JP7133403B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置、基板処理方法、および記憶媒体に関する。

半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理が行われる。このような装置として、基板の周縁部をブラシにより洗浄する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－０１６１５６号公報

しかしながら、ブラシによる洗浄処理の時間の短縮が求められている。

本開示は、基板に係る洗浄処理時間の短縮が可能な基板処理装置、基板処理方法、および記憶媒体を提供する。

本開示の一態様による基板処理装置は、基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持された前記基板の周縁部を洗浄するブラシ部と、前記基板に対する前記ブラシ部の相対位置を移動させる移動部と、を有し、前記ブラシ部は、前記基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、前記基板に対して同時に当接して洗浄を行う、基板処理装置、である。

一つの例示的実施形態に係る基板処理装置、基板処理方法、および記憶媒体によれば、基板に係る洗浄処理時間の短縮が可能となる。

図１は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。 図２は、一つの例示実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。 図３（Ａ），図３（Ｂ）は、一つの例示実施形態に係る基板処理装置における洗浄機構を説明する図である。 図４は、一つの例示実施形態に係る基板処理装置における洗浄機構の動作例を説明する図である。 図５（Ａ），図５（Ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置の第１変形例について説明する図である。 図６（Ａ），図６（Ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置の第２変形例について説明する図である。 図７（Ａ），図７（Ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置の第３変形例について説明する図である。 図８（Ａ），図８（Ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置の第４変形例について説明する図である。 図９（Ａ），図９（Ｂ）は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置の第５変形例について説明する図である。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

一つの例示的実施形態において、基板処理装置が提供される。基板処理装置は、基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持された前記基板の周縁部を洗浄するブラシ部と、前記基板に対する前記ブラシ部の相対位置を移動させる移動部と、を有する。前記ブラシ部は、前記基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、前記基板に対して同時に当接して洗浄を行う。

上記の基板処理装置では、基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、基板に対してブラシ部が同時に当接して、洗浄が行われる。そのため、複数の当接部において基板の洗浄が同時に行われるため、従来の基板洗浄と比較して、洗浄効率が高くなる。そのため、基板に係る洗浄処理時間の短縮が可能となる。

一つの例示的実施形態において、前記移動部は、前記複数の当接部のそれぞれにおける前記基板への前記ブラシ部の押圧力を調整する押圧調整部を有する態様とすることができる。

移動部が押圧調整部を有することにより、複数の当接部のそれぞれにおいて、ブラシ部の押圧力を、基板の洗浄に適した押圧力に調整することができる。したがって、洗浄効率がさらに高くなり、洗浄処理時間のさらなる短縮が可能となる。

一つの例示的実施形態において、前記移動部は、前記基板への前記ブラシ部の押圧力を計測する圧力計測部をさらに有し、前記押圧調整部は、前記圧力計測部での押圧力の計測結果に基づいて、前記ブラシ部の押圧力を調整する態様とすることができる。

圧力計測部での押圧力の計測結果に基づいて、移動部が当接部における押圧力を調整することにより、ブラシ部の押圧力の調整をより精度良く行うことができ、洗浄処理時間の短縮をより効果的に行うことができる。

一つの例示的実施形態において、前記移動部は、前記基板に対して前記ブラシ部を一体的に移動させるブラシ移動部を有する態様とすることができる。

ブラシ部を一体的に移動させるブラシ移動部を有することにより、ブラシ部を移動させるための動作機構を小型化することができる。

一つの例示的実施形態において、前記ブラシ部は、前記基板に対応した円弧状の内面を有している態様とすることができる。

基板に対応した円弧状の内面を有するブラシ部を用いることで、複数の当接部において基板に対して同時に当接して洗浄を行う構成をより簡単な構成により実現することができる。

一つの例示的実施形態において、前記ブラシ部は、少なくとも３つの円筒状のブラシにより構成される態様とすることができる。

少なくとも３つの円筒状のブラシによりブラシ部が構成されている場合、ウエハの洗浄効果が高められるとともに洗浄処理時間の短縮効果が高められる。

一つの例示的実施形態において、前記基板の外方で前記ブラシ部を待機させる待機部を有する態様とすることができる。

ブラシ部を待機させる待機部が基板の外方に設けられている場合、ブラシ部は、待機部と基板の洗浄位置との間を往復して基板の洗浄を行うことになるため、洗浄処理時間が長くなる可能性が高い。そのため、基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、基板に対して同時に当接して洗浄を行う構成を有することで、洗浄処理時間の短縮効果が高くなる。

一つの例示的実施形態において、前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給する処理液供給ノズルと、前記基板に供給された前記処理液を受けるカップと、をさらに有し、前記ブラシ部は、前記カップの内面に固定され、前記移動部は、前記カップを昇降させることで、前記ブラシ部を移動させる態様とすることができる。

カップの内面にブラシ部を固定し、カップの昇降によりブラシ部を移動させる構成とした場合、ブラシ部を移動させるための移動部をカップの昇降を行う駆動部とは別途設ける必要がなく、装置の小型化が実現し得る。

一つの例示的実施形態において、基板処理方法が提供される。基板処理方法は、基板保持部に保持された基板の周縁部を洗浄する基板処理方法であって、ブラシ部により、前記基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、前記基板に対して同時に当接して洗浄を行う。

上記の基板処理方法では、基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、基板に対してブラシ部が同時に当接して、洗浄が行われる。そのため、複数の当接部において基板の洗浄が同時に行われるため、従来の基板洗浄と比較して、洗浄効率が高くなる。そのため、基板に係る洗浄処理時間の短縮が可能となる。

一つの例示的実施形態において、記憶媒体が提供される。記憶媒体は、上記の基板液処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

この場合、上記の基板液処理方法と同様の作用効果を奏する。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。

以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

［基板処理システムの構成］
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウエハ（以下ウエハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、後述する制御装置４の制御部１８の制御に応じて、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

［基板処理装置の構成］
続いて、図２を参照して、基板処理システム１が含む基板処理装置１０の構成を説明する。基板処理装置１０は、基板処理システム１の処理ユニット１６に含まれる。

この基板処理装置１０は、チャンバ２１を有する。チャンバ２１の中には、被洗浄基板であるウエハＷを水平状態で真空吸着により吸着保持するためのスピンチャック２２が設けられる。スピンチャック２２は、軸２２ａを介してチャンバ２１の下方に設けられたモータ２３により回転可能となっている。また、チャンバ２１内には、スピンチャック２２に保持されたウエハＷを覆うようにカップ２４が設けられている。カップ２４の底部には、排気および排液のための排気・排液管２５が、チャンバ２１の下方へ延びるように設けられている。チャンバ２１の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬入出口２６が設けられている。なお、軸２２ａとカップ２４の底部およびチャンバ２１の底部との間には流体シール２７が設けられている。

また、基板処理装置１０は、洗浄液を供給する洗浄液供給機構３０と、ウエハＷの周縁部をブラシ洗浄する洗浄機構４０とを有している。ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの端面と、ウエハＷの表面および裏面のうち端面の近傍となる外周部分と、を含む領域を指す。

洗浄液供給機構３０は、カップ２４の上方に設けられた表面側洗浄液ノズル３１ａとスピンチャック２２に保持されたウエハＷの裏面側に設けられた裏面側洗浄液ノズル３１ｂとを有する。表面側洗浄液ノズル３１ａおよび裏面側洗浄液ノズル３１ｂは、基板に対して処理液としての洗浄液を供給する処理液供給ノズルである。表面側洗浄液ノズル３１ａおよび裏面側洗浄液ノズル３１ｂには、それぞれ表面側洗浄液供給配管３３ａおよび裏面側洗浄液供給配管３３ｂが接続されている。表面側洗浄液供給配管３３ａおよび裏面側洗浄液供給配管３３ｂの他端は、共通の洗浄液供給部３２に接続されている。洗浄液供給部３２から表面側洗浄液供給配管３３ａを介して表面側洗浄液ノズル３１ａからウエハＷの表面中心付近に洗浄液が供給されるとともに、裏面側洗浄液供給配管３３ｂを介して裏面側洗浄液ノズル３１ｂからウエハＷの裏面に洗浄液が供給される。表面側洗浄液供給配管３３ａおよび裏面側洗浄液供給配管３３ｂには、それぞれバルブ３４ａ，３４ｂが設けられる。洗浄液としては、純水や薬液等を用いることができる。

洗浄機構４０は、ブラシ４１と、支持部４２と、回動アーム４３と、シャフト部４４と、回動・昇降部４５と、を有する。ブラシ４１は、ウエハＷの周縁部を洗浄する。支持部４２は、ブラシ４１を支持する。回動アーム４３は、ブラシ４１を回動させる。シャフト部４４は、回動アーム４３の回動軸となる回動シャフトを内蔵する。回動・昇降部４５は、回動シャフトを回転させて回動アーム４３を回動させる回動機構および回動アーム４３を昇降させる昇降機構を内蔵する。基板処理装置１０では、ブラシ４１がウエハＷの洗浄処理を行うブラシ部として機能する。

支持部４２は、鉛直方向に延在し、その下端にブラシ４１が設けられている。回動アーム４３は水平に延びる筒状であって、その先端部分に支持部４２が回転可能に設けられている。回動アーム４３および支持部４２は、ブラシ部として機能するブラシ４１の相対位置を移動させる移動部として機能する。

回動アーム４３は水平方向に延在し、その先端部分に支持部４２が回転可能に設けられている。また、回動・昇降部４５は、回動機構としての回動用モータおよび昇降機構としての昇降用モータを有している。回動用モータおよび昇降用モータが個別に駆動することにより、回動アーム４３は、回動可能および昇降可能とされている。回動機構により回動アーム４３を回動させ、昇降機構により回動アーム４３を昇降させることにより、ブラシ４１をウエハＷの端面に形成されたベベルＢ（図３（Ｂ）参照）を含む周縁部に対して所望の押しつけ力で押しつけることが可能とされている。

ブラシ４１は、スポンジ状の樹脂、または、スポンジ状の樹脂と同様に液体を保持しやすく且つ変形可能な材料により構成される。具体的には、ブラシ４１は、上述したようにスポンジ状の樹脂からなり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を好適に用いることができる。ブラシ４１に適用可能な他の樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）を挙げることができる。

また、図３（Ａ）に示すように、ブラシ４１は、スピンチャック２２上に吸着保持されるウエハＷに対応した円弧状の内面４１ａを有している。ブラシ４１の内面４１ａが、ウエハＷに当接してウエハＷを洗浄する当接部として機能する。図３（Ａ）に示すブラシ４１は、内面４１ａに対向する外面も円弧状とされているが、外面側の形状は特に限定されない。

図３（Ｂ）に示すように、ウエハＷの洗浄時には、ブラシ４１の内面４１ａがウエハＷの端面に接触する。また、回動アーム４３の移動により、ブラシ４１をウエハＷ側へさらに移動させた場合、ブラシ４１の内面４１ａが変形し、ブラシ４１の内面４１ａがウエハＷの表面および裏面の周縁部にも接触することになる。これにより、ブラシ４１を利用して、ウエハＷの端面、および、ウエハＷの裏面の周縁部を洗浄することができる。洗浄液が供給されてブラシ４１が膨潤した状態では、ウエハＷに対して密着しやすく高い洗浄効果を得ることができる。

［基板処理方法］
次に、このような基板処理装置１０によりウエハＷの洗浄処理を行う処理動作（基板処理方法）について説明する。

まず、ブラシ４１をウエハＷの外方で待機させる。より具体的には、カップ２４の外側でブラシ４１を待機させる。すなわち、カップ２４の外側がウエハＷの待機部となる。待機部には、例えば、ブラシ４１から落ちる液滴等を受け止める容器等が設けられていてもよい。

ブラシ４１をウエハＷの外側で待機させた状態で、チャンバ２１にウエハＷを搬入し、スピンチャック２２にウエハＷを保持させる。モータ２３を駆動させてスピンチャック２２とともにウエハＷを所定の回転数で回転させ、洗浄液ノズル３１（表面側洗浄液ノズル３１ａおよび裏面側洗浄液ノズル３１ｂ）から洗浄液を供給する。

次に、回動・昇降部４５の昇降機構により回動アーム４３の高さ調節をして、ブラシ４１の内面４１ａがウエハＷの高さとなるように移動する。さらに、回動機構により回動アーム４３をスピンチャック２２上のウエハＷに向けて回動させ、ウエハＷの端面を含む周縁部に対してブラシ４１の内面４１ａを当接させる。この結果、ブラシ４１の内面４１ａがウエハＷの周縁部を洗浄する。ブラシ４１をウエハＷの周縁部に対してさらに近接させると、ブラシ４１の内面４１ａは、ウエハＷの端面だけでなく、表面および裏面の周縁部と接触する。そのため、ブラシ４１により回転しているウエハＷの端面と、表面および裏面の周縁部と、を洗浄することになる。洗浄液が供給される状態では、ブラシ４１が膨潤し、回転しているウエハＷの端面ならびに裏面および表面の周縁部を効果的に洗浄することができる。

このように、基板処理装置１０のブラシ４１の内面４１ａは、ウエハＷに対応した円弧状とされている。そのため、ウエハＷを洗浄する際には、内面４１ａとウエハＷとの接点（当接部として機能する部分）はウエハの端面に沿った略帯状となる。すなわち、ブラシ４１は、ウエハＷの複数点（帯状の領域）において、ウエハＷを同時に洗浄することになる。

［作用・効果］
基板処理装置１０のブラシ４１は、ウエハＷに対して同時に当接して洗浄を行う領域（当接部）がウエハＷの端面のうち周方向に沿って複数設けられる。そのため、ウエハＷの洗浄処理時間を短縮することができる。

従来の基板処理装置では、ウエハＷの端面の洗浄を行うブラシは円筒状であることが多く、回転するウエハＷの端面のうち周方向に沿った１点において当接することが一般的である。基板処理装置では、ウエハＷの洗浄時には少なくともウエハＷが回転するため、１つの当接部においてブラシとウエハＷとが当接して洗浄を行っているだけでも、ウエハＷの端面を全周にわたって洗浄することができる。ただし、ウエハＷとブラシとの当接部が１箇所のみである場合、ウエハＷが１回転する間にウエハＷ端面の特定の領域がブラシに対して当接する回数は１回である。そのため、従来の構成では、洗浄を完了させるまでの所要時間の短縮化には限界があると考えられる。

また、ウエハＷの洗浄を行うブラシは、使用しない間はウエハＷに対して外方に設けられた待機部に移動して待機させる構成とされる場合がある。このような場合、ウエハＷ近傍の洗浄位置と、待機部との間でブラシを移動させるための時間が洗浄完了までの処理時間に含まれることから、処理時間がより長くなる可能性がある。

これに対して、本実施形態に係る基板処理装置１０では、ウエハＷに対して同時に当接して洗浄する点がウエハＷ端面の周方向に沿って複数設けられる。より具体的には、ブラシ４１の場合には、内面４１ａとウエハＷとの当接部が、ウエハＷの周方向に沿って帯状に形成されている。この形状は、実質的にウエハＷの周方向に沿って当接部が複数連続して設けられている状態である。すなわち、ウエハＷの周方向に沿って設けられた複数の当接部において、ベベルＢを含むウエハＷの端面とブラシ４１とが当接することになる。このような構成を有する場合、当接部が１箇所の場合と比較して、ウエハＷが１回転する間にウエハＷの端面とブラシ４１とが接触する回数が増加する。したがって、従来の構成と比較して、ウエハＷが１回転する間でのブラシ４１による洗浄効果が高められるため、洗浄を完了させるまでの所要時間の短縮化が可能となる。また、待機部が設けられているため、従来の装置と同様にブラシ４１の移動は発生するが、洗浄自体の所要時間が短くなるため、全体として処理時間の短縮化が実現される。

なお、ウエハＷの周方向に沿って設けられた当接部の数は、例えば、平面視において確認することができる。例えば、図３（Ａ）に示すように、ウエハＷに対応した円弧状の内面を有するブラシ４１は、平面視においてブラシ４１の内面４１ａとウエハＷとが当接する領域が連続して形成されている。このような場合、従来用いられている円筒状のブラシがウエハＷを洗浄する場合に、ブラシがウエハＷと当接する領域を１つの当接部として見た場合、複数の当接部に相当する領域においてブラシ４１とウエハＷとが当接している。このように、本実施形態では、従来用いられている円筒状のブラシがウエハＷに対して当接して洗浄を行う場合に、ブラシがウエハＷと当接する領域を１つの当接部として捉える。その上で、複数の当接部に対応する領域においてウエハＷとブラシとが当接している場合に、複数の当接部において同時に当接している、という。

洗浄機構４０のように、ウエハＷに対応した円弧状の内面４１ａを有するブラシ４１を用いる場合、複数の当接部において基板に対して同時に当接して洗浄を行う構成を１つのブラシにより、すなわち、簡単な構成によって実現することができる。したがって、基板処理装置の内部構成を複雑にすることなく、複数の当接部において基板に対して同時に当接して洗浄を行う構成を実現することができる。なお、ブラシ４１は、内面４１ａがウエハＷの円弧状に対応した形状となっているが、内面４１ａにおける当接部の長さ（周方向に沿った長さ）は、ウエハＷの端面のうち中心角４５°程度分に対応する長さとされている。ブラシ４１の内面４１ａがウエハＷの周縁部に対応した円弧状とされている場合、ブラシの内面４１ａにおける当接部の長さは、ウエハＷの端面のうち中心角１５°～６０°分に対応する長さとすることができる。内面４１ａにおける当接部の長さを上記の範囲とすることで、ブラシ４１によりウエハＷの洗浄を行う際に、ブラシ４１を好適に保持することができる。したがって、ブラシ４１による洗浄効果が高められ、洗浄完了までの所要時間の短縮化が好適に行われる。ただし、内面４１ａにおける当接部の長さは上記の範囲より大きくしてもよいし、上記の範囲より小さくしてもよい。

また、ブラシ４１のように、上下方向（Ｚ方向・高さ方向：ウエハＷの表面の延在面に対して直交する方向）に沿って平坦である場合、ブラシ４１の内面４１ａとウエハＷとの当接位置を上下方向に変更することができる。例えば、図３（Ｂ）では、ブラシ４１の内面４１ａのうち中央部のやや上側にウエハＷの端面が当接しているが、当接位置を変更して、図４に示すように、内面４１ａのうち下側に変更することもできる。当接位置は、回動・昇降部４５により回動アーム４３の高さ位置を変更することによって変更することができる。このように、上下位置を変更可能な形状とされている場合、ウエハＷの端面との当接位置を変更しながらブラシ４１による洗浄を行うことで、ブラシ４１の内面４１ａの摩耗が特定の位置に集中することを防ぐことができる。したがって、ブラシ４１の摩耗または破損を遅らせることができ、ブラシ４１の使用期間を長くすることができる。

なお、ブラシ４１の形状は、図３等に示したものに限定されない。例えば、ブラシ４１の内面４１ａの高さ方向で下側に段差部を設けて、段差部よりも下側の内面は上側の内面よりも突出するような形状にすることができる。この形状は、後述の第２変形例に係る洗浄機構４０Ｂのブラシ４８と類似している。このような形状にした場合、段差部に対してウエハＷの裏面が載るように、ブラシ４１をウエハＷに対して当接させることで、ウエハＷの端面と裏面の周縁部とを同時にブラシ洗浄することができる。このように、ブラシ４１の内面４１ａの形状についても適宜変更することができる。

（変形例）
基板処理装置１０における洗浄機構４０の変形例、特に、ブラシ部および移動部の変形例について、説明する。

（第１変形例）
図５は、第１変形例に係る洗浄機構を説明する図であり、第１変形例に係る洗浄機構４０Ａの一部を示した図である。洗浄機構４０Ａは、ブラシ４１の形状は洗浄機構４０と同様であるが、ブラシ４１を支持する機構が洗浄機構４０と異なる。

具体的には、洗浄機構４０Ａでは、ブラシ４１は、外面４１ｂにおいて支持材４６によって支持されている。支持材４６は、ウエハＷの周方向に沿って互いに異なる位置において外面４１ｂを支持する３つの長尺状の押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃを含んでいる。押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、それぞれ一方の端部においてブラシ４１の外面４１ｂに対して固定されている。押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃの延在方向は、ブラシ４１の内面４１ａをウエハＷに当接した際のウエハＷの径方向に対応している。また、押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃの他方の端部は、それぞれ支持部４２に対して連結されている。押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、それぞれ支持部４２内に設けられた押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃに対して接続されていて、押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃによってブラシ４１に対する各押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃの押圧力が制御される。この結果、ブラシ４１の内面４１ａによるウエハＷの端面を含む周縁部に対する押圧力が均等になるように制御される。洗浄機構４０Ａでは、ブラシ４１がブラシ部として機能し、支持材４６が移動部の一部として機能する。支持材４６は、３つのブラシ４８を一体的に移動させるブラシ移動部としての機能も有する。また、押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、ブラシ部によるウエハＷへの押圧力を調整する押圧調整部として機能する。

基板処理装置において、ウエハＷは一方向に回転するため、ウエハＷの回転方向に対してブラシ４１の内面４１ａがどの位置にあるかによっても、ブラシ４１がウエハＷから受ける力も変化することが考えられる。そのため、洗浄機構４０のように、ブラシ４１を支持する支持部４２が１つである場合、内面４１ａの位置によらずウエハＷに対して同じ力で当接し、すなわち、同程度の洗浄効果が得られるようにブラシ４１の内面４１ａを配置することは難しい場合がある。例えば、ブラシ４１の内面４１ａの一部がウエハＷと離間してしまうことも考えられる。このような場合、ウエハＷに対するブラシ４１の当接部の数が少なくなってしまい、ブラシ４１の内面４１ａにおける当接部の数が多くなるようにブラシ４１を大型化したとしても、洗浄処理の短縮を十分に行うことができないことが考えられる。

これに対して、洗浄機構４０Ａでは、支持材４６の押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｃおよび押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃを利用して、ブラシ４１の外面４１ｂからの押圧力をブラシ４１の位置に応じて変化させる。洗浄機構４０Ａは、このような構成とすることで、ブラシ４１の内面４１ａをウエハＷに対して均等に当接させることができる。すなわち、ブラシ４１の内面４１ａにおける当接部毎に、押圧力を細かく制御することができる。この結果、洗浄機構４０Ａでは、ウエハＷに対するブラシ４１の当接部を適切に確保することができ、洗浄処理に要する時間を短縮する効果を高めることができる。

なお、洗浄機構４０Ａの押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｂがそれぞれブラシ４１から受ける力を押圧力として計測する圧力センサ（圧力計測部）を有していてもよい。この場合、当該圧力センサで計測された結果に基づいて、押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃによる押圧の制御を行ってもよい。このような構成とした場合、実際の計測された押圧力に基づいて、押圧の制御を行うため、より精度よく押圧力の制御を行うことができる。

また、上記では、ブラシ４１の内面４１ａをウエハＷに対して均等に当接させるために押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃによる制御を行う場合について説明した。しかし、例えば、ブラシ４１の内面４１ａの位置に応じてウエハＷに対する押圧力が互いに異なるように、押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃを制御する構成としてもよい。押圧力を互いに異ならせる構成とすることで、ウエハＷにおける洗浄効果を高めることも考えられる。具体的には、例えば、押圧部４６ａではブラシ４１に対する押圧力を大きくする一方、押圧部４６ｃではブラシ４１に対する押圧力を小さくすることで、互いに異なる押圧力のブラシ４１を用いてウエハＷを洗浄する構成としてもよい。

（第２変形例）
図６は、第２変形例に係る洗浄機構を説明する図であり、第２変形例に係る洗浄機構４０Ｂの一部を示した図である。洗浄機構４０Ｂは、ブラシの形状が洗浄機構４０等と異なっている。そのため、ブラシを支持する装置構成等も変更される。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、洗浄機構４０Ｂのブラシ４８は、略円筒状であり、円筒状の小径部４８ａと、小径部４８ａの下方に連続して設けられた円筒状の大径部４８ｂとを有している。小径部４８ａの側面および大径部４８ｂの上面（小径部４８ａ側の面）がウエハＷに当接する当接部となる。図６（Ｂ）に示すように、ブラシ４８によるウエハＷの洗浄時には、小径部４８ａの側面はウエハＷの端面に対して当接し、大径部４８ｂの上面はウエハＷの裏面の周縁部に対して当接する。洗浄機構４０Ｂでは、ブラシ４８がブラシ部として機能する。

洗浄機構４０Ｂでは、３つのブラシ４８が用いられている。３つのブラシ４８それぞれが、支持部４２および回動アーム４３により支持される。支持部４２および回動アーム４３によるブラシ４８の移動については、洗浄機構４０と同様である。したがって、支持部４２および回動アーム４３が移動部として機能する。３つのブラシ４８のそれぞれに対して支持部４２および回動アーム４３が設けられている場合、３つのブラシ４８はそれぞれ独立して移動可能である。このような構成であると、３つのブラシ４８について個別に適切な位置に移動してウエハＷの洗浄を行うことができる。洗浄機構４０と同様に、ブラシ４８による洗浄処理を行わない間は、支持部４２および回動アーム４３を利用してウエハＷに対して外方に設けられた待機部に移動して待機させる構成としてもよい。

ブラシ４８は、支持部４２によって回転可能に支持されていてもよい。この場合、モータ（図示せず）の駆動によりブラシ４８を所定方向に回転させながらウエハＷと当接する。この場合、ブラシ４８による洗浄効果が高められる。

上記の洗浄機構４０Ｂでは、３つのブラシ４８を用いてウエハＷの洗浄を行うことができる。１つのブラシ４８によるウエハＷとの当接部が１つであるとすると、洗浄機構４０Ｂのように３つのブラシ４８がウエハＷの周方向に沿って配置されている場合、ウエハＷの周方向に沿って当接部が３つ設けられていることになる。このように、洗浄機構４０Ｂは、複数のブラシ４８を組み合わせて構成されていてもよい。このような構成であっても、３つのブラシ４８によって、３つの当接部においてウエハＷを同時に洗浄することができるため、洗浄効果が高められる。

なお、洗浄機構４０Ｂのように略円筒状のブラシ４８を複数使用する場合、ブラシ４８の数を変更することにより当接部の数を変更することができる。ブラシの数が３つ以上である場合、ウエハＷの洗浄効果が高められるとともに洗浄処理時間の短縮効果が高められる。

（第３変形例）
図７は、第３変形例に係る洗浄機構を説明する図であり、第３変形例に係る洗浄機構４０Ｃの一部を示した図である。洗浄機構４０Ｃは、ブラシ４８の形状は洗浄機構４０Ｂと同様であるが、ブラシ４８を支持する機構が洗浄機構４０Ｂと異なる。

図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、洗浄機構４０Ｃでは、３つのブラシ４８（４８１，４８２を含む）を一体的に支持する支持部５１を用いている。また、洗浄機構４０Ｂでは、３つのブラシ４８それぞれについて、支持部４２および回動アーム４３を用いて独立して移動させる構成とされていたが、洗浄機構４０Ｃでは、これらを支持部５１により一体的に保持している。ただし、３つのブラシ４８のうち両端に設けられるブラシ４８１，４８２は、押圧力の調整が可能なように、支持部５１に対して可動な構成を有している。洗浄機構４０Ｃでは、ブラシ４８がブラシ部として機能する。また、支持部５１がブラシ部を移動させる移動部の一部として機能する。支持部５１は、３つのブラシ４８を一体的に移動させるブラシ移動部としての機能を有する。洗浄機構４０と同様に、ブラシによる洗浄処理を行わない間は、支持部５１を用いて、ウエハＷに対して外方に設けられた待機部に移動して待機させる構成としてもよい。

図７（Ａ）に示すように、洗浄機構４０Ｃでは、ウエハＷの形状に対応した円弧状のフレームを有する支持部５１が用いられる。支持部５１の中央部には、３つのブラシ４８のうちの１つのブラシ４８が取り付けられる。なお、支持部５１は、ブラシ４８の上方に設けられていてもよいし、下方に設けられてもよい。

支持部５１のうち円弧状のフレームの両端部には、ウエハＷに対してブラシ４８を当接させた際に、ウエハＷの径方向に対応する方向に延びるフレーム５１ａ，５１ｂが設けられる。３つのブラシ４８のうち両端に配置されるブラシ４８１，４８２は、それぞれフレーム５１ａ，５１ｂ上に取り付けられ、フレーム５１ａ，５１ｂに沿って移動可能とされている。支持部５１は、図示しない回動アームおよびに対して取り付けられる。なお、ブラシ４８（４８１，４８２）は、それぞれ洗浄機構４０Ｂと同様に回転可能な構成とすることができる。

上記の洗浄機構４０Ｃを用いてウエハＷを洗浄する際には、まず、ブラシ４８のうち中央のブラシをウエハＷの端面に対して当接させる。このとき、図７（Ａ）に示すように、中央のブラシ４８を支持する円弧状のフレームをウエハＷの端面に対向するように配置する。次に、図７（Ｂ）に示すように、フレーム５１ａ，５１ｂに沿って、ブラシ４８１，４８２を移動させて、ウエハＷの端部に対してブラシ４８１，４８２を当接させる。この状態でブラシ４８１，４８２によりウエハＷを洗浄する。

上記の洗浄機構４０Ｃにおいても、洗浄機構４０Ｂと同様に３つのブラシ４８を用いてウエハＷの洗浄を行うことができる。洗浄機構４０Ｃのように３つのブラシ４８がウエハＷの周方向に沿って配置されている場合、ウエハＷの周方向に沿って当接部が３つ設けられていることになる。このように、洗浄機構４０Ｃでは、３つのブラシ４８によって、３つの当接部においてウエハＷを同時に洗浄することができるため、洗浄効果が高められる。

また、洗浄機構４０Ｃは、３つのブラシ４８が１つの支持部５１により支持されているが、ブラシ４８１，４８２がフレーム５１ａ，５１ｂに沿って移動可能とされていることにより、ウエハＷに対する押圧力を調整することが可能とされている。これにより、駆動機構等を減らしながらも、３つの当接部それぞれに応じた押圧力の調整を可能としている。洗浄機構４０Ｂのように、ブラシ４８毎に個別の回動アームに対して取り付けられた構成とした場合、３つの当接部について個別に押圧力の調整が可能となる。ただし、各ブラシ４８を個別に移動させるための駆動部などが多数必要となり、洗浄機構が大型化する可能性がある。これに対して洗浄機構４０Ｃは、回動アームを複数設けることに代えて、回動アームに固定される１つの支持部５１を用いている。また、１つの支持部５１に対して３つのブラシ４８を取り付けながら、両端のブラシ４８１，４８２については、フレーム５１ａ，５１ｂを利用してウエハＷとの距離を調整可能（すなわち、押圧力を調整可能）としている。このため、洗浄機構の大型化を防ぎながら、３つのブラシそれぞれを個別に調整することが可能となる。

（第４変形例）
図８は、第４変形例に係る洗浄機構を説明する図であり、第４変形例に係る洗浄機構４０Ｄの一部を示した図である。洗浄機構４０Ｄは、洗浄機構４０Ｃと比較して、ブラシ４８を連結するフレームの形状が異なる。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、洗浄機構４０Ｄでは、３つのブラシ４８（４８１，４８２を含む）が支持部となるフレーム５２ａ，５２ｂにより連結されている。具体的には、中央のブラシ４８と一端側のブラシ４８１とはフレーム５２ａにより連結され、中央のブラシ４８と他端側のブラシ４８２とはフレーム５２ｂにより連結される。この結果、３つのブラシ４８は一体化されている。中央のブラシ４８の上方または下方には、支持部等を介して回動アーム４３を連結させることができる。なお、ブラシ４８を連結するフレーム５２ａ，５２ｂは、それぞれ、水平方向（すなわち、ウエハＷの延在方向）に沿って中央のブラシ４８を軸として回動可能とされている。したがって、図８（Ａ）に示すように、３つのブラシ４８を例えば直線状に並べることもできるし、Ｖ字形状をなすように配置することもできる。フレーム５２ａ，５２ｂを回動させるための駆動部は、例えば、フレーム５２ａ，５２ｂに対して取り付けてもよいし、回動アーム４３に対して取り付けてもよい。洗浄機構４０Ｄでは、ブラシ４８がブラシ部として機能する。また、回動アーム４３およびフレーム５２ａ，５２ｂが移動部の一部としてとして機能する。回動アーム４３は、ブラシ部を一体的に移動させるブラシ移動部としての機能も有する。

上記の洗浄機構４０Ｄを用いてウエハＷを洗浄する際には、まず、ブラシ４８のうち中央のブラシをウエハＷの端面に対して当接させる。次に、図８（Ｂ）に示すように、フレーム５２ａ，５２ｂを回動させることで、ウエハＷの端部に対してブラシ４８１，４８２を当接させる。この状態で、ブラシ４８１，４８２によりウエハＷを洗浄する。

上記の洗浄機構４０Ｄにおいても、洗浄機構４０Ｂ，４０Ｃと同様に３つのブラシ４８を用いてウエハＷの洗浄を行うことができる。洗浄機構４０Ｄでは、３つのブラシ４８によって、３つの当接部においてウエハＷを同時に洗浄することができるため、洗浄効果が高められる。

また、洗浄機構４０Ｄは、３つのブラシ４８がフレーム５２ａ，５２ｂにより回動可能に連結された状態とされている。フレーム５２ａ，５２ｂが回動可能であるため、両端のブラシ４８１，４８２はウエハＷに対する押圧力を調整することが可能とされている。これにより、駆動機構等を減らしながらも、３つの当接部それぞれに応じた押圧力の調整を可能としている。この点は、洗浄機構４０Ｃと同様である。

また、洗浄機構４０Ｄでは、ウエハＷを洗浄する位置にブラシ部を移動させた際に、ウエハＷの径方向に延びるフレーム（支持材）が設けられていない。したがって、ウエハＷの洗浄位置におけるブラシ部の大型化を防ぐことができる。

（第５変形例）
図９は、第５変形例に係る洗浄機構を説明する図であり、第５変形例に係る洗浄機構４０Ｅの一部を示した図である。洗浄機構４０，４０Ａ～４０Ｄでは、洗浄機構はカップ２４とは別体である場合について説明したが、洗浄機構４０Ｅは、カップ２４と一体化されている。

図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、洗浄機構４０Ｅは、カップ２４の内面に対して固定されている。ブラシ５３は、カップ２４の内面において、水平方向（スピンチャック２２上のウエハＷの延在方向）に沿って、すなわち、同じ高さ位置となるように帯状に設けられる。なお、帯状のブラシ５３は連続して設けられる必要は無く、例えば、所定の間隙を有して複数のブラシ５３が並べられることで、破線状にブラシ５３が配置されていてもよい。洗浄機構４０Ｅでは、ブラシ５３がブラシ部として機能する。なお、ブラシ５３は、内面の形状がウエハＷの外形に対応した形状とされている。この点は、洗浄機構４０のブラシ４１と同様である。

カップ２４には、高さ位置を変更するための駆動部５４が設けられている。カップ２４は、駆動部５４から延びる支柱５４ａに対して取り付けられる。駆動部５４の駆動によって支柱５４ａに対するカップ２４の高さ位置が変更される。これにより、カップ２４の高さ位置が変更される。また、カップ２４の高さ位置を変更することにより、カップ２４に取り付けられたブラシ５３の高さ位置も変化し、ブラシ５３とスピンチャック２２上のウエハＷとの相対位置も変化する。駆動部５４は、ブラシ部を移動させる移動部としての機能を有する。なお、従来からカップ２４に取り付けられている昇降装置がある場合には、これを駆動部５４として適用することができる。

洗浄機構４０Ｅでは、ウエハＷを回転させた状態で、ブラシ５３の高さ位置を変更することにより、図９（Ｂ）に示すように、ウエハＷの端面および裏面の周端部がブラシ５３の内面と当接する。これにより、ブラシ５３によるウエハＷの洗浄が行われる。

上記の洗浄機構４０Ｅでは、ブラシ５３が帯状である場合、ブラシ５３の内面とウエハＷとの当接部が、ウエハＷの周方向に沿って帯状に形成される。この形状は、洗浄機構４０と同じく、実質的にウエハＷの周方向に沿って当接部が複数連続して設けられている状態である。したがって、従来の構成と比較して、ウエハＷが１回転する間でのブラシ５３による洗浄効果が高められるため、洗浄を完了させるまでの所要時間の短縮化が可能となる。

さらに、洗浄機構４０Ｅの場合、ブラシ５３を使用しない時間帯は、カップ２４を昇降させてブラシ５３をウエハＷから離間させた状態として、待機する。したがって、他の洗浄機構のようにブラシ５３を待機部に移動して待機する場合と比較して、ブラシの移動時間を短縮することができる。したがって、洗浄完了までの一連の動作に係る所要時間を短縮することができる。また、カップ２４の昇降は、駆動部５４により行われるが、ブラシ５３のための回動アームおよび回動・昇降部等が不要となるため、駆動機構の小型化およびコストダウンなどが可能となる。

また、ブラシ５３が上下方向（Ｚ方向・高さ方向：ウエハＷの表面の延在面に対して直交する方向）に沿って平坦である場合、ブラシ５３の内面とウエハＷとの当接位置を上下方向に変更することができる。このように、ブラシ５３の内面が上下位置を変更可能な形状とされている場合、ウエハＷの端面との当接位置を変更しながらブラシ５３による洗浄を行うことで、ブラシ５３の内面の摩耗が特定の位置に集中することを防ぐことができる。したがって、ブラシ５３の摩耗または破損を遅らせることができ、ブラシ５３の使用期間を長くすることができる。ただし、ブラシ５３は内面が平坦でなくてもよく、例えば、ブラシ４８のように、小径部と大径部とを有する構成であってもよい。

［その他］
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

例えば、第１変形例において、洗浄機構４０Ａの押圧制御部４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、押圧部４６ａ，４６ｂ，４６ｂがそれぞれブラシ４１から受ける力を計測する圧力センサを有していてもよい点について説明している。この構成は、洗浄機構４０Ａ以外の洗浄機構に対して適用してもよい。

また、これらの例に限らず、ブラシの形状、洗浄部の形態、洗浄部の数は任意であり、得ようとする洗浄機能に応じて適宜設定することができる。

また、上記実施形態では、ウエハの周縁部を洗浄する洗浄機構のみを説明したが、ウエハの表面または裏面を洗浄する洗浄機構を別途有していてもよい。

また、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを適用した場合について示したが、これに限るものではなく、例えば液晶表示装置用ガラス基板に代表されるフラットパネル表示装置用基板等、他の基板にも適用可能である。

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

１…基板処理システム、１０…基板処理装置、２１…チャンバ、２２…スピンチャック、２３…モータ、２４…カップ、３０…洗浄液供給機構、４０，４０Ａ～４０Ｅ…洗浄機構、３１ａ…表面側洗浄液ノズル、３１ｂ…裏面側洗浄液ノズル、４１，４８，５３…ブラシ、４２，５１…支持部、４３…回動アーム、４４…シャフト部、４５…回動・昇降部、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…押圧部、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ…押圧制御部、５４…駆動部。

Claims (2)

1. 基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板を回転させる回転駆動部と、
   前記基板保持部に保持された前記基板の周縁部を洗浄するブラシ部と、
   前記基板に対する前記ブラシ部の相対位置を移動させる移動部と、
   前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給する処理液供給ノズルと、
   前記基板に供給された前記処理液を受けるカップと、
   を有し、
   前記ブラシ部は、前記カップの内面に固定され、
   前記移動部は、前記カップを昇降させることで、前記ブラシ部を移動させ、
   前記ブラシ部は、前記基板の周方向に沿って設けられた複数の当接部において、前記基板に対して同時に当接して洗浄を行う、基板処理装置。
2. 前記ブラシ部は、前記基板に対応した円弧状の内面を有している、請求項１に記載の基板処理装置。

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