JP2000296367A

JP2000296367A - 洗浄装置

Info

Publication number: JP2000296367A
Application number: JP11105620A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sasaki; 隆佐々木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】被洗浄処理基板の表面と洗浄ブラシの相対速
度を容易に高くできると共に洗浄ブラシを傷めるのを抑
制できる洗浄装置を提供する。【解決手段】本発明に係る洗浄装置は、半導体ウエハ
１１を載置する載置台１３と、該載置台１３の上方に配
置された回転軸１５と、該回転軸１５を回転駆動させる
駆動手段と、該回転軸１５の一端に連結され、該回転軸
１５に垂直方向に配置されたアーム２３と、該アーム２
３に連結されたカム２１ａ，２１ｂであって、該アーム
２３を該回転軸１５を中心として回転させる際に該アー
ム２３を上下移動させるためのカムと、該アーム２３に
取付けられ、該回転軸１５の一端から所定間隔を設けて
配置された洗浄ブラシ１９と、を具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転するブラシを
洗浄面に押し当て、表面付着物をこすり洗浄する洗浄装
置に関する。特には、被洗浄処理基板の表面と洗浄ブラ
シの相対速度を容易に高くできると共に洗浄ブラシを傷
めるのを抑制できる洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３（ａ）は、従来の洗浄装置を示す平
面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す洗浄装置
の側面図である。この洗浄装置は特開平８−３１７８０
号公報に開示されている。

【０００３】この洗浄装置は被洗浄処理基板としての半
導体基板１を載置する載置台１ａを有し、載置台１ａの
上方には噴射水を噴射するノズル３が配置されている。
また、載置台１ａの近傍には回転軸５が配置されてお
り、この回転軸５にはアーム６の基端が接続されてい
る。このアーム６の先端には回転駆動する円板７が取付
けられており、この円板７には回転駆動する洗浄ブラシ
２が取付けられている。

【０００４】次に、上記洗浄装置の動作について説明す
る。

【０００５】６インチ径のシリコンウエハからなる半導
体基板１を８００rpmで回転させ、アーム６の先端の円
板７を半導体基板１表面に軽く押し付ける。そして、ノ
ズル３から温水を噴射水４として放出させながら、洗浄
ブラシ２を半導体基板１の表面上で回転させると共に円
板７を回転させ、回転軸５を中心として左右にゆっくり
アーム６を移動させる。これにより、半導体基板１上の
ゴミ等の異物をスクラバ除去する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
洗浄装置では、半導体基板１、洗浄ブラシ２及び円板７
を回転させ、回転軸５を固定した状態でアーム６を左右
に移動させることにより、半導体基板１表面を洗浄して
いる。このため、洗浄ブラシ２が半導体基板１の回転中
心まで移動したときに、半導体基板１と洗浄ブラシ２の
相対速度が低くなり、基板１表面のパーティクルを十分
に除去できないことがある。つまり、半導体基板１の外
周側では基板１と洗浄ブラシ２の相対速度が比較的高い
ため、パーティクルの除去効果も比較的大きいものとな
るが、半導体基板１の回転中心及びその近傍ではパーテ
ィクルの除去効果が小さくなってしまう。

【０００７】このような基板１の回転中心及びその近傍
において基板１と洗浄ブラシ２の相対速度を高くするた
めには、アーム６の移動速度を上げることが考えられ
る。しかし、アーム６は回転軸５を中心として左右に移
動させるという構成であるため、アーム６の移動速度を
十分に高くすることは困難である。

【０００８】また、上記従来の洗浄装置では、半導体基
板１表面に対して平行方向に洗浄ブラシ２を移動させる
ことにより該基板１表面をこすり洗浄するため、該基板
１のエッジ（端部）に洗浄ブラシ２が比較的強く当た
り、洗浄ブラシ２を傷めることがある。

【０００９】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、被洗浄処理基板の表面と
洗浄ブラシの相対速度を容易に高くできると共に洗浄ブ
ラシを傷めるのを抑制できる洗浄装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る洗浄装置は、被洗浄処理基板を載置す
る載置台と、該載置台の上方に配置された回転軸と、該
回転軸を回転駆動させる駆動手段と、該回転軸の一端に
連結され、該回転軸に垂直方向に配置されたアームと、
該アームに連結されたカムであって、該アームを該回転
軸を中心として回転させる際に該アームを上下移動させ
るためのカムと、該アームに取付けられ、該回転軸の一
端から所定間隔を設けて配置された洗浄ブラシと、を具
備することを特徴とする。

【００１１】上記洗浄装置では、回転軸を駆動手段で回
転させることによりアームを回転させ、洗浄ブラシを回
転軸を中心に所定間隔の半径で回転させ、被洗浄処理基
板の表面を洗浄ブラシにより洗浄している。このように
回転軸によりアームを回転させる構成であるため、アー
ムの回転速度を十分に高くすることができる。これによ
り、被洗浄処理基板の表面の中心部においても該基板表
面の外周側と同様に該基板表面と洗浄ブラシとの相対速
度を容易に高くすることができる。さらに、アームを回
転軸を中心として回転させる際に該アームを上下移動さ
せるためのカムを備えているため、被洗浄処理基板を洗
浄する際、該基板のエッジに洗浄ブラシが強くこすれる
ことない。これにより、洗浄ブラシを傷めるのを抑制す
ることができる。

【００１２】また、本発明に係る洗浄装置において、上
記被洗浄処理基板の直径が６インチ〜１２インチの場合
は、上記所定間隔が７．５ｃｍ〜２５ｃｍで、上記アー
ムを上下移動させる距離が０．１ｃｍ〜１．０ｃｍであ
ることが好ましい。また、上記洗浄ブラシは上記アーム
に複数取付けられていることも可能である。

【００１３】本発明に係る洗浄装置は、被洗浄処理基板
を載置する載置台と、該載置台の上方に配置され、該載
置台の上面の鉛直方向に対して所定角度傾斜させて配置
された回転軸と、該回転軸を回転駆動させる駆動手段
と、該回転軸の一端に連結され、該回転軸に垂直方向に
配置されたアームと、該アームに連結されたカムであっ
て、該アームを該回転軸を中心として回転ささせる際に
該アームを上下移動させるためのカムと、該アームに取
付けられ、該回転軸の一端から所定間隔を設けて配置さ
れた球座と、該球座に取り付けられた洗浄ブラシと、を
具備することを特徴とする。また、上記球座は上記アー
ムに複数取り付けられており、各球座には洗浄ブラシが
取り付けられていることも可能である。

【００１４】上記洗浄装置では、アームを回転軸を中心
として回転ささせる際に該アームを上下移動させるため
のカムを備えているため、回転軸を傾けて配置しても、
洗浄ブラシの被洗浄処理基板の表面への押し圧を一定に
することができる。また、アームに球座を取り付け、こ
の球座に洗浄ブラシを取り付けているため、洗浄ブラシ
の先端面を被洗浄処理基板の表面に対して常に平行に接
触させることができる。

【００１５】また、本発明に係る洗浄装置において、上
記アームが弾性材からなることも可能である。これによ
り、被洗浄処理基板に反りがあっても基板表面を均一に
洗浄することができる。

【００１６】また、本発明に係る洗浄装置においては、
上記回転軸を、上記被洗浄処理基板の表面に対して平行
方向に移動させる移動手段をさらに含むことが好まし
い。また、上記載置台に設けられた回転軸であって該載
置台の上面に対して垂直方向と平行な回転軸と、その回
転軸を回転させる駆動手段と、をさらに含むことが好ま
しい。また、上記被洗浄処理基板の表面に純水を噴射す
るノズルをさらに含むことが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１８】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
による洗浄装置の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）
は、図１（ａ）に示す矢印１ｂの方向に視た側面図であ
る。

【００１９】図１（ｂ）に示すように、この洗浄装置
は、被洗浄処理基板としての半導体ウエハ１１を載置す
る円盤形状からなる載置台１３を有しており、この載置
台１３の下部には回転軸１３ａを備えている。この回転
軸１３ａの基端側には図示せぬ駆動手段が連結されてお
り、この駆動手段により回転軸１３ａを回転駆動させる
ように構成されている。

【００２０】載置台１３の上方には回転軸１５が配置さ
れている。回転軸１５の基端には図示せぬ駆動手段が連
結されており、この駆動手段により回転軸１５を回転駆
動させるように構成されている。また、回転軸１５の先
端側にはアーム２３の基端が回転軸１５に対して垂直方
向に取り付けられており、このアーム２３の高さ（ウエ
ハ１１とアーム２３の相対位置）は調整可能に構成され
ている。

【００２１】回転軸１５の先端側には、アーム２３を挟
むようにカム２１ａ，２１ｂが取り付けられている。上
側のカム２１ａは部材１７に固定されており、下側のカ
ム２１ｂは軸受け１８に固定されている。カム２１ａ，
２１ｂ及び部材１７は、回転軸１５の回転から影響を受
けないように、固定手段（図示せず）により固定されて
いる。従って、回転軸１５が回転するとアーム２３が回
転するが、このアーム２３はカム２１ａ，２１ｂにより
上下移動するように構成されている。

【００２２】アーム２３の先端側にはブラシ材（植毛）
１９ａを備えた洗浄ブラシ１９が取付けられている。こ
の洗浄ブラシ１９は、回転軸１５から任意の距離に配置
されている。従って、回転軸１５が回転すると洗浄ブラ
シ１９が回転移動するが、この洗浄ブラシ１９はカム２
１ａ，２１ｂにより上下移動することとなる。

【００２３】また、ウエハ１１を洗浄する際において
は、アーム２３の高さが次のように調整される。つま
り、該アーム２３が矢印２４のように回転した際、図１
（ｂ）に示すような洗浄ブラシ１９の最も低い位置で、
ブラシ材１９ａの先端がウエハ１１の表面に軽く押し当
てられるように、アーム２３の高さが調整される。ま
た、洗浄ブラシ１９が回転軸１５を回転中心として回転
した際、ブラシ材１９ａがウエハ１１のエッジに強くこ
すれないように、アーム２３の高さが調整される。

【００２４】なお、ウエハ１１が例えば６インチのもの
の場合は、上記任意の距離（回転軸１５と洗浄ブラシ１
９との距離）が例えば７．５〜１２．５ｃｍ程度が好ま
しく、カム２１ａ，２１ｂによる洗浄ブラシの上下移動
距離は例えば０．１〜０．５ｃｍ程度が好ましい。ま
た、ウエハが例えば１２インチのものの場合は、上記任
意の距離が例えば１５〜２５ｃｍ程度が好ましく、カム
２１ａ，２１ｂによる洗浄ブラシの上下移動距離は例え
ば０．３〜１．０ｃｍ程度が好ましい。

【００２５】上記回転軸１５にはウエハ１１の表面に対
して平行方向に移動させる移動手段（図示せず）が連結
されており、この移動手段によって回転軸１５が図１
（ａ）に示すＸ方向２５ａ及びＹ方向２５ｂに自由に移
動可能に構成されている。また、載置台１３の上方に
は、ウエハ１１を洗浄する際に洗浄ブラシ１９又はウエ
ハ１１に洗浄液（純水）を噴射するノズル（図示せず）
が配置されている。

【００２６】次に、上記洗浄装置の動作について説明す
る。

【００２７】まず、載置台１３上にウエハ１１を載置
し、回転軸１３ａを駆動手段で回転させることにより載
置台１３を回転させる。次に、ウエハ１１の表面にノズ
ルから純水を噴出させながら、回転軸１５を駆動手段で
回転させることによりアーム２３を矢印２４のように回
転させ、洗浄ブラシ１９のブラシ材１９ａをウエハ１１
表面に押し当てると共にブラシ材１９ａでウエハ１１表
面をこすり洗浄する。

【００２８】この際の洗浄ブラシ１９は、回転移動と共
にウエハ１１表面に対して上下に移動する。これによ
り、ウエハ１１のエッジ（端部）にブラシ材１９ａが強
くこすれることなく、ウエハ１１の表面上のみをこすり
洗浄することができる。そして、回転軸１５をウエハ１
１表面に対して平行方向２５ａ，２５ｂに移動させる。
このようにしてウエハ１１表面をブラシ材１９ａで洗浄
することにより、ウエハ１１表面に付着したパーティク
ル等をスクラバ除去する。

【００２９】上記第1の実施の形態によれば、回転軸１
５を駆動手段で回転させることによりアーム２３を矢印
２４のように回転させ、洗浄ブラシ１９を回転軸１５を
中心に任意の半径で回転させ、ウエハ１１表面を洗浄ブ
ラシ１９により洗浄している。このため、ウエハ１１表
面の回転中心及びその近傍においても従来の洗浄装置の
ようにウエハ１１と洗浄ブラシ１９との相対速度が低く
なることがない。つまり、従来の洗浄装置では、アーム
を左右に移動させる構成であるため、アームの移動速度
を十分に高くすることが困難であったが、本実施の形態
による洗浄装置では、回転軸１５によりアーム１７を回
転させる構成であるため、アーム１７の回転速度を十分
に高くすることができる。このため、ウエハ１１表面の
中心部においてもウエハ１１表面の外周側と同様にウエ
ハ表面と洗浄ブラシとの相対速度を高く維持することが
できる。従って、ウエハ１１の回転中心及びその近傍で
のパーティクルの除去効果を従来の洗浄装置に比べて大
きくすることができる。

【００３０】また、本実施の形態では、回転軸１５の先
端側に、アーム２３を挟むようにカム２１ａ，２１ｂを
取り付けることにより、ウエハ１１を洗浄する際、アー
ム２３がカム２１ａ，２１ｂに沿って回転する。このた
め、ウエハ１１のエッジを避けて洗浄ブラシ１９を回転
させることができ、ウエハ１１のエッジにブラシ材１９
ａが強くこすれることない。つまり、ブラシ材１９ａを
傷める原因の一つであるウエハ１１のエッジにブラシ材
１９ａがこすれるのを抑制することができる。その結
果、洗浄ブラシ１９の寿命を長くでき、ウエハの洗浄コ
ストを低減することができる。

【００３１】また、アーム２３を挟むようにカム２１
ａ，２１ｂを取り付けることにより、ウエハ１１表面に
対するブラシ材１９ａの当たり方もソフトなものとな
り、ウエハ１１を傷めることも防止できる。

【００３２】尚、上記第1の実施の形態では、ウエハ１
１を洗浄する際に、洗浄ブラシ１９自体は回転させてい
ないが、洗浄ブラシ１９自体を回転させながらウエハ１
１表面を洗浄することも可能である。この場合は、洗浄
装置において洗浄ブラシ１９を回転駆動させる駆動手段
をさらに備える必要がある。

【００３３】また、本実施の形態では、アーム２３に１
個の洗浄ブラシ１９を取り付けているが、アーム２３に
複数の洗浄ブラシを取り付けることも可能である。これ
により、洗浄力を高めることができる。

【００３４】図２は、本発明の第２の実施の形態による
洗浄装置を示す側面図であり、図１と同一部分には同一
符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００３５】回転軸１５は、ウエハ１１表面の鉛直方向
に対して所定角度αだけ傾けて配置されている。これと
共に、アーム２３は、カム２１ａ，２１ｂにより回転軸
１５と平行方向に上下移動するようになっている。従っ
て、洗浄ブラシ１９のブラシ材１９ａの先端面はウエハ
１１表面上を円形に移動することとなる。言い換える
と、この洗浄装置では、ウエハ１１表面を軽く押し圧す
る程度にブラシ材１９ｂを接触させ、このブラシ材１９
ｂの先端面がウエハ１１表面上を円形に移動するよう
に、上記所定角度α、回転軸１５と洗浄ブラシ１９の間
隔、カム２１ａ，２１ｂの形状、及び、洗浄ブラシ１９
の高さ位置が設定されている。

【００３６】また、アーム２３の先端２７には球座２８
が取り付けられており、この球座２８の下部には洗浄ブ
ラシ１９が取り付けられている。

【００３７】上記第２の実施の形態においても、第１の
実施の形態と同様に、ウエハ１１表面の回転中心及びそ
の近傍においてウエハ１１と洗浄ブラシ１９との相対速
度が低くなることがないので、ウエハ１１の回転中心及
びその近傍でのパーティクルの除去効果を従来の洗浄装
置に比べて大きくすることができる。

【００３８】また、本実施の形態では、アーム２３をカ
ム２１ａ，２１ｂに沿って回転させるので、回転軸を傾
けて配置しても、洗浄ブラシ１９のウエハ１１表面への
押し圧を一定にすることができる。

【００３９】また、本実施の形態では、アーム２３に球
座２８を設け、この球座２８に洗浄ブラシ１９を取り付
けているため、ブラシ材１９ａの先端面をウエハ１１表
面に対して常に平行に接触させることができる。

【００４０】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
上記第１及び第２の実施の形態における洗浄装置の構成
部材を適宜組み合わせることも可能である。

【００４１】また、上記実施の形態では、弾性力を有し
ない材質によりアーム２３を形成しているが、弾性材に
よりアームを形成することも可能である。これにより、
被洗浄処理基板に対する洗浄ブラシの押し圧を一定にす
ることができると共に、反りのある被洗浄処理基板を洗
浄する場合でも該基板表面に対してある程度の押し圧を
与えることができる。その結果、洗浄力を高めることが
できる。

【００４２】また、上記実施の形態では、洗浄装置にお
いて載置台１３を回転させる駆動手段を設けているが、
この駆動手段は必ずしも必要ではなく、ウエハ１１が停
止した状態で該ウエハ１１を洗浄することも可能であ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転軸の一端に連結され、該回転軸に垂直方向に配置され
たアームと、該アームに連結されたカムであって、該ア
ームを該回転軸を中心として回転させる際に該アームを
上下移動させるためのカムと、を具備している。したが
って、被洗浄処理基板の表面と洗浄ブラシの相対速度を
容易に高くできると共に洗浄ブラシを傷めるのを抑制で
きる洗浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態によ
る洗浄装置の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、
図１（ａ）に示す矢印１ｂの方向に視た側面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による洗浄装置の構
成を示す側面図である。

【図３】図３（ａ）は、従来の洗浄装置を示す平面図で
あり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す洗浄装置の側面
図である。

【符号の説明】

１半導体基板１ａ載置台２洗浄ブラシ３ノズル４噴射水５回転軸６アーム７円板１１半導体ウエハ１３載置台１３ａ回転軸１５回転軸１７部材１８軸受け１９洗浄ブラシ１９ａブラ
シ材（植毛）２１ａ，２１ｂカム２３アーム２４矢印２５ａＸ方
向２５ｂＹ方向２７先端２８球座

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被洗浄処理基板を載置する載置台と、該載置台の上方に配置された回転軸と、該回転軸を回転駆動させる駆動手段と、該回転軸の一端に連結され、該回転軸に垂直方向に配置
されたアームと、該アームに連結されたカムであって、該アームを該回転
軸を中心として回転させる際に該アームを上下移動させ
るためのカムと、該アームに取付けられ、該回転軸の一端から所定間隔を
設けて配置された洗浄ブラシと、を具備することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】上記被洗浄処理基板の直径が６インチ〜
１２インチの場合は、上記所定間隔が７．５ｃｍ〜２５
ｃｍで、上記アームを上下移動させる距離が０．１ｃｍ
〜１．０ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の洗
浄装置。
【請求項３】上記洗浄ブラシは上記アームに複数取付
けられていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装
置。
【請求項４】被洗浄処理基板を載置する載置台と、該載置台の上方に配置され、該載置台の上面の鉛直方向
に対して所定角度傾斜させて配置された回転軸と、該回転軸を回転駆動させる駆動手段と、該回転軸の一端に連結され、該回転軸に垂直方向に配置
されたアームと、該アームに連結されたカムであって、該アームを該回転
軸を中心として回転させる際に該アームを上下移動させ
るためのカムと、該アームに取付けられ、該回転軸の一端から所定間隔を
設けて配置された球座と、該球座に取り付けられた洗浄ブラシと、を具備することを特徴とする洗浄装置。
【請求項５】上記球座は上記アームに複数取り付けら
れており、各球座には洗浄ブラシが取り付けられている
ことを特徴とする請求項４記載の洗浄装置。
【請求項６】上記アームが弾性材からなることを特徴
とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の洗浄装
置。
【請求項７】上記回転軸を、上記被洗浄処理基板の表
面に対して平行方向に移動させる移動手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載
の洗浄装置。
【請求項８】上記載置台に設けられた回転軸であって
該載置台の上面に対して垂直方向と平行な回転軸と、そ
の回転軸を回転させる駆動手段と、をさらに含むことを
特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の洗浄
装置。
【請求項９】上記被洗浄処理基板の表面に純水を噴射
するノズルをさらに含むことを特徴とする請求項１〜８
のうちいずれか１項記載の洗浄装置。