JP2887095B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は円盤状のワ−クの
上下面をロ−ルブラシによって同時に洗浄するための洗
浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば半導体装置の製造工程において
は、ワ−クとしての半導体ウエハを高い清浄度で洗浄す
ることが要求される工程がある。このようなワ−クを洗
浄する方式としては、洗浄液中に複数枚のワ−クを浸漬
するデイップ方式や被洗浄基板に向けて洗浄液を噴射し
て一枚づつ洗浄する枚葉方式があり、最近では高い清浄
度が得られるとともに、コスト的に有利な枚葉方式が採
用されることが多くなってきている。

【０００３】枚葉方式の１つとしてロ−ルブラシを用い
た洗浄装置が知られている。この洗浄装置はワ−クを搬
送ラインによって所定方向に直線的に搬送するととも
に、その搬送途中に、上記ワ−クの表裏両面にブラシ毛
が接触する状態で複数のロ−ルブラシを、その軸線をワ
−クの搬送方向に対して直交させて配置し、洗浄液を供
給しながら各ロ−ルブラシを回転させることで、上記ロ
−ルブラシによって上記ワ−クの表裏両面に付着した微
粒子を除去するようにしている。

【０００４】しかしながら、搬送ラインによって直線搬
送されるワ−クの上下面に、その搬送ラインの途中に設
けられたロ−ルブラシを接触させるだけでは、たとえば
上記ロ−ルブラシのブラシ毛の摩耗状態が不均一であっ
たり、ロ−ルブラシの配置状態（水平度）が傾いていた
りすると、上下一対のロ−ルブラシがワ−クの上下面全
体にわたって均一に接触しないことがある。そのため、
上記ワ−クの上下面全体を上記を一対のロ−ルブラシに
よって均一な清浄度で洗浄できないということがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の洗
浄装置は、搬送ラインによって直線搬送されるワ−クの
上下面に、軸線をワ−クの搬送方向に対して直交させて
配置されたロ−ルブラシを接触させるようにしているた
め、ロ−ルブラシのブラシ毛の摩耗状態が不均一であっ
たり、配置状態が傾いていたりすると、上記ワ−クの上
下面を全体にわたって均一な清浄度で洗浄できないとい
うことがあった。

【０００６】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とすることろは、ワ−クの上下面全体をロ
−ルブラシによって均一に洗浄することができるように
した洗浄装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円盤
状のワ−クの上下面を同時にブラシ洗浄する洗浄装置に
おいて、軸線を上下方向に沿わせて回転自在に配設され
るとともに上記ワ−クの周辺部が係合する係合部が形成
された駆動ロ−ラと、この駆動ロ−ラを回転駆動する第
１の駆動手段と、上記駆動ロ−ラの係合部に周辺部を係
合させた上記ワ−クの下面に接する下部ロ−ルブラシお
よびこの下部ロールブラシよりも上記駆動ローラ寄りに
配設され上記ワークの上面に接する上部ロ−ルブラシ
と、上記下部ロ−ルブラシと上部ロ−ルブラシとを上記
ワ−クが上記駆動ロ−ラに押し付けられる方向に回転駆
動する第２の駆動手段とを具備したことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記駆動ローラは上記ワークの径方向一端側に配設
され、そのワークの径方向他端側には上記ワークが径方
向にずれ動いて上記駆動ローラの係合部から外れるのを
阻止する規制ローラが配設されていることを特徴とす
る。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記駆動ローラの係合部は水平面もしくは径方向外
方に行くにつれて低く傾斜する傾斜面に形成されている
ことを特徴とする。

【００１０】請求項１と請求項３の発明によれば、上部
ロ−ルブラシがワ−クに作用する押圧力によって上記ワ
−クを駆動ロ−ラの係合部に押圧するから、上記駆動ロ
−ラによってワ−クを確実に回転させることができる。

【００１１】請求項２の発明によれば、ワ−クは駆動ロ
−ラによって回転させられながら上下一対のロ−ルブラ
シで洗浄されるとともに、規制ロ−ラによって径方向に
ずれ動くのが規制されるため、ロ−ルブラシにより洗浄
されているときに駆動ロ−ラの係合部から外れるのが確
実に防止される。

【００１２】

【００１３】

【発明の実施形態】以下、この発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図２に示すようにこの発明の洗浄
装置は洗浄槽１を備えている。この洗浄槽１には導入口
３が形成されている。この導入口３からは、ワ−クとし
ての未洗浄の半導体ウエハ２が図示しない受け渡しロボ
ットによって内部に導入されるようになっている。上記
洗浄槽１の上記一側壁に隣接する側壁には洗浄された半
導体ウエハ２を同じく図示しない受け渡しロボットによ
って搬出するための導出口４が形成されている。上記導
入口３と導出口４はシャッタ３ａ、４ａによって開閉自
在されるようになっている。

【００１４】上記洗浄槽１内にはユニットケ−ス５が設
けられている。このユニットケ−ス５の内部には、上記
半導体ウエハ２の導入方向の中心線Ｃと直交する方向の
一端側に３本の駆動ロ−ラ６が配置され、他端側には２
本の規制ロ−ラ７が配置されている。各ロ−ラ６、７
は、それぞれ軸線を垂直にして回転自在に、しかも上記
半導体ウエハ２の周方向に沿って所定の間隔で配設され
ている。

【００１５】上記各ロ−ラ６、７の配置状態をさらに詳
述する。すなわち、図１に示すように上記ユニットケ−
ス５の内底部は仕切板８によって隔別され、この仕切板
８の下方には支持板９が配設されている。上記駆動ロ−
ラ６と規制ロ−ラ７とは上記仕切板８に形成された通孔
８ａを貫通している。駆動ロ−ラ６の下端部は上記支持
板９に立設された第１の軸受体１１によって回転自在か
つスラスト方向にスライド不能に支持されている。

【００１６】上記規制ロ−ラ７の下端部は第２の軸受体
１２によって回転自在かつスラスト方向にスライド不能
に支持されている。上記第２の軸受体１２は上記支持板
９にスライド自在に設けられていて、図１に矢印で示す
ように駆動シリンダ１３により上記駆動ロ−ラ６に対し
て接離する方向に駆動されれるようになっている。

【００１７】上記駆動ロ−ラ６の上部には大径部６ａが
設けられ、その大径部６ａの上面は上記半導体ウエハ２
の周辺部が係合する係合部１５となっている。係合部６
ａは水平面となっているが、径方向外方に行くにつれて
低く傾斜する傾斜面であってもよい。

【００１８】上記規制ロ−ラ７の上部は小径部７ａに形
成され、この小径部７ａは上記半導体ウエハ２の周辺部
に接触して上記係合部１５に係合保持された半導体ウエ
ハ２が径方向にずれ動くのを規制するようになってい
る。

【００１９】上記駆動ロ−ラ６と規制ロ−ラ７とが仕切
板８の通孔８ａを貫通した箇所はラビリンス構造１６と
なっている。それによって、上記半導体ウエハ２を洗浄
する洗浄液が上記通孔８ａからユニットケ−スの外部へ
流出するのを阻止している。

【００２０】上記駆動ロ−ラ６は第１の駆動機構１７に
よって回転駆動されるようになっている。この第１の駆
動機構１７は図１に示すように上記支持板９の下方に配
置されたモ−タ１８を有する。このモ−タ１８の回転軸
１８ａには駆動プ−リ１９ａが嵌着されている。この駆
動プ−リ１９ａと上記各駆動ロ−ラ６の下端部にそれぞ
れ嵌着された３つの従動プ−リ１９ｂとの間にはベルト
２０が図示しないテンショロ−ラによって張力を調整さ
れて張設されている。したがって、上記モ−タ１８が作
動すれば、ベルト２０を介して上記各駆動ロ−ラ６を回
転駆動することができるようになっている。

【００２１】上記ユニットケ−ス５内には下部ロ−ルブ
ラシ２１と上部ロ−ルブラシ２２とが軸線Ｏ1 、Ｏ2 を
上記ユニットケ−ス５の中心線Ｃに対して平行、かつそ
の中心線Ｃと直交する方向に対してずらして配置されて
いる。つまり、下部ロ−ルブラシ２１の軸線Ｏ1 は上記
中心線Ｃよりも規制ロ−ラ７側に位置しており、上部ロ
−ルブラシ２２の軸線Ｏ2 は駆動ロ−ラ６側に偏倚され
ている。

【００２２】上記下部ロ−ルブラシ２１と上部ロ−ルブ
ラシ２２とは第２の駆動機構２０Ａによってそれぞれ回
転駆動されるとともに、上下駆動機構２０Ｂによって上
下方向に駆動されるようになっている。

【００２３】つまり、各ロ−ルブラシ２１、２２のブラ
シ毛２１ａ、２２ａが設けられたロ−ル軸２１ｂ、２２
ｂの一端部は図２に示すようにユニットケ−ス５の一側
壁から突出し、その突出部分には軸受体２３とモ−タ２
４とが一体化された駆動ユニット２５が設けられてい
る。

【００２４】各駆動ユニット２５の軸受体２３には上記
ロ−ル軸２１ｂ、２２ｂが回転自在に支持されていると
ともに、その軸受体２３の内部で上記モ−タ２４の回転
軸（図示せず）に連結されている。上記下部ロ−ルブラ
シ２１と上部ロ−ルブラシ２２とはそれぞれモ−タ２４
によって図１に矢印で示すように互いに逆方向であると
ともに、これらロ−ルブラシ２１、２２間に供給された
半導体ウエハ２をその回転力で駆動ロ−ラ６の外周面に
押し付ける方向に回転駆動されるようになっている。

【００２５】上記一対の駆動ユニット２５には、図２と
図３に示すようにそれぞれア−ム２６の一端が固着され
ている。各ア−ム２６の他端部は、上記ユニットケ−ス
５の近傍に配置されたハウジング２７の一側壁に形成さ
れた縦長の通孔２８からその内部に導入されている。各
ア−ム２６の他端には取付板２９が取着され、各取付板
２９にはスライダ３１が設けられている。各スライダ３
１は上記ハウジング２７の他側内面に垂直方向に沿って
設けられたリニアガイド３２にスライド自在に係合保持
されている。

【００２６】一対のア−ム２６の他端部にはナット体３
３が設けられている。各ナット体３３にはそれぞれボ−
ルねじ３４が螺合している。各ボ−ルねじ３４は上下端
部がそれぞれ上記ハウジング２７の上下内面に設けられ
た軸受３５に回転自在に支持されている。

【００２７】上記ボ−ルねじ３４の下端部はハウジング
２７の下端から突出し、その突出端には従動プ−リ３６
が嵌着されている。各従動プ−リ３６の近傍にはモ−タ
３７が配設され、このモ−タ３７の回転軸３７ａに嵌着
された駆動プ−リ３８と上記従動プ−リ３６との間には
ベルト３９が張設されている。

【００２８】したがって、上記モ−タ３７が作動すれ
ば、ボ−ルねじ３４が回転駆動される。それによって、
ボ−ルねじ３４に螺合されたナット体３３を介してア−
ム２６がリニアガイド３２に沿って上下方向に駆動され
ることになる。つまり、下部ロ−ルブラシ２１と上部ロ
−ルブラシ２２とを上下方向に駆動させることができる
かっら、各ロ−ルブラシ２１、２２を半導体ウエハ２の
下面と上面とに所定の接触力で接触させることができ
る。

【００２９】上述したごとく、上記上部ロ−ルブラシ２
２は下部ロ−ルブラシ２１に比べて軸線Ｏ2 を駆動ロ−
ラ６側に偏倚させている。そのため、半導体ウエハ２は
上部ロ−ルブラシ２２から受ける押圧力によって駆動ロ
−ラ６側に位置する周辺部がその係合部１５に押し付け
られることになる。

【００３０】したがって、半導体ウエハ２は、一対のロ
−ルブラシ２１、２２の回転力と、上部ロ−ルブラシ２
２の押圧力とによって上記駆動ロ−ラ６に押し付けられ
ることになるから、上記駆動ロ−ラ６の回転力が半導体
ウエハ２に伝達されることになる。

【００３１】上記下部ロ−ルブラシ２１と上部ロ−ルブ
ラシ２２との近傍には、図１に示すようにそれぞれ一対
のパイプ状の下部ノズル４１と上部ノズル４２とが配置
されている。各ノズル４１、４２からは上記半導体ウエ
ハ２の上下面を一対のブラシ２１、２２によって洗浄す
るときに洗浄液が供給されるようになっている。

【００３２】つぎに、上記構成の洗浄装置によって半導
体ウエハ２を洗浄するときの動作について説明する。ま
ず、一対の規制ロ−ラ７を駆動シリンダ１３によって図
４に鎖線で示すように駆動ロ−ラ６から離反する方向へ
後退させるとともに、下部ロ−ルブラシ２１を下降さ
せ、上部ロ−ルブラシ２２を上昇させてこれらロ−ルブ
ラシ２１、２２を図３に鎖線で示すように所定の間隔で
離反させる。

【００３３】その状態で一対のロ−ルブラシ２１、２２
間に未洗浄の半導体ウエハ２を、その周辺部の径方向一
端側が３本の駆動ロ−ラ６の係合部１５に係合するよう
図示しない受け渡しロボットで供給する。供給後、下部
ロ−ルブラシ２１を上昇させて半導体ウエハ２の下面に
接触させ、半導体ウエハ２を上記係合部１５とでほぼ水
平に支持し、ついで上部ロ−ルブラシ２２を下降させて
半導体ウエハ２の上面に所定の圧力で接触させる。

【００３４】一対のロ−ルブラシ２１、２２を所定の高
さに位置決めしたならば、駆動シリンダ１３を作動させ
て一対の規制ロ−ラ７をその小径部７ａが上記半導体ウ
エハ２の径方向他端側、つまり係合部１５に係合した部
分と径方向の反対側の部分の外周面に当接するまである
いはわずかな間隔を介して近接するまで前進方向へ駆動
する。

【００３５】このようにして半導体ウエハ２を保持した
ならば、受け渡しロボットを後退させ、下部ロ−ルブラ
シ２１と上部ロ−ルブラシ２２および３本駆動ロ−ラ６
を回転駆動する。

【００３６】一対のロ−ルブラシ２１、２２が回転駆動
されることで、半導体ウエハ２の上下面がブラシ洗浄さ
れるとともに、これらロ−ルブラシ２１、２２の回転力
によって外周面の径方向一端側が駆動ロ−ラ６に押し付
けられる。

【００３７】また、上部ロ−ルブラシ２２が下部ロ−ル
ブラシ２１よりも駆動ロ−ラ６側に偏倚していること
で、半導体ウエハ２には図１に矢印Ｍで示す方向の回転
モ−メントが生じる。そのため、半導体ウエハ２は上記
モ−メントＭによって、周辺部の上記駆動ロ−ラ６側の
部分が係合部１５に押し付けられる。

【００３８】このように、半導体ウエハ２が駆動ロ−ラ
６に押し付けられることで、半導体ウエハ２には上記駆
動ロ−ラ６の回転力が伝えられる。それによって、半導
体ウエハ２は一対のロ−ルブラシ２１、２２との接触力
に抗して上記駆動ロ−ラ６により回転させられることに
なる。

【００３９】つまり、半導体ウエハ２は、その上下面が
径方向に沿う一対のロ−ルブラシ２１、２２によってブ
ラシ洗浄されるとき、駆動ロ−ラ６によって回転させら
れる。そのため、上下一対のロ−ルブラシ２１、２２
は、半導体ウエハ２の上下面に対して万べんなく摺接す
るばかりか、摺接する部位が制限されるということがな
い。

【００４０】たとえば、一対のロ−ルブラシ２１、２２
間に半導体ウエハ２を直線搬送するだけであると、上記
半導体ウエハ２の搬送方向と直交する径方向の一端側に
はロ−ルブラシ２１、２２の軸方向一端側だけしか摺接
せず、径方向他端側には軸方向の他端側だけしか摺接し
ないということになる。その場合、各ロ−ルブラシ２
１、２２のブラシ毛２１ａ、２２ａの摩耗状態が軸方向
において不均一であったり、ロ−ル軸２１ｂ、２２ｂの
軸線が水平線に対して傾いていたりすると、半導体ウエ
ハ２の全面に対して上記ブラシ毛２１ａ、２２ａが均一
な接触力で接触しないから、洗浄状態が不均一になって
しまう。

【００４１】しかしながら、ロ−ルブラシ２１、２２を
回転させるだけでなく、半導体ウエハ２も回転させる
と、半導体ウエハ２に対して一対のロ−ルブラシ２１、
２２の接触部位が制限されなくなる、つまり半導体ウエ
ハ２の所定の部分にロ−ルブラシ２１、２２の所定部分
だけが接触するということがなくなるから、ロ−ルブラ
シ２１、２２のブラシ毛２１ａ、２２ａの摩耗状態が不
均一であったり、軸線が傾いているなどしても、上記半
導体ウエハ２の全面をほぼ均一に洗浄することが可能と
なる。

【００４２】また、洗浄中に半導体ウエハ２は、規制ロ
−ラ７によって径方向にずれ動くのが制限される。その
ため、半導体ウエハ２の周辺部が駆動ロ−ラ６の係合部
１５から外れるようなことがなくなるから、駆動ロ−ラ
６の回転を上記半導体ウエハ２に確実に伝達することが
できるばかりか、半導体ウエハ２の保持状態が損なわれ
るということがなくなる。

【００４３】なお、上記一実施形態では駆動ロ−ラを３
本としたが、その数は限定されるものでなく、２本以下
あるいは４本以上であってもよい。駆動ロ−ラが１本で
あっても、半導体ウエハを回転させたり、下部ロ−ルブ
ラシとで保持することは可能であるが、２本以上の方が
安定性が向上する。

【００４４】また、半導体ウエハが径方向にずれるのを
規制するために２本の規制ロ−ラを設けたが、半導体ウ
エハは一対のロ−ルブラシの回転力と、上部ロ−ルブラ
シの押圧力とによって駆動ロ−ラに押し付けられている
から上記規制ロ−ラがなくとも、半導体ウエハを所定の
状態で保持しながら洗浄することは可能である。さら
に、ワ−クとしては半導体ウエハ以外のものであっても
よく、要は円盤状で上下面を洗浄する必要があるもので
あればよい。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように請求項１と請求項３の
発明によれば、ワ−クの上下面を一対のロ−ルブラシで
洗浄するときに、上記ワ−クを駆動ロ−ラによって周方
向に回転させるとともに、上部ロールブラシを下部ロー
ルブラシに対して駆動ローラ寄りに偏倚させた。

【００４６】そのため、ワ−クを一対のロ−ルブラシ間
に直線搬送する場合のように、ワ−クとブラシとの接触
部位が制限されるということがなくなるから、ロ−ルブ
ラシのブラシ毛の摩耗状態が不均一であったり、ロ−ル
ブラシの配置状態が傾いているなどしても、上記ワ−ク
の上下面を全体にわたって均一にブラシ洗浄することが
できるばかりか、上部ロ−ルブラシの押圧力によってワ
−クを駆動ロ−ラの係合部に確実に係合させることがで
きる。

【００４７】請求項２の発明によれば、ワ−クを駆動ロ
−ラによって回転させるため、その上下面を全体にわた
って均一に洗浄することができるばかりか、規制ロ−ラ
によって上記ワ−クが径方向にずれ動くのが規制される
から、ワ−クが駆動ロ−ラの係合部から外れて保持状態
が不確実になったり、駆動ロ−ラの回転が伝達されにく
くなるなどのことがなくなる。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の全体構成を示すユニッ
トケ−スの縦断面図。

【図２】同じく洗浄槽の横断面図。

【図３】同じく一対のロ−ルブラシを上下駆動する機構
の側面図。

【図４】同じく駆動ロ−ラ、規制ロ−ラおよび一対のロ
−ルブラシの配置状態の斜視図。

【符号の説明】

２…半導体ウエハ（ワ−ク）、６…駆動ロ−ラ、７…規
制ロ−ラ、１５…係合部、１７…第１の駆動機構（駆動
手段）、１８…第１の駆動機構のモ−タ、２１…上部ロ
−ルブラシ、２２…下部ロ−ルブラシ、２２Ａ…第２の
駆動機構、２４…第２の駆動機構のモ−タ、２５…第２
の駆動機構（駆動手段）。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円盤状のワ−クの上下面を同時にブラシ
   洗浄する洗浄装置において、 軸線を上下方向に沿わせて回転自在に配設されるととも
   に上記ワ−クの周辺部が係合する係合部が形成された駆
   動ロ−ラと、 この駆動ロ−ラを回転駆動する第１の駆動手段と、 上記駆動ロ−ラの係合部に周辺部を係合させた上記ワ−
   クの下面に接する下部ロ−ルブラシおよびこの下部ロー
   ルブラシよりも上記駆動ローラ寄りに配設され上記ワー
   クの上面に接する上部ロ−ルブラシと、 上記下部ロ−ルブラシと上部ロ−ルブラシとを上記ワ−
   クが上記駆動ロ−ラに押し付けられる方向に回転駆動す
   る第２の駆動手段とを具備したことを特徴とする洗浄装
   置。
2. 【請求項２】 上記駆動ローラは上記ワークの径方向一
   端側に配設され、そのワークの径方向他端側には上記ワ
   ークが径方向にずれ動いて上記駆動ローラの係合部から
   外れるのを阻止する規制ローラが配設されていることを
   特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
3. 【請求項３】 上記駆動ローラの係合部は水平面もしく
   は径方向外方に行くにつれて低く傾斜する傾斜面に形成
   されていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。