JP7152918B2 - Brush cleaning device, substrate processing device and brush cleaning method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、ブラシ洗浄装置、基板処理装置及びブラシ洗浄方法に関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to a brush cleaning apparatus, a substrate processing apparatus, and a brush cleaning method.
基板処理装置は、半導体や液晶パネルなどの製造工程において、基板(例えば、ウェーハや液晶基板)の被処理面を薬液により処理し、薬液処理後に基板をリンス液により洗い流して、リンス後に基板を乾燥する装置である。この基板処理装置では、均一性や再現性の面から、基板を一枚ずつ専用の処理室で処理する枚葉方式が用いられる。 In the manufacturing process of semiconductors, liquid crystal panels, etc., a substrate processing apparatus treats the surface of a substrate (for example, a wafer or liquid crystal substrate) with a chemical solution, rinses the substrate with a rinsing solution after chemical treatment, and dries the substrate after rinsing. It is a device that In terms of uniformity and reproducibility, this substrate processing apparatus uses a single-wafer method in which substrates are processed one by one in a dedicated processing chamber.
枚葉方式の基板処理装置では、基板が回転テーブル上に載置され、回転する回転テーブル上の基板に薬液などの処理液が供給され、基板が処理液によって処理される。この処理液による基板処理工程の後には、基板の高い清浄度を維持するため、基板洗浄が行われる。また、数種の処理液による複数回の基板処理工程を行う場合には、基板の高い清浄度を維持するため、工程毎に基板洗浄が行われることがある。 2. Description of the Related Art In a single-wafer type substrate processing apparatus, a substrate is placed on a rotating table, a processing liquid such as a chemical solution is supplied to the substrate on the rotating rotating table, and the substrate is processed with the processing liquid. After the substrate processing step using this processing liquid, substrate cleaning is performed in order to maintain high cleanliness of the substrate. Further, when performing a plurality of substrate processing steps using several kinds of processing liquids, substrate cleaning may be performed for each step in order to maintain a high degree of cleanliness of the substrate.
基板洗浄方法としては、ブラシによるスクラブ洗浄が用いられる。このスクラブ洗浄では、基板を回転させた状態で、ブラシを停止又は回転させ、基板の上面にブラシを接触させながら水平移動させ、基板上の不純物(金属、有機物、パーティクルなど)を除去する。このとき、ブラシは不純物により汚染されるが、次の基板洗浄開始までに洗浄される。ブラシ洗浄方法としては、ブラシをカップ内の洗浄位置に移動させ、カップ内のブラシに対して超純水(DIW)を掛け流し、カップで受けて回収する方法が知られている。 As a substrate cleaning method, scrub cleaning with a brush is used. In this scrub cleaning, the substrate is rotated, the brush is stopped or rotated, and the brush is moved horizontally while being in contact with the upper surface of the substrate to remove impurities (metals, organic substances, particles, etc.) on the substrate. At this time, the brush is contaminated with impurities, but is cleaned before the next substrate cleaning starts. As a brush cleaning method, a method is known in which a brush is moved to a cleaning position in a cup, ultrapure water (DIW) is poured over the brush in the cup, and the brush is received and collected by the cup.
ところが、近年、デバイスのデザインルールの微細化に伴う品質要求から、ブラシによるスクラブ洗浄に対し、ひいては、そのブラシを洗浄するブラシ洗浄に対してより高い洗浄力が求められている。現状のブラシ洗浄方法は十分にブラシを洗浄することが難しい。一方で、洗浄力を向上させるため、例えば、ブラシを部材により擦って洗浄することも可能であるが、この場合にはブラシが摩耗する。この摩耗したブラシを基板Wに接触させて基板を洗浄することは、ブラシによる基板の損傷やブラシによる基板への汚染(摩耗によりブラシに付着したブラシ材料の不純物が基板に付着すること)を引き起こす。つまり、ブラシの摩耗は、ブラシによる基板の損傷やブラシによる基板への汚染を引き起こし、基板に悪影響を及ばすため、基板品質(製品品質)が低下する原因になる。 However, in recent years, due to the quality requirements associated with the miniaturization of device design rules, there is a demand for higher detergency for scrub cleaning with brushes, and by extension for brush cleaning for cleaning the brushes. Current brush cleaning methods are difficult to sufficiently clean the brush. On the other hand, in order to improve the detergency, for example, it is possible to wash the brush by rubbing it with a member, but in this case the brush is worn. Cleaning the substrate by bringing the worn brush into contact with the substrate W causes damage to the substrate by the brush and contamination of the substrate by the brush (impurities of the brush material adhering to the brush due to abrasion adhere to the substrate). . In other words, the wear of the brushes causes damage to the substrate by the brushes and contamination of the substrate by the brushes, which adversely affects the substrates, resulting in deterioration of the substrate quality (product quality).
本発明が解決しようとする課題は、基板品質を向上させることができるブラシ洗浄装置、基板処理装置及びブラシ洗浄方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a brush cleaning apparatus, a substrate processing apparatus, and a brush cleaning method capable of improving substrate quality.
本発明の実施形態に係るブラシ洗浄装置は、
基板を洗浄するためのブラシを洗浄する洗浄液の液膜を外面に保持する洗浄部材を有し、前記洗浄部材の外面に保持された前記洗浄液の液膜と回転する前記ブラシだけを接触させて前記ブラシを洗浄し、
前記洗浄部材の外面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる帯電部を備え、
前記帯電部は、前記洗浄液の液膜が前記洗浄部材の外面に保持された状態で、前記洗浄部材の外面に対して放電を行う。
A brush cleaning device according to an embodiment of the present invention includes:
A cleaning member has a cleaning member for holding a liquid film of a cleaning liquid for cleaning a brush for cleaning a substrate on an outer surface thereof, and only the rotating brush is brought into contact with the liquid film of the cleaning liquid held on the outer surface of the cleaning member. wash the brush
a charging unit that charges the outer surface of the cleaning member with a positive charge or a negative charge;
The charging section discharges electricity to the outer surface of the cleaning member while the liquid film of the cleaning liquid is held on the outer surface of the cleaning member.
本発明の実施形態に係る基板処理装置は、
基板を洗浄するためのブラシと、
前述の実施形態に係るブラシ洗浄装置と、
を備える。
A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes:
a brush for cleaning the substrate;
a brush cleaning device according to the above-described embodiment;
Prepare.
本発明の実施形態に係るブラシ洗浄方法は、
洗浄部材の外面に洗浄液の液膜を形成する工程と、
前記洗浄部材の外面に形成された前記洗浄液の液膜と基板を洗浄するための回転するブラシだけを接触させて前記ブラシを洗浄する工程と、を有し、
前記ブラシを洗浄する工程前に、前記洗浄部材の外面を帯電部によってプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる工程を有し、
前記帯電させる工程において、前記洗浄液の液膜が前記洗浄部材の外面に保持された状態で、前記洗浄部材の外面に対して放電を行う。
A brush cleaning method according to an embodiment of the present invention includes:
forming a liquid film of the cleaning liquid on the outer surface of the cleaning member;
cleaning the brush by bringing only the liquid film of the cleaning liquid formed on the outer surface of the cleaning member into contact with the rotating brush for cleaning the substrate ;
a step of charging the outer surface of the cleaning member to a positive charge or a negative charge by a charging unit before the step of cleaning the brush;
In the electrifying step, the outer surface of the cleaning member is discharged while the liquid film of the cleaning liquid is held on the outer surface of the cleaning member.
本発明の実施形態によれば、基板品質を向上させることができる。 According to embodiments of the present invention, substrate quality can be improved.
<実施の一形態>
実施の一形態について図面を参照して説明する。
<One form of implementation>
An embodiment will be described with reference to the drawings.
(基本構成)
図1から図3に示すように、実施の一形態に係る基板処理装置10は、処理室20と、カップ30と、回転テーブル40と、回転機構50と、基板洗浄部70と、ブラシ洗浄部(ブラシ洗浄装置)80と、帯電部90と、帯電量測定部100と、制御部110とを備えている。
(basic configuration)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
処理室20は、被処理面Waを有する基板Wを処理するための処理ボックスである。この処理室20は、例えば箱状に形成されており、カップ30や回転テーブル40、回転機構50の一部、基板洗浄部70、ブラシ洗浄部80の一部、帯電部90、帯電量測定部100などを収容する。基板Wとしては、例えば、ウェーハや液晶基板が用いられる。
The
処理室20の複数の側壁の一つには、入出口20a(図2参照)が形成されている。入出口20aは、処理室20内に対する基板Wの搬入及び搬出を可能にするためのものであり、開閉可能なシャッタ(不図示)によって塞がれている。処理室20の床部(底部)には、排出管(不図示)が接続されている。この排出管は、基板Wの被処理面Waから排出された処理液を処理室20外に排出するためのものである。
An inlet/
処理室20の上面には、クリーンユニット21(図1参照)が設けられている。このクリーンユニット21は、基板処理装置10が設置されるクリーンルームの天井から吹き降ろすダウンフローを浄化して処理室20内に導入するものであり、例えば、HEPAフィルタやULPAフィルタを有している。
A clean unit 21 (see FIG. 1) is provided on the upper surface of the
カップ30は、円筒状に形成されており、図2に示すように、平面視で矩形状の処理室20のほぼ中央部に配置され、回転テーブル40により保持された基板Wの周囲(基板Wの外周面)を覆うように設けられている。このカップ30の周壁の上部は、内側に向かって傾斜しており、また、回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waが露出するように開口している。このカップ30は、回転テーブル40の回転によって回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waから飛散する処理液を内周面で受ける。飛散した処理液は、カップ30の内周面に衝突し、カップ30の内周面に沿ってカップ30の下方に流れ落ちる。
The
前述のカップ30は、一対の昇降機構31(図2参照)により上下方向に移動可能に形成されている。これらの昇降機構31は、回転テーブル40を挟んで対向する位置に設けられ、カップ30を支持して上下方向に移動させる。昇降機構31としては、例えば、シリンダが用いられる。この昇降機構31は制御部110に電気的に接続されており、その駆動は制御部110により制御される。
The
例えば、カップ30は、基板Wの搬入や搬出に応じて一対の昇降機構31により上下方向に移動する。基板Wの搬入や搬出が行われる場合、カップ30は下降し、ロボットハンド(不図示)の基板搬入や基板搬出動作を妨げない待機位置まで移動する。また、ロボットハンドが回転テーブル40上に基板Wを載置し、回転テーブル40の上方から退避すると、カップ30は上昇し、回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waから飛散する処理液を内周面で受ける処理位置まで移動する。なお、図1に示すカップ30は処理位置にある。
For example, the
回転テーブル40は、カップ30内の略中央に位置付けられ、水平面内で回転可能に回転機構50上に設けられている。この回転テーブル40は、例えば、スピンテーブルと呼ばれる。回転テーブル40は、複数の保持部材41を有しており、それらの保持部材41により基板Wを水平状態に保持する。このとき、基板Wの被処理面Waの中心は、回転テーブル40の回転軸上に位置付けられる。
The rotary table 40 is positioned substantially in the center of the
回転機構50は、回転テーブル40を支持するように設けられ、その回転テーブル40を水平面内で回転させるように構成されている。例えば、回転機構50は、回転テーブル40の中央に連結された回転軸やその回転軸を回転させるモータ(いずれも不図示)などを有しており、モータの駆動により回転軸を介して回転テーブル40を回転させる。この回転機構50は制御部110に電気的に接続されており、その駆動は制御部110により制御される。
The
基板洗浄部70は、ノズル71と、ブラシ72と、ブラシ移動機構73とを具備している。この基板洗浄部70は、ノズル71から回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに基板洗浄用の洗浄液を供給しつつ、回転するブラシ72を回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに接触させ、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに沿ってブラシ移動機構73により揺動させて、基板Wの被処理面Waを洗浄する。
The
ノズル71は、回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに対して基板洗浄用の洗浄液を供給することが可能にカップ30の周囲に設けられている。このノズル71は、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waの中央付近に向けて基板洗浄用の洗浄液を吐出し、回転する基板Wの被処理面Wa上に供給する。なお、ノズル71には、基板処理装置10外のタンクから配管(いずれも不図示)を介して基板洗浄用の洗浄液が供給される。基板洗浄用の洗浄液としては、例えば、超純水(DIW)、オゾン水(O3水)、アンモニア過酸化水素水溶液(SC-1)、アンモニア水が用いられる。
The
ブラシ72は、ブラシ移動機構73により回転テーブル40の上方を回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに沿って揺動可能に形成されている。このブラシ72は、円盤の板形状に形成されており、円盤の中心を通る鉛直な軸を回転軸として水平面内で回転可能にブラシ移動機構73に取り付けられている。このブラシ72は、回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに接触して回転しつつ、水平方向にブラシ移動機構73により揺動し、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waを擦って洗浄する(スクラブ洗浄)。このとき、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waには、ノズル71から基板洗浄用の洗浄液が供給されている。ブラシ72は、樹脂ブラシや毛ブラシなどの洗浄材とその洗浄材を保持する保持具を有している。樹脂ブラシとしては、例えば、数十μmの樹脂材の繊維(例えば、PTFE)が束となった繊維ブラシが用いられる。
The
ブラシ移動機構73は、ブラシアーム73aと、ブラシ回転機構73bと、ブラシ揺動・昇降機構73cとを有している。ブラシアーム73aは、一端にブラシ回転機構73bを内蔵しており、その他端がブラシ揺動・昇降機構73cにより保持されて、水平に支持されている。ブラシ回転機構73bは、ブラシ72の回転軸を支持し、支持した回転軸を回転させる。ブラシ回転機構73bは、例えば、モータを有している。ブラシ揺動・昇降機構73cは、ブラシアーム73aにおけるブラシ回転機構73bと反対側の一端を保持し、ブラシアーム73aを水平方向に、また、鉛直方向に移動させる。ブラシ回転機構73b及びブラシ揺動・昇降機構73cは制御部110に電気的に接続されており、それらの駆動は制御部110により制御される。
The
例えば、ブラシ72は、回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waの上方から退避して基板Wの搬入や搬出を可能とする待機位置(ブラシ洗浄位置)に位置する(図2参照)。このブラシ72は、ブラシ移動機構73により、待機位置から旋回して回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに対向する。そして、ブラシ72は、その被処理面Waに接触してから水平方向に揺動し(図3参照)、基板Wの洗浄が完了すると、再び待機位置に戻る。ブラシ72は、旋回前又は旋回時にブラシ移動機構73により上方向に移動し、処理位置にあるカップ30を回避する。なお、図1及び図2に示すブラシ72は待機位置にあり、図3に示すブラシ72は処理位置(基板洗浄時の揺動経路中の基板洗浄位置)にある。
For example, the
ブラシ洗浄部80は、洗浄部材81と、供給部82(図1参照)とを具備している。このブラシ洗浄部80は、供給部82内の洗浄液を供給部82から洗浄部材81の上面(外面の一例)に供給してその上面に洗浄液の液膜A1を形成し、その洗浄部材81の上面に形成した洗浄液の液膜A1と、回転するブラシ72だけを接触させることで、回転するブラシ72に洗浄部材81を接触させずに、つまり、非接触でブラシ72を洗浄する。なお、液膜A1の液膜厚は、数ミリ程度である。
The
洗浄部材81は、図4に示すように、上面に洗浄液の液膜A1を保持し、保持した洗浄液の液膜A1によりブラシ72を洗浄する。ブラシ72は、基板洗浄中やブラシ洗浄中も含め、常時、ブラシ回転機構73bによって回転している。なお、洗浄部材81の上面とブラシ72の下面との離間距離は予め設定されている。洗浄部材81の中央には、鉛直方向に延びる貫通孔81aが形成されている。この貫通孔81aは、ブラシ洗浄用の洗浄液が流れる流路として機能する。洗浄部材81は、ブラシ72に対向する上面の中央側から外縁側に洗浄液が流れるように貫通孔81aの上端の開口から洗浄液を吐出する。洗浄部材81としては、例えば、絶縁性を有する樹脂部材(例えば、ポリ塩化ビニール)が用いられる。
As shown in FIG. 4, the cleaning
ここで、洗浄部材81の上面に供給された洗浄液は、洗浄部材81の外周から流れ落ち、処理室20に設けられた排液管(不図示)から排液される。また、洗浄部材81の上面に供給される処理液は、基板処理中、常に流れている。この処理液が常に流れている状態であれば、洗浄部材81の上面が清浄(パーティクルが付かない状態)に保たれる。
Here, the cleaning liquid supplied to the upper surface of the cleaning
図1に戻り、供給部82は、タンク82aと、供給管82bと、ポンプ82cとを有している。タンク82aは、ブラシ洗浄用の洗浄液を貯留する。供給管82bの一端はタンク82aに接続されており、その他端は洗浄部材81の貫通孔81aの下端に接続されている。この供給管82bの経路途中には、開閉弁82b1が設けられている。また、ポンプ82cは供給管82bの経路途中に設けられている。各開閉弁82b1及びポンプ82cは電気的に制御部110に接続されており、それらの駆動は制御部110により制御される。
Returning to FIG. 1, the
ここで、ブラシ洗浄用の洗浄液としては、例えば、超純水(DIW)、オゾン水(O3水)、アンモニア過酸化水素水溶液(SC-1)、アンモニア水が用いられる。なお、ブラシ洗浄用の洗浄液は、基板洗浄用の洗浄液と同じでも良く、また、異なっていても良い。 Here, as a cleaning liquid for brush cleaning, for example, ultrapure water (DIW), ozone water ( O3 water), ammonia hydrogen peroxide aqueous solution (SC-1), and ammonia water are used. The cleaning liquid for cleaning the brush may be the same as or different from the cleaning liquid for cleaning the substrate.
帯電部90は、図2及び図3に示すように、イオン発生機91と、移動機構92とを備えている。この帯電部90は、移動機構92によりイオン発生機91を洗浄部材81の上面に対向させ(図3参照)、その状態のイオン発生機91により洗浄部材81の上面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる。
The charging
イオン発生機91は、プラス又はマイナスのイオンを発生させるものであり、移動機構92によって移動可能に支持されている。このイオン発生機91は、プラス及びマイナスのどちらか一方のイオンを切り替えて放出することが可能に形成されている。なお、イオン発生機91は、例えば、イオナイザーである。イオン発生機91は、図5に示すように、放電針91aを有しており、その放電針91aによる放電によってイオンを発生させる(帯電動作)。イオン発生機91は制御部110に電気的に接続されており、その駆動は制御部110により制御される。
The
図2に戻り、移動機構92は、アーム92aと、駆動源92bとを有している。アーム92aは、イオン発生機91を支持しており、伸縮可能に形成されている。このアーム92aの一端部にイオン発生機91が設けられており、その他端部に駆動源92bが設けられている。この駆動源92bとしては、例えば、モータやエアシリンダを用いることが可能である。駆動源92bは制御部110に電気的に接続されており、その駆動は制御部110により制御される。
Returning to FIG. 2, the moving
この移動機構92は、駆動源92bの駆動によりアーム92aを伸縮させることで、イオン発生機91により発生したイオンによって洗浄部材81の上面が帯電する帯電位置(図3参照)と、その帯電位置以外であってカップ30の周囲の待機位置(図2参照)とにイオン発生機91を移動させる。帯電位置では、イオン発生機91が洗浄部材81の上面の直上に位置する。なお、イオン発生機91は、ブラシ72が基板Wを洗浄する基板洗浄動作中、帯電位置に存在し、前述の帯電動作を行う。
This moving
帯電量測定部100は、旋回するブラシ72に対向することが可能な位置に設けられており、停止したブラシ72に対向している状態で、基板洗浄後のブラシ72に帯電する電荷の帯電量を測定する。なお、この帯電量測定部100としては、例えば、表面電位計が用いられる。この帯電量測定部100は制御部110に電気的に接続されており、測定した帯電量を制御部110に送信する。
The charge
図1に戻り、制御部110は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部(いずれも不図示)を具備している。この制御部110は、基板処理情報や各種プログラムに基づいて、一対の昇降機構31によるカップ30の昇降動作や回転機構50による回転テーブル40の回転動作、基板洗浄部70による基板Wの洗浄動作、ブラシ洗浄部80によるブラシ72の洗浄動作、帯電部90による洗浄部材81の帯電動作、帯電量測定部100による洗浄部材81の帯電量測定動作などの制御を行う。
Returning to FIG. 1, the
また、制御部110は、帯電量測定部100から受信した帯電量に応じて帯電部90を制御する。例えば、ブラシ72に帯電する電荷の帯電量に対して、帯電部90による洗浄部材81の上面に帯電させる電荷の帯電量(イオン発生機91のイオン放出量)を増加させるように帯電部90を制御する。
Also, the
(洗浄部材の静電反発によるブラシ洗浄)
次に、洗浄部材81の静電反発によるブラシ洗浄について図5から図8を参照して説明する。
(Brush cleaning by electrostatic repulsion of cleaning members)
Next, brush cleaning by electrostatic repulsion of the cleaning
図5に示すように、イオン発生機91は、処理液の液膜A1が形成されている洗浄部材81の上面に対向し、その放電針91aによる放電によってマイナスのイオン(マイナスイオン)を発生させる。発生したマイナスイオンは、洗浄部材81の上面に降り注ぐ。これにより、図6に示すように、洗浄部材81の上面は処理液の液膜Aを介してマイナスの電荷に帯電する。なお、基板処理後のブラシ72の表面には、マイナスの不純物(マイナス電荷を有する不純物:例えば、有機物のパーティクル)が付着している。不純物としては、例えば、有機物、パーティクルが挙げられる。
As shown in FIG. 5, the
図7に示すように、マイナスの不純物が付着している回転状態のブラシ72が、洗浄部材81の上面に保持されている処理液の液膜A1に接触して洗浄される。このとき、ブラシ72の下面と洗浄部材81の上面とは接触していない。ブラシ72の下面に付着しているマイナスの不純物は、洗浄液の液膜A1を介して洗浄部材81の上面に帯電しているマイナスの電荷と反発するため、静電反発が生じる。これにより、ブラシ72の下面からマイナスの不純物が除去され、その除去された不純物は洗浄部材81の上面における処理液の流れによって洗浄部材81の上面から流れ落ちる。この洗浄後、図8に示すように、ブラシ72は、洗浄部材81の上面に保持されている処理液の液膜A1から離れる。
As shown in FIG. 7, the rotating
このように、ブラシ72に付着したマイナスの不純物と洗浄部材81の上面に存在するマイナスイオンとは反発する。この反発力(クーロン力による静電反発)により、ブラシ72に付着する不純物をブラシ72から取り除きやすくなるので、ブラシ72から不純物を除去することができる。また、ブラシ72の下面から除去された不純物は、洗浄部材81の上面における処理液によって、洗浄部材81の上面から排出されるため、不純物が洗浄部材81の上面に残留することがない。これにより、除去された不純物が再びブラシ72に付着することがなく、ブラシ72を洗浄することができる。
In this way, the negative impurities adhering to the
(洗浄部材の静電付着によるブラシ洗浄)
次に、洗浄部材81の静電付着によるブラシ洗浄について図9から図12を参照して説明する。
(Brush cleaning by electrostatic adhesion of cleaning member)
Next, brush cleaning by electrostatic adhesion of the cleaning
図9に示すように、イオン発生機91は、処理液の液膜A1が形成されている洗浄部材81の上面に対向し、その放電針91aによる放電によってプラスのイオン(プラスイオン)を発生させる。発生したプラスイオンは、洗浄部材81の上面に降り注ぐ。これにより、図10に示すように、洗浄部材81の上面はプラスの電荷に帯電する。なお、基板洗浄後のブラシ72の表面には、マイナスの不純物が付着している。
As shown in FIG. 9, the
図11に示すように、マイナスの不純物が付着している回転状態のブラシ72が、洗浄部材81の上面に保持されている処理液の液膜A1に接触して洗浄される。このとき、ブラシ72の下面と洗浄部材81の上面とは接触していない。ブラシ72の下面に付着しているマイナスの不純物は、洗浄液の液膜A1を介して洗浄部材81の上面に存在しているプラスイオンと引き合うため、静電付着が生じる。これにより、ブラシ72の下面からマイナスの不純物が除去され、その除去された不純物は洗浄部材81の上面における処理液の流れによって洗浄部材81の上面から流れ落ちる。この洗浄後、図12に示すように、ブラシ72は、洗浄部材81の上面に保持されている処理液の液膜A1から離れる。
As shown in FIG. 11, the rotating
このように、ブラシ72に付着したマイナスの不純物と洗浄部材81の上面に存在するプラスイオンとは引き合う。この引力(クーロン力による静電付着)により、ブラシ72に付着する不純物をブラシ72から取り除きやすくなるので、ブラシ72から不純物を除去することができる。また、ブラシ72の下面から除去された不純物は、洗浄部材81の上面における処理液によって、洗浄部材81の上面から排出されるため、不純物が洗浄部材81の上面に残留することがない。これにより、除去された不純物が再びブラシ72に付着することがなく、ブラシ72を洗浄することができる。
In this way, the negative impurities adhering to the
(一連の基板処理工程)
次に、前述の基板処理装置10が行う一連の基板処理工程(基板搬入工程、基板洗浄工程、ブラシ洗浄工程、基板乾燥工程及び基板搬出工程)の流れについて説明する。なお、ブラシ72が待機位置にある場合、そのブラシ72はブラシ移動機構73により回転しており、ブラシ洗浄部80によって常に洗浄されている。
(a series of substrate processing steps)
Next, a flow of a series of substrate processing steps (substrate loading step, substrate cleaning step, brush cleaning step, substrate drying step, and substrate unloading step) performed by the
基板搬入工程では、基板Wの搬入時、カップ30、ブラシ72が待機位置にある状態で、処理室20の入出口20aを塞ぐシャッタ(不図示)が開かれる。ロボットハンドなどを有する搬送装置(不図示)により未処理の基板Wが処理室20内に搬入され、回転テーブル40の各保持部材41上に載置され、それらの保持部材41によって保持される。ロボットハンドが処理室20から退避し、処理室20の入出口20aがシャッタにより塞がれる。
In the substrate loading process, when the substrate W is loaded, the shutter (not shown) that closes the inlet/
基板処理工程では、基板Wの搬入後、カップ30が一対の昇降機構31により待機位置から処理位置に移動する。基板Wが回転テーブル40の各保持部材41により保持された状態で、回転テーブル40が回転機構50により所定の回転数(例えば、500rpm)で回転し、回転テーブル40上の基板Wが回転する(低速回転)。
In the substrate processing process, after the substrate W is loaded, the
次に、カップ30が処理位置にある状態で、ブラシ72はブラシ移動機構73により回転したまま上昇し、カップ30を回避しつつ旋回する。そして、回転状態のブラシ72は、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに対向すると下降し、その被処理面Waに接触する。接触した回転状態のブラシ72は、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに沿って水平方向に揺動する。
Next, with the
このブラシ72の揺動中、基板洗浄用の洗浄液がノズル71から回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waに供給されている。ノズル71から吐出された基板洗浄用の洗浄液は、回転する回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waの中央付近に供給され、基板Wの回転による遠心力によって基板Wの被処理面Waの全体に広がる。ブラシ72及び基板Wは回転しており、ブラシ72は、基板Wの被処理面Waに接触しながらブラシ移動機構73によって揺動するため、回転テーブル40上の基板Wの被処理面Waの全体をスクラブ洗浄することになる。
While the
前述の基板洗浄用の洗浄液の吐出開始から所定時間経過後、すなわち基板Wの洗浄処理完了後には、基板洗浄用の洗浄液の吐出が停止され、ブラシ72はブラシ移動機構73により上昇してカップ30を回避しつつ旋回し、洗浄部材81に対向すると下降し、洗浄部材81の上面に保持された処理液の液膜A1に接触する待機位置(ブラシ洗浄位置)に戻る。
After a predetermined period of time has passed since the discharge of the cleaning liquid for cleaning the substrate was started, that is, after the cleaning processing of the substrate W is completed, the cleaning liquid for cleaning the substrate is stopped, and the
この待機位置に戻る途中、基板処理直後のブラシ72は帯電量測定部100に対向する測定位置(帯電量測定部100の直上の位置)で停止する。この状態でブラシ72の帯電量は帯電量測定部100によって測定される。また、帯電部90のイオン発生機91は移動機構92により待機位置から帯電位置に移動しており、洗浄部材81の上面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる。このとき、イオン発生機91は、帯電量測定部100から受信した帯電量に応じて制御部110により制御される。なお、洗浄部材81の上面は処理液の液膜A1により覆われている状態である。帯電完了後、イオン発生機91は移動機構92により帯電位置から待機位置に戻り、ブラシ72はブラシ移動機構73により測定位置から待機位置に移動する。
On the way back to the standby position, the
ブラシ洗浄工程では、ブラシ72が待機位置に戻ると、ブラシ洗浄部80によって洗浄される。ブラシ72は待機位置で回転しており、回転中のブラシ72は、洗浄部材81の上面に保持された処理液の液膜A1に接触している。これにより、洗浄部材81の上面からブラシ72にブラシ洗浄用の洗浄液が供給される。回転するブラシ72はその洗浄液によって洗浄されて、ブラシ72から不純物が取り除かれる。この非接触の洗浄に加え、静電反発(図5から図8参照)又は静電付着(図9から図12参照)によっても、ブラシ72から不純物が取り除かれる。このブラシ洗浄工程は、次の基板洗浄工程が開始されるまで継続される。
In the brush cleaning process, when the
基板乾燥工程では、前述の基板の洗浄処理完了後、基板洗浄用の洗浄液の吐出が停止されると、基板Wの回転数が制御部110により所定の回転数(例えば、1200rpm)に上げられ(高速回転)、液の振り切りが所定時間継続され、液の振り切り開始から所定時間経過後、基板Wの回転が停止される。この振り切りによって基板Wが乾燥され、カップ30は一対の昇降機構31により処理位置から待機位置に移動する。
In the substrate drying step, after the above-described substrate cleaning process is completed, when the discharge of the cleaning liquid for cleaning the substrate is stopped, the rotation speed of the substrate W is increased to a predetermined rotation speed (for example, 1200 rpm) by the control unit 110 ( high-speed rotation), the shaking off of the liquid is continued for a predetermined time, and the rotation of the substrate W is stopped after a predetermined time has passed since the start of shaking off the liquid. The substrate W is dried by this shaking off, and the
基板搬出工程では、基板Wの乾燥後の基板Wの搬出時、カップ30、ブラシ72が待機位置にある状態で、処理室20の入出口20aを塞ぐシャッタが開かれる。乾燥状態の処理済の基板Wは、回転テーブル40の各保持部材41上から前述の搬送装置(不図示)によって処理室20外に搬出される。次いで、未処理の基板Wが前述のように処理室20内に搬入され、前述の一連の基板処理工程が繰り返される。
In the substrate unloading step, when the dried substrate W is unloaded, the shutter that closes the inlet/
このような一連の基板処理工程のブラシ洗浄工程では、供給部82内の洗浄液が供給部82から洗浄部材81の上面に供給され、その上面に洗浄液の液膜A1が形成される。回転するブラシ72は、洗浄部材81の上面に形成された洗浄液の液膜A1と接触して洗浄される。このとき、回転するブラシ72と洗浄部材81の上面とは接触しておらず、回転するブラシ72は、洗浄部材81の上面に保持された処理液の液膜A1だけに接触している状態である。ブラシ洗浄工程では、洗浄部材81の上面に貫通孔81aから処理液が供給され続け、処理液の液膜A1が洗浄部材81の上面に形成され続けている。このようにして、ブラシ72は洗浄部材81と非接触で洗浄される。
In the brush cleaning step of such a series of substrate processing steps, the cleaning liquid in the
ここで、摩耗したブラシ72を基板Wに接触させて基板Wを洗浄することは、ブラシ72による基板Wの損傷やブラシ72による基板Wへの汚染を引き起こすことがある。ブラシ72が摩耗すると、ブラシ72の下面が凸凹に荒れた状態になる。ブラシ72の下面が凸凹に荒れた状態で基板Wの被処理面Waに接触させると、基板Wの被処理面Waに傷をつけてしまい、結果として基板Wを損傷させることになる。また、摩耗によりブラシ72の洗浄材の破片(ゴミ)が基板Wの被処理面Waに落下し、基板Wを汚染することになる。つまり、ブラシ72の摩耗はブラシ72による基板Wの損傷やブラシ72による基板Wへの汚染につながり、基板品質(製品品質)を低下させる原因となる。
Here, cleaning the substrate W by bringing the
ところが、前述のように、洗浄部材81はブラシ72に非接触で洗浄液によりブラシ72を洗浄するため、ブラシ72の摩耗がブラシ72による基板Wの損傷やブラシ72による基板Wへの汚染を引き起こすことを抑えることができる。さらに、ブラシ72の回転(遠心力)により、洗浄部材81の上面の洗浄液に勢いが増し、この流れによって、ブラシ72に付着する不純物を除去することができる。また、ブラシ72の回転によって、洗浄液が洗浄部材81の上面で拡散しながら流れることになる。洗浄液が拡散することで、ブラシ72の下面にまんべんなく洗浄液が行き渡ることができる。そのため、ブラシ72の下面に付着する不純物をブラシ72及び洗浄部材81に残留させることなく除去することができる。したがって、ブラシ72を洗浄しつつ、ブラシ72の摩耗がブラシ72による基板Wの損傷やブラシ72による基板Wへの汚染を引き起こすことを抑制することが可能になるので、基板品質を向上させることができる。
However, as described above, since the cleaning
また、ブラシ洗浄工程では、ブラシ洗浄用の洗浄液は洗浄部材81の上面の中央側から外縁側に流れるようにその上面から吐出される。これにより、洗浄部材81の上面には、その中央側から外縁側に流れる液体の流れが形成されるので、ブラシ72から除去されて洗浄部材81の上面に残留する不純物を洗浄部材81の上面から確実に排出することができる。したがって、ブラシ72から除去されて洗浄部材81の上面に残留する不純物が再びブラシ72に付着することを抑制することが可能となるので、ブラシ72の汚染を確実に抑えることができる。
In the brush cleaning process, the cleaning liquid for cleaning the brush is discharged from the upper surface of the cleaning
また、洗浄部材81の上面が帯電部90によりマイナスの電荷又はプラスの電荷に帯電する。これにより、ブラシ72に付着するマイナスの不純物に対する静電反発又は静電付着の現象が生じ、ブラシ72に付着するマイナスの不純物をブラシ72から取り除くことが容易となるので、ブラシ72から不純物を確実に除去することができる。なお、洗浄部材81の上面をマイナスの電荷に帯電させるか、プラスの電荷に帯電させるかの基準を、予め実験等で定めても良く、例えば、パーティクルの種類やサイズによって変更しても良い。
Also, the upper surface of the cleaning
以上説明したように、実施の一形態によれば、洗浄液の液膜A1を上面(外面の一例)に保持する洗浄部材81を用い、洗浄部材81の上面に保持された洗浄液の液膜A1と回転するブラシ72だけを接触させてブラシ72を洗浄することによって、ブラシ72は回転しながら処理液の液膜A1だけに接触した状態で洗浄液により洗浄される。このとき、処理液がブラシ72に供給され、そのブラシ72の回転による洗浄液の流れによってブラシ72は洗浄される。このブラシ72に対する洗浄液の供給やブラシ72の回転による洗浄液の流れによって、ブラシ72を損傷させることなく洗浄することができる。さらに、ブラシ72が洗浄部材81に接触せずに洗浄されるため、ブラシ72の摩耗を抑えることができる。したがって、ブラシ72を損傷させることなく洗浄することが可能であり、さらに、ブラシ72の摩耗がブラシ72による基板Wの損傷やブラシ72による基板Wへの汚染を引き起こすことを抑制することが可能になるので、基板品質を向上させることができる。
As described above, according to one embodiment, the cleaning
<他の実施形態>
前述の説明においては、洗浄部材81の表面に貫通孔81aを一つ形成することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、洗浄部材81の表面からシャワー状に洗浄液を吐出するため、洗浄部材81の表面に複数の貫通孔81aを形成するようにしても良く、また、貫通孔81aを枝分かれさせて洗浄部材81の表面に複数の穴を形成するようにしても良い。
<Other embodiments>
In the above description, one through-
また、前述の説明においては、イオン発生機91を支持するアーム92aを伸縮させてイオン発生機91を移動させることを例示したが、これに限るものではなく、例えば、アーム92aなどの支持部材を旋回あるいは昇降させてイオン発生機91を移動させるようにしても良い。
In the above description, the
また、前述の説明においては、基板洗浄時のブラシ旋回において、ブラシ移動機構73によりブラシ72を上方向に移動させて、処理位置にあるカップ30を回避することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、一対の昇降機構31によりカップ30を下方向に移動させて、旋回するブラシ72を回避するようにしても良く、また、ブラシ72の移動とカップ30の移動を組み合わせるようにしても良い。
In the above description, the
また、前述の説明においては、帯電量測定部100により測定した帯電量を制御部110に送信することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、帯電量測定部100により測定した帯電量を表示部により表示するようにしても良い。
In the above description, the charge amount measured by the charge
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
10 基板処理装置
72 ブラシ
80 ブラシ洗浄部(ブラシ洗浄装置)
81 洗浄部材
90 帯電部
91 イオン発生機
92 移動機構
100 帯電量測定部
110 制御部
W 基板
A1 液膜
REFERENCE SIGNS
81
Claims (9)
前記洗浄部材の外面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる帯電部を備え、
前記帯電部は、前記洗浄液の液膜が前記洗浄部材の外面に保持された状態で、前記洗浄部材の外面に対して放電を行うブラシ洗浄装置。 A cleaning member has a cleaning member for holding a liquid film of a cleaning liquid for cleaning a brush for cleaning a substrate on an outer surface thereof, and only the rotating brush is brought into contact with the liquid film of the cleaning liquid held on the outer surface of the cleaning member. wash the brush
a charging unit that charges the outer surface of the cleaning member with a positive charge or a negative charge;
The brush cleaning device , wherein the charging unit discharges electric discharge to the outer surface of the cleaning member while the liquid film of the cleaning liquid is held on the outer surface of the cleaning member .
プラス又はマイナスのイオンを発生させるイオン発生機と、
前記イオン発生機により発生したイオンによって前記洗浄部材の外面が帯電する帯電位置と、その帯電位置以外の待機位置とに前記イオン発生機を移動させる移動機構と、
を有する請求項1又は請求項2に記載のブラシ洗浄装置。 The charging unit is
an ion generator that generates positive or negative ions;
a moving mechanism for moving the ion generator between a charging position where the outer surface of the cleaning member is charged by ions generated by the ion generator and a standby position other than the charging position;
The brush cleaning device according to claim 1 or 2 , comprising:
前記帯電量測定部により測定された前記帯電量に応じて前記帯電部を制御する制御部と、
を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のブラシ洗浄装置。 a charge amount measuring unit that measures the charge amount of the brush;
a control unit that controls the charging unit according to the charge amount measured by the charge amount measurement unit;
The brush cleaning device according to any one of claims 1 to 3 , comprising:
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のブラシ洗浄装置と、
を備える基板処理装置。 a brush for cleaning the substrate;
a brush cleaning device according to any one of claims 1 to 4 ;
A substrate processing apparatus comprising:
前記洗浄部材の外面に形成された前記洗浄液の液膜と基板を洗浄するための回転するブラシだけを接触させて前記ブラシを洗浄する工程と、
前記ブラシを洗浄する工程前に、前記洗浄部材の外面を帯電部によってプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる工程を有し、
前記帯電させる工程において、前記洗浄液の液膜が前記洗浄部材の外面に保持された状態で、前記洗浄部材の外面に対して放電を行うブラシ洗浄方法。 forming a liquid film of the cleaning liquid on the outer surface of the cleaning member;
a step of cleaning the brush by bringing only the liquid film of the cleaning liquid formed on the outer surface of the cleaning member into contact with the rotating brush for cleaning the substrate;
a step of charging the outer surface of the cleaning member to a positive charge or a negative charge by a charging unit before the step of cleaning the brush;
The brush cleaning method , wherein in the electrifying step, electric discharge is applied to the outer surface of the cleaning member while the liquid film of the cleaning liquid is held on the outer surface of the cleaning member .
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