JPH0352228A

JPH0352228A - 洗浄装置

Info

Publication number: JPH0352228A
Application number: JP1188538A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ushijima; 満牛島; Michihiro Hashizume; 橋爪　通弘
Original assignee: SHIOYA SEISAKUSHO KK; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: SHIOYA SEISAKUSHO KK; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-03-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JP2746670B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、スクライビングブラシのコンタクト圧調整装
置に関する。

（従来の技術）例えば、半導体ウエハのフォトリソグラフィ工程では半
導体ウエハを洗浄するこεが不可欠な工程となっている
。この半導体ウエハの洗浄方式としては、ウエハの表面
にブラシを接触させ、このブラシによって半導体ウエハ
を洗浄するブラシスクライビング方式（特開昭６２−２
５９４４７号等）を採用するのが一般的である。

ここで、スクライビングブラシを半導体ウエノ＼の表面
に接触させて洗浄する際には、スクライビングブラシの
コンタクト圧を所定に設定する必要がある。このコンタ
クト圧が過度に大きくなると、半導体ウエハを損傷させ
、ブラシの摩耗を早めることになってしまう。一方、コ
ンタクト圧が小さすぎると、所望する洗浄効果が得られ
ないことになってしまう。

従来、この種のスクライビングブラシのコンタクト圧を
所定に設定するために、レコード針の針圧調整等に用い
られる機構と同様の機構を採用していた。すなわち、ス
クライビングブラシを支持するアームの一端にバランス
ウェイトを連結しておき、このバランスウェイトの重量
を支持アーム側の総重量よりも軽めに設定し、その重量
差により所定のコンタクト圧を得ていた。

（発明が解決しようとする課題）スクライビングブラシによる洗浄では、被洗浄体である
半導体ウエハの種類、あるいは洗浄の目的等により、プ
ラシの材質を変える場合がある。

従って、このような場合にはブラシの硬さに応じてコン
タクト圧を所定に調整する必要がある。例えば、ナイロ
ンブラシのように比較的硬い材質のブラシの場合には、
コンタクト圧を高めに設定するが、モヘアブラシ等のよ
うに軟弱なブラシの場合には、コンタクト圧を低くする
必要がある。

この際、従来のようなバランスウェイトのみによるコン
タクト圧調整装置の場合には、その都度バランスウェイ
トからの支点距離を回転走査などによって変える必要が
あり、その作業が煩わしいばかりか、コンタクト圧の微
調整作業が極めて困難であった。

そこで、本発明の目的とするところは、コンタクト圧の
微調整を容易とし、常に適正なコンタクト圧にて洗浄を
行うことができるスクライビングブラシのコンタクト圧
調整装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、一端にスクライビングブラシを支持したアー
ムと、上記スクライビングブラシを上下動可能に上記アームを
支持する支持部材と、上記支持アームに連結され、上記スクライビングブラシ
の上下位置を所定位置に維持するバランスウェイトと、コンタクト圧調整指令に基づき上記支持アームの上下方
向位置を可変させて、上記スクライビングブラシの上下
位置を微調整する支持アーム駆動手段とを有するもので
ある。

（作　用）本発明によれば、支持アー，ムに連結されるバランスウ
ェイトは、単にスクライビングブラシの上下位置を所定
位置に維持するためにのみ用いている。そして、このス
クライビングブラシの上下位置の微調整は、コンタクト
圧調整指令に基づき支持アームの上下方向位置を可変で
きる支持アーム駆動手段によって行っている。この結果
、バランスウェイトによって所定位置に維持されている
スクライビングブラシの上下位置を微調整できコンタク
ト圧を所望に調整することが可能となる。

（実施例）以下、本発明を半導体ウエハの洗浄装置に適用したー実
施例について、図面を参照して具体的に説明する。

この洗浄装置は、第４図に概略的に示すように、半導体
ウエハ１０がスピンチャック１２上に、例えば真空吸着
あるいはベルヌイチャク方式等によって固定可能となっ
ていて、このスピンチャック１２の回転により上記半導
体ウエハ１０を比較的低速にて回転可能である。また、
半導体ウエハ１０の洗浄時に、洗浄液が装置外部へ飛散
することを防止するために、カップ１４がウエハ１０を
覆うように形成されている。

半導体ウエハ１０を洗浄するためのスクライビングブラ
シ２２は、アーム１６の一端側に固着され、かつ、その
アーム１６の他端側はスキャナ１８に支持されている。

そして、このスキャナ１８の駆動によりアーム１６を介
して上記スクライビングブラシ２２を、第４図に示す揺
動範囲にわたって揺動（公転駆動）可能としている。す
なわち、このスクライビングブラシ２２を用いての洗浄
時には、前記半導体ウエハ１０がスピンチャック１２の
回転により回転駆動されため、スクライビングブラシ２
２を第４図に示す揺動範［ＩＡにわたって公転駆動させ
ることで、半導体ウエハ１０の全表面にスクライビング
ブラシ２２を当接させて洗浄することが可能となる。ま
た、上記の洗浄効果をさらに高めるために、スクライビ
ングブラシ２２を第４図の矢印Ｃ方向に自転駆動可能と
している。

さらに、上記スクライビングブラシ２２を前記スキャナ
１８の駆動により、第４図に示す揺動範囲Ｂにわたって
揺動させることができ、前記カップ１４の外に位置する
退避位置まで退避可能としている。そして、この退避位
置にはブラシ洗浄用容器２０が配設されている。

次に、本発明のブラシコンタクト圧調整装置を含む前記
スキャナ１８及びアーム１６の詳細について、第１図〜
第３図を参照して説明する。

前記アーム１６の一端には、軸受ブロック２４が固着さ
れ、この軸受ブロック２４にはベアリングを介して自転
軸２６が回転自在に支持されている。この自転軸２６の
下端にはブラシ連結部２８が固定されている。そして、
このブラシ連結部２８に対ｌ７て、例えばねじ結合によ
り前記スクライビングブラシ２２が着脱自在に支持され
ている。

前記ブラシ連結部２８には、前記目転軸２６の周囲に形
威された溝２８ａと、上端がこの溝２８ａに連通し、下
端がスクライビングブラシ２２の洗浄液供給口に連通ず
る貫通孔２８ｂが形或されている。そして、前記アーム
１６及び軸受ブロック２４には、クランパ３０ａ，３０
ｂを介ｌ２て洗浄液供給管３０が支持され、この洗浄液
供給管３０より前記ブラシ連結？ｍ２８の溝２８ａに洗
浄液を供給可能となっている。そして、半導体ウエハ１
０の洗浄時には、上記の洗浄液供給経路を介して、スク
ライビングブラシ２２の中央部より洗浄液を吐出可能と
なっている。

前記自転軸２６の上端には従動ブーり３２が固着され、
アーム１６の他端側に配置された駆動プーり３４との間
にベルト３６が掛け渡されている。

尚、この駆動ブーり３４は、アーム１６の他端側に固定
されている自転軸駆動用モータ３８の出力軸に固着され
ている。従って、この自転軸駆動用モータ３８の回転に
より、第４図の矢印Ｃ方向にスクライビングブラシ２２
を自転可能となっている。

ベースプレー｝４０上にはアーム支持ブロック４２が設
けられている。このアーム支持ブロック４２の下端側は
、公転駆動軸４４と連結され、この公転駆動軸４４の回
転により、第４図に示す揺動範囲Ａ，Ｂにわたって、前
記アーム１６を揺動可能どしている。このアーム支持ブ
ロック４２の上端には、水平な軸４６が固定され、この
軸４６の中間部に滑車４８が回転自在に支持されている
。

そして、この滑車４８にはワイヤー５０が巻回されてい
る。

第１図に示す滑車４８の右側には、前記アーム１６より
垂直下方に延在形戊された垂直固定ブロック５２が設け
られている。この垂直固定ブロック５２は、前記アーム
支持ブロック４２との間にリニアベアリング５４を有し
、このリニアベアリング５４により前記アーム】，６を
アーム支持ブロック４２に対して上下動可能としている
。

一方、第１図に示す滑車４８の左側には、バランスウェ
イト５６が配置され、バランスウエイ１・５６は前記ア
ーム支持ブロック４２との間にリニアベアリング５８を
有し、同様にアーム支持ブロック４２に対して上下動可
能となっている。そして、前記滑車４８に巻回されたワ
イヤー５０の一端は前記垂直固定ブロック５２と連結さ
れ、前記バランスウェイト５６に連結されている。

本実施例では、前記バランスウェイト５６の重量は、ア
ーム１６及びこれに連結されている一連の部材の総重量
よりも重い重量となっている。従って、この重量に基づ
きバランスウェイト５６が下方に移動することにより、
前記滑車４８に巻回されたワイヤー５０を介してアーム
１６及びこれに連結された一坪の部材が、前記バランス
ウェイト５６の下降ストローク分だけ上昇した位置に設
定されることになる。このため、上記バランスウェイト
５６の作用により、スクライビングブラシ２２は所定の
上下位置に維持されることになる。

さらに、本実施例では前記バランスウェイト５６の重量
作用に付加して、前記アーム１６及びスクライビングブ
ラシ２２等の上下方向の位置を可変できるシリンダ６０
を設けている。このシリンダ６０は、その下端側がシリ
ンダ取付金具６２を介して前記アーム支持ブロック４２
に固定されている。シリンダ６０を駆動することにより
上下動するロッド６４は、ロッド取付金具６６を介して
、前記アーム１６の側面に固定されている。

さらに、本実施例では前記アーム１６の下降位置を規制
するためのメカニカルストッパ７０を設けている。この
メカニカルストッパ７０は、前記垂直固定ブロック５２
に対して上下動可能な軸７２を有し、この軸７２の下端
には、前記アーム支持ブロック４２に形成された基準面
７６に転接するローラ７４を備えている。また、軸７２
の上下方向の位置を調整するために、軸７２の上端側に
はボルト部７２ａが形成され、かつ、このボルト部７２
ａに螺合するストローク調整ナット７８が設けられてい
る。

次に、前記シリンダ６０の駆動制御系について、第５図
を参照して説明する。

ＣＰＵ８０は、洗浄装置の全ての駆動制御を司どるもの
であり、前記シリンダ６０を駆動制御するために、予め
洗浄のためのシーケンスプログラムが登録されたプログ
ラムメモリ８２より情報を読み出し、この情報にしたが
ってシリンダ駆動部８４を駆動制御している。また、Ｃ
ＰＵ８０は、シリンダ６０の駆動によって得られるスク
ライビングブラシ２２のコンタクト圧を計算し、このコ
ンタクト圧を表示駆動部８６を介してディジタル表示部
８８に数値表示するようにしている。また、オペレータ
により所望のコンタクト圧を設定するために操作入力部
９０が設けられ、ＣＰＵは操作入力部９０を介して情報
の入力があった場合には、その情報に基つぎシリンダ６
０のストローク制御を行うようになっている。

次に、上記実施例装置の作用、特に、スクライビングブ
ラシ２２のコンタクト圧調整について説明する。

まず、スクライビングブラシ２２がブラシ洗浄容器２０
の位置にて待機している状態より、スピンチャック１２
上の半導体ウエハ１０の位置まで搬送する場合には、ス
クライビングプラシ２２の上下位置を、ブラシ洗浄位置
よりも高いアーム移動位置に設定してる。このアーム移
動位置に対応するシリンダ６０のストローク情報は、予
めプログラムメモリ８０に組込まれており、ＣＰＵ８０
はこの情報に基づきシリンダ駆動部８４を介してシリン
ダ６０の駆動制御を行う。シリンダ６０を駆動すると、
アーム１６及び垂直固定ブロック５２が、リニアベアリ
ング５４の作用により上方に移動することになる。そし
て、所定のアーム移動位置に達した後に、公転駆動軸４
４を駆動し、アーム支持ブロック４２．垂直固定ブロッ
ク５２，アーム１６，スクライビングブラシ２２を一体
的に回転させ、第４図の図示Ａ，Ｂの方向の揺動を実現
できる。

スクライビングブラシ２２が、スピンチャック１２上の
半導体ウエハ１０の上方に設定された後に、スクライビ
ングブラシ２２を下降させてブラシ洗浄位置まで移動さ
せる。このブラシ洗浄位置への移動は、前記シリンダ６
０のロッド６４を下降させることにより実現できる。こ
のブラシ洗浄位置に対応するシリンダ６０の移動ストロ
ークも、予めプログラムメモリ８２に組込まれており、
アーム１６の移動時の動作と同様にして実現できる。

このようにして、スクライビングプラシ２２がそのブラ
シ洗浄位置に設定された後は、公転駆動軸４４の駆動に
より、アーム１６を第４図の揺動範囲Ａにわたって揺動
させ、かつ、自転軸駆動用モ一夕３８の回転出力を、駆
動ブーり３４，ベル１・３６，従動ブーり３２を介して
自転軸２６に伝達し、スクライビングブラシ２２を第４
図の矢印Ｃ方向に自転駆動する。このような駆動と共に
、洗浄液供給管３０を介してスクライビングブラシ２２
に洗浄液を供給し、かつ、スピンチャック１２を回転駆
動することで半導体ウエハ１０を一方向に回転し、この
結果半導体ウエノＸ１０の全表面の効果的な洗浄を確保
することができる。

さらに、本実施例ではスクライビングブラシ２２の材質
を変更した際の、コンタクト圧の初期設定の際には、操
作入力部９０を介してコンタクト圧調整のための情報を
人力するだけでよい。すなわち、操作人力部９０より情
報を人力（７た場合には、ＣＰＵ８０は、バランスウェ
イト５６によって一定位置に設定されているスクライビ
ングブラシ２２をさらに下降するための下降ストローク
を設定し、シリンダ６０を駆動することになる。

この際、第５図に示すようにデイジタル表示部８８を備
えておけば、スクライビングブラシ２２の現在のコンタ
クト圧を目視にて数値確認することができ、＠調整作業
を大幅に簡易できる。また、本実施例では例えばモヘア
ブラシ等の軟弱な材質のブラシを使用する場合には、メ
カニカルストツバ７０によりスクライビングブラシ２２
の下限位置を規制することで、このブラシに過度の圧力
が作用することを防止している。また、メカニカルスト
ツバ７０の下端には、基準面７６と転接するローラ７４
が設けられているため、アーム１６の揺動に支障を与え
ることもない。また、このメカニカルストツバ７０は、
その下限規制位置をストローク調整ナット７８により調
整可能であるので、スクライビングブラシ２２の毛先の
長さに対応してストップ位置を所望に選択できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発
明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、アーム支持ブロック４２には、アーム１６の先
端に支持されているスクライビングブラシ２２を上下動
できるように支持するものであればよく、必ずしも上記
実施例のようにアーム］−６をリニアベアリング５４を
介して垂直方向に摺動させるものに限らない。例えば、
第６図に示すように、アーム支持ブロック］００に揺動
支点１ｏ２を設け、アーム１６を揺動させることでスク
ライビングブラシ２２を上下動するものであってよい。

この際、揺動支点１０２を境にしてスクライビングブラ
シ２２の連結端とは反対側の領域にバランスウェイト５
６を連結し、揺動支点１０２とスクライビングブラシ２
２の連結位置との間にて、シリンダ６０により上下動を
実現できるようにすればよい。

また、バランスウェイト５６の重量としては、必ずしも
アーム１６及びこれに連結する一連の部材の総重量より
も重く設定するものに限らない。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、アームの先端に連
結されたスクライビングブラシの上下方向の位置を、バ
ランスウェイトにより一定位置に維持し、かつ、コンタ
クト圧調整指令に基づき駆動される支持アーム駆動手段
によりスクライビングブラシの上下位置の＠調整を実現
しているので、ブラシの材質等に対応した適正なコンタ
クト圧調整を容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した実施例のブラシアーム部分
の縦断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は、第１図のＢ−８断面図、第４図は、実施例装置の全体構成を説明するための平面
図、第５図は、コンタクト圧凋整のための制御系ブロック図
、第６図は、本発明を揺動支点タイプの支持アームに適用
した実施例を説明するための概略説明図である。１６・・・アーム、２２・・・スクライビングブラシ、
４２・・・支持部材（アーム支持ブロック）、４８・・
・滑車、５０・・・ワイヤー５４．５８・・・リニアベアリング、５６・・・バランスウェイト、６０・・・支持アーム駆動手段（シリンダ）７０・・・
メカニカルストッパ、７４・・・ローラ、７６・・・基準面、８０・・・ＣＰ
Ｕ，９０・・・操作入力部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一端にスクライビングブラシを支持したアームと
、上記スクライビングブラシを上下動可能に上記アームを
支持する支持部材と、上記支持アームに連結され、上記スクライビングブラシ
の上下位置を所定位置に維持するバランスウェイトと、コンタクト圧調整指令に基づき上記支持アームの上下方
向位置を可変させて、上記スクライビングブラシの上下
位置を微調整する支持アーム駆動手段とを有することを
特徴とするスクライビングブラシのコンタクト圧調整装
置。
（２）支持部材は、上記支持アーム及びバランスウェイ
トをそれぞれ上下動案内するリニアガイドを有し、上記
支持部材に支持された滑車に巻回したワイヤにて、上記
バランスウェイトを支持アームに連結した請求項（１）
に記載のスクライビングブラシのコンタクト圧調整装置
。
（３）支持アーム側の総重量よりも、バランスウェイト
の重量を重く設定した請求項（１）又は（２）に記載の
スクライビングブラシのコンタクト圧調整装置。
（４）上端が上記支持アームに固定され、下端が基準面
に転接して移動可能なメカニカルストッパを設けた請求
項（１）乃至（３）のいずれか１項に記載のスクライビ
ングブラシのコンタクト圧調整装置。