JP2009130122A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、基板の周縁部から汚染を良好に除去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】ブラシ１１に関連して、ウエハＷの表面のブラシ接触領域Ｐに向けてＮ₂ガスを供給するためのＮ₂ノズル４４が設けられている。ブラシ接触領域Ｐには、ウエハＷの回転半径方向に沿ってその内側から外側に向かうＮ₂ガスが吹き付けられる。ブラシ１１は、カバー体４９の内部に収容されている。カバー体４９は、ブラシ１１の側方を取り囲む側壁５１と、この側壁５１を下方から閉鎖する底壁５２とを有している。カバー体４９には側壁５１の下端に、吸引口５４が形成されている。カバー体４９の内部の処理液を含む処理液を含む雰囲気が、吸引口５４を介して吸引されて排除される。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板の周縁部に対する洗浄処理のための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理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において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の周縁部の汚染が、ウエハ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。たとえば、いわゆるバッチ処理工程では、複数枚のウエハが鉛直姿勢で処理液中に浸漬される。そのため、ウエハの周縁部に汚染物質が付着していると、その汚染物質が、処理液中を浮上して、ウエハの表面のデバイス形成領域に付着することにより、デバイス形成領域の汚染を生じるおそれがある。

そのため、最近では、ウエハの周縁部の洗浄に対する要求が高まっている。とくに、表面が疎水性を示すウエハや、表面に銅配線などが形成されたウエハに対しては、デバイス形成領域に処理液（純水）が供給されることなく、周縁部のみを選択的に洗浄することが望まれている。
ウエハの周縁部の洗浄に関する先行技術として、たとえば、ウエハを回転させつつ、ウエハの周縁部に円筒状のブラシの外周面を接触させるとともに、ブラシにおけるウエハの回転半径方向の内側に配置した処理液ノズルから、ウエハの周縁部におけるブラシの接触する領域に向けて純水などの処理液を吐出させることにより、ウエハの周縁部に付着している汚染を除去する構成が提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開平６−４５３０２号公報 特開２００３−１９７５９２号公報

ところが、この提案にかかる装置では、処理液が基板の周縁部におけるブラシの接触する領域から拡がり、基板のデバイス形成領域に進入するおそれがある。
このような問題を回避するため、ブラシに処理液を供給しないことも考えられるが、そうすると、ブラシにより基板の周縁部から掻き取られた汚染が周縁部上に残り、その汚染が残存したまま基板が乾燥されることにより、汚染の基板へのこびりつきが発生するおそれがある。

そこで、この発明の目的は、基板の表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、基板の周縁部から汚染を良好に除去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。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、接触面（３２，３３）を有し、処理液が含浸した状態で、基板（Ｗ）の周縁部（４０，４１，４２）に前記接触面が接触されるように配置されるブラシ（１１）と、基板の周縁部における前記ブラシが接触する領域（Ｐ）に、当該領域に対して前記ブラシが配置される側と反対側から気体を供給するための気体供給手段（４４）とを含むことを特徴とする、基板処理装置（１）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。
この発明によれば、処理液を含浸した状態のブラシが基板の周縁部に接触される。これにより、基板の周縁部に処理液が供給される。その一方で、基板の周縁部におけるブラシとの接触領域には、当該接触領域に対してブラシが配置される側と反対側から気体が供給される。この気体の供給により、基板の周縁部に供給された処理液は、基板の外方に向かって押し流される。したがって、デバイス形成領域への処理液の進入を防止することができる。これにより、基板の表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、基板の周縁部から汚染を良好に除去することができる。

前記気体供給手段は、基板の周縁部における前記ブラシが接触する領域に向けて気体を吹き付けるものであることが好ましい。この場合、基板の周縁部に供給された処理液を、基板の外方に向かってより一層押し流すことができる。
また、前記気体供給手段により供給される気体は、Ｎ₂ガスや空気などの不活性ガスであることが好ましい。この場合、基板に対する処理に悪影響を与えない。

請求項２記載の発明は、前記ブラシの周囲の雰囲気を吸引するための吸引機構（６０，４９）をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、ブラシの周囲の雰囲気が吸引機構により吸引される。
基板の周縁部に供給される処理液が基板の外側に流れることにより、ブラシの周囲には、処理液を含む雰囲気が存在する。この雰囲気がデバイス形成領域に進入すると、デバイス形成領域に悪影響を及ぼすおそれがある。

ブラシの周囲の処理液を含む雰囲気は、吸引機構により吸引され、ブラシの周囲から排除される。その結果、処理液を含む雰囲気がデバイス形成領域に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
請求項３記載の発明は、前記吸引機構は、前記ブラシの周囲を取り囲むように覆うカバー体（４９）と、前記カバー体の内部の雰囲気を吸引する吸引手段（６０）とを含むことを特徴とする、請求項２記載の基板処理装置である。

この発明によれば、ブラシの周囲がカバー体により取り囲まれているので、カバー体の外部に処理液が飛散することがなく、カバー体の内部だけに、処理液を含む雰囲気が存在する。このカバーの内部の雰囲気が吸引手段により吸引されるので、ブラシの周囲から処理液を含む雰囲気を、効率的に排除することができる。
請求項４記載の発明は、前記カバー体（４９）は、鉛直軸線方向を中心とする筒状に形成され、前記ブラシの側方を取り囲む側面（５１）と、前記側面を下方から閉鎖する底面（５２）とを有し、前記吸引手段は、前記カバー体の前記側面の下端部に形成された吸引口（５４）を有することを特徴とする、請求項３記載の基板処理装置である。

この発明によれば、カバー体の側面の下端部に、吸引口が形成されている。気体供給手段からの気体を受けて基板の外側に流れた処理液の一部は、カバー体の底面上に溜まる。したがって、カバー体の側面の下端部に吸引口が形成されていることにより、カバー体の底面上に溜まった処理液を吸引口を介して排除することができる。
請求項５記載の発明は、前記ブラシの内部に処理液が浸透し、その浸透した処理液が前記接触面に供給されるように、前記ブラシに対して処理液を供給する処理液供給機構（２４，３６，３７，３９，２５）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置である。

この発明によれば、ブラシが基板の周縁部に接触される。また、ブラシに供給されてブラシの内部に浸透した処理液が、ブラシの内部から接触面を介して、基板の周縁部に供給される。処理液がブラシの内部を通って基板の周縁部に供給されるので、処理液が周囲にほとんど飛散しない。したがって、デバイス形成領域への付着を防止することができる。これにより、基板の表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、基板の表面の周縁部から汚染を良好に除去することができる。

また、ブラシの内部に含まれた汚染が、ブラシの内部から染み出す処理液により、接触面に向けて押し出される。したがって、ブラシの内部に含まれた汚染を、効率的に除去することができる。
請求項６記載の発明は、前記ブラシにおける前記接触面とは異なる上端面（１１ａ）に接して配置されたブロック体（２１）をさらに含み、前記処理液供給機構は、前記ブロック体の上面に形成され、液を溜めることができる溝（２４）と、前記溝に対し、処理液を供給するための処理液供給手段（３６，３７，３９）と、前記ブロック体を貫通して形成され、前記溝の底面と前記ブラシの前記上端面とを接続する接続路（２５）とを含むことを特徴とする、請求項５記載の基板処理装置である。

この発明によれば、処理液供給手段から溝に供給された処理液は、溝に溜められるとともに、接続路をブラシの上端面に向けて流れる。そして、ブラシの上端面に達した処理液はブラシの内部に浸透し、ブラシの内部を通って接触面に供給される。このため、ブラシの周囲に処理液がほとんど飛散しない。
請求項７記載の発明は、前記処理液供給手段は、前記溝よりも上方位置に配置されて、前記溝に向けて処理液を吐出する吐出口（３７）を含むことを特徴とする、請求項５または６記載の基板処理装置である。

この発明によれば、吐出口から溝に向けて処理液が供給され、処理液は溝に溜められる。そして、溝に溜められた処理液は、接続路を通ってブラシへと供給される。これにより、ブラシの内部に処理液を供給することができる。
請求項８記載の発明は、前記ブラシを、鉛直軸線を中心に、前記ブロック体と一体的に回転させるブラシ回転手段（１５）をさらに含み、前記接続路は、鉛直方向に対し、前記ブラシに近づくにつれて前記ブラシの前記鉛直軸線に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の基板処理装置である。

この発明によれば、接続路の下側開口が、上側の開口よりも、ブラシの中心軸線側に位置しているので、ブラシの回転軸線近くに処理液が供給される。そして、ブラシに供給された処理液は、回転軸線近くからブラシ全体に拡がっていく。このため、接触面における処理液の過剰な染出しを防止することができる。
請求項９に記載のように、前記接触面は、下方側に向けて狭まる形状の第１接触面（３２）を含むものであってもよい。このような形状の第１接触面は、鉛直方向に対して傾斜しているので基板の上面の周縁領域および周端面に跨って接触させることができる。これにより、基板の上面の周縁領域および周端面を同時に洗浄することができる。

また、請求項１０に記載のように、前記接触面は、前記第１接触面の下方側の端縁から下方側に向けて拡がる形状の第２接触面（３３）を含むものであってもよい。このような第２接触面は基板の下面の周縁領域および周端面に跨って接触させることができる。これにより、基板の下面の周縁領域および周端面を同時に洗浄することができる。
よって、第１接触面により基板の上面の周縁領域および周端面を同時に洗浄することができ、また、第２接触面により基板の下面の周縁領域および周端面を同時に洗浄することができる。その結果、基板の上下両面の周縁領域ならびに周端面を含む周縁部全域を良好に洗浄することができる。

請求項１１記載の発明は、処理液が含浸した状態でブラシを、その接触面が基板の周縁部に接触するように配置する工程（Ｓ３，Ｓ６）と、基板の周縁部における前記ブラシが接触する領域に、当該領域に対して前記ブラシが配置される側と反対側から気体を供給する工程（Ｓ５）とを含むことを特徴とする、基板処理方法である。
この方法によれば、請求項１に関連して述べた作用効果と同様な作用効果を達成することができる。

以下では、本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、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ］という。）Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック３と、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ機構４を備えている。

なお、ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面の周縁領域（デバイスが形成されない領域））４０、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２を含む部分をいう。また、周縁領域４０，４１とは、たとえば、ウエハＷの周端縁から幅０．５〜５ｍｍの環状領域をいう。
スピンチャック３は、真空吸着式チャックである。このスピンチャック３は、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸５と、このスピン軸５の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース６と、スピン軸５と同軸に結合されたブラシ回転軸を有するスピンモータ７とを備えている。これにより、ウエハＷの裏面が吸着ベース６に吸着保持された状態で、スピンモータ７が駆動されると、ウエハＷがスピン軸５の中心軸線まわりに回転する。

ブラシ機構４は、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも上方で略水平に延びる揺動アーム９と、ウエハＷの回転範囲外に設定されて、揺動アーム９を支持するアーム支持軸１０と、揺動アーム９の先端に保持されて、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ１１とを備えている。
アーム支持軸１０は、鉛直方向に延びて設けられている。このアーム支持軸１０の上端部は、揺動アーム９の一端部（基端部）の下面に結合されている。アーム支持軸１０には、揺動駆動機構１２の駆動力が入力されるようになっている。揺動駆動機構１２の駆動力をアーム支持軸１０に入力して、アーム支持軸１０を往復回転させることによって、揺動アーム９を、アーム支持軸１０を支点に揺動させることができる。具体的には、揺動アーム９の揺動により、ブラシ１１が、ウエハＷの周縁部と接触して、その周縁部を洗浄する処理位置（図１に、揺動アーム９を二点鎖線で示す。）と、スピンチャック３の側方のホームポジション（図１に、揺動アーム９を実線で示す。）との間を移動するようになっている。

また、アーム支持軸１０には、昇降駆動機構１３が結合されている。昇降駆動機構１３により、アーム支持軸１０を上下動させて、このアーム支持軸１０と一体的に揺動アーム９を上下動させることができる。
揺動アーム９の先端部には、鉛直方向に延びるブラシ回転軸１４が回転可能に設けられている。ブラシ回転軸１４には、揺動アーム９の内部において、ブラシ回転軸１４を回転させるためのブラシ自転機構１５が結合されている。一方、ブラシ回転軸１４には、ホルダ取付部１６（図３参照）を介して、ホルダ２０が取り付けられている。ホルダ２０の下方に、ブラシ１１が取り付けられている。ブラシ１１の周囲は、カバー体４９により覆われている。

図３は、ブラシ周辺の構成を示す断面図である。図４は、図３のホルダを、切断面線IV−IVで切断したときの断面図である。
ブラシ回転軸１４の下端部には、ホルダ取付部１６が固定されている。ホルダ取付部１６は、ブラシ回転軸１４が挿通されて、ブラシ回転軸１４に固定された円板状の上面部１７と、この上面部１７の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部１８と、この側面部１８の下端縁に固定された円環状の下面部１９とを一体的に備えている。下面部１９の内周面には、ねじが切られている。このねじとホルダ２０の後述するねじ部２８に形成されているねじとを螺合させることによって、ホルダ２０をホルダ取付部１６に取り付けることができる。

ホルダ２０は、略円柱形状のブロック体２１と、ブロック体２１の上方において、その中心軸線に沿って配置された支持軸８と、ブロック体２１の下方において、その中心軸線に沿って配置され、上端部がブロック体２１の下面に挿入されて固定された芯材２２と、この芯材２２の下端に取り付けられたプレート２３とを備えている。
ブロック体２１は、ブラシ１１の上端面１１ａに接するように配置されている。ブロック体２１は、樹脂により形成されている。ブロック体２１の上面には、液を溜めることのできる貯留溝２４が形成されている。

貯留溝２４は、ブロック体２１の中心軸線を中心とする円環状に形成されている。貯留溝２４の底面は、ブロック体２１の上下方向の途中部に位置している。
ブロック体２１には、ブロック体２１を貫通して、貯留溝２４の底面とブラシ１１の上端面１１ａとを接続する接続路２５が、複数（たとえば、４個）形成されている。各接続路２５は、貯留溝２４の底面において、その外周寄りに開口する上開口２６と、ブロック体２１の下面において、この上開口２６よりもその中心軸線側に開口する下開口２７とを連通している。各接続路２５は、鉛直方向に対し、下方に向かうにつれて中心軸線に近づくように約３０°傾斜している。複数の接続路２５の上開口２６は、図４に示すように、貯留溝２４の底面に、ブロック体２１の回転軸線を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で形成されている。

支持軸８は、ブロック体２１と一体的に形成されている。支持軸８の上端部には、周面にねじが切られたねじ部２８が一体的に形成されている。
また、芯材２２の下端部には、ねじ孔が形成されている。このねじ孔にプレート２３の中心を貫通するボルト２９がねじ込まれることによって、プレート２３が芯材２２に着脱可能に取り付けられている。

ブラシ１１は、芯材２２に外嵌されて、ブロック体２１とプレート２３との間に挟持されている。このブラシ１１は、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材からなる。このブラシ１１は、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２を洗浄するための第１洗浄部３０と、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２を洗浄するための第２洗浄部３１とを上下に一体的に備え、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。

第１洗浄部３０は、その上部３０ａが略円筒状をなし、下部３０ｂが下方に向けて狭まる略円錐台状をなしている。第１洗浄部３０の下部３０ｂの側面は、上端縁が上部３０ａの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対してたとえば４５°の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線に近づくように傾斜している。この第１洗浄部３０において、下部３０ｂの側面がウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２に接触する第１接触面３２となっている。

第２洗浄部３１は、第１洗浄部３０の下端に一体的に結合されて、第１洗浄部３０と中心軸線を共有するように配置されている。この第２洗浄部３１は、上部３１ａが下方に向けて拡がる略円錐台状をなし、下部３１ｂが略円筒状をなしている。第２洗浄部３１の上部３１ａの側面は、上端縁が第１洗浄部３０の下部３０ｂの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５°の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線から離れるように傾斜している。また、上部３１ａの側面の下端縁は、下部３１ｂの側面の上端縁に連続している。この第２洗浄部３１において、上部３１ａの側面がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触する第２接触面３３となっている。

揺動アーム９のケーシングの下端縁には、処理液供給ブロック３５が固定されている。この処理液供給ブロック３５の内部には、水平方向に延びる処理液供給管３６が埋設されている。処理液供給ブロック３５の下面には、貯留溝２４の上方に、吐出口３７が開口している。処理液供給ブロック３５の内部には、処理液供給管３６の先端部と吐出口３７とを連通する小径（たとえば０．１ｍｍ）の吐出路３８が形成されている。吐出路３８は鉛直方向に対し、下方に向かうにつれて鉛直軸線に近づくように約５０°傾斜している。

処理液供給管３６には、処理液バルブ３９を介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給されるようになっている。処理液バルブ３９が開かれると、処理液供給源からの処理液が、処理液供給管３６および吐出路３８を介して吐出口３７に供給されて、吐出口３７から貯留溝２４の内部に向けて吐出される。
吐出口３７から吐出された処理液は、貯留溝２４に溜められるとともに、接続路２５を、ブラシ１１の上端面１１ａに向けて流れる。そして、ブラシ１１の上端面１１ａに達した処理液は、ブラシ１１の内部に浸透し、ブラシ１１の内部を通って第１接触面３２および第２接触面３３に供給される。下開口２７が上開口２６よりもその中心軸線側に開口しているので、ブラシ１１の回転軸線近くに処理液が供給される。

なお、処理液としては、純水が用いられる。純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水を処理液として用いてもよい。また、処理液として、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液（ＳＣ１）などの薬液を用いることもできる。
カバー体４９は、その内部にブラシ１１を収容するものであり、ブラシ１１の回転軸線を中心とする有底四角筒状に形成されている。カバー体４９は、ブラシ１１の側方を取り囲む側壁５１と、この側壁５１を下方から閉鎖する底壁５２とを有している。側壁５１には、ブラシ１１におけるウエハＷとの接触部分と対向する領域に、ウエハＷの周縁部を受けるための開口５３が形成されている。カバー体４９には、開口５３側と反対側の側壁５１の下端に、吸引口５４が形成されている。

ブラシ１１に関連して、Ｎ₂ガスを供給するためのＮ₂ノズル４４が設けられている。Ｎ₂ノズル４４は、揺動アーム９の先端部のケーシングに固定された支持金具４７に取り付けられて、カバー体４９の外側に配置されている。Ｎ₂ノズル４４の吐出口４６は、開口５３に向けられている。Ｎ₂ノズル４４は、吐出口４６から吐出されるＮ₂ガスの吐出方向が水平方向に対し３０°下向きとなる姿勢で配置されている。ウエハＷの表面の周縁領域４１および周端面４２がブラシ１１の第１接触面３２に接触した状態（図３にて二点鎖線で図示。）では、ウエハＷの回転半径方向に沿ってその内側から外側に向かう方向から、ブラシ接触領域Ｐに向けて、吐出口４６からのＮ₂ガスが吹き付けられる。

カバー体４９のＮ₂ノズル４４側と反対側には、排気ユニット５５が側壁５１に固定されている。排気ユニット５５の内部には、ケーシング５６により排気路５７が区画されている。排気路５７は、吸引口５４を介して、カバー体４９の内部と連通している。排気路５７の先端に形成された排出口５８には、吸引管５９が接続されている。吸引管５９は、処理室２の外部へ延びており、その先端は、吸引管５９内を真空吸引するための真空発生装置６０に接続されている。

真空発生装置６０が駆動されることにより、カバー体４９内の雰囲気や液は、カバー体４９の吸引口５４、排気路５７、排出口５８および吸引管５９を介して真空発生装置６０に吸引される。真空発生装置６０に吸引された雰囲気および液は、図示しない廃気液設備により処理される。
図５は、基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。

基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部５０を備えている。
この制御部５０には、スピンモータ７、揺動駆動機構１２、昇降駆動機構１３、ブラシ自転機構１５、処理液バルブ３９、Ｎ₂バルブ４５および真空発生装置６０が制御対象として接続されている。
図６は、基板処理装置におけるウエハＷの処理を説明するための工程図である。以下、その表面の中央部（デバイス形成領域）にＬｏｗ−ｋ膜（疎水性膜）が形成されたウエハＷを洗浄する場合を例にとって説明するが、この洗浄処理は、その表面の中央部に銅配線が形成されたウエハＷを洗浄対象とすることもできるし、それ以外のウエハＷを洗浄対象とすることもできる。

処理対象のウエハＷの搬入前は、揺動アーム９がその搬入の妨げにならないように、ブラシ１１はホームポジションに配置されている。このブラシ１１の貯留溝２４には所定の量の処理液が溜められており、そのため、ブラシ１１には、十分な量の処理液が含浸されている。
処理対象のウエハＷは、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部５０によりスピンモータ７が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。

また、制御部５０によりブラシ自転機構１５が制御されて、ブラシ１１が、たとえば、１００〜２００ｒｐｍの回転速度で、ウエハＷの回転方向と同方向に回転される。その後、制御部５０により揺動駆動機構１２および昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触される（ステップＳ３）。

具体的には、まず、昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１が予め設定された高さの位置に移動され、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷの周端面４２に対向する。次に、揺動駆動機構１２が制御されて、揺動アーム９が旋回し、ブラシ１１が水平移動することにより、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触し、押し付けられる。これにより、ブラシ１１の第２接触面３３にウエハＷが食い込み、ブラシ１１の内部に含浸されている処理液が染み出し、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に処理液が供給される。そして、ウエハＷおよびブラシ１１が同方向に回転されることにより、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２と第２接触面３３とが摺擦し、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２が洗浄される。

ブラシ１１から処理液が染み出し、ブラシ１１に含浸された処理液の量が減少すると、ブロック体２１の貯留溝２４に溜められている処理液がブラシ１１へと供給される。したがって、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に対する裏面側洗浄処理の実行に伴って、貯留溝２４に溜められている処理液の量が減少する。
ブラシ１１がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触してから予め定める時間が経過すると、制御部５０により処理液バルブ３９が開かれる。これにより、吐出口３７からブロック体２１の貯留溝２４に向けて処理液が吐出される（ステップＳ４）。このときの吐出口３７からの処理液の吐出流量は、たとえば３０ｍＬ／ｍｉｎである。吐出口３７からの処理液は、ブロック体２１の貯留溝２４に溜められる。

また、制御部５０によりＮ₂バルブ４５が開かれる。これにより、Ｎ₂ノズル４４の吐出口４６から、ウエハＷの表面の周縁領域４０の近傍に向けて、Ｎ₂ガスが吹き付けられる（ステップＳ５）。これにより、ウエハＷの裏面の周縁領域４１に供給された処理液のウエハＷの表面への回り込みが防止される。Ｎ₂ノズル４４からのＮ₂ガスを受けた処理液は、ブラシ１１に向けて流れる。このため、カバー体４９の内部には、処理液を含む雰囲気が存在するようになる。また、カバー体４９の底壁５２上には、処理液が溜まるようになる。

さらに、制御部５０により真空発生装置６０の駆動が開始される。これにより、カバー体４９の内部の処理液を含む雰囲気が真空発生装置６０により吸引開始される（ステップＳ５）。これにより、カバー体４９の内部から処理液を含む雰囲気が排除される。また、
カバー体４９の底壁５２上に溜まった処理液も、カバー体４９の側壁５１の下端に形成された吸引口５４を介して真空発生装置６０により吸引される。

ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に対する裏面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部５０により昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１が所定の高さまで下降される。これにより、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷから離れ、第１接触面３２にウエハＷの周縁部が接触し、押し付けられる（ステップＳ６）。これにより、ブラシ１１の第１接触面３２にウエハＷが食い込み、ブラシ１１の内部に含浸されている処理液が染み出し、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２に処理液が供給される。そして、ウエハＷおよびブラシ１１が同方向に回転されることにより、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２と第１接触面３２とが摺擦し、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２が洗浄される。

このとき、Ｎ₂ノズル４４の吐出口４６から、ウエハＷの表面のブラシ接触領域Ｐに向けて、Ｎ₂ガスが吹き付けられる。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域に供給された処理液のウエハＷの内方に向かう移動が規制される。Ｎ₂ノズル４４からのＮ₂ガスを受けた処理液は、ブラシ１１に向けて流れる。
ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２に対する表面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部５０により揺動駆動機構１２および昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１が処理開始前のホームポジションに退避される（ステップＳ７）。また、ブラシ１１がホームポジションに戻される間に、ブラシ自転機構１５が制御されて、ブラシ１１の回転が停止される。さらに、制御部５０によって処理液バルブ３９が閉じられて、吐出口３７からの処理液の吐出が停止される（ステップＳ８）。また、制御部５０によってＮ₂バルブ４５が閉じられて、Ｎ₂ノズル４４からのＮ₂ガスの吐出が停止される（ステップＳ９）。また、制御部５０によって真空発生装置６０の駆動が停止される（ステップＳ９）。

このとき、貯留溝２４には所定の量の処理液が溜められており、この処理液は、次回の洗浄処理に用いられる。そして、その次回の洗浄処理までの間、貯留溝２４に溜められた処理液によって、ブラシ１１の乾燥が防止される。
その後は、制御部５０によりスピンモータ７が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転され（ステップＳ１０）、ウエハＷに付着している処理液が振り切られて、ウエハＷが乾燥される。ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられた後、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ１１）。そして、ウエハＷが静止した後、その処理済みのウエハＷが処理室２から搬出されていく（ステップＳ１２）。

この実施形態によれば、処理液を含浸した状態のブラシ１１がウエハＷの周縁部４０，４１，４２に接触される。これにより、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に処理液が供給される。その一方で、ウエハＷの周縁部におけるブラシ接触領域Ｐには、当該領域Ｐに対してブラシ１１が配置される側と反対側からＮ₂ガスが吹き付けられる。このＮ₂ガスの供給により、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給された処理液は、ウエハＷの外方に向かって押し流される。したがって、デバイス形成領域への処理液の進入を防止することができる。これにより、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、ウエハＷの周縁部から汚染を良好に除去することができる。

また、ブラシ１１の周囲の雰囲気が真空発生装置６０により吸引される。
ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給される処理液がウエハＷの外側に流れることにより、ブラシ１１の周囲には、処理液を含む雰囲気が存在する。この雰囲気がデバイス形成領域に進入すると、デバイス形成領域に悪影響を及ぼすおそれがある。
ブラシ１１の周囲の処理液を含む雰囲気は、真空発生装置６０により吸引され、ブラシ１１の周囲から排除される。その結果、処理液を含む雰囲気がデバイス形成領域に悪影響を及ぼすことを防止することができる。

さらに、ブラシ１１の周囲がカバー体４９により取り囲まれているので、カバー体４９の外部に処理液が飛散することがなく、カバー体４９の内部だけに、処理液を含む雰囲気が存在する。このカバー体４９の内部の雰囲気が真空発生装置６０により吸引されるので、ブラシ１１の周囲から処理液を含む雰囲気を、効率的に排除することができる。
さらにまた、ブラシ１１がウエハＷの周縁部４０，４１，４２に接触される。また、ブラシ１１に供給されてブラシ１１の内部に浸透した処理液が、ブラシ１１の内部から第１接触面３２および第２接触面３３を介して、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給される。処理液がブラシ１１の内部を通ってウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給されるので、処理液が周囲にほとんど飛散しない。したがって、ウエハＷの表面のデバイス形成領域への付着を防止することができる。これにより、デバイス形成領域に影響を与えることなく、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２から汚染を良好に除去することができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、前記の実施形態では、ブラシ１１の内部に処理液を浸透させ、その内部からブラシ１１の接触面３２，３３に処理液を供給する構成を例にとって説明したが、たとえば、ブラシ１１への処理液の供給のために、ウエハＷの裏面に処理液を供給する構成を採用することもできる。

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。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 図１に示す基板処理装置の内部の図解的な側面図である。 ブラシ周辺の構成を示す断面図である。 図３のホルダを、切断面線IV−IVで切断したときの断面図である。 基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。 基板処理装置におけるウエハの処理を説明するための工程図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１１ ブラシ
１１ａ 上端面
１５ ブラシ自転機構（ブラシ回転手段）
２１ ブロック体
２４ 貯留溝
２５ 接続路
３２ 第１接触面
３３ 第２接触面
３６ 処理液供給管（処理液供給手段）
３７ 吐出口
３９ 処理液バルブ（処理液供給手段）
４０ 周縁領域
４１ 周縁領域
４２ 周端部
４４ Ｎ₂ノズル（気体供給手段）
４９ カバー体
５１ 側壁
５２ 底壁
５４ 吸引口
６０ 真空発生装置（吸引手段）
Ｐ ブラシ接触領域
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (11)

1. 接触面を有し、処理液が含浸した状態で、基板の周縁部に前記接触面が接触されるように配置されるブラシと、
   基板の周縁部における前記ブラシが接触する領域に、当該領域に対して前記ブラシが配置される側と反対側から気体を供給するための気体供給手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。
2. 前記ブラシの周囲の雰囲気を吸引するための吸引機構をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記吸引機構は、前記ブラシの周囲を取り囲むように覆うカバー体と、前記カバー体の内部の雰囲気を吸引する吸引手段とを含むことを特徴とする、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記カバー体は、鉛直軸線方向を中心とする筒状に形成され、前記ブラシの側方を取り囲む側面と、前記側面を下方から閉鎖する底面とを有し、
   前記吸引手段は、前記カバー体の前記側面の下端部に形成された吸引口を有することを特徴とする、請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記ブラシの内部に処理液が浸透し、その浸透した処理液が前記接触面に供給されるように、前記ブラシに対して処理液を供給する処理液供給機構をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記ブラシにおける前記接触面とは異なる上端面に接して配置されたブロック体をさらに含み、
   前記処理液供給機構は、
   前記ブロック体の上面に形成され、液を溜めることができる溝と、
   前記溝に対し、処理液を供給するための処理液供給手段と、
   前記ブロック体を貫通して形成され、前記溝の底面と前記ブラシの前記上端面とを接続する接続路とを含むことを特徴とする、請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記処理液供給手段は、前記溝よりも上方位置に配置されて、前記溝に向けて処理液を吐出する吐出口を含むことを特徴とする、請求項５または６記載の基板処理装置。
8. 前記ブラシを、鉛直軸線を中心に、前記ブロック体と一体的に回転させるブラシ回転手段をさらに含み、
   前記接続路は、鉛直方向に対し、前記ブラシに近づくにつれて前記ブラシの前記鉛直軸線に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記接触面は、下方側に向けて狭まる形状の第１接触面を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 前記接触面は、前記第１接触面の下方側の端縁から下方側に向けて拡がる形状の第２接触面を含むことを特徴とする、請求項９記載の基板処理装置。
11. 処理液が含浸した状態でブラシを、その接触面が基板の周縁部に接触するように配置する工程と、
    基板の周縁部における前記ブラシが接触する領域に、当該領域に対して前記ブラシが配置される側と反対側から気体を供給する工程とを含むことを特徴とする、基板処理方法。

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