JPH06343938A - 付着物の洗浄方法及びその装置 - Google Patents

付着物の洗浄方法及びその装置

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JPH06343938A
JPH06343938A JP16418193A JP16418193A JPH06343938A JP H06343938 A JPH06343938 A JP H06343938A JP 16418193 A JP16418193 A JP 16418193A JP 16418193 A JP16418193 A JP 16418193A JP H06343938 A JPH06343938 A JP H06343938A
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JP
Japan
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cleaning
cleaned
ultraviolet
lamp
optical fiber
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JP16418193A
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English (en)
Inventor
Shuhei Shinozuka
脩平 篠塚
Masao Matsumura
正夫 松村
Koji Ono
耕司 小野
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄対象物が凹凸のある形状であっても、そ
の表面に付着した付着物を効果的に取除く。 【構成】 洗浄対象物2が収納された洗浄部3に紫外線
ランプ5を配設し、オゾンを含む洗浄用ガスをオゾナイ
ザ20から洗浄部3に供給し、紫外線ランプ5から発せ
られる紫外線を光ファイバ12により洗浄対象物2の裏
面15及び底面16などの所要表面に照射することによ
り、洗浄対象物2に付着した付着物を取除く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高度の清浄度を要求さ
れる半導体ウエハ、液晶基板、或いはこれらの搬送容器
内面などに付着した付着物を取除く洗浄方法及びその装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】精密部品などの表面に付着した切削油な
どの有機物を取除いて洗浄する場合には、従来からフロ
ンが広く使用されてきた。ところが、このフロンは、地
球を取り巻いているオゾン層を破壊することから、その
使用を国際的に全面廃止する方向に向かっている。
【0003】このため、フロンに代わる代替洗浄方法と
して、超純水やエチルアルコール等による湿式の洗浄方
法ばかりでなく、プラズマ洗浄や紫外線(UV=Ultravi
oletrays) とオゾン(O3)とを組合せた所謂UV/O3
洗浄などの乾式による洗浄方法が候補として挙げられ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記湿式に
よる洗浄方法は、フロンに比べて乾燥時間が長くなり、
また洗浄液の残渣と思われる湯皺が、精密部品などの洗
浄対象物の表面に残るという問題がある。又、乾式のプ
ラズマ洗浄の場合には、電荷がチャージすることによる
洗浄対象物の変質が危惧される。
【0005】一方、乾式のUV/O3 洗浄の場合には、
プラズマ洗浄のような洗浄対象物の変質の問題はないの
で、洗浄対象物に付着した切削油などの有機物の洗浄に
対しては、フロン洗浄に代わり得る洗浄方法として期待
がもてる。しかしながら、UV/O3 洗浄は紫外線を洗
浄対象物に照射しているので、洗浄対象物が凹凸のある
形状を有している場合には、紫外線が照射されない表面
部分の付着物は除去されず洗浄むらが生ずるという問題
があった。
【0006】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、洗浄対象物が凹凸のある形状であっても、その表
面に付着した付着物を効果的に取除くことができる、付
着物の洗浄方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る付着物の洗
浄方法は、洗浄対象物が存在する洗浄部に紫外線ランプ
を配設し、オゾンを含む洗浄用ガスの下で、前記紫外線
ランプから発せられる紫外線を光ファイバにより前記洗
浄対象物の所要表面に照射することにより、この洗浄対
象物に付着した付着物を取除くことを特徴とするもので
ある。
【0008】また、前記方法を実施するための付着物の
洗浄装置は、洗浄対象物の存在する洗浄部と、前記洗浄
部に設けられ、前記洗浄対象物の表面に紫外線を照射す
るための紫外線ランプと、前記洗浄部に設けられ、前記
紫外線ランプから発せられる紫外線を導いて前記洗浄対
象物の所要表面に照射する光ファイバと、オゾンを含む
洗浄用ガスを前記洗浄部に供給するガス供給装置とを備
えたことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明においては、洗浄部に存在する洗浄対象
物から、有機物などの付着物を、紫外線ランプから発せ
られる紫外線を光ファイバによって照射して、オゾン
(O3 )を含む洗浄用ガスによって発生する発生期の酸
素により除去している。
【0010】波長が184.9nmの紫外線は酸素ガス
(O2 )をオゾン(O3 )に変化させる作用を有してお
り、波長が254nmの紫外線はオゾン(O3 )を分解
して発生期の酸素(O)を発生させる作用を有してい
る。この発生期の酸素は結合力が強いため、炭素
(C)、水素(H)、酸素(O)を含む有機物(Cm
nl)と結合して一酸化炭素(CO)、二酸化炭素
(CO2)、或いは水(H2O)となり、有機物を分解除
去する。本発明に係る方法及び装置は、この原理を応用
することにより、洗浄対象物の表面に付着した炭素系
(C系)の有機物を含む付着物を除去している。
【0011】また、紫外線ランプから発せられる紫外線
は光ファイバにより導かれて洗浄対象物の所要表面に照
射されるので、洗浄対象物には紫外線が隈なく照射さ
れ、凹凸のある前記所要表面に付着している有機物も残
留することなく分解する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図4に基
づいて説明する。図1は本発明の一実施例に係る付着物
の洗浄装置を示す構成図、図2は本発明の原理を示す説
明図である。図1に示すように、付着物の洗浄装置1
は、洗浄対象物2が存在する洗浄部3が密閉空間内部に
形成され、洗浄部3に設けられた複数の紫外線ランプ5
を備えている。
【0013】真空容器4は、容器本体6と、容器本体6
に着脱自在に取付けられて容器本体6とともに内部に洗
浄部3を形成する蓋材7とを備えている。容器本体6の
上端面に形成された環状の溝8に無端状のOリング9を
嵌入して、Oリング9を締結部材(図示せず)により容
器本体6及び蓋材7に密着させることにより、器具本体
4の内部を密封している。
【0014】紫外線ランプ5は、洗浄対象物2の表面に
紫外線を照射して、この洗浄対象物2に付着した有機物
などの付着物を取除くためのものである。紫外線ランプ
5は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンラン
プ及び重水素ランプなど紫外線を発するものであればど
のようなランプであってもよい。好ましくは低圧水銀ラ
ンプがよく、またランプを構成するガラスには合成石英
のものを用いるのがよい。この低圧水銀ランプは、有機
物のアッシング(灰化)に必要なオゾン(O3)を、酸
素(O2)→O3の変化によって作り出せる184.9n
mの波長の紫外線を発することができる性質を有してい
る。
【0015】板状の石英ガラス10が、紫外線ランプ5
の下方に位置して洗浄部3に取付けられているが、これ
は洗浄装置内部の洗浄を楽にするためである。尚、本実
施例では石英ガラス10を取付けた状態を示したが、こ
の石英ガラス10を省略することもできる。洗浄部3に
は、紫外線ランプ5から発せられる紫外線を導いて洗浄
対象物2の所要表面にこの紫外線を照射するための光フ
ァイバ12が設けられている。光ファイバ12は、石英
ガラス10の下部に配設され、その長さは5mm乃至1
50mm程度である。
【0016】洗浄対象物2が、図示するような凹凸のあ
る形状の場合には、その上面13や側面14には紫外線
ランプ5からの直射光や反射光などが照射されるので洗
浄が行われるが、紫外線ランプ5に対して影となる部分
例えば裏面15や底面16には紫外線が照射されない。
そこで、紫外線ランプ5から発せられる紫外線の一部を
光ファイバ12により、紫外線が届かない裏面15や底
面16等の所要表面に照射している。これにより、洗浄
対象物2のような凹凸のあるものであっても、紫外線が
隈なく洗浄対象物の表面に照射される。
【0017】光ファイバ12は、エキシマレーザ等のよ
うに紫外線のパルスを移送する場合には、紫外線が光フ
ァイバ12の管壁に吸収されるので大きな効果を発揮し
ない。ところが、本実施例で用いた低圧水銀ランプが発
する光のような連続した紫外線を移送する場合には、光
ファイバ12の管壁に光が多少吸収されても紫外線が連
続的に送り込まれるので大きな効果を発揮する。
【0018】光ファイバ12の配列としては、光ファイ
バ12を束状にしてその端面を紫外線ランプ5に接触さ
せてもよいが、一列又は複数列の列状にして紫外線を紫
外線ランプ5から洗浄対象物2の裏面15、底面16に
導いてもよい。なお、紫外線ランプ5は、洗浄対象物2
の上面13などに直接紫外線を照射するために、光ファ
イバ12で覆わないランプも有している。
【0019】洗浄対象物2は、洗浄部3に設けられたテ
ーブル17上に載置されている。テーブル17は位置調
節装置18により動くようになっており、位置調節装置
18は、紫外線ランプ5と洗浄対象物2との間の相対的
位置を変更可能にしている。即ち、位置調節装置18の
昇降機構が、テーブル17を矢印Dのように昇降させる
ことにより、洗浄対象物2などの洗浄対象物の大きさや
形状に合わせて、紫外線ランプ5と洗浄対象物との間の
距離を自由に変えられるようにしてある。また、テーブ
ル17は、位置調節装置18の回転機構により、洗浄中
は矢印Eに示すように回転して紫外線が洗浄対象物に隈
なく照射されるようにしている。
【0020】従来の洗浄装置は、半導体ウエハ等の洗浄
対象物と紫外線ランプとの距離は自由に変えられなかっ
たが、本実施例装置1によれば、前記相対的位置を任意
に変えることができ、洗浄効果が向上する。
【0021】有機物のアッシング(灰化)速度は、洗浄
対象物2に付着している有機物の温度が高いほど効果的
であるので、テーブル17にヒータ19を埋め込んで、
洗浄対象物2を室温から500℃程度まで加熱すること
ができるようにしている。
【0022】洗浄装置1は、酸素及びオゾンを含む洗浄
用ガスを洗浄部3に供給するガス供給装置としてのオゾ
ナイザ20を備えている。アッシング速度を高めるため
にはオゾン濃度が高いほうが効果的であるので、オゾン
を発生させるオゾナイザ20としては、数十乃至十万p
pmのオゾンを作り出せる能力のものであればよい。本
発明者は、約10000ppmのオゾンを発生する能力
のオゾナイザ20を用いて後述する実験を行った。
【0023】オゾナイザ20で作り出されたオゾンは、
オゾナイザ20と洗浄部3とを連通する連通管21を通
って洗浄部3の内部に供給される。なお、オゾナイザ2
0の代わりに、酸素または空気を供給するガス供給装置
を用いた場合には、紫外線ランプ5から発せられる18
4.9nmの紫外線が酸素又は空気中の酸素をオゾンに
変化させるので、この場合にも有機物の洗浄を行うこと
ができる。
【0024】洗浄装置1は、洗浄により洗浄部3で発生
したガスを処理するための排ガス処理装置22を備えて
いる。洗浄の後に洗浄部3に残留するオゾン、一酸化炭
素、炭酸ガス、水分などは、洗浄部3と排ガス処理装置
22とを連通する排出管23を通って排ガス処理装置2
2に排出されてここで無害化処理されるので、人体に与
える悪影響はなくなる。
【0025】次に、図2により本発明の洗浄方法の原理
を説明する。図示するように、洗浄対象物2の表面30
に有機物(Cmnl )31などの付着物が付着して
いる場合に、紫外線ランプ5から導かれた紫外線Rが有
機物31に照射される。洗浄部3の雰囲気中には、オゾ
ナイザ20から供給されたオゾンがあると、254nm
の波長の紫外線がオゾンを分解して発生期の酸素(O)
を発生させる。発生期の酸素は、有機物31を一酸化炭
素(CO)、二酸化炭素(CO2)及び水分(H2O)に
分解してアッシングする。これにより、有機物31は完
全に分解されて、洗浄対象物2の表面30は清浄な状態
に洗浄される。
【0026】図1に示すように、光ファイバ12により
洗浄対象物2の裏面15や底面16など直射光や反射光
が照射されない部分にも紫外線を導いて照射しており、
更にテーブル17が昇降回転動作を行って紫外線を洗浄
対象物2に均一に照射するようにしているので、洗浄対
象物2の表面30に付着した有機物31は効果的に取除
かれることとなる。
【0027】このように、本発明は、洗浄対象物2が存
在する洗浄部3に紫外線ランプ5を配設し、オゾンを含
む洗浄用ガスの下で、紫外線ランプ5から発せられる紫
外線Rを光ファイバ12により洗浄対象物2の裏面15
や底面16などの所要表面に照射することにより、洗浄
対象物2に付着した付着物を取除いている。また、洗浄
対象物2の上面13や側面14には紫外線の直射光や反
射光などが照射されるので、洗浄対象物2には紫外線が
隈なく照射されることとなり、付着物がくまなく取除か
れる。
【0028】次に、図1に示す所謂UV/O3 洗浄装置
1により行った洗浄実験について説明する。図3は洗浄
実験に用いた洗浄対象物2の平面図、図4は図3の正面
図である。洗浄対象物2はステンレス製であり、その表
面のうちA部及びB部には紫外線の直射光が照射される
が、C部は影の部分となって直射光は照射されない。そ
こで、光ファイバ12を設けてC部にも紫外線を照射し
た場合と照射しない場合とを比較する実験を行い、光フ
ァイバ12の有効性を調べた。表1は洗浄結果を示した
ものである。
【0029】
【表1】
【0030】本実験では、洗浄対象物2を多数枚準備
し、各洗浄対象物2の表面全体に切削油またはマヨネー
ズを塗布したのち本発明に係る洗浄装置1により洗浄を
行った。洗浄後は、表面に水滴を落して、その接触角度
から汚染度を知る接触角度法により汚染面の評価を行っ
た。接触角度法によれば、汚染が少なければ少ないほど
接触角度は小さくなり、例えば通常のUV/O3 洗浄を
行った後のウエハの接触角度としては2乃至5°程度で
ある。
【0031】本実験でUV/O3 洗浄を行った場合、紫
外線が照射されている面(A部及びB部)は、切削油ま
たはマヨネーズを付着した何れの場合も、接触角度が、
洗浄前の約70°から洗浄後は4°程度になり洗浄の効
果が現れている。しかしながら、紫外線が照射されない
面(C部)の接触角度は、洗浄前の約70°から洗浄後
は50°程度に低下していたに過ぎず、洗浄の効果が現
れていない。なお評価の項で、符号「○」「×」は洗浄
効果がある場合とない場合とをそれぞれ示している。
【0032】この洗浄効果が現れていない面(C部)
に、光ファイバ12で紫外線ランプ5から紫外線を導い
て照射した場合には、このC部における接触角度は洗浄
前の約70°から洗浄後は4°程度に低下して洗浄の効
果が現れており、光ファイバ12が有効であることが明
らかとなっている。なお、各図中同一符号は同一または
相当部分を示す。
【0033】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、洗
浄対象物が凹凸のある形状であっても、光ファイバによ
り紫外線が洗浄対象物に隈なく照射されることとなり、
表面に付着した付着物を効果的に取除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1乃至図4は本発明の一実施例を示す図で、
図1は付着物の洗浄装置を示す構成図である。
【図2】本発明の原理を示す説明図である。
【図3】洗浄実験に用いた洗浄対象物を示す平面図であ
る。
【図4】図3の正面図である。
【符号の説明】
1 洗浄装置 2 洗浄対象物 3 洗浄部 4 真空容器 5 紫外線ランプ 12 光ファイバ 15 裏面(所要表面) 16 底面(所要表面) 18 位置調節装置 20 オゾナイザ(ガス供給装置) 31 有機物(付着物) R 紫外線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗浄対象物が存在する洗浄部に紫外線ラ
    ンプを配設し、オゾンを含む洗浄用ガスの下で、前記紫
    外線ランプから発せられる紫外線を光ファイバにより前
    記洗浄対象物の所要表面に照射することにより、この洗
    浄対象物に付着した付着物を取除くことを特徴とする付
    着物の洗浄方法。
  2. 【請求項2】 洗浄対象物が存在する洗浄部と、 前記洗浄部に設けられ、前記洗浄対象物の表面に紫外線
    を照射するための紫外線ランプと、前記洗浄部に設けら
    れ、前記紫外線ランプから発せられる紫外線を導いて前
    記洗浄対象物の所要表面に照射する光ファイバと、オゾ
    ンを含む洗浄用ガスを前記洗浄部に供給するガス供給装
    置とを備えたことを特徴とする付着物の洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記紫外線ランプと前記洗浄対象物との
    間の相対的位置を変更可能な位置調節装置を備えたこと
    を特徴とする請求項2記載の付着物の洗浄装置。
JP16418193A 1993-06-08 1993-06-08 付着物の洗浄方法及びその装置 Pending JPH06343938A (ja)

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