(57)【要約】【課題】被洗浄物の平面度を維持しながら洗浄を行い、被洗浄物の反り、破損及び被洗浄物の下面側に洗浄液が液侵するのを抑制しつつ、被洗浄物の支持体との接触部分の洗浄残の発生を抑制できる枚葉式洗浄装置。【解決手段】円筒状の凹部及び該凹部の内壁面に沿って気体を吐出する吐出口を有する旋回流形成部を上面部に複数有し、被洗浄物の直下に配設される吸着浮上テーブルと、吸着浮上テーブルの周辺に配設され、吸着浮上テーブルの直上の被洗浄物の側面を支持する支持体を有し、支持体で支持した被洗浄物を中心軸で回転させるスピンテーブルとを具備し、被洗浄物を非接触な状態で吸着浮上させつつ、支持体で被洗浄物の側面を支持し、スピンテーブルによって前記被洗浄物を中心軸で回転させて上面を洗浄するものであることを特徴とする枚葉式洗浄装置。【選択図】  図１
2010232528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物の上面を洗浄液で洗浄する洗浄ノズルを具備し、前記被洗浄物を中心軸で回転させながら前記洗浄ノズルから吐出した洗浄液で前記被洗浄物の上面を洗浄する枚葉式洗浄装置において、少なくとも、
円筒状の凹部及び該凹部の内壁面に沿って気体を吐出する吐出口を有する旋回流形成部を上面部に複数有し、前記被洗浄物の直下に配設される吸着浮上テーブルと、
前記吸着浮上テーブルの周辺に配設され、前記吸着浮上テーブルの直上の前記被洗浄物の側面を支持する支持体を有し、前記支持体で支持した前記被洗浄物を中心軸で回転させるスピンテーブルとを具備し、
前記旋回流形成部の吐出口から気体を吐出させることによって該旋回流形成部の円筒状の凹部の中心部に発生する負圧と、該旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出される前記気体によって前記被洗浄物を非接触な状態で吸着浮上させつつ、前記支持体で前記被洗浄物の側面を支持し、前記スピンテーブルによって前記被洗浄物を中心軸で回転させて上面を洗浄するものであることを特徴とする枚葉式洗浄装置。
【請求項２】
前記吸着浮上テーブルは上下動自在であることを特徴とする請求項１に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項３】
前記吸着浮上テーブルを上昇させて前記スピンテーブルの支持体と前記被洗浄物との接触力を低下又は非接触とすることによって、前記スピンテーブルと前記被洗浄物の回転数に差を生じさせ、前記被洗浄物の支持体で支持される側面の位置を変更することができるものであることを特徴とする請求項２に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項４】
前記スピンテーブルの回転を急加速させることによって、前記スピンテーブルと前記被洗浄物の回転数に差を生じさせ、前記被洗浄物の支持体で支持される側面の位置を変更することができるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項５】
前記旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出された気体がさらに前記被洗浄物の外周方向へ向けて流出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項６】
さらに、前記被洗浄物の有無及び破損を検知する被洗浄物検知センサーを具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項７】
さらに、前記スピンテーブルの下方内側への漏液を検知する漏液検知センサーを具備することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄ノズルは、前記洗浄液に超音波振動を印加する超音波洗浄ノズル又はスプレーノズルであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄ノズルから吐出した洗浄液を回収する排液カップを具備し、該排液カップは前記スピンテーブルの周囲に配置され、前記洗浄液の薬液の種類に対応して上下動して位置を変更することで、前記洗浄液を分液回収可能なものであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項１０】
前記スピンテーブルは前記被洗浄物のスピン乾燥が可能であり、回転速度が最大で４０００ｒｐｍで回転可能なものであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項１１】
前記被洗浄物を搬送するロボットハンドを具備し、該ロボットハンドで前記吸着浮上テーブル上の前記被洗浄物を非接触で受け渡しすることができるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体シリコンウェーハや、デバイスパターンが形成されているウェーハあるいはフォトマスク等の被洗浄物を１枚ずつ洗浄する枚葉式洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体等の製造工程において、シリコンウェーハや、フォトマスク等の半導体製造に使用されるウェーハや基板等の被処理物に処理を施す際、有機物、金属等の塵埃、異物といったパーティクルがその被処理物に付着していると、被処理物の面内で均一な処理が施せず、また、そのようなウェーハ等から他のウェーハに間接的に相互汚染するので、製品製造の歩留りが低下する原因となる。そのため、通常ウェーハ等に処理を施す前は洗浄装置で洗浄することにより被処理物からパーティクル等を除去している。
【０００３】
そして、例えばウェーハの表面に種々のパターンが形成されて複数の素子が形成される。また、その後の工程最終段階にてウェーハの裏面を研削加工（バックラップ）してウェーハの厚みを薄くし、この研削されたウェーハの裏面に対して洗浄仕上げが行われる。
【０００４】
このような被洗浄物を洗浄するための洗浄装置には、従来から、複数枚の被洗浄物を同時に洗浄できるバッチ式洗浄装置と、被洗浄物を１枚ずつ洗浄する枚葉式洗浄装置がある。バッチ式洗浄装置は、近年における半導体基板の大口型化に伴い、複数枚の半導体基板を同時に取り扱うことが困難となってきている上、装置自体も大型化する必要があるため、枚葉式洗浄装置が広く使用されるようになってきた。
【０００５】
図６に従来の枚様式洗浄装置の概略図を示す。この枚葉式洗浄装置１０１は、回転可能なテーブル１０２と、該テーブル１０２をその中心軸で回転させるための回転駆動部１０７と、被洗浄物１０５の上面を洗浄するための洗浄ノズル１０６とを具備している。
また、テーブル１０２は、アーム１０４上に被洗浄物１０５の側面を支持するためのピン１０３が複数本取り付けられている。
【０００６】
このような枚葉式洗浄装置１０１を使用して被洗浄物１０５の上面を洗浄するには、テーブル１０２のピン１０３で被洗浄物１０５の側面を支持し、回転駆動部１０７によりテーブル１０２を回転させることにより被洗浄物１０５を回転させ、洗浄ノズル１０６より薬液の入った洗浄液を被洗浄物１０５の上面側に吐出させて洗浄する。
このような枚葉式洗浄装置において、洗浄液に超音波振動子（不図示）により超音波を重畳し、その超音波が被洗浄物に伝搬されて洗浄する洗浄装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記のような従来の洗浄装置を用いた場合、被洗浄物の下面及び側面がアーム及び支持体に直接接触しているため、その接触箇所で被洗浄物に傷や汚染が発生したり、被洗浄物間の相互汚染を引き起こしてしまったり、被洗浄物の接触部分の洗浄が困難なため洗浄残りが発生してしまうという問題があった。
また、特に上述したようなバックラップ後の薄いウェーハのラップ面の洗浄及びその洗浄前後のウェーハの搬送において、そのウェーハ自身及びウェーハ上の積層薄膜の歪み等により平面度を維持するのが困難であり、ウェーハに反りが発生したり破損してしまうことがあった。そして、このような歪みや、ウェーハの自重による撓み及びウェーハ側面の破損等により、上記したような従来のウェーハ側面を支持するピン等の外周部支持体によるスピン構造では回転駆動の伝達が不可能となり洗浄が行えなくなる場合があった。
【０００９】
さらに、パターン形成されたデバイス面を表面に有するウェーハの裏面を上側にして洗浄仕上げを行う際、デバイス面側（表面）、すなわち被洗浄物１０５の下面側へ洗浄液が入り込んでそのデバイス面に影響を与えてしまうという問題もあった。
【００１０】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、たとえ被洗浄物が薄くても、その平面度を維持しながら洗浄を行い、被洗浄物の反り、破損及び被洗浄物の下面側に洗浄液が液侵するのを抑制しつつ、被洗浄物の支持体との接触部分の洗浄残の発生を抑制することができる枚葉式洗浄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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被洗浄物の上面を洗浄液で洗浄する洗浄ノズルを具備し、前記被洗浄物を中心軸で回転させながら前記洗浄ノズルから吐出した洗浄液で前記被洗浄物の上面を洗浄する枚葉式洗浄装置において、少なくとも、円筒状の凹部及び該凹部の内壁面に沿って気体を吐出する吐出口を有する旋回流形成部を上面部に複数有し、前記被洗浄物の直下に配設される吸着浮上テーブルと、前記吸着浮上テーブルの周辺に配設され、前記吸着浮上テーブルの直上の前記被洗浄物の側面を支持する支持体を有し、前記支持体で支持した前記被洗浄物を中心軸で回転させるスピンテーブルとを具備し、前記旋回流形成部の吐出口から気体を吐出させることによって該旋回流形成部の円筒状の凹部の中心部に発生する負圧と、該旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出される前記気体によって前記被洗浄物を非接触な状態で吸着浮上させつつ、前記支持体で前記被洗浄物の側面を支持し、前記スピンテーブルによって前記被洗浄物を中心軸で回転させて上面を洗浄するものであることを特徴とする枚葉式洗浄装置が提供される。
【００１２】
このように、少なくとも、円筒状の凹部及び該凹部の内壁面に沿って気体を吐出する吐出口を有する旋回流形成部を上面部に複数有し、前記被洗浄物の直下に配設される吸着浮上テーブルと、前記吸着浮上テーブルの周辺に配設され、前記吸着浮上テーブルの直上の前記被洗浄物の側面を支持する支持体を有し、前記支持体で支持した前記被洗浄物を中心軸で回転させるスピンテーブルとを具備し、前記旋回流形成部の吐出口から気体を吐出させることによって該旋回流形成部の円筒状の凹部の中心部に発生する負圧と、該旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出される前記気体によって前記被洗浄物を非接触な状態で吸着浮上させつつ、前記支持体で前記被洗浄物の側面を支持し、前記スピンテーブルによって前記被洗浄物を中心軸で回転させて上面を洗浄するものであれば、被洗浄物を非接触な状態で延ばしながら確実に回転駆動を伝達して洗浄することができ、たとえ薄いものであったとしても被洗浄物の反り及び破損を抑制することができるものとなる。また、被洗浄物を高速回転させることができるので、その回転の遠心力で被洗浄物の上面に吐出された洗浄液を外側に吹き飛ばして被洗浄物の下面側に液侵するのを抑制することができるものとなる。また、洗浄中に被洗浄物の吸着力を調整して支持体で支持する被洗浄物の側面の位置を変更することができるので、洗浄残の発生を抑制することができるものとなる。
【００１３】
このとき、前記吸着浮上テーブルは上下動自在であることが好ましい。
このように、前記吸着浮上テーブルが上下動自在であれば、被洗浄物と吸着浮上テーブルとの距離を調整することによって簡単に被洗浄物の高さ位置や吸着力を制御することができ、より確実に被洗浄物を延ばしながら洗浄することができるものとなる。また、被洗浄物の洗浄位置と被洗浄物の吸着浮上テーブルへの受け渡し位置とで高さを変えることができ、被洗浄物の受け渡しを容易に行うことができるものとなる。
【００１４】
またこのとき、前記吸着浮上テーブルを上昇させて前記スピンテーブルの支持体と前記被洗浄物との接触力を低下又は非接触とすることによって、前記スピンテーブルと前記被洗浄物の回転数に差を生じさせ、前記被洗浄物の支持体で支持される側面の位置を変更することができるものであることが好ましい。
【００１５】
このように、前記吸着浮上テーブルを上昇させて前記スピンテーブルの支持体と前記被洗浄物との接触力を低下させたり、非接触とすることによって、前記スピンテーブルと前記被洗浄物の回転数に差を生じさせ、前記被洗浄物の支持体で支持される側面の位置を変更することができるものであれば、洗浄中に被洗浄物の支持体で支持される側面の位置をより確実に変更することができ、側面の支持部分における洗浄残をより確実になくすことができるものとなる。
【００１６】
またこのとき、前記スピンテーブルの回転を急加速させることによって、前記スピンテーブルと前記被洗浄物の回転数に差を生じさせ、前記被洗浄物の支持体で支持される側面の位置を変更することができるものであることが好ましい。
このように、前記スピンテーブルの回転を急加速させることによって、前記スピンテーブルと前記被洗浄物の回転数に差を生じさせ、前記被洗浄物の支持体で支持される側面の位置を変更することができるものであれば、洗浄中に被洗浄物の支持体で支持される側面の位置をより確実に変更することができ、側面の支持部分における洗浄残をより確実になくすことができるものとなる。
【００１７】
またこのとき、前記旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出された気体がさらに前記被洗浄物の外周方向へ向けて流出するものであることが好ましい。
このように、前記旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出された気体がさらに前記被洗浄物の外周方向へ向けて流出するものであれば、外周方向へ向けて流出する気体によって、洗浄液が被洗浄物の下面側に侵入するのをより確実に抑制することができるものとなる。
【００１８】
またこのとき、さらに、前記被洗浄物の有無及び破損を検知する被洗浄物検知センサーを具備することができる。
このように、さらに、前記被洗浄物の有無及び破損を検知する被洗浄物検知センサーを具備するものであれば、被洗浄物の有無及び破損を検知して、被洗浄物が無かったり破損している状態で洗浄液を吐出してスピンテーブル内に洗浄液が漏液してしまうのを抑制することができるものとなる。特に薄い被洗浄物を洗浄する場合は割れが発生し易いので、このようなセンサーを具備するのが有効である。
【００１９】
またこのとき、さらに、前記スピンテーブルの下方内側への漏液を検知する漏液検知センサーを具備することができる。
このように、さらに、前記スピンテーブルの下方内側への漏液を検知する漏液検知センサーを具備するものであれば、スピンテーブルの下方に洗浄液が漏液したことをすばやく検知することができるものとなる。
【００２０】
またこのとき、前記洗浄ノズルは、前記洗浄液に超音波振動を印加する超音波洗浄ノズル又はスプレーノズルとすることができる。
このように、洗浄ノズルが洗浄液に超音波振動を印加する超音波洗浄ノズルであれば、超音波によって洗浄効果を向上することができ、スプレーノズルであれば、洗浄液をソフトに供給することができる。
【００２１】
またこのとき、前記洗浄ノズルから吐出した洗浄液を回収する排液カップを具備し、該排液カップは前記スピンテーブルの周囲に配置され、前記洗浄液の薬液の種類に対応して上下動して位置を変更することで、前記洗浄液を分液回収可能なものとすることができる。
このように、前記洗浄ノズルから吐出した洗浄液を回収する排液カップを具備し、該排液カップは前記スピンテーブルの周囲に配置され、前記洗浄液の薬液の種類に対応して上下動して位置を変更することで、前記洗浄液を分液回収可能なものであれば、分液回収した洗浄液の薬液を再利用することができ、コストを削減することができるものとなる。
【００２２】
またこのとき、前記スピンテーブルは前記被洗浄物のスピン乾燥が可能であり、回転速度が最大で４０００ｒｐｍで回転可能なものとすることができる。
このように、前記スピンテーブルは前記被洗浄物のスピン乾燥が可能であり、回転速度が最大で４０００ｒｐｍで回転可能であれば、スピン乾燥により速やかに洗浄後の被洗浄物を乾燥させることができるものとなる。
【００２３】
またこのとき、前記被洗浄物を搬送するロボットハンドを具備し、該ロボットハンドで前記吸着浮上テーブル上の前記被洗浄物を非接触で受け渡しすることができるものとすることができる。
このように、前記被洗浄物を搬送するロボットハンドを具備し、該ロボットハンドで前記吸着浮上テーブル上の前記被洗浄物を非接触で受け渡しすることができるものであれば、被洗浄物を非接触で洗浄して非接触のまま搬送することができ、特に薄い被洗浄物であってもその破損を抑制することができるとともに、被洗浄物間の相互汚染も抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、枚葉式洗浄装置において、少なくとも、円筒状の凹部及び該凹部の内壁面に沿って気体を吐出する吐出口を有する旋回流形成部を上面部に複数有し、前記被洗浄物の直下に配設される吸着浮上テーブルと、前記吸着浮上テーブルの周辺に配設され、前記吸着浮上テーブルの直上の前記被洗浄物の側面を支持する支持体を有し、前記支持体で支持した前記被洗浄物を中心軸で回転させるスピンテーブルとを具備し、前記旋回流形成部の吐出口から気体を吐出させることによって該旋回流形成部の円筒状の凹部の中心部に発生する負圧と、該旋回流形成部内から前記被洗浄物との隙間に放出される前記気体によって前記被洗浄物を非接触な状態で吸着浮上させつつ、前記支持体で前記被洗浄物の側面を支持し、前記スピンテーブルによって前記被洗浄物を中心軸で回転させて上面を洗浄するので、被洗浄物を非接触な状態で延ばしながら確実に回転駆動を伝達して洗浄することができ、たとえ被洗浄物が薄くても被洗浄物の反り及び破損を抑制することができるものとなる。また、被洗浄物を高速回転させることができるので、その回転の遠心力で被洗浄物の上面に吐出された洗浄液を外側に吹き飛ばして被洗浄物の下面側に液侵するのを抑制することができるものとなる。また、洗浄中に被洗浄物の吸着力を調整して支持体で支持する被洗浄物の側面の位置を変更することができるので、被洗浄物の側面における洗浄残の発生を抑制することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る枚葉式洗浄装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の枚葉式洗浄装置の上部を拡大した概略図である。
【図３】被洗浄物を吸着浮上する様子を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る枚葉式洗浄装置で使用することができる吸着浮上テーブル及びスピンテーブルの一例を示す概略図である。
【図５】本発明に係る枚葉式洗浄装置で使用することができるスピンテーブルの別の一例を示す概略図である。（Ａ）ストレートピン形状の支持体の一例を示す側面概略図。（Ｂ）ストレートピン形状の支持体を有するスピンテーブルの一例を示す上面概略図。
【図６】従来の枚葉式洗浄装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
従来の枚葉式洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄において、被洗浄物の支持体等との接触箇所で被洗浄物に破損や汚染が発生したり、被洗浄物間の相互汚染を引き起こしてしまったり、被洗浄物の接触部分の洗浄が困難なため洗浄残りが発生してしまうという問題があった。また、例えば直径２００ｍｍのウェーハでは、その厚さは通常７２５μｍ程度であるが、前述したようなバックラップ等によって、例えば３０〜１５０μｍ程度の厚さまで加工されることがある。このような薄い被洗浄物の洗浄において、被洗浄物の歪み等により平面度を維持するのが困難であり、被洗浄物に反りが発生したり破損してしまうことがあった。そして、このような歪みや被洗浄物の自重による撓み及び被洗浄物の破損等により、被洗浄物の側面を支持する支持体によるスピン構造では回転駆動の伝達が不可能となり洗浄が行えなくなる場合があった。
【００２７】
さらに、パターン形成されたデバイス面を表面に有するウェーハの裏面を上側にして洗浄仕上げを行う際、すなわち、そのデバイス面（表面）を下側にして上面を洗浄する場合、ウェーハの下面側へ洗浄液が入り込んでデバイス面に悪影響を与えてしまうという問題もあった。
【００２８】
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、内部で旋回流を発生させる旋回流形成部を上面部に複数有した吸着浮上テーブルを被洗浄物の直下に配設して被洗浄物を吸着浮上させ、該吸着浮上テーブルの周辺にスピンテーブルを配設し、該スピンテーブルの支持体で被洗浄物の側面を支持してその中心軸で回転させながら上面を洗浄すれば、被洗浄物を非接触な状態で反らないように延ばしながら平面度を保って洗浄でき、被洗浄物間の相互汚染を抑制しつつ、薄い被洗浄物でも反り及び破損を抑制することができ、また、被洗浄物を高速回転させて洗浄液を外側に振り飛ばし、被洗浄物の下面に入り込むのを抑制することができることに想到した。さらに、洗浄中に被洗浄物の高さ位置や吸着力を調整して支持体で支持する被洗浄物の側面の位置を変更することができるので、洗浄残の発生を抑制することができることに想到し、本発明を完成させた。
【００２９】
図１は、本発明の枚葉式洗浄装置の一実施形態を示す概略断面図である。
図１に示すように、本発明の枚葉式洗浄装置１は、被洗浄物５を吸着浮上させるための吸着浮上テーブル２、被洗浄物５の側面を支持して回転させるスピンテーブル３、洗浄液を吐出する洗浄ノズル６等を具備している。
図２は、図１の枚葉式洗浄装置１の上部を拡大した概略図である。図２に示すように、吸着浮上テーブル２は上面部に旋回流形成部４を複数有している。この旋回流形成部４は内部で旋回流が形成されるようになっている。このような吸着浮上テーブル２が被洗浄物５の直下に配設され、後述するような原理によって被洗浄物５を吸着浮上できるようになっている。
【００３０】
また、この吸着浮上テーブル２の周辺にはスピンテーブル３が配設されている。このスピンテーブル３は軸１３とベアリングで接続されており、回転モータ（不図示）によってスピンテーブル３が軸１３を中心に回転できるようになっている。また、スピンテーブル３には被洗浄物５の側面を支持する支持体９がその上部に配置されている。そして、吸着浮上テーブル２によって吸着浮上され、支持体９によって側面を支持された被洗浄物５をその中心軸で回転させることができるようになっている。ここで、スピンテーブル３は被洗浄物５のスピン乾燥が可能なものとすることができる。また、回転速度が最大で４０００ｒｐｍで回転可能なものとすることができ、このようにすれば、被洗浄物５をより短時間で乾燥させることができるので好ましいが、特に限定されることはない。
【００３１】
ここで、本発明の枚葉式洗浄装置１において、被洗浄物５を吸着浮上させる原理について説明する。
図３に示すように、吸着浮上テーブル２の上面部に設けられた複数の旋回流形成部４は円筒状の凹部７及び該凹部７内に気体を吐出する吐出口８を有している。そして、この吐出口８から例えば圧縮空気等の気体が凹部７内部に吐出され、凹部７の内壁面に沿って旋回して旋回流を形成する。この旋回流によって旋回流形成部４の凹部７の中心部に大きな負圧が生じ、直上にある被洗浄物５を吸着する力が発生する。そして、この旋回流を形成した気体は旋回流形成部４と被洗浄物５との隙間に放出されるため、被洗浄物５は吸着浮上テーブル２との間に隙間を保って吸着浮上される。
【００３２】
ここで、被洗浄物５と吸着浮上テーブル２との距離をＸ[ｍｍ]、被洗浄物５の重量をｍ［ｋｇ］、定数をαとしたとき、吸着力Ｙは、
Ｙ＝αＸ２＋ｍ
で表わされる。また、支持体９の静止摩擦合計をμとすると回転駆動を行うためには、
Ｙ＞μｍ
を満たすようなＹであれば良く、被洗浄物５を延ばして撓み等が極小となるようＸを設定する。
ここで、特に限定されることはないが、例えば距離Ｘを０〜３ｍｍ程度とすることができる。
【００３３】
本発明の枚葉式洗浄装置１で用いることができる吸着浮上テーブル２及びスピンテーブル３の一例を図４に示す。図４に示すように、吸着浮上テーブル２は皿状であり、その上面部の外周付近に旋回流形成部４が複数均等間隔に配設されている。このように旋回流形成部４を複数均等間隔に配設すれば、被洗浄物５を吸着する力がより強く、均一となるようにすることができ、被洗浄物５を確実に平面度を保って吸着浮上させることができる。また、図４に示すように、スピンテーブル３の支持体９の形状を被洗浄物５との接触面にテーパが設けられたものとすることができる。このようにすれば、被洗浄物５との接触部分が少なくなり接触部分の破損や汚染をより確実に抑制できるし、吸着力を小さくすることで被洗浄物５の支持体９で支持される位置を容易に変更することができるものとなるが、本発明においては特にこれに限定されず、円すい台形あるいはテーパのない例えばピン形状としても良い。
【００３４】
支持体９の形状を、図５（Ａ）に示すようなストレートピン形状とした場合、被洗浄物５に回転駆動力を確実に伝達させるために被洗浄物５の側面を複数の支持体９によりチャックする機構を具備するのが望ましい。そして、被洗浄物５の受け渡し時には、ストレートピン形状の各支持体９によって形成される保持径をその被洗浄物５の径より大きくして出し入れし易くし、また、その各支持体９によって形成される保持径を縮めて被洗浄物５の側面をチャックし、側面を支持しながら洗浄を行うようにすることができる。
【００３５】
このような支持体９によるチャック機構は、例えば以下のようにして構成することができる。
すなわち、図５（Ａ）に示すように、ストレートピン形状の支持体９を、中心軸で回転可能なピン台１６の上に偏芯して配置する。また、図５（Ｂ）に示すように、この支持体９が配置されたピン台１６をスピンテーブル３の外周部付近に均等間隔で複数配置して、各支持体９によって被洗浄物５の側面をチャックして支持する保持径を形成する。そして、ピン台１６を回転させることによって、この保持径の大きさを縮めて被洗浄物５の側面をチャックしたり、保持径を被洗浄物５の径より大きくして出し入れし易くすることができるように構成する。
【００３６】
また、吸着浮上テーブル２は上下動自在であるものとすることができる。このようにすれば、被洗浄物５と吸着浮上テーブル２との距離Ｘを吸着浮上テーブル２の上下動によって調整して吸着力を制御することができるとともに、被洗浄物５の高さ位置を変更することができる。また、被洗浄物５の洗浄位置と被洗浄物５の吸着浮上テーブル２への受け渡し位置とで高さを変えることができ、被洗浄物５の受け渡しを容易に行うことができるものとなるので好ましい。
【００３７】
本発明の枚葉式洗浄装置１では、このような吸着浮上テーブル２により被洗浄物５を非接触な状態で吸着浮上させ、さらに上記したようにスピンテーブル３の支持体９で被洗浄物５の側面を支持してその中心軸で回転させて上面を洗浄するものとなっているので、例えばウェーハ自身やウェーハ上の積層薄膜の歪み等のような被洗浄物５の歪みによって反りが発生してしまった被洗浄物５を、反りがなくなるように延ばしながら非接触な状態で吸着浮上させることができ、支持体９による被洗浄物５の側面への強い支持力を必要とせず、確実に回転駆動を伝達して平面度を維持しながら被洗浄物５の上面の洗浄を行うことができる。その結果、特に３０〜１５０μｍ程度の薄いウェーハのような被洗浄物５でも反り及び破損を抑制して洗浄することができる。また、接触による被洗浄物５の裏面の傷や被洗浄物５間の相互汚染を抑制することもできる。
【００３８】
また、複数の旋回流形成部４によって強い力で被洗浄物５を吸着し、さらに被洗浄物５の側面を支持体９で支持するので、被洗浄物５を高速回転させて洗浄することができ、その高速回転の遠心力で被洗浄物５の上面に吐出された洗浄液を外側に振り飛ばして被洗浄物５の下面側に洗浄液が侵入するのを抑制することができる。
【００３９】
さらに、洗浄中に被洗浄物５の吸着力あるいは高さ位置を調整して支持体９で支持する被洗浄物５の側面の位置を変更することができるので、洗浄残の発生を抑制することができる。この場合、具体的には、吸着浮上テーブル２を上昇させて距離Ｘを小さくして吸着力Ｙを低下させてＹ＜μｍとし、スピンテーブル３の支持体９と被洗浄物５との接触力を低下あるいは非接触にさせることによって、スピンテーブル３と被洗浄物５の回転数に差を生じさせ、その後スピンテーブル３を下降させて元に戻せば被洗浄物５の支持体９で支持される側面の位置を変更するものとすることができる。
このようなものであれば、洗浄中に被洗浄物５の支持体９で支持される側面の位置をより確実に変更して、その部分の洗浄残をより確実になくすことができる。
【００４０】
あるいは、洗浄中にスピンテーブル３の回転を急加速させることでスピンテーブル３と被洗浄物５の回転数に差を生じさせ、被洗浄物５の支持体９で支持される側面の位置を変更するものとすることもでき、洗浄中に被洗浄物５の支持体９で支持される側面の位置をより確実に変更して、その部分の洗浄残をより確実になくすことができる。この場合、スピンテーブル３の回転数を、例えば０．１秒で６００ｒｐｍから１０００ｒｐｍに急加速するようにすることができる。
【００４１】
ここで、洗浄液は特に限定されないが、例えばフッ酸、塩酸、酢酸、過酸化水素、あるいはこれらの混酸、ＳＣ−２等の酸性の洗浄液、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、あるいはＳＣ−１等のアルカリ性の洗浄液、又は純水を用いることができる。そして、本発明における洗浄処理には、例えば、純水による被洗浄物５のリンスやフッ酸等を用いたエッチングによる処理なども含まれる。
【００４２】
また、本発明では、被洗浄物５の上面のみならず、上記したように被洗浄物５の側面、及び被洗浄物５の下面側のベベル部まで洗浄しても良い。本発明の枚葉式洗浄装置は、上記したように、被洗浄物５の下面側の主面に洗浄液が侵入するのを抑制することができると同時に、洗浄液を被洗浄物５の下面側のベベル部のどの辺りまで入り込ませるかを制御することができる。このような制御は、例えば気体の流量、被洗浄物５の回転数、洗浄時間、及び洗浄液濃度（洗浄液の粘度）等の条件によって行うことができる。すなわち、これらの条件によって被洗浄物５の下面側のベベル部の洗浄幅を制御することができる。
あるいは、支持体９の直内側のスピンテーブル３上面の形状を変更することによって、被洗浄物５の下面側のベベル部の洗浄幅をハード的に制御することもできる。
【００４３】
また、枚葉式洗浄装置１の外周部には、洗浄ノズル６から吐出した洗浄液の飛散を防止して回収するための排液カップ１２を設けることができる。すなわち、被洗浄物５の表面側から振り飛ばされて飛散した洗浄液は排液カップ１２で受け止められる。洗浄液はそのほとんどが被洗浄物５の表面側から振り飛ばされて排液カップ１２により受け止められるが、図２に示すような洗浄液排出ライン１５から流れ落ちた洗浄液も回収することができるようになっている。
【００４４】
またこのとき、図３に示すように、旋回流形成部４内から被洗浄物５との隙間に放出された気体がさらに被洗浄物５の外周方向へ向けて流出するものであることが好ましい。
このように、旋回流形成部４内から被洗浄物５との隙間に放出された気体がさらに被洗浄物５の外周方向へ向けて流出するものであれば、外周方向へ向けて流出する気体によって、洗浄ノズル６から被洗浄物５の表面に向けて吐出された洗浄液が被洗浄物５の下面側に液侵するのをより確実に抑制することができるものとなる。これにより、例えば被洗浄物５の下面が、パターンが形成されたウェーハのデバイス面であった場合でも、そのパターンが洗浄液の薬液によって破壊される等といったデバイス面への影響をより確実に抑制することができる。被洗浄物５の外周方向に気体が流出するようにするために、図４、図５（Ｂ）に示すように、被洗浄物５の側面を支持する支持体９はスピンテーブル３の円周方向にそれぞれが間隔を持って形成されており、これら支持体間の隙間から気体が流出できるようになっている。
【００４５】
また、支持体９を、図５（Ａ）に示すようなストレートピン形状とし、ピン台１６の上端と被洗浄物５との距離を小さくするようにすれば、被洗浄物５と吸着浮上テーブル２との距離Ｘも小さくなり、被洗浄物５の外周方向へ向けて流出する気体の流出速度が大きくなるので、被洗浄物５の下面側への液侵の抑制効果を高めることができる。ここで、ピン台１６の上端と被洗浄物５との距離は、例えば０．２ｍｍ程度にすることができる。
【００４６】
またこのとき、図１に示すように、さらに、被洗浄物５の有無及び破損を検知する被洗浄物検知センサー１０を具備することができる。この被洗浄物検知センサー１０は例えばＣＣＤカメラとすることができ、被洗浄物検知センサー１０によって、被洗浄物５を常時もしくは必要時に確認し、被洗浄物５の有無及び破損を検知することができる。
このような被洗浄物５の有無及び破損を検知する被洗浄物検知センサー１０を具備するものであれば、被洗浄物５が無かったり破損している状態で洗浄ノズル６から洗浄液を吐出してスピンテーブル３内に洗浄液が漏液し、例えばその漏液した洗浄液の薬液が気化して被洗浄物５の下面に影響を与えてしまうのを防ぐことができるものとなる。特に薄い被洗浄物を洗浄する場合は、割れが発生し易いので、このようなセンサーを具備するのが有効である。
【００４７】
またこのとき、図１に示すように、さらに、スピンテーブル３の下方内側への漏液を検知する漏液検知センサー１１を具備することができる。
このように、さらに、スピンテーブル３の下方内側への漏液を検知する漏液検知センサー１１を具備するものであれば、スピンテーブル３の下方に洗浄液が漏液したことをすばやく検知することができ、漏液した洗浄液による被洗浄物５の下面に与える影響を最小限に抑えることができるものとなる。下方の装置機構に洗浄液による腐食等の好ましくない事態が発生しないようにすることができる。
【００４８】
またこのとき、洗浄ノズル６は、洗浄液に超音波振動を印加する超音波洗浄ノズル又はスプレーノズルとすることができる。
このように、洗浄ノズル６が洗浄液に超音波振動を印加する超音波洗浄ノズルであれば、超音波によって洗浄効果を向上することができ、スプレーノズルであれば、洗浄液をソフトに供給することができる。ここで、洗浄液に印加する超音波振動の周波数は特に限定されず、例えば１ＭＨｚといった高周波の超音波を印加するいわゆるメガソニックノズルであっても良い。
【００４９】
またこのとき、図２に示すように、洗浄ノズル６から吐出した洗浄液を回収する排液カップ１２を洗浄液の薬液の種類に対応して上下動して位置を変更することで、洗浄液を分液回収可能なものとすることもできる。すなわち、排液カップ１２はその左右の部材１２ａ、１２ｂがそれぞれ独立して上下動できるようになっており、例えば１２ｂの内側で洗浄液を受け止めて回収する場合と、１２ｂを下げて１２ａを高くなるように上下動して１２ａの内側で洗浄液を受け止めて回収する場合というように分液回収できるようになっている。また、被洗浄物５の受け渡しを行う場合には、図２の右側に示した排液カップ１２’のように部材１２ａ’、１２ｂ’とも被洗浄物５より低い高さにすれば、排液カップが邪魔になることもない。
このようなものであれば、排液処理も容易であるし、分液回収した洗浄液の薬液を再利用することもでき、コストを削減することができるものとなる。
【００５０】
またこのとき、図２に示すように、被洗浄物５を搬送するロボットハンド１４を具備し、該ロボットハンド１４で吸着浮上テーブル２上の被洗浄物５を非接触で受け渡しすることができるものとすることができる。そして、ロボットハンド１４に上記したような旋回流形成部を形成したものとすることもできる。
このように、被洗浄物５を搬送するロボットハンド１４を具備し、該ロボットハンド１４で吸着浮上テーブル２上の被洗浄物５を非接触で受け渡しすることができるものであれば、被洗浄物５を非接触で洗浄して非接触のまま搬送することができ、薄い被洗浄物５であってもその破損を抑制しつつ被洗浄物５間の相互汚染を抑制し、洗浄後の汚れが被洗浄物５に再付着するのを抑制することができる。
【００５１】
そして、このようなロボットハンド１４を用いて吸着浮上テーブル２に被洗浄物５を渡す際には、例えば以下のようにすることができる。
まず、ロボットハンド１４の旋回流形成部で旋回流を形成して被洗浄物５を非接触で吸着保持する。そして、ロボットハンド１４が吸着浮上テーブル２の直上まで前進した後、所定位置まで下降し、同時に吸着浮上テーブル２もロボットハンド１４との間隔が所定間隔となる受け渡し位置まで上昇し、吸着浮上テーブル２の旋回流形成部４にて旋回流を形成する。このとき、全ての排液カップ１２、１２’は下方に下げられている。
【００５２】
次に、ロボットハンド１４の被洗浄物５の吸着を解除すると、被洗浄物５は下面が非接触の状態で吸着浮上テーブル２により吸着浮上される。
その後、吸着浮上テーブル２が被洗浄物５の位置が洗浄位置となる位置まで下降し、支持体９により被洗浄物５の側面を支持する。
【００５３】
また、吸着浮上テーブル２から被洗浄物５を受け取る際には、同様にロボットハンド１４が吸着浮上テーブル２の直上まで前進し、吸着浮上テーブル２が上昇すると共に、ロボットハンド１４が洗浄済みの被洗浄物５を保持する位置まで下降する。
次に、ロボットハンド１４により被洗浄物５を吸着保持した後、吸着浮上テーブル２の旋回流形成部４の気体の吐出を止め、ロボットハンド１４で被洗浄物５を搬送する。
【００５４】
このようにして、吸着浮上テーブル２上の被洗浄物５をロボットハンド１４で受け渡しすることで、被洗浄物５の下面を非接触の状態のままで受け渡しすることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
（実施例）
図４に示すような吸着浮上テーブル及びスピンテーブルを具備した、図１に示すような枚葉式洗浄装置を用い、直径１５０ｍｍ、厚さが９０μｍのシリコンウェーハを１００枚洗浄した。ここで、吸着浮上テーブルとシリコンウェーハとの間隔Ｘを２．５ｍｍとし、洗浄中のスピンテーブルの回転数を２０００ｒｐｍとした。また、洗浄ノズルをメガソニックノズルとし、１ＭＨｚの超音波を洗浄液に印加して洗浄した。また、洗浄中に吸着浮上テーブルを上昇させ、スピンテーブルとシリコンウェーハの回転数に差を生じさせ、シリコンウェーハの支持体で支持される側面の位置を変更することを２回行うようにした。
【００５７】
そして、洗浄後のシリコンウェーハの破損及び、洗浄中のウェーハの下面側への洗浄液の液侵に関して評価した。
その結果、洗浄後の破損及び下面側への洗浄液の液侵はなく、後述の比較例と比べ改善されていることが確認できた。
また、裏面の傷や側面の洗浄残も発生しておらず、また、基板の裏面の外周部のパーティクル数を評価したところ洗浄前より増加しているものは見受けらず、１００枚の基板間の相互汚染による影響が抑制できていることが確認できた。
【００５８】
（比較例）
図６に示すような、従来の枚葉式洗浄装置を用い、実施例と同様のシリコンウェーハを１００枚洗浄し、実施例と同様な評価を行った。
その結果、洗浄後のウェーハの約２０％で反り及び破損が発生しており保持して回転させることができなかった。また、洗浄されたものでも下面側への洗浄液の液侵も発生していた。
また、基板の裏面の外周部のパーティクル数を評価したところ、一部の基板で、特にテーブルに接触していた箇所のパーティクルが増加していることが確認でき、裏面の汚染あるいは相互汚染による影響を受けていることが確認できた。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
１…枚葉式洗浄装置、２…吸着浮上テーブル、３…スピンテーブル、
４…旋回流形成部、５…被洗浄物、６…洗浄ノズル、
７…旋回流形成部の凹部、８…旋回流形成部の吐出口、９…支持体、
１０…被洗浄物検知センサー、１１…漏液検知センサー、１２、１２’…排液カップ、
１３…軸、１４…ロボットハンド、１５…洗浄液排出ライン、１６…ピン台。
【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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