JP2006261393A

JP2006261393A - 基板の洗浄装置および洗浄方法

Info

Publication number: JP2006261393A
Application number: JP2005076862A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Matsushima; 清一松島; Masayuki Misu; 雅幸三須; Hiromoto Maruyama; 博基丸山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】洗浄ブラシのゼロ点を検出後、洗浄度を保証することができる基板の洗浄装置および洗浄方法を提供すること。
【解決手段】基板が載置され回転する回転台と、前記回転台に載置されて回転する前記基板の表面及び／又は裏面に対して、洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記基板を洗浄するため、洗浄部材を一定速度で回転駆動する駆動源と、前記洗浄部材と前記基板とを相対的に接離する方向に駆動する駆動手段と、前記洗浄部材と前記基板との接触状態に応じて変化する前記駆動源に流れる電流値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値が所定値を下回ったときには前記駆動手段を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御する制御手段と、を具備したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は半導体ウエハや液晶ガラス基板などの基板を洗浄ブラシを用いて洗浄する基板の洗浄装置および洗浄方法に関する。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板などの基板を製造する過程で、製造工程の各所において生じるパーティクルなどの不要物を洗浄する洗浄工程が必要となる。

例えば、液晶表示装置における液晶装置は、ガラス基板、石英基板等からなる２枚の基板間に液晶を封入して構成されており、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能としている。

また、ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、このＴＦＴ基板に相対して配置される対向基板とは、別々に製造され、この両基板は、パネル組み立て工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入されるようになっている。

液晶装置のセル製作工程で、ＴＦＴ基板に対向基板を貼り合わせるが、その後に防塵ガラスを貼り合わせる。この防塵ガラスを貼り合わせる理由は、ＴＦＴ基板表面とか対向基板表面にゴミが付いてしまうと、液晶プロジェクタ装置の場合では、スクリーンに投影したとき、ゴミがスクリーンに写ってしまうのを抑えるためである。つまり、ＴＦＴ基板に対向基板を貼り合わせた状態（丸いウエハ基板上にチップ毎に対向基板を貼り付けた状態）で、その基板装置の表面及び裏面を洗浄した後、その清浄な表裏両面にそれぞれ所定の厚さの防塵ガラスを貼り合わせることによって、その防塵ガラスの厚さ分、厚みを増した基板装置とすることで、基板装置両面の防塵ガラスの各表面にゴミが付いていても投影時の焦点がずれ投影画面上にはそのゴミはぼやけて写らない、という原理に基づいているものである。

基板装置の洗浄を行う場合、基板に対する洗浄ブラシの押し当てが重要になってくる。洗浄ブラシの押し当ては、弱すぎても又強すぎても良くない。弱すぎると、洗浄したことにならないし、強すぎると、基板の方にストレスをかけるということで、ゼロ点の出し方が重要になってくる。ゼロ点とは、洗浄ブラシを回転させながら基板表面に接触させると、サーボ制御の回転モータにトルクがかかり負荷がかかるので、その負荷がかかり始めたところをゼロ点とするものである。ゼロ点の位置からは、洗浄ブラシをプロセス工程で押し込んで接触圧を制御して回転させている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２２３６８２号公報

ところで、洗浄ブラシは使用にともないそのブラシ毛が磨耗し、所謂ブラシの腰が弱くなってきて、ゼロ点を検出できているが、実際には余り良く洗えていないという状態を生じることがある。つまり、従来の洗浄であると、洗浄工程での仕上がり品質（真に洗えているかを示す洗浄度）を保証することができなかった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、洗浄ブラシのゼロ点を検出後、洗浄度を保証することができる基板の洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とするものである。

本発明による基板の洗浄装置は、基板が載置され回転する回転台と、前記回転台に載置されて回転する前記基板の表面又は裏面に対して、洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記基板を洗浄するため、洗浄部材を一定速度で回転駆動する駆動源と、前記洗浄部材と前記基板とを相対的に接離する方向に駆動する駆動手段と、前記洗浄部材と前記基板との接触状態に応じて変化する前記駆動源に流れる電流値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値が所定値を下回ったときには前記駆動手段を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御する制御手段と、を具備したものである。

本発明によれば、洗浄部材を一定速度で回転駆動する駆動源の駆動電流検出値が、所定値を下回ったときには、前記洗浄部材を基板に対して接離（上下）方向に駆動する駆動手段を駆動して、前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御するので、洗浄工程での仕上がり品質（洗浄度）を保証することができる。

さらに、本発明の基板の洗浄装置において、洗浄後に排出される排水中のパーティクルを検査する検査手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記検出手段の検出値が所定値以上で、かつ前記検査手段による検査結果がパーティクル数が規定値を越えたときに、前記駆動手段を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御することが好ましい。これにより、駆動電流検出値が所定値以上で、かつ洗浄後の排水に含まれるパーティクル数を検査して排水中に残留するパーティクル数が規定値を越えるときには、前記洗浄部材と前記基板との接触圧をさらに増加させるように制御することで、洗浄工程での仕上がり品質（洗浄度）をより確実に保証することができる。

本発明による基板の洗浄方法は、基板が回転台に載置され第１の駆動源にて回転されるステップと、前記基板を洗浄するため、洗浄部材を第２の駆動源にて一定速度で回転駆動する第１の駆動ステップと、前記回転台に載置されて回転する前記基板の表面又は裏面に対して、洗浄液を供給するステップと、前記洗浄部材と前記基板とを第３の駆動源にて相対的に接離する方向に駆動する第２の駆動ステップと、前記洗浄部材と前記基板との接触状態に応じて変化する前記第２の駆動源に流れる電流値を検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出値が所定値を下回ったときには前記第３の駆動源を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御する制御ステップと、を具備したものである。

さらに、本発明の基板の洗浄方法において、洗浄後に排出される排水中のパーティクルを検査する検査ステップをさらに具備し、前記制御ステップは、前記検出ステップの検出値が所定値以上で、かつ前記検査ステップによる検査結果がパーティクル数が規定値を越えたときに、前記第３の駆動源を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御することが好ましい。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１の基板の洗浄装置を示す全体構成図である。

図１に示す洗浄装置は、処理容器１を備えている。この処理容器１は上面が開放した有底状の本体部１ａと、この本体部１ａに対してスライド自在に設けられ周壁が傾斜した円錐筒状の覆い部１ｂとからなり、この覆い部１ｂは図示しない駆動機構によって上下方向にスライドさせることができるようになっている。

上記処理容器１の本体部１ａ底部には、周辺部に複数の排出管２の一端が接続され、中心部には周囲がフランジ３によって囲まれた挿通孔４が形成されている。この挿通孔４には支持軸５が挿通されている。支持軸５の上部は処理容器１の内部に突出し、下端部は上記処理容器１の下方に配置されたベース板６に固定されている。上記排出管２は図示しない排水ラインに連通している。

上記支持軸５には保持機構を構成する回転台としての回転チャック１１が回転自在に支持されている。回転チャック１１は中心部に通孔１２ａが穿設された円盤状のベース１２を有する。このベース１２の下面、つまり上記通孔１２ａと対応する位置には筒状の支持部１３が垂設されている。この支持部１３は上記支持軸５に外嵌されていて、支持軸５の上部と下部とはそれぞれ軸受１４によって回転自在に支持されている。

上記支持部１３の下端部の外周面には従動プ−リ１５が設けられている。上記ベース板６にはモータ１６が設けられ、このモータ１６の回転軸１６ａには駆動プ−リ１７が嵌着されている。この駆動プ−リ１７と上記従動プ−リ１５とにはベルト１８が張設されている。したがって、上記モータ１６が作動すれば、上記支持部１３、つまり回転チャック１１が回転駆動されるようになっている。

上記回転チャック１１のベース１２の上面には周方向に４本の支柱１９が立設されている。各支柱１９の上端部には支持ピン２１ａと、この支持ピン２１ａよりも外方で、しかも支持ピン２１ａよりも背の高い係合ピン２１ｂとが突設されている。

上記支柱１９の上端には、被洗浄物としての基板である半導体ウエハ２２が周辺部の下面を支持ピン２１ａに支持され、外周面を上記係合ピン２１ｂに係合させて着脱可能に保持される。したがって、上記半導体ウエハ２２は回転チャック１１と一体的に回転されるようなっている。

上記支持軸５には、上端に支持軸５よりも大径で、円錐状をなした頭部５ａが設けられている。この支持軸５には、先端を上記頭部５ａの上面に開口させたＮ2 などの不活性ガスのガス供給路３０と、先端を同じく上記頭部５ａの上面にノズル孔３２ａを介して開口させた、洗浄液の洗浄液供給路３２とが軸方向に沿って形成されている。上記ガス供給路３０は図示しないガス供給源に連通し、上記洗浄液供給路３２は同じく図示しない洗浄液の供給源に連通している。

上記ガス供給路３０に供給された不活性ガスは上記支柱１９に保持された半導体ウエハ２２に向かって噴出され、上記洗浄液供給路３２に供給された洗浄液Ｌはその先端の上記ノズル孔３２ａから上記半導体ウエハ２２の下面に向かって噴出されるようになっている。

上記回転チャック１１に保持される半導体ウエハ２２の上面側には、この半導体ウエハ２２の上面を洗浄するため洗浄部材としての円形状の洗浄ブラシ３１が配置されている。この洗浄ブラシ３１は揺動機構４６によって上記半導体ウエハ２２の径方向に沿って揺動されるようになっている。

つまり、揺動機構４６は中空筒状の水平ア−ム３３を有する。この水平ア−ム３３の先端部内には駆動源としての回転モータ３４が回転軸３４ａを垂直にして内蔵されていて、その回転軸３４ａに上記洗浄ブラシ３１が取り付けられている。

さらに、上記水平ア−ム３３には図示しない上記洗浄液Ｌの供給源に接続された洗浄液供給手段としてのノズル管３５が挿通されている。このノズル管３５の先端部は上記水平ア−ム３３の先端部から下方に向かって導出され、その先端開口は上記洗浄ブラシ３１の外周面に向けられている。したがって、上記ノズル管３５により洗浄液Ｌが洗浄ブラシ３１の径方向外方から供給されるようになっている。洗浄液Ｌとしては、例えば純水が用いられる。

なお、この実施形態においては、図２に示すように上記ノズル管３５から洗浄ブラシ３１に向かって供給される洗浄液Ｌの供給方向Ａは、上記洗浄ブラシ３１のほぼ接線方向で、しかも洗浄ブラシ３１の回転方向Ｂに沿う方向に設定されている。図２でＡ’は半導体ウエハ２２の上面における洗浄液の流れを示している。また、洗浄ブラシ３１の回転方向は、半導体ウエハ２２の回転方向と同方向または逆方向のいずれであってもよい。半導体ウエハ２２の図示Ｃ方向の回転速度は例えば５００rpm、洗浄ブラシ３１の半導体ウエハ２２上の中心部から外周部に至る図示Ｄ方向への移動速度（スキャン速度）は半導体ウエハ２２の中心部で２０mm/sec、半導体ウエハ２２の周辺部で６mm/secである。洗浄ブラシ３１の半導体ウエハ２２上の中心部から外周部に至る１スキャン動作では、中心部から外周部に行くほど、スピードを落としてスキャン（移動）させる。半導体ウエハ２２上の外周部に至った洗浄ブラシ３１は半導体ウエハ２２の表面から離間された状態で半導体ウエハ２２上の中心部まで移動せられ、再び半導体ウエハ２２上の中心部から外周部に至る次のスキャン動作を開始する。半導体ウエハ２２は高速回転しているので、この１スキャン動作中に半導体ウエハ２２の全面を洗浄ブラシ３１でスピン洗浄することができる。本実施例では、上記の１スキャン動作を例えば１２回行って１枚の半導体ウエハの洗浄を終了する。

上記水平ア−ム３３の基端部には軸線を垂直にした揺動軸３６の上端が連結されている。この揺動軸３６の下端部は上記ベース板６の下方に突出され、支持体３７に揺動自在に支持されている。

上記支持体３７の一側面には一対のガイド３８が上下方向に沿って設けられ、このガイド３８は上記ベース板６の下面に垂設された取付板３９の一側面に上下方向に沿って設けられたレ−ル４０にスライド自在に係合している。

上記取付板３９の上記支持体３７の下方の部分には上下駆動モータ４１が設けられている。この上下駆動モータ４１は、例えばねじ軸などの駆動軸４２を有し、この駆動軸４２は上記支持体３７に螺合されている。

したがって、この駆動軸４２が上記上下駆動モータ４１によって回転駆動されると、上記支持体３７が上記レ−ル４０に沿って上下駆動されるようになっている。つまり、上記洗浄ブラシ３１が支持体３７、揺動軸３６および水平ア−ム３３を介して上下駆動されるようになっている。

上記支持体３７の他側には揺動駆動源４３が取り付けられている。この揺動駆動源４３は収納ボックス４４およびこの収納ボックス４４の下面に設けられたモータ４５を有する。上記収納ボックス４４内には上記モータ４５によって回転駆動される図示しない駆動歯車が収容されている。

上記揺動軸３６の上記支持体３７によって支持された下端部には図示しない従動歯車が設けられ、この従動歯車と上記駆動歯車との間にはベルトが張設されている。したがって、上記揺動軸３６は、揺動駆動源４３のモータ４５が作動することで回転されるようになっている。

なお、揺動軸３６は上記モータ４５の揺動範囲を規制する図示しない揺動範囲規制手段にて角度θの範囲内で往復回転され、その回転によって水平ア−ム３３が揺動すると、この水平ア−ム３３の先端部に設けられた洗浄ブラシ３１は、図２に実線と破線で示すように上記回転チャック１１に保持された半導体ウエハ２２の径方向中心部と周辺部との間で揺動されるようになっている。この揺動範囲を図２に矢印Ｄで示す。

上記洗浄ブラシ３１を回転駆動する回転モータ３４はその駆動電流Ｉの検出用抵抗５０を介して制御装置５２に接続されている。検出手段としての駆動電流Ｉの検出用抵抗５０には、その駆動電流Ｉの大きさを電圧値Ｖとして測定するための電圧計５１が、並列に接続されている。

制御装置５２は上記回転モータ３４に給電するとともに、上記電圧計５１が検出する上記回転モータ３４に流れる電流値Ｉ、つまり回転モータ３４に加わる負荷に応じて変動する電圧値Ｖを検出するようになっている。

上記制御装置５２によって検出された検出信号としての電流値Ｉは上記制御装置５２で予め設定された設定値Ｓと比較され、その比較に応じて上記洗浄ブラシ３１を上下駆動する上下駆動モータ４１に駆動信号Ｅが出力されるようになっている。

図３に上記電圧計５１が検出する電圧値Ｖ（これは電流値Ｉに比例する）の変化を示す。この図において、縦軸は上記電圧計５１の測定値（電圧値）を示し、横軸は半導体ウエハ２２に対する洗浄ブラシ３１の押し付け量を示す。

図３の横軸に０〜Ａで示す範囲は洗浄ブラシ３１が半導体ウエハ２２に接触していない負荷が０の場合で、この範囲では上記回転モータ３４には縦軸にＸで示す一定の駆動電流に基づく一定の電圧を生成する。上記洗浄ブラシ３１を下降させて半導体ウエハ２２に接触させると、上記回転モータ３４に加わる負荷が増大するから、その負荷の増加に応じて回転モータ３４に流れる電流が増加し電圧値Ｖが増加する。これは洗浄ブラシ３１の回転、即ち回転モータ３４の回転は、その回転速度が制御装置５２によって常に一定となるようにサーボ制御されるために、負荷が増大すると定速回転を維持するために回転モータ３４の駆動電流が増加することによる。

したがって、上記制御装置５２は、上記回転モータ３４に流れる電流値がＸから増加し始める位置である上記Ａ点を、上記洗浄ブラシ３１が半導体ウエハ２２に接触したゼロ点として認識し、ついでゼロ点の電圧値Ｘから電圧値がＹとなる押し付け量Ｂの位置、つまり洗浄ブラシ３１が上記半導体ウエハ２２を洗浄するに適した接触圧となる位置までこの洗浄ブラシ３１を下降させる駆動信号Ｅを上記上下駆動モータ４１に出力するようになっている。

つぎに、上記構成のスピン洗浄装置によって半導体ウエハ２２を洗浄する場合について説明する。

まず、洗浄ブラシ３１を上方に退避させた状態で回転チャック１１に半導体ウエハ２２を保持したならば、モータ１６を作動させて上記回転チャック１１とともに半導体ウエハ２２を回転させる。

ついで、回転モータ３４を作動させて洗浄ブラシ３１を回転させるとともに、支持軸５の洗浄液供給路３２とノズル管３５とから上記半導体ウエハ２２の下面と上面とに洗浄液Ｌを供給しながら上下駆動モータ４１を作動させて洗浄ブラシ３１を下降させる。また、揺動駆動源４３を作動させて上記水平ア−ム３３、つまり洗浄ブラシ３１を半導体ウエハ２２の上面で図２に矢印Ｄで示すように所定角度θの揺動範囲で揺動させる。

上記洗浄ブラシ３１が上下駆動モータ４１によって図３のＡ点で示すゼロ点まで下降して半導体ウエハ２２に接触すると、電圧計５１の電圧値がＸから上昇し始めるから、制御装置５２は洗浄ブラシ３１が半導体ウエハ２２に接触したこと、つまりゼロ点Ａを認識する。

制御装置５２は上述したゼロ点Ａの認識に基づき、そのゼロ点Ａから上記洗浄ブラシ３１が半導体ウエハ２２に対して所定の接触圧となる位置まで上記上下駆動モータ４１に駆動信号Ｅを出力する。つまり、洗浄ブラシ３１はゼロ点Ａからさらに電圧計５１に流れる電流値に基づく電圧値がＹとなる、Ｂの位置まで下降させられる。それによって、洗浄ブラシ３１は半導体ウエハ２２を洗浄するに適した接触圧を付与することになるから、上記半導体ウエハ２２の上面は上記洗浄ブラシ３１によって傷付けることなくブラッシングされるから、その上面に付着した微粒子（パーティクル）などが除去されることになる。

上記洗浄ブラシ３１は、使用にともないそのブラシ毛が磨耗する。しかしながら、洗浄ブラシ３１の半導体ウエハ２２に対する押し付け量は、洗浄ブラシ３１が半導体ウエハ２２に接触したゼロ点Ａを検出し、そのゼロ点Ａから電圧計５１が検出する電圧値がＹとなる位置に設定されるため、上記洗浄ブラシ３１の半導体ウエハ２２に対する接触圧はブラシ毛の磨耗に拘らず、一定に設定されることになる。

したがって、上記洗浄ブラシ３１による半導体ウエハ２２の洗浄は、使用にともないそのブラシ毛が磨耗しても、一定の接触圧によって確実に行うことができる。

ところで、洗浄部材のブラシ磨耗のような物理的欠損に起因して、ゼロ点検出後、回転モータ３４の駆動電流検出値（電圧値）が漸次減少する問題があった。回転モータ３４の回転数はサーボ制御によって一定回転数になるように制御されているが、ブラシ磨耗によってゼロ点検出後の接触圧（即ち負荷）が減少することによってモータ電流値は漸次減少するので、モータ電流値が予め定めた閾値を下回ったときにこれを検出して洗浄ブラシの押込量を増し、接触圧を増加させるようにする。即ち、制御装置５２は、回転モータ３４に供給する駆動電流Ｉに基づいた電圧値Ｖを監視して、該電圧値Ｖが閾値を下回ったときには該電圧値Ｖが閾値を上回る範囲にまで（或いは一定変動範囲内にくるように）駆動電流Ｉを増加させるフィードバック制御を行い、洗浄度を保証し得るようにする。

なお、ブラシ磨耗が激しく、洗浄ブラシ３１の半導体ウエハ２２への接触圧が物理的に得られにくい場合には、駆動電流Ｉは閾値を下回ったままの制御となるので、制御装置５２はこれを検出して回転モータ３４の駆動を停止させる。

図４は、上述したように半導体ウエハ２２の全面を洗浄ブラシ３１でスピン洗浄する際に、１２回のスキャン動作を行って１枚の半導体ウエハ２２の洗浄を完了した場合の、電圧計５１の検出値を示している。横軸に時間（sec）、縦軸に駆動電流に基づく電圧値（V）をとってある。点線は、１２回スキャン動作を行う際に、ブラシ磨耗に起因して電圧値Ｖのピークが回を増すごとに漸次減少している状態（閾値ＴＨを下回っている）を示している。実線は、本実施例によって点線の検出波形が改善されている状態を示し、閾値ＴＨを下回っている電圧値Ｖのピークが閾値ＴＨを上回る状態に改善されていることを示している。

図５は本発明の実施例１の動作を説明するフローチャートである。１スキャン当たりのモータ駆動電流検出値に基づいたブラシ押込み動作を説明している。

まず、回転チャック１１に半導体ウエハ２２を保持し、モータ１６を作動させて上記回転チャック１１とともに半導体ウエハ２２を回転させ、回転モータ３４を作動させて洗浄ブラシ３１を回転させ、かつ洗浄液供給路３２とノズル管３５とから半導体ウエハ２２の下面と上面とに洗浄液Ｌを供給しながら上下駆動モータ４１を作動させて洗浄ブラシ３１を下降させる。また、揺動駆動源４３を作動させて上記水平ア−ム３３、つまり洗浄ブラシ３１を半導体ウエハ２２の上面で図２に矢印Ｄのように所定の揺動範囲で揺動させる。

そして、上記洗浄ブラシ３１が上下駆動モータ４１によってゼロ点まで下降して半導体ウエハ２２に接触すると、電圧計５１の電圧値Ｖの上昇が検知される（ステップＳ1）。

次に、回転モータ３４に供給する駆動電流量が各スキャンごとに閾値を下回ったか否か、即ち、電圧値Ｖが閾値ＴＨを下回ったか否かの判定を行い（ステップＳ2）、電圧値Ｖが閾値ＴＨを下回っていた場合は、ステップＳ3へ移行して洗浄ブラシ３１の押込み量を増加させ、ステップＳ1へリターンし一連の動作（Ｓ1〜Ｓ3）を電圧値Ｖが閾値ＴＨ以上となるまで繰り返し行う。ステップＳ2にて電圧値Ｖが閾値ＴＨ以上と判定されている状態では、ステップＳ1，Ｓ2のループとなる。

図６は、本発明による実施例１の洗浄ブラシによる基板の洗浄装置に用いられる、被洗浄物としての基板の例を示している。

液晶装置のセル製作工程では、ＴＦＴ基板２２１にチップごとに対向基板２２２を貼り合わせ、その後にＴＦＴ基板２２１，対向基板２２２の各表面に防塵ガラス２２３，２２４を貼り合わせることが行われる。ここで、洗浄ブラシによる洗浄に使用する基板２２としては、ＴＦＴ基板２２１にチップごとに対向基板２２２を貼り合わせた状態（図６(a)参照）、即ちＴＦＴ基板２２１，対向基板２２２の各表面に防塵ガラス２２３，２２４を貼り合わせる前の基板が用いられる。即ち、図６(a)のようにＴＦＴ基板２２１にチップごとに対向基板２２２を貼り合わせた状態でブラシ洗浄を行った後に、図６(b) のようにＴＦＴ基板２２１，対向基板２２２の各表面に防塵ガラス２２３，２２４が貼り合わされる。洗浄ブラシ３１によるスピン洗浄では、図６(a)のような洗浄される被洗浄面に凹凸が存在する場合に有効である。洗浄ブラシ３１としては、例えば長さ２０mm程度のナイロン系のブラシが使用される。

本発明の実施例１によれば、洗浄ブラシを一定速度で回転駆動する回転モータの駆動電流検出値が、所定値（閾値）を下回ったときには、洗浄ブラシを基板に対して接離（上下）方向に駆動する上下駆動モータを駆動して、洗浄ブラシと基板との接触圧を増加させるように制御するので、洗浄工程での仕上がり品質（洗浄度）を保証することができる。

なお、上記の実施例１では、洗浄ブラシ３１を回転駆動する回転モータ３４の駆動電流値を検出し、この検出値が所定値を下回ったときに基板への接触圧を増加させ、つまり検出値が一定変動範囲内に入るように制御して洗浄度を保証しようとするものである。検出値が所定値を大きく下回り、一定変動範囲内に戻ることが不可能な状態に至った場合には、別途この異常状態を検出して、基板のスピン洗浄を停止させることも可能である。

図７は本発明の実施例２の基板の洗浄装置を示す全体構成図である。図１と同一の部材には同一符号を付してある。

図７の実施例２において、図１の実施例１と異なる点は、処理容器１の底部に設けた排出管２の排水経路の途中に、洗浄後に排出される排水中のパーティクルを検査する検査手段５３をさらに設けた構成とし、その検査結果を制御装置５２Ａにフィードバックして、検査結果に応じて洗浄ブラシ３１の押込み量を制御できるようにしたものである。

検査手段５３としては、パーティクルカウンタや、比抵抗計などが用いられる。パーティクルカウンタは、排水中のパーティクルの多少をレーザ光の光量の増減を計測することによって計測を行うものであり、比抵抗計は排水中にパーティクルが多いほど排水の抵抗が下降することを計測するによって排水中のパーティクルの多少を計測するものである。

制御装置５２Ａは、実施例１と同様に駆動電流検出用抵抗５０の検出値が所定値を下回ったとき、または、検査手段５３による検査結果がパーティクル数が規定値を越えたときに、上下駆動モータ４１を駆動し洗浄ブラシ３１と被洗浄物である半導体ウエハ２２との接触圧を増加させるように制御するものである。

以下、検査手段５３としてパーティクルカウンタを用いた場合について説明する。図８は本発明の実施例２の動作を説明するフローチャートである。１スキャン当たりのモータ駆動電流検知とパーティクル数検知に基づいたブラシ押込み動作を説明している。図５のフローチャートと同一内容のステップには同一符号を付してある。

次に、回転モータ３４に供給する駆動電流量が各スキャンごとに閾値を下回ったか否か、即ち、電圧値Ｖが閾値ＴＨを下回ったか否かの判定を行い（ステップＳ2）、電圧値Ｖが閾値ＴＨを下回っていた場合は、ステップＳ3へ移行して洗浄ブラシ３１の押込み量を増加させる。

ステップＳ2において、電圧値Ｖが閾値ＴＨ以上である場合には、ステップＳ4へ移行する。

そして、ステップＳ4でパーティクル数のカウントを行った後、ステップＳ5にてパーティクル数が規定値より多いか否かの判定を行う。

ステップＳ5においてパーティクル数が規定値より多い場合は、ステップＳ3へ移行して洗浄ブラシ３１の押込み量を増加させ、ステップＳ1へリターンし一連の動作（Ｓ1，Ｓ2，Ｓ4，Ｓ5，Ｓ3）をパーティクル数が規定値以下となるまで繰り返し行う。ステップＳ5にてパーティクル数が規定値以下の状態では、ステップＳ1，Ｓ2，Ｓ4，Ｓ5のループとなる。

上記ステップＳ4における、検査手段５３によるパーティクル数検査は、１スキャンの洗浄過程で最終的に得られる排水に対して行った検査結果を用いることが好ましい。これにより、１スキャンごとの最終的な洗浄度を検出し、次スキャンにおける洗浄ブラシの押込み量を１スキャンごとに最適に制御することができる。

本発明の実施例２によれば、洗浄ブラシを一定速度で回転駆動する回転モータの駆動電流検出値が所定値を下回るだけでなく、洗浄後の排水に含まれるパーティクル数を検査して排水中に残留するパーティクル数が規定値を越えるときには、洗浄ブラシと基板との接触圧を増加させるように制御することで、洗浄工程での仕上がり品質（洗浄度）をより確実に保証することができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものでない。たとえば、洗浄部材としては洗浄ブラシに限られず、半導体ウエハを傷付けることなくそれに付着した微粒子を除去できる材料、たとえばスポンジなどの柔らかな弾性材料で円盤状やリング状に形成されたものであってもよく、また上記実施形態では洗浄ブラシを上下駆動する構成に付いて説明したが、洗浄ブラシは一定の位置に保持し、被洗浄物を上下駆動する構成であっても、この発明を適用することができる。

また、洗浄部材は軸線を被洗浄物の板面に対して垂直にして回転駆動される構成であったが、洗浄部材はその軸線を被洗浄物の板面に対して平行にして回転駆動される場合にもこの発明は適用できる。さらに、被洗浄物は半導体ウエハに限らず、液晶ガラス基板などであってもよく、精密な洗浄が要求されるものに対してこの発明は有効である。

尚、上記の実施例１，２では、洗浄ブラシ３１を回転駆動する回転モータ３４の駆動電流値を検出し、この検出値が所定値を下回ったときに基板への接触圧を増加させ、つまり検出値が一定変動範囲内に入るように制御して洗浄度を保証しようとするものであったが、本発明では、基板を保持して回転する回転チャック（回転台）１１を回転させるモータ１６の駆動電流値を検出し、この検出値が一定変動範囲内に入るように制御して洗浄度を保証することも可能である。

本発明は、液晶装置に限るものでなく、有機エレクトロルミネッセンス装置や無機エレクトロルミネッセンス装置のエレクトロルミネッセンス装置、電気泳動装置、電子放出素子を用いた装置等を含めた電気光学装置及びその製造方法に適用することができる。

本発明の実施例１の基板の洗浄装置を示す全体構成図。回転する半導体ウエハ上面における洗浄ブラシの１スキャンを示す図。回転モータに流れる電流検出値と押し付け量との関係を説明するためのグラフ。半導体ウエハの全面を洗浄ブラシでスピン洗浄する際に、１２回のスキャン動作を行って１枚の半導体ウエハの洗浄を完了した場合の、電圧計の検出値を示すグラフ。本発明の実施例１のスキャンごとの動作を説明するフローチャート。本発明による実施例１の洗浄ブラシによる基板の洗浄装置に用いられる、被洗浄物としての基板の例を示す図。本発明の実施例２の基板の洗浄装置を示す全体構成図。本発明の実施例２のスキャンごとの動作を説明するフローチャート。

符号の説明

１１…回転チャック（回転台）、２２…半導体ウエハ（基板）、３１…洗浄ブラシ（洗浄部材）、３４…回転モータ（駆動源）、３５…ノズル管（洗浄液供給手段）、３６…揺動軸（揺動機構）、４１…上下駆モータ（駆動手段）、５０…電流検出用抵抗、５１…電圧計（検出手段）、５２，５２Ａ…制御装置（制御手段）、５３…検査手段。

Claims

基板が載置され回転する回転台と、
前記回転台に載置されて回転する前記基板の表面又は裏面に対して、洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記基板を洗浄するため、洗浄部材を一定速度で回転駆動する駆動源と、
前記洗浄部材と前記基板とを相対的に接離する方向に駆動する駆動手段と、
前記洗浄部材と前記基板との接触状態に応じて変化する前記駆動源に流れる電流値を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値が所定値を下回ったときには前記駆動手段を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする基板の洗浄装置。
洗浄後に排出される排水中のパーティクルを検査する検査手段をさらに具備し、
前記制御手段は、前記検出手段の検出値が所定値以上で、かつ前記検査手段による検査結果がパーティクル数が規定値を越えたときに、前記駆動手段を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の基板の洗浄装置。
基板が回転台に載置され第１の駆動源にて回転されるステップと、
前記基板を洗浄するため、洗浄部材を第２の駆動源にて一定速度で回転駆動する第１の駆動ステップと、
前記回転台に載置されて回転する前記基板の表面又は裏面に対して、洗浄液を供給するステップと、
前記洗浄部材と前記基板とを第３の駆動源にて相対的に接離する方向に駆動する第２の駆動ステップと、
前記洗浄部材と前記基板との接触状態に応じて変化する前記第２の駆動源に流れる電流値を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出値が所定値を下回ったときには前記第３の駆動源を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御する制御ステップと、
を具備したことを特徴とする基板の洗浄方法。
洗浄後に排出される排水中のパーティクルを検査する検査ステップをさらに具備し、
前記制御ステップは、前記検出ステップの検出値が所定値以上で、かつ前記検査ステップによる検査結果がパーティクル数が規定値を越えたときに、前記第３の駆動源を駆動し前記洗浄部材と前記基板との接触圧を増加させるように制御することを特徴とすることを特徴とする請求項３に載の基板の洗浄方法。