ室４０内に窒素ガスを導入したが、窒素ガ
ス導入の代わりに、洗浄室３０内の真空度をバッファ室
４０内の真空度と同程度まで高めて、圧力差をなくす方
法も考えられる。洗浄室３０内の真空度を高めるために
は、ノズルヘッダ３１から噴き出しているアルゴン微粒
子を含むガスの供給を停止する必要がある。ガスの供給
を停止するとノズルヘッダ３１内の圧力が急激に低下
し、ノズルヘッダ３１内のガスが断熱膨張する。この断
熱膨張により温度が急激に低下し、ノズルヘッダ３１内
のアルゴンが固化する。

【００５９】ノズルヘッダ３１内に固体アルゴンが生ず
ると、この固体アルゴンは容易には消滅しない。固体ア
ルゴンがノズル３２を塞いでしまうこともある。次回洗
浄時のノズルヘッダ３１内の温度、圧力等の条件設定も
困難になる。従って、バッファ室４０と洗浄室３０との
圧力差をなくすために洗浄室３０内の真空度を高めるこ
とは、好ましくない。

【００６０】図３に示すように、洗浄室３０とロボット
室５０とを直結せず、バッファ室４０を介して接続する
ことにより、洗浄室３０内を高真空に引くことなく、洗
浄室３０とロボット室５０との間でウエハを搬送するこ
とが可能になる。さらに、後述するようにバッファ室か
ら洗浄室へガス流を供給することが可能となる。

【００６１】図３では、洗浄室３０内にアルゴン微粒子
を含む流体を噴出して表面洗浄を行う場合を説明した
が、バッファ室４０を設けた効果は表面洗浄を行う場合
に限定されない。洗浄室３０内を減圧雰囲気にして処理
を行う場合に効果がある。特に、ロボット室５０内と洗
浄室３０内との圧力が異なる場合に効果が大きい。ロボ
ット室５０は通常の真空ポンプで１００ｍｔｏｒｒ程度
以下まで真空排気される。従って、１００ｍｔｏｒｒ程
度以上大気圧以下の減圧雰囲気で処理を行う場合に、大
きな効果が期待できる。

【００６２】半導体ウエハの表面洗浄を目的として、図
７に示すような洗浄室を作成した。図７は、図３の一点
鎖線Ａ−Ａに沿う断面図を示す。洗浄室３０は、主とし
て、主室３４、副室３５及び熱シールド室３６を含んで
構成される。外壁１００によって主室３４及び熱シール
ド室３６が画定される。主室３４と熱シールド室３６と
は、熱シールド板１０１によって分離される。主室３４
の全周囲を取り囲むように熱シールド板１０１を配置し
てもよいが、図では、主室３４の側方及び下方のみに配
置した場合を示している。従って、主室３４の上方は外
壁１００のみによって外気と隔離される。

【００６３】外壁１００及び熱シールド板１０１のバッ
ファ室４０側の側壁に、スリット状の貫通孔１０２が形
成されている。貫通孔１０２に対応するバッファ室４０
側の側壁にも同様の貫通孔４８が設けられており、貫通
孔１０２及び４３を通してバッファ室４０と主室３４と
が連通する。外壁１００とバッファ室４０の側壁との間
にはゲートバルブ８１が配置されている。ゲートバルブ
８１が貫通孔４８を塞ぐことにより、主室３４とバッフ
ァ室４０とを隔離することができる。

【００６４】主室３４を挟んでバッファ室４０と対向す
る位置に副室３５が配置されている。副室３５は、主室
３４側の面のみが開放された箱状の副室壁１０３によっ
て画定された平板状の空洞である。洗浄時には、バッフ
ァ室４０から貫通孔４８、１０２及び主室３４を通って
副室３５内にウエハが格納される。

【００６５】主室３４内の貫通孔１０２よりもやや上方
にノズルヘッダ３１が取り付けられている。ノズルヘッ
ダ３１に形成されたノズル３２から、アルゴン微粒子を
含むガスが、貫通孔１０２側から副室３５側に向かって
斜め下方に噴出する。ノズルヘッダ３１とウエハの通路
との間に、ノズル３２から噴出したガス流のうち、ガス
流の外周面近傍部分を遮蔽するためのシールド板１０７
及び１０８が取り付けられている。シールド板１０７及
び１０８によって遮られなかった中央部分のガス流のみ
が、ウエハ表面に衝突する。なお、ガス流の流路下に
は、熱シールド板１０１が配置されている。シールド板
１０７及び１０８の構成及び効果については、後に詳し
く説明する。

【００６６】外壁１００に気密に取り付けられた外壁１
０６が、副室壁１０３の周囲を取り囲んでいる。外壁１
０６と副室壁１０３との間の空洞に、ガス流路隔離板１
０４が配置されている。ガス流路隔離板１０４と副室壁
１０３との間に、ガス流路３７が画定され、ガス流路隔
離板１０４と外壁１０６との間にガス流路３９が画定さ
れる。

【００６７】ガス流路隔離板１０４の主室３４側の端部
は、熱シールド板１０１に密着している。ガス流路３７
は、熱シールド板１０１と副室壁１０３との間に形成さ
れた間隙１０９を通して主室３４に連通している。ガス
流路３９は、外壁１００と副室壁１０３との間に形成さ
れた間隙１１０を通して熱シールド室３６に連通してい
る。

【００６８】ガス流路隔離板１０４の主室３４と反対側
の端部には、円筒状のガス流路隔離管１０５が取り付け
られている。ガス流路隔離管１０５の先端は、流量調整
機構３３内に挿入されている。主室３４は、ガス流路３
７及びガス流路隔離管１０５の内部空洞を通って流量調
整機構３３に接続される。熱シールド室３６は、ガス流
路３９及びガス流路隔離管１０５の外部空洞を通って流
量調整機構３３に接続される。

【００６９】流量調整機構３３は、外管１２０、ニード
ル１２１、排気管１２２及びニードル駆動機構１２３を
含んで構成される。外管１２０の一端は、ガス流路隔離
管１０５の先端が外管１２０内に挿入されるように外壁
１０６に気密に取り付けられている。ガス流路３７と３
９は、それぞれガス流路隔離管１０５の内部空洞及び外
部空洞を経由して外管１２０の内部空洞に連通してい
る。

【００７０】外管１２０の内部空洞内に、小径ロッド
部、中径ロッド部及び大径ロッド部を有するニードル１
２１が挿入されている。ニードル１２１の径切換部分及
び小径ロッド部の先端には、テーパが形成されている。
ニードル駆動機構１２３は、ニードル１２１を軸方向に
移動させ、外管１２０内への挿入の深さを調整する。排
気管１２２の一端が外管１２０の側壁に接続され、外管
１２０内が排気管１２２を介して排気される。ニードル
１２１の挿入の深さを変化させることにより、ガス流路
のコンダクタンスを変化させ排気流量を制御することが
できる。流量調整機構３３については、特願平７−１９
５２２５号明細書の発明の実施の形態の欄、特に図５及
び図６とその関連記載に詳細に説明されている。

【００７１】次に、ウエハの洗浄方法を説明する。ノズ
ルヘッダ３１からアルゴン微粒子を含むガスを噴出して
主室３４内を冷却し、主室３４内の温度を定常状態にす
る。ノズルヘッダ３１から噴出したガス及びアルゴン微
粒子は、間隙１０９からガス流路３７を通って外部に排
出される。

【００７２】アルゴン微粒子が熱シールド板１０１に衝
突するため、熱シールド板１０１はアルゴンの液化点程
度まで冷却される。熱シールド板１０１が低温になるた
め、熱シールド板１０１と外壁１００との接続面をＯリ
ング等で気密に維持することは困難である。図７では、
Ｏリング等を使用せず熱シールド板１０１と外壁１００
とを直接密着させている。このため、密着部分を通って
一部のガスが主室３４から熱シールド室３６に漏れる。
熱シールド室３６内に漏れたガスは、間隙１１０からガ
ス流路３９を通って外部に排出される。

【００７３】主室３４内の圧力が０．３〜０．７気圧、
熱シールド室３６内の圧力が０．２〜０．６気圧になる
ように流量調整機構３３を調整する。熱シールド室３６
内の圧力を主室３４内の圧力よりも低くしているのは、
熱シールド室３６内のガスが主室３４内に逆流しないよ
うにするためである。

【００７４】ウエハを図３で説明したウエハホルダ４１
に保持して、バッファ室４０から貫通孔４８及び１０２
を通って副室３５内に搬入する。副室３５内に搬入され
たウエハを、主室３４内のシールド板１０７及び１０８
の下方を通過させてバッファ室４０内に回収する。ウエ
ハがシールド板１０７及び１０８の下方を通過する時
に、アルゴン微粒子を含むガス流がウエハ表面に衝突
し、表面を洗浄する。

【００７５】主室３４内が冷却され定常状態になるまで
の時間を短縮するために、熱シールド板１０１の熱容量
をなるべく小さくすることが好ましい。本実施の形態で
は、厚さ５ｍｍのアルミニウム板を用いた。

【００７６】熱シールド室３６の熱シールド効果を高め
るためには、熱シールド室３６内をできるだけ高真空に
することが好ましい。主室３４と熱シールド室３６との
気圧差を大きくすると、熱シールド板１０１に大きな機
械的強度が要求される。しかし、熱シールド板１０１を
厚くして機械的強度を高めることは、熱容量が大きくな
るため好ましくない。従って、主室３４と熱シールド室
３６との圧力差を０．１気圧程度とした。

【００７７】外壁１００の外部表面の温度が低下する
と、表面に水滴が付着する。さらに温度が低下すると霜
が付着する。水滴の付着を防止するためには、外壁１０
０を厚くして、外壁の内外温度差を大きくすることが好
ましい。外壁の厚さは２０ｍｍとした。

【００７８】図７では、主室３４内にアルゴン微粒子を
含む流体を噴出させる場合を示したが、熱シールド板１
０１を設ける効果は、アルゴン微粒子を噴出させる場合
に限定されない。他の低温の流体を噴出させる場合に
も、熱シールド板１０１を配置する効果が期待できる。

【００７９】次に、図８を参照して、図７に示すシール
ド板１０７の構成及び作用を説明する。

【００８０】図８（Ａ）は、シールド板１０７の平面図
を示す。シールド板１０７は、長方形状のステンレス板
の１つの辺に、複数の半円形状の切り欠き１４０を形成
して構成される。切り欠き１４０のピッチは、図３に示
すノズルヘッダ３１に形成されたノズル３２のピッチと
等しい。また、切り欠き１４０が形成された辺の端面
は、斜角６０度の斜面とされている。

【００８１】図８（Ｂ）は、ノズルヘッダ３１、シール
ド板１０７、１０８、及び洗浄中のウエハ６２の断面図
を示す。図８（Ｂ）は、ノズル３２から噴出したガス流
の中心軸１４１がウエハ表面と４５度で交わる場合を示
している。シールド板１０７は、半円形状の切り欠き１
４０の中心が、各ノズル３２から噴出したガス流の中心
軸１４１上に位置するように配置される。

【００８２】ウエハ６２の表面からの高さ５ｍｍの位置
にシールド板１０７を配置し、ウエハ６２の表面からノ
ズル３２までのガス流の中心軸１４１に沿った長さが２
０ｍｍになる位置にノズルヘッダ３１を配置して、ウエ
ハの洗浄を行った。切り欠き１４０の半径が３ｍｍ及び
４ｍｍの場合には、シールド板１０７を配置しないで洗
浄を行った場合に比べて高い洗浄効果を得ることができ
た。切り欠き１４０の半径が５ｍｍの場合には、シール
ド板１０７を配置しない場合と比べて、洗浄効果はほと
んど変わらなかった。

【００８３】切り欠き１４０の半径を３ｍｍ及び４ｍｍ
とした場合に高い洗浄効果が得られた理由は、以下のよ
うに推察される。ノズル３２から噴出したガス流は、進
行するに従って徐々に広がる。ガス流の外周部近傍の流
束は、ノズル３２の内面近傍を通過したガスを多く含む
と考えられる。従って、ノズル３２の内面から放出され
たゴミを多く含んでいると考えられる。また、ガス流の
外周部近傍の流束の速さは中心部の流束の速さに比べて
遅いため、洗浄効果も低い。

【００８４】このため、ガス流の外周部近傍の流束はウ
エハ表面を洗浄するよりも、むしろゴミを付着させる作
用が強いと考えられる。特に、洗浄表面のうちガス流が
衝突する洗浄領域の洗浄表面内における進行方向に関し
て、中心軸１４１よりも後方の流束は、中央部の流束に
よって既に洗浄された表面領域に衝突する。図１２
（Ｂ）に示す場合では、ガス流の中心軸１４１よりもウ
エハ６２の進行方向側（図中矢印６４で示す向き）を流
れる流束１４２は、既に洗浄された表面領域に衝突す
る。このため、流束１４２によって汚染されたウエハ表
面は、その後洗浄されない。従って、シールド板１０７
で流束１４２を遮断することにより、高い洗浄効果が得
られると考えられる。

【００８５】ガス流の中心軸１４１よりも図中左側を流
れるガス流１４３によって汚染されたウエハ表面は、そ
の後ガス流の中央部の流束によって洗浄される。従っ
て、流束１４３による汚染の影響は少ないと考えられ
る。但し、流束１４３による汚染をも防止するために、
ガス流の中心軸１４１を挟んでシールド板１０７と対向
する位置に他のシールド板１０８を配置した。

【００８６】以上説明したような構成を用い、半導体ウ
エハ上のパーティクルの洗浄を行い、洗浄率（あるいは
除去率）を測定した。洗浄率は、 洗浄率＝（洗浄前のパーティクル数−洗浄後のパーティ
クル数）／洗浄前のパーティクル数 で定義される。上述の構成により、洗浄率は８０−９０
％程度まで達したが、それ以上には向上しにくかった。

【００８７】半導体ウエハを例にとると、洗浄率９０％
は実際上不十分であり、実用化することは難しい。

【００８８】本発明者らは、洗浄率をさらに向上させる
ため、上述の構成における洗浄室内のガス流を計算器シ
ミュレーションで求めてみた。

【００８９】図６（Ａ）が、計算器シミュレーションで
求めたガス流を示す。図中の参照文字は、図７に示す構
成に用いた参照番号と同様である。実線で示す曲線ＦＦ
は、流速の速い部分（典型的には５００ｃｍ／ｓｅｃ）
を示し、破線で示す曲線ＦＭは、流速の遅い流れ（典型
的には２５０ｃｍ／ｓｅｃ）を示す。ノズルヘッダのノ
ズル３２から噴射したガス流のうち、かなり多くの部分
が、半導体ウエハ６２表面に達せず、シールド板１０
７、１０８の上方を通過してしまうことが判る。

【００９０】図７の構成を考察すると、副室壁１０３
は、先端が閉じた空間を画定しており、半導体ウエハ６
２が挿入された状態では、シールド板１０７、１０８の
画定する開口部は閉じた空間に形成された１か所のみの
開口部と近似できることが判る。したがって、この開口
部にガス流を噴射しても、ガス流は半密閉型空間で形成
される圧力によって跳ね返され、半導体ウエハ６２表面
に効率的に到達することができないものと考えられる。

【００９１】図４は、上記考察に基づきシールド板の構
造を変更した実施例による洗浄室３０の構成を示す。ノ
ズルヘッダ３１のノズル３２から噴射するガス流の下流
側のシールド体１０８を、１枚の水平の板から垂直方向
に配列した複数枚のシールド板に変更した。ノズル３２
からの噴射ガス流はシールド板１０７とシールド体１０
８との間に画定される開口部ＡＰで洗浄対象物表面に衝
突する。

【００９２】また、主室３４からの排気が排気口１０９
のみで生じるように、熱シールド板１０１および副室壁
１０３の構成を変更した。なお、シールド板１０７や副
室壁１０３も洗浄対象物に対するシールドと見なせる。
さらに、バッファ室４０内に窒素ガスを導入し、洗浄室
３０内の圧力よりも高くし、貫通孔４８、１０２を通っ
て窒素ガスがバッファ室から洗浄室３０に流れ込むよう
にした。ウエハホルダ４１上にウエハ６２が載置され、
洗浄室３０内に挿入された状態では、バッファ室４０か
ら流入する窒素ガスは、貫通孔４８、１０２のうち、主
にウエハ６２上方の間隙を通って洗浄室３０の主室３４
内に流入する。この窒素ガス流は、ウエハ６２表面に沿
って流れるガス流となり、シールド板１０７の下部を通
過してシールド板１０７とシールド体１０８の形成する
開口部に噴射する。

【００９３】シールド体１０８は、図中ほぼ垂直方向に
配置され、上下方向には開いた空間を画定する。

【００９４】図５（Ａ）、（Ｂ）は、シールド体１０８
の構成を示す。図５（Ａ）は平面図であり、図５（Ｂ）
は一点鎖線ＶＢ−ＶＢに沿う断面図を示す。

【００９５】６枚のアルミニウム合金性シールド板１０
８ａ−１０８ｆが平行に配置され、その両側でアルミニ
ウム合金性の支持板１０８ｘ、１０８ｙにより支持され
ている。

【００９６】図５（Ｂ）に示すように、最も開口部側に
配置されるシールド板１０８ａは、噴射ガス流を遮らな
いように、その最下端が他のシールド板よりも上方に配
置されている。なお、最も開口部側のシールド板１０８
ａのみの下端を上方に変位する構成を示したが、開口部
から離れるにしたがってシールド板の下端が徐々に低下
するような構成としてもよい。このような構成とするこ
とにより、右上方より噴射するガス流の流れに沿ってシ
ールド板１０８ａ、１０８ｂ、…の下端を配置すること
が可能となる。

【００９７】シールド板１０８ａ−１０８ｆは、ほぼ垂
直方向に間隔をおいて配置された板であるため、その下
部に閉じた空間を形成することがない。

【００９８】図４に示すように、ノズルヘッダ３１のノ
ズル３２から左下方に向かってガス流が噴射され、シー
ルド体１０８とウエハ６２の間の空間に吹き込まれて
も、ガスは各シールド板１０８ａ、１０８ｆの間の間隙
を通って上方に抜けることができる。

【００９９】さらに、ノズルヘッダ３１から離れた部分
でシールドの役目を果たす副室壁１０３と、シールド体
１０８との間でのみ、外部への排気が生じるように排気
口１０９が配置されている。したがって、シールド体１
０８とウエハ６２の間の空間では、ガスが排気口１０９
に引き込まれるように流れるであろう。

【０１００】さらに、間隙４８、１０２を通ってシール
ド板１０７下方に供給された窒素ガス流は、層流的に流
れ、開口部においてノズル３２から噴射されるガス流を
引き込むように機能するであろう。

【０１０１】なお、排気口１０９の構成と、バッファ室
４０から洗浄室３０への窒素ガス流の供給を行う場合、
シールド板１０８の構成を図４に示すシールド体１０８
と同様にすることも可能である。

【０１０２】本発明者らは、このような構成に対しても
計算器によるシミュレーション実験を行った。

【０１０３】図６（Ｂ）は、バッファ室４０から洗浄室
３０へ窒素ガス流を供給し、開口部よりも下流側でウエ
ハ６２表面上の空間を排気する構成をとった場合のノズ
ル３２から噴射されるガス流を示す。バッファ室４０か
ら供給される窒素ガス流ＮＬは、シールド板１０７、１
０８とウエハ６２の間に画定される空間を層流状に流れ
る。ノズルヘッダ３１のノズル３２から噴射される混合
ガス流ＷＬは、その主要部分が窒素ガス流ＮＬに引き込
まれるように流れ、シールド板１０８とウエハ６２の間
に画定される空間に導入されている。すなわち、シール
ド板１０７右方より窒素ガス流を供給し、シールド板１
０８左方で排気することにより、ノズルヘッダ３１のノ
ズル３２から供給される洗浄ガス流ＷＬを効率的にウエ
ハ６１２表面に導入することが可能となる。なお、シー
ルド板１０７右方より供給するガスは、窒素ガスである
必要はない。洗浄結果に悪影響を与えないガスであれば
よい。

【０１０４】図６（Ｃ）は、バッファ室からのガス流供
給は行わず、開口部に関し、ノズルヘッダと逆側のシー
ルド体１０８のみを垂直方向に平行に配置された複数枚
のシールド板１０８ａ−１０８ｆに交換し、さらに下流
に排気口を設けた場合を示す。洗浄ガス流ＷＬの上端に
接するように、ノズルヘッダ３１に最も近いシールド板
１０８ａの下端が上方に持ち上げられた構成である。洗
浄ガス流ＷＬは、シールド板１０８ａとシールド板１０
７の画定する開口部からウエハ６２表面上の空間に導入
され、その一部は各シールド板の間に画定される空間を
介して上方に逃げている。この場合も、シールド体１０
８左方でのみ排気を行うことにより、ウエハ６２表面上
の空間は、左方に流れるガス流を構成している。

【０１０５】なお、図６（Ｂ）では、バッファ室からの
ガス流供給と開口部左方でのウエハ６２表面上の空間に
対する積極的排気のみを行った場合を示し、図６（Ｃ）
は開口部左方のシールド体の構成を上方に開いた構成と
し、シールド体１０８左方でのみ排気が生じる場合を示
したが、両構成を合わせて採用すれば、その効果はさら
に向上するであろう。

【０１０６】このように、図４に示す構成によれば、ノ
ズルヘッダ３１のノズル３２から噴射されるガス流が、
開口部で反射されることなく、洗浄対象であるウエハ６
２表面上に効率的に導入される。

【０１０７】なお、シールド体１０８が洗浄対象である
ウエハ６２表面に対し、ほぼ垂直に立てたシールド板で
形成される構成を示したが、ウエハ６２とシールド体１
０８の間に画定される空間が上方に開いた空間であれば
よく、各シールド板は必ずしも垂直に配置する必要はな
いであろう。

【０１０８】また、シールド板１０８ａ−１０８ｆの枚
数は、ウエハ６２表面上に層流状のガス流を画定するの
に十分であればよく、その数を適宜増減することは可能
であろう。

【０１０９】シールド体１０８とウエハ６２表面の間に
画定される空間は、ノズルヘッダ３１のノズル３２から
供給され、排気口１０９から排気されるガス流が、ウエ
ハ６２表面で適度の速度を形成するのに適した間隙とす
るのがよい。

【０１１０】図４に示すような洗浄室の構成を作成し、
ノズルヘッダ３１内に供給される混合ガスをＡｒ：Ｎ₂
＝９０：１０（体積％）、絶対圧２気圧とし、シールド
板１０８ａ−１０８ｆを間隔４ｍｍ程度で配置した高さ
約２５ｍｍ程度の構成とし、バッファ室４０から洗浄室
３０へ窒素ガスを５０ｓｌｍの流量で供給した。熱シー
ルド１０１および副室壁１０３は、ノズルヘッダ３１の
近傍でのみ開口部を有するが、他の部分はほぼ閉じた構
成とし、シールド体１０８後方の排気口１０９でのみ積
極的排気が生じるようにした。

【０１１１】このような構成により、９９％以上の洗浄
率が実現できた。半導体ウエハ６２表面上では、シール
ド板１０７と排気口１０９間に画定される領域でのみ洗
浄ガス流がウエハ６２表面に沿って層流状に流れ、ウエ
ハ６２表面上のパーティクルが効率的に除去されるので
あろう。また、この領域外においては、洗浄ガス流はウ
エハ６２表面にはほとんど接触しないであろう。バッフ
ァ室４０から供給される窒素ガス流は、十分清浄なもの
とすることが可能であるため、洗浄後のウエハ６２表面
がこの窒素ガス流と接触しても、パーティクルが堆積す
ることは少ないであろう。

【０１１２】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
洗浄ガス流上流側のシールド板１０７は、図８（Ａ）に
示すような構成のみに限らない。たとえば、半円状の切
り欠きをより深いものとしたり、浅いものとした円弧状
の切り欠きとしてもよい。ウエハを水平に配置して洗浄
を行う場合を説明したが、ウエハの向きは必ずしもこの
向きに限らない。たとえば、垂直にウエハを立てたり、
倒立させることも可能であろう。

【０１１３】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者に自明であろう。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
洗浄対象物表面に効率的に噴射ガス流を導入し、効率的
な洗浄を行うことができる。

【０１１５】洗浄ガス流として、少なくとも表面が固化
したアルゴン微粒子を用いれば、環境破壊を生じること
が少なく、効率的な洗浄が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】洗浄装置のブロック図である。

【図２】アルゴンの相図である。

【図３】ガスを用いた洗浄装置の平断面図である。

【図４】本発明の実施例による洗浄室の構成を示す断面
図である。

【図５】図４に示す洗浄装置のシールド体１０８の構成
を示す平面図および断面図である。

【図６】シミュレーション実験によるガス流を示すスケ
ッチである。

【図７】参考例による洗浄室の断面図である。

【図８】洗浄装置のシールド板の平面図、及びノズルヘ
ッダ、シールド板及びウエハの断面図である。

【符号の説明】

１、２ ボンベ ３、４ 圧力調整弁 ５ フィルタ ６ 冷却器 ７ 温度計 ８ 圧力計 ９ 温度制御装置 １０ ノズル装置 １１ 真空容器 １２ 被洗浄物 １３ 流量調整弁 １４ 圧力計 １５ 圧力制御器 １６、１７ 弁 １８ 真空排気手段 ２０ 合流点 ２１、２２ 配管 ３０ 洗浄室 ３１ ノズルヘッダ ３２ ノズル ３３ 流量調整機構 ３４ 主室 ３５ 副室 ３６ 熱シールド室 ３７、３９ ガス流路 ４０ バッファ室 ４１ ウエハホルダ ４２ バッファ板 ４５ 支軸 ４８ 貫通孔 ５０ ロボット室 ５１ ロボットアーム ５２ 回転軸 ６０ ウエハ搬入室 ６１、７１ 扉 ６２ ウエハ ６３、７３ ウエハキャリア ６４ 進行方向 ７０ ウエハ搬出室 ８１、８２、８３、８４ ゲートバルブ １００、１０６ 外壁 １０１ 熱シールド板 １０２ 貫通孔 １０３ 副室壁 １０４ ガス流路隔離板 １０５ ガス流路隔離管 １０７ シールド板 １０８ シールド板（シールド体） １０８ａ〜１０８ｆ シールド板 １０９ 間隙（排気口） １２０ 外管 １２１ ニードル １２２ 排気管 １２３ ニードル駆動機構 １４０ 切り欠き １４１ 中心軸 １４２、１４３ 流束 １５１ 支持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−153729（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−45647（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−5240（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−201100（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−16510（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73626（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−92642（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B08B 1/00 - 11/04 H01L 21/304

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルより噴射するガスを洗浄対
   象物の表面に斜方より当てて該表面を洗浄する洗浄方法
   であって、 開口部を挟んで、開口部を含む平面に沿って配置された
   平面状の第１のシールド板と、開口部に平行かつ前記平
   面と交差する方向に沿って配置された複数の第２のシー
   ルド板とを対向配置したシールド手段の一方の側に洗浄
   対象物の表面を配置する工程と、 前記シールド手段の他方の側から、前記開口部に露出し
   ている前記洗浄対象物の表面に向けて斜方より、かつ前
   記第１のシールド板から前記複数の第２のシールド板に
   向かう方向に沿って前記複数のノズルよりガスを噴射す
   る噴射工程とを含むガスを用いた洗浄方法。
2. 【請求項２】 前記噴射するガスが、冷却され、液体を
   含むガスであり、前記洗浄対象物の周囲が減圧雰囲気で
   あり、前記噴射されたガスは少なくとも表面が固化した
   ガス成分の微粒子を含む請求項１記載のガスを用いた洗
   浄方法。
3. 【請求項３】 さらに、前記噴射工程と同時に、前記第
   １のシールド板と前記洗浄対象物の表面との間の間隙に
   前記開口部に向かう方向に沿った他のガス流を供給する
   工程を含む請求項１または２記載のガスを用いた洗浄方
   法。
4. 【請求項４】 さらに、前記噴射工程と同時に前記複数
   の第２のシールド板に関し、前記開口部と逆の側に設け
   た排気口から該複数の第２のシールド板と前記洗浄対象
   物の表面の間の空間のガスを排気する工程を含む請求項
   １〜３のいずれかに記載のガスを用いた洗浄方法。
5. 【請求項５】 前記シールド手段が前記複数の第２のシ
   ールド板に関し、前記開口と逆の側に、前記複数の第２
   のシールド板に近接し、前記第１のシールド板とほぼ平
   行に配置された第３のシールド板を有し、前記排気する
   工程は前記第３のシールド板と隣接する前記第２のシー
   ルド板との間に形成される排気口からガスを排気する請
   求項４記載のガスを用いた洗浄方法。
6. 【請求項６】 複数のノズルより噴射するガスを洗浄対
   象物の表面に斜方より当てて該表面を洗浄する洗浄方法
   であって、 開口部を有するシールド手段の一方の側に洗浄対象物の
   表面を配置する工程と、 前記シールド手段の他方の側から前記開口部に露出した
   前記洗浄対象物の表面に向かって前記複数のノズルより
   噴射するガスを斜方から当てる噴射工程と、 前記噴射工程と同時に前記シールド手段と前記洗浄対象
   物との間の間隙に前記噴射するガスの進向方向の該表面
   上への射影と同じ方向に沿って他のガス流を供給する工
   程とを含むガスを用いた洗浄方法。
7. 【請求項７】 前記洗浄対象物の周囲が減圧雰囲気であ
   り、前記シールド手段が前記ガスの進向方向に関して前
   記開口部より下流に排気ポートを有し、さらに前記洗浄
   対象物の表面と前記シールド手段との間の空間を前記排
   気ポートより排気する工程を含む請求項６記載のガスを
   用いた洗浄方法。
8. 【請求項８】 前記噴射するガスが、冷却され、液体を
   含むガスであり、前記洗浄対象物の周囲が減圧雰囲気で
   あり、前記噴射されたガスは少なくとも表面が固化した
   ガス成分の微粒子を含む請求項６または７記載のガスを
   用いた洗浄方法。
9. 【請求項９】 複数のノズルより噴射するガスを洗浄対
   象物の表面に斜方より当てて該表面を洗浄する洗浄方法
   であって、 開口部と排気ポートとを有するシールド手段の一方の側
   に洗浄対象物の表面を配置する工程と、 前記シールド手段の他方の側で、前記開口部に関し前記
   排気ポートと逆の側から、該開口部に露出した前記洗浄
   対象物の表面に向かって、前記複数のノズルより噴射す
   るガスを斜方から当てる噴射工程と、 前記噴射工程と同時に、前記洗浄対象物と前記シールド
   手段との間の空間を前記排気ポートより排気する工程と
   を含むガスを用いた洗浄方法。
10. 【請求項１０】 前記噴射するガスが、冷却され、液体
    を含むガスであり、前記洗浄対象物の周囲が減圧雰囲気
    であり、前記噴射されたガスは少なくとも表面が固化し
    たガス成分の微粒子を含む請求項９記載のガスを用いた
    洗浄方法。
11. 【請求項１１】 真空排気可能な洗浄室と、 前記洗浄室内に配置され、複数のノズルを含むノズルヘ
    ッダと、 前記真空槽内で、前記ノズルヘッダのノズルより噴射さ
    れるガス流を斜方より受ける位置に配置されたシールド
    手段であって、該ガス流を受ける位置に配置された開口
    部と、該開口部よりも該ノズルヘッダ側に配置された平
    面状の第１のシールド板と、該開口部を挟んで該第１の
    シールド板と対向し、該第１のシールド板と交差する方
    向に沿って配置された複数の第２のシールド板とを含む
    シールド手段とを有する、ガスを用いた洗浄装置。
12. 【請求項１２】 さらに、ガスを冷却し、少なくとも成
    分の一部が液化したガスを前記ノズルヘッダに供給する
    ガス供給手段を有する請求項１１記載のガスを用いた洗
    浄装置。
13. 【請求項１３】 さらに、前記シールド手段に関し、前
    記ノズルヘッダと逆の側に配置され、洗浄対象物を載置
    して前記開口部の下を通過させる機構を有する請求項１
    １または１２記載のガスを用いた洗浄装置。
14. 【請求項１４】 さらに、前記シールド手段と前記洗浄
    対象物を載置する機構との間の空間に前記第１のシール
    ド板から前記開口部に向かう方向に沿って他のガス流を
    供給する手段を有する請求項１１〜１３のいずれかに記
    載のガスを用いた洗浄装置。
15. 【請求項１５】 前記シールド手段が前記複数の第２の
    シールド手段の前記開口と逆の側に近接して前記第１の
    シールド板とほぼ平行に配置された第３のシールド板を
    有し、該第３のシールド板と近接する該第２のシールド
    板とがその間に排気口を形成し、さらに該シールド手段
    と前記洗浄対象物を載置する機構との間の空間を該排気
    口より排気する手段を有する請求項１１〜１４のいずれ
    かに記載のガスを用いた洗浄装置。
16. 【請求項１６】 真空排気可能な洗浄室と、 前記洗浄室内に配置され、複数のノズルを含むノズルヘ
    ッダと、 前記洗浄室内で、前記ノズルヘッダのノズルより噴射さ
    れるガス流を斜方より受ける位置に配置されたシールド
    手段であって、該ガス流を受ける位置に配置された開口
    部と、該開口部よりも該ノズルヘッダ側に配置された平
    面状の第１のシールド板と、該開口部を挟んで該第１の
    シールド板と対向する第２のシールドとを含むシールド
    手段と、 前記シールド手段に関し、前記ノズルヘッダと逆の側に
    配置され、洗浄対象物を載置して前記開口部の下を通過
    させる機構と、 前記シールド手段と前記洗浄対象物を載置する機構との
    間の空間に前記第１のシールド板から前記開口部に向か
    う方向に沿って他のガス流を供給する手段とを有する、
    ガスを用いた洗浄装置。
17. 【請求項１７】 前記第２のシールドが、前記開口に関
    し、前記第１のシールド板と逆の側に排気口を有し、さ
    らに前記シールド手段と前記洗浄対象物を載置する機構
    との間の空間を該排気口より排気する手段を有する請求
    項１６記載のガスを用いた洗浄装置。
18. 【請求項１８】 前記第２のシールドが、前記開口部を
    挟んで前記第１のシールド板と対向し、前記第１のシー
    ルド板と交差する方向に沿って配置された複数の第２の
    シールド板と前記排気口を挟んで該複数の第２のシール
    ド板と対向し、該第１のシールド板とほぼ平行に配置さ
    れた第３のシールド板を含む請求項１７記載のガスを用
    いた洗浄装置。
19. 【請求項１９】 真空排気可能な洗浄室と、 前記洗浄室内に配置され、複数のノズルを含むノズルヘ
    ッダと、 前記真空槽内で、前記ノズルヘッダのノズルより噴射さ
    れるガス流を斜方より受ける位置に配置されたシールド
    手段であって、該ガス流を受ける位置に配置された開口
    部と、該開口部よりも該ノズルヘッダ側に配置された平
    面状の第１のシールド板と、該開口部を挟んで該第１の
    シールド板と対向し、該開口部とほぼ平行に配置された
    排気口を含む第２のシールドとを含むシールド手段と、 前記シールド手段に関し、前記ノズルヘッダと逆の側に
    配置され、洗浄対象物を載置して前記開口部の下を通過
    させる機構と、 前記シールド手段と前記洗浄対象物を載置する機構との
    間の空間を該排気口より排気する手段とを有する、ガス
    を用いた洗浄装置。
20. 【請求項２０】 さらに、ガスを冷却し、少なくとも成
    分の一部が液化したガスを前記ノズルヘッダに供給する
    ガス供給手段を有する請求項１５〜１９のいずれかに記
    載のガスを用いた洗浄装置。