基板洗浄方法及び基板洗浄装置
【課題】洗浄液を基板裏面側の接着剤に接触させないようにしながら、確実かつ効率的に基板表面を洗浄できるようにする。
【解決手段】基板洗浄装置１０は、基板１２を下向き姿勢で支持できる基板支持部１６と、液体支持面２２を有する洗浄板２４であって、基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａに液体支持面２２が所定寸法の隙間Ｇを介して対向できる作業位置に、上向き姿勢で配置される洗浄板２４と、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに洗浄液を供給する洗浄液供給部２６と、洗浄板２４を、液体支持面２２に略直交する洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる洗浄板駆動部２８とを備える。基板洗浄装置１０は、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動する洗浄液を、基板１２の第１面１２ａに接触させて、第１面１２ａを洗浄する。
【解決手段】基板洗浄装置１０は、基板１２を下向き姿勢で支持できる基板支持部１６と、液体支持面２２を有する洗浄板２４であって、基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａに液体支持面２２が所定寸法の隙間Ｇを介して対向できる作業位置に、上向き姿勢で配置される洗浄板２４と、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに洗浄液を供給する洗浄液供給部２６と、洗浄板２４を、液体支持面２２に略直交する洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる洗浄板駆動部２８とを備える。基板洗浄装置１０は、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動する洗浄液を、基板１２の第１面１２ａに接触させて、第１面１２ａを洗浄する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面を洗浄するための基板洗浄方法及び基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造技術において、所定厚みのウエハの一表面に回路を形成した後、回路形成表面（以下、回路面と称する。）にフィルムやガラス等からなる支持板を保護及び支持のために貼付した状態で、回路面の反対側の裏面を研削してウエハの厚みを一様に削減し、薄肉化したウエハを切削により分断する（一般にダイシングと称する。）ことで複数の半導体チップを作製する手法が知られている。ダイシングに際しては、薄肉化したウエハの裏面に保護及び支持用の支持フィルムを貼付する一方、ウエハの回路面から支持板を剥離して、露出した回路面を切削する。ここで、支持板を剥離したウエハの回路面に、支持板を貼付するために用いられていた接着剤が残留する場合があるので、ダイシングを実施する前に、一般に回路面を洗浄している。
【０００３】
例えば特許文献１は、「ウエハを破損させることなく容易かつ迅速にウエハをサポートプレートから剥離することが可能な基板処理装置および基板処理方法」を開示する。特許文献１には、「気体供給手段１１は、厚さ方向に貫通している気体供給口１１ａ、真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃを有している。」、「気体供給手段１１は、溶解液が供給されることによって溶解した接着剤層３に対して気体を供給することによって、接着剤層３にサポートプレート２から基板１を分離する方向に圧力を加える。このとき、サポートプレート２は気体供給手段１１に固定されているため、接着剤層３に加わる圧力によって基板１をサポートプレート２から剥離することができる。」、「洗浄液供給手段は、基板１からサポートプレート２を剥離した後、基板１の表面を洗浄する手段である。」、「気体供給手段１１の真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃは、洗浄液供給手段の真空口および洗浄液供給口を兼ねている。」、「気体供給手段１１を基板１と対向するように配置し、洗浄液供給口１１ｃから洗浄液を供給する。そして、洗浄液供給口１１ｃから供給された洗浄液は、気体供給手段１１の端に環状に設けられた真空口１１ｂから吸引される。このときの洗浄液の流れを、図９中に矢印によって示す。これにより、露出しているダイシングテープ４ａは、洗浄液に曝されることなく、基板１を良好に洗浄することができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０５９７７６号公報（段落０００８、００２３、００２６、００３５、００３７、００７１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップの作製工程におけるダイシング前のウエハ洗浄工程のように、支持体（ウエハの場合は支持フィルム）を基板の裏面（第２面）に貼付した状態で、基板の表面（第１面）を例えば残留接着剤の除去の目的で洗浄する際に、支持体を基板裏面に貼付するために用いられている接着剤に、表面洗浄用の洗浄液が接触しないようにすることが要求される場合がある。この場合には、洗浄液を基板裏面側の接着剤に接触させないようにしながら、より確実かつ効率的に基板表面を洗浄できることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、基板洗浄方法であって、第１面及び第１面の反対側の第２面を有する基板と、液体支持面を有する洗浄板とを用意するステップと、基板を、第１面が下方を向く下向き姿勢にするステップと、洗浄板を、液体支持面が上方を向く上向き姿勢にするステップと、下向き姿勢の基板と上向き姿勢の洗浄板とを、第１面と液体支持面とが予め定めた寸法の隙間を介して対向する作業位置に配置するステップと、上向き姿勢の洗浄板の液体支持面の中央領域に洗浄液を供給するステップと、上向き姿勢の洗浄板を、中央領域にて液体支持面に略直交する軸線として洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させるステップと、洗浄板の液体支持面に沿って流動する洗浄液を基板の第１面に接触させて、基板の第１面を洗浄するステップと、を含む基板洗浄方法である。
【０００７】
本発明の他の態様は、第１面及び第１面の反対側の第２面を有する基板の、第１面を洗浄する基板洗浄装置において、基板を、第１面が下方を向く下向き姿勢で支持できる基板支持部と、液体支持面を有する洗浄板であって、基板支持部に支持された基板の第１面に液体支持面が予め定めた寸法の隙間を介して対向できる作業位置に、液体支持面が上方を向く上向き姿勢で配置される洗浄板と、洗浄板の液体支持面の中央領域に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄板を、中央領域にて液体支持面に略直交する軸線として洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させる洗浄板駆動部とを具備し、洗浄液を基板の第１面に接触させて、基板の第１面を洗浄することができる、基板洗浄装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る基板洗浄方法によれば、基板をその第１面が下方を向く下向き姿勢にする一方、洗浄板をその液体支持面が上方を向く上向き姿勢にして、第１面と液体支持面とが所定の隙間を介して互いに対向する作業位置で、洗浄工程が実行される。
【０００９】
本発明の他の態様に係る基板洗浄装置によれば、基板支持部が、基板をその第１面が下方を向く下向き姿勢で支持する一方、洗浄板を、その液体支持面が上方を向く上向き姿勢で、かつ液体支持面が基板の第１面に対し所定の隙間を介して対向する作業位置に配置した状態で、洗浄工程が実行される。
【００１０】
したがって、本発明の上記いずれの態様によっても、洗浄板の回転に伴って生じる遠心力により液体支持面の中央領域から外方へ流れる洗浄液を、回転する液体支持面に追従させて回転方向へ移動させながら基板の第１面に満遍無く接触させることができ、その結果、洗浄液の、基板の第１面に接触する部分を継続して迅速に更新しながら、洗浄液により第１面を確実かつ効率的に洗浄することができる。しかも、本発明の上記いずれの態様も、上向き姿勢の洗浄板の液体支持面を洗浄液が流動する構成であるから、基板の第２面に別部材である支持体を貼付している場合であっても、洗浄液を支持体に接触しない位置に容易に配置できる。したがって、支持体を基板の第２面に貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液により洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態による基板洗浄装置を模式図的に示す一部断面図である。
【図２】図１の基板洗浄装置の洗浄板ユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による基板洗浄方法を適用可能な基板の斜視図である。
【図４】図１の基板洗浄装置を用いた本発明の第１の実施形態による基板洗浄方法を示す図である。
【図５】図４の基板洗浄方法における洗浄ステップを示す拡大断面図である。
【図６】図４の洗浄ステップを模式図的に示す平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｇ）図１の基板洗浄装置で使用可能な種々の洗浄板を模式図的に示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による基板洗浄装置を模式図的に示す一部断面図である。
【図９】図８の基板洗浄装置を用いた本発明の第２の実施形態による基板洗浄方法を示す図で、洗浄ステップを示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態による基板洗浄装置１０を示す図、図３は、本発明の実施形態による基板洗浄方法を適用可能な基板１２を示す図、図４〜図６は、基板洗浄装置１０を用いた本発明の第１の実施形態による基板洗浄方法を示す図である。
【００１３】
図示の基板洗浄方法及び基板洗浄装置１０は、第１面１２ａとその反対側の第２面１２ｂとを有する基板１２に対し、別部材である支持体１４を第２面１２ｂに貼付した状態で、第１面１２ａを例えば残留接着剤の除去の目的で洗浄するものであり、例として、半導体チップの作製工程におけるダイシング前のウエハ洗浄工程に適用できる。ダイシング前のウエハ洗浄工程の場合、基板（ウエハ）１２の第２面１２ｂに貼付される支持体１４は、後述する支持フィルム１４である。しかし、本発明の一態様に係る基板洗浄方法、及び本発明の他の態様に係る基板洗浄装置の用途は、これに限定されない。
【００１４】
基板洗浄装置１０は、第２面１２ｂに支持体１４を貼付した基板１２を、第１面１２ａが重力方向下方を向く下向き姿勢で支持できる基板支持部１６を備える（図１、図４）。基板支持部１６は、支持体１４に接触する表面１８ａを有して基板１２及び支持体１４を表面１８ａに固定的に支持するテーブル１８と、テーブル１８の表面１８ａに基板１２及び支持体１４を解除可能に固定する固定機構２０とを備える。テーブル１８は、外力に抗して基板１２及び支持体１４を表面１８ａ上に安定して支持できかつ固定できるに十分な剛性を有する。テーブル１８は、例えば、表面１８ａが真空吸着面として作用する有孔体として構成される。テーブル１８の表面１８ａが真空吸着面として作用する構成では、固定機構２０は、テーブル１８の表面１８ａに連通する真空ポンプ等を含む真空装置から構成されて、真空作用によりテーブル表面１８ａに基板１２及び支持体１４を解除可能に固定する。また、基板１２や支持体１４等の支持対象物の素材によっては、固定機構２０を磁石装置から構成することもできる。なお、テーブル１８及び固定機構２０の構成は、特に限定されない。
【００１５】
基板洗浄装置１０は、液体支持面２２を有する洗浄板２４と、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに洗浄液Ｌ（図５）を供給する洗浄液供給部２６と、洗浄板２４を、中央領域２２ａにて液体支持面２２に略直交する軸線として洗浄板２４に定められる洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる洗浄板駆動部２８とを、さらに備える（図１、図２）。洗浄板２４は、基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａに液体支持面２２が予め定めた寸法の隙間Ｇを介して対向できる作業位置（図４）に、液体支持面２２が重力方向上方を向く上向き姿勢で配置される。洗浄板２４は、洗浄板駆動部２８による回転時に自己形状を保持して液体支持面２２に洗浄液Ｌを支持できる剛性を有する。洗浄板２４の液体支持面２２は、洗浄液Ｌを全体に円滑に行き渡らせる鏡面状の表面構造を有することができる。
【００１６】
図示構成では、洗浄板２４は、液体支持面２２を有する板状の主部３０と、主部３０の中心に連結され、洗浄板軸線２４ａに沿って延びるとともに液体支持面２２の中央領域２２ａに開口する中空の軸部３２とを有する。洗浄板２４は、軸部３２に取り付けた軸受装置３４を介してハウジング３６に回転自在に支持される。ハウジング３６は、洗浄板２４の少なくとも主部３０を回転自在に収容する洗浄室３８を、内部に画定する。
【００１７】
洗浄液供給部２６は、洗浄液供給源４０と、洗浄液供給源４０から供給された洗浄液Ｌを洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに向けて放出するノズル４２とを有する。図示構成では、洗浄液供給源４０とノズル４２とを相互に接続して洗浄液Ｌを流通させる液管４４が、洗浄板２４の中空の軸部３２に収容される。また図示構成では、液体支持面２２の中央領域２２ａにおける軸部３２の開口部に、中央領域２２ａに供給される洗浄液Ｌを一時的に受け止めることができる肩面４６が形成され、ノズル４２が、液管４４の末端で肩面４６に向けて洗浄液Ｌを放出するようになっている。
【００１８】
洗浄板駆動部２８は、ハウジング３６に固定して支持されるエアモータ等の原動機４８と、原動機４８の回転出力を洗浄板２４の軸部３２に伝達するベルト／プーリ等の動力伝達機構５０とを備える。洗浄板駆動部２８は、洗浄板２４を前述した作業位置に配置した状態で、基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２との間の隙間Ｇを安定して維持しながら、洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させることができる。図示構成では、洗浄板２４と洗浄板駆動部２８とが、いずれもハウジング３６に支持されることで、洗浄板２４を前述した作業位置に配置可能な洗浄板ユニット５２を構成している（図２）。
【００１９】
基板支持部１６、洗浄板２４、洗浄液供給部２６及び洗浄板駆動部２８を備えた基板洗浄装置１０は、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動する洗浄液Ｌを、基板支持部１６が支持した基板１２の第１面１２ａに接触させることで、液体支持面２２と基板１２の第１面１２ａとを非接触状態に維持しながら、基板１２の第１面１２ａを洗浄することができる（図４）。この洗浄工程は、基板支持部１６が、基板１２をその第１面１２ａが重力方向下方を向く下向き姿勢で支持する一方、洗浄板２４を、その液体支持面２２が重力方向上方を向く上向き姿勢で、かつ液体支持面２２が基板１２の第１面１２ａに対し隙間Ｇを介して対向する作業位置に配置した状態で、実行される。したがって、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により液体支持面２２の中央領域２２ａから外方へ流れる洗浄液Ｌを、回転する液体支持面２２に追従させて回転方向へ移動させながら基板１２の第１面１２ａに満遍無く接触させることができ、その結果、洗浄液Ｌの、基板第１面１２ａに接触する部分を継続して迅速に更新しながら、洗浄液Ｌにより基板１２の第１面１２ａを確実かつ効率的に洗浄することができる。しかも、上向き姿勢の洗浄板２４の液体支持面２２を洗浄液Ｌが流動する構成であるから、洗浄液Ｌを、基板１２の第２面１２ｂに貼付した支持体１４に接触しない位置に容易に配置できる。したがって、支持体１４を基板第２面１２ｂに貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液Ｌにより洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【００２０】
基板洗浄装置１０を用いた本発明の第１の実施形態による基板洗浄方法は、上記したように、第１面１２ａ及び第２面１２ｂを有する基板１２と、液体支持面２２を有する洗浄板２４とを用意するステップと、基板１２を、第１面１２ａが重力方向下方を向く下向き姿勢にするステップと、洗浄板２４を、液体支持面２２が重力方向上方を向く上向き姿勢にするステップと、下向き姿勢の基板１２と上向き姿勢の洗浄板２４とを、第１面１２ａと液体支持面２２とが予め定めた寸法の隙間Ｇを介して互いに対向する作業位置に配置するステップと、上向き姿勢の洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに洗浄液Ｌを供給するステップと、上向き姿勢の洗浄板２４を、中央領域２２ａにて液体支持面２２に略直交する軸線として洗浄板２４に定められる洗浄板軸線２４ａを中心に回転させるステップと、作業位置で、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動する洗浄液Ｌを基板１２の第１面１２ａに接触させて、基板１２の第１面１２ａを洗浄するステップとを有する。
【００２１】
上記した基板洗浄方法では、基板１２の第１面１２ａを洗浄する際に、洗浄液Ｌを第１面１２ａに接触させた状態で、基板支持部１６が支持した基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２とを、洗浄板軸線２４ａを中心とする洗浄板２４の回転方向以外の方向へ相対的に移動させることができる。この相対移動を実施するべく、基板洗浄装置１０は、洗浄板２４と基板支持部１６に支持された基板１２とを、第１面１２ａに略直交する軸線としてテーブル１８上で基板１２に定められる基板軸線１２ｃを中心に、相対的に回転させる回転駆動部５４をさらに備えている。図示構成では、回転駆動部５４は、基板軸線１２ｃを中心にテーブル１８を回転させるテーブル駆動部（図示しない原動機及び動力伝達機構を含む）として構成される。そして、上記基板洗浄方法における洗浄ステップは、洗浄液Ｌを第１面１２ａに接触させた状態で、基板軸線１２ｃを中心に、基板１２と洗浄板２４とを相対的に回転させるステップを含むものとなる。
【００２２】
回転駆動部５４を備えることにより、液体支持面２２に支持されている洗浄液Ｌと基板１２の第１面１２ａとの接触時の相対移動速度を容易に増加させることができ、また、第１面１２ａよりも小さな液体支持面２２を用いて第１面１２ａを洗浄できる。その結果、洗浄液Ｌによる洗浄効率を向上させることができる。なお、回転駆動部５４を、基板軸線１２ｃを中心にテーブル１８を回転させるテーブル駆動部として構成する代りに、又はそれに加えて、基板軸線１２ｃを中心に洗浄板ユニット５２を回転させる洗浄板ユニット駆動部として構成することもできる。また、基板支持部１６が支持した基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２とを、基板軸線１２ｃを中心とする回転以外の動作（例えば直線往復動作）で相対的に移動させることもできる。しかし、機械構成及び制御構成の両観点で、回転駆動部５４を備えることが有利である。
【００２３】
上記した基板洗浄方法では、下向き姿勢の基板１２と上向き姿勢の洗浄板２４とを作業位置に配置する際に、基板１２と洗浄板２４とを予め定めた作業位置に精度良く迅速に位置決めすることができる。この位置決めを実施するべく、基板洗浄装置１０は、洗浄板２４と基板１２を支持するテーブル１８とを、液体支持面２２と基板１２の第１面１２ａとが対向しない待機位置と、液体支持面２２と基板１２の第１面１２ａとが略一様な隙間Ｇを介して略平行に対向する作業位置との間で、相対的に移動させるとともに、作業位置に位置決めする位置決め駆動部５６をさらに備える。図示構成では、位置決め駆動部５６は、テーブル１８を待機位置と作業位置との間で移動させるテーブル駆動機構（図示しない原動機及び動力伝達機構を含む）として構成される。位置決め駆動部５６を備えることにより、待機位置で、基板支持部１６に基板１２を支持させた後、基板１２と洗浄板２４とを作業位置に精度良く迅速に位置決めして配置することができる。また、基板洗浄後、待機位置で基板１２を基板支持部１６から容易に脱離することができる。
【００２４】
上記した基板洗浄方法を適用可能な一例としての基板１２は、図３に示すように、基板軸線１２ｃを中心とする円形面からなる第１面１２ａ及び第２面１２ｂを有する円板状部材である。基板１２の第１面１２ａ及び第２面１２ｂは、いずれも略平坦面であって、互いに略平行に配置される。基板１２の第２面１２ｂには、第２面１２ｂよりも大きな表面１４ａを有する円板状の支持体１４が、図示しない接着剤を用いて貼付される。基板１２が、半導体チップの母材となるウエハである場合、支持体１４は、裏面研削したウエハのダイシングに際し、ウエハの裏面（第２面１２ｂ）に保護及び支持のために貼付される可撓性を有する支持フィルムである。この場合、支持体（支持フィルム）１４の外周縁に沿って配置可能な環状の形状及び寸法を有するとともに、支持体（支持フィルム）１４よりも高い剛性を有するフレーム部材５８が、図示しない接着剤等の接合手段を用いて支持体（支持フィルム）１４に固定される。
【００２５】
基板１２は、例えば、シリコン、ガリウムヒ素、水晶、サファイヤ、ガラス等からなるウエハや他の基板であることができる。基板１２が円板状の形状を有する場合、基板１２の直径は、例えば約５０ｍｍ〜約５００ｍｍであることができる。基板１２がウエハである場合、第１面１２ａは、所要の回路パターンが形成された回路面である。ウエハの厚みは、例えば約０．５ｍｍ〜約１ｍｍ程度であり、直径と共に標準化されている。また、裏面研削後の半導体チップの厚みは、例えば約５０μｍ〜約１００μｍである。なお、基板１２の素材、形状、寸法等は特に限定されない。
【００２６】
支持体（支持フィルム）１４は、柔軟な膜状要素であり、例えば、樹脂等から全体に一様な厚みに作製される。支持体（支持フィルム）１４は、基板（ウエハ）１２のダイシングに際して、所望の接着剤により基板（ウエハ）１２の第２面（裏面）１２ｂに固着されることで第２面１２ｂを保護及び支持することができる。この接着剤として放射線硬化型の接着剤を使用する場合には、支持体（支持フィルム）１４は十分な放射線透過性を有することが望ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂等からなるポリマーフィルムであることができる。また、一態様として支持体（支持フィルム）１４は、基板（ウエハ）１２の第２面（裏面）１２ｂを、ダイシングの間、汚損しないように保護し得る物性を有することが望ましい。この場合、支持体（支持フィルム）１４の厚みは、例えば約５μｍ〜約２００μｍである。なお、図示の支持体（支持フィルム）１４は、基板１２の円板形状に相似する円形の形状（基板軸線１２ｃを共有する）を備えているが、基板１２の第２面１２ｂよりも大きな表面１４ａを有する点を除いて、支持体１４の素材、形状、寸法等は特に限定されない。
【００２７】
基板（ウエハ）１２の第２面（裏面）１２ｂに支持体（支持フィルム）１４を貼付するために用いられる接着剤は、硬化又は固化することで基板１２の第２面１２ｂに支持体１４の表面１４ａを強固に固定した状態に保持する接着力を発揮できるものであって、例えば、硬化性接着剤、溶剤系接着剤、ホットメルト型接着剤を含む熱可塑性樹脂、水分散型接着剤等であることができる。ここで、硬化性接着剤は、熱や紫外線等のエネルギー線によって硬化される液状接着剤であり、溶剤系接着剤は、溶剤の蒸発により固化する液状接着剤であり、ホットメルト型接着剤は、加熱により溶融し、冷却により固化される接着剤である。また、水分散型接着剤は水中に接着剤成分が分散したものであって、水の蒸発により、固化する接着剤である。硬化性接着剤としては、エポキシ、ウレタンをベースとする一液熱硬化型接着剤、エポキシ、ウレタン、アクリルをベースとする二液混合反応型接着剤、アクリル、エポキシをベースとする紫外線硬化型、電子線硬化型接着剤が挙げられる。また、溶剤系接着剤としては、ゴム、エラストマー等を溶剤に溶解したゴム系接着剤が挙げられる。なお本願では、狭義の硬化及び固化を「固化」と総称する。
【００２８】
基板１２がウエハである場合、上記した接着剤は、ウエハの裏面研削工程に際して回路面（第１面１２ａ）に保護及び支持用の支持板を貼付するために用いられる接着剤と同様のものであることができる。ダイシングに際しては、薄肉化したウエハの裏面に保護及び支持用の支持フィルム（支持体１４）を貼付する一方、ウエハの回路面から支持板を剥離して、露出した回路面を切削する。ここで、支持板を剥離したウエハの回路面に、支持板を貼付するために用いられていた接着剤が残留する場合があるので、ダイシングを実施する前に、必要に応じて回路面を洗浄する。この回路面の洗浄工程に、本発明の実施形態による基板洗浄装置１０及び基板洗浄方法を適用することができる。
【００２９】
フレーム部材５８は、例えば、金属、樹脂等から全体に一様な厚みに作製される。フレーム部材５８は、支持体１４の外周縁に沿って表面１４ａに固定されることで、フレーム部材５８の内側に位置する支持体１４の中央領域を伸展した状態に維持できるに十分な剛性を有する。フレーム部材５８の剛性は、素材、寸法、形状等によって設定できるが、例えば支持体１４に何らかの張力が加わったときにもフレーム部材５８自体に顕著な撓みや変形が生じない程度の剛性であればよい。例えば、フレーム部材５８がステンレス鋼製の円環状のものである場合、厚みが約１ｍｍ〜約２ｍｍ程度、内径が約３５０ｍｍ程度、外径が約４００ｍｍ程度の寸法を有することが、特に直径３０ｍｍのシリコンウエハ用として適当である。なお、図示のフレーム部材５８は、基板１２の円板形状に相似する円環状の形状（基板軸線１２ｃを共有する）を備えているが、支持体１４の外周縁に沿って配置可能な形状及び寸法を有する点、及び支持体１４よりも高い剛性を有する点を除いて、フレーム部材５８の素材、形状、寸法等は特に限定されない。フレーム部材５８は、支持体１４と同一の素材から形成されてもよい。
【００３０】
上記した一例としての基板１２の第１面１２ａを洗浄するのに用いられる基板洗浄装置１０の具体的態様の構成を、図１〜図６を参照してさらに詳細に説明する。
基板支持部１６のテーブル１８は、基板１２及び支持体１４の円板形状に相似する略平坦な円形の表面１８ａを有して、支持体１４の全体を表面１８ａに支持することができる。固定機構２０は、真空作用によりテーブル１８の表面１８ａに基板１２及び支持体１４を解除可能に固定する前述した真空装置から構成できる。支持体１４の外周縁に沿って固定したフレーム部材５８が金属製の場合は、固定機構２０を磁石装置から構成することもできる。
【００３１】
洗浄板２４の液体支持面２２は、洗浄板軸線２４ａを中心とする円形面であることができる（図２）。この場合、液体支持面２２の直径は、基板１２の第１面１２ａの直径以下かつ半径以上に設定される。液体支持面２２の直径が第１面１２ａの直径よりも小さい場合、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが互いに略平行にずれて配置される位置である（図４）。
【００３２】
洗浄板２４の液体支持面２２は、略平坦な凹面部分６０と、凹面部分６０に隣接する凸面部分６２とを有することができる（図１、図２）。凸面部分６２は、全体として略平坦であり、凹面部分６０から洗浄板軸線２４ａに沿った方向へ突出して位置する。凹面部分６０を基準とする凸面部分６２の突出高さは、例えば約１ｍｍ〜約２ｍｍである。この構成では、作業位置において基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２との間に形成される隙間Ｇは、基板１２の第１面１２ａと液体支持面２２の凸面部分６２との間に形成されることになる。隙間Ｇは、例えば約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍである。そして洗浄板２４は、洗浄板駆動部２８の駆動により洗浄板軸線２４ａを中心に回転する間に、隙間Ｇを安定して維持しながら、凹面部分６０を流動する洗浄液Ｌを基板１２の第１面１２ａに接触させることなく、凸面部分６２を流動する洗浄液Ｌを基板１２の第１面１２ａに接触させることができる（図５）。
【００３３】
洗浄板２４の液体支持面２２の凸面部分６２は、洗浄板軸線２４ａを中心とし、かつ直径が基板１２の第１面１２ａの半径に略等しい仮想円周Ｐの、少なくとも一部分を含む領域に形成される（図６）。図示構成では、凸面部分６２は、仮想円周Ｐの全体を含む領域に形成される円環状部分であり、円形の液体支持面２２の外周縁に沿って配置されて、凹面部分６０の全体を囲繞する（図２）。この場合、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが、基板１２の第１面１２ａの半径の略半分の距離だけ互いに略平行にずれて配置される位置になる（図４、図６）。
【００３４】
洗浄板２４の軸部３２は、中空円筒形状を有し、液体支持面２２の中央領域２２ａに設けられる肩面４６は、軸部３２の円筒状内周面と液体支持面２２との間に円滑に延びる円錐台形状を有することができる（図１、図２）。この場合、洗浄液供給部２６のノズル４２は、その洗浄液放出口が洗浄板２４の肩面４６に対向する位置に配置される。
【００３５】
洗浄板ユニット５２のハウジング３６は、内部に洗浄室３８を画定する円筒状の外壁６４を備えることができる（図１、図２）。また、洗浄室３８が開口する外壁６４の軸線方向上端には、洗浄室３８に収容した洗浄板２４の主部３０に向かって内方へ張り出す環状フランジ部分６６を形成できる。外壁６４及び環状フランジ部分６６は、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動して洗浄板２４の外方へ飛散する洗浄液Ｌを、洗浄板２４の外側で回収する洗浄液回収部として機能する（図５）。この構成では、ハウジング３６に、外壁６４及び環状フランジ部分６６によって回収された洗浄液Ｌを図示しない洗浄液貯留部に向けて排出する排出口６８を設けることができる（図１）。
【００３６】
洗浄板ユニット５２は、洗浄室３８を陰圧にする排気部７０を備えることができる（図１）。排気部７０は、洗浄板２４の液体支持面２２に供給された洗浄液Ｌの蒸気を洗浄室３８から吸引して、例えば図示しない濾過装置に向けて排気するように構成できる。排気部７０を備えることにより、洗浄工程中に洗浄液Ｌの蒸気がハウジング３６の外部に流出して拡散することを防止できる。
【００３７】
洗浄板ユニット５２は、洗浄板２４の周囲空間に窒素を供給する窒素供給装置や、洗浄板２４の周囲空間に温風を供給する温風供給装置等の、所要の機能を有する付属装置７２をさらに備えることができる（図１）。付属装置７２として窒素供給装置を備えることにより、引火性の洗浄液Ｌを用いた場合であっても、洗浄工程中に洗浄板２４の周囲空間に窒素を継続して供給することで、雰囲気の酸素濃度を下げて洗浄液Ｌの発火を未然に防止することができる。また、付属装置７２として温風供給装置を備えることにより、洗浄工程終了後に洗浄板２４の周囲空間に温風を継続して供給することで、洗浄後の基板１２の第１面１２ａを迅速に乾燥させることができる。これらの窒素や温風は、洗浄板２４の軸部３２を通して洗浄板２４の周囲空間に供給することができる。
【００３８】
洗浄工程に際しては、組成の異なる複数種類の洗浄液Ｌを用意することができる。この場合、洗浄液供給部２６は、複数種類の洗浄液Ｌを予め定めた順序で、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに供給することができる。それにより、洗浄工程では、複数種類の洗浄液Ｌを予め定めた順序で基板１２の第１面１２ａに接触させることができる。例えば、洗浄力に富む一方でアセトン等の乾燥し難い溶剤を含有する第１の洗浄液Ｌを最初に用いて、基板１２の第１面１２ａを洗浄した後、イソプロピルアルコール等の第２の洗浄液Ｌで基板１２の第１面１２ａを洗浄して第１の洗浄液Ｌを除去することで、基板１２の第１面１２ａを乾燥し易くすることができる。
【００３９】
図示構成を有する基板洗浄装置１０による、図３に示す基板１２に対する基板洗浄方法は、以下の手順で実施される。
基板１２の第２面１２ｂに、外周縁に沿ってフレーム部材５８を固定した支持体１４を貼付する。基板洗浄装置１０は、洗浄板ユニット５２の洗浄板２４が予め作業位置に設置される一方、基板支持部１６のテーブル１８が待機位置に置かれる。第２面１２ｂに支持体１４を貼付した基板１２を、第１面１２ａの全体が露出する姿勢で、待機位置に置かれたテーブル１８の表面１８ａに固定機構２０により固定し、位置決め駆動部５６により、テーブル１８を待機位置から作業位置に移動して、基板１２の第１面１２ａが洗浄板２４の液体支持面２２に対し略一様な隙間Ｇを介して略平行に対向する作業位置に位置決めする。作業位置では、基板１２の基板軸線１２ｃと洗浄板２４の洗浄板軸線２４ａとが、基板１２の第１面１２ａの半径の略半分の距離だけ互いに略平行にずれて配置され、洗浄板２４の液体支持面２２の凸面部分６２が、洗浄板軸線２４ａを中心とし、かつ直径が基板１２の第１面１２ａの半径に略等しい仮想円周Ｐの全体を含む領域に配置される（図４、図６）。
【００４０】
作業位置において、基板１２を支持したテーブル１８を回転駆動部５４により基板軸線１２ｃを中心に回転させるとともに、洗浄板２４を洗浄板駆動部２８により洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる。基板１２の回転方向と洗浄板２４の回転方向とは、同一であっても反対であっても良い。基板１２（すなわちテーブル１８）の回転速度は、例えば約２ｒｐｍ〜約２０ｒｐｍであり、洗浄板２４の回転速度は、例えば約１００ｒｐｍ〜約２０００ｒｐｍである。基板１２及び洗浄板２４は、隙間Ｇを安定して維持しながら、それぞれに回転する。
【００４１】
洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させながら、洗浄液供給部２６により洗浄液Ｌを、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに連続的又は断続的に供給する。このとき、ノズル４２から放出される洗浄液Ｌは、液体支持面２２の中央領域２２ａに設けた肩面４６に一時的に受け止められた後、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により液体支持面２２の凹面部分６０に乗り上げて外方へ流動する（図５）。洗浄液Ｌを肩面４６で一時的に受け止めることにより、洗浄液Ｌが液体支持面２２の凹面部分６０上で広範囲に広がって流れるようになる。なお、肩面４６は、図示の円錐台形状に限定されず、階段状等の他の形状を採用できるが、洗浄液Ｌが肩面４６に残留しないような形状であることが望ましい。
【００４２】
洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、基板１２の第１面１２ａに接触することなく液体支持面２２の中央領域２２ａから凹面部分６０を外方へ流れ、凸面部分６２に乗り上げたときに、回転する液体支持面２２に追従して回転方向へ移動しながら基板１２の第１面１２ａに接触する（図５）。洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４に対し、基板１２が基板軸線１２ｃを中心に回転することで、凸面部分６２と第１面１２ａとの前述した位置及び寸法関係（図６）により、基板１２の第１面１２ａの全体に洗浄液Ｌが満遍無く接触する。その結果、洗浄液Ｌは、基板第１面１２ａに接触する部分を継続して迅速に更新しながら、基板１２の第１面１２ａを確実かつ効率的に洗浄する。
【００４３】
凸面部分６２は、液体支持面２２の外周縁に沿って形成されているから、凸面部分６２の周速度を容易に増加させることができる。したがって、凸面部分６２に追従して回転方向へ移動する洗浄液Ｌの移動速度を容易に増加させることができ、以て、洗浄液Ｌによる基板第１面１２ａの洗浄能力を容易に向上させることができる。
【００４４】
基板１２の第１面１２ａを洗浄した洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、液体支持面２２の凸面部分６２から洗浄板２４の外方へ飛散する。飛散した洗浄液Ｌは、洗浄板ユニット５２のハウジング３６の外壁６４及び環状フランジ部分６６に受け止められて、外壁６４の内面に沿って流下し、排出口６８から排出されて回収される（図４、図５）。このようにして、基板１２の第２面１２ｂに貼付した支持体１４に洗浄液Ｌを接触させることなく、洗浄液Ｌにより確実かつ効率的に基板１２の第１面１２ａを洗浄できる。したがって、支持体１４を基板１２の第２面１２ｂに貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液Ｌにより洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【００４５】
上記した洗浄工程の間、必要に応じて、排気部７０（図１）により洗浄室３８を陰圧にして、洗浄液Ｌの蒸気がハウジング３６の外部に流出して拡散することを防止したり、付属装置７２（図１）としての窒素供給装置により洗浄板２４の周囲空間に窒素を供給して、引火性の洗浄液Ｌの発火を未然に防止したり、洗浄液供給部２６（図１）から複数種類の洗浄液Ｌを予め定めた順序で洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに供給したりすることができる。また、必要に応じて洗浄工程終了後に、付属装置７２（図１）としての温風供給装置により洗浄板２４の周囲空間に温風を供給して、洗浄後の基板１２の第１面１２ａを迅速に乾燥させることができる。
【００４６】
図７は、基板洗浄装置１０で使用可能な種々の洗浄板２４の液体支持面２２の構成を模式図的に示す。液体支持面２２の構成は、（ａ）の、上記した１つの円環状の凸面部分６２を含む構成に限定されず、例えば、（ｂ）同心円状に配置される大小２個の円環状の凸面部分６２を含む構成、（ｃ）周方向へ分割された複数の弓型の凸面部分６２を含む構成、（ｄ）洗浄板２４の直径に沿って直線状に配置される凸面部分６２を含む構成、（ｅ）放射状に配置される複数の凸面部分６２を含む構成等を採用できる。いずれの構成でも、少なくとも１つの凸面部分６２は、前述した仮想円周Ｐ（図６）の少なくとも一部分を含む領域に形成される。また、（ｆ）及び（ｇ）に示すように、液体支持面２２の中央領域２２ａに、軸部３２の開口（図１）や肩面４６を設けない構成とすることもできる。この場合には、ノズル４２を液体支持面２２の上方の遊休空間に設置することができる。
【００４７】
図８及び図９を参照して、本発明の第２の実施形態による基板洗浄装置８０、及び基板洗浄装置８０を用いた本発明の第２の実施形態による基板洗浄方法を説明する。第２の実施形態による基板洗浄装置８０及び基板洗浄方法は、洗浄板２４の構成が異なる点を除いて、図１〜図７を参照して説明した基板洗浄装置１０及び基板洗浄方法と同様の構成を有する。したがって、対応する構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を適宜省略する。
【００４８】
基板洗浄装置８０は、全体に一様な平面からなる液体支持面８２を有する洗浄板２４を備えている。液体支持面８２は、洗浄板軸線２４ａを中心とする円形面であることができる。この場合、液体支持面８２の直径は、基板１２の第１面１２ａの直径以下かつ半径以上に設定される。液体支持面８２の直径が第１面１２ａの直径よりも小さい場合、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが互いに略平行にずれて配置される位置である（図８）。液体支持面８２の直径が第１面１２ａの直径に等しい場合には、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが互いに一致する位置である。
【００４９】
基板洗浄装置８０は、洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させる洗浄板駆動部２８と、洗浄板２４と基板支持部１６に支持された基板１２とを基板軸線１２ｃを中心に相対的に回転させる回転駆動部５４を備えている。洗浄板２４の液体支持面８２の直径が基板１２の第１面１２ａの直径に等しい場合には、洗浄工程において、基板１２を洗浄板２４と同一の方向へ同一の速度で回転させる態様を除いて、基板１２を適宜回転させたり回転させなかったりすることができる。
【００５０】
図示構成を有する基板洗浄装置８０による、図３に示す基板１２に対する基板洗浄方法は、基板洗浄装置１０による前述した基板洗浄方法と同様の手順で実施される。
洗浄工程では、作業位置において、基板１２を支持したテーブル１８を回転駆動部５４により基板軸線１２ｃ（図１）を中心に回転させるとともに、洗浄板２４を洗浄板駆動部２８により洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる。洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させながら、洗浄液供給部２６により洗浄液Ｌを、洗浄板２４の液体支持面８２の中央領域８２ａに連続的又は断続的に供給する。洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、基板１２の第１面１２ａに接触しながら液体支持面８２の中央領域８２ａから外方へ流れ、同時に、回転する液体支持面８２に追従して回転方向へ移動しながら基板１２の第１面１２ａに接触する（図９）。洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４に対し、基板１２が基板軸線１２ｃを中心に回転することで、基板１２の第１面１２ａの全体に洗浄液Ｌが満遍無く接触する（液体支持面８２の直径が第１面１２ａの直径に等しい場合には、基板１２を回転させなくても良い）。その結果、洗浄液Ｌは、基板第１面１２ａに接触する部分を継続して迅速に更新しながら、基板１２の第１面１２ａを確実かつ効率的に洗浄する。
【００５１】
基板１２の第１面１２ａを洗浄した洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、液体支持面８２から洗浄板２４の外方へ飛散する。飛散した洗浄液Ｌは、洗浄板ユニット５２のハウジング３６の外壁６４及び環状フランジ部分６６に受け止められて、外壁６４の内面に沿って流下し、排出口６８から排出されて回収される（図８、図９）。このようにして、基板１２の第２面１２ｂに貼付した支持体１４に洗浄液Ｌを接触させることなく、洗浄液Ｌにより確実かつ効率的に基板１２の第１面１２ａを洗浄できる。したがって、支持体１４を基板１２の第２面１２ｂに貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液Ｌにより洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【符号の説明】
【００５２】
１０、８０ 基板洗浄装置
１２ 基板
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１２ｃ 基板軸線
１４ 支持体
１６ 基板支持部
１８ テーブル
２０ 固定機構
２２、８２ 液体支持面
２４ 洗浄板
２４ａ 洗浄板軸線
２６ 洗浄液供給部
２８ 洗浄板駆動部
３２ 軸部
３８ 洗浄室
４２ ノズル
４６ 肩面
５２ 洗浄板ユニット
５４ 回転駆動部
６０ 凹面部分
６２ 凸面部分
６４ 外壁
７０ 排気部
７２ 付属装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面を洗浄するための基板洗浄方法及び基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造技術において、所定厚みのウエハの一表面に回路を形成した後、回路形成表面（以下、回路面と称する。）にフィルムやガラス等からなる支持板を保護及び支持のために貼付した状態で、回路面の反対側の裏面を研削してウエハの厚みを一様に削減し、薄肉化したウエハを切削により分断する（一般にダイシングと称する。）ことで複数の半導体チップを作製する手法が知られている。ダイシングに際しては、薄肉化したウエハの裏面に保護及び支持用の支持フィルムを貼付する一方、ウエハの回路面から支持板を剥離して、露出した回路面を切削する。ここで、支持板を剥離したウエハの回路面に、支持板を貼付するために用いられていた接着剤が残留する場合があるので、ダイシングを実施する前に、一般に回路面を洗浄している。
【０００３】
例えば特許文献１は、「ウエハを破損させることなく容易かつ迅速にウエハをサポートプレートから剥離することが可能な基板処理装置および基板処理方法」を開示する。特許文献１には、「気体供給手段１１は、厚さ方向に貫通している気体供給口１１ａ、真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃを有している。」、「気体供給手段１１は、溶解液が供給されることによって溶解した接着剤層３に対して気体を供給することによって、接着剤層３にサポートプレート２から基板１を分離する方向に圧力を加える。このとき、サポートプレート２は気体供給手段１１に固定されているため、接着剤層３に加わる圧力によって基板１をサポートプレート２から剥離することができる。」、「洗浄液供給手段は、基板１からサポートプレート２を剥離した後、基板１の表面を洗浄する手段である。」、「気体供給手段１１の真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃは、洗浄液供給手段の真空口および洗浄液供給口を兼ねている。」、「気体供給手段１１を基板１と対向するように配置し、洗浄液供給口１１ｃから洗浄液を供給する。そして、洗浄液供給口１１ｃから供給された洗浄液は、気体供給手段１１の端に環状に設けられた真空口１１ｂから吸引される。このときの洗浄液の流れを、図９中に矢印によって示す。これにより、露出しているダイシングテープ４ａは、洗浄液に曝されることなく、基板１を良好に洗浄することができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０５９７７６号公報（段落０００８、００２３、００２６、００３５、００３７、００７１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップの作製工程におけるダイシング前のウエハ洗浄工程のように、支持体（ウエハの場合は支持フィルム）を基板の裏面（第２面）に貼付した状態で、基板の表面（第１面）を例えば残留接着剤の除去の目的で洗浄する際に、支持体を基板裏面に貼付するために用いられている接着剤に、表面洗浄用の洗浄液が接触しないようにすることが要求される場合がある。この場合には、洗浄液を基板裏面側の接着剤に接触させないようにしながら、より確実かつ効率的に基板表面を洗浄できることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、基板洗浄方法であって、第１面及び第１面の反対側の第２面を有する基板と、液体支持面を有する洗浄板とを用意するステップと、基板を、第１面が下方を向く下向き姿勢にするステップと、洗浄板を、液体支持面が上方を向く上向き姿勢にするステップと、下向き姿勢の基板と上向き姿勢の洗浄板とを、第１面と液体支持面とが予め定めた寸法の隙間を介して対向する作業位置に配置するステップと、上向き姿勢の洗浄板の液体支持面の中央領域に洗浄液を供給するステップと、上向き姿勢の洗浄板を、中央領域にて液体支持面に略直交する軸線として洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させるステップと、洗浄板の液体支持面に沿って流動する洗浄液を基板の第１面に接触させて、基板の第１面を洗浄するステップと、を含む基板洗浄方法である。
【０００７】
本発明の他の態様は、第１面及び第１面の反対側の第２面を有する基板の、第１面を洗浄する基板洗浄装置において、基板を、第１面が下方を向く下向き姿勢で支持できる基板支持部と、液体支持面を有する洗浄板であって、基板支持部に支持された基板の第１面に液体支持面が予め定めた寸法の隙間を介して対向できる作業位置に、液体支持面が上方を向く上向き姿勢で配置される洗浄板と、洗浄板の液体支持面の中央領域に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄板を、中央領域にて液体支持面に略直交する軸線として洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させる洗浄板駆動部とを具備し、洗浄液を基板の第１面に接触させて、基板の第１面を洗浄することができる、基板洗浄装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る基板洗浄方法によれば、基板をその第１面が下方を向く下向き姿勢にする一方、洗浄板をその液体支持面が上方を向く上向き姿勢にして、第１面と液体支持面とが所定の隙間を介して互いに対向する作業位置で、洗浄工程が実行される。
【０００９】
本発明の他の態様に係る基板洗浄装置によれば、基板支持部が、基板をその第１面が下方を向く下向き姿勢で支持する一方、洗浄板を、その液体支持面が上方を向く上向き姿勢で、かつ液体支持面が基板の第１面に対し所定の隙間を介して対向する作業位置に配置した状態で、洗浄工程が実行される。
【００１０】
したがって、本発明の上記いずれの態様によっても、洗浄板の回転に伴って生じる遠心力により液体支持面の中央領域から外方へ流れる洗浄液を、回転する液体支持面に追従させて回転方向へ移動させながら基板の第１面に満遍無く接触させることができ、その結果、洗浄液の、基板の第１面に接触する部分を継続して迅速に更新しながら、洗浄液により第１面を確実かつ効率的に洗浄することができる。しかも、本発明の上記いずれの態様も、上向き姿勢の洗浄板の液体支持面を洗浄液が流動する構成であるから、基板の第２面に別部材である支持体を貼付している場合であっても、洗浄液を支持体に接触しない位置に容易に配置できる。したがって、支持体を基板の第２面に貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液により洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態による基板洗浄装置を模式図的に示す一部断面図である。
【図２】図１の基板洗浄装置の洗浄板ユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による基板洗浄方法を適用可能な基板の斜視図である。
【図４】図１の基板洗浄装置を用いた本発明の第１の実施形態による基板洗浄方法を示す図である。
【図５】図４の基板洗浄方法における洗浄ステップを示す拡大断面図である。
【図６】図４の洗浄ステップを模式図的に示す平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｇ）図１の基板洗浄装置で使用可能な種々の洗浄板を模式図的に示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による基板洗浄装置を模式図的に示す一部断面図である。
【図９】図８の基板洗浄装置を用いた本発明の第２の実施形態による基板洗浄方法を示す図で、洗浄ステップを示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態による基板洗浄装置１０を示す図、図３は、本発明の実施形態による基板洗浄方法を適用可能な基板１２を示す図、図４〜図６は、基板洗浄装置１０を用いた本発明の第１の実施形態による基板洗浄方法を示す図である。
【００１３】
図示の基板洗浄方法及び基板洗浄装置１０は、第１面１２ａとその反対側の第２面１２ｂとを有する基板１２に対し、別部材である支持体１４を第２面１２ｂに貼付した状態で、第１面１２ａを例えば残留接着剤の除去の目的で洗浄するものであり、例として、半導体チップの作製工程におけるダイシング前のウエハ洗浄工程に適用できる。ダイシング前のウエハ洗浄工程の場合、基板（ウエハ）１２の第２面１２ｂに貼付される支持体１４は、後述する支持フィルム１４である。しかし、本発明の一態様に係る基板洗浄方法、及び本発明の他の態様に係る基板洗浄装置の用途は、これに限定されない。
【００１４】
基板洗浄装置１０は、第２面１２ｂに支持体１４を貼付した基板１２を、第１面１２ａが重力方向下方を向く下向き姿勢で支持できる基板支持部１６を備える（図１、図４）。基板支持部１６は、支持体１４に接触する表面１８ａを有して基板１２及び支持体１４を表面１８ａに固定的に支持するテーブル１８と、テーブル１８の表面１８ａに基板１２及び支持体１４を解除可能に固定する固定機構２０とを備える。テーブル１８は、外力に抗して基板１２及び支持体１４を表面１８ａ上に安定して支持できかつ固定できるに十分な剛性を有する。テーブル１８は、例えば、表面１８ａが真空吸着面として作用する有孔体として構成される。テーブル１８の表面１８ａが真空吸着面として作用する構成では、固定機構２０は、テーブル１８の表面１８ａに連通する真空ポンプ等を含む真空装置から構成されて、真空作用によりテーブル表面１８ａに基板１２及び支持体１４を解除可能に固定する。また、基板１２や支持体１４等の支持対象物の素材によっては、固定機構２０を磁石装置から構成することもできる。なお、テーブル１８及び固定機構２０の構成は、特に限定されない。
【００１５】
基板洗浄装置１０は、液体支持面２２を有する洗浄板２４と、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに洗浄液Ｌ（図５）を供給する洗浄液供給部２６と、洗浄板２４を、中央領域２２ａにて液体支持面２２に略直交する軸線として洗浄板２４に定められる洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる洗浄板駆動部２８とを、さらに備える（図１、図２）。洗浄板２４は、基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａに液体支持面２２が予め定めた寸法の隙間Ｇを介して対向できる作業位置（図４）に、液体支持面２２が重力方向上方を向く上向き姿勢で配置される。洗浄板２４は、洗浄板駆動部２８による回転時に自己形状を保持して液体支持面２２に洗浄液Ｌを支持できる剛性を有する。洗浄板２４の液体支持面２２は、洗浄液Ｌを全体に円滑に行き渡らせる鏡面状の表面構造を有することができる。
【００１６】
図示構成では、洗浄板２４は、液体支持面２２を有する板状の主部３０と、主部３０の中心に連結され、洗浄板軸線２４ａに沿って延びるとともに液体支持面２２の中央領域２２ａに開口する中空の軸部３２とを有する。洗浄板２４は、軸部３２に取り付けた軸受装置３４を介してハウジング３６に回転自在に支持される。ハウジング３６は、洗浄板２４の少なくとも主部３０を回転自在に収容する洗浄室３８を、内部に画定する。
【００１７】
洗浄液供給部２６は、洗浄液供給源４０と、洗浄液供給源４０から供給された洗浄液Ｌを洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに向けて放出するノズル４２とを有する。図示構成では、洗浄液供給源４０とノズル４２とを相互に接続して洗浄液Ｌを流通させる液管４４が、洗浄板２４の中空の軸部３２に収容される。また図示構成では、液体支持面２２の中央領域２２ａにおける軸部３２の開口部に、中央領域２２ａに供給される洗浄液Ｌを一時的に受け止めることができる肩面４６が形成され、ノズル４２が、液管４４の末端で肩面４６に向けて洗浄液Ｌを放出するようになっている。
【００１８】
洗浄板駆動部２８は、ハウジング３６に固定して支持されるエアモータ等の原動機４８と、原動機４８の回転出力を洗浄板２４の軸部３２に伝達するベルト／プーリ等の動力伝達機構５０とを備える。洗浄板駆動部２８は、洗浄板２４を前述した作業位置に配置した状態で、基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２との間の隙間Ｇを安定して維持しながら、洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させることができる。図示構成では、洗浄板２４と洗浄板駆動部２８とが、いずれもハウジング３６に支持されることで、洗浄板２４を前述した作業位置に配置可能な洗浄板ユニット５２を構成している（図２）。
【００１９】
基板支持部１６、洗浄板２４、洗浄液供給部２６及び洗浄板駆動部２８を備えた基板洗浄装置１０は、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動する洗浄液Ｌを、基板支持部１６が支持した基板１２の第１面１２ａに接触させることで、液体支持面２２と基板１２の第１面１２ａとを非接触状態に維持しながら、基板１２の第１面１２ａを洗浄することができる（図４）。この洗浄工程は、基板支持部１６が、基板１２をその第１面１２ａが重力方向下方を向く下向き姿勢で支持する一方、洗浄板２４を、その液体支持面２２が重力方向上方を向く上向き姿勢で、かつ液体支持面２２が基板１２の第１面１２ａに対し隙間Ｇを介して対向する作業位置に配置した状態で、実行される。したがって、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により液体支持面２２の中央領域２２ａから外方へ流れる洗浄液Ｌを、回転する液体支持面２２に追従させて回転方向へ移動させながら基板１２の第１面１２ａに満遍無く接触させることができ、その結果、洗浄液Ｌの、基板第１面１２ａに接触する部分を継続して迅速に更新しながら、洗浄液Ｌにより基板１２の第１面１２ａを確実かつ効率的に洗浄することができる。しかも、上向き姿勢の洗浄板２４の液体支持面２２を洗浄液Ｌが流動する構成であるから、洗浄液Ｌを、基板１２の第２面１２ｂに貼付した支持体１４に接触しない位置に容易に配置できる。したがって、支持体１４を基板第２面１２ｂに貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液Ｌにより洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【００２０】
基板洗浄装置１０を用いた本発明の第１の実施形態による基板洗浄方法は、上記したように、第１面１２ａ及び第２面１２ｂを有する基板１２と、液体支持面２２を有する洗浄板２４とを用意するステップと、基板１２を、第１面１２ａが重力方向下方を向く下向き姿勢にするステップと、洗浄板２４を、液体支持面２２が重力方向上方を向く上向き姿勢にするステップと、下向き姿勢の基板１２と上向き姿勢の洗浄板２４とを、第１面１２ａと液体支持面２２とが予め定めた寸法の隙間Ｇを介して互いに対向する作業位置に配置するステップと、上向き姿勢の洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに洗浄液Ｌを供給するステップと、上向き姿勢の洗浄板２４を、中央領域２２ａにて液体支持面２２に略直交する軸線として洗浄板２４に定められる洗浄板軸線２４ａを中心に回転させるステップと、作業位置で、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動する洗浄液Ｌを基板１２の第１面１２ａに接触させて、基板１２の第１面１２ａを洗浄するステップとを有する。
【００２１】
上記した基板洗浄方法では、基板１２の第１面１２ａを洗浄する際に、洗浄液Ｌを第１面１２ａに接触させた状態で、基板支持部１６が支持した基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２とを、洗浄板軸線２４ａを中心とする洗浄板２４の回転方向以外の方向へ相対的に移動させることができる。この相対移動を実施するべく、基板洗浄装置１０は、洗浄板２４と基板支持部１６に支持された基板１２とを、第１面１２ａに略直交する軸線としてテーブル１８上で基板１２に定められる基板軸線１２ｃを中心に、相対的に回転させる回転駆動部５４をさらに備えている。図示構成では、回転駆動部５４は、基板軸線１２ｃを中心にテーブル１８を回転させるテーブル駆動部（図示しない原動機及び動力伝達機構を含む）として構成される。そして、上記基板洗浄方法における洗浄ステップは、洗浄液Ｌを第１面１２ａに接触させた状態で、基板軸線１２ｃを中心に、基板１２と洗浄板２４とを相対的に回転させるステップを含むものとなる。
【００２２】
回転駆動部５４を備えることにより、液体支持面２２に支持されている洗浄液Ｌと基板１２の第１面１２ａとの接触時の相対移動速度を容易に増加させることができ、また、第１面１２ａよりも小さな液体支持面２２を用いて第１面１２ａを洗浄できる。その結果、洗浄液Ｌによる洗浄効率を向上させることができる。なお、回転駆動部５４を、基板軸線１２ｃを中心にテーブル１８を回転させるテーブル駆動部として構成する代りに、又はそれに加えて、基板軸線１２ｃを中心に洗浄板ユニット５２を回転させる洗浄板ユニット駆動部として構成することもできる。また、基板支持部１６が支持した基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２とを、基板軸線１２ｃを中心とする回転以外の動作（例えば直線往復動作）で相対的に移動させることもできる。しかし、機械構成及び制御構成の両観点で、回転駆動部５４を備えることが有利である。
【００２３】
上記した基板洗浄方法では、下向き姿勢の基板１２と上向き姿勢の洗浄板２４とを作業位置に配置する際に、基板１２と洗浄板２４とを予め定めた作業位置に精度良く迅速に位置決めすることができる。この位置決めを実施するべく、基板洗浄装置１０は、洗浄板２４と基板１２を支持するテーブル１８とを、液体支持面２２と基板１２の第１面１２ａとが対向しない待機位置と、液体支持面２２と基板１２の第１面１２ａとが略一様な隙間Ｇを介して略平行に対向する作業位置との間で、相対的に移動させるとともに、作業位置に位置決めする位置決め駆動部５６をさらに備える。図示構成では、位置決め駆動部５６は、テーブル１８を待機位置と作業位置との間で移動させるテーブル駆動機構（図示しない原動機及び動力伝達機構を含む）として構成される。位置決め駆動部５６を備えることにより、待機位置で、基板支持部１６に基板１２を支持させた後、基板１２と洗浄板２４とを作業位置に精度良く迅速に位置決めして配置することができる。また、基板洗浄後、待機位置で基板１２を基板支持部１６から容易に脱離することができる。
【００２４】
上記した基板洗浄方法を適用可能な一例としての基板１２は、図３に示すように、基板軸線１２ｃを中心とする円形面からなる第１面１２ａ及び第２面１２ｂを有する円板状部材である。基板１２の第１面１２ａ及び第２面１２ｂは、いずれも略平坦面であって、互いに略平行に配置される。基板１２の第２面１２ｂには、第２面１２ｂよりも大きな表面１４ａを有する円板状の支持体１４が、図示しない接着剤を用いて貼付される。基板１２が、半導体チップの母材となるウエハである場合、支持体１４は、裏面研削したウエハのダイシングに際し、ウエハの裏面（第２面１２ｂ）に保護及び支持のために貼付される可撓性を有する支持フィルムである。この場合、支持体（支持フィルム）１４の外周縁に沿って配置可能な環状の形状及び寸法を有するとともに、支持体（支持フィルム）１４よりも高い剛性を有するフレーム部材５８が、図示しない接着剤等の接合手段を用いて支持体（支持フィルム）１４に固定される。
【００２５】
基板１２は、例えば、シリコン、ガリウムヒ素、水晶、サファイヤ、ガラス等からなるウエハや他の基板であることができる。基板１２が円板状の形状を有する場合、基板１２の直径は、例えば約５０ｍｍ〜約５００ｍｍであることができる。基板１２がウエハである場合、第１面１２ａは、所要の回路パターンが形成された回路面である。ウエハの厚みは、例えば約０．５ｍｍ〜約１ｍｍ程度であり、直径と共に標準化されている。また、裏面研削後の半導体チップの厚みは、例えば約５０μｍ〜約１００μｍである。なお、基板１２の素材、形状、寸法等は特に限定されない。
【００２６】
支持体（支持フィルム）１４は、柔軟な膜状要素であり、例えば、樹脂等から全体に一様な厚みに作製される。支持体（支持フィルム）１４は、基板（ウエハ）１２のダイシングに際して、所望の接着剤により基板（ウエハ）１２の第２面（裏面）１２ｂに固着されることで第２面１２ｂを保護及び支持することができる。この接着剤として放射線硬化型の接着剤を使用する場合には、支持体（支持フィルム）１４は十分な放射線透過性を有することが望ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂等からなるポリマーフィルムであることができる。また、一態様として支持体（支持フィルム）１４は、基板（ウエハ）１２の第２面（裏面）１２ｂを、ダイシングの間、汚損しないように保護し得る物性を有することが望ましい。この場合、支持体（支持フィルム）１４の厚みは、例えば約５μｍ〜約２００μｍである。なお、図示の支持体（支持フィルム）１４は、基板１２の円板形状に相似する円形の形状（基板軸線１２ｃを共有する）を備えているが、基板１２の第２面１２ｂよりも大きな表面１４ａを有する点を除いて、支持体１４の素材、形状、寸法等は特に限定されない。
【００２７】
基板（ウエハ）１２の第２面（裏面）１２ｂに支持体（支持フィルム）１４を貼付するために用いられる接着剤は、硬化又は固化することで基板１２の第２面１２ｂに支持体１４の表面１４ａを強固に固定した状態に保持する接着力を発揮できるものであって、例えば、硬化性接着剤、溶剤系接着剤、ホットメルト型接着剤を含む熱可塑性樹脂、水分散型接着剤等であることができる。ここで、硬化性接着剤は、熱や紫外線等のエネルギー線によって硬化される液状接着剤であり、溶剤系接着剤は、溶剤の蒸発により固化する液状接着剤であり、ホットメルト型接着剤は、加熱により溶融し、冷却により固化される接着剤である。また、水分散型接着剤は水中に接着剤成分が分散したものであって、水の蒸発により、固化する接着剤である。硬化性接着剤としては、エポキシ、ウレタンをベースとする一液熱硬化型接着剤、エポキシ、ウレタン、アクリルをベースとする二液混合反応型接着剤、アクリル、エポキシをベースとする紫外線硬化型、電子線硬化型接着剤が挙げられる。また、溶剤系接着剤としては、ゴム、エラストマー等を溶剤に溶解したゴム系接着剤が挙げられる。なお本願では、狭義の硬化及び固化を「固化」と総称する。
【００２８】
基板１２がウエハである場合、上記した接着剤は、ウエハの裏面研削工程に際して回路面（第１面１２ａ）に保護及び支持用の支持板を貼付するために用いられる接着剤と同様のものであることができる。ダイシングに際しては、薄肉化したウエハの裏面に保護及び支持用の支持フィルム（支持体１４）を貼付する一方、ウエハの回路面から支持板を剥離して、露出した回路面を切削する。ここで、支持板を剥離したウエハの回路面に、支持板を貼付するために用いられていた接着剤が残留する場合があるので、ダイシングを実施する前に、必要に応じて回路面を洗浄する。この回路面の洗浄工程に、本発明の実施形態による基板洗浄装置１０及び基板洗浄方法を適用することができる。
【００２９】
フレーム部材５８は、例えば、金属、樹脂等から全体に一様な厚みに作製される。フレーム部材５８は、支持体１４の外周縁に沿って表面１４ａに固定されることで、フレーム部材５８の内側に位置する支持体１４の中央領域を伸展した状態に維持できるに十分な剛性を有する。フレーム部材５８の剛性は、素材、寸法、形状等によって設定できるが、例えば支持体１４に何らかの張力が加わったときにもフレーム部材５８自体に顕著な撓みや変形が生じない程度の剛性であればよい。例えば、フレーム部材５８がステンレス鋼製の円環状のものである場合、厚みが約１ｍｍ〜約２ｍｍ程度、内径が約３５０ｍｍ程度、外径が約４００ｍｍ程度の寸法を有することが、特に直径３０ｍｍのシリコンウエハ用として適当である。なお、図示のフレーム部材５８は、基板１２の円板形状に相似する円環状の形状（基板軸線１２ｃを共有する）を備えているが、支持体１４の外周縁に沿って配置可能な形状及び寸法を有する点、及び支持体１４よりも高い剛性を有する点を除いて、フレーム部材５８の素材、形状、寸法等は特に限定されない。フレーム部材５８は、支持体１４と同一の素材から形成されてもよい。
【００３０】
上記した一例としての基板１２の第１面１２ａを洗浄するのに用いられる基板洗浄装置１０の具体的態様の構成を、図１〜図６を参照してさらに詳細に説明する。
基板支持部１６のテーブル１８は、基板１２及び支持体１４の円板形状に相似する略平坦な円形の表面１８ａを有して、支持体１４の全体を表面１８ａに支持することができる。固定機構２０は、真空作用によりテーブル１８の表面１８ａに基板１２及び支持体１４を解除可能に固定する前述した真空装置から構成できる。支持体１４の外周縁に沿って固定したフレーム部材５８が金属製の場合は、固定機構２０を磁石装置から構成することもできる。
【００３１】
洗浄板２４の液体支持面２２は、洗浄板軸線２４ａを中心とする円形面であることができる（図２）。この場合、液体支持面２２の直径は、基板１２の第１面１２ａの直径以下かつ半径以上に設定される。液体支持面２２の直径が第１面１２ａの直径よりも小さい場合、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが互いに略平行にずれて配置される位置である（図４）。
【００３２】
洗浄板２４の液体支持面２２は、略平坦な凹面部分６０と、凹面部分６０に隣接する凸面部分６２とを有することができる（図１、図２）。凸面部分６２は、全体として略平坦であり、凹面部分６０から洗浄板軸線２４ａに沿った方向へ突出して位置する。凹面部分６０を基準とする凸面部分６２の突出高さは、例えば約１ｍｍ〜約２ｍｍである。この構成では、作業位置において基板支持部１６に支持された基板１２の第１面１２ａと洗浄板２４の液体支持面２２との間に形成される隙間Ｇは、基板１２の第１面１２ａと液体支持面２２の凸面部分６２との間に形成されることになる。隙間Ｇは、例えば約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍである。そして洗浄板２４は、洗浄板駆動部２８の駆動により洗浄板軸線２４ａを中心に回転する間に、隙間Ｇを安定して維持しながら、凹面部分６０を流動する洗浄液Ｌを基板１２の第１面１２ａに接触させることなく、凸面部分６２を流動する洗浄液Ｌを基板１２の第１面１２ａに接触させることができる（図５）。
【００３３】
洗浄板２４の液体支持面２２の凸面部分６２は、洗浄板軸線２４ａを中心とし、かつ直径が基板１２の第１面１２ａの半径に略等しい仮想円周Ｐの、少なくとも一部分を含む領域に形成される（図６）。図示構成では、凸面部分６２は、仮想円周Ｐの全体を含む領域に形成される円環状部分であり、円形の液体支持面２２の外周縁に沿って配置されて、凹面部分６０の全体を囲繞する（図２）。この場合、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが、基板１２の第１面１２ａの半径の略半分の距離だけ互いに略平行にずれて配置される位置になる（図４、図６）。
【００３４】
洗浄板２４の軸部３２は、中空円筒形状を有し、液体支持面２２の中央領域２２ａに設けられる肩面４６は、軸部３２の円筒状内周面と液体支持面２２との間に円滑に延びる円錐台形状を有することができる（図１、図２）。この場合、洗浄液供給部２６のノズル４２は、その洗浄液放出口が洗浄板２４の肩面４６に対向する位置に配置される。
【００３５】
洗浄板ユニット５２のハウジング３６は、内部に洗浄室３８を画定する円筒状の外壁６４を備えることができる（図１、図２）。また、洗浄室３８が開口する外壁６４の軸線方向上端には、洗浄室３８に収容した洗浄板２４の主部３０に向かって内方へ張り出す環状フランジ部分６６を形成できる。外壁６４及び環状フランジ部分６６は、洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４の液体支持面２２に沿って流動して洗浄板２４の外方へ飛散する洗浄液Ｌを、洗浄板２４の外側で回収する洗浄液回収部として機能する（図５）。この構成では、ハウジング３６に、外壁６４及び環状フランジ部分６６によって回収された洗浄液Ｌを図示しない洗浄液貯留部に向けて排出する排出口６８を設けることができる（図１）。
【００３６】
洗浄板ユニット５２は、洗浄室３８を陰圧にする排気部７０を備えることができる（図１）。排気部７０は、洗浄板２４の液体支持面２２に供給された洗浄液Ｌの蒸気を洗浄室３８から吸引して、例えば図示しない濾過装置に向けて排気するように構成できる。排気部７０を備えることにより、洗浄工程中に洗浄液Ｌの蒸気がハウジング３６の外部に流出して拡散することを防止できる。
【００３７】
洗浄板ユニット５２は、洗浄板２４の周囲空間に窒素を供給する窒素供給装置や、洗浄板２４の周囲空間に温風を供給する温風供給装置等の、所要の機能を有する付属装置７２をさらに備えることができる（図１）。付属装置７２として窒素供給装置を備えることにより、引火性の洗浄液Ｌを用いた場合であっても、洗浄工程中に洗浄板２４の周囲空間に窒素を継続して供給することで、雰囲気の酸素濃度を下げて洗浄液Ｌの発火を未然に防止することができる。また、付属装置７２として温風供給装置を備えることにより、洗浄工程終了後に洗浄板２４の周囲空間に温風を継続して供給することで、洗浄後の基板１２の第１面１２ａを迅速に乾燥させることができる。これらの窒素や温風は、洗浄板２４の軸部３２を通して洗浄板２４の周囲空間に供給することができる。
【００３８】
洗浄工程に際しては、組成の異なる複数種類の洗浄液Ｌを用意することができる。この場合、洗浄液供給部２６は、複数種類の洗浄液Ｌを予め定めた順序で、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに供給することができる。それにより、洗浄工程では、複数種類の洗浄液Ｌを予め定めた順序で基板１２の第１面１２ａに接触させることができる。例えば、洗浄力に富む一方でアセトン等の乾燥し難い溶剤を含有する第１の洗浄液Ｌを最初に用いて、基板１２の第１面１２ａを洗浄した後、イソプロピルアルコール等の第２の洗浄液Ｌで基板１２の第１面１２ａを洗浄して第１の洗浄液Ｌを除去することで、基板１２の第１面１２ａを乾燥し易くすることができる。
【００３９】
図示構成を有する基板洗浄装置１０による、図３に示す基板１２に対する基板洗浄方法は、以下の手順で実施される。
基板１２の第２面１２ｂに、外周縁に沿ってフレーム部材５８を固定した支持体１４を貼付する。基板洗浄装置１０は、洗浄板ユニット５２の洗浄板２４が予め作業位置に設置される一方、基板支持部１６のテーブル１８が待機位置に置かれる。第２面１２ｂに支持体１４を貼付した基板１２を、第１面１２ａの全体が露出する姿勢で、待機位置に置かれたテーブル１８の表面１８ａに固定機構２０により固定し、位置決め駆動部５６により、テーブル１８を待機位置から作業位置に移動して、基板１２の第１面１２ａが洗浄板２４の液体支持面２２に対し略一様な隙間Ｇを介して略平行に対向する作業位置に位置決めする。作業位置では、基板１２の基板軸線１２ｃと洗浄板２４の洗浄板軸線２４ａとが、基板１２の第１面１２ａの半径の略半分の距離だけ互いに略平行にずれて配置され、洗浄板２４の液体支持面２２の凸面部分６２が、洗浄板軸線２４ａを中心とし、かつ直径が基板１２の第１面１２ａの半径に略等しい仮想円周Ｐの全体を含む領域に配置される（図４、図６）。
【００４０】
作業位置において、基板１２を支持したテーブル１８を回転駆動部５４により基板軸線１２ｃを中心に回転させるとともに、洗浄板２４を洗浄板駆動部２８により洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる。基板１２の回転方向と洗浄板２４の回転方向とは、同一であっても反対であっても良い。基板１２（すなわちテーブル１８）の回転速度は、例えば約２ｒｐｍ〜約２０ｒｐｍであり、洗浄板２４の回転速度は、例えば約１００ｒｐｍ〜約２０００ｒｐｍである。基板１２及び洗浄板２４は、隙間Ｇを安定して維持しながら、それぞれに回転する。
【００４１】
洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させながら、洗浄液供給部２６により洗浄液Ｌを、洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに連続的又は断続的に供給する。このとき、ノズル４２から放出される洗浄液Ｌは、液体支持面２２の中央領域２２ａに設けた肩面４６に一時的に受け止められた後、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により液体支持面２２の凹面部分６０に乗り上げて外方へ流動する（図５）。洗浄液Ｌを肩面４６で一時的に受け止めることにより、洗浄液Ｌが液体支持面２２の凹面部分６０上で広範囲に広がって流れるようになる。なお、肩面４６は、図示の円錐台形状に限定されず、階段状等の他の形状を採用できるが、洗浄液Ｌが肩面４６に残留しないような形状であることが望ましい。
【００４２】
洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、基板１２の第１面１２ａに接触することなく液体支持面２２の中央領域２２ａから凹面部分６０を外方へ流れ、凸面部分６２に乗り上げたときに、回転する液体支持面２２に追従して回転方向へ移動しながら基板１２の第１面１２ａに接触する（図５）。洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４に対し、基板１２が基板軸線１２ｃを中心に回転することで、凸面部分６２と第１面１２ａとの前述した位置及び寸法関係（図６）により、基板１２の第１面１２ａの全体に洗浄液Ｌが満遍無く接触する。その結果、洗浄液Ｌは、基板第１面１２ａに接触する部分を継続して迅速に更新しながら、基板１２の第１面１２ａを確実かつ効率的に洗浄する。
【００４３】
凸面部分６２は、液体支持面２２の外周縁に沿って形成されているから、凸面部分６２の周速度を容易に増加させることができる。したがって、凸面部分６２に追従して回転方向へ移動する洗浄液Ｌの移動速度を容易に増加させることができ、以て、洗浄液Ｌによる基板第１面１２ａの洗浄能力を容易に向上させることができる。
【００４４】
基板１２の第１面１２ａを洗浄した洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、液体支持面２２の凸面部分６２から洗浄板２４の外方へ飛散する。飛散した洗浄液Ｌは、洗浄板ユニット５２のハウジング３６の外壁６４及び環状フランジ部分６６に受け止められて、外壁６４の内面に沿って流下し、排出口６８から排出されて回収される（図４、図５）。このようにして、基板１２の第２面１２ｂに貼付した支持体１４に洗浄液Ｌを接触させることなく、洗浄液Ｌにより確実かつ効率的に基板１２の第１面１２ａを洗浄できる。したがって、支持体１４を基板１２の第２面１２ｂに貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液Ｌにより洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【００４５】
上記した洗浄工程の間、必要に応じて、排気部７０（図１）により洗浄室３８を陰圧にして、洗浄液Ｌの蒸気がハウジング３６の外部に流出して拡散することを防止したり、付属装置７２（図１）としての窒素供給装置により洗浄板２４の周囲空間に窒素を供給して、引火性の洗浄液Ｌの発火を未然に防止したり、洗浄液供給部２６（図１）から複数種類の洗浄液Ｌを予め定めた順序で洗浄板２４の液体支持面２２の中央領域２２ａに供給したりすることができる。また、必要に応じて洗浄工程終了後に、付属装置７２（図１）としての温風供給装置により洗浄板２４の周囲空間に温風を供給して、洗浄後の基板１２の第１面１２ａを迅速に乾燥させることができる。
【００４６】
図７は、基板洗浄装置１０で使用可能な種々の洗浄板２４の液体支持面２２の構成を模式図的に示す。液体支持面２２の構成は、（ａ）の、上記した１つの円環状の凸面部分６２を含む構成に限定されず、例えば、（ｂ）同心円状に配置される大小２個の円環状の凸面部分６２を含む構成、（ｃ）周方向へ分割された複数の弓型の凸面部分６２を含む構成、（ｄ）洗浄板２４の直径に沿って直線状に配置される凸面部分６２を含む構成、（ｅ）放射状に配置される複数の凸面部分６２を含む構成等を採用できる。いずれの構成でも、少なくとも１つの凸面部分６２は、前述した仮想円周Ｐ（図６）の少なくとも一部分を含む領域に形成される。また、（ｆ）及び（ｇ）に示すように、液体支持面２２の中央領域２２ａに、軸部３２の開口（図１）や肩面４６を設けない構成とすることもできる。この場合には、ノズル４２を液体支持面２２の上方の遊休空間に設置することができる。
【００４７】
図８及び図９を参照して、本発明の第２の実施形態による基板洗浄装置８０、及び基板洗浄装置８０を用いた本発明の第２の実施形態による基板洗浄方法を説明する。第２の実施形態による基板洗浄装置８０及び基板洗浄方法は、洗浄板２４の構成が異なる点を除いて、図１〜図７を参照して説明した基板洗浄装置１０及び基板洗浄方法と同様の構成を有する。したがって、対応する構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を適宜省略する。
【００４８】
基板洗浄装置８０は、全体に一様な平面からなる液体支持面８２を有する洗浄板２４を備えている。液体支持面８２は、洗浄板軸線２４ａを中心とする円形面であることができる。この場合、液体支持面８２の直径は、基板１２の第１面１２ａの直径以下かつ半径以上に設定される。液体支持面８２の直径が第１面１２ａの直径よりも小さい場合、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが互いに略平行にずれて配置される位置である（図８）。液体支持面８２の直径が第１面１２ａの直径に等しい場合には、作業位置は、基板軸線１２ｃと洗浄板軸線２４ａとが互いに一致する位置である。
【００４９】
基板洗浄装置８０は、洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させる洗浄板駆動部２８と、洗浄板２４と基板支持部１６に支持された基板１２とを基板軸線１２ｃを中心に相対的に回転させる回転駆動部５４を備えている。洗浄板２４の液体支持面８２の直径が基板１２の第１面１２ａの直径に等しい場合には、洗浄工程において、基板１２を洗浄板２４と同一の方向へ同一の速度で回転させる態様を除いて、基板１２を適宜回転させたり回転させなかったりすることができる。
【００５０】
図示構成を有する基板洗浄装置８０による、図３に示す基板１２に対する基板洗浄方法は、基板洗浄装置１０による前述した基板洗浄方法と同様の手順で実施される。
洗浄工程では、作業位置において、基板１２を支持したテーブル１８を回転駆動部５４により基板軸線１２ｃ（図１）を中心に回転させるとともに、洗浄板２４を洗浄板駆動部２８により洗浄板軸線２４ａを中心に回転させる。洗浄板軸線２４ａを中心に洗浄板２４を回転させながら、洗浄液供給部２６により洗浄液Ｌを、洗浄板２４の液体支持面８２の中央領域８２ａに連続的又は断続的に供給する。洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、基板１２の第１面１２ａに接触しながら液体支持面８２の中央領域８２ａから外方へ流れ、同時に、回転する液体支持面８２に追従して回転方向へ移動しながら基板１２の第１面１２ａに接触する（図９）。洗浄板軸線２４ａを中心に回転する洗浄板２４に対し、基板１２が基板軸線１２ｃを中心に回転することで、基板１２の第１面１２ａの全体に洗浄液Ｌが満遍無く接触する（液体支持面８２の直径が第１面１２ａの直径に等しい場合には、基板１２を回転させなくても良い）。その結果、洗浄液Ｌは、基板第１面１２ａに接触する部分を継続して迅速に更新しながら、基板１２の第１面１２ａを確実かつ効率的に洗浄する。
【００５１】
基板１２の第１面１２ａを洗浄した洗浄液Ｌは、洗浄板２４の回転に伴って生じる遠心力により、液体支持面８２から洗浄板２４の外方へ飛散する。飛散した洗浄液Ｌは、洗浄板ユニット５２のハウジング３６の外壁６４及び環状フランジ部分６６に受け止められて、外壁６４の内面に沿って流下し、排出口６８から排出されて回収される（図８、図９）。このようにして、基板１２の第２面１２ｂに貼付した支持体１４に洗浄液Ｌを接触させることなく、洗浄液Ｌにより確実かつ効率的に基板１２の第１面１２ａを洗浄できる。したがって、支持体１４を基板１２の第２面１２ｂに貼付するために用いられる接着剤が、洗浄液Ｌにより洗浄されて溶解することを、未然に防止できる。
【符号の説明】
【００５２】
１０、８０ 基板洗浄装置
１２ 基板
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１２ｃ 基板軸線
１４ 支持体
１６ 基板支持部
１８ テーブル
２０ 固定機構
２２、８２ 液体支持面
２４ 洗浄板
２４ａ 洗浄板軸線
２６ 洗浄液供給部
２８ 洗浄板駆動部
３２ 軸部
３８ 洗浄室
４２ ノズル
４６ 肩面
５２ 洗浄板ユニット
５４ 回転駆動部
６０ 凹面部分
６２ 凸面部分
６４ 外壁
７０ 排気部
７２ 付属装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板洗浄方法であって、
第１面及び該第１面の反対側の第２面を有する基板と、液体支持面を有する洗浄板とを用意するステップと、
前記基板を、前記第１面が下方を向く下向き姿勢にするステップと、
前記洗浄板を、前記液体支持面が上方を向く上向き姿勢にするステップと、
前記下向き姿勢の前記基板と前記上向き姿勢の前記洗浄板とを、前記第１面と前記液体支持面とが予め定めた寸法の隙間を介して対向する作業位置に配置するステップと、
前記上向き姿勢の前記洗浄板の前記液体支持面の中央領域に洗浄液を供給するステップと、
前記上向き姿勢の前記洗浄板を、前記中央領域にて前記液体支持面に略直交する軸線として前記洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させるステップと、
前記洗浄板の前記液体支持面に沿って流動する前記洗浄液を前記基板の前記第１面に接触させて、前記基板の前記第１面を洗浄するステップと、
を含む基板洗浄方法。
【請求項２】
前記基板の前記第１面を洗浄するステップは、前記第１面に略直交する軸線として前記基板に定められる基板軸線を中心に、前記基板と前記洗浄板とを相対的に回転させるステップを含む、請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
第１面及び該第１面の反対側の第２面を有する基板の、該第１面を洗浄する基板洗浄装置において、
前記基板を、前記第１面が下方を向く下向き姿勢で支持できる基板支持部と、
液体支持面を有する洗浄板であって、前記基板支持部に支持された前記基板の前記第１面に該液体支持面が予め定めた寸法の隙間を介して対向できる作業位置に、該液体支持面が上方を向く上向き姿勢で配置される洗浄板と、
前記洗浄板の前記液体支持面の中央領域に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記洗浄板を、前記中央領域にて前記液体支持面に略直交する軸線として前記洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させる洗浄板駆動部とを具備し、
前記洗浄液を前記基板の前記第１面に接触させて、前記基板の前記第１面を洗浄することができる、
基板洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄板と前記基板支持部に支持された前記基板とを、前記第１面に略直交する軸線として前記基板に定められる基板軸線を中心に、相対的に回転させる回転駆動部をさらに具備する、請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記基板の前記第１面は前記基板軸線を中心とする円形面であり、前記洗浄板の前記液体支持面は前記洗浄板軸線を中心とする円形面であり、前記液体支持面の直径が前記第１面の直径以下である、請求項４に記載の基板洗浄装置。
【請求項１】
基板洗浄方法であって、
第１面及び該第１面の反対側の第２面を有する基板と、液体支持面を有する洗浄板とを用意するステップと、
前記基板を、前記第１面が下方を向く下向き姿勢にするステップと、
前記洗浄板を、前記液体支持面が上方を向く上向き姿勢にするステップと、
前記下向き姿勢の前記基板と前記上向き姿勢の前記洗浄板とを、前記第１面と前記液体支持面とが予め定めた寸法の隙間を介して対向する作業位置に配置するステップと、
前記上向き姿勢の前記洗浄板の前記液体支持面の中央領域に洗浄液を供給するステップと、
前記上向き姿勢の前記洗浄板を、前記中央領域にて前記液体支持面に略直交する軸線として前記洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させるステップと、
前記洗浄板の前記液体支持面に沿って流動する前記洗浄液を前記基板の前記第１面に接触させて、前記基板の前記第１面を洗浄するステップと、
を含む基板洗浄方法。
【請求項２】
前記基板の前記第１面を洗浄するステップは、前記第１面に略直交する軸線として前記基板に定められる基板軸線を中心に、前記基板と前記洗浄板とを相対的に回転させるステップを含む、請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
第１面及び該第１面の反対側の第２面を有する基板の、該第１面を洗浄する基板洗浄装置において、
前記基板を、前記第１面が下方を向く下向き姿勢で支持できる基板支持部と、
液体支持面を有する洗浄板であって、前記基板支持部に支持された前記基板の前記第１面に該液体支持面が予め定めた寸法の隙間を介して対向できる作業位置に、該液体支持面が上方を向く上向き姿勢で配置される洗浄板と、
前記洗浄板の前記液体支持面の中央領域に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記洗浄板を、前記中央領域にて前記液体支持面に略直交する軸線として前記洗浄板に定められる洗浄板軸線を中心に回転させる洗浄板駆動部とを具備し、
前記洗浄液を前記基板の前記第１面に接触させて、前記基板の前記第１面を洗浄することができる、
基板洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄板と前記基板支持部に支持された前記基板とを、前記第１面に略直交する軸線として前記基板に定められる基板軸線を中心に、相対的に回転させる回転駆動部をさらに具備する、請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記基板の前記第１面は前記基板軸線を中心とする円形面であり、前記洗浄板の前記液体支持面は前記洗浄板軸線を中心とする円形面であり、前記液体支持面の直径が前記第１面の直径以下である、請求項４に記載の基板洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５３１８５（Ｐ２０１２−２５３１８５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４３７５（Ｐ２０１１−１２４３７５）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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