(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の状態で保持された被洗浄物に洗浄液を供給するとともに、回転駆動される洗浄ブラシを接触させて洗浄する洗浄処理装置において、
上記被洗浄物を所定の状態で保持する保持手段と、
上記洗浄ブラシを旋回運動および上下運動させるとともに上記保持手段に保持された上記被洗浄物を洗浄するときにこの被洗浄物に上記洗浄ブラシを接触させる駆動手段と、
内部に上記被洗浄物を洗浄した上記洗浄ブラシを洗浄する洗浄液が供給される洗浄槽と、
上記洗浄ブラシを接触させる面を有し、この面を上記洗浄ブラシの軸芯方向に対して直交させて上記洗浄槽の内部に設けられ上記洗浄ブラシを上記面に接触させて上記洗浄ブラシを洗浄する接触部材を具備し、
上記接触部材の上記洗浄ブラシが接触する面には複数の凸条または複数の突起が設けられていることを特徴とする洗浄処理装置。
【請求項２】
所定の状態で保持された被洗浄物に洗浄液を供給するとともに、回転駆動される洗浄ブラシを接触させて洗浄する洗浄処理装置において、
上記被洗浄物を所定の状態で保持する保持手段と、
上記洗浄ブラシを旋回運動および上下運動させるとともに上記保持手段に保持された上記被洗浄物を洗浄するときにこの被洗浄物に上記洗浄ブラシを接触させる駆動手段と、
内部に上記被洗浄物を洗浄した上記洗浄ブラシを洗浄する洗浄液が供給される洗浄槽と、
上記洗浄ブラシを接触させる面を有し、この面を上記洗浄ブラシの軸芯方向に対して直交させて上記洗浄槽の内部に設けられ上記洗浄ブラシを上記面に接触させて上記洗浄ブラシを洗浄する接触部材を具備し、
上記接触部材は多数の通孔を有する多孔部材からなることを特徴とする洗浄処理装置。
【請求項３】
所定の状態で保持された被洗浄物に洗浄液を供給するとともに、回転駆動される洗浄ブラシを接触させて洗浄する洗浄処理装置において、
上記被洗浄物を所定の状態で保持する保持手段と、
上記洗浄ブラシを旋回運動および上下運動させるとともに上記保持手段に保持された上記被洗浄物を洗浄するときにこの被洗浄物に上記洗浄ブラシを接触させる駆動手段と、
内部に上記被洗浄物を洗浄した上記洗浄ブラシを洗浄する洗浄液が供給される洗浄槽と、
上記洗浄ブラシを接触させる面を有し、この面を上記洗浄ブラシの軸芯方向に対して直交させて上記洗浄槽の内部に設けられ上記洗浄ブラシを上記面に接触させて上記洗浄ブラシを洗浄する接触部材を具備し、
上記洗浄槽内の洗浄液に超音波振動を付与する超音波振動子を有することを特徴とする洗浄処理装置。
【請求項４】
上記洗浄槽は、上記保持手段の近傍で、上記駆動手段によって旋回させられる上記洗浄ブラシの旋回運動の領域内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の洗浄処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体ウエハや液晶ガラス基板などの被洗浄物を洗浄ブラシを用いて洗浄する洗浄処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置や液晶製造装置などにおいては、被洗浄物としての半導体ウエハやガラス基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、周知のように上記半導体ウエハにレジストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分を現像、剥離あるいはエッチングなどの処理するという一連の工程を数十回繰り返すことで回路パタ−ンが形成される。
【０００３】
上記一連の各工程において、上記半導体ウエハが汚染されていると回路パタ−ンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジストや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記半導体ウエハを洗浄するということが行われている。
【０００４】
上記被洗浄物を洗浄する装置としては、複数枚の半導体ウエハを洗浄液が収容された洗浄タンク内に漬けて洗浄するバッチ式と、１枚の被洗浄物を回転させ、その被洗浄物に対して洗浄液を噴射させて洗浄する枚葉式とがあり、被洗浄物の大型化にともない洗浄効果の高い枚葉式が用いられる傾向にある。
【０００５】
枚葉式の洗浄処理装置には被洗浄物を回転させながら洗浄するスピン洗浄方式があり、このスピン洗浄方式において、洗浄効果をより一層高めるためには、回転駆動される被洗浄物の上面に洗浄ブラシを接触させ、その接触部分に洗浄液を供給して洗浄するということが行われている。
【０００６】
被洗浄物に洗浄ブラシを接触させることで、この被洗浄物に付着した微粒子や金属イオンなどの異物を効率よく洗浄除去することができる。しかしながら、被洗浄物から除去された異物は上記洗浄ブラシに転移し、その転移量は累積的に増加することになるから、上記被洗浄物の洗浄時に洗浄ブラシに転移した異物が上記被洗浄物に逆転移し、被洗浄物の清浄度が低下するということがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、被洗浄物の洗浄効果を向上させるために、被洗浄物に洗浄ブラシを接触させて洗浄するようにすると、洗浄ブラシに転移した異物が増加することで、その異物が被洗浄物に逆転移するということがあった。
【０００８】
この発明の目的とするところは、被洗浄物を洗浄ブラシで洗浄する場合に、この洗浄ブラシによって被洗浄物から除去された異物が被洗浄物に逆転移することがないようにした洗浄処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、所定の状態で保持された被洗浄物に洗浄液を供給するとともに、回転駆動される洗浄ブラシを接触させて洗浄する洗浄処理装置において、
上記被洗浄物を所定の状態で保持する保持手段と、
上記洗浄ブラシを旋回運動および上下運動させるとともに上記保持手段に保持された上記被洗浄物を洗浄するときにこの被洗浄物に上記洗浄ブラシを接触させる駆動手段と、
内部に上記被洗浄物を洗浄した上記洗浄ブラシを洗浄する洗浄液が供給される洗浄槽と、
上記洗浄ブラシを接触させる面を有し、この面を上記洗浄ブラシの軸芯方向に対して直交させて上記洗浄槽の内部に設けられ上記洗浄ブラシを上記面に接触させて上記洗浄ブラシを洗浄する接触部材を具備し、
上記接触部材の上記洗浄ブラシが接触する面には複数の凸条または複数の突起が設けられていることを特徴とする洗浄処理装置にある。
【００１４】
この発明によれば、被洗浄物を洗浄した洗浄ブラシを洗浄することができる。そのため、清浄な洗浄ブラシで被洗浄物を洗浄できるから、洗浄ブラシから被洗浄物に異物が逆転移するのが防止される。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図２はこの発明の洗浄処理装置の保持手段としてのスピン処理装置Ａを示す。このスピン処理装置Ａはスピンカップ１を備えている。このスピンカップ１は上面が開放した有底状の下カップ１ａと、この下カップ１ａに対してスライド自在に設けられ周壁の上端部が径方向内方に向かって傾斜した上カップ１ｂとからなり、この上カップ１ｂは図示しない駆動機構によって図に鎖線で示すように下降させることができるようになっている。
【００２０】
上記下カップ１ａの底部には、周辺部に複数の排出管２の一端が接続され、中心部には周囲がフランジ３によって囲まれた挿通孔４が形成されている。この挿通孔４には支持軸５が挿通されている。この支持軸５の上部は、スピンカップ１の内部に突出し、下端部は、上記スピンカップ１の下方に配置されたベ−ス板６に固定されている。上記排気管２は図示しない気水分離器を介して吸引ポンプに接続されている。上記排気管２に洗浄液、ミスト、気体が吸引されると、上記気水分離器によって水分と気体とが分離され、水分は図示しない廃液タンクへ排出されるようになっている。
【００２１】
上記支持軸５には回転チャック１１が回転自在に設けられている。この回転チャック１１は、中心部に通孔１２ａが穿設された円盤状のベ−ス１２を有する。このベ−ス１２の下面、つまり上記通孔１２ａと対応する位置には筒状の支持部１３が垂設されている。この支持部１３は上記支持軸５に外嵌されていて、上部と下部とがそれぞれ軸受１４によって上記支持軸５に回転自在に支持されている。
【００２２】
上記支持部１３の下端部の外周面には従動プ−リ１５が設けられている。上記ベ−ス板６にはモ−タ１６が設けられ、このモ−タ１６の回転軸１６ａには駆動プ−リ１７が嵌着されている。この駆動プ−リ１７と上記従動プ−リ１５とにはベルト１８が張設されている。したがって、上記モ−タ１６が作動すれば、上記支持部１３と一体に上記回転チャック１１が回転駆動されるようになっている。
【００２３】
上記ベ−ス１２の上面には周方向に９０度間隔で４本の支柱１９が立設されている。各支柱１９の上端部には支持ピン２１ａと、この支持ピン２１ａよりも外方で、しかも支持ピン２１ａよりも背の高い係合ピン２１ｂとが突設されている。
【００２４】
上記支柱１９の上端には、被処理物としてたとえば半導体ウエハ２２が周辺部の下面を支持ピン２１ａに支持され、外周面を上記係合ピン２１ｂに係合させて着脱可能に保持される。したがって、上記半導体ウエハ２２は回転チャック１１と一体的に回転駆動されるようなっている。
【００２５】
上記支持軸５には、上端に支持軸５よりも大径で、円錐状をなした頭部５ａが設けられている。この支持軸５には、先端を上記頭部５ａの上面に開口させたＮ2 などの不活性ガスのガス供給路３０と、先端を同じく上記頭部５ａの上面にノズル孔３２ａを介して開口させた洗浄液供給路３０ａとが軸方向に沿って形成されている。上記ガス供給路３０は図示しないガス供給源に連通し、上記洗浄液供給路は同じく図示しない洗浄液の供給源に連通している。
【００２６】
上記ガス供給路３０に供給された不活性ガスと、上記洗浄液供給路３０ａに供給された洗浄液は、それぞれ上記半導体ウエハ２２の下面に向かって噴射されるようになっている。
【００２７】
上記回転チャック１１に保持される半導体ウエハ２２の上面側には、この半導体ウエハ２２の上面を洗浄するため洗浄ツ−ル３１が配置されている。この洗浄ツ−ル３１は、洗浄ブラシ３１ａと、チャック３１ｂと、回転モ−タ３１ｃと、このモ−タの回転軸３１ｄとから構成されている。上記洗浄ブラシ３１ａは旋回機構３２によって上記半導体ウエハ２２の径方向に沿って旋回駆動されるようになっている。
【００２８】
つまり、旋回機構３２は中空筒状の水平ア−ム３３を有する。この水平ア−ム３３の先端部内には洗浄ツ−ル３１の回転モ−タ３１ｃがその回転軸３１ｄを垂直にして内蔵されている。この回転軸３１ｄは上記水平ア−ム３３の下面から突出し、そこには上記洗浄ブラシ３１ａがチャック３１ｂを介して着脱自在に取り付けられている。
【００２９】
上記水平ア−ム３３には図示しない洗浄液の供給源に接続された第１の供給管３５が挿通されている。この第１の供給管３５の先端部は上記水平ア−ム３３の先端部から下方に向かって導出され、その先端開口は上記洗浄ブラシ３１ａの外周面に向けられている。したがって、上記第１の供給管３５からは洗浄液が洗浄ブラシ３１ａの径方向外方から供給されるようになっている。
【００３０】
上記水平ア−ム３３の基端部は軸線を垂直にした旋回軸３６の上端に連結されている。この旋回軸３６の下端部は上記ベ−ス板６に形成された通孔６ａからその下方へ突出している。
【００３１】
上記旋回軸３６の下端部は、上下動自在に設けられた支持体３７に回転自在に支持されている。この支持体３７は中空箱型状をなしていて、その上部壁には上記旋回軸３６を挿通するための挿通孔３８が形成され、内部には上記挿通孔３８から挿入された旋回軸３６の下端部を回転自在に支持するために軸受３９が設けられている。旋回軸３６の下端は上記軸受３９から突出し、そこには従動プ−リ４０が嵌着されている。
【００３２】
上記支持体３７の一側面には一対のガイド４１が上下方向に沿って所定間隔で設けられ、このガイド４１はレ−ル４３にスライド自在に係合している。このレ−ル４３は上記ベ−ス板６の下面に垂設された取付板４２の一側面に上下方向に沿って設けられている。
【００３３】
上記取付板４２には上下駆動源としての上下駆動シリンダ４４が設けられている。この上下駆動シリンダ４４のロッド４４ａは上記支持体３７に下端面にブラケット４５を介して連結されている。したがって、上下駆動シリンダ４４が作動すれば、上記支持体３７を介して上記水平ア−ム３３が所定の範囲内で上下駆動されるようになっている。
【００３４】
つまり、水平ア−ム３３が下降すると、上記洗浄ブラシ３１ａが上記回転チャック１１に保持された半導体ウエハ２２の上面に所定の圧力で接触し、上昇すると、上カップ１ｂの上方に位置して洗浄装置Ｂへ旋回可能となる。
【００３５】
上記支持体３７の他側には上記上下駆動シリンダ４４とで駆動手段を構成する揺動駆動部４６が設けられている。この揺動駆動部４６は上記支持体３７の他側面に取付けられた収納ボックス４７を有する。この収納ボックス４７の下面にはモ−タ４８が設けられている。このモ−タ４８の回転軸４８ａは上記収納ボックス４７内に突出し、この内部に設けられた減速部４９に連結されている。この減速部４９の出力軸５１には駆動プ−リ５２が嵌着されている。
【００３６】
上記支持体３７と上記収納ボックス４７との内部空間は開口部５３によって連通している。上記開口部５３には、上記駆動プ−リ５２と従動プ−リ４０とに張設されたタイミングベルト５０が挿通されている。
【００３７】
したがって、上記モ−タ４８が作動して上記減速部４９の出力軸５１が正逆方向に駆動されると、その回転がタイミングベルト５３を介して旋回軸３６に伝達されるから、この旋回軸３６とともに水平ア−ム３３の先端部に設けられた洗浄ブラサイ３１ａが半導体ウエハ２２の表面を揺動するようになっている。
【００３８】
上記旋回軸３６の旋回角度は装置全体の運転を制御する制御装置５４によって設定されるようになっている。
図１に示すように上記スピン処理装置Ａの近傍で、上記水平ア−ム３３の揺動運動によって水平面上を旋回する上記洗浄ブラシ３１ａの旋回運動の領域内には、この洗浄ブラシ３１ａを洗浄するための洗浄装置Ｂが設けられている。
【００３９】
上記洗浄装置Ｂは図３に示すように上面が開口した有底筒状の洗浄槽６１を有する。この洗浄槽６１の底部には開口部６２が形成され、この開口部６２は、振動板６３によって液密に閉塞されている。この振動板６３の下面には超音波振動子６４が接着固定されている。この超音波振動子６４は超音波発振器６５に接続されている。したがって、上記超音波発振器６５を作動させることによって超音波振動子６４が超音波振動するようになっている。
【００４０】
上記洗浄槽６１の内部の高さ方向中途部の内周面にはブラケット６６が設けられている。このブラケット６６には、たとえば金網やパンチングメタルあるは多数の通孔６７ａが形成された合成樹脂板などの接触部材としての多孔部材６７が支持されている。
【００４１】
さらに、この洗浄槽６１には、第２の供給管６８によって洗浄液が供給される。この洗浄液は洗浄槽６１の上面開口からオ−バフロ−する。オ−バフロ−した洗浄液はドレンパン６９で受けられ、このドレンパン６９に接続された排液管７０を通って排出される。
【００４２】
上記多孔部材６７には、図中鎖線で示すように洗浄ブラシ３１ａを回転させながら、または回転を停止した状態で揺動させながら接触させて洗浄する。そのとき、上記洗浄槽６１内の洗浄液を伝播する超音波振動が上記多孔部材６７の通孔６７ａを通過して上記洗浄ブラシ３１ａに作用するから、上記洗浄ブラシ３１ａを効率よく超音波洗浄することができるようになっている。
【００４３】
つぎに、上記構成の洗浄処理装置によって半導体ウエハ２２を洗浄処理するときの工程を説明する。スピン処理装置Ａの回転チャック１１に半導体ウエハ２２が供給保持されると、揺動駆動部４６のモ−タ４８が作動して水平ア−ム３３が上記スピン処理装置Ａの上方に旋回位置決めされる。
【００４４】
ついで、水平ア−ム３３の先端部に設けられた洗浄ブラシ３１ａを回転させるとともに供給管３５から洗浄液を噴射させながら上下駆動シリンダ４４を作動させて水平ア−ム３３を所定距離だけ下降させる。
【００４５】
それによって、上記洗浄ブラシ３１ａが回転チャック１１に保持された半導体ウエハ２２の上面に所定圧で接触するとともにその接触部分に洗浄液が噴射される。その状態で上記水平ア−ム３３は上記半導体ウエハ２２の径方向に沿って往復旋回、すなわち揺動させ、回転チャック１を低速で回転させることで、上記半導体ウエハ２２は上面全体がブラシ洗浄されることになる。
【００４６】
このとき、支持軸５に形成された洗浄液供給路３０ａから半導体ウエハ２２の下面に向けて洗浄液を噴射すれば、その下面も同時に洗浄することができる。
上記半導体ウエハ２２の洗浄が終了すると、水平ア−ム３３は上昇し、洗浄装置Ｂの上方へ旋回する。ついで、水平ア−ム３３は下降し、その先端部に設けられた洗浄ブラシ３１ａは回転しながら、または回転が停止した状態で揺動させながら洗浄槽６１内に支持された多孔部材６７に接触させる。
【００４７】
それによって、洗浄ブラシ３１ａは上記多孔部材６７に擦られるから、付着した異物が効率よく除去される。それと同時に、超音波発振器６５を作動させることによって超音波振動子６４が超音波振動し、洗浄槽６１内の洗浄液に超音波振動を付与する。この超音波振動が上記多孔部材６７の通孔６７ａを通って上記洗浄ブラシ３１ａに作用するから、そのことによっても上記洗浄ブラシ３１ａの洗浄効果が高められる。
【００４８】
なお、洗浄ブラシ３１ａの洗浄時に、水平ア−ム３３を上記洗浄槽６１の内径寸法の範囲内で往復旋回させれば、上記洗浄ブラシ３１ａの洗浄をより一層効率よく行うことができる。
【００４９】
洗浄ブラシ３１ａが洗浄装置Ｂによって洗浄されている間に、上記スピン処理装置Ａではスピンカップ１の上カップ１ａが下降駆動され、回転チャック１１に保持された半導体ウエハ２２が外部に露出する。ついで、図示しないたとえばロボットによって洗浄された半導体ウエハ２２が上記回転チャック１１から排出され、そこに未洗浄の半導体ウエハ２２が供給されたのち、上記上カップ１ａが上昇駆動される。
【００５０】
つまり、上記スピン処理装置Ａから洗浄された半導体ウエハ２２を搬出し、未洗浄の半導体ウエハ２２を供給する間に、上記洗浄ブラシ３１ａの洗浄が終了する。したがって、回転チャック１１へ未洗浄の半導体ウエハ２２を供給し終えたならば、上記水平ア−ム３３を上昇させて旋回し、洗浄ブラシ３１ａをスピン処理装置Ａの回転チャック１１の上方に位置させた後、下降させることで、清浄な洗浄ブラシ３１ａで上記回転チャック１１に保持された半導体ウエハ２２を洗浄することができるから、上記洗浄ブラシ３１ａによる洗浄時に、そのブラシ３１から半導体ウエハ２２へ異物が転移するのを防止できる。
【００５１】
しかも、洗浄ブラシ３１ａの洗浄は、回転チャック１１に対して半導体ウエハ２２を着脱する間に行うようにしているから、半導体ウエハ２２を洗浄するために要するタクトタイムが長くなるようなことがない。つまり、洗浄ブラシ３１ａを洗浄するようにしても、処理能率の低下を招くことがない。
【００５２】
図４（ａ）〜（ｃ）は洗浄槽６１内に保持される接触部材の変形例を示す。同図（ａ）は洗浄ブラシ３１ａと接触する面が平面に形成された樹脂製の平板７１であり、同図（ｂ）は洗浄ブラシ３１ａと接触する面に複数の凸条７２ａが所定間隔で所定方向に沿って形成された凸条板７２である。同図（ｃ）は洗浄ブラシ３１ａと接触する板面に複数の突起７３ａが突設された樹脂成型品等を取着した突起板７３である。
【００５３】
図４（ａ）〜（ｃ）に示された接触部材において、上記一実施形態と同様に通孔を穿設しておけば、各接触板の下面側からの超音波振動を上面側、つまり洗浄ブラシ３１ａに作用させることができる。
【００５５】
この発明の洗浄ブラシとしてはブラシ毛からなるものだけに限られず、被洗浄物の上を揺動して異物を除去できるような構成のものであればよく、たとえばスポンジブラシやその他の材料を用いたものであってもよい。
【００５６】
さらに、水平ア−ムを上下駆動する駆動手段としてはシリンダに代わりねじ軸を用いるようにしてもよく、ねじ軸を用いれば、上記水平ア−ムの高さ方向の位置決めを精度よく設定することができる。
【００５７】
【発明の効果】
この発明によれば、被洗浄物を洗浄した洗浄ブラシを洗浄することができる。そのため、清浄な洗浄ブラシで被洗浄物を洗浄できるから、洗浄ブラシから被洗浄物に異物が逆転移するのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の全体構成を示す平面図。
【図２】同じくスピン処理装置の概略的構成を一部断面して示す側面図。
【図３】同じく洗浄装置の断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ接触部材の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
Ａ…スピン処理装置（保持手段）
Ｂ…洗浄装置（洗浄手段）
３１ａ…洗浄ブラシ
４４…上下駆動シリンダ（駆動手段）
４６…旋回駆動部（駆動手段）
６１…洗浄槽
６４…超音波振動子
６７…多孔部材（接触部材）
６７ａ…通孔
【図１】
0004047406.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004047406.tif 000004
【図４】
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