JPH11135468A - 洗浄装置とその方法および洗浄用ディスクブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は半導体ウエハの上下両面を簡単な
構成で確実に洗浄することができる洗浄装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 半導体ウエハの周縁部に係合する係合溝
３ａ、４ａが形成された従動ロ−ラ３および駆動ロ−ラ
４を有する保持機構２と、半導体ウエハの上面に接触す
る上部ペンシルブラシ４３が設けられ上部ペンシルブラ
シを半導体ウエハの上面中心部を通過する軌跡で円弧運
動させるとともに、その円弧運動の軌跡の一端と他端と
が半導体ウエハの外周端から外れる位置に設定された上
部ア−ム４２と、半導体ウエハの下面に接触する下部ペ
ンシルブラシ３４が設けられこの下部ペンシルブラシを
半導体ウエハの下面中心部を通過する軌跡で円弧運動さ
せるとともに、その円弧運動の軌跡は一端と他端とが半
導体ウエハの外周端から外れる位置に設定された下部ア
−ム３２とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウエハの上
下面を同時に洗浄するための洗浄装置とその方法および
その洗浄に用いられる洗浄用ディスクブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体装置の製造工程において
は、半導体ウエハを高い清浄度で洗浄することが要求さ
れる工程がある。このような半導体ウエハを洗浄する方
式としては、洗浄液中に複数枚の半導体ウエハを一度に
浸漬するデイップ方式や半導体ウエハに向けて洗浄液を
噴射して一枚づつ洗浄する枚葉方式があり、最近では高
い清浄度が得られるとともに、少ロッドの場合にはコス
ト的に有利な枚葉方式が採用されることが多くなってき
ている。

【０００３】枚葉方式の１つとしてロ−ルブラシやディ
スクブラシを用いて上記半導体ウエハを洗浄する洗浄装
置が知られている。その場合、上記ロ−ルブラシやディ
スクブラシを回転させるだけでなく、半導体ウエハも回
転させることで、上記各ブラシを半導体ウエハにむらな
く接触させて洗浄効果を高めるということが行われてい
る。

【０００４】一方、半導体ウエハを洗浄する場合、回路
パタ−ンが形成される上面だけでなく、下面も洗浄し、
半導体ウエハを搬送したり、カセットに格納された状態
などで、他の半導体ウエハにパ−ティクルなどの汚れが
転移するのを防止するということが行われている。

【０００５】従来、ロ−ルブラシを用いて半導体ウエハ
の上下面を同時に洗浄するということは行われていた。
その場合、半導体ウエハを保持機構によって回転駆動で
きるように保持するとともに、この保持機構に保持され
た半導体ウエハの上面側と下面側に、それぞれ回転駆動
されるロ−ルブラシを軸線が上記半導体ウエハの板面と
平行になるよう配置し、各ロ−ルブラシを上記半導体ウ
エハの上下両面に接触させることで洗浄するようにして
いる。

【０００６】しかしながら、このような洗浄方式による
と、半導体ウエハの板面に対してロ−ルブラシを線接触
させて洗浄するようにしている。そのため、ロ−ルブラ
シの寸法精度やロ−ルブラシと半導体ウエハの板面との
平行度が高精度に設定されていないと、上記ロ−ルブラ
シが軸方向全長にわたって半導体ウエハの板面に均一に
接触しないため、洗浄むらが生じるということがあっ
た。

【０００７】洗浄むらをなくすために、ロ−ルブラシに
代わりディスクブラシを半導体ウエハの径方向に円弧運
動させて洗浄するという洗浄方式が開発されている。そ
の場合、半導体ウエハを保持機構によって回転駆動でき
るように保持し、上記ディスクブラシを上記半導体ウエ
ハの径方向に沿って円弧運動させるようにしている。

【０００８】たとえば、上記半導体ウエハの上面を洗浄
する場合、ディスクブラシを半導体ウエハの上面の中心
部に接触させ、ついで径方向外方に向かって円弧運動さ
せる。ディスクブラシを半導体ウエハの径方向周辺部ま
で移動させたならば、その位置で上昇させて半導体ウエ
ハの板面から離反させ、再び径方向中心部に戻して下降
させてから、径方向外方にむかって円弧運動させるとい
うことを繰り返して行うことで、その上面を洗浄するよ
うにしている。

【０００９】このように、ディスクブラシを円弧運動お
よび上下運動させると、半導体ウエハの板面に付着した
パ−ティクルなどが径方向中心部から外方へ送られるこ
とで、その板面を洗浄することができる。

【００１０】しかしながら、このようにして半導体ウエ
ハを洗浄すると、ディスクブラシを旋回運動だけでな
く、上下運動もさせなければならないため、ディスクブ
ラシを駆動するための構造や制御が複雑化するというこ
とがある。構成の簡略化を計るために、ディスクブラシ
を上下運動させずに、円弧運動だけさせて半導体ウエハ
を洗浄するようにすると、半導体ウエハの板面に付着し
たパ−ティクルはディスクブラシによってその板面の径
方向中心部から周辺部に動かされるだけであるため、半
導体ウエハの板面からパ−ティクルを良好に除去するこ
とができないということがある。

【００１１】一方、半導体ウエハを周方向に沿って回転
できるように保持するための保持機構は、たとえば上記
半導体ウエハの周方向に沿って所定間隔で配置される複
数本の支持軸と、各支持軸の上端部に設けられ上記半導
体ウエハの周縁部に係合する係合溝が形成されたロ−ラ
とからなり、複数のロ−ラの内の幾つかは回転駆動され
るようになっている。それによって、半導体ウエハは周
方向に回転させられる。

【００１２】このような保持機構に保持された半導体ウ
エハをディスクブラシで洗浄する場合、そのディスクブ
ラシを揺動ア−ムの先端部に設け、この揺動ア−ムによ
って円弧運動させることで、半導体ウエハの板面全体を
均一に洗浄できるようにしている。

【００１３】しかしながら、旋回ア−ムを旋回させる構
成上、保持機構に保持された半導体ウエハの上面側には
旋回ア−ムを旋回可能に設けることができても、下面側
は保持機構の支持軸が邪魔になって旋回ア−ムを半導体
ウエハの径方向に沿って円弧運動可能に設けることがで
きない。

【００１４】そのため、ディスクブラシを用いた洗浄方
式においては、半導体ウエハの上下両面を同時に洗浄す
ることができないから、両面洗浄を行う場合には一方の
面を洗浄してから半導体ウエハを反転させ、ついで他方
の面を洗浄しなければならなず、洗浄に多くの時間がか
かるということがあるばかりか、半導体ウエハを反転さ
せる装置が必要になるなどのことがある。

【００１５】さらに、ディスクブラシには円柱状のスポ
ンジ（酢酸ビニル）が用いられている。しかしながら、
ディスクブラシに用いられるスポンジは高価であるた
め、その材料の使用量を、洗浄効果を低減させることな
く減少させるようにすることが望まれている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように、半導体ウ
エハをディスクブラシによって洗浄する場合、洗浄効果
を高めるためにはディスクブラシを円弧運動および上下
運動させなければならなかったので、構成や制御の複雑
化を招くということがあった。

【００１７】また、ディスクブラシによって半導体ウエ
ハを洗浄する場合、半導体ウエハの上面側ではディスク
ブラシを円弧運動させることができても、下面側では半
導体ウエハを回転駆動するための保持機構が邪魔となっ
て円弧運動させることができないということがあった。

【００１８】さらに、従来はスポンジによって円柱状に
形成されたディスクブラシが用いられていたが、その材
料は高価であるため、洗浄効果を低減させることなく材
料の使用量を減少させることが望まれていた。

【００１９】この発明の目的は、ペシルブラシを上下運
動させることなく、旋回運動させるだけで、半導体ウエ
ハを確実に洗浄できるようにした洗浄装置および洗浄方
法を提供することにある。

【００２０】この発明の目的は、保持機構に保持された
半導体ウエハの上面側だけでなく、下面側においても、
ディスクブラシを旋回運動させることができるようにし
た洗浄装置を提供することにある。この発明の目的は、
洗浄効果を低減させることなく、材料の使用量を低減さ
せることができるディスクブラシを提供することにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、半導
体ウエハの上下面をディスクブラシによって洗浄する洗
浄装置において、上記半導体ウエハの周縁部に係合する
係合溝が形成された従動ロ−ラおよび上記半導体ウエハ
の周縁部に係合する係合溝が形成されているとともに回
転駆動されることで上記半導体ウエハを回転させる駆動
ロ−ラを有する保持機構と、先端に上記半導体ウエハの
上面に接触する上部ディスクブラシが設けられこの上部
ディスクブラシを上記半導体ウエハの上面中心部を通過
する軌跡で円弧運動させるとともに、その円弧運動の軌
跡の一端と他端とが上記半導体ウエハの外周端から外れ
る位置に設定された上部ブラシ駆動手段と、先端に上記
半導体ウエハの下面に接触する下部ディスクブラシが設
けられこの下部ディスクブラシを上記半導体ウエハの下
面中心部を通過する軌跡で円弧運動させるとともに、そ
の円弧運動の軌跡の一端と他端とが上記半導体ウエハの
外周端から外れる位置に設定された下部ブラシ駆動手段
とを具備したことを特徴とする。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記上部ディスクブラシと下部ディスクブラシとの
円弧運動は、各ディスクブラシが半導体ウエハの外周端
から外れたときに、互いに接触しないタイミングで行わ
れることを特徴とする。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記保持機構の従動ロ−ラと駆動ロ−ラは、それぞ
れ支柱の上端に回転可能に設けられているとともに、上
記下部ディスクブラシの円弧運動の範囲に対応位置する
支柱は、その円弧運動の範囲から所定寸法外れた位置に
立設されるとともに、上端には上記所定寸法に対応する
長さの保持ア−ムを介して上記従動ロ−ラまたは駆動ロ
−ラが回転可能に設けられていることを特徴とする。

【００２４】請求項４の発明は、半導体ウエハの上下面
をディスクブラシによって洗浄する洗浄方法において、
上記半導体ウエハの上面に接触する上部ディスクブラシ
と下面に接触する下部ディスクブラシとを上記半導体ウ
エハの上下面のそれぞれの中心部を通過する軌跡で円弧
運動させるとともに、その円弧運動の一端と他端とを上
記半導体ウエハの外周端から外れた位置に設定すること
を特徴とする。

【００２５】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、上記上部ディスクブラシと下部ディスクブラシとの
円弧運動は、これらディスクブラシが上記半導体ウエハ
の外周端から外れたときに、互いに接触しないタイミン
グで行うことを特徴とする。

【００２６】請求項６の発明は、請求項４の発明におい
て、上記上部ディスクブラシと下部ディスクブラシと
を、上記半導体ウエハの外周端から外れる円弧運動の一
端と他端との少なくとも一方において洗浄することを特
徴とする。

【００２７】請求項７の発明は、ブラシ部と、このブラ
シ部が取付けられる取付部とを有する洗浄用ディスクブ
ラシにおいて、上記ブラシ部はシ−ト状のスポンジ部材
からなり、上記取付部は外周面に上記スポンジ部材の一
端部が巻回される軸部およびこの軸部に外嵌されて上記
スポンジ部材の一端部を上記軸部の外周面とで保持する
押えリングとからなることを特徴とする。

【００２８】請求項１と請求項４の発明によれば、上部
ディスクブラシと下部ディスクブラシとの円弧運動の一
端と他端とを、半導体ウエハの外周端から外れる位置と
したことで、各ディスクブラシを上下運動させずに、円
弧運動だけさせることによって半導体ウエハの上下面か
らパ−ティクルを除去することができる。

【００２９】請求項２と請求項５の発明によれば、上部
ディスクブラシと下部ディスクブラシとが半導体ウエハ
の外周端から外れたときに、これらが接触しないように
したことで、一方のディスクブラシから他方のディスク
ブラシへパ−ティクルが転移するのを防止できる。

【００３０】請求項３の発明によれば、保持機構の支柱
のうち、下部ディスクブラシの円弧運動の範囲に対応す
る支柱を、その円弧運動の範囲から所定寸法外れた位置
に設けるようにしたことで、下部ディスクブラシの円弧
運動が保持機構によって制限されるのを防止できる。

【００３１】請求項６の発明によれば、上部ディスクブ
ラシと下部ディスクブラシとが半導体ウエハの外周端か
ら外れたときに洗浄されるから、上記各ディスクブラシ
によって半導体ウエハの板面から除去されたパ−ティク
ルが再付着するのを確実に防止することができる。

【００３２】請求項７の発明によれば、ディスクブラシ
をシ−ト状のスポンジ部材と、取付部とから形成し、上
記スポンジ部材を取付部の軸部に巻き付けて押えリング
で保持するようにしたことで、洗浄性能を低下せること
なく材料の使用量を低減することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。図１はこの発明の洗浄装置の
概略的構成を示す平面図で、この洗浄装置は洗浄槽１を
備えている。この洗浄槽１は上面が開口した有底箱型状
をなしていて、その内部には半導体ウエハＵを所定の高
さでほぼ水平に保持して周方向に回転駆動する保持機構
２が設けられている。

【００３４】この保持機構２は２つの従動ロ−ラ３と４
つの駆動ロ−ラ４とを有し、これらロ−ラ３、４は上記
半導体ウエハＵの周方向に沿って６０度間隔で配置され
ている。各ロ−ラ３、４の外周面には図２に示すように
係合溝３ａ、４ａが全長にわたって形成され、これらの
係合溝３ａ、４ａには上記半導体ウエハＵが周縁部を係
合させて保持されている。そして、上記駆動ロ−ラ４が
後述するごとく回転駆動されることで、この駆動ロ−ラ
４との摩擦抵抗によって上記半導体ウエハＵが周方向に
回転されるようになっている。

【００３５】上記保持機構２は、上記洗浄槽１の内底部
に配置された固定板５および矢印で示すように洗浄槽１
の幅方向に沿ってスライド自在に配置された一対の可動
板６とを有する。この可動板６には図２に示すように洗
浄槽１の内底部に設けられた一対のガイド６ａに沿って
スライド可能となっている。

【００３６】上記固定板５には固定支柱７が立設され、
この固定支柱７の上端には約６０度の角度でＶ字状をな
した一対の直杆部８ａを有する保持ア−ム８の基端部が
取付け固定されている。一対の直杆部８ａの先端部はコ
字状に形成され、そこにはそれぞれ上記従動ロ−ラ３が
回転軸線を垂直にして回転自在に設けられている。

【００３７】図２に示すように、上記一対の可動板６に
はそれぞれ２本の可動支柱１１が立設されている。可動
支柱１１は中空状をなしていて、この内部には回転軸１
３が上下端部を突出させて回転自在に支持されている。
回転軸１３の上端部には上記駆動ロ−ラ４が一体的に設
けられ、下端部は上記洗浄槽１の底部に可動板６の移動
方向に沿って細長く形成された第１の長孔１４から外部
に突出させている。

【００３８】図２と図３に示すように、各可動板６の一
対の回転軸１３のうちの一方の下端部には２つの従動プ
−リ１３ａが嵌着され、他方には１つの従動プ−リ１３
ａが嵌着されている。

【００３９】可動板６にはＬ字状の第１の取付板１５の
一端部が固着され、この第１の取付板１５の他端部は上
記洗浄槽１の底部に形成された第２の長孔１６から外部
に突出している。第１の取付板１５の他端部には第１の
モ−タ１７が軸線を垂直にして取付けられている。この
第１のモ−タ１７の回転軸１７ａには駆動プ−リ１８が
嵌着されている。この駆動プ−リ１８と一方の回転軸１
３の下端部に嵌着された一対の従動プ−リ１３ａの一方
とには第１のベルト１９が張設され、他方の従動プ−リ
１３ａと他方の回転軸１３に設けられた従動プ−リ１３
ａとには第２のベルト２１が張設されている。

【００４０】したがって、上記第１のモ−タ１７が作動
してその回転軸１７ａが回転駆動されると、各可動板６
に設けられたそれぞれ一対の駆動ロ−ラ４が回転駆動さ
れるから、その係合溝４ａに周縁部を係合させた半導体
ウエハＵが駆動ロ−ラ４によって図１に矢印で示すよう
に周方向に回転駆動されることになる。

【００４１】図１と図３に示すように、上記可動板６の
下面には駆動板２２が一端部を固着して設けられてい
る。この駆動板２２の他端部は上記洗浄槽１の底部に形
成された第３の長孔２３から外部に突出し、そこには駆
動シリンダ２４のロッド２４ａが連結されている。この
駆動シリンダ２４は上記洗浄槽１の外底面に保持されて
いる。したがって、駆動シリンダ２４が作動すれば、上
記一対の可動板６を矢印で示すように互いに接離する方
向にスライドさせることができるようになっている。

【００４２】一対の可動板６を離反する方向にスライド
させると、４つの駆動ロ−ラ４の間隔が拡大される。そ
れによって、保持機構２に未洗浄の半導体ウエハＵを供
給したり、洗浄された半導体ウエハＵを取り出すことが
できるようになっている。

【００４３】なお、保持機構２に対する半導体ウエハＵ
の供給、排出は図１に鎖線で示すロボットのア−ムＡに
よって行われる。上記固定板５には下部ブラシ駆動手段
を構成する下部洗浄用支柱３１が上記固定支柱７よりも
所定寸法だけ、半導体ウエハＵの径方向内方に位置して
立設されている。この下部洗浄用支柱３１の高さは、上
記保持機構２に保持された半導体ウエハＵの下面よりも
低く、その上端には下部ア−ム３２の基端部が回転自在
に設けられている。

【００４４】上記下部洗浄用支柱３１には図示しないモ
−タが内蔵され、このモ−タの軸は上記下部ア−ム３２
の基端部に連結されている。したがって、そのモ−タに
より上記下部ア−ム３２を後述する所定の範囲内で円弧
運動させることができるようになっている。

【００４５】上記下部ア−ム３２の先端部の上面には酢
酸ビニルなどのスポンジで形成された下部ディスクブラ
シ３４が設けられている。この下部ディスクブラシ３４
は上記保持機構２に保持された半導体ウエハＵの下面に
所定の圧力あるいは洗浄液を介して接触するようになっ
ている。

【００４６】上記下部ア−ム３２の円弧運動は、上記下
部ディスクブラシ３４が半導体ウエハＵの径方向中心部
を通過するとともに、一端と他端とにおいて上記下部デ
ィスクブラシ３４が半導体ウエハＵの外周端から外れる
位置になるように設定されている。

【００４７】一対の可動板６の一方には、図１に示すよ
うに上部ブラシ駆動手段を構成する上部洗浄用支柱４１
が立設されている。この上部洗浄用支柱４１の高さは上
記保持機構２に保持された半導体ウエハＵの上面よりも
高く設定され、その上端面には上部ア−ム４２の基端部
が回動自在に連結されている。

【００４８】上記上部洗浄用支柱４１には図示しないモ
−タが内蔵されていて、このモ−タの軸は上記上部ア−
ム４２の基端部に連結されている。したがって、そのモ
−タにより上記上部ア−ム４２を後述する所定の範囲内
で円弧運動させることができるようになっている。

【００４９】上記上部ア−ム４２の先端部の下面には酢
酸ビニルなどのスポンジで形成された上部ディスクブラ
シ４３が設けられている。この上部ディスクブラシ４３
は上記保持機構２に保持された半導体ウエハＵの上面に
所定の圧力あるいは洗浄液を介して接触するようになっ
ている。

【００５０】上記上部ア−ム４２の円弧運動は、上部デ
ィスクブラシ４３が半導体ウエハＵの径方向中心部を通
過するとともに、一端と他端とにおいて上記上部ディス
クブラシ４３が半導体ウエハＵの外周端から外れる位置
になるように設定されている。

【００５１】下部ア−ム３２と上部ア−ム４２とを円弧
運動させる各モ−タは、図示しない制御装置によって作
動が制御されるようになっている。つまり、制御装置
は、下部ディスクブラシ３４と上部ディスクブラシ４３
とを図１に曲線Ｘ、Ｙで示すように円弧運動させるとと
もに、半導体ウエハＵの外周縁の一端から外れる円弧運
動の交点Ｚでは下部ディスクブラシ３４と上部ディスク
ブラシ４３とが接触することのないタイミングでそれぞ
れを円弧運動させるようになっている。

【００５２】上記保持機構２に保持された半導体ウエハ
Ｕの上下面には、図２に示すようにそれぞれノズル体４
４ａ、４４ｂによって薬液や純水などの洗浄液が供給さ
れるようになっている。

【００５３】上記下部ディスクブラシ３４と上部ディス
クブラシ４３とは、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにブ
ラシ部５１と、このブラシ部５１が取付けられる取付部
５２とを有する。ブラシ部５１はシ−ト状のスポンジ材
料５３からなり、取付部５２は軸部５４を有する台座５
５および上記軸部５４に外嵌される押えリング５６から
なり、上記台座５５は下部ア−ム３２の上面および上部
ア−ム４２の下面にそれぞれ取着されている。

【００５４】そして、上記スポンジ部材５３の高さ方向
一端部を上記軸部５４の外周面に巻き付けて筒状にした
ならば、その軸部５４の外側に上記押えリング５６を上
記スポンジ部材５３を厚さ方向に弾性的に圧縮させて嵌
込む。それによって、上記スポンジ部材５３を筒状にし
て上記取付部５２に保持することができる。

【００５５】各ディスクブラシ３４、４３を筒状とする
ことで、中実な円柱状の場合に比べてスポンジ部材５３
の使用量を少なくすることができる。スポンジ部材５３
は高価であるから、その使用量を少なくできることでコ
ストの低減を計れる。しかも、ペンシルブブラシ３４、
４３を円弧運動させて使用、つまり半導体ウエハＵを洗
浄する場合、洗浄に作用する部分である、パ−ティクル
の除去に有効に作用する部分は、半導体ウエハＵと接触
する接触面（下端面）の周辺部であるから、ペンシルブ
ブラシ３４、４３が筒状であっても、柱状の場合とほと
んど変わらない洗浄効果を期待することができる。

【００５６】なお、ブラシ部５１はシ−ト状のスポンジ
部材５３を筒状に曲げて使用してもよいが、シ−ト状の
スポンジ部材５３を予め筒状に曲げて両端面を接着固定
しておいてもよく、さらには筒状に成形されたスポンジ
部材を所定の長さに切断するようにしてもよい。

【００５７】上記構成の洗浄装置において、半導体ウエ
ハＵを洗浄するには、まず、保持機構２の一対の可動板
６を離反する方向にスライドさせ、各可動板６に設けら
れたそれぞれ一対の駆動ロ−ラ４の対向間隔を拡大す
る。ついで、ロボットのア−ムＡにより未洗浄の半導体
ウエハＵを上記保持機構２に供給し、その外周部の一部
を従動ロ−ラ３の係合溝３ａに係合させたならば、一対
の可動板６を接近方向にスライドさせ、４つの駆動ロ−
ラ４の係合溝４ａを半導体ウエハＵの周辺部に係合させ
る。それによって、半導体ウエハＵは、２つの従動ロ−
ラ３と４つの駆動ロ−ラ４とによってほぼ水平に保持さ
れることになる。

【００５８】このようにして半導体ウエハＵを保持機構
２に保持したならば、駆動ロ−ラ４を回転させて半導体
ウエハＵを矢印方向に回転させるとともに、各ノズル体
４４ａ、４４ｂから洗浄液を供給しながら下部ア−ム３
２と上部ア−ム４２とを揺動運動させる。

【００５９】各ア−ム３２、４２を揺動運動させること
で、上記各ア−ムの先端に設けられた下部ディスクブラ
シ３４と上部ディスクブラシ４３とは半導体ウエハＵの
中心部を通過する円弧運動を行う。各ディスクブラシ３
４、４３が円弧運動し、半導体ウエハＵが回転駆動され
ることで、各ディスクブラシ３４、４３は半導体ウエハ
Ｕの上下面の全面にむらなく摺接するから、この半導体
ウエハＵの上下面を全体にわたって確実に洗浄すること
ができる。

【００６０】各ディスクブラシ３４、４３の円弧運動の
一端と他端とは半導体ウエハＵの外周端から外れた位置
になるように設定されている。そのため、半導体ウエハ
Ｕの板面に付着したパ−ティクルは各ディスクブラシ３
４、４３によってこれらの円弧運動の方向に洗浄液とと
もに押し寄せられ、ディスクブラシ３４、４３が半導体
ウエハＵの外周端から外れることで、半導体ウエハＵの
板面から掃き出されることになる。

【００６１】そのため、ディスクブラシ３４、４３を上
下運動させず、円弧運動させるだけで半導体ウエハＵの
上下面を確実に洗浄することが可能となるから、上下運
動させる場合に比べて構成や制御を簡略化することがで
きる。

【００６２】下部ディスクブラシ３４と上部ディスクブ
ラシ４３との円弧運動は、これらが半導体ウエハＵの外
周端から外れたときに、互いに接触しないタイミングで
行われる。たとえば、各ディスクブラシ３４、４３を逆
方向に円弧運動させたり、同方向であっても上下方向の
位置をずらして駆動することで、これらディスクブラシ
３４、４３が半導体ウエハＵの外周端から外れたときに
互いに接触するのが防止される。

【００６３】それによって、一対のディスクブラシ３
４、４３の一方によって半導体ウエハＵの板面から掃き
出されたパ−ティクルが他方の端面に転移するのが防止
されるから、ディスクブラシ３４、４３が相互汚染され
ることがない。

【００６４】とくに、各ディスクブラシ３４、４３が半
導体ウエハＵの外周端から外れるタイミングが一致して
いると、上部ディスクブラシ４３によって掃き出される
パ−ティクルが下部ディスクブラシ３４に転移し易い
が、半導体ウエハＵの外周端から外れた交点Ｚを同時に
通過することがないよう、これらのタイミングをずらし
たことで、そのような虞がない。

【００６５】さらに、従動ロ−ラ３を保持ア−ム８の一
対の直杆部８ａの先端部に設け、この保持ア−ム８の基
端部を固定支柱７に連結するようにした。それによっ
て、この固定支柱７は、先端に下部ディスクブラシ３４
が設けられた下部ア−ム３２の円弧運動の邪魔にならな
いよう、可動支柱１１よりも保持機構２に保持された半
導体ウエハＵの径方向外方に設けることができるから、
下部ディスクブラシ３４を半導体ウエハＵの下面側で確
実に円弧運動させることができる。

【００６６】つまり、従来は従動ロ−ラ３や駆動ロ−ラ
４が設けられた固定支柱７や可動支柱１１によって下部
ア−ム３２の旋回運動が制限されるため、下部ディスク
ブラシ３４を半導体ウエハＵの中心部を通る軌跡で円弧
運動させることが難しかったが、上述したように従動ロ
−ラ３が保持ア−ム８を介して固定支柱７に設けられる
ことで、下部ディスクブラシ３４を半導体ウエハＵの中
心部を通る軌跡で円弧運動させることができる。

【００６７】上記下部ディスクブラシ３４と上部ディス
クブラシ４３とが半導体ウエハＵの外周端から外れたと
きに、これらディスクブラシ３４、４３の端面からパ−
ティクルを除去するようようにすれば、パ−ティクルが
各ディスクブラシ３４、４３から半導体ウエハＵに逆転
移するのが防止されるから、上記半導体ウエハＵの洗浄
効果をさらに向上させることができる。

【００６８】ディスクブラシ３４、４３の端面からパ−
ティクルを除去するには、図１に示すように各ディスク
ブラシ３４、４３が半導体ウエハＵの外周端から外れた
ときに、これらの端面が接触する位置に、メッシュ部材
などの板材６１を配置し、この板材６１をたとえば振動
させる。

【００６９】それによって、各ディスクブラシ３４、４
３の端面に付着したパ−ティクルを効率よく確実に除去
することが可能となるから、パ−ティクルがディスクブ
ラシ３４、４３から半導体ウエハＵへ逆転移するのを防
止できる。

【００７０】なお、板材６１を振動させず、単にディス
クブラシ３４、４３の端面を接触させるだけであって
も、パ−ティクルを除去することは可能であり、さらに
ディスクブラシ３４、４３と板材６１との接触部分に純
水などの洗浄液を供給すれば、パ−ティクルの除去効果
をさらに向上させることができる。

【００７１】なお、上記下部ディスクブラシ３４と上部
ディスクブラシ４３とは下部ア−ム３２と上部ア−ム４
２との先端部にそれぞれ固定的に設けたが、回転駆動で
きるようにし、半導体ウエハＵを洗浄するときに回転さ
せるようにしても差し支えない。

【００７２】また、下部ブラシ洗浄手段の下部洗浄用支
柱３１を固定板５でなく、可動板６に設けるようにして
もよい。その場合、駆動ロ−ラ４は保持ア−ム８を介し
て可動支柱１１に設けるようにすることで、可動支柱１
１を下部ア−ム３２の旋回運動の邪魔ないならないよ
う、半導体ウエハＵの径方向外方に位置させるようにす
ればよい。

【００７３】

【発明の効果】請求項１と請求項４の発明によれば、上
部ディスクブラシと下部ディスクブラシとを円弧運動さ
せて半導体ウエハの上下面を同時に洗浄する場合、上記
各ディスクブラシの円弧運動の一端と他端とを、半導体
ウエハの外周端から外れる位置となるようにした。

【００７４】そのため、各ディスクブラシが半導体ウエ
ハの外周端から外れることで半導体ウエハに付着したパ
−ティクルをその板面から確実に掃き出すことができる
から、上記ディスクブラシを上下運動させず、円弧運動
させるだけで半導体ウエハの上下面を確実に洗浄するこ
とができる。つまり、各ディスクブラシを駆動するため
の構成や制御を簡略化することができる。

【００７５】請求項２と請求項５の発明によれば、上部
ディスクブラシと下部ディスクブラシとが半導体ウエハ
の外周端から外れたときに、これらが接触しないように
した。

【００７６】そのため、各ディスクブラシが半導体ウエ
ハの外周端から外れたときに、一方のディスクブラシか
ら他方のディスクブラシへパ−ティクルが転移して互い
に汚染し合うのを防止できる。

【００７７】請求項３の発明によれば、半導体ウエハを
保持するための保持機構の支柱を、下部ディスクブラシ
の円弧運動の範囲から所定寸法外れた位置に設けるよう
にした。

【００７８】そのため、下部ディスクブラシの円弧運動
が保持機構の支柱によって制限されるのを防止できるか
ら、下部ディスクブラシを半導体ウエハの中心部を通る
軌跡で円弧運動させて確実に洗浄することができる。つ
まり、半導体ウエハの下面を上面と同時に洗浄すること
ができる。

【００７９】請求項６の発明によれば、上部ディスクブ
ラシと下部ディスクブラシとを、半導体ウエハの外周端
から外れたときに洗浄するようにした。そのため、半導
体ウエハの板面を洗浄することで各ディスクブラシに付
着したパ−ティクルが洗浄除去されるため、パ−ティク
ルが各ディスクブラシから半導体ウエハへ再付着するの
を確実に防止できる。

【００８０】請求項７の発明によれば、ディスクブラシ
をシ−ト状のスポンジ部材と、取付部とから形成し、上
記スポンジ部材を取付部の軸部に巻き付けて筒状にして
押えリングで保持するようにした。

【００８１】そのため、円柱状のスポンジ部材を用いて
いた従来に比べ材料の使用量を少なくしてコストの低減
を計ることができるだけでなく、円弧運動させて半導体
ウエハを洗浄する場合、筒状であるため、円柱状の場合
と同様に半導体ウエハの板面に付着したパ−ティクルを
除去できるから、洗浄性能が低下するということもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態の概略的構成を示す平
面図。

【図２】同じく概略的構成を示す側面図。

【図３】同じく洗浄槽の下面側の平面図。

【図４】（ａ）は同じくペンシルブラシの分解斜視図、
（ｂ）は同じくペンシルブラシの組立て状態の斜視図。

【符号の説明】

２…保持機構 ３…従動ロ−ラ ４…駆動ロ−ラ ３ａ、４ａ…係合溝 ３１…下部洗浄用支柱（下部ブラシ駆動手段） ３２…下部ア−ム（下部ブラシ駆動手段） ３４…下部ペンシルブラシ ４１…上部洗浄用支柱（上部ブラシ駆動手段） ４２…上部ア−ム（上部ブラシ駆動手段） ４３…上部ペンシルブラシ ５１…ブラシ部 ５２…取付部 ５３…スポンジ部材 ５６…押えリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 航之介 神奈川県横浜市栄区笠間町1000番地１ 株 式会社芝浦製作所大船工場内 (72)発明者 松嶋 大輔 神奈川県横浜市栄区笠間町1000番地１ 株 式会社芝浦製作所大船工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハの上下面をディスクブラシ
   によって洗浄する洗浄装置において、 上記半導体ウエハの周縁部に係合する係合溝が形成され
   た従動ロ−ラおよび上記半導体ウエハの周縁部に係合す
   る係合溝が形成されているとともに回転駆動されること
   で上記半導体ウエハを回転させる駆動ロ−ラを有する保
   持機構と、 先端に上記半導体ウエハの上面に接触する上部ディスク
   ブラシが設けられこの上部ディスクブラシを上記半導体
   ウエハの上面中心部を通過する軌跡で円弧運動させると
   ともに、その円弧運動の軌跡の一端と他端とが上記半導
   体ウエハの外周端から外れる位置に設定された上部ブラ
   シ駆動手段と、 先端に上記半導体ウエハの下面に接触する下部ディスク
   ブラシが設けられこの下部ディスクブラシを上記半導体
   ウエハの下面中心部を通過する軌跡で円弧運動させると
   ともに、その円弧運動の軌跡の一端と他端とが上記半導
   体ウエハの外周端から外れる位置に設定された下部ブラ
   シ駆動手段とを具備したことを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 上記上部ディスクブラシと下部ディスク
   ブラシとの円弧運動は、各ディスクブラシが半導体ウエ
   ハの外周端から外れたときに、互いに接触しないタイミ
   ングで行われることを特徴とする請求項１記載の洗浄装
   置。
3. 【請求項３】 上記保持機構の従動ロ−ラと駆動ロ−ラ
   は、それぞれ支柱の上端に回転可能に設けられていると
   ともに、上記下部ディスクブラシの円弧運動の範囲に対
   応位置する支柱は、その円弧運動の範囲から所定寸法外
   れた位置に立設されるとともに、上端には上記所定寸法
   に対応する長さの保持ア−ムを介して上記従動ロ−ラま
   たは駆動ロ−ラが回転可能に設けられていることを特徴
   とする請求項１記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 半導体ウエハの上下面をディスクブラシ
   によって洗浄する洗浄方法において、 上記半導体ウエハの上面に接触する上部ディスクブラシ
   と下面に接触する下部ディスクブラシとを上記半導体ウ
   エハの上下面のそれぞれの中心部を通過する軌跡で円弧
   運動させるとともに、その円弧運動の一端と他端とを上
   記半導体ウエハの外周端から外れた位置に設定すること
   を特徴とする洗浄方法。
5. 【請求項５】 上記上部ディスクブラシと下部ディスク
   ブラシとの円弧運動は、これらディスクブラシが上記半
   導体ウエハの外周端から外れたときに、互いに接触しな
   いタイミングで行うことを特徴とする請求項４記載の洗
   浄方法。
6. 【請求項６】 上記上部ディスクブラシと下部ディスク
   ブラシとを、上記半導体ウエハの外周端から外れる円弧
   運動の一端と他端との少なくとも一方において洗浄する
   ことを特徴とする請求項４記載の洗浄方法。
7. 【請求項７】 ブラシ部と、このブラシ部が取付けられ
   る取付部とを有する洗浄用ディスクブラシにおいて、 上記ブラシ部はシ−ト状のスポンジ部材からなり、上記
   取付部は外周面に上記スポンジ部材の一端部が巻回され
   る軸部およびこの軸部に外嵌されて上記スポンジ部材の
   一端部を上記軸部の外周面とで保持する押えリングとか
   らなることを特徴とする洗浄用ディスクブラシ。