JP7104580B2 - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を洗浄処理する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。

半導体ウエーハやフォトマスク用ガラス基板の洗浄装置として、基板を１枚ずつ処理する枚葉方式が広く採用されている。枚葉方式の基板洗浄装置では、水平に保持した基板をその中心軸周りに回転（スピン）させて、洗浄液などの処理液を基板中央の表面に流し、遠心力で処理液を外周に向けて広がらせて基板全体の洗浄処理を進める。枚葉方式の基板洗浄装置としては、基板の上下表面だけでなく、基板の外周面（べベル面）を含めた基板全体の洗浄処理が要求されている。

基板の外周面に、直径が数ミリ程度の平面視半円弧状の底部（最深部）を有した切欠きのノッチが設けられているものが存在する。例えば半導体ウエーハにおけるノッチは、基板の結晶方位を示す目印として形成されている。枚葉方式の基板洗浄装置では、基板の外周面に端面ブラシを押し当てて、ノッチを含む基板の外周面全体を洗浄処理している（特許文献１参照）。

特開２００３－９２２７８号公報

上記の基板処理装置では、基板が回転しているため、端面ブラシがノッチに接触する機会がほんのわずかであり、ノッチに対する洗浄処理が十分に行われているとは言えない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノッチの洗浄処理を十分に行なうことが可能な基板洗浄装置及び基板洗浄方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る基板洗浄装置は、
外周にノッチが形成された基板を回転させるとともに前記基板の被処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板洗浄装置において、
前記基板の回転を停止させた状態で、前記ノッチに入り込んで前記ノッチを洗浄するノッチブラシを有し、
前記ノッチブラシを待機位置と前記基板の前記ノッチに入り込むべき洗浄位置との間で往復動させる往復動機構と、
回転を停止させた状態の前記基板における前記ノッチの位置が前記ノッチブラシによる洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内か否かを判定するノッチ位置判定手段と、
前記ノッチ位置判定手段によって前記ノッチの位置が前記許容範囲内と判定されたことを条件に、前記ノッチブラシを前記洗浄位置に移動させるよう前記往復動機構を制御するノッチブラシ移動制御機構を有する構成である。

上記課題を解決するために、本発明に係る基板洗浄装置は、
外周にノッチが形成された基板の被処理面を洗浄処理する基板洗浄装置において、
前記基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記基板を回転させる回転機構と、
前記保持機構に保持される前記基板の被処理面に洗浄液を供給する供給部と、
前記基板の回転を停止させた状態で、前記ノッチに入り込んで前記ノッチを洗浄するノッチブラシと、
前記保持機構に保持される前記基板のノッチ以外の外周端面を洗浄する端面ブラシと、
前記保持機構に保持される前記基板の上面又は下面を洗浄する洗浄ブラシと、
を有する構成である。

上記課題を解決するために、本発明に係る基板洗浄方法は、
外周にノッチが形成された基板を回転させるとともに前記基板の被処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板洗浄方法であって、
前記基板の回転を停止させるステップと、
回転停止状態の前記基板の前記ノッチにノッチブラシを入り込ませ、前記ノッチを洗浄するステップと、
前記ノッチに入り込んだノッチブラシを前記ノッチから待機位置に移動させるステップと、
前記ノッチを洗浄するステップは、
回転を停止させた状態の前記基板における前記ノッチの位置を前記ノッチブラシによる洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内か否かを判定するノッチ位置判定するステップと、
前記ノッチ位置を判定するステップによって前記ノッチの位置が前記許容範囲内と判定されたことを条件に、前記ノッチブラシを前記洗浄位置に移動させるステップと、
を有する構成である。

本発明に係る基板洗浄装置及び基板洗浄方法によれば、ノッチの洗浄処理を十分に行なうことが可能となる。

本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置における第１処理機構の一部を拡大して概略に示す拡大正面図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の第２処理機構を拡大して概略に示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の第３処理機構を拡大して概略に示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置で処理される基板の構成例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置が実行する基板の洗浄処理の際の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置が実行する基板の洗浄処理の際の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その１）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その２）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その３）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その４）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その５）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その６）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その７）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その８）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その９）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の端面ブラシとノッチブラシの動作例（その１０）を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板洗浄装置が備えるノッチブラシの形状例を模式的に示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の基本的な構造は図１～図５に示される。また、図６に、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置で処理される基板の構成例を示している。以下、図１～図６を参照して本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を説明する。なお、以下においては、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を基板洗浄装置１００として表記するものとする。

図１は、基板洗浄装置１００の構成を概略的に示す正面図である。図２は、基板洗浄装置１００の構成を概略的に示す平面図である。図３は、基板洗浄装置１００における第１処理機構の一部を拡大して概略に示す拡大正面図である。図４は、基板洗浄装置１００の第２処理機構を拡大して概略に示す拡大断面図である。図５は、基板洗浄装置１００の第３処理機構を拡大して概略に示す拡大断面図である。図６は、基板洗浄装置１００で処理される基板の構成例を示す平面図である。

基板洗浄装置１００は、基板９０が処理される処理室１０を備えている。本実施形態では、基板の一例として円形の半導体ウエーハを用いる。処理室１０の内部には、一対の第１可動体２０及び第２可動体３０が設置されている。第１可動体２０及び第２可動体３０は、例えば、正面視門型状に構成され、処理室１０の内部において所定の間隔で対向配置されている。

第１可動体２０の下端部は、処理室１０の底部から外方に突出され、処理室１０の外部に設置されている第１ガイド体２１に支持されている。第１可動体２０の第１ガイド体２１よりも上方には、第１シリンダ２２が接続されている。第１可動体２０は、下端部が第１ガイド体２１に支持され、第１シリンダ２２によって駆動されることによって、図１の矢印で示す方向に移動することが可能に構成されている。つまり、第１可動体２０は、第２可動体３０に近づいたり遠ざかったりする方向に移動可能になっている。第１シリンダ２２は、後述する制御装置８０によって動作が制御される。

第２可動体３０の下端部は、処理室１０の底部から外方に突出され、処理室１０の外部に設置されている第２ガイド体３１に支持されている。また、第２可動体３０の第２ガイド体３１よりも上方には、第２シリンダ３２が接続されている。第２可動体３０は、下端部が第２ガイド体３１に支持され、第２シリンダ３２によって駆動されることによって、図１の矢印で示す方向に移動することが可能に構成されている。つまり、第２可動体３０は、第１可動体２０に近づいたり遠ざかったりする方向に移動可能になっている。第２シリンダ３２は、後述する制御装置８０によって動作が制御される。

第１可動体２０の上端面には、一対の第１ローラ２３が回転可能に設けられている。つまり、２つの第１ローラ２３が第１可動体２０の上端面に設置されている。第１ローラ２３は、図３に示すように傾斜面２３ａと、傾斜面２３ａの上端に位置する支持部２３ｂと、を有している。

第２可動体３０の上端面には、一対の第２ローラ３３が回転可能に設けられている。つまり、２つの第２ローラ３３が第２可動体３０の上端面に設置されている。第２ローラ３３は、図３に示すように傾斜面３３ａと、傾斜面３３ａの上端に位置する支持部３３ｂと、を有している。

第１ローラ２３及び第２ローラ３３は、図示しないベルトなどの動力伝達機構を介して連結されており、パルスモータ１１によって回転駆動されるようになっている。例えば、１つのローラ（図１では第２ローラ３３のうちの１つ）を第２可動体３０に設けられたパルスモータ１１で回転駆動すれば、他の３つのローラが動力伝達機構を介して回転駆動することになる。

第１ローラ２３及び第２ローラ３３は、基板９０の周方向にほぼ等間隔、つまり９０度間隔となるように位置決めされており、基板９０を保持するとともに、基板９０を回転駆動する。パルスモータ１１は、後述する制御装置８０によって動作が制御される。

基板９０は、第１可動体２０と第２可動体３０とが離間する方向に駆動された状態で、制御装置８０によって制御される図示省略のロボットなどを介して処理室１０に供給される。処理室１０に供給された基板９０は、周辺部の一部が、第１ローラ２３の傾斜面２３ａ及び第２ローラ３３の傾斜面３３ａの上に載置される。

基板９０が第１ローラ２３の傾斜面２３ａ及び第２ローラ３３の傾斜面３３ａに載置されると、第１シリンダ２２によって第１可動体２０が前進方向、つまり、第２可動体３０に向かって駆動される。第１可動体２０が所定位置まで駆動されると、第２シリンダ３２が作動する。第２シリンダ３２が作動することによって、第２可動体３０が前進方向、つまり、第１可動体２０に向かって駆動される。これにより、基板９０の周辺部は、第１ローラ２３の傾斜面２３ａ及び第２ローラ３３の傾斜面３３ａを上方向にスライド移動し、第１ローラ２３の支持部２３ｂ及び第２ローラ３３の支持部３３ｂに係合保持される。

基板９０の周辺部は、２つの第１ローラ２３及び２つの第２ローラ３３のうち少なくとも３つによってほぼ均等な接触力で保持されている。そのため、１つのローラをパルスモータ１１で回転駆動し、動力伝達機構を介して他の３つのローラを回転駆動すれば、合計４つのローラによって基板９０は周方向に回転駆動されることになる。
なお、第１可動体２０、第２可動体３０、第１シリンダ２２、第２シリンダ３２、第１ローラ２３、及び、第２ローラ３３は、基板を保持する保持機構を構成するものである。
また、第１ローラ２３、第２ローラ３３、パルスモータ１１、及び、図示しない動力伝達機構は、基板を回転させる回転機構を構成するものである。

図２及び図６に示すように、基板９０の外周面には、直径が数ミリ程度の平面視半円弧状の底部（最深部）を有した切欠きのノッチ９１が設けられている。ノッチ９１の形状及び大きさを特に限定するものではない。

処理室１０の内部には、基板９０の被処理面を洗浄処理する第１処理機構４０、第２処理機構５０、及び、第３処理機構６０が設置されている。第１処理機構４０は、基板９０の上面及び下面を洗浄処理する。第２処理機構５０は、基板９０の外周面（外周端面）を洗浄処理する。第３処理機構６０は、基板９０のノッチ９１を洗浄処理する。

第１処理機構４０は、回転支柱４１と、駆動モータ４１ａと、上部アーム４２と、回転軸４２ａと、下部アーム４３と、回転軸４３ａと、上部洗浄ブラシ４５と、下部洗浄ブラシ４６と、を有している。駆動モータ４１aは、後述する制御装置８０によって動作が制御される。

回転支柱４１は、処理室１０内に立設され、駆動モータ４１ａで回転可能に構成されている。駆動モータ４１ａは、処理室１０の下面側に設けられている。この駆動モータ４１ａによって、回転支柱４１が所定の範囲で往復回転駆動する。回転支柱４１の上部には上部アーム４２の一端が連結され、回転支柱４１の中間部には下部アーム４３の一端が連結されている。

上部アーム４２は、一端が回転支柱４１の上部に連結され、他端が基板９０の上面側に位置する。上部アーム４２の他端側には、回転軸４２ａが基板９０に向かって、つまり、下方に向かって突出している。回転軸４２ａの先端には、基板９０の上面に接触する上部洗浄ブラシ４５が設けられている。回転軸４２ａは、上部アーム４２に内蔵されている図示省略のモータに連結している。図示省略のモータは、後述する制御装置８０によって動作が制御される。上部洗浄ブラシ４５は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂で構成されている。
上部アーム４２は、回転支柱４１に設けられた図示しない上下移動機構により、基板９０の軸心方向（上下方向）に移動することができる。これにより、上部洗浄ブラシ４５を基板９０の上面に当接させたり、あるいは、基板９０の上面から所定の高さまで離れさせたりすることができる。この上下移動機構は、制御装置８０により動作が制御される。

下部アーム４３は、一端が回転支柱４１の中間部に連結され、他端が基板９０の下面側に位置する。下部アーム４３の他端側には、回転軸４３ａが基板９０に向かって、つまり、上方に向かって突出している。回転軸４３ａの先端には、基板９０の下面に接触する下部洗浄ブラシ４６が設けられている。回転軸４３ａは、下部アーム４３に内蔵されている図示省略のモータに連結している。図示省略のモータは、後述する制御装置８０によって動作が制御される。下部洗浄ブラシ４６は、上部洗浄ブラシ４５と同じポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂で構成されている。
下部アーム４３は、回転支柱４１に設けられた図示しない上下移動機構により、基板９０の軸心方向（上下方向）に移動することができる。これにより、下部洗浄ブラシ４６を基板９０の下面に当接させたり、あるいは、基板９０の下面から所定の高さまで離れさせたりすることができる。この上下移動機構は、制御装置８０により動作が制御される。

駆動モータ４１ａが駆動することによって、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６は、第１ローラ２３及び第２ローラ３３に保持された基板９０の上面及び下面に接触した状態で、基板９０の径方向に沿って往復駆動される。なお、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６は、基板洗浄を実施しないときは、基板９０から離れた位置（待機位置）に位置づけられている。

基板９０と、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６との接触部分、つまり、基板９０の上下面（表裏面）には、上ノズル４９ａ及び下ノズル４９ｂ（図１参照）によって処理液（例えば、オゾン水などの洗浄液）が供給される。上ノズル４９ａ及び下ノズル４９ｂは、制御装置８０によって動作が制御される。
基板９０の洗浄処理後に、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６は、待機位置において、図示しないブラシ洗浄機構によって洗浄される。具体的には、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６に向けて洗浄液（例えば、純水など）を供給するノズルが設けられ、ノズルからブラシ４５、４６に向けて洗浄液を供給することで、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６に付着したパーティクルが除去される。

第２処理機構５０は、端面ブラシ５１と、旋回アーム５２と、回転軸５３（図４参照）と、旋回機構５４と、駆動軸５５と、を有している。

端面ブラシ５１は、ベベル面ブラシとも呼ばれ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂を円柱状に形成して構成されている。端面ブラシ５１が、基板９０の外周面（外周端面）に押し当てられることで、基板９０の外周面（ノッチ９１以外の外周面）が洗浄処理されることになる。端面ブラシ５１は、図２に示すように旋回アーム５２の一端に取り付けられている。また、端面ブラシ５１は、図４に示すように回転軸５３の先端部に取り付けられている。回転軸５３は、旋回アーム５２に回転可能に支持されている。

旋回アーム５２の他端は、旋回機構５４の駆動軸５５に取り付けられている。旋回機構５４は、旋回アーム５２を旋回させる。旋回機構５４によって、端面ブラシ５１を基板９０の外周面から離れた位置と、基板９０の外周面に接触する位置とに変位させることが可能になっている。旋回機構５４は、制御装置８０によって動作が制御される。以下の説明において、端面ブラシ５１が基板９０の外周面から離れた位置を端面ブラシ５１の待機位置と称するものとする。なお、基板９０の外周面の洗浄処理後に、端面ブラシ５１は、待機位置において、図示しないブラシ洗浄機構によって洗浄される。具体的には、端面ブラシ５１に向けて洗浄液（例えば、純水など）を供給するノズルが設けられ、ノズルから端面ブラシ５１に向けて洗浄液を供給することで、端面ブラシ５１に付着したパーティクルが除去される。

回転軸５３の他端側は、図４に示すようなケース５６に収納されている。ケース５６の内部には、回転軸５３を回転可能に支持する軸受５７、及び、回転軸５３を回転駆動するモータ５８が設けられている。モータ５８は、制御装置８０に接続され、回転が制御される。

第３処理機構６０は、ノッチブラシ６１と、アーム６２と、回転軸６３（図５参照）と、移動機構６４（往復動機構）と、駆動軸６５と、ノッチ洗浄ノズル７０と、支柱７１と、アーム７２と、旋回機構７３と、を有している。

ノッチブラシ６１は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂を所定の形状に形成して構成されている。ノッチブラシ６１は、例えば、円柱状の形状で構成されている。ノッチブラシ６１は、弾性変形が可能に構成されている。ノッチブラシ６１の大きさ、つまり直径は、好ましくはノッチ９１の円弧の直径と同じであるとよい。ただし、ノッチブラシ６１の直径を、ノッチ９１の円弧の直径よりも小さくしてもよく、反対に大きくしてもよい。ノッチブラシ６１の直径を、ノッチ９１の円弧の直径よりも小さくする場合は、ノッチブラシ６１をノッチ９１の内部の左右前後に移動する機構を設けるとよい。また、ノッチブラシ６１の直径を、ノッチ９１の円弧の直径よりも大きくする場合は、ノッチブラシ６１が洗浄位置に位置づけられたとき（ノッチ９１に入り込んだとき）、弾性変形してノッチ９１に倣うような形状となる構成とすればよい。ノッチブラシ６１が、基板９０の外周面に形成されているノッチ９１に入り込むことで、基板９０の外周面に形成されているノッチ９１が洗浄処理されることになる。ノッチブラシ６１は、図２に示すようにアーム６２の一端に取り付けられている。また、ノッチブラシ６１は、図５に示すように回転軸６３の先端部に取り付けられている。回転軸６３は、アーム６２に回転可能に支持されている。

アーム６２の他端は、移動機構６４に取り付けられている。移動機構６４は、アーム６２を直線方向に移動させる。移動機構６４によって、ノッチブラシ６１をノッチ９１から離れた位置と、ノッチ９１に接触する位置（洗浄位置）とに変位させることが可能になっている。移動機構６４は、制御装置８０によって動作が制御される。以下の説明において、ノッチブラシ６１がノッチ９１に接触する位置、つまり、ノッチ９１に入り込んだ位置が洗浄位置となる。ノッチブラシ６１がノッチ９１から離れた位置をノッチブラシ６１の待機位置と称するものとする。ノッチ９１の洗浄処理後に、ノッチブラシ６１が待機位置に位置づけられると、ノッチブラシ６１の洗浄が行われる。この洗浄は、待機位置においてノッチブラシ６１に向けて洗浄液（例えば、純水など）を供給するノズル６９が設けられている。ノズル６９から洗浄液をノッチブラシ６１に供給することで、ノッチブラシ６１に付着するパーティクルが除去される。

回転軸６３の他端側は、図５に示すようなケース６６に収納されている。ケース６６の内部には、回転軸６３を回転可能に支持する軸受６７、及び、回転軸６３の回転駆動するモータ６８が設けられている。モータ６８は、制御装置８０に接続され、回転が制御される。

ノッチ洗浄ノズル７０は、ノッチ９１に向かって処理液を供給するノズルである。ノッチ洗浄ノズル７０は、ノッチ９１に向けて処理液を供給することで、ノッチブラシ６１によって洗浄処理を行っている際に排出されるパーティクルを洗い流すことができる。このノッチ洗浄ノズル７０は、支柱７１及びアーム７２によって支持されており、支柱７１が旋回できるようになっている。なお、支柱７１には、旋回機構７３が接続されており、この旋回機構７３により、ノッチ洗浄ノズル７０を待機位置から洗浄位置、つまり、ノッチ９１に向かって処理液を供給できる所定の位置に移動する。また、処理液は、基板９０の上下面に供給される処理液と同じ処理液である。

制御装置８０は、基板洗浄装置１００の全体を統括制御する。具体的には、制御装置８０は、あらかじめ設定されている処理プログラムに従って基板洗浄装置１００が備えているアクチュエータ（駆動部品）の動作を制御する。アクチュエータとしては、例えば、第１シリンダ２２、第２シリンダ３２、パルスモータ１１、図示省略の搬送ロボット、駆動モータ４１a、図示省略の各モータ、各ノズル、旋回機構５４、モータ５８、移動機構６４、モータ６８、及び、旋回機構７３などが挙げられる。

制御装置８０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成してもよく、マイコン又はＣＰＵのような演算装置と、それにより実行されるソフトウェアで構成してもよい。また、あらかじめ設定されている処理プログラムは、書き換え可能になっている。

図１に示すように、処理室１０の上部には、基板９０に形成されているノッチ９１の形成位置を検出するノッチ検出器８１を備えている。ノッチ検出器８１は、例えばＣＣＤカメラ、レーザ光センサなどで構成されている。ノッチ検出器８１は、ノッチ９１がノッチブラシ６１により洗浄される位置に対応するように配置されている。ノッチ検出器８１は、エンコーダを採用することも可能である。この場合は、第１ローラ２３及び第２ローラ３３で保持された基板９０のノッチ９１の位置とノッチ９１の洗浄処理が行われる位置の関係、つまり、回転角度が予め判れば、この回転角度に応じた値（パルスカウント）に基づいてパルスモータ１１の回転を制御する。これにより、ノッチ９１を洗浄処理する位置に位置づけることができる。

具体的には、制御装置８０は、回転する基板９０のノッチ９１がノッチ検出器８１によって検出されると、基板９０の回転を停止させる。ノッチ検出器８１がノッチ９１を検出する位置は、ノッチブラシ６１によるノッチ９１の洗浄処理が行われる位置に対応しているため、基板９０の回転が停止したときのノッチ９１の位置は、ノッチブラシ６１がノッチ９１を洗浄処理する位置ということになる。本実施形態では、待機位置にあるノッチブラシ６１と対向するように位置づけられる。また、制御装置８０は、ノッチ位置判定手段を有している。ノッチ位置判定手段は、回転を停止させた状態の基板９０におけるノッチ９１の位置が、ノッチブラシ６１による洗浄位置に正しく位置付けられるかを判定する。そのため、制御装置８０は、基板９０の回転が停止した後に、ノッチ検出器８１からの検出信号を再度取り込む。ノッチ位置判定手段は、その取り込んだ信号に基づいて、ノッチ９１の位置（停止位置）が、ノッチブラシ６１による洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内か否かを判定する。制御装置８０は、ノッチ位置判定手段によってノッチ９１の停止位置が、ノッチブラシ６１による洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内であること、本実施形態では待機位置にあるノッチブラシ６１に対向している、と判定されたことを条件に、ノッチブラシ６１を洗浄位置に移動させるよう移動機構６４を制御するノッチブラシ移動制御機構を有している。

なお、制御装置８０は、基板９０のノッチ９１に入り込んだノッチブラシ６１を待機位置に移動させるよう移動機構６４を制御する。

次に、基板９０を洗浄処理する際の全体的な作用について説明する。図７及び図８は、基板洗浄装置１００が実行する基板９０の洗浄処理の際の流れを示すフローチャートである。図９～図１８は、基板洗浄装置１００の端面ブラシ５１とノッチブラシ６１の動作例（その１～その１０）を示す図である。なお、図９～図１８において、曲線で示す矢印は、基板９０及び各ブラシが回転していることを示し、直線で示す矢印は、端面ブラシ５１、ノッチブラシ６１の移動状態を示している。

基板９０は、図示省略の搬送ロボットを介して処理室１０に搬送される（ステップＳ１０１）。基板９０が処理室１０に搬送されると、第１ローラ２３及び第２ローラ３３が基板９０に接近する。第１ローラ２３及び第２ローラ３３は、基板９０の外周面に当接するまで移動する（ステップＳ１０２）。第１ローラ２３及び第２ローラ３３が基板９０の外周面に当接すると、基板９０の外周面が第１ローラ２３及び第２ローラ３３に回転可能に係合保持されることになる。

パルスモータ１１が作動されて、基板９０が周方向に低速（例えば１０ｒｐｍ）で回転する（ステップＳ１０３）。基板９０が回転した状態で、基板９０の上下面に処理液（例えばオゾン水などの洗浄水）が供給される（ステップＳ１０４）。制御装置８０は、基板９０を回転させた状態でノッチ検出器８１によってノッチ９１の形成位置を検出する（ステップＳ１０５）。このとき、図９に示すように、ノッチブラシ６１及び端面ブラシ５１は、それぞれの待機位置で待機している。

そして、制御装置８０は、ノッチ検出器８１がノッチ９１を検出すると（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、パルスモータ１１の作動を停止させ、図１０に示すように基板９０の回転を停止させる（ステップＳ１０６）。基板の回転が停止すると、制御装置８０のノッチ位置判定手段は、ノッチ９１が待機位置にあるノッチブラシ６１と対向しているか否かを判定する。

基板９０の回転が停止され、ノッチ９１がノッチブラシ６１と対向していることをノッチ位置判定手段が判定すると、図１１に示すようにノッチブラシ６１が待機位置から洗浄位置に向けてノッチ９１に入り込むように移動する（ステップＳ１０７）。これにより、ノッチブラシ６１がノッチ９１に入り込むことになる。そして、図１２に示すようにノッチブラシ６１は例えば、１００～６００ｒｐｍの回転速度で回転動する（ステップＳ１０８）。ノッチ洗浄ノズル７０が待機位置から洗浄位置に移動され、ノッチ９１に向けて洗浄液が供給される（ステップＳ１０９）。所定のノッチ洗浄時間、例えば、３０秒経過するまで、ノッチブラシ６１が回転する。こうすることによって、ノッチ９１がノッチブラシ６１によって洗浄処理される。このとき、端面ブラシ５１は、図１２に示すように待機位置で待機している。

なお、ノッチブラシ６１は、第３処理機構６０が有する回転軸６３及びモータ６８によって回転駆動される。つまり、回転軸６３及びモータ６８が、ノッチブラシ６１の回転機構として機能する。また、ノッチブラシ６１を振動させる振動機構を設けてもよい。ノッチブラシ６１が振動することで、ノッチ９１に付着しているパーティクルに振動を与えることができ、パーティクルをノッチ９１から効果的に除去することができるので、洗浄処理をより効果的に実行できることになる。

また、ノッチブラシ６１を基板９０の上下方向に移動させてノッチ９１を洗浄処理させてもよい。これにより、ノッチブラシ６１の回転に加え、上下方向の移動により、ノッチ９１に付着するパーティクルを除去する力が増すので、洗浄処理をより効果的に実行できることになる。ノッチブラシ６１を基板９０の上下方向に移動させる場合、ノッチブラシ６１を上下駆動可能な機構が要求される。
なお、ノッチブラシ６１を回転させながらノッチ９１に向けて移動させてもよいし、ステップ１０９による洗浄液の供給を、ステップ１０６とステップ１０７の間で開始させるようにしてもよい。

ノッチ洗浄時間経過後、図１３に示すように回転したままの状態でノッチブラシ６１が待機位置に移動する（ステップＳ１１０）。その後、ノッチ洗浄ノズル７０が洗浄液の供給を停止するとともに待機位置に移動する。ノッチブラシ６１が待機位置まで移動すると、ノッチブラシ６１の洗浄を行う（ステップＳ１１１）。つまり、ノズル６９からノッチブラシ６１に洗浄液が供給される。所定の時間が経過すると、図１４に示すようにノッチブラシ６１は回転を停止され、ノッチブラシ６１の洗浄を終了する。

次に、図１５に示すようにパルスモータ１１が作動されて、基板９０が周方向に低速（例えば２０～４０ｒｐｍ）で回転する（ステップＳ１１２）。基板９０が回転した状態で、基板９０の上下面に処理液（例えば、オゾン水などの洗浄水）が供給される（ステップＳ１１３）。駆動モータ４１ａが作動されて回転支柱４１に設けられた上部アーム４２及び下部アーム４３が待機位置から基板９０の上面及び下面に移動する。そして、基板９０の径方向に沿って往復動する（ステップＳ１１４）。さらに、旋回アーム５２が旋回されて、端面ブラシ５１は待機位置から基板９０に向けて移動する（ステップＳ１１５）。

このとき、図示省略のモータが作動されて上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６が回転する（ステップＳ１１６）。同時に、図１６に示すようにモータ５８が作動されて端面ブラシ５１が回転する（ステップＳ１１７）。したがって、上部洗浄ブラシ４５、下部洗浄ブラシ４６、及び、端面ブラシ５１が、それぞれの待機位置から基板９０に向かって、回転しながら移動することになる。

上部洗浄ブラシ４５は基板９０の洗浄開始位置、例えば、基板９０の上面（表面）の中心位置に所定の圧力で当接する。下部洗浄ブラシ４６は基板９０の洗浄開始位置、例えば、基板９０の下面（裏面）の中心位置に所定の圧力で当接する。端面ブラシ５１は基板９０の外周面の洗浄開始位置に所定の圧力で当接する。なお、各ブラシは同時に基板９０に当接する。

上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６は、例えば、１００～６００ｒｐｍの回転速度で回転し、上部アーム４２及び下部アーム４３を基板９０の径方向に沿って揺動させながら基板９０の上下面が洗浄処理される。これにより、基板９０の上下面が上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６によって洗浄処理される。同時に、端面ブラシ５１は例えば、１００～８００ｒｐｍの回転速度で回転動されて基板９０の外周面が洗浄処理される。これにより、基板９０の外周面が端面ブラシ５１によって洗浄処理される。基板９０の上下面の洗浄処理及び外周面の洗浄処理を同時進行することで、効率よく基板９０の全体をむらなく洗浄処理できることになる。

それから、所定の洗浄時間、例えば、３０秒経過するまで、基板９０の洗浄処理が継続する。所定の洗浄時間が経過すると、上部洗浄ブラシ４５、下部洗浄ブラシ４６、及び、図１７に示すように端面ブラシ５１は回転したままの状態で待機位置に移動する（ステップＳ１１８）。なお、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６の移動途中で、上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６の高さ位置が所定の高さに戻る。

各ブラシは待機位置まで移動し、待機位置で各ブラシの洗浄を行う（ステップＳ１１９）。所定の時間が経過すると、各ブラシの回転が停止し、各ブラシの洗浄が終了する。次に、図１８に示すように基板９０の回転が停止し、基板９０への処理液の供給が停止される（ステップＳ１２０）。基板９０は、図示省略の搬送ロボットを介して処理室１０から搬送される（ステップＳ１２１）。

このように、基板洗浄装置１００によれば、回転する基板９０を、ノッチ９１がノッチブラシ６１と対向する位置に止めて、ノッチブラシ６１がノッチ９１に入り込んで洗浄処理することができる。これにより、ノッチブラシ６１がノッチ９１に接触する。そのため、ノッチ９１に付着しているパーティクルがノッチブラシ６１に接触するので、パーティクルを除去することが可能となり、ノッチ９１に対して洗浄処理を十分に行うことができる。また、端面ブラシ５１による基板９０の外周面の洗浄処理と共に行うことで、ノッチ９１を含めた基板９０の面全体が効果的に洗浄処理できる。したがって、基板洗浄装置１００では、基板９０の外周面が汚染されたままの状態で、基板９０の洗浄処理が完了してしまうことが防止される。また、基板洗浄装置１００では、ノッチブラシ６１がノッチ９１に入り込む形状になっているので、ノッチ９１の最深部まで洗浄処理ができる。また、基板９０を洗浄処理する際、ノッチ９１を最初に洗浄処理を行うようにした。これは、ノッチブラシ６１で掻き出されたパーティクルが、ノッチ９１において、基板９０の上面側もしくは下面側に押し出されて堆積することがある。この堆積したパーティクルを、ノッチ９１の洗浄の後に行われる、基板９０の上下面の洗浄処理で、揺動する上部洗浄ブラシ４５及び下部洗浄ブラシ４６によって除去することができる。つまり、ノッチ９１にパーティクルを残したまま処理を完了すること抑制することができる。

なお、ノッチ９１以外の外周面の洗浄処理に端面ブラシ５１を用いたが、これに限らず、ノッチブラシ６１を端面ブラシとして兼用させてもよい。

次に、基板洗浄装置１００が備えるノッチブラシ６１の形状例について、図１９を参照して説明する。上述したように、ノッチブラシ６１は、ノッチ９１に入り込むことができる形状であればよく、特に形状を限定するものではないが、図１９に示すような形状が考えられる。図１９は、基板洗浄装置１００が備えるノッチブラシ６１の形状例を模式的に示す平面図である。

図１９（ａ）には、比較例として、端面ブラシ５１の平面形状の一例を図示している。図１９（ｂ）～図１９（ｆ）には、ノッチブラシ６１の平面形状の一例を示している。図１９（ｂ）では、平面視円形状とした場合のノッチブラシ６１を図示しており、図１９（ｃ）では、平面視三角形状とした場合のノッチブラシ６１を図示しており、図１９（ｄ）では、平面視四角形状とした場合のノッチブラシ６１を図示しており、図１９（ｅ）では、平面視五角形状とした場合のノッチブラシ６１を図示しており、図１９（ｆ）では、平面視多角形状とした場合のノッチブラシ６１を図示している。

基板洗浄装置１００によれば、図１９に示すような形状のノッチブラシ６１を選定することができる。そのため、基板洗浄装置１００では、ノッチ９１を効果的に洗浄処理できる。また、基板洗浄装置１００が実行する基板洗浄方法についても、基板洗浄装置１００と同様の効果を奏することになる。

なお上記実施形態では、基板９０における、上面、下面、外周端面、ノッチを、基板の被処理面としたが、本発明の実施に際しては、少なくともノッチの洗浄を行なうものであればよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

１０ 処理室
１１ パルスモータ
２０ 第１可動体
２１ 第１ガイド体
２２ 第１シリンダ
２３ 第１ローラ
２３ａ 傾斜面
２３ｂ 支持部
３０ 第２可動体
３１ 第２ガイド体
３２ 第２シリンダ
３３ 第２ローラ
３３ａ 傾斜面
３３ｂ 支持部
４０ 第１処理機構
４１ 回転支柱
４１ａ 駆動モータ
４２ 上部アーム
４２ａ 回転軸
４３ 下部アーム
４３ａ 回転軸
４５ 上部洗浄ブラシ
４６ 下部洗浄ブラシ
４９ａ 上ノズル
４９ｂ したノズル
５０ 第２処理機構
５１ 端面ブラシ
５２ 旋回アーム
５３ 回転軸
５４ 旋回機構
５５ 駆動軸
５６ ケース
５７ 軸受
５８ モータ
６０ 第３処理機構
６１ ノッチブラシ
６２ アーム
６３ 回転軸
６４ 移動機構
６５ 駆動軸
６６ ケース
６７ 軸受
６８ モータ
７０ ノッチ洗浄ノズル
７１ 支柱
７２ アーム
７３ 旋回機構
８０ 制御装置
８１ ノッチ検出器
９０ 基板
９１ ノッチ
１００ 基板洗浄装置

Claims (6)

1. 外周にノッチが形成された基板を回転させるとともに前記基板の被処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板洗浄装置において、
   前記基板の回転を停止させた状態で、前記ノッチに入り込んで前記ノッチを洗浄するノッチブラシを有し、
   前記ノッチブラシを待機位置と前記基板の前記ノッチに入り込むべき洗浄位置との間で往復動させる往復動機構と、
   回転を停止させた状態の前記基板における前記ノッチの位置が前記ノッチブラシによる洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内か否かを判定するノッチ位置判定手段と、
   前記ノッチ位置判定手段によって前記ノッチの位置が前記許容範囲内と判定されたことを条件に、前記ノッチブラシを前記洗浄位置に移動させるよう前記往復動機構を制御するノッチブラシ移動制御機構を有することを特徴とする基板洗浄装置。
2. 外周にノッチが形成された基板の被処理面を洗浄処理する基板洗浄装置において、
   前記基板を保持する保持機構と、
   前記保持機構に保持された前記基板を回転させる回転機構と、
   前記保持機構に保持される前記基板の被処理面に洗浄液を供給する供給部と、
   前記基板の回転を停止させた状態で、前記ノッチに入り込んで前記ノッチを洗浄するノッチブラシと、
   前記保持機構に保持される前記基板のノッチ以外の外周端面を洗浄する端面ブラシと、
   前記保持機構に保持される前記基板の上面又は下面を洗浄する洗浄ブラシと、
   を有することを特徴とする基板洗浄装置。
3. 前記ノッチブラシを待機位置と前記基板の前記ノッチに入り込むべき洗浄位置との間で往復動させる往復動機構と、
   回転を停止させた状態の前記基板における前記ノッチの位置が前記ノッチブラシによる洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内か否かを判定するノッチ位置判定手段と、
   前記ノッチ位置判定手段によって前記ノッチの位置が前記許容範囲内と判定されたことを条件に、前記ノッチブラシを前記洗浄位置に移動させるよう前記往復動機構を制御するノッチブラシ移動制御機構を有することを特徴とする請求項２記載の基板洗浄装置。
4. 前記基板のノッチの洗浄処理は、前記基板の外周端面及び前記基板の上下面の洗浄処理が行われる前に実行されることを特徴とする請求項２記載の基板洗浄装置。
5. 前記基板のノッチに洗浄液を供給するノッチ洗浄ノズルを有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の基板洗浄装置。
6. 外周にノッチが形成された基板を回転させるとともに前記基板の被処理面に処理液を供給して前記基板を処理する基板洗浄方法であって、
   前記基板の回転を停止させるステップと、
   回転停止状態の前記基板の前記ノッチにノッチブラシを入り込ませ、前記ノッチを洗浄するステップと、
   前記ノッチに入り込んだノッチブラシを前記ノッチから待機位置に移動させるステップと、
   を有し、
   前記ノッチを洗浄するステップは、
   回転を停止させた状態の前記基板における前記ノッチの位置を前記ノッチブラシによる洗浄位置に対して予め設定された許容範囲内か否かを判定するノッチ位置判定するステップと、
   前記ノッチ位置を判定するステップによって前記ノッチの位置が前記許容範囲内と判定されたことを条件に、前記ノッチブラシを前記洗浄位置に移動させるステップと、
   を有することを特徴とする基板洗浄方法。

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