JP5637974B2 - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ、フラットディスプレイ用のガラス基板（ＦＰＤ基板）、液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）及びその他の基板を洗浄する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。

半導体ウエハ等の基板を製造する工程（基板製造工程）においては、基板の表面を清浄な状態に保つことが必要である。このため、基板製造工程に含まれる製造プロセス及び処理プロセスに、基板の表面を洗浄するプロセスを含む場合がある。

また、基板製造工程において、基板処理の微細化のために液浸露光やダブルパターニングなどの処理を行なう場合には、基板の表面だけでなく裏面にも汚染物（パーティクルなど）が付着することがあった。このため、基板製造工程においては、基板の裏面も洗浄する必要がある。

特許文献１は、基板の裏面を保持する２つの基板保持手段（吸着パッド、スピンチャック）により、基板を保持する位置が重ならないようにしながら、２つの基板保持手段の間で基板を持ち替えることにより、基板の裏面の全域を洗浄することができる技術を開示している。

特許文献２は、基板を洗浄する洗浄手段（洗浄部材）を洗浄する洗浄バス部（ブラシ洗浄体）と、洗浄手段を基板と洗浄バス部との間で移動することができる移動手段とにより、一定期間基板を洗浄したことによって汚染された洗浄手段を洗浄することができる技術を開示している。

特開２００８−１７７５４１号公報 特開２００９−２２４３８３号公報

基板を保持する基板保持手段及び基板を洗浄する洗浄手段は、一定期間使用すると、基板に付着していた汚染物により汚染される。このため、基板洗浄装置は、基板保持手段等を洗浄する必要がある。

特許文献１に開示されている技術では、ダミーウエハ（基板保持手段及び洗浄手段を洗浄するための洗浄用基板）を用いて、基板を洗浄する動作と同様の動作をすることにより、基板保持手段等を洗浄することができる。しかし、基板保持手段等を洗浄するために基板製造工程を一時中断することになり、基板製造工程の生産性が低下する場合があった。また、基板を洗浄する動作を実施して、ダミーウエハにより基板保持手段等を洗浄するため、短時間で効率的に基板保持手段等を洗浄することができない場合があった。

特許文献２に開示されている技術では、洗浄手段を洗浄バス部に移動することによって洗浄手段を洗浄することはできるが、基板保持手段を洗浄するができない。

本発明は、このような事情の下に為され、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置及び基板洗浄方法であって、基板を保持する基板保持手段を洗浄することができる基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを課題とする。

本発明の一の態様によれば、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置であって、前記基板の裏面を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段により保持された基板の裏面を洗浄する第１の洗浄手段と、前記基板と接触する前記基板保持手段の接触面を洗浄する第２の洗浄手段とを有し、前記第１の洗浄手段と前記第２の洗浄手段とは、一つの洗浄支持部材に固定されることを特徴とする基板洗浄装置が提供される。

本発明のその他の態様によれば、基板保持手段を基板の裏面に接触させて、前記基板保持手段により前記基板を略水平に保持する基板保持工程と、第１の洗浄手段により前記基板の裏面を洗浄する基板洗浄工程と、第２の洗浄手段により前記基板の裏面と接触する前記基板保持手段の接触面を洗浄する基板保持手段洗浄工程と、前記第１の洗浄手段及び前記第２の洗浄手段を洗浄バス部で洗浄する洗浄手段洗浄工程とを有することを特徴とする基板洗浄方法が提供される。

本発明によれば、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を保持する基板保持手段を洗浄することができる。

本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の概略斜視図である。 本実施形態に係るブラシ部を説明する拡大図である。 本実施形態に係る洗浄バス部を説明する拡大図である。 本実施形態に係る基板洗浄装置において、第２の基板保持手段（吸着パッド）を洗浄するときの洗浄部の配置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板洗浄装置において、基板の裏面及びブラシ部を洗浄するときの洗浄部の配置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板洗浄装置において、基板の裏面、第２の基板保持手段（吸着パッド）及びブラシ部を洗浄する動作を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板洗浄装置において、ブラシ部の例を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板洗浄装置において、洗浄液供給系の一例を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板洗浄装置において、ブラシ部のその他の例を説明する説明図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としていない。したがって、図面の中の具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

（基板洗浄装置の構成）
本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を、図１〜図５を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１００の概略斜視図を示す。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１００は、基板Ｗを保持して、基板Ｗの裏面を洗浄する装置である。基板洗浄装置１００は、本実施形態では、基板Ｗを水平に保持する基板保持部１０と、基板保持部１０に保持された基板Ｗを洗浄する洗浄部２０と、基板洗浄装置１００の各構成をその内部に納めることができる筐体部３０と、保持している基板Ｗ及び洗浄部２０を移動することができる駆動部４０とを有する。

ここで、洗浄する基板Ｗは、例えばシリコンからなる半導体ウエハ、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板（ＦＰＤ基板）若しくは液晶ディスプレイ用ガラス基板（ＬＣＤ基板）又はその他の基板であってもよい。

基板保持部１０は、基板Ｗの裏面の一部に接触することにより基板Ｗを保持する。基板保持部１０は、本実施形態では、第１の基板保持手段として基板Ｗの裏面の第１の領域に接触して基板Ｗを保持するスピンチャック１１と、第２の基板保持手段として基板Ｗの裏面の第２の領域に接触して基板Ｗを保持する吸着パッド１２と、基板Ｗの裏面を３本のピンで支持する支持ピン１３とを有する。基板保持部１０は、スピンチャック１１、吸着パッド１２及び／又は支持ピン１３により、基板Ｗを保持することができる。ここで、第１の領域と第２の領域とは、基板Ｗの裏面において、夫々重複しない領域である。また、以後の説明において、第１の領域とは円形形状の基板Ｗの裏面の中心部とする。第２の領域とは円形形状の基板Ｗの裏面の外周部の一部とする。

スピンチャック１１は、第１の領域を下方から支持する略円柱形状の吸着手段（チャック）である。基板Ｗの裏面と接するスピンチャック１１の円形端面は、吸引管（不図示）に接続された吸着孔１１ａにより、基板Ｗの裏面を吸着しながら固定する保持機能（真空チャック機能）を備える。スピンチャック１１は、本実施形態では、後述する吸着パッド１２の２つの吸着部１２ｐの中間に設置されている。すなわち、スピンチャック１１及び吸着パッド１２は、基板Ｗの裏面の各々異なる領域（第１の領域及び第２の領域）を吸着して、基板Ｗを保持することができる。

また、スピンチャック１１は、基板Ｗを回転可能及び昇降可能に保持する。具体的には、スピンチャック１１は、後述する駆動部４０の回転機構（スピンチャックモータ）４４Ｍの駆動により、吸着孔１１ａの吸引力によってスピンチャック１１に保持（固定）した基板Ｗを第１の領域を回転中心に回転することができる。また、スピンチャック１１は、図示しない昇降機構により、スピンチャック１１に保持された基板Ｗを鉛直方向に移動（昇降）させることができる。

吸着パッド１２は、第２の領域を下方から支持する吸着手段（チャック）である。吸着パッド１２は、本実施形態では、２つの吸着部１２ｐを有する。２つの吸着部１２ｐは、略矩形形状の吸着面（基板Ｗを載置できる表面）を有する。また、２つの吸着部１２ｐは、その吸着面に形成された吸着孔１２ａにより、基板Ｗの裏面を吸着しながら固定する保持機能（真空チャック機能）を備える。これにより、２つの吸着部１２ｐは、基板Ｗの裏面の外周部の対向する二箇所（第２の領域）において、基板Ｗの外縁形状と略平行に接触することにより、基板Ｗを載置することができる。このとき、２つの吸着パッド１２ｐは、吸着孔１２ａの吸引力により、基板Ｗの裏面の外周部を吸着して、基板Ｗを保持することができる。

支持ピン１３は、３本の支持ピンで基板Ｗを支持するものである。３本の支持ピンは、スピンチャック１１の周囲に配置（立設）されている。支持ピン１３は、本実施形態では、図示しない昇降機構により、３本の支持ピンで略水平に支持した基板Ｗを鉛直方向に移動（昇降）させることができる。これにより、支持ピン１３は、外部の搬送手段（不図示）との協働作用によって、その搬送手段と吸着パッド１２との間で基板Ｗを受け渡しすることができる。

洗浄部２０は、基板保持部１０に保持された基板Ｗを洗浄する。洗浄部２０は、本実施形態では、基板Ｗの裏面及び吸着パッド１２の吸着面を洗浄するブラシ部２１と、ブラシ部２１を洗浄する洗浄バス部２２とを有する。洗浄部２０は、ブラシ部２１（後述する図２の上部ブラシ部材２１ｕｐ）を基板Ｗの裏面に接触させ、その裏面を洗浄することができる。また、洗浄部２０は、ブラシ部２１（後述する図２の下部ブラシ部材２１ｄｗ）を吸着パッド１２に接触させ、吸着パッド１２を洗浄することができる。更に、洗浄部２０は、ブラシ部２１を後述する洗浄バス部２２（図３参照）に収容し、ブラシ部２１（上部ブラシ部材２１ｕｐ及び下部ブラシ部材２１ｄｗ）を洗浄することができる。

ブラシ部２１は、後述する上部ブラシ部材２１ｕｐ等を基板Ｗの裏面又は吸着パッド１２の吸着面に押圧した（押し付けた）状態で、両者の相対的な位置関係を変化させることにより、基板Ｗの裏面等を洗浄する。ブラシ部２１の構成を、図２を用いて具体的に説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施形態に係るブラシ部２１の斜視図及び断面図を示す。

図２（ａ）に示すように、ブラシ部２１は、本実施形態では、第１の洗浄手段（第１のブラシ部材）として基板Ｗの裏面を洗浄する上部ブラシ部材２１ｕｐと、第２の洗浄手段（第２のブラシ部材）として吸着パッド１２を洗浄する下部ブラシ部材２１ｄｗと、上部ブラシ部材２１ｕｐ及び下部ブラシ部材２１ｄｗを搭載する洗浄支持部材２１ｓｐとを有する。

上部ブラシ部材２１ｕｐ及び下部ブラシ部材２１ｄｗは、多数のプラスチック繊維を円柱状に束ねた部材である。上部ブラシ部材２１ｕｐは、洗浄支持部材２１ｓｐの先端の端面が上方を向いた状態で、その端面（一方の表面）に固定されている。また、下部ブラシ部材２１ｄｗは、上部ブラシ部材２１ｕｐが固定された洗浄支持部材２１ｓｐの先端の端面の反対側の側面（他方の表面）に固定されている。更に、ブラシ部２１は、図示しない回転手段により、洗浄支持部材２１ｓｐを回転することによって、上部ブラシ部材２１ｕｐ等を上部ブラシ部材２１ｕｐ等の周方向に回転することができる。

ここで、上部ブラシ部材２１ｕｐは、洗浄する基板の形状に対応した形状とすることができる。また、上部ブラシ部材２１ｕｐは、洗浄する基板の材質に対応した材質又はその繊維の密集度とすることができる。下部ブラシ部材２１ｄｗも、同様に、洗浄する吸着パッド１２の形状又は材質に対応した形状、材質又はその繊維の密集度とすることができる。更に、上部ブラシ部材２１ｕｐ等は、プラスチック繊維若しくはその他合成樹脂（塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など）の繊維を束ねたもの又は多孔質で伸縮性のある円柱形状の合成樹脂スポンジ、ウレタンスポンジ若しくはその他スポンジを用いることができる。

以上より、本実施形態に係るブラシ部２１は、上部ブラシ部材２１ｕｐ及び下部ブラシ部材２１ｄｗを後述する洗浄支持部材２１ｓｐの対応する２つの表面（一方の表面と他方の表面）に搭載することができるので、２つのブラシ部材を搭載することによるブラシ部２１及び洗浄支持部材２１ｓｐの体積の増加を低減し、ブラシ部２１及び洗浄支持部材２１ｓｐの省スペース化を図ることができる。

洗浄支持部材２１ｓｐは、図１に示すように、長手方向に複数の屈曲部を有する矩形断面形状の部材である。洗浄支持部材２１ｓｐは、その一端に上部ブラシ部材２１ｕｐ等を保持する。また、洗浄支持部材２１ｓｐは、その他端に連結した後述する駆動部４０（図４の回転機構４１Ｍ）の駆動により、保持した上部ブラシ部材２１ｕｐ等を回転移動することができる。ブラシ部２１の配置（移動した上部ブラシ部材２１ｕｐ等）は、後述する図４及び図５で説明する。

なお、上部ブラシ部材２１ｕｐ等は洗浄支持部材２１ｓｐに着脱可能に固定することができる。このため、洗浄部２０は、所定期間使用した上部ブラシ部材２１ｕｐ等を交換することができる。

洗浄バス部２２は、上部ブラシ部材２１ｕｐ等を後述する上部バス基板２２ｕｐ（図３参照）等に押圧した状態で、両者の相対的な位置関係を変化させることにより、上部ブラシ部材２１ｕｐ等を洗浄する。洗浄バス部２２の構成を、図３を用いて具体的に説明する。図３（ａ）は、本実施形態に係る洗浄バス部２２の斜視図を示す。図３（ｂ）は、ブラシ部２１を収容（遊挿）した洗浄バス部２２の断面図を示す。

図３（ａ）に示すように、洗浄バス部２２は、本実施形態では、外形が略円柱形状（ブラシ部２１の円形断面の直径より大きい直径の略円柱形状）であり、その外形の底部に洗浄支持部材２１ｓｐを挿入することができる切り欠き部を有する。洗浄バス部２２は、その切り欠き部に洗浄支持部材２１ｓｐを挿入することで、ブラシ部２１を収容することができる。また、洗浄バス部２２は、本実施形態では、第１の洗浄バスとして上部ブラシ部材２１ｕｐを洗浄する円柱形状の上部バス基板２２ｕｐと、第２の洗浄バスとして下部ブラシ部材２１ｄｗを洗浄する切り欠き部を有する略円柱形状の下部バス基板２２ｄｗとを有する。

図３（ｂ）に示すように、洗浄バス部２２は、その略円柱形状の中心軸が上部ブラシ部材２１ｕｐ等の中心軸とほぼ同じ位置となるようにブラシ部２１を挿入することができる。これにより、洗浄バス部２２は、ブラシ部２１をその内部に収容する。このとき、洗浄バス部２２は、上部ブラシ部材２１ｕｐを上部バス基板２２ｕｐに押圧した状態で、両者の相対的な位置関係を変化させることにより、上部ブラシ部材２１ｕｐを洗浄することができる。また、洗浄バス部２２は、同様に、下部ブラシ部材２１ｄｗを下部バス基板２２ｄｗにより洗浄することができる。ここで、上部バス基板２２ｕｐ及び下部バス基板２２ｄｗは、石英ガラスのガラス基板を用いることができる。

なお、上部ブラシ部材２１ｕｐ等を回転させながら上部バス基板２２ｕｐ等に押圧してもよい。また、上部ブラシ部材２１ｕｐ等に洗浄液等を供給してもよい。更に、上部ブラシ部材２１ｕｐ等に紫外線を照射してもよい。これらにより、洗浄バス部２２の上部ブラシ部材２１ｕｐ等に対する洗浄効果を高めることができる。

筐体部３０は、図１に示すように、細長い棒状で矩形断面形状の２本の第１の橋桁３１ａ及び２本の第２の橋桁３１ｂと、吸着パッド１２を支持する細長い棒状のパッド支持片３１ｐと、洗浄バス部２２を搭載する細長い棒状で矩形断面形状の２本の洗浄バス支持片３１ｑと、その中央部に洗浄する基板Ｗの直径より大きい直径の円形の開口部３２ｕｐａを有する環状のアッパーカップ３２ｕｐと、その上部が開口した４つの側壁を備える箱状のアンダーカップ３２ｕｄとを含む。

２本の第１の橋桁３１ａは、本実施形態では、その橋桁の両端を後述するアンダーカップ３２ｕｄの対向する２つの側壁の上部端面に載置する。これにより、２本の第１の橋桁３１ａ及び２本の第２の橋桁３１ｂは、アッパーカップ３２ｕｐ等を搭載することができる井桁（以下、井桁という。）を構成する。また、２本の第１の橋桁３１ａのアンダーカップ３２ｕｄの側壁の上部端面に載置した両端は、アンダーカップ３２ｕｄの側壁に沿って張設（張った状態で設置）されたベルト４２ｂに固定されている。すなわち、筐体部３０は、後述する駆動部４０（駆動機構４２Ｍ）の駆動により、ベルト４２ｂを移動（旋回）し、井桁及び井桁に搭載されたアッパーカップ３２ｕｐを移動することができる。

パッド支持片３１ｐは、本実施形態では、２本の第２の橋桁３１ｂの略中央部に各々設置されている。洗浄バス支持片３１ｑは、本実施形態では、その支持片の両端を２本の第１の橋桁３１ａの上部表面に載置し、固定されている。このため、２本の洗浄バス支持片３１ｑは井桁（ベルト４２ｂ）に追従して移動する。また、２本の洗浄バス支持片３１ｑに搭載された洗浄バス部２２は２本の洗浄バス支持片３１ｑに追従して移動する。

アッパーカップ３２ｕｐは、基板Ｗ表面上の洗浄液などの飛散を防止する。また、基板洗浄装置１００は、アッパーカップ３２ｕｐの開口部３２ｕｐａを介して、外部の搬送手段Ｍｗ（図６（ａ））と吸着パッド１２との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。なお、井桁に搭載されたアッパーカップ３２ｕｐは、井桁の移動に追従して移動する。

アンダーカップ３２ｕｄは、筐体部３０の外形を形成する。また、アンダーカップ３２ｕｄは、図示しないインナーカップ、排液管（ドレイン管）及び排気管などにより、アンダーカップ３２ｕｄ内に送入された気体（窒素ガス、圧縮空気など）又は液体（洗浄液、リンス液及び処理液など）を排気又は排液することができる。

駆動部４０は、図１に示すように、移動手段として、洗浄支持部材２１ｓｐを片持ちの状態で回転移動する回転機構４１Ｍと、井桁を水平方向（図中のＸ軸方向）に平行移動する駆動機構４２Ｍと、井桁を鉛直方向（図中のＺ方向）に上下移動する昇降機構（スライダ）４３Ｓと、スピンチャック１１を回転する回転機構（スピンチャックモータ）４４Ｍとを含む。駆動部４０は、回転機構４１Ｍと駆動機構４２Ｍとにより、基板保持部１０と洗浄部２０との相対的な位置関係を変化することができる。また、駆動部４０は、昇降機構４３Ｓにより、スピンチャック１１と吸着パッド１２との間で基板Ｗの受け渡しを行なうことができる。更に、駆動部４０は、回転機構４４Ｍにより、スピンチャック１１に吸着して固定した基板Ｗを回転することができる。

回転機構４１Ｍは、洗浄支持部材２１ｓｐの一端と連結し、洗浄支持部材２１ｓｐを片持ちの状態で回転移動する。これにより、回転機構４１Ｍは、ブラシ部２１を基板Ｗの下方、吸着パッド１２の上方及び洗浄バス部の内部に移動することができる。

駆動機構４２Ｍは、巻掛軸４２ｒを回転し、巻掛軸４２ｒに設置（巻回）したベルト４２ｂを移動（旋回）させ、ベルト４２ｂに固定された井桁を平行移動する。これにより、駆動機構４２Ｍは、井桁に搭載されたアッパーカップ３２ｕｐ及び井桁に設置された吸着パッド１２をブラシ部２１に接近する方向及び離間する方向（図１のＸ軸方向）に移動することができる。

昇降機構４３Ｓは、スライダレール４３ｒに沿って、ベルト４２ｂを鉛直方向に上下移動し、ベルト４２ｂに固定された井桁を上下移動させ、井桁に搭載されたアッパーカップ３２ｕｐ及び井桁に設置された吸着パッド１２を上下移動する。これにより、昇降機構４３Ｓは、吸着パッド１２に吸着された基板Ｗの裏面をブラシ部２１（上部ブラシ部材２１ｕｐ）に接近する方向及び離間する方向（図１のＺ軸方向）に移動することができる。

（各洗浄時の洗浄部の配置）
本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１００の洗浄部２０について、基板Ｗ、基板保持部１０及び洗浄部２０を洗浄するときの洗浄部２０（ブラシ部２１）の配置を図４及び図５を用いて説明する。

図４は、本実施形態に係る基板洗浄装置１００の吸着パッド１２（第２の基板保持手段）を洗浄するときの洗浄部２０（ブラシ部２１）の配置を示す。図５（ａ）は、基板洗浄装置１００が基板Ｗの裏面を洗浄するときの洗浄部２０（ブラシ部２１）の配置を示す。図５（ｂ）は、基板洗浄装置１００がブラシ部２１を洗浄するときの洗浄部２０（ブラシ部２１）の配置を示す。

図４に示すように、本実施形態に係る基板洗浄装置１００は、駆動部４０の回転機構４１Ｍの駆動により、洗浄部２０の洗浄支持部材２１ｓｐを回転移動し、ブラシ部２１（下部ブラシ部材２１ｄｗ）を基板保持部１０（吸着パッド１２）に接触させる。このとき、洗浄部２０は、ブラシ部２１の下部ブラシ部材２１ｄｗ（図２）を吸着パッド１２の基板Ｗの裏面と接触する接触面に押し当て、ブラシ部２１を回転若しくは回転移動及び吸着パッド１２（井桁）を移動することで両者の相対的な位置関係を変化させ、吸着パッド１２の表面（接触面）を洗浄する。

これにより、本実施形態に係る基板洗浄装置１００は、吸着パッド１２の表面が基板Ｗに付着していた汚染物により汚染された場合でも、吸着パッド１２の表面を洗浄することができる。また、基板洗浄装置１００は、基板Ｗの搬入時又は搬出時を利用して、吸着パッド１２の表面を洗浄することにより、基板Ｗを洗浄する工程を中断することなく、吸着パッド１２を洗浄することができる。更に、基板洗浄装置１００は、洗浄支持部材２１ｓｐに上部ブラシ部材２１ｕｐ及び下部ブラシ部材２１ｄｗを搭載することで、基板保持部１０（吸着パッド１２）を洗浄するための新たな構成を追加することなく、基板Ｗの裏面を洗浄する洗浄部２０の構成を利用して、基板保持部１０を洗浄することができる。

なお、基板洗浄装置１００は、基板Ｗの搬入前若しくは搬出後、又は、ロッドごと、基板Ｗの所定枚数の処理後若しくは所定期間の経過後に、基板保持部１０（吸着パッド１２）を洗浄してもよい。

図５（ａ）に示すように、本実施形態に係る基板洗浄装置１００は、駆動部４０の回転機構４１Ｍの駆動により、洗浄部２０の洗浄支持部材２１ｓｐを回転移動し、スピンチャック１１に保持された基板Ｗの下方にブラシ部２１を移動し、ブラシ部２１と基板Ｗの裏面を接触させる。このとき、洗浄部２０は、ブラシ部２１の上部ブラシ部材２１ｕｐ（図２）を基板Ｗの裏面と接触する表面に押し当て、ブラシ部２１を回転若しくは回転移動及び基板Ｗ（スピンチャック１１）を回転することにより、ブラシ部２１と基板Ｗとの相対的な位置関係を変化させ、基板Ｗの裏面を洗浄する。

これにより、本実施形態に係る基板洗浄装置１００は、洗浄部２０により、基板Ｗの裏面に付着していた汚染物を洗浄することができる。

図５（ｂ）に示すように、本実施形態に係る基板洗浄装置１００は、駆動部４０の回転機構４１Ｍの駆動により、洗浄部２０の洗浄支持部材２１ｓｐを回転移動し、ブラシ部２１を洗浄バス部２２に移動する。このとき、洗浄部２０は、一定期間使用したことにより基板Ｗに付着していた汚染物で汚染されたブラシ部２１を洗浄バス部２２の内部で洗浄することができる（図３（ｂ））。

これにより、本実施形態に係る基板洗浄装置１００は、一定期間使用することによって基板Ｗに付着していた汚染物によりブラシ部２１が汚染された場合でも、その汚染されたブラシ部２１を洗浄することができる。また、基板洗浄装置１００は、基板Ｗの搬入時若しくは搬出時又は搬入後若しくは搬出後の時間を利用して、ブラシ部２１を洗浄することにより、基板Ｗを洗浄する工程を中断することなく、ブラシ部２１を洗浄することができる。更に、基板洗浄装置１００は、ブラシ部２１で洗浄しないときに、ブラシ部２１を洗浄バス部２２で待機させることにより、ブラシ部２１を清浄に保つことができる。

（基板、基板保持部及び洗浄部を洗浄する動作）
本実施形態に係る基板洗浄装置１００が基板Ｗ、基板保持部１０及び洗浄部２０を洗浄する基板洗浄方法を、図６を用いて説明する。以下に、本発明の実施形態に係る基板洗浄方法を時系列で説明する。

先ず、本実施形態の基板洗浄装置１００は、図６（ａ）において、外部の搬送手段Ｍｗにより、基板Ｗを、基板洗浄装置１００の上方に搬入する。このとき、外部の搬送手段Ｍｗは、基板保持部１０の支持ピン１３（３つの支持ピン）に基板Ｗを載置する（点接触させる）ため、搬入した基板Ｗを下方に移動する（Ｍａ）。なお、支持ピン１３が更に上昇して、支持ピン１３に基板Ｗを搭載してもよい。

次に、基板洗浄装置１００は、図６（ｂ）において、支持ピン１３で支持した基板Ｗを吸着パッド１２で保持するため、支持ピン１３を下方に移動する（Ｍｂ）。ここで、基板Ｗは、アッパーカップの開口部３２ｕｐａを通過して、吸着パッド１２の上方の端面に載置される。このとき、吸着パッド１２は、基板Ｗの裏面の第２の領域（接触面）で面接触する。

次いで、基板洗浄装置１００は、図６（ｃ）において、後述するスピンチャック１１で保持（図６（ｆ））される基板Ｗの裏面の第１の領域を洗浄するため、駆動部４０の駆動機構４２Ｍの駆動により、吸着パッド１２に保持された基板Ｗをブラシ部２１の方向に移動する（Ｍｃ）。

次いで、基板洗浄装置１００は、図６（ｄ）において、基板Ｗの第１の領域を含む裏面の一部をブラシ部２１の上部ブラシ部材２１ｕｐで洗浄する。このとき、洗浄部２０は図示しない駆動機構によりブラシ部２１を上昇して基板Ｗの裏面に接触させ、図示しない回転機構によりブラシ部２１を回転して基板Ｗの裏面を洗浄する（Ｍｄ）。

洗浄の後に、基板洗浄装置１００は、図６（ｅ）において、スピンチャック１１で基板Ｗを保持するため、駆動機構４２Ｍの駆動により、基板Ｗを図６（ｃ）と同じ位置に戻す。更にその後、基板洗浄装置１００は、スピンチャック１１を上方に移動し、スピンチャック１１と基板Ｗの裏面の第１の領域とを接触させ、基板Ｗを保持する（Ｍｅ）。

なお、基板洗浄装置１００は、スピンチャック１２及び支持ピン１３の周囲に、これらを取り囲むように設置された円筒体形状のエアナイフ２４ａｎ（図８）により、エアナイフ２４ａｎの噴射口から基板Ｗの裏面に気体を噴出して、スピンチャック１１が基板Ｗに付着した汚染物等を吸引しないようにすることができる。

次いで、基板洗浄装置１００は、図６（ｆ）において、駆動機構４４Ｍの駆動により、スピンチャック１１で保持した基板Ｗを回転し（Ｒｆ）、第２の領域を含む基板Ｗの裏面をブラシ部２１の上部ブラシ部材２１ｕｐで洗浄する。このとき、基板洗浄装置１００は、液体ノズル２４ｆ又は気体ノズル２４ｇを用いて、基板Ｗの裏面に洗浄液又は基板Ｗの表面に不活性ガスを供給することができる。

その後、基板洗浄装置１００は、図６（ｇ）において、基板Ｗに付着していた汚染物により汚染された吸着パッド１２を下部ブラシ部材２１ｄｗで洗浄する。このとき、基板洗浄装置１００は、液体ノズル２４ｆ又はブラシ部等に設置したノズル（図８の２３ａ〜２３ｃ又は２４ｆ）を用いて、吸着パッド１２の表面に洗浄液を供給することができる。

更にその後、基板洗浄装置１００は、図６（ｈ）において、基板Ｗの洗浄を完了し、図６（ａ）及び図６（ｂ）の逆の手順で基板Ｗを基板洗浄装置１００の外部に搬出する。なお、基板洗浄装置１００は、基板Ｗを搬出するのと同時に、上記図６（ｇ）の吸着パッド１２の洗浄をしてもよい。また、基板洗浄装置１００は、基板Ｗを搬出した後又は次の基板Ｗを搬入する前に、上記図６（ｇ）の吸着パッド１２の洗浄をしてもよい。

以上により、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１００は、ブラシ部２１（下部ブラシ部材２１ｄｗ）で吸着パッド１２（第２の基板保持手段）を洗浄することができるので、洗浄する前の基板Ｗの裏面に付着した汚染物により汚染された吸着パッド１２を洗浄することができる。また、基板洗浄装置１００は、ブラシ部２１の洗浄により吸着パッド１２を清浄に保つことができるので、吸着パッド１２に付着した汚染物が基板Ｗ等に転移することを防ぐことができる。更に、基板洗浄装置１００は、スピンチャック１１（第１の基板保持手段）及び吸着パッド１２（第２の基板保持手段）によって基板Ｗを各々異なる領域で保持することができるので、基板Ｗの裏面の全域を洗浄することができる。

更に、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１００は、ブラシ部２１を洗浄バス部２２により洗浄することができるので、清浄な洗浄部２０（ブラシ部２１）で基板Ｗを洗浄することができる。また、基板洗浄装置１００は、基板Ｗの搬入時又は搬出時に洗浄バス部２２でブラシ部２１を洗浄することができるので、基板Ｗを洗浄する工程を中断することなく、洗浄部２０を洗浄することができる。すなわち、基板洗浄装置１００は、基板Ｗを製造する生産性を犠牲にすることなく、基板Ｗを洗浄することができる。

本実施形態に係るブラシ部の例を、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、本実施形態に係るブラシ部の一例を示す。また、図７（ｂ）は、本実施形態に係るブラシ部の他の例を示す。

図７（ａ）において、本実施形態に係るブラシ部の例は、円柱形状の上部ブラシ部材２１ｕｐと四角柱形状の下部ブラシ部材２１ｄｗを有するブラシ部２１Ｂの例である。ブラシ部２１Ｂは、下部ブラシ部材２１ｄｗを洗浄する吸着パッド１２の表面形状に対応した矩形形状の表面を有するブラシ部材とすることができる。このため、ブラシ部２１Ｂは、吸着パッド１２に接触する面積が増加するため、吸着パッド１２を洗浄する時間を短縮することができる。

図７（ｂ）において、本実施形態に係るブラシ部の他の例は、上部ブラシ部材２１ｕｐ及び下部ブラシ部材２１ｄｗの基板Ｗの裏面又は吸着パッド１２に接触する表面が凹凸の表面形状を有するブラシ部材２１Ｃの例である。このため、ブラシ部２１Ｃは、上部ブラシ部材２１ｕｐ等の凸部が基板Ｗの裏面等と接触するときの摩擦力が増加するため、基板Ｗの裏面等に付着した汚染物を短時間で剥離させることができる。また、ブラシ部２１Ｃは、上部ブラシ部材２１ｕｐ等の凹部に洗浄液等を保持することができるため、洗浄液の供給量を低減することができる。

本実施形態に係る洗浄液等供給系の例を、図８を用いて説明する。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本実施形態に係る洗浄液等供給系の一例の概略平面図及び概略側面図を示す。

図８（ａ）及び図８（ｂ）において、本実施形態に係る洗浄液供給系の例は、ブラシ部２１に並設された第１のノズル２３ａ、ブラシ部２１に並設された第２のノズル２３ｂ、ブラシ部２１の中心部に形成された第３のノズル２３ｃ、基板Ｗの裏面の任意の位置に洗浄液などを吐出する液体ノズル２４ｆ及び基板Ｗの表面の任意の位置に不活性ガスなどを噴出する図示しない気体ノズルのいずれか一つ又はこれらのうちの複数を含む供給系を用いることができる。

これにより、本実施形態に係る洗浄液等供給系は、例えば第１のノズル２３ａ及び第２のノズル２３ｂで液体及び気体又は異なる２種類の液体を供給することができる。また、本実施形態に係る洗浄液供給系は、例えば第３のノズル２３ｃにより、効率的にブラシ部２１に洗浄液を供給することができる。更に、本実施形態に係る洗浄液供給系は、例えば液体ノズル２４ｆにより、基板Ｗの裏面を洗浄している部分に集中的に洗浄液を供給することができる。更に、本実施形態に係る洗浄液等供給系は、例えば気体ノズルにより、基板Ｗの表面で乾燥し難い中心部に集中的に不活性ガスを供給することができる。

なお、本実施形態に係る洗浄液等供給系は、液体等の供給源ＣｎｔＳから温度調整部ＣｎｔＨによりその温度を調整して、バルブＶ１を介して、洗浄液等を供給することができる。洗浄液としては、脱イオン水（ＤＩＷ）、ＤＩＷとオゾン水との混合液、あるいはＤＩＷとアルカリ液との混合液等を用いることができる。

本実施形態に係るブラシ部のその他の例を、図９を用いて説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本実施形態に係るブラシ部のその他の例を示す。

図９（ａ）及び図９（ｂ）において、本実施形態に係るブラシ部の一例は、１つのブラシ部材２１ｕｐを上方及び下方に移動させるブラシ部２１Ｄの例である。ブラシ部２１Ｄは、回転機構２１Ａｒの駆動により、洗浄支持部材２１ｓｐの先端部を回転させ、洗浄支持部材２１ｓｐの先端に搭載したブラシ部材２１ｕｐを上方及び下方に移動させる。これにより、ブラシ部２１Ｄは、ブラシ部材２１ｕｐを上方に移動させたときに（図９（ａ））、基板Ｗの裏面を洗浄することができる。また、ブラシ部２１Ｄは、ブラシ部材２１ｕｐを下方に移動させたときに（図９（ｂ））、吸着パッド１２（第２の基板保持手段）を洗浄することができる。

上記により、本実施形態に係るブラシ部２１Ｄは、１つのブラシ部材で基板Ｗの裏面及び吸着パッド１２の両方を洗浄することができる。また、本実施形態に係るブラシ部２１Ｄは、１つのブラシ部材であるため、洗浄バス部を単純にすることができる。

以上により、実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

また、本発明は、半導体ウエハだけでなくフラットパネルディスプレイ用のガラス基板（ＦＰＤ基板）といった基板を洗浄する基板洗浄装置にも適用できる。

１００：基板洗浄装置
１０ ： 基板保持部
１１ ： スピンチャック（第１の基板保持手段）
１１ａ ： 吸着孔（スピンチャック用）
１２ ： 吸着パッド（第２の基板保持手段）
１２ａ ： 吸着孔（吸着パッド用）
１２ｐ ： 吸着部
１３ ： 支持ピン
２０ ： 洗浄部
２１、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ： ブラシ部
２１ｓｐ： 洗浄支持部材
２１ｕｐ： 上部ブラシ部材（第１の洗浄手段）
２１ｄｗ： 下部ブラシ部材（第２の洗浄手段）
２１Ａｒ： 回転機構
２２ ： 洗浄バス部
２２ｕｐ： 上部バス基板（第１の洗浄バス）
２２ｄｗ： 下部バス基板（第２の洗浄バス）
２３ａ、２３ｂ ： 第１のノズル、第２のノズル（ブラシ部並設用）
２３ｃ ： 第３のノズル（ブラシ部中心軸部用）
２４ａｎ： エアナイフ
２４ｆ ： 液体ノズル
２４ｇ ： 気体ノズル
３０ ： 筐体部
３１ ： 井桁
３１ａ、３１ｂ ： 第１の橋桁、第２の橋桁
３１ｐ ： パッド支持片
３１ｑ ： 洗浄バス支持片
３２ｕｐ： アッパーカップ
３２ｕｐａ：アッパーカップ開口部
３２ｕｄ： アンダーカップ
４０ ： 駆動部（移動手段）
４１Ｍ ： 回転機構（洗浄支持部材用）
４２Ｍ ： 駆動機構（モータ）
４２ｂ ： ベルト
４２ｒ ： 巻掛軸
４３Ｓ ： 昇降機構（スライダ）
４３ｒ ： スライダレール
４４Ｍ ： 回転機構（スピンチャックモータ）
Ｗ ： 基板（ウエハなど）

Claims (9)

1. 基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置であって、
   前記基板の裏面を保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段により保持された前記基板の裏面を洗浄する第１の洗浄手段と、
   前記基板と接触する前記基板保持手段の接触面を洗浄する第２の洗浄手段と
   を有し、
   前記第１の洗浄手段と前記第２の洗浄手段とは、一つの洗浄支持部材に固定されることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記洗浄支持部材は、前記裏面に対向する該洗浄支持部材の一方の表面に前記第１の洗浄手段を搭載し、前記一方の表面の反対側の他方の表面に前記第２の洗浄手段を搭載している、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記第１の洗浄手段又は前記第２の洗浄手段に押圧され、前記第１の洗浄手段又は前記第２の洗浄手段と相対的に回転され得る、前記第１の洗浄手段及び前記第２の洗浄手段を洗浄する洗浄バス部を更に有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記洗浄バス部は、前記第１の洗浄手段を洗浄する第１の洗浄バスと、前記第２の洗浄手段を洗浄する第２の洗浄バスとを含むことを特徴とする、請求項３に記載の基板洗浄装置。
5. 前記第１の洗浄手段及び前記第２の洗浄手段を移動する移動手段を有し、
   前記移動手段は、前記第１の洗浄手段を前記基板の裏面に接触する該基板の下方に移動し、及び、前記第２の洗浄手段を前記基板保持手段に接触する該基板保持手段の上方に移動し、並びに、前記第１の洗浄手段を前記第１の洗浄バスに接触する位置に移動し、及び、前記第２の洗浄手段を前記第２の洗浄バスに接触する位置に移動する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の基板洗浄装置。
6. 前記移動手段は、前記第１の洗浄手段及び前記第２の洗浄手段を回転する回転軸を有し、前記回転軸を中心に前記第１の洗浄手段及び前記第２の洗浄手段を移動することを特徴とする、請求項５に記載の基板洗浄装置。
7. 基板保持手段を基板の裏面に接触させて、前記基板保持手段により前記基板を略水平に保持する基板保持工程と、
   第１の洗浄手段により前記基板の裏面を洗浄する基板洗浄工程と、
   第２の洗浄手段により前記基板の裏面と接触する前記基板保持手段の接触面を洗浄する基板保持手段洗浄工程と、
   前記第１の洗浄手段及び前記第２の洗浄手段を洗浄バス部で洗浄する洗浄手段洗浄工程と
   を有することを特徴とする基板洗浄方法。
8. 前記基板保持工程は、第２の基板保持手段を前記基板の裏面の第２の領域に接触させて前記第２の基板保持手段により前記基板を略水平に保持する第１の基板保持工程と、
   第１の基板保持手段を前記基板の裏面の第１の領域に接触させて前記第１の基板保持手段により前記基板を保持する第２の基板保持工程とを含み、
   前記基板洗浄工程は、前記第１の洗浄手段により前記第１の領域を含む裏面の一部を洗浄する第１の基板洗浄工程と、前記第１の洗浄手段により前記第２の領域を含む裏面の一部を洗浄する第２の基板洗浄工程とを含み、
   前記基板保持手段洗浄工程は、前記第２の基板保持手段の前記第２の領域との接触面を洗浄することを特徴とする、請求項７に記載の基板洗浄方法。
9. 前記基板保持手段洗浄工程は、前記第２の洗浄手段を回転移動及び／又は前記第２の基板保持手段を平行移動することにより、前記第２の基板保持手段と第２の洗浄手段との相対的な位置関係を変化させる接触洗浄工程を含むことを特徴とする、請求項８に記載の基板洗浄方法。

Images