JPH08141518A - 回転式基板洗浄装置 - Google Patents
回転式基板洗浄装置Info
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- JPH08141518A JPH08141518A JP7059837A JP5983795A JPH08141518A JP H08141518 A JPH08141518 A JP H08141518A JP 7059837 A JP7059837 A JP 7059837A JP 5983795 A JP5983795 A JP 5983795A JP H08141518 A JPH08141518 A JP H08141518A
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Abstract
随しやすいようにして、基板表面全面を均一に洗浄でき
るようにする。 【構成】 支持アーム7の先端側部分7aに回転可能に
設けた回転体10に、洗浄ブラシ8を一体的に取り付け
た洗浄具支持体13を昇降可能に設け、第2のベローズ
15で形成される密閉空間Sにエアー配管18を接続す
るとともに、そのエアー配管18に圧力計19とレギュ
レータ20とを介装し、基板Wに対する洗浄具8の押圧
力の変化に応じてレギュレータ20を働かせ、洗浄具支
持体13を基板Wに対して昇降し、基板Wに対する洗浄
具8の押圧力を設定範囲内に維持する。
Description
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板に、純水などの洗浄液を供
給して洗浄処理するために、基板を鉛直方向の軸芯周り
で回転可能に保持する基板保持手段と、基板表面を洗浄
する洗浄具と、洗浄具を鉛直方向の軸芯周りで回転させ
る洗浄具回転手段と、洗浄具を基板表面に沿って水平方
向に変位する洗浄具移動手段と、基板表面の洗浄具によ
る洗浄箇所に洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備え
た回転式基板洗浄装置に関する。
えば、実開平1−107129号公報や特開平3−52
228号公報に開示されているものが知られている。こ
の従来例によれば、基板を鉛直方向の軸芯周りで回転さ
せながら、その基板表面に洗浄液を供給し、洗浄具(洗
浄ブラシやスクラビングブラシ)を回転させながら基板
表面に沿わせて移動させ、洗浄具を所定の押圧力により
基板に押し付けながら基板表面に付着したパーティクル
やゴミを剥離させるとともに、その剥離したパーティク
ルやゴミなどの洗浄除去物を洗浄液とともに基板回転に
よる遠心力を利用しながら基板の外方へ流出させるよう
にしていた。
に変位するために、洗浄具やそれを駆動回転するモータ
などを備えたアームを、鉛直方向の軸心周りで回転可能
な支軸に一体的に取り付け、その支軸にモータなどを連
動連結し、支軸を回転することにより洗浄具を基板表面
に沿って水平方向に変位するように構成している。
軸の回転構成を利用し、洗浄具を、基板を洗浄可能な位
置とそれより上方に離間した位置とに昇降するととも
に、洗浄具を基板上の洗浄位置と基板上から外れた待機
位置とに変位させるように構成している。そして、前述
した支軸の昇降構成を利用して、基板に対する洗浄具の
位置を設定できるように構成している。
の場合、洗浄位置における洗浄時の洗浄具の高さは一定
であり、洗浄具から基板に付与される押圧力は初期設定
によって一義的に決定されていた。一方、基板では、そ
れ自体の重量や、冷却や加熱などの熱処理の影響を受け
ることに起因し、高低差で 0.5mm程度の反り変形を生じ
ていることが多い。その結果、反り上がっている箇所と
下がっている箇所とで、洗浄具から基板に付与される押
圧力に違いを生じ、基板表面での洗浄性が不均一になる
欠点があった。
させようとする場合、上述従来例であれば、支軸を昇降
させて洗浄具を昇降することになるが、洗浄具のみなら
ず支軸やアームやモータの重量が加わり、重量の大きい
ものを昇降させることになり、どうしても追随性が低下
する欠点があった。
たものであって、請求項1に係る発明の回転式基板洗浄
装置は、簡単な構成で、基板の反り変形に洗浄具を追随
しやすいようにして、基板表面全面を均一に洗浄できる
ようにすることを目的とし、また、請求項2に係る発明
の回転式基板洗浄装置は、構成を簡単にできながら、基
板に対する押圧力を小さな力で良好に設定できるように
することを目的とし、また、請求項3に係る発明の回転
式基板洗浄装置は、基板に対して洗浄具を均等に押圧し
て洗浄性能を向上できるようにすることを目的とし、ま
た、請求項4に係る発明の回転式基板洗浄装置は、基板
に対する押圧力を精度良く感知して、押圧力の設定や調
整を精度良く行えるようにすることを目的とする。
上述のような目的を達成するために、基板を鉛直方向の
軸芯周りで回転可能に保持する基板保持手段と、基板表
面を洗浄する洗浄具と、洗浄具を鉛直方向の軸芯周りで
回転させる洗浄具回転手段と、洗浄具を基板表面に沿っ
て水平方向に変位する洗浄具移動手段と、基板表面の洗
浄具による洗浄箇所に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
とを備えた回転式基板洗浄装置において、洗浄具を洗浄
具移動手段に押圧手段を介して昇降可能に設けて構成す
る。
浄装置は、上述のような目的を達成するために、請求項
1に係る発明の回転式基板洗浄装置において、洗浄具の
自重と釣り合って洗浄具を所定高さに維持する重量均衡
手段を備えるとともに、押圧手段に、その押圧力を変更
可能に設定する押圧力付与機構を備えて構成する。
浄装置は、上述のような目的を達成するために、請求項
2に係る発明の回転式基板洗浄装置における重量均衡手
段および押圧力付与機構それぞれの平面視における中心
が洗浄具の回転中心に一致するように構成する。
浄装置は、上述のような目的を達成するために、請求項
3に係る発明の回転式基板洗浄装置において、洗浄具の
基板に対する押圧力を感知するセンサを、その平面視に
おける中心が洗浄具の回転中心に一致するように設けて
構成する。
成によれば、押圧手段によって基板に所定の押圧力を与
えながら、洗浄具移動手段に対して洗浄具が昇降するこ
とにより、洗浄具を基板の反り変形に追随させることが
できる。
浄装置の構成によれば、重量均衡手段によって洗浄具の
自重と釣り合わせながら、押圧手段による基板に対する
押圧力を押圧力付与機構によって設定することができ
る。
浄装置の構成によれば、洗浄具の自重と釣り合わせるた
めに重量均衡手段によって洗浄具を支持する力の中心、
ならびに、洗浄具を基板に押圧する押圧力を設定するた
めに押圧力付与機構によって洗浄具に付与する力の中心
を洗浄具の回転中心に一致させ、回転する洗浄具に対し
て偏った力を作用させることを回避できる。
浄装置の構成によれば、洗浄具の基板に対する押圧力の
中心が洗浄具の回転中心に一致する状態で押圧力をセン
サによって感知することができる。
説明する。図1は本発明の回転式基板洗浄装置の第1実
施例を示す全体概略縦断面図、図2は平面図である。
芯周りで回転する回転軸2の上端に、基板Wを真空吸着
保持する回転台3が一体回転可能に取り付けられ、基板
Wを鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持する基板保持
手段4が構成されている。
空吸着式のものとして基板保持手段4を構成している
が、これに限られるものではなく、例えば、回転台3上
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の水平方向の
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3上面から離間した状態で回転可
能に保持させるようにしてもよい。
れた基板Wの周囲は、昇降駆動機構(図示せず)によっ
て昇降可能なカップ5で覆われている。カップ5の横外
側方に、基板Wの回転中心側に向けて純水などの洗浄液
を噴出供給する洗浄液供給手段としてのノズル6…が設
けられている。
状の支持アーム7が、電動モータ(図示せず)により鉛
直方向の第1の軸芯P1周りで回転可能に設けられ、そ
の支持アーム7の先端側アーム部分7aの下部に、鉛直
方向の第2の軸芯P2周りで回転可能に、基板表面を洗
浄する洗浄ブラシ8が設けられている。
先端側アーム部分7a内には、ベアリング9…を介して
中空筒状の回転体10が前記第2の軸芯P2周りで回転
可能に設けられ、その回転体10の長手方向中間にプー
リー11が一体回転自在に取り付けられるとともに、プ
ーリー11と、支持アーム7の回転中心側に設けられた
洗浄具回転手段としての電動モータMとがタイミングベ
ルト12を介して連動連結されている。
体的に取り付けられ、洗浄具支持体13が回転体10内
に挿入され、洗浄具支持体13の中間よりやや上部側と
回転体10の上部側、および、洗浄具支持体13の中間
よりやや下部側と回転体10の下部側それぞれが、伸縮
可能なステンレス製の第1のベローズ14を介して一体
回転可能に連結されている。
所で、先端側アーム部分7a内に、伸縮可能なステンレ
ス製の第2のベローズ15を介してストッパー部材16
が設けられ、そのストッパー部材16に、洗浄具支持体
13の上端側が回転および相対昇降可能に嵌入保持され
ている。先端側アーム部分7aと第2のベローズ15と
ストッパー部材16とによって密閉空間Sが形成される
とともに、先端側アーム部分7aの上部に密閉空間Sに
連なる給排孔17が設けられている。第1および第2の
ベローズ14,14,15と、密閉空間Sと、その密閉
空間Sにエアーを給排する構成とから成るものをして、
エアーを駆動源とする押圧手段と称する。第1および第
2のベローズ14,14,15それぞれとしては、プラ
スチック製のものでも良い。また、先端側アーム部分7
aと第2のベローズ15とストッパー部材16とによっ
て密閉空間Sが形成する構成をして押圧力付与機構と称
する。
加圧空気の供給源(図示せず)が接続され、エアー配管
18の途中箇所に、押圧力感知手段としての圧力計19
と押圧力制御機構としてのレギュレータ20と開閉弁2
1が介装され、エアー配管18内の圧力を設定範囲内に
自動的に維持するように構成されている。
側との間に、磁性流体シール22とラビリンス機構23
が設けられ、その上部のベアリング9で回転に伴う摩耗
によって発生するゴミが基板W上に落下したり、洗浄液
が浸入したりすることを回避できるように構成されてい
る。
液を供給するとともに洗浄ブラシ8を基板Wの表面に押
圧して洗浄するに際し、基板Wに反り変形が生じている
場合、基板Wの回転と洗浄ブラシ8の移動に伴い、洗浄
ブラシ8による基板Wに対する押圧力に変化が生じる。
基板Wの反り上がっている箇所においては、圧力計19
により、設定範囲よりも高い圧力が感知される。そこで
レギュレータ20は、エアー配管18内の圧力を減じ
て、エアー配管18内の圧力が設定範囲内になるように
働き、第2のベローズ15を縮めさせる。これによって
洗浄具支持体に支持された洗浄ブラシ8を上昇させ、基
板Wに対する洗浄ブラシ8の押圧力を設定範囲内に維持
できる。一方、基板Wの凹んでいる箇所においては、圧
力計19により、設定範囲よりも低い圧力が感知され
る。そこでレギュレータ20は、エアー配管18内の圧
力を増加させて、エアー配管18内の圧力が設定範囲内
になるように第2のベローズ15を伸長させる。これに
よって洗浄具支持体に支持された洗浄ブラシ8を下降さ
せ、基板Wに対する洗浄ブラシ8の押圧力を設定範囲内
に維持できる。
であり、第1実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、第2のベローズ15を無くし、上側の第1の
ベローズ14の上方側が蓋部材24で閉塞されて密閉空
間S1に構成され、蓋部材24が先端側アーム部分7a
にシール部材25を介して回転可能に設けられている。
先端側アーム部分7aに形成された給排孔17と密閉空
間S1とが蓋部材24に形成された貫通孔26を介して
接続されている。第1のベローズ14,14と、密閉空
間S1と、その密閉空間S1にエアーを給排する構成と
によって、エアーを駆動源とする押圧手段が構成されて
いる。上側の第1のベローズ14と蓋部材24とによっ
て密閉空間S1を構成するものを押圧力付与機構と称す
る。
て真空吸引源(図示せず)が接続され、エアー配管18
aの途中箇所に、圧力計19aと真空用レギュレータ2
0aとが介装され、エアー配管18a内の圧力を設定範
囲内に自動的に維持するように構成されている。他の構
成は第1実施例と同じであり、同一図番を付すことによ
りその説明は省略する。
よび洗浄具支持体13の重量が、それら自体で基板Wに
与える押圧力が設定圧力よりも大きくなるような場合
に、内部空間S1内の圧力を負圧にすることで引き上
げ、上記重量分の一部を打ち消し、設定圧力を得ること
ができる利点を有している。設定圧力が上記重量分より
も大きくなるときには、第1実施例と同じようにエアー
配管18aを加圧空気源に接続すれば良い。
図6は横断面図であり、第1実施例と異なるところは次
の通りである。すなわち、洗浄具支持体13の長手方向
途中箇所が横断面形状小判形に構成され、その小判形部
分により回転体10に昇降のみ可能に設けられている。
洗浄具支持体13の上端と先端側アーム部分7aの上部
とが、洗浄具支持体13を下降させる側に押圧力を付与
するように、圧縮コイルスプリング27を介装した押圧
力付与機構としての単動式エアシリンダ28を介して連
結され、その単動式エアシリンダ28にエアー配管18
が接続されている。単動式エアシリンダ28にエアー配
管18を接続する構成をして、エアーを駆動源とする押
圧手段と称する。また、回転体10の下部と洗浄具支持
体13の下部側との間に、伸縮可能なシール部材29が
熱溶着によって一体的に設けられ、回転体10と洗浄具
支持体13との間での摺動に伴って発生するゴミが基板
W上に落下したり、洗浄液が浸入したりすることを回避
できるように構成されている。他の構成は第1実施例と
同じであり、同一図番を付すことによりその説明は省略
する。
内の圧力を設定範囲内に維持するようにして、基板Wに
対する洗浄ブラシ8の押圧力を設定範囲内に維持する場
合とは、設定値に幅を設けずに、所定の一点の圧力のみ
を設定値とするような場合をも含むものである。
あり、第1実施例と異なるところは次の通りである。す
なわち、縦軸芯P1周りで回転する支持アーム7の先端
側アーム部分7aに、縦軸芯P2周りで回転可能に回転
体10が設けられ、回転体10に一体回転可能に取り付
けられたプーリー11とモータMとがタイミングベルト
12を介して連動連結されている。回転体10のプーリ
ー11を挟む両側箇所それぞれに一対づつのガイドロー
ラ30…が設けられ、そのガイドローラ30…が洗浄具
支持体13の途中箇所に形成したスプライン部13aに
作用するように構成され、回転体10と一体回転しなが
ら抵抗少なく洗浄具支持体13を昇降できるように構成
されている。
31が取り付けられ、そのバネ座31と、回転体10に
取り付けられたバネ座32とにわたって圧縮コイルスプ
リング33が設けられ、洗浄ブラシ8および洗浄具支持
体13の重量に釣り合って、洗浄ブラシ8を先端側アー
ム部分7aに対して所定高さに維持させるように重量均
衡手段34が構成されている。
を介して相対回転のみ可能に当接部材36が取り付けら
れ、その当接部材36の上端に対応するように、先端側
アーム部分7aの上部側に、押圧力付与機構としてのエ
アシリンダ37が設けられ、そのエアシリンダ37のシ
リンダロッド38の下端が当接部材36に当接されてい
る。
ように、そのシリンダ39の内周面とピストン40およ
びシリンダロッド38それぞれの外周面との間に微少な
隙間を形成して構成され、そして、ピストン40を間に
したシリンダロッド38とは反対側の空間とコンプレッ
サー41とを、リリーフ圧を設定変更可能なリリーフ弁
42を介装した第1のエアー配管43を介して接続し、
一方、ピストン40を間にしたシリンダロッド38側の
空間とコンプレッサー41とを、定量弁44を介装した
第2のエアー配管45を介して接続して押圧手段が構成
され、エアシリンダ37を供給エアーによって調芯しな
がら無摺動状態で抵抗少なく伸縮できるように構成され
ている。
ング33とから成る重量均衡手段34、および、エアシ
リンダ37それぞれの平面視における中心が洗浄ブラシ
8の回転中心P2に一致するように設けられている。
にセンサ用アーム46が取り付けられるとともに、その
センサ用アーム46が支持アーム7の縦壁により昇降の
み可能に設けられ、そして、センサ用アーム46の先端
側にネジ部材47が取り付けられている。支持アーム7
内の所定箇所に歪みゲージ型の圧力センサ48が設けら
れ、ネジ部材47が下降によって圧力センサ48に当接
するように構成されている。
トローラ49が接続され、そのコントローラ49に圧力
センサ48と圧力設定器50とが接続されている。
基板W上に形成された膜の種類(アルミ膜、酸化膜、窒
化膜、ポリシリコン膜、パターン膜、ベアシリコン膜な
ど)とか基板に付着している汚染物の性質とか種類など
に応じ、それに対応する洗浄圧力を圧力設定器50で設
定入力し、次に、洗浄ブラシ8を基板W上から外れて位
置させた状態で、コントローラ49によりリリーフ弁4
2を開いていき、圧力センサ48で感知する圧力をコン
トローラ49に入力し、その感知圧力と圧力設定器50
で設定された圧力とをコントローラ49において比較
し、感知圧力が設定圧力になった時点でのリリーフ弁4
2のリリーフ圧を記憶する。次いで、洗浄ブラシ8を基
板W上に位置させて洗浄を開始するときに、前述のよう
にして記憶したリリーフ圧にリリーフ弁42を維持する
ように初期設定し、基板Wの反り変形にかかわらず、設
定圧力に対応する押圧力を基板Wに付与しながら洗浄処
理できるようになっている。他の構成は第1実施例と同
じであり、同一図番を付すことによりその説明は省略す
る。
図10は図9の側面図、図11は横断面図であり、第4
実施例と異なるところは次の通りである。すなわち、洗
浄具支持体13と回転体10とが上下一対づつのリンク
51…を介して平行四連リンク機構を構成するように連
結されるとともに、洗浄具支持体13の上端に相対回転
可能に取り付けた当接部材52とシリンダロッド38と
が、ロードセル型の圧力センサ53を介して当接されて
いる。圧力センサ53の平面視における中心が洗浄ブラ
シ8の回転中心P2に一致するように設けられている。
他の構成は第4実施例と同じであり、同一図番を付すこ
とによりその説明は省略する。
設定に際し、洗浄ブラシ8を洗浄すべき基板Wに押圧し
て洗浄を行い、設定圧力を得るに必要なリリーフ圧を求
めることができ、リリーフ圧の設定を実際の処理基板W
に基づいて精度良く行うことができる利点を有してい
る。
イルスプリング33に代えて、弾性変位の程度にかかわ
らず反発力が一定の非線形バネを用いるようにしても良
い。
体の洗浄具支持体13とを回転体10に対して昇降する
ように構成したが、支持アーム7の先端側アーム部分7
aに対して、洗浄ブラシ8と洗浄具支持体13とに回転
体10を加えたものを昇降するように構成するものでも
良く、昇降する洗浄ブラシ8と洗浄具支持体13とから
成るもの、および、洗浄ブラシ8と洗浄具支持体13と
回転体10とから成るものそれぞれをして洗浄具と総称
する。
イロンブラシやモヘアブラシやスポンジ製やフェルト製
などのように、軟質材料のものを使用する場合により好
適に実施できるが、プラスチック製のものを使用する場
合にも適用できる。
する押圧手段により洗浄具支持体13を回転体10に対
して昇降させるように構成しているが、例えば、回転体
10に、電動モータによって正逆転可能にネジ軸を設
け、そのネジ軸に螺合する内ネジ部材を洗浄具支持体1
3に取り付けるとか、洗浄具支持体13の上端に鉄心を
取り付け、その鉄心を囲むように磁気コイルを設けたい
わゆるボイスコイルモータなどのようなリニアアクチュ
エータを用いるなど各種の構成が採用でき、それらの構
成をして押圧手段と総称する。
板Wの表面に沿って水平方向に変位するのに、電動モー
タにより支持アーム7を鉛直方向の第1の軸芯P1周り
で回転させるように構成しているが、エアシリンダなど
により支持アーム7を直線方向に移動させるように構成
しても良く、支持アーム7と電動モータとから成る構成
や支持アーム7とエアシリンダとから成る構成などをし
て洗浄具移動手段と総称する。
基板に限らず、角型基板に対する回転式基板洗浄装置に
も適用できる。
置によれば、洗浄具移動手段に対して洗浄具を昇降させ
て、洗浄具を基板の反り変形に追随させるから、洗浄具
移動手段とともに昇降させる場合に比べ、昇降させる慣
性質量が小さくなり、洗浄具を基板の反り変形に追随さ
せやすくでき、基板表面全面を均一に洗浄できるように
なった。
浄装置によれば、重量均衡手段において洗浄具の自重と
釣り合わせ、かつ、押圧力付与機構によって押圧力を設
定させるから、基板に対する押圧力を全体として小さな
力で良好に設定できるようになった。
浄装置によれば、重量均衡手段による洗浄具に対する支
持力、ならびに、押圧力付与機構によって洗浄具に付与
する力のいずれをも、回転する洗浄具に対して偏らずに
作用させることができるから、基板に対して洗浄具を作
用面全面にわたって均等に押圧でき、洗浄性能を向上で
きるようになった。
浄装置によれば、洗浄具の基板に対する押圧力を、洗浄
具の回転中心に一致した状態でセンサによって感知する
から、基板に対する押圧力を精度良く感知でき、それに
基づいて押圧力の設定や調整を精度良く行えるようにな
った。
す全体概略縦断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に
保持する基板保持手段と、 基板表面を洗浄する洗浄具と、 前記洗浄具を鉛直方向の軸芯周りで回転させる洗浄具回
転手段と、 前記洗浄具を基板表面に沿って水平方向に変位する洗浄
具移動手段と、 基板表面の前記洗浄具による洗浄箇所に洗浄液を供給す
る洗浄液供給手段とを備えた回転式基板洗浄装置におい
て、 前記洗浄具を前記洗浄具移動手段に押圧手段を介して昇
降可能に設けたことを特徴とする回転式基板洗浄装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の洗浄具の自重と釣り合
って前記洗浄具を所定高さに維持する重量均衡手段を備
えるとともに、押圧手段に、その押圧力を変更可能に設
定する押圧力付与機構を備えてある回転式基板洗浄装
置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の重量均衡手段および押
圧力付与機構それぞれの平面視における中心を洗浄具の
回転中心に一致させてある回転式基板洗浄装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の洗浄具の基板に対する
押圧力を感知するセンサを、その平面視における中心が
前記洗浄具の回転中心に一致するように設けてある回転
式基板洗浄装置。
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- 1995-02-22 JP JP7059837A patent/JP2887197B2/ja not_active Expired - Fee Related
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