JP2008258330A - 枚葉式洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テーブルが回転するタイプの枚葉式洗浄装置で被洗浄物の表裏面を洗浄する際、裏面用ノズルから供給された洗浄液が回転するテーブルにより被洗浄物に再付着することを抑制できる枚葉式洗浄装置を提供する。
【解決手段】少なくとも、アーム６及び複数のピン７で被洗浄物５を水平に保持するテーブル２と、該テーブルをその中心軸で回転させる回転駆動部３と、被洗浄物５の表面を洗浄液で洗浄する表面用ノズル１４と、被洗浄物５の裏面を洗浄液で洗浄する裏面用ノズル４とを具備する枚葉式洗浄装置１であって、裏面用ノズル４から吐出した洗浄液を受ける受け皿１０が、裏面用ノズル４のアーム６から突出している部分に設置され、該受け皿１０が受けた洗浄液を排出する排液口９が、受け皿１０の底部に形成されているものであることを特徴とする枚葉式洗浄装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶ディスプレイ用ガラス基板等を洗浄する被洗浄物の枚様式洗浄装置に係り、特に、被洗浄物を回転可能なテーブルに水平に保持しながら回転させ、その表裏面を専用ノズルから吐出する洗浄液で洗浄する枚葉式洗浄装置に関する。

半導体等の製造工程において、フォトマスク等の半導体製造に使用される基板に処理を施す際、有機物、金属等の塵埃、異物といったパーティクルが基板に付着していると、基板面内で均一な処理が施せず、また、そのような基板から他の基板に間接的に相互汚染するので、製品製造の歩留りが低下する原因となる。そのため、通常基板に処理を施す前は洗浄装置で基板を洗浄することにより基板からパーティクル等を除去している。
特に、搬送装置により基板を工程間で搬送したり、基板載置台において吸着機構により基板を保持して基板表面に所定の処理を施したりといったように、基板処理のための装置と基板の裏面が直接接触することが多くあるため、基板間の相互汚染を防止するためには基板の裏面洗浄が非常に重要である。

このような被洗浄物を洗浄するための洗浄装置には、従来から、複数枚の被洗浄物を同時に洗浄できるバッチ式洗浄装置と、被洗浄物を１枚ずつ洗浄する枚葉式洗浄装置がある。バッチ式洗浄装置は、近年における半導体基板の大口型化に伴い、複数枚の半導体基板を取り扱うことが困難となってきている上、装置自体も大型化する必要があるため、枚葉式洗浄装置が広く使用されるようになってきた（例えば特許文献１参照）。

図３に従来の枚様式洗浄装置の概略図を示す。この枚葉式洗浄装置３１は、回転可能なテーブル３２と、該テーブル３２をその中心軸で回転させるための回転駆動部３３と、被洗浄物３５の表面を洗浄するための表面用ノズル３９と、被洗浄物３５の裏面を洗浄するための裏面用ノズル３４とを具備している。
テーブル３２は、被洗浄物３５を保持するために、アーム３６上に被洗浄物３５を引っ掛けるためのピン３７が複数本取り付けられている。また、裏面用ノズル３４は、アーム３６の中心から突出するように設置され、非回転である。

このような枚葉式洗浄装置３１を使用して被洗浄物の表裏面を洗浄するには、テーブル３２で被洗浄物３５を保持し、回転駆動部３３によりテーブル３２を回転させることにより被洗浄物３５を回転させ、たとえば裏面は超純水等の洗浄液を裏面用ノズル３４に形成された吐出口３８から吐出させて洗浄する。なお、このような洗浄は通常、ダウンフローの雰囲気ガスが流通しているチャンバーあるいはクリーンルーム内で行われる。

しかし、このような装置３１で被洗浄物の裏面を洗浄しても、高速回転するテーブルの回転風圧により被洗浄物から飛散した洗浄液が舞い上がって再び被洗浄物に付着するため、パーティクルを完全に除去することはできなかった。また、裏面用ノズルから伝わって垂れてきた余分な洗浄液が回転するテーブルではじかれるといったこともあり、被洗浄物の表裏面に再付着する洗浄液によるパーティクルを減少させることは困難であった。

そこで、裏面用ノズルの先端に特許文献２に開示するようなテーパー形状の傘を設け、回転風圧による洗浄液の舞い上がりを抑制し、被洗浄物への洗浄液の再付着を防止するといった対策が採られていたが、それでもなお被洗浄物に洗浄液が再付着し、パーティクル数を減らすことは困難であった。

特開２０００−１３３６２６号公報 特開２００５−２５１８０６号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、テーブルが回転するタイプの枚葉式洗浄装置で被洗浄物の表裏面を洗浄する際、裏面用ノズルから供給された洗浄液が回転するテーブルにより被洗浄物に再付着することを抑制できる枚葉式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、本発明は、少なくとも、アーム及び複数のピンで被洗浄物を水平に保持するテーブルと、該テーブルをその中心軸で回転させる回転駆動部と、前記被洗浄物の表面を洗浄液で洗浄する表面用ノズルと、前記被洗浄物の裏面を洗浄液で洗浄する裏面用ノズルとを具備する枚葉式洗浄装置であって、前記裏面用ノズルから吐出した洗浄液を受ける受け皿が、前記裏面用ノズルの前記アームから突出している部分に設置され、該受け皿が受けた洗浄液を排出する排液口が、前記受け皿の底部に形成されているものであることを特徴とする枚葉式洗浄装置を提供する（請求項１）。

このように本発明は、アーム及び複数のピンで被洗浄物を水平に保持するテーブルと、該テーブルを回転させる回転駆動部と、被洗浄物の表面を洗浄液で洗浄する表面用ノズルと、被洗浄物の裏面を洗浄液で洗浄する裏面用ノズルとを具備する枚葉式洗浄装置であって、裏面用ノズルから吐出した洗浄液を受ける受け皿が、裏面用ノズルのアームから突出している部分に設置され、該受け皿が受けた洗浄液を排出する排液口が、受け皿の底部に形成されているものである。

これにより、裏面用ノズルの側面を伝って垂れ落ちた余分な洗浄液が高速回転するアームにはじかれたり、回転する被洗浄物で跳ね返った洗浄液が裏面用ノズルの側面に付着し、垂れ落ちてアームにはじかれ、回転風圧で舞い上がったりすることを抑制することができ、洗浄液が被洗浄物の表裏面に再付着することを抑制することができる。
従って、洗浄後の基板に付着しているパーティクルの数を減少させることができ、洗浄後の基板処理が面内でより均一となるため、半導体製品の製造歩留りを向上することができる。

この場合、前記受け皿の外周部には土手が形成されているものであることが好ましい（請求項２）。
このように受け皿の外周部に土手が形成されているものであれば、受け皿が受けた洗浄液の量が多くても、洗浄液が回転するアームに垂れることを防止できる。

また、前記受け皿の底部は、前記裏面用ノズルを頂点とするテーパー形状となっているものであることが好ましい（請求項３）。
このように、受け皿の底部が、裏面用ノズルを頂点とするテーパー形状となっているものであることにより、受け皿が受けた洗浄液、特に裏面用ノズルから流れ出た余分な洗浄液を受け皿の外周部に速やかに集めることができるので、該外周部付近に排液口が形成されていれば、廃液となった洗浄液を効率よく排出することができる。

さらに、前記排液口に入った洗浄液は吸引手段によって吸引されるものであることが好ましく（請求項４）、前記排液口の形状は、多孔状及び／又はスリット状とすることができる（請求項５）。
このように、排液口に入った洗浄液が吸引手段によって吸引されるものであることにより、受け皿上に洗浄液の液溜を作ることなく、排液口の形状が多孔状及び／又はスリット状であれば、さらにスムーズに洗浄液を排液口から排出することができる。

本発明に従う枚葉式洗浄装置なら、被洗浄物を回転させながら表裏面を洗浄する際、裏面用ノズルから吐出した洗浄液が回転するテーブルにより被洗浄物の表裏面に再付着することを抑制でき、これにより半導体製品の製造歩留りを向上することができる。

前述したように、従来では、テーブルが回転するタイプの枚葉式洗浄装置で被洗浄物の表裏面を洗浄する際、裏面用ノズルの先端にテーパー形状の傘を設け、チャンバーあるいはクリーンルーム内のダウンフロー雰囲気ガスの風圧を調整することにより洗浄液の舞い上がりを押さえて、被洗浄物の表裏面への再付着を防止するといった対策が採られていたが、それでもなお被洗浄物に洗浄液が再付着するといった問題が発生していた。

このような問題を解決すべく、本発明者等は鋭意研究を重ねた。従来の枚様式洗浄装置では、チャンバー内のダウンフロー雰囲気ガスの風圧の調節の際、わずかな給排気バランスのズレで洗浄液がスプラッシュし、これにより被洗浄物の裏面や表面にまで回りこんで被洗浄物を汚染することが原因であった。これにより、従来法では廃液となった洗浄液の被洗浄物への影響を押さえ込むのに限界があると考えた。

そこで本発明者等は、被洗浄物を回転させながら洗浄するタイプの枚葉式洗浄装置において、廃液となった洗浄液の被洗浄物への影響を押さえ込むには、そのままアームやピンといった回転するテーブルに洗浄液を垂れ流すのでなく、できるだけ回転するテーブルに垂らさずに枚様式洗浄装置の外に洗浄液を排出すれば良いことに想到し、本発明を完成させた。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明に係る枚様式洗浄装置の一実施形態を示す概略図である。図２は、図１に示す枚様式洗浄装置の平面図である。

図１、図２のように、本発明の枚葉式洗浄装置１は、テーブル２、回転駆動部３、表面用ノズル１４、裏面用ノズル４、受け皿１０から構成される。被洗浄物を水平に保持するためのテーブル２は、アーム６上に被洗浄物５を引っ掛けるためのピン７が４本取り付けられており、回転駆動部３により被洗浄物５を保持したまま回転する。表面用ノズル１４は被洗浄物５の上方に配置され、裏面用ノズル４は、アーム６の中心から突出するように設置されており、この裏面用ノズル４は、回転しない。
そして、裏面用ノズル４のアーム６から突出している部分に、裏面用ノズル４から吐出した洗浄液を受けるための受け皿１０が設置されており、該受け皿１０の底部には、該受け皿が受けた洗浄液を排出するための排液口９が形成されている。

このように本発明の枚葉式洗浄装置１は、裏面用ノズル４から吐出した洗浄液を受けるための受け皿１０が、裏面用ノズル４のアーム６から突出している部分に設置されており、アーム６より上に位置しているので、裏面用ノズル４の吐出口８から吐出した洗浄液が裏面用ノズル４の側面を伝わって垂れ落ちてきても、受け皿１０で受け止めることができる。
またこの受け皿１０は、回転している被洗浄物５で跳ね返されて落ちてきた洗浄液をアーム６の手前で受け止めることができる。
さらに受け皿１０は、アーム６が高速回転することによりできる回転風圧をガードすることもできる。
そして受け皿１０の底部には、該受け皿が受け止めた洗浄液を排出するための排液口９が形成されているため、廃液となった洗浄液は速やかに洗浄装置の外に排出され、受け皿１０が受けた洗浄液が受け皿１０から溢れてアーム６に垂れることを防止できる。

これにより、洗浄液が回転するテーブルに垂れてはじかれたり、被洗浄物に跳ね返された洗浄液が裏面用ノズル４の側面に付着し、垂れ落ちてアームにはじかれ、回転風圧により舞い上がったりすることを抑制でき、被洗浄物の表裏面に洗浄液が再付着することを抑制することができる。
従って、洗浄後の基板に付着しているパーティクルの数を減少させることができ、洗浄後の基板を面内でより均一に処理することができるので、半導体製品の製造歩留りを向上することができる。

さらに、受け皿１０の外周部には土手１１が形成されていることが好ましい。
このように受け皿の外周部に土手が形成されていれば、受け皿１０が受けた洗浄液の量が多くても、洗浄液が回転するアーム６に垂れることを防止することができる。
裏面用ノズル４としては超音波振動を洗浄液に印加できるノズルを使用してもよい。

図４は、本発明に係る受け皿の別実施形態を示す概略図である。また、図５は図４に示す受け皿の平面図である。
図４に示したように、受け皿１０の底部は、裏面用ノズル４を頂点とするテーパー形状となっていることが好ましい。
このように、受け皿の底部を裏面用ノズルを頂点とするテーパー形状とすることにより、受け皿が受けた洗浄液、特に裏面用ノズルから流れ出た余分な洗浄液を受け皿の外周部に速やかに集めることができるので、該外周部付近に排液口が形成されていれば、廃液となった洗浄液を効率よく排出することができる。

さらに効率よく洗浄液を排出するには、図４及び図５にも示したように、受け皿１０の底部に洗浄液が通過するための溝１２を設けてもよい。
また、スムーズに洗浄液を排出する手段としては、図１のように排液口９に入った洗浄液を吸引手段１３によって吸引することが好ましい。
このように、排液口９に入った洗浄液を吸引するための吸引手段１３が設置されていれば、受け皿１０上に洗浄液の液溜を作ることなく、排液口９からスムーズに洗浄液を排出することができる。

排液口９の形状は、図１のように円形に限定されず、多孔状やスリット状、又はそれらの組み合わせであってもよい。このとき、受け皿１０の底部の材質自体を多孔質（ポーラス状）材料からなるものとしてもよい。
また、排液口９の形成位置は、図２や図５に示したように、受け皿１０の外周部に限定されず、受け皿１０の底部で最も低い位置に形成することにより、洗浄液による液溜を作ることなく、排液口９からスムーズに洗浄液を排出することができる。

以下、本発明の実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例）
図１に示す本発明の枚葉式洗浄装置１を使用し、半導体基板を１００枚洗浄した。
但し、受け皿１０は、底部が裏面用ノズルを頂点とするテーパー形状とし、その外周部には土手１１が形成され、排液口９は、受け皿１０の底部で最も低い位置、すなわち土手のふもとに等間隔に円形のものが形成してあるものを使用した。

（比較例）
図３に示す従来の枚葉式洗浄装置３１を使用し、半導体基板を１００枚洗浄した。

実施例、比較例において装置以外の洗浄条件（例えば洗浄時間、洗浄液、テーブルの回転回数等）は全て同一条件とし、半導体基板の洗浄後すぐに乾燥させ、基板１００枚の表面に付着するパーティクル数をパーティクルカウンターで計測し、洗浄前と洗浄後のパーティクル数の増加量の１００枚分の平均値（小数点以下四捨五入）をそれぞれ比較した。その結果を表１に示す。

尚、パーティクルは０．１μｍ以上のものをカウントする。
また、図６に洗浄前とテーブルの回転回数が１２００ｒｐｍで洗浄した後の半導体基板の表面についたパーティクルの様子を示す。

この表１、図６に示す実施例と比較例の結果からもわかるように、本発明に係る枚葉式洗浄装置なら、被洗浄物を回転させながら表裏面を洗浄する際、洗浄液が被洗浄物に再付着することを抑制できるので、洗浄液の再付着による基板表面のパーティクル数を減少させることができ、これにより半導体製品の製造歩留りを向上することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的思想に包含される。

本発明に係る枚様式洗浄装置の一実施形態を示す概略図である。 図１に示す枚様式洗浄装置の平面図である。 従来の枚様式洗浄装置の概略を示す図である。 本発明に係る受け皿の別実施形態を示す概略図である。 図４に示す受け皿の平面図である。 洗浄前とテーブルの回転回数が１２００ｒｐｍで洗浄した後の半導体基板の表面についたパーティクルの様子を示す図である。

符号の説明

１、３１…枚葉式洗浄装置、 ２、３２…テーブル、 ３、３３…回転駆動部、
４、３４…裏面用ノズル、 ５、３５…被洗浄物、 ６、３６…アーム、
７、３７…ピン、 ８、３８…吐出口、 ９…排液口、 １０…受け皿、
１１…土手、 １２…溝、 １３…吸引手段、 １４、３９…表面用ノズル。

Claims (5)

1. 少なくとも、アーム及び複数のピンで被洗浄物を水平に保持するテーブルと、該テーブルをその中心軸で回転させる回転駆動部と、前記被洗浄物の表面を洗浄液で洗浄する表面用ノズルと、前記被洗浄物の裏面を洗浄液で洗浄する裏面用ノズルとを具備する枚葉式洗浄装置であって、
   前記裏面用ノズルから吐出した洗浄液を受ける受け皿が、前記裏面用ノズルの前記アームから突出している部分に設置され、
   該受け皿が受けた洗浄液を排出する排液口が、前記受け皿の底部に形成されているものであることを特徴とする枚葉式洗浄装置。
2. 前記受け皿の外周部には土手が形成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の枚葉式洗浄装置。
3. 前記受け皿の底部は、前記裏面用ノズルを頂点とするテーパー形状となっているものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の枚葉式洗浄装置。
4. 前記排液口に入った洗浄液は吸引手段によって吸引されるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
5. 前記排液口の形状は、多孔状及び／又はスリット状であるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の枚葉式洗浄装置。
   

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