JP2000228383A - 板状部品の洗浄装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハ等の板状部品を回転させつつ洗浄する際
に、板状部品の帯電量に起因する板状部品の汚染・損傷
・処理ムラを低減する。 【解決手段】ウェハ等の板状部品１をチャックするチャ
ックピン（チャック部材）２０１と、板状部品１に対向
する上下の洗浄板１０１、１２１をカーボン粉末を混入
した樹脂材料で構成し、外部に設けた電圧制御ユニット
６０１により板状部品と洗浄板との間に所望の電位差を
付与し、帯電量を任意に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ、磁
気記録ディスク媒体、液晶表示パネル、ブラウン管シャ
ドーマスク等の薄板状の部品の洗浄を行う板状部品の洗
浄装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウェハ等の板状部品を洗
浄するものとしては、例えば、特開平８−１３０２０２
号公報（従来技術１）に記載されたものが知られてい
る。

【０００３】この従来技術１に記載された洗浄装置は、
ウェハの上面に対向する上洗浄板と、ウェハの下面に対
向する下洗浄板と、ウェハの外径に一致した内径の円筒
状のウェハ保持具とを備えている。ウェハは、ウェハの
外周がウェハ保持具の内周面に接触した状態で、水平状
態に保持される。上洗浄板及び下洗浄板は、それぞれ、
ウェハの上面及び下面に平行に配され、洗浄液をウェハ
上面及び下面に噴出する。この際、ウェハ保持具が回転
して、これに保持されているウェハも回転する。上洗浄
板の中心から噴出した洗浄液は、上洗浄板とウェハ上面
との間を通って、上洗浄板の外周縁とウェハ上面の外周
縁との間から流出する。また、下洗浄板の中心から噴出
した洗浄液は、下洗浄板とウェハ下面との間を通って、
下洗浄板の外周縁とウェハ下面の外周縁との間から流出
する。上洗浄板とウェハ上面との間、及び下洗浄板とウ
ェハ下面との間には、それぞれを流れる洗浄液により、
ベルヌーイの定理に応じた圧力が生じる。ウェハの洗浄
時には、上洗浄板とウェハ上面との間、及び下洗浄板と
ウェハ下面との間の微妙な圧力バランスがとられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１には、上洗浄板とウェハ上面との間、及び下洗
浄板とウェハ下面との間の間隙を、洗浄能力向上の効果
が現れるにたる十分狭隘な間隙とした場合、ウェハ洗浄
の後半の工程である水洗・乾燥工程においてウェハ及び
洗浄板が相対的に運動するため両者の間に静電気を帯
び、ウェハ表面に不必要な反応・汚染・損傷を招くとい
う課題について何ら考慮されていない。即ち、従来技術
１では、上記した静電気の発生について何ら配慮がなさ
れていないため、洗浄乾燥プロセスでは前記の不必要な
反応・汚染・損傷をさけることが困難である。仮に、洗
浄板とウェハの距離を広くして流体の流速を下げて静電
気発生を少なくし、距離を広げたことにより電離イオン
の伝達を軽減して、帯電量を減らした場合でも根本的な
解決は望めず、さらに洗浄板を用いることによる洗浄能
力の向上の効果は期待できなくなる。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
洗浄板を用いることによる洗浄能力の向上の効果を維持
しながら、静電気による板状部品の表面に不必要な反応
・汚染・損傷を防止できる板状部品の洗浄装置およびそ
の方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、互いに略平行な二つの平面を有する板状
部品を支持して前記平面内で回転させる支持回転手段
と、該支持回転手段で回転される板状部品に対して、前
記二つの平面のうち、少なくとも一方の平面に平行な状
態で向かい合うように設置された洗浄板と、該洗浄板か
ら前記板状部品の一方の平面に処理流体を噴出させて一
方の平面を洗浄する処理流体噴出手段と、前記板状部品
と前記洗浄板との間に所望の電位差を付与して前記板状
部品の一方の平面における洗浄後の終端状況（例えば酸
素終端状況、即ち酸化膜状況）を制御する電位差付与手
段とを備えたことを特徴とする板状部品の洗浄装置であ
る。また、本発明は、互いに略平行な二つの平面を有す
る板状部品を支持して前記平面内で回転させる支持回転
手段と、該支持回転手段で回転される板状部品に対し
て、前記二つの平面のうち、少なくとも一方の平面に平
行な状態で向かい合うように設置された洗浄板と、該洗
浄板から前記板状部品の一方の平面に洗浄し、乾燥させ
る処理流体を噴出させて一方の平面を洗浄する処理流体
噴出手段と、前記板状部品と前記洗浄板との間に所望の
電位差を付与して前記板状部品の一方の平面における洗
浄・乾燥後の終端状況（例えば酸素終端状況、即ち酸化
膜状況）を制御する電位差付与手段とを備えたことを特
徴とする板状部品の洗浄装置である。

【０００７】また、本発明は、互いに略平行な二つの平
面を有する板状部品を支持して前記平面内で回転させる
支持回転手段と、該支持回転手段で回転される板状部品
に対して、前記二つの平面のうち、少なくとも一方の平
面に平行な状態で向かい合うように設置された洗浄板
と、該洗浄板から前記板状部品の一方の平面に洗浄し、
乾燥させる処理流体を噴出させて一方の平面を洗浄する
処理流体噴出手段と、前記洗浄板に対して前記板状部品
に所望の負の電位差を付与して前記板状部品の一方の平
面における洗浄・乾燥後の終端状況（例えば酸素終端状
況、即ち酸化膜状況）を制御する電位差付与手段とを備
えたことを特徴とする板状部品の洗浄装置である。ま
た、本発明は、互いに略平行な二つの平面を有する板状
部品を支持して前記平面内で回転させる支持回転手段
と、該支持回転手段で回転される板状部品に対して、前
記二つの平面に平行な状態で向かい合うように設置され
た対なる洗浄板と、該対なる洗浄板の各々から前記板状
部品の二つの平面に処理流体を噴出させて二つの平面を
洗浄する処理流体噴出手段と、前記板状部品と前記対な
る洗浄板との間に所望の電位差を付与して前記板状部品
の二つの平面における洗浄後の終端状況（例えば酸素終
端状況、即ち酸化膜状況）を制御する電位差付与手段と
を備えたことを特徴とする板状部品の洗浄装置である。

【０００８】また、本発明は、前記板状部品の洗浄装置
において、前記洗浄板を導電性を有する材料で構成し、
前記電位差付与手段として前記洗浄板に電流を供給する
給電手段を備えて構成したことを特徴とする。また、本
発明は、前記板状部品の洗浄装置において、前記洗浄板
を所望の帯電特性を有する材料で構成し、前記電位差付
与手段として前記洗浄板と前記板状部品との間の相対運
動に起因して発生する静電気帯電により電位差を付与す
るように構成したことを特徴とする。また、本発明は、
前記板状部品の洗浄装置において、前記洗浄板を、少な
くとも前記板状部品に対向する面に絶縁被覆を施した導
電性を有する材料で構成し、前記電位差付与手段として
前記洗浄板の導電性部位に電流を供給する給電手段を備
えて構成したことを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、前記板状部品の洗浄装置
において、前記支持回転手段における前記板状部品を支
持する支持部材を導電性を有する材料で構成し、前記電
位差付与手段として前記支持部材に対して電流を供給す
る給電手段を備えて構成したことを特徴とする。また、
本発明は、前記板状部品の洗浄装置において、前記洗浄
板をたとえば２枚とも導電性を有する材料で構成し、こ
れらの洗浄板を板状部品からは電気的に絶縁保持し、洗
浄板と板状部品との間に必要な電位差が付与されるよう
に両者に電流を供給することにより好ましくない帯電を
うち消すように構成することを特徴とする。なお、前記
洗浄板は、洗浄液として用いる薬品によっては洗浄中に
導電性材料を侵す場合があるので、表面を耐薬品性の材
料でコーティングしておくことも必要となる。また、本
発明は、前記板状部品の洗浄装置において、前記洗浄板
を好ましい帯電特性を有する材質、たとえば板状部品が
シリコンの場合はこれに近い帯電特性のポリスチレンで
構成し、洗浄板と板状部品を電気的に絶縁保持しても、
必要以上に大きな帯電を発生しないように構成すること
を特徴とする。

【００１０】また、本発明は、前記板状部品の洗浄装置
において、板状部品の上面（表面）と下面（裏面）とで
要求される洗浄程度、洗浄に使用する薬品が異なる場合
などでは表裏２枚の洗浄板を別々の材質、たとえばフッ
素樹脂と塩化ビニルなどを用い、相互に帯電を発生さ
せ、板状部品の表裏で特性を変えるように構成すること
も可能である。また、本発明は、互いに略平行な二つの
平面を有する板状部品に対して、前記二つの平面のう
ち、少なくとも一方の平面に平行な状態で向かい合うよ
うに設置された洗浄板から前記板状部品の一方の平面に
処理流体を噴出させつつ、前記板状部品を前記平面内で
回転させて一方の平面を洗浄し、更に前記板状部品と前
記洗浄板との間に所望の電位差を付与して前記板状部品
の一方の平面における洗浄後の終端状況を制御すること
を特徴とする板状部品の洗浄方法である。また、本発明
は、互いに略平行な二つの平面を有する板状部品に対し
て、前記二つの平面のうち、少なくとも一方の平面に平
行な状態で向かい合うように設置された洗浄板から板状
部品の一方の平面に洗浄する処理流体を噴出させつつ、
前記板状部品を前記平面内で回転させて一方の平面を洗
浄し、更に前記洗浄板から板状部品の一方の平面に乾燥
させる処理流体を噴出させつつ、前記板状部品を前記平
面内で回転させて一方の平面を乾燥させながら前記板状
部品と前記洗浄板との間に所望の電位差を付与して前記
板状部品の一方の平面における乾燥後の終端状況を制御
することを特徴とする板状部品の洗浄方法である。

【００１１】また、本発明は、互いに略平行な二つの平
面を有する板状部品に対して、前記二つの平面のうち、
少なくとも一方の平面に平行な状態で向かい合うように
設置された洗浄板から板状部品の一方の平面に洗浄する
処理流体を噴出させつつ、前記板状部品を前記平面内で
回転させて一方の平面を洗浄し、更に前記洗浄板から板
状部品の一方の平面に乾燥させる処理流体を噴出させつ
つ、前記板状部品を前記平面内で回転させて一方の平面
を乾燥させながら前記洗浄板に対して前記板状部品に所
望の負の電位差を付与して前記板状部品の一方の平面に
おける洗浄・乾燥後の終端状況を制御することを特徴と
する板状部品の洗浄方法である。

【００１２】以上説明したように、前記構成によれば、
洗浄板と板状部品との間の間隙を、洗浄能力向上の効果
が現れるにたる十分狭隘な間隙とし、板状部品を洗浄板
に対して相対的に回転運動させるようにしても、板状部
品の洗浄の後半の工程である水洗・乾燥工程において両
者の間に静電気を帯びること低減して板状部品の表面に
不必要な反応・汚染・損傷を招くことを防止することが
できる。この不必要な反応・汚染・損傷には、各種のも
のが含まれるが、代表的なものは酸化膜の生成、異物の
吸着および半導体素子等の回路パターンの破損である。
酸化膜の生成は、乾燥プロセスにおいて混入した酸素
が、前記の静電気による電場によって活性化され、ウェ
ハなどの板状部品の表面に不必要な酸化を来すものであ
る。異物の吸着は、静電気を帯びた部材が微細な塵埃を
吸引し、電気力で吸着するため除去が困難になることに
よるものである。半導体素子等の回路パターンの破損
は、前記の静電気によるチャージがウェハなどの板状部
品を装置外に取り出す過程で、不均一にかつ急速に放電
されるため、すでに生成された半導体素子等の回路パタ
ーンの一部に過大な電圧・電流を生じ、絶縁破壊・焼損
を生じるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る洗浄装置の実施形態
について、図面を用いて説明する。洗浄装置は、図１及
び図２に示すように、円板状の板状部品（例えばシリコ
ンウェハ）１を洗浄するもので、円板状の板状部品（例
えばウェハ）１の上面を洗浄する上洗浄ユニット１００
と、板状部品１の下面を洗浄する下洗浄ユニット１２０
と、板状部品１を支持する板状部品支持ユニット２００
と、板状部品支持ユニット２００の内輪（後述する）２
０４を駆動して板状部品１を支持ユニット２００から着
脱させるための内輪駆動系２３０と、板状部品支持ユニ
ット２００の外輪（後述する）２０３および内輪２０４
を回転駆動させて支持ユニット２００に支持された板状
部品１を回転させる外輪駆動系２１０と、各駆動系２１
０、２３０を支持すると共に覆うシャーシユニット２５
０と、板状部品１に対する処理流体を回収するように設
置された気液回収ユニット２６０と、上下洗浄ユニット
１００、１２０に処理流体を供給する処理流体供給ユニ
ット５００（具体的には図８に示す。）と、外輪２０３
に接触して外輪２０３の回転を止める外輪停止ユニット
２７０（具体的には図５に示す。）と、上洗浄ユニット
１００とを備えて構成される。

【００１４】上洗浄ユニット１００は、図３及び図５に
示すように、板状部品支持ユニット２００により水平に
支持された板状部品１の上面に平行に対向配置される上
洗浄板１０１と、板状部品１の上面に噴出する処理流体
の切替等を行なうための上バルブユニット１０７とを備
えて構成している。上洗浄板１０１は、円板状を成し、
その下面は平坦に形成されている。この上洗浄板１０１
には、図３に示すように、バルブユニット１０７からの
処理流体が通る上導入管１０２と、この上導入管１０２
とつながり、上洗浄板１０１の下面中央に処理流体を噴
出する上主噴出口１０３と、上導入管１０２とつなが
り、上洗浄板１０１の下面であって上主噴出口１０３の
回りに処理流体を噴出する上補助噴出口１０４と、上洗
浄板１０１の周辺部であって上洗浄板１０１の上面から
下面に貫通し、処理流体を噴出する上周辺噴出口１０６
（図３に示す。）とが形成されている。上周辺噴出口１
０６には、上周辺導入管１０５が接続されている。上バ
ルブユニット１０７は、図３及び図５に示すように、空
気で駆動し、上バルブ駆動空気導入口１１０と、上バル
ブ駆動空気排出口１１１とが形成されている。また、こ
の上バルブユニット１０７は、上洗浄板１０１に対し
て、薬液、純水、乾燥窒素を供給切替を行なうもので、
薬液上供給口１１２、純水上供給口１１３、乾燥窒素上
供給口１１４も形成されている。

【００１５】下洗浄ユニット１２０は、図３及び図５に
示すように、板状部品支持ユニット２００によって水平
に支持された板状部品１の下面に平行に対向配置される
下洗浄板１２１と、下洗浄板１２１を支持する円筒状の
支持シャフト１３８とを備えて構成している。下洗浄板
１２１は、円板状を成し、その上面は平坦に形成されて
いる。この下洗浄板１２１の下面中央には、図３に示す
ように、処理流体が通る下導入管１２２が接続されてい
る。また、この下洗浄板１２１には、下導入管１２２と
つながり、下洗浄板１２１の上面中央に処理流体を噴出
する下主噴出口１２３と、下導入管１２２とつながり、
下洗浄板１２１の上面であって下主噴出口１２３の回り
に処理流体を噴出する下補助噴出口１２４とが形成され
ている。支持シャフト１３８は、図３及び図５に示すよ
うに、中空円筒状を成し、その上端に、下洗浄板１２１
が固定されている。下洗浄板１２１の下面には、支持シ
ャフト１３８の上部周りの位置に、円筒状の飛沫防止壁
１３７が固定されている。中空円筒状の支持シャフト１
３８内には、下洗浄板１２１の下面中央に接続されてい
る下導入管１２２が通っている。支持シャフト１３８の
下端は、図４及び図６に示すように、僅かに筐体２を突
き抜け、シャフト固定ネジ１３９より筐体２に固定され
ている。すなわち、下洗浄板１２１は、支持シャフト１
３８を介して、間接的に筐体２に固定されている。

【００１６】以上の上洗浄ユニット１００および下洗浄
ユニット１２０は、支持シャフト１３８及び固定ねじ１
３９がステンレス製である以外は、基本的にフッ素樹脂
等の耐薬品性の高い材料で構成されており、洗浄に使用
する酸アルカリ等の化学薬品に浸食されることがない。
また、これらのユニットは、高荷重の支持を行わないの
で、フッ素樹脂等の剛性の比較的低い材料で構成されて
も問題はない。板状部品支持ユニット２００は、図３及
び図５に示すように、板状部品（例えばウェハ）１の外
周縁が嵌まり込むテーパ形状のチャック溝（図１５に示
す）２０１ｃが形成されている複数（例えば１２０度間
隔で３本）のチャックピン２０１と、支持シャフト１３
８を中心として複数のチャックピン２０１を内輪２０４
と一緒に公転（回転）させてチャックピン２０１に支持
された板状部品１を支持シャフト１３８を中心として回
転させる外輪２０３と、この外輪２０３との相対回転に
より複数のチャックピン２０１を自転させて板状部品１
の外周をチャック溝２０１ｃから開放させたり、チャッ
ク溝２０１ｃに嵌めたりし、更に上記複数のチャックピ
ン２０１を上下動させるための内輪２０４と、複数のチ
ャックピン２０１が内輪２０４に対して相対的に上下動
しないよう押えておくピン押え２０６と、外輪２０３の
上部外周に配される略円筒状の外輪フード（被覆部材）
２０８と、この外輪フード２０８を外輪２０３の上部に
固定する複数本の結合ピン２０７とを備えて構成してい
る。なお、外輪２０３の上部と外輪フード２０８との間
には、板状部品１の外周から出てくる廃液を気液回収ユ
ニット２６０へ回収させるための流路２０９が形成され
ている。

【００１７】チャックピン２０１は、図１５に示すよう
に、円柱状のピン部２０１ａと、このピン部２０１ａの
下部外周に形成されているギヤ部２０１ｂとを有してい
る。ピン部２０１ａの上端部は、切り欠かれて開放部２
０１ｄを形成しており、そこが、板状部品（例えばウェ
ハ）１を単純支持する構成である。従って、ロボットハ
ンド等の搬送手段（図示せず）を用いれば、板状部品１
をチャックピン２０１の開放部（切欠き部）２０１ｄか
ら容易に搬入、搬出することが可能となる。なお、チャ
ックピン２０１で板状部品１の外周部を支持するには、
各チャックピン２０１を回動（自転）させて板状部品１
の外周部をテーパチャック溝２０１ｃに嵌め込めば良
い。外輪２０３及び内輪２０４は、図３及び図５に示す
ように、支持シャフト１３８を中心として回転可能に、
支持シャフト１３８の中心軸（チャックピン２０１の公
転軸）を中心として円筒状を成している。外輪２０３の
内周面の複数箇所（例えば１２０度間隔の３箇所）に
は、各チャックピン２０１のギヤ外形部（円柱部分）の
一部分（ほぼ半分の部分）が入り込む円弧状溝（凹み部
分）２０２が設けられている。従って、各チャックピン
２０１は、内輪２０４の上下動に伴って外輪２０３の内
周面の複数箇所に形成された円弧状溝（凹み部分）２０
２に摺って上下に摺動されることになる。また、各チャ
ックピン２０１のギヤ部２０１ｂは、内輪２０４のギヤ
２０５と係合（噛み合う）しているので、各チャックピ
ン２０１は、内輪２０４の回動によって回動して板状部
品１の外周をチャック溝２０１ｃから開放させたり、チ
ャック溝２０１ｃに嵌めたりすることが可能となる。

【００１８】外輪フード（被覆部材）２０８は、チャッ
クピン２０１でチャックされて洗浄されている際の板状
部品１の外周縁周りを覆えるよう、前述したように、支
持シャフト１３８を中心として略円筒状を成している。
この外輪フード２０８は、前述したように、複数本の結
合ピン２０７により、外輪２０３の上部に固定されてい
るため、外輪２０３が支持シャフト１３８を中心として
回転すると、外輪２０３と共に回転することになる。そ
して、板状部品１の外周から出てくる廃液は、外輪２０
３の上部と外輪フード２０８との間に形成された流路２
０９を通して、気液回収ユニット２６０へ回収されるこ
とになる。内輪駆動系２３０は、複数のチャックピン２
０１を上下動および回動させて板状部品１をチャックピ
ン２０１から着脱させるための駆動系で、図４及び図６
に示すように、内輪２０４が上端部に固定されている内
輪保持中空軸２３１と、固定ネジ２３３により内輪保持
中空軸２３１に固定されているカムフォロワ２３２と、
内輪保持中空軸２３１の下端部に固定されているギア付
回転板２３４と、ギヤ付き回転円板２３４に対して係合
状態と離脱状態とをとるクラッチギア２３５と、クラッ
チギヤ２３５を回転させる内輪回転モータ２３７と、こ
の内輪回転モータ２３７の回転速度を減速する減速機２
３６と、ギヤ付き回転円板２３４を上方及び下方から回
転可能に支持するスラスト軸受２３８と、このスラスト
軸受２３８を上下から挟み込む上リング２３９及び下リ
ング２４０と、上リング２３９と下リング２４０との間
隔を保持する中空円筒状のスペーサ２４５と、中空円筒
状のスペーサ２４５の中を通って上リング２３９と下リ
ング２４０に貫通する結合ピン２４６と、結合ピン２４
６から上リン部２３９及び下リング２４０が外れるのを
防ぐネジ２４７と、上リング２３９及び下リング２４０
を上下動させる上下動シリンダ２４２と、上下動シリン
ダ２４２の駆動端を下リング２４０と連結するための固
定ネジ２４１と、上下動シリンダ２４２の筐体２に対す
る取り付けレベルを調節するためのスペーサ２４３とを
備えて構成している。

【００１９】内輪保持中空軸２３１は、支持シャフト１
３８の外径よりも大きい内径をしたパイプ部と、このパ
イプ部の上端に形成されているフランジ部とを有してい
る。内輪２０４は、このフランジ部に固定されている。
カムフォロワ２３２は、内輪保持中空軸２３１のパイプ
部の外周に、固定ネジ２３３により固定されている。ギ
ヤ付き回転板２３４は、内輪保持中空軸２３１のパイプ
部の下端部に固定されている。このように、内輪保持中
空軸２３１に固定されたカムフォロワ２３２は、内輪保
持中空軸２３１を上下動シリンダ２４２で下端位置に下
げたとき、外輪２０３をフランジ部に固定した外輪保持
中空軸２１１の下端に固定された下軸受内輪保持部材２
１６と係合し、内輪保持中空軸２３１のフランジ部に固
定された内輪２０４は、外輪回転中空モータ２１９によ
って回転駆動される外輪保持中空軸２１１のフランジ部
に固定された外輪２０３と一体となって回転されること
になる。ギヤ付き回転円板２３４は、上下リング２３
９、２４０に対して、相対回転可能で且つ相対的に上下
動不能に取り付けられているスラスト軸受２３８で、支
持されている。このため、上下動シリンダ２４２の駆動
出力端が上下動して、この駆動出力端に連結されている
上下リング２３９、２４０が上下動すると、ギヤ付き回
転円板２３４も上下動し、結果として、内輪保持中空軸
２３１を介して内輪２０４が上下動し、内輪２０４に挾
まれた複数のチャックピン２０１が上下動することにな
る。上下動シリンダ２４２を駆動してギヤ付き回転円板
２３４や内輪保持中空軸２３１等を上昇させて上端位置
に位置させたとき、図４に示すように、ギヤ付き回転円
板２３４とクラッチギヤ２３５とが係合状態になり、内
輪回転モータ２３７を駆動して、クラッチギヤ２３５を
回転させると、ギヤ付き回転円板２３４も回転して、結
果として、内輪保持中空軸２３１及び内輪２０４等が支
持シャフト１３８を中心として回転し、内輪２０４の上
端外周に形成されたギヤ（歯車）２０５とチャックピン
２０１の歯車２０１ｂとの噛み合いによって複数のチャ
ックピン２０１が回転（自転）し、板状部品１をテーパ
状のチャック溝２０１ｃから開放させたり、嵌め合わせ
たりすることが可能となる。なお、内輪回転モータ２３
７を駆動して、内輪２０４を回転させて複数のチャック
ピン２０１を回転する際、外輪停止ユニット２７０を作
動させて外輪保持中空軸２１１のフランジ部分に当接さ
せて外輪２０３が回転しないように停止させておくこと
が必要となる。これによって、チャックピン２０１の各
々は、外輪２０３が停止した状態で、外輪２０３の内周
の複数箇所に形成された円弧状溝（凹み部分）２０２内
で回転（自転）して、板状部品１の外周をテーパ状のチ
ャック溝２０１ｃに嵌めあわせたり、開放させることに
よって着脱することになる。

【００２０】ところで、上下動シリンダ２４２を駆動し
てギヤ付き回転円板２３４や内輪保持中空軸２３１等を
下降させて、ギヤ付き回転円板２３４や内輪保持中空軸
２３１等が下端位置に位置したときは、図４に示すよう
に、ギヤ付き回転円板２３４とクラッチギヤ２３５とは
離脱状態にあり、内輪回転モータ２３７を駆動して、ク
ラッチギヤ２３５を回転させても、ギヤ付き回転円板２
３４や内輪保持中空軸２３１及び内輪２０４は、回転す
ることはない。外輪駆動系２１０は、図４及び図６に示
すように、外輪２０３が上端部に固定されている外輪保
持中空軸２１１と、外輪２０３の内周側であって外輪保
持中空軸２１１の上端部に固定されている外輪液止２１
２と、支持シャフト１３８を中心として外輪保持中空軸
２１１を回転可能に支持する上下軸受２１３、２１５
と、上軸受保持部材２１４と、外輪保持中空軸２１１の
下端に固定された下軸受内輪保持部材２１６と、下軸受
外輪保持部材２１８、シール２１７と、支持シャフト１
３８を中心として外輪保持中空軸２１１を回転させる外
輪回転中空モータ２１９と、複数のスリットが形成され
ている回転円板２２０とを備えて構成している。

【００２１】外輪保持中空軸２１１は、内輪保持中空軸
２３１のパイプ部の外径とほぼ同じ内径のパイプ部と、
このパイプ部の上端部に形成されているフランジ部とを
有している。外輪保持中空軸２１１のパイプ部の内周面
と、内輪保持中空軸２３１のパイプ部の外周面とには、
それぞれ、滑り軸受２４４が形成され、互いに接触し、
外輪保持中空軸２１１に対して、内輪保持中空軸２３１
がスムーズに相対的な上下動や相対回転できるようにな
っている。外輪２０３及び外輪液止２１２は、このフラ
ンジ部に固定されている。上軸受２１３の内輪は、外輪
保持中空軸２１１のパイプ部の上端部に固定され、その
外輪は、上軸受保持部材２１４に固定されている。この
上軸受保持部材２１４は、後述するシャーシ２５１に固
定されている。また、下軸受２１５の内輪は、下軸受内
輪保持部材２１６に固定され、下軸受２１５の外輪は、
下軸受外輪保持部材２１８に固定されている。下軸受内
輪保持部材２１６は、外輪保持中空軸２１１のパイプ部
の下端に固定され、下軸受外輪保持部材２１８は、シャ
ーシ２５１に固定されている。シール２１７は、下軸受
内輪保持部材２１６と下軸受外輪保持部材２１８との間
に配されている。

【００２２】外輪保持中空軸２１１のパイプ部の下端に
固定されている下軸受け内輪保持部材２１６には、内周
側から外周側に貫通し、内輪保持中空軸２３１に固定さ
れているカムフォロワ２３２が摺動可能に嵌まり込むカ
ム溝２２２が形成されている。このカム溝とカムフォロ
ワ２３２は、外輪２０３及び外輪保持中空軸２１１と、
内輪２０４及び内輪保持中空軸２３１との、相対回転角
度及び上下方向の相対スラスト移動量を制限するための
ものである。上下軸受２１３、２１５の間には、外輪回
転中空モータ２１９が配されている。この中空モータ２
１９は、支持シャフト１３８を中心として円筒状を成
し、その外周面がシャーシ２５１内に取り付けられたコ
イル２１９ｃを装着したステータ２１９ｂと、同じく支
持シャフト１３８を中心として円筒状を成し、ステータ
２１９ｂの内周側に配され、外輪保持中空軸２１１のパ
イプ部に固定されているロータ２１９ａとで構成され
る。外輪保持中空軸２１１に固定されている外輪２０３
は、この外輪回転中空モータ２１９が駆動することで、
内輪２０４と一緒に支持シャフト１３８を中心として回
転されることになる。即ち、外輪回転中空モータ２１９
は、上洗浄板１０１と下洗浄板１２１との間の微小間隙
の中に複数のチャックピン２０１で支持された板状部品
（例えばウェハ）１を高速回転させて板状部品１の上面
および下面について全面に亘って均一な洗浄を行わせる
ための駆動源である。

【００２３】回転円板２２０は、下軸受内輪保持部材２
１６に固定ネジ２２１で固定されている。この回転円板
２２０は、後述するように、外輪２０３の回転角度検出
のために用いられる。シャーシユニット２５０は、図４
及び図６に示すように、円筒状を成し、上下動シリンダ
２４２や内輪回転モータ２３７等を覆える大きさのシャ
ーシ２５１と、外輪２０３の回転角度を検出するための
３つの回転センサ２５２と、支持シャフト１３８を中心
として円板状を成し、その下面に複数の回転センサ２５
２が取り付けられるセンサプレート２５３と、このセン
サプレート２５３をシャーシ２５１に固定する固定ねじ
２５４と、シャーシ２５１の側方開口部を覆う蓋２５５
とを備えている。回転センサ２５２は、発光素子と受光
素子とを有するフォトインタラプトセンサであり、回転
円板２２０に形成した多数のスリットを挟んで、発光素
子と受光素子とが配されている。この回転センサ２５２
は、位相差検出による回転検出のためのＡ相用とＢ相
用、及び角度原点検出のためのＺ相用の３個が、センサ
プレート２５３に固定されている。センサプレート２５
３は、シャーシ２５１に、位置調整可能に固定されてい
る。この回転センサ２５２は、外輪保持中空軸２１１及
び外輪２０３、即ち板状部品１を支持する複数のチャッ
クピン２０１の回転角度や回転速度等を検出するための
ものである。そして、回転センサ２５２からの信号は、
図示されていないサーボコントロールユニットに送ら
れ、これが外輪回転中空モータ２１９をサーボ制御す
る。

【００２４】このように、回転センサ２５２で複数のチ
ャックピン２０１の静止した回転位置（角度原点位置）
を検出するようにしたのは、上洗浄ユニット１００を上
昇させて開き、新たに洗浄しようする板状部品１をロボ
ットハンド等の搬送手段（図示せず）で搬入する際、板
状部品１にはオリフラ合わせ用の切欠きが形成されてい
る関係で、この部分が複数のチャックピン２０１に係合
させないようにするためである。即ち、板状部品１を搬
入する際、板状部品１のオリフラ合わせ用の切欠きが複
数のチャックピン２０１の間に位置するように複数のチ
ャックピン２０１を静止させる必要があるからである。
また、回転センサ２５２から複数のチャックピン２０１
で支持された板状部品１の回転速度が検出され、その結
果、外輪回転中空モータ２１９によって板状部品１が所
望の回転速度で回転制御されることになる。気液回収ユ
ニット２６０は、図３及び図５に示すように、円筒状を
成し、外輪フード２０８に対して相対回転可能に接続さ
れている樋２６１と、この樋２６１に接続されている複
数の気液回収管２６２とを有して構成される。円筒状の
樋２６１は、その上端面が回転する外輪フード２０８と
の摺接面を成し、この上端面から下方に向かい、外輪フ
ード２０８内からの廃液が流れ込む溝が形成されてい
る。この溝は、周方向において、溝深さが変化する波形
を成している。この樋２６１には、溝深さが最も深い位
置に、溝内に溜った廃液が流れ込む気液回収管２６２が
接続されている。この樋２６１は、図７に示すように、
樋支持金具２６３に固定されている。この樋支持金具２
６３は、複数の支柱２６４により、筐体２に固定されて
いる。従って、気液回収ユニット２６０を構成する樋２
６１、及びこれに接続されている気液回収管２６２は、
回転しない静止状態にある。

【００２５】気液回収ユニット２６０は、さらに、図８
に示すように、気液回収管２６２からの廃液中から、気
体と液体とを分離するサイクロン式気液分離器５６０
と、気液回収ラインを真空吸引する真空ポンプ（吸引手
段）５０５とを備えている。

【００２６】サイクロン式気液分離器５６０は、廃液入
口５６０ａと、気体排出口５６０ｂと、廃液排出口５６
０ｃとが形成されている。このサイクロン式気液分離器
５６０の廃液入口５６０ａには、複数の気液回収管２６
２が統合されて、接続されている。気体排出口５６０ｂ
には、真空ポンプ５０５が接続されている。また、廃液
排出口５６０ｃには、廃液排出ライン５０７が接続され
ている。この廃液排出ライン５０７の先には、図示され
ていない廃液処理設備が設けられている。

【００２７】処理流体供給ユニット５００は、図８に示
すように、乾燥窒素供給部５０１からの乾燥窒素を供給
する乾燥窒素供給系と、純水供給部５０２からの純水を
供給する純水供給系と、薬液供給部５０３からの薬液を
供給する薬液供給系と、薬液供給系中の薬液を薬液回収
部５０４に戻す薬液回収系とがある。乾燥窒素供給系と
純水供給系とは、いずれも、さらに、上洗浄板中央供給
系と、上洗浄板周辺供給系と、下洗浄板供給系との３系
統に分割されている。乾燥窒素供給部５０１につながっ
た乾燥窒素供給系の３系統には、それぞれ、絞り弁５１
１、５１３、５１７、流量計５２１、５２３、５２７、
フィルタ５３１、５３３、５３７、エア駆動仕切弁５４
１、５４７、５５１が設けられている。また、純水供給
部５０２につながった純水供給系の３系統にも、それぞ
れ、絞り弁５１２、５１４、５１８、流量計５２２、５
２４、５２８、フィルタ５３２、５３４、５３８、エア
駆動仕切弁５４２、５４８、５５２が設けられている。
また、薬液供給系は、さらに、上洗浄板中央供給系と下
洗浄板供給系の２系統に分割されている。薬液供給部５
０３につながった薬液供給系の２系統には、それぞれ、
絞り弁５１５、５１６、流量計５２５、５２６、フィル
タ５３５、５３６、第１エア駆動仕切弁５４３、５４
６、第２のエア駆動仕切弁５４９、５５０が設けられて
いる。

【００２８】薬液回収系は、薬液供給系の上洗浄板中央
供給系の第１のエア駆動仕切弁５４３と第２のエア駆動
仕切弁５４９との間から分岐した上薬液回収系と、薬液
供給系の下洗浄板供給系の第１のエア駆動仕切弁５４６
と第２のエア駆動仕切弁５５０との間から分岐した下薬
液回収系との２系統がある。この薬系回収系の２系統に
は、それぞれ、エア駆動仕切弁５４４、５４５が設けら
れている。上洗浄板中央供給系の３つのエア駆動仕切弁
５４７、５４８、５４９は、上洗浄ユニット１００の上
導入管１０２に接続されている。上洗浄板周辺供給系の
２つのエア駆動仕切弁５４１、５４２は、上洗浄ユニッ
ト１００の上周辺導入管１０５に接続されている。な
お、上洗浄板中央供給系の３つのエア駆動仕切弁５４
７、５４８、５４９は、上洗浄ユニット１００のバルブ
ユニット１０７を構成している。下洗浄板供給系の３つ
のエア駆動仕切弁５５０、５５１、５５２は、下洗浄ユ
ニット１２０の下導入管１２２と接続されている。下洗
浄板供給系の３つのエア駆動仕切弁５５０、５５１、５
５２は、上洗浄ユニット１００のバルブユニット１０７
（５４７、５４８、５４９）のように、上洗浄板１０１
に直接設けることができないため、下導入管１２２は長
くなってしまう。このため、気液の切替後に、下導入管
１２２内に、気液の切替前の流体が多く残存してしま
う。このため、この実施形態では、下導入管１２２内の
残存流体を取り除くために、下導入管１２２に、エア駆
動仕切弁５５３を介して、サックバックライン５０６を
設けている。

【００２９】上下駆動ユニット３００は、ロボットハン
ド等の搬送手段（図示せず）を用いて板状部品１を複数
のチャックピン２０１に搬入、搬出するために上洗浄ユ
ニット１００を上下動させて開閉するためのもので、図
７に示すように、上洗浄ユニット１００の上洗浄板１０
１が固定されている洗浄板固定梁３０１と、この洗浄板
固定梁３０１と共に上洗浄ユニット１００を上下動させ
る上下動テーブル３０３とを備えて構成している。な
お、上下動テーブル３０３は、筐体２に固定されてい
る。

【００３０】以上説明したように、ロボットハンド等の
搬送手段（図示せず）を用いて板状部品（例えばウェ
ハ）１を下洗浄板１２１の上に搬入、搬出して板状部品
１の外周をチャック部材（チャックピン）２０１に着脱
させるためには、上下駆動ユニット３００を作動させて
上洗浄ユニット１００を上昇させて開き、ついで、上下
動シリンダ２４２を作動させて内輪保持中空軸２３１を
介して内輪２０４を上昇させ、該内輪２０４に上下が挾
まれた複数のチャック部材（チャックピン）２０１を上
昇させる。ついで、外輪停止ユニット２７０を作動させ
て外輪２０３を停止させた状態で、内輪回転モータ２３
７を駆動して内輪保持中空軸２３１を介して内輪２０４
を回転させ、該内輪２０４の上端外周に形成された歯車
２０５と各チャックピン２０１に形成された歯車２０１
ｂとが噛みあっていることにより各チャックピン２０１
は、外輪２０３の内周の複数箇所に形成された円弧状溝
２０２内で回転（自転）して、搬入、搬出される板状部
品１の外周を着脱することが可能となる。

【００３１】板状部品１を搬出する際は、板状部品１は
チャックピン２０１で下洗浄板１２１から持ち上げられ
るので、板状部品１をロボットハンド等の搬送手段で掴
むことが可能となり、しかもチャックピン２０１の自転
によって板状部品１の外周はチャックピン２０１から外
されることになるので、板状部品１をロボットハンド等
の搬送手段で外に搬出することが可能となる。また、板
状部品１を搬入する際は、板状部品１を搬出する際と逆
の動作となる。即ち、板状部品１は、ロボットハンド等
の搬送手段で下洗浄板１２１の上方に搬入され、ついで
板状部品１の外周はチャックピン２０１の自転によって
把持（支持）される。ついで、ロボットハンド等の搬送
手段を逃がし、上下動シリンダ２４２を作動させて内輪
保持中空軸２３１を介して内輪２０４を下降させ、該内
輪２０４に上下が挾まれた複数のチャック部材（チャッ
クピン）２０１を下降させることによって、板状部品１
の下面は、下洗浄板１２１に近接した位置（微小間隙を
形成した位置）に付くことになる。その後、上下駆動ユ
ニット３００を作動させて上洗浄ユニット１００を下降
させることによって、板状部品１の上面も、上洗浄板１
０１に近接した位置（微小間隙を形成した位置）に付く
ことになり、板状部品１は洗浄できる状態になる。

【００３２】次に、回転センサ２５２で検出される信号
に基いて外輪回転中空モータ２１９を駆動制御すること
によって、内輪２０４と一緒に外輪２０３を所望の回転
速度で回転させ、外輪２０３に固定された複数のチャッ
クピン２０１を回転（公転）させて板状部品１を例えば
５０〜２００ｒｐｍの範囲での所望の回転速度で回転さ
せる。ついで、まず、第１のエア駆動仕切弁５４３を開
いて続いて第２のエア駆動仕切弁５４９を開いて薬液を
上洗浄ユニット１００の上導入管１０２を通して上主噴
出口１０３および上補助噴出口１０４から回転している
板状部品１の上面中央に噴出させ、表面張力によって付
着した薬液を遠心力によって中央から外周へと放射状に
流して板状部品１の上面についたごみを溶かしながら剥
がして洗浄する。同時に、まず、第１のエア駆動仕切弁
５４６を開いて続いて第２のエア駆動仕切弁５５０を開
いて薬液を下洗浄ユニット１２０の下導入管１２２を通
して下主噴出口１２３および下補助噴出口１２４から回
転している板状部品１の下面中央に噴出させ、表面張力
によって付着した薬液を遠心力によって中央から外周へ
と放射状に流して板状部品１の下面についたごみを溶か
しながら剥がして洗浄する。薬液供給部５０３から供給
する薬液の量は、０．５〜２リットル／ｍｉｎ程度であ
る。また、板状部品１の上面および下面に薬液を流す時
間は、１０秒〜１０分程度である。要するに薬液の種類
によって変わってくる。ところで、薬液による洗浄は、
第２のエア駆動仕切弁５４３を閉じるとともにエア駆動
仕切弁５４４を開いて薬液を回収しながら第１のエア駆
動仕切弁５４３を閉じ、同時に第２のエア駆動仕切弁５
５０を閉じるとともにエア駆動仕切弁５４５を開いて薬
液を回収しながら第１のエア駆動仕切弁５４６を閉じる
ことによって終了する。

【００３３】次に、エア駆動仕切弁５４８を開いて純水
を上洗浄ユニット１００の上導入管１０２を通して上主
噴出口１０３および上補助噴出口１０４から回転してい
る板状部品１の上面中央に噴出させ、表面張力によって
付着した純水を遠心力によって中央から外周へと放射状
に流して板状部品１の上面に残っている薬液を流して洗
浄すると同時にエア駆動仕切弁５４２を開いて純水を上
洗浄ユニット１００の上周辺導入管１０５を通して上周
辺噴出口１０６から回転している板状部品１の上面周辺
に噴出させて周辺に残っている薬液を洗浄する。同時に
エア駆動仕切弁５５２を開いて純水を下洗浄ユニット１
２０の下導入管１２２を通して下主噴出口１２３および
下補助噴出口１２４から回転している板状部品１の下面
中央に噴出させ、表面張力によって付着した純水を遠心
力によって中央から外周へと放射状に流して板状部品１
の下面に残った薬液を洗浄する。純水供給部５０２から
供給する純水の量は、１〜２リットル／ｍｉｎ程度であ
る。また、板状部品１の上面および下面に純水を流す時
間は、数１０〜１００秒程度である。ところで、純水に
よる洗浄は、エア駆動仕切弁５４８、５４２、およびエ
ア駆動仕切弁５５２を閉じることによって終了する。

【００３４】次に、エア駆動仕切弁５４７を開いて乾燥
窒素を上洗浄ユニット１００の上導入管１０２を通して
上主噴出口１０３および上補助噴出口１０４から回転し
ている板状部品１の上面中央に噴出させ、乾燥窒素を中
央から外周へと放射状に流して板状部品１の上面を乾燥
させると同時にエア駆動仕切弁５４１を開いて乾燥窒素
を上洗浄ユニット１００の上周辺導入管１０５を通して
上周辺噴出口１０６から回転している板状部品１の上面
周辺に噴出させて周辺を確実に乾燥させる。同時にエア
駆動仕切弁５５１を開いて乾燥窒素を下洗浄ユニット１
２０の下導入管１２２を通して下主噴出口１２３および
下補助噴出口１２４から回転している板状部品１の下面
中央に噴出させ、乾燥窒素を中央から外周へと放射状に
流して板状部品１の下面を乾燥させる。ところで、乾燥
窒素による乾燥作用は、エア駆動仕切弁５４７、５４
１、およびエア駆動仕切弁５５１を閉じることによって
終了する。

【００３５】次に、本発明に係る洗浄装置において、板
状部品１を回転させつつ洗浄する際に、板状部品の帯電
量に起因する板状部品の汚染・損傷・処理ムラを低減す
るための実施の形態について説明する。ここで、図９に
示すように、上洗浄板１０１、下洗浄板１２１、チャッ
クピン２０１は、おのおのほかの部材を介して電圧制御
ユニット６０１に接続され、板状部品（例えばウェハ）
１と上下の洗浄板１０１、１２１との間に所望の電位差
を付与する電位差付与手段を構成している。上洗浄板１
０１、下洗浄板１２１およびチャックピン２０１は、カ
ーボンを混入した耐薬液性を有するフッ素樹脂材料で製
作されており、わずかに導電性を有する。この上洗浄板
１０１は、電圧制御ユニット６０１に２重導線６０２に
より接続されているステンレス製の洗浄板固定梁３０１
と電気的にも接合されている。同様に、下洗浄板１２１
も、電圧制御ユニット６０１に２重導線６０２により接
続されているステンレス製の支持シャフト１３８と電気
的にも接合されている。さらに同様にチャックピン２０
１は、カーボンを混入しわずかに導電性を有するポリエ
ーテルエーテルケトン製の外輪２０３を取り付けたステ
ンレス製の外輪保持中空軸２１１を介し、シャーシ２５
１に取り付けられて外輪保持中空軸２１１と電気的に接
触して導通をとるスリップリング６０３に接続された２
重導線６０２により電圧制御ユニット６０１に接続され
ている。電圧制御ユニット６０１は、接地されており、
これら上洗浄板１０１、下洗浄板１２１およびチャック
ピン２０１の対地電位を所望の値に保つ働きをする。こ
こで、２重導線６０２は、導線中の電位変動を軽減する
ために用いられ、電圧制御ユニット６０１により電圧監
視される。

【００３６】なお、僅か導電性を有するようにカーボン
を混入した耐薬液性を有する樹脂部材である上洗浄板１
０１、下洗浄板１２１、チャックピン２０１および外輪
２０３は、表面からのカーボン粉末の脱落によるウェハ
１の汚染を防止するため、切削加工、研磨加工などの除
去加工は使用せず型成形により製造される。型成形によ
り製造されたカーボン粉末を混入した樹脂表面にはカー
ボン粉末が露出しにくく、良好な特性を実現できるため
である。以上の構成により、板状部品（例えばウェハ）
１は洗浄、水洗、乾燥中で、静電気を帯びるような状態
でも電圧制御ユニット６０１の働きにより、常に発生す
る静電気量を打ち消して所望の電位差が付与されるよう
に電流が供給されるため、異常酸化反応などの板状部品
（例えばウェハ）１の表面の劣化や、処理終了後の板状
部品（例えばウェハ）１取り出し時の放電現象による板
状部品１上の回路の焼損、搬送中の大気中の塵埃の吸引
による板状部品１の表面の異物汚染等の問題が回避され
る。

【００３７】より詳細には以下の通りである。図１０に
は、薬品洗浄時（薬液を板状部品１の上面および下面に
噴出させて洗浄する時）は、チャックピン２０１を介し
て板状部品（例えばウェハ）１の電位を上下の洗浄板１
０１、１２１よりわずかに正電位（数Ｖ程度）とするこ
とで洗浄中の板状部品１の処理（薬液による洗浄）を高
速化し、純水を板状部品１の上面および下面に噴出させ
て洗浄する水洗初期には板状部品１の電位を０Ｖ（接地
レベル）に保ち、水洗が進行し薬品成分が除去されると
ともに板状部品１の電位を徐々に負電位とする。さらに
乾燥窒素を板状部品１の上面および下面に噴出させて乾
燥を開始するとともに板状部品１の電位をより大きな値
の負電位（酸素を押しはなす約５００〜１０００Ｖ程
度）とし、雰囲気に混入した酸素（約１０〜１００ｐｐ
ｍ程度）と残留した水分の反応によって発生する板状部
品１の酸化を防止する。その後、水分が除去されるにつ
れ、板状部品１の電位を上下の洗浄板１０１、１２１と
同様の対地電位０Ｖに戻し板状部品１に残留した静電気
を除去し、洗浄を終了する。なお、上下の洗浄板１０
１、１２１は接地電位（０Ｖ）に維持されるものとす
る。また、上下の洗浄板１０１、１２１と板状部品（例
えばウェハ）１との間の間隙は、洗浄能力向上の効果が
現われるにたる十分狭隘な約１ｍｍ程度につき、耐電位
は１０００Ｖ程度となる。また、上記実施例では、薬液
による洗浄の高速化を実現するために、板状部品（例え
ばウェハ）１の電位を上下の洗浄板１０１、１２１より
わずかに正電位（数Ｖ程度）としたが、必ずしも、板状
部品１の電位を上下の洗浄板１０１、１２１よりわずか
に正電位にする必要はない。

【００３８】即ち、水洗途中から乾燥が開始されるまで
の間に板状部品１の電位を負電位とすることによって、
洗浄・乾燥後における板状部品１の表面の終端状況（酸
素終端状況＝酸化膜の厚さ状況）を最小限にすることが
可能となる。例えば、２５６ＭビットＤＲＡＭの場合に
は、酸化膜の厚さを５０ｎｍ程度以下にする必要があ
り、１ＧビットＤＲＡＭの場合には、２０〜３０ｎｍ程
度以下にする必要がある。従って、２５６Ｍビット以上
のＤＲＡＭの場合には、水洗途中から乾燥が開始される
までの間に板状部品１の電位を大きな値の負電位となる
ようにした方が、酸素を押しはなして板状部品１の酸化
を５０ｎｍ程度以下にすることが可能となる。

【００３９】以上、本発明に係る洗浄装置における帯電
防止の第１の実施例について詳細に説明したが、以下説
明する他の実施例においても制限はあるが同様な作用効
果を実現することが可能となる。

【００４０】図１１に略図を示した第２の実施例は、第
１の実施例と異なり、電圧制御ユニット６０１、２重導
線６０２を使用せず、単に接地端子６０４と導線６０５
を使用して構成した例である。図１１では、前記変更点
以外の構成要素は略して表してある。この第２の実施例
の場合、第１の実施例で実現できた積極的な電位制御は
実現されず、上下の洗浄板１０１、１２１、および板状
部品（例えばウェハ）１は常に対地電圧０Ｖに保たれ
る。このように、板状部品１の電位を対地電位０Ｖにし
ても、板状部品１の表面の電位は、カーボンを僅か混入
したフッ素樹脂材料で製作された上下の洗浄板１０１、
１２１に対して僅か負になるので、板状部品１の異常酸
化を防止することが可能となる。この第２の実施例で
は、電圧制御ユニット６０１を用いないため、装置価格
が安価になり、また不用意に電位を設定して板状部品
（例えばウェハ）１に悪影響を及ぼす危険性が無い利点
がある。更に第３の実施例としては、上下の洗浄板１０
１、１２１を、板状部品（例えばウェハ）１の材料との
相対的摩擦準位においてわずかに正の特性（約３００Ｖ
以下の負電位）の絶縁性材料（例えば塩化ビニル樹脂を
例示）で構成し、チャックピン２０１は純粋なフッ素樹
脂等の絶縁性材料で構成することも可能である。この第
３の実施例の場合、板状部品１と上下の洗浄板１０１、
１２１の電位は図１２に示したように、接地電位が変動
し板状部品１は負に、上下の洗浄板１０１、１２１はわ
ずかに正に帯電する。詳細には洗浄に伴う板状部品１の
回転開始とともに板状部品１はわずかに負に帯電する
が、洗浄液中のイオンの働きで、帯電量は無視できる程
度である。その後、水洗開始とともに液中の残存イオン
が無くなり板状部品１の帯電が進み、乾燥開始に伴い板
状部品１の回転数が高まると板状部品１は大きく負に帯
電する。乾燥終了に伴い板状部品１の回転が終了すると
板状部品１、及び上下の洗浄板１０１、１２１の帯電は
徐々に失われる。

【００４１】この第３の実施例では、板状部品１と上下
の洗浄板１０１、１２１の帯電は、摩擦による静電気発
生と、周辺への拡散・中和による関係で決まるため、プ
ロセス中の任意の時点での電位を任意に設定することは
出来ないが、乾燥中の板状部品１の異常酸化（洗浄・乾
燥後の異常終端状況、異常酸素終端状況）を防止するこ
とができ、導電性樹脂材料や電圧制御ユニット６０１、
導線等が不要になるため装置が安価に実現できる利点が
ある。第４の実施例は、上下の洗浄板１０１、１２１を
板状部品（例えばウェハ）１と摩擦帯電準位の近い絶縁
材料（例えばポリスチレンを例示）で構成することで、
板状部品１の摩擦帯電を最小限に留めることも可能であ
る。この第４の実施例の場合は、乾燥中の板状部品１の
異常酸化を積極的に防止する機能を実現させることがで
きないが、板状部品１の帯電を軽減でき、板状部品１を
洗浄装置から取り出すときの放電に伴う回路の劣化や、
板状部品１を洗浄装置から取り出して搬送する際の塵埃
の吸着を防止することができる。

【００４２】さらに、上記第１〜第４の実施例の変形例
として、板状部品（例えばウェハ）１の上面に対向する
上洗浄板１０１を、板状部品１より帯電準位の正なる材
料で構成し、板状部品１の下面に対向する下洗浄板１２
１を板状部品１より帯電準位の負なる材料で構成し、板
状部品１全体の帯電を防止しつつも、板状部品１の下面
側の酸化を犠牲として、板状部品１の上面側の異常酸化
を防止することも可能である。この変形例の場合では、
カーボンを混入した樹脂材料などの異物発生の危険のあ
る材料を使用しないため、部品表面の摩耗による劣化の
問題を生じず、板状部品１の上面側の異常酸化も、搬送
中の異物吸着の問題も生じない利点がある。上記第１の
実施例ではカーボンを混入した樹脂材料を上洗浄板１０
１、下洗浄板１２１、チャックピン２０１に使用した
が、薬液暴露部分にフッ素樹脂のコーティングを施した
金属材料で実現することも可能である。図１３にこの場
合の材料表面付近の帯電を例示する。図１３（ａ）に示
したように、表面を薄くフッ素樹脂をコーティングした
導電性の母材の表面では、全体をフッ素樹脂で構成した
場合の表面と同様に負に帯電する傾向を示す。しかし、
内部に導電性の母材を有するため静電気が逃げやすく、
図１３（ｂ）に示した内部までフッ素樹脂の場合と比較
して、表面の電圧の絶対値が小さい。実際には、母材の
反対面をアース接地する。この効果はコーティング膜厚
が数十μｍを越えるとほとんど見られなくなるので、コ
ーティング厚さを数μｍ程度にする必要がある。

【００４３】この実施例では、コーティング膜の摩耗に
より寿命が短くなるが、板状部品１に近接した接液部分
に、耐薬品性の優れたフッ素樹脂を使用することで、洗
浄に使用する薬液の制限がほとんど無い利点がある。さ
らに、図１３の実施例において、母材の反対面を第１の
実施例と同様に電位制御を行う組み合わせも可能であ
る。この場合、薬液に接する部分に耐薬品性の優れたフ
ッ素樹脂を使用することで、洗浄に使用する薬液の制限
がほとんど無く、板状部品１の周辺の電位状態を任意に
設定できる利点がある。

【００４４】第１の実施例では、電圧制御ユニット６０
１を使用し、板状部品（例えばウェハ）１の帯電を制御
したが、より積極的に板状部品１に電流を流し、たとえ
ばメッキのように表面の化学反応を大きく変化させるこ
とも可能である。この構成を図１４に示す。この場合、
大電流を板状部品１に供給する必要がありため、電圧制
御ユニット６０１と切り替えて使用する電流供給ユニッ
ト６０６を設け、切り替えユニット６０７を介して、電
圧制御ユニット６０１と電流供給ユニット６０６を交互
に切り替えて使用する。さらにチャックピン２０１’は
微細な接触面に大電流を流す必要から、図１５に示すよ
うに、板状部品（例えばウェハ）１に接する部分に白金
電極２０１ａを設け、途中も白金線２０１ｂを埋め込
み、根本部分にスリップリング２０１ｃを設ける。本実
施例では白金が表面に露出するため、洗浄に使用する薬
品に制限が生じるが、例えばメッキ工程など通常の洗浄
では実現できないプロセスを併せて実施できる利点があ
る。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、洗浄・水洗・乾燥時に
おける被洗浄物たる板状部品の静電気帯電量をコントロ
ールできるため、洗浄時における異常反応による洗浄ム
ラの低減、水洗・乾燥時における異常酸化の防止、板状
部品取り出し時における急速放電に起因する板状部品上
の微細パターンに与えるダメージ防止、洗浄後の板状部
品搬送時における雰囲気異物の吸着予防等の効果を奏す
る。

【００４６】また、本発明によれば、洗浄中の板状部品
表面電位を積極的に変化させることにより、板状部品洗
浄の加速等の副次的な効果も実現可能である。また、本
発明によれば、板状部品に安定した大電流を印加するこ
とが可能になるため、板状部品のメッキ工程とその後処
理としての洗浄工程の統合も可能になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を示す縦断面図である。

【図２】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を他方向から示す縦断面図である。

【図３】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を示す上部縦断面図である。

【図４】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を示す下部縦断面図である。

【図５】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を他方向から示す上部縦断面図である。

【図６】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を他方向から示す下部縦断面図である。

【図７】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態を示す側面図である。

【図８】本発明に係る板状部品の洗浄装置の一実施の形
態における処理流体供給ユニット及び気液回収ユニット
を示す系統図である。

【図９】本発明に係る板状部品の洗浄装置における帯電
軽減のための電位差付与手段（電位制御手段）の第１の
実施例を示すブロック図である。

【図１０】図９に示す第１の実施例における上下洗浄板
および板状部品の電位の推移を示す図である。

【図１１】本発明に係る板状部品の洗浄装置における帯
電軽減のための電位差付与手段（電位制御手段）の第２
の実施例を示すブロック図である。

【図１２】図１１に示す第２の実施例における上下洗浄
板および板状部品の電位の推移を示す図である。

【図１３】本発明に係る洗浄板等の近接部材の材質と帯
電量の関係を示す比較図である。

【図１４】本発明に係る洗浄装置における電位および電
流制御手段を示すブロック図である。

【図１５】本発明に係る大電流対応を含めてチャックピ
ンの構造を示す要部斜視図である。

【符号の説明】

１…板状部品（例えばウェハ）、２…筐体、１００…上
洗浄ユニット、１０１…上洗浄板、１０２…上導入管、
１０３…上主噴出口、１０４…上補助噴出口、１０５…
上周辺導入管、１０６…上周辺噴出口、１０７…上バル
ブユニット、１１２…薬液上供給口、１１３…純水上供
給口、１１４…乾燥窒素上供給口、１２０…下洗浄ユニ
ット、１２１…下洗浄板、１２２…下導入管、１２３…
下主噴出口、１２４…下補助噴出口、１３８…支持シャ
フト、２００…ウェハ支持ユニット、２０１、２０１’
…チャックピン（チャック部材）、２０１ａ…ピン部、
２０１ｂ…ギヤ部（歯車部）、２０１ｃ…チャック溝、
２０１ｄ…開放部、２０１ｅ…白金電極、２０１ｆ…白
金線、２０１ｇ…スリップリング、２０２…（外輪の）
円弧状溝、２０３…外輪、２０４…内輪、２０５…（内
輪の）ギヤ部（歯車部）、２０６…ピン押え、２０７…
結合ピン、２０８…外輪フード（被覆部材）、２１０…
外輪駆動系、２１１…外輪保持中空軸、２１６…下軸受
内輪保持部材、２１９…外輪回転中空モータ、２２２…
カム溝、２３０…内輪駆動系、２３１…内輪保持中空
軸、２３２…カムフォロワ、２３４…ギヤ付き回転円
板、２３５…クラッチギヤ、２３７…内輪回転モータ、
２４２…上下動シリンダ、２５０…シャーシユニット、
２５１…シャーシ、２６０…気液回収ユニット、２６１
…樋、２６２…気液回収管、２６３…樋支持金具、２６
４…支柱、２７０…外輪停止ユニット、３００…上下駆
動ユニット、３０３…上下動テーブル、５００…処理流
体供給ユニット、５０１…乾燥窒素供給部、５０２…純
水供給部、５０３…薬液供給部、５０５…真空ポンプ、
５０６…サックバックライン、５０７…廃液排出ライ
ン、５１１〜５１８…絞り弁、５２１〜５２８…流量
計、５３１〜５３８…フィルタ、５４１〜５５３…エア
駆動仕切弁、５６０…サイクロン式気液分離器、５６０
ａ…廃液入口、５６０ｂ…気体排出口、５６０ｃ…廃液
排出口、６０１…電圧制御ユニット、６０２…２重導
線、６０４…接地端子、６０５…導線、６０６…電流供
給ユニット、６０７…切り替えユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 雄一郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 高原 洋一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐伯 智則 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 相内 進 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 岡 ▲齋▼ 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 森田 富実雄 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 藤城 雅隆 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 山岡 明暢 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB01 AB34 BA08 BA13 BB62 BB92 BB93 CB01 CC01 CC12 CD22 CD42 CD43

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに略平行な二つの平面を有する板状部
   品を支持して前記平面内で回転させる支持回転手段と、 該支持回転手段で回転される板状部品に対して、前記二
   つの平面のうち、少なくとも一方の平面に平行な状態で
   向かい合うように設置された洗浄板と、 該洗浄板から前記板状部品の一方の平面に処理流体を噴
   出させて一方の平面を洗浄する処理流体噴出手段と、 前記板状部品と前記洗浄板との間に所望の電位差を付与
   して前記板状部品の一方の平面における洗浄後の終端状
   況を制御する電位差付与手段とを備えたことを特徴とす
   る板状部品の洗浄装置。
2. 【請求項２】互いに略平行な二つの平面を有する板状部
   品を支持して前記平面内で回転させる支持回転手段と、 該支持回転手段で回転される板状部品に対して、前記二
   つの平面のうち、少なくとも一方の平面に平行な状態で
   向かい合うように設置された洗浄板と、 該洗浄板から前記板状部品の一方の平面に洗浄し、乾燥
   させる処理流体を噴出させて一方の平面を洗浄する処理
   流体噴出手段と、 前記板状部品と前記洗浄板との間に所望の電位差を付与
   して前記板状部品の一方の平面における洗浄・乾燥後の
   終端状況を制御する電位差付与手段とを備えたことを特
   徴とする板状部品の洗浄装置。
3. 【請求項３】互いに略平行な二つの平面を有する板状部
   品を支持して前記平面内で回転させる支持回転手段と、 該支持回転手段で回転される板状部品に対して、前記二
   つの平面のうち、少なくとも一方の平面に平行な状態で
   向かい合うように設置された洗浄板と、 該洗浄板から前記板状部品の一方の平面に洗浄し、乾燥
   させる処理流体を噴出させて一方の平面を洗浄する処理
   流体噴出手段と、 前記洗浄板に対して前記板状部品に所望の負の電位差を
   付与して前記板状部品の一方の平面における洗浄・乾燥
   後の終端状況を制御する電位差付与手段とを備えたこと
   を特徴とする板状部品の洗浄装置。
4. 【請求項４】互いに略平行な二つの平面を有する板状部
   品を支持して前記平面内で回転させる支持回転手段と、 該支持回転手段で回転される板状部品に対して、前記二
   つの平面に平行な状態で向かい合うように設置された対
   なる洗浄板と、 該対なる洗浄板の各々から前記板状部品の二つの平面に
   処理流体を噴出させて二つの平面を洗浄する処理流体噴
   出手段と、 前記板状部品と前記対なる洗浄板との間に所望の電位差
   を付与して前記板状部品の二つの平面における洗浄後の
   終端状況を制御する電位差付与手段とを備えたことを特
   徴とする板状部品の洗浄装置。
5. 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
   板状部品の洗浄装置において、前記洗浄板を導電性を有
   する材料で構成し、前記電位差付与手段として前記洗浄
   板に電流を供給する給電手段を備えて構成したことを特
   徴とする板状部品の洗浄装置。
6. 【請求項６】請求項１または２または３または４記載の
   板状部品の洗浄装置において、前記洗浄板を所望の帯電
   特性を有する材料で構成し、前記電位差付与手段として
   前記洗浄板と前記板状部品との間の相対運動に起因して
   発生する静電気帯電により電位差を付与するように構成
   したことを特徴とする板状部品の洗浄装置。
7. 【請求項７】請求項１または２または３または４記載の
   板状部品の洗浄装置において、前記洗浄板を、少なくと
   も前記板状部品に対向する面に絶縁被覆を施した導電性
   を有する材料で構成し、前記電位差付与手段として前記
   洗浄板の導電性部位に電流を供給する給電手段を備えて
   構成したことを特徴とする板状部品の洗浄装置。
8. 【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載の板状部
   品の洗浄装置において、前記支持回転手段における前記
   板状部品を支持する支持部材を導電性を有する材料で構
   成し、前記電位差付与手段として前記支持部材に対して
   電流を供給する給電手段を備えて構成したことを特徴と
   する板状部品の洗浄装置。
9. 【請求項９】互いに略平行な二つの平面を有する板状部
   品に対して、前記二つの平面のうち、少なくとも一方の
   平面に平行な状態で向かい合うように設置された洗浄板
   から前記板状部品の一方の平面に処理流体を噴出させつ
   つ、前記板状部品を前記平面内で回転させて一方の平面
   を洗浄し、更に前記板状部品と前記洗浄板との間に所望
   の電位差を付与して前記板状部品の一方の平面における
   洗浄後の終端状況を制御することを特徴とする板状部品
   の洗浄方法。
10. 【請求項１０】互いに略平行な二つの平面を有する板状
    部品に対して、前記二つの平面のうち、少なくとも一方
    の平面に平行な状態で向かい合うように設置された洗浄
    板から板状部品の一方の平面に洗浄する処理流体を噴出
    させつつ、前記板状部品を前記平面内で回転させて一方
    の平面を洗浄し、更に前記洗浄板から板状部品の一方の
    平面に乾燥させる処理流体を噴出させつつ、前記板状部
    品を前記平面内で回転させて一方の平面を乾燥させなが
    ら前記板状部品と前記洗浄板との間に所望の電位差を付
    与して前記板状部品の一方の平面における乾燥後の終端
    状況を制御することを特徴とする板状部品の洗浄方法。
11. 【請求項１１】互いに略平行な二つの平面を有する板状
    部品に対して、前記二つの平面のうち、少なくとも一方
    の平面に平行な状態で向かい合うように設置された洗浄
    板から板状部品の一方の平面に洗浄する処理流体を噴出
    させつつ、前記板状部品を前記平面内で回転させて一方
    の平面を洗浄し、更に前記洗浄板から板状部品の一方の
    平面に乾燥させる処理流体を噴出させつつ、前記板状部
    品を前記平面内で回転させて一方の平面を乾燥させなが
    ら前記洗浄板に対して前記板状部品に所望の負の電位差
    を付与して前記板状部品の一方の平面における洗浄・乾
    燥後の終端状況を制御することを特徴とする板状部品の
    洗浄方法。