JP2000334662A

JP2000334662A - 基板材料の処理装置

Info

Publication number: JP2000334662A
Application number: JP11148349A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Suda; 仁須田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、被処理基板から排出される基板材
料や表面付着物のダスト、吐出口から導入される研磨粉
などを、迅速に排気してダストの再付着を少なくする処
理装置に関する。被処理基板の載置装置の設置方向や、
整流板の設置位置、構造を提案する。【解決手段】吐出口１と、載置装置２と、吸気口３及
び排気口４を有する筐体５とで構成される。載置装置２
には、被処理基板６が載置される。吸気口３にはアブソ
リュートフィルターが取り付けられこのフィルターを通
して外気が取り込まれる。排気口４の先には、この処理
装置を都合よく働かせるために吸引装置（図示しない）
が接続される。本発明では排気速度を大にするための整
流板７が設置される。その整流板は、整流構成板（Ａ）
８及び整流構成板（Ｂ）９で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板材料の処理装
置に関する。就中、基板材料の研磨装置や基板材料の表
面洗浄装置に於いて、研磨され粉塵化した基板材料或い
は剥離された基板材料表面に付着していた所謂ダストな
どが排気されるまでに、それらが基板材料への再付着す
ることを防止した処理装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体産業を始めとし、微細加工工業に
おける、基板材料を研磨する技術は近年ますます重要に
なってきた。この技術は、極く薄い厚さを機械的に除去
したい場合や、極く狭い領域を除去したい場合にも用い
られる様になってきた。これを具現化するために、サン
ドブラスト法では研磨粉を微小化する方向になってき
た。これは処理をした後排気までに空間に浮遊する時間
が一般的に長くなることを意味する。

【０００３】また、イオン化エアー洗浄機或いはドライ
クリーナーと称される洗浄機も考えられた。これは、表
面の洗浄のため放電によりイオン化された高圧エアーを
パルス状に発生させて基板材料に当て、表面に付着して
いるダストを静電気で中和しながら除去し排気装置で集
塵する方法である。この場合は、一般的には微小なダス
トが対象でありその大きさは数百μｍ以下である。上記
したサンドブラスト法と同じで排気されるまでに空間に
浮遊する時間が一般的に長いことを意味する。

【０００４】上記した通り、本来の目的である基板材料
表面の極く薄い領域の除去や、狭い領域の除去がサンド
ブラスト法によって可能となったし、基板表面に付着し
た極微小なダストの除去がドライクリーナーなどによっ
て可能となった。しかしながら、本来の目的は達成した
が基板から削られた研磨目的物、基板材料の研磨屑、基
板から剥離したダストなどの空間浮遊時間が長くなり、
基板へ再付着するという傾向になってきた。これは、半
導体産業や微細加工工業には都合が悪いか又は、適しな
いのである。

【０００５】図５は従来の技術を説明するための模型的
断面図である。図示するように構成要件は、吐出口１０
１と、載置装置１０２と、吸気口１０３及び排気口１０
４を有する筐体１０５で構成される。吐出口１０１は、
サンドブラスト装置であれば高圧エアーと研磨粉が同時
に、或いは独立して送り出される先端であり、ドライク
リーナーであればこの吐出口からイオン化した高圧エア
ーが定常的に若しくはパルス的にあるプログラムに従っ
て送り出される先端である。載置装置１０２は当然のこ
とであるが、被処理基板１０６が載置される。固定の方
法は、真空による方法が一般的である。一般的には、吸
気口１０３にはアブソリュートフィルターが取り付けら
れこのフィルターを通して外気が取り込まれる。排気口
１０４の先には、この処理装置を都合よく働かせるため
に吸引装置（図示しない）が接続される。

【０００６】例を、サンドブラスト装置にとって説明す
る。被処理基板１０６の表面を研磨してその表面に存在
する物を、除去する場合に起こる不都合さを説明する。

【０００７】先ず吐出口１０１から研磨粉を含んだ高圧
エアーが吹き出されると、載置装置１０２上に固定され
た被処理基板１０６が研磨され、その表面に付着した除
去を希望する物質が研磨されて行く。除去を希望する物
質の厚さ方向を十分に除去した後に、吐出口１０１から
の吹き出しが停止される。

【０００８】ここで、研磨中に除去した物質、例えば銅
が筐体１０５中に浮遊するし、被処理基板１０６の基板
材料を構成する物質、例えばガラスエポキシが粉末化し
て飛び出して筐体１０５中に浮遊することになるし、吐
出口１０１から導入された高圧エアーに含まれた研磨粉
が浮遊するのは明白である。

【０００９】これらの浮遊物の影響を少なくするために
は、吸気口１０３から排気口１０４の形状を含めて吸引
装置までを十分に検討することが寛容である。そのため
に、吸引装置の能力を上げて力ずくで排気しようとする
が、基本的には２つの理由により不可能である。

【００１０】即ち第１に、その様に排気のための流速を
大きくしても筐体内で渦流が出来流れの遅い部分が局部
的に作られることは、良く知られたことである。この渦
流は一般的にどこにでも出来るとされる。筐体内の吸気
口及び排気口付近では気流速度の差が生じ渦流が発生す
る。また、筐体内には載置装置や吐出口がありこれらが
気流の障害物となって渦流が発生する。従って、この渦
流を完全に防止することは、種々の制約を生むことにな
り不可能であり、この渦流により浮遊した粉塵、ダスト
の影響が発生する。

【００１１】第２に吸引装置を大きくすることは簡単で
あるが、筐体内が印圧となり、それだけのために機械的
強度を強くしなければならない。機械的強度を強くすれ
ば、処理装置全体が重くなるとか、材料を多く使うので
高くなるとか、高圧エアーがまっすぐに進まないとか云
うように悪い影響を与える。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、被処理基板
から排出される基板材料や表面付着物のダスト、吐出口
から導入される研磨粉などのダストを、迅速に排気出来
る処理装置を提供するものである。迅速に排気するの
で、処理が終了してから被処理基板表面に舞い上がって
浮遊したダストの再付着を少ならしめる処理装置を提供
する。

【００１３】本発明は、排気に用いる吸引装置を小さく
も出来る処理装置を提案し、以て省エネルギーの処理装
置を得るものである。

【００１４】更に本発明は、被処理基板の載置装置を、
重力の働く方向即ち、鉛直方向に反対する方向又は垂直
に近い方向に配置して基本的にダストが付着し難い構造
とすると共に再付着も防止した構造を提案する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、加圧された気
体を吹き出すための吐出口と、該吐出口から吹き出され
た加圧気体に曝される被処理基板の載置装置と、前記吐
出口と被処理基板の載置装置とを囲繞包括して設けら
れ、少なくとも空気取り入れ口及び排気口を有する筐体
と、前記吐出口から導入された加圧気体が前記載置装置
に触れ処理に供され前記排気口に至る流れの方向近傍に
置かれた整流板と、前記排気口に設置された吸引装置と
で構成されたことを特徴とする基板材料の処理装置にあ
る。

【００１６】更に、本発明は、被処理基板の載置装置は
水平方向以外の方向に設けられたことを特徴とする基板
材料の処理装置にある。

【００１７】また、本発明は、前記空気取り入れ口と排
気口で作る流線に対し概略並行方向にセットされた整流
板を有することを特徴とする基板材料の処理装置にあ
る。

【００１８】更に、本発明は、前記整流板は複数枚の整
流構成板より成ることを特徴とする基板材料の処理装置
にある。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明を、図１〜図４を用いて説
明する。第１の実施の形態は、本発明の、基本的構造で
あり、これについて模型的斜視図（図１）及び模型的断
面図（図２）を参照して説明する。

【００２０】図示するように構成要件は、吐出口１と、
載置装置２と、吸気口３及び排気口４を有する筐体５と
で構成される。吐出口１は、サンドブラスト装置であれ
ば高圧エアーと研磨粉が同時に、或いは独立して送り出
される先端であり、ドライクリーナーであればこの吐出
口からイオン化した高圧エアーが定常的に若しくはパル
ス的にあるプログラムに従って送り出される先端であ
る。

【００２１】載置装置２は当然のことであるが、被処理
基板６が載置される。固定の方法は、真空による方法が
一般的である。一般的には、吸気口３にはアブソリュー
トフィルターが取り付けられこのフィルターを通して外
気が取り込まれる。排気口４の先には、この処理装置を
都合よく働かせるために吸引装置（図示しない）が接続
される。

【００２２】本発明の最も特徴とする排気のための整流
板７が設置される。ドライクリーナー装置で、被処理基
板の材質としてグラスエポキシを例に採って説明する。
整流板７は、整流構成板（Ａ）８及び整流構成板（Ｂ）
９で構成されている。整流板の大きさ、整流構成板の
数、位置は基本的に実験結果によって決定される。その
例を示す。筐体５は縦５０ｃｍ、横５０ｃｍ、高さは７
０ｃｍであった。載置装置２の高さは３５ｃｍとし吸気
口３、排気口４の中心を結ぶ線上に設定された。整流板
７は、直交する２枚の整流構成板（Ａ）（Ｂ）８、９で
構成されてその大きさは、空気の流れる方向に３０ｃ
ｍ、これと直角の方向には２０ｃｍ、高さは２０ｃｍで
あった。

【００２３】吐出口１からイオン化した高圧エアーが吹
き出され被処理基板６に当たる。被処理基板の高さは、
吸気口と、排気口との中心を結ぶ高さに概ね等しくなっ
ている。処理を開始すると、被処理基板のグラスエポキ
シの屑がダストとして発生する。このダストの大きさは
１０μｍ〜１００μｍであり、大体２０ヶ／ｃｍ２程度
の密度である。これが全て再付着することはないが汚い
環境で作業が欠陥のない結果を生むとは絶対に言えない
のである。

【００２４】図３に第２の実施の形態を示した。全ての
図番は、第一の実施の形態に一致している。図２と比べ
て被処理基板６を載せるための載置装置２は筐体５の上
部に設置される。被処理基板６は載置装置２の下部に固
定され被処理面は、下を向いて載置される。従って、基
本的に吐出口１と載置装置２と被処理基板６との上下関
係は同一であるが、天地逆に配置されている。一方、整
流板７は、前記した第１の実施の形態と同様に吸気口
３、排気口４間に生ずる流線の中心部付近に設置され
た。また整流構成板は垂直に立てたものと、その両側に
水平に設置したものとの２枚で構成された。

【００２５】図４に第３の実施の形態を示した。種々の
制約により吸気口３と排気口４とが相対する直線上にな
い場合に適用される。本例では直交している場合であ
り、整流板７の整流構成板（Ａ）、（Ｂ）８、９の形状
に特徴を持たせている。この場合は、排気口４の中心と
被処理基板６を固定する載置装置２の中心を結ぶ方向に
ほぼ等しい角度で直交する整流構成板（Ｂ）８が３枚設
けられている。

【００２６】図４の第３の実施の形態として、上記した
とおり、整流板７が１枚の水平な整流構成板（Ａ）９と
その両側に直交して設けられ気流に対し適切な角度を持
たせた３枚の整流構成板（Ｂ）８で構成される例を示し
た。この例を更に変化させて、整流構成板（Ａ）は１枚
で、整流構成板（Ｂ）はその両側に１枚ずつ配置しても
本発明と同様の効果があることを確認した。即ち、整流
板の側面は、十字形であっても、井桁形状、格子形状で
あっても効果があることが確認されたのである。

【００２７】この整流構成板（Ａ）８は、前記した通
り、流線に従うようにある角度を以て設置されているの
であるが、厳密には流線が実務として画一的に決まらな
い以上実験結果に従う統計的に決まる角度で十分効果を
上げることが出来る。更に、整流板７を構成する整流構
成板（Ａ）８は他の形状の整流構成板（Ｂ）９の両側に
設けられる。吐出口１から噴射された高圧エアーは、被
処理基板６の処理を終わった後、排気口４の先に設置さ
れた吸引装置（図示しない）に、吸い込まれて行く。即
ち被処理基板面の近傍で流線は曲げられるのである。曲
げられた排気（物）は、整流構成板（Ａ）８間と、整流
構成板（Ｂ）９の両面に分割されて排気口４まで達す
る。

【００２８】本発明の共通事項として、整流板の材質に
ついて説明する。整流板から発塵する事は一般的に都合
悪い。従って金属が用いられる。本発明では０．４ｍｍ
の厚さのステインレススチールを用いた。しかしなが
ら、研磨或いはそれに近い作用をする高圧エアーが被処
理基板に当たって本来の処理を行ってからは、格段にそ
の能力が落ちるので、アルミニウムや条件によっては、
プラスチックスも用いられる。

【００２９】本発明における整流板は、前記した通りそ
の断面形状が十字形であっても格子形状や井桁形状でも
良いし、例えば矩形の形をした一つの整流構成板に自由
な配置をしても良い。但し、本発明に於いては整流板に
よって排気の流速が早くなるので周縁部を、滑らかにな
るように面取りをしなければならない。面取りをしない
と一般的には、細かな突起が存在し、その結果局部的な
渦流を生じ本発明の効果を減ずるものである。

【００３０】本発明の整流板を置く位置は、被処理基板
に当たって高圧エアーがその進路を変える場所が即ちダ
ストを発生している場所であるから、その近辺に置くこ
とが肝要である。本発明は、流体は壁面に沿って速度が
速くなる特性を用いたものであり、整流板を設けること
は新たな壁面を作ることと等価であるので、ダストの発
生する許し得る範囲でその近傍に置くことが重要であ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、吸気口と排気口を結ぶ
高圧エアーの流れの中に、整流板を設置するのでこれに
より流速は早くなり、ダストが浮遊しにくくなる。ダス
トの浮遊時間が短くなればそれだけダストの再付着は少
なくなることは明らかである。

【００３２】少なくとも電力を全く利用しないで、気体
の流速は壁面の方が早いという性質を使ったものである
ので、節エネルギー設備である。しかも、整流板の形状
が自由に出来るので吸気口と排気口を結ぶラインで被処
理基板の近くで排気口寄りに設けるだけで、ダストの舞
い上がりを防止できる。

【００３３】重力の働く方向を下と定義して、被処理基
板の載置装置を上の方向にしかも、被処理基板を下に向
けて配置した時には、ダストは付着し難くなる。即ち、
ダストは上から下に落ちてくるのである。従って、真下
を向かなくとも水平の状態を角度ゼロ、鉛直方向を直角
と定義すればそのサイン（正弦）に比例する効果を生む
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための模
型的斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を説明するための模
型的断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を説明するための模
型的断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態を説明するための模
型的断面図である。

【図５】従来例を説明するための模型的断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧された気体を吹き出すための吐出口
と、該吐出口から吹き出された加圧気体に曝される被処
理基板の載置装置と、前記吐出口と被処理基板の載置装
置とを囲繞包括して設けられ、少なくとも空気取り入れ
口及び排気口を有する筐体と、前記吐出口から導入され
た加圧気体が前記載置装置に触れ処理に供され前記排気
口に至る流れの方向近傍に置かれた整流板と、前記排気
口に設置された吸引装置とで構成されたことを特徴とす
る基板材料の処理装置。
【請求項２】被処理基板の載置装置は水平方向以外の
方向に設けられたことを特徴とする請求項１記載の基板
材料の処理装置。
【請求項３】前記空気取り入れ口と排気口で作る流線
に対し概略並行方向にセットされた整流板を有すること
を特徴とする請求項１記載の基板材料の処理装置。
【請求項４】前記整流板は複数枚の整流構成板より成
ることを特徴とする請求項１記載の基板材料の処理装
置。