JP2007019213A - 基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】交換を要することなく洗浄範囲を変更することができ、洗浄強さの設定も容易な基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板洗浄ブラシ１０ａは、基板Ｗの端面８に押し当てられる端面洗浄面１５を含む端面洗浄部１６と、この端面洗浄部１６に結合され、基板Ｗの主面１７の周縁部９に押し当てられる周縁洗浄面１８を含む周縁洗浄部１９とを備える。周縁洗浄部１９は、端面洗浄面１５から第１の距離Ｄ１だけ張り出した第１周縁洗浄面２１を有する第１部分２２と、端面洗浄面１５から第１の距離Ｄ１とは異なる第２の距離Ｄ２だけ張り出した第２周縁洗浄面２３を有する第２部分２４とを含む。
【選択図】 図３

Description

この発明は、基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法
に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク、または磁気ディスクなどが含まれる。

半導体基板（ウエハ）の表面は、その全域がデバイスの形成に用いられるわけではない。すなわち、半導体基板の表面の周縁部の所定幅の領域は、デバイスが形成されない非デバイス形成領域である。この非デバイス形成領域の内側の中央領域がデバイス形成領域となっている。
半導体装置の製造工程において、半導体基板を洗浄するために用いられる基板処理装置は、主として、デバイス形成領域を清浄化するための洗浄処理を半導体基板に対して施す。たとえば、基板の周端面を複数本の挟持ピンによって挟持するメカニカルチャックにより半導体基板を保持して回転させる一方で、基板の主面を洗浄ブラシで洗浄する構成により、デバイス形成領域が洗浄される。

この場合、洗浄ブラシと挟持ピンとの干渉を回避する必要があるから、基板の主面の周縁部（非デバイス形成領域）および当該基板の周端面（以下、「周縁部等」という。）については、洗浄を行うことはできない。また、基板の主面の周縁部等は、基板処理装置内で半導体基板をハンドリングする基板搬送ロボットのハンドや、基板を保持しておくためのキャリヤ（カセット等）の基板保持棚と接触する。そのため、これらの領域には、異物が付着しやすい。

プロセスによっては、基板の周縁部等の汚染が、半導体基板の処理品質に対して無視できない影響を与える場合がある。具体的には、半導体基板を処理液中に浸漬して処理する場合である。より具体的には、いわゆるバッチ処理工程では、複数枚の基板が垂直姿勢で処理液槽内に並置されて浸漬される。この状況では、基板の周縁部等に付着した異物が処理液中に拡散し、デバイス形成領域に再付着するおそれがある。

そのため、最近では、基板の周縁部等の洗浄に対する要求が高まっている。とくに、デバイス形成領域が清浄な状態に保持されている基板については、デバイス形成領域への悪影響を回避するために、その周縁部等のみを選択的に洗浄することが望まれている。
特開２００１−１７６８３２号公報

基板の周縁部等の洗浄は、たとえば、基板を回転させる一方で、基板の周縁部等に洗浄ブラシを押し当てる構成によって実現できると考えられる。
しかし、非デバイス形成領域の幅（洗浄が必要な範囲）は、一定ではなく、たとえば、ロット毎に異なる値（既知の値）をとる。そのため、デバイス形成領域にほとんど影響を与えることなく、非デバイス形成領域および周端面を選択的にスクラブ洗浄するためには、複数種類の洗浄ブラシを用意しておき、それらを使い分ける必要がある。したがって、洗浄ブラシの交換が必要となるため、生産性が低いという問題が不可避である。

洗浄ブラシの弾性変形特性を利用して、基板の周端面に対する洗浄ブラシの押し付け力をロット毎に変更し、これにより、洗浄範囲を変更することが考えられるかもしれない。しかし、このことは、ロット毎に洗浄強さが異なることを意味する。したがって、基板の周縁部等の洗浄範囲および洗浄強さを独立に設定することができない。
そこで、この発明の目的は、交換を要することなく洗浄範囲を変更することができ、洗浄強さの設定も容易な基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の端面（８）に押し当てられる端面洗浄面（１５，２９〜３１，３７，３８）を有する端面洗浄部（１６，２２，２４，３５，３６）と、この端面洗浄部に結合され、前記基板の主面（１７）の周縁部（９）に押し当てられる周縁洗浄面（１８，２１，２３，３９〜４２，４６〜４９）を有し、この周縁洗浄面の前記端面洗浄からの張出長（Ｄ１〜Ｄ８）を変更可能な周縁洗浄部（１９，２２，２４，３２〜３４，４３〜４５）とを含むことを特徴とする基板洗浄ブラシ（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、端面洗浄面からの張出長の変更が可能な周縁洗浄面を含む基板洗浄ブラシを用いて、基板の周縁部等を洗浄することができる。周縁洗浄面の張出長に応じて、基板周縁部の洗浄範囲が定まるので、一つの基板洗浄ブラシによって洗浄範囲の大きさを変更することができる。また、端面洗浄面からの周縁洗浄面の張出長を変更することによって洗浄範囲を変更できるので、基板洗浄ブラシの基板への押圧力を自由に設定することができる。これにより、押圧力を洗浄範囲とは独立に設定して、基板の良好な洗浄を行うことができる。

請求項２記載の発明は、前記周縁洗浄部は、前記端面洗浄面から第１の距離（Ｄ１）だけ張り出した第１周縁洗浄面（２１）を有する第１部分（２２）と、前記端面洗浄面から前記第１の距離とは異なる第２の距離（Ｄ２）だけ張り出した第２周縁洗浄面（２３）を有する第２部分（２４）とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板洗浄ブラシである。

この構成によれば、第１部分の第１周縁洗浄面を基板の周縁部に押し付けることにより、第１の距離に対応した洗浄範囲を設定できる。また、第２部分の第２周縁洗浄面を基板の周縁部に押し付けることにより、第２の距離に対応した洗浄範囲を設定できる。したがって、基板の周縁部の洗浄に際して、第１および第２部分のいずれかを適切に選択することによって、基板周縁部の洗浄範囲を変更することができる。これにより、一つの基板洗浄ブラシを用いながら、複数の洗浄範囲を設定することができる。

請求項３記載の発明は、前記周縁洗浄部は、前記端面洗浄面の縁部位置に応じて当該端面洗浄面からの張出長を連続的に異ならせた周縁洗浄面を有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板洗浄ブラシである。
この構成によれば、端面洗浄面の縁部位置によって周縁洗浄面の張出長が連続的に異なっている。これにより、基板の端面に押圧される位置を適切に選択することによって、基板の周縁部の洗浄範囲を可変設定することができる。したがって、一つの基板洗浄ブラシを用いながら、複数の洗浄範囲を設定することができる。

請求項４記載の発明は、前記端面洗浄面は、ほぼ円筒面であることを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の基板洗浄ブラシである。
この構成によれば、円筒面からなる端面洗浄面を基板の端面に押圧させ、かつ、端面洗浄面から張り出した周縁洗浄面を基板の周縁部に押圧させて、基板の周縁部等の洗浄を行うことができる。これにより、基板の端面に対して一定の押し付け力で基板洗浄ブラシを押し付け、その一方で、洗浄範囲を容易に変更できる。

請求項５記載の発明は、前記周縁洗浄面は、前記端面洗浄面に対して偏心した円を形成していることを特徴とする請求項４記載の基板洗浄ブラシである。
この構成によれば、周縁洗浄面が端面洗浄面（円筒面）に対して偏心した円であるため、端面洗浄面の縁部位置によって、端面洗浄面からの張出長を、連続的に異ならせることができる。これにより、基板の端面に押圧される端面洗浄面の位置によって、基板の周縁部の洗浄範囲を変更することができる。したがって、一つの基板洗浄ブラシによって、複数の洗浄範囲を設定することができる。

請求項６記載の発明は、前記端面洗浄面は、径を異ならせた複数の円筒面（３７，３８）によって形成された段付き円筒外周面を形成していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板洗浄ブラシである。
この構成によれば、たとえば、軸方向の複数箇所に同径の円盤状鍔部を備えて、これを周縁洗浄部とする場合、円筒面からの張出長を個々の円盤状鍔部ごとに異ならせることができる。これにより、基板の周端面にいずれの円筒面を押圧させるかによって、基板の周縁部の洗浄範囲を変更することができる。したがって、一つの基板洗浄ブラシによって、複数の洗浄範囲を設定することができる。

請求項７記載の発明は、前記端面洗浄面は、楕円筒面を形成していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板洗浄ブラシである。
この構成の場合に、たとえば、請求項８記載の発明のように、前記周縁洗浄面が、前記端面洗浄面と同軸に配置された円を形成する構成とすることが好ましい。
この構成により、基板の端面に押圧される端面洗浄面の位置を変えることにより、基板の周縁部に押圧される周縁洗浄面の端面洗浄面からの張出長を異ならせることができる。これにより、端面洗浄面の押し付け位置によって、基板の周縁部の洗浄範囲を変更することができる。したがって、一つの基板洗浄ブラシによって、複数の洗浄範囲を設定することができる。

請求項９記載の発明は、前記周縁洗浄部は、基板の両主面（１７）の周縁部にそれぞれ同時に押し付けられる第１周縁洗浄部（３２〜３４，４３〜４５）および第２周縁洗浄部（３２〜３４，４３〜４５）を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の基板洗浄ブラシである。
この構成によれば、第１周縁洗浄部および第２周縁洗浄部を基板の両主面の周縁部にそれぞれ同時に押し付けて、基板の周縁部の洗浄を行うことができる。これにより、基板の両主面の周縁部を同時に洗浄できる。

請求項１０記載の発明は、基板を保持する基板保持機構（１）と、請求項１ないし９のいずれかに記載の基板洗浄ブラシと、前記基板保持機構に保持された基板に対して前記基板洗浄ブラシを押し付けるブラシ押し付け機構（１２，１３）と、前記基板保持機構によって保持された基板と前記基板洗浄ブラシとを基板の端面に沿って相対移動させる相対移動機構（１）とを含むことを特徴とする基板処理装置（１００）である。

この構成によれば、一つの基板洗浄ブラシで、基板周縁部の洗浄範囲を複数の異なる大きさに可変設定できる。
相対移動機構は、基板が円形基板の場合は、基板を回転させる基板回転機構であってもよい。この場合、回転させられている基板に基板洗浄ブラシを押し付けることにより、基板と基板洗浄ブラシとを相対移動させて、基板の洗浄が行われる。基板が角形基板の場合は、基板と基板洗浄ブラシとを基板の端辺に沿って直線的に相対移動させる直動機構を用いてもよい。これにより、基板と基板洗浄ブラシとが相対移動させられ、基板の洗浄が行われる。

請求項１１記載の発明は、基板に対して、請求項１ないし９のいずれかに記載の基板洗浄ブラシを押し付けるブラシ押し付け工程と、基板と前記基板洗浄ブラシとを、基板の端面に沿って相対移動させる相対移動工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
この発明によれば、一つの基板洗浄ブラシで、基板周縁部の洗浄範囲を複数の大きさに可変設定できる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の主要部の概略構成を示す平面図である。この基板処理装置１００は、半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置である。この基板処理装置１００は、基板Ｗを保持して回転させる基板保持回転機構１と、基板Ｗをスクラブ洗浄するための基板洗浄機構２とを備えている。

基板保持回転機構１は、対向配置された一対の保持ハンド３を有している。保持ハンド３には、基板Ｗを保持するための各々３つの保持ローラ４ａ、４ｂ、４ｃが立設されている。保持ローラ４ａ、４ｂ、４ｃは、基板Ｗの端面形状に対応した円周上に配置されており、基板Ｗは、保持ローラ４ａ、４ｂ、４ｃの側面にその端面８が当接した状態で水平に保持される。

３つの保持ローラ４ａ、４ｂ、４ｃのうち、中央の１つの保持ローラ４ａには、保持ローラ駆動モータ５の駆動力がベルト６ａを介して伝達されるようになっている。また、中央の保持ローラ４ａに与えられた駆動力が、ベルト６ｂを介して、保持ローラ４ｂ、４ｃにそれぞれ伝達されるようになっている。これにより、保持ローラ駆動モータ５によって中央の保持ローラ４ａが駆動されると、これに伴って他の２つの保持ローラ４ｂ、４ｃも回転する。その結果、保持ローラ４ａ、４ｂ、４ｃに保持されている基板Ｗが回転する。

また、一対の保持ハンド３は、それぞれ、保持ハンド３を水平方向に進退させ、保持ハンド３を互いに接近／離反させるための進退駆動機構としてのシリンダ７を備えている。これにより、保持ハンド３は、基板Ｗを保持ローラ４ａ、４ｂ、４ｃの間で保持したり、この保持を解放したりすることができる。
基板洗浄機構２は、基板Ｗの端面８および周縁部９をスクラブするスポンジ状の基板洗浄ブラシ１０ａと、この基板洗浄ブラシ１０ａを下方に向けた状態で先端に保持した揺動アーム１１と、この揺動アーム１１を基板Ｗの回転範囲外に設定した鉛直軸線まわりに揺動させて、基板洗浄ブラシ１０ａを基板Ｗに水平方向に対して押し付ける揺動駆動機構１２と、この揺動アーム１１を上下動させて、基板洗浄ブラシ１０ａを基板Ｗに上下方向に対して押し付ける昇降駆動機構１３と、基板洗浄ブラシ１０ａを鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構５２とを備えている。

この構成により、基板Ｗを基板保持回転機構１によって保持させて回転させている状態で、基板洗浄ブラシ１０ａを基板Ｗの端面８および周縁部９に押し付けて、基板Ｗの端面８および周縁部９を洗浄することができる。
図２は、前記基板処理装置の制御に関する構成を示すブロック図である。この基板処理装置１００は、制御装置１４を備えている。この制御装置１４は、基板保持回転機構１の保持ローラ駆動モータ５およびシリンダ７の動作を制御する。また、制御装置１４は基板洗浄機構２の揺動駆動機構１２、昇降駆動機構１３および回転駆動機構５２の動作を制御する。

図３は、この発明の一実施形態に係る基板洗浄ブラシを使用状態における水平方向から見た構成の概略を示す正面図であり、図４は、この発明の一実施形態に係る基板洗浄ブラシを使用状態における鉛直方向から見た構成の概略を示す平面図である。
基板洗浄ブラシ１０ａは、たとえば、ＰＶＡ（Poly-Vinyl Alcohol）などのスポンジ材で構成されている。基板洗浄ブラシ１０ａは、基板Ｗの端面８に押し付けられて、基板Ｗの端面８を洗浄する端面洗浄面１５を含む円柱状の端面洗浄部１６と、この端面洗浄部１６に一体的に結合され、基板Ｗの一方の主面１７の周縁部９に押し付けられる周縁洗浄面１８を含む円盤状の鍔部をなす周縁洗浄部１９とを備えている。この周縁洗浄面１８は、端面洗浄面１５から所定の距離で張り出されている。また、周縁洗浄面１８によって基板Ｗの周縁部９が洗浄される。

端面洗浄部１６は、円柱状に形成されており、一端に支軸２０が取り付けられている。この支軸２０を介して基板洗浄ブラシ１０ａが下方に向けられた状態で揺動アーム１１に保持されている。また、支軸２０を介して回転駆動機構５２の駆動力が基板洗浄ブラシ１０ａに伝えられ、基板洗浄ブラシ１０ａが支軸２０を回転軸として鉛直軸線まわりに回転させられる。ただし、基板洗浄ブラシ１０ａは、基板Ｗの周縁部９等を洗浄するときは、回転停止状態で基板Ｗに押し付けられる。

周縁洗浄部１９は、それぞれ円盤状鍔部をなす第１部分２２および第２部分２４を備えており、これらは、端面洗浄部１６の軸方向Ｘ１に間隔をあけて設けられている。第１部分２２は、端面洗浄面１５から第１の距離Ｄ１だけ張り出した第１周縁洗浄面２１を有する。第２部分２４は、端面洗浄面１５から第１の距離Ｄ１とは異なる第２の距離Ｄ２だけ張り出した第２周縁洗浄面２３を有する。

第１部分２２は、端面洗浄面１５を軸方向Ｘ１に隔てるように端面洗浄部１６と略同軸に結合されている。第２部分２４は、端面洗浄部１６の支軸２０が取り付けられている側と反対の端面に端面洗浄部１６と略同軸に結合されている。
基板Ｗの洗浄を行う場合は、制御装置１４が、図１に示す基板保持回転機構１によって基板Ｗを保持して回転させる。制御装置１４は、基板洗浄ブラシ１０ａを揺動駆動機構１２および昇降駆動機構１３によって、回転させられている基板Ｗに押し付けさせる。これによって基板Ｗの周縁部９等の洗浄が行われる。このとき、制御装置１４は回転駆動機構５２を制御し、基板洗浄ブラシ１０ａを所定の回転角度位置に停止させた状態とする。

具体的には、図２および図３に示すように、基板Ｗは、デバイス（半導体デバイス）２５が形成された側の主面（デバイス形成面）１７が下方に向けられた状態で基板保持回転機構１によって保持されて回転される。この状態の基板Ｗの端面８に、基板洗浄ブラシ１０ａの端面洗浄面１５が所定の押し付け力で押し付けられる。また、基板Ｗの下面（デバイス形成面）の周縁部９に第１周縁洗浄面２１または第２周縁洗浄面２３が所定の押し付け力で押し付けられる。これにより、基板Ｗに対して基板洗浄ブラシ１０ａを押し付けるブラシ押し付け工程と、その状態で基板洗浄ブラシ１０ａを基板Ｗの端面８に沿って移動させる相対移動工程とが行われ、基板Ｗの端面８および周縁部９が洗浄されることになる。

ここで、第１周縁洗浄面２１または第２周縁洗浄面２３によって洗浄される基板Ｗの周縁部９は、デバイス２５が形成されていない、非デバイス形成領域２６であり、その内側の中央領域はデバイス形成領域である。非デバイス形成領域２６の幅２７（洗浄が必要な範囲）は、一定ではなく、たとえば、ロット毎に異なる値（既知の値）をとる。
基板洗浄ブラシ１０ａは、端面洗浄面１５からそれぞれ第１の距離Ｄ１だけ張り出した第１周縁洗浄面２１および第１の距離Ｄ１とは異なる第２の距離Ｄ２だけ張り出した第２周縁洗浄面２３を有している。したがって、第１周縁洗浄面２１および第２周縁洗浄面２３のいずれかを選択して用いることによって、第１および第２の距離Ｄ１，Ｄ２に応じた２種類の大きさの洗浄範囲を設定することができ、これにより、基板周縁部９における洗浄範囲の大きさを可変設定できる。

したがって、第１周縁洗浄面２１または第２周縁洗浄面２３を選択的に用いることにより、非デバイス形成領域２６の幅２７が異なる複数種類の基板Ｗの洗浄を、一つの基板洗浄ブラシ１０ａで行うことができる。
以上のように、この実施形態によれば、端面洗浄面１５からの張出長の異なる第１周縁洗浄面２１または第２周縁洗浄面２３を選択的に用いることにより複数の大きさの洗浄範囲を設定することが可能である。これにより、非デバイス形成領域２６の幅２７の異なる基板Ｗの周縁部９等の洗浄を、一つの基板洗浄ブラシ１０ａで行うことができる。したがって、ロット毎に基板洗浄ブラシ１０ａを交換したりする必要がなく、生産性を向上することができる。

また、周縁洗浄面１８の張出長を変更することによって洗浄範囲を変更する構成であるので、基板Ｗへの基板洗浄ブラシ１０ａの押圧力（端面洗浄面１５および周縁洗浄面２１，２３の基板Ｗに対する押圧力）を自由に設定することができる。これにより、洗浄強さを洗浄範囲とは独立に設定して、基板Ｗの良好な洗浄を行うことができる。
さらに、基板洗浄ブラシ１０ａを回転させて、長寿命化を図ることもできる。すなわち、回転対称な形状を有している基板洗浄ブラシ１０ａを、回転駆動機構５２によって支軸２０を回転軸として所定角度だけ回転させる。これにより、基板洗浄ブラシ１０ａの同一箇所ばかりが基板Ｗの周縁部９等に摺接して摩耗する状態を回避することができ、基板洗浄ブラシ１０ａの寿命を長くすることができる。基板洗浄ブラシ１０ａの回転は、たとえば、ロットの切り替え時、または、この基板処理装置１００において所定の基板Ｗの洗浄が終了した後であって次に洗浄されるべき基板Ｗの洗浄が開始されるまでの期間に行われる。また、基板洗浄ブラシ１０ａの回転は、基板Ｗに当接していない状態で行われることが好ましい。

図５は、この発明の他の実施形態に係る基板洗浄ブラシを使用状態における水平方向から見た構成の概略を示す正面図である。この図５において、前述の図３等に示された各部と同等の構成部分については、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この図５の構成における図３の構成との主要な相違点は、端面洗浄部１６が第２部分２４の下方にまで延びた円柱形状に形成されており、第２部分２４の下方にも円筒面からなる端面洗浄面３０が確保されていることである。第２部分２４の下方の端面洗浄面３０の軸方向Ｘ１の長さは、基板Ｗの厚み２８以上とされている。

この実施形態では、デバイス形成面（デバイス２５が形成された主面）を上方に向けた水平姿勢で基板Ｗが基板保持回転機構１によって保持され、その状態で基板Ｗの端面８および周縁部９が基板洗浄ブラシ１０ｂによるスクラブ洗浄処理を受ける。
洗浄処理時には、基板Ｗの基板洗浄ブラシ１０ｂに対する相対位置が、基板洗浄ブラシ１０ｂの第１部分２２と第２部分２４との間、または第２部分２４の下方に制御される。実際には、このような相対位置関係となるように、基板洗浄ブラシ１０ｂの位置が制御される。

より具体的には、第１部分２２の下面が第１周縁洗浄面２１として用いられ、第２部分２４の下面が第２周縁洗浄面２３として用いられる。さらに、端面洗浄面１５において、第１および第２部分２２，２４の間の領域が第１周縁洗浄面２１とともに用いられる第１端面洗浄面２９であり、第２部分２４よりも下方側の領域が第２周縁洗浄面２３とともに用いられる第２端面洗浄面３０である。

基板Ｗの非デバイス形成領域の幅が比較的小さい場合には、第１部分２２が用いられる。この場合、基板Ｗの上面の周縁部９が第１周縁洗浄面２１に押し付けられ、さらに、基板Ｗの端面８は第１端面洗浄面２９に押し付けられる。
一方、基板Ｗの非デバイス形成領域の幅が比較的大きい場合には、第２部分２４が用いられる。この場合、基板Ｗの上面の周縁部９が第２周縁洗浄面２３に押し付けられ、さらに、基板Ｗの端面８は第２端面洗浄面３０に押し付けられる。

このようにして、この実施形態の構成によっても、第１および第２周縁洗浄面２１，２３を選択的に用いることによって、非デバイス形成領域の幅の異なる複数種類の基板Ｗの周縁部９を良好に洗浄することができる。
なお、図５の構成では、端面洗浄面１５は、第１部分２２の上方にも第３端面洗浄面３１を備えている。したがって、この図５の構成は、デバイス形成面を下方に向けた水平姿勢で基板Ｗを保持する場合にも適用することができる。むろん、デバイス形成面を下方に向けた状態で基板Ｗの処理を行う必要がなければ、第３端面洗浄面３１は不要である。

図６は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図である。この図６において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｃは、基板Ｗの両主面１７の周縁部９を同時に洗浄することができる構成となっている。具体的には、基板洗浄ブラシ１０ｃは、端面洗浄部１６と、この端面洗浄部１６に対して軸方向Ｘ１に間隔を開けて一体的に結合された第１周縁洗浄部３２、第２周縁洗浄部３３および第３周縁洗浄部３４とを備えている。

端面洗浄部１６は、上方に小径部３５を有し、下方に大径部３６を有する段付き円柱形状に形成されており、小径部３５および大径部３６の側面はそれぞれ円筒面をなしていて、これらの円筒面は、基板Ｗの端面８を洗浄するための第４端面洗浄面３７および第５端面洗浄面３８となっている。また、第１〜第３周縁洗浄部３２，３３，３４は、端面洗浄部１６と同軸に配置された互いに同径の円盤状鍔部からなり、端面洗浄部１６の軸方向Ｘ１と直交する方向に張り出した周縁洗浄面１８をそれぞれ有している。そして、第１および第２周縁洗浄部３２，３３の間に小径部３５が位置し、第２周縁洗浄部３３および第３周縁洗浄部３４の間に大径部３６が位置している。

第１周縁洗浄部３２の下面および第２周縁洗浄部３３の上面は、端面洗浄部１６の小径部３５に対応する距離だけ離隔して対向する第３周縁洗浄面３９および第４周縁洗浄面４０を形成している。端面洗浄部１６の小径部３５の軸方向Ｘ１の長さは、基板Ｗの厚み２８よりも若干短く設定されている。
第２周縁洗浄部３３の下面および第３周縁洗浄部３４の上面は、端面洗浄部１６の大径部３６に対応する距離だけ離隔して対向する第５周縁洗浄面４１および第６周縁洗浄面４２を形成している。端面洗浄部１６の大径部３６の軸方向Ｘ１の長さは、基板Ｗの厚み２８よりも若干短く設定されている。

小径部３５の両側に形成された第３周縁洗浄面３９および第４周縁洗浄面４０は、第４端面洗浄面３７から距離Ｄ３だけ張り出しており、大径部３６の両側に形成された第５周縁洗浄面４１および第６周縁洗浄面４２は、第５端面洗浄面３８から距離Ｄ４（Ｄ３＞Ｄ４）だけ張り出している。距離Ｄ３およびＤ４の差は、小径部３５と大径部３６との半径の差に等しい。

基板Ｗの端面８および周縁部９のスクラブ洗浄を行うときには、第４端面洗浄面３７または第５端面洗浄面３８が基板Ｗの周縁部分に押し付けられる。これにより、基板Ｗの端面８および両主面１７の周縁部９を同時にスクラブすることができる。むろん、端面洗浄部１６の小径部３５および大径部３６のいずれを端面洗浄に用いるかは、処理対象の基板Ｗの非デバイス形成領域の幅に応じて定めればよい。

図７は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図である。この図７において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この図７の構成における図６の構成との主要な相違点は、周面洗浄部１９が、それぞれ外径の異なる３つの円盤状鍔部を備えていることである。

この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｄは、基板Ｗの両主面１７の周縁部９を同時に洗浄し、且つ基板Ｗの各主面１７によって異なる大きさの洗浄範囲を設定することができる構成となっている。具体的には、基板洗浄ブラシ１０ｄは、端面洗浄部１６と、この端面洗浄部１６に対して軸方向Ｘ１に間隔を開けて一体的に結合された第４周縁洗浄部４３、第５周縁洗浄部４４および第６周縁洗浄部４５とを備えている。

第４〜第６周縁洗浄部４３，４４，４５は、端面洗浄部１６と同軸に配置された互いに異なる外径の円盤状鍔部からなり、端面洗浄部１６の軸方向Ｘ１と直交する方向に張り出した周縁洗浄面１８をそれぞれ有している。そして、第４および第５周縁洗浄部４３，４４の間に小径部３５が位置し、第５周縁洗浄部４４および第６周縁洗浄部４５の間に大径部３６が位置している。

第４周縁洗浄部４３の下面および第５周縁洗浄部４４の上面は、端面洗浄部１６の小径部３５に対応する距離だけ離隔して対向する第７周縁洗浄面４６および第８周縁洗浄面４７を形成している。第５周縁洗浄部４４の下面および第６周縁洗浄部４５の上面は、大径部３６に対応する距離だけ離隔して対向する第９周縁洗浄面４８および第１０周縁洗浄面４９を形成している。

第４周縁洗浄部４３の下面に形成された第７周縁洗浄面４６は第４端面洗浄面３７から距離Ｄ５だけ張り出しており、第５周縁洗浄部４４の上面に形成された第８周縁洗浄面４７は第４端面洗浄面３７から距離Ｄ６（Ｄ６＞Ｄ５）だけ張り出している。また、第５周縁洗浄部４４の下面に形成された第９周縁洗浄面４８は第５端面洗浄面３８から距離Ｄ７（Ｄ６＞Ｄ７）だけ張り出しており、第６周縁洗浄部４５の上面に形成された第１０周縁洗浄面４９は第５端面洗浄面３８から距離Ｄ８（Ｄ８＞Ｄ７）だけ張り出している。

基板Ｗの端面８および周縁部９のスクラブ洗浄を行うときには、端面洗浄部１６の小径部３５または大径部３６が基板Ｗの端面８に押し付けられる。小径部３５が基板Ｗの端面８に押し付けられる場合は、それと同時に、基板Ｗの上面の周縁部９に第７周縁洗浄面４６が押し付けられ、基板Ｗの下面の周縁部９に第８周縁洗浄面４７が押し付けられる。
一方、大径部３６が基板Ｗの端面８に押し付けられる場合は、それと同時に、基板Ｗの上面の周縁部９に第９周縁洗浄面４８が押し付けられ、基板Ｗの下面の周縁部９に第１０周縁洗浄面４９が押し付けられる。

これにより、基板洗浄ブラシ１０ｄは、基板Ｗの両主面１７の周縁部９を同時に洗浄し、且つ基板Ｗの各主面１７によって異なる大きさの洗浄範囲を設定することができる。
図８は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。この図８において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。

この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｅは、支軸２０、円柱状の端面洗浄部１６および円盤状の鍔部をなす周縁洗浄部１９を備えている。支軸２０と端面洗浄部１６とは互いに同軸に結合されており、周縁洗浄部１９は支軸２０および端面洗浄部１６に対して偏心して、端面洗浄部１６の一端に結合されている。これにより、端面洗浄面１５の縁部位置によって、端面洗浄面１５からの張出長を、連続的に異ならせることができる。したがって、制御装置１４により回転駆動機構５２を制御し、基板洗浄ブラシ１０ｅの回転角度位置を変更することにより基板Ｗの周縁部９の洗浄範囲を可変設定できる。また、基板洗浄ブラシ１０ｅの回転軸である支軸２０と端面洗浄部１６が同軸であるため、基板洗浄ブラシ１０ｅの回転角度位置によらずに、基板Ｗの端面８への押圧力をほぼ一定に保持できる。

図９は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。この図９において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｆは、支軸２０、円柱状の端面洗浄部１６および円盤状の鍔部をなす周縁洗浄部１９を備えている。支軸２０と周縁洗浄部１９とは互いに同軸に結合されており、端面洗浄部１６は支軸２０および周縁洗浄部１９に対して偏心して、周縁洗浄部１９の一端に結合されている。これにより、端面洗浄面１５の縁部位置によって、端面洗浄面１５からの張出長を、連続的に異ならせることができる。したがって、回転軸である支軸２０を回転駆動機構５２によって回転させて、基板Ｗの端面８に押圧される端面洗浄面１５の位置を変更することにより、複数の洗浄範囲を設定することができる。

図１０は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。この図１０において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｇは、支軸２０、楕円筒面の端面洗浄面１５を含む端面洗浄部１６および円盤状の鍔部をなす周縁洗浄部１９を備えている。支軸２０、端面洗浄部１６および周縁洗浄部１９は互いに同軸に結合されている。これにより、端面洗浄面１５の縁部位置によって、端面洗浄面１５からの張出長を、連続的に異ならせることができる。したがって、回転軸である支軸２０を回転駆動機構５２によって回転させて、基板Ｗの端面８に押圧される端面洗浄面１５の位置を変更することにより、複数の洗浄範囲を設定することができる。

図１１は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。この図１１において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｈは、支軸２０、円柱状の端面洗浄部１６および外径の異なる複数（この実施形態では３つ）の扇状の周縁洗浄面５０ａ，５０ｂ，５０ｃを含む周縁洗浄部１９を備えている。支軸２０、端面洗浄部１６および周縁洗浄部１９は同軸に結合されている。扇状の周縁洗浄面５０ａ，５０ｂ，５０ｃはそれぞれ同一中心を有し、周方向にずらして配置されている。これにより、扇状の周縁洗浄面５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、端面洗浄面１５からの張出長が異なっている。したがって、基板洗浄ブラシ１０ｈを回転駆動機構５２で回転させ、扇状の周縁洗浄面５０ａ，５０ｂ，５０ｃのいずれかを選択して基板Ｗの周縁部９の洗浄に用いることによって、基板Ｗの周縁部９の洗浄範囲を変更することができる。

図１２は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。この図１２において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｉは、支軸２０、円柱状の端面洗浄部１６および四角状に形成された周縁洗浄面１８を含む周縁洗浄部１９を備えている。支軸２０、端面洗浄部１６および周縁洗浄部１９は同軸に結合されている。これにより、端面洗浄面１５の縁部位置によって、端面洗浄面１５からの張出長を、連続的に異ならせることができる。したがって、基板Ｗの端面８に押圧される端面洗浄面１５の位置を変更することにより、複数の洗浄範囲を設定することができる。

図１３は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。この図１３において、前述の図３等に示された各部と同等の部分には、図３等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１および図２を再び参照する。
この実施形態の基板洗浄ブラシ１０ｊは、支軸２０と、この支軸２０に同軸に結合された円柱状の端面洗浄部１６と、この端面洗浄部１６に結合されたほぼ矩形の周縁洗浄部１９とを備えている。端面洗浄部１６は、円筒面からなる端面洗浄面１５を有する。

周縁洗浄部１９は、平面視において、支軸２０方向に凹んだ４個の円弧５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄによって外形が規定されている。これらの円弧５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと端面洗浄面１５との間の距離Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１，Ｄ１２は、互いに異なっていて、Ｄ９＞Ｄ１０＞Ｄ１１＞Ｄ１２なる関係となっている。
周縁洗浄部１９の端面洗浄部１５側の表面は、基板Ｗの周縁部９に押し付けられるべき周縁洗浄面１８である。この周縁洗浄面１８は、前記４個の円弧５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに対応した４個の周縁洗浄領域１８１，１８２，１８３，１８４を有している。周縁洗浄領域１８１は、円弧５１ａと、端面洗浄面１５に接する別の円弧５３ａとによって区画される帯状領域である。円弧５３ａは、端面洗浄面１５に向かって内方に凹んだ円弧であり、円弧５１ａと曲率中心を共有しているとともに、その曲率半径は基板Ｗの半径に等しい。同様に、周縁洗浄領域１８２，１８３，１８４は、それぞれ、円弧５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、端面洗浄面１５に接する別の円弧５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとによって区画される帯状領域である。そして、円弧５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、端面洗浄面１５に向かって内方に凹んだ円弧であり、それぞれ円弧５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと曲率中心を共有しているとともに、それらの曲率半径はいずれも基板Ｗの半径に等しい。

この基板洗浄ブラシ１０ｊを用いるときは、制御装置１４が回転駆動機構５２を制御することによって、円弧５１ａ〜５１ｄのいずれかが基板Ｗの回転中心に対向するように基板洗浄ブラシ１０ｊの回転角度位置を制御する。これにより、帯状の周縁洗浄領域１８１，１８２，１８３，１８４のいずれかが基板Ｗの周縁部９に押し付けられることになる。これらの周縁洗浄領域１８１，１８２，１８３，１８４の端面洗浄面１５からの張出長は、それぞれ距離Ｄ９〜Ｄ１２に等しく、したがって、周縁部９に対する洗浄範囲を４種類に切り換えて設定することができる。

周縁洗浄領域１８１，１８２，１８３，１８４を適切に選択することにより、円弧５１ａ〜５１ｄは、基板Ｗの主面に形成されたデバイス形成領域の周縁に沿う。これにより、基板Ｗの周縁部９を効率的に洗浄することができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、基板洗浄ブラシは、端面洗浄部と周縁洗浄部とが一体に成形されたものでなくてもよく、それぞれ別体の端面洗浄部および周縁洗浄部を一体に結合させてもよい。

また、上述の実施の形態では、円形の基板を処理する構成について説明したが、角形の基板についても、この発明を適用して上述と同様の効果が得られる。この場合、基板と基板洗浄ブラシとを直線的に相対移動させる直動機構を用いてもよい。具体的には、基板保持機構によって保持された基板に基板洗浄ブラシを押し付け、基板洗浄ブラシを固定しておく一方で、直動機構によって基板保持機構を移動させて、基板と基板洗浄ブラシとを直線的に相対移動させてもよい。また、基板を固定しておく一方で、直動機構によって基板洗浄ブラシを移動させて、基板と基板洗浄ブラシとを直線的に相対移動させてもよい。さらに、基板および基板洗浄ブラシの両方を直動機構によって互いに移動させて、基板と基板洗浄ブラシとを直線的に相対移動させてもよい。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の主要部の概略構成を示す平面図である。 前記基板処理装置の制御に関する構成を示すブロック図である。 この発明の一実施形態に係る基板洗浄ブラシを使用状態における水平方向から見た構成の概略を示す正面図である。 この発明の一実施形態に係る基板洗浄ブラシを使用状態における鉛直方向から見た構成の概略を示す平面図である。 この発明の他の実施形態に係る基板洗浄ブラシを使用状態における水平方向から見た構成の概略を示す正面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板洗浄ブラシの構成を説明するための正面図および平面図である。

符号の説明

１ 基板保持回転機構（基板保持機構、相対移動機構）
８ 端面
９ 周縁部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ 基板洗浄ブラシ
１１ 揺動駆動機構（ブラシ押し付け機構）
１２ 昇降駆動機構（ブラシ押し付け機構）
１５ 端面洗浄面
１６ 端面洗浄部
１７ 主面
１８ 周縁洗浄面
１９ 周縁洗浄部
２１ 第１周縁洗浄面
２２ 第１部分
２３ 第２周縁洗浄面
２４ 第２部分
３２ 第１周縁洗浄部
３３ 第２周縁洗浄部
１００ 基板処理装置
Ｄ１ 第１の距離（張出長）
Ｄ２ 第２の距離（張出長）
Ｗ 基板

Claims (11)

1. 基板の端面に押し当てられる端面洗浄面を有する端面洗浄部と、
   この端面洗浄部に結合され、前記基板の主面の周縁部に押し当てられる周縁洗浄面を有し、この周縁洗浄面の前記端面洗浄面からの張出長を変更可能な周縁洗浄部とを含むことを特徴とする基板洗浄ブラシ。
2. 前記周縁洗浄部は、前記端面洗浄面から第１の距離だけ張り出した第１周縁洗浄面を有する第１部分と、前記端面洗浄面から前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ張り出した第２周縁洗浄面を有する第２部分とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板洗浄ブラシ。
3. 前記周縁洗浄部は、前記端面洗浄面の縁部位置に応じて当該端面洗浄面からの張出長を連続的に異ならせた周縁洗浄面を有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板洗浄ブラシ。
4. 前記端面洗浄面は、円筒面であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板洗浄ブラシ。
5. 前記周縁洗浄面は、前記端面洗浄面に対して偏心した円を形成していることを特徴とする請求項４記載の基板洗浄ブラシ。
6. 前記端面洗浄面は、径を異ならせた複数の円筒面によって形成された段付き円筒外周面を形成していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板洗浄ブラシ。
7. 前記端面洗浄面は、楕円筒面を形成していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板洗浄ブラシ。
8. 前記周縁洗浄面は、前記端面洗浄面の中心と同軸に配置された円を形成していることを特徴とする請求項７記載の基板洗浄ブラシ。
9. 前記周縁洗浄部は、基板の両主面の周縁部にそれぞれ同時に押し付けられる第１周縁洗浄部および第２周縁洗浄部を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の基板洗浄ブラシ。
10. 基板を保持する基板保持機構と、
    請求項１ないし９のいずれかに記載の基板洗浄ブラシと、
    前記基板保持機構に保持された基板に対して前記基板洗浄ブラシを押し付けるブラシ押し付け機構と、
    前記基板保持機構によって保持された基板と前記基板洗浄ブラシとを基板の端面に沿って相対移動させる相対移動機構とを含むことを特徴とする基板処理装置。
11. 基板に対して、請求項１ないし９のいずれかに記載の基板洗浄ブラシを押し付けるブラシ押し付け工程と、
    基板と前記基板洗浄ブラシとを、基板の端面に沿って相対移動させる相対移動工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。

Images