JP2007157936A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スポンジ状の基板洗浄ブラシを効果的に洗浄できるようにして、高品質な基板洗浄を行うことができ、かつ、基板処理装置のランニングコストを低減することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】スポンジ状の第１ブラシ３１および第２ブラシ３２を基板の周縁部に両面から押し付けることによって、基板の周縁部領域が洗浄される。基板を処理していない期間中において、第１ブラシ３１および第２ブラシ３２を互いに押し付け合って圧縮する動作と、互いに離反させて伸張させる動作とを交互に繰り返すとともに、洗浄液供給ノズル１７から第１および第２ブラシ３１，３２に向けて洗浄液を供給する。これにより、第１および第２ブラシ３１，３２が圧縮および膨潤を繰り返し、洗浄液とともに汚染物質が絞り出されて排出される。
【選択図】図５

Description

この発明は、基板洗浄ブラシ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、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という。）の表面を洗浄するための基板処理装置が用いられる。たとえば、基板処理装置は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構と、基板に接触して、基板の表面をスクラブ洗浄するスポンジ状の基板洗浄ブラシとを備えている。基板の両面を同時にスクラブ洗浄する基板処理装置では、基板保持回転機構は、たとえば、基板の端面に接触して転動する複数個の基板支持ローラを備えている。これらの複数個の基板支持ローラを一方向に回転させることによって、基板の両面を覆い隠すことなく、基板を回転させることができる。そこで、基板の両面にそれぞれ第１および第２基板洗浄ブラシを接触させることによって、基板の両面を同時に洗浄することができる。

一方、基板の周縁部領域（基板両面の周縁部および周端面を含む領域をいう。以下同じ。）は、基板処理装置内のキャリヤ（カセット等）の基板保持棚と接触するため、異物が付着しやすい領域である。プロセスによっては、基板の周縁部領域の汚染が、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、基板の周縁部領域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、基板の周縁部領域の洗浄に対する要求が高まっている。とくに、基板内方の領域（デバイス形成領域を含む領域）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、その周縁部領域のみを選択的に洗浄することが望まれている。
基板の周縁部領域の洗浄を行う場合にも、前述のスポンジ状の基板洗浄ブラシが有効である。この場合にも、やはり、基板を両面から同時に洗浄することによって、洗浄処理の生産性を高めることができる。
特開２００３−１９７５９２号公報

スポンジ状の基板洗浄ブラシは、基板上の異物を吸着して徐々に汚染されていく。したがって、基板洗浄ブラシを定期的に洗浄しなければ、高品質な基板洗浄処理を行うことができない。そこで、従来では、基板を洗浄していない時間に、基板洗浄ブラシに対して純水等の洗浄液を供給することにより、基板洗浄ブラシの洗浄が行われている。
ところが、スポンジ状の基板洗浄ブラシの内部にまで入り込んだ汚染物質（異物）は、基板洗浄ブラシに洗浄液を供給するだけでは、容易には除去することができない。そのため、基板洗浄ブラシを長期間にわたって使用し続けると、基板洗浄ブラシに蓄積された汚染が処理対象の基板に転写されて、基板の再汚染を生じるという問題がある。この問題を回避するためには、基板洗浄ブラシを比較的短期間で新品と交換する必要があり、このことが、基板処理装置のランニングコストの低減を阻害する一因となっていた。

そこで、この発明の目的は、スポンジ状の基板洗浄ブラシを効果的に洗浄できるようにして、高品質な基板洗浄を行うことができ、かつ、基板処理装置のランニングコストを低減することができる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。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（１）と、この基板の一方表面を洗浄するスポンジ状の第１基板洗浄ブラシ（３１）と、この第１基板洗浄ブラシに対向配置され、前記基板の他方表面を洗浄するスポンジ状の第２基板洗浄ブラシ（３２）と、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを、互いに接近および離間させるブラシ接離機構（１４）と、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが基板に対向していない期間に、前記ブラシ接離機構を制御して、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを互いに押し付け合って圧縮する圧縮動作およびそれらを互いに離反させて伸張させる伸張動作を交互に行わせるブラシ洗浄制御手段（５５）とを含む、基板処理装置である。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、第１および第２基板洗浄ブラシが基板に対向していない期間において、ブラシ接離機構が作動させられて、第１および第２基板洗浄ブラシが互いに押し付けられて圧縮される圧縮動作と、それらが互いに離反させられて伸張させられる伸張動作とが交互に行われる。この圧縮動作および伸張動作が繰り返されることによって、第１および第２基板洗浄ブラシの内部に蓄積された汚染物質がしぼりだされ、第１および第２基板洗浄ブラシを効果的に洗浄することができる。その結果、第１および第２基板洗浄ブラシを短期間で新品に交換しなくとも、それらを十分に清浄な状態に保持することができる。これにより、基板処理装置のランニングコストの低減を図りつつ、高品質な洗浄処理を実現できる。

請求項２記載の発明は、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを、基板に対向する処理位置（１５）と、前記基板保持機構によって保持される基板の領域外に定められた洗浄位置（１６）との間で移動させるブラシ移動機構（１２）をさらに含み、前記ブラシ洗浄制御手段は、前記ブラシ移動機構を制御することにより、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを前記洗浄位置に配置している状態で、前記ブラシ接離機構に前記圧縮動作および伸張動作を行わせるものである、請求項１記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ブラシ移動機構により、第１および第２基板洗浄ブラシを基板保持機構によって保持される基板の領域外に移動して、それらの洗浄を行うことができる。これにより、基板保持機構に対する基板搬送ロボット等のアクセス（たとえば、基板搬入／搬出のためのアクセス）を阻害することなく、基板洗浄ブラシを清浄化できる。また、基板洗浄ブラシの洗浄の際に、基板保持機構を汚染する危惧がない。

請求項３記載の発明は、前記洗浄位置において、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシに洗浄液を供給する洗浄液供給手段（１７，１８）をさらに含み、前記ブラシ洗浄制御手段は、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが前記洗浄位置にあるときに、前記洗浄液供給手段を作動させて、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシに洗浄液を供給させるものである、請求項１または２記載の基板処理装置である。

この構成によれば、スポンジ状の第１および第２基板洗浄ブラシが圧縮／伸長される際に、洗浄液供給手段から洗浄液を供給することができるから、基板洗浄ブラシ内に洗浄液の液流を形成することができ、この液流とともに基板洗浄ブラシ内の汚染物質を効果的に除去することができる。
請求項４記載の発明は、前記処理位置は、基板の周縁部（９）に対向する位置である、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置である。この構成によれば、基板の周縁部に対して、第１および第２基板洗浄ブラシが、基板の両面から接触することにより、基板両面の周縁部を一気にスクラブ洗浄することができる。また、スポンジ状の基板洗浄ブラシは、弾性変形して基板の周端面にまわり込むから、基板周端面の洗浄も同時に行える。

請求項５記載の発明は、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシと、前記基板保持機構に保持された基板とを、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが当該基板の周縁部に沿って移動するように相対移動させる相対移動機構（１）をさらに含む、請求項４記載の基板処理装置である。この構成により、基板の周縁部を効率的にスクラブ洗浄することができる。

請求項６記載の発明は、前記基板保持機構は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構（１）であり、前記処理位置は、前記基板保持回転機構によって回転される基板の周縁部（９）に対向する位置である、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置である。この構成により、第１および第２基板洗浄ブラシを基板の周縁部に押し付けるとともに、基板保持回転機構によって基板を回転させれば、基板の両面の周縁部をスクラブ洗浄することができる。この構成の場合、基板保持回転機構は、基板と第１および第２基板洗浄ブラシとを、これらの基板洗浄ブラシが基板の周縁部に沿って相対移動するように相対移動させる相対移動機構としての役割を担う。

請求項７記載の発明は、基板保持機構（１）によって基板（Ｗ）を保持する基板保持工程と、前記基板保持機構によって保持されている基板の一方表面をスポンジ状の第１基板洗浄ブラシ（３１）で洗浄するとともに、前記第１基板洗浄ブラシに対向配置されたスポンジ状の第２基板洗浄ブラシ（３２）で前記基板の他方表面を洗浄する工程と、
前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが基板に対向していない期間に、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを互いに押し付け合って圧縮する圧縮動作およびそれらを互いに離反させて伸張させる伸張動作を交互に行わせるブラシ洗浄工程とを含む、基板処理方法である。

この方法によれば、第１および第２基板洗浄ブラシが基板に対向していない期間において、第１および第２基板洗浄ブラシが互いに押し付けられて圧縮する圧縮動作と、互いに離反させられて伸張する伸張動作とが交互に行われる。これにより、第１および第２基板洗浄ブラシの内部に蓄積された汚染物質がしぼりだされ、第１および第２基板洗浄ブラシを効果的に洗浄することができる。その結果、第１および第２基板洗浄ブラシを短期間で新品に交換しなくとも、それらを十分に清浄な状態に保持することができる。これにより、基板処理装置のランニングコストの低減を図りつつ、高品質な洗浄処理を実現できる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
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、１枚の基板Ｗをほぼ水平に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基板保持ハンド３を備えている。基板保持ハンド３には、基板Ｗを保持するための各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の断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の側面にその周端面８が当接した状態でほぼ水平に保持される。

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，４ｂ，４ｃ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、一対の基板保持ハンド３は、それぞれ、基板保持ハンド３を水平方向に進退させ、一対の基板保持ハンド３を互いに近接／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、基板保持ハンド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の周端面８（この実施形態では外側に凸の湾曲面形状の端面）および周縁部９（たとえば、基板Ｗの周端面８から３〜４mmの環状領域）をスクラブするスポンジ状の基板洗浄ブラシ１０と、この基板洗浄ブラシ１０を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水平方向に沿って揺動させる揺動駆動機構１２と、揺動アーム１１を上下動させる昇降駆動機構１３とを備えている。

図２は、基板洗浄ブラシ１０に関連する構成を説明するための図解的な断面図である。揺動駆動機構１２は、揺動アーム１１に結合された回転軸２０を鉛直軸線まわり回転させる揺動用モータ２１を備えている。揺動用モータ２１は、モータブラケット２２を介して昇降台２３に結合されている。昇降台２３には、回転軸２０を回転自在に保持する軸受２４がはめ込まれている。また、昇降台２３は、鉛直方向に沿って配置されたリニアガイド２５に取り付けられている。これにより、昇降台２３は、上下動可能とされている。

昇降台２３には、ボールねじ機構２６のボールナット２７が固定されている。ボールねじ機構２６のねじ軸２８は、鉛直方向に沿って配置されていて、その下端には昇降用モータ２９が結合されている。この構成により、昇降用モータ２９を回転させることにより、ボールナット２７とともに昇降台２３を上下動させることができる。このように、ボールねじ機構２６および昇降用モータ２９などによって、揺動アーム１１を上下動させる昇降駆動機構１３が構成されている。

基板洗浄ブラシ１０は、この実施形態では、基板Ｗの上面に対向するスポンジ状の第１ブラシ３１と、基板Ｗの下面に対向するスポンジ状の第２ブラシ３２とを備えている。第１および第２ブラシ３１，３２は、たとえば、ＰＶＡ（Poly vinyl alcohol)からなる。揺動アーム１１は、その先端部に、水平方向に入り込んだ凹所３５を有している。この凹所３５において、第１ブラシ３１および第２ブラシ３２が、上下方向に沿って互いに対向するように配置されている。

揺動アーム１１の内部には、第１ブラシ３１および第２ブラシ３２を接離駆動するためのブラシ接離機構１４が収容されている。具体的には、回転軸２０の上端に、水平方向に延びた姿勢で取り付けられた下支持部材３６と、この下支持部材３６の上方において、下支持部材３６と平行に延びて配置された上支持部材３７とを備えている。下支持部材３６には、一対のシャフト（ガイド軸）３９が、いずれも鉛直方向に沿って固定されている。これらのシャフト３９は、上支持部材３７に固定された一対のリニアブッシュ４１をそれぞれ挿通している。

一方、下支持部材３６に固定されたモータブラケット３８には、第１および第２ブラシ３１，３２を接近／離間させるためのブラシ駆動モータ４０が取り付けられている。このブラシ駆動モータ４０は、下支持部材３６および上支持部材３７の間に配置されたボールねじ機構４２を駆動する。ボールねじ機構４２は、下支持部材３６を挿通して鉛直方向に沿って配置されたねじ軸４３と、上支持部材３７に固定され、ねじ軸４３に螺合するボールナット４４と備えている。

この構成により、ブラシ駆動モータ４０を回転駆動すれば、ボールねじ機構４２の働きにより、上支持部材３７が、シャフト３９に案内されながら、下支持部材３６に対して上下動する。その結果、第１および第２ブラシ３１，３２が接近／離反変位することになる。これにより、第１および第２ブラシ３１，３２を基板Ｗの上下面に押し付けたり、基板Ｗの上下面から退避させたりすることができる。

また、第１および第２ブラシ３１，３２の間に基板Ｗが存在していない状態で、ブラシ駆動モータ４０を駆動することにより、第１および第２ブラシ３１，３２を互いに押し付け合って、それらを圧縮（弾性変形による圧縮）したり、第１および第２ブラシ３１，３２を互いに離反させて、それらを伸張（弾性による形状復元）させたりすることができる。

上支持部材３７には、さらに、第１ブラシ３１を回転駆動するための第１ブラシ回転用モータ４６が備えられている。この第１ブラシ回転用モータ４６の回転は、ベルト４７を介して第１ブラシ３１の回転軸４８に伝達されるようになっている。同様に、下支持部材３６には、第２ブラシ３２を回転駆動するための第２ブラシ回転用モータ４９が備えられていて、この第２ブラシ回転用モータ４９の回転は、ベルト５０を介して第２ブラシ３２の回転軸５１に伝達されるようになっている。

図３は、この基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロックである。この基板処理装置は、装置の各部を制御するための制御装置５５を備えている。この制御装置５５は、保持ローラ駆動モータ５を制御して、基板Ｗの回転、停止およびその回転速度を制御する。また、制御装置５５は、シリンダ７を制御することより、一対の基板保持ハンド３を互いに接近／離反させ、基板Ｗの保持／解放を制御する。これにより、当該基板処理装置に対する基板Ｗの搬入／搬出を行う基板搬送ロボット（図示せず）との間で、基板Ｗを受け渡すことができる。

制御装置５５はまた、前述の揺動用モータ２１、昇降用モータ２９、ブラシ駆動モータ４０、第１ブラシ回転用モータ４６および第２ブラシ回転用モータ４９を制御するようになっている。これによって、制御装置５５は、揺動アーム１１を揺動および上下動させ、基板洗浄ブラシ１０を構成する第１および第２ブラシ３１，３２を、基板Ｗの周縁部９に接触する処理位置１５（図１において実線で示す位置）と、基板保持回転機構１によって保持された基板Ｗの範囲外に設定された洗浄位置１６（図１において二点鎖線で示す位置）との間で移動させることができる。

制御装置５５は、基板Ｗの周端面８および周縁部９をスクラブ洗浄するとき、保持ローラ駆動モータ５を駆動して基板Ｗを一方向に回転させる（たとえば、回転速度は２０〜１００ｒｐｍ）。その一方で、制御装置５５は、揺動用モータ２１および昇降用モータ２９を駆動して揺動アーム１１を動かし、基板洗浄ブラシ１０（第１および第２ブラシ３１，３２）を洗浄位置１５に導く。第１および第２ブラシ３１，３２が洗浄位置１５にある状態で、制御装置５５は、昇降用モータ２９およびブラシ駆動モータ４０を同時に駆動することによって、基板Ｗの上下面に対して、第１および第２ブラシ３１，３２を同時に接近させ、また、同時に離反させることができる。こうして、第１および第２ブラシ３１，３２を基板Ｗの上下面にそれぞれ押し付けたり、基板Ｗの上下面から退避させたりすることができる。制御装置５５はまた、第１および第２ブラシ３１，３２で基板Ｗの周縁部を挟持している状態で、揺動用モータ２１を制御して、揺動アーム１１を基板Ｗの回転中心に向けて所定幅だけ移動させる。これにより、第１および第２ブラシ３１，３２は、適切な押し付け力で基板Ｗの周端面８に押し付けられる。この状態で基板保持回転機構１によって基板Ｗが回転されることにより、第１および第２ブラシ３１，３２が基板Ｗの周縁領域に沿って相対移動することになり、基板Ｗの上下面の周縁部９および周端面８のスクラブ洗浄を達成できる。

このとき、第１および第２ブラシ回転用モータ４６，４９は、回転状態とされてもよいし、停止状態とされていてもよい。経験的には、第１および第２ブラシ３１，３２の回転を停止した状態で基板Ｗの周端面８および周縁部９の洗浄を行う方が高品質な洗浄が可能である。この場合、第１および第２ブラシ回転用モータ４６，４９を定期的（たとえば、一定枚数の基板の処理毎）に所定角度だけ回転させることにより、第１および第２ブラシ３１，３２における基板Ｗに対する接触位置を変えることができる。これにより、第１および第２ブラシ３１，３２の耐久寿命を長期化できる。なお、第１および第２ブラシ３１，３２を回転させながら基板Ｗの周端面８および周縁部９洗浄処理を行ってもよく、基板Ｗの処理内容に応じて適宜、第１および第２ブラシ３１，３２の回転／非回転を選択してもよい。

一方、制御装置５５は、第１および第２ブラシ３１，３２が洗浄位置１６にあるときに、昇降用モータ２９およびブラシ駆動モータ４０を駆動することによって、第１および第２ブラシ３１，３２を圧縮させたり伸張させたりする、ブラシ洗浄動作を行わせる。
図１に示されているように、洗浄位置１６の近傍には、基板洗浄ブラシ１０に対して純水等の洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１７が配置されている。この洗浄液供給ノズル１７には、洗浄液供給源からの洗浄液が洗浄液バルブ１８を介して供給されるようになっている。洗浄液バルブ１８の開閉は、制御装置５５によって制御される。制御装置５５は、洗浄位置１６において基板洗浄ブラシ１０の洗浄が行われるときに、洗浄液バルブ１８を開き、基板洗浄ブラシ１０に対して洗浄液を供給する。このときに、第１および第２ブラシ３１，３２が圧縮／伸張されることによって、これらのブラシ３１，３２内において洗浄液の液流が生じ、ブラシ内の洗浄液が汚染物質とともにブラシ外に排出される。

図４は、処理位置１５における基板周縁部の洗浄処理の様子を示す図解的な断面図である。第１ブラシ３１および第２ブラシ３２は、基板Ｗの周縁部９を上下から挟み込むとともに、周端面８に向けて押し付けられる。このとき、第１および第２ブラシ３１，３２は、上下方向（基板Ｗの表面に垂直な方向）に関して、基板Ｗの厚さの半分以上の変形量で弾性変形させられる。これによって、基板Ｗの周縁部９の汚染物質を除去するのに必要な押し付け圧が得られる。必要に応じて第１および第２ブラシ３１，３２を回転駆動（等しい回転速度で同じ方向に同期回転）してもよいことは前述のとおりである。

図５は、洗浄位置１６において基板洗浄ブラシ１０を洗浄するときの様子を説明するための図解的な断面図である。洗浄液バルブ１８が開かれて、洗浄液供給ノズル１７から第１および第２ブラシ３１，３２に向けて洗浄液が供給される。この状態で、制御装置５５は、ブラシ駆動モータ４０（さらに必要に応じて昇降用モータ２９）を駆動することによって、第１および第２ブラシ３１，３２を離間させて洗浄液で膨潤した状態（図５(a)）とする伸張動作と、第１および第２ブラシ３１，３２を接近させ、それらが圧縮された状態（図５(b)）とする圧縮動作とを交互に行わせる。制御装置５５は、第１および第２ブラシ３１，３２の膨潤状態および圧縮状態が交互に繰り返されるように、前記伸張動作および圧縮動作を、ブラシ駆動モータ４０等によって繰り返し実行させる。

第１および第２ブラシ３１，３２が離間状態にあるとき、これらのブラシ３１，３２は伸張状態となっていて、洗浄液供給ノズル１７から供給される洗浄液を内部に吸収して膨潤する。この状態から、第１および第２ブラシ３１，３２が圧縮されると、その内部の洗浄液がブラシ外に絞り出される。このとき、洗浄液とともに、ブラシ３１，３２内に蓄積された汚染物質が同時に排出される。こうして、第１および第２ブラシ３１，３２が伸張／圧縮を繰り返すことによって、ブラシ３１，３２内に洗浄液の液流が形成され、この液流とともに汚染物質が効率的にブラシ３１，３２外へと排除される。このようにして、第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄を効率的に行うことができる。

第１および第２ブラシ３１，３２を洗浄するとき、制御装置５５は、第１および第２ブラシ回転用モータ４６，４９を付勢して、これらの第１および第２ブラシ３１，３２を回転駆動（互いに等しい回転速度で同方向に同期回転）させることが好ましい。これにより、洗浄液供給ノズル１７からの洗浄液を第１および第２ブラシ３１，３２の全方向から供給することができ、より効率的なブラシ洗浄が可能になる。

以上のように、この実施形態によれば、洗浄位置１６において、第１および第２ブラシ３１，３２を伸張／圧縮させるとともに、これらに洗浄液を供給することにより、第１および第２ブラシ３１，３２の内部に蓄積された汚染物質を効率的に排除し、これらを清浄化することができる。したがって、第１および第２ブラシ３１，３２を短期間で新品に交換しなくとも、基板周縁部の領域（周端面８および周縁部９）を良好に洗浄することができ、ランニングコストを低減しつつ、高品質な洗浄処理を実現することができる。

なお、第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄は、１枚の基板Ｗに対する洗浄処理が終了するたびに行ってもよいし、所定枚数の基板Ｗに対する処理が終了するたびに行ってもよい。また、基板処理装置の運転を停止する直前に行うようにしてもよい。
図６は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の一部の構成を示す図解的な断面図であり、基板洗浄ブラシの駆動に関連する構成が示されている。この図６において、前述の図２に示された各部に対応する部分には、図２の場合と同一の参照符号を付して示す。また、この実施形態の説明では、前述の図３を再び参照する。

この実施形態では、揺動アーム１１の下面から第１ブラシ３１のための回転軸６１が突出し、この回転軸６１の下端に第１ブラシ３１が固定されている。さらに、第１ブラシ３１の下面から、第２ブラシ３２のための回転軸６２が突出していて、この回転軸６２の下端部に第２ブラシ３２が固定されている。
回転軸６２は、回転軸６１を挿通し、揺動アーム１１の上面に取り付けられたブラシ駆動用シリンダ６３の駆動軸６３ａによって押し込まれるように構成されており、回転軸６２と駆動軸６３aとは結合されておらず、別体となっている。このブラシ駆動用シリンダ６３の動作は、制御装置５５（図３参照）によって制御されるようになっている。

回転軸６２は、外周面にその軸方向に沿うキーが形成されたスプライン軸部６２ａを有している。このスプライン軸部６２ａは、スリーブ６４に挿通している。スリーブ６４の内面には、スプライン軸部６２ａのキーと係合するキー溝が、その軸方向に沿って形成されている。
回転軸６１は中空軸となっていて、その外周面にはプーリ６５が固定されており、その内面には、スリーブ６４の下側部が固定されている。プーリ６５には、ベルト６６が巻き回されていて、このベルト６６は、別のプーリ６７からの回転力をプーリ６５に伝達するようになっている。プーリ６７には、ブラシ回転用モータ６８からの回転力が与えられるようになっている。ブラシ回転用モータ６８は、揺動アーム１１の上面に固定されており、制御装置５５（図３参照）によって制御されるようになっている。

ブラシ駆動用シリンダ６３の駆動軸６３ａには、フランジ６３ｂが設けられている。そして、スリーブ６４の上側部には、フランジ６３ｂと回転軸６１の上端面との間に、圧縮コイルばね６０が巻装されている。これにより、第２ブラシ３２に結合された回転軸６２は、上方へとコイルばね６０によって付勢されている。したがって、ブラシ駆動用シリンダ６３の駆動軸６３aを上方へ引っ込めた状態では、駆動軸６３aの下端とフランジ６３ｂの上面とが離れた状態となり、第２ブラシ３２は、第１ブラシ３１に対して、コイルばね６０による付勢力のみによって押し付けられることになる。また、ブラシ駆動用シリンダ６３を駆動すると、駆動軸６３ａはコイルばね６０の付勢力に抗して第２ブラシ３２を下方へと移動させ、これにより、第２ブラシ３２は第１ブラシ３１の表面から離間する。

このような構成により、ブラシ回転用モータ６８を回転駆動すると、この回転が、プーリ６７、ベルト６６およびプーリ６５を介して回転軸６１に伝達され、第１ブラシ３１が回転する。一方、回転軸６１の回転は、スリーブ６４を介して、これにスプライン結合している回転軸６２に伝達されるから、第２ブラシ３２は、第１ブラシ３１とともに回転駆動されることになる。また、ブラシ駆動用シリンダ６３を駆動することにより、回転軸６２を上下動させることができ、これにより、第２ブラシ３２を、第１ブラシ３１に対して接近／離反変位させることができる。

ブラシ駆動用シリンダ６３の駆動軸６３aを下方に突出させて第１および第２ブラシ３１，３２を離間させた状態で、それらの間に基板Ｗの周縁部９を配置し、その後に、ブラシ駆動用シリンダ６３の駆動軸６３aを上方に引っ込めると、コイルばね６０の付勢力によって、第１および第２ブラシ３１，３２は、基板Ｗの周縁部９を挟持することになる。このとき、弾性変形した第１および第２ブラシ３１，３２は基板Ｗの周端面８にも当接する。この状態で基板Ｗを回転させることによって、基板Ｗの周端面８および周縁部９を洗浄することができる。コイルばね６０の付勢力は、第１および第２ブラシ３１，３２を、上下方向に関して、それぞれ基板Ｗの厚さの半分以上の変形量で弾性変形させることができる強さとされている。これにより、基板Ｗの周縁部９を確実に洗浄でき、また、洗浄位置１６（図１参照）において、第１および第２ブラシ３１，３２を十分に圧縮して、洗浄液とともに汚染物質を絞り出すことができる。

こうして、前述の第１の実施形態の場合と同様に、第１および第２ブラシ３１，３２を、互いに接近させ、それらを基板Ｗの両面にそれぞれ押し付けて、基板両面の周縁部を同時にスクラブ洗浄することができる。また、第１および第２ブラシ３１，３２を洗浄位置１６（図１参照）に移動させて、ブラシ駆動用シリンダ６３を駆動することによって、スポンジ状の第１および第２ブラシ３１，３２を圧縮／伸長させることができる。洗浄液供給ノズル１７から洗浄液を供給しつつ、このような動作を行わせることにより、第１および第２ブラシ３１，３２の内部で液流を生じさせ、この液流とともにブラシ３１，３２の内部に蓄積された汚染物質を外部に絞り出して排出することができる。

図７は、第１および第２ブラシ３１，３２の構成を拡大して示す図解的な断面図である。第１ブラシ３１の上面には、樹脂材料で構成された円板状の支持板７１が固定されており、この支持板７１に回転軸６１が結合されている。同様に、第２ブラシ３２の下面には、同じく樹脂材料で構成された円板状の支持板７２が固定されており、この支持板７２に回転軸６２が結合されている。

この構成により、スポンジ状の第１および第２ブラシ３１，３２が基板Ｗの周縁部９に押し付けられたときに、それらの弾性変形が支持板７１，７２によって規制されるので、第１および第２ブラシ３１，３２を所要の押し付け力で基板Ｗに対して押し付けることができる。これにより、基板Ｗの周縁部９を確実に洗浄することができる。また、洗浄位置１６において、第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄を行うときにも、それらを確実に圧縮することができるから、効率的なブラシ洗浄が可能になる。

さらに、回転軸６２は、第１および第２ブラシ３１，３２の両方を貫通しているため、第１および第２ブラシ３１，３２を基板Ｗの周端面８に向けて押し付けたときに、十分な押し付け力を得ることができる。これにより、基板Ｗの周端面８の洗浄も高品質に行うことができる。
以上、この発明の２つ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、前述の第１の実施形態において、第１ブラシ３１の上面および第２ブラシ３２の下面に樹脂材料等の剛体からなる支持板を固定することにより、第２の実施形態の場合と同様に、基板Ｗの両面に対する押し付け力を確保し、かつ、第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄時には、それらを確実に圧縮することができる。

また、前述の２つの実施形態では、基板Ｗの周縁領域の洗浄を行う構成の基板処理装置を例にとったが、この発明は、基板Ｗの周縁領域に限らず、その中央領域の洗浄を両面から行う構成の基板処理装置に対しても適用することができる。
さらに、前述の実施形態では、第１および第２ブラシ３１，３２を処理位置１５とは異なる洗浄位置１６に移動して洗浄する構成について説明したが、基板保持回転機構１に基板Ｗが保持されていない期間に、処理位置１５で第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄を行うようにしてもよい。ただし、この場合には、第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄期間中は、基板搬送ロボットによって未処理の基板Ｗを基板保持回転機構１に受け渡すことができず、また、基板保持回転機構１を汚染するおそれもあるので、前述の実施形態の場合のように、洗浄位置１６において第１および第２ブラシ３１，３２の洗浄を行う構成の方が好ましい。

また、前述の実施形態では、第１および第２ブラシ３１，３２を処理位置１５に固定配置するとともに、基板保持回転機構１によって基板Ｗを回転させることにより、第１および第２ブラシ３１，３２を基板Ｗの周縁部９に沿って移動させる構成としているが、たとえば処理対象の基板が角形基板のような場合には、基板を静止させておき、基板洗浄ブラシを基板の周縁部に沿って移動させる構成としてもよい。むろん、基板および基板洗浄ブラシの両方を移動させることによって、基板洗浄ブラシを基板の周縁部に沿って相対移動させる構成としてもよい。

さらに、前述の第２の実施形態では、回転軸６２は駆動軸６３ａとは別体となっており、コイルばね６０が回転軸６２を上方へと付勢している構成としたが、回転軸６２が駆動軸６３ａと一体化されており、コイルばね６０を省略した構成としてもよい。この場合、第２の実施形態と異なり、第１ブラシ３１と第２ブラシ３２との押し付けは、ブラシ駆動用シリンダ６３の駆動によって行なわれることとなる。またさらに、ブラシ駆動用シリンダ６３に代えてモータを用いれば、第１ブラシ３１と第２ブラシ３２の圧縮時の変形量を精密に制御することができる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

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。 基板洗浄ブラシに関連する構成を説明するための図解的な断面図である。 前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロックである。 処理位置における基板周縁部の洗浄処理の様子を示す図解的な断面図である。 洗浄位置において基板洗浄ブラシを洗浄するときの様子を説明するための図解的な断面図である。 この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の一部の構成を示す図解的な断面図であり、基板洗浄ブラシの駆動に関連する構成が示されている。 図６における基板洗浄ブラシの構成を拡大して示す図解的な断面図である。

符号の説明

１ 基板保持回転機構
２ 基板洗浄機構
３ 基板保持ハンド
４ａ，４ｂ，４ｃ 保持ローラ
５ 保持ローラ駆動モータ
６ａ，６ｂ ベルト
７ シリンダ
８ 周端面
９ 周縁部
１０ 基板洗浄ブラシ
１１ 揺動アーム
１２ 揺動駆動機構
１３ 昇降駆動機構
１４ ブラシ接離機構
１５ 処理位置
１６ 洗浄位置
１７ 洗浄液供給ノズル
１８ 洗浄液バルブ
２０ 回転軸
２１ 揺動用モータ
２２ モータブラケット
２３ 昇降台
２４ 軸受
２５ リニアガイド
２６ ボールねじ機構
２７ ボールナット
２８ ねじ軸
２９ 昇降用モータ
３１ 第１ブラシ
３２ 第２ブラシ
３５ 凹所
３６ 下支持部材
３７ 上支持部材
３８ モータブラケット
３９ シャフト
４０ ブラシ駆動モータ
４１ リニアブッシュ
４２ ボールねじ機構
４３ ねじ軸
４４ ボールナット
４６ 第１ブラシ回転用モータ
４７ ベルト
４８ 回転軸
４９ 第２ブラシ回転用モータ
５０ ベルト
５１ 回転軸
５５ 制御装置
６０ 圧縮コイルばね
６１ 回転軸
６２ 回転軸
６２ａ スプライン軸部
６３ ブラシ駆動用シリンダ
６３ａ 駆動軸
６３ｂ フランジ
６４ スリーブ
６５ プーリ
６６ ベルト
６７ プーリ
６８ ブラシ回転用モータ
７１ 支持板
７２ 支持板
１００ 基板処理装置
Ｗ 基板

Claims (7)

1. 基板を保持する基板保持機構と、
   この基板の一方表面を洗浄するスポンジ状の第１基板洗浄ブラシと、
   この第１基板洗浄ブラシに対向配置され、前記基板の他方表面を洗浄するスポンジ状の第２基板洗浄ブラシと、
   前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを、互いに接近および離間させるブラシ接離機構と、
   前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが基板に対向していない期間に、前記ブラシ接離機構を制御して、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを互いに押し付け合って圧縮する圧縮動作およびそれらを互いに離反させて伸張させる伸張動作を交互に行わせるブラシ洗浄制御手段とを含む、基板処理装置。
2. 前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを、基板に対向する処理位置と、前記基板保持機構によって保持される基板の領域外に定められた洗浄位置との間で移動させるブラシ移動機構をさらに含み、
   前記ブラシ洗浄制御手段は、前記ブラシ移動機構を制御することにより、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを前記洗浄位置に配置している状態で、前記ブラシ接離機構に前記圧縮動作および伸張動作を行わせるものである、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記洗浄位置において、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシに洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに含み、
   前記ブラシ洗浄制御手段は、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが前記洗浄位置にあるときに、前記洗浄液供給手段を作動させて、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシに洗浄液を供給させるものである、請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記処理位置は、基板の周縁部に対向する位置である、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシと、前記基板保持機構に保持された基板とを、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが当該基板の周縁部に沿って移動するように相対移動させる相対移動機構をさらに含む、請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記基板保持機構は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構であり、
   前記処理位置は、前記基板保持回転機構によって回転される基板の周縁部に対向する位置である、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 基板保持機構によって基板を保持する基板保持工程と、
   前記基板保持機構によって保持されている基板の一方表面をスポンジ状の第１基板洗浄ブラシで洗浄するとともに、前記第１基板洗浄ブラシに対向配置されたスポンジ状の第２基板洗浄ブラシで前記基板の他方表面を洗浄する工程と、
   前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシが基板に対向していない期間に、前記第１基板洗浄ブラシおよび第２基板洗浄ブラシを互いに押し付け合って圧縮する圧縮動作およびそれらを互いに離反させて伸張させる伸張動作を交互に行わせるブラシ洗浄工程とを含む、基板処理方法。
   
   

Images