JP2006088033A - ウェット処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 超音波を用いることなく、高粘度流体の吸い込みも容易で、残渣の取り残しをなくした洗浄ノズルを備えたウェット処理装置を提供する。
【解決手段】 被洗浄物８の表面に近接して配設され、外部から供給される洗浄用流体９を被洗浄物８の表面に帯状に吐出するためのスリット状の吐出口１０を有する供給口２と、吐出口１０から吐出された洗浄用流体９を排出する排出口３を有する洗浄ユニット１１を備え、吐出口１０の断面積が外部から供給される洗浄用流体９の供給口受け口部の開口断面積に対し、洗浄用流体９を被洗浄物８の表面に向けて吐出するための先端部が１を越える正数分の１倍の開口断面積を有してなる洗浄ユニットを被洗浄物８の移動方向に対して直交する方向に配置した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体ウェハやガラス基板等の表面を洗浄する洗浄ユニットを備えたウェット処理装置に関する。

半導体デバイス、半導体装置や液晶表示パネル等の電子機器の製造においては、その製造プロセス中に被洗浄物である半導体ウェハやガラス基板を洗浄処理する工程が必須である。洗浄工程においては、製造工程中の種々の除去対象物質を除去すべく、超純水、電解イオン水、オゾン水、水素水等、種々の洗浄液を用いた洗浄が行われるが、これら洗浄液は洗浄装置のノズルから基板上に供給される。

しかし、従来一般の洗浄用ノズルを用いたウェット処理装置の場合、例えば５００ｍｍ角の基板の洗浄を電解イオン水等の洗浄液を用いて行い、かかる洗浄液による洗浄とリンス洗浄水によるリンスを行った後の基板上の異物（パーティクル）の残存量として０．５個／ｃｍ２レベルの清浄度を達成しようとすると、２５〜３０リットル／分程度の洗浄液およびリンス洗浄液を使用しなければならなかった。

そこで、従来型に比べて洗浄液の使用量を大幅に削減できる省液型の洗浄用ノズルを使用する方法に加えて、超音波発生装置を併用しその振動波を利用して除去対象物質を除去する装置が提案されている。

図４は、従来の洗浄ノズルを備えたウェット処理用の一構成例を説明する断面図である。本構成の洗浄用ノズル１０１は、図４に示すように、一端に洗浄液（処理液）１０２を導入するための導入口１０３ａを有する導入通路（導入管）１０３と一端に洗浄後の洗浄液（ウェット処理後の処理液の排出液）を外部へ排出するための排出口１０４ａを有する排出通路（排出管）１０４とが設けられている。

これら導入通路１０３と排出通路１０４のそれぞれの他端が連結され、被処理基板（被洗浄物）Ｗに対向する対向面１０５ａを有する連結部１０６を形成するとともに、この連結部１０６に導入通路１０３が開口している第１の開口部（導入開口部）１０３ｂと、排出通路１０４が開口している第２の開口部（排出開口部）１０４ｂが設けられている。このようなノズルは、プッシュ・プル型ノズル（省流量型ノズル）と呼ばれるものである。第１と第２の開口部１０３ｂ，１０４ｂは、被処理基板Ｗに向けて開口している。連結部１０６と被処理基板Ｗの間の空間には、ウェット処理を行う処理領域１０７が形成されている。

さらに、連結部１０６には、被処理基板Ｗが洗浄されている間、処理領域１０７内の洗浄液１０２に超音波振動を付与するための超音波振動子部分１０８が設けられている。この超音波振動子部分１０８は、振動板（振動部）１０５と、振動板１０５の主面上に設けられ、振動板１０５に超音波振動を付与する超音波振動子１０９とが備えられている。超音波振動子１０９は、ＰＺＴ等の電歪素子とされ、発振器から超音波周波電気信号を受けて超音波振動を発生する。この超音波振動子１０９は、エポキシ樹脂を主成分とする超音波振動子接着用等の接着剤により振動板１０５に接続されている。

振動板１０５を構成する材料としては、高純度ガラス状カーボン、ステンレス鋼、石英、サファイア、アルミナ等のセラミックス、あるいは、アルミニウム、およびその合金、チタン、マグネシウムなどのうちから選択されて用いられる。通常の洗浄処理に用いるウェット処理用ノズルに振動板を設置する場合は、当該振動板１０５の材料としてはステンレス鋼で十分であるが、洗浄液が比較的強い酸やフッ酸である場合は、サファイア又はアルミナ等のセラミックスから構成することが、ウェット処理液に対する耐性が優れ、劣化を防止できるため、ウェット処理を行う上で好ましいとされている。

また、超音波振動子１０９は、２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の周波数の超音波振動を出力可能なものであることがウェット処理を行う場合に実用的な点で好ましく、特に、保持可能な処理液層の厚さの観点から０．２ＭＨｚ以上の周波数がより好ましい。また、超音波振動子１０９から発せられた超音波振動の振動板１０５内での波長λの長さは、振動板１０５がステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の場合、約０．６ｍｍから約３００ｍｍの範囲となる。

振動板１０５は、図４に示すその厚み寸法Ｔが超音波振動子１０９から発せられた超音波振動の該振動板１０５内での波長をλとしたときに、Ｔ＝（ｎ±０．１）・λ／２ （但し、ｎは２以上の整数）に設定される。ｎの値としては、３〜７、特に５が好ましい。ここで、厚み寸法Ｔは、λ±０．３ｍｍ、３λ／２±０．３ｍｍ、５λ／２±０．３ｍｍ、７λ／２±０．３ｍｍのように、各数値に対して幅を持った範囲内に設定されることが好ましい。これは、温度変化等の条件を考慮したものである。このように厚み寸法Ｔを設定することにより、超音波振動子１０９からの超音波振動を有効に伝播させることができ、超音波振動子部分１０８が備えられた洗浄用ノズル１０１を用いてウェット処理を行うと、超音波振動（超音波エネルギー）が洗浄液１０２に十分付与でき、効率良くウェット処理を行うことができる。

また、排出通路１０４側には、圧力制御部（図示略）が設けられ、この圧力制御部（処理液回収手段）は、被処理基板Ｗに接触した洗浄液１０２が洗浄後に排出通路１０４に流れるように、第１の開口部１０３ｂの大気と接触している洗浄液の圧力（洗浄液の表面張力と被処理基板の被洗浄面の表面張力も含む）と大気圧との均衡がとれるように設けられている。上記圧力制御部は、排出口１０４ａ側に設けられた減圧ポンプにより構成されている。

したがって、排出通路１０４側の圧力制御部に減圧ポンプを用いて、この減圧ポンプで連結部１０６の洗浄液を吸引する力を制御して、第１の開口部１０３ｂの大気と接触している洗浄液の圧力（洗浄液の表面張力と被処理基板Ｗの被洗浄面Ｗ１の表面張力も含む）と大気圧との均衡をとるようになっている。

つまり、第１の開口部１０３ｂの大気と接触している洗浄液の圧力Ｐw（洗浄液の表面張力と基板Ｗの被洗浄面Ｗ１の表面張力も含む）と大気圧Ｐa との関係をＰw≒ Ｐaとすることにより、第１の開口部１０３ｂを通じて被処理基板Ｗに供給され、被処理基板Ｗに接触した洗浄液は、洗浄用ノズルの外部に漏れることなく、排出通路１０４に排出される。

すなわち、洗浄用ノズルから被処理基板Ｗ上に供給した洗浄液は、被処理基板Ｗ上の洗浄液を供給した部分（第１と第２の開口部１０３ｂ,１０４ｂ）以外の部分に接触することなく、基板Ｗ上から除去される。なお、この種の洗浄用ノズルに関する従来技術を開示したものとしてれは特許文献１を挙げることができる。
特開２００３−１５８１１０号公報

しかし、上記従来例の省液型の洗浄用ノズルは、減圧ポンプを使用し洗浄液の圧力と大気圧を概略平衡させながら洗浄処理を行うため、高い粘性をもった洗浄液の吸い込み能力が低く、洗浄用ノズルの通過後に大量の残渣をもたらす可能性が多かった。

また、超音波洗浄装置では、超音波の作用により汚れを物理的に液中分散させる物理的洗浄と、洗浄液の選定によって、溶解、乳化などの化学作用による化学的洗浄の組み合わせによる洗浄方式のため、各洗浄液による音の伝搬速度及び液温による液深の制御が必要となり、また、汚れの種類やパーティクルの粒径、洗浄物の種類や形状、洗浄液の種類によって超音波周波数を管理するなど複雑な機構が必要となり、したがって洗浄物と洗浄ノズルとの接触事故や超音波発信器の不具合を生じやすく、さらに装置コストの上昇を招くなどの解決すべき課題があった。

本発明の目的は、超音波を用いることなく、高粘度流体の吸い込みも容易で、残渣の取り残しをなくした洗浄ノズルを備えたウェット処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、下記の構成としたことを特徴とする。すなわち、本発明のウェット処理装置は、
（１）被洗浄物の表面に近接して配設され、外部から供給される洗浄用流体を被洗浄物の表面に帯状に吐出するためのスリット状の吐出口を有する供給口と、吐出口から吐出された洗浄用流体を排出する排出口を有する洗浄ユニットを備え、
吐出口の断面積が、外部から供給される洗浄用流体の供給口受け口部の開口断面積に対し、洗浄用流体を被洗浄物の表面に向けて吐出するための先端部が１を越える正数分の１倍の開口断面積を有してなる洗浄ユニットを被洗浄物の移動方向に対して直交する方向に配置した。
（２）また、本発明のウェット処理装置は、被洗浄物の表面に近接して左右対称に配設された前記洗浄ユニットを２個有し、前記２個の前記洗浄ユニットの間に共通の排出口を有するものとし、排出口の開口断面積を、洗浄用流体の受け口の開口断面積に対し、１を越える正数倍でとした。
（３）また、本発明のウェット処理装置は、排出口の前記被洗浄物の移動方向に対して直交する洗浄用流体との接触面の断面形状を、吐出口の先端部から排出口の出口まで円弧状に形成し、かつ被洗浄物の横幅に対応する長さの開口部を備え、洗浄ユニットを外部固定板に一端が当接する複数の弾性体で支持した。弾性体にその弾性係数の可変制御機構を備えた。
（４）上記弾性体は、弾性係数の可変制御機構に予め入力された洗浄ユニットの重量に応じて任意の弾性係数で制御する。弾性係数の可変制御機構に供給口から供給される洗浄用流体の流量を検知する流量センサを備え、弾性体の弾性係数を流量センサの検知信号が入力された弾性係数の可変制御機構により制御するようにした。

また、弾性係数の可変制御機構に、洗浄ユニットと被洗浄物の表面との間隙を検知する間隙センサを備え、弾性体の弾性係数を間隙センサの検知信号が入力された弾性係数の可変制御機構で制御するようにした。

さらに、弾性係数の可変制御機構に被洗浄物の有無を検知する被洗浄物検知センサを備え、弾性体の弾性係数を被洗浄物センサの検知信号が入力された弾性係数の可変制御機構により制御するようにした。

さらに、本発明では、洗浄ユニットに、洗浄ユニットと被洗浄物の表面との間隙が所定間隔以下になったときに作動するストッパを備え、該洗浄ユニットに、供給口に供給する洗浄用流体を加圧して供給する加圧ポンプと、排出口から排出する洗浄用流体を吸引する吸引ポンプの何れか、又はその双方を備えた。

本発明によれば、外部から供給される洗浄用流体の供給口受け口部の開口面積に対して洗浄用流体を被洗浄物表面に向けて吐出するその先端部が１を越える正数分の１倍の開口面積を有した吐出口としたことで、供給口受け口部に供給された洗浄用流体の流速に対し、吐出速度がさらに加速された高速流の帯状洗浄用流体で被洗浄物表面の汚れを直撃して除去でき、かつ吐出口から吐出された帯状の洗浄用流体による高速流によって洗浄ユニットに負圧が発生し、その作用で吐出口が被洗浄物表面に接近するような引力が作用する。この引力は被洗浄物と吐出口との距離がゼロに近づくほど増加する。ここで被洗浄物と吐出口との距離が縮まるとともに洗浄用流体の流体ジェットの流速は増加するためごみ等粒子に作用する流体抗力はさらに大きくなり、ごみ等粒子を被洗浄物から離脱させる効果を増強する。なお、この引力には排出口の吸引力も加わる。

また、本発明によれば、２個の洗浄ユニットの相対する吐出口は、外部から供給される洗浄用流体の供給口受け口部の開口面積に対し洗浄用流体を被洗浄物表面に向けて吐出するその先端部が１を越える正数分の１倍の開口面積を有しているので、２つの吐出口から吐出された高速流の帯状洗浄用流体で直撃して除去した被洗浄物表面の汚れを中央の排出口で効率よく一挙に吸い込み排出でき、かつ被洗浄物の洗浄領域を２つの吐出口で取り囲むようにして洗浄用流体を吐出しているので洗浄用流体及び除去した汚れを外部に拡散させない。

また、本発明によれば、上記相対する吐出口が排出口に対し対称に配設されているので、２つの吐出口から吐出された高速流の帯状洗浄用流体で直撃して除去した被洗浄物表面の汚れはそれぞれの吐出口の中央に位置する排出口の中央近辺で合流し、効率よく一挙に吸い込み排出でき、かつ被洗浄物の洗浄領域を前記２つの吐出口で取り囲むようにして洗浄用流体を吐出しているので洗浄用流体及び除去した汚れを外部に拡散させない。

また、本発明によれば、排出口が、洗浄用流体の供給口受け口部の開口面積に対し１を越える正数倍の開口面積を有しているので、高粘度の洗浄用流体でも容易に吸い込み排出でき、かつ供給口・排出口が同一断面積の従来方式に比較して吸い込み効率は飛躍的に向上する。

また、本発明によれば、排出口が、被洗浄物の移動方向に対して直交する洗浄用流体との接触面の断面形状が吐出口先端部から排出口出口まで円弧状に形成され、かつ被洗浄物の横幅に対応する長さの開口部を備えているので、被洗浄物の横幅に対応する長さのスリット状開口部の吐出口から吐出された帯状の洗浄用流体高速流の流速を損失することなく、かつ余すことなく吸い込み排出でき、供給口・排出口が同一断面積の従来方式に比較してさらに吸い込み効率は飛躍的に向上する。

また、本発明によれば、洗浄ユニットが、外部固定板に一端が当接する複数の弾性体に支持されているので、吐出口から吐出された洗浄用流体による高速流によって洗浄ユニットに発生する負圧を補助し、かつ洗浄ユニットと被洗浄物間が常に適正な間隙に保持されるので洗浄ユニットと被洗浄物の接触破損事故が自動的に防止されると同時に洗浄効果の安定性、被洗浄物搬送の安定性が得られる。

また、本発明によれば、弾性体が、その弾性係数の可変制御機構を備えているので、洗浄用流体の品種の選択によって変化する粘度及び運転時の液温を検知し、粘度及び液温によって吐出口から吐出された洗浄用流体による高速流によって洗浄ユニットに発生する負圧の変化に追従して洗浄ユニットと被洗浄物間を常に適正な間隙に保持されるので、常に被洗浄物に適正な角度と距離で吐出口から吐出された高速流の洗浄用流体で被洗浄物表面の汚れを直撃して除去でき、かつ洗浄ユニットと被洗浄物の接触破損事故が自動的に防止される。

また、本発明によれば、弾性体が、弾性係数の可変制御機構に予め入力された洗浄ユニットの重量に応じて任意の弾性係数で制御されるので、各種のウェット処理装置や、洗浄用流体の種類によって異なる重量の洗浄ユニットを選択してもその重量を入力すれば、前記洗浄ユニットと被洗浄物との間隙を所定間隔に維持するように制御できる。

また、本発明によれば、弾性係数の可変制御機構が相対する供給口から供給される洗浄用流体の流量を検知する流量センサを備え、弾性体の弾性係数が流量センサの検知信号が入力された前記可変制御機構により制御できるので、指定流量値における洗浄ユニットと被洗浄物との間隙を所定間隔に維持するように制御でき、かつ洗浄用流体の流量（流速）が洗浄用流体の温度が変化して粘度が変化し、流動速度が変化しても適正に制御される。さらに洗浄用流体の供給が停止しても洗浄ユニットと被洗浄物の接触破損事故を自動的に防止できる。

また、本発明によれば、弾性係数の可変制御機構が前記相対する供給口から供給される洗浄用流体の温度を検知する温度センサを備え、弾性体の弾性係数が、温度センサの検知信号が入力された前記可変制御機構により制御されているので、洗浄用流体の温度が変化して粘度が変化しても吐出口から吐出された洗浄用流体による高速流によって洗浄ユニットに発生する負圧の変化に追従して洗浄ユニットと被洗浄物間を常に適正な間隙に保持されるので、常に被洗浄物に適正な角度と距離で吐出口から吐出された高速流の洗浄用流体で被洗浄物表面の汚れを直撃して除去でき、かつ洗浄ユニットと被洗浄物の接触破損事故が自動的に防止される。

また、本発明によれば、弾性係数の可変制御機構が洗浄ユニットと被洗浄物との間隙を検知する間隙センサを備え、弾性体の弾性係数が洗浄ユニットと被洗浄物との間隙を間隙センサの検知信号が入力された可変制御機構により制御されているので、洗浄ユニットと被洗浄物の間隙の瞬時の変化に対しても適正な間隙を維持でき、かつ洗浄ユニットと被洗浄物の接触破損事故が自動的に防止されると同時に、常に被洗浄物に適正な角度で吐出口から吐出された高速流の洗浄用流体で被洗浄物表面の汚れを直撃して除去できる。

また、本発明によれば、弾性係数の可変制御機構が被洗浄物の有無を検知する被洗浄物検知センサを備え、弾性体の弾性係数が洗浄ユニットと被洗浄物との間隙を所定間隔に維持するよう被洗浄物センサの検知信号が入力された可変制御機構により制御しているので、ウェット処理装置に被洗浄物の装着の有無を検知し、被洗浄物が装着されていない場合は、洗浄ユニットと被洗浄物の搬送台との間隙を所定間隔に維持するようにして接触破損事故が自動的に防止されると同時に、洗浄用流体等の供給装置が不用意に作動しないようにできる。

また、本発明によれば、洗浄ユニットが洗浄ユニットと被洗浄物との間隙が所定間隔以下になったときに作動するストッパを備えているので、洗浄ユニットと被洗浄物との間隙を制御する機構又はセンサに異常を生じても前記ストッパにより被洗浄物を破損しない間隙を維持することができる。

また、本発明によれば、洗浄ユニットが、供給口に供給する洗浄用流体を加圧して供給する加圧ポンプと、排出口から排出する洗浄用流体を吸引する吸引ポンプのいずれか、又はその双方を備えているので、洗浄用流体の粘度や温度、被洗浄物の大きさ、形状によって加圧ポンプや、吸引ポンプの回転数等を制御することにより、吐出口から吐出された高速流の帯状洗浄用流体で直撃して除去した被洗浄物表面の汚れを排出口で効率よく一挙に吸い込み排出できる。

以下、本願発明を実施するための最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する

図１は、本発明によるウェット処理装置の実施例１の洗浄ユニット外観斜視図である。また、図２は、図１に示した洗浄ユニットのＡ−Ａ’断面図である。図１及び図２において、実施例１のウェット処理装置１は、被洗浄物８の上方に近接して配設され、帯状の洗浄用流体９を前記被洗浄物８表面に吐出するためのスリット状開口部をもつ吐出口１０を有する。吐出口１０は左右に配置され、排出口３に対し対称に配設された相対する吐出口１０を有する前記洗浄用流体９の２つの供給口２と、前記相対する吐出口１０から吐出された流体ジェット１６の洗浄用流体９を排出する排出口３で構成される洗浄ユニット１１を備えている。

前記対称に配設され相対する吐出口１０は、外部から供給される洗浄用流体９の供給口２受け口部の開口面積に対し、前記洗浄用流体９を被洗浄物８表面に向けて吐出するその先端部が１を越える正数分の１倍に縮小された形状であることを特徴としている。

吐出口１０は、供給口２から供給された洗浄用流体９を吐出口１０まで導く供給口コア６と、吐出口１０から排出された洗浄用流体９を外部へ排出する排出口３まで導く排出口コア７で形作られている。

また、洗浄ユニット１１は、供給口コア６から外側に張り出した弾性体支持板１３とコイルスプリング等の弾性体１２を介して固定板５に当接して支持されている。

さらに、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を検知する図示しない間隙センサと、被洗浄物８の有無を検知する図示しない被洗浄物検知センサの検知信号によって前記弾性体１２の弾性係数の可変制御機構１４が前記弾性体支持板１３上に配設されている。

さらにまた、前記洗浄ユニット１１は、該洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙が所定間隔以下になったときに作動する弾性体支持板１３又は固定板５のいずれかに固着されたストッパ１５を備えている。

図２において、図示しないポンプで加圧され水流が加勢された洗浄用流体９が供給口２へ供給され、供給口コア６と排出口コア７で構成される吐出口１０からは被洗浄物８に向けて流体ジェット１６が吐出される。断面積の大きいところから小さい断面積へ供給された定常流では流速が大きくなり、吐出された流体ジェット１６によって被洗浄物８に付着したごみ等粒子に大きな流体抗力が作用しごみ等粒子は除去される。

ここで、前記吐出口１０は、前記排出口３に対し対称に配設されているので、被洗浄物８は図示しない搬送装置で洗浄ユニット１１下部を通過することによってそれぞれ逆方向に吐出された流体ジェット１６で洗浄されることになり、ごみ等粒子は完全に除去される。

さらに、図示しない吸引用ポンプによって洗浄用流体９を排出する前記排出口３が、前記洗浄用流体９の供給口２受け口の開口面積に対し、１を越える正数倍の開口面積となる広口にして前記それぞれ逆方向に吐出された流体ジェット１６で洗浄されたごみ等粒子を含んだ洗浄用流体９を一挙に排出するため、高粘度の洗浄用流体９でも容易に吸い込み排出でき、かつ供給口・排出口が同一断面積の従来方式に比較して吸い込み効率は飛躍的に向上する。

かつ、先に説明した、断面積の大きいところから小さい断面積へ供給された定常流では流速が大きくなり圧力は減少すると定義するベルヌーイの定理にしたがって、流体ジェット１６が吐出する吐出口１０近辺では圧力が減少し、被洗浄物８に対して洗浄ユニット１１には負圧が働く。その作用で吐出口１０が被洗浄物８表面に接近するような引力が作用する。この引力は被洗浄物８と吐出口１０との距離がゼロに近づくほど増加する。ここで被洗浄物８と吐出口１０との距離が縮まるとともに洗浄用流体９の流体ジェット１６の流速は増加するためごみ等粒子に作用する流体抗力はさらに大きくなり、ごみ等粒子を被洗浄物８から離脱させる効果を増強する。

また、前記排出口３が、前記被洗浄物８の移動方向に対して直交する洗浄用流体９との接触面の断面形状が前記吐出口１０先端部から前記排出口３出口まで排出口コア７によって円弧状に形成され、かつ前記被洗浄物８の横幅に対応する長さの開口部を備えている。

このため、前記被洗浄物８の横幅に対応する長さのスリット状開口部の吐出口１０から吐出された帯状で高速流の洗浄用流体ジェット１６の流速を損失することなく、かつ余すことなく吸い込み排出でき、供給口・排出口が同一断面積の従来方式に比較してさらに吸い込み効率を飛躍的に向上させている。

さらに、前記洗浄ユニット１１が、該洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を所定間隔に維持するための外部固定板５に一端が当接する複数の弾性体１２に支持されているので、吐出口１０から吐出された洗浄用流体８による高速流によって洗浄ユニット１１に発生する負圧を補助し、かつ洗浄ユニット１１と被洗浄物８間が常に適正な間隙に保持されるので洗浄ユニット１１と被洗浄物８の接触破損事故が自動的に防止される。

さらにまた、前記弾性体１２が、その弾性係数の可変制御機構１４を備えているので、洗浄用流体９の品種の選択によって変化する粘度及び運転時の液温を検知し、粘度及び液温によって吐出口１０から吐出された流体ジェット１６による高速流によって洗浄ユニット１１に発生する負圧の変化に追従して洗浄ユニット１１と被洗浄物８間を常に適正な間隙に保持されるので、常に被洗浄物８に適正な角度で吐出口１０から吐出された高速流の流体ジェット１６で被洗浄物８表面の汚れを直撃して除去でき、かつ洗浄ユニット１１と被洗浄物８の接触破損事故を自動的に防止することができる。

前記弾性体１２が、前記弾性係数の可変制御機構１４に予め入力された前記洗浄ユニット１１の重量に応じて任意の弾性係数で制御されるので、各種のウェット処理装置や、洗浄用流体９の種類によって異なる重量の洗浄ユニット１１を選択してもその重量を入力すれば、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を所定間隔に維持するように制御できる。

前記弾性係数の可変制御機構１４が前記相対する供給口２から供給される洗浄用流体９の流量を検知する図示しない流量センサを備えていて、前記弾性体の弾性係数が、前記流量センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構１４により制御できるので、指定流量値における前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を所定間隔に維持するように制御でき、被洗浄物８に適正な角度と距離で吐出口１０から吐出された高速流の洗浄用流体ジェット１６で被洗浄物８表面の汚れを直撃して除去でき、かつ洗浄用流体９の流量（流速）が変化したり、洗浄用流体９の供給が停止しても洗浄ユニット１１と被洗浄物８の接触破損事故を自動的に防止することができる。

前記弾性係数の可変制御機構１４が前記相対する供給口２から供給される洗浄用流体の温度を検知する図示しない温度センサを備えていて、前記弾性体１２の弾性係数が、前記温度センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構１４により制御されているので、洗浄用流体９の流量（流速）が洗浄用流体の温度が変化して粘度が変化し、流動速度が変化しても適正に制御され、吐出口１０から吐出された洗浄用流体ジェット１６による高速流によって洗浄ユニット１１に発生する負圧の変化に追従して洗浄ユニット１１と被洗浄物間８を常に適正な間隙に保持されるので、被洗浄物８に適正な角度と距離で吐出口１０から吐出された高速流の洗浄用流体ジェット１６で被洗浄物８表面の汚れを直撃して除去でき、かつ洗浄ユニット１１と被洗浄物８の接触破損事故が自動的に防止される。

前記弾性係数の可変制御機構１４が前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を検知する図示しない間隙センサを備え、前記弾性体１２の弾性係数を、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を前記間隙センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構１４により制御しているので、洗浄ユニット１１と被洗浄物８の間隙の瞬時の変化に対しても適正な間隙を維持でき、かつ洗浄ユニット１１と被洗浄物８の接触破損事故が自動的に防止されると同時に、常に被洗浄物８に適正な角度で吐出口１０から吐出された高速流の流体ジェット１６で被洗浄物８表面の汚れを直撃して除去できる。

前記弾性係数の可変制御機構１４が被洗浄物８の有無を検知する図示しない被洗浄物検知センサを備え、前記弾性体の弾性係数が、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を所定間隔に維持するよう前記被洗浄物センサの検知信号が入力された前記可変制御機構１４により制御しているので、ウェット処理装置１に被洗浄物８の装着の有無を検知し、被洗浄物８が装着されていない場合は、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８の図示しない搬送台との間隙を所定間隔に維持するようにして接触破損事故が自動的に防止されると同時に、洗浄用流体９等の供給装置が不用意に作動しないように制御できる。

前記洗浄ユニット１１が、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙が所定間隔以下になったときに作動する弾性体支持板１３に装着されたストッパ１５を備えているので、前記洗浄ユニット１１と被洗浄物８との間隙を制御する機構又はセンサに異常を生じても前記ストッパ１５が弾性体支持板１３又は固定板５のいずれかに当接することにより被洗浄物８を破損しない間隙を維持することができる。

前記洗浄ユニット１１が、供給口２に供給する前記洗浄用流体９を加圧して供給する図示しない加圧ポンプと、排出口３から排出する前記洗浄用流体９を吸引する図示しない吸引ポンプのいずれか、又はその双方を備えているので、前記洗浄用流体９の粘度や温度、被洗浄物の大きさ、形状によって加圧ポンプや、吸引ポンプの回転数等を制御することにより、吐出口１０から吐出された高速流の帯状洗浄用流体ジェット１６で直撃して除去した被洗浄物８表面の汚れを排出口３で効率よく一挙に吸い込み排出できる。

図３は、本発明によるウェット処理装置の実施例２の洗浄ユニットの断面図である。実施例２では、前記実施例１では、その左右に配置され、排出口３に対し対称に配設された相対する吐出口１０を有する供給口２のいずれか１方が無く、供給口及び排出口が各１個の洗浄ユニット１１’を有する。前記洗浄ユニット１１’は被洗浄物８の上方に近接して配設され、帯状の洗浄用流体９を前記被洗浄物８表面に吐出するためのスリット状開口部を有する吐出口１０から吐出された流体ジェット１６の洗浄用流体９を排出する排出口３で構成される洗浄ユニット１１’を備え、前記吐出口１０が、外部から供給される洗浄用流体９の供給口２受け口部の開口面積に対し、前記洗浄用流体９を被洗浄物８表面に向けて吐出するその先端部が１を越える正数分の１倍に縮小された形状であることを特徴としている。

図示しないポンプで加圧され水流が加勢された洗浄用流体９が供給口２へ供給され、供給口コア６と排出口コア７で構成される吐出口１０からは被洗浄物８に向けて流体ジェット１６が吐出される。断面積の大きいところから小さい断面積へ供給された定常流では流速が大きくなり、吐出された流体ジェット１６によって被洗浄物８に付着したごみ等粒子に大きな流体抗力が作用しごみ等粒子は除去される。

ここで、図示しない吸引用ポンプによって洗浄用流体９を排出する前記排出口３は、排出口コア７と排出口コア７’で構成され、前記洗浄用流体９の供給口２受け口の開口面積に対し、１を越える正数倍の開口面積となる広口にして前記吐出口１０から吐出された流体ジェット１６で洗浄されたごみ等粒子を含んだ洗浄用流体９を一挙に排出するため、高粘度の洗浄用流体９でも容易に吸い込み排出できる。

なお、前記排出口３は、前記被洗浄物８の移動方向に対して直交する洗浄用流体９との接触面の断面形状が前記吐出口１０先端部から前記排出口３出口まで排出口コア７によって円弧状に形成され、かつ前記被洗浄物８の横幅に対応する長さの開口部を備えている。その他の構成及び作用は実施例１と同様である。

実施例１、２ともに、本願発明による半導体ウェハ等のウェット処理装置の洗浄ユニット１１、１１’は、被洗浄物８の上方に近接して配設されているが、実施例１、２とは上下が逆になった、洗浄ユニット１１、１１’が、被洗浄物８の下方に近接して配設されてもよい。

ここで、洗浄ユニット１１を構成する供給口コア６及び排出口コア７の材料としては、高純度ガラス状カーボン、ステンレス鋼、石英、サファイア、アルミナ等のセラミックス、あるいは、アルミニウム、およびその合金、チタン、マグネシウムなどのうちから選択されて用いられる。通常の洗浄処理に用いる材料としてはステンレス鋼で十分であるが、洗浄液が比較的強い酸やフッ酸である場合は、サファイア又はアルミナ等のセラミックスから構成することが、ウエット処理液に対する耐性が優れ、劣化を防止できるため、ウエット処理を行う上で好ましいとされている。

超音波装置を使用せず、洗浄用流体の高速流を自己形成させ、洗浄後の洗浄用流体の排出口を広口形状にして高粘度液体の吸い込みを容易にし、中央に排出口、両脇に供給口を配置して残渣取り逃がしを防ぎ、高速流の負圧とばね等弾性体を使用して基板等被洗浄物と洗浄ユニットとの接触を防止できる簡素な装置であるため産業上の利用可能性がある。

本発明によるウェット処理装置の実施例１の洗浄ユニット外観斜視図である。 図１に示した洗浄ユニットのＡ−Ａ’断面図である。 本発明によるウェット処理装置の実施例２の洗浄ユニットの断面図である。 従来の洗浄ノズルを備えたウェット処理用の一構成例を説明する断面図である。

符号の説明

１：ウェット処理装置、２：供給口、３：排出口、４：取付板、５：固定板、６：供給口コア、７,７’：排出口コア、８：被洗浄物、９：洗浄用流体、１０：吐出口、１１,１１’：洗浄ユニット、１２：弾性体、１３：弾性体支持板、１４：弾性係数の可変制御機構、１５：ストッパ、１６：流体ジェット、１０１：超音波洗浄装置、１０２：洗浄液、１０３：導入通路、１０３ａ：導入口、１０３ｂ：第１の開口部、１０４：排出通路、１０４ａ：排出、１０４ｂ：第２の開口部、１０５：振動板、１０６：連結部、１０７：処理領域、１０８：超音波振動子部分、１０９：超音波振動子、Ｗ：被処理基板、Ｗ１：被洗浄面。

Claims (13)

1. 被洗浄物の表面に近接して配設され、外部から供給される洗浄用流体を前記被洗浄物の表面に帯状に吐出するためのスリット状の吐出口を有する供給口と、前記吐出口から吐出された前記洗浄用流体を排出する排出口を有する洗浄ユニットを備えたウェット処理装置であって、
   前記吐出口の断面積が、外部から供給される前記洗浄用流体の供給口受け口部の開口断面積に対し、前記洗浄用流体を前記被洗浄物の表面に向けて吐出するための先端部が１を越える正数分の１倍の開口断面積を有してなる洗浄ユニットを前記被洗浄物の移動方向に対して直交する方向に配置したことを特徴とするウェット処理装置。
2. 前記被洗浄物の表面に近接して左右対称に配設された前記洗浄ユニットを２個有し、前記２個の前記洗浄ユニットの間に共通の排出口を有することを特徴とする請求項１に記載のウェット処理装置。
3. 前記排出口の開口断面積が、前記洗浄用流体の受け口の開口断面積に対し、１を越える正数倍であることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載のウェット処理装置。
4. 前記排出口の前記被洗浄物の移動方向に対して直交する洗浄用流体との接触面の断面形状が、前記吐出口の先端部から前記排出口の出口まで円弧状に形成され、かつ前記被洗浄物の横幅に対応する長さの開口部を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のウェット処理装置。
5. 前記洗浄ユニットが、外部固定板に一端が当接する複数の弾性体に支持されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のウェット処理装置。
6. 前記弾性体が、その弾性係数の可変制御機構を備えてなることを特徴とする請求項５に記載のウェット処理装置。
7. 前記弾性体が、前記弾性係数の可変制御機構に予め入力された前記洗浄ユニットの重量に応じて任意の弾性係数で制御されることを特徴とする請求項５又は６に記載のウェット処理装置。
8. 前記弾性係数の可変制御機構が、前記供給口から供給される洗浄用流体の流量を検知する流量センサを備え、
   前記弾性体の弾性係数が、前記流量センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構により制御されることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載のウェット処理装置。
9. 前記弾性係数の可変制御機構が前記供給口から供給される洗浄用流体の温度を検知する温度センサを備え、
   前記弾性体の弾性係数が、前記温度センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構により制御されることを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載のウェット処理装置。
10. 前記弾性係数の可変制御機構が前記洗浄ユニットと被洗浄物お表面との間隙を検知する間隙センサを備え、
    前記弾性体の弾性係数が、前記間隙センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構により制御されることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載のウェット処理装置。
11. 前記弾性係数の可変制御機構が前記被洗浄物の有無を検知する被洗浄物検知センサを備え、
    前記弾性体の弾性係数が、前記被洗浄物センサの検知信号が入力された前記弾性係数の可変制御機構により制御されることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載のウェット処理装置。
12. 前記洗浄ユニットが、前記洗浄ユニットと前記被洗浄物の表面との間隙が所定間隔以下になったときに作動するストッパを備えたことを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載のウェット処理装置。
13. 前記洗浄ユニットが、前記供給口に供給する前記洗浄用流体を加圧して供給する加圧ポンプと、前記排出口から排出する前記洗浄用流体を吸引する吸引ポンプの何れか、又はその双方を備えていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載のウェット処理装置。
    
    

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