(57)【要約】【課題】複数の洗浄ガスを構造物の内部に直接的に吹き付けて洗浄するドライ洗浄装置及び、そのドライ洗浄方法を提供する。【解決手段】実施形態によるドライ洗浄装置は、洗浄対象となる付着物が内部に付着するワークを収容する気密なチャンバーと、チャンバー内の気体を排気する排気系とを備える。このドライ洗浄装置は、洗浄ガス供給系が少なくとも２つのノズルに異なる洗浄ガスを供給する。少なくとも２つのノズルは、異なる洗浄ガスをそれぞれに噴出して混合し、付着物に接する洗浄ガス混合エリアを生成する。ノズル駆動系は、洗浄ガス混合エリアに前記付着物を晒した状態で、前記２つのノズルを移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄対象となる付着物が内部に付着するワークを収容する気密なチャンバーと、
前記チャンバー内の気体を排気する排気系と、
異なる反応性の洗浄ガスをそれぞれに噴出して混合させて、前記付着物に接する洗浄ガス混合エリアを生成する、少なくとも２つのノズルと、
２つの前記ノズルの各々の開口に、異なる前記洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給系と、
前記洗浄ガス混合エリアに前記付着物を晒した状態で、前記２つのノズルを移動するノズル駆動系と、
を備えるドライ洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄ガス混合エリア内で前記反応性の洗浄ガスと前記付着物との反応温度を測定する温度センサと、
前記温度センサから検出された反応温度の変化に基づき、洗浄終了を判定する制御部と、
をさらに備える、請求項１に記載のドライ洗浄装置。
【請求項３】
２つの前記ノズルは、前記チャンバー内へ対向する双方向から延伸し、前記ワークの内部で開口が同軸上で対向する第１の配置、又は、
２つの前記ノズルは、前記チャンバー内で一方の方向から延伸し、並列に配置される第２の配置のいずれかである、請求項１に記載のドライ洗浄装置。
【請求項４】
前記ノズル駆動系は、
前記２つのノズルを移動可能に保持し、前記２つのノズルの開口間の距離を維持しつつ、前記２つのノズルの各々を進退移動させる２つの駆動部を備える、請求項１に記載のドライ洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄ガス供給系は、
前記２つのノズルの一方に流量調整された第１洗浄ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記２つのノズルの他方に流量調整された第２洗浄ガスを供給する第２ガス供給部と、
を備える、請求項３に記載のドライ洗浄装置。
【請求項６】
前記洗浄ガス供給系は、さらに、前記第１洗浄ガスと前記第２洗浄ガスのうちの少ない流量の洗浄ガスに対して、同じ流量となるように不活性ガスを補う第３ガス供給部を備える、請求項５に記載のドライ洗浄装置。
【請求項７】
洗浄対象となる付着物が内部に付着するワークを収容する気密なチャンバーと、
前記チャンバー内の気体を排気する排気系と、
少なくとも２つのノズルが異なる反応性の洗浄ガスを噴出して混合し、前記付着物に接する洗浄ガス混合エリアを生成し、
ノズル駆動系が前記洗浄ガス混合エリアに前記付着物を晒した状態で、前記２つのノズルを移動して除去を行う、ドライ洗浄方法。
【請求項８】
前記チャンバー内に配置され、前記ワークを保持するホルダーを固定する導電性を有するワーク支持部と、
複数の負荷を直列接続し、電源を介在して形成する第１のループ回路と、
前記電源の負電極側に接続する前記負荷の両端に検出端子を接続する検知部と、
前記電源の正電極側に接続する前記負荷の出力端から前記ワークに接続する第１の配線と、
前記電源の負電極から、接地を介して前記チャンバー、前記２つの各ノズル、及び前記ワーク支持部に接続する第２の配線と、を備え、
前記検知部は、前記各ノズルと前記ワークが接触した際に、前記第１の配線と前記第２の配線が電気的に接続され、前記第１のループ回路上の前記電源及び前記電源の正電極側に接続する前記負荷を含む第２のループ回路を形成して前記第１のループ回路とリンクし、前記検出端子を接続する前記負荷に掛かる分圧の電圧下降を検知する、請求項１に記載のドライ洗浄装置。
【請求項９】
前記反応性の洗浄ガスが存在する領域で、前記反応性の洗浄ガスと前記付着物との反応温度を測定し、
測定された前記反応温度の変化に基づき、洗浄終了を判定する、
請求項７に記載のドライ洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表面に付着した有機物を洗浄により除去するドライ洗浄装置及び、そのドライ洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造装置における成膜装置やエッチング装置、及び描画装置等においては、真空に保持されたチャンバー内で成膜処理、エッチング処理又は描画処理を行っている。これらの処理中には、金属や、マスク基材上の遮光材等の有機物が真空中に飛散し、電子やイオン等と結合して、反応生成物を作り出し、チャンバー内の構造物の表面に付着し堆積する。この反応生成物は、処理の精度の低下を引き起こすだけではなく、装置内の異種プロセスの生成物が他のプロセス環境を汚染するクロスコンタミネーションや、剥がれによるパーティクルの原因となるため、洗浄による除去処理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６６０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した付着物である反応生成物を除去するために行われる洗浄は、大きくは、洗浄液に浸すウエット洗浄と、洗浄ガスによるドライ洗浄が用いられる。これらの洗浄は、洗浄対象物の構造や材料により選択される。例えば、複数の部位を組み上げた枠体や、センサ等の電子機器や配線が設けられている構造物（ワーク）をウエット洗浄で洗浄する場合には、液槽に収納できるサイズまで分解し、及び洗浄液に不適切な電子部品等を取り外すこととなる。
【０００５】
しかし、これらの枠体等の構造物は、すでに真空圧における応力や熱による伸縮が加わり、僅かであっても変形している場合がある。そのため、洗浄後に組み立て直した構造物は、組付け位置が合わず、完全には元の形状や精度には戻らない虞がある。この精度不足は、チャンバー内に戻した際に、元の取り付け位置からのずれや位置精度の不足から搬送エラーや製造過程で製品に何かしらの不良を生じさせる１つの要因となる。この不良は、製品の品質に影響し、不良品を製造してしまう原因ともなり得る。従って、構造物を分解せずに洗浄することが望まれている。そこで、例えば、特許文献１には、気密なチャンバー内に洗浄ガスを供給し、洗浄ガスに反応した堆積物を除去及び排気するドライ洗浄の技術が開示されている。
【０００６】
このドライ洗浄の場合は、反応性ガス、熱や紫外線等により活性化するガス等の洗浄ガスが構造物の内部まで入り込み、活性化したガスにより反応生成物を除去しなければならない。しかし、洗浄ガスは、外部から吹きかけただけでは構造物内部へ十分には入り込めない。このため、ドライ洗浄において、活性化された十分なガスが構造物の内部に届くことが期待できず、洗浄ムラを生じさせて適切な洗浄に至らない場合がある。  
そこで本発明は、複数の洗浄ガスを構造物の内部に直接的に吹き付けて、効率的に洗浄するドライ洗浄装置及び、そのドライ洗浄方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態のドライ洗浄装置は、洗浄対象となる付着物が内部に付着するワークを収容する気密なチャンバーと、前記チャンバー内の気体を排気する排気系と、異なる洗浄ガスをそれぞれに噴出して混合させて、前記付着物に接する洗浄ガス混合エリアを生成する、少なくとも２つのノズルと、２つの前記ノズルの各々の開口に、異なる前記洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給系と、前記洗浄ガス混合エリアに前記付着物を晒した状態で、前記２つのノズルを移動するノズル駆動系と、を備える。
【０００８】
さらに、実施形態のドライ洗浄方法は、気密なチャンバー内に、浄対象となる付着物が内壁面に付着するワークを収容し、前記チャンバー内へ対向する双方向から延伸し、前記ワーク内で開口を対向させて一軸上に配置される一対のノズルから、異なる洗浄ガスを噴出して混合した前記洗浄ガスを前記付着物に直接吹き付け、前記洗浄ガスが噴出されている領域で、前記洗浄ガスと前記付着物との反応温度を測定し、上昇する反応温度が降下した転じた洗浄終了を判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の洗浄ガスを構造物の内部に直接的に吹き付けて、効率的に洗浄するドライ洗浄装置及び、そのドライ洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るドライ洗浄装置の概念的な構成例を示す図である。
【図２】図２は、接触検知部により検出された接触時の電圧特性を示す図である。
【図３】図３は、洗浄の過程について説明するための温度とガス流量の関係を示す図である。
【図４】図４は、ドライ洗浄装置を用いた洗浄による付着物の除去について説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るドライ洗浄装置の概念的な構成例を示す図である。
【図６】図６は、ノズルの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
本実施形態のドライ洗浄装置は、気密なチャンバー内に洗浄対象となる構造物（以下、ワークと称する）を収容し、構造物の内部に少なくとも２本のノズルを挿入して、それぞれ異なる洗浄ガスを噴出させる。洗浄ガスは、ワークの内部に付着する除去された金属又は有機物等からなる付着物、例えば、反応生成物と反応させて排気と共に除去する。ワーク内における２本のノズルは、互いの開口がノズルの長手方向で対向して近距離で向き合い、それぞれが洗浄ガスを噴出して、ノズルの開口間のエリアで洗浄ガスが混合する領域である洗浄ガス混合エリア（以下、洗浄エリアと称する）を生成し、局所的な範囲で付着物に晒して、付着物を除去する。さらに、ノズルの開口間の距離を維持した状態で、２本のノズルを一体的に移動させて、洗浄ガス領域がワークの内部全体に亘るように移動する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１を参照して、第１の実施形態に係るドライ洗浄装置の構成について説明する。図１は、ドライ洗浄装置の概念的な構成例を示す図である。  
このドライ洗浄装置１は、気密なチャンバー２と、チャンバー２と排気管で接続される可変バルブ３と、可変バルブ３と接続するドライポンプ４と、を備えている。さらに、ドライ洗浄装置１は、チャンバー２内に対向して導入される一対のノズル６，８と、ノズル６，８をチャンバー２内で進退移動させる第１，２駆動部７，９［ノズル駆動系］と、洗浄ガスを供給するガス供給系１０と、ドライ洗浄装置１全体を制御する制御部１５とを備える。さらに、洗浄ガスが噴出されている洗浄エリアで反応温度を測定する温度センサ２０と、温度センサ２０から反応温度を取得する温度測定部２１を備えている。また、ドライ洗浄装置１は、移動する一対のノズル６，８がワーク５と接触した際に、ノズル６，８の移動を停止させる接触検知部２３を備えている。
【００１３】
本実施形態において、洗浄対象となるワーク５は、例えば、内部スペースを有する筒形状を有し、内部の壁面５ａに洗浄対象となる付着物１９として、例えば、除去された有機物や反応生成物が付着している。
【００１４】
以下、ドライ洗浄装置１の構成部位について詳細に説明する。  
制御部１５は、ドライ洗浄装置１全体を制御する。制御部１５は、専用の制御装置を構築しても良いし、汎用なパーソナルコンピュータに専用のプログラムを搭載して用いることもできる。制御部１５は、後述する温度センサ２０が検出した洗浄ガスと付着物との化学反応による温度変化に基づき、洗浄の終了を判定する。
【００１５】
チャンバー２は、例えば、ステンレス合金又はアルミニウム合金等の金属板と、Ｏリング等のシール部材２２とで気密な容器になるように構成される。また、チャンバー２の一面には、図示しないゲート（扉）が設けられており、洗浄対象となる構成物を出し入れすることができる。また、チャンバー２の対向する面には、それぞれのノズル６及びノズル８が進退移動可能に導入される。尚、チャンバー２は、付着物の洗浄の際に、反応後の付着物がチャンバーの内壁面に付着し難くするように、内壁面の温度を上げるヒータ等を含む加温構造を備えてもよい。さらに、チャンバー２内には、図示しない支柱により支持されるワーク支持部２８と、ワーク５をワーク支持部２８に保持させるホルダー２９とを備えている。ワーク支持部２８は、例えばステンレス合金等の耐腐食性のある金属等の導電体材料を用いて、中央に孔が空けられて外周囲に立ち上がり部分を有する枠形状（丸枠、矩形枠等）に形成される。ホルダー２９は、中央に孔が空けられ、内面側が洗浄対象となるワーク５を嵌め込む形状を成している。ワーク支持部２８とホルダー２９は、ホルダー２９をワーク支持部２８内に嵌め込む構造で固定してもよいし、ビス等を用いて固定してもよい。このホルダー２９は、絶縁体材料により形成され、例えば、テフロン（登録商標）樹脂等の樹脂材料、セラミック材料等を用いることができる。
【００１６】
可変バルブ３及びドライポンプ４は、チャンバー２からの排気管に連結され、チャンバー２内の気体を外部に排気する排気系を構成する。可変バルブ３は、排気系において、ドライポンプ４の上流側に配置される。可変バルブ３は、例えばバタフライバルブ構造が用いられ、制御部１５の制御によりバタフライの開度が調整され、チャンバー２内の減圧状態が調整される。ドライポンプ４は、オイルフリーのメカニカルポンプの一種であるが、大気圧から排気可能なポンプであれば使用することができる。例えば、ワークに対してオイルフリーの条件がなければ、ロータリーポンプを用いることも可能である。また、使用する洗浄ガスと除去する反応生成物によっては、排気系で排気した洗浄ガスの有害成分を除去する排ガス処理装置を設けてもよい。
【００１７】
ガス供給系１０は、３ガス系統のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１，１２，１３と、切替バルブ１６、１７と、洗浄ガス供給制御部１４とを備える。洗浄ガス供給制御部１４は、制御部１５の指示に基づき、ＭＦＣ１１，１２，１３及び切替バルブ１６、１７に対して、ガス供給及びガス流量を制御する。
【００１８】
本実施形態においては、ＭＦＣ１１，１２，１３は、公知なものが使用でき、流量レンジは、例えば、２０〜１００ｍｌ／ｍｉｎの範囲内を有するものが好適する。各ＭＦＣ１１，１２，１３は、図示しないガスライン（ガス配管）によりガスボンベ等から成るガス供給源が接続される。ＭＦＣ［第１ガス供給部］１１は、ノズル６に供給する第１洗浄ガスのガス流量を制御する。ＭＦＣ［第３ガス供給部］１２は、ノズル６又はノズル８に補助的に供給する不活性ガスのガス流量を制御する。ＭＦＣ［第２ガス供給部］１３は、ノズル８に供給する第２洗浄ガスのガス流量を制御する。ＭＦＣ１２のガス供給ラインは、ノズル６のガス供給ライン又はノズル８のガス供給ラインのいずれかに切り替えて、不活性ガスを供給するための切替バルブ１６、１７を備えている。切替バルブ１６、１７が設けられるガス供給ラインは、いずれか一方であってもよい。
【００１９】
ＭＦＣ１２における不活性ガスは、第１洗浄ガスと第２洗浄ガスのうちの少ない流量の洗浄ガスに対して、流量を補うキャリアガスとして利用される。つまり、２つの洗浄ガスのうちで、一方の洗浄ガスの流量（又は、割合）が大きく異なると、前述した洗浄エリアにおいて、流量が少ない方の洗浄ガスが押されて、適正に混合されない状況が生じる。本実施形態では、２つの洗浄ガスが適正に混合されるように、ガス流量の差が予め定めた閾値（流量差）を越えた際に、両方の洗浄ガスのガス流量を同じ量にするための補助として、Ａｒ等の不活性ガスを用いている。
【００２０】
尚、切替バルブ１６、１７は、逆止弁機能を有し、ＭＦＣ１１，１３のガス供給ラインからＭＦＣ１２への洗浄ガスの回り込みを防止することが好ましい。また、使用する洗浄ガスが腐食性を有していた場合には、洗浄処理後に、ＭＦＣ１２からＭＦＣ１１，１３のガス供給ラインへ不活性ガスをパージガスとして流し、ガス供給ラインのガス配管の腐食防止に用いることも可能である。
【００２１】
チャンバー２のノズル導入孔２ａとノズル６の間、及び、ノズル導入孔２ｂとノズル８の間には、共に、Ｏリング等のシール部材２２が用いられて、各ノズル６，８が進退移動可能で且つ気密が保持される。ノズル６及びノズル８は、直管により形成され、チャンバー２内で同軸線上になるように配置され、ノズル先端の開口６ａ，８ａが近距離で対向する。開口６ａと開口８ａ間の距離は、洗浄対象となるワークの内部状況によって異なる。その距離は、例えば、２０ｍｍから４０ｍｍの範囲内で、経験的に最も洗浄効果が高い距離に、適宜設定される。それぞれのノズル６，８から噴出する洗浄ガスが、直接衝突して混合し、破線で示す洗浄エリア１８を形成する。尚、洗浄エリア１８は、洗浄範囲の端から端までをノズル６，８の移動に沿って移動する。また、洗浄エリア１８は、一定の排気量の場合には、各ノズル６，８のガスの噴出量や噴出速度により、広がる大きさが異なる。また、洗浄ガスの供給量が一定の場合には、後述するドライポンプ（Ｐ）４及び可変バルブ３の排気系による排気量の調整によって洗浄エリア１８の大きさを調整することも可能である。勿論、排気系の排気量と洗浄ガスの供給量を共に調整して、洗浄エリア１８の大きさを調整してもよい。
【００２２】
第１駆動部７及び第２駆動部９は、共に、図示しないモータと進退機構とを備えている。モータは進退機構の駆動源として用いられる。進退機構は、チャンバー２内部に対してノズル６及びノズル８がチャンバー２内に対する進入及び退避する移動を行う。この進退機構は、例えば、ノズルの外周面にラックを形成、又は、ラック部材を固定し、モータに取り付けたギヤ（ピニオン）で構成することができる。他にも、スライド移動するリニアモータを用いることもできる。第１駆動部７及び第２駆動部９は、ノズル６及びノズル８の開口６ａ，８ａが一定の間隔を維持するように同期して移動させる。
【００２３】
次に、温度センサ２０は、チャンバー２内で洗浄ガスにより付着物が反応している洗浄エリア１８における反応温度を測定する。温度測定部２１は、温度センサ２０から反応温度を取得し、制御部１５に送信する。温度センサ２０は、例えば、測温抵抗体や熱電対を利用したセンサを利用することができる。図１においては、便宜的に１個の温度センサ２０を示しているが、実際には複数個の温度センサ２０が洗浄エリア１８の大きさに従った間隔を空けて配置されている。これは、本実施形態では、ノズル６，８の移動に従って、洗浄エリア１８も洗浄範囲の端から端までを移動する。洗浄終了を判断するための反応温度を取得するためには、移動する洗浄エリアがどの位置にあったとしても、洗浄エリア内に少なくとも１個の温度センサ２０が存在することが必須である。
【００２４】
従って、洗浄エリア１８の大きさに従った間隔を空けて温度センサ２０が配置される。例えば、洗浄エリア１８が２０ｍｍの幅（図１に示す矢印の移動方向における厚み）であった場合には、温度センサは、少なくとも２０ｍｍ以下の間隔で配置されることとなる。具体例としては、ワーク５よりも長いロッド状の部材に、洗浄エリア１８の大きさに基づいた間隔を空けて複数の温度センサ２０を配置した温度センサユニットを構成する。チャンバー２内に配置する前のワーク５の内部の洗浄面となる壁面５ａに温度センサユニットを固定すればよい。他の方法としては、洗浄エリア１８のエリア内に温度センサ２０が存在するように、一方のノズル先端から温度センサ２０を差し伸ばしてノズルに固定する構成であってもよい。この場合には、１個の温度センサ２０を洗浄エリア１８の中心に配置してもよいし、複数個の温度センサ２０を洗浄エリア１８内に分散させて配置してもよい。
【００２５】
接触検知部２３は、一対のノズル６，８が移動して、ワーク５と接触した際に、電気的に接触したことを検出し、ノズル６，８の移動を停止させる。この接触検知部２３は、３個の負荷２４ａ，２４ｂ，２４ｃ及び電源２５を直列にループ接続し、第１のループ回路Ｌ１を形成する。本実施形態において、３個の負荷２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、均等な負荷値（抵抗値）であるものとする。
【００２６】
さらに、電源２５の正電極側に一端（入力端側）を接続する１番目の負荷２４ａの他端（出力端側）からワーク５に第１の配線を接続する。また、電源２５の負電極から接地を介して、チャンバー２、ノズル６，８、及びワーク支持部２８に第２の配線を接続する。この構成において、ノズル６又はノズル８と、ワーク５が接触した場合には、電源２５の正電極−１番目の負荷２４ａ−第１の配線−ワーク５−ノズル６又はノズル８−第２の配線−電源の負電極による第２のループ回路Ｌ２を形成する。また、３番目の負荷２４Ｃの両端には、検出端子を接続して電圧の変化を計測する検知部２６が接続される。検知部２６は、制御部１５に検知結果を出力する。
【００２７】
このように構成された接触検知部２３は、ノズル６又はノズル８とワーク５が非接触な正常な状態の時は、第１のループ回路Ｌ１の回路構成となり、電源２５の供給電圧は、直列接続された３つの負荷２４ａ，２４ｂ，２４ｃに分圧される。検知部２６は、負荷２４ｃに掛かる分圧電圧を検出する。例えば、図２に示す閾値以上の検出電圧となる。
【００２８】
次に、何らかの理由、例えば、ホルダー２９に保持されるワーク５が外れ出て傾いた状態になり、ノズル６又はノズル８がワーク５と接触した事態を想定する。この時、例えば、ノズル６がワーク５に接触した場合には、前述した第２のループ回路Ｌ２が第１のループ回路Ｌ１とリンクした状態となる。このため、電源２５から出力される供給電圧は、第１の負荷２４ａにその大半が印加され、第２，３番目の負荷２４ｂ，２４ｃに供給される供給電圧が減少し、図２に示すように閾値以下の電圧となる。検知部２６は、検出電圧が閾値以下になった場合には、ノズル６又はノズル８がワーク５と接触している又は、何らかの不具合でワーク５に印加されている供給電圧が他の部材に漏電している不具合が生じているものとして、不具合の発生を示唆する検知信号を制御部２５に送出する。制御部２５は、検知部２５からの検知信号を受けて、第１駆動部７及び第２駆動部９に駆動停止を指令する。  
この接触検知部２３は、チャンバー２内で発生している不具合を検知して、制御部１５により第１，２駆動部７，９を緊急停止させることができる。
【００２９】
次に、図３に示す洗浄ガスと反応温度の特性、及び図４に示すフローチャートを参照して、本実施形態のドライ洗浄装置１を用いた洗浄による付着物１９の除去について説明する。  
まず、図３に示す洗浄ガスと、付着物の反応温度の関係について説明する。本実施形態の洗浄ガスは、２つ種類の洗浄ガスを混合して使用する。この洗浄ガスを用いた洗浄は、洗浄ガスと付着物が化学反応すると、熱（反応熱）が発生する。即ち、洗浄ガスに晒されて付着物に対する洗浄が開始（洗浄ＯＮ）し、化学反応する付着物の増加に伴い、付着物及びその周囲の温度が線形的に上昇する。付着物が化学反応し排気による除去で消滅すると、温度が下降し、室温に戻る。従って、反応温度を洗浄の判断基準に用いて、洗浄開始後に上昇した温度が下降に転じる時点を洗浄の完了時とする。
【００３０】
次に、ドライ洗浄装置１による付着物１９の除去について説明する。  
まず、チャンバー２内の図示しないステージに、中空な筒状のワーク５を配置する（ステップＳ１）。  
ノズル６，８をワーク５の両側から内部に進出させ、ノズル先端の開口６ａ，８ａとの間の距離が予め設定された距離が、例えば、３０ｍｍとなるように対向させて配置する（ステップＳ２）。この時、洗浄ガスが混合する洗浄エリア１８が洗浄の開始位置に形成されるようにノズル６，８を配置する。
【００３１】
チャンバー２を気密状態にした後、ドライポンプ４を起動し、可変バルブ３を空けて、チャンバー２内の空気を排気して大気圧から予め設定した真空圧まで減圧する（ステップＳ３）。その設定された真空圧に達した後、洗浄ガス供給制御部１４の制御に基づき、ＭＦＣ１１から流量が制御された第１洗浄ガスが供給され、ノズル６から噴出する。同時に、ＭＦＣ１３から流量が制御された第２洗浄ガスが供給され、ノズル８から噴出する（ステップＳ４）。この例では、第１洗浄ガスのガス流量＞第２洗浄ガスのガス流量として説明する。
【００３２】
この時、第１洗浄ガスのガス流量と第２洗浄ガスのガス流量とを比較して（ステップＳ５）、ガス流量の差が予め設定した閾値を越えている場合には（ＹＥＳ）、ＭＦＣ１２から少量側の第２洗浄ガスのガス供給ラインに補助的に不活性ガスを供給する（ステップＳ６）。また、ガス流量の差が予め設定した差を越えていない場合には（ＮＯ）、不活性ガスの補助的な供給は行わない。尚、洗浄ガス供給制御部１４は、第２洗浄ガスと不活性ガスを合わせたガス流量と第１洗浄ガスのガス流量とが同じガス流量であり、混合した洗浄ガスのガス流量が一定量となるように制御する。また、ドライポンプ４の排気により、チャンバー２内の圧力においても一定であることが好ましい。
【００３３】
次に、洗浄エリア１８内に入ったワーク５の内壁面（付着物１９）が、混合している洗浄ガスに晒されて、内壁面に付着する付着物と洗浄ガスとが反応して除去される（ステップＳ７）。この反応が開始されると共に、図３に示した温度センサ２０により検出される反応温度が上昇する。その後、反応温度が下降したか否かを判断し（ステップＳ８）、反応温度が下降したならば（ＹＥＳ）、その位置におけるワーク５の内壁面の洗浄が完了したものとする（ステップＳ９）。
【００３４】
次に、第１駆動部７及び第２駆動部９は、ノズル６，８の開口６ａ，８ａの間の距離が変わらないように、ノズル６，８を移動させる（ステップＳ１０）。第１駆動部７及び第２駆動部９は、ワーク５の連続する内壁面に付着する付着物が洗浄エリア１８内に入った位置で停止する（ステップＳ１１）。この例では、ノズル６，８の移動をステップ移動させた例として説明しているが、勿論、付着物を洗浄する速度が速く、付着物の残渣が残らない範囲内でノズル６，８を連続移動させてもよい。
【００３５】
引き続き、ワーク５の洗浄範囲の終点まで、第１駆動部７及び第２駆動部９によるノズル６，８の一体的移動を伴い、洗浄ガスによる洗浄を行う。ワーク５の洗浄範囲の終点に達したならば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、洗浄を終了する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態のドライ洗浄装置は、洗浄ガスによるドライ洗浄であるため、洗浄対象のワークを分解することなく、洗浄することができる。よって、ワークを部品単位まで分解することや、ワークから部品の取り外し作業がなく、短い作業時間で洗浄を実施することができる。また、洗浄後に組み立て直しの必要が無いため、元の取り付け位置からのずれや位置精度の不足から搬送エラーや製造過程で製品に不良を招くことがない。
【００３７】
さらに、本実施形態のドライ洗浄装置は、２つのノズルによって異なる洗浄ガスを噴出して、ワーク内部に付着する付着物の近傍に洗浄ガス混合エリア（洗浄エリア）を作り、付着物を洗浄エリアに晒して、ムラなく効率的に洗浄を行い、付着物の残渣を防止することができる。また、本実施形態のドライ洗浄装置は、局所的に付着物に接するように近傍に洗浄エリアを生成して反応させるため、チャンバー内にワークを配置してチャンバー内を洗浄ガスで満たして洗浄を行う方式に比べて、確実に除去する洗浄を実現し且つ、使用する洗浄ガスの量も少ないという効果を有する。
【００３８】
［第２の実施形態］
図５を参照して、第２の実施形態に係るドライ洗浄装置の構成について説明する。図
５は、ドライ洗浄装置の概念的な構成例を示す図である。本実施形態の構成部位について、前述した第１の実施形態の構成部位と同等のものには、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は、省略する。
【００３９】
本実施形態のドライ洗浄装置３１は、前述した第１の実施形態のドライ洗浄装置１に対して、洗浄ガスを噴出する一対のノズルの構成が異なっている。ドライ洗浄装置１の一対のノズルは、対向する方向から筒形状のワークの内部に進出して、洗浄ガス噴出口となる開口が近距離で対峙するように配置されている。これに対して、本実施形態では、一対のノズルは、平行に並列配置されて一体化し、ワークの１つの方向から差し込まれる構成である。
【００４０】
図５に示すように、ドライ洗浄装置３１は、気密なチャンバー３２と、可変バルブ３と、ドライポンプ４と、を備えている。さらに、ドライ洗浄装置３１は、チャンバー３２内に一方向から導入される一対のノズル３４，３５と、ノズル３４，３５をチャンバー３２内で進退移動させる駆動部３６と、洗浄ガス供給するガス供給系１０と、ドライ洗浄装置３１全体を制御する制御部１５とを備える。さらに、温度センサ２０及び温度測定部２１を備えている。
【００４１】
前述した第１の実施形態において洗浄対象となったワークの形状は、両端が開放された直線的な筒形状であった。洗浄対象となるワークは、必ずしも両側からノズルを差し入れることができる形状ではない場合もある。本実施形態は、洗浄対象となる構造物（ワーク）３３は、例えば、内部スペースを有するカップ形状を成し、内部の壁面３３ａに洗浄対象となる付着物１９として、例えば、反応生成物が付着している構成例である。
【００４２】
以下、ドライ洗浄装置３１の構成部位について説明する。  
チャンバー３２は、前述したと同様に、ステンレス合金又はアルミニウム合金等の金属板と、Ｏリング等のシール部材とで気密な容器として構成される。
【００４３】
チャンバー２には、図示しないゲート（扉）が設けられており、ワークの出し入れを行う。チャンバー２の一面には、それぞれのノズル６及びノズル８が進退移動可能に導入される。尚、チャンバー２は、付着物の洗浄の際に、反応後の付着物がチャンバーの内壁面に付着し難くするように、内壁面の温度を上げるヒータ等を含む加温構造を備えてもよい。
【００４４】
ガス供給系１０は、３ガス系統のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１，１２，１３と、切替バルブ１６、１７と、洗浄ガス供給制御部１４とを備える。ＭＦＣ１１は、ノズル３４に供給する第１洗浄ガスのガス流量を制御する。ＭＦＣ１２は、ノズル３４又はノズル３５に補助的に供給する不活性ガスのガス流量を制御する。ＭＦＣ１３は、ノズル３５に供給する第２洗浄ガスのガス流量を制御する。ＭＦＣ１２のガス供給ラインは、ノズル３４のガス供給ライン又はノズル３５のガス供給セインのいずれかに切り替えて、不活性ガスを供給するための切替バルブ１６、１７を備えている。切替バルブ１６、１７が設けられるガス供給ラインは、いずれか一方であってもよい。
【００４５】
ＭＦＣ１２における不活性ガスは、第１洗浄ガスと第２洗浄ガスのうちの少ない流量の洗浄ガスに対して、流量を補うキャリアガスとして利用される。本実施形態では、２つの洗浄ガスが適正に混合されるように、ガス流量を同じ量にするための補助として、Ａｒ等の不活性ガスを用いている。尚、ここでも、洗浄処理後に、ＭＦＣ１２からＭＦＣ１１，１３のガス供給ラインへ不活性ガスをパージガスとして流し、ガス供給ラインのガス管の腐食防止に用いてもよい。
【００４６】
ノズル３４及びノズル３５は、直管が支持部材３９により平行で並列となるように固定され、互いの先端部分が向き合う斜め方向に屈曲する。そのノズル３４，３５の屈曲した先端には、開口３４ａ，３５ａが設けられている。それぞれの開口３４ａ，３５ａから交差する方向に噴出された第１，第２洗浄ガスは、ノズル３４，３５の前方で混合して、反応により付着物を除去する洗浄エリア３７を形成する。
【００４７】
駆動部３６は、前述したモータと進退機構とを備え、一体的に構成されたノズル３４，３５をチャンバー３２内に配置されるワーク３３に対して進退移動する。  
本実施形態においては、図５に示すように、ワーク３３の上方の底面に付着する付着物に洗浄ガスを噴出して、洗浄を開始する。前述した図３に示した反応温度の変化を判定基準として、その位置の洗浄が終了したのち、段階的又は、連続的にノズル３４，３５を後退移動して、ワーク３３の洗浄範囲の終点であるワークの開口端まで、洗浄を行う。
【００４８】
次に、温度センサ２０は、チャンバー２内で洗浄ガスにより付着物が反応している洗浄エリア３７における反応温度を測定する。図５においては、簡略して示しているため、１個の温度センサ２０を示しているが、実際には、ワーク３３の洗浄対象範囲内に複数個の温度センサ２０を配置している。この複数個の温度センサ２０の配置は、前述した第１の実施形態の配置例と同等である。
【００４９】
この第２の実施形態においても、チャンバー２内に前述したワーク支持部２８とホルダー２９とを備え、接触検知部２３を設けることにより、移動するノズル３４，３５がワーク５と接触した際に、ノズル３４，３５の移動を停止させることができる。
【００５０】
以上説明した第２の実施形態のドライ洗浄装置３１は、前述した第１の実施形態と同等の作用効果を奏する。ドライ洗浄装置３１は、さらに、洗浄ガスを噴出する２つのノズルが束ねられるように同一方向に延び、互いのノズルの開口の近傍に洗浄ガスが混合する洗浄エリアが形成できる。これにより、ワークの形状がカップ形状や一方向からしかノズルを差し入れることができない形状であっても、付着物に接する混合する洗浄ガスから成る洗浄エリアを生成し、洗浄ムラのない安定した洗浄を行うことができる。
【００５１】
次に、図６を参照して、２種類の異なる洗浄ガスを噴出するノズルの変形例について説明する。図６は、ノズルの変形例を示す図である。この変形ノズルは、図１に示したガス供給系１０に接続されている。
【００５２】
このノズルは、前述した第１の実施形態のノズル６，８に対して、補助的に用いられる変形ノズル４１である。変形ノズル４１は、２つのガス流路４１ａ，４１ｂを備える１本の管状部材により構成されている。ここでは、ガス流路４１ａは、前述したＭＦＣ１１に接続して、第１洗浄ガスを流し、ガス流路４１ｂは、ＭＦＣ１３に接続して、第２洗浄ガスを流している。また、不活性ガスは、ＭＦＣ１２と切替バルブ１６、１７により、適宜、ガス流路４１ａ，４１ｂに流すことができる。
【００５３】
変形ノズル４１の先端側の側面には、開口４１ｃが設けられる。この開口４１ｃの内部には、偏向部４１ｄが設けられており、２つの洗浄ガスを交差する方向に噴出させて洗浄ガスを混合させる。混合した洗浄ガスは、ノズル先端の側方から斜め前方に広がる洗浄エリア４２を形成する。  
変形ノズル４１は、洗浄対象となるワークにおいて、パイプ部材や深い溝等が含まれている構成であった場合に、パイプ内や溝内を局所的に洗浄することができる。
【００５４】
なお、本発明は、前記実施形態及び前記変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態及び変形例は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。
【符号の説明】
【００５５】
１…ドライ洗浄装置、２…チャンバー、２ａ…ノズル導入孔、２ｂ…ノズル導入孔、３…可変バルブ、４…ドライポンプ、５…ワーク、５ａ…壁面、６，８…ノズル、６ａ，８ａ…開口、７，９…第１，第２駆動部、１０…ガス供給系、１１，１２，１３…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、１４…ガス供給制御部、１４…洗浄ガス供給制御部、１５…制御部、１６，１７…切替バルブ、１８…洗浄エリア、１９…付着物、２０…温度センサ、２１…温度測定部、２２…シール部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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