基板洗浄装置および基板洗浄方法、ならびに記憶媒体
【課題】基板の端面を含む周縁部に付着した付着物をスポンジ状ブラシにより効果的に除去することができる基板洗浄装置を提供すること。
【解決手段】基板洗浄装置１は、基板Ｗを回転可能に保持するスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗを回転するモーター４と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗに洗浄液を供給する洗浄液供給機構１０と、洗浄時に基板Ｗの端面を含む周縁部に接触する、スポンジ状樹脂からなるブラシ２１およびブラシ２１をウエハＷに接離させる接離機構２７を有する洗浄機構２０と、ブラシ２１を保持するブラシ保持機構２３とを具備する。ブラシ保持機構２３は、ブラシ２１に接触してブラシ２１の形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材２３ｂを有する。
【解決手段】基板洗浄装置１は、基板Ｗを回転可能に保持するスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗを回転するモーター４と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗに洗浄液を供給する洗浄液供給機構１０と、洗浄時に基板Ｗの端面を含む周縁部に接触する、スポンジ状樹脂からなるブラシ２１およびブラシ２１をウエハＷに接離させる接離機構２７を有する洗浄機構２０と、ブラシ２１を保持するブラシ保持機構２３とを具備する。ブラシ保持機構２３は、ブラシ２１に接触してブラシ２１の形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材２３ｂを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の端面および周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法、ならびに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理が行われる。このような洗浄処理を行う装置としては、基板をスピンチャックに保持し、基板を回転させた状態でウエハの表面に洗浄液を供給してウエハの表面を洗浄する枚葉式の洗浄装置が知られている。
【０００３】
このような洗浄装置の洗浄処理においては、洗浄液として用いられた酸やアルカリの薬液が洗浄処理の過程で基板周縁部に残存し、そのまま乾燥して付着物となることや、洗浄によって除去された物質が基板の周縁部に再付着することが生じる。かつては、基板の周縁部は製品として使用されないため、このような基板周縁部の付着物に対して特別な対策がとられていなかったが、デバイス等の微細化が進み、このような基板周縁部の付着物が基板搬送機構の基板支持アーム等に付着することによる悪影響が顕在化するようになってきた。このような悪影響を防止する技術として、基板の周縁部にスポンジ状のブラシを当接させて周縁部の付着物を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）
【０００４】
しかしながら、基板周縁部、特に基板端面には、強固に付着している付着物も存在し、単にスポンジ状ブラシを当接させただけでは除去することができない場合が生じる。
【特許文献１】実開平５−７９９３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、基板の端面を含む周縁部に付着した付着物をスポンジ状ブラシにより効果的に除去することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。
また、そのような方法を実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板の端面を含む周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置であって、基板を回転可能に保持する基板保持機構と、前記基板保持機構に保持されている基板を回転する基板回転機構と、前記基板保持機構に保持されている基板に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、洗浄時に基板の端面を含む周縁部に接触する、スポンジ状樹脂からなるブラシと、前記ブラシを基板に対して接離させる接離機構とを有する洗浄機構と、前記ブラシを保持するブラシ保持機構とを具備し、前記ブラシ保持機構は、前記ブラシに接触して前記ブラシの形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材を有することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【０００７】
上記第１の観点において、前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄するものとすることができる。この場合に、前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させるようにすることができる。
【０００８】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面はすり鉢状をなすようにすることができるし、円錐状をなすようにすることもできる。また、前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面は前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすようにすることもできる。
【０００９】
さらに、前記ブラシ保持機構に保持された前記ブラシに圧縮力を加えるブラシ圧縮機構をさらに有してもよい。その場合に、前記ブラシ保持機構は、前記ブラシ形状変化部材で形状が変化された前記ブラシを上方から押さえる押さえ部材を有し、前記ブラシ圧縮機構は、前記ブラシ形状変化部材と前記押さえ部材とでブラシを狭持した状態で前記ブラシ形状変化部材または前記押さえ部材の少なくとも一方を移動させるアクチュエータとを有する構成とすることができる。
【００１０】
さらにまた、前記洗浄機構は、前記ブラシを回転させるブラシ回転機構を有し、基板を洗浄する際に、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転させながら基板の端面を含む周縁部を洗浄するようにすることができる。
【００１１】
本発明の第２の観点では、基板に洗浄液を供給し、スポンジ状樹脂からなるブラシを、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、ブラシ形状変化部材を前記ブラシに接触させることにより、前記ブラシの形状を所定の形状に変化させ、形状が変化した前記ブラシを基板の端面および周縁部に接触させて基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
【００１２】
上記第２の観点において、前記ブラシを回転させながら、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄することが好ましい。この場合に、前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄するようにすることができる。そして、前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させることができる。
【００１３】
前記ブラシを回転させながら、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄する場合において、前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面はすり鉢状をなすようにすることができるし、円錐状をなすようにすることもできる。また、前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面は前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシを支持する支持面が前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすようにすることもできる。
【００１４】
さらに、前記ブラシを圧縮して硬化された状態として基板を洗浄するようにすることができる。
【００１５】
本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、基板洗浄装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記基板洗浄方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板の端面を含む周縁部にブラシを接触させて洗浄する際に、スポンジ状のブラシを用い、ブラシ保持機構を、ブラシに接触してブラシの形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材を有する構成としたので、被洗浄基板に付着した付着物の付着状態等に応じてブラシの形状を適切に変化させて、適切で効果的な洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るウエハ洗浄装置を示す概略構成図、図２はその内部の平面図である。
【００１８】
このウエハ洗浄装置１はチャンバ２を有し、このチャンバ２の中には、被洗浄基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）Ｗを水平状態で真空吸着により吸着保持するためのスピンチャック３が設けられている。このスピンチャック３は、軸３ａを介してチャンバ２の下方に設けられたモーター４により回転可能となっている。また、チャンバ２内には、スピンチャック３に保持されたウエハＷを覆うようにカップ５が設けられている。カップ５の底部には、排気および排液のための排気・排液管６が、チャンバ２の下方へ延びるように設けられている。チャンバ２の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬入出口７が設けられている。なお、軸３ａとカップ５の底部およびチャンバ２の底部との間には流体シール８が設けられている。
【００１９】
また、このウエハ洗浄装置１は、さらに、洗浄液を供給する洗浄液供給機構１０と、ウエハＷの端面を含む周縁部をブラシ洗浄する洗浄機構２０とを有している。
【００２０】
洗浄液供給機構１０は、カップ５の上方に設けられた表面側洗浄液ノズル１１ａとスピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面側に設けられた裏面側洗浄液ノズル１１ｂとを有し、これら表面側洗浄液ノズル１１ａおよび裏面側洗浄液ノズル１１ｂには、それぞれ表面側洗浄液供給配管１３ａおよび裏面側洗浄液供給配管１３ｂが接続されている。これら表面側洗浄液供給配管１３ａおよび裏面側洗浄液供給配管１３ｂの他端は共通の洗浄液供給源１２に接続されている。そして、洗浄液供給源１２から表面側洗浄液供給配管１３ａを介して表面側洗浄液ノズル１１ａからウエハＷの表面中心付近に洗浄液が供給され、裏面側洗浄液供給配管１３ｂを介して裏面側洗浄液ノズル１１ｂからウエハＷの裏面に洗浄液が供給される。表面側洗浄液供給配管１３ａおよび裏面側洗浄液供給配管１３ｂには、それぞれバルブ１４ａ，１４ｂが介在されている。洗浄液としては、純水や薬液等を用いることができる。
【００２１】
洗浄機構２０は、ウエハＷの端面を含む周縁部を洗浄するためのスポンジ状樹脂からなるブラシ２１と、ブラシ２１を回転可能に支持する回転支持部材２２と、ブラシ２１を保持するブラシ保持機構２３と、ブラシ２１を保持する保持力またはブラシ２１を圧縮する圧縮力を与えるためのシリンダ２４と、ブラシ２１を回動させるための回動アーム２５と、回動アーム２５の回動軸となる回動シャフトを内蔵するシャフト部２６と、回動シャフトを回転させて回動アーム２５を回動させる回動機構および回動アーム２５を昇降させる昇降機構を内蔵する回動・昇降部２７とを有している。ブラシ保持機構２３は、ブラシ２１を上方から押さえる押さえ部材２３ａと、ブラシ２１の下面に接触してブラシ２１の形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材２３ｂとを有している。
【００２２】
図３は、洗浄機構をさらに詳細に示す断面図である。回転支持部材２２は、鉛直方向に延びる円筒状をなし、その内部にシリンダ２４のピストン２４ａが鉛直方向に貫通して延びている。このピストン２４ａにはブラシ２１の中央に鉛直方向に延びるブラシ支持軸２１ａが接続されており、ブラシ支持軸２１ａの下端はブラシ形状変化部材２３ｂの中央に固定されている。また、押さえ部材２３ａは回転支持部材２２の下端面に固定され、ブラシ支持軸２１ａと押さえ部材２３ａの間はフリーとなっている。したがって、シリンダ２４のピストン２４ａを退入させることにより、ブラシ形状変化部材２３ｂがブラシ支持軸２１ａとともに上昇し、ブラシ２１は押さえ部材２３ａとブラシ形状変化部材２３ｂに挟まれた状態で保持される。また、この状態からさらにシリンダ２４のピストン２４ａを退入させることにより、ブラシ２１が圧縮される。すなわちシリンダ２４がブラシ圧縮機構として機能する。なお、押さえ部材２３ａおよびブラシ形状変化部材２３ｂの両方を移動させてブラシ２１を保持または圧縮してもよい。また、シリンダ２４の代わりに他のアクチュエータを用いてもよい。
【００２３】
回動アーム２５は水平に延びる角筒状をなし、その先端部分に回転支持部材２２が回転可能に設けられている。すなわち、回転支持部材２２は、回動アーム２５に取り付けられた一対のベアリング３１ａ，３１ｂにより回転可能に支持されている。回転支持部材２２の中央部にはプーリー３２が外嵌されており、このプーリー３２にベルト３３が巻き掛けられている。このベルト３３は、回動アーム２５の内部空間を水平に延びている。また、回動アーム２５の内部には、その底板に固定されるようにブラシ回転用モーター３４が設けられており、ブラシ回転用モーター３４の回転軸３４ａにはプーリー３５が取り付けられていて、上記ベルト３３はプーリー３５に巻き掛けられている。したがって、モーター３４を駆動させることによりベルト３３を介して回転支持部材２２が回転され、これにともなってブラシ２１が回転される。
【００２４】
回動アーム２５の基端部分には、鉛直に延びる回動シャフト３８が、回動アーム２５内の上下に設けられた一対の固定部材３９により固定されている。回動シャフト３８はシャフト部２６を通って回動・昇降部２７まで延びている。
【００２５】
回動・昇降部２７は、シャフト部２６の下方に連続する筐体４１と、その内部に設けられた回動機構４２および昇降機構４５とを有している。回動機構４２は、回動用モーター４３を有しており、その回転軸が回動シャフト３８の下端に接続されており、回動用モーター４３を回転駆動することにより、回動シャフト３８に固定された回動アーム２５が回動するようになっている。また、昇降機構４５は、回動シャフト３８をベアリング４７を介して回転可能に支持する支持部材４６と、筐体４１の底部から鉛直上方に延び、支持部材４６が螺合するボールネジ４８と、筐体４１の底板に固定され、ボールネジ４８を回転させる昇降用モーター４９と、筐体４１内に鉛直に設けられ、支持部材４６をガイドするガイド部材５０とを有している。すなわち、昇降機構４５はボールネジ機構によって回動シャフト３８を昇降し、これにともなって回動アーム２５を昇降するようになっている。
【００２６】
図４は、ブラシ２１を拡大して示す断面図である。ブラシ２１は、円筒状をなす小径部２１ｂと、小径部２１ｂの下方に連続する円筒状をなす大径部２１ｃとを有している。そして、小径部２１ｂの周面がウエハＷの端面洗浄部として機能し、大径部２１ｃの上面すなわち小径部２１ｂの接続面がウエハＷの裏面周縁洗浄部として機能する。
【００２７】
上述したように、ブラシ２１は、その下面がブラシ形状変化部材２３ｂに接触しており、ブラシ形状変化部材２３ｂにより、ブラシ２１が所望の洗浄を行えるようにその形状が変化される。すなわち、ブラシ形状変化部材２３ｂは、例えば図４（ａ）に示すようにすり鉢状を有しており、この形状のブラシ形状変化部材２３ｂによりブラシ２１を支持した状態で、押さえ部材２３ａで押さえてブラシ２１を保持した状態にすると、ブラシ２１の形状が変化し、スポンジ状のブラシ２１の外周部が内周部に比べてより圧縮されることとなり、外周部が内周部よりも硬くなることから、図中Ａで示す部分の洗浄力が高くなる。したがって、部分Ａの洗浄力を高くしたい場合には、このようなすり鉢状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いることにより効果的な洗浄を行うことができる。また、図４（ｂ）に示すように、シリンダ２４によりピストン２４ａを移動させてブラシ２１に保持力以上の圧縮力を加えて行くと。ブラシ２１が全体的に硬化し、より洗浄力が上昇する。
【００２８】
また、図５に示すように、ブラシ形状変化部材２３ｂを円錐状にすると、この形状のブラシ形状変化部材２３ｂをブラシ２１の下面に接触させた状態で、押さえ部材２３ａで押さえてブラシ２１を保持した状態にすることにより、ブラシ２１の形状が変化し、スポンジ状のブラシ２１の内周部が外周部に比べてより圧縮されることとなり、内周部が外周部よりも硬くなることから、図中Ｂで示す部分の洗浄力が高くなる。したがって、部分Ｂの洗浄力を高くしたい場合には、このような円錐状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いることによりウエハＷに対して効果的な洗浄を行うことが可能となる。
【００２９】
また、図６、図７に示すように、回転軸に対して非対称形状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いれば、ブラシ２１を回転させることにより洗浄性の異なるブラシ部位がウエハＷに連続的に接触することとなり、ウエハＷに対して効率的な洗浄を行うことが可能となる。具体的には、図６では一方側が平坦で、他方側が外側に向けて低くなる形状を有しており、部分Ｃの圧縮度合いが低くなり、その部分が交互にウエハＷに接触することとなる。図７では斜めに切断した形状を有しており、部分Ｄから部分Ｅに向けて圧縮度合いが直線的に変化するのでウエハＷの洗浄度合いがリニアに変化する。
【００３０】
なお、図４〜７において、実際には、ブラシ２１の形状を変化させる際にブラシ形状変化部材２３ｂとブラシ支持軸２１ａが干渉しないように、これらの配置が設定される。
【００３１】
ブラシ２１は、上述したようにスポンジ状の樹脂からなり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を好適に用いることができる。ブラシ２１に適用可能な他の樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）を挙げることができる。また、ブラシ支持軸２１ａ、押さえ部材２３ａおよびブラシ形状変化部材２３ｂは、ある程度の剛性が必要であるため、金属や硬質樹脂を用いることができる。ただし、金属はウエハＷに対するコンタミネーションとなるおそれがあるから、硬質樹脂、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が好ましい。
【００３２】
制御部３０は、図８のブロック図に示すように、コントローラ６１と、ユーザーインターフェース６２と、記憶部６３とを有している。コントローラ６１は、基板洗浄装置１の各構成部、例えばモーター４、シリンダ２４、ブラシ回転用モーター３４、回動用モーター４３、昇降用モーター４９等を制御する。また、ユーザーインターフェース６２はコントローラ６１に接続され、オペレータがウエハ洗浄装置１を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、ウエハ洗浄装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる。また、記憶部６３もコントローラ６１に接続され、その中にウエハ洗浄装置１の各構成部の制御対象を制御するための制御プログラムや、ウエハ洗浄装置１に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわち処理レシピが格納されている。処理レシピは記憶部６３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、コントローラ６１は、必要に応じて、ユーザーインターフェース６２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部６３から呼び出して実行させることで、コントローラ６１の制御下で、所定の処理が行われる。
【００３３】
次に、このようなウエハ洗浄装置１によりウエハＷの洗浄処理を行う処理動作について説明する。
【００３４】
まず、被洗浄基板の付着物の付着状態等に応じてブラシ２１が所望の洗浄が行えるように、ブラシ形状変化部材２３ｂの形状を選択し、ブラシ形状変化部材２３ｂと押さえ部材２３ａとの間にブラシ２１を狭持した状態でブラシ２１を保持する。例えば、上述の図４〜７のいずれかの形状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いる。
【００３５】
この状態で、モーター４を駆動させてスピンチャック３とともにウエハＷを所定の回転数で回転させ、洗浄液ノズル１１から洗浄液を供給しつつ、ブラシ回転用モーター３４により、回転支持部材２２とともにブラシ２１を回転させる。そして、ブラシ２１を回動アーム２５をスピンチャック３上のウエハＷに向けて回動させてブラシ２１の小径部２１ｂの外周をウエハＷの端面に押しつけるとともに、昇降機構４５により回動アーム２５の高さ調節をしてブラシ２１の大径部２１ｃの上面をウエハＷの裏面周縁部に押しつけ、ブラシ洗浄を開始する。
【００３６】
例えば、ウエハＷの裏面周縁部の中心側に入った部分により付着物が付着している場合には、図４に示すようなブラシ形状変化部材２３ｂにより、ブラシ２１の外周部を圧縮してブラシ２１の形状を変化させ、ブラシ２１の部分Ａを硬化させてその部分の洗浄力を強化させることにより、効果的な洗浄を行うことができる。
【００３７】
また、ウエハＷの端面近傍により付着物が付着している場合には、図５に示すようなブラシ形状変化部材２３ｂにより、ブラシ２１の中央部を圧縮してブラシ２１の形状を変化させ、ブラシ２１の部分Ｂを硬化させてその部分の洗浄力を強化させることにより、効果的な洗浄を行うことができる。
【００３８】
さらに、図６、７に示すような回転軸に対して非対称形状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いれば、ブラシ２１が非対称に圧縮された状態でその形状が変化し、ブラシ２１を回転させることにより洗浄性の異なるブラシ部位がウエハＷに連続的に接触して、ウエハＷが効率的に洗浄される。
【００３９】
上記いずれの場合にも、シリンダ２４によりブラシ形状変化部材２３ｂをさらに上方へ移動させて、ブラシ２１に圧縮力を与えることにより、ブラシ２１全体の硬度が上昇し、通常の状態よりも洗浄力が上昇し、ウエハＷの端面および裏面周縁部に強固に付着していた付着物も除去することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、上部を小径部とし、下部を大径部としたブラシを用いてウエハの端面と裏面周縁部を洗浄した例を示したが、図９に示すように、上部を大径部２１ｂ′とし、下部を小径部２１ｃ′としたブラシ２１′を用い、ブラシ２１の上面をブラシ形状変化部材２３ｂ′に接触させ、下面を押さえ部材２３ａ′で押さえることにより、ウエハ端面と表面周縁部を洗浄するようにすることもできる。
【００４１】
また、ブラシ形状変化部材としては、上記実施形態に示した形状に限らず、所望の洗浄が得られるようにさらに種々の形状をとることが可能である。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、ウエハの端面および裏面周縁部を洗浄する洗浄機構のみを説明したが、ウエハの表面を洗浄する適宜の洗浄機構を有していてもよい。さらに、上記実施形態の装置に限らず、ウエハの表裏面を洗浄する洗浄装置またはウエハの裏面を洗浄する装置に本発明を適用することもできる。
【００４３】
さらに、ブラシの保持機構についても上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、予めブラシ形状変化部材と押さえ部材で狭持された状態のブラシを用意しておき、それを装置に装着するようにしてもよい。
【００４４】
さらにまた、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを適用した場合について示したが、これに限るものではなく、例えば液晶表示装置用ガラス基板に代表されるフラットパネル表示装置用基板等、他の基板にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の内部を示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構をさらに詳細に示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材の一例を拡大して示す断面図およびブラシを圧縮した状態を示断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材の他の例を拡大して示す断面図。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材のさらに他の例を拡大して示す断面図。
【図７】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材ブラシ支持部材の別の例を拡大して示す断面図。
【図８】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた制御部の構成を示すブロック図。
【図９】ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１；ウエハ洗浄装置（基板洗浄装置）
２；チャンバ
３；スピンチャック
４；モーター
５；カップ
６；排気・排液管
７；搬入出口
１０；洗浄液供給機構
１１；洗浄液ノズル
１２；洗浄液供給源
２０；洗浄機構
２１、２１′；ブラシ
２１ａ；ブラシ支持軸
２１ｂ、２１ｃ′；小径部
２１ｃ、２１ｂ′；大径部
２２；回転支持部材
２３；ブラシ保持機構
２３ａ；押さえ部材
２３ｂ；ブラシ形状変化部材
２４；シリンダ
２５；回動アーム
２６；シャフト部
２７；回動・昇降部
３０；制御部
６１；コントローラ
６２；ユーザーインターフェース
６３；記憶部
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の端面および周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法、ならびに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理が行われる。このような洗浄処理を行う装置としては、基板をスピンチャックに保持し、基板を回転させた状態でウエハの表面に洗浄液を供給してウエハの表面を洗浄する枚葉式の洗浄装置が知られている。
【０００３】
このような洗浄装置の洗浄処理においては、洗浄液として用いられた酸やアルカリの薬液が洗浄処理の過程で基板周縁部に残存し、そのまま乾燥して付着物となることや、洗浄によって除去された物質が基板の周縁部に再付着することが生じる。かつては、基板の周縁部は製品として使用されないため、このような基板周縁部の付着物に対して特別な対策がとられていなかったが、デバイス等の微細化が進み、このような基板周縁部の付着物が基板搬送機構の基板支持アーム等に付着することによる悪影響が顕在化するようになってきた。このような悪影響を防止する技術として、基板の周縁部にスポンジ状のブラシを当接させて周縁部の付着物を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）
【０００４】
しかしながら、基板周縁部、特に基板端面には、強固に付着している付着物も存在し、単にスポンジ状ブラシを当接させただけでは除去することができない場合が生じる。
【特許文献１】実開平５−７９９３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、基板の端面を含む周縁部に付着した付着物をスポンジ状ブラシにより効果的に除去することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。
また、そのような方法を実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板の端面を含む周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置であって、基板を回転可能に保持する基板保持機構と、前記基板保持機構に保持されている基板を回転する基板回転機構と、前記基板保持機構に保持されている基板に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、洗浄時に基板の端面を含む周縁部に接触する、スポンジ状樹脂からなるブラシと、前記ブラシを基板に対して接離させる接離機構とを有する洗浄機構と、前記ブラシを保持するブラシ保持機構とを具備し、前記ブラシ保持機構は、前記ブラシに接触して前記ブラシの形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材を有することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【０００７】
上記第１の観点において、前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄するものとすることができる。この場合に、前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させるようにすることができる。
【０００８】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面はすり鉢状をなすようにすることができるし、円錐状をなすようにすることもできる。また、前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面は前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすようにすることもできる。
【０００９】
さらに、前記ブラシ保持機構に保持された前記ブラシに圧縮力を加えるブラシ圧縮機構をさらに有してもよい。その場合に、前記ブラシ保持機構は、前記ブラシ形状変化部材で形状が変化された前記ブラシを上方から押さえる押さえ部材を有し、前記ブラシ圧縮機構は、前記ブラシ形状変化部材と前記押さえ部材とでブラシを狭持した状態で前記ブラシ形状変化部材または前記押さえ部材の少なくとも一方を移動させるアクチュエータとを有する構成とすることができる。
【００１０】
さらにまた、前記洗浄機構は、前記ブラシを回転させるブラシ回転機構を有し、基板を洗浄する際に、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転させながら基板の端面を含む周縁部を洗浄するようにすることができる。
【００１１】
本発明の第２の観点では、基板に洗浄液を供給し、スポンジ状樹脂からなるブラシを、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、ブラシ形状変化部材を前記ブラシに接触させることにより、前記ブラシの形状を所定の形状に変化させ、形状が変化した前記ブラシを基板の端面および周縁部に接触させて基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
【００１２】
上記第２の観点において、前記ブラシを回転させながら、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄することが好ましい。この場合に、前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄するようにすることができる。そして、前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させることができる。
【００１３】
前記ブラシを回転させながら、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄する場合において、前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面はすり鉢状をなすようにすることができるし、円錐状をなすようにすることもできる。また、前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面は前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシを支持する支持面が前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすようにすることもできる。
【００１４】
さらに、前記ブラシを圧縮して硬化された状態として基板を洗浄するようにすることができる。
【００１５】
本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、基板洗浄装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記基板洗浄方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板の端面を含む周縁部にブラシを接触させて洗浄する際に、スポンジ状のブラシを用い、ブラシ保持機構を、ブラシに接触してブラシの形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材を有する構成としたので、被洗浄基板に付着した付着物の付着状態等に応じてブラシの形状を適切に変化させて、適切で効果的な洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るウエハ洗浄装置を示す概略構成図、図２はその内部の平面図である。
【００１８】
このウエハ洗浄装置１はチャンバ２を有し、このチャンバ２の中には、被洗浄基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）Ｗを水平状態で真空吸着により吸着保持するためのスピンチャック３が設けられている。このスピンチャック３は、軸３ａを介してチャンバ２の下方に設けられたモーター４により回転可能となっている。また、チャンバ２内には、スピンチャック３に保持されたウエハＷを覆うようにカップ５が設けられている。カップ５の底部には、排気および排液のための排気・排液管６が、チャンバ２の下方へ延びるように設けられている。チャンバ２の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬入出口７が設けられている。なお、軸３ａとカップ５の底部およびチャンバ２の底部との間には流体シール８が設けられている。
【００１９】
また、このウエハ洗浄装置１は、さらに、洗浄液を供給する洗浄液供給機構１０と、ウエハＷの端面を含む周縁部をブラシ洗浄する洗浄機構２０とを有している。
【００２０】
洗浄液供給機構１０は、カップ５の上方に設けられた表面側洗浄液ノズル１１ａとスピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面側に設けられた裏面側洗浄液ノズル１１ｂとを有し、これら表面側洗浄液ノズル１１ａおよび裏面側洗浄液ノズル１１ｂには、それぞれ表面側洗浄液供給配管１３ａおよび裏面側洗浄液供給配管１３ｂが接続されている。これら表面側洗浄液供給配管１３ａおよび裏面側洗浄液供給配管１３ｂの他端は共通の洗浄液供給源１２に接続されている。そして、洗浄液供給源１２から表面側洗浄液供給配管１３ａを介して表面側洗浄液ノズル１１ａからウエハＷの表面中心付近に洗浄液が供給され、裏面側洗浄液供給配管１３ｂを介して裏面側洗浄液ノズル１１ｂからウエハＷの裏面に洗浄液が供給される。表面側洗浄液供給配管１３ａおよび裏面側洗浄液供給配管１３ｂには、それぞれバルブ１４ａ，１４ｂが介在されている。洗浄液としては、純水や薬液等を用いることができる。
【００２１】
洗浄機構２０は、ウエハＷの端面を含む周縁部を洗浄するためのスポンジ状樹脂からなるブラシ２１と、ブラシ２１を回転可能に支持する回転支持部材２２と、ブラシ２１を保持するブラシ保持機構２３と、ブラシ２１を保持する保持力またはブラシ２１を圧縮する圧縮力を与えるためのシリンダ２４と、ブラシ２１を回動させるための回動アーム２５と、回動アーム２５の回動軸となる回動シャフトを内蔵するシャフト部２６と、回動シャフトを回転させて回動アーム２５を回動させる回動機構および回動アーム２５を昇降させる昇降機構を内蔵する回動・昇降部２７とを有している。ブラシ保持機構２３は、ブラシ２１を上方から押さえる押さえ部材２３ａと、ブラシ２１の下面に接触してブラシ２１の形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材２３ｂとを有している。
【００２２】
図３は、洗浄機構をさらに詳細に示す断面図である。回転支持部材２２は、鉛直方向に延びる円筒状をなし、その内部にシリンダ２４のピストン２４ａが鉛直方向に貫通して延びている。このピストン２４ａにはブラシ２１の中央に鉛直方向に延びるブラシ支持軸２１ａが接続されており、ブラシ支持軸２１ａの下端はブラシ形状変化部材２３ｂの中央に固定されている。また、押さえ部材２３ａは回転支持部材２２の下端面に固定され、ブラシ支持軸２１ａと押さえ部材２３ａの間はフリーとなっている。したがって、シリンダ２４のピストン２４ａを退入させることにより、ブラシ形状変化部材２３ｂがブラシ支持軸２１ａとともに上昇し、ブラシ２１は押さえ部材２３ａとブラシ形状変化部材２３ｂに挟まれた状態で保持される。また、この状態からさらにシリンダ２４のピストン２４ａを退入させることにより、ブラシ２１が圧縮される。すなわちシリンダ２４がブラシ圧縮機構として機能する。なお、押さえ部材２３ａおよびブラシ形状変化部材２３ｂの両方を移動させてブラシ２１を保持または圧縮してもよい。また、シリンダ２４の代わりに他のアクチュエータを用いてもよい。
【００２３】
回動アーム２５は水平に延びる角筒状をなし、その先端部分に回転支持部材２２が回転可能に設けられている。すなわち、回転支持部材２２は、回動アーム２５に取り付けられた一対のベアリング３１ａ，３１ｂにより回転可能に支持されている。回転支持部材２２の中央部にはプーリー３２が外嵌されており、このプーリー３２にベルト３３が巻き掛けられている。このベルト３３は、回動アーム２５の内部空間を水平に延びている。また、回動アーム２５の内部には、その底板に固定されるようにブラシ回転用モーター３４が設けられており、ブラシ回転用モーター３４の回転軸３４ａにはプーリー３５が取り付けられていて、上記ベルト３３はプーリー３５に巻き掛けられている。したがって、モーター３４を駆動させることによりベルト３３を介して回転支持部材２２が回転され、これにともなってブラシ２１が回転される。
【００２４】
回動アーム２５の基端部分には、鉛直に延びる回動シャフト３８が、回動アーム２５内の上下に設けられた一対の固定部材３９により固定されている。回動シャフト３８はシャフト部２６を通って回動・昇降部２７まで延びている。
【００２５】
回動・昇降部２７は、シャフト部２６の下方に連続する筐体４１と、その内部に設けられた回動機構４２および昇降機構４５とを有している。回動機構４２は、回動用モーター４３を有しており、その回転軸が回動シャフト３８の下端に接続されており、回動用モーター４３を回転駆動することにより、回動シャフト３８に固定された回動アーム２５が回動するようになっている。また、昇降機構４５は、回動シャフト３８をベアリング４７を介して回転可能に支持する支持部材４６と、筐体４１の底部から鉛直上方に延び、支持部材４６が螺合するボールネジ４８と、筐体４１の底板に固定され、ボールネジ４８を回転させる昇降用モーター４９と、筐体４１内に鉛直に設けられ、支持部材４６をガイドするガイド部材５０とを有している。すなわち、昇降機構４５はボールネジ機構によって回動シャフト３８を昇降し、これにともなって回動アーム２５を昇降するようになっている。
【００２６】
図４は、ブラシ２１を拡大して示す断面図である。ブラシ２１は、円筒状をなす小径部２１ｂと、小径部２１ｂの下方に連続する円筒状をなす大径部２１ｃとを有している。そして、小径部２１ｂの周面がウエハＷの端面洗浄部として機能し、大径部２１ｃの上面すなわち小径部２１ｂの接続面がウエハＷの裏面周縁洗浄部として機能する。
【００２７】
上述したように、ブラシ２１は、その下面がブラシ形状変化部材２３ｂに接触しており、ブラシ形状変化部材２３ｂにより、ブラシ２１が所望の洗浄を行えるようにその形状が変化される。すなわち、ブラシ形状変化部材２３ｂは、例えば図４（ａ）に示すようにすり鉢状を有しており、この形状のブラシ形状変化部材２３ｂによりブラシ２１を支持した状態で、押さえ部材２３ａで押さえてブラシ２１を保持した状態にすると、ブラシ２１の形状が変化し、スポンジ状のブラシ２１の外周部が内周部に比べてより圧縮されることとなり、外周部が内周部よりも硬くなることから、図中Ａで示す部分の洗浄力が高くなる。したがって、部分Ａの洗浄力を高くしたい場合には、このようなすり鉢状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いることにより効果的な洗浄を行うことができる。また、図４（ｂ）に示すように、シリンダ２４によりピストン２４ａを移動させてブラシ２１に保持力以上の圧縮力を加えて行くと。ブラシ２１が全体的に硬化し、より洗浄力が上昇する。
【００２８】
また、図５に示すように、ブラシ形状変化部材２３ｂを円錐状にすると、この形状のブラシ形状変化部材２３ｂをブラシ２１の下面に接触させた状態で、押さえ部材２３ａで押さえてブラシ２１を保持した状態にすることにより、ブラシ２１の形状が変化し、スポンジ状のブラシ２１の内周部が外周部に比べてより圧縮されることとなり、内周部が外周部よりも硬くなることから、図中Ｂで示す部分の洗浄力が高くなる。したがって、部分Ｂの洗浄力を高くしたい場合には、このような円錐状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いることによりウエハＷに対して効果的な洗浄を行うことが可能となる。
【００２９】
また、図６、図７に示すように、回転軸に対して非対称形状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いれば、ブラシ２１を回転させることにより洗浄性の異なるブラシ部位がウエハＷに連続的に接触することとなり、ウエハＷに対して効率的な洗浄を行うことが可能となる。具体的には、図６では一方側が平坦で、他方側が外側に向けて低くなる形状を有しており、部分Ｃの圧縮度合いが低くなり、その部分が交互にウエハＷに接触することとなる。図７では斜めに切断した形状を有しており、部分Ｄから部分Ｅに向けて圧縮度合いが直線的に変化するのでウエハＷの洗浄度合いがリニアに変化する。
【００３０】
なお、図４〜７において、実際には、ブラシ２１の形状を変化させる際にブラシ形状変化部材２３ｂとブラシ支持軸２１ａが干渉しないように、これらの配置が設定される。
【００３１】
ブラシ２１は、上述したようにスポンジ状の樹脂からなり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を好適に用いることができる。ブラシ２１に適用可能な他の樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）を挙げることができる。また、ブラシ支持軸２１ａ、押さえ部材２３ａおよびブラシ形状変化部材２３ｂは、ある程度の剛性が必要であるため、金属や硬質樹脂を用いることができる。ただし、金属はウエハＷに対するコンタミネーションとなるおそれがあるから、硬質樹脂、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が好ましい。
【００３２】
制御部３０は、図８のブロック図に示すように、コントローラ６１と、ユーザーインターフェース６２と、記憶部６３とを有している。コントローラ６１は、基板洗浄装置１の各構成部、例えばモーター４、シリンダ２４、ブラシ回転用モーター３４、回動用モーター４３、昇降用モーター４９等を制御する。また、ユーザーインターフェース６２はコントローラ６１に接続され、オペレータがウエハ洗浄装置１を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、ウエハ洗浄装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる。また、記憶部６３もコントローラ６１に接続され、その中にウエハ洗浄装置１の各構成部の制御対象を制御するための制御プログラムや、ウエハ洗浄装置１に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわち処理レシピが格納されている。処理レシピは記憶部６３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、コントローラ６１は、必要に応じて、ユーザーインターフェース６２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部６３から呼び出して実行させることで、コントローラ６１の制御下で、所定の処理が行われる。
【００３３】
次に、このようなウエハ洗浄装置１によりウエハＷの洗浄処理を行う処理動作について説明する。
【００３４】
まず、被洗浄基板の付着物の付着状態等に応じてブラシ２１が所望の洗浄が行えるように、ブラシ形状変化部材２３ｂの形状を選択し、ブラシ形状変化部材２３ｂと押さえ部材２３ａとの間にブラシ２１を狭持した状態でブラシ２１を保持する。例えば、上述の図４〜７のいずれかの形状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いる。
【００３５】
この状態で、モーター４を駆動させてスピンチャック３とともにウエハＷを所定の回転数で回転させ、洗浄液ノズル１１から洗浄液を供給しつつ、ブラシ回転用モーター３４により、回転支持部材２２とともにブラシ２１を回転させる。そして、ブラシ２１を回動アーム２５をスピンチャック３上のウエハＷに向けて回動させてブラシ２１の小径部２１ｂの外周をウエハＷの端面に押しつけるとともに、昇降機構４５により回動アーム２５の高さ調節をしてブラシ２１の大径部２１ｃの上面をウエハＷの裏面周縁部に押しつけ、ブラシ洗浄を開始する。
【００３６】
例えば、ウエハＷの裏面周縁部の中心側に入った部分により付着物が付着している場合には、図４に示すようなブラシ形状変化部材２３ｂにより、ブラシ２１の外周部を圧縮してブラシ２１の形状を変化させ、ブラシ２１の部分Ａを硬化させてその部分の洗浄力を強化させることにより、効果的な洗浄を行うことができる。
【００３７】
また、ウエハＷの端面近傍により付着物が付着している場合には、図５に示すようなブラシ形状変化部材２３ｂにより、ブラシ２１の中央部を圧縮してブラシ２１の形状を変化させ、ブラシ２１の部分Ｂを硬化させてその部分の洗浄力を強化させることにより、効果的な洗浄を行うことができる。
【００３８】
さらに、図６、７に示すような回転軸に対して非対称形状のブラシ形状変化部材２３ｂを用いれば、ブラシ２１が非対称に圧縮された状態でその形状が変化し、ブラシ２１を回転させることにより洗浄性の異なるブラシ部位がウエハＷに連続的に接触して、ウエハＷが効率的に洗浄される。
【００３９】
上記いずれの場合にも、シリンダ２４によりブラシ形状変化部材２３ｂをさらに上方へ移動させて、ブラシ２１に圧縮力を与えることにより、ブラシ２１全体の硬度が上昇し、通常の状態よりも洗浄力が上昇し、ウエハＷの端面および裏面周縁部に強固に付着していた付着物も除去することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、上部を小径部とし、下部を大径部としたブラシを用いてウエハの端面と裏面周縁部を洗浄した例を示したが、図９に示すように、上部を大径部２１ｂ′とし、下部を小径部２１ｃ′としたブラシ２１′を用い、ブラシ２１の上面をブラシ形状変化部材２３ｂ′に接触させ、下面を押さえ部材２３ａ′で押さえることにより、ウエハ端面と表面周縁部を洗浄するようにすることもできる。
【００４１】
また、ブラシ形状変化部材としては、上記実施形態に示した形状に限らず、所望の洗浄が得られるようにさらに種々の形状をとることが可能である。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、ウエハの端面および裏面周縁部を洗浄する洗浄機構のみを説明したが、ウエハの表面を洗浄する適宜の洗浄機構を有していてもよい。さらに、上記実施形態の装置に限らず、ウエハの表裏面を洗浄する洗浄装置またはウエハの裏面を洗浄する装置に本発明を適用することもできる。
【００４３】
さらに、ブラシの保持機構についても上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、予めブラシ形状変化部材と押さえ部材で狭持された状態のブラシを用意しておき、それを装置に装着するようにしてもよい。
【００４４】
さらにまた、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを適用した場合について示したが、これに限るものではなく、例えば液晶表示装置用ガラス基板に代表されるフラットパネル表示装置用基板等、他の基板にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の内部を示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構をさらに詳細に示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材の一例を拡大して示す断面図およびブラシを圧縮した状態を示断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材の他の例を拡大して示す断面図。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材のさらに他の例を拡大して示す断面図。
【図７】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた洗浄機構のブラシおよびブラシ形状変化部材ブラシ支持部材の別の例を拡大して示す断面図。
【図８】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置に設けられた制御部の構成を示すブロック図。
【図９】ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１；ウエハ洗浄装置（基板洗浄装置）
２；チャンバ
３；スピンチャック
４；モーター
５；カップ
６；排気・排液管
７；搬入出口
１０；洗浄液供給機構
１１；洗浄液ノズル
１２；洗浄液供給源
２０；洗浄機構
２１、２１′；ブラシ
２１ａ；ブラシ支持軸
２１ｂ、２１ｃ′；小径部
２１ｃ、２１ｂ′；大径部
２２；回転支持部材
２３；ブラシ保持機構
２３ａ；押さえ部材
２３ｂ；ブラシ形状変化部材
２４；シリンダ
２５；回動アーム
２６；シャフト部
２７；回動・昇降部
３０；制御部
６１；コントローラ
６２；ユーザーインターフェース
６３；記憶部
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の端面を含む周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置であって、
基板を回転可能に保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板を回転する基板回転機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
洗浄時に基板の端面を含む周縁部に接触する、スポンジ状樹脂からなるブラシと、前記ブラシを基板に対して接離させる接離機構とを有する洗浄機構と、
前記ブラシを保持するブラシ保持機構と
を具備し、
前記ブラシ保持機構は、前記ブラシに接触して前記ブラシの形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させることを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面がすり鉢状をなすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が円錐状をなすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記ブラシ保持機構に保持された前記ブラシに圧縮力を加えるブラシ圧縮機構をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記ブラシ保持機構は、前記ブラシ形状変化部材で形状が変化された前記ブラシを上方から押さえる押さえ部材を有し、前記ブラシ圧縮機構は、前記ブラシ形状変化部材と前記押さえ部材とでブラシを狭持した状態で前記ブラシ形状変化部材または前記押さえ部材の少なくとも一方を移動させるアクチュエータを有することを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄機構は、前記ブラシを回転させるブラシ回転機構を有し、基板を洗浄する際に、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転させながら基板の端面を含む周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
基板に洗浄液を供給し、スポンジ状樹脂からなるブラシを、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、
ブラシ形状変化部材を前記ブラシに接触させることにより、前記ブラシの形状を所定の形状に変化させ、形状が変化した前記ブラシを基板の端面および周縁部に接触させて基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記ブラシを回転させながら、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄することを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１１に記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面がすり鉢状をなすことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が円錐状をなすことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１６】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１７】
前記ブラシを圧縮して硬化された状態として基板を洗浄することを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１８】
コンピュータ上で動作し、基板洗浄装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項１１から請求項１７のいずれかの基板洗浄方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
基板の端面を含む周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置であって、
基板を回転可能に保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板を回転する基板回転機構と、
前記基板保持機構に保持されている基板に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
洗浄時に基板の端面を含む周縁部に接触する、スポンジ状樹脂からなるブラシと、前記ブラシを基板に対して接離させる接離機構とを有する洗浄機構と、
前記ブラシを保持するブラシ保持機構と
を具備し、
前記ブラシ保持機構は、前記ブラシに接触して前記ブラシの形状を所定の形状に変化させるブラシ形状変化部材を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させることを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面がすり鉢状をなすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が円錐状をなすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記ブラシ保持機構に保持された前記ブラシに圧縮力を加えるブラシ圧縮機構をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記ブラシ保持機構は、前記ブラシ形状変化部材で形状が変化された前記ブラシを上方から押さえる押さえ部材を有し、前記ブラシ圧縮機構は、前記ブラシ形状変化部材と前記押さえ部材とでブラシを狭持した状態で前記ブラシ形状変化部材または前記押さえ部材の少なくとも一方を移動させるアクチュエータを有することを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄機構は、前記ブラシを回転させるブラシ回転機構を有し、基板を洗浄する際に、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転させながら基板の端面を含む周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
基板に洗浄液を供給し、スポンジ状樹脂からなるブラシを、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、
ブラシ形状変化部材を前記ブラシに接触させることにより、前記ブラシの形状を所定の形状に変化させ、形状が変化した前記ブラシを基板の端面および周縁部に接触させて基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記ブラシを回転させながら、回転されている基板の端面を含む周縁部に接触させて洗浄することを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記ブラシは、円筒状の小径部と前記小径部に連続する円筒状の大径部とを有し、前記小径部の周面で基板の端面を洗浄し、前記大径部の前記小径部との接続面により基板の裏面または表面の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１１に記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
前記ブラシ形状変化部材は、所望の洗浄が実現されるように前記接続面を所定の状態に変化させることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面がすり鉢状をなすことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が円錐状をなすことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１６】
前記ブラシ形状変化部材の前記ブラシに接触する接触面が前記ブラシの回転軸に対して非対称の形状をなすことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１７】
前記ブラシを圧縮して硬化された状態として基板を洗浄することを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項１８】
コンピュータ上で動作し、基板洗浄装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項１１から請求項１７のいずれかの基板洗浄方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【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２０１０−３７３８（Ｐ２０１０−３７３８Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９０３３（Ｐ２００８−１５９０３３）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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