JP4976342B2

JP4976342B2 - 基板洗浄装置および基板洗浄方法、ならびに記憶媒体

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Publication number: JP4976342B2
Application number: JP2008159032A
Authority: JP
Inventors: 信彦毛利; 暁田中
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-06-18
Also published as: JP2010003737A

Description

本発明は、少なくとも基板の端面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。

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。

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）

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。
実開平５−７９９３９号公報特開２００７−１６５７９４号公報

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、少なくとも基板端面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。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板の少なくとも端面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、洗浄時に基板の少なくとも端面に当接される、スポンジ状樹脂からなるブラシを有する洗浄機構と、前記ブラシを圧縮するブラシ圧縮機構と、前記ブラシ圧縮機構による前記ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる初期状態での圧縮力と、前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる洗浄力が増加する圧縮力との間で、前記基板の洗浄中に連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を変化させて洗浄を制御することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。

また、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、前記ブラシは、圧縮されることにより前記接続面が変形し、その変形部分により基板の周縁部を局部的に洗浄することが可能であり、前記制御部は、前記ブラシ圧縮機構による圧縮力の変化により前記変形部分の位置を制御するようにすることができる。前記ブラシは、円筒状をなし、その外周面で基板の端面を洗浄するようなものであっても良い。

さらにまた、前記ブラシ圧縮機構は、前記ブラシを上下に狭時する一対の押圧部材と、前記押圧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。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し、前記ブラシ回転機構により回転された前記ブラシを、前記接離機構により前記基板回転機構により回転されている基板に接触させて、その状態で基板の少なくとも端面を洗浄する構成とすることができる。また、前記制御部は、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄した後、連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を上昇させて前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる基板の周縁部における洗浄部位を制御するようにもできる。また、前記ブラシの圧縮力を上昇させて洗浄を行った後、前記ブラシの圧縮力を低下させ、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄するようにすることもできる。

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少なくとも端面に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、前記ブラシは圧縮可能に設けられ、洗浄時に前記ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御しながら洗浄し、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる初期状態での圧縮力と、前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる洗浄力が増加する圧縮力との間で、前記基板の洗浄中に連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を変化させて洗浄することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。

本発明の第３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せつつ、回転されている基板の少なくとも端面に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、前記ブラシは圧縮可能に設けられ、基板の状態に応じて前記ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御し、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる初期状態での圧縮力と、前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる洗浄力が増加する圧縮力との間で、前記基板の洗浄中に連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を変化させて洗浄することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。

また、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、前記ブラシは、圧縮されることにより前記接続面が変形し、その変形部分により基板の周縁部を局部的に洗浄することが可能であり、前記ブラシに対する圧縮力を変化させることにより前記変形部分の位置を変化させて洗浄するようにすることができる。前記ブラシは円筒状をなし、その外周面で基板の端面を洗浄するものであってもよい。また、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄した後、連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を上昇させて前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる基板の周縁部における洗浄部位を制御することもできる。また、前記ブラシの圧縮力を上昇させて洗浄を行った後、前記ブラシの圧縮力を低下させ、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄するようにすることもできる。

本発明の第４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、上記第２の観点または第３の観点の基板洗浄方法が行われるようにコンピュータに前記基板洗浄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。

本発明によれば、少なくとも基板の端面に当接させてブラシ洗浄を行う際に、スポンジ状樹脂からなるブラシを用い、このブラシをブラシ圧縮機構により圧縮可能とし、ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御するので、ブラシ洗浄の最適化を図ることができ、少なくとも基板端面に付着した付着物の除去を効果的に行うことができる。

例えば、基板の洗浄中にブラシの圧縮力を変化させて洗浄を制御することにより、時間的な洗浄力の制御を行うことができる。具体的には、最初にブラシに圧縮力を与えずに、除去しやすい付着物を除去し、徐々に圧縮力を高めて洗浄力を高めていくことにより、より強固な付着物を除去するというような手法をとることが可能である。また、洗浄位置の制御を行うこともできる。具体的には、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するブラシを用い、ブラシ圧縮機構により前記大径部の接続面を変形させて、その変形部分により基板の周縁部を局部的に洗浄すれば、ブラシの圧縮力を変化させることにより、洗浄位置を制御して基板の周縁部に強固に付着している付着物を効果的に除去することができる。

また、基板の状態に応じてブラシの圧縮力を変化させてブラシによる洗浄を制御するようにすることもできる。具体的には、基板の種類や付着物の付き方等の基板の状態に応じてブラシの圧縮力を変化させ、洗浄を制御する。これにより、基板の状態に応じて適切にブラシ洗浄を行うことができる。

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。

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。

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。

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。

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を上下方向に押圧する一対の押圧部材２３ａ，２３ｂと、押圧部材２３ａ，２３ｂを介してブラシ２１に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。

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部材２１ａが接続されており、ブラシ支持部材２１ａの下端は下側の押圧部材２３ｂの中央に固定されている。また、上側の押圧部材２３ａは回転支持部材２２の下端面に固定され、ブラシ支持部材２１ａと上側の押圧部材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、下側の押圧部材２３ｂがブラシ支持部材２１ａとともに上昇し、上側の押圧部材２３ａと下側の押圧部材２３ｂに挟まれているブラシ２１は圧縮される。すなわち押圧部材２３ａ，２３ｂとシリンダ２４とがブラシ圧縮機構として機能する。なお、押圧部材２３ａ，２３ｂの両方を移動させてブラシ２１を圧縮してもよい。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。

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。

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。

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。

図４は、ブラシ２１を拡大して示す断面図であり、（ａ）は圧縮していない状態、（ｂ）は圧縮した状態を示す。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。（ｂ）に示すようにブラシ２１を押圧部材２３ａ，２３ｂにより押圧して圧縮していくことによりブラシ２１の硬度が上昇し、洗浄力を上昇させることができる。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、ブラシ支持部材２１ａおよび押圧部材２３ａ，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。

制御部３０は、図５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。

本実施形態においては、制御部３０の機能のうち、ブラシ２１に対する圧縮力を変化させてウエハＷの洗浄を制御する機能が特に重要である。すなわち、記憶部６３に記憶されている処理レシピに基づいて、コントローラ６１からシリンダ２４に指令を送り、押圧部材２３ａ，２３ｂによるブラシ２１の圧縮力を変化させ、ウエハＷの洗浄を制御する。具体的には、洗浄中にリアルタイムでブラシの圧縮力を変化させてウエハＷの洗浄を制御することもできるし、ウエハＷの状態に関する情報を把握し、その情報に基づいて、その状態に応じてブラシ２１の圧縮力を所望の値にしてウエハＷの洗浄を制御するようにすることもできる。

次に、このようなウエハ洗浄装置１によるウエハＷの洗浄方法について説明する。

まず、第１の方法について説明する。
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。この際、ブラシ２１は待機位置で乾燥防止のため洗浄液を供給された状態で待機している。次いで、シリンダ２４による押圧部材２３ａ，２３ｂを介してのブラシ２１の圧縮状態を処理レシピに基づいた所定の初期状態とする。

このようにブラシ２１を初期状態とした後、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、表面側洗浄液ノズル１１ａおよび裏面側洗浄液ノズル１１ｂ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。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。

このような洗浄処理の最中に、処理レシピに基づいて、シリンダ２４によるブラシ２１の圧縮力を変化させる。ブラシ２１は、洗浄液が供給されて膨潤した状態で圧縮力が付与されると、圧縮力が増加するに従ってブラシ２１の硬度が上昇し、洗浄力が高まる。反面、ブラシ２１の硬度が高まると弾力が低下するため、ブラシ２１がウエハＷの端面および裏面周縁部を全体的に洗浄する効果は低下していく。つまり、全体的に洗浄する効果はブラシ２１に圧縮力を付与しないほうが高い。このような特性に基づいて、例えば、初期状態ではブラシ２１に圧縮力を付与しないか、または圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、ブラシ２１が洗浄液により膨潤した状態で、ウエハＷの端面および裏面周縁部を全体的に洗浄して付着力の弱い付着物を除去し、次いで、連続的にまたは段階的にブラシ２１の圧縮力を上昇してブラシ２１の硬度を増加させ、ブラシ２１による洗浄力を経時的に増加するように制御する。これにより付着力の強い付着物も除去されていき、ウエハＷの端面および裏面周縁部を効果的に洗浄することができる。また、このようにブラシ２１の圧縮力を上昇させて洗浄を行った後、圧縮力を低下させ、圧縮力を付与しないか、または圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与した状態とし、膨潤した状態のブラシ２１で洗浄することにより、再付着等で残存している付着物を全体的に除去することで、さらに洗浄効果が上昇する。

また、ブラシ２１を圧縮するとブラシ２１の硬度が上昇するとともに、図４（ｂ）に示すように、大径部２１ｃの上面が変形して突起部２１ｄが形成される。突起部２１ｄは狭い面積でウエハＷの裏面周縁部に接触するため、局部的に洗浄力を著しく上昇させることができる。すなわち、通常はブラシ２１が面状にウエハＷに接触するが、このように突起部２１ｄが形成することにより、ブラシ２１が線状に接触することになり、接触部分のブラシ圧力が非常に高いものとなる。この場合に、ブラシ２１の圧縮力を変化させることにより、図６に示すように、突起部２１ｄの当たるウエハＷの部位を変化させることができる。

以下、より詳細に説明する。図６（ａ）は比較的小さい圧縮力を与えた状態であり、ブラシ２１があまり潰れておらず、突起部２１ｄは小さくかつウエハＷの端面に近い位置に形成されている。圧縮力を増加させるにつれて、図６（ｂ）、（ｃ）とブラシ２１の潰れ度合いが大きくなり、それにともなって突起部２１ｄが大きくなり、かつウエハＷの中心側に移動していく。このようにしてブラシ２１の圧縮力を増加させるに従って、突起部２１ｄの位置を移動させることができる。つまり、洗浄処理中にブラシ２１の圧縮力を変化させることにより、ウエハＷの裏面周縁部における突起部２１ｄによる洗浄部位を制御することができ、これにより効果的な洗浄を行うことができる。

次に、第２の方法について説明する。
ここでは、洗浄しようとするウエハＷの状態に応じてブラシ２１の圧縮力を変化させて洗浄を行う。洗浄前のウエハＷの処理やウエハＷの種類等により洗浄対象のウエハＷの状態（除去すべき付着物の付着状態等）が異なっている。

そのため、第２の方法では、まず、洗浄対象のウエハＷの状態を予め制御部３０のコントローラ６１に設定するか、または、適宜の方法でその状態を把握してコントローラ６１にその情報を送る。次に、そのウエハＷの状態に適した洗浄状態が得られるようにシリンダ２４に指令を与えてブラシ２１を所定の圧縮力で圧縮する。ブラシ２１を圧縮する必要がないときは、圧縮することなく洗浄に供される。

このようにしてブラシ２１を所定の状態とした後、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。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。

このようにして、ウエハＷの状態に応じてブラシ２１の圧縮力を変化させ、洗浄力を制御するので、ウエハＷを適切に洗浄することができ、効果的な洗浄処理を実現することができる。

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７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、ウエハ端面と表面周縁部を洗浄することもできる。また、図８に示すように、ウエハＷの端面のみを洗浄する全体形状が円筒状のブラシ２１″を用いることもできる。

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。

さらに、ブラシの圧縮手法についても上記実施形態に限定されることなく種々の方法を採用することができる。

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。

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。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。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。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の圧縮していない状態および圧縮した状態を拡大して示す断面図。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。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に対する圧縮力を変化させた際の変形の状態を示す模式図。ブラシの他の構成例を拡大して示す断面図。ブラシのさらに他の構成例を拡大して示す断面図。

符号の説明

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
５；カップ
６；排気・排液管
７；搬入出口
１０；洗浄液供給機構
１１ａ；表面側洗浄液ノズル
１１ｂ；裏面側洗浄液ノズル
１２；洗浄液供給源
２０；洗浄機構
２１、２１′、２１″；ブラシ
２１ａ；ブラシ支持部材
２１ｂ、２１ｃ′；小径部
２１ｃ、２１ｂ′；大径部
２２；回転支持部材
２３ａ，２３ｂ；押圧部材
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）

Claims

基板の少なくとも端面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、
洗浄時に基板の少なくとも端面に当接される、スポンジ状樹脂からなるブラシを有する洗浄機構と、
前記ブラシを圧縮するブラシ圧縮機構と、
前記ブラシ圧縮機構による前記ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる初期状態での圧縮力と、前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる洗浄力が増加する圧縮力との間で、前記基板の洗浄中に連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を変化させて洗浄を制御することを特徴とする基板洗浄装置。
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。
前記ブラシは、圧縮されることにより前記接続面が変形し、その変形部分により基板の周縁部を局部的に洗浄することが可能であり、前記制御部は、前記ブラシ圧縮機構による圧縮力の変化により前記変形部分の位置を制御することを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
前記ブラシは、円筒状をなし、その外周面で基板の端面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。
前記ブラシ圧縮機構は、前記ブラシを上下に狭時する一対の押圧部材と、前記押圧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ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
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し、前記ブラシ回転機構により回転された前記ブラシを、前記接離機構により前記基板回転機構により回転されている基板に接触させて、その状態で基板の少なくとも端面を洗浄す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。
前記制御部は、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄した後、連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を上昇させて前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる基板の周縁部における洗浄部位を制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
前記ブラシの圧縮力を上昇させて洗浄を行った後、前記ブラシの圧縮力を低下させ、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
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少なくとも端面に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、
前記ブラシは圧縮可能に設けられ、洗浄時に前記ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御しながら洗浄し、
前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる初期状態での圧縮力と、前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる洗浄力が増加する圧縮力との間で、前記基板の洗浄中に連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を変化させて洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
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せつつ、回転されている基板の少なくとも端面に接触させて洗浄する基板洗浄方法であって、
前記ブラシは圧縮可能に設けられ、基板の状態に応じて前記ブラシの圧縮力を変化させて前記ブラシによる洗浄を制御し、
前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる初期状態での圧縮力と、前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる洗浄力が増加する圧縮力との間で、前記基板の洗浄中に連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を変化させて洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
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９または請求項１０に記載の基板洗浄方法。
前記ブラシは、圧縮されることにより前記接続面が変形し、その変形部分により基板の周縁部を局部的に洗浄することが可能であり、前記ブラシに対する圧縮力を変化させることにより前記変形部分の位置を変化させて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。
前記ブラシは円筒状をなし、その外周面で基板の端面を洗浄することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の基板洗浄方法。
前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄した後、連続的にまたは段階的に前記ブラシの圧縮力を上昇させて前記ブラシの硬度を増加させ、前記ブラシによる基板の周縁部における洗浄部位を制御することを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
前記ブラシの圧縮力を上昇させて洗浄を行った後、前記ブラシの圧縮力を低下させ、前記ブラシに圧縮力を付与しない、又は圧縮力を付与しない時と同程度の洗浄効果が得られる圧縮力を付与し、前記基板の端面および周縁部の全体を洗浄することを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
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９から請求項１５のいずれか一項に記載の基板洗浄方法が行われるようにコンピュータに前記基板洗浄装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。