JP2002052370A - 基板洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
効果的にスクラブ洗浄できるようにした基板洗浄装置を
提供する。 【解決手段】 基板Wの周縁部を把持して該基板Wを回
転させる開閉自在な複数の基板回転用ローラ12,14
と、基板Wの端面及び/またはベベル面に接触して該端
面及び/またはベベル面をスクラブ洗浄する洗浄部材5
2を有する回転自在な洗浄ローラ48と、基板回転用ロ
ーラ14の動力を洗浄ローラ48に伝達して該洗浄ロー
ラ48を回転させる動力伝達機構64とを有する。
Description
し、特に、半導体基板、ガラス基板、液晶パネル等の高
度の清浄度が要求される基板の端面及び/またはベベル
面に付着したパーティクルを簡便かつ効果的にスクラブ
洗浄できるようにした基板洗浄装置に関する。
につれて半導体基板上の回路の配線が微細化し、配線間
距離もより狭くなりつつある。特に、配線間距離が0.
5μm以下の光リソグラフィの場合は、焦点深度が浅く
なるためにステッパの結像面の高い平坦度を必要とす
る。また、基板上に配線間距離より大きなパーティクル
が存在すると、配線がショートするなどの不具合が生じ
るので、基板の処理においては、平坦化とともに清浄化
を図ることが重要となる。このような事情は、マスク等
に用いるガラス基板、或いは液晶パネル等の基板のプロ
セス処理においても同様である。このような要求に伴
い、より微細なサブミクロンレベルのパーティクルを半
導体基板等から落とす洗浄技術が必要とされている。
板を高い洗浄度に洗浄する方法としては、基板にブラシ
やスポンジからなる洗浄体を擦り付けて行うスクラブ洗
浄や、基板に向けて高圧水(高速ジェット流)を噴射
し、キャビテーションによる気泡を発生させて行うキャ
ビジェット洗浄等が種々提案されている。
来例にあっては、基板の表面を高い洗浄度に洗浄するこ
とができるものの、基板の端面及び/またはベベル面を
有効に洗浄することができず、その結果、基板の端面及
び/またはベベル面に洗浄されずに残ったパーティクル
が基板の表面に再付着することがあるといった問題があ
った。
たはベベル面を簡便かつ効果的にスクラブ洗浄できるよ
うにした基板洗浄装置を提供することを目的とする。
は、基板の周縁部を把持して該基板を回転させる複数の
基板回転用ローラと、基板の端面及び/またはベベル面
に接触して該端面及び/またはベベル面をスクラブ洗浄
する洗浄部材を有する回転自在な洗浄ローラと、前記基
板回転用ローラのうちの少なくとも一つのローラの動力
を前記洗浄ローラに伝達して該洗浄ローラを回転させる
動力伝達機構とを有することを特徴とする基板洗浄装置
である。
途備えることなく、基板を回転させる基板回転用ローラ
の回転に伴って洗浄ローラを回転させて基板の端面及び
/またはベベル面の洗浄をすることができる。また、基
板の端面及び/またはベベル面の洗浄機能を独立させる
ことで、従来一般に使用されているロールスポンジ型洗
浄装置等に容易にこの機能を付加することができ、しか
も基板を高速回転させて洗浄する際の障害となることは
ない。
構は、前記洗浄部材の回転周速度と前記基板の回転周速
度との間に相対速度差が生じるように、その回転伝達比
が設定されていることを特徴とする請求項1記載の基板
洗浄装置である。このように、洗浄部材の回転周速度と
基板の回転周速度との間に相対速度差を生じさせること
で、基板の端面及び/またはベベル面のパーティクルを
効果的にスクラブ洗浄することができる。
前記基板に接触する面に向けて洗浄液を噴出する洗浄ノ
ズルを有することを特徴とする請求項1または2記載の
基板洗浄装置である。これにより、洗浄部材と基板の端
面及び/またはベベル面との間に、超純水や薬液等のパ
ーティクルの除去に適した洗浄液を洗浄ノズルから供給
することができる。
前記基板の端面及び/またはベベル面への押付け量を調
節する押付け量調節機構を有することを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の基板洗浄装置である。こ
れにより、洗浄能力と洗浄部材の摩耗の観点から最適の
洗浄部材の押付け量となるように、洗浄ローラを任意の
位置に容易に調整できる。
は、揺動自在な揺動アームの自由端に回転自在に支承さ
れ、この揺動アームは、前記洗浄部材を前記基板の端面
及び/またはベベル面に接触させる方向に付勢されてい
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の
基板洗浄装置である。これにより、基板の回転速度に応
じた適切な付勢力を揺動アームに与えることで、オリエ
ンテーションフラット部を有する基板の該オリエンテー
ションフラット部の端面及び/またはベベル面も洗浄可
能となる。
高さ方向における該洗浄部材と前記基板との接触位置を
調節する接触位置調節機構を有することを特徴とする請
求項1乃至5のいずれかに記載の基板洗浄装置である。
これにより、洗浄部材をこの摩耗に応じて高さ方向に適
宜ずらして使用することで、洗浄部材の高さ方向に沿っ
た幅全体を有効に利用して、洗浄部材を経済的に使用す
ることができる。
を参照して説明する。図1乃至図6は、本発明の第1の
実施の形態の基板洗浄装置を示すもので、この基板洗浄
装置は、前後(または左右)に位置して互いに接離する
方向に水平移動自在な一対の支持ベース10,10を有
しており、この各支持ベース10に、基板Wの周囲を囲
繞する位置に配置される各一対の基板回転用ローラ1
2,14が回転自在に支承されている。そして、各支持
ベース10には、これに設けた各一対の基板回転用ロー
ラ12,14をそれぞれ同期して同一方向に回転させて
基板Wを回転させる基板回転機構16が備えられてい
る。
8を備え、このサーボモータ18の出力軸に固着した第
1駆動プーリ20と、一方の基板回転用ローラ12の回
転軸22の下端に固着した第1従動プーリ24との間に
第1タイミングベルト26が掛け渡されている。また、
一方の基板回転用ローラ12の回転軸22の長さ方向に
沿った途中に固着した第2駆動プーリ28と他方の基板
回転用ローラ14の回転軸30の下端に固着した第2従
動プーリ32との間に第2タイミングベルト34が掛け
渡されている。この第2タイミングベルト34には、そ
の張力を一定する張りプーリ36が備えられている。
は、軸受38及び軸受40(図3参照)を介して回転自
在に支承された回転軸22の上端に連結され、他方の基
板回転用ローラ14は、軸受40(図3参照)を介して
回転自在に支承された回転軸30の上端に一体に連結さ
れている。
って、第1タイミングベルト26を介して一方の基板回
転用ローラ12がこの回転軸22と一体となって回転
し、この回転軸22の回転に伴って、第2タイミングベ
ルト34を介して他方の基板回転用ローラ14がこの回
転軸30と一体となって前記一方の基板回転用ローラ1
2と同期して同一方向に回転するようになっている。
4の頂部には、基板Wの周縁部を嵌入させて基板Wを把
持する把持溝12a,14aが設けられ、基板Wを基板
回転用ローラ12,14で囲まれた所定の位置に配置
し、一対の支持ベース10,10を互いに近づける方向
に移動させることで、この把持溝12a,14aで基板
Wの周縁部を把持し、この状態で基板回転用ローラ1
2,14を同期して同一方向に回転させることで基板W
を回転させ、一対の支持ベース10,10を互いに離れ
る方向に移動させることで、この基板Wの把持を解くよ
うになっている。
した基板Wの上下に位置して、例えば基板Wの直径方向
の全長に亘って延びる長尺円柱状のロールスポンジ等か
らなるスクラブ洗浄用の洗浄部材42が上下動及び自転
自在に配置されている。これによって、前述のようにし
て、例えば、回転速度100r.p.m.程度で基板Wを回転
させた状態で、この洗浄部材42を自転させながら基板
Wに接触させることで、基板Wの上下面を全面に亘って
スクラブ洗浄するようになっている。
は、上記のような基板Wの上下面をスクラブ洗浄する機
能の他に、基板Wの端面及び/またはベベル面をスクラ
ブ洗浄する以下の構成が備えられている。
ース10上には、洗浄ローラ用移動ベース44が設けら
れ、この移動ベース44に立設した支柱46に洗浄ロー
ラ48が軸受50を介して回転自在に支承されている。
そして、この洗浄ローラ48の上部の、基板回転用ロー
ラ12,14で基板Wを把持した時に該基板Wの端面及
び/またはベベル面に当接する位置に、例えばスポンジ
等からなるリング状の洗浄部材52が固着されている。
この洗浄部材52は、基板Wの端面及び/またはベベル
面に接触して、ここに付着したパーティクルを除去する
スクラブ洗浄を行うためのものである。
方向に沿って延びる案内溝10aが設けられ、洗浄ロー
ラ用移動ベース44の下面には、この案内溝10aに嵌
合する凸部44aが設けられている。そして、洗浄ロー
ラ用移動ベース44の側方には、前記案内溝10aと平
行に延びる押付け量調節ボルト54と螺合するナット5
6を取付けたブラケット57が立設されており、洗浄ロ
ーラ用移動ベース44には、この押付け量調節ボルト5
4の先端と螺合する雌ねじ部を設けた押圧片58が立設
されている。ここで、押付け量調節ボルト54は、前記
ナット56及び押圧片58に設けた雌ねじ部と異なるピ
ッチで螺合するようになっており、これによって、洗浄
部材52の基板Wに対する押付け量を調節する押付け量
調節機構60が構成されている。
浄部材52と基板Wとの当りが1mm)から、押付け量
調節ボルト54を締付ける方向に回転すると、ナット5
6及び押圧片58に設けた雌ねじ部とのピッチの差によ
って、洗浄ローラ用移動ベース44は、案内溝10a及
び凸部44aを案内として基板Wから遠ざかる方向に移
動して、図6(a)に示す状態(洗浄部材52と基板W
との当りが0mm)となり、逆に、押付け量調節ボルト
54を緩める方向に回転すると、ナット56及び押圧片
58に設けた雌ねじ部とのピッチの差によって、洗浄ロ
ーラ用移動ベース44は、案内溝10a及び凸部44a
を案内として基板Wに近づく方向に移動して、図6
(b)に示す状態(洗浄部材52と基板Wとの当りが3
mm)となるようになっている。
2個の止めボルト62によって支持ベース10に取付け
られており、この洗浄ローラ用移動ベース44の該止め
ボルト62の挿通位置には、前記案内溝10aと平行に
延びる長穴44bが設けられている。これによって、前
述のように、押付け量調節ボルト54を回転して洗浄ロ
ーラ用移動ベース44の位置を調節する際には、この止
めボルト62を緩めておき、調節完了後に止めボルト6
2を締付けることで、この作業が阻害されず、かつ洗浄
ローラ用移動ベース44が確実に支持ベース10上に固
定されるようになっている。
ーラ14の回転に伴って、動力伝達機構64を介して回
転するようになっている。つまり、この例では、基板回
転用ローラ14の外周面には、例えばウレタン等の摩擦
係数が大きい材料からなる駆動摩擦リング66が嵌着さ
れ、洗浄ローラ48の外周面の前記駆動摩擦リング66
と対応する高さ位置にも、例えばウレタン等の摩擦係数
が大きい材料からなる従動摩擦リング68が嵌着されて
いる。そして、基板回転用ローラ14と洗浄ローラ48
との間に位置して、中間ローラ70が回転自在に支承さ
れて配置され、この中間ローラ70の外周面の前記駆動
摩擦リング66と対応する高さ位置に嵌着された、例え
ばウレタン等の摩擦係数が大きい材料からなる中間摩擦
リング69が前記駆動摩擦リング66及び従動摩擦リン
グ68の双方に圧接するようになっている。これによ
り、基板回転用ローラ14の回転に伴って、中間ローラ
70を介して洗浄ローラ48が基板回転用ローラ14と
同じ方向に回転する摩擦力を利用した動力伝達機構64
が構成されている。
Wの回転周速度との間に相対速度差が生じるように、基
板回転用ローラ14の把持溝14aの直径d1と洗浄部
材52の直径d2は、その比が1以外となるように(d
1/d2≠1)設定されている。このように、洗浄部材
52の回転周速度と基板Wの回転周速度との間に相対速
度差を設けることで、基板Wの端面及び/またはベベル
面を洗浄部材52で効果的にスクラブ洗浄して、ここに
付着したパーティクルを除去することができる。
動ベース72に立設した支柱74に軸受76を介して回
転自在に支承されている。そして、この中間ローラ用移
動ベース72の外方には、位置調節用ボルト78を挿通
させるブラケット80が立設されており、中間ローラ用
移動ベース72には、この位置調節用ボルト78と螺合
する雌ねじ部を設けた押圧片82が立設されている。こ
れにより、位置調節用ボルト78を締付ける方向に回転
すると、中間ローラ用移動ベース72が外方に移動し、
逆に緩める方向に回転すると中間ローラ用移動ベース7
2が内方に移動し、これによって、中間摩擦リング69
の駆動摩擦リング66及び従動摩擦リング68に対する
押付け力(摩擦力)を調節できるようになっている。
擦リング66及び従動摩擦リング68に対する押付け力
を調節することで、前述のようにして、押付け量調節機
構60を介して洗浄部材52の基板Wに対する押付け量
を調節した時に、中間摩擦リング69の駆動摩擦リング
66及び従動摩擦リング68に対する摩擦力に過不足が
生じてしまうことを防止することができる。
2個の止めボルト84によって支持ベース10に取付け
られており、この中間ローラ用移動ベース72の該止め
ボルト84の挿通位置には、前記位置調節用ボルト78
と平行に延びる長穴72aが設けられている。これによ
って、前述のように、位置調節用ボルト78を回転させ
て中間ローラ用移動ベース72の位置を調節する際に
は、この止めボルト84を緩めておき、調節完了後に止
めボルト84を締付けることで、この作業が阻害され
ず、かつ中間ローラ用移動ベース72が確実に支持ベー
ス10上に固定されるようになっている。
ば、一対の支持ベース10,10を互いに近づける方向
に移動させて、この把持溝12a,14aで基板Wの周
縁部を把持し、この状態で基板回転用ローラ12,14
を同期して同一方向に回転させて基板Wを回転させる
と、動力伝達機構64を介して洗浄ローラ48が回転
し、洗浄部材52の回転周速度と基板Wの回転周速度と
の間に生じる相対速度差によって、基板Wの端面及び/
またはベベル面がこれに接触する洗浄部材52によって
効果的にスクラブ洗浄される。この状態で、洗浄部材4
2を自転させながら基板Wに接触させることで、基板W
の上下面の全面に亘るスクラブ洗浄を行うのであり、こ
れにより、基板の端面及び/またはベベル面を簡便かつ
効果的にスクラブ洗浄できる。
ラ12,14の回転を停止させて基板Wの回転を停止さ
せ、一対の支持ベース10,10を互いに離れる方向移
動させて基板Wの把持を解くのであり、この基板回転用
ローラ12,14の回転を停止させると、洗浄ローラ4
8の回転も自動的に停止する。
洗浄装置を示すもので、これは、洗浄ローラ48の側方
に、洗浄部材52の基板Wに接触する面に向けて洗浄液
を噴出する洗浄ノズル86を配置したものである。その
他の構成は、第1の実施の形態と同様である。この実施
の形態によれば、洗浄部材52と基板Wの端面及び/ま
たはベベル面との間に、洗浄ノズル86から超純水や薬
液等の洗浄液を供給することで、ここに付着したパーテ
ィクルの効果的に除去することができる。
態の基板洗浄装置を示すもので、これは、揺動アーム9
0を備え、この揺動アーム90の自由端に洗浄ローラ4
8を回転自在に支承し、揺動アーム90をばね92を介
して基板Wの方向に付勢するとともに、動力伝達機構9
4として、摩擦力とベルトを利用したものを使用したも
のである。
この基板回転用ローラ14の外周面に圧接し該基板回転
用ローラ14の回転に伴って回転する回転体96が回転
自在に配置され、この回転体96の回転軸98に揺動ア
ーム90の基端が上下動不能に遊嵌されて支持され、こ
の揺動アーム90の自由端に洗浄ローラ48が回転自在
に支承されている。そして、この揺動アーム90には、
前記回転体96と一体に回転する駆動回転円板100と
圧接して該駆動回転円板100の回転に伴って回転する
従動回転円板102が回転自在に支承され、この従動回
転円板102と一体に回転する駆動プーリ104と洗浄
ローラ48の外周面に取付けた従動プーリ106との間
にタイミングベルト108が掛け渡され、これによっ
て、動力伝達機構94が構成されている。
って回転体96が回転し、この回転体96の回転が一対
の回転円板100,102に伝達されて駆動プーリ10
4が回転し、タイミングベルト108を介して従動プー
リ106を取付けた洗浄ローラ48が回転するようにな
っている。一方、揺動アーム90は、ばね92の弾性力
で基板Wの方向に付勢されて、この外周面に取付けた洗
浄部材52(図3参照)が基板Wの端面及び/またはベ
ベル面に接触するようになっている。
度に応じた適切な付勢力をばね92を介して揺動アーム
90に与えることで、オリエンテーションフラット部O
を有する基板Wの該オリエンテーションフラット部Oの
端面及び/またはベベル面も洗浄可能となる。
ラ12,14の回転を停止させて基板W及び洗浄ローラ
48の回転を停止させ、一対の支持ベース10,10を
互いに離れる方向移動させて基板Wの把持を解くのであ
り、この時、揺動アーム90は、回転体用移動ベース7
2’、支柱74’及び軸受76’と一体となって同時に
外方に移動して、洗浄部材52(図3参照)と基板Wの
端面及び/またはベベル面との接触が解かれる。
示すように、外周面に洗浄部材52を取付けた洗浄ロー
ラ48と、この洗浄ローラ48を支持する洗浄ローラ支
持体110との間に、洗浄部材52の高さ方向における
該洗浄部材52と基板Wとの接触位置を調節する接触位
置調節機構112を設けるようにしても良い。
の下部に棒状部114を設け、この棒状部114の高さ
方向に沿った位置に所定のピッチで横方向に貫通する複
数の貫通孔114aを設け、この棒状部114を洗浄ロ
ーラ支持体110に設けた中央孔110a内に挿入し、
ボルト116を棒状部114の任意の貫通孔114aを
挿通させ洗浄ローラ支持体110に螺着するようにして
接触位置調節機構112を構成したものである。また、
図10(b)は、洗浄ローラ48の下部に設けた棒状部
114に雄ねじを、洗浄ローラ支持体110に設けた中
央孔110aに該雄ねじに螺合する雌ねじをそれぞれ刻
設し、更に洗浄ローラ48の下部に設けた棒状部114
の雄ねじにダブルナット118を螺合させるようにして
接触位置調節機構112を構成したものである。
ける該洗浄部材52と基板Wとの接触位置を調節する接
触位置調節機構112を備え、洗浄部材52をこの摩耗
に応じて高さ方向に適宜ずらして使用することで、洗浄
部材52の高さ方向に沿った幅全体を有効に利用して、
洗浄部材52を経済的に使用することができる。
洗浄ローラ専用の駆動源を別途備えることなく、基板を
回転させる基板回転用ローラの回転に伴って洗浄ローラ
を回転させて基板の端面及び/またはベベル面の洗浄す
ることができる。また、基板の端面及び/またはベベル
面の洗浄機能を独立させることで、従来一般に使用され
ているロールスポンジ洗浄装置等に容易に付加すること
ができ、これによって、注文仕様やレトロフィットとし
て付加する場合に簡便な改造でこれに対応することがで
き、しかも基板を高速回転させて洗浄する際の障害とな
ることはない。
す平面図である。
する押付け量を調節したそれぞれ異なる状態を示す平面
図である。
す平面図である。
部を示す平面図である。
る例を示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板の周縁部を把持して該基板を回転さ
せる複数の基板回転用ローラと、 基板の端面及び/またはベベル面に接触して該端面及び
/またはベベル面をスクラブ洗浄する洗浄部材を有する
回転自在な洗浄ローラと、 前記基板回転用ローラのうちの少なくとも一つのローラ
の動力を前記洗浄ローラに伝達して該洗浄ローラを回転
させる動力伝達機構とを有することを特徴とする基板洗
浄装置。 - 【請求項2】 前記動力伝達機構は、前記洗浄部材の回
転周速度と前記基板の回転周速度との間に相対速度差が
生じるように、その回転伝達比が設定されていることを
特徴とする請求項1記載の基板洗浄装置。 - 【請求項3】 前記洗浄部材の前記基板に接触する面に
向けて洗浄液を噴出する洗浄ノズルを有することを特徴
とする請求項1または2記載の基板洗浄装置。 - 【請求項4】 前記洗浄部材の前記基板の端面及び/ま
たはベベル面への押付け量を調節する押付け量調節機構
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
記載の基板洗浄装置。 - 【請求項5】 前記洗浄ローラは、揺動自在な揺動アー
ムの自由端に回転自在に支承され、この揺動アームは、
前記洗浄部材を前記基板の端面及び/またはベベル面に
接触させる方向に付勢されていることを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の基板洗浄装置。 - 【請求項6】 前記洗浄部材の高さ方向における該洗浄
部材と前記基板との接触位置を調節する接触位置調節機
構を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
に記載の基板洗浄装置。
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