JPH10135166A - 基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄ブラシと保持具とを連結する際、芯ずれ
が生じないような保持構造を備えた基板洗浄装置を提供
する。 【解決手段】 本基板洗浄装置は、洗浄液で濡らした基
板表面に対して相対的に洗浄ブラシを回転させつつ基板
の表面を洗浄するようにした枚葉式基板洗浄装置であ
る。洗浄ブラシ１４と保持具１６とは、ブラシ基端部の
位置決め突起５４、５６を先端部の位置決め穴４２、４
４に嵌入して位置決めしつつ、洗浄ブラシのブラシ基端
部５０に設けられた保持穴５２に保持具の先端部４０を
挿入し、かつ位置決めした位置で先端部の掛止突起４８
をブラシ基端部の掛止穴５８に係合させることにより掛
止する。位置決めとその位置での掛止により、洗浄ブラ
シと保持具とを連結する際、芯ずれが生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に対して相対
的に回転する洗浄ブラシにより洗浄液で濡らした基板表
面を洗浄するようにした枚葉式基板洗浄装置に関し、更
に詳細には、洗浄ブラシを一様な接触圧力で基板表面に
接触でき、しかも洗浄ブラシを容易に脱着できる洗浄ブ
ラシ保持構造を備えた基板洗浄装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造過程で行われる基板洗
浄法の一つに、ブラシ洗浄法がある。ブラシ洗浄法で
は、通常、洗浄ブラシと、基板表面にブラシ部分を接触
させるようにして洗浄ブラシを脱着自在に保持する保持
具とを備え、洗浄液で濡らした基板表面に対して相対的
に洗浄ブラシを回転させつつ基板の表面を洗浄するよう
にした枚葉式基板洗浄装置を使用している。

【０００３】図７は、従来の基板洗浄装置を説明する構
成図である。基板洗浄装置９０は、図７に示すように、
基板、例えばウエハＷを吸着等により保持しつつ回転さ
せるウエハステージ１２と、ウエハＷを洗浄する洗浄ブ
ラシ１４と、洗浄ブラシ１４を保持する保持具１６と、
洗浄ブラシ１４を保持した保持具１６をアーム１７を介
してウエハＷの表面に対して垂直な方向に昇降させる昇
降機構１８と、洗浄液を噴出するノズル２０と、昇降機
構１８により下降する洗浄ブラシ１４を所定水平位置に
位置決めするためにアーム１７の下降を停止するストッ
パ２２とから構成されている。

【０００４】洗浄ブラシ１４と保持具１６とは、ネジ結
合により連結されている。洗浄ブラシ１４の基端部の保
持具１６に対向する面の中央には、図８（ａ）、（ｂ）
に示すように、ネジ山が刻まれ、かつ位置決め穴２４を
有する突起２６が突出している。一方、保持具１６の先
端部には、図８（ｃ）に示すように、洗浄ブラシ１４の
基端部（ブラシ本体とは反対側の端部）の突起２４のネ
ジ山に適合するネジ溝を備えたネジ穴２８と、位置決め
穴２４に適合するようにネジ穴２８内を伸びる位置決め
ピン３０とが設けてある。尚、図８（ａ）は洗浄ブラシ
１４の側面図、図８（ｂ）は洗浄ブラシ１４の上面図、
及び図８（ｃ）は保持具１６の側面図である。また、図
８（ａ）中、１５は洗浄ブラシ１４のブラシ本体であ
る。洗浄ブラシ１４の位置決め穴２４に保持具１６の位
置決めピン３０を挿入しつつ、洗浄ブラシ１４の突起２
６を保持具１６のネジ穴２８にネジ込むことにより、洗
浄ブラシ１４を保持具１６に連結することができる。

【０００５】ウエハＷを洗浄するには、先ず、ウエハス
テージ１２上にウエハＷを載せて保持し、次いでウエハ
ステージ１２を回転させる。次いで、ノズル２０からウ
エハＷ上に洗浄液を滴下する。続いて、昇降機構１８を
作動して、洗浄ブラシ１４を下降させ、ストッパ２２に
より所定位置（仮想線で示した位置）に位置決めする。
これにより、洗浄ブラシ１４は、別の仮想線で示すよう
に、回転するウエハＷの表面上に所定接触圧力で接触し
ている状態になる。ウエハＷを回転させつつこの状態を
所定時間維持すると、ウエハＷの表面を洗浄することが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の基板洗
浄装置５０では、上述したネジ結合により洗浄ブラシ１
４を保持具１６に連結している。そのため、その連結に
当たり、ネジ山とネジ溝との整合性、ネジ山及び／又は
ネジ溝の損傷、更にはネジ込みの際の力加減等により、
洗浄ブラシ１４の長手方向軸芯と保持具１６の長手方向
軸芯との間に芯ずれが生じて、図９に示すように、ウエ
ハ表面に洗浄ブラシ１４を直交させて接触させることが
出来ず、片当たりになることがしばしばあった。ウエハ
表面に洗浄ブラシ１４が片当たりで接触していると、ウ
エハ表面を一様な接触圧力で洗浄することが出来ず、洗
浄むらが生じ、品質管理上で問題であった。また、洗浄
ブラシが部分的にウエハと接触しているために、ウエハ
に損傷が生じたり、洗浄ブラシが部分的に磨耗してゴミ
等のパーティクルが発生し、その排除が難しい等の問題
もあった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、洗浄ブラシと保
持具とを連結する際、芯ずれが生じないような保持構造
を備えた基板洗浄装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のよう
にネジ結合方式で洗浄ブラシと保持具とを連結している
限り、ネジ山とネジ溝の整合性、ネジ山及び／又はネジ
溝の損傷、ネジ込み加減の個人差等に起因して、どうし
ても、芯ずれが生じると考え、非ネジ結合方式を採用す
ることにした。

【０００９】よって、上記目的を達成するために、本発
明に係る基板洗浄装置は、洗浄ブラシと、基板表面にブ
ラシ部分を接触させるようにして洗浄ブラシを脱着自在
に保持する保持具とを備え、洗浄液で濡らした基板表面
に対して相対的に洗浄ブラシを回転させつつ基板の表面
を洗浄するようにした枚葉式基板洗浄装置において、洗
浄ブラシと保持具とが、ブラシ基端部に設けられた保持
穴に保持具の先端部を嵌入させるようにした第１の嵌入
構造か、又は保持具の先端部に設けられた保持穴に洗浄
ブラシのブラシ基端部を嵌入させるようにした第２の嵌
入構造のいずれかにより連結されていることを特徴とし
ている。

【００１０】また、本発明の実施態様では、連結に際し
て、洗浄ブラシと保持具とに位置決め機構を設けること
により連結の芯ずれを防止し、掛止機構により連結の確
実性を高めている。位置決め機構の位置決め突起とそれ
に適合する位置決め穴とは、その一方が洗浄ブラシの基
端部及び保持具の先端部の一方に設けられ、その他方が
洗浄ブラシの基端部及び保持具の先端部の他方に設けら
れる。例えば、位置決め突起を洗浄ブラシに設けた場合
には、位置決め穴は保持具に設けられ、位置決め突起を
保持具に設けた場合には、位置決め穴は洗浄ブラシに設
けられる。掛止機構の掛止突起とそれに適合する掛止穴
とは、その一方が洗浄ブラシの基端部及び保持具の先端
部の一方に設けられ、その他方が洗浄ブラシの基端部及
び保持具の先端部の他方に設けられる。例えば、掛止突
起を洗浄ブラシに設けた場合には、掛止穴は保持具に設
けられ、掛止突起を保持具に設けた場合には、掛止穴は
洗浄ブラシに設けられる。

【００１１】位置決め突起及びそれに適合する位置決め
穴の数、形状について制約は無く、また掛止突起及びそ
れに適合する掛止突起の数、形状についても制約は無い
が、好適には、位置決めと位置決め穴の組及び掛止突起
と掛止穴の組は、それぞれ複数組のほうが好ましい。

【００１２】また、本発明の別の基板洗浄装置では、洗
浄ブラシと保持具との連結のために、嵌入構造に代え
て、洗浄ブラシと保持具とが、洗浄ブラシのブラシ基端
部と保持具の先端部のいずれか一方に設けたクランプ
と、ブラシ基端部と先端部の他方に設けたクランプ係合
部とを係合させることにより、他方を一方に対して係合
するクランプ構造で連結されており、更に、クランプ構
造が、ブラシ基端部の先端部対向面に設けた、位置決め
突起と位置決め穴のいずれか一方と、及び、前記いずれ
か一方に適合するように保持具の先端部に設けた、いず
れか他方とからなる位置決め機構を備えていることを特
徴としている。

【００１３】本発明では、洗浄ブラシのブラシ基端部と
保持具の先端部のいずれか一方に設けられたクランプで
他方を一方に対して係合できる限り、クランプ及びクラ
ンプ係合部の形状、構造には制限はない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施例１ 本実施例は、嵌入構造を適用した本発明に係る基板洗浄
装置の一つの実施例であって、図１（ａ）及び（ｂ）は
それぞれ保持具の先端部の側面図及び先端部の裏面図、
図２（ａ）、及び（ｂ）はそれぞれ洗浄ブラシのブラシ
基端部の側面図及びブラシ基端部の上面図である。図３
は、図１（ｂ）の線Ｉ−Ｉでの先端部の断面と、その断
面に対応する図２（ｂ）の線II−IIでの洗浄ブラシの断
面とで見た、洗浄ブラシと保持具との連結を示す模式図
である。本実施例の基板洗浄装置は、洗浄ブラシと保持
具との連結方式を除いて、図７に示した基板洗浄装置９
０と同じ構成を備えた枚葉式基板洗浄装置であって、洗
浄ブラシ１４と、ウエハＷ表面にブラシ部分を接触させ
るようにして洗浄ブラシ１４を脱着自在に保持する保持
具１６とを備え、洗浄液で濡らしたウエハ表面に対して
相対的に洗浄ブラシを回転させつつ基板の表面を洗浄す
る。本実施例では、洗浄ブラシ１４と保持具１６とが、
図１に示す保持具１６の先端部４０を図２に示す洗浄ブ
ラシ１４のブラシ基端部５０に設けられた保持穴５２に
嵌入させるようにした嵌入構造により連結されている。

【００１５】保持具１６は、図１（ａ）及び（ｂ）に示
すように、短円柱状の先端部４０を保持具１６の先端に
有する。先端部４０は、ブラシ基端部５０に設けられた
図２に示すレール状の位置決め突起５４及び角柱状の位
置決め突起５６がそれぞれ嵌合する位置決め溝４２及び
位置決め穴４４を先端部４０の下面４６、即ちブラシ基
端部対向面４６に備えている。また、先端部４０は、そ
の側壁４７に半球状に突起した掛止突起４８を９０°間
隔で備えている。

【００１６】洗浄ブラシ１４は、図２（ａ）及び（ｂ）
に示すように、その基端部（ブラシ本体１５（図８
（ｃ）参照）とは反対の端部）に、保持具１６の先端部
４０を嵌入させる円筒状凹部からなる保持穴５２を中央
に有するブラシ基端部５０を備えている。保持穴５２の
底面５３は、先端部４０の下面４６に対向する先端部対
向面であって、保持穴５２の中心を通る直径に沿って底
面上にレール状に突起した位置決め突起５４を、更に、
位置決め突起５４に直交し、かつ保持穴５２の中心を通
る直径上に２個の角柱状に突起した位置決め突起５６
Ａ、Ｂを有する。また、ブラシ基端部５０は、保持穴５
２の穴壁５７に先端部４０の掛止突起４８に適合する半
球状の凹部からなる４個の掛止穴５８を９０°間隔で備
えている。

【００１７】ブラシ基端部５０のレール状の位置決め突
起５４及び角柱状の位置決め突起５６と、先端部４０の
位置決め溝４２及び位置決め穴４４とが、位置決め機構
を構成し、位置決め突起を位置決め穴に嵌入させること
により、ウエハＷに対して洗浄ブラシ１４を直交させる
方向で保持具１６に対して洗浄ブラシ１４を位置決めす
ることができる。また、先端部４０の掛止突起４８と、
ブラシ基端部５０の掛止穴５８とが、掛止機構を構成
し、位置決めした位置で洗浄ブラシ１４を保持具１６に
掛止できる。以上の構成により、洗浄ブラシ１４と保持
具１６との連結に際しては、図３に示すように、レール
状位置決め突起５４及び角柱状位置決め突起５６をそれ
ぞれ位置決め溝４２及び位置決め穴４４に嵌入して位置
決めしつつ、保持具１６の先端部４０を洗浄ブラシ１４
のブラシ基端部５０の保持穴５２に挿入し、掛止突起４
８と掛止穴５８とで掛止する。これにより、洗浄ブラシ
１４は、芯ずれを生じさせることなく、容易に、しかも
力加減等の個人差が生じること無く、保持具１６に連結
される。

【００１８】また、本実施例とは異なり、位置決め突起
を先端部４０に、位置決め溝及び位置決め穴をブラシ基
端部５０に設けても良く、また掛止突起をブラシ基端部
５０の保持穴４４の穴壁に、掛止穴を先端部４０の側壁
４７に掛止穴を設けても良い。

【００１９】実施例２ 本実施例は、クランプ構造を適用した本発明に係る基板
洗浄装置の別の実施例であって、図４（ａ）及び（ｂ）
はそれぞれ本実施例の保持具の先端部の側面図及び先端
部の裏面図、図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施例
の洗浄ブラシのブラシ基端部の側面図及びブラシ基端部
の上面図である。図６（ａ）は、図４（ｂ）の矢視III
−III で見た保持具と、それに対応する図５（ｂ）の矢
視IV−IVで見た洗浄ブラシとで、洗浄ブラシと保持具と
の連結を示す模式的部分断面側面図、図６（ｂ）は図６
（ａ）を矢印方向から見た側面図である。本実施例で
は、洗浄ブラシ１４と保持具１６とが、実施例１の嵌入
構造に代えて、クランプ構造により連結されている。

【００２０】本実施例では、保持具１６は、図４（ａ）
及び（ｂ）に示すように、円盤状の先端部６０を先端に
有する。先端部６０は、その下面６２に下面６２の中心
を中心とした円周上に下方に突起する４個の角柱状の位
置決め突起６４を９０°間隔で有する。また、先端部６
０は、２個の位置決め突起６４の中間を通る直径上の周
縁部に平面形状がが四角形の４個の切り欠き６６をクラ
ンプ係合部として有する。

【００２１】洗浄ブラシ１４は、図５（ａ）及び（ｂ）
に示すように、その基端部（ブラシ本体１５（図８
（ｃ）参照）とは反対側の端部）に、クランプ方式によ
り保持具１６の先端部６０に連結されるブラシ基端部７
０を備えている。ブラシ基端部７０は、その上面７２
に、即ち先端部６０の下面６２に対向する先端部対向面
７２に、先端部６０の位置決め突起６４に適合する位置
決め穴７４を備えている。また、ブラシ基端部７０は、
先端部６０の切り欠き６６に係合して先端部６０をブラ
シ基端部７０にクランプ結合する４個のクランプ７６を
それぞれ２個の位置決め穴７２の中間を通る直径上の周
縁部に有する。クランプ７６は、図６に示すように、回
動軸７８の周りに回動自在なアーム８０と、アーム８０
の先端に設けられた円柱状の係合ピン８２と、先端部６
０とブラシ基端部７０とを連結した際、アーム８０の回
動動作を容易にするために、先端部６０の切り欠き６６
に連続するように設けられた凹部８４とから構成されて
いる。アーム８０は、凹部８４内で回動軸７８の周りに
回動し、切り欠き６６を通ってほぼ上向きになった時点
で、係合ピン８２が先端部６０に係合する。

【００２２】先端部６０の位置決め突起６４とブラシ基
端部７０の位置決め穴７４とが位置決め機構を構成し、
位置決め突起を位置決め穴に嵌入させることにより、ウ
エハＷに対して洗浄ブラシ１４を直交させる方向で保持
具１６に対して洗浄ブラシ１４を位置決めすることがで
きる。また、ブラシ基端部７０のクランプ７６と先端部
６０の切り欠き６６とがクランプ機構を構成し、位置決
めした位置で洗浄ブラシ１４を保持具１６に掛止でき
る。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、クランプ７６
と先端部６０とを切り欠き６６を介して係合させること
により、芯ずれを生じさせることなく、容易に、しかも
力加減等の個人差が生じること無く、保持具１６に連結
される。

【００２３】また、本実施例とは異なり、位置決め突起
をブラシ基端部７０に、位置決め穴を先端部６０に設け
ても良く、またクランプを先端部６０に、切り欠きをブ
ラシ基端部７０に設けても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、嵌入構造又はクランプ
構造を使用した非ネジ係合方式によって洗浄ブラシと保
持具とを連結することにより、洗浄ブラシを保持具に取
り付ける際、洗浄ブラシと保持具との間で芯ずれが生じ
ない。本発明に係る基板洗浄装置を使用することによ
り、基板を損傷させることなく、また洗浄むらなく、面
内一様に基板を洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ保持具の先
端部の側面図及び先端部を矢印方向に見た裏面図であ
る。

【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ洗浄ブラシ
のブラシ基端部の側面図及びブラシ基端部を上面図であ
る。

【図３】図１（ｂ）の線Ｉ−Ｉでの先端部の断面と、図
２（ｂ）の線II−IIでの洗浄ブラシの断面とで見た、洗
浄ブラシと保持具との連結を示す断面図である。

【図４】図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施例の保
持具の先端部の側面図及び先端部の裏面図である。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施例の洗
浄ブラシのブラシ基端部の側面図及びブラシ基端部の上
面図である。

【図６】図６（ａ）は、図４（ｂ）の矢視III −III で
見た保持具と、図５（ｂ）の矢視IV−IVで見た洗浄ブラ
シとで、洗浄ブラシと保持具との連結を示す模式図、図
６（ｂ）は、図６（ａ）を矢印方向に見た図である。

【図７】従来の基板洗浄装置の構成を示す模式図であ
る。

【図８】図８（ａ）は従来のネジ結合方式の洗浄ブラシ
のブラシ基端部の側面図、図８（ｂ）はブラシ基端部の
上面図、及び図８（ｃ）は図８（ａ）に示すブラシ基端
部にネジ結合する保持具の先端部の部分断面側面図であ
る。

【図９】保持具と洗浄ブラシとを従来のネジ結合方式で
連結した際の問題を説明する図である。

【符号の説明】

９０……従来の基板洗浄装置、１２……ウエハステー
ジ、１４……洗浄ブラシ、１６……保持具、１７……ア
ーム、１８……昇降機構、２０……ノズル、２２……ス
トッパ、２４……位置決め穴、２６……突起、２８……
ネジ穴、３０……位置決めピン、４０……保持具の先端
部、４２……位置決め溝、４４……位置決め穴、４６…
…下面、ブラシ基端部対向面、４７……側壁、４８……
掛止突起、５０……ブラシ基端部、５２……保持穴、５
３……底面、先端部対向面、５４……レール状の位置決
め突起、５６……角柱状の位置決め突起、５７……穴
壁、５８……掛止穴、６０……先端部、６２……下面、
ブラシ基端部対向面、６４……位置決め突起、６６……
四角形の切り欠き、７０……ブラシ基端部、７２……上
面、先端部対向面、７４……位置決め穴、７６……クラ
ンプ、７８……回動軸、８０……アーム、８２……係合
ピン、８４……凹部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄ブラシと、基板表面にブラシ部分を
   接触させるようにして洗浄ブラシを脱着自在に保持する
   保持具とを備え、洗浄液で濡らした基板表面に対して相
   対的に洗浄ブラシを回転させつつ基板の表面を洗浄する
   ようにした枚葉式基板洗浄装置において、 洗浄ブラシと保持具とが、ブラシ基端部に設けられた保
   持穴に保持具の先端部を嵌入させるようにした第１の嵌
   入構造か、又は保持具の先端部に設けられた保持穴に洗
   浄ブラシのブラシ基端部を嵌入させるようにした第２の
   嵌入構造のいずれかにより連結されていることを特徴と
   する基板洗浄装置。
2. 【請求項２】 第１の嵌入構造が、 ブラシ基端部の先端部対向面に設けた、位置決め突起と
   位置決め穴のいずれか一方と、及び、前記いずれか一方
   に適合するように保持具の先端部に設けた、いずれか他
   方とからなる位置決め機構と、並びに保持具の先端部の
   側壁に設けた、掛止突起と掛止穴のいずれか一方と、及
   び、前記いずれか一方に適合するようにブラシ基端部の
   保持穴壁に設けた、いずれか他方とからなる掛止機構と
   で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基
   板洗浄装置。
3. 【請求項３】 第２の嵌入構造が、 ブラシ基端部の先端部対向面に設けた、位置決め突起と
   位置決め穴のいずれか一方と、及び、前記いずれか一方
   に適合するように保持具の先端部に設けた、いずれか他
   方とからなる位置決め機構と、並びにブラシ基端部の側
   壁に設けた、掛止突起と掛止穴のいずれか一方と、及
   び、前記いずれか一方に適合するように保持具の先端部
   の保持穴壁に設けた、いずれか他方とからなる掛止機構
   とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 洗浄ブラシと、基板表面にブラシ部分を
   接触させるようにして洗浄ブラシを脱着自在に保持する
   保持具とを備え、洗浄液で濡らした基板表面に対して相
   対的に洗浄ブラシを回転させつつ基板の表面を洗浄する
   ようにした枚葉式基板洗浄装置において、 洗浄ブラシと保持具とが、洗浄ブラシのブラシ基端部と
   保持具の先端部のいずれか一方に設けたクランプと、ブ
   ラシ基端部と先端部の他方に設けたクランプ係合部とを
   係合させることにより、他方を一方に対して係合するク
   ランプ構造で連結されており、 更に、クランプ構造が、ブラシ基端部の先端部対向面に
   設けた、位置決め突起と位置決め穴のいずれか一方と、
   及び、前記いずれか一方に適合するように保持具の先端
   部に設けた、いずれか他方とからなる位置決め機構を備
   えていることを特徴とする基板洗浄装置。