JPH11260783A

JPH11260783A - 基板洗浄装置

Info

Publication number: JPH11260783A
Application number: JP10059895A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakabo; 康司中坊
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に対する洗浄ブラシの押し込み量の設定
に当って、その基準となる洗浄ブラシの基準位置を容易
に確定でき、作業者の負担を軽減し、基板の洗浄処理品
質の向上が達成できるような基板洗浄装置を提供する。【解決手段】基板洗浄装置は、洗浄すべき基板２を保
持するホルダ１と、洗浄ブラシ７を保持しこれを基板の
主面の法線方向に移動させかつ基板の主面に平行な方向
に移動させて基板に対する洗浄ブラシの相対的位置を定
める位置決め機構４，２１を有している。この基板洗浄
装置は、さらに、基板の主面の存在する平面Ｐにおいて
基板から離れて配置され平面における洗浄ブラシの有無
を検知する検知手段１６，１７を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置（以下、ＬＣＤという）用またはフォトマス
ク用のガラス基板、光ディスク用基板などの基板の主面
を洗浄する基板洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板洗浄装置には、半導体ウエハなどの
基板の主面を水平に保持して鉛直軸周りに回転させなが
ら、その基板上に純水などの洗浄液を供給して、回転す
る洗浄ブラシにより基板の主面を洗浄する、いわゆるブ
ラシスクラブ洗浄する装置（以下、ブラシスクラブ装置
という）がある。

【０００３】この種のブラシスクラブ装置としては、従
来、例えば特開平８−１４１５１８号に開示されたスイ
ング式ブラシスクラブ装置が知られている。この装置で
は、回転自在のホルダ上に水平に保持された半導体ウエ
ハなどの基板を鉛直軸周りに回転させつつ、基板の主面
上に洗浄液を滴下し、アーム本体の自由端部にて懸吊状
態に保持された円形の洗浄ブラシを自転させながらその
下端の毛先面を基板の主面に接触させ、アーム本体の他
方端部を中心にアーム本体自体を揺動させ、基板の主面
に沿って洗浄ブラシを移動させることにより、基板の主
面の洗浄を行っている。

【０００４】このような基板洗浄装置においては、基板
の種類や洗浄の前工程の種類などによって基板の主面に
対する洗浄ブラシの押し込み量を最適に調整する必要が
ある。そのために、ブラシスクラブ装置においては、洗
浄ブラシ押し込み量を制御するために、アーム本体全体
の高さを調節する機構が設けられている。基板の主面に
対する洗浄ブラシの押し込み量を設定する場合、まず高
さ位置の基準となる洗浄ブラシの基準位置を決定してお
き、アーム高さ調節機構により押し込み量を最適に調整
する。洗浄ブラシ下端の毛先面とウエハ表面との間隙す
なわち相対距離が重要である。この相対距離を小さくま
たは相距離ゼロすなわち、洗浄ブラシの毛先面とウエハ
表面が接触してから、洗浄ブラシの毛先面の押し込み量
を大きくすることにより、パーティクルの除去率は上が
るが、一方、ウエハへの損傷が大きくなるので、両者の
バランスが取れる洗浄ブラシの押し込み量の最適値が存
在する。この最適値からのずれの許容幅は、洗浄ブラシ
材質、ウエハ表面の膜種によって異なるが、一般に±
０.２〜０.５mm程度と言われており、これは洗浄ブラシ
寸法の個体差、使用時の洗浄ブラシ寸法の経時変化量よ
り小さな値である。したがって、洗浄ブラシ交換時は必
ず、また、洗浄ブラシ使用時も定期的に洗浄ブラシの基
準位置からの押し込み量を調節しなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この基準位置の決定
は、従来、アーム本体に洗浄ブラシを取り付けた際に、
作業者が、アーム本体を昇降させて、ホルダに保持され
た基板に対し洗浄ブラシを上下方向へ移動させ、目視に
よって洗浄ブラシ下端の毛先面が基板の主面に軽く接触
する位置を確認し、その位置をもって基準位置としてい
る。

【０００６】このように、押し込み量の調節の基準位置
は、理想的には、洗浄ブラシの毛先面がウエハ表面に接
触し始める面、つまり相対距離ゼロとなる位置にある
が、この位置を設定するための作業は、目視または感触
といった作業者個人の感覚に頼った手作業とならざるを
得なかった。そのため、その基準位置決定の作業に手間
がかかり、作業者による基準位置の差が大きく、また複
数回にわたる基準位置の再現性にも問題があった。その
結果、基板の洗浄処理品質に影響が出ることも考えら
れ、また、押し込み量の調節作業を自動化することも困
難であった。

【０００７】そこで、基板に対する洗浄ブラシの押し込
み量の設定に当って、その基準となる洗浄ブラシの基準
位置を容易に確定でき、作業者の負担を軽減し、基板の
洗浄処理品質の向上が達成できるような基板洗浄装置が
望まれている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の基板洗浄装置
は、上記課題を解決するために、洗浄すべき基板を保持
するホルダと、洗浄ブラシを保持しこれを基板の主面の
法線方向に移動させかつ基板の主面に平行な方向に移動
させて、基板の主面に対して所定の位置関係にある平
面、例えば、基板の主面に一致する平面、基板の主面か
ら一定距離離れた平面において洗浄ブラシ及び基板の少
なくとも一方を相対的に移動させる位置決め機構を備え
ている。この基板洗浄装置は、さらに、基板の主面に対
して所定の位置関係にある平面において基板から離れて
配置され、平面における洗浄ブラシの有無を検知しかつ
検知結果を出力する検知手段を備えている。

【０００９】

【作用】基板洗浄装置の位置決め機構によってアーム本
体を駆動し基板に対する洗浄ブラシの相対的位置を設定
する場合に、洗浄ブラシの毛先面の基準位置の高さを客
観的に決定できるように、基板の主面に対して所定の位
置関係にある平面において基板から離れて配置され平面
における洗浄ブラシの有無を検知する検知手段を設けた
ために、作業者により設定された基準位置の高低差が生
じない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１は、本発明による第１実施例と
しての洗浄ブラシ揺動式の基板洗浄装置のの平面図であ
る。この基板洗浄装置は、装置本体１５の上面部に、ホ
ルダ１を備えた基板回転部と、アーム軸支シャフト２１
の周りを揺動し洗浄ブラシ７がそのヘッド部に装着され
ているアーム本体４と、ヘッド部の軌跡下方に位置する
荷重計の荷重受け面１７と、を備えている。洗浄すべき
基板として、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）
の処理の場合を説明する。

【００１１】さらに、ホルダ１によって保持されたウエ
ハ２の周囲は、昇降駆動機構（図示せず）によって昇降
自在な飛沫回収カバー２５で覆われている。飛沫回収カ
バー２５の横側外方に、ウエハ２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ノズル３が設けられて
いる。図２は、図１の基板洗浄装置の全体断面図であ
る。この基板洗浄装置は、洗浄すべきウエハを上面側に
水平に保持して鉛直軸回りに回転させる円形のホルダ１
と、その自由端部に洗浄ブラシ７を鉛直姿勢に吊設し鉛
直軸回りに回転自在に保持したアーム本体４とを備え、
保持された洗浄ブラシ７をウエハ２の主面の法線方向に
移動させかつウエハの主面に平行な方向に移動させるよ
うになっている。

【００１２】このように、ウエハの主面に対して所定の
位置関係、例えば、ウエハの主面に一致する平面、ウエ
ハの主面から一定距離離れた平面において洗浄ブラシ７
及びウエハ２の少なくとも一方を相対的に移動させるよ
うにして、ホルダ１に保持されたウエハ２の主面が洗浄
される。相対的移動のために、基板回転機構が設けら
れ、図１に示すように、ホルダ１の下面側中央部の回転
軸５１を介して鉛直軸回りに回転させるスピンドルモー
タ５２が設けられている。ウエハ保持は、真空吸着式を
採用し、ホルダ１及び回転軸５１の回転中心部を貫通す
るように吸着孔及び吸引路（図示せず）を形成し、公知
方法により、吸引路に気密的に連通した真空ポンプの吸
引により達成されている。なお、ウエハ保持は、真空吸
着式に限られるものではなく、例えば、ホルダ上にウエ
ハ２の外縁を支持する複数の爪部材を設け、爪部材でウ
エハ２を固定し回転自在に保持させることもできる。

【００１３】アーム本体４を回動させるアーム回動機構
が設けられているが、これも、洗浄ブラシ７をウエハ２
の主面上で相対的に移動させるウエハ洗浄に用いられ
る。アーム回動機構は、その上端部にアーム本体４の軸
支側が固定されたアーム軸支シャフト２１と、装置本体
に固定されかつアーム軸支シャフト２１を上下方向に摺
動自在にかつ軸心線回りに回動自在に支持するベアリン
グ部２１０と、を有する。さらに、アーム軸支シャフト
２１の下端部はスプライン２１１となっており、アーム
回動機構は、装置本体に固定されたパルスモータ５と、
このパルスモータ５の回動駆動軸３９に固定された駆動
ギア４０と、スプライン２１１にスプラインスリーブを
介して摺動自在に嵌合されかつベアリング部２１０を介
して装置本体に対して回転自在に支持された被動ギア４
２と、駆動ギア及び被動ギアを連接する伝動ベルト４１
と、を有している。パルスモータ５を正転または反転駆
動させて、アーム軸支シャフト２１をその軸心線回りに
回動させる。

【００１４】さらに、洗浄ブラシ７を自転させる手段と
して、ブラシ回転駆動機構を有している。このブラシ回
転駆動機構は、アーム本体４の軸支側に設けられたブラ
シ回転モータ８と、このブラシ回転モータ８の回転駆動
軸９に固定された駆動ギア１０と、洗浄ブラシ７の被動
軸１３に固定された被動ギア１２と、駆動ギア及び被動
ギアを連接する伝動ベルト１１と、を有している。洗浄
ブラシ７は、ナイロンブラシ、モヘアブラシ、スポンジ
状、羽毛状など、基板やウエアの種類や洗浄処理の種類
などに応じて適当な材質のものが選択されて使用され
る。

【００１５】実施例の基板洗浄装置は、さらに、アーム
本体４を駆動しウエハに対する洗浄ブラシの相対的位置
を定める位置決め機構、例えば、アーム昇降機構や、ア
ーム高さ調節機構を備えている。上記のアーム回動機構
の一部もかかる位置決め機構に含まれる。アーム昇降機
構は、装置本体に固定された液圧または気圧シリンダ６
を含み、その加圧により、シリンダ６の出力ロッド６１
の上端面をアーム軸支シャフト２１の下端面に当接押圧
させて出力ロッド６１を上昇させ、また減圧により、出
力ロッド６１を下降させることにより、アーム軸支シャ
フト２１及びアーム本体４を昇降させるように構成され
ている。

【００１６】アーム高さ調節機構は、装置本体に固定さ
れたパルスモータ１４と、装置本体に摺動自在に螺合支
持されたネジ部材シャフト１４４とを有し、ネジ部材シ
ャフト１４４の上昇下降によって洗浄ブラシ７を保持す
るアーム本体４の全体の高さを調節する。パルスモータ
１４の出力軸１４１にヘリカルギア１４２が固定され、
ヘリカルギア１４２は、ネジ部材シャフト１４４が鉛直
軸周りに回転するようにその下端部に螺刻されているク
ロスヘリカルギア１４３に係合されている。ネジ部材シ
ャフト１４４の上方部には本体に所定ピッチで螺合支持
されるネジ部１４５が設けられ、その上端部にはアーム
本体４の荷重を受け止める衝止端部１４６が設けられて
いる。パルスモータ１４のヘリカルギア１４２と、これ
と交差して歯合したクロスヘリカルギア１４３が設けら
れているので、パルスモータ１４の回転によりネジ部材
シャフト１４４が軸周りに回転し鉛直方向に移動自在と
なっている。アーム軸支シャフト２１の下降の際に、こ
れに固定されたシャフト係止フランジ２２が衝止端部１
４６に当接し、アーム軸支シャフト２１が停止する。よ
って、洗浄ブラシ７の下面の基準位置及び押し込み量が
ネジ部材シャフト１４４の衝止端部１４６位置で規定さ
れる。シャフト係止フランジ２２が衝止端部１４６に当
接しているとき、パルスモータ１４の回転によってネジ
部材シャフト１４４が上下動するので、アーム軸支シャ
フト２１及びアーム本体４の全体の高さを調節できる。
洗浄装置の動作初期段階では、衝止端部１４６は最下部
にあり、シャフト係止フランジ２２に当接しない。衝止
端部１４６は、洗浄装置の作動中、押し込み量の基準位
置を含む設定位置または最大値位置に対応する位置に置
かれる。係止フランジ２２の下部衝止面との摺動及び摩
耗防止のためにローラや、ショックアブソーバなどを設
けてもよい。

【００１７】パルスモータ１４は本体制御装置（図示せ
ず）に接続されている。また、本体制御装置は、ウエハ
２の表面に対する洗浄ブラシ７の押し込み量を設定入力
するための操作部を有している。そして、基板の種類や
洗浄処理の種類などが変わるときに、作業者が操作部を
操作して新たな設定値を本体制御装置に入力すると、本
体制御装置によってパルスモータ１４が駆動制御され、
衝止端部が所望位置へ変位して停止する。

【００１８】なお、基板の種類や洗浄処理の種類に対応
して洗浄ブラシ７の押し込み量、衝止端部の変位量をメ
モリに記憶させておき、作業者が基板の種類や洗浄処理
の種類を本体制御装置の操作部から選択入力すると、衝
止端部が所望の位置へ自動的に変位するような構成とし
ておくこともできる。本実施例の基板洗浄装置は、ウエ
ハ２の主面に対して所定の位置関係にある平面例えばウ
エハの主面が存在する平面Ｐにおける洗浄ブラシ７の有
無を検知しかつ検知結果を出力する検知手段、例えば、
荷重計１６を備えている。荷重計の半球面状の荷重受け
面１７は、ウエハ２から離れて配置され、その頂点は、
洗浄ブラシ７のスイング動作の途中位置下方に位置する
ように、ウエハ２の主面平面Ｐに配置される。なお、荷
重計１６は、ＬＣＤまたは針メータなどのディジタルま
たはアナログ表示器を有し、荷重を例えばｍｇオーダで
出力表示することにより、作業者が荷重出力値の変化を
監視できるようになっている。また、荷重計１６には、
電気的外部出力端子をも設けることができる。

【００１９】荷重計１６の検知部分の荷重受け面１７
は、例えば、図示しないがラック-ピニオンギア機構の
ラック側に担持される一方、該ピニオンギアを手動にて
正逆回転させるなどして、ウエハ２の主面の法線方向に
おいて装置本体に対し位置調整自在に取り付けられてい
る。ウエハまたは基板の厚さに対応させるためである。
よって、荷重受け面１７は、洗浄前に、ウエハ２の主面
平面Ｐと実質的に同一面となるように、すなわち、洗浄
ブラシの荷重がゼロのとき荷重受け面１７の頂上がウエ
ハ２の表面の高さにできるだけ正確に一致するように、
設定する。このように、洗浄ブラシ７の押し込み量を決
定する際の基準位置として、ウエハ２の表面の高さを直
接用いずに、独立した荷重計１６の表示値または出力値
がゼロとなる荷重受け面１７の頂上の高さを用いる。

【００２０】なお、荷重受け面１７はウエハ２の主面に
対して一定の位置関係にある平面例えば、ウエハ主面か
ら上方へ微小一定距離離れた平面にあってもよい。荷重
計１６側の出力値を調節できるからである。この場合、
ウエハ主面に接触させた洗浄ブラシの最大押し込み量か
らのパルスモータからのカウント数をあらかじめ記憶さ
せておき、次に、記憶したカウント数に対応した高さに
洗浄ブラシを固定して荷重受け面１７をその洗浄ブラシ
へ接触させ荷重計１６側の出力値を調節する。

【００２１】具体的に基準位置決定の手順を説明する
と、先ず、アーム本体４が図１の符号Ｘで示す待機位置
に配置された状態で、アーム本体４に新しく洗浄ブラシ
７を取り付ける。ここで、アーム軸支シャフト２１のシ
ャフト係止フランジ２２は、装置本体の支持部上に載っ
た状態で停止している。ホルダ１の上面側にウエハ２を
載置し、真空ポンプにより真空吸引し、ホルダ１にウエ
ハ２を吸着保持する。

【００２２】次に、アーム昇降機構及びアーム回動機構
を用い本体制御装置によるスイッチング動作によって、
エアシリンダ６の出力ロッド６１を上方に進出させて、
出力ロッド６１でアーム軸支シャフト２１を押し上げ、
洗浄ブラシ７の下端は、ホルダ１に保持されたウエハ２
の上面よりも高い位置になるように、アーム本体４を上
方位置まで持ち上げ、次に、パルスモータ５を正転駆動
させて、アーム軸支シャフト２１をその軸心線回りに回
動させることにより、アーム本体４を回動させ、図１の
符号Ｙで示す洗浄ブラシ７を荷重受け面１７の真上に持
ってくる。

【００２３】ここで、エアシリンダ６の出力ロッド６１
を下方に退行させて、アーム本体４及びアーム軸支シャ
フト２１及びアーム本体４を下降させ、洗浄ブラシ７を
荷重受け面１７に接触させ、適当に押し込む。または、
アーム高さ調節機構のパルスモータ１４の駆動によっ
て、あらかじめ、衝止端部１４６を、洗浄ブラシ７を荷
重受け面１７に対して最大押し込み量以内の適当な距離
の押し込む位置に配置しておき、洗浄ブラシ７を荷重受
け面１７におくだけでもよい。そして、パルスモータ１
４の回転によって洗浄ブラシ７を徐々に引き上げて行
き、荷重計１６の表示値がゼロとなる洗浄ブラシ高さを
基準位置とする。

【００２４】その後に、従来の手順に従ってこの基準位
置から洗浄ブラシ押し込み量を調節する。例えば、基準
位置からの洗浄ブラシの毛先面の押し込み量を１.５mm
に設定する。再度、アーム昇降機構及びアーム回動機構
を用い本体制御装置によるスイッチング動作によって、
エアシリンダ６の出力ロッド６１を上方に進出させて、
出力ロッド６１でアーム軸支シャフト２１を押し上げ、
パルスモータ５を正転駆動させて、アーム軸支シャフト
２１を回動させることにより、アーム本体４を回動さ
せ、先端に取り付けられた洗浄ブラシ７を図１の符号Ｚ
で示すウエハ２の上方へ移動、停止させる。アーム本体
４の下降させ、洗浄ブラシ７の下端がウエハ２の表面に
緩やかに接触して、洗浄が行われる。

【００２５】以上のように、第１実施例によれば、洗浄
ブラシの毛先面の基準位置の高さを客観的に決定できる
手段を設けたために、従来のように、作業者による基準
位置の高低差が生じることがなく、また、基準位置の再
現性も確保できる。なお、実施例においては、パルスモ
ータ５及び１４、シリンダ６などが本体制御装置によっ
て制御されているが、装置本体に上面部に光センサを設
け本体制御装置に接続して洗浄ブラシ７の位置を検出し
て、その出力に応じて本体制御装置が洗浄ブラシ７の位
置制御を行うようにしたり、シリンダ出力ロッド６１の
上下位置を検出するセンサをその伸長方向に沿って設
け、その位置検出出力に応じて本体制御装置がシリンダ
６の位置制御を行うようにしてもよい。第１実施例の基
板洗浄装置は、位置決め機構、アーム昇降機構、アーム
高さ調節機構、アーム回動機構、ホルダ回転駆動機構及
びブラシ回転駆動機構において、センサ及び本体制御装
置を用いて電気的制御をおこなう構成としても、各機構
を独立に作業者が手動で制御してもよく、ブラシ回転駆
動機構を除外してもよい。

【００２６】図３は第２実施例を示し、図２に示すもの
と同一符号で示される部材は同一であるから特に説明は
しない。第２実施例は、第１実施例に加えて、更に、荷
重計１６の出力値に応じてアーム高さ調節機構のパルス
モータ１４を制御する位置決め制御部２０、荷重計１６
の測定値を位置決め制御部２０へ出力する信号線１８、
位置決め制御部２０の信号のパルスモータ１４への出力
及びパルスモータ１４の信号の位置決め制御部２０への
出力を行う信号線１９を設けたものである。このパルス
モータ１４は、それ自体で、その回転数に応じたカウン
ト数を出力するものを用いる。また、パルスモータ１４
には、カウント数を出力するように、その回転数に応じ
た信号を発生する機構を有するものでもよい。その回転
数発生機構は例えば、半径方向に放射状に伸びる複数の
スリットを等間隔に有する回転板を同心に出力軸１４１
に取付け、そのスリットに対応する位置に対向した一対
の発光素子及び受光素子を設けられたものである。これ
よって受光素子の出力信号により回転数に応じたパルス
信号が得られる。さらに、位置決め制御部２０は本体制
御装置に内蔵できる。

【００２７】第２実施例において、所望の洗浄ブラシ押
し込み量の調節は次のように行われる。先ず、アーム本
体のスイング動作により、洗浄ブラシ７を荷重受け面１
７の真上へ移動させる。これに前後して、パルスモータ
１４によりネジ部材シャフト１４４をあげて、その衝止
端部１４６を、洗浄ブラシ７の下面を荷重受け面１７に
対して適当な距離を押し込むような、押し込み量の最大
値以内の位置に配置する。そしてシリンダ６の動作によ
りアーム本体４を下降させ、洗浄ブラシ７の下面を荷重
受け面１７に置く。

【００２８】次に、位置決め制御部２０によりパルスモ
ータ１４を駆動し、洗浄ブラシ７を徐々に引き上げて行
く。洗浄ブラシ７の上昇の際、荷重計１６の測定値は常
に位置決め制御部２０へ出力され、位置決め制御部２０
は、荷重計１６の測定値がゼロとなる瞬間のパルスモー
タ１４のカウント数を基準位置として記憶する。そし
て、実際のウエハの洗浄処理時には、上記の手順で決定
された基準位置に対して、所望の洗浄ブラシ押し込み量
まで、アーム本体調節機構１４のパルスモータの駆動に
より、洗浄ブラシ７を上下動させる。

【００２９】以上のように、第２実施例によれば、位置
決め制御部２０が自動的に荷重計１６の出力値を読み取
り記憶して、パルスモータ１４の駆動を制御するように
したため、洗浄ブラシ押し込み量の調節に手作業を必要
とせず、自動で行えるようになる。更には、自動化する
ことによって、洗浄ブラシ押し込み量の調整が頻繁に行
えるようになるため、例えば、処理バッチ毎に調整を行
うようにすれば、使用時の洗浄ブラシ寸法の経時変化に
対しても充分追従できるようになる。

【００３０】図４は、第２実施例の位置決め制御部２０
を示すブロック図であり、荷重計１６のデジタル出力に
は、アーム本体４が基準位置に維持されたときに荷重ゼ
ロに対応する低いレベル値の第１信号が発生され、荷重
があるときには第１信号より大きいレベルの第２信号が
発生されるとする。この出力信号はスイッチ１２１を介
してモータ駆動回路１２２に入力され、駆動回路１２２
の出力によりパルスモータ１４が回転する。

【００３１】回転数検出回路１２３は、パルスモータ１
４からのパルス出力、または、パルスモータ軸の回転板
及び発光受光素子により構成された上記回転検出機構の
受光素子のパルス出力を増幅整形する増幅回路を含んで
いる。この回転数検出回路１２３のパルス信号はｎ分周
回路１２５に入力される。この分周回路１２５の出力に
はモータの回転数に応じたパルス信号が発生される。こ
のパルス信号は次段のアップダウンカウンタ１２７に入
力される。アップダウンカウンタ１２７はそのアップダ
ウン指令端子Ｕ／Ｄに印加された指令信号により入力パ
ルスをアップまたはダウンカウントする。パルスモータ
１４の正または逆回転に対応して先の指令信号が変化し
その結果それぞれアップまたはダウンカウント状態とな
るために、このカウンタの内容はパルスモータ１４の基
準位置すなわちアーム本体が基準位置になった時点から
の正及び逆回転数を積算して正及び逆回転数の差に応じ
た信号を記憶することになる。よって、回転数検出回路
１２３、分周回路１２５及びアップダウンカウンタ１２
７により差信号発生回路が形成される。

【００３２】カウンタ１２７の差信号出力はディジタル
比較回路１２４の入力となる。ディジタル比較回路１２
４は、この差信号出力とプリセット手段１２６のディジ
タル出力とを比較する。プリセット手段１２６は所望洗
浄ブラシ押し込み量のカウント値に応じたディジタル信
号を予め発生し、例えばディジタルスイッチやメモリ回
路などにより形成され得る。比較回路１２４の比較出力
はスイッチ１２１を介して駆動回路１２２の入力に印加
されると共にアップダウンカウンタ１２７のアップダウ
ン指令信号Ｕ／Ｄとなっている。

【００３３】CPU１２８は、荷重計１６の第１信号に応
答して所定信号Ｒを分周回路１２５に入力し、この所定
信号Ｒにより分周回路１２５のリセット状態が解除され
ると共に、CPU１２８がスイッチ１２１を制御して駆動
回路１２２の入力を比較回路１２４の出力信号に切替え
る。よってCPU１２８とスイッチ１２１により駆動回路
１２２の入力信号切替手段が構成される。

【００３４】かかる構成により、アーム本体を基準位置
にする場合、暫定的に押し込まれている荷重計１６の出
力信号は上記の第２信号であるからCPU１２８の出力に
は制御信号は発生せず、スイッチ１２１は荷重計の第２
信号を駆動回路１２２に入力し、よって駆動回路１２２
はパルスモータ１４を回転させる。この回転により、ネ
ジ部材シャフト１４４の衝止端部１４６を上昇させ、シ
ャフト係止フランジ２２、アーム軸支シャフト２１及び
アーム本体４を介して洗浄ブラシ７の下面を引き上げ
る。このとき分周回路１２５はリセット状態にあるから
回転数検出回路１２３の出力バルスは次段回路へ伝達さ
れることはない。

【００３５】パルスモータ１４の回転によりネジ部材シ
ャフト１４４が摺動し、よってアーム本体が基準位置
（ゼロ荷重）になると上記した第１信号が荷重計１６か
ら出力されるから、スイッチ１２１は比較回路１２４の
出力信号を駆動回路１２２に入力し、パルスモータ１４
を回転させる。と同時に分周回路１２５がリセット解除
されて回転数検出回路１２３のパルス信号が次段回路へ
入力される状態となる。

【００３６】ここで比較回路１２４は、その入力すなわ
ちカウンタ１２７の出力がその他入力すなわちプリセッ
ト手段１２６の出力より小のときにＡ信号を、又逆のと
きにＢ信号を、更に等しいときにはＣ信号をそれぞれ発
生するものとする。カウンタ１２７は比較回路１２４の
出力がＡ信号のときアップカウントを、Ｂ信号のときは
ダウンカウントを行うものとする。更にモータ駆動回路
１２２は、比較回路１２４の出力がＡ信号のときネジ部
材シャフト１４４を上方へ、またＢ信号のとき下方へ、
更にＣ信号のときには停止するように、それぞれモータ
の正回転、逆回転及び停止の指令信号を発生するものと
する。

【００３７】従って、アーム本体が上記の基準位置にな
った直後は、プリセット手段１２６の所望洗浄ブラシ押
し込み量のカウント値を表わすプリセット値がカウンタ
１２７の出力、一般に初期値がゼロにリセットされてお
り、よってそれより大であるのが普通であるから、比較
回路１２４はＡ信号を出力しており、従ってカウンタ１
２７はアップカウントをすると共に、モータはネジ部材
シャフト１４４を上方へ摺動するよう正回転する。そし
て比較回路１２４の両入力が一致したとき、比較回路は
Ｃ信号を発生したモータを停止させ、よってネジ部材シ
ャフト１４４が停止する。従って所望洗浄ブラシ押し込
み量のカウント値が得られることになる。このとき、洗
浄ブラシ押し込み量のカウント値を変化すべくプリセッ
ト手段１２６のプリセット値を変更したとして、その設
定値がカウンタの出力より小なる場合には、比較回路１
２４はＢ信号を出力するからモータは逆転しネジ部材シ
ャフト１４４は下方へ摺動し始めると共に、カウンタ１
２７はダウンカウントを開始する。従って、比較回路１
２４の２つの入力が等しくなるまでこの動作は行われ、
等しくなると比較回路１２４の出力はＣ信号となりモー
タが停止し、そこで洗浄ブラシ押し込み量が変更後のプ
リセット値に調整されたことになる。また変更後のプリ
セット値がカウンタ１２７の出力より大なる場合には上
述の逆の動作が行われ、同様に洗浄ブラシ押し込み量の
変更が行われる。

【００３８】ここで、分周回路１２５の分周比をｎとし
て、洗浄ブラシ押し込み量の設定が０.１ｍｍ毎に設定
可能であるとすると、ネジ部材シャフト１４４が１ｍｍ
に対応するだけ移動する間に１（ｍｍ）×１０×ｎ個の
パルスが回転回転数検出回路１２３より発生されるよう
にすればよい。すなわち洗浄ブラシ押し込み量の設定が
細かく正確に行われ得る。

【００３９】以上の基準位置決定の操作が終了すると、
ウエハの洗浄操作を開始する前に、作業者が本体制御装
置の操作部から、これから洗浄処理しようとするウエハ
の種類や洗浄処理の種類などに応じてウエハ２の表面に
対する洗浄ブラシ７の押し込み量の設定値を本体制御装
置の位置決め制御部２０に入力する。操作部から本体制
御装置へ設定値が入力されると、上記したように、位置
決め制御部２０によってパルスモータ１４が駆動制御さ
れ、衝止端部が所望位置へ変位して停止する。このよう
にして衝止端部の位置が自動調整されることにより、洗
浄ブラシ７の押し込み量が設定値通りに速やかに調節さ
れる。

【００４０】ウエハの洗浄操作は、上記した第１実施例
と同様に洗浄ブラシ７が駆動されて、洗浄ブラシ７の下
端がウエハ２の表面へ接近し当接することによって行わ
れる。すなわち、洗浄ブラシ７が下降する以前に、スピ
ンドルモータが駆動されてホルダ１に基準位置で保持さ
れたウエハ２が鉛直軸回りに回転させられ、その回転中
のウエハ２の表面へ洗浄液供給ノズル３から純水などの
洗浄液が供給される。そして、回転ウエハ２の表面に、
回転している洗浄ブラシ７が当接し、洗浄ブラシ７は、
その下端が設定されたウエハ主面への押し込み量に自動
調整された高さ位置で下降動作を停止する。そして、回
転ウエハ２の表面に自転洗浄ブラシ７の下端が接触した
状態で、アーム本体４が回動し、洗浄ブラシ７がウエハ
２の表面に沿ってウエハ２の表面上を移動することによ
り、ウエハ２の洗浄が行われる。

【００４１】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、洗浄すべ
き基板を保持するホルダと、洗浄ブラシを保持しこれを
基板の主面の法線方向に移動させかつ基板の主面に平行
な方向に移動させて基板に対する洗浄ブラシの相対的位
置を定める位置決め機構と、を備えた基板洗浄装置は、
基板の主面に対して所定の位置関係にある平面において
基板から離れて配置され平面における洗浄ブラシの有無
を検知しかつ検知結果を出力する検知手段を備えている
ので、基板に対する洗浄ブラシの押し込み量の設定の際
に、その基準となる洗浄ブラシの基準位置を容易に確定
でき、作業者の負担を軽減し、作業者による基準位置の
高低差が減少し、基板の洗浄処理品質の向上が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての基板洗浄装置の平
面図である。

【図２】図１に示した基板洗浄装置の全体断面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例としての基板洗浄装置の全
体断面図である。

【図４】図３に示した基板洗浄装置の位置決め制御部を
示すブロック図である。

【符号の説明】

Ｐウエハの主面の存在する平面１ホルダ２ウエハ３ノズル４アーム本体５パルスモータ６液圧または気圧シリンダ７洗浄ブラシ８ブラシ回転モータ９回転駆動軸１０、４０駆動ギア１１、４１伝動ベルト１２、４２被動ギア１３被動軸５１回転軸１４パルスモータ１５基板洗浄装置本体１６荷重計１７荷重受け面１８、１９信号線２０位置決め制御部２１アーム軸支シャフト２２シャフト係止フランジ２５飛沫回収カバー３９回動駆動軸５２スピンドルモータ６１出力ロッド１２１スイッチ１２２モータ駆動回路１２３回転数検出回路１２４ディジタル比較回路１２５分周回路１２６プリセット手段１２７アップダウンカウンタ１２８ CPU １４１出力軸１４２ヘリカルギア１４３クロスヘリカルギア１４４ネジ部材シャフト１４５ネジ部１４６衝止端部２１１スプライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄すべき基板を保持するホルダと、洗
浄ブラシを保持しこれを前記基板の主面の法線方向に移
動させかつ前記基板の主面に平行な方向に移動させて前
記基板に対する前記洗浄ブラシの相対的位置を定める位
置決め機構と、を備えた基板洗浄装置であって、前記基板の主面に対して所定の位置関係にある平面にお
いて前記基板から離れて配置され前記平面における前記
洗浄ブラシの有無を検知しかつ検知結果を出力する検知
手段を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】前記検知手段は、前記基板の主面に対し
て所定の位置関係にある平面に配置されかつ前記基板の
主面の法線方向における前記洗浄ブラシからの荷重を受
ける荷重受け面を有しその荷重に応じた信号を出力する
荷重計からなることを特徴とする請求項１記載の基板洗
浄装置。
【請求項３】前記荷重計に接続され、前記洗浄ブラシ
を前記基板に対して相対的に移動させた時に、前記検知
手段の検知結果に基づいて基準位置を新たに算出して記
憶し、かつ、該新たな基準位置に基づき前記位置決め機
構を制御する位置決め制御部を備えたことを特徴とする
請求項１または２記載の基板洗浄装置。
【請求項４】前記位置決め機構は動力源としてパルス
モータを含み、前記位置決め制御部は前記パルスモータ
の回転数を検出してその結果に基づき新たに決定された
基準位置を算出して記憶することを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１記載の基板洗浄装置。