JP2023004002A - 洗浄部材処理装置、ブレークイン方法及び洗浄部材のクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のブレークイン装置や従来から提供されている洗浄部材のクリーニング装置とは異なる構造からなる洗浄部材処理装置を提供する。また、このような洗浄部材処理装置を用いたブレークイン方法及び洗浄部材のクリーニング方法を提供する。【解決手段】洗浄部材処理装置は、基板Ｗを洗浄するための洗浄部材に対する洗浄部材処理装置である。洗浄部材処理装置は、洗浄液を収容するための筐体１０と、前記筐体１０内に設けられ、前記洗浄液内に一部又は全部が浸された洗浄部材を押圧するための押圧部２０を有する押圧機構と、を有する。【選択図】図６
Description
本発明は、基板を洗浄するための洗浄部材に対する洗浄部材処理装置、ブレークイン方法及び洗浄部材のクリーニング方法に関する。
従来から、ウエハ等の基板の洗浄方法としては、円筒形状のスポンジ等のロール洗浄部材を、その中心軸が基板の表面と平行になるように保持して、中心軸周りに回転させることで、その側面で基板の表面を擦って基板の表面をスクラブ洗浄するロール洗浄や、円筒形状のスポンジ等のペンシル洗浄部材を、その中心軸が基板の表面と垂直になるように保持して、その底面を基板の表面に接触させて、基板を回転させることで、基板の表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄が知られている。
新しいロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材等の洗浄部材を用いる場合には、ウエハ等の基板に洗浄部材から発生する発塵物といったゴミの付着を防止するために、ブレークイン処理（ならし処理）を行う必要がある。このようなブレークイン処理を行うためのブレークイン装置は例えば特許文献１で開示されている。
本発明は、特許文献１で示されている従来のブレークイン装置や、従来から提供されている洗浄部材のクリーニング装置とは異なる構造からなる洗浄部材処理装置を提供する。また本発明は、このような洗浄部材処理装置を用いたブレークイン方法及び洗浄部材のクリーニング方法を提供する。
本発明による洗浄部材処理装置は、
基板を洗浄するための洗浄部材に対する洗浄部材処理装置であって、
洗浄液を収容するための筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記洗浄液内に一部又は全部が浸された洗浄部材を押圧するための押圧部を有する押圧機構と、
備えてもよい。
基板を洗浄するための洗浄部材に対する洗浄部材処理装置であって、
洗浄液を収容するための筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記洗浄液内に一部又は全部が浸された洗浄部材を押圧するための押圧部を有する押圧機構と、
備えてもよい。
本発明による洗浄部材処理装置において、
前記押圧部は、第一圧力での洗浄部材の押圧と、第一圧力よりも小さな第二圧力での前記洗浄部材の押圧又は前記洗浄部材からの離間とを繰り返してもよい。
前記押圧部は、第一圧力での洗浄部材の押圧と、第一圧力よりも小さな第二圧力での前記洗浄部材の押圧又は前記洗浄部材からの離間とを繰り返してもよい。
本発明による洗浄部材処理装置において、
前記押圧部は、第一圧力での洗浄部材の押圧と、第一圧力よりも小さな第二圧力での前記洗浄部材の押圧又は前記洗浄部材からの離間を、１分間に１０回以上５００回以下で繰り返してもよい。
前記押圧部は、第一圧力での洗浄部材の押圧と、第一圧力よりも小さな第二圧力での前記洗浄部材の押圧又は前記洗浄部材からの離間を、１分間に１０回以上５００回以下で繰り返してもよい。
本発明による洗浄部材処理装置は、
前記筐体内に洗浄液を供給する供給部と、
前記筐体内から洗浄液を排出する排出部と、
を備えてもよい。
前記筐体内に洗浄液を供給する供給部と、
前記筐体内から洗浄液を排出する排出部と、
を備えてもよい。
本発明による洗浄部材処理装置は、
前記洗浄部材を回転させる又は前記押圧部を前記洗浄部材の周りで回転させる回転部を備えてもよい。
前記洗浄部材を回転させる又は前記押圧部を前記洗浄部材の周りで回転させる回転部を備えてもよい。
本発明による洗浄部材処理装置において、
押圧機構は複数の押圧部を有してもよい。
押圧機構は複数の押圧部を有してもよい。
本発明による洗浄部材処理装置において、
前記押圧部による洗浄部材に対する押圧力は１Ｎ以上２０Ｎ以下であってもよい。
前記押圧部による洗浄部材に対する押圧力は１Ｎ以上２０Ｎ以下であってもよい。
本発明による洗浄部材処理装置において、
前記洗浄部材は表面に設けられた複数の突起部を有し、
前記押圧部による洗浄部材に対する押圧力によって、前記突起部が８０％以上で圧縮されてもよい。
前記洗浄部材は表面に設けられた複数の突起部を有し、
前記押圧部による洗浄部材に対する押圧力によって、前記突起部が８０％以上で圧縮されてもよい。
本発明による洗浄部材処理装置において、
前記洗浄液は５～７０℃の薬液又は純水であってもよい。
前記洗浄液は５～７０℃の薬液又は純水であってもよい。
本発明による基板を洗浄するための洗浄部材に対するブレークイン方法は、
筐体内の洗浄液に洗浄部材の一部又は全部を浸す工程と、
押圧部によって、前記洗浄液に浸った箇所で前記洗浄部材を押圧する工程と、
を備えてもよい。
筐体内の洗浄液に洗浄部材の一部又は全部を浸す工程と、
押圧部によって、前記洗浄液に浸った箇所で前記洗浄部材を押圧する工程と、
を備えてもよい。
本発明による基板を洗浄するための洗浄部材のクリーニング方法は、
基板を洗浄した洗浄部材を基板から離間させる工程と、
筐体内の洗浄液に洗浄部材の一部又は全部を浸す工程と、
押圧部によって、前記洗浄液に浸った箇所で前記洗浄部材を押圧する工程と、
を備えてもよい。
基板を洗浄した洗浄部材を基板から離間させる工程と、
筐体内の洗浄液に洗浄部材の一部又は全部を浸す工程と、
押圧部によって、前記洗浄液に浸った箇所で前記洗浄部材を押圧する工程と、
を備えてもよい。
本発明において、洗浄液内に一部又は全部が浸された洗浄部材を第一圧力で押圧する態様を採用した場合には、洗浄部材からの発塵物といったゴミを効率よく除去することができる。
実施の形態
《構成》
基板洗浄装置等を含む基板処理装置の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の一形態においては半導体ウエハ（被処理体）の洗浄処理、とりわけ薬液を用いた処理に適用した例を示しているが、本発明はウエハの洗浄処理への適用に限定されるものではない。
《構成》
基板洗浄装置等を含む基板処理装置の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の一形態においては半導体ウエハ（被処理体）の洗浄処理、とりわけ薬液を用いた処理に適用した例を示しているが、本発明はウエハの洗浄処理への適用に限定されるものではない。
図１に示すように、本実施の形態の基板処理装置は、略矩形状のハウジング３１０と、多数の基板Ｗをストックする基板カセットが載置されるロードポート３１２と、を有している。ロードポート３１２は、ハウジング３１０に隣接して配置されている。ロードポート３１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦポッド、ＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。基板Ｗとしては、例えば半導体ウエハ等を挙げることができる。
ハウジング３１０の内部には、複数（図１に示す態様では４つ）の研磨ユニット３１４ａ～３１４ｄと、研磨後の基板Ｗを洗浄する第１洗浄ユニット３１６及び第２洗浄ユニット３１８と、洗浄後の基板Ｗを乾燥させる乾燥ユニット３２０とが収容されている。研磨ユニット３１４ａ～３１４ｄは、基板処理装置の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット３１６、３１８及び乾燥ユニット３２０も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。本実施の形態の基板処理装置によれば、直径３００ｍｍ又は４５０ｍｍの半導体ウエハ、フラットパネル、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサ、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）における磁性膜の製造工程において、種々の基板Ｗを、研磨処理することができる。なお、別の実施の形態の基板処理装置としては、ハウジング３１０内に基板Ｗを研磨する研磨ユニットを設けず、基板Ｗの洗浄処理及び乾燥処理を行う装置としてもよい。
ロードポート３１２、ロードポート３１２側に位置する研磨ユニット３１４ａ及び乾燥ユニット３２０に囲まれた領域には、第１搬送ロボット３２２が配置されている。また、研磨ユニット３１４ａ～３１４ｄ並びに洗浄ユニット３１６、３１８及び乾燥ユニット３２０と平行に、搬送ユニット３２４が配置されている。第１搬送ロボット３２２は、研磨前の基板Ｗをロードポート３１２から受け取って搬送ユニット３２４に受け渡したり、乾燥ユニット３２０から取り出された乾燥後の基板Ｗを搬送ユニット３２４から受け取ったりする。
第１洗浄ユニット３１６と第２洗浄ユニット３１８との間に、これら第１洗浄ユニット３１６と第２洗浄ユニット３１８の間で基板Ｗの受け渡しを行う第２搬送ロボット３２６が配置され、第２洗浄ユニット３１８と乾燥ユニット３２０との間に、これら第２洗浄ユニット３１８と乾燥ユニット３２０の間で基板Ｗの受け渡しを行う第３搬送ロボット３２８が配置されている。さらに、ハウジング３１０の内部には、基板処理装置の各機器の動きを制御する全体制御部３５０が配置されている。本実施の形態では、ハウジング３１０の内部に全体制御部３５０が配置されている態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、ハウジング３１０の外部に全体制御部３５０が配置されてもよいし、全体制御部３５０は遠隔地に設けられてもよい。
第１洗浄ユニット３１６として、基板洗浄液の存在下で、基板Ｗの直径のほぼ全長にわたって直線状に延びるロール洗浄部材１０１を接触させ、基板Ｗに平行な中心軸周りに自転させながら基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するロール洗浄装置が使用されてもよい（図１８参照）。また、第２洗浄ユニット３１８として、基板洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材１５０の接触面を接触させ、ペンシル洗浄部材１５０を自転させながら一方向に向けて移動させて、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄装置が使用されてもよい（図１９参照）。また、乾燥ユニット３２０として、水平に保持しつつ回転する基板Ｗに向けて、移動する噴射ノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して基板Ｗを乾燥させ、さらに基板Ｗを高速で回転させて遠心力によって基板Ｗを乾燥させるスピン乾燥ユニットが使用されてもよい。
本実施の形態の基板洗浄液には、純水（ＤＩＷ）等のリンス液と、アンモニア過酸化水素（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、フッ酸等の薬液が含まれている。また、これらを主成分とする混合液や希釈液であってもよい。本実施の形態で特に断りのない限り、基板洗浄液は、リンス液、薬液、又は、リンス液及び薬液の両方を意味している。なお、本実施の形態の洗浄には、ロール洗浄部材１０１やペン洗浄部材９０ａ等の洗浄部材を回転させながら基板Ｗに接触させつつ基板洗浄液を基板Ｗに供給してスクラブ洗浄する態様や、基板Ｗに部材を接触させずに基板洗浄液を供給するだけの態様が含まれている。
洗浄部材アセンブリ１００は、洗浄部材取付部と、洗浄部材取付部に取り付けられる洗浄部材とを有してもよい。一例として、洗浄部材としてロール洗浄部材１０１を用いた場合には、図１８に示すように、洗浄部材アセンブリ１００は、洗浄部材取付部１０５と、洗浄部材取付部１０５の表面に取り付けられるロール洗浄部材１０１とを有している。洗浄部材としては、ロール洗浄部材１０１に限られることはなく、例えばペンシル洗浄部材１５０（図１９参照）やブラシ、マンドリルといった洗浄部材にも用いることができる。図１８の上方側で示すように、ロール洗浄部材１０１は複数のノジュール（突起部材）１０１ａを有するスポンジからなってもよい。ノジュール１０１ａの頂部の面積を５ｃｍ2以下としてもよい。洗浄部材取付部１０５の材料として、ＰＶＤＦやＰＴＦＥを使用してもよい。図１９に示すように、ペンシル洗浄部材１５０は基板Ｗの面内方向で揺動可能なアーム４１０の先端に取り付けられてもよい。
洗浄部材取付部１０５とロール洗浄部材１０１とが一体に構成されてもよく、洗浄部材取付部１０５上にロール洗浄部材１０１が成形されてもよい。また、洗浄部材取付部１０５とロール洗浄部材１０１は別部材として構成され、取り外し自在となってもよい。ロール洗浄部材１０１はＰＶＡ（polyvinyl alcohol）スポンジ材料やＰＶＡを反応させたＰＶＦＭ(polyvinyl formal)等の樹脂材料からなってもよい。このＰＶＡスポンジ材料は、ポリビニルアセテートのホモポリマー等から調整できる。ロール洗浄部材１０１の材料としては、ナイロン、ポリウレタン、又は、ポリウレタン及びＰＶＡの組合せ、あるいは基板表面にかき傷をつけず、プロセスのための適した材料除去を提供する他のコポリマー等の他の成形可能材料を使用することができる。
一実施態様においては、ロール洗浄部材１０１の平均気孔径を５０μｍ～２５０μｍとすることができる（ここでの平均気孔径は対象領域の複数の気孔からランダムに抽出された所定数の気孔の長径の平均値をいう）。また、一実施態様においては、ロール洗浄部材１０１のみかけ密度を０．０５ｇ／ｃｍ3以上、保水率を５００％～１２００％とすることができる。また、一実施態様においては、ロール洗浄部材１０１の適正な含水状態における３０％圧縮応力を３ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下とすることができる。なお、適正な含水状態とは、乾燥状態に対する含水状態の重量％であって、基板Ｗの洗浄処理等にあたって、ロール洗浄部材１０１が適切な弾性力を有する含水状態をいう。また、３０％圧縮応力は、ロール洗浄部材１０１を適正な含水状態としたうえで、両側の端面から荷重をかけて長手方向に３０％押しつぶした際の荷重をデジタル荷重測定器で測定した値をもとに、測定値を端面の面積で除した、単位面積あたりの荷重をいう。ロール洗浄部材１０１は典型的には３００ｍｍの長さを有している。
図１８に示すように、基板洗浄装置は基板Ｗを保持する基板支持部２００を有してもよい。基板支持部２００は、基板Ｗを水平方向に延在するようにして保持してもよいし、鉛直方向に延在するようにして保持してもよいし、水平方向から傾斜して保持してもよい。基板支持部２００は基板Ｗをチャック又は吸着して保持しながら回転してもよいし、図１８で示すスピンドルのように基板Ｗを回転させながら支持してもよい。基板Ｗに薬液を供給する薬液供給部２１０及び基板Ｗにリンス液を供給するリンス液供給部２２０が設けられてもよい。本実施の形態では、基板Ｗに洗浄液を供給する基板洗浄液供給部は薬液供給部２１０及びリンス液供給部２２０によって構成されている。
新品のロール洗浄部材１０１、ペンシル洗浄部材１５０等の洗浄部材は発塵物といったゴミを含んでいることから、当該ゴミを取り除くことが必要になる。本願では、このゴミを取り除く処理のことを「ブレークイン」と呼ぶ。洗浄部材がＰＶＡからなる場合には、上手く結合されていないＰＶＡがはがれてゴミとなる。また、洗浄部材を用いる過程で用いられるでんぷんといった成分もまたゴミとなる。発塵物を分析した場合には、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）がゴミとして検出されることが多い。
ブレークイン装置１は前述した基板洗浄装置に組み込まれてもよい（図２２参照）。より具体的には、基板Ｗを洗浄する基板洗浄装置内にブレークイン装置１が組み込まれ、ブレークイン装置１によってブレークインされた洗浄部材が、基板洗浄装置で用いられる洗浄部材として自動で取り付けられるようにしてもよい。このような態様とは異なり、基板洗浄装置とは別に専用のブレークイン装置１が用いられてもよい。専用のブレークイン装置１を用いる場合には、基板Ｗの洗浄処理に用いる基板洗浄装置をブレークイン装置１に用いる必要が無くなる。このため、基板洗浄装置の稼働時間を長くすることができ、基板処理枚数を向上させることができる（装置の稼働率を高めることができる）点で有益である。
本実施の形態のブレークイン装置１は、ブレークイン用洗浄液（以下「洗浄液９」という）を収容するための筐体１０と、筐体１０内に設けられ、洗浄液９内に一部又は全部が浸された洗浄部材を第一圧力（圧力）で押圧するための押圧部２０を有する押圧機構と、を有している。図２Ａ及び図２Ｂは、押圧機構によって洗浄部材の一例であるロール洗浄部材１０１が押圧される態様を示している。本実施の形態では、洗浄部材処理装置としてブレークイン装置１を用いる態様を中心に説明するが、これに限られることはなく、使用済みの洗浄部材を洗浄するための洗浄部材のクリーニング装置としても利用できる（図２０及び図２１参照）。なお、図２０及び図２２の符号１９０は洗浄チャンバの筐体を示している。
筐体１０は密閉されたものであってもよいし、例えば上方が開放されたものであってもよい。洗浄液９内に洗浄部材の一部が浸される態様としては、例えば洗浄部材の１／３以上が洗浄液９に浸されている態様を挙げることができ、より限定するのであれば、洗浄部材の１／２以上が洗浄液９に浸されている態様を挙げることができる（図１０参照）。ここで洗浄部材の１／２以上が洗浄液９に浸されているというのは、洗浄部材の表面積のうち１／２以上が洗浄液９に浸されていることを意味している。
押圧部２０は、第一圧力での洗浄部材の押圧（第一処理）と、第一圧力よりも小さな第二圧力での洗浄部材の押圧又は洗浄部材からの離間（第二処理）とを繰り返してもよい。この制御は、ブレークイン装置１の装置制御部５０（図６参照）からの指令を押圧部２０が受けて行われてもよい。本実施の形態では、装置制御部５０がブレークイン装置１の制御を行う態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、前述した全体制御部３５０がブレークイン装置１の制御を行うようにしてもよい。
第一処理と第二処理は、１分間に１０回以上５００回以下で繰り返されてもよい。複数個の洗浄部材を連続的にブレークインさせるような場合に、単位時間あたりの繰返し回数は一定値であってもよいが、洗浄部材ごとに異なる値、つまり、変化してもよい。同じ洗浄部材をブレークイン処理する場合の同一処理工程内であっても、ブレークイン処理の前半では後半と比較して単位時間あたりの繰返し回数が多くなってもよく、例えば２倍～１０倍で変化してもよい。これは、ブレークインに要する処理時間全体の前半の処理時間の期間を繰り返し回数t1と設定し、ブレークインに要する処理時間全体の後半の処理時間の期間を繰り返し回数t2と設定したときに、t1>t2、かつ、t1/t2の比の値が２以上１０未満となるように設定してもよいことを意味する。逆に、ブレークイン処理の後半では前半と比較して単位時間あたりの繰返し回数が多くなってもよく、例えば２倍～１０倍で変化してもよい。
図６に示すように、筐体１０内に洗浄液９を供給するブレークイン用供給部（以下「供給部８０」という。）と、筐体１０内から洗浄液９を排出する排出部９０が設けられてもよい。供給部８０の貯留部８２内の洗浄液９が、筐体１０に取り付けられた供給管８１を介して供給されてもよいし、供給ノズルを介して供給されてもよい。排出部９０は、筐体１０に設けられた排出管９１を介して洗浄液９を排出するようにしてもよい。排出部９０は筐体１０内の洗浄液９を吸引するポンプ等からなる吸引部９２を有してもよい。このようにして吸引部９２によって吸引された洗浄液９はフィルタＦ等を通過した後で循環して再利用されてもよいし、そのまま廃棄されてもよい。吸引部９２からの吸引力を受けるために、排出管９１は上方から見た平面視において点対象に配置されてもよい。例えば４つの排出管９１が設けられるのであれば、平面視において、９０度の角度で排出管９１の排出口が設けられてもよい。供給部８０からの洗浄液９の供給は平面視において中央領域に設けてもよい。このように中央領域に供給部８０から洗浄液９を供給し、点対象の位置から洗浄液９を排出することで、偏りのない洗浄液９の流れを生み出すことができる点で有益である。
図７に示すように、ブレークイン装置１は、洗浄部材アセンブリ１００の洗浄部材取付部１０５を保持する保持部４５と、洗浄部材アセンブリ１００を回転させるモータ等の回転部４０とを有してもよい。この場合には、洗浄部材アセンブリ１００が回転されることで、ロール洗浄部材１０１といった洗浄部材が回転されることになる。洗浄液９に浸された洗浄部材は回転部４０によって回転されながら、押圧部２０によって押圧される。なお、回転部４０が押圧部２０に設けられ、洗浄部材アセンブリ１００は回転せずに押圧部２０が洗浄部材の周りを回転するようにしてもよい。また、洗浄部材アセンブリ１００を回転させる第一回転部４１と、押圧部２０を回転させる第二回転部４２とを有し、洗浄部材アセンブリ１００が第一回転部４１によって回転され、押圧部２０が第二回転部４２によって回転されるようにしてもよい。この場合、洗浄部材アセンブリ１００の回転方向と押圧部２０の回転方向とは逆方向になるようにしてもよい。第一回転部及び第二回転部を含む回転部による回転は、満遍なく押圧するためのものであることから、高速に回転している必要はなく、１回転～５０回転／分といった程度で低速に回転する態様であってもよい。また、連続的に回転する態様ではなく、一定距離回転した後で停止する動作を繰り返すというように、断続的に回転する態様であってもよい。
押圧機構は複数の押圧部２０を有してもよい。例えば３～１０個の押圧部２０が円周上に離間して配置されてもよい（図６参照）。各押圧部２０による押圧は同時に行われてもよいし、時差をもって行われてもよい。一例としては４つの押圧部２０が設けられ、４方向からロール洗浄部材１０１を押圧する態様が考えられる。押圧部２０の先端は、図５Ａに示すような平坦な平坦部２０ａからなってもよい。洗浄部材がロール洗浄部材１０１である場合には、図５Ｂに示すように、押圧部２０の先端は、ロール洗浄部材１０１の形状に合わせた縦断面が円弧状からなる円弧部２０ｂになってもよい。押圧部２０の素材はＳｉ，石英等のＳｉＯ2、Ｃｕ等であってもよい。前述した平坦部２０ａは石英板からなってもよい。
図５Ｃに示すように、押圧部２０は、外周部３３と、外周部３３内に設けられた内周部３２と、外周部３３と内周部３２との間に設けられた加圧袋等からなる加圧部３１とを有してもよい。加圧部３１には空気等の気体が注入部３４によって注入され、加圧部３１の膨張及び圧縮が繰り返されることで内周部３２によるロール洗浄部材１０１といった洗浄部材の圧縮及び収縮が繰り返されてもよい。内周部３２の素材は、Ｓｉ，石英等のＳｉＯ2、Ｃｕ等であってもよい。また、内周部３２は袋形状となり、内袋として構成されてもよい。また、外周部３３も袋形状となり、外袋として構成されてもよい。
図８に示すように、洗浄部材に内部から洗浄液９を供給する内部洗浄液供給部７０が設けられてもよい。内部洗浄液供給部７０から供給される洗浄液９は供給管７１を介してロール洗浄部材１０１といった洗浄部材内に供給されることなる。この態様を採用する場合には、押圧部２０による外側からの圧縮に加え、内側からの洗浄液９の供給によって、発塵物といったゴミの除去をさらに促進できる点で有益である。
回転部４０、注入部３４及び内部洗浄液供給部７０もまた装置制御部５０又は全体制御部３５０からの指令を受けて制御されてもよい。
筐体１０の形状も任意であり、縦断面が四角形状となってもよいし、図９で示すように縦断面が円形状となってもよい。
また利用する洗浄液９の量を削減する観点からは、押圧部２０はロール洗浄部材１０１の周縁外方の全体に設けられず、押圧部２０が設けられていない箇所での筐体１０の大きさを小さくするようにしてもよい。一例としては、図１１に示すように、ロール洗浄部材１０１の下方には押圧部２０が設けられなくてもよいし、図１２に示すように、ロール洗浄部材１０１の上方及び下方には押圧部２０が設けられなくてもよい。また、ロール洗浄部材１０１の一方向（例えば上方）だけに押圧部２０が設けられてもよい。図１１及び図１２に示すように、下方に押圧部２０が設けられる場合には、排出管９１にロール洗浄部材１０１を近づけて配置することができる。
供給管８１及び排出管９１の数は任意であり、図１３に示すように多数の供給管８１及び排出管９１が設けられるようにしてもよいし、供給管８１及び排出管９１の各々が１つだけ設けられてもよい。多数の供給管８１及び排出管９１が設けられる場合には、筐体１０内の洗浄液９の流れをより均一なものにすることができる点で有益である。
押圧部２０による第一圧力は１Ｎ以上２０Ｎ以下であってもよい。なお、２０Ｎの力を加えるとかなり洗浄部材が圧縮される。このため、２０Ｎを超過して力を加える理由もなく、他方、力を加え過ぎると洗浄部材に悪影響が出る懸念もあることから、上限の一例として２０Ｎを設定している。
洗浄部材は表面に設けられた複数の突起部を有してもよい。この突起部は典型的にはロール洗浄部材１０１のノジュール１０１ａである。ノジュール１０１ａは典型的には５ｍｍ程度の高さを有している。本実施の形態では、ノジュール１０１ａが押圧部２０によって押し潰されることになる（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。ノジュール１０１ａ内にしみ込んだ洗浄液９内にゴミＤが遊離し、当該洗浄液９がノジュール１０１ａから排出されることで、ゴミＤが除去されることになる。
第一圧力によって、ノジュール１０１ａ等の突起部が８０％以上で圧縮されてもよく、より限定するのであれば９０％以上で圧縮されてもよく、９５％以上で圧縮されてもよい。この圧縮率は洗浄部材の材質や大きさによって決まる。このため、洗浄部材の識別情報（例えばメーカー及び型番等）と適切な第一圧力が関連付けられてブレークイン装置１の装置記憶部６０で記憶され、洗浄部材の識別情報を入力部５から入力することで、適切な第一圧力が装置記憶部６０から装置制御部５０によって読み出され、当該第一圧力によって突起部が押圧されるように押圧部２０が制御されてもよい（図６参照）。なお、このような態様に限られることはなく、装置記憶部６０ではなく全体記憶部３６０で記憶されている情報を全体制御部３５０が読み出して、押圧部２０の制御を行うようにしてもよい。
用いられる洗浄液９の種類、濃度及び温度もまた洗浄部材の識別情報と関連付けられて装置記憶部６０で記憶されてもよい。この場合には、入力部５から洗浄部材の識別情報が入力されると、当該洗浄部材に対して用いられる適切な洗浄液９が供給部８０から筐体１０内に供給されるようにしてもよい。この洗浄液９の供給は、洗浄部材を筐体１０内に載置する前に行われてもよいし、洗浄部材を筐体１０内に載置した後で行われてもよい。
洗浄液９は例えば５～７０℃の薬液又は純水であってもよい。典型的には、アンモニア水、エタノール、エーテル、その他アルコール、ＴＭＡＨ（アンモニア系）、超純水等が洗浄液９として用いられる。洗浄部材がＰＶＡからなる場合には、ＰＶＡ除去剤を用いることができる。ＰＶＡ洗浄剤としてはＰＡＳ－６００エコ（洛東化成工業株式会社製）を用いてもよい。特に好ましい温度域は４０～６０℃である。
図６に示すように、ブレークイン装置１は加熱冷却部９５及びセンサ等の温度検知部９６を有してもよい。この場合には、洗浄液９の温度を温度検知部９６が検知し、この検知結果を参照にしつつ、加熱冷却部９５によって洗浄液９が加熱又は冷却されることで温度コントロールがなされてもよい。なお、発明者らが確認しているところでは、ＰＶＡからなるロール洗浄部材１０１に対しては、アンモニア水を洗浄液９として用いることが有益であることが分かっている。温度が高いほど発塵物といったゴミを除去する効果が高いことを確認できているが、温度が高すぎると洗浄部材に悪影響が生じ得ることから、一般的な上限は７０℃程度である。洗浄液９としては基板洗浄液と同じものを用いることもできるし、異なるものを用いることができる。一例として、ブレークイン装置１で用いられる洗浄液９は、次工程の基板Ｗの洗浄に用いられる洗浄液と同じものを用いるようにしてもよい。この場合には、洗浄部材にしみ込んだ洗浄液と次工程の基板Ｗの洗浄に用いられる洗浄液とを同じものにすることができ、予想外の不具合が発生することを未然に防止することができる。
次に、ノジュール１０１ａを有するロール洗浄部材１０１の洗浄方法の一例について、図６及び図７を参照として説明する。
ロール洗浄部材１０１が筐体１０内に載置される。その後、洗浄液が供給部８０から供給され、筐体１０が洗浄液９で充填され、ロール洗浄部材１０１はその全体が洗浄液９内に浸されることになる。なお、予め洗浄液が筐体１０内で充填されている態様であってもよい。
ロール洗浄部材１０１が筐体１０内に載置される際、洗浄部材アセンブリ１００が保持部４５によって保持されることになる。また、複数の押圧部２０は全て離間位置に位置づけられており、ロール洗浄部材１０１と押圧部２０とは接触していない。
次に、保持部４５が回転部４０からの駆動力を受けて回転を開始し、その結果として、ロール洗浄部材１０１の回転が開始される。このようにロール洗浄部材１０１が回転している間、第一圧力での洗浄部材の押圧（第一処理）と、第一圧力よりも小さな第二圧力での洗浄部材の押圧又は洗浄部材からの離間（第二処理）とが繰り返し行われることになる。洗浄部材に対する第一処理及び第二処理のレシピは予め決められたものが用いられてもよい。また、ロール洗浄部材１０１又は洗浄部材アセンブリ１００の識別情報とレシピとが関連付けて記憶されており、入力部５を介してロール洗浄部材１０１又は洗浄部材アセンブリ１００の識別情報が入力されると、対応するレシピが読み出され、当該レシピにしたがってロール洗浄部材１０１に対する第一処理及び第二処理が行われるようにしてもよい。
第一処理及び第二処理の繰り返し処理が行われている間、供給部８０から洗浄液９が供給され続け、排出部９０から洗浄液９が排出され続けてもよい。供給される洗浄液９と排出される洗浄液９とは概ね同じ量であってもよい。排出された洗浄液９がフィルタＦ等を通過した後に供給部８０へと戻され、洗浄液９が循環するようにしてもよいし、このような態様ではなく、排出された洗浄液９はそのまま廃棄又はその他の用とに用いられ、洗浄液９として循環しないようにしてもよい。
供給される洗浄液９の種類は変化してもよく、最初は薬液を供給するが、途中からリンス液を供給するようにしてもよい。また、薬液の種類も変更するようにしてもよく、例えば最初に用いていた薬液（第一薬液）と、途中で切り替わって供給部８０から供給される薬液（第二薬液）とは異なる種類及び／又は異なる濃度であってもよい。また、洗浄液９の温度も変化されてもよく、最初で用いられる洗浄液９の温度（第一温度）は、後半で用いされる洗浄液９の温度（第二温度）と異なるようにしてもよい。洗浄液９及び温度の制御は装置制御部５０からの指令を受けて行われてもよい。温度制御は装置制御部５０からの指令を受けた加熱冷却部９５によって行われ、洗浄液９の切り替えは、装置制御部５０からの指令を受けた供給部８０によって行われてもよい。供給部８０は洗浄液９を切り替える切り替え弁（図示せず）を有しており、この切り替え弁が装置制御部５０からの指令によって切り替わることで、供給される洗浄液９の種類が変更されるようにしてもよい。
第一処理及び第二処理の繰り返し処理が終了すると、複数の押圧部２０は全て離間位置に位置づけられ、ロール洗浄部材１０１と押圧部２０とは接触していない状態となる。その後、保持部４５からロール洗浄部材１０１が取り外されることになる。第一処理及び第二処理の繰り返し処理は例えば３０分程～１時間程度である。
以上の工程によって、ロール洗浄部材１０１のブレークイン処理が完了する。
新品ではないロール洗浄部材１０１の洗浄処理としては、前述したブレークイン処理と同様の処理を行うことができる。一例として、図２１に示すような処理を行ってもよい。
具体的には、ロール洗浄部材１０１が所定枚数の基板Ｗを洗浄すると、基板Ｗからロール洗浄部材１０１が離間されて、ロール洗浄部材１０１が筐体１０内に載置される（図２１のＳ７及びＳ１参照）。その後、洗浄液が供給部８０から供給され、筐体１０が洗浄液９で充填され、ロール洗浄部材１０１はその全体が洗浄液９内に浸されることになる（図２１のＳ２参照）。なお、予め洗浄液が筐体１０内で充填されている態様であってもよいことは前述したとおりである。
ロール洗浄部材１０１が筐体１０内に載置される際、洗浄部材アセンブリ１００が保持部４５によって保持されることになる。また、複数の押圧部２０は全て離間位置に位置づけられており、ロール洗浄部材１０１と押圧部２０とは接触していない。
次に、保持部４５が回転部４０からの駆動力を受けて回転を開始し、その結果として、ロール洗浄部材１０１の回転が開始される。このようにロール洗浄部材１０１が回転している間、第一圧力での洗浄部材の押圧（第一処理）と、第一圧力よりも小さな第二圧力での洗浄部材の押圧又は洗浄部材からの離間（第二処理）とが繰り返し行われる（図２１のＳ３、Ｓ４及びＳ５参照）。
そして、所定回数の繰り返し動作が行われると、ロール洗浄部材１０１の洗浄工程が終了する。このように洗浄された後のロール洗浄部材１０１による基板Ｗの洗浄処理が再び行われる（図２１のＳ５、Ｓ６及びＳ７参照）。
基板Ｗを所定枚数洗浄すると、ロール洗浄部材１０１の上述した洗浄処理が再び行われ（図２１のＳ７及びＳ１参照）、以降は一連の工程が繰り返し行われる。
前述したとおり、洗浄部材としてペン洗浄部材９０ａを用いてもよい。このように洗浄部材としてペン洗浄部材９０ａを用いる場合には、押圧部２０による押圧はペンシル洗浄部材１５０の面に向かって行われるようにしてもよい。ペンシル洗浄部材１５０も典型的にはＰＶＡからなる。図１４に示す態様では、上下方向に延在するペンシル洗浄部材１５０を上方から押圧する態様であるが、ペンシル洗浄部材１５０を横に延在させ、横方向から押圧するようにしてもよい。
また、図１５に示すように、ペンシル洗浄部材１５０を回転させつつ、ペンシル洗浄部材１５０の頂面及び側面を押圧するようにしてもよい。この際、ペンシル洗浄部材１５０を回転部４６で回転させることで、側面を均等に押圧するようにしてもよい。
図１６に示すように、ペンシル洗浄部材１５０を上方側に位置づけ、下方から押圧部２０によって押圧するようにしてもよい。また、ペンシル洗浄部材１５０の側部には、ペンシル洗浄部材１５０の位置ずれを防止するための固定部１５が設けられてもよい。固定部１５はペンシル洗浄部材１５０の周縁を取り囲むように連続的に設けられてもよいし、断続的に設けられてもよいし、３又は４個の固定部が等間隔で（中心から同じ角度となるように）配置されるようにしてもよい。ペンシル洗浄部材の底面に凹部が設けられている場合には、排出管９１はペンシル洗浄部材の当該凹部内に位置付けられるようにしてもよい（図１７参照）。
《効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による効果であって、未だ説明していないものを中心に説明する。「構成」で記載されていない場合であっても、「効果」で説明するあらゆる構成を本件発明において採用することができる。なお「効果」においては、洗浄部材の一例である「ロール洗浄部材」や「ペンシル洗浄部材」という用語ではなく、「洗浄部材」という用語を用いて説明する。
次に、上述した構成からなる本実施の形態による効果であって、未だ説明していないものを中心に説明する。「構成」で記載されていない場合であっても、「効果」で説明するあらゆる構成を本件発明において採用することができる。なお「効果」においては、洗浄部材の一例である「ロール洗浄部材」や「ペンシル洗浄部材」という用語ではなく、「洗浄部材」という用語を用いて説明する。
洗浄液９内に一部又は全部が浸された洗浄部材を第一圧力で押圧する態様を採用した場合には、洗浄部材からの発塵物といったゴミを効率よく除去することができる。洗浄液９に洗浄部材が浸された状態で押圧力を付与するので、洗浄部材からの発塵物を効率よく溶出させることができる。洗浄部材が多孔質からなる場合には、洗浄部材を押圧することで、洗浄部材内の洗浄液９が外部に溶出されることになるが、この溶出の際に発塵物といったゴミが溶出されることになる（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。
第一圧力での洗浄部材の押圧（第一処理）と、第一圧力よりも小さな第二圧力での洗浄部材の押圧又は洗浄部材からの離間（第二処理）とを繰り返す態様を採用する場合には、洗浄部材の収縮及び拡張動作を繰り返し行うことができ、洗浄部材からの発塵物等のゴミを効率よく溶出させることができる。なお、洗浄部材の収縮及び拡張の差を大きくするという観点からは、第二処理においては、押圧部２０が洗浄部材から完全に離間する態様を採用することが有益である。
なお、洗浄部材を洗浄するのに際し、発明者らが確認したところによれば、第一処理及び第二処理の繰り返し処理は例えば３０分程～１時間程度で足りる。他方、ダミー基板に押し付けてブレークインを行うといった従来の態様では、２～３時間必要になっていたことからすると、処理に要する時間を格段に短くすることができる点で非常に有益なものとなっている。
第一処理と第二処理が１分間に１０回以上５００回以下で繰り返されることで、洗浄部材からの発塵物といったゴミを効率よく溶出させることができる。なお、１分間に３００回を超過するような回数で第一処理と第二処理が繰り返される場合には、かなりの速さで洗浄部材の収縮及び拡張動作が繰り返し行われることから、洗浄部材内の発塵物といったゴミをさらに効率よく溶出させることができる。
洗浄液９に浸された洗浄部材が回転する態様を採用した場合には（図７及び図１５参照）、満遍なく均等に収縮及び拡張動作を行わせることができ、その結果として、洗浄部材からのゴミを均等に除去できる点で有益である。
押圧部２０による第一圧力は１Ｎ以上２０Ｎ以下であってもよい。ダミー基板に押し付けてブレークインを行うといった従来からある量産用装置では１Ｎ未満の圧力が加わることが一般的であったことから、本実施の形態のように１Ｎ以上の力を加えるのはかなり強い力であると言える。また、従来からある量産用装置では一般的には１Ｎ未満の圧力しか加わらないので、洗浄部材の圧縮率も小さなものとなっており、ノジュール１０１ａを用いた場合の圧縮率も８０％には及ばないものとなっていた。押圧部２０による第一圧力が大きい場合には、洗浄部材の圧縮率を大きくすることができ、洗浄液９が洗浄部材から排出されることによる作用を発揮できることは、本願の発明者らの行った実験によっても確認されている（図４）。なお、外力Ｂでは高さが１０ｍｍ程度のノジュール１０１ａが数ミリ程度しか縮まなかったものであるが、外力Ａではノジュール１０１ａの高さのほとんどが潰れた状態であった。
上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、特許請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した各実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。
１ ブレークイン装置
１０ 筐体
２０ 押圧部
４０ 回転部
４５ 保持部
８０ 供給部
９０ 排出部
１０ 筐体
２０ 押圧部
４０ 回転部
４５ 保持部
８０ 供給部
９０ 排出部
Claims (13)
- 基板を洗浄するための洗浄部材に対する洗浄部材処理装置であって、
洗浄液を収容するための筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記洗浄液内に一部又は全部が浸された洗浄部材を押圧するための押圧部を有する押圧機構と、
備える、洗浄部材処理装置。 - 前記押圧部は、第一圧力での洗浄部材の押圧と、第一圧力よりも小さな第二圧力での前記洗浄部材の押圧又は前記洗浄部材からの離間とを繰り返す、請求項１に記載の洗浄部材処理装置。
- 前記押圧部は、第一圧力での洗浄部材の押圧と、第一圧力よりも小さな第二圧力での前記洗浄部材の押圧又は前記洗浄部材からの離間を、１分間に１０回以上５００回以下で繰り返す、請求項１に記載の洗浄部材処理装置。
- 前記筐体内に洗浄液を供給する供給部と、
前記筐体内から洗浄液を排出する排出部と、
を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の洗浄部材処理装置。 - 前記洗浄部材を回転させる又は前記押圧部を前記洗浄部材の周りで回転させる回転部を備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の洗浄部材処理装置。
- 押圧機構は複数の押圧部を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の洗浄部材処理装置。
- 前記押圧部による洗浄部材に対する押圧力は１Ｎ以上２０Ｎ以下である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の洗浄部材処理装置。
- 前記洗浄部材は表面に設けられた複数の突起部を有し、
前記押圧部による洗浄部材に対する押圧力によって、前記突起部が８０％以上で圧縮される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の洗浄部材処理装置。 - 前記洗浄液は５～７０℃の薬液又は純水である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄部材処理装置。
- 基板を洗浄するための洗浄部材に対するブレークイン方法であって、
筐体内の洗浄液に洗浄部材の一部又は全部を浸す工程と、
押圧部によって、前記洗浄液に浸った箇所で前記洗浄部材を押圧する工程と、
を備える、ブレークイン方法。 - 前記洗浄部材を押圧する工程は、
第一圧力で前記洗浄部材を押圧する工程と、前記第一圧力と異なる第二圧力で前記洗浄部材を押圧する工程と、を少なくとも有する、請求項１０に記載のブレークイン方法。 - 前記第一圧力で前記洗浄部材を押圧する工程に使用される洗浄液の温度を第一温度としたときに、 前記第二圧力で前記洗浄部材を押圧する工程に使用される洗浄液の温度を前記第一温度と異なる第二温度となるように前記洗浄液を冷却または加温するようにした、請求項１１に記載のブレークイン方法。
- 基板を洗浄するための洗浄部材のクリーニング方法であって、
基板を洗浄した洗浄部材を基板から離間させる工程と、
筐体内の洗浄液に洗浄部材の一部又は全部を浸す工程と、
押圧部によって、前記洗浄液に浸った箇所で前記洗浄部材を押圧する工程と、
を備える、洗浄部材のクリーニング方法。
Priority Applications (2)
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