(57)【要約】【課題】被洗浄物の裏面と洗浄装置との接触によって発生する被洗浄物間の相互汚染を防止し、洗浄液、および洗浄した汚れが被洗浄物に再付着すること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。【解決手段】少なくとも、前記被洗浄物の側面を保持するチャックピンと、前記被洗浄物の直下に配設され、液体を吐出する吐出口を有したフランジと、前記フランジの外側に配設され、前記フランジから吐出される液体の液はねを防止する液はね防止板とを具備し、前記フランジにより前記被洗浄物の裏面を非接触な状態で液体浮上させ、前記チャックピンで該被洗浄物の側面を保持して該被洗浄物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
2010010652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物の表面を洗浄液で洗浄する表面ノズルを具備し、前記被洗浄物を中心軸で回転させながら前記表面ノズルから吐出した洗浄液で前記被洗浄物の表面を洗浄する枚葉式洗浄装置において、少なくとも、
前記被洗浄物の側面を保持するチャックピンと、
前記被洗浄物の直下に配設され、液体を吐出する吐出口を有したフランジとを具備し、
前記フランジにより前記被洗浄物を裏面が非接触な状態で液体浮上させ、前記チャックピンで該被洗浄物の側面を保持して該被洗浄物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】
前記フランジは複数の吐出口を有す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】
前記フランジは上下動自在であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項４】
前記フランジの外側に配設され、前記フランジから吐出される液体の液はねを防止する液はね防止板を具備す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】
前記フランジの吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用し、前記被洗浄物の裏面も洗浄す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】
前記フランジから吐出された液体に超音波振動を印加する振動手段を前記フランジに配設し、前記重畳された超音波を前記被洗浄物に伝搬して該被洗浄物を洗浄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５のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項７】
前記フランジから吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、前記被洗浄物の浮上量をｍ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項８】
前記ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内となるように前記フランジから吐出される液体の吐出量と前記被洗浄物を回転させる回転数を制御するものであることを特徴とする請求項７に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項９】
前記フランジは外周部に土手が設けられて上面が浅皿状に形成されたものであ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１０】
前記フランジは外周部に土手が設けられて上面が浅皿状に形成されたものであり、前記フランジから吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、前記被洗浄物の浮上量をｍ[ｍｍ]、前記フランジの土手の高さをｈ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項１１】
前記ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内となるように前記フランジから吐出される液体の吐出量と前記被洗浄物を回転させる回転数を制御するものであることを特徴とする請求項１０に記載の枚葉式洗浄装置。
【請求項１２】
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フランジ上の前記被洗浄物を、該被洗浄物の裏面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１１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、フォトマスクにデバイスパターンが形成されている基板等を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基板に処理を施す際、有機物、金属等の塵埃、異物といったパーティクルが基板に付着していると、基板面内で均一な処理が施せず、また、そのような基板から他の基板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、通常基板に処理を施す前は洗浄装置で基板を洗浄することにより基板からパーティクル等を除去している。
【０００３】
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。
【０００４】
図４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１０８と、被洗浄物１０５の表面を洗浄するための表面用ノズル１０６と、被洗浄物１０５の裏面を洗浄するための裏面用ノズル１０７とを具備している。
テーブル１０２は、被洗浄物１０５を保持するために、アーム１０４上に被洗浄物１０５を引っ掛けるためのピン１０３が複数本取り付けられている。また、裏面用ノズル１０７は、アーム１０４の中心から突出するように設置され、非回転である。
【０００５】
このような枚葉式洗浄装置１０１を使用して被洗浄物の表裏面を洗浄するには、テーブル１０２で被洗浄物１０５を保持し、回転駆動部１０８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、たとえば表面用ノズル１０６より薬液を被洗浄物の表面側に吐出するとともに、裏面は超純水等の洗浄液を裏面用ノズル１０７に形成された吐出口から吐出させて洗浄する。
なお、このような洗浄は通常、ダウンフローの雰囲気ガスが流通しているチャンバーあるいはクリーンルーム内で行われる。
また、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枚葉式洗浄装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、このような装置１０１で被洗浄物を洗浄すると、高速回転するテーブル１０２の回転風圧により被洗浄物１０５から飛散した洗浄液が舞い上がって再び被洗浄物１０５に付着するため、パーティクルを完全に除去することはできなかった。また、裏面用ノズル１０７から伝わって垂れてきた余分な洗浄液が回転するテーブル１０２や回転機構ではじかれて飛散するといった問題もあり、被洗浄物１０５の表裏面に再付着する洗浄液によるパーティクルを減少させることが課題となっていた。
また、超音波振動子付きノズルで洗浄液に超音波を重畳することにより被洗浄物表面にダメージが発生するという問題もあった。
【０００７】
このような洗浄液の被洗浄物への再付着の問題に対し、裏面用ノズルの先端に特許文献２に開示するようなテーパー形状の傘を設け、回転風圧による洗浄液の舞い上がりを抑制し、被洗浄物への洗浄液の再付着を防止するといった対策が採られていたが、それでもなお不十分であり、被洗浄物に洗浄液が再付着し、パーティクル数を減らすことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９５４５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
さらに、上記従来技術であると、被洗浄物１０５の裏面がアーム１０４に直接接触しているため、その接触箇所から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すという問題があった。また、被洗浄物１０５の保持部分の洗浄が困難であり、洗浄後の残渣が付着しやすいという問題もあった。
【００１０】
また、前記したように被洗浄物に超音波を伝搬して洗浄する場合、超音波振動子と被洗浄物とが平行状態を保っていることが重要であり、被洗浄物と超音波振動子の平行度が僅かながらにもずれていると面内で洗浄ムラが発生してしまう。
これらのため、被洗浄物の超音波振動子との平行度を保つことが重要な課題となった。
【００１１】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、被洗浄物の裏面と洗浄装置との接触によって発生する被洗浄物裏面の汚染や被洗浄物間の相互汚染を防止し、洗浄した残渣等の汚れが被洗浄物に再付着することを抑制するとともに面内で均一な洗浄を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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被洗浄物の表面を洗浄液で洗浄する表面ノズルを具備し、前記被洗浄物を中心軸で回転させながら前記表面ノズルから吐出した洗浄液で前記被洗浄物の表面を洗浄する枚葉式洗浄装置において、少なくとも、前記被洗浄物の側面を保持するチャックピンと、前記被洗浄物の直下に配設され、液体を吐出する吐出口を有したフランジとを具備し、前記フランジにより前記被洗浄物を裏面が非接触な状態で液体浮上させ、前記チャックピンで該被洗浄物の側面を保持して該被洗浄物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。
【００１３】
このように、本発明の枚葉式洗浄装置は、少なくとも、前記被洗浄物の側面を保持するチャックピンと、前記被洗浄物の直下に配設され、液体を吐出する吐出口を有したフランジとを具備し、前記フランジにより前記被洗浄物を裏面が非接触な状態で液体浮上させ、前記チャックピンで該被洗浄物の側面を保持して該被洗浄物を洗浄するので、被洗浄物の裏面とフランジとの接触による傷の発生や、洗浄した残渣等の汚染の被洗浄物への再付着、および被洗浄物間の相互汚染を抑制することができる。また、フランジに対して被洗浄物を水平に液体浮上させて、側面をチャックピンで保持するので、被洗浄物に機械的な応力がかからず、洗浄中に被洗浄物の水平度を安定して保つことができ、洗浄液に超音波を重畳して洗浄する場合であっても、振動子との平行度を維持して面内で洗浄ムラが発生するのを抑制することができる。
【００１４】
このとき、前記フランジは複数の吐出口を有することができる。
このように、前記フランジは複数の吐出口を有することで、洗浄中に被洗浄物がより安定してフランジ上で浮上して水平度を保つことができる。
【００１５】
またこのとき、前記フランジは上下動自在であることができる。
このように、前記フランジが上下動自在であれば、被洗浄物の洗浄位置と、被洗浄物のフランジ上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が容易になるとともに、洗浄位置では確実に洗浄液の飛散を防止することができる。
【００１６】
またこのとき、前記フランジの外側に配設され、前記フランジから吐出される液体の液はねを防止する液はね防止板を具備することができる。
このように、前記フランジの外側に配設され、前記フランジから吐出される液体の液はねを防止する液はね防止板を具備することで、回転駆動により飛散した洗浄液がはねて被洗浄物に再付着するのを抑制することができる
【００１７】
またこのとき、前記フランジの吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用し、前記被洗浄物の裏面も洗浄することができる。
このように、前記フランジの吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用することで前記被洗浄物の裏面も洗浄することができ、被洗浄物の裏面を非接触の状態に保ちつつ、表裏面を効率的に洗浄することができる。
【００１８】
またこのとき、前記フランジから吐出された液体に超音波振動を印加する振動手段を前記フランジに配設し、前記重畳された超音波を前記被洗浄物に伝搬して該被洗浄物を洗浄することができる。
このように、前記フランジから吐出された液体に超音波振動を印加する振動手段を前記フランジに配設し、前記重畳された超音波を前記被洗浄物に伝搬して該被洗浄物を洗浄すれば、洗浄効果を向上することができ、前記被洗浄物の水平度を安定して保ちながら洗浄できるので、前記被洗浄物と振動手段との平行度が維持され面内の洗浄ムラを抑制することができる。また、このとき、被洗浄物の裏面から表面側に超音波が伝搬され、表面側も同時に超音波洗浄することができる。
【００１９】
またこのとき、前記フランジから吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、前記被洗浄物の浮上量をｍ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であることが好ましい。
このように、前記フランジから吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、前記被洗浄物の浮上量をｍ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であれば、被洗浄物の裏面から表面側に確実に超音波を伝搬させ、表面の超音波による洗浄効果をより向上させることができ、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
【００２０】
またこのとき、前記ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内となるように前記フランジから吐出される液体の吐出量と前記被洗浄物を回転させる回転数を制御するものとすることができる。
このように、前記フランジから吐出される液体の吐出量と前記被洗浄物を回転させる回転数を制御することによって、前記ｍの値を確実にλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内とすることができる。
【００２１】
またこのとき、前記フランジは外周部に土手が設けられて上面が浅皿状に形成されたものとすることができる。
【００２２】
特に、前記フランジは外周部に土手が設けられて上面が浅皿状に形成されたものであり、前記フランジから吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、前記被洗浄物の浮上量をｍ[ｍｍ]、前記フランジの土手の高さをｈ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であることが好ましい。
【００２３】
このように、前記フランジは外周部に土手が設けられて上面が浅皿状に形成されたものである場合、前記フランジから吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、前記被洗浄物の浮上量をｍ[ｍｍ]、前記フランジの土手の高さをｈ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であれば、被洗浄物の裏面から表面側に確実に超音波を伝搬させ、表面の超音波による洗浄効果をより向上させることができ、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
【００２４】
このとき、前記ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内となるように前記フランジから吐出される液体の吐出量と前記被洗浄物を回転させる回転数を制御するものとすることができる。
このように、前記フランジから吐出される液体の吐出量と前記被洗浄物を回転させる回転数を制御することによって、前記ｈ＋ｍの値を確実にλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内とすることができる。
【００２５】
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フランジ上の前記被洗浄物を、該被洗浄物の裏面を非接触で受け渡し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フランジ上の前記被洗浄物を、該被洗浄物の裏面を非接触状態のままで受け渡しすることで、前記被洗浄物の裏面を非接触で洗浄して搬送することができ裏面の傷および汚染を防止するとともに被洗浄物間の相互汚染を抑制し、洗浄後の汚れが被洗浄物に再付着するのを抑制する効果をより効果的に奏することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、枚葉式洗浄装置において、少なくとも、前記被洗浄物の側面を保持するチャックピンと、前記被洗浄物の直下に配設され、液体を吐出する吐出口を有したフランジとを具備し、前記フランジにより前記被洗浄物を裏面が非接触な状態で液体浮上させ、前記チャックピンで該被洗浄物の側面を保持して該被洗浄物を洗浄するので、被洗浄物の裏面とフランジとの接触による裏面の傷および洗浄後の残渣等による汚染を防止するとともに被洗浄物間の相互汚染を抑制することができる。また、フランジにより被洗浄物を水平に液体浮上させて、側面をチャックピンで保持するので、洗浄中に被洗浄物の水平度を安定して保つことができ、洗浄液に超音波を重畳して洗浄する際、振動手段との平行度を維持して面内で洗浄ムラが発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】本発明に係る枚葉式洗浄装置のフランジ上の被洗浄物をロボッハンドで受け渡しする様子を示す概略説明図である。
【図３】本発明に係る枚葉式洗浄装置の別の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】従来の枚葉式洗浄装置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の別の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
従来より、例えば、半導体等の製造工程において、半導体製造に使用される基板を洗浄するための洗浄装置には、枚葉式洗浄装置が使用されている。
しかし、従来の枚葉式洗浄装置を使用して洗浄した場合、被洗浄物の裏面と洗浄装置との接触によって被洗浄物の裏面に傷が発生したり、洗浄した残渣等の汚れが被洗浄物に再付着したり、あるいは被洗浄物間の相互汚染が発生したりするといった問題があった。また、従来のように被洗浄物を機械的にチャックして保持すると、機械的応力が加わり、被洗浄物が反ったり、大口径化した基板であれば自重によるたわみが発生して、平行度を保つのが困難であったため、超音波洗浄を行った際、基板面内での洗浄にムラが生じたりするといった問題もあった。
【００２９】
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、被洗浄物の裏面を洗浄装置と非接触で保持しながら洗浄することで、被洗浄物裏面の傷や、被洗浄物間の相互汚染が発生したり、洗浄した残渣等の汚れが被洗浄物に再付着するのを抑制することができることに想到した。
【００３０】
そして、被洗浄物を液体浮上させ、その状態でチャックピンにより被洗浄物の側面を保持すれば、被洗浄物を洗浄装置と非接触で保持でき、従来の液体浮上させずに被洗浄物の側面及び裏面を保持する場合に発生するような機械的応力がかからず被洗浄物がたわみにくいため、また、従来の液体浮上させずに被洗浄物の側面のみを保持する場合と比べ、被洗浄物を液体で浮上させることにより、その状態でのチャックピンの保持力を弱くすることができるので、被洗浄物がたわみにくくなり、被洗浄物が安定して水平度を保つことができることに想到した。そして、超音波を利用して洗浄する場合において、振動手段との平行度を維持して被洗浄物の面内で洗浄ムラが発生するのを抑制することができることを見出した。そして、これらを実施するための最良の形態について精査し、本発明を完成させた。
【００３１】
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の側面を保持するチャックピン３、被洗浄物５の表面を洗浄する洗浄液を吐出する表面ノズル６、被洗浄物を液体浮上させるためのフランジ２を具備している。フランジ２の外周部には土手８が設けられており、上面が窪んだ浅皿状に形成されている。また、フランジ２の浅皿状の上面の底部には液体を吐出する吐出口７が設けられている。
【００３２】
上記のような構成のフランジ２により、被洗浄物５を液体浮上させて、その裏面がフランジ２と非接触な状態とし、被洗浄物５にフランジ２側への吸着力が働くことにより、フランジ２に対して平行度を保った状態で水平に保持できるようになっている。
また、チャックピン３は、フランジ２の土手８の上部に設置されている。
【００３３】
フランジ２には、フランジ２を支持し、下方に延伸する円筒状の部材１６が連設されている。この円筒状の部材１６は軸１１とベアリングで接続されており、中空モータ９によって、円筒状の部材１６、フランジ２が軸１１を中心に回転できるようになっている。そして、フランジ２によって液体浮上され、チャックピン３によって側面を保持された被洗浄物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。
【００３４】
ここで、例えば図１に示すように、フランジ２の外周下部と本体固定部材１２の上部にそれぞれ対向するレール状の部材を組み合わせるようにして設けることができる。こうすることで、洗浄装置１の内部の軸部等に液が侵入するのを防ぐことができる。しかし、特にこれに限定されることはない。
また、枚葉式洗浄装置１の外周上部には、主に表面ノズル６から吐出した洗浄液が飛散しないようにするためのカップ１４が設けられている。すなわち、被洗浄物５の表面側から降り飛ばされて飛散した洗浄液は主にカップ１４で受け止められ、被洗浄物５の裏面側から下流した洗浄液は主に液はね防止板４で飛散しないように受け止められる。従って、本発明では表面側、裏面側および側面から飛散した洗浄液さえも受け止められ、浮遊して被洗浄物５に再付着するのを抑制することができるようになっている。
【００３５】
本発明の枚葉式洗浄装置１により被洗浄物５を洗浄する際には、フランジ２により被洗浄物５を液体浮上させて、その裏面がフランジ２と非接触な状態でチャックピン３によって被洗浄物５の側面を保持しての中空モータ９の回転駆動力で中心軸周りに回転させながら、表面ノズル６から吐出した洗浄液により被洗浄物５の表面を洗浄するようになっている。
このように被洗浄物５を洗浄することで、接触による被洗浄物５の裏面に傷や洗浄後の残渣による汚染が発生したり、被洗浄物間の相互汚染が発生したりするのを抑制することができる。
【００３６】
このとき、フランジ２は上下動自在であることができ、例えば、図１に示すような、フランジ上下動用シリンダ１０を用いてフランジ２を上下動させることができる。
このように、フランジ１０が上下動自在であれば、被洗浄物５の洗浄位置（図１で示された位置）と、被洗浄物５のフランジ２への受け渡し位置（フランジを上昇させ、カップ１４より高い位置）とで高さを変えることができ、被洗浄物５の受け渡しが容易になるとともに、洗浄位置では確実に洗浄液の飛散を防止することができる。
【００３７】
また、フランジ２の外側には、フランジ２を取り囲むようにして液はね防止板４を配設することができる。
このように、液はね防止板４を具備することにより、フランジ２の吐出口７から吐出される液体が下流して回転機構等により振り飛ばされて飛散して舞い上がったり、洗浄装置１の部材にはじかれて再び被洗浄物５に付着するのを抑制することができ、液体を洗浄液排出ライン１３を通って排出させることができる。
【００３８】
またこのとき、フランジ２の吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用し、被洗浄物５の裏面も洗浄することができる。
このように、フランジ２の吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用すれば、被洗浄物５の裏面も同時に洗浄することができ、被洗浄物５の裏面を非接触の状態に保ちつつ、表裏面を効率的に洗浄することができる。また、被洗浄物５を液体浮上させて保持しているので、裏面全体を容易に洗浄することができる。
【００３９】
被洗浄物５が、例えば半導体基板のように、その後処理工程において処理装置と基板の裏面が直接接触することが多いような場合、基板間の相互汚染を防止するためには基板の裏面の洗浄も非常に重要であり、被洗浄物の裏面を非接触で洗浄する本発明は特に有用である。
【００４０】
そして、前記したように、液はね防止板４で被洗浄物５から流れ落ちた洗浄液の飛散を防止できるので、被洗浄物の裏面を洗浄した洗浄液および洗浄液の汚れが被洗浄物５に再付着することを抑制することができる。
【００４１】
ここで、表面ノズル６から吐出する洗浄液に超音波を印加し、その洗浄液に重畳された超音波を被洗浄物５に伝搬して超音波洗浄しても良い。
この場合、表面ノズルに超音波振動子を配設し、その振動子により表面ノズル６から吐出する洗浄液に超音波を印加するようにれば良い。
【００４２】
このように超音波が重畳された洗浄液で洗浄することで、洗浄効果を向上することができる。また、本発明の枚葉式洗浄装置１は、フランジ２により被洗浄物５が水平度を保った状態でチャックピンにより側面を保持するので、洗浄中に被洗浄物が安定して水平度を保つことができるので、超音波洗浄による被洗浄物の表面側の面内での洗浄ムラが発生するのを抑制することができる。
【００４３】
またこのとき、フランジ２は複数の吐出口７を有することができる。
このように、フランジ２は複数の吐出口７を有することで、洗浄中に被洗浄物５がより安定して水平度を保つことができる。
また、フランジ２から吐出される液体は圧力制御され、流量の揺らぎを低減させた状態で供給されることが望ましい。
【００４４】
またこのとき、被洗浄物５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フランジ上の被洗浄物５を、該被洗浄物５の裏面を非接触のまま維持して受け渡しすることができる。
図２は、ロボットハンド３１でフランジ２上の被洗浄物５を受け渡しする様子を示す概略説明図である。
図２（Ａ）に示すように、ロボットハンド３１は、被洗浄物５を保持するためのハンド３２、被洗浄物５を受け渡しする際の被洗浄物５の位置をガイドするためのガイドピン３３、ハンド３２を支持するアーム３４により構成されている。ハンド３２による被洗浄物５の保持方法は、特に限定されないが、例えばエッジクリップ方式とすることができる。
【００４５】
そして、このようなロボットハンド３１を用いてフランジ２に被洗浄物５を渡す際には、図２（Ｂ）に示すように、ロボットハンド３１がフランジ２の直上まで前進した後、所定位置まで下降し、同時にフランジ２もロボットハンド３１との間隔が所定間隔となる受け渡し位置まで上昇し、吐出口７から液体を吐出する。
【００４６】
次に、ハンド３２の被洗浄物５の保持を解除すると、被洗浄物５は裏面が非接触の状態でフランジ２側に吸着される。
その後、フランジ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、チャックピン３により被洗浄物の側面を保持する。
【００４７】
また、フランジ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３１がフランジ２の直上まで前進し、フランジ２が上昇すると共に、ロボットハンド３１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、ハンド３２により被洗浄物５を保持した後、フランジ２の吐出口７から液体の吐出を止め、ロボットハンド３１で被洗浄物５を搬送する。
【００４８】
このようにして、フランジ２上の被洗浄物５をロボットハンド３１で受け渡しすることで、被洗浄物５の裏面を非接触の状態のままで受け渡しすることができる。
【００４９】
図３は、本発明の枚葉式洗浄装置の別の実施形態を示す概略断面図である。
図３に示すように、この本発明の枚葉式洗浄装置２１は、前述した形態と同様の構成のフランジ２と、被洗浄物５の側面を保持するためのチャックピン３を具備している。そして、フランジ２の外側に液はね防止板４が配設されている。
この態様では、チャックピン３は、液はね防止板４の上部に設置されている。
【００５０】
液はね防止板４には、一端が先広の円筒形状の部材１６が連設されている。この円筒状の部材１６は軸１１とベアリングで接続されており、中空モータ９によって、円筒状の部材１６、および液はね防止板４が軸１１を中心に回転するようになっている。そして、フランジ２によって液体浮上され、液はね防止板４の上部に設置されたチャックピン３によって側面を保持された被洗浄物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。この形態ではフランジ２は回転しない。
【００５１】
また、フランジ２は、フランジ２の吐出口７から吐出された液体に超音波振動を印加する振動手段１５を具備している。超音波が重畳された液体は超音波の伝搬膜として作用し、超音波を被洗浄物に伝搬する。
この本発明の枚葉式洗浄装置２１は、フランジ２により被洗浄物５を水平度を保った状態で液体浮上させ、さらに被洗浄物５の側面をチャックピン３で保持するので、被洗浄物５が安定して水平度を保つことができるようになっている。
また、振動手段１５はフランジ２の上面に対して、平行となるように設置されているので、フランジ２の直上に保持される被洗浄物５の裏面に対して平行となり均等に超音波を伝搬することができるようになっている。
【００５２】
そして、本発明の枚葉式洗浄装置２１により被洗浄物５を洗浄する際には、フランジ２により被洗浄物５をその裏面がフランジ２と非接触な状態で液体浮上させ、さらにチャックピン３によって被洗浄物５の側面を保持して、中空モータ９の回転駆動力で中心軸周りに回転させ、フランジ２の吐出口から吐出した液体に振動手段１５により超音波振動を印加し、その液体に重畳した超音波を被洗浄物５に伝搬し、被洗浄物５の裏面を超音波洗浄することができる。また、被洗浄物５の裏面から表面側に超音波が伝搬し、表面ノズル６から吐出した洗浄液により被洗浄物５の表面を超音波洗浄することができる。
【００５３】
このように被洗浄物５を洗浄することで、超音波により洗浄効果を向上しつつ、接触による被洗浄物５の裏面に傷が発生したり、被洗浄物間の相互汚染が発生したりするのを抑制することができる。また、洗浄した残渣等の汚れが被洗浄物５に再付着することを抑制
することができる。
また、液はね防止板４によりフランジ２の吐出口７から吐出される液体の飛散を防止でき、下流した液体が被洗浄物に再付着するのを抑制することができる。
【００５４】
ここで、例えば表面にデバイスパターンを有する半導体基板やフォトマスクのような、超音波洗浄によってダメージを受けやすい被洗浄物を洗浄する場合、表面ノズルから吐出する洗浄液に直接超音波を印加することなく、裏面から印加する超音波として、被洗浄物５に対して透過性のある超音波を使用して、該超音波をフランジ２から吐出された液体に印加し、液体に重畳された超音波が被洗浄物５を透過し、被洗浄物５の表面側の表面ノズル６から吐出された洗浄液に伝搬されることにより被洗浄物５の表面を間接的に超音波洗浄することで、被洗浄面である表面にダメージが発生するのを抑制することができ、かつ、超音波振動の高い洗浄効果を得ることができる。
【００５５】
このように、超音波を印加することによって洗浄効果を高めて被洗浄物５を洗浄する場合には、被洗浄物が振動手段１５との平行度を保つことによって超音波が被洗浄物５に均一に伝搬されることが重要であり、洗浄中の被洗浄物５がフランジ２に対して安定して水平度を保つことで、振動手段１５との平行度を維持できる効果を有する本発明の枚葉式洗浄装置２１は特に有効である。
【００５６】
このとき、フランジ２から吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、被洗浄物５の浮上量をｍ[ｍｍ]、フランジ２の土手８の高さをｈ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であることが好ましく、ｈ＋ｍ＝λ／２×ｋを満たすことがより好ましい。
このように、フランジ２から吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、被洗浄物５の浮上量をｍ[ｍｍ]、フランジ２の土手８の高さをｈ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｈ＋ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であれば、被洗浄物の裏面に到達した超音波が表面側に確実に伝搬し、表面側にダメージを発生させることなく、効率良く洗浄できる。さらに、ｈ＋ｍ＝λ／２×ｋを満たしていれば、この作用をより効果的に奏することができる。従って、超音波による洗浄効果をより向上させることができ、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
【００５７】
このとき、フランジ２から吐出される液体の吐出量と被洗浄物５を回転させる回転数を制御することによって、ｈ＋ｍの値が確実にλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内となるようにすることができる。
【００５８】
ここで、フランジ２の土手８の高さｈは、上記の条件を満たしつつ、浅皿状の窪みが深すぎてフランジ２の上面で滞留や乱流の発生や影響がない高さとすることが望ましい。このような土手８の高さの調整は事前のフランジの加工段階で行われる。そして、ｋの値を変更して加工可能な土手の高さに調整することができる。例えば、周波数が１ＭＨｚの場合には、ｋ＝２として、高さｈと被洗浄物５の浮上量ｍの和が１．５ｍｍとなるように、高さｈを調整することができる。
【００５９】
このとき、フランジ２は上下動自在であることができ、例えば、図３に示すような、フランジ上下動用シリンダ１０を用いてフランジ２を上下動させることができる。
このように、フランジ１０が上下動自在であれば、被洗浄物５の洗浄位置と、被洗浄物５のフランジ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の受け渡しが容易になるとともに、洗浄位置では確実に洗浄液の飛散を防止することができる。
またこの場合、フランジ２は上下動して、被洗浄物５との間隔を変えることで、伝搬膜としての液体の膜厚を調整できるようになっている。
また、フランジ２が下降して、フランジ２と被洗浄物５との間隔を一定間隔以上に広げることで、乾燥時にフランジ２の上面に残っている液体から遠ざけられ、被洗浄物５の乾燥を効率的に行うことができる。
【００６０】
またこのとき、フランジ２の吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用し、被洗浄物５の裏面も洗浄することができる。
このように、フランジ２の吐出口から吐出する液体として、洗浄液を使用すれば、被洗浄物５の裏面も同時に洗浄することができ、被洗浄物５の裏面を非接触の状態に保ちつつ、表裏面を効率的に洗浄することができる。
あるいは、フランジ２の吐出口から吐出する液体として、脱気水を用い、超音波印加時の伝搬水とすることもできる。
【００６１】
このとき、フランジ２は複数の吐出口７を有することができる。
このように、フランジ２は複数の吐出口７を有することで、洗浄中に被洗浄物５がより安定して水平度を保つことができる。
また、フランジ２から吐出される液体は圧力制御され、流量の揺らぎを低減させた状態で供給されることが望ましい。
【００６２】
また、前記した形態と同様にして、フランジ２上の被洗浄物５をロボットハンド３１で受け渡しすることによって、被洗浄物５の裏面を非接触で受け渡しすることができる。
【００６３】
図５は、本発明の枚葉式洗浄装置の別の実施形態を示す概略断面図である。
図５に示すように、この本発明の枚葉式洗浄装置４１は、上面が平坦なフランジ２を具備している。また、このフランジ２の外側に液はね防止板４が配設され、液はね防止板４の上部に被洗浄物５の側面を保持するためのチャックピン３が設けられている。
この液はね防止板４には、一端が先広の円筒形状の部材１６が連設されている。この円筒状の部材１６は軸１１とベアリングで接続されており、中空モータ９によって、円筒状の部材１６、および液はね防止板４が軸１１を中心に回転するようになっている。
【００６４】
そして、上記した図３に示す枚葉式洗浄装置２１と同様に、フランジ２により被洗浄物５を水平度を保った状態で液体浮上させ、さらに被洗浄物５の側面をチャックピン３で保持して被洗浄物５をその中心軸で回転させるので、被洗浄物５が安定して水平度を保つことができるようになっている。
【００６５】
この態様でフランジ２から吐出する液体に超音波を印加して洗浄する場合には、フランジ２から吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、被洗浄物５の浮上量をｍ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であることが好ましい。
このように、フランジ２から吐出された液体に印加する超音波の波長をλ[ｍｍ]、被洗浄物５の浮上量をｍ[ｍｍ]、ｋを任意の整数としたとき、ｍの値がλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内であれば、被洗浄物の裏面に到達した超音波が表面側に確実に伝搬し、表面側にダメージを発生させることなく、効率良く洗浄できる。さらに、ｍ＝λ／２×ｋを満たしていれば、この作用をより効果的に奏することができる。従って、超音波による洗浄効果をより向上させることができ、被洗浄物を効率良く洗浄することができる。
【００６６】
また、フランジ２から吐出される液体の吐出量と被洗浄物５を回転させる回転数を制御することによって、ｍの値が確実にλ／２×ｋの値に対して±２０％の範囲内となるようにすることができる。
表１に、図５に示すような本発明の枚葉式洗浄装置４１を用いてフランジ２から吐出される液体の吐出量と被洗浄物５を回転させる回転数を制御しながらシリコンウェーハを液体浮上させた際の浮上量ｍを示す。
【００６７】
表１に示すように、吐出量と回転数を変更することによって浮上量ｍも変化していることが分かる。そして、フランジ２から吐出する液体に印加する超音波に対して浮上量ｍを上記の範囲に調整するためには表１のような関係を基に吐出量と回転数を制御すれば良く、例えば周波数が１ＭＨｚの超音波を用いる場合には、ｋ＝１とした場合、λ／２×ｋの値は０．７４２となり、この値に対してｍが±２０％の範囲内になるような吐出量と回転数で洗浄を行えば良い。
なお、図５のその他の部材については図３と同様である。
【００６８】
【表１】
2010010652.tif 000003
【００６９】
また、図５に示す本発明の枚葉式洗浄装置４１の態様では、チャックピン３は、液はね防止板４の上部に設置され、フランジ２は回転せず、円筒状部材１６、および液はね防止板４が軸１１を中心に回転することによって、チャックピン３によって側面を保持された被洗浄物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が、フランジ２が図５に示すような上面が平坦なものであり、かつ、図１に示すような、チャックピン３がフランジ２の上部に設置され、フランジ２が軸１１を中心に回転することによってチャックピン３によって側面を保持された被洗浄物５をその中心軸で回転させることができるような構成とすることもできる。
【００７０】
図５の態様では、フランジ２の上面が平坦であるので図１の上面が浅皿状のものに比べて、上面の研磨加工が容易で簡単に構成できるとともに、洗浄後の被洗浄物５である基板の乾燥も容易であるという利点がある。
【実施例】
【００７１】
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。
【００７２】
（実施例）
図１に示すような、枚葉式洗浄装置を用い、半導体基板を１００枚洗浄した。
また、図２に示すようなロボットハンドを用い、フランジ上の被洗浄物の受け渡しを行った。フランジに３箇所の吐出口を設け、吐出口から洗浄液を吐出させて洗浄を行った。洗浄後すぐに乾燥させ、基板１００枚の表面に付着するパーティクル数をパーティクルカウンターで計測し、洗浄前と洗浄後のパーティクルの残留率の１００枚分の平均値をそれぞれ比較した。
その結果、洗浄後のパーティクルの残留率の平均値は４％であり、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、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、裏面の傷や洗浄後の残渣等が再付着することによる汚れは発生しておらず、また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。
【００７３】
（比較例）
図４に示すような、従来の枚葉式洗浄装置を用い、実施例と同様の半導体基板を１００枚洗浄し、実施例と同様な評価を行った。
その結果、洗浄後のパーティクルの残留率の平均値は約２０％であり実施例と比べ大きくなっていることが確認できた。
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。
【００７４】
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】
【００７５】
１、２１、４１…枚葉式洗浄装置、２…フランジ、３…チャックピン、
４…液はね防止板、５…被洗浄物、６…表面ノズル、
７…吐出口、８…土手、９…中空モータ、１０…フランジ上下動用シリンダ、
１１…軸、１２…固定部材、１３…洗浄液排出ライン、
１４…カップ、１５…振動手段、１６…円筒状部材、３１…ロボットハンド、
３２…ハンド、３３…ガイドピン、３４…アーム。
【図１】
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【図２】
2010010652.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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