TW201933461A - 基板清洗刷以及基板清洗裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供能夠有效地進行刷的外周部的顆粒去除的技術。對晶圓(2)進行清洗的基板清洗刷(20)包括刷本體(21)、刷保持部(23)以及主流路形成體(25)。刷本體(21)含有具有液體可滲透的結構且抵接于基板的下表面。刷保持部(23)使刷本體(21)的上下方向(d1)的前端部于外側露出並且保持刷本體(21)。主流路形成體(25)具有主流路(251)及多個副流路(252)。主流路(251)形成為從外部供給的處理液可通過。多個副流路(252)從主流路(251)分叉並向刷本體(21)的與上下方向(d1)正交的寬度方向(d2)的外側延伸，並且與刷本體(21)的上表面相連。

Description

基板清洗刷以及基板清洗裝置
本發明是有關於一種對基板進行清洗的基板清洗刷。成為處理對象的基板中，例如包括半導體基板、液晶顯示裝置用基板、有機電致發光（Electroluminescence，EL）顯示裝置等平板顯示器（Flat Panel Display，FPD）用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩（photo mask）用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
在半導體基板的製造步驟中，有時為了將基板淨化而進行擦洗。擦洗中，對旋轉中的基板中心供給水等清洗液，通過使基板清洗刷的前端觸碰基板的表面而對基板的表面進行清洗。基板清洗刷中抵接於基板的刷本體例如具備多數個聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA）製海綿（sponge）狀物或聚丙烯（Polypropylene，PP）製毛。
在基板的清洗中，有時基板上的顆粒（particle）進入刷的纖維中，顆粒蓄積在刷中。因此，有縮短刷本體的使用期限等問題。而且，即便是未使用的刷本體，也有時在刷本體的內部原本便存在顆粒。
這樣，在刷本體的內部大多含有顆粒，但是此顆粒難以通過從外部進行清洗而掉落。因此，較理想為從刷本體噴出處理液。這種基板清洗刷例如記載在專利文獻1中。
專利文獻1中記載了將純水供給於刷的內部的技術、以及從刷的內部向外部噴出清洗液的技術。而且，專利文獻1中，在刷的內部形成有空間，通過連接於此空間的上部中心的管而供給於刷內。另外，表示了將供給於空間的處理液從刷的前端噴出的狀況。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-68695號公報
[發明所要解決的問題] 但是，在如專利文獻1那樣不從刷的外周部噴出處理液的情況下，顆粒容易附著於刷的外周部。尤其刷的前端外緣部為與基板的未清洗部分接觸的部分，因此是來自基板的顆粒相對較容易附著的部分。因此，需求在刷的外周部良好地噴出處理液，由此去除顆粒的技術。 因此，本發明的目的在於提供一種有效進行刷的外周部的顆粒去除的技術。 [解決問題的技術手段]
為了解決所述問題，第一形態是一種對基板進行清洗的基板清洗刷，其包括：刷本體，具有上表面及下表面，下表面具有液體可滲透的結構並且抵接於所述基板；主流路形成體，具有從外部供給的處理液通過的主流路；以及多個副流路，從所述主流路分叉並向所述刷本體的與上下方向正交的寬度方向的外側延伸，並且可將所述處理液連通至所述刷本體的所述上表面。
第二形態為第一形態的基板清洗刷，且所述副流路的截面積小於所述主流路的截面積。
第三形態為第一形態或第二形態的基板清洗刷，且所述副流路向所述上下方向的下側及向所述寬度方向的外側延伸。
第四形態為第一形態至第三形態中任一個的基板清洗刷，且所述主流路形成體在與所述上表面相向的端部的中間部具有凸部，所述刷本體在所述上表面具有供壓入所述凸部的凹部。
第五形態為第一形態至第四形態中任一個的基板清洗刷，且所述主流路形成體及所述刷本體繞著沿所述上下方向延伸的旋轉軸線而具有旋轉對稱性。
第六形態為第五形態的基板清洗刷，且所述主流路形成於所述旋轉軸線的位置。
第七形態為第五形態或第六形態的基板清洗刷，且所述多個副流路包含：第一副流路，可在以所述旋轉軸線為中心的第一半徑的圓周上的位置，將所述處理液連通至所述刷本體的所述上表面；以及第二副流路，可在以所述旋轉軸線為中心且與所述第一半徑不同的第二半徑的圓周上的位置，將所述處理液連通至所述刷本體的所述上表面。
第八形態為第一形態至第七形態中任一個的基板清洗刷，且在所述刷本體的寬度方向的中間部，形成有沿所述上下方向貫穿所述刷本體的貫通孔。
第九形態為第一形態至第八形態中任一個的基板清洗刷，且所述多個副流路形成於所述主流路形成體的內部，所述多個副流路各自連接於多個噴出口，此多個噴出口形成於所述主流路形成體的與所述刷本體的所述上表面相向的相向面。
第十形態為第九形態的基板清洗刷，且所述多個噴出口設於在所述上下方向上與所述刷本體的上表面重疊的位置。
第十一形態為第九形態或第十形態的基板清洗刷，且所述多個噴出口在所述主流路形成體的所述相向面形成有凹狀槽，在所述凹狀槽的內側形成有所述多個噴出口。
第十二形態為第十一形態的基板清洗刷，且所述凹狀槽形成為沿所述寬度方向擴展的環狀。
第十三形態為第七形態的基板清洗刷，且所述第一副流路的截面積與所述第二副流路的截面積不同。
第十四形態為一種對基板進行清洗的基板清洗裝置，其包括：基板保持部，保持基板；第一形態至第十三形態中任一個的基板清洗刷；處理液供給部，向所述基板清洗刷供給處理液；以及旋轉機構，使所述基板清洗刷旋轉。
[發明的效果]
根據第一形態的基板清洗刷，副流路向刷本體的寬度方向外側延伸，因而通過副流路的處理液被供給於刷本體的較中心更靠近外周部的位置。由此，處理液容易滲透至顆粒容易附著的刷本體的外周部。因此，能夠將刷本體的外周部的顆粒有效地去除。
根據第二形態的基板清洗刷，能夠與使副流路較主流路更細而相應地增大壓力。因此，能夠抑制噴出處理液時的壓力降低。
根據第三形態的基板清洗刷，能夠利用多個副流路向傾斜外側引導處理液，因而處理液容易滲透至刷本體的外周部。
根據第四形態的基板清洗刷，通過在刷本體的凹部中壓入主流路形成體的凸部，即便向刷本體的上表面噴出處理液，也能夠將刷本體牢固地連結於主流路形成體。
根據第五形態的基板清洗刷，當使基板清洗刷繞著沿上下方向延伸的旋轉軸線旋轉時，基板清洗刷保持平衡。因此，通過使以良好的平衡旋轉的基板清洗刷的刷本體前端部觸碰基板，能夠適當地清洗基板。
根據第六形態的基板清洗刷，當使基板清洗刷繞旋轉軸線旋轉時，主流路也繞旋轉軸線旋轉。此時，將位置配置成包含主流路的旋轉軸線，因而能夠使基板清洗刷以良好的平衡旋轉。
根據第七形態的基板清洗刷，第一副流路以及第二副流路在刷本體的上表面中，在半徑不同的圓周上的位置相連。因而，能夠對刷本體上表面的旋轉半徑向上不同的位置供給處理液。
根據第八形態的基板清洗刷，通過在刷本體中形成貫通孔，能夠減小刷本體的體積。由此，能夠減少存在於刷本體內的顆粒的量。
根據第九形態的基板清洗刷，能夠從多個噴出口向刷本體的上表面噴出處理液。
根據第十形態的基板清洗刷，將從噴出口噴出的處理液賦予至刷本體，因而能夠將刷本體內部的顆粒排出至外部。而且，能夠抑制所噴出的處理液未賦予至刷本體而直接流出至刷本體的外部。
根據第十一形態的基板清洗刷，處理液從凹狀槽內的多個噴出口通過凹狀槽而擴展，因而能夠在刷本體的上表面中，遍及較噴出口更廣的範圍而供給處理液。
根據第十二形態的基板清洗刷，多個噴出口經形成為環狀的凹狀槽相連，因此從多個噴出口噴出的處理液通過凹狀槽擴展成環狀。因此，能夠在刷本體的上表面中，以廣範圍供給處理液。
根據第十三形態的基板清洗刷，能夠在刷本體的徑向靠內側的位置及靠外側的位置改變壓力而供給處理液。由此，能夠在刷本體中使處理液全面地滲透。
根據第十四形態的基板清洗裝置，能夠使處理液從刷本體的基端側向前端側及外周側滲透。由此，能夠減少刷本體內部的顆粒，且能夠減少顆粒向刷本體內部的滲入。進而，副流路向刷本體的側方延伸，因而通過副流路的處理液被供給於刷本體的較中心更靠近外側的位置。由此，處理液容易滲透至顆粒容易附著的刷本體的外周部。因此，能夠將刷本體的外周部的顆粒有效地去除。
以下，一方面參照附圖一方面對本發明的實施方式進行說明。此外，本實施方式中記載的結構構件僅為例示，其主旨並非將本發明的範圍僅限定於這些實施方式。圖式中，為了容易理解，有時視需要將各部的尺寸或數量誇張或簡化而圖示。
＜1. 第一實施方式＞ ＜1.1 結構及功能＞ 圖1是表示第一實施方式的組入至半導體元件製造裝置中的基板清洗裝置1的平面圖。
基板清洗裝置1是單片式清洗處理裝置，具有一個裝載器（loader）1a、搬送路1b以及多個（此處為四個）處理部1c。裝載器1a將晶圓2（基板）搬入至基板清洗裝置1內，或從基板清洗裝置1內搬出至外部。晶圓2的搬入及搬出是以晶圓盒（wafer cassette）3為單位來進行。一個晶圓盒3內收容有多片晶圓2。
圖1中，箭頭A表示將晶圓2從晶圓盒3中搬送至處理部1c時的路徑，箭頭B表示將晶圓2從處理部1c送回至晶圓盒3中時的路徑。此外，圖1中，僅對右側的處理部1c示出晶圓2的路徑。
將晶圓盒3搬入至裝載器1a時，如箭頭A所示，將晶圓盒3內的多片晶圓2逐片抽出，並由搬送路1b的搬送機構（搬送臂等）搬送至各處理部1c。然後，在各處理部1c中，逐片實施清洗及乾燥處理。而且，如箭頭B所示，在各處理部1c中完成了清洗及乾燥處理的晶圓2是由搬送路1b的搬送機構逐片搬送至裝載器1a，並收容在晶圓盒3內。
圖2是表示基板清洗裝置1的處理部1c的概略側面圖。處理部1c包括保持機構10、基板清洗刷20、刷移動機構30、處理液供給部40、刷用處理液供給部50、待機部60以及控制部70。
＜保持機構10＞ 保持機構10包括保持晶圓2的保持卡盤11、及使保持卡盤11繞旋轉軸線Q1旋轉的馬達13。在保持卡盤11的上表面（朝向鉛垂方向上側的面），形成有吸附晶圓2的背面的多個吸附孔。保持卡盤11以多個吸附孔吸附晶圓2的背面中央部，由此以水平姿勢保持晶圓2。所謂“水平姿勢”是指晶圓2相對於水平面而平行的狀態。馬達13構成為可根據來自控制部70的控制訊號而變更保持卡盤11的轉速。
保持卡盤11不限定於吸附保持晶圓2。例如，代替吸附保持晶圓2的背面中央，而可夾持晶圓2的周緣部的多個點。具體而言，也可利用設於較晶圓2更廣的平台的上表面的多個銷（pin）來握持晶圓2的周緣部。
＜基板清洗刷20＞ 基板清洗刷20包括刷本體21及刷保持部23。刷本體21是藉由將前端（上下方向的下端部）按壓於晶圓2而清洗晶圓2的部件。刷本體21具有液體（處理液）可滲透的結構。刷本體21例如為聚乙烯醇（PVA）製部件，例如形成為多孔質的海綿狀。而且，刷本體21例如也可為具備多數根聚丙烯（PP）製毛的結構。
刷保持部23使刷本體21的前端部於外側露出，並且保持刷本體21。此處，刷保持部23包含主流路形成體25及環狀的固定部27。刷本體21通過夾持於主流路形成體25的下端部與固定部27之間而固定於主流路形成體25。關於基板清洗刷20的更詳細的結構，將於後述。
＜刷移動機構30＞ 刷移動機構30包括刷臂31、臂旋轉驅動部33及臂上下驅動部35。刷臂31在前端保持基板清洗刷20。臂旋轉驅動部33是由馬達等構成，根據來自控制部70的控制訊號而使刷臂31繞規定的旋轉軸線旋轉。臂上下驅動部35根據來自控制部70的控制訊號而使刷臂31總體沿鉛垂方向上下移動。由此，控制部70使基板清洗刷20上下移動。
更具體而言，刷移動機構30使基板清洗刷20在清洗位置L1與待機位置L2之間移動。清洗位置L1是基板清洗刷20的前端部（刷本體21的前端部）在經保持於保持卡盤11的晶圓2的上表面中摩擦時的基板清洗刷20的位置。待機位置L2是較經保持於保持卡盤11的晶圓2更靠外側的位置。此待機位置L2為較清洗位置L1更靠上側的位置。
＜處理液供給部40＞ 處理液供給部40包括噴嘴41、供給配管43及供給量調節器45。噴嘴41朝向經保持於保持卡盤11的晶圓2的中心（保持卡盤11的中心）開口。噴嘴41上連接有連接於處理液供給源的供給配管43。而且，供給配管43中設有供給量調節器45。供給量調節器45根據來自控制部70的控制訊號，而調節在供給配管43中傳遞並供給於噴嘴41的處理液的流量。
＜刷用處理液供給部50＞ 刷用處理液供給部50對基板清洗刷20供給處理液。刷用處理液供給部50包括供給配管51及供給量調節器53。供給配管51的前端部連接於基板清洗刷20的內部。詳細而言，供給配管51的前端連接於形成在刷保持部23的主流路形成體25中的主流路251。供給配管51的基端側連接於未圖示的處理液供給源。刷用處理液供給部50利用未圖示的泵等壓送機構而從處理液供給源經由供給配管51向基板清洗刷20進行供給。
＜刷旋轉機構55＞ 刷旋轉機構55使基板清洗刷20繞著沿鉛垂方向延伸的旋轉軸線Q2旋轉。旋轉軸線Q2與刷本體21、刷保持部23、供給配管51的中心軸一致。刷旋轉機構55使供給配管51繞旋轉軸線Q2旋轉，由此使基板清洗刷20旋轉。
刷旋轉機構55例如可由架設在連接於基板清洗刷20的供給配管51的外周的環形帶、及使此環形帶旋轉的馬達等所構成。通過使環形帶旋轉，而使基板清洗刷20與供給配管51一起繞旋轉軸線Q2旋轉。此馬達的動作是根據來自控制部70的控制訊號進行控制。
＜待機部60＞ 待機部60設於基板清洗刷20待機的位置。待機部60包括清洗液供給部61、承液部63及排液配管65。
清洗液供給部61從噴嘴供給清洗液（例如純水），所述噴嘴從配置於待機位置L2的基板清洗刷20的一旁朝向基板清洗刷20的前端外緣部（刷本體21的前端外緣部）開口。從所述噴嘴向基板清洗刷20的前端外緣部噴出清洗液，由此將附著於刷本體21的前端外緣部的顆粒去除。
承液部63形成為上方開口的箱狀，設於配置於待機位置L2的基板清洗刷20的下方的位置。從清洗液供給部61供給於刷本體21的前端外緣部的清洗液向下方落下，由承液部63接住。在承液部63的底面連接有排液配管65，由承液部63接住的清洗液通過排液配管65而適當排出。
＜控制部70＞ 控制部70控制配置於基板清洗裝置1的處理部1c內的各構件的動作。控制部70的硬體結構與通常的計算機相同。即，控制部70包括進行各種運算處理的中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、作為儲存基本程式的讀出專用的記憶體的唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、作為儲存各種訊息的讀寫自如的記憶體的隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、以及儲存控制用應用程式或資料等的記憶部。控制部70也可包括讀取具有可攜性的記錄媒體（光碟、磁碟或半導體記憶體等）的讀取裝置。控制部70也可構成為讀取這種記錄媒體中記錄的控制用應用程式，並記錄在記憶部中。
＜基板清洗刷20的結構＞ 圖3是表示第一實施方式的基板清洗刷20的側截面圖。圖4是表示第一實施方式的刷本體21的側截面圖。而且，圖5是表示第一實施方式的主流路形成體25的側截面圖及底面圖。
如上所述，基板清洗刷20包括刷本體21及刷保持部23。刷保持部23包括主流路形成體25及固定部27。
如圖4所示，刷本體21具有形成為圓柱狀的寬幅部211、及半徑小於寬幅部211圓的窄幅部213。刷本體21是使寬幅部211與窄幅部213上下連結而構成。以下的說明中，將刷本體21中寬幅部211及窄幅部213排列的方向設為上下方向d1，將與此上下方向d1正交的方向設為寬度方向d2。在將基板清洗刷20保持於刷移動機構30的狀態下，上下方向為鉛垂方向（重力方向），寬度方向d2為水平方向。而且，在使基板清洗刷20的刷本體21的下表面（向下的面）抵接於晶圓2的狀態下，上下方向為垂直於晶圓2的表面的方向，寬度方向d2為平行於晶圓2的表面的方向。
從上下方向觀看，刷本體21及刷保持部23為具有旋轉對稱性的形狀。刷本體21及刷保持部23為旋轉對稱的形狀，因此基板清洗刷20能夠繞旋轉軸線Q2保持平衡而旋轉。
在寬幅部211的上表面的中央部，形成有向下側凹陷成圓柱狀的中央凹部215。在中央凹部215中，插入有形成於主流路形成體25的圓柱狀的中央凸部253。中央凸部253形成於主流路形成體25中與刷本體21的上表面（向上的面）相向的端部的中間（此處為中央）。中央凹部215的開口寬幅小於中央凸部253的寬幅，此處，中央凹部215的內徑小於中央凸部253的外徑。因此，中央凸部253以經壓入至中央凹部215中的狀態而連結於刷本體21。
主流路形成體25具有主流路251及多個（此處為四個）副流路252。主流路251在主流路形成體25的中心，沿著旋轉軸線Q2於鉛垂方向（刷本體21的上下方向）延伸。各副流路252從主流路251的前端向四方分叉，並於寬度方向d2延伸。即，副流路252各自從主流路形成體25的中心（旋轉軸線Q2）向外側（遠離旋轉軸線Q2的方向）延伸。第一實施方式的副流路252各自沿具有向上下方向d1的下側與向寬度方向d2的外側的各方向成分的合成方向延伸。
多個副流路252各自的前端與形成於主流路形成體25的底面254的多個（此處為四個）噴出口255相連。主流路形成體25的底面254為與刷本體21的上表面（寬幅部211的上表面，包含設於寬幅部211的上表面的中央凹部215的內表面）相向的相向面。如圖5所示，多個噴出口255設於從主流路形成體25的底面254的中心（旋轉軸線Q2）向寬度方向d2的外側遠離的位置。而且，多個噴出口255在底面254中設於以旋轉軸線Q2為中心的同一圓周上。
主流路251連接於刷用處理液供給部50的供給配管51，從刷用處理液供給部50供給的處理液可通過。通過主流路251的處理液通過各副流路252，從噴出口255供給於刷本體21的上表面（此處為中央凹部215的內表面）。即，基板清洗刷20的多個副流路252與刷本體21的上表面相連。此外，本案中，所謂兩個構件“相連”的狀態是指兩個構件中處理液可連通的狀態（以處理液能夠流通的方式連結的狀態）。因此，不限定於將兩個構件直接連結的情況。本例中，多個副流路252各自以使處理液連通至刷本體21的上表面的方式設置。
基板清洗刷20中，處理液通過向外側延伸的各副流路252，由此將處理液噴出至刷本體21的較中心（旋轉軸線Q2）更靠外側的位置。因此，基板清洗刷20成為處理液不僅容易滲透至刷本體21的中心部，而且也容易滲透至外周部的結構。因此，在因晶圓2的清洗而顆粒容易附著的刷本體21的外周部（特別是前端外緣部），也能夠有效地去除顆粒。而且，由於使處理液從刷本體21的上表面滲透，因此也可將存在於刷本體21內的顆粒排出至外部。
如圖3所示，噴出口255各自在上下方向d1上與刷本體21的上表面（寬幅部211的上表面）重疊。即，在沿著上下方向d1俯視時，噴出口255各自存在於與刷本體21的上表面重疊的位置。因此，從噴出口255噴出的處理液直接賦予至刷本體21，因此能夠抑制處理液不經由刷本體21而直接排出至基板清洗刷20的外部的情況。由此，能夠促進刷本體21中的處理液的滲透。
副流路252形成截面積（開口面積）小於主流路251的截面積（開口面積）的流路。因此，能夠減少從刷用處理液供給部50供給的處理液的壓力因副流路252而降低的情況。因此，能夠抑制從噴出口255噴出的處理液的壓力降低。此外，主流路251的截面積及副流路252的截面積（開口面積）為將各流路相對於其中心線而直角切斷時的切口（開口）的大小。
固定部27包括環狀板部271及側板部273。環狀板部271形成為中央部具有刷本體21的窄幅部213可穿插的穿插孔27h的圓環狀。而且，側板部273為從環狀板部271的周端部向上下方向d1的上側豎起的圓環狀部。側板部273構成為可扣止於設於主流路形成體25的外周部的卡止凸部257。
如圖3所示，在將刷本體21的窄幅部213穿插至固定部27的穿插孔27h中的狀態下，固定部27的側板部273卡止於主流路形成體25的卡止凸部257。由此，刷本體21的寬幅部211夾持於主流路形成體25的底面254、與固定部27的環狀板部271之間。
而且，主流路形成體25的底面254在較中央凸部253更靠寬度方向d2的外側，具有向上下方向d1的下側突出的形成為圓環狀的環狀凸部256。在刷本體21經主流路形成體25及固定部27夾持的狀態下，刷本體21的寬幅部211的上側外周部在周向上被環狀凸部256擠壓，由此成為凹陷形狀。換言之，刷本體21的寬幅部211的上側部分被壓入至環狀凸部256與中央凸部253之間。
這樣，環狀凸部256擠壓刷本體21，由此將刷本體21牢固地固定於主流路形成體25與固定部27之間。因此，即便旋轉中的刷本體21抵接於晶圓2時，也能夠使刷本體21與刷保持部23一起良好地旋轉。
主流路形成體25的中央凸部253的下端外周部成為傾斜面250，此傾斜面250繞著旋轉軸線Q2，從刷本體21的中心（旋轉軸線Q2）向寬度方向d2的外側且向上下方向d1的上側以一定的斜率傾斜。多個噴出口255在此傾斜面250中，繞旋轉軸線Q2隔開規定的角度（此處隔開90°）而形成。如圖3所示，在將刷本體21保持於主流路形成體25的狀態下，因傾斜面250而在主流路形成體25（詳細而言，中央凸部253的下端外周部）、與刷本體21（詳細而言，中央凹部215的底面）之間形成有圓環狀的間隙。由此，從各噴出口255噴出的處理液通過此間隙而擴展成圓環狀，因此處理液容易向刷本體21的整個外周部滲透。即，容易在刷本體21中使處理液全面地滲透。
＜1.2 動作說明＞ 圖6是表示第一實施方式的基板清洗裝置1中的清洗處理的流程的圖。以下的說明中，使用純水（DIW）作為處理液及清洗液，但處理液及清洗液不限定於此。
此處，在處理部1c中搬入晶圓2，然後使此晶圓2保持於保持卡盤11。搬入晶圓2時，基板清洗刷20配置於待機部60的上方的待機位置L2。
在晶圓2經保持於保持卡盤11的狀態下，控制部70進行預淋洗步驟S1。預淋洗步驟S1中，噴嘴41向晶圓2的中心（旋轉軸線Q1）供給處理液（例如純水）。而且，預淋洗步驟S1中，保持機構10的馬達13使晶圓2以規定的轉速旋轉。從開始向晶圓2上表面供給處理液起經過規定時間後，刷移動機構30使基板清洗刷20開始從待機位置L2向晶圓2上的清洗位置L1移動。
預淋洗步驟S1後，控制部70進行刷清洗步驟S2。刷清洗步驟S2中，噴嘴41向晶圓2的中心供給DIW，並且刷移動機構30使基板清洗刷20的前端部抵接於晶圓2的中心。接著，刷移動機構30使基板清洗刷20移動至晶圓2的周端（邊緣）。此時，晶圓2以規定的轉速旋轉，由此晶圓2的整個上表面經基板清洗刷20清洗，在基板清洗刷20的前端部抵接於晶圓2的上表面的期間中，刷旋轉機構55使基板清洗刷20旋轉。
刷清洗步驟S2中，晶圓2的轉速例如為200 rpm～1000 rpm，來自噴嘴41的處理液（例如純水）的噴出流量例如為300 mL/min～1000 mL/min，基板清洗刷20的前端部向晶圓2的壓入量例如為0.5 mm。
而且，刷清洗步驟S2中，在基板清洗刷20抵接於晶圓2的期間中，從刷用處理液供給部50將清洗液（例如純水）供給於基板清洗刷20。因此，基板清洗刷20一面從刷本體21滲出處理液，一面清洗晶圓2。由此，能夠抑制刷本體21上由晶圓2等產生的顆粒侵入至刷本體21的內部，或侵入至刷本體21並附著的情況。而且，如上所述，基板清洗刷20中，能夠利用從刷本體21滲出的處理液將附著於刷本體21的前端外緣部的顆粒有效地去除。因此，能夠良好地清洗晶圓2。
刷清洗步驟S2後，控制部70進行後淋洗步驟S3。後淋洗步驟S3中，噴嘴41向旋轉的晶圓2的中心供給處理液（例如純水）。供給於晶圓2的中心的處理液在旋轉的晶圓2上表面傳遞並向周緣部移動，然後向晶圓2的外側甩開。由此，將刷清洗步驟S2中產生的顆粒等異物從晶圓2的上表面去除。
後淋洗步驟S3中，刷移動機構30使基板清洗刷20從清洗位置L1移動至待機位置L2。待機部60的清洗液供給部61向配置於待機位置L2的基板清洗刷20的下端外緣部，從一旁噴出清洗刷本體21的清洗液（例如純水）。此時，刷旋轉機構55使基板清洗刷20旋轉，由此遍及刷本體21的下端外緣部的全周而噴附清洗液。由此，將附著於下端外緣部的顆粒有效地去除。
而且，後淋洗步驟S3中，刷用處理液供給部50向基板清洗刷20供給處理液。此處理液從刷本體21滲出，由此能夠將附著於刷本體21的顆粒有效地去除。
後淋洗步驟S3後，控制部70進行旋轉乾燥步驟S4。旋轉乾燥步驟S4中，停止從噴嘴41噴出處理液。然後，保持機構10的馬達13使晶圓2高速旋轉。此時的晶圓2的轉速是設為較預淋洗步驟S1或後淋洗步驟S3時更為高速。利用此高速旋轉，將殘留在晶圓2上的清洗液向晶圓2外側甩開，由此晶圓2的上表面乾燥。馬達13使晶圓2的旋轉持續規定時間後，使晶圓2的旋轉停止。
旋轉乾燥步驟S4中，繼後淋洗步驟S3之後，待機部60的清洗液供給部61向旋轉的基板清洗刷20的前端部供給清洗液。而且，刷用處理液供給部50向基板清洗刷20供給處理液。由此，能夠有效地利用晶圓2的乾燥時間實現待機狀態的基板清洗刷20的清潔化。
旋轉乾燥步驟S4後，控制部70進行晶圓更換步驟S5。晶圓更換步驟S5中，解除保持卡盤11對晶圓2的保持，利用搬送機構將完成了刷洗處理的晶圓2從處理部1c中取出。搬送機構將此晶圓2送回至晶圓盒3，並且對處理部1c進行下一晶圓2的搬入。
晶圓更換步驟S5中，繼旋轉乾燥步驟S4之後，待機部60的清洗液供給部61向旋轉的基板清洗刷20的前端部供給清洗液。而且，刷用處理液供給部50向基板清洗刷20供給處理液。由此，能夠有效地利用晶圓2的更換時間而實現待機狀態的基板清洗刷20的清潔化。
＜2. 第二實施方式＞ 接下來，對第二實施方式進行說明。此外，以下的說明中，有時對與已說明的構件具有同樣功能的構件標注相同符號或追加了字母等的符號，省略詳細說明。
圖7是表示第二實施方式的基板清洗刷20a的側截面圖。圖8是表示第二實施方式的主流路形成體25a的側截面圖及底面圖。圖9是表示第二實施方式的主流路形成體25a的底面254a側的局部立體圖。
如圖7所示，基板清洗刷20a包括刷本體21及刷保持部23a。刷保持部23a包括主流路形成體25a及固定部27。
概略而言，主流路形成體25a具有將主流路形成體25所具備的中央凸部253省略的形狀。而且，形成於主流路形成體25a中的主流路251連接於噴出口255a，此噴出口255a形成於主流路形成體25a的底面254a的中心部。噴出口255a與寬幅部211的上表面的中心（具體而言，中央凹部215的底面）相向。
如圖8及圖9所示，噴出口255a與多個副流路252a相連。本實施方式的各副流路252a被設為凹狀的槽，此槽在主流路形成體25a的底面254a中，從中心（旋轉軸線Q2）向寬度方向的外側以直線狀延伸。更詳細而言，四個副流路252a在底面254a中，從主流路形成體25a中心的噴出口255a以十字狀向寬度方向的外側延伸。另外，本實施方式的副流路252a通過將下方開放，而向刷本體21的上表面（更具體而言，包含中央凹部215的底面的寬幅部211的上表面）開口。
進而，多個副流路252a的前端各自與形成於底面254a的凹狀的環狀槽258相連。環狀槽258在底面254a中形成為以旋轉軸線Q2為中心的圓環狀。如圖7所示，環狀槽258的下方是由刷本體21的寬幅部211閉塞。即，基板清洗刷20a中，副流路252a的前端與由環狀槽258及刷本體21包圍的環狀流路相連。
刷用處理液供給部50向基板清洗刷20a供給處理液時，此處理液通過主流路251從噴出口255a向刷本體21噴出。此噴出的處理液蓄積在刷本體21的中央凹部215中。由此，處理液從刷本體21的上表面側的中央部向上下方向d1的下側及向寬度方向d2的外側滲透。因此，能夠將附著於窄幅部213的中央部及前端外緣部的顆粒有效地去除。
而且，所噴出的處理液通過副流路252a向寬度方向d2的外側擴展，擴展至寬幅部211的較中央凹部215更靠外側的上表面部分。因此，從噴出口255a噴出的處理液容易向刷本體21的外周部滲透。而且，處理液能夠通過由環狀槽258及刷本體21包圍的流路而擴展成圓形狀。由此，處理液能夠在刷本體21中遍及整個外周部而容易地滲透。因此，能夠將附著於刷本體21的前端外緣部的顆粒有效地去除。
＜3. 第三實施方式＞ 圖10是表示第三實施方式的基板清洗刷20b的側截面圖。圖11是表示第三實施方式的刷本體21a的側截面圖。圖12是表示第三實施方式的主流路形成體25b的側截面圖及底面圖。
刷本體21a與刷本體21同樣，包括寬幅部211a及窄幅部213a。刷本體21a中，在寬度方向d2的中心（旋轉軸線Q2）形成有沿上下方向d1貫穿刷本體21a的中央貫通孔215a。
如圖10所示，刷保持部23b包括主流路形成體25b及固定部27。主流路形成體25b包括中央凸部253b，此中央凸部253b與主流路形成體25的中央凸部253同樣，形成為在底面254b的寬度方向d2的中央向上下方向d1的下側突出的圓柱狀。然而，中央凸部253b的寬幅小於中央凸部253，而且突出的高度也小於中央凸部253。此處，中央凸部253a的下端位於較環狀凸部256的下端更靠上側。
在中央貫通孔215a中插入有主流路形成體25b的中央凸部253b。中央貫通孔215a的開口寬幅小於中央凸部253b，此處，中央貫通孔215a的內徑小於中央凸部253b的外徑。因此，中央凸部253b以對中央貫通孔215a壓入的狀態而牢固地連結於刷本體21a。
形成於主流路形成體25b中的主流路251在前端分叉成多個（此處為四個）副流路252b。各副流路252b從主流路形成體25b的寬度方向d2的中心（旋轉軸線Q2）向上下方向d1的下側及向寬度方向d2的外側延伸。另外，各副流路252b的前端連接於噴出口255b。各副流路252b的截面積（開口面積）小於主流路251的截面積（開口面積）。
多個（此處為四個）噴出口255b設於主流路形成體25b的底面254b中較中央凸部253b更靠寬度方向d2外側的位置。本實施方式中，如圖12的底面圖所示，將四個噴出口255b設於以旋轉軸線Q2為中心的同一圓周上。
如圖10所示，各噴出口255b在上下方向d1上與刷本體21a的上表面（寬幅部211a的上表面）重疊。即，沿著上下方向d1俯視時，各噴出口255b存在於與刷本體21a的上表面重疊的位置。因此，從各噴出口255b噴出的處理液賦予至刷本體21a的上表面，因而能夠抑制此處理液不經由刷本體21a而直接排出至基板清洗刷20b的外部的情況。由此，能夠促進刷本體21a中的處理液的滲透。
而且，在主流路形成體25b的底面254b，形成有以旋轉軸線Q2為中心的圓環狀的環狀槽258a。環狀槽258a是以包圍中央凸部253b的周圍的方式形成。此處，在環狀槽258a的內側（具體而言，內底面）形成有四個噴出口255b。環狀槽258a的下方是由刷本體21a的寬幅部211a閉塞。因此，自各噴出口255b噴出的處理液通過由環狀槽258a與刷本體21a包圍的流路而擴展成圓形狀。因此，主流路形成體25b成為處理液容易遍及刷本體21a的整個外周部而滲透的結構。因此，根據主流路形成體25b，能夠將附著於刷本體21a的前端外緣部及外周部的顆粒有效地去除。
而且，在刷本體21a的中央部設有貫通孔，因此能夠減少原本存在於刷本體21a內的顆粒的量。而且，能夠有效地減少在處理晶圓2時進入刷本體21a的內側並附著的顆粒的量。而且，關於有助於晶圓清洗的幫助率，刷本體21a的下端部的內側部分小於外側部分。因此，即便如刷本體21a那樣省略前端部的內側部分，晶圓清洗力的降低也小。因此，如上所述，能夠通過減少存在於刷本體21a內的顆粒量而實現基板清洗刷20b的清洗力的提升。
＜4. 第四實施方式＞ 圖13是表示第四實施方式的主流路形成體25c的側截面圖及底面圖。主流路形成體25c具有與圖12所示的第三實施方式的主流路形成體25b類似的形狀。但是，主流路形成體25c在以下方面與主流路形成體25b不同。
首先，在主流路形成體25c的底面254c，形成有一對噴出口255b及一對噴出口255c。一對噴出口255c設於以旋轉軸線Q2為中心的同一圓周上。而且，一對噴出口255b配置於較一對噴出口255c更靠內側。若將配置有一對噴出口255b的圓周的半徑設為第一半徑，將配置有一對噴出口255c的圓周的半徑設為第二半徑，則第一半徑小於第二半徑。而且，一對噴出口255b形成於第一半徑的環狀槽258a的內底面，一對噴出口255c形成於第二半徑的環狀槽258b的內底面。
在主流路形成體25c的內部，形成有從主流路251的前端分叉的一對副流路252b及一對副流路252c。副流路252c與副流路252b同樣，從主流路形成體25b的中心向上下方向d1的下側及向寬度方向d2的外側延伸。而且，一對副流路252c與一對噴出口255c分別相連。而且，副流路252c的截面積（開口面積）小於副流路252b的截面積（開口面積）。因此，通過副流路252c的處理液的水壓大於通過副流路252b的處理液的水壓。因此，能夠抑制處理液的壓力在刷本體21a的靠近外周部的一側降低。
此外，本實施方式中，使副流路252c的截面積小於副流路252b的截面積，但也可與此相反而使副流路252c的截面積大於副流路252b的截面積。而且，也可使噴出口255c的開口面積也大於噴出口255b的開口面積。
這樣，通過使噴出口255b、255c的位置不同，能夠對刷本體21a向靠內的位置及靠外的位置供給處理液。由此，容易使處理液在刷本體21a中全面地滲透。
＜5. 第五實施方式＞ 圖14是表示第五實施方式的刷本體21b的底面的圖。刷本體21b是由形成為圓柱狀的PP刷216、及以包圍此PP刷216的外側的方式形成為圓環狀的PVA刷217所構成。PP刷216是由多數根PP製毛所構成的部件。而且，PVA刷217是具有多孔性的海綿狀的PVA製部件。
根據此刷本體21b，內側的PP刷216相對較硬，因而能夠將晶圓2上的異物擦去。而且，此剝離的異物能夠由外側的PVA刷217排出至晶圓2外。
而且，通過使清洗液從PP刷216及PVA刷217滲出，能夠減少附著於刷本體21b的顆粒量，因而能夠長期使用刷本體21b。
＜6. 第六實施方式＞ 所述實施方式中，在刷保持部23的主流路形成體25、25a～25c中分別形成有多個副流路252、252a～252c。但是，副流路也可形成於刷本體。
圖15是表示第六實施方式的基板清洗刷20c的側截面圖。基板清洗刷20c包括形成有主流路251的主流路形成體25d、及形成有多個（例如四個）副流路252d的刷本體21b。
更詳細而言，主流路251上下貫穿主流路形成體25d，且與形成於主流路形成體25d的下表面的中心（旋轉軸線Q2經過的位置）的噴出口255d相連。而且，各副流路252d在刷本體21b的上表面（詳細而言，寬幅部211b）的中心（旋轉軸線Q2經過的位置）與噴出口255d相連。即，各副流路252d從主流路251分叉。另外，各副流路252d從刷本體21b的中心向寬度方向d2的外側延伸。另外，各副流路252d的前端（終端）位於刷本體21b的內側。
各副流路252d是從刷本體21b的上部朝向內側形成的孔，副流路252d與刷本體21b的上表面（副流路252d的內裏部）相連。換言之，多個副流路252d中，從噴出口255d噴出的處理液可與刷本體21b的上表面（副流路252d的底部）連通。
藉由在刷本體21b中形成這樣的副流路252d，能夠將處理液引導至刷本體的靠近外周部的位置，因而能夠使處理液從刷本體21b的上表面側向下表面及側面良好地滲透。
此外，也能以將多個副流路252d相連的方式在刷本體21b的內部形成流路。例如，可想到將此流路設為繞旋轉軸線Q2以環狀延伸、且通過多個副流路252d的中間部分或前端部分的各位置的環狀流路。通過形成這種流路，能夠使處理液在刷本體21b內擴展。
＜7. 第七實施方式＞ 第六實施方式中，副流路252d形成於刷本體21c中，但副流路也可跨越主流路形成體與刷本體兩者而形成。圖16是表示第七實施方式的基板清洗刷20d的側截面圖。
基板清洗刷20d在具備刷本體21c代替圖10所示的刷本體21a的方面與第三實施方式的基板清洗刷20b不同。如圖16所示，刷本體21c具有多個（例如四個）副流路2551。各副流路2551是以將形成於主流路形成體25b中的多個副流路252b分別延長的方式設置。
更詳細而言，多個副流路2551的各入口形成於刷本體21c（詳細而言，寬幅部211c）的上部，此各入口設定於各噴出口255b的位置。而且，各副流路2551從各入口向刷本體21c的寬度方向d2的外側延伸。另外，各副流路2551與刷本體21c的上表面（副流路2551的內裏部）相連。
此外，副流路2551無需設於噴出口255b的延長線上。例如，也可通過在任意位置與環狀槽258a相連而將副流路2551與副流路252b相連。
本發明雖進行了詳細說明，但所述說明在所有方面為例示，且本發明不限定於此。可理解，在不偏離本發明的範圍的情況下可設想未例示的無數變形例。所述各實施方式及各變形例中說明的各結構只要不相互矛盾，則能夠適當組合或省略。
1‧‧‧基板清洗裝置
1a‧‧‧裝載器
1b‧‧‧搬送路
1c‧‧‧處理部
2‧‧‧晶圓
3‧‧‧晶圓盒
10‧‧‧保持機構
11‧‧‧保持卡盤
13‧‧‧馬達
20、20a、20b、20c、20d‧‧‧基板清洗刷
21、21a、21b、21c‧‧‧刷本體
23、23a、23b‧‧‧刷保持部
25、25a、25b、25c、25d‧‧‧主流路形成體
27‧‧‧固定部
30‧‧‧刷移動機構
31‧‧‧刷臂
33‧‧‧臂旋轉驅動部
35‧‧‧臂上下驅動部
40‧‧‧處理液供給部
41‧‧‧噴嘴
43、51‧‧‧供給配管
45、53‧‧‧供給量調節器
50‧‧‧刷用處理液供給部
55‧‧‧刷旋轉機構
60‧‧‧待機部
61‧‧‧清洗液供給部
63‧‧‧承液部
65‧‧‧排液配管
70‧‧‧控制部
211、211a、211b、211c‧‧‧寬幅部
213、213a‧‧‧窄幅部
215‧‧‧中央凹部
215a‧‧‧中央貫通孔
216‧‧‧PP刷
217‧‧‧PVA刷
250‧‧‧傾斜面
251‧‧‧主流路
252、252a、252b、252c、252d、2551‧‧‧副流路
253、253a、253b‧‧‧中央凸部
254、254a、254b、254c‧‧‧底面
255、255a、255b、255c、255d‧‧‧噴出口
256‧‧‧環狀凸部
257‧‧‧卡止凸部
258、258a、258b‧‧‧環狀槽
271‧‧‧環狀板部
273‧‧‧側板部
A、B‧‧‧箭頭
d1‧‧‧上下方向
d2‧‧‧寬度方向
L1‧‧‧清洗位置
L2‧‧‧待機位置
Q1、Q2‧‧‧旋轉軸線
S1‧‧‧預淋洗步驟
S2‧‧‧刷清洗步驟
S3‧‧‧後淋洗步驟
S4‧‧‧旋轉乾燥步驟
S5‧‧‧晶圓更換步驟
圖1是表示第一實施方式的組入至半導體元件製造裝置中的基板清洗裝置1的平面圖。 圖2是表示基板清洗裝置1的處理部1c的概略側面圖。 圖3是表示第一實施方式的基板清洗刷20的側截面圖。 圖4是表示第一實施方式的刷本體21的側截面圖。 圖5是表示第一實施方式的主流路形成體25的側截面圖及底面圖。 圖6是表示第一實施方式的基板清洗裝置1中的清洗處理的流程的圖。 圖7是表示第二實施方式的基板清洗刷20a的側截面圖。 圖8是表示第二實施方式的主流路形成體25a的側截面圖及底面圖。 圖9是表示第二實施方式的主流路形成體25a的底面254a的局部立體圖。 圖10是表示第三實施方式的基板清洗刷20b的側截面圖。 圖11是表示第三實施方式的刷本體21a的側截面圖。 圖12是表示第三實施方式的主流路形成體25b的側截面圖及底面圖。 圖13是表示第四實施方式的主流路形成體25c的側截面圖及底面圖。 圖14是表示第五實施方式的刷本體21b的底面的圖。 圖15是表示第六實施方式的基板清洗刷20c的側截面圖。 圖16是表示第七實施方式的基板清洗刷20d的側截面圖。

Claims (14)

  1. 一種基板清洗刷，對基板進行清洗，其特徵在於包括： 刷本體，具有上表面及下表面，所述下表面具有液體能滲透的結構並且抵接於所述基板； 主流路形成體，具有從外部供給的處理液通過的主流路；以及 多個副流路，從所述主流路分叉並向所述刷本體中與上下方向正交的寬度方向的外側延伸，並且能將所述處理液連通至所述刷本體的所述上表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板清洗刷，其中 所述副流路的截面積小於所述主流路的截面積。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板清洗刷，其中 所述副流路向所述上下方向的下側及向所述寬度方向的外側延伸。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板清洗刷，其中 所述主流路形成體在與所述上表面相向的端部的中間部具有凸部， 所述刷本體在所述上表面具有供壓入所述凸部的凹部。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板清洗刷，其中 所述主流路形成體及所述刷本體繞著沿所述上下方向延伸的旋轉軸線而具有旋轉對稱性。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基板清洗刷，其中 所述主流路形成於所述旋轉軸線的位置。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的基板清洗刷，其中 所述多個副流路包含： 第一副流路，能在以所述旋轉軸線為中心的第一半徑的圓周上的位置，將所述處理液連通至所述刷本體的所述上表面；以及 第二副流路，能在以所述旋轉軸線為中心且與所述第一半徑不同的第二半徑的圓周上的位置，將所述處理液連通至所述刷本體的所述上表面。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板清洗刷，其中 在所述刷本體的寬度方向的中間部，形成有沿所述上下方向貫穿所述刷本體的貫通孔。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板清洗刷，其中 所述多個副流路形成於所述主流路形成體的內部， 所述多個副流路各自連接於多個噴出口，所述多個噴出口形成於所述主流路形成體的與所述刷本體的所述上表面相向的相向面。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的基板清洗刷，其中 所述多個噴出口設於在所述上下方向上與所述刷本體的上表面重疊的位置。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的基板清洗刷，其中 所述多個噴出口在所述主流路形成體的所述相向面形成有凹狀槽， 在所述凹狀槽的內側形成有所述多個噴出口。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的基板清洗刷，其中 所述凹狀槽形成為沿所述寬度方向擴展的環狀。
  13. 如申請專利範圍第7項所述的基板清洗刷，其中 所述第一副流路的截面積與所述第二副流路的截面積不同。
  14. 一種基板清洗裝置，對基板進行清洗，其特徵在於包括： 基板保持部，保持基板； 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述的基板清洗刷； 處理液供給部，向所述基板清洗刷供給處理液；以及 旋轉機構，使所述基板清洗刷旋轉。
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