WO2016002219A1 - 洗浄装置及びロール洗浄部材 - Google Patents

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Definitions

  • the present technology relates to a roll cleaning member for cleaning a substrate in contact with the surface of the substrate, and a cleaning apparatus including the roll cleaning member.
  • CMP substrate polishing apparatus
  • roll cleaning member various types of roll cleaning members are adopted depending on the purpose of cleaning or the characteristics (size, physical properties, etc.) of the particles to be removed.
  • a roll cleaning member in which a plurality of nodules (also referred to as “projection members”) are formed on the surface.
  • FIG. 1 is a schematic view of a cleaning device (hereinafter referred to as “roll cleaning device”) provided with a roll cleaning member.
  • the roll cleaning device 50 is rotatably supported by a plurality of (four in FIG. 1) spindles 51 that support the peripheral portion of the substrate W with the surface up and rotate the substrate W horizontally and a roll holder (not shown).
  • An upper roll cleaning member (roll sponge) 52 and a lower roll cleaning member (roll sponge) 53 rotatably supported by a roll holder (not shown) are provided.
  • the upper roll cleaning member 52 and the lower roll cleaning member 53 are cylindrical and are made of, for example, PVA. A plurality of nodules are formed on the surface of the upper roll cleaning member 52.
  • the upper roll cleaning member 52 can be moved up and down with respect to the surface of the substrate W by the roll holder, and the lower roll cleaning member 53 can be moved up and down with respect to the back surface of the substrate W by the roll holder.
  • the spindle 51 is movable in the horizontal direction.
  • the upper roll cleaning member 52 is rotated as shown by an arrow F1 by a driving mechanism (not shown), and the lower roll cleaning member 53 is rotated as shown by an arrow F2 by a driving mechanism (not shown).
  • Two cleaning liquid supply nozzles 54 and 55 for supplying a cleaning liquid to the surface of the substrate W are disposed above the substrate W to be supported and rotated by the spindle 51.
  • the cleaning liquid supply nozzle 54 is a nozzle that supplies a rinsing liquid (for example, ultrapure water) to the surface of the substrate W
  • the cleaning liquid supply nozzle 55 is a nozzle that supplies a chemical liquid to the surface of the substrate W.
  • the roll cleaning device 50 rotates (spins) the top 51a by positioning the peripheral edge of the substrate W in a fitting groove formed on the outer peripheral side surface of the top 51a provided on the spindle 51 and pressing it inward. Then, the substrate W is rotated horizontally.
  • two pieces 51a out of four pieces 51a give a rotational force to the substrate W, and the other two pieces 51a function as a bearing that receives the rotation of the substrate W.
  • all the pieces 51a may be connected to the drive mechanism to apply a rotational force to the substrate W.
  • the rinsing liquid is supplied from the cleaning liquid supply nozzle 54 to the surface of the substrate W, and the chemical liquid is supplied from the cleaning liquid supply nozzle 55 to the surface of the substrate W.
  • the member 52 is lowered while being rotated and brought into contact with the surface of the rotating substrate W, whereby the surface of the substrate W is scrubbed with the upper roll cleaning member 52 in the presence of the cleaning liquid (rinsing liquid and chemical liquid).
  • the length of the upper roll cleaning member 52 is set slightly longer than the diameter of the substrate W.
  • the upper roll cleaning member 52 is arranged such that its central axis (rotation axis) is substantially orthogonal to the central axis (that is, the rotation center) of the substrate W and extends over the entire length of the diameter of the substrate W. As a result, the entire surface of the substrate W is simultaneously cleaned.
  • FIG. 2 is a view showing an example of arrangement of nodules in the upper roll cleaning member 52.
  • the left-right direction in FIG. 2 corresponds to the longitudinal direction (also referred to as “row direction”) of the upper roll cleaning member 52
  • the up-down direction in FIG. 2 is the circumferential direction (direction perpendicular to the longitudinal direction) of the upper roll cleaning member 52. ).
  • the positions of the nodules are shifted from each other in two adjacent rows.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the nodule of the upper roll cleaning member 52 is in contact with the surface of the substrate W.
  • the nodules n1 to n5 are formed in a cylindrical shape, and the tip end surface n41 is circular, but the nodule n3 that contacts the surface of the substrate W is crushed by the surface of the substrate W, and The nodule is deformed by the relative movement between the surface of the substrate W and the tip end surface n31 becomes elliptical. Further, stress concentrates on the central portion (hatched portion in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the result of measuring the pressure distribution at the tip of the crushed nodule. From the measurement result of FIG. 4, it can be seen that there is a high detergency region where the detergency increases in the central portion on the upstream side of the contact surface. In the example of FIG. 4, the width of the high cleaning region in the column direction is about 44% of the width of the nodules.
  • regions to be cleaned with a high cleaning power are formed in a band shape with a space between each other. .
  • regions to be cleaned with high cleaning power are formed in strips at intervals, thereby forming concentric circles on the substrate surface. Unevenness of washing can be done.
  • the present technology has been made in view of the above problems, and aims to prevent or reduce cleaning unevenness in cleaning a substrate using a roll cleaning member having nodules.
  • a cleaning apparatus includes a substrate support member that supports and rotates a substrate, and a roll cleaning member for scrub cleaning while rotating the surface of the substrate rotated by the substrate support member,
  • the roll cleaning member includes a plurality of projecting members arranged in a longitudinal direction thereof and slidably contacting the surface of the substrate, and a locus of a high cleaning force region in a portion of the projecting member slidably contacting the substrate is a radius of the substrate. The substrate is cleaned so that there is no gap in the direction.
  • the high detergency region may be set as a width of 30% to 60% of a contact region between the protruding member and the surface of the substrate.
  • the high cleaning power region may be determined based on the cleaning unevenness that occurs when the actual cleaning is performed. As described above, the predetermined ratio of the contact region between the protruding member and the surface of the substrate is determined as the high cleaning power region. And the locus may exist in the radial direction of the substrate without any gap.
  • the plurality of protruding members may be arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the roll cleaning member to form a plurality of protruding member rows, and the plurality of protruding member rows adjacent in the circumferential direction of the roll cleaning member.
  • the positions of the protruding members may be shifted from each other by half the pitch of the protruding members in the protruding member row.
  • This configuration allows the protruding members to be arranged alternately.
  • the substrate may be cleaned so that a plurality of trajectories of the high cleaning force region exist without gaps in the radial direction of the substrate.
  • This configuration relatively changes the position of the roll cleaning member and the substrate, so that even if there is a gap in the locus of the high cleaning area, this gap can be reduced or eliminated.
  • the peristaltic pitch sp of the roll cleaning member is sp ⁇ (np / 2) ⁇ sa, where np is the pitch of the plurality of protruding members in the protruding member row and sa is the width in the longitudinal direction of the high cleaning power region. May be satisfied.
  • the roll cleaning member may include two roll cleaning members including a first roll cleaning member and a second roll cleaning member.
  • the plurality of protruding members are The roll cleaning members may be arranged at equal intervals in the longitudinal direction to form a plurality of protruding member rows, and the positions of the plurality of protruding members of the protruding member rows adjacent in the circumferential direction of the roll cleaning member are The protrusion members may be displaced from each other by half the pitch of the protrusion members.
  • This configuration allows the other roll cleaning member to clean the substrate so as to reduce or eliminate the cleaning unevenness caused by one roll cleaning member.
  • the pitch of the protruding members in the protruding member row is np
  • the plurality of the first roll cleaning members when the substrate is cleaned The position of the protruding member and the position of the plurality of protruding members of the second roll cleaning member when cleaning the substrate may be shifted by np / 4 in the column direction.
  • the center of the high detergency region by the second roll cleaning member can be positioned in the center of the gap of the locus of the high detergency region by the first roll cleaning member.
  • the plurality of protruding members include a plurality of protruding members arranged at a pitch np in the first row in the longitudinal direction, a plurality of protruding members arranged at a pitch np in the second row in the longitudinal direction, and the first members in the longitudinal direction.
  • the longitudinal direction position and the longitudinal direction of the plurality of projecting members arranged in the second row are shifted by np / 4, and the longitudinal direction position of the plurality of projecting members arranged in the second row
  • the longitudinal direction of the plurality of protruding members arranged in the third row may be shifted by np / 4, and the position in the longitudinal direction of the plurality of protruding members arranged in the third row and the fourth row May be shifted by np / 4 from the longitudinal direction of the plurality of protruding members arranged in a row.
  • the high cleaning force by the second row of protruding members is provided in the center of the gap between the locus of the high cleaning force region by the first row of protruding members and the locus of the high cleaning force region by the third row of protruding members.
  • the center of the locus of the force region and the locus of the high detergency region by the fourth row of protruding members can be located.
  • the roll cleaning member may be slidably contacted with the substrate through the rotation center of the rotating substrate and from the rotation center to the outer periphery of the substrates on both sides, and the plurality of protruding members correspond to the rotation center. They may be arranged asymmetrically on both sides with respect to the position.
  • the plurality of projecting members have a distance from a position corresponding to the rotation center of the plurality of projecting members on one side in the longitudinal direction from a position corresponding to the rotation center, and a position corresponding to the rotation center.
  • the distance from the position corresponding to the rotation center of the plurality of protruding members on the other side in the longitudinal direction may be shifted by np / 4.
  • the center of the locus of the high detergency region by the protruding member on the other side is located in the center of the gap between the locus of the high detergency region by the protruding member on one side of the reference position in the longitudinal direction of the roll cleaning member be able to.
  • a cleaning apparatus includes a substrate support member that supports and rotates a substrate, and a roll cleaning member that performs scrub cleaning while rotating the surface of the substrate rotated by the substrate support member,
  • the cleaning member includes a plurality of protruding members that are arranged at equal intervals in the longitudinal direction and are in sliding contact with the surface of the substrate, and the plurality of protruding members are arranged in the longitudinal direction of the roll cleaning member and are provided with a plurality of protruding members.
  • the positions of the plurality of projecting members of the projecting member row that form a row and are adjacent to each other in the circumferential direction of the roll cleaning member are shifted from each other by half the pitch of the projecting member in the projecting member row, There is a gap between the trajectories when the high cleaning force areas of the plurality of projecting members are in sliding contact with the substrate, and are rotated by the roll cleaning member and the substrate support member during cleaning. It has a structure to relatively swing and said substrate.
  • This configuration relatively changes the position of the roll cleaning member and the substrate, so that even if there is a gap in the locus of the high cleaning area, this gap can be reduced or eliminated.
  • a cleaning apparatus includes a substrate support member that supports and rotates a substrate, a first roll cleaning member that performs scrub cleaning while rotating the surface of the substrate rotated by the substrate support member, And a second roll cleaning member for scrub cleaning the surface of the substrate rotated by the substrate support member, and the first roll cleaning member and the second roll cleaning member are each arranged in the longitudinal direction.
  • a plurality of protruding members that are in sliding contact with the surface of the substrate, wherein in the first roll cleaning member and the second roll cleaning member, the plurality of protruding members are equally spaced in the longitudinal direction of the roll cleaning member.
  • This configuration allows the other roll cleaning member to clean the substrate so as to reduce or eliminate the cleaning unevenness caused by one roll cleaning member.
  • a cleaning apparatus includes a substrate support member that supports and rotates a substrate, and a roll cleaning member that performs scrub cleaning while rotating the surface of the substrate rotated by the substrate support member.
  • the cleaning member includes a plurality of projecting members arranged in the longitudinal direction and in sliding contact with the surface of the substrate, and the plurality of projecting members include a plurality of projecting members arranged at a pitch np in the first row in the longitudinal direction.
  • the longitudinal positions of the plurality of projecting members arranged in the first row and the longitudinal direction of the plurality of projecting members arranged in the second row are np / 4. Misaligned and said second row
  • the positions of the plurality of protruding members arranged in the longitudinal direction and the longitudinal directions of the plurality of protruding members arranged in the third row are shifted by np / 4, and the plurality of protruding members arranged in the third row
  • the position in the longitudinal direction and the longitudinal direction of the plurality of protruding members arranged in the fourth row are shifted by np / 4.
  • the high cleaning force by the second row of protruding members is provided in the center of the gap between the locus of the high cleaning force region by the first row of protruding members and the locus of the high cleaning force region by the third row of protruding members.
  • the center of the locus of the force region and the locus of the high detergency region by the fourth row of protruding members can be located.
  • a cleaning apparatus includes: a substrate support member that supports and rotates a substrate; and a roll cleaning member that performs scrub cleaning while rotating the surface of the substrate rotated by the substrate support member.
  • the cleaning member includes a plurality of projecting members arranged in the longitudinal direction thereof and in sliding contact with the surface of the substrate, and the roll cleaning member passes through the rotation center of the rotating substrate and the outer periphery of the substrate on both sides from the rotation center.
  • the plurality of projecting members are configured to be asymmetrically arranged on both sides with a position corresponding to the rotation center as a boundary.
  • a cleaning apparatus includes a substrate support member that supports and rotates a substrate, and a roll cleaning member that performs scrub cleaning while rotating the surface of the substrate rotated by the substrate support member,
  • the roll cleaning member includes a plurality of projecting members arranged in the longitudinal direction and in sliding contact with the surface of the substrate, and the plurality of projecting members are arranged in the longitudinal direction of the roll cleaning member to form a plurality of projecting member rows.
  • the positions of the plurality of protruding members of the protruding member row that are formed and adjacent to each other in the circumferential direction of the roll cleaning member are shifted from each other in the longitudinal direction, and the protruding member is protruded from the roll cleaning member.
  • a plurality of projecting members of the projecting member rows adjacent in the circumferential direction are partially overlapped with each other in the circumferential direction, and the projecting adjacent in the circumferential direction on the contact surface of the projecting member
  • a plurality of projecting members of the timber column has a structure that is circumferentially spaced from one another.
  • the protruding members are staggered in the longitudinal direction and partially overlapped in the circumferential direction, so that a continuous belt-like thin portion cannot be formed, and the protruding member slides on the substrate. Deterioration of thin-walled parts due to contact can be reduced. Further, since the protruding members are separated from each other in the circumferential direction on the contact surface of the roll cleaning member, the fluidity of the cleaning liquid can be ensured.
  • the roll cleaning member according to the first aspect is a roll cleaning member for scrub cleaning while rotating the surface of the rotating substrate, and is arranged in the longitudinal direction of the roll cleaning member and is in sliding contact with the surface of the substrate.
  • the positions of the plurality of protruding members arranged in the longitudinal direction and the longitudinal directions of the plurality of protruding members arranged in the second row are shifted by np / 4, and the plurality of protruding members arranged in the second row In the longitudinal position and the third row
  • the plurality of projecting members are shifted by np / 4 from the longitudinal direction, and the longitudinal positions of the plurality of projecting members arranged in the third row and the plurality of projecting members arranged in the fourth row are arranged.
  • the longitudinal direction is shifted by np / 4.
  • the high cleaning force by the second row of protruding members is provided in the center of the gap between the locus of the high cleaning force region by the first row of protruding members and the locus of the high cleaning force region by the third row of protruding members.
  • the center of the locus of the force region and the locus of the high detergency region by the fourth row of protruding members can be located.
  • the roll cleaning member according to the second aspect is a roll cleaning member for scrub cleaning while rotating the surface of the rotating substrate, and is arranged in the longitudinal direction of the roll cleaning member and is in sliding contact with the surface of the substrate.
  • the roll cleaning member is in sliding contact with the substrate through the rotation center of the rotating substrate and from the rotation center to the outer periphery of the substrates on both sides, and the plurality of protrusion members are rotated It has the structure arrange
  • the roll cleaning member according to the third aspect is a roll cleaning member for scrub cleaning while rotating the surface of the rotating substrate, and is arranged in the longitudinal direction of the roll cleaning member and slidably contacts the surface of the substrate.
  • the plurality of protruding members are arranged in the longitudinal direction of the roll cleaning member to form a plurality of protruding member rows, and are adjacent to each other in the circumferential direction of the roll cleaning member.
  • the plurality of projecting members are displaced from each other in the longitudinal direction, and the roll cleaning member has a plurality of projecting members in a projecting member row adjacent to each other in a circumferential direction on a base surface on which the projecting members project.
  • the plurality of protruding members of the protruding member rows adjacent to each other in the circumferential direction are configured to be partially separated from each other in the circumferential direction on the contact surface of the protruding member. .
  • the protruding members are staggered in the longitudinal direction and partially overlapped in the circumferential direction, so that a continuous belt-like thin portion cannot be formed and the protruding member is thinned by sliding contact with the substrate.
  • the deterioration of the part can be reduced.
  • the protruding members are separated from each other in the circumferential direction on the contact surface, the fluidity of the cleaning liquid can be ensured.
  • the roll cleaning member according to the fourth aspect includes a plurality of protruding members that are in sliding contact with the surface of the substrate and have a cylindrical shape, and the plurality of protruding members are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the roll cleaning member.
  • the protrusion members that are arranged so as to form a protrusion member row and that constitute the plurality of protrusion member rows have a configuration in which they are arranged and arranged at positions that satisfy the following relationships (1) and (2). ing. Lc> 2Rc (1)
  • Lc is a straight line passing through the center of the circle of the plurality of projection members constituting the first projection member row on the contact surface, and the second projection member row adjacent to the first projection member row in the circumferential direction.
  • Lb is a straight line passing through the center of the circle of the plurality of projection members constituting the first projection member row on the base surface, and the second projection member row adjacent to the first projection member row in the circumferential direction.
  • Rb is defined as the average length of the radii of the plurality of protrusion members constituting the plurality of protrusion member rows on the base surface.
  • the distance between adjacent protrusion member rows is shortened and partially overlaps in the circumferential direction, so that a continuous belt-like thin portion cannot be formed, and the protrusion member is in sliding contact with the substrate.
  • the deterioration of the thin-walled part due to the fact can be reduced.
  • the distance between the adjacent protrusion member rows becomes long and the protrusion members are separated from each other in the circumferential direction, so that the fluidity of the cleaning liquid can be ensured.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a cleaning device (roll cleaning device) provided with a roll cleaning member.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of arrangement of nodules in the upper roll cleaning member.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which nodules are in contact with the surface of the substrate.
  • FIG. 4 is a diagram showing the result of measuring the pressure distribution at the tip of the crushed nodule.
  • FIG. 5 is a diagram showing a high detergency region.
  • FIG. 6 is a diagram showing uneven cleaning that occurs on the substrate surface.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the roll cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the upper roll cleaning member in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a modified example of the roll cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the upper roll cleaning member in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the upper roll cleaning member in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the upper roll cleaning member in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a conventional upper roll cleaning member.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional upper roll cleaning member.
  • FIG. 15 is a development view of a basic surface of a conventional upper roll cleaning member.
  • FIG. 16 is a development view of a contact surface of a conventional upper roll cleaning member.
  • FIG. 15 is a development view of a basic surface of a conventional upper roll cleaning member.
  • FIG. 17 is a perspective view of the upper roll cleaning member according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the upper roll cleaning member according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a development view on the basic surface of the upper roll cleaning member according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a development view of the contact surface of the upper roll cleaning member according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the roll cleaning apparatus according to the first embodiment.
  • the upper roll cleaning member 52 is oscillated (reciprocally translated) in the axial direction by a driving device (not shown).
  • a driving device not shown.
  • the position of the nodule (projection member) on the upper roll cleaning member 52 in the radial direction of the substrate W is not fixed, and concentric cleaning unevenness as shown in FIG. 6 can be prevented.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the upper roll cleaning member 52.
  • the peristaltic pitch (repetition width) of the upper roll cleaning member 52 will be described with reference to FIG.
  • the upper roll cleaning member 52 has a cylindrical shape, and a plurality of cylindrical nodules are formed on the surface thereof.
  • the plurality of nodules of the upper roll cleaning member 52 are arranged at equal intervals in the row direction, and each row is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the upper roll cleaning member 52. Further, the position of a nodule in a certain row and the position of a nodule in a row adjacent thereto are shifted by a half of the interval of nodules in the row direction. That is, the nodules are arranged alternately in each row.
  • the nodule diameter is nw
  • the arrangement pitch of nodules in the column direction is np
  • the region in which scrub cleaning is performed with high cleaning force by contacting the surface of the substrate W with high pressing force (high cleaning force region) 8 is first, the upper roll cleaning member 52 in the example of FIG. 8 satisfies np ⁇ nw ⁇ nw, that is, np ⁇ 2 nw. That is, since the upper roll cleaning member 52 is in sliding contact with the substrate W while rotating, the nodules are in contact with the surface of the substrate W without a gap. However, as shown in FIG. 8, there is a gap between the trajectories of the high detergency areas adjacent in the column direction, and cleaning unevenness occurs as it is. Therefore, in the present embodiment, the roll cleaning member is swung in the longitudinal direction as described above.
  • the trajectory of the nodule high cleaning force region is positioned without a gap in the radial direction of the substrate W due to peristaltic movement of the upper roll cleaning member 52. Concentric cleaning unevenness can be prevented.
  • the condition of the pitch np in the column direction is sp ⁇ (np / 2) ⁇ (k ⁇ nw).
  • the width sa of the high detergency region may be determined by setting k, or may be determined based on actual cleaning unevenness.
  • k can be any value from 0.3 to 0.6. That is, the width sa of the high detergency region can be set as 30% to 60% of the width in the column direction of the end face of the nodule (or the diameter of the end face when the end face is a circle).
  • the width sa of the high detergency region can be set, for example, as 40% of the width in the column direction of the end face of the nodule. Further, the width sa of the high cleaning power region may be determined based on the cleaning unevenness that occurs when the cleaning is actually performed.
  • each nodule is drawn larger than the overall size of the upper roll cleaning member 52, but the ratio of nw, np, sa, and sp is accurately shown in FIG. 8. .
  • FIG. 8 only some of the plurality of nodules formed on the upper roll cleaning member 52 are shown, and illustration of some of the nodules in the column direction and the circumferential direction is omitted.
  • the locus of the high detergency region on the substrate W is formed concentrically in the shape of the substrate W by the rotation of the substrate W, but this is shown by a straight line in FIG.
  • the upper roll cleaning member 52 is swung in the axial direction, but instead, the substrate W is swung in the axial direction of the upper roll cleaning member 52 as shown in FIG. May be. Further, the upper roll cleaning member 52 may be reciprocally translated not in the axial direction but in other directions, or may be swung around a predetermined pivot axis perpendicular to the substrate W.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of the upper roll cleaning member according to the second embodiment.
  • each nodule is drawn larger than the overall size of the upper roll cleaning member.
  • FIG. 10 also shows only some of the plurality of nodules formed on the upper roll cleaning member, and omits some of the nodules in the row direction and the circumferential direction.
  • two upper roll cleaning members 521 and 522 are provided for one roll cleaning apparatus, and the surface of the substrate is scrubbed using these in order or simultaneously on the same substrate.
  • a plurality of cylindrical nodules are formed on the first upper roll cleaning member 521 and the second upper roll cleaning member 522.
  • the plurality of nodules of the first upper roll cleaning member 521 and the second upper roll cleaning member 522 are arranged at equal intervals in the row direction, and each row is arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, the position of a nodule in a certain column and the position of a nodule in a column adjacent to the column are shifted by a half of the interval (np) of the nodules in the column direction.
  • the positions of the nodules are shifted by 1/4 (np / 4) of the interval (np) of the nodules in the column direction.
  • the center of the high detergency region of the second upper roll cleaning member 522 is positioned in the center of the gap of the high detergency region of the first upper roll cleaning member 521. Therefore, if the high cleaning power region has a width of 1/4 or more of the diameter of the nodule, the substrate is cleaned by using the first upper roll cleaning member 521 and the second upper roll cleaning member 522.
  • the high cleaning power region by the second upper roll cleaning member 522 is located in the gap of the locus of the high cleaning power region by the first upper roll cleaning member 521, and the high cleaning without gaps in the radial direction of the substrate is performed. Since the locus of the force region exists, it is possible to prevent occurrence of concentric cleaning unevenness on the substrate.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of the upper roll cleaning member 52 according to the third embodiment.
  • each nodule is drawn larger than the overall size of the upper roll cleaning member.
  • FIG. 11 also shows only some of the plurality of nodules formed on the upper roll cleaning member, and omits illustration of some of the nodules in the row direction and the circumferential direction.
  • a plurality of cylindrical nodules are formed on the upper roll cleaning member 52.
  • the plurality of nodules are arranged at equal intervals in the column direction, and each column is arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the upper roll cleaning member 52 of the present embodiment uses m types of nodule rows shifted by 1 / m of the nodule spacing (np) in the row direction from the positions of the nodules based on the positions of the nodules in a row. Have.
  • K is determined from the diameter nw of the nodules, the pitch np of the arrangement in the row direction of the nodules, and the width sa in the row direction of the high detergency region as follows. That is, m is an integer obtained by rounding up (np ⁇ sa) / sa + 1. By doing so, the gaps in the high detergency region of the nodule in one row are all covered by the high detergency regions in the other row, and there is a locus of the high detergency region without any gap in the radial direction of the substrate. Thus, concentric cleaning unevenness can be prevented from occurring on the substrate.
  • the upper roll cleaning member 52 uses, as a reference, the positions of nodules in a certain row, a plurality of nodules that are shifted from the positions of those nodules by 1/4 of the nodule spacing (np) in the row direction. 4 having a column shifted by 1/4 of the nodule interval (np) in the column direction from the column, and a column further shifted by 1/4 of the nodule interval (np) in the column direction from the column. Has a column of types.
  • the nodule string nl1 and the nodule string nl3 are shifted by np / 4, the nodule string nl2 is further shifted by np / 4 from the nodule string nl3, and the nodule string nl4 is further shifted from the nodule string nl2. It is shifted by np / 4.
  • the high detergency region due to the nodule in the second row is in the center of the gap between the locus of the high detergency region due to the nodule in the first row and the locus of the high detergency region due to the joule in the third row.
  • the center of the locus of the high detergency region due to the nodule in the fourth row are located, so that it is possible to prevent the occurrence of concentric cleaning unevenness on the substrate.
  • the arrangement order of the nodule rows nl1 to nl4 in the circumferential direction is not limited to the example of FIG. 11, but another order in the circumferential direction (for example, nodule row nl1, nodule row nl3, nodule row nl2, nodule row nl4 in the circumferential direction). May be arranged in order).
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of the upper roll cleaning member 52 according to the fourth embodiment. Also in FIG. 12, each nodule is greatly drawn with respect to the whole size of the upper roll cleaning member. FIG. 12 also shows only some of the plurality of nodules formed on the upper roll cleaning member, and omits illustration of some of the nodules in the row direction and the circumferential direction.
  • the arrangement of the nodules of the upper roll cleaning member 52 of the present embodiment is not symmetrical in the longitudinal direction with respect to the position C corresponding to the center of the substrate W. With this configuration, the high cleaning power region by the nodule on one side and the high cleaning power region by the nodule on the other side from the position (reference position) corresponding to the rotation center of the substrate W of the upper roll cleaning member 52. The cleaning unevenness can be prevented or reduced.
  • the nodule has a high cleaning power region. Therefore, even with the upper roll cleaning member 52 of the present embodiment, the locus of the high cleaning force region exists in the radial direction of the substrate W without any gap, and the occurrence of concentric cleaning unevenness on the substrate can be prevented.
  • the nodule of the upper roll cleaning member 52 is located at the center of the nodule high detergency region at a position A separated from the position C by a distance ra on one side in the longitudinal direction (right side in the example of FIG. 12). If it is, the center of the gap between the adjacent high detergency regions is located at a position A ′ separated by a distance ra on the opposite side (left side in the example of FIG. 12). That is, the distance from the reference position of the plurality of nodules on one side in the longitudinal direction from the reference position of the upper roll cleaning member 52 and the distance from the reference position of the plurality of nodules on the other side in the longitudinal direction from the reference position are np It is shifted by / 4.
  • the center of the locus of the high detergency region by the nodule on the other side is located in the center of the gap between the locus of the high detergency region by the nodule on one side of the reference position in the longitudinal direction of the upper roll cleaning member 52. Can be located.
  • FIGS. 13 to 16 are views showing a conventional roll cleaning member
  • FIG. 13 is a perspective view
  • FIG. 14 is a cross-sectional view
  • FIG. 15 is a development view on a base surface
  • FIG. It is an expanded view in a contact surface. 15 and 16, the left-right direction in the drawing indicates the longitudinal direction of the roll cleaning member, and the up-down direction in the drawing indicates the circumferential direction of the roll cleaning member.
  • the upper roll cleaning member 52 ′ is composed of a cylindrical core member 521 ′ and a scrub member 522 ′ covering the surface of the core member 521 ′.
  • the scrub member 522 ′ is made of PVA or the like, and a plurality of nodules are formed on the surface thereof.
  • the surface of the scrub member 522 ′ where nodules are not formed is referred to as a base surface BS, and the surface formed from the tips of the nodules is referred to as a contact surface CS.
  • the nodules project from the base surface BS of the scrub member 522 ′.
  • the distance L1 between the nodules in the circumferential direction of the adjacent nodule rows on the base surface BS is smaller than the distance L2 between the nodules in the circumferential direction of the adjacent nodule rows on the contact surface CS.
  • the nodules in the nodule row adjacent to each other on the contact surface CS are spaced apart from each other in the circumferential direction, whereby the fluidity of the cleaning liquid between the nodules (fresh cleaning liquid) Enters between the nodules, and the old cleaning liquid is discharged from between the nodules).
  • the conventional nodule cleaning member 52 ′ as shown in FIG. 15, the nodules in the adjacent nodule rows are spaced apart from each other in the circumferential direction even on the base surface BS.
  • the nodules formed on the roll cleaning member are crushed and deformed by receiving stress in the traveling direction of the substrate when slidingly contacting the surface of the substrate. This stress also reaches a portion (including the vicinity of the base of the nodule) where the nodule of the scrub member 522 ′ is not formed. That is, the hatched portion shown in FIG. 15 also receives stress due to the nodule slidingly contacting the substrate.
  • the hatched portion in FIG. 15 is a thin portion where no nodules are formed in the scrub member 522 ′. Although only a part of this thin portion is shown in FIG. 15, this thin portion is formed in a band shape between the nodule rows. By repeatedly applying stress to this thin portion, fatigue accumulates in this portion and deteriorates, leading to cracks and the like.
  • the present embodiment provides a roll cleaning member that reduces the deterioration due to fatigue while ensuring the fluidity of the cleaning liquid between the nodules.
  • FIG. 17 to 20 are views showing the roll cleaning member of the present embodiment, FIG. 17 is a perspective view, FIG. 18 is a cross-sectional view, and FIG. 19 is a development view on the base surface.
  • FIG. 4 is a development view of the contact surface. 19 and 20, the left-right direction in the drawing indicates the longitudinal direction of the roll cleaning member, and the up-down direction in the drawing indicates the circumferential direction of the roll cleaning member.
  • the upper roll cleaning member 52 ′′ includes a cylindrical core member 521 ′′ and a scrub member 522 ′′ that covers the surface of the core member 521 ′′.
  • the scrub member 522 ′′ is made of PVA or the like, and a plurality of nodules are formed on the surface thereof.
  • nodules are arranged in a straight line at equal intervals in the longitudinal direction of the upper roll cleaning member 52 ′′, and a plurality of nodule arrays Is forming.
  • the positions of the plurality of nodules in the nodule row adjacent to each other in the circumferential direction of the upper roll cleaning member 52 ′′ are shifted from each other by half the pitch of the nodules in the nodule row in the longitudinal direction, and are uniform in the circumferential direction on the base surface BS. Overlapping parts. That is, as shown in FIG.
  • each nodule in the first nodule array N1 and a part of each nodule in the second nodule array N2 are alternately present.
  • the plurality of nodules in each nodule row are staggered in the longitudinal direction between the nodule rows adjacent in the circumferential direction on the base surface BS, and partially overlap in the circumferential direction.
  • a region where neither the nodules in the first nodule row N1 nor the nodules in the second nodule row N2 exist is formed in a strip shape in the longitudinal direction.
  • the above relationship can be expressed in other ways. That is, focusing on two adjacent nodule rows among a plurality of nodule rows arranged in a straight line in the longitudinal direction, for example, as shown in FIG. A straight line lc1 passing through the center of a plurality of nodule circles constituting the nodule row N1 , and (2) a plurality of nodule circles constituting the second nodule row N2 adjacent to the first nodule row N1 in the circumferential direction.
  • the shortest distance Lc between the straight line lc2 passing through the center of the nodule and the radius Rc of the nodules constituting the first nodule row N1 and the second nodule row N2 in FIG. 20, the case of nodules having the same radius is shown.
  • the average length of the nodule radii on the contact surface CS is selected as Rc).
  • the interval between the nodules in the circumferential direction is narrower than that of the conventional upper roll cleaning member 52 ′, and the surface of the substrate is slidably contacted even at the same rotational speed.
  • the number of nodules has increased from the conventional level, and the detergency increases.
  • the upper roll cleaning member 52 ′′ of the present embodiment also has better resistance to stress fatigue than the conventional upper roll cleaning member 52 ′.
  • the nodules in adjacent nodule rows are arranged so as to partially overlap each other in the circumferential direction, and the thin portion where no nodules are formed in the scrub member 522 ′′ has a continuous band shape. This is probably because it is not. With such an arrangement, even when the nodule is deformed when sliding on the surface of the substrate and stress is applied to the thin-walled portion, such a portion becomes discontinuous and the stress due to the nodules adjacent in the column direction is dispersed. Is done.
  • the distance between the nodules in the circumferential direction is larger than the distance between the nodules in the circumferential direction on the base surface BS.
  • the upper roll cleaning member 52 ′ the nodules in the nodule row adjacent to each other in the circumferential direction are separated from each other. This ensures fluidity between the nodules of the cleaning liquid supplied to the surface of the substrate.
  • the cleaning performance is improved and the deterioration due to fatigue can be reduced while ensuring the fluidity of the cleaning liquid between the nodules.
  • the shape of the nodule is a cylindrical shape.
  • the shape of the nodule is not limited to this, and for example, other shapes such as a quadrangular prism shape may be used. Good.
  • the nodule is formed in the upper roll cleaning member 52, and the configuration for preventing or reducing the uneven cleaning generated on the upper surface of the substrate W has been described. Even in the case where nodules are formed on the member 53, it is possible to prevent or reduce the uneven cleaning generated on the lower surface of the substrate W by adopting the same configuration as described above.
  • nodules are formed in the upper roll cleaning member 52, and the cleaning performance is improved while ensuring the fluidity of the cleaning liquid between the nodules, and deterioration due to fatigue can be reduced.
  • the same configuration as described above can be used when nodules are formed in the lower roll cleaning member 53.
  • This technique has an effect of reducing or preventing concentric cleaning unevenness generated on the substrate because the substrate is cleaned such that the high detergency region of the nodule exists without gaps in the radial direction of the substrate. It is useful as a roll cleaning member that contacts the surface and cleans the substrate, and a cleaning device including the roll cleaning member.
  • Roll Cleaning Device 51 Spindle 51a Top 52 Upper Roll Cleaning Member 521 First Upper Roll Cleaning Member 522 Second Upper Roll Cleaning Member 52 ′, 52 ′′ Upper Roll Cleaning Member 521 ′, 521 ′′ Core Material 522 ′, 522 ′′ Scrub member 53 Lower roll cleaning member 54 Cleaning liquid supply nozzle 55 Cleaning liquid supply nozzle nw Nodule diameter np Pitch in arrangement of nodules in row direction sa Width in row direction of high cleaning force region sp Peristaltic pitch (amplitude of reciprocal translation) ) BS base surface CS contact surface

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Abstract

突起部材を有するロール洗浄部材を用いた基板の洗浄において、洗浄むらを防止ないし軽減する。ロール洗浄装置は、基板Ｗを支持して回転させる基板支持部材と、基板支持部材によって回転される基板Ｗの表面を回転しながらスクラブ洗浄するための上部ロール洗浄部材（５２）とを備える。上部ロール洗浄部材（５２）は、その長手方向に配列され、基板Ｗの表面に摺接する複数の突起部材を備える。ロール洗浄装置は、突起部材における基板Ｗに摺接する部分のうちの高洗浄力領域の軌跡が基板Ｗの半径方向に隙間なく存在するように基板Ｗを洗浄する。

Description

洗浄装置及びロール洗浄部材 関連する出願
　本出願では、２０１４年７月４日に日本国に出願された特許出願番号２０１４－１３８６８５及び２０１５年６月２９日に日本国に出願された特許出願番号２０１５－１２９６３９の利益を主張し、当該出願の内容は引用することによりここに組み込まれているものとする。
　本技術は、基板の表面に接触して基板を洗浄するロール洗浄部材及びそれを備えた洗浄装置に関するものである。
　半導体基板を製造する際には、基板上に物性の異なる様々な材料膜が形成されて加工される。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）により余分な金属を研磨除去する研磨工程が実行される。この研磨工程が終了すると、基板の表面には、ＣＭＰ研磨にて使用されたスラリー残渣やＣｕ研磨屑等の異物が残存する。よって、これらの異物を除去するために、ＣＭＰでは洗浄工程が設けられる。
　ＣＭＰにおける洗浄が十分でなく異物が残存すると、その部分からリークが発生し、又は密着性不良の原因となるなど信頼性の点で問題となりうる。さらに、近年の半導体デバイスの微細化に伴い、洗浄に対する要求も高まっており、即ち、より小さな異物の存在も許されなくなってきている。
　基板の洗浄方式としては種々の方式があるが、そのうちの一つに、洗浄部材を基板の表面に接触させた状態で洗浄部材と基板とを相対的に移動させることにより、基板の表面を洗浄するスクラブ洗浄がある。さらに、スクラブ洗浄として、ロール洗浄部材を用いたロール洗浄が知られている。ロール洗浄では、例えば、薬液で濡らした基板を回転させて、その基板の表面に、円柱状の長尺状に延びるロールスポンジ、ロールブラシ等のロール洗浄部材を回転させながら擦り付けて、基板表面を洗浄する。
　このロール洗浄部材も、洗浄の目的ないしは除去すべきパーティクルの特性（大きさ、物性等）に応じて種々の種類のものが採用される。そのうちの一つに、表面に複数のノジュール（「突起部材」ともいう。）が形成されたロール洗浄部材がある。
　しかしながら、表面に複数のノジュールを有するロール洗浄部材を用いたロール洗浄では、以下の問題がある。図１は、ロール洗浄部材を備えた洗浄装置（以下、「ロール洗浄装置」という。）の模式図である。ロール洗浄装置５０は、表面を上にした基板Ｗの周縁部を支持し基板Ｗを水平回転させる複数本（図１では４本）のスピンドル５１と、図示しないロールホルダに回転自在に支承される上部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）５２と、図示しないロールホルダに回転自在に支承される下部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）５３とを備えている。
　上部ロール洗浄部材５２及び下部ロール洗浄部材５３は、円柱状であり、例えばＰＶＡからなる。上部ロール洗浄部材５２の表面には、複数のノジュールが形成されている。なお、上部ロール洗浄部材５２は、そのロールホルダによって基板Ｗの表面に対して昇降自在であり、下部ロール洗浄部材５３は、そのロールホルダによって基板Ｗの裏面に対して昇降自在である。また、スピンドル５１は、水平方向に移動自在である。
　上部ロール洗浄部材５２は、図示しない駆動機構によって、矢印Ｆ１に示すように回転し、下部ロール洗浄部材５３は、図示しない駆動機構によって、矢印Ｆ２に示すように回転する。スピンドル５１で支持して回転させる基板Ｗの上方に位置して、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する２つの洗浄液供給ノズル５４、５５が配置されている。洗浄液供給ノズル５４は、基板Ｗの表面にリンス液（例えば、超純水）を供給するノズルであり、洗浄液供給ノズル５５は、基板Ｗの表面に薬液を供給するノズルである。
　ロール洗浄装置５０は、スピンドル５１の上部に設けたコマ５１ａの外周側面に形成した嵌合溝内に基板Ｗの周縁部を位置させて内方に押し付けてコマ５１ａを回転（自転）させることにより、基板Ｗを水平に回転させる。この例では、４個のコマ５１ａのうち２個のコマ５１ａが基板Ｗに回転力を与え、他の２個のコマ５１ａは、基板Ｗの回転を受けるベアリングの働きをしている。なお、全てのコマ５１ａを駆動機構に連結して、基板Ｗに回転力を付与するようにしてもよい。
　このように基板Ｗを水平に回転させた状態で、洗浄液供給ノズル５４から基板Ｗの表面にリンス液を供給し、かつ洗浄液供給ノズル５５から基板Ｗの表面に薬液を供給しつつ、上部ロール洗浄部材５２を回転させながら下降させて回転中の基板Ｗの表面に接触させ、これによって、洗浄液（リンス液及び薬液）の存在下で、基板Ｗの表面を上部ロール洗浄部材５２でスクラブ洗浄する。上部ロール洗浄部材５２の長さは、基板Ｗの直径より僅かに長く設定されている。そして、上部ロール洗浄部材５２は、その中心軸（回転軸）が、基板Ｗの中心軸（即ち回転中心）とほぼ直交し、かつ基板Ｗの直径の全長に亘って延びるように配置される。これによって、基板Ｗの全表面が同時に洗浄される。
　図２は、上部ロール洗浄部材５２におけるノジュールの配置例を示す図である。図２の左右方向は上部ロール洗浄部材５２の長手方向（「列方向」ともいう。）に対応しており、図２の上下方向は上部ロール洗浄部材５２の周方向（長手方向に垂直な方向）に対応している。図２に示すように、隣り合う２つの列においてノジュールの位置は互いにずれている。上部ロール洗浄部材５２と基板Ｗの表面とが相対的に移動すると、理論上は、ハッチングした部分においてノジュールの先端と基板Ｗの表面とが接触して、列方向（ロール洗浄部材の長手方向）に隙間なく洗浄ができる。
　しかしながら、実際には、この洗浄において、上部ロール洗浄部材５２の長手方向、即ち基板Ｗの表面の半径方向に洗浄むらが生じてしまう。図３は、基板Ｗの表面に上部ロール洗浄部材５２のノジュールが接触している状態を示す断面図である。図３に示すように、ノジュールｎ１～ｎ５は、円柱形状に形成されており、先端面ｎ４１は円形であるが、基板Ｗの表面と接触するノジュールｎ３は、基板Ｗの表面に押しつぶされ、さらに、ノジュールと基板Ｗの表面との相対移動によって変形し、先端面ｎ３１は楕円形になる。また、この接触面の上流側の中央部分（図３においてハッチングをした部分）に応力が集中し、この部分において強い押圧力で基板Ｗの表面に接触して洗浄力が強くなる。図４は、押しつぶされたノジュールの先端における圧力分布を計測した結果を示す図である。図４の計測結果から、確かに、接触面の上流側の中央部分において、洗浄力が高くなる高洗浄力領域が存在していることがわかる。この図４の例では、高洗浄領域の列方向の幅は、ノジュールの幅の約４４％である。
　これを上部ロール洗浄部材５２の長手方向に見ると、図５に示すように、高い洗浄力で洗浄される領域（図５においてハッチングをした部分）が、互いに間隔をあけて帯状に形成される。このようなロール洗浄部材を用いて基板を回転させながら洗浄をすると、図６に示すように、高い洗浄力で洗浄される領域が間隔をあけて帯状に形成されることによって基板表面に同心円状の洗浄むらができてしまう。
　本技術は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ノジュールを有するロール洗浄部材を用いた基板の洗浄において、洗浄むらを防止ないし軽減することを目的とする。
　第１の態様の洗浄装置は、基板を支持して回転させる基板支持部材と、前記基板支持部材によって回転される前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記突起部材における前記基板に摺接する部分のうちの高洗浄力領域の軌跡が前記基板の半径方向に隙間なく存在するように前記基板を洗浄する構成を有している。
　この構成により、突起部材の高洗浄力領域が基板の半径方向に隙間なく存在するように基板が洗浄されるので、基板に生じる同心円状の洗浄むらを軽減ないし防止できる。
　前記高洗浄力領域は、前記突起部材と前記基板の表面との接触領域の３０％～６０％のいずれかの幅として設定されてよい。
　高洗浄力領域は、実際に洗浄をしたときに発生する洗浄むらに基づいて決定してもよいし、上記のように突起部材と基板の表面との接触領域の所定の割合を高洗浄力領域として設定して、その軌跡が基板の半径方向に隙間なく存在するようにしてもよい。
　前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に等間隔で配置されて複数の突起部材列を形成していてよく、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれていてよい。
　この構成により、突起部材を互い違いにして配置することができる。
　前記複数の突起部材の前記高洗浄力領域が前記基板に摺接したときの複数の軌跡の間には互いに半径方向に隙間があってよく、前記ロール洗浄部材と回転する前記基板とを洗浄中に相対的に搖動させることで、前記高洗浄力領域の複数の軌跡が前記基板の半径方向に隙間なく存在するように前記基板を洗浄してよい。
　この構成により、ロール洗浄部材と基板との位置が相対的に変化するので、高洗浄領域の軌跡に隙間があったとしても、この隙間を小さくし、ないしはなくすことができる。
　前記ロール洗浄部材の搖動ピッチｓｐは、前記突起部材列における前記複数の突起部材のピッチをｎｐ、前記高洗浄力領域の前記長手方向の幅をｓａとすると、ｓｐ≧（ｎｐ／２）－ｓａを満たしてよい。
　この構成により、ロール洗浄部材の搖動によって基板上の高洗浄力領域の軌跡の隙間をなくすことができる。
　第１のロール洗浄部材及び第２のロール洗浄部材を含む２つの前記ロール洗浄部材を備えていてよく、前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材において、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に等間隔で配置されて複数の突起部材列を形成していてよく、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれていてよい。
　この構成により、一方のロール洗浄部材によってできた洗浄むらを少なく、ないしはなくすように他方のロール洗浄部材が基板を洗浄することができる。
　前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材において、前記突起部材列における前記突起部材のピッチをｎｐとすると、前記基板を洗浄するときの前記第１のロール洗浄部材の前記複数の突起部材の位置と前記基板を洗浄するときの前記第２のロール洗浄部材の前記複数の突起部材の位置とは、列方向にｎｐ／４だけずれていてよい。
　この構成により、第１のロール洗浄部材による高洗浄力領域の軌跡の隙間の中央に第２のロール洗浄部材による高洗浄力領域の中央が位置するようにできる。
　前記複数の突起部材は、前記長手方向の第１の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第２の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第３の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第４の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材とを含んでいてよく、前記第１の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれていてよく、前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第４の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれていてよい。
　この構成により、第１の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡と第３の列突起部材による高洗浄力領域の軌跡との間の隙間の中央に第２の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡及び第４の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡の中央が位置するようにできる。
　前記ロール洗浄部材は、回転する前記基板の回転中心を通って前記回転中心から両側の基板の外周まで至る範囲で前記基板に摺接してよく、前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置を基準として両側に非対称に配置されてよい。
　この構成により、ロール洗浄部材の長手方向の基準位置よりも一方の側の突起部材による高洗浄力領域と他方の側の突起部材による高洗浄力領域とがずれて、洗浄むらを防止ないし軽減できる。
　前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置より前記長手方向の一方側の複数の前記突起部材の、前記回転中心に対応する位置からの距離と、前記回転中心に対応する位置より前記長手方向の他方側の複数の前記突起部材の、前記回転中心に対応する位置からの距離とは、ｎｐ／４だけずれていてよい。
　ロール洗浄部材の長手方向の基準位置よりも一方の側の突起部材による高洗浄力領域の軌跡の間の隙間の中央に、他方の側の突起部材による高洗浄力領域の軌跡の中央が位置することができる。
　第２の態様の洗浄装置は、基板を支持して回転させる基板支持部材と、前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、前記ロール洗浄部材は、その長手方向に等間隔で配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれており、前記複数の突起部材の前記高洗浄力領域が前記基板に摺接したときの軌跡の間には互いに隙間があり、洗浄中に、前記ロール洗浄部材と前記基板支持部材によって回転する前記基板とを相対的に搖動させる構成を有している。
　この構成により、ロール洗浄部材と基板との位置が相対的に変化するので、高洗浄領域の軌跡に隙間があったとしても、この隙間を小さくし、ないしはなくすことができる。
　第３の態様の洗浄装置は、基板を支持して回転させる基板支持部材と、前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するための第１のロール洗浄部材と、前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面をスクラブ洗浄するための第２のロール洗浄部材とを備え、前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材は、それぞれ、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材において、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に等間隔で配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれている構成を有している。
　この構成により、一方のロール洗浄部材によってできた洗浄むらを少なく、ないしはなくすように他方のロール洗浄部材が基板を洗浄することができる。
　第４の態様の洗浄装置は、基板を支持して回転させる基板支持部材と、前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記複数の突起部材は、前記長手方向の第１の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第２の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第３の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第４の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材とを含み、前記第１の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第４の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれている構成を有している。
　この構成により、第１の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡と第３の列突起部材による高洗浄力領域の軌跡との間の隙間の中央に第２の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡及び第４の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡の中央が位置するようにできる。
　第５の態様の洗浄装置は、基板を支持して回転させる基板支持部材と、前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記ロール洗浄部材は、回転する前記基板の回転中心を通って前記回転中心から両側の基板の外周まで至る範囲で前記基板に摺接し、前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置を境に両側に非対称に配置される構成を有している。
　この構成により、ロール洗浄部材の長手方向の基準位置よりも一方の側の突起部材による高洗浄力領域と他方の側の突起部材による高洗浄力領域とがずれて、洗浄むらを防止ないし軽減できる。
　第６の態様の洗浄装置は、基板を支持して回転させる基板支持部材と、前記基板支持部材によって回転される前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は互いに前記長手方向にずれており、前記ロール洗浄部材は、前記突起部材が突設される基礎面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに一部が周方向に重なっており、かつ、前記突起部材の接触面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに周方向に離間している構成を有している。
　この構成により、ロール洗浄部材の基礎面では、突起部材が長手方向に互い違いになるとともに周方向には一部で重なっているので、帯状の連続した薄肉部分ができず、突起部材が基板に摺接することによる薄肉部分の劣化を軽減できる。また、ロール洗浄部材の接触面では、突起部材が周方向に互いに離間しているので、洗浄液の流動性を確保できる。
　第１の態様のロール洗浄部材は、回転する基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材であって、前記ロール洗浄部材の長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記複数の突起部材は、前記長手方向の第１の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第２の列に前記ピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第３の列に前記ピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第４の列に前記ピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材とを含み、前記第１の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第４の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれている構成を有している。
　この構成により、第１の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡と第３の列突起部材による高洗浄力領域の軌跡との間の隙間の中央に第２の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡及び第４の列の突起部材による高洗浄力領域の軌跡の中央が位置するようにできる。
　第２の態様のロール洗浄部材は、回転する基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材であって、前記ロール洗浄部材の長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記ロール洗浄部材は、回転する前記基板の回転中心を通って前記回転中心から両側の基板の外周まで至る範囲で前記基板に摺接し、前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置を境に両側に非対称に配置される構成を有している。
　この構成により、ロール洗浄部材の長手方向の基準位置よりも一方の側の突起部材による高洗浄力領域と他方の側の突起部材による高洗浄力領域とがずれて、洗浄むらを防止ないし軽減できる。
　第３の態様のロール洗浄部材は、回転する基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材であって、前記ロール洗浄部材の長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は互いに前記長手方向にずれており、前記ロール洗浄部材は、前記突起部材が突設される基礎面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに一部が周方向に重なっており、かつ、前記突起部材の接触面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに周方向に離間している構成を有している。
　この構成により、基礎面では、突起部材が長手方向に互い違いになるとともに周方向には一部で重なっているので、帯状の連続した薄肉部分ができず、突起部材が基板に摺接することによる薄肉部分の劣化を軽減できる。また、接触面では、突起部材が周方向に互いに離間しているので、洗浄液の流動性を確保できる。
　第４の態様のロール洗浄部材は、基板の表面に摺接し筒形状を有する複数の突起部材を備え、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に一直線上に配列された複数の突起部材列を形成するように配列され、複数の突起部材列を構成する各突起部材は、互いに、以下の（１）及び（２）の関係を満たす位置に配置され配置される構成を有している。
　Ｌｃ＞２Ｒｃ　・・・（１）
　ここで、Ｌｃは、接触面における、第１の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線と、第１の突起部材列と周方向に隣り合う第２の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線との間の最短距離と定義される。
　また、Ｒｃは、接触面における、複数の突起部材列を構成する複数の突起部材の半径の平均長と定義される。
　Ｌｂ＜２Ｒｂ　・・・（２）
　ここで、Ｌｂは、基礎面における、第１の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線と、第１の突起部材列と周方向に隣り合う第２の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線との間の最短距離と定義される。
　また、Ｒｂは、基礎面における、複数の突起部材列を構成する複数の突起部材の半径の平均長と定義される。
　この構成により、基礎面では、互いに隣り合う突起部材列どうしの距離が短くなり周方向には一部で重なることになるので、帯状の連続した薄肉部分ができず、突起部材が基板に摺接することによる薄肉部分の劣化を軽減できる。また、接触面では、互いに隣り合う突起部材列どうしの距離が長くなり、突起部材が周方向に互いに離間することになるので、洗浄液の流動性を確保できる。
　以下に説明するように、本発明には他の態様が存在する。したがって、この発明の開示は、本発明の一部の提供を意図しており、ここで記述され請求される発明の範囲を制限することは意図していない。
図１は、ロール洗浄部材を備えた洗浄装置（ロール洗浄装置）の模式図である。 図２は、上部ロール洗浄部材におけるノジュールの配置例を示す図である。 図３は、基板の表面にノジュールが接触している状態を示す断面図である。 図４は、押しつぶされたノジュールの先端における圧力分布を計測した結果を示す図である。 図５は、高洗浄力領域を示す図である。 図６は、基板表面に生じる洗浄むらを示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態におけるロール洗浄装置の模式図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態における上部ロール洗浄部材の構成を示す模式図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態におけるロール洗浄装置の変形例の模式図である。 図１０は、本発明の第２の実施の形態における上部ロール洗浄部材の構成を示す模式図である。 図１１は、本発明の第３の実施の形態における上部ロール洗浄部材の構成を示す模式図である。 図１２は、本発明の第４の実施の形態における上部ロール洗浄部材の構成を示す模式図である。 図１３は、従来の上部ロール洗浄部材の斜視図である。 図１４は、従来の上部ロール洗浄部材の断面図である。 図１５は、従来の上部ロール洗浄部材の基礎面での展開図である。 図１６は、従来の上部ロール洗浄部材の接触面での展開図である。 図１７は、本発明の第５の実施の形態の上部ロール洗浄部材の斜視図である。 図１８は、本発明の第５の実施の形態の上部ロール洗浄部材の断面図である。 図１９は、本発明の第５の実施の形態の上部ロール洗浄部材の基礎面での展開図である。 図２０は、本発明の第５の実施の形態の上部ロール洗浄部材の接触面での展開図である。
実施の形態
　以下、本技術の実施の形態のロール洗浄装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本技術を実施する場合の一例を示すものであって、本技術を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本技術の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。本技術の実施の形態のロール洗浄装置の基本的な構成は、図１に示し、上記で説明したものと同様である。以下では、洗浄むらを防止ないし軽減するための構成の例を説明する。
（第１の実施の形態）
　図７は、第１の実施の形態のロール洗浄装置の模式図である。図７では、基板Ｗと上部ロール洗浄部材５２のみを図示している。本実施の形態のロール洗浄装置５０１では、上部ロール洗浄部材５２を図示しない駆動装置によってその軸方向に搖動（往復平行移動）させる。これによって、上部ロール洗浄部材５２上のノジュール（突起部材）の基板Ｗの半径方向の位置が固定されず、図６に示したような同心円状の洗浄むらを防止できる。
　図８は、上部ロール洗浄部材５２の構成を示す模式図である。図８を参照して、上部ロール洗浄部材５２の搖動ピッチ（反復幅）を説明する。上部ロール洗浄部材５２は、円柱形状を有しており、その表面には、複数の円柱形状のノジュールが形成されている。上部ロール洗浄部材５２の複数のノジュールは、列方向に等間隔で配置されており、かつ、各列は上部ロール洗浄部材５２の周方向に等間隔に配置されている。また、ある列のノジュールの位置とそれに隣り合う列のノジュールの位置とは、列方向のノジュールの間隔の半分だけずれている。即ち、ノジュールは列ごとに互い違いになって配置されている。
　いま、ノジュールの径をｎｗ、ノジュールの列方向の配置のピッチをｎｐ、基板Ｗの表面に高い押圧力で接触することで高い洗浄力でスクラブ洗浄を行う領域（高洗浄力領域）の列方向の幅をｓａ、搖動ピッチ（往復平行移動の振幅）をｓｐとすると、まず、図８の例の上部ロール洗浄部材５２は、ｎｐ－ｎｗ＜ｎｗ、即ち、ｎｐ＜２ｎｗを満たす。即ち、上部ロール洗浄部材５２は、回転しながら基板Ｗに摺接するので、ノジュールは隙間なく基板Ｗの表面に接触することになる。しかしながら、図８に示すように、列方向に隣り合う高洗浄力領域の軌跡の間には隙間があり、このままでは洗浄むらが生じてしまう。そこで、本実施の形態では、上述のようにロール洗浄部材をその長手方向に搖動させる。
　そして、その搖動ピッチｓｐがｓｐ≧（ｎｐ／２）－ｓａを満たせば、上部ロール洗浄部材５２の搖動によって、ノジュールの高洗浄力領域の軌跡が基板Ｗの半径方向に隙間なく位置することとなり、同心円状の洗浄むらを防止できる。なお、ノジュールの径ｎｗに対する高洗浄力領域の幅ｓａの比をｋ（即ち、ｓａ／ｎｗ＝ｋ）とすると、高洗浄力領域の軌跡が基板Ｗの半径方向に隙間なく存在するためのノジュールの列方向のピッチｎｐの条件は、ｓｐ≧（ｎｐ／２）－（ｋ×ｎｗ）となる。
　高洗浄力領域の幅ｓａは、ｋを設定することで決定されてよく、実際に生じる洗浄むらに基づいて決定されてもよい。ｋは、０．３～０．６のいずれかの値とすることができる。すなわち、高洗浄力領域の幅ｓａは、ノジュールの端面の列方向の幅（端面が円であるときは、端面の直径）の３０％～６０％の幅として設定することができる。高洗浄力領域の幅ｓａは、例えばノジュールの端面の列方向の幅の４０％として設定することができる。また、高洗浄力領域の幅ｓａは、実際に洗浄をしたときに発生する洗浄むらに基づいて決定してもよい。
　なお、図８では、上部ロール洗浄部材５２の全体の大きさに対して各ノジュールを大きく描いているが、上記ｎｗ、ｎｐ、ｓａ、ｓｐの互いの比は図８において正確に図示されている。また、図８では、上部ロール洗浄部材５２に形成される複数のノジュールの一部のみを示し、列方向及び周方向の一部のノジュールの図示を省略している。また、高洗浄力領域の基板Ｗ上での軌跡は、基板Ｗが回転することで基板Ｗ状に同心円状に形成されるものであるが、図８ではこれを直線で示している。
　なお、上記の実施の形態では、上部ロール洗浄部材５２をその軸方向に搖動させたが、これに代えて、図９に示すように、基板Ｗを上部ロール洗浄部材５２の軸方向に搖動させてもよい。さらに、上部ロール洗浄部材５２をその軸方向ではなく、他の方向に往復平行移動させてもよいし、基板Ｗに垂直な所定のピボット軸を中心に回転搖動させてもよい。
（第２の実施の形態）
　図１０は、第２の実施の形態の上部ロール洗浄部材の構成を示す模式図である。なお、図１０でも、上部ロール洗浄部材の全体の大きさに対して各ノジュールを大きく描いている。また、図１０でも、上部ロール洗浄部材に形成される複数のノジュールの一部のみを示し、列方向及び周方向の一部のノジュールの図示を省略している。
　本実施の形態では、１つのロール洗浄装置に対して、２つの上部ロール洗浄部材５２１、５２２を設け、これらを同一の基板に対して順に、又は同時に用いて基板の表面をスクラブ洗浄する。第１の上部ロール洗浄部材５２１及び第２の上部ロール洗浄部材５２２には、複数の円柱形状のノジュールが形成されている。第１の上部ロール洗浄部材５２１及び第２の上部ロール洗浄部材５２２の複数のノジュールは、列方向に等間隔で配置されており、かつ、各列は周方向に等間隔に配置されている。また、ある列のノジュールの位置とそれに隣り合う列のノジュールの位置とは、列方向のノジュールの間隔（ｎｐ）の半分だけずれている。
　さらに、第１の上部ロール洗浄部材５２１と第２の上部ロール洗浄部材５２２とでは、ノジュールの位置が列方向のノジュールの間隔（ｎｐ）の１／４（ｎｐ／４）だけずれている。この構成により、第１の上部ロール洗浄部材５２１の高洗浄力領域の隙間の中央に、第２の上部ロール洗浄部材５２２の高洗浄力領域の中央が位置することになる。よって、高洗浄力領域がノジュールの径の１／４以上の幅を有していれば、このような第１の上部ロール洗浄部材５２１と第２の上部ロール洗浄部材５２２を用いて基板を洗浄することで、第１の上部ロール洗浄部材５２１による高洗浄力領域の軌跡の隙間に、第２の上部ロール洗浄部材５２２による高洗浄力領域が位置して、基板の半径方向に隙間なく高洗浄力領域の軌跡が存在することとなり、基板に同心円状の洗浄むらが発生することを防止できる。
（第３の実施の形態）
　図１１は、第３の実施の形態の上部ロール洗浄部材５２の構成を示す模式図である。なお、図１１でも、上部ロール洗浄部材の全体の大きさに対して各ノジュールを大きく描いている。また、図１１でも、上部ロール洗浄部材に形成される複数のノジュールの一部のみを示し、列方向及び周方向の一部のノジュールの図示を省略している。
　上部ロール洗浄部材５２には、複数の円柱形状のノジュールが形成されている。複数のノジュールは、列方向に等間隔で配置されており、かつ、各列は周方向に等間隔に配置されている。本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２は、ある列のノジュールの位置を基準として、それらのノジュールの位置から列方向のノジュールの間隔（ｎｐ）の１／ｍずつずれたｍ種類のノジュール列を有する。
　ｋは、ノジュールの径ｎｗ、ノジュールの列方向の配置のピッチｎｐ、高洗浄力領域の列方向の幅ｓａから次のようにして決定される。即ち、（ｎｐ－ｓａ）／ｓａ＋１を切り上げた整数をｍとする。こうすることで、ある列のノジュールの高洗浄力領域の隙間が、他の列の高洗浄力領域によってすべてカバーされることとなり、基板の半径方向に隙間なく高洗浄力領域の軌跡が存在することとなり、基板に同心円状の洗浄むらが発生することを防止できる。
　図１１の例では、（ｎｐ－ｓａ）／ｓａ＋１＝３．６４程度となるので、ｍ＝４とすることで、基板の半径方向に隙間なく高洗浄力領域の軌跡が存在することとなる。よって、本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２は、ある列のノジュールの位置を基準として、それらのノジュールの位置から列方向にノジュールの間隔（ｎｐ）の１／４だけずれた複数のノジュールを有する列と、その列からさらに列方向にノジュールの間隔（ｎｐ）の１／４だけずれた列と、その列からさらに列方向にノジュールの間隔（ｎｐ）の１／４だけずれた列の４種類の列を有する。
　図１１の例では、ノジュール列ｎｌ１と、ノジュール列ｎｌ３とはｎｐ／４だけずれており、ノジュール列ｎｌ２はノジュール列ｎｌ３からさらにｎｐ／４だけずれており、ノジュール列ｎｌ４はノジュール列ｎｌ２からさらにｎｐ／４だけずれている。この構成により、第１の列のノジュールによる高洗浄力領域の軌跡と第３の列のジュールによる高洗浄力領域の軌跡との間の隙間の中央に第２の列のノジュールによる高洗浄力領域の軌跡及び第４の列のノジュールによる高洗浄力領域の軌跡の中央が位置することとなり、基板に同心円状の洗浄むらが発生することを防止できる。
　なお、ノジュール列ｎｌ１～ｎｌ４の周方向の配置順は図１１の例に限られず、周方向に別の順（例えば、周方向にノジュール列ｎｌ１、ノジュール列ｎｌ３、ノジュール列ｎｌ２、ノジュール列ｎｌ４の順）に配置されてもよい。
（第４の実施の形態）
　図１２は、第４の実施の形態の上部ロール洗浄部材５２の構成を示す模式図である。図１２でも、上部ロール洗浄部材の全体の大きさに対して各ノジュールを大きく描いている。また、図１２でも、上部ロール洗浄部材に形成される複数のノジュールの一部のみを示し、列方向及び周方向の一部のノジュールの図示を省略している。
　本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２のノジュールの配置は、基板Ｗの中心に対応する位置Ｃを基準として長手方向に対称ではない。このように構成することで、上部ロール洗浄部材５２の基板Ｗの回転中心に対応する位置（基準位置）よりも一方の側のノジュールによる高洗浄力領域と他方の側のノジュールによる高洗浄力領域とがずれて、洗浄むらを防止ないし軽減できる。すなわち、基板Ｗの表面は、上部ロール洗浄部材５２の一方側に摺接してスクラブ洗浄される際にノジュールの高洗浄力領域に接触しない半径位置であっても、基板Ｗが半回転することによって上部ロール洗浄部材５２の反対側に摺接してスクラブ洗浄される際には、ノジュールの高洗浄力領域に接触することになる。よって、本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２によっても、基板Ｗの半径方向に隙間なく高洗浄力領域の軌跡が存在することとなり、基板に同心円状の洗浄むらが発生することを防止できる。
　具体的には、上部ロール洗浄部材５２のノジュールは、位置Ｃから長手方向の一方側（図１２の例では右側）に距離ｒａだけ離れた位置Ａにノジュールの高洗浄力領域の中央が位置しているとすると、その反対側（図１２の例では左側）に距離ｒａだけ離れた位置Ａ´には、隣り合う高洗浄力領域の間の隙間の中央が位置するように、配置される。すなわち、上部ロール洗浄部材５２の基準位置より長手方向の一方側の複数のノジュールの基準位置からの距離と、基準位置より長手方向の他方側の複数のノジュールの基準位置からの距離とは、ｎｐ／４だけずれている。これにより、上部ロール洗浄部材５２の長手方向の基準位置よりも一方の側のノジュールによる高洗浄力領域の軌跡の間の隙間の中央に、他方の側のノジュールによる高洗浄力領域の軌跡の中央が位置することができる。
（第５の実施の形態）
　図１３～図１６は、いずれも従来のロール洗浄部材を示す図であり、図１３は斜視図であり、図１４は断面図であり、図１５は基礎面における展開図であり、図１６は接触面における展開図である。なお、図１５及び図１６において、図の左右方向がロール洗浄部材の長手方向を示し、図の上下方向がロール洗浄部材の周方向を表す。
　図１４に示すように、上部ロール洗浄部材５２´は、円筒形状の芯材５２１´と、芯材５２１´の表面に被せられたスクラブ部材５２２´とからなる。スクラブ部材５２２´はＰＶＡ等で構成され、その表面には複数のノジュールが形成されている。以下では、図１４に示すように、スクラブ部材５２２´においてノジュールが形成されていない表面を基礎面ＢＳといい、ノジュールの先端からなる面を接触面ＣＳという。図１４に示すように、ノジュールは、スクラブ部材５２２´の基礎面ＢＳに突設されている。
　図１４に示すように、基礎面ＢＳにおいて隣り合うノジュール列の周方向のノジュール間距離Ｌ１は、接触面ＣＳにおいて隣り合うノジュール列の周方向のノジュール間距離Ｌ２より小さい。従来のノジュール洗浄部材５２´では、図１６に示すように、接触面ＣＳにおいて隣り合うノジュール列のノジュールは周方向に互いに離間しており、これによってノジュール間での洗浄液の流動性（新鮮な洗浄液がノジュール間に入り込み、古い洗浄液がノジュール間から排出される）が確保される。しかしながら、従来のノジュール洗浄部材５２´では、図１５に示すように、基礎面ＢＳにおいても、隣り合うノジュール列のノジュールは周方向に互いに離間している。
　ロール洗浄部材に形成されたノジュールは、図３を参照して説明したように、基板の表面に摺接する際に、押しつぶされ、かつ基板の進行方向に応力を受けることで、変形する。この応力はスクラブ部材５２２´のノジュールが形成されていない部分（ノジュールの付け根付近を含む）にも及ぶことになる。すなわち、図１５に示すハッチング部分も、ノジュールが基板に摺接することによる応力を受けることになる。
　図１５のハッチング部分は、スクラブ部材５２２´において、ノジュールが形成されていない薄肉部分である。図１５にはこの薄肉部分を一部のみしか示していないが、この薄肉部分は各ノジュール列の間に帯状に形成される。この薄肉部分に繰返し応力が加わることでこの部分に疲労が蓄積して劣化し、ひび割れ等につながる。
　そこで、本実施の形態は、ノジュール間での洗浄液の流動性を確保しつつ、疲労による劣化を低減するロール洗浄部材を提供する。
　図１７～図２０は、本実施の形態のロール洗浄部材を示す図であり、図１７は斜視図であり、図１８は断面図であり、図１９は基礎面における展開図であり、図２０は接触面における展開図である。なお、図１９及び図２０でも、図の左右方向がロール洗浄部材の長手方向を示し、図の上下方向がロール洗浄部材の周方向を表す。上部ロール洗浄部材５２´´は、円筒形状の芯材５２１´´と、芯材５２１´´の表面に被せられたスクラブ部材５２２´´とからなる。スクラブ部材５２２´´はＰＶＡ等で構成され、その表面には複数のノジュールが形成されている。
　図１７～図１９に示すように、本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２´´では、ノジュールが上部ロール洗浄部材５２´´の長手方向に等間隔で直線上に配置されて複数のノジュール列を形成している。上部ロール洗浄部材５２´´の周方向に隣り合うノジュール列の複数のノジュールの位置は、互いに長手方向にノジュール列におけるノジュールのピッチの半分だけずれて、かつ、基礎面ＢＳにおいて、周方向に一部で重なっている。すなわち、図１９に示すように、基礎面ＢＳでは、第１のノジュール列Ｎ１の各ノジュールの外縁を結ぶ直線ｅｂ１と、第２のノジュール列Ｎ２の各ノジュールの外縁を結ぶ直線ｅｂ２の間の領域には、第１のノジュール列Ｎ１の各ノジュールの一部と第２のノジュール列Ｎ２の各ノジュールの一部が交互に存在している。換言すれば、各ノジュール列の複数のノジュールは、基礎面ＢＳにおいて、周方向に隣り合うノジュール列間で長手方向にずれて互い違いになっており、かつ周方向に一部で重なっている。なお、図２０に示すように、接触面ＣＳでは、第１のノジュール列Ｎ１の各ノジュールの外縁を結ぶ直線ｅｃ１と、第２のノジュール列Ｎ２の各ノジュールの外縁を結ぶ直線ｅｃ２の間の領域には、第１のノジュール列Ｎ１のノジュールも第２のノジュール列Ｎ２の各ノジュールも存在しない領域が長手方向に帯状に形成されている。
　上記の関係については、別の表現をすることもできる。すなわち、長手方向に一直線上に並んだ複数の各ノジュール列のうち、互いに隣接する２つのノジュール列に着目して説明すると、例えば、図２０のように、接触面ＣＳにおける、（１）第１のノジュール列Ｎ１を構成する複数のノジュールの円の中心を通る直線ｌｃ１、及び、（２）第１のノジュール列Ｎ１と周方向に隣り合う第２のノジュール列Ｎ２を構成する複数のノジュールの円の中心を通る直線ｌｃ２との間の最短距離Ｌｃと、第１のノジュール列Ｎ１及び第２のノジュール列Ｎ２を構成するノジュールの半径Ｒｃ（図２０では、同じ半径を有するノジュールの場合が示されているが、異なる半径を有する複数のノジュールが設けられる場合は、接触面ＣＳにおけるノジュール半径の平均長をＲｃとして選定する）とは、Ｌｃ＞２Ｒｃの関係を有するようにされている。
　他方で、図１９のように、基礎面ＢＳにおける、第１のノジュール列Ｎ１を構成する複数のノジュールの円の中心を通る直線ｌｂ１と、第１のノジュール列Ｎ１と周方向に隣り合う第２のノジュール列Ｎ２を構成する複数のノジュールの円の中心を通る直線ｌｂ２との間の最短距離Ｌｂと、基礎面ＢＳにおける、第１のノジュール列Ｎ１及び第２のノジュール列Ｎ２を構成する複数のノジュールの半径Ｒｂ（図１９では、同じ半径を有するノジュールの場合が示されているが、異なる半径を有する複数のノジュールが設けられる場合は、基礎面ＢＳにおけるノジュール半径の平均長をＲｂとして選定する）とが、Ｌｂ＜２Ｒｂの関係を有するように構成されている。　
　このように、本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２´´では、周方向のノジュールの間隔が従来の上部ロール洗浄部材５２´よりも狭くなっており、同じ回転数でも基板の表面を摺接するノジュールの数が従来より増加しており、洗浄力が増加する。
　さらに、本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２´´は、応力による疲労に対する耐性も、従来の上部ロール洗浄部材５２´と比較して良好であることが分かっている。これは、本実施の形態では、隣り合うノジュール列のノジュールどうしが周方向に一部で重なり合って配置されており、スクラブ部材５２２´´においてノジュールが形成されていない薄肉部分は連続した帯状になっていないからであると考えられる。このような配置であると、ノジュールが基板の表面に摺接する際に変形して薄肉部分に応力が及んでも、そのような部分は不連続になり、列方向に隣り合うノジュールによる応力が分散される。
　一方、上記のとおり、接触面ＣＳでは、周方向のノジュール間距離は、基礎面ＢＳにおける周方向のノジュール間距離よりも大きくなる。その結果、本実施の形態では、上述のとおり基礎面ＢＳでは、隣り合うノジュール列のノジュールは周方向に重なっているが、接触面ＣＳでは、図２０に示すように、上部ロール洗浄部材５２´´の周方向に隣り合うノジュール列のノジュールどうしは互いに離間している。これにより、基板の表面に供給された洗浄液のノジュール間での流動性が確保される。
　以上説明したように、本実施の形態の上部ロール洗浄部材５２´´によれば、ノジュール間での洗浄液の流動性を確保しつつ、洗浄性能が向上し、かつ、疲労による劣化も軽減できる。
　なお、上記の第１ないし第５の実施の形態では、ノジュールの形状が円柱形上であったが、ノジュールの形状はこれに限らず、例えば、四角柱形状等の他の形状であってもよい。また、上記の第１ないし第４の実施の形態では、上部ロール洗浄部材５２にノジュールが形成され、基板Ｗの上面に生じる洗浄むらを防止ないし軽減するための構成を説明したが、下部ロール洗浄部材５３にノジュールが形成されている場合にも、上記同様の構成とすることで、基板Ｗの下面に生じる洗浄むらを防止ないし軽減できる。さらに、上記の第５の実施の形態では、上部ロール洗浄部材５２にノジュールが形成され、ノジュール間での洗浄液の流動性を確保しつつ、洗浄性能が向上し、かつ、疲労による劣化も軽減できる構成を説明したが、下部ロール洗浄部材５３にノジュールが形成されている場合にも、上記同様の構成とすることができる。
　本技術は、ノジュールの高洗浄力領域が基板の半径方向に隙間なく存在するように基板が洗浄されるので、基板に生じる同心円状の洗浄むらを軽減ないし防止できるという効果を有し、基板の表面に接触して基板を洗浄するロール洗浄部材及びそれを備えた洗浄装置等として有用である。
　以上に現時点で考えられる本発明の好適な実施の形態を説明したが、本実施の形態に対して多様な変形が可能であり、そして、本発明の真実の精神と範囲内にあるそのようなすべての変形を添付の請求の範囲が含むことが意図されている。
　５０　ロール洗浄装置
　５１　スピンドル
　５１ａ　コマ
　５２　上部ロール洗浄部材
　５２１　第１の上部ロール洗浄部材
　５２２　第２の上部ロール洗浄部材
　５２´、５２´´　上部ロール洗浄部材
　５２１´、５２１´´　芯材
　５２２´、５２２´´　スクラブ部材
　５３　下部ロール洗浄部材
　５４　洗浄液供給ノズル
　５５　洗浄液供給ノズル
　ｎｗ　ノジュールの径
　ｎｐ　ノジュールの列方向の配置のピッチ
　ｓａ　高洗浄力領域の列方向の幅
　ｓｐ　搖動ピッチ（往復平行移動の振幅）
　ＢＳ　基礎面
　ＣＳ　接触面

Claims (19)

  1. 　基板を支持して回転させる基板支持部材と、
    　前記基板支持部材によって回転される前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、
    　前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記突起部材における前記基板に摺接する部分のうちの高洗浄力領域の軌跡が前記基板の半径方向に隙間なく存在するように前記基板を洗浄することを特徴とする洗浄装置。
  2. 　前記高洗浄力領域は、前記突起部材と前記基板の表面との接触領域の３０％～６０％のいずれかの幅として設定されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
  3. 　前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に等間隔で配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
  4. 　前記複数の突起部材の前記高洗浄力領域が前記基板に摺接したときの複数の軌跡の間には互いに半径方向に隙間があり、
    　前記ロール洗浄部材と回転する前記基板とを洗浄中に相対的に搖動させることで、前記高洗浄力領域の複数の軌跡が前記基板の半径方向に隙間なく存在するように前記基板を洗浄することを特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
  5. 　前記ロール洗浄部材の搖動ピッチｓｐは、前記突起部材列における前記複数の突起部材のピッチをｎｐ、前記高洗浄力領域の前記長手方向の幅をｓａとすると、ｓｐ≧（ｎｐ／２）－ｓａを満たすことを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
  6. 　第１のロール洗浄部材及び第２のロール洗浄部材を含む２つの前記ロール洗浄部材を備え、
    　前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材において、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に等間隔で配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
  7. 　前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材において、前記突起部材列における前記突起部材のピッチをｎｐとすると、前記基板を洗浄するときの前記第１のロール洗浄部材の前記複数の突起部材の位置と前記基板を洗浄するときの前記第２のロール洗浄部材の前記複数の突起部材の位置とは、列方向にｎｐ／４だけずれていることを特徴とする請求項６に記載の洗浄装置。
  8. 　前記複数の突起部材は、前記長手方向の第１の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第２の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第３の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第４の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材とを含み、
    　前記第１の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第４の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
  9. 　前記ロール洗浄部材は、回転する前記基板の回転中心を通って前記回転中心から両側の基板の外周まで至る範囲で前記基板に摺接し、
    　前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置を基準として両側に非対称に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
  10. 　前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置より前記長手方向の一方側の複数の前記突起部材の、前記回転中心に対応する位置からの距離と、前記回転中心に対応する位置より前記長手方向の他方側の複数の前記突起部材の、前記回転中心に対応する位置からの距離とは、ｎｐ／４だけずれていることを特徴とする請求項９に記載の洗浄装置。
  11. 　基板を支持して回転させる基板支持部材と、
    　前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、
    　前記ロール洗浄部材は、その長手方向に等間隔で配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれており、
    　前記複数の突起部材の前記高洗浄力領域が前記基板に摺接したときの軌跡の間には互いに隙間があり、
    　洗浄中に、前記ロール洗浄部材と前記基板支持部材によって回転する前記基板とを相対的に搖動させることを特徴とする洗浄装置。
  12. 　基板を支持して回転させる基板支持部材と、
    　前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するための第１のロール洗浄部材と、
    　前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面をスクラブ洗浄するための第２のロール洗浄部材とを備え、
    　前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材は、それぞれ、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記第１のロール洗浄部材及び前記第２のロール洗浄部材において、前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に等間隔で配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は、互いに前記突起部材列における前記突起部材のピッチの半分だけずれていることを特徴とする洗浄装置。
  13. 　基板を支持して回転させる基板支持部材と、
    　前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、
    　前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記複数の突起部材は、前記長手方向の第１の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第２の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第３の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第４の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材とを含み、
    　前記第１の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第４の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれていることを特徴とする洗浄装置。
  14. 　基板を支持して回転させる基板支持部材と、
    　前記基板支持部材によって回転する前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、
    　前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記ロール洗浄部材は、回転する前記基板の回転中心を通って前記回転中心から両側の基板の外周まで至る範囲で前記基板に摺接し、
    　前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置を境に両側に非対称に配置されることを特徴とする洗浄装置。
  15. 　基板を支持して回転させる基板支持部材と、
    　前記基板支持部材によって回転される前記基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材とを備え、
    　前記ロール洗浄部材は、その長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は互いに前記長手方向にずれており、
    　前記ロール洗浄部材は、前記突起部材が突設される基礎面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに一部が周方向に重なっており、かつ、前記突起部材の接触面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに周方向に離間していることを特徴とする洗浄装置。
  16. 　回転する基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材であって、
    　前記ロール洗浄部材の長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記複数の突起部材は、前記長手方向の第１の列にピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第２の列に前記ピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第３の列に前記ピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材と、前記長手方向の第４の列に前記ピッチｎｐで並ぶ複数の突起部材とを含み、
    　前記第１の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第２の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれており、前記第３の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向の位置と前記第４の列に並ぶ複数の突起部材の前記長手方向とは、ｎｐ／４だけずれていることを特徴とするロール洗浄部材。
  17. 　回転する基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材であって、
    　前記ロール洗浄部材の長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記ロール洗浄部材は、回転する前記基板の回転中心を通って前記回転中心から両側の基板の外周まで至る範囲で前記基板に摺接し、
    　前記複数の突起部材は、前記回転中心に対応する位置を境に両側に非対称に配置されることを特徴とするロール洗浄部材。
  18. 　回転する基板の表面を回転しながらスクラブ洗浄するためのロール洗浄部材であって、
    　前記ロール洗浄部材の長手方向に配列され、前記基板の表面に摺接する複数の突起部材を備え、
    　前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に配置されて複数の突起部材列を形成しており、かつ、前記ロール洗浄部材の周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材の位置は互いに前記長手方向にずれており、
    　前記ロール洗浄部材は、前記突起部材が突設される基礎面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに一部が周方向に重なっており、かつ、前記突起部材の接触面において、周方向に隣り合う突起部材列の複数の突起部材は、互いに周方向に離間していることを特徴とするロール洗浄部材。
  19. 　回転する基板の表面を洗浄するためのロール洗浄部材であって、
    　前記基板の表面に摺接し筒形状を有する複数の突起部材を備え、
    　前記複数の突起部材は、前記ロール洗浄部材の長手方向に一直線上に配列された複数の突起部材列を形成するように配列され、
    　複数の突起部材列を構成する各突起部材は、
    　Ｌｃ＞２Ｒｃ、及び
    　Ｌｂ＜２Ｒｂ
    　を満たす位置に配置され、
    　ここで、Ｌｃは、前記突起部材の接触面における、第１の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線と、第１の突起部材列と周方向に隣り合う第２の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線との間の最短距離であり、
    　Ｒｃは、前記突起部材の接触面における、第１の突起部材列を構成する複数の突起部材の半径の平均長であり、
    　Ｌｂは、前記突起部材が突設される基礎面における、複数の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線と、第１の突起部材列と周方向に隣り合う第２の突起部材列を構成する複数の突起部材の円の中心を通る直線との間の最短距離であり、
    　Ｒｂは、前記突起部材が突設される基礎面における、複数の突起部材列を構成する複数の突起部材の半径の平均長である
    　ことを特徴とするロール洗浄部材。
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