JP2015023205A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で噴霧の発生を効果的に防止すること。
【解決手段】洗浄装置（１）は、板状ワーク（Ｗ）を保持する保持テーブル（２）と、板状ワークに向けて洗浄水を噴出する洗浄ノズル（５）と、保持テーブルの周囲を覆うテーブルカバー（４）とを備え、テーブルカバーには、保持テーブルの上方を囲う天板（４１）の下面から離間するように網目状のメッシュシート（４６）が設けられると共に、保持テーブルの周囲を囲う側板（４２）の内面から離間するように網目状のメッシュシート（４７）が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の板状ワークの表面を洗浄する洗浄装置に関する。

従来、ウェーハを保持した保持テーブルを回転させつつ、洗浄ノズルからウェーハに洗浄液を噴射するスピンナー式の洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の洗浄装置は、洗浄ノズルを保持テーブルの上方で旋回させながらウェーハに洗浄液を噴射して、ウェーハの全面に付着した汚れを洗い流している。回転状態の板状ワークに洗浄液が吹き付けられるため、ウェーハに付着した水滴は遠心力により周囲に吹き飛ばされる。このため、保持テーブルを囲繞する飛散防止カバーが昇降可能に設けられており、洗浄時にはテーブルカバーを上昇させて洗浄水の飛散を防止している。

特開２００９−０９４２４７号公報

ところで、洗浄装置の飛散防止カバーの内面には、スポンジが設けられており、保持テーブルから周囲に飛散した洗浄液がスポンジに吸収される。しかしながら、スポンジは立体網目構造を持つため、洗浄液が吸収され易い反面、取り込んだ洗浄液が排出され難い。このため、スポンジに吸収された洗浄液は排出が遅く、スポンジ内が洗浄液で飽和状態になると、スポンジに衝突した洗浄液が噴霧となってウェーハや保持テーブル周辺に付着するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で噴霧の発生を効果的に防止できる洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の洗浄装置は、板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させるモータと、該保持テーブルに保持される板状ワークに洗浄液を噴射させる洗浄ノズルと、から少なくとも構成される洗浄装置であって、該洗浄ノズルから噴射され板状ワークを保持して所定の速度で回転する該保持テーブルによって飛散する該洗浄液を吸収するカバーを備え、該カバーは、該保持テーブルが保持する板状ワークの上面より上に位置し該保持テーブルの上方を開放した開口部を備えた天板と、該天板に接続され下方に延びる側板と、から少なくとも構成され、該側板の内面に離間して網目状のメッシュシートを配設させることを特徴とする。

この構成によれば、洗浄中に保持テーブルから周囲に飛散した洗浄液が、カバーの側板に当たることなく、カバーの側板の内面に配設されたメッシュシートに吸収される。よって、洗浄液が側板に当たって噴霧になることがない。また、メッシュシートに洗浄液が吸収されると、メッシュシートの網目に溜まった洗浄液が網目を伝って下方に流れ落ちる。メッシュシートに吸収された洗浄液は、次々に網目を伝って下方に落ちるため、メッシュシートが洗浄液によって飽和することがなく、洗浄液を吸収可能な状態を常に維持させることができる。よって、メッシュシートに衝突した洗浄液が噴霧になることも抑えられる。

本発明の上記洗浄装置において、天板の下面に離間して網目状のメッシュシートを配設させている。

本発明によれば、カバーの側面の内側にメッシュシートを配設するという簡易な構成で噴霧の発生を効果的に防止することができる。

本実施の形態に係る洗浄装置の上面模式図である。 図１に示す洗浄装置のＡ−Ａ線に沿う断面模式図である。 本実施の形態に係る洗浄装置の洗浄動作の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る洗浄装置の上面模式図である。図２は、図１に示す洗浄装置のＡ−Ａ線に沿う断面模式図である。なお、本実施の形態に係る洗浄装置は、図１に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。また、図１においては、説明の便宜上、洗浄ノズルを省略している。

図１及び図２に示すように、洗浄装置１は、板状ワークＷを保持した保持テーブル２を回転させ、洗浄ノズル５から板状ワークＷに洗浄液を吹き当てるように構成されている。この洗浄装置１では、研削後の板状ワークＷ、研磨後の板状ワークＷ、エッジトリミング後の板状ワークＷ、外周部だけ残して研削された板状ワークＷ等の各種加工後の板状ワークＷの洗浄が行われる。なお、板状ワークＷは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア（Al₂O₃）系の無機材料基板等でもよい。

洗浄装置１は、保持テーブル２の下方に設けられたケース３に、保持テーブル２の周囲を覆うテーブルカバー４（カバー）を昇降可能に設けて構成されている。ケース３は、テーブルカバー４の外側を覆う外壁部３１とテーブルカバー４の内側に位置する内壁部３２とを底壁部３３で連ねて環状空間Ａ１を形成している。この環状空間Ａ１は、洗浄中に保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄液が流れ込むように上部が開放されている。また、環状空間Ａ１は、非洗浄時にテーブルカバー４を収容する収容空間としても機能している。ケース３の底壁部３３は、複数の防振ゴム１１を介してベース１６に固定されている。

ケース３の内壁部３２は、円筒状に形成されており、内壁部３２の内側は保持テーブル２を回転駆動させるモータ６の設置空間Ａ２になっている。内壁部３２の上端部には、モータ６の設置空間Ａ２を覆うように上蓋部７が複数のボルト７１により固定されている。上蓋部７は、緩い傾斜角の略円錐台状であり、中央に開口７２が形成されている。上蓋部７の開口縁部には、保持テーブル２に向けて突出した環状凸部７３が設けられている。環状凸部７３には、保持テーブル２が回転可能に支持される。上蓋部７の裏面には、複数のボルト７４によりモータ６が固定されている。

モータ６は、上蓋部７に懸架されており、回転軸６１を上蓋部７の開口７２内に突出させている。回転軸６１は、開口７２を通じて保持テーブル２の下部に取り付けられ、保持テーブル２にモータ６の回転力を伝達している。また、モータ６の回転軸６１には、不図示の流路が形成されており、シール部１４を介して吸引源１５に接続されている。シール部１４は、磁気シール等で構成されており、回転軸６１を回転可能に支持すると共に回転軸６１内の流路を吸引源１５に接続させている。保持テーブル２の上面には、ポーラスセラミック材により保持面２１が形成されており、吸引源１５によって保持面２１に負圧が生じることで板状ワークＷが吸着保持される。

ケース３の外壁部３１は、多角形の筒状に形成されており、一外側面３４にテーブルカバー４を昇降させるシリンダ８が取り付けられている。シリンダ８内にはロッド８１が収容されており、シリンダ８から突出したロッド８１の先端にはテーブルカバー４が固定されている。ロッド８１には、シリンダ８内を上下に仕切るようにピストン８２が設けられている。シリンダ８の下端側には、ピストン８２の下方空間にエアを取り込む連通口８３が形成され、シリンダ８の上端側には、ピストン８２の上方空間にエアを取り込む連通口８４が形成されている。連通口８３、８４に対する吸排気により、ロッド８１を介してテーブルカバー４が昇降される。

テーブルカバー４は、箱状に形成されており、上昇位置（図３参照）において保持テーブル２の上方を囲う天板４１と、天板４１の外周から下方に延びる側板４２と、側板４２の下端に接続されて保持テーブル２の下方を囲う底板４３とを有している。天板４１は、テーブルカバー４が上昇位置にある場合に保持テーブル２に保持された板状ワークＷの上面よりも上方に位置しており、保持テーブル２の上方を開放するように開口部４４が形成されている。また、天板４１の開口縁部４５は、保持テーブル２に向かって斜めに立ち上がり、保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄液を下方にガイドするように構成されている。

天板４１には、全周にわたって天板４１の下面から離間して網目状のメッシュシート４６が配設されており、メッシュシート４６の網目には、保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄液や、保持テーブル２の下方から巻き上がった噴霧等が吸収される。メッシュシート４６は、天板４１の下面から十分な間隔を空けて配設されるため、メッシュシート４６と天板４１の下面との間で洗浄液が保持されることがない。よって、メッシュシート４６に吸収された洗浄水は、シートの網目に保持され続けることがなく、下方に向かって速やかに流れ落ちる。

側板４２は、ケース３の外壁部３１に沿った多角形の筒状に形成されている。側板４２には、全周にわたって側板４２の内面から離間して網目状のメッシュシート４７が配設されており、メッシュシート４７の網目には、保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄液が吸収される。メッシュシート４７においても、側板４２の内面から十分な間隔を空けて配設されるため、メッシュシート４７と側板４２の内面との間で洗浄液が保持されることがない。よって、メッシュシート４７に吸収された洗浄水は、シートの網目に保持され続けることがなく、下方に向かって速やかに流れ落ちる。

底板４３は、保持テーブル２に保持された板状ワークＷよりも下方に位置しており、テーブルカバー４が上昇位置にある場合に環状空間Ａ１の上方を覆うように形成されている。テーブルカバー４の底板４３には、全域にわたって複数の穴４８が等間隔に形成されている。天板４１及び側板４２のメッシュシート４６、４７に吸収された洗浄液は、この底板４３の穴４８を通じて環状空間Ａ１に流れ落ちる。なお、メッシュシート４６、４７の網目の大きさは、保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄液が吸収（捕捉）され易く、吸収された洗浄水が速やかに排出される程度の大きさに形成されている。

側板４２の一外側面３４の上端部には、シリンダ８から突出したロッド８１が固定されている。非洗浄時には、テーブルカバー４が下降され、天板４１、側板４２、底板４３がケース３内に収容される。また洗浄時には、テーブルカバー４が上昇され、保持テーブル２の周囲が天板４１及び側板４２に囲まれると共に保持テーブル２の下部が底板４３に覆われる。このため、非洗浄時には保持テーブル２を外部に露出させ、洗浄時には保持テーブル２の周囲を覆って洗浄室Ａ３（図３参照）が形成される。

保持テーブル２の上方には、板状ワークＷに向けて洗浄液を噴射する洗浄ノズル５が配置されている。洗浄ノズル５は、洗浄ノズル移動モータ５１の回転軸５２にアーム５３を介して支持されている。洗浄ノズル５は、洗浄ノズル移動モータ５１によって回転軸５２回りに旋回され、板状ワークＷの中心と外周縁との間で往復揺動される。保持テーブル２と共に回転する板状ワークＷに対して、洗浄ノズル５が揺動しながら洗浄液を噴射することで、板状ワークＷの全面に洗浄液が吹き付けられて板状ワークＷの上面に付着した汚れが洗浄される。

このように構成された洗浄装置１では、板状ワークＷの洗浄中に保持テーブル２から飛散した洗浄液が天板４１及び側板４２に配設されたメッシュシート４６、４７に吸収される。洗浄液は、側板４２及び天板４１の手前でメッシュシート４６、４７に吸収されるため、洗浄液が天板４１や側板４２に衝突して噴霧が発生することがない。また、メッシュシート４６、４７に吸収された洗浄液が、シートの網目を伝って次々に底板４３の穴４８から環状空間Ａ１に流れ落ちるため、メッシュシート４６、４７が飽和することがなく、常に洗浄液を吸収可能な状態を維持できる。よって、保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄水が、メッシュシート４６、４７に衝突しても噴霧になることなく吸収され、洗浄室内の噴霧量が抑えられている。

図３を参照して、本実施の形態に係る洗浄装置による洗浄動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る洗浄装置の洗浄動作の説明図である。なお、図３に示す洗浄装置による洗浄動作は一例を示すものであり、適宜変更が可能である。

図３Ａに示すように、保持テーブル２の保持面２１に板状ワークＷが吸引保持され、テーブルカバー４が上昇される。これにより、保持テーブル２の周囲がテーブルカバー４に覆われて洗浄室Ａ３が形成される。このとき、保持テーブル２に保持された板状ワークＷの上面より上方に天板４１が位置付けられ、環状空間Ａ１を覆うように底板４３が保持テーブル２の下方に位置付けられる。そして、天板４１の開口部４４の内側に洗浄ノズル５が位置付けられ、板状ワークＷを保持した保持テーブル２が回転されると共に、洗浄ノズル５から洗浄液が板状ワークＷに向けて噴射される。

板状ワークＷに吹き付けられた洗浄液は、保持テーブル２の遠心力を受けて周囲に飛散する。このとき、洗浄液は、天板４１及び側板４２の手前でメッシュシート４６、４７の網目に吸収される。また、メッシュシート４６、４７は、それぞれ天板４１の下面、側板４２の内面から離間して配設されているため、メッシュシート４６、４７と天板４１の下面、側板４２の内面との間の表面張力を受けることなく、網目から洗浄水が排出されやすくなっている。

図３Ｂに示すように、メッシュシート４６、４７に吸収された洗浄液は、シートの網目を伝って下方に流れて、底板４３の穴４８から環状空間Ａ１に流れ落ちる。このとき、図３Ｃに示すように、メッシュシート４６、４７には、無数の縦糸５６と横糸５７とから格子状の網目が形成されており、この平面的な網目で洗浄液が保持される。平面的な網目は、スポンジのような立体的な網目よりも洗浄液に対する保持力が弱い。さらに、平面的な網目は、平面に沿って洗浄液が直線的に流れる落ちるため、立体的な網目と比較して洗浄液の排出経路が単純である。よって、メッシュシート４６、４７は、スポンジ等の立体網目構造の吸収材と比較して、一旦吸収した洗浄液を短時間で排出することが可能になっている。

メッシュシート４６、４７の網目では洗浄液が次々と下方に流れるため、メッシュシート４６、４７の網目が洗浄液を吸収した状態から洗浄液を排出した状態に速やかに戻される。このように、メッシュシート４６、４７の網目では、洗浄液の吸収と排出が連続的に繰り返されるため、メッシュシート４６、４７が洗浄液で飽和することがない。よって、メッシュシート４６、４７に、保持テーブル２から飛散した洗浄液が継続的に吸収されるため、メッシュシート４６、４７に洗浄液が衝突しても噴霧が発生することがない。また、メッシュシート４６、４７に吸収された洗浄液は、噴霧になることなく、底板４３の穴４８を通じて排水口３５（図２参照）から外部に排出されるため、ケース３に強制排気の設備を設ける必要がない。よって、テーブルカバー４の側板４２の内側及び天板４１の下側にメッシュシート４６、４７を配設するという簡易な構成で噴霧の発生を効果的に抑えることができる。

以上のように、本実施の形態に係る洗浄装置１によれば、洗浄中に保持テーブル２から周囲に飛散した洗浄液が、テーブルカバー４の側板４２に当たることなく、テーブルカバー４の天板４１及び側板４２に配設されたメッシュシート４６、４７に吸収される。よって、洗浄液が天板４１や側板４２に当たって噴霧になることがなく、テーブルカバー４内での噴霧の発生が抑えられる。また、メッシュシート４６、４７に洗浄液が吸収されると、メッシュシート４６、４７の網目に溜まった洗浄液が網目を伝って下方に流れ落ちる。メッシュシート４６、４７に吸収された洗浄液は、次々に網目を伝って下方に落ちるため、メッシュシート４６、４７が洗浄液によって飽和することがなく、洗浄液を吸収可能な状態を常に維持させることができる。よって、メッシュシート４６、４７に衝突した洗浄液が噴霧になることも抑えられる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態において、洗浄装置１は、板状ワークＷの全体に洗浄水を噴射させるように、洗浄ノズル５を往復揺動させる構成としたが、この構成に限定されない。洗浄装置１は、板状ワークＷに洗浄水を吹き付けて洗浄する構成であれば、どのように構成されていてもよく、例えば、エッジトリミング後の板状ワークＷを洗浄する場合であれば、板状ワークＷの外周だけに洗浄水を噴射させる構成としてもよい。

また、上記した実施の形態において、テーブルカバー４が昇降可能に構成されたが、この構成に限定されない。テーブルカバー４は、常に保持テーブル２の周囲を囲うように上昇位置で固定された構成でもよい。

また、上記した実施の形態において、テーブルカバー４の天板４１及び側板４２に、それぞれメッシュシート４６、４７を配設する構成としたが、この構成に限定されない。少なくとも、テーブルカバー４の側板４２にメッシュシート４６が配設されていればよい。

また、上記した実施の形態において、テーブルカバー４に底板４３を設ける構成としたが、この構成に限定されない。テーブルカバー４は、少なくとも天板４１と側板４２を有していればよい。このような構成であっても、噴霧の発生を効果的に防止することが可能である。

また、上記した実施の形態において、メッシュシート４６、４７が格子状の網目を有する構成としたが、この構成に限定されない。メッシュシート４６、４７は、平面的な網目で構成されていれば、網目の形状は特に限定されない。

また、上記した実施の形態において、メッシュシート４６、４７は、テーブルカバー４の天板４１及び側板４２のそれぞれに対して、１枚ずつ配設される構成としたが、この構成に限定されない。天板４１及び側板４２のそれぞれに対して、複数枚のメッシュシート４６、４７が所定の間隔を空けて配設されてもよい。

以上説明したように、本発明は、カバーの側面の内側にメッシュシートを配設するという簡易な構成で噴霧の発生を効果的に防止することができるという効果を有し、特に、板状ワークの表面全体の汚れを洗浄する洗浄装置に有用である。

１ 洗浄装置
２ 保持テーブル
３ ケース
４ テーブルカバー（カバー）
５ 洗浄ノズル
６ モータ
１５ 吸引源
４１ 天板
４２ 側板
４３ 底板
４４ 開口部
４６、４７ メッシュシート
Ｗ 板状ワーク

Claims (2)

1. 板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させるモータと、該保持テーブルに保持される板状ワークに洗浄液を噴射させる洗浄ノズルと、から少なくとも構成される洗浄装置であって、
   該洗浄ノズルから噴射され板状ワークを保持して所定の速度で回転する該保持テーブルによって飛散する該洗浄液を吸収するカバーを備え、
   該カバーは、該保持テーブルが保持する板状ワークの上面より上に位置し該保持テーブルの上方を開放した開口部を備えた天板と、該天板に接続され下方に延びる側板と、から少なくとも構成され、
   該側板の内面に離間して網目状のメッシュシートを配設させた洗浄装置。
2. 該天板の下面に離間して網目状の該メッシュシートを配設させた請求項１記載の洗浄装置。

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