JPH08197265A - 基板のレーザ洗浄装置およびこれを用いた基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板のレーザ洗浄装置における安全性、洗浄
効果の均一性、洗浄効率を高める。 【構成】 基板を洗浄処理するチャンバ１０と、チャン
バ１０内で基板Ｗを略垂直姿勢で支持する昇降自在の基
板支持機構１２と、これに支持された基板Ｗの少なくと
も洗浄処理面に液体を噴射する液体噴射機構１４と、チ
ャンバ１０に光導管１６を介して接続され、基板Ｗの洗
浄処理面をレーザ光ＬＢで水平走査するレーザ光源１８
と、基板Ｗの洗浄処理面へのレーザ光の照射位置近傍に
気体を集中的に吹きつけるとともに、レーザ光ＬＢの水
平走査に同期して気体の吹き付け位置を水平変位させる
気体噴射機構２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、液晶表
示器用ガラス基板、フォトマスク（レチクル）などの基
板の洗浄装置に係り、特に、基板表面に液体を接触させ
た状態で基板表面と液体との界面近傍にレーザ光を集束
照射することによって、基板表面の異物を除去する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の基板洗浄装置として、例
えば特開平１−２８６４２５号公報に開示されたものが
ある。この装置の概略構成を図２４に示す。この装置
は、上部が開口した容器１を備えている。この容器１の
上面に処理対象であるガラス基板Ｗが、その処理面を容
器内部に向けた状態で載置される。容器１に連通接続さ
れた液供給管２を介して容器内部に液体が充填され、基
板Ｗと液体とが接する状態にされる。この容器１の上方
にレーザ光源３と対物レンズ４とが配備されている。レ
ーザ光源３から照射されたレーザ光ＬＢは対物レンズ４
で集光されて、基板Ｗと液体との界面近傍に集束照射さ
れる。基板Ｗと液体との界面近傍にレーザ光ＬＢが集束
照射されると、その界面近傍の液体がレーザ光ＬＢの高
いエネルギによって瞬時に気化膨張し、その際の衝撃で
基板Ｗの処理面に付着していた異物が機械的に取り除か
れる。

【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例の場合には、次のような問題が
ある。 （１） 密閉された容器内で液体が急激に気化膨張する
ので、容器内の圧力変動が激しく、安全性の確保に難点
がある。 （２） 液体の気化により発生した気泡が、基板と液体
との界面に滞留するので、気泡で覆われた基板表面の一
部が液体と接触しなくなり、その部分で洗浄効果が得ら
れなくなる。 （３） 基板から除去された異物が容器内の液体中に滞
留するので、その異物が基板面に再付着するおそれがあ
る。 （４） 基板の処理面と反対側の面からレーザ光を照射
しているので、非透光性基板に対して適用することがで
きない。また、透光性基板であっても、基板面にパター
ンが形成されていると、その部分でレーザ光が反射・吸
収されるので、処理面を均一に洗浄することができな
い。

【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、安全性が高く、均一で高い洗浄効果を
得ることができ、基板への異物の再付着のおそれがな
く、非透光性基板にも適用することができる基板のレー
ザ洗浄装置およびこれを用いた基板洗浄装置を提供する
ことを目的とする。

【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。

【０００６】すなわち、請求項１に記載の基板のレーザ
洗浄装置は、基板の洗浄処理面に液体の層状の流れ（液
膜流）を形成する液膜流形成手段と、前記液膜流を介し
て基板の洗浄処理面にレーザ光を照射するレーザ光源
と、前記基板と前記レーザ光とを２次元的に相対移動さ
せる移動手段と、を備えたものである。

【０００７】請求項２に記載の基板のレーザ洗浄装置
は、請求項１に記載された液膜流形成手段が、略垂直姿
勢の基板の洗浄処理面に液体を吹き付ける液噴射機構
と、基板の洗浄処理面に気体を吹き付ける気体噴射機構
とから構成されるものである。

【０００８】請求項３に記載の基板のレーザ洗浄装置
は、請求項２に記載された気体噴射機構が、基板の洗浄
処理面へのレーザ光の照射位置近傍に気体を集中的に吹
き付けるエアーノズルと、前記基板と前記レーザ光との
２次元的な相対移動に伴うレーザ光の照射位置の変位に
伴って、気体の吹き付け位置が変位するようにエアーノ
ズルを移動させるエアーノズル移動機構とから構成され
たものである。

【０００９】請求項４に記載の基板のレーザ洗浄装置
は、請求項１に記載された液膜流形成手段が、傾斜姿勢
の基板の上辺に沿って液体を供給し、その液体を基板の
洗浄処理面に沿って流下させるものである。

【００１０】請求項５に記載の基板のレーザ洗浄装置
は、基板を洗浄処理するチャンバと、前記チャンバ内で
基板を略垂直姿勢で支持する昇降自在の基板支持手段
と、前記基板支持手段に支持された基板の少なくとも洗
浄処理面に液体を噴射する液体噴射機構と、前記チャン
バに光導管を介して接続され、基板の洗浄処理面をレー
ザ光で水平走査するレーザ光源と、基板の洗浄処理面へ
のレーザ光の照射位置近傍に気体を集中的に吹きつける
とともに、前記レーザ光の水平走査に同期して気体の吹
き付け位置を水平変位させる気体噴射機構と、を備えた
ものである。

【００１１】請求項６に記載の基板のレーザ洗浄装置
は、請求項５に記載されたチャンバに接続された光導管
の途中に、その管軸を横切る方向にエアーカーテンを形
成するエアーカーテン形成手段を付設したものである。

【００１２】請求項７に記載の基板のレーザ洗浄装置
は、請求項５に記載された前記基板支持手段が、鉛直軸
周りに基板を少なくとも１８０度回転させる回転機構を
備えたものである。

【００１３】請求項８に記載の基板洗浄装置は、請求項
５に記載の基板のレーザ洗浄装置に、前記基板のレーザ
洗浄装置に搬入される基板を前もって湿式洗浄して基板
面の不要な有機物を溶解除去する処理槽を付設したもの
である。

【００１４】

【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、液膜流形成手段によって液膜流が
形成された基板の洗浄処理面に、レーザ光源からのレー
ザ光が照射されると、照射位置近傍の液膜部分が急激に
気化膨張し、そのときの衝撃力により照射位置近傍の洗
浄処理面に付着していた異物が機械的に除去される。そ
して、移動手段によって基板とレーザ光とが２次元的に
相対移動されることにより、洗浄処理面全体にわたって
異物が除去される。処理面から離脱した異物は、液膜流
の流れに乗って基板外へ排出される。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、液噴射機
構が略垂直姿勢の基板の洗浄処理面に向けて液体を噴射
するとともに、気体噴射機構が気体を前記洗浄処理面に
吹き付けるので、気体が吹き付けられた洗浄処理面の個
所に均一で薄い液膜流が形成される。また、レーザ光の
照射により洗浄処理面から離脱した異物は、略垂直姿勢
の基板面をつたって速やかに流下排出される。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、基板の洗
浄処理面に気体を集中的に吹き付けるエアーノズルが、
エアーノズル移動機構によって、レーザ光の照射位置の
変位に伴って移動するので、レーザ光の照射位置に常に
液膜流が形成される。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、傾斜姿勢
の基板の上辺から液体を供給して基板の洗浄処理面を流
下させることにより、洗浄処理面に均一な液膜流が形成
される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、基板支持
手段によってチャンバ内で略垂直姿勢で支持された基板
の洗浄処理面に液体が噴射されるとともに、その洗浄処
理面へ気体噴射機構から気体が吹き付けられることによ
り、洗浄処理面に液膜流が形成される。この液膜流の部
分へレーザ光源からレーザ光が照射されることにより、
照射位置近傍の異物が除去される。そして、レーザ光が
水平走査されると、これに同期して気体の吹き付け位置
が水平変位されることにより、基板の洗浄処理面が水平
ラインに沿って洗浄される。次に、基板支持手段が基板
を若干上昇させることにより、次の水平ラインが同様に
洗浄される。以下、レーザ光の水平走査と、これに同期
した気体噴射の水平変位、および基板の上昇により、基
板の洗浄処理面全体が洗浄される。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、チャンバ
とレーザ光源とを接続する光導管の途中に形成されたエ
アーカーテンにより、チャンバからレーザ光源への湿気
の侵入が阻止されるとともに、レーザ光源が設置された
雰囲気からチャンバ内への塵埃の侵入も阻止される。

【００２０】請求項７に記載の発明によれは、基板支持
手段が基板を１８０°回転させることにより、基板の表
裏がレーザ洗浄される。

【００２１】請求項８に記載の発明によれば、まず基板
面の不要な有機物が化学的に溶解除去され、その処理で
残留した異物が次のレーザ洗浄で機械的に除去される。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、本発明に係る基板のレーザ洗浄装置の一実
施例を図１ないし図５を参照して説明する。図１は基板
のレーザ洗浄装置の要部破断正面図、図２は図１のＡ−
Ａ矢視破断図、図３は要部破断平面図、図４は基板支持
機構の破断側面図、図５は基板支持機構の破断正面図で
ある。

【００２３】この基板のレーザ洗浄装置は、例えばフォ
トマスクのような角形の基板Ｗを洗浄するための装置
で、大きく分けて、レーザ洗浄を行うチャンバ１０と、
チャンバ１０内で基板Ｗを略垂直姿勢で支持する昇降お
よび回転自在の基板支持機構１２と、基板支持機構１２
に支持された基板Ｗの両面に硫酸過水（硫酸と過酸化水
素水の混合液）や純水等の液体を噴射する４個の液体噴
射機構１４と、チャンバ１０に光導管１６を介して連結
され、基板Ｗの洗浄処理面（以下、単に『処理面』とい
う）をレーザ光ＬＢで水平走査するレーザ光源１８と、
基板Ｗの処理面へのレーザ光の照射位置近傍に窒素ガス
等の気体を集中的に吹き付けるとともに、レーザ光ＬＢ
の水平走査に同期して気体の吹き付け位置を水平変位さ
せる気体噴射機構２０とから構成されている。以下、各
部の構成を説明する。

【００２４】チャンバ１０は、その上部に開閉自在の上
蓋２２を備えている。基板搬入時には、この上蓋２２を
開放し、図示しない基板搬送機構で搬送されてきた基板
Ｗを、角部を下端にした垂直姿勢でチャンバ１０内に搬
入するようになっている。チャンバ１０の下部には、チ
ャンバ１０内を排気する排気管２３が連通接続されてい
る。また、チャンバ１０の内壁にはレーザ光吸収板２４
が取り付けられている。

【００２５】基板支持機構１２は、昇降・回転駆動部２
６に連結支持されたベース板２８を備えている。このベ
ース板２８に、チャンバ１０に搬入された基板Ｗを、角
部を下端にした略垂直姿勢で支持する一対の支持部材３
０が取り付けられている。

【００２６】各液体噴射機構１４は、支持部材３０で支
持された基板Ｗの側方上側から基板Ｗの表裏面にそれぞ
れ液体Ｌを噴射する液ノズル３２を備えている（図６参
照）。各液ノズル３２は、支持棒３４を介してベース板
２８に固定設置されている。

【００２７】図４、図５を参照する。昇降・回転駆動部
２６は、ベース板２８に連結された内軸３６と、この内
軸３６を内包して回転自在に支持する外軸３８とを備え
ている。外軸３８の下端は昇降部材４０に立設固定され
ている。この昇降部材４０は、フレーム４１に配備され
たガイドレール４２に嵌め付けられて昇降自在に構成さ
れている。ガイドレール４２と平行に螺軸４４がフレー
ム４１に回転自在に取り付けられており、この螺軸４４
の一端が昇降用モータ４６に連動連結されている。螺軸
４４にナット４８が螺合し、このナット４８が昇降部材
４０に連結されている。昇降用モータ４６が正転駆動さ
れると、ナット４８と一体となって昇降部材４０が上昇
する。その結果、昇降部材４０に内軸３６および外軸３
８を介して連結されたベース板２８も上昇して、基板Ｗ
が上昇するようになっている。

【００２８】昇降部材４０には回転用モータ５０が搭載
されている。この回転用モータ５０の出力軸は、無端ベ
ルト５２を介して、外軸３８の基端部から導出された内
軸３６の一端に連動連結されている。回転用モータ５０
が回転駆動されると、内軸３６と一体となってベース板
２８が回転することにより、基板Ｗが鉛直軸周りで少な
くとも１８０°回転変位するようになっている。

【００２９】内軸３６には、液ノズル３２に液体を供給
するための液流路３６ａが軸心に沿って形成されてい
る。内軸３６の下端は、柔軟な螺旋管５４の一端に連通
接続されており、この螺旋管５４を介して図示しない液
体供給源から硫酸過水や純水等の液体が供給されるよう
になっている。内軸３６の上部には配管５６が連通接続
されている。液流路３６ａを流通した液体は、各配管５
６を介して各液ノズル３２に供給されるようになってい
る。

【００３０】本発明の基板のレーザ洗浄装置はさらに、
基板Ｗの洗浄処理面に向けて気体ＡＲを噴出するエアー
ノズル５８を備えている（図７参照）。エアーノズル５
８は配管６０に連通接続されている。この配管６０は、
ガイドレール６２に摺動自在に嵌め付けられた移動部材
６４に支持されている。この移動部材６４から導出され
た配管６０の一端が、図示しない気体供給源に連通接続
されることにより、エアーノズル５８に窒素ガス等の気
体が供給されるようになっている。図３に示すように移
動部材６４は、一対のプーリー６６ａ，６６ｂに架設さ
れた無端ベルト６８に連結されている。一方のプーリー
６６ａに水平駆動用モータ７０の出力軸が連動連結され
ており、このモータ７０を正逆転駆動することにより、
移動部材６４と一体となってエアーノズル５８が水平往
復動するようになっている。上述した移動部材６４やモ
ータ７０等は、本発明におけるエアーノズル移動機構に
相当する。

【００３１】レーザ光源１８としては、例えばＣＯ₂ レ
ーザが用いられる。このレーザ光源１８は、レーザ光Ｌ
Ｂを集束させる光学系や、レーザ光ＬＢを水平走査させ
る走査光学系を含む。チャンバ１０とレーザ光源１８と
の間に介在する光導管１６の中間部位にエアーカーテン
形成機構７２が配備されている。スリット状噴出部７４
から噴出された気流（エアーカーテン）ＡＣは、光導管
１６を管軸を横切って、対向する排気管７６から排気さ
れる。このエアーカーテンＡＣでレーザ光ＬＢを減衰さ
せることなくチャンバ１０内の洗浄室とレーザ光源１８
とを分離している。その結果、チャンバ１０内の湿気が
レーザ光源１８側に侵入しなくなるので、湿気によるレ
ーザ光源１８の劣化や故障を防止することができる。ま
た、レーザ光源１８が配備される雰囲気にあった塵埃が
チャンバ１０内に侵入することも阻止され、基板Ｗの汚
染を防止することもできる。

【００３２】以上の説明から明らかなように、実施例装
置における液体噴射機構１４と気体噴出機構２０とは、
本発明における液膜流形成手段に相当する。また、基板
支持機構１２の昇降・回転駆動部２６とレーザ光源１８
の走査光学系とは、本発明における移動手段に相当す
る。

【００３３】次に、上述した基板のレーザ洗浄装置の動
作を図６〜図８も参照して説明する。図示しない基板搬
送機構で搬送されてきた基板Ｗは、チャンバ１０内で上
昇位置にある支持部材３０に受渡されて、略垂直姿勢で
支持される。続いて昇降用モータ４６が逆転駆動される
ことによりベース板２８が下降し、基板Ｗが下限位置
（図２中の符号ＬＬで示す位置）に設定される。

【００３４】各液ノズル３２に液体が供給されることに
より、図６に示すように基板Ｗの両面に液体Ｌが噴射さ
れる。これとともに、エアーノズル５８から気体を噴出
する。このときエアーノズル５８は基板Ｗの略中央位置
（図８中の位置Ｐ₁ ）に設定されている。続いてレーザ
光源１８からレーザ光ＬＢを照射し、エアーノズル５８
からの気体が集中的に噴射されている基板Ｗの処理面の
位置Ｐ₁ に入射させる。

【００３５】図７に示すように、垂直姿勢の基板Ｗの処
理面を流れ落ちる液体Ｌは必ずしも平滑でなく、また、
その厚みも相当あるが、エアーノズル５８からの気体Ａ
Ｒが集中的に噴射されている部分には、比較的均一で薄
い膜状の流れ（液膜流Ｌ₀ ）が形成される。厚みの非常
に薄い液膜流Ｌ₀ を介してレーザ光ＬＢが基板Ｗの処理
面に照射されるので、液膜流Ｌ₀ を通過する際のレーザ
光ＬＢの減衰量は僅かである。例えば、液膜流Ｌ₀ の厚
みは０．１ｍｍ程度に設定される。

【００３６】基板Ｗの処理面と液膜流Ｌ₀ との界面にレ
ーザ光ＬＢが照射されると、照射位置近傍の液体がレー
ザ光ＬＢの高エネルギによって急激に気化膨張する。こ
のときの衝撃力により、処理面に付着していた異物が処
理面から離脱除去される。除去さた異物Ｑは、垂直姿勢
の基板Ｗを流下する液体Ｌと共に速やかに流下排出され
るので、処理面に再付着することはない。また、液体の
気化ガスも処理面に滞留することがないので、均一で高
いレーザ洗浄の効果を得ることができる。さらに、チャ
ンバ１０内は気圧的には大気に開放されているので、液
体が急激に気化してもチャンバ１０内の圧力が急激に上
がることもない。

【００３７】レーザ洗浄の開始とともに、レーザ光源１
８によってレーザ光ＬＢが水平走査される。このレーザ
光ＬＢの水平走査に同期して、水平駆動用モータ７０が
駆動されてエアーノズル５８が水平変位される。その結
果、レーザ光ＬＢの照射位置に気体が常に噴射されて液
膜流が形成されるので、基板Ｗの処理面全体にわたって
均一な洗浄効果が得られる。レーザ光およびエアーノズ
ル５８の水平変位とともに、昇降用モータ４６が正転駆
動されて基板Ｗが上昇変位することにより、基板Ｗの処
理面は図８に示すようにジグザグ状に洗浄されていく。
なお、本実施例装置では、基板Ｗの上昇変位とともに、
液ノズル３２も上昇させて基板Ｗの全面に液体を噴射さ
せることにより、基板Ｗに乾燥ムラが生じないようにし
ている。

【００３８】基板Ｗが上限位置（図２中に符号ＵＬで示
す位置）に達すると、レーザ光の照射が停止されるとと
もに、気体および液体の噴射も停止される。そして、上
蓋２２が開放され、基板搬送機構によってチャンバ１０
内から基板Ｗが搬出される。なお、基板Ｗの裏面側もレ
ーザ洗浄する場合は、基板Ｗが上限位置に達した時点
で、回転用モータ５０を駆動してベース板２８を１８０
°回転変位させることにより基板Ｗを反転させ、以下、
基板Ｗを下降させることにより、上述と逆方向にレーザ
洗浄すればよい。

【００３９】本発明に係る基板のレーザ洗浄装置は、上
述の実施例に限定されず、以下のように種々変更実施可
能である。 （１）図９に示すように、基板Ｗを傾斜姿勢に設定し、
この基板Ｗの上辺に沿ってスリット状液ノズル７８を配
備し、このノズル７８から液体Ｌを基板Ｗの処理面に供
給する。基板Ｗの処理面に液体Ｌを流下させながらレー
ザ光ＬＢを走査することにより、基板Ｗの処理面をレー
ザ洗浄する。

【００４０】（２）図１０に示すように、液貯留容器８
０から液体Ｌをオーバーフローさせて、傾斜姿勢の基板
Ｗに供給しながらレーザ洗浄する。

【００４１】（３）図１１に示すように、液貯留容器８
２から基板Ｗをゆっくり引き上げながら、液面近くの基
板Ｗの処理面にレーザ光ＬＢを照射する。液面近くの基
板Ｗには、薄い液膜流Ｌ₀ が形成されているので、この
液膜流Ｌ₀ を介してレーザ光ＬＢが基板Ｗの処理面に照
射される。

【００４２】以上の（１）ないし（３）のいずれの例に
よっても、上述した実施例のような気体噴射機構を用い
ることなく、比較的均一で薄い液膜流Ｌ₀ を形成するこ
とができる。

【００４３】（４）なお、上述した実施例、あるいは上
記各変形例（１）ないし（３）において、液体中に界面
活性剤を入れることにより、基板Ｗと液体との濡れ性を
向上させるようにしてもよい。

【００４４】（５）さらに、上述の実施例装置におい
て、基板Ｗの表裏面に対向して２台のレーザ光源に設置
して、各レーザ光源によって基板Ｗの表裏面をレーザ洗
浄してもよい。また、一台のレーザ光源とミラーの組合
せにより、基板Ｗを反転させることなく、基板Ｗの表裏
面をレーザ洗浄するように構成してよい。

【００４５】次に、上述したような基板のレーザ洗浄装
置を用いた本発明に係る基板洗浄装置の実施例を説明す
る。

【００４６】図１２は基板洗浄装置の概略平面図であ
る。図１２に示すように、本実施例に係る基板洗浄装置
は、大きく分けて、ローダ部８４と洗浄処理部８６とア
ンローダ部８８と後述する起立搬送装置とで構成されて
いる。

【００４７】ローダ部８４には、洗浄前の基板Ｗを収納
したローダカセット９０と、基板姿勢変換装置９２と、
ローダカセット９０と基板姿勢変換装置９２との間で基
板Ｗの受渡しを行う水平搬送装置９４とが配備されてい
る。図１３に示すように、水平搬送装置９４はそれぞれ
独立して回動自在の多関節アーム９５を備えている。こ
の多関節アーム９５の先端部には基板Ｗを吸着保持する
吸着機構が設けられている。この多関節アーム９５を伸
縮させてローダカセット９０内の基板Ｗを水平姿勢で吸
着保持して取り出し、その基板Ｗを基板姿勢変換装置９
２に受渡す。基板姿勢変換装置９２は回動変位可能な基
板支持部材９３を備えている。水平姿勢にある基板支持
部材９３に基板Ｗが載置された後、基板支持部材９３が
略９０度回動駆動される。その結果、図１４に示すよう
に、基板Ｗは角部を上下にした垂直姿勢に姿勢変換され
る。

【００４８】図１４に示した起立搬送装置９６は、昇降
自在の装置本体９８に吊り下げ支持された開閉自在の一
対の挟持アーム１００を備えている。この挟持アーム１
００で垂直姿勢の基板Ｗの両側の角部を挟持して、装置
本体９８が上昇することにより基板姿勢変換装置９２か
ら基板Ｗを受け取る。この起立搬送装置９６は、図１２
に示した搬送路１０２に沿って移動可能に構成されてお
り、挟持した基板Ｗを洗浄処理部８６の各処理槽に順に
搬送していく。

【００４９】アンローダ部８８には、洗浄された基板Ｗ
を収納するアンローダカセット１０４と、ローダ部８４
と同様の基板姿勢変換装置１０６と、この基板姿勢変換
装置１０６から受け取った基板Ｗをアンローダカセット
１０４に収納する回動自在の多間接アームを備えた水平
搬送装置１０８とが配備されている。基板姿勢変換装置
１０６は、起立搬送装置９６から垂直姿勢で受け取った
洗浄済みの基板Ｗを水平姿勢に変換するためのものであ
る。

【００５０】洗浄処理部８６には、ローダ部８４とアン
ローダ部８８との間において、基板Ｗの洗浄／乾燥等を
行なうための処理槽８６ａ〜８６ｇと、レーザ洗浄を行
なうためのレーザ洗浄装置１１０とが並設さている。具
体的には、処理槽８６ａは図示しない起立搬送機構を洗
浄するための処理槽であり、処理槽８６ｂ〜８６ｆは基
板Ｗに付着していた有機物（例えば、フォトレジスト
等）をレーザ洗浄前に化学的に溶解除去するための洗浄
装置であって、処理槽８６ｂには硫酸過水、処理装置８
６ｃには純水、処理槽８６ｄ，８６ｅには硫酸過水、処
理槽８６ｆには純水が、それぞれ収容されている。処理
槽８６ｇは、レーザ洗浄された基板Ｗの水洗と、純水か
ら基板Ｗを引き上げながら基板Ｗを乾燥させるためのも
のである。処理槽８６ｆと８６ｇとの間に介在するレー
ザ洗浄装置１１０は、図１ないし図５で説明した実施例
装置と同様の構成であるので、ここでの説明は省略す
る。

【００５１】次に、上述した基板洗浄装置の動作を説明
する。水平搬送装置９４によってローダカセット９０か
ら取り出された基板Ｗは、基板姿勢変換装置９２に水平
姿勢で受渡される。この基板姿勢変換装置９２で垂直姿
勢に変換された基板Ｗは、起立搬送機構９６に受渡され
て、処理槽８６ａ〜８６ｆに順に送られる。各処理槽８
６ａ〜８６ｆに送られた基板Ｗは、各処理槽に備えられ
た基板支持具に受渡され、この基板支持具によって処理
液中に浸漬されて、基板Ｗに付着していた有機物が溶解
除去される。

【００５２】処理槽８６ａ〜８６ｆで有機物が溶解除去
された基板Ｗは、レーザ洗浄装置１１０に送られる。起
立搬送機構９６から基板Ｗを受け取ったレーザ洗浄装置
１１０の基板支持機構１２は、ベース板２８を９０°回
転変位させて、基板Ｗの処理面をレーザ光ＬＢの入射方
向に向け、この状態で上述したレーザ洗浄を行う。本実
施例では基板Ｗの一方面のみの洗浄を行う。レーザ洗浄
が終わると、ベース板２８は同方向にさらに９０°回転
変位させる。これにより基板Ｗの表裏を基板搬入時に対
して反転させた状態にする。ここで基板Ｗを反転させる
のは、アンローダ部８８の基板姿勢変換装置１０６で、
洗浄済みの基板Ｗを垂直姿勢から水平姿勢に変換したと
きに、洗浄された基板Ｗの処理面が上側になるようにす
るためである。

【００５３】レーザ洗浄された基板Ｗは、起立搬送機構
９６によって洗浄槽８６ｇに送られて、ここで水洗およ
び水切り乾燥される。乾燥された基板Ｗはアンローダ部
８８に送られ、基板姿勢変換装置１０６で水平姿勢に変
換された後、水平搬送装置１０８によってアンローダカ
セット１０４に収納される。

【００５４】次に、上述した基板洗浄装置の各処理槽８
６ａ〜８６ｇに備えられた基板支持具について説明す
る。この基板支持機構の構成を図１５ないし図１８を参
照して説明する。図に示すように、この基板支持具１１
２は、支持枠１１４に、４個の支持部材１１６ａ〜１１
６ｄを付設した構成である。支持枠１１４は、錨型の形
状をしており、図１６に示すように、背板部１１４ａの
上端の折り返し部１１４ｂが、例えば処理槽８６ｂの側
壁の上面に固設され、また、図１５、図１７に示すよう
に、背板部１１４ａの下端部から左右の腕部１１４ｃ、
１１４ｄが延びている。この腕部１１４ｃ、１１４ｄに
は、支持部材１１６ａ〜１１６ｄがそれぞれ２個ずつ、
基板Ｗの下側両側辺の所定個所を左右対称に支持するよ
うに付設されている。なお、各支持部材１１６ａ〜１１
６ｄの内、基板Ｗの下側両側辺の上方部分を支持する支
持部材１１６ａ、１１６ｄは、図１７に示すように、起
立搬送機構９６との基板Ｗの受渡しの際に、挟持アーム
１００と干渉しない位置で基板Ｗを支持するように構成
されている。また、各支持部材１１６ａ〜１１６ｄに
は、略Ｖ字形状のＶ溝が設けられており、基板Ｗは、図
１８に示すように、このＶ溝にエッジ部分ＥＧが接触し
て支持されている。

【００５５】次に、この基板支持具１１２を用いた洗浄
について説明する。まず、起立搬送機構９６は、挟持ア
ーム１００で基板Ｗの対向する一対の角部を挟持した状
態で、基板支持具１１２の各支持部材１１６ａ〜１１６
ｄの上方から、基板Ｗを降下させ、基板Ｗを各支持部材
１１６ａ〜１１６ｄのＶ溝に載置し、挟持アーム１００
を開いて基板Ｗの挟持を解除し、挟持アーム１００を上
昇させて処理槽８６ｂより退避させる。

【００５６】そして、基板支持具１１２の各支持部材１
１６ａ〜１１６ｄで、基板Ｗの下方両側辺の４個所が支
持された状態で、基板Ｗの洗浄が行なわれる。このと
き、基板Ｗの裏面と支持枠１１４の表面との間の距離Ｄ
（図１６参照）は、基板Ｗの裏面と支持枠１１４の表面
との間に洗浄液が流れ難くならない程度に設定され、支
持部材１１６ａ〜１１６ｄが、支持枠１１４に取り付け
られている。なお、このような適宜の距離Ｄを取るため
に、図１９に示すように、各支持部材１１６ａ〜１１６
ｄを芯出しするように構成してもよい。このように、適
宜の距離Ｄを設定することにより、基板Ｗの裏面と支持
枠１１４の表面との間に洗浄液が流れ易くなるので、基
板Ｗの裏面の洗浄効果が低下しない。

【００５７】また、各支持部材１１６ａ〜１１６ｄには
Ｖ溝が形成されているので、基板Ｗの下方両側辺の下方
からの洗浄液の流れは、図２０に示すようになり、各支
持部材１１６ａ〜１１６ｄが、この洗浄液の流れを邪魔
するのを低減でき、基板Ｗの洗浄効果を低下させない。

【００５８】さらに、基板Ｗは左右対称に４個所で支持
されているので、基板Ｗは安定した状態で洗浄される。
また、仮に、基板Ｗの下方からの洗浄液の流れにより、
基板Ｗが、図２１に示すように、傾いたとしても図の矢
印ＭＪで示すモーメント力により、基板Ｗは元の状態に
復元するように作用し易くなる。また、このように基板
Ｗが変位しても、基板Ｗは各支持部材１１６ａ〜１１６
ｄにエッジ部分ＥＧが接触して支持されているので、基
板Ｗと各支持部材１１６ａ〜１１６ｄとの摺動する部分
が少なく、基板Ｗと各支持部材１１６ａ〜１１６ｄとの
摺動によるパーティクルの発生を低減でき、基板Ｗの汚
染を低減させることができる。

【００５９】基板Ｗの洗浄が終了すると、起立搬送機構
９６は挟持アーム１００を降下させ、基板Ｗの対向する
一対の角部を挟持して、基板Ｗを持ち上げ、処理槽８６
ｂから取り出す。

【００６０】ここで、基板支持具１１２は以下のように
変形実施することも可能である。まず、支持枠１１４
は、上述した錨型のものに限らず、例えば、図２２に示
すような「Ｖ」の字型の形状のものであってもよい。

【００６１】また、各支持部材１１６ａ〜１１６ｄは、
上述した構成のものに限らず、例えば、図２３に示すよ
うに、直方体の上面にＶ溝を構成したものであってもよ
い。但し、このとき、基板Ｗの裏面と支持枠１１４との
間の距離Ｄが適宜に設定されるように構成し、また、基
板Ｗの下方からの洗浄液の流れを邪魔しないように、各
支持部材１１６ａ〜１１６ｄの幅ｗｄは、なるべく小さ
い方が好ましい。

【００６２】基板支持機構１１２はその他種々変形実施
できるが、少なくとも、各支持部材１１６ａ〜１１６ｄ
による基板Ｗの支持は、左右対称に４個所で支持し、各
支持部材１１６ａ〜１１６ｄにＶ溝を形成し、このＶ溝
で基板Ｗのエッジ部分を支持するように（基板Ｗと各支
持部材１１６ａ〜１１６ｄの接触部分をなるべく小さく
して）構成することが好ましい。

【００６３】なお、上述した実施例では、基板支持具１
１２で基板Ｗを支持した状態で処理槽に浸漬したが、本
発明に係る基板洗浄装置はこれに限定されず、起立搬送
機構９６の挟持アーム１００で基板Ｗを挟持した状態で
処理装置に浸漬して洗浄するようにしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏する。請求項１に記載の
発明によれば、基板の洗浄処理面に接しているのは液膜
流であるので、レーザ光の照射によって液膜部分が急激
に気化膨張しても、気化した気体は液膜外（大気中）へ
速やかに放出される。したがって、従来装置のように、
容器内の圧力増加を配慮する必要がなく、安全性が高め
られる。また、同様の理由により、基板の洗浄処理面
が、気化膨張した気体で覆われることもないので、均一
で高い洗浄効果を得ることができる。さらに、レーザ光
は洗浄処理面側から入射するので、基板にパターンが形
成されていても、そのパターンによってレーザ光が反射
・吸収されることもない。同様の理由により、基板が半
導体ウエハ等の非透光性基板であっても洗浄処理が可能
である。また、基板が離脱した異物は液膜流に乗って基
板外へ流出されるので、異物が基板へ再付着することも
ない。さらに、基板の洗浄処理面に到達するレーザ光
は、薄い液膜流を通過するだけであるので、液膜流によ
るレーザ光の減衰は僅かであり、効率のよいレーザ洗浄
を行うことができる。

【００６５】請求項２に記載の発明によれば、略垂直姿
勢の基板の洗浄処理面に液体を噴射するとともに、その
洗浄処理面に気体を吹き付けているので、洗浄処理面に
均一で薄い液膜流が形成され、レーザ洗浄効果の均一性
や効率がより一層高められる。また、洗浄処理面から離
脱した異物は垂直姿勢の基板面をつたって基板外へ速や
かに流下排除される。

【００６６】請求項３に記載の発明によれば、エアーノ
ズルからの気体の吹き付け位置が、レーザ光の照射位置
の変位に伴って移動することにより、レーザ光の照射位
置に均一な液膜流が常に形成されるので、レーザ洗浄効
果の均一性や効率が一層高められる。

【００６７】請求項４に記載の発明によれは、傾斜姿勢
の基板の上辺から液体を供給して基板の洗浄処理面を流
下させているので、基板の洗浄処理面に均一な液膜流を
比較的簡単な構成によって実現することができる。

【００６８】請求項５に記載の発明によれば、略垂直姿
勢の基板の洗浄処理面に液体を噴射するとともに、レー
ザ光源によるレーザ光の水平走査と、これに同期した気
体噴射機構による気体噴射の水平変位、および基板の昇
降変位により、基板の洗浄処理面の全体を均一かつ効率
よく洗浄することができるとともに、洗浄処理面から離
脱した異物を速やかに基板外へ排出することができ、離
脱した異物が洗浄処理面に再付着することもない。

【００６９】請求項６に記載の発明によれば、チャンバ
とレーザ光源とを連結する光導管の途中にエアーカーテ
ンを形成しているので、チャンバからレーザ光源への湿
気の侵入によるレーザ光源の劣化や故障を防止できると
ともに、レーザ光源が設置された雰囲気からチャンバ内
への塵埃の侵入による基板の汚染も防止することができ
る。

【００７０】請求項７に記載の発明によれは、基板支持
手段が基板を１８０°回転させることにより、基板の表
裏を容易にレーザ洗浄することができる。

【００７１】請求項８に記載の発明によれば、まず基板
面の不要な有機物が化学的に溶解除去され、その処理で
残留した異物が次のレーザ洗浄で機械的に除去されるの
で、基板を一層効果的に洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板のレーザ洗浄装置の一実施例
の要部破断正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】実施例装置の要部破断平面図である。

【図４】基板支持機構の一部破断側面図である。

【図５】基板支持機構の一部破断正面図である。

【図６】液ノズルの拡大平面図である。

【図７】レーザ洗浄の作用説明図である。

【図８】レーザ光の走査経路の説明図である。

【図９】液膜流形成手段の別実施例である。

【図１０】液膜流形成手段の別実施例である。

【図１１】液膜流形成手段の別実施例である。

【図１２】本発明に係る基板洗浄装置の一実施例の概略
平面図である。

【図１３】水平搬送装置と基板姿勢変換装置の概略平面
図である。

【図１４】基板姿勢変換装置と起立搬送機構の概略側面
図である。

【図１５】処理槽に備える基板支持具の構成を示す斜視
図である。

【図１６】処理槽に備える基板支持具の構成を示す側面
図である。

【図１７】処理槽に備える基板支持具の構成を示す正面
図である。

【図１８】処理槽に備える基板支持具の支持部材による
基板の支持状態を説明するための図である。

【図１９】処理槽に備える基板支持具の支持部材の芯出
しを行なった状態を示す図である。

【図２０】処理槽に備える基板支持具を用いた基板の洗
浄状態を説明するための図である。

【図２１】処理槽に備える基板支持具で基板が傾いた状
態を示す図である。

【図２２】処理槽に備える基板支持具の変形例の構成を
示す図である。

【図２３】処理槽に備える基板支持具の変形例の構成を
示す図である。

【図２４】従来の基板のレーザ洗浄装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ…基板 ＬＢ…レーザ光 １０…チャンバ １２…基板支持機構 １４…液体噴射機構 １６…光導管 １８…レーザ光源 ２０…気体噴射機構 ２６…昇降・回転駆動部 ３０…支持部材 ３２…液ノズル ５８…エアーノズル ７２…エアーカーテン形成機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 Ｍ 21/68 Ｎ Ｈ０１Ｓ 3/00 Ａ (72)発明者 田中 康博 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番１ 大日本スクリーン製造株式会社 野洲事業所内 (72)発明者 臼井 洋一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の洗浄処理面に液体の層状の流れ
   （液膜流）を形成する液膜流形成手段と、 前記液膜流を介して基板の洗浄処理面にレーザ光を照射
   するレーザ光源と、 前記基板と前記レーザ光とを２次元的に相対移動させる
   移動手段と、 を備えたことを特徴とする基板のレーザ洗浄装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記液膜流形成手段は、略垂直姿勢の基板の洗浄処理面
   に液体を吹き付ける液噴射機構と、基板の洗浄処理面に
   気体を吹き付ける気体噴射機構とから構成される基板の
   レーザ洗浄装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、 前記気体噴射機構は、基板の洗浄処理面へのレーザ光の
   照射位置近傍に気体を集中的に吹き付けるエアーノズル
   と、前記基板と前記レーザ光との２次元的な相対移動に
   伴うレーザ光の照射位置の変位に伴って、気体の吹き付
   け位置が変位するようにエアーノズルを移動させるエア
   ーノズル移動機構とから構成される基板のレーザ洗浄装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、 前記液膜流形成手段は、傾斜姿勢の基板の上辺に沿って
   液体を供給し、その液体を基板の洗浄処理面に沿って流
   下させるものである基板のレーザ洗浄装置。
5. 【請求項５】 基板を洗浄処理するチャンバと、 前記チャンバ内で基板を略垂直姿勢で支持する昇降自在
   の基板支持手段と、 前記基板支持手段に支持された基板の少なくとも洗浄処
   理面に液体を噴射する液体噴射機構と、 前記チャンバに光導管を介して接続され、基板の洗浄処
   理面をレーザ光で水平走査するレーザ光源と、 基板の洗浄処理面へのレーザ光の照射位置近傍に気体を
   集中的に吹きつけるとともに、前記レーザ光の水平走査
   に同期して気体の吹き付け位置を水平変位させる気体噴
   射機構と、 を備えたことを特徴とする基板のレーザ洗浄装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、 前記チャンバに接続された光導管の途中に、その管軸を
   横切る方向にエアーカーテンを形成するエアーカーテン
   形成手段を付設した基板のレーザ洗浄装置。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の装置において、 前記基板支持手段は、鉛直軸周りに基板を少なくとも１
   ８０度回転させる回転機構を備える基板のレーザ洗浄装
   置。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の基板のレーザ洗浄装置
   に、前記基板のレーザ洗浄装置に搬入される基板を前も
   って湿式洗浄して基板面の不要な有機物を溶解除去する
   処理槽を付設した基板洗浄装置。