JP5069512B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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基板の周縁部の洗浄に関する先行技術として、たとえば、円筒状のブラシを設け、基板を回転させつつ、ブラシを移動させて、その基板の周端面にブラシの外周面を当接させることにより、基板の周端面の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1参照)。
また、請求項4記載の発明は、前記ブラシが、基板の表面の周縁領域および周端面を洗浄するための第1洗浄部(16)と、前記基板の裏面の周縁領域および周端面を洗浄するための第2洗浄部(17)とを上下に備え、前記ブラシ移動手段は、前記基板に対して前記ブラシを上下動させる昇降駆動機構(21)を備え、前記ブラシの前記第2洗浄部を前記基板に当接させて処理を行った後、前記昇降駆動機構によって前記ブラシを下降させることにより前記ブラシの第1洗浄部を前記基板に当接させるように前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段(44,S13〜S16)をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
基板の周縁部を洗浄するためのブラシは、所定の回転軸線まわりに自由回転可能に設けられている。そのため、ブラシは、回転中の基板の周縁部に当接すると、基板の回転に従動して回転する。したがって、ブラシを積極的に回転させるための駆動力がブラシに入力されていない状態でのブラシの回転は、ブラシが基板の周縁部に当接していることを意味する。よって、従動回転検出手段によってブラシの従動回転を検出することにより、基板の周縁部に対するブラシの当接を検出することができる。そして、従動回転検出時のブラシの位置から基板の内側にブラシを移動させた位置を、処理時ブラシ位置として記憶することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す側面図である。
基板処理装置1は、基板の一例としての半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW]という。)を1枚ずつ処理する枚葉型の装置である。この基板処理装置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の表面(デバイスが形成される側の表面)に処理液を供給するための表面ノズル4と、ウエハWの裏面に処理液を供給するための裏面ノズル5と、ウエハWの周縁部を洗浄するためのブラシ機構6とを備えている。
スピンチャック3は、真空吸着式チャックであって、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸7と、このスピン軸7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を吸着して保持する吸着ベース8と、スピン軸7と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ9とを備えている。ウエハWの裏面が吸着ベース8に吸着保持された状態で、スピンモータ9が駆動されると、ウエハWがスピン軸7の中心軸線まわりに回転する。
ブラシ機構6は、ブラシ13と、このブラシ13を先端に保持する揺動アーム14と、揺動アーム14を支持するアーム支持軸15とを備えている。
揺動アーム14は、下ケーシング30と、この下ケーシング30に嵌め合わされた上ケーシング31とを備えている。
下ケーシング30の一端部には、略円筒状の軸保持部32が形成されている。この軸保持部32には、2つのベアリング33が内嵌されている。この2つのベアリング33によって、ブラシ回転軸19が回転可能に保持されている。ブラシ回転軸19は、ほぼ鉛直方向に延び、軸保持部32から上下に突出している。
ブラシ回転軸19には、軸保持部32の上方に突出する部分において、プーリ34が外嵌されている。
一方、下ケーシング30の他端部上には、ブラシモータ35が設けられている。ブラシモータ35は、その出力軸36が鉛直下方に延びるように配置されている。ブラシモータ35の出力軸36には、モータプーリ37が相対回転不能に固定されている。このモータプーリ37とブラシ回転軸19に外嵌されたプーリ34との間には、無端状のベルト38が巻回されている。これにより、ブラシモータ35が駆動されると、ブラシモータ35からの回転力がモータプーリ37およびベルト38を介してプーリ34に伝達され、プーリ34が回転する。
図3は、基板処理装置1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44を備えている。
この制御部44には、エンコーダ43から出力されるパルス信号が入力されるようになっている。制御部44は、エンコーダ43からのパルス信号の入力の有無に基づいて、ブラシ13の回転/停止を検知することができる。
図4は、ティーチング処理の流れを示すフローチャートである。
たとえば、ブラシ13が使用により摩耗すると、ブラシ13による洗浄力が低下するので、その摩耗したブラシ13が新品のブラシ13と取り替えられる。ブラシ13の個体間には形状誤差があるため、この基板処理装置1では、ブラシ13が交換されると、洗浄処理時にブラシ13をウエハWの周縁部に当接させることができるように、洗浄処理時のブラシ13の位置(以下「洗浄処理時ブラシ位置」という。)を制御部44に記憶させるためのティーチング処理が行われる。
次に、揺動駆動機構20および昇降駆動機構21が制御されて、ブラシ13の第2洗浄部17がダミーウエハの周縁部にゆっくりと近づけられる(ステップS2)。
処理室2内にウエハWが搬入され、そのウエハWがスピンチャック3に保持されると、スピンモータ9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S11)。
次いで、処理液バルブ12が開かれて、表面ノズル4および裏面ノズル5からそれぞれウエハWの表面および裏面への処理液の供給が開始される(ステップS12)。
このとき、ブラシモータ35は駆動されておらず、電磁クラッチ39はオフにされている。これにより、ブラシ13は、ブラシ回転軸19とともに自由回転可能な状態になっている。したがって、ブラシ13が洗浄処理時ブラシ位置に到達し、ブラシ13の第2洗浄部17が回転中のウエハWの周縁部に当接すると、ウエハWとブラシ13との間の摩擦力により、ブラシ13がウエハWの回転に従動して回転する。ブラシ13とともにブラシ回転軸19が回転すると、前述したように、このブラシ回転軸19の回転に伴って、エンコーダ43からパルス信号が出力される。
ブラシ13の第1洗浄部16がウエハWの周縁部に当接してから所定時間が経過すると、揺動駆動機構20および昇降駆動機構21が制御されて、ブラシ13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S17)。また、ブラシ13がホームポジションに戻される間に、ブラシモータ35が停止されて、ブラシ13の回転が停止される。さらに、処理液バルブ12が閉じられて、表面ノズル4および裏面ノズル5からの処理液の供給が停止される(ステップS18)。その後、ウエハWを高速(たとえば、3000rpm)で回転させることによる乾燥処理が行われると、ウエハWに対する洗浄処理が終了する。
3 スピンチャック
13 ブラシ
19 ブラシ回転軸
34 プーリ
35 ブラシモータ
36 出力軸
37 モータプーリ
38 ベルト
43 エンコーダ
44 制御部
W ウエハ
Claims (4)
- 基板をその中心を通る軸線まわりに回転させるための基板回転手段と、
所定の回転軸線まわりに自由回転可能に設けられ、基板の周縁部に当接して、その周縁部を洗浄するためのブラシと、
前記基板回転機構により回転される基板の周縁部に前記ブラシが当接することによる前記ブラシの従動回転を検出するための従動回転検出手段と、
前記ブラシを前記基板の周縁部に近づけるように移動させるブラシ移動手段と、
前記ブラシ移動手段によって前記ブラシが前記基板の周縁部に近づけられるときに、前記従動回転検出手段によって前記ブラシの従動回転が検出されると前記ブラシが前記基板の周縁部に当接したと判断し、従動回転検出時のブラシの位置から前記基板の内側に前記ブラシを移動させた位置を、処理時ブラシ位置として記憶するティーチング処理手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。 - 前記ブラシを前記回転軸線まわりに積極的に回転させるためのブラシ回転手段と、
前記従動回転検出手段により前記ブラシの従動回転が検出された後、前記ブラシ回転手段による前記ブラシの回転を開始させるブラシ回転制御手段とをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記ブラシ回転手段に設けられ、前記ブラシの従動回転と能動回転とを切り替える回転切り替え手段をさらに含み、
前記ブラシ回転制御手段は、前記従動回転検出手段により前記ブラシの従動回転が検出された後、前記回転切り替え手段によって前記ブラシを従動回転から能動回転へ切り替えることにより、前記ブラシの回転を開始させることを特徴とする、請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記ブラシが、基板の表面の周縁領域および周端面を洗浄するための第1洗浄部と、前記基板の裏面の周縁領域および周端面を洗浄するための第2洗浄部とを上下に備え、
前記ブラシ移動手段は、前記基板に対して前記ブラシを上下動させる昇降駆動機構を備え、
前記ブラシの前記第2洗浄部を前記基板に当接させて処理を行った後、前記昇降駆動機構によって前記ブラシを下降させることにより前記ブラシの第1洗浄部を前記基板に当接させるように前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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