(57)【要約】 【課題】  ワークの外周に付着した汚れを線状部材を使用して掻き落とすようにした外周浄化装置において、個々の線状部材にかかる負担を小さくして耐久性を高めると共に、汚れの再付着を防止して浄化効率を高める。【解決手段】  円板形のワーク５を保持して該ワークの中心軸線である第１軸線Ｌ１の回りに回転させるワーク保持機構１０と、浄化用の線状部材２１を保持して該ワーク５の外周に押し付ける少なくとも１つの部材ホルダー２０とを有し、該部材ホルダー２０は、第２軸線Ｌ２の回りに回転自在に設置し、フランジ状の取付部２０ａに、可撓性を有する複数の線状部材２１を、上記第２軸線Ｌ２の回りにサークル状に配置すると共に、各々が上記ワーク５の外周面と交叉する方向を向くように張設する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板形のワークを保持して該ワークの中心軸線である第１軸線の回りに回転させるワーク保持機構と、浄化用の線状部材を保持して該線状部材をワークの外周面に押し付ける少なくとも一つの部材ホルダーとを有し、
上記部材ホルダーは、第２軸線の回りに回転自在に設置されていて、上記線状部材を取り付けるための取付部を有し、この取付部に、可撓性を有する複数の線状部材が、上記第２軸線の回りに間隔をおいて配置されると共に各々を上記ワークの外周面と交叉する方向に向けて張設されている、
ことを特徴とするワークの外周浄化装置。
【請求項２】
上記複数の線状部材が、上記第２軸線の回りに実質的に等しい間隔で配設されると共に、この第２軸線に対して円周方向の互いに同じ方向に同じ角度だけ傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の外周浄化装置。
【請求項３】
上記複数の線状部材のうちの一部又は全部が一連に形成されていて、これらの線状部材が、上記取付部に、ワーク外周への当接により張力が増大した線状部材側に向けて変位自在なるように張設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の外周浄化装置。
【請求項４】
上記ワーク保持機構及び部材ホルダーのうち少なくとも一方が、上記第１軸線又は第２軸線に沿って移動自在であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の外周浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハのような円板形をしたワークの外周面に付着している汚れを落とすための外周浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハの製造工程においては、ある段階でウエハの表裏両面及び端面を研磨剤を使用して研磨加工したあと、洗浄が施される。ところが、上記研磨工程では、図８にウエハ３０の一部について示すように、該ウエハ３０から剥離した研磨屑や研磨剤の粒子等が汚れ３１となって外周の傾斜面３０ａ，３０ａや周側面３０ｂ等に付着し、固くこびり付いた状態になり易く、このように固着した汚れ３１を浸漬洗浄やブラシ洗浄といった通常の洗浄で完全に落とすのは非常に困難であった。このような汚れ３１は、その後に行われるワークのディバイス工程等において致命的な悪影響を及ぼすため、確実に取り除かなければならない。
【０００３】
一方、特許文献１には、ウエハの外周エッジに付着した汚れを落とす技術について開示されている。この技術は、緊張状態に張った糸を回転するウエハのエッジ部に押し付けることにより、この糸でエッジ部及びノッチ部に付着した汚れを掻き落とすものである。この方法を用いれば、ウエハの外周面に固着した研磨剤粒子や研磨屑等の汚れであっても、それらを上記糸で剥離して除去することができ、そのあと洗浄を行うようにすれば、ウエハをほぼ完全に清浄化することが可能になる。
【０００４】
ところが、上記従来の技術は、１本又は複数本の糸をそれぞれ一定の位置で連続的にウエハに押し付けているため、各糸にかかる負担が非常に大きく、該糸が摩耗したり劣化したりして切れ易いなど、耐久性に難点があった。また、一旦剥離して糸に移った汚れが該糸によって再びウエハに押し付けられ、エッジに再付着し易いなど、浄化効率の面でも問題があった。
【特許文献１】特開２０００−６８２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、円板形ワークの外周に付着した汚れを線状部材を使用して掻き落とすようにした外周浄化装置において、個々の線状部材にかかる負担を小さくして耐久性を高めると共に、汚れの再付着を防止して浄化効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の外周浄化装置は、円板形のワークを保持して該ワークの中心軸線である第１軸線の回りに回転させるワーク保持機構と、浄化用の線状部材を保持して該線状部材をワークの外周面に押し付ける少なくとも一つの部材ホルダーとを有し、上記部材ホルダーは、第２軸線の回りに回転自在に設置されていて、上記線状部材を取り付けるための取付部を有し、この取付部に、可撓性を有する複数の線状部材が、上記第２軸線の回りに間隔をおいて配置されると共に各々を上記ワークの外周面と交叉する方向に向けて張設されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において好ましくは、上記複数の線状部材が、上記第２軸線の回りに実質的に等しい間隔で配設されると共に、この第２軸線に対して円周方向の互いに同じ方向に同じ角度だけ傾斜していることである。
【０００８】
本発明の他の好ましい構成態様によれば、上記複数の線状部材のうちの一部又は全部が一連に形成されていて、これらの線状部材が上記取付部に、ワーク外周への当接により張力が増大した線状部材側に向けて変位自在なるように張設されている。
【０００９】
また、本発明においては、上記ワーク保持機構及び部材ホルダーのうち少なくとも一方が、上記第１軸線又は第２軸線に沿って移動自在であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の線状部材を保持する部材ホルダーを中心軸線の回りに回転させ、上記複数の線状部材をワークの外周面に次々に接触させて付着物を掻き落とす構成であるため、汚れ落とし効果に勝れるだけでなく、個々の線状部材にかかる負担が小さく耐久性にも勝れており、更に、汚れの再付着が生じにくいために浄化効率にも勝れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい代表的な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は外周浄化装置の第１実施例を概略的に示すもので、この第１実施例の外周浄化装置１Ａは、図８に示す半導体ウエハのような円板形のワーク５を水平に保持して鉛直な第１軸線Ｌ１の回りに回転させるワーク保持機構１０と、浄化用の線状部材２１を保持して該ワーク５の外周に押し付ける部材ホルダー２０とを有している。上記ワーク５は、図３に詳細に示すように、その外周面に、互いに逆向きに傾斜する表面側及び裏面側の傾斜面５ａ，５ａと、これら両傾斜面５ａ，５ａの間に位置する非傾斜の周側面５ｂとを有すると共に、略Ｕ字形に切り込まれたノッチ５ｃ（図１参照）を有するものである。
【００１２】
上記ワーク保持機構１０は、ワーク５よりも小径の円盤形をした保持テーブル１０ａを有していて、この保持テーブル１０ａが回転軸１１の上端に設置され、この回転軸１１が電動モーター等の駆動源１２に連結されており、この駆動源１２で上記保持テーブル１０ａが第１軸線Ｌ１の回りに駆動、回転させられるようになっている。また、上記保持テーブル１０ａの平らな上面には複数の吸着孔が設けられていて、これらの吸着孔が上記回転軸１１内の連通路を通じて吸引ポンプ等の負圧源１３に接続され、上記ワーク５をバキュームチャックするように構成されている。このとき該ワーク５は、その中心軸線と上記第２軸線とが一致するように上記保持テーブル１０ａ上に保持され、自身の中心軸線の回りに回転させられる。
【００１３】
一方、上記部材ホルダー２０は、駆動軸２２の上部に設けられていて、上記ワーク保持機構１０に隣接する位置に配設されており、上記駆動軸２２に連結された電動モーター等の駆動源２３によって上記第１軸線Ｌ１と平行な第２軸線Ｌ２の回りに回転自在であると共に、図示しない駆動機構により、該第２軸線Ｌ２に沿う方向に往復動自在、かつ、上記ワーク保持機構１０に対して接離する方向に移動自在となっている。
【００１４】
この部材ホルダー２０は、円柱状の本体部２０ａと、この本体部２０ａの外周の軸線方向に異なる位置に間隔をおいて形成された一対の取付部２０ｂ，２０ｃとを有し、フランジ状をなすこれらの取付部２０ｂ，２０ｃ間に、可撓性を有する上記線状部材２１が、その両端部を上記取付部２０ｂ，２０ｃに支持させることにより、必要な張力で複数本張設されている。これらの線状部材２１は、上記第２軸線Ｌ２の回りに等間隔でサークル状に配設されると共に、上記取付部２０ｂ，２０ｃ上の支持位置を相互に円周方向に一定寸法だけずらすことにより、上記第２軸線Ｌ２に対し、円周方向の同じ方向に向けて互いに同じ角度傾斜した状態に張設されている。
【００１５】
上記線状部材２１を使用してワーク保持機構１０に保持されたワーク５の外周の汚れを落とすときは、上記保持テーブル１０ａを第１軸線Ｌ１の回りに回転させると共に、部材ホルダー２０を第２軸線Ｌ２の回りに回転させながら、該部材ホルダー２０をワーク保持機構１０側に移動させ、図２に示すように上記線状部材２１をワーク５の外周に押し付ける。すると、サークル状に位置する複数の線状部材２１が次々にワークの外周面に接触し、この外周面に付着した汚れ６を掻き落とす。具体的には、図４に示すように、各線状部材２１がワーク５の外周面に斜めに交叉した状態で接触すると共に、図３からも分かるように、該ワーク５の外周形状に倣って変形し、その状態で、傾斜面５ａ，５ａと周側面５ｂに付着した汚れ６を次々に掻き落とす。また、ノッチ５ｃの位置では、該ノッチ５ｃ内に入り込んでその外周面に付着した汚れを同様にして掻き落とす。従って、上記各線状部材２１は、ワーク５の外周形状に倣って撓み得るような張力で張設しておくことが必要である。
【００１６】
このとき上記複数の線状部材２１は、ワーク５に１本ずつ接触させても良いが、２本以上を同時に接触させることが望ましい。換言すれば、上記線状部材２１は、２本以上が同時にワーク５に接触し得るような間隔で配設しておくことが望ましく、これにより、複数の線状部材２１がワーク５に異なる位置で同時に接触して汚れを落とすことになるから、浄化効率が高まる。
【００１７】
ここで、上記保持テーブル１０ａの回転方向と部材ホルダー２０の回転方向とは互いに同じ方向であることが望ましく、これにより、ワーク５と線状部材２１とが接触する部分ではそれらの変位の方向は互いに逆向きになる。また、このときの好ましい回転速度は、保持テーブル１０ａの場合は２０〜４０ｒｐｍ程度、部材ホルダー２０の場合は５〜２０ｒｐｍ程度であるが、これらの速度に特別な制限はない。
【００１８】
しかし、上記保持テーブル１０ａと部材ホルダー２０とは、互いに逆向きに回転させても良い。この場合には、ワーク５と線状部材２１とが接触する部分でそれらの変位の方向は互いに同じ方向になるが、保持テーブル１０ａと部材ホルダー２０との回転速度を違えておくことにより、ワーク５と線状部材２１とを相対的な速度差を持たせて接触させることができる。また、作業中に上記部材ホルダー２０は、第２軸線Ｌ２に沿う方向にゆっくりと往復揺動させることが望ましい。
【００１９】
上記線状部材２１で落とされた汚れ６は、図４に矢印ｍで示すように、該線状部材２１の傾斜に沿って移動し、外部に排出される。従って、一旦剥離した汚れが該線状部材２１に絡み付いて外周面に再付着するといったようなことがなく、浄化効率に勝れる。また、サークル状に位置する複数の線状部材２１が、上記部材ホルダー２０の回転によって次々にワーク外周に接触するため、個々の線状部材２１にかかる負担が小さく、各線状部材２１の摩耗や劣化等が生じにくいから、耐久性にも勝れる。
【００２０】
上記線状部材２１は、洗浄液に浸したり洗浄液を吹き付けるなどの方法により洗浄液で濡らした状態でワーク５に接触させても良く、あるいは、線状部材２１とワーク５とが接触する部分に洗浄液を供給しながら汚れを落とすようにしても良い。これらは一種の洗浄であり、これによってワーク５外周面の浄化効率が向上する。
【００２１】
また、上記各線状部材２１は、それぞれが独立に張設されていても良いが、図示した実施例では、全部の線状部材２１が、長尺の線状素材により一連に形成されている。即ち、２つの取付部２０ｂ，２０ｃに形成した挿通孔２４内に、上記線状素材を順次折り曲げながら移動自在なるように挿通したあと、該線状素材の両端同士を相互に結合することにより、該線状素材を無端状（ループ状）としている。このように各線状部材２１を一連に形成することにより、ワーク５の外周への当接によって一部の線状部材２１の張力が増大したとき、この線状部材２１に引っ張られて線状素材全体がずれ動くことで、各線状部材２１が常に同じ強さでワーク５外周に当接できるようになる。従って、複数の線状部材２１を張力が均一になるように調整しながら張設する必要がなく、張力の均一化や設定が容易である。
【００２２】
しかしながら、このように全部の線状部材２１を一本の線状素材で一連に形成するのではなく、それらを２本又は３本以上の線状部材２１を含む複数のグループに分け、各グループ毎にそこに含まれる複数の線状部材を１本の線状素材で一連に形成しても良い。この場合には、上記線状素材の両端は取付部２０ｂ，２０ｃに固定されることになる。
【００２３】
そして、上記線状素材の両端を取付部２０ｂ，２０ｃに固定する場合や、各線状部材２１を独立に形成してその両端を取付部２０ｂ，２０ｃに固定する場合には、これらの線状素材又は線状部材２１の両端又は何れか一端を、例えばコイルばねやゴムなどのような弾性変形可能なばね手段を介して上記取付部２０ｂ，２０ｃに連結することができる。これにより、線状部材２１がワークに当接したとき、このばね手段の弾性変形により必要な大きさの張力を得ることが可能になる。
【００２４】
上記線状部材２１としては、耐薬品性と耐摩耗性とを備えた合成繊維、例えばポリアミド系合成繊維が適しているが、その他にも、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリイミド等からなる合成繊維を使用することもできる。また、この線状部材２１は単線であっても良いが、複数の細線を撚って形成した撚線であっても良く、あるいは、織布や不織布等を円形や矩形又はその他の多角形の断面を有する線状にしたものであっても良い。
【００２５】
なお、上記第１実施例では、１つの部材ホルダー２０を有するものが示されているが、この部材ホルダーは、上記ワーク保持機構１０に隣接する異なる位置に複数設置することもできる。
【００２６】
図５は本発明の第２実施例を示すもので、この第２実施例の外周浄化装置１Ｂは、ワーク保持機構１０を挟んで相対する位置に、２つの部材ホルダー２０Ａ，２０Ｂを有している。これらの部材ホルダー２０Ａ，２０Ｂは、上記第１実施例における部材ホルダー２０と基本構成は同じであるが、第１実施例の部材ホルダー２０は、第２軸線Ｌ２をワーク保持機構１０の第１軸線Ｌ１と平行に向けて設置されているのに対し、この第２実施例の２つの部材ホルダー２０Ａ，２０Ｂは、それらの第２軸線Ｌ２をワーク保持機構１０の第１軸線Ｌ１と交叉する方向に向けると共に、互いの軸線Ｌ２，Ｌ２を平行に向けて傾斜状態に設置されており、この点が上記第１実施例の場合と異なっている。
【００２７】
そして、上記第１部材ホルダー２０Ａは、図６（Ａ）に実線で示すように、各線状部材２１を主としてワーク５の表面側の傾斜面５ａと周側面５ｂとに接触させてこれら両面の汚れを落とすようにし、第２部材ホルダー２０Ｂは、図６（Ｂ）に実線で示すように、各線状部材２１を主としてワーク５の裏面側の傾斜面５ａと周側面５ｂとに接触させてこれら両面の汚れを落とすようにしている。
この第２実施例の上記以外の構成と作用及び好ましい変形例等は、実質的に第１実施例と同じであるから、それらの主要な同一構成部分に第１実施例と同じ符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
上述した第２実施例の更なる変形例として、上記各部材ホルダー２０Ａ，２０Ｂの各線状部材２１をワーク５の傾斜面５ａと周側面５ｂとの両方に接触させるのではなく、第１部材ホルダー２０Ａの各線状部材２１は、図６（Ａ）に鎖線で示すように、ワーク５の表面側の傾斜面５ａだけに接触させ、また、第２部材ホルダー２０Ｂの各線状部材２１は、図６（Ｂ）に鎖線で示すように、裏面側の傾斜面５ａだけに接触させるようにして、その他に、線状部材が周側面５ｂだけに接触する第３の部材ホルダーを設けるようにしても良い。この第３部材ホルダーは特に図示されていないが、その軸線をワーク保持機構１０の第１軸線Ｌ１と平行に向けて設置されることになる。
【００２９】
なお、上記各実施例では、部材ホルダー２０，２０Ａ，２０Ｂに保持された各線状部材２１が第２軸線Ｌ２に対して該軸線を取り囲む円周方向に傾斜しているが、各線状部材２１の向きは該第２軸線Ｌ２と平行であっても良い。この場合に各線状部材２１は、ワーク５の外周面に直交する向きで接触する。
【００３０】
また、上記部材ホルダー２０，２０Ａ，２０Ｂがワーク保持機構１０に対して接離する方向に変位自在となっているが、ワーク保持機構１０の方を部材ホルダー２０，２０Ａ，２０Ｂに対して接離自在としても良く、あるいはその両方を相互に接離する方向に移動自在とすることもできる。同様に、部材ホルダー２０，２０Ａ，２０Ｂを第２軸線Ｌ２に沿って往復動させる代わりに、ワーク保持機構１０を第１軸線Ｌ１に沿って往復動させても良く、あるいはそれらの両方を往復動させても良い。
【００３１】
図７は本発明の第３実施例を示すもので、この第３実施例の外周浄化装置１Ｃは、部材ホルダー２０Ｃ，２０Ｄの構成が上記第２実施例における部材ホルダー２０Ａ，２０Ｂと異なっている。即ち、第２実施例における部材ホルダー２０Ａ，２０Ｂは、２つの取付部２０ｂ，２０ｃにおける複数の線状部材２１の支持位置（挿通孔２４の位置）が同一直径の円周上に位置しているのに対し、この第３実施例の部材ホルダー２０Ｃ，２０Ｄでは、２つの取付部２０ｂ，２０ｃにおける複数の線状部材２１の支持位置が、互いに異なる直径の円周上に位置している。
【００３２】
具体的には、一方の第１部材ホルダー２０Ｃにおいては、外径の大きい上方の取付部２０ｂにおける線状部材支持位置が大径の円周上に位置し、外径の小さい下方の取付部２０ｃにおける線状部材支持位置がそれより小径の円周上に位置している。従って各線状部材２１は、取付部２０ｃ側即ち下方に向かって次第に第２軸線Ｌ２に近づく方向に傾斜している。また、他方の第２部材ホルダー２０Ｄにおいては、外径の小さい上方の取付部２０ｂにおける線状部材支持位置が小径の円周上に位置し、外径の大きい下方の取付部２０ｃにおける線状部材支持位置がそれより大径の円周上に位置している。従って各線状部材２１は、取付部２０ｂ側即ち上方に向かって次第に第２軸線Ｌ２に近づく方向に傾斜している。
【００３３】
なお、この第３実施例における上記複数の線状部材２１は、第１及び第２実施例の場合と同様に第２軸線Ｌ２の回りに均等な割り振りでサークル状に配設されているが、各線状部材２１は、円周方向に傾斜していても傾斜していなくても構わない。
【００３４】
部材ホルダー２０Ｃ，２０Ｄを上記の如く構成することにより、図６（Ａ），（Ｂ）のような方法で汚れ落としを行う場合に、線状部材２１自体が上述したように傾斜しているから、これらの部材ホルダー２０Ｃ，２０Ｄをワーク保持機構１０の第１軸線Ｌ１に対して傾けた状態に設置する必要がなく、それぞれの第２軸線Ｌ２を第１軸線Ｌ１と平行に向けた状態に設置することが可能になる。あるいは、上記部材ホルダー２０Ｃ，２０Ｄを傾けて設置する場合でも、その傾斜角度を上記第２実施例の場合よりは小さくすることができる。
【００３５】
なお、この第３実施例の変形例として、上記第１部材ホルダー２０Ｃの各線状部材２１をワーク５の表面側の傾斜面５ａだけに接触させ、第２部材ホルダー２０Ｄの各線状部材２１は裏面側の傾斜面５ａだけに接触させるようにして、その他に、線状部材が周側面５ｂだけに接触する第３の部材ホルダーを設けるようにしても良い。
この第３実施例の上記以外の構成と作用及び好ましい変形例等は、実質的に第２実施例と同じであるから、それらの主要な同一構成部分に第１実施例と同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３６】
なお、上記第２及び第３実施例において、ワーク５の上下の傾斜面５ａ，５ａ及び周側面５ｂの何れか一つの面だけについて汚れを落とす場合には、上述した第１〜第３の部材ホルダーのうち、その面の汚れ落としに適した形態の部材ホルダーを一つ又は複数設置すればよいことは言うまでもないことである。
【００３７】
また、上記各実施例では、ワーク保持機構１０として、保持テーブル１０ａ上にワーク５をバキュームチャックするように構成されたものが例示されているが、このようなものに限らず、ワークを保持して軸線の回りに回転させることが可能な任意の構成のワーク保持機構１０を使用することができる。例えば、複数（３つ以上）のローラーでワークの外周を保持し、一部又は全部のローラーを駆動ローラーとしてワークを駆動、回転させるように構成したものであっても良い。
【００３８】
更に、上記ワーク保持機構１０は、必ずしも第１軸線Ｌ１を鉛直に向けて設置する必要はなく、第１軸線Ｌ１を水平に向けて設置することもできる。この場合、ワーク５は縦向き（鉛直）に保持されて水平な軸線の回りに回転されることになる。あるいは、上記第１軸線Ｌ１が鉛直と水平の中間の角度に傾斜していても構わない。
【００３９】
更にまた、上記ワーク５として、傾斜面５ａ，５ａと周側面５ｂとノッチ５ｃとを備えたものが例示されているが、ノッチ５ｃを持たないワーク５であっても良く、あるいは、外周面が弧状をしていたり、周側面５ｂのような円筒面だけを有するワークであっても、本発明は適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る外周浄化装置の第１実施例を概念的に示す斜視図である。
【図２】汚れ落とし作業時の要部側面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図４の拡大平面図である。
【図５】外周浄化装置の第２実施例を概念的に示す側面図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図５の装置による汚れ落とし作業時の要部拡大図である。
【図７】外周浄化装置の第３実施例を概念的に示す側面図である。
【図８】表面研磨されたあとの半導体ウエハの部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
５      ワーク
５ａ      傾斜面
５ｂ      周側面
１０      ワーク保持機構
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ      部材ホルダー
２０ａ      本体部
２０ｂ，２０ｃ      取付部
２１      線状部材
【図１】
2005123408.tif 000003
【図２】
2005123408.tif 000004
【図３】
2005123408.tif 000005
【図４】
2005123408.tif 000006
【図５】
2005123408.tif 000007
【図６】
2005123408.tif 000008
【図７】
2005123408.tif 000009
【図８】
2005123408.tif 000010