JPH08290136A - 基板洗浄方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明方法の目的は、洗浄効果が非
常に高く且つ洗浄液が周囲に霧散しない画期的な基板洗
浄方法を開発することにある。 【構成】 回転している基板(1)と前記基板(1)
の少なくとも一方の面に近接して配設された超音波発生
体(イ)(ロ)との間に洗浄液を流し、前記洗浄液に超音波振
動を与えて基板(1)の表面の付着物を除去する』事を特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の周縁部のみをチ
ャックし、その一方の面乃至両面を超音波で効果的に洗
浄する基板洗浄方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体は、現在、超ＬＳＩから超々ＬＳ
Ｉというように進展して来ており、その表面には超精密
写真製版技術を応用して形成した極めて微細な回路が密
に形成されている。従って、極く微細な塵埃がその表面
に付着すると半導体回路の回路不良として現れ、歩留ま
り低下となる。前述のように半導体がより精密化する
と、その製造コストもうなぎ登りに増加し、歩留まり向
上がコスト削減に大きく寄与するものであり、除塵対策
が非常に重要な問題となっている。

【０００３】さて、半導体製造現場では、現在の所、微
細回路を形成するための表面の清浄化管理は極めて厳格
に行われているものの、裏面の清浄化管理はそれほど厳
格に行われているものではない。処が、半導体基板の裏
面は、各工程で機器の吸着ベースやハンドリング装置に
接触して汚染されており、これが表面側の汚染の原因の
１つになるという事が分かって来た。

【０００４】そこで、最近では半導体基板の裏面洗浄を
十分に行うために洗浄装置が導入されるようになって来
た。従来の洗浄装置の一例を図７に示す。これによれ
ば、搬送されて来た円形の基板(1')の外周を４本の基板
チャック(6')でチャックし、チャックされた基板(1')を
回転させると共にその洗浄面に超音波によって霧状とな
った超純水をスプレーし、洗浄面に付着している微視的
塵埃を除去し、続いて洗浄の完了した基板(1')をチャッ
クしたままで高速回転させ、基板(1')の表面に付着して
いる超純水を遠心力で吹き飛ばして表面乾燥を行い、最
後にチャックを解除して洗浄の完了した乾燥基板(1')を
取り出すという方法を採用していた。

【０００５】この機構によれば、超音波洗浄を行うもの
の超音波発生体(イ')が基板(1')の表面から遠く離れ且つ
洗浄用の超純水が霧状となって基板(1')の表面をたたく
だけであるから、洗浄効果が弱いという問題や、周囲に
霧状の超純水が霧散するので周囲を厳重に密閉する必要
があるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点に鑑みてなされたものでその目的とする処
は、洗浄効果が非常に高く且つ洗浄液が周囲に霧散しな
い画期的な基板洗浄方法とその装置を開発することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】「請求項１」に記載の基
板洗浄方法は、『被洗浄用の基板(1)の少なくとも一方
の面に近接して超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)が配設さ
れ、前記基板(1)と超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)との間
に洗浄液(L)を流し、前記洗浄液(L)に超音波発生体(イ)
又は/及び(ロ)から超音波振動を与えて基板(1c)の表面の
付着物を除去する』事を特徴とするものであり、「請求
項２」に記載の基板洗浄方法は、『被洗浄用の基板(1)
の少なくとも一方の面に近接して超音波発生体(イ)又は/
及び(ロ)が配設され、前記基板(1)と超音波発生体(イ)又
は/及び(ロ)とが互いに相対的に移動するように配設され
ており、前記基板(1)と超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)と
の間に洗浄液(L)を流し、前記洗浄液(L)に超音波発生体
(イ)又は/及び(ロ)から超音波振動を与えて基板(1c)の表
面の付着物を除去する』事を特徴とする。

【０００８】これによれば、基板(1)と超音波発生体(イ)
又は/及び(ロ)との間の狭い間隙(S)に洗浄液(L)が薄い水
膜となって流れる事になり、発生した超音波は前記洗浄
液(L)の薄い水膜という非常に限定された範囲で強力な
洗浄力を有するキャビテーションを形成する事が出来
る。しかも、従来のように洗浄液(L)が霧状にならない
ためにより大きなエネルギを極めて限定された狭い範囲
の洗浄液(L)に加える事が出来、より効果的に基板(1)の
表面の付着物を除去する事をが出来る。また、このよう
に洗浄液(L)の水膜にキャビテーションを発生させるの
で、洗浄液(L)が従来のような霧状にならず、洗浄液(L)
の飛散防止構造を簡単にする事が出来るものである。基
板(1)と超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)とが互いに相対的
に移動するようにしておけば、小さい超音波発生体(イ)
又は/及び(ロ)で大きな基板(1)の洗浄を行うことが出来
る。なお、超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)は基板(1)の下
側又は上側或いは上下両側に設ける事ができるもので、
後述する実施例では上下両側に設置している場合を示し
ているが勿論これに限定されるものではない。

【０００９】請求項３に記載の基板洗浄装置(A)は、
『被洗浄用の基板(1)と、基板(1)の少なくとも一方の面
に間隙(S)を設けて配設され且つ基板(1)の少なくとも中
央から端部にかけての範囲をカバーする超音波発生体
(イ)又は/及び(ロ)と、前記超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)
と基板(1)の表面との間隙(S)に洗浄液(L)を供給するノ
ズル(2a)又は/及び(2b)とで構成され、超音波発生体(イ)
又は/及び(ロ)と基板(1)とは、少なくともいずれか一方
が他方に対して相対的に回転又は移動して基板(1)の被
洗浄面を洗浄するようになっている』事を特徴とする。

【００１０】この場合は、超音波発生体(イ)又は/及び
(ロ)は被洗浄用の基板(1)の少なくとも中央から端部にか
けての範囲をカバーするような大きな形状のもので、基
板(1)又は超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)の少なくともい
ずれか一方を他方に対して相対的に回転（又は移動）し
て基板(1)の被洗浄面を洗浄するようになっている。そ
してこれによれば、ノズル(2a)又は/及び(2b)から流出
した洗浄液(L)が薄い水膜となって基板(1)と超音波発生
体(イ)又は/及び(ロ)との間の間隙(S)を流れ、超音波発生
体(イ)又は/及び(ロ)から発生した超音波によって前記薄
い水膜となって流れる洗浄液(L)内にキャビテーション
が均一に且つ高密度で発生し、より効果的に基板(1)の
表面の付着物を除去する事をが出来る。

【００１１】請求項４の基板洗浄装置(A)は、『回転自
在に保持された基板(1)と、基板(1)の少なくとも一方の
面に間隙(S)を設けて配設された超音波発生体(イ)又は/
及び(ロ)と、前記超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)と基板
(1)の表面との間隙(S)に洗浄液(L)を供給するノズル(2
a)又は/及び(2b)と、超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)を基
板(1)の中央から端部迄の間を移動させるアーム(7)とで
構成された』事を特徴とするもので、これによればアー
ム(7)を移動させる事により、小さい超音波発生体(イ)又
は/及び(ロ)で回転している基板(1)の全面を均一に洗浄
する事が出来るものである。洗浄作用は請求項１、２と
同様である。

【００１２】請求項５に記載の基板洗浄装置(A)は、
『回転且つ往復移動自在に保持された基板(1)と、基板
(1)の少なくとも一方の面に間隙(S)を設け且つ固定して
配設された超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)と、前記超音
波発生体(イ)又は/及び(ロ)と基板(1)の表面との間隙(S)
に洗浄液(L)を供給するノズル(2a)又は/及び(2b)とで構
成された』事を特徴とするもので、この場合は基板(1)
側だけが移動して基板(1)全面を均一洗浄を行うもので
ある。洗浄作用は請求項１、２と同様である。

【００１３】請求項６に記載の基板洗浄装置(A)は、
『固定して保持されている被洗浄用の基板(1)の少なく
とも一方の面に間隙(S)を設けて配設され且つ前記基板
(1)に沿って移動する超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)と、
前記超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)と基板(1)の表面との
間隙(S)に洗浄液(L)を供給するノズル(2a)又は/及び(2
b)とで構成された』事を特徴とするもので、この場合は
超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)側だけが移動して基板(1)
全面を均一洗浄を行うものである。洗浄作用は請求項
１、２と同様である。

【００１４】請求項７は、『ノズル(2a)又は/及び(2b)
が超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)に対して基板(1)の回転
又は移動方向を基準として川上側に設置されている』事
を特徴とするもので、これによればノズル(2a)又は/及
び(2b)から流出した洗浄液(L)が基板(1)と超音波発生体
(イ)又は/及び(ロ)との間に入り込みやすくなり、効果的
な基板(1)の表面洗浄が可能となる。

【００１５】請求項８は、『超音波発生体(イ)又は/及び
(ロ)の平面形状が円形であってノズルが(2a)又は/及び(2
b)超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)の外周のほぼ半分を取
り囲むように配設されている』事を特徴とするもので、
これによればノズル(2a)又は/及び(2b)から流出した洗
浄液は超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)と基板(1)の表面と
の間全体に過不足なく流れ込み、全体にわたって均一な
洗浄が行える。

【００１６】

【実施例】以下、本発明装置を実施例と共に説明する。
尚、図に示すものでは、基板(1)として半導体ウエハを
例に説明するが、その他の薄板、例えばガラス板、アル
ミナ、水晶板、セラミック板、サファイヤ板、アルミデ
ィスクその他のものに適用できることは勿論である。図
１に示す洗浄装置(A)は、基板(1)を洗浄部(E)に搬入、
搬出するための移送ロボット(C)と、移送ロボット(C)に
基板(1)を供給するためのローダ(B)、洗浄が完了した基
板(1)を収納するアンローダ(D)、並びに装置全体をコン
トロールする制御部(F)、基板洗浄用の洗浄部(E)並びに
これら装置を載置する装置本体(G)とで構成されてい
る。

【００１７】ローダ(B)はカセット(54)に収納された未
処理基板(1)をセットし、移送ロボット(C)の取り出しに
合わせて１ステップづつ上昇又は下降して、未処理基板
(1)を所定の位置に移動させるものである。アンローダ
(D)は、逆に洗浄部(E)にて裏面洗浄され、移送ロボット
(C)にて移送されて来た基板(1)を収納するカセット(54)
を載置するためのもので、基板(1)の供給に合わせて１
ステップづつ上昇又は下降して、カセット(54)の空の収
納部を準備するためのものである。移送ロボット(C)
は、基板(1)をローダ(B)から取り出して洗浄部(E)に供
給し、且つ洗浄部(E)にて裏面洗浄された基板(1)を洗浄
部(E)から取り出し、アンローダ(D)に移送するためのも
のである。これらローダ(B)、アンローダ(D)及び移送ロ
ボット(C)は既知の構造であるので、その詳細は省略す
る。

【００１８】図２、３は本発明に係る洗浄部(E)の断面
図とその直角方向の断面図で、基板チャック(6)が回転
支持軸(9)を介して回転上部ハウジング(10)に起倒自在
に取り付けられており、回転支持軸(9)に配設されたロ
ータリシリンダ(8)にて基板チャック(6)が起倒されるよ
うになっている。勿論、基板チャック(6)の起倒動作は
ロータリシリンダ(8)に限られるものでなく、その他シ
リンダを使用するような方式でもよい事はいうまでもな
い。基板チャック(6)は柱状のもので、回転上部ハウジ
ング(10)の周囲に４乃至３本立設されており、上端に基
板(1)の外周が嵌まり込む凹溝(6a)が、下端にバランサ
用の重錘(6b)がそれぞれ設けられている（勿論重錘(6b)
は必ずしも必要なく、ロータリシリンダ(8)のみでもよ
い）。これにより、薄板の基板(1)の外周が４乃至３点
でチャック出来るようになっている。

【００１９】前記回転上部ハウジング(10)は回転ヘッド
カバー(16)を介して回転筒(17)に接続されている。回転
筒(17)には従動プーリ(18)が取り付けられており、駆動
ベルト(19)を介して基板回転用駆動モータ(21)の駆動プ
ーリ(20)に接続されている。これにより基板回転用駆動
モータ(21)の回転力は従動プーリ(18)に伝達され、基板
チャック(6)が回転することになる。従動プーリ(18)に
は位置決めカム(22)が取り付けられており、位置決めカ
ムフォロア(23)が位置決めカム(22)の溝（図示せず）に
嵌まり込んで、基板チャック(6)が常時所定の位置で強
制的に停止させられるようになっている。このカムフォ
ロア(23)が位置決めカム(22)の溝に嵌まり込むようにす
るために、位置決めセンサ(23a)によって停止位置が常
時センシングされている。この手段も常套手段であるの
で、詳細は省く。

【００２０】(24)は回転筒(17)の外側に嵌め込まれた固
定ハウジングで、ベアリングを介して回転筒(17)を回転
可能に保持している。(25)は固定ハウジング(24)の上端
に設けられた固定防液カバーである。下ベースプレート
(26)には柱(27)が立設されており、その上端に固定ブロ
ック(29)が固定されている。(28)は固定ブロック(29)の
上端に取り付けられ、回転ヘッドカバー(16)を上から覆
う固定ヘッドカバーである。

【００２１】固定ブロック(29)の中心には基板受けシリ
ンダロッド(30)がスライド自在に挿通されており、固定
ブロック(29)の下方に設置された基板受け作動シリンダ
(31)によって昇降自在に駆動されるようになっている。
基板受けシリンダロッド(30)の上端には断面Ｖ字状の中
間部材(32)が取り付けられており、中間部材(32)から基
板受け棒(33)が立設されている。基板受け棒(33)の数は
本実施例では４本設けられており、その先端に緩衝材(3
4)を介して受けヘッド(35)が被嵌されている。

【００２２】(36)は基板(1)の下方に配設された断面Ｖ
字型の液受け部材である。(37)は振動子昇降バーで、固
定ブロック(29)にスライド自在に挿通されたスライドロ
ッド(37a)の上端に取着されており、スライドロッド(37
a)の下端には振動子昇降シリンダ(38)が取付られてい
て、振動子昇降バー(37)が昇降するようになっている。
振動子昇降バー(37)の上端には、振動子取付プレート(3
9)が取付られており、振動子取付プレート(39)の上に設
置された駆動装置(5)に超音波発生体(イ)が保持されてい
る。

【００２３】駆動装置(5)は例えばモータ(5a)と、モー
タ(5a)に取り付けられたアーム(7)とで構成され、モー
タ(5a)を回転させてアーム(7)の先端に取り付けられた
超音波発生体(イ)を基板(1)の中央部分から端部まで振ら
せるようにしたものである。勿論、別の構造であっても
よく、要するに超音波発生体(イ)を基板(1)の中央部分か
ら端部まで振らせるようにする事が出来るものであれば
どのようなものでもよい。

【００２４】(45)は固定ブロック(29)に設けられた排水
管で、固定ブロック(29)上に滴下してくる流体を排出す
る働きを持つ。(46)は基板(1)の下方に配設された洗浄
液噴射筒で、固定ブロック(29)に設けられた洗浄用配管
(46a)に接続され、洗浄液噴射筒(46)の先端部から基板
(1)に向かって洗浄液(L)を噴射するようになっている。
洗浄液(L)は本実施例では超純水が用いられるが、これ
に限られず、アルコール類などの液体や、チッソガスや
アルゴンガスなどの不活性ガスなども用いる事ができ
る。なお、超純水を洗浄水(L)に使用する場合は、チャ
ージアップの危険性があるので、ＣＯ₂ガスなどを含ん
だ超純水純水が帯電防止の点で好ましい。気体の場合も
同様で、イオナイザを通したガスが好ましい。又、紫外
線発生器（図示せず）を設置し、紫外線による基板(1)
の表面の静電除去を図ってもよい。

【００２５】(47)は基板(1)の直上に配置される洗浄液
噴射筒で、基板(1)の上面に向かって洗浄液を噴出する
ようになっており、基板(1)の移動時に基板(1)の上方か
ら離脱するようになっている。また、基板(1)の上方に
は超音波発生体取付用のアーム(7)が基板(1)の中央部分
から端部の間で移動可能（揺動又は往復運動を行う。）
に設置されており、超音波発生体取付用のアーム(7)の
先端に上部の超音波発生体(ロ)が装着されるようになっ
ている。上部側で使用する洗浄液(L)も超純水が用いら
れるが、前述同様アルコール類などの液体や、チッソガ
スやアルゴンガスなどの不活性ガスなども用いる事がで
きるし、超純水を洗浄水(L)に使用する場合は、チャー
ジアップの危険性があるので、ＣＯ₂ガスなどを含んだ
超純水純水が帯電防止の点で好ましい。気体の場合も同
様である。

【００２６】(49a)(49b)は上下の超音波発生体(イ)(ロ)に
必要があれば取り付けられる近接センサーで、基板(1)
の洗浄面から超音波発生体(イ)(ロ)迄の距離を検出し、両
者の間隙(S)が一定となるように制御するようになって
いる。超音波発生体(イ)(ロ)の調整移動方法は公知の機構
であり、その内容を詳述する事は省略するが、例えばパ
ルスモータとネジ機構を利用したような機構(H)などが
用いられる。本実施例では各アーム(7)の先端部分に設
置されているが、設置場所は特に限定されるものではな
い。

【００２７】本実施例では、超音波発生体(イ)(ロ)が基板
(1)の上下に配設されている例を示したが、勿論これに
限られず、基板(1)の上面側だけ又は下面側だけに設け
るようにすることも勿論可能である。また、上下の超音
波発生体(イ)(ロ)の基本構造はほぼ同一で互いに天地逆向
けに設置されるだけである。

【００２８】超音波発生体(イ)(ロ)の主要構成部品は、超
音波振動子(3)、上・下部ハウジング(4a)又は(4b)及び
ノズル(2a)又は(2b)であり、必要ある場合には近接セン
サ(49a)又は(49b)が設置される。超音波振動子(3)は、
ＰＺＴ振動子などが使用され、その出力によって単一周
波数方式、４周波数方式、スイープ方式などがある。キ
ャビテーションの発生がより均一となるスイープ方式が
望ましい。また、単一周波数方式の場合には、発生周波
数の異なる超音波振動子(3)を複数個使用する事もでき
る。本実施例では２個の超音波振動子(3a)(3b)を使用し
ている例を示す。

【００２９】下部ハウジング(4a)は、下面が開放した円
筒型のもので、シリコン又は石英で形成されている。そ
の内部には仕切り板(13a)が設置されており、仕切り板
(13a)と下部ハウジング(4a)の天井部(12a)との間で通水
室(11a)が形成されており、前記通水室(11a)に連通する
ように給水パイプ(41a)と排水パイプ(42a)とが仕切り板
(13a)に設置されている。また、仕切り板(13a)の外周と
下部ハウジング(4a)の内周面との間の水密性を確保する
ため全周にＯリング(14a)が配設されている。更に、通
水室(11a)で特徴的な部分は下部ハウジング(4a)の天井
部(12a)の下面が低い円錐状に突出している点と、排水
パイプ(42a)が天井部(12a)の外周近傍部まで挿入されい
る点である。給水パイプ(41a)の挿入代は特に限定され
ないが、仕切り板(13a)に一致して開口している。ま
た、超音波振動子(3)は仕切り板(13a)の下面に接着固定
されて下部ハウジング(4a)内に収納されている。

【００３０】下部ハウジング(4a)に並設されるノズル(2
a)の関係は、図４から分かるようにノズル(2a)が下部ハ
ウジング(4a)に対して基板(1)の回転方向を基準として
川上側に設置されている。そして、平面形状が円形であ
る下部ハウジング(4a)の外周のほぼ半分を取り囲むよう
に配設されている。これによりノズル(2a)から流出した
洗浄液(L)は下部ハウジング(4a)と基板(1)の下面との間
の間隙に正確に流れ込む事になる。

【００３１】これに対して上部ハウジング(4b)は、上面
が開放した有底円筒型のもので、同様にシリコン又は石
英で形成されている。また、内部には仕切り板(13b)が
設置されており、仕切り板(13b)と上部ハウジング(4b)
の底面(12b)との間で通水室(11b)が形成されており、前
記通水室(11b)に連通するように給水パイプ(41b)と排水
パイプ(42b)とが仕切り板(13b)に設置されている。ま
た、仕切り板(13b)の外周と下部ハウジング(4b)の内周
面との間の水密性を確保するため全周にＯリング(14b)
が配設されている。更に、通水室(11b)で特徴的な部分
は仕切り板(13b)の下面が低い円錐状に突出している点
と、排水パイプ(42b)が仕切り板(13b)の外周に挿入さ
れ、仕切り板(13a)の下面に一致して開口している点で
ある。給水パイプ(41b)の挿入代は前記同様特に限定さ
れないが、仕切り板(13b)の下面に一致して開口してい
る。また、超音波振動子(3)は仕切り板(13b)の上面に接
着固定されて上部ハウジング(4b)内に収納されている。

【００３２】上部ハウジング(4b)に並設されるノズル(2
b)の関係も、前述同様ノズル(2b)が上部ハウジング(4b)
に対して基板(1)の回転方向を基準として川上側に設置
されている。そして、平面形状が円形である上部ハウジ
ング(4b)の外周のほぼ半分を取り囲むように配設されて
いる。これによりノズル(2b)から流出した洗浄液(L)は
上部ハウジング(4b)と基板(1)の上面との間の間隙(S)に
正確に流れ込む事になる。

【００３３】次に、本発明の作用を説明する。ローダ
(B)には基板(1)を多数収納したカセット(54)が設置され
ており、アンローダ(D)には空のカセット(54)が設置さ
れている。制御部(F)を操作して、移送ロボット(C)を作
動させ、ローダ(B)から基板(1)を一枚取り出す。取り出
された基板(1)は移送ロボット(C)によって洗浄部(E)へ
供給されるのであるが、基板チャック(6)はロータリシ
リンダ(8)の作用によって図２、３の仮想線で示すよう
に拡開されており、移送ロボット(C)にて基板(1)の周縁
部をクランプされた基板(1)が拡開された基板チャック
(6)の中に挿入される事になる。。

【００３４】この時、基板受け棒(33)は基板受け作動シ
リンダ(31)の作用によって基板チャック(6)の凹溝(6a)
よりやや上に（又は一致して）突出しており、基板(1)
の下面に当接するようになっている。基板(1)が基板受
け棒(33)の受けヘッド(35)の上に載置されると、移送ロ
ボット(C)は基板(1)の周縁から離脱し、基板(1)を受け
ヘッド(35)上に移載する。次いで、基板受け作動シリン
ダ(31)が逆作動して基板(1)が基板チャック(6)の凹溝(6
a)にほぼ一致する位置まで下がり（一致している場合は
そのままの位置を保持している。）、この時点で停止す
る。次に、ロータリシリンダ(8)のようなチャック径収
縮装置の作用によって基板チャック(6)が閉じられた
時、基板(1)の周縁部が凹溝(6a)に正確に嵌まり込む。

【００３５】凹溝(6a)による基板(1)のクランプが完了
すると、基板受け作動シリンダ(31)がさらに作動して基
板受け棒(33)を下に下げ、基板(1)の下面から離間する
ようにする。この間に、移送ロボット(C)はホームポジ
ションに戻り、基板(1)の洗浄完了を待って洗浄部(E)か
ら洗浄済みの基板(1)を取り出す準備に入っている。移
送ロボット(C)が基板(1)の上方からホームポジションに
移動すると、上下の超音波発生体(イ)(ロ)が基板(1)の表
裏両面に向かって移動し、基板(1)の表裏両面に極く近
接して停止する。超音波発生体(イ)(ロ)から基板(1)迄の
距離は近接センサ(49a)(49b)の働きにより常に一定に保
たれる事になる。（超音波発生体(イ)(ロ)の設置位置を基
板(1)の表裏両面に合わせて予め設定しておき、超音波
発生体(イ)(ロ)を基板(1)に平行に移動させるようにして
もよい。この場合は、特に近接センサ(49a)(49b)を必要
としない。）超音波発生体(イ)(ロ)と基板(1)の間隙(S)は
通常３ｍｍ程度に設定される。

【００３６】然る後、洗浄液噴射筒(46)(47)から洗浄液
(L)を噴出し、同時に上下のノズル(2a)(2b)から洗浄液
(L)「洗浄液噴射筒(46)(47)から洗浄液(L)もノズル(2a)
(2b)から洗浄液(L)も同一物であるが、洗浄液噴射筒(4
6)(47)から洗浄液(L)はノズル(2a)(2b)から洗浄液(L)の
周囲を包み込むように流れる点でその作用が相違す
る。」を流出させる。ノズル(2a)(2b)から流出した洗浄
液(L)は基板(1)の回転の遠心力と基板(1)の表面張力に
よって超音波発生体(イ)(ロ)と基板(1)の間の間隙(S)に流
入する。また、この時、通水室(11a)(11b)側では給水パ
イプ(41a)(41b)に超純水が供給され、通水室(11a)(11b)
を満たし、排水パイプ(42a)(42b)から流出して行く。一
方、洗浄液噴射筒(46)(47)から噴出した洗浄液(L)は前
述のように超音波発生体(イ)(ロ)の周囲を流れ、後述する
ように前記間隙(S)から流出し、除去された塵埃を含む
洗浄液(L)を洗い流すようになっている。

【００３７】振動子(3)は前記ノズル(2a)(2b)からの洗
浄液(L)の流出及び給水パイプ(41a)(41b)による通水室
(11a)(11b)への通水と同時乃至やや遅れて駆動され、通
水室(11a)(11b)内の超純水と基板(1)の表裏両面と超音
波発生体(イ)(ロ)との間の間隙(S)を流れる洗浄液(L)の水
膜に超音波を印加してキャビテーションを発生させ、基
板(1)の洗浄面上に付着している塵埃を基板(1)の表面か
ら離脱させ洗浄液(L)と共に洗い流す。

【００３８】ここで、通水室(11a)(11b)が必要となるの
は、キャビテーション発生のためには振動子(3)と基板
(1)との間の距離がある程度必要とされるためである。
そして、この通水室(11a)(11b)が存在するが故にハウジ
ング(4a)(4b)を基板(1)に近接させる事が出来る。そし
て、ノズル(2a)(2b)から流出した洗浄液(L)は前述のよ
うに水膜となって前記間隙を流れ、この水膜に超音波が
印加されてキャビテーションが発生する。この部分の水
膜は前述のように基板(1)と超音波発生体(イ)又は(ロ)と
の間の間隙(S)に位置し、且つその周囲が洗浄液噴射筒
(46)(47)から噴出した洗浄液(L)にて囲まれてこれと共
に流下して行くので、極めて限られた閉空間にあり、ほ
とんど霧が発生するような事はないか、又はあったとし
てもわずかである。

【００３９】また、超音波振動が通水室(11a)(11b)に印
加している間、通水室(11a)(11b)内の超純水にもキャビ
テーションが発生するが、このキャビテーションが下部
ハウジング(4a)の天井部(12a)又は上部ハウジング(4b)
の仕切り板(13b)の下面に溜まり、滞留泡による空間を
形成するとエネルギ伝達効率が低下する。本実施例で
は、前記下部ハウジング(4a)の天井部(12a)及び上部ハ
ウジング(4b)の仕切り板(13b)の下面が低い円錐状に突
出しているので、通水室(11a)(11b)内に発生した泡は前
記円錐面に沿って外周部に移動し、排水パイプ(42a)(42
b)から円滑に流出して行き、通水室(11a)(11b)内に滞留
する事がない。下部ハウジング(4a)の排水パイプ(42a)
は、前述のように天井部(12a)の外周面近くに設置され
ているので、天井部(12a)に沿って外周部に移動して来
た泡が効果的に吸引されて排出される事になる。この点
は上部ハウジング(4b)側でも同様である。このようにす
ることにより、通水室(11a)(11b)内の超純水に超音波を
印加しても泡の発生による効率低下が生じるというよう
なことがない。

【００４０】このようにして基板(1)の洗浄面を振動子
(3)からの超音波にて洗浄するのであるが、必要があれ
ば、超音波発生体(イ)(ロ)に設けられた近接センサ(49a)
(49b)が基板(1)と近接センサ(49)との間を常にセンシン
グしており、基板(1)と近接センサ(49)との間の距離が
一定となるように調整機構(H)でフィードバック制御し
てもよい。これにより基板(1)と超音波発生体(イ)(ロ)と
の距離を常に一定に保つことが出来洗浄ムラを生じな
い。

【００４１】基板(1)の洗浄が終了すると、振動子(3)へ
の給電を停止し超音波振動の発生を停止すると同時に同
時に上下のノズル(2a)(2b)からの洗浄液の流出と通水室
(11a)(11b)への通水を止め（流し続けていてもよい
が）、続いて振動子昇降シリンダ(38)及び超音波発生体
取付用のアーム(7)を逆作動させて上下の超音波発生体
(イ)(ロ)を基板(1)から離脱させる。

【００４２】また、超音波洗浄が完了した後も、基板
(1)を回転させつつ洗浄液噴射筒(46)(47)から洗浄液(L)
をしばらく噴射してリンス洗浄を行う。然る後、洗浄液
噴射筒(46)(47)からの洗浄液(L)の噴射を停止してリン
ス洗浄を終え、基板回転用駆動モータ(21)の回転速度を
増速し回転上部ハウジング(10)の回転速度を増す。これ
により、基板(1)の表面に付着している水分が遠心力に
より吹き飛ばされ基板(1)は乾燥状態になる。

【００４３】このように、基板(1)の乾燥が行われた
後、基板チャック(6)の回転を停止することになるが、
移送ロボット(C)が移動して来た時に基板チャック(6)や
ノズル(2a)(2b)その他の部材に接触しないようにするた
めに回転上部ハウジング(10)を常時一定位置に停止させ
なければならないが、そのために位置決めセンサ(23a)
にて回転上部ハウジング(10)の停止位置を確認し、位置
決めカムフォロア(23)を位置決めカム(22)に嵌め込む事
により、前記停止位置を正確に制御するようになってい
る。

【００４４】このように回転上部ハウジング(10)を所定
の停止位置に停止させた後、位置決めカムフォロア(23)
を位置決めカム(22)に嵌め込む事により、前記停止位置
を正確に制御するようになっている。（停止位置を正確
に制御する必要がない場合には前記機構は不要とな
る。）

【００４５】次に、回転上部ハウジング(10)の停止後の
動作について説明する。回転上部ハウジング(10)が停止
すると基板受け作動シリンダ(31)が再作動して基板受け
棒(33)を上昇させ、基板(1)の下面にその先端の緩衝材
(34)が接触するようにする。その時、緩衝材(34)のバネ
力によって受けヘッド(35)は若干撓む事になる。受けヘ
ッド(35)によって基板(1)の下面が支持されると基板チ
ャック(6)が拡開し、基板(1)が基板チャック(6)の凹溝
(6a)からフリーになり、受けヘッド(35)上のみに載置さ
れた状態となる。この状態で基板受け作動シリンダ(31)
を作動させ、基板(1)を載置した状態で基板(1)を基板チ
ャック(6)の上方に突き出し、基板(1)を移送ロボット
(C)にて引き取る。

【００４６】移送ロボット(C)は、一旦ホームポジショ
ンに戻り、アンローダ(D)に移送される事になる。基板
(1)が移送ロボット(C)によってアンローダ(D)に移送さ
れると、アンローダ(D)に設置されたカセット(54)の空
の部分に挿入され、これによって１枚の基板(1)の片面
（裏面）洗浄が終了する。

【００４７】本実施例では、基板(1)が回転自在に保持
され、超音波発生体(イ)(ロ)が基板(1)の中央から端部迄
の間を移動して基板(1)の洗浄を行うようになっている
が、勿論このような形態に留まらず、例えば、◆基板
(1)の少なくとも中央から端部にかけての範囲をカバー
するような大きな超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)を設
け、基板(1)又は超音波発生体(イ)又は/及び(ロ)を回転乃
至移動させて基板(1)の洗浄面を全面洗浄する場合や、
◆基板(1)側を回転且つ往復移動自在に保持し、超音
波発生体(イ)又は/及び(ロ)側を固定し、基板(1)側だけを
回転乃至移動させて基板(1)の全面洗浄を行う場合や、
◆基板(1)側を固定して保持し、超音波発生体(イ)又は
/及び(ロ)側を基板(1)に沿って移動するようにして基板
(1)の全面均一洗浄を行う場合がある。◆また、基板
(1)の全面をカバーするような超音波発生体(イ)又は/及
び(ロ)を用意し、基板(1)の全面洗浄を行うことも可能で
ある。

【発明の効果】本発明方法並びにその装置によれば、
洗浄液の薄い水膜にキャビテーションを形成させる事が
出来、効果的な基板表面の洗浄が可能となる。しかも前
述のように洗浄液の水膜にキャビテーションを発生させ
て表面洗浄するので、従来のような洗浄液が霧状となっ
て周囲に飛散せず、大掛かりな洗浄液飛散防止用の密閉
構造が必要でない。また、アームによって超音波発生
体を基板の中央から端部までスイングさせるので、小さ
い超音波発生体で基板の全面を均一に洗浄する事が出来
る。ノズルを川上側に設置することにより、洗浄液を
基板と超音波発生体との間に入り込ませ易くして効果的
な表面洗浄を達成する。ノズルの開口長さを、超音波
発生体の外周のほぼ半分を取り囲む長さにする事によ
り、洗浄液が超音波発生体と基板の表面との間全体に過
不足なく流れ込ませる事が出来、全体にわたって均一な
洗浄が行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る洗浄装置の全体の平面図

【図２】本発明にかかる洗浄装置の洗浄部の断面図

【図３】図２の直角方向の断面図

【図４】本発明に係る洗浄部の洗浄状態を示す平面図

【図５】本発明に係る洗浄部の洗浄状態を示す断面図

【図６】本発明における超音波発生体部分の拡大断面図

【図７】従来の超音波発生体部分の断面図

【符号の説明】

(A)…洗浄装置 (イ)(ロ)…超音波発生体 (1)…基板 (3)…振動子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄用の基板の少なくとも一方
   の面に近接して超音波発生体が配設され、前記基板と超
   音波発生体との間に洗浄液を流し、前記洗浄液に超音波
   発生体から超音波振動を与えて基板表面の付着物を除去
   する事を特徴とする基板洗浄方法。
2. 【請求項２】 被洗浄用の基板の少なくとも一方
   の面に近接して超音波発生体が配設され、前記基板と超
   音波発生体とが互いに相対的に移動するように配設され
   ており、前記基板と超音波発生体との間に洗浄液を流
   し、前記洗浄液に超音波発生体から超音波振動を与えて
   基板表面の付着物を除去する事を特徴とする基板洗浄方
   法。
3. 【請求項３】 被洗浄用の基板と、基板の少なく
   とも一方の面に間隙を設けて配設され且つ基板の少なく
   とも中央から端部にかけての範囲をカバーする超音波発
   生体と、前記超音波発生体と基板表面との間隙に洗浄液
   を供給するノズルとで構成され、超音波発生体と基板と
   は、少なくともいずれか一方が他方に対して相対的に回
   転又は移動して基板の被洗浄面を洗浄するようになって
   いる事を特徴とする基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 回転自在に保持された基板と、基
   板の少なくとも一方の面に間隙を設けて配設された超音
   波発生体と、前記超音波発生体と基板表面との間隙に洗
   浄液を供給するノズルと、超音波発生体を基板の中央か
   ら端部迄の間を移動させるアームとで構成された事を特
   徴とする基板洗浄装置。
5. 【請求項５】 回転且つ往復移動自在に保持され
   た基板と、基板の少なくとも一方の面に間隙を設け且つ
   固定して配設された超音波発生体と、前記超音波発生体
   と基板表面との間隙に洗浄液を供給するノズルとで構成
   された事を特徴とする基板洗浄装置。
6. 【請求項６】 固定して保持されている被洗浄用
   の基板の少なくとも一方の面に間隙を設けて配設され且
   つ前記基板に沿って移動する超音波発生体と、前記超音
   波発生体と基板表面との間隙に洗浄液を供給するノズル
   とで構成された事を特徴とする基板洗浄装置。
7. 【請求項７】 ノズルが超音波発生体に対して基
   板の回転又は移動方向を基準として川上側に設置されて
   いる事を特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の基
   板洗浄装置。
8. 【請求項８】 超音波発生体の平面形状が円形で
   あってノズルが超音波発生体の外周のほぼ半分を取り囲
   むように配設されている事を特徴とする請求項２〜６の
   いずれかに記載の基板洗浄装置。