KR100710505B1 - 세정장치 및 세정방법, 및 건조장치 - Google Patents

세정장치 및 세정방법, 및 건조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 표면 및 이면을 동시에 세정 또는 린스할 수 있는 동시에, 이면을 세정 또는 린스한 세정용 유체에 의한 표면의 전사(轉寫)오염을 확실하게 방지할 수 있는 것으로서,
세정조(23) 안의 세정용 유체에 의해, 해당 세정조에 배치설치된 웨이퍼(1)를 세정 또는 린스하는 세정장치(11)이며, 장치 몸체(29)에 맞닿아서 세정조를 구성하는 동시에, 웨이퍼의 외형에 대응하는 개구(30)가 형성된 정면벽(28)과, 이 정면벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 정면벽의 내측으로 반입된 웨이퍼의 이면(3)을 홀딩 가능하게 하여 이 웨이퍼를 세로 방향으로 기립 상태로 하는 웨이퍼 홀딩장치(24)와, 상기 정면벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 설치되며, 웨이퍼의 이면이 접촉하는 것이고, 이 웨이퍼와 상기 개구 주위의 사이에 환형상 틈(72)을 형성하는 핀(71)을 갖는 것을 특징으로 한다.
웨이퍼, 세정장치, 세정조, 건조용 유체 공급조, 초음파 진동장치

Description

세정장치 및 세정방법, 및 건조장치{CLEANING EQUIPMENT, THE CLEANING METHOD, AND THE DRYING EQUIPMENT}
도 1은 본 발명에 관련되는 세정장치의 한 실시형태가 구비된 세정설비를, 일부를 노치해 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 세정장치의 대기상태를 비스듬한 정면측에서 보아 나타내는 사시도.
도 3은 도 1의 세정장치의 대기상태를 비스듬한 배면측에서 보아 나타내는 사시도.
도 4는 도 2의 세정장치의 웨이퍼 반입출상태를 나타내는 정면도.
도 5는 도 4의 V화살표도.
도 6은 도 2의 세정장치의 웨이퍼 수수상태를 나타내는 측면도.
도 7은 도 2의 세정장치의 웨이퍼 세트상태 또는 웨이퍼 건조상태를 나타내는 정면도.
도 8은 도 7의 VIII화살표도.
도 9는 도 2의 세정장치의 웨이퍼 세정상태 또는 웨이퍼 린스상태를 나타내는 측면도.
도 10은 도 8의 일부를 확대하여 나타내는 단면도.
도 11은 도 10의 정면벽에 있어서의 개구 주위를 나타내는 사시도.
도 12는 도 2의 세정장치에 있어서의 웨이퍼 홀딩장치를 홀딩장치용 실린더와 함께 나타내는 사시도.
도 13은 도 2의 세정장치의 원리를 설명하기 위한 개략구성을 나타내는 단면도.
도 14는 도 10의 일부를 확대하는 동시에, IPA증기의 흐름을 나타내는 단면도.
도 15는 도 13의 일부를 확대하는 동시에, 세정액 또는 린스액의 흐름을 나타내는 단면도.
도 16은 도 2의 세정장치에 있어서의 동작의 일부를 나타내는 흐름도.
도 17은 도 2의 세정장치에 있어서의 동작의 잔부(殘部)를 나타내는 흐름도.
도 18은 세정장치의 대기상태를, 비스듬한 정면측에서 보아 나타내는 사시도.
도 19는 도 18의 세정장치의 웨이퍼 반입출상태를 나타내는 측면도.
도 20은 도 18의 세정장치에 있어서의 웨이퍼의 세정 등의 처리상태를 나타내는 정면도.
도 21은 도 20의 VII화살표도.
도 22는 도 2의 세정장치의 원리를 설명하기 위한 개략구성을 나타내는 단면도.
도 23은 도 22의 일부를 확대하여 나타내는 단면도.
도 24는 종래의 세정장치를 나타내는 개략단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 웨이퍼(피처리물) 2: 표면
3: 이면 11: 세정장치
12: 세정장치 배치부 23: 세정조
23A: 세정조 구성부
24: 웨이퍼 홀딩장치(홀딩수단)
24a: 커버 25: 초음파 진동장치
26: 제 1 오버플로조 27: 건조용 유체 공급조
28: 정면벽(일측벽) 29: 장치 몸체
30: 개구 30R: 개구의 축방향
46: 커버 46a: 시일부재
48: 건조용 유체 공급구멍
49: 세정조 급액구(給液口)
56: 2유체 노즐 57: 순수한 물 노즐
58: 가스 공급부 59: 유기용제 공급구
59a: 파이프 59b: 러버 히터
60: 불활성 가스공급구 62: 가스 배기구
71: 핀(틈형성부재) 72: 환형상 틈
73: 받이부재
78: 홀딩장치용 실린더
80: 제 2 오버플로조
본 발명은 세정조 안에서 피처리물을 세정하는 세정장치 및 세정방법에 관련되며, 특히 웨이퍼 등의 반도체 기판의 표면 및 이면을 한 장씩 동시에 세정하는 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다.
반도체 제조공정에 있어서 웨이퍼 등의 반도체 기판을 한 장씩 세정하고, 린스하며, 건조하는 세정장치는 특허문헌 1에 기재되는 바와 같이 스핀 방식이 일반적이다. 이러한 세정장치(100)는 도 24에 나타내는 바와 같이, 원통형상의 챔버(102) 안에 척 등을 이용하여 웨이퍼(101)의 단면 등을 홀딩하는 웨이퍼 받침대(103)를 구비하고, 이 웨이퍼 받침대(103)가 회전축(104)을 통하여 지지된다. 이 회전축(104)은 모터(도시하지 않음)에 접속되고, 모터의 구동에 의해, 웨이퍼 받침대(103)에 홀딩된 웨이퍼(101)가 회전 가능하게 설치된다.
웨이퍼 받침대(103)의 위쪽에는 공급노즐(105)이 구비되고, 이 공급노즐(105)로부터 유기용제 등의 세정액, 린스용의 순수한 물, 질소가스 등의 건조용 유체가 웨이퍼 받침대(103)상의 웨이퍼(101)에 차례차례 공급되어 이 웨이퍼(101)가 세정되며, 린스되고, 건조된다. 이 공급노즐(105)의 기반부에는 온도센서(106)가 설치되어 이 공급노즐(105)로 유도되는 세정액, 순수한 물, 건조용 유체의 온도가 측정된다. 또한, 도 24 중 부호 107은 배액구(排液口)이며, 부호 108은 배기구를 나타낸다.
또, 세정장치에는 특허문헌 2에 기재되는 바와 같이, 세정조 안에 세정액을 채우고, 이 세정액에 한 장의 웨이퍼를 투입하며, 초음파 진동을 이용해 웨이퍼의 표면 및 이면을 동시에 세정하는 딥 방식의 세정장치가 제안되어 있다.
[특허문헌 1]　　특개 2000-21840호 공보
[특허문헌 2]　　특개 평5-13397호 공보
그런데 도 24에 나타내는 스핀 방식의 세정장치(100)에서는 세정시에 웨이퍼(101)의 표면(101A)에 부어진 세정액이 웨이퍼(101)의 이면(101B)측으로 돌아 들어가는 일이 있는 동시에, 웨이퍼 받침대(103)의 척 등에 의해 웨이퍼(101)의 단면 등을 홀딩하기 때문에, 척 등이 접하는 단면 등을 세정하는 것이 곤란하다.
또, 상기 세정장치(100)에서는 웨이퍼(101)가 수평상태로 설치되어 있기 때문에, 세정장치(100)의 전체의 설치공간이 증대해 버린다. 또한, 세정장치(100)가 회전기구부로서의 웨이퍼 받침대(103) 및 회전축(104)을 구비하기 때문에, 부품점수가 증대하는 동시에, 이러한 회전기구부의 조정에 다대한 시간과 수고를 필요로 한다.
또, 상기 세정장치(100)에서는 회전하는 웨이퍼(101)에 공급노즐(105)로부터 세정액 등이 공급되므로, 웨이퍼(101)의 표면(101A)에 균일하게 세정액 등을 공급하는 것이 어렵고, 또한, 세정액 등의 온도관리도 곤란해진다.
또한, 상기 세정장치(100)에서는 웨이퍼(101)가 웨이퍼 받침대(103)에 의해서 회전하므로, 이 회전시에 발생하는 기류(난류 등)의 작용으로, 챔버(102) 안, 또는 이 챔버(102)에 설치된 컵(109) 안에 있어서의 불필요한 가스의 배기를 적절하게 실시하는 것이 곤란해진다.
또, 딥 방식의 세정장치의 경우에는, 세정조에 세정액을 넣고, 그 속에 웨이퍼를 투입하여 세정하기 때문에, 웨이퍼의 표면이 이면의 더러움에 의해서 오염되는 전사오염이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 목적은 상기의 사정을 고려해서 이루어진 것이며, 피처리물의 표면 및 이면을 동시에 세정 또는 린스할 수 있는 동시에, 이면을 세정 또는 린스한 세정용 유체에 의한 표면의 전사오염을 확실하게 방지할 수 있는 세정장치 및 세정방법을 제공하는 것에 있다.
청구항 1에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 세정조 안의 세정용 유체에 의해, 해당 세정조에 배치설치된 피처리물을 세정 또는 린스하는 세정장치이며, 장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과, 이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 상기 일측벽의 내측에 반입된 상기 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하는 홀딩수단과, 상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 설치되고, 상기 피처리물의 이면이 접촉하는 것으로, 이 피처리물과 상기 개구 주위의 사이에 틈을 형성하는 틈형성부재를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 2에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 상기 일측벽의 개구 주위와, 세로 방향으로 기립하여 배치설치된 피처리물의 사이의 틈이 위쪽 부분이 아래쪽 부분보다도 넓게 설정된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 3에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정장치에는 피처리물에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치가 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 4에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 상기 일측벽이 장치 몸체에 대해 개구의 축방향으로 이동 가능하게 구성되고, 이 일측벽의 상기 장치 몸체로부터의 이반시에 피처리물이 반입되어 홀딩수단에 의해 홀딩되며, 상기 일측벽과 상기 장치 몸체의 맞닿음에 의해 세정조가 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 5에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 4에 기재한 발명에 있어서, 상기 홀딩수단이 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로, 피처리물의 이면을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 6에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 5에 기재한 발명에 있어서, 상기 홀딩수단이 일측벽에 대해 개구의 축방향으로 상대이동 가능하게 해당 일측벽에 설치되고, 세정조 안에 세정용 유체가 공급되었을 때에 피처리물로부터 퇴피하여 이 피처리물의 홀딩을 해제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 7에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 상기 일측벽에는 내면에 있어서의 개구 주위의 하부에 받이부재가 설치되고, 이 받이부재가 피처리물을 점접촉 상태로 지지하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 8에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정조 안에는 이 세정조의 외부에 설치된 필터에 의해 여과된 세정용 유체가 순환하여 공급되는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 9에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정조에는 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 10에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 9에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조용 유체 공급조가 고온의 유기용제 및 불활성 가스가 공급되는 2유체 노즐을 구비하고, 상기 유기용제 및 불활성 가스의 온도는 상기 2유체 노즐로부터의 유체의 분사와 동시에 상기 유체가 기화할 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 11에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 10에 기재한 발명에 있어서, 상기 유기용제가 2유체 노즐에 접속되는 파이프에 휘감긴 면형상 발열체에 의해서 가열되는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 12에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 9에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 13에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 피처리물을 세정조 안에 반입하고, 이 피처리물의 표면을 상기 세정조 안에, 이면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하며, 해당 피처리물과 상기 세정조의 사이에 틈을 설치하여 이 피처리물을 상기 세정조에 장착하는 피처리물 반입공정과, 상기 세정조 안에서 세정용 유체를 유동시키고, 이 세정용 유체에 접액(接液)하는 상기 피처리물의 상기 표면을 해당 세정용 유체에 의해 세정 또는 린스하는 동시에, 상기 세정조 안의 세정용 유체의 압력 작용으로 상기 틈으로부터 유출하는 세정용 유체에 의해서, 상기 피처리물의 이면을 세정 또는 린스하는 세정·린스공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 14에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 13에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정·린스공정의 종료후에, 피처리물을 세정조 안에 장착한 상태에서 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하고, 상기 피처리물을 건조하는 건조공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 15에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 13에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정·린스공정에서는 세정조에 장착된 피처리물에 대향하여 평행하게 설치된 초음파 진동장치로부터의 초음파를 이용해 세정을 실시하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 16에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 14에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조공정에서는 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 17에 기재한 발명에 관련되는 홀딩수단은, 장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과, 이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 상기 일측벽의 내측에 반입된 상기 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하는 홀딩수단을 가지며, 세정조 안의 세정용 유체에 의해, 해당 세정조에 배치설치된 피처리물을 세정 또는 린스하는 세정장치에 있어서, 상기 홀딩수단은 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로, 피처리물의 이면의 하단 근처의 위치 이외의 부분을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 특징으로 한다.
청구항 18에 기재한 발명에 관련되는 건조장치는, 건조조 안의 건조용 유체에 의해, 해당 건조조에 배치설치된 피처리물을 건조하는 건조장치이며, 장치 몸체에 맞닿아서 상기 건조조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과, 이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 상기 일측벽의 내측에 반입된 상기 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하는 홀딩수단과, 상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 설치되고, 상기 피처리물의 이면이 접촉하는 것으로, 이 피처리물과 상기 개구 주위의 사이에 틈을 형성하는 틈형성부재를 갖는 것을 특징으로 한다.
청구항 19에 기재한 발명에 관련되는 건조장치는, 청구항 18에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조조에 건조용 유체를 건조조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치된 것을 특징으로 한다.
청구항 20에 기재한 발명에 관련되는 건조장치는, 청구항 18에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조용 유체로서, 우선, 유기용제 미스트를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 한다.
청구항 21에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 세정조 안의 세정액에 의해, 해당 세정조 안에 배치설치된 피처리물을 세정하는 세정장치이고, 장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽을 가지며, 상기 피처리물이 세로 방향으로 기립하고, 또한 상기 피처리물의 처리면과 반대의 면의 둘레가장자리부가 상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 밀착되어 상기 개구가 폐색되며, 상기 피처리물이 상기 처리면을 상기 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조에 장착되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 22에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 세정조 안의 세정액에 의해, 해당 세정조 안에 배치설치된 피처리물을 세정하는 세정장치이고, 장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과, 상기 피처리물의 처리면과 반대의 면을 상기 세정조의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하여 홀딩하는 홀딩수단을 가지며, 이 홀딩수단에 의해, 상기 피처리물이 세로 방향으로 기립하고, 또한 상기 처리면과 반대의 면의 둘레가장자리부가 상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 밀착되어 상기 개구가 폐색되며, 상기 피처리물이 상기 처리면을 상기 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조에 장착되는 구 성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 23에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 21에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정조 안에는 이 세정조의 외부에 설치된 필터에 의해 여과된 세정액이 순환하여 공급되는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 24에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 21에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정장치에는 피처리물에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치가 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 25에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 21에 기재한 발명에 있어서, 상기 일측벽이 장치 몸체에 대해 개구의 축방향으로 이동 가능하게 구성되고, 이 일측벽의 상기 장치 몸체로부터의 이반시에 피처리물이 반입되어 홀딩수단에 의해 상기 일측벽에 장착되며, 이 일측벽과 상기 장치 몸체의 맞닿음에 의해 세정조가 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 26에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 22에 기재한 발명에 있어서, 상기 홀딩수단이 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로, 피처리물의 처리면과 반대의 면을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 27에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 21에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정조에는 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 28에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 27에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조용 유체 공급조가 고온의 유기용제 및 불활성 가스가 공급되 는 2유체 노즐을 구비하고, 상기 유기용제 및 불활성 가스의 온도는 상기 2유체 노즐로부터의 유체의 분사와 동시에 상기 유체가 기화할 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 29에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 28에 기재한 발명에 있어서, 상기 유기용제가 2유체 노즐에 접속되는 파이프에 휘감긴 면형상 발열체에 의해서 가열되는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 30에 기재한 발명에 관련되는 세정장치는, 청구항 29에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 31에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 피처리물을 세정조 안에 반입하고, 이 피처리물의 처리면을 상기 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 피처리물을 상기 세정조에 장착하는 피처리물 반입공정과, 상기 세정조 안에서 세정액을 유동시키고, 이 세정액에 접액하는 상기 피처리물의 상기 처리면을 세정하는 세정공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 32에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 31에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정공정의 종료후에, 피처리물을 세정조 안에 장착한 상태에서 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하고, 상기 피처리물을 건조하는 건조공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 33에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 31에 기재한 발명 에 있어서, 상기 세정공정에서는 세정조 바깥에 설치된 필터와 상기 세정조의 사이에서 세정액을 순환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 34에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 31에 기재한 발명에 있어서, 상기 세정공정에서는 세정조에 장착된 피처리물에 대향하여 평행하게 설치된 초음파 진동장치로부터의 초음파를 이용해 세정을 실시하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 35에 기재한 발명에 관련되는 세정방법은, 청구항 32에 기재한 발명에 있어서, 상기 건조공정에서는 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
[A] 제 1 실시 형태(도 1∼도 17)
도 1은 본 발명에 관련되는 세정장치의 제 1 실시 형태가 구비된 세정설비를, 일부를 노치해 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 세정장치의 대기상태를 비스듬한 정면측에서 보아 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 세정장치의 대기상태를 비스듬한 배면측에서 보아 나타내는 사시도이다. 도 13은 도 2의 세정장치의 원리를 설명하기 위한 개략구성을 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 세정설비(10)는 피처리물로서의 반도체 기판(예를 들면 웨이퍼(1))을 세정하는 복수대의 세정장치(11)(나중에 상세하게 설명)가 배치된 세정장치 배치부(12)와, 이 세정장치 배치부(12)에 인접하여 배치된 약액공급부(13)와, 이 약액공급부(13)와 반대의 위치에 배치된 웨이퍼 급배부(給排部)(14)와, 세정장치 배치부(12)와 웨이퍼 급배부(14)의 사이에 배치된 반송용 로봇(15)과, 약액공급부(13)의 위쪽에 배치된 전장부(電裝部)(16)를 갖고 구성된다.
상기 약액공급부(13)는 알칼리 세정액, 산 세정액, 린스액으로서의 순수한 물 및 건조용 유체로서의 유기용제 및 불활성 가스 등을 세정장치 배치부(12)의 세정장치(11)에 공급하는 것이다. 또한, 상기 세정액 및 린스액을 세정용 유체라고 칭한다. 또, 상기 웨이퍼 급배부(14)는 복수매의 웨이퍼(1)가 수평상태로 수납된 웨이퍼 반송용기(소위 후프)(17)를 재치하는 재치대(18)와, 상기 웨이퍼 반송용기(17)의 덮개를 개폐하는 도시하지 않은 용기 오프너를 구비한다. 웨이퍼 반송용기(17) 안의 웨이퍼(1)를 세정장치(11)로 내보낼 때, 또는 세정장치(11)에서 처리된 웨이퍼(1)를 웨이퍼 반송용기(17) 안에 수납할 때에, 용기 오프너가 웨이퍼 반송용기(17)의 덮개를 연다.
상기 반송용 로봇(15)은 로봇 본체(19)에 제 1 암(20A), 제 2 암(20B), 제 3 암(20C) 및 핸드부(20D)가 차례차례 연속설치된 것이다. 로봇 본체(19)와 제 1 암(20A)의 사이에 제 1 축(21A), 제 1 암(20A)과 제 2 암(20B)의 사이에 제 2 축(21B), 제 2 암(20B)과 제 3 암(20C)의 사이에 제 3 축(21C), 제 3 암(20C)과 핸드부(20D)의 사이에 제 4 축(21D)이 각각 배치설치된다. 제 1 축(21A), 제 2 축(21B) 및 제 3 축(21C)을 통하여 제 1 암(20A), 제 2 암(20B) 및 제 3 암(20C)이 화살표 P에 나타내는 바와 같이, 수평면내에서 회전 가능하게 설치되고, 또, 제 4 축(21D)를 통하여 핸드부(20D)가 수평면과 연직면의 사이에서 회전 가능하게, 즉 제 3 암(20C)에 대해 화살표 Q방향으로 회전 가능하게 설치된다. 또, 로봇 본체(19)는 레일(22)을 따라서 세정장치 배치부(12)에 있어서의 세정장치(11)의 배열방향으로 이동 가능하게 구성된다.
핸드부(20D)에는 세정장치(11)에 있어서의 후술의 웨이퍼 홀딩장치(24)(도 2)와 마찬가지로, 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로 웨이퍼(1)의 처리면으로서의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩하는 비접촉 홀딩구(도시하지 않음)를 구비한다.
따라서, 반송용 로봇(15)은 웨이퍼 급배부(14)에 있어서의 웨이퍼 반송용기(17)의 열림 동작시에 제 1 암(20A), 제 2 암(20B) 및 제 3 암(20C)의 작용으로 핸드부(20D)를 웨이퍼 반송용기(17) 안에 삽입하여 웨이퍼(1)의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩하며, 로봇 본체(19)가 레일(22)을 따라서 이동하는 것으로, 핸드부(20D)가 홀딩한 웨이퍼(1)를 소망한 세정장치(11)의 웨이퍼 홀딩장치(24)(도 2)에 수수한다. 또, 반송용 로봇(15)은 로봇 본체(19), 제 1 암(20A), 제 2 암(20B) 및 제 3 암(20C)의 동작에 의해서, 핸드부(20D)가 세정장치(11)에서 세정 및 건조처리된 웨이퍼(1)의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩하여 상기 세정장치(11)의 웨이퍼 홀딩장치(24)로부터 받고, 이 웨이퍼(1)를 웨이퍼 급배부(14)에 있어서의 웨이퍼 반송용기(17) 안에 수납한다.
또, 전장부(16)는 세정장치 배치부(12)의 각 세정장치(11), 약액공급부(13), 웨이퍼 급배부(14) 및 반송용 로봇(15)에 전력을 공급하는 것이다. 이 전장부(16)는 약액공급부(13)의 위쪽에 배치되는 것으로, 세정액 등의 액체가 걸리는 것이 방 지된다. 그 외, 세정설비(10)에는 세정장치 배치부(12)의 위쪽 및 아래쪽에 각종의 배관이 설치되어 있다.
그런데, 세정장치(11)는 도 2∼도 9 및 도 13(특히, 도 13)에 나타내는 바와 같이, 기본 구조가 되는 박스형상의 장치 몸체(29)에 있어서, 그 하부에 세정액, 순수한 물을 액체저장(貯液)하여 웨이퍼(1)의 세정을 실시하는 편평박스형상의 세정조(23)와, 이 세정조(23) 안에 웨이퍼(1)를 장착하는 웨이퍼 홀딩장치(24)와, 세정조(23)에 인접하는 동시에, 웨이퍼 홀딩장치(24)와 반대의 위치에 석영판(53)에 의해 구획되어 병설된 간접조(52)와, 간접조(52)에 인접하는 동시에, 세정조(23)와 반대의 위치에 설치된 초음파 진동장치(25)와, 세정조(23)의 위쪽에서 이 세정조(23)에 인접해서 설치된 제 1 오버플로조(26)와, 세정조(23)의 위쪽에서 세정조(23)에 연속설치해서 설치되어 이 세정조(23) 안에 건조용 유체를 유도하는 건조용 유체 공급조(27)를 갖고 구성된다.
또, 편평박스형상의 세정조(23)는 장치 몸체(29)에 있어서의 세정조 구성부(23A)에 대해서 석영판(53)에 대향하는 위치에, 일측벽으로서의 정면벽(28)이 맞닿는 것으로 구성된다. 이 정면벽(28)에는 웨이퍼(1)의 외형에 대응하는 형상의 개구(30)가 형성된다.
또, 정면벽(28)의 내면에는 장치 몸체(29)와 맞닿는 영역에 시일부재(32)가 배치설치된다.
상기 정면벽(28)의 상단에는 도 5 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 수평 플레이트(33)가 직교하여 결합되고, 이 수평 플레이트(33)에 슬라이더(34)가 부착된다. 또, 세정조(23)의 위쪽의 건조용 유체 공급조(27)에는 측면에서 보아 L자형상의 베이스 플레이트부(35)가 고착되고, 이 베이스 플레이트부(35)의 수평 플레이트(36)에 레일(37)이 부설된다. 이 레일(37)에 상기 슬라이더(34)가 슬라이딩 자유롭게 끼워 맞춰진다. 또, 정면벽(28)의 하부에는 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 관통구멍(38)이 형성되는 동시에, 이 관통구멍(38)과 동축에 부시(39)가 고착된다. 또, 장치 몸체(29)에는 하부에 지지샤프트(40)가 샤프트베이스(41)를 통하여 부착되고, 이 지지샤프트(40)가 상기 관통구멍(38) 및 부시(39)에 슬라이딩 자유롭게 삽입통과 된다.
상기 베이스 플레이트부(35)의 수평 플레이트(36)에는 도 2에 나타내는 바와 같이, 로드리스(loadless)타입의 슬라이드 실린더(42)가 설치되고, 이 슬라이드 실린더(42)의 도시하지 않은 피스톤이 상기 수평 플레이트(36)를 관통하여 정면벽(28)의 수평 플레이트(33)에 결합된다. 따라서, 이 슬라이드 실린더(42)의 작동에 의해, 레일(37) 및 슬라이더(34)와, 지지샤프트(40) 및 부시(39)에 안내되어 정면벽(28)은 장치 몸체(29)에 대해 개구(30)의 축방향(30R)(도 5)을 따라서 예를 들면 75mm의 스트로크로 이동 가능하게 구성된다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 장치 몸체(29)의 양측부 상하에는 클램프 실린더(43)가 설치되고, 이 클램프 실린더(43)의 로드에 클램퍼(44)가 부착되어 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 정면벽(28)과 장치 몸체(29)의 맞닿음시에는 상기 클램프 실린더(43)가 작동해 클램퍼(44)가 정면벽(28)을 장치 몸체(29)로 밀어누르게 하고, 정면벽(28)이 장치 몸체(29)에 일체화되어 세정조(23)가 구성된다. 이 때, 정면벽(28)의 시일부재(32)(도 7 및 도 13)가 장치 몸체(29)에 밀착하여 정면벽(28)과 장치 몸체(29)의 시일성이 양호하게 확보된다.
상기 웨이퍼 홀딩장치(24)는 도 4, 도 5 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 기반부(45)가 웨이퍼(1)의 크기에 대응해 원판상에 구성되고, 원판상에 구성된 기반부(45)의 단부 내측에는 등간격으로, 예를 들면 6개의 비접촉 홀딩구로서의 오목부(47)가 형성된다. 특개 2002-64130호 공보에 기재한 바와 같이, 오목부(47) 안(도 4, 도 10, 도 12)에 선회류가 형성되는 것으로 해당 오목부(47)에 부압이 형성되고, 이 부압의 작용으로 오목부(47)에 붙도록 웨이퍼(1)의 이면(3)(웨이퍼(1)에 있어서의 표면(2)과 반대의 면)이 비접촉상태로 홀딩된다. 예를 들면, 웨이퍼(1)는 웨이퍼 홀딩장치(24)의 오목부(47)의 사이에서 약 0.25mm의 틈을 둔 상태에서 이 웨이퍼 홀딩장치(24)에 비접촉상태로 홀딩된다.
또, 도 12에 나타내는 바와 같이, 원판상의 기반부(45)의 내측 중심에는 복수의 구멍으로 이루어지는 건조용 유체 공급구멍(48)이 설치되어 있고, 해당 개구(48)로부터 고온의 질소가스 등의 건조용 유체를 웨이퍼(1)의 이면(3)에 공급하는 것이 가능하다. 또한 도 12∼도 14에 나타내는 바와 같이, 원판상의 기반부(45)의 외측에는 건조공정시에 웨이퍼(1)의 이면도 IPA 증기 분위기하로 하기 위해 정면벽(28)과 맞닿는 판형상의 커버(46)가 기반부(45)를 덮도록 배치되어 있고, 커버(46)의 내면에는 정면벽(28)과 맞닿는 영역에 시일부재(46a)가 배치설치된다.
도 2, 도 5 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 정면벽(28)의 양측에는 사이드판(79)이 설치되고, 이 사이드판(79)에 부착 플레이트(77)를 통하여 홀딩장치용 실 린더(78)가 배치된다. 이 홀딩장치용 실린더(78)의 로드선단에 상기 웨이퍼 홀딩장치(24)가 부착된다. 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 홀딩장치용 실린더(78)는 로드의 진퇴동작에 의해서 웨이퍼 홀딩장치(24)를 정면벽(28)에 대해 개구(30)의 축방향(30R)을 따라서 상대이동 가능하게 한다. 이 홀딩장치용 실린더(78)에 의한 웨이퍼 홀딩장치(24)의 이동량(스트로크)은 예를 들어 30mm이다.
홀딩장치용 실린더(78)는 웨이퍼(1)의 반입출시(도 5), 수수시(도 6), 세트시 또는 건조시(도 8)에는 로드의 전진동작에 의해서 웨이퍼 홀딩장치(24)를 정면벽(28)의 개구(30) 안에 진입시켜 위치지운다. 이 경우, 웨이퍼 홀딩장치(24)의 커버(46)는 정면벽(28)에 맞닿고, 커버(46)의 시일부재(46a)(도 12∼도 14)가 정면벽(28)에 밀착하여 커버(46)와 정면벽(28)의 시일성이 양호하게 확보된다. 또, 홀딩장치용 실린더(78)는 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시(도 9)에는 로드의 후퇴동작에 의해서 웨이퍼 홀딩장치(24)를 정면벽(28)의 개구(30) 바깥으로 퇴피시킨다.
상기와 같이, 정면벽(28)은 장치 몸체(29)에 대해서 개구(30)의 축방향(30R)을 따라서 이동 가능하게 된다. 이 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반하는 웨이퍼(1)의 반입출시 또는 수수시에는(도 5, 도 6), 홀딩장치용 실린더(78)에 의해서 웨이퍼 홀딩장치(24)가 정면벽(28)의 개구(30) 안으로 진입하여 위치지워진다. 따라서, 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반하고, 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)가 웨이퍼(1)의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩하여 정면벽(28)과 장치 몸체(29)의 사이에 들어갔을 때, 웨이퍼 홀딩장치(24)가 부압의 작용으로 정면벽(28)의 외측으로부터 개구(30)를 통과하게 하고, 상기 웨이퍼(1)의 이면(3)을 비접촉상 태로 홀딩하여 이 웨이퍼(1)는 웨이퍼 홀딩장치(24)에 수수되며, 세정장치(11)의 세정조(23) 안에 반입된다. 이때, 웨이퍼(1)는 세로 방향으로 기립한 상태로 웨이퍼 홀딩장치(24)에 홀딩된다. 웨이퍼(1)가 세정조(23) 안에 반입된 후에, 도 8, 도 10 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 정면벽(28)이 장치 몸체(29)에 맞닿아서 세정조(23)가 구성되고, 세정액 등의 액체저장이 가능해지며, 세정이 가능해진다.
그런데, 도 7, 도 8 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 상기 정면벽(28)의 외면에는 개구(30)의 주위에 스폿페이싱(spot facing)면부(70)가 형성되고, 이 스폿페이싱면부(70)에 틈형성부재로서의 핀(71)이 심어설치되어 있다. 이 핀(71)은 개구(30)의 주위를 따라서 대략 등간격으로 복수개, 예를 들면 12개 설치된다.
세정조(23) 안에 반입된 웨이퍼(1)는 세로 방향으로 기립한 상태에서 웨이퍼(1)의 수수시(도 6), 세트시 또는 건조시(도 8)에 웨이퍼 홀딩장치(24)의 부압의 작용에 의해, 또, 후술의 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시(도 9)에는 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액의 압력(수압)에 의해, 또, 후술의 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시로서, 세정액 또는 린스액이 세정조(23) 안으로부터 배출되었을 경우는(후술), 정면벽(28)의 핀(71)과 웨이퍼(1)의 이면(3)의 접촉점에 있어서의 세정액 등의 잔존액의 표면장력에 의해, 그 이면(3)에 있어서의 둘레가장자리부가 상기 핀(71)에 접촉하여 홀딩된다. 따라서, 웨이퍼(1)는 표면(2)이 세정조(23) 안에 면하고, 이면(3)이 세정조(23) 바깥에 면하도록 하여 세정조(23)에 장착되는 동시에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기 핀(71)에 의해서 웨이퍼(1)와 정면벽(28)의 개구(30) 주위의 사이에 환형상의 틈(72)을 형성하면서, 이 개구(30)를 폐색한다.
웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시에는 도 9 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 장치 몸체(29)의 하부에 설치된 세정액급액구(49)로부터 세정액 또는 린스액이 세정조(23) 안으로 유도된다. 이 세정액 또는 린스액은 세정조(23) 안을 위쪽을 향해 유동하고, 웨이퍼(1)의 표면(2)을 세정 또는 린스한 후, 제 1 오버플로조(26)에 일시 저장된다. 이 제 1 오버플로조(26)에 저장된 세정액 또는 린스액은 이 제 1 오버플로조(26)에 설치된 오버플로조 배액구(50) 및 배액파이프(74)를 거쳐 배액조(75)에 저장되고, 이 배액조(75)에 설치된 배액구(76)로부터 배출된다. 배액구 (76)로부터 배출되는 세정액은 도시하지 않는 필터 및 순환 펌프에 의해 여과된 후, 세정조(23) 안으로 되돌려진다.
이 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시에는 도 15에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 상기 핀(71)에 의해서 형성된 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액이 세정조(23) 바깥으로 유출하고, 이 세정액 또는 린스액이 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 또는 린스한다. 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하여 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 또는 린스한 세정액 또는 린스액은 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액의 압력(수압)의 작용으로, 이 세정조(23) 안으로 유입하는 일이 없다. 이 때문에, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 또는 린스한 세정액 또는 린스액에 의해서 웨이퍼(1)의 표면(2)이 전사오염되는 일이 없다. 또, 세정액 또는 린스액이 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 등을 하는 과정에 있어서, 웨이퍼(1)의 단면도 세정 또는 린스된다.
상기한 바와 같이, 웨이퍼(1)의 이면(3)에 세정액 등의 유체가 흐르기 때문에, 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시에는 웨이퍼 홀딩장치(24)는 홀딩장치용 실린더(78)에 의해서 정면벽(28)의 개구(30)로부터 이반하고(도 9), 핀(71)에 접촉한 웨이퍼(1)로부터 퇴피하여 해당 웨이퍼(1)의 홀딩을 해제한다. 이때, 웨이퍼(1)는 세정조(23) 안에 공급된 세정액 또는 린스액의 압력(수압)에 의해서 핀(71)으로의 접촉상태가 유지된다.
여기에서, 상기 핀(71)의 돌출길이는 도 10에 나타내는 바와 같이, 정면벽(28)에 있어서 개구(30)의 상부에 설치된 핀(71)이 하부에 설치된 핀(71)보다 크게 설정된다. 이에 따라, 환형상 틈(72)의 위쪽 부분은 아래쪽 부분보다도 넓게 설정된다. 예를 들면, 환형상 틈(72)의 최상부의 치수가 1.0mm에, 최하부의 치수가 0.1mm에 각각 설정된다. 환형상 틈(72)의 아래쪽 부분이 좁게 설정되는 것으로, 도 13에 나타내는 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시에, 세정조(23) 안에 세정액 또는 린스액이 저장되기 쉬워진다. 또, 환형상 틈(72)의 위쪽 부분이 넓게 설정되는 것으로, 웨이퍼(1)의 세정시 또는 린스시에, 환형상 틈(72)으로부터 유출하는 세정액 또는 린스액에 의해서, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 전체면이 균일하게 세정 또는 린스된다. 이 웨이퍼(1)의 이면(3)의 균일한 세정 또는 린스는 세정조(23) 안을 흐르는 세정액 또는 린스액의 유속과의 상승효과로 실현된다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 핀(71)이 심어설치되는 스폿페이싱면부(70)가 연직면에 평행한 것을 서술했는데, 이 스폿페이싱면부(70)가 위쪽 부분만큼 깊게 깎여 들어가져서 연직면에 대해 경사하 여 형성되어도 좋다. 이러한 스폿페이싱면부(70)에 돌출길이가 상기와 같이 다른 복수의 핀(71)을 심어설치한 경우에는 이들의 핀(71)에 접촉하는 웨이퍼(1)를 연직면에 평행하게 배치하는 것이 가능해진다. 웨이퍼(1)를 연직면에 평행하게 배치함으로써, 간접조(52)의 배면에 장착되는 초음파 진동자(51)와 웨이퍼(1)를 용이하게 평행상태로 하는 것이 가능해지고, 웨이퍼(1)와 초음파 진동자(51)의 사이에서 어느 쪽의 부분에 있어서도 거리가 완전하게 일치함으로써 초음파 세정에 의한 세정얼룩의 발생을 용이하게 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 정면벽(28)의 외면에는 개구(30)의 주위의 하부에 받이부재(73)가 설치된다. 이 받이부재(73)는 개구(30)를 따라서 복수개, 예를 들면 4개 설치된다. 이 받이부재(73)가 웨이퍼(1)를 지지하는 상부는 끝이 가늘어진 형상으로 형성되어 웨이퍼(1)의 둘레가장자리를 점접촉 상태로 지지하고, 웨이퍼(1)로의 오염 등이 억제된다. 또, 받이부재(73)의 하부도 끝이 가늘어진 형상으로 형성되어 양호한 배액이 실현된다.
또, 정면벽(28)의 외면에는 도 7, 도 9 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 개구(30) 주위의 하부에 제 2 오버플로조(80)가 설치된다. 이 제 2 오버플로조(80)는 환형상 틈(72)으로부터 유출하여 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 또는 린스한 세정액 또는 린스액을 받아 모아 일시 저장하는 것이다. 이 제 2 오버플로조(80)에 모아진 세정액 또는 린스액은 배액파이프(81)를 거쳐 배액조(75)로 유도되고, 제 1 오버플로조(26)로부터의 세정액 또는 린스액과 함께, 배액조(75)의 배액구(76)로부터 배출된다. 제 2 오버플로조(80)로부터 배액조(75)로 유도된 세정액도, 제 1 오 버플로조(26)로부터 배액조(75)로 유도된 세정액과 함께, 상기와 같이, 도시하지 않은 필터 및 순환 펌프에 의해 여과되어 세정조(23) 안으로 되돌려진다.
상기 세정조(23)는 후술한 바와 같이 석영판(53)에 의해서 간접조(52)로 구획되지만, 이 세정조(23) 안에 있어서의 웨이퍼(1)와 석영판(53)의 사이의 치수 L1(도 13)은 세정조 급액구(49)가 설치된 세정조(23)의 하부의 치수 L2나, 제 1 오버플로조(26)에 연속설치하는 세정조(23)의 상부의 치수 L3보다도 좁게 설정된다. 이에 따라, 세정조(23)의 중앙부를 유동하는 세정액 또는 린스액의 유속이 오르고, 세정조(23)에 배치설치된 웨이퍼(1)의 표면(2)의 세정효율 또는 린스효율의 향상이 꾀하여지는 동시에, 환형상 틈(72)으로부터 유출하는 세정액 또는 린스액에 의한 웨이퍼(1)의 이면(3) 전체면의 균일한 세정 또는 린스가 실현된다. 예를 들면, 상기 치수 L1은 약 5mm로, 상기 치수 L2 및 L3은 약 35mm로 각각 설정된다.
도 3, 도 9 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 상기 초음파 진동장치(25)는 초음파 진동자(51), 간접조(52), 석영판(53) 및 도시하지 않는 고주파 발진기를 갖고 구성된다. 상기와 같이 간접조(52)는 석영판(53)을 통하여 세정조(23)에 인접하고, 초음파 전달 매체로서의 순수한 물을 채운다. 간접조(52)에는 하부에 간접조 급배액구(54)가 상부에 간접조 오버플로구(55)가 각각 형성되고, 간접조 급배액구(54)로부터 신선한 순수한 물이 간접조(52) 안에 도입되며, 이 간접조(52) 안의 순수한 물이 간접조 오버플로구(55)를 거쳐 배수된 것을 확인하여 초음파 진동장치(25)가 작동한다.
상기 초음파 진동자(51)는 간접조(52)의 배면에 장착되고, 이 초음파 진동자 (51)와 석영판(53)은 세정조(23)에 장착된 웨이퍼(1)에 대향하여 대략 평행하게 배치된다. 상기 고주파 발진기로부터의 고주파 신호가 초음파 진동자(51)에 송신됨으로써 이 초음파 진동자(51)가 초음파 진동하고, 이 초음파 진동이 간접조(52) 안의 순수한 물 및 석영판(53)을 거쳐 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액에 도달하며, 웨이퍼(1)의 표면(2)을 초음파 세정 또는 린스한다. 또한, 세정조(23) 안에 도달한 초음파 진동은 웨이퍼(1)를 거쳐 이 웨이퍼(1)의 이면(3)을 흐르는 세정액 또는 린스액에 전파되고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 초음파 세정 또는 린스하는 것이 가능하며, 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)의 각각의 전체면을 균일하게 세정 또는 린스 가능하게 되어있다. 이 초음파의 작용에 의해, 알칼리 세정액에 의한 웨이퍼(1)의 세정효율 및 이 알칼리 세정 후의 린스액(순수한 물)에 의한 린스 효율이 향상한다.
도 3, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 건조용 유체 공급조(27)는 세정조(23) 안에 유체를 공급하기 위해 복수개의 2유체 노즐(56), 순수한 물 노즐(57) 및 가스 공급부(58)를 갖고 구성되며, 상기 2유체 노즐(56)은 압축공기의 고속의 흐름을 이용하여 액체를 미립화하는 노즐이고, 유기용제 공급구(59) 및 불활성 가스 공급구(60)가 접속된다. 또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 유기용제 공급구(59)에는 유기용제를 공급하기 위한 파이프(59a)가 접속된다. 파이프(59a)는 어스에 접속되고, 또한, 물이나, 고순도 약액에 대해서 금속이온의 용출을 억제한 SUS 배관에 의해서 구성되며, 해당 파이프(59a)에는 면형상 발열체로서의 러버 히터(59b)가 휘감겨 있다.
유기용제 공급구(59)를 거쳐 2유체 노즐(56)에 공급되는 유기용제는 수용성이고, 또한 웨이퍼(1)에 대한 순수한 물의 표면장력을 저하시켜 건조를 촉진할 수 있는 알코올류, 케톤류 또는 에테르류로부터 선택되고, 본 실시 형태에서는 IPA(Iso-propyl alcohol)가 이용되며, 상기 러버 히터(59b)에 의해, 예를 들면 40℃로 가열되어 2유체 노즐(56)에 도달한다. 또, 불활성 가스 공급구(60)를 거쳐 2유체 노즐(56)에 공급되는 불활성 가스는 유기용제인 IPA와 동시에 공급되어 안전성을 확보하는 것이고, 본 실시 형태에서는 질소가스(N2)가 이용되며, 미리 히터(도시하지 않음)에 의해, 예를 들면 150℃로 가열되어 2유체 노즐(56)에 공급된다. 2유체 노즐(56)에 고온의 IPA와 질소가스가 공급되는 것으로, 이 2유체 노즐(56)이 IPA 미스트를 생성한다. 또한, 상기 유기용제의 가열은 상기 러버 히터(59b)에 의한 것뿐만 아니라, 예를 들면, 미리 히터로 가열된 불활성 가스의 탱크내에, 유기용제 공급구(59)에 접속되는 파이프(59a)를 끼워 통하게 하여 이미 가열된 불활성 가스의 열을 이용함으로써 유기용제의 가열을 실시하는 것도 가능하다.
2유체 노즐(56)로 생성된 IPA 미스트는 유체 자체가 고온으로 유지되고 있기 때문에, 노즐로부터의 분사와 거의 동시에 미스트로부터 증기로 기화하여 IPA 증기로 되고, IPA 증기가 세정조(23) 안으로 유도된다. 세정조(23) 안에서 세정되어 린스된 웨이퍼(1)에 상기 IPA 증기가 유도되는 것으로, 웨이퍼(1)의 표면(2)에 부착한 수분이 증발하기 쉬운 IPA 증기 분위기하로 되며, 이 웨이퍼(1)의 표면(2)의 건조가 촉진된다. 이 IPA 증기는 린스액으로서의 순수한 물이 세정조(23) 안으로부터 배수된 후에, 이 세정조(23) 안에 도입된다.
상기 가스 공급부(58)는 도시하지 않는 히터의 on 또는 off에 의해 상온 또는 고온의 질소가스(Ｎ2)를 세정조(23) 안으로 공급하는 것이다. 웨이퍼(1)가 소수성인 경우에, 2유체 노즐(56)에서 IPA 증기를 생성하기 전에 상온의 질소가스(상기 히터 off)를 분사하여 세정조(23) 안에서 세정되어 린스된 상기 소수성의 웨이퍼(1)를 상온의 질소가스의 분위기하로 한다. 또, 상기의 상온의 질소가스는 린스액으로서의 순수한 물이 세정조(23) 안으로부터 배수되는 과정에서, 이 배수와 동시에 세정조(23) 안에 분사된다.
또, 웨이퍼(1)의 건조는 상기한 가스 공급부(58)로부터 상기 히터(도시하지 않음)에 의해 가열된 고온의 불활성 가스, 본 실시 형태에서는 고온의 질소가스(HOT N2)가 세정조(23) 안의 IPA 증기 분위기하의 웨이퍼(1)의 표면(2)에 공급됨으로써 급속히 달성된다. 가스 공급부(58)로부터 세정조(23) 안에 고온의 질소가스가 유도될 때에는 세정조(23)의 하부에 설치된 가스 배기구(62)(도 7, 도 13)로부터 잉여의 질소가스가 배기된다.
또한, 도 7, 도 8 및 도 13 중의 부호(64)는 세정조(23) 안에 세정액이 공급되어 이 세정조(23) 안의 웨이퍼(1)를 세정할 때, 또는 세정조(23) 안에 린스액(순수한 물)이 공급되어 이 세정조(23) 안의 웨이퍼(1)가 린스될 때에, 이 세정조(23) 안의 불필요한 가스를 배기하기 위한 가스 배기구이다. 또, 부호 65는 세정조(23) 안의 세정액, 린스액(순수한 물)을 배액 하는 배액구이다.
또, 도 3, 도 4, 도 7 및 도 13 중의 부호 57은 순수한 물을 공급하는 노즐(순수한 물 노즐)이며, 건조공정에 있어서, 고온의 건조용 유체에 의해 열을 띤 세 정조(23)의 온도의 일정화(냉각) 및 조(槽) 안의 세정을 실시하기 위해, 순수한 물(DIW)을 장치 몸체(29)의 내측 표면에 공급하기 위한 것이다. 순수한 물 노즐(57)은 세정장치(11)의 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반하고 있는 상태로 순수한 물을 세정조(23)로 공급하는 것이며, 세정조(23) 안에 순수한 물을 저장하지 않고, 냉각·세정을 실시할 필요가 있기 때문에, 순수한 물을 장치 몸체(29)의 내측 및 석영판(53)의 표면을 따라서 흐르도록 공급하며, 세정조(23) 안의 냉각 및 세정을 실시한다. 그 때문에, 순수한 물 노즐(57)은 도 3, 도 5 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 그 공급구가 장치 몸체(29)의 내측 표면에 접하도록 부착되어 있다. 세정조(23) 안에 공급된 순수한 물은 배액구(65)를 거쳐 배액된다.
또, 도 3 내지 도 9 중의 부호 85, 86은 세정조(23) 안의 액면을 검출하는 액면검출센서(89)(도 7에만 도시)가 배치된 파이프(87)(도 7에만 도시)로 연결되는 접속구이다. 접속구(85)는 세정조(23)측면이고, 제 1 오버플로조(26)에 대응하는 위치에 설치되어 있으며, 접속구(86)는 세정조(23) 측면이고, 세정급액구(49)의 아래쪽, 즉, 세정조(23)의 최하부에 설치되어 있다. 액면검출센서(89)는 정전용량 근접센서 등의 파이프(87) 안의 액체의 유무를 확인할 수 있는 수단에 의해서 구성되고, 이음매(87a)(도 7에만 도시)에 의해서 접속구(85, 86)에 연결된 연직방향으로 배치되는 파이프(87)에 부착되는 것이다. 자세한 것은 웨이퍼 홀딩장치(24)가 구비되는 가장 아래쪽에 배치된 오목부(47)의 하단에 대응하는 위치에 부착된다. 이에 따라, 린스 종료후, 린스액을 배액하여 건조공정으로 이행하는 경우, 린스액의 액면이 웨이퍼 홀딩장치(24)의 가장 아래쪽의 오목부(47)의 하단보다 내려간 것 을 액면검출센서(89)에 의해 확인하여 웨이퍼 홀딩장치(24)를 정면벽(28)의 개구(30) 안으로 진입시켜 웨이퍼(1)의 이면(3)을 홀딩하는 것이 가능하며, 배액시에 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하는 린스액이 오목부(47)의 선단 내측에 형성된 오목부(47)에 침입(浸入)하는 것을 방지하는 것이 가능하다.
다음으로, 상기의 세정장치(11)의 작용을 도 16 및 도 17을 이용해 설명한다.
세정장치(11)는 반송용 로봇(15)에 의해 웨이퍼(1)를 세정조(23) 안에 반입하고, 이 웨이퍼(1)의 표면(2)을 세정조(23) 안에, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정조(23) 바깥에 면하게 하고, 웨이퍼(1)와 정면벽(28)의 사이에 환형상 틈(72)을 설치하여 이 웨이퍼(1)를 세정조(23)에 장착하는 웨이퍼(1)의 반입공정(S1∼S5)과, 세정조(23) 안에서 세정액을 유동시키고, 이 세정액에 접액하는 웨이퍼(1)의 표면(2)을 세정해 린스하는 동시에, 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액의 압력(수압)의 작용으로 상기 환형상 틈(72)으로부터 유출하는 세정액 또는 린스액에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 린스하는 세정·린스공정(S6∼S22)과, 이 세정·린스공정의 종료후에, 웨이퍼(1)를 세정조(23) 안에 장착한 상태에서 IPA 증기, 순수한 물 미스트, 고온 질소가스를 세정조(23) 안으로 유도하고, 상기 웨이퍼(1)를 건조하는 건조공정(S23∼S27)과, 상기 세정, 린스 및 건조 처리된 웨이퍼(1)를 반송용 로봇(15)에 의해 세정조(23) 바깥으로 반출하는 웨이퍼(1)의 반출공정(S28∼S31)을 가진다. 이들의 각 공정을 더욱 상세 설명한다.
웨이퍼(1)의 반입공정에서는 도 1에 나타내는 바와 같이, 우선, 세정설비 (10)에 있어서의 웨이퍼 급배부(14)의 웨이퍼 반송용기(소위 후프)(17)가 용기 오프너에 의해서 열리고(S1), 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)가 웨이퍼 반송용기(17) 안의 웨이퍼(1)의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩한다(S2). 그리고 후술하는 스텝 29에 대해 순수한 물 노즐(57)로부터 세정조(23) 안으로 공급되고 있는 순수한 물의 공급이 정지된다(S3). 즉, 현재 처리되고 있는 웨이퍼(1)의 하나 앞에 처리된 웨이퍼의 건조공정에 있어서, 고온의 건조용 유체에 의해 열을 띤 세정조(23) 안의 온도의 일정화(냉각) 및 조(槽) 안의 세정을 실시하기 위해, 순수한 물 노즐(57)로부터 순수한 물이, 장치 몸체(29) 및 석영판(53)의 표면에 공급되고 있는데, 웨이퍼(1)가 세정조(23) 안에 장착되는데 구비하며, 순수한 물의 공급이 정지된다.
다음으로, 도 4 내지 도 6에 나타내는 바와 같이, 세정장치 배치부(12)에 있어서의 세정장치(11)의 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반하고, 정면벽(28)의 개구(30) 안에 진입해서 위치지워진 웨이퍼 홀딩장치(24)가 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)에 홀딩된 웨이퍼(1)의 이면(3)을 비접촉상태로 홀딩하여 반송용 로봇(15)으로부터 웨이퍼(1)를 받는다(S4). 이 상태에서는 웨이퍼(1)가 정면벽(28)의 핀(71)에 접촉하여 웨이퍼(1)와 정면벽(28)의 개구(30) 주위의 사이에 환형상 틈(72)이 형성되고, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 계속 정면벽(28)이 장치 몸체(29)에 맞닿아서 세정조(23)가 구성되는 동시에, 웨이퍼(1)가 세정조(23) 안에 장착된다(S5).
세정·린스공정에서는 도 9 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 세정조 급액구(49)로부터 알칼리 세정액이 세정조(23) 안에 공급되는 동시에(S6), 간접조(52) 안 에 간접조 급배액구(54)로부터 순수한 물이 공급된다(S7). 이 알칼리 세정액의 공급 개시시에, 홀딩장치용 실린더(78)의 후퇴동작에 의해서 웨이퍼 홀딩장치(24)가 정면벽(28)의 개구(30) 바깥으로 퇴피되어 웨이퍼(1)의 이면(3)이 세정조(23) 안의 알칼리 세정액의 압력(수압)에 의해 핀(71)에 접촉해 홀딩되며(S8), 또한 이 웨이퍼(1)가 받이부재(73)에 지지되는 동시에, 가스 배기구(64)가 열림 조작된다.
세정조(23) 안에서 세정액급액구(49)로부터 제 1 오버플로조(26)를 향해 알칼리 세정액이 유동하고, 이 알칼리 세정액의 일부가 환형상 틈(72)으로부터 세정조(23) 바깥으로 유출하며, 제 2 오버플로조(80)를 거쳐 배액조(75)에 도달하고, 세정조(23) 안의 알칼리 세정액의 대부분이 제 1 오버플로조(26)를 거쳐 배액조(75)에 도달한다. 이 배액조(75) 안의 알칼리 세정액은 여과되어 세정조 급액구(49)를 거쳐 세정조(23) 안으로 되돌아와 순환한다. 이 동안에, 간접조(52) 안에서 간접조 급배액구(54)로부터 간접조 오버플로구(55)를 향해 신선한 순수한 물이 유동한다. 순수한 물이 간접조(52) 안을 흐르는 동안에 초음파 진동장치(25)가 작동하여 이 초음파 및 알칼리 세정액에 의해 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)을 세정한다(S9). 이 경우, 알칼리 세정액이 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정하는 과정에 있어서, 웨이퍼(1)의 단면도 세정된다.
이 알칼리 세정 종료후, 세정조(23) 안의 알칼리 세정액을 배액구(65)를 거쳐 배액하고, 초음파 진동장치(25)를 정지하며(S10), 세정조(23)로부터 알칼리 세정액이 배액된다. 이 경우, 세정조(23) 안의 세정액이 배출되고, 액체저장되어 있 지 않지만, 정면벽(28)의 핀(71)과 웨이퍼(1)의 이면(3)의 접촉점에 세정액이 남음으로써, 그 표면장력에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(3)에 있어서의 둘레가장자리부가 상기 핀(71)에 접촉하여 세로 방향으로 기립한 상태인 채 홀딩된다. 알칼리 세정액의 배액 후, 세정조 급액구(49)를 거쳐 세정조(23) 안에 린스액으로서의 순수한 물(DIW)을 유도한다(S11). 웨이퍼(1)의 이면(3)이 린스액의 압력(수압)에 의해 핀(71)에 접촉해 홀딩되고, 또한 이 웨이퍼(1)가 받이부재(73)에 지지된다.
이 린스액이 세정조(23) 안에서 세정조 급액구(49)로부터 제 1 오버플로조(26)를 향해 유동하고, 환형상 틈(72)으로부터 유출하는 동안에 초음파 진동장치(25)를 작동하여 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)을 린스액에 의해 린스한다(S12). 이 린스시에, 제 1 오버플로조(26) 및 제 2 오버플로조(80)로부터 배액조(75)를 거쳐 배수된 린스액은 폐기되어 세정조(23) 안에는 세정조 급액구(49)로부터 신선한 린스액(순수한 물)이 공급된다.
상기 린스 종료후에, 초음파 진동장치(25)를 정지하고, 세정조(23) 안으로부터 배액구(65)를 거쳐 린스액을 배액한다(S13). 이 경우, 정면벽(28)의 핀(71)과 웨이퍼(1)의 이면(3)의 접촉점에 린스액이 남음으로써, 그 표면장력에 의해 웨이퍼(1)의 이면(3)에 있어서의 둘레가장자리부가 상기 핀(71)에 접촉하여 세로 방향으로 기립한 상태인 채 홀딩된다. 초음파 진동장치(25)의 정지와 동시에 간접조(52) 안으로의 순수한 물의 공급이 정지되고(S14), 간접조(52) 안의 순수한 물이 간접조 급배액구(54)를 거쳐 배액된다(S15).
다음으로, 산 세정액이 세정조 급액구(49)로부터 세정조(23) 안으로 공급된 다(S16). 이에 따라, 웨이퍼(1)의 이면(3)이 세정조(23) 안의 산 세정액의 압력(수압)에 의해 핀(71)에 접촉해 홀딩되고, 또한 이 웨이퍼(1)가 받이부재(73)에 지지된다. 이 산 세정액은 세정조(23) 안에서 세정조 급액구(49)로부터 제 1 오버플로조(26)를 향해 유동하고, 이 산 세정액의 일부가 환형상 틈(72)으로부터 세정조(23) 바깥으로 유출하며, 제 2 오버플로조(80)를 거쳐 배액조(75)에 도달하고, 세정조(23) 안의 산 세정액의 대부분이 제 1 오버플로조(26)를 거쳐 배액조(75)에 도달한다. 이 배액조(75) 안의 산 세정액은 여과되고, 세정조 급액구(49)를 거쳐 세정조(23) 안으로 되돌아와 순환한다. 이와 같이 순환하는 산 세정액이 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)을 세정한다(S17). 이 경우, 산 세정액이 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정하는 과정에 있어서, 웨이퍼(1)의 단면도 세정된다.
이 산 세정의 종료후, 세정조(23) 안의 산 세정액을 배액구(65)를 거쳐 배액하는(S18), 이 경우, 정면벽(28)의 핀(71)과 웨이퍼(1)의 이면(3)의 접촉점에 세정액이 남음으로써, 그 표면장력에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(3)에 있어서의 둘레가장자리부가 상기 핀(71)에 접촉하여 세로방향으로 기립한 상태인 채 홀딩된다. 세정조(23) 안으로부터의 산 세정액의 배액 후에, 이 세정조(23) 안에 린스액으로서의 순수한 물(DIW)을 공급한다(S19). 이에 따라, 웨이퍼(1)의 이면(3)이 린스액의 압력(수압)에 의해 핀(71)에 접촉해 홀딩되고, 또한 이 웨이퍼(1)가 받이부재(73)에 지지된다.
이 린스액이 세정조(23) 안에서 세정조 급액구(49)로부터 제 1 오버플로조 (26)를 향해 유동하고, 환형상 틈(72)으로부터 유출하는 동안에 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)을 린스한다(S20). 이 경우, 린스액이 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 린스하는 과정에 있어서, 웨이퍼(1)의 단면도 린스된다. 이 린스시에, 제 1 오버플로조(26) 및 제 2 오버플로조(80)로부터 배액조(75)를 거쳐 배수된 린스액은 폐기되고, 세정조(23) 안에는 세정조 급액구(49)로부터 신선한 린스액(순수한 물)이 공급된다.
상기 린스 종료후에 건조공정에 이행하고, 세정조(23) 안으로부터 배액구(65)를 거쳐 린스액을 배액한다(S21). 린스액의 배액시, 도 7에 나타내는 액면검출센서(89)에 의해, 린스액의 액면이 웨이퍼 홀딩장치(24)의 가장 아래쪽에 위치하는 오목부(47)의 하단보다 내려간 것을 확인, 즉, 린스액이 액면검출센서(89)보다 위쪽에 존재하지 않는 것을 검출하여 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 홀딩장치용 실린더(78)를 전진동작시켜 웨이퍼 홀딩장치(24)를 정면벽(28)의 개구(30) 안에 진입시켜서 위치지우고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 웨이퍼 홀딩장치(24)에 의해 핀(71)에 접촉해 홀딩한다(S22).
S22에서 웨이퍼(1)의 이면(3)을 웨이퍼 홀딩장치(24)에 의해 홀딩했을 때, 웨이퍼(1)가 소수성이면(S23), 세정조(23)로부터의 린스액(순수한 물)의 배액과 동시에, 건조용 유체 공급조(27)에 있어서의 가스 공급부(58)로부터 상온의 질소가스를 분사하여 세정조(23) 안으로 유도한다(S24). 소수성의 웨이퍼(1)를 상온의 질소가스의 분위기하로 하는 것이고, 다음공정에서 세정조(23) 안에 분사되는 IPA 증기가 웨이퍼(1)에 융합되기 쉬운 상태로 하는 것이다. 그리고, 가스공급부(58)로 부터의 상온의 질소가스의 분사 개시시부터 소정 시간 경과 후에, 상온의 질소가스의 분사를 정지하여(S25) 다음에 서술하는 IPA 증기의 분사로 이행한다.
상기 스텝 S20의 린스액(순수한 물) 배액 후에, 스텝 S23에 있어서 웨이퍼(1)가 소수성이 아닌 경우에는, 세정조(23) 안으로부터 배액구(65)를 거쳐 린스액이 배액 된 후에, 건조용 유체 공급조(27)에 있어서의 2유체 노즐(56)로부터 IPA 증기를 분사한다(S26). 이 IPA 증기의 분사개시 전에 가스배기구(64)가 닫힘 조작된다. IPA 증기가 세정조(23) 안으로 유도되는 것으로, 세정조(23) 안이 IPA 분위기하가 되고, 다음공정(S27)의 고온의 질소가스에 의한 건조가 촉진되기 쉬운 상태로 된다. 이 경우, 도 12∼도 14에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 홀딩장치(24)의 커버(46)는 정면벽(28)에 맞닿고, 커버(46)의 시일부재(46a)가 정면벽(28)에 밀착하고 있기 때문에, 커버(46)와 정면벽(28)의 시일성이 양호하게 확보되어 있고, 도 14에 있어서, 화살표로 나타내는 바와 같이, 커버(46)에 의해 IPA 증기가 정면벽(28)과 웨이퍼 홀딩장치(24)의 틈으로부터 확산해 버리는 것이 방지되고, 웨이퍼(1)의 이면도 IPA 증기 분위기하로 되며, 웨이퍼(1)의 이면에 있어도, 다음공정(S27)의 고온의 질소가스에 의한 건조가 촉진되기 쉬운 상태가 된다.
상기 IPA 증기 공급 종료후에, 건조용 유체 공급조(27)에 있어서의 가스 공급부(58)로부터 고온의 질소가스(HOT N2)가 세정조(23) 안으로 공급되어 세정조(23) 안의 IPA가 기화되고, 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)이 급속히 건조된다(S27). 이 고온의 질소가스에 의한 웨이퍼(1)의 건조시에는 웨이퍼 홀딩장치(24)에 도입되어 오목부(47)에 있어서 선회류를 형성하는 가스에도 고온의 질소가스가 혼입되어 웨이퍼 홀딩장치(24)가 비접촉상태로 홀딩하는 웨이퍼(1)가 이면으로부터도 가온(加溫)되는 동시에, 웨이퍼 홀딩장치의 내측 중심으로 설치된 건조용 유체 공급구멍(48)으로부터도 고온의 질소가스를 분사함으로써, 이 웨이퍼(1)로부터의 건조가 보다 촉진된다. 또한, 이 고온의 질소가스에 의한 건조시에는 가스배기구(62)(도 7)가 열림 조작되어 질소가스가 세정조(23) 바깥으로 배기된다.
상기의 건조공정 종료후에 웨이퍼(1)의 반출공정으로 이행하고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 세정장치(11)의 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반한다(S28). 그리고, 건조공정에 있어서, 고온의 건조용 유체에 의해 열을 띤 세정조(23) 안의 온도의 일정화(냉각) 및 조 안의 세정을 실시하고, 다음에 처리되는 웨이퍼에 구비해야하는 순수한 물 노즐(57)로부터 순수한 물을 장치 몸체(29) 및 석영판(53)의 표면을 따라서 흐르도록 공급하며, 세정조(23) 안의 냉각 및 세정을 실시한다(S29). 세정조(23) 안에 공급된 순수한 물은 배액구(65)를 거쳐 배액된다. 이 순수한 물 노즐(57)로부터의 순수한 물의 공급은 현재의 웨이퍼(1)의 처리가 종료되고, 다음에 웨이퍼 반송용기(17)로부터 반입되는 웨이퍼의 처리공정에 있어서, 세정장치(11)의 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반하며, 웨이퍼 홀딩장치(24)가 반송용 로봇(15)으로부터 웨이퍼(1)를 비접촉상태로 받기까지(S4) 계속된다(순수한 물의 공급 정지：S3). 이후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)가 정면벽(28)과 장치 몸체(29)의 사이에 들어가고, 웨이퍼(1)의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩하여 세정장치(11)의 웨이퍼 홀딩장치(24)로부터 웨이퍼(1)를 받는다(S30). 이 반송용 로봇(15)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 급 배부(14)에 있어서의 웨이퍼 반송용기(17)(후프)가 열림 조작된 시점에서 받은 웨이퍼(1)를 웨이퍼 반송용기(17) 안에 수납한다(S31).
이상과 같이 구성되었기 때문에, 상기 실시 형태에 따르면, 다음의 효과(1)∼(14)를 이룬다.
(1) 장치 몸체(29)에 맞닿아서 세정조(23)을 구성하는 정면벽(28)이 웨이퍼(1)의 외형에 대응하는 개구(30)를 구비하고, 웨이퍼 홀딩장치(24)가 정면벽(28)의 외측으로부터 상기 개구(30)를 통과하게 하고, 이 정면벽(28)의 내측에 반입된 웨이퍼(1)의 이면(3)을 홀딩 가능하게 하며, 이 웨이퍼(1)를 세로 방향으로 기립 상태로 하고, 정면벽(28)의 내면에 있어서의 개구(30) 주위에 설치된 핀(71)에 웨이퍼(1)의 이면(3)이 접촉하는 것으로, 이 웨이퍼(1)와 상기 개구(30) 주위의 사이에 환형상 틈(72)을 형성한다. 이것으로부터 세정조(23) 안에 세정액 또는 린스액이 공급되었을 때에는, 이 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액에 의해 웨이퍼(1)의 표면(2)을 세정 또는 린스하는 동시에, 세정조(23) 안에 있어서의 세정액 또는 린스액의 압력(수압)의 작용으로, 핀(71)에 의해 형성된 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23)로부터 유출한 세정액 또는 린스액이 웨이퍼(1)의 이면을 세정 또는 린스한다. 이 결과, 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)을 동시에 세정 또는 린스할 수 있다. 또, 세정액 또는 린스액이 환형상 틈(72)을 거쳐 세정조(23) 바깥으로 유출하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 등 하는 과정에 있어서, 웨이퍼(1)의 단면도 세정 또는 린스할 수 있다.
(2) 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 또는 린스한 세정액 또는 린스액은 세정조 (23) 안에 있어서의 세정액 또는 린스액의 압력(수압)의 작용에 의해서 이 세정조(23) 안으로 유입하는 일이 없으므로, 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정 또는 린스한 세정액 또는 린스액에 의해서, 웨이퍼(1)의 표면이 오염되는 전사오염을 확실하게 방지할 수 있다.
(3) 정면벽(28)의 개구(30) 주위와, 세로 방향으로 기립해 배치설치된 웨이퍼(1)의 사이의 환형상 틈(72)은 위쪽 부분이 아래쪽 부분보다도 넓게 설정되어 있다. 따라서, 상기 환형상 틈(72)의 아래쪽 부분으로부터 유출하는 세정조(23) 안의 세정액 또는 린스액의 유출량을 억제할 수 있고, 이 세정조(23) 안에 세정액 또는 린스액을 양호하게 저장할 수 있는 동시에, 상기 환형상 틈(72)의 위쪽 부분을 넓게 설정하는 것으로, 이 위쪽 부분으로부터 유출하는 세정액 또는 린스액의 유출량이 증대하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 전체면을 균일하게 세정 또는 린스할 수 있다.
(4) 세정장치(11)에는 웨이퍼(1)에 대향하는 동시에, 대략 평행하게 초음파 진동장치(25)의 초음파 진동자(51) 및 석영판(53)이 배치되었기 때문에, 이 초음파 진동장치(25)에 의해 발생하는 초음파가 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)의 각각의 전체면에 균일하게 작용하므로, 이 웨이퍼(1)의 표면(2) 및 이면(3)을 얼룩 없이 양호하게 세정할 수 있다.
(5) 웨이퍼(1)의 이면(3)이 비접촉상태로 웨이퍼 홀딩장치(24)에 홀딩되기 때문에, 이 웨이퍼(1)의 이면(3)이 웨이퍼 홀딩장치(24)에 의해 홀딩됨으로써 오염되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 종래, 척 등이 접하여 세정이 곤란했었던 웨이 퍼(1)의 단면에 있어서도, 마찬가지로 오염의 방지를 할 수 있다.
(6) 웨이퍼 홀딩장치(24)는 정면벽(28)에 대해 개구(30)의 축방향(30R)에 상대이동 가능하게 해당 정면벽(28)에, 부착 플레이트(77), 사이드판(79) 및 홀딩장치용 실린더(78)를 통하여 설치되고, 세정의 개시부터 건조공정이 개시되기까지는 웨이퍼(1)로부터 퇴피하여 이 웨이퍼(1)의 홀딩을 해제하도록 구성되어 있다. 따라서 웨이퍼(1)는 세정조(23) 안에 세정액 또는 린스액이 공급되었을 때에는, 이 세정액 또는 린스액의 압력(수압)에 의해서 홀딩되고, 상기 이외의 때에는 웨이퍼 홀딩장치(24)에 의해서 비접촉상태에 홀딩되므로, 어느 경우도 오염되는 일이 없다. 또, 종래, 척 등이 접하여 세정이 곤란했었던 웨이퍼(1)의 단면에 있어서도, 마찬가지로 오염의 방지를 할 수 있다.
(7) 정면벽(28)에 설치된 받이부재(73)가 웨이퍼(1)를 점접촉 상태로 지지하기 때문에, 웨이퍼(1)가 받이부재(73)에 지지되는 것으로 발생하는 오염을 극력 억제할 수 있다.
(8) 세정조(23) 안에는 이 세정조(23)의 외부에 설치된 필터에 의해 여과된 세정액이 순환하여 공급되기 때문에, 세정액의 반복의 사용에 의해서 그 소비량을 저감할 수 있는 동시에, 순환하는 세정액의 온도를 측정하여 유지하는 것만으로, 이 세정액의 온도관리도 용이하게 실시할 수 있다.
(9) 웨이퍼(1)가 세로 방향으로 기립한 상태에서 세정조(23) 안에 배치설치되므로, 세정조(23) 나아가서는 세정장치(11)의 전체의 공간절약화를 실현할 수 있는 동시에, 웨이퍼(1)의 외직경 치수의 변경에 대해서, 외직경이 다른 웨이퍼 홀딩 장치(24)와, 개구(30)의 지름이 다른 정면벽(28) 등을 선정하는 것으로 용이하게 대응할 수 있다.
(10) 웨이퍼(1)가 이면(3)의 둘레가장자리부를 정면벽(28)의 내면에 있어서의 개구(30)의 주위의 핀(71)에 접촉시켜 환형상 틈(72)을 형성하면서, 세정조(23)에 정지상태로 장착되기 때문에, 세정장치(11)에 회전 기구부가 존재하지 않는다. 이 때문에 세정장치(11)에 있어서의 부품 점수를 저감할 수 있는 동시에, 회전 기구부의 번잡한 조정이 불필요해지고, 또, 세정장치(11) 안으로의 세정액 등의 공급이나 불필요한 가스의 배기를 회전 기구부에 의해 발생하는 기류의 영향을 고려하는 일없이 용이하게 실시할 수 있다.
(11) 세정조(23)에는 건조용 유체(예를 들면, IPA 증기, 순수한 물 미스트, 고온의 질소가스)를 세정조(23) 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조(27)가 연속설치되었기 때문에, 웨이퍼(1)를 세정조(23) 안에 장착시킨 상태에서 건조용 유체 공급조(27)로부터의 상기 건조용 유체에 의해 웨이퍼(1)를 건조할 수 있다. 이 때문에, 세정·린스공정 및 건조공정을 연속해 신속하게 실시할 수 있다.
(12) 2유체 노즐(56)에 공급되는 고온의 IPA 및 질소가스의 온도가 2유체 노즐(56)로부터의 유체의 분사와 동시에 유체가 기화할 수 있는 온도이기 때문에, 액체의 분사에 비교하여 피처리물에 부착한 수분의 치환효율이 오르는 동시에, IPA 및 질소가스의 분사액량 뿐만 아니라, 배액의 양도 줄이는 것이 가능하다.
(13) IPA를 59a파이프에 휘감긴 러버 히터(59)에 의해서 가열하기 때문에, 간이한 구성으로 IPA의 가열을 실시할 수 있는 동시에, 파이프(59a)를 예를 들면, 물이나, 고순도 약액에 대해서 금속이온의 용출을 억제한 SUS배관으로 구성하고, 상기 SUS배관에 어스를 접속함으로써, 대전을 방지하며, 발화하기 쉬운 IPA에 대해서도 방폭을 용이하게 달성할 수 있다.
(14) 건조촉진용 유체로서, 우선, IPA 증기를 이용해 세정조(23) 안을 IPA 분위기하로서 다음공정에서 건조를 촉진시키기 쉬운 상태로 하고, 다음공정으로서 가열된 질소가스를 이용해 웨이퍼(1)에 부착한 IPA을 기화시켜, 급속하게 건조시키기 때문에, 웨이퍼(1)의 표면(2)에 부착한 수분을 확실하고, 또한 신속히 건조시킬 수 있다. 또, 질소의 사용에 의해, 불활성 가스의 분위기로 되고, 산소가 세정조(23) 안으로부터 배제되기 때문에, 워터 마크의 발생이 방지된다.
[B] 제 2 실시 형태(도 18∼도 23)
도 18은 본 발명에 관련되는 세정장치의 제 2 실시의 형태를 나타내는 것이며, 그 대기상태를 비스듬한 정면측에서 보아 나타내는 사시도이다. 도 19는 도 18의 세정장치의 웨이퍼 반입출상태를 나타내는 측면도이다. 도 20은 도 18의 세정장치에 있어서의 웨이퍼의 세정 등의 처리 상태를 나타내는 정면도이다. 도 21은 도 20의 VII화살표도이다. 도 22는 도 18의 세정장치의 원리를 설명하기 위한 개략구성을 나타내는 단면도이다. 도 23은 도 22의 일부를 확대해 나타내는 단면도이다. 이 제 2 실시의 형태에 있어서, 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지인 부분은 동일한 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.
이 제 2 실시 형태의 세정장치(90)에서는 제 1 실시 형태에 있어서, 정면벽(28)의 개구(30)의 주위에 설치된 스폿페이싱면부(70) 및 이 스폿페이싱면부(70)에 틈 형성부재로서 심어설치된 핀(71)이 존재하지 않고, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)에 밀착되어 환형상 틈(72)이 존재하지 않는 구성으로 되어 있다. 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)에 밀착되어 정면벽(28)의 개구(30)를 폐색하기 때문에, 세정조(23)로부터 세정액 또는 린스액이 유출되지 않는다. 따라서, 웨이퍼(1)의 표면만이 세정 또는 린스되고, 이면(3)은 세정 또는 린스되지 않는, 한쪽 면만 세정 또는 린스되는 구성으로 되어 있다. 세정조(23)로부터 웨이퍼(1)의 이면(3)측에 세정액 또는 린스액이 유출하지 않기 때문에, 웨이퍼 홀딩장치(24)를 정면벽(28)으로부터 퇴피시킬 필요가 없고, 정면벽(28)과 웨이퍼 홀딩장치(24)가 결합되어, 일체로 이동 가능한 구성으로 되어 있다.
그 구성을 구체적으로 설명하는데 세정조(23)는 일측벽으로서의 정면벽(28)과, 이 정면벽(28) 이외의 장치 몸체(29)가 맞닿아서 편평한 박스형상으로 구성되고, 이 정면벽(28)에 웨이퍼(1)의 외형에 대응하는 형상의 개구(30)가 형성된다. 또, 정면벽(28)의 내면에, 개구(30)의 주위를 따라서 O링 등의 시일부재(31)(도 20 및 도 22)가 배치설치된다. 정면벽(28)의 내면에는 또한 시일부재(31)의 외측에서 장치 몸체(29)에 맞닿을 수 있는 위치에 시일부재(32)가 배치설치된다.
도 19 및 도 22에 나타내는 바와 같이, 상기 웨이퍼 홀딩장치(24)는 정면벽(28)의 개구(30) 안에 위치지워진 상태로 정면벽(28)에 결합되고, 이 정면벽(28)과 일체로 이동 가능하게 된다. 따라서, 정면벽(28)이 장치 몸체(29)로부터 이반했을 때에, 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)가 웨이퍼(1)의 표면(2)을 비접촉상태로 홀딩하여 정면벽(28)과 장치 몸체(29)의 사이에 들어가고, 이때 웨이퍼 홀딩장치(24)가 부압의 작용으로, 정면벽(28)의 외측으로부터 개구(30)를 통과하게 하고, 상기 웨이퍼(1)의 이면(3)을 비접촉상태로 홀딩하여 웨이퍼(1)가 웨이퍼 홀딩장치(24)에 수수되고, 세정장치(90)의 세정조(23) 안에 반입된다. 웨이퍼(1)가 세정조(23) 안에 반입된 후에, 도 21 및 도 22에 나타내는 바와 같이, 정면벽(28)이 장치 몸체(29)에 맞닿아서 세정조(23)가 구성된다.
웨이퍼(1)의 이면(3)이 웨이퍼 홀딩장치(24)에 비접촉상태로 홀딩됨으로써, 웨이퍼(1)는 세정조(23) 안에서 세로 방향으로 기립하고, 또한 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)의 시일부재(31)에 밀착되어 정면벽(28)의 개구(30)를 폐색하고, 표면(2)이 세정조(23) 안에 면하며, 이면(3)이 세정조(23) 바깥에 면하게 하여 세정조(23)에 장착된다. 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)의 시일부재(31)에 밀착되는 동시에, 정면벽(28)의 시일부재(32)가 장치 몸체(29)에 밀착되는 것으로, 세정조(23)는 액밀(liquid tight) 상태로 확보된다. 또, 세정조(23) 안이 세정액 등의 유체로 채워져 있는 상태에 있어서는 웨이퍼(1)에 대한 유체의 수압에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)의 시일부재(31)에 밀착되고, 웨이퍼 홀딩장치(24)를 작동시키지 않는 경우라도 액밀상태가 확보된다. 또, 웨이퍼(1)의 표면(2)이 세정조(23) 안에 면하고, 이면(3)이 세정조(23) 바깥에 면하는 것으로, 세정조(23) 안의 세정액에 웨이퍼(1)의 표면(2)이 접액하고, 웨이퍼(1)의 이면(3)은 접액하지 않도록 구성된다.
고주파 발진기로부터의 고주파 신호가 초음파 진동자(51)에 공급됨으로써, 이 초음파 진동자(51)가 초음파 진동하고, 이 초음파 진동이 간접조(52) 안의 순수 한 물 및 석영판(53)을 거쳐 세정조(23)에 장착된 웨이퍼(1)의 표면(2)에 조사되고, 표면(2)만의 세정이 실시된다. 이 경우, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)의 시일부재(31)에 밀착된 상태로 세정되기 때문에, 웨이퍼(1)의 단면도 세정된다.
그 외의 구성에 대해서는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로 구성되기 때문에, 이 제 2 실시 형태에 있어서도, 상기 제 1 실시 형태의 효과(5), (8), (9), (11)∼(14)와 마찬가지의 효과를 이룰 뿐만 아니라, 다음의 효과(15)∼(16)를 이룬다.
(15) 세정장치(90)에 있어서의 장치 몸체(29)에 정면벽(28)이 맞닿아서 세정조(23)가 구성되고, 이 세정조(23)의 정면벽(28)에 개구(30)가 형성되며, 웨이퍼 홀딩장치(24)가 웨이퍼(1)의 이면(3)을 세정조(23)의 외측으로부터 개구(30)를 통과하게 하고, 비접촉상태로 홀딩하며, 이 웨이퍼 홀딩장치(24)에 의해, 웨이퍼(1)가 세로 방향으로 기립하고, 또한 이 웨이퍼 홀딩장치(24)나, 웨이퍼(1)에 대한 수압에 의해, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)의 내면에 있어서의 개구(30) 주위의 시일부재(31)에 밀착되어 개구(30)를 폐색하며, 웨이퍼(1)가 표면(2)을 세정조(23) 안에 이면(3)을 세정조(23) 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조(23)에 장착되기 때문에, 웨이퍼(1)의 표면(2)에 세정액이 접하고, 이면(3)에 세정액이 접하지 않으므로, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 더러움이 표면(2)측에 돌아 들어가서 해당 표면(2)이 오염되는 전사오염을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부가 정면벽(28)의 시일부재(31)에 밀착된 상태 에서 세정되기 때문에, 웨이퍼(1)의 단면도 세정된다.
(16) 세정장치(90)에는 웨이퍼(1)에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치(25)의 초음파 진동자(51) 및 석영판(53)이 배치되었기 때문에, 이 초음파 진동장치(25)에 의해 발생하는 초음파가 웨이퍼(1)의 표면(2)의 전체면에 균일하게 작용하므로, 이 웨이퍼(1)의 표면(2)을 얼룩 없이 양호하게 세정할 수 있다.
이상, 본 발명을 상기 실시 형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 양 실시 형태에서는 세정조(23)로부터 세정액 또는 린스액을 배액할 때에는, 정면벽(28)의 핀(71)과 웨이퍼(1)의 이면(3)의 접촉점에 있어서의 세정액 등의 잔존액의 표면장력에 의해, 웨이퍼(1)를 세로 방향으로 기립한 상태인 채 홀딩하는 것을 서술했는데, 배액 때마다 홀딩장치용 실린더(78)의 작용으로 웨이퍼 홀딩장치(24)가 정면벽(28)의 개구(30) 안에 진입하고, 이 웨이퍼 홀딩장치(24)가 웨이퍼(1)의 이면(3)을 홀딩함으로써, 비접촉 홀딩을 확실화시켜도 좋다.
또, 상기 제 1 실시 형태에서는 세정장치(11)의 웨이퍼 홀딩장치(24)가 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로 웨이퍼(1)의 이면(3)을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 서술했는데, 예를 들면, 상기 실시 형태에 있어서, 정면벽(28)에 설치된 핀(71)을 대략 진공압의 작용에 의해 흡인하는 흡인 홀딩장치로 하고, 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)에 의해 정면벽(28)의 내측에 위치지워진 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부를 상기 핀(71)에 흡착시켜, 해당 웨이퍼(1)를 정면벽(28)에 장착해도 좋다. 이 경우에는 웨이퍼 홀딩장치(24) 및 홀딩장치용 실린더(78)를 생략 할 수 있으므로, 세정장치(11)의 구조를 간소화할 수 있는 동시에, 세정장치(11)의 동작도 용이화할 수 있다.
또, 상기 제 2 실시 형태에 있어서도 반송용 로봇(15)의 핸드부(20D)에 의해 정면벽(28)의 내측에 위치지워진 웨이퍼(1)를 정면벽(28)의 외측으로부터 이 정면벽(28)과 함께, 대략 진공압의 작용에 의해 흡인하는 흡인 홀딩장치를 설치하고, 이에 따라, 웨이퍼(1)의 이면(3)의 둘레가장자리부를 정면벽(28)의 내면에 있어서의 시일부재(31)에 밀착시켜, 해당 웨이퍼(1)를 정면벽(28)에 장착시키도록 해도 좋다. 이 경우에도, 흡인 홀딩장치와 웨이퍼(1)의 이면(3)이 비접촉상태로 되므로, 흡인 홀딩장치에 의해서 웨이퍼(1)의 이면(3)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는 본 발명에 관련되는 장치를 세정장치로서 설명했는데, 본 발명에 관련되는 장치에 대해서, 세정공정을 생략하고, 세정조(23)를 건조조로 파악해 건조장치로서 이용하는 것도 가능하며, 웨이퍼(1)를 웨이퍼 홀딩장치(24)에 의해 세로 방향으로 기립한 상태로 건조할 수 있으므로, 건조조 나아가서는 건조장치 전체의 공간절약화를 실현할 수 있다.
청구항 1 또는 4에 기재한 발명에 따르면, 장치 몸체에 맞닿아서 세정조를 구성하는 일측벽이 피처리물의 외형에 대응하는 개구를 구비하고, 홀딩수단이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 이 일측벽의 내측에 반입된 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하며, 일측벽의 내면에 있어서의 개구 주위에 설치된 틈형성부재에 피처리물의 이면이 접촉하는 것으로, 이 피처리물과 상기 개구 주위의 사이에 틈을 형성한다. 따라서, 세정조 안에 세정용 유체가 공급되었을 때에는 이 세정조 안의 세정용 유체에 의해 피처리물의 표면을 세정 또는 린스하는 동시에, 세정조 안에 있어서의 세정용 유체의 압력(수압)의 작용으로, 틈형성부재에 의해 형성된 틈을 거쳐 세정조로부터 유출한 세정용 유체가 피처리물의 이면을 세정 또는 린스한다. 이 결과, 피처리물의 표면 및 이면을 동시에 세정 또는 린스할 수 있다. 또한 세정용 유체가 틈형성부재에 의해 형성된 틈을 거쳐 세정조 바깥으로 유출하고, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스 하는 과정에 있어서 피처리물의 단면도 세정 또는 린스할 수 있다.
또, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스한 세정용 유체는 세정조 안에 있어서의 세정용 유체의 압력(수압)의 작용에 의해서 이 세정조 안에 유입하는 일이 없으므로, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스한 세정용 유체에 의해서, 피처리물의 표면이 오염되는 전사오염을 확실하게 방지할 수 있다.
청구항 2에 기재한 발명에 따르면, 일측벽의 개구 주위와, 세로 방향으로 기립하여 배치설치된 피처리물의 사이의 틈은 위쪽 부분이 아래쪽 부분보다도 넓게 설정되어 있다. 따라서, 상기 틈의 아래쪽 부분으로부터 유출하는 세정조 안의 세정용 유체의 유출량을 억제할 수 있고, 이 세정조 안에 세정용 유체를 양호하게 저장할 수 있는 동시에, 상기 틈의 위쪽 부분을 넓게 설정하는 것으로, 이 위쪽 부분으로부터 유출하는 세정용 유체의 유출량이 증대하고, 피처리물의 이면의 전체면을 균일하게 세정 또는 린스할 수 있다.
청구항 3에 기재한 발명에 따르면, 세정장치에는 피처리물에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치가 배치되었기 때문에, 초음파 진동장치에 의해 발생하는 초음파가 세정조 안의 세정용 유체에 작용해 피처리물의 표면의 전체면을 균일하게 초음파 세정 또는 린스하는 동시에, 피처리물의 이면을 흐르는 세정용 유체에 작용하여 해당 피처리물의 이면의 전체면도 균일하게 초음파 세정 또는 린스한다. 이 결과, 피처리물의 표면 및 이면을 얼룩 없이 양호하게 세정 또는 린스할 수 있다.
청구항 5 또는 26에 기재한 발명에 따르면, 피처리물의 이면이 비접촉상태로 홀딩수단에 홀딩되기 때문에, 이 이면이 홀딩수단에 의해 홀딩됨으로써 오염되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 종래, 척 등이 접해 세정이 곤란했었던 피처리물의 단면에 있어도, 마찬가지로 오염의 방지를 할 수 있다.
청구항 6에 기재한 발명에 따르면, 홀딩수단은 일측벽에 대해 개구의 축방향으로 상대이동 가능하게 해당 일측벽에 설치되고, 세정조 안에 세정용 유체가 공급되었을 때에 피처리물로부터 퇴피하여 이 피처리물의 홀딩을 해제하도록 구성되어 있다. 따라서, 피처리물은 세정조 안에 세정용 유체가 공급되었을 때에는 이 세정용 유체의 압력(수압)에 의해서 홀딩되고, 상기 이외인 때에는 홀딩수단에 의해서 비접촉상태로 홀딩되므로, 어느 경우에도 오염되는 일이 없다. 또, 종래, 척 등이 접해 세정이 곤란했었던 피처리물의 단면에 있어서도, 마찬가지로 오염의 방지를 할 수 있다.
청구항 7에 기재한 발명에 따르면, 일측벽에 설치된 받이부재가 피처리물을 점접촉 상태로 지지하기 때문에, 피처리물이 받이부재에 지지되는 것으로 발생하는 오염을 억제할 수 있다.
청구항 8, 23 또는 33에 기재한 발명에 따르면, 세정조 안에는 이 세정조의 외부에 설치된 필터에 의해 여과된 세정용 유체가 순환하여 공급되기 때문에, 세정용 유체의 반복의 사용에 의해서 그 소비량을 저감할 수 있는 동시에, 세정용 유체의 온도관리도 용이화 할 수 있다.
청구항 9 또는 27에 기재한 발명에 따르면, 세정조에는 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치되었기 때문에, 피처리물을 세정조 안에 장착시킨 상태에서 건조용 유체 공급조로부터의 건조용 유체에 의해 상기 피처리물을 건조할 수 있으므로, 세정·린스공정 및 건조공정을 연속하여 신속히 실시할 수 있다.
청구항 10 또는 28에 기재한 발명에 따르면, 2유체 노즐에 공급되는 고온의 유기용제 및 불활성 가스의 온도가 2유체 노즐로부터의 유체의 분사와 동시에 유체가 기화할 수 있는 온도이기 때문에, 액체의 분사에 비교하여 피처리물에 부착한 수분의 치환 효율이 오르는 동시에, 그 분사액량 뿐만 아니라, 배액의 양도 줄이는 것이 가능하다.
청구항 11 또는 29에 기재한 발명에 따르면, 유기용제를 파이프에 휘감긴 면형상 발열체에 의해서 가열하기 때문에, 간이한 구성으로 유기용제의 가열을 실시할 수 있는 동시에, 파이프를 예를 들면, 물이나, 고순도 약액에 대해서 금속 이온의 용출을 억제한 SUS 배관으로 구성하고, 상기 SUS 배관에 어스를 접속함으로써, 대전을 방지하여 발화하기 쉬운 유기용제에 대해서도 방폭을 용이하게 달성할 수 있다.
청구항 12 또는 30에 기재한 발명에 따르면, 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용해 피처리물에 부착한 수분을 치환하여 건조시키고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용해 피처리물을 급속히 건조시키기 때문에, 피처리물에 부착한 수분을 확실하고, 또한 신속히 건조시킬 수 있다.
청구항 13에 기재한 발명에 따르면, 피처리물이 표면을 세정조 안에, 이면을 세정조 바깥에 각각 면하게 하고, 세정조와의 사이에 틈을 설치하여 해당 세정조에 장착되기 때문에, 세정조 안의 세정용 유체에 접액하는 피처리물의 표면을 해당 세정용 유체에 의해서 세정 또는 린스할 수 있는 동시에, 상기 틈으로부터 유출하는 세정용 유체에 의해서, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스할 수 있으므로, 피처리물의 표면 및 이면을 동시에 세정 또는 린스할 수 있다. 또한 세정용 유체가 상기 틈을 거쳐 세정조 바깥으로 유출하고, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스하는 과정에 있어서 피처리물의 단면도 세정 또는 린스할 수 있다.
또, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스한 세정용 유체는, 세정조 안에 있어서의 세정용 유체의 압력(수압)의 작용에 의해서 이 세정조 안으로 유입하는 일이 없으므로, 피처리물의 이면을 세정 또는 린스한 세정용 유체에 의해서 피처리물의 표면이 오염되는 전사오염을 확실하게 방지할 수 있다.
청구항 14 또는 청구항 32에 기재한 발명에 따르면, 피처리물의 세정·린스공정의 종료후에, 피처리물을 세정조 안에 장착한 상태에서 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하여 이 피처리물을 건조하기 때문에, 세정·린스공정과 건조공정을 연속하여 신속히 실시할 수 있다.
청구항 15에 기재한 발명에 따르면, 세정·린스공정에 있어서, 세정조에 장착된 피처리물에 대향하여 평행하게 설치된 초음파 진동장치로부터의 초음파를 이용해 세정 또는 린스를 실시하기 때문에, 초음파가 피처리물의 표면 및 이면에 균일하게 작용하므로, 세정 또는 린스를 얼룩 없게 양호하게 실시할 수 있다.
청구항 16 또는 35에 기재한 발명에 따르면, 건조공정에서는 우선, 유기용제의 증기로 피처리물에 부착한 수분을 치환시키고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하여 피처리물을 건조시키기 때문에, 피처리물에 부착한 수분을 확실하고 또한 신속히 건조시킬 수 있다.
청구항 17에 기재한 발명에 따르면, 피처리물의 홀딩수단이 피처리물의 이면을 비접촉상태로 홀딩하기 때문에, 이 이면이 홀딩수단에 의해 홀딩됨으로써 오염되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 종래, 척 등이 접해 세정이 곤란했었던 피처리물의 단면에 있어서도, 마찬가지로 오염의 방지를 할 수 있다.
청구항 18 및 19에 기재한 발명에 따르면, 상기 피처리물을 홀딩수단에 의해 세로 방향으로 기립한 상태로 건조할 수 있으므로, 건조조 나아가서는 건조장치 전체의 공간절약화를 실현할 수 있다.
청구항 20에 기재한 발명에 따르면, 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용해 피처리물에 부착한 수분을 치환해 건조시키고, 다음으로, 가열된 불활성 가스를 이용하여 피처리물을 급속히 건조시키기 때문에, 피처리물에 부착한 수 분을 확실하고, 또한 신속히 건조시킬 수 있다.
청구항 21, 22 또는 25에 기재한 발명에 따르면, 세정조의 일측벽에 개구가 형성되고, 피처리물이 세로 방향으로 기립하며, 또한 처리면과 반대의 면의 둘레가장자리부가 일측벽의 내면에 있어서의 개구 주위에 밀착되어 상기 개구가 폐색되고, 피처리물이 처리면을 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조에 장착되기 때문에, 피처리물의 처리면에 세정액이 접하고, 처리면과 반대의 면에 세정액이 접하지 않으므로, 처리면과 반대의 면의 더러움이 처리면측으로 돌아 들어가서 해당 처리면이 오염되는 전사오염을 확실하게 방지할 수 있다. 이 경우, 피처리물의 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 면하게 하여 해당 세정조에 장착하기 때문에, 피처리물의 단면도 세정할 수 있다.
청구항 24에 기재한 발명에 따르면, 세정장치에는 피처리물에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치가 배치되었기 때문에, 초음파 진동장치에 의해 발생하는 초음파가 피처리물의 처리면의 전체면에 균일하게 작용하므로, 해당 피처리물의 처리면을 얼룩 없이 양호하게 세정할 수 있다.
청구항 31에 기재한 발명에 따르면, 피처리물이 그 처리면을 세정조 안에, 처리면과 반대의 면을 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조 안에 반입되어 장착되기 때문에, 피처리물의 처리면이 세정액에 접하고, 처리면과 반대의 면이 세정액에 접하지 않으므로, 이 처리면과 반대의 면의 더러움이 처리면측으로 돌아 들어가서 이 처리면이 오염되는 전사오염을 확실하게 방지할 수 있다.
청구항 34에 기재한 발명에 따르면, 세정공정에 있어서, 세정조에 장착된 피처리물에 대향하여 평행하게 설치된 초음파 진동장치로부터의 초음파를 이용해 세정을 실시하기 때문에, 초음파가 피처리물의 처리면에 균일하게 작용하므로, 세정을 얼룩 없게 양호하게 실시할 수 있다.

Claims (35)

  1. 세정조 안의 세정용 유체에 의해, 해당 세정조에 배치설치된 피처리물을 세정 또는 린스하는 세정장치에 있어서,
    장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과,
    이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 상기 일측벽의 내측에 반입된 상기 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하는 홀딩수단과,
    상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 설치되고, 상기 피처리물의 이면이 접촉하는 것으로, 이 피처리물과 상기 개구 주위의 사이에 틈을 형성하는 틈형성부재를 갖는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일측벽의 개구 주위와, 세로 방향으로 기립하여 배치설치된 피처리물의 사이의 틈은 위쪽 부분이 아래쪽 부분보다도 넓게 설정된 것을 특징으로 하는 세정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정장치에는 피처리물에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치가 배치된 것을 특징으로 하는 세정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 일측벽은 장치 몸체에 대해 개구의 축방향으로 이동 가능하게 구성되고, 이 일측벽의 상기 장치 몸체로부터의 이반시에 피처리물이 반입되어 홀딩수단에 의해 홀딩되며, 상기 일측벽과 상기 장치 몸체의 맞닿음에 의해 세정조가 구성되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로, 피처리물의 이면을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은 일측벽에 대해 개구의 축방향으로 상대이동 가능하게 해당 일측벽에 설치되고, 세정조 안에 세정용 유체가 공급되었을 때에 피처리물로부터 퇴피하여 이 피처리물의 홀딩을 해제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 세정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 일측벽에는 내면에 있어서의 개구 주위의 하부에 받이부재가 설치되고, 이 받이부재가 피처리물을 점접촉 상태로 지지하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정조 안에는 이 세정조의 외부에 설치된 필터에 의해 여과된 세정용 유체가 순환하여 공급되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정조에는 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치된 것을 특징으로 하는 세정장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 건조용 유체 공급층은 고온의 유기용제 및 불활성 가스가 공급되는 2유체 노즐을 구비하고, 상기 유기용제 및 불활성 가스의 온도는 상기 2유체 노즐로부터의 유체의 분사와 동시에 상기 유체가 기화할 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는 세정장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기용제는 2유체 노즐에 접속되는 파이프에 휘감긴 면형상 발열체에 의해서 가열되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  13. 피처리물을 세정조 안에 반입하고, 이 피처리물의 표면을 상기 세정조 안에, 이면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하며, 해당 피처리물과 상기 세정조의 사이에 틈을 설치하여 이 피처리물을 상기 세정조에 장착하는 피처리물 반입공정과,
    상기 세정조 안에서 세정용 유체를 유동시키고, 이 세정용 유체에 접액하는 상기 피처리물의 상기 표면을 해당 세정용 유체에 의해 세정 또는 린스하는 동시에, 상기 세정조 안의 세정용 유체의 압력 작용으로 상기 틈으로부터 유출하는 세정용 유체에 의해서, 상기 피처리물의 이면을 세정 또는 린스하는 세정·린스공정을 갖는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 세정·린스공정의 종료후에, 피처리물을 세정조 안에 장착한 상태에서 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하고, 상기 피처리물을 건조하는 건조공정을 갖는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 세정·린스공정에서는 세정조에 장착된 피처리물에 대향하여 평행하게 설치된 초음파 진동장치로부터의 초음파를 이용해 세정을 실시하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 건조공정에서는 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  17. 장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과,
    이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 상기 일측벽의 내측에 반입된 상기 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하는 홀딩수단을 가지며, 세정조 안의 세정용 유체에 의해, 해당 세정조에 배치설치된 피처리물을 세정 또는 린스하는 세정장치에 있어서,
    상기 홀딩수단은 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로, 피처리물의 이면을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 특징으로 하는 홀딩수단.
  18. 건조조 안의 건조용 유체에 의해, 해당 건조조에 배치설치된 피처리물을 건조하는 건조장치에 있어서,
    장치 몸체에 맞닿아서 상기 건조조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과,
    이 일측벽의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하고, 상기 일측벽의 내측 에 반입된 상기 피처리물의 이면을 홀딩 가능하게 하여 이 피처리물을 세로 방향으로 기립 상태로 하는 홀딩수단과,
    상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 설치되고, 상기 피처리물의 이면이 접촉하는 것으로, 이 피처리물과 상기 개구 주위의 사이에 틈을 형성하는 틈형성부재를 갖는 것을 특징으로 하는 건조장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 건조조에는 건조용 유체를 건조조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치된 것을 특징으로 하는 건조장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 건조장치.
  21. 세정조 안의 세정액에 의해, 해당 세정조 안에 배치설치된 피처리물을 세정하는 세정장치에 있어서,
    장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽을 가지며,
    상기 피처리물이 세로 방향으로 기립하고, 또한 상기 피처리물의 처리면과 반대의 면의 둘레가장자리부가 상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 밀착되어 상기 개구가 폐색되며, 상기 피처리물이 상기 처리면을 상기 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조에 장착되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  22. 세정조 안의 세정액에 의해, 해당 세정조 안에 배치설치된 피처리물을 세정하는 세정장치에 있어서,
    장치 몸체에 맞닿아서 상기 세정조를 구성하는 동시에, 상기 피처리물의 외형에 대응하는 개구가 형성된 일측벽과,
    상기 피처리물의 처리면과 반대의 면을 상기 세정조의 외측으로부터 상기 개구를 통과하게 하여 홀딩하는 홀딩수단을 가지며,
    이 홀딩수단에 의해, 상기 피처리물이 세로 방향으로 기립하고, 또한 상기 처리면과 반대의 면의 둘레가장자리부가 상기 일측벽의 내면에 있어서의 상기 개구 주위에 밀착되어 상기 개구가 폐색되며, 상기 피처리물이 상기 처리면을 상기 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 세정조에 장착되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 세정조 안에는 이 세정조의 외부에 설치된 필터에 의해 여과된 세정액이 순환하여 공급되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 세정장치에는 피처리물에 대향하는 동시에 평행하게 초음파 진동장치가 배치된 것을 특징으로 하는 세정장치.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 일측벽은 장치 몸체에 대해 개구의 축방향으로 이동 가능하게 구성되고, 이 일측벽의 상기 장치 몸체로부터의 이반시에 피처리물이 반입되어 홀딩수단에 의해 상기 일측벽에 장착되며, 이 일측벽과 상기 장치 몸체의 맞닿음에 의해 세정조가 구성되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은 선회류에 의해 발생하는 부압의 작용으로, 피처리물의 처리면과 반대의 면을 비접촉상태로 홀딩하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 세정조에는 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하는 건조용 유체 공급조가 연속설치된 것을 특징으로 하는 세정장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 건조용 유체 공급층은 고온의 유기용제 및 불활성 가스가 공급되는 2유 체 노즐을 구비하고, 상기 유기용제 및 불활성 가스의 온도는 상기 2유체 노즐로부터의 유체의 분사와 동시에 상기 유체가 기화할 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는 세정장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 유기용제는 2유체 노즐에 접속되는 파이프에 휘감긴 면형상 발열체에 의해서 가열되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  31. 피처리물을 세정조 안으로 반입하고, 이 피처리물의 처리면을 상기 세정조 안에, 상기 처리면과 반대의 면을 상기 세정조 바깥에 각각 면하게 하여 해당 피처리물을 상기 세정조에 장착하는 피처리물 반입공정과,
    상기 세정조 안에서 세정액을 유동시키고, 이 세정액에 접액하는 상기 피처리물의 상기 처리면을 세정하는 세정공정을 갖는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 세정공정의 종료후에, 피처리물을 세정조 안에 장착한 상태에서 건조용 유체를 세정조 안으로 유도하고, 상기 피처리물을 건조하는 건조공정을 갖는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 세정공정에서는 세정조 바깥에 설치된 필터와 상기 세정조의 사이에서 세정액을 순환하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 세정공정에서는 세정조에 장착된 피처리물에 대향하여 평행하게 설치된 초음파 진동장치로부터의 초음파를 이용하여 세정을 실시하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 건조공정에서는 건조용 유체로서, 우선, 유기용제의 증기를 이용하고, 다음으로 가열된 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
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