JP3978296B2 - 基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置 - Google Patents
基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3978296B2 JP3978296B2 JP22188299A JP22188299A JP3978296B2 JP 3978296 B2 JP3978296 B2 JP 3978296B2 JP 22188299 A JP22188299 A JP 22188299A JP 22188299 A JP22188299 A JP 22188299A JP 3978296 B2 JP3978296 B2 JP 3978296B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cleaning
- ultrasonic
- substrate
- face
- vibrator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体ウェハやガラス基板等の各種基板の端面の洗浄に用いる基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板端面を洗浄する従来の洗浄装置として、例えば、特開平１１−６２５号公報に記載のものがある。以下、図１２及び図１３を参照して、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置について説明する。
【０００３】
図１２は、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置を示す斜視図、図１３は、図１２に示す基板端面を洗浄する従来の洗浄装置の断面図である。
【０００４】
図１２及び図１３に示すように、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置は、一対の回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３と、一対のエッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５と、洗浄液供給管１０６と、洗浄液供給ノズル１０７及び洗浄液供給ノズル１０８等からなる。
【０００５】
半導体ウエハ１０１は、その上下面が一対の前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３によって挟持され、かつ前記半導体ウエハ１０１のエッジ部が一対の前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５により保持されることにより、水平状態で保持されている。
【０００６】
前記回転ブラシ１０２の上方には、前記半導体ウエハ１０１の上面に洗浄液を供給する前記洗浄液供給管１０６が配置されている。前記洗浄液供給管１０６は、多数の孔（図示せず）を有し、洗浄液は、この多数の孔から前記半導体ウエーハ１０１の上面に落下するとともに上面に沿って流れ、さらに前記半導体ウエーハ１０１の端面を伝わって下面にも供給される。
【０００７】
前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３は、水平方向に延び、かつ上下方向（垂直方向）に並んで配置されている。前記回転ブラシ１０２及び前記回転ブラシ１０３は、同一の構造であり、軸部材１０９にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）１１０が被覆された構成になっている。また、前記ＰＶＡ１１０の表面には突起１１１が多数形成されており、多数の前記突起１１１が前記半導体ウエハ１０１に押しつけられて弾性変形することにより、前記半導体ウエハ１０１の上下面を挟む圧力を高めることができる。
【０００８】
また、前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３は、駆動機構（図示せず）によって互いに逆方向（矢印Ａ及び矢印Ｂ方向）に回転駆動され、前記半導体ウエーハ１０１の上下面を擦ることによって粒子汚染物が除去される。
【０００９】
前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５は、軸部１１２の軸線が上下方向（垂直方向）に向くように配置され、駆動機構（図示せず）によりそれぞれ同方向（矢印Ｃ方向）に回転駆動される。前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５は、同一の構造であり、前記軸部１１２と、外周面にＶ字型の周溝１１３ａ（図１３に図示）を有するローラ部１１３と、前記ローラ部１１３の表面に被覆されたＰＶＡ等からなる洗浄用弾性部材１１４とからなる。
【００１０】
また、前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５の近傍には、前記洗浄液供給ノズル１０７及び洗浄液供給ノズル１０８がそれぞれ配置され、前記半導体ウエハ１０１のエッジ部に向けて洗浄液を噴出する。
【００１１】
次に、上述の構成からなる基板端面を洗浄する従来の洗浄装置の動作について説明する。
【００１２】
前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３が互いに逆方向（矢印Ａ及び矢印Ｂ方向）に回転すると、前記半導体ウエハ１０１には前記半導体ウエハ１０１に沿う方向（矢印Ｄ方向）に力が作用する。この力Ｄを前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５の前記周溝１１３ａで受け止めることにより前記半導体ウエハ１０１は定位置に保持され、かつ前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５との摩擦力により矢印Ｅ方向に回転する。
【００１３】
したがって、定位置にある一対の前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３により前記半導体ウエハ１０１の上下面が均一に洗浄される。また、前記半導体ウエハ１０１の全周のエッジ部が回転する一対の前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５が備える前記洗浄用弾性部材１１４に擦られることによって洗浄される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置は、前記半導体ウエハ１０１のエッジ部と、前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５が備える前記洗浄用弾性部材１１４との接触によって前記エッジ部を洗浄する構成であることから汚染物が再付着しやすく、前記半導体ウエハ１０１を高清浄度で維持することが難しいという問題がある。
【００１５】
また、半導体ウエハ等の基板に位置合わせ用の目印として形成される凹部１０ａ（図１及び図６を参照）、いわゆるＶノッチに対しては、前記洗浄用弾性部材１１４が接触しないことから洗浄が困難であり、基板端面の十分な洗浄効果が得られないという問題がある。
【００１６】
一方、近年の半導体の高集積化にともない、半導体ウェハ等の基板の洗浄は、より高い清浄度が求められており、他工程への汚染防止の点からも前記凹部１０ａを含む基板端面を高清浄度で洗浄可能な基板端面用の洗浄装置が求められている。
【００１７】
また、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置は、前記半導体ウエハ１０１のエッジ部に向けて洗浄液を噴出する前記洗浄液供給ノズル１０７及び洗浄液供給ノズル１０８を別途設ける必要があることから、装置全体が複雑化、大型化及び高コスト化する傾向があるとともに、洗浄液の消費量が大きいものになっている。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、被洗浄物の端面を非接触で洗浄して高清浄度で維持することができるとともに、装置の複雑化、大型化及び高コスト化を回避し、かつ洗浄液の省液化を達成することができる基板端面用超音波洗浄装置を提供することを目的とする。また、前記基板端面用超音波洗浄装置に好適な基板端面用超音波励振装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板端面用超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、中空の箱状に形成されて前記振動子が結合された超音波タンクとを有し、前記超音波タンクは、基板の端面及び端面近傍が遊挿される切り欠き凹部を備え、前記切り欠き凹部から流入する洗浄用流体を内部に貯留して前記超音波振動により励振するものである。
【００２０】
また、前記超音波タンクは、前記超音波振動の進行方向における前記切り欠き凹部の上端部に前記超音波振動を前記基板の端面及び端面近傍に向けて反射する反射板を有するものである。
【００２１】
また、前記超音波タンクは、前記切り欠き凹部に遊挿される前記基板の表面より上方の位置に設けられて前記洗浄用流体を排出する排液ダクトを有するものである。
【００２２】
本発明の他の実施例としての基板端面用超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子が結合されて前記超音波振動を伝達するホーンと、前記ホーンの前記振動子を有する面と対向する面に取り付けられた端面洗浄部材とを有し、前記端面洗浄部材は、基板の端面及び端面近傍が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１の洗浄突部及び第２の洗浄突部を備え、前記空間に流入する洗浄用流体を前記超音波振動により励振するものである。
【００２３】
また、前記空間は、上方に向けて漸次拡幅するものである。
【００２４】
また、前記ホーンは、前記振動子を有する面に対向する面が中心部に向けて突出する円すい状テーパ面であり、前記中心部に前記端面洗浄部材を取り付ける取付突部を有するものである。
【００２５】
また、前記ホーンの胴部に巻装された冷却パイプを含み、前記冷却パイプに冷却用流体を供給して前記ホーンを冷却する冷却液供給手段を有するものである。
【００２６】
本発明の基板端面用超音波洗浄装置は、基板を保持して回転駆動する駆動手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた基板端面用超音波洗浄装置であって、前記超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、中空の箱状に形成されて前記振動子が結合された超音波タンクとを有し、前記超音波タンクは、基板の端面及び端面近傍が遊挿される切り欠き凹部を備え、前記切り欠き凹部から流入する洗浄用流体を内部に貯留して前記超音波振動により励振するものである。
【００２７】
また、前記基板の表面と前記切り欠き凹部の上端部との間及び前記基板の裏面と前記切り欠き凹部の下端部との間に表面張力の作用により前記洗浄用流体の液膜が形成されるものである。
【００２８】
また、前記給液手段は、前記基板の前記表面及び裏面に対してそれぞれ前記洗浄用流体を供給するものである。
【００２９】
本発明の他の実施例としての基板端面用超音波洗浄装置は、基板を保持して回転駆動する駆動手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた基板端面用超音波洗浄装置であって、前記超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子が結合されて前記超音波振動を伝達するホーンと、前記ホーンの前記振動子を有する面と対向する面に取り付けられた端面洗浄部材とを有し、前記端面洗浄部材は、基板の端面及び端面近傍が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１の洗浄突部及び第２の洗浄突部を備え、前記空間に流入する洗浄用流体を前記超音波振動により励振するものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
【００３１】
まず、本発明の第１実施例としての基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施例としての基板端面用超音波洗浄装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は、正面図である。また、図３は、被洗浄物である基板としての半導体ウエハ１０の一部を拡大した断面図であり、図４は、本発明の基板端面用超音波洗浄装置の全体の構成を模式的に示す一部断面を含む図、図５は、本発明の基板端面用超音波洗浄装置が備える搬送ロボットを示す斜視図である。
【００３３】
以下の説明においては、本発明の基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）を基板としての半導体ウエハの洗浄に適用した例について説明する。
【００３４】
図３に示すように、基板としての半導体ウエハ１０は、端部１０ｆが所定の曲率を有する曲面になっており、主面である表面１０ｂ及び裏面１０ｃから前記端部１０ｆに向けてそれぞれ傾斜するテーパ面１０ｄ及びテーパ面１０ｅを有している。以下の説明において、前記半導体ウエハ１０の端面とは、前記テーパ面１０ｄ及びテーパ面１０ｅと、前記端部１０ｆとを含む部分をいう。また、前記テーパ面１０ｄ及びテーパ面１０ｅと前記端部１０ｆ、すなわち、前記端面の一部に前記半導体ウエハ１０の位置合わせ用の目印である凹部１０ａ（図１及び図６参照）、いわゆるＶノッチが形成されている。
【００３５】
図１及び図４に示すように、基板端面用超音波洗浄装置２０は、基板端面用超音波励振装置１と、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに対して純水等の洗浄用流体１２を供給する給液手段としての給液装置１１（図４に図示）と、前記半導体ウエハ１０を保持するとともに、回転駆動する駆動手段としての駆動ローラ６、移動ローラ７及び移動ローラ８と、前記半導体ウエハ１０を搬送する搬送手段としての搬送ロボット１５（図５に図示）等からなる。
【００３６】
前記基板端面用超音波洗浄装置２０は、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための従来の基板洗浄装置に容易に付加することが可能なものであり、後述する基板端面用超音波励振装置１以外の構成については前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄する洗浄装置の構成と兼用することができる。なお、図１及び図４において、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための構成は図示を省略している。前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための構成としては、例えば、図１２及び図１３に示す従来の基板洗浄装置が備える前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３等を使用することができる。
【００３７】
まず、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える前記基板端面用超音波励振装置１について説明する。
【００３８】
図２（ａ）乃至（ｃ）にも示すように、前記基板端面用超音波励振装置１は、略立方体状の超音波タンク２と、矩形板状に形成され、片面側で前記超音波タンク２の外部底面に対して接着剤等により結合された振動子４と、前記振動子４に所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）と、前記振動子４を囲繞するケース５とを有している。
【００３９】
前記振動子４は、ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子の両面に電極板を粘着した構成になっている。また、前記振動子４の長さ及び幅は、前記超音波タンク２の長さＬ及び幅Ｗとほぼ等しく設定されており、この場合、一辺が約３０ｍｍの略正方形の板状になっている。
【００４０】
前記振動子４の前記電極板の所定位置には、発振器（図示せず）からの所定駆動周波数の電圧を印加する一対の送電ワイヤが接続されており、前記振動子４は、発振器（図示せず）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。前記駆動周波数は、２００ｋＨｚ以上の極めて高い値、いわゆるハイメガソニックに設定されており、本実施例では、１ＭＨｚになっている。
【００４１】
前記超音波タンク２は、前記振動子４が発生する超音波振動に共振するとともに、前記給液装置１１が前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに対して供給する純水等の洗浄用流体１２を内部に貯留して前記超音波振動によって励振する部材として作用する。
【００４２】
また、前記超音波タンク２は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又は石英等を素材として中空の箱状に形成されており、高さ方向、すなわち、前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における略中央部に前記進行方向に対して垂直に形成された切り欠き凹部２ａを有している。したがって、前記超音波タンク２は、前記切り欠き凹部２ａの部分で開口した状態になっている。
【００４３】
前記切り欠き凹部２ａは、基板としての前記半導体ウエハ１０の前記端面及び前記端面近傍が遊挿される部分であり、前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における上端部に前記超音波振動の進行波を反射するための反射板２ｂを有している。前記反射板２ｂは、前記超音波振動の進行方向に対して垂直に設けられており、前記超音波タンク２の外部側壁側から内部に向けてＬ字状に屈曲して前記超音波タンク２と一体で形成されている。
【００４４】
前記切り欠き凹部２ａの深さｄは、被洗浄物である基板の端面に対応した大きさに形成されており、本実施例では、前記半導体基板１０の前記端面の大きさに対応して、例えば、５ｍｍに設定されている。また、前記切り欠き凹部２ａの前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における高さｅは、基板としての前記半導体ウエハ１０の厚さｆ（図３に図示）に対応した大きさに形成され、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が遊挿された状態において、前記表面１０ｂと前記切り欠き凹部２ａの上端部である前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ：図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ：図７に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する寸法に設定されている。本実施例においては、前記切り欠き凹部２ａの前記高さｅは、３ｍｍになっている。
【００４５】
また、前記超音波タンク２は、前記切り欠き凹部２ａを有する面と対向する面側に排液ダクト２ｃを備えている。前記排液ダクト２ｃは、前記切り欠き凹部２ａに遊挿される基板としての前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂよりも上方の位置に設けられている。前記切り欠き凹部２ａの前記高さｅは、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記切り欠き凹部２ａの上端部である前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ：図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ：図７に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する程度の極小さい寸法であることから、前記半導体ウエハ１０の前記端面が遊挿された状態で純水等の前記洗浄用流体１２を所定の圧力で供給すると、前記切り欠き凹部２ａは閉塞状態になり、前記洗浄用流体１２が前記超音波タンク２内に貯留されるとともに、前記排液ダクト２ｃから排出される。
【００４６】
また、前記超音波タンク２は、下面である前記振動子４を有する面から、上面までの高さＨ、すなわち、前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における寸法が、前記超音波タンク２の素材の音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の略整数倍、理想的にはちょうど整数倍に設定され、共振長になっている。
【００４７】
例えば、前記超音波タンク２をステンレス鋼を素材として形成する場合には、前記半波長（λ／２）は次のように算出される。
λ／２＝Ｃ／２ｆ
ただし、
λ：１波長
Ｃ：ステンレス鋼の音速度＝５．０×１０5ｃｍ／ｓ
ｆ：周波数＝１０6Ｈｚ
したがって、λ／２＝２．５ｍｍである。
【００４８】
本実施例では、前記超音波タンク２は、前記高さＨが３０ｍｍに設定されている。つまり、半波長λ／２（約２．５ｍｍ）の１２倍に設定されている。
【００４９】
また、前記超音波タンク２の素材としては、使用する洗浄用流体に対応して種々のものが使用可能であり、前記超音波タンク２の耐食性を大きくしたい場合には、例えば、タンタル、チタン、サファイア、セラミック等を使用することができる。
【００５０】
また、前記超音波タンク２の前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向（前記高さＨの方向）に対して直角な方向における寸法、すなわち、長さＬ及び幅Ｗは、本実施例では、それぞれ、３０ｍｍに設定されており、前記超音波タンク２は一辺が３０ｍｍの立方体状になっている。したがって、前記超音波タンク２の前記長さＬ及び前記幅Ｗについても、前記半波長λ／２（約２．５ｍｍ）の１２倍に設定され共振長になっているが、前記長さＬ及び前記幅Ｗは、被洗浄物の大きさ等に応じて可変である。
【００５１】
次に、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える駆動手段としての前記駆動ローラ６、前記移動ローラ７及び移動ローラ８について説明する。
【００５２】
図１に示すように、前記駆動ローラ６は、所定位置に回転可能に固定されており、モータ等の駆動力付与手段（図示せず）によって、例えば矢印Ａ方向（または、その逆方向）に回転する。
【００５３】
前記駆動ローラ６は、ローラ部材６ａと、前記ローラ部材６ａから垂直に張り出す段部６ｂとを有し、前記駆動手段（図示せず）に連結する軸部材６ｃに嵌着している。
【００５４】
前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、移動機構（図示せず）によって、全体が矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向に移動可能になっており、後述する搬送ロボット１５によって、前記半導体ウエハ１０が搬入及び搬出される際には矢印Ｂ方向に移動して待避し、前記半導体ウエハ１０が前記搬送ロボット１５によって搬入されて位置決めされると、矢印Ｃ方向に移動して前記半導体ウエハ１０を保持する。また、前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、それぞれ軸部材７ｃ及び軸部材８ｃを中心として矢印Ａ方向及びその逆方向に回転自在になっている。
【００５５】
また、前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、それぞれ、ローラ部材７ａ及びローラ部材８ａと、前記ローラ部材７ａ及びローラ部材８ａからそれぞれ垂直に張り出す段部７ｂ及び段部８ｂとを有し、それぞれ前記軸部材７ｃ及び軸部材８ｃに嵌着している。
【００５６】
次に、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える給液手段としての前記給液装置１１について説明する。
【００５７】
図４に示すように、前記洗浄用流体１２の給液手段としての前記給液装置１１は、被洗浄物としての前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂに向けて純水等の前記洗浄用流体１５を供給する給液部材１１ａと、前記半導体ウエハ１０の前記裏面１０ｃに向けて前記洗浄用流体１２を供給する給液部材１１ｂと、前記超音波タンク２の前記排液ダクト２ｃから排出される前記洗浄用流体１２及び前記超音波タンク２内に流入せずに外部に流出する前記洗浄用流体１２を回収機構（図示せず）によって回収して吸引するポンプ１１ｄと、前記ポンプ１１ｄの作用により吸引された前記洗浄用流体１２を清浄化するフィルタ１１ｃ等とを有している。
【００５８】
したがって、本実施例では、前記半導体ウエハ１０の洗浄に使用した前記洗浄用流体１２を前記ポンプ１１ｄの作用により吸引して前記フィルタ１１ｄにより清浄化するとともに、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂに還流する構成になっている。すなわち、前記洗浄用流体１２の使用量を大幅に抑えることが可能になっている。なお、前記洗浄用流体１２の使用量の抑制効果は低下するが、前記半導体ウエハ１０の洗浄に使用した前記洗浄用流体１２をそのまま廃棄する構成にしてもよい。
【００５９】
また、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える駆動手段としての前記駆動ローラ６、前記移動ローラ７及び前記移動ローラ８、並びに前記給液部材１１ａ及び前記給液部材１１ｂについては、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための洗浄装置の構成と兼用することができる。すなわち、本実施例では、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂをそれぞれ、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに向けて設けているが、例えば、図１２及び図１３に示す前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３等の構成を設ければ、前記洗浄用流体１２を前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃの洗浄に使用するとともに、前記超音波タンク２に流入する前記洗浄用流体１２を前記半導体ウエハ１０の前記端面の洗浄に使用することができる。
【００６０】
したがって、本発明の基板端面用超音波洗浄装置２０は、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための従来の基板洗浄装置に容易に付加することが可能なものであり、前記半導体ウエハ１０の端面に向けて洗浄用流体を供給するための手段を別途設ける必要がないことから、小型化及び低コスト化を達成することができるとともに、洗浄用流体の消費量を大幅に低減することができるものになっている。なお、前述の効果は作用低下するが、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂを前記半導体ウエハ１０の前記端面に向けて設け、前記洗浄用流体１２を前記端面の洗浄のみに使用する構成にしてもよい。
【００６１】
次に、本発明の基板端面用超音波洗浄装置２０が備える前記搬送ロボット１５について説明する。
【００６２】
被洗浄物の搬送手段としての前記搬送ロボット１５は、図５に示すように、基台１５ａと、この基台１５ａ内にＺ方向に伸縮自在でかつ回転可能に設けられた軸１５ｂと、この軸１５ｂの上部に基端部が回転自在に取り付けられた第１アーム１５ｃと、この第１アーム１５ｃの先端部に基端部が回転自在に取り付けられた第２アーム１５ｄと、この第２アーム１５ｄの先端部に基端部が回転自在に取り付けられた基板載置部１５ｅとからなる。したがって、前記搬送ロボット１５は、第１アーム１５ｃ及び第２アーム１５ｄが伸縮することによって基板載置部１５ｅが挿抜可能となっている。
【００６３】
次に、本発明の第１実施例としての前記基板端面用超音波洗浄装置２０の動作について図６及び図７も参照して説明する。図６は、本発明の基板端面用超音波洗浄装置に被洗浄物である半導体ウエハが搬入される際の動作を示す平面図であり、図７は、本発明の基板端面用超音波励振装置の動作を示す一部断面を含む側面図である。
【００６４】
まず、前記搬送ロボット１５によって、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０を搬入して位置決めする動作が行われる。
【００６５】
図６に示すように、前記搬送ロボット１５は、前段から供給される前記半導体ウエハ１０を前記基板載置部１５ｅ上に位置決めして吸着保持すると、前記軸１５ｂを回転して前記基板載置部１５ｅの先端を前記超音波タンク２側に向ける。そして、前記軸１５ｂを伸長又は収縮させて前記基板載置部１５ｅ上に保持した前記半導体ウエハ１０を前記超音波タンク２の前記切り欠き凹部２ａに遊挿可能な高さに位置決めする。このとき、前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、矢印Ｂ方向（図１に図示）に移動して、図６に二点鎖線で示す位置に待避している。
【００６６】
次に、前記第１アーム１５ｃ、第２アーム１５ｄ及び前記基板載置部１５ｅを同期回転して折り畳まれた状態から伸長させ、前記基板載置部１５ｅを前記超音波タンク２に向けて前進させて前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍を前記切り欠き凹部２ａに遊挿する。この状態で、前記移動ローラ７及び移動ローラ８を矢印Ｃ方向（図１に図示）に移動して前記半導体ウエハ１０が前記段部７ｂ及び段部８ｂ上に係合可能な状態に設定する。
【００６７】
次に、前記軸１５ｂをＺ方向に収縮させて前記基板載置部１５ｅを下降させ、前記半導体ウエハ１０を前記駆動ローラ６の前記段部６ｂ、前記移動ローラ７の前記段部７ｂ及び前記移動ローラ８の前記段部８ｂにそれぞれ係合させるとともに、前記基板載置部１５ｅと前記半導体ウエハ１０との吸着保持を解除する。この状態で、前記第１アーム１５ｃ、第２アーム１５ｄ及び前記基板載置部１５ｅを前述の回転方向とは逆方向に同期回転して、前記超音波タンク２側から後退させる。
【００６８】
そして、前記移動ローラ７及び移動ローラ８を矢印Ｃ方向（図１に図示）に微少量移動して、前記半導体ウエハ１０の前記端部１０ｆを前記駆動ローラ６の前記ローラ部材６ａ、前記移動ローラ７のローラ部材７ａ及び前記移動ローラ８のローラ部材８ａとそれぞれ係合させ、前記半導体ウエハ１０を所定の位置に保持する。すなわち、この状態において、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記切り欠き凹部２ａの上端部である前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ：図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ：図７に図示）に、それぞれ１ｍｍ程度の隙間を有している。
【００６９】
被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０が搬入され、位置決めされると、図４に示すように、前記給液装置１１が作動して、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂからそれぞれ、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに向けて前記洗浄用流体１２が供給されるとともに、前記駆動ローラ６が駆動力付与手段（図示せず）によって、例えば、矢印Ａ方向（またはその逆方向）（図１に図示）に回転する。したがって、前記ローラ部材６ａ乃至ローラ部材８ａに係合している前記半導体ウエハ１０は、矢印Ｘ方向（またはその逆方向）（図１に図示）に回転駆動される。
【００７０】
このとき、例えば、図１２及び図１３に示す前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３等の構成を設ければ、前記洗浄用流体１２は、まず前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための洗浄用流体として作用する。そして、前記洗浄用流体１２は、前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに沿って流れて前記切り欠き凹部２ａから前記超音波タンク２内に流入する。
【００７１】
前記超音波タンク２に形成された前記切り欠き凹部２ａの前記高さｅは、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ）（図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ）（図７に図示）をそれぞれ１ｍｍ程度に設定した極小さい寸法であることから、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍を遊挿した状態で前記洗浄用流体１２を所定の圧力で供給すると、前記切り欠き凹部２ａが閉塞状態になり、前記洗浄用流体１２は、前記超音波タンク２内に貯留されるとともに、前記排液ダクト２ｃから排出される。また、このとき、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ）には、表面張力の作用により前記洗浄用流体１２の液膜が形成される。
【００７２】
この状態で、前記基板端面用超音波励振装置１の前記発振器（図示せず）から所定駆動周波数の電圧が前記振動子４に印加されると、前記振動子４は励振されて、この周波数の超音波振動を発生する。そして、図７に示すように、発生した超音波振動は、前記超音波タンク２を介して、前記超音波タンク２の内部に貯留されている前記洗浄用流体１２に伝達されるとともに、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記反射板２ｂとの隙間ｇ及び前記裏面１０ｃと前記下端部２ｄとの隙間ｈに形成される前記液膜を介して、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に伝達される。これによって、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対する洗浄が行われる。
【００７３】
このとき、前記振動子４から発生する超音波振動は、図７に示す矢印方向、すなわち、前記振動子４から垂直方向に伝達され、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して均一に照射されることから、前記半導体ウエハ１０に形成される前記凹部１０ａ、いわゆるＶノッチを含む前記端面及び端面近傍に対する洗浄効果が高いものになっている。
【００７４】
また、前記超音波タンク２は、前記切り欠き凹部２ａの前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における上部に前記進行方向に対して垂直に設けられた前記反射板２ｂを有していることから、前記切り欠き凹部２ａ内を透過した前記超音波振動は、前記反射板２ｂによって反射されて、前記切り欠き凹部２ａに遊挿されている前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に再び向かう。
【００７５】
すなわち、前記振動子４からの超音波振動を前記反射板２ｂで反射することによって、前記超音波振動を前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して至近距離から集中して照射することが可能であり、高い洗浄効果を得ることができるものになっている。
【００７６】
また、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０は、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が前記切り欠き凹部２ａに遊挿された状態で非接触で洗浄する構成であることから、汚染物の再付着が発生せず、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０を高清浄度で維持することができる。
【００７７】
被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０の洗浄が完了すると、搬送手段としての前記搬送ロボット１５が作動して、前記半導体ウエハ１０の搬出及び次工程への受け渡しが行われる。この動作は、前述した前記半導体ウエハ１０の搬入時の動作と逆の動作であり、基本動作は同一であるため詳細な説明を省略する。
【００７８】
次に、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）について、図８乃至図１０を参照して説明する。ただし、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置は、第１実施例と基板端面用超音波励振装置の構成のみが異なるものであるため、第１実施例と同一の構造及び機能を有する部分については説明を省略し、異なる点のみの説明とする。
【００７９】
図８は、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す斜視図である。また、図９は、図８に示す基板端面用超音波励振装置の一部断面を含む側面図であり、図１０は、図８に示す基板端面用超音波励振装置が備える端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【００８０】
図８及び図９に示すように、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置３１は、略円柱状のホーン３２と、円形の板状に形成され、片面側で前記ホーン３２の底面に対して接着剤等により結合された振動子３４と、前記ホーン３２の前記振動子３４を有する面と対向する面に取付られた端面洗浄部材３３と、前記ホーン３２の胴部に巻装された冷却パイプ３９を含み、前記冷却パイプ３９に冷却用流体を供給する冷却液供給手段（図示せず）と、前記振動子３４に所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）と、前記振動子３４を含む前記ホーン３２全体を囲繞するケース３５（図９に図示）とを有している。
【００８１】
前記振動子３４は、ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子の両面に電極板を粘着した構成になっている。また、前記振動子３４は、直径が約２０ｍｍの円形の板状になっており、前記ホーン３２の底面の直径にほぼ等しく設定されている。
【００８２】
前記振動子３４の前記電極板の所定位置には、発振器（図示せず）からの所定駆動周波数の電圧を印加する一対の送電ワイヤが接続されており、前記振動子３４は、発振器（図示せず）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。前記駆動周波数は、２００ｋＨｚ以上の極めて高い値、いわゆるハイメガに設定されており、本実施例では、１ＭＨｚになっている。
【００８３】
前記ホーン３２は、前記振動子３４が発生する超音波振動に共振し、前記超音波振動を増幅して伝達する部材として作用する。
【００８４】
前記ホーン３２は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又はアルミニウム等を素材として中実の略円柱状に形成されており、図９に示すように、底面である前記振動子３４を有する面に対向する面、すなわち上面が中心部に向けて突出する円すい状テーパ面３２ａになっている。本実施例では、前記円すい状テーパ面３２ａは前記振動子３４を有する面、すなわち底面に対する傾斜角θが２°に設定されている。
【００８５】
また、前記円すい状テーパ面３２ａの中心部、すなわち前記円すい状テーパ面３２ａの頭頂部に端面洗浄部材３３を取り付けるための取付突部３２ｂを有する。
【００８６】
図１０にも示すように、前記端面洗浄部材３３は、前記ホーン３２が伝達する前記超音波振動に共振し、前記給液装置１１（図４参照）が前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに対して供給する純水等の洗浄用流体１２に対して前記超音波振動を伝達して励振する部材である。前記端面洗浄部材３３は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又は石英等を素材として形成され、全体が前記ホーン３２よりも大径の円板状になっており、下面側の中心部において前記ホーン３２の前記取付突部３２ｂに取り付けられている。
【００８７】
また、前記端面洗浄部材３３は、上面側に直方体状の第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂを備えている。前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂは、互いに同形状であり、所定の空間ｅ（図９に図示）を隔てて互いに平行に、かつ前記端面洗浄部材３３と一体に形成されている。
【００８８】
前記空間ｅは、基板としての前記半導体ウエハ１０の前記端面及び前記端面近傍が遊挿される部分であり、端面洗浄部３３ｃとして作用する。前記端面洗浄部３３ｃの前記空間ｅは、基板としての前記半導体ウエハ１０の厚さｆ（図３に図示）に対応した大きさに形成され、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が遊挿された状態において、前記表面１０ｂと第２の前記洗浄突部３３ｂとの間（隙間ｇ：図１０に図示）及び前記裏面１０ｃと第１の前記洗浄突部３３ａとの間（隙間ｈ：図１０に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する寸法に設定されている。本実施例においては、前記端面洗浄部３３ｃの前記空間ｅは、３ｍｍになっている。
【００８９】
前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂの高さｄ（図９及び図１０に図示）、すなわち、前記端面洗浄部３３ｃの深さは、被洗浄物である基板の端面に対応した大きさに形成されており、本実施例では、前記半導体基板１０の前記端面の大きさに対応して、例えば、５ｍｍに設定されている。また、前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂの長手方向における長さＬ（図８に図示）、すなわち、被洗浄物である前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに沿う方向における前記端面洗浄部３３ｃの幅は、本実施例では１８ｍｍに設定されている。
【００９０】
また、前記端面洗浄部材３３は、鍔部３３ｄを有し、前記鍔部３３ｄの内周部に後述するケース３５を取り付けて、内部を液密に保持するためのネジ部３３ｅが形成されている。
【００９１】
なお、前記端面洗浄部材３３の素材としては、使用する洗浄用流体に対応して種々のものが使用可能であり、前記端面洗浄部材３３の耐食性を大きくしたい場合には、例えば、タンタル、チタン、サファイア、セラミック等を使用することができる。
【００９２】
また、前記ホーン３２の下面である前記振動子３４を有する面から、前記取付突部３２ｂの先端部までの高さＨ（図９に図示）、すなわち、前記振動子３４から発生する超音波振動の進行方向における寸法は、前記ホーン３２の素材の音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の略整数倍、理想的にはちょうど整数倍に設定され、共振長になっている。
【００９３】
本実施例では、前記ホーン３２はステンレス鋼（ＳＵＳ）から形成されており、前記高さＨは１５ｍｍになっている。すなわち、前述した第１実施例としての前記基板端面用超音波励振装置１と同様に、前記超音波振動の半波長λ／２（約２．５ｍｍ）の６倍に設定されている。
【００９４】
前記冷却パイプ３９は、ステンレス鋼や銅を素材として形成され、前記ホーン３２の胴部に巻装されている。前記冷却パイプ３９を含む冷却液供給手段（図示せず）は、前記ホーン３２を冷却して前記振動子３４から発生する超音波振動にともなう発熱によって前記振動子３４自体が悪影響を受けることを防止するものであり、例えば、前記冷却パイプ３９に図８及び図９に示す矢印Ｄ方向から純水や市水等の冷却用流体を供給するとともに、矢印Ｅ方向に排出する構成になっている。
【００９５】
図９に示すように、前記ケース３５は、前記振動子３４を含む前記ホーン３２全体を囲繞して液密に保持するための部材であり、ステンレス鋼や、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ（ポリエーテルエーテルケトン））樹脂から形成されている。また、前記ケース３５は上部が開放した略円筒状であり、上端開放部の外周にネジ部３５ａが形成され、底面に前記冷却パイプ３９を挿通して外部に導く管部材４０が螺着している。
【００９６】
そして、前記ケース３５の前記ネジ部３５ａを前記端面洗浄部材３３の前記ネジ部３３ｅにパッキン４６を介装して螺合することによって、前記振動子３４を含む前記ホーン３２全体を液密に保持することができる。前記パッキン４６は、液密及び吸振部材として作用する。
【００９７】
次に、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置の動作について説明する。なお、基本的な動作は第１実施例の前記基板端面用超音波洗浄装置２０と同一であるため、以下の説明においては第１実施例との相違点を中心に説明する。
【００９８】
まず、第１実施例としての前記基板端面用超音波洗浄装置２０と同様に、前記搬送ロボット１５（図５及び図６参照）によって、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０が、前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部３３ｂとの間（隙間ｇ：図１０に図示）及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部３３ａとの間（隙間ｈ：図１０に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する状態に位置決めされ、固定される。
【００９９】
次に、前記給液装置１１（図４参照）を作動して、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに向けて前記洗浄用流体１２を供給するとともに、駆動手段である前記駆動ローラ６（図１及び図６参照）によって前記半導体ウエハ１０を例えば、矢印Ｘ方向（またはその逆方向）（図１に図示）に回転駆動する。
【０１００】
前記洗浄用流体１２は、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに沿って流れ、前記端面洗浄部材３３の前記端面洗浄部３３ｃに流入する。このとき、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部３３ｂとの間（隙間ｇ：図１０に図示）及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部３３ａとの間（隙間ｈ：図１０に図示）には、表面張力の作用により前記洗浄用流体１２の液膜が形成される。
【０１０１】
この状態で、前記基板端面用超音波励振装置３１の前記発振器（図示せず）から所定駆動周波数の電圧が前記振動子３４に印加されると、前記振動子３４は励振されて、この周波数の超音波振動を発生する。前記超音波振動は、前記ホーン３２及び前記端面洗浄部材３３から前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部３３ｂとの隙間ｇ及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部３３ａとの隙間ｈに形成される前記洗浄用流体１２の液膜を介して、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に伝達される。これによって、前記半導体ウエハ１０に形成される前記凹部１０ａ、いわゆるＶノッチを含む前記端面及び端面近傍に対する洗浄が非接触で行われる。
【０１０２】
このとき、前記振動子３４から発生する超音波振動は、前記振動子３４から垂直方向、すなわち上面である前記円すい状テーパ面３２ａに向けて伝達される。前記円すい状テーパ面３２ａは、その中心部に向けて突出する形状であることから、前記超音波振動は前記円すい状テーパ面３２ａの頭頂部、すなわち前記取付突部３２ａに向けて収束し、増幅される。
【０１０３】
したがって、前記取付突部３２ａに取り付けられている前記端面洗浄部材３３は、前記洗浄用流体１２を収束した前記超音波振動によって励振し、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して至近距離から集中して照射することができる。すなわち、高い洗浄効果を得ることができるものになっている。
【０１０４】
次に、本発明の第３実施例としての基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）について、図１１を参照して説明する。ただし、本発明の第３実施例としての基板端面用超音波洗浄装置は、第２実施例と端面洗浄部材の構成のみが異なるものであるため、第２実施例と同一の構造及び機能を有する部分については説明を省略し、異なる点のみの説明とする。
【０１０５】
図１１は、本発明の第３実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置の端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【０１０６】
図１１に示すように、端面洗浄部材５３は、第２実施例としての前記基板端面用超音波励振装置３１が備える前記端面洗浄部材３３と前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂの形状のみが異なるものであり、他の構成については同一になっている。前記端面洗浄部材５３は、例えば前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂ（図４参照）から供給される前記洗浄用流体１２の供給量が多い場合等に特に有効なものである。
【０１０７】
前記端面洗浄部材５３は、上面側に前記振動子３４から発生する超音波振動の進行方向における断面形状が台形状の第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂを有している。前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂは、互いに同形状であり、空間ｅを隔てて互いに平行に、かつテーパ面５３ｆ及びテーパ面５３ｇ同士が互いに対向する状態に前記端面洗浄部材３３と一体で形成されている。
【０１０８】
また、前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂとの間に形成される端面洗浄部５３ｃは、前記空間ｅが上方に向けて漸次拡幅して開口した形状になっている。この形状によって、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂから供給される前記洗浄用流体１２の供給量が多い場合でも、前記洗浄用流体１２は、前記端面洗浄部材５３の前記端面洗浄部５３ｃに確実に流入することができ、前記端面洗浄部５３ｃに遊挿される前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部５３ｂとの間及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部５３ａとの間に表面張力の作用による前記洗浄用流体１２の液膜が形成される。
【０１０９】
なお、前記第２の洗浄突部５３ｂの先端部と前記表面１０ｂとの間（隙間ｉ）及び前記第１の洗浄突部５３ａの先端部と前記裏面１０ｃとの間（隙間ｊ）の大きさを１ｍｍ乃至５ｍｍ程度に設定すれば、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部５３ｂとの間及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部５３ａとの間に表面張力の作用による前記洗浄用流体１２の液膜を形成することが可能であり、前記隙間ｉ及び隙間ｊがこの範囲になるように前記テーパ面５３ｇ及びテーパ面５３ｆの傾斜角を設定することが好ましいが、前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂの形状や前記空間ｅの大きさ等の配置は、被洗浄物である基板の形状や前記洗浄用流体１２の供給量等に応じて適宜可変である。
【０１１０】
また、前記端面洗浄部５３ｃの前記空間ｅは、第２実施例が備える前記端面洗浄部材３３と同様に、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が遊挿された状態において、前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部５３ｂとの間及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部５３ａとの間にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する寸法に設定されており、本実施例においては、３ｍｍになっている。また、前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂの高さｄ、すなわち、前記端面洗浄部５３ｃの深さについても、第２実施例が備える前記端面洗浄部材３３と同様に、本実施例では、被洗浄物である基板としての前記半導体基板１０の前記端面の大きさに対応して、例えば、５ｍｍに設定されている。
【０１１１】
上述の構成からなる前記端面洗浄部材５３を備えた基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置についても、第１実施例及び第２実施例と同様の作用効果を得ることができ、前記超音波振動を前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して至近距離から集中して照射して非接触で洗浄することができることから、洗浄効果が高いものになっている。
【０１１２】
なお、各実施例においては、洗浄用流体として、純水を用いているが、洗浄の目的や被洗浄物の素材等に応じて、種々の洗浄用流体を使用することができる。
【０１１３】
また、各実施例においては、本発明の基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）を基板としての半導体ウエハの洗浄に適用した例について説明したが、例えば、搬送ローラ等によって、被洗浄物としての基板を水平方向に搬送し、前記基板の端面を前記切り欠き凹部２ａ（または、前記端面洗浄部３３、または、前記端面洗浄部５５）内を通過させる構成にすれば、液晶用ガラス基板等の矩形板状の基板の洗浄に適用することも可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置によれば、被洗浄物の端面を非接触で洗浄して高清浄度で維持することができるとともに、装置の複雑化、大型化及び高コスト化を回避し、かつ洗浄液の省液化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としての基板端面用超音波洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は、正面図である。
【図３】被洗浄物である基板としての半導体ウエハの一部を拡大した断面図である。
【図４】本発明の基板端面用超音波洗浄装置の全体の構成を模式的に示す一部断面を含む図である。
【図５】本発明の基板端面用超音波洗浄装置が備える搬送ロボットを示す斜視図である。
【図６】本発明の基板端面用超音波洗浄装置に被洗浄物である半導体ウエハが搬入される際の動作を示す平面図である。
【図７】本発明の基板端面用超音波励振装置の動作を示す一部断面を含む側面図である。
【図８】本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す斜視図である。
【図９】図８に示す基板端面用超音波励振装置の一部断面を含む側面図である。
【図１０】図８に示す基板端面用超音波励振装置が備える端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第３実施例としての基板端面用超音波励振装置が備える端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【図１２】基板端面を洗浄する従来の洗浄装置を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す基板端面を洗浄する従来の洗浄装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 基板端面用超音波励振装置（第１実施例）
２ 超音波タンク
２ａ 切り欠き凹部
２ｂ 反射板
２ｃ 排液ダクト
２ｄ 下端部
４ 振動子
５ ケース
６ 駆動ローラ（駆動手段）
６ａ ローラ部材
６ｂ 段部
６ｃ 軸部材
７ ，８ 移動ローラ（駆動手段）
７ａ，８ａ ローラ部材
７ｂ，８ｂ 段部
７ｃ，８ｃ 軸部材
１０ 半導体ウエハ（被洗浄物、基板）
１０ａ 凹部（Ｖノッチ）
１０ｂ 表面（主面）
１０ｃ 裏面（主面）
１０ｄ，１０ｅ テーパ面
１０ｆ 端部
１１ 給液装置（給液手段）
１１ａ，１１ｂ 給液部材
１１ｃ フィルタ
１１ｄ ポンプ
１２ 洗浄用流体
１５ 搬送ロボット（搬送手段）
１５ａ 基台
１５ｂ 軸
１５ｃ 第１アーム
１５ｄ 第２アーム
１５ｅ 基板載置部
２０ 基板端面用超音波洗浄装置（第１実施例）
３１ 基板端面用超音波励振装置（第２実施例）
３２ ホーン
３２ａ 円すい状テーパ面
３２ｂ 取付突部
３３ 端面洗浄部材
３３ａ （第１の）洗浄突部
３３ｂ （第２の）洗浄突部
３３ｃ 端面洗浄部
３３ｄ 鍔部
３３ｅ ネジ部
３４ 振動子
３５ ケース
３５ａ ネジ部
３９ 冷却パイプ（冷却液供給手段）
４０ 管部材
４６ パッキン
５３ 端面洗浄部材（第３実施例）
５３ａ （第１の）洗浄突部
５３ｂ （第２の）洗浄突部
５３ｃ 端面洗浄部
５３ｄ 鍔部
５３ｅ ネジ部
５３ｆ，５３ｇ テーパ面
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体ウェハやガラス基板等の各種基板の端面の洗浄に用いる基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板端面を洗浄する従来の洗浄装置として、例えば、特開平１１−６２５号公報に記載のものがある。以下、図１２及び図１３を参照して、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置について説明する。
【０００３】
図１２は、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置を示す斜視図、図１３は、図１２に示す基板端面を洗浄する従来の洗浄装置の断面図である。
【０００４】
図１２及び図１３に示すように、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置は、一対の回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３と、一対のエッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５と、洗浄液供給管１０６と、洗浄液供給ノズル１０７及び洗浄液供給ノズル１０８等からなる。
【０００５】
半導体ウエハ１０１は、その上下面が一対の前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３によって挟持され、かつ前記半導体ウエハ１０１のエッジ部が一対の前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５により保持されることにより、水平状態で保持されている。
【０００６】
前記回転ブラシ１０２の上方には、前記半導体ウエハ１０１の上面に洗浄液を供給する前記洗浄液供給管１０６が配置されている。前記洗浄液供給管１０６は、多数の孔（図示せず）を有し、洗浄液は、この多数の孔から前記半導体ウエーハ１０１の上面に落下するとともに上面に沿って流れ、さらに前記半導体ウエーハ１０１の端面を伝わって下面にも供給される。
【０００７】
前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３は、水平方向に延び、かつ上下方向（垂直方向）に並んで配置されている。前記回転ブラシ１０２及び前記回転ブラシ１０３は、同一の構造であり、軸部材１０９にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）１１０が被覆された構成になっている。また、前記ＰＶＡ１１０の表面には突起１１１が多数形成されており、多数の前記突起１１１が前記半導体ウエハ１０１に押しつけられて弾性変形することにより、前記半導体ウエハ１０１の上下面を挟む圧力を高めることができる。
【０００８】
また、前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３は、駆動機構（図示せず）によって互いに逆方向（矢印Ａ及び矢印Ｂ方向）に回転駆動され、前記半導体ウエーハ１０１の上下面を擦ることによって粒子汚染物が除去される。
【０００９】
前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５は、軸部１１２の軸線が上下方向（垂直方向）に向くように配置され、駆動機構（図示せず）によりそれぞれ同方向（矢印Ｃ方向）に回転駆動される。前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５は、同一の構造であり、前記軸部１１２と、外周面にＶ字型の周溝１１３ａ（図１３に図示）を有するローラ部１１３と、前記ローラ部１１３の表面に被覆されたＰＶＡ等からなる洗浄用弾性部材１１４とからなる。
【００１０】
また、前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５の近傍には、前記洗浄液供給ノズル１０７及び洗浄液供給ノズル１０８がそれぞれ配置され、前記半導体ウエハ１０１のエッジ部に向けて洗浄液を噴出する。
【００１１】
次に、上述の構成からなる基板端面を洗浄する従来の洗浄装置の動作について説明する。
【００１２】
前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３が互いに逆方向（矢印Ａ及び矢印Ｂ方向）に回転すると、前記半導体ウエハ１０１には前記半導体ウエハ１０１に沿う方向（矢印Ｄ方向）に力が作用する。この力Ｄを前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５の前記周溝１１３ａで受け止めることにより前記半導体ウエハ１０１は定位置に保持され、かつ前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５との摩擦力により矢印Ｅ方向に回転する。
【００１３】
したがって、定位置にある一対の前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３により前記半導体ウエハ１０１の上下面が均一に洗浄される。また、前記半導体ウエハ１０１の全周のエッジ部が回転する一対の前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５が備える前記洗浄用弾性部材１１４に擦られることによって洗浄される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置は、前記半導体ウエハ１０１のエッジ部と、前記エッジ部洗浄用ローラ１０４及びエッジ部洗浄用ローラ１０５が備える前記洗浄用弾性部材１１４との接触によって前記エッジ部を洗浄する構成であることから汚染物が再付着しやすく、前記半導体ウエハ１０１を高清浄度で維持することが難しいという問題がある。
【００１５】
また、半導体ウエハ等の基板に位置合わせ用の目印として形成される凹部１０ａ（図１及び図６を参照）、いわゆるＶノッチに対しては、前記洗浄用弾性部材１１４が接触しないことから洗浄が困難であり、基板端面の十分な洗浄効果が得られないという問題がある。
【００１６】
一方、近年の半導体の高集積化にともない、半導体ウェハ等の基板の洗浄は、より高い清浄度が求められており、他工程への汚染防止の点からも前記凹部１０ａを含む基板端面を高清浄度で洗浄可能な基板端面用の洗浄装置が求められている。
【００１７】
また、基板端面を洗浄する従来の洗浄装置は、前記半導体ウエハ１０１のエッジ部に向けて洗浄液を噴出する前記洗浄液供給ノズル１０７及び洗浄液供給ノズル１０８を別途設ける必要があることから、装置全体が複雑化、大型化及び高コスト化する傾向があるとともに、洗浄液の消費量が大きいものになっている。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、被洗浄物の端面を非接触で洗浄して高清浄度で維持することができるとともに、装置の複雑化、大型化及び高コスト化を回避し、かつ洗浄液の省液化を達成することができる基板端面用超音波洗浄装置を提供することを目的とする。また、前記基板端面用超音波洗浄装置に好適な基板端面用超音波励振装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板端面用超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、中空の箱状に形成されて前記振動子が結合された超音波タンクとを有し、前記超音波タンクは、基板の端面及び端面近傍が遊挿される切り欠き凹部を備え、前記切り欠き凹部から流入する洗浄用流体を内部に貯留して前記超音波振動により励振するものである。
【００２０】
また、前記超音波タンクは、前記超音波振動の進行方向における前記切り欠き凹部の上端部に前記超音波振動を前記基板の端面及び端面近傍に向けて反射する反射板を有するものである。
【００２１】
また、前記超音波タンクは、前記切り欠き凹部に遊挿される前記基板の表面より上方の位置に設けられて前記洗浄用流体を排出する排液ダクトを有するものである。
【００２２】
本発明の他の実施例としての基板端面用超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子が結合されて前記超音波振動を伝達するホーンと、前記ホーンの前記振動子を有する面と対向する面に取り付けられた端面洗浄部材とを有し、前記端面洗浄部材は、基板の端面及び端面近傍が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１の洗浄突部及び第２の洗浄突部を備え、前記空間に流入する洗浄用流体を前記超音波振動により励振するものである。
【００２３】
また、前記空間は、上方に向けて漸次拡幅するものである。
【００２４】
また、前記ホーンは、前記振動子を有する面に対向する面が中心部に向けて突出する円すい状テーパ面であり、前記中心部に前記端面洗浄部材を取り付ける取付突部を有するものである。
【００２５】
また、前記ホーンの胴部に巻装された冷却パイプを含み、前記冷却パイプに冷却用流体を供給して前記ホーンを冷却する冷却液供給手段を有するものである。
【００２６】
本発明の基板端面用超音波洗浄装置は、基板を保持して回転駆動する駆動手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた基板端面用超音波洗浄装置であって、前記超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、中空の箱状に形成されて前記振動子が結合された超音波タンクとを有し、前記超音波タンクは、基板の端面及び端面近傍が遊挿される切り欠き凹部を備え、前記切り欠き凹部から流入する洗浄用流体を内部に貯留して前記超音波振動により励振するものである。
【００２７】
また、前記基板の表面と前記切り欠き凹部の上端部との間及び前記基板の裏面と前記切り欠き凹部の下端部との間に表面張力の作用により前記洗浄用流体の液膜が形成されるものである。
【００２８】
また、前記給液手段は、前記基板の前記表面及び裏面に対してそれぞれ前記洗浄用流体を供給するものである。
【００２９】
本発明の他の実施例としての基板端面用超音波洗浄装置は、基板を保持して回転駆動する駆動手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた基板端面用超音波洗浄装置であって、前記超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子が結合されて前記超音波振動を伝達するホーンと、前記ホーンの前記振動子を有する面と対向する面に取り付けられた端面洗浄部材とを有し、前記端面洗浄部材は、基板の端面及び端面近傍が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１の洗浄突部及び第２の洗浄突部を備え、前記空間に流入する洗浄用流体を前記超音波振動により励振するものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
【００３１】
まず、本発明の第１実施例としての基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施例としての基板端面用超音波洗浄装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は、正面図である。また、図３は、被洗浄物である基板としての半導体ウエハ１０の一部を拡大した断面図であり、図４は、本発明の基板端面用超音波洗浄装置の全体の構成を模式的に示す一部断面を含む図、図５は、本発明の基板端面用超音波洗浄装置が備える搬送ロボットを示す斜視図である。
【００３３】
以下の説明においては、本発明の基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）を基板としての半導体ウエハの洗浄に適用した例について説明する。
【００３４】
図３に示すように、基板としての半導体ウエハ１０は、端部１０ｆが所定の曲率を有する曲面になっており、主面である表面１０ｂ及び裏面１０ｃから前記端部１０ｆに向けてそれぞれ傾斜するテーパ面１０ｄ及びテーパ面１０ｅを有している。以下の説明において、前記半導体ウエハ１０の端面とは、前記テーパ面１０ｄ及びテーパ面１０ｅと、前記端部１０ｆとを含む部分をいう。また、前記テーパ面１０ｄ及びテーパ面１０ｅと前記端部１０ｆ、すなわち、前記端面の一部に前記半導体ウエハ１０の位置合わせ用の目印である凹部１０ａ（図１及び図６参照）、いわゆるＶノッチが形成されている。
【００３５】
図１及び図４に示すように、基板端面用超音波洗浄装置２０は、基板端面用超音波励振装置１と、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに対して純水等の洗浄用流体１２を供給する給液手段としての給液装置１１（図４に図示）と、前記半導体ウエハ１０を保持するとともに、回転駆動する駆動手段としての駆動ローラ６、移動ローラ７及び移動ローラ８と、前記半導体ウエハ１０を搬送する搬送手段としての搬送ロボット１５（図５に図示）等からなる。
【００３６】
前記基板端面用超音波洗浄装置２０は、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための従来の基板洗浄装置に容易に付加することが可能なものであり、後述する基板端面用超音波励振装置１以外の構成については前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄する洗浄装置の構成と兼用することができる。なお、図１及び図４において、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための構成は図示を省略している。前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための構成としては、例えば、図１２及び図１３に示す従来の基板洗浄装置が備える前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３等を使用することができる。
【００３７】
まず、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える前記基板端面用超音波励振装置１について説明する。
【００３８】
図２（ａ）乃至（ｃ）にも示すように、前記基板端面用超音波励振装置１は、略立方体状の超音波タンク２と、矩形板状に形成され、片面側で前記超音波タンク２の外部底面に対して接着剤等により結合された振動子４と、前記振動子４に所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）と、前記振動子４を囲繞するケース５とを有している。
【００３９】
前記振動子４は、ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子の両面に電極板を粘着した構成になっている。また、前記振動子４の長さ及び幅は、前記超音波タンク２の長さＬ及び幅Ｗとほぼ等しく設定されており、この場合、一辺が約３０ｍｍの略正方形の板状になっている。
【００４０】
前記振動子４の前記電極板の所定位置には、発振器（図示せず）からの所定駆動周波数の電圧を印加する一対の送電ワイヤが接続されており、前記振動子４は、発振器（図示せず）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。前記駆動周波数は、２００ｋＨｚ以上の極めて高い値、いわゆるハイメガソニックに設定されており、本実施例では、１ＭＨｚになっている。
【００４１】
前記超音波タンク２は、前記振動子４が発生する超音波振動に共振するとともに、前記給液装置１１が前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに対して供給する純水等の洗浄用流体１２を内部に貯留して前記超音波振動によって励振する部材として作用する。
【００４２】
また、前記超音波タンク２は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又は石英等を素材として中空の箱状に形成されており、高さ方向、すなわち、前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における略中央部に前記進行方向に対して垂直に形成された切り欠き凹部２ａを有している。したがって、前記超音波タンク２は、前記切り欠き凹部２ａの部分で開口した状態になっている。
【００４３】
前記切り欠き凹部２ａは、基板としての前記半導体ウエハ１０の前記端面及び前記端面近傍が遊挿される部分であり、前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における上端部に前記超音波振動の進行波を反射するための反射板２ｂを有している。前記反射板２ｂは、前記超音波振動の進行方向に対して垂直に設けられており、前記超音波タンク２の外部側壁側から内部に向けてＬ字状に屈曲して前記超音波タンク２と一体で形成されている。
【００４４】
前記切り欠き凹部２ａの深さｄは、被洗浄物である基板の端面に対応した大きさに形成されており、本実施例では、前記半導体基板１０の前記端面の大きさに対応して、例えば、５ｍｍに設定されている。また、前記切り欠き凹部２ａの前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における高さｅは、基板としての前記半導体ウエハ１０の厚さｆ（図３に図示）に対応した大きさに形成され、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が遊挿された状態において、前記表面１０ｂと前記切り欠き凹部２ａの上端部である前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ：図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ：図７に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する寸法に設定されている。本実施例においては、前記切り欠き凹部２ａの前記高さｅは、３ｍｍになっている。
【００４５】
また、前記超音波タンク２は、前記切り欠き凹部２ａを有する面と対向する面側に排液ダクト２ｃを備えている。前記排液ダクト２ｃは、前記切り欠き凹部２ａに遊挿される基板としての前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂよりも上方の位置に設けられている。前記切り欠き凹部２ａの前記高さｅは、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記切り欠き凹部２ａの上端部である前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ：図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ：図７に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する程度の極小さい寸法であることから、前記半導体ウエハ１０の前記端面が遊挿された状態で純水等の前記洗浄用流体１２を所定の圧力で供給すると、前記切り欠き凹部２ａは閉塞状態になり、前記洗浄用流体１２が前記超音波タンク２内に貯留されるとともに、前記排液ダクト２ｃから排出される。
【００４６】
また、前記超音波タンク２は、下面である前記振動子４を有する面から、上面までの高さＨ、すなわち、前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における寸法が、前記超音波タンク２の素材の音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の略整数倍、理想的にはちょうど整数倍に設定され、共振長になっている。
【００４７】
例えば、前記超音波タンク２をステンレス鋼を素材として形成する場合には、前記半波長（λ／２）は次のように算出される。
λ／２＝Ｃ／２ｆ
ただし、
λ：１波長
Ｃ：ステンレス鋼の音速度＝５．０×１０5ｃｍ／ｓ
ｆ：周波数＝１０6Ｈｚ
したがって、λ／２＝２．５ｍｍである。
【００４８】
本実施例では、前記超音波タンク２は、前記高さＨが３０ｍｍに設定されている。つまり、半波長λ／２（約２．５ｍｍ）の１２倍に設定されている。
【００４９】
また、前記超音波タンク２の素材としては、使用する洗浄用流体に対応して種々のものが使用可能であり、前記超音波タンク２の耐食性を大きくしたい場合には、例えば、タンタル、チタン、サファイア、セラミック等を使用することができる。
【００５０】
また、前記超音波タンク２の前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向（前記高さＨの方向）に対して直角な方向における寸法、すなわち、長さＬ及び幅Ｗは、本実施例では、それぞれ、３０ｍｍに設定されており、前記超音波タンク２は一辺が３０ｍｍの立方体状になっている。したがって、前記超音波タンク２の前記長さＬ及び前記幅Ｗについても、前記半波長λ／２（約２．５ｍｍ）の１２倍に設定され共振長になっているが、前記長さＬ及び前記幅Ｗは、被洗浄物の大きさ等に応じて可変である。
【００５１】
次に、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える駆動手段としての前記駆動ローラ６、前記移動ローラ７及び移動ローラ８について説明する。
【００５２】
図１に示すように、前記駆動ローラ６は、所定位置に回転可能に固定されており、モータ等の駆動力付与手段（図示せず）によって、例えば矢印Ａ方向（または、その逆方向）に回転する。
【００５３】
前記駆動ローラ６は、ローラ部材６ａと、前記ローラ部材６ａから垂直に張り出す段部６ｂとを有し、前記駆動手段（図示せず）に連結する軸部材６ｃに嵌着している。
【００５４】
前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、移動機構（図示せず）によって、全体が矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向に移動可能になっており、後述する搬送ロボット１５によって、前記半導体ウエハ１０が搬入及び搬出される際には矢印Ｂ方向に移動して待避し、前記半導体ウエハ１０が前記搬送ロボット１５によって搬入されて位置決めされると、矢印Ｃ方向に移動して前記半導体ウエハ１０を保持する。また、前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、それぞれ軸部材７ｃ及び軸部材８ｃを中心として矢印Ａ方向及びその逆方向に回転自在になっている。
【００５５】
また、前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、それぞれ、ローラ部材７ａ及びローラ部材８ａと、前記ローラ部材７ａ及びローラ部材８ａからそれぞれ垂直に張り出す段部７ｂ及び段部８ｂとを有し、それぞれ前記軸部材７ｃ及び軸部材８ｃに嵌着している。
【００５６】
次に、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える給液手段としての前記給液装置１１について説明する。
【００５７】
図４に示すように、前記洗浄用流体１２の給液手段としての前記給液装置１１は、被洗浄物としての前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂに向けて純水等の前記洗浄用流体１５を供給する給液部材１１ａと、前記半導体ウエハ１０の前記裏面１０ｃに向けて前記洗浄用流体１２を供給する給液部材１１ｂと、前記超音波タンク２の前記排液ダクト２ｃから排出される前記洗浄用流体１２及び前記超音波タンク２内に流入せずに外部に流出する前記洗浄用流体１２を回収機構（図示せず）によって回収して吸引するポンプ１１ｄと、前記ポンプ１１ｄの作用により吸引された前記洗浄用流体１２を清浄化するフィルタ１１ｃ等とを有している。
【００５８】
したがって、本実施例では、前記半導体ウエハ１０の洗浄に使用した前記洗浄用流体１２を前記ポンプ１１ｄの作用により吸引して前記フィルタ１１ｄにより清浄化するとともに、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂに還流する構成になっている。すなわち、前記洗浄用流体１２の使用量を大幅に抑えることが可能になっている。なお、前記洗浄用流体１２の使用量の抑制効果は低下するが、前記半導体ウエハ１０の洗浄に使用した前記洗浄用流体１２をそのまま廃棄する構成にしてもよい。
【００５９】
また、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０が備える駆動手段としての前記駆動ローラ６、前記移動ローラ７及び前記移動ローラ８、並びに前記給液部材１１ａ及び前記給液部材１１ｂについては、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための洗浄装置の構成と兼用することができる。すなわち、本実施例では、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂをそれぞれ、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに向けて設けているが、例えば、図１２及び図１３に示す前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３等の構成を設ければ、前記洗浄用流体１２を前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃの洗浄に使用するとともに、前記超音波タンク２に流入する前記洗浄用流体１２を前記半導体ウエハ１０の前記端面の洗浄に使用することができる。
【００６０】
したがって、本発明の基板端面用超音波洗浄装置２０は、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための従来の基板洗浄装置に容易に付加することが可能なものであり、前記半導体ウエハ１０の端面に向けて洗浄用流体を供給するための手段を別途設ける必要がないことから、小型化及び低コスト化を達成することができるとともに、洗浄用流体の消費量を大幅に低減することができるものになっている。なお、前述の効果は作用低下するが、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂを前記半導体ウエハ１０の前記端面に向けて設け、前記洗浄用流体１２を前記端面の洗浄のみに使用する構成にしてもよい。
【００６１】
次に、本発明の基板端面用超音波洗浄装置２０が備える前記搬送ロボット１５について説明する。
【００６２】
被洗浄物の搬送手段としての前記搬送ロボット１５は、図５に示すように、基台１５ａと、この基台１５ａ内にＺ方向に伸縮自在でかつ回転可能に設けられた軸１５ｂと、この軸１５ｂの上部に基端部が回転自在に取り付けられた第１アーム１５ｃと、この第１アーム１５ｃの先端部に基端部が回転自在に取り付けられた第２アーム１５ｄと、この第２アーム１５ｄの先端部に基端部が回転自在に取り付けられた基板載置部１５ｅとからなる。したがって、前記搬送ロボット１５は、第１アーム１５ｃ及び第２アーム１５ｄが伸縮することによって基板載置部１５ｅが挿抜可能となっている。
【００６３】
次に、本発明の第１実施例としての前記基板端面用超音波洗浄装置２０の動作について図６及び図７も参照して説明する。図６は、本発明の基板端面用超音波洗浄装置に被洗浄物である半導体ウエハが搬入される際の動作を示す平面図であり、図７は、本発明の基板端面用超音波励振装置の動作を示す一部断面を含む側面図である。
【００６４】
まず、前記搬送ロボット１５によって、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０を搬入して位置決めする動作が行われる。
【００６５】
図６に示すように、前記搬送ロボット１５は、前段から供給される前記半導体ウエハ１０を前記基板載置部１５ｅ上に位置決めして吸着保持すると、前記軸１５ｂを回転して前記基板載置部１５ｅの先端を前記超音波タンク２側に向ける。そして、前記軸１５ｂを伸長又は収縮させて前記基板載置部１５ｅ上に保持した前記半導体ウエハ１０を前記超音波タンク２の前記切り欠き凹部２ａに遊挿可能な高さに位置決めする。このとき、前記移動ローラ７及び移動ローラ８は、矢印Ｂ方向（図１に図示）に移動して、図６に二点鎖線で示す位置に待避している。
【００６６】
次に、前記第１アーム１５ｃ、第２アーム１５ｄ及び前記基板載置部１５ｅを同期回転して折り畳まれた状態から伸長させ、前記基板載置部１５ｅを前記超音波タンク２に向けて前進させて前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍を前記切り欠き凹部２ａに遊挿する。この状態で、前記移動ローラ７及び移動ローラ８を矢印Ｃ方向（図１に図示）に移動して前記半導体ウエハ１０が前記段部７ｂ及び段部８ｂ上に係合可能な状態に設定する。
【００６７】
次に、前記軸１５ｂをＺ方向に収縮させて前記基板載置部１５ｅを下降させ、前記半導体ウエハ１０を前記駆動ローラ６の前記段部６ｂ、前記移動ローラ７の前記段部７ｂ及び前記移動ローラ８の前記段部８ｂにそれぞれ係合させるとともに、前記基板載置部１５ｅと前記半導体ウエハ１０との吸着保持を解除する。この状態で、前記第１アーム１５ｃ、第２アーム１５ｄ及び前記基板載置部１５ｅを前述の回転方向とは逆方向に同期回転して、前記超音波タンク２側から後退させる。
【００６８】
そして、前記移動ローラ７及び移動ローラ８を矢印Ｃ方向（図１に図示）に微少量移動して、前記半導体ウエハ１０の前記端部１０ｆを前記駆動ローラ６の前記ローラ部材６ａ、前記移動ローラ７のローラ部材７ａ及び前記移動ローラ８のローラ部材８ａとそれぞれ係合させ、前記半導体ウエハ１０を所定の位置に保持する。すなわち、この状態において、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記切り欠き凹部２ａの上端部である前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ：図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ：図７に図示）に、それぞれ１ｍｍ程度の隙間を有している。
【００６９】
被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０が搬入され、位置決めされると、図４に示すように、前記給液装置１１が作動して、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂからそれぞれ、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに向けて前記洗浄用流体１２が供給されるとともに、前記駆動ローラ６が駆動力付与手段（図示せず）によって、例えば、矢印Ａ方向（またはその逆方向）（図１に図示）に回転する。したがって、前記ローラ部材６ａ乃至ローラ部材８ａに係合している前記半導体ウエハ１０は、矢印Ｘ方向（またはその逆方向）（図１に図示）に回転駆動される。
【００７０】
このとき、例えば、図１２及び図１３に示す前記回転ブラシ１０２及び回転ブラシ１０３等の構成を設ければ、前記洗浄用流体１２は、まず前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃを洗浄するための洗浄用流体として作用する。そして、前記洗浄用流体１２は、前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに沿って流れて前記切り欠き凹部２ａから前記超音波タンク２内に流入する。
【００７１】
前記超音波タンク２に形成された前記切り欠き凹部２ａの前記高さｅは、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ）（図７に図示）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ）（図７に図示）をそれぞれ１ｍｍ程度に設定した極小さい寸法であることから、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍を遊挿した状態で前記洗浄用流体１２を所定の圧力で供給すると、前記切り欠き凹部２ａが閉塞状態になり、前記洗浄用流体１２は、前記超音波タンク２内に貯留されるとともに、前記排液ダクト２ｃから排出される。また、このとき、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記反射板２ｂとの間（隙間ｇ）及び前記裏面１０ｃと前記切り欠き凹部２ａの下端部２ｄとの間（隙間ｈ）には、表面張力の作用により前記洗浄用流体１２の液膜が形成される。
【００７２】
この状態で、前記基板端面用超音波励振装置１の前記発振器（図示せず）から所定駆動周波数の電圧が前記振動子４に印加されると、前記振動子４は励振されて、この周波数の超音波振動を発生する。そして、図７に示すように、発生した超音波振動は、前記超音波タンク２を介して、前記超音波タンク２の内部に貯留されている前記洗浄用流体１２に伝達されるとともに、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記反射板２ｂとの隙間ｇ及び前記裏面１０ｃと前記下端部２ｄとの隙間ｈに形成される前記液膜を介して、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に伝達される。これによって、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対する洗浄が行われる。
【００７３】
このとき、前記振動子４から発生する超音波振動は、図７に示す矢印方向、すなわち、前記振動子４から垂直方向に伝達され、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して均一に照射されることから、前記半導体ウエハ１０に形成される前記凹部１０ａ、いわゆるＶノッチを含む前記端面及び端面近傍に対する洗浄効果が高いものになっている。
【００７４】
また、前記超音波タンク２は、前記切り欠き凹部２ａの前記振動子４から発生する超音波振動の進行方向における上部に前記進行方向に対して垂直に設けられた前記反射板２ｂを有していることから、前記切り欠き凹部２ａ内を透過した前記超音波振動は、前記反射板２ｂによって反射されて、前記切り欠き凹部２ａに遊挿されている前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に再び向かう。
【００７５】
すなわち、前記振動子４からの超音波振動を前記反射板２ｂで反射することによって、前記超音波振動を前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して至近距離から集中して照射することが可能であり、高い洗浄効果を得ることができるものになっている。
【００７６】
また、本発明の前記基板端面用超音波洗浄装置２０は、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が前記切り欠き凹部２ａに遊挿された状態で非接触で洗浄する構成であることから、汚染物の再付着が発生せず、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０を高清浄度で維持することができる。
【００７７】
被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０の洗浄が完了すると、搬送手段としての前記搬送ロボット１５が作動して、前記半導体ウエハ１０の搬出及び次工程への受け渡しが行われる。この動作は、前述した前記半導体ウエハ１０の搬入時の動作と逆の動作であり、基本動作は同一であるため詳細な説明を省略する。
【００７８】
次に、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）について、図８乃至図１０を参照して説明する。ただし、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置は、第１実施例と基板端面用超音波励振装置の構成のみが異なるものであるため、第１実施例と同一の構造及び機能を有する部分については説明を省略し、異なる点のみの説明とする。
【００７９】
図８は、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す斜視図である。また、図９は、図８に示す基板端面用超音波励振装置の一部断面を含む側面図であり、図１０は、図８に示す基板端面用超音波励振装置が備える端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【００８０】
図８及び図９に示すように、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置３１は、略円柱状のホーン３２と、円形の板状に形成され、片面側で前記ホーン３２の底面に対して接着剤等により結合された振動子３４と、前記ホーン３２の前記振動子３４を有する面と対向する面に取付られた端面洗浄部材３３と、前記ホーン３２の胴部に巻装された冷却パイプ３９を含み、前記冷却パイプ３９に冷却用流体を供給する冷却液供給手段（図示せず）と、前記振動子３４に所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）と、前記振動子３４を含む前記ホーン３２全体を囲繞するケース３５（図９に図示）とを有している。
【００８１】
前記振動子３４は、ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子の両面に電極板を粘着した構成になっている。また、前記振動子３４は、直径が約２０ｍｍの円形の板状になっており、前記ホーン３２の底面の直径にほぼ等しく設定されている。
【００８２】
前記振動子３４の前記電極板の所定位置には、発振器（図示せず）からの所定駆動周波数の電圧を印加する一対の送電ワイヤが接続されており、前記振動子３４は、発振器（図示せず）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。前記駆動周波数は、２００ｋＨｚ以上の極めて高い値、いわゆるハイメガに設定されており、本実施例では、１ＭＨｚになっている。
【００８３】
前記ホーン３２は、前記振動子３４が発生する超音波振動に共振し、前記超音波振動を増幅して伝達する部材として作用する。
【００８４】
前記ホーン３２は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又はアルミニウム等を素材として中実の略円柱状に形成されており、図９に示すように、底面である前記振動子３４を有する面に対向する面、すなわち上面が中心部に向けて突出する円すい状テーパ面３２ａになっている。本実施例では、前記円すい状テーパ面３２ａは前記振動子３４を有する面、すなわち底面に対する傾斜角θが２°に設定されている。
【００８５】
また、前記円すい状テーパ面３２ａの中心部、すなわち前記円すい状テーパ面３２ａの頭頂部に端面洗浄部材３３を取り付けるための取付突部３２ｂを有する。
【００８６】
図１０にも示すように、前記端面洗浄部材３３は、前記ホーン３２が伝達する前記超音波振動に共振し、前記給液装置１１（図４参照）が前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに対して供給する純水等の洗浄用流体１２に対して前記超音波振動を伝達して励振する部材である。前記端面洗浄部材３３は、ジュラルミン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又は石英等を素材として形成され、全体が前記ホーン３２よりも大径の円板状になっており、下面側の中心部において前記ホーン３２の前記取付突部３２ｂに取り付けられている。
【００８７】
また、前記端面洗浄部材３３は、上面側に直方体状の第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂを備えている。前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂは、互いに同形状であり、所定の空間ｅ（図９に図示）を隔てて互いに平行に、かつ前記端面洗浄部材３３と一体に形成されている。
【００８８】
前記空間ｅは、基板としての前記半導体ウエハ１０の前記端面及び前記端面近傍が遊挿される部分であり、端面洗浄部３３ｃとして作用する。前記端面洗浄部３３ｃの前記空間ｅは、基板としての前記半導体ウエハ１０の厚さｆ（図３に図示）に対応した大きさに形成され、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が遊挿された状態において、前記表面１０ｂと第２の前記洗浄突部３３ｂとの間（隙間ｇ：図１０に図示）及び前記裏面１０ｃと第１の前記洗浄突部３３ａとの間（隙間ｈ：図１０に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する寸法に設定されている。本実施例においては、前記端面洗浄部３３ｃの前記空間ｅは、３ｍｍになっている。
【００８９】
前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂの高さｄ（図９及び図１０に図示）、すなわち、前記端面洗浄部３３ｃの深さは、被洗浄物である基板の端面に対応した大きさに形成されており、本実施例では、前記半導体基板１０の前記端面の大きさに対応して、例えば、５ｍｍに設定されている。また、前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂの長手方向における長さＬ（図８に図示）、すなわち、被洗浄物である前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに沿う方向における前記端面洗浄部３３ｃの幅は、本実施例では１８ｍｍに設定されている。
【００９０】
また、前記端面洗浄部材３３は、鍔部３３ｄを有し、前記鍔部３３ｄの内周部に後述するケース３５を取り付けて、内部を液密に保持するためのネジ部３３ｅが形成されている。
【００９１】
なお、前記端面洗浄部材３３の素材としては、使用する洗浄用流体に対応して種々のものが使用可能であり、前記端面洗浄部材３３の耐食性を大きくしたい場合には、例えば、タンタル、チタン、サファイア、セラミック等を使用することができる。
【００９２】
また、前記ホーン３２の下面である前記振動子３４を有する面から、前記取付突部３２ｂの先端部までの高さＨ（図９に図示）、すなわち、前記振動子３４から発生する超音波振動の進行方向における寸法は、前記ホーン３２の素材の音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の略整数倍、理想的にはちょうど整数倍に設定され、共振長になっている。
【００９３】
本実施例では、前記ホーン３２はステンレス鋼（ＳＵＳ）から形成されており、前記高さＨは１５ｍｍになっている。すなわち、前述した第１実施例としての前記基板端面用超音波励振装置１と同様に、前記超音波振動の半波長λ／２（約２．５ｍｍ）の６倍に設定されている。
【００９４】
前記冷却パイプ３９は、ステンレス鋼や銅を素材として形成され、前記ホーン３２の胴部に巻装されている。前記冷却パイプ３９を含む冷却液供給手段（図示せず）は、前記ホーン３２を冷却して前記振動子３４から発生する超音波振動にともなう発熱によって前記振動子３４自体が悪影響を受けることを防止するものであり、例えば、前記冷却パイプ３９に図８及び図９に示す矢印Ｄ方向から純水や市水等の冷却用流体を供給するとともに、矢印Ｅ方向に排出する構成になっている。
【００９５】
図９に示すように、前記ケース３５は、前記振動子３４を含む前記ホーン３２全体を囲繞して液密に保持するための部材であり、ステンレス鋼や、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ（ポリエーテルエーテルケトン））樹脂から形成されている。また、前記ケース３５は上部が開放した略円筒状であり、上端開放部の外周にネジ部３５ａが形成され、底面に前記冷却パイプ３９を挿通して外部に導く管部材４０が螺着している。
【００９６】
そして、前記ケース３５の前記ネジ部３５ａを前記端面洗浄部材３３の前記ネジ部３３ｅにパッキン４６を介装して螺合することによって、前記振動子３４を含む前記ホーン３２全体を液密に保持することができる。前記パッキン４６は、液密及び吸振部材として作用する。
【００９７】
次に、本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置の動作について説明する。なお、基本的な動作は第１実施例の前記基板端面用超音波洗浄装置２０と同一であるため、以下の説明においては第１実施例との相違点を中心に説明する。
【００９８】
まず、第１実施例としての前記基板端面用超音波洗浄装置２０と同様に、前記搬送ロボット１５（図５及び図６参照）によって、被洗浄物である基板としての前記半導体ウエハ１０が、前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部３３ｂとの間（隙間ｇ：図１０に図示）及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部３３ａとの間（隙間ｈ：図１０に図示）にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する状態に位置決めされ、固定される。
【００９９】
次に、前記給液装置１１（図４参照）を作動して、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに向けて前記洗浄用流体１２を供給するとともに、駆動手段である前記駆動ローラ６（図１及び図６参照）によって前記半導体ウエハ１０を例えば、矢印Ｘ方向（またはその逆方向）（図１に図示）に回転駆動する。
【０１００】
前記洗浄用流体１２は、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂ及び前記裏面１０ｃに沿って流れ、前記端面洗浄部材３３の前記端面洗浄部３３ｃに流入する。このとき、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部３３ｂとの間（隙間ｇ：図１０に図示）及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部３３ａとの間（隙間ｈ：図１０に図示）には、表面張力の作用により前記洗浄用流体１２の液膜が形成される。
【０１０１】
この状態で、前記基板端面用超音波励振装置３１の前記発振器（図示せず）から所定駆動周波数の電圧が前記振動子３４に印加されると、前記振動子３４は励振されて、この周波数の超音波振動を発生する。前記超音波振動は、前記ホーン３２及び前記端面洗浄部材３３から前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部３３ｂとの隙間ｇ及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部３３ａとの隙間ｈに形成される前記洗浄用流体１２の液膜を介して、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に伝達される。これによって、前記半導体ウエハ１０に形成される前記凹部１０ａ、いわゆるＶノッチを含む前記端面及び端面近傍に対する洗浄が非接触で行われる。
【０１０２】
このとき、前記振動子３４から発生する超音波振動は、前記振動子３４から垂直方向、すなわち上面である前記円すい状テーパ面３２ａに向けて伝達される。前記円すい状テーパ面３２ａは、その中心部に向けて突出する形状であることから、前記超音波振動は前記円すい状テーパ面３２ａの頭頂部、すなわち前記取付突部３２ａに向けて収束し、増幅される。
【０１０３】
したがって、前記取付突部３２ａに取り付けられている前記端面洗浄部材３３は、前記洗浄用流体１２を収束した前記超音波振動によって励振し、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して至近距離から集中して照射することができる。すなわち、高い洗浄効果を得ることができるものになっている。
【０１０４】
次に、本発明の第３実施例としての基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）について、図１１を参照して説明する。ただし、本発明の第３実施例としての基板端面用超音波洗浄装置は、第２実施例と端面洗浄部材の構成のみが異なるものであるため、第２実施例と同一の構造及び機能を有する部分については説明を省略し、異なる点のみの説明とする。
【０１０５】
図１１は、本発明の第３実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置の端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【０１０６】
図１１に示すように、端面洗浄部材５３は、第２実施例としての前記基板端面用超音波励振装置３１が備える前記端面洗浄部材３３と前記第１の洗浄突部３３ａ及び第２の洗浄突部３３ｂの形状のみが異なるものであり、他の構成については同一になっている。前記端面洗浄部材５３は、例えば前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂ（図４参照）から供給される前記洗浄用流体１２の供給量が多い場合等に特に有効なものである。
【０１０７】
前記端面洗浄部材５３は、上面側に前記振動子３４から発生する超音波振動の進行方向における断面形状が台形状の第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂを有している。前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂは、互いに同形状であり、空間ｅを隔てて互いに平行に、かつテーパ面５３ｆ及びテーパ面５３ｇ同士が互いに対向する状態に前記端面洗浄部材３３と一体で形成されている。
【０１０８】
また、前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂとの間に形成される端面洗浄部５３ｃは、前記空間ｅが上方に向けて漸次拡幅して開口した形状になっている。この形状によって、前記給液部材１１ａ及び給液部材１１ｂから供給される前記洗浄用流体１２の供給量が多い場合でも、前記洗浄用流体１２は、前記端面洗浄部材５３の前記端面洗浄部５３ｃに確実に流入することができ、前記端面洗浄部５３ｃに遊挿される前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部５３ｂとの間及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部５３ａとの間に表面張力の作用による前記洗浄用流体１２の液膜が形成される。
【０１０９】
なお、前記第２の洗浄突部５３ｂの先端部と前記表面１０ｂとの間（隙間ｉ）及び前記第１の洗浄突部５３ａの先端部と前記裏面１０ｃとの間（隙間ｊ）の大きさを１ｍｍ乃至５ｍｍ程度に設定すれば、前記半導体ウエハ１０の前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部５３ｂとの間及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部５３ａとの間に表面張力の作用による前記洗浄用流体１２の液膜を形成することが可能であり、前記隙間ｉ及び隙間ｊがこの範囲になるように前記テーパ面５３ｇ及びテーパ面５３ｆの傾斜角を設定することが好ましいが、前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂの形状や前記空間ｅの大きさ等の配置は、被洗浄物である基板の形状や前記洗浄用流体１２の供給量等に応じて適宜可変である。
【０１１０】
また、前記端面洗浄部５３ｃの前記空間ｅは、第２実施例が備える前記端面洗浄部材３３と同様に、前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍が遊挿された状態において、前記表面１０ｂと前記第２の洗浄突部５３ｂとの間及び前記裏面１０ｃと前記第１の洗浄突部５３ａとの間にそれぞれ１ｍｍ程度の隙間を有する寸法に設定されており、本実施例においては、３ｍｍになっている。また、前記第１の洗浄突部５３ａ及び第２の洗浄突部５３ｂの高さｄ、すなわち、前記端面洗浄部５３ｃの深さについても、第２実施例が備える前記端面洗浄部材３３と同様に、本実施例では、被洗浄物である基板としての前記半導体基板１０の前記端面の大きさに対応して、例えば、５ｍｍに設定されている。
【０１１１】
上述の構成からなる前記端面洗浄部材５３を備えた基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置についても、第１実施例及び第２実施例と同様の作用効果を得ることができ、前記超音波振動を前記半導体ウエハ１０の前記端面及び端面近傍に対して至近距離から集中して照射して非接触で洗浄することができることから、洗浄効果が高いものになっている。
【０１１２】
なお、各実施例においては、洗浄用流体として、純水を用いているが、洗浄の目的や被洗浄物の素材等に応じて、種々の洗浄用流体を使用することができる。
【０１１３】
また、各実施例においては、本発明の基板端面用超音波洗浄装置（基板端面用超音波励振装置を含む）を基板としての半導体ウエハの洗浄に適用した例について説明したが、例えば、搬送ローラ等によって、被洗浄物としての基板を水平方向に搬送し、前記基板の端面を前記切り欠き凹部２ａ（または、前記端面洗浄部３３、または、前記端面洗浄部５５）内を通過させる構成にすれば、液晶用ガラス基板等の矩形板状の基板の洗浄に適用することも可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置によれば、被洗浄物の端面を非接触で洗浄して高清浄度で維持することができるとともに、装置の複雑化、大型化及び高コスト化を回避し、かつ洗浄液の省液化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としての基板端面用超音波洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は、正面図である。
【図３】被洗浄物である基板としての半導体ウエハの一部を拡大した断面図である。
【図４】本発明の基板端面用超音波洗浄装置の全体の構成を模式的に示す一部断面を含む図である。
【図５】本発明の基板端面用超音波洗浄装置が備える搬送ロボットを示す斜視図である。
【図６】本発明の基板端面用超音波洗浄装置に被洗浄物である半導体ウエハが搬入される際の動作を示す平面図である。
【図７】本発明の基板端面用超音波励振装置の動作を示す一部断面を含む側面図である。
【図８】本発明の第２実施例としての基板端面用超音波洗浄装置が備える基板端面用超音波励振装置を示す斜視図である。
【図９】図８に示す基板端面用超音波励振装置の一部断面を含む側面図である。
【図１０】図８に示す基板端面用超音波励振装置が備える端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第３実施例としての基板端面用超音波励振装置が備える端面洗浄部材を示す部分拡大断面図である。
【図１２】基板端面を洗浄する従来の洗浄装置を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す基板端面を洗浄する従来の洗浄装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 基板端面用超音波励振装置（第１実施例）
２ 超音波タンク
２ａ 切り欠き凹部
２ｂ 反射板
２ｃ 排液ダクト
２ｄ 下端部
４ 振動子
５ ケース
６ 駆動ローラ（駆動手段）
６ａ ローラ部材
６ｂ 段部
６ｃ 軸部材
７ ，８ 移動ローラ（駆動手段）
７ａ，８ａ ローラ部材
７ｂ，８ｂ 段部
７ｃ，８ｃ 軸部材
１０ 半導体ウエハ（被洗浄物、基板）
１０ａ 凹部（Ｖノッチ）
１０ｂ 表面（主面）
１０ｃ 裏面（主面）
１０ｄ，１０ｅ テーパ面
１０ｆ 端部
１１ 給液装置（給液手段）
１１ａ，１１ｂ 給液部材
１１ｃ フィルタ
１１ｄ ポンプ
１２ 洗浄用流体
１５ 搬送ロボット（搬送手段）
１５ａ 基台
１５ｂ 軸
１５ｃ 第１アーム
１５ｄ 第２アーム
１５ｅ 基板載置部
２０ 基板端面用超音波洗浄装置（第１実施例）
３１ 基板端面用超音波励振装置（第２実施例）
３２ ホーン
３２ａ 円すい状テーパ面
３２ｂ 取付突部
３３ 端面洗浄部材
３３ａ （第１の）洗浄突部
３３ｂ （第２の）洗浄突部
３３ｃ 端面洗浄部
３３ｄ 鍔部
３３ｅ ネジ部
３４ 振動子
３５ ケース
３５ａ ネジ部
３９ 冷却パイプ（冷却液供給手段）
４０ 管部材
４６ パッキン
５３ 端面洗浄部材（第３実施例）
５３ａ （第１の）洗浄突部
５３ｂ （第２の）洗浄突部
５３ｃ 端面洗浄部
５３ｄ 鍔部
５３ｅ ネジ部
５３ｆ，５３ｇ テーパ面
Claims (11)
- ２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、
中空の箱状に形成されて前記振動子が結合された超音波タンクとを有し、
前記超音波タンクは、基板の端面及び端面近傍が遊挿される切り欠き凹部を備え、前記切り欠き凹部から流入する洗浄用流体を内部に貯留して前記超音波振動により励振すること
を特徴とする基板端面用超音波励振装置。 - 前記超音波タンクは、前記超音波振動の進行方向における前記切り欠き凹部の上端部に前記超音波振動を前記基板の端面及び端面近傍に向けて反射する反射板を有すること
を特徴とする請求項１記載の基板端面用超音波励振装置。 - 前記超音波タンクは、前記切り欠き凹部に遊挿される前記基板の表面より上方の位置に設けられて前記洗浄用流体を排出する排液ダクトを有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板端面用超音波励振装置。 - ２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、
前記振動子が結合されて前記超音波振動を伝達するホーンと、
前記ホーンの前記振動子を有する面と対向する面に取り付けられた端面洗浄部材とを有し、
前記端面洗浄部材は、基板の端面及び端面近傍が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１の洗浄突部及び第２の洗浄突部を備え、前記空間に流入する洗浄用流体を前記超音波振動により励振すること
を特徴とする基板端面用超音波励振装置。 - 前記空間は、上方に向けて漸次拡幅すること
を特徴とする請求項４記載の基板端面用超音波励振装置。 - 前記ホーンは、前記振動子を有する面に対向する面が中心部に向けて突出する円すい状テーパ面であり、前記中心部に前記端面洗浄部材を取り付ける取付突部を有すること
を特徴とする請求項４又は請求項５記載の基板端面用超音波励振装置。 - 前記ホーンの胴部に巻装された冷却パイプを含み、前記冷却パイプに冷却用流体を供給して前記ホーンを冷却する冷却液供給手段を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６のうちいずれか１記載の基板端面用超音波励振装置。
- 基板を保持して回転駆動する駆動手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた基板端面用超音波洗浄装置であって、
前記超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、中空の箱状に形成されて前記振動子が結合された超音波タンクとを有し、
前記超音波タンクは、基板の端面及び端面近傍が遊挿される切り欠き凹部を備え、前記切り欠き凹部から流入する洗浄用流体を内部に貯留して前記超音波振動により励振すること
を特徴とする基板端面用超音波洗浄装置。 - 前記基板の表面と前記切り欠き凹部の上端部との間及び前記基板の裏面と前記切り欠き凹部の下端部との間に表面張力の作用により前記洗浄用流体の液膜が形成されること
を特徴とする請求項８記載の基板端面用超音波洗浄装置。 - 前記給液手段は、前記基板の前記表面及び裏面に対してそれぞれ前記洗浄用流体を供給すること
を特徴とする請求項８又は請求項９記載の基板端面用超音波洗浄装置。 - 基板を保持して回転駆動する駆動手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた基板端面用超音波洗浄装置であって、
前記超音波励振装置は、２００ｋＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子が結合されて前記超音波振動を伝達するホーンと、前記ホーンの前記振動子を有する面と対向する面に取り付けられた端面洗浄部材とを有し、
前記端面洗浄部材は、基板の端面及び端面近傍が遊挿される所定の空間を隔てて互いに平行に形成された第１の洗浄突部及び第２の洗浄突部を備え、前記空間に流入する洗浄用流体を前記超音波振動により励振すること
を特徴とする基板端面用超音波洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22188299A JP3978296B2 (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22188299A JP3978296B2 (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001046985A JP2001046985A (ja) | 2001-02-20 |
| JP3978296B2 true JP3978296B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=16773668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22188299A Expired - Fee Related JP3978296B2 (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3978296B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7089687B2 (en) * | 2004-09-30 | 2006-08-15 | Lam Research Corporation | Wafer edge wheel with drying function |
| JP4691638B2 (ja) * | 2005-07-13 | 2011-06-01 | 本多電子株式会社 | 超音波洗浄装置 |
| US7942158B2 (en) * | 2005-07-13 | 2011-05-17 | Honda Electronics Co., Ltd. | Ultrasonic edge washing apparatus |
| JP4848556B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2011-12-28 | 本多電子株式会社 | 洗浄用超音波振動子 |
| JP5089313B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-12-05 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 基板の処理装置及び処理方法 |
| CN109622479B (zh) * | 2019-02-14 | 2024-01-19 | 北斗星智能电器有限公司 | 一种喷淋装置及清洗机 |
| KR102616702B1 (ko) * | 2021-12-02 | 2023-12-20 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 방법 |
-
1999
- 1999-08-05 JP JP22188299A patent/JP3978296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001046985A (ja) | 2001-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7264007B2 (en) | Method and apparatus for cleaning a substrate using megasonic power | |
| US6730176B2 (en) | Single wafer megasonic cleaner method, system, and apparatus | |
| US20050284509A1 (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| JP5726769B2 (ja) | パーティクル汚染物質除去の方法 | |
| JP2002529923A (ja) | デューティーサイクルを低減したトランスデューサによる連続洗浄メガソニックタンク | |
| US6276371B1 (en) | Method and apparatus for cleaning the edge of a thin disc | |
| JP3978296B2 (ja) | 基板端面用超音波励振装置及びこれを備えた基板端面用超音波洗浄装置 | |
| WO2023134313A1 (zh) | 大尺寸晶圆兆声清洗系统 | |
| JP2003340386A (ja) | 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 | |
| TW558761B (en) | Ultrasonic apparatus, nozzle for wet treatment and wet treatment apparatus | |
| EP1817791B1 (en) | Apparatus and method for wet treatment of wafers | |
| JP2002289568A (ja) | 基板洗浄装置およびそれに用いる超音波振動エレメント | |
| JP4255818B2 (ja) | 超音波洗浄用ノズル及び超音波洗浄装置 | |
| JP3938129B2 (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| CN116666254A (zh) | 包括超声波清洗单元的基板处理装置 | |
| JP3075356B1 (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| EP1378931A2 (en) | Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method | |
| JP2010238744A (ja) | 超音波洗浄ユニット、超音波洗浄装置 | |
| JP3960516B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP4187817B2 (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| JP3809296B2 (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| JP2005085978A (ja) | 枚葉式洗浄方法及び洗浄装置 | |
| JP4197612B2 (ja) | 処理液の供給装置及びスピン処理装置 | |
| JP2004033914A (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| KR20230135714A (ko) | 웨이퍼 세정 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041025 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070501 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070615 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070625 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3978296 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110629 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120629 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140629 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |