JP3756284B2

JP3756284B2 - Substrate cleaning device

Info

Publication number: JP3756284B2
Application number: JP11279497A
Authority: JP
Inventors: 讓一西村; 正美大谷; 保夫今西; 雅夫辻; 優樹岩見; 彰彦森田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH10303157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転する半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板（以下「基板」という。）表面に対し洗浄ヘッドを支持する支持アームを相対的に移動させて基板の洗浄スキャンを行う基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板洗浄装置とりわけスピンスクラバにおいては基板を回転しながらブラシを押圧して回転しつつ、ブラシがその先端に取り付けられた支持アームを回動することにより洗浄スキャン動作を行い基板の洗浄を行っている。
【０００３】
このような装置においては基板の膜種や膜厚等の特性に応じてカセット単位でブラシの洗浄スキャン速度を設定して洗浄処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような洗浄スキャン速度の設定作業においては、例えばカセット毎に基板種類が異なる場合に１つのカセットにおける基板の洗浄処理の終了ごとに装置を停止させて、洗浄スキャン速度の設定をダイヤル設定を手動操作して変更しているため、ダウンタイムが頻繁に発生し、また人為的な設定ミスにより基板の特性に応じた効果的な洗浄を行うことができなかった。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図しており、ダウンタイムの発生が少なく、効果的な基板洗浄を行うことができる基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明の請求項１の装置は、ブラシを支持する支持アームを回転する基板表面に対して相対的に移動させて基板の洗浄スキャンを行い基板を洗浄する基板洗浄装置であって、複数の洗浄スキャン速度パターンおよびブラシ荷重の組み合わせを記憶する記憶手段と、予め記憶手段に記憶された複数の組み合わせのうちから任意のものを選択して指定するパターン指定手段と、指定された洗浄スキャン速度パターンおよびブラシ荷重の組み合わせに基づいて支持アームの移動速度およびブラシの押圧荷重を制御する制御手段と、を備える。
【０００７】
また、この発明の請求項２の装置は、請求項１の基板洗浄装置であって、記憶手段が洗浄スキャン速度パターンおよびブラシ荷重を含む基板洗浄の各種パラメータの集合である洗浄処理パラメータ群を複数記憶するものであり、パターン指定手段が任意の洗浄処理パラメータ群を指定することによって任意の洗浄スキャン速度パターンおよびブラシ荷重を指定するものであることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の請求項３の装置は、請求項１または請求項２の基板洗浄装置において、１枚の基板の洗浄に際して洗浄スキャンを複数回行うものであって、洗浄スキャン速度パターンが洗浄スキャンの周期によって指定されるものであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、この発明の請求項４の装置は、請求項２または請求項３の基板洗浄装置であって、洗浄処理パラメータ群が基板回転速度、ブラシ回転速度および洗浄スキャン幅をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【００１１】
【１．実施の形態における機構的構成と装置配列】
図１（ａ）は第１の実施の形態の基板洗浄装置１の平面図であり、図１（ｂ）はその正面図である。以下、図１を用いてこの基板洗浄装置１について説明していく。
【００１２】
図１に示すようにこの装置は、主にインデクサ１０、基板搬送部２０、スピンスクラバ３０、メインコンピュータ４０、メインパネル５０、ティーチングパネル６０、レシピ設定パネル７０を備えている。
【００１３】
インデクサ１０はカセットＣＳをその投入時に載置するカセットステージ１１およびそれらのカセットＣＳと基板搬送部２０の間で基板の搬送を行う搬送ユニット１２を備えている。
【００１４】
基板搬送部２０は図示しない基板搬送ロボットを備えており、インデクサ１０とスピンスクラバ３０との間の基板の搬送を行う。
【００１５】
スピンスクラバ３０は後に詳述するようにカップ内に基板を保持して回転しながら洗浄する。
【００１６】
メインコンピュータ４０はその内部にメモリを備え、上記各部の制御を行う。
【００１７】
さらに、この装置は後に詳述する３種のコンソールパネルであるメインパネル５０、ティーチングパネル６０、レシピ設定パネル７０を備えている。
【００１８】
そして、以上のような装置構成により、インデクサ１０に投入される各カセットＣＳの基板Ｗを搬送ユニット１２により取り出し、基板搬送部２０に受け渡し、基板搬送部２０は基板搬送ロボットによりその基板をスピンスクラバ３０に搬送し、そこでその基板を洗浄し、洗浄が終了すると逆の手順でその基板をもとのカセットＣＳに戻すといった動作を各基板に対して順次繰り返して、インデクサ１０に投入された各カセットＣＳの基板Ｗを順次洗浄する。
【００１９】
つぎに、この実施の形態のスピンスクラバ３０を図面を用いて説明する。図２はスピンスクラバ３０の要部の概略縦断面図であり、図３は平面図である。
【００２０】
スピンチャック３１は電動モータ３１１がその駆動軸周りに設けられた軸受け３１２を介して鉛直方向の軸芯周りで回転する回転軸３１３に連結されており、さらに、その回転軸上端には基板Ｗを吸着保持する回転台３１４を備えるとともに、回転軸３１３の内部には軸方向に沿って図示しない真空経路が設けられており、その一端は回転台３１４上面に設けられた図示しない吸引口に連結されているとともに、他端は軸受け３１２を通じて外部の真空配管３１５に連結され、真空配管３１５は１つのポートが大気解放された三方弁３１６を介して外部の真空ラインに連結されている。
【００２１】
そして、回転台３１４上面に基板Ｗを載置した状態で、吸引口から真空経路等を通じて真空源に連通させることによって基板Ｗを吸着保持した状態で電動モータ３１１の駆動により鉛直方向の軸芯周りで回転する。
【００２２】
カップ３２はスピンチャック３１およびそれによって保持された基板Ｗ等の周囲を覆うように設けられ、図示しない昇降駆動機構によって昇降可能となっており、洗浄処理中に上昇して基板Ｗから飛散する洗浄液の飛沫の外部への飛散を防止し、基板Ｗの搬出入時には降下、退避する。
【００２３】
バックリンスノズル３３はカップ３２の内部に設けられており、スピンチャック３１に保持された基板Ｗの裏面に純水等の洗浄液を噴射する。
【００２４】
リンスノズル３４はカップ３２の側方に設けられており、基板Ｗの回転中心側に向けて純水などの洗浄液を噴射供給する。
【００２５】
ブラシ部３５はカップ３２側方に設けられている。図４はブラシ部３５の機構的構成を示す図である。図４に示すように、アングル形状の支持アーム３５１の回転支軸３５２が前述のスピンチャック３１、カップ３２、バックリンスノズル３３、リンスノズル３４が設けられた基台３６に固設された支持体３５３に昇降および鉛直方向の第１の軸芯Ｐ１周りで回動可能に設けられるとともに、その回転筒３５４に昇降のみ可能に設けられ、その支持アーム３５１の先端部分の下部に、鉛直方向の第２の軸芯Ｐ２周りで回転可能に、基板Ｗ表面を洗浄する洗浄ブラシ３５５が設けられている。
【００２６】
さらに、回転支軸３５２の下方には、出力ロッド３５６ａを回転支軸３５２の下端に押し当てて進退させることにより支持アーム３５１を昇降させる昇降用エアシリンダ３５６が設けられている。また、回転筒３５４にタイミングベルト３５７を介してアーム回動モータ３５８が連動連結されている。図中、エンコーダ３５９は、洗浄ブラシ３５５が基板Ｗの中心位置ＣＰ（図３参照）付近の洗浄スキャン開始位置、基板Ｗの外周縁位置ＥＰ（図３参照）付近の洗浄スキャン終了位置、および、基板Ｗの上方から外れた非洗浄時の待機位置ＷＰのいずれにあるかを検出する。
【００２７】
このエンコーダの検出結果を監視しつつ、アーム回動モータ３５８の駆動を制御することにより後述する設定された洗浄処理レシピの「洗浄スキャン周期」や「洗浄スキャン幅」の項目に応じて、洗浄ブラシ３５５による洗浄スキャン周期や洗浄スキャン幅を変更することができる。
【００２８】
そして、バックリンスノズル３３やリンスノズル３４から洗浄液を回転している基板Ｗ上に噴出しつつ、基板Ｗ上方に洗浄ブラシ３５５が位置するように支持アーム３５１が移動し（図３参照）、支持アーム３５１が降下して基板Ｗ上面に当接又は近接した（図２参照）後、洗浄ブラシ３５５が回転することによって基板Ｗの洗浄を行う。
【００２９】
なお、基板Ｗの洗浄中、洗浄ブラシ３５５を回転しつつ、支持アーム３５１が図３の矢符Ａ１のように基板中心付近から基板外周付近へ回動動作を行うことによって基板Ｗ上面の全面を洗浄する。この際の支持アーム３５１の矢符Ａ１方向の回動を以下、洗浄スキャンと呼ぶ。
【００３０】
図５は支持アーム３５１の断面図である。支持アーム３５１の先端部にはブラシ回転押圧機構３７が設けられている。ブラシ回転押圧機構３７において、洗浄ブラシ３５５は角軸として形成された回転軸３７１下端に設けられ、ベアリング３７２は回転軸３７１の４つの側面にそれぞれ２個ずつローラ３７２ａの外周面が当接したベアリングとなっており、回転軸３７１は上下方向に移動可能であるとともに、ベアリング３７２に取り付けられた回転体３７３の回転とともに回転軸３７１は回転可能となっている。
【００３１】
回転体３７３の外周に取り付けられたプーリ３７４と支持アーム３５１のブラシ回転モータ３８１に取り付けられたプーリ３８２との間にはタイミングベルト３７５が掛けられており、回転スピード可変可能なブラシ回転モータ３８１と連動して回転体３７３が回転し、その回転の駆動力がベアリング３７２を介して回転軸３７１を回転させ、それによって洗浄ブラシ３５５が鉛直方向を軸として回転する。ブラシ回転モータ３８１の回転スピードを制御することにより後述する設定された洗浄処理レシピの「ブラシ回転速度」の項目に応じて、洗浄ブラシ３５５の回転速度を変更することができる。
【００３２】
さらに、回転体３７３上部にはバネ３７６が設けられ、その上部には押圧板３７７が設けられている。そしてエアシリンダ３７８には圧力計３９１、電空レギュレータ３９２、開閉弁３９３を介して給排気管３９が連結され、その給排気管３９はエア供給源３９４（図６参照）に連結している。そして、圧力計３９１による圧力信号をもとにＣＰＵ３００（図６参照）が電空レギュレータ３９２を制御し、エア流量を調節してエアシリンダ３７８に供給するエアの圧力を制御する。そして、エアシリンダ３７８の押圧力に応じて押圧板３７７が押下されることによって回転軸３７１が押下され、それにより洗浄ブラシ３５５が基板Ｗ上に押圧される圧力が制御される。
【００３３】
つぎに、主要部についてさらに詳細に説明していく。
【００３４】
図６は第１の実施の形態の基板洗浄装置１における全体構成図である。ＣＰＵ４１およびメモリ４２を備えたメインコンピュータ４０にはメインパネル５０、４機のレシピ設定パネル７０、基板搬送部２０の制御機構、インデクサ１０の制御機構およびスピンスクラバ３０のＣＰＵ３００が接続されており、さらにそのＣＰＵ３００には主に洗浄液供給源３３１，３４１、電動モータ３１１、三方弁３１６、昇降用エアシリンダ３５６、アーム回動モータ３５８、エンコーダ３５９、ブラシ回転モータ３８１、電空レギュレータ３９２、開閉弁３９３およびティーチングパネル６０が接続されている。
【００３５】
以上各部のうち、メインパネル５０は作業者が自動モード、手動モードの切換えや、後述する各種洗浄処理のパラメータをまとめたデータである洗浄処理レシピを新たに作成したり、洗浄処理レシピの各項目の部分的変更等を行うためのコンソールパネルである。
【００３６】
また、４機のレシピ設定パネル７０は、それぞれカセットステージ１１上の各カセット載置位置に対応しており、各カセットの基板Ｗの洗浄処理条件を指定するデータである洗浄処理レシピ（「洗浄処理パラメータ群」に相当）を選択指定するためのコンソールパネルである。
【００３７】
さらに、ティーチングパネル６０はその取り付けられたスピンスクラバ３０の初期設定としてスキャン開始位置および終了位置を設定する作業であるティーチングを作業者が行う際に支持アーム３５１の位置の移動量等を入力するためのコンソールパネルである。
【００３８】
そして、この装置では作業者は初期設定として予めティーチングを行っておく。より詳細にはティーチングは、図３のようにブラシアームがスキャン開始位置の初期設定としてチャック上に保持された基板Ｗの中心位置ＣＰと、スキャン終了位置の初期設定として洗浄ブラシ３５５が基板Ｗの周縁に接する外周縁位置ＥＰをティーチングしてメモリ４２に記憶させる。なお、中心位置ＣＰおよび外周縁位置ＥＰが「基準位置」に相当する。
【００３９】
さらに、この装置ではティーチング以外に、洗浄処理対象の基板Ｗの膜種、膜厚、ブラシ種類、前工程の種類等の特性に応じて洗浄処理の各種洗浄処理のパラメータをまとめたデータである洗浄処理レシピを多数、メインコンピュータ４０内のメモリ４２に予め記憶している。そして、作業者はレシピ設定パネル７０によって洗浄処理にあたり各カセット毎にそれに収納された基板Ｗの上記特性に応じた洗浄処理レシピを選択する。さらに、その洗浄処理レシピをそのまま利用することもできるが、基板Ｗの種類によってはさらに微妙な洗浄処理の条件を指定したい場合などには、作業者はメインパネル５０により洗浄処理レシピの各項目のデータ（「洗浄処理パラメータ」に相当）を部分的に変更して設定することも可能となっている。なお、メインパネル５０を洗浄処理レシピを選択指定するパネルとして使用することもできる。
【００４０】
具体的には、洗浄処理レシピの例としては表１〜表３のようなものが挙げられる。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【表２】

【００４３】
【表３】

【００４４】
これらの表に示すように、洗浄処理レシピには洗浄処理における各ステップ毎に各ステップの「時間」、「基板回転速度」、「ブラシ回転速度」、「洗浄スキャン周期」、「洗浄スキャン幅」、「薬液等」、「ブラシ荷重」といった項目が設けられている。
【００４５】
このうち、「ブラシ回転速度」は洗浄ブラシ３５５の回転速度を表わしている。なお、表３では洗浄処理中にもブラシ回転速度を０ｒｐｍに保っている。すなわち洗浄処理ブラシを回転しないとするものである。このようにこの実施の形態の装置では洗浄処理ブラシを回転しないで洗浄スキャンした方が洗浄効率がいい場合等にもレシピ変更だけで対応することができる。
【００４６】
また、「洗浄スキャン周期」の項目は洗浄ブラシ３５５の１回のスキャンに要する時間を秒単位であらわし、洗浄スキャン速度に相当するものである。この実施の形態では１回の洗浄処理に対して１回または複数回の洗浄スキャンを行うものである。例えば表１のステップ３では１回の洗浄スキャンを８秒とし、ステップ３は２４秒行うものと設定されているため、洗浄スキャンは表１の場合には２４／８回すなわち、３回の洗浄スキャンを行うものである。
【００４７】
また、「洗浄スキャン幅」の項目は洗浄対象の基板Ｗに対して洗浄スキャンの開始位置および終了位置がそれぞれティーチングされた基板Ｗの中心位置ＣＰおよび外周縁位置ＥＰとの相対的な位置として設定される。なお、表１〜表３において「洗浄スキャン幅」の項目における正負の符号は図３中、反時計回り方向を正としている。表１のステップ３ではティーチング開始位置である中心位置ＣＰより１０ｍｍ負側、すなわち洗浄ブラシ３５５外周が基板Ｗ中心にスキャンの手前側から接する位置からスキャンを開始し、ティーチング終了位置である外周縁位置ＥＰより１０ｍｍ正側、すなわち洗浄ブラシ３５５外周が基板Ｗ周縁に外側で接する位置で終了することを表わしている。そしてこれらの値（正負も含めて）は洗浄処理レシピごとに異なる値をとることが可能となっている。
【００４８】
また、「薬液等」の項目は洗浄時に基板Ｗの表面および裏面に洗浄液を供給する際に純水リンス、バックリンスの洗浄液の供給を指定するものである。
【００４９】
さらに、「ブラシ荷重」の項目は洗浄時に基板Ｗに当接される洗浄ブラシの押圧における荷重を表わし、実際には、前述のブラシ回転押圧機構３７に対するＣＰＵによるエア供給圧の制御値を指定するものである。表１、表２では２０ｇであるが表３では１０ｇと異なっており、これらは前述のブラシ回転押圧機構３７のＣＰＵ３００による制御により実現される。
【００５０】
また、このような洗浄処理レシピの選択に際して、メインパネル５０には上記の表１〜表３のような洗浄処理レシピが表示されることができるとともに、図７のような、その洗浄処理レシピによる基板Ｗの回転速度の時間変化を表わすグラフを同時に表示させることもできる。このような表示により作業者は洗浄処理レシピの特徴を捉えて、その選択を容易に行うことができる。
【００５１】
そして、この装置はこのような洗浄処理レシピの指定に従って動作する。このようにこの装置では容易にそれらの設定を変更することができ、その変更の度に装置を停止してティーチングを行う必要がない。
【００５２】
【２．実施の形態における処理手順】
図７はこの実施の形態の基板洗浄装置の洗浄処理手順を示すフローチャートである。以下、図７に従って基板洗浄処理の手順について説明していく。
【００５３】
まず、装置の立ち上げ時に作業者が洗浄スキャンの開始位置および終了位置を前述のように基板Ｗ中央および外周縁に設定する等のティーチング処理を行う（ステップＳ１）。
【００５４】
つぎに、作業者が各カセットをカセットステージ１１に投入する（ステップＳ２）。
【００５５】
つぎに、作業者が対象とするカセットに応じて洗浄処理レシピを設定する（ステップＳ３）。なお、この設定は前述のように予めメモリ４２に記憶された複数の洗浄処理レシピの中から選択してそのまま利用することもできるし、それに部分的な変更を加えて設定することもできる。
【００５６】
つぎに、自動的に洗浄対象のカセットが設定される（ステップＳ４）。すなわち、カセットステージ１１のカセット載置順に洗浄対象のカセットが順次設定される。
【００５７】
つぎに、装置が自動的に基板洗浄の対象となるカセットが終了したかどうかを判断し、終了していれば洗浄処理自体を終了し、終了していなければステップＳ５に進む（ステップＳ５）。
【００５８】
つぎに、選択されたカセットにおいてスピンスクラバ３０により、各基板Ｗの洗浄を行い（ステップＳ６）、ステップＳ４に戻る。
【００５９】
そして、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を繰返して各カセットの各基板Ｗの洗浄を行い、洗浄の対象となるカセットに対して全て洗浄したことを装置が確認するとステップＳ４において終了に進み洗浄処理を終了する。
【００６０】
以上のようにこの実施の形態の基板洗浄装置では、予めメモリ４２に記憶された複数の洗浄処理レシピのうちから任意のものを選択して指定し、それに基づいてブラシ回転速度、洗浄スキャン速度および洗浄スキャン幅等を制御して基板洗浄を行うので、ブラシ回転速度、洗浄スキャン速度および洗浄スキャン幅等を容易に変更できる。
【００６１】
また、異なる種類の基板Ｗを収容したカセット毎にそれに対応した洗浄処理レシピを設定しておくことにより、洗浄処理対象のカセットが変わる度にティーチングをしたり、ブラシ回転速度や洗浄スキャン周期等の設定を変更したりする必要がないので、ダウンタイムの発生を抑えることができ、手動操作の機会が少ないので人為的ミスの発生も抑えることができる。
【００６２】
さらに、カセットごとの基板Ｗの特性に応じたブラシ回転速度、洗浄スキャン速度および洗浄スキャン幅等の洗浄処理パラメータを含んだ洗浄処理レシピを選択することができるので、基板の種類に応じた効果的な基板洗浄を行うことができる。
【００６３】
【３．変形例】
この実施の形態ではスピンスクラバ３０においてブラシ部３５による洗浄スキャンを基板Ｗの半径に相当する分だけ行うものとしたが、この発明はこれに限られず、基板Ｗの直径に相当する分を行う等その他の範囲を行うものとしてもよい。
【００６４】
また、この実施の形態ではスピンスクラバ３０においてブラシ部３５による洗浄スキャンを支持アーム３５１を回動させて円弧状に行うものとしたが、この発明はこれに限られず、支持アームに沿ってブラシが並進移動するものとして直線状に洗浄スキャンを行う等のものとしてもよい。
【００６５】
また、この実施の形態では洗浄処理レシピにおいて各ステップではブラシ回転速度および洗浄スキャン速度は一定のものとして指定しているが、この発明はこれに限られず、ステップ内での初期速度と終了速度を指定して変化するものとしてもよい。
【００６６】
また、この実施の形態ではカセットごとに洗浄処理レシピを異なるものとしたが、この発明はこれに限られず、同一カセット内において異なる特性の基板Ｗを収納している場合に基板Ｗごとに洗浄処理レシピを異なるものを指定する等としてもよい。
【００６７】
また、この実施の形態では洗浄処理レシピを選択した後に各処理毎に微少な設定の変更を行えるものとしたが、この発明はこれに限られず、洗浄処理レシピは選択するのみで変更できないものとしてもよい。
【００６８】
また、この実施の形態では洗浄処理レシピにおいて洗浄スキャン周期の指定を含んでいるが、この発明はこれに限られず、洗浄スキャン周期の代わりにその速度を指定するものとしてもよい。
【００７０】
さらに、この実施の形態においては、回転台３１４を吸着式のものとしてスピンチャック３１を構成しているが、この発明はこれに限られるものではなく、例えば、回転台に基板Ｗの外縁を支持する基板支持部材を複数設けるとともに、この基板支持部材の上端に基板Ｗの水平方向位置を規制する位置決めピンを設けて基板保持手段を構成し、基板Ｗを回転台の上面から離隔した状態で回転可能に保持させるようにしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項４の発明によれば、パターン指定手段により、予め記憶手段に記憶された複数の洗浄スキャン速度パターンおよびブラシ荷重の組み合わせのうちから任意のものを選択して指定し、それに基づいて制御手段が支持アームの移動速度およびブラシの押圧荷重を制御するので、洗浄スキャン速度およびブラシ押圧荷重を容易に変更でき、それにより、ダウンタイムの発生を抑えることができる。
【００７２】
さらに、基板の特性に応じた洗浄スキャン速度パターンおよびブラシ荷重の組み合わせを選択することができるので、効果的な基板洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の基板洗浄装置の平面図および正面図である。
【図２】スピンスクラバの主要部の概略縦断面図である。
【図３】スピンスクラバの平面図である。
【図４】スピンスクラバのブラシ部の機構的構成を示す図である。
【図５】ブラシアームの断面図である。
【図６】基板洗浄装置の全体構成図である。
【図７】この実施の形態の洗浄処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１基板洗浄装置
４２メモリ
６０ティーチングパネル
７０レシピ設定パネル
３００ＣＰＵ
３５１支持アーム
３５５洗浄ブラシ
ＣＰ中心位置
ＥＰ外周縁位置
Ｗ基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention moves a support arm that supports a cleaning head relative to the surface of a substrate (hereinafter referred to as “substrate”) such as a rotating semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for liquid crystal display, or an optical disk substrate. The present invention relates to a substrate cleaning apparatus for performing a substrate cleaning scan.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a substrate cleaning apparatus, particularly a spin scrubber, a substrate is cleaned by rotating a support arm attached to the tip of the brush while rotating the substrate while pressing the brush while rotating the substrate. Is going.
[0003]
In such an apparatus, the cleaning process is performed by setting the cleaning scan speed of the brush for each cassette in accordance with the characteristics such as the film type and the film thickness of the substrate.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the setting operation of the cleaning scan speed as described above, for example, when the substrate type is different for each cassette, the apparatus is stopped at the end of the cleaning process of the substrate in one cassette, and the setting of the cleaning scan speed is dialed. Since the setting is changed manually, downtime frequently occurs and effective cleaning according to the characteristics of the substrate cannot be performed due to an artificial setting error.
[0005]
The present invention is intended to overcome the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus that can perform effective substrate cleaning with less downtime.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an apparatus according to claim 1 of the present invention is a substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate by performing a substrate cleaning scan by moving a support arm supporting a brush relative to a rotating substrate surface. A storage means for storing a combination of a plurality of cleaning scan speed patterns and brush loads; and a pattern specifying means for selecting and specifying an arbitrary one from a plurality of combinations stored in advance in the storage means; Control means for controlling the moving speed of the support arm and the pressing load of the brush based on the combination of the designated cleaning scan speed pattern and the brush load .
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate cleaning apparatus according to the first aspect, wherein the storage means includes a plurality of cleaning processing parameter groups each of which is a set of various parameters for substrate cleaning including a cleaning scan speed pattern and a brush load. The pattern designating unit designates an arbitrary cleaning processing speed group and a brush load by designating an arbitrary cleaning processing parameter group.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate cleaning apparatus of the first or second aspect, the cleaning scan is performed a plurality of times when cleaning one substrate, and the cleaning scan speed pattern is the cleaning scan. It is specified by the period of.
[0009]
Additionally, apparatus according to claim 4 of the present invention, in the board cleaning apparatus according to claim 2 or claim 3, characterized in that the cleaning process parameter group further comprises a substrate rotational speed, the brush rotational speed, and cleaning scan width And
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0011]
[1. Mechanical structure and device arrangement in the embodiment]
FIG. 1A is a plan view of the substrate cleaning apparatus 1 according to the first embodiment, and FIG. 1B is a front view thereof. Hereinafter, the substrate cleaning apparatus 1 will be described with reference to FIG.
[0012]
As shown in FIG. 1, this apparatus mainly includes an indexer 10, a substrate transport unit 20, a spin scrubber 30, a main computer 40, a main panel 50, a teaching panel 60, and a recipe setting panel 70.
[0013]
The indexer 10 includes a cassette stage 11 on which the cassette CS is placed when the cassette CS is loaded, and a transport unit 12 that transports the substrate between the cassette CS and the substrate transport unit 20.
[0014]
The substrate transport unit 20 includes a substrate transport robot (not shown), and transports a substrate between the indexer 10 and the spin scrubber 30.
[0015]
As will be described later in detail, the spin scrubber 30 is cleaned while rotating while holding the substrate in the cup.
[0016]
The main computer 40 includes a memory therein and controls each of the above parts.
[0017]
The apparatus further includes a main panel 50, a teaching panel 60, and a recipe setting panel 70, which are three types of console panels that will be described in detail later.
[0018]
Then, with the apparatus configuration as described above, the substrate W of each cassette CS loaded into the indexer 10 is taken out by the transfer unit 12 and transferred to the substrate transfer unit 20. The substrate transfer unit 20 uses a substrate transfer robot to transfer the substrate to the spin scrubber. Each of the cassettes loaded into the indexer 10 is successively transferred to each of the substrates by repeating the operation of transferring them to the original cassette CS in the reverse procedure. The CS substrate W is sequentially cleaned.
[0019]
Next, the spin scrubber 30 of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a main part of the spin scrubber 30, and FIG. 3 is a plan view.
[0020]
The spin chuck 31 is connected to a rotating shaft 313 that rotates around an axis in the vertical direction through a bearing 312 provided around the drive shaft of an electric motor 311. Further, a substrate W is attached to the upper end of the rotating shaft. provided with a turntable 31 4 holding suction, the inside of the rotary shaft 313 is a vacuum path (not shown) along the axial direction is provided, connected to a suction port and one end thereof (not shown) provided on the turntable 314 the upper surface together are, the other end is connected to an external vacuum line 315 through bearings 312, vacuum line 315 is connected to an external vacuum line via a three-way valve 316 one port is exposed to the atmosphere.
[0021]
Then, with the substrate W placed on the upper surface of the turntable 314, the electric motor 311 drives the electric motor 311 while the substrate W is attracted and held by communicating with the vacuum source from the suction port through a vacuum path or the like. Rotate with.
[0022]
The cup 32 is provided so as to cover the periphery of the spin chuck 31 and the substrate W held by the spin chuck 31, and can be moved up and down by a lift drive mechanism (not shown). The cleaning liquid rises during the cleaning process and scatters from the substrate W. Is prevented from scattering to the outside, and the substrate W is lowered and retracted when the substrate W is carried in and out.
[0023]
The back rinse nozzle 33 is provided inside the cup 32 and sprays a cleaning liquid such as pure water onto the back surface of the substrate W held by the spin chuck 31.
[0024]
The rinse nozzle 34 is provided on the side of the cup 32 and sprays and supplies a cleaning liquid such as pure water toward the rotation center side of the substrate W.
[0025]
The brush part 35 is provided on the side of the cup 32. FIG. 4 is a diagram showing a mechanical configuration of the brush portion 35. As shown in FIG. 4, a support body in which a rotation support shaft 352 of an angle-shaped support arm 351 is fixed to a base 36 provided with the above-described spin chuck 31, cup 32, back rinse nozzle 33, and rinse nozzle 34. The rotary cylinder 354 is provided so as to be movable up and down and rotatable around the first axis P1 in the vertical direction, and is provided only in the rotary cylinder 354 so as to be movable up and down. A cleaning brush 355 for cleaning the surface of the substrate W is provided so as to be rotatable around the second axis P2.
[0026]
Further, an elevating air cylinder 356 for raising and lowering the support arm 351 by pressing the output rod 356 a against the lower end of the rotation support shaft 352 and moving it forward and backward is provided below the rotation support shaft 352. In addition, an arm rotation motor 358 is linked to the rotary cylinder 354 via a timing belt 357. In the figure, the encoder 359 has a cleaning scan start position where the cleaning brush 355 is near the center position CP (see FIG. 3) of the substrate W, a cleaning scan end position near the outer peripheral position EP (see FIG. 3) of the substrate W, and It is detected which of the non-cleaning standby positions WP deviates from above the substrate W.
[0027]
By monitoring the detection result of the encoder and controlling the driving of the arm rotation motor 358, the cleaning brush is set according to the items of “cleaning scan period” and “cleaning scan width” of a cleaning processing recipe set later. The cleaning scan cycle and cleaning scan width by 355 can be changed.
[0028]
Then, while the cleaning liquid is ejected from the back rinse nozzle 33 and the rinse nozzle 34 onto the rotating substrate W, the support arm 351 moves so that the cleaning brush 355 is positioned above the substrate W (see FIG. 3). After the arm 351 descends and contacts or approaches the upper surface of the substrate W (see FIG. 2), the cleaning brush 355 rotates to clean the substrate W.
[0029]
During cleaning of the substrate W, while rotating the cleaning brush 355, the support arm 351 rotates from the vicinity of the substrate center to the vicinity of the substrate periphery as indicated by an arrow A1 in FIG. Wash. Hereinafter, the rotation of the support arm 351 in the arrow A1 direction is referred to as a cleaning scan.
[0030]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the support arm 351. A brush rotation pressing mechanism 37 is provided at the tip of the support arm 351. In the brush rotation pressing mechanism 37, the cleaning brush 355 is provided at the lower end of the rotation shaft 371 formed as a square shaft, and the bearings 372 are bearings in which the outer peripheral surface of the roller 372a is in contact with each of the four side surfaces of the rotation shaft 371. The rotating shaft 371 can move in the vertical direction, and the rotating shaft 371 can rotate with the rotation of the rotating body 373 attached to the bearing 372.
[0031]
A timing belt 375 is hung between a pulley 374 attached to the outer periphery of the rotating body 373 and a pulley 382 attached to the brush rotating motor 381 of the support arm 351. In conjunction with this, the rotating body 373 rotates, and the rotational driving force rotates the rotating shaft 371 via the bearing 372, whereby the cleaning brush 355 rotates about the vertical direction. By controlling the rotation speed of the brush rotation motor 381, the rotation speed of the cleaning brush 355 can be changed according to the item of “brush rotation speed” of a cleaning process recipe set later.
[0032]
Further, a spring 376 is provided on the rotating body 373 and a pressing plate 377 is provided on the spring 376. The air cylinder 378 is connected to an air supply / exhaust pipe 39 via a pressure gauge 391, an electropneumatic regulator 392, and an on-off valve 393, and the air supply / exhaust pipe 39 is connected to an air supply source 394 (see FIG. 6). Then, the CPU 300 (see FIG. 6) controls the electropneumatic regulator 392 based on the pressure signal from the pressure gauge 391, and controls the air pressure supplied to the air cylinder 378 by adjusting the air flow rate. Then, when the pressing plate 377 is pressed according to the pressing force of the air cylinder 378, the rotating shaft 371 is pressed, and thereby the pressure with which the cleaning brush 355 is pressed onto the substrate W is controlled.
[0033]
Next, the main part will be described in more detail.
[0034]
FIG. 6 is an overall configuration diagram of the substrate cleaning apparatus 1 according to the first embodiment. Connected to the main computer 40 having the CPU 41 and the memory 42 are a main panel 50, four recipe setting panels 70, a control mechanism for the substrate transport unit 20, a control mechanism for the indexer 10, and a CPU 300 for the spin scrubber 30. The CPU 300 mainly includes cleaning

liquid supply sources

331 and 341, an electric motor 311, a three-way valve 316, an elevating air cylinder 356, an arm rotation motor 358, an encoder 359, a brush rotation motor 381, an electropneumatic regulator 392, an on-off valve 393, A teaching panel 60 is connected.
[0035]
Among the above-mentioned parts, the main panel 50 is used for the operator to switch between automatic mode and manual mode, create a new cleaning process recipe that is a summary of parameters of various cleaning processes to be described later, and each item of the cleaning process recipe. This is a console panel for making partial changes.
[0036]
The four recipe setting panels 70 correspond to the respective cassette placement positions on the cassette stage 11, and are cleaning process recipes (“cleaning process”) that specify data for specifying the cleaning process conditions of the substrate W of each cassette. This is a console panel for selecting and specifying a parameter group.
[0037]
Further, the teaching panel 60 inputs the amount of movement of the position of the support arm 351 when the operator performs teaching, which is an operation for setting the scan start position and end position as an initial setting of the attached spin scrubber 30. The console panel.
[0038]
In this apparatus, the worker performs teaching in advance as an initial setting. More specifically, as shown in FIG. 3, in the teaching, the brush arm is moved to the center position CP of the substrate W held on the chuck as an initial setting of the scan start position, and the cleaning brush 355 is set to the substrate W as the initial setting of the scan end position. The outer peripheral edge position EP in contact with the peripheral edge is taught and stored in the memory 42. The center position CP and the outer peripheral edge position EP correspond to the “reference position”.
[0039]
Further, in this apparatus, in addition to teaching, cleaning is data that summarizes parameters of various cleaning processes according to characteristics such as a film type, a film thickness, a brush type, and a type of a previous process of the substrate W to be cleaned. A large number of processing recipes are stored in advance in the memory 42 in the main computer 40. Then, the operator selects a cleaning process recipe corresponding to the above characteristics of the substrate W stored in each cassette for the cleaning process by the recipe setting panel 70. Furthermore, the cleaning process recipe can be used as it is. However, depending on the type of the substrate W, when the operator wants to specify more delicate cleaning process conditions, the operator can set each item of the cleaning process recipe by the main panel 50. Data (corresponding to “cleaning process parameters”) can be partially changed and set. The main panel 50 can also be used as a panel for selecting and specifying a cleaning process recipe.
[0040]
Specifically, examples of the cleaning treatment recipe include those shown in Tables 1 to 3.
[0041]
[Table 1]

[0042]
[Table 2]

[0043]
[Table 3]

[0044]
As shown in these tables, the cleaning process recipe includes “time”, “substrate rotation speed”, “brush rotation speed”, “cleaning scan cycle”, and “cleaning scan width” for each step in the cleaning process. In addition, items such as “chemical solution” and “brush load” are provided.
[0045]
Among these, “brush rotation speed” represents the rotation speed of the cleaning brush 355. In Table 3, the brush rotation speed is kept at 0 rpm even during the cleaning process. That is, the cleaning brush is not rotated. As described above, in the apparatus of this embodiment, even when the cleaning efficiency is better when the cleaning scan is performed without rotating the cleaning processing brush, it is possible to cope with only the recipe change.
[0046]
The item “cleaning scan cycle” represents the time required for one scan of the cleaning brush 355 in seconds, and corresponds to the cleaning scan speed. In this embodiment, one or more cleaning scans are performed for one cleaning process. For example, in step 3 of Table 1, one cleaning scan is set to 8 seconds, and step 3 is set to perform 24 seconds. Therefore, in the case of Table 1, the cleaning scan is 24/8 times, that is, 3 cleanings. Scan.
[0047]
Further, the item “cleaning scan width” is set as a relative position between the center position CP and the outer peripheral edge position EP of the substrate W where the cleaning scan start position and end position are respectively taught with respect to the substrate W to be cleaned. Is done. In Tables 1 to 3, the sign of “cleaning scan width” is positive in the counterclockwise direction in FIG. In step 3 of Table 1, scanning starts from the center position CP, which is the teaching start position, 10 mm negative, that is, the position where the outer periphery of the cleaning brush 355 contacts the center of the substrate W from the front side of scanning, and the outer peripheral position, which is the teaching end position. This indicates that the process ends at a position 10 mm positive from the EP, that is, at a position where the outer periphery of the cleaning brush 355 contacts the peripheral edge of the substrate W on the outside. These values (including positive and negative) can be different for each cleaning process recipe.
[0048]
The item “chemical liquid etc.” designates supply of cleaning water for pure water rinsing and back rinsing when supplying the cleaning liquid to the front and back surfaces of the substrate W during cleaning.
[0049]
Furthermore, the item “brush load” represents the load of the cleaning brush pressed against the substrate W during cleaning, and actually specifies the control value of the air supply pressure by the CPU for the brush rotation pressing mechanism 37 described above. Is. Although it is 20 g in Tables 1 and 2, it is different from 10 g in Table 3, and these are realized by control by the CPU 300 of the brush rotation pressing mechanism 37 described above.
[0050]
Further, when such a cleaning process recipe is selected, the main panel 50 can display the cleaning process recipes as shown in Tables 1 to 3 above, and according to the cleaning process recipe as shown in FIG. It is also possible to simultaneously display a graph representing the time change of the rotation speed of the substrate W. Such a display allows the operator to grasp the characteristics of the cleaning process recipe and easily select it.
[0051]
The apparatus operates in accordance with the designation of the cleaning process recipe. Thus, in this apparatus, those settings can be easily changed, and it is not necessary to stop the apparatus and perform teaching each time the change is made.
[0052]
[2. Processing procedure in the embodiment]
FIG. 7 is a flowchart showing a cleaning process procedure of the substrate cleaning apparatus of this embodiment. Hereinafter, the procedure of the substrate cleaning process will be described with reference to FIG.
[0053]
First, at the start-up of the apparatus, the operator performs a teaching process such as setting the start position and end position of the cleaning scan at the center and outer periphery of the substrate W as described above (step S1).
[0054]
Next, the operator puts each cassette on the cassette stage 11 (step S2).
[0055]
Next, a cleaning process recipe is set according to the cassette targeted by the operator (step S3). This setting can be selected from a plurality of cleaning processing recipes stored in advance in the memory 42 as described above and used as it is, or can be set with partial changes.
[0056]
Next, a cassette to be cleaned is automatically set (step S4). That is, the cassettes to be cleaned are sequentially set in the order of cassette placement on the cassette stage 11.
[0057]
Next, the apparatus automatically determines whether or not the cassette to be subjected to substrate cleaning has been completed. If the cassette has been completed, the cleaning process itself is terminated. If not, the process proceeds to step S5 (step S5).
[0058]
Next, each substrate W is cleaned by the spin scrubber 30 in the selected cassette (step S6), and the process returns to step S4.
[0059]
Then, the processing in steps S4 to S6 is repeated to clean each substrate W of each cassette, and when the apparatus confirms that all the cassettes to be cleaned have been cleaned, the process proceeds to the end in step S4 and cleaning processing is performed. finish.
[0060]
As described above, in the substrate cleaning apparatus according to this embodiment, any one of a plurality of cleaning processing recipes stored in advance in the memory 42 is selected and designated, and the brush rotation speed, cleaning scan speed, and Since the substrate cleaning is performed by controlling the cleaning scan width and the like, the brush rotation speed, the cleaning scan speed, the cleaning scan width, and the like can be easily changed.
[0061]
In addition, by setting a cleaning process recipe corresponding to each cassette containing different types of substrates W, teaching can be performed each time the cassette to be cleaned changes, brush rotation speed, cleaning scan cycle, etc. Since there is no need to change the setting, the occurrence of downtime can be suppressed, and the occurrence of human error can also be suppressed since there are few opportunities for manual operation.
[0062]
Furthermore, since a cleaning process recipe including cleaning process parameters such as a brush rotation speed, a cleaning scan speed, and a cleaning scan width according to the characteristics of the substrate W for each cassette can be selected, it is effective according to the type of the substrate. Substrate cleaning can be performed.
[0063]
[3. Modified example]
In this embodiment, in the spin scrubber 30, the cleaning scan by the brush unit 35 is performed by the amount corresponding to the radius of the substrate W. However, the present invention is not limited to this, and the scan corresponding to the diameter of the substrate W is performed. Other ranges may be performed.
[0064]
In this embodiment, the spin scrubber 30 performs the cleaning scan by the brush portion 35 in a circular arc shape by rotating the support arm 351. However, the present invention is not limited to this, and the brush is moved along the support arm. It is good also as a thing which carries out the washing | cleaning scan to linear form as what moves in translation.
[0065]
In this embodiment, the brush rotation speed and the cleaning scan speed are specified as constant at each step in the cleaning processing recipe. However, the present invention is not limited to this, and the initial speed and end speed within the step are set. It may be specified and changed.
[0066]
In this embodiment, the cleaning process recipe is different for each cassette. However, the present invention is not limited to this, and the cleaning process is performed for each substrate W when substrates W having different characteristics are stored in the same cassette. A different recipe may be designated.
[0067]
Further, in this embodiment, it is assumed that a slight setting change can be made for each process after the cleaning process recipe is selected. However, the present invention is not limited to this, and it is assumed that the cleaning process recipe cannot be changed only by selecting it. Also good.
[0068]
In this embodiment, the cleaning process recipe includes designation of the cleaning scan cycle. However, the present invention is not limited to this, and the speed may be designated instead of the cleaning scan cycle.
[0070]
Further, in this embodiment, although forming the spin chuck 31 to the turntable 314 as the adsorption type, the invention is not limited thereto, For example, the outer edge of the substrate W to the turntable provided with a plurality of substrate support member for supporting, Configure the substrate holding means by providing a positioning pin for regulating the horizontal position of the substrate W on the upper end of the substrate support member, to separate the substrate W from the upper surface of the turntable state And may be held rotatably.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to fourth aspects of the present invention, the pattern designating unit selects any one of a plurality of cleaning scan speed patterns and brush loads previously stored in the storage unit. Since the control means controls the moving speed of the support arm and the pressing load of the brush based on that, the cleaning scan speed and the brush pressing load can be easily changed, thereby suppressing the occurrence of downtime. it can.
[0072]
Furthermore, since a combination of the cleaning scan speed pattern and the brush load according to the characteristics of the substrate can be selected, effective substrate cleaning can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view and a front view of a substrate cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a main part of a spin scrubber.
FIG. 3 is a plan view of a spin scrubber.
FIG. 4 is a diagram showing a mechanical configuration of a brush unit of a spin scrubber.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a brush arm.
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a substrate cleaning apparatus.
FIG. 7 is a flowchart showing a cleaning processing procedure according to this embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Substrate Cleaning Device 42 Memory 60 Teaching Panel 70 Recipe Setting Panel 300 CPU
351 Support arm 355 Cleaning brush CP Center position EP Outer peripheral edge position W Substrate

Claims

A substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate by moving a support arm supporting a brush relative to a rotating substrate surface to perform a substrate cleaning scan,
Storage means for storing a combination of a plurality of cleaning scan speed patterns and brush loads ;
Pattern designating means for selecting and designating any one of the plurality of combinations stored in advance in the storage means;
Control means for controlling the moving speed of the support arm and the pressing load of the brush based on a combination of the designated cleaning scan speed pattern and brush load ;
A substrate cleaning apparatus comprising:

The substrate cleaning apparatus according to claim 1,
The storage means stores a plurality of cleaning processing parameter groups, which are a set of various parameters of substrate cleaning including the cleaning scan speed pattern and brush load ,
The substrate cleaning apparatus, wherein the pattern designating unit designates an arbitrary cleaning scan speed pattern and brush load by designating an arbitrary group of cleaning processing parameters.

The substrate cleaning apparatus according to claim 1 or 2, wherein the cleaning scan is performed a plurality of times when cleaning one substrate.
The substrate cleaning apparatus, wherein the cleaning scan speed pattern is specified by a cycle of the cleaning scan.

A board cleaning apparatus according to claim 2 or claim 3,
The substrate cleaning apparatus, wherein the cleaning processing parameter group further includes a substrate rotation speed, a brush rotation speed, and a cleaning scan width .