JP2010045142A - 洗浄ブラシ、基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を複雑化、大型化させることなく、ウエハのエッジに付着した異物を洗い落とす。
【解決手段】洗浄ブラシ３は、円柱状である。洗浄ブラシ３の外周面上には、その中心軸Ｐ方向の高さ位置を連続的に変化させながら周方向に延びるＶ字状の切り込み部１１が設けられている。ウエハＷの下面の周縁部及び端面部を洗浄する場合には、切り込み部１１における高さ位置が最も高い部分ＡがウエハＷと当接するように、洗浄ブラシ３の中心軸Ｐ回りの回転位置を位置決めする。また、ウエハＷの上面の周縁部及び端面部を洗浄する場合には、切り込み部１１における高さ位置が最も低い部分ＢがウエハＷと当接するように、洗浄ブラシ３の回転位置を位置決めする。
【選択図】図６

Description

本発明は、円形状の基板を洗浄するための洗浄ブラシ、該洗浄ブラシを備える基板洗浄装置及び円形状の基板を洗浄する基板洗浄方法に関する。

ウエハ上に回路パターンを形成することにより半導体装置を製造する半導体製造工程では、ウエハに付着したパーティクルやフォトレジスト等の残留物など（以下、「異物」と略述する）が、歩留まり低下の一因となる。そのため、半導体製造工程では、必要に応じてウエハの洗浄処理が行われる。デザインルールの微細化、液浸露光技術の導入に伴い、この洗浄処理の重要性が増している。

また、半導体製造工程中、エッジに付着した異物は、回路パターンの形成精度に影響を与えたり、処理溶液などを汚染したりする。また、付着した異物がパーティクル化し、後工程に悪影響を及ぼすおそれもある。このため、回路パターンが形成されたウエハの表面のみならず、ウエハのエッジ部、すなわちウエハの表面や裏面の周縁部や端面部に付着した異物やパーティクルも洗い落とす必要があり、この種の洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−８４９３４号公報

この種の洗浄装置では、曲面的なウエハの周縁部や端面部に付着した異物を丁寧に洗い落とすために、各部を洗浄するための洗浄ブラシが複数設けられている。このような場合、洗浄ブラシを駆動する駆動機構もブラシごとに必要となるので、装置構成が複雑となり、装置が大型化する傾向にある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置を複雑化、大型化させることなく、ウエハのエッジに付着した異物を洗い落とすことができる洗浄ブラシ、基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る洗浄用ブラシは、円柱状の外形を有し、その中心軸方向の高さ位置を変化させながら外周面上を周方向に延びる断面Ｖ字状の切り込みが設けられている、ことを特徴とする。

前記Ｖ字状の切り込みは、前記中心軸方向の高さ位置が前記周方向に連続的に変化し、断面が前記中心軸方向で小さく表面方向で広く形成されている、こととしてもよい。

前記切り込みは、前記中心軸方向の高さ位置を周期的に変化させながら外周面上を一周している、こととしてもよい。

前記切り込みは、前記中心軸方向の高さ位置が最も高い部分の下側の内壁が前記中心軸に略直交しており、前記中心軸方向の高さ位置が最も低い部分の上側の内壁が前記中心軸に略直交している、こととしてもよい。

前記切り込みの上側の内壁と下側の内壁の傾きは、周方向に、連続的に変化している、こととしてもよい。

前記切り込みは、前記中心軸方向の高さ位置が最も高い部分が複数設けられ、前記中心軸方向の高さ位置が最も低い部分が複数設けられていることとしてもよい。

本発明の第２の観点に係る基板洗浄装置は、略円板状の基板を水平に保持しつつ、該基板を、該基板に垂直な第１の回転軸回りに回転させる回転駆動部と、本発明の洗浄ブラシを、前記第１の回転軸に平行で、かつ、前記洗浄ブラシの中心軸に沿った第２の回転軸回りに回転可能に保持する支持部と、前記洗浄ブラシの切り込みが、前記基板の端面部に対して進退可能となるように、前記支持部を、水平方向に移動させる支持部駆動部と、を備える。

前記駆動部を制御して、前記基板を前記第１の回転軸回りに回転させ、前記支持部を制御して、前記基板の洗浄位置に応じて、前記洗浄ブラシを前記第２の回転軸回りに回転させて、所定位置を前記基板に対向させ、前記支持部駆動部を制御する、制御部をさらに備える、こととしてもよい。

前記制御部は、前記基板の上面を洗浄するときは、前記洗浄ブラシに形成された切り込みの上側の内壁が前記基板の上面に接触する位置に、前記支持部を制御して前記洗浄ブラシを回転させ、前記基板の下面を洗浄するときは、前記切り込みの下側の内壁が前記基板の下面に接触する位置に、前記支持部を制御して前記洗浄ブラシを回転させ、前記基板の端面を洗浄するときは、前記切り込みの内壁が前記基板の端面に接触する位置に、前記支持部駆動部を制御して前記支持部を水平方向に移動させる、こととしてもよい。

本発明の第３の観点に係る基板洗浄方法は、略円形の基板を洗浄する基板洗浄方法であって、円柱状の外形を有し、その中心軸方向の高さ位置を変化させながら外周面上を周方向に延びる断面Ｖ字状の切り込みが設けられた洗浄ブラシを、前記中心軸回りに回転させることにより、前記洗浄ブラシの前記中心軸回りの回転位置を位置決めする第１の工程と、前記基板を回転させながら、洗浄液を前記基板の外周部に噴射するとともに、前記基板の周縁部及び端面部が前記切り込みに進入するように、前記洗浄ブラシを前記基板に当接させる第２の工程と、を含む。

前記第１の工程では、前記基板の下面の周縁部を洗浄する場合には、高さ位置が最も高い部分が前記基板と当接するように、前記洗浄ブラシの回転位置を位置決めし、前記基板の上面の周縁部を洗浄する場合には、高さ位置が最も低い部分が前記基板と当接するように、前記洗浄ブラシの回転位置を位置決めすることとしてもよい。

前記第１の工程では、前記洗浄ブラシから前記基板に加えられる押圧力に基づいて、前記洗浄ブラシの回転位置を位置決めすることとしてもよい。

本発明によれば、装置を複雑化、大型化させることなく、ウエハのエッジに付着した異物を洗い落とすことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る基板洗浄装置１００の概略的な構成が示されている。

基板洗浄装置１００は、例えば、円板状の基板としてのウエハＷの洗浄、特にウエハＷのエッジ（上面周縁部、下面周縁部及び端面部）の洗浄に用いられる。基板洗浄装置１００は、枚葉式のウエット洗浄装置であり、ウエハＷを回転させつつその洗浄を行うスピン洗浄装置である。

図１に示されるように、基板洗浄装置１００は、回転駆動部としてのスピンチャック１と、２本のノズル２と、洗浄ブラシ３と、支持部としてのアーム部４と、支持部駆動部としての駆動機構５と、を備えている。

スピンチャック１は、Ｚ軸方向に平行な第１の回転軸としての回転軸Ｏを中心に回転する回転テーブルである。スピンチャック１は、洗浄対象のウエハＷを、その上端部のテーブルにて真空吸着により保持する。これにより、ウエハＷは、水平に保持される。スピンチャック１は、不図示のスピンドルモータに接続されており、そのスピンドルモータの回転に従って回転する。このスピンチャック１の回転により、ウエハＷが回転軸Ｏ回りに回転する。

ノズル２は、洗浄液を、適当なスピードでウエハＷに向かって噴射する。このような洗浄液としては、例えば純水（Ｄｅ−Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）が用いられる。上側のノズル２の噴射口は、ウエハＷの上面の外周方向に向いている。この噴射口から噴射された洗浄液は、ウエハＷの上面の周縁部に水膜を形成した後、ウエハＷの端部から下に落下する。下側のノズル２の噴射口は、ウエハＷの下面の外周方向に向いている。この噴射口から噴射された洗浄液は、ウエハＷの下面に噴射され、ウエハＷの下面に水膜を形成した後落下する。連続的に噴射される洗浄液により、ウエハＷの外周には、十分な水膜が形成され、後述される洗浄ブラシ３によるスクラッチの形成が防止される。

なお、基板洗浄装置１００は、不図示のカップをさらに備えており、このカップにより、ノズル２から噴射された洗浄液が外部に漏れるのが防止されている。ウエハＷから落下し、カップで回収された洗浄液は、その下部に形成された排水口（ドレイン）から排出される。

洗浄ブラシ３は、図２（Ａ）に示されるように、円柱状に成形されている。洗浄ブラシ３の軸芯、すなわち第２の回転軸としての中心軸Ｐは、スピンチャック１の回転軸Ｏと平行に設定されている（図１参照）。洗浄ブラシ３には、断面Ｖ字状の切り込み部１１（以下、適宜「Ｖ字溝」ともいう）が設けられている。

図２（Ｂ）には、切り込み部１１の拡大図が示されている。図２（Ｂ）に示されるように、切り込み部１１は、洗浄ブラシ３の外周面上を周方向に延びている。切り込み部１１は、洗浄ブラシ３の外周面上を一周しているが、一周する間、切り込み部１１の中心軸Ｐ方向の位置、すなわち高さ位置は、連続的に変化している。

その高さ位置が最も高い部分を部分Ａとし、その高さ位置が最も低い部分を部分Ｂとする。以下では、適宜、部分Ａを最上点Ａともいい、部分Ｂを最下点Ｂともいう。部分Ａと部分Ｂとの高さの差は、ウエハＷの厚みや、洗浄ブラシ３の柔軟性などに基づいて決定されている。図２（Ｂ）では、部分Ａと部分Ｂとを結ぶ線分と水平線とのなす角度がαとして示されている。角度αは、部分Ａと部分Ｂとの高さの差と、洗浄ブラシ３の直径Ｄとに基づいて決定されている。

切り込み部１１の断面形状は、Ｖ字状であり、中心軸Ｐの方向で小さく、表面方向で広くなるように形成されている。この切り込み部１１の開口幅ＬがウエハＷの厚みよりも広いので、ウエハＷはこの切り込み部１１に余裕を持って入り込むことができる。切り込み部１１の深さｄは、任意に設定することができるが、ウエハＷの周縁部の洗浄されるべき全ての部分が入り込めるような深さであって、ウエハＷに対して適切な押圧力が与えられる深さに設定されるのが望ましい。

切り込み部１１において、その高さ位置が最も高い部分Ａでは、下側の内壁がほぼ水平で、中心軸Ｐとほぼ直交しており、上側の内壁が傾斜している。また、高さ位置が最も低い部分Ｂでは、上側の内壁がほぼ水平で、中心軸Ｐとほぼ直交しており、下側の内壁が傾斜している。部分Ａと部分Ｂとの間における上下内壁の傾斜角度は、周方向に連続的に変化している。なお、図２（Ｃ）に示されるように、中心軸Ｐ回りの角度θを考えると、部分Ａと部分Ｂとは、θ＝１８０度の関係、すなわち逆向きの位置関係となるように設定されている。

洗浄ブラシ３は、アーム部４に接続されている。より詳細には、洗浄ブラシ３は、アーム部４の先端に取り付けられた取り付け機構１２を介して着脱可能に接続されている。アーム部４には、ステッピングモータ１３が収納されている。洗浄ブラシ３は、ステッピングモータ１３によって駆動され、中心軸Ｐ回りに回転して、任意の回転角度で位置決めされる。

アーム部４は、駆動機構５に接続されている。駆動機構５は、昇降装置１４と横行装置１５とを備えている。昇降装置１４は、アーム部４をＺ軸方向に移動させる。また、横行装置１５は、アーム部４をＹ軸方向に移動させる。昇降装置１４と横行装置１５との協調動作により、アーム部４がＺ軸方向及びＹ軸方向に駆動され、洗浄ブラシ３が、ウエハＷの端面部に対して進退可能である。

図３には、本実施形態に係る基板洗浄装置１００の制御系の構成が示されている。図３に示されるように、この制御系は、制御部としての主制御装置５０を中心に構成されている。

主制御装置５０には、洗浄液供給装置３１と、アーム駆動装置３２と、スピンチャック駆動装置３３と、真空吸着機構３４と、回転駆動装置３５とが接続されている。これらは、主制御装置５０の制御の下で動作する。洗浄液供給装置３１は、２本のノズル２に洗浄液を供給する。アーム駆動装置３２は、駆動機構５及びアーム部４を介してＺ軸方向及びＹ軸方向に駆動する。スピンチャック駆動装置３３は、スピンチャック１を回転駆動するスピンドルモータ及びそのドライバである。真空吸着機構３４は、スピンチャック１によりウエハＷの真空吸着を行うための真空ポンプなどである。回転駆動装置３５は、洗浄ブラシ３を回転させるステッピングモータ１３を駆動するドライバである。

主制御装置５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えたマイクロコンピュータである。ＲＯＭには、制御プログラムが格納されており、ＲＡＭには、制御動作に必要なワークエリア等が形成されている。主制御装置５０では、ＣＰＵが、ＲＯＭから読み出した制御プログラムを実行し、必要に応じてＲＡＭに対してデータを読み書きすることにより、基板洗浄装置１００全体を統括制御する。

次に、本実施形態に係る基板洗浄装置１００の動作について説明する。図４には、主制御装置５０によって実行される洗浄処理の制御プログラムのフローチャートが示されている。

図４に示されるように、洗浄処理が開始されると、まず、主制御装置５０は、準備処理を行う（ステップＳ０１）。より具体的には、主制御装置５０は、不図示のロードアームによりウエハＷをスピンチャック１上にロードし、スピンチャック１にウエハＷを真空吸着保持させる。そして、主制御装置５０は、洗浄液供給装置３１にノズル２への洗浄液の供給を開始させる。これにより、ノズル２からの洗浄液の噴射が開始される。以上の動作により、基板洗浄装置１００は、図５（Ａ）に示されるような状態となる。

次に、主制御装置５０は、回転駆動装置３５を介して、ステッピングモータ１３を駆動し、部分Ａが−Ｙ方向を向くように、洗浄ブラシ３の回転位置を、位置決めする（ステップＳ０３）。

次に、主制御装置５０は、アーム駆動装置３２を介して、駆動機構５を駆動して、図５（Ｂ）に示されるように、洗浄ブラシ３を、矢印ＹＡで示される方向に駆動して、ウエハＷの＋Ｙ側のエッジに進入させる（ステップＳ０５）。これにより、図６（Ａ）に示されるように、洗浄ブラシ３の切り込み部１１の部分Ａに、ウエハＷのエッジが入り込む。ここで、ウエハＷの下側の周縁部が、部分Ａの下側の内壁に接触し、これを押し込む。ウエハＷの進入深さは、洗浄に必要な押圧力に基づいて決定されるが、例えば２〜３ｍｍとすることができる。この場合、ウエハＷの上側の周縁部は、部分Ａの上側の内壁と若干接触していてもよいし、それらの間に空隙があってもよい。

次に、主制御装置５０は、ウエハＷの洗浄を継続する（ステップＳ０７）。ここでは、所定の時間だけ、図６（Ａ）に示される状態が継続される。これにより、主として、ウエハＷの下面の周縁部や端面部に付着した異物が、洗浄ブラシ３によりこすり落とされ、洗浄液により洗い流される。部分Ａの下側の面はほぼ水平で、中心軸Ｐに略直交、すなわち、ウエハＷの周縁部と平行となっているため、ウエハＷの周縁部は、洗浄ブラシ３との接触面（部分Ａの下側内壁面）全体で均一にスクラブ洗浄される。また、切り込み部１１は、角度αで傾斜しているため、切り込み部１１に入り込んだ洗浄液は、切り込み部１１内部で、溜まることなく速やかに流れ出る。これにより、切り込み部１１内に残留した異物のウエハＷへの再付着が防止される。

次に、主制御装置５０は、回転駆動装置３５を介して、ステッピングモータ１３を駆動し、図６（Ｂ）に示されるように、部分ＢがウエハＷに当接するように（−Ｙ側を向くように）、洗浄ブラシ３を１８０度回転させる（ステップＳ０９）。これにより、洗浄ブラシ３の切り込み部１１の部分Ｂに、ウエハＷのエッジが入り込むようになる。この状態では、ウエハＷの上側の周縁部が部分Ｂの上側の内壁と接触する。

次に、主制御装置５０は、ウエハＷの洗浄を継続する（ステップＳ１１）。ここでは、所定の時間だけ、図６（Ｂ）に示される状態が継続される。これにより、主として、ウエハＷの上面の周縁部や端面部に付着した異物が、洗浄ブラシ３によりこすり落とされ、洗浄液により洗い流される。部分Ｂの上側の面は、中心軸Ｐに略直交、すなわち、ウエハＷの周縁部に対して平行（ほぼ水平）であるため、ウエハＷの周縁部は、洗浄ブラシ３との接触面（部分Ｂの上側内壁面）全体で均一にスクラブ洗浄される。これにより、洗浄ブラシ３の接触面の局所的な摩耗が防止される。また、切り込み部１１は、角度αで傾斜しているため、切り込み部１１に入り込んだ洗浄液は、切り込み部１１内部で、溜まることなく速やかに流れ出る。これにより、切り込み部１１内に残留した異物のウエハＷへの再付着が防止される。

次に、主制御装置５０は、アーム駆動装置３２を介して、駆動機構５を駆動して、図７に示されるように、矢印ＹＡ’ で示される方向に洗浄ブラシ３を退避させる（ステップＳ１３）。その後、洗浄液の噴射のみによる仕上げ洗浄がしばらく行われる。

次に、主制御装置５０は、ウエハＷの乾燥処理を行う（ステップＳ１５）。より具体的には、主制御装置５０は、洗浄液の噴射を停止した後、スピンチャック駆動装置３５を介して、スピンチャック１の回転数を上げる。これにより、ウエハＷに残留した洗浄液が、ウエハＷの回転により生ずる遠心力で、ウエハＷからふるい落とされるようになる。

次に、主制御装置５０は、後処理を行う（ステップＳ１７）。より具体的には、スピンチャック１の回転停止、ウエハＷのアンロードが行われる。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、切り込み部１１が形成された洗浄ブラシ３一本で、ウエハＷの上面周縁部、下面周縁部及び端面部のスクラブ洗浄が可能となる。これにより、洗浄ブラシを装置内に複数設ける必要がなくなるので、装置を複雑化、大型化させることなく、ウエハＷのエッジに付着した異物を洗い落とすことができるようになる。

また、本実施形態では、アーム部４を上下動させず、洗浄ブラシ３を回転させるだけで、下面周縁部を洗浄できる状態（図４のステップＳ０７）から、上面周縁部を洗浄できる状態（図４のステップＳ１１）へ切り替えることができる。このため、アーム部４を上下方向に動かして、その方向の位置決め制御を行う必要がなくなる。したがって、本実施形態によれば、上下方向に洗浄ブラシを高精度に位置決め制御する制御装置が不要となり、装置の複雑化、大型化を防止することができる。

なお、本実施形態では、部分ＡをウエハＷに接触させて、ウエハＷの下面周縁部を洗浄した後に、洗浄ブラシ３を回転させ、部分ＢをウエハＷに接触させて、ウエハＷの上面周縁部を洗浄したが、工程は逆であってもよい。すなわち、ウエハＷの上面周縁部を先に洗浄し、下面周縁部を後から洗浄するようにしてもよい。

また、本実施形態では、部分ＡをウエハＷに接触させて、ウエハＷの下面周縁部を洗浄した後、洗浄ブラシ３をウエハＷから離間させることなく回転させて、部分ＢをウエハＷに接触させて、ウエハＷの上面周縁部を洗浄した。しかしながら、洗浄ブラシ３をウエハＷから一旦水平方向に離して、洗浄ブラシ３を回転させ、部分ＢをウエハＷ側に向けた後、部分ＢをウエハＷに接触させて、ウエハＷの上面周縁部を洗浄するようにしてもよい。

また、本実施形態に係る基板洗浄装置１００を用いれば、ウエハＷの下面周縁部だけを洗浄することも可能である。この場合には、部分ＡをウエハＷに接触させて洗浄を行うだけでよい。また、ウエハＷの上面周縁部だけを洗浄することも可能である。この場合には、部分ＢのみをウエハＷに接触させて洗浄を行うだけでよい。このように、本実施形態に係る基板洗浄装置１００では、ウエハＷを洗浄する面を選択することができる。この結果、柔軟性のある装置運用やレシピ作りが可能となる。

なお、本実施形態では、部分Ａ、ＢをウエハＷに接触させて、ウエハＷを洗浄したが、切り込み部１１内の他の部分をウエハＷに接触させて、ウエハＷを洗浄するようにしてもよい。接触する部分を変えることにより、ウエハＷへの押圧力を調整することができるからである。

図８（Ａ）には、洗浄ブラシ３の側面の展開図が示されている。また、図８（Ｂ）には、ウエハＷに接触する切り欠き部分と、その切り欠き部分において洗浄ブラシ３からウエハＷの上面へ加えられる押圧力との関係が示されている。さらに、図８（Ｃ）には、ウエハＷに接触する切り欠き部分と、その切り欠き部分において洗浄ブラシ３からウエハＷの下面へ加えられる押圧力との関係が示されている。

図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示されるように、部分Ａでは、ウエハＷの上面への押圧力は最小となり、ウエハＷの下面への押圧力は最大となる。また、部分Ｂでは、ウエハＷの下面への押圧力は最大となり、ウエハＷの下面への押圧力は最小となる。

これに対し、部分Ａと部分Ｂの中間の部分Ｃでは、洗浄ブラシ３からウエハＷの上面へ加えられる押圧力は、部分Ｂのときの約半分となり、洗浄ブラシ３からウエハＷの上面へ加えられる押圧力は、部分Ｂのときの約半分となる。したがって、図９に示されるように、部分ＣをウエハＷに接触させた場合には、部分Ａ、Ｂのときに比べて、約半分の押圧力で、スクラブ洗浄が行われることになる。

洗浄中に洗浄ブラシ３からウエハＷに加えられる押圧力は、強ければ強いほど良いわけではなく、強すぎるとかえって洗浄能力が低下するおそれがある。部分Ａ、Ｂでは、押圧力が強すぎる場合には、部分Ｃや他の部分を、ウエハＷに接触させつつ、スクラブ洗浄を行うようにすれば、洗浄能力の低下を防止することが可能となる。さらに、部分Ａ、Ｂで洗浄した後に部分Ｃで洗浄しても良い。部分Ｃで洗浄することにより、部分Ａ、Ｂで除去した異物を、ウエハＷ上より押し流すことができる。図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示されるように、洗浄ブラシ３からウエハＷに加えられる押圧力は連続的に変化しているので、適切な押圧力を与える部分が、切り込み部１１内に必ず存在するようになる。したがって、押圧力と回転位置θとの関係を予め把握しておき、適切な押圧力が見込まれる回転位置θに洗浄ブラシ３を回転させたうえで、ウエハＷに接触させつつ、スクラブ洗浄を行うようにすれば、洗浄能力の低下を防止することが可能となる。なお、切り込み部１１の内壁は、連続面となっているので、どの部分をウエハＷに接触させても洗浄に支障が出ることはない。

上記実施形態においては、切り込み部１１（Ｖ字溝）の最上点ＡでウエハＷの下周面を洗浄し、Ｖ字溝の最下点ＢでウエハＷの上周面を洗浄するように、Ｖ字溝を形成した。これに限定されず、図１０に例示するように、Ｖ字溝の最上点ＡでウエハＷの上周面を洗浄し、Ｖ字溝の最下点ＢでウエハＷの下周面を洗浄するように、Ｖ字溝を形成してもよい。この場合、例えば、Ｖ字溝の最下点部分の下内壁が中心軸Ｐに垂直（水平）で且つウエハＷの下面とほぼ同一の高さ（正確には、ウエハＷの下面よりもわずかに高い）に位置し、Ｖ字溝の最上点部分の上内壁が中心軸Ｐに垂直（水平）で且つウエハＷの上面とほぼ同一の高さ（正確には、ウエハＷの上面よりもわずかに低い）に位置するようにＶ字溝を形成すればよい。

さらに、上記実施形態では、洗浄ブラシ３を回転させるだけで、ウエハＷと洗浄ブラシ３との接触状態を調整したが、洗浄ブラシ３の回転位置を調整しつつ、アーム駆動装置３２を介して、昇降装置１４を駆動し、洗浄ブラシ３の上下位置を調整することにより、ウエハＷと洗浄ブラシ３との接触状態を適切な状態とするようにしてもよい。

なお、洗浄ブラシ３については、上記実施形態に係るものから、様々な設計変更が可能である。例えば、図１１（Ａ）には、その変形例としての洗浄ブラシ３’が示されている。洗浄ブラシ３’の切り込み部１１’は、高さ位置が最も高い部分Ａが２カ所、高さ位置が最も低い部分Ｂが２カ所設けられている。このようにすれば、一方の部分Ａが摩耗して、ウエハＷの洗浄に適さなくなった場合には、もう一方の部分Ａを用いて、ウエハＷの洗浄を行うことができる。このように、部分Ａ、Ｂを複数有している場合には、洗浄ブラシ３の寿命を延ばすことができるようになる。

洗浄ブラシ３では、切り込み部は、その中心軸Ｐ方向の高さ位置を変化させながら外周面上を周方向に延びていればよく、切り込み部が外周面を完全に一周している必要はない。また、切り込み部は、環状になっていなくてもよく、ヘリカル状に形成されていてもよい。

このように、洗浄ブラシ３の切り込み部の形状を工夫するだけで、洗浄するウエハＷの洗浄面の選択、ウエハＷへの押圧力の調整、洗浄液の溜まり防止、ブラシの摩耗対策などが、高度な制御技術を用いることなく、可能となる。この結果、装置の複雑化、大型化が防止される。

なお、洗浄ブラシ３については、ウエハＷを洗浄できるものであれば、材質に特に制限はない。すなわち、ウエハＷに接触し、ウエハＷの表面に付着した異物を除去可能なもの全てが洗浄ブラシ３に包含される。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂やポリプロピレン系樹脂が中実円柱状に成形され、その外周に切り込み部が設けられたものを用いるようにしてもよい。この他、多孔質の素材や発泡プラスチックで構成されたものを用いるようにしてもよい。このような洗浄ブラシ３は、例えば、射出成型機などを用いて、容易に製造することが可能である。

また、上記実施形態では、洗浄ブラシ３を、取り付け機構１２を介して、脱着可能にした。洗浄ブラシ３については、同じものを複数用意し、その摩耗度に応じて消耗品として取り替えるようにすることができる。また、レシピに合わせて（又はウエハＷのサイズに合わせて）深さｄや傾斜角度αなどが異なるものを複数用意しておくこともできる。

本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の側面図である。 図２（Ａ）は、図１の洗浄ブラシの斜視図であり、図２（Ｂ）は、切り込み部の拡大図であり、図２（Ｃ）は、洗浄ブラシの上面図である。 図１の基板洗浄装置の制御系の構成を示す図である。 図１の基板洗浄装置における制御プログラムのフローチャートである。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基板洗浄装置の洗浄動作を示す図（その１）である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、基板洗浄装置の洗浄動作を示す図（その２）である。 基板洗浄装置の洗浄動作を示す図（その３）である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、洗浄ブラシの回転位置とウエハに加えられる押圧力との関係を示す図である。 部分Ｃをウエハに当接させた場合の基板洗浄装置の上面図である。 洗浄ブラシの変形例を示す図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、洗浄ブラシの変形例を示す図である。

符号の説明

１ スピンチャック
２ ノズル
３、３’ 洗浄ブラシ
４ アーム部
５ 駆動機構
１１、１１’ 切り込み部
１２ 取り付け機構
１３ ステッピングモータ
１４ 昇降装置
１５ 横行装置
３１ 洗浄液供給装置
３２ アーム駆動装置
３３ スピンチャック駆動装置
３４ 真空吸着機構
３５ 回転駆動装置
５０ 主制御装置
１００ 基板洗浄装置
Ｗ ウエハ

Claims (12)

1. 円柱状の外形を有し、
   その中心軸方向の高さ位置を変化させながら外周面上を周方向に延びる断面Ｖ字状の切り込みが設けられている、
   ことを特徴とする洗浄ブラシ。
2. 前記Ｖ字状の切り込みは、
   前記中心軸方向の高さ位置が前記周方向に連続的に変化し、
   断面が前記中心軸方向で小さく表面方向で広く形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄ブラシ。
3. 前記切り込みは、前記中心軸方向の高さ位置を周期的に変化させながら外周面上を一周している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄ブラシ。
4. 前記切り込みは、
   前記中心軸方向の高さ位置が最も高い部分の下側の内壁が前記中心軸に略直交しており、
   前記中心軸方向の高さ位置が最も低い部分の上側の内壁が前記中心軸に略直交している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗浄ブラシ。
5. 前記切り込みの上側の内壁と下側の内壁の傾きは、周方向に、連続的に変化している、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の洗浄ブラシ。
6. 前記切り込みは、
   前記中心軸方向の高さ位置が最も高い部分が複数設けられ、
   前記中心軸方向の高さ位置が最も低い部分が複数設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の洗浄ブラシ。
7. 略円板状の基板を水平に保持しつつ、該基板を、該基板に垂直な第１の回転軸回りに回転させる回転駆動部と、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の洗浄ブラシを、前記第１の回転軸に平行で、かつ、前記洗浄ブラシの中心軸に沿った第２の回転軸回りに回転可能に保持する支持部と、
   前記洗浄ブラシの切り込みが、前記基板の端面部に対して進退可能となるように、前記支持部を、水平方向に移動させる支持部駆動部と、を備える基板洗浄装置。
8. 前記駆動部を制御して、前記基板を前記第１の回転軸回りに回転させ、
   前記支持部を制御して、前記基板の洗浄位置に応じて、前記洗浄ブラシを前記第２の回転軸回りに回転させて、所定位置を前記基板に対向させ、
   前記支持部駆動部を制御する、制御部をさらに備える、ことを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
9. 前記制御部は、
   前記基板の上面を洗浄するときは、前記洗浄ブラシに形成された切り込みの上側の内壁が前記基板の上面に接触する位置に、前記支持部を制御して前記洗浄ブラシを回転させ、
   前記基板の下面を洗浄するときは、前記切り込みの下側の内壁が前記基板の下面に接触する位置に、前記支持部を制御して前記洗浄ブラシを回転させ、
   前記基板の端面を洗浄するときは、前記切り込みの内壁が前記基板の端面に接触する位置に、前記支持部駆動部を制御して前記支持部を水平方向に移動させる、
   ことを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄装置。
10. 略円形の基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
    円柱状の外形を有し、その中心軸方向の高さ位置を変化させながら外周面上を周方向に延びる断面Ｖ字状の切り込みが設けられた洗浄ブラシを、前記中心軸回りに回転させることにより、前記洗浄ブラシの前記中心軸回りの回転位置を位置決めする第１の工程と、
    前記基板を回転させながら、洗浄液を前記基板の外周部に噴射するとともに、前記基板の周縁部及び端面部が前記切り込みに進入するように、前記洗浄ブラシを前記基板に当接させる第２の工程と、を含む基板洗浄方法。
11. 前記第１の工程では、
    前記基板の下面の周縁部を洗浄する場合には、高さ位置が最も高い部分が前記基板と当接するように、前記洗浄ブラシの回転位置を位置決めし、
    前記基板の上面の周縁部を洗浄する場合には、高さ位置が最も低い部分が前記基板と当接するように、前記洗浄ブラシの回転位置を位置決めすることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
12. 前記第１の工程では、
    前記洗浄ブラシから前記基板に加えられる押圧力に基づいて、前記洗浄ブラシの回転位置を位置決めすることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。

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