WO2023037716A1 - 基板洗浄装置、基板処理装置、及び基板洗浄装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

基板洗浄装置（３１）は、ロール洗浄部材（６１）と、回転保持部（１００）と、を備える。回転保持部（１００）は、ベアリング部（１３０）とロール洗浄部材（６１）との間に配置され、シャフト部（１１０）とハウジング部（１２０）との隙間をシールする非接触シール部（１４０）を備える。非接触シール部（１４０）は、シャフト部（１１０）に取り付けられ、周面（１５０ａ）に軸方向に間隔をあけて複数の凸部（１５１）が形成された回転部（１５０）と、ハウジング部（１２０）に取り付けられ、複数の凸部（１５１）を囲うと共に、複数の（凸部１５１）を囲う内周面（１６０ａ）に、複数の（凸部１５１）のうち軸方向の両端部に配置された（凸部１５１）よりも軸方向内側の位置から圧縮ガス（２００）を供給するガス供給孔（１６１）が形成されている固定部（１６０）と、を備える。

Description

基板洗浄装置、基板処理装置、及び基板洗浄装置のメンテナンス方法

　本発明は、基板洗浄装置、基板処理装置、及び基板洗浄装置のメンテナンス方法に関する。
　本願は、２０２１年９月１０日に、日本に出願された特願２０２１－１４７９７３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　下記特許文献１には、半導体ウエハ、ガラス基板、液晶パネル等の高度の清浄度が要求される基板を洗浄するのに好適な基板洗浄装置が開示されている。この基板洗浄装置は、中空の軸体の外表面にスポンジやブラシ等からなる洗浄部材を取り付けて構成された洗浄具（ロール洗浄部材）を備えている。

　この洗浄具は、フレームによって両端を支持されている。フレームの一端側には、モータと、モータの回転を洗浄具に伝達する伝達軸と、伝達軸を支持する軸受と、を備える回転保持部が設けられている。これにより、モータの回転に伴って洗浄具を回転させ、洗浄具の周面で基板をスクラブ洗浄することができる。

日本国特開２０００－３０１０７９号公報

　ところで、上記従来技術のような基板洗浄装置においては、基板に洗浄液を供給しながらスクラブ洗浄を行うため、洗浄液が伝達軸を伝ってモータ側に浸入しないように接触式シールを伝達軸の周囲に設けることがある。しかしながら、接触式シールを設けると、伝達軸との接触によりモータの回転トルクの抵抗となる。また、接触式シールから発生する摩耗粉（パーティクル）が、基板に付着するなどしてディフェクトソースとなり得る。

　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ロール洗浄部材の回転抵抗を小さくし、パーティクルの発生を抑制することを目的とする。

　本発明の一態様に係る基板洗浄装置は、基板をスクラブ洗浄するロール洗浄部材と、前記ロール洗浄部材の軸方向の端部を保持する回転保持部と、を備え、前記回転保持部は、前記ロール洗浄部材の軸方向の端部に接続されるシャフト部と、前記シャフト部を囲うハウジング部と、前記ハウジング部の内部に配置され、前記シャフト部を軸支するベアリング部と、前記ベアリング部と前記ロール洗浄部材との間に配置され、前記シャフト部と前記ハウジング部との隙間をシールする非接触シール部と、を備え、前記非接触シール部は、前記シャフト部に取り付けられ、周面に軸方向に間隔をあけて複数の凸部が形成された回転部と、前記ハウジング部に取り付けられ、前記複数の凸部を囲うと共に、前記複数の凸部を囲う内周面に、前記複数の凸部のうち軸方向の両端部に配置された凸部よりも軸方向内側の位置から圧縮ガスを供給するガス供給孔が形成されている固定部と、を備える。

　上記基板洗浄装置においては、前記ガス供給孔は、軸方向において、前記複数の凸部の形成領域の中央部を含む位置から前記圧縮ガスを供給してもよい。

　上記基板洗浄装置においては、前記ガス供給孔は、前記固定部の内周面において、前記回転部の周面の接線方向と平行となる向きで開口してもよい。

　上記基板洗浄装置においては、前記ガス供給孔は、前記回転部の中心軸に向かって開口してもよい。

　上記基板洗浄装置においては、前記固定部の内周面には、前記ガス供給孔と反対側に、前記圧縮ガスを排気するガス排気孔が形成されていてもよい。

　上記基板洗浄装置においては、前記固定部の内周面には、前記ガス供給孔と同じ側に、前記圧縮ガスを排気するガス排気孔が形成されていてもよい。

　上記基板洗浄装置においては、前記固定部は、前記複数の凸部よりも軸方向において前記ロール洗浄部材側に配置され、前記複数の凸部のうち前記ロール洗浄部材側の端部に配置された凸部の先端よりも径方向内側に延びると共に、前記回転部の周面と隙間をあけて対向する第１壁部と、前記第１壁部よりも軸方向において前記ロール洗浄部材側に配置され、軸方向から視て前記第１壁部と前記回転部の周面との隙間を覆う第２壁部と、を備えてもよい。

　上記基板洗浄装置においては、前記固定部の内周面には、前記第１壁部と前記第２壁部との間に、排水孔が形成されていてもよい。

　本発明の一態様に係る基板処理装置は、基板を研磨する研磨部と、前記研磨部において研磨された前記基板を洗浄する洗浄部と、を備え、前記洗浄部は、先に記載の基板洗浄装置を備える。

　本発明の一態様に係る基板洗浄装置のメンテナンス方法は、基板をスクラブ洗浄するロール洗浄部材と、前記ロール洗浄部材の軸方向の端部を保持する回転保持部と、を備え、前記回転保持部は、前記ロール洗浄部材の軸方向の端部に接続されるシャフト部と、前記シャフト部を囲うハウジング部と、前記ハウジング部の内部に配置され、前記シャフト部を軸支するベアリング部と、前記ベアリング部と前記ロール洗浄部材との間に配置され、前記シャフト部と前記ハウジング部との隙間をシールする非接触シール部と、を備える基板洗浄装置のメンテナンス方法であって、前記非接触シール部は、前記シャフト部に取り付けられ、周面に軸方向に間隔をあけて複数の凸部が形成された回転部と、前記ハウジング部に取り付けられ、前記複数の凸部を囲うと共に、前記複数の凸部を囲う内周面に、前記複数の凸部のうち軸方向の両端部に配置された凸部よりも軸方向内側の位置から圧縮ガスを供給するガス供給孔が形成されている固定部と、を備え、前記固定部を前記ハウジング部から取り外した後、前記固定部を取り外した場所に前記回転部を囲うカバーを取り付けた状態で、メンテナンスを行う。

　上記本発明の一態様によれば、ロール洗浄部材の回転抵抗を小さくし、パーティクルの発生を抑制することができる。

一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 一実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す斜視図である。 一実施形態に係るロール洗浄部材の保持構造を示す正面図である。 一実施形態に係るロール洗浄部材の保持構造を示す平面図である。 一実施形態に係る回転保持部を軸方向から視た図である。 図５に示す矢視ＶＩ－ＶＩ断面図である。 一実施形態に係る非接触シール部の構成を示す拡大断面図である。 図６に示す矢視ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。 一実施形態に係る非接触シール部のガス供給孔とガス排気孔の配置の変形例を示す断面図である。 一実施形態に係る基板洗浄装置のメンテナンス時の回転保持部の様子を示す斜視図である。

　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

　図１は、一実施形態に係る基板処理装置１の全体構成を示す平面図である。
　図１に示す基板処理装置１は、シリコンウエハ等の基板Ｗの表面を平坦に研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）装置である。この基板処理装置１は、矩形箱状のハウジング２を備える。ハウジング２は、平面視で略長方形に形成されている。

　ハウジング２は、その中央に長手方向に延在する基板搬送路３を備える。基板搬送路３の長手方向の一端部には、ロード／アンロード部１０が配設されている。基板搬送路３の幅方向（平面視で長手方向と直交する方向）の一方側には、研磨部２０が配設され、他方側には、洗浄部３０が配設されている。基板搬送路３には、基板Ｗを搬送する基板搬送部４０が設けられている。また、基板処理装置１は、ロード／アンロード部１０、研磨部２０、洗浄部３０、及び基板搬送部４０の動作を統括的に制御する制御部５０（制御盤）を備える。

　ロード／アンロード部１０は、基板Ｗを収容するフロントロード部１１を備える。フロントロード部１１は、ハウジング２の長手方向の一方側の側面に複数設けられている。複数のフロントロード部１１は、ハウジング２の幅方向に配列されている。フロントロード部１１は、例えば、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard　Manufacturing　Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front　Opening　Unified　Pod）を搭載する。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板Ｗのカセットを収納し、隔壁で覆った密閉容器であり、外部空間とは独立した環境を保つことができる。

　また、ロード／アンロード部１０は、フロントロード部１１から基板Ｗを出し入れする２台の搬送ロボット１２と、各搬送ロボット１２をフロントロード部１１の並びに沿って走行させる走行機構１３と、を備える。各搬送ロボット１２は、上下に２つのハンドを備えており、基板Ｗの処理前、処理後で使い分けている。例えば、フロントロード部１１に基板Ｗを戻すときは上側のハンドを使用し、フロントロード部１１から処理前の基板Ｗを取り出すときは下側のハンドを使用する。

　研磨部２０は、基板Ｗの研磨（平坦化）を行う複数の基板研磨装置２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）を備える。複数の基板研磨装置２１は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。基板研磨装置２１は、研磨面を有する研磨パッド２２を回転させる研磨テーブル２３と、基板Ｗを保持しかつ基板Ｗを研磨テーブル２３上の研磨パッド２２に押圧しながら研磨するためのトップリング２４と、研磨パッド２２に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル２５と、研磨パッド２２の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ２６と、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ２７と、を備える。

　基板研磨装置２１は、研磨液供給ノズル２５から研磨液を研磨パッド２２上に供給しながら、トップリング２４により基板Ｗを研磨パッド２２に押し付け、さらにトップリング２４と研磨テーブル２３とを相対移動させることにより、基板Ｗを研磨してその表面を平坦にする。ドレッサ２６は、研磨パッド２２に接触する先端の回転部にダイヤモンド粒子やセラミック粒子などの硬質な粒子が固定され、当該回転部を回転しつつ揺動することにより、研磨パッド２２の研磨面全体を均一にドレッシングし、平坦な研磨面を形成する。アトマイザ２７は、研磨パッド２２の研磨面に残留する研磨屑や砥粒などを高圧の流体により洗い流すことで、研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ２６による研磨面の目立て作業、すなわち研磨面の再生を達成する。

　洗浄部３０は、基板Ｗの洗浄を行う複数の基板洗浄装置３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、洗浄した基板Ｗを乾燥させる基板乾燥装置３２と、を備える。複数の基板洗浄装置３１及び基板乾燥装置３２は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。基板洗浄装置３１Ａは、第１基板洗浄槽３７に設けられている。また、基板洗浄装置３１Ｂは、第２基板洗浄槽３８に設けられている。

　第１基板洗浄槽３７と第２基板洗浄槽３８との間には、第１搬送室３３が設けられている。第１搬送室３３には、基板搬送部４０、基板洗浄装置３１Ａ、及び基板洗浄装置３１Ｂの間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット３５が設けられている。また、基板洗浄装置３１Ｂと基板乾燥装置３２との間には、第２搬送室３４が設けられている。第２搬送室３４には、基板洗浄装置３１Ｂと基板乾燥装置３２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット３６が設けられている。

　基板洗浄装置３１Ａは、後述するロールスポンジ型の洗浄モジュールを備え、基板Ｗを一次洗浄する。また、基板洗浄装置３１Ｂも、ロールスポンジ型の洗浄モジュールを備え、基板Ｗを二次洗浄する。なお、基板洗浄装置３１Ａ及び基板洗浄装置３１Ｂは、同一のタイプであっても、異なるタイプの洗浄モジュールであってもよく、例えば、ペンシルスポンジ型の洗浄モジュールや２流体ジェット型の洗浄モジュールであってもよい。基板乾燥装置３２は、例えば、ロタゴニ乾燥（ＲＯＴＡＧＯＮＩ；商標）のようなＩＰＡ（Iso-Propyl Alcohol）乾燥を行う乾燥モジュールを備える。乾燥後は、基板乾燥装置３２とロード／アンロード部１０との間の隔壁に設けられたシャッタ１ａが開かれ、搬送ロボット１２によって基板乾燥装置３２から基板Ｗが取り出される。

　基板搬送部４０は、リフター４１と、第１リニアトランスポータ４２と、第２リニアトランスポータ４３と、スイングトランスポータ４４と、を備える。基板搬送路３には、ロード／アンロード部１０側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７が設定されている。

　リフター４１は、第１搬送位置ＴＰ１で基板Ｗを上下に搬送する機構である。リフター４１は、第１搬送位置ＴＰ１において、ロード／アンロード部１０の搬送ロボット１２から基板Ｗを受け取る。また、リフター４１は、搬送ロボット１２から受け取った基板Ｗを第１リニアトランスポータ４２に受け渡す。第１搬送位置ＴＰ１とロード／アンロード部１０との間の隔壁には、シャッタ１ｂが設けられており、基板Ｗの搬送時にはシャッタ１ｂが開かれて搬送ロボット１２からリフター４１に基板Ｗが受け渡される。

　第１リニアトランスポータ４２は、第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４の間で基板Ｗを搬送する機構である。第１リニアトランスポータ４２は、複数の搬送ハンド４５（４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ）と、各搬送ハンド４５を複数の高さで水平方向に移動させるリニアガイド機構４６と、を備える。搬送ハンド４５Ａは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１から第４搬送位置ＴＰ４の間を移動する。この搬送ハンド４５Ａは、リフター４１から基板Ｗを受け取り、それを第２リニアトランスポータ４３に受け渡すためのパスハンドである。この搬送ハンド４５Ａには、昇降駆動部が設けられていない。

　搬送ハンド４５Ｂは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。この搬送ハンド４５Ｂは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター４１から基板Ｗを受け取り、第２搬送位置ＴＰ２で基板研磨装置２１Ａに基板Ｗを受け渡す。搬送ハンド４５Ｂには、昇降駆動部が設けられており、基板Ｗを基板研磨装置２１Ａのトップリング２４に受け渡すときは上昇し、トップリング２４に基板Ｗを受け渡した後は下降する。なお、搬送ハンド４５Ｃ及び搬送ハンド４５Ｄにも、同様の昇降駆動部が設けられている。

　搬送ハンド４５Ｃは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動する。この搬送ハンド４５Ｃは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター４１から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で基板研磨装置２１Ｂに基板Ｗを受け渡す。また、搬送ハンド４５Ｃは、第２搬送位置ＴＰ２で基板研磨装置２１Ａのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で基板研磨装置２１Ｂに基板Ｗを受け渡すアクセスハンドとしても機能する。

　搬送ハンド４５Ｄは、リニアガイド機構４６によって、第２搬送位置ＴＰ２と第４搬送位置ＴＰ４との間を移動する。搬送ハンド４５Ｄは、第２搬送位置ＴＰ２または第３搬送位置ＴＰ３で、基板研磨装置２１Ａまたは基板研磨装置２１Ｂのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第４搬送位置ＴＰ４でスイングトランスポータ４４に基板Ｗを受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。

　スイングトランスポータ４４は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、第１リニアトランスポータ４２から第２リニアトランスポータ４３へ基板Ｗを受け渡す。また、スイングトランスポータ４４は、研磨部２０で研磨された基板Ｗを、洗浄部３０に受け渡す。スイングトランスポータ４４の側方には、基板Ｗの仮置き台４７が設けられている。スイングトランスポータ４４は、第４搬送位置ＴＰ４または第５搬送位置ＴＰ５で受け取った基板Ｗを上下反転して仮置き台４７に載置する。仮置き台４７に載置された基板Ｗは、洗浄部３０の搬送ロボット３５によって第１搬送室３３に搬送される。

　第２リニアトランスポータ４３は、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７の間で基板Ｗを搬送する機構である。第２リニアトランスポータ４３は、複数の搬送ハンド４８（４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ）と、各搬送ハンド４５を複数の高さで水平方向に移動させるリニアガイド機構４９と、を備える。搬送ハンド４８Ａは、リニアガイド機構４９によって、第５搬送位置ＴＰ５から第６搬送位置ＴＰ６の間を移動する。搬送ハンド４８Ａは、スイングトランスポータ４４から基板Ｗを受け取り、それを基板研磨装置２１Ｃに受け渡すアクセスハンドとして機能する。

　搬送ハンド４８Ｂは、第６搬送位置ＴＰ６と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動する。搬送ハンド４８Ｂは、基板研磨装置２１Ｃから基板Ｗを受け取り、それを基板研磨装置２１Ｄに受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。搬送ハンド４８Ｃは、第７搬送位置ＴＰ７と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動する。搬送ハンド４８Ｃは、第６搬送位置ＴＰ６または第７搬送位置ＴＰ７で、基板研磨装置２１Ｃまたは基板研磨装置２１Ｄのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第５搬送位置ＴＰ５でスイングトランスポータ４４に基板Ｗを受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。なお、説明は省略するが、搬送ハンド４８の基板Ｗの受け渡し時の動作は、上述した第１リニアトランスポータ４２の動作と同様である。

　図２は、一実施形態に係る基板洗浄装置３１の構成を示す斜視図である。
　図２に示すように、基板洗浄装置３１は、基板Ｗを洗浄する基板洗浄部６０と、基板Ｗを保持し回転させる基板保持回転部７０と、を備えている。基板洗浄部６０は、基板Ｗに接触して回転するロール洗浄部材６１と、基板Ｗに液体を供給する液体供給ノズル６２と、を備えている。

　ロール洗浄部材６１は、筒状のロール部６１ａと、ロール部６１ａを支持する軸部６１ｂと、を備えている。ロール部６１ａは、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製スポンジあるいはウレタン製スポンジなどから形成されている。ロール洗浄部材６１は、基板Ｗの表面（研磨面）と、基板Ｗの裏面のそれぞれと接触するように、一対で設けられている。一対のロール洗浄部材６１は、モータ等の電気駆動部と接続されて回転する。

　基板Ｗの表面に接触する上部のロール洗浄部材６１は、エアシリンダ等のエア駆動部によって上下に移動可能である。なお、基板Ｗの裏面に接触する下部のロール洗浄部材６１は、一定の高さで保持されていてもよい。液体供給ノズル６２は、基板Ｗに洗浄液や純水などを供給する。洗浄液としては、ＳＣ１（アンモニア／過酸化水素混合水溶液）等を用いることができる。

　基板保持回転部７０は、基板Ｗを回転させる複数（本実施形態では６つ）の基板保持ローラ７１を備えている。基板保持ローラ７１は、基板Ｗの周縁部を保持する溝形状を有している。具体的に、基板保持ローラ７１は、基板Ｗの周縁部の裏面に対向するローラ下部７１ａと、基板Ｗの周縁部の表面に対向するローラ上部７１ｂと、ローラ下部７１ａとローラ上部７１ｂとの間に設けられ、基板Ｗの周縁部が挿し込まれるクランプ溝７１ｃと、を有している。

　基板保持ローラ７１は、支柱部７３の上端に設けられている。基板保持ローラ７１は、支柱部７３に設けられた図示しないモータ等の電気駆動部によって水平回転可能な構成となっている。また、基板保持ローラ７１は、支柱部７３に設けられた図示しないエアシリンダ等のエア駆動部によって上下に移動可能な構成となっている。

　図２に示すように基板Ｗをセットする際には、先ず、上部のロール洗浄部材６１及び複数の基板保持ローラ７１を上昇させる。次に、上昇した複数の基板保持ローラ７１に基板Ｗを水平姿勢で保持させる。その後、基板Ｗの裏面が下部のロール洗浄部材６１に接触するまで基板保持ローラ７１を下降させる。最後に、上部のロール洗浄部材６１を下降させ、基板Ｗの表面に接触させる。

　このように基板Ｗをセットしたら、基板Ｗを基板保持ローラ７１によって自転させつつ、一対のロール洗浄部材６１を回転させることで、基板Ｗの表面及び裏面に付着した異物（微小パーティクル）を除去する。なお、湿式洗浄の場合は、図示しないノズルから洗浄液及び／または純水を基板Ｗの表面に向けて供給し、基板Ｗを一対のロール洗浄部材６１でスクラブ洗浄する。

　図３は、一実施形態に係るロール洗浄部材６１の保持構造を示す正面図である。図４は、一実施形態に係るロール洗浄部材６１の保持構造を示す平面図である。
　なお、以下の説明では、基板Ｗの上部に配置されたロール洗浄部材６１の保持構造について説明する。基板Ｗの下部に配置されたロール洗浄部材６１の保持構造は、基板Ｗの上部に配置されたロール洗浄部材６１の保持構造と同じである。基板Ｗの下部に配置されたロール洗浄部材６１の保持構造の説明は、基板Ｗの上部に配置されたロール洗浄部材６１の保持構造の説明と重複するため省略する。

　また、以下の説明では、ロール洗浄部材６１の中心軸Ｏを基準に各部材の位置関係について説明することがある。ロール洗浄部材６１の中心軸Ｏが延びる方向を軸方向という。ロール洗浄部材６１の中心軸Ｏと直交する方向を径方向という。ロール洗浄部材６１の中心軸Ｏを周回する方向を周方向という。

　図３に示すように、ロール洗浄部材６１は、ホルダ８０によって支持されている。ホルダ８０の上部の中央には、アーム８１が接続されている。アーム８１は、取付板８２を介して、図示しない移動機構に取り付けられ、昇降及び水平移動が可能になっている。ホルダ８０には、ロール洗浄部材６１の軸方向の両端部を回転可能に支持する回転保持部９０，１００が設けられている。

　回転保持部９０には、ロール洗浄部材６１をもう一方の回転保持部１００に向かって軸方向に付勢する図示しないスプリング部と、ロール洗浄部材６１の端部から中空の軸部６１ｂ内に洗浄液を供給する図示しない洗浄液供給部と、が設けられている。なお、軸部６１ｂ内に供給された洗浄液は、軸部６１ｂの周面の開口から染み出し、当該周面に取り付けられたロール部６１ａを湿潤させる。

　回転保持部１００には、モータ１０１が設けられており、モータ１０１の回転トルクをロール洗浄部材６１の端部に伝達し、ロール洗浄部材６１を回転させる。この回転保持部１００には、図４に示すように、圧縮ガスを供給するガス供給管１０２と、供給された圧縮ガスを排気するガス排気管１０３と、が接続されている。

　ガス供給管１０２及びガス排気管１０３は、回転保持部１００に設けられた非接触シール部１４０（後述する図５及び図６参照）に接続されている。なお、圧縮ガスとしては、窒素ガスを好適に使用できるが、窒素ガス以外の不活性ガスやその他のガスを使用してもよい。

　図５は、一実施形態に係る回転保持部１００を軸方向から視た図である。図６は、図５に示す矢視ＶＩ－ＶＩ断面図である。
　図６に示すように、回転保持部１００は、ロール洗浄部材６１の軸方向の端部に接続されるシャフト部１１０と、シャフト部１１０を囲うハウジング部１２０と、ハウジング部１２０の内部に配置され、シャフト部１１０を軸支するベアリング部１３０と、ベアリング部１３０とロール洗浄部材６１との間に配置され、シャフト部１１０とハウジング部１２０との隙間をシールする非接触シール部１４０と、を備えている。

　シャフト部１１０は、ロール洗浄部材６１側の軸方向の端部に、軸接続部１１１を備えている。軸接続部１１１は、ロール洗浄部材６１の軸部６１ｂに接続されている。軸部６１ｂの端部６１ｂ１には、すり割りが形成されている。軸接続部１１１は、軸部６１ｂのすり割りに係合する突起部（マイナス型突起）を備え、軸部６１ｂに対して回転トルクを伝達するようになっている。

　シャフト部１１０は、ロール洗浄部材６１側と反対側（モータ１０１側）の軸方向の端部が、不図示のカップリングを介してモータ１０１の不図示の出力軸と接続されている。

　ベアリング部１３０は、軸接続部１１１と不図示のカップリングとの間に配置され、シャフト部１１０を軸支している。ベアリング部１３０は、軸方向に隙間をあけて一対で設けられている。

　ハウジング部１２０は、軸方向に貫通する貫通部を備え、当該貫通部にシャフト部１１０及びベアリング部１３０を収容している。

　ハウジング部１２０には、圧縮ガス２００のガス流路１２３が形成されている。ガス流路１２３は、ハウジング部１２０を軸方向に貫通して形成されている。なお、ハウジング部１２０と後述する非接触シール部１４０の固定部１６０との隙間に、不図示のＯリングを配置し、ハウジング部１２０のガス流路１２３と非接触シール部１４０のガス流路１６２との間を接続してもよい。

　ハウジング部１２０には、ガス流路１２３の一端が開口しており、当該開口には上述した図４等に示すガス供給管１０２を接続する接続ポート１２４が装着されている。
　非接触シール部１４０は、シャフト部１１０に取り付けられた回転部１５０と、ハウジング部１２０に取り付けられると共に隙間をあけて回転部１５０を囲う固定部１６０と、を備えている。回転部１５０を囲う固定部１６０の内周面１６０ａには、ガス供給孔１６１が形成されている。ガス供給孔１６１は、ガス流路１６２を介してガス流路１２３の他端と連通している。

　図７は、一実施形態に係る非接触シール部１４０の構成を示す拡大断面図である。図８は、図６に示す矢視ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。
　図７に示すように、回転部１５０は、略筒状に形成され、シャフト部１１０の軸接続部１１１の周囲に装着されている。回転部１５０の周面１５０ａには、軸方向に間隔をあけて複数の凸部１５１が形成されている。

　凸部１５１は、回転部１５０の周面１５０ａから径方向に延びる円板状に形成されている。本実施形態の回転部１５０には、３つの凸部１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃが形成されている。なお、凸部１５１の数は特に限定されず、２つであっても、４つ以上であってもよい。

　固定部１６０は、複数の凸部１５１を囲うと共に、これら複数の凸部１５１を囲う内周面１６０ａに、ガス供給孔１６１が形成されている。ガス供給孔１６１は、複数の凸部１５１のうち軸方向の両端部に配置された凸部１５１Ａ，１５１Ｃよりも軸方向内側の位置から圧縮ガス２００を供給するように形成されている。また、ガス供給孔１６１は、軸方向において、複数の凸部１５１の形成領域Ａの中央部を含む位置から圧縮ガス２００を供給するように形成されている。

　なお、複数の凸部１５１の形成領域Ａとは、複数の凸部１５１の両端部に配置された凸部のうちの、一方（凸部１５１Ａ）の軸方向外側の面から、他方（凸部１５１Ｃ）の軸方向外側の面までの領域をいう。また、形成領域Ａの中央部とは、形成領域Ａを軸方向で三等分したときの真ん中の領域をいう。なお、形成領域Ａの中央部とは、好ましくは形成領域Ａを軸方向で五等分したときの真ん中の領域をいう。

　ガス供給孔１６１は、形成領域Ａを軸方向で二等分したときの中央位置を含むように形成するとよい。また、ガス供給孔１６１は、好ましくはガス供給孔１６１の中心位置が、形成領域Ａを軸方向で二等分したときの中央位置と一致してもよい。

　図８に示すように、ガス供給孔１６１は、固定部１６０の内周面１６０ａにおいて、回転部１５０の周面１５０ａの接線方向と平行となる向きで開口している。これにより、回転部１５０の周囲を周回するように圧縮ガス２００を流すことができる。固定部１６０の内周面１６０ａには、ガス供給孔１６１と同じ上側に、圧縮ガス２００を排気するガス排気孔１６６が形成されている。これにより、回転部１５０の周囲を周回した圧縮ガス２００をガス排気孔１６６から排出し易くなる。

　ガス排気孔１６６は、図７に示すように、ハウジング部１２０に接触する固定部１６０の端面に形成されている。これにより、ベアリング部１３０から発塵した異物が、非接触シール部１４０内やロール洗浄部材６１側に流出することを防止することができる。図８に示すように、ガス排気孔１６６は、ガス排気流路１６７に連通している。ガス排気流路１６７は、固定部１６０の側面に開口し、上述したガス排気管１０３（図３～図５参照）と接続されている。

　図７に戻り、固定部１６０は、軸方向において複数の凸部１５１よりもロール洗浄部材６１側に配置される第１壁部１６３と、軸方向において第１壁部１６３よりもロール洗浄部材６１側に配置される第２壁部１６４と、を備えている。第１壁部１６３は、複数の凸部１５１のうちロール洗浄部材６１側の端部に配置された凸部１５１Ａの先端よりも径方向内側に延び、回転部１５０の周面１５０ａと隙間をあけて対向している。これにより、第１壁部１６３と凸部１５１Ａとの間に屈曲した隙間（ラビリンス）が形成される。

　第２壁部１６４は、第１壁部１６３よりも径方向内側に延びている。さらに、第２壁部１６４は、回転部１５０の周面１５０ａよりも径方向内側に延びている。第２壁部１６４は、軸方向から視て第１壁部１６３と回転部１５０の周面１５０ａとの隙間を覆っている。これにより、ロール洗浄部材６１側からの液滴が、第１壁部１６３と回転部１５０の周面１５０ａとの隙間からラビリンスに浸入することを抑制できる。さらに、固定部１６０の内周面１６０ａには、第１壁部１６３と第２壁部１６４との間に、排水孔１６５が形成されている。これにより、仮に液体が数滴、第２壁部１６４を乗り越えても、第１壁部１６３に到達する前に、底部の排水孔１６５から外へ排出することができる。

　上記構成の非接触シール部１４０によれば、図６に示すように、複数の凸部１５１を囲う固定部１６０の内周面１６０ａに、複数の凸部１５１のうち軸方向の両端部に配置された凸部１５１よりも軸方向内側の位置から圧縮ガス２００を供給するガス供給孔１６１が形成されている。このため、ガス供給孔１６１から固定部１６０の内側に供給された圧縮ガスが、ロール洗浄部材６１側とベアリング部１３０側の両方に流れ、ロール洗浄部材６１側からの液滴やパーティクルが入り込むのを防ぐだけでなく、ベアリング部１３０側から発塵した異物が入り込むことを防ぐガスカーテンの役割を果たす。このため、異物の入り込みや摩耗粉などのパーティクルの発生を抑制しつつ、シャフト部１１０の周囲を非接触でシールでき、ロール洗浄部材６１の回転抵抗を小さくできる。

　このように、上述した本実施形態に係る基板洗浄装置３１は、基板Ｗをスクラブ洗浄するロール洗浄部材６１と、ロール洗浄部材６１の軸方向の端部を保持する回転保持部１００と、を備え、回転保持部１００は、ロール洗浄部材６１の軸方向の端部に接続されるシャフト部１１０と、シャフト部１１０を囲うハウジング部１２０と、ハウジング部１２０の内部に配置され、シャフト部１１０を軸支するベアリング部１３０と、ベアリング部１３０とロール洗浄部材６１との間に配置され、シャフト部１１０とハウジング部１２０との隙間をシールする非接触シール部１４０と、を備え、非接触シール部１４０は、シャフト部１１０に取り付けられ、周面１５０ａに軸方向に間隔をあけて複数の凸部１５１が形成された回転部１５０と、ハウジング部１２０に取り付けられ、複数の凸部１５１を囲うと共に、複数の凸部１５１を囲う内周面１６０ａに、複数の凸部１５１のうち軸方向の両端部に配置された凸部１５１よりも軸方向内側の位置から圧縮ガス２００を供給するガス供給孔１６１が形成されている固定部１６０と、を備える。この構成によれば、ロール洗浄部材６１の回転抵抗を小さくし、パーティクルの発生を抑制することができる。

　また、本実施形態においては、ガス供給孔１６１は、軸方向において、複数の凸部１５１の形成領域Ａの中央部を含む位置から圧縮ガス２００を供給する。この構成によれば、ガス供給孔１６１から固定部１６０の内側に供給された圧縮ガスが、ロール洗浄部材６１側とベアリング部１３０側に略均等に流れるため、ガスカーテンの効果が高まる。

　また、本実施形態においては、ガス供給孔１６１は、図８に示すように、固定部１６０の内周面１６０ａにおいて、回転部１５０の周面１５０ａの接線方向と平行となる向きで開口している。この構成によれば、回転部１５０の周囲を周回するように圧縮ガス２００を流すことができる。

　また、本実施形態においては、固定部１６０の内周面１６０ａには、ガス供給孔１６１と同じ側に、圧縮ガス２００を排気するガス排気孔１６６が形成されている。この構成によれば、回転部１５０の周囲を周回した圧縮ガス２００をガス排気孔１６６から排出し易くなる。

　また、本実施形態においては、図７に示すように、固定部１６０は、複数の凸部１５１よりも軸方向においてロール洗浄部材６１側に配置され、複数の凸部１５１のうちロール洗浄部材６１側の端部に配置された凸部１５１の先端よりも径方向内側に延びると共に、回転部１５０の周面１５０ａと隙間をあけて対向する第１壁部１６３と、第１壁部１６３よりも軸方向においてロール洗浄部材６１側に配置され、軸方向から視て第１壁部１６３と回転部１５０の周面１５０ａとの隙間を覆う第２壁部１６４と、を備える。この構成によれば、第２壁部１６４が防水壁となり、ロール洗浄部材６１側からの液滴が、第１壁部１６３と回転部１５０の周面１５０ａとの隙間から非接触シール部１４０のラビリンスに浸入することを抑制できる。

　また、本実施形態においては、固定部１６０の内周面１６０ａには、第１壁部１６３と第２壁部１６４との間に、排水孔１６５が形成されている。この構成によれば、仮に液体が数滴、第２壁部１６４を乗り越えても、第１壁部１６３に到達する前に、底部の排水孔１６５から外へ排出することができる。

　また、本実施形態に係る基板処理装置１は、基板Ｗを研磨する研磨部２０と、研磨部２０において研磨された基板Ｗを洗浄する洗浄部３０と、を備え、洗浄部３０は、先に記載の基板洗浄装置３１を備える。この構成によれば、ロール洗浄部材６１の回転抵抗を小さくし、パーティクルの発生を抑制することができる。

　なお、基板洗浄装置３１は、以下の構成を採用することができる。

　図９は、一実施形態に係る非接触シール部１４０のガス供給孔１６１とガス排気孔１６６の配置の変形例を示す断面図である。
　図９に示すガス供給孔１６１は、回転部１５０の中心軸Ｏに向かって開口している。この構成によれば、ガス供給孔１６１から供給される圧縮ガス２００を、固定部１６０の周方向両側に略均等に流すことができる。

　また、図９に示すガス排気孔１６６は、固定部１６０の内周面１６０ａにおいて、ガス供給孔１６１と反対側に形成されている。この構成によれば、固定部１６０の周方向両側に流した圧縮ガス２００の合流地点において、圧縮ガス２００を排気できるため、圧縮ガス２００の衝突によるガス流動性の低下を抑制できる。

　図１０は、一実施形態に係る基板洗浄装置３１のメンテナンス時の回転保持部１００の様子を示す斜視図である。
　図１０に示すように、基板洗浄装置３１のメンテナンス時には、非接触シール部１４０の固定部１６０がハウジング部１２０から取り外され、代わりに回転部１５０を囲うカバー１８０を取り付けられている。

　カバー１８０は、固定部１６０の取り付け場所にそのまま取り付けられるように、ボルト１７０によってハウジング部１２０に固定される固定位置が、固定部１６０の固定位置と同じ（図５参照）になっている。このように、固定部１６０をハウジング部１２０から取り外した後、固定部１６０を取り外した場所に回転部１５０を囲うカバー１８０を取り付けた状態で、メンテナンスを行う、基板洗浄装置３１のメンテナンス方法によれば、非接触シール部１４０への圧縮ガスの供給停止が可能となり、またロール洗浄部材６１の取り付け前の状態でモジュール内洗浄が可能となる。

　以上のとおり説明された本発明の好ましい実施形態は、例示的なものである。本発明の範囲は、これらの実施形態に限定して解釈されるべきではない。実施形態への技術的特徴の追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲に記載のとおりに特定されている。

　例えば、図８に示すように、ガス供給孔１６１が、固定部１６０の内周面１６０ａにおいて、回転部１５０の周面１５０ａの接線方向と平行となる向きで開口している場合であっても、図９に示すように、ガス排気孔１６６が、固定部１６０の内周面１６０ａにおいて、ガス供給孔１６１と反対側に形成されていてもよい。
　また、図９に示すように、ガス供給孔１６１が、回転部１５０の中心軸Ｏに向かって開口している場合であっても、図８に示すように、ガス排気孔１６６が、固定部１６０の内周面１６０ａにおいて、ガス供給孔１６１と同じ側に形成されていてもよい。

　１…基板処理装置、２０…研磨部、３０…洗浄部、３１…基板洗浄装置、６１…ロール洗浄部材、１００…回転保持部、１１０…シャフト部、１２０…ハウジング部、１３０…ベアリング部、１４０…非接触シール部、１５０…回転部、１５０ａ…周面、１５１…凸部、１６０…固定部、１６０ａ…内周面、１６１…ガス供給孔、１６３…第１壁部、１６４…第２壁部、１６５…排水孔、１６６…ガス排気孔、１８０…カバー、２００…圧縮ガス、Ａ…形成領域、Ｏ…中心軸、Ｗ…基板

Claims (10)

1. 　基板をスクラブ洗浄するロール洗浄部材と、
   　前記ロール洗浄部材の軸方向の端部を保持する回転保持部と、を備え、
   　前記回転保持部は、
   　前記ロール洗浄部材の軸方向の端部に接続されるシャフト部と、
   　前記シャフト部を囲うハウジング部と、
   　前記ハウジング部の内部に配置され、前記シャフト部を軸支するベアリング部と、
   　前記ベアリング部と前記ロール洗浄部材との間に配置され、前記シャフト部と前記ハウジング部との隙間をシールする非接触シール部と、を備え、
   　前記非接触シール部は、
   　前記シャフト部に取り付けられ、周面に軸方向に間隔をあけて複数の凸部が形成された回転部と、
   　前記ハウジング部に取り付けられ、前記複数の凸部を囲うと共に、前記複数の凸部を囲う内周面に、前記複数の凸部のうち軸方向の両端部に配置された凸部よりも軸方向内側の位置から圧縮ガスを供給するガス供給孔が形成されている固定部と、を備える、ことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 　前記ガス供給孔は、軸方向において、前記複数の凸部の形成領域の中央部を含む位置から前記圧縮ガスを供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 　前記ガス供給孔は、前記固定部の内周面において、前記回転部の周面の接線方向と平行となる向きで開口している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
4. 　前記ガス供給孔は、前記回転部の中心軸に向かって開口している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
5. 　前記固定部の内周面には、前記ガス供給孔と反対側に、前記圧縮ガスを排気するガス排気孔が形成されている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
6. 　前記固定部の内周面には、前記ガス供給孔と同じ側に、前記圧縮ガスを排気するガス排気孔が形成されている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
7. 　前記固定部は、
   　前記複数の凸部よりも軸方向において前記ロール洗浄部材側に配置され、前記複数の凸部のうち前記ロール洗浄部材側の端部に配置された凸部の先端よりも径方向内側に延びると共に、前記回転部の周面と隙間をあけて対向する第１壁部と、
   　前記第１壁部よりも軸方向において前記ロール洗浄部材側に配置され、軸方向から視て前記第１壁部と前記回転部の周面との隙間を覆う第２壁部と、を備える、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
8. 　前記固定部の内周面には、前記第１壁部と前記第２壁部との間に、排水孔が形成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
9. 　基板を研磨する研磨部と、
   　前記研磨部において研磨された前記基板を洗浄する洗浄部と、を備え、
   　前記洗浄部は、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板洗浄装置を備える、ことを特徴とする基板処理装置。
10. 　基板をスクラブ洗浄するロール洗浄部材と、
    　前記ロール洗浄部材の軸方向の端部を保持する回転保持部と、を備え、
    　前記回転保持部は、
    　前記ロール洗浄部材の軸方向の端部に接続されるシャフト部と、
    　前記シャフト部を囲うハウジング部と、
    　前記ハウジング部の内部に配置され、前記シャフト部を軸支するベアリング部と、
    　前記ベアリング部と前記ロール洗浄部材との間に配置され、前記シャフト部と前記ハウジング部との隙間をシールする非接触シール部と、を備える基板洗浄装置のメンテナンス方法であって、
    　前記非接触シール部は、
    　前記シャフト部に取り付けられ、周面に軸方向に間隔をあけて複数の凸部が形成された回転部と、
    　前記ハウジング部に取り付けられ、前記複数の凸部を囲うと共に、前記複数の凸部を囲う内周面に、前記複数の凸部のうち軸方向の両端部に配置された凸部よりも軸方向内側の位置から圧縮ガスを供給するガス供給孔が形成されている固定部と、を備え、
    　前記固定部を前記ハウジング部から取り外した後、前記固定部を取り外した場所に前記回転部を囲うカバーを取り付けた状態で、メンテナンスを行う、ことを特徴とする基板洗浄装置のメンテナンス方法。

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