特許 6352158 洗浄具、洗浄具の製造方法、および、基板洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6352158

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】洗浄具、洗浄具の製造方法、および、基板洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 644G

   H01L21/304 644C

   H01L21/304 622Q

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-235191(P2014-235191)

(22)【出願日】2014年11月20日

(65)【公開番号】特開2016-100423(P2016-100423A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2017年7月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100115808

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 真司

(74)【代理人】

【識別番号】100113549

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 守

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(72)【発明者】

【氏名】石橋 知淳

【審査官】 安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１７３９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２８５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３４８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１９２４２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１３５１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｂ０８Ｂ １／０４

Ｂ０８Ｂ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転しながら被洗浄基板を洗浄する洗浄部材と、
それぞれが前記洗浄部材の側面の一部を挟み込む複数のチャック爪に下部が分割されており、前記洗浄部材の周囲に沿って設けられるスリーブと、を備え、
前記複数のチャック爪のそれぞれの内面には、前記洗浄部材の回転方向と略平行に並んでおり、先端が前記洗浄部材の側面に接触する複数の突起が設けられる、洗浄具。

【請求項2】

前記複数の突起は、前記洗浄部材に食い込んでおり、
前記複数の突起の隙間には、前記洗浄部材の側面がせり出している、請求項１に記載の洗浄具。

【請求項3】

前記スリーブの外周に嵌まるリング部材を備え、
前記リング部材が前記スリーブに嵌まることで、前記突起が前記洗浄部材に食い込む、請求項２に記載の洗浄具。

【請求項4】

前記スリーブが回転駆動される際、前記複数の突起が前記洗浄部材に回転方向の駆動力を伝達する、請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄具。

【請求項5】

前記複数のチャック爪のそれぞれの内面には、前記複数の突起が設けられる位置とは異なる位置に、前記洗浄部材の回転方向と略直交する方向に延びており、先端が前記洗浄部材に接触する別の突起がさらに設けられる、請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄具。

【請求項6】

前記洗浄部材を前記スリーブの中心に配置する位置決め機構を備える、請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄具。

【請求項7】

前記洗浄部材の上面の略中心には凹部が設けられ、
当該洗浄具は、前記スリーブと固定される保持芯体であって、前記洗浄部材の上面と対向する面の略中心に、前記凹部と係合する凸部が設けられる保持芯体を備える、請求項１乃至６のいずれかに記載の洗浄具。

【請求項8】

前記洗浄部材の上面と、この上面と対向する前記保持芯体の面と、の間には、隙間があり、
前記洗浄部材は弾性を有し、
前記隙間の幅と、前記洗浄部材の凹部に前記保持芯体の凸部が係合されない状態での前記凹部の深さと、の和より、前記保持芯体の凸部の高さが大きい、請求項７に記載の洗浄具。

【請求項9】

前記凹部の底部と接触する前記凸部の面には、溝が設けられている、請求項８に記載の洗浄具。

【請求項10】

前記洗浄部材は、下側円柱部と、前記下側円柱部より径が小さい上側円柱部と、から構成され、
前記下側円柱部の下面は、洗浄面であり、
前記下側円柱部の上面は、前記スリーブの下面と接触し、
前記上側円柱部の側面は、前記チャック爪によって挟み込まれ、
前記上側円柱部の上面に、前記凹部が設けられる、請求項８または９に記載の洗浄具。

【請求項11】

前記凹部の断面は、直線で形成される、請求項７乃至１０のいずれかに記載の洗浄具。

【請求項12】

被洗浄基板を保持して回転させる基板保持回転機構と、
前記被洗浄基板を洗浄する、請求項１乃至１１のいずれかに記載の洗浄具と、
前記洗浄具が装着され、前記洗浄具を前記被洗浄基板上で回転させる洗浄具装着機構と、を備える基板洗浄装置。

【請求項13】

下面の略中心に凸部が設けられた保持芯体を、スリーブの上部の開口から挿入する工程と、
上面の略中心に凹部が設けられた洗浄部材を、複数のチャック爪に分割された前記スリーブの下部の開口から挿入し、前記凹部に前記凸部を係合させる工程と、
前記複数のチャック爪のそれぞれの内面には、前記洗浄部材の回転方向と略平行に並んだ複数の突起が設けられており、リング部材を前記スリーブの外周に嵌めることで、前記複数の突起を前記洗浄部材に食い込ませる工程と、を備える洗浄具の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を洗浄する洗浄具およびその製造方法、ならびに、基板洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、半導体ウエハなどの基板を洗浄する基板洗浄装置が開示されている。この基板洗浄装置は、洗浄部材を回転させながら半導体ウエハに接触させることで、その表面を洗浄するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１７３９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、半導体ウエハの大きさは直径３００ｍｍのものが多かった。しかしながら、近年では半導体ウエハの大型化が進んでおり、直径４５０ｍｍの半導体ウエハが主流になりつつある。特許文献１に記載の基板洗浄装置は、これを単に大型化しても十分な洗浄力が得られるとは限らないなどの問題があり、必ずしも大きな基板の洗浄に適した構造にはなっていない。

【0005】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、大型な基板の洗浄にも適した洗浄具およびその製造方法、ならびに、そのような洗浄具を用いた基板洗浄装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、回転しながら被洗浄基板を洗浄する洗浄部材と、それぞれが前記洗浄部材の側面の一部を挟み込む複数のチャック爪に下部が分割されており、前記洗浄部材の周囲に沿って設けられるスリーブと、を備え、前記複数のチャック爪のそれぞれの内面には、前記洗浄部材の回転方向と略平行に並んでおり、先端が前記洗浄部材の側面に接触する複数の突起が設けられる、洗浄具が提供される。
このような複数の突起を設けることで、洗浄部材が大きな場合でもその空転を抑制でき、大型な基板も洗浄できる。

【0007】

前記複数の突起は、前記洗浄部材に食い込んでおり、前記複数の突起の隙間には、前記洗浄部材の側面がせり出しているのが望ましい。そのために、洗浄具は、前記スリーブの外周に嵌まるリング部材を備え、前記リング部材が前記スリーブに嵌まることで、前記突起が前記洗浄部材に食い込むようにしてもよい。
また、前記スリーブが回転駆動される際、前記複数の突起が前記洗浄部材に回転方向の駆動力を伝達するのが望ましい。

【0008】

さらに望ましくは、前記複数のチャック爪のそれぞれの内面には、前記複数の突起が設けられる位置とは異なる位置に、前記洗浄部材の回転方向と略直交する方向に延びており、先端が前記洗浄部材に接触する別の突起がさらに設けられる。これにより、空転防止の効果が向上する。

【0009】

前記洗浄部材を前記スリーブの中心に配置する位置決め機構を備えていてもよい。また、前記洗浄部材の上面の略中心には凹部が設けられ、当該洗浄具は、前記スリーブと固定される保持芯体であって、前記洗浄部材の上面と対向する面の略中心に、前記凹部と係合する凸部が設けられる保持芯体を備えていてもよい。これにより、精度よく洗浄部材をスリーブの中心に位置決めでき、洗浄部材が偏心した状態で回転するのを防止し、洗浄部材が長寿命化する。

【0010】

望ましくは、前記洗浄部材の上面と、この上面と対向する前記保持芯体の面と、の間には、隙間があり、前記洗浄部材は弾性を有し、前記隙間の幅と、前記洗浄部材の凹部に前記保持芯体の凸部が係合されない状態での前記凹部の深さと、の和より、前記保持芯体の凸部の高さが大きい。これにより、洗浄部材の中心部に下向きの圧力が加わり、洗浄力が増す。
また、前記凹部の底部と接触する前記凸部の面には、溝が設けられているのが望ましい。洗浄部材が回転する際に溝の縁に力が集中し、洗浄力が増す。

【0011】

洗浄部材の具体的な構成例として、前記洗浄部材は、下側円柱部と、前記下側円柱部より径が小さい上側円柱部と、から構成され、前記下側円柱部の下面は、洗浄面であり、前記下側円柱部の上面は、前記スリーブの下面と接触し、前記上側円柱部の側面は、前記チャック爪によって挟み込まれ、前記上側円柱部の上面に、前記凹部が設けられてもよい。
望ましくは、前記凹部の断面は、直線で形成される。これにより、凹部を容易に形成できるとともに、直線部分が回転方向の駆動力を洗浄部材に伝達できる。

【0012】

また、本発明の別の態様によれば、被洗浄基板を保持して回転させる基板保持回転機構と、前記被洗浄基板を洗浄する、上記の洗浄具と、前記洗浄具が装着され、前記洗浄具を前記被洗浄基板上で回転させる洗浄具装着機構と、を備える基板洗浄装置が提供される。

【0013】

また、本発明の別の態様によれば、下面の略中心に凸部が設けられた保持芯体を、スリーブの上部の開口から挿入する工程と、上面の略中心に凹部が設けられた洗浄部材を、複数のチャック爪に分割された前記スリーブの下部の開口から挿入し、前記凹部に前記凸部を係合させる工程と、前記複数のチャック爪のそれぞれの内面には、前記洗浄部材の洗浄面と略平行に並んだ複数の突起が設けられており、リング部材を前記スリーブの外周に嵌めることで、前記複数の突起を前記洗浄部材に食い込ませる工程と、を備える洗浄具の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0014】

スリーブのチャック爪の内面に、洗浄部材の回転方向と略平行に並ぶ複数の突起を設ける。そのため、洗浄部材が大きな場合でもその空転を抑制でき、大型な基板も洗浄できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図。

【図2】洗浄具３の断面図。

【図3】洗浄具３の分解斜視図。

【図4】洗浄部材３１の斜視図。

【図5】洗浄部材３１の中心を通る垂直方向断面図。

【図6】保持芯体３３の円柱部３３ａの下面の拡大図。

【図7】洗浄部材３１の上面および保持芯体３３の円柱部３３ａの下面の拡大図。

【図8】保持芯体３３の凸部３３ｄの変形例を示す図。

【図9】洗浄部材３１の凹部３１ｃの変形例を示す図。

【図10】チャック爪３２ａの内面の拡大図。

【図11】チャック爪３２ａが洗浄部材３１の上側円柱部３１ｂを挟む様子を示す図。

【図12】チャック爪３２ａの内面の別の例の拡大図。

【図13】洗浄具３の製造方法を示す工程図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0017】

図１は、基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図である。基板洗浄装置は、基板保持回転機構１と、洗浄具装着機構２と、洗浄具３と、ノズル４と、容器５とを備えている。

【0018】

基板保持回転機構１は、半導体ウエハなどの被洗浄基板Ｗｆを保持し、回転させる。より具体的には、基板保持回転機構１は、被洗浄基板Ｗｆを保持するためのチャック１１が装着された複数本（図１では４本）のアーム１２、アーム１２が一体的に取り付けられる基台１３、基台１３を回転させる回転軸１４などから構成される。

【0019】

洗浄具装着機構２には洗浄具３が装着され、洗浄具３を被洗浄基板Ｗｆ上で回転させながら、洗浄具３を被洗浄基板Ｗｆの中心から縁（あるいは縁から縁）まで揺動させる。より具体的には、洗浄具装着機構２は、先端に装着された洗浄具３を回転させる回転軸２１、洗浄具３を揺動および昇降させる揺動軸２２、一端に揺動軸２２が固定され他端に回転軸２１を介して洗浄具３が取り付けられた揺動アーム２３などから構成される。

【0020】

洗浄具３は、その下面が被洗浄基板Ｗｆの表面に接触した状態で揺動および回転することで、被洗浄基板Ｗｆを洗浄する。本発明は、洗浄具３の構造を工夫することにより、大きな被洗浄基板Ｗｆ、例えば直径４５０ｍｍの半導体ウエハの洗浄にも適した基板洗浄装置を実現するものである。
ノズル４は純水などの洗浄液を被洗浄基板Ｗｆ上に供給する。容器５には洗浄液が入っており、被洗浄基板Ｗｆを洗浄した後の洗浄具３を洗浄する。

【0021】

このような構成の基板洗浄装置は以下のように動作する。基板保持回転機構１の回転軸１４によって回転されている被洗浄基板Ｗｆ上に、ノズル４から洗浄液が噴射される。同時に、洗浄具装着機構２の回転軸２１が洗浄具３を回転させるとともに、揺動軸２２が洗浄具３の下面を被洗浄基板Ｗｆの表面に接触させた状態で洗浄具３を揺動させる。これにより被洗浄基板Ｗｆが洗浄される。洗浄が終了すると、揺動軸２２は揺動アーム２３を旋回させ、洗浄具３を容器５内の洗浄液に浸漬させる。一方、洗浄が終了した被洗浄基板Ｗｆは基板保持回転機構１の回転軸１４によって高速回転され、スピン乾燥させた後、ロボットアーム（図示せず）などで次の処理行程に移送される。
続いて、洗浄具３について説明する。

【0022】

図２および図３は、それぞれ洗浄具３の断面図および分解斜視図である。洗浄具３は、洗浄部材３１と、スリーブ３２と、保持芯体３３と、リング部材３４と、ネジ３５とを備えている。

【0023】

洗浄部材３１は、弾性および吸液性を有する柔らかい多孔質体、例えばスポンジ（多孔質基気質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）から形成される。洗浄部材３１は、下側円柱部３１ａと、これより径が小さい上側円柱部３１ｂとから構成される。下側円柱部３１ａの中心上に上側円柱部３１ｂの中心が位置している。

【0024】

図２に示すように、下側円柱部３１ａの上面外周はスリーブ３２の下面に接触しており、スリーブ３２から下向きの圧力を受ける。下側円柱部３１ａの下面（すなわち洗浄部材３１の下面）が洗浄面である。洗浄面が回転しながら被洗浄基板Ｗｆの表面に接触することで、被洗浄基板Ｗｆが洗浄される。被洗浄基板Ｗｆの直径が４５０ｍｍである場合、例えば下側円柱部３１ａの直径は４２ｍｍ程度である。

【0025】

上側円柱部３１ｂは、その側面がスリーブ３２によって挟み込まれており、その上面は隙間３６を空けて保持芯体３３の下面と対向している。また、上側円柱部３1ｂの上面のほぼ中央には凹部３１ｃが形成されている。

【0026】

スリーブ３２は、上部および下部が開口し、内部が空洞になっている。また、スリーブ３２の上部および下部は厚く、中央部は薄くなっている。図３に示すように、スリーブ３２の外周には、下端から上方に向かって延びる４本の切り溝が設けられ、これによりスリーブ３２の下部は４本のチャック爪３２ａに分割されている。

【0027】

スリーブ３２の下部開口から洗浄部材３１の上側円柱部３１ｂが挿入され、各チャック爪３２ａは洗浄部材３１の周囲に沿って位置している。洗浄部材３１を挿入しやすいよう、後述するリング部材３４が嵌められていない状態では、各チャック爪３２ａが若干外側に広がっていてもよい。

【0028】

図２に示すように、チャック爪３２ａの内面には、先端が洗浄部材３１の側面に接触する複数の突起３２ｂが設けられている。これらの突起３２ｂにより洗浄部材３１を確実に挟み込むことができる。また、チャック爪３２ａの上部には、ネジ３５がねじ込まれるネジ穴３２ｃが形成される。さらに、チャック爪３２ａの下部には外側に向かう突起３２ｄが形成される。突起３２ｄの上方には突起３２ｄより低い突起３２ｅが形成される。

【0029】

保持芯体３３は、円柱部３３ａと、その上部に形成された外径寸法が大きい鍔体３３ｂとから構成される。鍔体３３ｂにはネジ３５が貫通する貫通孔３３ｂ１が形成されている。貫通孔３３ｂ１はスリーブ３２のネジ穴３２ｃの上方に形成されており、ネジ３５が貫通孔３３ｂ１を介してスリーブ３２のネジ穴３２ｃにねじ込まれることで、保持芯体３３はスリーブ３２に固定される。

【0030】

円柱部３３ａの内側には凹部３３ｃが形成されており、本洗浄具３を保持して回転させる回転軸２１（図１参照）の先端が凹部３３ｃに係合される。回転軸２１が回転することで、保持芯体３３およびこれに固定されたスリーブ３２が回転駆動される。円柱部３３ａの下面には、そのほぼ中心に、洗浄部材３１の凹部３１ｃに係合する凸部３３ｄが設けられている。凸部３３ｄが設けられない部分においては、円柱部３３ａの下面と洗浄部材３１の上面との間に隙間３６がある。

【0031】

リング部材３４はその内径がスリーブ３２の外周とほぼ等しい円筒体であり、スリーブ３２の外側に嵌まっている。そして、リング部材３４の内周面に形成された溝３４ａがチャック爪３２ａの突起３２ｅに係合しており、リング部材３４の下面はスリーブ３２の突起３２ｄによって支持される。リング部材３４によってスリーブ３２のチャック爪３２ａは内側に向かって締め付けられる。
次に、洗浄具３の特徴の１つである洗浄部材３１上面の凹部３１ｃおよび保持芯体３３下面の凸部３３ｄについて詳しく説明する。

【0032】

図４は、洗浄部材３１の斜視図であり、図５は、洗浄部材３１の中心を通る垂直方向断面図である。図４に示すように、洗浄部材３１の上面のほぼ中央に凹部３１ｃが形成されている。凹部３１ｃの幅（直径）は、例えば上側円柱部３１ｂの直径の１５％程度である。同図では凹部３１ｃの水平方向断面が円形である例を示しているが、三角形などの多角形であってもよい。凹部３１ｃの垂直方向断面は、図５（ａ）に示すような矩形でもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すように、凹部３１ｃの底部が尖っており、底部の端から中央に向かって深くなっていてもよい。洗浄部材３１は弾性を有するが、外力が加わらない状態での凹部３１ｃの深さをａとする。深さａは、例えば上側円柱部３１ｂの６０％程度である。

【0033】

図６は、保持芯体３３の円柱部３３ａの下面の拡大図である。図示のように、円柱部３３ａの下面のほぼ中心に、洗浄部材３１の凹部３１ｃに係合する凸部３３ｄが形成されている。凸部３３ｄの形状は洗浄部材３１の凹部３１ｃの形状に応じたものとなっている。凹部３１ｃが図５（ａ）に示すように矩形であれば、凸部３３ｄも矩形とする（図６（ａ））。また、凹部３１ｃが図５（ｂ）に示すように底部が尖った形状であれば、凸部３３ｄも先端が尖った形状とする（図６（ｂ））。凸部３３ｄの高さ、すなわち円柱部３３ａの下面から凸部３３ｄの先端までの長さをｂとする。

【0034】

図７は、洗浄部材３１の上面および保持芯体３３の下面の拡大図である。図７（ａ）は図５（ａ）および図６（ａ）に対応しており、図７（ｂ）は図５（ｂ）および図６（ｂ）に対応している。図示のように、洗浄部材３１の上側円柱部３１ｂの上面と、保持芯体３３の円柱部３３ａの下面との間には、隙間３６がある。隙間３６を設ける理由は、洗浄部材３１の高さに製造誤差がある場合であっても、この隙間３６で製造誤差を吸収できるためである。この隙間３６の高さをｃとする。そして、保持芯体３３の凸部３３ｄは、洗浄部材３１の凹部３１ｃに係合している。

【0035】

洗浄部材３１の凹部３１ｃおよび保持芯体３３の凸部３３ｄがないと、特に被洗浄基板Ｗｆの大型化に伴って洗浄部材３１も大きくする場合に、保持芯体３３に対して洗浄部材３１を正確に位置決めするのが困難である。例えば洗浄部材３１の中心と保持芯体３３の中心とがずれていた場合、洗浄部材３１をスリーブ３２のチャック爪３２ａでしっかりと挟み込むことができない。また、偏心した状態で洗浄部材３１を回転させると洗浄部材３１が早く消耗してしまうこともある。

【0036】

これに対し、本実施形態では、保持芯体３３に凸部３３ｄを、洗浄部材３１に凹部３１ｃを設ける。凸部３３ｄおよび凹部３１ｃが、洗浄部材３１をスリーブ３２の中心に配置する位置決め機構として機能するため、洗浄部材３１を保持芯体３３の中心に精度よく配置できる。凹部３１ｃが図５（ｂ）に示す形状であれば、洗浄部材３１をより正確に位置決めできる。

【0037】

このような位置決めのためには、少なくとも凸部３３ｄの先端が凹部３１ｃに届くよう、凹部３１ｃの深さａ、凸部３３ｄの高さｂおよび隙間３６の高さｃを設計すればよい。より望ましくは、下記（１）式を満たすよう、凹部３１ｃの深さａ、凸部３３ｄの高さｂおよび隙間３６の高さｃの少なくとも１つが設計される。
ｂ＞ａ＋ｃ ・・・（１）

【0038】

この関係を満たす場合、保持芯体３３の凸部３３ｄの先端は洗浄部材３１の凹部３１ｃの底部に確実に届き、凸部３３ｄは洗浄部材３１に下向きの圧力を加える。これにより、洗浄部材３１の中心部分が被洗浄基板Ｗｆに押圧され、洗浄力が増す。特に、上記（１）式の左辺ｂと右辺ａ＋ｃとの差を大きくすることで、洗浄部材３１の中心部分によって被洗浄基板Ｗｆにより高い荷重をかけることができる。

【0039】

仮に上記（１）式が満たされない場合、図２から分かるように、洗浄部材３１が被洗浄基板Ｗｆに押圧される部分は、主にスリーブ３２の下面からの圧力を受ける洗浄部材３１の外周付近である。この外周付近の面積は、従来の小型な洗浄部材を単に大型化しても、ほとんど変わらない。そのため、大きな被洗浄基板Ｗｆを十分に洗浄できないおそれがある。

【0040】

これに対し本実施形態では、保持芯体３３の凸部３３ｄが洗浄部材３１の中心部分を押圧するため、洗浄部材３１の外周付近に加えて中心部分でも被洗浄基板Ｗｆを洗浄でき、大きな被洗浄基板Ｗｆの洗浄にも好適である。

【0041】

図８は、保持芯体３３の凸部３３ｄの変形例を示す図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は凸部３３ｄを下から見た図である。凸部３３ｄの下面に、１または複数の、例えばリング状の溝３３ｅを設けてもよい。なお、洗浄部材３１の無回転部分に荷重汚染の懸念がある場合、凸部３３ｄの下面中心に凹部を設け、洗浄部材３１の中心が被洗浄基板Ｗｆを押圧しないようにしてもよい。

【0042】

このような溝３３ｅを設けることで、洗浄部材３１が揺動した際に溝の３３ｅの縁が被洗浄基板Ｗｆ上を横切ることとなる。縁には力が集中するため、洗浄力が向上する。溝３３ｅを設けるのであれば、洗浄部材３１の表面は平坦であってもよい。また、仮に洗浄部材３１が空転したとしても、洗浄部材３１が揺動さえしていれば溝３３ｅによって被洗浄基板Ｗｆを洗浄できる。

【0043】

図９は、洗浄部材３１の凹部３１ｃの変形例を示す図であり、洗浄部材３１の上側円柱部３１ｂを上から見た図である。

【0044】

図９（ａ）に示すように、製造上可能であれば、凹部３１の幅を大きめに、具体的には上側円柱部３１ｂの直径の５０％以上と広くするのが望ましい。洗浄部材３１が被洗浄基板Ｗｆを押圧する面積を大きくでき、洗浄力が向上する。
図９（ｂ）に示すように、上側円柱部３１ｂの中心のみならず、その周囲に等間隔で配置される複数の凹部３１ｂ’を設けてもよい。これにより、中心の凹部３１ｂが小さくても、洗浄部材３１が被洗浄基板Ｗｆを押圧する面積を大きくできる。

【0045】

図９（ｃ）〜（ｆ）に示すように、凹部３１ｂの断面の少なくとも一部、望ましくは全てが直線で形成されていてもよい。その理由は、洗浄部材３１を加工して凹部３１ｂを形成するのが容易になるためである。直線のみで形成することで、凹部３１ｂの直線部分が洗浄部材３１の回転方向の駆動力を洗浄部材３１に伝達できるという利点もある。また、洗浄部材３１のより多くの部分が被洗浄基板Ｗｆに押圧されることで、洗浄部材３１への圧力が分散し、洗浄部材３１が長寿命化する。

【0046】

具体的な凹部３１ｂの形状に特に制限はなく、凹部３１ｂの形状は、上側円柱部３１ｂの中心を通る長方形でもよいし（図９（ｃ））、十字型でもよいし（図９（ｄ））、上側円柱部３１ｂの縁に達する十字型でもよいし（図９（ｅ））、中心から縁に向かって等間隔に延びる複数（例えば３つ）の辺から形成されてもよい（図９（ｆ））。ただし、位置決めのためには、いずれの形状であっても、上側円柱部３１ｂの中心は凹んでいるのが望ましい。
なお、保持芯体３３の凸部３３ｄは、洗浄部材３１の凹部３１ｃの形状に合わせておけばよい。

【0047】

次に、洗浄具３の別の特徴であるチャック爪３２ａの内面の突起３２ｂについて詳しく説明する。

【0048】

図１０は、チャック爪３２ａの内面の拡大図である。図１０（ａ）に示すように、チャック爪３２ａの下端には、内側に向かって伸びる複数（図１０（ａ）では３つ）の突起３２ｂが、洗浄部材３１の回転方向に沿って、水平面すなわち洗浄部材３１の洗浄面とほぼ平行に、並んで設けられている。突起３２ｂと突起３２ｂとの間には隙間３２ｆが設けられている。突起３２ｂの幅は隙間３２ｆの幅より大きくてもよいし、隙間３２ｆの幅と同程度であってもよい。また、隙間３２ｆの底部はチャック爪３２ａの内面と同一面上にあってもよい。

【0049】

これらの突起３２ｂは、例えば、図１０（ｂ）に示すように隙間３２ｆがない状態の１つの長い突起３２ｂ’から、隙間３２ｆに相当する部分を除くことによって形成される。突起３２ｂは、チャック爪３２ａと一体に形成されてもよいし、チャック爪３２ａとは別の部材であってもよい。

【0050】

また、チャック爪３２ａの内面であって、隙間３２ｆ（あるいは突起３２ｂ）の上方には、垂直方向、すなわち、洗浄部材３１の洗浄面とほぼ直交する方向に延びる突起３２ｇがさらに設けられてもよい。

【0051】

図１１は、チャック爪３２ａが洗浄部材３１の上側円柱部３１ｂを挟む様子を示す図であり、これらを上から見た図である。リング部材３４がスリーブ３２の外周に嵌められることで、チャック爪３２ａが内側に向かって押さえつけられる。これにより、弾性を有する洗浄部材３１が変形し、突起３２ｂが上側円柱部３１ｂの側面に食い込むとともに、隙間３２ｆに上側円柱部３１ｂの側面がせり出す。

【0052】

このように洗浄部材３１を変形させるためには、洗浄部材３１の凹部３１ｃおよび保持芯体３３の凸部３３ｄを利用して洗浄部材３１をチャック爪３２ａの中心に正確に配置した上で、４つのチャック爪３２ａで均等に洗浄部材３１を挟み込むのが望ましい。洗浄部材３１が中心からずれていると、中心から離れたチャック爪３２ａの突起３２ｂは十分に洗浄部材３１を挟み込めないためである。

【0053】

図１１に示す状態で、洗浄具装着機構２の回転軸２１が回転し、これに伴って保持芯体３３およびスリーブ３２が回転駆動されると、突起３２ｂが洗浄部材３１に回転方向の駆動力を伝達する。これにより、保持芯体３３およびスリーブ３２は回転するが洗浄部材３１が回転しないという空転を抑えることができ、被洗浄基板Ｗｆを効率よく洗浄できる。

【0054】

複数の突起３２ｂがなく、回転方向に沿った長い１つの突起（図１０（ｂ））で洗浄部材３１を挟む場合、回転方向の駆動力が洗浄部材３１に十分に伝達されず、洗浄部材３１が空転しまうことがある。特に、大きな被洗浄基板Ｗｆ用に大きな洗浄部材３１を用いる場合、洗浄部材３１の外周の回転速度が高くなるため空転が起きやすい。

【0055】

これに対し、本実施形態では、洗浄面と平行に（すなわち回転方向に）並ぶ複数の突起３２ｂをチャック爪３２ａの内面に設ける。突起３２ｂが空転防止機構として機能するため、空転を防止できる。

【0056】

図１２は、チャック爪３２ａの内面の別の例の拡大図である。図示のように、チャック爪３２ａの下端には、内側に向かって伸びる突起３２ｈが設けられる。さらに、突起３２ｈの上には、内側に向かって伸びる複数（図１２では２つ）の突起３２ｉが、洗浄部材３１の回転方向に沿って、水平面すなわち洗浄部材３１の洗浄面とほぼ平行に、並んで設けられている。
図１０（ａ）および図１２に示すように、チャック爪３２ａには内側に向かう凹凸が形成されていればよい。

【0057】

次に、上述した洗浄部材３１、スリーブ３２、保持芯体３３およびリング部材３４を組み立てて洗浄具３を製造する方法を説明する。

【0058】

図１３は、洗浄具３の製造方法を示す工程図である。まず、保持芯体３３の円柱部３３ａをスリーブ３２の上部開口から挿入し、鍔体３３ｂの下面をスリーブ３２の上面に接触させる（ステップＳ１）。これにより、保持芯体３３の凸部３３ｄはスリーブ３２の内部に位置する。

【0059】

続いて、保持芯体３３の貫通孔３３ｂ１を介してスリーブ３２のネジ穴３２ｃにネジ３５をねじ込み、保持芯体３３とスリーブ３２とを固定する（ステップＳ２）。

【0060】

次に、洗浄部材３１の上側円柱部３１ｂをスリーブ３２の下部開口から挿入し、下側円柱部３１ａの上面をスリーブ３２の下面に接触させるとともに、上側円柱部３１ｂの上面に設けられた凹部３１ｃに保持芯体３３の凸部３３ｄを係合させる（ステップＳ３）。これにより、洗浄部材３１がスリーブ３２の中心に精度よく配置される。なお、この状態では、必ずしもチャック爪３２ａ内面の突起３２ｂが洗浄部材３１に接触していなくてもよい。

【0061】

その後、リング部材３４をスリーブ３２の外周に嵌める（ステップＳ４）。これにより、スリーブ３２は締め付けられ、図１１に示すように、突起３２ｂが洗浄部材３１の側面に食い込み、洗浄部材３１がスリーブ３２に強固に取り付けられる。
なお、図１３は洗浄具３を製造する方法であるが、同様にして消耗品である洗浄部材３１を交換することもできる。

【0062】

以上説明したように、本実施形態では、チャック爪３２ａの内面に、洗浄面の回転方向に沿って並ぶ複数の突起３２ｂを設ける。そのため、洗浄部材３１が強固にスリーブ３２に取り付けられ、洗浄部材３１が大きい場合でも空転を抑えることができる。また、洗浄部材３１の上面に凹部３１ｃを設けるとともに、これに係合する凸部３３ｄを保持芯体３３に設けることで、洗浄部材３１をスリーブ３２の中心に位置決めでき、空転防止効果の向上および洗浄部材３１の長寿命化を図れる。さらに、凸部３３ｄを長くすることで洗浄部材３１の中心付近に下向きの力が加わり、洗浄力が向上する。このように、本洗浄具３を用いた基板洗浄装置により、大きな被洗浄基板Ｗｆも高い洗浄力で洗浄できる。

【0063】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

【符号の説明】

【0064】

１ 基板保持回転機構
２ 洗浄具装着機構
３ 洗浄具
４ ノズル
５ 容器
３１ 洗浄部材
３１ａ 下側円柱部
３１ｂ 上側円柱部
３１ｃ 凹部
３２ スリーブ
３２ａ チャック爪
３２ｂ，３２ｇ，３２ｉ 突起
３３ 保持芯体
３３ｄ 凸部
３３ｅ 溝
３４ リング部材
３５ ネジ
３６ 隙間
Ｗｆ 被洗浄基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】