JP3008001B2 - 洗浄処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、洗浄処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハの製造プロセスに
おいて、半導体ウエハに付着したダスト等を除去する洗
浄処理は重要な工程の一つとされており、この洗浄処理
の方法として、処理槽内に収容される洗浄処理液中に、
適宜間隔をおいて列設された被処理体を浸漬させて被処
理体の表面を洗浄する方法が広く採用されている。

【０００３】従来のこの種の洗浄処理装置は、処理槽の
下方部に洗浄処理液の供給口を設け、この洗浄処理液供
給口と、処理槽内に収容される被処理体との間に配設さ
れる例えば石英板製の整流板に多数の小孔を穿設してな
り、そして、洗浄処理液供給口から処理槽内に供給され
る洗浄処理液を整流板の小孔によって分散させながら被
処理体の表面を洗浄する構造となっている（特開昭５８
−４８４２３号公報、特開昭５８−６６３３３号公報、
特開昭６１−５９８３８号公報及び実開昭６３−１５２
２３７号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の洗浄処理装置においては、整流板に穿設された
多数の小孔によって洗浄処理液を整流化するものである
ため、小孔の寸法、位置及び数等を厳密に設定しなけれ
ば洗浄処理液を均一に整流化することが難しいという問
題があり、また、小孔を通過した気泡が被処理体に付着
し、被処理体の品質の低下を招くという虞れもあった。
更に、石英板製の整流板に多数の孔明け加工をすること
は、加工が面倒な上、コストが嵩むという問題もある。

【０００５】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、洗浄処理液を均一に整流化し、被処理体の洗浄処理
能率を向上させるようにした洗浄処理装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の洗浄処理装置は、処理槽内に収容される
洗浄処理液中に被処理体を浸漬させて被処理体の表面を
洗浄する洗浄処理装置において、上記処理槽の下方部に
洗浄処理液の供給口を設け、上記供給口と被処理体との
間に、洗浄処理液の誘導流路と気泡抜き流路を有する整
流手段を形成してなり、上記整流手段を、洗浄処理液供
給口の上方に位置する中央整流板と、この中央整流板の
両側辺上方に洗浄処理液誘導流路を介して側方に延在す
ると共に、処理槽との間に気泡抜き流路を形成する上反
角を有する側部整流板とで構成してなることを特徴とす
るものである。この場合、側部整流板は各側に１枚であ
ってもよく、あるいは、側部整流板を、互いに洗浄処理
液誘導流路を介して段状に配列される複数の整流板にて
形成したものであってもよい。

【０００７】また、上記側部整流板は平板状であっても
よいが、好ましくは側部整流板の中央側辺部に、洗浄処
理液案内用円弧部を形成してなる方がよい。

【０００８】

【作用】上記のように構成することにより、洗浄処理液
供給口から処理槽内に供給される洗浄処理液は、洗浄処
理液誘導流路を通過することにより整流化されて被処理
体の表面に供給され、被処理体の洗浄処理に供される。
また、洗浄処理液中に含まれる気泡は気泡抜き流路を通
過して被処理体の存在しない位置に案内される。したが
って、洗浄処理液の層流を内側に集中させることがで
き、被処理体の表面に均一に洗浄処理液を供給すること
ができる。しかも、洗浄処理液中の気泡は側方に排出す
ることができるので、被処理体に付着することがない。

【０００９】また、整流手段を、洗浄処理液供給口の上
方に位置する中央整流板と、この中央整流板の両側辺上
方に洗浄処理液誘導流路を介して側方に延在すると共
に、処理槽との間に気泡抜き流路を形成する上反角を有
する側部整流板とで構成することにより、整流板に洗浄
処理液流路用の小孔を穿設する必要がなく、整流手段を
容易に処理槽内に配設することができる。この場合、側
部整流板を、互いに洗浄処理液誘導流路を介して段状に
配列される複数の整流板にて形成することにより、更に
均一に整流化された洗浄処理液を被処理体に供給するこ
とができる。

【００１０】また、側部整流板の中央側辺部に、洗浄処
理液案内用円弧部を形成することにより、洗浄処理液の
流れをより一層整流化させることができる。

【００１１】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００１２】◎第一実施例 図１はこの発明の洗浄処理装置の第一実施例の概略断面
図、図２はその要部の断面斜視図が示されている。

【００１３】この発明の洗浄処理装置は、底部に洗浄処
理液の供給口２を有する処理槽１と、処理槽１内に被処
理体である半導体ウエハＡ（以下にウエハという）を適
宜間隔をおいて列設保持する昇降可能なウエハ保持アー
ム３と、ウエハ保持アーム３との間で複数枚のウエハＡ
の授受を司る昇降可能な搬送アーム４と、処理槽１内の
供給口２とウエハＡとの間に配設される整流手段５と、
処理槽１内に供給されて溢流（オーバーフロー）した例
えば純水等の洗浄処理液Ｃを循環供給する循環ポンプ６
とで主要部が構成されている。

【００１４】処理槽１は、洗浄処理液Ｃを収容する内槽
７と、この内槽７の上部外周部に設けられて内槽７から
オーバーフローする洗浄処理液Ｃを受け止める外槽８と
で構成される全体が箱状となっている。また、外槽８の
底部に設けられた排液口９と、内槽７の底部に設けられ
た供給口２とに接続される循環管路１０中に循環ポンプ
６とフィルタ１１が接続されている。

【００１５】整流手段５は、供給口２の上方に位置する
中央整流板５ａと、この中央整流板５ａの両側辺上方に
洗浄処理液誘導流路１２を介して側方に延在すると共
に、内槽７の側面との間に気泡抜き流路１３を形成する
上反角θを有する２枚の側部整流板５ｂとで構成されて
いる。この場合、洗浄処理液誘導流路１２の幅は約５〜
１０mmに設定され、気泡抜き流路１３の幅は約１〜２mm
に設定されている。また、中央整流板５ａと側部整流板
５ｂは、例えば石英板あるいはフッ素樹脂製板等の耐薬
品性を有する矩形板状部材にて形成されている。また、
中央整流板５ａは、中央整流板５ａの底面の適宜位置に
固着された図示しない脚部によって内槽７の底部に配置
され、側部整流板５ｂは図示しないスペーサを介して中
央整流板５ａとの間に洗浄処理液誘導流路１２を形成し
ている。

【００１６】なお、ウエハ保持アーム３は、ウエハＡの
円弧面を保持する多数の円弧状保持溝３ａを列設してな
り、図示しない昇降装置によって処理槽１内に昇降可能
に配設されている。このウエハ保持アーム３との間でウ
エハＡの授受を司る搬送アーム４はウエハ保持アーム３
の両側に位置する２本の保持腕４ａを具備するフォーク
状に形成され、各保持腕４ａにウエハＡを保持する円弧
状保持溝４ｂが多数列設されている。搬送アーム４も図
示しない昇降装置によって処理槽１内においてウエハ保
持アーム３と干渉しない位置で昇降可能に配設されてい
る。このように構成されるウエハ保持アーム３と搬送ア
ーム４とでウエハＡの受け渡しを行うには、固定された
ウエハ保持アーム３に対してウエハＡを保持した状態の
搬送アーム４を下降させることにより、ウエハＡをウエ
ハ保持アーム３に受け渡すことができ、また、ウエハ保
持アーム３に保持されているウエハＡを搬送アーム４に
受け渡すには、ウエハ保持アーム３の下方位置に移動し
た搬送アーム４を上昇させることによりウエハ保持アー
ム３上のウエハＡを搬送アーム４に受け渡すことができ
る。

【００１７】なお、処理槽１の上方には、ウエハ保持ア
ーム３と搬送アーム４との間でウエハＡを授受する際
に、ウエハＡの保持が確実か否かの検出を行うウエハ確
認検出装置１４が設けられている。このウエハ確認検出
装置１４は、例えば処理槽１の対向する辺の一方に配設
される発光素子にて形成される発光部１５と、対向する
辺側に配設される受光素子にて形成される受光部１６と
で構成されている。このように構成されるウエハ確認検
出装置１４によれば、ウエハＡの授受の際にウエハ保持
アーム３の保持溝３ａあるいは搬送アーム４の保持溝４
ｂに確実にウエハＡが保持されない場合には、ウエハＡ
が浮き上がるか、過度に傾斜するので、この状態をウエ
ハＡのオリフラＢのずれで検出することができ、ウエハ
Ａの脱落やウエハ間の接触等を防止することができる。

【００１８】上記のように構成されるこの発明の洗浄処
理装置において、ウエハＡ洗浄処理を行うには、まず、
搬送アーム４にて保持されたウエハＡをウエハ保持アー
ム３に受け渡して、ウエハ保持アーム３を下降させてウ
エハＡを処理槽１内に配設する。そして、循環ポンプ６
を駆動させて図示しない洗浄処理液供給源から洗浄処理
液Ｃを供給口２から内槽７内に供給する。供給口２から
内槽７に供給された洗浄処理液Ｃは整流手段５の中央整
流板５ａによって左右に振り分けられた後、洗浄処理液
誘導流路１２を通過することによりエゼクタ効果によっ
て流速を増して整流化され、ウエハＡの表面に均一に供
給されてウエハＡの表面の洗浄処理に供される。また、
洗浄処理液Ｃ中に含まれる空気はフィルタ１１によって
予め空気抜きが行われるが、供給される洗浄処理液中に
残存する空気は整流手段５の側部整流板５ｂの上反角θ
に沿って移動して気泡抜き流路１３から上方に排出され
めるので、ウエハＡには気泡が付着する虞れはない。内
槽７内が洗浄処理液Ｃで満たされると、内槽７内の洗浄
処理液Ｃはオーバーフローして外槽８に受け止められ、
外槽８内の洗浄処理液Ｃは循環ポンプ６によって外槽８
の排液口９から再び供給口２に循環供給されて、上述と
同様にウエハＡに供給される。この動作を所定時間繰り
返してウエハＡの洗浄処理を行うことができる。

【００１９】◎第二実施例 図３はこの発明の洗浄処理装置の第二実施例の要部断面
図が示されている。

【００２０】第二実施例における洗浄処理装置は、整流
手段５に更に整流効果をもたせるようにした場合であ
る。すなわち、側部整流板５ｂの中央側辺部に、下方側
に向って屈曲する洗浄処理液案内用円弧部１７を形成す
ることによって、洗浄処理液誘導流路１２を通過した後
の洗浄処理液の流れに広がりをもたせると共に、整流効
果を向上させることができるようにした場合である。

【００２１】また、処理槽１の内槽７における側部整流
板５ｂと対向する部分に、側部整流板５ｂの上反角θと
同じ傾斜角を有する段部１８を設けて気泡抜き流路１３
を形成することにより、洗浄処理液Ｃ中の空気を更に確
実に気泡抜き流路１３側へ案内することができる。

【００２２】なお、第二実施例において、処理槽１に段
部１８を設けて気泡抜き流路１３を形成しているが、段
部１８を設けずに上記第一実施例と同様に気泡抜き流路
１３を形成してもよく、また、第一実施例において処理
槽１に段部１８を設けて第二実施例と同様の気泡抜き流
路１３を形成してもよい。

【００２３】また、第二実施例において、その他の部分
は上記第一実施例と同じであるので、同一部分には同一
符号を付して、その説明は省略する。

【００２４】◎第三実施例 図４はこの発明の洗浄処理装置の第三実施例の断面図が
示されている。

【００２５】第三実施例における洗浄処理装置は、洗浄
処理液の供給を更に均一に整流させるようにした場合で
ある。すなわち、整流手段５の側部整流板５ｂを、中央
整流板５ａとの間に洗浄処理液誘導流路１２を介して配
設される第１の側部整流板５ｃと、この第１の側部整流
板５ｃとの間に洗浄処理液誘導流路１２を介して配設さ
れる第２の側部整流板５ｄとで段状に構成した場合であ
る。

【００２６】このように側部整流板５ｂを互いに洗浄処
理液誘導流路１２を介して段状に配列される複数の整流
板５ｃ，５ｄにて形成することにより、供給口２から供
給されて中央整流板５ａで振り分けられた洗浄処理液Ｃ
を更に複数の洗浄処理液誘導流路１２を通過させること
ができるので、洗浄処理液Ｃを細分化した状態でウエハ
Ａに供給することができ、かつ洗浄処理液を更に均一に
清流化することができる。

【００２７】なおこの場合、片側の側部整流板５ｂが第
１の側部整流板５ｃと第２の側部整流板５ｄとで構成さ
れる場合について説明したが、同様に第３、第４等の側
部整流板を多段状に配列することも可能であり、更に細
分化された均一な洗浄処理液Ｃの供給を行うことができ
る。また、中央整流板５ａの幅を狭くするか、あるいは
中央整流板５ａの中央部に適宜間隔をおいて小孔（図示
せず）を穿設することによって、洗浄処理液Ｃを中心側
に供給することができ、更に均一な洗浄処理液Ｃの供給
を行うこともできる。

【００２８】なお、第三実施例において、ウエハ保持ア
ーム３は処理槽１内に固定された２本の保持棒にて形成
されており、このウエハ保持アーム３にウエハＡを搬送
する部分は、ウエハＡの両側の中央部と下部を保持する
４本の保持棒１９を有する昇降及び接離移動可能なウエ
ハチャック２０にて形成されている。このウエハチャッ
ク２０は、図４に想像線で示すように、ウエハチャック
２０にてウエハＡを把持した状態で、ウエハチャック２
０を処理槽１の上方へ移動し、そして、ウエハチャック
２０を下降させてウエハＡをウエハ保持アーム３上に載
置した後、ウエハチャック２０を外側に離隔して、ウエ
ハＡをウエハ保持アーム３上に受け渡すようになってい
る。この場合、ウエハ保持アーム３はなるべく洗浄処理
液Ｃの流れを邪魔しない位置に配置する方が好ましく、
例えば第１の側部整流板５ｃの上面に接触させておけ
ば、洗浄処理液Ｃの流れに支障をきたすことがない。な
おこの場合、ウエハチャック２０にて保持されたウエハ
Ａは処理槽１の上方位置でウエハ確認検出装置１４によ
ってずれや接触の確認が行われるようになっている。

【００２９】なお、第三実施例において、ウエハ保持ア
ーム３を処理槽１に固定し、ウエハ搬送手段をウエハチ
ャック２０にて形成した場合について説明したが、この
構造のものに代えて第一実施例の構造としてもよく、あ
るいは、第一実施例の構造のものを第三実施例と同様な
構造としてもよいことは勿論である。

【００３０】また、第三実施例において、その他の部分
は上記第一実施例及び第二実施例と同じであるので、同
一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。

【００３１】上記のように構成されるこの発明の洗浄処
理装置は、例えば図５に示す洗浄装置の１ユニットとし
て組込まれてウエハの洗浄処理に利用される。

【００３２】次に、洗浄装置の全体構造を第一実施例の
場合について、図５を参照して説明する。図５は、３つ
の洗浄処理ユニット２１，２２，２３にて洗浄装置を構
成した場合で、搬入側の洗浄処理ユニット２１にはロー
ダ２４が接続され、搬出側の洗浄処理ユニット２３には
アンローダ２５が接続されており、更に洗浄処理ユニッ
ト２１，２２間及び洗浄処理ユニット２２，２３間に、
３ユニットのいずれかに含まれている処理室の一部を構
成する水中ローダ２６が配設されている。

【００３３】搬入側の洗浄処理ユニット２１は、中心位
置に搬送アーム４を配設する容器４０が位置し、その周
囲で容器４０の左隣及びローダ２４の正面にそれぞれア
ンモニア処理室２７及びこの発明の洗浄処理装置（図示
せず）を具備する水洗処理室２８が配設されている。中
央の洗浄処理ユニット２２は、中心位置に搬送アーム４
を配設する容器４０が位置し、その周囲の左右両側に水
中ローダ２６を配設し、その間の前後位置にフッ酸処理
室２９、水洗オーバーフロー処理室３０を配設してな
る。また、搬出側の洗浄処理ユニット２３は、中心位置
に搬送アーム４を配設した容器４０が位置し、この容器
４０の周囲でアンローダ２５の正面側には水洗ファイナ
ルリンス処理室３１を配設し、容器４０の右隣に乾燥処
理室３２を配設してなる。

【００３４】上記のように構成される洗浄装置におい
て、ローダ２４に２５枚ずつウエハ（図示せず）が載置
されたキャリア３３が２つ搬送されてくると、オリフラ
合せ機構３４が動作して、キャリア３３内のウエハを整
列させ、次いで、突き上げ棒（図示せず）が上方に作動
して、キャリア３３をそのままに、ウエハのみを上方に
取り出した後、突き上げ棒が互いに寄合って５０枚のウ
エハを等間隔で位置させる。

【００３５】次に、搬送アーム４が作動して水平回転
し、かつローダ２４方向に伸びて先端の保持腕４ａを突
き上げ棒の下側に位置させ、そして、突き上げ棒が下降
し、保持腕４ａ上にウエハが載置位置決めされる。

【００３６】次いで、保持腕４ａ上にウエハが載置され
た状態で、搬送アーム４が水平回転し、かつ伸縮してア
ンモニア処理室２７の開口部３ｂからウエハをアンモニ
ア処理室２７の処理槽２７ａの専用ボート２７ｂ上に挿
入位置させる。そして、この状態でアンモニア処理室２
７内のウエハは洗浄処理される。

【００３７】アンモニア処理室２７内での洗浄が終了し
た後、上述の動作と逆の動作でボート２７ｂ上のウエハ
を搬送アーム４の保持腕４ａ上に載置位置決めして、ウ
エハをアンモニア処理室２７外に取り出し、次の水洗処
理室２８内へウエハを搬入する。そして、水洗処理室２
８において、ウエハ確認検出装置（図示せず）によって
ウエハの整列状態が確認されて、搬送アーム４からウエ
ハ保持アーム３に受け渡された後、上述したように、こ
の発明の洗浄処理装置により処理槽１内に整流化されて
供給される洗浄処理液によってウエハの表面が洗浄処理
される。

【００３８】搬入側の洗浄処理ユニット２１による洗浄
が終了したウエハは、搬入側の洗浄処理ユニット２１と
中央の洗浄処理ユニット２２との間の水中ローダ２６に
よって中央の洗浄処理ユニット２２に搬送され、中央の
洗浄処理ユニット２２の容器４０内に配設された搬送ア
ーム４によって上述と同様に搬送される。そして、ウエ
ハは、順次フッ酸処理室２９内での洗浄処理、オーバー
フロー処理室３０内での水洗オーバーフロー処理が行わ
れる。

【００３９】また、中央の洗浄処理ユニット２２での洗
浄処理が行われたウエハは、中央の洗浄処理ユニット２
２と搬出側の洗浄処理ユニット２３との間の水中ローダ
２６にて搬出側の洗浄処理ユニット２３に搬送される。
そして、搬出側の洗浄処理ユニット２３の搬送アーム４
によって上述と同様に搬送されて、ファイナルリンスが
行われた後、乾燥処理が行われる。

【００４０】搬出側の洗浄処理ユニット２３にて洗浄処
理されたウエハはアンローダ２５に搬送され、このアン
ローダ２５にてウエハの２５枚ずつの分割、オリフラ合
せが行われ、そして、２つのキャリアに載置されて搬出
される。

【００４１】なお、上記実施例ではこの発明の洗浄処理
装置がウエハの洗浄装置に組込まれる場合について説明
したが、必ずしもウエハの洗浄装置に限定するものでは
なく、その他の例えばＬＣＤガラス基板等の洗浄装置や
エッチング装置等にも適用できることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の洗浄
処理装置によれば、上記のように構成されているので、
以下のような効果が得られる。

【００４３】１）請求項１記載の洗浄処理装置によれ
ば、処理槽の下方部に設けられた洗浄処理液の供給口と
被処理体との間に、洗浄処理液の誘導流路と気泡抜き流
路を有する整流手段を形成してなるので、洗浄処理液を
整流化させて被処理体に供給することができると共に、
被処理体への気泡の付着を防止することができ、被処理
体の洗浄処理の向上を図ることができる。

【００４４】また、整流手段を、洗浄処理液供給口の上
方に位置する中央整流板と、この中央整流板の両側辺上
方に洗浄処理液誘導流路を介して側方に延在して処理槽
との間に気泡抜き流路を形成する上反角を有する側部整
流板とで構成してなるので、整流板に多数の小孔等を穿
設する必要がなく、整流手段の加工工数が低減でき、装
置の組立の簡略化を図ることができる。

【００４５】２）請求項２記載の洗浄処理装置によれ
ば、側部整流板を、互いに洗浄処理液誘導流路を介して
段状に配列される複数の整流板にて形成するので、更に
均一に整流化された洗浄処理液を被処理体に供給するこ
とができる。

【００４６】３）請求項３記載の洗浄処理装置によれ
ば、側部整流板の中央側辺部に、洗浄処理液案内用円弧
部を形成するので、洗浄処理液の流れをより一層整流化
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の洗浄処理装置の第一実施例を示す概
略断面図である。

【図２】第一実施例の洗浄処理装置の要部を示す斜視図
である。

【図３】この発明の洗浄処理装置の第二実施例の要部を
示す断面図である。

【図４】この発明の洗浄処理装置の第三実施例を示す概
略断面図である。

【図５】この発明の洗浄処理装置を有する洗浄装置の全
体を示す概略平面図である。

【符号の説明】

１ 処理槽 ２ 洗浄処理液供給口 ５ 整流手段 ５ａ 中央整流板 ５ｂ 側部整流板 ５ｃ 第１の側部整流板 ５ｄ 第２の側部整流板 １２ 洗浄処理液誘導流路 １３ 気泡抜き流路 １７ 洗浄処理液案内用円弧部 Ａ 半導体ウエハ（被処理体） Ｃ 洗浄処理液

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内に収容される洗浄処理液中に被
   処理体を浸漬させて被処理体の表面を洗浄する洗浄処理
   装置において、 上記処理槽の下方部に洗浄処理液の供給口を設け、 上記供給口と被処理体との間に、洗浄処理液の誘導流路
   と気泡抜き流路を有する整流手段を形成してなり、 上記整流手段を、洗浄処理液供給口の上方に位置する中
   央整流板と、この中央整流板の両側辺上方に洗浄処理液
   誘導流路を介して側方に延在すると共に、処理槽との間
   に気泡抜き流路を形成する上反角を有する側部整流板と
   で構成してなることを特徴とする洗浄処理装置。
2. 【請求項２】 側部整流板を、互いに洗浄処理液誘導流
   路を介して段状に配列される複数の整流板にて形成して
   なることを特徴とする請求項１記載の洗浄処理装置。
3. 【請求項３】 側部整流板の中央側辺部に、洗浄処理液
   案内用円弧部を形成してなることを特徴とする請求項１
   又は２記載の洗浄処理装置。