JP2018006610A - 基板洗浄装置、基板洗浄方法、搬送装置、及び、基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送対象基板の反りを抑制して良好な搬送を実現する。【解決手段】本発明の一態様に係る基板洗浄装置（１１）は、基板（Ｐ）の裏面における両端部分を吸着保持する保持部（２０）と、基板（Ｐ）の表面における両端部分に接触する接触部（２１）とを有した搬送部（２）と、近接した位置にある接触部（２１）に当接して接触を一旦解除する当てピン（３１）を有した洗浄部（３）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、基板洗浄装置、基板洗浄方法、搬送装置、及び、基板処理システムに関する。

基板を搬送しつつ当該基板の表面に対して処理を施す装置は、様々な分野において知られている。例えば、基板を検査する検査装置（特許文献１）、レジストやカラーフィルター用塗布液あるいは現像液などを塗布する塗布装置（特許文献２）、基板を洗浄する洗浄装置（特許文献３）があり、これらの装置には基板を搬送する機構が搭載されている。

特開平９−１８３５１３号公報（１９９７年７月１５日公開） 特開２００８−２４６３６２号公報（２００８年１０月１６日公開） 特開２０１２−１７０８２８号公報（２０１２年９月１０日公開）

しかしながら、上述の従来技術は何れも、基板の反りへの対策が充分でなく、そのため搬送不良を招いたり、基板自体を損傷させたりする問題が生じ得る。

例えば、幾つかの層を積層させた積層体では、各層の熱膨張率の差などによって反りが生じることがある。

また、例えば半導体チップの薄型化に伴って半導体チップの基となるウエハ基板の厚さ（膜厚）も１２５μｍ〜１５１０μｍという薄さで実現されていたり、更に次世代のチップ用には２５μｍ〜５０μｍという薄さにしなければならないといわれていたりするが、このような薄型の基板は強度の低下による反りが起こり易い。

搬送対象である基板（積層体や実装基板も含む）には、搬送前から反りを有するものや、搬送の際の基板の保持方法によって反りを生じるものがあるが、上述の従来技術は何れもそのような反りへの対策が不十分で、良好な搬送を実現できない虞がある。

そこで、本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送対象基板の反りを抑制して良好な搬送を実現した基板洗浄装置、基板洗浄方法及び搬送装置を提供するとともに、当該基板洗浄装置を搭載した積層体の形成システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る基板洗浄装置は、基板を洗浄する洗浄部と、上記洗浄部に向けて上記基板を搬送する搬送部とを備え、上記搬送部は、上記基板を当該基板の裏面側から吸引する吸引部が搬送方向に沿って配設された保持部によって、上記基板の裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持することを特徴としている。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る基板洗浄方法は、洗浄部によって基板を洗浄する洗浄工程と、上記洗浄部に向けて上記基板を搬送する搬送工程とを含み、上記搬送工程では、上記基板を当該基板の裏面側から吸引する吸引部が搬送方向に沿って配設された保持部によって、上記基板の裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持することを特徴としている。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る搬送装置は、基板を搬送する搬送装置であって、上記基板を当該基板の裏面側から吸引する吸引部が搬送方向に沿って配設された保持部によって、上記基板の裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持することを特徴としている。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る、基板処理システムは、基板と、光を透過する支持体とを積層してなる積層体から上記支持体を分離する支持体分離装置と、上記分離装置によって上記支持体が分離された上記基板を洗浄する上記の基板洗浄装置とを備えていることを特徴としている。

本発明は、搬送対象基板の反りを抑制して良好な搬送を実現することができるという効果を奏する。

本発明に係る基板洗浄装置および搬送装置の一形態の要部構成を示した上面図である。 図１に示す切断線Ａ−Ａ´における矢視断面図である。 図１に示す基板洗浄装置の部分拡大上面図である。 図１に示す基板洗浄装置の要部について説明する図である。 図１に示す切断線Ｂ−Ｂ´における矢視断面図である。 本発明に関して、搬送（洗浄）対象となる基板の一形態を示した上面図である。 本発明に係る基板処理システムの構成を示す図である。 図１の基板の処理過程を示す図である。

本発明の一実施形態を以下に説明する。なお、本実施形態では、本発明の基板洗浄装置の一形態に、本発明の搬送装置の一形態である搬送部が搭載されている態様について説明する。

本実施形態における基板洗浄装置は、基板を搬送しつつ、当該基板の片面を洗浄する装置である。以下に先ず、洗浄対象（搬送対象）となる基板の概要について図６を用いて説明する。

〔基板の概要〕
図６は、本実施形態における基板洗浄装置において洗浄対象（搬送対象）となる基板Ｐの上面図である。

基板Ｐは、後述するように素子や配線等がパターン形成され且つ封止材により封止されたパネル状の封止体である。この封止体の上面は、図６に示すように、例えば外縁に５ｍｍ幅、面内に１０ｍｍ幅のパターンが形成されていない領域（以下、パターン非形成領域ＰＮと記載）と、パターン非形成領域ＰＮに囲まれたパターン形成領域ＰＰとを含む。すなわち、封止体（以下、基板Ｐと記載する）は、パターン非形成領域ＰＮに囲まれた６つのパターン形成領域ＰＰが設けられている。各パターン形成領域ＰＰには、スクライブラインＬによって区分された複数の半導体チップＣが形成されている。なお、基板のパターンやサイズに関しては、上述したものに限定されるものではない。

基板Ｐの詳細については後述するとして、本実施形態では、このような構成の基板Ｐの上面を、その製造過程において、以下に説明する本実施形態の基板洗浄装置を用いて洗浄する。

〔基板洗浄装置１１〕
図１は、本発明の一実施形態における基板洗浄装置の概略構成を示した上面図である。図１には、説明の便宜上、基板Ｐも併せて図示している。図１に示す基板洗浄装置１１は、先述の図６に示す基板Ｐを搬送しつつ、基板Ｐの上面を洗浄する装置である。なお、本明細書では、基板Ｐの上面（洗浄対象面）のことを基板Ｐの表面と記載し、その裏側の面を基板Ｐの裏面と記載する。

本実施形態の基板洗浄装置１１は、搬送部１２（搬送装置）と、洗浄部１３とを備えている。以下、これら各構成について詳述する。

（搬送部１２）
搬送部１２は、基板Ｐを保持しつつ洗浄部１３に向けて搬送する。そのために、搬送部１２は、保持部２０と、接触部２１と、駆動部２２と、補助部２３とを有している。ここで、説明の便宜上、搬送部１２が搬送する基板Ｐの搬送方向に沿った軸をＸ軸と定め、搬送される基板Ｐの表裏面内においてＸ軸に垂直な軸をＹ軸と定め、当該表裏面に垂直な方向をＺ軸と定めたＸＹＺ座標系を図１に併せて図示している。

（保持部２０）
保持部２０は、基板Ｐの裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持する。具体的には、保持部２０は、長方形の基板Ｐの裏面における四つの端辺のうち、中心点を挟んで位置する二つの長辺（Ｘ軸に平行な辺）に沿った領域において、基板Ｐを保持する。以下、基板Ｐにおける保持部２０の保持箇所のことを単に基板Ｐの裏面における両端部分と記載することがある。

保持部２０の具体的な構成を説明すると、保持部２０は、Ｘ軸方向に沿って延設された帯状の基板保持面２０ｃが設けられた第１保持体２０ａ及び第２保持体２０ｂを有している。第１保持体２０ａと第２保持体２０ｂとは、Ｘ軸方向に沿って平行に、且つＹ軸方向に離間して対峙している。第１保持体２０ａの基板保持面２０ｃは、基板Ｐの裏面における一対の長辺のうちの一方の長辺に沿った領域と接し、第２保持体２０ｂの基板保持面２０ｃは、基板Ｐの裏面における一対の長辺のうちの他方の長辺に沿った領域と接する。基板保持面２０ｃが接する領域は、何れも、図６に示した基板Ｐの上面（表面）における一対の長辺の各々に沿って設けられているパターン非形成領域ＰＮの裏面側の領域である。

各基板保持面２０ｃには、図示しない吸引器に連結された複数の吸引口２０ｄ（吸引部）がＸ軸方向に沿って配列して設けられている。この吸引口２０ｄが、基板保持面２０ｃに接した基板Ｐの裏面における両端部分を吸引することにより、基板保持面２０ｃに基板Ｐが吸着固定された状態となる。これにより、基板Ｐは、第１保持体２０ａ及び第２保持体２０ｂによって安定的に保持されることになる。

帯状の基板保持面２０ｃの長さ（Ｘ軸方向の長さ）は、基板Ｐの長辺の長さと同じかそれより長く構成することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基板Ｐの長辺が撓まない程度であれば、帯状の基板保持面２０ｃの長さ（Ｘ軸方向の長さ）は基板Ｐの長辺の長さよりも短くても良い。

また、帯状の基板保持面２０ｃの幅（Ｙ軸方向の長さ）は、基板Ｐの表面の外縁に沿って設けられたパターン非形成領域ＰＮの幅と等しく構成することができる。しかしながら、これに限定されるものではなく、基板Ｐの裏面における両端部分を吸着固定することができる範囲においてはパターン非形成領域ＰＮの幅よりも広く構成しても狭く構成してもよい。

（接触部２１）
接触部２１は、基板Ｐの表面における中心点を挟んで位置する両端部分に接触する。具体的には、接触部２１は、長方形の基板Ｐの表面における四つの端辺のうち、中心点を挟んで位置する二つの長辺（Ｘ軸に平行な辺）に沿った領域において、基板Ｐに接触する。以下、基板Ｐにおける接触部２１の接触箇所のことを単に基板Ｐの表面における両端部分と記載することがある。

接触部２１は、具体的には、基板Ｐを挟んで保持部２０の第１保持体２０ａの基板保持面２０ｃに対向する箇所にＸ軸方向に沿って複数配列するとともに、基板Ｐを挟んで保持部２０の第２保持体２０ｂの基板保持面２０ｃに対向する箇所にもＸ軸方向に沿って複数配列している。本実施形態では、第１保持体２０ａの基板保持面２０ｃに対向する箇所にＸ軸方向に沿って五個の接触部２１が配列し、第２保持体２０ｂの基板保持面２０ｃに対向する箇所にＸ軸方向に沿って五個の接触部２１が配列し、搬送部１２全体で計十個の接触部２１が配設されている。

ここで、図２及び図３を用いて接触部２１を説明する。図２は、図１に示す切断線Ａ−Ａ´における矢視断面図である。図３は、図１中に丸囲みを付して示した領域の上面図である。

接触部２１は、ローラー２１ａ（回転体）と、シャフト２１ｂと、支柱ピン２１ｃと、連結部２１ｄと、付勢バネ２１ｅ（図３）とを有している。

ローラー２１ａは、基板Ｐを挟んで、保持部２０の基板保持面２０ｃに対向する位置にある状態のとき、基板Ｐの表面における両端部分に接触する外面を有した回転体である。換言すれば、本実施形態では、図１に示すように、基板Ｐの表面における中心点を挟んだ二つの長辺に沿って、一方に五個のローラー２１ａ、他方に五個のローラー２１ａが配列しており、一方と他方のローラー２１ａは図２に示すようにＹ軸に沿って対向している。

ローラー２１ａの外面と保持部２０の基板保持面２０ｃとの離間距離は、予め基板Ｐの厚さに設定されており、これは調整可能な構成となっている。

シャフト２１ｂは、ＸＹ面内に平行に伸びており、その軸方向端部にローラー２１ａが嵌合されている。

支柱ピン２１ｃは、保持部２０の第１保持体２０ａ及び第２保持体２０ｂの夫々の上面からＺ軸方向を上方に向かって伸びている。支柱ピン２１ｃには、連結部２１ｄが回動自在に連結されている。

連結部２１ｄは、シャフト２１ｂと一体的に構成され、シャフト２１ｂと同軸に構成されている。また、連結部２１ｄは、支柱ピン２１ｃに、支柱ピン２１ｃを軸として回動自在に連結されている。

付勢バネ２１ｅについて、図３を用いて説明する。図３は、一つの接触部２１の上面図である。図３では、ローラー２１ａが基板Ｐに接触している状態の接触部２１を実線で示し、ローラー２１ａが基板Ｐに接触していない状態の接触部２１を仮想線で示している。

付勢バネ２１ｅは、支柱ピン２１ｃと、連結部２１ｄと、保持部２０（第１保持体２０ａ）の上面に設けられた突起部２０ｅとに接し、これらに付勢している。図３において実線で示した、ローラー２１ａが基板Ｐに接触している状態の接触部２１に対して、後述する洗浄部１３の当てピン３１が接触すると、付勢に抗した力が及び、接触部２１は支柱ピン２１ｃを軸として図３中の（ｉ）あるいは（ｉｉｉ）の位置姿勢に回動する。より具体的には、図３中の（ｉｉ）の位置姿勢にある実線で示した接触部２１に関して、その連結部２１ｄの紙面左側の側面におけるシャフト２１ｂ近傍に対して、紙面左側から右側に向かう力が及ぶと、図３中の（ｉ）の位置姿勢に回動する。反対に、図３中の（ｉｉ）の位置姿勢にある実線で示した接触部２１に関して、その連結部２１ｄの紙面右側の側面におけるシャフト２１ｂ近傍に対して、紙面右側から左側に向かう力が及ぶと、図３中の（ｉｉｉ）の位置姿勢に回動する。このとき、図３中の（ｉｉ）の位置姿勢にある実線で示した接触部２１のローラー２１ａは、基板Ｐの表面上を回転しながら進み、接触部２１が図３中の（ｉ）あるいは（ｉｉｉ）の位置姿勢に至ったときには基板Ｐの表面上から外れている。つまり、このとき、ローラー２１ａと基板Ｐの表面とは非接触状態となる。

なお、接触部２１に対する当てピン３１からの紙面左側から右側に向かう力あるいは紙面右側から左側に向かう力が解除されると、付勢バネ２１ｅの弾性復元力によって、図３中の（ｉ）あるいは（ｉｉｉ）の位置姿勢にあった接触部２１は、図３中の（ｉｉ）の位置姿勢まで回動して戻り、ローラー２１ａが再び基板Ｐに接触する状態となる。このとき、ローラー２１ａは基板Ｐの表面上を回転しながら図３中の（ｉｉ）の位置まで戻る。接触部２１に関しては、また後述する。

（駆動部２２）
駆動部２２は、保持部２０及び接触部２１をＸ軸に沿って移動させ、保持部２０及び接触部２１によって保持されている基板Ｐを、洗浄部１３に向けて搬送する。

駆動部２２は、保持部２０及び接触部２１をＸ軸に沿って往復移動させることができる。これにより、保持部２０及び接触部２１をＸ軸に沿って正方向に移動させて基板Ｐの表面を洗浄部１３によって洗浄した後、保持部２０及び接触部２１をＸ軸に沿って負方向に移動させて再び基板Ｐの表面を洗浄部１３によって洗浄するように構成することができる。

（補助部２３）
補助部２３は、図１及び図２に示すように、保持部２０及び接触部２１によって保持されている基板Ｐの中央領域を支持する。

具体的には、補助部２３は、図２に示すように、搬送方向（Ｘ軸）に対して垂直に且つ基板Ｐの面方向（ＸＹ方向）に伸びた補助シャフト２３ａと、補助シャフト２３ａの軸方向に嵌合され、基板Ｐの裏面における両端部分に挟まれている領域に接触する補助ローラー２３ｂ（補助回転体）とを有している。

補助シャフト２３ａは、保持部２０の第１保持体２０ａ及び第２保持体２０ｂの間にあり、三個の補助ローラー２３ｂを嵌合させている。補助シャフト２３ａは、駆動部２２により保持部２０とともにＸ軸に沿って移動する。

補助ローラー２３ｂは、基板Ｐの裏面に接触するとともに、図２に示すドレインパン４０の上面にも接触しており、補助シャフト２３ａのＸ軸方向への移動に伴って、ドレインパン４０の上面を回転し、搬送される基板Ｐをその裏面側から支持している。

補助シャフト２３ａは、図１に示すように、Ｘ軸に沿って三箇所にあり、それぞれにおいて三箇所の補助ローラー２３ｂが設けられており、基板Ｐを裏面側から広範囲に渡って支持することができる。

このように、本実施形態によれば、保持部２０による、基板Ｐの裏面における両端部分の保持を、吸引口２０ｄによる吸引が補助することにより、基板Ｐが反りを生じやすい程に薄い場合であっても、保持部２０によって安定的に保持することを実現することができる。また、これと併せて、本実施形態では、接触部２１、より具体的にはローラー２１ａが、基板Ｐの表面における両端部分に接触していることにより、基板Ｐは、その両端部分において、保持部２０の第１保持体２０ａ及び第２保持体２０ｂの各基板保持面２０ｃに向けて押圧されるような形となる。これにより、基板Ｐの安定的な保持をより一層確実なものとすることができる。

（洗浄部１３）
洗浄部１３は、基板Ｐの表面を洗浄する二流体ノズル部３０と、洗浄部１３（二流体ノズル部３０）に近接する位置にある接触部２１を回動させる当てピン３１（解除作用部、当接ピン）とを有する。

二流体ノズル部３０は、下方に向かって洗浄液を吐出するノズル３０ａと、下方に向かってガスを噴出するノズル３０ｂとを有している。ノズル３０ａから吐出される洗浄液、及び、ノズル３０ｂから噴出されるガスは、基板Ｐの表面に応じて、従来周知の種類のものを採用することができる。

ここで、本実施形態では、基板Ｐの表面における両端部分、すなわち、接触部２１のローラー２１ａの接触領域も、洗浄対象領域としている。しかしながら、仮にローラー２１ａが接触した状態のままであると、その接触領域について洗浄をおこなうことができない。そこで、本実施形態では、当てピン３１を洗浄部１３に設けることにより、この点を解消する。

具体的には、当てピン３１は、二流体ノズル部３０の外装であるブラケットの下端において、ブラケットにＸ軸に沿って隣接する箇所に在り、Ｘ軸方向に突出するとともに、Ｚ軸を下方に向かって突出した突起物である。

当てピン３１は、先述の接触部２１の回動を生じさせる。すなわち、当てピン３１は、駆動部２２によって移動している接触部２１の進行方向前方に在り、移動して接近する接触部２１に当接し、当接した状態で更に移動する接触部２１のローラー２１ａを進行方向後方に押しやり、接触部２１を図３の（ｉ）あるいは（ｉｉｉ）の位置姿勢に変位させる。これにより、変位した接触部２１のローラー２１ａは、基板Ｐの表面における両端部分と非接触状態になり、この部分を二流体ノズル部３０によって洗浄することができる。これについて、図４を用いて詳述する。

〔基板洗浄方法〕
図４の（ａ）〜（ｄ）は、搬送中の基板Ｐと、接触部２１と、洗浄部１３とを示した上面図である。なお、図４の（ａ）〜（ｄ）には、説明の便宜上、洗浄部１３を部分的に図示するとともに、搬送中の基板Ｐの表面における両端部分のうちの一部分の領域と、当該領域の接触している二つの接触部２１と、図示している。これら二つの接触部２１は、図１における第１保持体２０ａの基板保持面２０ｃに対向する位置にある五つの接触部２１のうちの基板Ｐの紙面右側の端部（洗浄部１３の紙面左側部分）に近い二つである。また、図４の（ａ）〜（ｄ）では、Ｘ軸に沿って紙面左側から右側に向けて基板Ｐが搬送される場合を図示している。

図４の（ａ）に示す状態は、洗浄部１３よりも基板Ｐが紙面左側（進行方向上流側）に在り、当てピン３１が何れの接触部２１にも当接していない状態である。この状態では、接触部２１は、基板Ｐの表面における両端部分（図４では両端部分のうちの一方の端部のみを図示）に接触しており（接触工程）、図３に示した（ｉｉ）の位置姿勢をとっている。このときの基板Ｐは接触部２１による接触を受けて保持部２０にしっかり保持され、搬送されている（搬送工程）。

次に、図４の（ｂ）に示す状態は、図４の（ａ）に示す状態から基板Ｐが搬送部１２（図１）とともに紙面右側に移動して、当てピン３１が二つの接触部２１のうちの進行方向下流側の接触部２１（基板Ｐの紙面右側の端部に最も近い接触部２１）に当接し始めた状態である。当てピン３１が当接した接触部２１は、その支柱ピン２１ｃを軸として、ローラー２１ａが進行方向後方に押しやられて基板Ｐの表面と非接触状態となっている。この接触部２１は、図３に示した（ｉ）の位置姿勢をとっている。一方、図４の（ｂ）に示す状態において当てピン３１に当接していない左側の接触部２１は、図３に示した（ｉｉ）の位置姿勢をとっていて、基板Ｐの表面と接触状態にある。

次に、図４の（ｃ）に示す状態は、図４の（ｂ）に示す状態から基板Ｐが搬送部１２（図１）とともに紙面右側に更に移動した状態である。右側の接触部２１には依然として当てピン３１が当接していて図３に示した（ｉ）の位置姿勢をとっており、そのローラー２１ａは基板Ｐの表面から退避した状態を維持していて、ちょうどそのローラー２１ａが接触していた領域とその近傍の領域とが、二流体ノズル部３０の下方に在って、洗浄が行われている状態である（洗浄工程）。

ここで、当てピンについて図５を用いて説明する。図５は、図１に示す切断線Ｂ−Ｂ´における矢視断面図である。なお、図５は、図２と同様に、基板Ｐの表面及び裏面における両端部分とその領域に対応した洗浄部１３を示している。図５に示すように、当てピン３１は、突起物である。当てピン３１に当接した接触部２１は、支柱ピン２１ｃを軸として回動し、当該接触部２１のローラー２１ａが接触していた領域及びその近傍領域が洗浄されている間は、当該ローラー２１ａは退避した状態で維持される。

すなわち、当てピン３１は、洗浄部１３に近接した位置にある接触部２１を回動させる構成である。要するに、洗浄部１３の二流体ノズル部３０の洗浄（可能）領域内に接触部２１（より具体的にはローラー２１ａ）が侵入して基板Ｐの表面の洗浄が阻害されることを回避できる構成であればよい。すなわち、当てピン３１は、その侵入を阻止するために接触部２１に接触することができる箇所に設けられていればよい。

図４に話を戻すと、図４の（ｄ）に示す状態は、図４の（ｃ）に示す状態から基板Ｐが搬送部１２（図１）とともに紙面右側に更に移動した状態である。この状態では、図４の（ｃ）に示す状態において当てピン３１が当接していた紙面右側の接触部２１は当てピン３１が当接できない位置まで移動する。これにより、当てピン３１による当接が解除された紙面右側の接触部２１は、その付勢バネ２１ｅの弾性復元力によって図３に示した（ｉ）の位置姿勢から（ｉｉ）の位置姿勢に戻り、そのローラー２１ａが再び基板Ｐの表面に接触する。一方、図４の（ｂ）に示す状態では当てピン３１に当接していなかった紙面左側の接触部２１が図４の（ｄ）に示す状態において当てピン３１に当接する位置まで移動しており、この接触部２１が回動して図３に示した（ｉ）の位置姿勢になって、そのローラー２１ａが基板Ｐの表面に対して非接触状態となる。

以上のように、Ｘ軸に沿って配列する複数の接触部２１は、移動に伴って、順次、基板Ｐの表面との接触を一旦解除する構成となっており、解除されている間に、接触していた領域を含む基板Ｐの表面を洗浄することができる。そのため、接触部２１（ローラー２１ａ）の接触領域も余すことなく洗浄することができる。そして、洗浄が終わり、洗浄部１３の下方から外れた基板Ｐの表面の両端部分には、一旦解除されていたローラー２１ａが再び接触する。

なお、図４では、搬送部１２によって基板ＰがＸ軸に沿って正方向に移動して、進行方向下流に設けられた洗浄部１３によって洗浄が施される態様のみを説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、搬送部１２によって基板ＰがＸ軸に沿って負方向に移動して、進行方向下流に設けられた洗浄部１３によって洗浄が施される態様であってもよく、あるいは、搬送部１２によって基板ＰがＸ軸に沿って正方向に移動した後に負方向に移動して、基板Ｐの表面を複数回洗浄するような態様であってもよい。その何れの態様であっても、洗浄部１３近傍に移動した接触部２１は、当てピン３１によってローラー２１ａが基板Ｐの表面から退避する構成となるため、基板Ｐの表面を余すところなく洗浄することができる。

なお、二流体ノズル部３０のノズル３０ａから下方に向かって吐出された洗浄液は、基板Ｐの表面に滴下された後、図２に示すドレインパン４０の内部に落下する構成となっており、ドレインパン４０には、落下した洗浄液を排出するための傾斜面等の排出機構が設けられている。

〔基板処理システム〕
以下に、上述の基板洗浄装置１１（図１）を含む、基板処理システムについて説明する。

図７は、基板処理システムを模式的に示した図である。

図７に示す本実施形態の基板処理システム５０は、支持体と封止体（基板Ｐ）とを接着層を介して貼り付けてなる積層体を形成する貼付装置６０と、形成された積層体を支持体と封止体（基板Ｐ）とに分離する支持体分離装置７０と、分離後に封止体（基板Ｐ）の表面を洗浄する上述の基板洗浄装置１１とを備えている。なお、貼付装置６０と支持体分離装置７０との間には図示しない基板搬送手段が設けられている。

つまり、基板処理システム５０は、処理の対象である基板を積層するための積層体を形成し、ついで、当該基板に所望の処理を施したのち、積層体における基板と支持体とを分離し、処理した基板を洗浄するために用いられるシステムである。一実施形態に係る基板処理システム５０において基板を処理するために形成される積層体には、基板Ｐの一方の面を支持体にて支持した積層体と、基板Ｐの両方の面を支持体にて支持した積層体とを挙げることができる。以下に、基板処理システム５０が処理する基板、及び積層体の概略について説明する。

〔積層体の構成１〕
図８の（ａ）に示すように、一実施形態に係る基板処理システム５０が処理する積層体８は、封止体７と、支持体１とを、光を照射することにより変質する分離層２と接着層３とを介して積層体である。

〔基板Ｐ（封止体７）〕
上述したように、封止体７（基板Ｐ）は、再配線層４と、再配線層４に実装されている素子５と、素子５を封止している封止材６とを備えている。一実施形態において、封止体７は複数の素子５を備えており、このような封止体７をダイシングすることにより、複数の半導体チップを得ることができる。

素子５は、半導体素子またはその他の素子であり、単層または複数層の構造を有し得る。なお、素子５が半導体素子である場合、封止体７をダイシングすることにより得られる半導体チップは、半導体装置となる。

再配線層４は、ＲＤＬ（Redistribution Layer）とも呼ばれ、素子５に接続する配線を構成する薄膜の配線体であり、単層または複数層の構造を有し得る。一実施形態において、再配線層４は、誘電体（例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、感光性エポキシ等の感光性樹脂等）に、導電体（例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、金等の金属等）によって配線が形成されたものであり得るが、これに限定されない。

封止材６としては、例えば、エポキシ系の樹脂、シリコン系の樹脂等を用いることができる。一実施形態において、封止材６は、素子５毎に設けられているものではなく、再配線層４に実装された複数の素子５の全てを一体的に封止しているものである。

〔支持体１〕
一実施形態において、支持体１は、封止体７の形成時に、封止体７の各構成要素の破損又は変形を防ぐために必要な強度を有していればよい。また、分離層２を変質させるための光を透過させるものであればよい。

支持体１の材料としては、例えば、ガラス、シリコン、アクリル系樹脂等を用いることができるが、これらに限定されない。

〔分離層２〕
分離層２は、支持体を介して照射される光を吸収することにより変質する層である。分離層２は、光を吸収する構造を有する材料のみから形成されていることが好ましいが、分離層の本質的な特性を損なわない範囲において、光を吸収する構造を有していない材料を添加して、分離層２を形成してもよい。

一実施形態において、分離層２は、フルオロカーボンからなっていてもよい。分離層２は、フルオロカーボンによって構成されることにより、光を吸収することによって変質するようになっており、その結果として、光の照射を受ける前の強度または接着性を失う。よって、わずかな外力を加える（例えば、パネル５１を持ち上げる等）ことによって、分離層２が破壊されて、パネル５１と封止体基板５４とを分離し易くすることができる。分離層２を構成するフルオロカーボンは、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法によって好適に成膜することができる。

また、他の実施形態において、例えば、分離層２は、光吸収性を有している構造をその繰り返し単位に含んでいる重合体、無機物、赤外線吸収性の構造を有する化合物、および反応性ポリシルセスキオキサン等を用いて形成されてもよい。尚、分離層２における光の吸収率は８０％以上であることが好ましい。

分離層２の厚さは、下限値が０．０５μｍ以上であることが好ましく、０．３μｍ以上であることがより好ましい。また、分離層２の厚さは、上限値が、５０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましい。分離層２の厚さが０．０５μｍ〜５０μｍの範囲に収まっていれば、短時間の光の照射および低エネルギーの光の照射によって、分離層２に所望の変質を生じさせることができる。また、分離層２の厚さは、生産性の観点から１μｍ以下の範囲に収まっていることが特に好ましい。

本明細書において、分離層が「変質する」とは、分離層がわずかな外力を受けて破壊され得る状態、または分離層と接する層との接着力が低下した状態にさせる現象を意味する。光を吸収することによって生じる分離層の変質の結果として、分離層２は、光の照射を受ける前の強度または接着性を失う。つまり、光を吸収することによって、分離層は脆くなる。分離層の変質とは、分離層が、吸収した光のエネルギーによる分解、立体配置の変化または官能基の解離等を生じることであり得る。分離層の変質は、光を吸収した結果として生じる。

よって、例えば、支持体を持ち上げるだけで分離層が破壊されるように変質させて、支持体と封止体基板５４とを容易に分離することができる。より具体的には、例えば、支持体分離装置等により、積層体における基板および支持体の一方を載置台に固定し、吸着手段を備えた吸着パッド（保持部）等によって他方を保持して持ち上げることで、支持体と基板とを分離する、または支持体の周縁部分端部の面取り部位を、クランプ（ツメ部）等を備えた分離プレートによって把持することにより力を加え、基板と支持体とを分離するとよい。また、例えば、接着剤を剥離するための剥離液を供給する剥離手段を備えた支持体分離装置によって、積層体における基板から支持体を剥離してもよい。当該剥離手段によって積層体における接着層の周端部の少なくとも一部に剥離液を供給し、積層体における接着層を溶解させることにより、当該接着層が溶解したところから分離層に力が集中するようにして、基板と支持体とに力を加えることができる。このため、基板と支持体とを好適に分離することができる。

尚、積層体に加える力は、積層体の大きさ等により適宜調整すればよく、限定されるものではないが、例えば、面積が４００００〜７００００ｍｍ^２程度の積層体であれば、０．９８〜４９Ｎ（０．１〜５ｋｇｆ）程度の力を加えることによって、基板とサポートプレートとを好適に分離することができる。

〔接着層３〕
一実施形態において、接着層３は、封止体７を、支持体１上に固定するために用いられる。

接着層３の厚さは、支持体１及び封止体７の種類、封止体形成工程において実施する処理等に応じて適宜設定すればよいが、１０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましく、１５〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。

接着剤が含有する樹脂、つまり、接着層３が含有する樹脂としては、接着性を備えたものであればよく、例えば、炭化水素樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、エラストマー樹脂、ポリサルホン系樹脂等、又はこれらを組み合わせたもの等をより好ましく用いることができる。また、接着剤は、塗布作業性を調整するための希釈溶剤が含まれていることが好ましい。ここで、希釈溶剤は、接着層が含有する樹脂との相溶性を考慮して適宜選択すればよい。なお、接着剤に含まれる希釈溶剤は、支持体１上に接着層３を形成した後に、例えば、加熱、又は減圧環境下に置くことにより除去される。

〔積層体の構成２〕
また、図８の（ｂ）に示すように、基板処理システム５０は、積層体８に積層された封止体７を、別の分離層２'と別の接着層３'とを介して、別の支持体１'を貼り付けてなる積層体９を処理する。

以下、基板処理システムの一実施形態として、積層体８及び積層体９により封止体７を処理するシステムを説明する。

（貼付装置６０）
図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、貼付装置６０は、積層体８における封止体７に、接着層３'及び分離層２'を介して支持体１'を貼り付ける。貼付装置６０としては、半導体装置の製造分野における、ウエハハンドリングシステムにおいて用いられているような、基板と支持体とを貼り付ける貼付装置を挙げることができる。より具体的には、貼付装置６０は、例えば、基板と支持体と一対のプレート部材の間に挟み込むようにして、押圧力を加えることで基板と支持体とを貼り付ける貼付装置を挙げることができる。貼付装置６０のプレート部材には、例えば、接着層を加熱するためのヒータが設けられていることが好ましい。

（支持体分離装置７０）
支持体分離装置７０は、積層体から支持体を分離する支持体分離装置であって、大別すると、光を透過する支持体を介して分離層に光を照射するレーザ照射部（光照射部）と、積層体における別の支持体を固定し、支持体を保持して持ち上げることにより、積層体から支持体を分離する支持体分離部とを備えている。なお、このような、支持体分離装置７０は、貼付装置６０と同様に、ウエハハンドリングシステムにおいて用いられている支持体分離装置であり得る。

レーザ照射部は、積層体９における支持体から、分離層に向かって光を照射することにより、分離層を変質させる。ここで、レーザ照射部が、照射する光の種類及び波長は、支持体１の透過性及び分離層２の材質に応じて適宜選択すればよく、例えば、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＬＤレーザ、ファイバーレーザ等の固体レーザ、色素レーザ等の液体レーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の気体レーザ、半導体レーザ、自由電子レーザ等のレーザ光、又は、非レーザ光を用いることができる。これにより、分離層２を変質させて、支持体１と封止体７とを容易に分離可能な状態とすることができる。

また、レーザ光を照射する場合のレーザ光照射条件の一例としては、以下の条件を挙げることができるが、これに限定されない：レーザ光の平均出力値は、１．０Ｗ以上、５．０Ｗ以下であることが好ましく、３．０Ｗ以上、４．０Ｗ以下であることがより好ましい；レーザ光の繰り返し周波数は、２０ｋＨｚ以上、６０ｋＨｚ以下であることが好ましく、３０ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下であることがより好ましい；レーザ光の走査速度は、１００ｍｍ／ｓ以上、１００００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。

次に、図８の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、支持体分離装置７０は、支持体分離部において、積層体９から支持体１を分離する。支持体分離部は、吸着部を備えたステージ上に、積層体９における支持体１を吸着固定し、例えば、ベローズパッド等を備えた保持部によって、積層体９の支持体１を保持して持ち上げる。

（基板洗浄装置１１）
次に、先述の基板洗浄装置１１を用いて、図８の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、支持体１が分離された封止体７に残留している接着層３と分離層２とを除去する。基板洗浄装置１１は、例えば、有機溶剤を含んでいる洗浄液等によって接着層３及び分離層２の残渣を除去する。洗浄液としては、例えば、後述する接着剤の希釈溶剤や、アルカリ性を示す溶剤（特に、アミン系化合物）等を用いることができるが、これに限定されない。

以上により、封止体７と支持体１'とを、分離層２'及び接着層３'を介して積層してなる積層体８'を得ることができる。積層体８'では、封止体７における、支持体１'に背向する側の面に、再配線層４が配置される。このため、封止体７における再配線層４上にＢＧＡ（Ball Grid Allay）の形成等を首尾よく行うことができる。また、封止体７上には、さらに別の素子を積層してもよい。

基板洗浄装置１１において分離層２及び接着層３の残渣を除去した積層体８'は、再度、支持体分離装置７０に搬送され、図８の（ｅ）に示すように、レーザ照射部により支持体１'を介して、分離層２'に光を照射して、封止体７側をステージに吸着固定し、支持体１'を持ち上げることによって封止体７と支持体１'とを分離する。

その後、支持体１'を分離した封止体７は、再度、基板洗浄装置１１に搬送され、図８の（ｆ）に示すように、基板洗浄装置１１によって、封止体７に残留している分離層２'と接着層３'とを除去する。すなわち、基板洗浄装置１１は、支持体１'に支持された封止体７の洗浄、及び、支持体１'を分離した後の封止体７の洗浄に用いられる。

なお、図８の（ｆ）に示す、封止体７は、素子５が封止され、一方の面において再配線層４が形成された複数の半導体チップＣにより構成されている。よって、スクライブラインＬに沿って封止体７を分割することにより、素子５を封止する封止材の外部まで再配線層４が形成された半導体チップＣを得ることができる。このような、基板処理システム５０は、ベアチップ（素子）の端部にある端子をチップエリア内に再配置する、ファンイン型技術、及びチップエリア外に端子を再配置する、ファンアウト型技術において、ベアチップを封止した封止体（基板）を処理するために好適に使用することができ、パネル型の基板を形成するファンアウト型のＰＬＰ（Panel Level Package）技術においてより好適に使用することができる。

（基板処理システムにおけるその他の装置）
一実施形態に係る基板処理システムは、例えば、その他の装置として、光を透過する支持体上に分離層を形成するための分離層形成装置（不図示）を備えていてもよい。分離層形成装置としては、例えば、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置、又は、スピンコート装置などの塗布装置を挙げることができ、支持体上に形成される分離層の種類に応じて適宜選択することができる。また、基板処理システムは、支持体上に接着層を形成するための接着層スリットノズル、スピンコート、ディッピング、スプレーコートなどの公知の方法によって支持体上に接着剤を塗布する接着層形成装置（不図示）を備えていてもよい。

図８の（ａ）〜（ｆ）において、基板処理システム５０が処理する積層体８は、封止体７における再配線層４が接着層３に接するように形成されているが、積層体は、再配線層４が、封止体７における支持体１に背向する側の面に形成されていてもよい。基板処理システム５０は、封止体７を積層する積層体において再配線層４が形成されているかによらず、封止体７と支持体１及び１’とを分離し、封止体７を洗浄することができる。

〔別の実施形態に係る基板処理システム〕
本発明に係る基板処理システムは、上記実施形態に限定されない。例えば、別の実施形態の基板処理システムは、支持体上に分離層及び接着層を形成し、当該接着層の上において素子を封止材により封止し、再配線層を形成することで封止体を形成し、当該封止体（基板Ｐ）を処理する基板処理システムであり、支持体分離装置７０と、一実施形態に係る基板洗浄装置１１を備えている。つまり、本実施形態に係る基板処理システムは、図８の（ｂ）に示す、２つの支持体１及び１’を積層した積層体９の形成を行なわずに、図８の（ｄ）に示す、積層体８’を形成する。よって、本実施形態に係る基板処理システムは、図７に示す、貼付装置６０を備えていない構成である。

このような、基板処理システムにおいても、支持体分離装置７０によって、支持体１’側から分離層２’に向かって光を照射し、封止体７を分離することができ（図８の（ｅ））、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置１１にて封止体７を好適に洗浄することができる（図８の（ｆ））。つまり、本実施形態に係る基板処理システムは、いわゆるファンアウト型の封止体を支持体上にて形成し、当該封止体を好適に洗浄することができる基板処理システムである。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１、１' 支持体
２、２' 分離層
３、３' 接着層
１３ 洗浄部
４ 再配線層
５ 素子
６ 封止材
７ 封止体（基板Ｐ）
８、８'、９ 積層体
１１ 基板洗浄装置
１２ 搬送部
２０ 保持部
２０ａ 第１保持体
２０ｂ 第２保持体
２０ｃ 基板保持面
２０ｄ 吸引口
２０ｅ 突起部
２１ 接触部
２１ａ ローラー
２１ｂ シャフト
２１ｃ 支柱ピン
２１ｄ 連結部
２１ｅ 付勢バネ
２２ 駆動部
２３ 補助部
２３ａ 補助シャフト
２３ｂ 補助ローラー
３０ 二流体ノズル部
３０ａ、３０ｂ ノズル
３１ ピン
４０ ドレインパン
５０ 基板処理システム
６０ 貼付装置
７０ 支持体分離装置
Ｐ 基板

Claims (13)

1. 基板を洗浄する洗浄部と、
   上記洗浄部に向けて上記基板を搬送する搬送部とを備え、
   上記搬送部は、上記基板を当該基板の裏面側から吸引する吸引部が搬送方向に沿って配設された保持部によって、上記基板の裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持することを特徴とする基板洗浄装置。
2. 上記搬送部は、上記基板の表面における中心点を挟んで位置する両端部分に接触する接触部を、搬送方向に沿って複数個有していることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 上記接触部は、上記洗浄部に近接する位置にあるとき上記両端部分との接触を一旦解除し、当該位置から離れると再び上記両端部分に接触する構成となっていることを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
4. 上記洗浄部の近傍には、上記接触部による上記両端部分との接触を一旦解除させる解除作用部が設けられており、
   各上記接触部は、付勢バネを有しており、上記解除作用部の作用が無くなると当該付勢バネの付勢力によって、上記接触を解除している位置から接触する位置に移動する構成となっていることを特徴とする請求項２または３に記載の基板洗浄装置。
5. 上記接触部は、
   上記基板の表面に平行な面内を回動するシャフトと、
   上記基板の表面に接触しながら回転し、当該接触を上記シャフトの上記回動によって解除することができる、当該シャフトの軸方向端部に嵌合された回転体とを有していることを特徴とする請求項２から４までの何れか１項に記載の基板洗浄装置。
6. 上記洗浄部の近傍には、上記接触部に当接することによって、当該接触部の上記両端部分との接触を一旦解除させる当接ピンが設けられていることを特徴とする請求項２から５までの何れか１項に記載の基板洗浄装置。
7. 上記搬送部には、
   上記搬送方向に対して垂直に且つ上記基板の面方向に伸びた補助シャフトと、
   上記補助シャフトの軸方向に嵌合され、上記基板の裏面における上記両端部分に挟まれている領域に接触する補助回転体とが設けられていることを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の基板洗浄装置。
8. 洗浄部によって基板を洗浄する洗浄工程と、
   上記洗浄部に向けて上記基板を搬送する搬送工程とを含み、
   上記搬送工程では、上記基板を当該基板の裏面側から吸引する吸引部が搬送方向に沿って配設された保持部によって、上記基板の裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持することを特徴とする基板洗浄方法。
9. 上記搬送工程には、上記基板の表面における中心点を挟んで位置する両端部分に、搬送方向に沿って複数個設けられた接触部を接触させる接触工程が含まれることを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄方法。
10. 上記接触工程では、洗浄部に近接する位置にある接触部の当該接触を一旦解除し、当該位置から離れると再び接触させることを特徴とする請求項９に記載の基板洗浄方法。
11. 基板を搬送する搬送装置であって、
    上記基板を当該基板の裏面側から吸引する吸引部が搬送方向に沿って配設された保持部によって、上記基板の裏面における中心点を挟んで位置する両端部分を保持することを特徴とする搬送装置。
12. 基板と、光を透過する支持体とを積層してなる積層体から上記支持体を分離する支持体分離装置と、
    上記支持体分離装置によって上記支持体が分離された上記基板を洗浄する請求項１から７までの何れか１項に記載の基板洗浄装置とを備えていることを特徴とする基板処理システム。
13. 上記基板と上記支持体とを貼り付ける貼付装置を、さらに備えていることを特徴とする、請求項１２に記載の基板処理システム。

Images