(57)【要約】【課題】  電子部品や半導体の洗浄効率を向上する。【解決手段】      内部で洗浄処理を行う洗浄槽と、回転可能なステージと、前記ステージを回転させるステージ回転手段と、洗浄対象物を固定する固定台と、前記固定台を支持する第１の固定台支持手段と、前記第１の固定台支持手段を前記ステージ上に支持する第２の固定台支持手段と、前記第１の固定台支持手段と前記第２の固定台支持手段とを結合し両者のなす角を調節する傾斜角調節手段と、前記固定台を前記第１の固定台支持手段を軸として回転させる固定台自転手段と、を有する洗浄装置を構成する。【選択図】      図１
2015174016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で洗浄処理を行う洗浄槽と、回転可能なステージと、前記ステージを回転させるステージ回転手段と、洗浄対象物を固定する固定台と、前記固定台を支持する第１の固定台支持手段と、前記第１の固定台支持手段を前記ステージ上に支持する第２の固定台支持手段と、前記第１の固定台支持手段と前記第２の固定台支持手段とを結合し両者のなす角を調節する傾斜角調節手段と、前記固定台を前記第１の固定台支持手段を軸として回転させる固定台自転手段と、を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記傾斜角調整手段が、ボールジョイントを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記第２の固定台支持手段が前記固定台自転手段の駆動力を伝達する駆動シャフトを有し、前記第１の固定台支持手段が前記駆動シャフトの駆動力を伝達する従動シャフトを有している、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記従動シャフトが第１の球面ギアを有し、前記駆動シャフトが第２の球面ギアを有し、前記第１の球面ギアと前記第２の球面ギアとが噛合している、ことを特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記従動シャフトと前記駆動シャフトとがユニバーサルジョイントによって結合されている、ことを特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記ステージの回転中心を軸とする太陽ローラーと、前記ステージの外周近傍に設けられたリングローラーと、前記駆動シャフトに結合された遊星ローラとが、遊星回転配置を形成している、ことを特徴とする請求項３乃至請求項５いずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記ステージの回転中心を軸とする太陽ギアと、前記ステージの外周近傍に設けられたリングギアと、前記駆動シャフトに結合された遊星ギアとが、遊星回転配置を形成している、ことを特徴とする請求項３乃至請求項５いずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記固定台に固定された前記洗浄対象物に洗浄媒体を吐出するスプレーを有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄槽内に前記固定台を浸漬するための洗浄媒体層を形成する洗浄媒体層形成手段を有している、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８いずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
洗浄処理を行う洗浄槽内でステージを回転し、洗浄対象物を固定台に固定し、前記固定台を第１の固定台支持手段によって支持し、前記第１の固定台支持手段を第２の固定台支持手段によって支持し、前記第１の固定台支持手段と前記第２の固定台支持手段とを結合して両者のなす角を調整し、前記固定台を前記第１の固定台支持手段を回転軸として回転する、ことを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置の製造においては様々な洗浄が必要となる。洗浄対象物も、例えば半導体ウェハーや半導体パッケージ、プリント配線板、その他の電子部品など様々である。洗浄方法には大きく分けるとドライ洗浄とウェット洗浄がある。このうちウェット洗浄の方式には、液体の接触のさせ方においてディップ（浸漬）、スプレーなどの方式がある。また洗浄効率の向上などを目的として、洗浄対象物を動かすことがあり、搖動、スピン（回転）などが多く用いられてきた。しかしながら、半導体やその他電子部品の狭ピッチ化が進むにつれ、洗浄液やリンス液を効率よく洗浄部分に届ける事が厳しくなり、洗浄が困難になってきている。
【０００３】
このような問題を解決する手法が種々提案されている。例えば特許文献１には、ステージ上に複数の固定台を設け、洗浄対象物を固定した固定台を自転させるとともに、ステージを公転させる、遊星回転を利用する方法が示されている。遊星回転を用いることで、固定台を自転させるだけの場合よりも、洗浄液の浸透、流動の効率を高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、洗浄効果を十分に得ることができない場合があった。これは、洗浄対象物が基本的に一平面上で回転していたためである。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、洗浄効率を向上する洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の洗浄装置は、内部で洗浄処理を行う洗浄槽と、回転可能なステージと、前記ステージを回転させるステージ回転手段と、洗浄対象物を固定する固定台と、前記固定台を支持する第１の固定台支持手段と、前記第１の固定台支持手段を前記ステージ上に支持する第２の固定台支持手段と、前記第１の固定台支持手段と前記第２の固定台支持手段とを結合し両者のなす角を調節する傾斜角調節手段と、前記固定台を前記第１の固定台支持手段を軸として回転させる固定台自転手段と、を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果は、種々の洗浄対象物に対して高い洗浄効果が得られることである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明第１の実施の形態を示す側面図である。
【図２】本発明第２の実施の形態を示す側面図である。
【図３】本発明第３の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明第４の実施の形態を示す断面図である。
【図５】本発明第５の実施の形態を示す平面図である。
【図６】本発明第６の実施の形態を示す平面図である。
【図７】本発明第７の実施の形態を示す平面図である。
【図８】本発明第７の実施の形態の別の例を示す平面図である。
【図９】本発明第８の実施の形態を示す側面図である。
【図１０】本発明第８の実施の形態の別の例を示す側面図である。
【図１１】本発明第９の実施の形態を示す側面図である。
【図１２】本発明第１０の実施の形態を示す側面図である。
【図１３】本発明第１１の実施の形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明第１の実施の形態の洗浄装置を示す側面図である。ただし、正面を覆うパネル部分を除去して描いている。本実施の形態の洗浄装置は、内部で洗浄処理を行う洗浄槽１と、回転可能なステージ２と、ステージ２を回転させるステージ回転手段３と、を有している。ステージ２上には、洗浄対象物を固定する固定台４と、固定台４を支持する第１の固定台支持手段５と、第１の固定台支持手段５をステージ２上に支持する第２の固定台支持手段６と、を有している。固定台４は第1の固定台支持手段５に支持され、第１の固定台支持手段５と第２の固定台支持手段６とは、両者のなす角を調節する傾斜角調節手段７を介して結合されている。また洗浄装置は、固定台４を第１の固定台支持手段５を軸として回転させる固定台自転手段８と、を有している。
【００１１】
以上の構成とすることにより、洗浄対象物上を移動する洗浄媒体の流れの角度、流速を、対象物、対象工程に応じて最適化することができる。また固定台４の自転とステージ２の回転（公転）が組み合わさることにより、様々な方向から洗浄媒体を当てることが可能となる。このため高い洗浄効果が得られる。また、固定台自転手段８の回転を時計回り／反時計回りを任意に設定することにより、さらに洗浄効果を高めることが可能である。ステージ回転手段３の回転方向も時計回り／反時計回りを任意に設定し、洗浄効果を高めることができる。なお図１では固定台４の数を３つとしているが、これに限られるものではない。
（第２の実施の形態）
図２は第２の実施の形態を示す断面図である。
【００１２】
本実施の形態の洗浄装置は、洗浄液９を用いてディップ洗浄を行うための形態である。洗浄槽１には、温度調節手段１０と気泡発生手段１１を設けている。
【００１３】
洗浄においては、まず固定台４に固定された洗浄対象物が浸漬されるように洗浄液９を供給する。次いで温度調節手段１０を用いて洗浄液９の温度を洗浄対象物に適した温度に調節する。この状態で、ステージ２が回転して固定台４が公転運動するとともに、自転運動も行う。本発明では、固定台４の上面が傾いているため、公転運動によって固定台上面に衝突する方向の圧力を持って洗浄液が流動されるため、高い洗浄効果を得ることができる。
【００１４】
また気泡発生手段１１を用いて、洗浄液９中に気泡１２を発生することができる。気泡１２によって洗浄液中に局所的な運動エネルギーを供給することができる。この作用を用いて、洗浄効果を高めることが可能である。気泡１２を用いるかどうかは、洗浄対象物および工程によって適宜選択する。
（第３の実施の形態）
図３は第３の実施の形態を示す断面図である。
【００１５】
第１の固定台支持体５と第２の固定台支持手段６とはボールジョイント方式により結合され、両者のなす角、すなわち固定台４の傾斜角を調節することが可能になっている。そして傾斜角固定手段１３によって固定することができる。
【００１６】
固定台４は第１の固定台支持手段５に内蔵された従動シャフト５ａによって支持されている。第２の固定台支持手段６には駆動シャフト６ａが内蔵され、固定台自転手段８によって自転することが可能である。ステージ自転手段８は例えばモーターなどである。
【００１７】
従動シャフト５ａと駆動シャフト６ａの接触部にはそれぞれ球面ギア５ｃ、６ｃが設けられ、５ｃと６ｃが噛合し、駆動シャフト６ａの駆動力を従動シャフト５ａに伝達する。固定台４は従動シャフト５ａの自転と連動して自転運動を行う。なお球面ギアの代わりに略球面状の弾性体を用いて摩擦力によって動力を伝達することも可能である。
【００１８】
以上の構成とすることにより、固定台の傾斜角を所望の角度に調整した状態で固定台を自転および公転運動させ、洗浄効率を高めることができる。
（第４の実施の形態）
図４は本発明第４の実施の形態を示す断面図である。本実施の形態では、従動シャフト５ａにジョイント端５ｄを形成し、駆動シャフト６ａにジョイント端６ｄを形成し、両者を結合してユニバーサルジョイント１４を形成している。結合部をユニバーサルジョイント１４とすることにより、所望の傾斜角で固定台を支持、自転することができる。また球面ギアや弾性体を用いるよりも機械的強度と回転の安定性を増すことができる。
（第５の実施の形態）
図５は本発明第５の実施の形態を示す上面図である。本実施の形態は、固定台４を遊星回転させるための構成である。ステージ２の裏面側において、固定台自転手段８となる遊星ローラー８ａが駆動シャフト６ａに結合して設けている。遊星ローラー８ａの表面は弾性体となっている。またステージ２には、外周の内側に結合して、リングローラー２ａが設けられている。またステージ回転手段３に結合し、ステージ回転軸３ａを軸とする太陽ローラー３ｂを設けている。上記３つのローラー表面は弾性体となっており、３者を組み合わせて遊星回転機構を形成している。遊星回転機構は周知技術である。本実施の形態では、太陽ローラー３ｂがステージ回転手段３によって駆動され、摩擦力によって駆動力が伝達されて、遊星ローラー８ａが自転するとともに、ステージ回転軸３ａを公転軸とする公転運動を行う。
【００１９】
上記の遊星回転機構において、固定台４の傾斜角は遊星運動における自転軸の傾きに相当する。この傾斜角を洗浄対象物や洗浄媒体、工程順などに合わせて最適化することにより、高い洗浄効率を得ることができる。
【００２０】
また駆動軸を太陽ローラー３ａだけにしているため、固定台自転手段８とし自力で駆動力を発生する必要がないため、部品を削減し、エネルギー（例えば電力）の供給手段が不要になる。このため、設計が容易になり、故障も発生しにくくなる。
【００２１】
なお遊星ローラー８ａ等をギアに変更し、遊星ギア機構とすることも可能である。遊星ギアを用いた場合は。設計、製造は難しくなるが、堅牢性と高い回転の信頼性を得ることができる。
（第６の実施の形態）
図６は本発明第６の実施の形態を示す上面図である。本実施の形態で固定台４を遊星運動させる機構については、第４の実施の形態と同様であるが、駆動力を太陽ローラー３ｂに持たせていない。そのかわりにステージ２の外周に弾性体からなるアウターローラー２ｂを設け、これに接し駆動力を与えるリング駆動ローラー３ｃを設けている。リング駆動ローラー３ｃを回転させることによりアウターローラー２ｂ、すなわちステージ２が回転し、リングローラー２ａから遊星ローラー８ａおよび太陽ローラー３ｂに回転力が伝達し、遊星ローラー８ａが遊星運動する。すなわち固定台を遊星運動させることができる。
【００２２】
本実施の形態においては、駆動力を与えるローラーをステージの外部に配置しているため、大きさや設置場所についての制約が小さくなる。またステージ２の下部に動力発生部がないため、メンテナンスも容易になる。
【００２３】
上記の構成において各ローラーをギアに置き換えて遊星ギア機構を構成することも可能である。ギアを用いることにより、堅牢性と高い回転の信頼性を得ることができる。
（第７の実施の形態）
本実施の形態は、固定台４に洗浄対象物を固定するための機構の実施形態である。図７は固定ツメ１５を用いる例を示す平面図である。洗浄対象物の一部を固定ツメ１５によって固定台４に押し付けた状態で固定する。固定ツメ１５は例えばネジ１６によって固定台４にねじ止めする。ネジ穴１７を固定台４の複数個所に設けることによって、種々の大きさ、種々の形状の洗浄対象物を固定することができる。この形態は、厚みのあるもの、厚さの均一でないものなどに適している。
【００２４】
図８は別の固定方法の例を示す平面図である。この例では、マグネット１８を用いて固定台４に洗浄対象物を固定する。この形態は、例えば、洗浄対象物を固定する専用治具等を固定台４に固定するのに適している。また嵌合部分がないため、腐食性を有する洗浄媒体を用いる場合にも好適である。図では円弧状のマグネット１８を用いているが、形状はこれに限られるものではない。
【００２５】
以上の本実施の形態により、種々の形状、種々の大きさの洗浄対象物を容易に固定台４に固定することができる。
（第８の実施の形態）
図９は本発明第８の実施の形態を示す側面図である。なお洗浄槽１の側面を覆うパネルを取り除いた形で描画している。本実施の形態では、洗浄液９に洗浄対象物を浸漬するディップ洗浄を行う場合の具体的な構成を示している。洗浄槽１には、洗浄液９を供給するための給液管１９、給液バルブ２０、ポンプ２１が設けられる。また排液のために、排液管２２、排液バルブ２３を設けている。
【００２６】
洗浄に当たっては、給液管１９から洗浄槽１に洗浄液９を供給して、洗浄対象物を固定した固定台４を浸漬し、固定台４を遊星回転させて洗浄を実行する。洗浄が完了したら、排液バルブ２３を開け、排液管２２から洗浄液９を排出する。
【００２７】
また工程によっては、図１０に示すように気泡発生手段１１を用いて、洗浄液９に気泡１２を供給することで、洗浄効果を高めることもできる。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、洗浄液９の供給および排出を容易に行い、洗浄を実施することができる。
（第９の実施の形態）
図１１は第９の実施の形態を示す側面図である。本実施の形態では、洗浄液９の液面高さを調節し、固定台４に固定した洗浄対象物の一部が洗浄液中にあり、一部が空気中にあるようにしている。このようにすると、被洗浄部が液面から飛び出し、再び液面に突入する事を繰り返すことによって高い洗浄効果が得られる。また時計回り／反時計回りを任意に制御することによって、さらに洗浄効果を高めることもできる。
（第１０の実施の形態）
図１２は本発明第１０の実施の形態を示す側面図である。なお洗浄槽１の側面を覆うパネルを取り除いた形で描画している。
【００２９】
本実施の形態では、洗浄手段として、洗浄媒体を吐出するスプレー２４を用いている。洗浄媒体としては、各種溶剤、界面活性剤、酸またはアルカリ溶液などの液体、空気や窒素などの気体などを用いることができる。スプレー２４の吐出角、圧力、流量等は周知技術を用いて最適化することができる。スプレー２４には給液管１９から洗浄媒体を供給し、ポンプ２１によって圧力を加える。洗浄槽１の底部には排液管２２を接続し、排液管２２が形成する流路には排液バルブ２３を設けている。なおスプレー２４の数は本例のように２つに限られるものではなく、固定台４の数も３つに限られるものではない。また給液管１９、排液管２２と称したが、前述したように管内を流れる媒体は気体であっても良い。
【００３０】
本実施の形態では固定台の傾斜を調整することによって、種々の洗浄対象物に最適な吹付の角度を選択することができる。この角度は、例えば洗浄対象物と洗浄媒体の組み合わせや工程の順番によって決まるものである。このような最適化によって、様々な洗浄対象物に対して、効果の高い洗浄を行うことができる。
（第１１の実施の形態）
図１３は本発明第１１の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、洗浄液９およびリンス液を供給、循環する仕組みを備えた洗浄システムの実施例である。なお本図は各ブロックの接続関係を示したもので、各ブロックの向き、上下、左右といった位置関係は図中の配置に限定されるものではない。
【００３１】
この例では、洗浄液とリンス液の２つの洗浄媒体を用いている。洗浄槽１には洗浄液を供給する給液管１９が接続している。洗浄液９は洗浄液槽２５に貯蔵され、洗浄条件に合わせてポンプ２１ａ、給液バルブ２０を介して供給される。洗浄液槽２５には、温度調節手段１０ａを設けられている。リンス液はリンス液槽２６に貯蔵され、ポンプ２１ｂ、給液バルブ２０を介して供給される。２系統の流路を１系統につなぐため、給液バルブ２０は三方弁となっている。洗浄槽１には、温度調節手段１０および気泡発生手段１１が設けられている。このため、必要に応じて液温の調節を行ったり、気泡を発生させたりすることが可能である。また洗浄液槽２５およびリンス液槽２６には、それぞれフィルター２７が設けられ、適時に洗浄液、リンス液の濾過を行い、液を清浄に保っている。なおここでは洗浄液とリンス液を使う２系統の構成を説明したが、系統は３つ以上となっても本実施の形態を適用することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、洗浄媒体の循環、濾過、温調、気泡の使用等、様々な条件のコントロールが可能な洗浄システムを構築することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１    洗浄槽
２    ステージ
３    ステージ回転手段
４    固定台
５    第１の固定台支持手段
６    第２の固定台支持手段
７    傾斜角調節手段
８    固定台自転手段
９    洗浄液
１０    温度調節手段
１１    気泡発生手段
１２    気泡
１３    傾斜角固定手段
１４    ユニバーサルジョイント
１５    固定ツメ
１６    ネジ
１７    ネジ穴
１８    マグネット
１９    給液管
２０    給液バルブ
２１    ポンプ
２２    排液管
２３    排液バルブ
２４    スプレー
２５    洗浄液槽
２６    リンス液槽
２７    フィルター
【図１】
2015174016.tif 000003
【図２】
2015174016.tif 000004
【図３】
2015174016.tif 000005
【図４】
2015174016.tif 000006
【図５】
2015174016.tif 000007
【図６】
2015174016.tif 000008
【図７】
2015174016.tif 000009
【図８】
2015174016.tif 000010
【図９】
2015174016.tif 000011
【図１０】
2015174016.tif 000012
【図１１】
2015174016.tif 000013
【図１２】
2015174016.tif 000014
【図１３】
2015174016.tif 000015