JP2005294491A - キャリア洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３００ｍｍウエーハ用のボックス型キャリアの内面洗浄に適用して、溝部を含むキャリア内面を強力にブラッシングする。キャリア内面と回転ブラシとの間に十分な洗浄液を供給し、そのキャリア内面を保護する。
【解決手段】 ウエーハキャリア内に挿入されるドラム状の回転体２１の表面の回転方向に毛束列Ａ〜Ｄ及びＨ，Ｇを配列すると共に、毛束列Ａ〜Ｄ及びＨ，Ｇと干渉しないようにノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＨ′，Ｇ′を配列する。毛束列Ａ〜Ｄ及びＨ，Ｇは、ウエーハキャリアにおける所定数の溝部及び山部をブラッシングするために、回転体２１の表面の回転軸方向に所定間隔で配列された所定数の毛束２８により構成されている。ノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＨ′，Ｇ′は、複数の溝部及び山部に各対応して回転体の回転軸方向に所定間隔で配列された複数の液吐出ノズル２９により構成されている。複数の液吐出ノズル２９は、毛束２８と干渉することなく強い力でキャリア内面に洗浄液を供し、キャリア内面を保護する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウエーハキャリアの内面洗浄に用いられる回転ブラシ式のキャリア洗浄装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、シリコンウエーハなどの半導体ウエーハが、キャリアに収納されて工程間を搬送される。このウエーハキャリアは、所定枚数のウエーハを水平姿勢で垂直方向に並列させて収容するために、ウエーハの収容枚数に対応する段数の溝部を内面に有している。そして、所定枚数のウエーハの各外周縁部が対応する溝部にそれぞれ挿入され、各溝部の下側に形成された山部に係合することにより、所定枚数のウエーハが水平姿勢で垂直方向に所定間隔でキャリア内に支持される。

このようなウエーハキャリアは、清浄性を維持するために頻繁に洗浄処理を受ける。特に高い清浄性が求められるキャリア内面については、回転ブラシを用いたブラシ洗浄が一般に採用されている。ブラシ洗浄では、キャリアの内面と回転ブラシとの間に液膜を存在させた状態で、回転ブラシを溝部の方向に沿って回転させながらキャリア内に挿入する。これにより、キャリア内面の山部及び溝部が溝部の底面も含めて効果的に洗浄される。ブラシ洗浄で回転ブラシとキャリア内面との間に液膜を存在させるのは、キャリア内面を保護するためである。

ところで、このようなウエーハキャリアに収容されるシリコンウエーハは、これまでは直径が２００ｍｍ（８インチ）のものが最大であったが、最近になって３００ｍｍ（１２インチ）のウエーハが開発され、量産が始まっている。これに伴って、ウエーハキャリアについても、３００ｍｍウエーハ用のものが開発され規格化されている。

３００ｍｍウエーハを収納するキャリアとしてはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod ）があり、これを含め何れもが蓋付きの密閉ボックスである（図６参照）。このようなボックス型ウエーハキャリアの内面洗浄では、２００ｍｍウエーハに使用される底が開いたキャリアの場合と異なり、キャリアを洗浄液中に漬浸することが困難である。このため、シャワーが併用されているが、シャワーとの併用では以下の問題がある。

ボックス型キャリアの内面をシャワーしながらフラッシングする場合、シャワーノズルから出た洗浄液がキャリア内の回転ブラシに遮られ、キャリア内面と回転ブラシとの間に洗浄液が十分に供給されない問題がある。これは、キャリアの開口部の向きに関係のない本質的な問題であり、開口部が横や下を向いている場合に特に顕著となる。一方、開口部を上に向けると、洗浄後の液がキャリア内に溜まり、洗浄性が低下する。洗浄性の点からは、開口部を横や下に向けて使用後の洗浄液の排出を促進する必要があるが、その一方で洗浄液の供給が不足しがちとなることは前述したとおりである。

ウエーハキャリアを対象としたものではないが、同様の容器の一種である食缶の内部洗浄に使用する回転ブラシとして、回転ブラシの軸部に円筒状のシャワーノズルを埋め込み、その埋め込みシャワーノズルからブラシ周囲へ洗浄液を噴出するものは特許文献１に記載されている。

特許第３２７３０１４号公報

しかし、このような埋め込みシャワーノズル付き回転ブラシの場合、回転軸部のシャワーノズルから噴出された洗浄液が外周側のブラシに遮られて勢いが弱まり、シャワーによる洗浄効果が弱まる問題がある。特に、ウエーハキャリアの内面洗浄に使用した場合、とりわけ溝幅が大きい３００ｍｍウエーハ用のキャリアに使用した場合、溝部に対するシャワー効果の不足が顕著になる。

ちなみに、２００ｍｍウエーハに使用されるキャリアでは、溝部の配列ピッチは６．３５ｍｍ、溝部及び山部の各幅はぼほ等しく共に約３ｍｍに設定されている。これに対し、３００ｍｍウエーハ用のキャリアでは、溝部のピッチは１０ｍｍに広がる。一方、山部の幅は２００ｍｍウエーハ用のキャリアと同じ約３ｍｍである。即ち、３００ｍｍウエーハ用キャリアでは、溝部の幅が約３ｍｍから約７ｍｍに広がるのである。

本発明は、３００ｍｍウエーハ用キャリアの内面洗浄に適用して、溝部を含むキャリア内面を強力にブラッシングでき、しかもキャリア内面と回転ブラシとの間に十分な洗浄液を供給でき、そのキャリア内面を効果的に保護できる回転ブラシ式のキャリア洗浄装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のキャリア洗浄装置は、複数枚の半導体ウエーハを厚み方向に並列させて収容するためにウエーハの収容枚数に対応する数の溝部を内面に有するウエーハキャリアの内面をブラシ洗浄するキャリア洗浄装置であって、ウエーハキャリアにおける溝部の配列方向と回転軸の方向を一致させてキャリア内に挿入され、内部に洗浄液を滞留させ得るように構成された密閉ドラム式の回転体と、ウエーハキャリアにおける所定数の溝部をブラッシングするために、前記回転体の表面に各溝部に対応するよう回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された毛足の長い複数の溝用毛束と、前記ウエーハキャリアにおける所定数の山部をブラッシングするために、前記回転体の表面に複数の溝用毛束と干渉しないように各山部に対応して回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された毛足の短い複数の山用毛束と、前記回転体の表面に複数の溝用毛束及び山用毛束と干渉しないように、複数の溝部に各対応して回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された複数の液吐出ノズルと、複数の液吐出ノズルから洗浄液を吐出させるためにその洗浄液を前記回転体の内部に供給する液供給手段とを具備している。

本発明のキャリア洗浄装置においては、キャリア内に挿入される密閉ドラム式の回転体の表面にブラシが一様に植設されない。そのブラシは、複数の溝部に対応するよう回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された毛足の長い複数の溝用毛束と、複数の山部に対応するよう回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された毛足の短い複数の山用毛束とに細かく分かれて植設されている。そして、これらの毛束と干渉しないように、しかも複数の溝部に各対応して、複数の液吐出ノズルが回転体の表面に回転軸方向及び回転方向に所定間隔で設けられている。これらのため、溝部及び山部に対して高いブラッシング能力が示されると共に、洗浄液が毛束と干渉することなく強い力で多量に溝部に供給され、キャリア内面が効果的に保護される。更に、回転体が液溜めを兼ねるので、構造も簡単である。

回転体の表面に設けられる複数の液吐出ノズルは、前記回転体の円筒状の胴部に貫通して設けられた細孔でもよいし、前記回転体の円筒状の胴部外面に、胴部内に連通するように装着された高打力ノズルであってもよい。細孔の場合は高打力ノズルほどの打力を得ることはできないが、嵩張らず、高密度に多数形成できる利点がある。高打力ノズルの場合は、その高打力により洗浄性を高めることができる。

毛束の配置に関しては、複数の溝用毛束を、奇数番目の溝部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列と、偶数番目の溝部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列とに分け、これらの溝用毛束列を回転体の回転方向に交互に配置すると共に、複数の山用毛束を、奇数番目の山部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列と、偶数番目の山部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列とに分け、これらの山用毛束列を回転体の回転方向に交互に配置するのが好ましい。そうすることにより、毛束同士の干渉が回避され、ブラッシング効果が上がる。

液吐出ノズルの配置に関しては、複数の液吐出ノズルを、奇数番目の溝部に洗浄液を吐出するべく回転軸方向に配列された奇数番目の溝用ノズル列と、偶数番目の溝部に洗浄液を吐出するべく回転軸方向に配列された偶数番目の溝用ノズル列とに分け、これらのノズル列を回転方向に交互に配置するのが好ましい。これにより、ノズル同士の干渉が回避され、洗浄効果が上がる。

更に好ましくは、回転体の回転方向において、奇数番目の溝用ノズル列の近傍に、偶数番目の溝用毛束列及び山用毛束列を配置し、偶数番目の溝用ノズル列の近傍に、奇数番目の溝用毛束列及び山用毛束列を配置する。そうすることにより、溝部をブラッシングする前にその溝部に洗浄液が供給され、キャリア内面から汚れが浮き上がると共に、そのキャリア内面がより効果的に保護されるだけでなく、溝部用の液吐出ノズルが各対応する溝部用の毛束から遠い位置に設けられることになる。その結果、溝部用の液吐出ノズルから噴出された洗浄液が、キャリア内面に到達する前に各対応する溝部用の毛束に遮られて勢いが弱まり、シャワーによる洗浄効果が低下する事態が回避される。

本発明のキャリア洗浄装置は、キャリア内に挿入される回転体の表面の回転方向及び回転軸方向に、ブラシを、毛足の長い複数の溝用毛束と、毛足の短い複数の山用毛束とに細かく分けて植設すると共に、それらの毛束と干渉しないように、複数の溝部に各対応して、複数の液吐出ノズルを設けたことにより、キャリア内面を強力にブラッシングしつつ、溝部を含むキャリア内面と回転ブラシとの間に十分な洗浄液を供給でき、高い洗浄能力を発揮できる。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示すキャリア洗浄装置の回転ブラシの横断平面図、図２は同回転ブラシの縦断側面図、図３は同回転ブラシにおける毛束配置及びノズル配置を示すブラシ外周面の展開図、図４〜図６は同配置を示す回転ブラシの縦断面図、図７は同キャリア洗浄装置の全体構造及び動作を示す平面図及び側面図である。

本実施形態のキャリア洗浄装置は、図７に示すように、ＦＯＵＰと呼ばれる３００ｍｍウエーハ用キャリア１０（以下単にキャリア１０と称す）の内面を回転ブラシ２０によりブラシ洗浄するものである。キャリア１０は、図３〜図５に示すように、所定枚数の３００ｍｍウエーハを水平姿勢で垂直方向に並列支持するために、内面に所定段の溝部１１を有しており、それらの溝部１１に水平に挿入されたウエーハを、下方の山部１２で支持する構造になっている。

ここで、溝部１１の配列ピッチＰは１０ｍｍ、山部１２の幅は約３ｍｍ、溝部１１の幅は約７ｍｍであることは前述したとおりである。

回転ブラシ２０は、図１及び図２に示すように、回転中心線を垂直方向に向け、キャリア１０内に挿入可能なドラム状の回転体２１を有している。回転体２１は有底筒状であり、且つ先端側（開口側）が端板２１′により閉塞された密閉タイプである。この回転体２１は、基端側（閉塞側）がＬ字状に組み合わされた支持部材２２ａ，２2 ｂの先に回転自在に取付けられており、支持部材２２ａ，２2 ｂの交差部内でかさ歯車２３ａ，２３ｂを用いてＬ字状に組み合わされた駆動軸２４ａ，２４ｂにより回転駆動される。

即ち、水平な円筒状の支持部材２２ａの先端部に垂直な円筒状の支持部材２２ｂがＬ字状に連結されている。駆動軸２４ａ，２４ｂは、支持部材２２ａ，２2 ｂの各内部に軸受により回転自在に支持されている。支持部材２２ａ内の水平な駆動軸２４ａは、支持部材２２ｂ内の垂直な駆動軸２４ｂと、かさ歯車２３ａ，２３ｂにより連結されている。支持部材２２ｂ内の垂直な駆動軸２４ｂは、中心部に垂直な通液孔２５を有すると共に、先端部にフランジ部を有しており、そのフランジ部が回転体２１の基端側（閉塞側）の端板部にボルト及びシールにより水密に接続されている。

通液孔２５の先端部は、回転体２１の端板部の中心に設けられた貫通孔を介して回転体２１の内部に連通している。通液孔２５の基端部は、回転シールによりシールされると共に、支持部材２２ｂの基端部に装着されたＬ状のカップリング２６と連通しており、該カップリング２６を介して、支持部材２２ａに平行な給液管２７と接続されている。これにより、洗浄液が水平な給液管２７から垂直な駆動軸２４ｂの貫通孔２５を通って回転体２１の内部に供給される。

回転体２１の外周面には、毛束を回転体２１の軸方向に並べて構成された６種類の毛束列Ａ〜Ｄ及びＧ，Ｈが周方向に繰り返し配列されており、毛束列Ｇ及びＨは、毛束列ＡとＢの間及びＣとＤの間に位置している。また、これらの毛束列と共に、液吐出ノズルを回転体２１の軸方向に並べて構成された６種類のノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＧ′，Ｈ′が周方向に繰り返し配列されており、ノズル列Ｇ′及びＨ′は、ノズル列Ａ′とＢ′の間及びＣ′とＤ′の間に位置している。また、後で詳しく説明するが、毛束列Ａ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｈ，Ｄのところにノズル列Ｃ′，Ｈ′，Ｄ′，Ａ′，Ｇ′，Ｂ′が位置している。

６種類の毛束列のうち、毛束列Ａ〜Ｄは、図４〜図６に示すように、キャリア１０の溝部１１をブラッシングする溝部用の長い毛束２８ａ〜２８ｄにより構成されている。一方、毛束列Ｇ，Ｈは、山部１２をブラッシングする山部用の短い毛束２８ｇ，２８ｈにより構成されている。

図７に示すように、回転ブラシ２０の外径は、毛束列Ａ〜Ｄの部分では、キャリア１０の両側の側板部に設けられた溝部１１，１１の間隔より若干大きく設定されており、毛束列Ｇ，Ｈの部分では、両側の側板部に設けられた山部１２，１２の間隔より若干大きく設定されている。また、回転ブラシ２０の回転軸方向の長さは、キャリア１０の上下の端板間の距離（溝部１１及び山部１２の配列方向の内寸法）の約半分に設定されている。

これにより、回転ブラシ２０は、開口部が横を向き且つ溝部１１及び山部１２が垂直方向に並ぶ方向に寝かせて支持されたキャリア１０内の約１／２の部分（上半分又は下半分）に、回転しながら溝部１１及び山部１２に沿って挿入されることにより、半数の溝部１１及び山部１２を両側で同時にブラッシングし、合わせて底面側でもブラッシングを行なう。そして、２回目の挿入で残りの約１／２の部分（下半分又は上半分）をブラッシングする。

毛束列Ａ，Ｄを構成する毛束２８ａ，２８ｄは、前述したとおり溝部用の長い毛束であり、より具体的には半数の溝部１１のうちの奇数番目（又は偶数番目）を担当する。

ここで、溝部１１の幅は約７ｍｍであり、毛束２８ａ，２８ｄの先端径は、溝部１１に確実に挿入されるように、挿入可能な最大径（約１０ｍｍ）よりも十分に小さい約６〜７ｍｍに設定されている。また付け根部の径は、先端部の若干の広がりを考慮しても、この先端径が確保されるように、２００ｍｍウエーハキャリア用のブラシとほぼ同じ４．５〜５ｍｍに設定されている。そして、毛束２８ａ，２８ｄは、対応する溝部１１の幅方向で相反する方向、即ち一側面側及び他側面側に、溝部からはみ出す危険のない範囲内でできるたけ大きく変位して配置されている。

毛束列Ｂ，Ｃを構成する毛束２８ｂ，毛束２８ｃも、毛束２８ａ，２８ｄと同様、溝部用の長い毛束である。毛束２８ａ，２８ｄと相違するのは、毛束２８ａ，２８ｄが半数の溝部１１のうちの奇数番目（又は偶数番目）を担当するのに対し、毛束２８ｂ，２８ｃは半数の溝部１１のうちの偶数番目（又は奇数番目）を担当する点である。

この相違点を除けば、毛束２８ｂ，２８ｃは、毛束２８ａ，２８ｄと実質同一であり、それらの先端径は、溝部１１に確実に挿入されるように、挿入可能な最大径（約１０ｍｍ）よりも十分に小さい約６〜７ｍｍに設定されている。また付け根部の径は、先端部の若干の広がりを考慮しても、この先端径が確保されるように、２００ｍｍウエーハキャリア用のブラシとほぼ同じ４〜５．５ｍｍに設定されている。そして、毛束２５ｂ，２５ｃも又、対応する溝部１１の相反する側、即ち一側面側及び他側面側に、溝部からはみ出す危険のない範囲内で可及的に変位して配置されている。

毛束列Ｇを構成する毛束２８ｇは、前述したとおり山部用の短い毛束であり、半数の山部１２のうちの奇数番目（又は偶数番目）を担当する。山部１２の幅は、２００ｍｍウエーハキャリアとぼぼ同じ約３ｍｍであるから、その先端径は、そのキャリア用のブラシとほぼ同じ約６〜７ｍｍに設定されており、先端部の若干の広がりを考慮しても、この先端径が確保されるように、付け根部の径は約５ｍｍに設定されている。

毛束列Ｈを構成する毛束２８ｈも、毛束２８ｇと同様、山部用の短い毛束である。毛束２８ｇと相違するのは、半数の山部１２のうちの偶数番目（又は奇数番目）を担当する点である。他は毛束２８ｇと同様であり、その先端径は、２００ｍｍウエーハキャリア用のブラシとほぼ同じ約６〜７ｍｍに設定されており、先端部の若干の広がりを考慮しても、この先端径が確保されるように、付け根部の径は約５ｍｍに設定されている。

なお、全ての毛束は、２００ｍｍウエーハキャリア用のブラシと同様に、ナイロンなどからなる０．２ｍｍ程度の樹脂細線を束ねて構成されており、回転体２１の表面に形成された植設用の穴に嵌入固定されている。

一方、６種類のノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＧ′，Ｈ′は、回転体２１の回転軸方向に並ぶ複数の液吐出ノズル２９ａ〜２９ｄ及び２９ｇ，２９ｈにより、それぞれ構成されている。液吐出ノズル２９ａ〜２９ｄ及び２９ｇ，２９ｈは、いずれも回転体２１の胴部を直角に貫通して回転体２１の内部に連通する径方向の細孔である。

ここで、ノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＧ′，Ｈ′は、毛束列Ａ〜Ｄ及びＧ，Ｈに各対応しており、より具体的には、ノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＧ′，Ｈ′を各構成する液吐出ノズル２９ａ〜２９ｄ及び２９ｇ，２９ｈは、毛束列Ａ〜Ｄ及びＧ，Ｈを各構成する毛束２８ａ〜２８ｄ及び２８ｇ，２８ｈと、回転体２１の回転軸方向において同じ位置に設けられている。

即ち、ノズル列Ａ′，Ｄ′を構成する液吐出ノズル２９ａ，２９ｄは、溝部１１を担当し、より具体的には、回転ブラシ２０をキャリア１０内に挿入したときに、半数の溝部１１のうちの奇数番目（又は偶数番目）に対向する。そして、液吐出ノズル２９ａ，２９ｄは、毛束２８ａ，２８ｄと同じように、対応する溝部１１の幅方向で相反する方向、即ち一側面側及び他側面側に変位している。

ノズル列Ｂ′，Ｃ′を構成する液吐出ノズル２９ｂ，２９ｃも、液吐出ノズル２９ａ，２９ｄと同様、溝部用である。液吐出ノズル２９ａ，２９ｄと相違するのは、液吐出ノズル２９ａ，２９ｄが半数の溝部１１のうちの奇数番目（又は偶数番目）を担当するのに対し、液吐出ノズル２９ｂ，２９ｃは半数の溝部１１のうちの偶数番目（又は奇数番目）を担当する点である。

この相違点を除けば、液吐出ノズル２９ｂ，２９ｃは液吐出ノズル２９ａ，２９ｄと実質同一であり、対応する溝部１１の相反する側、即ち一側面側及び他側面側に、毛束２８ｂ，２８ｃと同じだけ変位している。

ノズル列Ｇ′，Ｈ′を構成する液吐出ノズル２９ｇ，２９ｈは山部用であり、回転ブラシ２０をキャリア１０内に挿入したときに、山部１２に対向する。そして、液吐出ノズル２９ｇは、半数の山部１２のうちの奇数番目（又は偶数番目）を担当し、液吐出ノズル２９ｈは、半数の溝部１１のうちの偶数番目（又は奇数番目）を担当する。

このように構成された毛束列Ａ〜Ｄ及びＧ，Ｈ、並びにノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＧ′，Ｈ′は、回転ブラシ２０の回転方向及び回転軸方向において、次のように配置されている。

毛束列Ａにおける毛束２８ａ，２８ａ・・の各間（中間点）にノズル列Ｃ′における液吐出ノズル２９ｃ，２９ｃ・・が配置されている。毛束列Ｂにおける毛束２８ｂ，２８ｂ・・の各間（中間点）にノズル列Ｄ′における液吐出ノズル２９ｄ，２９ｄ・・が配置されている。毛束列Ｃにおける毛束２８ｃ，２８ｃ・・の各間（中間点）にノズル列Ａ′における液吐出ノズル２９ａ，２９ａ・・が配置されている。毛束列Ｄにおける毛束２８ｄ，２８ｄ・・の各間（中間点）にノズル列Ｂ′における液吐出ノズル２９ｂ，２９ｂ・・が配置されている。毛束列Ｇにおける毛束２８ｇ，２８ｇ・・の各間（中間点）にノズル列Ｈ′における液吐出ノズル２９ｈ，２９ｈ・・が配置されている。毛束列Ｈにおける毛束２８ｈ，２８ｈ・・の各間（中間点）にノズル列Ｇ′における液吐出ノズル２９ｇ，２９ｇ・・が配置されている。

この配列によれば、回転体２１の回転軸方向において隣接する毛束の間に液吐出ノズルが設けられているため、回転体２１の回転方向及び回転軸方向において毛束及び液吐出ノズルを高密度に設けることができる。

しかも、奇数番目（又は偶数番目）の溝部用のノズル列Ａ′，Ｄ′のところに偶数番目（又は奇数番目）の溝部用の毛束列Ｂ，Ｃが配置されており、且つ、その回転方向の両側に山部用の毛束列Ｇ，Ｈがそれぞれ配置され、その更に両側に奇数番目（又は偶数番目）の溝部用の毛束列Ａ，Ｄが配置されている。偶数番目（又は奇数番目）の溝部用のノズル列Ｂ′，Ｃ′についても同様である。つまり、奇数番目（又は偶数番目）の溝部用のノズル列Ａ′，Ｄ′の近傍に、偶数番目（又は奇数番目）の溝部用の毛束列Ｂ，Ｃ及び山部用の毛束列Ｇ，Ｈが配置されており、偶数番目（又は奇数番目）の溝部用のノズル列Ｂ′，Ｃ′の近傍には、奇数番目（又は偶数番目）の溝部用の毛束列Ａ，Ｄ及び山部用の毛束列Ｇ，Ｈが配置されている。

これにより、溝部をブラッシングする前にその溝部に洗浄液が供給され、溝部内面から汚れが浮き上がると共に、その溝部内面が効果的に保護されるだけでなく、溝部用の液吐出ノズルから噴出される洗浄液が、各対応する溝部用の毛束に遮られて勢いが弱まる事態が可及的に回避され、シャワーによる高い洗浄効果も維持される。

最後に、本実施形態のキャリア洗浄装置の全体構造を図７により簡単に説明する。

本実施形態のキャリア洗浄装置は、キャリア１０を収容する洗浄槽３０と、洗浄槽３０内で回転ブラシ２０を移動させる駆動機構４０とを備えている。洗浄槽３０は、キャリア収容部３１とブラシ退避部３２とに分かれており、キャリア収容部３１内にクランプ３３，３３により、キャリア１０を開口部がブラシ退避部３２の側を向き溝部及び山部が垂直方向に並ぶ姿勢で固定する。キャリア収容部３１の上面は、キャリア１０を出し入れするためのハッチ３４になっている。

駆動機構４０は、回転ブラシ２０を支持する水平な支持部材４１と、支持部材４１を回転させる回転駆動部４２と、支持部材４１を回転駆動部４２と共に直進移動させる直進駆動部４３とを有している。支持部材４１は、回転ブラシ２０の水平な支持部材２２ａに対して偏心しており、その回転に伴う回転ブラシ２０の反転動作により、回転ブラシ２０をブラシ退避部３２内でキャリア１０内の上半分に対応するレベルと下半分に対応するレベルとに移動させる。直進駆動部４３は、回転ブラシ２０をキャリア収容部３１とブラシ退避部３２との間で往復移動させる。

次に、本実施形態のキャリア洗浄装置の機能について説明する。

開口部が横を向き、溝部１１及び山部１２が垂直方向に並ぶようにキャリア１０を洗浄槽内で固定する。そのキャリア１０の内部、特に溝部１１及び山部１２の配列方向の１／２部分（上半分又は下半分）に、回転ブラシ２０を回転軸が垂直方向を向く姿勢で、回転させながら溝部１１及び山部１２に沿って挿入する。

このとき、回転ブラシ２０の回転体２１内に洗浄液を供給する。回転体２１内に供給された洗浄液は、ノズル列Ａ′〜Ｄ′及びＧ′，Ｈ′を各構成する液吐出ノズル２９ａ〜２９ｄ及び２９ｇ，２９ｈから回転体２１の外周側へ吐出される。

液吐出ノズル２９ａ，２９ｄから吐出された洗浄液は、半数の溝部１１のうちの奇数番目（又は偶数番目）のものに供給され、液吐出ノズル２９ｂ，２９ｃから吐出された洗浄液は、半数の溝部１１のうちの偶数番目（又は奇数番目）のものに供給される。また、液吐出ノズル２９ｇから吐出された洗浄液は、半数の山部１２のうちの奇数番目（又は偶数番目）のものに供給され、液吐出ノズル２９ｈから吐出された洗浄液は、半数の山部１２のうちの偶数番目（又は奇数番目）のものに供給される。

これにより、半数の溝部１１のうちの奇数番目（又は偶数番目）のものが、表面に洗浄液を供給されながら、毛束列Ａ，Ｄにおける毛束２８ａ，２８ｄによりブラッシングされる。同様に、半数の溝部１１のうちの偶数番目（又は奇数番目）のものが、表面に洗浄液を供給されながら、毛束列Ｂ，Ｃにおける毛束２８ｂ，２８ｃによりブラッシングされる。また、半数の山部１２のうちの奇数番目（又は偶数番目）のものが、表面に洗浄液を供給されながら、毛束列Ｇにおける毛束２８ｇによりブラッシングされ、偶数番目（又は奇数番目）のものが、表面に洗浄液を供給されながら、毛束列Ｈにおける毛束２８ｈによりブラッシングされる。

このように、本実施形態のキャリア洗浄装置では、キャリア１０の溝部１１及び山部１２の各表面が専用の毛束より強力にブラッシングされる。しかも、毛束と干渉しないように設けられた専用の液吐出ノズルから十分な量の洗浄液が各表面に供給され、毛束との間に切れ目のない液膜を形成することにより、各表面が効果的に保護される。

また、毛束２８ａ，２８ｄは、溝部１１に十分に挿入される得る先端径に設計されている。しかも、溝部１１からはみ出しが生じない範囲内で相反する方向、即ち一側面側及び他側面側にそれぞれ変位している。更に、それぞれの先端径の合計は、ここでは１２〜１４ｍｍと、溝部１１の幅（約７ｍｍ）より十分に大きい。このため、十分なオーバーラップ量を確保でき、且つ毛束２８ａ，２８ｄを構成する樹脂細線の溝幅方向における合計本数として、個々の溝部１１のブラッシングに十分な量を確保できる。

これらのため、奇数番目（又は偶数番目）の溝部１１が、毛束列Ａ，Ｄにより、底面のみらず両側面を含め十分にブラッシングされ、しかも溝部１１からの毛束の部分的なはみ出しが生じない。

偶数番目（又は奇数番目）の溝部１１についても、両側面側へ変位し且つオーバーラップした毛束列Ｂ，Ｃにおける毛束２８ｂ，２８ｃにより、底面のみらず両側面を含め十分にブラッシングされ、しかも溝部１１からの毛束の部分的なはみ出しが生じない。

こうして、キャリア１０の内部、特に溝部１１及び山部１２の配列方向の半分（上半分又は下半分）がブラッシングされると、回転ブラシ２０をキャリア１０の内部から一旦抜き出し、水平な支持部材４１の中心回りに１８０度反転させた後、回転ブラシ２０を再びキャリア１０内の残り半分（下半分又は上半分）に挿入し、この部分の溝部１１及び山部１２をブラッシングする。

かくして、キャリア１０内の全ての溝部１１及び山部１２が、十分な量の洗浄液により保護されつつ、確実かつ十分にブラッシングされる。しかも、溝部１１からの毛束の部分的なはみ出しが生じないため、はみ出しによる樹脂細線の変形及びこれによる回転ブラシ２０の寿命短縮が回避される。

図８は本発明の別の実施形態を示すキャリア洗浄装置の回転ブラシの横断平面図、図９は同回転ブラシの縦断側面図、図１０は同回転ブラシにおける毛束配置及びノズル配置を示すブラシ外周面の展開図である。

本実施形態のキャリア洗浄装置では、回転ブラシ２０の回転体２１の表面に液吐出ノズル２９として高打力ノズルを装着した点が、前述のキャリア洗浄装置と相違している。他の構成は、前述のキャリア洗浄装置と実質的に同一であり、同一部分に同一の符号を付して説明を省略する。

詳しく説明すると、本実施形態のキャリア洗浄装置では、回転体２１の表面に溝部用のブラシ列Ａ〜Ｄが回転体２１の回転方向に等間隔で繰り返し配列されている。回転体２１の回転方向に対して、ブラシ列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ａの各間には、山部用のブラシ列Ｇ、ノズル列Ｅ、山部用のブラシ列Ｈ、ノズル列Ｆがそれぞれ配置されている。

ここで、ノズル列Ｅは、回転体２１の回転軸方向に並ぶ複数の高打力ノズル２９ｅ、より詳しくは奇数番目（又は偶数番目）の溝部１１を担当する高打力ノズル２９ｅにより構成されており、ノズル列Ｆは、回転体２１の回転軸方向に並ぶ複数の高打力ノズル２９ｆ、より詳しくは偶数番目（又は奇数番目）の溝部１１を担当する高打力ノズル２９ｆにより構成されている。

高打力ノズルとは吐出圧を高めたノズルであり、前述のキャリア洗浄装置における溝部用の液吐出ノズル２９ａ〜２９ｄと異なり、対応する溝部１１の幅方向中央部に対向し、両側へ変位しない配置になっている。

本実施形態のキャリア洗浄装置では、溝部用の液吐出ノズル２９として高打力ノズル２９ｅ，２９ｆを用いている。そして、特定のノズル列、例えば奇数番目（又は偶数番目）の溝部用のノズル列Ｅに注目した場合、その回転方向両側に偶数番目（又は奇数番目）の溝部用の毛束列Ｂ，Ｃがそれぞれ位置し、その更に両側に山部用の毛束列Ｇ，Ｈがそれぞれ位置し、その更に両側に、前記ノズル列Ｅに対応する奇数番目（又は偶数番目）の溝部用の毛束列Ａ，Ｄがそれぞれ位置している。偶数番目（又は奇数番目）の溝部用のノズル列Ｆについても同様である。

つまり、本実施形態のキャリア洗浄装置でも、奇数番目（又は偶数番目）の溝部用のノズル列Ａ′，Ｄ′の近傍に、偶数番目（又は奇数番目）の溝部用の毛束列Ｂ，Ｃ及び山部用の毛束列Ｇ，Ｈが配置されており、偶数番目（又は奇数番目）の溝部用のノズル列Ｂ′，Ｃ′の近傍には、奇数番目（又は偶数番目）の溝部用の毛束列Ａ，Ｄ及び山部用の毛束列Ｇ，Ｈが配置されている。

これにより、溝部１１の表面はブラッシング前の段階で十分な量の洗浄液が供給され、損傷が効果的に防止されると同時に、高打力により浮き上がった汚れがブラッシングによって効率よくキャリア表面から取り除かれる。しかも、溝部用の液吐出ノズルが各対応する溝部用の毛束から一番遠い位置に設けられることになり、溝部用の液吐出ノズルから噴出された洗浄液が、キャリア内面に到達する前に各対応する溝部用の毛束に遮られて勢いが弱まり、シャワーによる洗浄効果が低下する事態が効果的に回避される。

なお、山部用の液吐出ノズル２９は省略されているが、溝部用の液吐出ノズル２９が高打力ノズル２９ｅ，２９ｆであるため、山部１２にも十分な量の洗浄液を供給でき、その省略による支障は生じない。

本発明の一実施形態を示すキャリア洗浄装置の回転ブラシの横断平面図、である。 同回転ブラシの縦断側面図である。 同回転ブラシにおける毛束配置及びノズル配置を示すブラシ外周面の展開図である。 同配置を示す回転ブラシの縦断面図である。 同配置を示す回転ブラシの縦断面図である。 同配置を示す回転ブラシの縦断面図である。 同キャリア洗浄装置の全体構造及び動作を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）（ｃ）である。 本発明の別の実施形態を示すキャリア洗浄装置の回転ブラシの横断平面図である。 同回転ブラシの縦断側面図である。 同回転ブラシにおける毛束配置及びノズル配置を示すブラシ外周面の展開図である。

符号の説明

１０ キャリア
１１ 溝部
１２ 山部
２０ 回転ブラシ
２１ 回転体
２２ 支持部材
２３ かさ歯車
２４ 駆動軸
２５ 通液孔
２６ カップリング
２７ 給液管
２８ａ〜２８ｄ 溝部用の毛束
２８ｇ，２８ｈ 山部用の毛束
２９ａ〜２９ｆ 溝部用の液吐出ノズル
２９ｇ，２９ｈ 山部用の液吐出ノズル
３０ 洗浄槽
４０ 駆動機構

Claims (6)

1. 複数枚の半導体ウエーハを厚み方向に並列させて収容するためにウエーハの収容枚数に対応する数の溝部を内面に有するウエーハキャリアの内面をブラシ洗浄するキャリア洗浄装置であって、ウエーハキャリアにおける溝部の配列方向と回転軸の方向を一致させてキャリア内に挿入され、内部に洗浄液を滞留させ得るように構成された密閉ドラム式の回転体と、ウエーハキャリアにおける所定数の溝部をブラッシングするために、前記回転体の表面に各溝部に対応するよう回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された毛足の長い複数の溝用毛束と、前記ウエーハキャリアにおける所定数の山部をブラッシングするために、前記回転体の表面に複数の溝用毛束と干渉しないように各山部に対応して回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された毛足の短い複数の山用毛束と、前記回転体の表面に複数の溝用毛束及び山用毛束と干渉しないように、複数の溝部に各対応して回転体の回転軸方向及び回転方向に所定間隔で配列された複数の液吐出ノズルと、複数の液吐出ノズルから洗浄液を吐出させるためにその洗浄液を前記回転体の内部に供給する液供給手段とを具備することを特徴とするキャリア洗浄装置。
2. 複数の液吐出ノズルは、前記回転体の円筒状の胴部に貫通して設けられた細孔である請求項１に記載のキャリア洗浄装置。
3. 複数の液吐出ノズルは、前記回転体の円筒状の胴部外面に、胴部内に連通するように装着された高打力ノズルである請求項１に記載のキャリア洗浄装置。
4. 複数の溝用毛束を、奇数番目の溝部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列と、偶数番目の溝部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列とに分け、２種類の毛束列を回転体の回転方向に交互に配置すると共に、複数の山用毛束を、奇数番目の山部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列と、偶数番目の山部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列とに分け、２種類の毛束列を回転体の回転方向に交互に配置した請求項１に記載のキャリア洗浄装置。
5. 複数の液吐出ノズルを、奇数番目の溝部に洗浄液を吐出するべく回転軸方向に配列された奇数番目の溝用ノズル列と、偶数番目の溝部に洗浄液を吐出するべく回転軸方向に配列された偶数番目の溝用ノズル列とに分け、これらのノズル列を回転方向に交互に配置した請求項１に記載のキャリア洗浄装置。
6. 複数の溝用毛束を、奇数番目の溝部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列と、偶数番目の溝部をブラッシングするべく回転軸方向に配列された毛束列とに分け、前記回転体の回転方向において、奇数番目の溝用ノズル列の近傍に、偶数番目の溝用毛束列及び山用毛束列を配置し、偶数番目の溝用ノズル列の近傍に、奇数番目の溝用毛束列及び山用毛束列を配置した請求項５に記載のキャリア洗浄装置。

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