(57)【要約】【課題】超微細パターンの溝を有する回路基板でも洗浄及び乾燥を効率よく行なうことができる回路基板の製造装置を提供する。【解決手段】回路基板１４を保持する基板保持部１６を有するロータ１８と、上面に開閉蓋２２が配設され、側部に通気隙間２４を有する内側タンク２６と、超音波発信機３０と、分離可能なカバー３２を有する外側タンク３４と、回路基板１４を真空吸着するバキュームパッド３６を有する基板昇降機構４４と、回路基板１４を真空引きする真空ポンプ４６と、開閉蓋２２を磁気吸着するマグネットパッド４８を有する開閉蓋昇降機構５８と、内側タンク２６内に洗浄液を供給する洗浄液供給機構６２と、内側タンク２６内に窒素ガスを噴射するガス噴射機構と、内側タンク２６と外側タンク３４との間の空間を減圧化する真空ポンプ６６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直に立設された回転軸と、
前記回転軸の上部に配設され、回路基板を保持する基板保持部を有するロータと、
前記ロータの前記回転軸を回転駆動する動力機構と、
前記ロータの上部に固定されて前記基板保持部を包覆し、かつ上面に開閉蓋が配設され、さらに、側部に通気隙間を有する内側タンクと、
前記ロータの上部の、前記内側タンク内に面する位置に配設された振動子を有する超音波発信機と、
前記内側タンクを気密に収容し、かつ上部に分離可能なカバーを有する外側タンクと、
前記基板保持部に配置された状態の前記回路基板の上面を真空吸着するバキュームパッドと前記バキュームパッドの上面に連結されたバキュームパッド用連結部材と前記バキュームパッド用連結部材を上下動させるシリンダとを有する基板昇降機構と、
前記バキュームパッドの、前記回路基板との当接面を真空引きする真空ポンプと、
前記開閉蓋の上面を磁気吸着する電動式のマグネットパッドと前記マグネットパッドの上面に連結されたマグネットパッド用連結部材と前記マグネットパッド用連結部材を上下動させるシリンダとを有する開閉蓋昇降機構と、
前記マグネットパッドに電磁作用を行なわせる電気回路と、
前記内側タンク内に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
前記内側タンク内に窒素ガスを噴射するガス噴射機構と、
前記内側タンクと前記外側タンクとの間の空間を減圧化する真空ポンプとを備えたことを特徴とする回路基板の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板の製造装置において、
前記バキュームパッド用連結部材は、管体であり、その下端部が前記内側タンク内に挿入されており、かつ
前記洗浄液を導通する液導通管、前記窒素ガスを導通するガス導通管、前記バキュームパッドを真空引きするための配管の、前記外側タンク内における各部分を収容していることを特徴とする回路基板の製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回路基板の製造装置において、
前記基板昇降機構及び前記開閉蓋昇降機構の各シリンダは、それぞれ前記外側タンクの前記カバー上に配設され、かつ
前記カバーを摺動自在に貫通して配設された、前記バキュームパッド用連結部材及び前記マグネットパッド用連結部材の各上部と共に、前記カバー上に配設されたキャップ状の覆いにより包覆されていることを特徴とする回路基板の製造装置。
【請求項４】
減圧化されたタンク内に回路基板と超音波振動子と洗浄液とを収容した状態で、前記超音波振動子を、その軸心を中心として回転させながら超音波振動を発生させると共に、前記洗浄液を前記回転基板のパターン溝表面を流れるようにして超音波振動と洗浄液の流動の相互作用で前記回転基板のパターン溝表面を洗浄することを特徴とする回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハーやガラス基板の表面に集積回路を作成した回路基板を製造する工程における洗浄及び乾燥の一連の処理を行ない得る回路基板の製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハーやガラス基板等の回路基板の表面上に大規模集積回路を形成するには、複雑な工程が必要とされるが、電気的回路を回路基板に適確に形成するためには洗浄、乾燥の一連処理が必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
本発明者は、先に、流体噴射ノズルを用いてエッチング処理工程とエッチング処理後の洗浄、乾燥などの工程と一体化することにより、装置の省スペース化を図ると共に、エッチング処理工程自体を効率化する新たなエッチング処理方法及びその装置を発明し、これを特許出願した（特許文献１参照）。
【０００４】
このエッチング処理方法及びその装置は、通気隙間を有する内側タンク内のロータ上の所定位置に処理すべき半導体ウェハーを設置し、該内側タンクを収容する密閉可能な外側タンクを減圧化状態とすることで内外タンク間に気圧差状態に基づく空気流を形成し、該空気流を維持したままでロータにより半導体ウェハーを高速回転しながら、各種エッチング薬液を流体噴射ノズルにより内側タンク内の半導体ウェハー表面に噴霧または塗布してエッチング反応を進行させ、さらにロータに必要最小限の回転を付与して各種エッチング薬液を半導体ウェハー表面から排除するものである。
【０００５】
これは、通常の大気圧よりも減圧化された状態でエッチング処理や洗浄、乾燥処理を行なうことが処理効率及び製品の品質向上に有効であることを見出し、これを利用したものである。なお、本発明においてエッチング処理というのは、純然たるエッチング処理の場合と、本発明方法及び装置を利用することで一体連続化することが可能な洗浄及び乾燥処理をも含めたエッチング処理との両者を含んだものである。
【特許文献１】特許第３５４８９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
回路基板の表面には、図５に示されるように微細なパターン溝が設けられている。図５（ａ）は従来の回路基板９４の微細パターンの溝９５を示している。この溝９５は幅及び深さが共に５μｍ程度のものである。このような微細パターンの溝９５を有する回路基板の洗浄及び乾燥は、従来の回路基板の製造装置でも実施が可能である。
【０００７】
しかるに、近年、新回路基板９６として、図５（ｂ）に示されるような、幅がより狭くかつ深さがより深い超微細パターンの溝９７を有する回路基板が求められている。超微細パターンの溝９７は、上記回路基板９４の微細パターンの溝９５と比べて幅が２分の１以下、深さが１０倍以上となっている。
【０００８】
図５（ｂ）に示されるような超微細な溝９７を有する新回路基板９６の洗浄及び乾燥を、従来の回路基板の製造装置で行なっても、各溝９５内の気体（空気）が抜けきれず同溝内に洗浄液が浸透しないことから、所望の洗浄が困難あるいは不可能であるという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、超微細パターンの溝を有する回路基板でも洗浄及び乾燥を効率よく行なうことができる回路基板の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
鉛直に立設された回転軸と、上記回転軸の上部に配設され、回路基板を保持する基板保持部を有するロータと、上記ロータの上記回転軸を回転駆動する動力機構と、上記ロータの上部に固定されて上記基板保持部を包覆し、かつ上面に開閉蓋が配設され、さらに、側部に通気隙間を有する内側タンクと、上記ロータの上部の、上記内側タンク内に面する位置に配設された振動子を有する超音波発信機と、上記内側タンクを気密に収容し、かつ上部に分離可能なカバーを有する外側タンクと、上記基板保持部に配置された状態の上記回路基板の上面を真空吸着するバキュームパッドと上記バキュームパッドの上面に連結されたバキュームパッド用連結部材と上記バキュームパッド用連結部材を上下動させるシリンダとを有する基板昇降機構と、上記バキュームパッドの、上記回路基板との当接面を真空引きする真空ポンプと、上記開閉蓋の上面を磁気吸着する電動式のマグネットパッドと上記マグネットパッドの上面に連結されたマグネットパッド用連結部材と上記マグネットパッド用連結部材を上下動させるシリンダとを有する開閉蓋昇降機構と、上記マグネットパッドに電磁作用を行なわせる電気回路と、上記内側タンク内に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、上記内側タンク内に窒素ガスを噴射するガス噴射機構と、上記内側タンクと上記外側タンクとの間の空間を減圧化する真空ポンプとを備えたことを特徴とする回路基板の製造装置。
【００１１】
超微細パターンの溝を有する回路基板でも洗浄及び乾燥を効率よく行なうことができる。
【００１２】
〈構成２〉
構成１に記載の回路基板の製造装置において、上記バキュームパッド用連結部材は、管体であり、その下端部が上記内側タンク内に挿入されており、かつ上記洗浄液を導通する液導通管、上記窒素ガスを導通するガス導通管、上記バキュームパッドを真空引きするための配管の、上記外側タンク内における各部分を収容していることを特徴とする回路基板の製造装置。
【００１３】
各導通管や配管を整然と配置することができる。
【００１４】
〈構成３〉
構成１または２に記載の回路基板の製造装置において、上記基板昇降機構及び上記開閉蓋昇降機構の各シリンダは、それぞれ上記外側タンクの上記カバー上に配設され、かつ上記カバーを摺動自在に貫通して配設された、上記バキュームパッド用連結部材及び上記マグネットパッド用連結部材の各上部と共に、上記カバー上に配設されたキャップ状の覆いにより包覆されていることを特徴とする回路基板の製造装置。
【００１５】
覆いにより基板昇降機構や開閉蓋昇降機構を外力から保護し、外観をよくする。
【００１６】
〈構成４〉
減圧化されたタンク内に回路基板と超音波振動子と洗浄液とを収容した状態で、上記超音波振動子を、その軸心を中心として回転させながら超音波振動を発生させると共に、上記洗浄液を上記回転基板のパターン溝表面を流れるようにして超音波振動と洗浄液の流動の相互作用で上記回転基板のパターン溝表面を洗浄することを特徴とする回路基板の製造方法。
【００１７】
タンク内が減圧されていることにより超微細なパターン溝の各溝内の空気が除去されて溝内に洗浄液が浸透し易くなることと、洗浄液が流動することと、超音波振動作用との相互作用で回路基板を効果的に洗浄できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の回路基板の製造装置によれば、次の効果が得られる。すなわち、
ロータの回転により内側タンク内の洗浄液に流れが形成されると共に超音波振動による洗浄作用により洗浄効果が大幅に向上する。
内側タンクと外側タンクとの間の空間を減圧化することにより、回路基板の超微細パターンの各溝内の気体が除去され、洗浄液の浸透が容易に行なわれる。
洗浄後の洗浄液はロータの回転により容易に外部に排出することができる。
洗浄後の乾燥はホット窒素ガスを用いて減圧化で行なうため回路基板へのパーティクル（ゴミ）等の付着がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は実施例１の回路基板の製造装置１０の全体構成を示す概略図、図２は同回路基板の製造装置の要部を示す一部縦断説明図、図３は同回路基板の製造装置の作動状況を示す一部縦断説明図、図４は同回路基板の製造装置の上部を示す平面図である。
【００２１】
回路基板の製造装置１０は、これらの図に示すように、鉛直に立設された回転軸１２と、回転軸１２の上部に配設されたロータ１８と、ロータ１８の回転軸１２を回転駆動する動力機構２０と、下部がロータ１８に固定されて基板保持部１６を包覆する内側タンク２６と、ロータ１８の上部に設けられた超音波発信機３０と、内側タンク２６を気密に収容する外側タンク３４と、回路基板１４をチャックして昇降する基板昇降機構４４と、バキュームパッド３６の、回路基板１４との当接面を真空引きする真空ポンプ４６と、開閉蓋２２を吸着して昇降する開閉蓋昇降機構５８と、内側タンク２６内に洗浄液を供給する洗浄液供給機構６２と、内側タンク２６内に窒素ガスタンク７７から窒素ガスを噴射するガス噴射機構と、内側タンク２６と外側タンク３４との間の空間６５を減圧化する真空ポンプ６６とを備えている。これらは、外枠８８内に設置されている。
【００２２】
回転軸１２は、外側タンク３４の中央部に鉛直に立設され、モータ等の動力機構２０によりベルト２１を介して回転駆動される。ロータ１８は、表面を処理すべき半導体ウェハーやガラス基板等の回路基板１４を保持する基板保持部１６を有している。
【００２３】
基板昇降機構４４は基板保持部１６に配置された回路基板１４の上面を真空吸着するバキュームパッド３６と、バキュームパッド３６の上面に連結されたバキュームパッド用連結部材３８と、バキュームパッド用連結部材３８を上下動させるシリンダ４０とを有している。基板昇降機構４４により回路基板１４が上方に持ち上げられるように構成されている。シリンダ４０はバキュームパッド用連結部材３８の周囲の３箇所に配設されている。
【００２４】
内側タンク２６は、全体的に２枚の皿状カバーを合わせた形状をなしており、上面に上下に分離可能な開閉蓋２２が配設され、さらに、２枚の皿状カバーの合せ縁部にそって通気隙間２４が設けられ、さらに下部がロータ１８の基板保持部１６に一体的に固定されている。外側タンク３４は、上部に上下に分離可能なカバー３２を有している。カバー３２は、パッキング３３を介して外側タンク３４の上面に気密に取り付けられている。
【００２５】
バキュームパッド用連結部材３８は、カバー３２上に設けられた保持具３９により保持されている。通気隙間２４は、回路基板１４の処理面を処理した後の洗浄液や内側タンク２６内の窒素ガスを、減圧化された外側タンク３４内の空間６５に流入させる通路となる。超音波発信機３０は、内側タンク２６内に面する位置に配設された振動子２８を有している。
【００２６】
開閉蓋昇降機構５８は、開閉蓋２２の上面を磁気吸着する電動式のマグネットパッド４８と、マグネットパッド４８の上面に連結されたマグネットパッド用連結部材５０と、マグネットパッド用連結部材５０を上下動させるシリンダ５２とを有している。シリンダ５２はバキュームパッド用連結部材３８の周囲の３箇所に配設されている。開閉蓋昇降機構５８により開閉蓋２２が上方に持ち上げられるように構成されている。
【００２７】
マグネットパッド４８には電磁作用を行なわせる電気回路（図示せず）が接続されている。
【００２８】
バキュームパッド用連結部材３８は、管体であり、その下端部が内側タンク２６内に挿入されており、かつ洗浄液を導通する液導通管６８、窒素ガスを導通するガス導通管７２、バキュームパッド３６の、回路基板１４との当接面を真空引きするための配管の各一部を収容している。各導通管や配管を整然と配置することができる。
【００２９】
基板昇降機構４４のシリンダ４０と開閉蓋昇降機構５８のシリンダ５２は、それぞれ外側タンク３４のカバー３２上に配設され、かつカバー３２を摺動自在に貫通して配設された、バキュームパッド用連結部材３８及びマグネットパッド用連結部材５０の各上部と共に、カバー３２上に配設されたキャップ状の覆い７６により包覆されている。覆い７６により基板昇降機構４４や開閉蓋昇降機構５８を外力から保護し、外観をよくする。
【００３０】
覆い７６の側面には、図４に示されるように、窒素ガスタンク７７の配管７８に接続される管継ぎ手７９、洗浄液供給機構６２の配管８０に接続される管継ぎ手８１、真空ポンプの配管８２に接続される管継ぎ手８３、マグネットパッド４８を動作させるために電力源８５から電力を供給するケ ーブル８４、エアポンプ８９の配管８６に接続される管継ぎ手８７がそれぞれ設けられている。
【００３１】
図３は、基板昇降機構４４を作動させてバキュームパッド３６により回路基板１４を持ち上げている状態と、開閉蓋昇降機構５８を作動させてマグネットパッド４８により開閉蓋２２を持ち上げて内側タンク２６の上部を開口した状態とを示している。
【００３２】
なお、図１の符号９２は、回転する超音波発信機３０に外部電力を供給するためのスリップリングを示している。符号９８は制御部を示している。制御部９８は、バキュームパッド３６、マグネットパッド４８、真空ポンプ４６、６６、動力機構２０等を作動制御する。
【００３３】
次に、回路基板の製造装置１０の作動状況を説明する。
先ず、洗浄しようとする回路基板１４を内側タンク２６内にセットするために、開閉蓋昇降機構５８を作動させて電磁力を付与した状態のマグネットパッド４８により開閉蓋２２の上面を磁気吸着して開閉蓋２２を持ち上げ、内側タンク２６の上部を開口して回路基板１４を投入して基板保持部１６上に置く。このとき、回路基板１４のパターン溝面を下向きとする。
【００３４】
そして、開閉蓋昇降機構５８を作動させマグネットパッド４８を下降させて開閉蓋２２を所定の位置に閉める。この後、マグネットパッド４８の電磁力を消磁してマグネットパッド４８から開閉蓋２２を離間しマグネットパッド４８のみを上昇させる。
【００３５】
次に、基板昇降機構４４を作動させてバキュームパッド３６により回路基板１４をチャックして僅かに持ち上げた状態とする。この状態で、真空ポンプ６６を作動させて配管６７を介して空間６５内を減圧する。そして、液導通管６８、ノズル７０から内側タンク２６内に所定量の洗浄液を投入する。次に、ロータ１８を、２０〜５０ｒｐｍの回転数で回転し、超音波発信機３０を作動させる。このとき、回路基板１４はマグネットパッド４８により持ち上げられているので、固定した状態である。
【００３６】
このようにして回路基板１４は所定時間洗浄されるが、内側タンク２６内が減圧されていることにより超微細なパターン溝の各溝内の空気が除去されて溝内に洗浄液が浸透し易くなることと、ロータ１８の回転により洗浄液が流動することと、超音波振動作用との相互作用で効果的に洗浄される。
【００３７】
洗浄作業終了後、超音波発信機３０の作動を止め、バキュームパッド３６による回路基板１４のチャックを外す。そしてバキュームパッド３６のみを上昇させ、ロータ１８を、回転数を２００ｒｐｍに上げて回転して洗浄液が飛散させ、通気隙間２４から内側タンク２６外の空間６５に排出する。このとき真空ポンプ６６を作動させてさらに減圧を高める。
【００３８】
次に、ホット窒素ガスを、窒素ガスタンク７７から配管７８、管継ぎ手７９等を経由してノズルから内側タンク２６内に噴射して回路基板１４の乾燥を開始する。そしてロータ１８を、さらに回転数を４００ｒｐｍに上げてしばらくの間、回転して乾燥作業を終了する。
【００３９】
その後、ホット窒素ガスの供給を止め、マグネットパッド４８により開閉蓋２２を開け、基板保持部１６上から回路基板１４を外部に取り出して洗浄及び乾燥の一連処理を終了する。
【００４０】
内側タンク２６内から通気隙間２４を経て外側タンク３４の空間６５内に流入した窒素ガス及び外側タンク３４の下面に落下した洗浄液は、図示を省略したドレン抜き孔、配管を経て外側タンク３４の外側に設置した所定の容器に回収されて再利用可能なものに処理されて、本発明製造装置１０において改めて利用されることとなる。
【００４１】
本発明においては、減圧化された内側タンク３内に回路基板１４と超音波振動子２８と洗浄液とを収容した状態で、超音波振動子２８を、ロータ１８の回転により軸心を中心として回転させながら超音波振動を発生させると共に、洗浄液を回転基板１４のパターン溝表面を流れるようにして超音波振動と洗浄液の流動の相互作用で回転基板１４のパターン溝表面を洗浄する回路基板の製造方法を含んでいる。
【００４２】
本発明方法によれば、回路基板１４が図５（ｂ）に示される超微細なパターン溝を有するものでも、内側タンク２６内が減圧されていることにより各溝９１内の空気が除去されて各溝９１内に洗浄液が浸透し易くなり、さらに、超音波振動子２８の超音波振動とロータ１８の回転による洗浄液の流動との相互作用で回転基板１４のパターン溝表面が効果的に洗浄される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の回路基板の製造装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】同回路基板の製造装置の要部を示す一部縦断説明図である。
【図３】同回路基板の製造装置の作動状況を示す一部縦断説明図である。
【図４】同回路基板の製造装置の上部を示す平面図である。
【図５】微細パターンの溝が設けられている回路基板の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  回路基板の製造装置
１２  回転軸
１４  回路基板
１６  基板保持部
１８  ロータ
２０  動力機構
２１  ベルト
２２  開閉蓋
２４  通気隙間
２６  内側タンク
２８  振動子
３０  超音波発信機
３２  カバー
３３  パッキング
３４  外側タンク
３６  バキュームパッド
３８  バキュームパッド用連結部材
３９  保持具
４０  シリンダ
４２  ガイドバー
４３  支持部材
４４  基板昇降機構
４６  真空ポンプ
４８  マグネットパッド
５０  マグネットパッド用連結部材
５２  シリンダ
５４  ガイドバー
５６  支持部材
５８  開閉蓋昇降機構
６２  洗浄液供給機構
６５  空間
６６  真空ポンプ
６７  配管
６８  液導通管
７０  ノズル
７２  ガス導通管
７６  覆い
７７  窒素ガスタンク
７８  配管
７９  管継ぎ手
８０  タンクの配管
８１  管継ぎ手
８２  配管
８３  管継ぎ手
８４  ケーブル
８５  電力源
８６  エアポンプの配管
８９  エアポンプ
８７  管継ぎ手
８８  外枠
９２  スリップリング
９４  回路基板
９５  溝
９６  新回路基板
９７  溝
９８  制御部
【図１】
2010153522.tif 000003
【図２】
2010153522.tif 000004
【図３】
2010153522.tif 000005
【図４】
2010153522.tif 000006
【図５】
2010153522.tif 000007