JPH11238713A - 洗浄装置 - Google Patents

洗浄装置

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JPH11238713A
JPH11238713A JP10056001A JP5600198A JPH11238713A JP H11238713 A JPH11238713 A JP H11238713A JP 10056001 A JP10056001 A JP 10056001A JP 5600198 A JP5600198 A JP 5600198A JP H11238713 A JPH11238713 A JP H11238713A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板例えば半導体ウエハを洗浄する場合に、
ウエハの周縁部よりも中央寄りの領域のみならず、周縁
部も洗浄できる洗浄装置を提供すること。 【解決手段】 ウエハＷを回転ガイド部材２により水平
に保持し、当該回転ガイド部材２でウエハＷの周縁部を
周方向に送り出して当該ウエハＷを回転させる。ウエハ
Ｗを洗浄する洗浄ブラシ３１，３２と、ウエハＷのほぼ
回転中心に洗浄液を供給する主ノズル４１，４２と、ウ
エハＷの周縁部近傍位置に洗浄液を供給する補助ノズル
５１，５２とを設ける。補助ノズル５１，５２をメガソ
ニックノズルにより構成し、当該ノズルからは超音波に
より振動が与えられた洗浄液を供給して、ウエハＷと洗
浄ブラシ３１，３２とを摺動させることにより、当該ウ
エハＷを洗浄する。超音波振動が与えられた洗浄液は回
転ガイド部材２とウエハＷとの隙間に入り込み、これに
よりウエハＷの周縁部と端面が洗浄される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば成膜処理や
研磨処理を行った基板を洗浄するための洗浄装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて
は、半導体デバイスが形成される半導体ウエハ（以下
「ウエハ」という）の表面の清浄度を高く維持する必要
がある。このため各々の製造プロセスや処理プロセスの
前後には必要に応じてウエハ表面を洗浄しているが、例
えば成膜工程や研磨工程の後にも例えば図１１に示す洗
浄装置を用いてウエハ表面の洗浄が行われている。
【０００３】前記洗浄装置について簡単に説明すると、
この装置はウエハＷの外周全体を保持すると共に、回転
機構１２により鉛直な軸のまわりに回転可能なウエハ保
持部１１と、ウエハＷの上面に所定の圧力で接触される
と共に鉛直な軸のまわりに回転可能なブラシ１３と、ウ
エハ保持部１１とウエハＷの周囲を包囲し、昇降機構１
４により垂直方向に移動可能なカップ１５とを備えて構
成されている。また前記ウエハ保持部１１には図示しな
い重錘が設けられており、ウエハＷを回転させると例え
ば図１２に示すようにウエハ保持部１１自体が遠心力に
より内側に傾き、ウエハ周縁部の挟圧力が大きくなるよ
うになっている。
【０００４】このような洗浄装置では、ウエハＷとブラ
シ１３とを回転させ、ウエハの上面にブラシ１３を介し
て洗浄液を供給すると共に、当該ブラシ１３をウエハＷ
の上面に押し当てて水平方向に移動させながら、ウエハ
Ｗとブラシ１３とを摺動させることにより、ウエハ上面
の粒子汚染物を除去している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の洗
浄装置では、ウエハ保持部１１によりウエハＷの全周を
保持しており、しかもこのウエハ保持部１１はウエハＷ
を回転させるとウエハ保持部１１自体が内側に傾くの
で、ブラシ１３は当該ウエハ保持部１１に邪魔されてウ
エハＷの外縁ぎりぎりの位置までは入り込めない。この
ためウエハＷの周縁部や端面はブラシ１３による洗浄が
できない状況であった。ところでウエハＷの研磨処理で
はウエハＷの周縁部や端面にウエハＷの削り滓や研磨液
等が付着する場合が多く、これらの部分が洗浄できる装
置への要求が高まっている。
【０００６】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は基板の中央よりの領域のみならず
周縁部も洗浄することができる洗浄装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため本発明の洗浄装
置は、基板の周縁部を保持し、基板をその板面に沿って
回転させる基板保持部と、前記基板の周縁部よりも中央
寄りの領域を洗浄するために基板に洗浄液を供給する主
洗浄液供給部と、前記基板の板面に接触し、基板を洗浄
する洗浄部材と、前記基板の周縁部を洗浄するために基
板に洗浄液を供給する補助洗浄液供給部と、この補助洗
浄液供給部から供給される洗浄液に超音波を発振してこ
の洗浄液を振動させる超音波発振部と、を備えたことを
特徴とする。
【０００８】このような装置では、補助洗浄液供給部か
ら供給される洗浄液は超音波により振動しているので、
超音波が発振されていない洗浄液に比べて洗浄力が大き
いと共に、僅かな隙間にも入り込んで行きやすい。この
ため補助洗浄液供給部から基板の周縁部に供給された洗
浄液は回転の遠心力で外方に向けて拡散して行き、基板
の周縁部と基板保持部との隙間にも入り込み、こうして
周縁部や端面にも行き渡るので、基板は周縁部よりも中
央寄りの領域のみならず周縁部も洗浄される。
【０００９】また前記洗浄装置は、補助洗浄液供給部は
洗浄液供給路を備え、超音波発振部は、前記洗浄液供給
路を通る洗浄液に超音波を発振する発振子を備えるよう
に構成してもよいし、主洗浄液供給部及び補助洗浄液供
給部は、共通の洗浄液供給部として構成され、基板の周
縁部を洗浄するときには超音波発振部から超音波を発振
し、基板の周縁部よりも中央寄りの領域を洗浄するとき
には超音波を発振させないかまたは基板の周縁部を洗浄
するときよりも超音波を弱く発振させるようにしてもよ
い。
【００１０】さらに基板保持部は、各々鉛直な軸の周り
に回転自在に円形の基板の輪郭に沿って間隔をおいて設
けられ、前記基板が水平となるように基板の周縁部を外
周面により保持しかつガイドするための複数の回転ガイ
ド部材と、これら複数の回転ガイド部材のうち少なくと
も一つを駆動して回転させるための駆動部を備えるよう
に構成してもよく、この場合には基板は回転ガイド部材
により周面を送り出されることにより回転され、当該基
板と基板保持部とは固定されないので、補助洗浄液供給
部からの洗浄液がより基板の周縁部に行き渡りやすい。
また基板保持部は基板の周縁部を保持した状態で基板の
中心軸のまわりに回転するように構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の洗浄装置の実施の
形態の一例について説明するが、図１は洗浄装置の概略
斜視図であり、図２は平面図、図３は主要部の側面図で
ある。図中２（２ａ〜２ｅ）は回転ガイド部材であり、
これらは基板例えばウエハＷが洗浄位置にあるときに、
当該ウエハＷのノッチ（Ｖ字型切り込み）以外の輪郭に
沿って間隔をおいて設けられている。
【００１２】前記回転ガイド部材２は回転軸２１の上端
部に回転ガイド体２２を備えて構成されており、回転ガ
イド体２２は下に行くほど径が拡大するように周面が傾
斜した傾斜面部２３を有している。前記傾斜面部２３の
上部側は洗浄位置（回転ガイド部材２による保持位置）
にあるウエハＷの周縁部の外側に位置し、下部側はウエ
ハＷの周縁部の内側に位置していて、この傾斜面部２３
によりウエハＷが水平（ほぼ水平な状態も含む）になる
ように当該ウエハＷの周縁部が保持されるようになって
いる。
【００１３】このような回転ガイド部材２の内の例えば
２つの回転ガイド部材２ａ，２ｃの回転軸２１の下端側
は、当該回転軸２１を回転させるための駆動部２４例え
ばモ−タに接続されており、また残りの回転ガイド部材
２ｂ，２ｄ，２ｅの回転軸２１の下端側は軸受け２５に
支持されている。こうして回転ガイド部材２ａ，２ｃは
モ−タの駆動により鉛直な軸の周りに回転され、この回
転によって残りの回転ガイド部材２ｂ，２ｄ，２ｅも鉛
直な軸の周りに回転されることになる。
【００１４】そしてこの回転ガイド部材２の回転によ
り、ウエハＷの周縁部が回転ガイド体２２の傾斜面２３
によって周方向に送り出され、こうしてウエハＷは回転
ガイド体２２によりガイドされながら、当該ウエハＷの
中心軸のまわりに板面に沿って回転される。本実施の形
態では回転ガイド部材２と駆動部２４とにより基板保持
部が構成されている。
【００１５】前記回転ガイド部材２には搬送ア−ム２６
によりウエハＷが受け渡されるようになっている。この
搬送ア−ム２６は、例えば図２及び図３に一点鎖線で示
すように段部２６ａの上面にウエハＷの周縁部を載置す
ることにより当該ウエハＷの周縁部の一部を保持するよ
うに構成されている。また搬送ア−ム２６は水平方向に
進退可能及び昇降可能に構成されており、これにより搬
送ア−ム２６はウエハＷの周縁部を保持して、この例で
は回転ガイド部材２ｃ，２ｄの間から前記回転ガイド部
材２に囲まれた領域の上方に進入し、この位置から下降
して当該ウエハＷを回転ガイド部材２に受け渡すように
なっている。
【００１６】回転ガイド部材２に保持されたウエハＷの
表面側及び裏面側には、当該ウエハＷの表面を洗浄する
ための第１の洗浄ブラシ３１と、ウエハＷの裏面を洗浄
するための第２の洗浄ブラシ３２とが設けられている。
これら洗浄ブラシ３１，３２は例えばウエハＷの半径よ
りも長い円筒体のスポンジよりなり、例えばブラシ内か
ら後述する洗浄液が供給されるようになっている。本実
施の形態ではこれら洗浄ブラシ３１，３２により洗浄部
材が構成されている。
【００１７】またこれら洗浄ブラシ３１，３２は、図３
の一点鎖線で囲った枠内に側面図で示すように、共通の
支持部材３に支持されてウエハＷを洗浄する洗浄位置
（図２中実線で示す位置）とウエハＷの外側の待機位置
（図２中一点鎖線で示す位置）との間を移動するように
構成されている。そして洗浄位置にあるときには、この
例では回転ガイド部材２ｂ，２ｃの間に洗浄ブラシ３
１，３２の基端側が位置し、ウエハＷの周縁部が当該基
端部の内側近傍に位置するように配置される。
【００１８】前記支持部材３は支柱３３を備えており、
この支柱３３の前面には水平な第１及び第２の支持プレ
−トＰ１，Ｐ２の基端側が夫々上下にスライドできるよ
うに取り付けられている。前記支持プレ−トＰ１，Ｐ２
の上面には夫々第１及び第２のモ−タＭ１，Ｍ２を介し
て洗浄ブラシ３１，３２の基端側が取り付けられてい
て、これにより洗浄ブラシ３１，３２が水平な軸の周り
に回転されるようになっている。
【００１９】また支持部材３は支柱３３をガイドレ−ル
３４ａに沿ってｘ軸方向に進退させるためのｘ方向駆動
部３４と、支柱３３をｚ軸周りに回転させるためのθ方
向駆動部３５とを備えており、こうして洗浄ブラシ３
１，３２は前記洗浄位置と待機位置との間で移動される
と共に、ウエハＷを洗浄するときにはウエハＷの一方の
周縁部から中心部を通り他方の周縁部に至るように水平
方向に移動される。なお前記洗浄ブラシ３１，３２の待
機位置には図示しないブラシ洗浄機構が設けられてい
る。
【００２０】さらに前記支柱３３の内部には図示しない
加圧調整機構が設けられており、この加圧調整機構によ
り洗浄ブラシ３１，３２の間の間隔が調整されると共
に、ウエハＷに対する洗浄ブラシ３１，３２の押圧力が
夫々所定の圧力に調整されるようになっている。この加
圧調整機構は例えば加圧シリンダやバネなどを利用して
構成されている。
【００２１】また回転ガイド部材２に保持されたウエハ
Ｗの表面側及び裏面側には、当該ウエハＷの表面及び裏
面に夫々洗浄液を供給するための第１の主洗浄液ノズル
４１（以下「第１の主ノズル４１」という）と第２の主
洗浄液ノズル４２（以下「第２の主ノズル４２」とい
う）とが、夫々第１及び第２の洗浄ブラシ３１，３２の
上方側と下方側に洗浄ブラシ３１，３２と緩衝しないよ
うに設けられている。
【００２２】これら主ノズル４１，４２は、夫々第１及
び第２の支持ア−ム４３，４４により支持されて、ウエ
ハＷのほぼ回転中心に洗浄液を供給する供給位置（図２
中実線で示す位置）とウエハＷの外側の待機位置（図２
中一点鎖線で示す位置）との間を移動するように構成さ
れている。本実施の形態ではこれら第１及び第２の主ノ
ズル４１，４２とにより、当該ウエハＷの表面及び裏面
の周縁部よりも中央寄りの領域（以下この領域を「中央
側領域」という）を洗浄するための主洗浄液供給部が構
成されている。
【００２３】さらに回転ガイド部材２に保持されたウエ
ハＷの表面側及び裏面側には、当該ウエハＷの表面及び
裏面の周縁部近傍位置例えばウエハＷのパタ−ン形成領
域の外側の位置に夫々洗浄液を供給するために、第１の
補助洗浄液ノズル５１（以下「第１の補助ノズル５１」
という）と第２の補助洗浄液ノズル５２（以下「第２の
補助ノズル５２」という）とが、夫々第１及び第２の洗
浄ブラシ３１，３２の上方側と下方側に洗浄ブラシ３
１，３２と緩衝しないように設けられている。
【００２４】これら補助ノズル５１，５２は、例えば図
４に示すようなメガソニックノズル５により構成されて
いる。このメガソニックノズル５は鉛直な洗浄液供給路
５３を備えており、この洗浄液供給路５３の外周囲のほ
ぼ中央部付近には、前記洗浄液供給路５３を通る洗浄液
に超音波を発振するための超音波発振部５４が設けられ
ている。この超音波発振部５４は前記洗浄液供給路５３
を囲むように水平断面がリング状の筒状体からなり、内
部には洗浄液供給路５３を囲むリング状の超音波発振子
５５が長さ方向に複数個設けられている。このようなメ
ガソニックノズル５では、洗浄液供給路５３を通って吐
出される洗浄液は超音波により振動したものとなる。
【００２５】前記補助ノズル５１，５２は、夫々第１及
び第２の支持ア−ム５６，５７により支持されて、ウエ
ハＷの周縁部近傍位置に洗浄液を供給する供給位置（図
２中実線で示す位置）とウエハＷの外側の待機位置（図
２中一点鎖線で示す位置であって、洗浄ブラシ３１，３
２の待機位置や主ノズル４１，４２の待機位置と緩衝し
ない位置）との間を移動するように構成されている。本
実施の形態ではこれら第１及び第２の補助ノズル５１，
５２によりウエハＷの周縁部（中央側領域の外側の領
域）を洗浄するための補助洗浄液供給部が構成されてい
る。
【００２６】ここで主ノズル４１，４２及び補助ノズル
５１，５２に供給される洗浄液としては、例えば成膜処
理の後の洗浄では純水が用いられ、研磨処理の後の洗浄
では所定の薬液が用いられるが、例えば前記主ノズル４
１，４２や補助ノズル５１，５２は洗浄液の種類毎に複
数用意される。
【００２７】続いて上述の洗浄装置の作用について説明
する。先ず洗浄ブラシ３１，３２及び主ノズル４１，４
２、補助ノズル５１，５２を待機位置に位置させた状態
で、ノッチの位置合わせがされたウエハＷを搬送ア−ム
２６に保持させて回転ガイド部材２に受け渡し、当該ウ
エハＷを傾斜面部２３に保持させる。
【００２８】次いでウエハＷを回転ガイド部材２により
鉛直な軸のまわりに回転させる一方、洗浄ブラシ３１，
３２を洗浄位置に移動させると共に、主ノズル４１，４
２及び補助ノズル５１，５２を供給位置に移動させる。
このとき洗浄ブラシ３１，３２は、予め両者の間隔をウ
エハＷの厚さよりも大きくなるように設定しておき、こ
の状態で洗浄位置まで移動させてから、夫々所定の押圧
力でウエハＷの表面及び裏面に夫々接触させる。
【００２９】そして洗浄液を、主ノズル４１，４２によ
り夫々ウエハＷの表面及び裏面のほぼ回転中心に供給す
ると共に、補助ノズル５１，５２により夫々ウエハＷの
表面及び裏面の周縁部近傍位置に供給する。そして洗浄
ブラシ３１，３２からも洗浄液を供給しながら、洗浄ブ
ラシ３１，３２を回転させながら、ウエハＷの一方の周
縁部から他方の周縁部まで移動させて洗浄処理を行う。
【００３０】このようにすると主ノズル４１，４２から
ウエハＷの回転中心に供給された洗浄液は、回転の遠心
力により周縁部に向けて拡散しながら流れて行く。一方
補助ノズル５１，５２からの洗浄液は超音波の発振によ
り振動した状態でウエハＷの周縁部近傍位置に供給さ
れ、振動しながら遠心力により外側に向けて拡散して行
く。
【００３１】そしてウエハＷの半径よりも長い洗浄ブラ
シ３１，３２を移動させながら当該洗浄ブラシ３１，３
２とウエハＷとを摺動させることによって、ウエハＷは
中心部から周縁部まで満遍なく洗浄される。この際洗浄
ウエハＷは、ブラシ３１，３２のウエハＷに対する押圧
力が夫々適切な値に調整された状態で、２つの洗浄ブラ
シ３１，３２の間に挟み込まれた形で洗浄が行われるの
で、ウエハＷの表面及び裏面は所定の清浄度に洗浄され
る。
【００３２】こうしてウエハＷを洗浄した後、主ノズル
４１，４２及び補助ノズル５１，５２を待機位置に移動
させると共に、洗浄ブラシ３１，３２を待機位置に移動
させる。そしてウエハＷを回転ガイド部材２の回転によ
り高速で回転させ、この回転の遠心力により洗浄液を飛
散させて乾燥させる一方、このウエハＷの乾燥に平行し
て洗浄ブラシ３１，３２を待機位置に設けられた図示し
ない洗浄機構により洗浄する。
【００３３】このような洗浄装置では、ウエハＷの中央
側領域には主ノズル４１，４２よりウエハＷのほぼ回転
中心に供給された洗浄液が行き渡るので、当該領域は洗
浄ブラシ３１，３２とウエハＷとの摺動により洗浄され
る。一方ウエハＷの周縁部は補助ノズル５１，５２によ
り供給された超音波が発振された洗浄液自体による洗浄
と、洗浄ブラシ３１，３２による洗浄とによって洗浄さ
れる。
【００３４】つまり超音波が発振された洗浄液は振動し
ているため、超音波が発振されていない洗浄液に比べて
洗浄力が大きくなると共に、入り込みにくい僅かな隙間
等にも浸入して行きやすい。このためウエハＷの回転に
よる拡散によりウエハＷと回転ガイド部材２との間にも
洗浄液が浸入して行き、ウエハの周縁部や端面にも超音
波振動が与えられた洗浄液が行き渡るので、この領域も
洗浄できる。この際本実施の形態ではウエハは回転ガイ
ド部材２により周縁部を周方向に送り出すことにより回
転され、ウエハＷと回転ガイド部材２との間は固定され
ていないので、さらに洗浄液が入り込みやすく、より洗
浄液による洗浄が行われやすい。
【００３５】さらに本実施の形態ではウエハ自体が回転
しているので、ウエハの周縁部も満遍なく洗浄ブラシ３
１，３２に接触され、しかもウエハは２つの洗浄ブラシ
に挟み込まれた状態で洗浄される。このため洗浄液によ
る洗浄のみならず、洗浄ブラシ３１，３２による洗浄も
行えるので、よりウエハ周縁部やウエハ端面の洗浄を確
実に行うことができる。
【００３６】さらにまた本実施の形態では中央側領域洗
浄用に主ノズル４１，４２を用意すると共に、周縁部洗
浄用に補助ノズル５１，５２とを用意し、ウエハＷの周
縁部近傍位置のみに超音波振動が与えられた洗浄液を供
給している。ここで仮にウエハＷ表面全体を共通のメガ
ソニックノズルで洗浄しようとすると、ウエハＷの中央
側領域には微細なパタ−ンが形成されているので、この
パタ−ンを損なわないようにするためには、当該領域に
は強い超音波を与えることができない。従ってこの場合
はパタ−ンを損傷しない程度の弱い超音波のまま周縁部
も洗浄しなければならなくなり、周縁部の洗浄が不十分
となってしまう。
【００３７】ところが本実施の形態では既述のように主
ノズル４１，４２と補助ノズル５１，５２とを用意し、
中央側領域には超音波が発振されない洗浄液が供給され
るので、洗浄の際微細なパタ−ンが超音波により損傷さ
れることはない。一方周縁部ではパタ−ンの損傷を気に
することなく、メガソニックノズル５のパワ−を十分に
大きくでき、強い超音波を与えることができる。このた
め中央側領域のパタ−ンの損傷を抑えながら、周縁部の
洗浄も十分に行うことができる。
【００３８】さらにまた本実施の形態ではウエハの裏面
側にもスペ−スができるため、ウエハの裏面側に当該裏
面洗浄用の洗浄ブラシ３２や主ノズル４２、補助ノズル
５２を設けることができ、これによってウエハの表面と
共に裏面も同時に洗浄することができる。このため従来
ウエハＷの両面を洗浄する場合には必要であった反転装
置が不要となるので従来装置に比べて洗浄装置全体が大
幅に小型化する上、洗浄処理時間が大幅に短縮され、ス
ル−プットが向上する。さらにまた洗浄液は回転の遠心
力により飛散して行くので、他面側への洗浄液の回り込
みが防止できると共に、仮に回り込んだとしても他面側
も洗浄しているので、回り込んだ洗浄液により他面側が
汚染されるおそれはない。
【００３９】ここで前記第１の主ノズル４１及び第１の
補助ノズル５１と、第２の主ノズル４２及び第２の補助
ノズル５２として、例えば図５に示すような洗浄液ノズ
ル５８を共通に用いてもよい。この洗浄液ノズル５８は
図４に示すメガソニックノズル５において、超音波発振
部５４の電源部５９をスイッチ５９ａによりオン・オフ
すると共に、洗浄液ノズル５８を一方の周縁部から中央
部を通り他方の周縁部まで直径方向に移動できるように
構成したものである。
【００４０】この場合ウエハＷを洗浄するときには洗浄
液ノズル５８を移動させながら処理を行い、周縁部を洗
浄するときには、スイッチ５９ａをオンにして超音波発
振部５４から超音波を発振させ、ウエハＷに超音波振動
が与えられた洗浄液を供給し、ウエハＷの中央側領域を
洗浄するときにはスイッチ５９ａをオフにして超音波を
発振させないようにして洗浄処理を行う。
【００４１】この際図６に示すようにウエハＷの中央側
領域を洗浄するときにはスイッチ５９ａをオフにするの
ではなく、図示しない調整部によりパタ−ンを損傷しな
い程度の弱い例えば／１００ｗの超音波振動を洗浄液に
与えるようにし、周縁部を洗浄するときには強い例えば
中央側領域を洗浄するときのパワーの１．５倍以上のパ
ワーの超音波振動を洗浄液に与えるようにしてもよい。
この例では洗浄液ノズル５８は、主洗浄液供給部と補助
洗浄液を兼ねる共通の洗浄液供給部に相当する。
【００４２】このような構成では、共通の洗浄液ノズル
５８を用いるので装置構成が簡素化されると共に、中央
側領域にもパタ−ンを損なわない程度の弱い超音波が与
えられるので、当該領域の洗浄度を高くすることができ
る。
【００４３】続いて本発明の他の例について図７及び図
８により説明するが、この例では鉛直な軸のまわりに回
転するリング状の回転体によりウエハＷの周縁部を上下
から挟んで当該ウエハＷが水平となるように保持し、こ
の回転体に当該回転体の外側に設けられた駆動部により
回転力を与えるように基板保持部が構成されている。
【００４４】この基板保持部について簡単に説明する
と、図中６ａは例えば水平なリング状の板状体からなる
上側回転体、６ｂは例えば水平な断面Ｌ字状のリング状
体からなる下側回転体であって、これらは下側回転体６
ａの凹部に上側回転体６ｂの凸部が嵌合して両者一体と
なり、回転体を構成するようになっている。
【００４５】前記上側回転体６ａの下面の内周面近傍及
び下側回転体６ｂの上面の内周面近傍には、夫々上に向
けて傾斜する傾斜面と下に向けて傾斜する傾斜面とが形
成されており、回転体６ａ，６ｂが一体となったときに
はこれら傾斜面が保持位置（洗浄位置）にある基板例え
ばウエハＷの周縁部の上側及び下側に夫々接触して当該
ウエハＷを上下から押圧し、これによりウエハＷが水平
に保持されるようになっている。
【００４６】前記上側回転体６ａ及び下側回転体６ｂ
は、夫々リング内径がウエハＷの外形よりも大きいリン
グ状の板状体よりなる上側支持体６１ａと下側支持体６
１ｂとにより軸受けされる状態で支持されている。つま
り上側支持体６１ａの下面側及び下側支持体６１ｂの上
面側には周方向に例えば４本の支持軸６２ａ，６２ｂの
基端側が夫々固定されており、これら支持軸６２ａ，６
２ｂの先端側は例えば図８の一点鎖線で囲った枠内に支
持軸６２ｂを例にして示すように断面がＴ字状に構成さ
れていて、この先端側が下側回転体６ｂに形成された孔
部６０ｂにベアリング機構６３ｂを介して取り付けられ
ている。これにより下側回転体６ｂは支持軸６２ｂに対
して水平方向に移動可能に構成されることになる。また
下側回転体６ｂと同様に上側回転体６ａも支持軸６２ａ
に対して水平方向に相対的に移動可能に取り付けられて
いる。
【００４７】前記上側支持体６１ａは例えば昇降機構６
４にて昇降可能に保持されている。一方下側支持体６１
ｂは水平な基体６５に取り付けられており、前記基体６
５の下側回転体６１ｂの外側には駆動部をなすモ−タ６
６が設けられていて、このモ−タ６６の回転力がベルト
６７を介して下側回転体に伝達されるようになってい
る。
【００４８】また前記基体６５の下方側には受渡台６８
が設けられており、この受渡し台６８は基体６５の下面
に取り付けられた回転機構６９により、基体６５の下方
側の待機位置と洗浄位置にあるウエハＷの下方側の受け
渡し位置との間で移動可能に構成されている。このよう
な構成の洗浄装置では上側回転体６ａ及び下側回転体６
ｂと、上側支持体６１ａ及び下側支持体６１ｂ、駆動部
とにより基板保持部が構成されている。
【００４９】さらにこの例では当該ウエハＷの表面を洗
浄するための洗浄部材として、直径がウエハＷの直径よ
りも小さい円形のブラシ部７０を備えた第１の洗浄ブラ
シ７１と第２の洗浄ブラシ７２とを用いており、これら
洗浄ブラシ７１，７２は夫々ブラシア−ム７３，７４に
取り付けられて、これらブラシア−ム７３，７４により
ウエハＷが洗浄位置にあるときの上側支持体６１ａの上
方側及び下側保持部６１ｂの下方側の位置とウエハＷの
表面及び裏面に接触する位置との間で昇降されるように
なっている。
【００５０】また洗浄ブラシ７１，７２はブラシア−ム
７３，７４の基端側に設けられた図示しないモ−タによ
り図示しないベルトを介して鉛直な軸のまわりに回転さ
れるようになっている。さらに前記ブラシア−ム７３，
７４は水平方向に移動可能に構成されていて、これによ
り洗浄ブラシ７１，７２はウエハＷが洗浄位置にあると
きの上側支持体２３の上方側の位置と待機位置との間で
進退されると共に、ウエハＷを洗浄するときにはウエハ
Ｗの中心部を通って一方の周縁部から他方の周縁部まで
水平方向に移動されるようになっている。
【００５１】主ノズル４１，４２や補助ノズル５１，５
２の供給位置は、上側支持体６１ａの上方側及び下側支
持体６１ｂの下方側であり、これらのノズルからの洗浄
液は支持体６１ａ，６１ｂ及び回転体６ａ，６ｂの内部
空間を介してウエハＷの表面及び裏面に供給される。主
ノズル４１，４２や補助ノズル５１，５２の構成やその
他の構成は上述の実施の形態と同じである。
【００５２】このような構成の洗浄装置では、洗浄ブラ
シ７１，７２及び主ノズル４１，４２及び補助ノズル５
１，５２を待機位置に位置させた状態で、上側回転体６
ａを載置位置まで上昇させ、こうして回転体６ａ，６ｂ
の間に形成された領域にウエハＷを図示しない搬送ア−
ムにより所定の位置まで進入させる。次いで受渡し台６
８を受渡し位置まで移動させた後、当該受渡し台６８の
上面から図示しない受渡しピンを突出させて、当該受け
渡しピンと搬送ア−ムとの協動作用によりウエハＷの周
縁部を下側回転体６ｂに受渡す。この後上側回転体６ａ
を洗浄位置まで下降させて回転体６ａ，６ｂを一体に
し、こうしてウエハＷの周縁部を上下から押圧してウエ
ハＷを保持させた後、受渡し台６８は待機位置に移動さ
せる。
【００５３】次いで下側回転体６ｂに駆動部から回転力
を与えてこれら回転体６ａ，６ｂを回転させることによ
りウエハＷを中心軸のまわりに回転させる一方、洗浄ブ
ラシ７１，７２をウエハＷの上方側に移動させると共
に、主ノズル４１，４２及び補助ノズル５１，５２を供
給位置まで移動させる。そして主ノズル４１，４２から
ウエハＷのほぼ回転中心に洗浄液を供給すると共に、補
助ノズル５１，５２からウエハＷの周縁部近傍位置に超
音波振動の与えられた洗浄液を供給しながら、洗浄ブラ
シ７１，７２を、支持体６１ａ，６１ｂ、回転体６ａ，
６ｂの内部空間を通ってウエハＷの表面及び裏面に夫々
所定の押圧力で接触させ、これら洗浄ブラシ７１，７２
を回転させ、かつウエハＷの一方の周縁部と他方の周縁
部との間で直線的に移動させて、上述の実施の形態と同
様に洗浄処理を行う。
【００５４】このような洗浄装置においても、ウエハＷ
の中央側領域は主ノズル４１，４２と洗浄ブラシ７１，
７２とにより洗浄され、周縁部は補助ノズル５１，５２
からの超音波振動の与えられた洗浄液により洗浄される
ので、ウエハＷは中央側領域のみならず、周縁部も洗浄
される。つまり本実施の形態ではウエハＷは回転体６
ａ，６ｂに周縁部が保持された状態で回転するが、補助
ノズル５１，５２よりの超音波振動が与えられた洗浄液
は回転の遠心力によって拡散し、超音波の振動により回
転体６ａ，６ｂとウエハＷの周縁部との隙間に入り込ん
で行って、ウエハＷの周縁部と端面に行き渡り、これに
より当該領域が洗浄される。
【００５５】続いて本発明のさらに他の例について図９
及び図１０により説明するが、この例では基板保持部は
ウエハＷの周縁部を保持して回転させるメカニカルチャ
ック８により構成されている。このメカニカルチャック
８について簡単に説明すると、図中８１は水平な円板よ
りなる底板であり、この底板８１の底面は鉛直な回転軸
８２を介して駆動部をなすモ−タ８３に接続されてい
る。
【００５６】また底板８１の周縁部の例えば６か所の位
置は上方に起立していて、この起立部８４にはウエハ保
持部８５が設けられている（図１０参照）。このウエハ
保持部８５はその内周面の途中から下部側の部分が内側
に傾斜しており、この傾斜面の上部側でウエハＷの周縁
部を保持するようになっている。またウエハ保持部８５
は前記起立部８４に水平な回転軸８６を介して取り付け
られていると共に、ウエハ保持部８５には図示しない重
錘が内蔵されている。
【００５７】このようなメカニカルチャック８には、図
１０に示す搬送ア−ム８７によりウエハＷが受け渡され
る。この搬送ア−ム８７は底板８１よりも内径が大きい
リング体の一部を切欠した形状をなしており、このリン
グ体の内側の３か所の位置には内方に伸びるウエハ載置
部８８が設けられている。ウエハＷはこのウエハ載置部
８８の先端に形成された凸部８８ａ上に載置される。
【００５８】底板８１の前記ウエハ載置部８８に相当す
る位置にはウエハ載置部８８が通過可能な切欠８１ａが
形成されており、搬送ア−ム８７に保持されたウエハＷ
は、当該搬送ア−ム８７を、メカニカルチャック８の上
方側の所定位置に位置させた後当該位置から下降させ、
こうして切欠８１ａにウエハ載置部８８を通過させるこ
とにより、メカニカルチャック８のウエハ保持部８５に
ウエハＷを受け渡すようになっている。
【００５９】またメカニカルチャック８に保持されたウ
エハＷの表面には、当該表面を洗浄するための洗浄部材
をなす洗浄ブラシ９１と、ウエハＷの表面側のほぼ回転
中心に洗浄液を供給するための主洗浄液供給部をなす主
ノズル９２と、ウエハＷの表面の周縁部近傍位置に洗浄
液を供給するための補助洗浄液供給部をなす補助ノズル
９３とが設けられている。ここで洗浄ブラシ９１は上述
の第１の洗浄ブラシ７１と同様に構成されており、主ノ
ズル９２及び補助ノズル９３は夫々第１の主ノズル４１
と第１の補助ノズル５２と同様に構成されている。
【００６０】このような構成の洗浄装置では、メカニカ
ルチャック８を回転させることによりウエハＷを中心軸
のまわりに回転させながら、主ノズル９２からウエハＷ
のほぼ回転中心に洗浄液を供給すると共に、補助ノズル
９３からウエハＷの周縁部近傍位置に超音波振動が与え
られた洗浄液を供給し、洗浄ブラシ９１を回転させ、か
つウエハＷ上を移動させながら洗浄処理が行われる。
【００６１】この際ウエハ保持部８５は回転の遠心力が
働くと重錘の作用により上部側が内側に傾き、当該ウエ
ハ保持部８５が設けられた箇所では洗浄ブラシ９１がウ
エハＷの外縁ぎりぎりの位置までは入り込めなくなる
が、補助ノズル９３からの超音波振動が与えられた洗浄
液はウエハ保持部８５とウエハＷの周縁部との隙間に入
り込んで行って、ウエハＷの周縁部と端面に行き渡るの
で、これにより当該領域が洗浄され、こうしてウエハＷ
は中央側領域のみならず、周縁部も洗浄される。
【００６２】以上において本発明では、補助洗浄液供給
部からのウエハに供給される洗浄液の落下点に超音波を
照射することにより、当該洗浄液を振動させるようにし
てもよい。また主ノズル４１，４２はウエハＷのほぼ回
転中心に洗浄液を供給するタイプに限らず、主ノズル４
１，４２を周縁部と回転中心との間で移動させるように
してもよい。また補助ノズル５１，５２はパタ−ン形成
領域の外側の領域であれば、どの領域に洗浄液を供給す
るものであってもよい。さらに主ノズル４１，４２も補
助ノズル５１，５２と同様の構成のメガソニックノズル
により構成し、パタ−ンを損傷しない程度の弱い超音波
振動を洗浄液に与えるようにしてウエハＷの中央側領域
を洗浄するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、基板を洗浄する場合
に、周縁部よりも中央よりの領域のみならず、周縁部も
洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄装置の一実施の形態を示す概略斜
視図である。
【図２】前記洗浄装置を示す平面図である。
【図３】前記洗浄装置の主要部を示す側面図である。
【図４】前記洗浄装置に用いられる補助ノズルを示す断
面図である。
【図５】前記洗浄装置に用いられる補助ノズルの他の例
を示す断面図である。
【図６】前記洗浄装置に用いられる補助ノズルの他の例
を示す側面図である。
【図７】本発明の洗浄装置の他の例を示す斜視図であ
る。
【図８】前記洗浄装置を示す側面図である。
【図９】本発明の洗浄装置のさらに他の例を示す側面図
である。
【図１０】前記洗浄装置を示す平面図である。
【図１１】従来の洗浄装置を示す側面図である。
【図１２】従来の洗浄装置に用いられるウエハ保持部の
作用を示す側面図である。
【符号の説明】
２ 回転ガイド部材 ２４ 駆動部 ３１，７１ 第１の洗浄ブラシ ３２，７２ 第２の洗浄ブラシ ４１ 第１の主ノズル ４２ 第２の主ノズル ５ メガソニックノズル ５１ 第１の補助ノズル ５２ 第２の補助ノズル ５８ 洗浄液ノズル ６ａ 上側回転体 ６ｂ 下側回転体 ６１ａ 上側支持体 ６１ｂ 下側支持体 ８ メカニカルチャック ８５ ウエハ保持部 ９１ 洗浄ブラシ ９２ 主ノズル ９３ 補助ノズル Ｗ 半導体ウエハ
フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 圭蔵 山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650 東京エレ クトロン九州株式会社プロセス開発センタ −内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板の周縁部を保持し、基板をその板面
    に沿って回転させる基板保持部と、 前記基板の周縁部よりも中央寄りの領域を洗浄するため
    に基板に洗浄液を供給する主洗浄液供給部と、 前記基板の板面に接触し、基板を洗浄する洗浄部材と、 前記基板の周縁部を洗浄するために基板に洗浄液を供給
    する補助洗浄液供給部と、 この補助洗浄液供給部から供給される洗浄液に超音波を
    発振してこの洗浄液を振動させる超音波発振部と、 を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  2. 【請求項２】 補助洗浄液供給部は洗浄液供給路を備
    え、超音波発振部は、前記洗浄液供給路を通る洗浄液に
    超音波を発振する発振子を備えたことを特徴とする請求
    項１記載の洗浄装置。
  3. 【請求項３】 主洗浄液供給部及び補助洗浄液供給部
    は、共通の洗浄液供給部として構成され、基板の周縁部
    を洗浄するときには超音波発振部から超音波を発振し、
    基板の周縁部よりも中央寄りの領域を洗浄するときには
    超音波を発振させないかまたは基板の周縁部を洗浄する
    ときよりも超音波を弱く発振させることを特徴とする請
    求項１または２記載の洗浄装置。
  4. 【請求項４】 基板保持部は、各々鉛直な軸の周りに回
    転自在に円形の基板の輪郭に沿って間隔をおいて設けら
    れ、前記基板が水平となるように基板の周縁部を外周面
    により保持しかつガイドするための複数の回転ガイド部
    材と、これら複数の回転ガイド部材のうち少なくとも一
    つを駆動して回転させるための駆動部と、を備えたこと
    を特徴とする請求項１、２または３記載の洗浄装置。
  5. 【請求項５】 基板保持部は、基板の周縁部を保持した
    状態で基板の中心軸のまわりに回転することを特徴とす
    る請求項１、２または３記載の洗浄装置。
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