JPH08150380A - 基板のスクラビング装置のロック機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】遠心乾燥を行い、回転部分の部材の軽量化を図
り、しかも、高速回転時の遠心力で、基板チャックが開
かないようにロック機構のロック力を向上させる。 【構成】弾性プレート78の力点P1に作用する押圧プレー
ト81と、ロック側の拡縮ブロック70aの下面に係合し、
押圧プレートの上に突出して配設されたロックシャフト
66と、ロックシャフトに回動自在に取着された作動レバ
ー61と、作動レバーに取着され、押圧プレート上を移動
して押圧時にはロックシャフトを引き上げると共にその
反作用で押圧プレートを押圧し、ロック側の拡縮ブロッ
クと弾性プレートとで拡縮ロックバー76のロック側76a
を挟持させ、解除時にはロックシャフトを下げ、押圧プ
レートへの負荷を解除するロックローラ63と、作動レバ
ーを昇降させて押圧プレートへの加圧と加圧解除とを行
うレバー作動用ブロック74で構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の周縁部のみをチ
ャックし、その一方の面乃至両面をブラシで１度に洗浄
するスクラビング装置の新規なロック機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体は、現在、超ＬＳＩから超々ＬＳ
Ｉというように進展して来ており、その表面には超精密
写真製版技術を応用して形成した極めて微細な回路が密
に形成されている。従って、極く微細な塵埃がその表面
に付着すると半導体回路の回路不良として現れ、歩留ま
り低下となる。前述のように半導体がより精密化する
と、その製造コストもうなぎ登りに増加し、歩留まり向
上がコスト削減に大きく寄与するものであり、除塵対策
が非常に重要な問題となっている。

【０００３】さて、半導体製造現場では、現在の所、微
細回路を形成するための表面の清浄化管理は極めて厳格
に行われているものの、裏面の清浄化管理はそれほど厳
格に行われているものではない。処が、半導体基板の裏
面は、各工程で機器の吸着ベースやハンドリング装置に
接触して汚染されており、これが表面側の汚染の原因の
１つになるという事が分かって来た。

【０００４】そこで、最近では半導体基板の裏面洗浄を
十分に行うためにスクラビング装置が導入されるように
なって来たのであるが、図４、５にスクラビング装置の
洗浄部(E')の一例を示す。これによれば、搬送されて来
た円形の基板(1')の外周を基板チャック(6')の内周に形
成したクランプ溝(4')にてチャックし、チャックされた
基板(1')の洗浄面に超純水をスプレーしつつ回転ブラシ
でブラッシングし、洗浄面に付着している微視的塵埃を
除去し、続いて基板(1')をチャックしたまま基板チャッ
ク(6')を高速回転させ、基板(1')の表面に付着している
超純水を遠心力で吹き飛ばして表面乾燥を行った後、チ
ャックを解除して洗浄の完了した基板(1')を取り出すと
いう方法を採用していた。

【０００５】この機構によれば、遠心乾燥を行うため
に、回転部分の部材の軽量化を図る必要がある。高速
回転時の遠心力で、基板チャック(1')が開かないように
する必要がある。という要請がある。そこで、従来例で
は図１１〜１３に示すようなロック機構(H')を採用して
いた。

【０００６】従来例のロック機構(H')は、基板チャック
(6')の繋ぎ目(6a')に設けられた拡縮ガイド(12')のガイ
ドロック部(12c')を割り締め機構を利用して基板チャッ
ク(6')の回転時の遠心力による拡張を阻止するものであ
る。なお、拡縮ガイド(12')のスライド部(12a')は拡縮
ブロック(70a')に穿設されたスライド孔(71a')にスライ
ド自在に挿入されており、拡縮ガイド(12')の固定部(12
b')は拡縮ブロック(70b')に穿設された固定孔(71b')に
固定されている。更に詳述すれば、基板チャック(6')の
繋ぎ目(6a')には一対の拡縮ガイドブロック(70a')(70
b')が設けられており、更に拡縮ガイドブロック(70a')
にロック用ブロック(70c')が一体的に連接されており、
拡縮ガイドブロック(70a')とロック用ブロック(70c')と
の間には絶縁溝(68')が形成されている。基板チャック
(6')と共に回転する回転上部ハウジング(10')にはロッ
クシャフト本体(67')が立設されており、ロック用ブロ
ック(70c')の開口側『即ち、割り溝側』を貫通してい
る。ロック用ブロック(70c')の上方には逆Ｕ字状の作動
レバー(61')が配置されており、作動レバー(61')に水平
に配設されたロック水平軸(62')に貫通してロックシャ
フト(66')が挿通されており、調整ナット(62a')にてロ
ックシャフト(66')の高さを調節可能に固着している。
なお、ロックシャフト(66')とロックシャフト本体(67')
とは一体的となっている。

【０００７】ロック水平軸(62')には更にロックレバー
取付バー(62b')が固着されており、ロックシャフト(6
2')の回動と共に回動するようになっている。ロックレ
バー取付バー(62b')の下端にはロックローラ(63')がロ
ーラ取付軸(64')にて回転自在に設置されており、ロッ
ク用ブロック(70c')の開口側『即ち、割り溝側』を押圧
するようになっている。回転上部ハウジング(10')の周
囲に配設され、基板チャック(6')と違って回転しないブ
ロック取付台(65')上には係止ブロック(72')が設置され
ており、側面に係止溝(72a')が凹設されていて、ロック
用ブロック(70c')の下部部分から突出した係止用ボルト
(73')が嵌まり込むようになっている。係止ブロック(7
2')の上方にはレバー作動ブロック(74')が設置されてお
り、レバー作動ブロック(74')には昇降自在に設置され
ており、ロックシリンダ(60')が装着されており、係止
ブロック(72')にはロックシリンダ(60')のシリンダロッ
ド(60a')が装着されていて、レバー作動ブロック(74')
を昇降するようになっている。レバー作動ブロック(7
4')にはレバー作動溝(74a')が形成されており、作動レ
バー(61')が嵌まり込むようになっている。係止ブロッ
ク(72')には昇降ガイド(75')が立設されており、レバー
作動ブロック(74')がスライド自在に挿通されていてレ
バー作動ブロック(74')の昇降時のガイドとなってい
る。

【０００８】このように構成されたロック機構(H')にあ
っては、基板(1')が供給され、基板チャック(6')に基板
(1')の外周がチャックされるとロックシリンダ(60')を
作動させてレバー作動ブロック(74')を引き上げ、レバ
ー作動溝(74a')に係合している作動レバー(61')を上方
に回動させる。するとロック水平軸(62')を介してロー
ラ取付軸(64')が図中時計方向に移動し、ロックローラ
(63')がロック用ブロック(70c')の上面を強く押圧し、
ロック用擦割溝(69')の間隔を狭くする。するとロック
用通孔(71c')に挿入されているガイドロック部(12c')が
これにより強く挟持される事になる。尚、ロックシリン
ダ(60')を作動させてレバー作動ブロック(74')を上方に
引き上げる場合、係止溝(72a')に係止用ボルト(73')が
係合しているので基板チャック(6')に無理な曲げ力がか
からない。

【０００９】ロックローラ(63')はロック用ブロック(70
c')の弾発力により「即ち、クリック作用」ガイドロッ
ク部(12c')のロック状態を保持する。この状態で基板チ
ャック(6')が回転すると作動レバー(61')はレバー作動
溝(74a')から離脱し、係止用ボルト(73')は係止溝(72
a')から離脱して図のロック状態を保持したまま基板
(1')は基板チャック(6')と共に回転する。したがって、
ロックシリンダ(60')及びロックシリンダ(60')に取り付
けられている部材は回転しない事になる。ロック機構
(H')はロック状態を保持したまま基板チャック(6')と共
に回転するのであるが、前述のようにロックに必要な部
分のみが基板チャック(6')に装着されているので基板チ
ャック(6')の重量を非常に軽くする事が出来て、基板チ
ャック(6')の回転を容易にしている。

【００１０】このように、ロック機構の回転部材を最小
限にすることにより、イナーシャは過大とならず、水切
り時の高速回転が可能となるのであるが、ロック強度は
ロック用ブロック(70c')の割締め力のみとなり、高速回
転を行うと締付力が不足してロック用ブロック(70c')内
をガイドロック部(12c')が僅かながら滑り、その結果基
板チャック(6')が僅かに開いて基板(1')が脱落するとい
う問題があった。なお、基板チャック(6')の拡開は拡張
シリンダ(14)を拡縮ローラ(13)間に挿入する事により行
われ、縮径は反対位置に設置された縮径用シリンダ（図
示せず）によって行われる。又、分割体(6イ)のスライド
はスライダ(9')によって行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点に鑑みてなされたものでその目的とする処
は、遠心乾燥を行うために、回転部分の部材の軽量化
を図る事が出来、しかも、高速回転時の遠心力で、基
板チャックが開かないようにロック機構のロック力を向
上させる事にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の基板の
スクラビング装置(A)のロック機構(H)は『径方向に拡縮
可能に配設された分割体(6イ)で構成された基板チャック
(6)にて基板(1)の外周縁をクランプし、基板(1)をその
平面内で回転させつつ基板(1)の洗浄面(1a)をブラシ(3)
にて洗浄する基板(1)のスクラビング装置(A)であって、
ロック機構(H)が、少なくとも１つの分割部分において
接線方向に配設され、一方の分割体(6イ)の拡縮ブロック
(70b)に固定され、他方の分割体(6イ)の拡縮ブロック(70
a)にスライド自在に配設されている拡縮ロックバー(76)
と、片持支持であって、拡縮ロックバー(76)のロック側
(76a)を前記ロック側の拡縮ブロック(70a)とで挟持する
ようになっており、その支点(P3)から拡縮ロックバー(7
6)への作用点(P2)迄の距離よりその支点(P3)から外力が
作用する力点(P1)迄の距離の方が長い弾性プレート(78)
と、一端が枢着され、弾性プレート(78)の力点(P1)に作
用する押圧プレート(81)と、ロック側の拡縮ブロック(7
0a)の下面に係合し、押圧プレート(81)の上に突出して
配設されたロックシャフト(66)と、ロックシャフト(66)
に回動自在に取着された作動レバー(61)と、作動レバー
(61)に取着され、前記押圧プレート(81)上を移動して押
圧時にはロックシャフト(66)を引き上げると共にその反
作用で押圧プレート(81)を押圧し、ロック側の拡縮ブロ
ック(70a)と弾性プレート(78)とで拡縮ロックバー(76)
のロック側(76a)を挟持させ、解除時にはロックシャフ
ト(66)を下げる事によって押圧プレート(81)への負荷を
解除するロックローラ(63)と、作動レバー(61)を昇降さ
せて押圧プレート(81)への加圧と加圧解除とを行うレバ
ー作動用ブロック(74)とで構成されている』事を特徴と
する。

【００１３】これにより、レバー作動用ブロック(74)を
作動させて作動レバー(61)を上昇させ、作動レバー(61)
に取着されたロックローラ(63)を押圧プレート(81)で移
動させてロックシャフト(66)を引き上げ、その反作用で
ロックローラ(63)を押圧プレート(81)に押圧する。ロッ
クローラ(63)にて押圧された押圧プレート(81)は、力点
(P1)において弾性プレート(78)に押圧力を作用する。弾
性プレート(78)は片持支持で撓むため、(P3)を支点とし
て撓み、(P2)にて拡縮ロックバー(76)のロック側(76a)
を押圧する。

【００１４】前記ロックシャフト(66)はロック側の拡縮
ブロック(70a)の下面に係合しているために、前記押圧
力が押圧プレート(81)に加わるとロック側の拡縮ブロッ
ク(70a)と弾性プレート(78)とで拡縮ロックバー(76)の
ロック側(76a)を強く挟持する事になる。そして、弾性
プレート(78)の力の作用関係は、その支点(P3)から拡縮
ロックバー(76)への作用点(P2)迄の距離よりその支点(P
3)から外力が作用する力点(P1)迄の距離の方が長いの
で、その比に比例して支点(P3)に加わる押圧力を倍加さ
せる事ができ、前記挟持力を高める事が出来る。その結
果、洗浄時は勿論、高速回転による遠心水きりを行う場
合でも基板チャック(6)がその遠心力によって径方向に
拡開するというような事がなく、安全に高速回転による
遠心力脱水を行うことが出来る。なお、基板チャック
(6)と共に回転するロック機構(H)の部材は、最小限に押
さえる事が出来、回転部分の部材の軽量化を図る事が出
来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明装置を実施例と共に説明する。
尚、図に示すものでは、基板(1)として半導体ウエハを
例に説明するが、その他の薄板、例えばガラス板、アル
ミナ、水晶板、セラミック板、サファイヤ板、アルミデ
ィスクその他のものに適用できることは勿論である。図
１に示すスクラビング装置(A)は、基板(1)を洗浄部(E)
に搬入、搬出するための移送ロボット(C)と、移送ロボ
ット(C)に基板(1)を供給するためのローダ(B)、洗浄が
完了した基板(1)を収納するアンローダ(D)、並びに装置
全体をコントロールする制御部(F)、基板洗浄用の洗浄
部(E)並びにこれら装置を載置する装置本体(G)とで構成
されている。

【００１６】ローダ(B)はカセット(54)に収納された未
処理基板(1)をセットし、移送ロボット(C)の取り出しに
合わせて１ステップづつ上昇又は下降して、未処理基板
(1)を所定の位置に移動させるものである。アンローダ
(D)は、逆に洗浄部(E)にて裏面洗浄され、移送ロボット
(C)にて移送されて来た基板(1)を収納するカセット(54)
を載置するためのもので、基板(1)の供給に合わせて１
ステップづつ上昇又は下降して、カセット(54)の空の収
納部を準備するためのものである。移送ロボット(C)
は、基板(1)をローダ(B)から取り出して洗浄部(E)に供
給し、且つ洗浄部(E)にて裏面洗浄された基板(1)を洗浄
部(E)から取り出し、アンローダ(D)に移送するためのも
のである。これらローダ(B)、アンローダ(D)及び移送ロ
ボット(C)は既知の構造であるので、その詳細は省略す
る。

【００１７】図２及び図３は本発明に係る洗浄部(E)の
断面図で、基板チャック(6)がスライダ(9)を介して回転
上部ハウジング(10)にスライド自在に取り付けられてい
る。基板チャック(6)はリング状のもので、三分割され
ており、それぞれを分割体(6イ)とする。これらは図４、
図５に示すようにそのチャック径が拡縮出来るようにな
っている。基板チャック(6)の内周には自動調芯クラン
プ溝(4)が形成されており、薄板の基板(1)の全周をチャ
ック出来るようになっている。

【００１８】図６は自動調芯クランプ溝(4)の部分拡大
断面図で、基板チャック(6)の内周側側面に自動調芯ク
ランプ溝(4)が形成されている。自動調芯クランプ溝(4)
は、基板(1)の外周面に当接する内側面(4a)と、その下
方に位置し、基板(1)の下部テーパー面を支持する爪体
(5)と、その上方に位置する上部スライド傾斜面(4b)と
で構成されている。図６の実施例では、上部スライド傾
斜面(4b)の形状は、その断面がわずかな凸と凹とがなだ
らかに曲線で接続されている曲面で形成されており、そ
の断面形状はＳ字状に形成されていて、内側面(4a)にな
だらかにつながっている。これにより、自動調芯クラン
プ溝(4)内に嵌め込まれる基板(1)の周縁は上部スライド
傾斜面(4b)に沿って極く僅かにスライドし、内側面(4a)
内に嵌まり込み、爪体(5)にてその周縁のテーパー部分
(1d)が保持される事になる。爪体(5)は基板(1)の周縁の
下部テーパー面(1d)に僅かに係合するだけのもので、爪
体(5)の下面は基板(1)の下面である洗浄面(1a)より突出
しないようになっている。

【００１９】基板チャック(6)の内周近傍には所定間隔
で、複数個の流体排出孔(11)が穿設されており、その穿
設方向は自動調芯クランプ溝(4)の接線方向となってい
る。流体排出孔(11)の穿設位置は、基板チャック(6)の
内側面から下面にかけて下り傾斜に形成されており、基
板(1)の背圧面(1b)上に流出した流体が円滑に流体排出
孔(11)を通って下側に円滑に排出されるようになってい
る。

【００２０】基板チャック(6)は拡縮ガイドブロック(70
b)に固着された拡縮ガイド(12)によって、互いに連結さ
れており、拡縮ガイド(12)のスライド部(12a)が隣接せ
る基板チャック(6)の拡縮ガイドブロック(70a)に穿設さ
れたスライド孔(71a)にスライド自在に保持されてお
り、隣接せる一対の基板チャック(6)に設けられた拡張
ローラ(13)間に拡張シリンダヘッド(14)を挿入すること
により、図４に示すように基板チャック(6)の相互間の
間隔を拡大する。このとき、拡縮ガイドブロック(70a)
がスライド孔(71a)から抜け出る方向に移動することに
なる。

【００２１】基板チャック(6)の拡縮スライド操作は、
基板チャック(6)の下面にそれぞれ配設されたスライダ
(9)を介して行われることになる。基板チャック(6)のチ
ャック径の拡大は、前述のように拡張シリンダヘッド(1
4)にて行われるが、チャック径の収縮は拡張シリンダヘ
ッド(14)の反対側に位置するチャック径収縮用シリンダ
(15)によって行われる。即ち、チャック径収縮用シリン
ダ(15)を作動させて基板チャック(6)を押圧することに
より、スライド部(12a)はスライド孔(71a)内に押し戻さ
れ、基板チャック(6)全体が図５のように閉じられる事
になる。この際、拡張シリンダヘッド(14)は後方に引き
戻されている事になる。尚、基板チャック(6)が前述の
ように閉じられ、基板(1)の周縁部を自動調芯クランプ
溝(4)内にクランプした場合、拡縮ガイド(12)の１つが
ロック機構(H)によって固定され、回転時の遠心力によ
って基板チャック(6)が開かないようになっている。ロ
ック機構(H)については後述する。

【００２２】前記回転上部ハウジング(10)は回転ヘッド
カバー(16)を介して回転筒(17)に接続されている。回転
筒(17)には従動プーリ(18)が取り付けられており、駆動
ベルト(19)を介して基板回転用駆動モータ(21)の駆動プ
ーリ(20)に接続されている。これにより基板回転用駆動
モータ(21)の回転力は従動プーリ(18)に伝達され、基板
チャック(6)が回転することになる。従動プーリ(18)に
は位置決めカム(22)が取り付けられており、位置決めカ
ムフォロア(23)が位置決めカム(22)の溝に嵌まり込ん
で、基板チャック(6)が常時所定の位置で強制的に停止
させられるようになっているのであるが、常時正確に位
置決めカムフォロア(23)が位置決めカム(22)の溝に嵌ま
り込むようにするために、位置決めセンサ(23a)によっ
て停止位置が常時センシングされている。この手段も常
套手段であるので、詳細は省く。

【００２３】(24)は回転筒(17)の外側に嵌め込まれた固
定ハウジングで、ベアリングを介して回転筒(17)を回転
可能に保持している。(25)は固定ハウジング(24)の上端
に設けられた固定防液カバーである。下ベースプレート
(26)には柱(27)が立設されており、その上端に固定ブロ
ック(29)が固定されている。(28)は固定ブロック(29)の
上端に取り付けられ、回転ヘッドカバー(16)を上から覆
う固定ヘッドカバーである。

【００２４】固定ブロック(29)の中心には基板受けシリ
ンダロッド(30)がスライド自在に挿通されており、固定
ブロック(29)の下方に設置された基板受け作動シリンダ
(31)によって昇降自在に駆動されるようになっている。
基板受けシリンダロッド(30)の上端には断面Ｖ字状の基
軸受け中間部材(32)が取り付けられており、基軸受け中
間部材(32)から基板受け棒(33)が立設されている。基板
受け棒(33)の数は本実施例では４本設けられており、そ
の先端に緩衝材(34)を介して受けヘッド(35)が被嵌され
ている。

【００２５】(36)はブラシ(3)の下方に配設された断面
Ｖ字型の液受け部材である。(37)は固定ブロック(29)に
スライド自在に挿通されたブラシ昇降バーで、ブラシ昇
降バー(37)の下端にはブラシ昇降シリンダ(38)が取付ら
れていて、ブラシ滑降バー(37)を昇降するようになって
いる。ブラシ昇降バー(37)の上端には、ブラシ取付部材
(39)が取付られており、ブラシ取付部材(39)の上端にブ
ラシ(3)が回転自在に保持されている。

【００２６】ブラシ(3)は回転軸(40)の回りに回転自在
に保持されており、回転軸(40)の一端にブラシ従動プー
リ(41)が取り付けられている。ブラシ従動プーリ(41)に
はブラシ駆動ベルト(42)が懸架されており、ブラシ駆動
モータ(44)のブラシ駆動プーリ(43)に接続され、ブラシ
駆動プーリ(43)の回転力がブラシ(3)に伝わるようにな
っている。ブラシ(3)は、本実施例ではバフが使用され
ており（勿論、これに限られず、毛足の長いものや逆に
毛足の短いものなど、用途に合わせて適宜のものが使用
される。）、十分に含水するようになっている。

【００２７】(45)は固定ブロック(29)に設けられた排水
管で、固定ブロック(29)上に滴下してくる流体を排出す
る働きを持つ。(46)は洗浄液噴射ノズルで、固定ブロッ
ク(29)に設けられた洗浄用配管（図示せず）に接続さ
れ、洗浄液噴射ノズル(46)の先端部からブラシ(3)に向
かって洗浄液を噴射するようになっている。洗浄液は本
実施例では超純水が用いられるが、これに限られず、ア
ルコール類などの液体や、チッソガスやアルゴンガスな
どの不活性ガスなども用いる事ができる。なお、超純水
を洗浄水に使用する場合は、チャージアップの危険性が
あるので、ＣＯ₂ガスなどを含んだ超純水純水が帯電防
止の点で好ましい。気体の場合も同様で、イオナイザを
通したガスが好ましい。又、紫外線発生器（図示せず）
を設置し、紫外線による静電除去を図ってもよい。

【００２８】(7)はブラシ(3)の直上に配置される背圧パ
ドルで、基板(1)に向かって昇降するようになってお
り、その中心に流体噴出口(7a)が穿設されている。流体
噴出口(7a)はブラシ(3)の直上にて基板(1)の中心に孔状
のものが一か所設けられてもよいが、ブラシ(3)の長手
方向に沿って多数一列に形成してもよいし、スリット状
に形成しても良い。本実施例では背圧パドル(7)の下面
にスリット状の流体噴出口(7a)が形成されており、その
溝状流体噴出口(7a)に沿って背圧用流体が流出するよう
になっている。前述のように、背圧用又は回り込み防止
用流体(2)は、チッソガスのような不活性ガスでもよい
し、純水のような液体でもよい。

【００２９】(49)は必要があれば背圧パドル(7)内に取
り付けられる変位センサーで、比較器（図示せず）の一
方の端子に入力され、基準電圧と比較されて基板(1)の
変位量である比較器（図示せず）の出力がドライバ（図
示せず）に入力され、レギュレータ（図示せず）を駆動
して流体噴出口(7a)から吹き出される背圧流体(2)の吹
き出し圧が調整される。背圧用流体(2)は、洗浄液がパ
ターン面(1b)側に回り込む事を防止するために洗浄中パ
ターン面(1b)側に流される。

【００３０】次に、ロック機構(H)について詳述する。
(H)はロック機構で、拡縮ガイドブロック(70a)(70b)間
に架設され、拡縮ガイドブロック(70a)にその一端が固
定され、その他端が拡縮ガイドブロック(70b)側でロッ
ク・アンロックされるようになっている拡縮ロックバー
(76)にて基板チャック(6)の回転時の遠心力による拡張
を阻止するものである。

【００３１】基板チャック(6)の繋ぎ目(6a)には一対の
拡縮ガイドブロック(70a)(70b)が設けられている。拡縮
ガイドブロック(70a)には、拡縮ロックバー(76)の一端
固定部(76b)が固定側通孔(77b)に、拡縮ガイド(12)の一
端固定部(12b)が固定側通孔(71b)にそれぞれ固定されて
おり、拡縮ガイドブロック(70a)側に伸びている。拡縮
ガイドブロック(70a)側では、スライド孔(71a)と断面半
円の拡縮ロック溝(77a)とが形成されており、スライド
孔(71a)には拡縮ガイド(12)のスライド側端部(12a)がス
ライド自在に挿入されており、拡縮ロック溝(77a)には
拡縮ロックバー(76)のロック側端部(76a)が配設されて
いる。

【００３２】拡縮ロックバー(76)のロック側端部(76a)
の上方には弾性プレート(78)『本実施例では３枚重ねの
板バネ』が配設されており、ピン(79)で拡縮ブロック(7
0a)に固定されている。板バネ(78)の枚数は特に限定さ
れるものでなく、１枚以上のものが使用される。拡縮ブ
ロック(70a)の端部から延出されたロックアーム(80)に
は、枢着軸(82)にて押圧プレート(82)が枢着されてお
り、前記弾性プレート(78)を上から押圧するようになっ
ている。

【００３３】回転上部ハウジング(10)の上端にはロック
シャフト本体(67)が立設されており、ロックシャフト本
体(67)から一体的に突出しているロックシャフト(66)は
拡縮ブロック(70a)、弾性プレート(78)及び押圧プレー
ト(81)を貫通している。押圧プレート(81)の上方には作
動レバー(61)が配置されており、その両端からロックレ
バー取付バー(62b)が垂設されている。このロックレバ
ー取付バー(62b)には水平にロック水平軸(62)が回動自
在に配設されている。ロック水平軸(62)のロックレバー
取付バー(62b)への取り付けは、カラー(84)を介して取
付ネジ(83)を螺着する事により行われる。又、ロック水
平軸(62)にロックシャフト(66)が挿通されていて、調整
ナット(62a)にてロックシャフト(66)の高さを調節可能
に固着している。ロックレバー取付バー(62b)の下端に
はロックローラ(63)がローラ取付軸(64)にて回転自在に
設置されており、押圧プレート(81)を押圧するようにな
っている。作動レバー(61)の先端には係合ローラ(85)が
取り付けられている。

【００３４】回転上部ハウジング(10)の周囲に配設され
たブロック取付台(65)上には係止ブロック(72)が設置さ
れている。係止ブロック(72)の上方にはレバー作動ブロ
ック(74)が設置されている。このレバー作動ブロック(7
4)にはロックシリンダ(60)と昇降ガイド(75)とが設置さ
れている。係止ブロック(72)には前記ロックシリンダ(6
0)のシリンダロッド(60a)が装着されていて、レバー作
動ブロック(74)を昇降するようになっている。レバー作
動ブロック(74)にはレバー作動溝(74a)が形成されてお
り、作動レバー(61)の先端に装着された係合ローラ(85)
が嵌まり込むようになっている。

【００３５】次に、本発明の作用を図１〜１０に従って
説明する。ローダ(B)には基板(1)を多数収納したカセッ
ト(54)が設置されており、アンローダ(D)には空のカセ
ット(54)が設置されている。制御部(F)を操作して、移
送ロボット(C)を作動させ、ローダ(B)から基板(1)を一
枚取り出す。取り出された基板(1)は移送ロボット(C)に
よって洗浄部(E)へ供給されるのであるが、基板チャッ
ク(6)は拡張シリンダヘッド(14)の作用によって図４の
ように拡張されており、移送ロボット(C)にて基板(1)の
周縁部をクランプされた基板(1)が拡開された基板チャ
ック(6)の中に挿入される。

【００３６】この時、基板受け棒(33)は基板受け作動シ
リンダ(31)の作用によって基板チャック(6)の自動調芯
クランプ溝(4)より上に突出しており、基板(1)の洗浄面
(1a)に当接するようになっている。基板(1)が基板受け
棒(33)の受けヘッド(35)の上に載置されると、移送ロボ
ット(C)は基板(1)の周縁から離脱し、基板(1)を受けヘ
ッド(35)上に設置する。次いで、基板受け作動シリンダ
(31)が逆作動して基板(1)が基板チャック(6)の自動調芯
クランプ溝(4)にほぼ一致する位置まで下がり、この時
点で停止する。図６にその状態の拡大図を示す。図６の
仮想線にて示すように、基板(1)は自動調芯クランプ溝
(4)の内側面(4a)によりやや上に保持されるようになっ
ており、チャック径収縮用シリンダ(15)の作用によって
基板チャック(6)が閉じられた時、基板(1)の周縁部が自
動調芯クランプ溝(4)の上部スライド傾斜面(4b)に接触
し、上部スライド傾斜面(4b)に沿って下方に移動し、基
板(1)の周縁部が内側面(4a)に正確に嵌まり込むように
なっている。この時基板チャック(6)の爪体(5)は基板
(1)の周縁のテーパー部(1d)の下面に当接しており、基
板チャック(6)の下面は基板(1)の洗浄面(1a)より下側に
突出しないようになっている。

【００３７】自動調芯クランプ溝(4)による基板(1)の自
動調心クランプが完了すると、基板受け作動シリンダ(3
1)がさらに作動して基板受け棒(33)を下に下げ、基板
(1)の洗浄面(1a)から離間するようにする。この間に、
移送ロボット(C)はホームポジションに戻り、基板(1)の
洗浄完了を待って洗浄部(E)から洗浄済みの基板(1)を取
り出す準備に入っている。移送ロボット(C)が基板(1)の
上方からホームポジションに移動すると、背圧パドル
(7)が上方から降下し、基板(1)の背圧面(1b)の直上にて
停止する。その後、又は、降下と同時に背圧用流体(2)
を噴出し、基板(1)の背圧面(1b)上に背圧をかける。
（背圧を必要としない場合があり、その場合は超純水や
不活性ガスをパターン面(1b)側に流す。）

【００３８】一方、ブラシ(3)は基板(1)の下方に待機し
ており、ブラシ昇降シリンダ(38)の作動により上方に持
ち上げられ、基板(1)の洗浄面(1a)に接触する。これと
同時に洗浄液噴射ノズル(46)から洗浄液がブラシ(3)に
向かって噴射され、ブラシ(3)を濡らす。ブラシ(3)はブ
ラシ駆動モータ(44)の回転によって回転し、洗浄面(1a)
を洗浄する。又、ブラシ(3)の洗浄と同時に回転上部ハ
ウジング(10)が基板回転用駆動モータ(21)によって回転
され、基板チャック(6)にチャックされた基板(1)をその
平面内で回転する。これにより、基板(1)の洗浄面(1a)
はブラシ(3)と線接触し、且つその平面内で回転するの
で、ブラシ(3)により全面が高速洗浄される事になる。

【００３９】図６に示すようにブラシ(3)は基板(1)の外
周を越えて基板チャック(6)側に伸びており、爪体(5)が
洗浄面(1a)より下に突出していないので、洗浄面(1a)を
ほとんど洗い残しなく洗浄面(1a)の全面洗浄する事がで
きるようになっている。背圧パドル(7)から噴射される
流体(2)は、前述のように窒素ガスのような気体であっ
ても良いし、純水のような液体であっても良い。液体の
場合には内側面(4a)に開口し、基板チャック(6)の下面
に通ずる流体排出孔(11)が自動調芯クランプ溝(4)に沿
って複数個穿設されているので、基板チャック(6)が回
転した時、基板(1)の上に溜まった背圧用流体は流体排
出孔(11)を通って基板チャック(6)の下方に流出し、基
板(1)上に溜まらない事になる。なお、流体排出孔(11)
の穿設方向は、自動調芯クランプ溝(4)の接線方向に伸
びた楕円形乃至長円形のものである。

【００４０】次にロック機構(H)の作用について述べ
る。洗浄時基板チャック(6)を回転させると、その遠心
力によって基板チャック(6)は拡径方向に移動させよう
とし、自動調芯クランプ溝(4)のチャック径を拡大する
方向に移動させようとする。そこでチャック径収縮用シ
リンダ(15)の作用によって基板チャック(6)のチャック
径を押し縮め、基板(1)を自動調芯クランプ溝(4)内にチ
ャックした後、ロックシリンダ(60)を作動させてレバー
作動ブロック(74)を引き上げ、レバー作動溝(74a)に係
合している係合ローラ(85)を介して作動レバー(61)を上
方に回動させる。

【００４１】すると作動レバー(61)に固着されているロ
ック水平軸(62)を介してローラ取付軸(64)が図中時計方
向に移動し、ロックローラ(63)が押圧プレート(81)の上
面を強く押圧し、更に弾性プレート(78)を押圧して、弾
性プレート(78)と拡縮ロック溝(77a)とで拡縮ロックバ
ー(76)のロック側端部(76a)をロックする。このとき、
押圧プレート(81)が枢着軸(82)を支点として回転し、(P
1)点にて弾性プレート(78)を押圧し、更に弾性プレート
(78)はピン(79)を支点とし、(P2)点でロック側端部(76
a)を押圧することになるので、これらの間に『てこ』作
用が働き、ロックローラ(63)の押圧力に比べて数倍の締
付力が得られる。

【００４２】ロックローラ(63)は押圧プレート(81)の反
発力により「即ち、クリック作用」ロック側端部(76a)
のロック状態を保持する。この状態で基板チャック(6)
が回転すると作動レバー(61)の係合ローラ(85)はレバー
作動溝(74a)から離脱して図のロック状態を保持したま
ま基板(1)は基板チャック(6)と共に回転する。したがっ
て、ロックシリンダ(60)及びロックシリンダ(60)に取り
付けられている各部材は回転しない事になる。ロック機
構(H)はロック状態を保持したまま基板チャック(6)と共
に回転するのであるが、前述のようにロックに必要な部
分のみが基板チャック(6)に装着されているので基板チ
ャック(6)の重量を非常に軽くする事が出来て、基板チ
ャック(6)の回転を容易にしている。

【００４３】このようにして基板(1)の洗浄面(1a)をブ
ラシ(3)にて洗浄するのであるが、必要があれば、背圧
パドル(7)に設けられた変位センサ(49)が基板(1)と変位
センサ(49)との間を常にセンシングしており、基板(1)
と変位センサ(49)との間の距離が一定となるように背圧
パドル(7)から背圧面(1b)に向かって噴出される背圧用
流体(2)の流量をフィードバック制御するようにしても
よい。これにより基板(1)のセンター部分のブラシ(3)の
接触圧も十分に取ることが出来て洗浄不足を生じない。

【００４４】基板(1)の洗浄が終了すると、ブラシ昇降
シリンダ(38)が逆作動して降下し、ブラシ(3)を基板(1)
の洗浄面(1a)から離間させる。同時にブラシ駆動モータ
(44)が停止し、ブラシ(3)の回転を止める。

【００４５】これと同時に背圧パドル(7)からの背圧流
体(2)の噴出を止め、続いて背圧パドル(7)を上方に移動
させ、基板(1)への流体(2)の噴出を停止する。勿論、洗
浄液噴射ノズル(46)の噴射も停止される事になる。ブラ
シ(3)の基板(1)からの離間及び背圧パドル(7)の離脱が
完了した後、基板回転用駆動モータ(21)の回転速度を増
速し回転上部ハウジング(10)の回転速度を増す。これに
より、基板(1)の表面に付着している水分が遠心力によ
り吹き飛ばされ、流体排出孔(11)から流出していく。こ
れにより、基板(1)は乾燥状態になる。

【００４６】このように、基板(1)の乾燥が行われた
後、基板チャック(6)の回転を停止することになるが、
作動レバー(61)が正確にレバー作動ブロック(74)の位置
に合致して停止する必要があるため、位置決めセンサ(2
3a)にて回転上部ハウジング(10)の回転位置を確認し、
位置決めカムフォロア(23)を位置決めカム(22)に嵌め込
む事により、作動レバー(61)の停止位置を正確に制御す
るようになっている。

【００４７】作動レバー(61)の係合ローラ(85)がレバー
作動ブロック(74)と一致する位置で停止し、レバー作動
溝(74a)内に係合ローラ(85)が嵌まり込み、基板(1)の回
転が停止すると、ロックシリンダ(60)を逆作動させてレ
バー作動ブロック(74)を降下させ、レバー作動溝(74a)
内に再度嵌まり込んでいる係合ローラ(85)を押圧して作
動レバー(61)を下方に下げ、作動レバー(61)に固着され
ているロックレバー取付バー(62b)を図中反時計方向に
回動させ、ロックローラ(63)を押圧プレート(81)の上面
から脱離させる。これによって弾性プレート(78)の弾発
力により押圧プレート(78)は押し上げられると共にロッ
ク側端部(76a)のロックは解除される。

【００４８】然る後、拡張シリンダヘッド(14)が再作動
して一対の拡張ローラ(13)の間に挿入され、図４に示す
ように間隙(6a)を開き、基板チャック(6)の内側面(4a)
の直径を拡張して基板(1)を自動調芯クランプ溝(4)から
フリーにする。

【００４９】次に、回転上部ハウジング(10)の停止の後
の動作について説明する。回転上部ハウジング(10)が停
止すると、基板受け作動シリンダ(31)が再作動して基板
受け棒(33)を上昇させ、基板(1)の洗浄面(1a)にその先
端の緩衝材(34)が接触するようにする。その時、緩衝材
(34)のバネ力によって受けヘッド(35)は若干撓む事にな
る。受けヘッド(35)によって基板(1)の洗浄面(1a)が支
持されると前述のように基板チャック(6)が拡開し、基
板(1)が基板チャック(6)の自動調芯クランプ溝(4)から
フリーになり、受けヘッド(35)上のみに載置された状態
となる。この状態で基板受け作動シリンダ(31)を作動さ
せ、基板(1)を載置した状態で基板(1)を基板チャック
(6)の上方に突き出し、基板(1)を移送ロボット(C)にて
引き取る。

【００５０】移送ロボット(C)は、一旦ホームポジショ
ンに戻り、アンローダ(D)に移送される事になる。基板
(1)が移送ロボット(C)によってアンローダ(D)に移送さ
れると、アンローダ(D)に設置されたカセット(54)の空
の部分に挿入され、これによって１枚の基板(1)の片面
（裏面）洗浄が終了する。

【００５１】

【発明の効果】以上により、本発明に係るロック機構
は、『てこの原理』を応用して小さな力で大きな締付力
を得ることが出来、遠心脱水乾燥時の高速回転に対して
も基板チャックが開かず、基板を遠心脱水乾燥時に脱落
するというような事がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクラビング装置の全体の平面図

【図２】図２は本発明にかかるスクラビング装置の洗浄
部の断面図

【図３】図２の直角方向の断面図

【図４】本発明に係る洗浄部の拡開時の平面図

【図５】本発明に係る洗浄部の収縮状態の平面図

【図６】本発明における基板とクランプ溝との関係を表
す拡大断面図

【図７】本発明に係るロック機構部分の拡大平面図

【図８】図７の側面図

【図９】図８の断面図

【図１０】図７の正面図

【図１１】従来例のロック機構の平面図

【図１２】図１１の正面図

【図１３】図１２の側断面図

【符号の説明】

(A)…スクラビング装置 (H)…ロック機構 (P1)…力点 (P2)…作用点 (P3)…支点 (1)…基板 (1a)…洗浄面 (1b)…洗浄面とは反対側の面 (2)…背圧形成用流体 (3)…ブラシ (6)…基板チャック (6イ)…分割体 (61)…作動レバー (63)…ロックローラ (66)…ロックシャフト (70a)(70b)…拡縮ブロック (74)…レバー作動用ブロック (76)…拡縮ロックバー (76a)…拡縮ロックバーのロック側 (78)…弾性プレート (81)…押圧プレート

フロントページの続き (72)発明者 小中 敏典 東京都台東区谷中３丁目６番16号 エム・ セテック株式会社内 (72)発明者 村井 剛 東京都台東区谷中３丁目６番16号 エム・ セテック株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径方向に拡縮可能に配設された分
   割体で構成された基板チャックにて基板の外周縁をクラ
   ンプし、基板をその平面内で回転させつつ基板の洗浄面
   をブラシにて洗浄する基板のスクラビング装置であっ
   て、 ロック機構が、少なくとも１つの分割部分において接線
   方向に配設され、一方の分割体の拡縮ブロックに固定さ
   れ、他方の分割体の拡縮ブロックにスライド自在に配設
   されている拡縮ロックバーと、片持支持であって、拡縮
   ロックバーのロック側を前記ロック側の拡縮ブロックと
   で挟持するようになっており、その支点から拡縮ロック
   バーへの作用点迄の距離よりその支点から外力が作用す
   る力点迄の距離の方が長い弾性プレートと、一端が枢着
   され、弾性プレートの力点に作用する押圧プレートと、
   ロック側の拡縮ブロックの下面に係合し、押圧プレート
   の上に突出して配設されたロックシャフトと、ロックシ
   ャフトに回動自在に取着された作動レバーと、作動レバ
   ーに取着され、前記押圧プレート上を移動して押圧時に
   はロックシャフトを引き上げると共にその反作用で押圧
   プレートを押圧し、ロック側の拡縮ブロックと弾性プレ
   ートとで拡縮ロックバーのロック側を挟持させ、解除時
   にはロックシャフトを下げる事によって押圧プレートへ
   の負荷を解除するロックローラと、作動レバーを昇降さ
   せて押圧プレートへの加圧と加圧解除とを行うレバー作
   動用ブロックとで構成されている事を特徴とする基板の
   スクラビング装置のロック機構。