(57)【要約】【課題】ウェハを効率的に洗浄できるウェハ洗浄機を提供すること。【解決手段】洗浄液１０１を貯留するウェハ洗浄機の洗浄室１３内に超音波発振器１４を設ける。ウェハ１０２を下縁部において支持する支持バー２１を超音波発振器１４の上方に設ける。支持バー２１は、ウェハ１０２の下縁部を支持する支持位置と、その支持位置から離間する離間位置との間において移動される。ウェハ１０２の両側縁部を把持するとともに、その把持を解放するために開閉される把持バー５５を設ける。ウェハ１０２を把持した状態で把持バー５５が回転される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液を貯留する洗浄室内に超音波発振手段を設けるとともに、ウェハを下縁部において支持する支持手段を前記超音波発振手段に対向して設けたウェハ洗浄機であって、
前記支持手段を、ウェハの下縁部を支持する支持位置と、その支持位置から下方へ離間する離間位置との間において移動させる移動手段と、
前記ウェハの両側縁部を把持するとともに、その把持を解放するために開閉される把持手段と、
前記ウェハを把持した状態で前記把持手段を前記ウェハの外周方向に沿う方向に回転させる回転手段と
を備えたウェハ洗浄機。
【請求項２】
前記把持手段は、前記ウェハの中心を通る直径線上の位置を把持する請求項１に記載のウェハ洗浄機。
【請求項３】
前記把持手段は、カム手段のカム作用によって開閉される請求項１または２に記載のウェハ洗浄機。
【請求項４】
前記カム手段は、回転可能にしたカム板にカム面を形成するとともに、そのカム面に係合するカムフォロアを有し、そのカムフォロアの動作によって前記把持手段が開閉される請求項３に記載のウェハ洗浄機。
【請求項５】
前記回転手段は、前記把持手段をウェハの中心を中心として回転させる請求項１に記載のウェハ洗浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハなどのウェハを洗浄するためのウェハ洗浄機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェハを洗浄するようにしたウェハ洗浄機が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
これらの特許文献１及び特許文献２のウェハ洗浄機においては、洗浄室内に洗浄液が貯留され、その洗浄室内の下部の支持部にウェハを下縁部において支持する。そして、支持部の下側に配置された超音波発振器から超音波を発振させて、ウェハを洗浄するようになっている。この場合、ウェハの下縁部における前記支持部の周辺の部分は、支持部に隠れて、超音波が到達しにくく、その部分の洗浄が不十分になる。従って、このような洗浄機においては、所定時間の洗浄が終了するごとに、支持部に対するウェハの位置関係を変更して、支持部に隠れた部分に超音波が到達されるようにする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３１２６６２号公報
【特許文献２】特許第６３９９３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置においては、洗浄室内に、ウェハの下縁部を支持するウェハ受台と、そのウェハ受台の両外側に位置するウェハガイドとが設けられている。そして、ウェハがウェハ受台上に支持された状態で、超音波発振器が動作されて、超音波洗浄が実行される。そして、ウェハがウェハガイドに仮置きされてウェハ受台がウェハから離間される。このとき、ウェハ受台が傾斜されて、ウェハ受台とウェハとの位置関係が変更され、この状態でウェハがウェハ受台に戻される。その後、ウェハ受台が傾斜前の状態に復帰される。これらの動作が繰り返されることにより、ウェハがその中心を中心として少しずつ間欠的に回転されて、ウェハ受台に対するウェハの位置関係が少しずつ変更される。
【０００５】
前記のように、特許文献１においては、ウェハ回転のために傾斜動作するウェハ受台は、両側のウェハガイド間に位置して、ウェハガイドに挟まれた状態であるため、ウェハ受台の傾斜角度を大きくすることはできない。このため、ウェハの１回当たりの回転角度を大きくすることができず、１回の洗浄工程におけるウェハの回転動作回数を多くする必要があって、その結果、洗浄に要する時間が長くなり、効率的な洗浄を行い得ない。なお、特許文献１においては、ウェハが３０度ずつ間欠的に回転されるとしている。
【０００６】
特許文献２の装置においては、洗浄室内に、ウェハの下縁部を支持するウェハ載置台と、そのウェハ載置台の両外側に位置するウェハ送り台とが設けられている。そして、ウェハ載置台上においてウェハの超音波洗浄が実行される。また、ウェハ送り台がウェハをウェハ載置台から上昇させて傾斜されることにより、ウェハを回転させる。次いで、回転されたウェハをウェハ載置台上に下降させるようになっており、この動作によってウェハが間欠的に回転されて、ウェハ載置台とウェハとの位置関係が変更される。
【０００７】
以上のように、特許文献２においては、ウェハ載置台の両外側に位置するウェハ送り台が上昇してウェハの下縁部を下側から持ち上げ、その状態で傾斜動作するものであるため、ウェハ載置台が邪魔になって、傾斜角度を大きくすることができない。従って、特許文献２においても、１回の洗浄工程におけるウェハの回転動作回数を多くする必要があって、洗浄に要する時間が長くなり、効率的な洗浄は困難である。なお、特許文献２においては、ウェハが２０度ずつ間欠的に回転されるとしている。
【０００８】
本発明の目的は、ウェハを効率的に洗浄できるウェハ洗浄機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明においては、洗浄液を貯留する洗浄室内に超音波発振手段を設けるとともに、ウェハを下縁部において支持する支持手段を前記超音波発振手段に対向して設けたウェハ洗浄機であって、前記支持手段を、ウェハの下縁部を支持する支持位置と、その支持位置から下方へ離間する離間位置との間において移動させる移動手段と、前記ウェハの両側縁部を把持するとともに、その把持を解放するために開閉される把持手段と、前記ウェハを把持した状態で前記把持手段を前記ウェハの外周方向に沿う方向に回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
以上の構成において、ウェハはその両側縁部が把持手段によって把持される。そして、把持手段が回転されることにより、ウェハが回転され、ウェハの下縁部と支持手段との位置関係が変更されて、ウェハの支持手段によって隠されていた部分が適切に洗浄されるところに位置する。以上のように、把持手段がウェハの両側縁部を把持して回転するものであるため、その回転角度を大きくすることができる。従って、ウェハの１回あたりの回転角度を大きくすることができ、その結果、ウェハの回転動作回数を少なくすることができて、洗浄時間を短くでき、効率的な洗浄が可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、ウェハを効率的に洗浄することができて、ウェハ洗浄機として優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ウェハ洗浄機及びウェハキャリアを示す斜視図。
【図２】ウェハの洗浄時におけるウェハ洗浄機を示す一部省略斜視図。
【図３】ウェハ洗浄機の側面図。
【図４】ウェハ洗浄機を別の角度から見た側面図。
【図５】ウェハの洗浄時におけるウェハ洗浄機の断面図。
【図６】支持バーが下降した状態を示す一部断面図。
【図７】ウェハの洗浄時においてウェハを回転させた状態を示すウェハ洗浄機の断面図。
【図８】ウェハの洗浄時においてウェハを図７とは逆方向に回転させた状態を示すウェハ洗浄機の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化したウェハ洗浄機の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、ウェハ洗浄機の平面四角形の基台１１上には上面には開放した平面四角形の有底の洗浄ケース１２が搭載されている。この洗浄ケース１２の内部は洗浄室１３になっており、図５に示すように、その内底部に超音波発振手段を構成する超音波発振器１４が設置されている。そして、この洗浄室１３内に洗浄液１０１が貯留されるとともに、その洗浄液１０１に多数枚のウェハ１０２の全体が浸漬され、前記超音波発振器１４から発振された超音波による振動によってウェハ１０２が洗浄される。
【００１４】
図１，図２及び図４に示すように、前記基台１１の上部の対向する２辺にはスタンド１５がそれぞれ立設されており、このスタンド１５には案内部１６及び案内ロッド１７を介してブラケット１８が昇降可能に支持されている。両ブラケット１８の先端部は前記洗浄室１３内に位置している。
【００１５】
図２及び図５に示すように、洗浄室１３内において、両ブラケット１８間には、一対のステー１９が架設されている。両ステー１９の下端部間には洗浄室１３の底部に位置し、前記超音波発振器１４の直上において超音波発振器１４と対向するように位置する支持手段としての一対の平行な支持バー２１が架設されている。両支持バー２１には、その長さ方向に沿って複数の支持溝２２が刻設されている。そして、両支持バー２１の支持溝２２間にウェハ１０２の下縁部が支持されて、多数枚のウェハ１０２が洗浄室１３内において相互間隔をおいて立設される。
【００１６】
図１及び図２に示すように、前記スタンド１５にはエアシリンダよりなる昇降駆動シリンダ２３が搭載されており、この昇降駆動シリンダ２３により前記ステー１９を介して前記支持バー２１が昇降される。このため、支持バー２１は、図６に示す上方位置と、図７に示す下方位置とに配置される。
【００１７】
図１〜図３に示すように、前記基台１１の対向する２辺であって、前記スタンド１５の２辺とは異なる位置の２辺にはそれぞれ下部ブラケット３１，３２が支持されている。両下部ブラケット３１，３２にはそれぞれ軸受部材３３が固定されており、両軸受部材３３には中心軸３４が回転可能に支持されている。この両中心軸３４は、同一の水平軸α上に位置し、図５，図７及び図８に示す支持バー２１上のウェハ１０２の中心βがこの水平軸α上に位置する。中心軸３４の先端には受け部材３５が固定されている。一方の下部ブラケット３１には正逆回転タイプの回転駆動モータ３６が搭載されており、この回転駆動モータ３６によって一方の中心軸３４が回転される。
【００１８】
図１，図２及び図４に示すように、前記両受け部材３５の上面には上部ブラケット３７が固定されており、この上部ブラケット３７にはスタンド３８を介して正逆回転タイプの開閉駆動モータ３９が支持されている。この開閉駆動モータ３９のモータ軸にはカム手段としてのカム板４０が固定されており、このカム板４０には螺旋状をなし、中心部と外周部との間に延在する一対のカム面を構成するカム溝４１が点対称位置に形成されている。
【００１９】
図１，図２及び図３に示すように、前記上部ブラケット３７には、スタンド５１が固定されており、このスタンド５１の上下位置には、水平に延びる一対の案内ロッド５２が支持されている。その案内ロッド５２にはアーム５３がその案内部５９において案内ロッド５２の延長方向に沿って移動可能に支持されており、各アーム５３の先端部は洗浄室１３内に位置している。
【００２０】
図２及び図５に示すように、前記支持バー２１の延長方向において対向する各アーム５３の先端間には、把持手段としての把持バー５５が架設されており、この把持バー５５の互いの対向面には前記支持バー２１の支持溝２２と対応する複数の把持溝５６が刻設されている。そして、支持バー２１の支持溝２２に下縁部において支持されたウェハ１０２の両側縁部が把持バー５５の把持溝５６に支持される。この場合、図５，図７及び図８に示すように、把持バー５５は、ウェハ１０２の中心βを通る直径線γ上においてウェハ１０２の両側縁部を把持する。
【００２１】
図１，図２及び図４に示すように、前記アーム５３の洗浄ケース１２外における基端部にはローラ軸５７が取り付けられており、そのローラ軸５７には、ローラよりなるカム手段としてのカムフォロア５８が支持されている。このカムフォロア５８は前記カム溝４１内に係合している。そして、回転駆動モータ３６により、カム板４０が回転されることにより、カム溝４１のカム作用によってカムフォロア５８を介してアーム５３が接近及び離間動作される。このため、図７及び図８に示すように、把持バー５５がウェハ１０２の側縁部を支持する支持位置と、図５及び図６に示すように、その支持位置から離間する離間位置との間において移動される。
【００２２】
また、前記回転駆動モータ３６の回転により、受け部材３５を介して上部ブラケット３７が回転され、この上部ブラケット３７の回転により、スタンド５１が回転されて、図７及び図８に示すように、案内ロッド５２及び案内部５９を介してアーム５３が回転される。このため、把持バー５５が回転され、把持バー５５は左右に所定角度θ１，θ２ずつ回転される。本実施形態では、角度θ１，θ２はそれぞれ２２．５度である。
【００２３】
次に、以上のように構成されたウェハ洗浄機の作用を説明する。
ウェハ洗浄機の洗浄室１３内にウェハ１０２を収容する場合には、図５に示すように、昇降駆動シリンダ２３によるステー１９の上昇を介して、支持バー２１が上昇位置に配置される。また、図６に示すように、開閉駆動モータ３９の回転によってカム板４０が回転されて、カム溝４１のカム作用によって、アーム５３が外側に移動され、把持バー５５が外側の離間位置に配置される。
【００２４】
一方、図１に示すように、未洗浄の複数のウェハ１０２が移載用のキャリア６１に等間隔を隔てた状態で保持される。この場合、ウェハ１０２の配列間隔は、ウェハ洗浄機の支持バー２１の支持溝２２及び把持バー５５の把持溝５６の配列間隔と等しい。そして、キャリア６１が洗浄室１３内に下降移動されて、ウェハ１０２が上昇位置の支持バー２１の支持溝２２上に載置される。この状態で、キャリア６１の保持枠６２が図示しない駆動手段の駆動によって開いてウェハ１０２の保持を解放し、ウェハ１０２が支持バー２１の支持溝２２に受け渡される。そして、保持枠６２を開いた状態のキャリア６１がウェハ洗浄機の洗浄室１３から上方へ離間した退避位置に移動される。
【００２５】
ウェハ１０２が支持バー２１上に支持された状態で、超音波発振器１４が作動され、ウェハ１０２が洗浄される。
規定の洗浄時間が経過したら、図６に示すように、開閉駆動モータ３９の回転によって、アーム５３が一方向に角度θ１分傾斜する。このため、把持バー５５がウェハ１０２の中心を中心として角度θ１分だけ角度（２２．５度）変更される。そして、この状態で、図７に示すように、開閉駆動モータ３９の回転によってカム板４０が回転され、カム溝４１のカム作用により、アーム５３を介して把持バー５５が内側の把持位置に移動される。このため、支持バー２１上のウェハ１０２の側縁部が把持バー５５の把持溝５６間に把持される。次いで、昇降駆動シリンダ２３によって支持バー２１が下降されて、ウェハ１０２の下縁部から下方へ離間する。
【００２６】
そして、図８に示すように、開閉駆動モータ３９の回転によって、アーム５３が逆方向に角度θ１分傾斜動作した後に、引き続き角度θ２（２２．５度）分だけ傾斜して角度（合計４５度）変更される。すなわち、把持バー５５がウェハ１０２を把持した状態で回転されて、ウェハ１０２がその中心を中心として角度θ１分及び角度θ２分だけ角度（合計４５度）変更される。従って、ウェハ１０２と支持バー２１との間の位置関係が変更される。このため、支持バー２１によって超音波振動の伝達が阻害されていた部分は超音波振動が適切に伝達される領域に位置する。
【００２７】
そして、昇降駆動シリンダ２３によって支持バー２１が上昇位置に復帰して、ウェハ１０２の下縁部が支持される。次いで、開閉駆動モータ３９の回転により、把持バー５５がウェハ１０２から離間して、ウェハ１０２の両側縁部が開放され、ウェハ１０２の洗浄が再開される。このようにして、ウェハ１０２は、所定の洗浄期間が終了するごとに、支持バー２１に対する位置関係変更のために、４５度ずつ角度変更されて、ウェハ１０２全体が満遍なく洗浄される。
【００２８】
ウェハ１０２の洗浄が終了すると、保持枠６２が開いた状態のキャリア６１が洗浄室１３内に進入して、前記ウェハ１０２の搬入時とは逆順でウェハ１０２がキャリア６１に保持されて、洗浄室１３から引き上げられ、次工程に移送される。
【００２９】
本実施形態のウェハ洗浄機においては、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、洗浄室１３内のウェハ１０２の１８０度隔てた両側縁部が把持バー５５によって把持されて、支持バー２１に対する位置関係が変更される。従って、把持バー５５を支持バー２１から大きく離間させることができて、把持バー５５の傾斜角度を大きくすることができる。すなわち、本実施形態においては、把持バー５５がウェハ１０２の中心を通る直径線γ上においてウェハ１０２の両側縁部を把持するようにしたことにより、把持バー５５を支持バー２１から最大限に大きく離間させることができる。そして、本実施形態では、この傾斜角度を片側２２．５度ずつ、全体で４５度確保できる。このため、支持バー２１とウェハ１０２の下縁部との位置関係を変更するための回数を少なくでき、ウェハ１０２の洗浄全体に要する時間を短くできる。従って、ウェハ１０２の洗浄を効率的に実行できる。
【００３０】
（２）把持バー５５の開閉をカム板４０に形成したカム溝４１のカム作用によって行うようにしたことにより、ウェハ１０２を把持するための把持バー５５の開閉動作を適度にゆっくりな動作でスムーズに行うことができるため、ウェハ１０２に傷がついたり、ウェハ１０２が割れたりすることを極力回避できる。
【００３１】
（３）前述のように、把持バー５５の開閉をカム板４０に形成したカム溝４１のカム作用によって行うようにしたことにより、両把持バー５５の両端にそれぞれモータを連結して把持バー５５を開閉移動させる構成に比較して、構成を簡素化できる。
【００３２】
（４）１基の開閉駆動モータ３９によって把持バー５５を回転させるようにしたことにより、構成を簡素化できる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
【００３３】
・前記実施形態は支持バー２１の昇降を昇降駆動シリンダによって行うように構成したが、その他の駆動アーマチャ、例えばモータと、そのモータによって回転されるスクリューとにより、スクリューのネジ作用を利用して昇降させること。
【００３４】
・前記実施形態は把持バー５５の開閉をモータとそのモータによって回転されるカム板のカム溝のカム作用によって行うように構成したが、その他の構成、例えばモータと、そのモータによって回転されるスクリューとにより、スクリューのネジ作用を利用して開閉させること。
【００３５】
・超音波発振手器を支持バー２１の側部に対向するように設けること。
【符号の説明】
【００３６】
１３…洗浄室、１４…超音波発振器、２１…支持バー、２３…昇降駆動シリンダ、３６…モータ、３９…モータ、４０…カム板、４１…カム溝、５８…カムフォロア、５５…把持バー、γ…直径線。
【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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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月6日(2020.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液を貯留する洗浄室内に超音波発振手段を設けるとともに、ウェハを下縁部において支持する支持手段を前記超音波発振手段に対向して設けたウェハ洗浄機であって、
前記支持手段を、ウェハの下縁部を支持する支持位置と、その支持位置から下方へ離間する離間位置との間において移動させる移動手段と、
前記ウェハの中心を通る直径線上に位置する両側縁部を把持するとともに、その把持を開放するために開閉される把持手段と、
前記把持手段を前記ウェハの外周方向に沿う方向に回転させる回転手段とを備え、
前記回転手段は、開放した状態の前記把持手段を前記ウェハの外周方向に沿う方向に前記ウェハの中心を中心として角度θ１分だけ回転させるとともに、前記ウェハの両側縁部を把持した状態で前記把持手段を前記ウェハの外周方向に沿う逆方向に前記ウェハの中心を中心として角度（θ１＋θ２）分だけ回転させるウェハ洗浄機。
【請求項２】
前記角度θ１と前記角度θ２は、同じ角度に設定されている請求項１に記載のウェハ洗浄機。
【請求項３】
前記把持手段は、カム手段のカム作用によって開閉される請求項１または２に記載のウェハ洗浄機。
【請求項４】
前記カム手段は、回転可能にしたカム板にカム面を形成するとともに、そのカム面に係合するカムフォロアを有し、そのカムフォロアの動作によって前記把持手段が開閉される請求項３に記載のウェハ洗浄機。