JP4046931B2 - 基板洗浄装置及び洗浄具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等の被洗浄基板を保持し回転させながら該洗浄基板上に洗浄液を供給しながら洗浄具で洗浄する基板洗浄装置及び洗浄具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１はこの種の基板洗浄装置の構成を示す図である。図示するように、基板洗浄装置は被洗浄基板Ｗｆを保持し回転させる基板保持回転機構１０と洗浄具２１を装着する洗浄具装着機構２０を具備する。基板保持回転機構１０は被洗浄基板Ｗｆを水平姿勢に保持するチャック１１が装着された複数本（図では４本）のアーム１２を具備し、該アーム１２が一体的に基台１３に取付けられ、回転軸１４で矢印Ａ方向に回転できるようになっている。
【０００３】
また、洗浄具装着機構２０は揺動アーム２３を有し、該揺動アーム２３の先端に回転軸２２が設けられ、該回転軸２２の先端に洗浄具が装着されている。回転軸２２は図示しない回転機構により矢印Ｂ方向に回転し、洗浄具２１を同方向に回転させるようになっている。また、揺動アーム２３の後端部には揺動軸２４が設けられ、揺動アーム２３を矢印Ｃ方向に揺動させるようになっている。また、揺動軸２４は揺動アーム２３を矢印Ｄに示すように昇降させるようにもなっている。
【０００４】
洗浄具２１は図２（ａ）に示すようにスポンジ等で構成された洗浄部材２１ａと該洗浄部材２１ａを把持する把持部材２１ｂからなる。このような構成の洗浄具を回転軸２２に固着し、洗浄部材２１ａを被洗浄基板Ｗｆの上面に当接させると共に、ノズル２５から洗浄液を供給し、回転軸２２を回転させ、揺動アーム２３を揺動させて被洗浄基板Ｗｆの上面を洗浄する。この回転軸２２の回転力、揺動アーム２３の揺動力が洗浄部材２１ａに加わると、洗浄部材２１ａと被洗浄基板Ｗｆの摩擦力により、図２（ｂ）に示すように、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落することがある。上記のように洗浄具２１の洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落すると、本来の洗浄性能が維持できず、洗浄不良製品を製造し続けることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、洗浄具装着機構に取付けられた洗浄具の洗浄部材の有無を検知する洗浄部材検出センサを設け、洗浄部材の脱落を的確に検出し、洗浄不良製品が製造し続けられることを防止できる基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、洗浄具の洗浄部材が把持部材から脱落することのない、洗浄具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、回転する被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を供給しながら洗浄部材を接触させて洗浄する基板洗浄装置の洗浄具であって、洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、洗浄部材保持機構は、洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、把持部に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に前記上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したことを特徴とする。
【０００８】
上記のように洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、洗浄部材保持機構は、洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、把持部に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に前記上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の把持部の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、把持部は、複数の把持部構成部材からなり、洗浄部材保持機構は該複数の把持部構成部材を円筒状に締結する締結機構を備え、複数の把持部構成部材はそれぞれ内側中間部に洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、複数の把持部構成部材の間に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、締結機構で複数の把持部構成部材を一体的に締結したことを特徴とする。
【００１０】
上記のように把持部は、複数の把持部構成部材からなり、洗浄部材保持機構は、締結機構を備え、把持部構成部材のそれぞれは内側中間部に洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、複数の把持部構成部材の間に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、締結機構で複数の把持部構成部材を一体的に締結したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の締結機構で締結される複数の把持部構成部材の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、締結機構は締結した把持部構成部材に回転力を伝達するようになっていることを特徴とする。
【００１２】
上記のように締結機構は締結した把持部構成部材に回転力を伝達するので、複数の把持部構成部材で把持された洗浄部材を脱落させることなく回転させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、把持部構成部材の洗浄部材に接する面に突起部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記のように把持部構成部材の洗浄部成に接する面に突起部を設けたので、該突起部が洗浄部材に食い込む（突き刺さった）ようになり、これにより把持部構成部材の回転力を洗浄部材に確実に（洗浄部が締結された複数の把持部構成部材内で空回りすることなく）伝達することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、洗浄部材は、下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたことを特徴とする。
【００１６】
上記のように洗浄部材の下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたので、被洗浄基板は環状突起の接触面に均等な接触圧で洗浄される。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、環状突起に、半径方向に複数本の切り溝を設け、該環状突起を複数に分割したことを特徴とする。
【００１９】
上記のように突起に、半径方向に複数本の切り溝を設け、該環状突起を複数に分割したので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液が該切り溝を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、洗浄部材は、下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたことを特徴とする。
【００２１】
上記のように洗浄部材の下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液は円板状突起部と円板状突起部の間を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、洗浄部材は、小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなることを特徴とする。
【００２５】
上記のように洗浄部材は小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなるので、洗浄具の洗浄作用が低下したらクロスが替えるだけで、洗浄作用を回復させることができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、基板保持回転機構及び洗浄具を具備し、該基板保回転機構で被洗浄基板を保持して回転させながら該被洗浄基板上に洗浄液を供給し、洗浄具の洗浄部材を被洗浄基板面に接触させながら洗浄する基板洗浄装置において、洗浄具として請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いたことを特徴とする。
【００２７】
上記のように基板洗浄装置の洗浄具として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いることにより、洗浄具が有する上記作用を発揮できる基板洗浄装置が実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図３は本発明に係る基板洗浄装置の構成を示す平面図である。なお、基板洗浄装置の構成の外観構成は図１と略同一であるのでその図示は省略する。基板洗浄装置１の洗浄具装着機構２０の揺動アーム２３は被洗浄基板Ｗｆ上の矢印４で示す洗浄範囲で揺動し、ノズル２５（図１参照）から洗浄液を供給しながら、回転する洗浄具２１で洗浄する。洗浄具装着機構２０の揺動アーム２３は矢印３で示す範囲で揺動でき、その先端に装着した洗浄具２１が待避位置２に到達した状態で待避するようになっている。
【００３３】
上記待避位置２を挟んで洗浄具２１の洗浄部材の有無を検出する洗浄部材センサを構成する投光器２７ａと受光器２７ｂが配置されている。図４に示すように、洗浄具２１は洗浄部材２１ａと該洗浄部材２１ａを把持する把持部材２１ｂを具備する。洗浄具２１が待避位置２に位置し、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂに正常に把持されている状態では、図４（ａ）に示すように投光器２７ａからの光２８は洗浄部材２１ａに遮られ受光器２７ｂに到達しないが、図４（ｂ）に示すように、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落すると投光器２７ａからの光２８は受光器２７ｂに到達する。従って、洗浄具２１が待避位置２に位置した状態で受光器２７ｂに投光器２７ａからの光２８が到達するか否かで洗浄部材２１ａの有無を判断する。
【００３４】
上記受光器２７ｂ及び投光器２７ａに替えて、図５に示すように１個の投受光器２７を設けるように構成してもよい。このように構成することにより、図５（ａ）に示すように、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂに正常に把持されている状態で投受光器２７から発せられた光２８が洗浄部材２１ａで反射され反射光２８’となって投受光器２７に到達するが、図５（ｂ）に示すように洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落した場合は、投受光器２７から発せられた光２８が反射されないから反射光は投受光器２７に到達しない。従って、洗浄具２１が待避位置２に位置した状態で投受光器２７から発せられた光が反射されて該投受光器２７で受光されるか否かで洗浄部材２１ａの有無を判断する。
【００３５】
洗浄部材センサを構成する受光器２７ｂ又は投受光器２７の検出信号は図示しない制御装置に伝送され、制御装置は所定の処理を行う。図６は制御装置の処理の流れを示す図である。先ず洗浄開始に当り、洗浄部材センサの出力により洗浄部材２１ａの有無を検知し（ステップＳＴ１）、洗浄部材２１ａが無い場合は異常アラームを出力し、基板洗浄装置を停止する（ステップＳＴ２）。洗浄部材２１ａがある場合は基板Ｗｆの洗浄を開始し（ステップＳＴ３）、洗浄が終了したら（ステップＳＴ４）、洗浄部材センサの出力により洗浄部材２１ａの有無を検知し（ステップＳＴ５）、洗浄部材２１ａが無い場合は異常アラームを出力し基板洗浄装置を停止し（ステップＳＴ６）、洗浄部材２１ａがある場合は基板Ｗｆの洗浄処理が正常として終了する。
【００３６】
なお、上記例では待避位置２を挟んで洗浄具２１の洗浄部材の有無を検出する洗浄部材センサを構成する投光器２７ａと受光器２７ｂを配置した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１７に示すように、投光器２７ａ、受光器２７ｂを洗浄具２１の洗浄部材２１ａを挟んで配置されるように、支持部材４１、４２を介して揺動アーム２３に取付けるようにしてもよい。これにより、常時（勿論、基板洗浄中）洗浄部材２１ａの有無を確認できる。
【００３７】
また、図１７では洗浄部材２１ａの有無を投光器２７ａと受光器２７ｂを対向して配置した透過式のセンサ例を示したが、図５に示す投受光器２７を揺動アーム２３に適当な支持部材を介して取付けるようにしてもよい。
【００３８】
図７乃至図１２は本発明に係る洗浄具の構成を示す図で、図７は分解斜視図、図８は平面図、図９は図８のＡ−Ａ断面図、図１０は駆動力伝達部材の平面図、図１１は図９のＢ−Ｂ断面図、図１２は図９のＣ−Ｃ断面図である。本洗浄具は一対の把持部材３１、３２、駆動力伝達部材３３、筒状の締結部材３４、洗浄部材３５及びビス３６、３６等からなる。
【００３９】
洗浄部材３５は円柱状のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ（＝多孔質基質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））からなり、該洗浄部材３５は把持部材３１、３２で把持される部分に径の小さい小径中間部（外周に溝を形成した構成）３５ａを有し、小径中間部３５ａの上部がフランジ状の上大径部３５ｂとなっており、下部が円柱状の下大径部３５ｃとなっている。
【００４０】
把持部材３１、３２はそれぞれ下部の大径部３１ａ、３２ａと上部の小径部３１ｂ、３２ｂとからなる。把持部材３１の大径部３１ａの内側上部には洗浄部材３５の上大径部３５ｂが嵌合する溝３１ｃが形成され、小径部３１ｂの上部には駆動力伝達部材３３の基台部３３ａが嵌合する溝３１ｄが形成されている。また、把持部材３２の大径部３２ａの内側上部には洗浄部材３５の上大径部３５ｂが嵌合する溝３２ｃが形成され、小径部３２ｂの上部には駆動力伝達部材３３の基台部３３ａが嵌合する溝３２ｄが形成されている。
【００４１】
駆動力伝達部材３３は円板の両側を切断した形状の基台部３３ａを有し、該基台部３３ａの上面に円柱部３３ｂが立設している。該円柱部３３ｂの中央部には図１の洗浄具装着機構２０の回転軸２２の先端が装着される装着ネジ孔３３ｃが形成されている。駆動力伝達部材３３の基台部３３ａは把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂの溝３１ｄ、３２ｄに挿入されるようになっており、挿入された状態で基台部３３ａの両側面３３ｄ、３３ｄは溝３１ｄ、３２ｄの両側壁面に密接するようになっている。また、把持部材３１、３２の大径部３１ａ、３２ａの内側下方には洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上端部が嵌合する凹部３１ｅ、３２ｅが形成され、凹部３１ｅ、３２ｅと溝３１ｃ、３２ｃの間に洗浄部材３５の小径中間部３５ａに嵌合するフランジ３１ｈ、３２ｈが形成されている。
【００４２】
また、締結部材３４は円筒状でその内径は対向した一対の把持部材３１、３２の上部小径部３１ｂ、３２ｂが嵌入できる大きさである。また、締結部材３４の上部中央部には駆動力伝達部材３３の円柱部３３ｂが挿入される穴３４ａが形成され、ビス３６、３６が挿入される孔３４ｂ、３４ｂが形成されている。
【００４３】
上記部品構成の洗浄具２１の組み立ては、先ず、洗浄部材３５の上大径部３５ｂを把持部材３１、３２の溝３１ｃ、３２ｃに挿入すると共に、洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上部を把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅに挿入して、一対の把持部材３１、３２で洗浄部材３５を把持する。
【００４４】
次に駆動力伝達部材３３の基台部３３ａを把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂの溝３１ｄ、３２ｄに挿入し、この状態で締結部材３４の内径に把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂを挿入すると、駆動力伝達部材３３の円柱部３３ｂは締結部材３４の穴３４ａに挿入される。
【００４５】
次にビス３６、３６を締結部材３４の孔３４ｂ、３４ｂを通して把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂに形成されたビス孔３１ｆ、３２ｆに螺入することにより、締結部材３４、一対の把持部材３１、３２、駆動力伝達部材３３及び洗浄部材３５は一体的に組み立てられる。
【００４６】
把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅの洗浄部材３５の上大径部３５ｂ上面に当接する部分には複数（図ではそれぞれ２個ずつ計４個）の円弧状の突起部３１ｇ、３２ｇが設けられており、ビス３６、３６でビス３６、３６と把持部材３１、３２を締結した状態で、突起部３１ｇ、３２ｇは洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上面に喰い込み（突き刺さった状態）、把持部材３１、３２が回転した際、同時に回転し空転しないようになっている。
【００４７】
上記のようにして組み立てられた洗浄具２１の駆動力伝達部材３３の円柱部３３ｂに形成されたネジ孔３３ｃに洗浄具装着機構２０の回転軸２２を装着し（図１参照）、該回転軸２２を回転することにより、駆動力伝達部材３３は回転する。この時、駆動力伝達部材３３の基台部３３ａの両側面３３ｄは把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂの溝３１ｄ、３２ｄの壁面に密接しているので、この回転力は基台部３３ａの両側面３３ｄから面接触で把持部材３１、３２に伝達され、該把持部材３１、３２は回転する。この時上記のように把持部材３１、３２の円弧状の突起部３１ｇ、３２ｇが洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上面に喰い込んでいるので、洗浄部材３５の下端面が被洗浄基板に当接し摩擦力を受けても空転することがない。
【００４８】
上記のように洗浄具２１の洗浄部材３５は把持部材３１、３２で把持される部分に小径中間部３５ａを有し、小径中間部３５ａの上部がフランジ状の上大径部３５ｂ、下部が円柱状の下大径部３５ｃとなっており、上大径部３５ｂが把持部材３１、３２の溝３１ｃ、３２ｃに、下大径部３５ｃの上端部が把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅに、更に洗浄部材３５の小径中間部３５ａに把持部材３１、３２のフランジ３１ｈ、３２ｈが嵌合する。
【００４９】
従って、洗浄部材３５の保持は完璧なものとなり、仮に洗浄部材３５が基板保持回転機構１０（図１参照）の突起部（チャック１１）に干渉したような場合にも、洗浄部材３５が把持部材３１、３２から外れたり、抜けかかったりすることがなく、被洗浄基板Ｗｆを連続して洗浄処理するような場合に、洗浄部材３５が外れたことに気がつかずに洗浄処理を継続することがない。
【００５０】
また、上記構成の洗浄具では、把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅに洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上端部が嵌合するので、洗浄部材３５の下端面が被洗浄基板Ｗｆに当接して横方向の摩擦力を受けて横方向に移動しようとした場合、洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上端部側面を把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅで押えるから、この移動は阻止される。
【００５１】
洗浄部材３５の構成は上記例に限定されるものではなく、例えば図１３乃至図１６に示す形状のものであってもよい。なお、図１３乃至図１６において、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。図１３乃至図１６に示す洗浄部材３５は、把持部材３１、３２で把持される部分に径の小さい小径中間部３５ａを有し、該小径中間部３５ａの上下部に上大径部３５ｂ及び下大径部３５ｃを有している点は、上記例と同一であるが、下記の点でそれぞれ相違する。
【００５２】
図１３に示す洗浄部材は、洗浄部材３５の下端面の外周部の下面（被洗浄基板への接触面）に平坦な環状突起３５ｄを設けている。洗浄部材３５をこのように構成することにより、把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅの下面が洗浄部材３５の下大径部３５ｃの外周上面に当接しているから、被洗浄基板Ｗｆは環状突起３５ｄの接触面に均等な接触圧で洗浄されることになる。
【００５３】
図１４に示す洗浄部材は、洗浄部材３５の下端面の外周部に設けた環状突起３５ｄに半径方向に複数本の切り溝３５ｅを設け、環状突起３５ｄを複数個（図では４個）に分割している。このように切り溝３５ｅを設けることにより、被洗浄基板Ｗｆ上面に供給された洗浄液が該切り溝３５ｅを通して流れ、洗浄効果が向上する。
【００５４】
図１５に示す洗浄部材は、洗浄部材３５の下端面に複数の円板状突起部３５ｆ、３５ｇを同心円状に等ピッチで配置している。ここでは外周側に直径の大きい複数の円板状突起部３５ｆを等ピッチで配置し、その内側に直径の小さい複数の円板状突起部３５ｇを等ピッチで配置している。このように構成することにより、洗浄液は円板状突起部３５ｆ、３５ｇの間をとおって流れ、洗浄効果が向上する。
【００５５】
図７乃至図１２に示す洗浄具において、洗浄部材３５を保持する保持機構を構成する一対の把持部材３１、３２、駆動力伝達部材３３、筒状の締結部材３４の材料には特に限定しないが、例えば、プラスチック材を用いる。プラスチック材としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトロフロロエチレン）等が使用される。
【００５６】
また、上記例では洗浄部材３５の構成材料として、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ（＝多孔質基質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））を使用した例を示したが、吸液性の多孔質体であれば、特に限定しない。
【００５７】
また、上記例では一対の把持部材３１、３２で把持される洗浄部材３５をＰＶＡスポンジのような多孔質体としているが、これに限定されるものではなく、図１６に示すように、下面に環状のクロス３８を貼り付けたクロス保持部材３７を一対の把持部材３１、３２で把持させるようにしてもよい。クロス保持部材３７の形状は把持部材３１、３２で把持される部分に径の小さい小径中間部３７ａを有し、小径中間部３７ａの上部がフランジ状の上大径部３７ｂとなっており、下部が円柱状の下大径部３７ｃとなっている点は、洗浄部材３５と同じである。
【００５８】
上記クロス保持部材３７の材料としては、プラスチック、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ウレタンゴム等も使用できる。また、クロス３８の材料としては発泡ウレタン、繊維をウレタン樹脂で固めた不織布やスエードタイプの研磨布等のように表面に微細孔が形成されており、この孔の中にクロス３８と被洗浄基板Ｗｆとの摩擦で該被洗浄基板Ｗｆの洗浄面から除去されたダスト等の異物が取り込まれる性質のクロスであればよい。
【００５９】
上記のようにクロス３８を用いた洗浄具としては、軟質（例えばゴム類）のクロス保持部材３７に、それよりも硬質のクロス３８を貼り合わせた構造のものが好ましいが、これに限定されるものではなく、クロス３８とクロス保持部材３７を一体的に形成したもの、或いは弾性の無いプラスチック類からなるクロス保持部材３７にクロス３８を貼り付けた構造のものでもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００６１】
請求項１に記載の発明によれば、洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、洗浄部材保持機構は、洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、把持部に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に前記上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の把持部の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【００６２】
請求項２に記載の発明によれば、把持部は、複数の把持部構成部材からなり、洗浄部材保持機構は、締結機構を備え、把持部構成部材のそれぞれは内側中間部に洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、複数の把持部構成部材の間に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、締結機構で複数の把持部構成部材を一体的に締結したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の締結機構で締結される複数の把持部構成部材の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【００６３】
請求項３に記載の発明によれば、締結機構は締結した把持部構成部材に回転力を伝達するので、複数の把持部構成部材で把持された洗浄部材を脱落させることなく回転させることができる。
【００６４】
請求項４に記載の発明によれば、把持部構成部材の洗浄部材に接する面に突起部を設けたので、該突起部が洗浄部材に食い込む（突き刺さった）ようになり、これにより把持部構成部材の回転力を洗浄部材に確実に（洗浄部が締結された複数の把持部構成部材内で空回りすることなく）伝達することができる。
【００６５】
請求項５に記載の発明によれば、洗浄部材の下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたので、被洗浄基板は環状突起の接触面に均等な接触圧で洗浄される。また、請求項６に記載の発明では、環状突起を切り溝で複数に分割したので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液が該切り溝を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００６６】
請求項７に記載の発明によれば、洗浄部材の下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液は円板状突起部と円板状突起部の間を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００６７】
請求項８に記載の発明によれば、洗浄部材は小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなるので、洗浄具の洗浄作用が低下したらクロスが替えるだけで、洗浄作用を回復させることができる。
【００６８】
請求項９に記載の発明によれば、基板洗浄装置の洗浄具として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いることにより、洗浄具が有する上記作用を発揮できる基板洗浄装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の基板洗浄装置の構成を示す図である。
【図２】 従来の洗浄具の断面構成を示す図で、図２（ａ）は正常状態、図２（ｂ）は洗浄部材が把持部材から脱落した状態を示す図である。
【図３】 本発明に係る基板洗浄装置の構成を示す平面図である。
【図４】 本発明に係る基板洗浄装置の洗浄部材センサの動作状態を示す図で、図４（ａ）は洗浄部材が正常状態の場合、図４（ｂ）は洗浄部材が把持部材から脱落した場合を示す図である（透過式）。
【図５】 本発明に係る基板洗浄装置の洗浄部材センサの動作状態を示す図で、図５（ａ）は洗浄部材が正常状態の場合、図５（ｂ）は洗浄部材が把持部材から脱落した場合を示す図である（反射式）。
【図６】 本発明に係る基板洗浄装置の制御装置の洗浄部材センサ出力信号の処理流れを示す図である。
【図７】 本発明に係る洗浄具の構成を示す分解斜視図である
【図８】 本発明に係る洗浄具の平面図である。
【図９】 図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】 本発明に係る洗浄具の駆動力伝達部材の平面図である。
【図１１】 図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】 図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１３（ａ）は側面図、図１３（ｂ）は底面図である。
【図１４】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１４（ａ）は側面図、図１４（ｂ）は底面図である。
【図１５】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１５（ａ）は側面図、図１５（ｂ）は底面図である。
【図１６】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１６（ａ）は側面図、図１６（ｂ）は底面図である。
【図１７】 本発明に係る基板洗浄装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 基板保持回転機構
１１ チャック
１２ アーム
１３ 基台
１４ 回転軸
２０ 洗浄具装着機構
２１ 洗浄具
２２ 回転軸
２３ 揺動アーム
２４ 揺動軸
２５ ノズル
２７ 投受光器
２７ａ 投光器
２７ｂ 受光器
２８ 光
２８’ 反射光
３１ 把持部材
３２ 把持部材
３３ 駆動力伝達部材
３４ 締結部材
３５ 洗浄部材
３６ ビス
３７ クロス保持部材
３８ クロス
４１ 支持部材
４２ 支持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等の被洗浄基板を保持し回転させながら該洗浄基板上に洗浄液を供給しながら洗浄具で洗浄する基板洗浄装置及び洗浄具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１はこの種の基板洗浄装置の構成を示す図である。図示するように、基板洗浄装置は被洗浄基板Ｗｆを保持し回転させる基板保持回転機構１０と洗浄具２１を装着する洗浄具装着機構２０を具備する。基板保持回転機構１０は被洗浄基板Ｗｆを水平姿勢に保持するチャック１１が装着された複数本（図では４本）のアーム１２を具備し、該アーム１２が一体的に基台１３に取付けられ、回転軸１４で矢印Ａ方向に回転できるようになっている。
【０００３】
また、洗浄具装着機構２０は揺動アーム２３を有し、該揺動アーム２３の先端に回転軸２２が設けられ、該回転軸２２の先端に洗浄具が装着されている。回転軸２２は図示しない回転機構により矢印Ｂ方向に回転し、洗浄具２１を同方向に回転させるようになっている。また、揺動アーム２３の後端部には揺動軸２４が設けられ、揺動アーム２３を矢印Ｃ方向に揺動させるようになっている。また、揺動軸２４は揺動アーム２３を矢印Ｄに示すように昇降させるようにもなっている。
【０００４】
洗浄具２１は図２（ａ）に示すようにスポンジ等で構成された洗浄部材２１ａと該洗浄部材２１ａを把持する把持部材２１ｂからなる。このような構成の洗浄具を回転軸２２に固着し、洗浄部材２１ａを被洗浄基板Ｗｆの上面に当接させると共に、ノズル２５から洗浄液を供給し、回転軸２２を回転させ、揺動アーム２３を揺動させて被洗浄基板Ｗｆの上面を洗浄する。この回転軸２２の回転力、揺動アーム２３の揺動力が洗浄部材２１ａに加わると、洗浄部材２１ａと被洗浄基板Ｗｆの摩擦力により、図２（ｂ）に示すように、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落することがある。上記のように洗浄具２１の洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落すると、本来の洗浄性能が維持できず、洗浄不良製品を製造し続けることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、洗浄具装着機構に取付けられた洗浄具の洗浄部材の有無を検知する洗浄部材検出センサを設け、洗浄部材の脱落を的確に検出し、洗浄不良製品が製造し続けられることを防止できる基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、洗浄具の洗浄部材が把持部材から脱落することのない、洗浄具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、回転する被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を供給しながら洗浄部材を接触させて洗浄する基板洗浄装置の洗浄具であって、洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、洗浄部材保持機構は、洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、把持部に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に前記上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したことを特徴とする。
【０００８】
上記のように洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、洗浄部材保持機構は、洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、把持部に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に前記上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の把持部の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、把持部は、複数の把持部構成部材からなり、洗浄部材保持機構は該複数の把持部構成部材を円筒状に締結する締結機構を備え、複数の把持部構成部材はそれぞれ内側中間部に洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、複数の把持部構成部材の間に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、締結機構で複数の把持部構成部材を一体的に締結したことを特徴とする。
【００１０】
上記のように把持部は、複数の把持部構成部材からなり、洗浄部材保持機構は、締結機構を備え、把持部構成部材のそれぞれは内側中間部に洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、複数の把持部構成部材の間に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、締結機構で複数の把持部構成部材を一体的に締結したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の締結機構で締結される複数の把持部構成部材の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、締結機構は締結した把持部構成部材に回転力を伝達するようになっていることを特徴とする。
【００１２】
上記のように締結機構は締結した把持部構成部材に回転力を伝達するので、複数の把持部構成部材で把持された洗浄部材を脱落させることなく回転させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、把持部構成部材の洗浄部材に接する面に突起部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記のように把持部構成部材の洗浄部成に接する面に突起部を設けたので、該突起部が洗浄部材に食い込む（突き刺さった）ようになり、これにより把持部構成部材の回転力を洗浄部材に確実に（洗浄部が締結された複数の把持部構成部材内で空回りすることなく）伝達することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、洗浄部材は、下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたことを特徴とする。
【００１６】
上記のように洗浄部材の下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたので、被洗浄基板は環状突起の接触面に均等な接触圧で洗浄される。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、環状突起に、半径方向に複数本の切り溝を設け、該環状突起を複数に分割したことを特徴とする。
【００１９】
上記のように突起に、半径方向に複数本の切り溝を設け、該環状突起を複数に分割したので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液が該切り溝を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、洗浄部材は、下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたことを特徴とする。
【００２１】
上記のように洗浄部材の下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液は円板状突起部と円板状突起部の間を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、洗浄部材は、小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなることを特徴とする。
【００２５】
上記のように洗浄部材は小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなるので、洗浄具の洗浄作用が低下したらクロスが替えるだけで、洗浄作用を回復させることができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、基板保持回転機構及び洗浄具を具備し、該基板保回転機構で被洗浄基板を保持して回転させながら該被洗浄基板上に洗浄液を供給し、洗浄具の洗浄部材を被洗浄基板面に接触させながら洗浄する基板洗浄装置において、洗浄具として請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いたことを特徴とする。
【００２７】
上記のように基板洗浄装置の洗浄具として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いることにより、洗浄具が有する上記作用を発揮できる基板洗浄装置が実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図３は本発明に係る基板洗浄装置の構成を示す平面図である。なお、基板洗浄装置の構成の外観構成は図１と略同一であるのでその図示は省略する。基板洗浄装置１の洗浄具装着機構２０の揺動アーム２３は被洗浄基板Ｗｆ上の矢印４で示す洗浄範囲で揺動し、ノズル２５（図１参照）から洗浄液を供給しながら、回転する洗浄具２１で洗浄する。洗浄具装着機構２０の揺動アーム２３は矢印３で示す範囲で揺動でき、その先端に装着した洗浄具２１が待避位置２に到達した状態で待避するようになっている。
【００３３】
上記待避位置２を挟んで洗浄具２１の洗浄部材の有無を検出する洗浄部材センサを構成する投光器２７ａと受光器２７ｂが配置されている。図４に示すように、洗浄具２１は洗浄部材２１ａと該洗浄部材２１ａを把持する把持部材２１ｂを具備する。洗浄具２１が待避位置２に位置し、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂに正常に把持されている状態では、図４（ａ）に示すように投光器２７ａからの光２８は洗浄部材２１ａに遮られ受光器２７ｂに到達しないが、図４（ｂ）に示すように、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落すると投光器２７ａからの光２８は受光器２７ｂに到達する。従って、洗浄具２１が待避位置２に位置した状態で受光器２７ｂに投光器２７ａからの光２８が到達するか否かで洗浄部材２１ａの有無を判断する。
【００３４】
上記受光器２７ｂ及び投光器２７ａに替えて、図５に示すように１個の投受光器２７を設けるように構成してもよい。このように構成することにより、図５（ａ）に示すように、洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂに正常に把持されている状態で投受光器２７から発せられた光２８が洗浄部材２１ａで反射され反射光２８’となって投受光器２７に到達するが、図５（ｂ）に示すように洗浄部材２１ａが把持部材２１ｂから脱落した場合は、投受光器２７から発せられた光２８が反射されないから反射光は投受光器２７に到達しない。従って、洗浄具２１が待避位置２に位置した状態で投受光器２７から発せられた光が反射されて該投受光器２７で受光されるか否かで洗浄部材２１ａの有無を判断する。
【００３５】
洗浄部材センサを構成する受光器２７ｂ又は投受光器２７の検出信号は図示しない制御装置に伝送され、制御装置は所定の処理を行う。図６は制御装置の処理の流れを示す図である。先ず洗浄開始に当り、洗浄部材センサの出力により洗浄部材２１ａの有無を検知し（ステップＳＴ１）、洗浄部材２１ａが無い場合は異常アラームを出力し、基板洗浄装置を停止する（ステップＳＴ２）。洗浄部材２１ａがある場合は基板Ｗｆの洗浄を開始し（ステップＳＴ３）、洗浄が終了したら（ステップＳＴ４）、洗浄部材センサの出力により洗浄部材２１ａの有無を検知し（ステップＳＴ５）、洗浄部材２１ａが無い場合は異常アラームを出力し基板洗浄装置を停止し（ステップＳＴ６）、洗浄部材２１ａがある場合は基板Ｗｆの洗浄処理が正常として終了する。
【００３６】
なお、上記例では待避位置２を挟んで洗浄具２１の洗浄部材の有無を検出する洗浄部材センサを構成する投光器２７ａと受光器２７ｂを配置した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１７に示すように、投光器２７ａ、受光器２７ｂを洗浄具２１の洗浄部材２１ａを挟んで配置されるように、支持部材４１、４２を介して揺動アーム２３に取付けるようにしてもよい。これにより、常時（勿論、基板洗浄中）洗浄部材２１ａの有無を確認できる。
【００３７】
また、図１７では洗浄部材２１ａの有無を投光器２７ａと受光器２７ｂを対向して配置した透過式のセンサ例を示したが、図５に示す投受光器２７を揺動アーム２３に適当な支持部材を介して取付けるようにしてもよい。
【００３８】
図７乃至図１２は本発明に係る洗浄具の構成を示す図で、図７は分解斜視図、図８は平面図、図９は図８のＡ−Ａ断面図、図１０は駆動力伝達部材の平面図、図１１は図９のＢ−Ｂ断面図、図１２は図９のＣ−Ｃ断面図である。本洗浄具は一対の把持部材３１、３２、駆動力伝達部材３３、筒状の締結部材３４、洗浄部材３５及びビス３６、３６等からなる。
【００３９】
洗浄部材３５は円柱状のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ（＝多孔質基質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））からなり、該洗浄部材３５は把持部材３１、３２で把持される部分に径の小さい小径中間部（外周に溝を形成した構成）３５ａを有し、小径中間部３５ａの上部がフランジ状の上大径部３５ｂとなっており、下部が円柱状の下大径部３５ｃとなっている。
【００４０】
把持部材３１、３２はそれぞれ下部の大径部３１ａ、３２ａと上部の小径部３１ｂ、３２ｂとからなる。把持部材３１の大径部３１ａの内側上部には洗浄部材３５の上大径部３５ｂが嵌合する溝３１ｃが形成され、小径部３１ｂの上部には駆動力伝達部材３３の基台部３３ａが嵌合する溝３１ｄが形成されている。また、把持部材３２の大径部３２ａの内側上部には洗浄部材３５の上大径部３５ｂが嵌合する溝３２ｃが形成され、小径部３２ｂの上部には駆動力伝達部材３３の基台部３３ａが嵌合する溝３２ｄが形成されている。
【００４１】
駆動力伝達部材３３は円板の両側を切断した形状の基台部３３ａを有し、該基台部３３ａの上面に円柱部３３ｂが立設している。該円柱部３３ｂの中央部には図１の洗浄具装着機構２０の回転軸２２の先端が装着される装着ネジ孔３３ｃが形成されている。駆動力伝達部材３３の基台部３３ａは把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂの溝３１ｄ、３２ｄに挿入されるようになっており、挿入された状態で基台部３３ａの両側面３３ｄ、３３ｄは溝３１ｄ、３２ｄの両側壁面に密接するようになっている。また、把持部材３１、３２の大径部３１ａ、３２ａの内側下方には洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上端部が嵌合する凹部３１ｅ、３２ｅが形成され、凹部３１ｅ、３２ｅと溝３１ｃ、３２ｃの間に洗浄部材３５の小径中間部３５ａに嵌合するフランジ３１ｈ、３２ｈが形成されている。
【００４２】
また、締結部材３４は円筒状でその内径は対向した一対の把持部材３１、３２の上部小径部３１ｂ、３２ｂが嵌入できる大きさである。また、締結部材３４の上部中央部には駆動力伝達部材３３の円柱部３３ｂが挿入される穴３４ａが形成され、ビス３６、３６が挿入される孔３４ｂ、３４ｂが形成されている。
【００４３】
上記部品構成の洗浄具２１の組み立ては、先ず、洗浄部材３５の上大径部３５ｂを把持部材３１、３２の溝３１ｃ、３２ｃに挿入すると共に、洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上部を把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅに挿入して、一対の把持部材３１、３２で洗浄部材３５を把持する。
【００４４】
次に駆動力伝達部材３３の基台部３３ａを把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂの溝３１ｄ、３２ｄに挿入し、この状態で締結部材３４の内径に把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂを挿入すると、駆動力伝達部材３３の円柱部３３ｂは締結部材３４の穴３４ａに挿入される。
【００４５】
次にビス３６、３６を締結部材３４の孔３４ｂ、３４ｂを通して把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂに形成されたビス孔３１ｆ、３２ｆに螺入することにより、締結部材３４、一対の把持部材３１、３２、駆動力伝達部材３３及び洗浄部材３５は一体的に組み立てられる。
【００４６】
把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅの洗浄部材３５の上大径部３５ｂ上面に当接する部分には複数（図ではそれぞれ２個ずつ計４個）の円弧状の突起部３１ｇ、３２ｇが設けられており、ビス３６、３６でビス３６、３６と把持部材３１、３２を締結した状態で、突起部３１ｇ、３２ｇは洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上面に喰い込み（突き刺さった状態）、把持部材３１、３２が回転した際、同時に回転し空転しないようになっている。
【００４７】
上記のようにして組み立てられた洗浄具２１の駆動力伝達部材３３の円柱部３３ｂに形成されたネジ孔３３ｃに洗浄具装着機構２０の回転軸２２を装着し（図１参照）、該回転軸２２を回転することにより、駆動力伝達部材３３は回転する。この時、駆動力伝達部材３３の基台部３３ａの両側面３３ｄは把持部材３１、３２の小径部３１ｂ、３２ｂの溝３１ｄ、３２ｄの壁面に密接しているので、この回転力は基台部３３ａの両側面３３ｄから面接触で把持部材３１、３２に伝達され、該把持部材３１、３２は回転する。この時上記のように把持部材３１、３２の円弧状の突起部３１ｇ、３２ｇが洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上面に喰い込んでいるので、洗浄部材３５の下端面が被洗浄基板に当接し摩擦力を受けても空転することがない。
【００４８】
上記のように洗浄具２１の洗浄部材３５は把持部材３１、３２で把持される部分に小径中間部３５ａを有し、小径中間部３５ａの上部がフランジ状の上大径部３５ｂ、下部が円柱状の下大径部３５ｃとなっており、上大径部３５ｂが把持部材３１、３２の溝３１ｃ、３２ｃに、下大径部３５ｃの上端部が把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅに、更に洗浄部材３５の小径中間部３５ａに把持部材３１、３２のフランジ３１ｈ、３２ｈが嵌合する。
【００４９】
従って、洗浄部材３５の保持は完璧なものとなり、仮に洗浄部材３５が基板保持回転機構１０（図１参照）の突起部（チャック１１）に干渉したような場合にも、洗浄部材３５が把持部材３１、３２から外れたり、抜けかかったりすることがなく、被洗浄基板Ｗｆを連続して洗浄処理するような場合に、洗浄部材３５が外れたことに気がつかずに洗浄処理を継続することがない。
【００５０】
また、上記構成の洗浄具では、把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅに洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上端部が嵌合するので、洗浄部材３５の下端面が被洗浄基板Ｗｆに当接して横方向の摩擦力を受けて横方向に移動しようとした場合、洗浄部材３５の下大径部３５ｃの上端部側面を把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅで押えるから、この移動は阻止される。
【００５１】
洗浄部材３５の構成は上記例に限定されるものではなく、例えば図１３乃至図１６に示す形状のものであってもよい。なお、図１３乃至図１６において、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。図１３乃至図１６に示す洗浄部材３５は、把持部材３１、３２で把持される部分に径の小さい小径中間部３５ａを有し、該小径中間部３５ａの上下部に上大径部３５ｂ及び下大径部３５ｃを有している点は、上記例と同一であるが、下記の点でそれぞれ相違する。
【００５２】
図１３に示す洗浄部材は、洗浄部材３５の下端面の外周部の下面（被洗浄基板への接触面）に平坦な環状突起３５ｄを設けている。洗浄部材３５をこのように構成することにより、把持部材３１、３２の凹部３１ｅ、３２ｅの下面が洗浄部材３５の下大径部３５ｃの外周上面に当接しているから、被洗浄基板Ｗｆは環状突起３５ｄの接触面に均等な接触圧で洗浄されることになる。
【００５３】
図１４に示す洗浄部材は、洗浄部材３５の下端面の外周部に設けた環状突起３５ｄに半径方向に複数本の切り溝３５ｅを設け、環状突起３５ｄを複数個（図では４個）に分割している。このように切り溝３５ｅを設けることにより、被洗浄基板Ｗｆ上面に供給された洗浄液が該切り溝３５ｅを通して流れ、洗浄効果が向上する。
【００５４】
図１５に示す洗浄部材は、洗浄部材３５の下端面に複数の円板状突起部３５ｆ、３５ｇを同心円状に等ピッチで配置している。ここでは外周側に直径の大きい複数の円板状突起部３５ｆを等ピッチで配置し、その内側に直径の小さい複数の円板状突起部３５ｇを等ピッチで配置している。このように構成することにより、洗浄液は円板状突起部３５ｆ、３５ｇの間をとおって流れ、洗浄効果が向上する。
【００５５】
図７乃至図１２に示す洗浄具において、洗浄部材３５を保持する保持機構を構成する一対の把持部材３１、３２、駆動力伝達部材３３、筒状の締結部材３４の材料には特に限定しないが、例えば、プラスチック材を用いる。プラスチック材としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトロフロロエチレン）等が使用される。
【００５６】
また、上記例では洗浄部材３５の構成材料として、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ（＝多孔質基質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））を使用した例を示したが、吸液性の多孔質体であれば、特に限定しない。
【００５７】
また、上記例では一対の把持部材３１、３２で把持される洗浄部材３５をＰＶＡスポンジのような多孔質体としているが、これに限定されるものではなく、図１６に示すように、下面に環状のクロス３８を貼り付けたクロス保持部材３７を一対の把持部材３１、３２で把持させるようにしてもよい。クロス保持部材３７の形状は把持部材３１、３２で把持される部分に径の小さい小径中間部３７ａを有し、小径中間部３７ａの上部がフランジ状の上大径部３７ｂとなっており、下部が円柱状の下大径部３７ｃとなっている点は、洗浄部材３５と同じである。
【００５８】
上記クロス保持部材３７の材料としては、プラスチック、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ウレタンゴム等も使用できる。また、クロス３８の材料としては発泡ウレタン、繊維をウレタン樹脂で固めた不織布やスエードタイプの研磨布等のように表面に微細孔が形成されており、この孔の中にクロス３８と被洗浄基板Ｗｆとの摩擦で該被洗浄基板Ｗｆの洗浄面から除去されたダスト等の異物が取り込まれる性質のクロスであればよい。
【００５９】
上記のようにクロス３８を用いた洗浄具としては、軟質（例えばゴム類）のクロス保持部材３７に、それよりも硬質のクロス３８を貼り合わせた構造のものが好ましいが、これに限定されるものではなく、クロス３８とクロス保持部材３７を一体的に形成したもの、或いは弾性の無いプラスチック類からなるクロス保持部材３７にクロス３８を貼り付けた構造のものでもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００６１】
請求項１に記載の発明によれば、洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、洗浄部材保持機構は、洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、把持部に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に前記上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の把持部の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【００６２】
請求項２に記載の発明によれば、把持部は、複数の把持部構成部材からなり、洗浄部材保持機構は、締結機構を備え、把持部構成部材のそれぞれは内側中間部に洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、複数の把持部構成部材の間に洗浄部材を、フランジに小径中間部を、溝に上大径部を、凹部に下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、締結機構で複数の把持部構成部材を一体的に締結したので、洗浄部材は洗浄部材保持機構の締結機構で締結される複数の把持部構成部材の直交する面で把持されることになり、洗浄部材が脱落することがない。
【００６３】
請求項３に記載の発明によれば、締結機構は締結した把持部構成部材に回転力を伝達するので、複数の把持部構成部材で把持された洗浄部材を脱落させることなく回転させることができる。
【００６４】
請求項４に記載の発明によれば、把持部構成部材の洗浄部材に接する面に突起部を設けたので、該突起部が洗浄部材に食い込む（突き刺さった）ようになり、これにより把持部構成部材の回転力を洗浄部材に確実に（洗浄部が締結された複数の把持部構成部材内で空回りすることなく）伝達することができる。
【００６５】
請求項５に記載の発明によれば、洗浄部材の下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたので、被洗浄基板は環状突起の接触面に均等な接触圧で洗浄される。また、請求項６に記載の発明では、環状突起を切り溝で複数に分割したので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液が該切り溝を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００６６】
請求項７に記載の発明によれば、洗浄部材の下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたので、被洗浄基板上面に供給された洗浄液は円板状突起部と円板状突起部の間を通って流れ、洗浄効果が向上する。
【００６７】
請求項８に記載の発明によれば、洗浄部材は小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなるので、洗浄具の洗浄作用が低下したらクロスが替えるだけで、洗浄作用を回復させることができる。
【００６８】
請求項９に記載の発明によれば、基板洗浄装置の洗浄具として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いることにより、洗浄具が有する上記作用を発揮できる基板洗浄装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の基板洗浄装置の構成を示す図である。
【図２】 従来の洗浄具の断面構成を示す図で、図２（ａ）は正常状態、図２（ｂ）は洗浄部材が把持部材から脱落した状態を示す図である。
【図３】 本発明に係る基板洗浄装置の構成を示す平面図である。
【図４】 本発明に係る基板洗浄装置の洗浄部材センサの動作状態を示す図で、図４（ａ）は洗浄部材が正常状態の場合、図４（ｂ）は洗浄部材が把持部材から脱落した場合を示す図である（透過式）。
【図５】 本発明に係る基板洗浄装置の洗浄部材センサの動作状態を示す図で、図５（ａ）は洗浄部材が正常状態の場合、図５（ｂ）は洗浄部材が把持部材から脱落した場合を示す図である（反射式）。
【図６】 本発明に係る基板洗浄装置の制御装置の洗浄部材センサ出力信号の処理流れを示す図である。
【図７】 本発明に係る洗浄具の構成を示す分解斜視図である
【図８】 本発明に係る洗浄具の平面図である。
【図９】 図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】 本発明に係る洗浄具の駆動力伝達部材の平面図である。
【図１１】 図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】 図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１３（ａ）は側面図、図１３（ｂ）は底面図である。
【図１４】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１４（ａ）は側面図、図１４（ｂ）は底面図である。
【図１５】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１５（ａ）は側面図、図１５（ｂ）は底面図である。
【図１６】 本発明に係る洗浄具の洗浄部材の構成例を示す図で、図１６（ａ）は側面図、図１６（ｂ）は底面図である。
【図１７】 本発明に係る基板洗浄装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 基板保持回転機構
１１ チャック
１２ アーム
１３ 基台
１４ 回転軸
２０ 洗浄具装着機構
２１ 洗浄具
２２ 回転軸
２３ 揺動アーム
２４ 揺動軸
２５ ノズル
２７ 投受光器
２７ａ 投光器
２７ｂ 受光器
２８ 光
２８’ 反射光
３１ 把持部材
３２ 把持部材
３３ 駆動力伝達部材
３４ 締結部材
３５ 洗浄部材
３６ ビス
３７ クロス保持部材
３８ クロス
４１ 支持部材
４２ 支持部材
Claims (9)
- 回転する被洗浄基板の被洗浄面に洗浄液を供給しながら洗浄部材を接触させて洗浄する基板洗浄装置の洗浄具であって、
前記洗浄部材と該洗浄部材を保持する洗浄部材保持機構とを備え、
前記洗浄部材は、円柱状で中間に小径中間部が該小径中間部の上下に上大径部及び下大径部が一体に形成された構成であり、
前記洗浄部材保持機構は、前記洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジと、該フランジの上下に前記洗浄部材の上大径部が嵌合する溝と下大径部の上部が嵌合する凹部を有する把持部を備え、
前記把持部に前記洗浄部材を、前記フランジに前記小径中間部を、前記溝に前記上大径部を、前記凹部に前記下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて保持したことを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項１に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記把持部は、複数の把持部構成部材からなり、前記洗浄部材保持機構は該複数の把持部構成部材を円筒状に締結する締結機構を備え、
前記複数の把持部構成部材はそれぞれ内側中間部に前記洗浄部材の小径中間部が嵌合するフランジが形成され、該フランジの上下に前記洗浄部材の上大径部が嵌合する溝及び下大径部の上部が嵌合する凹部がそれぞれ形成された構成であり、
前記複数の把持部構成部材の間に前記洗浄部材を、前記フランジに前記小径中間部を、前記溝に前記上大径部を、前記凹部に前記下大径部の上部をそれぞれ嵌合させて配置し、前記締結機構で前記複数の把持部構成部材を一体的に締結したことを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項２に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記締結機構は前記締結した把持部構成部材に回転力を伝達するようになっていることを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項２又は３に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記把持部構成部材の前記洗浄部材に接する面に突起部を設けたことを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記洗浄部材は、前記下大径部の下端面外周部に平坦な環状突起を設けたことを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項５に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記環状突起に、半径方向に複数本の切り溝を設け、該環状突起を複数に分割したことを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記洗浄部材は、前記下大径部の下端面に同心円状に配置した複数の円板状突起部を設けたことを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置の洗浄具において、
前記洗浄部材は、前記小径中間部と上大径部と下大径部が一体に形成されてなるクロス保持部材と、該クロス保持部材の前記下大径部の下端面に貼り付けた環状のクロスからなることを特徴とする基板洗浄装置の洗浄具。 - 基板保持回転機構及び洗浄具を具備し、該基板保回転機構で被洗浄基板を保持して回転させながら該被洗浄基板上に洗浄液を供給し、前記洗浄具の洗浄部材を前記被洗浄基板面に接触させながら洗浄する基板洗浄装置において、
前記洗浄具として請求項１乃至８のいずれか１項に記載の洗浄具を用いたことを特徴とする基板洗浄装置。
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