JP3630538B2

JP3630538B2 - 洗浄装置

Info

Publication number: JP3630538B2
Application number: JP27806997A
Authority: JP
Inventors: 龍仁原口; 敏郎前川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JPH1190355A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の被洗浄物を保持しつつ回転させて、この表面または裏面を洗浄するのに使用して最適な洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつあり、半導体基板の平坦化の方法としてメカノケミカルポリッシングが用いられる場合がある。このような半導体基板上に配線間距離より大きなダストが存在すると、配線がショートする等の不具合が生じるため、半導体ウエハ上に許容される残留ダストの大きさも配線間距離に比べて十分に小さいものでなければならない。
【０００３】
ポリッシングの終了した半導体ウエハを洗浄する方法としては、ナイロン、モヘア等のブラシやＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等からなるスポンジで半導体ウエハの表面を擦って洗浄する、いわゆるスクラビング洗浄、超音波の振動エネルギーを与えた水をウエハ表面に噴射して洗浄する超音波洗浄、またはキャビテーションを有する高圧水をウエハに噴射して洗浄する方法等が一般に知られており、これらの洗浄方法を複数段に組み合わせた洗浄が広く行われている。
【０００４】
スクラビング洗浄装置の一つとして、図６に示すような洗浄装置が知られている。これは、略円筒状の複数（図６では６個）の回転子１０を円周上に配置し、この回転子１０の外周面に設けたＶ字状の溝１２に半導体ウエハ等の被洗浄物Ｗの外周縁部を差し込んで該被洗浄物Ｗを保持し、回転子１０を回転駆動して被洗浄物Ｗを回転させつつ、ロールブラシ等の洗浄部材１４を被洗浄物Ｗの表面及び／又は裏面に摺接させるようにしたものである。
【０００５】
前記各回転子１０は、各回転軸１６の上端にこれと一体に回転するように連結され、また、図示では、各３個の回転子１０からなる回転子群１８ａ，１８ｂが、互いに閉じる方向または開く方向に一体となって同時に水平に移動し、これによって、被洗浄物Ｗの保持及び洗浄後の開放を行う（または被洗浄物を本装置にセットするときに両回転子群が互いに開く方向に移動する）ようになっている。
【０００６】
この洗浄装置には、前記各回転子群１８ａ，１８ｂ毎に、図７に示すような駆動機構２０が備えられている。すなわち、中央に位置する回転子１０の回転軸１６の下端に駆動モータ２２が連結され、この駆動モータ２２の駆動に伴って、この中央に位置する回転子１０の回転軸１６が回転し、更にこの回転軸１６に固着したプーリ２４と他の回転軸１６に固着したプーリ２６及びベルト２８を介して他の回転軸１６が回転するようになっている。
【０００７】
この種の洗浄装置にあっては、被洗浄物Ｗの洗浄の際における前記駆動機構２０側への漏水を防止する必要があり、このため、例えば図７及び図８に示すような構成が備えられている。
【０００８】
すなわち、前記各回転軸１６の周囲には、レール３０に沿って図８の上下方向に走行自在な基台３２の上面に固着されたスリーブ３４が配置され、これらのスリーブ３４の上部にはフランジ３６が連結され、このフランジ３６を介して防水板３８が取り付けられている。防水板３８は、平板部４０と該平板部４０の周縁部から下方に延出して３本の回転軸１６の周囲を囲繞する薄肉で扁平な筒状の側壁部４２とから構成され、前記平板部４０に設けられた開口４０ａ内に前記フランジ３６の上部を挿通させた状態で各フランジ３６にビス止めされている。
【０００９】
更に、洗浄の際に被洗浄物Ｗの周囲を覆う上下動自在な薄肉略円筒状の移動カップ４４が備えられ、この移動カップ４４の下端には、各回転子群１８ａ，１８ｂを囲む位置に開口部４６ａが設けられた底板４６が取り付けられている。さらに、この開口部４６ａの縁部には前記防水板３８の側壁部４２の内側に入り込む形状及び大きさに形成された薄肉で扁平筒状の入り子板４８が３本の回転軸１６の周囲を囲むように上方に延びて取り付けられている。
【００１０】
これによって、被洗浄物Ｗの洗浄の際に、回転軸１６の周囲をスリーブ３４で包囲するとともに、スリーブ３４の上部外周を防水板３８で包囲し、更にこの防水板３８の側壁部４２の内部に入り子板４８が入り込むようにして、前記駆動機構２０側へ湿気が行かないようになっている。
【００１１】
被洗浄物Ｗの洗浄の際には、移動カップ４４上端は図７のＬ_１の高さ、底板４６はＬ_３の高さにあり、移動カップ４４により洗浄中の水が洗浄装置外へ飛散しないようになっている。非洗浄時は移動カップ４４上端は図７のＬ_２の高さ、底板４６はＬ_４の高さに位置する。非洗浄時においても、入り子板４８上端と、側壁部４２下端とはオーバーラップし、駆動機構２０側へ湿気が行かないようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、スリーブ３４の外周の遮蔽が十分ではなく、例えば薬液を使って被洗浄物Ｗの表面側や裏面側を洗浄する際に、この薬液の雰囲気が、図７に矢印Ａで示すように、移動カップ４４と防水板３８の側壁部４２との間から該側壁部４２と入り子板４８との間を通ってスリーブ３４の周囲に達してしまっていた。しかも、回転子１０は、防水板３８の上方に完全に露出した状態で配置されているとともに、回転子１０と回転軸１６の周囲を覆うスリーブ３４の上部に取付けたフランジ３６との間に隙間Ｂがあり、このため、例えば薬液洗浄の際の薬液雰囲気がこの隙間Ｂから回転軸１６の周囲を伝わり駆動機構２０側に達してしまうといった問題があった。
【００１３】
本発明は上記に鑑み、シール性能を向上させて薬液洗浄の雰囲気が駆動機構側に達してしまうことがないようにした洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、防水パンの底板の挿通孔を挿通して複数の回転軸が設けられ、前記回転軸に基板を回転自在に把持する把持部が設けられた洗浄装置において、前記回転軸は、基台に立設されたスリーブにより囲繞され、該スリーブの上端に取付部材が形成され、該取付部材の内側に前記回転軸を支持する軸受が取り付けられ、前記把持部に固定されたシールリングが前記取付部材のシール面に接するようになっていて、前記防水パンの内部空間と前記スリーブの内部空間とを水密的に遮蔽し、前記取付部材にベローズの上端が取り付けられ、該ベローズの下端が前記防水パンの底板に固定され、前記防水パンの内部空間と防水パン底板下部の駆動機構がある空間とを水密的に遮蔽したことを特徴とする洗浄装置である。これにより、防水パンの内側の洗浄空間と取付部材とが被覆部材により仕切られ、回転軸の駆動機構等に洗浄空間からのミストが浸入しない。
【００１５】
また、本発明は、前記基台が水平方向に移動可能であり、前記ベローズが柔軟性のある筒状部材であることを特徴とするものである。これにより、柔軟性のある筒状ベローズを介して防水パンと回転軸との相対的な移動を吸収し、基板の把持動作を安定に行なうことができる。
【００１６】
また、本発明は、防水パンの底板の挿通孔を挿通して複数の回転軸が設けられ、前記回転軸に基板を回転自在に把持する把持部が設けられた洗浄装置において、前記複数の回転軸の取り付けてある取付部材と、前記回転軸との間にはシール部材が設けられていることを特徴とする洗浄装置である。これにより、防水パンの内側の洗浄空間と回転軸とがシール部材により仕切られ、回転軸の駆動機構等に洗浄空間からのミストが浸入しない。
【００１７】
また、本発明は、前記シールリングが、下端が前記取付部材のシール面に接する舌片を有することを特徴とするものである。これにより、把持部と取付部材との間を塞いで、この間での漏れを有効に防止することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記防水パンが、前記底板に一体に設けた筒状壁と、該筒状壁に対して軸方向移動自在な筒状の内側カバーとを有することを特徴とするものである。これにより、被洗浄物の周囲を内側カバーで包囲して、洗浄液が外方に飛び散ってしまうことを防止するとともに、内側カバーを下降させて、被洗浄物の回転子との受け渡しの便を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、ポリッシング装置で研磨された半導体ウエハを被洗浄物として洗浄するのに適した本発明の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。なお、前記図６乃至図８に示す従来例と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２０】
図２に示すように各回転軸１６は上端が小径に形成され、これには中心孔が形成された固定部材１１がボルトにより取り付けられ、さらにこの固定部材の外周に嵌合するように回転子１０がボルト等により取り付けられている。回転子１０の下部内側及び固定部材下部外側にはそれぞれ段差面が形成され、これにより横断面矩形の環状凹部１０ａが設けられ、この凹部１０ａ内にシールリング５０が収納されている。
【００２１】
回転軸１６は、基台３２に立設されたスリーブ３４により囲繞され、このスリーブ３４の上端には、やや大径のフランジ５１が形成されており、これの内側に上部軸受５２が取り付けられている。フランジ５１の上側には、上面に凸面５３ａを有する軸カバー５３がボルトにより取り付けられ、前記シールリング５０の下部に形成された薄肉の舌片５４の下端が軸カバー５３の凸面５３ａに接するようになっている。基台３２は、レール３０上を走行自在にされ、その下側に各回転軸１６を回転駆動する駆動機構２０が設けられている点は従来と同様である。
【００２２】
一方、図１のように、この基台３２とは別体として、外部に固定された防水パン６０が設けられている。これは、円板状の底板部５６と該底板部５６の外周端面に下端内周面を連結した薄肉円筒状の円筒部５８とを有して上方に開口しており、この底板部５６の所定の位置には各スリーブ３４が挿通可能な合計６個の挿通孔５６ａが形成されている。これらの挿通孔５６ａは、被洗浄物を着脱するためにスリーブ３４が前後移動してもこれが当接しないような大きさを有している。
【００２３】
また、底板部５６と軸カバー５３の間には、スリーブ３４を取り囲むように、ベローズ６２が、それぞれ取付リング６８，７０を介して取り付けられている。すなわち、本実施例では、ベローズ６２を係止するところの取付部材（回転軸１６を取付ける部材）として軸カバー５３を設けている。これは、図３に示す回転子群１８ａ，１８ｂの水平移動を許容しつつ防水パン６０の内部空間と駆動機構２０がある下側の空間とを遮蔽して、被洗浄物Ｗの洗浄の際に、薬液雰囲気等が駆動機構２０側に達してしまうことを防止する。
なお、ベローズ６２は、回転軸１６を取付ける部材と底板部５６との間に設ければよく、軸カバー５３の代わりにフランジ５１にベローズ６２の一端を取付けてもよい。
【００２４】
防水パン６０の円筒部５８の内側には、被洗浄物Ｗの周囲を覆う薄肉略円筒状の内側カバー７２が上下動自在に配置されている。例えば内側カバーの突部７２ａにシリンダの一部が取付けてあり、シリンダに気体を吸気、排気することにより内側カバー７２が昇降する。この内側カバー７２の外径は、防水パン６０の円筒部５８の内径より僅かに小さく設定され、また、内側カバー７２の昇降は、これが下降した時に、防水パン６０の内部に完全に収まり、被洗浄物Ｗを回転子１０へ渡すことを可能とし、上昇した時に、この下部が防水パン６０の円筒部５８の上部で所定距離重なり合うように設定され洗浄中の洗浄液が、洗浄装置外に飛散しないようになっている。
【００２５】
次に、上記のように構成した洗浄装置の作用を説明する。まず、被洗浄物Ｗを受け取る場合には、駆動装置２０を停止し、洗浄液の供給を停止して内側カバー７２を下降させ、また、回転子群１８ａ，１８ｂを互いに開いた状態で被洗浄物Ｗをロボットハンド等を用いて所定位置に運ぶ。そして、回転子群１８ａ，１８ｂを閉じて被洗浄物を受け取り、この周囲を包囲する如く内側カバー７２を上昇させる。そして、駆動装置を動作させて回転子を回転して被洗浄物を回転させながら洗浄液を供給し、洗浄部材によるスクラブ洗浄を行なう。
【００２６】
ここにおいて、回転側である回転子１０の下面と、固定側の軸カバー５３の上面との間は舌片５４を有するシールリング５０で完全に塞いでおり、従って、被洗浄物Ｗの洗浄の際の防水パン６０の内側の薬液雰囲気等がスリーブ３４の内部に達することなく、さらには駆動装置２０側に到達することが防止される。また、軸カバー５３と底板５６の間にはベローズが配置されているので、防水パン６０の内部空間と駆動装置２０がある下側の空間とは遮蔽され、挿通孔５６ａを経由して薬液雰囲気等が駆動機構２０側に達することも防止される。勿論、内側カバー７２によって薬液等が外方に飛び散ってしまうことも防止される。被洗浄物とは半導体ウエハ、ＬＣＤ等種々考えられる。
【００２７】
図１では底板部５６に、３本の回転軸１６のための挿通孔を個別に設けたが、本発明はこれに限られず、例えば前述の従来技術のように３本の回転軸１６に対して共通の挿通孔を１つ設けてもよい（図５参照）。
【００２８】
以下、図５を参照して説明すると、従来技術と同様に、防水板３８ａは、平板部４０ａと、平板部４０ａの周縁部から下方に延出して３本の回転軸１６の周囲を囲む筒状の側壁部４２ａとから構成されている。なお、図１と同様の部分には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００２９】
底板部５６と側壁部４２ａとの間には、スリーブ３４をとり囲むようにベローズ６２ａが取り付けられている。すなわち、本実施例では、ベローズ６２ａを係止するところの取付部材（回転軸１６を取付ける部材）として防水板３８ａを設けている。側壁部４２ａを設けず、ベローズ６２ａを、平板部４０ａと底板部５６との間に設けてもよい。作用、効果は図１の場合と同様である。また、図５では各回転軸１６用に個別のスリーブ３４を設けているが、これのかわりに３本の回転軸を支持する部材（各回転軸の両端を支持する都合６個の軸受を取り付ける部材）を１つ設けるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の回転軸の取付けてある取付部材と回転軸との間をシール部材でシールし、または取付部材と挿通孔との間の隙間を被覆部材で覆うことにより、防水パンの内側の洗浄空間と取付部材または回転軸とを仕切り、その結果該洗浄空間と防水パンの下側の駆動機構を収容する空間とを仕切り、洗浄空間からの液体やミストが駆動機構に浸入するのを防止して駆動機構の寿命を伸ばし、また、装置の安定な稼動を促す。また、柔軟性のある筒状被覆部材を介して防水パンと回転軸との相対的な移動を吸収し、基板の把持動作を安定に行わせる。従って、シール性能を向上させて薬液洗浄の雰囲気が駆動機構側に達してしまうことがないようにした洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の洗浄装置を示す断面図（図３のＡ−Ａ線断面図）である。
【図２】図１の洗浄装置の一部を拡大して拡大して示す拡大図である。
【図３】図１の洗浄装置の平面図である。
【図４】図１の洗浄装置の断面図（図３のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図５】この発明の他の実施の形態の洗浄装置を示す断面図である。
【図６】洗浄装置の全体を示す概要図である。
【図７】従来の洗浄装置を示す断面図である。
【図８】図７の洗浄装置の平面図である。
【符号の説明】
１０回転子
１０ａ同凹部
１２溝
１６回転軸
１８ａ，１８ｂ回転子群
２０駆動機構
３８ａ，５３取付部材
５０シールリング
５１フランジ
５２上部軸受
５４舌片
５６底板部
５８円筒部
６０防水パン
６２防水装置
６６蛇腹部
７２内側カバー

Claims

防水パンの底板の挿通孔を挿通して複数の回転軸が設けられ、前記回転軸に基板を回転自在に把持する把持部が設けられた洗浄装置において、
前記回転軸は、基台に立設されたスリーブにより囲繞され、該スリーブの上端に取付部材が形成され、該取付部材の内側に前記回転軸を支持する軸受が取り付けられ、前記把持部に固定されたシールリングが前記取付部材のシール面に接するようになっていて、前記防水パンの内部空間と前記スリーブの内部空間とを水密的に遮蔽し、
前記取付部材にベローズの上端が取り付けられ、該ベローズの下端が前記防水パンの底板に固定され、前記防水パンの内部空間と防水パン底板下部の駆動機構がある空間とを水密的に遮蔽したことを特徴とする洗浄装置。
前記基台は水平方向に移動可能であり、前記ベローズは柔軟性のある筒状部材であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記シールリングは、下端が前記取付部材のシール面に接する舌片を有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記防水パンは、前記底板に一体に設けた筒状壁と、該筒状壁に対して軸方向移動自在な筒状の内側カバーとを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の洗浄装置。