JP2742114B2 - ウエハキャリヤの精密洗浄方法及び装置 - Google Patents

ウエハキャリヤの精密洗浄方法及び装置

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晴光 斎藤
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シリコン等の円柱状結晶体を薄く輪切りに
した円板状でICやトランジスタの基板となるウエハを収
納するウエハキャリヤの精密洗浄方法及び装置に関す
る。
[従来の技術] かかるウエハの処理においては、ウエハの各処理工程
間の搬送のため、複数枚のウエハを相互に隙間を設けて
内壁に刻設したキャリヤ溝に保持して収納するウエハキ
ャリヤが用いられる。
ウエハは表面を汚染しないことが厳しく要求されるの
で、ウエハキャリヤは使用時に清浄であることが必要で
ある。使用済みのウエハキャリヤは、レジスト(エッチ
ング用写真感光剤)、シリコン片、空気のほこりや作業
者からの油などの多種多用の原因により汚れるので、使
用時には洗浄が必要で、特にキャリヤ溝を清浄にする必
要がある。
また、使用済みキャリヤの数は多く、これらについて
1個ごと洗浄を行うため作業能率上、短時間で多種多様
の汚れを除去するのが望ましい。
この汚れを洗浄するのに従来は第2図に示すように、
ケース20内にウエハキャリヤAを置き、純水シャワーノ
ズル21から純水を吹き付け、回転ブラシ22を回転させて
ウエハ溝の洗浄を行っていた。なお、回転ブラシ22の毛
には、線径0.1mm程度のものが使用されていた。
[発明が解決しようとする課題] 近時、半導体の高集積化に伴い、ウエハキャリヤに対
しても高い清浄度が要求されるようになり、上記のよう
な従来の洗浄方法では、十分な清浄度が得られないとい
う問題がある。
本発明は、高集積化した半導体の製造に好適な高清浄
度が得られる洗浄効果の良いウエハキャリヤの精密洗浄
装置を提供することを目的としている。
[知見] 本発明者は、従来の洗浄方法で十分な清浄度が得られ
ない原因を追及するため、種々実験を行い、顕微鏡等に
よる観察では、ごみの種類は第3図に示すように、ウエ
ハキャリヤの表面に付着したレジストやシリコン等の小
片aや、ウエハの出し入れ時にできたキャリヤの傷又は
膜片によるバリbで形成された部分にたまった前記小片
aのごみだまりcであることが判った。
従来の洗浄方法では、キャリヤ表面の小片aに対して
は有効であるが、ごみだまりcを除去することができな
い。そこで、洗浄液に界面活性剤を添加すると、バリb
は除去できないが、ごみだまりcは比較的良く除去でき
た。しかし、界面活性剤は工場の廃水処理設備に大きい
負担をかけ、2次公害のおそれがあるので好ましくな
い。
純水シャワーと共にブラシの毛の線径を0.2mm以下、
例えば0.1mm程度とすると小片aもごみだまりcも除去
効率が悪い。
また、ブラシの毛の線径を0.2mm以上、例えば0.3mm程
度とすると、ごみだまりcは効率よく除去できたが、小
片aの除去効率は悪い。さらに線径を0.4mm以上にする
と、キャリヤが傷つき、新たなごみが発生する。これに
対し、毛の線径が0.3mm程度のブラシを用いて純水のシ
ャワーのかわりに、ウエハキャリヤを純水中に浸漬して
洗浄すると、小片a、ごみだまりcが効率良く除去でき
た。本発明は以上の実験結果に基づいてなされたもので
ある。
[課題を解決するための手段] 本発明のウエハキャリヤの精密洗浄方法は、複数のウ
エハ溝が刻設されたウエハキャリヤを液中に浸漬する工
程と、該ウエハキャリヤが浮き上がるのを防止し且つ該
ウエハキャリヤが回転ブラシの回転により移動するのを
防止出来る態様にて該ウエハキャリヤを水槽に固定する
工程と、回転ブラシをウエハ溝に接触させつつ前記水槽
中で回転させて洗浄する工程、とを有している。
本発明の実施に際して、ウエハキャリヤが浸漬されて
いる液中に給液する工程を有し、前記洗浄する工程で
は、回転ブラシが回転しながら下降し上昇し、ウエハ溝
と接触して洗浄をしているのが好ましい。
また本発明において、ウエハキャリヤが浸漬される液
をオーバーフローさせつつ洗浄を行う工程を有している
のが好ましい。
一方、本発明のウエハキャリヤの精密洗浄装置は、内
部に液が充填され且つ該液中にウエハキャリヤが浸漬さ
れる水槽を有しており、複数のウエハを保持するため前
記ウエハキャリヤの内面には複数のウエハ溝が刻設され
ており、該ウエハ溝の底部と接触する様に配置された回
転ブラシと、該ウエハキャリヤが浮き上がるのを防止し
且つ該ウエハキャリヤが回転ブラシの回転により移動す
るのを防止出来る態様にて該ウエハキャリヤを前記水槽
に固定する固定手段、とを有していることを特徴として
いる。
本発明のウエハキャリヤの精密洗浄装置の実施に際し
て、ウエハキャリヤの洗浄が行われている際に、該ウエ
ハキャリヤが浸漬されている水槽から液をオーバーフロ
ーさせる手段を有しているのが好ましい。
そして、前記回転ブラシは取付板に正逆回転可能な態
様にて取り付けられており、該取付板は昇降用アクチュ
エータにより昇降され、前記回転ブラシの径はウエハキ
ャリヤ中で対向する位置に形成されたウエハ溝に対して
該ブラシが同時に接触可能な寸法に設定されているのが
好ましい。
さらに、前記水槽に洗浄槽、溢水槽、排水槽を画成
し、溢水槽底部と洗浄槽底部とをポンプ及びフィルタを
介して接続する循環管を設けるのが好ましい。
なお、本発明で用いられる洗浄用の液体には特に限定
は無い。例えば純水等を用いることが可能である。
[作用] 上記のように構成されたウエハキャリヤの精密洗浄方
法及び装置においては、洗浄に際し、ウエハキャリヤを
洗浄用の液体(例えば純水)を満たした洗浄槽の固定装
置に固定し、回転ブラシを150rpmで回転すると共に、下
降、上昇し、次いで回転ブラシを逆回転して下降、上昇
してウエハキャリヤのウエハ溝及び表面を洗浄する。
この際、固定装置は、キャリヤの浮き上がりとブラシ
の回転による移動とを防止する。
洗浄用の液体を満たしていない洗浄槽と、洗浄用の液
体によるシャワーを用いると、ブラシによって除去され
たごみはキャリヤ表面に沿った洗浄用液体流と共に流れ
落ちるため、ごみの多くはキャリヤに再付着して十分な
洗浄効果が得られない。また、キャリヤから落ちたごみ
は回転ブラシに付着し、再度キャリヤを汚してしまう。
さらに汚れた洗浄用液体は、回転するブラシによって飛
散して洗浄槽内壁に付着し、乾燥、飛散によって、或い
は洗浄用液体のはねかえりによって、再度キャリヤを汚
染する。この現象は、洗浄用液体のシャワーの流量を多
くすることにより低減することは可能であるが、浸漬式
に比較して洗浄効果は低く、また、洗浄用液体の使用量
が多いので経済的でない。
また、毛の線径が0.3mmのブラシは知見に示すよう
に、キャリヤの表面のごみだまりを除去し、ブラシの15
0rpmの回転数は、洗浄を短時間で効果的に行う。
他の洗浄手段、例えば洗浄用液体の高圧ジェットを用
いた場合には、満たされた純水によってジェット流が減
速されるため、十分な洗浄効果が得られない。例えばス
ポンジ材料を用いた場合には、スポンジ内の小さな空洞
にキャリヤのごみが入り込み、このごみがキャリヤを再
汚染させてしまう。これに対して、回転するブラシを使
用した場合には、その様な問題は生じないので好都合で
ある。
また本発明によれば、キャリヤを浸漬してブラシ洗浄
しているので、キャリヤの表面に付着したレジスト、シ
リコン等の小片や、ごみだまりや回転ブラシに付着した
キャリヤの汚れを良く除去する。通常、ブラシ洗浄後、
別途設けられた水槽で例えば純水中にキャリヤを浸漬し
た後にキャリヤを乾燥させるが、キャリヤを浸漬してブ
ラシ洗浄した場合は、別途に設けた水槽に浸漬せずに乾
燥しても高い洗浄効果が得られる。
また、開閉弁の開度とポンプの吐出量を調整すること
により、除去したごみを多く含む純水をオーバフローし
て排水し、純水の雰囲気を清浄に維持する。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図において、設密洗浄装置は、全体を符号1で示
す回転ブラシ装置と、全体を符号10で示す水槽装置とか
ら構成されている。
水槽装置10の水槽11には、洗浄槽12、溢水槽13及び排
水槽14が画成されている。ここで、図示の実施例におい
ては、洗浄用の液体として純水が用いられている。
洗浄槽12の底部の一部には、図示しない純水供給源に
接続され開閉弁15が介装された給水管Lが接続され、対
向する部分と溢水槽13との間は、溢水槽13側からポンプ
16、フィルタ17が介装された循流管L1で接続され、排水
槽14には、図示しない廃水処理設備に接続された排水管
L2が接続されている。そして、洗浄槽12の底部には、固
定手段であるウエハキャリヤAを着脱自在に固定するば
ね18a、18aを用いた固定装置18が設けられている。
回転ブラシ装置1は、図示しない昇降用アクチュエー
タで昇降される取付板2に取付けられたモータ3と、モ
ータ3に固設されたドライブプーリ4と、取付板2の下
端部に取付けられたドリブンプーリ5と、両プーリ4、
5間に張設されたベルト6と、ドリブンプーリ5に固設
された回転ブラシ7、とから構成されている。
その回転ブラシ7の毛は化学繊維材で形成され、その
外径は、キャリヤAの内面に刻設された図示しないウエ
ハ溝の底部に接触できる径に形成され、毛の線径は、0.
2〜0.4mmの範囲で、例えば、0.3mmに形成され、回転数
は100〜200rpmの範囲で、例えば150rpmに設定されてい
る。
洗浄に際し、ウエハキャリヤAを水槽10の純水を満た
した洗浄槽12の固定装置18に固定し、モータ3で回転ブ
ラシ7を150rpmで回転すると共に、昇降アクチュエータ
により回転ブラシ7を下降、上昇し、次いで、回転ブラ
シを逆回転して同様に下降、上昇し、回転ブラシ7の毛
でキャリヤAのウエハ溝及び内面を洗浄する。
この際、固定装置18は、キャリヤAの浮き上がりやブ
ラシ7の回転による移動を防止する。
また、キャリヤAを純水中に浸漬してブラシ洗浄する
ことによりレジストやシリコン等の小片aやごみだまり
cが良く除去される。
また、毛の線径が0.3mmのブラシ7は、キャリヤAの
表面を傷付けることなく、ごみだまりcを良く除去す
る。すなわち、線径が0.2mm以下では、ごみだまりcの
除去効果が低く、線径が0.4mm以上では、キャリヤAの
表面を傷付ける。
また、ブラシ7の150rpmの回転数は、洗浄を短時間で
効果的に行う。すなわち、回転数が100rpm以下では、洗
浄に長時間を要して処理効率が低く、回転数が200rpm以
上では、純水の飛散が多く、かつ、モータ3の必要馬力
が大きくなって好ましくない。
なお、洗浄中、開閉弁15の開度とポンプ16の吐出量と
を調整し、溢水槽13から除去したごみを多く含む純水を
オーバフローさせて排水槽14から排水し、ごみの比較的
少ない溢水槽13の純水は、循流管L1からポンプ16を介し
フィルタ17で清浄化して洗浄槽12に循流すると共に、供
給管Lから純水を適宜供給して純水の雰囲気を清浄に維
持する。
なお図示はされていないが、洗浄槽中の流れの「よど
み」による「ごみ溜まり」を形成しない様に、通常、純
水の供給部に整流板を設けたり、均一にオーバーフロー
をさせるためのV字型の溝を洗浄槽の縁部に形成してい
る。ここで、循環濾過配管を設けないと、純水の雰囲気
を正常に維持するために大量の純水を使用する必要があ
る。また、純水を供給しないとフィルターの目よりも細
かい粒子や、溶解性の物質により純水が汚染されてしま
う。
[発明の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、
ウエハキャリヤの各種のごみを効果的に除去し、高集積
化した半導体の製造に資することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す側断面図、第2図は従
来装置を示す正面断面図、第3図はごみの状態を説明す
る図面である。 A……ウエハキャリヤ、a……レジスト、シリコン等の
小片、c……ごみだまり、7……回転ブラシ、11……水
槽、12……洗浄槽、13……溢水槽、16……ポンプ、18…
…固定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤江 信夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 園田 浩明 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−32526(JP,A) 実開 昭62−124848(JP,U)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のウエハ溝が刻設されたウエハキャリ
    ヤを液中に浸漬する工程と、該ウエハキャリヤが浮き上
    がるのを防止し且つ該ウエハキャリヤが回転ブラシの回
    転により移動するのを防止出来る態様にて該ウエハキャ
    リヤを水槽に固定する工程と、回転ブラシをウエハ溝に
    接触させつつ前記水槽中で回転させて洗浄する工程、と
    を有することを特徴とするウエハキャリヤの精密洗浄方
    法。
  2. 【請求項2】ウエハキャリヤが浸漬されている液中に給
    液する工程を有し、前記洗浄する工程では、回転ブラシ
    が回転しながら下降し上昇し、ウエハ溝と接触して洗浄
    をしている請求項1記載のウエハキャリヤの精密洗浄方
    法。
  3. 【請求項3】ウエハキャリヤが浸漬される液をオーバー
    フローさせつつ洗浄を行う工程を有することを特徴とす
    る請求項1、2のいずれかに記載のウエハキャリヤの精
    密洗浄方法。
  4. 【請求項4】内部に液が充填され且つ該液中にウエハキ
    ャリヤが浸漬される水槽を有しており、複数のウエハを
    保持するため前記ウエハキャリヤの内面には複数のウエ
    ハ溝が刻設されており、該ウエハ溝の底部と接触する様
    に配置された回転ブラシと、該ウエハキャリヤが浮き上
    がるのを防止し且つ該ウエハキャリヤが回転ブラシの回
    転により移動するのを防止出来る態様にて該ウエハキャ
    リヤを前記水槽に固定する固定手段、とを有しているこ
    とを特徴とするウエハキャリヤの精密洗浄装置。
  5. 【請求項5】ウエハキャリヤの洗浄が行われている際
    に、該ウエハキャリヤが浸漬されている水槽から液をオ
    ーバーフローさせる手段を有している請求項4記載のウ
    エハキャリヤの精密洗浄装置。
  6. 【請求項6】前記回転ブラシは取付板に正逆回転可能な
    態様にて取り付けられており、該取付板は昇降用アクチ
    ュエータにより昇降され、前記回転ブラシの径はウエハ
    キャリヤ中で対向する位置に形成されたウエハ溝に対し
    て該ブラシが同時に接触可能な寸法に設定されている請
    求項4、5いずれかに記載のウエハキャリヤの精密洗浄
    装置。
  7. 【請求項7】前記水槽に洗浄槽、溢水槽、排水槽を画成
    し、溢水槽底部と洗浄槽底部とをポンプ及びフィルタを
    介して接続する循環管を設けた請求項5、6のいずれか
    に記載のウエハキャリヤの精密洗浄装置。
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