基板洗浄装置
【課題】基板の端面を含む周縁部に付着した付着物を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の周縁部に接触する周縁部洗浄部２１ｃを有するブラシ２１、ブラシ２１を回転させる回転機構３３，３４、およびブラシ２１をウエハＷに押しつける押しつけ機構２７を有する洗浄機構２０とを具備する。周縁部洗浄部２１ｃは、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分５２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の周縁部に接触する周縁部洗浄部２１ｃを有するブラシ２１、ブラシ２１を回転させる回転機構３３，３４、およびブラシ２１をウエハＷに押しつける押しつけ機構２７を有する洗浄機構２０とを具備する。周縁部洗浄部２１ｃは、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分５２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置に関する。
【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、基板周縁部には、強固に付着している付着物も存在し、また、半導体ウエハでは周縁部にはベベルが形成されており、周縁部の状態が径方向で異なる結果、必要となるブラシによる洗浄力が径方向で異なることから、単にスポンジ状ブラシを当接させただけでは付着物を効果的に除去することが困難である。
【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、基板の周縁部に付着した付着物を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、本発明は、基板の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、洗浄時に基板の周縁部に接触する周縁部洗浄部を有するブラシと、前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつける押しつけ機構とを有する洗浄機構とを具備し、前記周縁部洗浄部は、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を有することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【０００７】
上記基板洗浄装置において、前記状態変化部分は、径方向に沿って、高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが変化している構成とすることができる。また、前記状態変化部分は、径方向に沿って複数の部分に分割されており、隣接する部分間で高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが異なっている構成とすることができる。
【０００８】
さらに、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さらに有し、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転しつつ前記押しつけ機構により前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつけて基板の周縁部を洗浄するようにすることができる。この場合に、前記周縁部洗浄部は、周方向に沿って複数のブラシ部に分割されており、隣接するブラシ部間で状態が異なっており、これら複数のブラシ部のうち少なくとも１つが前記状態変化部である構成とすることができる。
【０００９】
さらにまた、前記周縁部洗浄部は、ブラシ支持部材に支持された構成することができる。
【００１０】
さらに、前記ブラシは、前記周縁部洗浄部と同軸状にかつ一体的に設けられ、基板の端面に接触する端面洗浄部を有する構成とすることができる。この場合に、前記端面洗浄部は、スポンジ状樹脂からなるものとすることができる。また、この場合には、前記押しつけ機構は、前記端面洗浄部を基板端面に押しつけるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板の周縁部にブラシを接触させて洗浄する際に、ブラシの周縁洗浄部を、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化するようにしたので、半導体ウエハのベベルのような径方向で状態が異なるような場合であっても、付着物を効果的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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の周縁部をブラシ洗浄する洗浄機構２０とを有している。
【００１５】
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。
【００１６】
洗浄機構２０は、ウエハＷの周縁部および端面を洗浄するためのブラシ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２１はその下方からブラシ支持部材２３により支持されている。
【００１７】
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、その下端部中央にブラシ取り付け部２４が設けられている。このブラシ取り付け部２４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が取り付けられている。ブラシ支持軸２１ａの下端はブラシ支持部材２３の中央に固定されている。ブラシ取り付け部２４に対してブラシ支持軸２１ａは着脱自在となっている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。つまり、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。そして、回動機構４２により回動アーム２５を回動させ、昇降機構４５により回動アーム２５を昇降させることにより、ブラシ２１をウエハＷの周縁部に所望の押しつけ力で押しつけるようになっている。すなわち、回動機構４２および昇降機構４５はブラシ２１の押しつけ機構として機能する。
【００２１】
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、円筒状をなす小径の端面洗浄部２１ｂと、端面洗浄部２１ｂの下方に一体的に設けられた円筒状をなす大径の周縁部洗浄部２１ｃとを有している。すなわち、端面洗浄部２１ｂの周面がウエハＷの端面に接触してウエハＷの端面が洗浄され、周縁部洗浄部２１ｃの上面がウエハＷの裏面周縁部に接触してウエハＷの裏面周縁部が洗浄される。
【００２２】
周縁部洗浄部２１ｃは径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を有する。図４の例では、周縁部洗浄部２１ｃの全体が、スポンジ状樹脂からなり、径方向内側にいくに従って高さが高くなるように構成された状態変化部分５２であり、これにより、ウエハＷの端面側にいくほど洗浄力を上昇させることができる。
【００２３】
また、ブラシ２１としては、図５に示すように、周縁部洗浄部２１ｃが径方向で高さは同じであるが、内側にいくに従って硬くなる、または材質が変化するといったことでも状態変化部分５２を構成することができ、これによりウエハＷの端面側にいくほど洗浄力を上昇させることができる。
【００２４】
さらに、ブラシ２１として、周縁部洗浄部２１ｃが径方向で形状が異なる、例えば図６に示すように、内側にいくに従って表面の突起５３の数が多くなるような状態変化部分５２を形成してもよく、この場合にもウエハＷの端面側にいくほど洗浄力を上昇させることができる。
【００２５】
また、図７に示すように、状態変化部分５２は、径方向に沿って複数のブラシエリア（ここでは３個のブラシエリア５４ａ、５４ｂ，５４ｃ）に分割し、例えばこれらの高さを異ならせてもよい。もちろん、複数のブラシエリアは他の状態、例えば形状、硬さ、材質等を異ならせてもよい。また、高さ、形状、硬さおよび材質の２つ以上を異ならせてもよい。
【００２６】
さらに、図８に示すように、状態変化部分５２を歯ブラシのような毛の集合体５５で構成し、径方向に沿って毛の高さ（図８（ａ））や、毛の密度（図８（ｂ））を異ならせてもよい。また、径方向に沿って毛の太さや毛の材質を異ならせることもできる。
【００２７】
さらに、図９に示すように、周縁部洗浄部２１ｃを周方向に沿って複数のブラシ部５６に分割し、隣接するブラシ部間で状態を異ならせ、これら複数のブラシ部５６のうち少なくとも１つを前記状態変化部５２として機能させることもできる。例えばこの図に示すように、スポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６と歯ブラシのような毛の集合体５８からなるブラシ部５６とを交互に配列し、例えばスポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることができる。もちろん、毛の集合体５８からなるブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることもできる。
【００２８】
また、図１０に示すように、ブラシ部５６を全てスポンジ状樹脂として、高さ、形状、硬さ、および材質のうち少なくとも１つが異なる第１樹脂５７ａと第２樹脂５７ｂとを交互に配置し、例えば第１樹脂５７ａを配したブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることができる。もちろん、第２樹脂５７ｂを配したブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることもできる。
【００２９】
ブラシ２１はブラシ支持部材２３に接着剤で接着させることができ、図７〜１０に示す例のように、ブラシ２１の周縁部洗浄部２１ｃが複数の部分に分割されている場合には、これら分割されたものをブラシ支持部材２３に接着剤で直接接着するようにすることができる。ブラシ２１のブラシ支持部材２３への取り付け方法は、接着の他、溶着、溶接、圧入等の種々の方法を採用することができる。
【００３０】
なお、ブラシ２１の端面洗浄部２１ｂは、スポンジ状樹脂で構成される。
【００３１】
ブラシ２１の端面洗浄部２１ｂおよび周縁部洗浄部２１ｃに使用されるスポンジ状の樹脂としては、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、周縁部洗浄部２１ｃに用いた歯ブラシ状の毛の集合体を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）を好適に用いることができる。ブラシ支持部材２３も樹脂で構成することが好ましく、ブラシ２１の変形を防ぐ役割を持たせる観点から硬質樹脂、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）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）等が好ましい。
【００３２】
制御部３０は、図１１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、ウエハ洗浄装置１の各構成部、例えばモーター４、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、所定のブラシ２１を回転支持部材２２に取り付ける。そして、ブラシ２１をウエハＷの外側で退避させた状態でチャンバ２にウエハＷを搬入し、スピンチャック３にウエハＷを保持させる。ブラシ２１が退避位置にあるときには、ブラシ２１の乾燥防止のため、ブラシ２１に対して洗浄液が供給される。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、ブラシ支持部材２２とともにブラシ２１を回転させる。
【００３５】
次いで、回動機構４２により回動アーム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の端面に所定の押しつけ力により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の裏面周縁部に所定の押しつけ力に押しつけ、ブラシ洗浄を開始する。
【００３６】
この場合に、ウエハＷの形状および付着物の付着状態等を考慮してブラシ２１として適切なものを用いる。すなわち、ウエハＷの周縁部においては、ウエハＷの形状や付着状況が径方向に異なっており、ウエハＷの周縁部の径方向に沿って洗浄力を調整する必要がある。そのため、周縁部洗浄部２１ｃは径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を設け、ウエハＷ周縁部においてその径方向の洗浄力を調整する。例えば、ウエハＷの周縁部には図１２に示すようにベベルＢが形成されており、その部分の裏面側では端面に行くに従って上昇するように傾斜しているから、ウエハＷの裏面周縁部の洗浄においてその端面近傍ではブラシ２１の圧力がかかりにくい。このため、周縁部洗浄部２１ｃの径方向内側、つまりウエハＷの端面側にいくに従って洗浄力が高くなるように周縁部洗浄部２１ｃの状態を変化させることが有効である。
【００３７】
図４に示す例では、周縁部洗浄部２１ｃの全体をスポンジ状樹脂で構成し、径方向内側にいくに従って高さが高くなるようにして、全体を状態変化部分５２としたので、ブラシ２１の圧力がかかりにくく洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させてウエハＷ裏面周縁部を効果的に洗浄することができる。なお、周縁部洗浄部２１ｃの一部が状態変化部分５２であってもよい。
【００３８】
図５に示す例では、周縁部洗浄部２１ｃが径方向で高さは同じであるが、内側にいくに従って硬くなる、または材質が変化するようにして、全体を状態変化部分５２としたので、同様に、洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。なお、この場合にも、周縁部洗浄部２１ｃの一部が状態変化部分５２であってもよい。
【００３９】
図６に示す例では、周縁部洗浄部２１ｃを径方向で形状が異なる、具体的には、内側にいくに従って表面の突起５３の数が多くなるようにして、全体を状態変化部分５２としたので、この場合にも、洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。この場合にも、周縁部洗浄部２１ｃの一部が状態変化部分５２であってもよい。
【００４０】
図７の例では、周縁部洗浄部２１ｃの径方向に沿って複数（図では３個）の３個のブラシエリア５４ａ、５４ｂ，５４ｃに分割し、例えばこれらの高さを異ならせて状態変化部分５２を形成したので、洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。複数のブラシエリアの高さを変える他、他の状態、例えば形状、硬さ、材質等を異ならせても、さらに高さ、形状、硬さおよび材質の２つ以上を異ならせても、同様の効果を得ることができる。また、このように分割することにより、これら分割部分をブラシ支持部材２３に接着すればよく、細かい加工が困難であるスポンジ状樹脂を細かく加工することなく所望の形状を得ることができる。この場合には、状態変化部分５２は周縁部洗浄部２１ｃの一部であってもよいし、周縁部洗浄部２１ｃの全部であってもよい。
【００４１】
図８の例では、歯ブラシのような毛の集合体５５で状態変化部分５２を構成し、径方向に沿って毛の高さ（図８（ａ））や、毛の密度（図８（ｂ））を異ならせたので、具体的には（ａ）の場合には内側にいくほど毛の高さが高くなるようにし、（ｂ）の場合には内側に行くほど毛の密度が高くなるようにしたので、やはり洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。この場合にも、状態変化部分５２は周縁部洗浄部２１ｃの一部であってもよいし、周縁部洗浄部２１ｃの全部であってもよい。なお、径方向に沿って毛の太さや毛の材質を異ならせることによっても、径方向で洗浄力を異ならせることができ、効果的な洗浄を実現することができる。
【００４２】
図９の例では、周縁部洗浄部２１ｃを周方向に沿って複数のブラシ部５６に分割し、隣接するブラシ部間で状態を異ならせ、これら複数のブラシ部５６のうち少なくとも１つを前記状態変化部５２として機能させるようにしており、具体的には、スポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６と歯ブラシのような毛の集合体５８からなるブラシ部５６とを交互に配列し、例えばスポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６を状態変化部５２として機能させるようにしたので、状態変化部５２の機能により、例えば洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。また、このように形態および材質が互いに異なるブラシ部５６を周方向に交互に配置したので、ウエハＷの被洗浄部分にこれらが交互に当たり、周縁部全体の洗浄力を上昇させることができる。
【００４３】
図１０の例では、同様に周縁部洗浄部２１ｃを周方向に沿って複数のブラシ部５６に分割し、ブラシ部５６を全てスポンジ状樹脂として、高さ、形状、硬さ、および材質のうち少なくとも１つが異なる第１樹脂５７ａと第２樹脂５７ｂとを交互に配置し、いずれか一方、例えば第１樹脂５７ａを配したブラシ部５６を状態変化部５２として機能させたので、この部分により、例えば洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。また、このように高さ、形状、硬さ、および材質のうち少なくとも１つが異なる第１樹脂５７ａと第２樹脂５７ｂを周方向に交互に配置したので、ウエハＷの被洗浄部分にこれらが交互に当たり、周縁部全体の洗浄力を上昇させることができる。
【００４４】
上記図９、１０の例のように複数のブラシ部５６に分割する場合には、種々の材質および形状の小さなパーツを複数つくり、これをブラシ支持部材２３に接着すればよいので作製が容易である。
【００４５】
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、上部を端面洗浄部とし、下部を周縁部洗浄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する例を示したが、図１３に示すように、上部を周縁部洗浄部２１ｃ′とし、下部を端面洗浄部２１ｂ′としたブラシ２１′を用い、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。
【００４６】
また、図１４に示すように、円板状のブラシ２１″を用い、（ａ）に示すようにその上面でウエハＷの裏面周縁部を洗浄するようにしてもよく、（ｂ）に示すようにその下面でウエハＷの裏面洗浄部を洗浄するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、ウエハのベベルを効果的に洗浄できるような洗浄力分布を形成する例を示したが、これに限らず、ウエハ周縁部の径方向において要求される洗浄力分布に応じて種々の状態分布をとることができる。
【００４８】
さらにまた、ブラシの形態は上記実施形態に限らず、必要に応じて他の種々の形態をとることができる。
【００４９】
さらにまた、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。
【００５０】
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】
【００５１】
【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支持部材の一例を拡大して示す断面図。
【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支持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支持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支持部材のさらにまた他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洗浄機構のブラシおよびブラシ支持部材の別の例を拡大して示す断面図。
【図９】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支持部材のさらに別の例を拡大して示す断面図。
【図１０】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支持部材のさらにまた別の例を拡大して示す断面図。
【図１１】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１２】基板として用いるウエハのベベルを拡大して示す模式図。
【図１３】ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。
【図１４】ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００５２】
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′、２１″；ブラシ
２１ａ；ブラシ支持軸
２１ｂ、２１ｂ′；端面洗浄部
２１ｃ、２１ｃ′；周縁部洗浄部
２２；回転支持部材
２３；ブラシ支持部材
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
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の周縁部をブラシ洗浄する基板洗浄装置に関する。
【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、基板周縁部には、強固に付着している付着物も存在し、また、半導体ウエハでは周縁部にはベベルが形成されており、周縁部の状態が径方向で異なる結果、必要となるブラシによる洗浄力が径方向で異なることから、単にスポンジ状ブラシを当接させただけでは付着物を効果的に除去することが困難である。
【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、基板の周縁部に付着した付着物を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、本発明は、基板の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、洗浄時に基板の周縁部に接触する周縁部洗浄部を有するブラシと、前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつける押しつけ機構とを有する洗浄機構とを具備し、前記周縁部洗浄部は、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を有することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【０００７】
上記基板洗浄装置において、前記状態変化部分は、径方向に沿って、高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが変化している構成とすることができる。また、前記状態変化部分は、径方向に沿って複数の部分に分割されており、隣接する部分間で高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが異なっている構成とすることができる。
【０００８】
さらに、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さらに有し、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転しつつ前記押しつけ機構により前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつけて基板の周縁部を洗浄するようにすることができる。この場合に、前記周縁部洗浄部は、周方向に沿って複数のブラシ部に分割されており、隣接するブラシ部間で状態が異なっており、これら複数のブラシ部のうち少なくとも１つが前記状態変化部である構成とすることができる。
【０００９】
さらにまた、前記周縁部洗浄部は、ブラシ支持部材に支持された構成することができる。
【００１０】
さらに、前記ブラシは、前記周縁部洗浄部と同軸状にかつ一体的に設けられ、基板の端面に接触する端面洗浄部を有する構成とすることができる。この場合に、前記端面洗浄部は、スポンジ状樹脂からなるものとすることができる。また、この場合には、前記押しつけ機構は、前記端面洗浄部を基板端面に押しつけるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板の周縁部にブラシを接触させて洗浄する際に、ブラシの周縁洗浄部を、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化するようにしたので、半導体ウエハのベベルのような径方向で状態が異なるような場合であっても、付着物を効果的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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の周縁部をブラシ洗浄する洗浄機構２０とを有している。
【００１５】
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。
【００１６】
洗浄機構２０は、ウエハＷの周縁部および端面を洗浄するためのブラシ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２１はその下方からブラシ支持部材２３により支持されている。
【００１７】
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、その下端部中央にブラシ取り付け部２４が設けられている。このブラシ取り付け部２４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が取り付けられている。ブラシ支持軸２１ａの下端はブラシ支持部材２３の中央に固定されている。ブラシ取り付け部２４に対してブラシ支持軸２１ａは着脱自在となっている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。つまり、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。そして、回動機構４２により回動アーム２５を回動させ、昇降機構４５により回動アーム２５を昇降させることにより、ブラシ２１をウエハＷの周縁部に所望の押しつけ力で押しつけるようになっている。すなわち、回動機構４２および昇降機構４５はブラシ２１の押しつけ機構として機能する。
【００２１】
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、円筒状をなす小径の端面洗浄部２１ｂと、端面洗浄部２１ｂの下方に一体的に設けられた円筒状をなす大径の周縁部洗浄部２１ｃとを有している。すなわち、端面洗浄部２１ｂの周面がウエハＷの端面に接触してウエハＷの端面が洗浄され、周縁部洗浄部２１ｃの上面がウエハＷの裏面周縁部に接触してウエハＷの裏面周縁部が洗浄される。
【００２２】
周縁部洗浄部２１ｃは径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を有する。図４の例では、周縁部洗浄部２１ｃの全体が、スポンジ状樹脂からなり、径方向内側にいくに従って高さが高くなるように構成された状態変化部分５２であり、これにより、ウエハＷの端面側にいくほど洗浄力を上昇させることができる。
【００２３】
また、ブラシ２１としては、図５に示すように、周縁部洗浄部２１ｃが径方向で高さは同じであるが、内側にいくに従って硬くなる、または材質が変化するといったことでも状態変化部分５２を構成することができ、これによりウエハＷの端面側にいくほど洗浄力を上昇させることができる。
【００２４】
さらに、ブラシ２１として、周縁部洗浄部２１ｃが径方向で形状が異なる、例えば図６に示すように、内側にいくに従って表面の突起５３の数が多くなるような状態変化部分５２を形成してもよく、この場合にもウエハＷの端面側にいくほど洗浄力を上昇させることができる。
【００２５】
また、図７に示すように、状態変化部分５２は、径方向に沿って複数のブラシエリア（ここでは３個のブラシエリア５４ａ、５４ｂ，５４ｃ）に分割し、例えばこれらの高さを異ならせてもよい。もちろん、複数のブラシエリアは他の状態、例えば形状、硬さ、材質等を異ならせてもよい。また、高さ、形状、硬さおよび材質の２つ以上を異ならせてもよい。
【００２６】
さらに、図８に示すように、状態変化部分５２を歯ブラシのような毛の集合体５５で構成し、径方向に沿って毛の高さ（図８（ａ））や、毛の密度（図８（ｂ））を異ならせてもよい。また、径方向に沿って毛の太さや毛の材質を異ならせることもできる。
【００２７】
さらに、図９に示すように、周縁部洗浄部２１ｃを周方向に沿って複数のブラシ部５６に分割し、隣接するブラシ部間で状態を異ならせ、これら複数のブラシ部５６のうち少なくとも１つを前記状態変化部５２として機能させることもできる。例えばこの図に示すように、スポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６と歯ブラシのような毛の集合体５８からなるブラシ部５６とを交互に配列し、例えばスポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることができる。もちろん、毛の集合体５８からなるブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることもできる。
【００２８】
また、図１０に示すように、ブラシ部５６を全てスポンジ状樹脂として、高さ、形状、硬さ、および材質のうち少なくとも１つが異なる第１樹脂５７ａと第２樹脂５７ｂとを交互に配置し、例えば第１樹脂５７ａを配したブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることができる。もちろん、第２樹脂５７ｂを配したブラシ部５６の一部または全部を状態変化部５２として機能させることもできる。
【００２９】
ブラシ２１はブラシ支持部材２３に接着剤で接着させることができ、図７〜１０に示す例のように、ブラシ２１の周縁部洗浄部２１ｃが複数の部分に分割されている場合には、これら分割されたものをブラシ支持部材２３に接着剤で直接接着するようにすることができる。ブラシ２１のブラシ支持部材２３への取り付け方法は、接着の他、溶着、溶接、圧入等の種々の方法を採用することができる。
【００３０】
なお、ブラシ２１の端面洗浄部２１ｂは、スポンジ状樹脂で構成される。
【００３１】
ブラシ２１の端面洗浄部２１ｂおよび周縁部洗浄部２１ｃに使用されるスポンジ状の樹脂としては、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、周縁部洗浄部２１ｃに用いた歯ブラシ状の毛の集合体を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）を好適に用いることができる。ブラシ支持部材２３も樹脂で構成することが好ましく、ブラシ２１の変形を防ぐ役割を持たせる観点から硬質樹脂、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）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）等が好ましい。
【００３２】
制御部３０は、図１１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、ウエハ洗浄装置１の各構成部、例えばモーター４、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、所定のブラシ２１を回転支持部材２２に取り付ける。そして、ブラシ２１をウエハＷの外側で退避させた状態でチャンバ２にウエハＷを搬入し、スピンチャック３にウエハＷを保持させる。ブラシ２１が退避位置にあるときには、ブラシ２１の乾燥防止のため、ブラシ２１に対して洗浄液が供給される。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、ブラシ支持部材２２とともにブラシ２１を回転させる。
【００３５】
次いで、回動機構４２により回動アーム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の端面に所定の押しつけ力により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の裏面周縁部に所定の押しつけ力に押しつけ、ブラシ洗浄を開始する。
【００３６】
この場合に、ウエハＷの形状および付着物の付着状態等を考慮してブラシ２１として適切なものを用いる。すなわち、ウエハＷの周縁部においては、ウエハＷの形状や付着状況が径方向に異なっており、ウエハＷの周縁部の径方向に沿って洗浄力を調整する必要がある。そのため、周縁部洗浄部２１ｃは径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を設け、ウエハＷ周縁部においてその径方向の洗浄力を調整する。例えば、ウエハＷの周縁部には図１２に示すようにベベルＢが形成されており、その部分の裏面側では端面に行くに従って上昇するように傾斜しているから、ウエハＷの裏面周縁部の洗浄においてその端面近傍ではブラシ２１の圧力がかかりにくい。このため、周縁部洗浄部２１ｃの径方向内側、つまりウエハＷの端面側にいくに従って洗浄力が高くなるように周縁部洗浄部２１ｃの状態を変化させることが有効である。
【００３７】
図４に示す例では、周縁部洗浄部２１ｃの全体をスポンジ状樹脂で構成し、径方向内側にいくに従って高さが高くなるようにして、全体を状態変化部分５２としたので、ブラシ２１の圧力がかかりにくく洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させてウエハＷ裏面周縁部を効果的に洗浄することができる。なお、周縁部洗浄部２１ｃの一部が状態変化部分５２であってもよい。
【００３８】
図５に示す例では、周縁部洗浄部２１ｃが径方向で高さは同じであるが、内側にいくに従って硬くなる、または材質が変化するようにして、全体を状態変化部分５２としたので、同様に、洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。なお、この場合にも、周縁部洗浄部２１ｃの一部が状態変化部分５２であってもよい。
【００３９】
図６に示す例では、周縁部洗浄部２１ｃを径方向で形状が異なる、具体的には、内側にいくに従って表面の突起５３の数が多くなるようにして、全体を状態変化部分５２としたので、この場合にも、洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。この場合にも、周縁部洗浄部２１ｃの一部が状態変化部分５２であってもよい。
【００４０】
図７の例では、周縁部洗浄部２１ｃの径方向に沿って複数（図では３個）の３個のブラシエリア５４ａ、５４ｂ，５４ｃに分割し、例えばこれらの高さを異ならせて状態変化部分５２を形成したので、洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。複数のブラシエリアの高さを変える他、他の状態、例えば形状、硬さ、材質等を異ならせても、さらに高さ、形状、硬さおよび材質の２つ以上を異ならせても、同様の効果を得ることができる。また、このように分割することにより、これら分割部分をブラシ支持部材２３に接着すればよく、細かい加工が困難であるスポンジ状樹脂を細かく加工することなく所望の形状を得ることができる。この場合には、状態変化部分５２は周縁部洗浄部２１ｃの一部であってもよいし、周縁部洗浄部２１ｃの全部であってもよい。
【００４１】
図８の例では、歯ブラシのような毛の集合体５５で状態変化部分５２を構成し、径方向に沿って毛の高さ（図８（ａ））や、毛の密度（図８（ｂ））を異ならせたので、具体的には（ａ）の場合には内側にいくほど毛の高さが高くなるようにし、（ｂ）の場合には内側に行くほど毛の密度が高くなるようにしたので、やはり洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。この場合にも、状態変化部分５２は周縁部洗浄部２１ｃの一部であってもよいし、周縁部洗浄部２１ｃの全部であってもよい。なお、径方向に沿って毛の太さや毛の材質を異ならせることによっても、径方向で洗浄力を異ならせることができ、効果的な洗浄を実現することができる。
【００４２】
図９の例では、周縁部洗浄部２１ｃを周方向に沿って複数のブラシ部５６に分割し、隣接するブラシ部間で状態を異ならせ、これら複数のブラシ部５６のうち少なくとも１つを前記状態変化部５２として機能させるようにしており、具体的には、スポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６と歯ブラシのような毛の集合体５８からなるブラシ部５６とを交互に配列し、例えばスポンジ状樹脂５７からなるブラシ部５６を状態変化部５２として機能させるようにしたので、状態変化部５２の機能により、例えば洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。また、このように形態および材質が互いに異なるブラシ部５６を周方向に交互に配置したので、ウエハＷの被洗浄部分にこれらが交互に当たり、周縁部全体の洗浄力を上昇させることができる。
【００４３】
図１０の例では、同様に周縁部洗浄部２１ｃを周方向に沿って複数のブラシ部５６に分割し、ブラシ部５６を全てスポンジ状樹脂として、高さ、形状、硬さ、および材質のうち少なくとも１つが異なる第１樹脂５７ａと第２樹脂５７ｂとを交互に配置し、いずれか一方、例えば第１樹脂５７ａを配したブラシ部５６を状態変化部５２として機能させたので、この部分により、例えば洗浄しにくい状況にあるベベル部分の洗浄力を上昇させて効果的に洗浄を行うことができる。また、このように高さ、形状、硬さ、および材質のうち少なくとも１つが異なる第１樹脂５７ａと第２樹脂５７ｂを周方向に交互に配置したので、ウエハＷの被洗浄部分にこれらが交互に当たり、周縁部全体の洗浄力を上昇させることができる。
【００４４】
上記図９、１０の例のように複数のブラシ部５６に分割する場合には、種々の材質および形状の小さなパーツを複数つくり、これをブラシ支持部材２３に接着すればよいので作製が容易である。
【００４５】
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、上部を端面洗浄部とし、下部を周縁部洗浄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する例を示したが、図１３に示すように、上部を周縁部洗浄部２１ｃ′とし、下部を端面洗浄部２１ｂ′としたブラシ２１′を用い、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。
【００４６】
また、図１４に示すように、円板状のブラシ２１″を用い、（ａ）に示すようにその上面でウエハＷの裏面周縁部を洗浄するようにしてもよく、（ｂ）に示すようにその下面でウエハＷの裏面洗浄部を洗浄するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、ウエハのベベルを効果的に洗浄できるような洗浄力分布を形成する例を示したが、これに限らず、ウエハ周縁部の径方向において要求される洗浄力分布に応じて種々の状態分布をとることができる。
【００４８】
さらにまた、ブラシの形態は上記実施形態に限らず、必要に応じて他の種々の形態をとることができる。
【００４９】
さらにまた、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。
【００５０】
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】
【００５１】
【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支持部材の一例を拡大して示す断面図。
【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支持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支持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支持部材のさらにまた他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洗浄機構のブラシおよびブラシ支持部材の別の例を拡大して示す断面図。
【図９】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支持部材のさらに別の例を拡大して示す断面図。
【図１０】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支持部材のさらにまた別の例を拡大して示す断面図。
【図１１】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１２】基板として用いるウエハのベベルを拡大して示す模式図。
【図１３】ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。
【図１４】ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００５２】
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′、２１″；ブラシ
２１ａ；ブラシ支持軸
２１ｂ、２１ｂ′；端面洗浄部
２１ｃ、２１ｃ′；周縁部洗浄部
２２；回転支持部材
２３；ブラシ支持部材
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
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の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、
洗浄時に基板の周縁部に接触する周縁部洗浄部を有するブラシと、前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつける押しつけ機構とを有する洗浄機構と
を具備し、
前記周縁部洗浄部は、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記状態変化部分は、径方向に沿って、高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが変化してい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】
前記状態変化部分は、径方向に沿って複数の部分に分割されており、隣接する部分間で高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが異なっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
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さらに有し、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転しつつ前記押しつけ機構により前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつけて基板の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３のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記周縁部洗浄部は、周方向に沿って複数のブラシ部に分割されており、隣接するブラシ部間で状態が異なっており、これら複数のブラシ部のうち少なくとも１つが前記状態変化部であることを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記周縁部洗浄部は、ブラシ支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記ブラシは、前記周縁部洗浄部と同軸状にかつ一体的に設けられ、基板の端面に接触する端面洗浄部を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】
前記端面洗浄部は、スポンジ状樹脂からな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】
前記押しつけ機構は、前記端面洗浄部を基板端面に押しつけることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１】
基板の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、
洗浄時に基板の周縁部に接触する周縁部洗浄部を有するブラシと、前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつける押しつけ機構とを有する洗浄機構と
を具備し、
前記周縁部洗浄部は、径方向で洗浄力分布が形成されるように径方向に沿って状態が変化している状態変化部分を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記状態変化部分は、径方向に沿って、高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが変化してい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】
前記状態変化部分は、径方向に沿って複数の部分に分割されており、隣接する部分間で高さ、形状、硬さ、および材質の少なくとも１つが異なっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
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さらに有し、前記ブラシ回転機構により前記ブラシを回転しつつ前記押しつけ機構により前記周縁部洗浄部を基板の周縁部に押しつけて基板の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３のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記周縁部洗浄部は、周方向に沿って複数のブラシ部に分割されており、隣接するブラシ部間で状態が異なっており、これら複数のブラシ部のうち少なくとも１つが前記状態変化部であることを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記周縁部洗浄部は、ブラシ支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記ブラシは、前記周縁部洗浄部と同軸状にかつ一体的に設けられ、基板の端面に接触する端面洗浄部を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】
前記端面洗浄部は、スポンジ状樹脂からな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】
前記押しつけ機構は、前記端面洗浄部を基板端面に押しつけることを特徴とする請求項７または請求項８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１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−３７３９（Ｐ２０１０−３７３９Ａ）
【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２００８−１５９０３４（Ｐ２００８−１５９０３４）
【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）】
[ Back to top ]