JP3380671B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents
基板洗浄装置Info
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Description
晶ガラス基板などの薄板状基板(以下、「基板」と称す
る)を回転させて洗浄処理を行う基板洗浄装置に関す
る。
塗布、露光、現像などの諸処理が順次施されて、所望の
基板処理が行われる。この際に、基板にパーティクルな
どが付着して汚染されていると、処理済み基板の特性が
著しく劣化するため、上記のような基板洗浄装置は、洗
浄ブラシ、超音波洗浄ノズル、高圧洗浄ノズルなどの洗
浄手段を使用して、基板を洗浄する。当該洗浄手段は、
基板を載置する回転台の外部に回動軸を有するアームの
先端に設けられている。そして、洗浄手段は、当該アー
ムの回動によって、洗浄処理の前後においては、基板の
移載を妨害しないように回転台の外部に待避し、洗浄処
理中は、基板面の上方に位置するようにされている。
め、複数の上記洗浄手段を備えた基板洗浄装置が存在す
る。このような基板洗浄装置においては、当該複数の洗
浄手段が順次基板の上方に移動して洗浄処理を行うよう
に構成されている。
板洗浄装置においては、複数の洗浄手段を順次移動させ
るためのインターロックを設ける必要があり装置構成が
複雑になるとともに、1つの洗浄手段が処理を行ってい
るときに他の洗浄手段を回転台の外部に待避させること
を繰り返しているため、洗浄処理の時間が長くなり、処
理効率が低下していた。
上方に移動させ、処理を行わせるようにすると、基板の
中心部近傍において、当該複数の洗浄手段が相互に干渉
するため、基板面の中心部近傍の洗浄が困難となる。最
終製品としての基板においては、基板面の中心部は周端
部よりも重要な位置であり、基板面の中心部近傍の洗浄
が行えないと歩留まりが低下するという問題が生じる。
構成で処理効率が高く、基板面の中心近傍も洗浄可能な
基板洗浄装置を提供することを目的とする。
め、請求項1の発明は、基板を回転させつつ洗浄処理を
行う基板洗浄装置であって、(a) 前記基板を載置して回
転させる回転台と、(b)回転中の前記基板の主面に当接
または所定の間隔を隔てて近接して、前記基板を洗浄す
る洗浄ブラシと、(c) 回転中の前記基板の主面に洗浄液
を吐出して、前記基板を洗浄する洗浄ノズルとを備え、
前記洗浄ブラシと前記洗浄ノズルとを互いに独立に移動
可能とし、前記洗浄ノズルを前記洗浄液の吐出方向が前
記基板の主面と所定の角度を有するように傾斜させると
ともに、前記洗浄ブラシの移動軌跡と、前記洗浄ノズル
からの前記洗浄液の着液地点の軌跡とが、前記基板の略
回転中心において点接触するほかは相互に横切らないよ
うに設定されており、前記洗浄ノズルが前記基板の略中
心に前記洗浄液を吐出しつつ前記洗浄ブラシによって前
記基板の略中心を洗浄する動作状態において、前記洗浄
ブラシと前記洗浄ノズルとが干渉することなく、両軌跡
が点接触する。
に係る基板洗浄装置において、前記洗浄ブラシを、前記
回転台の外部に設けられた第1の軸を中心として回動可
能にし、前記洗浄ノズルを、前記回転台の外部に設けら
れた第2の軸を中心として回動可能にし、前記洗浄ブラ
シ又は前記洗浄ノズルの回動範囲を規制することによ
り、前記洗浄ブラシおよび前記洗浄ノズルのそれぞれの
回動軌跡が相互に横切らないようにする回動規制手段を
さらに備えている。
つつ洗浄処理を行う基板洗浄装置であって、(a) 前記基
板を載置して回転させる回転台と、(b) 回転中の前記基
板の主面に洗浄液を吐出して、前記基板を洗浄する複数
の洗浄ノズルとを備え、前記複数の洗浄ノズルを相互に
独立に移動可能とし、前記複数の洗浄ノズルのうちのす
べてかあるいは1本以外を前記洗浄液の吐出方向が前記
基板の主面と所定の角度を有するように傾斜させるとと
もに、前記複数の洗浄ノズルからの前記洗浄液の着液地
点の軌跡が前記基板の略回転中心において点接触するほ
かは相互に横切らないように設定している。また、請求
項4の発明は、基板を回転させつつ洗浄処理を行う基板
洗浄装置において、(a) 前記基板を載置して回転させる
回転台と、(b) 回転中の前記基板の主面に当接または所
定の間隔を隔てて近接し、第1の回転軌跡に沿って移動
しつつ前記基板を洗浄する洗浄ブラシと、(c) 第2の回
転軌跡に沿って移動しつつ、回転中の前記基板の主面に
洗浄液を吐出して、前記基板を洗浄する洗浄ノズルと、
を備え、前記洗浄ブラシと前記洗浄ノズルとは互いに独
立に移動可能であり、前記洗浄ノズルを前記洗浄液の吐
出方向が前記基板の主面と所定の角度を有するように傾
斜させるとともに、前記第1と第2の回転軌跡が、相互
に交差せずに前記基板の中心付近を通過する2つの円弧
上にそれぞれ設定され、前記基板の略中心について、前
記洗浄ノズルから傾斜して吐出された洗浄液の着液と、
前記洗浄ブラシによる洗浄との双方が可能である。
実施の形態について詳細に説明する。
基板洗浄装置(スピンスクラバー)SSを示す模式図で
ある。この回転式基板洗浄装置SSにおいては、回転台
1の上面に設けられた基板支持部材3によって基板Wが
支持されている。また、当該回転台1は図示を省略する
モータとモータ軸2によって連結されており、回転軸1
aを中心として回転駆動される。そして、回転台1の回
転駆動にともなって基板Wも回転軸1aを中心として回
転される。
Wに洗浄ブラシ20が当接またはわずかの間隙を保って
近接することによって行われる。洗浄ブラシ20は、ブ
ラシアーム25の垂下部25aに取り付けられており、
当該ブラシアーム25は、パルスモータ40とエアシリ
ンダ60によって回動動作および上下移動が可能となっ
ている。すなわち、支持ブロック65がパルスモータ4
0のモータ軸41にスプライン嵌合されるとともに、エ
アシリンダ60のピストン61に接続されている。ここ
で、ピストン61と支持ブロック65とは、その支持ブ
ロック65がパルスモータ40によって回動軸40aを
中心として回動可能なように接続されている。そして、
支持ブロック65の上面には支持ロッド26が鉛直方向
に立設され、当該支持ロッド26の上端にはブラシアー
ム25の水平部25bが固定接続されている。したがっ
て、エアシリンダ60およびパルスモータ40によって
支持ブロック65が上下移動および回動が可能であり、
それにともなってブラシアーム25が上下移動および回
動軸40aを中心に回動する。
0による洗浄に加えて超音波洗浄ノズル30からの洗浄
液吐出が行われている。この超音波洗浄ノズル30は、
超音波振動子を備えたノズルであり、当該超音波振動子
によって洗浄液に超音波を照射することにより洗浄処理
能力を高めている。超音波洗浄ノズル30はノズルアー
ム35の先端に設けられており、当該ノズルアーム35
は上記ブラシアーム25と同様の構成によって上下移
動、回動動作が可能とされている。すなわち、ノズルア
ーム35に固定接続された支持ロッド36が立設された
支持ブロック75が、パルスモータ50のモータ軸51
にスプライン嵌合されるとともにエアシリンダ70のピ
ストン71に接続されている。そして、ピストン71と
支持ブロック75とは、当該支持ブロック75が回動軸
50aを中心として回動可能に接続されている。したが
って、ブラシアーム25と同様に、ノズルアーム35も
エアシリンダ70によって上下移動するとともに、パル
スモータ50によって回動軸50aを中心として回動動
作を行う。なお、上記の支持ブロック65、75を上下
移動させる手段としては、エアシリンダに限定されるも
のではなく、電磁アクチュエータなどを使用してもよ
い。
の方向が基板Wに対して所定の角度を有するように、ノ
ズルアーム35に設けられている。図2は、超音波洗浄
ノズル30が保持される様子を説明する図である。ノズ
ルアーム35の先端には3つのネジ穴35aが鉛直方向
に沿って設けられており、そのうちの2つを使用してノ
ズル保持部材37が保持されている。すなわち、ノズル
保持部材37に2つの長孔37aが設けられており、図
2に示す例では、2本のネジ38が当該長孔37aを挿
通して3つのネジ穴35aのうちの下側の2つに螺着さ
れることにより、ノズル保持部材37が保持されてい
る。
bが設けられており、超音波洗浄ノズル30が長孔37
bの所望の位置においてナット32によって締結されて
いる。このときに超音波洗浄ノズル30は、その吐出方
向が基板Wの主面に対して所定の角度を有するように保
持されている。以上のような構成により、超音波洗浄ノ
ズル30の位置および角度が調整可能とされている。
液を供給するケーブル31が接続されており、当該ケー
ブル31から供給された洗浄液が超音波洗浄ノズル30
の内部で超音波を照射された後、超音波洗浄ノズル30
から吐出され、その吐出された洗浄液は、基板W上にお
ける洗浄ブラシ20が当接する近傍に着液する。
処理中に基板Wおよび回転台1から飛散した洗浄液を回
収するカップ10が配置されている。また、ブラシアー
ム25を駆動するパルスモータ40およびエアシリンダ
60並びにノズルアーム35を駆動するパルスモータ5
0およびエアシリンダ70は、制御部80に電気的に接
続されている。制御部80は、CPU81とメモリ82
とを備えており、回転式基板洗浄装置SSに設けられた
入力パネル85から入力された処理プログラムがメモリ
82に記憶され、CPU81はそのプログラムにしたが
ってパルスモータ40、50およびエアシリンダ60、
70に指令を与え、その動作を制御する。このときに、
ブラシアーム25およびノズルアーム35は、制御部8
0によって相互に独立に駆動される。
るブラシアーム25およびノズルアーム35の動作につ
いて説明する。図3は、ブラシアーム25およびノズル
アーム35の動作を説明する平面図である。
浄装置SSでは、図3に示すように、ブラシアーム25
の先端の回転軌跡とノズルアーム35の先端の回転軌跡
とが交差するため、当該両アームが相互に干渉しないよ
うに制御部80のCPU81がブラシアーム25の回動
範囲を規制している。すなわち、ブラシアーム25は、
基板Wの回転中心近傍を洗浄可能な位置(図3中の実線
で示す位置)から基板移載時などにおける待避位置(図
3中の二点鎖線で示す位置)までの範囲で回動可能なよ
うに制御されている。
線で示す位置の間で回動可能であり、洗浄処理中は基板
Wの回転中心付近に洗浄液を供給する図3中の実線で示
す位置と、基板Wの周縁部との間を回動する。なお、こ
のときに、超音波洗浄ノズル30は、その吐出方向が基
板Wの主面に対して所定の角度を有するように保持され
ているため、吐出された洗浄液は基板Wの回転中心近傍
を洗浄することが可能である。
波洗浄ノズル30とを同時にまたはタイムラグを設けず
連続的に使用しても、移動中に相互に干渉することな
く、基板の回転中心近傍を洗浄することが可能となる。
このため、インターロックを設ける必要がなくなり装置
構成が簡略化される。また、洗浄ブラシと洗浄ノズルと
を同時にまたはタイムラグを設けず連続的に使用して洗
浄した結果、処理時間が短縮化されて処理効率が向上す
る。
25の回動範囲を制御していたが、ブラシアーム25を
回動自在とし、ノズルアーム35の回動範囲を制御する
ようにしてもよい。また、上記回転式基板洗浄装置SS
は、超音波洗浄ノズル30を適用していたが、これを後
述する高圧洗浄ノズルとしてもよい。
25の回動範囲を制御部80によって電気的に規制して
いたが、アームにストッパーなどを設けて機械的に回動
範囲を規制するようにしてもよい。
の回転式基板洗浄装置SS2の動作を説明する平面図で
ある。この第2実施形態の回転式基板洗浄装置SS2が
上記第1実施形態の回転式基板洗浄装置SSと相違する
のは、ブラシアーム25とノズルアーム35との相対的
な位置関係が異なる点である。
式基板洗浄装置SS2においては、ブラシアーム25の
先端の回転軌跡とノズルアーム35の先端の回転軌跡と
が交差することはないため、当該両アームの回動範囲を
制限しなくても、両アームが干渉することはない。した
がって、ブラシアーム25とノズルアーム35との相対
的な位置関係を当該両アームの回転軌跡が交差しないよ
うにすれば、洗浄ブラシ20と超音波洗浄ノズル30と
が干渉することがないため、上記第1実施形態と同様
に、洗浄ブラシ20と超音波洗浄ノズル30とを同時に
またはタイムラグを設けずに連続的に使用して基板Wを
洗浄することが可能である。
の回転式基板洗浄装置SS3の動作を説明する平面図で
ある。この回転式基板洗浄装置SS3は、上記第1実施
形態と同様の洗浄ブラシ20と超音波洗浄ノズル30と
の他に、高圧洗浄ノズル130を備えている。高圧洗浄
ノズル130は、高圧の洗浄液を吐出して基板Wを洗浄
するノズルである。
35の先端に取り付けられており、当該ノズルアーム1
35は、超音波洗浄ノズル30が設けられたノズルアー
ム35と同様に、エアシリンダおよびパルスモータ(図
示省略)によって上下移動および回動軸150aを中心
として回動可能に構成されている。そして、当該エアシ
リンダおよびパルスモータが、制御部80(図1参照)
によって制御されることにより、ノズルアーム135
は、ブラシアーム25およびノズルアーム35と独立に
駆動される。
洗浄装置SS3におけるブラシアーム25、ノズルアー
ム35およびノズルアーム135は、基板Wの回転中心
付近を洗浄する位置(図中の実線で示す位置)と待避位
置(図中の二点鎖線で示す位置)との間で回動可能なよ
うに制御されている。各アームの回動範囲が制御されて
いるため、洗浄ブラシ20、超音波洗浄ノズル30およ
び高圧洗浄ノズル130が相互に干渉することはない。
また、超音波洗浄ノズル30および高圧洗浄ノズル13
0はともに基板Wの主面に対して所定の角度を有するよ
うに保持されているため、相互に干渉することなしに、
超音波洗浄ノズル30、高圧洗浄ノズル130および洗
浄ブラシ20を同時にまたはタイムラグを設けず連続的
に使用して基板Wを洗浄することが可能である。
音波洗浄ノズル30および高圧洗浄ノズル130を同時
にまたは連続的に使用しても、移動中に相互に干渉する
ことなく、基板の回転中心近傍を洗浄することが可能と
なり、その結果、インターロックを設ける必要がなくな
り装置構成が簡略化される。また、上記3つの洗浄手段
を同時にまたは連続的に使用して洗浄した結果、処理時
間が短縮化されて処理効率が向上する。
時に使用する必要はなく、そのうちの1つまたは2つを
使用して洗浄処理を行ってもよい。そして、その結果、
処理パターンの種類が増えることになる。
の回転式基板洗浄装置SS4の動作を説明する平面図で
ある。この回転式基板洗浄装置SS4は、洗浄ブラシ2
0と、超音波洗浄ノズル30と、高圧洗浄ノズル13
0、230とを備えている。洗浄ブラシ20、超音波洗
浄ノズル30、高圧洗浄ノズル130、230は、上記
第1から第3の実施形態と同様に、それぞれブラシアー
ム25、ノズルアーム35、135、235に取り付け
られている。そして、これらの各アームは、図示を省略
する移動手段によって基板Wの径方向(図6中の矢印で
示す方向)に移動自在に構成されている。当該移動手段
は、制御部80によって制御されており、各アームは基
板の回転中心付近を洗浄する位置(図6中の実線で示す
位置)と待避位置(図6中の二点鎖線で示す位置)との
間で相互に独立に移動可能なように制御されている。
が制御され、また、超音波洗浄ノズル30および高圧洗
浄ノズル130、230は基板Wの主面に対して所定の
角度を有するように保持されているため、洗浄ブラシ2
0、超音波洗浄ノズル30および高圧洗浄ノズル13
0、230が相互に干渉することなく洗浄ブラシ20、
超音波洗浄ノズル30および高圧洗浄ノズル130、2
30を同時にまたはタイムラグを設けずに連続的に使用
して基板Wを洗浄することが可能である。
が、この発明は上記の例に限定されるものではなく、例
えば、上記第1から第4の実施の形態においては、1本
の洗浄ブラシ20を適用していたが、洗浄ブラシ20を
使用せずに、すべての洗浄手段をノズルにしてもよい。
この場合は、すべてのノズルを傾斜させてもよいし、当
該複数のノズルのうち1本は、洗浄液を鉛直方向に吐出
するノズルであってもよい。このようにすれば、複数の
ノズルを同時に使用しても、移動中に相互に干渉するこ
となく、基板の回転中心近傍を洗浄することが可能とな
る。このため、インターロックを設ける必要がなくなり
装置構成が簡略化される。また、複数のノズルを同時に
またはタイムラグを設けずに連続的に使用して洗浄した
結果、処理時間が短縮化されて処理効率が向上する。
によれば、洗浄ノズルからの洗浄液の吐出方向が基板の
主面と所定の角度を有するように当該洗浄ノズルを傾斜
させるとともに、洗浄ブラシの移動軌跡と洗浄ノズルか
らの洗浄液の着液地点の軌跡とが基板の回転中心近傍に
おいて点接触するほかは相互に横切らないように設定さ
れており、前記洗浄ノズルが前記基板の略中心に前記洗
浄液を吐出しつつ前記洗浄ブラシによって前記基板の略
中心を洗浄する動作状態において、前記洗浄ブラシと前
記洗浄ノズルとが干渉することなく、両軌跡が点接触す
るため、当該洗浄ブラシと洗浄ノズルとを同時にまたは
連続的に使用しても、移動中に相互に干渉することな
く、基板の回転中心近傍に洗浄液を吐出しつつブラシ洗
浄することが可能となる。このため、インターロックを
設ける必要がなくなり装置構成が簡略化される。また、
洗浄ブラシと洗浄ノズルとを同時にまたは連続的に使用
して洗浄した結果、処理時間が短縮化されて処理効率が
向上する。
の発明に係る基板洗浄装置が洗浄ブラシ又は洗浄ノズル
の回動範囲を規制する回動規制手段を備えているため、
洗浄ブラシの回動軌跡と洗浄ノズルの回動軌跡とが交差
する場合であっても、当該洗浄ブラシと洗浄ノズルとが
移動中に干渉することがなくなり、請求項1の発明と同
様の効果が得られる。
浄ノズルのうちのすべてかあるいは1本以外を洗浄液の
吐出方向が基板の主面と所定の角度を有するように傾斜
させるとともに、当該複数の洗浄ノズルからの洗浄液の
着液地点の軌跡が基板の回転中心近傍において点接触す
るほかは相互に横切らないように設定しているため、当
該複数のノズルを同時に使用しても、移動中に相互に干
渉することなく、基板の中心近傍を洗浄することが可能
となる。そして、その結果、請求項1の発明と同様の効
果が得られる。また、請求項4の発明によれば、洗浄ブ
ラシおよび洗浄ノズルの回転軌跡が、相互に交差せずに
基板の中心付近を通過する2つの円弧上にそれぞれ設定
され、基板の略中心について、洗浄ノズルから傾斜して
吐出された洗浄液の着液と、洗浄ブラシによる洗浄との
双方が可能であるので、洗浄ブラシと洗浄ノズルが全て
の動作状態において相互に干渉することはない。したが
って、各装置の対して、相互の位置関係に拘束されるこ
となく自由度の高い制御を行なうことが可能である。
SSを示す模式図である。
する平面図である。
の動作を説明する平面図である。
の動作を説明する平面図である。
の動作を説明する平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 基板を回転させつつ洗浄処理を行う基板
洗浄装置において、 (a) 前記基板を載置して回転させる回転台と、 (b) 回転中の前記基板の主面に当接または所定の間隔を
隔てて近接して、前記基板を洗浄する洗浄ブラシと、 (c) 回転中の前記基板の主面に洗浄液を吐出して、前記
基板を洗浄する洗浄ノズルと、 を備え、 前記洗浄ブラシと前記洗浄ノズルとは互いに独立に移動
可能であり、 前記洗浄ノズルを前記洗浄液の吐出方向が前記基板の主
面と所定の角度を有するように傾斜させるとともに、 前記洗浄ブラシの移動軌跡と、前記洗浄ノズルからの前
記洗浄液の着液地点の軌跡とが、前記基板の略回転中心
において点接触するほかは相互に横切らないように設定
されており、前記洗浄ノズルが前記基板の略中心に前記
洗浄液を吐出しつつ前記洗浄ブラシによって前記基板の
略中心を洗浄する動作状態において、前記洗浄ブラシと
前記洗浄ノズルとが干渉することなく、両軌跡が点接触
することを特徴とする基板洗浄装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の基板洗浄装置において、 前記洗浄ブラシは、前記回転台の外部に設けられた第1
の軸を中心として回動可能であり、 前記洗浄ノズルは、前記回転台の外部に設けられた第2
の軸を中心として回動可能であり、 前記洗浄ブラシ又は前記洗浄ノズルの回動範囲を規制す
ることにより、前記洗浄ブラシおよび前記洗浄ノズルの
それぞれの回動軌跡が相互に横切らないようにする回動
規制手段をさらに備えたことを特徴とする基板洗浄装
置。 - 【請求項3】 基板を回転させつつ洗浄処理を行う基板
洗浄装置において、 (a) 前記基板を載置して回転させる回転台と、 (b) 回転中の前記基板の主面に洗浄液を吐出して、前記
基板を洗浄する複数の洗浄ノズルと、 を備え、 前記複数の洗浄ノズルは相互に独立に移動可能であり、 前記複数の洗浄ノズルのうちのすべてかあるいは1本以
外を前記洗浄液の吐出方向が前記基板の主面と所定の角
度を有するように傾斜させるとともに、 前記複数の洗浄ノズルからの前記洗浄液の着液地点の軌
跡が前記基板の略回転中心において点接触するほかは相
互に横切らないように設定されていることを特徴とする
基板洗浄装置。 - 【請求項4】 基板を回転させつつ洗浄処理を行う基板
洗浄装置において、(a) 前記基板を載置して回転させる
回転台と、 (b) 回転中の前記基板の主面に当接または所定の間隔を
隔てて近接し、第1の回転軌跡に沿って移動しつつ前記
基板を洗浄する洗浄ブラシと、 (c) 第2の回転軌跡に沿って移動しつつ、回転中の前記
基板の主面に洗浄液を吐出して、前記基板を洗浄する洗
浄ノズルと、 を備え、 前記洗浄ブラシと前記洗浄ノズルとは互いに独立に移動
可能であり、 前記洗浄ノズルを前記洗浄液の吐出方向が前記基板の主
面と所定の角度を有するように傾斜させるとともに、 前記第1と第2の回転軌跡が、相互に交差せずに前記基
板の中心付近を通過する2つの円弧上にそれぞれ設定さ
れ、 前記基板の略中心について、前記洗浄ノズルから傾斜し
て吐出された洗浄液の着液と、前記洗浄ブラシによる洗
浄との双方が可能であることを特徴とする基板洗浄装
置。
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