(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理領域にある基板に洗浄処理を行う基板洗浄装置において、
基板の洗浄面に向けて処理液を噴出して供給するノズルと、
前記ノズルを先端部に保持する保持アームと、
基板の洗浄処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置に移動させる一方、基板の洗浄処理を行うときに、前記ノズルが基板の処理位置に来るように、前記保持アームを変位させるアーム駆動手段と、
前記保持アームが待機位置にあるときに、前記ノズルをほぼ鉛直姿勢にする一方、基板の洗浄処理を行うときに、基板の洗浄面に向けて斜めから処理液を噴出して供給するように、前記ノズルを傾斜姿勢に揺動変位させるノズル揺動手段と、
前記保持アームが待機位置にある状態で、ほぼ鉛直姿勢のノズルから噴出される処理液を受け止める待機ポットとを備え、
前記アーム駆動手段は、前記保持アームが基板処理領域から外れた待機位置にあり、前記待機ポットがノズルから噴出される処理液を受け止めているときに、前記保持アームをほぼ起立姿勢にする一方、基板の洗浄処理を行うときに、ノズルを待機ポットから引き上げるとともに基板の処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄装置において、
前記ノズル揺動手段は、
前記ノズルを前記保持アームに対して回転可能に支持する回転支持機構と、
前記回転支持機構に連動連結された第１のプーリと、
前記保持アームの基端側の揺動軸に固設設置された第２のプーリと、
前記保持アームの姿勢変化に伴って、第１のプーリが回転駆動するように、第１のプーリと第２のプーリとを連動可能に接続する連結部材と
から構成されている基板洗浄装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板洗浄装置において、前記装置はさらに、
前記第１のプーリと第２のプーリとのプーリ径の比率を変えることで、前記処理位置におけるノズルの傾斜姿勢を変えるプーリ径可変機構を備える基板洗浄装置。
【請求項４】
基板処理領域にある基板に洗浄処理を行う基板洗浄装置において、
基板の洗浄面に向けて処理液を噴出して供給するノズルと、
前記ノズルを先端部に保持する保持アームと、
基板の洗浄処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置に移動させる一方、基板の洗浄処理を行うときに、前記ノズルが基板の処理位置に来るように、前記保持アームを変位させるアーム駆動手段と、
前記保持アームが待機位置にあるときに、前記ノズルをほぼ鉛直姿勢にする一方、基板の洗浄処理を行うときに、基板の洗浄面に向けて斜めから処理液を噴出して供給するように、前記ノズルを傾斜姿勢に揺動変位させるノズル揺動手段と、
前記保持アームが待機位置にある状態で、ほぼ鉛直姿勢のノズルから噴出される処理液を受け止める待機ポットとを備え、
前記ノズル揺動手段は、前記保持アームの基端側に設けた回転駆動機構と、前記回転駆動機構の駆動力によって、前記保持アームの先端部に保持されたノズルを揺動させる駆動伝達機構とから構成されると共に、
さらに、前記ノズルの姿勢を基板に対する設定角度まで揺動変位させるように前記回転駆動機構を制御する回転制御手段を備える基板洗浄装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板洗浄装置において、
前記回転制御手段は、基板の洗浄処理条件ごとに前記回転駆動機構を制御して、前記処理位置におけるノズルの傾斜姿勢を洗浄条件ごとに決定することを特徴とする基板洗浄装置。
【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、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などの基板に、純水や硫酸などの処理液をノズルから噴出して供給することで、洗浄処理を行う基板洗浄装置に係り、特に保持アームに保持されたノズルの姿勢を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板洗浄装置として、例えば、特公平６−９５３８２号に開示されているものが知られている。この従来例は、基板（公報ではディスクと記載されている）の処理面に対して傾斜させて処理液を噴出する高圧ジェットノズルを保持アームの先端部に設け、基板を鉛直方向の軸芯周りで回転させながら、その基板の処理面に処理液を高圧で噴出供給しながら保持アームを揺動して、微細な汚れを除去するように構成されている。また、前記高圧ジェットノズルの他に、超音波ノズルを用いて、基板の処理面に超音波を付加した洗浄液を供給することによって洗浄処理を行う基板洗浄装置もある。
【０００３】
上記の基板洗浄装置は、基板の洗浄面に常に一定の洗浄効果を与えるようにするため、基板に対して洗浄処理を行っていない場合に次のような対策を採っている。例えば、高圧ジェットノズルの場合には、高圧発生タンク部に蓄えられている洗浄液が細菌の繁殖などによって汚染されるのを防止するために、定期的に待機ポットに向けて高圧発生タンク部内の洗浄液を噴出している。超音波ノズルの場合には、配管内の洗浄液が細菌などによって汚染されないようにノズルから洗浄液を常時少量づつ滴らしたり、また、所定の超音波が洗浄液に付加されているか否かを調べるために、待機ポットに設けられた超音波検出素子に向かって、超音波を付加した洗浄液を噴出供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
高圧ジェットノズルまたは超音波ノズルは、傾斜した姿勢のままで保持アームに固設されていおり、この傾斜姿勢のまま待機ポットに収納しなくてはならないので、以下のような問題が生じる。例えば、高圧ジェットノズルは、待機ポットに向けて処理液を斜めに高圧で噴出するので、待機ポット内で処理液が霧状になりやすく、この霧状の処理液が、基板処理領域にある基板を汚染するという問題がある。この問題を解決しようとすれば、高圧ジェットノズルの傾斜している方向に待機ポットを延ばして設ける必要があり、この場合には、待機ポットの拡大によって、装置が大型化するという別異の問題が生じる。
【０００５】
また、超音波ノズルの場合には、所定の超音波が洗浄液に付加されているかどうかを調べるために、超音波検出素子を超音波ノズルから噴出される洗浄液に対して直角に設ける必要があるので、この超音波検出素子を設置するスペースを確保するために待機ポットを大きくする必要があり、結果として装置が大型化するという問題がある。さらに、上述した両ノズルは、保持アームに対してノズルの角度を変更することができないので、種々のノズル角度による洗浄処理を迅速に行うことができないという問題もある。
【０００６】
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、基板処理領域の汚染を防止するとともに、ノズルの待機スペースを小さくすることができる基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板処理領域にある基板に洗浄処理を行う基板洗浄装置において、基板の洗浄面に向けて処理液を噴出して供給するノズルと、前記ノズルを先端部に保持する保持アームと、基板の洗浄処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置に移動させる一方、基板の洗浄処理を行うときに、前記ノズルが基板の処理位置に来るように、前記保持アームを変位させるアーム駆動手段と、前記保持アームが待機位置にあるときに、前記ノズルをほぼ鉛直姿勢にする一方、基板の洗浄処理を行うときに、基板の洗浄面に向けて斜めから処理液を噴出して供給するように、前記ノズルを傾斜姿勢に揺動変位させるノズル揺動手段と、前記保持アームが待機位置にある状態で、ほぼ鉛直姿勢のノズルから噴出される処理液を受け止める待機ポットとを備え、  前記アーム駆動手段は、前記保持アームが基板処理領域から外れた待機位置にあり、前記待機ポットがノズルから噴出される処理液を受け止めているときに、前記保持アームをほぼ起立姿勢にする一方、基板の洗浄処理を行うときに、ノズルを待機ポットから引き上げるとともに基板の処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板洗浄装置において、前記ノズル揺動手段は、前記ノズルを前記保持アームに対して回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転支持機構に連動連結された第１のプーリと、前記保持アームの基端側の揺動軸に固設設置された第２のプーリと、前記保持アームの姿勢変化に伴って、第１のプーリが回転駆動するように、第１のプーリと第２のプーリとを連動可能に接続する連結部材とから構成されている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板洗浄装置において、前記装置はさらに、前記第１のプーリと第２のプーリとのプーリ径の比率を変えることで、前記処理位置におけるノズルの傾斜姿勢を変えるプーリ径可変機構を備えるものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、基板処理領域にある基板に洗浄処理を行う基板洗浄装置において、基板の洗浄面に向けて処理液を噴出して供給するノズルと、前記ノズルを先端部に保持する保持アームと、基板の洗浄処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置に移動させる一方、基板の洗浄処理を行うときに、前記ノズルが基板の処理位置に来るように、前記保持アームを変位させるアーム駆動手段と、前記保持アームが待機位置にあるときに、前記ノズルをほぼ鉛直姿勢にする一方、基板の洗浄処理を行うときに、基板の洗浄面に向けて斜めから処理液を噴出して供給するように、前記ノズルを傾斜姿勢に揺動変位させるノズル揺動手段と、前記保持アームが待機位置にある状態で、ほぼ鉛直姿勢のノズルから噴出される処理液を受け止める待機ポットとを備え、前記ノズル揺動手段は、前記保持アームの基端側に設けた回転駆動機構と、前記回転駆動機構の駆動力によって、前記保持アームの先端部に保持されたノズルを揺動させる駆動伝達機構とから構成されると共に、さらに、前記ノズルの姿勢を基板に対する設定角度まで揺動変位させるように前記回転駆動機構を制御する回転制御手段を備えるものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板洗浄装置において、前記回転制御手段は、基板の洗浄処理条件ごとに前記回転駆動機構を制御して、前記処理位置におけるノズルの傾斜姿勢を洗浄条件ごとに決定することを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
基板に対して洗浄処理を行う場合に、アーム駆動手段は、保持アームの先端部に保持されたノズルが基板に対して洗浄処理を行うための処理位置にまで来るように、待機位置にある保持アームを変位させる。保持アームが待機位置にある状態においては、ノズルは待機ポットにほぼ鉛直姿勢で差し込まれている。ノズル揺動手段は、ノズルが待機ポットから引き出され、処理位置における洗浄処理を開始するまでの間に、ノズルの姿勢を所定の傾斜姿勢にまで揺動変位させる。基板の洗浄処理が終了すると、アーム駆動手段は、保持アームを待機位置にまで変位させる。このとき、ノズル揺動手段は、傾斜姿勢のノズルをほぼ鉛直姿勢にまで揺動変位させる。アーム駆動手段は、ほぼ鉛直姿勢となったノズルを待機ポットに差し込んで収納する。さらに、アーム駆動手段は、基板の洗浄処理を行わない場合に、保持アームをほぼ起立姿勢で待機させる一方、洗浄処理を行う場合には、保持アームの先端部に保持されたノズルを待機ポットから引き上げるとともに基板の処理位置にまでくるように、保持アームをほぼ横臥姿勢にまで変位させる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ノズル揺動手段は、保持アームとノズルとを回転可能に支持する回転支持機構に連動連結された第１のプーリが、連結部材を介して、保持アームの揺動軸に固設設置された第２のプーリに連接されており、保持アームの揺動によって生じる揺動力が第１のプーリを回転させて、ノズルの姿勢をほぼ鉛直姿勢または傾斜姿勢にまで変位させる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、プーリ径可変機構が、第１のプーリと第２のプーリとのプーリ径の比率を変えることで、第２のプーリの回転量に対する第１のプーリの回転量を変化させて、処理位置におけるノズルの傾斜姿勢を変える。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、基板に対して洗浄処理を行う場合に、アーム駆動手段は、保持アームの先端部に保持されたノズルが基板に対して洗浄処理を行うための処理位置にまで来るように、待機位置にある保持アームを変位させる。保持アームが待機位置にある状態においては、ノズルは待機ポットにほぼ鉛直姿勢で差し込まれている。ノズル揺動手段は、ノズルが待機ポットから引き出され、処理位置における洗浄処理を開始するまでの間に、ノズルの姿勢を所定の傾斜姿勢にまで揺動変位させる。基板の洗浄処理が終了すると、アーム駆動手段は、保持アームを待機位置にまで変位させる。このとき、ノズル揺動手段は、傾斜姿勢のノズルをほぼ鉛直姿勢にまで揺動変位させる。アーム駆動手段は、ほぼ鉛直姿勢となったノズルを待機ポットに差し込んで収納する。
さらに、ノズル揺動手段は、保持アームの基端側に設けられた回転駆動機構によって、駆動伝達機構に駆動力を伝え、この駆動伝達機構によってノズルの姿勢をほぼ鉛直姿勢または傾斜姿勢に揺動変位させる。
また、回転制御手段は、ノズルの姿勢を基板に対する設定角度まで揺動変位させるように回転駆動機構を制御する。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、回転制御手段は、基板の洗浄処理の条件ごとに、保持アームの基端側に設けられた回転駆動機構の回転量を変化させることで、駆動伝達機構によって揺動されるノズルの傾斜姿勢を決める。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の第１実施例に係る基板洗浄装置の要部の概略構成を示す側面図であり、図２はその平面図である。なお、この実施例では、基板に洗浄液を高圧で噴出する高圧噴出式ノズルを備える基板洗浄装置について説明するが、本発明は、例えば洗浄液に超音波を付加して基板に供給する超音波式ノズルを備える基板洗浄装置などにも適用することができる。
【００１８】
飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域には、基板Ｗを一体回転可能に吸着保持するスピンチャック１が配備されている。このスピンチャック１は、図１に示すように電動モータ３の回転駆動によって鉛直方向の軸芯Ｐ１周りで回転する回転軸３ａの上端に一体回転可能に取り付けられている。また、飛散防止カップ２は、ノズル４から洗浄液Ｓが噴出された際、基板Ｗから飛び出した洗浄液Ｓが、周囲に飛び散るのを防止するためのものである。なお、この飛散防止カップ２には、基板Ｗから飛び出した洗浄液Ｓを廃液として回収する図示しない廃液回収構造が設けられている。さらに、この飛散防止カップ２は、基板処理領域に基板Ｗが搬入・搬出される際に、基板Ｗの搬入・搬出を許容する高さにまで下降し、基板Ｗに洗浄処理を施す際には、洗浄液Ｓが飛散しない高さにまで上昇するための図示しない昇降機構が取り付けられている。なお、本実施例では、スピンチャック１を真空吸着式のものとしているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、チャック上に複数個の爪を設け、これらの爪で基板Ｗの端面を把持するように構成してもよい。
【００１９】
飛散防止カップ２の側方には、図１に示すように電動モータ１０で正逆に回転駆動されるターンテーブル９が設けられている。このターンテーブル９には、ノズル４を先端部に保持する保持アーム５と、この保持アーム５を、起立姿勢または横臥姿勢に変位させるためのアーム駆動機構７が搭載されている。
【００２０】
電動モータ１０には、回転軸１０ａを介して、鉛直方向の軸芯Ｐ２周りに一体回転可能にターンテーブル９が取付けられている。電動モータ１０は、図２に示すようにノズル４が基板Ｗに対する処理位置にある場合に、ターンテーブル９を軸芯Ｐ２を中心として正回転及び逆回転駆動を繰り返し行う。このターンテーブル９の回転運動によってノズル４は、基板Ｗの一端から他端までを複数回にわたって往復揺動する。このとき、基板Ｗは、スピンチャック１によって回転駆動され、ノズル４は基板Ｗの回転軸芯Ｐ１上を通過するように洗浄液Ｓを噴出しながら、基板Ｗの一端から他端までを複数回にわたって揺動することで、基板Ｗの洗浄を行う。
【００２１】
ターンテーブル９には、保持アーム５を起立姿勢から横臥姿勢に、および、横臥姿勢から起立姿勢に変位させるためのアーム駆動機構７が載置されている。また、保持アーム５が起立姿勢で待機しているときに、保持アーム５の先端部に保持されたノズル４から高圧の洗浄液Ｓを仮噴出するための待機ポット１１もターンテーブル９上に搭載されている。この待機ポット１１は、上端部にノズル４を挿入するためのノズル挿入口を備え、この待機ポット１１内で仮噴出された洗浄液Ｓを排出するための図示しない排出構造が設けられている。この仮噴出とは、高圧の洗浄液Ｓを生成する図示しない高圧発生タンク内に蓄えられている洗浄液にバクテリアなどが発生するのを抑制するため、常に高圧発生タンク内に新しい洗浄液が供給されるようにするために行われるものである。
【００２２】
アーム駆動機構７は、保持アーム５の基端部側の揺動変位軸５ｂの中心から外れた位置に設けられたカムホロア５ｃと、このカムホロア５ｃを受けるカム溝７ｂが形成された保持アーム案内部材５ａと、保持アーム５の基端部側に設けられた揺動軸５ｂで保持アーム５を揺動変位可能に支持するアーム支持部材７ｃと、このアーム支持部材７ｃを昇降駆動にする螺子送り機構を構成する電動モータ７ｄ及び螺軸７ｅなどとで構成される。なお、ノズル揺動用電動モータ１０の回転軸１０ａの軸芯Ｐ２の延長上に、保持アームの揺動軸５ｂの中心が来るように、アーム駆動機構７は載置されている。なお、アーム駆動機構７は、本発明におけるアーム駆動手段に相当する。
【００２３】
アーム駆動機構７によって保持アーム５が、待機状態の起立姿勢から基板処理時の横臥姿勢に変位する動作およびアーム駆動機構７の各部の構成を説明する。図１の実線で示した保持アーム５は、待機状態を示している。アーム支持部材７ｃは、螺軸７ｅの下限位置にあり、カムホロア５ｃはカム溝７ｂの下限位置にある。結果、揺動軸５ｂを挟んでカムホロア５ｃとは反対側にある保持アーム５の先端部が持ち上げられて、保持アーム５は起立姿勢で静止している。図１中に実線で示す起立姿勢の保持アーム５は飛散防止カップ２の側方に位置しているので、起立姿勢の保持アーム５の先端部の高さは比較的に低く抑えられる。
【００２４】
電動モータ７ｄが回転駆動すると、螺軸７ｅが回転して、アーム支持部材７ｃを押し上げる。このアーム支持部材７ｃと一体となって保持アーム５が上昇する。ここで、保持アーム案内部材７ａに形成されているカム溝７ｂは、保持アーム案内部材７ａの上下端部付近では直線形状であり、中間部では基板処理領域から遠ざかるように滑らかに傾斜変化している。したがって、この実施例でのカム溝７ｂの傾斜部におけるカムホロア５ｃには、傾斜方向の力が加わるので、保持アーム５は、アーム支持部材７ｃの上昇とともに、揺動軸５ｂを中心として、左回りに揺動変位する。
【００２５】
ノズル４が洗浄液の噴出位置（処理位置）まで来たら、電動モータ７ｄの回転駆動を終了させる。このとき、カムホロア５ｃがカム溝７ｂの上限位置に達し、保持アーム５は横臥姿勢となる。以上が保持アーム５の姿勢変位である。逆に、保持アーム５を横臥姿勢から起立姿勢に変位させる場合は、電動モータ７ｄを逆回転駆動させて、アーム支持部材７ｃを下降させればよい。
【００２６】
なお、カム溝の形状や、揺動軸とカムホロアの位置関係は上述した実施例のものに限定されない。例えば、カム溝は直線傾斜するものや、本実施例と対称なカム溝の形状であってもよく、保持アームの動作時に干渉する可能性のある他の構成要素を回避することができるように、カム溝の形状や揺動軸とカムホロアの位置を設定すればよい。さらに、この実施例では、保持アーム５の起立姿勢を垂直にし、横臥姿勢を水平にしているが、この発明は、これに限定するものではない。例えば、待機時には、飛散防止カップ２の側方に保持アーム５を傾斜した起立姿勢で待機させてもよい。また、処理時には、保持アームの先端部または基端部を持ち上げたような傾斜した横臥姿勢にしてもよい。
【００２７】
上述したように、保持アーム５は、基板Ｗに対して洗浄液Ｓを供給するためのノズル４を先端部に備えている。このノズル４は、保持アーム５の姿勢の変化に伴って、保持アーム５とノズル４との相対角度を変化させることができる。この実施例において、ノズル揺動手段であるノズル揺動機構によってノズル４の姿勢は、保持アーム５の姿勢の変化に連動して、ノズル４が基板Ｗの処理位置にある場合にはノズル４は傾斜姿勢となり、保持アーム５が待機位置にある場合にはノズル４はほぼ鉛直姿勢となるような構成となっている。
【００２８】
ノズル揺動機構は、図３、図４に示すように保持アーム５の内部に収納されている。ノズル４はベアリング４１に挿通された軸５ａを介して、保持アーム５に揺動可能に支持されている。ベアリング４１および軸５ａは本発明における回転支持機構に相当する。第１のプーリ３１は軸５ａに連動連結されている。第２のプーリ３２は、アーム支持部材７ｃに連結固定されており、保持アーム５の基端部の揺動軸５ｂに固定設置されている。第１のプーリ３１と第２のプーリ３２との間に歯付き無端状ベルト３３が架け渡されている。また、ノズル４と第１のプーリ３１とを連結している軸５ａと、この軸５ａが挿入されている保持アーム５との隙間は、磁場に感応する液体である磁性流体３４によってシールされている。この磁性流体３４は、図示しない磁気回路によって軸５ａと保持アーム５との隙間に形成される磁場によって保持されている。この実施例では、保持アーム５が起立姿勢から横臥姿勢までの「９０度」揺動変位する間に、ノズル４を「４５度」揺動変位させるために、第１のプーリ径と第２のプーリ径との比率を「３：２」にしてある。また、保持アーム５が起立姿勢から横臥姿勢を採るときに、ノズル４の姿勢が鉛直姿勢から傾斜姿勢になるように設定されている。歯付き無端状ベルト３３は、本発明における連結部材に相当する。
【００２９】
第２のプーリ３２は、アーム支持部材７ｃに固定されているので、保持アーム５の姿勢変化にかかわらず常に静止状態である。ノズル４と連結連動された第１のプーリ３１は、保持アーム５に回転可能に取付けられているので、無端状ベルト３３の動きに連動させることができる。したがって、保持アーム５が、例えば起き上がると、保持アーム５と第２のプーリ３２との間に相対的な回転変位が生じる。この相対的な回転変位を補うために、無端状ベルト３３が第２のプーリ３２の周囲を廻ろうとするが、第２のプーリ３２は固定されているので、この回転運動が第１のプーリ３１に伝わる。第１のプーリ３１は、保持アーム５の起き上がり方向と逆の方向に回転動作する。つまり、ノズル４の姿勢は、保持アーム５の姿勢変位に対して「２／３」の割合で連動して揺動する。なお、この発明では、第１のプーリ３１の径と第２のプーリ３２の径とを「３：２」の比率にしたが、これに限定するものではない。例えば、両プーリの径の比率を変化させることで、保持アーム５が起立姿勢のときのノズル４の先端方向と、横臥姿勢のときのノズル４の先端方向とを自在に変えることができる。このノズル揺動機構は、本発明におけるノズル揺動手段に相当する。
【００３０】
ノズル４は、先端部に洗浄液Ｓを噴出するための下方に向いた噴出口を備えているとともに、洗浄液Ｓをノズル４に供給する洗浄液供給ライン４ａに繋がれている。この洗浄液供給ライン４ａの他端は、図示しない高圧発生タンク部に繋がれている。この高圧発生タンク部から洗浄液供給ライン４ａを通じて洗浄液がノズル４に送られ、ノズル４の先端部の噴出口から基板Ｗに向けて洗浄液Ｓが噴出される。
【００３１】
以下、本実施例に係る基板洗浄装置の一連の動作について説明する。
基板Ｗは、図示しないウエハ搬送機構によって、ウエハ収納キャリアから搬出され、基板洗浄装置の飛散防止カップ２内に搬入される。この搬入された基板Ｗは、スピンチャック１の回転中心に基板Ｗの中心がほぼ一致するように、スピンチャック１に置かれる。この基板Ｗをスピンチャック１が吸着保持する。基板Ｗが吸着保持されると飛散防止カップ２は、所定の高さである基板Ｗを囲い込む高さまで、図示しない昇降機構によって上昇する。
【００３２】
飛散防止カップ２が上昇すると、アーム駆動機構７の電動モータ７ｄが作動してアーム支持部材７ｃが上がり始める。アーム支持部材７ｃの上昇に伴ってカムホロア５ｃがカム溝７ｂを上昇変位することにより、保持アーム５は、起立姿勢から横臥姿勢に向けて姿勢変位を始める。このとき、保持アーム５に保持されている鉛直姿勢のノズル４は、待機ポット１１から引き上げられる。アーム駆動機構７によるアーム支持部材７ｃの押し上げが終了した時点で、保持アーム５は横臥姿勢となる。なお、この保持アーム５の姿勢変位に連動して、ノズル４の姿勢は、鉛直姿勢から所定の傾斜姿勢にまで徐々に揺動変位する。なお、この所定の傾斜姿勢とは、保持アーム５に保持されたノズル４が、基板Ｗに対して洗浄液Ｓを噴出するための位置（処理位置）に来たときのノズル４の姿勢をいう。例えばこの実施例に場合には、「４５度」に傾斜した姿勢をいう。
【００３３】
処理位置においてノズル４の先端部から洗浄液Ｓが、基板Ｗに噴出供給されるとともに、ノズル４はターンテーブル９の正逆回転に伴って基板Ｗの処理面に対して左右に揺動する。このとき、基板Ｗは、電動モータ３によって高速で回転されるので、遠心力によって基板Ｗから飛び出した洗浄液Ｓは、飛散防止カップ２によって回収される。洗浄処理が終了すると、アーム駆動機構７が、アーム支持部材７ｃを引き下げることで、保持アーム５を横臥姿勢から起立姿勢に変位させる。これにより、傾斜姿勢のノズル４は、鉛直姿勢にまで揺動変位して、この鉛直姿勢の状態で、待機ポット１１の上端部のノズル挿入口から挿入される。
【００３４】
洗浄処理後の基板Ｗは、搬送機構によって飛散防止カップ２から搬出される。上述した処理を繰り返し行うことで、所定枚数のウエハを処理することができる。なお、次の洗浄処理までに時間が空く場合には、高圧発生タンク部内を常に清浄な状態に保つために、定期的に待機ポット１１内においてノズル４から洗浄液Ｓを噴出する。
【００３５】
上述した基板洗浄装置は、ノズル４を保持する保持アーム５を、待機時には基板処理領域である飛散防止カップ２の側方に起立姿勢で待機し、処理時には待機位置から上昇しながら序々に姿勢を倒しながら横臥姿勢にしている。また、保持アーム５の待機時にノズル４を鉛直姿勢として、この鉛直姿勢のノズル４を待機ポット１１の上端部から納入している。したがって、保持アーム５の待機時における待機スペースを縮小することができ、また、待機ポット１１の設置面積を小さくできるので、装置の設置面積を小さくすることができる。さらに、待機ポット１１は、鉛直方向に長くなるように設けているので、待機時にノズル４から洗浄液Ｓを噴出したとき、洗浄液Ｓが飛散して霧状に拡がるのを抑えることができる。その結果、霧状になった洗浄液Ｓが、基板処理領域にまで飛散して洗浄後の基板Ｗを汚染するのを防止することができる。
【００３６】
本発明は、以下のように変形実施することも可能である。
（１）上記実施例では、ノズル揺動手段として、第１のプーリと第２のプーリとを歯付き無端状ベルトによって連動させたが、第１のプーリと第２のプーリとを図５に示すように構成することもできる。このような構成にすることで、第１のプーリと第２のプーリの比率を容易に変更することができる。
【００３７】
図５に示すように、第１のプーリ５１と第２のプーリ５２とを連結部材６７によって連動回転可能に連結する。このとき、第１のプーリ５１と連結部材６７とを連結部５１ａで回転可能に連結し、第２のプーリ５２と連結部材６７とを連結部５２ａで回転可能に連結する。第１のプーリ５１において、連結部５１ａは、第１のプーリ５１ａの回転中心Ｐｘの周りを回転半径Ｘで回転することになる。同様に、第２のプーリ５２において、連結部５２ａは、回転半径Ｙで回転中心Ｐｙの周りを回転する。つまり、この回転半径Ｘ、Ｙとの比率を変化させることで、両プーリ径を変化させるのと同様の効果が得ることができる。両プーリ５１、５２と連結部材６７との連結構造を図６を参照して説明する。なお、図６では、第１のプーリ５１と連結部材６７との連結構造を示してあるが、第２のプーリ５２と連結部材６７の連結構造も同様である。
【００３８】
図６において、第１のプーリ５１には、その中心にアーム支持部材７ｃ（第２のプーリ５２では、ノズル４）を連結するための連結孔６１ｃが設けられているとともに、第１のプーリ５１の半径方向に向かって形成させた長円形ガイド溝６１ａと、この長円形ガイド溝６１ａの両側の長手方向に沿って複数個のネジ溝６１ｂとが設けられている。この長円形ガイド溝６１ａに、片面にベアリング６５を嵌合するための凸部６２ａを備えた長円形スライド部材６２がスライド自在に挿入される。長円形スライド部材６２を長円形ガイド溝６１ａの任意の位置で固定するために、固定部材６３の貫通孔６３ａに長円形スライド部材６２の凸部６２ａを貫通させて、長孔６３ｂを介してネジ溝６１ｂにネジ６３ｃをねじ込み、固定部材６３を第１のプーリ５１に固定する。この長円形スライド部材６２の凸部６２ａは、上述した連結部５１ａ（第２のプーリ５２では、連結部５２ａ）に対応する。
【００３９】
固定部材６３によって固定された長円形スライド部材６２の凸部６２ａに、固定部材６４の貫通孔６４ａを挿入し、ベアリング６５を嵌め込む。この凸部６２の上端に備えるネジ溝にベアリング固定ネジ６６をねじ込んで、ベアリング６５と長円形スライド部材６２とを固定する。固定部材６４の貫通孔６４ａは、ベアリング６５の径よりも小さく形成されているので、ベアリング６５と長円形スライド部材６２との固定によって、固定部材６４は、長円形スライド部材６２から抜け落ちなくなる。連結部材６７をベアリング６５に嵌め込むとともに、ネジ６４ｂによって連結部材６７を固定部材６４に固定する。上記構成により、第１のプーリ５１と連結部材６７とは、ベアリング６５によって回転可能に連結される。次に、上記構成を用いた保持アーム５に保持されたノズル４を揺動変位させた場合を図７の（ａ）、（ｂ）に示す。
【００４０】
図７に示すように、上述したノズル揺動機構は、保持アーム５の内部に収納されている。第１実施例で説明したノズル揺動機構と同様に、ノズル４は回転中心Ｐｘにおいて、保持アーム５に揺動可能に支持されている。第１のプーリ５１は回転中心Ｐｘでノズル４と連動連結されている。第２のプーリ５２は、アーム支持部材に連結固定されているので、保持アーム５の基端部の揺動中心Ｐｙに対して固定されている。第１のプーリ５１と第２のプーリ５２とには、連結部材６７が回転可能に連結接続されている。この変形例では、保持アーム５が起立姿勢から横臥姿勢までの「９０度」揺動変位する間に、ノズル４を「４５度」揺動変位させるために、第１のプーリの回転半径Ｘと第２のプーリの回転半径Ｙとの比率を「３：２」にしてある。また、保持アーム５が起立姿勢から横臥姿勢を採るときに、ノズル４の姿勢を鉛直姿勢から傾斜姿勢に設定されている。
【００４１】
図７（ａ）は、保持アーム５が起立姿勢から横臥姿勢に変位する場合を示したものであり、図７（ｂ）は、保持アーム５が横臥姿勢から起立姿勢に変位する場合を示したものである。第２のプーリ５２は、アーム支持部材に固定されているので、保持アーム５の姿勢変化にかかわらず常に静止状態である。ノズル４と連動連結された第１のプーリ５１は、保持アーム５に回転可能に取付けられているので、連結部材６７の動きに連動させることができる。したがって、保持アーム５の変位に従って、保持アーム５と第２のプーリ５２との間に相対的な回転変位が生じる。この相対的な回転変位によって、連結部材６７と第２のプーリ５２との連結部５２ａが第２のプーリ５２の周りを回転しようとするが、第２のプーリ５２は固定されているので、連結部５２ａを中心として連結部材６７は回転運動する。この連結部材６７の回転運動が第１のプーリ５１に伝わり、第１のプーリ５１は、保持アーム５の起き上がり方向と逆の方向に回転動作する。つまり、ノズル４の姿勢は、保持アーム５の姿勢変位に対して「２／３」の割合で連動して揺動する。
【００４２】
上述した変形例の構造にすれば、連結部材６７と第１のプーリ５１または第２のプーリ５２との取付け位置を変更するだけで、ノズル４の姿勢を容易に設定することができる。また、連結部材６７は、棒状の部材であるので、無端状ベルト３３に比べて伸びが少ない。よって、装置を継続的に使用してもノズル４が基板Ｗに臨む角度を常に一定に保つことができる。図５および図６に示した両プーリ５１、５２と連結部材６７との連結構造は、本発明におけるプーリ径可変機構に相当する。
【００４３】
＜第２実施例＞
図８は本発明の第２実施例に係る基板洗浄装置の要部の概略構成図である。なお、この第２実施例では、第１実施例と共通する部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図８において、飛散防止カップ２の側方に、アーム昇降機構８０が配備されている。アーム昇降機構８０は、電動モータ８０ａと、螺軸８０ｂと、螺軸８０ｂに螺合する昇降部材８０ｃなどからなる螺子送り機構で構成されている。電動モータ８０ａの回転駆動によって螺軸８０ｂが回転して、昇降部材８０を上昇または下降させることができる。
【００４５】
昇降部材８０ｃには、ノズル揺動用の電動モータ８３が載置されており、この電動モータ８３の回転駆動によって、保持アーム５の基端部を中心として、ノズル４を基板Ｗ上を左右に揺動させることができる。この電動モータ８３には、Ｌ字型ターンテーブル８４が一体回転可能に取付けられている。このＬ字型ターンテーブル８４には、保持アーム５を上下方向に揺動駆動するアーム駆動モータ８２が固設されている。
【００４６】
アーム駆動モータ８２の出力軸は、保持アーム５の基端部に連結固定されている。アーム駆動モータ８２によって、保持アーム５は、基端部を中心として、上下方向に揺動し、保持アーム５を起立姿勢または横臥姿勢にすることができる。アーム駆動モータ８２は、本発明におけるアーム駆動手段に相当する。
【００４７】
保持アーム５の基端部におけるアーム駆動モータ８２が取付けられたのと反対側に、ノズル４を揺動変位させるためのノズル駆動モータ８１が、保持アーム５に固設されている。このノズル駆動モータ８１の出力軸は、図３で説明した第１実施例の第２のプーリ３２に取付けられたアーム支持部材７ｃの代わりに、第２のプーリ３２に連結固定されている。つまり、ノズル駆動モータ８１の駆動力は、歯付き無端状ベルト３３を介して、第１のプーリ３１に伝わり、ノズル４の姿勢を任意に変位させることができる。ノズル駆動モータ８１は、本発明における回転駆動機構に相当する。また、第２のプーリ３２と第１のプーリ３２と歯付き無端状ベルト３３とは、本発明における駆動伝達機構に相当する。
【００４８】
アーム駆動モータ８２およびノズル駆動モータ８１は、ノズル姿勢制御部９０に接続されている。ノズル姿勢制御部９０には、基板Ｗの処理位置でのノズル４の姿勢を入力指示する指示部９１と、この指示部９１によって指示された内容を記憶するメモリ９２が接続されている。なお、基板Ｗの洗浄処理は、プログラムによって予め決められた手順で処理されるものであり、ここでは、基板Ｗの処理位置におけるノズル４の姿勢を、ノズル姿勢制御部９０が制御するものとして説明する。なお、ノズル姿勢制御部９０は、本発明における回転制御手段に相当する。
【００４９】
以下、上記構成による動作を説明する。
オペレータは、基板Ｗの処理条件に応じて、指示部９１から基板Ｗに対するノズル４の姿勢、すなわち基板Ｗに対してノズル４から洗浄液Ｓを噴出する角度を入力する。ノズル姿勢制御部９０は、この入力された値に基づいて、洗浄処理時の保持アーム５の姿勢を、予め入力されているデータをメモリ９２から呼び出す。この予め入力されているデータは、例えば図９に示すように、基板Ｗに対するノズル４の設定角度Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 と、ノズル４の各設定角度に応じた、保持アーム５が起立姿勢から横臥姿勢になるまでの揺動角度Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 のデータである。このようなデータに基づいて、ノズル４および保持アーム５の姿勢を設定すれば、基板Ｗの回転中心に対して、洗浄液Ｓを噴出供給することができる。
【００５０】
図８の２点鎖線で示す保持アーム５の位置において、アーム昇降機構８０は、保持アーム５を上昇させる。この上昇とともに、鉛直姿勢のノズル４は、待機ポット１１から引き出される。ノズル姿勢制御部９０は、ノズル駆動モータ８１を回転駆動させて、待機ポット１１から引き出されたノズル４の姿勢を基板Ｗに対する設定角度まで揺動変位させる。さらに、ノズル制御部９０は、アーム駆動モータ８２を回転駆動させて、ノズル４の設定角度に対応した揺動角度だけ保持アーム５を揺動変位させる。ノズル４および保持アーム５の姿勢変位が終了すると、ノズル４から基板Ｗに向けて洗浄液Ｓを噴出供給して洗浄処理を行う。洗浄処理が終了すると、保持アーム５は起立姿勢にまで戻るとともに、ノズル４は鉛直姿勢にまで揺動変位して、待機ポット１１に挿入される。
【００５１】
上述した基板洗浄装置では、ノズル姿勢制御部９０によって、基板Ｗに対する洗浄液Ｓの噴出供給角度を容易に変更することができるので、処理条件ごとに最適の洗浄条件によって迅速に処理を行うことができる。
【００５２】
本発明は、以下のように変形実施することも可能である。
（１）上記実施例では、アーム駆動モータ８２によって、保持アーム５を横臥姿勢から起立姿勢に変位させることで、保持アーム５を起立姿勢で待機させた。本発明はこれに限らず、例えば、ノズル揺動モータ８３などによって、保持アーム５を飛散防止カップ２の側方に横臥姿勢のまま移動させて、この横臥姿勢の状態のままで待機させるようにしてもよい。
【００５３】
（２）上記実施例では、ノズル４を揺動するためにノズル揺動モータ８３を用いたが、例えば、ロータリーアクチュエータなどの３６０度以内で回転駆動するものを用いてもよい。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、洗浄処理を行う場合に、所定の角度で洗浄液を基板に供給できるようにノズルを傾斜姿勢とする一方、洗浄処理を行わない場合には、ノズルをほぼ鉛直姿勢で待機ポットに差し込むように構成したので、待機ポット内で処理液の噴出を行う際に、洗浄液の飛散を抑えることができ、その結果、洗浄液のミストによる基板処理領域の汚染を防止することができる。また、ノズルが差し込まれる待機ポットの設置スペース、特に平面視したときの設置スペースを小さくすることができるので、装置をコンパクトに構成することも可能である。さらに、基板の洗浄処理位置におけるノズルの傾斜姿勢をノズル揺動手段によって決定することができるので、最適なノズルの傾斜姿勢で洗浄を行うことも可能である。
さらに、保持アームを基板処理領域から外れた位置にほぼ起立姿勢で待機させているので、平面視した状態の保持アームの待機スペースを小さくすることができ、これにより、装置の設置スペースをさらに小さくすることができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、ノズル揺動手段は、保持アームに保持されたノズルの姿勢を、保持アームの変位に連動して変化させることができるので、ノズルを揺動変位させるための専用の駆動源を必要とせず、製造コストの低減および装置の簡素化を図ることができる。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、保持アームの基端側の揺動軸に固設された第２のプーリとノズルの姿勢を決める第１のプーリとのプーリ径の比率を変えることで、保持アームの変位によってノズルが揺動変位する度合いを変えているので、処理位置でのノズルの傾斜姿勢を容易に設定することができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、洗浄処理を行う場合に、所定の角度で洗浄液を基板に供給できるようにノズルを傾斜姿勢とする一方、洗浄処理を行わない場合には、ノズルをほぼ鉛直姿勢で待機ポットに差し込むように構成したので、待機ポット内で処理液の噴出を行う際に、洗浄液の飛散を抑えることができ、その結果、洗浄液のミストによる基板処理領域の汚染を防止することができる。また、ノズルが差し込まれる待機ポットの設置スペース、特に平面視したときの設置スペースを小さくすることができるので、装置をコンパクトに構成することも可能である。さらに、基板の洗浄処理位置におけるノズルの傾斜姿勢をノズル揺動手段によって決定することができるので、最適なノズルの傾斜姿勢で洗浄を行うことも可能である。
さらに、ノズル揺動手段は、ノズルを揺動変位させるための回転駆動機構を保持アームの基端側に設けているので、処理液などの影響が極めて少なく、回転駆動機構における故障の発生を減少させることができるとともに、回転駆動機構から発生するパーティクルが基板上に落ちるのを防止することができる。
また、回転制御手段は、ノズルの姿勢を基板に対する設定角度まで揺動変位させるように前記回転駆動機構を制御する。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、ノズルを揺動するための回転駆動機構に回転制御手段を設けることで、基板の洗浄処理の条件ごとに、最適なノズルの姿勢を選択することができるので、常に最良の洗浄効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】実施例に係る装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】実施例に係る装置のノズル揺動機構の概略構成を示す図である。
【図４】実施例に係る装置のノズルと保持アームとの接続部の構成を示す図である。
【図５】変形例に係る装置のノズル揺動機構の概略構成を示す図である。
【図６】変形例に係る装置のノズル揺動機構の連結部の構成を示す分解斜視図である。
【図７】変形例に係る装置のノズルの揺動動作を示す図である。
【図８】第２実施例に係る基板洗浄装置の側面概略構成を示す図である。
【図９】第２実施例に係る装置のノズルの姿勢と保持アームの姿勢との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  …  スピンチャック
２  …  飛散防止カップ
４  …  ノズル
５  …  保持アーム
５ａ…  ノズル揺動軸
５ｂ…  アーム揺動軸
５ｃ…  カムホロア
７  …  アーム駆動機構
９  …  ターンテーブル
１０  …  ノズル揺動用電動モータ
１１  …  待機ポット
３１  …  第１のプーリ
３２  …  第２のプーリ
３３  …  歯付き無端状ベルト
６１  …  円形部材
６７  …  連結部材
８１  …  ノズル駆動モータ
８２  …  アーム駆動モータ
９０  …  ノズル姿勢制御部
Ｗ  …  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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