JP2000343046A - 枚葉式洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】枚葉式スピン洗浄において、順次使用される複
数の洗浄液を、前後の洗浄液とほとんど混じり合うこと
なく、希釈されることもなく、分別回収することができ
る枚葉式洗浄装置を提供する。 【解決手段】被洗浄物を回転可能に保持する保持手段４
と、回転する被洗浄物に洗浄液を供給するノズル５と、
回転する被洗浄物に当接して周辺に放出される洗浄液を
受ける洗浄液回収容器９とを有する枚葉式洗浄装置にお
いて、回収容器は放出される洗浄液を受ける複数の回収
室１０〜１３が上下方向に設けられ、回収容器と保持手
段が相対的に上下動可能に設けられてなることを特徴と
する枚葉式洗浄装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、枚葉式洗浄装置に
関する。さらに詳しくは、本発明は、枚葉式スピン洗浄
において、順次使用される複数の洗浄液を、前後の洗浄
液とほとんど混じり合うことなく、希釈されることもな
く、分別回収することができる枚葉式洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子材料製造工場においては、半導体基
板などの表面を清浄にするためにウェット洗浄が行われ
る。従来のウェット洗浄工程では、時間当たりの処理量
を重視して、主にバッチ式の洗浄が行われてきた。これ
に対し、洗浄効果の向上、装置の小型化などの要求か
ら、近年基板を一枚ずつ洗う枚葉式スピン洗浄装置も使
われるようになってきた。従来の枚葉式スピン洗浄装置
は、基板を保持して回転するターンテーブルと、それを
囲む排液口と排気口を備えたカップからなる。排液口と
排気口は、通常兼用の排出口となっていてカップの下面
に備えられており、配管を経て気液分離装置で排液ライ
ンと排気ラインに分離されている。このような構造の枚
葉式洗浄装置でも、先に使用した洗浄液は早く、あとか
ら使用した洗浄液は遅く排出されるが、カップの中や下
部の配管中に滞留する間の混じり合いがあり、各々の洗
浄液を単一で回収することはできない。図１は、従来の
枚葉式洗浄装置の一例の模式図である。基板１は、モー
タ２により駆動される回転軸３の上端部に取り付けられ
た真空チャック型のターンテーブル４により、減圧吸着
保持されて回転し、基板上にノズル５より洗浄液６が供
給される。基板に当接した洗浄液は、基板の遠心力によ
り外方へ放出され、カップ７の内壁を伝って排出口８よ
り排出される。枚葉式洗浄には、他の基板からのクロス
コンタミネーションのおそれがないこと、面内均一性の
高い高精度な洗浄ができることなど、多くの利点があ
る。しかし、ウェットステーション方式によるバッチ式
の洗浄と異なり、洗浄に用いる複数の洗浄液が混じりあ
った状態で排出される点に、実用上の問題がある。ウェ
ットステーション方式のバッチ洗浄では、大量の洗浄液
を使用するものの、１種の洗浄液が使用されるのはその
洗浄液の専用槽のみなので、フィルターなどで異物を取
り除けば、長時間にわたって循環利用することができ
る。また、排出する際にも、他の洗浄液と分別すること
ができるので、後段の処理を設計しやすい。これに対し
て、枚葉式スピン洗浄の場合は、一枚の基板に対して複
数の洗浄液を順次使用していくので、排水はこれらが混
じり合った状態で排出され、後段の処理を困難にしてい
る。例えば、フッ酸を使った洗浄ステップを含む場合、
このフッ酸は前後の洗浄液と混ざって、フッ酸としては
著しく希釈された状態で排出されるので、回収処理が困
難となっている。このために、複数の洗浄液を、混合や
希釈を生ずることなく分別回収することができる枚葉式
洗浄装置が求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、枚葉式スピ
ン洗浄において、順次使用される複数の洗浄液を、前後
の洗浄液とほとんど混じり合うことなく、希釈されるこ
ともなく、分別回収することができる枚葉式洗浄装置を
提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、枚葉式スピン洗浄
において、複数の回収室を有する回収容器を用い、基板
保持手段と相対的に上下動させて、複数の洗浄液をそれ
ぞれの洗浄液に対応する回収室に受けることにより、洗
浄液の混合を防止し得ることを見いだし、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）被洗浄物を回転可能に保持する保持手段と、
回転する被洗浄物に洗浄液を供給するノズルと、回転す
る被洗浄物に当接して周辺に放出される洗浄液を受ける
洗浄液回収容器とを有する枚葉式洗浄装置において、回
収容器は放出される洗浄液を受ける複数の回収室が上下
方向に設けられ、回収容器と保持手段が相対的に上下動
可能に設けられてなることを特徴とする枚葉式洗浄装
置、を提供するものである。さらに、本発明の好ましい
態様として、（２）回収室が、洗浄に使用される複数の
洗浄液と同数又はそれ以上設けられてなる第(１)項記載
の枚葉式洗浄装置、（３）回収容器が、洗浄液の切り替
えに対応して上下動し、複数の洗浄液をそれぞれの洗浄
液に対応する回収室に受ける第(１)項記載の枚葉式洗浄
装置、及び、（４）隣接する回収室を仕切る仕切り板の
内縁部が、刃物状の形状である第(１)項記載の枚葉式洗
浄装置、を挙げることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の枚葉式洗浄装置は、被洗
浄物を回転可能に保持する保持手段と、回転する被洗浄
物に洗浄液を供給するノズルと、回転する被洗浄物に当
接して周辺に放出される洗浄液を受ける洗浄液回収容器
とを有する枚葉式洗浄装置において、回収容器は放出さ
れる洗浄液を受ける複数の回収室が上下方向に設けら
れ、回収容器と保持手段が相対的に上下動可能に設けら
れてなるものである。図２は、本発明の枚葉式洗浄装置
の一態様の模式図である。被洗浄物である基板１が、モ
ータ２により駆動される回転軸３の上端部に取り付けら
れた保持手段である真空チャック型のターンテーブル４
により、減圧吸着保持されて回転し、基板上にノズル５
より洗浄液６が供給される。本態様においては、洗浄液
回収容器９は、上下方向に設けられた第１の回収室１
０、第２の回収室１１、第３の回収室１２及び第４の回
収室１３の４個の回収室を有する。回収容器９と保持手
段であるターンテーブル４は、相対的に上下動可能であ
る。図２に示す状態では、被洗浄物である基板は第１の
回収室の位置に存在し、この状態で基板に第１の洗浄液
を供給すると、洗浄液は基板に当接し、回転遠心力によ
り基板表面のエッジ部から、ほとんど水平方向に放出さ
れるので、第１の回収室によってのみ受けられ、第２、
第３、第４の回収室に入ることがない。第１の回収室に
受けられた洗浄液は、第１の排出口１４から流出し、第
１の配管１５を経由して気液分離装置を兼ねる第１の貯
槽１６に貯留される。回収容器を上下動させる場合に
は、配管は可撓性のあるフレキシブルチューブなどで作
製することが好ましい。次いで、洗浄液を第２の洗浄液
に切り替えると同時に、被洗浄物を回転させつつ保持し
ている保持手段を、第２の回収室の位置に移動させる。
第２の洗浄液は、基板表面のエッジ部からほとんど水平
方向に放出され、第２の回収室１１によってのみ受けら
れ、第２の排出口１７から流出し、第２の配管１８を経
由して第２の貯槽１９に貯留される。以下、同様にし
て、第３の洗浄液は第３の回収室１２により受けられて
第３の貯槽２０に貯留され、リンス水は第４の回収室１
３により受けられて第４の貯槽２１に貯留される。図２
に示す態様においては、各貯槽は気液分離装置を兼ね、
各貯槽より排出される排気は、共通の排気管２２を経由
して排出される。

【０００６】本発明装置において、排液口と排気口を兼
ねる排出口は、１個の回収室について複数個設けること
ができる。排出口の向きを被洗浄物の回転方向と同じ回
収室外周の接線方向とすることにより、排液及び排気の
滞留を生ずることなく排出することができる。複数の排
液排気配管は、全ての配管抵抗が同一になるように、気
液分離装置を経由して、装置外部の排液ライン及び排気
ラインに接続することが好ましい。あるいは、複数の配
管系統を装置の内部で一系統に合一させることもでき
る。回収容器と保持手段を相対的に上下動可能とする方
法に制限はなく、例えば、保持手段を定位置として回収
容器を上下動させることができ、回収容器を定位置とし
て保持手段を上下動させることもでき、あるいは、回収
容器と保持手段の両方を上下動させることもできる。保
持手段又は回収容器を上下動させる方法に特に制限はな
く、例えば、モータ駆動により上下動させることがで
き、あるいは、エア駆動により上下動させることもでき
る。図３は、本発明の枚葉式洗浄装置の一態様の模式図
である。本態様においては、放出される洗浄液を受ける
洗浄液回収容器が固定され、被洗浄物を回転可能に保持
する保持手段が昇降シリンダー２３により上下動され
る。図４は、本発明の枚葉式洗浄装置の他の態様の模式
図である。本態様においては、被洗浄物を回転可能に保
持する保持手段が固定され、放出される洗浄液を受ける
洗浄液回収容器が巻き上げ機２４により上下動される。
本発明装置において、保持手段と回収容器を相対的に上
下動させる方向に特に制限はなく、上述したように第１
の回収室から第４の回収室へ移動させることも、逆に第
４の回収室から第１の回収室へ移動させることもでき
る。また、被洗浄物の洗浄に、同一の洗浄液が２回以上
使用される場合には、回収容器を上向き及び下向きに移
動させて、同一の洗浄液を同じ回収室に受けさせること
ができる。さらに、水素ガス溶解水、オゾン溶解水など
の薬剤を含有しない機能性洗浄水を洗浄液として使用す
る場合のように、混合して回収しても回収水の再利用が
可能な場合には、同じ回収室を用いてまとめて回収する
こともできる。

【０００７】本発明装置において、洗浄液を受ける回収
室の切り替えのための上下動の時間に特に制限はない
が、１秒以内であることが好ましく、０.５秒以内であ
ることがより好ましい。被洗浄物が電子材料である場
合、洗浄工程の途中で被洗浄物の表面が乾燥することは
好ましくないので、通常は複数の洗浄液とリンス水は、
間断なく連続的に切り替えられる。このために、上述し
た例においては、排出される第１の洗浄液には若干の第
２の洗浄液が混入し、第２の洗浄液には若干の第１の洗
浄液と第３の洗浄液が混入し、第３の洗浄液には若干の
第２の洗浄液が混入するとともにリンス水により僅かに
希釈される可能性がある。しかし、回収室の切り替えが
１秒以内で行われる限り、その影響は軽微である。ま
た、他の洗浄液の混入を絶対に避けたい場合には、回収
室の数をさらに増やして、第１の洗浄液、リンス水、第
２の洗浄液、リンス水、第３の洗浄液、リンス水のよう
に、洗浄液の切り替えの間にリンス水による洗浄を行う
ことができる。この方法によれば、回収される洗浄液
は、リンス水によって若干希釈される可能性はあるが、
２種の洗浄液間の混入は生じない。このために、洗浄工
程が長くなるが、洗浄液の分別回収を重視する場合に
は、各洗浄液による洗浄の間にリンスを行うことが好ま
しい。図５(ａ)は、本発明の枚葉式洗浄装置の他の態様
の側面模式図であり、図５(ｂ)は、その平面模式図であ
る。本態様においては、被洗浄物である基板１は、保持
手段としての３個のチャック２５により保持され、回転
される。また、回転軸３の内部に洗浄液の流路が設けら
れ、裏ノズル２６より被洗浄物の裏面にも洗浄液が供給
される。図５に示す態様の枚葉式洗浄装置も、図２に示
す態様の枚葉式洗浄装置と同様に、回収容器９と保持手
段を相対的に上下動させることにより、第１の回収室１
０、第２の回収室１１、第３の回収室１２及び第４の回
収室１３において、それぞれ第１の洗浄液、第２の洗浄
液、第３の洗浄液及びリンス水を回収し、配管を通じて
各貯槽に送り、異なる洗浄液間の混入をほとんど生ずる
ことなく、洗浄液を分別回収することができる。

【０００８】本発明装置において、被洗浄物である基板
のエッジ部と回収室の仕切り板の内縁部の間のクリアラ
ンスは狭いことが好ましい。このクリアランスを狭くす
ることにより、回収室の上下方向の幅を狭くして、跳ね
返り防止用の排気量を低減することができ、また、装置
を小型化することもできる。例えば、直径２００mmのい
わゆる８インチウェーハの洗浄のためには、回収室の仕
切り板の内縁部の直径が２０５〜３００mmであることが
好ましい。本発明装置において、回収室の上下２枚の仕
切り板の間隔は、狭いほど排気量の低減のためには好ま
しいが、狭すぎると放出される洗浄液が一つの回収室に
収まらなくなってしまうので、被洗浄物のエッジ部と仕
切り板の内縁部とのクリアランス、被洗浄物の回転速
度、洗浄液流量などを考慮して適宜選択することが好ま
しい。クリアランスが１０mm、回転速度が５００rpm
で、液跳ねの原因となるチャックを使用しない場合は、
基板の表面より上下ともに各２０mm程度の間隔を取れば
十分である。基板を保持するチャックが液跳ねの原因と
なるような場合は、それを考慮して上下仕切り板間隔を
さらに広く設定することが好ましい。本発明装置におい
ては、隣接する回収室を仕切る仕切り板の内縁部が、刃
物状の形状であることが好ましい。図６は、仕切り板の
内縁部の形状を示す部分模式図である。本図に示す態様
においては、仕切り板２７の内縁部２８は片刃の刃物状
となっている。上下の回収室を仕切る仕切り板は、被洗
浄物方向への洗浄液の跳ね返りを防止するために、薄い
ものであることが好ましい。しかし、薄板化には強度を
維持する上で限界があるので、刃物のように末端に近づ
くほど薄くなる形状とすることが好ましい。被洗浄物で
ある回転する基板１に供給された洗浄液６は、飛沫２９
となって放出される。複数の洗浄液を間断なく連続的に
切り替えて供給する場合、洗浄液を供給しつつ回収容器
を上下動させるので、仕切り板の内縁部が飛沫となって
放出される洗浄液の流れを横切るときがある。このと
き、仕切り板の内縁部が刃物状の形状であると、洗浄液
の被洗浄物方向への跳ね返りが起こりにくく、跳ね返り
防止用の排気量を低減することができる。図７は、本発
明装置の回収容器の他の態様の模式図である。本態様に
おいては、排液及び排気を排出するための配管３０が、
回収容器９の中に設けられている。図８は、本発明装置
に用いる気液分離装置と貯槽の他の態様の模式図であ
る。本態様においては、回収容器と貯槽３１の中間に気
液分離装置３２が設けられ、気液分離装置において排気
されたのち、排液が貯槽に送られて貯留される。

【０００９】

【発明の効果】本発明の枚葉式洗浄装置を用いることに
より、枚葉式スピン洗浄において、順次使用される複数
の洗浄液を、前後の洗浄液とほとんど混じり合うことな
く、希釈されることもなく、分別回収することが可能と
なる。また、従来の装置に比べて少ない量の排気をとる
ことにより、排水の跳ね返りを起こさない高精度の枚葉
式スピン洗浄を行うことができ、洗浄装置を小型化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来の枚葉式洗浄装置の一例の模式図
である。

【図２】図２は、本発明の枚葉式洗浄装置の一態様の模
式図である。

【図３】図３は、本発明の枚葉式洗浄装置の一態様の模
式図である。

【図４】図４は、本発明の枚葉式洗浄装置の他の態様の
模式図である。

【図５】図５は、本発明の枚葉式洗浄装置の他の態様の
模式図である。

【図６】図６は、仕切り板の内縁部の形状を示す部分模
式図である。

【図７】図７は、本発明装置の回収容器の他の態様の模
式図である。

【図８】図８は、本発明装置に用いる気液分離装置と貯
槽の他の態様の模式図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ モータ ３ 回転軸 ４ ターンテーブル ５ ノズル ６ 洗浄液 ７ カップ ８ 排出口 ９ 洗浄液回収容器 １０ 第１の回収室 １１ 第２の回収室 １２ 第３の回収室 １３ 第４の回収室 １４ 第１の排出口 １５ 第１の配管 １６ 第１の貯槽 １７ 第２の排出口 １８ 第２の配管 １９ 第２の貯槽 ２０ 第３の貯槽 ２１ 第４の貯槽 ２２ 排気管 ２３ 昇降シリンダー ２４ 巻き上げ機 ２５ チャック ２６ 裏ノズル ２７ 仕切り板 ２８ 内縁部 ２９ 飛沫 ３０ 配管 ３１ 貯槽 ３２ 気液分離装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被洗浄物を回転可能に保持する保持手段
   と、回転する被洗浄物に洗浄液を供給するノズルと、回
   転する被洗浄物に当接して周辺に放出される洗浄液を受
   ける洗浄液回収容器とを有する枚葉式洗浄装置におい
   て、回収容器は放出される洗浄液を受ける複数の回収室
   が上下方向に設けられ、回収容器と保持手段が相対的に
   上下動可能に設けられてなることを特徴とする枚葉式洗
   浄装置。