JPH08141533A - 回転式基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合理的なシール構成を採用することにより、
軸受けで発生した微粉に起因する基板の汚染を長期にわ
たって良好に防止する。 【構成】 先端側アーム部分７ａに軸受け９，９を介し
て回転可能に、電動モータＭによって回転される回転体
１０を設けるとともに、その回転体１０に、洗浄具８を
一体的に取り付けた洗浄具支持体１３を昇降可能に設
け、先端側アーム部分７ａと回転体１０との間におい
て、最下部の軸受け９の下方に、パーティクルの落下を
防止する磁性流体シール２２を設けるとともに、その磁
性流体シール２２の下方に、磁性流体シール２２への水
分の浸入を防止するラビリンスシール２３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板に、純水などの洗浄液を供
給して洗浄処理するために、基板を鉛直方向の軸芯周り
で回転可能に保持する基板保持手段と、基板表面を洗浄
する洗浄具と、洗浄具を鉛直方向の軸芯周りで回転させ
る洗浄具回転手段と、洗浄具を基板表面に沿って水平方
向に変位する洗浄具移動手段と、基板表面の洗浄具によ
る洗浄箇所に洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備え
た回転式基板洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転式基板洗浄装置では、洗浄
具を鉛直方向の軸芯周りで回転させるために、洗浄具を
取り付けた洗浄具支持体を軸受けを介して回転可能に支
持アームなどに支持させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸受け
において摩損により発生するパーティクルが基板上に落
下し、基板表面を汚染する問題があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、合理的なシール構成を採用することに
より、軸受けで発生したパーティクルに起因する基板の
汚染を長期にわたって良好に防止できるようにすること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
目的を達成するために、基板を鉛直方向の軸芯周りで回
転可能に保持する基板保持手段と、基板表面を洗浄する
洗浄具と、洗浄具を鉛直方向の軸芯周りで回転させる洗
浄具回転手段と、洗浄具を基板表面に沿って水平方向に
変位する洗浄具移動手段と、基板表面の洗浄具による洗
浄箇所に洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを備えた回
転式基板洗浄装置において、洗浄具を取り付けた洗浄具
支持体を軸受けを介して洗浄具移動手段に回転可能に設
け、軸受けの下方に、その軸受けで発生するパーティク
ルの落下を防止する磁性流体シールを設け、かつ、磁性
流体シールへの水分の浸入を防止するラビリンスシール
を設けて構成する。

【０００６】

【作用】本発明の回転式基板洗浄装置の構成によれば、
軸受けで発生したパーティクルの落下を磁性流体シール
によって防止しながら、洗浄に伴って発生する水飛沫に
起因して、水分が磁性流体シールに浸入することをラビ
リンスシールによって防止することができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の回転式基板洗浄装置の第１実
施例を示す全体概略縦断面図、図２は平面図である。

【０００８】電動モータ１の駆動によって鉛直方向の軸
芯周りで回転する回転軸２の上端に、基板Ｗを真空吸着
保持する回転台３が一体回転可能に取り付けられ、基板
Ｗを鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持する基板保持
手段４が構成されている。

【０００９】なお、本実施例においては、回転台３を真
空吸着式のものとして基板保持手段４を構成している
が、これに限られるものではなく、例えば、回転台３上
に基板Ｗの外縁を支持する基板支持部材を複数設けると
ともに、この基板支持部材の上端に基板Ｗの水平方向の
位置を規制する位置決めピンを設けて基板保持手段を構
成し、基板Ｗを回転台３上面から離間した状態で回転可
能に保持させるようにしてもよい。

【００１０】基板保持手段４およびそれによって保持さ
れた基板Ｗの周囲は、昇降駆動機構（図示せず）によっ
て昇降可能なカップ５で覆われている。カップ５の横外
側方に、基板Ｗの回転中心側に向けて純水などの洗浄液
を噴出供給する洗浄液供給手段としてのノズル６…が設
けられている。

【００１１】また、カップ５の横外側方に、アングル形
状の支持アーム７が、電動モータ（図示せず）により鉛
直方向の第１の軸芯Ｐ１周りで回転可能に設けられ、そ
の支持アーム７の先端側アーム部分７ａの下部に、鉛直
方向の第２の軸芯Ｐ２周りで回転可能に、基板表面を洗
浄する洗浄具８が設けられている。

【００１２】図３の要部の拡大縦断面図に示すように、
先端側アーム部分７ａ内には、軸受け９…を介して中空
筒状の回転体１０が前記第２の軸芯Ｐ２周りで回転可能
に設けられ、その回転体１０の長手方向中間にプーリー
１１が一体回転自在に取り付けられるとともに、プーリ
ー１１と、支持アーム７の回転中心側に設けられた洗浄
具回転手段としての電動モータＭとがタイミングベルト
１２を介して連動連結されている。

【００１３】前記洗浄具８は多数の毛を植設して構成さ
れ、その洗浄具８が洗浄具支持体１３に一体的に取り付
けられ、洗浄具支持体１３が回転体１０内に挿入され、
洗浄具支持体１３の中間よりやや上部側と回転体１０の
上部側、および、洗浄具支持体１３の中間よりやや下部
側と回転体１０の下部側それぞれが、伸縮可能なステン
レス製の第１のベローズ１４を介して一体回転可能に連
結されている。

【００１４】前記洗浄具支持体１３の上端に対向する箇
所で、先端側アーム部分７ａ内に、伸縮可能なステンレ
ス製の第２のベローズ１５を介してストッパー部材１６
が設けられ、そのストッパー部材１６に、洗浄具支持体
１３の上端側が回転および相対昇降可能に嵌入保持され
ている。先端側アーム部分７ａと第２のベローズ１５と
ストッパー部材１６とによって密閉空間Ｓが形成される
とともに、先端側アーム部分７ａの上部に密閉空間Ｓに
連なる給排孔１７が設けられている。第１および第２の
ベローズ１４，１４，１５それぞれとしては、プラスチ
ック製のものでも良い。

【００１５】給排孔１７には、エアー配管１８を介して
加圧空気の供給源（図示せず）が接続され、エアー配管
１８の途中箇所に、圧力計１９と押圧力を制御するレギ
ュレータ２０と開閉弁２１が介装され、エアー配管１８
内の圧力を設定範囲内に自動的に維持するように構成さ
れている。

【００１６】先端側アーム部分７ａと回転体１０の下部
側との間において、最下部の軸受け９の下方に磁性流体
シール２２が設けられるとともに、その下方に、迂回路
を形成したラビリンスシール２３が設けられ、その上部
の軸受け９で回転に伴う摩耗によって発生するパーティ
クルが基板Ｗ上に落下することを磁性流体シール２２で
防止し、かつ、磁性流体シール２２に、基板Ｗの洗浄に
伴う水飛沫に起因して洗浄液が浸入することを防止でき
るように構成されている。

【００１７】以上の構成により、基板Ｗの表面を、洗浄
液を供給するとともに洗浄具８を基板Ｗの表面に押圧し
て洗浄するに際し、基板Ｗに反り変形が生じている場
合、基板Ｗの回転と洗浄具８の移動に伴い、洗浄具８に
よる基板Ｗに対する押圧力に変化が生じる。基板Ｗの反
り上がっている箇所においては、圧力計１９により、設
定範囲よりも高い圧力が感知される。そこでレギュレー
タ２０は、エアー配管１８内の圧力を減じて、エアー配
管１８内の圧力が設定範囲内になるように働き、第２の
ベローズ１５を縮めさせる。これによって洗浄具支持体
１３に支持された洗浄具８を上昇させ、基板Ｗに対する
洗浄具８の押圧力を設定範囲内に維持できる。一方、基
板Ｗの凹んでいる箇所においては、圧力計１９により、
設定範囲よりも低い圧力が感知される。そこでレギュレ
ータ２０は、エアー配管１８内の圧力を増加させて、エ
アー配管１８内の圧力が設定範囲内になるように第２の
ベローズ１５を伸長させる。これによって洗浄具支持体
１３に支持された洗浄具８を下降させ、基板Ｗに対する
洗浄具８の押圧力を設定範囲内に維持できる。

【００１８】図４は、第２実施例の要部の拡大縦断面図
であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、第２のベローズ１５を無くし、上側の第１の
ベローズ１４の上方側が蓋部材２４で閉塞されて密閉空
間Ｓ１に構成され、蓋部材２４が先端側アーム部分７ａ
にシール部材２５を介して回転および昇降可能に設けら
れている。先端側アーム部分７ａに形成された給排孔１
７と密閉空間Ｓ１とが蓋部材２４に形成された貫通孔２
６を介して接続されている。

【００１９】給排孔１７には、エアー配管１８ａを介し
て真空吸引源（図示せず）が接続され、エアー配管１８
ａの途中箇所に、圧力計１９ａと真空用レギュレータ２
０ａとが介装され、エアー配管１８ａ内の圧力を設定範
囲内に自動的に維持するように構成されている。また、
第１実施例と同様に、先端側アーム部分７ａと回転体１
０の下部側との間において、最下部の軸受け９の下方に
磁性流体シール２２が設けられるとともに、その下方
に、迂回路を形成したラビリンスシール２３が設けられ
ている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番
を付すことによりその説明は省略する。

【００２０】この第２実施例によれば、洗浄具８および
洗浄具支持体１３の重量が、それら自体で基板Ｗに与え
る押圧力が設定圧力よりも大きくなるような場合に、内
部空間Ｓ１内の圧力を負圧にすることで引き上げ、上記
重量分の一部を打ち消し、設定圧力を得ることができる
利点を有している。設定圧力が上記重量分よりも大きく
なるときには、第１実施例と同じようにエアー配管１８
ａを加圧空気源に接続すれば良い。

【００２１】図５は第３実施例の要部の拡大縦断面図、
図６は横断面図であり、第１実施例と異なるところは次
の通りである。すなわち、洗浄具支持体１３の長手方向
途中箇所が横断面形状小判形に構成され、その小判形部
分により回転体１０に昇降のみ可能に設けられている。
洗浄具支持体１３の上端と先端側アーム部分７ａの上部
とが、洗浄具支持体１３を下降させる側に押圧力を付与
するように、圧縮コイルスプリング２７を介装した単動
式エアシリンダ２８を介して連結され、その単動式エア
シリンダ２８にエアー配管１８が接続されている。ま
た、第１実施例と同様に、先端側アーム部分７ａと回転
体１０の下部側との間において、最下部の軸受け９の下
方に磁性流体シール２２が設けられるとともに、その下
方に、迂回路を形成したラビリンスシール２３が設けら
れている。そして、回転体１０の下部と洗浄具支持体１
３の下部側との間に、伸縮可能なシール部材２９が熱溶
着によって一体的に設けられ、回転体１０と洗浄具支持
体１３との間での摺動に伴って発生するゴミが基板Ｗ上
に落下したり、洗浄液が浸入したりすることを回避でき
るように構成されている。他の構成は第１実施例と同じ
であり、同一図番を付すことによりその説明は省略す
る。

【００２２】上記実施例では、洗浄具８を一体的に取り
付けた洗浄具支持体１３を回転体１０に対して昇降さ
せ、その回転体１０を先端側アーム部分７ａに軸受け
９，９を介して回転可能に設けるように構成している
が、例えば、昇降構成を無くし、洗浄具支持体１３を先
端側アーム部分７ａに軸受け９，９を介して回転可能に
設けるように構成するものでも良く、洗浄具支持体１３
と回転体１０とから成るもの、ならびに、洗浄具支持体
１３自体など、要するに、洗浄具８を取り付けて先端側
アーム部分７ａに軸受け９，９を介して回転可能に設け
られるものをして洗浄具支持体と総称する。

【００２３】また、上記実施例では、洗浄具８を基板Ｗ
の表面に沿って水平方向に変位するのに、電動モータに
より支持アーム７を鉛直方向の第１の軸芯Ｐ１周りで回
転させるように構成しているが、エアシリンダなどによ
り支持アーム７を直線方向に移動させるように構成して
も良く、それらの構成をして洗浄具移動手段と総称す
る。

【００２４】また、上記実施例では、ラビリンスシール
２３を構成するのに、その迂回路部分を磁性流体シール
２２の下方に設けたものを示しているが、迂回路部分を
磁性流体シール２２よりも上側でかつその横外側方に設
けるように構成するものでも良い。

【００２５】本発明としては、洗浄具８として、ナイロ
ンブラシやモヘアブラシやスポンジ製やフェルト製など
のように、軟質材料の洗浄具を使用する場合により好適
に実施できるが、プラスチック製の洗浄具を使用する場
合にも適用できる。

【００２６】本発明としては、上述実施例のような円形
基板に限らず、角型基板に対する回転式基板洗浄装置に
も適用できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の回転式基板洗浄装置によれば、
軸受けで発生したパーティクルの落下を磁性流体シール
で防止し、その磁性流体シールに水分が浸入することを
ラビリンスシールで防止するという合理的なシール構成
を採用することにより、相互の欠点を補完して、軸受け
で発生したパーティクルが基板上に落下することを良好
に防止できるとともに、磁性流体シールの劣化を抑制し
て耐久性を向上でき、軸受けで発生したパーティクルに
起因する基板の汚染を長期にわたって良好に防止できる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転式基板洗浄装置の第１実施例を示
す全体概略縦断面図である。

【図２】平面図である。

【図３】要部の拡大縦断面図である。

【図４】第２実施例の要部の拡大縦断面図である。

【図５】第３実施例の要部の拡大縦断面図である。

【図６】図５の横断面図である。

【符号の説明】

４…基板保持手段 ６…洗浄液供給手段としてのノズル ７ａ…先端側アーム部分 ８…洗浄具 ９…軸受け １０…回転体（洗浄具支持体） １３…洗浄具支持体 ２２…磁性流体シール ２３…ラビリンスシール Ｍ…洗浄具回転手段としての電動モータ Ｐ２…洗浄具の回転軸芯 Ｗ…基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に
   保持する基板保持手段と、 基板表面を洗浄する洗浄具と、 前記洗浄具を鉛直方向の軸芯周りで回転させる洗浄具回
   転手段と、 前記洗浄具を基板表面に沿って水平方向に変位する洗浄
   具移動手段と、 基板表面の前記洗浄具による洗浄箇所に洗浄液を供給す
   る洗浄液供給手段とを備えた回転式基板洗浄装置におい
   て、 前記洗浄具を取り付けた洗浄具支持体を軸受けを介して
   前記洗浄具移動手段に回転可能に設け、前記軸受けの下
   方に、その軸受けで発生するパーティクルの落下を防止
   する磁性流体シールを設け、かつ、前記磁性流体シール
   への水分の浸入を防止するラビリンスシールを設けたこ
   とを特徴とする回転式基板洗浄装置。