JP3638511B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板(以下、適宜「基板」とする)に対して、基板洗浄用の洗浄液をノズルから吐出して基板を洗浄する基板洗浄装置に係り、特に、洗浄度合いに寄与する気体を液体に溶解させた洗浄液を用いて基板の表面に洗浄処理を施す技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の基板洗浄装置として、例えば、純水にオゾンガス(O3 )を溶解させた洗浄液が用いられている。しかし、オゾンガスは純水に対して溶解しづらいといった特性を有するため、基板洗浄装置とは別にオゾン水製造装置を設置する必要があった。このオゾン水製造装置は、オゾンガスを発生させるオゾンガス発生装置と、発生させたオゾンガスを純水に溶解させるためのオゾンガス溶解装置とから構成されている。そして、製造されたオゾン水は、配管を搬送されて基板洗浄装置に送り込まれる構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来装置の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の基板洗浄装置では、純水にオゾンガスを溶解させるためにおおがかりなオゾン水製造装置を設置するための設置場所を確保する必要があった。そして、オゾン水製造装置で製造されたオゾン水は、オゾン水製造装置から基板洗浄装置までの距離を配管により搬送されなければならない。そのため、配管を搬送される最中にオゾン水中のオゾンが分解されてしまい、基板洗浄装置のノズルに到達したときには、オゾン水の濃度低下による洗浄効率の低下を招くといった問題がある。
しかしながら、基板に供給される時点の洗浄液中のオゾン濃度の低下を抑制する方法については、これまでほとんど着眼されていなかった。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、洗浄度合いに寄与する気体が液体に溶解された高濃度な洗浄液を供給することができる基板洗浄装置を提供することを主たる目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の基板洗浄装置は、洗浄液をノズルから基板面に供給して洗浄処理を施す基板洗浄装置であって、前記ノズルに液体を供給する液体供給手段と、前記ノズルにオゾンガス(O 3 )を供給する気体供給手段とを備え、かつ、前記液体供給手段から供給された液体をミスト化し、このミスト化された液体に前記気体供給手段から供給されたオゾンガス(O 3 )を溶解させて洗浄液を生成する洗浄液生成手段をノズル内に備えたことを特徴とするものである。
【0006】
また、請求項2に記載の基板洗浄装置は、請求項1に記載の基板洗浄装置において、前記液体は純水であることを特徴とするものである。
【0007】
(削除)
【0008】
(削除)
【0009】
【作用】
本発明の作用は次のとおりである。
請求項1に記載の発明によれば、液体供給手段からの液体と、気体供給手段からのオゾンガス(O 3 )がノズル内の洗浄液生成手段に供給される。そして、洗浄液生成手段では、液体がミスト化され、そのミスト状の液体にオゾンガス(O 3 )が溶解されて洗浄液が生成されるとともに、生成された洗浄液はそのまま基板面に直接供給される。つまり、製造された洗浄液が余計な経路を搬送されないので、洗浄液中に溶解したオゾンガス(O 3 )の成分が分解されて濃度低下を起こすことがない。その結果、洗浄作用の高い高濃度なオゾン液が基板面に供給される。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、ノズル内で純水にオゾンガスが溶解される。つまり、高濃度なオゾン水が製造される。
【0011】
(削除)
【0012】
(削除)
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
〈第1実施例〉
図1は、実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示すブロック図であり、図2は、その平面図である。
【0014】
図中、符号1は円板状のスピンチャックであり、このスピンチャック1に6個の支持ピン1aが立設されている。図1に示すように、スピンチャック1は、その底面に連結された回転軸3を介して電動モータ5で回転されるようになっている。この回転駆動により、支持ピン1aで周縁部を当接支持された基板Wが回転中心P周りに水平面内で回転される。スピンチャック1の周囲には、2流体式の洗浄ノズル7から吐出された洗浄液Mが飛散するのを防止するための飛散防止カップ9が配備されている。この飛散防止カップ9は、未洗浄の基板Wをスピンチャック1に載置したり、図示していない搬送手段が洗浄済の基板Wをスピンチャック1から受け取る際に図中に矢印で示すようにスピンチャック1に対して昇降するように構成されている。
【0015】
洗浄ノズル7は、図1に示すように、胴部7bに支持アーム8の先端が連接されて吐出孔7aが回転中心Pに向かう傾斜姿勢で支持されている。一方、支持アーム8の基端部は、昇降・移動機構11に連接されている。この昇降・移動機構11によって、図2に示すように、基板W面内の洗浄液Mの供給開始位置Kから回転中心Pを通って供給終了位置Fに向かうように構成されている。さらに、支持アーム8には、回転モータ11aの回転軸11bに連結されている。回転モータ11aは回転中心Pbの周りにノズル7を基板W上で揺動させるためのものである。
【0016】
また、ノズル7は、その胴部7bに圧縮空気とオゾンガスの混合気体を導入する配管15aと、純水を導入する配管15dとが連通接続された2流体ノズルを構成している。
配管15aは、その上手で配管15bと配管15cの2つに分岐しており、配管15bは圧縮空気供給部21に、配管15cは本発明の気体供給手段に相当するオゾンガス発生装置23にそれぞれ接続されている。配管15bには、流通する空気の圧力をコントラーラ20から入力された制御信号に対応する圧力に調整する電空レギュレータ17bと、空気の圧力を検出する圧力センサ18bと、流量を検出する流量センサ19bとがそれぞれ備えられている。同様に配管15cには、流通するオゾンガスの圧力をコントラーラ20から入力された制御信号に対応する圧力に調整する電空レギュレータ17cと、空気の圧力を検出する圧力センサ18cと、流量を検出する流量センサ19cとがそれぞれ備えられている。
【0017】
また、配管15dには、流通する純水の圧力をコントラーラ20から入力された制御信号に対応する圧力に調整する電空レギュレータ17dと、空気の圧力を検出する圧力センサ18dと、流量を検出する流量センサ19dとがそれぞれ備えられている。なお、使用される液体は純水に限られず、超純水などであってもよい。
【0018】
電空レギュレータ17b、17cおよび17dのそれぞれには、コントローラ20から制御信号が入力され、この制御信号に応じて配管15b、15c、15dを流通する各気体と純水の圧力がそれぞれ調整されている。
一方、圧力センサ18b、18cおよび18dと流量センサ19b、19cおよび19dのそれぞれから逐次検出された検出結果がコントローラ20にフィードバックされる。
【0019】
コントローラ20には、電動モータ5と、昇降・移動機構11と、電空レギュレータ17b、17c、17dと、圧力センサ18b、18c、18dと、流量センサ19b、19c、19dのそれぞれが接続されている。そして、基板Wに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム(レシピーとも呼ばれる)として予めコントローラ20に格納されており、各基板Wごとの洗浄プログラムに準じて前記各部が制御されている。
【0020】
なお、コントローラ20には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プグラムの中から所望のものを選択するために用いる指示部30が接続されている。
【0021】
次に、本実施例の特徴的な構成を備えている洗浄ノズル7の内部構造について、図3を参照しながら詳述する。
洗浄ノズル7内の混合部27には、配管15aが支持部29を介して、吐出孔7aとは逆方向(図中上方向)から胴部7bを貫くように挿入されている。一方の配管15dは胴部7bの側面から支持部29を介して連通接続されている。つまり、配管15dに連通する胴部7bの中を配管15aが挿入されている2重管の構造で構成されている。なお、混合部27は、本発明の洗浄液生成手段に相当する。
【0022】
すなわち、配管15dから供給された純水Sは、混合部27の内壁に衝突するとともに、加圧された混合気体Gと混合されてミスト化(粒子化)される。ミスト化された純水Sは、その表面積が拡大されるので、混合部27中を対流している間に混合気体G中のオゾンガスが効率よく溶解されるようになっている。つまり、高濃度なオゾン水が製造されたことになる。高濃度なオゾン水は、有機物除去効果、金属イオン除去効果を持ち、ノズルによってミスト化されて高速で基板W面に衝突させられることによって、さらに除去能力が高まる。その上、オゾン水は、基板W面に発生する静電気を抑止する特性を有するので、余計なパーティクル(微粉塵)を基板W面に引き寄せることがない。すなわち、洗浄効率を上げることができる。
【0023】
また、洗浄ノズル7の先端部31は絞り込まれて、ミスト化されたオゾン水を加速させて基板W面に噴出するようになっている。
【0024】
次に、上記のように構成されている基板洗浄装置の動作について説明する。
先ず、所定の基板Wに応じた洗浄プログラムを指示部30から選択して実行する。そうすると、飛散防止カップ9をスピンチャック1に対して下降させ、基板Wがスピンチャック1に載置される。そして、飛散防止カップ9を上昇させるとともに、洗浄ノズル7が洗浄開始位置に移動する。次に、基板Wを一定速度で低速回転させつつ、洗浄ノズル7からミストMを基板Wに対して供給する。つまり、洗浄ノズル7は、図2に示すように、ミストMの供給開始位置Kから中心回転Pを通り、供給終了位置Fまで移動する。
【0025】
このとき、コントラーラ20から各電空レギュレータ17b、17cおよび17dのそれぞれに制御信号が送られ、混合部27内で純水Sがミスト化し、オゾンガスが溶解し易い状態になるとともに、オゾン水の濃度が常に一定となるようにオゾンガスと純水Sの圧力が適切に調整される。また、同時に、各圧力センサ18b、18c、18dと流量センサ19b、19c、19dから検出された結果が、逐次コントローラ20にフィードバックされる。つまり、圧縮空気供給部21から供給された空気が配管15bから、オゾンガス発生装置23から供給されたオゾンガスが配管15cからそれぞれ搬送され、途中、配管15aで合流して混合気体Gとなり混合部27に供給される。同時に純水供給部25から純水Sが混合部27に供給される。
【0026】
混合部27に供給された純水Sはミスト化されると同時に、供給された混合気体Gと混合される。そして、ミスト化された純水Sに混合気体G中のオゾンガスが溶解する。
【0027】
このミスト化されたオゾン水は先端部31にそのまま向かい、基板Wに向けて直接供給される。また、洗浄ノズル7の先端部31の加速によって、ミストMの供給時には噴出速度は音速程度にまで速められる。上述のミストMの供給によって、一連の洗浄液の供給が行われるようになっている。
【0028】
そして、ノズル7が供給終了位置Fに到達すると、コントローラ20からの制御信号が電空レギュレータ17b、17cおよび17dに送られて各供給物の供給が停止され、ノズル7は待機位置13に移送される。そして、基板Wを高速回転させて基板W面に付着している洗浄液を飛散し、基板W面の振り切り乾燥処理を行って一連の動作が終了する。
【0029】
〈第2実施例〉
本実施例では、洗浄度合いに寄与する気体に二酸化炭素(CO2 )を用いている。つまり、混合部27で純水Sをミスト化し、二酸化炭素を混合して溶解させて高濃度な炭酸水を生成し、基板W面に直接供給している。
【0030】
その結果、炭酸水は、先の第1実施例と同様に、静電気を抑止する特性を有するので、余計なパーティクルを引き寄せない。つまり、洗浄効率を上げることができる。なお、他の構成については、先の第1実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0031】
〈第3実施例〉
本実施例では、洗浄度合いに寄与する気体に水素(H2 )を用いている。つまり、混合部27で純水Sをミスト化し、水素を混合して溶解させて高濃度な水素水を生成し、基板W面に直接供給している。
【0032】
つまり、純水Sに水素を溶解させることにより、純水Sの酸化還元電位を制御することができ、その結果、洗浄液中のゼータ電位が制御され、洗浄液中に含まれるパーティクルが基板W面に付着することを抑制することができる。なお、他の構成については、先の第1実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0033】
以上のように、本実施例では、空気と洗浄度合いに寄与する気体の混合気体Gと、純水Sとがノズル7内の混合部27に送り込まれ、気体が溶解し易いように純水Sがミスト化される。そして、ミスト化した純水Sに気体が溶解される。つまり、基板W面の洗浄を行う直前のノズル7の内部でオゾン水が製造されるので、配管を経由する必要がない。その結果、洗浄液中の洗浄度合いに寄与する気体の成分が分解されないので、高濃度な洗浄液を基板W面内に供給することとなり、洗浄効率を上げることができる。
【0034】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
(1)上述した本実施例では、配管15aから混合気体Gを供給し、配管15dから純水Sを供給しているが、配管15aから純水Sを供給し、配管15dから混合気体Gを供給するようにしてもよい。
【0035】
(2)上述した本実施例では、配管15aから供給される気体が空気と洗浄度合いに寄与する気体の混合気体Gであるが、単に洗浄度合いに寄与する気体のみを供給するようにしてもよい。
【0036】
(3)上述した本実施例では、ノズル7から洗浄液を供給するソフトタイプの基板洗浄装置であるが、ノズルとハードタイプのブラシを併用してもよい。
【0037】
(4)上述した本実施例では、洗浄液を供給する基板W面内をノズル7が一方向に1回しか揺動していないが、基板W面内を複数回揺動するようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、液体供給手段から供給された液体が洗浄液生成手段でミスト化されるので、他方気体供給手段から供給されたオゾンガス(O 3 )を効率よく液体に溶解することができる。さらに、基板面に洗浄液を供給する直前のノズル内で洗浄液が生成されるので、余計な配管などを経由する必要がない。すなわち、高濃度なオゾン液を基板面に供給することができるので、基板面の洗浄効率を上げることができる。
【0039】
また、請求項2に記載の発明によれば、高濃度なオゾン水を基板面に供給することができる。つまり、高濃度なオゾン水を基板面に供給することにより、有機物除去、金属イオン除去の効果を高め、さらに、基板面で発生する静電気が抑止され、余計なパーティクルを引き寄せない。すなわち、基板の洗浄効率を上げることができる。
【0040】
(削除)
【0041】
(削除)
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図2】 実施例に係る基板洗浄装置の平面図である。
【図3】 実施例に係る洗浄ノズルの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
W … ウエハ
M … ミスト(洗浄液)
G … 混合気体
S … 純水
1 … スピンチャック
3 … 回転軸
5 … 電動モータ
7 … ノズル
9 … 飛散防止カップ
11 … 昇降・移動機構
15a〜15d… 配管(空気とオゾンガスの混合用)
17b… 電空レギュレータ(空気用)
17c… 電空レギュレータ(オゾンガス用)
17d… 電空レギュレータ(純水用)
18b… 圧力センサ(空気用)
18c… 圧力センサ(オゾンガス用)
18d… 圧力センサ(純水用)
19b… 流量センサ(空気用)
19c… 流量センサ(オゾンガス用)
19d… 流量センサ(純水用)
20 … コントローラ
21 … 圧縮空気供給部
23 … オゾンガス発生装置
25 … 純水供給部
27 … 混合部
Claims (2)
- 洗浄液をノズルから基板面に供給して洗浄処理を施す基板洗浄装置であって、
前記ノズルに液体を供給する液体供給手段と、
前記ノズルにオゾンガス(O 3 )を供給する気体供給手段とを備え、
かつ、前記液体供給手段から供給された液体をミスト化し、このミスト化された液体に前記気体供給手段から供給されたオゾンガス(O 3 )を溶解させて洗浄液を生成する洗浄液生成手段をノズル内に備えたことを特徴とする基板洗浄装置。 - 請求項1に記載の基板洗浄装置において、
前記液体は純水であることを特徴とする基板洗浄装置。
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