【手続補正書】
【提出日】平成17年1月14日(2005.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  基板洗浄装置及び基板洗浄方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  回転する処理基板に洗浄液を供給しながら揺動するアームに取り付けた洗浄具で洗浄する基板洗浄装置において、
前記洗浄具を昇降させる昇降機構と、該洗浄具の高さを設定する設定手段と、該昇降機構を制御し該洗浄具の高さを該設定手段で設定された高さに調整する制御手段を具備することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】  請求項１に記載の基板洗浄装置において、
前記制御手段は、１枚の処理基板を洗浄する際、前記洗浄具の処理基板に対する高さを段階的に変更し、繰り返し洗浄できる機能を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項３】  回転する処理基板に洗浄液を供給しながら揺動するアームに取り付けた洗浄具で洗浄する基板洗浄方法において、
設定手段に前記洗浄具の高さを設定することにより、制御手段により昇降機構を制御し、該洗浄具の高さを該設定高さ位置に昇降させ、前記基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項４】  請求項３に記載の基板洗浄方法において、
前記制御手段は、１枚の処理基板を洗浄する際、前記洗浄具の処理基板に対する高さを段階的に変更し、繰り返し洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等の処理基板を洗浄具を用いて洗浄する基板洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のこの種の洗浄装置の概略構成を示す外観図である。図４において、１０５はウエハ等の処理基板１０４を把持する基板チャックであり、基板チャック１０５は基板チャック本体１０３上に環状に等間隔で配設されている。１０２はモータ１０１で矢印Ｂ方向に揺動する揺動アームであり、該揺動アーム１０２の先端部に洗浄具１０６が取付けられている。１０７は揺動アーム１０２を昇降させるエアシリンダであり、１０８は機械的ストッパーである。
【０００３】
上記構成の洗浄装置において、基板チャック本体１０３は矢印Ａに示す方向に回転し、揺動アーム１０２は矢印Ｂのように揺動する。洗浄具１０６としては、超音波ノズル、キャビジェットノズル、ペンシル型のスポンジ等がある。このうち超音波ノズルでは周波数及び焦点の関係上、またキャビテーションジェットではキャビテーションの適度な消長の関係上、処理基板１０４と洗浄具１０６の位置関係を特に厳密にコントロールする必要がある。洗浄具１０６は高さ方向に関してはエアシリンダー１０７で駆動されて昇降する。そしてストロークエンド付近に取り付けた機械的ストッパー１０８で下降端位置は精密調整され位置決めされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、ウエハ等の処理基板１０４と洗浄具１０６との位置関係を変更するためには、洗浄装置の運転を一旦中断し、人手にて調整する必要があった。また、キャビジェット洗浄においてはキャビジェットノズルの固体差や、処理基板１０４を基板チャック１０５で把持する毎の該処理基板１０４の洗浄面の高さ精度が洗浄のプロセス結果に及ぼす影響が大きいため、洗浄結果の再現性が充分とはいえないという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、洗浄具の高さの変更作業が容易で且つより微細な高さの調整が可能な基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、洗浄具の固体差や処理基板の把持時に洗浄面の位置にバラツキがあっても洗浄結果に影響を与えることがなく、再現性のよい洗浄が行える基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、回転する処理基板に洗浄液を供給しながら揺動するアームに取り付けた洗浄具で洗浄する基板洗浄装置において、洗浄具を昇降させる昇降機構と、該洗浄具の高さを設定する設定手段と、該昇降機構を制御し該洗浄具の高さを該設定手段で設定された高さに調整する制御手段を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板洗浄装置において、制御手段は、１枚の処理基板を１サイクルで洗浄する際、前記洗浄具の処理基板に対する高さを段階的に変更し、繰り返し洗浄できる機能を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、  回転する処理基板に洗浄液を供給しながら揺動するアームに取り付けた洗浄具で洗浄する基板洗浄方法において、設定手段に洗浄具の高さを設定することにより、制御手段により昇降機構を制御し、該洗浄具の高さを該設定高さ位置に昇降させ、基板を洗浄することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板洗浄方法において、制御手段は、１枚の処理基板を洗浄する際、洗浄具の処理基板に対する高さを段階的に変更し、繰り返し洗浄することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る洗浄装置の概略構成を示す外観図である。図１において、５はウエハ等の処理基板４を把持する基板チャックであり、該基板チャック５は基板チャック本体３上に環状に等間隔で配設されている。２はモータ１で軸９を中心に揺動する揺動アームであり、該揺動アーム２の先端部に洗浄具６が取付けられている。７はボールネジで、該ボールネジ７をサーボモータ８により回転させることにより、ブラケット１０を介して揺動アーム２は矢印Ｃに示すように昇降する。また、基板チャック本体３は矢印Ａに示すように回転し、揺動アーム２は矢印Ｂに示すように揺動する。
【００１２】
図２は揺動アーム２を昇降させて洗浄具６を昇降させる制御装置の概略構成を示す図である。図２において、１１はサーボモータ８の回転量を検出するロータリーエンコーダ、１２はサーボアンプ、１３はコントローラ、１４は設定盤である。該設定盤１４は洗浄治具の高さ等を任意に設定できるようになっており、該設定盤１４で洗浄具６の高さを設定すると、その設定信号はコントローラ１３に入力され、該コントローラ１３で設定信号に基づくサーボモータ８の回転量すなわち洗浄治具の高さ変化に相当する量を演算し、該演算値に相当した出力がサーボアンプ１２から動力線１５を通してサーボモータ８に送られ、該サーボモータ８の回転量は信号線１６を通してサーボアンプ１２にフィードバックされる。従って、洗浄具６は設定盤１４で設定された高さ位置に精度良く位置決めされる。
【００１３】
サーボモータ８が回転するとそれに連動して、ボールネジ７が回転し、その回転量に応じてブラケット１０が昇降し、洗浄具６が揺動アーム２を介して昇降する。これにより洗浄具６の高さは設定盤１４で設定された設定値に精度よく位置決めされる。
【００１４】
上記構成の洗浄装置において、１枚の処理基板４を洗浄する際に、洗浄具６の高さを揺動アーム２の揺動に同期させて段階的に変更し、繰り返し洗浄する機能をコントローラ１３に持たせることで、洗浄具６の固体差や処理基板４を基板チャック５で把持した時の洗浄面の位置のバラツキに対処できる。
【００１５】
図３は洗浄具６の高さを揺動アーム２の揺動に同期させて段階的に変更する制御フローを示す図である。まず、設定盤１４で洗浄開始時の洗浄具６の高さｈと、洗浄具６を微小下降させる下降量Δｈと、洗浄具６を微小下降させるまでの揺動アーム２の揺動回数ｎ及びこの洗浄具６の微小下降を何度繰り返すかの繰返し回数（洗浄具６の高さの段階的な変更回数）Ｎを設定する（ステップＳＴ１）。
【００１６】
この状態で洗浄動作を開始する（ステップＳＴ２）。先ず洗浄具６の高さをｈにし（ステップＳＴ３）、洗浄具６の高さがｈになったことを確認したら（ステップＳＴ４）、揺動アーム２の揺動を開始する（ステップＳＴ５）。揺動アーム２の揺動回数が微小下降の揺動回数ｎに達したか否かを判断し（ステップＳＴ６）、揺動回数ｎに達したら洗浄具６を下降量Δｈだけ下降させ（ステップＳＴ７）、洗浄具６がΔｈだけ下降したことを確認し（ステップＳＴ８）、設定繰返し回数ＮをＮ−１とする（ステップＳＴ９）。続いて、Ｎ＝０か否か、即ち、洗浄具６の微小下降が設定繰返し回数Ｎに達したか否かを判断し（ステップＳＴ１０）、設定繰返し回数Ｎに達していなかったら、前記ステップＳＴ５に戻り処理を繰返す。設定繰返し回数Ｎに達したら、洗浄動作を終了する（ステップＳＴ１１）。
【００１７】
洗浄装置を上記のように構成することにより、オペレータは設定盤１４を操作して設定するのみで、処理基板４に対する洗浄具６の高さを設定できるから、洗浄具６の位置設定を従来のように洗浄装置の運転を一旦停止して手作業で行うことなく、洗浄具６の位置決め及びその変更作業が極めて容易になる。
【００１８】
また、コントローラ１３に洗浄具６の高さを揺動アーム２の揺動に同期させて段階的に変更（微小に下降させる）させながら洗浄させる制御機能を持たせることにより、上記のように、洗浄具６の固体差や処理基板４を基板チャック５で把持した時の洗浄面の位置のバラツキに対処できる。即ち、洗浄結果の再現性が向上する。
【００１９】
なお、上記例では、洗浄具６を昇降させる昇降機構として、サーボモータ８でボールネジ７を回転させることより、揺動アーム２を昇降させて洗浄具６を昇降させるように構成しているが、昇降機構はこれに限定されるものではなく、要は設定盤１４の設定値に応じて、揺動アーム２を昇降させることができるものであれば良い。
【００２０】
また、洗浄具６を昇降させる昇降機構として揺動アーム２を介して昇降させるものに限定されるものではなく、洗浄具６を直接揺動アーム２に対して昇降させる機構であってもよいことは当然である。
【００２１】
また、本発明の洗浄装置は、処理基板の洗浄のみを行うものに限定されるものではなく、洗浄終了後、基板チャック本体３を高速回転させ、スピン乾燥させる場合等の処理基板の洗浄の前後において、洗浄以外の処理を行う機能を有する場合も本発明の洗浄装置に含まれる。
【００２２】
洗浄具６としては、超音波ノズル、キャビジェットノズル、ペンシル型のスポンジ等を用いる。特に、本洗浄装置は処理基板４に対する洗浄具６の位置を精度良くコントロールできるから、処理基板４と洗浄具６の位置関係を厳密にコントロールする必要のある超音波ノズルやキャビジェットノズルの洗浄具６に好適である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項に記載の発明によれば、洗浄具を昇降させる昇降機構と、該洗浄具の高さを設定する設定手段と、制御手段を具備するので、処理基板と洗浄具のより精密な位置のコントロールが可能となると同時に、洗浄具の高さを変更する作業性が著しく向上する。
【００２４】
また、制御手段は、１枚の処理基板を１サイクルで洗浄する際、洗浄具の処理基板に対する高さを段階的に変更し、繰り返し洗浄できる機能を有するので、洗浄具の固体差や処理基板の位置のバラツキに対処でき、洗浄結果の再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る洗浄装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】
揺動アームを昇降させて洗浄具を昇降させる制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】
洗浄具の高さを揺動アームの揺動に同期させて段階的に変更する制御フローを示す図である。
【図４】
従来のこの種の洗浄装置の概略構成を示す外観を示す図である。
【符号の説明】
１            モータ
２            揺動アーム
３            基板チャック本体
４            処理基板
５            基板チャック
６            洗浄具
７            ボールネジ
８            サーボモータ
９            軸
１０          ブラケット
１１          ロータリーエンコーダ
１２          サーボアンプ
１３          コントローラ
１４          設定盤