JPH08139062A - 基板のスクラビング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、洗浄能力を低下さ
せる事なく半導体基板の中央部分の洗浄も十分に行える
ようにするにある。 【構成】 基板(1)の周縁が嵌まり込むクラン
プ溝(4)が凹設されており、前記クランプ溝(4)を構成す
る洗浄側係止突条部分が基板(1)の洗浄面(1a)より内側
に位置する基板係止用爪体(5)となっている基板チャッ
ク(6)と、基板(1)の洗浄面(1a)の中央部分から端部にか
けて接触し、基板(1)の洗浄面(1a)を洗浄する回転円筒
ブラシ(3)と、基板(1)の中央部分から端部にかけての洗
浄ライン(L)に対して回転円筒ブラシ(3)の接触高さを調
整する接触高さ調整部(53)と、基板チャック(6)を基板
(1)に平行な面内で回転させる回転機構(8)とで構成され
た事を特徴とする。

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、その洗浄面である上面全面を円筒ブラシで洗
浄するスクラビング装置に関する。

【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も
十分に行われるようになって来たのであるが、次のよう
な問題を抱えている。

【０００５】半導体基板(100)の表面(100b)には、前述
のように微細回路が密に形成されているので、裏面洗浄
のために表面(100b)を利用する事ができない。従って、
半導体基板(100)の周縁部のみを把持爪(101)にてチャッ
クし、半導体基板(100)の中央部分を支持しない状態で
洗浄しなければならない。処が、半導体基板(100)の端
部を把持する従来の把持爪(101)は、その一部が半導体
基板(100)の洗浄面(100a)より外側に突出する為に、図
２４のように面積の小さいディスク型のブラシ(102)し
か使用することが出来ず、洗浄能力が低いという問題が
あった。

【０００６】そこで、図２５、２６に示すように、基板
(100)の一端から他端にかけて配設された回転円筒ブラ
シ(3')により、基板(100)を回転させて裏面(100a)の洗
浄を行う事にした。この場合、回転円筒ブラシ(3')の回
転と基板(100)の回転により、デスクブラシ(102)の場合
と違って洗浄能力を飛躍的に高める事が出来たが、回転
円筒ブラシ(3')の接触圧力によって基板(100)が反対側
に反ったり、基板(100)と回転洗浄ブラシ(3')との平行
度が不十分で基板(100)の中央部分への回転円筒ブラシ
(3')の接触が不十分である等の理由により基板(100)の
中央部分の洗浄度が周縁部分の洗浄度に比べて悪いとい
う問題が生じた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明装置の解決課題
は、洗浄能力を低下させる事なく半導体基板の中央部分
の洗浄も十分に行えるようにするにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスクラ
ビング装置は、『基板(1)の周縁が嵌まり込むクランプ
溝(4)が凹設されており、前記クランプ溝(4)を構成する
洗浄側係止突条部分が基板(1)の洗浄面(1a)より内側に
位置する基板係止用爪体(5)となっている基板チャック
(6)と、基板(1)の洗浄面(1a)の中央部分から端部にかけ
て接触し、基板(1)の洗浄面(1a)を洗浄する回転円筒ブ
ラシ(3)と、基板(1)の中央部分から端部にかけての洗浄
ライン(L)に対して回転円筒ブラシ(3)の接触高さを調整
する接触高さ調整部(53)と、基板チャック(6)を基板(1)
に平行な面内で回転させる回転機構(8)とで構成され
た』事を特徴とする。

【０００９】これにより、裏面洗浄時に基板(1)に洗浄
圧力が加わって基板(1)が反対方向に撓んだり、設定時
の基板(1)と回転洗浄ブラシ(3)との平行度が不十分であ
ったとしても接触高さ調整部(53)の作用により、基板
(1)の洗浄面(1a)の洗浄ライン(L)に対する回転円筒筒ブ
ラシ(3)の支持高さ調整されて常に平行度が保たれる事
になり、基板(1)の中央部分から周縁に掛けて均一に回
転円筒ブラシ(3)が接触することになり、洗浄面(1a)の
全面において洗浄ムラが生じるというような事がない。

【００１０】請求項２に記載のスクラビング装置(A)
は、『周縁下部係止面(4b)が基板(1)の下面より下方に
延長している』事を特徴とするもので、これにより、上
から回転円筒ブラシ(3)を強く押圧して基板(1)が下方に
若干ずれたとしても基板(1)の周縁の下部テーパ部がな
お前記周縁下部係止面(4b)から離脱せず、基板洗浄を安
全に行うことが出来る。

【００１１】請求項３に記載のスクラビング装置(A)は
『洗浄後の基板(1)に帯電している静電気を除電する除
電装置(J)が、基板洗浄部又は／及び基板移送路に設置
されている』事を特徴とするもので、これによれば、洗
浄時には基板(1)に回転円筒ブラシ(3)や洗浄液が接触
し、洗浄後は基板(1)を高速回転させて脱水乾燥する
が、この時、回転円筒ブラシ(3)や洗浄液（特に洗浄液
が純水の場合に顕著である。）又は室内空気と基板(1)
が接触する事によって静電気が基板(1)に帯電する事が
あるが、これにより、前記静電気を除電手段にて効果的
に除電する事ができ、空気中の浮遊塵を吸着することが
なく、洗浄後の清浄な状態を保つ事ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明方法並びにその装置を実施例と
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。

【００１３】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。尚、移送ロボット(C)の設置部署には除塵手
段(J)としての紫外線発生ランプが設置されている。紫
外線発生ランプの作用については後述する。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。

【００１４】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、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。

【００１５】図６は、基板(1)の下面の洗浄面(1a)を回
転ブラシ(3)にて洗浄する場合で、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又は近接
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
周縁上部係止面(4b)とで構成されている。図６の実施例
では、周縁上部係止面(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
周縁は周縁上部係止面(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
の下部テーパー部分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(1c)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。

【００１６】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。

【００１７】基板チャック(6)はローラ取付ブロック(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)のローラ取付ブロック(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、スライド部(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。

【００１８】基板チャック(6)の拡縮スライドは、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(14)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(1
5)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。

【００１９】ロック機構(H)は、ここでは主要構成要件
ではないので、簡単に説明しておく。本実施例では、基
板(1)が基板チャック(6)にロックされて回転するため、
基板チャック(6)のロックを行うロック機構(H)は、基板
チャック(6)の慣性モーメントを出来るだけ小さくする
ためにコンパクトで重量の小さいものがよい。そこで、
ローラ取付ブロック(70a)に隣接して設けられているロ
ック部(70c)にスライド孔(71a)と同軸のロック用通孔(7
1c)を穿設し、且つこのロック用通孔(71c)にスリット
（図示せず）を設け、緊締時には前記スリットが閉じる
ようにロック用通孔(71c)を締付める事によってロック
用通孔(71c)内に挿入された拡縮ガイド(12)のスライド
部(12a)を締付固定し、開放時には前記スリットが開く
ようにロック用通孔(71c)を緩めてロック用通孔(71c)内
に挿入されたスライド部(12a)が容易にロック用通孔(71
c)内をスライドするようにしている。

【００２０】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
させられる様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(24)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。

【００２１】(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。

【００２２】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。

【００２３】(36)は円筒ブラシ(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(2
9)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)が取付られている。このブラシ取付部材(39)の
先端部分には、接触高さ調整部(53)が設けられている。

【００２４】接触高さ調整部(53)は、円筒ブラシ(3)の
基板(1)からの接触高さを調整して円筒ブラシ(3)の全体
が基板(1)の接触ライン(L)に対して方当たりとないよう
にするためのものである。図７にその第１実施例を示
す。図７の実施例では、ブラシ取付部材(39)は、アーム
部(39a)と取付部(39b)とに分かれ、取付部(39b)の間に
円筒ブラシ(3)が回転自在に取り付けられている。取付
部(39b)には一対のスライドシャフト(56)が立設されて
おり、アーム部(39a)にスライド自在に挿通されてい
る。スライドシャフト(56)の間にはバネ(55)が配設され
ており、取付部(39b)をアーム部(39a)から離間する方向
に押圧付勢している。前記スライドシャフト(56)の先端
にはストッパ(57)が設けられており、取付部(39a)の脱
落を防止している。

【００２５】取付部(39a)に取り付けられた円筒ブラシ
(3)の回転軸(40)にブラシ従動プーリ(41)が設置されて
おり、前記ブラシ従動プーリ(41)とブラシ駆動モータ(4
4)のブラシ駆動プーリ(43)との間にブラシ駆動ベルト(4
2)が懸架され、ブラシ駆動プーリ(43)の回転力が円筒ブ
ラシ(3)に伝わるようになっている。このブラシ駆動ベ
ルト(42)にはテンションプーリ(58)が当接してブラシ駆
動ベルト(42)に張力を付与し、取付部(39b)が移動した
ときにブラシ駆動ベルト(42)に緩みが発生しないように
している。

【００２６】接触高さ調整部(53)の第２実施例は図８の
ようなもので、スポンジやゴムのような弾性支持体(59)
を介してリング状の円筒ブラシ(3)を回転軸(41)に装着
した例である。接触高さ調整部(53)は、前述のような構
造のものに限られず、ブラシ取付部材(39)の長さをネジ
などで調節するようにしてもよく、円筒ブラシ(3)が基
板(1)の洗浄ライン(L)に対して平行に設置されていない
場合や、基板(1)が洗浄時の押圧力によって撓み、円筒
ブラシ(3)の基板(1)の洗浄ライン(L)に対する平行度が
損なわれた場合に、自動的又は手動で平行度の調整を行
う事が出来るような構造のものは全て含まれる事にな
る。

【００２７】円筒ブラシ(3)は、図３から分かるよう
に、基板(1)の半径より若干長いもので、その一端は基
板(1)の中心点を若干越え、他端は基板(1)の周縁を若干
越えて設置されている。また、円筒ブラシ(3)の接触部
分の材質は、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。

【００２８】(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)上に滴下してくる洗浄流体を排
出する働きを持つ。(46)は洗浄液噴射ノズルで、洗浄液
噴射ノズル(46)の先端部から円筒ブラシ(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、超純水を背圧
形成用流体(2)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ガスなどを含んだ導電率を一度
下げた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。

【００２９】(7)は円筒ブラシ(3)の直上に配置されるパ
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)は円筒ブラシ(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、円筒ブラシ
(3)の長手方向に沿って多数一列に形成してもよいし、
スリット上に形成しても良い。本実施例ではパドル(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)に沿って背圧用又は洗浄用
の流体が流出するようになっている。前述のように、背
圧用又は洗浄用流体は、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。

【００３０】(49)はパドル(7)内に取り付けられた変位
センサーで、比較器(50)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(50)の
出力がドライバ(51)に入力され、圧力調整器(52)を駆動
して流体噴出口(7a)から吹き出される流体(2)の吹き出
し圧が調整される。(52a)は気体供給源である。そのブ
ロック回路を図２３に示す。前記流体(2)は変位センサ
(49)の出力に対応してその吹き出し圧力を制御するよう
にしてもよいし（この場合は背圧用としての用途にな
る。）、変位センサ(49)とその制御機器を取り外し、基
板(1)のパターン面(1b)側に裏面(1a)の洗浄液が回り込
む事を防止するための単なる洗浄液噴射用としてもよ
い。

【００３１】次に、洗浄部(E)や移送ロボット(C)の設置
部署に除電装置(J)が必要に応じて設置されるが、除電
装置(J)としては、本実施例では重水素ランプ、水銀ラ
ンプ、バリアランプなどのランプ類が使用される。（勿
論、除電手段はこれに限られず、コロナ放電を用いた
イオナイザによる除電、アイソトープによる除電、
電子線照射による除電、プラズマ除電、軟Ｘ線照射
による除電なども適用可能であるがランプ類の使用が最
も手軽であり、且つ使用に際して有害塵埃を発生する事
もない。）ここでは、紫外線を放出する前記ランプを利
用してダストフリーにて除電する。

【００３２】前記ランプ(J)は、紫外線を放出するもの
であるが、紫外線の波長が短い場合は照射部分の周囲の
ガスをイオン化して基板(1)の除塵面(1a)を電気的に中
和する事になる。波長の長い紫外線では、光電子を発生
させる（即ち、紫外線は、そのガラス封管から光電子を
発生し、それによって基板(1)の正のチャージを消し、
更に前記紫外線が帯電体{＝基板(1)}に当たって帯電体
(1)自体が光電子を発生させる事によって負のチャージ
を消去する）事により除電する。水銀ランプの場合は、
超高圧、高圧及び低圧の３種類があるが、短波長の紫外
線を利用する場合は、低圧水銀ランプが適当である。従
って、紫外線による除電は、帯電している基板(1)に直
接照射する事が重要であり、且つ光電子発生はエネルギ
が大きいほど大きいので、波長は短く照射強度が大きい
方がよい。

【００３３】次に、本発明の第１実施例の作用を図１及
び図９〜１１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、図９に示すように、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。

【００３４】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)の周縁下部係止面(4b)に接触し、
周縁下部係止面(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(1a)より下側に突出しないようにな
っている。

【００３５】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、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又は洗浄用の
流体(2)を噴出し、基板(1)の背圧面(1b)上に背圧をかけ
たり、又は単にパターン面(1b)の洗浄液の回り込み防止
の洗浄を行う。

【００３６】一方、円筒ブラシ(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
のとき、前述のように円筒ブラシ(3)は、ハーフサイズ
であり、その一端は基板(1)のほぼ中央に位置してお
り、他端は基板(1)の周縁に位置しているので、基板(1)
の中央部分が円筒ブラシ(3)の接触圧力により若干撓ん
だり、円筒ブラシ(3)と基板(1)の洗浄ライン(L)との平
行度が不十分であったとしても接触高さ調整部(53)によ
り前記平行度が調整され、基板(1)の中央部分の洗浄も
十分行われる事になる。更に言えば、例えば、円筒ブラ
シ(3)と基板(1)の洗浄ライン(L)において、基板(1)の中
央部分が撓んで円筒ブラシ(3)の他端と基板(1)の周縁と
の間隙高さに対して、円筒ブラシ(3)の一端と基板(1)の
中央部分との間隙高さが大きくなった場合、基板(1)の
中央部分に対する円筒ブラシ(3)の一端の接触圧力より
他端の周縁に対する接触圧の方が大きくなり、中央部分
より周縁部分の洗浄のほうがよく行われる事になる。し
かしながら、接触高さ調整部(53)により、周縁側である
円筒ブラシ(3)の他端側を基板(1)側から離間させ、中央
部分側である一端側を基板(1)側に寄せる事により両者
(1)(3)との間隙を調整し、円筒ブラシ(3)が基板(1)の接
触ライン(L)全長にわたった均一に接触するように調整
する事になる。

【００３７】このような間隙調整と同時又は相前後して
洗浄液噴射ノズル(46)から洗浄液が円筒ブラシ(3)に向
かって噴射され、円筒ブラシ(3)が濡らされ且つ円筒ブ
ラシ(3)がブラシ駆動モータ(44)の回転によって回転
し、洗浄面(1a)を洗浄する。又、円筒ブラシ(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)は円筒ブラシ(3)と洗浄ライン(L)
において全長にわたって均一に線接触し、且つその平面
内で回転するので、円筒ブラシ(3)により全面が均一に
高速洗浄される事になる。

【００３８】図６に示すように円筒ブラシ(3)の他端は
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。パドル(7)か
ら噴射される背圧用又は洗浄用の流体(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(1
1)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。

【００３９】このようにして基板(1)の洗浄面(1a)を円
筒ブラシ(3)にて洗浄するのであるが、パドル(7)に設け
られた変位センサ(49)を使用する場合、基板(1)と変位
センサ(49)との間を常に変位センサ(49)がセンシングし
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
事ができるので、基板(1)をフラットな平面状態にして
洗浄する事が出来る。

【００４０】パドル(7)と円筒ブラシ(3)の関係を見る
と、図４に示すようにパドル(7)の流体噴出口(7a)は円
筒ブラシ(3)に沿って細長く伸びており、線状に流体(2)
をパターン面(1b)に流せるようになっている。流体(2)
にて背圧を掛けるようにした場合には、周縁のみが自動
調芯クランプ溝(4)のよって保持され、浮揚状態に保持
されている基板(1)の洗浄面(1a)を圧力をかけて円筒ブ
ラシ(3)にて洗浄する事が出来るものである。

【００４１】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、円筒ブラシ(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、円筒ブラシ(3)の回転を止める。

【００４２】これと同時にパドル(7)からの流体(2)の噴
出を止め、続いてパドル(7)を上方に移動させ、基板(1)
への背圧の印加を停止する。勿論、洗浄液噴射ノズル(4
6)の噴射も停止される事になる。円筒ブラシ(3)の基板
(1)からの離間及びパドル(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。

【００４３】洗浄中には例えば純水のような洗浄液がや
回転ブラシ(3)が基板(1)に接触し、また、乾燥中には基
板(1)を高速回転させるので室内の空気と接触して静電
気が帯電する可能性があり、乾燥中及び乾燥後も除電装
置(J)にて紫外線を基板(1)に照射しておく事により、前
述のメカニズムで基板(1)の除電が行われる。

【００４４】このように、基板(1)の乾燥並びに除電が
行われた後、基板チャック(6)の回転速度が次第に落
ち、位置決めセンサ(23a)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)に嵌め込んで回転上部ハウジング(10)を所
定の位置で停止させ、続いてロック用ブロック(70c)の
緊締を解除してロック用通孔(71c)の締め込みからスラ
イド部(70a)を開放し自由にスライド出来るようにす
る。

【００４５】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。

【００４６】一方、基板チャック(6)の解除に先立っ
て、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。

【００４７】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が、ホ
ームポジションに除電装置(J)である紫外線発生ランプ
が設置されていて移送中に室内空気との摩擦によって発
生した基板(1)の静電気を除電するようになっている。

【００４８】除電された基板(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。

【００４９】以上のようにして、基板(1)の洗浄面(1a)
を下に向け、ハーフサイズの円筒ブラシ(3)で洗浄する
場合を説明したが、洗浄方法はこれに限られず、基板
(1)の種類又は現場の要請により、図１２〜１７に示す
ように基板(1)の洗浄面(1a)を上に向けて洗浄する場合
や図１８〜２２に示すように表裏両面の洗浄を行う場合
もある。この場合を簡単に説明する。

【００５０】第２実施例はハーフサイズの円筒ブラシ
(3)が基板(1)の上方に配設された例で、円筒ブラシ(3)
はブラシ昇降アーム(37)間に架設されており、ブラシ昇
降アーム(37)には第１実施例と同様に接触高さ調整部(5
3)が設けられている。そして、パドル(7)は逆に基板(1)
の下方配設されていて基板(1)の下面［パターン面(1
b)］に流体(2)を吹き付けるようになっている。この場
合は円筒ブラシ(3)が回転上部ハウジング(10)に収納さ
れていないので、回転上部ハウジング(10)の軽量化が図
られる。その他の機構は第１実施例と同じである。

【００５１】第２実施例の作用に付いて説明すれば、円
筒ブラシ(3)は前述のように基板(1)の上方に待機してお
り、円筒ブラシ(3)を両端支持するブラシ昇降アーム(3
7)の作動により降下して基板(1)の洗浄面(1a)に接触す
ると共に回転し、且つ基板(1)が回転して洗浄液噴射ノ
ズル(46)から噴射された洗浄液にて洗浄面(1a)を洗浄す
る。本発明における基板(1)の洗浄面(1a)は、基板(1)の
上面であるから、洗浄液は基板(1)の洗浄面(1a)上を中
心から外周方向に流れて行くが、洗浄液が洗浄面(1a)上
に溜まるので洗浄液の供給量は下面洗浄の場合と比べて
少なくてよい。

【００５２】第２実施例における自動調芯クランプ溝
(4)は、極くわずか基板(1)の周縁の上テーパ部分(1d)に
係止する爪体(5)と、基板(1)の周縁の下テーパ部分(1c)
全体に係合し、更に下テーパ部分(1c)よりも下側に延び
ている周縁下部係止面(4b)とで構成されているので、基
板(1)の洗浄面(1a)に円筒ブラシ(3)を強く押圧させて洗
浄しても、基板(1)の周縁の下テーパ部分が周縁下部係
止面(4b)に強く押圧されるだけであり、基板(1)がクラ
ンプ溝(4)から脱落するような事がない。

【００５３】第３実施例はハーフサイズの円筒ブラシ
(3)を上下に対向させて配設し、基板(1)の両面を洗浄す
る例で、図１８〜２２にその例を示す。この場合、両面
洗浄用の基板チャック(6)はそのクランプ部が基板(1)よ
りも薄く形成されており、クランプ部の内周に自動調芯
クランプ溝(4)が形成されており、爪体(5)の基板係止用
爪(5a)、(5b)によって基板(1)の周縁のテーパー部分が
チャックされるようになっている。この場合も勿論、昇
降可能な円筒ブラシ(3a)(3b)を支持するブラシ取付部材
(39)並びにブラシ昇降アーム(37)には接触高さ調整部(5
3)が設けられており、円筒ブラシ(3a)(3b)の基板(1)へ
の接触状態を調整するようになっている。

【００５４】洗浄完了後、基板(1)が移送ロボット(C)に
よって引き取られると、基板(1)は移送ロボット(C)によ
ってアンローダ(D)に移送され、アンローダ(D)に設置さ
れたカセット(54)の空き部分に挿入され、これにより基
板(1)の両面洗浄が終了する。この場合は基板(1)の両面
に紫外線を照射するために、除電装置(J)が基板(1)の両
側に設置される事になる。

【００５５】

【発明の効果】以上により、本発明装置は、そのほぼ全
周が基板チャックに保持されている基板を洗浄する場合
において、回転円筒ブラシ面が洗浄面の中央部分から端
部にかけて接触するようにし、接触高さ調整部によって
基板の中央部分から端部にかけての洗浄ラインに対して
回転円筒ブラシの接触高さを調整するようになっている
ので、裏面洗浄時に基板が撓んだり、基板と回転洗浄ブ
ラシとの平行度が不十分であったとしても基板の洗浄面
の洗浄ラインに対する回転円筒筒ブラシの支持高さ調整
されて常に平行度が保たれる事になり、基板の中央部分
から周縁に掛けて均一に回転円筒ブラシが接触すること
になり、洗浄面の全面において洗浄ムラなく洗浄出来る
という利点がある。

【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】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】本発明の第１実施例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】本発明の接触高さ調整部の第１実施例の部分拡
大図

【図８】本発明の接触高さ調整部の第２実施例の部分拡
大図

【図９】本発明の第１実施例における洗浄部の基板供給
前の状態を示す概略断面図

【図１０】本発明の第１実施例における洗浄部の基板供
給時の概略断面図

【図１１】本発明の第１実施例における洗浄部の洗浄状
態を示す概略断面図

【図１２】本発明の第２実施例の部分拡大正面図

【図１３】図１２の直角方向の部分拡大断面図

【図１４】本発明の第２実施例における洗浄部の基板供
給時の概略断面図

【図１５】本発明の第２実施例における洗浄部の基板供
給時の概略断面図

【図１６】本発明の第２実施例における洗浄部の洗浄状
態を示す概略断面図

【図１７】本発明の第２実施例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１８】本発明の第３実施例における洗浄部の両面洗
浄状態を示す概略断面図

【図１９】本発明の両面洗浄における洗浄部の基板供給
前の状態を示す概略断面図

【図２０】本発明の両面洗浄における洗浄部の基板供給
後の概略断面図

【図２１】本発明の両面洗浄における洗浄部の洗浄状態
を示す概略断面図

【図２２】本発明の両面洗浄面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２３】本発明に使用された変位センサーのブロック
回路図

【図２４】従来の洗浄装置の概略図

【図２５】他の従来例の断面図

【符号の説明】

(1)…基板 (1a)…
洗浄面 (1b)…洗浄面とは反対側の面 (2)…流
体 (3)…円筒ブラシ (4)…ク
ランプ溝 (5)…基板係止用爪体 (6)…基
板チャック (8)…回転機構 (53)…
接触高さ調整部 (L)…洗浄ライン

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の周縁が嵌まり込むクランプ
   溝が凹設されており、前記クランプ溝を構成する洗浄側
   係止突条部分が基板の洗浄面より内側に位置する基板係
   止用爪体となっている基板チャックと、基板の洗浄面の
   中央部分から端部にかけて接触し、基板の洗浄面を洗浄
   する回転円筒ブラシと、基板の中央部分から端部にかけ
   ての洗浄ラインに対して回転円筒ブラシの接触高さを調
   整する接触高さ調整部と、基板チャックを基板に平行な
   面内で回転させる回転機構とで構成された事を特徴とす
   るスクラビング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスクラビング装
   置において、周縁下部係止面が基板の下面より下方に延
   長している事を特徴とするスクラビング装置。
3. 【請求項３】 洗浄後の基板に帯電している静電
   気を除電する除電装置が、基板洗浄部又は／及び基板移
   送路に設置されている事を特徴とする請求項１又は２に
   記載のスクラビング装置。