JP2005277082A - Substrate washing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板洗浄装置に係り、特に半導体基板等のように高度の清浄度が要求される基板を洗浄するに好適な基板洗浄装置に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus, and more particularly to a substrate cleaning apparatus suitable for cleaning a substrate that requires a high degree of cleanliness, such as a semiconductor substrate.
近年、電子機器の小型化が進むことに伴い半導体デバイスの高集積化が進行し、その結果、微量の不純物であっても半導体デバイスの性能や歩留まりに大きな影響を与える。このため、半導体デバイスを構成する半導体基板に非常に高い清浄度が要求されている。 In recent years, with the progress of miniaturization of electronic devices, higher integration of semiconductor devices has progressed. As a result, even a small amount of impurities greatly affects the performance and yield of semiconductor devices. For this reason, very high cleanliness is required for the semiconductor substrate constituting the semiconductor device.
化学的機械的研磨により処理された基板としての半導体ウェーハ表面には、研磨剤等のパーティクルや化学薬品に含まれる金属不純物、半導体ウェーハ上の金属配線に使用した金属のイオン及び微粒子が大量に付着している。このため、この基板を洗浄する必要があり、この洗浄方法として所謂RCA洗浄が従来から行われている。このRCA洗浄は、アルカリ溶液(アンモニア−過酸化水素水)によりパーティクルを除去する第1の工程と、第1の工程で処理した基板を酸溶液(DHF(希フッ酸)等)で処理して金属不純物を取り除く第2の工程とを有するものである。 A large amount of metal impurities contained in particles such as abrasives and chemicals, and metal ions and fine particles used for metal wiring on the semiconductor wafer adhere to the surface of the semiconductor wafer as a substrate processed by chemical mechanical polishing. doing. For this reason, it is necessary to clean this substrate, and so-called RCA cleaning is conventionally performed as this cleaning method. In this RCA cleaning, a first step of removing particles with an alkaline solution (ammonia-hydrogen peroxide solution) and a substrate treated in the first step are treated with an acid solution (DHF (dilute hydrofluoric acid) or the like). And a second step of removing metal impurities.
この基板の洗浄工程は、例えば特許文献1に記載された基板洗浄工程及び基板洗浄装置(図7及び図8参照)によって実施される。
This substrate cleaning process is performed, for example, by a substrate cleaning process and a substrate cleaning apparatus (see FIGS. 7 and 8) described in
図7に示すように、第1の工程Aは、有機アルカリ性処理液を基板3の表裏両面に供給しながら洗浄して、基板3に付着したパーティクルを除去する工程である。この第1の工程Aで使用する基板洗浄装置1は、図8に示すように、それぞれ基板3の表裏両面に対応して配置された一対の洗浄ブラシ11及び21と、基板3の表裏両面に対して洗浄液(この場合、有機アルカリ性処理液)を供給する洗浄液供給ノズル9と、基板3を保持すると共に回転駆動する駆動ローラ7と、基板3を保持する保持ローラ6とを有して構成される。
As shown in FIG. 7, the first step A is a step of removing particles adhering to the
駆動ローラ7は図示しない駆動力付与手段に連結され、たとえば矢印R方向(又は、その逆方向)に正逆回転可能であり、保持ローラ6は矢印R方向及びその逆方向に回転自在になっている。駆動ローラ7及び保持ローラ6は、移動機構(不図示)によって全体が矢印K及びQ方向に移動可能であり、基板3の搬出入時には矢印K方向に移動して基板3から退避し、基板3が搬送装置(不図示)により搬入された後には、矢印Q方向に移動して基板3を所定の位置に保持する。この状態で、基板3の周縁端部は、駆動ローラ7及び保持ローラ6にそれぞれ係合保持される。
The driving roller 7 is connected to a driving force applying means (not shown), and can be rotated in the forward and reverse directions, for example, in the direction of arrow R (or the opposite direction), and the holding roller 6 is rotatable in the direction of arrow R and the opposite direction. Yes. The driving roller 7 and the holding roller 6 can be moved in the directions of arrows K and Q by a moving mechanism (not shown). Is carried in by the transfer device (not shown), the
洗浄ブラシ11、21は基板3の表面、裏面のそれぞれに対し接近または離反する矢印H(矢印Z)方向に進退可能に設けられる。基板3が搬送装置により搬入される際には、洗浄ブラシ11、21がそれぞれ上方、下方に基板3から退避し、基板3が所定の位置に保持されると、各々逆方向に進退移動して、基板3の表面、裏面にそれぞれ当接する。また、洗浄ブラシ11及び21は駆動機構(図示せず)に連結されており、互いに逆方向(矢印S及び矢印T方向)に回転駆動される。また、洗浄ブラシ11及び21は軸部11a,21aに多孔質スポンジ部材、例えばPVA(ポリビニルアルコール)等からなるブラシ部11b,21bが被覆され、ブラシ部11b,21bの表面に多数の凸部11c,21cが形成されている。
The
従って、駆動ローラ7を駆動力付与手段(図示せず)によって矢印R方向(又はその逆方向)に回転することで、基板3を矢印V方向(又はその逆方向)に回転駆動し、この状態で洗浄液供給ノズル9から洗浄液(この場合、有機アルカリ性処理液)を滴下し、洗浄ブラシ11及び21を互いに逆方向(矢印S、矢印T方向)に回転駆動することにより、基板3の表面、裏面が洗浄ブラシ11、21のそれぞれの凸部11c,21cに接触して洗浄される。この有機アルカリ性処理液による洗浄が完了すると、基板3の表裏両面に対して純水が供給され、基板3上に残留している洗浄液及び基板3から離脱したパーティクル等が洗浄される。
Therefore, the drive roller 7 is rotated in the direction of arrow R (or the reverse direction) by the drive force applying means (not shown), so that the
上述の第1の工程Aの処理が完了すると、基板3は搬送装置(不図示)によって搬出され、第2の工程Bに向けて搬送される。なお、基板3を搬出する際の基板洗浄装置1の動作は搬入時と逆の動作であり、基本動作は同一であるので説明は省略する。
When the processing of the first step A is completed, the
この第2の工程Bは、図7に示すように、有機酸性処理液を基板3の表裏両面に供給しながら洗浄して、基板3の表面に付着した金属不純物の除去を行う工程である。なお、第2の工程Bは、第1の工程Aにおいて使用する洗浄液(この場合、有機酸性処理液)のみが異なるものであり、基板洗浄装置1の構成および動作については同一であるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the second step B is a step of removing metal impurities adhering to the surface of the
尚、図7における第3の工程Cは、第二の工程Bで処理した基板3の表面に純水を供給して液膜を形成し、基板3の裏面に高酸化力処理液を供給し、この基板3を回転しながら洗浄する工程である。また、図7における第4の工程Dは、第3の工程Cで処理した基板3に超音波洗浄を実施した後、スピン乾燥を行う工程である。
In the third step C in FIG. 7, pure water is supplied to the surface of the
ところで、洗浄ブラシ基板3に作用する押付荷重を洗浄ブラシの重量と錘の重量とのバランスによって調節する基板洗浄装置が、図示しないが特許文献2に記載されている。この特許文献2に記載の装置は、ブラシ保持機構に支点を設け、この支点の一端側に洗浄ブラシを取り付け、上記支点の他端側に錘を移動可能に取り付け、その錘の位置を変化させることにより上記押付荷重を調整するものである。
Incidentally, although not shown,
しかしながら、特許文献1に記載の基板洗浄装置では、洗浄ブラシ11及び21が基板3に当接する位置の設定は、洗浄ブラシ11、21が基板3と接触する位置(以下、ゼロ点という)を基準として、ある設定量だけ洗浄ブラシ11を下方に、また洗浄ブラシ21を上方に移動させることで行われている。この移動量により、洗浄ブラシ11、21が基板3の表面、裏面のそれぞれに作用する押付荷重が発生し、洗浄効果を発揮させているのであるが、ゼロ点の位置合わせを作業者が目視で行っているために、作業者の個人差によるばらつきが生じていた。
However, in the substrate cleaning apparatus described in
さらに、洗浄ブラシ11、21の上記位置合わせ後には、洗浄ブラシ11、21の停止位置が固定されているため、洗浄ブラシ11、21に偏心が存在していると、その偏心量とそのばらつきにより、洗浄ブラシ11、21の回転中に、当該洗浄ブラシ11、21が基板3に作用する押付荷重が変動してしまい、洗浄効果に大きなばらつきが発生する恐れがある。
Further, after the
また、特許文献2に記載の基板洗浄装置では、ブラシ保持機構と錘とを含めた全体の構造が複雑になると共に、装置の据付スペースが大きくなってしまうという課題がある。
Further, the substrate cleaning apparatus described in
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、基板に作用する洗浄ブラシの押付荷重を適切に管理できると共に、省スペース化を実現できる基板洗浄装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus capable of appropriately managing the pressing load of a cleaning brush that acts on a substrate and realizing space saving. .
請求項1に記載の発明は、洗浄槽内で洗浄ブラシを基板に押し付けて回転させることにより、上記基板を洗浄する基板洗浄装置であって、上記洗浄槽内には、上記洗浄ブラシを備えた洗浄ブラシユニットが上記基板に対し進退可能に枢支され、この洗浄ブラシユニットに連結された第1リンクが上記洗浄槽を貫通して上方へ延び、この第1リンクに連結された第2リンクが回動可能に設けられ、この第2リンクに錘の重量が作用し、この錘の重量は上記第1リンクを介して上記洗浄ブラシユニットに伝達され、この洗浄ブラシユニットの重量と相殺されることにより、上記洗浄ブラシが上記基板に作用する押付荷重が調整されるよう構成されたことを特徴とするものである。
The invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記第2リンクにアクチュエータから作動力が作用することにより、第1リンクを上昇または下降させて洗浄ブラシユニットを回動させ、この洗浄ブラシユニットの洗浄ブラシを基板から退避させる洗浄ブラシ退避機構を有し、上記アクチュエータは、非作動時に上記第2リンクに対し隙間を有して配置されることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when an operating force acts on the second link from an actuator, the first link is raised or lowered to rotate the cleaning brush unit, A cleaning brush retracting mechanism for retracting the cleaning brush of the cleaning brush unit from the substrate is provided, and the actuator is disposed with a gap with respect to the second link when not operating.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記洗浄ブラシユニットは、基板の表面を洗浄する表面洗浄ブラシを備えた表面洗浄ブラシユニットと、上記基板の裏面を洗浄する裏面洗浄ブラシを備えた裏面洗浄ブラシユニットであり、上記表面洗浄ブラシユニットの重量が、表面第2リンク及び表面第1リンクを介して当該表面洗浄ブラシユニットに伝達される表面錘の重量と相殺されることにより、上記表面洗浄ブラシが上記基板に作用する押付荷重が調整され、上記裏面洗浄ブラシユニットの重量が、裏面第2リンク及び裏面第1リンクを介して当該裏面洗浄ブラシユニットに伝達される裏面錘の重量と相殺されることにより、上記裏面洗浄ブラシが上記基板に作用する押付荷重が調整されるよう構成されたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the cleaning brush unit includes a front surface cleaning brush unit having a front surface cleaning brush for cleaning the surface of the substrate, and a rear surface for cleaning the rear surface of the substrate. A back surface cleaning brush unit having a cleaning brush, wherein the weight of the surface cleaning brush unit is offset with the weight of the surface weight transmitted to the surface cleaning brush unit via the surface second link and the surface first link. Thus, the pressing load that the front surface cleaning brush acts on the substrate is adjusted, and the weight of the rear surface cleaning brush unit is transmitted to the rear surface cleaning brush unit via the rear surface second link and the rear surface first link. The backside cleaning brush is configured to adjust the pressing load acting on the substrate by offsetting the weight of the weight. Is shall.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、上記洗浄ブラシ退避機構は、表面アクチュエータからの作動力により、表面洗浄ブラシを基板から退避させる表面洗浄ブラシ退避機構と、裏面アクチュエータからの作動力により、裏面洗浄ブラシを上記基板から退避させる裏面洗浄ブラシ退避機構であることを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、上記表面アクチュエータは、ピストンロッドの先端に断面コ字形状のストッパを備えた表面シリンダ装置であり、上記ストッパが、上記表面シリンダ装置の非作動時に、表面第2リンクと表面第1リンクとを連結する連結ロッドに対し隙間を有して配置され、上記裏面アクチュエータは、非作動時に、ピストンロッドの先端が裏面第2リンクに対し隙間を有して配置された裏面シリンダ装置であることを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 is the surface cylinder device according to claim 4, wherein the surface actuator is provided with a stopper having a U-shaped cross section at the tip of the piston rod, and the stopper is the surface cylinder. When the apparatus is not operated, the connecting rod that connects the front surface second link and the front surface first link is disposed with a gap. When the device is not operated, the tip of the piston rod is connected to the back surface second link. On the other hand, the back surface cylinder device is arranged with a gap.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、上記洗浄ブラシが基板に作用する押付荷重は50〜200gfであることを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
請求項1または6のいずれかに記載の発明によれば、洗浄ブラシユニットの重量と錘の重量とが相殺されることにより、洗浄ブラシユニットの洗浄ブラシが基板に作用する押付荷重が調整されることから、錘の重量を変更することで適切な押付荷重を容易に設定できるので、この押付荷重を適切に管理でき、この結果、洗浄ブラシによる基板の洗浄を安定して実現できる。
According to the invention described in
また、洗浄ブラシユニットの重量と錘の重量との相殺により、洗浄ブラシユニットの洗浄ブラシが基板に作用する押付荷重が定まり、この押付荷重により洗浄ブラシの基板に対する位置が決定されるため、洗浄ブラシが偏心している場合にも、その偏心量相当分だけ洗浄ブラシが上下動することになり、上記押付荷重を一定に保持できる。このため、洗浄ブラシの偏心に影響されることなく、洗浄ブラシによる基板の洗浄を安定化できる。 Also, the offset of the weight of the cleaning brush unit and the weight of the weight determines the pressing load that the cleaning brush of the cleaning brush unit acts on the substrate, and the position of the cleaning brush relative to the substrate is determined by this pressing load. Even when the shaft is eccentric, the cleaning brush moves up and down by the amount corresponding to the amount of eccentricity, and the pressing load can be kept constant. For this reason, the cleaning of the substrate by the cleaning brush can be stabilized without being affected by the eccentricity of the cleaning brush.
更に、洗浄ブラシが基板に作用する押付荷重によって、この洗浄ブラシの基板に対する位置が定まるので、洗浄ブラシの位置を作業者が設定する作業が不要となる。従って、洗浄ブラシの位置が作業者の個人差に起因してばらつくことで上記押付荷重が変動し基板の洗浄が不安定化する事態を回避できる。 Furthermore, since the position of the cleaning brush relative to the substrate is determined by the pressing load applied to the substrate by the cleaning brush, an operation for setting the position of the cleaning brush by the operator becomes unnecessary. Therefore, it is possible to avoid a situation where the position of the cleaning brush varies due to individual differences among workers and the pressing load fluctuates and the substrate cleaning becomes unstable.
また、洗浄槽の上方に第1リンク、第2リンク及び錘を備えた押付荷重調整機構が配置されるので、この押付荷重調整機構等が洗浄槽の側方に配置される場合に比べ、基板洗浄装置の据付面積の省スペース化を実現できる。このため、基板洗浄装置の洗浄槽内へ基板を搬出入する搬送装置のレイアウトを容易化できる。 Further, since the pressing load adjusting mechanism including the first link, the second link and the weight is disposed above the cleaning tank, the substrate is compared with the case where the pressing load adjusting mechanism is disposed on the side of the cleaning tank. Space saving of the installation area of the cleaning device can be realized. For this reason, it is possible to facilitate the layout of the transfer apparatus that carries the substrate in and out of the cleaning tank of the substrate cleaning apparatus.
また、洗浄槽には、第1リンクが貫通する貫通開口が設けられるだけなので、この貫通開口をシールすることにより、洗浄槽内での基板洗浄時に、洗浄液等が洗浄槽外へ飛散することを防止できる。 In addition, since the cleaning tank is only provided with a through-opening through which the first link passes, sealing this through-opening prevents the cleaning liquid and the like from splashing out of the cleaning tank when cleaning the substrate in the cleaning tank. Can be prevented.
請求項2に記載の発明によれば、第2リンクにアクチュエータから作動力が作用することにより、第1リンクを上昇または下降させて洗浄ブラシユニットを回動させ、この洗浄ブラシユニットの洗浄ブラシを基板から退避させる洗浄ブラシ退避機構を有することから、基板の搬出入時に洗浄ブラシを基板から退避させることで、基板の搬出入を好適に実施できる。 According to the second aspect of the present invention, when the operating force is applied to the second link from the actuator, the first link is raised or lowered to rotate the washing brush unit. Since the cleaning brush retracting mechanism for retracting from the substrate is provided, the substrate can be preferably carried in and out by retracting the cleaning brush from the substrate when the substrate is carried in and out.
請求項3に記載の発明によれば、表面洗浄ブラシが基板に作用する押付荷重と、裏面洗浄ブラシが基板に作用する押付荷重とが、表面錘、裏面錘のそれぞれの重量を変更することにより独立して調整されることから、基板の大きさや洗浄液の種類、洗浄ブラシの材質等に応じて、上記それぞれの押付荷重を個々に最適に設定することができる。 According to the third aspect of the present invention, the pressing load applied to the substrate by the front surface cleaning brush and the pressing load applied to the substrate from the rear surface cleaning brush change the respective weights of the front surface weight and the back surface weight. Since the adjustment is performed independently, the respective pressing loads can be set optimally according to the size of the substrate, the type of cleaning liquid, the material of the cleaning brush, and the like.
請求項4または5に記載の発明によれば、表面洗浄ブラシを基板から退避させる表面洗浄ブラシ退避機構と、裏面洗浄ブラシを基板から退避させる裏面洗浄ブラシ退避機構とが独立して設置されたことから、表面洗浄ブラシ、裏面洗浄ブラシをそれぞれ基板から退避させる退避動作を独立して実施できるので、これら表面洗浄ブラシの退避移動量、裏面洗浄ブラシの退避移動量を個々に最適に設定できる。 According to the invention described in claim 4 or 5, the front surface cleaning brush retracting mechanism for retracting the front surface cleaning brush from the substrate and the rear surface cleaning brush retracting mechanism for retracting the rear surface cleaning brush from the substrate are installed independently. Therefore, the retreating operation for retracting the front surface cleaning brush and the back surface cleaning brush from the substrate can be performed independently, so that the retreating movement amount of the front surface cleaning brush and the retreating movement amount of the back surface cleaning brush can be optimally set individually.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る基板洗浄装置の一実施形態を示す概略側断面図である。図2は、図1のII‐II線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a schematic sectional side view showing an embodiment of a substrate cleaning apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
図1に示す基板洗浄装置30は、洗浄槽31内に基板保持回転装置32、表面洗浄ブラシユニット33、裏面洗浄ブラシユニット34及び洗浄液供給ノズル35が配設され、洗浄槽31の外側上方に表面押付荷重調整機構36、裏面押付荷重調整機構37、表面洗浄ブラシ退避機構38及び裏面洗浄ブラシ退避機構39が配置されて構成される。
A
上記基板保持回転装置32は、複数の保持ローラ40及び駆動ローラ41を備え、これらが基板3の周縁端部を保持する。このうち、保持ローラ40は回転自在に設けられ、駆動ローラ41は回転駆動されて基板3に回転力を付与し、当該基板3をその水平面内で回転させる。これらの保持ローラ40及び駆動ローラ41は、基板3の周縁端部から離反して、当該基板3の洗浄槽31に対する搬出入を可能とし、基板3の搬入後に当該基板3の周縁端部に接近して、この基板3の周縁端部を保持する。上記基板3の洗浄槽31への搬入または洗浄槽31からの搬出は、洗浄槽31の側部に設けられた搬出入扉63を開放することにより、図示しない搬送装置によって実行される。
The substrate holding / rotating
上記表面洗浄ブラシユニット33は、洗浄槽31内で基板保持回転装置32の上方に配置され、図2に示す断面コ字形状の表面ユニットフレーム42に、基板3の表面を洗浄する表面洗浄ブラシ43が回転自在に軸支され、この表面洗浄ブラシ43を回転駆動する駆動源(不図示)が上記表面ユニットフレーム42の内側に設置されたものである。更に、上記表面ユニットフレーム42は、図1に示す枢支軸45によって洗浄槽31に対し回動自在に枢支される。これにより、表面洗浄ブラシユニット33の表面洗浄ブラシ43は、基板3の表面に接近すべく進出し、または基板3の表面から離反すべく退避する。
The surface cleaning
上記裏面洗浄ブラシユニット34は、洗浄槽31内で基板保持回転装置32の下方に配置され、図2に示す断面コ字形状の裏面ユニットフレーム46に、基板3の裏面を洗浄する裏面洗浄ブラシ44が回転自在に軸支され、この裏面洗浄ブラシ44を回転駆動する駆動源(不図示)が上記裏面ユニットフレーム46の内側に設置されたものである。更に、上記裏面ユニットフレーム46は、図1に示す枢支軸47によって洗浄槽31に対し回動自在に枢支される。これにより、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44は、基板3の裏面に接近すべく進出し、または基板3の裏面から離反すべく退避する。
The back surface cleaning
ここで、上記表面洗浄ブラシ43及び裏面洗浄ブラシ44は、互いに逆方向に回転駆動される。また、図2に示すように、これらの表面洗浄ブラシ43及び裏面洗浄ブラシ44は、軸部27に多孔質スポンジ部材、例えばPVA(ポリビニルアルコール)などからなるブラシ部28が被覆されてなり、このブラシ部28の表面に多数の凸部29が形成されている。
Here, the front
図1に示すように、基板保持回転装置32の駆動ローラ41を駆動させて基板3をその水平面内で回転させた状態で、洗浄液供給ノズル35から洗浄液を基板3の表面及び裏面に供給し、この状態で、表面洗浄ブラシ43の凸部29を基板3の表面に押し付けて回転させることで、この基板3の表面が洗浄され、裏面洗浄ブラシ44の凸部29を基板3の裏面に押し付けて回転させることで、この基板3の裏面が洗浄される。
As shown in FIG. 1, in a state where the driving
さて、前記表面押付荷重調整機構36は、表面第1リンク48、表面第2リンク49及び表面錘50を有して構成され、洗浄槽31の外側上方に設けられた支持フレーム51に支持される。
The surface pressing
上記表面第1リンク48は、図2及び図3に示すように一対設けられ、それぞれの下端部が表面洗浄ブラシユニット33の表面ユニットフレーム42に軸支ピン52を用いて回転自在に軸支される。また、上記表面第2リンク49は一対設けられ、それぞれの先端部が連結ロッド53により一体化されると共に、基端部が枢支軸54を用いて支持フレーム51に回動自在に枢支される。また、表面第1リンク48は、洗浄槽31の天井部に形成された貫通開口55を貫通して洗浄槽31の上方へ延び、その上端部が連結ロッド53に回転自在に連結支持される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of the first surface links 48 is provided, and lower ends of the first surface links 48 are rotatably supported on the
上記表面第2リンク49の連結ロッド53にワイヤロープ56の一端が固定されて、このワイヤロープ56は、支持フレーム51に支持された複数のプーリ57に巻き回され、他端に上記表面錘50が固定される。従って、この表面錘50の重量は、表面第2リンク49に作用して当該表面第2リンク49を上方向で回動させると共に、表面第1リンク48に作用して当該表面第1リンク48を上方へ移動させ、表面洗浄ブラシユニット33に伝達される。これにより、表面洗浄ブラシユニット33の重量が表面錘50の重量と相殺され、表面錘50の重量を変更することにより、表面洗浄ブラシユニット33の表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重が調整される。
One end of a
この表面押付荷重調整機構36による基板3の表面への押付荷重について、図5(A)を用いて説明する。表面洗浄ブラシユニット33の重量の枢支軸45回りのモーメントによる軸支ピン52に作用する荷重をw1とする。また、表面第2リンク49の重量の枢支軸54周りのモーメントによる連結ロッド53に作用する荷重をw2とする。表面第1リンク48及びワイヤロープ56の重量を無視し、表面錘50の重量をWとしたとき、表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に接しないでつり合っている場合、そのつり合い式は
w1+w2=W
で表される。
The pressing load on the surface of the
It is represented by
表面錘50の重量をW´に変化させて表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に押付荷重Fを作用したときのつり合い式は、
w1+w2=W´+(m/L)×F
となる。ここで、Lが枢支軸45と軸支ピン52間の寸法、mは押付荷重Fの作用点と枢支軸45間の寸法である。従って、表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重Fは
F=(L/m)×(w1+w2−W´)
となり、荷重W1、W2を消去して、
F=(L/m)×(W−W´)
となる。L、mが一定値であることから、表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重Fは、表面錘50の荷重Wからの減少分によって一義的に決定される。
The balance formula when the weight of the
w 1 + w 2 = W ′ + (m / L) × F
It becomes. Here, L is the dimension between the
And erase the loads W 1 and W 2 ,
F = (L / m) × (W−W ′)
It becomes. Since L and m are constant values, the pressing load F applied to the surface of the
図2及び図3に示すように、前記表面洗浄ブラシ退避機構38は、表面アクチュエータとしての表面シリンダ装置58からの作動力により、表面洗浄ブラシユニット33の表面洗浄ブラシ43を基板3の表面から退避させるものである。この表面シリンダ装置58は支持フレーム51に設置され、ピストンロッド59の先端に断面コ字形状のストッパ60を備える。このストッパ60内に表面第2リンク49の連結ロッド53が配設される。表面シリンダ装置58は、非作動時にピストンロッド59を押し出しており、作動時にピストンロッド59を引き戻す。ピストンロッド59のストッパ60は、表面シリンダ装置58の非作動時に、表面押付荷重調整機構36における表面第2リンク49の連結ロッド53との間に隙間e1を有し、表面洗浄ブラシユニット33が、表面第1リンク48、表面第2リンク49の連結ロッド53及びワイヤロープ56を介して表面錘50の重量のみにより支持される構造となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the surface cleaning
表面シリンダ装置58の作動時には、ピストンロッド59が引き戻されてストッパ60が連結ロッド53に当接し、表面第2リンク49が上方に回動されると共に、表面第1リンク48が上方に引き上げられて、表面洗浄ブラシユニット33が表面シリンダ装置58の作動力により持ち上げられる。これにより、表面洗浄ブラシユニット33の表面洗浄ブラシ43は、基板3の表面から離反してこの基板3から退避し、基板3の搬出入が可能となる。
When the
一方、前記裏面押付荷重調整機構37は、図1に示すように、裏面第1リンク61、裏面第2リンク62及び裏面錘64を有して構成され、支持フレーム51に支持される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the back surface pressing
上記裏面第1リンク61は一対設けられ、それぞれの下端部が、図2及び図4に示す断面コ字形状の裏面洗浄ブラシユニット34の裏面ユニットフレーム46に軸支ピン65を用いて回転自在に軸支される。また、上記裏面第2リンク62は一対設けられ、それぞれの先端部が連結ロッド66により一体化されると共に、基端部が枢支軸67を用いて支持フレーム51に回動自在に枢支される。また、裏面第1リンク61は、洗浄槽31の天井部に形成された貫通開口68を貫通して洗浄槽31の上方へ延び、その上端部が連結ロッド66に回転自在に連結支持される。
The back surface first link 61 is provided in a pair, and the lower end portions of the back surface first link 61 can be freely rotated by using a
裏面第1リンク61が貫通する上記貫通開口68と、表面第1リンク48が貫通する貫通開口55(図1)にはシール69が施される。これにより、基板3の洗浄時に、洗浄槽31内の洗浄液等が外部へ飛散することが防止される。
A
図4に示す上記裏面第2リンク62の長手方向略中央位置にワイヤロープ70の一端が固定され、このワイヤロープ70は、支持フレーム51に支持された複数のプーリ71に巻き回され、他端に上記裏面錘64が固定される。従って、この裏面錘64の重量は、裏面第2リンク62に作用して当該裏面第2リンク62を上方向へ回動させると共に、裏面第1リンク61に作用して当該裏面第1リンク61を上方へ移動させ、裏面洗浄ブラシユニット34に伝達される。これにより、裏面洗浄ブラシユニット34の重量が裏面錘64の重量と相殺され、裏面錘64の重量を変更することにより、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重が調整される。
One end of a
この裏面押付荷重調整機構37による基板3の裏面の押付荷重について、図5(B)を用いて説明する。裏面洗浄ブラシユニット34の重量の枢支軸47周りのモーメントによる軸支ピン65に作用する荷重をz1とする。また、裏面第2リンク62の重量の枢支軸67周りのモーメントによる連結ロッド66に作用する荷重をz2とする。裏面第1リンク61及びワイヤロープ70の重量を無視し、裏面錘64の重量をZとしたときに、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に接しないでつり合っている場合、そのつり合い式は、枢支軸67のモーメントで考えると、
(z1+z2)×L2=Z×t
で表すことができる。
The pressing load on the back surface of the
(Z 1 + z 2 ) × L 2 = Z × t
It can be expressed as
裏面錘64の重量をZ´に変化させて裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に接して当該裏面に押付荷重Pを作用した状態でのつり合い式は
(z1+z2+P×s/L1)×L2=Z´×t
となる。荷重z1、z2を消去して整理すると、裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重Pは、
P=(Z´−Z)×(L1/s)×(t/L2)
となる。ここで、L1は枢支軸47と軸支ピン65間の寸法、sは押付荷重Pの作用点と枢支軸47間の寸法、L2は枢支軸67と連結ロッド66間の寸法、tは裏面錘64の重量の裏面第2リンク62への作用点と枢支軸67間の寸法であり、いずれも一定値である。従って、裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重Pは、裏面錘64の重量Zへの増加分によって一義的に決定される。
The balance formula in the state where the weight of the
It becomes. When the loads z 1 and z 2 are erased and arranged, the pressing load P applied to the back surface of the
P = (Z′−Z) × (L 1 / s) × (t / L 2 )
It becomes. Here, L 1 is the dimension between the
図4に示すように、前記裏面洗浄ブラシ退避機構39は、裏面アクチュエータとしての裏面シリンダ装置72からの作動力により、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44を基板3の裏面から退避させるものである。この裏面シリンダ装置72は、支持フレーム51に設置され、ピストンロッド73の先端にノーズブロック74を備える。裏面シリンダ装置72は、作動時にピストンロッド73を押し出し、非作動時にピストンロッド73を引き戻す。ノーズブロック74は、裏面シリンダ装置72の非作動時に裏面押付荷重調整機構37における裏面第2リンク62との間に隙間e2を有し、裏面洗浄ブラシユニット34が、裏面第1リンク61、裏面第2リンク62及びワイヤロープ70を介して裏面錘64の重量のみにより支持される構造となっている。
As shown in FIG. 4, the back surface cleaning
裏面シリンダ装置72の作動時には、ピストンロッド73が押し出されてノーズブロック74が裏面第2リンク62に当接し、この裏面第2リンク62を下方向に回動させると共に、裏面第1リンク61が下方に押し下げられて、裏面洗浄ブラシユニット34が裏面シリンダ装置72の作動力及び自重により下方へ回動する。これにより、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44は、基板3の裏面から離反してこの基板3から退避し、基板3の搬出入が可能となる。
When the
ここで、前記表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重と上記裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重とは、50〜200gfの範囲に設定される。尚、1gfは、SI単位で略9.8mNに相当する。
Here, the pressing load that the
例えば、図6に示すように、裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重を100gfとし、表面洗浄ブラシユニット33が基板3の表面に作用する押付荷重を0から250gfまで50gfずつ増加させる。このとき、洗浄の前後で基板3に残存する直径0,12μm以上のパーティクル数は、表面洗浄ブラシユニット33による押付荷重が50〜200gfの範囲で最も少ない。従って、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44による押付荷重は、50〜200gfの範囲において洗浄効果が著しいことがわかる。
For example, as shown in FIG. 6, the pressing load that the back
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果(1)〜(8)を奏する。 With the configuration as described above, the following effects (1) to (8) are achieved according to the above embodiment.
(1)表面洗浄ブラシユニット33の重量と表面錘50の重量とが相殺されることにより、表面洗浄ブラシユニット33の表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重が調整され、また、裏面洗浄ブラシユニット34の重量と裏面錘64の重量とが相殺されることにより、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重が調整されることから、表面錘50、裏面錘64のそれぞれの重量を変更することで適切な押付荷重を容易に設定できるので、この押付荷重を適切に管理でき、この結果、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44による基板3の洗浄を安定して実現できる。
(1) Since the weight of the surface cleaning
(2)表面洗浄ブラシユニット33の重量と表面錘50の重量との相殺により、表面洗浄ブラシユニット33の表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重が定まり、この押付荷重により表面洗浄ブラシ43の基板に対する位置がそれぞれ決定され、また、裏面洗浄ブラシユニット34の重量と裏面錘64の重量との相殺により、裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重が定まり、この押付荷重により裏面洗浄ブラシ44の基板に対する位置が決定されるため、これらの表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44が偏心している場合にも、その偏心量相当分だけ表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44が上下動することになり、上記押付荷重を一定に保持できる。このため、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44の偏心に影響されることなく、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44による基板3の洗浄を安定化できる。
(2) By the offset between the weight of the surface cleaning
(3)表面洗浄ブラシ43が基板3に作用する押付荷重によって、この表面洗浄ブラシ43の基板3に対する位置が定まり、裏面洗浄ブラシ44が基板3に作用する押付荷重によって、この裏面洗浄ブラシ44の基板3に対する位置が定まるので、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44の位置を作業者が設定する作業が不要となる。従って、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44の位置設定が作業者の個人差に起因してばらつくことで上記押付荷重が変動し基板3の洗浄が不安定化する事態を回避できる。
(3) The position of the front
(4)洗浄槽31の上方に、表面第1リンク48、表面第2リンク49及び表面錘50を備えた表面押付荷重調整機構36と、裏面第1リンク61、裏面第2リンク62及び裏面錘64を備えた裏面押付荷重調整機構37と、表面シリンダ装置58を備えた表面洗浄ブラシ退避機構38と、裏面シリンダ装置72を備えた裏面洗浄ブラシ退避機構39とがそれぞれ配置されるので、これらの表面押付荷重調整機構36、裏面押付荷重調整機構37、表面洗浄ブラシ退避機構38及び裏面洗浄ブラシ退避機構39が洗浄槽31の側方に配置される場合に比べ、基板洗浄装置30の据付面積の省スペース化を実現できる。このため、基板洗浄装置30の洗浄槽31内へ基板を搬出入する搬送装置(不図示)のレイアウトを容易化できる。
(4) Above the
(5)洗浄槽31には、表面第1リンク48が貫通する貫通開口55、裏面第1リンク61が貫通する貫通開口68がそれぞれ設けられるだけなので、これらの貫通開口55、68をシール69にてシールすることにより、洗浄槽31内での基板洗浄時に、搬出入扉63が閉じられていることと相俟って、洗浄液等が洗浄槽31内へ飛散することを防止できる。
(5) Since the
(6)表面第2リンク49に表面シリンダ装置58から作動力が作用することにより、表面第1リンク48を上昇させて表面洗浄ブラシユニット33を上方へ回動させ、この表面洗浄ブラシユニット33を基板3から退避させる表面洗浄ブラシ退避機構38と、裏面第2リンク62に裏面シリンダ装置72から作動力が作用することにより、裏面第1リンク61を下降させて裏面洗浄ブラシユニット34を下方へ回動させ、この裏面洗浄ブラシユニット34の裏面洗浄ブラシ44を基板3から退避させる裏面洗浄ブラシ退避機構39とを有することから、基板3の搬出入時に表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44を基板3から退避させることで、この基板3の搬出入を好適に実施できる。
(6) When the operating force acts on the surface second link 49 from the
(7)表面洗浄ブラシ43が基板3の表面に作用する押付荷重と、裏面洗浄ブラシ44が基板3の裏面に作用する押付荷重とが、表面錘50、裏面錘64のそれぞれの重量を変更することにより独立して調整されることから、基板3の大きさや洗浄液の種類、洗浄ブラシの材質等に応じて、上記それぞれの押付荷重を個々に最適に設定することができる。
(7) The pressing load that the front
(8)表面洗浄ブラシ43を基板3から退避させる表面洗浄ブラシ退避機構38と、裏面洗浄ブラシ44を基板3から退避させる裏面洗浄ブラシ退避機構39とが独立して設置されたことから、表面洗浄ブラシ43、裏面洗浄ブラシ44をそれぞれ基板3から退避させる退避動作を独立して実施できるので、これら表面洗浄ブラシ43の退避移動量、裏面洗浄ブラシ44の退避移動量を個々に最適に設定できる。
(8) Since the front surface cleaning
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、表面洗浄ブラシ退避機構38、裏面洗浄ブラシ退避機構39のアクチュエータはシリンダ装置の場合を述べたが、ソレノイドを用いてプランジャを進退させ、また電動モータとねじ機構を組み合せてロッドを進退させるものであってもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, the actuator for the front surface cleaning
3 基板
30 基板洗浄装置
31 洗浄槽
33 表面洗浄ブラシユニット
34 裏面洗浄ブラシユニット
36 表面押付荷重調整機構
37 裏面押付荷重調整機構
38 表面洗浄ブラシ退避機構
39 裏面洗浄ブラシ退避機構
43 表面洗浄ブラシ
44 裏面洗浄ブラシ
48 表面第1リンク
49 表面第2リンク
50 表面錘
53 連結ロッド
55 貫通開口
56 ワイヤロープ
58 表面シリンダ装置
59 ピストンロッド
60 ストッパ
61 裏面第1リンク
62 裏面第2リンク
64 裏面錘
68 貫通開口
69 シール
70 ワイヤロープ
72 裏面シリンダ装置
73 ピストンロッド
e1、e2 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記洗浄槽内には、上記洗浄ブラシを備えた洗浄ブラシユニットが上記基板に対し進退可能に枢支され、
この洗浄ブラシユニットに連結された第1リンクが上記洗浄槽を貫通して上方へ延び、この第1リンクに連結された第2リンクが回動可能に設けられ、
この第2リンクに錘の重量が作用し、この錘の重量は上記第1リンクを介して上記洗浄ブラシユニットに伝達され、この洗浄ブラシユニットの重量と相殺されることにより、上記洗浄ブラシが上記基板に作用する押付荷重が調整されるよう構成されたことを特徴とする基板洗浄装置。 A substrate cleaning apparatus for cleaning the substrate by pressing and rotating a cleaning brush against the substrate in a cleaning tank,
In the cleaning tank, a cleaning brush unit provided with the cleaning brush is pivotally supported so as to advance and retreat with respect to the substrate.
A first link connected to the cleaning brush unit extends upward through the cleaning tank, and a second link connected to the first link is rotatably provided.
The weight of the weight acts on the second link, and the weight of the weight is transmitted to the cleaning brush unit via the first link, and is canceled with the weight of the cleaning brush unit. A substrate cleaning apparatus configured to adjust a pressing load acting on a substrate.
上記表面洗浄ブラシユニットの重量が、表面第2リンク及び表面第1リンクを介して当該表面洗浄ブラシユニットに伝達される表面錘の重量と相殺されることにより、上記表面洗浄ブラシが上記基板に作用する押付荷重が調整され、
上記裏面洗浄ブラシユニットの重量が、裏面第2リンク及び裏面第1リンクを介して当該裏面洗浄ブラシユニットに伝達される裏面錘の重量と相殺されることにより、上記裏面洗浄ブラシが上記基板に作用する押付荷重が調整されるよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。 The cleaning brush unit is a surface cleaning brush unit provided with a surface cleaning brush for cleaning the surface of the substrate, and a back surface cleaning brush unit provided with a back surface cleaning brush for cleaning the back surface of the substrate,
The weight of the surface cleaning brush unit is canceled by the weight of the surface weight transmitted to the surface cleaning brush unit via the surface second link and the surface first link, so that the surface cleaning brush acts on the substrate. The pressing load to be adjusted
The weight of the back surface cleaning brush unit cancels the weight of the back surface weight transmitted to the back surface cleaning brush unit via the back surface second link and the back surface first link, so that the back surface cleaning brush acts on the substrate. The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the pressing load to be adjusted is adjusted.
上記裏面アクチュエータは、非作動時に、ピストンロッドの先端が裏面第2リンクに対し隙間を有して配置された裏面シリンダ装置であることを特徴とする請求項4に記載の基板洗浄装置。 The surface actuator is a surface cylinder device having a U-shaped stopper at the tip of the piston rod, and the stopper connects the surface second link and the surface first link when the surface cylinder device is not in operation. Arranged with a gap to the connecting rod
5. The substrate cleaning apparatus according to claim 4, wherein the back surface actuator is a back surface cylinder device in which a tip end of a piston rod is disposed with a gap with respect to the back surface second link when not operating.
6. The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein a pressing load applied to the substrate by the cleaning brush is 50 to 200 gf.
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JP2017147275A (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 株式会社荏原製作所 | Substrate cleaning device and substrate processing apparatus |
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