KR20150039681A - 기판 세정 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 로드셀의 최적 위치에의 탑재를 가능하게 하고, 또한, 큰 조정 폭을 실현하면서, 약액 노즐이나 린스액 노즐 등의 레이아웃 설계의 제약을 저감시킨 기판 세정 장치를 제공하는 것이다. 기판 세정 장치는, 기판(W)에 접촉하는 롤 세정 부재(46) 및 상기 롤 세정 부재(46)를 회전 가능하게 지지하는 롤 아암(42)을 적어도 포함하는 롤 어셈블리(95)와, 롤 어셈블리(95)를 지지하기 위한 서포트 아암(58)과, 서포트 아암(58)을 관통하여, 롤 어셈블리(95)에 비틀어 넣어지는 조정 스크루(83)와, 서포트 아암(58)에 대한 조정 스크루(83)의 상하 방향의 상대 위치를 고정하면서, 조정 스크루(83)를 회전 가능하게 지지하는 스크루 서포트(84)를 구비한다.

Description

기판 세정 장치 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 원기둥 형상으로 수평 방향으로 연장되는 롤 세정 부재를, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면에 접촉시키면서, 기판 및 롤 세정 부재를 모두 회전시켜 기판 표면을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치 및 상기 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 원기둥 형상의 롤 세정 부재를 웨이퍼 등의 기판에 압박 접촉하여, 기판 표면을 세정하는 기판 세정 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 기판 세정 장치에 있어서는, 롤 세정 부재를 회전 가능하게 보유 지지하는 롤 아암이 설치되고, 당해 롤 아암은, 롤 세정 부재를 웨이퍼의 표면에 대해 근접 및 이격시키기 위한 승강 기구에 연결된다. 이 승강 기구는, 배치 스페이스의 문제 등에 기인하여 롤 아암의 측방에 배치된다. 승강 기구는, 수평 방향으로 연장되는 서포트 아암을 갖고 있고, 당해 서포트 아암으로 롤 아암을 지지하고 있다.
수평 방향으로 연장되는 서포트 아암으로 롤 아암을 지지하는 구성에서는, 서포트 아암에는 항상 롤 아암의 자중이 가해지게 된다. 이로 인해, 서포트 아암을 구성하는 부품에는, 마모나 변형(크리프)이 발생하고, 당해 마모나 변형에 의해, 롤 아암에 지지되는 롤 세정 부재의 높이가 당초 설정한 초기 위치로부터 어긋나 버리는 경우가 있다.
따라서, 롤 세정 부재의 높이를 조정하기 위한 높이 조정 기구가 롤 아암에 탑재되어 있다. 도 10은, 종래의 높이 조정 기구의 개략 단면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이 높이 조정 기구에서는, 단면 대략 직각 삼각형 형상의 2개의 쐐기(180, 181)를, 그 경사면이 서로 접촉하도록 상하로 겹쳐져 있다. 그리고, 이들 쐐기(180, 181)의 겹침량을 조정함으로써, 롤 세정 부재(146)의 높이가 조정된다. 이 높이 조정 기구에서는, 쐐기(180, 181)의 겹침량을 조정하기 위한 조정 스크루(183)가 하측 쐐기(181)에 설치된다. 조정 스크루(183)는 롤 아암(185)에 고정된 스크루 서포트(184)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 스크루 서포트(184)에 의해, 조정 스크루(183)는 그 축심 둘레로 회전 가능하지만, 조정 스크루(183) 자신의 수평 방향의 이동은 할 수 없게 되어 있다.
롤 세정 부재(146)를 올리고 싶을 때는, 조정 스크루(183)를 시계 방향으로 회전시킴으로써, 하측 쐐기(181)를 도면 중 우측 방향으로 움직이게 하여, 상측 쐐기(180)와 하측 쐐기(181)의 상대 거리가 줄어든다. 한편, 롤 세정 부재(146)를 내리고 싶을 때는, 조정 스크루(183)를 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 하측 쐐기(181)를 도면 중 좌측 방향으로 움직이게 하여, 상측 쐐기(180)와 하측 쐐기(181)의 상대 거리가 넓혀진다.
이와 같은 구성의 높이 조정 기구는, 롤 아암에 설치되어 있고, 롤 세정 부재의 중앙에 있어서의 연직 방향 상방에 설치된다. 이 위치는, 압박 하중(롤 세정 부재가 기판에 압박되는 하중)을 측정하는 데에 최적의 위치이지만, 높이 조정 기구가 존재하기 때문에, 로드셀 등의 하중 측정기를 이 최적 위치에 배치하는 것이 곤란하였다.
또한, 여기에 도시한 높이 조정 기구의 조정량은 ±1㎜ 정도인데, 이 조정량으로는, 롤 세정 부재(146)의 높이를 조정하기 위해서는 불충분하였다. 조정량을 증가시키기 위해서는, 쐐기(180, 181)의 경사면의 수평 방향에 대한 각도를 크게 하거나, 쐐기(180, 181) 전체의 사이즈를 크게 하는 것 중 어느 하나가 필요하다. 그러나, 경사면의 각도를 크게 하는 경우, 쐐기(180, 181)를 수평 방향으로 슬라이드시키기 위해서는 보다 큰 힘이 필요해지기 때문에, 이와 같은 설계 변경은 곤란하였다. 또한, 쐐기(180, 181)의 사이즈를 크게 하는 변경도, 보다 넓은 설치 스페이스를 확보하는 것이 필요해진다.
또한, 종래의 높이 조정 기구에서는, 쐐기(180, 181)를 슬라이드시키기 위한 조정 스크루(183)가 롤 아암(185)으로부터 수평 방향으로 돌출되어 있다. 이와 같은 구성에서는, 기판 세정에 사용되는 약액이나 린스액 등의 처리액이 조정 스크루(183)에 부착되는 경우가 있다. 이 경우, 부착된 처리액이 기판 표면으로 적하하여, 기판에의 역 오염의 원인으로 될 수도 있다. 또한, 약액이나 린스액은, 통상, 롤 아암(185)의 측방에 배치된 약액 노즐이나 린스액 노즐을 사용하여, 경사 상방으로부터 기판에 공급된다. 그러나, 조정 스크루(183)가 롤 아암(185)으로부터 수평 방향으로 돌출되어 있으면, 약액 노즐이나 린스액 노즐은, 조정 스크루(183)를 피하도록 배치되어야만 한다. 따라서, 약액 노즐이나 린스액 노즐의 위치나 각도 등의 레이아웃이 제한되어, 자유로운 레이아웃 설계를 저해하는 요인으로 되어 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 로드셀의 최적 위치에의 탑재를 가능하게 하고, 또한, 큰 조정 폭을 실현하면서, 약액 노즐이나 린스액 노즐 등의 레이아웃 설계의 제약을 저감시킨 기판 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 당해 기판 세정 장치를 탑재한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 형태는, 기판에 접촉하는 롤 세정 부재 및 상기 롤 세정 부재를 회전 가능하게 지지하는 롤 아암을 적어도 포함하는 롤 어셈블리와, 상기 롤 어셈블리를 지지하기 위한 서포트 아암과, 상기 서포트 아암을 관통하여, 상기 롤 어셈블리에 비틀어 넣어지는 조정 스크루와, 상기 서포트 아암에 대한 상기 조정 스크루의 상하 방향의 상대 위치를 고정하면서, 상기 조정 스크루를 회전 가능하게 지지하는 스크루 서포트를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 롤 어셈블리는, 상기 롤 세정 부재를 틸팅 가능하게 하는 틸트 기구를 더 포함하고 있고, 상기 조정 스크루는, 상기 틸트 기구에 비틀어 넣어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 롤 어셈블리를 상기 서포트 아암을 향하여 가압하는 가압 장치를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 조정 스크루의 회전 위치를 고정하기 위한 고정 기구를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 조정 스크루가 상기 서포트 아암으로부터 돌출되어 있는 부분을 덮는 방수 커버를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태는, 기판을 연마하는 연마 장치와, 연마된 기판을 세정하는 상기 기판 세정 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 조정 스크루에 의해, 서포트 아암에 대한 롤 세정 부재의 상하 방향에 있어서의 상대 위치를 변위시킬 수 있다. 조정 스크루는 연직 방향으로 연장되므로, 종래의 높이 조정 기구에 필요로 되어 있었던 쐐기가 불필요하게 된다. 결과적으로, 롤 아암 상에 로드셀 등의 하중 측정기를 설치하기 위한 스페이스를 형성할 수 있다. 특히, 롤 세정 부재의 압박 하중을 측정하는 데에 최적의 위치인 서포트 아암의 중앙부에 로드셀을 설치하는 것이 가능하게 된다.
또한, 쐐기를 사용한 종래의 높이 조정 기구와는 달리, 조정 스크루의 길이 증가시킴으로써, 롤 세정 부재의 높이의 최대 조정량을 증가시킬 수 있다. 또한, 조정 스크루는, 롤 아암의 수평 방향으로는 돌출되지 않으므로, 약액 노즐이나 린스액 노즐의 위치나 각도 등의 레이아웃에 영향을 미치지 않아, 당해 약액 노즐이나 린스액 노즐의 레이아웃의 제약이 저감된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 평면도.
도 2는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 구비되어 있는, 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치의 개요를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치의 전체 구성의 개요를 도시하는 정면도.
도 4는 틸트 기구의 개략 종단 정면도.
도 5는 틸트 기구의 개략 종단 측면도.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 기판 세정 장치의 개요를 도시하는 종단면도.
도 7은 도 6의 기판 세정 장치의 조정 스크루 및 틸트 기구를 도시하는 확대도.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도.
도 9는 도 7의 종단면도.
도 10은 종래의 높이 조정 기구의 개략 단면도.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 각 예에 있어서, 동일 또는 상당하는 요소에는 동일 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(10)과, 다수의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(12)를 구비하고 있다. 로드 포트(12)는 하우징(10)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(12)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF, FOUP는, 내부에 기판 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
하우징(10)의 내부에는, 복수(이 예에서는 4개)의 연마 장치(14a∼14d)와, 연마 후의 기판을 세정하는 제1 기판 세정 장치(16) 및 제2 기판 세정 장치(18)와, 세정 후의 기판을 건조시키는 기판 건조 장치(20)가 수용되어 있다. 연마 장치(14a∼14d)는 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되고, 기판 세정 장치(16, 18) 및 기판 건조 장치(20)도 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치는, 제1 기판 세정 장치(16) 및/또는 제2 기판 세정 장치(18)에 적용되어 있다.
로드 포트(12), 연마 장치(14a) 및 기판 건조 장치(20)에 둘러싸인 영역에는, 제1 기판 반송 로봇(22)이 배치되어 있다. 또한, 연마 장치(14a∼14d)와 평행하게, 기판 반송 유닛(24)이 배치되어 있다. 제1 기판 반송 로봇(22)은 연마 전의 기판을 로드 포트(12)로부터 수취하여 기판 반송 유닛(24)에 전달함과 함께, 건조 후의 기판을 기판 건조 장치(20)로부터 수취하여 로드 포트(12)로 복귀시킨다. 기판 반송 유닛(24)은 제1 기판 반송 로봇(22)으로부터 수취한 기판을 반송하여, 각 연마 장치(14a∼14d) 사이에서 기판의 전달을 행한다.
제1 기판 세정 장치(16)와 제2 기판 세정 장치(18) 사이에 위치하여, 제2 기판 반송 로봇(26)이 배치된다. 제2 기판 반송 로봇(26)은 제1 기판 세정 장치(16)와 제2 기판 세정 장치(18) 사이에서 기판의 전달을 행한다. 또한, 제2 기판 세정 장치(18)와 기판 건조 장치(20) 사이에 위치하여, 제3 기판 반송 로봇(28)이 배치된다. 제3 기판 반송 로봇(28)은 제2 기판 세정 장치(18)와 기판 건조 장치(20) 사이에서 기판의 전달을 행한다. 하우징(10)에는, 롤 세정 부재의 설정 압박 하중 등의 설정값을 입력하는 제어반(조작 패널)(30)이 구비되어 있다. 이 제어반(30)은 연마 장치(14a∼14d), 제1 기판 반송 로봇(22), 제1 기판 세정 장치(16), 제2 기판 세정 장치(18), 기판 건조 장치(20), 제2 기판 반송 로봇(26) 및 제3 기판 반송 로봇(28)의 각 동작을 제어하는 동작 제어부로서도 기능한다.
이와 같이 구성된 기판 처리 장치에 있어서는, 로드 포트(12) 내의 기판 카세트로부터 취출한 기판을, 연마 장치(14a∼14d) 중 어느 하나에 반송하여 연마한다. 그리고, 연마 후의 기판을 제1 기판 세정 장치(16)에서 세정(1차 세정)한 후, 제2 기판 세정 장치(18)에서 더 세정(마무리 세정)한다. 그리고, 세정 후의 기판을 제2 기판 세정 장치(18)로부터 취출하고, 기판 건조 장치(20)에 반입하여 스핀 건조시키고, 그런 후에, 건조 후의 기판을 로드 포트(12)의 기판 카세트 내로 복귀시킨다.
도 2는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 구비되어 있는, 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(16)의 개요를 도시하는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(16)의 전체 구성의 개요를 도시하는 정면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기판 세정 장치(16)는 표면을 위로 하여 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)의 주연부를 지지하면서 기판(W)을 수평 회전시키는 복수개(도면에서는 4개)의 스핀들(40)를 구비하고 있다. 이들 스핀들(40)은 도 2의 화살표로 나타내는 바와 같이, 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 기판 세정 장치(16)는 기판(W)의 상방에 승강 가능하게 배치되는 상측 롤 아암(42)과, 기판(W)의 하방에 승강 가능하게 배치되는 하측 롤 아암(44)을 구비하고 있다.
스핀들(40)은 그 상부에 설치한 롤러(80)를 갖고 있다. 롤러(80)의 외주측면에는, 끼워 맞춤 홈(80a)이 형성되어 있다. 그리고, 이 끼워 맞춤 홈(80a) 내에 기판(W)의 주연부를 위치시키고, 롤러(80)를 기판(W)에 압박하여 회전시킨다. 이에 의해, 기판(W)이 도 2에 화살표 E로 나타내는 바와 같이 수평으로 회전된다. 여기에 도시한 실시 형태에서는, 4개 모든 롤러(80)를 도시하지 않은 구동 기구에 연결하여, 기판(W)에 회전력을 부여하도록 하고 있다. 또한, 4개 중 2개의 롤러(80)가 기판(W)에 회전력을 부여하고(구동 기구는 도시하지 않음), 다른 2개의 롤러(80)는 기판(W)의 회전을 받는 베어링으로서 기능시켜도 된다.
상측 롤 아암(42)에는, 원기둥 형상으로 수평하게 연장되는 상측 롤 세정 부재(롤 스펀지)(46)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 상측 롤 세정 부재(46)는 예를 들어 PVA(폴리비닐알코올)로 구성되고, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 도 2의 화살표 F1로 나타내는 바와 같이 회전한다. 하측 롤 아암(44)에는, 원기둥 형상으로 수평하게 연장되는 하측 롤 세정 부재(롤 스펀지)(48)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 하측 롤 세정 부재(48)는 예를 들어 PVA로 구성되고, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 도 2의 화살표 F2로 나타내는 바와 같이 회전한다.
스핀들(40)로 지지되면서 회전되는 기판(W)의 상방에 위치하여, 기판(W)의 표면(상면)에 약액 및 순수(린스액)를 공급하는 2개의 상측 공급 노즐(50)이 배치되어 있다. 2개의 상측 공급 노즐(50) 중 한쪽이 약액을, 다른 쪽이 순수를 공급한다. 또한, 스핀들(40)로 지지되면서 회전되는 기판(W)의 하방에 위치하여, 기판(W)의 이면(하면)에 약액 및 순수(린스액)를 공급하는 2개의 하측 공급 노즐(52)이 배치되어 있다. 2개의 하측 공급 노즐(52) 중 한쪽이 약액을, 다른 쪽이 순수를 공급한다.
기판(W)의 세정은 다음과 같이 하여 행해진다. 기판(W)을 수평하게 회전시킨 상태에서, 상측 공급 노즐(50)로부터 기판(W)의 표면(상면)에 약액을 공급하면서, 상측 롤 세정 부재(46)를 회전시키면서 하강시켜 회전 중인 기판(W)의 표면에 소정의 압박 하중으로 접촉시킨다. 이에 의해, 약액의 존재하에서, 기판(W)의 표면을 상측 롤 세정 부재(46)로 스크럽 세정한다. 상측 롤 세정 부재(46)의 길이는, 기판(W)의 직경보다 약간 길게 설정되어 있어, 기판(W)의 전체 표면이 동시에 세정된다.
기판(W)의 표면을 세정하는 것과 동시에, 하측 공급 노즐(52)로부터 기판(W)의 이면(하면)에 약액을 공급하면서, 하측 롤 세정 부재(48)를 회전시키면서 상승시켜 회전 중인 기판(W)의 이면에 소정의 압박 하중으로 접촉시킨다. 이에 의해, 약액의 존재하에서, 기판(W)의 이면을 하측 롤 세정 부재(48)로 스크럽 세정한다. 하측 롤 세정 부재(48)의 길이는, 기판(W)의 직경보다 약간 길게 설정되어 있어, 기판(W)의 전체 이면이 동시에 세정된다. 기판(W)의 표면 및 이면이 세정된 후, 상측 공급 노즐(50) 및 하측 공급 노즐(52)로부터 순수가 기판(W)의 표면 및 이면에 공급되고, 기판(W)이 순수로 린스된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상측 롤 아암(42)의 중앙에는 오목부(42a)가 형성된다. 이 오목부(42a) 내에 위치하는 로드셀(54)이 상측 롤 아암(42)에 고정되어 있다. 상측 롤 아암(42)은 승강 기구(60)에 연결되어 있다. 이 승강 기구(60)는 액추에이터로서의 에어 실린더(56)와, 이 에어 실린더(액추에이터)(56)의 구동에 수반하여 승강하고, 연직 방향으로 연장되는 승강 축(57)과, 이 승강 축(57)의 상단부에 연결되고, 수평 방향으로 연장되는 서포트 아암(58)을 갖는다. 이 서포트 아암(58)의 자유 단부에, 후술하는 조정 스크루(83)를 통해, 상측 롤 아암(42)이 연결된다.
상측 롤 아암(42)은 에어 실린더(56)에 의해, 승강 축(57) 및 서포트 아암(58)과 일체로 승강된다. 에어 실린더(56)에는, 에어 실린더(56)의 내부에 공급되는 기체의 압력을 제어하는 압력 조정기로서의 전공 레귤레이터(62)가 연결되어 있다.
기판(W)의 세정 시에는, 상측 롤 아암(42)을 하강시켜, 상측 롤 세정 부재(46)를 기판(W)에 접촉시킨다. 이때, 로드셀(54)에 가해지는 인장 하중이 감소하고, 그 감소한 분이, 상측 롤 세정 부재(46)가 기판(W)에 대해 가한 압박 하중에 더없이 일치한다. 상측 롤 세정 부재(46)가 기판(W)에 대해 가하는 압박 하중, 즉 인장 하중의 감소분은, 로드셀(54)에 의해 측정된다. 측정된 압박 하중에 기초하여, 전공 레귤레이터(62)에 의해, 압박 하중을 조정할 수 있다.
로드셀(54)에 의해 취득된 압박 하중의 측정값은, 표시계(64)를 통하여 하중 제어부(66)에 보내지고, 하중 제어부(66)로부터 제어 신호가 전공 레귤레이터(62)에 보내진다. 이에 의해, 폐루프 제어계가 구성되어 있다. 또한, 하중 제어부(66)에는, 제어반(조작 패널)(30)으로부터 압박 하중의 설정값이 입력된다.
하중 제어부(66)는 압박 하중의 측정값과 압박 하중의 설정값을 비교하고, 그 차를 최소로 하기 위한 전공 레귤레이터(62)의 조작량을 나타내는 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호를 전공 레귤레이터(62)에 보낸다. 전공 레귤레이터(62)는 제어 신호에 기초하여 동작하고, 에어 실린더(56)의 추력을 변화시킴으로써, 기판(W)의 세정 시에 기판(W)에 가해지는 압박 하중을 변화시킨다.
로드셀(54)과 서포트 아암(58)의 자유 단부 사이에, 상측 롤 아암(42)을 틸팅 가능하게 지지하는 틸트 기구(70)가 설치되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 이 틸트 기구(70)는 로드셀(54)에 고정된 브래킷(72)과, 서포트 아암(58)에 연결된 베어링 케이싱(78)과, 브래킷(72)과 베어링 케이싱(78)을 회전 가능하게 연결하는 추축(74)을 구비하고 있다. 브래킷(72)에는, 상측 롤 아암(42)이 연장되는 방향과는 직교하는 방향에서 수평하게 연장되는 관통 구멍이 형성된다. 이 관통 구멍 내부에는 추축(74)이 배치되고, 추축(74)은 브래킷(72)에 고정된다. 서포트 아암(58)의 자유 단부에는, 추축(74)을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링(76)을 설치한 베어링 케이싱(78)이 후술하는 조정 스크루(83)를 통해 연결된다. 이에 의해, 로드셀(54)을 고정한 상측 롤 아암(42)이 추축(74)을 중심으로, 도 4에 도시하는 Y1 방향으로 기우는 것을 허용하는 틸트 기구(70)가 구성된다.
이와 같은 틸트 기구(70)를 통해, 서포트 아암(58)은, 상측 롤 아암(42)에 회전 가능하게 지지되는 상측 롤 세정 부재(46)를 틸팅 가능하게 지지하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상측 롤 세정 부재(46)의 수평 자세를 유지하면서, 기판(W)에 휨이나 기울기, 회전에 의한 덜걱거림 등이 발생하였을 때에, 상측 롤 세정 부재(46)는 기판(W)의 표면의 움직임에 추종할 수 있다. 따라서, 상측 롤 세정 부재(46)는 그 전체 길이에 걸쳐 기판(W)에 균일하게 접촉할 수 있다. 이와 같이, 압박 하중이 균일하게 기판(W)에 가해지므로, 기판 세정 성능을 향상시킬 수 있음과 함께, 기판(W)으로부터의 반발력을 상측 롤 세정 부재(46) 전체로 받아, 압박 하중의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 기판 세정 장치의 개요를 도시하는 종단면도이며, 도 7은 도 6의 기판 세정 장치의 조정 스크루 및 틸트 기구를 도시하는 확대도이다. 또한, 도 8은 도 7의 A-A선 단면도이며, 도 9는 도 7의 종단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 롤 세정 부재(46)는 상측 롤 아암(42)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 롤 세정 부재(46)의 회전축 일단부에는, 롤 세정 부재(46)를 회전시키기 위한 모터(92)가 접속된다. 상술한 바와 같이, 상측 롤 아암(42)의 중앙부에는 로드셀(54)이 고정되어 있고, 당해 로드셀(54)에는, 틸트 기구(70)의 브래킷(72)이 고정되어 있다. 브래킷(72)에 고정된 추축(74)은 베어링(76)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 베어링(76)은 베어링 케이싱(78)에 고정되어 있다. 당해 베어링 케이싱(78)은 조정 스크루(83)에 의해, 서포트 아암(58)의 자유 단부에 연결된다.
조정 스크루(83)는 서포트 아암(58)을 관통하여 연직 방향으로 연장되고, 틸트 기구(70)의 베어링 케이싱(78)에 비틀어 넣어져 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 서포트 아암(58)에 고정된 톱 가이드(88)의 중심에는, 상하 방향으로 연장되는 관통 구멍(88a)이 형성되어 있고, 당해 관통 구멍(88a)에 조정 스크루(83)가 삽입된다. 베어링 케이싱(78)에도, 관통 구멍이 형성되고, 당해 관통 구멍에 암나사부(78b)가 형성된다. 그리고, 조정 스크루(83)의 수나사부(83a)가 암나사부(78b)와 나사 결합됨으로써, 베어링 케이싱(78)이 조정 스크루(83)를 통해 서포트 아암(58)에 연결된다.
조정 스크루(83)는 서포트 아암(58)에 고정된 스크루 서포트(84)(도 6 참조)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 이 스크루 서포트(84)는 조정 스크루(83)의 축부에 형성된 환 형상 오목부(83b)에 느슨하게 끼워 맞추어지는 환 형상 볼록부(84a)를 갖고 있고, 서포트 아암(58)에 나사(89)로 고정된다. 이 스크루 서포트(84)는 조정 스크루(83)가 그 축심 둘레로 회전하는 것을 허용하는 한편, 조정 스크루(83)의 상하 방향의 위치를 고정한다. 조정 스크루(83)의 회전 위치를 고정하기 위한 고정 기구로서, 너트(85)가 조정 스크루(83)에 설치되어 있고, 당해 너트(85)를 체결함으로써, 조정 스크루(83)의 회전 위치가 고정되도록 되어 있다.
서포트 아암(58)에 고정된 톱 가이드(88)의 외면(도 7 및 도 9에서 본 양측면)에는, 베어링 케이싱(78) 및 베어링 케이싱(78)에 연결되어 있는 상측 롤 아암(42)의 상하 방향의 변위를 제한하기 위한 변위 제한 부재로서, 백업 가이드(91)가 고정되어 있다. 백업 가이드(91)의 하단부에는, 내측에 돌출되는 볼록부(91a)가 형성되어 있고, 당해 볼록부(91a)가 베어링 케이싱(78)의 외면에 형성된 오목부(78c) 내에 배치된다. 이 오목부(78c)는 연직 방향으로 소정의 길이를 갖고 있고, 오목부(78c)의 상단부면에 백업 가이드(91)의 볼록부(91a)가 접촉하는 위치가 롤 아암(42)의 연직 방향의 위치의 하한이며, 오목부(78c)의 하단부면에 백업 가이드(91)의 볼록부(91a)가 접촉하는 위치가 롤 아암(42)의 연직 방향의 위치의 상한으로 된다. 여기에 도시한 예에서는, 롤 아암(42)의 높이 조정 폭(상한으로부터 하한까지의 거리)은 ±2㎜, 즉 4㎜로 설정되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 롤 아암(42)을 상방으로 끌어올리고자 할 때는, 먼저 너트(85)를 느슨하게 한다. 그리고, 조정 스크루(83)를 틸트 기구(70)의 베어링 케이싱(78)에 비틀어 넣는 방향(시계 방향)으로 회전시킴으로써, 베어링 케이싱(78)과 서포트 아암(58) 사이의 상대 거리가 줄어들어, 베어링 케이싱(78)에 브래킷(72)과 로드셀(54)을 통해 고정되어 있는 상측 롤 아암(42)이 끌어올려진다. 도 7에 도시한 바와 같이, 베어링 케이싱(78)의 양측면에는, 연직 방향 상방으로 연장되는 연장부(78a)가 형성되어 있고, 이 연장부(78a)와 톱 가이드(88)의 외면이 면 접촉한다. 또한, 백업 가이드(91)와 베어링 케이싱(78)의 외면과도 면 접촉한다. 이와 같은 2개의 면 접촉에 의해, 조정 스크루(83)를 베어링 케이싱(78)에 비틀어 넣고 있을 때에, 롤 아암(42)의 수평 방향 회전이 제한되고, 조정 스크루(83)의 회전량에 따라, 롤 아암(42)이 끌어올려지게 된다.
롤 아암(42)을 내리고자 할 때는, 너트(85)를 느슨하게 한 후에, 조정 스크루(83)를 베어링 케이싱(78)으로부터 인발하는 방향(반시계 방향)으로 회전시킴으로써, 틸트 기구(70)의 베어링 케이싱(78)과 서포트 아암(58) 사이의 상대 거리가 연장되어, 베어링 케이싱(78)에 브래킷(72)과 로드셀(54)을 통해 고정되어 있는 롤 아암(42)이 내려간다. 롤 아암(42)의 상하 방향의 위치 조정이 완료되면, 너트(85)를 체결하여, 조정 스크루(83)의 회전 위치를 고정함으로써, 일련의 위치 조정이 완료된다. 또한, 이와 같은 롤 아암(42)의 높이 조정은, 장치 구동 시나 메인터넌스 시 등에 행해진다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 서포트 아암(58)의 상방으로부터 비틀어 넣어지는 조정 스크루(83)의 회전 동작만으로, 롤 아암(42)의 상하 위치(높이)를 조정할 수 있다. 롤 아암(42)의 상하 방향의 동작을 저해하지 않도록, 조정 스크루(83)의 수나사부(83a)와, 이것이 비틀어 넣어지는 베어링 케이싱(78)의 암나사부(78b) 사이에 그리스 등의 윤활제를 도포해 두는 것이 바람직하다. 또한, 연장부(78a)와 톱 가이드(88)의 외면 사이 및 백업 가이드(91)와 베어링 케이싱(78)의 외면 사이 등에도, 그리스 등의 윤활제를 도포해 두는 것이 바람직하다. 또한, 톱 가이드(88)의 외면과 베어링 케이싱(78)의 연장부(78a)와의 평면도나 평행도 외에, 백업 가이드(91)와 베어링 케이싱(78)과의 평면도나 평행도도 기하 공차를 엄격하게 하여, 적절한 면 접촉을 확보하는 것이 바람직하다.
또한, 도시는 하지 않지만, 틸트 기구(70)가 설치되지 않는 경우에는, 상측 롤 아암(42)에 암나사부를 설치하고, 조정 스크루(83)를 직접 상측 롤 아암(42)에 비틀어 넣도록 해도 된다. 이 경우에도, 조정 스크루(83)는 서포트 아암(58)의 연직 방향 상방으로부터 상측 롤 아암(42)에 비틀어 넣어져, 상측 롤 아암(42)의 상하 방향 위치를 조정한다.
이와 같은 기판 세정 장치에 의하면, 서포트 아암(58)의 상방으로부터 상측 롤 아암(42)에 비틀어 넣어지는 조정 스크루(83)에 의해, 서포트 아암(58)에 대한 상측 롤 아암(42)의 상하 방향에 있어서의 상대 위치를 변위시킬 수 있다. 조정 스크루(83)는 상측 롤 아암(42)의 외부에 배치되어 있으므로, 로드셀(54)을 롤 세정 부재(46)의 중앙에 있는 최적 위치에 설치할 수 있다.
상측 롤 아암(42)의 높이의 최대 조정량은, 조정 스크루(83)의 수나사부(83a)의 길이 및 백업 가이드(91)의 볼록부(91a)가 배치되는 베어링 케이싱(78)의 오목부(78c)의 연직 방향 길이에 의해 결정된다. 따라서, 수나사부(83a) 및 오목부(78c)의 길이를 증가시킴으로써, 종래와 비교하여 대폭으로 최대 조정량을 증가시키는 것이 가능해진다. 도시된 실시 형태에 있어서의 상측 롤 아암(42)의 높이 조정 폭은 ±2㎜이지만, 조정 스크루(83)의 수나사부(83a)의 길이나, 베어링 케이싱(78)의 오목부(78c)의 연직 방향 길이를 바꿈으로써, 롤 아암(42)의 최대 조정량을 용이하게 변경하는 것이 가능하다. 또한, 조정 스크루(83)는 롤 아암(42)으로부터 수평 방향으로 돌출되지는 않으므로, 상측 공급 노즐(50)의 위치나 각도 등의 레이아웃에 영향을 미치지 않아, 당해 상측 공급 노즐(50)의 레이아웃 설계의 제약이 저감된다.
조정 스크루(83)의 서포트 아암(58)에 대한 상대적인 높이(연직 방향의 위치)는 고정되어 있지만, 상측 롤 아암(42), 롤 세정 부재(46) 및 틸트 기구(70)의 서포트 아암(58)에 대한 상대적인 높이(연직 방향의 위치)는 조정 스크루(83)의 조작에 의해 바꿀 수 있다. 본 명세서에서는, 조정 스크루(83)의 조작에 의해, 서포트 아암(58)에 대한 상대적인 높이(연직 방향의 위치)가 바뀌는 복수의 요소를, 총칭하여 롤 어셈블리(95)라고 한다. 이 롤 어셈블리(95)에는, 적어도 롤 아암(42)과 롤 세정 부재(46)가 포함된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 서포트 아암(58)에 고정된 톱 가이드(88)와 베어링 케이싱(78)은, 복수의(예를 들어, 4개) 볼트(86)와, 각각의 볼트(86)에 설치된 스프링(가압 장치)(87)에 의해 연결된다. 볼트(86)는 톱 가이드(88)에 고정되어 있다. 복수의 스프링(87)은 복수의 볼트(86)의 둘레에 배치되어 있고, 각각의 볼트(86)의 헤드부에 의해 지지되어 있다. 스프링(87)의 반발력에 의해, 베어링 케이싱(78)은 서포트 아암(58)을 향하여 가압되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 베어링 케이싱(78)에 고정되어 있는 롤 아암(42)의 덜걱거림이 방지되어, 롤 아암(42)의 자세가 안정된다. 볼트(86)와 스프링(87)은 조정 스크루(83)의 주변에 균등하게 복수 개소 배치되는 것이 안정성의 관점에서 바람직하다. 또한, 볼트(86)의 톱 가이드(88)에의 비틀어 들어감량을 조정함으로써, 스프링(87)의 반발력을 조정하는 것이 가능하다.
또한, 도 2나 도 6에 도시된 바와 같이, 조정 스크루(83)가 서포트 아암(58)으로부터 상방으로 돌출되어 있는 부분에는, 이것을 덮는 방수 커버(90)가 설치된다. 이와 같은 방수 커버(90)를 설치함으로써, 처리액 등이 조정 스크루(83)에 부착되는 것이 방지된다. 조정 스크루(83)에 처리액 등이 부착될 우려가 없는 경우에는, 방수 커버(90)를 생략할 수 있다.
이상 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위 및 명세서와 도면에 기재된 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이 가능하다.
14a∼14d : 연마 장치
16, 18 : 기판 세정 장치
20 : 기판 건조 장치
24 : 기판 반송 유닛
30 : 제어반(조작 패널)
42, 44 : 롤 아암
46, 48 : 롤 세정 부재
54 : 로드셀
56 : 에어 실린더(액추에이터)
60 : 승강 기구
62 : 전공 레귤레이터(압력 조정기)
64 : 표시계
66 : 하중 제어부
70 : 틸트 기구
72 : 브래킷
74 : 추축
76 : 베어링
78 : 베어링 하우징
83 : 조정 스크루
84 : 스크루 서포트
85 : 고정 기구(너트)
86 : 볼트
87 : 가압 장치(스프링)
88 : 톱 가이드
90 : 방수 커버
91 : 변위 제한 부재(백업 가이드)
92 : 모터
95 : 롤 어셈블리

Claims (6)

  1. 기판에 접촉하는 롤 세정 부재 및 상기 롤 세정 부재를 회전 가능하게 지지하는 롤 아암을 적어도 포함하는 롤 어셈블리와,
    상기 롤 어셈블리를 지지하기 위한 서포트 아암과,
    상기 서포트 아암을 관통하여, 상기 롤 어셈블리에 비틀어 넣어지는 조정 스크루와,
    상기 서포트 아암에 대한 상기 조정 스크루의 상하 방향의 상대 위치를 고정하면서, 상기 조정 스크루를 회전 가능하게 지지하는 스크루 서포트를 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤 어셈블리는, 상기 롤 세정 부재를 틸팅 가능하게 하는 틸트 기구를 더 포함하고 있고,
    상기 조정 스크루는, 상기 틸트 기구에 비틀어 넣어져 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 롤 어셈블리를 상기 서포트 아암을 향하여 가압하는 가압 장치를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조정 스크루의 회전 위치를 고정하기 위한 고정 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조정 스크루가 상기 서포트 아암으로부터 돌출되어 있는 부분을 덮는 방수 커버를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  6. 기판을 연마하는 연마 장치와,
    연마된 기판을 세정하는 제1항에 기재된 기판 세정 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
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