JP3764228B2 - ブラシ洗浄装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は被洗浄物を回転させながらその上下面をロ−ル状の洗浄ブラシで洗浄するブラシ洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、被洗浄物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。上記半導体ウエハを洗浄する方式としては、洗浄液中に複数枚の半導体ウエハを浸漬するデイップ方式や半導体ウエハ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つとして洗浄ブラシを用いたブラシ洗浄装置が知られている。このブラシ洗浄装置は半導体ウエハをほぼ水平な状態で回転駆動できるように保持するとともに、その上下両面側にロ−ル状の一対の洗浄ブラシを上下駆動できるように配置し、これら洗浄ブラシを上記半導体ウエハの上下面にそれぞれ接触させ、その接触部分に洗浄液を供給しながら上記半導体ウエハと洗浄ブラシとを回転させることで、上記半導体ウエハの上下両面を洗浄するようになっている。
【0004】
上記半導体ウエハの上下面を所定の清浄度で洗浄するためには、上記半導体ウエハの上下両面に対して一対の洗浄ブラシが接触する圧力を調整できるようにすることが要求される。
【0005】
従来、半導体ウエハの上下面に対して一対の洗浄ブラシが接触する圧力を調整できるようにするには、図8に示すブラシ駆動機構が用いられていた。このブラシ駆動機構は、それぞれガイド部1a、1bによって軸線を垂直方向に沿わせてスライド自在に設けられた第1のスライド体2と第2のスライド体3とを有する。
【0006】
上記第1のスライド体2の上端には上部洗浄ブラシ4が軸線を水平方向に沿わせて回転駆動されるように設けられ、第2のスライド体3の上端には下部洗浄ブラシ5が軸線を水平方向に沿わせて回転駆動されるように設けられている。上部洗浄ブラシ4は被洗浄物としての半導体ウエハUの上面を洗浄し、下部洗浄ブラシ5は下面を洗浄するようになっている。上記半導体ウエハUは図示しない回転体に保持され、回転駆動されるようになっている。
【0007】
各スライド体2、3の下端には第1のナット体2a、3aが螺合され、各第1のナット体2a、3aには係合ピン6a、6bが設けられている。各係合ピン6a、6bにはリンク7の両端部に形成された係合溝7aがスライド自在に係合している。このリンク7の中途部は支軸8によって回動自在に支持されている。
【0008】
上記リンク7の一端部には第2のナット体9が回動自在に設けられている。この第2のナット体9には駆動ねじ軸11が固着されている。この駆動ねじ軸11はサ−ボモ−タ12の回転軸12aに連結されている。このサ−ボモ−タ12は制御装置13によって駆動制御されるようになっている。
【0009】
したがって、上記サ−ボモ−タ12が作動して駆動ねじ軸11が回転駆動されることで、上記リンク7が支軸8を支点として矢印で示す反時計方向に回動させられるから、上部洗浄ブラシ4が下降して半導体ウエハUの上面に接触し、下部洗浄ブラシ5が上昇して下面に接触するようになっている。
【0010】
上記構成において、各洗浄ブラシ4、5の半導体ウエハUの上下面に対する接触圧力を調整する場合、つぎのように行われていた。まず、サ−ボモ−タ12を作動させてリンク7を反時計方向へ回動させ、上部洗浄ブラシ4と下部洗浄ブラシ5とを半導体ウエハUの上面と下面とに接触させ、その位置を0点して制御装置13に記憶させる。
【0011】
その際、各スライド体2、3の下端に設けられたナット体2a、3aを回転させて係合ピン6a、6bを移動させることで、上記0点において上部洗浄ブラシ4と下部洗浄ブラシ5とが半導体ウエハUの上面と下面とに同じ圧力で接触するよう調整できる。
【0012】
ついで、上記0点を基準にして接触圧力を設定する。つまり、所定の接触圧力を得るための上記各洗浄ブラシ4、5の0点からの移動量を算出し、その算出値に応じてサ−ボモ−タ12による駆動ねじ11の回転数を上記制御装置13によって設定する。さらに、制御装置13により、洗浄終了後にリンク7を時計方向に所定角度回動させて各洗浄ブラシ4、5を退避させるよう設定する。
【0013】
以上の設定により、制御装置13により、洗浄ブラシ4、5は半導体ウエハUの上下面に所定の圧力で接触して洗浄し、洗浄が終了したならばその半導体ウエハUを取り出し新たな半導体ウエハUを供給するために退避させられることになる。
【0014】
しかしながら、半導体ウエハUに対する洗浄ブラシ4、5の接触圧力をサ−ボモ−タ12により制御するようにすると、高価な部品であるサ−ボモ−タ12やそれを制御する制御装置13が必要となるから、コストアップや構成の複雑化を招くということがあるばかりか、その設定作業が容易でないなどのことがあった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来は被洗浄物に対する洗浄ブラシの接触圧力を設定するためにサ−ボモ−タを用いていたので、コストアップや構成の複雑化を招いたり、設定作業に手間が掛かるなどのことがあった。
【0016】
この発明は上記事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、サ−ボモ−タを用いずに被洗浄物に対する洗浄ブラシの接触圧力を機械的に設定できるようにしたブラシ洗浄装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、回転駆動される被洗浄物の上面と下面とをそれぞれ上部洗浄ブラシと下部洗浄ブラシとを接触させて洗浄するブラシ洗浄装置において、
上記被洗浄物の板面に対してほぼ垂直な上下方向に沿って立設された取付け部材と、
この取付け部材に上記上下方向と交差する方向に所定の間隔で離間しかつ上下方向に沿って設けられた一対のガイド体と、
この一対のガイド体の一方にスライド自在に設けられた第1のスライド体および他方にスライド自在に設けられた第2のスライド体と、
上記第1のスライド体の上端部に設けられ上記上部洗浄ブラシを上記被洗浄物の上面側で軸線を被洗浄物の上面に対してほぼ平行にして回転自在に保持した上部保持手段と、
上記第2のスライド体の上端部に設けられ上記下部洗浄ブラシを上記被洗浄物の下面側で軸線を被洗浄物の下面に対してほぼ平行にして回転自在に保持した下部保持手段と、
上記第1のスライド体の下端側で上記ガイド体の一方にスライド自在に設けられ上記第1のスライド体の上下方向に沿うスライド位置を調整する第1の調整機構と、
上記第2のスライド体の下端側で上記ガイド体の他方にスライド自在に設けられ上記第2のスライド体の上下方向に沿うスライド位置を調整する第2の調整機構と、
中途部が上記取付け部材に回動自在に取付けられ一端が上記第1の調整機構に回動自在に連結され他端が上記第2の調整機構に回動自在に連結されたリンクと、
このリンクを回動駆動し上記第1のスライド体を上記第1の調整機構を介して下降方向へスライドさせ上記上部洗浄ブラシを被洗浄物の上面に接触させると同時に、上記第2のスライド体を上記第2の調整機構を介して上昇方向へスライドさせ上記下部洗浄ブラシを上記被洗浄物の下面に接触させる駆動手段と
を具備したことを特徴とする。
【0018】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、上記取付け部材は、上下方向と交差する方向に沿う軸線を中心にして回動角度の調整自在に設けられていることを特徴とする。
【0019】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、上記第1および第2の調整機構は、上記ガイド体にスライド自在に設けられ上記リンクの端部が回動自在に連結される基体と、この基体に上記ガイド体と交差する方向に沿ってスライド自在に設けられ上面が上記第1および第2のスライド体の下端にスライド自在に当接するテ−パ面に形成された調整体と、この調整体を上記ガイド体と交差する方向に駆動することで上記各スライド体を上記ガイド体の上下方向に沿ってスライドさせる調整ねじとからなることを特徴とする。
【0020】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、上記上部および下部保持手段は、一対の支持部と、各支持部に回転自在に設けられ先端部に第1の係合部が形成された支持軸と、上記支持軸に螺合され先端部がテ−パ凸部に形成されたナット体とを具備し、
上記上部および下部洗浄ブラシは、外周面にブラシ部材が設けられたブラシ軸と、このブラシ軸の両端部に形成され上記第1の係合部にそれぞれ着脱自在に係合し上記ブラシ軸を上記支持軸と一体的に回転させる第2の係合部と、
上記ブラシ軸の端面に形成され上記第1の係合部と第2の係合部との係合状態を保持するために上記ナット体をブラシ軸の端面方向へ移動させることで上記テ−パ凸部が係合するテ−パ凹部と
を具備したことを特徴とする。
【0021】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、上記被洗浄物は回転駆動される支持ピンによって周辺部が支持され、この支持ピンが回転することで上記被洗浄物を回転させるようになっていて、
上記支持ピンは、回転駆動される駆動軸に取付けられる基軸部と、この基軸部の上端に着脱自在に取付けられた押え部材と、上記基軸部の上端に上記押え部材によって着脱自在に保持され上記被洗浄物の周辺部を支持する支持部材とからなることを特徴とする。
【0022】
請求項1の発明によれば、上部洗浄ブラシと下部洗浄ブラシとの被洗浄物に対する接触圧力の調整は第1の調整機構と第2の調整機構とによって機械的に行うようにし、各洗浄ブラシの駆動は駆動手段によって行うようにした。各洗浄ブラシの接触圧力の調整と、駆動とを分離して行えることで、複雑な制御を行わずにすみ、しかも高価な部品を使わずにすむ。
【0023】
請求項2の発明によれば、洗浄ブラシや調整機構などが設けられた取付け部材を被洗浄物に対して角度調整できるため、被洗浄物に対して洗浄ブラシを平行に位置決めすることができる。
【0024】
請求項3の発明によれば、第1、第2の調整機構を上面がテ−パ面に形成された調整体およびこの調整体を駆動する調整ねじとから構成したことで、簡単な構成で確実に洗浄ブラシが設けられたスライド体を位置決め調整することができる。
【0025】
請求項4の発明によれば、洗浄ブラシを保持する保持手段として洗浄ブラシを支持軸に保持固定する際、ナット体のテ−パ凸部を、洗浄ブラシのブラシ軸に形成されたテ−パ凹部に係合させるようにしたから、上記支持軸の軸心に上記洗浄ブラシのブラシ軸心を精度よく一致させることができる。
【0026】
請求項5の発明によれば、被洗浄物を支持する支持ピンを基軸部、押え部材および支持部材とから構成し、被洗浄物を支持する支持部材を使用に伴い摩耗したならば交換することができる。
【0027】
【発明の実施形態】
以下、この発明の一実施形態を図1乃至図7を参照して説明する。
図2に示すブラシ洗浄装置は筐体21を備えている。この筐体21の内部には仕切板22が設けられ、この内部を上部室23と下部室24とに隔別している。上部室23には被洗浄物としての半導体ウエハUを保持して回転させる保持機構25が設けられている。この保持機構25はそれぞれ4本の内側支持ピン26と外側支持ピン27とが周方向に90度間隔で配置されている。
【0028】
各支持ピン26、27は図7に示すように駆動軸28の上端のねじ部28aに着脱自在にねじ込まれた基軸部29aを有する。この基軸部29aはピ−ク材などの合成樹脂によって形成されていて、その上端面には弗素樹脂などによって形成された押え部材29bがねじ31によって着脱自在に取付けられている。この押え部材29bの外周面下端側には段部32が形成され、この段部32にはゴムなどの摩擦係数の高い材料によってリング状に形成された支持部材29cが設けられ、上記基軸部29aの上端面とで挟持固定されている。
【0029】
4本の内側支持ピン26の支持部材29cには図4に鎖線で示すように所定径の半導体ウエハU1 が周辺部を係合載置して保持される。したがって、内側支持ピン26が図中矢印で示す反時計方向に回転駆動されれば、上記半導体ウエハU1 は上記支持部材29cとの接触摩擦によって逆方向である時計方向に回転駆動されるようになっている。
【0030】
4本の外側支持ピン27には内側支持ピン26に支持される半導体ウエハU1 よりも大径な半導体ウエハU2 が周辺部を係合させて保持される。外側支持ピン27が矢印で示す反時計方向に回転駆動されれば、上記半導体ウエハU2 は支持部材29cとの接触摩擦によって時計方向に回転駆動されることになる。つまり、内側支持ピン26と外側支持ピン27とを設けることで、サイズの異なる半導体ウエハU1 、U2 を保持できるようになっている。
【0031】
なお、外側支持ピン27に半導体ウエハU2 を保持する場合、内側支持ピン26は駆動軸28のねじ部28aから取り外される。
上記各支持ピン26、27が取付られた駆動軸28は図3に示すようにそれぞれ軸受筒体32によって上部と下部とが軸受32aにより回転自在に支持されている。各軸受筒体32は上記仕切板22に形成された通孔33に挿通され、下部室24に水平に配置された取付板34に立設されている。
【0032】
上記軸受筒体32の上部室23に位置する部分は上部カバ−35によって覆われている。この上部カバ−35は上記通孔33よりも大径に形成され、図4に示すように2組の内側支持ピン26と外側支持ピン27とを覆う大きさに設定されている。
【0033】
上記通孔33の周辺部には上記上部カバ−35の内部に入り込む下部カバ−36が立設されている。それによって、上記半導体ウエハUを洗浄するときに使用される洗浄液が上記通孔33から仕切板22の下面側へ侵入するのを阻止するラビリンス構造になっている。
【0034】
上記各支持ピン26、27を回転駆動する駆動軸28は取付板34の下面側に突出し、各突出端部には従動歯車38が嵌着されている。内側支持ピン26の駆動軸28に嵌着された従動歯車38は外側支持ピン27の駆動軸28に嵌着された従動歯車38よりも上方に位置している。
【0035】
各従動歯車38は駆動歯車39に噛合している。この駆動歯車39は上部歯車部39aと下部歯車部39bとが一体的に形成されていて、上部歯車部39aに上記内側支持ピン26の従動歯車38が噛合し、下部歯車部39bに外側支持ピン26の従動歯車38が噛合している。
【0036】
上記駆動歯車39は駆動モ−タ41の回転軸41aに取付けられている。この駆動モ−タ41は上記取付板34にブラケット42を介して取付けられている。したがって、上記駆動モ−タ41が作動して駆動歯車39が回転されると、この回転に連動する従動歯車38を介して駆動軸28、つまり内側支持ピン26と外側支持ピン27とが回転駆動されるようになっている。
【0037】
なお、図7に示すように各支持ピン26、27の基軸部29aの下端部には凹部43が形成され、上記上部カバ−35には上記凹部43に入り込むフランジ44が突設されている。それによって、上記上部カバ−35の駆動軸28が挿通された部分からその内部へ洗浄液が侵入するのを防止するラビリンス構造となっている。
【0038】
上記仕切板22の下面側には上面側に連通する複数の排出管45が接続されている。各排出管45は図2に示すようにチュ−ブ46を介して気液分離器47に接続されている。この気液分離器47は上記排出管45から排出される気体と液体とを分離する。分離された液体は排液管48によって排液され、気体は排気管49によって排気されるようになっている。
【0039】
上記内側支持ピン26あるいは外側支持ピン27に保持された半導体ウエハUの上下面は上部洗浄ブラシ51と下部洗浄ブラシ52とによってブラシ洗浄されるようになっている。各洗浄ブラシ51、52は駆動機構53によって上記半導体ウエハUの上下面に接触する洗浄状態と、半導体ウエハUの上下面から所定距離離間する位置に退避する退避状態とに駆動されるようになっている。
【0040】
上記駆動機構53は図2に示すように上記取付板34の下面に上端を固定して垂設されたベ−ス板54を有する。このベ−ス板54の一方の板面側には図6に示すように平板状の取付け部材55の一方の板面が接合され、支軸56によって回動自在に保持されている。
【0041】
上記取付け部材55には図1に示すように上記支軸56を中心として所定の半径で4つの長孔57が形成され、各長孔57から上記ベ−ス板54にねじ58が螺合されている。したがって、上記ねじ58を緩めることで、上記取付け部材55は支軸56を中心として長孔57の範囲内で左右方向へ回動させることができるようになっている。
【0042】
上記取付け部材55の他方の板面にはレ−ル状の一対のガイド体61(図6に示す)が所定の間隔で、かつ上下方向に沿って設けられている。一方のガイド体61には第1のスライド体62がスライド自在に設けられ、他方のガイド体61には第2のスライド体63がスライド自在に設けられている。
【0043】
各スライド体62、63は図1に示すように上記ガイド体61にスライド自在に係合するスライダ64が設けられた基部65と、この基部65の上端面に立設された支柱部66とからなる。
【0044】
各スライド体62、63の支柱部66は、仕切板22に形成された通孔67を貫通して上部室23に突出ている。この貫通部は、図1に示すように上部カバ−70aと下部カバ−70bとによって洗浄液が侵入するのを阻止するラビリンス構造となっている。
【0045】
上記第1のスライド体62の支柱部66の上端には上部支持板68が水平に取付けられ、第2のスライド体63の支柱部66の上端には下部支持板69が水平に取付けられている。
【0046】
各支持板68、69には図4と図5に示すようにコ字状の凹部71aによって一対の支持部71が所定の間隔で形成されている。各支持部71にはそれぞれ支持軸72が軸線を一致させるとともに軸受73によって回転自在に支持されている。各支持軸72の上記凹部71a側に突出した一端部にはねじ74が形成され、そのねじ74にはナット体75およびこのナット体75の移動を阻止するために固定ナット76が螺合されている。上記ナット体75の先端部は外周面を傾斜させたテ−パ凸部77に形成されている。さらに支持軸72の先端面には第1の係合部としての係合凹部78が径方向に貫通して形成されている。
【0047】
一方の支持軸72の後端部は軸受73から突出し、その突出端には従動プ−リ79が嵌着されている。
上部支持板68の上面の幅方向一端側には上部駆動モ−タ81が配置され、下部支持板69の上面の幅方向他端側には下部駆動モ−タ82が配置されている。各駆動モ−タ81、82の回転軸81a、82aには駆動プ−リ83が嵌着されている。
【0048】
上部駆動モ−タ81の駆動プ−リ83と上部支持板68の一方の支持軸72に設けられた従動プ−リ79とには第1の駆動ベルト84が張設され、下部駆動モ−タ82の駆動プ−リ83と下部支持板69の一方の支持軸72に設けられた従動プ−リ79とには第2の駆動ベルト85が張設されている。
【0049】
上部支持板68の一対の支持軸72には上記上部洗浄ブラシ51が保持され、下部支持板69の一対の支持軸72には上記下部洗浄ブラシ52が支持される。したがって、上記各駆動モ−タ81、82が作動することで、上記各洗浄ブラシ51、52が回転駆動されるようになっている。
【0050】
上記支持軸72による各洗浄ブラシ51、52の支持構造は図5に示すようになっている。つまり、洗浄ブラシ51、52はブラシ軸86を有する。ブラシ軸86の外周面にはたとえばスポンジなどの筒状のブラシ部材87が装着されている。ブラシ軸86の両端部はブラシ部材87から突出し、その突出端部には上記支持軸72の係合凹部78に係合する係合凸部88が径方向全長にわたって形成されている。さらに、ブラシ軸86の端面には上記ナット体75の先端部に形成されたテ−パ凸部77が係合する環状のテ−パ凹部89が形成されている。
【0051】
したがって、各洗浄ブラシ51、52は、各支持軸72に螺合されたナット体75を図5に鎖線で示すように後退させた状態で、そのブラシ軸86の両端部に形成された係合凸部88を一対の支持軸72の係合凹部78に係合させる。
【0052】
ついで、上記ナット体75を図5に実線で示す前進方向へ回転させることで、このナット体75が上記係合凹部78と係合凸部88の係合部分を覆ってその係合状態を保持し、さらに先端部のテ−パ凸部77がテ−パ凹部89に係合することで、ブラシ軸86の軸心が支持軸72の軸心に一致されることになる。
【0053】
つまり、各洗浄ブラシ51、52はナット体75を後退位置から前進方向へ回転させることで、支持軸72に対して軸心を一致させた状態で連結固定されることになる。
【0054】
図1に示すように、上記取付け部材55には、上記第1のスライド体62と第2のスライド体63の下方にそれぞれ第1の調整機構91と第2の調整機構92とが設けられている。
【0055】
各調整機構91、92はそれぞれのガイド体61にスライダ93aを介してスライド自在に設けられたほぼ三角形の板状の基体93を有する。この基体93の上端面はほぼ水平になっていて、その水平部にはL字状のテ−ブル94が設けられている。このテ−ブル94の上には上面がテ−パ面95aに形成された調整体95が上記テ−ブル94に沿う水平方向にスライド自在に設けられている。
【0056】
上記調整体95の一端部には調整ねじ96が螺合されている。この調整ねじ96は上記基体93の幅方向一端部に設けられた支持部97に回転自在に支持され、他端部にはハンドル98が設けられている。したがって、上記調整ねじ96を回転させることで、上記調整体95を上記テ−ブル94に沿ってスライドさせることができるようになっている。
【0057】
上記調整体95のテ−パ面95aには上記各スライド体61、62の下端に設けられたカムフォロア99が当接している。したがって、上記調整体95がスライドすると、上記各スライド体61、62は取付け部材55に設けられたガイド体61に沿って上下動するようになっている。なお、上記調整ねじ96は図2に示すストッパ96aによって回転不能に固定される。それによって、調整体95がスライドするのが阻止される。
【0058】
図1に示すように、上記取付け部材55の下端部で、一対のスライド体61、62の中間部にはリンク101の中途部が支軸102によって回動自在に支持されている。このリンク101の両端部にはそれぞれ長孔103が形成されている。
【0059】
上記各調整機構91、92の基体93の板面の下端部にはそれぞれ係止軸104が突設されている。各係止軸104は上記リンク101の長孔103に係合している。
【0060】
上記リンク101には駆動手段としてのシリンダ105のロッド106が回動自在に連結されている。図2に示すように、上記シリンダ105は下部室24に上記ベ−ス板54と一体的に設けられた支持部材107にスタッド107aによって揺動自在に連結されている。
【0061】
図1は上部洗浄ブラシ51と下部洗浄ブラシ52とが半導体ウエハUの上下面から退避した状態を示しており、この退避状態においてリンク101は第1の調整機構91に連結された一端部が上方に位置する状態で傾斜し、下方となる他端部側に上記シリンダ105のロッド106が連結されている。この退避状態において、上記シリンダ105のロッド106は没入方向の後退限にある。
【0062】
上記シリンダ105のロッド106が突出方向に駆動されると、上記リンク101が図1に矢印で示す反時計方向に回動する。それによって、第1の調整機構91が下降し、第2の調整機構92が上昇するから、これら調整機構91、92の動きに第1のスライド体62と第2のスライド体63とが連動する。つまり、上記シリンダ105のロッド106が突出方向の前進限まで駆動されると、上部洗浄ブラシ51が下降し、下部洗浄ブラシ52が上昇し、これら洗浄ブラシが半導体ウエハUの上下面にそれぞれ接触する洗浄状態に後述するごとく位置決めされることになる。
【0063】
上記シリンダ105による上部洗浄ブラシ51の下降と、下部洗浄ブラシ52の上昇とは重量的にバランスがとれている。そのため、上記各洗浄ブラシ51、52の上下駆動を小型のシリンダ105によって行うことができる。
【0064】
上記第1、第2のスライド体62、63の基部65の一側にはそれぞれダイヤルゲ−ジ108が設けられている。各ダイヤルゲ−ジ108のスピンドル108aは、各洗浄ブラシ51、52を洗浄状態に変位させたときに、取付け部材55の両側に設けられた当接体109に当接するようになっている。
【0065】
なお、洗浄状態においては、図示せぬ洗浄液の供給ノズルから上記半導体ウエハUの上面と下面とに洗浄液が供給されるようになっている。
つぎに、上記構成のブラシ洗浄装置において、半導体ウエハUを洗浄する前に、上部洗浄ブラシ51と下部洗浄ブラシ52とを上記半導体ウエハUに接触する圧力、つまり押付け量を設定する作業について説明する。
【0066】
まず、最初にシリンダ105のロッド106を図1に示す後退限から前進限へ突出させる。それによって、リンク101が図1に矢印で示す反時計方向へ回動するから、上部洗浄ブラシ51が下降し、下部洗浄ブラシ52が上昇する。
【0067】
つぎに、第1の調整機構91の調整ねじ96をハンドル98によって回転させて調整体95をスライドさせ、上部洗浄ブラシ51を上昇あるいは下降させることで、そのブラシ部材87が半導体ウエハUの上面に変形することなく接触する状態に位置決めする。その状態でダイヤルゲ−ジ108の目盛り盤を回転させ、その0点に指針を合わせる。つまり、上部洗浄ブラシ51が半導体ウエハUの上面に圧力を加えることなく接触する0点を設定する。
【0068】
上部洗浄ブラシ51の0点を設定したならば、調整ねじ96を回転させて調整体95を後退方向へスライドさせ、上部洗浄ブラシ51を下降させることで半導体ウエハUの上面に所定の圧力で圧接させる。その際、上部洗浄ブラシ51のブラシ部材87が弾性変形し、その変形量はダイヤスゲ−ジ108によって分かるから、上部洗浄ブラシ51の半導体ウエハUに対する押圧力を所定の値に設定できる。
【0069】
同様に、下部洗浄ブラシ52を半導体ウエハUの下面に対して所定の押圧力で接触させる。つまり、下部洗浄ブラシ52が半導体ウエハUの下面に弾性変形することなく接触する状態の0点を設定したならば、その状態をダイヤルゲ−ジ108の目盛り盤の0に合わせ、その位置から第2の調整機構92の調整体95を前進方向へ駆動することで、第2のスライド体63を介して下部洗浄ブラシ52を所定寸法上昇させる。それによって、下部洗浄ブラシ52の半導体ウエハUに対する押圧力を所定の値に設定できる。
【0070】
このようにして、半導体ウエハUの上下面に対する各洗浄ブラシ51、52の押圧力を設定したならば、その状態で各調整機構91、92の調整ねじ96をストッパ96aによって回転不能に固定することで、その設定状態を維持することができる。つまり、各洗浄ブラシ51、52のブラシ部材87が所定量摩耗するまでは、半導体ウエハUに対する各洗浄ブラシ51、52の押圧力を所定の範囲に維持することができる。
【0071】
すなわち、上記構成のブラシ洗浄装置によれば、上下駆動される各洗浄ブラシ51、52と、これら洗浄ブラシを上下駆動するシリンダ105との間に、それぞれ調整機構91、92を介在させたことで、洗浄状態における半導体ウエハUの上下面に対する各洗浄ブラシ51、52の接触圧力を上記調整機構91、92によって機械的に設定することができる。
【0072】
しかも、各洗浄ブラシ51、52の退避状態は、シリンダ105のロッド106を前進限まで駆動させることで行われるから、各洗浄ブラシ51、52を洗浄状態から退避状態へ駆動させる場合にも、機械的に行うことができる。
【0073】
すなわち、サ−ボモ−タを用いた従来のように、制御装置によって駆動を制御するということをせずに、一対の洗浄ブラシ51、52を機械的に洗浄状態と退避状態とに移動させることができるから、複雑な制御構造を採用せずにすむばかりか、各洗浄ブラシ51、52の接触力の設定を精度の低下を招くこともない。
【0074】
各洗浄ブラシ51、52は、ブラシ軸86の両端面に形成されたテ−パ凹部89に、支持軸72に螺合されたナット体75の先端部のテ−パ凸部77を係合させることで、上記支持軸72に連結固定されている。そのため、上記テ−パ凸部77と上記テ−パ凹部89との係合によって支持軸72の軸心にブラシ軸86の軸心を一致させることができるから、各洗浄ブラシ51、52の取付け精度を一定にすることができる。
【0075】
第1のスライド体62と第2のスライド体63とを介して各洗浄ブラシ51、52がスライド自在に保持された取付部材55はベ−ス板54に対して支軸56によって回動方向の角度調整自在に設けられている。そのため、各洗浄ブラシ51、52の軸線を半導体ウエハUの板面に対して平行になるよう設定することができるから、洗浄時に各洗浄ブラシ51、52の軸方向全長を半導体ウエハUの板面に対して均一に当接させることができる。
【0076】
半導体ウエハUを支持して回転駆動する内側支持ピン26あるいは外側支持ピン27は、図7に示すように基軸部29aに対して上記半導体ウエハUの周辺部が係合する支持部材29cを着脱できる構造にした。そのため、長期の使用によって上記支持部材29cが摩耗したならば、その支持部材29cだけを新たなものに交換することができるから、支持ピン26、27全体を交換する場合に比べてコストの大幅な低減が計れる。
【0077】
この発明は上記一実施形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。たとえば、各洗浄ブラシが半導体ウエハを押圧する押圧力を設定するのに、ダイヤルゲ−ジを用いたが、ダイヤルゲ−ジを用いずに、調整ねじの回転数によって押圧力を設定するようにしてもよいこと勿論である。
【0078】
また、被洗浄物としては半導体ウエハに限らず、液晶用ガラス基板であってもよく、要は精度よく洗浄する必要のあるものであれば、この発明を適用することができる。
【0079】
また、上下の洗浄ブラシを駆動するための駆動手段としてシリンダを用いたが、シリンダに代わりリニアモ−タを用いてもよく、要はコンピュ−タ制御せずにリンクを所定の範囲で回動させることができるものであればよい。
【0080】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、上部洗浄ブラシと下部洗浄ブラシとの被洗浄物に対する接触圧力の調整は第1の調整機構と第2の調整機構とによって機械的に行うようにし、各洗浄ブラシの駆動は駆動手段によって行うようにした。
【0081】
そのため、各洗浄ブラシの接触圧力の調整と、駆動とを分離して行えるから、従来のようにサ−ボモ−タなどの高価な部品を用いて複雑な制御をせずにすむため、構成が簡単となるばかりか、コストの低減を計ることもできる。
【0082】
請求項2の発明によれば、洗浄ブラシや調整機構などが設けられた取付け部材を被洗浄物に対して角度調整できるため、被洗浄物に対して洗浄ブラシを平行に位置決めすることができる。
【0083】
そのため、洗浄ブラシの軸線方向を全長にわたって均一に被洗浄物に圧接させることができるから、被洗浄物の全面を均一に洗浄することができる。
請求項3の発明によれば、第1、第2の調整機構を上面がテ−パ面に形成された調整体およびこの調整体を駆動する調整ねじとから構成した。
【0084】
そのため、簡単な構成で確実に洗浄ブラシが設けられたスライド体を位置決め調整することができる。
請求項4の発明によれば、洗浄ブラシを支持軸に保持固定する際、ナット体のテ−パ凸部を、洗浄ブラシのブラシ軸に形成されたテ−パ凹部に係合させるようにした。
【0085】
そのため、上記支持軸の軸心に上記洗浄ブラシの軸心を精度よく一致させることができるから、上記洗浄ブラシを芯ずれが生じるようなことなく高精度に取付けることができる。
【0086】
請求項5の発明によれば、被洗浄物を支持する支持ピンを基軸部、押え部材および支持部材とから構成し、被洗浄物を支持する支持部材を使用に伴い摩耗したならば交換することができるようにしたから、支持ピン全体を交換しなければならなかった従来に比べてコストの低減を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の一対の洗浄ブラシを上下駆動する機構を示す正面図。
【図2】同じく側面図。
【図3】同じく半導体ウエハを回転駆動する機構の断面図。
【図4】同じく洗浄ブラシの配置状態の平面図。
【図5】同じく洗浄ブラシの支持構造の断面図。
【図6】同じくスライド体の支持構造の断面図。
【図7】同じく支持ピンの構造を示す断面図。
【図8】従来の構造を示す説明図。
【符号の説明】
26、27…支持ピン
29a…基部
29b…押え部材
29c…支持部材
51…下部洗浄ブラシ
52…上部洗浄ブラシ
55…取付け部材
61…ガイド体
62…第1のスライド体
63…第2のスライド体
68、69…支持板(保持手段)
71…支持部
72…支持軸
75…ナット体
77…テ−パ凸部
78…第1の係合部
86…ブラシ軸
87…ブラシ部材
88…第2の係合部
89…テ−パ凹部
91…第1の調整機構
92…第2の調整機構
93…基体
95…調整体
95a…テ−パ面
96…調整ねじ
101…リンク
105…シリンダ(駆動手段)
U…半導体ウエハ(被洗浄部材)
Claims (5)
- 回転駆動される被洗浄物の上面と下面とをそれぞれ上部洗浄ブラシと下部洗浄ブラシとを接触させて洗浄するブラシ洗浄装置において、
上記被洗浄物の板面に対してほぼ垂直な上下方向に沿って立設された取付け部材と、
この取付け部材に上記上下方向と交差する方向に所定の間隔で離間しかつ上下方向に沿って設けられた一対のガイド体と、
この一対のガイド体の一方にスライド自在に設けられた第1のスライド体および他方にスライド自在に設けられた第2のスライド体と、
上記第1のスライド体の上端部に設けられ上記上部洗浄ブラシを上記被洗浄物の上面側で軸線を被洗浄物の上面に対してほぼ平行にして回転自在に保持した上部保持手段と、
上記第2のスライド体の上端部に設けられ上記下部洗浄ブラシを上記被洗浄物の下面側で軸線を被洗浄物の下面に対してほぼ平行にして回転自在に保持した下部保持手段と、
上記第1のスライド体の下端側で上記ガイド体の一方にスライド自在に設けられ上記第1のスライド体の上下方向に沿うスライド位置を調整する第1の調整機構と、
上記第2のスライド体の下端側で上記ガイド体の他方にスライド自在に設けられ上記第2のスライド体の上下方向に沿うスライド位置を調整する第2の調整機構と、
中途部が上記取付け部材に回動自在に取付けられ一端が上記第1の調整機構に回動自在に連結され他端が上記第2の調整機構に回動自在に連結されたリンクと、
このリンクを回動駆動し上記第1のスライド体を上記第1の調整機構を介して下降方向へスライドさせ上記上部洗浄ブラシを被洗浄物の上面に接触させると同時に、上記第2のスライド体を上記第2の調整機構を介して上昇方向へスライドさせ上記下部洗浄ブラシを上記被洗浄物の下面に接触させる駆動手段と
を具備したことを特徴とするブラシ洗浄装置。 - 上記取付け部材は、上下方向と交差する方向に沿う軸線を中心にして回動角度の調整自在に設けられていることを特徴とする請求項1記載のブラシ洗浄装置。
- 上記第1および第2の調整機構は、上記ガイド体にスライド自在に設けられ上記リンクの端部が回動自在に連結される基体と、この基体に上記ガイド体と交差する方向に沿ってスライド自在に設けられ上面が上記第1および第2のスライド体の下端にスライド自在に当接するテ−パ面に形成された調整体と、この調整体を上記ガイド体と交差する方向に駆動することで上記各スライド体を上記ガイド体の上下方向に沿ってスライドさせる調整ねじとからなることを特徴とする請求項1記載のブラシ洗浄装置。
- 上記上部および下部保持手段は、一対の支持部と、各支持部に回転自在に設けられ先端部に第1の係合部が形成された支持軸と、上記支持軸に螺合され先端部がテ−パ凸部に形成されたナット体とを具備し、
上記上部および下部洗浄ブラシは、外周面にブラシ部材が設けられたブラシ軸と、このブラシ軸の両端部に形成され上記第1の係合部にそれぞれ着脱自在に係合し上記ブラシ軸を上記支持軸と一体的に回転させる第2の係合部と、
上記ブラシ軸の端面に形成され上記第1の係合部と第2の係合部との係合状態を保持するために上記ナット体をブラシ軸の端面方向へ移動させることで上記テ−パ凸部が係合するテ−パ凹部と
を具備したことを特徴とする請求項1記載のブラシ洗浄装置。 - 上記被洗浄物は回転駆動される支持ピンによって周辺部が支持され、この支持ピンが回転することで上記被洗浄物を回転させるようになっていて、
上記支持ピンは、回転駆動される駆動軸に取付けられる基軸部と、この基軸部の上端に着脱自在に取付けられた押え部材と、上記基軸部の上端に上記押え部材によって着脱自在に保持され上記被洗浄物の周辺部を支持する支持部材とからなることを特徴とする請求項1記載のブラシ洗浄装置。
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