JP3229952B2 - ウエハキャリア洗浄装置 - Google Patents

ウエハキャリア洗浄装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハの搬送に
使用されるウエハキャリアの洗浄装置、特にブラシング
を使用する洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体の製造においては、半導体ウエハ
の搬送に、ウエハキャリアと呼ばれる収納具が使用され
る。このウエハキャリアは、両側の側壁部に設けた多数
の溝によって、多数枚の半導体ウエハを整列保持させる
ようになっており、使用の繰り返しにより内外面が汚れ
る。汚れたキャリアは、半導体ウエハの汚染の原因にな
るので、その洗浄が行われる。そして、ウエハキャリア
の洗浄は、これまで、高圧ジェットやメガソニック等に
よる自動洗浄、もしくは有機溶剤を併用したハンドブラ
シ洗浄により行われていた。また、機械ブラシによる自
動洗浄も考えられている(特開昭61−43430号公
報、特開昭62−73728号公報、特開平3−156
924号公報、特開平3−156925号公報)。
【0003】しかしながら、高圧ジェットやメガソニッ
ク等による自動洗浄では、キャリアに突き刺さったウエ
ハの破片まで除去するのは困難である。その点、ハンド
ブラシ洗浄では、入念な作業さえ行えばウエハの破片も
除去できる。しかし、ハンドブラシによる洗浄では、能
率が低く、洗浄度のバラツキも大きい。更に、使用する
溶剤によっては、人体への悪影響も問題になる。
【0004】これらに対し、機械ブラシによる自動洗浄
は、ウエハの破片を除去できる上に、能率が高く、洗浄
度のバラツキも小さい。更に、溶剤による人体への悪影
響も回避できる。しかし、特開昭61−43430号公
報、特開昭62−73728号公報、特開平3−156
924号公報、特開平3−156925号公報に記載さ
れた従来の機械ブラシ洗浄には内面洗浄に関して以下の
ような問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ウエハキャリアの構造
としては、両側の側壁部に多数の溝を形成するために、
多数の縦スリットを設けたものが多い。ウエハは両側の
多数の縦スリットにより、前後の端板部間に所定の間隔
で整列し保持される。両側の側壁部の間は、ウエハの整
列保持のために、上部で広く、下部で狭い。
【0006】特開平3−156924号公報及び特開平
3−156925号公報に記載された従来の機械ブラシ
洗浄では、ウエハキャリアの両側の側壁部に平行な水平
軸により支持された回転ブラシにより、両側の側壁部の
各内面が同時にブラッシングされる。即ち、内面用の回
転ブラシは、両側の側壁部の上部間隔より大きいブラシ
径と、各側壁部の全長をブラッシングできるブラシ幅と
をもち、ウエハキャリアの上端開口部から両側の側壁部
間へ挿入されることにより、両側の側壁部の各内面を同
時にブラッシングする。
【0007】しかし、回転ブラシは上方から支持される
必要があり、その支持部のために、各側壁部の一部にブ
ラシが当たらないという問題がある。特開平3−156
924号公報に示された機械ブラシでは、回転ブラシの
軸方向中央部が支持され、その支持部でブラシが2分さ
れることによる拭き残しを避けるために、ブラッシング
を2回に別けて行い、1回目のブラッシングと2回目の
ブラッシングの間で回転ブラシを軸方向に移動させるこ
とが行われているが、回転ブラシの軸方向移動は、洗浄
槽上方における駆動機構の大型化、複雑化を招き、洗浄
槽へのワーク挿入等を困難にするだけでなく、上方の駆
動機構の作動時に下方の洗浄槽へパーティクルを落下さ
せる問題もある。更に、回転ブラシは、両側同時ブラッ
シングのために、ブラシ径が両側の側壁部の上部間隔よ
り大きく、両側の側壁部の下部間に挿入されない。仮に
挿入が可能であっても、回転ブラシが洗浄槽の底面に当
たる。このため、側壁部の内面を下端部までブラッシン
グできない。
【0008】特開昭61−43430号公報及び特開昭
62−73728号公報に記載された従来の機械ブラシ
洗浄では、内面用の回転ブラシは、ウエハキャリアの全
長より小さいブラシ幅(回転軸方向長さ)をもち、上下
方向だけでなく回転軸方向にも移動することにより、両
側の側壁部の各内面を同時にブラッシングする。このブ
ラシッングでは、回転ブラシを回転軸方向に移動させつ
つ繰り返し昇降させる必要があるため、能率が低い。加
えて、ウエハ保持溝に挿入される毛先が、回転軸方向の
移動により側方へ折れ曲がるため、内面の汚れが十分に
除去されないという問題もある。更には、回転ブラシの
軸方向移動に伴ってパーティクルが落下する問題や、端
板部や槽底との干渉のために内面全体がブラッシングさ
れない問題も残る。
【0009】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、ウエハキャリアの両側の側壁部内面を全長にわたっ
て能率よくブラッシングできるウエハキャリア洗浄装置
を提供することことを目的とする。本発明の他の目的
は、ウエハキャリアの両側の側壁部内面を下端部までブ
ラッシングできるウエハキャリア洗浄装置を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のウエハキャリア
洗浄装置は、半導体ウエハの搬送に使用されるキャリア
の表面を機械ブラシにより自動洗浄するブラシ洗浄手段
を備えたウエハキャリア洗浄装置において、前記ブラシ
洗浄手段は、洗浄槽内にウエハキャリアを支持する架台
と、洗浄槽内に支持されたウエハキャリアの内面をブラ
シングする回転ブラシとを有しており、前記架台はウエ
ハキャリアを鉛直軸回りに回転させる回転式であり、前
記回転ブラシは昇降式で、前記ウエハキャリアのウエハ
整列方向に延びる片持ち支持式の中心軸と、前記ウエハ
キャリアの内側面をウエハ整列方向全長のほぼ半分にわ
たってブラシングできるブラシ幅とをもつ構成である。
【0011】本発明のウエハキャリア洗浄装置では、ま
ずウエハキャリアの両側の側壁部内面を、回転ブラシに
より全長方向の半分にわたってブラッシングする。次い
で、ウエハキャリアを鉛直軸回りに180°回転させて
同じ操作を行うことにより、両側の側壁部内面の残りの
部分をブラッシングする。これにより、回転ブラシを軸
方向に移動させずとも、両側の側壁部内面が全長方向全
域で死角なくブラッシングされる。
【0012】前記洗浄槽は、洗浄液中でウエハキャリア
のブラシングを行う構成が洗浄度を高める点から好まし
い。
【0013】前記架台は、回転ブラシが下がったときに
ウエハキャリアの側壁部下端をブラッシングできるよう
に、ウエハキャリアを洗浄槽の底面から離れた位置に固
定する構成であり、前記回転ブラシはウエハキャリアの
下部開口部を通過可能なブラシ径をもち、且つ鉛直方向
と前記回転軸に直角な水平方向の2方向に駆動される構
成であることが好ましい。この構成によると、回転ブラ
シは両側の側壁部の下部間を通過して架台の両側側板間
に挿入されるので、両側の側壁部内面は下端部までブラ
ッシングされる。また、回転ブラシの2軸駆動により、
両側の側壁部内面は順番にブラッシングされる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0015】本実施形態は、機械ブラシによる一次洗
浄、二次洗浄としての超音波洗浄、純水による仕上げ洗
浄および乾燥を全て自動で行う。その自動洗浄装置の全
体構成を図1に示し、自動化されたブラシ洗浄装置を図
2および図3に示す。
【0016】自動洗浄装置は、図1に示すように、ロー
ダ10、ブラシ洗浄装置20、超音波洗浄槽30、仕上
げ洗浄槽40、乾燥装置50およびアンローダ60を縦
列配置し、これに2つのロボットA,Bを組み合わせた
構成になっている。
【0017】図2及び図3に示すように、洗浄すべきウ
エハキャリア70は、両側の側壁部71,71と、側壁
部71,71を繋ぐ前後の端板部72,72とからな
る。側壁部71,71は、各内面に縦溝を形成するため
に、例えば多数の縦スリットを形成した格子構造になっ
ている。ウエハは両側の多数の縦スリットにより端板部
72,72間に整列保持される。側壁部71,71の間
は、ウエハの整列保持のために、上部で広く、下部で狭
い。以下の説明では、キャリア70におけるウエハ整列
方向を全長方向と称し、ウエハ整列方向に直角な水平方
向を幅方向と称する。
【0018】洗浄すべきキャリア70は、ローダ10に
より洗浄装置に搬入される。搬入されたウエハキャリア
は、ロボットAによりブラシ洗浄装置20に運ばれる。
【0019】ブラシ洗浄装置20は、洗浄槽21と、こ
れに付設された洗浄ロボット23,26とを有する。洗
浄槽21には、底部から、純水と中性洗剤の混合液等よ
りなる洗浄液が導入される。洗浄槽21に導入された洗
浄液は、角筒状の堰21aをオーバーフローして液面が
一定に保たれる。洗浄槽21の底部には、回転テーブル
22が設けられている。回転テーブル22は、洗浄すべ
きキャリア70を、開口部を上に向け且つ洗浄液に浸漬
する状態で槽内に支持し、更に、これを鉛直軸の回りに
回転させる。より具体的には、槽内に設けられた架台2
2aと、洗浄槽21の下方に設けられて架台22aを鉛
直軸の回りに回転させる駆動部22bとからなり、架台
22aはキャリア70の両側の側壁部を下方から支承し
て、キャリア70を洗浄槽21の底面から離れた位置に
固定する。
【0020】洗浄ロボット23は、水平軸回りに回転す
る内面用の回転ブラシ24を有する。回転ブラシ24の
水平な回転軸は、洗浄槽21内の回転テーブル22上に
セットされたキャリア70の全長方向(ウエハ整列方
向)に平行である。また、回転ブラシ24のブラシ幅
(回転軸方向の長さ)は、キャリア70の全長のほぼ半
分であり、回転ブラシ24のブラシ径は、キャリア70
の下端開口部の横幅より小さく設定されている。
【0021】この回転ブラシ24の回転軸は、逆U形状
のアーム25により内側端部で片持ち支持されている。
アーム25は昇降機構25aに取り付けられ、昇降機構
25aは水平方向の駆動機構25bに取り付けられてい
る。これらの機構により、回転ブラシ24は、洗浄槽2
1内に保持されたキャリア70の内部に挿入され、一方
の側壁部71の全長方向のほぼ半分の領域に圧接された
状態でキャリア70内を上下する。
【0022】他の洗浄ロボット26は、外面洗浄ロボッ
トで、外面用の回転ブラシ27を逆U形状のアーム28
により片持ち支持し、このアーム28を昇降機構28a
および水平方向の駆動機構28bで駆動することによ
り、キャリア70の一方の側壁部71の外面を回転ブラ
シ27によりブラッシングする。回転ブラシ27は、前
記回転ブラシ24と同様に、洗浄槽21内の回転テーブ
ル22上にセットされたキャリア70の全長方向(ウエ
ハ整列方向)に平行な水平回転軸をもつ。回転ブラシ2
7のブラシ幅(回転軸方向の長さ)は、前記回転ブラシ
24と異なり、キャリア70の全長より大きい。これに
より、回転ブラシ27は、キャリア70の一方の側壁部
71の外面を全長にわたってブラッシングすることがで
きる。
【0023】ロボットAは、ブラシ洗浄装置20の洗浄
槽21内にキャリア70を運ぶ。洗浄膜21内に運ばれ
たキャリア70は、回転テーブル22に保持され、更
に、一対のクランプ29,29により固定される。洗浄
槽21内にキャリア70が固定されると、洗浄槽21内
に洗浄液を供給しながら、キャリア70の一方の側壁部
71の外面を洗浄ロボット26によりブラッシングす
る。同時に、洗浄ロボット23の内面用の回転ブラシ2
4により、キャリア70の一方の側壁部71の内面を全
長方向のほぼ半分の領域でブラッシングした後、他方の
側壁部71の内面を全長方向のほぼ半分の領域でブラッ
シングする。
【0024】いずれのブラッシングでも、回転ブラシ2
4,27は側壁部71の形状に沿って側壁部71に直角
な方向に駆動されつつ下降する。ここでキャリア70は
架台22aにより支承されている。また、内面用の回転
ブラシ24は、ブラシ径がキャリア70の下端開口部の
横幅より小さく設定されることにより、その下端開口部
を通過し得る。これらのため、回転ブラシ24,27は
キャリア70の下端より下方まで下降でき、これにより
キャリア70の側壁部71は、内外面とも下端部まで確
実にブラッシングされる。回転ブラシ24,27は又、
回転軸方向(ブラシ幅方向)の移動がないため、キャリ
ア70の側壁部71に縦スリットが設けられている場合
も、側方への毛先の折れ曲がりが殆どなく、スリット内
を含めた内外面を確実にブラッシングできる。
【0025】このようにして、キャリア70の一方の側
壁部71の外面全体と、キャリア70の両方の側壁部7
1,71の各内面の全長方向のほぼ半分の領域がブラッ
シングされると、クランプ29,29を一旦解放状態に
し、回転テーブル22を作動させてキャリア70を鉛直
軸回りに90°回転させる。そして同じ操作を繰り返
す。これを4回繰り返すことにより、キャリア70の他
方の側壁部71の外面全体と、キャリア70の両方の側
壁部71,71の各内面の残りの領域がブラッシングさ
れる。即ち、両方の側壁部71,71の内外面ブラッシ
ングが終わる。後半のブラッシングでも、キャリア70
の側壁部71は下端部まで確実にブラッシングされる。
【0026】また、前後の端板部72,72の内外面ブ
ラッシングも行われる。
【0027】このブラシ洗浄により、キャリア70の内
外面にこびり付いた異物が除去され、キャリア70に突
き刺さったウエハの破片も除去される。
【0028】キャリア70のブラシ洗浄が終了すると、
そのキャリア70をロボットAにて超音波洗浄槽30に
運ぶ。超音波洗浄槽30は、40〜60℃に加熱された
温純水を収容しており、その温純水中に発振された超音
波によりキャリア70を洗浄する。超音波洗浄を終えた
キャリア70は、ロボットAにて第3の洗浄槽そしての
仕上げ洗浄槽40に運ばれる。仕上げ洗浄槽40には純
水が収容されている。この純水は槽底部から層流状態で
常時供給されオーバーフローされている。キャリア70
はこの純水に浸漬されて仕上げ洗浄される。そして超音
波洗浄および仕上げ洗浄により、キャリア70の表面に
残存していた微細な異物、汚れが除去される。仕上げ洗
浄を終えたキャリア70は、ロボットAにより乾燥装置
50に運ばれる。乾燥装置50は、キャリア70を1,0
00rpm 程度で回転させてスピン乾燥するスピンドライ
ヤである。乾燥を終えたキャリア70は、別のロボット
Bにより乾燥装置50から取り出され、アンローダ60
に運ばれて収納される。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のウエハキャリア洗浄装置は、ウエハキャリアを鉛直軸
回りに回転させて、両側の側壁部内面をほぼ半分ずつブ
ラッシングすることにより、回転ブラシを軸方向に移動
させずとも、側壁部内面を全長にわたって死角なく、し
かも能率よくブラシ洗浄することができる。また、側壁
部内面を下端部まで確実にブラッシングすることができ
る。これらにより、ウエハキャリアの清浄度を高め、ウ
エハキャリアを介したウエハ汚染を効果的に防止するこ
とができる。更に、洗浄槽上方の機構を簡略化できるの
で、洗浄槽へのパーティクル落下をも効果的に抑制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すウエハキャリア洗浄装
置の概略構成図である。
【図2】自動化されたブラシ洗浄装置の平面図である。
【図3】ブラシ洗浄装置の縦断側面図である。
【符号の説明】
20 ブラシ洗浄装置 24,27 回転ブラシ 30 超音波洗浄槽 40 仕上げ洗浄槽 50 乾燥装置 70 ウエハキャリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−156925(JP,A) 特開 昭61−43430(JP,A) 特開 平4−142058(JP,A) 特開 平3−156924(JP,A) 特開 平3−131376(JP,A) 特開 昭62−73728(JP,A) 実開 昭63−32689(JP,U) 実開 昭62−124848(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 648 H01L 21/304 644 B08B 1/04 B08B 3/04 B08B 7/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハの搬送に使用されるキャリ
    アの表面を機械ブラシにより自動洗浄するブラシ洗浄手
    段を備えたウエハキャリア洗浄装置において、前記ブラ
    シ洗浄手段は、洗浄槽内にウエハキャリアを支持する架
    台と、洗浄槽内に支持されたウエハキャリアの内面をブ
    ラシングする回転ブラシとを有しており、前記架台はウ
    エハキャリアを鉛直軸回りに回転させる回転式であり、
    前記回転ブラシは昇降式で、且つ前記ウエハキャリアの
    ウエハ整列方向に延びる片持ち支持式の中心軸と、前記
    ウエハキャリアの内側面をウエハ整列方向全長のほぼ
    分にわたってブラシングできるブラシ幅とをもつ構成で
    あることを特徴とするウエハキャリア洗浄装置。
  2. 【請求項2】 前記洗浄槽は、洗浄液中でウエハキャリ
    アのブラシングを行う構成であることを特徴とする請求
    項1に記載のウエハキャリア洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記架台は、前記回転ブラシが下がった
    ときにウエハキャリアの側壁部下端をブラッシングでき
    るように、ウエハキャリアを洗浄槽の底面から離れた位
    置に固定する構成であり、前記回転ブラシはウエハキャ
    リアの下部開口部を通過可能なブラシ径をもち、且つ鉛
    直方向と前記回転軸に直角な水平方向の2方向に駆動さ
    れる構成であることを特徴とする請求項1又は2に記載
    のウエハキャリア洗浄装置。
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