JP3768798B2

JP3768798B2 - 洗浄処理装置および洗浄処理方法

Info

Publication number: JP3768798B2
Application number: JP2000325640A
Authority: JP
Inventors: 明石原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002134452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の基板に所定の洗浄処理を施す洗浄処理装置および洗浄処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハ（ウエハ）の表裏両面、特に半導体デバイスが形成されるウエハの表面の清浄度を高く維持する必要があり、このため、種々の製造プロセスの前後でウエハの表裏面の洗浄が行われている。
【０００３】
特に、フォトリソグラフィ工程においては、ウエハの表裏面の洗浄は不可欠であり、従来より、例えば、略水平に載置されて面内回転するウエハの上面に洗浄液を供給しながら回転するブラシをウエハの上面に当接しつつ、ウエハの中央部と周縁部との間で往復移動させることで、ウエハの上面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去するスクラブ洗浄が行われている。従来は、このようなスクラブ洗浄を行う装置１台に配設されるブラシは１本のみであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年になってウエハ等の被処理基板の大面積化が進んでおり、従来のように１本のブラシを用いた洗浄処理では、ウエハ１枚当たりの処理時間が長くなり、処理効率が低くなって生産性が低下し、またランニングコストが嵩む等の問題が生じている。また、被処理基板に形成されるデバイスの微細化、高密度集積化が進んでおり、これに伴って被処理基板には、より清浄度を高めた洗浄処理が求められるようになっている。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、大面積の被処理基板の洗浄処理時間を短縮してスループットを向上させた洗浄処理装置および洗浄処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、様々な洗浄方法を選択することを可能とし、これにより最適な洗浄処理を行って被処理基板の品質が高められる洗浄処理装置および洗浄処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、基板に所定の洗浄処理を施す洗浄処理装置であって、基板を略水平に保持して面内回転させる保持手段と、前記保持手段に保持された基板の上面を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄手段をそれぞれ保持した複数の洗浄手段保持アームと、前記複数の洗浄手段保持アームを独立してスキャンさせるとともに、独立して上下に昇降させる複数のアーム駆動機構と、を具備し、
前記複数の洗浄手段保持アームの少なくとも１本が他の洗浄手段保持アームをスキャン方向において追い越し可能であり、前記複数の洗浄手段保持アームが基板の径方向にスキャンすることにより、複数の前記洗浄手段が基板の中心を含む同一経路を移動して洗浄を行うことを特徴とする洗浄処理装置、が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、略水平に保持された基板の上面に当接するブラシをそれぞれ保持したスキャン自在かつ独立して上下に昇降自在な２本のブラシ保持アームを有し、前記ブラシ保持アームの一方は他方のブラシ保持アームをスキャン方向において追い越し可能に構成された洗浄処理装置を用い、前記２本のブラシ保持アームを基板の径方向にスキャンさせることにより、２つの前記ブラシが、基板の中心を含む同一経路を移動して洗浄を行う洗浄処理方法であって、前記２本のブラシを同時使用して洗浄処理を行い、もしくは、前記２本のブラシの一方を用いた洗浄処理の後に、他方のブラシを用いて洗浄処理を行い、または、前記２本のブラシの一方を主たる洗浄に用いて洗浄処理を行い、他方のブラシを前記一方のブラシが使用不可能な場合に用いるために予備用として待機させておくことを特徴とする洗浄処理方法、が提供される。
【０００８】
このような洗浄処理装置および洗浄処理方法を用いた場合には、１本の洗浄手段保持アームが他の洗浄手段保持アームを追い越すことが可能となっているので、洗浄手段保持アームの駆動形態、つまり洗浄手段保持アームに取り付けられたブラシ等の洗浄手段の駆動形態のバリエーションが拡がり、これにより被処理基板の種類や要求される洗浄度に応じた洗浄処理を行うことが可能となる。例えば、複数のブラシ等を同時使用することで洗浄処理時間を短縮してスループットを向上させることが可能となる。また、複数のブラシ等に種類や材質の異なるものを用いて、例えば、粗洗浄用と仕上げ洗浄用とに分け、粗洗浄後に仕上げ洗浄を行うことによって、より清浄な処理面を得ることが可能となる。さらに、少なくとも１本のブラシ等を予備として備えておくことにより、通常使用するブラシ等が交換もしくは破損または駆動系の故障等により使用不可能となった場合にでも、予備のブラシ等を用いて洗浄処理を行うことができる等、種々の効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について具体的に説明する。本実施形態では、本発明の洗浄処理装置を、半導体ウエハ（ウエハ）の搬入、洗浄、乾燥、搬出をバッチ式に一貫して行うように構成された洗浄処理システムに用いられるスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）に適用した場合について説明することとする。
【００１０】
図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。これら図１および図２に示されるように、洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理を施す洗浄処理部３と、洗浄処理部３に対してウエハＷを搬入出する搬入出部２から構成されている。
【００１１】
洗浄処理システム１においては、搬入出部２は、複数枚、例えば２６枚のウエハＷが所定の間隔で水平に収容されているキャリアＣを載置するための載置台１１が設けられたイン・アウトポート４と、キャリアＣと洗浄処理部３との間でウエハの搬送を行うウエハ搬送機構１３が備えられたウエハ搬送部５とから構成されている。
【００１２】
イン・アウトポート４に配設された載置台１１上には、例えば、３個のキャリアＣを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。また、イン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁９１において、キャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９２が形成されており、窓部９２のウエハ搬送部５側には窓部９２をシャッター等により開閉する窓部開閉機構１２が設けられている。窓部９２を開口してキャリアＣのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬送機構１３のキャリアＣへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことができる状態となる。
【００１３】
ウエハ搬送部５には、キャリアＣと洗浄処理部３との間におけるウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送機構１３が配設されている。ウエハ搬送機構１３は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。こうして、ウエハ搬送機構１３は、載置台１１に載置された全てのキャリアＣの任意の高さ位置にあるウエハＷにアクセス可能であり、さらに、洗浄処理部３に配設されたウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａにアクセス可能となっている。こうして、ウエハ搬送機構１３は、イン・アウトポート４側から洗浄処理部３側へ、逆に洗浄処理部３側からイン・アウトポート４側へウエハＷを搬送する。
【００１４】
洗浄処理部３には、ウエハＷの上下面を反転させるウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂとウエハ搬送部５との間で基板の受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置するウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａとからなる受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１４と、洗浄処理後のウエハＷを乾燥等するホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａ、冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂからなる加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６が設けられている。また、ウエハＷにスクラブ洗浄を施すスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄが上下２段で各段に２台ずつの計４台配設されている。
【００１５】
さらに、これらのウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂ、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄ、ホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａ、冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂの全てにアクセス可能に配設され、これら各ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行う主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５が配設されている。
【００１６】
また、洗浄処理部３には、洗浄処理システム１全体の動作・制御を行うための電装ユニット（ＥＢ）１８と機械制御ユニット（ＭＢ）１９、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄに送液する所定の洗浄液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＢ）１７が配設されている。さらに、洗浄処理部３の天井部には、ウエハＷを取り扱う各ユニットおよび主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５に、清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２が配設されている。なお、薬液貯蔵ユニット（ＣＴＢ）１７、電装ユニット（ＥＢ）１８、機械制御ユニット（ＭＢ）１９を洗浄処理部３の外側に設置することにより、また外部に引き出すことにより、この面よりのメンテナンスも可能にできる。
【００１７】
図３は受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１４におけるウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂとウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａの配設状態を、Ｘ方向に隣接する主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５および加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６とともに示した断面図である。受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１４においては、下側にウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａが２段に積み重ねられ、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ上にウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂがさらに２段積み重ねられて配設されている。
【００１８】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ内およびウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂ内に導かれた後にウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっており、これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部３へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部３の清浄度が保持されるようになっている。
【００１９】
主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５は、Ｚ方向に延在し、垂直壁５１ａ・５１ｂおよびこれらの間の側面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側に筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１はモータ５３の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転されるようになっている。
【００２０】
ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬送基台５４に沿って前後に移動可能な３本の主ウエハ搬送アーム５５・５６・５７とを備えており、主ウエハ搬送アーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５１ｃを通過可能な大きさを有している。これら主ウエハ搬送アーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵されたモータおよびベルト機構によりそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体５２は、モータ５８によってベルト５９を駆動させることにより昇降するようになっている。なお、符号６０は駆動プーリー、６１は従動プーリーである。
【００２１】
図３に示すように、主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５を挟んで、受渡／反転部（ＲＶＳ／ＴＲＳ）１４の反対側には加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６が設けられている。加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６には、強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂが１台配設され、その上に強制加熱／自然冷却を行うホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａが３台積み重ねられて配設されている。
【００２２】
上述した洗浄処理システム１においては、載置台１１に載置されたキャリアＣ内のウエハＷは、ウエハ搬送機構１３によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａの一方に搬送される。主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５における主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかがウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａからウエハＷを受け取るが、このときウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっているので、例えば、表面の洗浄処理から開始する場合には、ウエハＷはスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄのいずれかへ搬送され、その場でスクラブ洗浄が行われる。
【００２３】
表面のスクラブ洗浄が終了したウエハＷは、必要に応じてホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａのいずれかへ搬送されて乾燥処理され、また、必要に応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂで冷却された後に主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかを用いてウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂの一方へ搬送される。ウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂにおいては、裏面（半導体デバイスを形成しない面をいう）が上面となるようにウエハＷを１８０°反転させ、その後にウエハＷは主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに戻されて、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄのいずれかへ搬送され、裏面のスクラブ洗浄が行われる。
【００２４】
裏面のスクラブ洗浄が終了したウエハＷは、必要に応じてホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａのいずれかへ搬送されて乾燥処理された後に、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかを用いてウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂの一方へ搬送され、裏面が上面となっていたウエハＷは表面が上面となるように反転処理される。こうして表面が上面となったウエハＷは、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかによってウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂからウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａの一方へ搬送された後、ウエハ搬送機構１３によってキャリアＣ内の所定位置に搬送され、キャリアＣ内に収容される。
【００２５】
次に、上述した洗浄処理システム１に用いられるスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄについて、より詳細に説明する。例えば、ウエハ搬送部５側に配置されているスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｂと同段隣に配設されているスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａとは、主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５の主ウエハ搬送アーム５５〜５７が挿入退出可能なように、これらの境界壁９７ａについて対称な構造となっている。
【００２６】
つまり、後に詳細に図４を参照しながら説明するように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおいては、ウエハＷはスピンチャック７１に保持されるが、このウエハＷを略水平に保持し、また、主ウエハ搬送アーム５５〜５７との間でウエハＷの受け渡しを行うスピンチャック７１は、全てのスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄにおいて主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５に近接した位置に設けられている。
【００２７】
そして、スピンチャック７１上に保持されたウエハＷの上面に当接してウエハＷの上面をスキャンするブラシ７６ａ・７６ｂを保持するブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの待避位置（ホームポジション）は、スピンチャック７１の配設位置を確定した後に定められ、例えば、主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５から離れた位置に設けられる。こうして、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂはその境界である壁面９７ａについて互いに対称な構造を有し、同様に、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄはその境界である壁面９７ｂについて互いに対称な構造を有する（図１参照）。
【００２８】
なお、上段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄには直上に設けられたフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２から直接に清浄な空気が取り込まれ、内部のクリーン度が高く保たれる。一方、下段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂには、洗浄処理システム１の壁面を利用して設けられた配管を通じ、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂの上方に配設された図示しないフィルターユニットを通して、フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２２から内部に清浄な空気が引き込まれる。
【００２９】
このために一般的に上段に配設されたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄの方がスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂよりも内部の気流制御性が良好で、クリーン度が高い。そこで、洗浄処理システム１においては、より清浄度の高い環境での処理が好ましいウエハＷの表面の洗浄を上段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄで行い、下段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂを用いてウエハＷの裏面の洗浄を行うように、用途を区別して用いることが好ましい。
【００３０】
このように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄを表面洗浄用と裏面洗浄用とに分けた場合に、裏面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂにおいては、ウエハＷをスピンチャック７１上に水平に保持した場合には表面が下面（ウエハＷを水平に保持した場合に下側となっている面をいうものとする）となっているので、ウエハＷの表面にスピンチャック７１に保持された場合の痕跡が残り難いように、スピンチャック７１としては、機械的にウエハＷの周縁部を保持する機構を有するものを用いることが好ましい。
【００３１】
一方、表面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄにおいては、ウエハＷをスピンチャック７１上に略水平に保持した場合には裏面が下面となっているので、例えば、スピンチャック７１として真空吸着によりウエハＷを保持する機構を有するものを用いることができる。ウエハＷにおいて表面から先に洗浄を行うと、ウエハＷの裏面に真空吸着の痕跡が残っても、その後の裏面洗浄により除去される。
【００３２】
上述したように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜・２１ｄを、ウエハＷの裏面洗浄用と表面洗浄用とに分けて用いた場合に、スピンチャック７１の構造を異ならしめても、その他の部品構成等は同じとすることができるので、以下、裏面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａを例として、その構造について説明する。
【００３３】
図４はスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａの概略構造を示す平面図、図５は図４においてＹ方向からみた断面図、図６は図４においてＸ方向からみた断面図である。スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａの各部材はシンク６８内に配設され、シンク６８における主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５との境界部分には開閉窓６９が配設されており、開閉窓６９を通して主ウエハ搬送アーム５５〜５７が進退出する。このため、ウエハＷを保持するスピンチャック７１は、主ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１５に近い位置に配設されている。
【００３４】
スピンチャック７１は、チャックプレート７１ａとチャックプレート７１ａを支持する枢軸７１ｂ、枢軸７１ｂを回転させる回転駆動機構７１ｃ、チャックプレート７１ａにおいてウエハＷの脱着を行う脱着機構７１ｄから構成されている。また、チャックプレート７１ａの表面には支持ピン７１ｅが複数（図４においては６箇所）配設されており、このウエハＷはこの支持ピン７１ｅの頂点に接して載置される。
【００３５】
チャックプレート７１ａの周縁の３箇所には、ウエハＷの脱着機構７１ｄが配設されている。ここで、図５の左側には脱着機構７１ｄがウエハＷを保持した状態が示されており、図５の右側には脱着機構７１ｄがウエハＷを保持していない状態が示されている。昇降機構７２により昇降自在な１枚の連結板７２ａ上には脱着機構７１ｄの配設位置に対応する３箇所に当接治具７２ｂが配設されており、昇降機構７２により連結板７２ａを上昇させると３箇所に配設された当接治具７２ｂは、同時に脱着機構７１ｄの内周端をそれぞれチャックプレート７１ａの裏面に押し付け、これにより、脱着機構７１ｄの外周端が外側下方へ傾いてウエハＷの保持状態が解除されるようになっている。反対に昇降機構７２を降下させ、当接治具７２ｂが脱着機構７１ｄから離隔すると、脱着機構７１ｄの外周端は内側上方に傾いて、ウエハＷが脱着機構７１ｄに保持される。
【００３６】
枢軸７１ｂ内には軸方向（Ｚ方向）に延在する図示しない空洞が形成され、チャックプレート７１ａの中央部にはこの空洞に連通する図示しない孔部が形成されており、この空洞および孔部を通して窒素ガス等のガスがウエハＷに向かって供給されるようになっている。そしてチャックプレート７１ａの中央部に形成された孔部の上方にはウエハＷに接触しないように頂点を下方に向けた図示しない円錐形部材が配設されており、窒素ガス等はウエハＷに直接にはあたることなくこの円錐部材によって径方向に分散され、ウエハＷの裏面とチャックプレート７１ａの上面との間をウエハＷの周縁側に向けて拡散する。この窒素ガス等の流れによって、ウエハＷの裏面とチャックプレート７１ａの上面との間へミストが侵入することが防止される。
【００３７】
チャックプレート７１ａの周囲を囲繞するように配設されたカップ７３は、昇降機構７４により昇降自在となっている。図５では下段位置および上段位置が同時に示されており、ウエハＷの搬入出時にはカップ７３は下段位置に保持され、洗浄処理中は上段位置に保持されてウエハＷの外周から外部へ飛散する洗浄液をカップ７３の内周下方へ導かれる。カップ７３には内周上側から外周下側に傾斜したテーパー部７３ａ（下段）・７３ｂ（上段）が上下２段に形成されており、洗浄液が外部へ飛散し難い構造となっている。また、カップ７３の内周側底部にはドレイン７５が形成されており、カップ７３内の排気および洗浄液の排出が行われるようになっている。
【００３８】
カップ７３の外側の所定位置には、リンスノズル８６ａ・８６ｂが配設されており、それぞれウエハＷの所定位置に洗浄液またはリンス液を供給してウエハＷ上に液膜を形成することができるようになっている。スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａでは、例えば、リンスノズル８６ａからはウエハＷの略中心に向けて洗浄液またはリンス液が吐出され、リンスノズル８６ｂからは、ウエハＷの中央部よりも外側の所定位置に向けて洗浄液またはリンス液が吐出される構成となっている。
【００３９】
なお、後述するブラシ７６ａ・７６ｂをウエハＷに当接させながらウエハＷ上を横断するようにＸ方向にスキャンさせたときに、リンスノズル８６ａから連続的に洗浄液を吐出すると、ブラシ７６ａ・７６ｂがウエハＷの中央部を通過する際に、リンスノズル８６ａから吐出される洗浄液が直接にブラシ７６ａ・７６ｂに衝突して周囲に拡散することが予想される。このため、例えば、ブラシ７６ａ・７６ｂのスキャンを優先させてブラシ７６ａ・７６ｂの動きに合わせて直接には洗浄液があたらないように、リンスノズル８６ａからの洗浄液の吐出のタイミングを制御することが好ましい。
【００４０】
スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａには、ウエハＷの上面に当接してスクラブ洗浄を行う２本のブラシ７６ａ・７６ｂが配設されている。ブラシ７６ａ・７６ｂにおいて実際にウエハＷと当接する部分の材質は、刷毛状のもの、パフ（スポンジ）状のもの等を用いることができ、特に限定されるものではなく、要求される洗浄面が得られるように適宜好適な材料を用いることができる。ブラシ７６ａ・７６ｂは、それぞれブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの先端部分において、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂを駆動させたときにブラシ７６ａ・７６ｂがウエハＷの中心を横切る位置において保持されている。
【００４１】
また、ブラシ７６ａ・７６ｂはＺ方向に平行な回転軸７８ａ・７８ｂ回りに回転自在となっている。図６に示すように、ブラシ７６ａ・７６ｂの回転駆動機構としては、例えば、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂに配設されたモータ３５ａの回転を回転軸７８ａ・７８ｂに架けられたベルト３５ｂに伝える回転駆動機構３５を挙げることができるが、モータによりダイレクトに回転軸７８ａ・７８ｂを回転させる機構を用いることもできる。
【００４２】
図４では２本のブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂがカップ７３外のホームポジションにある状態が示されており、ブラシ７６ａ・７６ｂはホームポジションにおいてブラシバス６７上に位置し、ブラシバス６７にブラシ７６ａ・７６ｂから垂れ落ちる洗浄液が捕集される。ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの先端には、ブラシ７６ａ・７６ｂに所定の洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル（図示せず）が設けられており、ブラシ７６ａ・７６ｂを用いたスクラブ洗浄中には、リンスノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷに洗浄液が供給されるとともに、洗浄液供給ノズルからブラシ７６ａ・７６ｂに所定量の洗浄液が供給されるようになっている。
【００４３】
ブラシ７６ａ・７６ｂの外側であってブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの基端側（後述するアーム駆動機構７９ａ・７９ｂとの連結側）には、ブラシの外周の一部の囲うようにしてブラシカバー３１ａ・３１ｂがそれぞれ設けられている。ブラシカバー３１ａは、図６に示されるように、ブラシ７６ａをウエハＷに当接させた状態で、スピンチャック７１に保持されたウエハＷの中心とカップ７３の上端、つまり上段のテーパー部７３ｂの上端とを結ぶ線Ｌよりも低い位置にブラシカバー３１ａの下端が位置するように配設されており、カップ７３の上端から外部へ洗浄液が飛散し難い構造となっている。当然に、ブラシカバー３１ｂについてもブラシカバー３１ａと同様の位置に配設されている。
【００４４】
図４または図６に示されるように、ブラシ保持アーム７７ａの基端部はアーム駆動機構７９ａと連結され、アーム駆動機構７９ａによりガイド８１ａに沿ってＸ方向にスキャン可能となっており、一方、ブラシ保持アーム７７ｂの基端部はアーム駆動機構７９ｂと連結され、アーム駆動機構７９ｂによりガイド８１ｂに沿ってＸ方向にスキャン可能となっている。また、アーム駆動機構７９ａ・７９ｂはブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂをＺ方向に移動させる昇降機構を兼ね備えており、この昇降機構によりブラシ７６ａ・７６ｂの高さ調節を行うことができるようになっている。
【００４５】
図６には、ブラシ７６ａをウエハＷに当接させ、ブラシ７６ｂを上方に待避させた状態が示されており、このような状態でブラシ保持アーム７７ｂをＸ方向にスキャンさせても、ブラシ保持アーム７７ｂはブラシ保持アーム７７ａには衝突しない。つまり、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおいては、ブラシ保持アーム７７ｂはブラシ保持アーム７７ａをスキャン方向で追い越して任意の位置に移動させたり、所定の位置で上方に待機させることが可能な構造となっている。これにより、ブラシ７６ａ・７６ｂのウエハＷへの当接形態を種々に制御することが可能となる。
【００４６】
なお、ブラシ７６ａ・７６ｂはそれぞれブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂに保持されていることから、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂをスキャンすることは、ブラシ７６ａ・７６ｂをスキャンさせることを意味するので、以下において、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂをスキャンすることを、ブラシ７６ａ・７６ｂをスキャンすると表現する場合がある。
【００４７】
さて、図４または図６に示すように、シンク６８は隔壁９８によって、カップ７３が配設された洗浄処理室８２ａと、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂのアーム駆動機構７９ａ・７９ｂが配設された駆動機構配設室８２ｂとに仕切られており、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂは、この隔壁９８に設けられた窓部９８ａ（図６）を通してその先端側が洗浄処理室８２ａに位置するように隔壁９８を跨いで配設されている。この窓部９８ａは、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂのＺ方向での昇降とＸ方向でのスキャンに支障がないようにＺ方向に所定の開口幅を有し、Ｘ方向に延在して設けられている。
【００４８】
このようにシンク６８内を洗浄処理室８２ａと駆動機構配設室８２ｂとに分離することにより、アーム駆動機構７９ａ・７９ｂで発生することが予想されるパーティクル等が洗浄処理室８２ａ側へ飛散して、ウエハＷに付着することが抑制され、ウエハＷの品質を高く維持することが可能となる。逆に、カップ７３外へ飛散する洗浄液のミスト等があった場合に、このようなミストがアーム駆動機構７９ａ・７９ｂに付着して、アーム駆動機構７９ａ・７９ｂに動作障害を生じさせるといった問題が回避される。
【００４９】
スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａには、ブラシ７６ａ・７６ｂを用いたスクラブ洗浄の他に、高速ジェット洗浄水または超音波を印加した洗浄水による洗浄処理を行うための洗浄液吐出ノズル８３が配設されている。この洗浄液吐出ノズル８３は、ガイド８１ａに沿ってアーム駆動機構７９ｃによりＸ方向にスキャン可能であり、かつ、Ｚ方向に昇降自在であるノズル保持アーム８４の先端に取り付けられている。また、洗浄液吐出ノズル８３は高さ／方向調節機構８５により、Ｚ方向高さおよびリンス液の吐出角度を変えることが可能となっている。
【００５０】
なお、アーム駆動機構７９ｃはアーム駆動機構７９ａ・７９ｂと同様にＸ方向にノズル保持アーム８４をスキャンさせる機構であることから、アーム駆動機構７９ａ・７９ｂとともに駆動機構配設室８２ｂに配設することができる。こうして、アーム駆動機構７９ａ〜７９ｃを１箇所にまとめて配設することにより、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａの省スペース化される。
【００５１】
次に、上述した裏面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａを用いたスクラブ洗浄の処理工程について説明する。まず、カップ７３が下段位置に保持された状態で開閉窓６９を開き、裏面が上面となっているウエハＷを保持した主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかをスピンチャック７１の位置まで挿入する。そして、スピンチャック７１上にウエハＷを移し替えて載置し、挿入された主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかをスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ内から退出させて開閉窓６９を閉じ、ウエハＷを脱着機構７１ｄによりチャックプレート７１ａ上に固定する。
【００５２】
次に、ブラシ７６ａ・７６ｂを一方または双方を用いて、後述する種々のスクラブ洗浄方法を用いてウエハＷの上面の洗浄処理を行う。ここでは、１本のブラシ７６ａのみを用いることとして説明すると、ブラシ７６ａ（ブラシ保持アーム７７ａ）をカップ７３内の所定位置にまで移動させ、カップ７３を下段のテーパー部７３ａがウエハＷの高さ位置とほぼ同じ高さとなる位置まで上昇させ、保持する。
【００５３】
そして、スピンチャック７１を回転させてウエハＷが面内回転している状態とし、洗浄液をリンスノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷに供給してウエハＷ上に液膜を形成した後に、引き続きリンスノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷに洗浄液を供給しつつ、また、ブラシ保持アーム７７ａに配設された洗浄液供給ノズルからブラシ７６ａに所定の洗浄液を供給し、ブラシ７６ａを回転させながらウエハＷに当接させて、ブラシ保持アーム７７ａをＸ方向に所定の速度パターンでスキャンさせる。
【００５４】
こうしてブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄が行われるが、このときに枢軸７１ｂ内に形成された空洞からウエハＷの下面中央部に向けて窒素ガス等を噴射し、噴射された窒素ガス等がウエハＷの下面とチャックプレート７１ａの上面との間をウエハＷの周縁方向へ拡散して流れ出すようにすることで、ウエハＷの下面やチャックプレート７１ａの上面にミストが付着することを防止することができる。このような窒素ガス等の噴射は、後述するスピン乾燥が終了するまで継続的に行うことが好ましい。
【００５５】
ブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄の終了後には、ブラシ７６ａがブラシバス６７上に位置するようにブラシ７６ａ（ブラシ保持アーム７７ａ）をカップ７３から待避させ、代わりに、ノズル保持アーム８４をカップ内に移動させて、回転するウエハＷの上面に向かって洗浄液吐出ノズル８３から高速ジェット洗浄水または超音波を印加した洗浄水を吐出させながら、ノズル保持アーム８４をＸ方向にスキャンする洗浄処理を行う。但し、必ずしもブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄と洗浄液吐出ノズル８３を用いた洗浄の両方を行う必要はない。
【００５６】
一方で、前述したブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄と同時に洗浄液吐出ノズル８３を用いた洗浄を行っても構わない。この場合、例えば、図４におけるウエハＷのＸ方向右側半分の範囲でブラシ７６ａを往復スキャンし、ウエハＷの左側半分の範囲で洗浄液吐出ノズル８３を往復スキャンすればよい。
【００５７】
洗浄液吐出ノズル８３を用いた洗浄処理が終了した後には、洗浄液吐出ノズル８３（ノズル保持アーム８４）をカップ７３外に待避させ、ウエハＷを所定の高速回転数で回転させることにより、ウエハＷに付着した洗浄液を振り切るスピン乾燥を行う。なお、スピン乾燥の前にリンスノズル８６ａ・８６ｂから所定のリンス液を回転するウエハＷの表面に供給して、ウエハＷのリンス処理を行い、洗浄液の残渣を除去することが好ましい。
【００５８】
スピン乾燥後にはカップ７３を降下させ、また、スピンチャック７１の脱着機構７１ｄによるウエハＷの保持状態を当接治具７２ｂを上昇させることで解除する。そして開閉窓６９を開いて、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかを挿入し、ウエハＷを主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに受け渡す。こうして裏面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおけるスクラブ洗浄が終了する。
【００５９】
次に、上述したスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおけるブラシ７６ａ・７６ｂを用いたスクラブ洗浄の形態について、より詳細に説明する。ウエハＷの大きさに関係なく、ブラシ７６ａ・７６ｂの一方のみを用いる場合には、例えば、カップ７３から遠い位置にあるブラシ７６ｂはブラシバス６７上に待機させ、ブラシ保持アーム７７ａを駆動してブラシ７６ａを用いたスクラブ洗浄を行うことができる。
【００６０】
また、前述したように、ブラシ保持アーム７７ｂはブラシ保持アーム７７ａを追い越し可能であるから、ブラシ７６ａをブラシバス６７上に待機させた状態で、ブラシ保持アーム７７ｂを駆動してブラシ７６ｂを用いたスクラブ洗浄を行うことも可能である。従って、ブラシ７６ａとブラシ７６ｂとでウエハＷに当接する部分の材料を異ならしめた場合やブラシ７６ａとブラシ７６ｂで異なる構造のブラシを用いた場合、さらにブラシ７６ａ・７６ｂを洗浄処理の目的、例えば、粗洗浄を行うブラシと仕上げ洗浄を行うブラシとに分けて用いる場合にも、ブラシ７６ａ・７６ｂのうちの一方を任意に駆動させてスクラブ洗浄を行うことが可能である。
【００６１】
さらに、通常はブラシ７６ａのみを用いてスクラブ洗浄を行い、ブラシ７６ｂについては、ブラシ７６ａが摩耗等により使用不能となった場合やアーム駆動機構７９ｂに故障が生じてブラシ７６ａを用いることがことができない場合の予備として用いることができ、この場合にも、ブラシ保持アーム７７ｂがブラシ保持アーム７７ａを追い越して、ブラシ７６ｂをカップ７３内に移動させ、スクラブ洗浄を行うことが可能である。
【００６２】
ブラシ保持アーム７７ｂがブラシ保持アーム７７ａを追い越せない場合には、ブラシ保持アーム７７ａが駆動不可能な場合にはブラシ保持アーム７７ｂの駆動も制限され、結果的にスクラブ洗浄を行うことができなくなるが、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａでは、このような事態は回避される。
【００６３】
上述のように、ブラシ７６ａ・７６ｂのいずれか一方を用いてスクラブ洗浄を行う方法に加えて、ブラシ７６ａ・７６ｂの両方を同時使用してスクラブ洗浄を行うことも可能である。例えば、ブラシ７６ａ・７６ｂ間の距離を一定として、ブラシ７６ａ・７６ｂを同方向にスキャンさせることで、ウエハＷ１枚当たりの処理時間を短縮し、スループットを向上させることが可能である。
【００６４】
上述したブラシ７６ａ・７６ｂの一方または両方を用いる場合には、スキャン速度を一定として、また、ウエハＷの回転速度も一定とした条件でスクラブ洗浄を行うことができる。この場合に、ブラシ７６ａ・７６ｂのうちいずれか一方を用いる場合には、ブラシ７６ａ・７６ｂの両方を用いる場合よりも、ウエハＷの回転数を遅くし、および／またはブラシのスキャン速度を遅くし、および／またはスキャン回数（往復回数）を多くする等すると、ウエハＷが高品質となるようにスクラブ洗浄を行うことができる。
【００６５】
続いて、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａを用いて、直径３００ｍｍφのウエハＷのスクラブ洗浄を行う場合に好ましいブラシ７６ａ・７６ｂの駆動形態について説明する。
【００６６】
最初に、直径２００ｍｍφのウエハＷのスクラブ洗浄を行うに際して、１本のブラシ、例えばブラシ７６ａを用いてそのスキャン速度を２０ｍｍ／秒と一定とし、ウエハＷの中心と外周との間の半径に相当する距離を２往復するというレシピが用いられており、この場合にウエハＷの中央部と周縁部とではウエハＷの任意の位置における単位面積当たりのブラシ７６ａの当接時間が異なっていたとしても、スクラブ洗浄後の品質に問題がなく、十分な洗浄処理が可能であったと仮定する。
【００６７】
しかし、ウエハＷの直径が３００ｍｍφと大きくなった場合に、２００ｍｍφのウエハＷと同じように一定速度でブラシ７６ａをスキャンさせたのでは、ウエハＷの任意位置の単位面積当たりにブラシ７６ａが当接する時間はウエハの周縁部でより短くなり、ウエハ全体にわたって均一なスクラブ洗浄を行うことができず、ウエハの洗浄品質を高く保持できなくなる可能性が高くなる。
【００６８】
そこで、ウエハＷの径方向の所定位置間でブラシ７６ａのスキャン速度を変化させる「可変スキャン」を行い、ウエハＷ全体にわたって、任意位置の単位面積当たりに同等な時間ほどブラシ７６ａがウエハＷに当接するように制御することが好ましい。このブラシ７６ａの可変スキャンの具体的な形態について、以下、図７を参照しながら説明する。
【００６９】
図７は、ウエハＷにおける径方向のブラシ７６ａの位置取りの様子を２００ｍｍφのウエハＷと３００ｍｍφのウエハＷとをその中心を重ねて示した説明図である。図７において、ウエハＷの中心Ｏにブラシ７６ａの外周左端が当接するときのブラシ７６ａの中心位置をＰ１とし、ブラシ７６ａは最初にＰ１の位置で降下され、ウエハＷに当接するものとする。ブラシ７６ａの中心がウエハＷの中心Ｏを通過するようにブラシ７６ａを径方向左側（Ｘ方向左側）にスキャンさせたときに、ブラシ７６ａの外周左端が半径１００ｍｍの位置に位置するときのブラシ７６ａの中心位置をＰ４、ブラシ７６ａの外周左端が半径１５０ｍｍの位置に位置するときのブラシ７６ａの中心位置をＰ６とし、これら位置Ｐ１・Ｐ４・Ｐ６間にそれぞれ図７に示す所定距離で位置Ｐ２・Ｐ３・Ｐ５を設定する。
【００７０】
２００ｍｍφのウエハＷでのスキャン条件である２０ｍｍ／秒を、２００ｍｍφのウエハＷにおける周縁部でのスクラブ洗浄に相当する位置Ｐ３〜Ｐ４の間でのみ適用し、ブラシ７６ａの接触面積に比例させてブラシ７６ａのスキャン速度を設定すると、各位置間におけるブラシ７６ａのスキャン速度（以下、「２往復スキャン速度」ということとする）は表１に示す通りとなる。表１より、ウエハＷの中央部ではスキャン速度が速く、ウエハＷの周縁部でスキャン速度が遅くなるように、スキャン速度を変化させる必要があることがわかる。
【００７１】
【表１】

【００７２】
従来は、２００ｍｍφのウエハＷでは位置Ｐ１と位置Ｐ４との間でブラシ７６ａを２往復させているので、表１に示した「２往復スキャン速度」を用いた場合には、可変スキャンであってもブラシ７６ａを２往復させる必要がある。従って、３００ｍｍφのウエハＷについてもブラシ７６ａを位置Ｐ１とＰ６との間で２往復させてもよいが、ここでは、ブラシ７６ａの制御をより簡易なものとするために、位置Ｐ１と位置Ｐ６との間を２往復させる代わりに、スキャン速度を半分に減らして位置Ｐ１と位置Ｐ６との間を１往復させることとする（この場合のスキャン速度を、以下、「１往復スキャン速度」ということとする）。
【００７３】
表１に併記するように、この１往復スキャン速度は２往復スキャン速度の半分の速度となり、この１往復スキャン速度と各区間での移動距離から、１往復スキャン速度でブラシ７６ａを位置Ｐ１から位置Ｐ６へスキャンさせた場合の片道スキャン時間を算出すると、表１の「片道スキャン時間」に示される時間が算出される。表１より、３００ｍｍφのウエハＷの１枚当たりのブラシ７６ａの往復スキャン時間は、片道スキャン時間１３．７秒の２倍の２７．４秒となる。
【００７４】
２００ｍｍφのウエハＷでのスキャン条件である２０ｍｍ／秒の一定速度で、ブラシ７６ａを３００ｍｍφのウエハＷに相当する位置Ｐ１とＰ６との間で２往復させた場合には、３００ｍｍφのウエハＷの１枚当たりの往復スキャン時間は３０秒となるから、上述した可変スキャンを用いた場合よりも長く、しかも、可変スキャンを用いた場合よりもスクラブ洗浄の均一性の差がウエハＷの中央部と周縁部で大きくなり、ウエハＷの品質は劣るものとなると考えられる。
【００７５】
つまり、上述したようにブラシ７６ａ・７６ｂのいずれか一方を用いて可変スキャンによりスクラブ洗浄を行った場合には、従来の一定速度でのスキャンによる洗浄方法を用いた場合よりも洗浄時間が短縮され、しかもウエハＷ全体に均一な洗浄処理が可能となり、ウエハＷの品質を高く保持することが可能となる。
【００７６】
このような可変スキャンは、ブラシ７６ａ・７６ｂの両方を同時使用した場合にも用いることが可能である。例えば、ブラシ７６ａ・７６ｂを位置Ｐ１に移動させ、最初にブラシ７６ａを用いて位置Ｐ１から位置Ｐ６に向けてスキャンを開始し、所定時間経過後、例えば２秒後に、ブラシ７６ｂを位置Ｐ１においてウエハＷに当接させて位置Ｐ６へ向けてスキャンを開始する。この場合に、ブラシ７６ａが位置Ｐ６から位置Ｐ１へと戻る途中で位置Ｐ１から位置Ｐ６へ向かう後続のブラシ７６ｂと衝突することになるので、この衝突が起こる前にブラシ７６ｂを所定位置、例えば位置Ｐ５で一度上方に待機させておく等の制御を行い、ブラシ７６ａがブラシ７６ｂの下方を通過後に再びブラシ７６ｂをウエハＷに当接させてスキャンを再開する。
【００７７】
そして、ブラシ７６ａについては１回のスキャンが終了した後に、ホームポジションに戻し、ブラシ７６ｂも位置Ｐ１に戻ってきた時点で上方に上昇させ、ホームポジションに戻せば、ブラシ７６ａ・７６ｂの衝突を回避して、洗浄処理を終了することができる。
【００７８】
このように２本のブラシ７６ａ・７６ｂを用いて１往復のスキャンを行った場合のブラシ７６ａ・７６ｂのスキャン速度を表１に示した１往復スキャン速度で行った場合には、１往復スキャン速度を用いた往復スキャン時間である２７．４秒にブラシ７６ｂの位置Ｐ５における待機時間という僅かな時間を加えた処理時間において、１本のブラシ７６ａを１往復スキャン速度で２往復させた場合と同程度の洗浄処理が行えることとなる。つまり、ウエハＷの１枚当たりの処理時間が僅かに長くなるだけで、より精密な洗浄処理を行ってウエハＷの洗浄面の品質を向上させることが可能となる。
【００７９】
一方、２本のブラシ７６ａ・７６ｂを用いた１往復のスキャンを、表１に示した２往復スキャン速度で行った場合には、往復スキャン時間は１３．７秒にブラシ７６ｂの待機時間という僅かな時間を加えた時間に短縮され、しかも、１本のブラシ７６ａを用いて「１往復スキャン速度」で１往復のスキャンを行った場合と同程度の洗浄処理を行うことができる。つまり、２本のブラシ７６ａ・７６ｂを用いてスキャン速度を速めることで、ウエハＷの洗浄面の品質を維持しつつ、スループットを向上させることが可能となる。
【００８０】
なお、ブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用した場合には、ブラシ７６ａは位置Ｐ１と位置Ｐ６との間をスキャンさせ、ブラシ７６ｂについては、位置Ｐ１とはウエハＷの中心Ｏと対称な位置である位置Ｐ１ａ（図７参照）から、ブラシ７６ａが位置Ｐ１ａを通過後に図７においてＸ方向右側へ向けてスキャンさせることによっても、処理時間を短縮してスループットを向上させたり、または洗浄処理品質を向上させることが可能となる。この場合にブラシ７６ａについては、位置Ｐ１へ戻ってきた後に、例えば、位置Ｐ２へ待避させておくとブラシ７６ａ・７６ｂ間の衝突を回避することができる。
【００８１】
また、上述したように２本のブラシ７６ａ・７６ｂを用いた場合に、例えば、一方のブラシ７６ａを粗洗浄用とし、他方のブラシ７６ｂを仕上げ洗浄用とする等、洗浄の目的を分けつつも同時にスクラブ洗浄を行うことも可能となる。この場合には、ブラシ７６ａ・７６ｂとして、それぞれウエハＷと当接する部分の材質を目的に適するように異ならしめて、また、必要に応じてブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂに取り付けられた洗浄液供給機構からブラシ７６ａ・７６ｂへそれぞれ供給される洗浄液の種類を変える等して、より効果的な洗浄処理を行うことも可能となる。
【００８２】
粗洗浄後に仕上げ洗浄を行うためには、粗洗浄用のブラシ７６ａの後方を仕上げ洗浄用のブラシ７６ｂが追い掛けるようにブラシ７６ａ・７６ｂをスキャンさせることが好ましい。このような状態を実現するためには、例えば、ウエハＷの外周端を出発点とし、中心Ｏを通って反対側の外周端へ移動するようなスキャンを行えば、ブラシ７６ａ・７６ｂの制御も容易である。
【００８３】
つまり、最初にブラシ７６ａをウエハＷに当接させてウエハＷの外周端からスキャンを開始し、所定時間経過後にブラシ７６ｂがブラシ７６ａと同じ軌跡を辿るようにブラシ７６ｂをスキャンさせると、ブラシ７６ａ・７６ｂのスキャンが全て終了した時点では、ウエハＷはブラシ７６ｂによる洗浄後の状態、つまり仕上げ洗浄がなされた状態となり、また、ブラシ７６ａ・７６ｂどうしの衝突も回避できる。さらに、ブラシ７６ｂが一方の外周端に到達した後にブラシ７６ｂを上方に待機させることで、往復スキャンも容易に行うことができる。
【００８４】
さて、これまでに述べたブラシ７６ａ・７６ｂの一方または双方を用いた洗浄方法では、ブラシ７６ａ・７６ｂのスキャン速度をウエハＷの径方向の位置で変化させるものであったが、ブラシ７６ａ・７６ｂのスキャン速度を一定として、ブラシ７６ａ・７６ｂの位置に応じて、ウエハＷの回転数を制御することによっても、同様の効果、つまり、スループットの向上や洗浄面の品質の向上という効果を得ることも可能である。
【００８５】
この場合には、ブラシ７６ａ・７６ｂの一方を用いるとすると、当然に用いるブラシの位置によってウエハＷの回転速度を制御する。一方、ブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用すると、ブラシ７６ａ・７６ｂのいずれか一方の位置を基準にウエハＷの回転数を制御すればよい。２本のブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用する場合には、当然にブラシ７６ａ・７６ｂどうしの衝突が起こらないようにノズル保持アーム７７ａ・７７ｂの駆動制御を行う。また、ブラシ７６ａ・７６ｂの一方または両方を用いて可変スキャンすると同時に、ウエハＷの回転速度についても使用されるブラシ７６ａ・７６ｂのうちの１本の位置に応じて変化させるように制御するような洗浄処理方法を用いることもできる。
【００８６】
このように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおいては、種々の洗浄方法の選択が可能である。洗浄方法の選択は、例えば、オペレータが操作パネルに配置された各洗浄処理方法を選択するボタンを操作し、必要な駆動パラメータを入力することで行うことができる。この場合において、２本のブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用するときには、最初に駆動する一方のブラシおよびブラシ保持アームについての駆動パラメータを入力すると、自動的に後続のブラシおよびブラシ保持アームが先行するブラシに衝突しないように、後続のブラシおよびブラシ保持アームの駆動パラメータに一定の制御パラメータが自動的に付与されるようにしておくことが好ましく、このようなブラシおよびブラシ保持アームの衝突回避機能を有する制御装置を用いることで、例えば、後続のブラシの駆動パラメータに入力ミスがあっても、ブラシどうしの衝突を回避することが可能となる。また、予め幾つかの処理プログラムが洗浄処理システム１に記憶されており、その処理プログラムを選択することで、自動的にスクラブ洗浄が開始されるように構成しておくこともできる。
【００８７】
以上、本発明の洗浄処理装置を用いた洗浄処理システムおよび洗浄処理方法の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、ウエハＷに当接するブラシ７６ａ・７６ｂとしては回転機構を有さないものを用いることもできる。また、リンスノズルやブラシ、ブラシ保持アームの配設数も上記形態に限定されるものではなく、より多くのブラシを配設することも可能である。さらに、ブラシ７６ａ・７６ｂを可変スキャンさせる場合に、ウエハＷの径方向に所定位置Ｐ１〜Ｐ６を設けて各位置間でスキャン速度を変化させるという、いわゆる階段状に速度を変化させる形態について説明したが、ブラシ７６ａ・７６ｂのスキャン速度は、ウエハＷの中央部で速く、周縁部で遅くなるように連続的に変化する形態を取っても構わない。本発明の洗浄処理装置は、半導体ウエハのスクラブ洗浄のみならず、ＬＣＤ基板等の他の基板のスクラブ洗浄にも用いることが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の洗浄処理装置および洗浄処理方法を用いた場合には、ブラシ保持アーム７７ｂがブラシ保持アーム７７ａを追い越すこと、つまり、ブラシ７６ｂがブラシ７６ａを追い越すことが可能となっているので、ブラシ７６ａ・７６ｂを用いた駆動形態のバリエーションが拡がり、これによりウエハＷの種類や要求される洗浄度に応じたスクラブ洗浄を行うことが可能となる。例えば、２本のブラシ７６ａ・７６ｂを同時使用することで洗浄処理時間を短縮してスループットを向上させることが可能となる。また、ブラシ７６ａ・７６ｂ等に材質の異なるものを用いて粗洗浄用と仕上げ洗浄用とに分け、粗洗浄後に仕上げ洗浄を行うことで、より清浄な処理面を得ることが可能となる。さらに、例えば１本のブラシ７６ｂを予備として備えておくことにより、通常使用するブラシ７６ａが交換もしくは破損または駆動系の故障等により使用不可能となった場合にでも、ブラシ７６ｂを用いてスクラブ洗浄を行うことでスクラブ処理の中断を回避することができる等、種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄処理システムの一実施形態を示す平面図。
【図２】図１記載の洗浄処理システムの側面図。
【図３】受渡／反転部、主ウエハ搬送機構および加熱／冷却ユニットの配設形態を示す断面図。
【図４】スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す別の断面図。
【図７】ブラシを可変スキャンさせる際の条件設定を行う説明図。
【符号の説明】
１；洗浄処理システム
２；搬入出部
３；洗浄処理部
４；イン・アウトポート
５；ウエハ搬送部
１３；ウエハ搬送機構
１４；受渡／反転部
１５；主ウエハ搬送機構
１６；加熱／冷却部
２１ａ〜２１ｄ；スクラブ洗浄ユニット
５５〜５７；主ウエハ搬送アーム
７１；スピンチャック
７３；カップ
７６ａ・７６ｂ；ブラシ
７７ａ・７７ｂ；ブラシ保持アーム
７９ａ〜７９ｃ；アーム駆動機構
８２ａ；洗浄処理室
８２ｂ；駆動機構配設室
８６ａ・８６ｂ；リンスノズル
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
Ｃ；キャリア（基板収容容器）

Claims

基板に所定の洗浄処理を施す洗浄処理装置であって、
基板を略水平に保持して面内回転させる保持手段と、
前記保持手段に保持された基板の上面を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段をそれぞれ保持した複数の洗浄手段保持アームと、
前記複数の洗浄手段保持アームを独立してスキャンさせるとともに、独立して上下に昇降させる複数のアーム駆動機構と、
を具備し、
前記複数の洗浄手段保持アームの少なくとも１本が他の洗浄手段保持アームをスキャン方向において追い越し可能であり、
前記複数の洗浄手段保持アームが基板の径方向にスキャンすることにより、複数の前記洗浄手段が基板の中心を含む同一経路を移動して洗浄を行うことを特徴とする洗浄処理装置。
前記洗浄手段は、前記保持手段に保持された基板の上面に当接してスクラブ洗浄を行うブラシであり、前記複数の洗浄手段保持アームにそれぞれ異なる種類および／または材質のブラシが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄処理装置。
前記複数の洗浄手段保持アームどうしが互いに衝突しないように、前記複数のアーム駆動機構を制御する制御装置を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄処理装置。
略水平に保持された基板の上面に当接するブラシをそれぞれ保持したスキャン自在かつ独立して上下に昇降自在な２本のブラシ保持アームを有し、前記ブラシ保持アームの一方は他方のブラシ保持アームをスキャン方向において追い越し可能に構成された洗浄処理装置を用い、前記２本のブラシ保持アームを基板の径方向にスキャンさせることにより、２つの前記ブラシが、基板の中心を含む同一経路を移動して洗浄を行う洗浄処理方法であって、
前記２本のブラシを同時使用して洗浄処理を行い、もしくは、
前記２本のブラシの一方を用いた洗浄処理の後に、他方のブラシを用いて洗浄処理を行い、または、
前記２本のブラシの一方を主たる洗浄に用いて洗浄処理を行い、他方のブラシを前記一方のブラシが使用不可能な場合に用いるために予備用として待機させておくことを特徴とする洗浄処理方法。
前記ブラシのスキャン速度が前記保持手段に保持された基板の周縁部で大きく、前記基板の中央部で小さくなるように、前記ブラシ保持アームのスキャン速度がスキャン方向に応じて連続的または段階的に制御されることを特徴とする請求項４に記載の洗浄処理方法。
前記ブラシが前記保持手段に保持された基板の周縁部に位置するときには前記基板の回転数が大きく、前記基板の中央部に位置するときには小さくなるように、前記基板の回転数が連続的または段階的に制御されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の洗浄処理方法。
前記２本のブラシ保持アームを同時使用し、かつ、前記２本のブラシ保持アームのスキャン速度を前記ブラシの前記基板への当接位置によって変化させた洗浄処理を行う場合に、前記２本のブラシ保持アームどうしが衝突しないように各ブラシ保持アームの駆動が制御されることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の洗浄処理方法。
前記２本のブラシ保持アームのうち１本のみを用いて洗浄処理を行う場合に、使用するブラシ保持アームが前記基板上を往復するスキャン回数を、前記２本のブラシ保持アームを同時使用した場合よりも増加させることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の洗浄処理方法。
前記２本のブラシ保持アームのうち１本のみを用いて洗浄処理を行う場合に、前記２本のブラシ保持アームを同時使用した場合よりも、使用するブラシ保持アームが前記基板上を移動するスキャン速度を速くして、および／または前記基板の回転数を高くすることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の洗浄処理方法。