JP2002134452A - 洗浄処理装置および洗浄処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大面積の被処理基板の洗浄処理時間を短縮し
てスループットを向上させた洗浄処理装置および洗浄処
理方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハＷ等の基板に所定の洗浄処
理を施すスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａは、ウ
エハＷを略水平に保持して面内回転させるスピンチャッ
ク７１と、スピンチャック７１に保持されたウエハＷの
上面を洗浄するブラシ７６ａ・７６ｂと、ブラシ７６ａ
・７６ｂをそれぞれ保持したブラシ保持アーム７７ａ・
７７ｂと、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂを独立して
ブラシ７６ａ・７６ｂがウエハＷの上面を横断するよう
にスキャンするアーム駆動機構７９ａ・７９ｂを具備す
る。ブラシ保持アーム７７ｂがブラシ保持アーム７６ａ
をスキャン方向において追い越し可能な構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやＬ
ＣＤ基板等の基板に所定の洗浄処理を施す洗浄処理装置
および洗浄処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体デバイスの製造工程にお
いては、半導体ウエハ（ウエハ）の表裏両面、特に半導
体デバイスが形成されるウエハの表面の清浄度を高く維
持する必要があり、このため、種々の製造プロセスの前
後でウエハの表裏面の洗浄が行われている。

【０００３】特に、フォトリソグラフィ工程において
は、ウエハの表裏面の洗浄は不可欠であり、従来より、
例えば、略水平に載置されて面内回転するウエハの上面
に洗浄液を供給しながら回転するブラシをウエハの上面
に当接しつつ、ウエハの中央部と周縁部との間で往復移
動させることで、ウエハの上面に付着したパーティクル
等の汚染物質を除去するスクラブ洗浄が行われている。
従来は、このようなスクラブ洗浄を行う装置１台に配設
されるブラシは１本のみであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年になって
ウエハ等の被処理基板の大面積化が進んでおり、従来の
ように１本のブラシを用いた洗浄処理では、ウエハ１枚
当たりの処理時間が長くなり、処理効率が低くなって生
産性が低下し、またランニングコストが嵩む等の問題が
生じている。また、被処理基板に形成されるデバイスの
微細化、高密度集積化が進んでおり、これに伴って被処
理基板には、より清浄度を高めた洗浄処理が求められる
ようになっている。

【０００５】本発明はこのような従来技術の問題に鑑み
てなされたものであり、大面積の被処理基板の洗浄処理
時間を短縮してスループットを向上させた洗浄処理装置
および洗浄処理方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、様々な洗浄方法を選択することを可能と
し、これにより最適な洗浄処理を行って被処理基板の品
質が高められる洗浄処理装置および洗浄処理方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、基板に所定の洗浄処理を施す洗浄処理装置であっ
て、基板を略水平に保持して面内回転させる保持手段
と、前記保持手段に保持された基板の上面を洗浄する洗
浄手段と、前記洗浄手段をそれぞれ保持した複数の洗浄
手段保持アームと、前記複数の洗浄手段保持アームを独
立してスキャンする複数のアーム駆動機構と、を具備
し、前記複数の洗浄手段保持アームの少なくとも１本が
他の洗浄手段保持アームをスキャン方向において追い越
し可能であることを特徴とする洗浄処理装置、が提供さ
れる。

【０００７】また、本発明によれば、略水平に保持され
た基板の上面に当接するブラシをそれぞれ保持したスキ
ャン自在の２本のブラシ保持アームを有し、前記ブラシ
保持アームの一方は他方のブラシ保持アームをスキャン
方向において追い越し可能に構成された洗浄処理装置を
用いた洗浄処理方法であって、前記２本のブラシを同時
使用して洗浄処理を行い、もしくは、前記２本のブラシ
の一方を用いた洗浄処理の後に、他方のブラシを用いて
洗浄処理を行い、または、前記２本のブラシの一方を主
たる洗浄に用いて洗浄処理を行い、他方のブラシを前記
一方のブラシが使用不可能な場合に用いるために予備用
として待機させておくことを特徴とする洗浄処理方法、
が提供される。

【０００８】このような洗浄処理装置および洗浄処理方
法を用いた場合には、１本の洗浄手段保持アームが他の
洗浄手段保持アームを追い越すことが可能となっている
ので、洗浄手段保持アームの駆動形態、つまり洗浄手段
保持アームに取り付けられたブラシ等の洗浄手段の駆動
形態のバリエーションが拡がり、これにより被処理基板
の種類や要求される洗浄度に応じた洗浄処理を行うこと
が可能となる。例えば、複数のブラシ等を同時使用する
ことで洗浄処理時間を短縮してスループットを向上させ
ることが可能となる。また、複数のブラシ等に種類や材
質の異なるものを用いて、例えば、粗洗浄用と仕上げ洗
浄用とに分け、粗洗浄後に仕上げ洗浄を行うことによっ
て、より清浄な処理面を得ることが可能となる。さら
に、少なくとも１本のブラシ等を予備として備えておく
ことにより、通常使用するブラシ等が交換もしくは破損
または駆動系の故障等により使用不可能となった場合に
でも、予備のブラシ等を用いて洗浄処理を行うことがで
きる等、種々の効果が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について具体的に説明する。本実施形態
では、本発明の洗浄処理装置を、半導体ウエハ（ウエ
ハ）の搬入、洗浄、乾燥、搬出をバッチ式に一貫して行
うように構成された洗浄処理システムに用いられるスク
ラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）に適用した場合について説
明することとする。

【００１０】図１は洗浄処理システム１の概略構造を示
す平面図であり、図２はその側面図である。これら図１
および図２に示されるように、洗浄処理システム１は、
ウエハＷに洗浄処理を施す洗浄処理部３と、洗浄処理部
３に対してウエハＷを搬入出する搬入出部２から構成さ
れている。

【００１１】洗浄処理システム１においては、搬入出部
２は、複数枚、例えば２６枚のウエハＷが所定の間隔で
水平に収容されているキャリアＣを載置するための載置
台１１が設けられたイン・アウトポート４と、キャリア
Ｃと洗浄処理部３との間でウエハの搬送を行うウエハ搬
送機構１３が備えられたウエハ搬送部５とから構成され
ている。

【００１２】イン・アウトポート４に配設された載置台
１１上には、例えば、３個のキャリアＣを水平面のＹ方
向に並べて所定位置に載置することができるようになっ
ている。また、イン・アウトポート４とウエハ搬送部５
との境界壁９１において、キャリアＣの載置場所に対応
する位置には窓部９２が形成されており、窓部９２のウ
エハ搬送部５側には窓部９２をシャッター等により開閉
する窓部開閉機構１２が設けられている。窓部９２を開
口してキャリアＣのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５と
を連通させると、ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬
送機構１３のキャリアＣへのアクセスが可能となり、ウ
エハＷの搬送を行うことができる状態となる。

【００１３】ウエハ搬送部５には、キャリアＣと洗浄処
理部３との間におけるウエハＷの受け渡しを行うウエハ
搬送機構１３が配設されている。ウエハ搬送機構１３
は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動可能であ
り、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成さ
れている。こうして、ウエハ搬送機構１３は、載置台１
１に載置された全てのキャリアＣの任意の高さ位置にあ
るウエハＷにアクセス可能であり、さらに、洗浄処理部
３に配設されたウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａに
アクセス可能となっている。こうして、ウエハ搬送機構
１３は、イン・アウトポート４側から洗浄処理部３側
へ、逆に洗浄処理部３側からイン・アウトポート４側へ
ウエハＷを搬送する。

【００１４】洗浄処理部３には、ウエハＷの上下面を反
転させるウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂとウエハ
搬送部５との間で基板の受け渡しを行うためにウエハＷ
を一時的に載置するウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４
ａとからなる受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１４と、
洗浄処理後のウエハＷを乾燥等するホットプレートユニ
ット（ＨＰ）１６ａ、冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂか
らなる加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６が設けられて
いる。また、ウエハＷにスクラブ洗浄を施すスクラブ洗
浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄが上下２段で各段
に２台ずつの計４台配設されている。

【００１５】さらに、これらのウエハ反転ユニット（Ｒ
ＶＳ）１４ｂ、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ、
スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄ、ホッ
トプレートユニット（ＨＰ）１６ａ、冷却ユニット（Ｃ
ＯＬ）１６ｂの全てにアクセス可能に配設され、これら
各ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行う主ウエハ
搬送機構（ＰＲＡ）１５が配設されている。

【００１６】また、洗浄処理部３には、洗浄処理システ
ム１全体の動作・制御を行うための電装ユニット（Ｅ
Ｂ）１８と機械制御ユニット（ＭＢ）１９、スクラブ洗
浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄに送液する所定の
洗浄液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＢ）１７が配
設されている。さらに、洗浄処理部３の天井部には、ウ
エハＷを取り扱う各ユニットおよび主ウエハ搬送機構
（ＰＲＡ）１５に、清浄な空気をダウンフローするため
のフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２が配設され
ている。なお、薬液貯蔵ユニット（ＣＴＢ）１７、電装
ユニット（ＥＢ）１８、機械制御ユニット（ＭＢ）１９
を洗浄処理部３の外側に設置することにより、また外部
に引き出すことにより、この面よりのメンテナンスも可
能にできる。

【００１７】図３は受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１
４におけるウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂとウエ
ハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａの配設状態を、Ｘ方向
に隣接する主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５および加熱
／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６とともに示した断面図で
ある。受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１４において
は、下側にウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａが２段
に積み重ねられ、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ
上にウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂがさらに２段
積み重ねられて配設されている。

【００１８】フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２
からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（Ｔ
ＲＳ）１４ａ内およびウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１
４ｂ内に導かれた後にウエハ搬送部５に向けて流出する
構造となっており、これにより、ウエハ搬送部５から洗
浄処理部３へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄
処理部３の清浄度が保持されるようになっている。

【００１９】主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５は、Ｚ方
向に延在し、垂直壁５１ａ・５１ｂおよびこれらの間の
側面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側
に筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられ
たウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１は
モータ５３の回転駆動力によって回転可能となってお
り、それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転され
るようになっている。

【００２０】ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬
送基台５４に沿って前後に移動可能な３本の主ウエハ搬
送アーム５５・５６・５７とを備えており、主ウエハ搬
送アーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５
１ｃを通過可能な大きさを有している。これら主ウエハ
搬送アーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵された
モータおよびベルト機構によりそれぞれ独立して進退移
動することが可能となっている。ウエハ搬送体５２は、
モータ５８によってベルト５９を駆動させることにより
昇降するようになっている。なお、符号６０は駆動プー
リー、６１は従動プーリーである。

【００２１】図３に示すように、主ウエハ搬送機構（Ｐ
ＲＡ）１５を挟んで、受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）
１４の反対側には加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６が
設けられている。加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６に
は、強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂが１
台配設され、その上に強制加熱／自然冷却を行うホット
プレートユニット（ＨＰ）１６ａが３台積み重ねられて
配設されている。

【００２２】上述した洗浄処理システム１においては、
載置台１１に載置されたキャリアＣ内のウエハＷは、ウ
エハ搬送機構１３によってウエハ受渡ユニット（ＴＲ
Ｓ）１４ａの一方に搬送される。主ウエハ搬送機構（Ｐ
ＲＡ）１５における主ウエハ搬送アーム５５〜５７のい
ずれかがウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａからウエ
ハＷを受け取るが、このときウエハＷは表面（半導体デ
バイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハ
Ｗを水平に保持した場合に上側となっている面をいうも
のとする）となっているので、例えば、表面の洗浄処理
から開始する場合には、ウエハＷはスクラブ洗浄ユニッ
ト（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄのいずれかへ搬送され、そ
の場でスクラブ洗浄が行われる。

【００２３】表面のスクラブ洗浄が終了したウエハＷ
は、必要に応じてホットプレートユニット（ＨＰ）１６
ａのいずれかへ搬送されて乾燥処理され、また、必要に
応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂで冷却された後に
主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかを用いてウエ
ハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂの一方へ搬送される。
ウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂにおいては、裏面
（半導体デバイスを形成しない面をいう）が上面となる
ようにウエハＷを１８０°反転させ、その後にウエハＷ
は主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに戻され
て、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄの
いずれかへ搬送され、裏面のスクラブ洗浄が行われる。

【００２４】裏面のスクラブ洗浄が終了したウエハＷ
は、必要に応じてホットプレートユニット（ＨＰ）１６
ａのいずれかへ搬送されて乾燥処理された後に、主ウエ
ハ搬送アーム５５〜５７のいずれかを用いてウエハ反転
ユニット（ＲＶＳ）１４ｂの一方へ搬送され、裏面が上
面となっていたウエハＷは表面が上面となるように反転
処理される。こうして表面が上面となったウエハＷは、
主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかによってウエ
ハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂからウエハ受渡ユニッ
ト（ＴＲＳ）１４ａの一方へ搬送された後、ウエハ搬送
機構１３によってキャリアＣ内の所定位置に搬送され、
キャリアＣ内に収容される。

【００２５】次に、上述した洗浄処理システム１に用い
られるスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄ
について、より詳細に説明する。例えば、ウエハ搬送部
５側に配置されているスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）
２１ｂと同段隣に配設されているスクラブ洗浄ユニット
（ＳＣＲ）２１ａとは、主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１
５の主ウエハ搬送アーム５５〜５７が挿入退出可能なよ
うに、これらの境界壁９７ａについて対称な構造となっ
ている。

【００２６】つまり、後に詳細に図４を参照しながら説
明するように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ
においては、ウエハＷはスピンチャック７１に保持され
るが、このウエハＷを略水平に保持し、また、主ウエハ
搬送アーム５５〜５７との間でウエハＷの受け渡しを行
うスピンチャック７１は、全てのスクラブ洗浄ユニット
（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄにおいて主ウエハ搬送機構
（ＰＲＡ）１５に近接した位置に設けられている。

【００２７】そして、スピンチャック７１上に保持され
たウエハＷの上面に当接してウエハＷの上面をスキャン
するブラシ７６ａ・７６ｂを保持するブラシ保持アーム
７７ａ・７７ｂの待避位置（ホームポジション）は、ス
ピンチャック７１の配設位置を確定した後に定められ、
例えば、主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５から離れた位
置に設けられる。こうして、スクラブ洗浄ユニット（Ｓ
ＣＲ）２１ａ・２１ｂはその境界である壁面９７ａにつ
いて互いに対称な構造を有し、同様に、スクラブ洗浄ユ
ニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄはその境界である壁面
９７ｂについて互いに対称な構造を有する（図１参
照）。

【００２８】なお、上段に設けられたスクラブ洗浄ユニ
ット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄには直上に設けられたフ
ィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２から直接に清浄
な空気が取り込まれ、内部のクリーン度が高く保たれ
る。一方、下段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（Ｓ
ＣＲ）２１ａ・２１ｂには、洗浄処理システム１の壁面
を利用して設けられた配管を通じ、スクラブ洗浄ユニッ
ト（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂの上方に配設された図示し
ないフィルターユニットを通して、フィルターファンユ
ニット（ＦＦＵ）２２から内部に清浄な空気が引き込ま
れる。

【００２９】このために一般的に上段に配設されたスク
ラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄの方がスク
ラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂよりも内部
の気流制御性が良好で、クリーン度が高い。そこで、洗
浄処理システム１においては、より清浄度の高い環境で
の処理が好ましいウエハＷの表面の洗浄を上段に設けら
れたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄで
行い、下段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣ
Ｒ）２１ａ・２１ｂを用いてウエハＷの裏面の洗浄を行
うように、用途を区別して用いることが好ましい。

【００３０】このように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣ
Ｒ）２１ａ〜２１ｄを表面洗浄用と裏面洗浄用とに分け
た場合に、裏面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣ
Ｒ）２１ａ・２１ｂにおいては、ウエハＷをスピンチャ
ック７１上に水平に保持した場合には表面が下面（ウエ
ハＷを水平に保持した場合に下側となっている面をいう
ものとする）となっているので、ウエハＷの表面にスピ
ンチャック７１に保持された場合の痕跡が残り難いよう
に、スピンチャック７１としては、機械的にウエハＷの
周縁部を保持する機構を有するものを用いることが好ま
しい。

【００３１】一方、表面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット
（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄにおいては、ウエハＷをスピ
ンチャック７１上に略水平に保持した場合には裏面が下
面となっているので、例えば、スピンチャック７１とし
て真空吸着によりウエハＷを保持する機構を有するもの
を用いることができる。ウエハＷにおいて表面から先に
洗浄を行うと、ウエハＷの裏面に真空吸着の痕跡が残っ
ても、その後の裏面洗浄により除去される。

【００３２】上述したように、スクラブ洗浄ユニット
（ＳＣＲ）２１ａ〜・２１ｄを、ウエハＷの裏面洗浄用
と表面洗浄用とに分けて用いた場合に、スピンチャック
７１の構造を異ならしめても、その他の部品構成等は同
じとすることができるので、以下、裏面洗浄用のスクラ
ブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａを例として、その構造
について説明する。

【００３３】図４はスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２
１ａの概略構造を示す平面図、図５は図４においてＹ方
向からみた断面図、図６は図４においてＸ方向からみた
断面図である。スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ
の各部材はシンク６８内に配設され、シンク６８におけ
る主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５との境界部分には開
閉窓６９が配設されており、開閉窓６９を通して主ウエ
ハ搬送アーム５５〜５７が進退出する。このため、ウエ
ハＷを保持するスピンチャック７１は、主ウエハ搬送機
構（ＰＲＡ）１５に近い位置に配設されている。

【００３４】スピンチャック７１は、チャックプレート
７１ａとチャックプレート７１ａを支持する枢軸７１
ｂ、枢軸７１ｂを回転させる回転駆動機構７１ｃ、チャ
ックプレート７１ａにおいてウエハＷの脱着を行う脱着
機構７１ｄから構成されている。また、チャックプレー
ト７１ａの表面には支持ピン７１ｅが複数（図４におい
ては６箇所）配設されており、このウエハＷはこの支持
ピン７１ｅの頂点に接して載置される。

【００３５】チャックプレート７１ａの周縁の３箇所に
は、ウエハＷの脱着機構７１ｄが配設されている。ここ
で、図５の左側には脱着機構７１ｄがウエハＷを保持し
た状態が示されており、図５の右側には脱着機構７１ｄ
がウエハＷを保持していない状態が示されている。昇降
機構７２により昇降自在な１枚の連結板７２ａ上には脱
着機構７１ｄの配設位置に対応する３箇所に当接治具７
２ｂが配設されており、昇降機構７２により連結板７２
ａを上昇させると３箇所に配設された当接治具７２ｂ
は、同時に脱着機構７１ｄの内周端をそれぞれチャック
プレート７１ａの裏面に押し付け、これにより、脱着機
構７１ｄの外周端が外側下方へ傾いてウエハＷの保持状
態が解除されるようになっている。反対に昇降機構７２
を降下させ、当接治具７２ｂが脱着機構７１ｄから離隔
すると、脱着機構７１ｄの外周端は内側上方に傾いて、
ウエハＷが脱着機構７１ｄに保持される。

【００３６】枢軸７１ｂ内には軸方向（Ｚ方向）に延在
する図示しない空洞が形成され、チャックプレート７１
ａの中央部にはこの空洞に連通する図示しない孔部が形
成されており、この空洞および孔部を通して窒素ガス等
のガスがウエハＷに向かって供給されるようになってい
る。そしてチャックプレート７１ａの中央部に形成され
た孔部の上方にはウエハＷに接触しないように頂点を下
方に向けた図示しない円錐形部材が配設されており、窒
素ガス等はウエハＷに直接にはあたることなくこの円錐
部材によって径方向に分散され、ウエハＷの裏面とチャ
ックプレート７１ａの上面との間をウエハＷの周縁側に
向けて拡散する。この窒素ガス等の流れによって、ウエ
ハＷの裏面とチャックプレート７１ａの上面との間へミ
ストが侵入することが防止される。

【００３７】チャックプレート７１ａの周囲を囲繞する
ように配設されたカップ７３は、昇降機構７４により昇
降自在となっている。図５では下段位置および上段位置
が同時に示されており、ウエハＷの搬入出時にはカップ
７３は下段位置に保持され、洗浄処理中は上段位置に保
持されてウエハＷの外周から外部へ飛散する洗浄液をカ
ップ７３の内周下方へ導かれる。カップ７３には内周上
側から外周下側に傾斜したテーパー部７３ａ（下段）・
７３ｂ（上段）が上下２段に形成されており、洗浄液が
外部へ飛散し難い構造となっている。また、カップ７３
の内周側底部にはドレイン７５が形成されており、カッ
プ７３内の排気および洗浄液の排出が行われるようにな
っている。

【００３８】カップ７３の外側の所定位置には、リンス
ノズル８６ａ・８６ｂが配設されており、それぞれウエ
ハＷの所定位置に洗浄液またはリンス液を供給してウエ
ハＷ上に液膜を形成することができるようになってい
る。スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａでは、例え
ば、リンスノズル８６ａからはウエハＷの略中心に向け
て洗浄液またはリンス液が吐出され、リンスノズル８６
ｂからは、ウエハＷの中央部よりも外側の所定位置に向
けて洗浄液またはリンス液が吐出される構成となってい
る。

【００３９】なお、後述するブラシ７６ａ・７６ｂをウ
エハＷに当接させながらウエハＷ上を横断するようにＸ
方向にスキャンさせたときに、リンスノズル８６ａから
連続的に洗浄液を吐出すると、ブラシ７６ａ・７６ｂが
ウエハＷの中央部を通過する際に、リンスノズル８６ａ
から吐出される洗浄液が直接にブラシ７６ａ・７６ｂに
衝突して周囲に拡散することが予想される。このため、
例えば、ブラシ７６ａ・７６ｂのスキャンを優先させて
ブラシ７６ａ・７６ｂの動きに合わせて直接には洗浄液
があたらないように、リンスノズル８６ａからの洗浄液
の吐出のタイミングを制御することが好ましい。

【００４０】スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａに
は、ウエハＷの上面に当接してスクラブ洗浄を行う２本
のブラシ７６ａ・７６ｂが配設されている。ブラシ７６
ａ・７６ｂにおいて実際にウエハＷと当接する部分の材
質は、刷毛状のもの、パフ（スポンジ）状のもの等を用
いることができ、特に限定されるものではなく、要求さ
れる洗浄面が得られるように適宜好適な材料を用いるこ
とができる。ブラシ７６ａ・７６ｂは、それぞれブラシ
保持アーム７７ａ・７７ｂの先端部分において、ブラシ
保持アーム７７ａ・７７ｂを駆動させたときにブラシ７
６ａ・７６ｂがウエハＷの中心を横切る位置において保
持されている。

【００４１】また、ブラシ７６ａ・７６ｂはＺ方向に平
行な回転軸７８ａ・７８ｂ回りに回転自在となってい
る。図６に示すように、ブラシ７６ａ・７６ｂの回転駆
動機構としては、例えば、ブラシ保持アーム７７ａ・７
７ｂに配設されたモータ３５ａの回転を回転軸７８ａ・
７８ｂに架けられたベルト３５ｂに伝える回転駆動機構
３５を挙げることができるが、モータによりダイレクト
に回転軸７８ａ・７８ｂを回転させる機構を用いること
もできる。

【００４２】図４では２本のブラシ保持アーム７７ａ・
７７ｂがカップ７３外のホームポジションにある状態が
示されており、ブラシ７６ａ・７６ｂはホームポジショ
ンにおいてブラシバス６７上に位置し、ブラシバス６７
にブラシ７６ａ・７６ｂから垂れ落ちる洗浄液が捕集さ
れる。ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの先端には、ブ
ラシ７６ａ・７６ｂに所定の洗浄液を供給する洗浄液供
給ノズル（図示せず）が設けられており、ブラシ７６ａ
・７６ｂを用いたスクラブ洗浄中には、リンスノズル８
６ａ・８６ｂからウエハＷに洗浄液が供給されるととも
に、洗浄液供給ノズルからブラシ７６ａ・７６ｂに所定
量の洗浄液が供給されるようになっている。

【００４３】ブラシ７６ａ・７６ｂの外側であってブラ
シ保持アーム７７ａ・７７ｂの基端側（後述するアーム
駆動機構７９ａ・７９ｂとの連結側）には、ブラシの外
周の一部の囲うようにしてブラシカバー３１ａ・３１ｂ
がそれぞれ設けられている。ブラシカバー３１ａは、図
６に示されるように、ブラシ７６ａをウエハＷに当接さ
せた状態で、スピンチャック７１に保持されたウエハＷ
の中心とカップ７３の上端、つまり上段のテーパー部７
３ｂの上端とを結ぶ線Ｌよりも低い位置にブラシカバー
３１ａの下端が位置するように配設されており、カップ
７３の上端から外部へ洗浄液が飛散し難い構造となって
いる。当然に、ブラシカバー３１ｂについてもブラシカ
バー３１ａと同様の位置に配設されている。

【００４４】図４または図６に示されるように、ブラシ
保持アーム７７ａの基端部はアーム駆動機構７９ａと連
結され、アーム駆動機構７９ａによりガイド８１ａに沿
ってＸ方向にスキャン可能となっており、一方、ブラシ
保持アーム７７ｂの基端部はアーム駆動機構７９ｂと連
結され、アーム駆動機構７９ｂによりガイド８１ｂに沿
ってＸ方向にスキャン可能となっている。また、アーム
駆動機構７９ａ・７９ｂはブラシ保持アーム７７ａ・７
７ｂをＺ方向に移動させる昇降機構を兼ね備えており、
この昇降機構によりブラシ７６ａ・７６ｂの高さ調節を
行うことができるようになっている。

【００４５】図６には、ブラシ７６ａをウエハＷに当接
させ、ブラシ７６ｂを上方に待避させた状態が示されて
おり、このような状態でブラシ保持アーム７７ｂをＸ方
向にスキャンさせても、ブラシ保持アーム７７ｂはブラ
シ保持アーム７７ａには衝突しない。つまり、スクラブ
洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおいては、ブラシ保持
アーム７７ｂはブラシ保持アーム７７ａをスキャン方向
で追い越して任意の位置に移動させたり、所定の位置で
上方に待機させることが可能な構造となっている。これ
により、ブラシ７６ａ・７６ｂのウエハＷへの当接形態
を種々に制御することが可能となる。

【００４６】なお、ブラシ７６ａ・７６ｂはそれぞれブ
ラシ保持アーム７７ａ・７７ｂに保持されていることか
ら、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂをスキャンするこ
とは、ブラシ７６ａ・７６ｂをスキャンさせることを意
味するので、以下において、ブラシ保持アーム７７ａ・
７７ｂをスキャンすることを、ブラシ７６ａ・７６ｂを
スキャンすると表現する場合がある。

【００４７】さて、図４または図６に示すように、シン
ク６８は隔壁９８によって、カップ７３が配設された洗
浄処理室８２ａと、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの
アーム駆動機構７９ａ・７９ｂが配設された駆動機構配
設室８２ｂとに仕切られており、ブラシ保持アーム７７
ａ・７７ｂは、この隔壁９８に設けられた窓部９８ａ
（図６）を通してその先端側が洗浄処理室８２ａに位置
するように隔壁９８を跨いで配設されている。この窓部
９８ａは、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂのＺ方向で
の昇降とＸ方向でのスキャンに支障がないようにＺ方向
に所定の開口幅を有し、Ｘ方向に延在して設けられてい
る。

【００４８】このようにシンク６８内を洗浄処理室８２
ａと駆動機構配設室８２ｂとに分離することにより、ア
ーム駆動機構７９ａ・７９ｂで発生することが予想され
るパーティクル等が洗浄処理室８２ａ側へ飛散して、ウ
エハＷに付着することが抑制され、ウエハＷの品質を高
く維持することが可能となる。逆に、カップ７３外へ飛
散する洗浄液のミスト等があった場合に、このようなミ
ストがアーム駆動機構７９ａ・７９ｂに付着して、アー
ム駆動機構７９ａ・７９ｂに動作障害を生じさせるとい
った問題が回避される。

【００４９】スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａに
は、ブラシ７６ａ・７６ｂを用いたスクラブ洗浄の他
に、高速ジェット洗浄水または超音波を印加した洗浄水
による洗浄処理を行うための洗浄液吐出ノズル８３が配
設されている。この洗浄液吐出ノズル８３は、ガイド８
１ａに沿ってアーム駆動機構７９ｃによりＸ方向にスキ
ャン可能であり、かつ、Ｚ方向に昇降自在であるノズル
保持アーム８４の先端に取り付けられている。また、洗
浄液吐出ノズル８３は高さ／方向調節機構８５により、
Ｚ方向高さおよびリンス液の吐出角度を変えることが可
能となっている。

【００５０】なお、アーム駆動機構７９ｃはアーム駆動
機構７９ａ・７９ｂと同様にＸ方向にノズル保持アーム
８４をスキャンさせる機構であることから、アーム駆動
機構７９ａ・７９ｂとともに駆動機構配設室８２ｂに配
設することができる。こうして、アーム駆動機構７９ａ
〜７９ｃを１箇所にまとめて配設することにより、スク
ラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａの省スペース化され
る。

【００５１】次に、上述した裏面洗浄用のスクラブ洗浄
ユニット（ＳＣＲ）２１ａを用いたスクラブ洗浄の処理
工程について説明する。まず、カップ７３が下段位置に
保持された状態で開閉窓６９を開き、裏面が上面となっ
ているウエハＷを保持した主ウエハ搬送アーム５５〜５
７のいずれかをスピンチャック７１の位置まで挿入す
る。そして、スピンチャック７１上にウエハＷを移し替
えて載置し、挿入された主ウエハ搬送アーム５５〜５７
のいずれかをスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ内
から退出させて開閉窓６９を閉じ、ウエハＷを脱着機構
７１ｄによりチャックプレート７１ａ上に固定する。

【００５２】次に、ブラシ７６ａ・７６ｂを一方または
双方を用いて、後述する種々のスクラブ洗浄方法を用い
てウエハＷの上面の洗浄処理を行う。ここでは、１本の
ブラシ７６ａのみを用いることとして説明すると、ブラ
シ７６ａ（ブラシ保持アーム７７ａ）をカップ７３内の
所定位置にまで移動させ、カップ７３を下段のテーパー
部７３ａがウエハＷの高さ位置とほぼ同じ高さとなる位
置まで上昇させ、保持する。

【００５３】そして、スピンチャック７１を回転させて
ウエハＷが面内回転している状態とし、洗浄液をリンス
ノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷに供給してウエハＷ
上に液膜を形成した後に、引き続きリンスノズル８６ａ
・８６ｂからウエハＷに洗浄液を供給しつつ、また、ブ
ラシ保持アーム７７ａに配設された洗浄液供給ノズルか
らブラシ７６ａに所定の洗浄液を供給し、ブラシ７６ａ
を回転させながらウエハＷに当接させて、ブラシ保持ア
ーム７７ａをＸ方向に所定の速度パターンでスキャンさ
せる。

【００５４】こうしてブラシ７６ａを用いたスクラブ洗
浄が行われるが、このときに枢軸７１ｂ内に形成された
空洞からウエハＷの下面中央部に向けて窒素ガス等を噴
射し、噴射された窒素ガス等がウエハＷの下面とチャッ
クプレート７１ａの上面との間をウエハＷの周縁方向へ
拡散して流れ出すようにすることで、ウエハＷの下面や
チャックプレート７１ａの上面にミストが付着すること
を防止することができる。このような窒素ガス等の噴射
は、後述するスピン乾燥が終了するまで継続的に行うこ
とが好ましい。

【００５５】ブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄の終了
後には、ブラシ７６ａがブラシバス６７上に位置するよ
うにブラシ７６ａ（ブラシ保持アーム７７ａ）をカップ
７３から待避させ、代わりに、ノズル保持アーム８４を
カップ内に移動させて、回転するウエハＷの上面に向か
って洗浄液吐出ノズル８３から高速ジェット洗浄水また
は超音波を印加した洗浄水を吐出させながら、ノズル保
持アーム８４をＸ方向にスキャンする洗浄処理を行う。
但し、必ずしもブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄と洗
浄液吐出ノズル８３を用いた洗浄の両方を行う必要はな
い。

【００５６】一方で、前述したブラシ７６ａを用いたス
クラブ洗浄と同時に洗浄液吐出ノズル８３を用いた洗浄
を行っても構わない。この場合、例えば、図４における
ウエハＷのＸ方向右側半分の範囲でブラシ７６ａを往復
スキャンし、ウエハＷの左側半分の範囲で洗浄液吐出ノ
ズル８３を往復スキャンすればよい。

【００５７】洗浄液吐出ノズル８３を用いた洗浄処理が
終了した後には、洗浄液吐出ノズル８３（ノズル保持ア
ーム８４）をカップ７３外に待避させ、ウエハＷを所定
の高速回転数で回転させることにより、ウエハＷに付着
した洗浄液を振り切るスピン乾燥を行う。なお、スピン
乾燥の前にリンスノズル８６ａ・８６ｂから所定のリン
ス液を回転するウエハＷの表面に供給して、ウエハＷの
リンス処理を行い、洗浄液の残渣を除去することが好ま
しい。

【００５８】スピン乾燥後にはカップ７３を降下させ、
また、スピンチャック７１の脱着機構７１ｄによるウエ
ハＷの保持状態を当接治具７２ｂを上昇させることで解
除する。そして開閉窓６９を開いて、主ウエハ搬送アー
ム５５〜５７のいずれかを挿入し、ウエハＷを主ウエハ
搬送アーム５５〜５７のいずれかに受け渡す。こうして
裏面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａに
おけるスクラブ洗浄が終了する。

【００５９】次に、上述したスクラブ洗浄ユニット（Ｓ
ＣＲ）２１ａにおけるブラシ７６ａ・７６ｂを用いたス
クラブ洗浄の形態について、より詳細に説明する。ウエ
ハＷの大きさに関係なく、ブラシ７６ａ・７６ｂの一方
のみを用いる場合には、例えば、カップ７３から遠い位
置にあるブラシ７６ｂはブラシバス６７上に待機させ、
ブラシ保持アーム７７ａを駆動してブラシ７６ａを用い
たスクラブ洗浄を行うことができる。

【００６０】また、前述したように、ブラシ保持アーム
７７ｂはブラシ保持アーム７７ａを追い越し可能である
から、ブラシ７６ａをブラシバス６７上に待機させた状
態で、ブラシ保持アーム７７ｂを駆動してブラシ７６ｂ
を用いたスクラブ洗浄を行うことも可能である。従っ
て、ブラシ７６ａとブラシ７６ｂとでウエハＷに当接す
る部分の材料を異ならしめた場合やブラシ７６ａとブラ
シ７６ｂで異なる構造のブラシを用いた場合、さらにブ
ラシ７６ａ・７６ｂを洗浄処理の目的、例えば、粗洗浄
を行うブラシと仕上げ洗浄を行うブラシとに分けて用い
る場合にも、ブラシ７６ａ・７６ｂのうちの一方を任意
に駆動させてスクラブ洗浄を行うことが可能である。

【００６１】さらに、通常はブラシ７６ａのみを用いて
スクラブ洗浄を行い、ブラシ７６ｂについては、ブラシ
７６ａが摩耗等により使用不能となった場合やアーム駆
動機構７９ｂに故障が生じてブラシ７６ａを用いること
がことができない場合の予備として用いることができ、
この場合にも、ブラシ保持アーム７７ｂがブラシ保持ア
ーム７７ａを追い越して、ブラシ７６ｂをカップ７３内
に移動させ、スクラブ洗浄を行うことが可能である。

【００６２】ブラシ保持アーム７７ｂがブラシ保持アー
ム７７ａを追い越せない場合には、ブラシ保持アーム７
７ａが駆動不可能な場合にはブラシ保持アーム７７ｂの
駆動も制限され、結果的にスクラブ洗浄を行うことがで
きなくなるが、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ
では、このような事態は回避される。

【００６３】上述のように、ブラシ７６ａ・７６ｂのい
ずれか一方を用いてスクラブ洗浄を行う方法に加えて、
ブラシ７６ａ・７６ｂの両方を同時使用してスクラブ洗
浄を行うことも可能である。例えば、ブラシ７６ａ・７
６ｂ間の距離を一定として、ブラシ７６ａ・７６ｂを同
方向にスキャンさせることで、ウエハＷ１枚当たりの処
理時間を短縮し、スループットを向上させることが可能
である。

【００６４】上述したブラシ７６ａ・７６ｂの一方また
は両方を用いる場合には、スキャン速度を一定として、
また、ウエハＷの回転速度も一定とした条件でスクラブ
洗浄を行うことができる。この場合に、ブラシ７６ａ・
７６ｂのうちいずれか一方を用いる場合には、ブラシ７
６ａ・７６ｂの両方を用いる場合よりも、ウエハＷの回
転数を遅くし、および／またはブラシのスキャン速度を
遅くし、および／またはスキャン回数（往復回数）を多
くする等すると、ウエハＷが高品質となるようにスクラ
ブ洗浄を行うことができる。

【００６５】続いて、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）
２１ａを用いて、直径３００ｍｍφのウエハＷのスクラ
ブ洗浄を行う場合に好ましいブラシ７６ａ・７６ｂの駆
動形態について説明する。

【００６６】最初に、直径２００ｍｍφのウエハＷのス
クラブ洗浄を行うに際して、１本のブラシ、例えばブラ
シ７６ａを用いてそのスキャン速度を２０ｍｍ／秒と一
定とし、ウエハＷの中心と外周との間の半径に相当する
距離を２往復するというレシピが用いられており、この
場合にウエハＷの中央部と周縁部とではウエハＷの任意
の位置における単位面積当たりのブラシ７６ａの当接時
間が異なっていたとしても、スクラブ洗浄後の品質に問
題がなく、十分な洗浄処理が可能であったと仮定する。

【００６７】しかし、ウエハＷの直径が３００ｍｍφと
大きくなった場合に、２００ｍｍφのウエハＷと同じよ
うに一定速度でブラシ７６ａをスキャンさせたのでは、
ウエハＷの任意位置の単位面積当たりにブラシ７６ａが
当接する時間はウエハの周縁部でより短くなり、ウエハ
全体にわたって均一なスクラブ洗浄を行うことができ
ず、ウエハの洗浄品質を高く保持できなくなる可能性が
高くなる。

【００６８】そこで、ウエハＷの径方向の所定位置間で
ブラシ７６ａのスキャン速度を変化させる「可変スキャ
ン」を行い、ウエハＷ全体にわたって、任意位置の単位
面積当たりに同等な時間ほどブラシ７６ａがウエハＷに
当接するように制御することが好ましい。このブラシ７
６ａの可変スキャンの具体的な形態について、以下、図
７を参照しながら説明する。

【００６９】図７は、ウエハＷにおける径方向のブラシ
７６ａの位置取りの様子を２００ｍｍφのウエハＷと３
００ｍｍφのウエハＷとをその中心を重ねて示した説明
図である。図７において、ウエハＷの中心Ｏにブラシ７
６ａの外周左端が当接するときのブラシ７６ａの中心位
置をＰ１とし、ブラシ７６ａは最初にＰ１の位置で降下
され、ウエハＷに当接するものとする。ブラシ７６ａの
中心がウエハＷの中心Ｏを通過するようにブラシ７６ａ
を径方向左側（Ｘ方向左側）にスキャンさせたときに、
ブラシ７６ａの外周左端が半径１００ｍｍの位置に位置
するときのブラシ７６ａの中心位置をＰ４、ブラシ７６
ａの外周左端が半径１５０ｍｍの位置に位置するときの
ブラシ７６ａの中心位置をＰ６とし、これら位置Ｐ１・
Ｐ４・Ｐ６間にそれぞれ図７に示す所定距離で位置Ｐ２
・Ｐ３・Ｐ５を設定する。

【００７０】２００ｍｍφのウエハＷでのスキャン条件
である２０ｍｍ／秒を、２００ｍｍφのウエハＷにおけ
る周縁部でのスクラブ洗浄に相当する位置Ｐ３〜Ｐ４の
間でのみ適用し、ブラシ７６ａの接触面積に比例させて
ブラシ７６ａのスキャン速度を設定すると、各位置間に
おけるブラシ７６ａのスキャン速度（以下、「２往復ス
キャン速度」ということとする）は表１に示す通りとな
る。表１より、ウエハＷの中央部ではスキャン速度が速
く、ウエハＷの周縁部でスキャン速度が遅くなるよう
に、スキャン速度を変化させる必要があることがわか
る。

【００７１】

【表１】

【００７２】従来は、２００ｍｍφのウエハＷでは位置
Ｐ１と位置Ｐ４との間でブラシ７６ａを２往復させてい
るので、表１に示した「２往復スキャン速度」を用いた
場合には、可変スキャンであってもブラシ７６ａを２往
復させる必要がある。従って、３００ｍｍφのウエハＷ
についてもブラシ７６ａを位置Ｐ１とＰ６との間で２往
復させてもよいが、ここでは、ブラシ７６ａの制御をよ
り簡易なものとするために、位置Ｐ１と位置Ｐ６との間
を２往復させる代わりに、スキャン速度を半分に減らし
て位置Ｐ１と位置Ｐ６との間を１往復させることとする
（この場合のスキャン速度を、以下、「１往復スキャン
速度」ということとする）。

【００７３】表１に併記するように、この１往復スキャ
ン速度は２往復スキャン速度の半分の速度となり、この
１往復スキャン速度と各区間での移動距離から、１往復
スキャン速度でブラシ７６ａを位置Ｐ１から位置Ｐ６へ
スキャンさせた場合の片道スキャン時間を算出すると、
表１の「片道スキャン時間」に示される時間が算出され
る。表１より、３００ｍｍφのウエハＷの１枚当たりの
ブラシ７６ａの往復スキャン時間は、片道スキャン時間
１３．７秒の２倍の２７．４秒となる。

【００７４】２００ｍｍφのウエハＷでのスキャン条件
である２０ｍｍ／秒の一定速度で、ブラシ７６ａを３０
０ｍｍφのウエハＷに相当する位置Ｐ１とＰ６との間で
２往復させた場合には、３００ｍｍφのウエハＷの１枚
当たりの往復スキャン時間は３０秒となるから、上述し
た可変スキャンを用いた場合よりも長く、しかも、可変
スキャンを用いた場合よりもスクラブ洗浄の均一性の差
がウエハＷの中央部と周縁部で大きくなり、ウエハＷの
品質は劣るものとなると考えられる。

【００７５】つまり、上述したようにブラシ７６ａ・７
６ｂのいずれか一方を用いて可変スキャンによりスクラ
ブ洗浄を行った場合には、従来の一定速度でのスキャン
による洗浄方法を用いた場合よりも洗浄時間が短縮さ
れ、しかもウエハＷ全体に均一な洗浄処理が可能とな
り、ウエハＷの品質を高く保持することが可能となる。

【００７６】このような可変スキャンは、ブラシ７６ａ
・７６ｂの両方を同時使用した場合にも用いることが可
能である。例えば、ブラシ７６ａ・７６ｂを位置Ｐ１に
移動させ、最初にブラシ７６ａを用いて位置Ｐ１から位
置Ｐ６に向けてスキャンを開始し、所定時間経過後、例
えば２秒後に、ブラシ７６ｂを位置Ｐ１においてウエハ
Ｗに当接させて位置Ｐ６へ向けてスキャンを開始する。
この場合に、ブラシ７６ａが位置Ｐ６から位置Ｐ１へと
戻る途中で位置Ｐ１から位置Ｐ６へ向かう後続のブラシ
７６ｂと衝突することになるので、この衝突が起こる前
にブラシ７６ｂを所定位置、例えば位置Ｐ５で一度上方
に待機させておく等の制御を行い、ブラシ７６ａがブラ
シ７６ｂの下方を通過後に再びブラシ７６ｂをウエハＷ
に当接させてスキャンを再開する。

【００７７】そして、ブラシ７６ａについては１回のス
キャンが終了した後に、ホームポジションに戻し、ブラ
シ７６ｂも位置Ｐ１に戻ってきた時点で上方に上昇さ
せ、ホームポジションに戻せば、ブラシ７６ａ・７６ｂ
の衝突を回避して、洗浄処理を終了することができる。

【００７８】このように２本のブラシ７６ａ・７６ｂを
用いて１往復のスキャンを行った場合のブラシ７６ａ・
７６ｂのスキャン速度を表１に示した１往復スキャン速
度で行った場合には、１往復スキャン速度を用いた往復
スキャン時間である２７．４秒にブラシ７６ｂの位置Ｐ
５における待機時間という僅かな時間を加えた処理時間
において、１本のブラシ７６ａを１往復スキャン速度で
２往復させた場合と同程度の洗浄処理が行えることとな
る。つまり、ウエハＷの１枚当たりの処理時間が僅かに
長くなるだけで、より精密な洗浄処理を行ってウエハＷ
の洗浄面の品質を向上させることが可能となる。

【００７９】一方、２本のブラシ７６ａ・７６ｂを用い
た１往復のスキャンを、表１に示した２往復スキャン速
度で行った場合には、往復スキャン時間は１３．７秒に
ブラシ７６ｂの待機時間という僅かな時間を加えた時間
に短縮され、しかも、１本のブラシ７６ａを用いて「１
往復スキャン速度」で１往復のスキャンを行った場合と
同程度の洗浄処理を行うことができる。つまり、２本の
ブラシ７６ａ・７６ｂを用いてスキャン速度を速めるこ
とで、ウエハＷの洗浄面の品質を維持しつつ、スループ
ットを向上させることが可能となる。

【００８０】なお、ブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用し
た場合には、ブラシ７６ａは位置Ｐ１と位置Ｐ６との間
をスキャンさせ、ブラシ７６ｂについては、位置Ｐ１と
はウエハＷの中心Ｏと対称な位置である位置Ｐ１ａ（図
７参照）から、ブラシ７６ａが位置Ｐ１ａを通過後に図
７においてＸ方向右側へ向けてスキャンさせることによ
っても、処理時間を短縮してスループットを向上させた
り、または洗浄処理品質を向上させることが可能とな
る。この場合にブラシ７６ａについては、位置Ｐ１へ戻
ってきた後に、例えば、位置Ｐ２へ待避させておくとブ
ラシ７６ａ・７６ｂ間の衝突を回避することができる。

【００８１】また、上述したように２本のブラシ７６ａ
・７６ｂを用いた場合に、例えば、一方のブラシ７６ａ
を粗洗浄用とし、他方のブラシ７６ｂを仕上げ洗浄用と
する等、洗浄の目的を分けつつも同時にスクラブ洗浄を
行うことも可能となる。この場合には、ブラシ７６ａ・
７６ｂとして、それぞれウエハＷと当接する部分の材質
を目的に適するように異ならしめて、また、必要に応じ
てブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂに取り付けられた洗
浄液供給機構からブラシ７６ａ・７６ｂへそれぞれ供給
される洗浄液の種類を変える等して、より効果的な洗浄
処理を行うことも可能となる。

【００８２】粗洗浄後に仕上げ洗浄を行うためには、粗
洗浄用のブラシ７６ａの後方を仕上げ洗浄用のブラシ７
６ｂが追い掛けるようにブラシ７６ａ・７６ｂをスキャ
ンさせることが好ましい。このような状態を実現するた
めには、例えば、ウエハＷの外周端を出発点とし、中心
Ｏを通って反対側の外周端へ移動するようなスキャンを
行えば、ブラシ７６ａ・７６ｂの制御も容易である。

【００８３】つまり、最初にブラシ７６ａをウエハＷに
当接させてウエハＷの外周端からスキャンを開始し、所
定時間経過後にブラシ７６ｂがブラシ７６ａと同じ軌跡
を辿るようにブラシ７６ｂをスキャンさせると、ブラシ
７６ａ・７６ｂのスキャンが全て終了した時点では、ウ
エハＷはブラシ７６ｂによる洗浄後の状態、つまり仕上
げ洗浄がなされた状態となり、また、ブラシ７６ａ・７
６ｂどうしの衝突も回避できる。さらに、ブラシ７６ｂ
が一方の外周端に到達した後にブラシ７６ｂを上方に待
機させることで、往復スキャンも容易に行うことができ
る。

【００８４】さて、これまでに述べたブラシ７６ａ・７
６ｂの一方または双方を用いた洗浄方法では、ブラシ７
６ａ・７６ｂのスキャン速度をウエハＷの径方向の位置
で変化させるものであったが、ブラシ７６ａ・７６ｂの
スキャン速度を一定として、ブラシ７６ａ・７６ｂの位
置に応じて、ウエハＷの回転数を制御することによって
も、同様の効果、つまり、スループットの向上や洗浄面
の品質の向上という効果を得ることも可能である。

【００８５】この場合には、ブラシ７６ａ・７６ｂの一
方を用いるとすると、当然に用いるブラシの位置によっ
てウエハＷの回転速度を制御する。一方、ブラシ７６ａ
・７６ｂを同時使用すると、ブラシ７６ａ・７６ｂのい
ずれか一方の位置を基準にウエハＷの回転数を制御すれ
ばよい。２本のブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用する場
合には、当然にブラシ７６ａ・７６ｂどうしの衝突が起
こらないようにノズル保持アーム７７ａ・７７ｂの駆動
制御を行う。また、ブラシ７６ａ・７６ｂの一方または
両方を用いて可変スキャンすると同時に、ウエハＷの回
転速度についても使用されるブラシ７６ａ・７６ｂのう
ちの１本の位置に応じて変化させるように制御するよう
な洗浄処理方法を用いることもできる。

【００８６】このように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣ
Ｒ）２１ａにおいては、種々の洗浄方法の選択が可能で
ある。洗浄方法の選択は、例えば、オペレータが操作パ
ネルに配置された各洗浄処理方法を選択するボタンを操
作し、必要な駆動パラメータを入力することで行うこと
ができる。この場合において、２本のブラシ７６ａ・７
６ｂを同時使用するときには、最初に駆動する一方のブ
ラシおよびブラシ保持アームについての駆動パラメータ
を入力すると、自動的に後続のブラシおよびブラシ保持
アームが先行するブラシに衝突しないように、後続のブ
ラシおよびブラシ保持アームの駆動パラメータに一定の
制御パラメータが自動的に付与されるようにしておくこ
とが好ましく、このようなブラシおよびブラシ保持アー
ムの衝突回避機能を有する制御装置を用いることで、例
えば、後続のブラシの駆動パラメータに入力ミスがあっ
ても、ブラシどうしの衝突を回避することが可能とな
る。また、予め幾つかの処理プログラムが洗浄処理シス
テム１に記憶されており、その処理プログラムを選択す
ることで、自動的にスクラブ洗浄が開始されるように構
成しておくこともできる。

【００８７】以上、本発明の洗浄処理装置を用いた洗浄
処理システムおよび洗浄処理方法の実施の形態について
説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、ウエハＷに当接するブラシ
７６ａ・７６ｂとしては回転機構を有さないものを用い
ることもできる。また、リンスノズルやブラシ、ブラシ
保持アームの配設数も上記形態に限定されるものではな
く、より多くのブラシを配設することも可能である。さ
らに、ブラシ７６ａ・７６ｂを可変スキャンさせる場合
に、ウエハＷの径方向に所定位置Ｐ１〜Ｐ６を設けて各
位置間でスキャン速度を変化させるという、いわゆる階
段状に速度を変化させる形態について説明したが、ブラ
シ７６ａ・７６ｂのスキャン速度は、ウエハＷの中央部
で速く、周縁部で遅くなるように連続的に変化する形態
を取っても構わない。本発明の洗浄処理装置は、半導体
ウエハのスクラブ洗浄のみならず、ＬＣＤ基板等の他の
基板のスクラブ洗浄にも用いることが可能である。

【００８８】

【発明の効果】上述の通り、本発明の洗浄処理装置およ
び洗浄処理方法を用いた場合には、ブラシ保持アーム７
７ｂがブラシ保持アーム７７ａを追い越すこと、つま
り、ブラシ７６ｂがブラシ７６ａを追い越すことが可能
となっているので、ブラシ７６ａ・７６ｂを用いた駆動
形態のバリエーションが拡がり、これによりウエハＷの
種類や要求される洗浄度に応じたスクラブ洗浄を行うこ
とが可能となる。例えば、２本のブラシ７６ａ・７６ｂ
を同時使用することで洗浄処理時間を短縮してスループ
ットを向上させることが可能となる。また、ブラシ７６
ａ・７６ｂ等に材質の異なるものを用いて粗洗浄用と仕
上げ洗浄用とに分け、粗洗浄後に仕上げ洗浄を行うこと
で、より清浄な処理面を得ることが可能となる。さら
に、例えば１本のブラシ７６ｂを予備として備えておく
ことにより、通常使用するブラシ７６ａが交換もしくは
破損または駆動系の故障等により使用不可能となった場
合にでも、ブラシ７６ｂを用いてスクラブ洗浄を行うこ
とでスクラブ処理の中断を回避することができる等、種
々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗浄処理システムの一実施形態を示す
平面図。

【図２】図１記載の洗浄処理システムの側面図。

【図３】受渡／反転部、主ウエハ搬送機構および加熱／
冷却ユニットの配設形態を示す断面図。

【図４】スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す平面
図。

【図５】スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す断面
図。

【図６】スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す別の断
面図。

【図７】ブラシを可変スキャンさせる際の条件設定を行
う説明図。

【符号の説明】

１；洗浄処理システム ２；搬入出部 ３；洗浄処理部 ４；イン・アウトポート ５；ウエハ搬送部 １３；ウエハ搬送機構 １４；受渡／反転部 １５；主ウエハ搬送機構 １６；加熱／冷却部 ２１ａ〜２１ｄ；スクラブ洗浄ユニット ５５〜５７；主ウエハ搬送アーム ７１；スピンチャック ７３；カップ ７６ａ・７６ｂ；ブラシ ７７ａ・７７ｂ；ブラシ保持アーム ７９ａ〜７９ｃ；アーム駆動機構 ８２ａ；洗浄処理室 ８２ｂ；駆動機構配設室 ８６ａ・８６ｂ；リンスノズル Ｗ；半導体ウエハ（基板） Ｃ；キャリア（基板収容容器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B116 AA03 AB23 AB27 AB34 AB42 BA02 BA08 BA13 BA33 BB22 BB44 BB82 BB90 CC01 CC03 CD11 CD33 CD34 3B201 AA03 AB24 AB27 AB34 AB42 BA02 BA08 BA13 BA33 BB22 BB44 BB82 BB90 BB92 CB12 CB25 CC01 CC13 CD11 CD33 CD34

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に所定の洗浄処理を施す洗浄処理装
   置であって、 基板を略水平に保持して面内回転させる保持手段と、 前記保持手段に保持された基板の上面を洗浄する洗浄手
   段と、 前記洗浄手段をそれぞれ保持した複数の洗浄手段保持ア
   ームと、 前記複数の洗浄手段保持アームを独立してスキャンする
   複数のアーム駆動機構と、 を具備し、 前記複数の洗浄手段保持アームの少なくとも１本が他の
   洗浄手段保持アームをスキャン方向において追い越し可
   能であることを特徴とする洗浄処理装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄手段は、前記保持手段に保持さ
   れた基板の上面に当接してスクラブ洗浄を行うブラシで
   あり、前記複数の洗浄手段保持アームにそれぞれ異なる
   種類および／または材質のブラシが配設されていること
   を特徴とする請求項１に記載の洗浄処理装置。
3. 【請求項３】 前記複数の洗浄手段保持アームどうしが
   互いに衝突しないように、前記複数のアーム駆動機構を
   制御する制御装置を具備することを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の洗浄処理装置。
4. 【請求項４】 略水平に保持された基板の上面に当接す
   るブラシをそれぞれ保持したスキャン自在の２本のブラ
   シ保持アームを有し、前記ブラシ保持アームの一方は他
   方のブラシ保持アームをスキャン方向において追い越し
   可能に構成された洗浄処理装置を用いた洗浄処理方法で
   あって、 前記２本のブラシを同時使用して洗浄処理を行い、もし
   くは、 前記２本のブラシの一方を用いた洗浄処理の後に、他方
   のブラシを用いて洗浄処理を行い、または、 前記２本のブラシの一方を主たる洗浄に用いて洗浄処理
   を行い、他方のブラシを前記一方のブラシが使用不可能
   な場合に用いるために予備用として待機させておくこと
   を特徴とする洗浄処理方法。
5. 【請求項５】 前記ブラシのスキャン速度が前記保持手
   段に保持された基板の周縁部で大きく、前記基板の中央
   部で小さくなるように、前記ブラシ保持アームのスキャ
   ン速度がスキャン方向に応じて連続的または段階的に制
   御されることを特徴とする請求項４に記載の洗浄処理方
   法。
6. 【請求項６】 前記ブラシが前記保持手段に保持された
   基板の周縁部に位置するときには前記基板の回転数が大
   きく、前記基板の中央部に位置するときには小さくなる
   ように、前記基板の回転数が連続的または段階的に制御
   されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載
   の洗浄処理方法。
7. 【請求項７】 前記２本のブラシ保持アームを同時使用
   し、かつ、前記２本のブラシ保持アームのスキャン速度
   を前記ブラシの前記基板への当接位置によって変化させ
   た洗浄処理を行う場合に、前記２本のブラシ保持アーム
   どうしが衝突しないように各ブラシ保持アームの駆動が
   制御されることを特徴とする請求項４から請求項６のい
   ずれか１項に記載の洗浄処理方法。
8. 【請求項８】 前記２本のブラシ保持アームのうち１本
   のみを用いて洗浄処理を行う場合に、使用するブラシ保
   持アームが前記基板上を往復するスキャン回数を、前記
   ２本のブラシ保持アームを同時使用した場合よりも増加
   させることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれ
   か１項に記載の洗浄処理方法。
9. 【請求項９】 前記２本のブラシ保持アームのうち１本
   のみを用いて洗浄処理を行う場合に、前記２本のブラシ
   保持アームを同時使用した場合よりも、使用するブラシ
   保持アームが前記基板上を移動するスキャン速度を速く
   して、および／または前記基板の回転数を高くすること
   を特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記
   載の洗浄処理方法。