JPH10256206A - 洗浄具及び基板洗浄方法並びに基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄部材の材質を工夫して洗浄部材への微粒
子の付着を防止することによって、洗浄部材に起因して
基板に微粒子が再付着することを抑制でき、洗浄効果を
高めることができる。 【解決手段】 洗浄液を供給させつつ、基板側に向けら
れた洗浄部材１１ｃを当接あるいは若干浮かせた状態で
基板の洗浄に用いられるブラシ１０において、洗浄部材
１１ｃを、ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位が−１
０ｍＶより小さなポリウレタン製のスポンジで構成し
た。負極性に帯電している微粒子と洗浄部材１１ｃとの
間に静電気的な反発力を生じさせ、微粒子の付着を防止
して基板への微粒子の再付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称す
る）に対して、洗浄部材を当接あるいは若干浮かせた状
態で洗浄に用いられる洗浄具及び基板洗浄方法並びに基
板洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の洗浄具として、例えば、
支持部材に洗浄部材として多数の毛を植設したものや、
支持部材に洗浄部材としてスポンジを設けたものがあ
る。上記の毛の材料としてはナイロンやモヘアが一般的
に利用され、上記スポンジの材料としてはＰＶＡ（ポリ
ビニルアルコール）が利用されている。

【０００３】上記のように構成されている洗浄具を用い
た洗浄では、基板を回転させながら純水などの洗浄液を
供給し、洗浄部材を基板に当接あるいは若干浮かせた状
態で、洗浄具を自転させつつあるいは自転させずに回転
している基板の中央部と周辺部との間で洗浄具を水平方
向に揺動させるようになっている。

【０００４】このような洗浄においては、まず、基板に
付着している微粒子が洗浄部材に転写され、その後、洗
浄部材との付着力が小さな微粒子の一部が離脱して基板
面に落下する。落下した微粒子は、洗浄液によって基板
面から押し流されるように除去される。このようにして
基板面に付着している微粒子が洗浄部材および洗浄液に
よって除去されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、洗浄具の洗浄部材には微粒子が必然的
に堆積してゆくことになり、洗浄部材に捕捉される微粒
子が多くなればなるほど基板面に落下する微粒子の数が
増大する。このように洗浄具の洗浄部材から基板面に落
下する微粒子の数が増大すると、洗浄液によって押し流
されることなく再び基板に付着する再付着微粒子の数が
増えることになるので、洗浄効果が低くなるという問題
点がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、洗浄部材の材質を工夫して洗浄部材へ
の微粒子の付着を防止することによって、洗浄部材に起
因して基板に微粒子が再付着することを抑制でき、洗浄
効果を高めることができる洗浄具及び基板洗浄方法並び
に基板洗浄装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の洗浄具は、洗浄液を供給させつ
つ、基板側に向けられた洗浄部材を当接あるいは若干浮
かせた状態で基板の洗浄に用いられる洗浄具において、
前記洗浄部材を、ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位
が−１０ｍＶより小さな材料で構成したことを特徴とす
るものである。

【０００８】また、請求項２に記載の基板洗浄方法は、
洗浄液を供給させつつ、基板側に向けられた洗浄具の洗
浄部材を基板に当接あるいは若干浮かせた状態で洗浄す
る基板洗浄方法において、ｐＨ７の水溶液中におけるゼ
ータ電位が−１０ｍＶより小さな洗浄部材を備えた洗浄
具を用いて基板を洗浄する洗浄工程を含むことを特徴と
するものである。

【０００９】また、請求項３に記載の基板洗浄方法は、
洗浄液を供給させつつ、基板側に向けられた洗浄具の洗
浄部材を基板に当接あるいは若干浮かせた状態で洗浄す
る洗浄工程を、前記洗浄具を交換して少なくとも２回行
う基板洗浄方法において、前記洗浄工程のうち、後の洗
浄工程で用いる洗浄部材のゼータ電位を、先の洗浄工程
で用いる洗浄部材のゼータ電位よりも小さいものとし、
かつ、そのゼータ電位がｐＨ７の水溶液中において−１
０ｍＶより小さいものとしたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、請求項４に記載の基板洗浄装置は、
基板を回転可能に支持する支持手段と、前記基板の上面
に洗浄液を供給する供給手段と、前記基板側に洗浄部材
を向けた姿勢で洗浄具を揺動させる駆動手段とを備えて
いる基板洗浄装置において、前記洗浄部材を、ｐＨ７の
水溶液中におけるゼータ電位が−１０ｍＶより小さな材
料としたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。最近の洗浄手法として、アルカリ性の薬剤や負イオ
ン活性剤を洗浄液として供給したり、それらを洗浄液に
添加して供給することが提案されている。これは、基板
および基板に付着している微粒子を同極性に帯電させて
静電気的な反発力を生じさせ、基板面から除去された微
粒子を再び基板面に付着させることなく遠ざけようとす
るものである。上記の提案手法は、このようなメカニズ
ムによって基板面から除去した微粒子の再付着防止を目
指したものである。しかしながら、この手法は、基板お
よび付着している微粒子の帯電状態を制御しようとする
ものであって、基板および微粒子だけが対象となってい
る。つまり、洗浄具が備える洗浄部材に起因する微粒子
の再付着を防止するものではない。

【００１２】ここで、まず、水溶液中における物質表面
の帯電メカニズムについて説明する。一般的に、帯電し
ていない物質であっても、水溶液中に浸漬するだけでそ
の表面は電荷を帯びることが知られている。厳密には、
物質の種類や表面状態により差異があるが、例えば、中
性の水溶液中に浸漬された物質の表面には -OHと-Hとが
ほぼバランスして吸着している。しかし、酸性の水溶液
中では高濃度の H⁺ が-OH に吸着して-OH₂ ⁺ となるの
で、その物質は酸性の水溶液中で正に帯電する。その一
方、アルカリ性の水溶液中では物質表面の-OH がプロト
ンを失って-O^- となるので、負に帯電するものと考えら
れている。つまり、水溶液中での物質の帯電は、物質表
面に吸着した -OH基のプロトン H⁺ の放出あるいは引き
込みから起こることが通説となっている。

【００１３】発明者等は、上述した知見等に基づき洗浄
部材として利用可能な種々の材料について水溶液中にお
ける帯電状態を計測することにより、基板面から除去し
た微粒子が付着しにくい材料を選別できることを見出し
た。

【００１４】ところで材料の帯電状態は、ゼータ電位ζ
という指標で表すことができる。このゼータ電位につい
て図１を参照して簡単に説明する。

【００１５】一般にゼータ電位は、水溶液中の帯電の程
度を表す指標として広く用いられてる。上述したように
水溶液に浸漬された物質の表面は、浸漬されるだけで帯
電するが、その帯電した物質表面（表面電位ψ）の近傍
には、物質表面の極性とは逆極性のイオンが静電気的な
引力によって引き付けられてイオン雰囲気（拡散電気二
重層）が形成される。対象となる物質が微粒子であれば
後述する電気泳動法により見かけの帯電量、すなわちゼ
ータ電位を求めることができる。ここで見かけの帯電量
と表現した理由は、水溶液中で微粒子が動くとき水溶液
の粘性のために微粒子表面に近接した逆極性のイオンを
含んだイオン雰囲気の一部を引きずるので、実際に動く
微粒子の見かけの総電荷量は真の電荷量より必ず小さな
値になるからである。この引きずられるイオン雰囲気と
水溶液の境界は、滑り面と呼ばれている。この見かけの
総電荷量Ｑによって発生する無限遠点を基準にした滑り
面までの電位がゼータ電位ζとして定義されている。

【００１６】ゼータ電位ζは、水溶液の誘電率をε、水
溶液の粘度をη、泳動速度をυ、電界をΕとすると、 ζ＝６πη・υ／εΕ となる。

【００１７】なお、具体的なゼータ電位ζの測定方法と
しては、洗浄部材が繊維状の材料である場合には流動電
位法を利用し、洗浄部材がシート状の材料である場合に
は非対称電気泳動法を利用することが一般的に行われ
る。

【００１８】発明者等は、洗浄部材としてナイロンの
毛、モヘアの毛、ＰＶＡのスポンジ、ポリウレタンのシ
ートを用意し、これらの各部材のゼータ電位を測定し
た。なお、ＰＶＡは一般的なＰＶＡとは異なり、表面に
それぞれ異なる特殊な処理を施した２種類を用意した。
これらのＰＶＡを、以下、ＰＶＡ１およびＰＶＡ２と称
することにする。また、これらの各洗浄部材の測定方法
として、ナイロンとモヘアに流動電位法を、ＰＶＡとポ
リウレタンに非対称電気泳動法を採用した。そして、各
洗浄部材を浸漬した水溶液（純水）に塩酸を溶解させて
酸性側に調整し、アンモニアを溶解させてアルカリ側に
ｐＨを調整しつつゼータ電位の測定を行った。その測定
結果を図２のグラフに示す。

【００１９】このグラフより、発明者等はｐＨ７におけ
るゼータ電位に着目し、上述した各洗浄部材がｐＨ７に
おけるゼータ電位によって明らかに２つのグループに分
けられる点に注目した。つまり、純水（ｐＨ７の水溶
液）中におけるゼータ電位が−５ｍＶより大きなナイロ
ンおよびモヘアのグループと、−１０ｍＶよりも小さな
ＰＶＡ１，ＰＶＡ２，ポリウレタンのグループである。
換言すると、ｐＨ７の水溶液中でほとんど帯電しない材
料の非帯電グループと、このグループに比較して大きく
負極性に帯電する材料の負帯電グループである。

【００２０】ところで、基板に付着する微粒子には、図
３に示すように様々なものがあるが、純水中における各
微粒子のゼータ電位は、アルミナ(Al₂O₃) を除くほとん
どのものが負極性に帯電することが判っている。

【００２１】そこで、発明者等は、ｐＨ７の純水を洗浄
液とし、上記各洗浄部材のうち、非帯電グループからナ
イロンの毛およびモヘアの毛を、負帯電グループからＰ
ＶＡ１のスポンジをサンプルとして採用し、SiO₂膜が形
成されたシリコンウエハを各洗浄部材で洗浄した。そし
て、洗浄後に表面に付着している微粒子（再付着微粒
子）の数を計数してその結果をグラフ化した（図４）。

【００２２】この結果から明らかなように、非帯電グル
ープと負帯電グループとの間には、粒径が０．２〜０．
３μｍおよび０．３μｍ以上の比較的大きな微粒子の再
付着数に顕著な差異はないが、粒径が０．１６〜０．２
μｍの比較的小さな微粒子の再付着数に顕著な差異が生
じている。これは負帯電グループの洗浄部材が純水中に
おいて大きく負極性に帯電するため、これと同極性に帯
電している微粒子に強い反発力が生じて洗浄部材に付着
することなく、基板に供給されている洗浄液によって押
し流されるためと考えられる。また、粒径の小さな微粒
子について顕著な差異が生じたのは、粒径の小さな微粒
子ほど質量が小さくなって反発力の影響を強く受け、洗
浄部材への付着が阻止され易いためと考えられる。

【００２３】したがって、ｐＨ７の水溶液中におけるゼ
ータ電位が−１０ｍＶよりも小さな材料で洗浄具の洗浄
部材を構成することによって、ほとんどの微粒子と洗浄
部材との間に大きな静電気的反発力を生じさせることが
でき、微粒子を洗浄部材に付着させにくくすることがで
きる。

【００２４】なお、静電気的な反発力をより大きなもの
にして微粒子がさらに洗浄部材に付着しにくくするため
に、上述した負帯電グループのうちポリウレタンおよび
ＰＶＡ１のようにゼータ電位が−２５ｍＶよりも小さな
材料で洗浄部材を構成することが好ましい。

【００２５】また、図３に示すようにアルミナ(Al₂O₃)
やフッ酸やバッファードフッ酸中のシリコン（自然酸化
膜がない状態）などのほんの僅かな微粒子は、純水中に
おいて正極性に帯電するので、これらを洗浄部材と同じ
負極性に帯電させて洗浄部材への付着を防止するため
に、洗浄液にアルカリ薬剤もしくは負イオン活性剤を添
加しておくことがより好ましい。これにより洗浄部材へ
の微粒子の付着がより防止できるとともに基板と微粒子
との間にも反発力が生じるので、基板への微粒子の再付
着をさらに防止できる。

【００２６】また、請求項２に記載の発明の作用は次の
とおりである。ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位が
−１０ｍＶよりも小さな洗浄部材を備えた洗浄具を用い
て、洗浄液を供給させつつ、洗浄部材を基板に当接ある
いは若干浮かせた状態で洗浄することにより、微粒子は
物理的な衝撃力で基板から引き離される。このようにし
て引き離された微粒子のほとんどは同極性の洗浄部材に
対して静電気的に反発して洗浄液により押し流される
で、微粒子が洗浄部材に付着することを防止することが
できる。

【００２７】また、請求項３に記載の発明の作用は次の
とおりである。洗浄具を用いて基板を洗浄する洗浄工程
を、洗浄具を交換して少なくとも２回行う場合がある。
例えば、粗洗浄用の洗浄具を用いて大まかに微粒子を除
去したり、大きめの微粒子を除去するための粗洗浄工程
と、この工程に次いで、精密洗浄用の洗浄具を用いて残
りの微粒子を除去したり、小さめの微粒子を除去するた
めの精密洗浄工程とを行う基板洗浄方法がある。このよ
うに２回以上の洗浄を行う場合に、後の工程ほどゼータ
電位が小さな洗浄部材を用い、かつ、ゼータ電位がｐＨ
７の水溶液中において−１０ｍＶより小さな洗浄部材を
用いることにより、後の工程ほど基板から引き離された
微粒子が洗浄部材に付着しにくくなる。したがって、後
の工程ほど洗浄具の洗浄部材に微粒子が付着することを
防止することができる。

【００２８】また、請求項４に記載の発明によれば、支
持手段により支持された基板に供給手段から洗浄液を供
給させつつ、基板側に洗浄部材を向けた姿勢で洗浄具を
駆動手段により揺動して洗浄を行う。洗浄具の洗浄部材
はｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位が−１０ｍＶよ
り小さな材料で構成されているので、洗浄具の物理的な
衝撃力により基板から引き離された微粒子と洗浄部材と
の間には静電気的な反発力が生じ、微粒子が洗浄部材に
付着しにくくなる。したがって、洗浄部材に微粒子が付
着することを防止できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図５は実施例に係るブラシ式の基板
洗浄装置（ブラシスクラバとも呼ばれる）の概略構成を
示す一部切欠き側面図であり、図６はその平面図であ
る。また、図７は、その待機ポットの縦断面図である。
この基板洗浄装置は、本発明に係る洗浄具を備えるとと
もに本発明に係る基板洗浄方法を実施するものである。

【００３０】図中、符号１は、真空吸着によって基板Ｗ
を水平姿勢で支持するスピンチャック（支持手段）であ
り、図示しない電動モータによって回転中心ＣＰ周りに
回転駆動されるようになっている。なお、図示省略して
いるが、スピンチャック１の周囲には、供給手段に相当
するノズルＮＺから供給された洗浄液が周囲に飛散する
のを防止する飛散防止カップが一般的に配設されてい
る。

【００３１】なお、上記のようなスピンチャック１に代
えて、基板Ｗの裏面および周縁部を当接支持する、いわ
ゆるメカ式のスピンチャックを採用してもよい。

【００３２】基板Ｗの表面に当接あるいは若干浮いた状
態で洗浄を行うブラシ１０は、基板Ｗの側方に離れた位
置に配設されている待機ポットＴＰと、基板Ｗの回転中
心ＣＰの洗浄位置とにわたって１つの揺動アーム１２に
より移動される。揺動アーム１２の基端部側は、スピン
チャック１の側方に配設されたアーム支軸１４の先端部
に取り付けられている。このアーム支軸１４は、基台１
６に回転自在かつ昇降自在に立設されており、その下端
部側にベルト１８を介して電動モータ２０の回転が伝達
される。したがって、電動モータ２０を回転することに
より揺動アーム１２が揺動軸芯Ｓ周りに揺動する。な
お、上記ブラシ１０が本発明における洗浄具に相当し、
上記電動モータ２０が本発明における駆動手段に相当す
る。

【００３３】アーム支軸１４の下端部の下方には、エア
シリンダ２２が配設されている。このエアシリンダ２２
のロッド２２ａを伸縮することにより、アーム支軸１４
の下端部が昇降して、揺動アーム１２を昇降するように
なっている。また、アーム支軸１４の中央部付近には、
環状のストッパ２４が取り付けられており、支持台２６
の上面に当接してアーム支軸１４の下降位置を規制す
る。さらに、アーム支軸１４はエアシリンダ２８を内蔵
しており、そのロッド２８ａの伸縮によりアーム支軸１
４を伸縮する。

【００３４】揺動アーム１２の先端部には、ブラシチャ
ック３０が配備されている。ブラシチャック３０は、揺
動アーム１２の先端部下方に回転自在に取り付けられて
いる。揺動アーム１２の基端部側上面に配設された電動
モータ３２は、揺動アーム１２内に配設された図示しな
いベルトを介してブラシチャック３０を回転する。この
電動モータ３２を回転することにより、ブラシチャック
３０に支持されたブラシ１０が自転する。ブラシチャッ
ク３０の下端部には、４個の爪３４が十字方向に開閉自
在に取り付けられており、揺動アーム１２の先端部上面
に配設されたエアシリンダ３６を駆動することにより開
閉する。これらの爪３４の開閉により、四方からブラシ
１０の上部溝１１ａを挟持して支持するようになってい
る。

【００３５】なお、基板Ｗの種類や汚染の度合いまたは
洗浄方法などによっては、電動モータ３２を含むブラシ
チャック３０を自転させる機構を備える必要はない。

【００３６】待機ポットＴＰは、揺動アーム１２の先端
部に配備されたブラシチャック３０の揺動軌跡に沿って
３個の待機カップ４０が形成されている。各待機カップ
４０には、各ブラシ１０の支持部材１１ｂの下端部に設
けられた洗浄部材１１ｃが下方に向けられた状態で挿抜
自在に収納されている。なお、本実施例では、一例とし
て待機ポットＴＰに３種類のそれぞれ異なるブラシ１０
（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）を配備している。

【００３７】具体的には、図２に示すように、ｐＨ７の
水溶液中においてゼータ電位が−４ｍＶ程度のナイロン
製の毛を洗浄部材１１ｃとして備えたナイロンブラシ１
０ａと、同条件でゼータ電位が−２８ｍＶ程度のポリウ
レタン製のシート状スポンジを洗浄部材１１ｃとして備
えたポリウレタンブラシ１０ｂと、同条件でゼータ電位
が−４２ｍＶ程度のＰＶＡ１製のスポンジを洗浄部材１
１ｃとして備えたＰＶＡ１ブラシ１０ｃである。なお、
このＰＶＡ１とは、一般的なＰＶＡに対して特殊な表面
処理を施してｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位を下
げたものである。

【００３８】また、待機ポットＴＰは、各ブラシ１０ａ
〜１０ｃによる洗浄後に、各待機カップ４０に収納され
たブラシ１０の洗浄部材１１ｂから落下する洗浄液を回
収するための排液口ＨＤを底部に備えている。

【００３９】次に、上述した装置による基板の洗浄処理
について、図８のフローチャートを参照して説明する。
なお、初期状態では、図５に二点鎖線で示すように、揺
動アーム１２の先端部が待機ポットＴＰの上方に待機し
ている。このとき、アーム支軸１４のストッパ２４は支
持台２６に当接しているとともに、エアシリンダ２８の
ロッド２８ａが伸長され、アーム支軸１４が伸長された
状態である。

【００４０】また、本実施例装置が備える３種類のブラ
シ１０ａ〜１０ｃの使用順序は、装置のオペレータによ
り処理プログラムに予め記憶されており、第１のブラシ
としてナイロンブラシ１０ａが、第２のブラシとしてポ
リウレタンブラシ１０ｂが、第３のブラシとしてＰＶＡ
１ブラシ１０ｃが記憶されている。

【００４１】ステップＳ１（基板の搬入） ある処理を終えて微粒子が付着した基板Ｗが、図示しな
い搬送手段により運ばれてスピンチャック１に載置され
る。そして、真空吸着によりスピンチャック１に基板Ｗ
が吸着保持される。

【００４２】ステップＳ２（洗浄液の供給） 図示しない電動モータを駆動して基板Ｗを回転させ始
め、その回転数が一定の回転数に到達した後に、ノズル
ＮＺから基板Ｗの表面に向けて純水を洗浄液として供給
開始する。

【００４３】なお、図３に示したように、基板Ｗに付着
している微粒子には様々なものがあり、しかも純水中に
おける帯電状態も様々である。ほとんどの微粒子は負極
性に帯電しているが、アルミナ(Al₂O₃) や自然酸化膜に
覆われていないシリコンSiなどのほんの僅かな微粒子は
純水中において正極性に帯電する。そこで、これらの微
粒子をも洗浄部材１１ｃと同じ負極性に帯電させて洗浄
部材１１ｃへの付着を防止するために、アルカリ薬剤も
しくは負イオン活性剤を洗浄液として利用するか、また
は純水にこれらを添加したものを洗浄液とすることが好
ましい。これにより洗浄部材１１ｃへの微粒子の付着が
さらに防止できるとともに基板Ｗと微粒子との間にも静
電気的な反発力が生じるので、基板Ｗに付着した微粒子
が基板Ｗから離れ易くすることができるとともに、基板
Ｗへの微粒子の再付着がより防止できる。

【００４４】ステップＳ３（第１のブラシによる洗浄：
粗洗浄工程） 予め記憶されている処理プログラムのブラシ使用順序に
基づいて、第１のブラシであるナイロンブラシ１０ａに
よる洗浄を行う。この工程は、ナイロンブラシ１０ａに
よって基板Ｗに付着している微粒子を大まかに除去する
ためのものであり、以下、この工程を粗洗浄工程と称す
ることにする。

【００４５】具体的には、電動モータ２０を駆動して揺
動アーム１２のブラシチャック３０が、待機ポットＴＰ
の待機カップ４０に収納されたナイロンブラシ１０ａの
上方に位置するように揺動アーム１２を揺動させる。そ
して、エアシリンダ３６を動作させて爪３４を開き、エ
アシリンダ２８のロッド２８ａを収縮させてブラシチャ
ック３０を下降させる。次いで、エアシリンダ３６を動
作させて爪３４を閉じてナイロンブラシ１０ａの上部溝
１１ａをブラシチャック３０で挟持し、エアシリンダ２
８のロッド２８ａを伸長させて挟持したナイロンブラシ
１０ａを待機カップ４０から上方に取り出す。

【００４６】次に、エアシリンダ２２のロッド２２ａを
伸長させてアーム支軸１４を上方に持ち上げ、その状態
で電動モータ２０を正転させて揺動アーム１２を揺動さ
せ、ナイロンブラシ１０ａを基板Ｗの回転中心ＣＰ上方
に移動させる。

【００４７】そして、エアシリンダ２２のロッド２２ａ
を収縮させ、ナイロンブラシ１０ａを下降させて基板Ｗ
の表面にナイロンブラシ１０ａの毛を当接させる。な
お、ナイロンブラシ１０ａの毛（洗浄部材１１ｃ）を基
板Ｗに当接させることなく若干浮かせた状態にして、い
わゆるハイドロプレーンによって洗浄するようにしても
よい。さらに電動モータ３２を駆動してナイロンブラシ
１０ａを自転させつつ、処理時間だけ電動モータ２０の
逆転／正転を繰り返す。これによりナイロンブラシ１０
ａは、図６に示すように、回転中心ＣＰから基板Ｗの外
縁まで移動を繰り返すことになり、基板Ｗの表面全体を
洗浄する。

【００４８】なお、この粗洗浄工程では、ｐＨ７の水溶
液中におけるゼータ電位が−４ｍＶ程度の、ほとんど帯
電しない材料であるナイロン製の洗浄部材１１ｃによっ
て洗浄を行うので、洗浄部材１１ｃとの物理的衝撃力に
よって基板Ｗから引き離された一部の微粒子は、洗浄液
によって押し流されたり、静電気的な吸着力によりナイ
ロンブラシ１０ａの洗浄部材１１ｃに転写されて基板Ｗ
から除去される。そして、洗浄部材１１ｃに転写された
微粒子の一部は徐々に堆積し、静電気的な吸着力の変動
やブラシ１０の自転に伴う遠心力などによりいずれ落下
して基板Ｗに再付着することになる。

【００４９】ナイロンブラシ１０ａによる粗洗浄工程が
終了すると、上述した動作を逆の順序で行って、ナイロ
ンブラシ１０ａを待機ポットＴＰの待機カップ４０に移
動して収納する。

【００５０】ステップＳ４（第２のブラシによる洗浄：
精密洗浄工程） 処理プログラムのブラシ使用順序に基づいて、第２のブ
ラシであるポリウレタンブラシ１０ｂによる洗浄を行
う。この工程は、先の粗洗浄工程では除去されたなかっ
た微粒子をポリウレタンブラシ１０ｂによって除去する
ためのものであり、以下、この工程を精密洗浄工程と称
する。

【００５１】具体的には、次に使用するポリウレタンブ
ラシ１０ｂを、上述した動作によってブラシチャック３
０に挟持する。そして、上述したナイロンブラシ１０ａ
と同様にして、ポリウレタンブラシ１０ｂを自転させつ
つ基板Ｗに当接させ、揺動アーム１２を揺動させながら
処理時間だけ処理する。

【００５２】なお、この精密洗浄工程では、ｐＨ７の水
溶液中におけるゼータ電位が−２８ｍＶ程度の負極性に
帯電する材料であるポリウレタン製の洗浄部材１１ｃに
よって洗浄を行うようにしているので、物理的衝撃力に
よって基板Ｗから引き離された微粒子は、ほとんどが洗
浄液によって押し流され、微粒子とポリウレタンブラシ
１０ｂの洗浄部材１１ｃとの間に生じる静電気的反発力
によってほとんど転写されない。したがって、ポリウレ
タンブラシ１０ｂの洗浄部材１１ｃに微粒子が付着堆積
して、この微粒子が落下して基板Ｗに再付着するような
ことが抑制でき、洗浄効果を高めることができる。

【００５３】ステップＳ５（第３のブラシによる洗浄：
仕上げ洗浄工程） 処理プログラムを参照し、第３のブラシであるＰＶＡ１
ブラシ１０ｃによる洗浄を行う。この工程は、先の粗洗
浄工程と先の精密洗浄工程を経ても除去されたなかった
一部の微粒子をＰＶＡ１ブラシ１０ｃによって除去する
仕上げ洗浄工程である。具体的には、次に使用するＰＶ
Ａ１ブラシ１０ｃをブラシチャック３０に挟持し、ＰＶ
Ａ１ブラシ１０ｃを自転させつつ基板Ｗに当接させ、揺
動アーム１２を揺動させて処理時間だけ処理する。

【００５４】なお、この仕上げ洗浄工程では、先の精密
洗浄工程で使用したポリウレタンブラシ１０ｂの洗浄部
材１１ｃよりも大きく負極性に帯電する材料であるＰＶ
Ａ１製の洗浄部材１１ｃによって洗浄を行う。したがっ
て、物理的衝撃力によって基板Ｗから引き離された微粒
子は、洗浄液によって押し流され、微粒子と同極性に強
く帯電しているＰＶＡ１ブラシ１０ｃの洗浄部材１１ｃ
に付着堆積することが抑制される。したがって、付着堆
積した微粒子が落下して基板Ｗに再付着するようなこと
が抑制でき、洗浄効果を高めることができる。

【００５５】ステップＳ６（基板の搬出） 上記のように異なる３種類のブラシを順次に交換して、
粗洗浄工程、精密洗浄工程、仕上げ洗浄工程からなる一
連の洗浄処理工程を終えた後、ノズルＮＺからの洗浄液
の供給を停止するとともに、基板Ｗを高速回転させて基
板Ｗを乾燥させる。次いで、スピンチャック１の回転を
停止した後、図示しない搬送手段により洗浄処理済みの
基板Ｗを搬出する。これにより１枚の基板Ｗに対する洗
浄処理が完了する。

【００５６】上述したように、３つの洗浄工程を経て基
板Ｗを洗浄するが、精密洗浄工程および仕上げ洗浄工程
のように後の洗浄工程で使用するブラシ１０の洗浄部材
１１ｃのゼータ電位が、粗洗浄工程および精密洗浄工程
のように先の洗浄工程で使用するブラシ１０の洗浄部材
１１ｃのゼータ電位よりも小さく、かつ、ｐＨ７の水溶
液中におけるゼータ電位が−２５ｍＶよりも小さなもの
となるようにしている。したがって、後の洗浄工程ほど
洗浄部材１１ｃと微粒子との間に生じる静電気的な反発
力が強くなり、洗浄部材１１ｃに微粒子が付着しにくく
なる。よって、後の洗浄工程ほど基板Ｗから引き離され
た微粒子が洗浄部材１１ｃに転写されることを抑制する
ことができ、基板Ｗに微粒子が再付着することを防止す
ることができる。その結果、洗浄効果を高めることがで
きて、基板Ｗをより清浄にすることができる。

【００５７】なお、上記実施例では、３つの洗浄工程か
らなる一連の洗浄処理で１枚の基板を洗浄するように
し、後の２つの洗浄工程においてゼータ電位が−２５ｍ
Ｖより小さなブラシを使用したが、最後の洗浄工程だけ
にゼータ電位が−２５ｍＶより小さなブラシを使用する
ようにしても上記同様の効果を奏する。

【００５８】また、複数の洗浄工程からなる洗浄処理で
なく、１つの洗浄工程だけからなる洗浄処理においてゼ
ータ電位が−２５ｍＶより小さなブラシを使用するよう
にしてもよい。

【００５９】また、上述した実施例では、精密洗浄工程
において、ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位が−２
５ｍＶより小さな−２８ｍＶ程度のポリウレタブラシ１
０ｂを使用したが、同条件でゼータ電位が−１０ｍＶよ
り小さな洗浄部材を備えるブラシ、例えば、ゼータ電位
が−２０ｍＶ程度のＰＶＡ２ブラシを採用してもよい。
なお、ここで言うＰＶＡ２とは、一般的なＰＶＡに特殊
な表面処理を施したものである。

【００６０】また、基板と微粒子との間に反発力を生じ
させるため、洗浄液にアルカリ性薬剤や負イオン活性剤
を溶解させてもよいことは上述したが、その結果として
洗浄液のｐＨが１１を越える場合がある。このような場
合には、図２に示したようにポリウレタンとＰＶＡ１の
ゼータ電位の大きさが入れ替わるので、上記実施例と同
様の効果を得るためにはそれらのブラシ使用順序を入れ
換えて洗浄すればよい。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、ｐＨ７の水溶液中におけるゼ
ータ電位が−１０ｍＶよりも小さくなる材料で洗浄具の
洗浄部材を構成することにより、ほとんどの微粒子と洗
浄部材との間に静電気的な反発力を強く生じさせること
ができる。したがって、基板から引き離された微粒子が
洗浄部材に付着することを防止できる。その結果、洗浄
部材に微粒子が付着堆積することに起因して、基板に微
粒子が再付着することを抑制でき、洗浄効果の高い洗浄
具を実現することができる。

【００６２】また、請求項２に記載の発明方法によれ
ば、基板から引き離された微粒子のほとんどが同極性の
洗浄部材に対して静電気的に反発して洗浄液により押し
流されるので、微粒子が洗浄部材に付着することを防止
できる。その結果、洗浄部材に微粒子が付着堆積するこ
とに起因して、基板に微粒子が再付着することを抑制で
き、洗浄効果の高い基板洗浄方法とすることができる。

【００６３】また、請求項３に記載の発明方法によれ
ば、後の洗浄工程ほど洗浄具の洗浄部材に微粒子が付着
することを防止できるので、洗浄の仕上げに近づくにつ
れて洗浄部材に起因して基板に微粒子が再付着すること
を抑制できる。したがって、複数の洗浄工程からなる基
板洗浄方法において、後の洗浄工程ほど基板に微粒子が
再付着することを防止でき、洗浄効果をさらに高めるこ
とができる。

【００６４】また、請求項４に記載の発明装置によれ
ば、請求項２の発明方法を好適に実施することができ、
洗浄効果の高い基板洗浄装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゼータ電位の説明に供する図である。

【図２】洗浄部材ごとのゼータ電位とｐＨの関係を示す
グラフである。

【図３】種々の微粒子のゼータ電位を示す図である。

【図４】材料による再付着微粒子の除去性能を示すグラ
フである。

【図５】基板洗浄装置の概略構成を示す一部切欠き側面
図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】待機ポットの縦断面図である。

【図８】基板の洗浄処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｗ … 基板 ＮＺ … ノズル（供給手段） １ … スピンチャック（支持手段） １０ … ブラシ（洗浄具） １０ａ … ナイロンブラシ １０ｂ … ポリウレタンブラシ １０ｃ … ＰＶＡ１ブラシ １１ａ … 上部溝 １１ｂ … 支持部材 １１ｃ … 洗浄部材 １２ … 揺動アーム ＴＰ … 待機ポット ２０ … 電動モータ（駆動手段） ３０ … ブラシチャック

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄液を供給させつつ、基板側に向けら
   れた洗浄部材を当接あるいは若干浮かせた状態で基板の
   洗浄に用いられる洗浄具において、 前記洗浄部材を、ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位
   が−１０ｍＶより小さな材料で構成したことを特徴とす
   る洗浄具。
2. 【請求項２】 洗浄液を供給させつつ、基板側に向けら
   れた洗浄具の洗浄部材を基板に当接あるいは若干浮かせ
   た状態で洗浄する基板洗浄方法において、 ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位が−１０ｍＶより
   小さな洗浄部材を備えた洗浄具を用いて基板を洗浄する
   洗浄工程を含むことを特徴とする基板洗浄方法。
3. 【請求項３】 洗浄液を供給させつつ、基板側に向けら
   れた洗浄具の洗浄部材を基板に当接あるいは若干浮かせ
   た状態で洗浄する洗浄工程を、前記洗浄具を交換して少
   なくとも２回行う基板洗浄方法において、 前記洗浄工程のうち、後の洗浄工程で用いる洗浄部材の
   ゼータ電位を、先の洗浄工程で用いる洗浄部材のゼータ
   電位よりも小さいものとし、かつ、そのゼータ電位がｐ
   Ｈ７の水溶液中において−１０ｍＶより小さいものとし
   たことを特徴とする基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 基板を回転可能に支持する支持手段と、
   前記基板の上面に洗浄液を供給する供給手段と、前記基
   板側に洗浄部材を向けた姿勢で洗浄具を揺動させる駆動
   手段とを備えている基板洗浄装置において、 前記洗浄部材を、ｐＨ７の水溶液中におけるゼータ電位
   が−１０ｍＶより小さな材料としたことを特徴とする基
   板洗浄装置。