JP2008091577A

JP2008091577A - 洗浄装置

Info

Publication number: JP2008091577A
Application number: JP2006270085A
Authority: JP
Inventors: Akira Sawaki; 晃澤木
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】洗浄槽を薄型化することができ、これにより洗浄装置の占める面積を小さくするとともに、洗浄に用いる流体の量を減少させることができ、さらにウオーターマークがつきにくい洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄槽内の洗浄用流体により、洗浄槽に配設された被処理物を洗浄またはリンスする洗浄装置であって、被処理物は、洗浄槽内の洗浄用流体の圧力によって、洗浄槽を構成する側壁のうちの一側壁に接触しつつ起立した状態で保持されることを特徴としている。
【選択図】図１２

Description

本発明は、洗浄槽内で板状の被処理物を洗浄又はリンスする洗浄装置に関し、特にウエハなどの半導体基板の表面及び／又は裏面を一枚ずつ洗浄する洗浄装置に関する。

近年の半導体基板の大型化にともなって、基板の清浄度の向上が要求されており、これに応えるべく、基板の洗浄を一枚ずつ行う洗浄装置が用いられるようになってきている。このような洗浄装置では、上面が開口となった洗浄槽に洗浄液を収容し、この洗浄槽の上面開口から、洗浄対象となる半導体基板を洗浄液に浸漬し、洗浄液を循環させることにより半導体基板の洗浄を行っている。

特許第２８４０７９９号明細書特許第２９２０１６５号明細書

しかしながら、上述の洗浄装置においては、被処理物としての半導体基板を搬送して洗浄液内に浸漬するときに、半導体基板とともに、半導体基板を洗浄槽内に搬送するためのチャッキングアームを洗浄槽内に入れる必要があり、また、洗浄槽内には、半導体基板を保持するための保持具を配置する必要があった。したがって、洗浄槽の容積を、チャッキングアーム及び保持具を含んだ大きなものにしなければならなかった。このため、洗浄装置を複数配置して同時に多数の半導体基板を洗浄する場合に、洗浄装置が多くの面積を占めていた。また、洗浄槽が大きいため、洗浄液を大量に使用しなければならず、大きなコストがかかっていた。さらに、洗浄槽の上面が開放されていると、洗浄液の蒸発などによって半導体基板にウオーターマークがつきやすいという問題もあった。

そこで本発明は、洗浄装置の洗浄槽を薄型化することができ、これにより洗浄装置の占める面積を小さくするとともに、洗浄に用いる流体の量を減少させることのでき、さらにウオーターマークがつきにくい洗浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の洗浄装置は、洗浄槽内の洗浄用流体により、洗浄槽に配設された被処理物を洗浄またはリンスする洗浄装置であって、被処理物は、洗浄槽内の洗浄用流体の圧力によって、洗浄槽を構成する側壁のうちの一側壁に接触しつつ起立した状態で保持されることを特徴としている。

本発明の洗浄装置において、一側壁は、装置躯体に対し開口の軸方向に移動可能であって、装置躯体と当接することにより洗浄槽を構成し、被処理物は、一側壁を装置躯体から離間させたときに洗浄増内に搬入され、一側壁を装置躯体と当接させることにより洗浄槽内に収容されることを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、洗浄槽内において、洗浄槽内に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給口と被処理物との間に、洗浄槽内へ供給する洗浄用流体の流れを整える整流板が配置されたことを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、一側壁には、被処理物の外形に対応する開口が形成され、一側壁の外側から開口を通して、一側壁の内側に搬入された被処理物の裏面を保持可能として、被処理物を縦方向に起立状態とする保持手段が設けられたことを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、保持手段は、旋回流により発生する負圧の作用で、被処理物の裏面を非接触状態で保持することを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、整流板には、洗浄用流体が通過する複数の貫通孔が設けられ、貫通孔の内径は、整流板の中央部分よりも外側部分の方が大きいことを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、一側壁は、水平面に対し、一側壁よりも一側壁に対向する側壁の方が高くなるように傾斜していることを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、整流板には、洗浄用流体が通過する複数の貫通孔が設けられ、貫通孔の内径は、整流板の中央部分と周縁部分の間の外側部分が最も大きく、中央部分が最も小さいことを特徴とする。

本発明の洗浄装置において、一側壁の内面における開口周囲に設けられ、被処理物の裏面が接触することで、被処理物と開口周囲との間に隙間を形成する隙間形成部材を備え、被処理物は、洗浄槽内の洗浄用流体の圧力によって、隙間形成部材を介して一側壁に接触しつつ縦方向に起立した状態で保持されることを特徴とする。

本発明によると、洗浄槽内の洗浄用流体の圧力によって、被処理物を起立した状態で保持するため、洗浄中は保持具が不要となり、パーティクル等の発生をより確実に防止することができる。また、洗浄槽の一側壁を離間させたときに被処理物を洗浄槽内に搬入し、搬入後に一側壁を装置躯体に当接するように戻す構成としたため、洗浄槽内にチャッキングアームを挿入するスペースを考慮して洗浄槽を構成する必要がない。これらにより、洗浄装置の洗浄槽を薄型化することができるため、洗浄装置の占める面積を小さくするとともに、洗浄用流体の量を減少させることができる。

また、被処理物の洗浄槽内への搬入後に一側壁を装置躯体に当接させるため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。

さらにまた、洗浄槽内において、洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給口と被処理物との間に、洗浄槽内へ供給する洗浄用流体の流れを整える整流板を設け、この整流板において、長手方向中央部分よりも外側部分の貫通孔の内径を大きくしているため、洗浄槽内の被処理物上において、洗浄用流体が対流することなく、直線状に、かつ、高速で流れ、これにより効率よくムラなく被処理物を洗浄することができる。

また、整流板を上記構成としたことにより、高速で洗浄用流体を供給することができるため、被処理物上の各点で洗浄液又はリンス液に触れる時間にほとんど差がなくなり、これによりウオーターマークの発生を防止することができる。

さらに、洗浄槽への被処理物の搬入後、一側壁を装置躯体に当接した状態のまま、洗浄、リンス、乾燥を順次行うため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る洗浄装置１１の待機状態を、斜め正面側から目視して示す斜視図である。図２は、洗浄装置１１の待機状態を、斜め背面側から目視して示す斜視図である。図１２は、図１の洗浄装置１１の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。

第１実施形態に係る洗浄装置１１は、洗浄後に、洗浄槽２３を乾燥槽とする乾燥装置としても機能するものである。また、洗浄装置１１は、洗浄工程を省略し、洗浄槽２３を乾燥槽と捉えた乾燥装置として利用することも可能である。このような乾燥装置によれば、被処理物としてのウエハ１をウエハ保持装置２４により縦方向に起立した状態で乾燥出来るため、乾燥槽ひいては乾燥装置全体の省スペース化を実現できる。

洗浄装置１１は、図１〜図８及び図１２（特に図１２）に示すように、基本構造となるボックス形状の装置躯体２９において、その下部に、洗浄液、リンス液としての純水を貯液してウエハ１の洗浄を行う扁平ボックス形状の洗浄槽２３と、この洗浄槽２３内にウエハ１を装着するウエハ保持装置２４と、洗浄槽２３に隣接すると共にウエハ保持装置２４と反対の位置に石英板５３により区画されて併設された間接槽５２と、間接槽５２に隣接すると共に洗浄槽２３と反対の位置に設置された超音波振動装置２５と、洗浄槽２３の上方で、この洗浄槽２３に隣接して設けられた第１オーバーフロー槽２６と、洗浄槽２３の上方で洗浄槽２３に連設して設けられて、この洗浄槽２３内へ乾燥用流体を導く乾燥用流体供給槽２７とを有して構成される。なお、洗浄液及びリンス液を洗浄用流体と称する。ここで、図３は、洗浄装置１１のウエハ搬入出状態を示す正面図である。図４は、図３の洗浄装置１１を矢印ＩＶ方向からみた側面図である。図５は、洗浄装置１１のウエハ受け渡し状態を示す側面図である。図６は、洗浄装置１１のウエハセット状態またはウエハ乾燥状態を示す正面図である。図７は、図６の洗浄装置１１を矢印ＶＩＩ方向からみた側面図である。図８は、洗浄装置１１のウエハ洗浄状態またはウエハリンス状態を示す側面図である。

また、扁平ボックス形状の洗浄槽２３は、装置躯体２９における洗浄槽構成部２３Ａに対して、石英板５３に対向する位置に、一側壁としての正面壁２８が当接することで構成される。この正面壁２８には、ウエハ１の外形に対応する形状の開口３０が形成される。また、正面壁２８の内面には、装置躯体２９と当接する領域にシール部材３２が配設される。

上記正面壁２８の上端には、図４及び図７に示すように水平プレート３３が直交して結合され、この水平プレート３３にスライダ３４が取り付けられる。また、洗浄槽２３の上方の乾燥用流体供給槽２７には、側面視Ｌ字形状のベースプレート部３５が固着され、このベースプレート部３５の水平プレート３６にレール３７が敷設される。このレール３７に上記スライダ３４が摺動自在に嵌合される。また、正面壁２８の下部には、図３及び図４に示すように貫通孔３８が形成されると共に、この貫通孔３８と同軸にブッシュ３９が固着される。また、装置躯体２９には、下部に支持シャフト４０がシャフトベース４１を介して取り付けられ、この支持シャフト４０が上記貫通孔３８及びブッシュ３９に摺動自在に挿通される。

上記ベースプレート部３５の水平プレート３６には、図１に示すように、ロッドレスタイプのスライドシリンダ４２が設置され、このスライドシリンダ４２の図示しないピストンが、上記水平プレート３６を貫通して正面壁２８の水平プレート３３に結合される。従って、このスライドシリンダ４２の作動により、レール３７及びスライダ３４と、支持シャフト４０及びブッシュ３９とに案内されて、正面壁２８は、装置躯体２９に対し開口３０の軸方向３０Ｒ（図４）に沿って、例えば７５ｍｍのストロークで移動可能に構成される。

図３及び図４に示すように、装置躯体２９の両側部上下にはクランプシリンダ４３が設置され、このクランプシリンダ４３のロッドにクランパ４４が取り付けられている。図６及び図７に示す正面壁２８と装置躯体２９との当接時には、上記クランプシリンダ４３が作動してクランパ４４が正面壁２８を装置躯体２９に押圧させ、正面壁２８が装置躯体２９に一体化されて洗浄槽２３が構成される。このとき、正面壁２８のシール部材３２（図６及び図１２）が装置躯体２９に密着して、正面壁２８と装置躯体２９とのシール性が良好に確保される。

ウエハ保持装置２４は、図３、図４及び図１１に示すように、基部４５がウエハ１の大きさに対応して円板状に構成され、円板状に構成された基部４５の端部内側には、等間隔に例えば６つの非接触保持具としての凹部４７が形成される。特開２００２‐６４１３０号公報に記載の如く、凹部４７内（図３、図９、図１１）に旋回流が形成されることで当該凹部４７に負圧が形成され、この負圧の作用で凹部４７に張り付くようにウエハ１の裏面３（ウエハ１における表面２と反対の面）が非接触状態で保持される。例えば、ウエハ１は、ウエハ保持装置２４の凹部４７との間で、約０．２５ｍｍの隙間を隔てた状態で、このウエハ保持装置２４に非接触状態で保持される。ここで、図９は、図７の一部（開口３０の周辺）を拡大して示す断面図である。図１１は、洗浄装置１１におけるウエハ保持装置を、保持装置用シリンダ７８と共に示す斜視図である。

また、図１１に示すように円板状の基部４５の内側中心には、複数の孔からなる乾燥用流体供給孔４８が設けられており、この乾燥用流体供給孔４８からは、乾燥用流体（例えば、有機溶剤ベーパー（気化された有機溶剤）、高温の窒素ガス）をウエハ１の裏面３に供給することが可能である。さらに、図１１、図１２、及び図１３に示すように、円板状の基部４５の外側には、乾燥工程時にウエハ１の裏面をもＩＰＡベーパー雰囲気下とするべく、正面壁２８と当接する板状のカバー４６が基部４５を覆うように配されており、カバー４６の内面には、正面壁２８と当接する領域にシール部材４６ａが配設される。なお、乾燥用流体供給孔４８は、複数の孔ではなく、単一の孔として構成することもできる。

図１及び図４に示すように、正面壁２８の両側にはサイド板７９が設置され、このサイド板７９に取付プレート７７を介して保持装置用シリンダ７８が配置される。この保持装置用シリンダ７８のロッド先端に上記ウエハ保持装置２４が取り付けられる。図７及び図８に示すように、保持装置用シリンダ７８は、ロッドの進退動作によってウエハ保持装置２４を、正面壁２８に対し開口３０の軸方向３０Ｒに沿って相対移動可能とする。この保持装置用シリンダ７８によるウエハ保持装置２４の移動量（ストローク）はたとえば３０ｍｍである。

保持装置用シリンダ７８は、ウエハ１の搬入出時（図４）、受け渡し時（図５）、セット時または乾燥時（図７）には、ロッドの前進動作によって、ウエハ保持装置２４を正面壁２８の開口３０内に進入させて位置付ける。この場合、ウエハ保持装置２４のカバー４６は、正面壁２８に当接し、カバー４６のシール部材４６ａ（図１１、〜図１３）が正面壁２８に密着して、カバー４６と正面壁２８とのシール性が良好に確保される。また、保持装置用シリンダ７８は、ウエハ１の洗浄時またはリンス時（図８）には、ロッドの後退動作によって、ウエハ保持装置２４を正面壁２８の開口３０外へ退避させる。ここで、図１３は、図９の一部を拡大するとともにＩＰＡベーパーの流れを示す断面図である。

前述のごとく、正面壁２８は装置躯体２９に対して開口３０の軸方向３０Ｒに沿って移動可能とされる。この正面壁２８が装置躯体２９から離間するウエハ１の搬入出時または受け渡し時には（図４、図５）、保持装置用シリンダ７８によってウエハ保持装置２４が正面壁２８の開口３０内に進入して位置付けられる。従って、正面壁２８が装置躯体２９から離間し、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄ（図４）がウエハ１の表面２を非接触状態で保持して正面壁２８と装置躯体２９との間に入ったとき、ウエハ保持装置２４が負圧の作用で、正面壁２８の外側から開口３０を通して上記ウエハ１の裏面３を非接触状態で保持して、このウエハ１はウエハ保持装置２４に受け渡しされ、洗浄装置１１の洗浄槽２３内に搬入される。このとき、ウエハ１は、縦方向に起立した状態でウエハ保持装置２４に保持される。ウエハ１が洗浄槽２３内に搬入された後に、図７、図９及び図１２に示すように、正面壁２８が装置躯体２９に当接して洗浄槽２３が構成され、洗浄液等の貯液が可能となり、洗浄が可能となる。

このように、ウエハ１の搬入出時に正面壁２８を装置躯体２９から離間するように退避させ、その後正面壁２８を装置躯体２９に当接させる構成としたことにより、洗浄槽２３内に搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄを入れる空間を用意する必要がないため、洗浄槽２３を薄型化（例えば５ｍｍ）することができ、洗浄装置の占める面積を小さくするができ、さらに、洗浄用流体の量を減少させることができる。また、正面壁２８が装置躯体２９に当接した状態で洗浄、リンス、乾燥が行われるため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。

ところで、図６、図７及び図１０に示すように、上記正面壁２８の外面には、開口３０の周囲にざぐり面部７０が形成され、このざぐり面部７０に隙間形成部材としてのピン７１が植設されている。このピン７１は、開口３０の周囲に沿って略等間隔に複数本、例えば１２本設けられる。ここで、図１０は、図９の正面壁２８における開口３０の周囲を示す斜視図である。

洗浄槽２３内に搬入されたウエハ１は、縦方向に起立した状態で、ウエハ１の受け渡し時（図５）、セット時または乾燥時（図７）にウエハ保持装置２４の負圧の作用により、また、後述のウエハ１の洗浄時またはリンス時（図８）には洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液の圧力（水圧）により、また、後述のウエハ１の洗浄時またはリンス時であって、洗浄液またはリンス液が洗浄槽２３内から排出された場合は（後述）、正面壁２８のピン７１とウエハ１の裏面３との接触点における洗浄液等の残存液の表面張力により、その裏面３における周縁部が上記ピン７１に接触して保持される。従って、ウエハ１は、表面２が洗浄槽２３内に臨み、裏面３が洗浄槽２３外に臨むようにして洗浄槽２３に装着されると共に、図９に示すように、上記ピン７１によってウエハ１と正面壁２８の開口３０周囲との間に環状の隙間７２を形成しつつ、この開口３０を閉塞する。

ウエハ１の洗浄時またはリンス時には、図８及び図１２に示すように、装置躯体２９の下部に設けられた洗浄槽給液口（洗浄用流体供給口）４９から洗浄液またはリンス液が洗浄槽２３内へ導かれる。この洗浄液またはリンス液は、洗浄槽２３内を上方へ向かって流動し、ウエハ１の表面２を洗浄またはリンスした後、第１オーバーフロー槽２６に一時貯溜される。この第１オーバーフロー槽２６に貯溜された洗浄液またはリンス液は、この第１オーバーフロー槽２６に設けられたオーバーフロー槽排液口５０及び排液パイプ７４を経て排液槽７５に貯溜され、この排液槽７５に設けられた排液口７６から排出される。排液口７６から排出される洗浄液は、図示しないフィルタ及び循環ポンプによってろ過された後、洗浄槽２３内に戻される。

図２及び図１２に示すように、洗浄槽２３内において、洗浄槽給液口４９とウエハ１の下端との間に、洗浄槽２３内へ供給する洗浄液又はリンス液の流れを整える長板状の整流板６１が配置されている。この整流板６１は、長手方向（図１４の左右方向）を１１の洗浄槽２３の幅方向（図１２の紙面に垂直な方向）に、幅方向（図１４の上下方向）を洗浄槽２３の奥行き方向（図１２の左右方向）に、それぞれ合わせて配置され、厚さ方向に貫通する孔６１ａ１、６１ｂ１が複数設けられている。これらの孔６１ａ１、６１ｂ１は、例えば図１４に示すように行列をなすように配置されている。ここで、図１４は、整流板６１の構成を示す平面図である。この整流板６１においては、長手方向中央部分６１ａの孔６１ａ１よりも外側部分６１ｂの孔６１ｂ１の方が内径が大きくなっている。

以上のように整流板６１の孔６１ａ１、６１ｂ１を構成したことにより、図１５に示すように、洗浄槽２３内のウエハ１上において、洗浄液又はリンス液が対流することなく、洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６側へ直線状に、かつ、高速で流れるため、効率よくムラなくウエハ１を洗浄することができる。ここで、図１５は、第１実施形態に係る洗浄槽２３をモデルとして、その中に配置されたウエハ１上における洗浄液又はリンス液の流れを解析した結果を示す図であり、表示された色の濃淡が流速を表している。この図１５では、ウエハ１上の流速が高速かつほぼ同一であって、下から上へ（洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６側へ）直線状に洗浄液又はリンス液が高速に流れることが分かる。よって、高速で洗浄液又はリンス液を安定供給することができるため、ウエハ１上の各点で洗浄液又はリンス液に触れる時間にほとんど差がなく、これによりウオーターマークの発生を防止することができる。

このウエハ１の洗浄時またはリンス時には、図１６において矢印で示すように、上記ピン７１によって形成された環状隙間７２を経て洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液が洗浄槽２３外へ流出し、この洗浄液またはリンス液がウエハ１の裏面３を洗浄またはリンスする。ここで、図１６は、図１２の一部を拡大するとともに洗浄液又はリンス液の流れを示す断面図である。環状隙間７２を経て洗浄槽２３外へ流出しウエハ１の裏面３を洗浄またはリンスした洗浄液またはリンス液は、洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液の圧力（水圧）の作用で、この洗浄槽２３内へ流入することがない。このため、ウエハ１の裏面３を洗浄またはリンスした洗浄液またはリンス液によってウエハ１の表面２が転写汚染されることがない。また、洗浄液またはリンス液が環状隙間７２を経て洗浄槽２３外へ流出し、ウエハ１の裏面３を洗浄等する過程において、ウエハ１の端面も洗浄またはリンスされる。

上述のように、ウエハ１の裏面３に洗浄液などの流体が流れることから、ウエハ１の洗浄時またはリンス時には、ウエハ保持装置２４は、保持装置用シリンダ７８によって正面壁２８の開口３０から離間し（図８）、ピン７１に接触したウエハ１から退避して当該ウエハ１の保持を解除する。このとき、ウエハ１は、洗浄槽２３内に供給された洗浄液またはリンス液の圧力（水圧）によってピン７１への接触状態が維持される。すなわち、ウエハ１は、洗浄槽２３内の洗浄液又はリンス液の圧力によって、ピン７１を介して正面壁２８に接触し、縦方向に起立した状態で保持される。よって、洗浄槽２３内にウエハ１を保持するための保持具を配置する必要がないため、洗浄槽２３を薄型化することができ、洗浄装置の占める面積を小さくするができ、さらに、洗浄に用いる流体の量を減少させることができる。

ここで、上記ピン７１の突出長さは、図９に示すように、正面壁２８において開口３０の上部に設置されたピン７１が下部に設置されたピン７１よりも大きく設定される。これにより、環状隙間７２の上方部分は下方部分よりも広く設定される。例えば、環状隙間７２の最上部の寸法が１．０ｍｍに、最下部の寸法が０．１ｍｍにそれぞれ設定される。環状隙間７２の下方部分が狭く設定されることで、図１２に示すウエハ１の洗浄時またはリンス時に、洗浄槽２３内に洗浄液またはリンス液が貯溜され易くなる。また、環状隙間７２の上方部分が広く設定されることで、ウエハ１の洗浄時またはリンス時に、環状隙間７２から流出する洗浄液またはリンス液によって、ウエハ１の裏面３の全面が均一に洗浄またはリンスされる。このウエハ１の裏面３の均一な洗浄またはリンスは、洗浄槽２３内を流れる洗浄液またはリンス液の流速との相乗効果で実現される。

図１０に示すように、正面壁２８の外面には、開口３０の周囲の下部に受け部材７３が設置される。この受け部材７３は、開口３０に沿って複数個、例えば４個設けられる。この受け部材７３がウエハ１を支持する上部は先細り形状に形成されて、ウエハ１の周縁を点接触状態で支持し、ウエハ１への汚染等が抑制される。また、受け部材７３の下部も先細り形状に形成されて、良好な液切れが実現される。

また、正面壁２８の外面には、図６、図８及び図１２に示すように、開口３０周囲の下部に第２オーバーフロー槽８０が設置される。この第２オーバーフロー槽８０は、環状隙間７２から流出してウエハ１の裏面３を洗浄またはリンスした洗浄液またはリンス液を受け取って集め一時貯溜するものである。この第２オーバーフロー槽８０に集められた洗浄液またはリンス液は、排液パイプ８１を経て排液槽７５へ導かれ、第１オーバーフロー槽２６からの洗浄液またはリンス液と共に、排液槽７５の排液口７６から排出される。第２オーバーフロー槽８０から排液槽７５へ導かれた洗浄液も、第１オーバーフロー槽２６から排液槽７５へ導かれた洗浄液と共に、前述の如く、図示しないフィルタ及び循環ポンプによってろ過されて、洗浄槽２３内へ戻される。

上記洗浄槽２３は、後述の如く石英板５３によって間接槽５２と区画されるが、この洗浄槽２３内におけるウエハ１と石英板５３との間の寸法Ｌ１（図１２）は、洗浄槽給液口４９が設けられた洗浄槽２３の下部の寸法Ｌ２や、第１オーバーフロー槽２６に連設する洗浄槽２３の上部の寸法Ｌ３よりも狭く設定される。これにより、洗浄槽２３の中央部を流動する洗浄液またはリンス液の流速が上がり、洗浄槽２３に配設されたウエハ１の表面２の洗浄効率またはリンス効率の向上が図られると共に、環状隙間７２から流出する洗浄液またはリンス液によるウエハ１の裏面３全面の均一な洗浄またはリンスが実現される。例えば、上記寸法Ｌ１は約５ｍｍに、上記寸法Ｌ２及びＬ３は約３５ｍｍにそれぞれ設定される。

図２、図８及び図１２に示すように、超音波振動装置２５は、超音波振動子５１、間接槽５２、石英板５３及び図示しない高周波発振器を有して構成される。前述の如く間接槽５２は、石英板５３を介して洗浄槽２３に隣接し、超音波伝達媒体としての純水を満たす。間接槽５２には、下部に間接槽給排液口５４が、上部に間接槽オーバーフロー口５５がそれぞれ形成され、間接槽給排液口５４から新鮮な純水が間接槽５２内へ導入され、この間接槽５２内の純水が間接槽オーバーフロー口５５を経て排水されたことを確認して超音波振動装置２５が作動する。

上記超音波振動子５１は間接槽５２の背面に装着され、この超音波振動子５１と石英板５３とは、洗浄槽２３に装着されたウエハ１に対向して略平行に配置される。上記高周波発振器からの高周波信号が超音波振動子５１へ送信されることによって、この超音波振動子５１が超音波振動し、この超音波振動が間接槽５２内の純水及び石英板５３を経て、洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液へ至り、ウエハ１の表面２を超音波洗浄またはリンスする。更に、洗浄槽２３内へ至った超音波振動は、ウエハ１を経て、このウエハ１の裏面３を流れる洗浄液またはリンス液へ伝播され、ウエハ１の裏面３を超音波洗浄またはリンスすることが可能であり、ウエハ１の表面２及び裏面３のそれぞれの全面を均一に洗浄またはリンス可能となっている。この超音波の作用により、アルカリ洗浄液によるウエハ１の洗浄効率、及びこのアルカリ洗浄後のリンス液（純水）によるリンス効率が向上する。

図２、図６及び図７に示すように、乾燥用流体供給槽２７は、洗浄槽２３内に流体を供給するべく、複数個の２流体ノズル５６、純水ノズル５７及びガス供給部５８を有して構成され、上記２流体ノズル５６は、圧搾空気の高速の流れを利用して液体を微粒化するノズルであって、有機溶剤供給口５９及び不活性ガス供給口６０が接続される。また、図２に示すように、有機溶剤供給口５９には、有機溶剤を供給するためのパイプ５９ａが接続される。パイプ５９ａは、アースに接続され、かつ、水や、高純度薬液に対して金属イオンの溶出を抑えたＳＵＳ配管によって構成され、該パイプ５９ａには、面状発熱体としてのラバーヒーター５９ｂが巻き付けられている。

有機溶剤供給口５９を経て２流体ノズル５６へ供給される有機溶剤は、水溶性で且つウエハ１に対する純水の表面張力を低下させて、乾燥を促進しうるアルコール類、ケトン類またはエーテル類から選択され、本実施形態ではＩＰＡ（Ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌａｌｃｏｈｏｌ）が用いられ、上記ラバーヒーター５９ｂにより、例えば４０℃に加熱されて、２流体ノズル５６へと至る。また、不活性ガス供給口６０を経て２流体ノズル５６へ供給される不活性ガスは、有機溶剤であるＩＰＡと同時に供給されて安全性を確保するものであり、本実施形態では窒素ガス（Ｎ_２）が用いられ、予めヒーター（図示せず）により、高温（例えば１５０℃）に加熱されて、２流体ノズル５６へ供給される。２流体ノズル５６へ高温のＩＰＡと窒素ガスが供給されることで、この２流体ノズル５６がＩＰＡミストを生成する。尚、上記有機溶剤の加熱は、上記ラバーヒーター５９ｂによることのみならず、例えば、予めヒーターで加熱された不活性ガスのタンク内に、有機溶剤供給口５９に接続されるパイプ５９ａを挿通して、既に加熱された不活性ガスの熱を利用することによって有機溶剤の加熱を行うことも可能である。ここで、２流体ノズル５６へ供給される窒素ガスの温度は、洗浄、リンス、乾燥に用いる流体の種類に応じた高温とし、これらの流体の沸点よりも高いことが好ましい。本実施形態では、窒素ガスの温度を、リンス液として用いる純水の沸点である１００°Ｃ（大気圧）よりも高く設定する。

２流体ノズル５６で生成されたＩＰＡミストは、流体自体が高温に維持されているため、ノズルからの噴射とほぼ同時にミストから蒸気へと気化してＩＰＡベーパーとなり、ＩＰＡベーパーが、洗浄槽２３内へ導かれる。洗浄槽２３内で洗浄されリンスされたウエハ１へ上記ＩＰＡベーパーが導かれることで、ウエハ１の表面２に付着した水分が、蒸発しやすいＩＰＡベーパー雰囲気下となり、このウエハ１の表面２の乾燥が促進される。このＩＰＡベーパーは、リンス液としての純水が洗浄槽２３内から排水された後に、この洗浄槽２３内へ導入される。

ガス供給部５８は、図示しないヒーターのｏｎ又はｏｆｆにより常温又は高温の窒素ガス（Ｎ_２）を洗浄槽２３内に供給するものである。ウエハ１が疎水性である場合に、２流体ノズル５６にてＩＰＡベーパーを生成する前に常温の窒素ガス（ヒーターｏｆｆ）を噴射して、洗浄槽２３内で洗浄されリンスされた上記疎水性のウエハ１を常温の窒素ガスの雰囲気下とする。また、上述の常温の窒素ガスは、リンス液としての純水が洗浄槽２３内から排水される過程で、この排水と同時に洗浄槽２３内へ噴射される。

また、ウエハ１の乾燥は、上述したガス供給部５８より、ヒーター（図示せず）により加熱された高温の不活性ガス、本実施形態では高温の窒素ガス（ＨＯＴＮ_２）が洗浄槽２３内のＩＰＡベーパー雰囲気下のウエハ１の表面２へ供給されることにより、急速に達成される。ガス供給部５８から洗浄槽２３内へ高温の窒素ガスが導かれる際には、洗浄槽２３の下部に設けられたガス排気口６２（図６、図１２）から余剰の窒素ガスが排気される。

洗浄槽２３内へ洗浄液が供給されて、この洗浄槽２３内のウエハ１を洗浄する際、または洗浄槽２３内へリンス液（純水）が供給されて、この洗浄槽２３内のウエハ１がリンスされる際に、この洗浄槽２３内の不要なガスは、ガス排気口６４から排気される（図６、図７及び図１２）。また、洗浄槽２３内の洗浄液、リンス液（純水）は、排液口６５から排液される。

また、乾燥工程において、高温の乾燥用流体により熱を帯びた洗浄槽２３の温度の一定化（冷却）及び槽内の洗浄を行うべく、純水ノズル５７から、純水（ＤＩＷ）が装置躯体２９の内側表面に供給される（図２、図３、図６及び図１２）。純水ノズル５７は、洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間している状態で純水を洗浄槽２３へと供給するものであり、洗浄槽２３内に純水を貯留せずに冷却・洗浄を行う必要があるため、純水を装置躯体２９の内側及び石英板５３の表面に沿って流れるように供給し、洗浄槽２３内の冷却及び洗浄を行う。そのため、純水ノズル５７は、図２、図４及び図１２に示すように、その供給口が装置躯体２９の内側表面に接するよう取り付けられている。洗浄槽２３内に供給された純水は、排液口６５を経て排液される。

接続口８５、８６（図２から図８）は、洗浄槽２３内の液面を検出する液面検出センサー８９（図６にのみ図示）が配されたパイプ８７（図６にのみ図示）へと繋がり、接続口８５は、洗浄槽２３側面であって、第１オーバーフロー槽２６に対応する位置に設けられており、接続口８６は、洗浄槽２３側面であって、洗浄槽給液口４９の下方、即ち、洗浄槽２３の最下部に設けられている。液面検出センサー８９は、静電容量近接センサー等のパイプ８７内の液体の有無を確認しうる手段によって構成され、継手８７ａ（図６にのみ図示）によって接続口８５、８６に連結された鉛直方向に配されるパイプ８７に取り付けられるものである。詳しくはウエハ保持装置２４が備える最も下方に配された凹部４７の下端に対応する位置に取り付けられる。これによって、リンス終了後、リンス液を排液して乾燥工程に移行する場合、リンス液の液面が、ウエハ保持装置２４の最も下方の凹部４７の下端より下がったことを液面検出センサー８９により確認してウエハ保持装置２４を正面壁２８の開口３０内へと進入させて、ウエハ１の裏面３を保持することが可能であり、排液時に環状隙間７２を経て洗浄槽２３外へ流出するリンス液が、凹部４７の先端内側に形成された凹部４７に浸入することを防止することが可能である。

上述のように、洗浄装置１１では、ウエハ１の搬入後、正面壁２８を装置躯体２９に当接した状態のまま、洗浄、リンス、乾燥を順次行うため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。

次に、上述の洗浄装置（乾燥装置）１１の作用を、図１７及び図１８を用いて説明する。図１７は、洗浄装置１１における動作の一部を示すフローチャートであり、図１８は、洗浄装置１１における動作の残部を示すフローチャートである。

洗浄装置１１は、搬送用ロボット１５によりウエハ１を洗浄槽２３内へ搬入し、このウエハ１の表面２を洗浄槽２３内に、ウエハ１の裏面３を洗浄槽２３外に臨ませ、ウエハ１と正面壁２８との間に環状隙間７２を設けて、このウエハ１を洗浄槽２３に装着するウエハ１の搬入工程（ステップＳ１〜Ｓ５）と、洗浄槽２３内で洗浄液を流動させ、この洗浄液に接液するウエハ１の表面２を洗浄しリンスすると共に、洗浄槽２３内の洗浄液またはリンス液の圧力（水圧）の作用で上記環状隙間７２から流出する洗浄液またはリンス液により、ウエハ１の裏面３をリンスする洗浄・リンス工程（ステップＳ６〜Ｓ２２）と、この洗浄・リンス工程の終了後に、ウエハ１を洗浄槽２３内に装着した状態でＩＰＡベーパー、純水ミスト、高温窒素ガスを洗浄槽２３内へ導き、上記ウエハ１を乾燥する乾燥工程（ステップＳ２３〜Ｓ２７）と、上記洗浄、リンス及び乾燥処理されたウエハ１を、搬送用ロボット１５により洗浄槽２３外へ搬出するウエハ１の搬出工程（ステップＳ２８〜Ｓ３１）とを有する。これらの各工程を更に詳説する。

［搬入工程］
ウエハ１の搬入工程では、まず、ウエハ搬送容器（所謂フープ）（不図示）が容器オープナーによって開けられ（Ｓ１）、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄがウエハ搬送容器内のウエハ１の表面２を非接触状態で保持する（Ｓ２）。そして、後述するステップ２９において純水ノズル５７より洗浄槽２３内に供給されている純水の供給が停止される（Ｓ３）。即ち、現在処理されているウエハ１の１つ前に処理されたウエハの乾燥工程において、高温の乾燥用流体により熱を帯びた洗浄槽２３内の温度の一定化（冷却）及び槽内の洗浄を行うべく、純水ノズル５７より、純水が、装置躯体２９及び石英板５３の表面に供給されているが、ウエハ１が洗浄槽２３内に装着されるのに備え、純水の供給が停止される。

次に、図３乃至図５に示すように、洗浄装置配置部１２における洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間し、正面壁２８の開口３０内に進入して位置付けられたウエハ保持装置２４が、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄに保持されたウエハ１の裏面３を非接触状態で保持して、搬送用ロボット１５からウエハ１を受け取る（Ｓ４）。この状態では、ウエハ１が正面壁２８のピン７１に接触して、ウエハ１と正面壁２８の開口３０周囲との間に環状隙間７２が形成され、図６及び図７に示すように、引き続き正面壁２８が装置躯体２９に当接して洗浄槽２３が構成されると同時に、ウエハ１が洗浄槽２３内に装着される（Ｓ５）。従って、ウエハ１の搬入出時に正面壁２８を装置躯体２９から離間するように退避させ、その後正面壁２８を装置躯体２９に当接させる構成としたことにより、洗浄槽２３内に搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄを入れる空間を用意する必要がないため、洗浄槽２３を薄型化することができ、洗浄装置の占める面積を小さくするができ、さらに、洗浄用流体の量を減少させることができる。

［洗浄・リンス工程］
洗浄・リンス工程では、図８及び図１２に示すように、洗浄槽給液口４９から整流板６１を介してアルカリ洗浄液が洗浄槽２３内へ供給されると共に（Ｓ６）、間接槽５２内へ間接槽給排液口５４から純水が供給される（Ｓ７）。このアルカリ洗浄液の供給開始時に、保持装置用シリンダ７８の後退動作によってウエハ保持装置２４が正面壁２８の開口３０外へ退避されて、ウエハ１の裏面３が洗浄槽２３内のアルカリ洗浄液の圧力（水圧）によりピン７１に接触して保持され（Ｓ８）、更にこのウエハ１が受け部材７３に支持されると共に、ガス排気口６４が開操作される。従って、ウエハ１は、洗浄槽２３内の洗浄液又はリンス液の圧力によって保持されるため、洗浄槽２３内にウエハ１を保持するための保持具を配置する必要がなく、洗浄槽２３を薄型化することができ、洗浄装置の占める面積を小さくすることができ、さらに、洗浄に用いる流体の量を減少させることができる。また、正面壁２８が装置躯体２９に当接した状態で洗浄、リンス、乾燥が行われるため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。

洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から整流板６１を介して第１オーバーフロー槽２６へ向かってアルカリ洗浄液が流動し、このアルカリ洗浄液の一部が環状隙間７２から洗浄槽２３外へ流出し、第２オーバーフロー槽８０を経て排液槽７５に至り、洗浄槽２３内のアルカリ洗浄液の大部分が第１オーバーフロー槽２６を経て排液槽７５へ至る。この排液槽７５内のアルカリ洗浄液は、ろ過され洗浄槽給液口４９を経て洗浄槽２３内へ戻り循環する。この間に、間接槽５２内で間接槽給排液口５４から間接槽オーバーフロー口５５へ向かって新鮮な純水が流動する。純水が間接槽５２内を流れる間に超音波振動装置２５が作動して、この超音波及びアルカリ洗浄液によりウエハ１の表面２及び裏面３を洗浄する（Ｓ９）。この場合、アルカリ洗浄液が環状隙間７２を経て洗浄槽２３外へ流出し、ウエハ１の裏面３を洗浄する過程において、ウエハ１の端面も洗浄される。また、整流板６１の存在により、洗浄槽２３内のウエハ１上において、洗浄液又はリンス液が対流することなく、洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６へ直線状に、かつ、高速で流れ、これにより効率よくムラなくウエハ１を洗浄することができる。さらに、高速で洗浄液又はリンス液を安定して供給することができるため、ウエハ１上の各点で洗浄液又はリンス液に触れる時間にほとんど差がなくなり、これによりウオーターマークの発生を防止することができる。

このアルカリ洗浄終了後、洗浄槽２３内のアルカリ洗浄液を排液口６５を経て排液し、超音波振動装置２５を停止し（Ｓ１０）、洗浄槽２３からアルカリ洗浄液が排液される。この場合、洗浄槽２３内の洗浄液が排出され、貯液されていないものの、正面壁２８のピン７１とウエハ１の裏面３との接触点に洗浄液が残ることにより、その表面張力により、ウエハ１の裏面３における周縁部が上記ピン７１に接触して縦方向に起立した状態のまま保持される。アルカリ洗浄液の排液後、洗浄槽給液口４９を経て洗浄槽２３内にリンス液としての純水（ＤＩＷ）を整流板６１を介して導く（Ｓ１１）。ウエハ１の裏面３がリンス液の圧力（水圧）によりピン７１に接触して保持され、更にこのウエハ１が受け部材７３に支持される。

このリンス液が洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から整流板６１を介して第１オーバーフロー槽２６に向かって流動し、環状隙間７２から流出する間に超音波振動装置２５を作動して、ウエハ１の表面２及び裏面３をリンス液によりリンスする（Ｓ１２）。このリンス時に、第１オーバーフロー槽２６及び第２オーバーフロー槽８０から排液槽７５を経て排水されたリンス液は廃棄されて、洗浄槽２３内には洗浄槽給液口４９から新鮮なリンス液（純水）が供給される。

上記リンス終了後に、超音波振動装置２５を停止し、洗浄槽２３内から排液口６５を経てリンス液を排液する（Ｓ１３）。この場合、正面壁２８のピン７１とウエハ１の裏面３との接触点にリンス液が残ることにより、その表面張力により、ウエハ１の裏面３における周縁部が上記ピン７１に接触して縦方向に起立した状態のまま保持される。超音波振動装置２５の停止と同時に間接槽５２内への純水の供給が停止され（Ｓ１４）、間接槽５２内の純水が間接槽給排液口５４を経て排液される（Ｓ１５）。

次に、酸洗浄液が洗浄槽給液口４９から整流板６１を介して洗浄槽２３内へ供給される（Ｓ１６）。これにより、ウエハ１の裏面３が洗浄槽２３内の酸洗浄液の圧力（水圧）によりピン７１に接触して保持され、更にこのウエハ１が受け部材７３に支持される。この酸洗浄液は、洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から整流板６１を介して第１オーバーフロー槽２６へ向かって流動し、この酸洗浄液の一部が環状隙間７２から洗浄槽２３外へ流出し、第２オーバーフロー槽８０を経て排液槽７５へ至り、洗浄槽２３内の酸洗浄液の大部分が第１オーバーフロー槽２６を経て排液槽７５へ至る。この排液槽７５内の酸洗浄液は、ろ過され、洗浄槽給液口４９を経て洗浄槽２３内へ戻り循環する。このように循環する酸洗浄液が、ウエハ１の表面２及び裏面３を洗浄する（Ｓ１７）。この場合、酸洗浄液が環状隙間７２を経て洗浄槽２３外へ流出し、ウエハ１の裏面３を洗浄する過程において、ウエハ１の端面も洗浄される。

この酸洗浄の終了後、洗浄槽２３内の酸洗浄液を排液口６５を経て排液する（Ｓ１８）。この場合、正面壁２８のピン７１とウエハ１の裏面３との接触点に洗浄液が残ることにより、その表面張力により、ウエハ１の裏面３における周縁部が上記ピン７１に接触して縦方向に起立した状態のまま保持される。洗浄槽２３内からの酸洗浄液の排液後に、この洗浄槽２３内へ洗浄槽給液口４９から整流板６１を介してリンス液としての純水（ＤＩＷ）を供給する（Ｓ１９）。これにより、ウエハ１の裏面３がリンス液の圧力（水圧）によりピン７１に接触して保持され、更にこのウエハ１が受け部材７３に支持される。

このリンス液が洗浄槽２３内で洗浄槽給液口４９から整流板６１を介して第１オーバーフロー槽２６へ向かって流動し、環状隙間７２から流出する間にウエハ１の表面２及び裏面３をリンスする（Ｓ２０）。この場合、リンス液が環状隙間７２を経て洗浄槽２３外へ流出し、ウエハ１の裏面３をリンスする過程において、ウエハ１の端面もリンスされる。このリンス時に、第１オーバーフロー槽２６及び第２オーバーフロー槽８０から排液槽７５を経て排水されたリンス液は廃棄され、洗浄槽２３内には洗浄槽給液口４９から新鮮なリンス液（純水）が供給される。

上記リンス終了後に乾燥工程へ移行し、洗浄槽２３内から排液口６５を経てリンス液を排液する（Ｓ２１）。リンス液の排液時、図６に示す液面検出センサー８９により、リンス液の液面が、ウエハ保持装置２４（基部４５）の縦方向上部に配置した凹部４７の下端より下がったことを確認、即ち、リンス液が液面検出センサー８９より上方に存在しないことを検出して、図６及び図７に示すように、保持装置用シリンダ７８を前進動作させてウエハ保持装置２４を正面壁２８の開口３０内へ進入させて位置付け、ウエハ１の裏面３をウエハ保持装置２４によりピン７１に接触して保持する（Ｓ２２）。

［乾燥工程］
Ｓ２２で、ウエハ１の裏面３をウエハ保持装置２４により保持したとき、ウエハ１が疎水性であれば（Ｓ２３）、洗浄槽２３からのリンス液（純水）の排液と同時に、乾燥用流体供給槽２７におけるガス供給部５８から常温の窒素ガスを噴射して洗浄槽２３内へ導く（Ｓ２４）。疎水性のウエハ１を常温の窒素ガスの雰囲気下とすることで、次工程で洗浄槽２３内に噴射されるＩＰＡベーパーがウエハ１に馴染みやすい状態とするものである。そして、ガス供給部５８からの常温の窒素ガスの噴射開始時から所定時間経過後に、常温の窒素ガスの噴射を停止して（Ｓ２５）、次に述べるＩＰＡベーパーの噴射へ移行する。

上記ステップＳ２０のリンス液（純水）排液後に、ステップＳ２３においてウエハ１が疎水性でない場合には、洗浄槽２３内から排液口６５を経てリンス液が排液された後に、乾燥用流体供給槽２７における２流体ノズル５６からＩＰＡベーパーを噴射する（Ｓ２６）。このＩＰＡベーパーの噴射開始前にガス排気口６４が閉操作される。ＩＰＡベーパーが洗浄槽２３内へ導かれることで、洗浄槽２３内がＩＰＡ雰囲気下になり、次工程（Ｓ２７）の高温の窒素ガスによる乾燥が促進されやすい状態となる。この場合、図１１〜図１３に示すように、ウエハ保持装置２４のカバー４６は、正面壁２８に当接し、カバー４６のシール部材４６ａが正面壁２８に密着しているため、カバー４６と正面壁２８とのシール性が良好に確保されており、図１３において矢印で示すように、カバー４６によりＩＰＡベーパーが正面壁２８とウエハ保持装置２４との隙間から拡散してしまうことが防止され、ウエハ１の裏面もＩＰＡベーパー雰囲気下となり、ウエハ１の裏面においても、次工程（Ｓ２７）の高温の窒素ガスによる乾燥が促進されやすい状態となる。

上記ＩＰＡベーパー供給終了後に、乾燥用流体供給槽２７におけるガス供給部５８から高温の窒素ガス（ＨＯＴＮ_２）が洗浄槽２３内へ供給されて、洗浄槽２３内のＩＰＡが気化され、ウエハ１の表面２及び裏面３が急速に乾燥される（Ｓ２７）。この高温の窒素ガスによるウエハ１の乾燥時には、ウエハ保持装置２４へ導入されて凹部４７において旋回流を形成するガスにも高温の窒素ガスが混入されて、ウエハ保持装置２４が非接触状態で保持するウエハ１が裏面からも加温されるとともに、ウエハ保持装置２４の内側中心に設けられた乾燥用流体供給孔４８からも高温の窒素ガスを噴射することにより、このウエハ１からの乾燥がより促進される。更に、この高温の窒素ガスによる乾燥時にはガス排気口６２（図６）が開操作されて、窒素ガスが洗浄槽２３外へ排気される。

［搬出工程］
上述の乾燥工程終了後にウエハ１の搬出工程へ移行し、図５に示すように、洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間する（Ｓ２８）。そして、乾燥工程において、高温の乾燥用流体により熱を帯びた洗浄槽２３内の温度の一定化（冷却）及び槽内の洗浄を行い、次に処理されるウエハに備えるべく、純水ノズル５７より純水を装置躯体２９及び石英板５３の表面に沿って流れるように供給し、洗浄槽２３内の冷却及び洗浄を行う（Ｓ２９）。洗浄槽２３内に供給された純水は、排液口６５を経て排液される。この純水ノズル５７からの純水の供給は、現在のウエハ１の処理が終了し、次にウエハ搬送容器１７から搬入されるウエハの処理工程において、洗浄装置１１の正面壁２８が装置躯体２９から離間し、ウエハ保持装置２４が、搬送用ロボット１５からウエハ１を非接触状態で受け取るまで（Ｓ４）続けられる（純水の供給停止：Ｓ３）。この後、図４に示すように、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄが正面壁２８と装置躯体２９との間に入り、ウエハ１の表面２を非接触状態で保持して、洗浄装置１１のウエハ保持装置２４からウエハ１を受け取る（Ｓ３０）。この搬送用ロボット１５は、ウエハ搬送容器（フープ）が開操作された時点で、受け取ったウエハ１をウエハ搬送容器内へ収納する（Ｓ３１）。

なお、上記実施形態では、洗浄槽２３から洗浄液またはリンス液を排液する際には、正面壁２８のピン７１とウエハ１の裏面３との接触点における洗浄液等の残存液の表面張力により、ウエハ１を縦方向に起立した状態のまま保持するものを述べたが、排液の度に保持装置用シリンダ７８の作用でウエハ保持装置２４が正面壁２８の開口３０内に進入し、このウエハ保持装置２４がウエハ１の裏面３を保持することにより、非接触保持を確実化させてもよい。

また、上記実施形態では、洗浄装置１１のウエハ保持装置２４が、旋回流により発生する負圧の作用でウエハ１の裏面３を非接触状態で保持するものを述べたが、例えば上記実施形態において、正面壁２８に設けられたピン７１を略真空圧の作用により吸引する吸引保持装置とし、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄにより正面壁２８の内側に位置付けられたウエハ１の裏面３の周縁部を上記ピン７１に吸着させて、当該ウエハ１を正面壁２８に装着してもよい。この場合には、ウエハ保持装置２４及び保持装置用シリンダ７８を省略できるので、洗浄装置１１の構造を簡素化できると共に、洗浄装置１１の動作も容易化できる。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。
（１）ウエハ１の搬入出時に正面壁２８を装置躯体２９から離間するように退避させ、その後正面壁２８を装置躯体２９に当接させる構成としたことにより、洗浄槽２３内に搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄを入れる空間を用意する必要がないため、洗浄槽２３を薄型化することができ、洗浄装置の占める面積を小さくするができ、さらに、洗浄用流体の量を減少させることができる。
（２）ウエハ１は、洗浄槽２３内の洗浄液又はリンス液の圧力によって、ピン７１を介して正面壁２８に接触し、縦方向に起立した状態で保持される。よって、洗浄槽２３内にウエハ１を保持するための保持具を配置する必要がないため、洗浄槽２３を薄型化することができ、洗浄装置の占める面積を小さくすることができ、さらに、洗浄に用いる流体の量を減少させることができる。
（３）正面壁２８が装置躯体２９に当接した状態で洗浄、リンス、乾燥が行われるため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。
（４）整流板６１において、長手方向中央部分６１ａの孔６１ａ１よりも外側部分６１ｂの孔６１ｂ１の方の内径を大きくしているため、洗浄槽２３内のウエハ１上において、洗浄液又はリンス液が対流することなく、洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６へ直線状に、かつ、高速で流れ、これにより効率よくムラなくウエハ１を洗浄することができる。
（５）整流板６１を上記構成としたことにより、高速で洗浄液又はリンス液を安定供給することができるため、ウエハ１上の各点で洗浄液又はリンス液に触れる時間にほとんど差がなくなり、これによりウオーターマークの発生を防止することができる。
（６）ウエハ１の搬入後、正面壁２８を装置躯体２９に当接した状態のまま、洗浄、リンス、乾燥を順次行うため、洗浄用流体の蒸発や異物の混入を防止することができ、ウオーターマークがつきにくい環境を実現することができる。

つづいて本発明の第２実施形態について図１９を参照しつつ説明する。図１９は、第２実施形態の洗浄装置９０の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

第２実施形態の洗浄装置９０では、第１実施の形態において、正面壁２８の開口３０の周囲に設けられたざぐり面部７０及びこのざぐり面部７０に隙間形成部材として植設されたピン７１が存在せず、ウエハ１の裏面３の周縁部が正面壁２８に密着されて環状隙間７２が存在しない構成となっている。ウエハ１の裏面３の周縁部が正面壁２８に密着されて、正面壁２８の開口３０を閉塞するため、洗浄槽２３から洗浄液またはリンス液が流出しない。従って、ウエハ１の表面のみが洗浄またはリンスされ、裏面３は洗浄またはリンスされない、片面のみ洗浄またはリンスされる構成となっている。洗浄槽２３からウエハ１の裏面３側に洗浄液またはリンス液が流出しないため、ウエハ保持装置２４を正面壁２８から退避させる必要がなく、正面壁２８とウエハ保持装置２４とが結合されて、一体に移動可能な構成となっている。

その構成を具体的に説明すると、洗浄槽２３は、一側壁としての正面壁２８と、この正面壁２８以外の装置躯体２９とが当接して扁平のボックス形状に構成され、この正面壁２８にウエハ１の外形に対応する形状の開口３０が形成される。また、正面壁２８の内面に、開口３０の周囲に沿ってＯリング等のシール部材３１が配設される。正面壁２８の内面には、更に、シール部材３１の外側で装置躯体２９に当接し得る位置にシール部材３２が配設される。

ウエハ保持装置２４は、正面壁２８の開口３０内に位置づけられた状態で、正面壁２８に支持部材２８ａを介して結合され、この正面壁２８と一体に移動可能とされる。従って、正面壁２８が装置躯体２９から離間したときに、搬送用ロボット１５のハンド部２０Ｄがウエハ１の表面２を非接触状態で保持して正面壁２８と装置躯体２９との間に入り、このときウエハ保持装置２４が負圧の作用で、正面壁２８の外側から開口３０を通して上記ウエハ１の裏面３を非接触状態で保持して、ウエハ１がウエハ保持装置２４に受け渡され、洗浄装置９０の洗浄槽２３内に搬入される。ウエハ１が洗浄槽２３内に搬入された後に、正面壁２８が装置躯体２９に当接して洗浄槽２３が構成される。

ウエハ１の裏面３がウエハ保持装置２４に非接触状態で保持されることによって、ウエハ１は、洗浄槽２３内で縦方向に起立し、且つ裏面３の周縁部が正面壁２８のシール部材３１に密着されて正面壁２８の開口３０を閉塞し、表面２が洗浄槽２３内に臨み、裏面３が洗浄槽２３外に臨むようにして洗浄槽２３に装着される。ウエハ１の裏面３の周縁部が正面壁２８のシール部材３１に密着されると共に、正面壁２８のシール部材３２が装置躯体２９に密着されることで、洗浄槽２３は液密状態に確保される。また、洗浄槽２３内が洗浄液等の流体で満たされている状態においては、ウエハ１に対する流体の水圧により、ウエハ１の裏面３の周縁部が正面壁２８のシール部材３１に密着されている。すなわち、シール部材３１を介して正面壁２８に接触しつつ起立した状態で保持される。よって、ウエハ保持装置２４を作動させない場合であっても、液密状態が確保される。また、ウエハ１の表面２が洗浄槽２３内に臨み、裏面３が洗浄槽２３外に臨むことで、洗浄槽２３内の洗浄液にウエハ１の表面２が接液し、ウエハ１の裏面３は接液しないように構成される。

また、洗浄槽２３内においては、第１実施形態と同様に、洗浄槽給液口４９とウエハ１の下端との間に、洗浄槽２３内へ供給する洗浄液又はリンス液の流れを整える長板状の整流板６１が配置されている。この整流板６１の構成及び配置は、第１実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。

高周波発振器からの高周波信号が超音波振動子５１へ供給されることによって、この超音波振動子５１が超音波振動し、この超音波振動が間接槽５２内の純水及び石英板５３を経て、洗浄槽２３に装着されたウエハ１の表面２へ照射され、表面２のみの洗浄が行われる。この場合、ウエハ１の裏面３の周縁部のみが正面壁２８のシール部材３１に密着された状態で洗浄されるため、ウエハ１の端面も洗浄される。なお、その他の構成、作用、効果は第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第３実施形態について図２０〜図２２を参照しつつ説明する。図２０は、第３実施形態の洗浄装置９０の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。図２１は、第３実施形態に係る整流板１６１の構成を示す平面図である。図２２は、第３実施形態に係る洗浄槽２３内のウエハ１上の洗浄液又はリンス液の流れの解析結果を示す図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

第３実施形態に係る洗浄装置１００は、装置全体が水平面Ｈに対して角度αだけ傾斜している点、ウエハ保持装置２４を設ける必要がない点、及び、第１実施形態の整流板６１に代えて図２１に示す整流板１６１を用いている点が第１の実施形態と異なる。

洗浄装置１００は、正面壁２８よりも正面壁２８に対向する側壁としての石英板５３の方が高くなるように構成され、そのため正面壁２８が角度α傾斜している。このような構成としたため、ウエハ１は、重力により、ピン７１を介して正面壁２８に立て掛けられた状態となり、起立状態で保持される。従って、ウエハ保持装置２４を配する必要がなく、洗浄装置１１を薄型化できるとともに、簡易な構成とすることが可能である。

ここで、この角度αは、ウエハ１の保持の観点からは大きいことが好ましいが、ウエハ１上を流れる洗浄液又はリンス液の流れの均一性も考慮すると、０°＜α≦１０°が好ましく、３°であることがより好ましい。

整流板１６１は、整流板６１と同様に、長手方向（図２１の左右方向）を洗浄装置１００の洗浄槽２３の幅方向（図２１の紙面に垂直な方向）に、幅方向（図２１の上下方向）を洗浄槽２３の奥行き方向（図２１の左右方向）に、それぞれ合わせて配置され、厚さ方向に貫通する孔１６１ａ１、１６１ｂ１、１６１ｃ１が複数設けられている。これらの孔１６１ａ１、１６１ｂ１は、１６１ｃ１は、例えば図２１に示すように行列をなすように配置されている。この整流板１６１においては、長手方向中央部分１６１ａの孔１６１ａ１よりも周縁部分１６１ｃの孔１６１ｃ１の方が内径が大きく、周縁部分１６１ｃの孔１６１ｃ１よりも中間部分（外側部分）１６１ｂの孔１６１ｂ１の方が内径が大きくなっている。

洗浄装置１００を角度αだけ傾け、上述のように整流板６１の孔１６１ａ１、１６１ｂ１、１６１ｃ１を構成したことにより、図２２に示すように、洗浄槽２３内のウエハ１上において、洗浄液又はリンス液が対流することなく、洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６側へ直線状に、かつ、高速で流れるため、効率よくムラなくウエハ１を洗浄することができる。ここで、図２２は、第３実施形態に係る洗浄槽２３において角度αを３度としたモデルにおいて、洗浄槽２３内に配置されたウエハ１上における洗浄液又はリンス液の流れを解析した結果を示す図であり、表示された色の濃淡が流速を表している。この図２２では、ウエハ１上の流速が高速かつほぼ同一であって、下から上へ（洗浄槽給液口４９から第１オーバーフロー槽２６側へ）直線状に洗浄液又はリンス液が高速に流れることが分かる。よって、高速で洗浄液又はリンス液を供給することができるため、ウエハ１上の各点で洗浄液又はリンス液に触れる時間にほとんど差がなく、これによりウオーターマークの発生を防止することができる。

なお、第３実施形態は、第１実施形態に係る洗浄装置１１を角度α傾斜させたものであったが、これに代えて、第２実施形態に係る洗浄装置９０を同様に角度α傾斜させたものであってもよい。また、その他の構成、作用、効果は第１実施形態と同様である。

本発明の第１実施形態に係る洗浄装置の待機状態を、斜め正面側から目視して示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る洗浄装置の待機状態を、斜め背面側から目視して示す斜視図である。図１の洗浄装置のウエハ搬入出状態を示す正面図である。図３のＩＶ矢視図である。図１の洗浄装置のウエハ受け渡し状態を示す側面図である。図１の洗浄装置のウエハセット状態またはウエハ乾燥状態を示す正面図である。図６のＶＩＩ矢視図である。図１の洗浄装置のウエハ洗浄状態またはウエハリンス状態を示す側面図である。図７の一部を拡大して示す断面図である。図９の正面壁における開口周囲を示す斜視図である。図１の洗浄装置におけるウエハ保持装置を、保持装置用シリンダと共に示す斜視図である。図１の洗浄装置の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。図１０の一部を拡大するとともにＩＰＡベーパーの流れを示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る整流板の構成を示す平面図である。本発明の第１実施形態に係る洗浄槽内のウエハ上の洗浄液又はリンス液の流れの解析結果を示す図である。図１２の一部を拡大するとともに洗浄液又はリンス液の流れを示す断面図である。図２の洗浄装置における動作の一部を示すフローチャートである。図２の洗浄装置における動作の残部を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る洗浄装置の原理を説明するための概略構成を示す断面図である。本発明の第３実施形態に係る洗浄装置の構成を示す側面図である。本発明の第３実施形態に係る整流板の構成を示す平面図である。本発明の第３実施形態に係る洗浄槽内のウエハ上の洗浄液又はリンス液の流れの解析結果を示す図である。

符号の説明

１ウエハ（被処理物）
２表面
３裏面
１１洗浄装置
１２洗浄装置配置部
２３洗浄槽
２３Ａ洗浄槽構成部
２４ウエハ保持装置（保持手段）
２４ａカバー
２５超音波振動装置
２６第１オーバーフロー槽
２７乾燥用流体供給槽
２８正面壁（一側壁）
２９装置躯体
３０開口
３０Ｒ開口の軸方向
４６カバー
４６ａシール部材
４８乾燥用流体供給孔
４９洗浄槽給液口
５６２流体ノズル
５７純水ノズル
５８ガス供給部
５９有機溶剤供給口
５９ａパイプ
５９ｂラバーヒーター
６０不活性ガス供給口
６１整流板
６２ガス排気口
７１ピン（隙間形成部材）
７２環状隙間
７３受け部材
７８保持装置用シリンダ
８０第２オーバーフロー槽
９０洗浄装置
１００洗浄装置
１６１整流板

Claims

洗浄槽内の洗浄用流体により、前記洗浄槽に配設された被処理物を洗浄またはリンスする洗浄装置であって、
前記被処理物は、前記洗浄槽内の前記洗浄用流体の圧力によって、前記洗浄槽を構成する側壁のうちの一側壁に接触しつつ起立した状態で保持されること
を特徴とする洗浄装置。
前記一側壁は、前記装置躯体に対し開口の軸方向に移動可能であって、前記装置躯体と当接することにより洗浄槽を構成し、
前記被処理物は、前記一側壁を前記装置躯体から離間させたときに前記洗浄増内に搬入され、前記一側壁を前記装置躯体と当接させることにより前記洗浄槽内に収容されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記洗浄槽内において、前記洗浄槽内に前記洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給口と前記被処理物との間に、前記洗浄槽内へ供給する前記洗浄用流体の流れを整える整流板が配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄装置。
前記一側壁には、前記被処理物の外形に対応する開口が形成され、前記一側壁の外側から前記開口を通して、前記一側壁の内側に搬入された前記被処理物の裏面を保持可能として、前記被処理物を縦方向に起立状態とする保持手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、何れか１に記載の洗浄装置。
前記保持手段は、旋回流により発生する負圧の作用で、被処理物の裏面を非接触状態で保持することを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
前記整流板には、前記洗浄用流体が通過する複数の貫通孔が設けられ、前記貫通孔の内径は、前記整流板の中央部分よりも外側部分の方が大きいことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の洗浄装置。
前記一側壁は、水平面に対し、前記一側壁よりも前記一側壁に対向する側壁の方が高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、何れか１に記載の洗浄装置。
前記整流板には、前記洗浄用流体が通過する複数の貫通孔が設けられ、前記貫通孔の内径は、前記整流板の中央部分と周縁部分の間の外側部分が最も大きく、前記中央部分が最も小さいことを特徴とする請求項７に記載の洗浄装置。
前記一側壁の内面における前記開口周囲に設けられ、前記被処理物の裏面が接触することで、前記被処理物と前記開口周囲との間に隙間を形成する隙間形成部材を備え、前記被処理物は、前記洗浄槽内の前記洗浄用流体の圧力によって、前記隙間形成部材を介して前記一側壁に接触しつつ縦方向に起立した状態で保持されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうち、何れか１に記載の洗浄装置。