JP3028475B2 - ブラシスクラバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエ−ハの表面に
洗浄液をかけながら回転するブラシを該ウエ−ハに押し
当てて移動し、表面付着物をスクラブ洗浄するようにし
たブラシスクラバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表面をスクラブ洗浄するためカップ型の
ブラシを先端に有するア−ムをウエ−ハ面上で揺動させ
るようにしたブラシスクラバが用いられている。このブ
ラシスクラバによる洗浄面積は、ブラシの揺動範囲に対
応しているから、ウエ−ハの全面を洗浄するには該ブラ
シは少くともウエ−ハの端縁から該ウエ−ハの中心部に
わたる範囲を移動しなければならない。

【０００３】そして、上記ア−ムの揺動は、ウエ−ハ面
を充分に洗浄できるまで繰り返されるので、ウエ−ハの
口径が大きくなるとそれに伴って洗浄時間も長くならざ
るを得ない。例えば、従来用いられていた６インチ、８
インチ等のウエ−ハに比べて１２インチ若しくはそれ以
上の大口径のウエ−ハになると被洗浄面が大きいから洗
浄に長時間を要するようになる。この際、ウエ−ハに応
じてブラシの口径を大きくすることも考えられるが、大
口径のブラシでは装置全体が大型化し、また該ブラシの
駆動も大変であり、その上、ブラシ全体に均一な押圧力
を作用させることや高度な洗浄をすることがむずかしく
なってウエ−ハ全面の均質な洗浄効果を奏しにくくな
る。

【０００４】

【発明の解決課題】本発明の解決課題は、上記のように
１２インチ若しくはそれ以上というような大口径のウエ
−ハを長い洗浄時間をかけずに効率よく洗浄できるよう
にしたブラシスクラバを提供することである。

【０００５】

【課題解決の手段】本発明によれば、ウエ−ハを洗浄す
るブラシを先端に有する複数のア−ムを形成し、該ア−
ムを揺動した際各ブラシが分担してウエ−ハの全面をス
クラブ洗浄するよう上記ア−ムの揺動範囲を区分けして
上記複数のア−ムを揺動させるようにしたことを特徴と
するブラシスクラバが提供され、上記課題が解決され
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】ブラシスクラバは、基本的な構成
として揺動可能に設けたア−ムと、該ア−ムの先端に回
転自在に設けたブラシを具備し、回転するウエ−ハ上で
該ブラシを自転、公転させることによりウエ−ハをスク
ラブ洗浄する装置であって、本発明は各種の形式のブラ
シスクラバに適用することができる。

【０００７】図１〜図４には、本発明のブラシスクラバ
の基本的な動きの一実施例を示す説明図が示されてい
る。図に示すように、本発明の装置は、先端にブラシ(B
1)，(B2)・・・を有する複数のア−ム(A1)，(A2)・・・
を有し、該ア−ムを揺動した際各ブラシが分担してウエ
−ハ（Ｗ）の全面をスクラブ洗浄するよう上記ア−ムの
揺動範囲を区分けして各ア−ムを揺動している。この
際、各ア−ムやブラシの設置位置、数量、形状等は適宜
に形成することができる。

【０００８】図１に示す実施例では、２つのア−ム(A
1)，(A2)を、同時に揺動するよう揺動中心（Ｏ）を同軸
的に設けてあり、各ア−ムは該中心（Ｏ）から角度をあ
けて放射状に延びており、該ア−ム(A1)，(A2)には先端
にそれぞれ回転自在にブラシ(B1)，(B2)が設けられてい
る。上記各ア−ム(A1)，(A2)の長さ及び該ア−ム間の角
度は、２つのア−ム(A1)，(A2)をウエ−ハ面上で揺動さ
せた際、一方のア−ム(A1)のブラシ(B1)がウエ−ハの縁
部から中心方向への範囲を揺動し、他方のア−ム(A2)の
ブラシ(B2)がウエ−ハの中心を通って縁部方向への範囲
を揺動するよう適宜の長さ、角度に設けられている。上
記ウエ−ハ面に洗浄液等をかけながら上記ア−ム(A1)，
(A2)を図示する実線と鎖線の範囲で揺動させれば、大き
なウエ−ハでも短時間でスクラブ洗浄することができ
る。このようなア−ム(A1)，(A2)の組み合せを複数個所
に設け、１つのウエ−ハに対して周囲から洗浄してもよ
いし、同軸的に３本以上のア−ム等を設けてもよい。

【０００９】図１に示すア−ム(A1)，ア−ム(A2)等を同
軸的に設けないで各ア−ム(A1)，(A2)及びブラシ(B1)，
(B2)を、図２に示すように別々の揺動中心(O1)，(O2)を
中心として揺動させスクラブ洗浄するようにしてもよ
い。また、図３，図４に示すように１つのア−ム(A3)の
先端にブラシ(B3)を設け、該ア−ム(A3)の先端若しくは
途中から側方にア−ム(A4)を形成して該ア−ム(A4)の先
端にブラシ(B4)を設けてもよい。この際、上記図１，図
３，図４等に示す実施例ではア−ム(A1)，(A2)若しくは
ア−ム(A3)，(A4)のア−ム間の角度を固定的に設けてあ
るが、洗浄範囲を変えたり、ウエ−ハの大きさに対応で
きるようにア−ム間の角度を調整可能に設け、角度調整
後、該ア−ムの角度を固定して揺動するように構成する
こともできる。

【００１０】上記ア−ム、ブラシ等を備えたブラシスク
ラバの具体的な一実施例が図５以降に示されている。図
５，図６を参照し、ア−ム（１），（２）は支持ブロッ
ク（３）上に放射状に角度をあけて揺動中心部を重ね合
わせた状態に支持され、該支持ブロック（３）の下方に
はブラシ回転用モ−タ−（４）があり、図示を省略した
プ−リ−、ベルト等を介して上記ア−ム（１），（２）
の先端に設けたブラシ（５），（６）をそれぞれ回転し
ている。上記支持ブロック（３）は、支柱（７）に取付
けられ、下端に設けた旋回軸（８）を歯車（９），(10)
を介しア−ム回転用モ−タ−(11)に連結し、該モ−タ−
(11)により上記ア−ムを回転する。

【００１１】ウエ−ハ（Ｗ）を保持するチャック(12)
は、上記ア−ム等に隣接して設けられ、洗浄液が飛散し
ないようカップ(13)内にウエ−ハを収納して回転する。
なお、該カップ(13)の手前には上記各ブラシ（５），
（６）が待機位置にあるとき、該ブラシを洗浄するよう
ブラシ洗浄槽(14)，(15)が設けられている（図６）。

【００１２】上記ブラシは、カップ(13)の上縁を越えて
該カップ内に出入りし、かつ所定の接触圧でウエ−ハに
押圧することができるよう上下動可能に設けられてい
る。上記ブラシを上下動させるには種々の構成にするこ
とができるが、好ましくは複数のブラシが個々に上下動
するように構成することが好ましい。

【００１３】図７は、個々にブラシを上下動させる機構
の一実施例を示している。図において、上記ア−ム
（１），（２）は本質的に同様の構成であって、上記支
持ブロック（３）に基端側を支持させたア−ム本体(16)
と該ア−ム本体(16)を覆うア−ムカバ−(17)を有し、該
ア−ム本体(16)内に、ベルト(18)を介し上記ブラシ回転
用モ−タ−（４）により回転されるプ−リ−(19)が設け
られている。該プ−リ−(19)には中空のねじ軸(20)を貫
装してあり、該ねじ軸(20)の上端には角孔を有する押え
ナット(21)が装着され、該ねじ軸の下端は上下に軸受(2
2)，(22)を有する軸受ハウジング(23)を通して下方に延
出している。

【００１４】上記軸受ハウジング(23)は、上記ア−ム本
体(16)に固定され、上部には押えナット(24)を有し、上
記軸受(22)，(22)間にはディスタンスピ−ス(25)が設け
られている。上記ねじ軸(20)の内方には中間に径大部(2
6)を有する駆動軸(27)が図において上下動可能に挿通さ
れ、上記径大部(26)と上記ねじ軸(20)の内方に形成した
肩部(28)の間には、該駆動軸(27)を上方へ付勢するよう
ばね(29)が設けられている。

【００１５】上記駆動軸(27)の下部は、軸受(30)を介し
て上記ねじ軸(20)の下方に延出し、下端にコレッドボデ
ィ(31)を止ねじ(32)で止着してあり、該コレッドボディ
(31)には下端にスポンジブラシ、ナイロンブラシ、レ−
ヨンブラシ、モヘヤブラシその他のブラシ（５）を有す
るブラシ本体(33)が着脱可能に取付けられている。

【００１６】上記駆動軸(27)の上部は、角軸(34)に形成
され、該角軸部分が上記押えナット(21)の角孔を通して
上方に延び、下行端を規制するナット(35)をねじ着し、
その上方にバランスウエイト(36)を設けてあり、該バラ
ンスウエイト(36)により上記ばね(29)による上方への移
動位置を調整するようにしてある。図において該バラン
スウエイト(36)は、中央に取付孔を有する金属板で形成
され、駆動軸に嵌着する枚数を加減することにより重さ
を調整しているが、その他適宜に構成することができ
る。

【００１７】上記ア−ム本体(16)に取付けたブラケット
(37)には、エアシリンダその他のアクチュエ−タ−(38)
を設けてあり、該アクチュエ−タ−(38)の軸(39)の下端
に先端チップ(40)を取付けてある。該先端チップ(40)
は、上記バランスウエイト(36)を取付けた上記駆動軸(2
7)の上端に当接し、上記アクチュエ−タ−(38)の操作に
より上記ばね(29)で上方に付勢されている上記駆動軸(2
7)を押圧し、この押圧量を変えることにより上記ブラシ
（５）を上下に移動させることができる。なお、上記ブ
ラシ（５）に向けて洗浄液を噴出するノズル(41)があ
り、好ましくは該洗浄液には超音波振動が付加される。

【００１８】図７に示す装置を用いて洗浄するには、図
６鎖線に示すように各ア−ムが待機位置にある状態で上
記アクチュエ−タ−(38)を操作してばね(29)により上記
ブラシを上昇させた後、上記ア−ム回転用モ−タ−(11)
を回転して上記ア−ム（１），（２）を実線で示すカッ
プの位置に回動する。そして、上記アクチュエ−タ−(3
8)を操作して上記ブラシ（５），（６）を降下し、ウエ
−ハ（Ｗ）に所定の接触圧で押圧させ、上記ブラシ回転
用モ−タ−（４）及びア−ム回転用モ−タ−(11)を回転
して、上述のようにウエ−ハ（Ｗ）をスクラブ洗浄す
る。

【００１９】洗浄後、上記ア−ム回転用モ−タ−(11)に
より上記ア−ム（１），（２）はカップ(13)から取り出
されるが、この際各ア−ム（１），（２）のブラシ
（５），（６）が上記ウエ−ハ面から水平方向に離れる
位置まで該ウエ−ハ面に接触しているように上記アクチ
ュエ−タ−(38)を操作し、ウエ−ハ面から離れたときブ
ラシを個々に上方に上昇して上記カップ(13)の外方へ取
り出すようにしている。

【００２０】上記装置において、ア−ム（１），（２）
間の角度を固定的に設けてあるが、開き角度を変えるに
は、例えば図８に示すように、上記各ア−ム（１），
（２）を揺動中心（Ｏ）を中心としてそれぞれ回動可能
に設け、該中心（Ｏ）の外方のア−ムにそれぞれ突片(4
2)，(43)を形成し、該突片(42)，(43)に設けた弧状溝(4
4)，(45)にボルト等の止着具(46)を挿通し、各ア−ム
（１），（２）を回動して適宜の位置に調整して固定す
ればよい。

【００２１】図９は、各ブラシを同時に上下動させるよ
うにした一実施例を示している。図において、ア−ム
（１），（２）は、それぞれア−ム本体(47)，(48)とア
−ムカバ−(49)，(50)を有し、下方のア−ム（１）に取
付けたブラシ回転用モ−タ−(51)の軸(52)にプ−リ−(5
3)，(54)を設け、該プ−リ−(53)，(54)にベルト(55)，
(56)を巻回し、先端に設けた各ブラシ（５），（６）を
回転する。このブラシ回転機構は上記図７に示す実施例
も基本的に同様である。

【００２２】上記ア−ム（１）の下方に設けた支持脚(5
7)には支柱(58)に上下動可能に設けたリニアベアリング
(59)が取付けられ、該支柱(58)の他側にはバランスウエ
イト（図示略）に取付けた他のリニアベアリング(60)が
上下動可能に設けられ、該支柱(58)の上端に設けたプ−
リ−(61)を介してワイヤ(62)で両ベアリング(59)，(60)
を連結してある。これにより、上記ア−ム（１）等に作
用する荷重はバランス調整される。そして、上記支柱(5
8)にア−ム昇降用シリンダ(63)を設け、該シリンダ(63)
のロッド(64)を上記ア−ム（１）に連結して上記ア−ム
（１）を昇降し、上記ブラシ（５），（６）を上下動す
る。

【００２３】上記支柱(58)の下端に連結した軸(65)は、
軸受(66)を挿通して下方に延び、ア−ム回転用モ−タ−
（図示略）の軸(67)に連結している。上記ア−ム昇降用
シリンダ(63)で上記ア−ム（１），（２）を上昇し、ブ
ラシ（５），（６）をカップ(13)の上縁を越える高さに
保持して上記ア−ム回転用モ−タ−を駆動すれば、上記
ブラシ（５），（６）を支障なくウエ−ハに押圧させる
ことができる。

【００２４】上記カップ(13)の口径を大きくすれば上記
ア−ム（１），（２）間の角度を固定して設けてもよい
が、該ア−ム（１），（２）間の開き角度を適時に可変
調整できるようにすれば、従来のカップ内で洗浄するこ
とができる。図９に示す可変調整機構の一例は、図にお
いて下方のア−ム（１）の揺動中心に形成した筒状軸(6
8)の周囲に歯車(69)を固定すると共に該筒状軸(68)を中
心として回転するよう上方のア−ム（２）の揺動中心部
を該筒状軸(68)に枢着し、上方の該ア−ム（２）にステ
ッピングモ−タ−等の開閉用モ−タ−(70)を設け、該開
閉用モ−タ−(70)の軸(71)に歯車(72)を設けて該歯車(7
2)と上記歯車(69)を係合してある。

【００２５】上記開閉用モ−タ−(70)を駆動すれば、上
記歯車(69)，(72)を介して上方のア−ム（２）は下方の
ア−ム（１）に対して上記筒状軸(68)を中心として回転
するから、例えば上記ア−ム（１），（２）の開き角度
を狭くした状態で上記カップ(13)内へ２つのブラシ
（５），（６）を入れ、その後上記開閉用モ−タ−(70)
を駆動して上記図１に示す如き状態に２つのア−ム
（１），（２）間の角度を広げ、ウエ−ハをスクラブ洗
浄し、洗浄後はウエ−ハ面から水平方向に離れた上記ア
−ム（１），（２）を収束して上記カップ(13)から取り
出せばよい。なお、上記スクラブ洗浄時に２つのア−ム
（１），（２）間の角度が不安定になるときは、所定の
角度状態を保持するようにブレ−キ機構、ストップ機構
等を適宜位置に設けることもできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、ウエ−
ハ全面を複数のブラシで分担してスクラブ洗浄するよう
先端にブラシを有する複数のア−ムを区分けして揺動さ
せるようにしたので、ウエ−ハの口径が１２インチ若し
くはそれ以上というような大口径であっても短時間で洗
浄することができ、各ブラシが独立しているから、ウエ
−ハ面に確実に均一な接触圧を付与してウエ−ハ全面を
効果的にスクラブ洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラシスクラバのブラシの動きの一実
施例を示す説明図。

【図２】ブラシの動きの他の実施例を示す説明図。

【図３】ブラシの動きのさらに他の実施例を示す説明
図。

【図４】ブラシの動きの他の実施例を示す説明図。

【図５】本発明のブラシスクラバの一実施例を示す側面
図。

【図６】図５に示すブラシスクラバの平面図。

【図７】図５に示すブラシスクラバの主としてブラシ部
分の拡大断面図。

【図８】ア−ムの基端部分の拡大平面図。

【図９】本発明のブラシスクラバの他の実施例を示す側
面図。

【符号の説明】

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ ア−ム Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４ ブラシ １，２ ア−ム ５，６ ブラシ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にブラシを有するア−ムをウエ−ハ
   面上で揺動させて該ウエ−ハをスクラブ洗浄するブラシ
   スクラバにおいて、ブラシを有する複数のア−ムを形成
   し、該ア−ムを揺動した際各ブラシが分担してウエ−ハ
   の全面をスクラブ洗浄するよう上記各ア−ムを区分けし
   て揺動させるようにしたことを特徴とするブラシスクラ
   バ。
2. 【請求項２】 上記複数のア−ムは、少くともブラシが
   ウエ−ハの縁部から中心方向への範囲を揺動するア−ム
   と、ブラシがウエ−ハの中心を通って縁部方向への範囲
   を揺動するア−ムを含む請求項１に記載のブラシスクラ
   バ。
3. 【請求項３】 上記複数のア−ムは同時に揺動するよう
   揺動中心が同軸的に設けられ、角度をあけて放射状に延
   びている請求項１又は２に記載のブラシスクラバ。
4. 【請求項４】 上記ア−ム間の角度は調整可能に設けら
   れている請求項３に記載のブラシスクラバ。
5. 【請求項５】 上記各ブラシはそれぞれ上下動可能に設
   けられている請求項１に記載のブラシスクラバ。