JP3328426B2 - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JP3328426B2
JP3328426B2 JP12295494A JP12295494A JP3328426B2 JP 3328426 B2 JP3328426 B2 JP 3328426B2 JP 12295494 A JP12295494 A JP 12295494A JP 12295494 A JP12295494 A JP 12295494A JP 3328426 B2 JP3328426 B2 JP 3328426B2
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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、洗浄装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスを
例にとって説明すると、ＬＳＩ等の半導体デバイスがそ
の表面に形成される半導体ウエハ表面は、プロセス中
は、極めて厳格な清浄度を維持する必要がある。そのた
め各種の製造、処理プロセスの前後には、必要に応じて
その都度半導体ウエハの表面を洗浄することがあり、例
えばフォトリソグラフィ工程では、かかる洗浄が不可欠
となっている。
【０００３】このような洗浄を行う従来の技術として
は、例えば、特開昭５７−１０２０２４号や特開昭６２
−２５９４４７号公報等において開示されている、いわ
ゆるスクラブ洗浄方式が一般的である。このスクラブ洗
浄方式においては、回転するブラシやスポンジを半導体
ウエハの洗浄対象面に接触させ、表面に付着した異物を
こすり洗いするようになっている。
【０００４】そして前記従来の技術においては、そのよ
うなブラシ等の洗浄体を半導体ウエハなどの被洗浄処理
体表面に接触させるにあたり、レコード針の針圧調整等
に用いられている機構と同様の機構を採用している。即
ち、ブラシ等の洗浄体を支持するアームの一端にバラン
スウエイトを配置し、このバランスウエイトの重量を支
持アーム側の総重量よりも軽めに設定し、その重量差に
よって接触圧を得るようにていたのである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】ところで半導体ウエハ表面にそのようなブ
ラシ等を接触させて洗浄する場合、その接触圧の値が極
めて重要である。なぜなら接触圧が過大にすぎると、半
導体ウエハ表面に傷をつけてしまい、即歩留まりの低下
を招くからである。従って、ブラシ等の洗浄体を半導体
ウエハ表面に接触させるにあたっては、その接触圧をど
の程度に設定するかが問題である。
【０００６】この点従来は、そのような接触圧の具体的
な設定がなく、その結果スクラブ洗浄時のブラシ等によ
る半導体ウエハの損傷が懸念されていた。また洗浄回数
を重ねていくと、ブラシやスポンジはその弾性復元性が
減退し、偏りや「くせ」、粗密が生じ、当初設定の接触
圧が維持できなくなり、洗浄不十分や洗浄不均一の原因
となる。従ってその場合には、適宜接触圧を調整する必
要があるが、この点前記従来技術にでは支持アームに設
けたバランスウエイトによって接触圧調整を行うため、
その都度バランスウエイトからの支点距離を調節する必
要があり、極めて困難な作業を強いられていた。
【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、被洗浄処理体の表面に
傷つけないように接触圧を設定するとともに、前記した
洗浄体に偏りや粗密等が発生してもそれに対処して、前
記所定の接触圧を維持した追従性のよい洗浄装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らの検証によれ
ば、洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面との接触圧が、
６０ｇｆ以下、とりわけ５０ｇｆ以下にすると、半導体
ウエハなどの被洗浄処理体に対して洗浄体が傷つけない
ことが確認されている。
【０００９】本発明にあっては、被洗浄処理体を保持す
る保持部材と、前記保持部材上の被洗浄処理体の洗浄対
象面と接触してこの洗浄対象面を洗浄する洗浄体とを備
えた洗浄装置において、前記保持部材に保持された被洗
浄処理体に対して洗浄体を移動させるアーム部材と、前
記洗浄体を被洗浄処理体の洗浄対象面に対して略直角方
向に摺動させる、アーム部材に取り付けられた摺動装置
と、前記洗浄対象面に対する前記洗浄体の接触圧を検知
するセンサを有し、前記センサの検出信号に基づいて前
記摺動装置の推力を制御することにより、洗浄体と被洗
浄処理体の洗浄対象面との接触圧を所望の値に維持し、
かつ、前記洗浄体の下がりすぎを検知するセンサを備え
たことを特徴とする。 また、本発明にあっては、被洗浄
処理体を保持する保持部材と、前記保持部材上の被洗浄
処理体の洗浄対象面と接触してこの洗浄対象面を洗浄す
る洗浄体とを備えた洗浄装置において、前記保持部材に
保持された被洗浄処理体に対して洗浄体を移動させるア
ーム部材と、前記洗浄体を被洗浄処理体の洗浄対象面に
対して略直角方向に摺動させる、アーム部材に取り付け
られた摺動装置と、前記洗浄対象面に対する前記洗浄体
の接触圧を検知するセンサを有し、前記摺動装置は、前
記洗浄体を支持する、前記アーム部材に対して上下動自
在に取付けられた摺動体を下方に押圧し、前記センサ
は、前記摺動体の下方への押圧力を前記センサで測定す
るように構成され、前記センサの検出信号に基づいて前
記摺動装置の推力を制御することにより、洗浄体と被洗
浄処理体の洗浄対象面との接触圧を所望の値に維持する
ことを特徴とする。この場合も、前記洗浄体の下がりす
ぎを検知するセンサを備えても良い。 なお、被洗浄処理
体の表裏面によって、洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象
面との接触圧を異なる接触圧に維持するようにしても良
い。 被洗浄処理体の洗浄対象面の裏面側からこの被洗浄
処理体を保持し、適宜の洗浄体を前記洗浄対象面に接触
させ、その状態で被洗浄処理体又は／及び洗浄体を運動
させて前記被洗浄処理体の洗浄対象面を洗浄するにあた
り、洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面との接触圧を所
望の値に維持して洗浄する。この場合の接触圧は、６０
ｇｆ以下、とりわけ５０ｇｆ以下、例えば３０ｇｆ近辺
となるように設定すれば、さらに好ましい結果が得られ
る。また本発明でいうところの洗浄体とは、前記したブ
ラシやスポンジ等、適当な弾性をもって洗浄対象面に接
触させて、その表面に付着している異物を除去するため
の手段をいう。
【００１０】また，被洗浄処理体の下面側からこの被洗
浄処理体を保持し，適宜の洗浄体を前記被洗浄処理体の
上面にある洗浄対象面に接触させ，その状態で被洗浄処
理体又は／及び洗浄体を運動させて前記被洗浄処理体の
洗浄対象面を洗浄するにあたり，洗浄体は適宜の上下動
装置に支持させて，この上下動装置の推力によって前記
接触の接触圧を得るようにし，さらにこの接触圧を検出
する圧力センサの信号に基づいて，前記接触圧を６０ｇ
ｆ以下の所望の値に維持するように，前記上下動装置の
上下動推力を制御する。この場合においても，接触圧
は，５０ｇｆ以下の値，例えば３０ｇｆ前後に設定，維
持すればさらに好ましい。
【００１１】また前記各洗浄方法における接触圧の臨界
値を，そのようにトータルの接触圧を基準とするのに代
えて，単位面積あたりの値，即ち２０ｇｆ／ｃｍ２と
し，それ以下の単位面積あたりの接触圧，例えば１７ｇ
ｆ／ｃｍ２で洗浄するようにしてもよい。
【００１２】ところで接触圧の前記各臨界値は，例えば
被洗浄処理体として半導体ウエハを例にとった場合，デ
バイス形成面側の洗浄に適した値であったが，その裏面
側については，相対的に高い接触圧で洗浄しても支障は
ない。即ち被洗浄処理体の表裏面に，要求される洗浄度
合いや，傷の許容度等に差がある場合，かならずしも前
記した場合と同一接触圧にて洗浄する必要はない。例え
ば半導体ウエハの裏面，即ちデバイス非形成面を洗浄対
象とする場合などには，洗浄体との接触圧を２００ｇｆ
〜１ｋｇｆに設定する。この場合，より好ましくは，２
００ｇｆ〜４００ｇｆ，とりわけ３００ｇｆ近辺の接触
圧の範囲で洗浄するとよい。
【００１３】なお、洗浄終了後、次の洗浄を行う前に、
被洗浄処理体から待避させた位置にて洗浄体自体を適宜
の洗浄液で洗浄するようにしてもよい。
【００１４】一方、前記摺動装置による前記洗浄体の摺
動範囲が５ｍｍ以下であって、かつ前記洗浄体と被洗浄
処理体の洗浄対象面との接触圧が、６０ｇｆ以下となる
ように構成しても良い。この場合の接触圧は、とりわけ
５０ｇｆ以下、例えば３０ｇｆ前後となるように設定し
てもよい。
【００１５】また，接触圧の基準を，単位面積当たりの
圧力に依拠し，洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面との
接触圧が，単位面積あたり２０ｇｆ／ｃｍ２以下，例え
ば１７ｇｆ／ｃｍ２近辺や，あるいはそれ以下となるよ
うに設定して構成してもよい。
【００１６】既述の半導体ウエハの裏面などを洗浄する
場合，摺動装置による前記洗浄体の摺動範囲が５mm以下
であって，かつ前記洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面
との接触圧が，２００ｇｆ〜１ｋｇｆとなるように構成
しても良い。
【００１７】前記各洗浄装置における摺動装置は，流体
によってピストンなどの摺動部が摺動するシリンダ構造
であって，そのフリクションロスが略１ｇｆ以下のもの
を使用すれば，好ましい結果が得られる。
【００１８】そして，前記洗浄体の摺動範囲が５ｍｍ以
下では，所定の接触圧，例えば６０ｇｆ以下の所定の圧
力，５０ｇｆ以下の所定の圧力を得ることができない場
合には，所定の信号，例えば警告信号などを出力する装
置を備えた構成としてもよい。
【００１９】
【作用】洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面との接触圧
が，６０ｇｆ以下になるようにして洗浄すると，被洗浄
処理体の洗浄対象面を洗浄体が傷つけることはない。従
って，例えば被洗浄処理体が半導体ウエハの場合，デバ
イス形成面に対しての洗浄に対して好適である。なお被
洗浄処理体の洗浄対象面の材質，清浄，前処理の種類，
さらには洗浄体の硬度，材質，形態等によって最適な接
触圧は，夫々異なるものではあるが，例えば半導体ウエ
ハを例にとれば，既存の半導体ウエハに対して，前記し
たスクラブ洗浄に用いるブラシやスポンジ等の洗浄体を
使用する場合，そのように接触圧を６０ｇｆ以下，特に
５０ｇｆ以下，例えば３０ｇｆ前後に設定すれば，半導
体ウエハのデバイス形成面に対してこれら洗浄体が傷つ
けるおそれはないものである。
【００２０】洗浄体に偏り，「くせ」，粗密があって
も，接触圧が自動的に６０ｇｆ以下の所望の値に維持さ
れるので，追従性が良好であり，その都度接触圧の調整
を別途行う必要はない。
【００２１】単位面積あたりの値，即ち２０ｇｆ／ｃｍ
２を基準としてこの値を越えない範囲，例えば１７ｇｆ
／ｃｍ２の接触圧の下で洗浄するようにしても，同様な
作用効果が得られる。
【００２２】接触圧の範囲が，２００ｇｆ〜１ｋｇｆと
すれば，例えば被洗浄処理体として半導体ウエハを例に
とった場合，その裏面，即ちデバイス非形成面の洗浄に
好適である。
【００２３】洗浄終了後，次の洗浄を行う前に，被洗浄
処理体から待避させた位置にてその都度洗浄体自体を適
宜の洗浄液で洗浄するようにすれば，洗浄の際に常に清
浄な洗浄体でこれを行うことができる。
【００２４】摺動装置による洗浄体の摺動範囲を５ｍｍ
以下とすれば，例えば通常の洗浄体に回転ブラシ，回転
スポンジを用い，プーリー，ベルトを介してモータから
の回転を伝達する場合，回転ムラや回転不良の発生を抑
えて良好なブラシ等の回転を実現することができる。そ
して洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面との接触圧は，
６０ｇｆ以下とすれば，被洗浄処理体として半導体ウエ
ハを選択した場合，この半導体ウエハのデバイス形成面
に対してこれら洗浄体が傷をつけてしまうおそれはない
ものである。また摺動装置によって接触圧を得る構成で
あるから，微調整も容易である。
【００２５】また，接触圧の基準を，単位面積当たりの
圧力に依拠して，洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象面と
の接触圧が，単位面積あたり２０ｇｆ／ｃｍ２以下，例
えば１７ｇｆ／ｃｍ２以下となるように構成しても，前
記の場合と同様，例えば半導体ウエハのデバイス形成面
に対してこれら洗浄体が傷をつけてしまうおそれはな
い。
【００２６】摺動装置による洗浄体の摺動範囲が５ｍｍ
以下であれば，洗浄体に回転ブラシ，回転スポンジを用
いて，プーリー，ベルトを介した回転駆動を与える場
合，良好な回転を実現することができ，しかも洗浄体と
被洗浄処理体の洗浄対象面との接触圧が，２００ｇｆ〜
１ｋｇｆであれば，被洗浄処理体が半導体ウエハの場
合，その裏面即ちデバイス非形成面の洗浄に適したもの
となっている。
【００２７】摺動装置を，流体によってピストンなどの
摺動部が摺動するシリンダ構造とし，さらにそのフリク
ションロスが１ｇｆのものを使用した場合には，極めて
摩擦の少ない摺動装置が構成され，接触圧の微調整にあ
たり正確な調整を実現することが可能になっている。
【００２８】そして，前記洗浄体の摺動範囲が５ｍｍ以
下では，例えば６０ｇｆ以下の所定の圧力，とりわけ５
０ｇｆ以下の所定の圧力を得ることができない場合に，
所定の信号を出力する装置を備えた場合には，メンテナ
ンスの時期，洗浄体の交換の時期を容易に知ることがで
き，結果的に洗浄不良を起こさず，歩留まりの高い洗浄
処理が行えるものである。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
ると、本実施例は被洗浄処理体である半導体ウエハの表
面に対して、いわゆるスクラブ洗浄を行うための洗浄装
置として構成されており、図１は本実施例にかかる洗浄
装置１の概略構成を平面から示しており、被洗浄処理体
である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）Ｗは、
別設のモータなどの回転駆動装置（図示せず）によって
比較的低速で回転するスピンチャック２の上に、例えば
真空吸着やベルヌーイチャック方式によって保持される
ようになっている。またこのスピンチャック２の下方に
は、ウエハＷ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のカップ３が設けられている。
【００３０】そして前記ウエハＷを洗浄するための洗浄
体等を備えた洗浄機構１０は、前記スピンチャック２の
一側近傍に配置されている。この洗浄機構１０において
は、図２にその詳細を示したように、洗浄装置１本体に
対して固定されている基台１１の下面に、ブラケット１
２が固着され、さらにその摺動部１３ａが図中の往復矢
印Ａ1のように上下スライドする上下動シリンダ１３
が、このブラケット１２に固定されている。前記摺動部
１３ａは、その上下動（往復矢印Ａ1）によって、モー
タ１４などがその上面に配置されている支持板１５全体
を上下動（往復矢印Ａ2）させるようになっている。
【００３１】そしてかかる支持板１５の上下動を安定し
てかつ円滑に行うため、支持板１５とブラケット１２と
の間には上下方向にガイド（図示せず）が設けられてお
り、また前記モータ１４の外側を摺動自在なケーシング
１６がブラケット１２に固定されている。
【００３２】前記モータ１４は、タイミング機構を有し
たタイプであり、その回転は、ベルトなどの伝達部材１
７を介して、支持板１５に設けられている減速装置１８
に伝達され、さらにこの減速装置１８からの回転力は、
シャフト１９へと伝達されるように構成されている。従
って、モータ１４の回転軸の正反転によって、このシャ
フト１９は、図中の往復回動矢印Ｂ1に示したように正
反転するようになっている。
【００３３】前記シャフト１９の上部は基台１１を遊貫
しており、その上端部近傍には、適宜の支持柱２０の下
端部が取り付けられており、さらにこの支持柱２０の上
端部には、アーム部材２１の一端部近傍が固着されてい
る。なおこれらシャフト１９、支持柱２０の外周は、ア
ーム部材２１一端部下面に取り付けられた筒状のカバー
２２で覆われており、さらにこのカバー２２の内周に
は、このカバー２２と回転摺動自在な形態の筒状のカバ
ー２３が位置しており、このカバー２３の下端部は、基
台１１の上面に固定されている。従って、前記シャフト
１９の正反転（往復回動矢印Ｂ1）により、アーム部材
２１は、前記カバー２２ごと、図２中の往復回動矢印Ｂ
2に示したように示したように、旋回するようになって
いる。また予めプログラムメモリ等に組み込まれたプロ
グラムに従って、このアーム部材２１は、ウエハＷ上の
所定の範囲、例えば図１における往復回動矢印Ｘの範囲
で旋回させることも可能なように構成されている。
【００３４】前記アーム部材２１は、フレーム２１ａと
カバー２１ｂを有しており、後述の洗浄体５１を回転駆
動させるためのモータ２４は、このアーム部材２１にお
けるカバー２１ｂの下面に設けられている。前記アーム
部材２１の他端部近傍には、図３に示したように、支持
部材３１がフレーム２１ａ上に固定されており、さらに
この支持部材３１の一側には、この支持部材３１に対し
て上下動自在に取り付けられた摺動体３２の一端部が取
り付けられている。またこの摺動体３２の下面は、フレ
ーム２１ａ上に設けられた支持部材３３の上面に設けら
れた圧力センサＳに当接し、摺動体３２の下方への押圧
力が測定可能なように構成されている。
【００３５】一方前記アーム部材２１には、フレーム２
１ａに対して固定されているエアシリンダ３４が設けら
れており、このエアシリンダ３４の下面には、前記摺動
体３２を上下動させるための、摺動部材３５が設けられ
ている。そしてこの摺動部材３５は、供給部３６からの
エアの供給、排気部３７からのエアの排出によって、そ
の推力が自在に制御されるように構成されている。従っ
て、前記摺動部材３５の上下動により、摺動体３２は図
３中の往復矢印Ｃ1に示したように上下動するものであ
る。さらにこのエアシリンダ３４における摺動部材３５
のフリクションロスは、１ｇｆ以下となっている。なお
摺動部材３５の先端部は、摺動体３２に当接するように
し、摺動体３２を下方に向かって一定圧で押圧するよう
に構成してもよい。
【００３６】前記摺動体３２の他端部には、シャフト４
１の上端部が回転自在に支持されており、当該シャフト
４１の下端部は、アーム部材２１の下方に突出してい
る。そしてこのシャフト４１の上端部近傍には、従動プ
ーリ４２が固着されており、前出モータ２４のシャフト
に固着された駆動プーリ４３と、この従動プーリ４２と
の間には、ベルト４４が掛け渡されている。従って、モ
ータ２４の回転力はこのベルト４９を介してシャフト４
１に伝わり、それによってシャフト４１は比較的高速に
回転するようになっている。
【００３７】前記シャフト４１の突出部外周には、シャ
フトカバー４５が配置されており、さらにこのシャフト
カバー４５の内側には、スペーサ４６を介してボールベ
アリング４７が配され、シャフト４１の外周を支持して
いる。そしてこのシャフト４１の下端部には、防塵体４
８、取付部材４９を介して、洗浄部材５０が着脱自在に
設けられている。
【００３８】前記防塵体４８は、上面が開口しており、
シャフトカバー４５内に発生する塵埃、パーティクルが
そのまま下方に落下するのを防止しており、またシャフ
トカバー４５下端面との間でシャフト４１の上下動範囲
を規制している。
【００３９】前記取付部材４９の下部に装着した洗浄部
材５０は、本実施例においては、その下面に洗浄体５１
として略円柱形状のスポンジ材を具備している。もちろ
ん洗浄対象によって、かかるスポンジ材に代えて、適宜
毛足の硬いナイロンブラシなどの硬質ブラシや、毛足の
柔らかい、例えばモヘアブラシなどの軟質ブラシを適宜
洗浄体５１として選択することが可能である。
【００４０】そして以上の構成により、エアシリンダ３
４によって摺動体３２が上下動（図３中の往復矢印
Ｃ1）すると、洗浄部材５０は図３中の往復矢印Ｃ2に示
したように、上下動する。また本実施例においては、こ
の上下動範囲は、５mm以下となるように設定されてい
る。
【００４１】前記洗浄部材５０の下方における基台１１
の上面には、上面が開口した洗浄容器５２が設けられて
おり、常態、即ち図２、図３に示した状態においては、
洗浄部材５０下面の洗浄体５１の部分が、この洗浄容器
５２内に入り込むようになっており、その状態で、洗浄
容器５２側壁に形成された噴出口５３から、適宜の洗浄
液、例えば純水が、この噴出口５３を通じて、別設の洗
浄液噴出装置（図示せず）から洗浄体５１に対して噴出
されるように構成されている。図３に示した状態、即ち
常態時における洗浄体５１の下面は、スピンチャック２
上に保持されているウエハＷの上面より２〜３mm低くな
るように設定されている。即ち図３においてｈ＝２〜３
mmである。
【００４２】本実施例にかかる洗浄装置１は、以上のよ
うに構成されており、次にこの洗浄装置１を用いて、ス
ピンチャック２上に保持されているウエハＷの上面、即
ちデバイス形成面のスクラブ洗浄を行う方法について説
明すると、まず図２の状態から上下動シリンダ１３を作
動させて、その摺動部１３ａを引き上げ、アーム部材２
１を上昇させて、洗浄部材５０を洗浄容器５２から引き
上げ、次にそのままの状態でモータ１４を作動させて、
アーム部材２１を旋回させ、そのままウエハＷ上の所定
位置、例えば中心にまで移動させる。
【００４３】次いでモータ２４を作動させて洗浄部材５
０を高速回転させながら、上下動シリンダ１３の摺動部
１３ａを所定の位置にまで下降させて、洗浄部材５０の
洗浄体５１をウエハＷ表面に接触させ、エアシリンダ３
４の作動によって、図４に示したように、ウエハＷ表面
に対する洗浄体５１の所定の接触圧を得る。この場合、
当該接触圧は、エアシリンダ３４の制御によってなさ
れ、具体的には、例えば３０ｇｆに設定する。そしてか
かる場合、圧力センサＳの検出信号によって、エアシリ
ンダ３４の制御を行うように構成しておくことにより、
かかる接触圧の設定は自動的になされる。
【００４４】例えば図２において、摺動部１３ａが下降
し待機状態の時に、下降状態である摺動体３２の押圧を
圧力センサＳで測定する。この測定値は、摺動体３２に
かかる自重とエアシリンダ３４による押圧力の和であ
り、即ち、前記接触圧に相当する。従って、エアシリン
ダ３４の押圧力を制御することにより、所定の接触圧に
設定できる。
【００４５】またそのような接触圧の設定は、予めダミ
ーウエハを用いてプログラムしておくことにより、洗浄
部材５０の下降によって自動的になされ、以後、待機中
に常時圧力センサＳによって検出させることにより、微
調整のみを適宜実施するようにしてもよい。
【００４６】そしてそのように接触圧が設定された洗浄
体５１を高速回転させ、アーム部材２１を、図１中のＸ
の範囲で往復回動させつつ、適宜の洗浄液、例えば純水
を洗浄体５１部分に供給することにより、ウエハＷ表面
はその全域に渡って、スクラブ洗浄されるのである。洗
浄中、摺動体３２、即ち洗浄部材５０は、支持部材３１
に対して矢印Ｃ1に示したように、上下動可能な状態で
あり、洗浄部材５０が上下動したとしても、エアシリン
ダ３４の押圧力は一定であるため、接触圧は常に一定に
設定することが可能となる。この場合、洗浄体５１とウ
エハＷ表面との接触圧は、３０ｇｆに設定されているか
ら、洗浄体５１がウエハＷ表面を傷つけるおそれはな
く、しかも十分な洗浄効果が得られる。
【００４７】そしてそのようにして洗浄が終了すると、
上下動シリンダ１３の作動によって、アーム部材２１が
上昇し、次いでモータ１４の作動によって、アーム部材
２１は旋回待避して、洗浄部材５０は洗浄容器５２の上
方へと戻り、次いでそのまま下降して、洗浄体５１が洗
浄容器５２内に位置する。この状態で別設の洗浄液噴出
装置（図示せず）から洗浄体５１に対して例えば純水な
どの洗浄液が噴出され、洗浄体５１自身が洗浄に付され
て、清浄状態にされる。従って、次のウエハＷに対して
洗浄を行う場合にも、常に清浄な状態の洗浄体５１でこ
れを実施することが可能になっている。
【００４８】その間、洗浄が終了したウエハＷは、別設
の搬送装置（図示せず）によって、搬送され、次の洗浄
対象であるウエハＷがスピンチャック２上に保持され、
以後、既述の洗浄プロセスと同様な手順が繰り返され
て、次々に被洗浄処理体であるウエハＷが洗浄処理され
て行くのである。
【００４９】ところでそのようにして洗浄処理回数を重
ねていくと、洗浄体５１には所定の荷重がかけられてい
るので、その弾性復元性が減退し、そのままでは、接触
圧が変動して、所期の洗浄効果が得られなかったり、あ
るいは過大な接触圧がウエハＷに加わって、ウエハＷが
ダメージを受けるおそれがある。
【００５０】しかしながら本実施例にかかる洗浄装置１
によれば、圧力センサＳによって常時かかる接触圧が監
視されているので、前記所定の接触圧を実現しているエ
アシリンダ３４を、この圧力センサＳからの検出信号に
基づいて、所定の接触値になるように制御しておくこと
により、常に接触圧は一定となり、前記した弾性復元性
が減退しても、常に所定の接触圧の下で、所期の洗浄効
果を実現することが可能である。従って洗浄回数を重ね
ても、被洗浄処理体であるウエハＷに対してダメージを
与えることはなく、極めて歩留まりの高い洗浄処理を実
施することができる。
【００５１】ところで洗浄回数を重ね、洗浄体５１の弾
性復元性が著しく減退して、前記５mmの摺動範囲では、
所定の接触圧が得られないようになった場合には、洗浄
体５１自体を交換することが望ましいが、それを検知し
て所定の警告信号を発する装置を備えておけば、洗浄体
５１の交換時期や、メンテナンス時期を事前に把握する
ことができ、不測の事態が発生することを未然に防止す
ることができる。例えば洗浄体５１弾性復元性が減退し
て洗浄中に摺動体３２が下がり、圧力センサＳに当接す
るのを検知することにより、前記対応が可能となる。な
お摺動体３２の側方に、光電型等の位置センサＰＳを配
置して、洗浄中の摺動体３２の下がりすぎを検知するよ
うにしてもよい。
【００５２】また前記実施例ににかかる洗浄装置１にお
いて、シャフト４１を支持している摺動体３２は、その
摺動範囲が５mm以下に設定されているから、接触圧の調
整のためにエアシリンダ３４の摺動部材３５を適宜摺動
させても、ベルト４４と従動プーリ４２との位置関係に
過大な変位が発生してシャフト４１の回転が変動するこ
とはなく、またシャフト４１に対しては、極めて効率よ
くロスのない回転力が伝達される。従って処理回数を重
ねても、各被洗浄処理体において個体差のない、常に一
定の質を維持した均一な洗浄処理が実施できるものであ
る。
【００５３】なお前記実施例においては、洗浄対象面が
被洗浄処理体であるウエハＷの表面、即ちデバイス形成
面であったため、接触圧を３０ｇｆに設定してあった
が、洗浄対象面がウエハＷの裏面、即ちデバイス非形成
面である場合には、接触圧を変更して、例えば洗浄体５
１がＰＶＡスポンジの場合、２００ｇｆ〜１ｋｇｆ、好
ましくは２００ｇｆ〜４００ｇｆ、とりわけ３００ｇｆ
近辺に設定しておくことにより、裏面に対してダメージ
を与えることなく、かつ十分な洗浄効果を得ることがで
きる。
【００５４】ところで一般的に、例えば被洗浄処理体で
あるウエハについては、前処理の種類によっては、その
ようにウエハの表裏面、即ちデバイス形成面と、デバイ
ス非形成面の両方を洗浄する必要があるが、既述したよ
うに、その場合の洗浄に当たっては、洗浄体５１と洗浄
対象面との接触圧の設定を、ウエハ表裏面によって変え
た方が、ダメージのない効果的な洗浄が得られる。
【００５５】従って、例えばそのように接触圧の設定を
デバイス形成面用と非形成面用とに予め区別した２種類
の洗浄装置を具備し、一の洗浄装置においては、デバイ
ス形成面のみを洗浄するようにし、他の洗浄装置におい
ては、デバイス非形成面のみを洗浄するようにした、い
わゆるハイブリッド型の複合洗浄装置を構成すれば、被
洗浄処理体の洗浄を極めて効率よく、かつ効果的に実施
することができる。かかる場合、例えば個々の洗浄装置
における保持装置、例えば前出実施例におけるスピンチ
ャック間で、被洗浄処理体を搬送中に表裏逆にして搬送
する搬送装置を設けておけば、連続して被洗浄処理体の
表裏を洗浄できる洗浄装置を提供することができる。
【００５６】なお前記実施例にかかる洗浄装置１におけ
るエアシリンダ３４は、その摺動部３５が下部に位置し
ている摺動体３２に対して、上方からこれをいわば押圧
することによって、所定の接触圧を得ていたが、かかる
構成に変えて、例えば図５に示した構成としてもよい。
【００５７】図５に示した例においては、摺動部３５’
が上方に位置するエアシリンダ３４’を備え、摺動体３
２と一体になった適宜の被押圧部６１を、この摺動部３
５’によって上昇、下降させるように構成したものであ
る。かかる構成によれば、図６に示したように、エアシ
リンダ３４’の摺動部３５’の上下動推力の調整のみに
よって、洗浄体５１のウエハに対する接触圧が得られ
る。即ち原理的には、図７に示したように、フローティ
ング構成となっている。従って、所定の接触圧を得る場
合、摺動体３２、従動プーリ４２を含めた洗浄部材５０
の自重から、所望する所定の接触圧荷重を差し引いた推
力をエアシリンダ３４’によって得ればよく、制御が容
易で、より微調整が簡単になっている。従って、接触圧
の小さい、いわゆるデバイス形成面の洗浄に適してい
る。
【００５８】なお前記した各実施例は、いずれも被洗浄
処理体が半導体ウエハであったが、もちろんこれに限ら
ず、例えばＬＣＤ基板であっても本発明は適用できる。
また叙上の本発明の実施例でも述べたように、本発明の
作用効果、即ちブラシ、スポンジ等を被洗浄処理体の洗
浄対象面に接触させて、ダメージのない洗浄を行うこと
に着目すれば、単なる洗浄のみならず、例えば所定の液
剤を被処理体の表面に塗布する場合の、塗布方法、塗布
装置に対しても、本発明は応用できるものである。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば，被洗浄処理体の洗浄対
象面を洗浄体が傷つけることはなく，例えば被洗浄処理
体が半導体ウエハの場合，デバイス形成面に対しての洗
浄にとって好適である。
【００６０】洗浄体に偏り，「くせ」，粗密があって
も，常に接触圧が６０ｇｆ以下の所望の値に維持すれ
ば，追従性が良好で安定した洗浄を実施することがで
き，その都度接触圧の調整を別途行う必要はない。しか
もデバイス形成面に対して洗浄体が傷つけるおそれはな
いものである。
【００６１】例えば被洗浄処理体として半導体ウエハを
例にとった場合，その裏面，即ちデバイス非形成面の洗
浄にも好適であり，当該面を傷つけることなく，必要か
つ十分な洗浄を実施することができる。
【００６２】洗浄終了後，次の洗浄を行う前に，被洗浄
処理体から待避させた位置にて洗浄体自体を適宜の洗浄
液で洗浄すれば，常に清浄な洗浄体で洗浄を実施するこ
とができ，被洗浄処理体に対して均一な洗浄効果が得ら
れ，この点から歩留まりの向上が図れる。
【００６３】洗浄体に回転系の部材を用いた場合，安定
した回転の下で洗浄を実施することができ，しかもデバ
イス形成面などの洗浄の際に，これを傷つけるおそれは
ないものである。
【００６４】洗浄体に回転系の部材を用いた場合，安定
した回転の下で洗浄を実施することができ，しかもデバ
イス非形成面に対しても必要かつ十分な接触圧が得ら
れ，また当該非形成面に対して傷つけるおそれはないも
のである。
【００６５】極めて低摩擦の摺動装置によって洗浄体の
接触荷重を得れば，接触圧の正確な設定，微調整を得る
ことができる。
【００６６】洗浄体の適切な交換，メンテナンス時期を
事前に知ることができ，歩留まりの高い洗浄処理が行え
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる洗浄装置の平面説明図
である。
【図２】図１の洗浄装置における洗浄機構の縦断面説明
図である。
【図３】図２の洗浄機構における要部縦断面説明図であ
る。
【図４】ウエハを洗浄している際の洗浄体とウエハとの
接触状況を示す側面説明図である。
【図５】フローティング方式で接触圧を得る構成の洗浄
機構の要部縦断面の説明図である。
【図６】図５の洗浄機構における作用を説明するための
説明図である。
【図７】図５の洗浄機構における原理を説明するための
説明図である。
【符号の説明】
１ 洗浄装置 ２ スピンチャック １０ 洗浄機構 １３ 上下動シリンダ １４ モータ １９ シャフト ２１ アーム部材 ２４ モータ ３４ エアシリンダ ４１ シャフト ４２ 従動プーリ ４３ 駆動プーリ ４４ ベルト ５０ 洗浄部材 ５１ 洗浄体 Ｓ 圧力センサ Ｗ ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 知子 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社熊本事業所 内 (56)参考文献 特開 平３−52228（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109333（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129261（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−84858（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 1/00 B08B 1/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被洗浄処理体を保持する保持部材と、前
    記保持部材上の被洗浄処理体の洗浄対象面と接触してこ
    の洗浄対象面を洗浄する洗浄体とを備えた洗浄装置にお
    いて、 前記保持部材に保持された被洗浄処理体に対して洗浄体
    を移動させるアーム部材と、前記洗浄体を被洗浄処理体
    の洗浄対象面に対して略直角方向に摺動させる、アーム
    部材に取り付けられた摺動装置と、前記洗浄対象面に対
    する前記洗浄体の接触圧を検知するセンサを有し、 前記センサの検出信号に基づいて前記摺動装置の推力を
    制御することにより、洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象
    面との接触圧を所望の値に維持し、 かつ、前記洗浄体の下がりすぎを検知するセンサを備え
    たことを特徴とする、洗浄装置。
  2. 【請求項２】 被洗浄処理体を保持する保持部材と、前
    記保持部材上の被洗浄処理体の洗浄対象面と接触してこ
    の洗浄対象面を洗浄する洗浄体とを備えた洗浄装置にお
    いて、 前記保持部材に保持された被洗浄処理体に対して洗浄体
    を移動させるアーム部材と、前記洗浄体を被洗浄処理体
    の洗浄対象面に対して略直角方向に摺動させる、アーム
    部材に取り付けられた摺動装置と、前記洗浄対象面に対
    する前記洗浄体の接触圧を検知するセンサを有し、 前記摺動装置は、前記洗浄体を支持する、前記アーム部
    材に対して上下動自在に取付けられた摺動体を下方に押
    圧し、 前記センサは、前記摺動体の下方への押圧力を前記セン
    サで測定するように構成され、 前記センサの検出信号に基づいて前記摺動装置の推力を
    制御することにより、洗浄体と被洗浄処理体の洗浄対象
    面との接触圧を所望の値に維持することを特徴とする、
    洗浄装置。
  3. 【請求項３】 前記洗浄体の下がりすぎを検知するセン
    サを備えたことを特徴とする、請求項２に記載の洗浄装
    置。
  4. 【請求項４】 被洗浄処理体の表裏面によって、洗浄体
    と被洗浄処理体の洗 浄対象面との接触圧を異なる接触圧
    に維持することを特徴とする、請求項１、２又は３に記
    載の洗浄装置。
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