キャリア洗浄装置
【課題】 キャリアをブラシ洗浄する際に、ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルによる洗浄度低下を防止する。
【解決手段】 回転ブラシを駆動するためのモータ３８ａを水平アーム３２内に収容する。水平アーム３２の先端部から下方に延出する垂直アーム３３の下端部に、回転ブラシの回転軸３５を支持する軸受３４を取付け、モータ３８ａの回転を垂直アーム３３内のベルト３８ｅを介して回転軸３５に伝達する。回転ブラシを支持するアームをケースにして、回転ブラシの回転駆動部３８をこのケース内に収容したことにより、ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルの洗浄槽への落下が防止される。
【解決手段】 回転ブラシを駆動するためのモータ３８ａを水平アーム３２内に収容する。水平アーム３２の先端部から下方に延出する垂直アーム３３の下端部に、回転ブラシの回転軸３５を支持する軸受３４を取付け、モータ３８ａの回転を垂直アーム３３内のベルト３８ｅを介して回転軸３５に伝達する。回転ブラシを支持するアームをケースにして、回転ブラシの回転駆動部３８をこのケース内に収容したことにより、ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルの洗浄槽への落下が防止される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハ等の基板類を整列させて収容するキャリアを洗浄するキャリア洗浄装置に関し、更に詳しくは、キャリアの少なくとも両側の側壁部内面をブラッシングするブラシ洗浄部を具備するキャリア洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエーハの収納に使用されている典型的なキャリアの構造を図５に示す。同図に示されるように、キャリア１０は両側の側壁部１１，１１と、側壁部１１，１１をつなぐ前後の端板部１２，１２とからなる。側壁部１１，１１には多数の縦スリット１１ａ，１１ａ・・がキャリア１０の長さ方向に所定の間隔で設けられている。半導体ウエーハは、両側部を両側の側壁部１１，１１の縦スリット１１ａ，１１ａ・・に挿入することで、側壁部１１，１１間に整列されて収納される。ウエーハ保持のために、両側の側壁部１１，１１は、下部間隔が上部間隔より小となるように下部が内側へ折れ曲がった形状になっている。
【０００３】このようなキャリア１０は使用を繰り返すことにより汚れる。特に、両側の側壁部１１，１１の内面汚れはウエーハを直接汚染する原因になる。このため、キャリア１０は定期的に洗浄される。この洗浄装置としてはブラッシングを併用するものが洗浄性、効率等の点で優れる（特開平６−１２０１８６号公報等）。
【０００４】キャリア洗浄用のブラッシング機構は例えば特開平３−１５６９２４号公報に記載されている。同公報に記載されたブラッシング機構は、昇降式のフレームと、フレームの下端部に回転軸を水平にして取付けられた回転ブラシと、回転ブラシの上方に位置してフレームに取付けられたモータとを備えている。モータの回転は、下方の歯車を介して更に下方の回転ブラシの回転軸に伝達され、回転ブラシを回転駆動する。そして、回転ブラシの回転軸をキャリアの長さ方向（ウエーハ整列方向）に一致させ、回転ブラシを回転させながらフレームを下降させて、その回転ブラシを下方のキャリア内に挿入することにより、キャリアの両側の側壁部内面が同時にブラッシングされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなブラッシング機構には以下のような問題がある。
【０００６】実際のブラシ洗浄では、キャリアは洗浄槽内でブラッシングされる場合が多い。この場合、特開平３−１５６９２４号公報に記載されたブラッシング機構では、回転ブラシの回転駆動部は洗浄槽内のキャリアの真上に露出して設けられることになる。回転ブラシの回転駆動部では、ブラッシング中にモータ及び歯車が作動し、その作動に伴ってパーティクルが発生する。発生したパーティクルは下方の洗浄槽内に落下し、槽内のキャリアの洗浄度を低下させる原因になる。
【０００７】最近は半導体ウエーハに非常に高い清浄度が要求されており、これに伴ってキャリア洗浄での洗浄性にも高度なものが求められているが、回転ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルによる洗浄度低下の危険性があるブラッシング機構では、この高度の要求に答えるのが困難である。
【０００８】本発明の目的は、回転ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルによる洗浄度低下を可及的に回避することができるキャリア洗浄装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のキャリア洗浄装置は、複数枚の基板を整列させて収納するキャリアの洗浄装置であって、前記キャリアの少なくとも両側の側壁部内面をブラッシングするブラシ洗浄部を具備し、該ブラシ洗浄部は、キャリアを収容する洗浄槽と、洗浄槽内に回転ブラシを保持して、その回転及び移動を行うブラッシング機構とを有し、該ブラッシング機構は、回転ブラシの回転駆動部をケース内に収容した構成である。
【００１０】本発明のキャリア洗浄装置では、回転ブラシの回転駆動に伴う回転駆動部から洗浄槽内へのパーティクルの侵入が抑制される。
【００１１】この場合のブラッシング機構としては、洗浄槽の外に立設された支柱と、支柱の上部から洗浄槽の側へ突出した水平アームと、水平アームの先端部から下方に垂下して洗浄槽内に挿入され、下部に回転ブラシを片持ち支持する垂直アームとを有し、水平アーム内に収容されたモータの回転を、垂直アーム内に収容された動力伝達手段により回転ブラシの回転軸に伝達する構成のものが好ましい。
【００１２】この構成によれば、回転ブラシを支持するアームがケースとして利用され、ブラッシング機構の構造が簡略化される。また、支柱を鉛直方向及び回転ブラシの回転軸に直角な水平方向に移動される構成とすることにより、ブラシ移動のための駆動部が洗浄槽から離れた位置に配置され、その駆動部から洗浄槽へのパーティクルの侵入も抑制される。
【００１３】本発明のキャリア洗浄装置では又、回転ブラシの回転軸とその軸受部の間をシールすることが好ましい。これによると、回転ブラシの回転駆動に伴う回転駆動部から洗浄槽内へのパーティクルの侵入が一層効果的に抑制される。また、洗浄槽内から回転駆動部への洗浄液の侵入が防止される。
【００１４】本発明のキャリア洗浄装置では又、洗浄槽の開口部を含む装置内の上部を加圧する一方、装置内の下部を吸引し、その下部内に、回転ブラシの移動のための駆動部を配置することが好ましい。これによると、回転ブラシの移動に伴う駆動部から洗浄槽内へのパーティクルの侵入が特に効果的に抑制される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るキャリア洗浄装置の模式正面図、図２は同キャリア洗浄装置に使用されているブラシ洗浄部の模式平面図、図３は同ブラシ洗浄部の模式側面図、図４は同ブラシ洗浄部に使用されているブラッシング機構の縦断側面図、図５はキャリアの斜視図である。
【００１６】本発明の実施形態に係るキャリア洗浄装置は、半導体ウエーハを収納するウエーハキャリアの洗浄に使用される。図５に示すように、このキャリア１０は両側の側壁部１１，１１と、側壁部１１，１１をつなぐ前後の端板部１２，１２とからなる。側壁部１１，１１間に複数枚のウエーハを整列させて保持するために、各側壁部１１には複数の縦スリット１１ａ，１１ａ・・が所定の間隔で設けられ、各側壁部１１の下部は内側へ折れ曲がっている。この折れ曲がりにより、側壁部１１，１１の間隔は下部で小となっている。
【００１７】キャリア１０の洗浄に使用されるキャリア洗浄装置は、図１に示すように、装置ケースＡ内にローダＢ、ブラシ洗浄部Ｃ、二次洗浄部Ｄ、乾燥部Ｅ及びアンローダＦを収容した構造になっている。ローダＢ、ブラシ洗浄部Ｃ、二次洗浄部Ｄ、乾燥部Ｅ及びアンローダＦは横方向に並べて配置され、その配置列の後方を横方向に移動する２つの搬送ロボットＧ１，Ｇ２と組み合わされている。
【００１８】ローダＢ内に搬入されたキャリア１０は第１の搬送ロボットＧ１によりブラシ洗浄部Ｃ、二次洗浄部Ｄ及び乾燥部Ｅに順番に運ばれる。乾燥部Ｅ内で乾燥を終えたキャリア１０は、第２の搬送ロボットＧ２により乾燥部ＥからアンローダＦに運ばれる。
【００１９】キャリア洗浄装置で重要なブラシ洗浄部Ｃは、図２の平面図及び図３の側面図に示すように、キャリア１０を収容する洗浄槽２０と、そのキャリア１０をブラッシングするブラッシング機構としてのブラシロボット３０，４０とを備えている。洗浄槽２０は、純水や純水に洗剤を混ぜた混合液からなる洗浄液２１をオバーフローさせる構造になっている。
【００２０】洗浄槽２０の下部内には回転式の架台２２が設けられている。架台２０はキャリア１０を洗浄槽１０の底面から離れた位置に保持するために、キャリア１０の４隅部を下方から支承する構造になっており、洗浄槽１０の下方に設けられた駆動部２３により鉛直軸回りに回転駆動されることにより、キャリア１０を回転させる。架台２０の回転軸と洗浄槽１０の間は液密にシールされている。
【００２１】第１のブラシロボット３０はキャリア１０の内面をブラッシングするためのものである。また、第２のブラシロボット４０はキャリア１０の外面をブラッシングするためのものである。これらのブラシロボット３０，４０は洗浄槽２０の手前側に横方向に並んで設置されている。
【００２２】内面用のブラシロボット３０は、洗浄槽２０の手前側に設けられた鉛直な支柱３１と、支柱３１の上端部から洗浄槽２０の側へ延出した水平アーム３２と、水平アーム３２の先端部から下方に垂下して下部を洗浄槽２０内に挿入した垂直アーム３３と、垂直アーム３３の下端部に取付けられた軸受３４と、軸受３４により片持ち支持された回転軸３５と、回転軸３５に取付けられたロールブラシ３６とを備えている。
【００２３】回転軸３５は洗浄槽２０内にセットされたキャリア１０の内部に、そのキャリア１０の両側の側壁部１１，１１に平行に挿入される水平軸であり、ロールブラシ３６と共に回転ブラシを構成する。ロールブラシ３６のブラシ幅（軸方向長さ）は、側壁部１１の内面の長さ方向の半分の領域（奥側の領域）をブラッシングできるように設定されている。また、ロールブラシ３６のブラシ径は、キャリア１０の側壁部１１，１１の上部間隔より小さく、下部間を通過できる大きさとさている。
【００２４】ブラシロボット３０の支柱３１は、洗浄槽２０の手前側に設置された移動用の直進駆動部３７により鉛直方向及び回転軸３５に直角な水平方向の２方向に直進駆動される。これにより、回転軸３５に取付けられたロールブラシ３６もこの２方向に移動する。
【００２５】ブラシロボット３０の水平アーム３２内及び垂直アーム３３内には、図４に示すように、回転ブラシの回転駆動部３８が収容されている。即ち、水平アーム３２は、円筒形状のアーム本体３２ａと、アーム本体３２ａの先端部に取付けられたヘッド３２ｂとからなる。ヘッド３２ｂの下面には角筒状の垂直アーム３３の上端部が結合されており、垂直アーム３３の下端部には軸受３４のハウジング３４ａが結合されている。水平アーム３２のヘッド３２ｂ内は、ヘッド３２ｂの下部に設けられた開口部３２ｃを通して垂直アーム３３内に連通しており、垂直アーム３３内は、軸受３４のハウジング３４ａの上部に設けられた開口部３４ｂを通してハウジング３４ａ内に連通している。
【００２６】回転軸３５は、水平アーム３２に平行な水平軸で、軸受３４のハウジング３４ａ内から水平アーム３２の先端側へ突出している。回転軸３５の基端部は、軸受３４のハウジング３４ａ内にベアリング３４ｃ，３４ｃにより回転自在に支持されている。この基端部にはプーリ３５ａが設けられている。そしてハウジング３４ａと回転軸３５の間がシールリング３４ｅ，３４ｅにより液密にシールされることで、回転軸３５の基端部はベアリング３４ｃ，３４ｃ等と共にハウジング３４ａ内に封入されている。
【００２７】回転駆動部３８はモータ３８ａと、モータ３８ａの出力軸に連結された減速機３８ｃと、減速機３８ｃの出力軸に取付けられたプーリ３８ｄと、プーリ３８ｄに掛けられたベルト３８ｅとを備えている。モータ３８ａ及び減速機３８ｃは水平アーム３２のアーム本体３２ａ内に収容され、プーリ３８ｄは水平アーム３２のヘッド３２ｂ内に収容されている。動力伝達手段としてのベルト３８ｅは、ヘッド３２ｂ内のプーリ３８ｄと軸受３４のハウジング３４ａ内に収容されたプーリ３４ｄとの間に垂直アーム３３内を通って掛け渡されている。これにより、回転駆動部３８は水平アーム３２内及び垂直アーム３３内に収容されることになり、軸受３４内のプーリ３５ａと共同して回転軸３５を回転駆動する。
【００２８】外面用のブラシロボット４０は、内面用のブラシロボット３０と同様に、鉛直な支柱４１、支柱４１の上端部から洗浄槽２０の側へ延出した水平アーム４２、水平アーム３２の先端部から下方に垂下して下部を洗浄槽２０内に挿入した垂直アームなどを備えており、垂直アームの下端部に軸受を介して片持ち支持された回転ブラシの回転駆動と２方向の直進駆動とにより、洗浄槽２０内にセットされたキャリア１０の側壁部１１外面を回転ブラシのロールブラシ４６により外側からブラッシングする。
【００２９】回転ブラシの回転軸は、キャリア１０の側壁部１１に平行な水平軸である。回転ブラシのブラシ幅は、キャリア１０の側壁部１１の外面を全長にわたってブラッシングできる大きさとされている。回転ブラシの回転駆動部は、内面用のブラシロボット３０と同様に、水平アーム４２内及び垂直アーム内に収容されている。また、軸受のハウジングと回転軸の間は、シールリングにより液密にシールされている。
【００３０】キャリア洗浄装置の装置ケースＡ内は、ブラシ洗浄部Ｃのテーブル面を境にして上部と下部に分けられている。装置ケースＡ内の上部は、クリーンファンによる上方からのダウンフローにより加圧され、下部は吸引されている。そして、ブラシロボット３０，４０において回転ブラシの移動を行う直進駆動部３７は、搬送ロボットＧ１，Ｇ２の直進駆動部等と共にこの下部に配置され、洗浄槽２０の開口部よりも低いところに位置している。
【００３１】次に、ブラシ洗浄部Ｃの機能について説明する。
【００３２】搬送ロボットＧ１によってキャリア１０がローダＢからブラシ洗浄部Ｃの洗浄槽２０内に搬入される。洗浄槽２０内に搬入されたキャリア１０は、架台２２上に載置され、図示されない固定手段により固定される。
【００３３】キャリア１０が固定されると、内面用のブラシロボット３０の支柱３１を鉛直方向及び水平方向に直進駆動することにより、ロールブラシ３６をキャリア１０の一方の側壁部１１の上端部内面に押し付ける。また、外面用のブラシロボット４０の支柱４１を鉛直方向及び水平方向に直進駆動することにより、ロールブラシ４６をキャリア１０の一方の側壁部１１の上端部外面に押し付ける。また、洗浄槽２０内に洗浄液２１をオバーフローさせる。
【００３４】この状態で、ブラシロボット３０の回転駆動部３８によりロールブラシ３６を回転させながら、このロールブラシ３６を下降させる。このとき、キャリア１０の側壁部１１の形状に沿ってロールブラシ３６を回転軸３５に直角な水平方向に移動させる。これにより、キャリア１０の一方の側壁部１１の内面が、長さ方向の半分の領域で上から下へブラッシングされる。
【００３５】このとき、キャリア１０は架台２２により洗浄槽２０の底面から離れた位置に保持されている。また、ロールブラシ３６はキャリア１０の下端開口部を通過することができる。これらのため、ロールブラシ３６は、側壁部１１の下端部内面をブラッシングできる位置まで下降できる。従って、側壁部１１は下端部内面まで十分にブラッシングされる。
【００３６】また、ブラシロボット３０の回転駆動部３８では、モータ３８ａの作動により減速機３８ｃ、ベルト３８ｅ等が高速で運動し、パーティクルが発生するが、回転駆動部３８はブラシロボット３０の水平アーム３２内及び垂直アーム３３内に収容されている。また、垂直アーム３３内と連通する軸受３４のハウジング３４ａ内もシールリング３４ｅ，３４ｅによりシールされている。従って、回転駆動部３８から発生したパーティクルが洗浄槽２０内に侵入する危険性はない。また、軸受３４は洗浄槽２０内の洗浄液に浸漬されるが、その洗浄液が軸受３４のハウジング３４ａ内に侵入する危険性もない。
【００３７】キャリア１０の一方の側壁部１１の内面の半分がブラッシングされると、同じ要領で他方の側壁部１１の内面の半分をブラッシングする。これにより、両側の側壁部１１，１１の各半分が内面ブラッシングされる。
【００３８】このとき、外面用のブラシロボット４０は、ロールブラシ４６により、同じ要領で、キャリア１０の一方の側壁部１１の外面を、全長にわたって上から下へブラッシングする。このブラシロボット４０においても、回転ブラシの回転駆動部から洗浄槽２０内へのパーティクル侵入の危険性はない。
【００３９】キャリア１０の両側の側壁部１１，１１の各半分が内面ブラッシングされ、一方の側壁部１１の外面全体がブラッシングされると、架台２２を回転させることによりキャリア１０を鉛直軸回りに１８０°回転させる。そして、同じ要領で、キャリア１０の両側の側壁部１１，１１の残り半分を内面ブラッシングすると共に、他方の側壁部１１の外面全体をブラッシングする。この後半のブラッシングにおいても、回転ブラシの回転駆動部から洗浄槽２０内へのパーティクル侵入の危険性はない。
【００４０】また、装置ケースＡ内の上部は、クリーンファンによる上方からのダウンフローにより加圧され、下部は吸引され、ブラシロボット３０，４０において回転ブラシの移動を行う直進駆動部３７は、搬送ロボットＧ１，Ｇ２の直進駆動部等と共にこの下部に配置されている。このため、回転ブラシの移動や搬送ロボットＧ１，Ｇ２の移動に伴って発生するパーティクルについても、洗浄槽２０内への侵入が防止される。
【００４１】ブラシ洗浄部Ｃでの洗浄を終えたキャリア１０は、二次洗浄部Ｄで超音波洗浄された後、乾燥部Ｅでスピン乾燥され、アンローダＦに送られる。
【００４２】上記実施形態では、キャリア１０の両側の側壁部１１，１１の内外面を別々のブラッシング機構でブラッシングしているが、外面用のブラッシング機構を省略し、内面用のブラッシング機構で側壁部１１，１１の外面をブラッシングすることもできる。上記実施形態では、内面用のブラッシング機構（ブラシロボット３０）は回転ブラシを２軸駆動し、キャリア１０は鉛直軸回りに回転駆動されるので、側壁部１１，１１の外面も内面と同様に確実にブラッシングされる。そして外面用のブラッシング機構を省略することにより、能率は低下するものの、ブラシ洗浄部Ｃの構造は簡単になり、装置価格が低下するだけでなく、パーティクル発生源も減少する。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のキャリア洗浄装置は、キャリアの側壁部に対して回転ブラシによる機械的な洗浄を行うにもかからず、その回転に伴って発生するパーティクルが洗浄槽内に侵入するのを効果的に抑制することができる。これにより、パーティクルによる洗浄度低下が回避され、極めて高い洗浄度が短時間で確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るキャリア洗浄装置の模式正面図である。
【図２】同キャリア洗浄装置に使用されているブラシ洗浄部の模式平面図である。
【図３】同ブラシ洗浄部の模式側面図である。
【図４】同ブラシ洗浄部に使用されているブラシロボットの縦断側面図である。
【図５】キャリアの斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 装置ケース
Ｃ ブラシ洗浄部
１０ キャリア
１１ 側壁部
２０ 洗浄槽
３０ 内面用のブラシロボット（ブラッシング機構）
３１ 支柱
３２ 水平アーム
３３ 垂直アーム
３４ 軸受
３５ 回転軸
３６ ロールブラシ
３８ 回転駆動部
３８ａ モータ
３８ｃ 減速機
３８ｅ ベルト（動力伝達手段）
４０ 外面用のブラシロボット（ブラッシング機構）
４１ 支柱
４２ 水平アーム
４６ ロールブラシ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハ等の基板類を整列させて収容するキャリアを洗浄するキャリア洗浄装置に関し、更に詳しくは、キャリアの少なくとも両側の側壁部内面をブラッシングするブラシ洗浄部を具備するキャリア洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエーハの収納に使用されている典型的なキャリアの構造を図５に示す。同図に示されるように、キャリア１０は両側の側壁部１１，１１と、側壁部１１，１１をつなぐ前後の端板部１２，１２とからなる。側壁部１１，１１には多数の縦スリット１１ａ，１１ａ・・がキャリア１０の長さ方向に所定の間隔で設けられている。半導体ウエーハは、両側部を両側の側壁部１１，１１の縦スリット１１ａ，１１ａ・・に挿入することで、側壁部１１，１１間に整列されて収納される。ウエーハ保持のために、両側の側壁部１１，１１は、下部間隔が上部間隔より小となるように下部が内側へ折れ曲がった形状になっている。
【０００３】このようなキャリア１０は使用を繰り返すことにより汚れる。特に、両側の側壁部１１，１１の内面汚れはウエーハを直接汚染する原因になる。このため、キャリア１０は定期的に洗浄される。この洗浄装置としてはブラッシングを併用するものが洗浄性、効率等の点で優れる（特開平６−１２０１８６号公報等）。
【０００４】キャリア洗浄用のブラッシング機構は例えば特開平３−１５６９２４号公報に記載されている。同公報に記載されたブラッシング機構は、昇降式のフレームと、フレームの下端部に回転軸を水平にして取付けられた回転ブラシと、回転ブラシの上方に位置してフレームに取付けられたモータとを備えている。モータの回転は、下方の歯車を介して更に下方の回転ブラシの回転軸に伝達され、回転ブラシを回転駆動する。そして、回転ブラシの回転軸をキャリアの長さ方向（ウエーハ整列方向）に一致させ、回転ブラシを回転させながらフレームを下降させて、その回転ブラシを下方のキャリア内に挿入することにより、キャリアの両側の側壁部内面が同時にブラッシングされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなブラッシング機構には以下のような問題がある。
【０００６】実際のブラシ洗浄では、キャリアは洗浄槽内でブラッシングされる場合が多い。この場合、特開平３−１５６９２４号公報に記載されたブラッシング機構では、回転ブラシの回転駆動部は洗浄槽内のキャリアの真上に露出して設けられることになる。回転ブラシの回転駆動部では、ブラッシング中にモータ及び歯車が作動し、その作動に伴ってパーティクルが発生する。発生したパーティクルは下方の洗浄槽内に落下し、槽内のキャリアの洗浄度を低下させる原因になる。
【０００７】最近は半導体ウエーハに非常に高い清浄度が要求されており、これに伴ってキャリア洗浄での洗浄性にも高度なものが求められているが、回転ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルによる洗浄度低下の危険性があるブラッシング機構では、この高度の要求に答えるのが困難である。
【０００８】本発明の目的は、回転ブラシの回転駆動に伴って発生するパーティクルによる洗浄度低下を可及的に回避することができるキャリア洗浄装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のキャリア洗浄装置は、複数枚の基板を整列させて収納するキャリアの洗浄装置であって、前記キャリアの少なくとも両側の側壁部内面をブラッシングするブラシ洗浄部を具備し、該ブラシ洗浄部は、キャリアを収容する洗浄槽と、洗浄槽内に回転ブラシを保持して、その回転及び移動を行うブラッシング機構とを有し、該ブラッシング機構は、回転ブラシの回転駆動部をケース内に収容した構成である。
【００１０】本発明のキャリア洗浄装置では、回転ブラシの回転駆動に伴う回転駆動部から洗浄槽内へのパーティクルの侵入が抑制される。
【００１１】この場合のブラッシング機構としては、洗浄槽の外に立設された支柱と、支柱の上部から洗浄槽の側へ突出した水平アームと、水平アームの先端部から下方に垂下して洗浄槽内に挿入され、下部に回転ブラシを片持ち支持する垂直アームとを有し、水平アーム内に収容されたモータの回転を、垂直アーム内に収容された動力伝達手段により回転ブラシの回転軸に伝達する構成のものが好ましい。
【００１２】この構成によれば、回転ブラシを支持するアームがケースとして利用され、ブラッシング機構の構造が簡略化される。また、支柱を鉛直方向及び回転ブラシの回転軸に直角な水平方向に移動される構成とすることにより、ブラシ移動のための駆動部が洗浄槽から離れた位置に配置され、その駆動部から洗浄槽へのパーティクルの侵入も抑制される。
【００１３】本発明のキャリア洗浄装置では又、回転ブラシの回転軸とその軸受部の間をシールすることが好ましい。これによると、回転ブラシの回転駆動に伴う回転駆動部から洗浄槽内へのパーティクルの侵入が一層効果的に抑制される。また、洗浄槽内から回転駆動部への洗浄液の侵入が防止される。
【００１４】本発明のキャリア洗浄装置では又、洗浄槽の開口部を含む装置内の上部を加圧する一方、装置内の下部を吸引し、その下部内に、回転ブラシの移動のための駆動部を配置することが好ましい。これによると、回転ブラシの移動に伴う駆動部から洗浄槽内へのパーティクルの侵入が特に効果的に抑制される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るキャリア洗浄装置の模式正面図、図２は同キャリア洗浄装置に使用されているブラシ洗浄部の模式平面図、図３は同ブラシ洗浄部の模式側面図、図４は同ブラシ洗浄部に使用されているブラッシング機構の縦断側面図、図５はキャリアの斜視図である。
【００１６】本発明の実施形態に係るキャリア洗浄装置は、半導体ウエーハを収納するウエーハキャリアの洗浄に使用される。図５に示すように、このキャリア１０は両側の側壁部１１，１１と、側壁部１１，１１をつなぐ前後の端板部１２，１２とからなる。側壁部１１，１１間に複数枚のウエーハを整列させて保持するために、各側壁部１１には複数の縦スリット１１ａ，１１ａ・・が所定の間隔で設けられ、各側壁部１１の下部は内側へ折れ曲がっている。この折れ曲がりにより、側壁部１１，１１の間隔は下部で小となっている。
【００１７】キャリア１０の洗浄に使用されるキャリア洗浄装置は、図１に示すように、装置ケースＡ内にローダＢ、ブラシ洗浄部Ｃ、二次洗浄部Ｄ、乾燥部Ｅ及びアンローダＦを収容した構造になっている。ローダＢ、ブラシ洗浄部Ｃ、二次洗浄部Ｄ、乾燥部Ｅ及びアンローダＦは横方向に並べて配置され、その配置列の後方を横方向に移動する２つの搬送ロボットＧ１，Ｇ２と組み合わされている。
【００１８】ローダＢ内に搬入されたキャリア１０は第１の搬送ロボットＧ１によりブラシ洗浄部Ｃ、二次洗浄部Ｄ及び乾燥部Ｅに順番に運ばれる。乾燥部Ｅ内で乾燥を終えたキャリア１０は、第２の搬送ロボットＧ２により乾燥部ＥからアンローダＦに運ばれる。
【００１９】キャリア洗浄装置で重要なブラシ洗浄部Ｃは、図２の平面図及び図３の側面図に示すように、キャリア１０を収容する洗浄槽２０と、そのキャリア１０をブラッシングするブラッシング機構としてのブラシロボット３０，４０とを備えている。洗浄槽２０は、純水や純水に洗剤を混ぜた混合液からなる洗浄液２１をオバーフローさせる構造になっている。
【００２０】洗浄槽２０の下部内には回転式の架台２２が設けられている。架台２０はキャリア１０を洗浄槽１０の底面から離れた位置に保持するために、キャリア１０の４隅部を下方から支承する構造になっており、洗浄槽１０の下方に設けられた駆動部２３により鉛直軸回りに回転駆動されることにより、キャリア１０を回転させる。架台２０の回転軸と洗浄槽１０の間は液密にシールされている。
【００２１】第１のブラシロボット３０はキャリア１０の内面をブラッシングするためのものである。また、第２のブラシロボット４０はキャリア１０の外面をブラッシングするためのものである。これらのブラシロボット３０，４０は洗浄槽２０の手前側に横方向に並んで設置されている。
【００２２】内面用のブラシロボット３０は、洗浄槽２０の手前側に設けられた鉛直な支柱３１と、支柱３１の上端部から洗浄槽２０の側へ延出した水平アーム３２と、水平アーム３２の先端部から下方に垂下して下部を洗浄槽２０内に挿入した垂直アーム３３と、垂直アーム３３の下端部に取付けられた軸受３４と、軸受３４により片持ち支持された回転軸３５と、回転軸３５に取付けられたロールブラシ３６とを備えている。
【００２３】回転軸３５は洗浄槽２０内にセットされたキャリア１０の内部に、そのキャリア１０の両側の側壁部１１，１１に平行に挿入される水平軸であり、ロールブラシ３６と共に回転ブラシを構成する。ロールブラシ３６のブラシ幅（軸方向長さ）は、側壁部１１の内面の長さ方向の半分の領域（奥側の領域）をブラッシングできるように設定されている。また、ロールブラシ３６のブラシ径は、キャリア１０の側壁部１１，１１の上部間隔より小さく、下部間を通過できる大きさとさている。
【００２４】ブラシロボット３０の支柱３１は、洗浄槽２０の手前側に設置された移動用の直進駆動部３７により鉛直方向及び回転軸３５に直角な水平方向の２方向に直進駆動される。これにより、回転軸３５に取付けられたロールブラシ３６もこの２方向に移動する。
【００２５】ブラシロボット３０の水平アーム３２内及び垂直アーム３３内には、図４に示すように、回転ブラシの回転駆動部３８が収容されている。即ち、水平アーム３２は、円筒形状のアーム本体３２ａと、アーム本体３２ａの先端部に取付けられたヘッド３２ｂとからなる。ヘッド３２ｂの下面には角筒状の垂直アーム３３の上端部が結合されており、垂直アーム３３の下端部には軸受３４のハウジング３４ａが結合されている。水平アーム３２のヘッド３２ｂ内は、ヘッド３２ｂの下部に設けられた開口部３２ｃを通して垂直アーム３３内に連通しており、垂直アーム３３内は、軸受３４のハウジング３４ａの上部に設けられた開口部３４ｂを通してハウジング３４ａ内に連通している。
【００２６】回転軸３５は、水平アーム３２に平行な水平軸で、軸受３４のハウジング３４ａ内から水平アーム３２の先端側へ突出している。回転軸３５の基端部は、軸受３４のハウジング３４ａ内にベアリング３４ｃ，３４ｃにより回転自在に支持されている。この基端部にはプーリ３５ａが設けられている。そしてハウジング３４ａと回転軸３５の間がシールリング３４ｅ，３４ｅにより液密にシールされることで、回転軸３５の基端部はベアリング３４ｃ，３４ｃ等と共にハウジング３４ａ内に封入されている。
【００２７】回転駆動部３８はモータ３８ａと、モータ３８ａの出力軸に連結された減速機３８ｃと、減速機３８ｃの出力軸に取付けられたプーリ３８ｄと、プーリ３８ｄに掛けられたベルト３８ｅとを備えている。モータ３８ａ及び減速機３８ｃは水平アーム３２のアーム本体３２ａ内に収容され、プーリ３８ｄは水平アーム３２のヘッド３２ｂ内に収容されている。動力伝達手段としてのベルト３８ｅは、ヘッド３２ｂ内のプーリ３８ｄと軸受３４のハウジング３４ａ内に収容されたプーリ３４ｄとの間に垂直アーム３３内を通って掛け渡されている。これにより、回転駆動部３８は水平アーム３２内及び垂直アーム３３内に収容されることになり、軸受３４内のプーリ３５ａと共同して回転軸３５を回転駆動する。
【００２８】外面用のブラシロボット４０は、内面用のブラシロボット３０と同様に、鉛直な支柱４１、支柱４１の上端部から洗浄槽２０の側へ延出した水平アーム４２、水平アーム３２の先端部から下方に垂下して下部を洗浄槽２０内に挿入した垂直アームなどを備えており、垂直アームの下端部に軸受を介して片持ち支持された回転ブラシの回転駆動と２方向の直進駆動とにより、洗浄槽２０内にセットされたキャリア１０の側壁部１１外面を回転ブラシのロールブラシ４６により外側からブラッシングする。
【００２９】回転ブラシの回転軸は、キャリア１０の側壁部１１に平行な水平軸である。回転ブラシのブラシ幅は、キャリア１０の側壁部１１の外面を全長にわたってブラッシングできる大きさとされている。回転ブラシの回転駆動部は、内面用のブラシロボット３０と同様に、水平アーム４２内及び垂直アーム内に収容されている。また、軸受のハウジングと回転軸の間は、シールリングにより液密にシールされている。
【００３０】キャリア洗浄装置の装置ケースＡ内は、ブラシ洗浄部Ｃのテーブル面を境にして上部と下部に分けられている。装置ケースＡ内の上部は、クリーンファンによる上方からのダウンフローにより加圧され、下部は吸引されている。そして、ブラシロボット３０，４０において回転ブラシの移動を行う直進駆動部３７は、搬送ロボットＧ１，Ｇ２の直進駆動部等と共にこの下部に配置され、洗浄槽２０の開口部よりも低いところに位置している。
【００３１】次に、ブラシ洗浄部Ｃの機能について説明する。
【００３２】搬送ロボットＧ１によってキャリア１０がローダＢからブラシ洗浄部Ｃの洗浄槽２０内に搬入される。洗浄槽２０内に搬入されたキャリア１０は、架台２２上に載置され、図示されない固定手段により固定される。
【００３３】キャリア１０が固定されると、内面用のブラシロボット３０の支柱３１を鉛直方向及び水平方向に直進駆動することにより、ロールブラシ３６をキャリア１０の一方の側壁部１１の上端部内面に押し付ける。また、外面用のブラシロボット４０の支柱４１を鉛直方向及び水平方向に直進駆動することにより、ロールブラシ４６をキャリア１０の一方の側壁部１１の上端部外面に押し付ける。また、洗浄槽２０内に洗浄液２１をオバーフローさせる。
【００３４】この状態で、ブラシロボット３０の回転駆動部３８によりロールブラシ３６を回転させながら、このロールブラシ３６を下降させる。このとき、キャリア１０の側壁部１１の形状に沿ってロールブラシ３６を回転軸３５に直角な水平方向に移動させる。これにより、キャリア１０の一方の側壁部１１の内面が、長さ方向の半分の領域で上から下へブラッシングされる。
【００３５】このとき、キャリア１０は架台２２により洗浄槽２０の底面から離れた位置に保持されている。また、ロールブラシ３６はキャリア１０の下端開口部を通過することができる。これらのため、ロールブラシ３６は、側壁部１１の下端部内面をブラッシングできる位置まで下降できる。従って、側壁部１１は下端部内面まで十分にブラッシングされる。
【００３６】また、ブラシロボット３０の回転駆動部３８では、モータ３８ａの作動により減速機３８ｃ、ベルト３８ｅ等が高速で運動し、パーティクルが発生するが、回転駆動部３８はブラシロボット３０の水平アーム３２内及び垂直アーム３３内に収容されている。また、垂直アーム３３内と連通する軸受３４のハウジング３４ａ内もシールリング３４ｅ，３４ｅによりシールされている。従って、回転駆動部３８から発生したパーティクルが洗浄槽２０内に侵入する危険性はない。また、軸受３４は洗浄槽２０内の洗浄液に浸漬されるが、その洗浄液が軸受３４のハウジング３４ａ内に侵入する危険性もない。
【００３７】キャリア１０の一方の側壁部１１の内面の半分がブラッシングされると、同じ要領で他方の側壁部１１の内面の半分をブラッシングする。これにより、両側の側壁部１１，１１の各半分が内面ブラッシングされる。
【００３８】このとき、外面用のブラシロボット４０は、ロールブラシ４６により、同じ要領で、キャリア１０の一方の側壁部１１の外面を、全長にわたって上から下へブラッシングする。このブラシロボット４０においても、回転ブラシの回転駆動部から洗浄槽２０内へのパーティクル侵入の危険性はない。
【００３９】キャリア１０の両側の側壁部１１，１１の各半分が内面ブラッシングされ、一方の側壁部１１の外面全体がブラッシングされると、架台２２を回転させることによりキャリア１０を鉛直軸回りに１８０°回転させる。そして、同じ要領で、キャリア１０の両側の側壁部１１，１１の残り半分を内面ブラッシングすると共に、他方の側壁部１１の外面全体をブラッシングする。この後半のブラッシングにおいても、回転ブラシの回転駆動部から洗浄槽２０内へのパーティクル侵入の危険性はない。
【００４０】また、装置ケースＡ内の上部は、クリーンファンによる上方からのダウンフローにより加圧され、下部は吸引され、ブラシロボット３０，４０において回転ブラシの移動を行う直進駆動部３７は、搬送ロボットＧ１，Ｇ２の直進駆動部等と共にこの下部に配置されている。このため、回転ブラシの移動や搬送ロボットＧ１，Ｇ２の移動に伴って発生するパーティクルについても、洗浄槽２０内への侵入が防止される。
【００４１】ブラシ洗浄部Ｃでの洗浄を終えたキャリア１０は、二次洗浄部Ｄで超音波洗浄された後、乾燥部Ｅでスピン乾燥され、アンローダＦに送られる。
【００４２】上記実施形態では、キャリア１０の両側の側壁部１１，１１の内外面を別々のブラッシング機構でブラッシングしているが、外面用のブラッシング機構を省略し、内面用のブラッシング機構で側壁部１１，１１の外面をブラッシングすることもできる。上記実施形態では、内面用のブラッシング機構（ブラシロボット３０）は回転ブラシを２軸駆動し、キャリア１０は鉛直軸回りに回転駆動されるので、側壁部１１，１１の外面も内面と同様に確実にブラッシングされる。そして外面用のブラッシング機構を省略することにより、能率は低下するものの、ブラシ洗浄部Ｃの構造は簡単になり、装置価格が低下するだけでなく、パーティクル発生源も減少する。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のキャリア洗浄装置は、キャリアの側壁部に対して回転ブラシによる機械的な洗浄を行うにもかからず、その回転に伴って発生するパーティクルが洗浄槽内に侵入するのを効果的に抑制することができる。これにより、パーティクルによる洗浄度低下が回避され、極めて高い洗浄度が短時間で確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るキャリア洗浄装置の模式正面図である。
【図２】同キャリア洗浄装置に使用されているブラシ洗浄部の模式平面図である。
【図３】同ブラシ洗浄部の模式側面図である。
【図４】同ブラシ洗浄部に使用されているブラシロボットの縦断側面図である。
【図５】キャリアの斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 装置ケース
Ｃ ブラシ洗浄部
１０ キャリア
１１ 側壁部
２０ 洗浄槽
３０ 内面用のブラシロボット（ブラッシング機構）
３１ 支柱
３２ 水平アーム
３３ 垂直アーム
３４ 軸受
３５ 回転軸
３６ ロールブラシ
３８ 回転駆動部
３８ａ モータ
３８ｃ 減速機
３８ｅ ベルト（動力伝達手段）
４０ 外面用のブラシロボット（ブラッシング機構）
４１ 支柱
４２ 水平アーム
４６ ロールブラシ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数枚の基板を整列させて収納するキャリアの洗浄装置であって、前記キャリアの少なくとも両側の側壁部内面をブラッシングするブラシ洗浄部を具備し、該ブラシ洗浄部は、キャリアを収容する洗浄槽と、洗浄槽内に回転ブラシを保持して、その回転及び移動を行うブラッシング機構とを有し、該ブラッシング機構は、回転ブラシの回転駆動部をケース内に収容した構成であることを特徴とするキャリア洗浄装置。
【請求項２】 前記ブラッシング機構は、洗浄槽の外に立設された支柱と、支柱の上部から洗浄槽の側へ突出した水平アームと、水平アームの先端部から下方に垂下して洗浄槽内に挿入され、下部に回転ブラシを片持ち支持する垂直アームとを有し、水平アーム内に収容されたモータの回転を、垂直アーム内に収容された動力伝達手段により回転ブラシに伝達する構成である請求項１に記載のキャリア洗浄装置。
【請求項３】 前記支柱は、回転ブラシの移動のために、鉛直方向及び回転ブラシの回転軸に直角な水平方向に移動することを特徴とする請求項２に記載のキャリア洗浄装置。
【請求項４】 回転ブラシの回転軸とその軸受部の間をシールしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の洗浄装置。
【請求項５】 洗浄槽の開口部を含む装置内の上部を加圧する一方、装置内の下部を吸引し、その下部内に、回転ブラシの移動のための駆動部を配置したことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のキャリア洗浄装置。
【請求項６】 複数枚の基板を整列させて収納するキャリアの洗浄に、請求項１、２、３、４又５に記載のキャリア洗浄装置を用いることを特徴とするキャリア洗浄方法。
【請求項１】 複数枚の基板を整列させて収納するキャリアの洗浄装置であって、前記キャリアの少なくとも両側の側壁部内面をブラッシングするブラシ洗浄部を具備し、該ブラシ洗浄部は、キャリアを収容する洗浄槽と、洗浄槽内に回転ブラシを保持して、その回転及び移動を行うブラッシング機構とを有し、該ブラッシング機構は、回転ブラシの回転駆動部をケース内に収容した構成であることを特徴とするキャリア洗浄装置。
【請求項２】 前記ブラッシング機構は、洗浄槽の外に立設された支柱と、支柱の上部から洗浄槽の側へ突出した水平アームと、水平アームの先端部から下方に垂下して洗浄槽内に挿入され、下部に回転ブラシを片持ち支持する垂直アームとを有し、水平アーム内に収容されたモータの回転を、垂直アーム内に収容された動力伝達手段により回転ブラシに伝達する構成である請求項１に記載のキャリア洗浄装置。
【請求項３】 前記支柱は、回転ブラシの移動のために、鉛直方向及び回転ブラシの回転軸に直角な水平方向に移動することを特徴とする請求項２に記載のキャリア洗浄装置。
【請求項４】 回転ブラシの回転軸とその軸受部の間をシールしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の洗浄装置。
【請求項５】 洗浄槽の開口部を含む装置内の上部を加圧する一方、装置内の下部を吸引し、その下部内に、回転ブラシの移動のための駆動部を配置したことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のキャリア洗浄装置。
【請求項６】 複数枚の基板を整列させて収納するキャリアの洗浄に、請求項１、２、３、４又５に記載のキャリア洗浄装置を用いることを特徴とするキャリア洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０００−１７３９７１（Ｐ２０００−１７３９７１Ａ）
【公開日】平成１２年６月２３日（２０００．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−３４６３９２
【出願日】平成１０年１２月７日（１９９８．１２．７）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年６月２３日（２０００．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年１２月７日（１９９８．１２．７）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
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