JP2008130820A - Cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗浄装置に関するものであり、特に、化学機械的研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)等により処理した後の半導体ウェーハ等の基板を洗浄するのに好適な洗浄装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning apparatus, and more particularly, to a cleaning apparatus suitable for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer after being processed by chemical mechanical polishing (CMP) or the like.
化学機械的研磨(CMP)等により処理されたウェーハ表面には、使用した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、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等が大量に付着している。これらのパーティクル等は製品としての半導体装置等に悪影響を与えることから、研磨後のウェーハ表面を洗浄することが行われている。そして、この洗浄工程において、洗浄効果を高めるためには、基板としてのウェーハに対する洗浄ブラシの押付荷重を適切に管理することが必要である。 The wafer surface treated by chemical mechanical polishing (CMP) etc. has a large amount of particles such as abrasives used, metal impurities contained in chemicals, metal ions and fine particles used for metal wiring on the wafer, etc. Adhering to Since these particles and the like adversely affect a semiconductor device or the like as a product, the polished wafer surface is cleaned. In this cleaning process, in order to enhance the cleaning effect, it is necessary to appropriately manage the pressing load of the cleaning brush on the wafer as the substrate.
これに関連する従来技術として、例えば次のような自動調節式半導体ウェーハ清掃用ブラシ装置が知られている。この従来技術は、上方回転ブラシと下方回転ブラシによって半導体ウェーハに加えられる圧力は、半導体ウェーハの厚さと上方回転ブラシ及び下方回転ブラシ間の間隔に依存する。このため、自動支持装置により上方回転ブラシと下方回転ブラシとの間の平行性を維持しながら上方回転ブラシの高さを調節し、上方回転ブラシと下方回転ブラシの間に必要な間隔が得られるようにしている(例えば、特許文献1参照)。 As a related art related to this, for example, the following automatic adjustment type semiconductor wafer cleaning brush device is known. In this prior art, the pressure applied to the semiconductor wafer by the upper rotating brush and the lower rotating brush depends on the thickness of the semiconductor wafer and the distance between the upper rotating brush and the lower rotating brush. For this reason, the height of the upper rotating brush is adjusted while maintaining the parallelism between the upper rotating brush and the lower rotating brush by the automatic support device, and a necessary interval is obtained between the upper rotating brush and the lower rotating brush. (For example, refer to Patent Document 1).
また、他の従来技術として、例えば次のような洗浄方法及びその装置が知られている。この従来技術は、ステージ上に保持されて回転するウェーハ表面を回動するブラシでこすって洗浄する洗浄方法であって、ウェーハに対するブラシの接触圧を圧電素子で検出し、この検出情報を制御部に送り込む。制御部は検出情報を受けて、接触圧が設定圧となるように駆動部を制御する。ブラシは駆動部によって上下に駆動され、ウェーハに対するブラシの接触圧が常に設定圧を維持するように制御される。この接触圧の検出、及びこの検出結果に基づく設定圧への維持制御はブラシによる洗浄中に常時行われる(例えば、特許文献2参照)。 As another conventional technique, for example, the following cleaning method and apparatus are known. This prior art is a cleaning method in which a rotating wafer surface held on a stage is rubbed and cleaned with a rotating brush, the contact pressure of the brush against the wafer is detected by a piezoelectric element, and this detection information is controlled by a control unit. To send. The control unit receives the detection information and controls the drive unit so that the contact pressure becomes the set pressure. The brush is driven up and down by the drive unit, and is controlled so that the contact pressure of the brush with respect to the wafer always maintains the set pressure. The detection of the contact pressure and the maintenance control to the set pressure based on the detection result are always performed during cleaning with a brush (for example, see Patent Document 2).
さらに、他の従来技術として、例えば次のような基板洗浄装置が知られている。この従来技術は、洗浄槽内に回動自在に枢支された表面ユニットフレームに基板の表面を洗浄するための表面洗浄ブラシが回転自在に軸支され、前記表面ユニットフレームには表面リンク機構及びワイヤロープを介して基板表面に対する押付荷重を調整するための表面錘が取り付けられている。該表面リンク機構及び表面錘等により表面押付荷重調整機構が構成されている。また、洗浄槽内に回動自在に枢支された裏面ユニットフレームに基板の裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシが回転自在に軸支され、前記裏面ユニットフレームには裏面リンク機構及びワイヤロープを介して基板裏面に対する押付荷重を調整するための裏面錘が取り付けられている。該裏面リンク機構及び裏面錘等により裏面押付荷重調整機構が構成されている。そして、表面洗浄ブラシが基板表面に作用する押付荷重と、裏面洗浄ブラシが基板裏面に作用する押付荷重とが、前記表面錘、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ようになっている。該基板洗浄装置には、前記表面押付荷重調整機構及び裏面押付荷重調整機構の他に、基板の搬出入時に表面洗浄ブラシ及び裏面洗浄ブラシを基板から退避させるための表面洗浄ブラシ退避機構及び裏面洗浄ブラシ退避機構が設けられている(例えば、特許文献3参照)。
特許文献1に記載の従来技術においては、基板に対するブラシ押圧力の調整を、上方回転ブラシと下方回転ブラシ間の間隔を調整することにより行っている。このため、ブラシ回転時のブラシ軸の偏芯、ブラシ自体の偏芯、基板回転時のブレ等によりブラシ−基板間の間隔が変わり、基板に対するブラシ押圧力の変動が大きくなるおそれがある。 In the prior art described in Patent Document 1, the adjustment of the brush pressing force to the substrate is performed by adjusting the interval between the upper rotating brush and the lower rotating brush. For this reason, the distance between the brush and the substrate changes due to the eccentricity of the brush shaft at the time of rotating the brush, the eccentricity of the brush itself, the blur at the time of rotating the substrate, etc.
特許文献2に記載の従来技術においては、基板に対するブラシの接触圧の検出、及びこの検出結果に基づく設定圧への維持制御を洗浄中に常時行うようにしている。しかし、洗浄中に高速回転して位置変動しているブラシに対し、制御を追従させることは困難である。 In the prior art described in Patent Document 2, detection of the contact pressure of the brush with respect to the substrate and maintenance control to the set pressure based on the detection result are always performed during cleaning. However, it is difficult to make the control follow the brush that is rotating at a high speed during the cleaning and changing its position.
特許文献3に記載の従来技術においては、洗浄ブラシが基板面に作用する押付荷重を錘の重量を変更することにより、調整するようにしている。しかし、この調整方法は洗浄ブラシ駆動部の慣性重量が増加して、前記と同様に、高速回転している洗浄ブラシに対し、調整を追従させることには問題がある。また、洗浄ブラシの押付荷重を変更する場合、錘の交換が必要であり、交換に時間を要する。さらに、この従来技術においては、押付荷重調整機構とは別に洗浄ブラシ退避機構が設けられている。このため装置構成が複雑化する。
In the prior art described in
そこで、基板洗浄時の洗浄ブラシの押圧力の変動を最小に抑え、安定した洗浄能力を期待しうるとともに押圧力過剰による基板の損傷を防止し、洗浄時間の短縮を図って装置のスループットを向上させ、洗浄ブラシの押圧力を無段階で且つ容易に変更し、さらにはブラシ加圧調整用エアシリンダを基板の搬出入時における洗浄ブラシの退避用駆動手段としても機能させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, fluctuations in the pressing force of the cleaning brush during substrate cleaning can be minimized, stable cleaning performance can be expected, damage to the substrate due to excessive pressing force can be prevented, and cleaning time can be shortened to improve equipment throughput. Technology that should be solved to change the pressing force of the cleaning brush steplessly and easily, and to make the air cylinder for adjusting the brush pressure function as a drive means for retracting the cleaning brush when the substrate is carried in and out The present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、洗浄槽内で回転する基板に洗浄ブラシを回転させて前記基板を洗浄する洗浄装置において、一端側に前記洗浄ブラシを回転自在に軸支するとともに他端側に固着した回動軸を前記洗浄槽側に回動自在に支持させて前記洗浄ブラシを前記基板に対し進退自在としたユニットフレームと、該ユニットフレームにおける前記他端側に配置され回転伝動手段を介して前記洗浄ブラシを回転させるブラシ回転用モータと、作動力出力端が前記ユニットフレームに連結され、前記基板に対する前記洗浄ブラシの押圧力を調整するブラシ加圧調整用アクチュエータとを有する洗浄装置を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a cleaning apparatus for cleaning the substrate by rotating a cleaning brush on the substrate rotating in the cleaning tank. A unit frame that pivotally supports the cleaning brush and rotatably supports a rotating shaft fixed to the other end side on the cleaning tank side so that the cleaning brush can move forward and backward with respect to the substrate; A brush rotation motor that is disposed on the other end side of the unit frame and rotates the cleaning brush through rotation transmission means, and an operating force output end are connected to the unit frame, and the pressing force of the cleaning brush against the substrate A cleaning device having a brush pressure adjusting actuator for adjusting the pressure is provided.
この構成によれば、基板を回転させた状態で、その基板面に洗浄液が供給される。この状態でブラシ回転用モータで回転された洗浄ブラシが、ブラシ加圧調整用アクチュエータからの作動力により調整された所要の押圧力で前記基板面に押し付けられて該基板面が洗浄される。この洗浄処理中に、ユニットフレームの一端側に、基板に対し進退自在に軸支されている洗浄ブラシは、前記基板面の動きに適切に追従する。また、比較的重量物であるブラシ回転用モータはユニットフレームにおける他端側の回動軸近傍に配置されていることで、回動軸回りのモーメントが小さな値に抑えられる。この結果、安定した洗浄が行われる。 According to this configuration, the cleaning liquid is supplied to the substrate surface while the substrate is rotated. In this state, the cleaning brush rotated by the brush rotating motor is pressed against the substrate surface with the required pressing force adjusted by the operating force from the brush pressure adjusting actuator, and the substrate surface is cleaned. During this cleaning process, the cleaning brush that is pivotally supported on the one end side of the unit frame so as to be able to advance and retract with respect to the substrate appropriately follows the movement of the substrate surface. In addition, since the brush rotating motor, which is a relatively heavy object, is disposed in the vicinity of the rotating shaft on the other end side of the unit frame, the moment around the rotating shaft can be suppressed to a small value. As a result, stable cleaning is performed.
請求項2記載の発明は、洗浄槽内で回転する基板に洗浄ブラシを回転させて前記基板を洗浄する洗浄装置において、一端側に上記基板の表面を洗浄する上洗浄ブラシが回転自在に軸支されるとともに他端側に上回動軸が固着された上ユニットフレームと一端側に上記
基板の裏面を洗浄する下洗浄ブラシが回転自在に軸支されるとともに他端側に下回動軸が固着された下ユニットフレームであり、上記ブラシ回転用モータは、前記上洗浄ブラシを回転させる上ブラシ回転用モータと前記下洗浄ブラシを回転させる下ブラシ回転用モータであり、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダは、前記基板の表面に対する前記上洗浄ブラシの押圧力を調整する上ブラシ加圧調整用エアシリンダと前記基板の裏面に対する前記下洗浄ブラシの押圧力を調整する下ブラシ加圧調整用エアシリンダである洗浄装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, in the cleaning apparatus for cleaning the substrate by rotating the cleaning brush on the substrate rotating in the cleaning tank, the upper cleaning brush for cleaning the surface of the substrate is rotatably supported at one end side. In addition, an upper unit frame having an upper rotation shaft fixed to the other end side and a lower cleaning brush for cleaning the back surface of the substrate on one end side are rotatably supported and a lower rotation shaft is provided to the other end side. A fixed lower unit frame, wherein the brush rotation motor is an upper brush rotation motor that rotates the upper cleaning brush and a lower brush rotation motor that rotates the lower cleaning brush, and the brush pressure adjustment motor The air cylinder adjusts the pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate and the pressing force of the lower cleaning brush against the back surface of the substrate. To provide a cleaning device which is a brush pressure adjusting air cylinder.
この構成によれば、上ブラシ回転用モータで回転された上洗浄ブラシが、上ブラシ加圧調整用エアシリンダからの作動力により調整された所要の押圧力で基板の表面に押し付けられて該基板の表面が洗浄される。また、下ブラシ回転用モータで回転された下洗浄ブラシが、下ブラシ加圧調整用エアシリンダからの作動力により調整された所要の押圧力で基板の裏面に押し付けられて該基板の裏面が洗浄される。このように、上洗浄ブラシと下洗浄ブラシにより、基板の表、裏両面が洗浄される。この洗浄処理中に、上洗浄ブラシは基板表面の動きに適切に追従し、下洗浄ブラシは基板裏面の動きに適切に追従する。 According to this configuration, the upper cleaning brush rotated by the upper brush rotating motor is pressed against the surface of the substrate with the required pressing force adjusted by the operating force from the air cylinder for adjusting the upper brush pressure. The surface of is cleaned. Also, the lower cleaning brush rotated by the lower brush rotating motor is pressed against the back surface of the substrate with the required pressing force adjusted by the operating force from the lower brush pressure adjusting air cylinder, and the back surface of the substrate is cleaned. Is done. Thus, the front and back surfaces of the substrate are cleaned by the upper cleaning brush and the lower cleaning brush. During this cleaning process, the upper cleaning brush appropriately follows the movement of the substrate surface, and the lower cleaning brush appropriately follows the movement of the back surface of the substrate.
請求項3記載の発明は、上記ユニットフレームにおける他端側には、モータ収納部が水密的に形成され、上記ブラシ回転用モータは該モータ収納部内に配置されている洗浄装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus in which a motor housing portion is formed in a watertight manner on the other end side of the unit frame, and the brush rotation motor is disposed in the motor housing portion.
この構成によれば、ユニットフレームにおける他端側の回動軸近傍に配置したブラシ回転用モータに洗浄液等が付くのが防止される。 According to this configuration, it is possible to prevent the cleaning liquid or the like from attaching to the brush rotation motor disposed in the vicinity of the rotation shaft on the other end side of the unit frame.
請求項4記載の発明は、上記ブラシ回転用モータの配線は、中空軸からなる上記回動軸における該中空軸部を挿通して上記洗浄槽外に導出されている洗浄装置を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus, wherein the wiring of the brush rotation motor is led out of the cleaning tank through the hollow shaft portion of the rotating shaft formed of a hollow shaft.
この構成によれば、ユニットフレームが回動軸を支点として回動する際のモータ配線による外乱の発生が抑えられる。 According to this configuration, it is possible to suppress the occurrence of disturbance due to the motor wiring when the unit frame rotates about the rotation axis.
請求項5記載の発明は、上記ブラシ加圧調整用アクチュエータは、ブラシ加圧調整用エアシリンダである洗浄装置を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the cleaning apparatus, wherein the brush pressure adjusting actuator is a brush pressure adjusting air cylinder.
この構成によれば、基板に対する洗浄ブラシの押圧力の調整が、具体的にはブラシ加圧調整用エアシリンダにより行われる。 According to this configuration, the adjustment of the pressing force of the cleaning brush with respect to the substrate is specifically performed by the air cylinder for adjusting the brush pressure.
請求項6記載の発明は、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダは、緩衝手段を介して洗浄槽外に取り付けられている洗浄装置を提供する。 The invention described in claim 6 provides a cleaning device in which the brush pressure adjusting air cylinder is attached to the outside of the cleaning tank through a buffering means.
この構成によれば、ブラシ加圧調整用エアシリンダが、ショックアブソーバー又はダンパー等の緩衝手段を介して洗浄槽の外部位置に取り付けられる。これにより、基板洗浄時に洗浄装置本体に生じる振動がブラシ加圧調整用エアシリンダに及ぶのが抑えられる。 According to this configuration, the air cylinder for adjusting the pressure of the brush is attached to the external position of the cleaning tank via the buffer means such as a shock absorber or a damper. As a result, vibration generated in the cleaning apparatus main body during substrate cleaning is suppressed from reaching the brush pressure adjusting air cylinder.
請求項7記載の発明は、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダを動作させる加圧エアは、電空レギュレータで制御されたパイロットエアにより動作する外部パイロット式精密レギュレータの制御出力である洗浄装置を提供する。 A seventh aspect of the present invention provides a cleaning apparatus, wherein the pressurized air for operating the brush pressure adjusting air cylinder is a control output of an external pilot precision regulator operated by pilot air controlled by an electropneumatic regulator. To do.
この構成によれば、外部電気信号をパイロット信号として電空レギュレータが動作し、該電空レギュレータから前記外部電気信号の信号レベルに対応したエア圧からなるパイロットエアが出力される。このパイロットエアで外部パイロット式精密レギュレータが動作し、該外部パイロット式精密レギュレータから前記パイロットエアのエア圧に対応したエ
ア圧からなる加圧エアが出力される。この加圧エアでブラシ加圧調整用エアシリンダが動作し、該ブラシ加圧調整用エアシリンダの作動力により基板に対する洗浄ブラシの押圧力が無段階で所要の押圧力に調整される。
According to this configuration, the electropneumatic regulator operates using the external electric signal as a pilot signal, and pilot air having an air pressure corresponding to the signal level of the external electric signal is output from the electropneumatic regulator. An external pilot precision regulator is operated by this pilot air, and pressurized air having an air pressure corresponding to the air pressure of the pilot air is output from the external pilot precision regulator. A brush pressure adjusting air cylinder is operated by this pressurized air, and the pressing force of the cleaning brush against the substrate is adjusted to a required pressing force steplessly by the operating force of the brush pressure adjusting air cylinder.
請求項8記載の発明は、上記基板の搬出入時には、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダの作動力により上記ユニットフレームを介して上記洗浄ブラシを前記基板から退避させる洗浄装置を提供する。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus for retracting the cleaning brush from the substrate through the unit frame by an operating force of the brush pressure adjusting air cylinder when the substrate is carried in and out.
この構成によれば、ブラシ加圧調整用エアシリンダは、基板の搬出入時に洗浄ブラシを基板から退避させる退避用駆動手段としても利用され、基板の搬出入時には該ブラシ加圧調整用エアシリンダの作動力により洗浄ブラシは退避位置に移動する。 According to this configuration, the brush pressure adjusting air cylinder is also used as a retreat driving means for retracting the cleaning brush from the substrate when the substrate is carried in and out, and when the substrate is carried in and out, the brush pressure adjusting air cylinder The cleaning brush is moved to the retracted position by the operating force.
請求項9記載の発明は、上記上ブラシ加圧調整用エアシリンダから出力される作動力が、上記上洗浄ブラシ及び上記上ユニットフレームを含む上ブラシユニットの自重により上記基板の表面に接近する方向に発生する上記上回動軸回りのモーメントを相殺して、上記基板の表面に対する前記上洗浄ブラシの押圧力が調整され、上記下ブラシ加圧調整用エアシリンダから出力される作動力が、上記下洗浄ブラシ及び上記下ユニットフレームを含む下ブラシユニットの自重により上記基板の裏面から離反する方向に発生する上記下回動軸回りのモーメントを相殺して、上記基板の裏面に対する前記下洗浄ブラシの押圧力が調整される洗浄装置を提供する。 According to a ninth aspect of the present invention, the operating force output from the upper brush pressure adjusting air cylinder approaches the surface of the substrate by the weight of the upper brush unit including the upper cleaning brush and the upper unit frame. The pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate is adjusted by canceling the moment around the upper rotation axis generated in the operation, and the operating force output from the lower brush pressurizing adjustment air cylinder is The lower cleaning brush and the lower brush unit including the lower unit frame cancel the moment around the lower rotation shaft generated in the direction away from the back surface of the substrate by the weight of the lower brush unit, and Provided is a cleaning device in which a pressing force is adjusted.
この構成によれば、上ブラシユニットには、その自重により基板の表面に接近する方向に上回動軸回りのモーメントが発生する。上ブラシ加圧調整用エアシリンダからの作動力により前記上回動軸回りのモーメントが相殺された上で上洗浄ブラシが所要の押圧力に調整されて基板の表面に押し付けられる。また、下ブラシユニットには、その自重により基板の裏面から離反する方向に下回動軸回りのモーメントが発生する。下ブラシ加圧調整用エアシリンダからの作動力により前記下回動軸回りのモーメントが相殺された上で下洗浄ブラシが所要の押圧力に調整されて基板の裏面に押し付けられる。 According to this configuration, a moment about the upper rotation axis is generated in the upper brush unit in the direction approaching the surface of the substrate due to its own weight. The upper cleaning brush is adjusted to a required pressing force and pressed against the surface of the substrate after the moment around the upper rotation axis is canceled by the operating force from the air brush for adjusting the upper brush pressure. Further, the lower brush unit generates a moment around the lower rotation axis in the direction away from the back surface of the substrate due to its own weight. The lower cleaning brush is adjusted to a required pressing force and pressed against the back surface of the substrate after the moment around the lower rotation axis is canceled by the operating force from the lower brush pressure adjusting air cylinder.
請求項1記載の発明は、一端側に洗浄ブラシを回転自在に軸支するとともに他端側に固着した回動軸を洗浄槽側に回動自在に支持させて前記洗浄ブラシを基板に対し進退自在としたユニットフレームと、該ユニットフレームにおける前記他端側に配置され回転伝動手段を介して前記洗浄ブラシを回転させるブラシ回転用モータと、作動力出力端が前記ユニットフレームに連結され、前記基板に対する前記洗浄ブラシの押圧力を調整するブラシ加圧調整用アクチュエータとを具備させたので、洗浄処理中に洗浄ブラシが基板面の動きに適切に追従することで、洗浄処理中における基板面に対する洗浄ブラシの押圧力の変動を最小に抑えることができる。また、ブラシ回転用モータの配設によるユニットフレームの回動軸回りのモーメントを小さな値に抑えることができる。したがって、安定した洗浄能力を期待することができるとともに押圧力過剰による基板の損傷を防止することができる。さらには、洗浄時間の短縮を図ることができて装置のスループットを向上させることができる。さらにはまた、ブラシ加圧調整用アクチュエータにより基板面に対する洗浄ブラシの押圧力を無段階で、且つ容易に変更することができるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, the cleaning brush is rotatably supported on one end side, and a rotating shaft fixed to the other end side is rotatably supported on the cleaning tank side, and the cleaning brush is moved forward and backward with respect to the substrate. A flexible unit frame, a brush rotation motor disposed on the other end side of the unit frame and rotating the cleaning brush via a rotation transmission means, and an operating force output end connected to the unit frame; And a brush pressure adjusting actuator for adjusting the pressing force of the cleaning brush against the substrate, so that the cleaning brush appropriately follows the movement of the substrate surface during the cleaning process, thereby cleaning the substrate surface during the cleaning process. Variations in the pressing force of the brush can be minimized. Further, the moment around the rotation axis of the unit frame due to the arrangement of the brush rotation motor can be suppressed to a small value. Therefore, it is possible to expect a stable cleaning ability and prevent damage to the substrate due to excessive pressing force. Furthermore, the cleaning time can be shortened and the throughput of the apparatus can be improved. Furthermore, there is an advantage that the pressing force of the cleaning brush against the substrate surface can be easily changed steplessly by the brush pressure adjusting actuator.
請求項2記載の発明は、洗浄槽内で回転する基板に洗浄ブラシを回転させて前記基板を洗浄する洗浄装地置において、一端側に上記基板の表面を洗浄する上洗浄ブラシが回転自在に軸支されるとともに他端側に上回動軸が固着された上ユニットフレームと一端側に上記基板の裏面を洗浄する下洗浄ブラシが回転自在に軸支されるとともに他端側に下回動軸が固着された下ユニットフレームであり、上記ブラシ回転用モータは、前記上洗浄ブラシを回転させる上ブラシ回転用モータと前記下洗浄ブラシを回転させる下ブラシ回転用モー
タであり、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダは、前記基板の表面に対する前記上洗浄ブラシの押圧力を調整する上ブラシ加圧調整用エアシリンダと前記基板の裏面に対する前記下洗浄ブラシの押圧力を調整する下ブラシ加圧調整用エアシリンダとしたので、洗浄処理中に上洗浄ブラシが基板表面の動きに適切に追従し、下洗浄ブラシが基板裏面の動きに適切に追従することで、洗浄処理中における基板の表、裏各面に対する上洗浄ブラシ及び下洗浄ブラシの各押圧力の変動を最小に抑えることができる。したがって、基板の表、裏両面に対する安定した洗浄能力を期待することができるという利点がある。
According to a second aspect of the present invention, in the cleaning device for cleaning the substrate by rotating the cleaning brush on the substrate rotating in the cleaning tank, the upper cleaning brush for cleaning the surface of the substrate is rotatable at one end side. An upper unit frame that is pivotally supported and has an upper rotating shaft fixed to the other end side, and a lower cleaning brush that cleans the back surface of the substrate on one end side is rotatably supported and rotated downward to the other end side. A lower unit frame to which a shaft is fixed, and the brush rotation motor is an upper brush rotation motor for rotating the upper cleaning brush and a lower brush rotation motor for rotating the lower cleaning brush, The adjustment air cylinder adjusts the pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate and the pressing force of the lower cleaning brush against the back surface of the substrate. Since the air cylinder for adjusting the pressure of the lower brush is used, the upper cleaning brush appropriately follows the movement of the substrate surface during the cleaning process, and the lower cleaning brush appropriately follows the movement of the back surface of the substrate. Variations in the pressing force of the upper and lower cleaning brushes on the front and back surfaces of the substrate can be minimized. Therefore, there is an advantage that a stable cleaning ability for both the front and back surfaces of the substrate can be expected.
請求項3記載の発明は、上記ユニットフレームにおける他端側には、モータ収納部が水密的に形成され、上記ブラシ回転用モータは該モータ収納部内に配置されているので、ブラシ回転用モータに洗浄液等が付くのが防止されて、洗浄ブラシに対する回転機能を常時正常に生じさせることができるとともに該ブラシ回転用モータの長寿命化を図ることができるという利点がある。 According to a third aspect of the present invention, a motor housing portion is formed in a watertight manner on the other end side of the unit frame, and the brush rotation motor is disposed in the motor housing portion. There is an advantage that the cleaning liquid or the like is prevented from being attached, the rotation function for the cleaning brush can be normally generated, and the life of the brush rotation motor can be extended.
請求項4記載の発明は、上記ブラシ回転用モータの配線は、中空軸からなる上記回動軸における該中空軸部を挿通して上記洗浄槽外に導出されているので、ユニットフレームが回動する際のモータ配線による外乱の発生が抑えられて、ブラシ加圧調整用アクチュエータによる基板面に対する洗浄ブラシ押圧力の容易調整性が得られる。また、洗浄処理中における基板面に対する洗浄ブラシ押圧力の変動を一層確実に抑えることができるという利点がある。 According to a fourth aspect of the present invention, since the wiring of the brush rotation motor is led out of the cleaning tank through the hollow shaft portion of the rotation shaft composed of a hollow shaft, the unit frame is rotated. The occurrence of disturbance due to motor wiring at the time is suppressed, and easy adjustment of the cleaning brush pressing force against the substrate surface by the brush pressure adjusting actuator is obtained. Further, there is an advantage that fluctuations in the cleaning brush pressing force with respect to the substrate surface during the cleaning process can be more reliably suppressed.
請求項5記載の発明は、上記ブラシ加圧調整用アクチュエータは、ブラシ加圧調整用エアシリンダとしたので、基板に対する洗浄ブラシの押圧力を、動作用加圧エアのエア圧に対応したレベルの作動力を出力するブラシ加圧調整用エアシリンダにより無段階で所要の押圧力に調整することができるという利点がある。
In the invention according to
請求項6記載の発明は、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダは、緩衝手段を介して洗浄槽外に取り付けられているので、基板洗浄時に洗浄装置本体に生じる振動がブラシ加圧調整用エアシリンダに及ぶのが抑えられて、洗浄ブラシ押圧力の変動を、より一層確実に抑えることができるという利点がある。 According to a sixth aspect of the present invention, since the brush pressure adjusting air cylinder is mounted outside the cleaning tank via a buffering means, the vibration generated in the cleaning apparatus main body during substrate cleaning is a brush pressure adjusting air cylinder. There is an advantage that fluctuations in the pressing force of the cleaning brush can be more reliably suppressed.
請求項7記載の発明は、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダを動作させる加圧エアは、電空レギュレータで制御されたパイロットエアにより動作する外部パイロット式精密レギュレータの制御出力としたので、外部電気信号により、電空レギュレータ、外部パイロット式精密レギュレータ及びブラシ加圧調整用エアシリンダを介して基板面に対する洗浄ブラシの押圧力を無段階で所要の押圧力に容易に調整することができるという利点がある。 According to the seventh aspect of the present invention, the pressurized air for operating the brush pressure adjusting air cylinder is a control output of an external pilot precision regulator operated by pilot air controlled by an electropneumatic regulator. The advantage is that the cleaning brush pressing force against the substrate surface can be easily adjusted to the required pressing force steplessly via the electropneumatic regulator, external pilot precision regulator, and brush pressure adjustment air cylinder. is there.
請求項8記載の発明は、上記基板の搬出入時には、上記ブラシ加圧調整用エアシリンダの作動力により上記ユニットフレームを介して上記洗浄ブラシを前記基板から退避させるようにしたので、ブラシ加圧調整用エアシリンダを、基板の搬出入時に洗浄ブラシを基板から退避させる退避用駆動手段としても機能させることができるという利点がある。 According to the eighth aspect of the present invention, when the substrate is carried in and out, the cleaning brush is retracted from the substrate via the unit frame by the operating force of the brush pressure adjusting air cylinder. There is an advantage that the adjustment air cylinder can also function as a retreat driving means for retreating the cleaning brush from the substrate when the substrate is carried in and out.
請求項9記載の発明は、上記上ブラシ加圧調整用エアシリンダから出力される作動力が、上記上洗浄ブラシ及び上記上ユニットフレームを含む上ブラシユニットの自重により上記基板の表面に接近する方向に発生する上記上回動軸回りのモーメントを相殺して、上記基板の表面に対する前記上洗浄ブラシの押圧力が調整され、上記下ブラシ加圧調整用エアシリンダから出力される作動力が、上記下洗浄ブラシ及び上記下ユニットフレームを含む下ブラシユニットの自重により上記基板の裏面から離反する方向に発生する上記下回動軸回りのモーメントを相殺して、上記基板の裏面に対する前記下洗浄ブラシの押圧力が調整されるようにしたので、上ブラシユニットに、その自重により上回動軸回りのモーメント
が生じ、また下ブラシユニットに、その自重により下回動軸回りのモーメントが生じても、上ブラシ加圧調整用エアシリンダの作動力及び下ブラシ加圧調整用エアシリンダの作動力により前記各モーメントを相殺することで、基板の表面に対する上洗浄ブラシの押圧力及び基板の裏面に対する下洗浄ブラシの押圧力をそれぞれ所要の押圧力に調整することができるという利点がある。
According to a ninth aspect of the present invention, the operating force output from the upper brush pressure adjusting air cylinder approaches the surface of the substrate by the weight of the upper brush unit including the upper cleaning brush and the upper unit frame. The pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate is adjusted by canceling the moment around the upper rotation axis generated in the operation, and the operating force output from the lower brush pressurizing adjustment air cylinder is The lower cleaning brush and the lower brush unit including the lower unit frame cancel the moment around the lower rotation shaft generated in the direction away from the back surface of the substrate by the weight of the lower brush unit, and Since the pressing force is adjusted, a moment around the upper rotation axis is generated in the upper brush unit due to its own weight, and the lower brush unit Even if a moment around the lower rotation axis is generated by its own weight, the respective moments are offset by the operating force of the air brush for adjusting the upper brush pressure and the operating force of the air cylinder for adjusting the lower brush pressure. There is an advantage that the pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate and the pressing force of the lower cleaning brush against the back surface of the substrate can be adjusted to the required pressing force, respectively.
基板洗浄時の洗浄ブラシの押圧力の変動を最小に抑え、安定した洗浄能力を期待しうるとともに押圧力過剰による基板の損傷を防止し、洗浄時間の短縮を図って装置のスループットを向上させ、洗浄ブラシの押圧力を無段階で且つ容易に変更し、さらにはブラシ加圧調整用エアシリンダを基板の搬出入時における洗浄ブラシの退避用駆動手段としても機能させるという目的を達成するために、洗浄槽内で回転する基板に洗浄ブラシを押し付けて回転させることにより前記基板を洗浄する洗浄装置において、一端側に上洗浄ブラシを回転自在に軸支するとともに他端側に固着した上回動軸を前記洗浄槽側に回動自在に支持させて前記上洗浄ブラシを前記基板の表面に対し進退自在とした上ユニットフレームと、一端側に下洗浄ブラシを回転自在に軸支するとともに他端側に固着した下回動軸を前記洗浄槽側に回動自在に支持させて前記下洗浄ブラシを前記基板の裏面に対し進退自在とした下ユニットフレームと、前記上ユニットフレームにおける前記他端側に配置され上回転伝動手段を介して前記上洗浄ブラシを回転させる上ブラシ回転用モータと、前記下ユニットフレームにおける前記他端側に配置され下回転伝動手段を介して前記下洗浄ブラシを回転させる下ブラシ回転用モータと、作動力出力端が前記上ユニットフレームに連結され、前記基板の表面に対する前記上洗浄ブラシの押圧力を調整する上ブラシ加圧調整用エアシリンダと、作動力出力端が前記下ユニットフレームに連結され、前記基板の裏面に対する前記下洗浄ブラシの押圧力を調整する下ブラシ加圧調整用エアシリンダとを有し、前記上ブラシ加圧調整用エアシリンダから出力される作動力が、前記上洗浄ブラシ及び前記上ユニットフレームを含む上ブラシユニットの自重により前記基板の表面に接近する方向に発生する前記上回動軸回りのモーメントを相殺して、前記基板の表面に対する前記上洗浄ブラシの押圧力が調整され、前記下ブラシ加圧調整用エアシリンダから出力される作動力が、前記下洗浄ブラシ及び前記下ユニットフレームを含む下ブラシユニットの自重により前記基板の裏面から離反する方向に発生する前記下回動軸回りのモーメントを相殺して、前記基板の裏面に対する前記下洗浄ブラシの押圧力が調整されることにより実現した。 Minimizes fluctuations in the pressing force of the cleaning brush during substrate cleaning, so that stable cleaning performance can be expected, damage to the substrate due to excessive pressing force is prevented, cleaning time is shortened, and the throughput of the device is improved. In order to achieve the purpose of changing the pressing force of the cleaning brush steplessly and easily, and further functioning the brush pressure adjusting air cylinder as a driving means for retracting the cleaning brush when the substrate is carried in and out, In a cleaning apparatus that cleans the substrate by pressing and rotating the cleaning brush against the substrate rotating in the cleaning tank, the upper rotating shaft that pivotally supports the upper cleaning brush on one end side and is fixed on the other end side. Is supported on the cleaning tank side so that the upper cleaning brush can be moved forward and backward with respect to the surface of the substrate, and the lower cleaning brush is rotatable on one end side. A lower unit frame that pivotally supports and is rotatably supported on the cleaning tank side by a lower rotating shaft fixed to the other end side so that the lower cleaning brush can be moved back and forth with respect to the back surface of the substrate; and the upper unit An upper brush rotating motor that is disposed on the other end side of the frame and rotates the upper cleaning brush via an upper rotation transmission means, and a lower rotation transmission means that is disposed on the other end side of the lower unit frame. A lower brush rotating motor for rotating the lower cleaning brush, an operating force output end connected to the upper unit frame, and an upper brush pressure adjusting air cylinder for adjusting the pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate; A lower brush pressurizing adjustment air shim that is connected to the lower unit frame and that adjusts the pressing force of the lower cleaning brush against the back surface of the substrate. The operating force output from the upper brush pressure adjusting air cylinder is generated in a direction approaching the surface of the substrate by the weight of the upper brush unit including the upper cleaning brush and the upper unit frame. The pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate is adjusted by canceling the moment around the upper rotation axis, and the operating force output from the lower brush pressure adjusting air cylinder is the lower cleaning A pressing force of the lower cleaning brush against the back surface of the substrate by canceling a moment around the lower rotation axis generated in a direction away from the back surface of the substrate by the weight of the lower brush unit including the brush and the lower unit frame It was realized by adjusting.
以下、本発明の好適な実施例を図面に従って詳述する。図1は洗浄装置の内部構成を示す平面図、図2は洗浄装置の内部構成を示す側面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the internal configuration of the cleaning apparatus, and FIG. 2 is a side view showing the internal configuration of the cleaning apparatus.
まず、本実施例に係る洗浄装置の構成を説明する。図1及び図2において洗浄装置1は、主として、洗浄槽2内に、基板保持回転機構3、上ブラシユニット4、下ブラシユニット5及び半導体ウェーハ等の基板6の表裏両面に対し洗浄液を供給する図示しない洗浄液供給ノズルが配設され、洗浄槽2の外側には、上ブラシ加圧調整用アクチュエータ機構としての上ブラシ加圧調整用シリンダ機構7及び下ブラシ加圧調整用アクチュエータ機構としての下ブラシ加圧調整用シリンダ機構8が配設されている。
First, the configuration of the cleaning apparatus according to the present embodiment will be described. 1 and 2, the cleaning apparatus 1 mainly supplies cleaning liquid to the front and back surfaces of the substrate 6 such as the substrate holding and
前記基板保持回転機構3は、1個の駆動ローラ9aと3個の保持ローラ9b〜9dからなる4個のローラを主体として構成されている。該1個の駆動ローラ9aと3個の保持ローラ9b〜9dは、それぞれ軸部材10a,10b,‥及びベアリング11a,11b,‥を介して洗浄槽2の底板2b側に回動自在に支持されている。
The substrate holding /
前記1個の駆動ローラ9aは、ギヤ12等を介して図示しないモータ等の回転駆動手段に連結されている。また、軸部材10a,10b,‥の周囲はシール部材13で覆われて
、該軸部材10a,10b,‥が洗浄液で濡れるのが防止されるとともに洗浄液が洗浄槽2外に飛散するのが防止されている。基板6は前記1個の駆動ローラ9aと3個の保持ローラ9b〜9dとの合計4個のローラで保持されて駆動ローラ9aの駆動力により回転駆動される。
The one
各2個の駆動ローラ9aと保持ローラ9b、及び保持ローラ9cと保持ローラ9dは、それぞれ図示しない共通のベース上に搭載され、図示しない移動機構により2個の駆動及び保持ローラ9b,9cは図1中の矢印P方向に、他の2個の保持ローラ9a,9dは矢印Q方向にそれぞれ移動可能に構成されている。
Each of the two driving
基板6が、図示しない搬送手段により開放された搬出入扉2aを介して洗浄槽2内に搬入されるとき、2個の駆動及び保持ローラ9b,9cは矢印P方向に移動して退避し、他の2個の保持ローラ9a,9dは矢印Q方向に移動して退避する。基板6が洗浄槽2内に搬入されると、駆動ローラ9a,各保持ローラ9b,9c,9dは、図1に示す所定位置に復帰して基板6の周縁部を保持する。このとき搬出入扉2aは閉止される。
When the substrate 6 is carried into the cleaning tank 2 through the carry-in / out
前記上ブラシユニット4には、一端側に前記基板6の表面を洗浄する上洗浄ブラシ14が回転自在に軸支され、他端側に固着した上回動軸15,15がベアリング16,16を介して前記洗浄槽2側に回動自在に支持されて前記上洗浄ブラシ14を前記基板6の表面に対し進退自在とした上ユニットフレーム17と、該上ユニットフレーム17における前記他端側に配置され、スプロケット18aとチェーン18b及びギヤ噛合手段18c等からなる上回転伝動手段18を介して前記上洗浄ブラシ14を回転させる上ブラシ回転用モータ19とが備えられている。
An
前記上ユニットフレーム17は、平面視ほぼコ字形状に形成され、該コ字形状の開放端側に前記上洗浄ブラシ14がベアリング20,20を介して回動自在に支持されている。該上洗浄ブラシ14は、表面が軟質のスポンジ等で被覆され、該表面部に多数の突部14aが形成されている。
The
また、前記上ユニットフレーム17の他端側、即ち前記コ字形状の閉止端内側には、上モータ収納部17aが水密的に形成され、前記上ブラシ回転用モータ19は該上モータ収納部17a内に配置されている。この配置態様により、該上ブラシ回転用モータ19に洗浄液が付くのが防止されるとともに該上ブラシ回転用モータ19の長寿命化が図られる。前記上モータ収納部17aは、前記上回転伝動手段18側にも延設されて、該上回転伝動手段18を覆っている。
Further, an upper
前記上ブラシ回転用モータ19の図示しない配線は、中空軸からなる前記上回動軸15における該中空軸部15aを挿通して洗浄槽2外に導出されている。この導出態様により、上ユニットフレーム17が上回動軸15,15を支点として回動する際の配線による外乱の発生が抑えられる。
A wiring (not shown) of the upper
前記上ユニットフレーム17の他端側に対応した洗浄槽2の外側位置には、前記基板6の表面に対する前記上洗浄ブラシ14の押圧力を調整する上ブラシ加圧調整用シリンダ機構7が配設されている。
A cylinder mechanism 7 for adjusting the upper brush pressure for adjusting the pressing force of the
該上ブラシ加圧調整用シリンダ機構7には、一端部が前記上回動軸15の外部突出端に固着された上リンク21と、上ブラケット22を介して洗浄槽2の外部位置に取り付けられた上ブラシ加圧調整用アクチュエータとしての上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23とが備えられている。該上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23におけるピストンロッド23aの先端部が前記上リンク21の他端部に回動自在に連結されている。
One end of the upper brush pressurizing adjustment cylinder mechanism 7 is attached to an external position of the cleaning tank 2 via an
前記上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23と前記洗浄槽2の外部位置との間には、該外部位置と前記上ブラケット22との間もしくは該上ブラケット22と前記上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23との間にショックアブソーバー又はダンパー等の図示しない緩衝手段が介在されている。この緩衝手段の介在により、基板6の洗浄時に洗浄装置2本体に生じる振動が上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23に及ぶのが抑えられる。
Between the upper brush pressure
また、該上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23及び後述する下ブラシ加圧調整用エアシリンダは、ブラシ偏心等による基板6への押圧力の変動を極力少なくするため、作動時におけるピストンロッド23aの抵抗の少ないものが使用されている。
The upper brush pressure adjusting
前記下ブラシユニット5は、前記基板6を対称中心として前記上ブラシユニット4とほぼ対称的に構成されている。該下ブラシユニット5には、一端側に前記基板6の裏面を洗浄する下洗浄ブラシ24が回転自在に軸支され、他端側に固着した図示しない下回動軸が前記洗浄槽2側に回動自在に支持されて前記下洗浄ブラシ24を基板6の裏面に対し進退自在とした下ユニットフレーム25が備えられている。該下ユニットフレーム25の前記他端側には、前記下洗浄ブラシ24を回転させる図示しない下ブラシ回転用モータが配置されている。
The
前記下洗浄ブラシ24は、前記上洗浄ブラシ14と同様に、表面が軟質のスポンジ等で被覆され、該表面部に多数の突部が形成されている。
Similar to the
前記下ブラシ回転用モータの駆動による前記下洗浄ブラシ24の回転方向と、前記上ブラシ回転用モータ19の駆動による前記上洗浄ブラシ14の回転方向とは、互いに逆方向となっている。
The rotation direction of the
前記下ユニットフレーム25の他端側に対応した洗浄槽2の外側位置には、前記基板6の裏面に対する前記下洗浄ブラシ24の押圧力を調整する下ブラシ加圧調整用シリンダ機構8が配設されている。
A cylinder mechanism 8 for adjusting the lower brush pressure for adjusting the pressing force of the
該下ブラシ加圧調整用シリンダ機構8には、一端部が前記下回動軸の外部突出端に固着された下リンク26と、下ブラケット27を介して洗浄槽2の外部位置に取り付けられた下ブラシ加圧調整用アクチュエータとしての下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28とが備えられている。該下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28におけるピストンロッド28aの先端部が前記下リンク26の他端部に回動自在に連結されている。前記下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28と前記洗浄槽2の外部位置との間には、前記と同様の緩衝手段が介在されている。
One end of the lower brush pressure adjusting cylinder mechanism 8 is attached to the external position of the cleaning tank 2 via a
前記下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28におけるピストンロッド28aの前進方向と、前記上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23におけるピストンロッド23aの前進方向とは、互いに逆方向である。下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28におけるピストンロッド28aが前進方向に作動すると、下ユニットフレーム25は、図2における時計回り方向に回動して下洗浄ブラシ24は基板6の裏面に押し付けられる。これに対し、上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23におけるピストンロッド23aが前進方向に作動すると、上ユニットフレーム17は、前記と同様に時計回り方向に回動するが上洗浄ブラシ14は基板6の表面から離反する方向に動く。
The forward direction of the
図3は、洗浄装置1の制御系を概念的に示すブロック図である。エア圧源29からのエアが外部パイロット式精密レギュレータ30の入力ポートに入力されている。該外部パイロット式精密レギュレータ30のパイロットポートには、コントローラ31からの外部電
気信号をパイロット信号として動作する電空レギュレータ32からのパイロットエアが入力されている。
FIG. 3 is a block diagram conceptually showing the control system of the cleaning apparatus 1. Air from the
外部パイロット式精密レギュレータ30は、該電空レギュレータ32からのパイロットエアで動作し、その制御出力である加圧エアが前記ブラシ加圧調整用エアシリンダ23(28)のシリンダポートに入力されている。
The external
そして、コントローラ31からの外部電気信号をパイロット信号として電空レギュレータ32が動作し、該電空レギュレータ32から前記外部電気信号の信号レベルに対応したエア圧からなるパイロットエアが出力される。このパイロットエアで外部パイロット式精密レギュレータ30が動作し、該外部パイロット式精密レギュレータ30から前記パイロットエアのエア圧に対応したエア圧からなる加圧エアが出力される。この加圧エアでブラシ加圧調整用エアシリンダ23(28)が動作し、該ブラシ加圧調整用エアシリンダ23(28)の作動力により基板6に対する洗浄ブラシ14(24)の押圧力が無段階で所要の押圧力に調整される。
Then, the
ブラシ加圧調整用エアシリンダ23(28)の作動力(推力)、即ち前記加圧エアのエア圧と基板6に対する洗浄ブラシ14(24)の押圧力(押付荷重)との関係は、ロードセル33で検出されるブラシ加圧調整用エアシリンダ23(28)の作動力(推力)と、荷重校正用治具34で測定される基板6への押圧力(押付荷重)とがコントローラ31に入力されて予め求められる。そして、該コントローラ31から所要信号レベルの外部電気信号が電空レギュレータ32に送られ、基板6に対する洗浄ブラシ14(24)の押圧力(押付荷重)が、安定した洗浄能力を期待しうる圧力値に設定される。またロードセル33により洗浄処理中のブラシ押圧の監視及び記録を行う。
The relationship between the operating force (thrust) of the air cylinder 23 (28) for adjusting the brush pressure, that is, the air pressure of the pressurized air and the pressing force (pressing load) of the cleaning brush 14 (24) against the substrate 6 is shown in FIG. The operating force (thrust force) of the air cylinder 23 (28) for adjusting the brush pressure detected in step (2) and the pressing force (pressing load) applied to the substrate 6 measured by the load calibration jig 34 are input to the
次に、上述のように構成された洗浄装置の作用を説明する。洗浄槽2内への基板6の搬入時に、上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23が、そのピストンロッド23aを前進させるように作動し、該上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23の作動力により上ユニットフレーム17が図2中時計回り方向に回動して上洗浄ブラシ14が退避位置に移動する。また、下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28が、そのピストンロッド28aを後退させるように作動し、下ブラシユニット5の自重及び該下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28の作動力により下ユニットフレーム25が図2中反時計回り方向に回動して下洗浄ブラシ24が退避位置に移動する。
Next, the operation of the cleaning apparatus configured as described above will be described. When the substrate 6 is carried into the cleaning tank 2, the upper brush pressure
このように、上下のブラシ加圧調整用エアシリンダ23,28は、洗浄槽2に対する基板6の搬出入時に、上下の洗浄ブラシ14,24を基板6から退避させる退避用駆動手段としても機能する。
Thus, the upper and lower brush pressure adjusting
一方、基板保持回転機構3では、移動機構により、2個の駆動及び保持ローラ9a,9bが図1中矢印P方向に移動して退避し、他の2個の保持ローラ9c,9dが矢印Q方向に移動して退避する。この退避状態で、開放された搬出入扉2aを介して搬送手段により基板6が搬入されると、駆動ローラ9a,各保持ローラ9b,9c,9dが所定位置に復帰して基板6の周縁部が保持される。このとき搬出入扉2aは閉止される。
On the other hand, in the substrate holding and
基板6が各ローラ9a〜9dで保持された状態で、回転駆動手段により駆動ローラ9aが回転駆動されることで、基板6が回転始動する。基板が回転した状態で、洗浄液供給ノズルから基板6の表裏両面に洗浄液が供給される。
In a state where the substrate 6 is held by the
この状態で、上ブラシ回転用モータ19で回転駆動された上洗浄ブラシ14が、上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23からの作動力により基板6の表面に押し付けられる。また
、下ブラシ回転用モータで、前記上洗浄ブラシ14の回転方向とは逆向きに回転駆動された下洗浄ブラシ24が、下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28からの作動力により基板6の裏面に押し付けられる。
In this state, the
このとき、上ブラシユニット4には、その自重により基板6の表面に接近する方向に上回動軸15回りのモーメントが発生している。上ブラシ加圧調整用エアシリンダ23からのそのピストンロッド23aを前進させる方向の作動力により、前記上回動軸15回りのモーメントを軽減するように相殺することで上洗浄ブラシ14が所要の押圧力に調整されて基板6の表面に押し付けられる。また、下ブラシユニット5には、その自重により基板6の裏面から離反する方向に下回動軸回りのモーメントが発生している。下ブラシ加圧調整用エアシリンダ28からのそのピストンロッド28aを前進させる方向の作動力が、前記下回動軸回りのモーメントを上回るように該モーメントを相殺することで下洗浄ブラシ24が所要の押圧力に調整されて基板6の裏面に押し付けられる。
At this time, a moment around the
このように、互いに逆向きに回転する上洗浄ブラシ14と下洗浄ブラシ24とが、それぞれ所要の押圧力で基板6の表面及び裏面に押し付けられて該基板6の表、裏両面が洗浄される。
In this way, the
この洗浄処理中に、上ユニットフレーム17の一端側に、基板6に対し進退自在に軸支されている上洗浄ブラシ14は、基板表面の動きに適切に追従する。また、下ユニットフレーム25の一端側に、基板6に対し進退自在に軸支されている下洗浄ブラシ24は、基板裏面の動きに適切に追従する。
During this cleaning process, the
さらに、比較的重量物である上下のブラシ回転用モータ19,・は各ユニットフレーム17,25における他端側の各回動軸15,・近傍に配置されていることで、各ユニットフレーム17,25における各回動軸15,・回りのモーメントが小さな値に抑えられる。この結果、安定した洗浄が行われる。
Further, the upper and lower
所要の洗浄工程が、終了すると、基板6は、搬送手段によって洗浄槽2外に搬出され、次の工程に向けて搬送される。なお、基板6を洗浄槽2外に搬出する際の洗浄装置の動作は、搬入時と逆の動作であり、基本動作はほぼ同じである。 When the required cleaning process is completed, the substrate 6 is carried out of the cleaning tank 2 by the transfer means and transferred toward the next process. Note that the operation of the cleaning apparatus when the substrate 6 is carried out of the cleaning tank 2 is the reverse of the operation at the time of carry-in, and the basic operation is almost the same.
上述したように、本実施例に係る洗浄装置においては、基板洗浄時に洗浄ブラシ14,24が基板面の動きに追従することで、洗浄時における基板面に対する該洗浄ブラシ14,24の押圧力の変動を最小に抑えることができる。ブラシ回転用モータ19,・をユニットフレーム17,25の回動軸近傍に配設したことでユニットフレーム17,25の回動軸回りのモーメントを小さな値に抑えることができる。
As described above, in the cleaning apparatus according to the present embodiment, the cleaning brushes 14 and 24 follow the movement of the substrate surface during substrate cleaning, so that the pressing force of the cleaning brushes 14 and 24 against the substrate surface during cleaning is reduced. Variation can be minimized. By arranging the
したがって、安定した洗浄能力を期待することができるとともに押圧力過剰による基板6の損傷を防止することができる。また、洗浄時間の短縮を図ることができて装置のスループットを向上させることができる。 Therefore, stable cleaning ability can be expected, and damage to the substrate 6 due to excessive pressing force can be prevented. Further, the cleaning time can be shortened and the throughput of the apparatus can be improved.
ブラシ回転用モータ19,・をモータ収納部17a,・内に配置したことで、洗浄ブラシ14,24に対する回転機能を常時正常に生じさせることができるとともに該ブラシ回転用モータ19,・の長寿命化を図ることができる。
By arranging the
ブラシ加圧調整用エアシリンダ23,28を緩衝手段を介して洗浄槽2外に取り付けたことで、基板洗浄時に洗浄装置本体に生じる振動がブラシ加圧調整用エアシリンダ23,28に及ぶのが抑えられて、洗浄ブラシ押圧力の変動を、より一層確実に抑えることができる。
By attaching the brush pressure adjusting
ブラシ加圧調整用エアシリンダ23,28を動作させる加圧エアを、外部パイロット式精密レギュレータ30の制御出力としたことで、基板面に対する洗浄ブラシ14,24の押圧力を無段階で適切な値に容易に調整することができる。
By using the pressurized air that operates the
ブラシ加圧調整用エアシリンダ23,28を、基板6の搬出入時に洗浄ブラシ14,24を基板6から退避させる退避用駆動手段としても機能させることができる。
The brush pressure adjusting
なお、本実施例では、ブラシ加圧調整用アクチュエータをエアシリンダとしたが、該ブラシ加圧調整用アクチュエータとしては電磁プランジャ等の他のアクチュエータを適用することもできる。 In this embodiment, the brush pressure adjusting actuator is an air cylinder, but other actuators such as an electromagnetic plunger can be applied as the brush pressure adjusting actuator.
また、本実施例では、上洗浄ブラシと下洗浄ブラシにより、基板の表、裏両面を洗浄するようにしたが、ステージ上に保持されて回転する基板の表面のみを洗浄する方法にも適用することができる。 In this embodiment, the upper and lower cleaning brushes are used to clean the front and back surfaces of the substrate. However, the present invention is also applicable to a method of cleaning only the surface of the substrate held and rotated on the stage. be able to.
さらに、本実施例では、半導体ウェーハ等の基板を洗浄対象としたが、液晶表示装置用ガラス基板等のその他の基板も洗浄対象とすることができる。 Furthermore, in the present embodiment, a substrate such as a semiconductor wafer is targeted for cleaning, but other substrates such as a glass substrate for a liquid crystal display device can also be targeted for cleaning.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
図は本発明の実施例に係る洗浄装置を示すものである。
1 洗浄装置
2 洗浄槽
3 基板保持回転機構
4 上ブラシユニット
5 下ブラシユニット
6 基板
7 上ブラシ加圧調整用シリンダ機構(上ブラシ加圧調整用アクチュエータ機構)
8 下ブラシ加圧調整用シリンダ機構(下ブラシ加圧調整用アクチュエータ機構)
9a 駆動ローラ
9b〜9d 保持ローラ
10a,10b 軸部材
11a,11b ベアリング
12 ギヤ
13 シール部材
14 上洗浄ブラシ
15 上回動軸
15a 中空軸部
16 ベアリング
17 上ユニットフレーム
17a 上モータ収納部
18 上回転伝動手段
19 上ブラシ回転用モータ
20 ベアリング
21 上リンク
22 上ブラケット
23 上ブラシ加圧調整用エアシリンダ(上ブラシ加圧調整用アクチュエータ)
23a ピストンロッド
24 下洗浄ブラシ
25 下ユニットフレーム
26 下リンク
27 下ブラケット
28 下ブラシ加圧調整用エアシリンダ(下ブラシ加圧調整用アクチュエータ)
28a ピストンロッド
29 エア圧源
30 外部パイロット式精密レギュレータ
31 コントローラ
32 電空レギュレータ
33 ロードセル
34 荷重校正用治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cleaning apparatus 2
8 Lower brush pressure adjustment cylinder mechanism (lower brush pressure adjustment actuator mechanism)
Claims (9)
一端側に前記洗浄ブラシを回転自在に軸支するとともに他端側に固着した回動軸を前記洗浄槽側に回動自在に支持させて前記洗浄ブラシを前記基板に対し進退自在としたユニットフレームと、該ユニットフレームにおける前記他端側に配置され回転伝動手段を介して前記洗浄ブラシを回転させるブラシ回転用モータと、作動力出力端が前記ユニットフレームに連結され、前記基板に対する前記洗浄ブラシの押圧力を調整するブラシ加圧調整用アクチュエータとを有することを特徴とする洗浄装置。 In the cleaning apparatus for cleaning the substrate by rotating the cleaning brush on the substrate rotating in the cleaning tank,
A unit frame in which the cleaning brush is rotatably supported at one end side and a rotating shaft fixed to the other end side is rotatably supported on the cleaning tank side so that the cleaning brush can be moved forward and backward with respect to the substrate. A brush rotation motor disposed on the other end side of the unit frame and rotating the cleaning brush via a rotation transmission means, and an operating force output end connected to the unit frame, and the cleaning brush with respect to the substrate A cleaning apparatus comprising: a brush pressure adjusting actuator for adjusting a pressing force.
請求項1,2,3,4,5,6,7又は8記載の洗浄装置。 The upper rotating shaft in which the operating force output from the upper brush pressurizing adjustment air cylinder is generated in the direction approaching the surface of the substrate by the weight of the upper brush unit including the upper cleaning brush and the upper unit frame. The pressing force of the upper cleaning brush against the surface of the substrate is adjusted by offsetting the moment of rotation, and the operating force output from the lower brush pressure adjusting air cylinder is applied to the lower cleaning brush and the lower unit frame. That the lower brush unit pressing force of the lower cleaning brush against the back surface of the substrate is adjusted by offsetting the moment around the lower rotation axis generated in the direction away from the back surface of the substrate by the weight of the lower brush unit including 9. A cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
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