(57)【要約】【課題】  基板と処理具とを常に所定の圧力で接触保持させる。【解決手段】  昇降装置１５により昇降するブラケット１０に、基板１の表面に設定圧力で接触して洗浄などの処理を行う処理具３と、この処理具３を取り付けた操作軸４と、操作軸４を回転方向にのみ自由に支持する保持部材６と、保持部材６に連結して操作軸を上下動させるサーボモータ１１と、操作軸４をピン接手９で連結した回転用モータ８を設けている。ブラケット１０の昇降装置１５とは別に、操作軸４を上下動させるサーボモータ１１をそなえ、処理具３を含む操作軸４の重量と、所定の接触圧力（重量）との差に応じて励磁し、出力トルクを操作軸４に加えて操作軸４の重量を相殺し、処理具を所定の接触圧力に対応した重量で基板面に接触させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に所定の圧力を保持して洗浄などの処理を行う処理具と、この処理具を取り付けた操作軸と、操作軸を支持したブラケットと、ブラケットを揺動可能に支持する取付枠と、取付枠を昇降移動させる昇降装置をそなえた基板処理装置において、前記ブラケットに、処理具を取り付けて回転する操作軸を上下動できるように設け、この操作軸を回転方向にのみ自由に支持する保持部材と、保持部材に連結して操作軸にトルクを加えるサーボモータをそなえ、サーボモータのトルクによって処理具と基板との接触圧力を調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記サーボモータが、操作軸を含む処理具の重量と、所定の接触圧力（重量）との差に応じたトルクを操作軸に加えるようにした請求項１の基板処理装置。
【請求項３】
前記操作軸が、回転用モータの重量が加わらないようにピン接手を介して回転用モータ軸に連結され、回転方向にのみ自由に支持する保持部材をそなえ、前記保持部材に連結して操作軸にトルクを加えるサーボモータを設けている請求項１または２の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの基板の表面処理を行うための基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板などの表面に、洗浄や研磨等の処理を行う場合は、基板面に加わる処理具たとえばノズルや洗浄ブラシの圧力を精密に保持させる必要がある。
【０００３】
このため、図２に示すように、基板１に対向する洗浄具３１をそなえた揺動アーム３２と、この揺動アームを操作する揺動モータ３３を取り付けたブラケット３４をそなえ、このブラケット３４を昇降装置たとえばボールネジ３５を介してサーボモータ３６により昇降させ、洗浄具３１を所定の高さに移動させており、洗浄具３１の高さ位置に応じた設定値をコントローラに入力してサーボモータ３６の回転数を演算し、演算値に応じて回転させ、その回転数をロータリーエンコーダ３７で検出してコントローラにフィールドバックさせ、洗浄具３１を設定した高さに移動させるようにしている。（特許文献１参照）
【０００４】
また、洗浄ブラシを昇降させてウエハとは別の位置に設けた圧力センサに接触させ、昇降移動させて基本圧力になったときの高さと、圧力センサの位置と実際の基板設置面との高さの差を加減することによって洗浄ブラシを基板に対向させるときの高さを検出し、洗浄ブラシの回転モータを含む全体を前記検出した高さまで昇降させ、基板に所定の基本圧力を加えるようにしている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平１１−２８３９５０号
【特許文献２】特開平１０−１３５１６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の基板処理装置における処理具たとえば洗浄ブラシの位置や圧力を調整する昇降移動は、エアシリンダやサーボモータで処理具をそなえたブラケット全体を昇降させ、その移動量を検出してフィードバックすることにより設定値に合わせて処理具を基板面に接触させるようにしており、接触圧力を調整するための高さ調節も同様にブラケット全体の昇降で行われている。
しかるに、処理具や揺動アームなどを支持する全体の装置は、重量が大きくなるだけでなく、機構上の各部のギャップやバックラッシュが累計され、制御の遅れや誤差を生じやすく、フィードバック制御を行っても、基板面との間隔や基板に加える圧力の精密な調整が困難であった。
【０００６】
本発明は、処理具全体を所定の高さに移動させる昇降装置と、処理具の圧力を調整保持する操作軸の上下動装置とを別個にそなえ、基板と処理具との接触圧を精密かつ容易に微調整し保持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板表面に所定の圧力を保持して洗浄などの処理を行う処理具と、この処理具を取り付けた操作軸と、操作軸を支持したブラケットと、ブラケットを揺動可能に支持する取付枠と、この取付枠を昇降移動させる昇降装置をそなえた基板処理装置において、前記ブラケットに、処理具を取り付けて回転する操作軸を上下動できるように設け、この操作軸を回転方向にのみ自由に支持する保持部材と、保持部材に連結して操作軸にトルクを加えるサーボモータをそなえ、サーボモータのトルクによって処理具と基板との接触圧力を調整するようにしている、
【０００８】
なお、前記サーボモータが、操作軸を含めた処理具の重量と、所定の接触圧力（重量）との差に応じたトルクを操作軸に加えるようにし、前記操作軸は、回転用モータの重量が加わらないようにピン接手を介して回転用モータ軸に連結され、回転方向にのみ自由に支持する保持部材をそなえ、前記保持部材に連結して操作軸にトルクを加えるサーボモータを設けている。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明は、取付枠全体を昇降移動させる昇降装置とは別に、処理具を取り付けた操作軸を上下動できるように支持させ、操作軸を回転方向にのみ自由に支持する保持部材と、保持部材に連結したサーボモータを設け、このサーボモータのトルクで操作軸の重量を相殺して、操作軸が所定の圧力に対応する重量で基板と接触するようにしている。このため、処理具を常に所定の圧力で基板面に接触させることができ、基板チャックの回転により基板の上面位置が変動しても、操作軸が常に一定の圧力で基板面との接触状態を保持する。また、サーボモータのトルクを調整することによって、接触圧力をたとえば１グラム単位でも正確な調整ができ、操作軸の重量が小さいので迅速かつ精密な圧力調整を行い得るなどの効果がある。
【００１０】
また、取付枠全体の位置を所定位置に厳密に移動させる必要がなく、昇降装置とその操作を簡単にすることができる。
なお、操作軸をピン接手を介して回転用モータに連結し、回転用モータの重量が操作軸に加わらないようにすることにより、操作軸に加えるトルクを軽減させてサーボモータを小型にし、調整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
このため、処理具と、処理具を取り付けた操作軸と、この操作軸を回転させる回転用モータをそなえたブラケットをそなえ、このブラケットに前記操作軸を上下動ができるように支持させるとともに、この操作軸を回転方向にのみ自由に支持し、軸方向には一体に移動させる保持部材を設け、保持部材に連結して操作軸を上下動させるサーボモータをそなえ、処理具を含む操作軸の重量と、基板と処理具との所定の接触圧力（重量）との差に応じた励磁電流で前記サーボモータを制御させ、励磁電流に応じた回転力を操作軸に加えて処理具の接触圧力を調整保持するようにしている。
【実施例】
【００１２】
以下、図に示す実施例について説明する。
図１において、１は基板で基板チャック２に取り付けられている。３は処理具で、たとえば洗浄ブラシ、４は処理具３を取り付けた操作軸、５はエアーベアリング、６は操作軸４を保持する保持部材で、操作軸４を回転方向は自由に、軸方向は一体に移動するように保持している。７は保持部材側面に設けた連結耳、８は操作軸の回転用モータで、操作軸４をピン接手９により軸方向に若干の移動ができるように連結し、操作軸４に回転用モータの重量が加わらないようにしている。１０は操作軸４や回転用モータ８などを取り付けたブラケット、１１はブラケット１０に設けたサーボモータで、励磁電流に対して出力トルクを直線的に変化させるトルクモータを用いている。１２は一方端をサーボモータ１１の軸に固定し、他方端を前記連結耳７にピン結合させた連結アーム、１３は取付枠で、ブラケット１０を揺動させる揺動モータ１４をそなえ、昇降装置１５で昇降移動される。
【００１３】
昇降装置１５たとえばネジ軸により、取付枠１３を所定位置のストッパー（図示していない）まで下降させて、処理具たとえば洗浄ブラシ３を基板１上面の対向位置に移動させる。この移動は、従来のように、昇降装置のサーボモータをロータリーエンコーダの検出信号で設定値に一致させ、基板１に対して処理具３を所定の位置に正確に移動させるようにする必要はなく、操作軸４の上下動の範囲内であればよい。
【００１４】
処理具３を含む操作軸４は、エアーベアリング５で支持させ、回転用モータ８とはピン接手９で分離させており、操作軸４は保持部材６を介してサーボモータ１１に連結されている。サーボモータ１１を処理具３を含む操作軸４の重量Ｇから所定の接触圧力に対応する重量ｇを差し引いた値（Ｇ−ｇ）に応じた励磁電流で励磁することにより、保持部材６を介して操作軸４にトルク（Ｇ−ｇ）が操作軸４を引き上げる方向に加えられ、操作軸４の重量Ｇからトルクに対応する重量（Ｇ−ｇ）が差し引かれ、操作軸４の下降方向へ作用する重量はｇになる。このため、処理具３は操作軸４の重量ｇで下降して基板１に重量ｇに対応する所定の圧力で接触保持される。
このサーボモータ１１の制御は、コントローラに、操作軸４の重量Ｇと，所定の接触圧力ｇを設定値として入力し、出力トルクが（Ｇ−ｇ）になるように励磁電流を演算してフィードバック制御を行えばよい。
このように、操作軸４にサーボモータ１１のトルクを加わえることによって、操作軸４の重量が相殺され、所定の圧力値に対応した重量に保持されており、基板１に所定の圧力で接触させることができ、基板位置が変動しても、常に接触圧を一定に保持させる。
【００１５】
なお、洗浄時は洗浄液が処理具３と基板１との間に流入して微小な間隙を生じるが、この場合でも洗浄液の膜を介して接触圧力が保持される。
また、操作軸４を回転用モータに直結し、回転用モータ８の重量を含むようにすることもできるが、処理具に過大な重量が加わるので、図１の実施例では、操作軸４と回転用モータ８とをピン接手９で軸方向に若干の移動ができるように連結させており、操作軸４と回転用モータ８が分離され、処理具３を含む操作軸４の重量を軽減して、サーボモータ１１のトルクを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例の概略構成を示す側断面図である。
【図２】従来の構成例を示す概略の側面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  基板
２  基板チャック
３  処理具
４  操作軸
５  エアーベアリング
６  保持部材
７  連結耳
８  回転用モータ
９  ピン接手
１０  ブラケット
１１  サーボモータ
１２  連結アーム
１３  取付枠
１４  揺動モータ
１５  昇降装置
【図１】
2005039087.tif 000003
【図２】
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