基板処理装置
【課題】洗浄効果および洗浄幅を安定させることができ、基板の表面、周端面および裏面を同時に洗浄することができる基板処理装置を提供すること。
【解決手段】基板処理装置は、ウエハＷを回転させるためのスピンチャックと、ウエハＷの周縁部を洗浄するための表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０とを備えている。表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、ウエハＷが回転された状態で、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８に対して一定の押し付け圧で垂直に同時に押し付けられる。
【解決手段】基板処理装置は、ウエハＷを回転させるためのスピンチャックと、ウエハＷの周縁部を洗浄するための表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０とを備えている。表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、ウエハＷが回転された状態で、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８に対して一定の押し付け圧で垂直に同時に押し付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板をブラシで洗浄処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、たとえば、半導体ウエハなどの基板をブラシで洗浄する洗浄処理が行われる。ブラシによって基板を１枚ずつ洗浄する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板を略水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に処理液を供給するためのノズルと、基板の周縁部を洗浄するためのブラシとを備えている。
【０００３】
基板の周縁部を洗浄するためのブラシとしては、たとえば特許文献１に記載のように、略倒立円錐台状の第１洗浄部と、この第１洗浄部の下端に一体的に結合された略円錐台状の第２洗浄部と含むものがある。第１および第２洗浄部は、中心軸線を共有するように上下に配置されている。
第１洗浄部の周面は、下方ほど中心軸線に近づくように傾斜するテーパ面となっており、この第１洗浄部の周面が、基板の上面の周縁領域および基板の周端面を洗浄するための第１洗浄面となっている。また、第２洗浄部の周面は、上方ほど中心軸線に近づくように傾斜するテーパ面となっており、この第２洗浄部の周面が、基板の下面の周縁領域および基板の周端面を洗浄するための第２洗浄面となっている。
【０００４】
このブラシによる基板の周縁部の洗浄では、回転中の基板の上面に処理液が供給された状態で、第２洗浄面が基板の周端面に対向する位置にブラシが配置される。そして、ブラシが水平方向に移動され、第２洗浄面が基板の周端面に押し付けられる。これにより、基板がブラシに食い込み、第２洗浄面が基板の下面の周縁領域および基板の周端面に当接する。その結果、基板の下面の周縁領域および基板の周端面に付着している異物がブラシによって擦り取られ、擦り取られた異物が処理液によって基板上から洗い流される。これにより、基板の下面の周縁領域および基板の周端面が洗浄される。
【０００５】
基板の下面の周縁領域および基板の周端面の洗浄が所定時間行われると、次に、ブラシが鉛直方向に降下されて第１洗浄面が基板の周端面に押し付けられる。これにより、基板がブラシに食い込み、第１洗浄面が基板の上面の周縁領域および基板の周端面に当接する。その結果、基板の上面の周縁領域および基板の周端面が洗浄される。
【特許文献１】特開２００７−２７３６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ブラシによる基板の洗浄において、基板に対するブラシの押し付け圧は、ブラシによる基板への洗浄効果に影響を与える。すなわち、良好な洗浄効果を得るには、基板に対するブラシの押し付け圧を一定値以上にする必要がある。
また、第１および第２洗浄面を有する前述のブラシによる基板の周縁部の洗浄において、基板のブラシへの食い込み量は、基板の上面および下面における洗浄幅に影響を与える。すなわち、基板の上面および下面においてブラシにより洗浄される範囲は、基板の上面および下面においてブラシが当接する範囲と略等しくなるので、基板の上面および下面における洗浄幅を所望の大きさに設定するには、ブラシに対する基板の食い込み量を制御する必要がある。
【０００７】
しかしながら、ブラシは、基板に押し付けられたり摺接したりするので、ブラシにおける基板との当接部分に亀裂や摩耗が生じる場合がある。ブラシに亀裂が生じると、基板がブラシに食い込むときにブラシから基板に加わる抵抗力が低下するので、水平方向へのブラシの移動量を一定にしても、ブラシに対する基板の食い込み量が大きくなってしまう場合がある。そのため、基板の上面および下面における洗浄幅が大きくなり、基板の上面および下面における所望範囲外がブラシによって洗浄される場合がある。
【０００８】
また、亀裂が生じたブラシを基板に押し付けると、基板に対するブラシの押し付け圧が低下するため、ブラシによる基板への洗浄効果が低下してしまう。同様に、ブラシに摩耗が生じると、摩耗した分だけ基板に対するブラシの押し付け圧が低下し、ブラシによる基板への洗浄効果が低下してしまう。すなわち、第１および第２洗浄面を有する前述のブラシでは、洗浄効果や、基板の上面および下面における洗浄幅が変動する場合があり、基板に対して安定した処理を行うことができない場合がある。また、前述のブラシでは、基板の上面および下面の周縁領域を同時に洗浄できないため、処理時間がかかるという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、洗浄効果および洗浄幅を安定させることができ、基板の表面、周端面および裏面を同時に洗浄することができる基板処理装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、基板の表面における洗浄幅を精密に制御できるとともに、基板の裏面における必要十分な一定の範囲を洗浄することができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持して回転させる基板回転機構（３）と、この基板回転機構に保持された基板の表面を洗浄するためのブラシであって、当該基板の表面に平行な洗浄面（２８ａ）を有する表面洗浄ブラシ（２８）と、この表面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の表面に垂直な方向に移動させて、前記洗浄面を当該表面の周縁領域（７）に押し付けるための第１押し付け機構（３７，４３）と、前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行な方向に前記表面洗浄ブラシを移動させるための移動機構（４４）と、前記基板回転機構に保持された基板の周端面（９）を洗浄するための周端面洗浄ブラシ（２９）と、この周端面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の周端面に弾性的に押し付けるための第２押し付け機構（７０）と、前記基板回転機構に保持された基板の裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシ（３０）と、この裏面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の裏面の周縁領域（８）に弾性的に押し付けるための第３押し付け機構（７７）と、前記第１押し付け機構および前記移動機構を制御するための制御手段（７８）とを含む、基板処理装置（１）である。
【００１１】
基板の表面とは、周端面を除く基板の外表面において、デバイスが形成されている側の表面であり、基板の裏面とは、デバイスが形成されていない側の表面である。
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。
この発明によれば、基板回転機構によって基板が回転された状態で、制御手段が第１押し付け機構を制御することにより、表面洗浄ブラシが基板の表面の周縁領域に対して垂直に押し付けられる。これにより、基板の表面の周縁領域が洗浄される。また、第２押し付け機構が周端面洗浄ブラシを基板の周端面に弾性的に押し付け、第３押し付け機構が裏面洗浄ブラシを基板の裏面の周縁領域に弾性的に押し付けさせる。これにより、基板の周端面および裏面の周縁領域が洗浄される。したがって、表面洗浄ブラシ、周端面洗浄ブラシおよび裏面洗浄ブラシを基板に同時に押し付けることにより、基板の表面、周端面および裏面を同時に洗浄することができる。
【００１２】
基板の表面の周縁領域の洗浄では、基板回転機構に保持された基板の表面に平行である表面洗浄ブラシの洗浄面が、当該周縁領域に垂直に押し付けられる。したがって、表面洗浄ブラシに亀裂が生じたとしても、基板の表面に対して表面洗浄ブラシが当接する範囲はほとんど変化しない。また、表面洗浄ブラシに摩耗が生じたとしても、表面洗浄ブラシは基板の表面と略平行に摩耗するので、前記当接する範囲はほとんど変化しない。さらに、表面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の表面に対する表面洗浄ブラシの押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、基板の表面の周縁領域に対する洗浄効果および洗浄幅が安定化される。
【００１３】
また、基板の周端面の洗浄では、第２押し付け機構によって周端面洗浄ブラシが当該周端面に弾性的に押し付けられる。したがって、周端面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の周端面に対する周端面洗浄ブラシの押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、基板の周端面に対する洗浄効果が安定化される。
同様に、基板の裏面の周縁領域の洗浄では、第３押し付け機構によって裏面洗浄ブラシが当該周縁領域に弾性的に押し付けられる。したがって、裏面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の裏面に対する裏面洗浄ブラシの押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、基板の裏面の周縁領域における所定範囲に対して安定した洗浄処理が行われる。
【００１４】
前述のように、基板の表面にはデバイスが形成されているので、当該表面の周縁領域における洗浄おいては、デバイスに影響が及ばないように、洗浄幅を精密に制御する必要がある。すなわち、洗浄が必要とされる範囲に応じた洗浄幅で洗浄を行うとともに、当該洗浄幅を安定させる必要がある。また、基板の表面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲は、たとえばデバイスの種類等により変化する場合がある。
【００１５】
本発明では、制御手段が移動手段を制御して、表面洗浄ブラシを基板の表面と平行な方向に移動させることにより、基板の表面の周縁領域における洗浄幅を所望の大きさに設定することができる。これにより、洗浄が必要とされる範囲に応じた洗浄幅で洗浄を行うことができる。また、前述のように、基板の表面の周縁領域における洗浄幅は安定化されている。したがって、基板の表面における洗浄幅が精密に制御される。
【００１６】
一方、基板の裏面にはデバイスが形成されていないので、デバイスの種類等により基板の裏面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲が変化することはない。そのため、基板の裏面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲を含む一定範囲以上が洗浄されればよい。したがって、基板の裏面の周縁領域において裏面洗浄ブラシにより洗浄される前記所定範囲内に、洗浄が必要とされる範囲が含まれるようにすることで、基板の裏面における必要十分な一定の範囲が洗浄される。
【００１７】
すなわち、この発明によれば、デバイスが形成される基板の表面では、洗浄幅が精密に制御される一方で、デバイスが形成されない基板の裏面では、必要十分な一定の範囲が洗浄される。これにより、基板の表面において洗浄が必要とされる範囲が異なる複数種の基板に対して良好な洗浄処理を安定して行うことができる。また、裏面洗浄ブラシを基板の裏面と平行な方向に移動させるための機構が不要となるので、基板処理装置の構造の複雑化が抑制される。
【００１８】
請求項２記載の発明は、前記制御手段は、前記表面洗浄ブラシが一定の押し付け量で基板の周縁領域に押し付けられるように、前記第１押し付け機構を制御するものである、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、制御手段が第１押し付け機構を制御して、表面洗浄ブラシの洗浄面を基板の表面の周縁領域に一定の押し付け量で押し付けさせる。これにより、基板の表面に対する表面洗浄ブラシの押し付け圧が一定に維持される。したがって、表面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の表面に対する表面洗浄ブラシの押し付け圧が一定に維持される。これにより、基板の表面の周縁領域に対する洗浄効果が安定化される。
【００１９】
請求項３記載の発明は、前記移動機構は、前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に、前記表面洗浄ブラシを移動させるものである、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、制御手段が移動機構を制御することにより、基板回転機構に保持された基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に表面洗浄ブラシが移動される。これにより、基板の表面の周縁領域における洗浄幅がより精密に制御される。
【００２０】
また、この発明によれば、表面洗浄ブラシの洗浄面の一部を基板の表面の周縁領域に当接させることができる。したがって、前記洗浄面の幅（基板の回転半径方向への長さ）よりも小さい洗浄幅で基板の表面の周縁領域を洗浄することができる。
さらに、この発明によれば、表面洗浄ブラシが基板の表面の周縁領域に押し付けられた状態で、基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に表面洗浄ブラシを移動させることができる。これにより、基板の表面の周縁領域における洗浄幅を表面洗浄ブラシの洗浄面よりも拡大させることができる。したがって、洗浄面の大きさが、基板の表面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲の幅（基板の回転半径方向への長さ）よりも小さい小型の表面洗浄ブラシを用いることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、前記第２押し付け機構は、基板の周端面に前記周端面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体（７０）を含み、前記第３押し付け機構は、基板の裏面の周縁領域に前記裏面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体（７７）を含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第２押し付け機構としての弾性体によって周端面洗浄ブラシが基板の周端面に弾性的に押し付けられる。また、第３押し付け機構としての弾性体によって裏面洗浄ブラシが基板の裏面の周縁領域に弾性的に押し付けられる。これにより、基板に対するこれらのブラシの押し付け圧が一定に維持される。
【００２２】
弾性体によって周端面洗浄ブラシを基板に押し付ける場合、第２押し付け機構の構造を比較的単純な構造とすることができるので、基板処理装置の複雑化を抑制することができる。同様に、弾性体によって裏面面洗浄ブラシを基板に押し付ける場合、第３押し付け機構の構造を比較的単純な構造とすることができるので、基板処理装置の複雑化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置１の内部の図解的な側面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷを略水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板回転機構）と、ウエハＷに処理液を供給するための処理液供給機構４と、ウエハＷから排出される処理液を捕獲するための処理カップ５と、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ機構６とを備えている。
【００２４】
以下では、周端面９を除くウエハＷの外表面において、デバイスが形成される側の面を「ウエハＷの表面」といい、デバイスが形成される側の面と反対の面を「ウエハＷの裏面」という。また、ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面の周縁領域７、ウエハＷの裏面の周縁領域８および周端面９を含む部分をいう。ウエハＷの表面の周縁領域７とは、デバイスが形成される中央領域（デバイス形成領域）の外側の領域であり、たとえばウエハＷの表面の周端縁から幅数ミリメートル程度の環状の領域をいう。また、ウエハＷの裏面の周縁領域８とは、たとえば、ウエハＷの裏面の周端縁から幅数ミリメートル程度の環状の領域をいう。
【００２５】
スピンチャック３は、たとえば、真空吸着式のチャックである。このスピンチャック３は、鉛直な方向に延びたスピン軸１０と、このスピン軸１０の上端に取り付けられて、ウエハＷを略水平な姿勢でその下面を吸着して保持する吸着ベース１１と、スピン軸１０と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ１２とを備えている。本実施形態では、たとえば、表面を上方に向けて略水平にウエハＷが吸着ベース１１に保持されている。ウエハＷが吸着ベース１１に吸着保持された状態でスピンモータ１２が駆動されると、ウエハＷは、スピン軸１０の中心を通る鉛直軸線まわりに回転される。
【００２６】
処理液供給機構４は、ウエハＷの表面に処理液を供給するための表面ノズル１３と、ウエハＷの裏面に処理液を供給するための複数の裏面ノズル１４とを備えている。図２に示すように、表面ノズル１３には、処理液供給管１５が接続されている。処理液供給管１５には、処理液バルブ１６介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。表面ノズル１３は、処理液供給管１５を通して供給される処理液を、スピンチャック３により回転されるウエハＷの表面に向けて吐出する。表面ノズル１３から吐出された処理液は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液される。
【００２７】
一方、複数の裏面ノズル１４には、それぞれ処理液供給管１７が接続されている。これらの処理液供給管１７には、処理液バルブ１８を介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。各裏面ノズル１４は、処理液供給管１７を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面の周端縁と吸着ベース１１との間であり、周縁領域８よりも内側（スピンチャック３の中心軸線側）に向けて吐出する。各裏面ノズル１４から吐出された処理液は、ウエハＷの裏面における周縁領域８よりも内側に着液される。
【００２８】
ノズル１３，１４に供給される処理液としては、たとえば純水が用いられている。処理液は、純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水であってもよいし、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液などの薬液であってもよい。
スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、表面ノズル１３から処理液が吐出されると、当該処理液は、ウエハＷの表面の回転中心を含む範囲に着液した後、ウエハＷの回転による遠心力を受けて周縁領域７に向かって広がっていく。これにより、ウエハＷの表面の全域に処理液が供給される。ウエハＷの表面の周縁領域７に達した処理液の一部は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られる。また、ウエハＷの表面の周縁領域７に達した処理液の一部は、ウエハＷの表面を伝って周端面９に達した後、流下していく。
【００２９】
一方、スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、裏面ノズル１４から処理液が吐出されると、当該処理液は、ウエハＷの周縁領域８よりも内側に着液した後、ウエハＷの回転による遠心力を受けて周縁領域８に向かって広がっていく。これにより、周縁領域８の全域に処理液が供給される。周縁領域８に達した処理液の一部は、当該周縁領域８から流下していく。また、周縁領域８に達した処理液の一部は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られる。このとき、振り切られる処理液の一部は、ウエハＷの裏面を伝って周端面９に達した後に振り切られる。すなわち、ウエハＷの周端面９には、ウエハＷの表面および裏面を伝って処理液が供給されるようになっている。
【００３０】
処理カップ５は、筒状の外壁１９および内壁２０と、外壁１９および内壁２０との間でこられの下端を連結する環状の底部２１とを含む。外壁１９は、平面視において、スピンチャック３を取り囲むように配置されている。外壁１９の上端部は、上に向かうほど径が小さくなるように内方に傾斜している。図２において実線で示すように、処理カップ５は、外壁１９の上端の位置が吸着ベース１１よりも下方に位置するカップ下端位置に配置されている。
【００３１】
また、内壁２０は、平面視において、スピンチャック３を取り囲むように配置されている。内壁２０の上端部は、内側に折り曲げられて鍔部２２を形成している。内壁２０には、環状をなす板状のバット２３が内嵌している。鍔部２２はバット２３の上面に係合している。バット２３は、スピン軸１０を取り囲むとともに、複数の支持軸２４を介して、スピンモータ１２を取り囲むベース２５に支持されている。ベース２５は、処理室２の床面２ａに固定された複数のシリンダ２６に結合されている。
【００３２】
各シリンダ２６は、ロッド２６ａが本体部２６ｂに対して上に配置された状態で本体部２６ｂが処理室２の床面２ａに固定されている。ベース２５は、ロッド２６ａの先端（上端）に固定されている。各シリンダ２６は、本体部２６ｂに対してロッド２６ａを鉛直方向に進退させることができる。
本体部２６ｂに対してロッド２６ａが鉛直方向に進退されると、ベース２５、支持軸２４、バット２３および処理カップ５は一体的に昇降される。複数のシリンダ２６によって処理カップ５を上昇させることにより、外壁１９の上端を吸着ベース１１よりも上方に位置させて、外壁１９の内周面をスピンチャック３に保持されたウエハＷの周端面９に対向させることができる。図２に、外壁１９の内周面がウエハＷの周端面９に対向するカップ上端位置に処理カップ５が配置された状態を二点鎖線で示す。
【００３３】
処理カップ５は、外壁１９の内周面をスピンチャック３に保持されたウエハＷの周端面９に対向させた状態で、ウエハＷから排出される処理液を捕獲することができる。すなわち、ウエハＷの周囲に振り切られた処理液は、外壁１９の内周面に当たって処理カップ５に捕獲される。また、ウエハＷから流下する処理液は、処理カップ５により受け止められて捕獲される。処理カップ５により捕獲された処理液は、処理カップ５に形成された貯留溝２７に貯留される。図示はしないが、底部２１には配管が接続されており、貯留溝２７に貯留された処理液は、この配管を介してタンクに導かれる。
【００３４】
ブラシ機構６は、ウエハＷの表面を洗浄するための表面洗浄ブラシ２８と、ウエハＷの周端面９を洗浄するための周端面洗浄ブラシ２９と、ウエハＷの裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシ３０とを備えている。表面洗浄ブラシ２８は、第１ブラシ保持機構３１によって、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも上方で保持されている。また、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、第２ブラシ保持機構３２によって、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも下方で一体的に保持されている。
【００３５】
第１ブラシ保持機構３１は、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも上方で略水平に延びる揺動アーム３４と、この揺動アーム３４に回転可能に保持されたシャフト３５と、揺動アーム３４内に配置されたブラシ押し付け装置３７（第１押し付け機構）とを含む。
シャフト３５は、鉛直方向に延びており、その下端部は、揺動アーム３４から下方に突出している。表面洗浄ブラシ２８は、ホルダ取付部３８およびブラシホルダ３９を介してシャフト３５の下端部に連結されている。ブラシホルダ３９は、表面洗浄ブラシ２８の一部を下方に突出させた状態で表面洗浄ブラシ２８を保持している。ブラシホルダ３９に保持された状態で下方に位置する表面洗浄ブラシ２８の端面（下面）がウエハＷの表面に押し付けられる洗浄面２８ａとなっている。この表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａは、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に対して平行となっている。
【００３６】
また、ブラシ押し付け装置３７は、揺動アーム３４の内部において、シャフト３５に結合されている。ブラシ押し付け装置３７は、シャフト３５に対して鉛直下向きの駆動力を入力することができる。表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａがウエハＷの表面に当接された状態で、ブラシ押し付け装置３７の駆動力がシャフト３５に入力されると、表面洗浄ブラシ２８は所定の押し付け圧でウエハＷの表面に垂直に押し付けられる。
【００３７】
本実施形態では、たとえば、エアーシリンダがブラシ押し付け装置３７として用いられている。表面洗浄ブラシ２８は、ブラシ押し付け装置３７に供給される空気の供給圧に比例する押し付け圧でウエハＷの表面に押し付けられる。ブラシ押し付け装置３７には、圧力調整バルブ４０が介装された空気供給管４１が接続されている。
圧力調整バルブ４０の開度は、たとえば、一定とされており、必要に応じて使用者により調整される。したがって、ブラシ押し付け装置３７には一定の供給圧で空気が供給されており、表面洗浄ブラシ２８は一定の押し付け圧でウエハＷの表面に押し付けられる。すなわち、表面洗浄ブラシ２８は一定の押し付け量でウエハＷの表面に押し付けられるようになっており、表面洗浄ブラシ２８とウエハＷとの当接部には一定の押し付け圧が発生される。
【００３８】
また、図２に示すように、揺動アーム３４は、鉛直方向に延びるアーム支持軸４２に支持されている。アーム支持軸４２には、昇降駆動機構４３および移動機構としての揺動駆動機構４４が結合されている。昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４の駆動力をアーム支持軸４２に入力することにより、表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４を一体的に移動させることができる。
【００３９】
すなわち、昇降駆動機構４３の駆動力がアーム支持軸４２に入力されると、アーム支持軸４２が上下動され、表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４が鉛直方向に一体的に上下動される。また、揺動駆動機構４４の駆動力がアーム支持軸４２に入力されると、表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４が、アーム支持軸４２を支点として、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と平行な方向である水平方向に一体的に揺動される。
【００４０】
昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４によって表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４を一体的に移動させることにより、表面洗浄ブラシ２８をスピンチャック３の上方に配置させたり、スピンチャック３の上方から退避させたりすることができる。したがって、昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４は、表面洗浄ブラシ２８をスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に配置させることができる。表面洗浄ブラシ２８がスピンチャック３に保持されたウエハＷの周縁部の上方に配置された状態で、昇降駆動機構４３が表面洗浄ブラシ２８を鉛直方向に降下させることにより、当該表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａがウエハＷの表面の周縁領域７に垂直に当接される。
【００４１】
スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、ウエハＷの表面の周縁領域７に表面洗浄ブラシ２８が当接されると、当該周縁領域７における環状の領域に表面洗浄ブラシ２８が当接されることになる。この環状の領域が、表面洗浄ブラシ２８により洗浄される洗浄領域となる。洗浄領域の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）は、周縁領域７において表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）と等しくなっている。以下では、この洗浄領域の幅を「洗浄幅」という。
【００４２】
昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４は、スピンチャック３に保持されたウエハＷの上方における任意の位置に表面洗浄ブラシ２８を配置させることができる。したがって、ウエハＷの表面の周端縁からその内側に至る範囲に表面洗浄ブラシ２８を当接させる場合に、当該範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）を洗浄面２８ａの大きさを超えない範囲で所望の大きさに設定することができる。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域７における洗浄幅を所望の大きさに設定することができる。したがって、たとえば、ウエハＷの表面に形成されるデバイスの種類により周縁領域７において洗浄が必要とされる範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）が異なる場合であっても、当該洗浄が必要とされる範囲の幅に応じて洗浄幅を変更させることができる。これにより、洗浄幅が異なる複数種のウエハＷに対して良好な洗浄処理を施すことができる。
【００４３】
一方、第２ブラシ保持機構３２は、周端面洗浄ブラシ２９を保持する第１保持部材４５と、裏面洗浄ブラシ３０を保持する第２保持部材４６と、第１および第２保持部材４５，４６を一体的に保持する第３保持部材４７とを含む。
第１保持部材４５は、スピンチャック３の中心軸線側に周端面洗浄ブラシ２９の一部を突出させた状態で周端面洗浄ブラシ２９を保持している。また、第２保持部材４６は、裏面洗浄ブラシ３０の一部を上方に突出させた状態で裏面洗浄ブラシ３０を保持している。第３保持部材４７は、シリンダ３３のロッド３３ａに固定されている。
【００４４】
シリンダ３３はロッド３３ａを上に向けた状態で配置されている。ロッド３３ａはバット２３に形成された挿通孔４８（図４参照）を挿通している。ロッド３３ａと挿通孔４８との間は、図示しない封止部材により封止されている。ロッド３３ａは、挿通孔４８を鉛直方向に移動可能となっている。
シリンダ３３は、本体部３３ｂの上面がバット２３の下面に固定されている。シリンダ３３は、本体部３３ｂに対してロッド３３ａを鉛直方向に進退させることができる。本体部３３ｂに対してロッド３３ａが鉛直方向に進退されると、第３保持部材４７が鉛直方向に昇降される。したがって、本体部３３ｂに対してロッド３３ａが鉛直方向に進退されると、第１保持部材４５および第２保持部材４６とともに、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が一体的に昇降される。
【００４５】
処理カップ５がカップ下端位置に配置された状態で、ロッド３３ａは、本体部３３ｂに退避されており、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０はウエハＷから離反されている。周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、処理カップ５がカップ上端位置に配置され、シリンダ３３のロッド３３ａが本体部３３ｂから進出されることにより、それぞれ、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８に一定の押し付け圧で押し付けられる。
【００４６】
第１保持部材４５に保持された状態でスピンチャック３の中心軸線側に位置する周端面洗浄ブラシ２９の端面が、ウエハＷの周端面９に押し付けられる洗浄面２９ａとなっている。また、第２保持部材４６に保持された状態で上方に位置する裏面洗浄ブラシ３０の端面（上面）が、ウエハＷの裏面に押し付けられる洗浄面３０ａとなっている。
スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、ウエハＷの周端面９に周端面洗浄ブラシ２９が当接されると、当該周端面９の全域に周端面洗浄ブラシ２９が当接されることになる。また、スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、ウエハＷの裏面の周縁領域８に裏面洗浄ブラシ３０が当接されると、当該周縁領域８における環状の領域に裏面洗浄ブラシ３０が当接されることになる。この環状の領域が、裏面洗浄ブラシ３０により洗浄される洗浄領域となる。洗浄領域は、周縁領域８において洗浄が必要とされる範囲が含まれるように設定されている。また、裏面洗浄ブラシ３０は、第２保持部材４６および第３保持部材４７によって水平方向に移動不能に保持されており、ウエハＷの裏面に対して一定の位置で当接される。したがって、周縁領域８において裏面洗浄ブラシ３０により洗浄される洗浄領域は一定となっている。
【００４７】
ウエハＷの裏面にはデバイスが形成されないので、表面に形成されるデバイスの種類により周縁領域８において洗浄が必要とされる範囲が変化することはない。したがって、周縁領域８において洗浄が必要とされる範囲を含む一定範囲以上が洗浄されればよい。本実施形態では、周縁領域８において裏面洗浄ブラシ３０により洗浄される洗浄領域に、洗浄が必要とされる範囲が含まれるように設定されている。したがって、デバイスの種類にかかわりなくウエハＷの裏面に対して良好な洗浄を行うことができる。また、裏面洗浄ブラシ３０を水平方向に移動させるための機構が設けられていないので、基板処理装置１の構造の複雑化が抑制されている。
【００４８】
図３は、表面洗浄ブラシ２８およびその周辺の構成を示す断面図である。
表面洗浄ブラシ２８は、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材によって形成されている。表面洗浄ブラシ２８は、たとえば、略円板状の基部５０と、この基部５０の一方面上に設けられ、基部５０よりも小径の略円柱状の胴部５１とを一体的に備えている。基部５０および胴部５１は、中心軸線が一致しており、表面洗浄ブラシ２８は、その中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。表面洗浄ブラシ２８は、胴部５１が突出した状態でブラシホルダ３９に保持されている。胴部５１の端面（下面）は、略平坦な面にされており、この端面がウエハＷの表面に押し付けられる洗浄面２８ａとなっている。以下では、胴部５１の端面を「洗浄面２８ａ」という。
【００４９】
ブラシホルダ３９は、略円柱状の樹脂ブロック５２と、この樹脂ブロック５２に表面洗浄ブラシ２８を固定するための固定部材５３とを備えている。樹脂ブロック５２の下端部の周面には、その全周にわたって、断面略矩形状の嵌合溝５４が形成されている。また、樹脂ブロック５２の下端部には、嵌合溝５４に対して径方向内側に微小な間隔を隔てた位置に、断面略Ｕ字状の切込溝５５が周方向にわたって形成されている。嵌合溝５４と切込溝５５との間の部分は、樹脂の撓み性による弾性が付与された弾性片５６となっている。弾性片５６の外周面には、複数の半球状の係合突起５７が形成されている。また、樹脂ブロック５２の上端部には、扁平な円柱状の雄ねじ部５８が一体的に形成されている。この雄ねじ部５８の周面には、ホルダ取付部３８に螺合可能なねじが切られている。
【００５０】
固定部材５３は、略円形の外形を有する円板部５９と、この円板部５９の周縁から上方に延びる略円筒状の円筒部６０とを一体的に備えている。円板部５９の中央部には、表面洗浄ブラシ２８の胴部５１を挿通可能な挿通孔６１が形成されている。円筒部６０の内径は、表面洗浄ブラシ２８の基部５０の外径に略一致し、また、弾性片５６に外力が作用していない状態で、その弾性片５６の外径よりも若干小さく形成されている。さらに、円筒部６０の内周面には、各係合突起５７と係合可能な複数の係合凹部６２が形成されている。
【００５１】
表面洗浄ブラシ２８をホルダ取付部３８に取り付けるときには、表面洗浄ブラシ２８を、固定部材５３に対して、胴部５１が挿通孔６１に挿通され、基部５０が円筒部６０内に収容されるように装着する。その後、固定部材５３の円筒部６０を樹脂ブロック５２の嵌合溝５４に嵌めて、各係合突起５７とこれに対応する係合凹部６２とを係合させる。これにより、表面洗浄ブラシ２８がブラシホルダ３９に保持される。そして、ブラシホルダ３９の雄ねじ部５８をホルダ取付部３８に螺着させることにより、表面洗浄ブラシ２８のホルダ取付部３８への取付けが達成される。
【００５２】
図４は、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０およびその周辺の構成を示す断面図である。この図４では、処理カップ５がカップ上端位置にある状態を示している。
周端面洗浄ブラシ２９は、たとえば、ＰＶＡなどのスポンジ材によって形成されている。周端面洗浄ブラシ２９は、たとえば、略円板状の基部６３と、略円柱状の胴部６４と、略円錐台状の先端部６５とを一体的に備えている。胴部６４は、基部６３よりも小径であり、基部６３の一方面上に設けられている。また、先端部６５は、一端の外径が胴部６４と等しくされており、先細りとなるように胴部６４の一方面上に設けられている。先端部６５は、テーパ面である周面と、円状の端面とを含む。先端部６５の端面の直径は、ウエハＷの厚みより大きくされている。基部６３、胴部６４および先端部６５は、中心軸線が一致しており、周端面洗浄ブラシ２９は、その中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。
【００５３】
第１保持部材４５は、基部６３を収容する収容部６６と、この収容部６６に固定された固定板６７とを含む。収容部６６は、円筒部６８と、この円筒部６８の一端（右端）に設けられた円環状をなす円板部６９とを一体的に備えている。基部６３は、胴部６４が円板部６９を挿通した状態で収容部６６に収容されている。また、固定板６７は、基部６３の他方面との間にたとえばコイルばね等の弾性体７０（第２押し付け機構）を介在させた状態で、円筒部６８の他端（左端）に固定されている。周端面洗浄ブラシ２９は、この弾性体７０によって円板部６９側に付勢されている。
【００５４】
第１保持部材４５は、先端部６５の端面をスピンチャック３の中心軸線側（図４では右側）に向けた状態で、円筒部６８が第３保持部材４７に固定されている。先端部６５の端面は略平坦であり、この先端部６５の端面が、ウエハＷの周端面９に押し付けられる洗浄面２９ａとなっている。以下では、先端部６５の端面を「洗浄面２９ａ」という。
周端面洗浄ブラシ２９は、洗浄面２９ａが鉛直方向に沿うように配置されている。また、周端面洗浄ブラシ２９は、洗浄面２９ａがスピンチャック３に保持されたウエハＷの周端面９よりも所定量、スピンチャック３の中心軸線側に位置するように配置されている。
【００５５】
処理カップ５がカップ上端位置にある状態でロッド３３ａが本体部３３ｂから進出されると、最初に、先端部６５の周面がウエハＷの裏面に当接する。そして、先端部６５の周面の傾斜によって外方に押されながら周端面洗浄ブラシ２９が上昇していく。このとき、洗浄面２９ａはウエハＷの周端面９に沿って上昇していく。また、弾性体７０は、周端面洗浄ブラシ２９によって押されて圧縮変形する。弾性体７０の圧縮変形量は前記所定量と略等しくなっている。したがって、弾性体７０からは前記所定量に比例した反力が発生される。
【００５６】
ロッド３３ａが進出端まで移動されると、ウエハＷの周端面９に洗浄面２９ａが対向し、当該周端面９における洗浄面２９ａに対向する範囲の全域に洗浄面２９ａが当接される（図７参照）。このとき、周端面洗浄ブラシ２９は、弾性体７０の反力によって、ウエハＷの周端面９に対して垂直に弾性的に押し付けられる。
弾性体７０の押し付け荷重は、ウエハＷの周端面９に良好な洗浄が行われるように設定されている。すなわち、ウエハＷの周端面９の洗浄において、良好な洗浄効果を得るために必要とされる押し付け圧がウエハＷと周端面洗浄ブラシ２９との当接部に発生されるように、弾性体７０の押し付け荷重が設定されている。
【００５７】
また、弾性体７０は、たとえば、ばね定数が比較的小さくされており、弾性体７０の弾性変形量が数ミリメートル程度変化しても反力が大きく変化しないようにされている。すなわち、周端面洗浄ブラシ２９の摩耗等により弾性体７０の圧縮変形量が減少して弾性体７０の押し付け荷重が減少しても、前記必要とされる押し付け圧がウエハＷと周端面洗浄ブラシ２９との当接部に確保されるように、弾性体７０のばね定数が設定されている。
【００５８】
具体的に例示すると、前記必要とされる押し付け圧を発生させるときの押し付け荷重の最小値が２００〜３００ｇｆの範囲にある場合に、弾性体７０の押し付け荷重が５００ｇｆに設定されている。また、前記必要とされる押し付け圧を発生させるときの押し付け荷重の最小値が２００〜３００ｇｆの範囲にあり、弾性体７０の押し付け荷重が５００ｇｆに設定されている場合に、弾性体７０の圧縮変形量が１〜２ミリメートル程度減少しても、弾性体７０の押し付け荷重が４００ｇｆ以上となるように、弾性体７０のばね定数が設定されている。したがって、新品の周端面洗浄ブラシ２９を使用し始めて交換するまでの摩耗量が１〜２ミリメートル程度なので、周端面洗浄ブラシ２９の摩耗等により弾性体７０の圧縮変形量が減少しても、ウエハＷの周端面９に対して良好な洗浄が行われるようになっている。
【００５９】
一方、裏面洗浄ブラシ３０は、たとえば、ＰＶＡなどのスポンジ材によって形成されている。裏面洗浄ブラシ３０は、たとえば、略円板状の基部７１と、略円柱状の胴部７２とを一体的に備えている。胴部７２は、基部７１よりも小径であり、基部７１の一方面上に設けられている。胴部７２は、円柱状をなす周面と、円状の端面とを含む。胴部７２の端面の直径は、ウエハＷの裏面の周縁領域８において、洗浄されるべき環状の領域の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）よりも大きくされている。基部７１および胴部７２は、中心軸線が一致しており、裏面洗浄ブラシ３０は、その中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。
【００６０】
第２保持部材４６は、基部７１を収容する収容部７３と、この収容部７３に固定された固定板７４とを含む。収容部７３は、円筒部７５と、この円筒部７５の一端（上端）に設けられた円環状をなす円板部７６とを一体的に備えている。基部７１は、胴部７２が円板部７６を挿通した状態で収容部７３に収容されている。また、固定板７４は、基部７１の他方面との間にたとえばコイルばね等の弾性体７７（第３押し付け機構）を介在させた状態で、円筒部７５の他端（下端）に固定されている。裏面洗浄ブラシ３０は、この弾性体７７によって円板部７６側に付勢されている。
【００６１】
第２保持部材４６は、胴部７２の端面を上方に向けた状態で、円筒部７５が第３保持部材４７に固定されている。胴部７２の端面は略平坦であり、この胴部７２の端面が、ウエハＷの裏面に押し付けられる洗浄面３０ａとなっている。以下では、胴部７２の端面を「洗浄面３０ａ」という。洗浄面３０ａは、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面に対して平行になっている。裏面洗浄ブラシ３０は、ウエハＷの裏面の周縁領域８の鉛直下方に配置されている。
【００６２】
処理カップ５がカップ上端位置にある状態でロッド３３ａが本体部３３ｂから進出されると、裏面洗浄ブラシ３０が鉛直上方に移動され、洗浄面３０ａがウエハＷの裏面の周縁領域８に垂直に当接される。そして、ロッド３３ａが進出端まで移動されると、予め設定された押し付け量で裏面洗浄ブラシ３０がウエハＷの裏面に垂直に押し付けられる。これにより、裏面洗浄ブラシ３０によって弾性体７７が下方に押されて、弾性体７７が圧縮変形する。そのため、弾性体７７に反力が生じて、裏面洗浄ブラシ３０がウエハＷの裏面に対して垂直に弾性的に押し付けられる。
【００６３】
弾性体７７の押し付け荷重は、弾性体７０の押し付け荷重と同様に、ウエハＷの裏面の周縁領域８に良好な洗浄が行われるように設定されている。また、弾性体７７は、たとえば、ばね定数が比較的小さくされており、弾性変形量が数ミリメートル程度変化しても押し付け荷重が大きく変化しないようにされている。これにより、ウエハＷの裏面に対して良好な洗浄が安定して行われるようになっている。
【００６４】
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む制御部７８（制御手段）を備えている。この制御部７８には、使用者によって処理レシピ（ウエハＷの処理のための各種条件）を入力するためのレシピ入力キー７９が接続されている。制御部７８には、スピンモータ１２、処理液バルブ１６，１８、シリンダ２６，３３、ブラシ押し付け装置３７、空気バルブ４０、昇降駆動機構４３、揺動駆動機構４４などが制御対象として接続されている。
【００６５】
図６は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を説明するための工程図である。また、図７は、前記ウエハＷの処理の一例における表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０の状態を示す側面図である。
ウエハＷの処理に先立ち、使用者によってレシピ入力キー７９が操作されて、ウエハＷの表面における洗浄幅が設定されている。処理対象のウエハＷは、処理カップ５がカップ下端位置に配置された状態で、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部７８によりスピンモータ１２が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。
【００６６】
次に、制御部７８によりシリンダ２６が制御されて、処理カップ５がカップ上端位置に配置される。続いて、制御部７８により処理液バルブ１６，１８が開かれて、表面ノズル１３および各裏面ノズル１４からそれぞれウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始される（ステップＳ３）。
ウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始されると、制御部７８により昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４が制御されて、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの周縁部の鉛直上方に配置される。そして、制御部７８により昇降駆動機構４３が制御されて、表面洗浄ブラシ２８が鉛直下方に移動される。これにより、図７に示すように、表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａがウエハＷの表面の周縁領域７に垂直に当接される（ステップＳ４）。このとき、周縁領域７において表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）は、使用者により設定された洗浄幅と等しくなっている。
【００６７】
ウエハＷの表面の周縁領域７に表面洗浄ブラシ２８が当接されると、制御部７８によりブラシ押し付け装置３７が制御されて、一定の押し付け圧で表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に垂直に押し付けられる（ステップＳ５）。これにより、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面の周縁領域７に擦り付けられ、当該周縁領域７に付着している異物が表面洗浄ブラシ２８によって擦り取られる。そして、擦り取られた異物がウエハＷの表面に供給された処理液によって洗い流される。これにより、周縁領域７が洗浄される。周縁領域７に対して表面洗浄ブラシ２８による洗浄が行われている間、表面洗浄ブラシ２８は、ウエハＷの表面に押し付けられた状態で固定されている。
【００６８】
一方、ウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始されると、制御部７８によりシリンダ３３が制御されて第２ブラシ保持機構３２が鉛直上方に移動される。これにより、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が一体的に鉛直上方に移動され、それぞれ、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８に弾性的に押し付けられる（ステップＳ６）。すなわち、図７に示すように、周端面洗浄ブラシ２９の洗浄面２９ａがウエハＷの周端面９に当接され、周端面洗浄ブラシ２９がウエハＷの周端面９に略一定の押し付け圧で弾性的に押し付けられる。また、図７に示すように、裏面洗浄ブラシ３０の洗浄面３０ａがウエハＷの裏面の周縁領域８に当接され、裏面洗浄ブラシ３０がウエハＷの裏面に略一定の押し付け圧で弾性的に押し付けられる。これにより、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、それぞれ、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８に擦り付けられる。したがって、ウエハＷの周端面９に付着している異物が周端面洗浄ブラシ２９によって擦り取られ、ウエハＷの裏面の周縁領域８に付着している異物が裏面洗浄ブラシ３０によって擦り取られる。そして、擦り取られた異物が処理液によって洗い流される。これにより、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８が洗浄される。
【００６９】
図７に示すように、表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８に同時に押し付けられる。
表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、それぞれ、ウエハＷの表面、周端面９および裏面に押し付けられてから所定時間が経過すると、制御部７８により昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４が制御されて、表面洗浄ブラシ２８がスピンチャック３の上方から退避される（ステップＳ７）。また、制御部７８によりシリンダ３３が制御されて、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が一体的に降下される（ステップＳ８）。さらに、制御部７８により処理液バルブ１６，１８が閉じられて、表面ノズル１３および各裏面ノズル１４からの処理液の供給が停止される（ステップＳ９）。
【００７０】
その後は、制御部７８によりスピンモータ１２が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ１０）。これにより、ウエハＷに付着している処理液が振り切られ、ウエハＷが乾燥させられる。このとき、ウエハＷから振り切られる処理液は、処理カップ５により受け止められる。
ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、スピンモータ１２が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ１１）。そして、制御部７８によりシリンダ２６が制御されて、処理カップ５がカップ下端位置に移動され、その後、処理済みのウエハＷが処理室２から搬出されていく（ステップＳ１２）。
【００７１】
以上のように本実施形態によれば、表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８に同時に押し付けられる。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８が同時に洗浄される。したがって、ウエハＷの周縁部の洗浄に要する処理時間が短縮されている。
【００７２】
ウエハＷの表面の周縁領域７の洗浄では、ウエハＷの表面に平行な洗浄面２８ａが、一定の押し付け圧で当該表面に垂直に押し付けられる。したがって、表面洗浄ブラシ２８の使用により当該表面洗浄ブラシ２８に亀裂が生じたとしても、ウエハＷの表面に対して表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲はほとんど変化しない。また、表面洗浄ブラシ２８の使用により当該表面洗浄ブラシ２８に摩耗が生じたとしても、表面洗浄ブラシ２８はウエハＷの表面と略平行に摩耗するので、ウエハＷの表面に対して表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲はほとんど変化しない。さらに、表面洗浄ブラシ２８に亀裂や摩耗が生じたとしても、ウエハＷの表面に対する表面洗浄ブラシ２８の押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域７に対する洗浄効果および洗浄幅が安定化される。
【００７３】
また、ウエハＷの周端面９の洗浄では、洗浄面２９ａが弾性体７０によって略一定の押し付け圧でウエハＷの周端面９に垂直に押し付けられる。したがって、周端面洗浄ブラシ２９に亀裂や摩耗が生じたとしても、ウエハＷの周端面に対する周端面洗浄ブラシ２９の押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、ウエハＷの周端面に対する洗浄効果が安定化される。
【００７４】
同様に、ウエハＷの裏面の周縁領域８の洗浄では、洗浄面３０ａが弾性体７７によって略一定の押し付け圧でウエハＷの裏面に垂直に押し付けられる。したがって、裏面洗浄ブラシ３０に亀裂や摩耗が生じたとしても、ウエハＷの裏面に対する裏面洗浄ブラシ３０の押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、ウエハＷの裏面の周縁領域８における一定範囲に対して安定した洗浄処理が行われる。
【００７５】
さらに、周端面洗浄ブラシ２９をウエハＷの周端面９に押し付ける機構として比較的構造が簡単であり、かつ、比較的安価である弾性体７０が用いられているので、基板処理装置１の構造の複雑化および基板処理装置１の製造コストの増加が抑制されている。同様に、裏面洗浄ブラシ３０をウエハＷの裏面に押し付ける機構として比較的構造が簡単であり、かつ、比較的安価である弾性体７７が用いられているので、基板処理装置１の構造の複雑化および基板処理装置１の製造コストの増加が抑制されている。
【００７６】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、ウエハＷの表面の周縁領域７の洗浄において、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に押し付けられた後、移動されずにその場で固定される場合について説明したが、この発明はこれに限られない。
【００７７】
すなわち、図８に示すように、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に押し付けられた状態で、揺動駆動機構４４によって、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と平行であり、かつ、ウエハＷの回転半径方向に沿う方向に表面洗浄ブラシ２８が移動されてもよい。この場合、ウエハＷの表面に対して表面洗浄ブラシ２８が当接される範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）が、表面洗浄ブラシ２８の大きさ（具体的には、洗浄面２８ａの直径）よりも拡大される。つまり、周縁領域７における洗浄幅が、表面洗浄ブラシ２８の大きさよりも拡大される。したがって、周縁領域７において洗浄が必要とされる範囲の幅よりも洗浄面２８ａの直径が小さい小型の表面洗浄ブラシ２８を用いることができる。
【００７８】
また、前述の実施形態では、ブラシ押し付け装置３７により表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に押し付けられる場合について説明したが、表面洗浄ブラシ２８は、昇降駆動機構４３によりウエハＷの表面に押し付けられてもよい。すなわち、昇降駆動機構４３を第１押し付け機構として用いてもよい。この場合、ブラシ押し付け装置３７が不要となるので、基板処理装置１の部品点数を減少させることができる。
【００７９】
また、前述の実施形態では、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、第２ブラシ保持機構３２によって一体的に保持されている場合について説明したが、これらのブラシ２９，３０は、別々のブラシ保持機構によって保持されていてもよい。
また、前述の実施形態では、周端面洗浄ブラシ２９をウエハＷの周端面９に弾性的に押し付けるための第２押し付け機構として弾性体７０が用いられ、裏面洗浄ブラシ３０をウエハＷの裏面の周縁領域８に弾性的に押し付けるための第３押し付け機構として弾性体７７が用いられている場合について説明したが、第２および第３押し付け機構としては、弾性体７０，７７に限らずその他の機構や部材が用いられてもよい。
【００８０】
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
【図３】表面洗浄ブラシおよびその周辺の構成を示す断面図である。
【図４】周端面洗浄ブラシおよび裏面洗浄ブラシおよびその周辺の構成を示す断面図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】基板処理装置によるウエハの処理の一例を説明するための工程図である。
【図７】前記ウエハＷの処理の一例における表面洗浄ブラシ、周端面洗浄ブラシおよび裏面洗浄ブラシの状態を示す側面図である。
【図８】前記ウエハＷの処理の他の例における表面洗浄ブラシの状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック（基板回転機構）
７ 表面の周縁領域
８ 裏面の周縁領域
９ 周端面
２８ 表面洗浄ブラシ
２８ａ 洗浄面
２９ 周端面洗浄ブラシ
３０ 裏面洗浄ブラシ
３７ ブラシ押し付け装置（第１押し付け機構）
４３ 昇降駆動機構（第１押し付け機構）
４４ 揺動駆動機構（移動機構）
７０ 弾性体（第２押し付け機構）
７７ 弾性体（第３押し付け機構）
７８ 制御部（制御手段）
Ｗ ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板をブラシで洗浄処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、たとえば、半導体ウエハなどの基板をブラシで洗浄する洗浄処理が行われる。ブラシによって基板を１枚ずつ洗浄する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板を略水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に処理液を供給するためのノズルと、基板の周縁部を洗浄するためのブラシとを備えている。
【０００３】
基板の周縁部を洗浄するためのブラシとしては、たとえば特許文献１に記載のように、略倒立円錐台状の第１洗浄部と、この第１洗浄部の下端に一体的に結合された略円錐台状の第２洗浄部と含むものがある。第１および第２洗浄部は、中心軸線を共有するように上下に配置されている。
第１洗浄部の周面は、下方ほど中心軸線に近づくように傾斜するテーパ面となっており、この第１洗浄部の周面が、基板の上面の周縁領域および基板の周端面を洗浄するための第１洗浄面となっている。また、第２洗浄部の周面は、上方ほど中心軸線に近づくように傾斜するテーパ面となっており、この第２洗浄部の周面が、基板の下面の周縁領域および基板の周端面を洗浄するための第２洗浄面となっている。
【０００４】
このブラシによる基板の周縁部の洗浄では、回転中の基板の上面に処理液が供給された状態で、第２洗浄面が基板の周端面に対向する位置にブラシが配置される。そして、ブラシが水平方向に移動され、第２洗浄面が基板の周端面に押し付けられる。これにより、基板がブラシに食い込み、第２洗浄面が基板の下面の周縁領域および基板の周端面に当接する。その結果、基板の下面の周縁領域および基板の周端面に付着している異物がブラシによって擦り取られ、擦り取られた異物が処理液によって基板上から洗い流される。これにより、基板の下面の周縁領域および基板の周端面が洗浄される。
【０００５】
基板の下面の周縁領域および基板の周端面の洗浄が所定時間行われると、次に、ブラシが鉛直方向に降下されて第１洗浄面が基板の周端面に押し付けられる。これにより、基板がブラシに食い込み、第１洗浄面が基板の上面の周縁領域および基板の周端面に当接する。その結果、基板の上面の周縁領域および基板の周端面が洗浄される。
【特許文献１】特開２００７−２７３６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ブラシによる基板の洗浄において、基板に対するブラシの押し付け圧は、ブラシによる基板への洗浄効果に影響を与える。すなわち、良好な洗浄効果を得るには、基板に対するブラシの押し付け圧を一定値以上にする必要がある。
また、第１および第２洗浄面を有する前述のブラシによる基板の周縁部の洗浄において、基板のブラシへの食い込み量は、基板の上面および下面における洗浄幅に影響を与える。すなわち、基板の上面および下面においてブラシにより洗浄される範囲は、基板の上面および下面においてブラシが当接する範囲と略等しくなるので、基板の上面および下面における洗浄幅を所望の大きさに設定するには、ブラシに対する基板の食い込み量を制御する必要がある。
【０００７】
しかしながら、ブラシは、基板に押し付けられたり摺接したりするので、ブラシにおける基板との当接部分に亀裂や摩耗が生じる場合がある。ブラシに亀裂が生じると、基板がブラシに食い込むときにブラシから基板に加わる抵抗力が低下するので、水平方向へのブラシの移動量を一定にしても、ブラシに対する基板の食い込み量が大きくなってしまう場合がある。そのため、基板の上面および下面における洗浄幅が大きくなり、基板の上面および下面における所望範囲外がブラシによって洗浄される場合がある。
【０００８】
また、亀裂が生じたブラシを基板に押し付けると、基板に対するブラシの押し付け圧が低下するため、ブラシによる基板への洗浄効果が低下してしまう。同様に、ブラシに摩耗が生じると、摩耗した分だけ基板に対するブラシの押し付け圧が低下し、ブラシによる基板への洗浄効果が低下してしまう。すなわち、第１および第２洗浄面を有する前述のブラシでは、洗浄効果や、基板の上面および下面における洗浄幅が変動する場合があり、基板に対して安定した処理を行うことができない場合がある。また、前述のブラシでは、基板の上面および下面の周縁領域を同時に洗浄できないため、処理時間がかかるという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、洗浄効果および洗浄幅を安定させることができ、基板の表面、周端面および裏面を同時に洗浄することができる基板処理装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、基板の表面における洗浄幅を精密に制御できるとともに、基板の裏面における必要十分な一定の範囲を洗浄することができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持して回転させる基板回転機構（３）と、この基板回転機構に保持された基板の表面を洗浄するためのブラシであって、当該基板の表面に平行な洗浄面（２８ａ）を有する表面洗浄ブラシ（２８）と、この表面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の表面に垂直な方向に移動させて、前記洗浄面を当該表面の周縁領域（７）に押し付けるための第１押し付け機構（３７，４３）と、前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行な方向に前記表面洗浄ブラシを移動させるための移動機構（４４）と、前記基板回転機構に保持された基板の周端面（９）を洗浄するための周端面洗浄ブラシ（２９）と、この周端面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の周端面に弾性的に押し付けるための第２押し付け機構（７０）と、前記基板回転機構に保持された基板の裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシ（３０）と、この裏面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の裏面の周縁領域（８）に弾性的に押し付けるための第３押し付け機構（７７）と、前記第１押し付け機構および前記移動機構を制御するための制御手段（７８）とを含む、基板処理装置（１）である。
【００１１】
基板の表面とは、周端面を除く基板の外表面において、デバイスが形成されている側の表面であり、基板の裏面とは、デバイスが形成されていない側の表面である。
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。
この発明によれば、基板回転機構によって基板が回転された状態で、制御手段が第１押し付け機構を制御することにより、表面洗浄ブラシが基板の表面の周縁領域に対して垂直に押し付けられる。これにより、基板の表面の周縁領域が洗浄される。また、第２押し付け機構が周端面洗浄ブラシを基板の周端面に弾性的に押し付け、第３押し付け機構が裏面洗浄ブラシを基板の裏面の周縁領域に弾性的に押し付けさせる。これにより、基板の周端面および裏面の周縁領域が洗浄される。したがって、表面洗浄ブラシ、周端面洗浄ブラシおよび裏面洗浄ブラシを基板に同時に押し付けることにより、基板の表面、周端面および裏面を同時に洗浄することができる。
【００１２】
基板の表面の周縁領域の洗浄では、基板回転機構に保持された基板の表面に平行である表面洗浄ブラシの洗浄面が、当該周縁領域に垂直に押し付けられる。したがって、表面洗浄ブラシに亀裂が生じたとしても、基板の表面に対して表面洗浄ブラシが当接する範囲はほとんど変化しない。また、表面洗浄ブラシに摩耗が生じたとしても、表面洗浄ブラシは基板の表面と略平行に摩耗するので、前記当接する範囲はほとんど変化しない。さらに、表面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の表面に対する表面洗浄ブラシの押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、基板の表面の周縁領域に対する洗浄効果および洗浄幅が安定化される。
【００１３】
また、基板の周端面の洗浄では、第２押し付け機構によって周端面洗浄ブラシが当該周端面に弾性的に押し付けられる。したがって、周端面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の周端面に対する周端面洗浄ブラシの押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、基板の周端面に対する洗浄効果が安定化される。
同様に、基板の裏面の周縁領域の洗浄では、第３押し付け機構によって裏面洗浄ブラシが当該周縁領域に弾性的に押し付けられる。したがって、裏面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の裏面に対する裏面洗浄ブラシの押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、基板の裏面の周縁領域における所定範囲に対して安定した洗浄処理が行われる。
【００１４】
前述のように、基板の表面にはデバイスが形成されているので、当該表面の周縁領域における洗浄おいては、デバイスに影響が及ばないように、洗浄幅を精密に制御する必要がある。すなわち、洗浄が必要とされる範囲に応じた洗浄幅で洗浄を行うとともに、当該洗浄幅を安定させる必要がある。また、基板の表面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲は、たとえばデバイスの種類等により変化する場合がある。
【００１５】
本発明では、制御手段が移動手段を制御して、表面洗浄ブラシを基板の表面と平行な方向に移動させることにより、基板の表面の周縁領域における洗浄幅を所望の大きさに設定することができる。これにより、洗浄が必要とされる範囲に応じた洗浄幅で洗浄を行うことができる。また、前述のように、基板の表面の周縁領域における洗浄幅は安定化されている。したがって、基板の表面における洗浄幅が精密に制御される。
【００１６】
一方、基板の裏面にはデバイスが形成されていないので、デバイスの種類等により基板の裏面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲が変化することはない。そのため、基板の裏面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲を含む一定範囲以上が洗浄されればよい。したがって、基板の裏面の周縁領域において裏面洗浄ブラシにより洗浄される前記所定範囲内に、洗浄が必要とされる範囲が含まれるようにすることで、基板の裏面における必要十分な一定の範囲が洗浄される。
【００１７】
すなわち、この発明によれば、デバイスが形成される基板の表面では、洗浄幅が精密に制御される一方で、デバイスが形成されない基板の裏面では、必要十分な一定の範囲が洗浄される。これにより、基板の表面において洗浄が必要とされる範囲が異なる複数種の基板に対して良好な洗浄処理を安定して行うことができる。また、裏面洗浄ブラシを基板の裏面と平行な方向に移動させるための機構が不要となるので、基板処理装置の構造の複雑化が抑制される。
【００１８】
請求項２記載の発明は、前記制御手段は、前記表面洗浄ブラシが一定の押し付け量で基板の周縁領域に押し付けられるように、前記第１押し付け機構を制御するものである、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、制御手段が第１押し付け機構を制御して、表面洗浄ブラシの洗浄面を基板の表面の周縁領域に一定の押し付け量で押し付けさせる。これにより、基板の表面に対する表面洗浄ブラシの押し付け圧が一定に維持される。したがって、表面洗浄ブラシに亀裂や摩耗が生じたとしても、基板の表面に対する表面洗浄ブラシの押し付け圧が一定に維持される。これにより、基板の表面の周縁領域に対する洗浄効果が安定化される。
【００１９】
請求項３記載の発明は、前記移動機構は、前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に、前記表面洗浄ブラシを移動させるものである、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、制御手段が移動機構を制御することにより、基板回転機構に保持された基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に表面洗浄ブラシが移動される。これにより、基板の表面の周縁領域における洗浄幅がより精密に制御される。
【００２０】
また、この発明によれば、表面洗浄ブラシの洗浄面の一部を基板の表面の周縁領域に当接させることができる。したがって、前記洗浄面の幅（基板の回転半径方向への長さ）よりも小さい洗浄幅で基板の表面の周縁領域を洗浄することができる。
さらに、この発明によれば、表面洗浄ブラシが基板の表面の周縁領域に押し付けられた状態で、基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に表面洗浄ブラシを移動させることができる。これにより、基板の表面の周縁領域における洗浄幅を表面洗浄ブラシの洗浄面よりも拡大させることができる。したがって、洗浄面の大きさが、基板の表面の周縁領域において洗浄が必要とされる範囲の幅（基板の回転半径方向への長さ）よりも小さい小型の表面洗浄ブラシを用いることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、前記第２押し付け機構は、基板の周端面に前記周端面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体（７０）を含み、前記第３押し付け機構は、基板の裏面の周縁領域に前記裏面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体（７７）を含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第２押し付け機構としての弾性体によって周端面洗浄ブラシが基板の周端面に弾性的に押し付けられる。また、第３押し付け機構としての弾性体によって裏面洗浄ブラシが基板の裏面の周縁領域に弾性的に押し付けられる。これにより、基板に対するこれらのブラシの押し付け圧が一定に維持される。
【００２２】
弾性体によって周端面洗浄ブラシを基板に押し付ける場合、第２押し付け機構の構造を比較的単純な構造とすることができるので、基板処理装置の複雑化を抑制することができる。同様に、弾性体によって裏面面洗浄ブラシを基板に押し付ける場合、第３押し付け機構の構造を比較的単純な構造とすることができるので、基板処理装置の複雑化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置１の内部の図解的な側面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷを略水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板回転機構）と、ウエハＷに処理液を供給するための処理液供給機構４と、ウエハＷから排出される処理液を捕獲するための処理カップ５と、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ機構６とを備えている。
【００２４】
以下では、周端面９を除くウエハＷの外表面において、デバイスが形成される側の面を「ウエハＷの表面」といい、デバイスが形成される側の面と反対の面を「ウエハＷの裏面」という。また、ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面の周縁領域７、ウエハＷの裏面の周縁領域８および周端面９を含む部分をいう。ウエハＷの表面の周縁領域７とは、デバイスが形成される中央領域（デバイス形成領域）の外側の領域であり、たとえばウエハＷの表面の周端縁から幅数ミリメートル程度の環状の領域をいう。また、ウエハＷの裏面の周縁領域８とは、たとえば、ウエハＷの裏面の周端縁から幅数ミリメートル程度の環状の領域をいう。
【００２５】
スピンチャック３は、たとえば、真空吸着式のチャックである。このスピンチャック３は、鉛直な方向に延びたスピン軸１０と、このスピン軸１０の上端に取り付けられて、ウエハＷを略水平な姿勢でその下面を吸着して保持する吸着ベース１１と、スピン軸１０と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ１２とを備えている。本実施形態では、たとえば、表面を上方に向けて略水平にウエハＷが吸着ベース１１に保持されている。ウエハＷが吸着ベース１１に吸着保持された状態でスピンモータ１２が駆動されると、ウエハＷは、スピン軸１０の中心を通る鉛直軸線まわりに回転される。
【００２６】
処理液供給機構４は、ウエハＷの表面に処理液を供給するための表面ノズル１３と、ウエハＷの裏面に処理液を供給するための複数の裏面ノズル１４とを備えている。図２に示すように、表面ノズル１３には、処理液供給管１５が接続されている。処理液供給管１５には、処理液バルブ１６介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。表面ノズル１３は、処理液供給管１５を通して供給される処理液を、スピンチャック３により回転されるウエハＷの表面に向けて吐出する。表面ノズル１３から吐出された処理液は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液される。
【００２７】
一方、複数の裏面ノズル１４には、それぞれ処理液供給管１７が接続されている。これらの処理液供給管１７には、処理液バルブ１８を介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。各裏面ノズル１４は、処理液供給管１７を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面の周端縁と吸着ベース１１との間であり、周縁領域８よりも内側（スピンチャック３の中心軸線側）に向けて吐出する。各裏面ノズル１４から吐出された処理液は、ウエハＷの裏面における周縁領域８よりも内側に着液される。
【００２８】
ノズル１３，１４に供給される処理液としては、たとえば純水が用いられている。処理液は、純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水であってもよいし、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液などの薬液であってもよい。
スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、表面ノズル１３から処理液が吐出されると、当該処理液は、ウエハＷの表面の回転中心を含む範囲に着液した後、ウエハＷの回転による遠心力を受けて周縁領域７に向かって広がっていく。これにより、ウエハＷの表面の全域に処理液が供給される。ウエハＷの表面の周縁領域７に達した処理液の一部は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られる。また、ウエハＷの表面の周縁領域７に達した処理液の一部は、ウエハＷの表面を伝って周端面９に達した後、流下していく。
【００２９】
一方、スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、裏面ノズル１４から処理液が吐出されると、当該処理液は、ウエハＷの周縁領域８よりも内側に着液した後、ウエハＷの回転による遠心力を受けて周縁領域８に向かって広がっていく。これにより、周縁領域８の全域に処理液が供給される。周縁領域８に達した処理液の一部は、当該周縁領域８から流下していく。また、周縁領域８に達した処理液の一部は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られる。このとき、振り切られる処理液の一部は、ウエハＷの裏面を伝って周端面９に達した後に振り切られる。すなわち、ウエハＷの周端面９には、ウエハＷの表面および裏面を伝って処理液が供給されるようになっている。
【００３０】
処理カップ５は、筒状の外壁１９および内壁２０と、外壁１９および内壁２０との間でこられの下端を連結する環状の底部２１とを含む。外壁１９は、平面視において、スピンチャック３を取り囲むように配置されている。外壁１９の上端部は、上に向かうほど径が小さくなるように内方に傾斜している。図２において実線で示すように、処理カップ５は、外壁１９の上端の位置が吸着ベース１１よりも下方に位置するカップ下端位置に配置されている。
【００３１】
また、内壁２０は、平面視において、スピンチャック３を取り囲むように配置されている。内壁２０の上端部は、内側に折り曲げられて鍔部２２を形成している。内壁２０には、環状をなす板状のバット２３が内嵌している。鍔部２２はバット２３の上面に係合している。バット２３は、スピン軸１０を取り囲むとともに、複数の支持軸２４を介して、スピンモータ１２を取り囲むベース２５に支持されている。ベース２５は、処理室２の床面２ａに固定された複数のシリンダ２６に結合されている。
【００３２】
各シリンダ２６は、ロッド２６ａが本体部２６ｂに対して上に配置された状態で本体部２６ｂが処理室２の床面２ａに固定されている。ベース２５は、ロッド２６ａの先端（上端）に固定されている。各シリンダ２６は、本体部２６ｂに対してロッド２６ａを鉛直方向に進退させることができる。
本体部２６ｂに対してロッド２６ａが鉛直方向に進退されると、ベース２５、支持軸２４、バット２３および処理カップ５は一体的に昇降される。複数のシリンダ２６によって処理カップ５を上昇させることにより、外壁１９の上端を吸着ベース１１よりも上方に位置させて、外壁１９の内周面をスピンチャック３に保持されたウエハＷの周端面９に対向させることができる。図２に、外壁１９の内周面がウエハＷの周端面９に対向するカップ上端位置に処理カップ５が配置された状態を二点鎖線で示す。
【００３３】
処理カップ５は、外壁１９の内周面をスピンチャック３に保持されたウエハＷの周端面９に対向させた状態で、ウエハＷから排出される処理液を捕獲することができる。すなわち、ウエハＷの周囲に振り切られた処理液は、外壁１９の内周面に当たって処理カップ５に捕獲される。また、ウエハＷから流下する処理液は、処理カップ５により受け止められて捕獲される。処理カップ５により捕獲された処理液は、処理カップ５に形成された貯留溝２７に貯留される。図示はしないが、底部２１には配管が接続されており、貯留溝２７に貯留された処理液は、この配管を介してタンクに導かれる。
【００３４】
ブラシ機構６は、ウエハＷの表面を洗浄するための表面洗浄ブラシ２８と、ウエハＷの周端面９を洗浄するための周端面洗浄ブラシ２９と、ウエハＷの裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシ３０とを備えている。表面洗浄ブラシ２８は、第１ブラシ保持機構３１によって、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも上方で保持されている。また、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、第２ブラシ保持機構３２によって、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも下方で一体的に保持されている。
【００３５】
第１ブラシ保持機構３１は、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも上方で略水平に延びる揺動アーム３４と、この揺動アーム３４に回転可能に保持されたシャフト３５と、揺動アーム３４内に配置されたブラシ押し付け装置３７（第１押し付け機構）とを含む。
シャフト３５は、鉛直方向に延びており、その下端部は、揺動アーム３４から下方に突出している。表面洗浄ブラシ２８は、ホルダ取付部３８およびブラシホルダ３９を介してシャフト３５の下端部に連結されている。ブラシホルダ３９は、表面洗浄ブラシ２８の一部を下方に突出させた状態で表面洗浄ブラシ２８を保持している。ブラシホルダ３９に保持された状態で下方に位置する表面洗浄ブラシ２８の端面（下面）がウエハＷの表面に押し付けられる洗浄面２８ａとなっている。この表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａは、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に対して平行となっている。
【００３６】
また、ブラシ押し付け装置３７は、揺動アーム３４の内部において、シャフト３５に結合されている。ブラシ押し付け装置３７は、シャフト３５に対して鉛直下向きの駆動力を入力することができる。表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａがウエハＷの表面に当接された状態で、ブラシ押し付け装置３７の駆動力がシャフト３５に入力されると、表面洗浄ブラシ２８は所定の押し付け圧でウエハＷの表面に垂直に押し付けられる。
【００３７】
本実施形態では、たとえば、エアーシリンダがブラシ押し付け装置３７として用いられている。表面洗浄ブラシ２８は、ブラシ押し付け装置３７に供給される空気の供給圧に比例する押し付け圧でウエハＷの表面に押し付けられる。ブラシ押し付け装置３７には、圧力調整バルブ４０が介装された空気供給管４１が接続されている。
圧力調整バルブ４０の開度は、たとえば、一定とされており、必要に応じて使用者により調整される。したがって、ブラシ押し付け装置３７には一定の供給圧で空気が供給されており、表面洗浄ブラシ２８は一定の押し付け圧でウエハＷの表面に押し付けられる。すなわち、表面洗浄ブラシ２８は一定の押し付け量でウエハＷの表面に押し付けられるようになっており、表面洗浄ブラシ２８とウエハＷとの当接部には一定の押し付け圧が発生される。
【００３８】
また、図２に示すように、揺動アーム３４は、鉛直方向に延びるアーム支持軸４２に支持されている。アーム支持軸４２には、昇降駆動機構４３および移動機構としての揺動駆動機構４４が結合されている。昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４の駆動力をアーム支持軸４２に入力することにより、表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４を一体的に移動させることができる。
【００３９】
すなわち、昇降駆動機構４３の駆動力がアーム支持軸４２に入力されると、アーム支持軸４２が上下動され、表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４が鉛直方向に一体的に上下動される。また、揺動駆動機構４４の駆動力がアーム支持軸４２に入力されると、表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４が、アーム支持軸４２を支点として、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と平行な方向である水平方向に一体的に揺動される。
【００４０】
昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４によって表面洗浄ブラシ２８および揺動アーム３４を一体的に移動させることにより、表面洗浄ブラシ２８をスピンチャック３の上方に配置させたり、スピンチャック３の上方から退避させたりすることができる。したがって、昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４は、表面洗浄ブラシ２８をスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に配置させることができる。表面洗浄ブラシ２８がスピンチャック３に保持されたウエハＷの周縁部の上方に配置された状態で、昇降駆動機構４３が表面洗浄ブラシ２８を鉛直方向に降下させることにより、当該表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａがウエハＷの表面の周縁領域７に垂直に当接される。
【００４１】
スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、ウエハＷの表面の周縁領域７に表面洗浄ブラシ２８が当接されると、当該周縁領域７における環状の領域に表面洗浄ブラシ２８が当接されることになる。この環状の領域が、表面洗浄ブラシ２８により洗浄される洗浄領域となる。洗浄領域の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）は、周縁領域７において表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）と等しくなっている。以下では、この洗浄領域の幅を「洗浄幅」という。
【００４２】
昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４は、スピンチャック３に保持されたウエハＷの上方における任意の位置に表面洗浄ブラシ２８を配置させることができる。したがって、ウエハＷの表面の周端縁からその内側に至る範囲に表面洗浄ブラシ２８を当接させる場合に、当該範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）を洗浄面２８ａの大きさを超えない範囲で所望の大きさに設定することができる。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域７における洗浄幅を所望の大きさに設定することができる。したがって、たとえば、ウエハＷの表面に形成されるデバイスの種類により周縁領域７において洗浄が必要とされる範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）が異なる場合であっても、当該洗浄が必要とされる範囲の幅に応じて洗浄幅を変更させることができる。これにより、洗浄幅が異なる複数種のウエハＷに対して良好な洗浄処理を施すことができる。
【００４３】
一方、第２ブラシ保持機構３２は、周端面洗浄ブラシ２９を保持する第１保持部材４５と、裏面洗浄ブラシ３０を保持する第２保持部材４６と、第１および第２保持部材４５，４６を一体的に保持する第３保持部材４７とを含む。
第１保持部材４５は、スピンチャック３の中心軸線側に周端面洗浄ブラシ２９の一部を突出させた状態で周端面洗浄ブラシ２９を保持している。また、第２保持部材４６は、裏面洗浄ブラシ３０の一部を上方に突出させた状態で裏面洗浄ブラシ３０を保持している。第３保持部材４７は、シリンダ３３のロッド３３ａに固定されている。
【００４４】
シリンダ３３はロッド３３ａを上に向けた状態で配置されている。ロッド３３ａはバット２３に形成された挿通孔４８（図４参照）を挿通している。ロッド３３ａと挿通孔４８との間は、図示しない封止部材により封止されている。ロッド３３ａは、挿通孔４８を鉛直方向に移動可能となっている。
シリンダ３３は、本体部３３ｂの上面がバット２３の下面に固定されている。シリンダ３３は、本体部３３ｂに対してロッド３３ａを鉛直方向に進退させることができる。本体部３３ｂに対してロッド３３ａが鉛直方向に進退されると、第３保持部材４７が鉛直方向に昇降される。したがって、本体部３３ｂに対してロッド３３ａが鉛直方向に進退されると、第１保持部材４５および第２保持部材４６とともに、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が一体的に昇降される。
【００４５】
処理カップ５がカップ下端位置に配置された状態で、ロッド３３ａは、本体部３３ｂに退避されており、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０はウエハＷから離反されている。周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、処理カップ５がカップ上端位置に配置され、シリンダ３３のロッド３３ａが本体部３３ｂから進出されることにより、それぞれ、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８に一定の押し付け圧で押し付けられる。
【００４６】
第１保持部材４５に保持された状態でスピンチャック３の中心軸線側に位置する周端面洗浄ブラシ２９の端面が、ウエハＷの周端面９に押し付けられる洗浄面２９ａとなっている。また、第２保持部材４６に保持された状態で上方に位置する裏面洗浄ブラシ３０の端面（上面）が、ウエハＷの裏面に押し付けられる洗浄面３０ａとなっている。
スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、ウエハＷの周端面９に周端面洗浄ブラシ２９が当接されると、当該周端面９の全域に周端面洗浄ブラシ２９が当接されることになる。また、スピンチャック３によりウエハＷが回転された状態で、ウエハＷの裏面の周縁領域８に裏面洗浄ブラシ３０が当接されると、当該周縁領域８における環状の領域に裏面洗浄ブラシ３０が当接されることになる。この環状の領域が、裏面洗浄ブラシ３０により洗浄される洗浄領域となる。洗浄領域は、周縁領域８において洗浄が必要とされる範囲が含まれるように設定されている。また、裏面洗浄ブラシ３０は、第２保持部材４６および第３保持部材４７によって水平方向に移動不能に保持されており、ウエハＷの裏面に対して一定の位置で当接される。したがって、周縁領域８において裏面洗浄ブラシ３０により洗浄される洗浄領域は一定となっている。
【００４７】
ウエハＷの裏面にはデバイスが形成されないので、表面に形成されるデバイスの種類により周縁領域８において洗浄が必要とされる範囲が変化することはない。したがって、周縁領域８において洗浄が必要とされる範囲を含む一定範囲以上が洗浄されればよい。本実施形態では、周縁領域８において裏面洗浄ブラシ３０により洗浄される洗浄領域に、洗浄が必要とされる範囲が含まれるように設定されている。したがって、デバイスの種類にかかわりなくウエハＷの裏面に対して良好な洗浄を行うことができる。また、裏面洗浄ブラシ３０を水平方向に移動させるための機構が設けられていないので、基板処理装置１の構造の複雑化が抑制されている。
【００４８】
図３は、表面洗浄ブラシ２８およびその周辺の構成を示す断面図である。
表面洗浄ブラシ２８は、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材によって形成されている。表面洗浄ブラシ２８は、たとえば、略円板状の基部５０と、この基部５０の一方面上に設けられ、基部５０よりも小径の略円柱状の胴部５１とを一体的に備えている。基部５０および胴部５１は、中心軸線が一致しており、表面洗浄ブラシ２８は、その中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。表面洗浄ブラシ２８は、胴部５１が突出した状態でブラシホルダ３９に保持されている。胴部５１の端面（下面）は、略平坦な面にされており、この端面がウエハＷの表面に押し付けられる洗浄面２８ａとなっている。以下では、胴部５１の端面を「洗浄面２８ａ」という。
【００４９】
ブラシホルダ３９は、略円柱状の樹脂ブロック５２と、この樹脂ブロック５２に表面洗浄ブラシ２８を固定するための固定部材５３とを備えている。樹脂ブロック５２の下端部の周面には、その全周にわたって、断面略矩形状の嵌合溝５４が形成されている。また、樹脂ブロック５２の下端部には、嵌合溝５４に対して径方向内側に微小な間隔を隔てた位置に、断面略Ｕ字状の切込溝５５が周方向にわたって形成されている。嵌合溝５４と切込溝５５との間の部分は、樹脂の撓み性による弾性が付与された弾性片５６となっている。弾性片５６の外周面には、複数の半球状の係合突起５７が形成されている。また、樹脂ブロック５２の上端部には、扁平な円柱状の雄ねじ部５８が一体的に形成されている。この雄ねじ部５８の周面には、ホルダ取付部３８に螺合可能なねじが切られている。
【００５０】
固定部材５３は、略円形の外形を有する円板部５９と、この円板部５９の周縁から上方に延びる略円筒状の円筒部６０とを一体的に備えている。円板部５９の中央部には、表面洗浄ブラシ２８の胴部５１を挿通可能な挿通孔６１が形成されている。円筒部６０の内径は、表面洗浄ブラシ２８の基部５０の外径に略一致し、また、弾性片５６に外力が作用していない状態で、その弾性片５６の外径よりも若干小さく形成されている。さらに、円筒部６０の内周面には、各係合突起５７と係合可能な複数の係合凹部６２が形成されている。
【００５１】
表面洗浄ブラシ２８をホルダ取付部３８に取り付けるときには、表面洗浄ブラシ２８を、固定部材５３に対して、胴部５１が挿通孔６１に挿通され、基部５０が円筒部６０内に収容されるように装着する。その後、固定部材５３の円筒部６０を樹脂ブロック５２の嵌合溝５４に嵌めて、各係合突起５７とこれに対応する係合凹部６２とを係合させる。これにより、表面洗浄ブラシ２８がブラシホルダ３９に保持される。そして、ブラシホルダ３９の雄ねじ部５８をホルダ取付部３８に螺着させることにより、表面洗浄ブラシ２８のホルダ取付部３８への取付けが達成される。
【００５２】
図４は、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０およびその周辺の構成を示す断面図である。この図４では、処理カップ５がカップ上端位置にある状態を示している。
周端面洗浄ブラシ２９は、たとえば、ＰＶＡなどのスポンジ材によって形成されている。周端面洗浄ブラシ２９は、たとえば、略円板状の基部６３と、略円柱状の胴部６４と、略円錐台状の先端部６５とを一体的に備えている。胴部６４は、基部６３よりも小径であり、基部６３の一方面上に設けられている。また、先端部６５は、一端の外径が胴部６４と等しくされており、先細りとなるように胴部６４の一方面上に設けられている。先端部６５は、テーパ面である周面と、円状の端面とを含む。先端部６５の端面の直径は、ウエハＷの厚みより大きくされている。基部６３、胴部６４および先端部６５は、中心軸線が一致しており、周端面洗浄ブラシ２９は、その中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。
【００５３】
第１保持部材４５は、基部６３を収容する収容部６６と、この収容部６６に固定された固定板６７とを含む。収容部６６は、円筒部６８と、この円筒部６８の一端（右端）に設けられた円環状をなす円板部６９とを一体的に備えている。基部６３は、胴部６４が円板部６９を挿通した状態で収容部６６に収容されている。また、固定板６７は、基部６３の他方面との間にたとえばコイルばね等の弾性体７０（第２押し付け機構）を介在させた状態で、円筒部６８の他端（左端）に固定されている。周端面洗浄ブラシ２９は、この弾性体７０によって円板部６９側に付勢されている。
【００５４】
第１保持部材４５は、先端部６５の端面をスピンチャック３の中心軸線側（図４では右側）に向けた状態で、円筒部６８が第３保持部材４７に固定されている。先端部６５の端面は略平坦であり、この先端部６５の端面が、ウエハＷの周端面９に押し付けられる洗浄面２９ａとなっている。以下では、先端部６５の端面を「洗浄面２９ａ」という。
周端面洗浄ブラシ２９は、洗浄面２９ａが鉛直方向に沿うように配置されている。また、周端面洗浄ブラシ２９は、洗浄面２９ａがスピンチャック３に保持されたウエハＷの周端面９よりも所定量、スピンチャック３の中心軸線側に位置するように配置されている。
【００５５】
処理カップ５がカップ上端位置にある状態でロッド３３ａが本体部３３ｂから進出されると、最初に、先端部６５の周面がウエハＷの裏面に当接する。そして、先端部６５の周面の傾斜によって外方に押されながら周端面洗浄ブラシ２９が上昇していく。このとき、洗浄面２９ａはウエハＷの周端面９に沿って上昇していく。また、弾性体７０は、周端面洗浄ブラシ２９によって押されて圧縮変形する。弾性体７０の圧縮変形量は前記所定量と略等しくなっている。したがって、弾性体７０からは前記所定量に比例した反力が発生される。
【００５６】
ロッド３３ａが進出端まで移動されると、ウエハＷの周端面９に洗浄面２９ａが対向し、当該周端面９における洗浄面２９ａに対向する範囲の全域に洗浄面２９ａが当接される（図７参照）。このとき、周端面洗浄ブラシ２９は、弾性体７０の反力によって、ウエハＷの周端面９に対して垂直に弾性的に押し付けられる。
弾性体７０の押し付け荷重は、ウエハＷの周端面９に良好な洗浄が行われるように設定されている。すなわち、ウエハＷの周端面９の洗浄において、良好な洗浄効果を得るために必要とされる押し付け圧がウエハＷと周端面洗浄ブラシ２９との当接部に発生されるように、弾性体７０の押し付け荷重が設定されている。
【００５７】
また、弾性体７０は、たとえば、ばね定数が比較的小さくされており、弾性体７０の弾性変形量が数ミリメートル程度変化しても反力が大きく変化しないようにされている。すなわち、周端面洗浄ブラシ２９の摩耗等により弾性体７０の圧縮変形量が減少して弾性体７０の押し付け荷重が減少しても、前記必要とされる押し付け圧がウエハＷと周端面洗浄ブラシ２９との当接部に確保されるように、弾性体７０のばね定数が設定されている。
【００５８】
具体的に例示すると、前記必要とされる押し付け圧を発生させるときの押し付け荷重の最小値が２００〜３００ｇｆの範囲にある場合に、弾性体７０の押し付け荷重が５００ｇｆに設定されている。また、前記必要とされる押し付け圧を発生させるときの押し付け荷重の最小値が２００〜３００ｇｆの範囲にあり、弾性体７０の押し付け荷重が５００ｇｆに設定されている場合に、弾性体７０の圧縮変形量が１〜２ミリメートル程度減少しても、弾性体７０の押し付け荷重が４００ｇｆ以上となるように、弾性体７０のばね定数が設定されている。したがって、新品の周端面洗浄ブラシ２９を使用し始めて交換するまでの摩耗量が１〜２ミリメートル程度なので、周端面洗浄ブラシ２９の摩耗等により弾性体７０の圧縮変形量が減少しても、ウエハＷの周端面９に対して良好な洗浄が行われるようになっている。
【００５９】
一方、裏面洗浄ブラシ３０は、たとえば、ＰＶＡなどのスポンジ材によって形成されている。裏面洗浄ブラシ３０は、たとえば、略円板状の基部７１と、略円柱状の胴部７２とを一体的に備えている。胴部７２は、基部７１よりも小径であり、基部７１の一方面上に設けられている。胴部７２は、円柱状をなす周面と、円状の端面とを含む。胴部７２の端面の直径は、ウエハＷの裏面の周縁領域８において、洗浄されるべき環状の領域の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）よりも大きくされている。基部７１および胴部７２は、中心軸線が一致しており、裏面洗浄ブラシ３０は、その中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。
【００６０】
第２保持部材４６は、基部７１を収容する収容部７３と、この収容部７３に固定された固定板７４とを含む。収容部７３は、円筒部７５と、この円筒部７５の一端（上端）に設けられた円環状をなす円板部７６とを一体的に備えている。基部７１は、胴部７２が円板部７６を挿通した状態で収容部７３に収容されている。また、固定板７４は、基部７１の他方面との間にたとえばコイルばね等の弾性体７７（第３押し付け機構）を介在させた状態で、円筒部７５の他端（下端）に固定されている。裏面洗浄ブラシ３０は、この弾性体７７によって円板部７６側に付勢されている。
【００６１】
第２保持部材４６は、胴部７２の端面を上方に向けた状態で、円筒部７５が第３保持部材４７に固定されている。胴部７２の端面は略平坦であり、この胴部７２の端面が、ウエハＷの裏面に押し付けられる洗浄面３０ａとなっている。以下では、胴部７２の端面を「洗浄面３０ａ」という。洗浄面３０ａは、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面に対して平行になっている。裏面洗浄ブラシ３０は、ウエハＷの裏面の周縁領域８の鉛直下方に配置されている。
【００６２】
処理カップ５がカップ上端位置にある状態でロッド３３ａが本体部３３ｂから進出されると、裏面洗浄ブラシ３０が鉛直上方に移動され、洗浄面３０ａがウエハＷの裏面の周縁領域８に垂直に当接される。そして、ロッド３３ａが進出端まで移動されると、予め設定された押し付け量で裏面洗浄ブラシ３０がウエハＷの裏面に垂直に押し付けられる。これにより、裏面洗浄ブラシ３０によって弾性体７７が下方に押されて、弾性体７７が圧縮変形する。そのため、弾性体７７に反力が生じて、裏面洗浄ブラシ３０がウエハＷの裏面に対して垂直に弾性的に押し付けられる。
【００６３】
弾性体７７の押し付け荷重は、弾性体７０の押し付け荷重と同様に、ウエハＷの裏面の周縁領域８に良好な洗浄が行われるように設定されている。また、弾性体７７は、たとえば、ばね定数が比較的小さくされており、弾性変形量が数ミリメートル程度変化しても押し付け荷重が大きく変化しないようにされている。これにより、ウエハＷの裏面に対して良好な洗浄が安定して行われるようになっている。
【００６４】
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む制御部７８（制御手段）を備えている。この制御部７８には、使用者によって処理レシピ（ウエハＷの処理のための各種条件）を入力するためのレシピ入力キー７９が接続されている。制御部７８には、スピンモータ１２、処理液バルブ１６，１８、シリンダ２６，３３、ブラシ押し付け装置３７、空気バルブ４０、昇降駆動機構４３、揺動駆動機構４４などが制御対象として接続されている。
【００６５】
図６は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を説明するための工程図である。また、図７は、前記ウエハＷの処理の一例における表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０の状態を示す側面図である。
ウエハＷの処理に先立ち、使用者によってレシピ入力キー７９が操作されて、ウエハＷの表面における洗浄幅が設定されている。処理対象のウエハＷは、処理カップ５がカップ下端位置に配置された状態で、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部７８によりスピンモータ１２が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。
【００６６】
次に、制御部７８によりシリンダ２６が制御されて、処理カップ５がカップ上端位置に配置される。続いて、制御部７８により処理液バルブ１６，１８が開かれて、表面ノズル１３および各裏面ノズル１４からそれぞれウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始される（ステップＳ３）。
ウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始されると、制御部７８により昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４が制御されて、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの周縁部の鉛直上方に配置される。そして、制御部７８により昇降駆動機構４３が制御されて、表面洗浄ブラシ２８が鉛直下方に移動される。これにより、図７に示すように、表面洗浄ブラシ２８の洗浄面２８ａがウエハＷの表面の周縁領域７に垂直に当接される（ステップＳ４）。このとき、周縁領域７において表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）は、使用者により設定された洗浄幅と等しくなっている。
【００６７】
ウエハＷの表面の周縁領域７に表面洗浄ブラシ２８が当接されると、制御部７８によりブラシ押し付け装置３７が制御されて、一定の押し付け圧で表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に垂直に押し付けられる（ステップＳ５）。これにより、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面の周縁領域７に擦り付けられ、当該周縁領域７に付着している異物が表面洗浄ブラシ２８によって擦り取られる。そして、擦り取られた異物がウエハＷの表面に供給された処理液によって洗い流される。これにより、周縁領域７が洗浄される。周縁領域７に対して表面洗浄ブラシ２８による洗浄が行われている間、表面洗浄ブラシ２８は、ウエハＷの表面に押し付けられた状態で固定されている。
【００６８】
一方、ウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始されると、制御部７８によりシリンダ３３が制御されて第２ブラシ保持機構３２が鉛直上方に移動される。これにより、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が一体的に鉛直上方に移動され、それぞれ、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８に弾性的に押し付けられる（ステップＳ６）。すなわち、図７に示すように、周端面洗浄ブラシ２９の洗浄面２９ａがウエハＷの周端面９に当接され、周端面洗浄ブラシ２９がウエハＷの周端面９に略一定の押し付け圧で弾性的に押し付けられる。また、図７に示すように、裏面洗浄ブラシ３０の洗浄面３０ａがウエハＷの裏面の周縁領域８に当接され、裏面洗浄ブラシ３０がウエハＷの裏面に略一定の押し付け圧で弾性的に押し付けられる。これにより、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、それぞれ、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８に擦り付けられる。したがって、ウエハＷの周端面９に付着している異物が周端面洗浄ブラシ２９によって擦り取られ、ウエハＷの裏面の周縁領域８に付着している異物が裏面洗浄ブラシ３０によって擦り取られる。そして、擦り取られた異物が処理液によって洗い流される。これにより、ウエハＷの周端面９および裏面の周縁領域８が洗浄される。
【００６９】
図７に示すように、表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０は、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８に同時に押し付けられる。
表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、それぞれ、ウエハＷの表面、周端面９および裏面に押し付けられてから所定時間が経過すると、制御部７８により昇降駆動機構４３および揺動駆動機構４４が制御されて、表面洗浄ブラシ２８がスピンチャック３の上方から退避される（ステップＳ７）。また、制御部７８によりシリンダ３３が制御されて、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が一体的に降下される（ステップＳ８）。さらに、制御部７８により処理液バルブ１６，１８が閉じられて、表面ノズル１３および各裏面ノズル１４からの処理液の供給が停止される（ステップＳ９）。
【００７０】
その後は、制御部７８によりスピンモータ１２が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ１０）。これにより、ウエハＷに付着している処理液が振り切られ、ウエハＷが乾燥させられる。このとき、ウエハＷから振り切られる処理液は、処理カップ５により受け止められる。
ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、スピンモータ１２が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ１１）。そして、制御部７８によりシリンダ２６が制御されて、処理カップ５がカップ下端位置に移動され、その後、処理済みのウエハＷが処理室２から搬出されていく（ステップＳ１２）。
【００７１】
以上のように本実施形態によれば、表面洗浄ブラシ２８、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８に同時に押し付けられる。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域７、周端面９および裏面の周縁領域８が同時に洗浄される。したがって、ウエハＷの周縁部の洗浄に要する処理時間が短縮されている。
【００７２】
ウエハＷの表面の周縁領域７の洗浄では、ウエハＷの表面に平行な洗浄面２８ａが、一定の押し付け圧で当該表面に垂直に押し付けられる。したがって、表面洗浄ブラシ２８の使用により当該表面洗浄ブラシ２８に亀裂が生じたとしても、ウエハＷの表面に対して表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲はほとんど変化しない。また、表面洗浄ブラシ２８の使用により当該表面洗浄ブラシ２８に摩耗が生じたとしても、表面洗浄ブラシ２８はウエハＷの表面と略平行に摩耗するので、ウエハＷの表面に対して表面洗浄ブラシ２８が当接する範囲はほとんど変化しない。さらに、表面洗浄ブラシ２８に亀裂や摩耗が生じたとしても、ウエハＷの表面に対する表面洗浄ブラシ２８の押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域７に対する洗浄効果および洗浄幅が安定化される。
【００７３】
また、ウエハＷの周端面９の洗浄では、洗浄面２９ａが弾性体７０によって略一定の押し付け圧でウエハＷの周端面９に垂直に押し付けられる。したがって、周端面洗浄ブラシ２９に亀裂や摩耗が生じたとしても、ウエハＷの周端面に対する周端面洗浄ブラシ２９の押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、ウエハＷの周端面に対する洗浄効果が安定化される。
【００７４】
同様に、ウエハＷの裏面の周縁領域８の洗浄では、洗浄面３０ａが弾性体７７によって略一定の押し付け圧でウエハＷの裏面に垂直に押し付けられる。したがって、裏面洗浄ブラシ３０に亀裂や摩耗が生じたとしても、ウエハＷの裏面に対する裏面洗浄ブラシ３０の押し付け圧は、押し付け当初と略同じ大きさで維持される。これにより、ウエハＷの裏面の周縁領域８における一定範囲に対して安定した洗浄処理が行われる。
【００７５】
さらに、周端面洗浄ブラシ２９をウエハＷの周端面９に押し付ける機構として比較的構造が簡単であり、かつ、比較的安価である弾性体７０が用いられているので、基板処理装置１の構造の複雑化および基板処理装置１の製造コストの増加が抑制されている。同様に、裏面洗浄ブラシ３０をウエハＷの裏面に押し付ける機構として比較的構造が簡単であり、かつ、比較的安価である弾性体７７が用いられているので、基板処理装置１の構造の複雑化および基板処理装置１の製造コストの増加が抑制されている。
【００７６】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、ウエハＷの表面の周縁領域７の洗浄において、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に押し付けられた後、移動されずにその場で固定される場合について説明したが、この発明はこれに限られない。
【００７７】
すなわち、図８に示すように、表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に押し付けられた状態で、揺動駆動機構４４によって、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と平行であり、かつ、ウエハＷの回転半径方向に沿う方向に表面洗浄ブラシ２８が移動されてもよい。この場合、ウエハＷの表面に対して表面洗浄ブラシ２８が当接される範囲の幅（ウエハＷの回転半径方向への長さ）が、表面洗浄ブラシ２８の大きさ（具体的には、洗浄面２８ａの直径）よりも拡大される。つまり、周縁領域７における洗浄幅が、表面洗浄ブラシ２８の大きさよりも拡大される。したがって、周縁領域７において洗浄が必要とされる範囲の幅よりも洗浄面２８ａの直径が小さい小型の表面洗浄ブラシ２８を用いることができる。
【００７８】
また、前述の実施形態では、ブラシ押し付け装置３７により表面洗浄ブラシ２８がウエハＷの表面に押し付けられる場合について説明したが、表面洗浄ブラシ２８は、昇降駆動機構４３によりウエハＷの表面に押し付けられてもよい。すなわち、昇降駆動機構４３を第１押し付け機構として用いてもよい。この場合、ブラシ押し付け装置３７が不要となるので、基板処理装置１の部品点数を減少させることができる。
【００７９】
また、前述の実施形態では、周端面洗浄ブラシ２９および裏面洗浄ブラシ３０が、第２ブラシ保持機構３２によって一体的に保持されている場合について説明したが、これらのブラシ２９，３０は、別々のブラシ保持機構によって保持されていてもよい。
また、前述の実施形態では、周端面洗浄ブラシ２９をウエハＷの周端面９に弾性的に押し付けるための第２押し付け機構として弾性体７０が用いられ、裏面洗浄ブラシ３０をウエハＷの裏面の周縁領域８に弾性的に押し付けるための第３押し付け機構として弾性体７７が用いられている場合について説明したが、第２および第３押し付け機構としては、弾性体７０，７７に限らずその他の機構や部材が用いられてもよい。
【００８０】
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
【図３】表面洗浄ブラシおよびその周辺の構成を示す断面図である。
【図４】周端面洗浄ブラシおよび裏面洗浄ブラシおよびその周辺の構成を示す断面図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】基板処理装置によるウエハの処理の一例を説明するための工程図である。
【図７】前記ウエハＷの処理の一例における表面洗浄ブラシ、周端面洗浄ブラシおよび裏面洗浄ブラシの状態を示す側面図である。
【図８】前記ウエハＷの処理の他の例における表面洗浄ブラシの状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック（基板回転機構）
７ 表面の周縁領域
８ 裏面の周縁領域
９ 周端面
２８ 表面洗浄ブラシ
２８ａ 洗浄面
２９ 周端面洗浄ブラシ
３０ 裏面洗浄ブラシ
３７ ブラシ押し付け装置（第１押し付け機構）
４３ 昇降駆動機構（第１押し付け機構）
４４ 揺動駆動機構（移動機構）
７０ 弾性体（第２押し付け機構）
７７ 弾性体（第３押し付け機構）
７８ 制御部（制御手段）
Ｗ ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる基板回転機構と、
この基板回転機構に保持された基板の表面を洗浄するためのブラシであって、当該基板の表面に平行な洗浄面を有する表面洗浄ブラシと、
この表面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の表面に垂直な方向に移動させて、前記洗浄面を当該表面の周縁領域に押し付けるための第１押し付け機構と、
前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行な方向に前記表面洗浄ブラシを移動させるための移動機構と、
前記基板回転機構に保持された基板の周端面を洗浄するための周端面洗浄ブラシと、
この周端面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の周端面に弾性的に押し付けるための第２押し付け機構と、
前記基板回転機構に保持された基板の裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシと、
この裏面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の裏面の周縁領域に弾性的に押し付けるための第３押し付け機構と、
前記第１押し付け機構および前記移動機構を制御するための制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記表面洗浄ブラシが一定の押し付け量で基板の周縁領域に押し付けられるように、前記第１押し付け機構を制御するものである、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に、前記表面洗浄ブラシを移動させるものである、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第２押し付け機構は、基板の周端面に前記周端面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体を含み、
前記第３押し付け機構は、基板の裏面の周縁領域に前記裏面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体を含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を保持して回転させる基板回転機構と、
この基板回転機構に保持された基板の表面を洗浄するためのブラシであって、当該基板の表面に平行な洗浄面を有する表面洗浄ブラシと、
この表面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の表面に垂直な方向に移動させて、前記洗浄面を当該表面の周縁領域に押し付けるための第１押し付け機構と、
前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行な方向に前記表面洗浄ブラシを移動させるための移動機構と、
前記基板回転機構に保持された基板の周端面を洗浄するための周端面洗浄ブラシと、
この周端面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の周端面に弾性的に押し付けるための第２押し付け機構と、
前記基板回転機構に保持された基板の裏面を洗浄するための裏面洗浄ブラシと、
この裏面洗浄ブラシを前記基板回転機構に保持された基板の裏面の周縁領域に弾性的に押し付けるための第３押し付け機構と、
前記第１押し付け機構および前記移動機構を制御するための制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記表面洗浄ブラシが一定の押し付け量で基板の周縁領域に押し付けられるように、前記第１押し付け機構を制御するものである、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記基板回転機構に保持された基板の表面と平行であり、かつ、基板の回転半径方向に沿う方向に、前記表面洗浄ブラシを移動させるものである、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第２押し付け機構は、基板の周端面に前記周端面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体を含み、
前記第３押し付け機構は、基板の裏面の周縁領域に前記裏面洗浄ブラシを弾性的に押し付けるための弾性体を含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２０６３６０（Ｐ２００９−２０６３６０Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４８４２７（Ｐ２００８−４８４２７）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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