JP2002231689A - 基板のスピン洗浄・乾燥装置および洗浄・乾燥方法 - Google Patents
基板のスピン洗浄・乾燥装置および洗浄・乾燥方法Info
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Abstract
時間の短縮。 【解決手段】 第1基板保持手段の複数の保持ロ
−ラ83に端面を保持され、水平方向に回転されている
基板W'の上面および下面に洗浄液を供給しつつ回転す
るブラシを当接して基板をスクラブ洗浄した後、基板の
回転を止め、ブラシ9を基板面より後退させた後、保持
ロ−ラの一部を後退させて基板端面の保持ロ−ラによる
抑えを開放し、ついで第2基板保持手段を上昇させ、治
具70のア−ム71先端に起立している把持具72,7
3に基板の端面を当接させて基板をア−ムより浮かして
保持し、第2基板保持手段の把持具に保持された基板を
回転させ、回転している基板の上面および下面に乾燥気
体供給機構11a,11bより空気を供給して基板をス
ピン乾燥させる。
Description
ス基板、磁気ディスク基板等の製造過程において、研削
された基板あるいは研磨された基板を洗浄して基板表面
より残砥粒や研削、研磨屑をスクラブ洗浄し、ついで基
板をスピン乾燥させることが1台の装置で可能な洗浄・
乾燥装置に関する。
燥をなす洗浄・乾燥方法としては、例えば次ぎの方法が
知られており、かつ、実用化されている。 一台の洗浄・乾燥装置を用い、回転軸に軸承されたポ
−ラスセラミック置台上に基板を載せ、回転軸を回転さ
せることにより回転する基板の上面または基板の下面を
ブラシでスクラブ洗浄し、ついで乾燥空気を基板表面に
吹き付けてスピン乾燥させる方法(特開平7−1150
78号、特開2000−188274号、同2000−
208461号)。
刊 Semiconductor World 1997年3月号:89−
91頁)を用い、端面に当接して基板を保持しつつ回転
することができ、回転駆動源によって駆動される駆動ロ
−ラを少なくとも1つ含む3つの保持ロ−ラを含む基板
保持手段に端面を保持された基板の上面および下面に洗
浄液を供給しつつ、回転するブラシを基板の上下面に当
接して基板をスクラブ洗浄し、ついでブラシを基板面よ
り後退させ、搬送ロボットで基板をスピン乾燥装置に移
送し、端面を保持された基板の上下面に乾燥空気を吹き
付けながら基板をスピン乾燥する2台の装置を用いる方
法。
浄装置とスピン乾燥装置の間に第2の基板表面洗浄装置
を設け、両面スクラブ洗浄装置で基板両面をスクラブ洗
浄した後、基板を第2の基板表面洗浄装置のスピンチャ
ッグに移送し、保持させて基板上面をスクラブ洗浄し、
ついで基板をスピン乾燥装置に移送して基板をスピン乾
燥する3台の装置を用いる方法(特開平10−3031
70号)。
用いるので、フットプリント(FootPrint)が狭くできる
利点を有するが、ポ−ラスセラミック置台に接していた
基板部分の洗浄、乾燥が充分でない欠点がある。
併用する上記およびの方法は、洗浄効果よく、か
つ、スピン乾燥時間が短い利点を有するが、2台以上の
装置を並設するため、フットプリント(Foot Print)を
広くとる欠点がある。
とスピン乾燥装置が一体化した洗浄・スピン装置である
とフットプリント(Foot Print)を狭くすることができ
る。しかし、従来の両面スクラブ洗浄装置に空気吹き付
けノズルを付属させるのでは、基板スピン乾燥時の基板
のスピン(回転)が基板端面に当接する保持ロ−ラの駆
動回転数が30min−1と遅い故に、スピン乾燥時間
が長くなる。本発明は、スピン乾燥時間が短くて済む両
面スクラブ洗浄装置とスピン乾燥装置が一体化した洗浄
・スピン装置の提供を目的とする。
置の中央に設けられた水平方向に回転可能で上下方向に
昇降可能な回転軸、該回転軸の頭頂部に設けられた複数
のア−ムを有する治具の前記ア−ム先端に起立して設け
られた把持具に基板の少なくとも3箇所の端面を当接さ
せて基板をア−ムより浮かして保持する第2基板保持手
段、端面に当接して基板を保持しつつ回転することがで
き、回転駆動源によって駆動される駆動ロ−ラを少なく
とも1つ含む少なくとも3つの保持ロ−ラを含む第1基
板保持手段、第1基板保持手段に端面を保持された基板
の上面および下面をスクラブ洗浄する両面洗浄手段、両
面洗浄手段のブラシを基板面に移動および基板面より後
退させる移動手段、第1基板保持手段に端面を保持され
た基板の上面および下面に洗浄液を供給する洗浄液供給
機構、および、第2基板保持手段に端面を保持された基
板の上面および下面に気体を供給する乾燥気体供給機
構、(ただし、第2基板保持手段の複数のア−ムを有す
る治具を上下に昇降させた際、治具の複数のア−ムは、
第1基板保持手段の保持ロ−ラに衝突しない空間を通過
する。)を備える基板のスピン洗浄・乾燥装置を提供す
るものである。
保持されていた基板を、第2基板保持手段を上昇させる
ことにより第2基板保持手段の把持具で保持し、これを
回転軸を回転(回転数は1000〜6000mi
n−1)させることにより基板のスピン乾燥時間が短縮
できる。
浄・乾燥装置において、第1基板保持手段の保持ロ−ラ
は、一対の駆動ロ−ラと、一対の遊転抑えロ−ラと、基
板の中心点とロ−ラの中心点を結ぶ線上を移動できる一
対の遊転抑えロ−ラよりなることを特徴とする。
を基板の端面より1〜10mm後退させて抑えロ−ラに
より基板の拘束を開放することにより、第2基板保持手
段の把持具による基板の保持を容易とすることができ
る。
洗浄・乾燥装置を用い、次ぎの1)から4)の工程を経
て基板を洗浄、ついで基板を乾燥する方法を提供するも
のである。 1)第1基板保持手段に端面を保持され、水平方向に回
転されている基板の上面および下面に洗浄液を供給しつ
つ回転するブラシを当接して基板をスクラブ洗浄する。 2)洗浄液の供給および基板の回転を止め、ブラシを基
板面より後退させた後、保持ロ−ラの一部を後退させて
基板端面の保持ロ−ラによる抑えを開放する。 3)第2基板保持手段を上昇させ、治具のア−ム先端に
起立している把持具に基板の端面を当接させて基板をア
−ムより浮かして保持する。 4)回転軸を回転させることにより第2基板保持手段の
把持具に保持された基板を回転させ、回転している基板
の上面および下面に乾燥気体供給機構より気体を供給し
て基板をスピン乾燥させる。
スクラブ洗浄、スピン乾燥を行うことができ、基板の研
削または研磨における洗浄・乾燥工程のスル−プット時
間を短縮することができる。
燥装置を詳細に説明する。図1は、スピン洗浄・乾燥装
置の平面図、図2は図1におけるI−I断面図、図3は
第2基板保持手段の部分拡大断面図、図4は、第1基板
保持手段の駆動ロ−ラ頭部部分の断面図、図5は第1基
板保持手段の駆動ロ−ラ駆動部分の断面図、図6は第1
基板保持手段の一対の遊転抑えロ−ラの平面図、図7は
その遊転抑えロ−ラ頭部部分の断面図、図8はその遊転
抑えロ−ラの移動手段の断面図、図9は移動手段の一構
成要素であるピコテ−ブルの平面図である。
乾燥装置1おいて、2はスピン洗浄・乾燥装置が据え付
けられるベ−スで、図示されていない研削盤または研磨
盤もこのベ−スに据え付けられる。3はスピン洗浄・乾
燥装置1の中央に設けられた回転軸、3aは筒状の回転
軸カバ−、4はサ−ボモ−タで前記回転軸3を水平方向
に回転させる。4aはブレ−キである。
シャフト5bを介して固定され、ロッド5bにボルトで
固定された移動プレ−ト5cの昇降により移動プレ−ト
5cにボルト固定されたシャフト5dを昇降(実線部分
は上昇位置を、仮想線部分は待機時の下降位置を示す)
させることにより前記回転軸3を上下方向に昇降させ
る。5fはスライダ機構で、ブラケット5gに固定され
ている。シャフト5dは略円板状のトッププレ−ト5h
に固定され、トッププレ−ト5hを突き抜けた頭部5i
は筒状の外套上部6aを支持板5jで固定し、外套上部
6aも昇降可能となっている。この外套上部6aの下端
部は前記トッププレ−ト5hにボルト5kで固定された
支持板5lに固定される円筒状の下部固定外套6b内に
嵌る構造となっている。
頭頂部3bにフランジ3cとトップカバ−3dにより固
定された3個の支持ア−ム71,71,71を有する治
具70の前記支持ア−ム先端に円筒状の基台73を起立
し、その上に設けられた把持具72,72,72に基板
の少なくとも3箇所の端面を当接させて基板(図1で円
板状の仮想線で示されるw、図2で仮想線で示される
w'')をア−ム71,71,71より浮かして保持す
る。3eはベアリングである。
して基板(図1で円板状の仮想線で示されるw、図2で
仮想線で示されるw')を保持しつつ、回転駆動源によ
って駆動される駆動ロ−ラ81,81と、一対の遊転抑
えロ−ラ82,82と、基板の中心点とロ−ラの中心点
を結ぶ線上を移動できる一対の遊転抑えロ−ラ83,8
3を含む。前記第2基板保持手段7の複数のア−ムを有
する治具70を上下に昇降させた際、治具の複数のア−
ム71,71,71は、第1基板保持手段8の保持ロ−
ラ81,82,83に衝突しない空間を通過するような
位置に第1基板保持手段は設けられる。
仮想線で示す)で、図10に示すブラシ9c,9cを装
着する把持部9a,9aとブラシを回転させるモ−タ9
b,9bと基板両面スクラブ洗浄手段のブラシを基板上
下面に移動もしくは上下面より後退させる移動手段(図
示されていない)を備える。ブラシの移動は、前後方向
移動であっても振り子状揺動であってもよい。ブラシ素
材としてはポリビニルアルコ−ルスポンジ、ウレタン発
泡スポンジ等が使用できる。
洗浄液を供給する上ノズル10aと、基板の下面に洗浄
液を供給する下ノズル10bよりなる。上ノズル10
a、下ノズル10bとも複数個設けてもよい。洗浄液と
しては、純水が一般に使用される。洗浄液供給ノズルに
切り替え弁を付属させ、フッ酸水やアルカリ水の薬剤を
基板に供給して薬剤洗浄した後、弁を切り替えて純水を
基板に供給し、基板をリンス洗浄してもよい。また、複
数のノズルを使用し、薬液洗浄と純水によるリンス洗浄
を振り分けてもよい。
体を吹き付ける上ノズル11aと、基板の下面に気体を
吹き付ける下ノズル11bよりなる。上ノズル11a、
下ノズル11bとも複数個設けてもよい。気体は、ベ−
ス2を刳り貫いた空所に設けられた配管11eにメイル
コネクタ11dを介して結合されたパイプ11cより供
給される。配管11eの先は、図示されていないコンプ
レッサに接続され、圧縮気体が供給され、基板の乾燥を
促進する。気体は、空気、ヘリウム、アルゴン、窒素ガ
ス、炭酸ガス等が使用でき、一般には安価な空気が使用
される。
ロ−ラの中心点を結ぶ線上を移動できる一対の駆動ロ−
ラ81,81は基板の端面に当接して基板に水平方向の
回転力を付与するもので、図4および図5に示すように
基板の端面に当接する円柱部81aとこの円柱部を支え
る台形錘状部81bを有し、このロ−ラ81,81の台
形錘状部81b中央は、ロ−ラ軸811,811に支持
され、ロ−ラ軸811の下部には歯車812,812が
装着され、歯車812,812にはシャフト813上部
に備え付けられた駆動歯車814が噛み合わされてい
る。これら歯車812,812,814はギヤボックス
815内に収納されている。シャフト813は円筒状シ
ャフトカバ−817に保護され、シャフト813下部は
カップリング材818を介してレバ−シブルモ−タ81
9の駆動軸819aに接続されている。レバ−シブルモ
−タ819の駆動力をシャフト813に装着された駆動
歯車814を介して歯車812,812に伝達し、駆動
ロ−ラ81,81は回転し、基板を水平方向に回転させ
る。
ロ−ラの中心点を結ぶ線上を移動できる一対の遊転抑え
ロ−ラ83,83は、上記一対の駆動ロ−ラ81,81
の駆動により回転する基板の回転力を受けて連れ回りす
るもので、図6,図7,図8および図9に示すように基
板の端面に当接する円柱部83aとこの円柱部を支える
台形錘状部83bを有し、このロ−ラ83,83の台形
錘状部83b中央は、ボルト831,831によりロ−
ラア−ム832,832に固定され、ロ−ラア−ム83
2,832はボルト833,833を介してブラケット
834に固定されている。
方向に起立する固定シャフト835の上端部に固定さ
れ、固定シャフト835の下端部はブラケット836を
介してNOKエフテック株式会社販売のピコテ−ブル8
37に固定される。ピコテ−ブル837は、小型エアシ
リンダ839を備えたアクチュエ−タで小型リニアガイ
ド838上を1〜15mm程度スライドする構造を採
る。836aはカバ−である。
ネ840を固定するポスト841,841を起立して設
け、引張バネ840の端部を固定する。引張バネ840
の一方の端部はロ−ラア−ム832,832の端部に設
けたH型窪みの上部に設けた孔842に引っ掛けて固定
する。ロ−ラア−ム832,832はボルト833,8
33を支点として円弧状に移動でき、それ故、ロ−ラ8
3,83の中心点は図6でrで示す円弧上を移動でき
る。引っ張りバネ640によりロ−ラア−ム832,8
32は装置の中心に向く力を受けるので、基板は円柱部
の端面に当接する。基板の端面をロ−ラ83,83の端
面より離れさすには、ピコテ−ブル837をリニアガイ
ド上に1〜15mm、好ましくは引っ張りバネの張力の
影響を受けない5〜10mm程度装置の中心より遠ざか
る方向に移動させる。
転抑えロ−ラ83,83において、ピコテ−ブルと引っ
張りバネによる移動機構を設けない外は同様な構造を採
るので詳細な説明を省く。
処理された基板を洗浄・乾燥させるには、次ぎの1)か
ら4)の工程を経て行う。
り、洗浄・乾燥装置1の基板保持手段8のロ−ラ81,
81,82,82,83,83の台形錐上に基板を搬送
し、載せ、ピコテ−ブル838を装置1の中心部方向に
スライドさせて基板w端面をロ−ラ81,81,82,
82,83,83の円柱部に当接させてることにより保
持する。ついで、レバ−シブルモ−タ819を駆動させ
て駆動ロ−ラ81を回転させることにより基板を水平方
向に回転させ、この基板の上面および下面に洗浄液をノ
ズル10a,10bより供給しつつ回転するブラシ9
c,9cを基板に当接して基板両面をスクラブ洗浄す
る。
め、ブラシを基板面より後退させた後、ピコテ−ブル8
38を装置1の中心部から遠ざかる方向にスライドさせ
ることによりロ−ラ83,83を後退させて基板w端面
をロ−ラ83,83より引き離し、基板端面の保持ロ−
ラによる抑えを開放する。
り上昇させ、治具70のア−ム71,71,71先端に
起立している把持具72,72,72に基板の端面を当
接させて基板をア−ムより浮かして保持する。
回転させることにより第2基板保持手段7の把持具7
2,72,72に保持された基板を回転させ、回転して
いる基板の上面および下面に乾燥気体供給ノズル11
a,11bより気体を供給して基板をスピン乾燥させ
る。
ボモ−タ4の駆動を停止し、図示されていないアンロ−
ド搬送ロボッドにより基板は次ぎの工程(例えばエッチ
ング工程、研磨工程あるいは、ダイシング工程)に搬
送、または収納カセット内に搬入される。第2基板保持
手段7をシリンダ5により図2に仮想線W0で示す位置
まで下降させ、次ぎの新しい基板の搬入を待つ。
台の装置で基板の両面スクラブ洗浄、スピン乾燥を行う
ことができるので、フットプリントをコンパクトにする
ことができる。また、基板のスピン乾燥は、従来のスピ
ンチャックをモ−タで1000〜6000min−1で
回転させるスピン乾燥装置と同様の回転数で回転させて
短時間で行うことができる。
面図である。
面図である。
平面図である。
平面図である。
視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 装置の中央に設けられた水平方向に回転
可能で上下方向に昇降可能な回転軸、 該回転軸の頭頂部に設けられた複数のア−ムを有する治
具の前記ア−ム先端に起立して設けられた把持具に基板
の少なくとも3箇所の端面を当接させて基板をア−ムよ
り浮かして保持する第2基板保持手段、 端面に当接して基板を保持しつつ回転することができ、
回転駆動源によって駆動される駆動ロ−ラを少なくとも
1つ含む少なくとも3つの保持ロ−ラを含む第1基板保
持手段、 第1基板保持手段に端面を保持された基板の上面および
下面をスクラブ洗浄する両面洗浄手段、 両面洗浄手段のブラシを基板面に移動および基板面より
後退させる移動手段、 第1基板保持手段に端面を保持された基板の上面および
下面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構、および、 第2基板保持手段に端面を保持された基板の上面および
下面に気体を供給する乾燥気体供給機構、を備える基板
のスピン洗浄・乾燥装置。(ただし、第2基板保持手段
の複数のア−ムを有する治具を上下に昇降させた際、治
具の複数のア−ムは、第1基板保持手段の保持ロ−ラに
衝突しない空間を通過する。) - 【請求項2】 第1基板保持手段の保持ロ−ラは、一対
の駆動ロ−ラと、一対の遊転抑えロ−ラと、基板の中心
点とロ−ラの中心点を結ぶ線上を移動できる一対の遊転
抑えロ−ラよりなることを特徴とする、請求項1に記載
の基板のスピン洗浄・乾燥装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の基板のスピン洗浄・乾
燥装置を用い、次ぎの1)から4)の工程を経て基板を
洗浄、ついで基板を乾燥する方法。 1)第1基板保持手段に端面を保持され、水平方向に回
転されている基板の上面および下面に洗浄液を供給しつ
つ回転するブラシを当接して基板をスクラブ洗浄する。 2)洗浄液の供給および基板の回転を止め、ブラシを基
板面より後退させた後、保持ロ−ラの一部を後退させて
基板端面の保持ロ−ラによる抑えを開放する。 3)第2基板保持手段を上昇させ、治具のア−ム先端に
起立している把持具に基板の端面を当接させて基板をア
−ムより浮かして保持する。 4)回転軸を回転させることにより第2基板保持手段の
把持具に保持された基板を回転させ、回転している基板
の上面および下面に乾燥気体供給機構より気体を供給し
て基板をスピン乾燥させる。
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