JP2645150B2

JP2645150B2 - 洗浄装置

Info

Publication number: JP2645150B2
Application number: JP1188537A
Authority: JP
Inventors: 満牛島; 通弘橋爪
Original assignee: ENYA SHISUTEMU KK; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: ENYA SHISUTEMU KK; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH0352227A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、少なくとも洗浄ブラシを自転駆動すること
で、被処理体を洗浄する洗浄装置に関する。

（従来の技術）例えば、半導体ウエハのフォトリソグラフィ工程で
は、半導体ウエハを洗浄することが不可欠な工程となっ
ている。この半導体ウエハの洗浄方式としては、ウエハ
の表面にブラシを接触させ、このブラシによって半導体
ウエハを洗浄するブラシスクライビング方式（特開昭62
−259447号等）を採用するのが一般的である。また、ス
クライビングブラシの口径を半導体ウエハの外形よりも
小さくした場合には、スクライビングブラシを半導体ウ
エハ上で走査し、例えば揺動するなどの駆動を行ってい
る。さらに、洗浄効果を高めるために、スクライビング
ブラシ自体を回転駆動するものもある。この際、半導体
ウエハ上でのスクライビングブラシの揺動を公転駆動に
よって実現し、かつ、スクライビングブラシ自体を自転
駆動している。

このように自公転するスクライビングブラシに洗浄液
を供給する方法としては、例えば自転軸内部にインナー
ノズルを配設し、スクライビングブラシに直接洗浄液を
供給するものが一般的である。

（発明が解決しようとする課題）スクライビングブラシを自転駆動するためには、ブラ
シに自転軸を連結し、ブラシの上方位置にて自転軸をベ
アリングによって回転自在に支持しなければならない。

この際、自転軸とベアリングの摺動摩擦により、スク
ライビングブラシの自転駆動中に摺動粉が発生し、これ
が下方に落下してしまうことになる。この摺動粉が半導
体ウエハに付着すると、後工程にて不純物に起因する不
良が発生し、歩留りが低下してしまう。

そこで、本発明の目的とするところは、自転駆動の際
に自転軸，ベアリングの摺動により発生する摺動粉が下
方に落下することを防止することができる洗浄ブラシを
有する洗浄装置を提供することにある。

［発明の効果］（課題を解決するための手段）本発明は、少なくとも自転駆動させながら被処理体面
に接触させ、被処理体面を洗浄する洗浄ブラシを有する
洗浄装置において、上記ブラシに連結される自転軸を支持するベアリング
の下方に、摺動粉を吸引する吸引部を設けたものであ
る。

この際、ベアリング下方の領域を、上記自転軸周囲に
のみ僅かな間隙を形成したカバーによって覆い、このカ
バー内側領域を吸引する構成とすることが好ましい。

（作用）自転軸とベアリングとの摺動摩擦により摺動粉が発生
しても、ベアリング下方に設けられた吸引部により摺動
粉を吸引できるので、これが下方に落下するのを防止で
きる。

また、請求項（２）に示すようにカバーを設けること
により、摺動粉をカバーで一旦受けることができ、か
つ、吸引エリアを狭めることができるので吸引効果を増
大できる。

（実施例）以下、本発明を半導体ウエハの洗浄装置に適用して一
実施例について、図面を参照して具体的に説明する。

この洗浄装置は、第４図に概略的に示すように、半導
体ウエハ10がスピンチャック12上に、例えば真空吸着あ
るいはベルヌイチャク方式等によって固定可能となって
いて、このスピンチャック12の回転により上記半導体ウ
エハ10を比較的低速にて回転可能である。また、半導体
ウエハ10の洗浄時に、洗浄液が装置外部へ飛散すること
を防止するために、カップ14がウエハ10を覆うように形
成されている。

半導体ウエハ10を洗浄するための洗浄ブラシであるス
クライビングブラシ22は、アーム16の一端側に固着さ
れ、かつ、そのアーム16の他端側はスキャナ18に支持さ
れている。そして、このスキャナ18の駆動によりアーム
16を介して上記スクライビングブラシ22を、第４図に示
す揺動範囲にわたって揺動（公転駆動）可能としてい
る。すなわち、このスクライビングブラシ22を用いての
洗浄時には、前記半導体ウエハ10がスピンチャック12の
回転により回転駆動されため、スクライビングブラシ22
を第４図に示す揺動範囲Ａにわたって公転駆動させるこ
とで、半導体ウエハ10の全表面にスクライビングブラシ
22を当接させて洗浄することが可能となる。また、上記
の洗浄効果をさらに高めるために、スクライビングブラ
シ22を第４図の矢印Ｃ方向に自転駆動可能としている。

さらに、上記スクライビングブラシ22を前記スキャナ
18の駆動により、第４図に示す揺動範囲Ｂにわたって揺
動させることができ、前記カップ14の外に位置する退避
位置まで退避可能としている。そして、この退避位置に
はブラシ洗浄用容器20が配設されている。

次に、上記スクライビングブラシ22の自転駆動及びこ
れに洗浄液を供給する構成について、第１図，第２図を
参照にして説明する。

第１図（Ａ）に示すように、前記アーム16の自由端側
には軸受ブロック36が固定され、この軸受ブロック36に
自転軸30が回転自在に支持されている。この自転軸30の
アーム16内部に位置する先端側には、プーリ32が固着さ
れ、このプーリ32にベルト34を介して回転力を与えるこ
とによって、前記自転軸30を回転可能としている。前記
軸受ブロック36の内部には、前記自転軸30の上下２ヵ所
にてこれを回転自在に支持するベアリング38,38が設け
られている。そして、下側のベアリング38の下方に内部
領域42を形成するために、前記軸受ブロック36の下端側
にはカバー40が固着されている。このカバー40は、前記
自転軸30の周面に接しない程度の穴部を有している。そ
して、前記内部領域42に連通して吸入口44が前記軸受ブ
ロック36に設けられ、この吸入口44に接続されたバキュ
ーム管46が配設されている。（第１図（Ｂ）参照）。

前記自転軸30の下端には、ブラシ連結部50が固着され
ている。このブラシ連結部50と前記スクライビングブラ
シ22とは例えばねじ結合によって着脱可能となってい
て、前記スクライビングブラシ22はこれを植設するため
のフランジ24及びボルト部26にて一体的に構成されてい
る。尚、前記フランジ24及びボルト部26の中心位置に
は、上下に貫通する洗浄液吐出口28が形成されている。
一方、ブラシ連結部50には、前記スクライビングブラシ
22側のボルト部26を螺合するためのねじ部52が設けられ
ている。このねじ部52には、例えば90゜間隔にて４本の
縦溝54aが形成され、かつ、ブラシ連結部50の下端面に
は、前記縦溝54aに連通して横溝54bが設けられている。
そして、この縦溝54a及び横溝54bにてスリット54を構成
している。前記ブラシ連結部50の上端側は、自転軸30の
周囲に円周方向で連通する溝60が設けられている。尚、
この溝60を形成するために前記ブラシ連結部50に形成さ
れている内壁は、上側の口径が小さく、底面側の口径が
大きくなるような逆テーパ60aとなっている。

さらに、前記ブラシ連結部50の内部には、上端側が前
記溝60に連通し、下端側が前記ねじ部52に連通するよう
に、上下で貫通した貫通孔62が、例えばその円周方向の
６ヵ所に設けられている。この貫通孔62は、第２図
（Ａ）に示すように、その縦断面で見ると上端開口部64
に対して下端開口部66が自転軸30の中心側に位置するよ
うに、角度θ_１゜例えばθ_１＝30゜にて傾斜している。
さらに、各貫通孔62を、第２図（Ｂ）に示すようにその
底面で見ると、下端開口部66（実線図示）を上端開口部
64（破線図示）よりもその自転方向で遅れた位置に設定
している。さらに、本実施例では前記スクライビングブ
ラシ22に洗浄液を供給するための洗浄液供給管70を、従
来のインナーノズル方式のように自転軸30の内部に設け
ずに、クランパ72a,72bによって洗浄液供給管70を前記
アーム16及びブラシ連結部50に保持し、洗浄液を自転軸
とは異なる経路で供給するようにしている。そして、洗
浄液供給管70の供給口70aは、前記軸受ブロック36とブ
ラシ連結部50との間に領域に設定され、ブラシ連結部50
の上端に設けられた溝60に、洗浄液を直接供給できる構
成としている。

次に、作用について説明する。

この洗浄装置における半導体ウエハ10の洗浄は、第４
図に示すようにスピンチャック12によって半導体ウエハ
10を回転駆動しながら、スクライビングブラシ22をアー
ム16の公転駆動により図示Ａ方向にわたって揺動駆動
し、かつ、スクライビングブラシ22自体を同図の矢印Ｃ
方向に自転駆動している。このスクライビングブラシ22
の自転駆動は、アーム16内部にてベルト34を回転駆動
し、この回転力をプーリ32に伝達することによって、自
転軸30を第１図（Ａ）の矢印方向に回転させている。

この際、自転軸30は軸受ブロック36の上下に配置され
たベアリング38,38によって回転自在に支持されること
になる。この際、ベアリング38の摺動粉がその下方に落
下し、半導体ウエハ10自体に付着しあるいは洗浄液に混
入することによって、洗浄後の半導体ウエハ10にこれが
不純物として付着するおそれがある。このため、本実施
例では、下側のベアリング38の下方の領域を、バキュー
ム管46に接続された吸入口44を介して吸引することで、
摺動粉を洗浄雰囲気に飛散することを防止している。こ
の際、下側のベアリング38の下方のカバー40で囲われた
内部領域42は、カバー40と自転軸30との間にベアリング
を配置することができないので完全な気密状態とするこ
とはできないが、カバー40が自転軸30に接しない程度に
近接されているのである程度の気密状態を確保でき、内
部領域42を効率良く吸引することが可能となる。また、
カバー40の内面にて摺動粉の飛散，落下を防止できる効
果もある。

次に、スクライビングブラシ22への洗浄液の供給動
作、及びこの洗浄液を拡散流とする動作について説明す
る。

本実施例では、スクライビングブラシ22への洗浄液へ
の供給を、自転軸30以外の経路、すなわち洗浄液供給管
70を利用して実施している。そして、フランジ連結部50
の内部構造を上述したように構成することによって、外
部から供給される洗浄液を効率良くブラシ連結部50内部
に吸引し、かつスクライビングブラシ22に対して拡散流
として吐出することが可能である。洗浄液を自転軸30以
外の外部の経路を介して供給できるメリットとしては下
記のとおりである。すなわち、自転軸30内部を洗浄液の
供給路とする場合には、洗浄液をシールするためのシー
ル部材が不可欠となり、シール部材の劣化等によるごみ
の発生が避けられなかった。ところが、本実施例のよう
に洗浄液を自転軸30以外の経路にて外部供給することに
よって、自転軸30周囲にシール部材を一切配置する必要
がないので、不純物を発生させずに洗浄することが可能
となる。

第３図は、第２図（Ａ）のＡ−Ａ断面にて、貫通孔62
を通過する洗浄液の流れ状態を模式化して示すものであ
る。同図に示す矢印方向に自転軸30を回転すると、溝60
内に存在する洗浄液は、貫通孔62の上端開口部64より、
その自転方向で遅れた位置に存在する下端開口部66に向
けて移動することになる。このように、自転軸30の自転
駆動によって洗浄液が上端開口部64より下端開口部66に
移動するため、貫通孔62には吸引効果があり、洗浄液供
給管70より吐出された洗浄液を吸引してスクライビング
ブラシ22に供給することが可能となる。尚、貫通孔62の
上方に存在する溝60の逆テーパ60aにより、溝60内部に
存在する洗浄液は自転軸30の駆動によっても外部に飛散
することが防止される。さらに、貫通孔62は自転軸30の
中心に対して偏心した位置にあるので、この貫通孔62を
通過する洗浄液は遠心力の作用を受け、貫通孔62を通過
した後も慣性力によってその方向に流れ出し、このため
拡散流としてスクライビングブラシ22に供給されること
になる。このように、自転駆動を利用して洗浄液を拡散
流としてスクライビングブラシ22に供給できるので、ス
クライビングブラシ22の全域に効率良く洗浄液を供給で
き、洗浄効果を従来よりも高めることが可能となる。

上記のスクライビングブラシ22は、その寿命により交
換し、あるいは半導体ウエハ10の種類により異なる材質
のブラシに交換する必要がある。このために、スクライ
ビングブラシ22はブラシ連結部50に対して着脱可能とな
っている。通常、この着脱を可能とするためにスクライ
ビングブラシ22はブラシ連結部50に対してねじ止めされ
ることになる。この螺合結合の際には、スクライビング
ブラシ22側のボルト部26,ブラシ連結部50側のねじ部52
の間で削れが生じ、これがねじ部52に滞留していること
がある。そして、この不純物が洗浄液の供給経路に流出
すると、これが半導体ウエハ10に付着して汚染を発生さ
せることになってしまう。

そこで、本実施例ではこのような螺合結合部にスリッ
ト54を形成しておき、スクライビングブラシ22の交換後
の洗浄動作を開始する以前に、ダミーの洗浄液をスクラ
イビングブラシ22に供給し、螺合結合部内に発生したゴ
ミを前記スリット54を介して外部に排出できるようにし
ている。

尚、本発明上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば洗浄ブラシを自
転駆動する際に、自転軸とベアリングとの摺動により摺
動粉が発生しても、ベアリング下方に配置された吸引部
により摺動粉を吸引でき、摺動粉が被処理体に落下して
付着することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明を適用した洗
浄装置の公転アーム先端部分を示す断面図，側面図、第２図（Ａ），（Ｂ）は、スクライビングブラシの自転
軸及びブラシ連結部の正面図，底面図、第３図は、自転駆動による洗浄液の拡散流形成作用を説
明するための概略説明図、第４図は、実施例における洗浄装置の概略平面図であ
る。 10……被処理体、 22……スクライビングブラシ、 30……自転軸、36……軸受ブロック、 38……ベアリング、 40……カバー、 42……内部領域、 44……吸引口、46……バキューム管。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも自転駆動させながら被処理体面
に接触させ、被処理体面を洗浄する洗浄ブラシを有する
洗浄装置において、上記ブラシに連結される自転軸を支持するベアリングの
下方に、摺動粉を吸引する吸引部を設けたことを特徴と
する洗浄装置。
【請求項２】ベアリング下方の領域を、上記自転軸周囲
にのみ僅かな間隙を形成したカバーによって覆い、この
カバー内側領域を吸引する構成とした請求項（１）に記
載の洗浄装置。