JPH11274125A - 洗浄処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は複数の洗浄ノズルからの洗浄液の
供給を制御する場合に、洗浄ノズルから噴射される洗浄
液の圧力が変動することのないようにした洗浄処理装置
を提供することにある。 【解決手段】 基板２０を複数の洗浄ノズル５１〜５３
から噴出される洗浄液によって洗浄する洗浄処理装置に
おいて、一定量の洗浄液を一定の圧力で供給する供給タ
ンク５９と、この供給タンク５９からの洗浄液を分岐し
て上記複数の洗浄ノズルにそれぞれ供給する複数の分岐
管５４ａ〜５４ｃと、各分岐管に設けられ上記供給源か
らの洗浄液を上記洗浄ノズルに供給する状態と供給を停
止する状態とに切り替えるとともに供給停止時には上記
供給源からの洗浄液を逃す三方切り替え制御弁５５〜５
７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や液
晶用ガラス基板などの被洗浄物を洗浄ノズルから噴出さ
れる洗浄液によって洗浄処理する洗浄処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置などの製造工
程においては、被洗浄物としての半導体ウエハやガラス
基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスが
ある。リソグラフィプロセスは、周知のように上記半導
体ウエハにレジストを塗布し、このレジストに回路パタ
−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレ
ジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射され
た部分）を除去し、除去された部分を処理するという一
連の工程を数十回繰り返すことで回路パタ−ンが形成さ
れる。

【０００３】各工程において、上記半導体ウエハが汚染
されていると回路パタ−ンを精密に形成することができ
なくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それ
ぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジスト
や塵埃が残留しない清浄な状態に上記半導体ウエハを洗
浄するということが行われている。

【０００４】上記被洗浄物を洗浄する装置としては、複
数枚の半導体ウエハを洗浄液が収容された洗浄タンク内
に漬けて洗浄するバッチ式と、１枚の被洗浄物を回転さ
せ、その被洗浄物に対して洗浄液を噴射させて洗浄する
枚葉式とがあり、被洗浄物の大型化にともない洗浄効果
の高い枚葉式が用いられる傾向にある。

【０００５】枚葉式の洗浄処理装置にはスピン洗浄処理
装置があり、このスピン洗浄処理装置において洗浄効果
をより一層高めるために、被洗浄物の上面だけでなく下
面からも洗浄ノズルによって洗浄液を噴射したり、それ
と同時に上面側には通常の洗浄ノズルの他に超音波洗浄
ノズルを配置し、超音波振動が付与された洗浄液を噴射
することで洗浄効果を高めるなどのことが行われてい
る。

【０００６】洗浄液としては純水が用いられるが、被洗
浄物に付着した有機物を効率よく洗浄除去する場合には
オゾン水が用いられることもある。通常、１台の洗浄処
理装置への洗浄液の供給は１つの供給源によって行われ
ている。１台の洗浄装置に上述したように複数の洗浄ノ
ズルが備えられている場合、たとえば複数の洗浄ノズル
を同時に使用している状態から１つの洗浄ノズルだけを
使用する状態に切り替えると、切り替え時にはその洗浄
ノズルから噴出される洗浄液の圧力が上昇する。

【０００７】それによって、その洗浄ノズルから被洗浄
物に噴出される洗浄液の位置がずれて被洗浄物の洗浄性
にばらつきが生じるということがあったり、切り替え時
の圧力の急激な上昇によって洗浄液が洗浄処理装置の回
転テーブルに噴射され、その衝突によってミストの発生
を招くなどのことがある。

【０００８】しかも、使用するノズル数が変動すると、
供給源からの洗浄液の供給量も変動することになる。洗
浄液がオゾン水の場合、その供給源では所定量の純水に
所定量のオゾンガスを吸収させることでオゾン水を生成
するようになっているから、その供給量が変動すると、
純水とオゾンガスとの割合も変動してオゾン水濃度が変
化するため、洗浄効果が不安定になるということもあ
る。洗浄液がイオン水の場合も、洗浄液の供給量が変動
することで、そのイオン水濃度が変動することが避けら
れない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、複数の洗
浄ノズルを用いた洗浄装置においては、使用する洗浄ノ
ズルの数の変動に応じてそれぞれの洗浄ノズルから噴射
される洗浄液の圧力が変動するため、その変動によって
一定の洗浄性が得られなかったり、噴出圧力が急激に上
昇したような場合には洗浄液が回転テーブルに衝突して
ミストの発生を招くなどのことがあった。

【００１０】この発明は、複数の洗浄ノズルを選択的に
使用して被洗浄物を洗浄する場合、その使用形態によっ
て洗浄ノズルから噴射される洗浄液の圧力が変動するこ
とがないようにした洗浄処理装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被洗
浄物を複数の洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって
洗浄する洗浄処理装置において、一定量の洗浄液を一定
の圧力で供給する供給源と、この供給源からの洗浄液を
分岐して上記複数の洗浄ノズルにそれぞれ供給する複数
の分岐管と、各分岐管に設けられ上記供給源からの洗浄
液を上記洗浄ノズルに供給する状態と供給を停止する状
態とに切り替えるとともに供給停止時には上記供給源か
らの洗浄液を逃す供給切り替え手段とを具備したことを
特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記供給切り替え手段から逃された洗浄液は、戻し
管によって上記供給源に戻されることを特徴とする。請
求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明におい
て、上記供給源はオゾン水発生装置あるいはイオン水発
生装置であることを特徴とする。

【００１３】請求項１の発明によれば、各分岐管に、洗
浄液を洗浄ノズルに供給する状態と供給を停止する状態
とに切り替えるとともに、停止時には供給源からの洗浄
液を逃すことができる供給切り替え手段を設けたこと
で、洗浄液を供給する洗浄ノズルの数が変動しても、供
給源からの洗浄液の供給量を一定に維持し、圧力変動を
なくすことができる。

【００１４】請求項２の発明によれば、供給切り替え手
段から逃された洗浄液を戻し管によって供給源に戻すよ
うにしたことで、ランニングコストの低減を図ることが
できる。

【００１５】請求項３の発明によれば、供給源がオゾン
水発生装置あるいはイオン水発生装置である場合、洗浄
液を供給する洗浄ノズルの数が変動しても、オゾン水や
イオン水の濃度を一定に維持することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図１と図２を参照して説明する。図１に示すスピン処理
装置は、たとえば液晶表示装置のガラス基板や半導体ウ
エハなどの基板２０を乾燥処理するためのもので、その
装置はカップ２１を備えている。このカップ２１は下カ
ップ２２ａ、上カップ２２ｂおよび内カップ２２ｃから
構成されている。下カップ２２ａは上面が開放したお椀
状をなしていて、その上端縁にはシ−ルパッキング２３
が取着され、底壁中心部には径方向外方に向かって低く
傾斜した円錐状の傾斜面２４ａが形成されている。この
傾斜面２４ａの中心部（頂部）には通孔２４が形成され
ている。

【００１７】上記通孔２４には、モ−タ２５の駆動軸２
６が挿通され、カップ２１内に突出した上記駆動軸２６
の上端はＴ字状の回転テ−ブル２７の下面に設けられた
円盤状の連結部材２８に連結されている。この連結部材
２８の下面周辺部には円周溝２９が形成され、この円周
溝２９には上記通孔２４の周縁部を形成する周壁２４ｂ
の上端部が挿入されている。

【００１８】上記下カップ２２ａの底壁の上記通孔２４
の周辺部には遮蔽リング３１が上記連結部材２８の外周
面を覆う状態で設けられている。それによって、基板２
０を後述するごとく乾燥させる際にカップ１内に飛散す
る液体が上記通孔２４を通ってモ−タ２５を濡らすのを
防止できるようになっている。

【００１９】上記回転テ−ブル２７の上面には複数の支
持ピン３２と、その支持ピン３２よりも径方向外方に位
置する複数のガイドピン３３とが周方向に所定間隔で突
設されている。支持ピン３２は回転テ−ブル２７の上面
に供給される上記基板２０の下面四隅部を支持し、上記
ガイドピン３３は上記基板２０の四隅部外周面に係合
し、その基板２０が回転テ−ブル２７上でずれ動くのを
阻止するようになっている。

【００２０】上記下カップ２２ａの底部には複数の排出
管４１の一端が接続されている。各排出管４１の他端
は、タンク４３に接続され、このタンク４３には上記排
出管４１を通じて排出される液体が流入する。

【００２１】上記回転テーブル２７の上面側には超音波
洗浄ノズル５１と上部洗浄ノズル５２とが配設され、下
面側には下部洗浄ノズル５３が配設されている。各洗浄
ノズル５１，５２，５３にはそれぞれ分岐管５４ａ，５
４ｂ，５４ｃの一端が接続されている。これら分岐管５
４ａ，５４ｂ，５４ｃの他端は供給切り替え手段として
の三方切り替え制御弁５５，５６，５７の第１の流出ポ
ート５５ａ，５６ａ，５７ａにそれぞれ接続されてい
る。

【００２２】上記三方切り替え制御弁５５，５６，５７
の流入ポート５５ｂ，５６ｂ，５７ｃには供給管５８の
一端が接続されている。この供給管５８の他端は洗浄液
の供給源としての供給タンク５９に圧力制御弁６１およ
びポンプ６２を介して接続されている。上記供給タンク
５９は例えば純水やオゾン水を供給するようになってお
り、オゾン水の場合には上記供給タンク５９に純水とオ
ゾンガスとが所定の割合で供給されることで、その純水
にオゾンガスが溶融して所定濃度のオゾン水が生成され
るようになっている。

【００２３】さらに、上記三方切り替え制御弁５５，５
６，５７の第２の流出ポート５５ｃ，５６ｃ，５７ｃに
はそれぞれ戻し管６３の一端が分岐されて接続されてい
る。この戻し管６３の他端は上記供給タンク５９に接続
されている。それによって、上記三方切り替え制御弁５
５，５６，５７の第２の流出ポート５５ｃ，５６ｃ，５
７ｃから流出する洗浄液は上記供給タンク５９に戻され
るようになっている。

【００２４】上記三方切り替え制御弁５５，５６，５７
は制御装置６４によって開閉制御される。この制御装置
６４には基板２０を洗浄する手順のプログラムが設定さ
れており、そのプログラムに基いて３つの洗浄ノズル５
１，５２，５３のうちの、適宜の洗浄ノズルから洗浄液
を噴射するようになっている。さらに、制御装置６４は
上記プログラムに基いて各三方切り替え制御弁５５，５
６，５７を開閉制御するようになっている。

【００２５】たとえば、基板２０の上面を精密洗浄する
場合には、最初に上部洗浄ノズル５２と下部洗浄ノズル
５３とから洗浄液を噴射させる。そして、これら洗浄ノ
ズル５２，５３からの洗浄液で基板２０の上下面を所定
時間洗浄したならば、上部洗浄ノズル５２と下部洗浄ノ
ズル５３への洗浄液の供給を停止し、超音波洗浄ノズル
５１から超音波が付与された洗浄液を噴射させること
で、基板２０の上面を精密洗浄する。

【００２６】各洗浄ノズル５１，５２，５３が洗浄液の
噴射を停止するときには、それぞれの分岐管５４ａ，５
４ｂ，５４ｃに接続された各三方切り替え制御弁５５，
５６，５７が制御される。つまり、洗浄液を供給しない
洗浄ノズルに対応する三方切り替え制御弁は第１の流出
ポートが閉じられて第２の流出ポートが開かれる。それ
によって、洗浄液は洗浄ノズルに供給されない分だけ、
戻し管６３を通じて供給タンク５９に戻されることにな
る。

【００２７】このような構成の洗浄処理装置によれば、
制御装置６４に設定されたプログラムに基いて基板２０
が洗浄処理される場合、最初は上部洗浄ノズル５２と下
部洗浄ノズル５３から洗浄液が噴射され、超音波洗浄ノ
ズル５１からは洗浄液が供給されない。そのとき、超音
波洗浄ノズル５１への洗浄液の供給を制御する三方切り
替え制御弁５５は第１の流出ポート５５ａが閉じられ、
第２の流出ポート５５ｃが開かれるので、供給管５８に
は上記超音波洗浄ノズル５１から洗浄液が噴射されてい
るときと同じ量の洗浄液、つまり同じ圧力で洗浄液が流
れる。

【００２８】上記上部洗浄ノズル５２と下部洗浄ノズル
５３とにより基板２０の上下面の洗浄が所定時間行われ
ると、これら洗浄ノズル５２，５３からの洗浄液の供給
が停止され、超音波洗浄ノズル５１からだけ洗浄液が超
音波振動を付与されて噴射され、基板２０の上面を洗浄
する。そのとき、上部洗浄ノズル５２と下部洗浄ノズル
５３への洗浄液の供給を制御する三方切り替え弁５６，
５７は第１の流出ポート５６ａ，５７ａが閉じられて第
２の流出ポート５６ｃ，５７ｃが開かれるから、供給管
５８には上記上部洗浄ノズル５２と下部洗浄ノズル５３
から洗浄液が噴射されているときと同じ量で洗浄液が流
れる。

【００２９】このように、３つの洗浄ノズルを有する洗
浄処理装置において、洗浄液を噴射する洗浄ノズルの数
が変動しても、供給管５８を流れる洗浄液の量、つまり
圧力が変動することがない。そのため、使用する洗浄ノ
ズルの数を切り替えても、その使用される洗浄ノズルか
ら噴射される洗浄液の圧力が変動することがないから、
洗浄液の圧力変動によって基板２０を所定の状態で洗浄
できなくなったり、急激な圧力変動で上部洗浄ノズル５
２から噴射される洗浄液が回転テーブル２７のガイドピ
ン３３に衝突してミストの発生を招くなどのことを防止
できる。

【００３０】上記各三方切り替え弁５５，５６，５７の
第２の流出ポート５５ｃ，５６ｃ，５７ｃから戻し管６
３に流れた洗浄液は洗浄タンク５９へ戻されて再利用さ
れるる。そのため、洗浄液を戻し管６３へ戻して洗浄液
の供給圧力を一定に維持するようにしても、ランニング
コストが上昇することがない。

【００３１】各洗浄ノズル５１，５２，５３にオゾン水
を供給する場合、そのオゾン水濃度を一定に保たなけれ
ば洗浄効果にばらつきが生じる。この実施の形態では３
つの洗浄ノズル５１，５２，５３の使用状態が変動して
も、供給タンク５９から供給管５８に供給される洗浄液
の流量が一定に維持される。

【００３２】そのため、上記供給タンク５９で洗浄液に
オゾンガスを溶かしてオゾン水を生成する場合、オゾン
ガス量に対する洗浄液量が一定に維持されるから、予め
定められた洗浄能力を有するオゾン水を安定した状態で
供給することができる。

【００３３】なお、タンク５９でイオン水を発生させて
供給する場合も、濃度が一定のイオン水を供給すること
ができる。つぎに、図３と図４に基いて実験結果を説明
する。図３は実験に用いた装置の構成図であって、供給
管７０には洗浄ノズルＡと洗浄ノズルＢとが圧力制御弁
７１および流量計７２，７３を介して接続されていると
ともに、洗浄ノズルＢ側には三方切り替え制御弁７４が
設けられている。

【００３４】そして、洗浄ノズルＡには洗浄液を供給し
続け、洗浄ノズルＢに対しては上記三方切り替え制御弁
７４を切り替え制御することで、洗浄液を間欠的に供給
するようにした。また、各洗浄ノズルＡ，Ｂに供給され
る洗浄液の圧力は図４に示すように変化させ、上記三方
切り替え弁７４を切り替え制御した直後（約１秒後）の
流量計７２、つまり洗浄ノズルＡの洗浄液の流量を測定
した。

【００３５】その結果、図４のグラフＧ１〜Ｇ４に示す
ように、洗浄ノズルＡの洗浄液の流量の変化率は約３％
であった。また、直後でなく、数秒後（約３秒後）にお
ける洗浄液の変化率は０％であった。

【００３６】図４におけるグラフＧ５〜Ｇ８は三方切り
替え弁７４がなく、それに代わって二方開閉弁を設け、
その開閉によって洗浄ノズルＢへ洗浄液を間欠的に供給
するようにした場合で、その場合には洗浄ノズルＡに流
れる洗浄液は１８〜２５％の範囲で変動することが確認
された。

【００３７】つまり、上記実施の形態のように、三方切
り替え制御弁７４を設け、洗浄ノズルＢへ洗浄液を供給
しないときには洗浄液を逃すようにすることで、洗浄ノ
ズルＡにおける洗浄液の流量変動を低減できることが確
認された。

【００３８】上記一実施の形態では供給切り替え手段と
して電動式の三方切り替え制御弁を用いたが、それに代
わって電気信号を受けると空気圧によって作動するエア
オペレート式の制御弁を用いてもよく、要は洗浄液の流
れを三方向に切り替え制御できればよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、各分岐管に、
洗浄液を洗浄ノズルに供給する状態と供給を停止する状
態とに切り替えるとともに、停止時には供給源からの洗
浄液を逃すことができる供給切り替え手段を設けるよう
にした。

【００４０】そのため、洗浄液を供給する洗浄ノズルの
数が変動しても、供給源から洗浄ノズルへ供給される洗
浄液の供給量を一定に維持し、圧力変動をなくすことが
できるから、圧力変動による洗浄性にばらつきが生じる
のを防止することができる。

【００４１】請求項２の発明によれば、供給切り替え手
段から逃された洗浄液を戻し管によって供給源に戻すよ
うにした。そのため、上記戻し管に戻される洗浄液が無
駄にならないから、ランニングコストの低減を図ること
ができる。

【００４２】請求項３の発明によれば、供給源がオゾン
水発生装置あるいはイオン水発生装置である場合、洗浄
液を供給する洗浄ノズルの数が変動しても、洗浄液の供
給量を一定に維持できるから、オゾン水濃度あるいはイ
オン水濃度が変化して洗浄性が不安定になるのを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す洗浄処理装置の
断面図。

【図２】同じく３つの洗浄ノズルに洗浄液を供給するた
めの配管図。

【図３】実験を行うための配管図。

【図４】実験結果を示すグラフ。

【符号の説明】

２０…基板（被洗浄物） ５１…超音波洗浄ノズル ５２…上部洗浄ノズル ５３…下部洗浄ノズル ５４ａ〜５４ｃ…分岐管 ５５〜５７…三方切り替え制御弁（供給切り替え手段） ５９…供給タンク（供給源） ６３…戻し管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄物を複数の洗浄ノズルから噴出さ
   れる洗浄液によって洗浄する洗浄処理装置において、 一定量の洗浄液を一定の圧力で供給する供給源と、 この供給源からの洗浄液を分岐して上記複数の洗浄ノズ
   ルにそれぞれ供給する複数の分岐管と、 各分岐管に設けられ上記供給源からの洗浄液を上記洗浄
   ノズルに供給する状態と供給を停止する状態とに切り替
   えるとともに供給停止時には上記供給源からの洗浄液を
   逃す供給切り替え手段とを具備したことを特徴とする洗
   浄処理装置。
2. 【請求項２】 上記供給切り替え手段から逃された洗浄
   液は、戻し管によって上記供給源に戻されることを特徴
   とする請求項１記載の洗浄処理装置。
3. 【請求項３】 上記供給源はオゾン水発生装置あるいは
   イオン水発生装置であることを特徴とする請求項１又は
   請求項２記載の洗浄処理装置。