JP2024045835A - Wafer Cleaning Equipment - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハにスポンジを所定の強さで確実に押し当てて洗浄できるようにすること。【解決手段】洗浄装置（１）は、ウェーハ（Ｗ）を保持する保持部（１０）と、保持部に保持されて回転機構（１３）により回転するウェーハの上面（Ｗａ）に接触させるスポンジ（３１）と、スポンジを先端に配置するアーム（３２）と、アームの後端に連結してスポンジを水平方向に移動させる水平移動機構（４１）と、アームを昇降させる昇降機構（４２）と、制御部（５０）とを有する。アームは、スポンジを配置する前アーム（３５）と、水平移動機構（４１）に連結する後アーム（３６）と、前アームと後アームとを隙間（Ｓ）を空けて接続する平板（３７）と、平板の歪みを検知する歪みゲージ（３８）とを備えている。制御部は、歪みゲージの値が所定の値になるよう昇降機構を制御し、ウェーハに所定の強さでスポンジを当接させて水平移動させ、回転するウェーハを洗浄する。【選択図】図１[Problem] To enable a sponge to be reliably pressed against a wafer with a predetermined force for cleaning. [Solution] A cleaning device (1) has a holding part (10) for holding a wafer (W), a sponge (31) that is held by the holding part and brought into contact with an upper surface (Wa) of the wafer rotated by a rotating mechanism (13), an arm (32) that places the sponge at its tip, a horizontal movement mechanism (41) that is connected to the rear end of the arm and moves the sponge horizontally, a lifting mechanism (42) that raises and lowers the arm, and a control part (50). The arm has a front arm (35) on which the sponge is placed, a rear arm (36) that is connected to the horizontal movement mechanism (41), a flat plate (37) that connects the front arm and the rear arm with a gap (S) therebetween, and a strain gauge (38) that detects the distortion of the flat plate. The control part controls the lifting mechanism so that the value of the strain gauge becomes a predetermined value, and the sponge is brought into contact with the wafer with a predetermined force and moved horizontally to clean the rotating wafer. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、ウェーハを洗浄するウェーハ洗浄装置に関する。 The present invention relates to a wafer cleaning device for cleaning wafers.

ウェーハを洗浄する洗浄装置として、回転するウェーハの上面に洗浄水を供給しつつ、ウェーハの上面にスポンジを接触させて洗浄する洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。スポンジは、アームの先端部に装着され、アームの基端部に設けられた回転手段によってアームが回動することでスポンジが水平移動してウェーハを洗浄する。また、スポンジは、上下移動手段によって上下方向に移動可能に設けられ、上下移動手段にて洗浄するウェーハへの押し付け力を確保している。 One known cleaning device for cleaning wafers is one that cleans the top surface of a rotating wafer by contacting the wafer with a sponge while supplying cleaning water to the top surface of the wafer (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The sponge is attached to the tip of an arm, and the sponge moves horizontally to clean the wafer as the arm rotates using a rotating means provided at the base end of the arm. The sponge is also provided so that it can be moved up and down by a vertical movement means, which ensures a pressing force against the wafer being cleaned.

特開２０１４－１５０２０７号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-150207 特開２０１５－１９８１６７号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-198167

しかしながら、上記洗浄装置にあっては、ウェーハに強く押し付けられたスポンジ表面側の空洞が潰れる場合や、ウェーハに反りがある場合において、適切な強さでスポンジを押し当てることが困難になる、という問題がある。このため、ウェーハの洗浄効果が低下したり、ウェーハを破損させたりする可能性がある、という問題が生じる。 However, the above-mentioned cleaning device has a problem in that it is difficult to press the sponge with an appropriate force when the cavity on the surface side of the sponge is crushed by being pressed strongly against the wafer, or when the wafer is warped. This causes problems such as a decrease in the effectiveness of cleaning the wafer or the possibility of damaging the wafer.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ウェーハにスポンジを所定の強さで確実に押し当てて洗浄できるウェーハ洗浄装置を提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in view of this point, and one of the objects is to provide a wafer cleaning device that can clean a wafer by reliably pressing a sponge against the wafer with a predetermined force.

本発明の一態様のウェーハ洗浄装置は、ウェーハを保持する保持部と、保持部に保持されたウェーハの中心を軸にウェーハを回転させる回転機構と、回転するウェーハの上面または下面に接触させるスポンジと、スポンジを先端に配置するアームと、アームの後端に連結しスポンジを水平方向に移動させる水平移動機構と、アームを昇降させる昇降機構と、ウェーハに洗浄水を供給する洗浄水供給部と、制御部と、を備え、ウェーハを洗浄するウェーハ洗浄装置であって、アームは、スポンジを配置する前アームと、水平移動機構に連結する後アームと、前アームと後アームとを隙間を空けて接続する平板と、平板の歪みを検知する歪みゲージと、を備え、制御部は、歪みゲージの値が所定の値になるよう昇降機構を制御し、ウェーハの所定の強さでスポンジを当接させ、水平移動させ、回転するウェーハを洗浄することを特徴とする。 A wafer cleaning apparatus according to one aspect of the present invention includes a holder that holds a wafer, a rotation mechanism that rotates the wafer around the center of the wafer held in the holder, and a sponge that contacts the top or bottom surface of the rotating wafer. an arm for disposing a sponge at its tip; a horizontal movement mechanism connected to the rear end of the arm for horizontally moving the sponge; an elevating mechanism for raising and lowering the arm; and a cleaning water supply unit for supplying cleaning water to the wafer. , a control unit, and a wafer cleaning apparatus for cleaning wafers, the arm having a front arm for disposing a sponge, a rear arm connected to a horizontal movement mechanism, and a gap between the front arm and the rear arm. The control unit controls the lifting mechanism so that the value of the strain gauge becomes a predetermined value, and applies the sponge to the wafer with a predetermined strength. It is characterized by cleaning a rotating wafer by bringing it into contact with the wafer and moving it horizontally.

この構成によれば、平板の歪みを検知する歪みゲージの検知結果によって昇降機構を制御でき、洗浄中にウェーハに所定の強さでスポンジを押し付けて当接させた状態を維持することができる。これにより、水平移動するスポンジによって、回転するウェーハを良好に洗浄することができ、ウェーハに不要なストレスが加わることを回避することができる。 According to this configuration, the elevating mechanism can be controlled based on the detection result of the strain gauge that detects the distortion of the flat plate, and the sponge can be pressed against the wafer with a predetermined force and kept in contact with the wafer during cleaning. Thereby, the rotating wafer can be cleaned well by the horizontally moving sponge, and unnecessary stress can be avoided from being applied to the wafer.

本発明によれば、アームに設けた歪みゲージの値に基づき昇降機構を制御してウェーハにスポンジを当接させるので、洗浄中のウェーハにスポンジを所定の強さで確実に押し当てることができる。 According to the present invention, the lifting mechanism is controlled based on the value of the strain gauge attached to the arm to bring the sponge into contact with the wafer, so that the sponge can be reliably pressed against the wafer with a predetermined force during cleaning.

実施の形態における洗浄装置の要部を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing a main part of a cleaning device according to an embodiment. FIG. ウェーハを洗浄する中途段階を示す図１と同様の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram similar to FIG. 1 showing an intermediate stage of cleaning a wafer. 第１の変形例における洗浄装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of the washing|cleaning apparatus in a 1st modification. 第２の変形例における洗浄装置の要部を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a main part of a cleaning device according to a second modified example.

以下、添付図面を参照して、本実施の形態の洗浄装置について説明する。図１は、実施の形態における洗浄装置の要部を示す模式図である。なお、以下に示す洗浄装置は一例を示すものであり、この構成に限定されない。 Hereinafter, a cleaning device according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing main parts of a cleaning device in an embodiment. Note that the cleaning device shown below is an example, and the configuration is not limited to this.

図１に示すように、ウェーハ洗浄装置（以下、単に「洗浄装置」という）１は、いわゆるエッジクランプ式の洗浄装置であって、加工済みのウェーハＷの外周縁を保持しつつ洗浄する。ここで、ウェーハＷは、洗浄対象になる板状物であればよく、例えば、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板、サファイア、炭化ケイ素等の無機材料基板、電子部品に使用される各種セラミック基板でもよい。 As shown in FIG. 1, the wafer cleaning device (hereinafter simply referred to as the "cleaning device") 1 is a so-called edge clamp type cleaning device that holds and cleans the outer edge of a processed wafer W. Here, the wafer W may be any plate-shaped object to be cleaned, such as a semiconductor substrate made of silicon or gallium arsenide, an inorganic material substrate made of sapphire or silicon carbide, or various ceramic substrates used in electronic components.

洗浄装置１は、ウェーハＷを保持する保持部１０と、保持部１０で保持されたウェーハＷに洗浄水を供給する洗浄水供給部２０と、保持部１０で保持されたウェーハＷを洗浄する洗浄部３０とを備えている。 The cleaning device 1 includes a holding unit 10 that holds a wafer W, a cleaning water supply unit 20 that supplies cleaning water to the wafer W held by the holding unit 10, and a cleaning unit 30 that cleans the wafer W held by the holding unit 10.

保持部１０は、ウェーハＷの外周縁を保持する複数（本実施の形態では４つ）のクランプアーム１１と、各クランプアーム１１が取り付けられた回転テーブル１２とを備えている。 The holding unit 10 includes a plurality of (four in this embodiment) clamp arms 11 that hold the outer peripheral edge of the wafer W, and a rotary table 12 to which each clamp arm 11 is attached.

具体的な図示を省略するが、各クランプアーム１１は、回転テーブル１２の外周部分に揺動可能に連結され、ばねや、エアーシリンダ、錘付きのアーム機構等から成る開閉機構によって揺動される。各クランプアーム１１は、先端側が回転テーブル１２の内側に傾くことでウェーハＷの外周縁を保持し、先端側が回転テーブル１２の外側に傾くことでウェーハＷの外周縁の保持を解除する。各クランプアーム１１による保持によって、回転テーブル１２の上面からウェーハＷを浮かせた状態で洗浄可能となっている。 Although specific illustrations are omitted, each clamp arm 11 is swingably connected to the outer periphery of the rotating table 12 and is swung by an opening and closing mechanism consisting of a spring, an air cylinder, an arm mechanism with a weight, etc. Each clamp arm 11 holds the outer periphery of the wafer W by tilting its tip side inward of the rotating table 12, and releases its hold on the outer periphery of the wafer W by tilting its tip side outward of the rotating table 12. The holding by each clamp arm 11 allows the wafer W to be cleaned while floating above the top surface of the rotating table 12.

回転テーブル１２は、回転機構１３によって回転駆動される。更に述べると、回転機構１３は、駆動モータやプーリ等を含む動力伝達機構（不図示）を備えて回転テーブル１２の下部に連結され、保持部１０に保持されたウェーハＷの中心を回転中心軸として保持部１０及びウェーハＷを回転させる。 The rotating table 12 is rotated by a rotating mechanism 13. More specifically, the rotating mechanism 13 is equipped with a power transmission mechanism (not shown) including a drive motor, pulleys, etc., and is connected to the bottom of the rotating table 12, and rotates the holder 10 and the wafer W around the center of the wafer W held by the holder 10 as the central axis of rotation.

洗浄水供給部２０は、回転テーブル１２における上面の中心に形成されてウェーハＷの下面Ｗｂに洗浄水を噴射する噴射口２１と、回転テーブル１２の上方に位置付けられてウェーハＷの上面Ｗａに洗浄水を噴射する噴射ノズル２２とを備えている。噴射口２１及び噴射ノズル２２には洗浄水の供給源２３、２４が接続されている。 The cleaning water supply unit 20 includes an injection port 21 formed in the center of the upper surface of the turntable 12 to inject cleaning water onto the lower surface Wb of the wafer W, and an injection nozzle 22 positioned above the turntable 12 to inject cleaning water onto the upper surface Wa of the wafer W. The injection port 21 and the injection nozzle 22 are connected to cleaning water supply sources 23, 24.

洗浄部３０は、保持部１０により保持されて回転するウェーハＷの上面Ｗａに接触されるスポンジ３１と、スポンジ３１を先端（図１中右端）側に配置したアーム３２とを備えている。 The cleaning section 30 includes a sponge 31 that comes into contact with the upper surface Wa of the wafer W that is being held and rotated by the holding section 10, and an arm 32 that has the sponge 31 disposed at the tip (right end in FIG. 1).

スポンジ３１は、スポンジホルダ３３に収容されて保持されている。スポンジ３１は、例えば、ＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）等の合成樹脂により構成される。 The sponge 31 is housed and held in a sponge holder 33. The sponge 31 is made of, for example, a synthetic resin such as PVA (Polyvinyl Alcohol).

スポンジホルダ３３は、合成樹脂によって円筒状に形成された上部ホルダ３３１と下部ホルダ３３２とを有している。スポンジホルダ３３において、下部ホルダ３３２の筒状部分の内側に上部ホルダ３３１の筒状部分が入り込むようにして組み合わされる。かかる組み合わせにおいて、上部ホルダ３３１の筒状部分の下端と下部ホルダ３３２の底壁部分との間にスポンジ３１の外周が挟み込まれて保持されている。下部ホルダ３３２の底壁部分には開口３３３が形成され、この開口３３３を通じてスポンジ３１が下部ホルダ３３２の下面から下方に突出している。 The sponge holder 33 has an upper holder 331 and a lower holder 332 formed into a cylindrical shape from synthetic resin. In the sponge holder 33, the cylindrical portion of the upper holder 331 fits inside the cylindrical portion of the lower holder 332. In this combination, the outer periphery of the sponge 31 is sandwiched and held between the lower end of the cylindrical portion of the upper holder 331 and the bottom wall portion of the lower holder 332. An opening 333 is formed in the bottom wall portion of the lower holder 332, and the sponge 31 protrudes downward from the underside of the lower holder 332 through this opening 333.

スポンジホルダ３３は、上部ホルダ３３１及び下部ホルダ３３２の上端側におけるフランジ部分を介してアーム３２の先端側にねじ止めされている。 The sponge holder 33 is screwed to the tip of the arm 32 via the flange portions at the upper ends of the upper holder 331 and the lower holder 332.

アーム３２は、スポンジ３１を支持する前アーム３５と、前アーム３５の後側（図１中左側）に設けられる後アーム３６とを備えている。また、アーム３２は、前アーム３５と後アーム３６とを接続する接続部材となる平板３７と、平板３７の歪みを検知する歪みゲージ３８とを備えている。 The arm 32 includes a front arm 35 that supports the sponge 31, and a rear arm 36 that is provided on the rear side of the front arm 35 (left side in FIG. 1). The arm 32 also includes a flat plate 37 that serves as a connecting member that connects the front arm 35 and the rear arm 36, and a strain gauge 38 that detects the distortion of the flat plate 37.

前アーム３５は、クランク形状に設けられている。より具体的には、前アーム３５は、起立部３５１と、起立部３５１の下端から前方に延びる板状の前延出部３５２と、起立部３５１の上端から後方に延びる後延出部３５３とを備えた形状に設けられている。 The front arm 35 is provided in a crank shape. More specifically, the front arm 35 includes a standing portion 351, a plate-shaped front extending portion 352 extending forward from the lower end of the standing portion 351, and a rear extending portion 353 extending rearward from the upper end of the standing portion 351. It is provided in a shape with.

前延出部３５２には、スポンジホルダ３３を取り付け可能な開口３５４が形成されている。よって、前延出部３５２にスポンジ３１を保持したスポンジホルダ３３が取り付けられ、前アーム３５にスポンジ３１が配置される。 The front extending portion 352 has an opening 354 to which the sponge holder 33 can be attached. Therefore, the sponge holder 33 holding the sponge 31 is attached to the front extension part 352, and the sponge 31 is arranged on the front arm 35.

後延出部３５３は、後端側の上面部分を窪ませるようにして形成される断面視でＬ字状の凸部３５５を有している。言い換えると、凸部３５５は、後方に突出してから上向きに屈曲する形状を備えている。 The rear extending portion 353 has a convex portion 355 that is L-shaped in cross-sectional view and is formed by recessing the upper surface portion on the rear end side. In other words, the convex portion 355 has a shape that protrudes rearward and then bends upward.

後アーム３６は、長尺状に設けられている。
後アーム３６は、前端側に下面部分を窪ませるようにして形成される凹部３６１を有している。凹部３６１の内側には、前アーム３５の凸部３５５の一部が受容された状態となる。この状態で、後アーム３６における凹部３６１の形成部分と、前アーム３５の凸部３５５の形成部分との間に概ねＳ字状の隙間Ｓを空けた状態で各アーム３５、３６が配置される。よって、前アーム３５と、後アーム３６とは相互に非接触に保たれる。 The rear arm 36 is provided in an elongated shape.
The rear arm 36 has a recess 361 formed by recessing the lower surface portion on the front end side. A part of the protrusion 355 of the front arm 35 is received inside the recess 361. In this state, the arms 35, 36 are arranged with a roughly S-shaped gap S between the portion of the rear arm 36 where the recess 361 is formed and the portion of the front arm 35 where the protrusion 355 is formed. Therefore, the front arm 35 and the rear arm 36 are kept out of contact with each other.

平板３７は、前アーム３５及び後アーム３６の各下面にスペーサ３９を介して装着され、各アーム３５、３６の間の隙間Ｓを跨ぐように設けられる。言い換えると、平板３７は、前アーム３５と後アーム３６とを隙間Ｓを空けて接続している。平板３７の下面には歪みゲージ３８が設けられている。歪みゲージ３８は、アーム３２に加わる荷重により平板３７に生じる歪みに応じた検知結果（値）を電気信号とし、後述する制御部５０に出力可能に設けられている。 The flat plate 37 is attached to the lower surfaces of the front arm 35 and the rear arm 36 via a spacer 39, and is provided so as to straddle the gap S between the arms 35 and 36. In other words, the flat plate 37 connects the front arm 35 and the rear arm 36 with a gap S therebetween. A strain gauge 38 is provided on the lower surface of the flat plate 37. The strain gauge 38 is provided so as to be able to output a detection result (value) corresponding to the strain produced in the flat plate 37 due to the load applied to the arm 32 as an electric signal to a control section 50, which will be described later.

後アーム３６の後端には、水平移動機構４１が連結されている。水平移動機構４１は、鉛直方向に向けられて回動可能な揺動軸４１１を備え、後アーム３６の後端側を回動中心としてアーム３２を回動させてアーム３２の先端側のスポンジ３１を水平方向に移動させる。また、水平移動機構４１にはシリンダ機構等（不図示）を含む昇降機構４２が連結され、昇降機構４２の駆動によって水平移動機構４１及びアーム３２が昇降される。 A horizontal movement mechanism 41 is connected to the rear end of the rear arm 36. The horizontal movement mechanism 41 includes a swing shaft 411 that is vertically rotatable, and rotates the arm 32 with the rear end side of the rear arm 36 as the rotation center to move the sponge 31 on the tip side of the arm 32. move horizontally. Further, an elevating mechanism 42 including a cylinder mechanism (not shown) is connected to the horizontal moving mechanism 41, and the horizontal moving mechanism 41 and the arm 32 are moved up and down by driving the elevating mechanism 42.

洗浄装置１は制御部５０を備え、制御部５０によって統括的に制御される。制御部５０は、各種処理を実行するプロセッサと、各種パラメータやプログラム等を記憶する記憶部（メモリ）と、によって構成されている。制御部５０の記憶部には、洗浄装置１の制御プログラムの一部として、ウェーハＷの洗浄中に、歪みゲージ３８の値が所定の値になるよう昇降機構４２を制御するための各種処理を実行するプログラムが記憶されている。 The cleaning apparatus 1 is equipped with a control unit 50 and is generally controlled by the control unit 50. The control unit 50 is composed of a processor that executes various processes and a storage unit (memory) that stores various parameters, programs, etc. The storage unit of the control unit 50 stores, as part of the control program for the cleaning apparatus 1, a program that executes various processes for controlling the lifting mechanism 42 so that the value of the strain gauge 38 becomes a predetermined value while the wafer W is being cleaned.

制御部５０は、歪みゲージ３８から出力される検知結果を入力し、かかる検知結果に基づいて昇降機構４２の駆動方向（上または下方向）、駆動量、駆動速度を求めて昇降機構４２の駆動を制御する機能を有する。例えば、制御部５０は、スポンジ３１をウェーハＷに確実に押し付けた状態における平板３７の歪みを基準値として記憶部に予め記憶しておき、かかる基準値と歪みゲージ３８の検知結果とを比較して求めた差分に応じて昇降機構４２の駆動を制御する。 The control unit 50 inputs the detection results output from the strain gauge 38, determines the drive direction (up or down), drive amount, and drive speed of the lifting mechanism 42 based on the detection results, and drives the lifting mechanism 42. It has the function to control. For example, the control unit 50 stores in advance the distortion of the flat plate 37 in a state in which the sponge 31 is firmly pressed against the wafer W as a reference value in the storage unit, and compares this reference value with the detection result of the strain gauge 38. The drive of the elevating mechanism 42 is controlled according to the difference obtained.

図１及び図２では、制御部５０と歪みゲージ３８及び昇降機構４２との間の接続関係のみを模式的に示しているが、制御部５０は、歪みゲージ３８及び昇降機構４２以外の洗浄装置１の各部に対しても、信号の送受が可能に接続されている。よって、本明細書にて説明する各部の動作について、制御の主体が明記されていない場合は、制御部５０から送られる制御信号によって動作が制御される。 In FIGS. 1 and 2, only the connection relationship between the control unit 50, the strain gauge 38, and the lifting mechanism 42 is schematically shown, but the control unit 50 includes the cleaning device other than the strain gauge 38 and the lifting mechanism 42. 1 are also connected to each other so that signals can be transmitted and received. Therefore, regarding the operation of each unit described in this specification, if the main body of control is not specified, the operation is controlled by a control signal sent from the control unit 50.

続いて、図１に加えて図２を参照して、洗浄装置１における洗浄動作について説明する。図２は、ウェーハを洗浄する中途段階を示す図１と同様の模式図である。なお、図１は洗浄の初期段階としてウェーハＷの外周縁側の洗浄状態を示し、図２は、ウェーハＷの中央側の洗浄状態を示している。 Next, the cleaning operation in the cleaning apparatus 1 will be described with reference to FIG. 2 in addition to FIG. 1. FIG. 2 is a schematic diagram similar to FIG. 1, showing the intermediate stage of cleaning the wafer. Note that FIG. 1 shows the cleaning state of the outer edge side of the wafer W as the initial stage of cleaning, and FIG. 2 shows the cleaning state of the center side of the wafer W.

図１に示すように、保持部１０の複数のクランプアーム１１によってウェーハＷの外周縁が保持され、回転テーブル１２によって複数のクランプアーム１１に保持されたウェーハＷが周方向に回転される。また、回転テーブル１２の噴射口２１からウェーハＷの下面Ｗｂに向けて洗浄水が噴射されると共に、回転テーブル１２の上方の噴射ノズル２２からウェーハＷの上面Ｗａに向けて洗浄水が噴射される。そして、図２に示すように、水平移動機構４１を駆動してアーム３２が回動され、スポンジ３１が回転中のウェーハＷの中心と外周縁との間を当接しつつ水平移動される。かかる水平移動中にて、制御部５０の制御により昇降機構４２を駆動してアーム３２及びスポンジ３１を上下方向に移動し、スポンジ３１をウェーハＷに当接させる力を所定の強さに維持している。 As shown in FIG. 1, the outer periphery of the wafer W is held by the clamp arms 11 of the holder 10, and the wafer W held by the clamp arms 11 is rotated in the circumferential direction by the rotary table 12. Cleaning water is sprayed from the nozzle 21 of the rotary table 12 toward the lower surface Wb of the wafer W, and from the spray nozzle 22 above the rotary table 12 toward the upper surface Wa of the wafer W. Then, as shown in FIG. 2, the horizontal movement mechanism 41 is driven to rotate the arm 32, and the sponge 31 is moved horizontally while abutting between the center and the outer periphery of the rotating wafer W. During this horizontal movement, the lifting mechanism 42 is driven under the control of the controller 50 to move the arm 32 and the sponge 31 in the vertical direction, and the force of the sponge 31 abutting against the wafer W is maintained at a predetermined strength.

ここで、本実施の形態は、アーム３２が隙間Ｓを介して前アーム３５及び後アーム３６に分割され、前アーム３５及び後アーム３６が平板３７によって接続した構成とされる。かかる構成により、ウェーハＷにスポンジ３１を当接させた状態において、アーム３２の弾性変形が平板３７に集中して発生する。よって、ウェーハＷの洗浄中に平板３７に発生する歪みを歪みゲージ３８により検知することで、ウェーハＷに対するスポンジ３１の押し付け強さを取得することができる。 In this embodiment, the arm 32 is divided into a front arm 35 and a rear arm 36 via a gap S, and the front arm 35 and the rear arm 36 are connected by a flat plate 37. With this configuration, when the sponge 31 is in contact with the wafer W, the elastic deformation of the arm 32 occurs concentratedly on the flat plate 37. Therefore, by detecting the distortion occurring on the flat plate 37 during cleaning of the wafer W with the strain gauge 38, the pressing force of the sponge 31 against the wafer W can be obtained.

また、ウェーハＷの洗浄前の準備段階にて、制御部５０における記憶部には所定の基準値（値）が記憶される。かかる基準値は、洗浄装置１にてウェーハＷを良好に洗浄する際に歪みゲージ３８により検知する歪みの値とされる。基準値は、ウェーハＷの洗浄の各種条件（例えば、ウェーハＷの種類、厚み、回転速度、洗浄水の種類）に応じ、経験的に取得したり、適宜な演算式や演算テーブルを用いて算出したりすることができる。 Further, in a preparation stage before cleaning the wafer W, a predetermined reference value (value) is stored in the storage section of the control section 50. The reference value is the strain value detected by the strain gauge 38 when the wafer W is properly cleaned by the cleaning apparatus 1. The reference value may be obtained empirically or calculated using an appropriate calculation formula or calculation table depending on various conditions for cleaning the wafer W (for example, type of wafer W, thickness, rotation speed, type of cleaning water). You can do it.

ウェーハＷの洗浄中にて、歪みゲージ３８が検知した平板３７の歪みが制御部５０に入力される。入力された平板３７の歪みの検知結果は、制御部５０に記憶された基準値と比較されて差分が求められ、該差分に応じて昇降機構４２の駆動方向（上下方向）、駆動量が制御部５０により制御される。言い換えると、制御部５０は、歪みゲージ３８の検知結果となる値が基準値に近付く或いは同一になるよう昇降機構４２を制御し、ウェーハＷに所定の強さでスポンジ３１を当接させる。これにより、ウェーハＷに対するスポンジ３１の押し付け強さを一定且つ良好に維持できるようになる。 During the cleaning of the wafer W, the distortion of the plate 37 detected by the strain gauge 38 is input to the control unit 50. The input detection result of the distortion of the plate 37 is compared with a reference value stored in the control unit 50 to determine the difference, and the control unit 50 controls the driving direction (up and down) and driving amount of the lifting mechanism 42 according to the difference. In other words, the control unit 50 controls the lifting mechanism 42 so that the value detected by the strain gauge 38 approaches or becomes the same as the reference value, and the sponge 31 is brought into contact with the wafer W with a predetermined force. This makes it possible to maintain a constant and good pressing force of the sponge 31 against the wafer W.

ここで、保持部１０においては、図１及び図２に示すようにウェーハＷが中央から外周縁側に向かって高くなるように反っている。また、スポンジ３１にあっては、経時的に空洞が潰れる傾向がある。また、コイルばねの弾性力によってスポンジの押し付け強さを確保すると、スポンジの上下位置の変化によって押し付け力が変化し、該押し付け力が適切にならない可能性が高くなる。 Here, in the holding part 10, the wafer W is warped so that it becomes higher from the center toward the outer periphery as shown in Figures 1 and 2. Also, in the sponge 31, the cavity tends to collapse over time. Also, if the pressing strength of the sponge is ensured by the elastic force of the coil spring, the pressing force will change depending on the vertical position of the sponge, and there is a high possibility that the pressing force will not be appropriate.

この点、本実施の形態では、アーム３２の平板３７の歪みを検知し、該歪みが一定となるように昇降機構４２を制御するので、洗浄中にウェーハＷに対するスポンジ３１の押し付け強さを一定に維持できる。これにより、洗浄中に水平移動機構４１によってスポンジ３１がウェーハＷ上を移動しているときに、ウェーハＷへのスポンジ３１の押し付け強さを適切に維持でき、ウェーハＷの上面Ｗａ全体を確実且つ良好に洗浄することができる。また、スポンジ３１の押し付け強さを適切に維持できるので、ウェーハＷに不要なストレスが加わることを防ぐことができ、ウェーハＷの破損を回避することができる。 In this regard, in this embodiment, the distortion of the flat plate 37 of the arm 32 is detected and the lifting mechanism 42 is controlled so that the distortion is constant, so that the pressing force of the sponge 31 against the wafer W during cleaning is kept constant. can be maintained. As a result, when the sponge 31 is moved over the wafer W by the horizontal movement mechanism 41 during cleaning, the pressing strength of the sponge 31 against the wafer W can be maintained appropriately, and the entire upper surface Wa of the wafer W can be reliably and Can be washed well. Further, since the pressing strength of the sponge 31 can be maintained appropriately, unnecessary stress can be prevented from being applied to the wafer W, and damage to the wafer W can be avoided.

また、本実施の形態では、制御部５０にて洗浄中にリアルタイムで歪みゲージ３８の検知結果を取得できるので、該検知結果から換算してウェーハＷに対するスポンジ３１の押し付け力もリアルタイムで取得することができる。よって、制御部５０からモニタ（不図示）等に対し、スポンジ３１の押し付け力を表示して可視化させ、洗浄が確実に行われていることを通知でき、ウェーハＷ全体の洗浄をより確実にすることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the control unit 50 can obtain the detection results of the strain gauges 38 in real time during cleaning, the pressing force of the sponge 31 against the wafer W can also be obtained in real time based on the detection results. can. Therefore, the control unit 50 can display and visualize the pressing force of the sponge 31 on a monitor (not shown), etc., and can notify that cleaning is being performed reliably, thereby making cleaning of the entire wafer W more reliable. be able to.

更に、本実施の形態では、前アーム３５と後アーム３６との間の隙間Ｓが概ねＳ字状に延びるよう形成したので、隙間Ｓがラビリンス構造となり、隙間Ｓを通じてアーム３２の上部から下部へ洗浄水が流れ込むことを抑制することができる。これにより、洗浄水に薬品が含まれる場合であっても、平板３７や歪みゲージ３８と洗浄水とを非接触に保つことができ、それらに腐食が発生することを防止することができる。 Furthermore, in this embodiment, the gap S between the front arm 35 and the rear arm 36 is formed to extend approximately in an S-shape, so that the gap S has a labyrinth structure, and the gap S extends from the top to the bottom of the arm 32 through the gap S. It is possible to suppress the washing water from flowing in. Thereby, even if the cleaning water contains chemicals, it is possible to keep the flat plate 37 and the strain gauge 38 out of contact with the cleaning water, and it is possible to prevent corrosion therefrom.

なお、上記実施の形態では、制御部５０にて歪みゲージ３８の検知結果を予め記憶した基準値としたが、かかる基準値は、上限値及び下限値を有する数値範囲してもよい。この場合、基準値（数値範囲）に歪みゲージ３８の検知結果が収まるように昇降機構４２が制御される。また、ウェーハＷの径方向に半径部分を移動するスポンジ３１の位置に対応して、基準値（数値範囲）を設定し、その基準値に歪みゲージ３８の検知結果が収まるように昇降機構４２を制御してもよい。 In the above embodiment, the detection result of the strain gauge 38 is used as a pre-stored reference value in the control unit 50, but the reference value may be a numerical range having an upper limit value and a lower limit value. In this case, the lifting mechanism 42 is controlled so that the detection result of the strain gauge 38 falls within a reference value (numerical range). In addition, a reference value (numerical range) is set corresponding to the position of the sponge 31 that moves in the radial direction of the wafer W, and the lifting mechanism 42 is set so that the detection result of the strain gauge 38 falls within the reference value. May be controlled.

また、上記実施の形態では、昇降機構４２によって押し付け力が制御されるスポンジ３１をウェーハＷの上面Ｗａに当接したが、該上面Ｗａに代えて下面Ｗｂにスポンジ３１を当接して洗浄するようにしてもよい。また、昇降機構４２、アーム３２及びスポンジ３１を含む洗浄部３０を独立して２つ設け、ウェーハＷの上面Ｗａ及び下面Ｗｂをスポンジ３１によって洗浄するようにしてもよい。 In the above embodiment, the sponge 31, whose pressing force is controlled by the lifting mechanism 42, is brought into contact with the upper surface Wa of the wafer W, but the sponge 31 may be brought into contact with the lower surface Wb instead of the upper surface Wa for cleaning. In addition, two independent cleaning units 30 each including the lifting mechanism 42, arm 32, and sponge 31 may be provided, and the upper surface Wa and lower surface Wb of the wafer W may be cleaned by the sponge 31.

また、アーム３２にあっては、上記実施の形態の構成に限定されるものでなく、例えば、図３に示す構成に変更することができる。図３は、第１の変形例における洗浄装置の要部を示す模式図である。図３の第１の変形例におけるアーム３２は、前アーム３５の後端面と後アーム３６の前端面とが鉛直方向と平行な平面によって形成され、それらが鉛直方向に直線的に延出する隙間Ｓを介して突き合わされた状態で配置される。また、図３では、洗浄水の供給源２６とスポンジホルダ３３の内部とが接続され、洗浄水がスポンジ３１に吸収されてから染み出すようにウェーハＷに供給される。 The arm 32 is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be modified to the configuration shown in FIG. 3, for example. FIG. 3 is a schematic diagram showing the main parts of the cleaning device in the first modified example. In the first modified example of FIG. 3, the rear end surface of the front arm 35 and the front end surface of the rear arm 36 are formed by planes parallel to the vertical direction, and are arranged in a state where they are butted together with a gap S extending linearly in the vertical direction. In FIG. 3, the cleaning water supply source 26 is connected to the inside of the sponge holder 33, and the cleaning water is absorbed by the sponge 31 and then supplied to the wafer W so that it seeps out.

また、上記実施の形態では、保持部１０が複数のクランプアーム１１によってウェーハＷの外周縁を保持する構成にしたが、この構成に限定されない。保持部は、ウェーハＷの外周縁を保持可能な構成であればよく、例えば、複数の進退ピンをウェーハＷの外周縁に当接させることで保持する構成にしてもよい。 Further, in the embodiment described above, the holding section 10 is configured to hold the outer peripheral edge of the wafer W using the plurality of clamp arms 11, but the present invention is not limited to this configuration. The holding part may have any structure as long as it can hold the outer peripheral edge of the wafer W, and may have a structure in which it is held by, for example, making a plurality of reciprocating pins come into contact with the outer peripheral edge of the wafer W.

具体例を挙げると、図４に示す構成に変更することができる。図４は、第２の変形例における洗浄装置の要部を示す模式図である。図４の第２の変形例における保持部７０は、基台７１と、基台７１から立設し、ウェーハＷの外周部分を支持して回転させる複数の回転支持部７２とを備えている。回転支持部７２は、例えば、３つ（図４では１つ不図示）設置され、基台７１の上面に正三角形状に配置される。 As a specific example, the configuration can be changed to that shown in FIG. 4. FIG. 4 is a schematic diagram showing the main parts of a cleaning device in a second modified example. The holding unit 70 in the second modified example in FIG. 4 includes a base 71 and a plurality of rotation support units 72 that stand upright from the base 71 and support and rotate the outer periphery of the wafer W. For example, three rotation support units 72 (one not shown in FIG. 4) are installed and arranged in an equilateral triangle on the upper surface of the base 71.

回転支持部７２は、ウェーハＷの外周部分に接触してウェーハＷを水平に支持しつつ回転させる回転支持体７３と、鉛直方向に平行な中心軸で回転支持体７３を回転させるモータ７４とを備えている。 The rotary support unit 72 includes a rotary support 73 that contacts the outer periphery of the wafer W to horizontally support and rotate the wafer W, and a motor 74 that rotates the rotary support 73 on a central axis parallel to the vertical direction.

回転支持体７３は、円柱状の小径部７３１と、小径部７３１の下側に設けられた大径部７３２とを備えている。保持部７０におけるウェーハＷの支持においては、３つの回転支持体７３の大径部７３２の間にウェーハＷが架け渡される。３つの回転支持部７２は、ウェーハＷの径に合わせた間隔で配置され、ウェーハＷの下面Ｗｂが大径部７３２の上面に載置され、小径部７３１の側面がウェーハＷの外周縁に接触する。このように回転支持部７２がウェーハＷの外周側を支持した状態で回転支持体７３が回転することにより、回転支持体７３の回転方向とは反対の方向にウェーハＷを回転可能となる。 The rotating support 73 has a cylindrical small diameter portion 731 and a large diameter portion 732 provided below the small diameter portion 731. When supporting the wafer W in the holding portion 70, the wafer W is spanned between the large diameter portions 732 of the three rotating supports 73. The three rotating supports 72 are arranged at intervals that correspond to the diameter of the wafer W, and the lower surface Wb of the wafer W is placed on the upper surface of the large diameter portion 732, with the side of the small diameter portion 731 contacting the outer periphery of the wafer W. In this way, the rotating support 73 rotates with the rotating supports 72 supporting the outer periphery of the wafer W, making it possible to rotate the wafer W in the direction opposite to the direction of rotation of the rotating support 73.

なお、ウェーハＷは、テープを介してリングフレームに支持されていてもよい。そして、保持部１０は、リングフレームを保持し、リングフレーム、テープを介してウェーハＷを保持していてもよい。 Note that the wafer W may be supported by a ring frame via a tape. The holding unit 10 may hold a ring frame, and may hold the wafer W via the ring frame and tape.

また、アーム３２の平板３７や歪みゲージ３８は、アーム３２の下面を上方に凹ませて形成した凹部に収まるように設置してもよい。 Further, the flat plate 37 and the strain gauge 38 of the arm 32 may be installed so as to fit in a recess formed by recessing the lower surface of the arm 32 upward.

また、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Although an embodiment of the present invention has been described, other embodiments of the present invention may be a combination of the above-described embodiments and variations in whole or in part.

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 Further, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments and modified examples, and may be variously changed, replaced, and modified without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in a different manner due to advances in technology or other derived technologies, it may be implemented using that method. Accordingly, the claims cover all embodiments that may fall within the scope of the invention.

以上説明したように、本発明は、回転するウェーハの洗浄にて、ウェーハにスポンジを所定の強さで確実に押し当てることができるという効果を有する。 As described above, the present invention has the effect that a sponge can be reliably pressed against a wafer with a predetermined force when cleaning a rotating wafer.

１ ：洗浄装置（ウェーハ洗浄装置）
１０ ：保持部
１３ ：回転機構
２０ ：洗浄水供給部
３１ ：スポンジ
３２ ：アーム
３５ ：前アーム
３６ ：後アーム
３７ ：平板
３８ ：歪みゲージ
４１ ：水平移動機構
４２ ：昇降機構
５０ ：制御部
７０ ：保持部
Ｓ ：隙間
Ｗ ：ウェーハ
Ｗａ ：上面
Ｗｂ ：下面 1: Cleaning equipment (wafer cleaning equipment)
10 : Holding part 13 : Rotation mechanism 20 : Cleaning water supply part 31 : Sponge 32 : Arm 35 : Front arm 36 : Rear arm 37 : Flat plate 38 : Strain gauge 41 : Horizontal movement mechanism 42 : Lifting mechanism 50 : Control part 70 : Holding part S: Gap W: Wafer Wa: Top surface Wb: Bottom surface

Claims (1)

ウェーハを保持する保持部と、該保持部に保持されたウェーハの中心を軸にウェーハを回転させる回転機構と、回転するウェーハの上面または下面に接触させるスポンジと、該スポンジを先端に配置するアームと、該アームの後端に連結し該スポンジを水平方向に移動させる水平移動機構と、該アームを昇降させる昇降機構と、ウェーハに洗浄水を供給する洗浄水供給部と、制御部と、を備え、ウェーハを洗浄するウェーハ洗浄装置であって、
該アームは、該スポンジを配置する前アームと、該水平移動機構に連結する後アームと、該前アームと該後アームとを隙間を空けて接続する平板と、該平板の歪みを検知する歪みゲージと、を備え、
該制御部は、該歪みゲージの値が所定の値になるよう該昇降機構を制御し、ウェーハに所定の強さで該スポンジを当接させ、水平移動させ、回転するウェーハを洗浄する、ウェーハ洗浄装置。 A holder that holds a wafer, a rotation mechanism that rotates the wafer around the center of the wafer held in the holder, a sponge that contacts the top or bottom surface of the rotating wafer, and an arm that arranges the sponge at its tip. a horizontal movement mechanism that is connected to the rear end of the arm and moves the sponge in the horizontal direction; a lifting mechanism that moves the arm up and down; a cleaning water supply section that supplies cleaning water to the wafer; and a control section. A wafer cleaning device for cleaning wafers,
The arm includes a front arm for arranging the sponge, a rear arm connected to the horizontal movement mechanism, a flat plate connecting the front arm and the rear arm with a gap, and a strain sensor for detecting distortion of the flat plate. Equipped with a gauge and
The control unit controls the lifting mechanism so that the value of the strain gauge becomes a predetermined value, contacts the wafer with the sponge with a predetermined strength, moves the sponge horizontally, and cleans the rotating wafer. cleaning equipment.

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