JP2001009388A - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板表面に付着したパーティクルを良好に除去
できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。 【解決手段】回転保持手段２２保持された基板Ｗの洗浄
面を洗浄具４５が水平移動して洗浄する。制御部９は洗
浄工程の繰り返しを制御し、各洗浄工程において押圧荷
重設定器９２によって設定された押圧力に応じて操作ロ
ッド６６を昇降してその高さ位置で洗浄具４５による押
圧力を変更する。すなわち、最初の押圧力による洗浄工
程で除去されなかったパーティクルを除去すべく、異な
る押圧力の洗浄工程で洗浄が繰り返される。その結果、
基板Ｗ表面に付着したパーティクルに作用する洗浄力
は、洗浄工程ごとに洗浄状態が異なるため、各種のパー
ティクルを基板表面から除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハやフ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示器用のガラス基
板、光ディスク用の基板などの基板を洗浄するための技
術に係り、特には、基板を保持して鉛直方向の軸芯周り
で回転させながら、所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄
面に沿わせて水平移動させる動作を含んで基板を洗浄す
る基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転式基板洗浄装置に
は、スクラブ洗浄装置、超音波式洗浄装置および高圧噴
射式洗浄装置がある。

【０００３】例えば半導体デバイスの製造プロセスを例
にとって説明すると、ＬＳＩ等の半導体デバイスがその
表面に形成される半導体ウェハ（以後、基板と称す）表
面は、プロセス中は、極めて厳格な清浄度を維持する必
要がある。そのため各種の製造、処理プロセスの前後に
は、必要に応じてその都度ウェハの表面を洗浄すること
があり、例えばフォトリソグラフィ工程では、かかる洗
浄が不可欠になっている。

【０００４】そこでは、基板表面を例えば特開昭５７−
１０２０２４号公報や特開昭６２−２５９４４７号公報
等において開示されたスクラブ洗浄装置により洗浄して
いる。これらスクラブ洗浄装置は水平姿勢で回転する基
板の表面にノズルから洗浄液を供給しつつ、ブラシやス
ポンジ等の洗浄具を回転させながら、この洗浄具を初期
設定で設定された押圧力で基板の洗浄面に作用させた状
態で接触させる。この状態で洗浄具を基板表面の中心部
から外周部まで移動させることにより、表面に付着した
異物をこすり落として除去するようになっている。

【０００５】洗浄具は基板の洗浄面に沿わせて一定速度
で水平移動させ、基板の洗浄面に付着したパーティクル
やゴミを剥離させるとともに、その剥離したパーティク
ルやゴミなどの洗浄除去物を洗浄液とともに基板の回転
による遠心力を利用しながら基板の外方へ流出させるよ
うに構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この場合、基板表面の
膜質に影響を及ぼさないようにするために、基板表面に
対する洗浄具の接触は非常に微妙なものが要求される。
そこで、例えばブラシ先端を基板表面よりわずかに浮上
させた状態で回転させて、基板表面に供給される洗浄液
の流れや渦により基板表面を洗浄する、いわゆるハイド
ロプレーン洗浄を行うことにより、洗浄時における洗浄
具の精度の高い位置付けに対処している。そのことで、
仮に洗浄具が必要以上に基板に押圧されて基板に微細な
傷が発生することを防止している。

【０００７】しかしながら、ハイドロプレーン洗浄で基
板を洗浄した場合、基板表面に付着した種々のパーティ
クル（固体微粒子）を十分除去できないことがある。そ
こで、再度基板を洗浄し、パーティクルの除去を行って
いる。このように、ハイドロプレーン洗浄のみでは基板
に付着したパーティクルの種類によって、微細なパーテ
ィクルが基板表面に残留したり、再度洗浄しなくてはな
らない。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板表面に付着したパーティクルを効
率的に除去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。さらに基板の洗浄面全面にわ
たって基板への損傷を抑制して、良好に基板を洗浄する
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すわな
ち、請求項１に係る発明は、基板を洗浄する基板洗浄装
置であって、基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保
持し回転させる回転保持手段と、前記基板表面に洗浄液
を供給する洗浄液供給手段と、前記回転保持手段に保持
された基板の洗浄面を洗浄する洗浄具と、前記洗浄具が
保持され基板の洗浄面に対して所定の押圧力を付与する
押圧手段と、保持された基板の洗浄面に沿わせて前記洗
浄具を水平移動させる洗浄具移動手段と、前記押圧手段
を自動的に作動して前記洗浄具を前記基板に対して昇降
し押圧力を可変とする押圧力制御機構と、前記洗浄具移
動手段による洗浄工程の繰り返しを制御する制御手段
と、を具備し、前記制御手段は押圧力制御機構を制御し
て異なる押圧力で洗浄工程を繰り返すことを特徴とする
ものである。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の基
板洗浄装置において、前記押圧制御機構は前記押圧手段
を制御し、前記洗浄具が基板表面に接触した洗浄工程
と、前記洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触
状態の洗浄工程と、を有して洗浄工程を繰り返すことを
特徴とする。

【００１１】請求項３に係る発明は、水平に保持した基
板に所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた
状態で、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させ
る工程を含んで基板を洗浄する基板洗浄方法において、
基板の洗浄工程中に前記洗浄具の水平移動の繰り返しを
監視し水平移動を繰り返す時、その洗浄具の洗浄面に対
する押圧力を変化させて基板を洗浄することを特徴とす
る。

【００１２】本発明の作用は次のとおりである。請求項
１に係る発明の基板洗浄装置においては、基板を保持し
て鉛直方向の軸芯周りに回転させながら、所定の押圧力
で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた状態で、洗浄具を
基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる工程を含んで基
板を洗浄する。その際、洗浄具による洗浄工程の繰り返
しを監視し、その各工程が繰り返される時に異なる好適
な押圧力となるように基板の洗浄面に対する洗浄具の押
圧力を変化させて基板を洗浄する。すなわち、最初の押
圧力による洗浄工程で除去されなかったパーティクルを
除去すべく異なる押圧力の洗浄工程を有する。その結
果、少ない洗浄回数で基板表面の清浄度が得られる。

【００１３】例えば、繰り返される洗浄具の移動工程は
移動工程によって、基板の洗浄面に対する洗浄具の押圧
力を変化させる。洗浄具を基板の外周部から回転中心に
移動させる工程も有する場合には、回転中心から外周部
に移動させるに工程中の洗浄具の押圧力と押圧力を異な
らせる。

【００１４】これにより、基板への損傷が生じず比較的
小さな押圧力で基板を洗浄する移動工程の後で、基板へ
の損傷が生じず、洗浄残りが起きない程度の比較的大き
な押圧力で基板を洗浄する移動工程を繰り返すことがで
きる。即ち、洗浄したいパーティクルの種類に応じて基
板の洗浄面に対する洗浄具の好適な押圧力の洗浄工程を
有することで、基板の洗浄を良好にすることができる。

【００１５】請求項２に係る発明の基板洗浄装置におい
ては、洗浄具が基板表面に接触した洗浄工程と、洗浄具
が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄工程
とが基板に施される。前者の洗浄工程は洗浄具が基板表
面より僅かに浮上し洗浄液を掃くように作用して、洗浄
液の流れにより基板表面のパーティクルを除去するので
基板表面を不必要に傷を付けない。また、後者の洗浄工
程は基板表面に洗浄具を接触して洗浄することで、先の
洗浄工程により除去できないパーティクルが除去され
る。このことにより、それぞれの接触圧に応じたパーテ
ィクル除去により基板をより清浄に洗浄することができ
る。例えば、基板の種類によっては前者の洗浄工程の次
に後者の洗浄工程を行う場合や、前者と後者を入れ替え
る洗浄工程で行っても良く、パーティクル除去を有効に
行なえる。

【００１６】請求項３に係る発明の基板洗浄方法におい
ては、基板を水平に保持して所定の押圧力で洗浄具を基
板の洗浄面に作用させる。そして、洗浄具を基板の洗浄
面に沿わせて水平移動させる工程の繰り返しを監視し異
なる洗浄工程で洗浄具の洗浄面に対する押圧力を変化さ
せて基板を洗浄する。この発明によれば、一つの押圧力
で除去できないパーティクルが繰り返される工程によっ
て除去される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例における
回転式基板洗浄装置の模式的断面図、図２は図１の回転
式基板洗浄装置の模式的平面図である。図１および図２
の回転式基板洗浄装置はスクラブ洗浄装置である。

【００１８】図１に示すように、スクラブ洗浄装置１
は、ウェハ等の基板Ｗを保持して回転させる基板回転保
持機構２と、基板Ｗ表面に洗浄液を供給する洗浄液供給
手段３と、基板の表面を洗浄する洗浄手段４より構成さ
れる。

【００１９】基板回転保持機構２は、カップ２１内に基
板Ｗを吸引保持する真空吸着式スピンチャックからなる
回転保持手段２２が配設されている。回転保持手段２２
は、電動モータ２３の回転軸２４の上端に、基板Ｗを真
空吸着保持する回転台２５が一体回転可能に取り付けら
れ、電動モータ２３の駆動によって鉛直方向の回転軸Ｐ
１の周りで回転駆動される。よって、基板Ｗが回転軸Ｐ
１周りで回転可能に構成されている。

【００２０】なお、本実施例では、回転台２５を真空吸
着式のものとして回転保持手段２２を構成しているが、
これに限られるものではなく、例えば、回転台２５上に
基板Ｗの外周部を下面から支持する基板支持部材を複数
設けるとともに、これら基板支持部材に支持された基板
Ｗの水平方向の位置を規制する位置決めピンを設けて回
転保持手段を構成し、基板Ｗを回転台２５上面から離間
した状態で回転可能に保持させるようにしてもよい。

【００２１】回転保持手段２２およびそれによって保持
された基板Ｗの周囲は、基板Ｗを取り囲むように昇降駆
動機構（図示せず）によって昇降可能なカップ２１で覆
われている。よってカップ２１は上下動自在に構成され
ている。そしてカップ２１の下面には、洗浄液を排出す
るための排出口２１１が設けられている。

【００２２】洗浄液供給手段３は、カップ２１の横外側
方に、基板Ｗの洗浄面（上面：通常は表面）に向けて洗
浄液としての純水を噴射供給するノズル３１ａと、薬液
などを調合した洗浄液を噴出供給するノズル３１ｂとが
設けられている。ノズル３１ａへの純水の供給は図示し
ない開閉弁を介して純水供給部から行なわれる。ノズル
３１ｂへは、例えば、本出願人が特願平８−９０５８１
号として提案している液調合ユニットによって、複数種
類の薬液が調合された洗浄液や、薬液の原液が純水で希
釈された洗浄液などが供給されうようになっている。

【００２３】洗浄手段４は、カップ２１の側方で、支持
アーム４１が電動モータ４２１やベルト伝動機構４２２
などで構成されているアーム回転駆動部４２により鉛直
方向の回転軸Ｐ２の周りで回動可能に設けられている。
更に支持アーム４１は、ボールネジやベルト駆動機構な
どの周知の一軸方向駆動機構で構成される昇降駆動部４
３によって昇降可能に構成されているとともに、支持ア
ーム４１の先端部には後述する洗浄具駆動部４４が内設
され、洗浄具駆動部４４の下部に洗浄具４５が取り付け
られている。洗浄具４５は洗浄具駆動部４４により鉛直
方向の回転軸Ｐ３の周りで回転駆動される。

【００２４】図２に示すように、支持アーム４１はカッ
プ２１の横外側方に待機されているとともに、その状態
で洗浄具４５が図示しない待機ポットに複数種類の洗浄
具とともに待機されて洗浄されている。

【００２５】洗浄具４５は、例えばブラシ材より構成さ
れる。ブラシ材の材質は、例えば、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド（ＰＡ）およ
びアクリル樹脂、ナイロンブラシ、モヘアブラシ等であ
る。また、洗浄具４５としては他に、スポンジ製、フェ
ルト製、プラスチック製のものが使用される。

【００２６】以上の構成により、支持アーム４１は基端
部を支軸に、昇降駆動部４４によって上方に移動された
後に、アーム回転駆動部４２によってカップ２１の横外
側方の待機位置と回転台２５に保持された基板Ｗ上の図
中に二点鎖線で示す洗浄位置との間で変位可能となる。
これにより、洗浄具４５を基板Ｗの洗浄時は、基板Ｗの
表面上に沿わせて水平移動できるようになっている。即
ち、支持アーム４１とアーム回転駆動部４２が本願の洗
浄具移動手段に相当する。

【００２７】図３の支持アーム４１の拡大縦断面図に示
すように、先端側アーム部分４１ａ内には、ベアリング
５１、５１を介して回転体５２が前記回転軸Ｐ３周りで
回転可能に設けられている。この回転体５２に一体回転
可能に取り付けられたプーリー５３と電動モータ５４と
がタイミングベルト５５を介して連動連結されている。
回転体５２のプーリー５３を挟む上下両側箇所のそれぞ
れに一対ずつのガイドローラ５６が設けられている。こ
れらのガイドローラ５６が、下端に洗浄具４５を取り付
けた洗浄具支持体５７の途中箇所に形成したスプライン
部５８に作用するように構成され、回転体５２と一体回
転しながら抵抗少なく洗浄具支持体５７を昇降できるよ
うに構成されている。

【００２８】洗浄具支持体５７に一体回転可能にバネ座
６１が取り付けられ、そのバネ座６１と、回転体５２に
取り付けられたバネ座６２とにわたって圧縮コイルスプ
リング６３が設けられ、洗浄具４５および洗浄具支持体
５７の重量に釣り合って、洗浄具４５を先端側アーム部
分４１ａに対して所定高さに維持させるように重量均衡
機構６０が構成されている。なお、圧縮コイルスプリン
グ６３に代えて、弾性変位の程度にかかわらず反発力が
一定の非線形バネを用いるようにしても良い。

【００２９】洗浄具支持体５７の上端にベアリング６４
を介して相対回転のみ可能に当接部材６５が取り付けら
れている。この当接部材６５の上端には操作ロッド６６
が連結されている。操作ロッド６６は、リニアアクチュ
エータ６７を構成するコイル６８内に貫通されている。

【００３０】図４のブロック図に示すように、電源装置
７０は電源７１と可変抵抗器７２とから構成され、可変
抵抗器７２の抵抗値を調節することによりコイル６８に
流す電流を変え、リニアアクチュエータ６７の電磁力を
調節し、操作ロッド６６を直線的に昇降してその高さ位
置を調節できるように構成されている。これにより、洗
浄具支持体５７を介して洗浄具４５を昇降してその高さ
位置を調節し、洗浄具４５の高さ位置に応じた押圧荷重
（押圧力）で洗浄具４５を基板Ｗの表面に作用（押圧）
させることができるようになっている。リニアアクチュ
エータ６７と電源装置７０とは本発明における押圧手段
を構成する。また、基板Ｗの洗浄中に可変抵抗器７２の
抵抗値を変更することで、基板Ｗの洗浄中の基板Ｗの表
面に対する洗浄具４５の押圧力を任意に変更することも
可能である。

【００３１】そして、前記バネ座６１、６２と圧縮コイ
ルスプリング６４とからなる重量均衡機構６０、および
操作ロッド６６それぞれの平面視における中心が洗浄具
４５の回転中心Ｐ３に一致するように設けられている。

【００３２】また、先端側アーム部分４１ａと回転体５
２の下部側との間の、磁性流体シール８１とラビリンス
機構８２が設けられ、その上部のベアリング５１で回転
に伴う摩耗によって発生するゴミが基板Ｗ上に落下した
り、洗浄液が侵入したりすることを回避できるように構
成さている。

【００３３】図４に示すように、電源装置７０内の可変
抵抗器７２の抵抗値は、制御手段としての制御部９によ
って調節されるように構成されている。この制御部９
は、記憶手段９１から洗浄工程の繰り返し回数、洗浄具
４５の回転速度データ、洗浄具４５による押圧力等のデ
ータが与えられるとともに、電動モータ２３、５４、４
２１の駆動制御やノズル３１ａ、３１ｂから基板Ｗへの
洗浄液の供給制御（洗浄液の供給とその停止の制御）を
行う。また、制御部９には押圧荷重設定器９２も接続さ
れている。

【００３４】そして、押圧荷重設定器９２からの設定値
に応じて制御部９により電源装置７０を制御することで
押圧力が設置値に制御される。即ち、この構成が本発明
における押圧力制御機構を構成する。

【００３５】次に、上記構成の実施例装置の動作を説明
する。まず、作業者は、基板Ｗの洗浄に先立ち、基板Ｗ
上に形成された膜などの種類（アルミ膜、酸化膜、窒化
膜、ポリシリコン膜、パターン膜、ベアシリコンなど）
や、基板Ｗに付着している汚染物の性質、種類などに応
じて、それに対応する洗浄時の押圧力（押圧荷重）を押
圧荷重設定器９２から設定する。

【００３６】スクラブ洗浄装置１において、基板Ｗが基
板回転保持機構２に保持されると（あるいは、作業者に
より洗浄開始指令が与えられると）、制御部９は支持ア
ーム４１を上昇して電動モータ４２１を駆動して、支持
アーム４１を回転軸Ｐ２の周りで回動させ、洗浄具４５
を待機位置から基板Ｗの回転中心Ｐ１上に水平移動させ
る。一方、可変抵抗器７２の抵抗値を調節して、上記で
設定された押圧力で洗浄具４５を基板Ｗの表面に作用さ
せる。

【００３７】そして、電動モータ２３を駆動させて基板
Ｗを回転させながら、ノズル３１ａ、３１ｂから基板Ｗ
に洗浄液を噴出供給し、必要に応じて電動モータ５４を
駆動して洗浄具４５を回転軸Ｐ３周りに回転しつつ、電
動モータ４２１を駆動して洗浄具４５を基板Ｗの表面上
に沿わせて一定速度で水平移動させて基板Ｗの洗浄を行
う。なお、洗浄具４５を回転軸Ｐ３周りに回転させて基
板Ｗを洗浄するか、回転させずに基板Ｗに形成された膜
の種類や洗浄具４５の種類などに応じて決められる。

【００３８】詳細には、制御部９が、選択され記憶手段
９１より与えられる洗浄制御フローデータに従って各機
器を制御して、基板Ｗの洗浄を行う。すなわち、まず、
搬入工程として、制御部９は、図示しない搬送機構によ
る基板Ｗの搬入の指令を受け取ると、カップ２１を下降
させて回転台２４をカップ２１の上方に突出させ、その
状態で本装置１内に基板Ｗが搬入されると、その基板Ｗ
を回転台２４に保持させる。そして、カップ２１を上昇
させて回転保持手段２２およびそれに保持された基板Ｗ
の周囲にカップ２１を配置させる。

【００３９】このとき同時に制御部９は、待機位置にお
いて選択された押圧荷重設定器９２内の押圧荷重値に従
って可変抵抗器７２を制御して洗浄具４５の基板Ｗへの
押圧荷重（押圧力）の調整を行う。

【００４０】洗浄具４５による洗浄の開始タイミング
で、制御部９は、昇降駆動部４３、アーム回転駆動部４
２を駆動して、支持アーム４１を待機位置から洗浄位置
へと変位させるとともに、選択された洗浄制御フローデ
ータ内の基板回転数に従って電動モータ２３を駆動して
基板Ｗを指定された回転数で回転させ、さらにノズル３
１ｂから基板Ｗへの洗浄液の噴出供給を開始させる。

【００４１】そして、回転台２４は、基板Ｗの上面を上
向きにして水平な状態で吸着保持し、その保持した基板
Ｗを回転させる。こうして基板Ｗを回転させながら回転
台２４で支持されている基板Ｗの中心近くの所定位置
に、ノズル３１ｂから洗浄液を供給すると、基板Ｗの表
面全体に遠心力により洗浄液がむらなく供給される。

【００４２】次に、基板Ｗの表面全体を洗浄する。制御
部９は、昇降駆動部４３を駆動して、支持アーム４１に
保持された洗浄具４５を、基板Ｗの回転中心Ｐ１上にお
いて基板Ｗに洗浄具４５の洗浄面が基板Ｗ表面と一定の
間隙を有して位置する所定高さ位置まで降下させるとと
もに、その降下中において、選択された洗浄制御フロー
データ内のブラシ回転数に従って電動モーター５４を駆
動して洗浄具４５を回転軸Ｐ３周りで回転させる。そし
て、選択された洗浄制御フローデータ内の洗浄方法、速
度に従ってアーム回転駆動部４２を駆動して、洗浄具４
５を指定されたスキャン方法で、かつ、指定されたスキ
ャン速度でスキャンさせて洗浄液を供給しながらの洗浄
具４５による基板Ｗの洗浄を行う。

【００４３】基板Ｗの表面上を沿わせての洗浄具４５の
水平移動は、図５（ａ）に示すように、洗浄具４５を基
板Ｗの回転中心Ｊと外周端縁Ｇとの間ＨＦ（その間ＨＦ
を往復移動させることもある）で行う場合と、図５
（ｂ）に示すように、洗浄具４５を基板Ｗの一方の外周
端縁Ｇ１から回転中心Ｊを経由して他方の外周端縁Ｇ２
の範囲ＡＦ（その範囲ＡＦを往復移動させることもあ
る）で行う場合とがある。いずれの場合も洗浄具４５に
より基板Ｗの表面全体を洗浄することができる。

【００４４】そして、制御部９は、この選択された洗浄
制御データ内の回数だけ洗浄具４５を図５（ａ）または
図５（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面上をスキャンさ
せるように制御する。

【００４５】この洗浄工程のスキャンの繰り返しにおけ
る押圧力に関しては押圧荷重設定器９２から与えられる
情報に応じて制御部９により以下の制御を行う。押圧力
に関して図６を参照して説明する。図６の例では、最初
に図５（ｂ）に示すスキャン方法で洗浄工程（ＡＦ１
）が行なわれる。この洗浄工程（ＡＦ１ ）では洗浄具
４５の洗浄面は基板Ｗ表面と一定の間隙を有して位置す
る。そして、この洗浄具４５と基板Ｗ表面との間の洗浄
液を掃き出すように作用して、基板Ｗ表面のパーティク
ルを洗浄液の流れと渦により除去する。

【００４６】最初の洗浄工程（ＡＦ１ ）が終了する
と、第２の洗浄工程（ＡＦ２）が行なわれる。この第２
の洗浄工程（ＡＦ２）では、洗浄具４５の洗浄面が基板
Ｗ表面に接触する洗浄状態で支持アーム４１の旋回に従
って基板Ｗの表面全体を洗浄する。これにより、基板Ｗ
表面の付着状態の強いパーティクルが除去される。

【００４７】洗浄具４５は基板Ｗの外周端縁Ｇ１から回
転中心Ｊを介して外周縁端Ｇ２に向かって水平移動する
間、押圧力は一定で行なわれる。一方、第２の洗浄工程
（ＡＦ２）は最初の洗浄工程（ＡＦ１）の押圧力よりは
強い状態であり、最初の洗浄工程（ＡＦ１）で洗浄され
なかったパーティクルが除去される。

【００４８】図６の洗浄工程では、更に続いて２回の洗
浄工程（ＡＦ３、ＡＦ４）を有し、計４回の洗浄工程が
実施される。そして、この繰り返される洗浄工程におい
て押圧荷重設定器９２による押圧力の設定値が段階的の
高くなるように設定されており、制御部９が各洗浄工程
の繰り返しを監視しその各洗浄工程の移り変わり時点で
可変抵抗器７２を調整して押圧力を変更する。これらは
記憶手段９１からの洗浄制御フローデータをもとにタイ
ミングが検出される。

【００４９】以上のようにして洗浄が終了すると、洗浄
具４５の回転を停止させ、洗浄液の噴出供給停止のタイ
ミングで、制御部９はノズル３１ｂからの洗浄液の噴出
供給を停止させ、また、昇降駆動部４３、アーム回転駆
動部４２を駆動して支持アーム４１を洗浄位置から待機
位置へと変位させ、支持アーム４１に保持している洗浄
具４５を待機ポットに収納待機させてその洗浄具４５を
洗浄させる。

【００５０】同様に、次の洗浄工程による洗浄の開始タ
イミングで、制御部９は、純水供給部を制御して純水の
基板Ｗ表面への供給による洗浄制御を実施する。この
時、制御部９は、支持アーム４１に保持された洗浄具４
５を、選択された洗浄制御データ内の洗浄部材制御フロ
ーデータの方法、速度に従って駆動し、指定された図６
と同様の押圧力で純水を供給しながらの基板Ｗの洗浄を
行う。

【００５１】そして、上記基板Ｗの搬入と逆の手順で洗
浄処理を終えた基板Ｗの搬出が行なわれる。カップ２１
が下降すると図示しない基板搬送機構は、装置１内から
基板Ｗを搬出して、その基板Ｗを次工程に搬送する。こ
のとき、装置１は初期状態となり、基板搬送機構によっ
て新たな処理前の基板Ｗが搬入されてくると、洗浄処理
を繰り返し行なう。

【００５２】以上のように、図６の例の洗浄工程では、
洗浄工程の繰り返しにおいて押圧力が異なる。そのた
め、基板Ｗに対する洗浄状態は洗浄工程で異なる。これ
により、洗浄具４５により基板Ｗ表面に付着したパーテ
ィクルに作用する摩擦力が異なる。したがって、洗浄具
４５により基板Ｗ表面から洗浄工程（ＡＦ１）から洗浄
工程（ＡＦ４）にかけて、それぞれで種類が異なるパー
ティクルがはぎ取られる。このように、異なる洗浄状態
で洗浄を行うことにより、基板Ｗの表面に付着したパー
ティクルを良好に除去することができる。

【００５３】ところで、押圧力を何段階で変化させるか
は、洗浄したいパーティクルによっても変る。図７に示
すように、洗浄液の流れによる所謂、ハイドロプレーン
現象による除去による洗浄工程（ＡＦ１１、ＡＦ１３）
と直接的な接触による摩擦による除去による洗浄工程
（ＡＦ１２、ＡＦ１４）とを順次繰り返すようにしても
よい。このように、２種類の洗浄状態をそれぞれ繰り返
すことで、基板Ｗの表面に付着した目的とするパーティ
クルのはぎ取りおよび掃き出しが十分に行なわれる。

【００５４】更に、図６の洗浄工程において、ハイドロ
プレーン現象による除去による洗浄工程であるＡＦ１の
前に洗浄具４５が基板Ｗ表面に接触する洗浄状態である
ＡＦ２を実施するようにしても良い。このように、先の
接触状態の洗浄工程を行うことで、基板Ｗの表面に付着
したパーティクルのはぎ取りおよび掃き出しが一層十分
に行なわれる。

【００５５】更に本発明は、次のように変形実施するこ
とも可能である。上記実施例では、リニアアクチュエー
タ６７と電源装置７０とで押圧手段を構成したが、押圧
手段はこれに限らず、種々の構成で実現することができ
る。すなわち、制御部９はエアシリンダへのエアーの供
給を制御することで、シリンダロッドの推進力を調節
し、基板Ｗの表面に対する洗浄ブラシの高さ位置を調節
して押圧力を適宜に変更する。あるいは、錘を用いた機
構などで構成される。

【００５６】さらに支持アーム４１の先端部には、例え
ば、特開平８−１０７１９号公報や特開平８−１０７３
６号公報などに開示されたブラシチャック部が設けられ
ていて、待機ポットから任意の洗浄具を選択して保持
し、基板Ｗの洗浄に用いることができるように構成して
もよい。

【００５７】さらに、上記実施例では、洗浄具４５を基
板Ｗの表面に沿って水平移動させるのに、電動モータ４
２１により支持アーム４１を回転軸Ｐ２周りで回転させ
るように構成しているが、エアシリンダーやボールネジ
などの適宜な１軸方向移動機構などにより支持アームを
直線方向に移動させ、基板Ｗの表面に沿って洗浄ブラシ
を直線状に水平移動させるように構成してもよい。

【００５８】更に、基板Ｗの表面に対する洗浄具の押圧
力を検知するセンサ（例えば、ロードセル型のセンサ）
を具備し、基板Ｗの洗浄中の基板Ｗの表面に対する洗浄
ブラシの実際の押圧力を検知して、この検知情報に基づ
き上記の洗浄工程を行うように構成してもよい。

【００５９】さらに、上記の実施形態では洗浄具の押圧
力のみを繰り返す洗浄工程で異なるとうに調節したが、
同時に支持アーム４１の移動速度や回転台２５の回転速
度を制御することも可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基板を洗浄する基板洗浄装置であって、基板
を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持し回転させる回
転保持手段と、前記基板表面に洗浄液を供給する洗浄液
供給手段と、前記回転保持手段に保持された基板の洗浄
面を洗浄する洗浄具と、前記洗浄具が保持され基板の洗
浄面に対して所定の押圧力を付与する押圧手段と、保持
された基板の洗浄面に沿わせて前記洗浄具を水平移動さ
せる洗浄具移動手段と、前記押圧手段を自動的に作動し
て前記洗浄具を前記基板に対して昇降し押圧力を可変と
する押圧力制御機構と、前記洗浄具移動手段による洗浄
工程の繰り返しを制御する制御手段と、を具備し、前記
制御手段は押圧力制御機構を制御して異なる押圧力で洗
浄工程を繰り返す。よって、各洗浄工程が繰り返される
時に異なる好適な押圧力となるように基板の洗浄面に対
する洗浄具の押圧力を変化させて基板を洗浄する。すな
わち、最初の押圧力による洗浄工程で除去されなかった
パーティクルを除去すべく異なる押圧力の洗浄工程を有
する。その結果、少ない洗浄回数で基板表面の清浄度が
得られる。さらに本発明によれば、基板を水平に保持し
て所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた状
態で、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる
工程を含んで基板を洗浄する基板洗浄方法において、基
板の洗浄工程中に前記洗浄具の水平移動の繰り返しを監
視し水平移動を繰り返す時、その洗浄具の洗浄面に対す
る押圧力を変化させて基板を洗浄する。よって、この発
明によれば、一つの押圧力で除去できないパーティクル
が除去される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る基板洗浄装置全
体の概略構成を示す縦略構成を示す縦断面図である。

【図２】図２は本発明の一実施例に係る基板洗浄装置全
体の概略構成を示す模式的平面図である。

【図３】図３は実施例装置の支持アームの拡大縦断面図
である。

【図４】図４は実施例装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図５は基板表面に沿わせての洗浄具の水平移動
の経路を示す図である。

【図６】図６は基板表面上での洗浄具の位置に応じて押
圧力を変化させる制御例を示す図である。

【図７】図７は基板表面上での洗浄具の位置に応じて押
圧力を変化させる制御例を示す他の実施例の図である。

【符号の説明】

１ スクラブ洗浄装置 ２ 基板回転保持機構 ２２ 回転保持手段 ２３ 電動モータ ２４ 回転台 ３ 洗浄液供給手段 ４ 洗浄手段 ４１ 支持アーム ４２ アーム回転駆動部 ４３ 昇降駆動部 ４４ 洗浄具駆動部 ４５ 洗浄具 ６７ リニアアクチュエータ ６８ コイル ７０ 電源装置 ７２ 可変抵抗器 ９ 制御部 ９１ 記憶手段 ９２ 押圧荷重設定器 Ｗ 基板 Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3 回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を洗浄する基板洗浄装置であって、 基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持し回転させ
   る回転保持手段と、 前記基板表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 前記回転保持手段に保持された基板の洗浄面を洗浄する
   洗浄具と、 前記洗浄具が保持され基板の洗浄面に対して所定の押圧
   力を付与する押圧手段と、 保持された基板の洗浄面に沿わせて前記洗浄具を水平移
   動させる洗浄具移動手段と、 前記押圧手段を自動的に作動して前記洗浄具を前記基板
   に対して昇降し押圧力を可変とする押圧力制御機構と、 前記洗浄具移動手段による洗浄工程の繰り返しを制御す
   る制御手段と、を具備し、 前記制御手段は押圧力制御機構を制御して異なる押圧力
   で洗浄工程を繰り返すことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の基板洗浄装置において、 前記押圧制御機構は前記押圧手段を制御し、 前記洗浄具が基板表面に接触した洗浄工程と、 前記洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態
   の洗浄工程と、を有して洗浄工程を繰り返すことを特徴
   とする基板洗浄装置。
3. 【請求項３】水平に保持した基板に所定の押圧力で洗浄
   具を基板の洗浄面に作用させた状態で、洗浄具を基板の
   洗浄面に沿わせて水平移動させる工程を含んで基板を洗
   浄する基板洗浄方法において、 基板の洗浄工程中に前記洗浄具の水平移動の繰り返しを
   監視し水平移動を繰り返す時、その洗浄具の洗浄面に対
   する押圧力を変化させて基板を洗浄することを特徴とす
   る基板洗浄方法。