WO2016067563A1 - 基板洗浄ロール、基板洗浄装置、及び基板洗浄方法 - Google Patents

基板洗浄ロール、基板洗浄装置、及び基板洗浄方法 Download PDF

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    • H10P70/27—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive materials, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H10P70/277—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive materials, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarisation of conductive layers

Definitions

  • the present technology relates to a substrate cleaning roll for scrub cleaning the surface of a substrate, a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method for cleaning a substrate using the same.
  • a substrate having a fine structure a substrate on which various material films having different physical properties are formed
  • CMP apparatus substrate polishing apparatus
  • various materials having different physical properties are formed on the substrate surface.
  • a film metal film, barrier film, insulating film, etc.
  • a pencil cleaning that scrubs the surface of the substrate by rotating a member such as a sponge around an axis perpendicular to the surface of the substrate, or a two-fluid cleaning that mixes liquid and gas and sprays on the surface of the substrate.
  • roll cleaning is known in which a surface of the substrate is scrubbed by rotating a member (substrate cleaning roll) such as a cylindrical sponge around an axis parallel to the surface of the substrate.
  • a large number of small cylindrical protrusions are formed on the surface of the substrate cleaning roll.
  • the nodules sequentially move the surface of the substrate.
  • the surface of the substrate is cleaned by rubbing (see, for example, Patent Document 1).
  • the substrate to be cleaned has a disk shape, and has a bevel portion protruding outward at the periphery so that the thickness decreases toward the edge.
  • 4A is a cross-sectional view showing a bevel portion of a so-called straight type substrate
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing a bevel portion of a so-called round type substrate.
  • the bevel portion B includes an upper inclined portion (upper bevel portion) P, a lower inclined portion (lower bevel portion) Q, and a side portion (apex) R.
  • the side portion R is the outermost edge portion of the substrate S, and thus the outermost edge portion is a surface (a line in the cross section).
  • the bevel portion B is a portion having a curved section that is convex outward.
  • the center point T in the thickness direction of the substrate S in the bevel portion B is the outermost edge, and thus the outermost edge is a line (a point in the cross section).
  • the substrate cleaning roll is a roller having a rotation axis parallel to the surface of the substrate, the substrate cleaning roll cannot rub the bevel portion of the substrate S, and particles remain in the bevel portion. Therefore, in the conventional roll cleaning apparatus, a side roller having a rotation axis perpendicular to the surface of the substrate is provided separately from the substrate cleaning roll, and the side roller is rubbed against the side of the substrate, or the end of the substrate cleaning roll is
  • the bevel part is washed by devising the shape (for example, refer to Patent Document 2).
  • FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of the substrate cleaning apparatus disclosed in Patent Document 2.
  • FIG. FIG. 6 is a side view showing a substrate cleaning roll and a substrate of the substrate cleaning apparatus of Patent Document 2.
  • a pair of substrate cleaning rolls 2 a and 2 b can contact and retract on the upper surface (front surface) and lower surface (back surface) of the substrate S so as to sandwich the substrate S from above and below. Is arranged.
  • the substrate cleaning rolls 2a and 2b are formed to be slightly thick at both ends. Thereby, as shown in FIG. 6, the substrate cleaning rolls 2a and 2b rub along the bevel portion of the substrate S at both ends of the substrate cleaning rolls 2a and 2b, and the bevel portion is cleaned.
  • the substrate cleaning apparatus 1 includes a side roller 3 provided at a position where it does not interfere with the substrate cleaning rolls 2a and 2b.
  • the side roller 3 has a columnar shape and rubs and cleans the outermost portion of the substrate S that does not reach the end of the substrate cleaning rolls 2a and 2b.
  • the bevel portion of the substrate S can be cleaned by the substrate cleaning rolls 2 a and 2 b and the side roller 3.
  • the substrate cleaning rolls 2a and 2b are not sufficient, and a side roller different from that is used. 3 is required. This is because the substrate cleaning rolls 2a and 2b cannot clean the outermost edge of the substrate S.
  • the present technology has been made in view of the above problems, and an object of the present technology is to provide a substrate cleaning roll capable of cleaning the outermost edge of the substrate, a substrate cleaning apparatus using the substrate cleaning roll, and a substrate cleaning method.
  • the substrate cleaning roll has a cylindrical shape, contacts the substrate so that the longitudinal direction thereof is parallel to the surface of the substrate, and rotates around the rotation axis in the longitudinal direction.
  • the bevel cleaning section may have a trapezoidal shape in which a cross section by a virtual plane including the rotation axis includes the contact surface. With this configuration, the bevel cleaning section can be easily deformed so as to wrap around the peripheral bevel portion of the substrate.
  • the substrate cleaning roll may be formed with a plurality of nodules that come into contact with the surface of the substrate when cleaning the surface of the substrate, and the bevel cleaning unit is higher than the nodules. It may be high. Also with this configuration, the bevel cleaning part can be easily deformed so as to wrap around the bevel part on the periphery of the substrate.
  • the skin layer may be removed from the inclined surface.
  • the bevel cleaning part can be easily deformed so as to wrap around the bevel part on the periphery of the substrate.
  • a substrate cleaning apparatus includes a substrate holding unit that holds a substrate, a columnar shape, and is in contact with the substrate so that a longitudinal direction thereof is parallel to the surface of the substrate.
  • the substrate cleaning roll for scrub cleaning the surface of the substrate by rotating around, the substrate cleaning roll on the surface of the substrate held by the substrate holding means, and the longitudinal direction on the surface of the substrate
  • the at least one end side in the longitudinal direction is the outermost edge portion of the bevel portion at the periphery of the substrate when the substrate cleaning roll comes into contact with the substrate by the vertical drive mechanism It has a configuration having a bevel cleaning unit having an inclined surface that conflicting. Also with this configuration, the outermost edge of the bevel portion at the periphery of the substrate is cleaned by the bevel cleaning portion of the substrate cleaning roll.
  • the substrate cleaning roll when the bevel portion on the periphery of the substrate has two inclined portions and a side portion therebetween, the substrate cleaning roll is held by the substrate holding means.
  • the inclined surface When the substrate is pressed against the substrate by the vertical drive mechanism, the inclined surface may be deformed, and the inclined surface may come into contact with one of the inclined portion and the side portion of the substrate.
  • the substrate cleaning roll when the bevel portion at the periphery of the substrate has a curved section that is convex outward, the substrate cleaning roll is attached to the substrate held by the substrate holding means.
  • the inclined surface When pressed by the vertical drive mechanism, the inclined surface may be deformed, and the inclined surface may contact a portion between the surface of the substrate and the edge of the bevel portion.
  • the two substrate cleaning rolls may be provided as two substrate cleaning rolls for cleaning the two surfaces of the substrate, respectively.
  • one of the two substrate cleaning rolls comes into contact with an arbitrary portion of the bevel portion on the peripheral edge of the substrate, and the bevel portion can be scrub cleaned without a gap.
  • the substrate cleaning roll having a cylindrical shape is rotated around the rotation axis in the longitudinal direction by holding and rotating the substrate, and the rotating substrate cleaning roll is rotated in the longitudinal direction.
  • a substrate cleaning method for scrub cleaning the surface of the substrate by contacting the rotating substrate so as to be parallel to the surface of the substrate, when the substrate cleaning roll contacts the substrate
  • the substrate cleaning roll has a configuration in which the edge of the bevel cleaning portion formed on at least one end side in the longitudinal direction comes into contact with the outermost edge of the bevel at the periphery of the substrate and cleans the outermost portion. ing. Also with this configuration, the outermost edge of the bevel portion at the periphery of the substrate is cleaned by the bevel cleaning portion of the substrate cleaning roll.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an outline of a cleaning device according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a side view showing the upper substrate cleaning roll, the lower substrate cleaning roll, and the substrate of the substrate cleaning apparatus according to the embodiment of the present technology.
  • FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view showing one end of the scrub member of the lower substrate cleaning roll (retracted state) in the embodiment of the present technology.
  • FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view showing one end of the scrub member of the lower substrate cleaning roll (cleaned state) in the embodiment of the present technology.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing a bevel portion of a straight type substrate.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing a bevel portion of a round type substrate.
  • FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a conventional substrate cleaning apparatus.
  • FIG. 6 is a side view showing a substrate cleaning roll and a substrate of a conventional substrate cleaning apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present technology.
  • the substrate cleaning apparatus 10 has a plurality of horizontally movable substrates (in FIG. 1) that support the peripheral portion of the substrate S and horizontally rotate the substrate S with the surface horizontal. 4) spindles 11 (substrate holding means), an upper substrate cleaning roll (roll sponge) 12 rotatably supported on a roll holder (not shown), and a lower substrate cleaning roll rotatably supported on a roll holder (not shown). (Roll sponge) 13.
  • the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 have a cylindrical shape and extend in a long shape.
  • the upper substrate cleaning roll 12 can be moved up and down with respect to the upper surface (front surface) of the substrate S by the roll holder, and the lower substrate cleaning roll 13 is lowered by the roll holder (lower surface ( It can be raised and lowered with respect to the back surface.
  • the upper substrate cleaning roll 12 is rotated as indicated by an arrow F1 by a driving mechanism (rotation driving means) (not shown), and the lower substrate cleaning roll 13 is rotated as indicated by an arrow F2 by a driving mechanism (not shown).
  • Two cleaning liquid supply nozzles 14 and 15 for supplying a cleaning liquid to the surface of the substrate S are disposed above the substrate S to be supported and rotated by the spindle 11.
  • the cleaning liquid supply nozzle 14 is a nozzle that supplies a rinsing liquid (for example, ultrapure water) to the surface of the substrate S
  • the cleaning liquid supply nozzle 15 is a nozzle that supplies a chemical liquid to the surface of the substrate S.
  • the substrate cleaning apparatus 10 rotates (spins) the top 11a by positioning the peripheral edge of the substrate S in a fitting groove formed on the outer peripheral side of the top 11a provided on the spindle 11 and pressing it inwardly.
  • the substrate S is rotated horizontally.
  • two pieces 11a out of four pieces 11a give a rotational force to the substrate S, and the other two pieces 11a function as a bearing that receives the rotation of the substrate S.
  • all the tops 11a may be coupled to the drive mechanism to apply a rotational force to the substrate S.
  • the rinsing liquid is supplied from the cleaning liquid supply nozzle 14 to the surface of the substrate S, and the chemical liquid is supplied from the cleaning liquid supply nozzle 15 to the surface of the substrate S.
  • the roll 12 is lowered by a vertical driving mechanism (not shown) and brought into contact with the surface of the rotating substrate S, while the lower substrate cleaning roll 13 is rotated and raised by a vertical driving mechanism (not shown).
  • a vertical driving mechanism not shown
  • the surface of the substrate S is scrubbed by the upper substrate cleaning roll 12 in the presence of the cleaning liquid (rinsing liquid and chemical liquid).
  • Each of the upper and lower drive cleaning mechanisms of the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 may move the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 up and down in a direction perpendicular to the surface of the substrate S. It may be moved up and down in an oblique direction with respect to the surface of the substrate S, may be pivoted from a certain point, or may be a combination of these operations.
  • the lengths of the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 are both set slightly longer than the diameter of the substrate S.
  • Upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 is parallel to the central axis (rotation axis) O 1 and O 2 is, the central axis (i.e., center of rotation) O S substantially orthogonal (substrate S on the surface of the substrate S And is disposed so as to extend over the entire length of the diameter of the substrate S. Thereby, the entire front and back surfaces of the substrate S are simultaneously cleaned.
  • the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 are parallel across the substrate S, but the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 are They may be parallel to the surface of the substrate S and have a predetermined angle with each other.
  • the substrate cleaning apparatus 10 may clean the substrate S having a diameter of 450 mm, may clean the substrate S having a diameter of 300 mm, or may clean the substrate S having a smaller diameter.
  • the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 may have the same length as the diameter of the substrate S to be cleaned by the substrate cleaning apparatus 10.
  • FIG. 2 is a side view showing the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 and the substrate S of the substrate cleaning apparatus 10.
  • the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 (hereinafter collectively referred to simply as “substrate cleaning roll”) are fixed to the cylindrical core members 121 and 131 and the outer peripheral surfaces of the core members 121 and 131. It consists of cylindrical scrub members 122 and 132.
  • the scrub members 122 and 132 are porous members made of sponge, PVA, or the like.
  • the scrub members 122 and 132 have a shape in which a plurality of nodules 124 and 134 protrude from base surfaces 123 and 133 that are cylindrical surfaces.
  • the plurality of nodules 124 and 134 are arranged on a plurality of straight lines arranged in parallel with the rotation axis direction (longitudinal direction) a of the substrate cleaning roll. These straight lines are separated at equal intervals in the circumferential direction of the substrate cleaning roll.
  • the nodules 124 and 134 adjacent in the circumferential direction are shifted from each other by a half pitch in the rotation axis direction. Therefore, the plurality of nodules 124 and 134 are arranged at equiangular intervals in the circumferential direction.
  • positioning of a some nodule is only an example, and other arrangement
  • nodules 124 and 134 and a bevel cleaning section are provided on one end of the scrub member 122 of the upper substrate cleaning roll 12 (right end in FIG. 2) and one end of the scrub member 132 of the lower substrate cleaning roll 13 (left end in FIG. 2).
  • Edge nodules 125 and 135 are alternately formed in the circumferential direction.
  • the edge nodules 125 and 135 are formed on the same straight line as the nodules 124 and 134 so as to surround the ends of the scrub members 122 and 132.
  • the positions and intervals may be arbitrary.
  • the edge nodules 125 and 135 and the nodules 124 and 134 are alternately formed.
  • one edge nodule 125 and 135 is formed every two or more nodules 124 and 134.
  • one nodule 124, 134 may be formed every two or more edge nodules 125, 135.
  • the outermost nodules 124 and 134 provided between the edge nodules 125 and 135 are such that the surfaces thereof are the edges of the planar portion of the upper surface of the substrate S (the boundary between the upper surface and the bevel portion) and the substrate S.
  • the lower surface of the lower surface of the substrate S is formed at a position in contact with the edge of the flat surface portion (the boundary between the lower surface and the bevel portion). It is formed at a position in contact with the edge of the portion (boundary between the upper surface and the bevel portion) and the edge of the flat portion of the lower surface of the substrate S (boundary between the lower surface and the bevel portion).
  • 3A and 3B are cross-sectional views of a virtual plane including a rotation axis of the lower substrate cleaning roll 13, showing one end (left end in FIG. 2) of the scrub member 132 of the lower substrate cleaning roll 13 in an enlarged manner. Since one end of the upper substrate cleaning roll 12 (the right end in FIG. 2) is rotationally symmetric with the configuration shown in FIGS. 3A and 3B, with the description of the lower substrate cleaning roll 13 with reference to FIGS. 3A and 3B, The description of the upper substrate cleaning roll 12 is omitted.
  • FIG. 3A shows a retracted state in which the substrate S is not in contact with the lower substrate cleaning roll 13 and FIG. 3B shows a cleaning state in which the substrate S is in contact with the lower substrate cleaning roll 13.
  • FIG. 3B shows a cleaning state in which the substrate S is in contact with the lower substrate cleaning roll 13.
  • 3A and 3B the substrate S is held by a plurality of tops 11a (see FIG. 1).
  • 3A and 3B show an example in which the substrate S is a so-called straight type.
  • the lower substrate cleaning roll 13 is raised by the vertical drive mechanism from the state of FIG. 3A and contacts the substrate S as shown in FIG. 3B.
  • an arrow a indicates the longitudinal direction (rotational axis direction) of the lower substrate cleaning roll 13.
  • the edge nodule 135 has a shape in which a cross section by a virtual plane including the rotation axis of the lower substrate cleaning roll 13 is a trapezoidal shape. That is, the edge nodule 135 includes a substrate-side inclined surface 1351, a top surface 1352, and an outer inclined surface 1353. Note that the edge nodule 135 may not have the top surface 1352 and may have a triangular cross section, and the top surface 1352 may be a curved surface.
  • the edge nodule 135 is higher in height than the nodule 134. Further, the edge nodule 135 is formed such that the substrate side inclined surface 1351 covers the entire lower inclined portion Q of the bevel portion B of the substrate S in the radial direction of the substrate S (longitudinal direction a of the lower substrate cleaning roll 13). And provided at such a position. Therefore, when the substrate S comes into contact with the scrub member 132 of the lower substrate cleaning roll 13, the side portion R that is the outermost portion of the substrate S comes into contact with the substrate-side inclined surface 1351 of the edge nodule 135.
  • the first contact portion C of the edge nodule 135 that first comes into contact with the substrate S when the lower substrate cleaning roll 13 rises and contacts the substrate S is on the substrate-side inclined surface 1351 and from the top surface 1341 of the nodule 134. Is also in a high position.
  • the angle ⁇ formed by the substrate-side inclined surface 1351 with the base surface 133 and the angle ⁇ formed by the outer inclined surface 1353 with the base surface 133 are both acute angles. Further, ⁇ and ⁇ have a relationship of ⁇ ⁇ , that is, the substrate-side inclined surface 1351 has a gentler inclination than the outer inclined surface 1353.
  • the lower substrate cleaning roll 13 is raised by the vertical drive mechanism of the substrate cleaning apparatus 10. As shown in FIG. 3B, the lower substrate cleaning roll 13 is raised until the nodule 134 is further crushed by the substrate S after the top surface 1341 of the nodule 134 contacts the surface of the substrate S. Therefore, the edge nodule 135 is also deformed by further raising of the lower substrate cleaning roll 13 after contacting the bevel portion B of the substrate S at the first contact location C of the substrate side inclined surface 1351.
  • the nodule 134 is pushed and crushed by the surface of the substrate S, and the edge nodule 135 is crushed downward by the bevel portion B of the substrate S at the substrate-side inclined surface 1351.
  • the top surface 1352 and the outer inclined surface 1353 of the edge nodule 135 are slightly inclined inward, and the bevel portion B of the substrate S bites into the substrate-side inclined surface 1351, so that the substrate-side inclined surface 1351 is It contacts the entire lower sloped portion Q of S and the entire side portion R which is the outermost portion.
  • the edge nodule 135 is deformed so that the substrate-side inclined surface 1351 is along the lower inclined portion Q and the side portion R of the substrate S. At this time, the substrate-side inclined surface 1351 is in contact with the lower inclined portion Q over the entire radial direction of the substrate S, and is in contact with the side portion R over the entire vertical direction.
  • the height of the nodule 134 is, for example, 3.0 to 4.5 mm, and the pushing amount of the nodule 134 by the substrate S in the cleaning state (the collapsing amount of the nodule 134) is, for example, 0.5 to 2.0 mm. Further, the height of the edge nodule 135 is, for example, 4.0 mm to 7.0 mm, the inclination angle ⁇ is desirably 40 to 70 degrees, and the inclination angle ⁇ is desirably 80 to 90 degrees.
  • the design of the scrub member 132 is not limited to these.
  • the scrub member 132 is a porous member, but generally, a layer called a skin layer with a relatively small gap is formed on the surface thereof.
  • this skin layer is removed at least on the substrate-side inclined surface 1351, that is, the surface in contact with the substrate S. Therefore, the deformation
  • the edge nodule 135 may be designed such that the edge nodule 135 contacts the entire bevel part B including the upper bevel part P.
  • the edge nodule 135 of the lower substrate cleaning roll 13 has been described above, as described above, the upper substrate cleaning roll 12 is also formed with the same edge nodule 125 at one end, and the upper substrate cleaning roll 12 is moved up and down. Is lowered toward the substrate S, the edge nodule 125 is crushed by the bevel portion B of the substrate S and comes into contact with the upper inclined portion P and the side portion R of the bevel portion B so as to wrap. At this time, the substrate-side inclined surface of the edge nodule 125 is in contact with the upper inclined portion P over the entire radial direction of the substrate S, and is in contact with the side portion R over the entire vertical direction.
  • the upper substrate cleaning roll 12 is retracted upward by the vertical drive mechanism, and the lower substrate cleaning roll 13 is retracted downward by the vertical drive mechanism.
  • this retracted state cleaning preparation state
  • the substrate S is held by the rollers 11a of the plurality of spindles 11, and the spindle 11 is driven to rotate, whereby the substrate S is horizontally rotated around its center.
  • the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply nozzles 14 and 15 to the surface of the substrate S, respectively.
  • the upper substrate cleaning roll 12 is rotationally driven around the rotational axis in the longitudinal direction by the rotational drive mechanism
  • the lower substrate cleaning roll 12 is rotationally driven around the rotational axis in the longitudinal direction by the rotational drive mechanism.
  • the rotating upper substrate cleaning roll 12 is lowered toward the substrate S by the vertical drive mechanism until the nodule 124 is crushed by the substrate S, whereby the bevel portion B of the substrate S is edged.
  • the bevel part B of the substrate S is made to bite into the substrate-side inclined surface of the nodule 125, and the rotating lower substrate cleaning roll 13 is raised toward the substrate S by the vertical drive mechanism until the nodule 134 is crushed by the substrate S.
  • the edge nodule 135 is bitten into the substrate-side inclined surface 1351.
  • the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 are parallel to each other in the longitudinal direction, and the edge nodules 125 and 135 are provided on opposite sides. Therefore, even in the cleaning state, the edge nodule 125 of the upper substrate cleaning roll 12 and the edge nodule 135 of the lower substrate cleaning roll 13 do not interfere (contact) each other.
  • the portions of the scrub members 122 and 132 that come into contact with the substrate S are the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13.
  • the movement direction is provided by the rotation of the cleaning roll 13 and the surface portion of the substrate S that is in contact with the portions of the scrub members 122 and 132 is provided on the follow side (the left front side in FIG. 1) that coincides with the direction of movement by the rotation of the substrate S.
  • it may be provided on the counter side (the back right side in FIG. 1) opposite to that.
  • the edge nodule 125 of the upper substrate cleaning roll 12 is in contact with the entire side portion R in the vertical direction
  • the edge nodule 135 of the lower substrate cleaning roll 13 is in the vertical direction of the side portion R. Since it is in contact with the whole, the entire surface of the side portion R is in contact with both the edge nodule 125 and the edge nodule 135 and is rubbed.
  • edge nodules 125 and 135 are not necessarily in contact with the side portion R over the entire vertical direction. If the portion is rubbed by at least one of the edge nodule 125 and the edge nodule 135, the entire bevel portion B can be cleaned.
  • the edge nodule 125 and the edge nodule 135 have the same shape, the edge nodule 125 contacts at least from the upper side to the center of the substrate S in the thickness direction (the upper half of the upper inclined portion P and the upper half of the side portion R), and the edge If the nodule 135 is in contact with at least the lower side to the center of the substrate S in the thickness direction (the lower half of the lower inclined portion Q and the lower side R), the entire bevel portion B can be cleaned.
  • the edge nodule 125 wraps at least the bevel portion B above the outermost edge T, and the edge nodule 135 is at least the outermost edge T.
  • the entire bevel portion B can be cleaned by the cooperation of the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13.
  • the substrate cleaning apparatus 10 may further include a conventional side roller (see FIG. 5) in addition to the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 having the above-described configuration. This enhances the cleaning of the bevel portion B, particularly the outermost edge portion and the periphery thereof.
  • the substrate cleaning apparatus 10 has a pair of substrate cleaning rolls above and below the substrate S. However, only one of the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 is provided. Also good.
  • the edge nodules 125 and 135 are formed only on one end side in the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13, but edge nodules may be formed on both ends.
  • the upper substrate cleaning roll 12 and the lower substrate cleaning roll 13 are provided in parallel to each other on the front side and the back side of the substrate S, and the edge nodules 125 of the upper substrate cleaning roll 12 are provided.
  • the edge nodule 135 of the lower substrate cleaning roll 13 and the edge nodule 135 of the lower substrate cleaning roll 13 are formed on the same side. Also good.
  • a plurality of edge nodules 125 and 135 are provided over the entire circumference of the substrate cleaning roll. However, these may be integrally formed over the entire circumference. In this case, the portions of the scrub member 122 and the scrub member 132 that bite into the bevel portion B of the substrate S become the bevel cleaning portion.
  • the cross-sectional shape of the bevel cleaning section may be the same as that shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the present technology has an effect that the outermost edge of the bevel portion on the periphery of the substrate can be cleaned by the bevel cleaning portion of the substrate cleaning roll, and the substrate cleaning roll for scrub cleaning the surface of the substrate, and the substrate using the same. It is useful as a substrate cleaning apparatus for cleaning.
  • Substrate cleaning device 11 Spindle (substrate holding means) 12 Upper substrate cleaning roll 13 Lower substrate cleaning roll 122, 132 Scrub member 124, 134 Nodule 125, 135 Edge nodule (Bevel cleaning unit)

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Abstract

　基板の最縁部を洗浄可能な基板洗浄ロール、及びそれを用いた基板洗浄装置を提供する。基板洗浄装置（１０）は、基板（Ｓ）を保持するスピンドル（１１）と、円柱形状を有し、長手方向が基板（Ｓ）の表面と平行になるように基板（Ｓ）に接触して長手方向の回転軸周りに回転することで基板（Ｓ）の表面をスクラブ洗浄するための下部基板洗浄ロール（１３）と、下部基板洗浄ロール（１３）を、基板（Ｓ）の下側表面に、長手方向が基板（Ｓ）の表面に水平になるように押し付ける上下駆動機構と、上下駆動機構によって基板（Ｓ）の下側表面に押し付けられた下部基板洗浄ロール（１３）を回転軸周りに回転させる回転駆動機構とを備えている。下部基板洗浄ロール（１３）は、長手方向の少なくとも一端側に、下部基板洗浄ロール（１３）が基板（Ｓ）と接触したときに基板（Ｓ）の周縁のベベル部（Ｂ）の最縁部である側部（Ｒ）に抵触する傾斜面（１３５１）を有するエッジのジュール（１３５）を備えている。

Description

基板洗浄ロール、基板洗浄装置、及び基板洗浄方法 関連する出願
　本出願では、２０１４年１０月３１日に日本国に出願された特許出願番号２０１４－２２３７２８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、基板の表面をスクラブ洗浄するための基板洗浄ロール、それを用いて基板を洗浄する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関するものである。
　近年、半導体デバイスの微細化にともなって、微細構造を有する基板（物性の異なる様々な材料膜を形成した基板）の加工が行われている。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装置）により、余分な金属を研磨除去して、基板表面に物性の異なる様々な材料膜（金属膜、バリア膜、絶縁膜など）が形成される。このような基板表面には、ＣＭＰ研磨で使用されたスラリー残渣や金属研磨屑（Ｃｕ研磨屑など）が存在する。そのため、基板表面が複雑で洗浄が困難な場合など、基板表面の洗浄が充分に行わない場合には、残渣物などの影響によってリークや密着性不良が発生し、信頼性低下の原因になるおそれがある。そこで、半導体基板の研磨を行うＣＭＰ装置では、研磨後に洗浄が行われる。
　基板の洗浄方法としては、スポンジ等の部材を基板の表面と垂直な軸周りに回転させて基板の表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄、液体と気体とを混合させて基板の表面に吹き付ける二流体洗浄のほか、円筒形状のスポンジ等の部材（基板洗浄ロール）を基板の表面と平行な軸周りに回転させて基板の表面をスクラブ洗浄するロール洗浄が知られている。
　この基板洗浄ロールの表面には、多数の小さな円柱形状の突起（ノジュール）が形成されており、基板洗浄ロールが基板の表面と平行な軸周りに回転することで、ノジュールが順に基板の表面を擦って基板の表面を洗浄する（例えば、特許文献１参照）。
　洗浄対象である基板は、円板状であり、その周縁に、縁に向かって厚さが薄くなるように外側に突出したベベル部を有する。図４Ａはいわゆるストレート型の基板のベベル部を示す断面図であり、図４Ｂはいわゆるラウンド型の基板のベベル部を示す断面図である。図４Ａの基板Ｓにおいて、ベベル部Ｂは、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、及び側部（アペックス）Ｒから構成される。図４Ａの例では、側部Ｒが基板Ｓの最縁部であり、よって、最縁部は面（断面では線）である。図４Ｂの基板Ｓにおいては、ベベル部Ｂは、外側に凸の湾曲した断面を有する部分である。図４Ｂの例では、ベベル部Ｂにおける基板Ｓの厚さ方向の中央の点Ｔが最縁部であり、よって、最縁部は線（断面では点）である。
　基板洗浄ロールは、基板の表面に平行な回転軸を有するローラであるので、基板洗浄ロールは基板Ｓのベベル部を擦ることができず、ベベル部にパーティクルが残存してしまう。そこで、従来のロール洗浄装置では、基板洗浄ロールとは別に、基板の表面と垂直な回転軸を有するサイドローラを設けてこのサイドローラを基板の側部に擦り付けたり、基板洗浄ロールの端部の形状を工夫したりすることでベベル部を洗浄している（例えば、特許文献２参照）。
　図５は、特許文献２の基板洗浄装置の全体構成を示す図である。図６は、特許文献２の基板洗浄装置の基板洗浄ロールと基板とを示す側面図である。この基板洗浄装置１では、基板Ｓを上下方向から挟むように一対の基板洗浄ロール２ａ、２ｂが、基板Ｓの上側表面（おもて面）及び下側表面（うら面）に接触・退避可能に配置されている。この基板洗浄ロール２ａ、２ｂは、両端部がわずかに太く形成されている。これにより、図６に示すように、基板洗浄ロール２ａ、２ｂの両端部では、基板洗浄ロール２ａ、２ｂが基板Ｓのベベル部に沿って、ベベル部を擦り、ベベル部が洗浄される。
　また、基板洗浄装置１は、基板洗浄ロール２ａ、２ｂと干渉しない位置に設けられたサイドローラ３を備えている。サイドローラ３は、円柱状であり、基板洗浄ロール２ａ、２ｂの端部では届かない基板Ｓの最縁部を擦って洗浄する。このような基板洗浄ロール２ａ、２ｂ、及びサイドローラ３によって、基板Ｓのベベル部を洗浄することができる。
国際公開第９８／０２０９８７号 特開２００３－１６３１９６号公報
　しかしながら、特許文献２に記載の基板洗浄装置１では、基板Ｓの最縁部を含む基板のベベル部全体を洗浄するために、基板洗浄ロール２ａ、２ｂのみでは足りず、それとは別のサイドローラ３を必要とする。これは、基板洗浄ロール２ａ、２ｂでは基板Ｓの最縁部を洗浄できないからである。
　本技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板の最縁部を洗浄可能な基板洗浄ロール、及びそれを用いた基板洗浄装置、基板洗浄方法を提供することを目的とする。
　本技術の一態様の基板洗浄ロールは、円柱形状を有し、長手方向が基板の表面と平行になるように前記基板に接触して前記長手方向の回転軸周りに回転することで前記基板の表面をスクラブ洗浄するための基板洗浄ロールであって、前記長手方向の少なくとも一端側に、前記基板洗浄ロールが前記基板と接触して前記基板の表面を洗浄するときに前記基板の周縁のベベル部の最縁部に抵触する傾斜面を有するベベル洗浄部を備えた構成を有している。この構成により、基板の周縁のベベル部の最縁部が基板洗浄ロールのベベル洗浄部によって洗浄される。
　上記の基板洗浄ロールにおいて、前記ベベル洗浄部は、前記回転軸を含む仮想平面による断面が前記接触面を含む台形形状を有していてよい。この構成により、ベベル洗浄部が容易に基板の周縁のベベル部を包み込むように変形できる。
　上記の基板洗浄ロールにおいて、前記基板洗浄ロールには、前記基板の表面を洗浄する際に前記基板の表面と接触する複数のノジュールが形成されていてよく、前記ベベル洗浄部は、前記ノジュールより高さが高くてよい。この構成によっても、ベベル洗浄部が容易に基板の周縁のベベル部を包み込むように変形できる。
　上記の基板洗浄ロールにおいて、前記傾斜面は、スキン層が除去されていてよい。この構成によっても、ベベル洗浄部が容易に基板の周縁のベベル部を包み込むように変形できる。
　本技術の一態様の基板洗浄装置は、基板を保持する基板保持手段と、円柱形状を有し、長手方向が基板の表面と平行になるように前記基板に接触して前記長手方向の回転軸周りに回転することで前記基板の表面をスクラブ洗浄するための基板洗浄ロールと、前記基板洗浄ロールを、前記基板保持手段によって保持された前記基板の表面に、前記長手方向が前記基板の表面に水平になるように押し付ける上下駆動機構と、前記上下駆動機構によって前記基板の表面に押し付けられた前記基板洗浄ロールを前記長手方向の回転軸周りに回転させる回転駆動機構とを備え、前記基板洗浄ロールは、前記長手方向の少なくとも一端側に、前記基板洗浄ロールが前記上下駆動機構によって前記基板と接触したときに前記基板の周縁のベベル部の最縁部に抵触する傾斜面を有するベベル洗浄部を備えた構成を有している。この構成によっても、基板の周縁のベベル部の最縁部が基板洗浄ロールのベベル洗浄部によって洗浄される。
　上記の基板洗浄装置において、前記基板の周縁の前記ベベル部が、２つの傾斜部とその間の側部とを有している場合に、前記基板洗浄ロールは、前記基板保持手段によって保持された前記基板に、前記上下駆動機構によって押し付けられたときに、前記傾斜面が変形して、前記傾斜面が前記基板の１つの前記傾斜部と前記側部とに接触してよい。この構成によって、基板のベベル部がいわゆるストレート型であるときに、その側部まで基板洗浄ロールで洗浄することができる。
　上記の基板洗浄装置において、前記基板の周縁の前記ベベル部が、外側に凸の湾曲した断面を有している場合に、前記基板洗浄ロールは、前記基板保持手段によって保持された前記基板に、前記上下駆動機構によって押し付けられたときに、前記傾斜面が変形して、前記傾斜面が前記基板の前記表面から前記ベベル部の最縁部までの間の部分に接触してよい。この構成により、基板のベベル部がいわゆるラウンド型であるときに、その最縁部まで基板洗浄ロールで洗浄することができる。
　上記の基板洗浄装置において、前記基板の２つ表面をそれぞれ洗浄する２つの基板洗浄ロールとして、前記基板洗浄ロールを２つ備えていてよい。この構成により、基板の周縁のベベル部の任意の部分に２つの基板洗浄ロールのいずれかのべベベル洗浄部が接触することとなり、ベベル部を隙間なくスクラブ洗浄できる。
　本技術の一態様の基板洗浄方法は、基板を保持して回転させ、円柱形状を有する基板洗浄ロールをその長手方向の回転軸周りに回転させ、回転する前記基板洗浄ロールを、前記長手方向が前記基板の表面と平行になるように、回転する前記基板に接触させることで、前記基板の表面をスクラブ洗浄する基板洗浄方法であって、前記基板洗浄ロールが前記基板と接触したときに、前記基板洗浄ロールが、前記長手方向の少なくとも一端側に形成されたベベル洗浄部の傾斜面で、前記基板の周縁のベベル部の最縁部に接触して前記最縁部を洗浄する構成を有している。この構成によっても、基板の周縁のベベル部の最縁部が基板洗浄ロールのベベル洗浄部によって洗浄される。
図１は、本技術の実施の形態における洗浄装置の概要を示す斜視図である。 図２は、本技術の実施の形態における基板洗浄装置の上部基板洗浄ロール及び下部基板洗浄ロールと基板を示す側面図である。 図３Ａは、本技術の実施の形態における下部基板洗浄ロール（退避状態）のスクラブ部材の一端を拡大して示した断面図である。 図３Ｂは、本技術の実施の形態における下部基板洗浄ロール（洗浄状態）のスクラブ部材の一端を拡大して示した断面図である。 図４Ａは、ストレート型の基板のベベル部を示す断面図である。 図４Ｂは、ラウンド型の基板のベベル部を示す断面図である。 図５は、従来の基板洗浄装置の全体構成を示す図である。 図６は、従来の基板洗浄装置の基板洗浄ロールと基板とを示す側面図である。
　以下、本技術の実施の形態の基板洗浄ロール及び基板洗浄装置について、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。
　図１は、本技術の実施の形態に係る基板洗浄装置の概要を示す斜視図である。図１に示すように、基板洗浄装置１０は、基板回転機構として、表面を水平にして基板Ｓの周縁部を支持し基板Ｓを水平回転させる、水平方向に移動自在な複数本（図１では４本）のスピンドル１１（基板保持手段）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基板洗浄ロール（ロールスポンジ）１２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基板洗浄ロール（ロールスポンジ）１３とを備えている。上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３は、円柱形状を有し、長尺状に延びている。なお、上部基板洗浄ロール１２は、そのロールホルダによって基板Ｓの上側表面（おもて面）に対して昇降自在であり、下部基板洗浄ロール１３は、そのロールホルダによって基板Ｓの下側表面（うら面）に対して昇降自在である。
　上部基板洗浄ロール１２は、図示しない駆動機構（回転駆動手段）によって、矢印Ｆ１に示すように回転し、下部基板洗浄ロール１３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１１で支持して回転させる基板Ｓの上方に位置して、基板Ｓの表面に洗浄液を供給する２つの洗浄液供給ノズル１４、１５が配置されている。洗浄液供給ノズル１４は、基板Ｓ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１５は、基板Ｓの表面に薬液を供給するノズルである。
　基板洗浄装置１０は、スピンドル１１の上部に設けたコマ１１ａの外周側部に形成した嵌合溝内に基板Ｓの周縁部を位置させて内方に押し付けてコマ１１ａを回転（自転）させることにより、基板Ｓを水平に回転させる。この例では、４個のコマ１１ａのうち２個のコマ１１ａが基板Ｓに回転力を与え、他の２個のコマ１１ａは、基板Ｓ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１１ａを駆動機構に連結して、基板Ｓに回転力を付与するようにしてもよい。
　このように基板Ｓを水平に回転させた状態で、洗浄液供給ノズル１４から基板Ｓの表面にリンス液を供給し、かつ洗浄液供給ノズル１５から基板Ｓの表面に薬液を供給しつつ、上部基板洗浄ロール１２を回転させながら図示しない上下駆動機構によって下降させて回転中の基板Ｓの表面に接触させ、下部基板洗浄ロール１３を回転させながら図示しない上下駆動機構によって上昇させて回転中の基板Ｓの裏面に接触させ、これによって、洗浄液（リンス液及び薬液）の存在下で、基板Ｓの表面を上部基板洗浄ロール１２でスクラブ洗浄する。なお、上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３の各々の上下駆動機構は、上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３を基板Ｓの表面に垂直な方向に上下動させてもよいし、基板Ｓの表面に対して斜め方向に上下動させてもよいし、ある点を起点としてピボット動作させてもよいし、それらの動作を組み合わせた動作をさせてもよい。
　上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３の長さは、いずれも基板Ｓの直径より僅かに長く設定されている。上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３は、その中心軸（回転軸）Ｏ１及びＯ２が、基板Ｓの中心軸（即ち回転中心）ＯＳとほぼ直交し（基板Ｓの表面と平行であり）、かつ基板Ｓ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Ｓの表裏の全表面が同時に洗浄される。本実施の形態の、基板洗浄装置１０では、上部基板洗浄ロール１２と下部基板洗浄ロール１３とは、基板Ｓを挟んで平行であるが、上部基板洗浄ロール１２と下部基板洗浄ロール１３とが、基板Ｓの表面に平行に、かつ互いに所定の角度をなしていてもよい。
　なお、基板洗浄装置１０は、直径４５０ｍｍの基板Ｓを洗浄するものであってもよいし、直径３００ｍｍの基板Ｓを洗浄するものであってもよいし、それより小さい直径の基板Ｓを洗浄するものであってもよいが、上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３は、基板洗浄装置１０が洗浄対象とする基板Ｓの直径と同程度の長さを有する。
　図２は、基板洗浄装置１０の上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３と基板Ｓを示す側面図である。上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３（以下、総称して単に「基板洗浄ロール」という。）は、円柱形状の芯材１２１、１３１と、芯材１２１、１３１の外周面に固定された筒状のスクラブ部材１２２、１３２とからなる。スクラブ部材１２２、１３２は、スポンジ、ＰＶＡ等からなる多孔質部材である。スクラブ部材１２２、１３２は、円柱の表面である基面１２３、１３３から複数のノジュール１２４、１３４が突出した形状を有している。
　複数のノジュール１２４、１３４は、基板洗浄ロールの回転軸方向（長手方向）ａに平行に並んだ複数の直線上に並べられている。これらの直線は基板洗浄ロールの周方向に等間隔に離れている。周方向に隣り合うノジュール１２４、１３４は、互いに回転軸方向に半ピッチずれている。よって、複数のノジュール１２４、１３４は、周方向に等角度間隔で並んでいる。なお、複数のノジュールのこのような配置は一例にすぎず、他の配置が採用されてもよい。
　上部基板洗浄ロール１２のスクラブ部材１２２の一端（図２の右側端）及び下部基板洗浄ロール１３のスクラブ部材１３２の一端（図２の左側端）には、ノジュール１２４、１３４とベベル洗浄部としてのエッジノジュール１２５、１３５とが周方向に交互に形成されている。本実施の形態では、エッジノジュール１２５、１３５は、ノジュール１２４、１３４と同じ直線上に、スクラブ部材１２２、１３２の端部の周囲を囲んで形成されているが、エッジノジュール１２５、１３５の周方向の位置及び間隔は任意であってよい。また、本実施の形態では、エッジノジュール１２５、１３５とノジュール１２４、１３４とが交互に形成されているが、２つないしそれ以上のノジュール１２４、１３４おきに１つのエッジノジュール１２５、１３５が形成されていてもよいし、逆に２つないしそれ以上のエッジノジュール１２５、１３５おきに１つのノジュール１２４、１３４が形成されていてもよい。
　また、エッジノジュール１２５、１３５との間に設けられた最も外側のノジュール１２４、１３４は、その表面が、基板Ｓの上側表面の平面部の縁（上側表面とベベル部との境界）及び基板Ｓの下側表面の平面部の縁（下側表面とベベル部との境界）と接触する位置に形成され、エッジノジュール１２５、１３５も、後述する基板側傾斜面１３５１が基板Ｓの上側表面の平面部の縁（上側表面とベベル部との境界）及び基板Ｓの下側表面の平面部の縁（下側表面とベベル部との境界）と接触する位置に形成される。
　図３Ａ及び図３Ｂは、下部基板洗浄ロール１３のスクラブ部材１３２の一端（図２の左端端）を拡大して示した、下部基板洗浄ロール１３の回転軸を含む仮想平面による断面図である。なお、上部基板洗浄ロール１２の一端（図２の右端端）は、図３Ａ及び図３Ｂに示す構成と回転対称にあるので、図３Ａ及び図３Ｂを参照した下部基板洗浄ロール１３の説明をもって、上部基板洗浄ロール１２の説明を省略する。
　図３Ａは、基板Ｓが下部基板洗浄ロール１３に接触していない退避状態を示しており、図３Ｂは、基板Ｓが下部基板洗浄ロール１３に接触している洗浄状態を示している。図３Ａ及びＢにおいて、基板Ｓは複数のコマ１１ａ（図１参照）に保持されている。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、基板Ｓがいわゆるストレート型である例を示している。下部基板洗浄ロール１３は、図３Ａの状態から上下駆動機構によって上昇させられて、図３Ｂに示すように基板Ｓに接触する。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、矢印ａは、下部基板洗浄ロール１３の長手方向（回転軸方向）を示している。
　図３Ａに示すように、エッジノジュール１３５は、下部基板洗浄ロール１３の回転軸を含む仮想平面による断面が台形形状となる形状を有している。即ち、エッジノジュール１３５は、基板側傾斜面１３５１と、頂面１３５２と、外側傾斜面１３５３とから構成される。なお、エッジノジュール１３５は、頂面１３５２を有さず断面が三角形となる形状であってもよく、また頂面１３５２が曲面であってもよい。
　エッジノジュール１３５は、ノジュール１３４よりもその高さが高い。また、エッジノジュール１３５は、基板側傾斜面１３５１が基板Ｓの径方向（下部基板洗浄ロール１３の長手方向ａ）に基板Ｓのベベル部Ｂの下側傾斜部Ｑをすべてカバーする長さに形成され、かつそのような位置に設けられている。よって、基板Ｓが下部基板洗浄ロール１３のスクラブ部材１３２と接触する際には、基板Ｓの最縁部である側部Ｒは、エッジノジュール１３５の基板側傾斜面１３５１に接触する。下部基板洗浄ロール１３が上昇して基板Ｓと接触する際に最初に基板Ｓと接触するエッジノジュール１３５の第一接触箇所Ｃは、基板側傾斜面１３５１にあり、かつノジュール１３４の頂面１３４１よりも高い位置にある。
　図３Ａに示すように、基板側傾斜面１３５１が基面１３３となす角αと外側傾斜面１３５３が基面１３３となす角βは、いずれも鋭角である。また、αとβとはα＜βの関係にあり、すなわち、基板側傾斜面１３５１の方が、外側傾斜面１３５３よりも傾斜が緩やかである。
　洗浄時には、基板洗浄装置１０の上下駆動機構によって下部基板洗浄ロール１３が上昇する。下部基板洗浄ロール１３は、図３Ｂに示すように、ノジュール１３４の頂面１３４１が基板Ｓの表面に接触した後、さらにノジュール１３４が基板Ｓによって押し潰されるまで上昇させられる。従って、エッジノジュール１３５も、基板側傾斜面１３５１の第一接触箇所Ｃにて基板Ｓのベベル部Ｂに接触した後に、下部基板洗浄ロール１３のさらなる上昇によってエッジノジュール１３５が変形する。
　図３Ｂに示すように、洗浄状態においては、ノジュール１３４は基板Ｓの表面に押されて潰れるとともに、エッジノジュール１３５は、その基板側傾斜面１３５１が基板Ｓのベベル部Ｂによって下方に押し潰される。これによって、エッジノジュール１３５の頂面１３５２及び外側傾斜面１３５３は、若干内側に傾倒し、かつ、基板Ｓのベベル部Ｂが基板側傾斜面１３５１に食い込むことで、基板側傾斜面１３５１は、基板Ｓの下側傾斜部Ｑの全体及び最縁部である側部Ｒの全体と接触する。すなわち、エッジノジュール１３５は、その基板側傾斜面１３５１が基板Ｓの下側傾斜部Ｑ及び側部Ｒに沿うように変形する。このとき、基板側傾斜面１３５１は、基板Ｓの径方向全体にわたって下側傾斜部Ｑと接触し、垂直方向全体にわたって側部Ｒと接触する。
　ノジュール１３４の高さは、例えば３．０～４．５ｍｍであり、洗浄状態での基板Ｓによるノジュール１３４の押し込み量（ノジュール１３４の潰れ量）は、例えば０．５～２．０ｍｍである。また、エッジノジュール１３５の高さは、例えば４．０ｍｍ～７．０ｍｍであり、傾斜角αは望ましくは４０～７０度であり、傾斜角βは望ましくは８０～９０度である。なお、スクラブ部材１３２の設計はこれらに限られない。
　上述のように、スクラブ部材１３２は多孔質部材であるが、一般的には、その表面には、スキン層と呼ばれる比較的隙間の少ない層が形成されている。しかしながら、本実施の形態のエッジノジュール１３５では、少なくとも基板側傾斜面１３５１、すなわち基板Ｓと接触する面において、このスキン層が除去されている。従って、図３Ｂに示すように基板Ｓのベベル部Ｂを包み込むような変形が容易に実現される。
　なお、図３Ｂは、押しつぶされたエッジノジュール１３５が下側ベベル部Ｑ、側部Ｒ、及び上側ベベル部Ｐの一部と接触する例を示しているが、エッジノジュール１３５がベベル部Ｂによって押しつぶされた結果、エッジノジュール１３５が上側ベベル部Ｐも含むベベル部Ｂ全体と接触するように、エッジノジュール１３５を設計してもよい。
　以上、下部基板洗浄ロール１３のエッジノジュール１３５について説明したが、上述のように、上部基板洗浄ロール１２にも一端に同様のエッジノジュール１２５が形成されており、上部基板洗浄ロール１２が上下駆動機構によって基板Ｓに向けて下降すると、基板Ｓのベベル部Ｂによってエッジノジュール１２５が押し潰されて、ベベル部Ｂの上側傾斜部Ｐ及び側部Ｒを包み込むようにしてそれらと接触する。このとき、エッジノジュール１２５の基板側傾斜面は、基板Ｓの径方向全体にわたって上側傾斜部Ｐと接触し、垂直方向全体にわたって側部Ｒと接触する。
　洗浄時には、上下駆動機構によって、上部基板洗浄ロール１２を上方に退避させ、上下駆動機構によって、下部基板洗浄ロール１３を下方に退避させる。この退避状態（洗浄準備状態）で、複数のスピンドル１１のコロ１１ａによって基板Ｓを保持させて、スピンドル１１を回転駆動させることで、基板Ｓをその中心周りに水平回転させる。また、洗浄液供給ノズル１４、１５からそれぞれ基板Ｓの表面に洗浄液を供給する。さらに、回転駆動機構によって、上部基板洗浄ロール１２をその長手方向の回転軸周りに回転駆動し、回転駆動機構によって、下部基板洗浄ロール１２をその長手方向の回転軸周りに回転駆動する。
　上記のように洗浄準備が完了すると、回転する上部基板洗浄ロール１２を上下駆動機構によって基板Ｓに向けてノジュール１２４が基板Ｓによって押し潰されるまで下降させることで、基板Ｓのベベル部Ｂをエッジノジュール１２５の基板側傾斜面に食い込ませ、回転する下部基板洗浄ロール１３を上下駆動機構によって基板Ｓに向けてノジュール１３４が基板Ｓによって押し潰されるまで上昇させることで、基板Ｓのベベル部Ｂをエッジノジュール１３５の基板側傾斜面１３５１に食い込ませる。これによって、基板Ｓの表面のみならず、基板Ｓのベベル部Ｂも基板洗浄ロールによって洗浄することが可能になる。
　図２に示すように、上部基板洗浄ロール１２と下部基板洗浄ロール１３とは長手方向が互いに平行であり、それぞれのエッジノジュール１２５、１３５は互いに逆側に設けられている。よって、洗浄状態にあっても、上部基板洗浄ロール１２のエッジノジュール１２５と下部基板洗浄ロール１３のエッジノジュール１３５とが互いに干渉（接触）することはない。
　なお、上部基板洗浄ロール１２や下部基板洗浄ロール１３において、一端側のみにエッジノジュール１２５、１３５を設ける場合に、基板Ｓと接触するスクラブ部材１２２、１３２の部分が上部基板洗浄ロール１２や下部基板洗浄ロール１３の回転によって移動方向と、スクラブ部材１２２、１３２の部分と接触する基板Ｓの表面部分が基板Ｓの回転によって移動する方向と一致するフォロー側（図１の左手前側）に設けられてよく、あるいは、それとは逆のカウンタ側（図１の右奥側）に設けられてもよい。
　なお、上記の実施の形態では、上部基板洗浄ロール１２のエッジノジュール１２５が垂直方向に側部Ｒの全体と接触し、かつ、下部基板洗浄ロール１３のエッジノジュール１３５が垂直方向に側部Ｒの全体と接触するので、側部Ｒの全面がエッジノジュール１２５及びエッジノジュール１３５のいずれとも接触して、擦られる。
　上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３のいずれもがエッジノジュールを有する場合には、エッジノジュール１２５、１３５は、必ずしも垂直方向全体にわたって側部Ｒと接触する必要はなく、ベベル部Ｂの任意の箇所が、エッジノジュール１２５及びエッジノジュール１３５の少なくともいずれかによって擦られれば、ベベル部Ｂ全体を洗浄できる。エッジノジュール１２５及びエッジノジュール１３５が同じ形状である場合には、エッジノジュール１２５が少なくとも基板Ｓの厚さ方向の上側から中央まで（上側傾斜部Ｐと側部Ｒの上半分）と接触し、エッジノジュール１３５が少なくとも基板Ｓの厚さ方向の下側から中央まで（下側傾斜部Ｑと側部Ｒの下半分）と接触すれば、ベベル部Ｂの全体を洗浄できる。
　また、基板Ｓのベベル部Ｂが図４Ａに示すいわゆるラウンド型である場合にも、エッジノジュール１２５が少なくとも最縁部Ｔよりも上側のベベル部Ｂを包み込み、エッジノジュール１３５が少なくとも最縁部Ｔよりも下側のベベル部Ｂを包み込むこととで、上部基板洗浄ロール１２と下部基板洗浄ロール１３との協働によってベベル部Ｂの全体を洗浄できる。
　なお、基板洗浄装置１０は、上記の構成の上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３に加えて、従来のサイドローラ（図５参照）をさらに備えていてもよい。これにより、ベベル部Ｂの特に最縁部及びその周辺の洗浄が強化される。また、上記の実施の形態では、基板洗浄装置１０が基板Ｓの上下に一対の基板洗浄ロールを有していたが、上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３の一方のみが設けられていてもよい。また、上記の実施の形態では、上部基板洗浄ロール１２及び下部基板洗浄ロール１３において、一端側のみにエッジノジュール１２５、１３５が形成されていたが、両端にエッジノジュールが形成されてもよい。また、上記の実施の形態では、上部基板洗浄ロール１２と下部基板洗浄ロール１３とが、互いに平行に、基板Ｓの表側と裏側にそれぞれ設けられており、かつ上部基板洗浄ロール１２のエッジノジュール１２５と下部基板洗浄ロール１３のエッジノジュール１３５とが互いに反対側に形成されていたが、上部基板洗浄ロール１２のエッジノジュール１２５と下部基板洗浄ロール１３のエッジノジュール１３５とが同じ側に形成されていてもよい。
　また、上記の実施の形態では、エッジノジュール１２５、１３５が、基板洗浄ロールの全周に亘って複数設けられていたが、これらが全周に亘って一体的に形成されてもよい。この場合には、基板Ｓのベベル部Ｂに食い込むスクラブ部材１２２及びスクラブ部材１３２の部分がベベル洗浄部となる。このベベル洗浄部の断面形状は図３Ａ及び図３Ｂに示したものと同じであってよい。
　以上に現時点で考えられる本技術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、本技術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。
　本技術は、基板の周縁のベベル部の最縁部が基板洗浄ロールのベベル洗浄部によって洗浄できるという効果を有し、基板の表面をスクラブ洗浄するための基板洗浄ロール、それを用いて基板を洗浄する基板洗浄装置等として有用である。
　１０　基板洗浄装置
　１１　スピンドル（基板保持手段）
　１２　上部基板洗浄ロール
　１３　下部基板洗浄ロール
　１２２、１３２　スクラブ部材
　１２４、１３４　ノジュール
　１２５、１３５　エッジノジュール（ベベル洗浄部）

Claims (9)

  1. 　円柱形状を有し、長手方向が基板の表面と平行になるように前記基板に接触して前記長手方向の回転軸周りに回転することで前記基板の表面をスクラブ洗浄するための基板洗浄ロールであって、
    　前記長手方向の少なくとも一端側に、前記基板洗浄ロールが前記基板と接触して前記基板の表面を洗浄するときに前記基板の周縁のベベル部の最縁部に抵触する傾斜面を有するベベル洗浄部を備えたことを特徴とする基板洗浄ロール。
  2. 　前記ベベル洗浄部は、前記回転軸を含む仮想平面による断面が前記接触面を含む台形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄ロール。
  3. 　前記基板洗浄ロールには、前記基板の表面を洗浄する際に前記基板の表面と接触する複数のノジュールが形成されており、
    　前記ベベル洗浄部は、前記ノジュールより高さが高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄ロール。
  4. 　前記傾斜面は、スキン層が除去されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板洗浄ロール。
  5. 　基板を保持する基板保持手段と、
    　円柱形状を有し、長手方向が基板の表面と平行になるように前記基板に接触して前記長手方向の回転軸周りに回転することで前記基板の表面をスクラブ洗浄するための基板洗浄ロールと、
    　前記基板洗浄ロールを、前記基板保持手段によって保持された前記基板の表面に、前記長手方向が前記基板の表面に水平になるように押し付ける上下駆動機構と、
    　前記上下駆動機構によって前記基板の表面に押し付けられた前記基板洗浄ロールを前記長手方向の回転軸周りに回転させる回転駆動機構と、
    　を備え、
    　前記基板洗浄ロールは、前記長手方向の少なくとも一端側に、前記基板洗浄ロールが前記上下駆動機構によって前記基板と接触したときに前記基板の周縁のベベル部の最縁部に抵触する傾斜面を有するベベル洗浄部を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
  6. 　前記基板の周縁の前記ベベル部は、２つの傾斜部とその間の側部とを有し、
    　前記基板洗浄ロールは、前記基板保持手段によって保持された前記基板に、前記上下駆動機構によって押し付けられたときに、前記傾斜面が変形して、前記傾斜面が前記基板の１つの前記傾斜部と前記側部とに接触することを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
  7. 　前記基板の周縁の前記ベベル部は、外側に凸の湾曲した断面を有し、
    　前記基板洗浄ロールは、前記基板保持手段によって保持された前記基板に、前記上下駆動機構によって押し付けられたときに、前記傾斜面が変形して、前記傾斜面が前記基板の前記表面から前記ベベル部の最縁部までの間の部分に接触することを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
  8. 　前記基板の２つ表面をそれぞれ洗浄する２つの基板洗浄ロールとして、前記基板洗浄ロールを２つ備えたことを特徴とする請求項５なしい７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
  9. 　基板を保持して回転させ、
    　円柱形状を有する基板洗浄ロールをその長手方向の回転軸周りに回転させ、
    　回転する前記基板洗浄ロールを、前記長手方向が前記基板の表面と平行になるように、回転する前記基板に接触させることで、前記基板の表面をスクラブ洗浄する基板洗浄方法であって、
    　前記基板洗浄ロールが前記基板と接触したときに、前記基板洗浄ロールが、前記長手方向の少なくとも一端側に形成されたベベル洗浄部の傾斜面で、前記基板の周縁のベベル部の最縁部に接触して前記最縁部を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
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