JP4286822B2

JP4286822B2 - 洗浄処理装置

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Publication number: JP4286822B2
Application number: JP2005275621A
Authority: JP
Inventors: 明石原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2006024963A

Description

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に関する。

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。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心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。

ここで、従来のスクラブ洗浄にあっては、例えば、主にブラシの周囲で発生する洗浄液のミスト等が飛散して洗浄処理室を汚す問題があり、また、飛散した洗浄液がブラシを移動させる機構、つまりブラシを保持したアームの駆動機構に付着して動作不良を起こさせる場合があった。逆に、駆動機構等において発生するパーティクルが洗浄装置内において拡散し、ウエハに付着してウエハの品質を低下させる問題もあった。

さらに、近年、ウエハ等の被処理基板の大面積化が進み、同時に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１枚当たりの洗浄処理時間に長時間を要するようになってきている。このため、被処理基板全体にわたって均質で高品質な洗浄処理を行いつつ、洗浄処理時間を短縮して、ランニングコストが低減される洗浄処理方法ならびに洗浄処理装置が望まれている。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、洗浄処理装置に使用される各種の駆動系に飛散した洗浄液が付着することによる動作不良の発生と駆動系からのパーティクルの基板へ向けての飛散を防止した洗浄処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、被処理基板１枚当たりの洗浄処理時間を短縮せしめる洗浄処理装置を提供することを目的とする。さらに、洗浄液の飛散を防止して洗浄処理装置内を清浄に保持する洗浄処理装置を提供することを目的とする。さらにまた、本発明は洗浄液の供給形態に着目して洗浄処理をより効果的に、かつ均質に行うことを可能とした洗浄処理装置を提供することを目的とする。

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に当接してスクラブ洗浄を行うブラシと、前記ブラシを保持したブラシ保持アームと、前記ブラシ保持アームを、前記ブラシが基板の中心を通って走査されるように駆動するアーム駆動機構と、前記保持手段に保持された基板を囲繞するように設けられたカップと、前記カップの外側に配置され、前記保持手段に保持された基板の所定位置に所定の処理液を吐出する第１、第２の２本の処理液吐出ノズルを有する処理液供給機構と、前記ブラシ保持アームに設けられ、前記ブラシに前記処理液を供給する処理液供給ノズルと、を具備し、前記第１の処理液吐出ノズルからは前記保持手段に保持された基板の略中心に向けて処理液が吐出され、前記第２の処理液吐出ノズルからは前記保持手段に保持された基板の略中心よりも外側の所定位置に処理液が吐出され、基板を回転しながら、前記第１および第２の処理液吐出ノズルから基板に処理液を供給して基板上面に液膜を形成し、その後引き続き前記第１および第２の処理液吐出ノズルから基板に処理液を供給しつつ、かつ前記処理液供給ノズルから前記ブラシに処理液を供給しつつ、前記アーム駆動機構により前記ブラシが基板の中心を通って基板を横断して走査するように制御され、前記ブラシが走査されている間に、前記第１の処理液吐出ノズルから基板の略中心に向けて吐出された処理液が前記ブラシに当たらないように、前記第１の処理液吐出ノズルからの前記処理液の供給タイミングが制御されることを特徴とする洗浄処理装置、が提供される。

本発明の洗浄処理装置では、前記第１および第２の処理液吐出ノズルからの処理液の吐出位置が最適化されているため、少ない洗浄液量で均一な液膜を基板の上面に形成することができるようになる。また、ブラシ洗浄の際には前記第１および第２の処理液吐出ノズルに加えて、ブラシ保持アームに設けられた処理液供給ノズルからブラシに処理液を供給することにより基板全体に処理液が供給され、しかもブラシが走査されている間に処理液がブラシに当たらないように供給タイミングが制御されているのでブラシに衝突して周囲に拡散することが防止される。これにより、洗浄処理におけるランニングコストが低減されるのみならず、洗浄処理を基板全体で均一に行うことができるようになり、基板品質が向上する。
本発明において、前記第２の処理液吐出ノズルからは、前記保持手段に保持された基板の半径を中心から外周に向かって２：１に分割する点に向けて所定の処理液が吐出されることが好ましい。また、前記第１の処理液吐出ノズルから吐出される処理液の吐出方向と、前記第２の処理液吐出ノズルから吐出される処理液の吐出方向とが略平行になるように、前記第１および第２の処理液吐出ノズルが配置されていることが好ましい。

なお、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、前記保持手段を囲繞するように設けられたカップと、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、前記洗浄手段を保持した洗浄手段保持アームと、前記洗浄手段保持アームを駆動するアーム駆動機構と、前記カップの配設部と前記アーム駆動機構の配設部とを分離するように設けられた隔壁と、を具備することを特徴とする洗浄処理装置であってもよい。
この洗浄処理装置では、洗浄処理を行う場であるカップの配設部と、アーム駆動機構の配設部が隔壁によって分離されているので、カップ内から飛散する洗浄液がアーム駆動機構へ付着し、アーム駆動機構に動作不良が生ずることが防止され、逆に、アーム駆動機構から発生するパーティクルがカップの配設部へ拡散して基板に付着し、基板の品質を低下させるといった問題が解決される。

また、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に当接してスクラブ洗浄を行うブラシと、前記ブラシをそれぞれ保持した複数のブラシ保持アームと、前記複数のブラシ保持アームをそれぞれ独立して直進駆動するアーム駆動機構と、を具備することを特徴とする洗浄処理装置であってもよい。
この洗浄処理装置では、ブラシを保持したアームが複数配設されていることから種々の洗浄方法を採用することが可能である。例えば、複数本のブラシを同時に使用することで洗浄速度を上げることが可能であり、また、配設するブラシの材質等を異なったものとして、洗浄処理の進行に合わせて適切なものを用いると、より高品質な洗浄処理を行うことが可能となる。

さらに、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、前記基板および前記保持手段を囲繞するように配設されたカップと、前記保持手段に保持された基板の所定位置に所定の処理液を供給する処理液供給機構と、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と、前記ブラシを保持するブラシ保持アームと、前記ブラシ保持アームを駆動するアーム駆動機構と、を具備し、前記保持手段に保持された基板に供給された洗浄液のカップ外部の拡散が抑制されるように、前記カップに内周上側から外周下側へ傾斜したテーパー部が上下２段に形成されていることを特徴とする洗浄処理装置であってもよい。
この洗浄処理装置では、基板を囲繞するように設けられたカップに上下２段のテーパー部が形成されて、スクラブ洗浄中に発生する洗浄液のミスト等がカップ外に拡散し難い構造となっており、これにより洗浄処理装置内部を清浄に保持することが可能となり、また、洗浄処理装置内部が清浄に保持されることで、基板に付着するパーティクルの量が低減され、基板の品質が高く維持される。

さらにまた、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、前記基板および前記保持手段を囲繞するように配設されたカップと、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と、前記ブラシを保持するブラシ保持アームと、前記ブラシ保持アームを駆動するアーム駆動機構と、前記保持手段に保持された基板の所定位置に所定の処理液を供給する処理液供給機構と、洗浄処理中に洗浄液が前記アーム駆動機構側へ飛散することを抑制するために、前記ブラシの外側かつ前記アーム駆動機構側に設けられたブラシカバーと、を具備することを特徴とする洗浄処理装置であってもよい。
この洗浄処理装置では、ブラシの外側の所定位置にブラシの外周の一部の囲うようにブラシカバーが配設されていることから、基板に供給される洗浄水が洗浄処理中に飛散した場合でも、ブラシカバーが配設されている方向であるブラシ保持アームの基端側への飛散は防止され、これによって、アーム駆動機構への洗浄液の付着およびこの付着によるアーム駆動機構の動作不良の発生の問題が解決される。

本発明では、これら洗浄処理装置の特徴を任意に組み合わせて用いることができ、これによって洗浄処理された基板品質の向上、洗浄処理時間の短縮やランニングコストの低減、洗浄処理装置内部の清浄性の確保等の種々の効果を同時に得ることが可能となる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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、加熱／冷却部（ＨＰ／ＣＯＬ）１６の全てにアクセス可能に配設され、これら各部または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。

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。

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。

なお、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。

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。

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。

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。

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によって一方のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ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、まず、ウエハＷをスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄのいずれかへ搬送し、スクラブ洗浄処理を行う。

表面のスクラブ洗浄処理が終了したウエハ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のいずれかによっ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処理が行われる。

裏面のスクラブ洗浄処理が終了したウエハ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等された後に、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。

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。

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においてはスピンチャック７１にウエハＷが保持されるが、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。

そして、スピンチャック７１上に保持されたウエハＷの上面にブラシ７６ａ・７６ｂが当接するように駆動されるブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの待避位置は、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）。

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を取り込むことができるため、その内部のクリーン度を高く保つことが可能であるが、下段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂには、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄの壁面を利用して配管を設ける等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を引き込む必要がある。

従って、通常、下段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂのクリーン度は上段に設けられたスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄほどは高くはならないと考えられる。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。

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らないように、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。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。

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は、スピンチャック７１の構造は異なっても、その他の部品構成等は同じであることから、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。

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方向から見た断面図、図６は図４においてＸ方向から見た断面図である。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の主ウエハ搬送機構（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。

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、例えば、図示しない支持ピン７１ｅが複数（図４において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。

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枚の連結テーブル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、自然にウエハＷが脱着機構７１ｄに保持される。

枢軸７１ｂとチャックプレート７１ａとの接合部分の構造をより詳細に図７の断面図に示す。枢軸７１ｂ内には窒素ガス等の乾燥ガスをウエハＷ側に向かって供給するガス供給孔４１が形成されており、このガス供給孔４１と連通するように、チャックプレート７１ａの中央部には孔部４２が形成されている。この孔部４２の上方には円錐部材４３がその頂点が下向きとなって配設されており、図７においては、円錐部材４３は脚部４４に支持されたプレート４５の下面に配設されている。ただし、これら円錐部材４３と脚部４４とプレート４５は一体的に形成されていてもよい。なお、プレート４５の上面がウエハＷの下面と接触しないように脚部４４の長さが調整されている。

このようなガス供給孔４１の下方からウエハＷ側へ噴射された乾燥ガスは、円錐部材４３とプレート４５によって直接にウエハＷにあたることなく、円錐部材４３によって半径方向に分散され、脚部４４の間を抜けてウエハ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の外周側に向けて拡散し、半径方向に噴出される。こうしてウエハＷの下面から半径方向に噴出される乾燥ガスによって、ウエハＷの下面とチャックプレート７１ａの上面との間にミスト状となった洗浄液が侵入して付着することを確実に防止することができ、ウエハＷの下面の汚染を防止することができる。

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、図６では上段位置のみが示されており、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、洗浄処理中は、ウエハＷを回転することによってウエハＷから外周に向けて飛散する洗浄液が下段のテーパー部７３ａにあたった後に下方に導かれる高さ位置にカップ７３は固定される。

このように、主に下段のテーパー部７３ａによって洗浄処理中に発生したミスト化した洗浄液が外部に向けて拡散することが防止されるが、カップ７３ではテーパー部７３ａの上部にテーパー部７３ｂを設けることにより、このようなミスト化した洗浄液のカップ７３外部への飛散がさらに抑制され、また、カップ７３の垂直壁（Ｚ方向に平行な壁部）または下段のテーパー部７３ａに衝突した洗浄液の跳ね返りがカップ７３外へ飛散することが防止される構造となっている。

こうして洗浄液のカップ７３外への飛散が防止されることで、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ内が清浄に保持されると、ウエハＷへの汚染も起こり難くなり、ウエハＷを高品質なものとすることが可能となる。なお、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。

カップ７３の外側の所定位置には、２本のリンスノズル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。ここで、ウエハＷ上に形成される液膜が均一であると、ウエハＷ全体にわたって均質な洗浄処理を行うことが可能となる。

そこで、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａでは、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を吐出し、一方のリンスノズル８６ｂからは、ウエハＷの略中心よりも外側の位置に向けて洗浄液またはリンス液を吐出して液膜を形成する。このとき、リンスノズル８６ｂからは、ウエハの半径Ｒを中心から外周に向かってＲ_１：Ｒ_２＝２：１（図４参照）に分割する点に向けて洗浄液またはリンス液を吐出すると、少ない吐出量でより均一な液膜をウエハＷ上に形成することが可能となる。

こうして、均一な液膜が形成された場合には、後述するブラシ７６ａ・７６ｂを用いたスクラブ洗浄時に、ウエハＷ全体にわたって均一な洗浄処理を行うことが可能となり、また、スクラブ洗浄終了後スピン乾燥前に行うリンス処理においても、ウエハＷ全体にわたって均一なリンス処理を行うことが可能となる。このように洗浄液またはリンス液を適切な位置に吐出することで、ウエハＷの品質が高められる。また、洗浄液またはリンス液が効率的に使用されるので、その消費量を低減してランニングコストを低減することが可能となる。

なお、図４に示すように、リンスノズル８６ａ・８６ｂから吐出される洗浄液の吐出方向が略平行となるようにリンスノズル８６ａ・８６ｂを配設すると、均一な液膜が形成し易く、好ましいが、洗浄液またはリンス液がウエハＷの所定位置に吐出され、均一な液膜がウエハＷ上に形成される限りにおいて、吐出方向がずれていても構わない。

また、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の中心部を通過する際に、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、洗浄液の吐出のタイミングを制御することが好ましい。

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い。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。

また、図６に示すように、ブラシ７６ａは、ブラシ保持アーム７７ａに配設された、例えば、モータ３５ａの回転をベルト３５ｂを用いて回転軸７８ａへ伝達する回転駆動機構３５により、Ｚ方向に平行な回転軸７８ａ回りに回転自在に構成されている。このような回転駆動機構３５はブラシ７６ｂについても同様に設けられる。なお、ブラシ７６ａ・７６ｂの回転駆動機構は、モータの回転軸がブラシ７６ａの回転軸７８ａと一致するように、ベルトを用いずにダイレクトに駆動するものを用いることもできる。

図４では、２本のブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂがカップ７３外の待避位置にある状態が示されており、ブラシ７６ａ・７６ｂは待避位置において、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。また、この待避位置において後述するブラシカバー洗浄機構を用いてブラシカバー３１ａ・３１ｂの洗浄を行った際には、ブラシバス６７に処理後の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、前述したリンスノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷへの洗浄液の供給以外に、洗浄液供給ノズルからもブラシ７６ａ・７６ｂへ所定量の洗浄液が供給できるようになっている。

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との連結側をいう）には、洗浄処理中に洗浄液がブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの基端側へ飛散し難いように、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。このブラシカバー３１ａ・３１ｂはまた、リンスノズル８６ａ・８６ｂから吐出される洗浄液が直接に触れない位置において、ブラシ７６ａ・７６ｂの外周の一部を覆うように配設することが好ましい。これは、洗浄液が直接にブラシカバー３１ａ・３１ｂに触れる場合には、洗浄液が飛散してウエハＷに均一な液膜を形成することができなくなるためである。

図６に示されるように、ブラシカバー３１ａは、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る。この場合、ブラシ７６ａとウエハＷの接触面近傍やブラシ７６ａの外周等からブラシ保持アーム７７ａの基端側へ向かって飛散する洗浄液は、ブラシカバー３１ａに遮られて、カップ７３のテーパー部７３ｂの上端から外部へ飛散することが防止され、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ内を清浄に保持することが可能となる。また、洗浄液が後述する隔壁９８に設けられた窓部９８ａへ向かって飛散し、窓部９８ａから駆動機構配設室８２ｂへ侵入することが防止されることから、アーム駆動機構７９ａ・７９ｂに洗浄液が付着してアーム駆動機構７９ａ・７９ｂに動作不良が発生する等の事態を回避することが可能となる。

このようなブラシカバー３１ａ・３１ｂは、断面略弧状等の形状とすることが好ましい。この場合にはブラシカバー３１ａ・３１ｂに衝突する洗浄液がより小さなミスト等に分かれて跳ね返り、カップ７３内外へ飛散するといったことが起こり難くなる。

また、ブラシカバー３１ａ・３１ｂの表面に所定の洗浄液を供給するブラシカバー洗浄機構を設けることも好ましい。ブラシ７６ａ・７６ｂを用いた洗浄処理時に、ブラシカバー３１ａ・３１ｂの表面に所定の洗浄液が流れるようにすると、ブラシカバー３１ａ・３１ｂに衝突する洗浄液がブラシカバー洗浄機構によって供給される洗浄液と混ざりあって下方に導かれ、これによりミストの発生が抑制される。一方、ブラシ７６ａ・７６ｂをブラシバス６７上に待機させているときにブラシカバー３１ａ・３１ｂの表面に洗浄液を流すことで、ブラシカバー３１ａ・３１ｂを洗浄し、清浄に保持することができる。

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方向に平行にスライド自在となっており、また、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方向に平行にスライド自在となっている。このように、複数のブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂを設けた場合であっても、その駆動方向が同じＸ方向であって水平移動する形態としていることから、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの駆動を独立して容易に行うことが可能であり、また、１箇所にまとめて配設してスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａの省スペース化を図ることができる。

また、これらのアーム駆動機構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も兼ね備えており、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。なお、ブラシ７６ａ・７６ｂが配設されているブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの先端部分にブラシ７６ａ・７６ｂをＺ方向に昇降させる機構を設けることも可能である。

スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおいては、例えば、スピンチャック７１を回転させた状態で、カップ７３の外側近傍に配設されたリンスノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷの表面の所定位置に洗浄液を供給してウエハＷ上に均一な液膜を形成しつつ、２本のブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂを同時に駆動してブラシ７６ａ・７６ｂをウエハＷの異なる位置に当接させながらＸ方向にスキャンさせて洗浄処理を行うことができる。この場合には、１枚のウエハＷの洗浄処理時間を短縮することが可能となる。

また、例えば、ブラシ７６ａ・７６ｂのウエハＷと当接する部分の材質を異なるものとして、一方を粗洗浄用、他方を仕上げ用として用いて、より精密な洗浄を行うこともできる。さらに、一方のブラシを他方のブラシが故障等やブラシの摩耗等により使用に不適となった場合に対処するための予備ブラシとして用いることも可能である。

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。

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に付着することを回避することができるようになり、ウエハＷの品質を高く維持することが可能となる。また、カップ７３外へ飛散する洗浄液があった場合に、このような洗浄液がアーム駆動機構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。前述したように、ブラシカバー３１ａ・３１ｂを配設することにより、窓部９８ａに向かって洗浄液が飛散し難い構造となっているので、隔壁９８の配設とブラシカバー３１ａ・３１ｂの配設によって、よりアーム駆動機構７９ａ・７９ｂに洗浄液が付着し難い構造となっている。

さて、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方向に昇降可能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。このように、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａには、異なる洗浄手段が配設されているので、ウエハＷの種類に応じていずれか一方のみを用いた洗浄処理を行ってもよく、また、両方の洗浄手段を前後して用いる洗浄処理や、両方の洗浄手段を同時に用いた洗浄処理を行うことも可能である。

なお、アーム駆動機構７９ｃは駆動機構配設室８２ｂに配設され、ノズル保持アーム８４は、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂと同様に隔壁９８に設けられた窓部９８ａを通してその先端側が洗浄処理室８２ａに位置するように設けられている。こうして、アーム駆動機構７９ｃで発生するパーティクルが洗浄処理室８２ａに飛散することが防止され、一方、カップ７３から洗浄液が駆動機構配設室８２ｂに飛散してアーム駆動機構７９ｃに付着し、アーム駆動機構７９ｃの動作不良を生じさせるといった問題が回避される。

また、アーム駆動機構７９ａ〜７９ｃは、いずれもアームをＸ方向へスライドさせるという同様の駆動形態を有しているがために、上述したようにアーム駆動機構７９ａ〜７９ｃを駆動機構配設室８２ｂという１箇所にまとめて配設することが可能となったものであり、これにより、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂとノズル保持アーム８４の独立駆動性と洗浄処理室８２ａの清浄性を確保しつつ、配設空間を省スペース化することが可能となっている。

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。キャリアＣからウエハ搬送機構１３を用いて取り出され、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａを経て、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに保持されたウエハＷは、表面が上面の状態で表面洗浄用のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄのいずれか一方に搬送されて、スクラブ洗浄処理が施される。このスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｃ・２１ｄにおける処理工程は、後述するスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａにおける処理工程と同様であるので、ここではウエハＷの流れの説明に止めるものとする。

表面の洗浄が終了したウエハＷは、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかを用いて３台のうちのいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａ内に搬送されて乾燥され、必要に応じて、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかにより冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂに搬送されて冷却され、再び主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに戻された後に、ウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂの一方に搬送される。

ウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂで裏面が上面となるように反転処理され、主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに戻されたウエハＷは、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ（またはスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ｂ）内へ搬送される。このウエハＷの搬送は、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、主ウエハ搬送アーム５５をスピンチャック７１の位置まで挿入してスピンチャック７１上にウエハＷを載置し、主ウエハ搬送アーム５５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を閉じることで行われ、ウエハＷは、脱着機構７１ｄによりチャックプレート７１ａ上に固定される。

次に、ブラシ７６ａ・７６ｂの両方を用いてスクラブ洗浄を行うとすると、まずブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの両方をブラシ７６ａ・７６ｂがウエハＷ上に位置するようにＸ方向にスライド移動させ、また、カップ７３を所定位置まで上昇させて保持する。続いてスピンチャック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・７７ｂに配設された洗浄液供給ノズルからブラシ７６ａ・７６ｂに所定の洗浄液を供給しつつ、ブラシ７６ａ・７６ｂを回転させながらウエハＷに当接させ、所定速度でブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂをＸ方向にスキャンさせる。

こうしてスクラブ洗浄が行われるが、このときガス供給孔４１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有効に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。

なお、このようなスクラブ洗浄においては、ウエハＷの中心部では回転の線速度が小さく、周縁部で線速度が大きくなっているので、ブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂをＸ方向にスキャンさせる際には、ウエハＷの中心部でスキャン速度を速くし、一方、ウエハＷの周縁部でスキャン速度を遅くすると、ウエハＷの一定面積にブラシ７６ａ・７６ｂが当接している時間を同等として、ウエハＷの全面にわたって均一な洗浄処理を行うことができる。

ブラシ７６ａ・７６ｂを用いたスクラブ洗浄の終了後には、ブラシ７６ａ・７６ｂがブラシバス６７上に位置するようにカップ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５４をＸ方向にスキャンする洗浄処理を行う。ただし、必ずしもブラシ７６ａ・７６ｂ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。

一方で、前述したブラシ７６ａ・７６ｂ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、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・７６ｂを往復運動させ、ウエハＷの左側半分の範囲で洗浄液吐出ノズル８３を往復運動させればよい。

このような洗浄処理が終了した後には、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。

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から搬出されたウエハＷは、３台のうちのいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）１６ａ内に搬送されて加熱乾燥され、必要に応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）１６ｂに搬送されて冷却され、再び主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれか戻された後に、ウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂの一方に搬送される。

ウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）１４ｂにおいてウエハＷの上下面を反転させ、ウエハＷはその表面が上面となった状態で主ウエハ搬送アーム５５〜５７のいずれかに戻される。続いて、ウエハＷはウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａの一方へ搬送され、さらにウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１４ａ内からウエハ保持アーム１３ａによってウエハ搬送部５内へ搬送された後、キャリアＣ内の所定位置に搬入される。

以上、本発明の洗浄処理装置を用いた洗浄処理システムについて説明してきたが、本発明は上述した実施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の配設数も上記形態に限定されるものではない。さらに、シンク６８を隔壁９８により洗浄処理室８２ａと駆動機構配設室８２ｂとに分離したが、洗浄処理室８２ａを形成するシンクと駆動機構配設室８２ｂを形成するシンクとを窓部９８や開口部が形成されるように結合してスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ〜２１ｄを構成することも可能である。

さらにまた、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でき、リンスノズル８６ａ・８６ｂからウエハＷの所定位置に所定の洗浄液を吐出する方法や、隔壁９８と窓部９８ａを用いて洗浄処理室８２ａと駆動機構配設室８２ｂとを隔離する形態は、半導体ウエハやＬＣＤ基板のその他の液処理、例えば、現像処理におけるリンス処理に用いることも可能である。

上述の通り、本発明の洗浄処理装置（スクラブ洗浄ユニット）によれば、ブラシ７６ａ・７６ｂの外側の所定位置にブラシ７６ａ・７６ｂの外周の一部を囲うようにブラシカバー３１ａ・３１ｂが配設されていることから、ウエハＷに供給される洗浄水が洗浄処理中に飛散した場合でも、ブラシカバー３１ａ・３１ｂが配設されている方向であるブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂの基端側への飛散が防止され、これによってアーム駆動機構７９ａ・７９ｂへの洗浄液の付着およびこの付着によるアーム駆動機構７９ａ・７９ｂの動作不良が起こり難くなるという効果が得られる。

また、複数のブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂが配設されていることから洗浄処理時間の短縮を目的とした洗浄やより精密な洗浄等、目的に適した洗浄方法を採用することが可能となる。さらに、ノズル保持アーム８４とブラシ保持アーム７７ａ・７７ｂのアーム駆動機構７９ａ〜７９ｃの形態を直進駆動を行うスライド機構に統一することにより、アーム駆動機構７９ａ〜７９ｃをまとめて１箇所に配設することが可能であり、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａが省スペース化される効果が得られる。

さらにまた、洗浄処理室８２ａと駆動機構配設室８２ｂが隔壁９８によって分離されているので、カップ７３内から飛散する洗浄液がアーム駆動機構７９ａ〜７９ｃに付着し、アーム駆動機構７９ａ〜７９ｃに動作不良が生ずることが防止され、逆に、アーム駆動機構７９ａ〜７９ｃから発生するパーティクルが洗浄処理室８２ａに拡散して基板に付着し、基板の品質を低下させるといった問題が解決される。

加えて、リンスノズル８６ａ・８６ｂを用いた洗浄液の吐出位置が最適化されていることから、これにより少ない洗浄液量であっても均一な液膜をウエハＷの上面に形成することができるようになり、洗浄処理におけるランニングコストが低減されるのみならず、洗浄処理をウエハＷ全体で均一に行うことができるようになり、ウエハＷの品質が向上するという効果も得られる。

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１記載の洗浄処理システムの側面図。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。スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す平面図。スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す断面図。スクラブ洗浄ユニットの概略構造を示す別の断面図スピンチャックにおけるチャックプレートと枢軸の結合部分の構造を示す断面図。

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
３１；ブラシカバー
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
９８；隔壁
９８ａ；窓部
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に当接してスクラブ洗浄を行うブラシと、
前記ブラシを保持したブラシ保持アームと、
前記ブラシ保持アームを、前記ブラシが基板の中心を通って走査されるように駆動するアーム駆動機構と、
前記保持手段に保持された基板を囲繞するように設けられたカップと、
前記カップの外側に配置され、前記保持手段に保持された基板の所定位置に所定の処理液を吐出する第１、第２の２本の処理液吐出ノズルを有する処理液供給機構と、
前記ブラシ保持アームに設けられ、前記ブラシに前記処理液を供給する処理液供給ノズルと、
を具備し、
前記第１の処理液吐出ノズルからは前記保持手段に保持された基板の略中心に向けて処理液が吐出され、前記第２の処理液吐出ノズルからは前記保持手段に保持された基板の略中心よりも外側の所定位置に処理液が吐出され、
基板を回転しながら、前記第１および第２の処理液吐出ノズルから基板に処理液を供給して基板上面に液膜を形成し、その後引き続き前記第１および第２の処理液吐出ノズルから基板に処理液を供給しつつ、かつ前記処理液供給ノズルから前記ブラシに処理液を供給しつつ、前記アーム駆動機構により前記ブラシが基板の中心を通って基板を横断して走査するように制御され、
前記ブラシが走査されている間に、前記第１の処理液吐出ノズルから基板の略中心に向けて吐出された処理液が前記ブラシに当たらないように、前記第１の処理液吐出ノズルからの前記処理液の供給タイミングが制御されることを特徴とする洗浄処理装置。
前記第２の処理液吐出ノズルからは、前記保持手段に保持された基板の半径を中心から外周に向かって２：１に分割する点に向けて所定の処理液が吐出されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄処理装置。
前記第１の処理液吐出ノズルから吐出される処理液の吐出方向と、前記第２の処理液吐出ノズルから吐出される処理液の吐出方向とが略平行になるように、前記第１および第２の処理液吐出ノズルが配置されてい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。