JPS63314835A

JPS63314835A - 洗浄装置

Info

Publication number: JPS63314835A
Application number: JP15030887A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Harazono; 正昭原園
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1987-06-18
Publication date: 1988-12-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、たとえばウェハなどの被洗浄物を、純水など
の洗浄液中に浸漬させ、その被洗浄物を洗浄することが
できる洗浄装置に係り、特に、洗浄に要する洗浄時間の
短縮を志向した洗浄装置に関するものである。

［従来の技術］従来、洗浄液中にウェハなどの被洗浄物を浸漬させてそ
の洗浄を行なう洗浄装置においては、洗浄槽の底面から
一定流量の、ろ過した清浄な洗浄液を供給し、その供給
した液量相当分と、洗浄液に浮遊している異物の一部と
が洗浄槽上部からオーバフローすることで、洗浄液の清
浄化をはかっていた。この方法では、供給される一定流
量の清浄な洗浄液によって、洗浄槽内の浮遊異物に汚染
されている洗浄液を希釈しながら清浄にするのであるか
ら、洗浄槽内の洗浄液を完全に清浄するのに長時間循環
する必要があり、被洗浄物の洗浄時間、すなわち、被洗
浄物の表面に付着している異物の数が所定数以下になる
までの時間が長くかかった。前記した異物としては、被
洗浄物（Ｓｉウェハ）の表面に付着しているＳｉの欠片
、レジストの残漬、空気中のミネラルダスト、搬送装置
などから出るごみ、洗浄装置設置場所の空気中の浮遊塵
２作業者から発生する化粧品の粉などがある。

また、洗浄するウェハなどが大口径化されてくるに伴っ
て洗浄液の量も多くなり、従来の方法で清浄化をはかる
ためには多量の洗浄液を供給する必要があった。

なお、この種の装置に係る、半導体ウェハのオーバフロ
ーによる循環ろ過の湿式洗浄に関する技術を開示してい
るものとしては、たとえば特開昭６０−２２９３３９号
公報が挙げられる。

［発明が解決しようとする問題点コ上記従来技術は、被洗浄物の洗浄時間が長くて生産性が
悪く、一方、洗浄時間を短縮しようとすると、洗浄槽内
へ多量の洗浄液を供給することになるので、洗浄液供給
部＠（たとえばポンプ）の負荷が過大になりその寿命を
短くするのみならず、その配管系に不都合（たとえばフ
ィルタの目詰りなど）を生じて、洗浄装置の稼動率を低
下させるものであった。すなわち、洗浄時間の短縮と、
洗浄装置の稼動率の向上とを両立させることができない
という問題点があった。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決して、被洗
浄物の洗浄時間が短く、且つ洗浄装置のＦ倣動率が高い
、洗浄装置の提供を、その目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］上記問題点を解決するための本発明に係る洗浄装置の構
成は、洗浄液中に被洗浄物を浸漬させ。

この被洗浄物を前記洗浄液によって洗浄することでかで
きるようにした洗浄装置において、被洗浄物を収納する
ことができる洗浄槽と、この洗浄槽の底部から該槽内へ
、ろ過して清浄化した洗浄液を供給することができる洗
浄液・供給部と、前記洗浄槽内の洗浄液中に浮遊する異
物の数を計測する異物数計測部と、この異物数計測部で
計測した計測値に基づいて、前記洗浄液供給部からの洗
浄液供給量を制御することができる供給量制御部とを有
するものである。

さらに詳しくは、洗浄槽内の洗浄液中に浮遊している異
物の数を計測し、その計測値に適した量の洗浄液、を、
前記洗浄槽内へ供給することができるようにしたもので
ある。

［作用］洗浄の途中で、洗浄液中の異物の数を計潤し、異物数が
多いときには洗浄液供給量を多くし、少なくなったとき
にはその供給量を少なくするという操作を繰り返して洗
浄液を清浄化することにより、洗浄液中の異物数には左
右されることなく、設定時間で洗浄液中に浮遊する異物
数を目標値以下にし、所望時間で被洗浄物を洗浄するこ
とができる。

また、洗浄液供給量を、洗浄装置の稼動率を低下させな
い範囲で、多量にすれば、前記設定時間を短くすること
ができる。

［実施例］実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
、第３図を参照して説明する。

第３図は、洗浄槽内へ一定流量の洗浄液を供給した場合
の、洗浄時間と洗浄液中に浮遊する異物数との関係を示
す洗浄時間−異物数特性図である。

洗浄槽内の洗浄液中に浮遊する異物数（この場合、１ｍ
Ｑ当りの洗浄液中に浮遊する大きさ０゜２μｍ以上の異
物の数）は、第３図に示すように、洗浄槽内へ供給され
る。ろ過して清浄化した洗浄液によって洗浄時間ととも
に減少し、その減少の仕方は、次の（１）式によって表
わされる。

Ｃ：Ｃｏｅ＾孔・・・・・・・・・・・・・（１）ただ
し、Ｖ：単位時間当りの洗浄液の供給部Ｘ：洗浄槽の容
積Ｔ：時間Ｃｏ　：　Ｔ　＝Ｏにおける異物数Ｃ：Ｔ＝Ｔにおける異物数たとえば、第３図において、直線Ａ、Ｂは、それぞれＶ
＝１．６Ｑ／ｍｉｎ、５．０塁／　ｍ　ｉ　ｎの場合の
異物数の変化を表わしている。このように、洗浄液中に
浮遊する異物数Ｃは、洗浄槽内へ供給される、単位時間
当りの洗浄液の供給Ｎｖが多いほど、短時間に減少する
。

そこで本発明においては、洗浄槽内の洗浄液中に浮遊す
る異物数を計」りし、前記（１）式に基づいて、異物数
が多ければ洗浄液の供給量を多くすることにより、被洗
浄物を浸漬した洗浄液中の異物数にかかわらず、予め設
定した設定時間Ｔｉで、洗浄液中゛の異物数を目標値Ｃ
１恩下にし、前記被洗浄物の洗浄を行なうことができる
ようにしたものである。

さらに詳しく述べると、次の通りである。

前記（１）式は、（２）〜（４）式のように変形される
。

まず、洗浄液中に浮遊する異物数が００であったとする
（このときをＴ＝Ｏとする）。

ここで、その異物数をＴ′待時間後Ｃ′まで低減させる
とし、（４）式の右辺にＴ＝Ｔ’　、Ｃ＝Ｃ′を代入し
て、それに必要な、単位時間当りの洗浄液の供給量Ｖ′
　を求める。この供給量ｖ′　を、洗浄槽内へ供給し、
これを洗浄液中に浮遊する異物とともに洗浄槽からオー
バフローさせる。Ｔ＝Ｔ′になったとき異物数を計測し
、次のＴ＝Ｔ’時間後にＣ″　（＜Ｃ’　）まで低減さ
せるに必要な供給量■“を求めてこれを供給するという
操作を繰り返すことにより、設定時間Ｔ　＝　Ｔ工にお
いて洗浄液中に浮遊する異物数を目標値Ｃ□まで低下さ
せて、該洗浄液を清浄化する。

このようにして、洗浄液中に浮遊する異物の数に適した
量の洗浄液を供給することにより、所望時間内で、前記
洗浄液中に浸漬した被洗浄物を洗浄することができる。

本発明は、上記した基本的事項に基づいてなされたもの
であり、以下実施例によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る洗浄装置の略示図、
第２図は、この第１図に係る洗浄装置によって被洗浄物
を洗浄した一例を示す洗浄時間−異物数特性図である。

第１図において、２は被洗浄物（たとえば半導体ウェハ
）、３は、この被洗浄物２を保持する保持体、１は、こ
の保持体３に入れた被洗浄物２を収納することができる
洗浄槽、１７は、この洗浄槽１の底部から該槽１内へ、
ろ過して清浄化した洗浄液１８（たとえば純水）を供給
することができる洗浄液供給部であり、この洗浄液供給
部１７は、バルブ１１，１２．１３とポンプ５，６．７
とフィルタ８，９．１０とからなっている。１９゜２０
は、洗浄液１８の洗浄槽１からのオーバフローを検知す
ることができる液面センサ、１４は、オーバフローした
洗浄液１８を排出するためのバルブ、４は、洗浄液１８
がオーバフローした後、洗浄槽１内の洗浄液１８中に浮
遊する異物の数を計測することができる。たとえばレー
ザ光散乱式の異物数計測部、１５は、洗浄槽１内の洗浄
液１８を異物数計測部４へ導く配管上に設けられたバル
ブである。

２２は、異物数計測部４で計測した異物数の計測値に基
づいて、前記洗浄液供給部１７からの洗浄液供給量を制
御することができる供給量制御部。

２４は、保持部３を吊す保持体上下移動アーム２１用の
アーム移動モータ２３を具備した被洗浄物浸漬装置部で
あり、この被洗浄物浸漬装置部２４は、異物数計測部４
で計測した異物数が、予め設定した目標値まで低下した
とき、前記アーム移動モータ２３を駆動して、保持体３
で保持した被洗浄物２を洗浄液１８内へ浸漬させること
ができるようになっている。１６は、洗浄槽１内の洗浄
液１８をすべて排出するためのバルブである。

このように構成した洗浄装置の動作を説明する。

被洗浄物浸漬装置部２４に異物数の目標値Ｃ□を、異物
数計測部４に計測時間間隔を、供給１制御部２２に浸漬
前の供給ｉｔｖ。および前記目標値Ｃ１まで低減させる
に要する設定時間Ｔ０を、それぞれ設定する。また、本
体制御装置（図示せず）に洗浄終了時間を設定する。こ
の洗浄終了時間は、前記設定時間Ｔ８後も被洗浄物２の
洗浄を継続し、これを洗浄槽ｌから取出したときにその
表面に付着している異物数が所望値以下になるまでの時
間である。

ここで洗浄装置をＯＮにすると、バルブ１１が開き、ポ
ンプ５が駆動して、フィルタ８でろ過した洗浄液１８が
、洗浄槽１の底面から槽内へ、供給ｉｖ、の流量で供給
される。バルブ１４も、前記ポンプ５と連動し、ポンプ
５が駆動したとき開になる。洗浄液１８が洗浄槽１内へ
溜まり、オーバフローしたことを液面センサ１９，２０
によって検知したとき、バルブ１５が開になる。オーバ
フローした洗浄液１８は、バルブ１４を経て排出され、
これが循環する。バルブ１５が開くと、洗浄液１８の一
部が異物数計測部４を通過し、この異物数計測部４によ
って、洗浄液１８中に浮遊する異物数が前記時間間隔で
計測される。この間、供給量ｖ０は一定である。そして
、その計測値が前記異物数の目標値Ｃ１まで低減したと
き、被洗浄物浸漬装置部２４からの指令によってアーム
移動モータ２３が駆動し、保持体上下移動アーム２１が
下降し、保持体３が洗浄槽１内の洗浄液１８中へ下降し
、被洗浄物２が液中へ浸漬される。この浸漬によって洗
浄液１８中の異物数が急激に多くなる。

異物数計測部４による、その異物数の計測値がＣ。

であったとする。この異物数を、時間Ｔ′　（く設定時
間Ｔ工）後にＣ′　（〉異物数の目標値Ｃ０）まで低減
させるための、洗浄液の供給量Ｖ’　　（＞Ｖ、）が供
給量制御部２２で演算され、この供給量制御部２２から
の指令によって、その供給量ｖ′を供給することができ
るように、バルブ１１，１２゜１３の開閉およびポンプ
５，６．７のＯＮ。

ＯＦＦが行なわれ、洗浄液１８が洗浄槽１内へ供給され
る。時間Ｔ′を経過したとき、異物計測部４によって異
物数が計測され１次の時間Ｔ１後にＣ“　（＜Ｃ’　）
まで低減させるための供給量ｖ′が演算され、供給量制
御部２２からの指令によって、その供給量Ｖ１を供給す
ることができるように、バルブ１１，１２，１３の開閉
およびポンプ５．６．７のＯＮ、０Ｆ−Ｆが行なわれ、
洗浄液１８が洗浄槽１内へ供給される。以下、この操作
が繰り返されて、被洗浄物２を浸漬してから設定時間Ｔ
、後に、洗浄液１８中に浮遊する異物数が目標値Ｃユま
で低減する。そして、供給量が■。に戻り、設定洗浄終
了時間になったとき、被洗浄物浸漬装置部２４のアーム
移動モータ２３が駆動し、保持体上下移動アーム２１が
上昇して、被洗浄物２が洗浄液１８から引上げられて洗
浄を終了する。ポンプ５，６．７がＯＦＦになり、バル
ブ１１，１２．１３が閉になり、バルブ１６が開になっ
て、洗浄槽１内から洗浄液１８が排出され、洗浄装置が
ＯＦＦになる。

具体例を、第２図を用いて説明する。

異物数の目標値Ｃ，＝０．２４個／　ｍ　Ｑ　、浸漬前
の供給量ＶＩ、＝　５　（ｂ／ｍ　ｉ　ｎ　、設定時間
Ｔ１＝１１分、洗浄終了時間＝１５分を設定して、半導
体ウェハを洗浄したところ、第２図のＤで示すように、
供給量Ｖ’　＝１５Ｑ／ｍｉ　ｎ、Ｖ’　＝ｌＯＲ／ｎ
ｔｉ　ｎが流れて、設定時間１１分で異物数が［１標値
０．２４個／　ｍ−Ｑになり、１５分で洗浄を終了した
。

これに対して、従来の装置（供給量＝５Ｑ／ｍ１ｎ一定
）では、第２図のＢに示すように、異物数が０．２４個
／ｍＱに低減するのに２３分を要した。

以上説明した実施例によれば、洗浄液１８中に浮遊して
いる異物の数を異物数計測部４で計測し、この計ｄ１号
値に適した量の洗浄液供給部を洗浄槽１内へ供給するよ
うにしたので、洗浄時間が短く、且つ洗浄液供給部１７
に何らの不都合を生ずることなく、被洗浄物２を洗浄す
ることができるという効果がある。

なお、本実施例においては、被洗浄物浸漬装置部２４を
設けて、被洗浄物２を自動的に洗浄液中へ浸漬させるよ
うにしたが、これを設けることなく、洗浄液中の異物数
が目標値まで低減したとき、これを、たとえばブザーな
どで報知し、このときに被洗浄物２を槽内へ浸漬するよ
うにしてもよい。

しかし、被洗浄物浸漬装置部２４を設けた方が、洗浄装
置を効率よく使用することができる。

さらに、本実施例においては、洗浄液の供給にポンプを
使用するようにしたが、気体による圧送方式を採用して
も、同等の効果を奏するものである。

また、洗浄液１８としては、純水のほか、たとえば希フ
ッ酸液などを使用してもよい。

［発明の効果］以上詳細に説明したように本発明によれば、被洗浄物の
洗浄時間が短く、且つ洗浄装置の稼動率が高い、洗浄装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る洗浄装置の略示図、
第２図は、この第１図に係る洗浄装置によって被洗浄物
を洗浄した一例を示す洗浄時間−異物数特性図、第３図
は、洗浄槽内へ一定流量の洗浄液を供給した場合の、洗
浄時間と洗浄液中に浮遊する異物数との関係を示す洗浄
時間−異物数特性図である。ｌ・・・洗浄槽、２・・・被洗浄物、４・・・異物数上
測部、１７・・・洗浄液供給部、１８・・・洗浄液、２
２・・供給量制御部、２４・・・被洗浄物浸漬装置部。第７図

Claims

【特許請求の範囲】１、洗浄液中に被洗浄物を浸漬させ、この被洗浄物を前
記洗浄液によって洗浄することができるようにした洗浄
装置において、被洗浄物を収納することができる洗浄槽
と、この洗浄槽の底部から該槽内へ、ろ過して清浄化し
た洗浄液を供給することができる洗浄液供給部と、前記
洗浄槽内の洗浄液中に浮遊する異物の数を計測する異物
数計測部と、この異物数計測部で計測した計測値に基づ
いて、前記洗浄液供給部からの洗浄液供給量を制御する
ことができる供給量制御部とを有することを特徴とする
洗浄装置。２、異物数計測部で計測した異物の数が、予め設定した
設定値にまで低下したとき、被洗浄物を洗浄液中へ浸漬
させることができる被洗浄物浸漬装置部を設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の洗浄装置。