JPH11238459A

JPH11238459A - 矩形基板洗浄装置

Info

Publication number: JPH11238459A
Application number: JP3921098A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Takamoto; 徳男高本
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】矩形の基板を回転しつつブラシ洗浄するとき
に基板の４辺の角部にブラシが直角に衝突しないので、
基板端部への損傷を防止でき、また洗浄液の飛散を防止
でき、かつ基板の回転中心部位と外周部位におけるブラ
シ相対移動を同じにすることで均一なブラシ洗浄ができ
る基板洗浄装置の提供。【解決手段】平板かつ矩形形状の矩形基板Ｗの回転中
心部位と外周部位の間の範囲でブラシ１０の移動をおこ
ないつつ、被処理面の洗浄を行なうために、矩形基板を
回転駆動可能に保持するピン２５、２６と、矩形の形状
部８ａとを有する回転盤８と、ブラシのアーム部材９の
移動角度を検出するメータ１２と、回転盤８を所定回転
数で駆動するモータ１４と、アーム部材９が回転盤８の
回転中心部位から外周部位に移動するにともないモータ
１４の回転数を低減するように駆動制御する制御装置１
７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は矩形基板洗浄装置に
係り、例えばプラズマ、液晶ディスプレイ装置等に用い
られる平板矩形状の矩形基板を洗浄し、洗浄後に、レジ
スト液などを均一な薄膜状態で塗布し、乾燥、パターン
露光後に、現像を行なう基板製造ラインに好適な技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ、液晶表示装置などに用いられ
るガラス基板の製造設備ラインの一つとして、フォトリ
ソ工程を行なう設備がある。この設備によると、基板の
塗布前洗浄、洗浄後の乾燥、冷却、レジスト液の塗布、
塗布後のソフト乾燥、冷却、露光、露光後の現像、現像
後の乾燥、冷却の一連の処理を行う工程がある。

【０００３】上記の各処理工程において例えば半導体ウ
エハーの洗浄を行なう装置の一つとして、特開昭６１−
１３１４０号公報において、回転するウエハーの中心軸
を通り、ウエハー外周縁部との間でレシプロ運動をおこ
なうブラシを設けることでウエハー表面の洗浄をおこな
うように構成されたウエハー洗浄装置が提案されてい
る。

【０００４】また、特開平０９−１４８２９５号公報に
開示の回転式基板処理装置によれば、平板円形の円形基
板を回転駆動される回転盤上に保持し、洗浄を行なうブ
ラシを回転盤の回転中心部位と外周部位の間の範囲で移
動しつつ洗浄するときに、ブラシの移動速度を可変にす
るようにして、基板表面を均一に洗浄することが示され
ている。具体的には、基板の回転中心部位と外周部位に
おける周速度の違いよりブラシ洗浄が均一状態できない
点に着目し、ブラシ移動速度を中心部位では遅く、また
ブラシが基板の外周部位に移動するにつれて次第に移動
速度を早くするようにして、均一な洗浄を行なうことが
開示されている。

【０００５】さらにまた、特開平０７−８６２１８号公
報に開示の基板洗浄装置によれば、基板を回転駆動され
る回転盤上に保持し、洗浄を行なうブラシを回転盤の回
転中心部位と外周部位の間の範囲で移動しつつ洗浄する
ときに、超音波振動を付与した洗浄液を基板上に吐出し
つつブラシの移動により、基板表面を均一に洗浄するこ
とで、ブラシだけでは除去しにくい細かいゴミを除去す
る技術が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、液晶表示装置な
どに用いられるガラス基板は、平板かつ矩形形状の矩形
基板であるので回転円盤上に保持し、回転しつつブラシ
洗浄すると、円形ウエハーのように均一には洗浄ができ
なくなる。すなわち、矩形基板を回転円盤上に保持し、
矩形基板の中心を回転中心として回転しながらブラシを
移動（回転中心と外周との間で往復移動）しながらブラ
シ洗浄するときに、保持された矩形基板の４辺の角部に
ブラシが直角に衝突することになる。この結果、基板端
部への損傷を招く事態発生の虞と、衝突の際に起こる洗
浄液の飛散の問題があり、均一なブラシ洗浄ができなく
なる問題がある。

【０００７】そこで、上記の特開平０９−１４８２９５
号公報の回転式基板処理装置に提案されている、平板円
形の円形基板に代えて矩形基板を回転駆動される回転盤
上に保持し、洗浄を行なうブラシを回転盤の回転中心部
位と外周部位の間の範囲で移動しつつ洗浄するときに、
基板に対するブラシの速度を可変にすることが考えられ
る。しかしながら、このように構成したとしても、回転
中心部位でのブラシ洗浄から基板の回転速度を決定し、
かつ回転円盤の回転数を一定とすることになるので、外
周部位では基板の周速が高くなることから、基板端部へ
の損傷を回避できず、さらに基板の４角への衝突の際に
起こる洗浄液の飛散を防止することができず、結局は均
一なブラシ洗浄ができなくなる問題がある。さらにま
た、基板の４角への衝突により、ブラシの摩耗も激しく
なるので頻繁に交換しなければならずランニングコスト
がアップする問題がある。

【０００８】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、矩形の基板を回転しつつブラシ
洗浄するときに基板の４辺の角部へのブラシの衝突を緩
和し、基板端部への損傷を防ぎ、また洗浄液の飛散を防
止し、かつ基板の回転中心部位と外周部位における回転
する基板に対するブラシの相対速度を略同じにすること
で均一なブラシ洗浄ができる基板洗浄装置の提供を目的
としている。

【０００９】加えて、基板の４角部位への衝突を緩和し
て、ブラシの摩耗を低減してランニングコストの低減が
できる装置の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために本発明によれば、平板かつ矩形形
状の矩形基板の回転中心部位と外周部位の間の範囲で洗
浄具の移動を行いつつ、前記矩形基板の被処理面の洗浄
を行なう矩形基板洗浄装置であって、前記矩形基板を回
転駆動可能に保持する保持機構部と、前記被処理面と略
面一になる形状部とを有する基板回転手段と、前記範囲
内における前記洗浄具の移動位置を検出する位置検出手
段と、前記回転盤を所定回転数で駆動する駆動手段と、
前記位置検出手段と前記駆動手段に接続され、前記洗浄
具が前記回転盤の回転中心部位から外周部位に移動する
にともない前記所定回転数を低減するように駆動制御す
る制御手段とを具備することを特徴としている。

【００１１】また、前記洗浄具は、前記被処理面に対し
て超音波振動を付与した洗浄液を流出しつつ使用される
とともに、前記被処理面に摺接するように前記回転盤の
回転方向と同方向に回転駆動される回転式ブラシから構
成されることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態につい
て、添付の図面を参照して述べる。

【００１３】先ず、図１（ａ）、（ｂ）は矩形基板洗浄
装置１のカバーを省略して内部が見えるようにした外観
斜視図である。

【００１４】本図において、この矩形基板洗浄装置１は
中央に配設される共通搬送レールを挟み、基板の洗浄処
理と、レジスト液、スラリー等の各種液状塗布液を均一
な薄膜状態で塗布する塗布処理と、乾燥処理と、パター
ン露光装置における所望パターンの露光後に、現像を行
うための各処理装置を一列（インライン状）に配置する
ことで、主に省スペース化及びメンテナンスの容易化を
実現する装置として配設されるものである。

【００１５】図１（ａ）において、共通搬送レール５０
には、基板Ｗの１枚毎の取り出しと処理後の基板を戻す
ための自走式の不図示のロボット装置が往復駆動される
ように設けられており、装置１の手前で停止し、ロボッ
ト装置のフォーク２上に載置されている基板Ｗを装置１
の開口部５を介して矢印方向に高速度で移載するように
して、回転盤８上に供給するとともに、洗浄後に装置１
の開口部５から外部に取り出すように構成されている。
また、回転盤８の回りには、洗浄液の飛散を防止するカ
ップ６と、このカップ６内へ蓋をするために矢印方向に
移動する昇降機構を備えたカバー７が設けられており、
超音波洗浄液による洗浄後に発生するカップ６内のミス
トをカバーの下降により外部に追い出すことにより、基
板Ｗへのミストの悪影響を減ずるように構成されてい
る。

【００１６】図１（ｂ）において装置１は図示のように
構成され床面上に固定されるフレーム４上に固定される
基部３を設ける一方で、基部３の下方空間において後述
する各種液供給手段に設けられる弁類の開閉制御を行な
う制御装置と、装置運転状態をモニターするためのメー
タパネル類が配設されており、外部から運転状態をモニ
ターできるようにしている。

【００１７】基部３の上には上記の回転盤８を駆動する
モータ１４と、ブラシ１０を端部において回転するよう
に設けたアーム９を回動するためのモータ１３とが配設
されている。

【００１８】次に、図２は装置１とロボット装置のフォ
ーク２との位置関係を示した平面図である。本図におい
て、基板Ｗは図示のように長辺が装置１に向かうように
フォーク２上に載置されて搬送される。このとき、回転
盤８は図示の位置に停止しており、断面が半円形のピン
２５、２６で取り囲まれるように位置する回転盤８の矩
形部８ａ内に位置させる。この矩形部８ａ内に位置させ
ることにより、回転盤８を矢印ロ方向に所定回転数で回
転にともない発生する遠心力を受け止める。

【００１９】この矩形部８ａ内には図４の外観斜視図に
図示のように突起部２２が略等間隔に少なくとも４個所
に配設された昇降ベース８ｂが昇降軸５０に設けた不図
示の昇降機構による昇降動作により昇降されて、昇降ベ
ース８ｂが矩形部８ａの凹部に収まるように構成されて
おり、基板Ｗの受け渡しをフォーク２との間で行なうよ
うに構成されている。

【００２０】毛先が基板Ｗの表面上に摺接するように設
けられたブラシ１０は、回転盤８の回転中心部位から外
周部位に角度Θで移動するように回動軸体１１の回りに
回動自在にかつモータ１３から回動力を得るようにした
アーム部材９の端部において設けられており、回転盤８
が矢印ロ方向に回転されるにともない角度Θの範囲を往
復移動するか、少なくとも中心部位から外周部位に移動
しながら表面を洗浄するように構成されている。尚、ブ
ラシ１０には不図示のモータが設けられており、矢印ハ
方向に回転するようにして、同じ毛先が基板表面に当接
することなく、より効果的な洗浄を行なえるように構成
されている。

【００２１】また、このアーム部材９の移動角度は、近
傍に設けられたポテンショメータ１２により検出可能に
しており、移動角度の度合で発生する電気信号を制御装
置１７に入力することで、移動角度に応じて回転盤８の
回転駆動用のモータ１４の速度制御を行なうようにして
いる。このためモータ１４にはロータリーエンコーダ１
５が設けられており、適正回転数をモニターしつつ回転
駆動できるようにしている。

【００２２】また、破線図示の超音波洗浄機２０は上記
のブラシ１０を回動する機構と略同様に構成されている
ので説明を省略するが、図示のようにブラシ１０と対称
の位置になるように配設されており、一点鎖線で示され
る矢印ニの範囲で移動されることで、超音波が印加され
て活性化した洗浄液を先端から吐出するようい構成され
ている。

【００２３】次に、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である図
３において、既に説明済みの構成部品については同様の
符号を附して説明を割愛して述べると、基板Ｗは矩形部
８ａ内においてピン２５とピン２６の平面部位で挟まれ
るようにして図示のように位置される。このために、右
側のピン２６は支点２７回りに回動自在に軸支され、エ
アシリンダ２８から駆動力を得るようにして図示の動作
位置と待機位置（一点鎖線図示）とに回動するようにし
て、基板Ｗを位置決めし、待機位置において基板Ｗを下
方に移動し、その後作動位置に移動することで基板Ｗの
浮き上がりを防止するように構成されている。同様に、
基板Ｗの短辺を保持するピン２６も同様に構成される。
また、突起部２２は昇降軸５０を介して昇降軸が固定さ
れており、基板Ｗを一点鎖線図示の位置に昇降すること
で、フォーク２上に載置されて搬送される基板の受け入
れ、排出を行なうようにしている。

【００２４】上記の矩形部８ａには破線で示される形状
部４２、４０であって、図示のような形状になるように
面取り連続加工された縁部が形成されており、ブラシ１
０の毛先に対する損傷を最小にするように配慮してい
る。また、ピン２５、２６の頭部は基板Ｗの表面より１
ｍｍ程の必要最小限度になるように突出するように構成
されており、同様にブラシの毛先の保護を行なう一方
で、洗浄液が飛散することを極力最小にするようにして
いる。

【００２５】さて、図３に図示のように基板Ｗが回転盤
８上に保持されると、回転にともなうブラシ洗浄が行わ
れる。

【００２６】図５は、ブラシ洗浄の動作原理図であっ
て、図中の破線図示のベクトルは上記の特開平０９−１
４８２９５号公報の回転式基板処理装置に提案されてい
るようにブラシの移動速度を可変にすることで、回転中
心ではブラシ移動速度ｖ１を遅くし、外周近くではブラ
シ移動速度ｖ１を早くする場合を示している。一方で、
実線図示のベクトルＶ１．Ｖ２は図６のアーム移動角度
（Θ）と回転盤８のモータ回転数（ｒｐｍ）の相関図に
おいて示されるようにモータ１４の回転数を制御してブ
ラシ洗浄する場合を示した対比図である。

【００２７】先ず、破線図示のベクトルにおいて、回転
中心部位でのブラシ洗浄から基板の回転速度が決定され
回転数を一定とするので、外周部位では基板の周速が中
心部位に比べて高くなることから、たとえブラシのアー
ム部材の移動速度ｖ１を大きくしてもブラシに対する基
板Ｗの相対速度ベクトルｖ２−ｖ１は、中心近くのベク
トルよりも大幅に大きくなる。これにより、中心部と外
周部では洗浄の度合いも異なることになり、全面に渡り
均一な洗浄ができなくなる。また、ブラシが基板端部へ
衝突することによる損傷を回避できず、さらには基板の
４角への衝突の際に起こる洗浄液の飛散が激しくなる。

【００２８】これに対して、実線図示の合成ベクトルは
位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のいずれの位置においても、ブラ
シに対する基板Ｗの相対速度ベクトルＶ２−Ｖ１は略同
じとなる。この結果、内周部から外周部までの全面に渡
り均一な洗浄が可能となる。さらに、基板の４角への衝
突による損傷の影響が最小乃至同じにでき、ブラシの摩
耗も大幅に減少できる。

【００２９】このようにして洗浄後に高速回転を行ない
乾燥を行なう。その後、昇降軸５０により突起部を上昇
させて基板の交換を行なう。以降、同様の動作を繰り返
す。

【００３０】尚、以上説明したように構成される装置に
おいて、特に比較的に厚さが薄く損傷を受けやすい基板
に対して得に有効となることはいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
矩形の基板を回転しつつブラシ洗浄するときに基板の４
辺の角部にブラシが直角に衝突しないので、基板端部へ
の損傷を防止でき、また洗浄液の飛散を防止でき、かつ
基板の回転中心部位と外周部位における基板に対するブ
ラシの相対速度を略同じにすることで均一なブラシ洗浄
ができる基板洗浄装置を提供できる。加えて、基板の４
角部位への衝突を防止して、ブラシの摩耗を低減してラ
ンニングコストの低減ができる基板洗浄装置を提供でき
る。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】矩形基板洗浄装置１の外観斜視図である。

【図２】矩形基板洗浄装置の回転盤とロボット装置の平
面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線矢視図である。

【図４】矩形基板洗浄装置の回転盤の外観斜視図であ
る。

【図５】矩形基板洗浄装置の動作説明図である。

【図６】モータ回転数とアーム角度の相関図である。

【符号の説明】

１矩形基板洗浄装置２フォーク８回転盤９アーム部材１０ブラシ１１支点１３モータ１４モータ１７制御装置Ｗ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｆ 7/38 ５０１Ｇ０３Ｆ 7/38 ５０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板かつ矩形形状の矩形基板の回転中心
部位と外周部位の間の範囲で洗浄具の移動をおこないつ
つ、前記矩形基板の被処理面の洗浄を行なう矩形基板洗
浄装置であって、前記矩形基板を回転駆動可能に保持する保持機構部と、
前記被処理面と略面一になる形状部とを有する基板回転
手段と、前記範囲内における前記洗浄具の移動位置を検出する位
置検出手段と、前記回転盤を所定回転数で駆動する駆動手段と、前記位置検出手段と前記駆動手段に接続され、前記洗浄
具が前記回転盤の回転中心部位から外周部位に移動する
にともない前記所定回転数を低減するように駆動制御す
る制御手段とを具備することを特徴とする矩形基板洗浄
装置。
【請求項２】前記洗浄具は、前記被処理面に対して超
音波振動を付与した洗浄液を流出しつつ使用されるとと
もに、前記被処理面に摺接するように前記回転盤の回転
方向と同方向に回転駆動される回転式ブラシから構成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の矩形基板洗浄装
置。