JP6312534B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、揺動洗浄部材を用いて基板を洗浄する基板洗浄装置に関し、特に、大径の基板の洗浄に適した基板洗浄装置に関する。

近年、半導体デバイスの微細化にともなって、微細構造を有する基板（物性の異なる様々な材料膜を形成した基板）の加工が行われている。例えば、基板に形成した配線溝を金属で埋めるダマシン配線形成工程においては、ダマシン配線形成後に基板研磨装置（ＣＭＰ装置）により、余分な金属を研磨除去して、基板表面に物性の異なる様々な材料膜（金属膜、バリア膜、絶縁膜など）が形成される。このような基板表面には、ＣＭＰ研磨で使用されたスラリー残渣や金属研磨屑（Ｃｕ研磨屑など）が存在する。そのため、基板表面が複雑で洗浄が困難な場合など、基板表面の洗浄が充分に行わない場合には、残渣物などの影響によってリークや密着性不良が発生し、信頼性低下の原因になるおそれがある。そこで、半導体基板の研磨を行うＣＭＰ装置では、研磨後の洗浄工程でロールスクラブ洗浄やペンスクラブ洗浄が行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−１７２０１９号公報

従来の基板洗浄装置においては、例えば、水平平置きした基板を回転させながら基板表面の洗浄が行われる。基板を単に水平平置きした場合、基板は自重によって反り形状（凹形状）になる。この基板の自重による反り形状の問題は、基板サイズが大径化するとより顕著になる。例えば、基板の直径が１．５倍になる（３００ｍｍから４５０ｍｍになる）と、基板の中央部の反り量は２〜３倍になる。

また、基板表面をペンスクラブ洗浄する場合、洗浄部材が基板表面上を揺動する洗浄部材によって基板洗浄が行われる。その場合、洗浄部材が基板表面の中央部を通過するとき、基板裏面に支持部材がないと、洗浄部材の押圧力によっても基板が反り形状になる。この洗浄部材の押圧力による反り形状の問題は、基板を水平平置きした場合に限られず、基板を垂直に置いた場合や斜めに置いた場合にも生じ得る。

基板が反り形状になると、基板中央部と基板外周部とで洗浄特性にバラツキが生じるおそれがある。例えば、基板を水平平置きにする場合、基板を回転させることにより生じる遠心力によって洗浄液の排出が行われるが、基板の中央部が凹形状になると洗浄液の排出能力が低下してしまう。この洗浄液の排出能力低下の問題は、特に薬液洗浄後の濯ぎのときに影響が大きく、総合洗浄プロセスマージンの低下や、長時間処理によるスループットの低下、消耗部材のための高コスト化を招くおそれがある。

また、基板が反り形状になると、ペンスクラブ洗浄を行う場合にも、基板の中央部と外周部とで洗浄特性にバラツキが生じるおそれがある。すなわち、基板が反り形状になると、基板の中央部で洗浄部材の押圧力が低くなり、基板の中央部（旋回速度が低い）で洗浄特性が劣化するおそれがある。そこで、洗浄部材の押圧力を単に高くすると、基板の外周部（旋回速度が高い）で洗浄部材が角あたりしてしまい、逆汚染が増加するおそれがある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、揺動洗浄部材を用いて基板を洗浄するときに、基板が反り形状になるのを防ぐことのできる基板洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の基板洗浄装置は、回転する基板の外周を支持する複数の外周支持部材と、基板の中心部を通りながら基板の第１の外周位置と第２の外周位置との間を揺動して、回転する基板の表面を洗浄する揺動洗浄部材と、基板の中心部を通るように基板の第３の外周位置から第４の外周位置まで長尺状に延びて、回転する基板の裏面を支持する長尺支持部材と、を備え、第１の外周位置と第２の外周位置の少なくとも一方は、複数の外周支持部材のうち第３の外周位置に最も近い外周支持部材の位置と第３の外周位置との間、または、複数の外周支持部材のうち第４外周位置に最も近い外周支持部材の位置と第４の外周位置との間に配置されている。

この構成によれば、基板の表面を洗浄する搖動洗浄部材は、基板の中心を通りながら第１の外周位置と第２の外周位置との間を揺動する。基板の裏面を支持する長尺支持部材は、基板の中心部を通るように第３の外周位置から第４の外周位置まで長尺状に延びている。したがって、搖動洗浄部材が基板の中心部に位置しているとき、長尺支持部材によって基板が支持され、基板が反り形状（凹形状）になるのを防止することができる。また、この場合、第１の外周位置と第２の外周位置の少なくとも一方が、複数の外周支持部材のうち第３の外周位置に最も近い外周支持部材の位置と第３の外周位置との間、または、複数の外周支持部材のうち第４外周位置に最も近い外周支持部材の位置と第４の外周位置との間に配置される。したがって、搖動洗浄部材が基板の中心部と外周部（第１の外周位置と第２の外周位置の少なくとも一方）の間に位置しているときにも、長尺支持部材と外周支持部材（第３の外周位置または第４の外周位置に最も近い外周支持部材）とによって基板が支持され、基板が反り形状（凹形状）になるのを低減することができる。

また、本発明の基板洗浄装置では、基板の中心位置Ａと第１の外周位置Ｂとを結ぶ線分ＡＢと基板の中心位置Ａと第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角の大きさは、基板の中心位置Ａと第３の外周位置に最も近い外周支持部材の位置Ｄとを結ぶ線分ＡＤと基板の中心位置Ａと第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角の大きさ以下になるように設定されてもよい。

この構成によれば、搖動洗浄部材が基板の中心位置Ａに位置しているとき、長尺支持部材によって基板が支持され、基板が反り形状（凹形状）になるのを防止することができる。また、搖動洗浄部材が基板の中心位置Ａと第１の外周位置Ｂとの間に位置しているときにも、長尺支持部材と外周支持部材（第３の外周位置に最も近い外周支持部材）とによって基板が支持され、基板が反り形状（凹形状）になるのを低減することができる。

また、本発明の基板洗浄装置では、揺動洗浄部材は、ペンシルスクラブ洗浄部材であり、ペンシルスクラブ洗浄部材は、基板の表面に接触する洗浄スポンジと、洗浄スポンジを保持する保持部材とを備え、洗浄スポンジは、下面が基板の表面に接触する本体部と、本体部の上面から立設され保持部材に保持されるネック部とを備え、ネック部の根端部には、窪み部が設けられている、本体部の上面には凹部または凸部が設けられてもよい。

この構成によれば、ペンシルスクラブ洗浄部材の洗浄スポンジには、ネック部の根端部に窪み部が設けられているので、ネック部が本体部に対して倒れるように変形しやすい。すなわち、洗浄スポンジは、ネック部が保持部に保持された状態で、本体部の下面が傾くように変形しやすいように構成されている。基板が反り形状（凹形状）になった場合、基板の表面に傾きが生じることになるが、その場合には、洗浄スポンジの本体部の下面が傾いて基板の表面の傾きに追従することができ、洗浄スポンジが基板の表面に片当たりするのを抑制することができる。

また、本発明の基板洗浄装置では、揺動洗浄部材は、ペンシルスクラブ洗浄部材であり、ペンシルスクラブ洗浄部材は、基板の表面に接触する洗浄スポンジと、洗浄スポンジを保持する保持部材とを備え、洗浄スポンジは、下面が基板の表面に接触する本体部と、本体部の上面から立設され保持部材に保持されるネック部とを備え、本体部の上面には、凹部または凸部が設けられてもよい。

この構成によれば、ペンシルスクラブ洗浄部材の洗浄スポンジには、本体部の上面に凹部または凸部が設けられているので、本体部が反るように変形しやすい。基板が反り形状（凹形状）になった場合、基板の表面に傾きが生じることになるが、その場合には、洗浄スポンジの本体部が反るように変形し基板の表面の傾きに追従することができ、洗浄スポンジが基板の表面に片当たりするのを抑制することができる。

また、本発明の基板洗浄装置では、長尺支持部材は、ロール部材であり、ロール部材の表面には、複数の凸部が設けられ、複数の凸部のうち最も外側の凸部は、基板の外周部より内側に位置してもよい。

この構成によれば、ロール部材の表面の複数の凸部のうち最も外側の凸部（最外凸部）が、基板の外周部より内側に位置しているので、基板の外周部が凸部（最外凸部）に部分的に当たるのを防ぐことができる。基板の外周部が凸部（最外凸部）に部分的に当たると、凸部（最外凸部）の表面のうち基板の外周部が当たっている部分が凹むことになり、凸部（最外凸部）の表面に段差ができてしまう。凸部（最外凸部）の表面に段差ができ、基板の外周部が当たっていない部分が基板より上に突出してしまうと、揺動洗浄部材で基板の外周部まで洗浄しようとしたときに、その凸部（最外凸部）の突出部分に引っかかるおそれがある。本発明によれば、基板の外周部が凸部（最外凸部）に部分的に当たるのを防ぐことができるので、引っかかりのおそれがなく、基板の外周まで洗浄することが可能になる。

また、本発明の基板洗浄装置では、揺動洗浄部材が基板の外周からはみ出したときに、基板に対する揺動洗浄部材の圧力が一定になるように、基板に接触している揺動洗浄部材の面積に応じて、基板に対する揺動洗浄部材の押し付け力を制御する制御部を備えてもよい。

この構成によれば、揺動洗浄部材が基板の外周からはみ出したときに、基板に接触している揺動洗浄部材の面積に応じて基板に対する揺動洗浄部材の押し付け力が制御され、基板に対する揺動洗浄部材の圧力が一定に保たれる。したがって、揺動洗浄部材の圧力の上昇による食い込みの発生を抑えることができ、基板の外周まで洗浄することが可能になる。

また、本発明の基板洗浄装置では、長尺支持部材は、基板の中心部から第３の外周位置までの第１の回転ロール部材と、基板の中心部から第４の外周位置までの第２の回転ロール部材とで構成され、第１の回転ロール部材の回転方向と第２の回転ロール部材の回転方向は、基板の回転方向と同じ方向に設定されてもよい。

この構成によれば、長尺支持部材が第１の回転ロール部材と第２の回転ロール部材とで構成され、第１の回転ロール部材の回転方向と第２の回転ロール部材の回転方向が、基板の回転方向と同じ方向に設定されているので、基板の回転を阻害することなく、円滑に基板を回転させることができる。

本発明によれば、揺動洗浄部材を用いて基板を洗浄するときに、基板が反り形状になるのを防ぐことができる。

本発明の実施の形態における基板洗浄装置（洗浄ユニット）を備えた基板処理装置の平面図である。 本発明の実施の形態における基板洗浄装置（洗浄ユニット）の斜視図である。 本発明の実施の形態における基板洗浄装置（洗浄ユニット）の側面図である。 本発明の実施の形態における基板洗浄装置（洗浄ユニット）の平面図である。 本発明の実施の形態における洗浄スポンジの斜視図である。 本発明の実施の形態における洗浄スポンジの側面図である。 本発明の実施の形態における洗浄スポンジの平面図である。 本発明の実施の形態における長尺支持部材（ロール部材）の側面図である。 本発明の実施の形態における長尺支持部材（ロール部材）の端部の拡大図である。 本発明の実施の形態における洗浄スポンジの押し付け力制御の説明図である。 本発明の実施の形態における揺動洗浄部材（ペンシルスクラブ洗浄部材）の動作の説明図である。 基板洗浄装置（洗浄ユニット）の変形例の平面図である。 基板洗浄装置（洗浄ユニット）の変形例における揺動洗浄部材（ペンシルスクラブ洗浄部材）の動作の説明図である。 長尺支持部材（ロール部材）の変形例の説明図である。 基板洗浄装置（洗浄ユニット）の変形例の側面図である。 基板洗浄装置（洗浄ユニット）の変形例の平面図である。 基板洗浄装置（洗浄ユニット）の変形例の平面図である。 基板洗浄装置（洗浄ユニット）の変形例の側面図である。

以下、本発明の実施の形態の基板洗浄装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、半導体基板の研磨を行うＣＭＰ装置等に用いられる基板洗浄装置の場合を例示する。

本発明の実施の形態の基板洗浄装置の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置（洗浄ユニット）を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング１０と、多数の半導体ウェハ等の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート１２を備えている。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。ロードポート１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

ハウジング１０の内部には、４つの研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと、研磨後の基板を洗浄する洗浄ユニット（第１洗浄ユニット１６及び第２洗浄ユニット１８）と、洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニット２０が収容されている。洗浄ユニット（第１洗浄ユニット１６，第２洗浄ユニット１８）は、上下２段に配置した上下２段構造としてもよい。研磨ユニット１４ａ〜１４ｄは、基板処理装置の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット１６，１８及び乾燥ユニット２０も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。本発明の実施形態の基板洗浄装置は、第１洗浄ユニット１６や第２洗浄ユニット１８に適用することができる。

ロートポート１２、該ロートポート１２側に位置する研磨ユニット１４ａ及び乾燥ユニット２０に囲まれた領域には、第１基板搬送ロボット２２が配置され、また研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと平行に、基板搬送ユニット２４が配置されている。第１基板搬送ロボット２２は、研磨前の基板をロートポート１２から受け取って基板搬送ユニット２４に受け渡すとともに、乾燥後の基板を乾燥ユニット２０から受け取ってロートポート１２に戻す。基板搬送ユニット２４は、第１基板搬送ロボット２２から受け取った基板を搬送して、各研磨ユニット１４ａ〜１４ｄとの間で基板の受け渡しを行う。

第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８の間には、これらの各ユニット１６，１８との間で基板の受け渡しを行う第２基板搬送ロボット２６が配置されている。また、第２洗浄ユニット１８と乾燥ユニット２０との間には、これらの各ユニット１８，２０との間で基板の受け渡しを行う第３基板搬送ロボット２８が配置されている。更に、ハウジング１０の内部には、基板処理装置の各機器の動きを制御する制御部３０が配置されている。制御部３０は、例えば洗浄ユニット（第１洗浄ユニット１６，第２洗浄ユニット１８）の動作を制御する。

図２は、本実施の形態の基板洗浄装置（洗浄ユニット）の構成を示す斜視図である。また、図３は、基板洗浄装置（洗浄ユニット）の構成を示す側面図であり、図４は、基板洗浄装置（洗浄ユニット）の構成を示す平面図である。図２〜図４に示すように、基板洗浄装置は、基板Ｗの外周を支持する４つの外周支持部材３２と、基板Ｗの表面を洗浄する揺動洗浄部材３４と、基板Ｗの裏面を支持する長尺支持部材３６を備えている。

外周支持部材３２は、例えばチャック等で構成される。このチャック等の回転により、基板Ｗを回転させることができる。揺動洗浄部材３４は、基板Ｗ上を円弧状に揺動して、基板Ｗの表面を洗浄するように構成されている。また、長尺支持部材３６は、長尺状に延びており、回転しながら基板Ｗの裏面を支持するように構成されている。なお、長尺支持部材３６は、回転せずに基板Ｗの裏面を支持するように構成されてもよい。

揺動洗浄部材３４は、例えばペンシルスクラブ洗浄部材で構成される。ペンシルスクラブ洗浄部材は、回転しながら基板Ｗの表面に接触する洗浄スポンジ３８と、洗浄スポンジ３８を保持する保持部材４０を備えている（図５および図６参照）。保持部材４０は、揺動アーム４２の先端に設けられている。揺動アーム４２の根端は、回転自在な支持軸４４に支持されている。また、基板洗浄装置の側方には、洗浄液（薬液）やスラリーを供給するノズル４６が立設されている。

図５〜図７は、本実施の形態の洗浄スポンジ３８の説明図である。図５に示すように、洗浄スポンジ３８は、下面が基板Ｗの表面に接触する本体部４８と、本体部４８の上面から立設され保持部材４０に保持されるネック部５０を備えている（図６（ａ）参照）。図６（ｂ）に示すように、ネック部５０の根端部には、窪み部５２が設けられてもよい。また、図７に示すように、本体部４８の上面には、凹凸部５４（凹部または凸部）が設けられてもよい。なお、ネック部５０の窪み部５２と本体部４８の凹凸部５４は、一方だけ設けられても良く、両方とも設けられても良い（図６（ｃ）参照）。

長尺支持部材３６は、例えばロール部材で構成される。図８は、長尺支持部材３６の側面図であり、図９は、ロール部材の端部の拡大図である。図８に示すように、ロール部材の表面には、複数の凸部６０が設けられている。そして、図９に示すように、ロール部材の複数の凸部６０のうち最も外側（図９における最も右側）の凸部６０は、基板Ｗの外周部より内側に位置している。

図１０は、制御部３０による洗浄スポンジ３８の押し付け力制御の説明図である。図１０に示すように、制御部３０は、洗浄スポンジ３８が基板Ｗの外周からはみ出したときに、基板Ｗに対する洗浄スポンジ３８の圧力が一定になるように、基板Ｗに接触している洗浄スポンジ３８の面積に応じて、基板Ｗに対する洗浄スポンジ３８の押し付け力を制御する。

図１１は、揺動洗浄部材３４の動作の説明図である。図１１に示すように、揺動洗浄部材３４は、基板Ｗの中心部Ａを通りながら基板Ｗの両端の外周位置（第１の外周位置Ｂと第２の外周位置Ｂ’）の間を円弧状に揺動する。この場合、長尺支持部材３６は、基板Ｗの中心部Ａを通るように基板Ｗの第３の外周位置Ｃから第４の外周位置Ｃ’まで長尺状に延びている。

第１の外周位置Ｂは、４つの外周支持部材３２のうち第３の外周位置Ｃと第３の外周位置Ｃに最も近い外周支持部材３２の位置Ｄとの間（位置Ｃと位置Ｄの間）に配置されている。なお、第２の外周位置Ｂ’が、第４の外周位置Ｃ’と複数の外周支持部材３２のうち第４外周位置Ｃ’に最も近い外周支持部材３２の位置Ｄ’との間（位置Ｃ’と位置Ｄ’の間）に配置されてもよい。

換言すると、基板Ｗの中心位置Ａと第１の外周位置Ｂとを結ぶ線分ＡＢと基板Ｗの中心位置Ａと第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角θの大きさは、基板Ｗの中心位置Ａと第３の外周位置Ｃに最も近い外周支持部材３２の位置Ｄとを結ぶ線分ＡＤと基板Ｗの中心位置Ａと第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角αの大きさ以下になるように設定されている。

このような本実施の形態では、図１１に示すように、基板Ｗの表面を洗浄する揺動洗浄部材３４が、基板Ｗの中心部Ａを通りながら第１の外周位置Ｂと第２の外周位置Ｂ’との間を揺動し、基板Ｗの裏面を支持する長尺支持部材３６が、基板Ｗの中心部Ａを通るように第３の外周位置Ｃから第４の外周位置Ｃ’まで長尺状に延びている。したがって、揺動洗浄部材３４が基板Ｗの中心部Ａに位置しているときには、長尺支持部材３６によって基板Ｗが支持され、基板Ｗが反り形状（凹形状）になるのを防止することができる。また、この場合、第１の外周位置Ｃが、４つの外周支持部材３２のうち第３の外周位置Ｃに最も近い外周支持部材３２の位置Ｄと第３の外周位置Ｃとの間に配置される。したがって、揺動洗浄部材３４が基板Ｗの中心部Ａと外周部（第１の外周位置Ｃ）の間に位置しているときにも、長尺支持部材３６と外周支持部材３２（第３の外周位置Ｃに最も近い外周支持部材３２）とによって基板Ｗが支持され、基板Ｗが反り形状（凹形状）になるのを低減することができる。

また、本実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、洗浄スポンジ３８のネック部５０の根端部に窪み部５２が設けられているので、ネック部５０が本体部４８に対して倒れるように変形しやすい。すなわち、洗浄スポンジ３８は、ネック部５０が保持部に保持された状態で、本体部４８の下面が傾くように変形しやすいように構成されている。基板Ｗが反り形状（凹形状）になった場合、基板Ｗの表面に傾きが生じることになるが、その場合には、洗浄スポンジ３８の本体部４８の下面が傾いて基板Ｗの表面の傾きに追従することができ、洗浄スポンジ３８が基板Ｗの表面に片当たりするのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、図７に示すように、洗浄スポンジ３８の本体部４８の上面に、凹凸部５４（凹部または凸部）が設けられているので、洗浄スポンジ３８の本体部４８が反るように変形しやすい。基板Ｗが反り形状（凹形状）になった場合、基板Ｗの表面に傾きが生じることになるが、その場合には、洗浄スポンジ３８の本体部４８が反るように変形し基板Ｗの表面の傾きに追従することができ、洗浄スポンジ３８が基板Ｗの表面に片当たりするのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、図９に示すように、ロール部材の表面の複数の凸部のうち最も外側の凸部（最外凸部）が、基板Ｗの外周部より内側に位置しているので、基板Ｗの外周部が凸部（最外凸部）に部分的に当たるのを防ぐことができる。基板Ｗの外周部が凸部（最外凸部）に部分的に当たると、凸部（最外凸部）の表面のうち基板Ｗの外周部が当たっている部分が凹むことになり、凸部（最外凸部）の表面に段差ができてしまう。凸部（最外凸部）の表面に段差ができ、基板Ｗの外周部が当たっていない部分が基板Ｗより上に突出してしまうと、揺動洗浄部材３４で基板Ｗの外周部まで洗浄しようとしたときに、その凸部（最外凸部）の突出部分に引っかかるおそれがある。本実施の形態によれば、基板Ｗの外周部が凸部（最外凸部）に部分的に当たるのを防ぐことができるので、引っかかりのおそれがなく、基板Ｗの外周まで洗浄することが可能になる。

また、本実施の形態では、図１０に示すように、揺動洗浄部材３４が基板Ｗの外周からはみ出したときに、基板Ｗに接触している揺動洗浄部材３４の面積に応じて基板Ｗに対する揺動洗浄部材３４の押し付け力が制御され、基板Ｗに対する揺動洗浄部材３４の圧力が一定に保たれる。したがって、揺動洗浄部材３４の圧力の上昇による食い込みの発生を抑えることができ、基板Ｗの外周まで洗浄することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、図１２に示すように、揺動洗浄部材３４は、基板Ｗ上を直線状に揺動して、基板Ｗの表面を洗浄するように構成されてもよい。すなわち、揺動洗浄部材３４は、図１３に示すように、基板Ｗの中心部Ａを通りながら基板Ｗの両端の外周位置（第１の外周位置Ｂと第２の外周位置Ｂ’）の間を直線上に揺動してもよい。この場合、第１の外周位置Ｂは、４つの外周支持部材３２のうち第３の外周位置Ｃと第３の外周位置Ｃに最も近い外周支持部材３２の位置Ｄとの間（位置Ｃと位置Ｄの間）に配置されている。また、第２の外周位置Ｂ’が、第４の外周位置Ｃ’と複数の外周支持部材３２のうち第４外周位置Ｃ’に最も近い外周支持部材３２の位置Ｄ’との間（位置Ｃ’と位置Ｄ’の間）に配置されている。

この場合にも、基板Ｗの中心位置Ａと第１の外周位置Ｂとを結ぶ線分ＡＢと基板Ｗの中心位置Ａと第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角θの大きさは、基板Ｗの中心位置Ａと第３の外周位置Ｃに最も近い外周支持部材３２の位置Ｄとを結ぶ線分ＡＤと基板Ｗの中心位置Ａと第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角αの大きさ以下になるように設定されている（図１３参照）。

また、図１４に示すように、長尺支持部材３６は、基板Ｗの中心部Ａから第３の外周位置Ｃまでの第１の回転ロール部材５６と、基板Ｗの中心部Ａから第４の外周位置Ｃ’までの第２の回転ロール部材５８とで構成してもよい。この場合、第１の回転ロール部材５６の回転方向と第２の回転ロール部材５８の回転方向は、基板Ｗの回転方向と同じ方向に設定される。

このように、長尺支持部材３６が第１の回転ロール部材５６と第２の回転ロール部材５８とで構成され、第１の回転ロール部材５６の回転方向と第２の回転ロール部材５８の回転方向が、基板Ｗの回転方向と同じ方向に設定されていれば、基板Ｗの回転を阻害することなく、円滑に基板Ｗを回転させることができる。

また、基板洗浄装置は、図１５〜図１７に示すように、基板Ｗを垂直に置いた場合にも適用できる。基板Ｗを垂直に置いた場合にも、基板Ｗを水平平置きした場合と同様、揺動洗浄部材３４は、基板Ｗ上を円弧状に揺動してもよく（図１６参照）、基板Ｗ上を直線状に揺動してもよい（図１７参照）。また、基板洗浄装置は、図１８に示すように、基板Ｗを斜めに置いた場合にも適用できる。なお、基板Ｗを垂直に置いた場合や斜めに置いた場合、長尺支持部材３６の回転方向は、基板Ｗを下向きにおさえる向きに設定するのが好適である。

以上のように、本発明にかかる基板洗浄装置は、揺動洗浄部材を用いて基板を洗浄するときに、基板が反り形状になるのを防ぐことができるという効果を有し、半導体基板（ウェハ）の研磨を行うＣＭＰ装置等に適用され、有用である。例えば、本発明の基板洗浄装置は、２流体（２ＦＪ）洗浄装置やバフ研磨装置に適用できる。

本発明の基板洗浄装置は、半導体ウェハ等のデバイス構造を有する基板の製造段階において、基板表面上のパーティクル汚染の物理洗浄をするときに、接触による汚染影響を回避しつつ、有益な洗浄特性を得ることができる。本発明の基板洗浄装置は、半導体製造装置などの微細加工設備において装置内においてパーティクル汚染が懸念される装置（例えば、フラットパネル製造装置、ＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサ製造装置、ＭＲＡＭの磁性膜製造装置など）に適用することができる。

１０ ハウジング
１２ ロードポート
１４ａ〜１４ｄ 研磨ユニット
１６ 第１洗浄ユニット
１８ 第２洗浄ユニット
２０ 乾燥ユニット
２２ 第１基板搬送ロボット
２４ 基板搬送ユニット
２６ 第２基板搬送ロボット
２８ 第３基板搬送ロボット
３０ 制御部
３２ 外周支持部材
３４ 揺動洗浄部材（ペンスクラブ洗浄部材）
３６ 長尺支持部材（ロール部材）
３８ 洗浄スポンジ
４０ 保持部材
４２ 揺動アーム
４４ 支持軸
４６ ノズル
４８ 本体部
５０ ネック部
５２ 窪み部
５４ 凹凸部
５６ 第１の回転ロール部材
５８ 第２の回転ロール部材
６０ 凸部
Ｗ 基板

Claims (7)

1. 回転する基板の外周を支持する複数の外周支持部材と、
   前記基板の中心部を通りながら前記基板の第１の外周位置と第２の外周位置との間を揺動して、前記回転する基板の表面を洗浄する揺動洗浄部材と、
   前記基板の中心部を通るように前記基板の第３の外周位置から第４の外周位置まで長尺状に延びて、前記回転する基板の裏面を支持する長尺支持部材と、
   前記揺動洗浄部材が前記基板の外周からはみ出したときに、前記基板に対する前記揺動洗浄部材の圧力が一定になるように、前記基板に接触している前記揺動洗浄部材の面積に応じて、前記基板に対する前記揺動洗浄部材の押し付け力を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１の外周位置と前記第２の外周位置の少なくとも一方は、前記複数の外周支持部材のうち前記第３の外周位置に最も近い外周支持部材の位置と前記第３の外周位置との間、または、前記複数の外周支持部材のうち前記第４の外周位置に最も近い外周支持部材の位置と前記第４の外周位置との間に配置されている、ことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記揺動洗浄部材は、前記基板の表面を洗浄する平坦な底面を有し、
   前記制御部は、前記揺動洗浄部材が前記第１の外周位置及び前記第２の外周位置にあって前記平坦な底面の一部が前記基板の外周からはみ出したときに、前記基板に接触している前記揺動洗浄部材の面積に応じて、前記基板に対する前記揺動洗浄部材の押し付け力を制御する、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記揺動洗浄部材は、ペンシルスクラブ洗浄部材であり、
   前記ペンシルスクラブ洗浄部材は、前記基板の表面に接触する洗浄スポンジと、前記洗浄スポンジを保持する保持部材とを備え、
   前記洗浄スポンジは、下面が前記基板の表面に接触する本体部と、前記本体部の上面から立設され前記保持部材に保持されるネック部とを備え、
   前記本体部の上面には、凹部または凸部が設けられている、請求項１または請求項２に記載の基板洗浄装置。
4. 回転する基板の外周を支持する複数の外周支持部材と、
   前記基板の中心部を通りながら前記基板の第１の外周位置と第２の外周位置との間を揺動して、前記回転する基板の表面を洗浄する揺動洗浄部材と、
   前記基板の中心部を通るように前記基板の第３の外周位置から第４の外周位置まで長尺状に延びて、前記回転する基板の裏面を支持する長尺支持部材と、
   を備え、
   前記第１の外周位置と前記第２の外周位置の少なくとも一方は、前記複数の外周支持部材のうち前記第３の外周位置に最も近い外周支持部材の位置と前記第３の外周位置との間、または、前記複数の外周支持部材のうち前記第４の外周位置に最も近い外周支持部材の位置と前記第４の外周位置との間に配置され、
   前記揺動洗浄部材は、ペンシルスクラブ洗浄部材であり、
   前記ペンシルスクラブ洗浄部材は、前記基板の表面に接触する洗浄スポンジと、前記洗浄スポンジを保持する保持部材とを備え、
   前記洗浄スポンジは、下面が前記基板の表面に接触する本体部と、前記本体部の上面から立設され前記保持部材に保持されるネック部とを備え、
   前記ネック部における、前記ネック部と前記本体部とが接続される根端部には、窪み部が設けられている、基板洗浄装置。
5. 前記基板の中心位置Ａと前記第１の外周位置Ｂとを結ぶ線分ＡＢと前記基板の中心位置Ａと前記第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角の大きさは、前記基板の中心位置Ａと前記第３の外周位置に最も近い外周支持部材の位置Ｄとを結ぶ線分ＡＤと前記基板の中心位置Ａと前記第３の外周位置Ｃとを結ぶ線分ＡＣとのなす角の大きさ以下になるように設定されている、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板洗浄装置。
6. 前記長尺支持部材は、ロール部材であり、
   前記ロール部材の表面には、複数の凸部が設けられ、
   前記複数の凸部のうち最も外側の凸部は、前記基板の外周部より内側に位置している、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板洗浄装置。
7. 前記長尺支持部材は、前記基板の中心部から前記第３の外周位置までの第１の回転ロール部材と、前記基板の中心部から前記第４の外周位置までの第２の回転ロール部材とで構成され、
   前記第１の回転ロール部材の回転方向と前記第２の回転ロール部材の回転方向は、前記基板の回転方向と同じ方向に設定されている、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板洗浄装置。