CN101609791B - 基板清洗装置、基板清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基板清洗装置、基板清洗方法以及存储介质，具体而言，提供一种能够用海绵状刷子有效地除去附着在至少基板端面上的附着物的基板清洗装置。基板清洗装置(1)包括：旋转卡盘(3)，其以能够旋转的方式保持基板(W)；马达(4)，其旋转被保持在旋转卡盘(3)上的基板(W)；清洗液供给机构(10)，其向被保持在旋转卡盘(3)上的基板(W)供给清洗液；以及清洗机构。清洗机构具有在清洗时与基板(W)的至少端面相接触的由海绵状树脂形成的刷子(21)，以及压缩刷子(21)的刷子压缩机构(23a，23b，24)。刷子(21)呈被压缩机构(23a，23b，24)压缩的状态，并至少清洗基板(W)的端面。

Description

基板清洗装置、基板清洗方法

技术领域

本发明涉及用于至少清洗基板的端面的基板清洗装置、基板清洗方法以及存储介质。 

背景技术

在半导体器件的制造工艺和平板显示(FPD)的制造工艺中，进行清洗处理，以除去附着在作为被处理基板的诸如半导体晶片或玻璃基板上的颗粒或污染物等。作为进行这种清洗处理的装置，已知有一种单叶式的清洗装置，其将基板保持在旋转卡盘(spin chuck)上，在使基板旋转的状态下向晶片的表面供给清洗液以便清洗晶片的表面。 

在这种清洗装置的清洗处理中，用作清洗液的酸或碱的药液在清洗处理的过程中残留在基板周边部上，它们可能在干燥后成为附着物，或者，通过清洗而除去的物质可能再次附着在基板的周边部上。由于以前不将基板的周边部作为制品使用，因而未对这种基板周边部的附着物采取特别的对策。但是，随着器件等进一步微细化，例如基板周边部的附着物附着在基板搬送机构的基板支撑臂等上所引起的坏影响变得明显。为了防止这种坏影响，有人提出一种使海绵状的刷子与基板的周边部相接触以除去周边部的附着物的技术(例如，专利文献1、2)。 

然而，在基板周边部，尤其在基板端面，存在着牢固地附着的附着物，仅通过使海绵状刷子相接触，有时候无法除去附着物。 

专利文献1：日本实开平5-79939号公报 

专利文献2：日本特开2007-165794号公报 

发明内容

本发明提供一种能够用海绵状刷子有效地除去附着在至少基板端面上的附着物的基板清洗装置和基板清洗方法。 

另外，提供一种存储用于实施这种方法的程序的存储介质。 

依照一个实施例，一种清洗具有端面、表面周边部以及背面周边的基板的基板清洗装置具备：基板保持机构，其以能够旋转的方式保持基板；基板旋转机构，其旋转被保持在所述基板保持机构上的基板；清洗液供给机构，其向被保持在所述基板保持机构上的基板供给清洗液；以及清洗机构，其具有在清洗时与基板的至少端面相接触的由海绵状树脂形成的刷子、以及压缩刷子的刷子压缩机构。所述刷子在被刷子压缩机构压缩且硬化的状态下清洗基板的至少端面。 

依照一个实施例，所述刷子具有圆筒状的小径部以及连续至所述小径部上的大径部，由所述小径部的周面清洗的基板的端面，由所述大径部和所述小径部之间的连接面清洗的基板的背面周边部或表面周边部。 

依照一个实施例，所述刷子的所述大径部和所述小径部之间的连接面因压缩而变形，由该变形部分局部地清洗基板的周边部。 

依照一个实施例，以在由刷子压缩机构进行压缩时得到针对基板的端面和表面周边部或背面周边部的良好的清洗力的方式决定所述刷子的初始形状。 

依照一个实施例，所述刷子的初始形状具有形成在所述小径部和所述大径部之间的插入有基板的切口。 

依照一个实施例，所述刷子的初始形状在所述小径部和所述大径部之间具有曲线部。 

依照一个实施例，所述刷子成为圆筒状，由该外周面清洗基板的端面。 

依照一个实施例，以在由刷子压缩机构进行压缩时得到针对基板的至少端面的良好的清洗力的方式决定所述刷子的初始形状。 

依照一个实施例，所述刷子的初始形状在其外周具有插入有基板 的切口。 

依照一个实施例，所述刷子压缩机构具有沿上下方向夹持所述刷子的一对按压部件、以及使至少一个所述按压部件移动的致动器。 

依照一个实施例，所述清洗机构具有使所述刷子旋转的刷子旋转机构，以及使所述刷子相对于基板接近或离开的接离机构，通过所述接离机构使由所述刷子旋转机构旋转的所述刷子接触由所述基板旋转机构旋转的基板，在该状态下，清洗基板的至少端面。 

依照一个实施例，具有通过使所述刷子压缩机构对所述刷子的压缩力变化而控制所述刷子的清洗的控制部。 

依照一个实施例，所述刷子具有圆筒状的小径部，以及在与所述小径部之间形成连接面的圆筒状的大径部，所述刷子的所述大径部和小径部之间的连接面能够因压缩而变形，由该变形部分局部地清洗基板的表面周边部或背面周边部，所述控制部通过所述刷子压缩机构的压缩力的变化来控制所述变形部分的位置。 

依照一个实施例，所述控制部在所述刷子压缩机构对基板的清洗中使刷子的压缩力变化，从而控制所述刷子的清洗。 

依照一个实施例，所述控制部根据作为清洗对象的基板的状态使刷子的压缩力变化，从而控制所述刷子的清洗。 

依照一个实施例，所述刷子压缩机构具有接触于所述刷子并使所述刷子的形状变化为规定的形状的刷子形状变化部件。 

依照一个实施例，所述刷子具有圆筒状的小径部，以及在与所述小径部之间形成连接面的圆筒状的大径部，所述刷子形状变化部件使所述连接面变化为规定的状态，从而实现所期望的清洗。 

依照一个实施例，所述刷子形状变化部件的接触于所述刷子的接触面呈研钵状。 

依照一个实施例，所述刷子形状变化部件的接触于所述刷子的接触面呈圆锥状。 

依照一个实施例，所述刷子形状变化部件的接触于所述刷子的接 触面相对于所述刷子的旋转轴线呈不对称的形状。 

依照另一实施例，一种清洗具有端面、表面周边部以及背面周边部的基板的基板清洗方法具备：形成由刷子压缩机构压缩由海绵状树脂形成的刷子并使其硬化的状态；向基板供给清洗液；以及使所述硬化的刷子接触于旋转的基板的至少端面从而进行清洗。 

依照另一实施例，所述刷子以能够压缩的方式设置，在清洗时使所述刷子的压缩力变化来控制所述刷子的清洗。 

依照另一实施例，所述刷子压缩机构具有刷子形状变化部件，通过使刷子形状变化部件接触于所述刷子，从而使所述刷子的形状变化为规定的形状，使形状变化的所述刷子接触于基板的端面和表面周边部或背面周边部。 

依照又一实施例，在一种存储用于使计算机实行基板清洗方法的计算机程序的存储介质中具备如下步骤，所述基板清洗方法是清洗具有端面、表面周边部以及背面周边部的基板的基板清洗方法：形成由刷子压缩机构压缩由海绵状树脂形成的刷子并使其硬化的状态的步骤；向基板供给清洗液的步骤；以及使所述硬化的刷子接触于旋转的基板的至少端面并进行清洗的步骤。 

依照实施例，当接触至少基板的端面并进行刷洗时，由于海绵状的刷子为压缩的状态，因而能够提升清洗时刷子的硬度且提高清洗力，并能够有效地清洗附着在基板的端面等上的附着物。另外，在使用具有用来同时清洗基板端面和基板表面或背面的周边部且连续的小径部和大径部的刷子的情况下，通过压缩刷子，在清洗周边部的大径部和小径部的连接面上形成有硬度高的突起部，由此能够进行局部的清洗力极高的清洗。 

依照实施例，当与至少基板的端面接触并进行刷洗时，使用由海绵状树脂形成的刷子，通过刷子压缩机构能够压缩该刷子，使刷子的压缩力变化并控制所述刷子的清洗，因而能够优化刷洗，以有效地去除附着在至少基板端面上的附着物。 

例如，通过在基板的清洗中使刷子的压缩力变化并控制清洗，能够随时间控制清洗力。具体而言，能够采取这样的方法：最初不对刷子施加压缩力而除去容易除去的附着物，随后逐渐提高压缩力并提高清洗力，从而除去更牢固的附着物。另外，能够进行清洗位置的控制。具体而言，如果使用具有圆筒状的小径部和连续至所述小径部上的大径部的刷子，并由刷子压缩机构使所述大径部的连接面变形，由该变形部分局部地清洗基板的周边部，那么，通过使刷子的压缩力变化，可以控制清洗位置，从而有效地除去牢固地附着在基板的周边部上的附着物。 

另外，能够根据基板的状态使刷子的压缩力变化并控制刷子的清洗。具体而言，根据基板的种类或附着物的附着方式等的基板的状态使刷子的压缩力变化而控制清洗。由此能够根据基板的状态恰当地进行刷洗。 

依照实施例，当使刷子接触于包括基板的端面的周边部并进行清洗时，使用海绵状的刷子，并使刷子保持机构构成为具有刷子形状变化部件，该刷子形状变化部件接触于刷子且使刷子的形状变化为规定的形状，因而能够根据附着在被清洗基板上的附着物的附着状态使刷子的形状恰当地变化，从而恰当地进行有效的清洗。 

附图说明

图1是显示本发明的第1实施例的基板清洗装置的构成概况图。 

图2是显示本发明的第1实施例的基板清洗装置的内部的平面图。 

图3是更详细地显示设在本发明的第1实施例的基板清洗装置上的清洗机构的截面图。 

图4是放大显示设在本发明的第1实施例的基板清洗装置上的清洗机构的刷子的未压缩的状态和压缩的状态的截面图。 

图5是显示设在本发明的第1实施例的基板清洗装置上的控制部 的构成的方框图。 

图6是放大显示图4的刷子的变型的未压缩的状态和压缩的状态的截面图。 

图7是放大显示图4的刷子的另一变型的未压缩的状态和压缩的状态的截面图。 

图8是放大显示刷子的另一构成的未压缩的状态和压缩的状态的截面图。 

图9是放大显示刷子的又一构成的截面图。 

图10是放大显示图9的刷子的变型的截面图。 

图11是显示使针对设在本发明的第2实施例的基板清洗装置上的清洗机构的刷子的压缩力变化时的变形状态的模式图。 

图12是放大显示刷子的另一构成的截面图。 

图13是放大显示刷子的又一构成的截面图。 

图14是显示本发明的第3实施例的基板清洗装置的构成概况图。 

图15是更详细地显示设在本发明的第3实施例的基板清洗装置上的清洗机构的截面图。 

图16是放大显示设在本发明的第3实施例的基板清洗装置上的清洗机构的刷子和刷子形状变化部件的第3例的截面图以及显示压缩刷子的状态的截面图。 

图17是放大显示设在本发明的第3实施例的基板清洗装置上的清洗机构的刷子和刷子形状变化部件的另一实例的截面图。 

图18是放大显示设在本发明的第3实施例的基板清洗装置上的清洗机构的刷子和刷子形状变化部件的又一实例的截面图。 

图19是放大显示设在本发明的第3实施例的基板清洗装置上的清洗机构的刷子和刷子形状变化部件、刷子支撑部件的其他实例的截面图。 

图20是放大显示刷子的另一构成的截面图。 

具体实施方式

第1实施方式

以下参照附图具体地说明本发明的第1实施例。图1是显示本发明的第1实施例的晶片清洗装置的构成概况图。图2是显示其内部的平面图。 

该晶片清洗装置1具有腔室2。在该腔室2中设有用于通过真空吸附将作为被清洗基板的半导体晶片(以下仅称为晶片)W以水平状态吸附并保持的旋转卡盘3。设在腔室2的下方的马达4通过轴3a能够使该旋转卡盘3旋转。另外在腔室2内，以覆盖被保持在旋转卡盘3上的晶片W的方式设有罩5。在罩5的底部，以向腔室2的下方延伸的方式设有用于排气和排液的排气排液管6。在腔室2的侧壁中，设有用于加载和卸载晶片W的加载和卸载口7。此外，在轴3a与罩5的底部之间，以及轴3a和腔室2的底部之间，设有流体密封件8。 

另外，该晶片清洗装置1还具有供给清洗液的清洗液供给装置10和刷洗包括晶片W的端面的周边部的清洗机构20。 

清洗液供给机构10具有设在罩5的上方的表面侧清洗液喷嘴11a，以及设在被保持在旋转卡盘3上的晶片W的背面侧的背面侧清洗液喷嘴11b。在这些表面侧清洗液喷嘴11a和背面侧清洗液喷嘴11b上，分别连接有表面侧清洗液供给配管13a和背面侧清洗液供给配管13b。这些表面侧清洗液供给配管13a和背面侧清洗液供给配管13b的另一端连接到共同的清洗液供给源12上。而且，从清洗液供给源12经由表面侧清洗液供给配管13a和表面侧清洗液喷嘴11a向晶片W的表面中心附近供给清洗液，并经由背面侧清洗液供给配管13b和背面侧清洗液喷嘴11b向晶片W的背面供给清洗液。在表面侧清洗液供给配管13a和背面侧清洗液供给配管13b上，分别存在着阀14a、14b。可使用纯水或药液等作为清洗液。 

清洗机构20具有由用于清洗包括晶片W的端面的周边部的海绵状树脂形成的刷子21，以能够旋转的方式支撑刷子21的旋转支撑部 件22，沿上下方向按压刷子21的一对按压部件23a、23b，用于经由按压部件23a、23b而向刷子21施加压缩力的汽缸24，用于使刷子21转动的转动臂25，内置用作转动臂25的转动轴的轴部26，以及内置通过使转动轴旋转而使转动臂25转动的转动机构和使转动臂25升降的升降机构的转动升降部27。 

图3是更详细地显示清洗机构的截面图。旋转支撑部件22呈沿铅垂方向延伸的圆筒状，在其内部，汽缸24的活塞24a沿铅垂方向贯通并延伸。在该活塞24a上连接有在刷子21的中央处沿铅垂方向延伸的刷子支撑部件21a，刷子支撑部件21a的下端被固定在下侧的按压部件23b的中央处。另外，上侧的按压部件23a被固定在旋转支撑部件22的下端面上，刷子支撑部件21a和上侧的按压部件23a之间的部分是自由的。所以，通过使汽缸24的活塞24a退入，使得下侧的按压部件23b与刷子支撑部件21a一起上升，从而使夹在上侧的按压部件23a和下侧的按压部件23b之间的刷子21被压缩。即，按压部件23a、23b和汽缸24作为刷子压缩机构而起作用。此外，可以使按压部件23a、23b的两者移动以压缩刷子21。另外，可以使用其他的致动器来代替汽缸24。 

转动臂25呈沿水平延伸的方筒状，在其前端部分以能够旋转的方式设有旋转支撑部件22。即，旋转支撑部件22以能够旋转的方式由安装在转动臂25上的一对轴承31a、31b支撑。在旋转支撑部件22的中央部外嵌有滑轮32，在该滑轮32上缠绕有皮带33。该皮带33在转动臂25的内部空间内水平地延伸。另外，在转动臂25的内部，以固定在其底板上的方式设有刷子旋转用马达34。在刷子旋转用马达34的旋转轴34a上安装有滑轮35，上述皮带33也缠绕在滑轮35上。所以，通过驱动马达34，从而经由皮带33使旋转支撑部件22旋转，与此同时使刷子21旋转。 

在转动臂25的底端部分，铅垂地延伸的转动轴38由设在转动臂25内的上下的一对固定部件39固定。转动轴38穿过轴部26而延伸 至转动升降部27。 

转动升降部27具有连续至轴部26的下方的壳体41以及设在壳体内部的转动机构42和升降机构45。转动机构42具有转动用马达43，马达的旋转轴连接至转动轴38的下端，从而通过旋转驱动转动用马达43，使得固定在转动轴38上的转动臂25旋转。另外，升降机构45具有以能够旋转的方式经由轴承47来支撑转动轴38的支撑部件46，从壳体41的底部向铅垂上方延伸并通过螺纹接合支撑部件46的滚珠螺杆48，固定在壳体41的底板上并使滚珠螺杆48旋转的升降用马达49，以及铅垂地设在壳体41内并引导支撑部件46的引导部件50。即，升降机构45可以通过滚珠螺杆机构来升降转动轴38，从而升降转动臂25。 

图4是放大显示刷子21的截面图，(a)显示未压缩的状态，(b)显示压缩的状态。刷子21具有呈圆筒状的小径部21b和连续至小径部21b的下方的呈圆筒状的大径部21c。而且，小径部21b的周面作为晶片W的端面清洗部而起作用。大径部21c的上面即小径部21b的连接面21m作为晶片W的背面周边清洗部而起作用。在实际的清洗时，如(b)所示，在通过按压部件23a、23b来按压并压缩刷子21且使其硬化的状态下，清洗晶片W。如上所述，刷子21由海绵状的树脂形成，可优选使用聚乙烯醇(PVA)。作为能够应用于刷子21的其它树脂，能够列举出聚乙烯(PE)。另外，由于刷子支撑部件21a和按压部件23a、23b必须具有某种程度的刚性，因而能够使用金属或硬质树脂。但是，由于金属有可能成为对晶片W的污染物，因而优选硬质树脂，例如聚醚酮醚(PEEK)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。 

如图5的方框图所示，控制部30具有控制器61、用户界面62以及存储部63。控制器61控制基板清洗装置1的各构成部，例如马达4、汽缸24、刷子旋转用马达34、转动用马达43、升降用马达49等。另外，用户界面62连接到控制器61上，用户界面由操作者为了管理晶片清洗装置1而进行指令等的输入操作的键盘和可视化地显示晶片 清洗装置1的运转状况的显示器等构成。存储部63也连接到控制器61上，在存储部中储存有用于控制晶片清洗装置1的各构成部的控制对象的控制程序，以及用于在晶片清洗装置1进行规定的处理的程序即处理方案。处理方案存储在存储部63中的存储介质内。存储介质可以为诸如硬盘的固定的介质，也可以为CDROM、DVD、闪存等的可移动的介质。备选地，可以经由例如专用线路而从其它装置适当传送方案。而且，在必要时，控制器61根据来自用户界面62的指示等，通过从存储部63调出任意的处理方案并执行，从而在控制器61的控制下，进行预定的处理。 

接下来将说明由这种晶片清洗装置1进行晶片W的清洗处理的处理动作。 

首先，将晶片W加载到腔室2内，并将晶片W保持在旋转卡盘3上。接着，通过汽缸24使按压部件23b向上方移动规定距离，将刷子21夹入按压部件23a、23b之间，压缩刷子21并使其硬化。这时，如图4(b)所示，小径部21b和大径部21a共同被压缩并硬化，与此同时，大径部21c的上面变形，形成有突起部21d。 

在该状态下，驱动马达4使晶片W与旋转卡盘3一起以规定的旋转数旋转，从表面侧清洗液喷嘴11a和背面侧清洗液喷嘴11b供给清洗液，通过刷子旋转用马达34使刷子21与刷子支撑部件22一起旋转。然后，通过转动用马达43使转动臂25向旋转卡盘3上的晶片W转动，将刷子21的小径部21b的外周压在晶片W的端面上，并通过升降机构45进行转动臂25的高度调节，将刷子21的大径部21c的上面压在晶片W的背面周边部上，然后开始刷洗。 

不限于以上所述，可以在最初通过转动用马达43和升降机构45调整刷子21的位置后，通过汽缸24使按压部件23b向上方移动规定距离，从而将刷子21夹入按压部件23a、23b之间，压缩刷子21。然后，将刷子21压在晶片W的另一面和背面周边部上，然后开始清洗。 

这时，由于呈海绵状的刷子21被压缩且硬化，因而与通常的状 态相比清洗力上升，能够除去牢固地附着在晶片W的端面和背面周边部上的附着物。另外，大径部21c的上面变形，形成具有狭小面积的突起部21d，从而以显著提升的清洗力来局部地清洗晶片W的背面周边部。即，尽管刷子21通常与晶片W成面接触，但通过如此地形成突起部21d，刷子21与晶片W成线接触，接触部分的刷压非常高。 

刷子21的形状可为考虑到压缩时的变形的形状。即，以在压缩变形时得到良好的清洗力的方式决定刷子21的初始形状。例如，如图6(a)所示，可以预先在小径部21b和大径部21c之间形成插入有晶片W的切口部21e，在这种情况下，如图6(b)所示，在压缩时能够以围绕作为清洗对象的晶片W的端面W1和背面周边部W2的方式使其变形，并能够均匀地清洗清洗对象的整体。而且，通过挤压刷子21能够提高刷子21的压力，提升整体的清洗力。备选地，如图7(a)所示，通过预先在小径部21b和大径部21c之间形成曲线部21f，从而在压缩时，如图7(b)所示，能够以在某种程度上围绕作为清洗对象的晶片W的端面和背面周边部的方式使其变形，从而能够清洗清洗对象的整体。在该情况下，通过挤压刷子21，也能够提高刷子21的压力，从而提升整体的清洗力。 

此外，本发明并不限于上述实施例，而是能够进行各种变形。例如，在上述实施例中，示范了使用上部为小径部、下部为大径部的刷子来清洗晶片的端面和背面周边部的示例。但是，如图8(a)所示，通过使用上部为大径部21b’、下部为小径部21c’的刷子21’，形成如图8(b)所示的沿上下方向压缩的状态，能够清洗晶片端面W1和表面周边部W2。而且在该情况下，通过形成将图6、图7的大径部和小径部调换的结构，能够得到与图6、图7相同的效果。另外，如图9所示，也能够使用仅清洗晶片W的端面的整体形状为圆筒状的刷子21”。在该情况下，可以以在压缩时得到针对晶片W的至少端面的良好的清洗力的方式决定刷子21”的初始形状，例如如图10所示，可以在外周面上设置晶片W插入用的切口21a”。 

在上述实施例中，尽管仅说明了清洗晶片的端面和背面周边部的清洗机构，但可以具有清洗晶片的表面的适当的清洗机构。而且，不限于上述实施例中的装置，还能够将本发明应用于清洗晶片的表面和背面的清洗装置或清洗晶片的背面的装置。 

并且，刷子的压缩方法也不限于上述实施例，能够采用各种方法。另外，可以预先使刷子压缩成规定的压缩状态并安装在装置上。 

另外，在上述实施例中，示范了将半导体基板作为被处理基板并进行应用的情况，但不限于此，也能够应用于以液晶显示装置用玻璃基板为代表的平板显示装置用基板等其它基板。 

第2实施例

接下来参考图11至图13说明本发明的第2实施例。在第2实施例中，与图1至图10所示的第1实施例相同的部分标注相同的符号，并省略详细的说明。 

在本实施例中，图5中所示的控制部30的使针对刷子21的压缩力变化并控制晶片W的清洗的功能尤其重要。即，基于存储在存储部63中的处理方案，从控制器61向汽缸24发送指令，使按压部件23a、23b对刷子21的压缩力变化，控制晶片W的清洗。具体而言，能够在清洗中使刷子的压缩力实时地变化并控制晶片W的清洗。备选地，能够获得与晶片W的状态相关的信息，并基于该信息，按照其状态使刷子21的压缩力为所期望的值，从而控制晶片W的清洗。 

接着说明这种晶片清洗装置1清洗晶片W的清洗方法。 

首先说明第1方法。 

将晶片W加载到腔室2内，并将晶片W保持在旋转卡盘3上。这时，为了防止干燥，刷子21在待机位置以被供给清洗液的状态进行待机。接着，基于处理方案，使汽缸24经由按压部件23a、23b将刷子21的状态压缩为规定的初始状态。

在如此地使刷子21为初始状态之后，驱动马达4，使晶片W与旋转卡盘3一起以规定的旋转数旋转，从表面侧清洗液喷嘴11a和背 面侧清洗液喷嘴11b供给清洗液，通过刷子旋转用马达34使刷子21与刷子支撑部件22一起旋转。然后，使转动臂25向旋转卡盘3上的晶片W转动，将刷子21的小径部21b的外周压在晶片W的端面上，并且通过升降机构45来进行转动臂25的高度调节，将刷子21的大径部21c的上面压在晶片W的背面周边部上，然后开始刷洗。 

在该清洗处理期间，基于处理方案，使汽缸24对刷子21的压缩力变化。如果刷子21被供给清洗液且在膨胀的状态下被施加压缩力，则随着压缩力增加，刷子21的硬度上升，清洗力升高。相反，如果刷子21的硬度升高，则弹力下降，因而刷子21彻底地清洗晶片W的端面和背面周边部的效果降低。即，彻底清洗的效果在不对刷子21施加压缩力的情况下较高。基于这些特性而对晶片W的清洗进行控制，使得例如在初始状态下向刷子21施加压缩力，或者施加可以得到与不施加压缩力时相同的程度的清洗效果的压缩力，在刷子21因清洗液而膨胀的状态下，彻底地清洗晶片W的端面和背面周边部，除去附着力弱的附着物。之后，连续地或阶段性地提升刷子21的压缩力，使刷子21的硬度增加，随时间增加刷子21的清洗力，由此能够除去附着力强的附着物，有效地清洗晶片W的端面和背面周边部。当如此地提升刷子21的压缩力并进行清洗之后，使压缩力下降，不施加压缩力，或者施加可以得到与不施加压缩力时相同的程度的清洗效果的压缩力，在该状态下，通过用膨胀状态的刷子21来进行清洗，彻底地除去因再次附着等而残留的附着物，从而进一步提升清洗效果。 

如果压缩刷子21，则刷子21的硬度上升，并且如图4(b)所示，大径部21c的上面变形，形成突起部21d。由于突起部21以狭小面积与晶片W的背面周边部接触，因而能够显著地提升局部的清洗力。即，虽然刷子21通常与晶片W成面接触，但通过如此地形成突起部21d，刷子21成线接触，接触部分的刷压非常高。这种情况下，通过使刷子21的压缩力变化，从而如图6所示，能够使突起部21d所接触的 晶片W的部位变化。 

以下更详细地说明该方法。图11(a)显示了施加较小的压缩力的状态，刷子21不太被挤压，突起部21d小且形成在靠近晶片W的端面的位置上。随着压缩力增加，如图11(b)和11(c)所示，刷子21的挤压程度变大，与此同时，突起部21d变大且向晶片W的中心侧移动。随着如此地增加刷子21的压缩力，能够使突起部21d的位置移动。即，通过在清洗处理中使刷子21的压缩力变化，能够控制晶片W的背面周边部上的突起部21d所清洗的部位，由此能够进行有效的清洗。 

接下来说明第2方法。 

在该方法中，根据将要清洗的晶片W的状态，使施加给刷子21的压缩力变化并进行清洗。清洗对象的晶片W的状态(必须除去的附着物的附着状态等)因清洗前的晶片W的处理或晶片W的种类等而不同。 

因此，在第2方法中，首先预先在控制部30的控制器61中设定清洗对象的晶片W的状态，或者用适当的方法把握该状态并向控制器61发送该信息。接着，向汽缸24发送指令，并以规定的压缩力压缩刷子21，从而得到适于该晶片W的状态的清洗状态。当没有必要压缩刷子21时，不进行压缩就用于清洗。 

当如此地将刷子21设置为规定的状态后，驱动马达4使晶片W与旋转卡盘3一起以规定的旋转数旋转，从清洗液喷嘴11供给清洗液，通过刷子旋转用马达34使刷子21与刷子支撑部件22一起旋转。然后，使转动臂25向旋转卡盘3上的晶片W转动，将刷子21的小径部21b的外周压在晶片W的端面上，并且通过升降机构45来进行转动臂25的高度调节，将刷子21的大径部21c的上面压在晶片W的背面周边部上，然后开始刷洗。 

由于如此地根据晶片W的状态使施加给刷子21的压缩力变化而控制清洗力，因而能够适当地清洗晶片W，从而实现有效的清洗处理。 

本发明并不限于上述实施例，而是能够进行各种变形。例如，在 上述实施例中，示范了使用上部为小径部、下部为大径部的刷子来清洗晶片的端面和背面周边部的示例，但如图12所示，能够使用上部为大径部21b’、下部为小径部21c’的刷子21’来清洗晶片端面和表面周边部。另外，如图13所示，能够使用仅清洗晶片W的端面的整体形状为圆筒状的刷子21”。 

第3实施例

接下来参考图14至图20说明本发明的第3实施例。在第3实施例中，与图1至图10所示的第1实施例相同的部分标注相同的符号，并省略详细的说明。 

如图14所示，清洗机构20具有由用于清洗包括晶片W的端面的周边部的海绵状树脂形成的刷子21，以能够旋转的方式支撑刷子21的旋转支撑部件22，保持刷子21的刷子保持机构(刷子压缩机构)23，用于施加保持刷子21的保持力或压缩刷子21的压缩力的汽缸24，用于使刷子21转动的转动臂25，内置用作转动臂25的转动轴的轴部26，以及内置通过使转动轴旋转而使转动臂25转动的转动机构和使转动臂25升降的升降机构的转动升降部27。刷子保持机构(刷子压缩部件)23具有从上方摁压刷子21的摁压部件(按压部件)23a、以及与刷子21的下面接触并使刷子21的形状变化为规定的形状的刷子形状变化部件(按压部件)23b。 

图15是更详细地显示清洗机构的截面图。旋转支撑部件22呈沿铅垂方向延伸的圆筒状，在该旋转支撑部件22内部，汽缸24的活塞24a沿铅垂方向贯通并延伸。在该活塞24a上连接有在刷子21的中央处沿铅垂方向延伸的刷子支撑轴(刷子支撑部件)21a，刷子支撑轴21a的下端被固定在刷子形状变化部件23b的中央处。摁压部件23a被固定在旋转支撑部件22的下端面上，刷子支撑轴21a和摁压部件23a之间的部分是自由的。所以，当汽缸24的活塞24a退入时，刷子形状变化部件23b与刷子支撑轴21a一起上升，使得刷子21被夹在并保持在摁压部件23a和刷子形状变化部件23b之间。当从该状态进一步使 汽缸24的活塞24a退入时，将刷子21压缩。即，汽缸24作为刷子压缩机构而起作用。可以使摁压部件23a和刷子形状变化部件23b两者移动以保持或压缩刷子21。另外，可以使用其它的致动器代替汽缸24。 

图16是刷子21的放大截面图。刷子21具有呈圆筒状的小径部21b，以及连续至小径部21b的下方的呈圆筒状的大径部21c。而且，小径部21b的周面作为晶片W的端面清洗部而起作用，大径部21c的上面即小径部21b的连接面21m作为晶片W的背面周边清洗部而起作用。 

如上所述，刷子21的下面与刷子形状变化部件23b相接触，该刷子形状变化部件23b使刷子21的形状变化，从而使刷子21进行所期望的清洗。即，例如如图16(a)所示，刷子形状变化部件23b呈研钵状，在由这种形状的刷子形状变化部件23b支撑刷子21的状态下，如果形成由摁压部件23a摁压并保持刷子21的状态，则刷子21的形状变化，使得与内周部相比，海绵状的刷子21的外周部进一步被压缩。由于外周部比内周部硬，因而图中由A所示的部分的清洗力提高。所以，在部分A的清洗力提高的情况下，通过使用这种研钵状的刷子形状变化部件23b，能够进行有效的清洗。如图16(b)所示，如果由汽缸24移动活塞24a并向刷子21施加保持力以上的压缩力，则刷子21整体硬化，清洗力进一步上升。 

如图17所示，如果刷子形状变化部件23b为圆锥状，则在使该形状的刷子形状变化部件23b与刷子21的下面相接触的状态下，通过形成由摁压部件23a摁压并保持刷子21的状态，使刷子21的形状变化。与外周部相比，海绵状的刷子21的内周部进一步被压缩。由于内周部变得比外周部硬，因而图中由B所示的部分的清洗力提高。所以，在部分B的清洗力提高的情况下，通过使用这种圆锥状的刷子形状变化部件23b，能够对晶片W进行有效的清洗。 

如图18、图19所示，如果使用相对于旋转轴呈不对称形状的刷 子形状变化部件23b，则通过旋转刷子21，使得清洗性不同的刷子部位连续地与晶片W相接触，能够对晶片W进行有效的清洗。具体而言，在图18中，刷子形状变化部件23b具有一侧平坦、另一侧向外侧降低的形状。因而部分C的压缩配合度降低，且平坦部和向外侧降低部交替地与晶片W接触。在图19中，刷子形状变化部件23b具有斜着切断的形状，因而压缩配合度从部分D向部分E线性地变化，且因而晶片W的清洗配合度实时地变化。 

在图16～19中，实际上，以在使刷子21的形状变化时刷子形状变化部件23b和刷子支撑轴21a彼此不干涉的方式设定它们的配置。 

如上所述，刷子21由海绵状的树脂形成，能够优选使用聚乙烯醇(PVA)作为树脂。作为能够应用于刷子21的其它树脂，能够列举出聚乙烯(PE)。另外，由于刷子支撑轴21a、摁压部件23a以及刷子形状变化部件23b必须具有某种程度的刚性，因而能够使用金属或硬质树脂。但是，由于金属有可能成为对晶片W的污染物，因而优选为硬质树脂，例如聚醚酮醚(PEEK)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。 

接下来对利用这种晶片清洗装置1来进行晶片W的清洗处理的处理动作进行说明。 

首先，选择刷子形状变化部件23b的形状，使得刷子21根据被清洗基板的附着物的附着状态等而进行所期望的清洗。然后，将刷子21夹持并保持在刷子形状变化部件23b和摁压部件23a之间。例如，使用具有上述图16～19中的任一种形状的刷子形状变化部件23b。 

在该状态下，驱动马达4使晶片W与旋转卡盘3一起以规定的旋转数旋转，从清洗液喷嘴11供给清洗液，通过刷子旋转用马达34使刷子21与旋转支撑部件22一起旋转。然后，使转动臂25向旋转卡盘3上的晶片W转动，将刷子21的小径部21b的外周压在晶片W的端面上，并且通过升降机构45来进行转动臂25的高度调节，将刷子21的大径部21c的上面压在晶片W的背面周边部上，之后开始刷洗。 

例如，在附着物附着于晶片W的背面周边部的偏向中心侧的部分的情况下，通过使用图16所示的刷子形状变化部件23b，压缩刷子 21的外周部以使刷子21的形状变化，从而使刷子21的部分A硬化。由于该部分A的清洗力增加，能够进行有效的清洗。 

在附着物附着于晶片W的端面附近的情况下，通过使用图17所示的刷子形状变化部件23b，压缩刷子21的中央部并使刷子21的形状变化，从而使刷子21的部分B硬化。由于该部分B的清洗力强化，能够进行有效的清洗。 

此外，如果使用图18、19所示的相对于旋转轴呈不对称形状的刷子形状变化部件23b，在刷子21被不对称地压缩的状态下刷子21的形状变化。从而通过使刷子21旋转，使清洗性不同的刷子部位连续地与晶片W接触，进而高效地清洗晶片W。 

在所有上述情况下，通过汽缸24使刷子变化部件23b进一步向上方移动，向刷子21施加压缩力，使得刷子21的整体的硬度上升，与通常的状态相比，清洗力上升，因此能够除去牢固地附着在晶片W的端面和背面周边部上的附着物 

本发明并不限于上述实施例，而是能够进行各种变形。例如，在上述实施例中，示范了使用上部为小径部、下部为大径部的刷子来清洗晶片的端面和背面周边部的示例。但是，如图20所示，也能够使用上部为大径部21b’、下部为小径部21c’的刷子21’，通过使刷子21’的上面与刷子形状变化部件23b’相接触并由摁压部件23a’摁压下面来清洗晶片端面和表面周边部。 

刷子形状变化部件并不限于上述实施例所示的形状，能够选取其它的各种形状以得到所期望的清洗。 

在上述实施例中，虽然仅说明了清洗晶片的端面和背面周边部的清洗机构，但也可以具有清洗晶片的表面的适当的清洗机构。并且，不限于上述实施例的装置，能够将本发明应用于清洗晶片的表面和背面的清洗装置或清洗晶片的背面的装置。 

并且，刷子的保持机构也不限于上述实施例，例如，可以准备由刷子形状变化部件和摁压部件预先夹持的刷子，并将刷子安装在装置上。 

Claims (22)

1.一种用于清洗具有端面、表面周边部以及背面周边的基板的基板清洗装置，包括：

基板保持机构，其以能够旋转的方式保持基板；

基板旋转机构，其旋转被保持在所述基板保持机构上的基板；

清洗液供给机构，其向被保持在所述基板保持机构上的基板供给清洗液；以及

清洗机构，其具有在清洗时与基板的至少端面相接触的由海绵状树脂形成的刷子，以及压缩刷子的刷子压缩机构，

所述刷子在被刷子压缩机构压缩且硬化的状态下清洗基板的至少端面，

所述刷子压缩机构具有沿上下方向夹住所述刷子的一对按压部件，以及使至少一个所述按压部件移动的致动器。

2.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子具有圆筒状的小径部以及连续至所述小径部上的大径部，由所述小径部的周面清洗基板的端面，由所述大径部和所述小径部之间的连接面清洗基板的背面周边部或表面周边部。

3.根据权利要求2所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子的所述大径部和所述小径部之间的连接面因压缩而变形，由该变形部分局部地清洗基板的周边部。

4.根据权利要求2所述的基板清洗装置，其特征在于，以在由刷子压缩机构进行压缩时得到针对基板的端面和表面周边部或背面周边部的良好的清洗力的方式决定所述刷子的初始形状。

5.根据权利要求4所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子的初始形状具有形成在所述小径部和所述大径部之间的插入有基板的切口。

6.根据权利要求4所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子的初始形状在所述小径部和所述大径部之间具有曲线部。

7.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子呈圆筒状，由所述刷子的外周面清洗基板的端面。

8.根据权利要求7所述的基板清洗装置，其特征在于，以在由刷子压缩机构进行压缩时得到针对基板的至少端面的良好的清洗力的方式决定所述刷子的初始形状。

9.根据权利要求8所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子的初始形状在其外周具有插入有基板的切口。

10.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述清洗机构具有使所述刷子旋转的刷子旋转机构，以及使所述刷子相对于基板接近或离开的接离机构，通过所述接离机构使由所述刷子旋转机构旋转的所述刷子与由所述基板旋转机构旋转的基板相接触，在该状态下清洗基板的至少端面。

11.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述基板清洗装置还具有使所述刷子压缩机构对所述刷子施加的压缩力变化以控制所述刷子的清洗的控制部。

12.根据权利要求11所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子具有圆筒状的小径部，以及在与所述小径部之间形成连接面的圆筒状的大径部，所述刷子的所述大径部和小径部之间的连接面能够因压缩而变形，由该变形部分局部地清洗基板的表面周边部或背面周边部，所述控制部通过改变所述刷子压缩机构施加的压缩力来控制所述变形部分的位置。

13.根据权利要求11所述的基板清洗装置，其特征在于，所述控制部在所述刷子压缩机构对基板的清洗过程中使给刷子的压缩力变化，从而控制所述刷子的清洗。

14.根据权利要求11所述的基板清洗装置，其特征在于，所述控制部根据作为清洗对象的基板的状态使给刷子的压缩力变化，从而控制所述刷子的清洗。

15.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子压缩机构具有与所述刷子相接触并使所述刷子的形状变化为规定的形状的刷子形状变化部件。

16.根据权利要求15所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子具有圆筒状的小径部，以及在与所述小径部之间形成连接面的圆筒状的大径部，所述刷子形状变化部件使所述连接面变化为规定的状态，从而实现所期望的清洗。

17.根据权利要求15所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子形状变化部件与所述刷子相接触的接触面呈研钵状。

18.根据权利要求15所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子形状变化部件与所述刷子相接触的接触面呈圆锥状。

19.根据权利要求15所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子形状变化部件的与所述刷子相接触的接触面相对于所述刷子的旋转轴线呈不对称的形状。

20.一种用于清洗具有端面、表面周边部以及背面周边部的基板的基板清洗方法，包括：

形成由刷子压缩机构压缩由海绵状树脂形成的刷子并使其硬化的状态；

向基板供给清洗液；以及

使硬化的刷子与旋转的基板的至少端面相接触并进行清洗，

所述刷子压缩机构具有沿上下方向夹住所述刷子的一对按压部件，以及使至少一个所述按压部件移动的致动器。

21.根据权利要求20所述的基板清洗方法，其特征在于，所述刷子以能够压缩的方式设置，在清洗时使所述刷子的压缩力变化来控制所述刷子的清洗。

22.根据权利要求20所述的基板清洗方法，其特征在于，

所述刷子压缩机构具有刷子形状变化部件，

通过使刷子形状变化部件与所述刷子相接触，从而使所述刷子的形状变化为规定的形状，使形状变化的所述刷子与基板的端面和表面周边部或背面周边部相接触来清洗基板。

Images