JPH07307321A - 洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

洗浄方法及び洗浄装置

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JPH07307321A
JPH07307321A JP6122954A JP12295494A JPH07307321A JP H07307321 A JPH07307321 A JP H07307321A JP 6122954 A JP6122954 A JP 6122954A JP 12295494 A JP12295494 A JP 12295494A JP H07307321 A JPH07307321 A JP H07307321A
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    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適宜の洗浄体を被洗浄処理体の洗浄対象面に
接触させ、その状態で被洗浄処理体又は／及び洗浄体を
運動させて当該洗浄対象面を洗浄するにあたり、当該洗
浄対象面に対してダメージを与えない。 【構成】 モータなどの回転駆動機構によって回転し、
かつエアシリンダ３４によって上下動するシャフト４１
の下端部に、洗浄体５１を設ける。洗浄体５１を被洗浄
処理体の洗浄対象面に接触させるにあたり、エアシリン
ダ３４の推力の調整により、その接触圧を６０ｇｆ以下
となるようにして、洗浄を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、洗浄方法、及び洗浄装
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方法、並び
に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】そこで前記目的達成のため、請求項１によ
れば、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
が、６０ｇｆ以下になるようにして洗浄することを特徴
とする、洗浄方法が提供される。この場合の接触圧は、
とりわけ５０にｇｆ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】また請求項２によれば、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６０ｇｆ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とを特徴とす
る、洗浄方法が提供される。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、請求項３に記載したように、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１７ｇｆ／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。請求
項４はかかる点に鑑みて構成されており、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〜１ｋｇ
ｆに設定したことを特徴とするものである。この場合、
より好ましくは、２００ｇｆ〜４００ｇｆ、とりわけ３
００ｇｆ近辺の接触圧の範囲で洗浄するとよい。
【００１３】そして以上のように構成される各洗浄方法
において、請求項５に記載したように、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】一方請求項６によれば、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、前記洗浄体を前記洗浄対象
面に対して略直角に摺動させる摺動装置を有し、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たことを特徴
とする、洗浄装置が提供される。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】また請求項７のように、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】請求項８は、既述の半導体ウエハの裏面な
どを洗浄するのに適したものであり、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、２００ｇ
ｆ〜１ｋｇｆとなるように構成したことを特徴とするも
のである。
【００１７】前記各洗浄装置における摺動装置は、例え
ば請求項９に記載したように、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】そして請求項１０に記載したように、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】請求項１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以下になるようにして
洗浄しているので、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３０
ｇｆ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】請求項２によれば、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】請求項３のように、単位面積あたりの値、
即ち２０ｇｆ／cm2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、請求項１と同様な作用効果が得られる。
【００２２】請求項４によれば、接触圧の範囲が、２０
０ｇｆ〜１ｋｇｆであるから、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】請求項５のように、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】請求項６の洗浄装置によれば、まず摺動装
置による洗浄体の摺動範囲が５mm以下としてあるので、
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
であるから、請求項１に記載したように、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】また請求項７のように、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】請求項８にかかる洗浄装置においても、ま
ず摺動装置による洗浄体の摺動範囲が５mm以下であるか
ら、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
るから、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】請求項９のように、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】そして請求項１０に記載したように、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５０ｇｆ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】請求項１、３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】請求項２、３によれば、洗浄体に偏り、
「くせ」、粗密があっても、常に接触圧が６０ｇｆ以下
の所望の値に維持されるので、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】請求項４によれば、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】請求項５によれば、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】請求項６、７の洗浄装置によれば、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】請求項８によれば、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】請求項９によれば、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ているので、接触圧の
正確な設定、微調整を得ることができる。
【００６６】請求項１０によれば、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

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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
    接触圧が、６０ｇｆ以下になるようにして洗浄すること
    を特徴とする、洗浄方法。
  2. 【請求項２】 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６０ｇｆ以
    下の所望の値に維持するように、前記上下動装置の推力
    を制御することを特徴とする、洗浄方法。
  3. 【請求項３】 前記接触圧は、単位面積あたり２０ｇｆ
    ／cm2以下としたことを特徴とする、請求項１又は２に
    記載の洗浄方法。
  4. 【請求項４】 前記接触圧は、２００ｇｆ〜１ｋｇｆと
    したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の洗浄方
    法。
  5. 【請求項５】 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
    浄液で洗浄することを特徴とする、請求項１、２、３又
    は４に記載の洗浄方法。
  6. 【請求項６】 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、前記洗浄体を前記洗浄対象面に対して略直角方向
    に摺動させる摺動装置を有し、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たことを特徴とする、洗浄装置。
  7. 【請求項７】 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、前記洗浄体を前記洗浄対象面に対して略直角に摺
    動させる摺動装置を有し、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、単位面積あたり
    ２０ｇｆ／cm2以下となるように構成したことを特徴と
    する、洗浄装置。
  8. 【請求項８】 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、前記洗浄体を前記洗浄対象面に対して略直角に摺
    動させる摺動装置を有し、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、２００ｇｆ〜１
    ｋｇｆとなるように構成したことを特徴とする、洗浄装
    置。
  9. 【請求項９】 前記摺動装置は、流体によって摺動部が
    摺動するシリンダ構造を有し、そのフリクションロス
    は、略１ｇｆ以下に設定したことを特徴とする、請求項
    ６、７又は８に記載の洗浄装置。
  10. 【請求項１０】 前記洗浄体の摺動範囲が５mm以下では
    所定の接触圧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ことを特徴とする、請求項６、
    ７、８又は９に記載の洗浄装置。
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