(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に相対向して設けられた一対又は複数対の上回転ブラシを有し該一対又は複数対の上回転ブラシ間に垂直状態で搬送される円板状ワークを洗浄する上ブラシ洗浄手段と、該上ブラシ洗浄手段の下方に設けられ該円板状ワークの停止及び下方への排出を行う上ストッパー手段と、該上ストッパー手段の下方に設けられるとともに水平方向に相対向して設けられた一対又は複数対の下回転ブラシを有し該一対又は複数対の下回転ブラシ間に垂直状態で搬送される円板状ワークを洗浄する下ブラシ洗浄手段と、該下ブラシ洗浄手段の下方に上下動可能に設けられ該円板状ワークの停止支持及び上下動を行う下ストッパー手段と、からなり、前記上ストッパー手段が、開閉可能な一対の上ストッパーロッドから構成され、該一対の上ストッパーロッドを閉じた場合又は前記ワークの直径より小さく開いた場合に該ワークを停止し、徐々に開くことにより該ワークは徐々に下方に移動し、該ワークの直径より大きく開いた場合には該ワークを下方に排出するようにし、前記下ストッパー手段が、円板状ワークの下端部を支持する上下動可能な支持部材であり、前記下方に排出された円板状ワークは前記下ストッパー手段によって支持され上下動せしめられつつ前記上ブラシ洗浄手段及び下ブラシ洗浄手段によって洗浄されるようにしたことを特徴とするブラシ洗浄装置。
【請求項２】
請求項１記載のブラシ洗浄装置を用いる円板状ワークの洗浄方法であって、一対の上ストッパーロッドを徐々に開くことによりワークを下方に移動させながらワーク全面を洗浄するとともに一対のストッパーロッドをワーク直径よりも大きく開いて下方に排出した場合には下方に排出したワークは下ストッパー手段によって支持されて上下動せしめられ前記上ブラシ洗浄手段及び下ブラシ洗浄手段によって洗浄せしめられるようにしたことを特徴とするワークの洗浄方法。
【請求項３】
カセットに収容された円板状ワークの排出搬送を行う第１ロボット手段と、該第１ロボット手段によって搬送されたワークを洗浄するブラシ洗浄部と、該ブラシ洗浄部で洗浄されたワークをリンス洗浄するリンス洗浄部と、該リンスされたワークを乾燥する乾燥部と、乾燥後のワークをカセットに収容する第２ロボット手段とを有するワーク洗浄システムにおいて、該洗浄部として請求項１記載のブラシ洗浄装置を用いることを特徴とするワーク洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円板状ワーク、例えば半導体ウェーハ（以下単にウェーハということがある）を効率的に洗浄することのできるブラシ洗浄装置及びこのブラシ洗浄装置を用いたワーク洗浄システムに関する。
【０００２】
【関連技術】
半導体素子製造において、半導体ウェーハの表面に付着した不純物や異物（例えば研磨加工が終了したウェーハには化学的不純物やパーティクルが付着している）は半導体素子の性能に悪影響を及ぼす。
【０００３】
そこで、ウェーハの製造工程の中には、洗浄工程が含まれており、この洗浄工程ではウェーハが種々の方法によって洗浄されるが、ウェーハの洗浄方法には大別して物理的方法と化学的方法とがある。
【０００４】
前者の例としては、例えば、洗浄ブラシ等を用いて直接汚れを機械的に除去する方法や、加工流体を噴出ノズルにより被洗浄体の一部又は全体に向け噴出し、この噴流圧によって汚れを機械的に除去する方法や、被洗浄体を液体中に埋没させ、液中に設置した振動子により発生させた超音波エネルギーを利用し、汚れを機械的に除去する超音波洗浄方法などが挙げられている。
【０００５】
一方、後者の例としては、例えば種々の薬剤、酸素等により汚れを化学的に分解除去する方法等が挙げられる。上記物理的洗浄方法と、化学的洗浄方法との併用も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体の製造分野においては、近年の半導体デバイスの高集積化の傾向に伴って半導体ウェーハが大口径化し、複数枚のウェーハをキャリアに収容して洗浄する従来の方式によれば、多大な労力を要する。
【０００７】
又、ウェーハをキャリアに収容して運搬する方式を採ると、ウェーハとキャリアとの接触等によってウェーハにパーティクル等が付着してウェーハが汚染されるという問題も生じる。
【０００８】
更に、研磨が終了したウェーハを次の洗浄工程に移るまで一時的に水中にストックしておくと、ウェーハ表面に付着している研磨スラリーのエッチング作用により、くもりやピット等の面あれが発生したり、水中保管時に金属汚染の影響を受けやすい。
【０００９】
そこで、ウェーハを一枚ずつ垂直に支持してこれを複数の洗浄槽の洗浄液中に順次浸漬せしめることによって、ウェーハを一枚ずつ洗浄する毎葉式の自動洗浄装置が提案される。
【００１０】
ところで、研磨加工が終了したウェーハにはパーティクルが付着しており、このウェーハ表面に付着したパーティクル等の不純物の除去にはブラシ洗浄が効果的であり、ブラシ洗浄はウェーハの洗浄工程においては広く用いられている。
【００１１】
このパーティクルをブラシ洗浄によって除去する場合、前記毎葉式の自動洗浄装置ではウェーハを垂直に起立させた状態でブラシ洗浄することが必要となる。
【００１２】
このような事情に鑑み本願出願人は、特開平５−４７７２４号公報に示されるように、水平、かつ回転自在に配される一対の回転ブラシと、該回転ブラシを回転駆動するブラシ駆動手段と、ウェーハを支持してこれをそのウェーハの面に直角な中心軸の回りに回転駆動するウェーハ駆動手段を含んでウェーハのブラシ洗浄装置を構成したウェーハのブラシ洗浄装置を提案した。しかし、このようにウェーハを回転させながら、あるいは、回転ブラシによるブラシ洗浄をするとウェーハ外周部ほどウェーハとブラシとが接触する時間が短く、外周部を洗浄するためにブラシ洗浄時間が長くなり、また、ウェーハの回転機構を必要とするため洗浄装置が大型化してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、上述した従来の問題に着目してなされたもので、ブラシ洗浄時間を短縮することができ、かつウェーハの回転機構も不要なので洗浄装置の小型化を行え、さらにウェーハを垂直に保持するように構成することにより、ウェーハ上の汚染物質の残留を除去しやすくしたブラシ洗浄装置及びこのブラシ洗浄装置を用いたワーク洗浄システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のブラシ洗浄装置は、水平方向に相対向して設けられた一対又は複数対の上回転ブラシを有し該一対又は複数対の上回転ブラシ間に垂直状態で搬送される円板状ワークを洗浄する上ブラシ洗浄手段と、該上ブラシ洗浄手段の下方に設けられ該円板状ワークの停止及び下方への排出を行う上ストッパー手段と、該上ストッパー手段の下方に設けられるとともに水平方向に相対向して設けられた一対又は複数対の下回転ブラシを有し該一対又は複数対の下回転ブラシ間に垂直状態で搬送される円板状ワークを洗浄する下ブラシ洗浄手段と、該下ブラシ洗浄手段の下方に上下動可能に設けられ該円板状ワークの停止支持及び上下動を行う下ストッパー手段と、からなり、前記上ストッパー手段が、開閉可能な一対の上ストッパーロッドから構成され、該一対の上ストッパーロッドを閉じた場合又は前記ワークの直径より小さく開いた場合に該ワークを停止し、徐々に開くことにより該ワークは徐々に下方に移動し、該ワークの直径より大きく開いた場合には該ワークを下方に排出するようにし、前記下ストッパー手段が、円板状ワークの下端部を支持する上下動可能な支持部材であり、前記下方に排出された円板状ワークは前記下ストッパー手段によって支持され上下動せしめられつつ前記上ブラシ洗浄手段及び下ブラシ洗浄手段によって洗浄されるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
前記上ストッパー手段としては、開閉可能な一対の上ストッパーロッドから構成され、該一対の上ストッパーロッドを閉じた場合又は前記ワークの直径より小さく開いた場合に該ワークを停止し、徐々に開くことにより該ワークは徐々に前進し、該ワークの直径より大きく開いた場合には該ワークを下方に排出するように構成されている。
【００１６】
前記下ストッパー手段としては、円板状ワークの下端部を支持する上下動可能な支持部材が用いられている。
【００１７】
また、本発明のワークの洗浄方法は、上記したブラシ洗浄装置を用いる円板状ワークの洗浄方法であって、一対の上ストッパーロッドを徐々に開くことによりワークを下方に移動させながらワーク全面を洗浄するとともに一対のストッパーロッドをワーク直径よりも大きく開いて下方に排出した場合には下方に排出したワークは下ストッパー手段によって支持されて上下動せしめられ前記上ブラシ洗浄手段及び下ブラシ洗浄手段によって洗浄せしめられるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明のワーク洗浄システムは、カセットに収容された円板状ワークの排出搬送を行う第１ロボット手段と、該第１ロボット手段によって搬送されたワークを洗浄するブラシ洗浄部と、該ブラシ洗浄部で洗浄されたワークをリンス洗浄するリンス洗浄部と、該リンスされたワークを乾燥する乾燥部と、乾燥後のワークをカセットに収容する第２ロボット手段とを有するワーク洗浄システムにおいて、該洗浄部として上記したブラシ洗浄装置を用いるようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明のブラシ洗浄装置の要部摘示正面図、図２は図１の概略断面的側面図、図３は本発明のブラシ洗浄装置の模式的説明図、図４は本発明のブラシ洗浄装置による洗浄動作を連続的に示す側面的説明図及び図５は本発明のブラシ洗浄装置による洗浄動作を連続的に示す正面的説明図である。なお、以下の実施の形態においては、洗浄対象となる円板状ワークとしてウェーハを例として説明する。
【００２０】
図中、１０は本発明のブラシ洗浄装置である。該ブラシ洗浄装置１０は、水平方向（図２の左右方向）に相対向して設けられた一対の上回転ブラシ１２ａ，１２ｂから構成される上ブラシ洗浄手段１２を有している。上回転ブラシ１２ａ，１２ｂの間隔は、ウェーハＷの厚さや、その他必要に応じて変更可能に構成されている。該上ブラシ洗浄手段１２は１個又は複数個設置されるが、図示例では１個設けた場合を例として示した。
【００２１】
１４はウェーハＷの停止及び排出を行う上ストッパー手段で、上記上ブラシ洗浄手段１２の下方に設けられている。該上ストッパー手段１４は一対の上ストッパーロッド１４ａ，１４ｂから構成されている。該上ストッパーロッド１４ａ，１４ｂは、不図示のストッパーロッド開閉機構により側方に移動して、開閉自在となるように構成されている。
【００２２】
１６は該上ストッパー手段１４の下方に設けられた下ブラシ洗浄手段である。該下ブラシ洗浄手段１６は水平方向（図２の左右方向）に相対向して設けられた一対の下回転ブラシ１６ａ，１６ｂから構成されている。下回転ブラシ１６ａ，１６ｂの間隔は、ウェーハＷの厚さや、その他必要に応じて変更可能に構成されている。該下ブラシ洗浄手段１６も１個又は複数個設置されるが、図示例では１個設けた場合を例として示した。
【００２３】
１８はウェーハＷの停止支持及び上下動を行う下ストッパー手段で、上記下ブラシ洗浄手段１６の下方に設けられている。該下ストッパー手段１８はウェーハＷの下端部を支持する上下動可能な支持部材によって構成されている。
【００２４】
上記の構成により、ウェーハＷは、まず、一対の上回転ブラシ１２ａ，１２ｂ間に垂直状態でセットされる。ついで、該上回転ブラシ１２ａ，１２ｂの回転によりウェーハＷの両面が洗浄されつつかつ該上回転ブラシ１２ａ，１２ｂの回転方向即ち下方向へ搬送される。
【００２５】
この搬送されたウェーハＷは当初は上ストッパー手段１４が閉の状態、即ち上ストッパーロッド１４ａ，１４ｂがウェーハＷの径よりも小である状態であると下方に搬出されないが、上ストッパー手段１４が開の状態、即ち上ストッパーロッド１４ａ，１４ｂがウェーハＷの径よりも大となるように離間した状態となると、ウェーハＷは下方に搬出され、下ストッパー手段１８によって支持された状態となる。この状態で、下ストッパー手段１８を上下動させれば、ウェーハＷも上下動し、上ブラシ洗浄手段１２及び下ブラシ洗浄手段１６によってウェーハＷの両面は充分に洗浄される。また、ウェーハを回転させていないので、ウェーハ面内においてブラシとの接触時間に差が発生せず、必要最小限の時間で洗浄が可能となる。
【００２６】
この下ストッパー手段１８によるウェーハＷの支持時間、即ちウェーハＷの上下動時間を加減することによりウェーハの洗浄時間を自在に設定することができる。
【００２７】
上記したブラシ洗浄装置１０は、ウェーハ等のワークの洗浄システムに組み込まれて通常使用される。以下にこのブラシ洗浄装置をワーク洗浄システムに組み込んだ場合の一例を図６に基づいて説明する。
【００２８】
図６において、符号２０はワーク洗浄システムで、第１ロボット手段２１を有している。該第１ロボット手段２１は、ウェーハＷを収納し、純水で満たされたカセット供給槽２３内のカセット２２からウェーハＷを一枚ずつ取り出してブラシ洗浄部２４に供給する作用を行う。ブラシ洗浄部２４には、上述したブラシ洗浄装置１０が設置されている。
【００２９】
２６，４０はリンス洗浄部で、該ブラシ洗浄部２４で洗浄されたウェーハＷをリンス洗浄する。リンス洗浄部２６，４０は必要に応じて一段又は複数段で構成される。該リンス洗浄されたウェーハＷはＩＲランプ２８を備えた乾燥部３０で乾燥される。この乾燥されたウェーハＷは第２ロボット手段３２によってカセット取出し槽３４内のカセット３６に収納される。
【００３０】
なお、３８はハンド洗浄部であり、第１ロボット手段２１のウェーハ吸着ハンドを洗浄するために設けられている。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、ブラシ洗浄時間を短縮することができ、かつウェーハの回転機構も不要なので洗浄装置の小型化を行え、さらにウェーハを垂直に保持するように構成することにより、ウェーハ上の汚染物質の残留を除去しやすくなるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のブラシ洗浄装置の要部摘示正面図である。
【図２】  図１の概略断面的側面図である。
【図３】  本発明のブラシ洗浄装置の模式説明図である。
【図４】  本発明のブラシ洗浄装置による洗浄動作を連続的に示す側面的説明図である。
【図５】  本発明のブラシ洗浄装置による洗浄動作を連続的に示す正面的説明図である。
【図６】  本発明のブラシ洗浄装置をワーク洗浄システムに組み込んだ場合の一例を示す概略平面説明図である。
【符号の説明】
１０：ブラシ洗浄装置、１２：上ブラシ洗浄手段、１２ａ，１２ｂ：上回転ブラシ、１４：上ストッパー手段、１４ａ，１４ｂ：上ストッパーロッド、１６：下ブラシ洗浄手段、１６ａ，１６ｂ：下回転ブラシ、１８：下ストッパー手段、２０：ワーク洗浄システム、２１：第１ロボット手段、２３：カセット供給槽、２２，３６：カセット、２４：ブラシ洗浄部、２６，４０：リンス洗浄部、２８：ＩＲランプ、３０：乾燥部、３２：第２ロボット手段、３４：カセット取出し槽、３８：ハンド洗浄部、Ｗ：ウェーハ。
【図１】
0004007677.tif 000002
【図２】
0004007677.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004007677.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004007677.tif 000007