JPH0684858A - 基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の表面に対するブラシの押し付け量の調
節を簡単かつ常に正確に行なうことができ、ホルダーに
複数のブラシを保持した装置ではブラシに製造誤差や取
付け誤差があっても、また、ブラシの取付け姿勢の如何
に拘らず、ブラシ全体が基板表面に接触して基板表面を
正常に洗浄することができ、ブラシが経時変化を起こし
ても、基板の洗浄効果を一定に維持することができるよ
うにする。 【構成】 基板10の表面に押し付けられて接触した状態
で回転するブラシ部14を、変形自在の蛇腹18を介在させ
て保持部材16に保持し、減圧弁22及び圧力ゲージ26が介
設されたエアー供給路20を通して加圧空気を蛇腹内へ供
給し蛇腹内部に封入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶デバイスや半導
体デバイスなどの製造工程において、液晶用ガラス基板
や半導体ウエハなどの各種基板の表面をブラシによって
洗浄する基板洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板洗浄装置として、例えば実
開平１−１０７１２９号公報には、基板の表面に対し直
交する軸心回りに回転可能に支持された単一のディスク
ブラシを、チャック上に回転保持された基板の表面に押
し付けて接触させた状態で回転させながら、基板の中心
から周縁方向へ基板表面に沿って移動させることにより
基板表面を洗浄する装置が開示されている。また、例え
ば実開平４−４８６１９号公報には、基板の表面に対し
直交する軸心回りに回転可能に支持されたディスクブラ
シを基板表面に沿って複数並設し、水平方向へ搬送され
る基板の表面に各ディスクブラシをそれぞれ押し付けて
接触させた状態で回転させることにより基板表面を洗浄
する装置が開示されている。また、ディスクブラシに代
えてロールブラシを用い、その支持軸を基板の表面と平
行に配置して回転自在に支持し、ロールブラシを基板表
面に押し付けて接触させた状態で水平軸回りに回転駆動
させることにより基板表面を洗浄する装置も使用されて
いる。

【０００３】ところで、従来、基板の表面に対するディ
スクブラシやロールブラシの押し付け量の調節は、基板
表面に対するブラシの下降量を寸法的に調整することに
より行なわれていた。また、複数のディスクブラシを並
設した構成の基板洗浄装置では、図４に示すように、複
数のディスクブラシ１を共通のホルダー３に、各ディス
クブラシ１の回転軸２をホルダー３の各軸受４にそれぞ
れ回転自在に支持することによって保持し、装置固定部
５に取着された送りねじ６の回転操作によってホルダー
３を上下方向へ移動させることにより、複数のディスク
ブラシ１を同時に同一距離だけ基板表面に対し直交する
方向へ移動させて、ディスクブラシ１の押し付け量の調
節を行なっていた。また、ロールブラシを用いた基板洗
浄装置においても、支持軸の一対の軸受をホルダーに収
納し、そのホルダーを送りねじの回転操作によって上下
方向へ移動させることにより、ロールブラシを一定姿勢
に保ったまま基板表面に対し直交する方向へ移動させ
て、基板表面に対するロールブラシの押し付け量を調節
するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基板の表面に対するデ
ィスクブラシやロールブラシの押し付け量の調節を、従
来のように寸法管理によって行なう方法では、調節の基
準位置となるゼロ点の状態、すなわちブラシが基板表面
に押し付け力無しで接触している状態を目視により確認
することが困難であり、従って、押し付け量の調節を常
に客観性をもって行なうことが難しい、といった問題点
がある。

【０００５】また、図４に示したように、複数のディス
クブラシ１をホルダー３に保持し、ホルダー３を上下方
向へ移動させることにより複数のディスクブラシ１の押
し付け量の調節を同時に行なうようにする基板洗浄装置
では、複数のディスクブラシ１を、それら全ての先端面
が同一平面内となるようにホルダー３に取り付けること
は困難であり、各ディスクブラシ１の間で製造誤差や取
付け誤差Δｈが有ると、基板に接触するディスクブラシ
と接触しないディスクブラシとができる。この結果、図
５に示すように、基板10において正常に洗浄される部分
Ａ（平行斜線で示す）と本来洗浄されるべきであるのに
洗浄されない部分Ｂとが生じ、洗浄品質が低下する、と
いった問題点がある。また、ディスクブラシでは、その
先端面と基板表面とが平行になるようにディスクブラシ
を装置に取り付けることが難しく、図６に示すように、
ディスクブラシ７が基板表面に対し傾斜した状態で取り
付けられていると、ディスクブラシ７の先端面が基板表
面に部分的にしか接触せずに、この結果、図７に示すよ
うに、基板10においてディスクブラシ７によって洗浄さ
れる部分Ｃ（平行斜線で示す）と洗浄されない部分Ｃ−
１とが生じてしまう、といった問題点がある。

【０００６】また、ロールブラシでは、その支持軸が基
板の表面と平行であるかどうかは目視によって確認する
しか方法が無いが、その確認は非常に困難である。この
ため、図８に示すように、ロールブラシ８の支持軸９が
基板10の表面に対し傾いて取り付けられていると、本来
は洗浄されるべきであるのに洗浄されない部分が基板10
の表面に生じてしまうことになる。

【０００７】さらに、ディスクブラシやロールブラシを
継続して使用している間に、ブラシの毛先が倒れてきた
り摩耗してきたりしても、従来は、基板表面に対するブ
ラシの押し込み量を寸法的に調節し管理しているため、
実際に基板の洗浄効果が低下するまでそのことに気が付
かず、この結果、洗浄品質にばらつきを生じる、といっ
た問題点があった。

【０００８】この発明は、以上説明したような事情に鑑
みてなされたものであって、基板の表面に対するブラシ
の押し付け量の調節を簡単にかつ常に正確に行なうこと
ができるとともに、ホルダーに複数のディスクブラシを
保持してそれらの押し付け量の調節を同時に行なうよう
にしたものでは、複数のディスクブラシに製造誤差や取
付け誤差があってもその誤差を吸収し、また、ディスク
ブラシやロールブラシの取付け姿勢の如何に拘らず、デ
ィスクブラシの先端面全体が基板表面に接触し、或いは
ロールブラシが軸線方向全体にわたって基板表面に接触
して、基板の表面を正常に洗浄することができ、さら
に、ブラシを継続して使用している間に毛先が倒れてき
たり摩耗してきたりしても、基板の洗浄効果を一定に維
持する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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板の表面
にブラシ部を押し付けて接触させた状態でブラシ部を基
板表面に対し直交する軸心回りに回転させ又は基板表面
に沿って揺動もしくは往復微動させることにより基板表
面を洗浄する基板洗浄装置において、前記ブラシ部を弾
性手段を介在させて保持部材に保持するとともに、基板
の表面に対するブラシ部の押し付け圧を調節する押し付
け圧調節手段及びその押し付け圧を測定する押し付け圧
測定手段を設けたことを特徴とする。また、支持軸が基
板の表面に平行に配置されたブラシ部を基板表面に押し
付けて接触させた状態で支持軸を回転させることにより
基板表面を洗浄する基板洗浄装置において、前記ブラシ
部の支持軸の両端部を弾性手段を介在させて装置固定部
に支持するとともに、押し付け圧調節手段及び押し付け
圧測定手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】上記弾性手段は、内部に流体が充満した変
形自在の弾性容器、例えば蛇腹により構成することがで
きる。また、弾性手段をエアーシリンダ或いはばねによ
り構成してもよい。

【００１１】また、基板の表面に対し直交する軸心回り
に回転するブラシ部を複数設け、その各ブラシ部を、内
部に加圧空気が封入された変形自在の弾性容器を介在さ
せて保持部材にそれぞれ保持し、各ブラシ部の保持部材
を回転軸にそれぞれ固着し、各ブラシ部の回転軸を共通
の装置固定部にそれぞれ回転自在に支持するようにす
る。そして、各ブラシ部の弾性容器内へ単一のエアー供
給源からエアー分配手段を介しそれぞれ同一圧力の加圧
空気を分配して供給し、エアー供給源とエアー分配手段
との間に減圧手段を設けるようにし、押し付け圧測定手
段により、前記減圧手段と前記エアー分配手段との間の
エアー圧力を測定するように構成することができる。こ
の場合、各ブラシ部の回転軸の軸心部に、弾性容器内へ
加圧空気を供給するためのエアー通路を形成するように
するとよい。

【００１２】

【作用】上記構成の基板洗浄装置においては、例えばデ
ィスクブラシを用いたものでは、ブラシ部が弾性手段を
介在させて保持部材に保持されているので、ディスクブ
ラシが基板の表面に対し傾斜した状態で取り付けられて
いても、ブラシ部の先端面全体が基板表面に接触した状
態となるように、弾性手段が適宜変形する。また、ロー
ルブラシを用いたものでは、ブラシ部の支持軸の両端部
が弾性手段を介在させて装置固定部に支持されているの
で、支持軸が基板表面に対し傾いて取り付けられていて
も、弾性手段によって支持軸の両端部が基板方向へ均等
に押圧され、ブラシ部は、その軸線方向全体にわたって
基板表面に接触する。

【００１３】また、複数のディスクブラシをホルダーに
保持した基板洗浄装置では、各ディスクブラシの間で製
造誤差や取付け誤差が多少有っても、それぞれのブラシ
部が弾性手段を介在させて保持部材に保持されているの
で、各ブラシ部の先端面がそれぞれ基板表面に接触する
ように、各弾性手段がそれぞれ適宜変形し、複数のディ
スクブラシの全ての先端面が常に同時に基板に接触する
ことになる。この場合において、弾性手段として内部に
加圧空気が封入された変形自在の弾性容器を使用し、各
ブラシ部の弾性容器内へ単一のエアー供給源からエアー
分配手段を介しそれぞれ同一圧力の加圧空気を分配して
供給するようにしたときは、各ブラシ部と基板表面との
接触面積が等しければ、基板表面への各ブラシ部の押し
付け圧が全て等しくなり、各ブラシ部により同一圧力で
基板表面が洗浄されることになる。

【００１４】そして、この基板洗浄装置では、押し付け
圧調節手段によって基板の表面に対するブラシ部の押し
付け圧が調節され、押し付け圧測定手段によって押し付
け圧が測定されるので、基板の表面に対するブラシ部の
押し付け量の調節が、従来のような寸法管理ではなく、
圧力の調整によって行なわれ、ゼロ点の状態を目視によ
り確認するといったような作業が不要となる。また、ブ
ラシを継続して使用している間に、ブラシ部が経時変化
を起こしても、基板の表面に対するブラシ部の押し付け
圧の調整によってブラシ部の押し付け量の調節が行なわ
れるので、基板の洗浄効果が常に一定に維持されること
になる。さらにまた、使用中における何らかのトラブル
により基板表面に対するブラシ部の高さが変化するよう
なことがあれば、基板の洗浄効果の低下を確認するまで
もなく、押し付け圧測定手段によって測定される押し付
け圧の監視により、その発生を検知することができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００１６】図２は、この発明に係る基板洗浄装置の構
成の１例を模式的に示す概略図である。この装置は、複
数のディスクブラシ12を基板10に沿って複数並設して構
成されている。各ディスクブラシ12は、図示を省略した
ホルダーにそれぞれ軸心回りに回転自在に支持されてい
る。このディスクブラシ12は、基板10の表面に接触する
ブラシ部14とホルダーに支持された保持部材16とを、蛇
腹18を介し連接することにより形成されている。蛇腹18
の内部には、エアー供給源からエアー供給路20を通して
加圧空気が送り込まれ封入されている。エアー供給路20
には、減圧弁22及びエアー分配器24がそれぞれ介挿され
ており、また、減圧弁22とエアー分配器24との間におけ
るエアー圧力を測定するための圧力ゲージ26が介設され
ている。そして、複数のディスクブラシ12の各蛇腹18内
へはそれぞれ、減圧弁22によって所定のエアー圧力に調
節された同一圧力の加圧空気が供給され、そのときのエ
アー圧力が圧力ゲージ26に指示されるようになってい
る。

【００１７】図２に示した構成の基板洗浄装置では、デ
ィスクブラシ12が基板10の表面に対し傾斜した状態で取
り付けられていても、蛇腹18が適宜変形して、ブラシ部
14の先端面全体が基板10表面に接触した状態となる。ま
た、複数のディスクブラシ12をホルダーに取り付けた際
に、各ディスクブラシ12間において基板10の表面に対す
るブラシ部14の高さが相違（図４参照）していても、蛇
腹18が伸縮して各ブラシ部14の先端面がそれぞれ基板表
面に接触し、その場合に各ブラシ部14と基板10表面との
接触面積が等しければ、全てのディスクブラシ12のブラ
シ部14が等しい圧力で基板10表面に押し付けられる。

【００１８】図１は、図２に概略構成を示した基板洗浄
装置の具体例を示し、１つのディスクブラシの構成を示
す縦断面図である。このディスクブラシ30では、回転軸
32の下端部に保持部材34が固着され、その保持部材34に
蛇腹36を介してブラシ部38が連接されている。回転軸32
は、複数のディスクブラシを保持する共通のホルダー40
に取付け部材42を介して固着された支持円筒44の中空部
に挿通され、支持円筒44に上下一対の軸受46、46を介在
させて回転自在に支持されている。また、回転軸32の上
端部は、支持円筒44の上端部に固着されたフレーム48上
に保持されたモータ50の回転軸52に連結具54によって連
結されている。そして、モータ50を駆動させて回転軸32
を回転させることにより、回転軸32と一体になった保持
部材34、蛇腹36及びブラシ部38が回転する。また、回転
軸32の軸心部にはエアー通路56が形成されており、ま
た、フレーム48上に固設された円筒体58に、エアー供給
管60に連通するエアー流入室62が形成されていて、エア
ー供給源からエアー供給管60を通して送給された加圧空
気が、エアー流入室62を通り、回転軸32に形設されたエ
アー流入口64からエアー通路56に流入し、そのエアー通
路56を通って蛇腹36内へ供給されるようになっている。
図中の66は、シール部材である。

【００１９】次に、図３に模式的に概略図を示した基板
洗浄装置は、ロールブラシ70を用いた構成例である。こ
の装置では、ブラシ部72の支持軸74の両端部を、それぞ
れ軸受ホルダー78に収納された一対の軸受76、76によっ
て回転自在に支持し、各軸受ホルダー78をそれぞれ、図
示しない装置固定部に上端部が固着された蛇腹80の下端
部に連接している。また、支持軸74の両端部は、一対の
スライドレール82、82に摺動自在に係合しており、各蛇
腹80の伸縮動作に従い各スライドレール82に案内されて
それぞれ上下方向へ移動可能とされている。各蛇腹80に
はそれぞれ、図２に示した装置と同様の流路構成によ
り、エアー供給源からエアー供給路20を通して加圧空気
が送り込まれるようになっており、その内部に加圧空気
が封入されている。図中の84は、軸受ホルダー78の、下
方向への移動を規制するためのストッパである。

【００２０】図３に示した基板洗浄装置では、ロールブ
ラシ70の支持軸74が基板10の表面に対し傾いて取り付け
られていたとしても、一対の蛇腹80、80によって支持軸
74の両端部が基板10の方向へ均等に押圧され、ブラシ部
72が、その軸線方向全体にわたって基板10の表面に接触
し、軸線方向全体にわたって均一な圧力で基板10を押し
付けるまで、支持軸74が押し下げられる。

【００２１】また、図２及び図３にそれぞれ示した基板
洗浄装置では、基板10の表面に対するブラシ部14、72の
押し付け量の調節は、圧力ゲージ26の指示値を見ながら
減圧弁22を調整し、蛇腹18、80内へ供給する加圧空気の
圧力を制御することによって行なわれる。従って、その
調節作業は簡単であり、また、従来のようにゼロ点の状
態を目視により確認するといったような作業は不要であ
る。さらに、ブラシを継続して使用している間に、ブラ
シ部14、72の毛先が倒れてきたり摩耗してきたりして
も、基板10の表面に対するブラシ部14、72の押し付け圧
が常に一定になるように管理しておけば、基板の洗浄効
果が低下するといったことも起こらない。

【００２２】この発明に係る基板洗浄装置の構成は以上
説明した通りであるが、この発明の範囲は上記説明並び
に図面の内容によって限定されず、要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形例を包含し得る。例えば、蛇腹内に封入
する流体としては、加圧空気の代わりに窒素ガスを用い
てもよく、また純水等の液体を用いることもでき、変形
自在の弾性容器は、風船形状のものでもよく、これらの
場合において、流体が弾性容器から多少リークするよう
になっていても差し支えない。また、ロールブラシの支
持軸の両端部を支持する一対の軸受部分を所定圧力で押
圧する手段として、エアーシリンダを用いてもよいし、
弾性手段によりロールブラシの支持軸自体を押圧するよ
うにしてもよい。また、弾性手段として、ばね或いはト
ルクモータなどを使用することもできる。さらに、ブラ
シ部を回転させる代わりに、ブラシ部を基板表面に沿っ
て揺動もしくは往復微動させるようにしてもよく、この
場合において、基板表面との接触面積が大きいディスク
ブラシを複数の蛇腹を介在させて保持部材に連接するよ
うにしてもよい。さらに、複数のディスクブラシをホル
ダーに保持し、内部に加圧空気が封入された変形自在の
弾性容器を介在させて各ブラシ部を各保持部材に連接し
た構成の基板洗浄装置において、上記実施例では、各ブ
ラシ部の弾性容器内へそれぞれ同一圧力の加圧空気を分
配して供給するようにしたが、各ブラシ部の弾性容器内
へそれぞれ供給する加圧空気の圧力を変化させるような
配管構成としてもよく、この場合には、例えば基板の両
側部分だけを強い力で洗浄する、といったことが可能に
なる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る基板洗浄装置を使用
するときは、基板の表面に対するブラシ部の押し付け量
の調節を簡単にかつ常に客観性をもって正確に行なうこ
とができる。また、ホルダーに複数のディスクブラシを
保持してそれらの押し付け量の調節を同時に行なうよう
にした装置では、複数のディスクブラシに製造誤差や取
付け誤差があっても、それらの誤差を吸収して全てのデ
ィスクブラシが基板表面に接触し、また、ディスクブラ
シを用いた装置では、ブラシ部が基板表面に対し傾斜し
た状態で取り付けられていても、ブラシ部の先端面全体
が基板表面に接触し、さらにまた、ロールブラシを用い
た装置では、その支持軸が基板の表面に対し傾いて取り
付けられていても、ブラシ部がその軸線方向全体にわた
って基板表面に接触することになるため、本来洗浄され
るべきであるのに洗浄されない部分が生じて洗浄品質が
低下する、といったことを防止することができるととも
に、ブラシ部の加工精度やホルダーへの複数のディスク
ブラシの取付け精度或いは軸受へのロールブラシの取付
け精度などを特に高める必要も無い。さらに、ブラシ部
に経時変化が生じても、常に洗浄品質を一定に維持する
ことができ、また、使用中における何らかのトラブルに
より基板表面に対するブラシ部の高さが変化するような
ことがあっても、押し付け圧測定手段によって測定され
る押し付け圧を監視しておくことにより、基板の洗浄効
果の低下が確認される以前に、その発生を検知すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２に概略構成を示した基板洗浄装置の具体例
を示し、１つのディスクブラシの構成を示す縦断面図で
ある。

【図２】この発明に係る、ディスクブラシを用いた基板
洗浄装置の構成の１例を模式的に示す概略図である。

【図３】この発明に係る、ロールブラシを用いた基板洗
浄装置の構成の１例を模式的に示す概略図である。

【図４】複数のディスクブラシをホルダーに保持した従
来の基板洗浄装置の構成の１例を示す縦断面図である。

【図５】図４に示した従来の基板洗浄装置における問題
点を説明するための平面図である。

【図６】複数のディスクブラシをホルダーに保持した従
来の基板洗浄装置におけるディスクブラシの取付け状態
を説明するための模式図である。

【図７】図６に示した従来の基板洗浄装置における問題
点を説明するための平面図である。

【図８】ロールブラシを用いた従来の基板洗浄装置の構
成の１例を概略的に示す正面図である。

【符号の説明】

10 基板 12、30 ディスクブラシ 14、38 ブラシ部 16、34 保持部材 18、36 蛇腹 20 エアー供給路 22 減圧弁 24 エアー分配器 26 圧力ゲージ 32 回転軸 40 ホルダー 56 エアー通路 60 エアー供給管 70 ロールブラシ 72 ブラシ部 74 指示軸 76 軸受 78 軸受ホルダー 80 蛇腹 82 スライドレール

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面にブラシ部を押し付けて接触
   させた状態でブラシ部を基板表面に対し直交する軸心回
   りに回転させ又は基板表面に沿って揺動もしくは往復微
   動させることにより基板表面を洗浄する基板洗浄装置に
   おいて、 前記ブラシ部を弾性手段を介在させて保持部材に保持す
   るとともに、基板の表面に対するブラシ部の押し付け圧
   を調節する押し付け圧調節手段及びその押し付け圧を測
   定する押し付け圧測定手段を設けたことを特徴とする基
   板洗浄装置。
2. 【請求項２】 支持軸が基板の表面に平行に配置された
   ブラシ部を基板表面に押し付けて接触させた状態で支持
   軸を回転させることにより基板表面を洗浄する基板洗浄
   装置において、 前記ブラシ部の支持軸の両端部を弾性手段を介在させて
   装置固定部に支持するとともに、基板の表面に対するブ
   ラシ部の押し付け圧を調節する押し付け圧調節手段及び
   その押し付け圧を測定する押し付け圧測定手段を設けた
   ことを特徴とする基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 弾性手段が、内部に流体が充満した変形
   自在の弾性容器である請求項１又は請求項２記載の基板
   洗浄装置。
4. 【請求項４】 弾性容器が蛇腹である請求項３記載の基
   板洗浄装置。
5. 【請求項５】 弾性手段がエアーシリンダである請求項
   ２記載の基板洗浄装置。
6. 【請求項６】 弾性手段がばねである請求項１又は請求
   項２記載の基板洗浄装置。
7. 【請求項７】 基板の表面に対し直交する軸心回りに回
   転するブラシ部を複数設け、その各ブラシ部を、内部に
   加圧空気が封入された変形自在の弾性容器からなる弾性
   手段を介在させて保持部材にそれぞれ保持し、各ブラシ
   部の保持部材を回転軸にそれぞれ固着し、各ブラシ部の
   回転軸を共通の装置固定部にそれぞれ回転自在に支持す
   るとともに、前記各ブラシ部の弾性容器内へ単一のエア
   ー供給源からエアー分配手段を介しそれぞれ同一圧力の
   加圧空気を分配して供給するエアー供給路を設け、か
   つ、前記エアー供給源と前記エアー分配手段との間に減
   圧手段からなる押し付け圧調節手段を設け、押し付け圧
   測定手段が、前記減圧手段と前記エアー分配手段との間
   のエアー圧力を測定するように構成された請求項１記載
   の基板洗浄装置。
8. 【請求項８】 各ブラシ部の回転軸の軸心部に、弾性容
   器内へ加圧空気を供給するためのエアー通路が形成され
   た請求項７記載の基板洗浄装置。