JP2005109258A - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
前記被洗浄物やガイドピンと超音波ヘッドや洗浄ノズルとの干渉を防ぐための洗浄装置および 洗浄方法を提供する。
【解決手段】
超音波ヘッドと前記被洗浄物が接触するかどうかを判定する判定手段と、吐出ノズル及び超音 波ヘッドと前記スピンテーブルに載置された被洗浄物とを相対的に接離する方向に駆動させる 際に検査をする第1の位置と洗浄する第2の位置とで第2の位置よりも第1の位置の方を前記被洗 浄物より離れた位置に設定して移動させる第1の駆動機構と、吐出ノズルと前記被洗浄物との相 対的な位置を前記接離方向と交わる方向に移動させる第2の駆動機構とを備える。また、スピン テーブルの回転数が低いときの方が回転数が高いときよりも前記被洗浄物表面からのガイドピ ン突出量を少なくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶基板、半導体などを製造する洗浄装置および洗浄方法に関する。

特許文献１で示した従来の洗浄装置は、超音波ノズルを採用した洗浄装置であり、超音波ノ ズルを上下動作する構造を有している。超音波ノズルの上下動作により、被洗浄物であるウエ ハと超音波ノズルとの距離を超音波の波長の１／４の奇数倍になるように動かし、一定の洗浄 性能を得るものがある。
また、スピンテーブルにはガイドピンが必要で、そのガイドピンは被洗浄物の洗浄面よりも 十分に突出した長さを保って回転する被洗浄物を安定した状態で保持していた。ガイドピンと は前記被洗浄物を回転させたときに前記被洗浄物の外周を囲うように立てたピンのことで被洗 浄物の脱落を防ぐためのものである。
特開平４−２１３８２７号公報（第２頁、図１）

ところが、ガイドピンの突出量において問題が生じる。

まず、前記被洗浄物の外周に立てたガイドピンの長さが前記被洗浄物洗浄表面から突き出てい ると、脱落防止の効果は高いが洗浄工程において超音波ヘッドや洗浄ノズルを前記被洗浄物に 近づけた際にガイドピンと超音波ヘッドが干渉してしまう問題点が挙げられる。

また、前記被洗浄物が反るなどして平らであるとは限らないことや、前記被洗浄物によって反 り方や厚みも異なっていることもある。このため、個々の前記被洗浄物ごとに超音波ヘッドで 前記被洗浄物の凹凸の状態を把握し、洗浄ノズルとの干渉を防ぐ必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みなされてなされたもので、その目的は前記被洗浄物やガイドピ ンと超音波ヘッドや洗浄ノズルとの干渉を防ぐための洗浄装置お
よび洗浄方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の洗浄装置は被洗浄物が載置可能で回動可能に設けられた スピンテーブルと、回転させた前記被洗浄物とこの被洗浄物上に吐出された洗浄液の液膜に超 音波を与える超音波ヘッドとの間に洗浄液を供給する吐出ノズルと、前記被洗浄物と超音波ヘ ッドとの距離を測定する測定手段と、前記超音波ヘッドと前記吐出ノズルとを一体に保持して いる支持アームと、前記測定手段による測定データに基づいて超音波ヘッドと前記被洗浄物が 洗浄する時の位置にヘッドを持っていった場合に接触するかどうかを判定する判定部分と、前 記吐出ノズル及び前記超音波ヘッドと前記スピンテーブルに載置された被洗浄物とを相対的に 接離する方向に駆動させる際に検査をする第1の位置と洗浄する第2の位置とで第2の位置よりも 第1の位置の方を前記被洗浄物より離れた位置に設定して移動させる第1の駆動機構と、吐出ノ ズルと前記被洗浄物との相対的な位置を前記接離方向と交わる方向に移動させる第2の駆動機構 とを備えたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の洗浄方法は、スピンテーブルに前記被洗浄物を 載置する工程と、超音波ヘッドと前記被洗浄物との距離を測定する工程と、超音波ヘッドと前 記被洗浄物との距離とを前記測定する工程で得られた測定データによって超音波ヘッドと前記 被洗浄物が洗浄する時の位置にヘッドを移動させた場合に前記被洗浄物とヘッドが接触するか どうかを判定する工程と、接触しないと判定された場合に前記超音波ヘッドを前記被洗浄物の 洗浄位置へ移動させ、超音波を発振させながら洗浄する洗浄工程とを備えたことを特徴とする 。

被洗浄物と超音波ヘッドの接触を防いで洗浄することができ、また被接触物を傷つけないで 洗浄することができる。

以下、本発明の第一の実施形態に係る洗浄装置の構造、及びその洗浄方法ついて、洗浄装置を 示す図１の構造に関する図面、及び洗浄装置の洗浄方法に関するフローチャートを示す図２を 参照しながら説明する。

図１は、洗浄装置の全体の構造を示している。被洗浄物である基板５は洗浄面の裏面よりスピ ンテーブル１７上に配置されている支持ピン４によって支持されており、基板５の側面を囲う ようにガイドピン３が配置されている。このガイドピン３は端部にテーパー部が設けられてい る。そしてスピンテーブル１７の裏面に設置され
前記ガイドピン３と接続しており前記ガイドピン３の端部を基板５に突没する方向に動作をさ せる、上下駆動機構２がある。これらのガイドピン３、支持ピン４、上下駆動機構２、スピン テーブル１７は一体となっている。これらはスピンテーブル１７に連結されている回転モータ １により一緒に回転する。また、基板５の洗浄面に洗浄液７を供給する吐出ノズル８と、供給 された洗浄液に超音波を与える超音波ヘッド９と、超音波ヘッド９と基板５の洗浄面との距離 を測定するレーザセンサ１１とが支持アーム１３によって一体に保持されている。

支持アーム１３を基板５と接離方向に動作させる第1の駆動機構１５と、接離方向と交わる方向 に動作させる第２の駆動機構１６と、第1の駆動機構１５及び第２の駆動機構１６及び上下駆動 機構２の動作を制御する制御部１４より構成されている。

次にフローチャートを示す図２の説明する。

本洗浄装置の動作フローは搬入５１、検査５２、洗浄５３、乾燥５４、搬出５５の４つに大別 される。

まず、搬入工程５１である。基板５がスピンテーブル１７に載せられる。上下駆動機構２によ りガイドピン３がスピンテーブル１７の基板載置面に対し垂直方向に移動する。このときガイ ドピン３のテーパ部のある端面と基板５の面は略同一平面状態になる。略同一平面状態とはこ こでは基板５を囲うように配置されているガイドピン３と、基板５を洗浄する際の超音波ヘッ ド９とが接触しない程度にガイドピン３の端部が基板５を含む面から突出している（２mm以下 ）位置関係にある状態をいう。ガイドピン３の位置においてガイドピン３と吐出ノズル８及び 超音波ヘッド９とが接触しない程度の位置をいう。

次に検査５２の工程である。第1の駆動機構１５と第２の駆動機構１６によりレーザセンサ１１ が予め設定されている測定位置に移動し、検査工程５２が開始される。スピンテーブル１７と 基板５が３００ｒｐｍ以下の回転数で回転する。レーザセンサ１１が回転している基板５の洗 浄面をスキャンし、基板５との距離を測定する。測定された距離データは制御部１４に送られ レーザセンサ１１のスキャン位置データとともに記録される。次に判定が行われる。レーザセ ンサ１１は基板５との距離を測るものであるが、これを超音波ヘッド９と基板５との距離に変 換する。制御部１４にて得られたデータを変換して基板５と超音波ヘッド９が干渉しうる距離 であるかを判定する。干渉する判定結果の場合は本動作フローを取りやめる。干渉しない判定 結果の場合は洗浄工程に移る。

洗浄工程５３ではまず超音波ヘッド９が予め設定された位置に移動する。洗浄工程での超音波 ヘッド９の位置は検査工程での位置より基板５に近い位置となっている。吐出ノズル８より洗 浄液７が吐出し、超音波ヘッド９と基板５の間に洗浄液７の液膜６が形成される。超音波ヘッ ド９より超音波が発振され、液膜６が形成された状態にて超音波ヘッド９は回転する基板５洗 浄面に対して略水平方向にスキャンする。この動作により基板５上のパーティクルが除去され 基板５が洗浄される。スキャン終了後、洗浄液７の吐出と超音波の発振を停止する。これによ り洗浄工程は終了する。

次に乾燥工程５４に入る。超音波ヘッド９は待機位置に移動し、ガイドピン３のテーパ部分が 基板５の洗浄面から垂直に突き出るようにする。ガイドピン３が洗浄工程の時と々位置にある 状態で基板５の回転数が１０００ｒｐｍ以上に増加し基板５の乾燥工程に入る。乾燥工程にお いて、スピンテーブル１７が高速に回転することでスピンテーブル１７と基板５に振動が発生 する。ガイドピン３が洗浄工程と同じ位置にある状態では、ストッパーの役割をするものがな いため、振動により基板５が脱落してしまう可能性があるが、ガイドピン３が基板５の洗浄面 から突き出させることにより基板５をスピンテーブル１７からの脱落を防ぐことができる。１ ０００ｒｐｍ以上回転数で２０秒間回転した後、スピンテーブル１７は回転を停止する。これ により基板５の乾燥工程が終了する。スピンテーブル１７停止後、搬出工程５５で基板５が取 り出される。

以上、本発明では、ガイドピン３と超音波ベッド９の干渉を防ぐため、また基板上に汚れを残 さないための工夫をしている。

ここで、従来の問題点を挙げる。洗浄工程においてガイドピン３と超音波ヘッド９の干渉を回 避するため基板５の面に対して垂直方向で基板５を脱落させないように囲ったガイドピン３の 端部の位置は基板５の表面に対して２ｍｍ以下にする必要があったが、その高さでは乾燥工程 における１０００ｒｐｍ以上の高速回転での基板５の脱落防止が難しくなり基板５の脱落や破 損の問題が発生する。そこで、この問題を解決するためにガイドピン３を基板５に対して基板 ５の洗浄面から垂直に突き出る方向に可動できるようにし、乾燥工程時にはガイドピン３の端 部は洗浄面から２mm以上突き出た状態にして基板５の脱落を防ぐようにした。

また、基板５と吐出ノズル８との干渉の問題については、吐出ノズル８の位置を検査位置（5mm ）と洗浄位置の高さ(2mm以下)とで異なる値を設定することにした。その理由は、まず検査位置 に関しては、基板５は一定の形状を保っているとは限らないので洗浄位置よりも高い位置に設 定をし、基板５と超音波ヘッド９との干渉を防ぐためである。洗浄位置に関しては、本発明は 超音波ヘッド９と基板５の間に洗浄液７を供給し基板５を洗浄する洗浄装置であり、このため 洗浄工程では基板５と超音波ヘッド９の間に液膜６を形成する必要があり、基板５と超音波ヘ ッド９の距離を２ｍｍ以内に保持する必要があるからである。その他の効果としては、突き出 た部分が少ないほど、供給される洗浄液やその中に含まれる不純物が基板５の回転によって遠 心力で液が飛ばされてガイドピン３の基板洗浄表面から突き出た部分が衝突しミストとなって はじかれ基板表面に残ってヨゴレとなってしまうという問題点が軽減される。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明で基板５と超音波ヘッド９との距離をレ ーザセンサ１１で測定していたところを、超音波センサなど非接触で測定する構造としても良 い。また、乾燥工程においてガイドピン３は基板５と垂直方向に突き出るようにと記述したが 、ピンが基板５を囲んでいる位置にあれば、ガイドピン３の傾いている方向や動く方向は垂直 方向に限られない。実施例では被洗浄物について基板５を用いて説明したが、基板には限定さ れず、他の被洗浄物でも良い。

本発明の洗浄装置の構成を示す図。 本発明の洗浄装置の洗浄方法を説明するフローチャート。

符号の説明

１…回転モータ、２…上下駆動機構、３…ガイドピン、４…支持ピン、５…基板、
６…液膜、７…洗浄液、８…吐出ノズル、９…超音波ヘッド、１０…超音波発信器、
１１…レーザセンサ、１３…支持アーム、１４…制御部、
１５…第1の駆動機構、１６…第２の駆動機構、１７…スピンテーブル
２５ チャンバ

Claims (6)

1. 被洗浄物が載置可能で回動可能に設けられたスピンテーブルと、
   前記被洗浄物に洗浄液を供給する吐出ノズルと、
   前記被洗浄物上に吐出された洗浄液の液膜に超音波を与える超音波ヘッドと、
   前記超音波ヘッドと前記吐出ノズルとを一体に保持している支持アームと、
   前記被洗浄物と前記超音波ヘッドとの距離を測定する測定手段と、
   前記測定手段による測定データに基づいて洗浄する時の位置に超音波ヘッドを移動させた場合 に、前記超音波ヘッドと前記被洗浄物が接触するかどうかを判定する判定手段と、
   前記吐出ノズル及び前記超音波ヘッドと前記スピンテーブルに載置された被洗浄物とを相対的 に接離する方向に移動させる際に、検査をする時の位置である第1の位置と、第1の位置よりも 被洗浄物から近い位置に設定した洗浄する時の位置である第2の位置との間を移動させる第1の 駆動機構と、
   前記吐出ノズルと被洗浄物との相対的な位置を前記接離方向と交わる方向に移動させる第2の駆 動機構と、
   を備えたことを特徴とする洗浄装置。
2. 前記測定手段は前記被洗浄物に接触しないで測定できることを特徴とする請求項１記載の洗浄 装置。
3. 前記被洗浄物を取り囲むようにガイドピンを設けたことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置 。
4. 被洗浄物が載置可能で回動可能に設けられたスピンテーブルと、
   前記被洗浄物に洗浄液を供給する吐出ノズルと、
   前記被洗浄物上に吐出された洗浄液の液膜に超音波を与える超音波ヘッドと、
   前記超音波ヘッドと前記吐出ノズルとを一体に保持している支持アームと、
   前記被洗浄物と前記超音波ヘッドとの距離を測定する測定手段と、
   前記測定手段による測定データに基づいて洗浄する時の位置に超音波ヘッドを移動させた場合 に、前記超音波ヘッドと前記被洗浄物が接触するかどうかを判定する判定手段と、
   前記吐出ノズル及び前記超音波ヘッドと前記スピンテーブルに載置された被洗浄物とを相対的 に接離する方向に移動させる際に、検査をする時の位置である第1の位置と、第1の位置よりも 被洗浄物から近い位置に設定した洗浄する時の位置である第2の位置との間を移動させる第1の 駆動機構と、
   前期吐出ノズルと被洗浄物との相対的な位置を前記接離方向と交わる方向に移動させる第2の駆 動機構と、
   被洗浄物を囲むように配置されているガイドピンと、
   スピンテーブルの回転数が高いときの方が回転数が低いときよりも被洗浄物表面からのガイド ピン突出量が多いことを特徴とする洗浄装置。
5. スピンテーブルに被洗浄物を載置する工程と、
   超音波ヘッドと前記被洗浄物との距離を測定する工程と、
   前記超音波ヘッドと前記被洗浄物との距離とを前記測定する工程で得られた測定データによっ て前記超音波ヘッドと前記被洗浄物が洗浄する時の位置に前記超音波ヘッドを移動させた場合 に前記被洗浄物と前記超音波ヘッドとが接触するかどうかを判定する工程と、
   接触しないと判定された場合に前記超音波ヘッドと前記被洗浄物とを洗浄位置へ相対的に移動 させ、超音波を発振させながら洗浄する洗浄工程とを備えたことを特徴とする洗浄方法。
6. 前記超音波ヘッドと前記被洗浄物との距離を測定する工程の前にガイドピンの端部が前記被洗 浄物と略同一平面内になるように移動させる工程と、
   前記乾燥工程前にガイドピンの端部を測定する工程の時よりも前記被洗浄物の被洗浄面である 前記被洗浄物洗浄面から突出量の多い位置に移動させる工程と
   を含むことを特徴とする請求項５記載の洗浄方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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