KR102518002B1 - 세정 장치 - Google Patents

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폴 빈센트 아텐디도
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 웨이퍼 세정 장치에 있어서, 오염이 세정 롤러에 부착된 경우에도, 웨이퍼가 세정 롤러에 의해 오염되는 것을 방지한다.
(해결 수단) 웨이퍼의 외주연를 유지하는 3 개 이상의 유지부 (30) 를 갖고, 3 개 이상의 유지부 (30) 를 연결하는 다각형 중에 유지된 웨이퍼의 중심이 위치되는 유지 수단 (3) 과, 유지된 웨이퍼의 중심을 축으로 웨이퍼를 회전시키는 회전 수단 (2) 과, 유지된 웨이퍼 하면에 외측면 (40a) 을 접촉시키고 웨이퍼 하면을 세정하는 원통상의 세정 롤러 (40) 와, 세정 롤러 (40) 의 회전축 둘레로 세정 롤러 (40) 를 회전시키는 세정 롤러 회전 기구 (41) 를 가진 세정 수단 (4) 과, 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 하면의 접촉부에 세정액을 공급하는 수단 (5) 을 구비하고, 세정 수단 (4) 은, 세정 롤러 (40) 의 회전축을 사이에 끼워 웨이퍼와 반대측에서 세정 롤러 (40) 를 세정하는 세정 롤러 세정액이 저류되는 저류부 (430) 를 갖는 세정 장치 (1) 를 구성한다.

Description

세정 장치{CLEANING APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼를 세정하는 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 제조에서 사용되는 웨이퍼를 세정하는 세정 장치에 있어서는, 예를 들어, 웨이퍼의 적어도 일방의 면에 대해, 회전하는 원통상의 세정 롤러의 외측면을 접촉시켜 세정을 실시하고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2009-117765호
그러나, 웨이퍼의 세정 중에는, 세정 롤러의 외측면이 웨이퍼와 접촉하고 있는 점에서, 웨이퍼에 부착되어 있던 오염이 세정 롤러에 부착된다는 문제가 있다. 그리고, 오염이 부착된 세정 롤러로 웨이퍼의 세정을 계속하면, 세정해야 하는 웨이퍼를 오히려 오염시킬 우려가 있다.
따라서, 웨이퍼를 세정하는 세정 장치에 있어서는, 오염이 세정 롤러에 부착된 경우에 있어서도, 웨이퍼가 세정 롤러에 의해 오염되는 것을 막아, 웨이퍼의 세정 효과를 높인다는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 웨이퍼의 외주연를 유지하는 3 개 이상의 유지부를 갖고, 그 3 개 이상의 유지부를 연결하는 다각형 중에 유지된 웨이퍼의 중심이 위치되는 유지 수단과, 그 유지 수단으로 유지된 웨이퍼의 중심을 축으로 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전 수단과, 그 유지 수단으로 유지된 웨이퍼의 하면에 외측면을 접촉시켜 웨이퍼의 하면을 세정하는 원통상의 세정 롤러와, 그 세정 롤러의 길이 방향으로 신장되는 회전축 둘레로 그 세정 롤러를 회전시키는 세정 롤러 회전 기구를 가진 세정 수단과, 적어도 그 세정 롤러와 웨이퍼의 하면의 접촉부에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단을 구비한 세정 장치로서, 그 세정 수단은, 그 세정 롤러의 그 회전축을 사이에 끼워 웨이퍼와 반대측에서 그 세정 롤러를 세정하는 세정 롤러 세정액이 저류되는 저류부를 갖는 세정 장치이다.
상기 저류부는, 상기 세정 롤러의 상기 회전축 방향에 있어서 일단으로부터 타단을 향하여 낮아지도록 경사져 있고, 그 저류부에 상기 세정 롤러 세정액을 공급하는 세정 롤러 세정액 공급구가 그 일단측에 형성되어 있으면 바람직하다.
본 발명에 관련된 세정 장치는, 세정 수단이, 세정 롤러의 회전축을 사이에 끼워 웨이퍼와 반대측에서 세정 롤러를 세정하는 세정 롤러 세정액이 저류되는 저류부를 갖고 있기 때문에, 세정 롤러에 오염이 부착되어도, 저류부의 세정 롤러 세정액으로 세정 롤러가 세정되고, 오염이 부착된 세정 롤러에 의해 웨이퍼가 오염될 우려가 저감되어, 웨이퍼 세정 효과를 향상시킬 수 있다.
또, 저류부가, 세정 롤러의 회전축 방향에 있어서 일단으로부터 타단을 향하여 낮아지도록 경사져 있고, 저류부에 세정 롤러 세정액을 공급하는 세정 롤러 세정액 공급구가 일단측에 형성되어 있음으로써, 공급된 세정 롤러 세정액이, 저류부의 일단으로부터 타단을 향하여 유동되기 때문에, 저류부 내에 오염된 세정 롤러 세정액이 체류하지 않아, 항상 청결한 세정 롤러 세정액으로 세정 롤러를 세정할 수 있다.
도 1 은 세정 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2 는 유지 수단을 구성하는 유지 유닛을 나타내는 측면도이다.
도 3 은 세정 전에 있어서의 웨이퍼와 세정 수단의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 웨이퍼를 세정 수단에 의해 세정하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 웨이퍼를 세정 수단에 의해 세정하고 있는 상태를 세정 롤러의 축 방향에서 본 단면도이다.
도 6 은 세정 롤러 세정액 공급구가 저류부의 일단측에 형성되어 있는 세정 수단에 의해 웨이퍼를 세정하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7 은 동 세정 수단에 의해 웨이퍼를 세정하고 있는 상태를 세정 롤러의 축 방향에서 본 단면도이다.
도 1 에 나타내는 웨이퍼 (W) 의 세정 장치 (1) 는, 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 를 유지하는 3 개 이상 (본 실시형태에 있어서는 4 개) 의 유지부 (30) 를 갖고, 3 개 이상의 유지부 (30) 를 연결하는 다각형 (본 실시형태에 있어서는 사각형) 중에 유지된 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 이 위치되는 유지 수단 (3) 과, 유지 수단 (3) 으로 유지된 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 을 축으로 웨이퍼 (W) 를 회전시키는 웨이퍼 회전 수단 (2) 과, 유지 수단 (3) 으로 유지된 도 3 에 나타내는 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 에 외측면 (40a) 을 접촉시켜 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 을 세정하는 원통상의 세정 롤러 (40) 와, 세정 롤러 (40) 의 길이 방향으로 신장되는 회전축 (400o) 둘레로 세정 롤러 (40) 를 회전시키는 세정 롤러 회전 기구 (41) 를 가진 세정 수단 (4) 과, 적어도 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 접촉부에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단 (5) 을 구비하고 있다. 세정 장치 (1) 는, 이것 단독으로 사용할 수 있고, 또 절삭 장치 또는 연삭 장치 등에 조립하여 사용할 수도 있다.
도 1 에 나타내는 유지 수단 (3) 은, 예를 들어, 서로의 길이 방향 (Y 축 방향) 에 대해 수직인 방향 (X 축 방향) 으로 소정의 거리 이간되어 마주 보도록 배치되는 유지 유닛 (3a) 및 유지 유닛 (3b) 을 구비한다. 유지 유닛 (3a) 과 유지 유닛 (3b) 사이에는 세정 수단 (4) 이 배치되어 있다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 유지 유닛 (3b) 의 구성은, 유지 유닛 (3a) 의 구성과 동일하기 때문에, 이하에 유지 유닛 (3a) 의 구성에 대해서만 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 유지 유닛 (3a) 은, 대략 직방체상의 기대 (31) 를 구비하고 있다. 기대 (31) 의 상면에는, 가동판 (32a) 및 가동판 (32b) 이 유지 유닛 (3a) 의 길이 방향 (Y 축 방향) 으로 이간되어 배치되어 있다.
가동판 (32a, 32b) 은, 기대 (31) 의 상면에 배치되고 회전축으로서 기능하는 연결구 (33a) 및 연결구 (33b) 를 통하여, 각각 기대 (31) 의 상면에 접속되어 있다. 그리고, 가동판 (32a, 32b) 은, 이 연결구 (33a, 33b) 의 둘레를 회전하여 기대 (31) 의 상면 상에서 슬라이드할 수 있도록 되어 있다.
기대 (31) 의 상면의 외측의 영역 (세정 수단 (4) 에 대해 보다 떨어져 있는 측의 영역) 에는, 가동판 (32a, 32b) 을 회전시키는 가동판 회전 기구 (34) 가 형성되어 있다. 가동판 회전 기구 (34) 는, 예를 들어 에어 실린더이며, 내부에 도시되지 않은 피스톤을 구비하고 기단측 (－Y 방향측) 에 바닥이 있는 유저 (有底) 원통상의 실린더 튜브 (340) 와, 실린더 튜브 (340) 에 삽입되고 그 일단이 피스톤에 장착된 피스톤 로드 (341) 를 구비한다. 피스톤 로드 (341) 의 다른 일단에는 연결구 (342b) 를 통하여 가동판 (32b) 이 접속되어 있다. 또, 실린더 튜브 (340) 의 기단측에는, 연결구 (342a) 를 통하여 가동판 (32a) 이 접속되어 있다. 실린더 튜브 (340) 에 에어가 공급 (또는, 배출) 되고 실린더 튜브 (340) 의 내부의 압력이 변화함으로써, 피스톤 로드 (341) 가 Y 축 방향으로 이동하고, 이것에 수반하여 가동판 (32a, 32b) 이 각각 연결구 (33a, 33b) 의 둘레를 회전하여 기대 (31) 의 상면 상에서 슬라이드한다.
가동판 (32a, 32b) 의 상면에는, 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 에 맞닿고 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 을 유지하는 유지부 (30) 가 각각 1 개씩 배치 형성되어 있다. 유지부 (30) 는, 예를 들어, 축 방향이 연직 방향 (Z 축 방향) 인 회전축 (300) 과, 회전축 (300) 에 장착되는 회전축의 둘레를 회전하는 회전 롤러 (301) 로 구성되어 있다. 회전 롤러 (301) 는, 도시된 예에서는, 직경 방향 (회전축 (300) 의 축 방향과 수평 방향으로 직교하는 방향) 바깥 방향으로 연장 돌출되는 1 쌍의 플랜지부 (301a) 를 구비하고 있고, 1 쌍의 플랜지부 (301a) 사이에 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 이 걸리도록 형성되어 있다.
가동판 (32a, 32b) 을 회전시켜, 복수의 회전 롤러 (301) 를 웨이퍼 (W) 의 직경 (2R1) (도 1 에 나타내는 웨이퍼 (W) 의 반경 (R1) 을 2 배한 것) 에 맞추어 수평 방향으로 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W) 를 복수의 회전 롤러 (301) 로 사이에 끼우도록 유지할 수 있다.
유지 수단 (3) 으로 유지된 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 을 축으로 웨이퍼 (W) 를 회전시키는 웨이퍼 회전 수단 (2) 은, 예를 들어 모터 등의 회전 구동원이며, 도시된 예에서는 1 개의 회전 롤러 (301) 에 접속되어 있다. 웨이퍼 (W) 를 복수의 회전 롤러 (301) 로 사이에 끼우도록 유지한 후, 웨이퍼 회전 수단 (2) 이 회전 롤러 (301) 를 회전시키면, 유지 수단 (3) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 을 축으로 웨이퍼 (W) 를 회전시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼 회전 수단 (2) 은, 적어도 1 개의 회전 롤러 (301) 에 접속되어 있으면 되지만, 복수의 회전 롤러 (301) 에 접속되어 있어도 된다.
유지 수단 (3) 과 웨이퍼 회전 수단 (2) 은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고, 이하와 같이 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 유지 수단 (3) 이 구비하는 복수의 유지부 (30) 중, 1 개의 유지부 (30) 는 회전축 (300) 의 둘레를 회전 롤러 (301) 가 회전하는 구성으로 하고, 그 밖의 유지부 (30) 는 회전 롤러 (301) 가 회전축 (300) 에 대해 고정되어 회전하지 않는 구성으로 해도 된다. 또, 웨이퍼 회전 수단 (2) 에 대해서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 에 맞닿도록 배치 형성되는 웨이퍼 회전용 롤러여도 된다. 이 경우에 있어서는, 웨이퍼 회전 수단 (2) 자체가 회전함으로써, 유지 수단 (3) 으로 유지되는 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 을 축으로 하여 웨이퍼 (W) 를 회전시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 유지 수단 (3) 에 4 개의 유지부 (30) 를 구비하고 있지만, 유지 수단 (3) 이 구비하는 유지부 (30) 는 적어도 3 개 이상이면 된다.
도 1 에 나타내는 세정 롤러 (40) 는, 소정의 두께를 구비하는 스펀지를 원통 형상으로 형성한 것이며, 그 회전축 (400o) 의 축 방향은, 도시된 예에 있어서는 Y 축 방향으로 되어 있다. 사용되는 스펀지는, 예를 들어, 폴리우레탄을 발포 성형하여 만들어지는 스펀지나 PVA 스펀지 등이다. 세정 롤러 (40) 의 외측면 (40a) 은, 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 에 접촉시켜 세정을 실시하는 세정면이 된다. 세정 롤러 (40) 의 길이 (M1) 는, 웨이퍼 (W) 의 반경 (R1) 이상이고 또한 웨이퍼 (W) 의 직경 (2R1) 미만이다.
세정 롤러 회전 기구 (41) 는, 세정 롤러 (40) 에 삽입하는 회전 샤프트 (410) 를 구비하고 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 회전 샤프트 (410) 에는, 그 축심선 상에 축 방향 (Y 축 방향) 으로 연장되는 세정액 공급로 (410a) 가 형성되어 있다. 세정액 공급로 (410a) 로부터는 복수의 분기로 (410b) 가 회전 샤프트 (410) 의 직경 방향 외측을 향하여 연장되어 있고, 이 분기로 (410b) 는 회전 샤프트 (410) 의 외측면에서 개구되어 있다.
회전 샤프트 (410) 의 －Y 방향측의 일단에는, 커플링 등을 통하여 모터 (411) 가 연결되어 있다. 회전 샤프트 (410) 에 세정 롤러 (40) 를 장착함으로써, 세정 롤러 (40) 의 회전축 (400o) 과 회전 샤프트 (410) 의 회전축은 일치한 상태가 된다. 모터 (411) 가 회전 샤프트 (410) 를 회전시킴으로써, 회전 샤프트 (410) 에 장착된 세정 롤러 (40) 도 회전축 (400o) 둘레로 회전한다.
회전 샤프트 (410) 의 ＋Y 방향측의 다른 일단에는, 세정액 공급 수단 (5) 이 접속되어 있다. 회전 샤프트 (410) 의 다른 일단에는, 세정액 공급 수단 (5) 을 구성하는 세정액 공급원 (50) 에 연통되는 세정액 공급로 (50a) 가, 로터리 조인트 등을 통하여 떼어낼 수 있게 연결되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 세정 롤러 (40) 가 장착된 회전 샤프트 (410) 는, 세정 롤러 (40) 의 외측면 (40a) 이 케이스 (43) 의 상부에 있어서 노출되도록 하여, 세정 수단 (4) 의 케이스 (43) 내에 회전 가능하게 배치 형성된다. 케이스 (43) 는, 예를 들어, 대략 장방형상의 바닥판 (43a) 과, 케이스 (43) 의 길이 방향 (Y 축 방향) 에 있어서 대면하는 측판 (43b, 43c) 으로 구성되어 있다. 측판 (43b, 43c) 에는, 베어링을 구비하는 도시되지 않은 관통공이 각각 두께 방향 (Y 축 방향) 으로 관통하여 형성되어 있고, 회전 샤프트 (410) 가 이 관통공을 통하여 케이스 (43) 에 삽입 통과되어 있고, 회전 샤프트 (410) 의 양단은 측판 (43b, 43c) 에 의해 각각 지지되어 있다.
케이스 (43) 는, 케이스 (43) 의 ＋Y 방향측의 일단만을 상하동 가능하게 지지하는 지지대 (44) 상에 배치 형성되어 있다. 지지대 (44) 는, 예를 들어, 대략 장방형상의 바닥판 (44a) 과, 바닥판 (44a) 의 2 개의 장변의 －Y 방향측의 일부로부터 각각 수직 형성되고 대향하는 2 장의 측판 (44b) (도 3 에 있어서는 1 장만 도시) 으로 이루어진다.
지지대 (44) 의 2 장의 측판 (44b) 사이에 케이스 (43) 의 일단측이 배치된 상태에서, 2 장의 측판 (44b) 과 케이스 (43) 의 측판 (43b) 에 지지축 (44d) 이 X 축 방향으로 삽입 통과됨으로써, 케이스 (43) 는, 지지대 (44) 상에서 지지축 (44d) 에 의해 지지된 상태가 된다.
세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 측에 있어서는, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 과 지지대 (44) 의 바닥판 (44a) 사이에 탄성 부재 (440) 가 개재되어 있다. 탄성 부재 (440) 는, 예를 들어 스프링이며, 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 측을 상방향으로 탄성 지지하고 있다. 케이스 (43) 는, 탄성 부재 (440) 의 신축을 수반하여, 지지축 (44d) 을 지지점으로 하여 회동 가능하게 되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 세정 롤러 (40) 가 웨이퍼 (W) 에 접촉하고 있지 않은 상태에 있어서는, 탄성 부재 (440) 의 길이는 자연 길이로 되어 있다. 또한, 탄성 부재 (440) 는 스프링에 한정되는 것은 아니고, 고무 기둥 등이어도 된다.
지지대 (44) 는, 도 3 에 나타내는 승강 수단 (45) 상에 배치 형성되어 있다. 승강 수단 (45) 은, 예를 들어 에어 실린더이며, 내부에 도시되지 않은 피스톤을 구비하고 기단측 (－Z 방향측) 에 바닥이 있는 유저 원통상의 실린더 튜브 (450) 와, 실린더 튜브 (450) 에 삽입되고 하단이 피스톤에 장착된 피스톤 로드 (451) 를 구비한다. 피스톤 로드 (451) 의 상단은, 지지대 (44) 의 바닥판 (44a) 의 하면에 고정되어 있다. 또, 실린더 튜브 (450) 의 기단측은, 세정 수단 (4) 을 X 축 Y 축 평면 상에서 이동시키는 이동 기구 (46) 에 접속되어 있다.
실린더 튜브 (450) 에 에어가 공급 (또는, 배출) 되고 실린더 튜브 (450) 내부의 내압이 변화함으로써, 피스톤 로드 (451) 가 Z 축 방향으로 상하동하고, 세정 수단 (4) 이 웨이퍼 (W) 에 대해 승강한다. 또한, 승강 수단 (45) 은, 에어 실린더에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 모터에 의해 볼 나사를 회동시킴으로써 세정 수단 (4) 을 승강시키는 볼 나사 기구여도 된다.
세정 수단 (4) 은, 세정 롤러 (40) 의 회전축 (400o) 을 사이에 끼워 웨이퍼 (W) 와 반대측에서 세정 롤러 (40) 를 세정하는 세정 롤러 세정액이 저류되는 저류부 (430) 를 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 저류부 (430) 는, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 의 상면과 세정 롤러 (40) 의 외측면 (40a) 의 하측 부분 사이의 공간이 된다.
세정액 공급원 (50) 으로부터 공급된 세정액은, 회전 샤프트 (410) 의 세정액 공급로 (410a) 에 유입되고, 다시 복수의 분기로 (410b) 에 분류되고, 회전 샤프트 (410) 의 측면으로부터 세정 롤러 (40) 에 도달한다. 그리고, 세정 롤러 (40) 에 도달한 세정액은, 세정 롤러 (40) 의 내부로부터, 외측면 (40a) 상에 광범위에 걸쳐 배어나와 간다. 외측면 (40a) 으로부터 배어나온 세정액은, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 의 상면과 세정 롤러 (40) 의 하면측 사이에서, 표면 장력에 의해 저류부 (430) 내에 머문다. 표면 장력에 의해 저류부 (430) 에 세정액이 저류되도록 하기 위해, 예를 들어, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 의 상면과 세정 롤러 (40) 의 하면측 사이의 거리는, 예를 들어, 약 3 ㎜ ∼ 5 ㎜ 이면 바람직하다. 또, 세정액 공급원 (50) 으로부터 공급되는 세정액의 유량은, 예를 들어, 1.5 ℓ/분이면 바람직하다.
이하에 도 1 및 도 3 ∼ 5 를 사용하여, 세정 장치 (1) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 세정하는 경우의 세정 장치 (1) 의 동작에 대해 설명한다.
도 1, 3 에 나타내는 세정 장치 (1) 에 의해 세정되는 웨이퍼 (W) 는, 예를 들어 원판상의 반도체 웨이퍼이며, 웨이퍼 (W) 의 상면 (Wa) 에는 도시되지 않은 다수의 디바이스가 형성되어 있다. 예를 들어, 도 3 에 나타내는 웨이퍼 (W) 는, 중앙부가 ＋Z 방향을 향하여 휘어 있음으로써 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 이 중앙 영역을 향하여 가운데가 오목하게 만곡되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 웨이퍼 (W) 의 상면 (Wa) 및 하면 (Wb) 의 양방이, 오목한 곳이 없고 모두 평탄면인 웨이퍼여도 된다.
먼저, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 가 세정 장치 (1) 에 반송되고, 웨이퍼 (W) 와 유지 수단 (3) 의 위치 맞춤이 실시되고, 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 측과 세정 수단 (4) 이 대향하는 상태가 된다. 그리고, 4 개의 유지부 (30) 를 연결하는 사각형 중에 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 이 위치되고 나서, 각 유지부 (30) 가 이동하여 각 회전 롤러 (301) 를 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 에 맞닿게 한 상태로 함으로써, 4 개의 유지부 (30) 에 의해 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 이 유지된다. 또, 4 개의 유지부 (30) 를 연결하는 사각형 중에 유지된 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 이 위치된다.
또한, 유지 수단 (3) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 과 세정 수단 (4) 의 위치 맞춤이 실시된다. 이 위치 맞춤은, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 측 (탄성 부재 (440) 에 의해 상방향으로 탄성 지지되는 측) 이 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 보다 약간 ＋Y 방향측의 위치에 있고, 또한 세정 롤러 (40) 의 타단 (40b) 측이 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 에 접촉하도록 실시된다. 또한, 탄성 부재 (440) 에 의해 상방향으로 탄성 지지되는 일단 (40c) 측을 웨이퍼 (W) 의 외주연 (Wd) 에 접촉시키고, 케이스 (43) 의 측판 (43b) 에 의해 지지되는 타단 (40b) 측을 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 보다 약간 ＋Y 방향측에 위치시키도록 세정 롤러 (40) 를 웨이퍼 (W) 에 대해 위치시켜도 된다.
이어서, 승강 수단 (45) 의 실린더 튜브 (450) 에 에어가 공급되고 피스톤 로드 (451) 가 상승하는 것에 수반하여, 세정 롤러 (40) 가 상승해 가고, 그 외측면 (40a) 이 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 에 접촉한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 세정 롤러 (40) 는, 먼저 일단 (40c) 측으로부터 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 에 대해 접촉해 간다. 그리고, 피스톤 로드 (451) 가 더욱 상승하면, 탄성 부재 (440) 가 줄어듦으로써, 세정 롤러 (40) 가 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 형상에 맞추어 경사져 간다. 또한, 세정 롤러 (40) 가 웨이퍼 (W) 에 가압됨으로써, 세정 롤러 (40) 는 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 형상에 맞추어 변형해 가고, 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 접촉 면적이 최대화된다.
이 상태에서, 모터 (411) 가 회전축 (400o) 을 축으로 회전 샤프트 (410) 를 회전시킴으로써, 회전 샤프트 (410) 에 고정된 세정 롤러 (40) 가 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 을 세정한다. 이 때, 세정액 공급 수단 (5) 으로부터 세정액 (L) 을 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 접촉부에 공급한다. 즉, 세정액 공급원 (50) 으로부터 회전 샤프트 (410) 의 세정액 공급로 (410a) 에 세정액 (L) 이 유입되고, 그 세정액 (L) 은, 다시 분기로 (410b) 에 분류되고, 세정 롤러 (40) 의 내부를 거쳐 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 접촉부에 도달한다.
또한, 도 1 에 나타내는 웨이퍼 회전 수단 (2) 이, 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 을 축으로 웨이퍼 (W) 를 회전시킴으로써, 세정 롤러 (40) 가 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 전체면의 세정을 실시한다.
분기로 (410b) 에 흘러든 세정액 (L) 은, 저류부 (430) 에도 도달하여, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 의 상면과 세정 롤러 (40) 의 외측면 (40a) 의 하측 부분 사이의 저류부 (430) 내에 표면 장력에 의해 저류된다. 그리고, 저류부 (430) 에 도달하여 저류된 세정액 (L1) 은, 세정 롤러 (40) 의 회전축 (400o) 을 사이에 끼워 웨이퍼 (W) 와 반대측 (－Z 방향측) 에서 세정 롤러 (40) 를 세정하는 세정 롤러 세정액 (L1) 으로서 작용한다.
세정 롤러 (40) 가 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 을 세정해 감에 따라, 세정 롤러 (40) 의 외측면 (40a) 에는, 웨이퍼 (W) 에 부착되어 있던 오염이 부착된다. 이 세정 롤러 (40) 에 부착된 오염은, 세정 롤러 (40) 의 회전에 수반하여, 저류부 (430) 에 저류되어 있는 세정 롤러 세정액 (L1) 에 의해 저류부 (430) 내에서 씻겨져, 외측면 (40a) 로부터 떨어뜨려진다. 또, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 저류부 (430) 내에서, 세정 롤러 (40) 의 오염을 씻어 떨어뜨린 후에 세정 롤러 (40) 의 외측면 (40a) 의 바로 아래로부터 ＋X 방향 또는 －X 방향으로 유동된 세정 롤러 세정액 (L1) 은, 저류부 (430) 에 머무르지 않고, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 의 폭 방향 (X 축 방향) 양측으로부터 케이스 (43) 의 외부로 유하된다. 따라서, 세정액 공급원 (50) 으로부터 세정액 (L) 이 계속 공급됨으로써, 저류부 (430) 내는 일정량의 청결한 세정 롤러 세정액 (L1) 이 저류된 상태가 유지된다.
또, 세정 중에 있어서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 탄성 부재 (440) 가 줄어듦으로써 케이스 (43) 가 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 형상에 맞추어 경사져 있기 때문에, 세정 롤러 (40) 의 회전축 (400o) 방향에 있어서, 저류부 (430) 도 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 으로부터 타단 (40b) 을 향하여 낮아지도록 경사져 있다. 그 때문에, 저류부 (430) 내에 저류되는 세정 롤러 세정액 (L1) 은, 세정 롤러 (40) 의 오염을 씻어 떨어뜨리면서 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 으로부터 타단 (40b) 을 향하여 유동되고, 세정 롤러 (40) 의 타단 (40b) 측에 있어서, 케이스 (43) 의 바닥판 (43a) 의 폭 방향 (X 축 방향) 양측으로부터 케이스 (43) 의 외부로 유하된다. 따라서, 세정액 공급원 (50) 으로부터 세정액 (L) 이 계속 공급됨으로써, 저류부 (430) 내는 일정량의 청결한 세정 롤러 세정액 (L1) 이 저류된 상태가 보다 높은 레벨로 유지된다.
이와 같이, 본 발명에 관련된 세정 장치 (1) 는, 세정 수단 (4) 이, 세정 롤러 (40) 의 회전축 (400o) 을 사이에 끼워 웨이퍼 (W) 와 반대측에서 세정 롤러 (40) 를 세정하는 세정 롤러 세정액이 저류되는 저류부 (430) 를 갖고 있기 때문에, 웨이퍼 (W) 의 세정에 의해 세정 롤러 (40) 에 오염이 부착되어도, 저류부 (430) 에 저류되는 세정 롤러 세정액 (L1) 으로 세정 롤러 (40) 가 세정되고, 오염이 부착된 세정 롤러 (40) 에 의해 웨이퍼가 오염될 우려가 저감되어, 웨이퍼 세정 효과를 향상시킬 수 있다.
또, 저류부 (430) 는, 세정 롤러 (40) 의 회전축 (400o) 방향 (X 축 방향) 에 있어서 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 으로부터 타단 (40b) 을 향하여 낮아지도록 경사져 있는 점에서, 공급된 세정 롤러 세정액 (L1) 이, 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 으로부터 타단 (40b) 을 향하여 저류부 (430) 내를 유동하기 때문에, 저류부 (430) 내에 오염된 세정 롤러 세정액 (L1) 이 체류하지 않아, 항상 청결한 세정 롤러 세정액 (L1) 으로 세정 롤러 (40) 를 세정할 수 있다.
본 발명에 관련된 세정 장치 (1) 는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 또 첨부 도면에 도시되어 있는 세정 장치 (1) 의 각 구성의 크기나 형상 등에 대해도 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.
예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 세정 수단 (4) 의 케이스 (43) 의 측판 (43c) 의 하부에, 두께 방향 (Y 축 방향) 으로 관통된 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 를 형성하고, 이 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 를 통하여 저류부 (430) 에 세정 롤러 세정액 (L1) 을 공급하는 구성으로 해도 된다. 이 경우에 있어서, 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 는 세정 롤러 (40) 의 일단 (40c) 측에 형성된다.
케이스 (43) 의 측판 (43c) 에 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 를 형성하는 경우, 세정액 공급원 (50) 에 연통되는 세정액 공급로 (50a) 는, 예를 들어 두 갈래로 분기되어, 회전 샤프트 (410) 에 연통됨과 함께 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 에도 연통된다.
또, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (43) 는, 바닥판 (43a) 의 장변으로부터 각각 세워서 형성하는 측판 (43d) 을 2 개 구비하는 것으로 하여, 천정 부분만이 개구되어 있는 구성으로 해도 된다.
저류부 (430) 에 세정 롤러 세정액 (L1) 을 공급하는 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 를 구비한 세정 수단 (4) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 세정하는 경우에 대해 이하에 설명한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 세정 롤러 (40) 를 웨이퍼 (W) 에 가압하고, 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 접촉 면적이 최대화되고 나서, 웨이퍼 (W) 의 중심 (Wo) 을 축으로 웨이퍼 (W) 를 회전시키고, 세정 롤러 (40) 에 의해 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 전체면의 세정을 실시한다.
세정액 공급원 (50) 으로부터 회전 샤프트 (410) 의 세정액 공급로 (410a) 에 세정액 (L) 이 유입되면, 그 세정액 (L) 은, 다시 분기로 (410b) 에 분류되고, 세정 롤러 (40) 의 내부로부터 세정 롤러 (40) 와 웨이퍼 (W) 의 하면 (Wb) 의 접촉부에 도달한다. 또, 분기로 (410b) 로부터 저류부 (430) 에 흘러든 세정액 (L) 은, 세정 롤러 (40) 를 세정하는 세정 롤러 세정액 (L1) 으로서 작용한다. 또한, 세정액 공급원 (50) 으로부터 세정 롤러 세정액 공급구 (431) 를 거쳐 바로 저류부 (430) 에 흘러든 세정액 (L) 도, 세정 롤러 세정액 (L1) 으로서 작용한다.
세정 롤러 (40) 에 부착된 오염은, 세정 롤러 (40) 의 회전에 수반하여, 저류부 (430) 에 저류되어 있는 세정 롤러 세정액 (L1) 에 의해 저류부 (430) 내에서 씻겨져 외측면 (40a) 으로부터 떨어뜨려진다. 또, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 저류부 (430) 내에서 세정 롤러 (40) 의 오염을 씻어 떨어뜨린 세정 롤러 세정액 (L1) 이, 케이스 (43) 의 측벽을 넘어 저류부 (430) 내로부터 배출되어 가도록 하기 위해, 세정액 공급원 (50) 으로부터 공급하는 세정액 (L) 의 공급량을, 도 5 에 나타낸 실시형태보다 증가시키는 등의 조정을 실시한다. 이와 같이 하여 세정액 (L) 의 공급량을 조정함으로써, 저류부 (430) 에 있어서의 세정액 (L) 의 저류 기능을 확실하게 확보하면서, 사용이 끝난 세정액을 외부로 배출할 수 있다.
1 : 세정 장치
2 : 웨이퍼 회전 수단
3 : 유지 수단
3a, 3b : 유지 유닛
30 : 유지부
300 : 회전축
301 : 회전 롤러
301a : 1 쌍의 플랜지부
31 : 기대
32a, 32b : 가동판
33a, 33b : 연결구
34 : 가동판 회전 기구
340 : 실린더 튜브
341 : 피스톤 로드
342a, 342b : 연결구
4 : 세정 수단
40 : 세정 롤러
40a : 세정 롤러의 외측면
400o : 세정 롤러의 회전축
41 : 세정 롤러 회전 기구
410 : 회전 샤프트
410a : 세정액 공급로
410b : 분기로
411 : 모터
43 : 케이스
43a : 케이스의 바닥판
43b, 43c, 43d : 케이스의 측판
430 : 저류부
431 : 세정 롤러 세정액 공급구
44 : 지지대
44a : 지지대의 바닥판
44b : 지지대의 측판
44d : 지지축
440 : 탄성 부재
45 : 승강 수단
450 : 실린더 튜브
451 : 피스톤 로드
46 : 이동 기구
5 : 세정액 공급 수단
50 : 세정액 공급원
50a : 세정액 공급로
W : 웨이퍼
Wa : 웨이퍼의 상면
Wb : 웨이퍼의 하면
Wd : 웨이퍼의 외주연
Wo : 웨이퍼의 중심
L : 세정액
L1 : 세정 롤러 세정액

Claims (3)

  1. 웨이퍼의 외주연를 유지하는 3 개 이상의 유지부를 갖고, 그 3 개 이상의 유지부를 연결하는 다각형 중에 유지된 웨이퍼의 중심이 위치되는 유지 수단과,
    그 유지 수단으로 유지된 웨이퍼의 중심을 축으로 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전 수단과,
    그 유지 수단으로 유지된 웨이퍼의 하면에 외측면을 접촉시켜 웨이퍼의 하면을 세정하는 원통상의 세정 롤러와, 그 세정 롤러의 길이 방향으로 신장되는 회전축 둘레로 그 세정 롤러를 회전시키는 세정 롤러 회전 기구를 가진 세정 수단과,
    적어도 그 세정 롤러와 웨이퍼의 하면의 접촉부에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단을 구비한 세정 장치로서,
    그 세정 수단은, 그 세정 롤러의 그 회전축을 사이에 끼워 웨이퍼와 반대측에서 그 세정 롤러를 세정하는 세정 롤러 세정액이 저류되는 저류부를 갖고,
    상기 저류부는, 상기 세정 롤러의 상기 회전축 방향에 있어서 일단으로부터 타단을 향하여 낮아지도록 경사져 있고,
    그 저류부에 상기 세정 롤러 세정액을 공급하는 세정 롤러 세정액 공급구가 그 일단측에 형성되어 있는 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 수단에 유지된 상기 웨이퍼의 하면은, 외주측으로부터 중앙 영역에 걸쳐 상방향을 향하여 가운데가 오목하게 만곡되어 있고,
    상기 세정 롤러의 그 웨이퍼의 하면의 그 중앙 영역에 접촉하는 상기 일단측을 상방향으로 탄성 지지하는 탄성 부재를 구비하고,
    그 세정 롤러는, 그 탄성 부재로 상방향으로 탄성 지지되는 그 일단측이 상기 타단측보다 높게 되는 세정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세정 롤러의 길이는, 상기 웨이퍼의 반경 이상이고 또한 그 웨이퍼의 직경 미만이고,
    그 세정 롤러는, 상기 유지 수단으로 유지된 그 웨이퍼의 하면의 중심으로부터 외주연에 걸쳐 접촉하도록 위치되는 세정 장치.
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