特開 2023-12423 洗浄ブラシ、基板加工装置、及び基板加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012423

(43)【公開日】2023-01-25

(54)【発明の名称】洗浄ブラシ、基板加工装置、及び基板加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230118BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20230118BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20230118BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20230118BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 644Z

B24B55/06

B24B7/04 A

B23Q11/00 N

H01L21/304 644G

H01L21/304 631

H01L21/304 622P

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090150

(22)【出願日】2022-06-02

(31)【優先権主張番号】P 2021115847

(32)【優先日】2021-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】若松 孝彬

(72)【発明者】

【氏名】児玉 宗久

【テーマコード（参考）】

3C011

3C043

3C047

5F057

5F157

【Ｆターム（参考）】

3C011BB12

3C011BB18

3C043BA03

3C043BA16

3C043CC04

3C043DD02

3C043DD04

3C043DD05

3C043DD06

3C047FF04

3C047FF19

3C047HH15

5F057AA21

5F057CA13

5F057DA11

5F057DA39

5F057FA13

5F057FA36

5F157AA98

5F157AA99

5F157AB02

5F157AB16

5F157AB33

5F157AB90

5F157BA03

5F157BA31

5F157CC11

5F157DC90

(57)【要約】

【課題】洗浄ブラシによるパーティクルの除去効率を向上する、技術を提供する。
【解決手段】洗浄ブラシは、チャックの吸着面を洗浄する。前記洗浄ブラシは、前記チャックの回転中心線から径方向外側に直線状に延びるブラシ台と、前記ブラシ台から突出し、前記吸着面に接触する複数の接触部と、を備える。前記吸着面に直交する方向から見たときに、第１方向に間隔をおいて並ぶ複数の前記接触部からなる列が、前記第１方向に交わる第２方向に間隔をおいて複数設けられる。前記第２方向は前記ブラシ台の長手方向である。各前記列において、少なくとも２つの前記接触部の種類が異なる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャックの吸着面を洗浄する洗浄ブラシであって、
前記チャックの回転中心線から径方向外側に直線状に延びるブラシ台と、前記ブラシ台から突出し、前記吸着面に接触する複数の接触部と、を備え、
前記吸着面に直交する方向から見たときに、第１方向に間隔をおいて並ぶ複数の前記接触部からなる列が、前記第１方向に交わる第２方向に間隔をおいて複数設けられ、前記第２方向は前記ブラシ台の長手方向であり、
各前記列において、少なくとも２つの前記接触部の種類が異なる、洗浄ブラシ。

【請求項2】

各前記列において、少なくとも２つの前記接触部は、異なる材質を有するか、又は異なる線径の毛を有する、請求項１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項3】

各前記列において、前記チャックの回転方向上流側の前記接触部は、前記チャックの回転方向下流側の前記接触部よりも、硬い材質を有するか、又は大きい線径の毛を有する、請求項２に記載の洗浄ブラシ。

【請求項4】

前記第１方向は、前記第２方向に斜めに交わる方向であって、前記チャックの回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど前記チャックの径方向内側から径方向外側に傾斜する方向である、請求項１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項5】

前記吸着面に直交する方向から見たときに、前記第１方向に垂直に交わる方向を第３方向とすると、
隣り合う２つの前記列の前記第３方向における間隔が、各前記列において隣り合う２つの前記接触部の前記第１方向における間隔よりも大きい、請求項４に記載の洗浄ブラシ。

【請求項6】

複数の前記列は、前記第２方向に等間隔で並ぶ、請求項４に記載の洗浄ブラシ。

【請求項7】

各前記列において、３つ以上の前記接触部が前記第１方向に等間隔で並ぶ、請求項４に記載の洗浄ブラシ。

【請求項8】

各前記列は、前記第１方向に並ぶ前記接触部をｎ（ｎは３以上の自然数）個含んでおり、
各前記列において、前記チャックの回転方向上流側から回転方向下流側に向けてｍ（ｍは１以上ｎ以下の自然数）番目に位置する前記接触部を第ｍ接触部とすると、
隣り合う２つの前記列において、一の前記列の第１接触部と、別の前記列の第（ｎ－１）接触部とは、前記第２方向に重ならない、請求項４に記載の洗浄ブラシ。

【請求項9】

各前記列は、前記第１方向に並ぶ前記接触部をｎ（ｎは３以上の自然数）個含んでおり、
各前記列において、前記チャックの回転方向上流側から回転方向下流側に向けてｍ（ｍは１以上ｎ以下の自然数）番目に位置する前記接触部を第ｍ接触部とすると、
隣り合う２つの前記列は前記第２方向に重なっており、一の前記列の第１接触部と別の前記列の第ｎ接触部とが前記第２方向に重なる、請求項４に記載の洗浄ブラシ。

【請求項10】

前記接触部は、複数本の毛を束ねた毛束、スポンジ、又はピンを含む、請求項１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項11】

前記接触部は、ピンを含み、
前記ブラシ台は、前記ピンの前記ブラシ台から突出する部分の長さが変更自在となるように前記ピンを移動自在に保持する、請求項１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項12】

前記ピンは、各前記列において、前記チャックの回転方向における最も上流側に配置される、請求項１１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項13】

前記ピンを前記ブラシ台の外部に突出する方向に付勢する弾性体を備える、請求項１１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項14】

前記接触部は、前記ブラシ台に固定される毛束を含み、
前記ピンは、前記ピンの先端が前記毛束の先端よりも突出する位置と、前記ピンの先端が前記毛束の先端と同じ高さになる位置との間で移動する、請求項１１に記載の洗浄ブラシ。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか１項に記載の洗浄ブラシと、
前記チャックと、
前記チャックの前記吸着面に洗浄液を供給するノズルと、
前記チャックの前記吸着面に吸着した基板を加工する工具を駆動する駆動部と、
を備える、基板加工装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の基板加工装置を用いて複数の前記基板を順番に加工することと、
一の前記基板を前記吸着面から取外した後、別の前記基板を前記吸着面に吸着する前に、前記吸着面を前記洗浄ブラシで洗浄することと、
を含む、基板加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、洗浄ブラシ、基板加工装置、及び基板加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の洗浄ブラシは、被加工物が載置される面を洗浄するために工作機械に備えられる。洗浄ブラシは、ブラシ台と、複数個のブラシ列とを備える。ブラシ台は、洗浄面に対し実質上垂直な軸線を中心に回転される。複数個のブラシ列は、ブラシ台の洗浄面との対向面に配設される。ブラシ列の各々は、軸線を中心に伸びる放射直線の途中を起点に放射直線に対して傾斜して伸びる傾斜線に沿って配設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－５９８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の一態様は、洗浄ブラシによるパーティクルの除去効率を向上する、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る洗浄ブラシは、チャックの吸着面を洗浄する。前記洗浄ブラシは、前記チャックの回転中心線から径方向外側に直線状に延びるブラシ台と、前記ブラシ台から突出し、前記吸着面に接触する複数の接触部と、を備える。前記吸着面に直交する方向から見たときに、第１方向に間隔をおいて並ぶ複数の前記接触部からなる列が、前記第１方向に交わる第２方向に間隔をおいて複数設けられる。前記第２方向は前記ブラシ台の長手方向である。各前記列において、少なくとも２つの前記接触部の種類が異なる。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一態様によれば、洗浄ブラシによるパーティクルの除去効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る基板加工装置を示す平面図である。

【図2】図２は、チャックと工具駆動部の一例を示す側面図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る洗浄ブラシを示す平面図である。

【図4】図４は、図３の一部を拡大して示す平面図である。

【図5】図５は、図３の洗浄ブラシ付近での洗浄液の流れの一例を示す平面図である。

【図6】図６は、接触部の種類の一例を示す側面図である。

【図7】図７は、揺動部の一例を示す平面図である。

【図8】図８は、ブラシ台の揺動範囲の一例を示す平面図である。

【図9】図９は、図８の洗浄ブラシ付近での洗浄液の流れの一例を示す平面図である。

【図10】図１０は、仮想円に配置される複数の接触部の一例を示す平面図である。

【図11】図１１は、ブラシ台の揺動範囲の変形例を示す平面図である。

【図12】図１２は、変形例に係る洗浄ブラシを示す断面図である。

【図13】図１３は、図１２のピンの移動の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向とは互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｕ軸方向と、Ｖ軸方向と、Ｚ軸方向とは互いに垂直な方向である。Ｕ軸方向及びＶ軸方向は水平方向であり、Ｕ軸方向はブラシ台５１の長手方向であり、Ｖ軸方向はブラシ台５１の幅方向である。

【0009】

図１を参照して、一実施形態に係る基板加工装置１について説明する。基板加工装置１は、本実施形態では基板Ｗを研削する研削装置であるが、研磨装置、切断装置、又はトリミング装置などであってもよい。基板加工装置１は、チャック２０の吸着面に吸着されている基板Ｗを加工する装置であればよい。基板Ｗは、半導体基板、又はガラス基板を含む。半導体基板は、シリコンウェハ、又は化合物半導体ウェハである。

【0010】

基板加工装置１は、例えば、回転テーブル１０と、４つのチャック２０と、３つの駆動部３０と、を備える。回転テーブル１０は、４つのチャック２０を回転中心線Ｒ１の周りに保持し、回転中心線Ｒ１を中心に回転することで、４つのチャック２０を回転移動させる。上方から見て、回転テーブル１０の回転方向は、時計回り方向と、反時計回り方向とに切り替えられてもよい。

【0011】

４つのチャック２０は、回転テーブル１０の回転中心線Ｒ１の周りに等間隔で配置される。各チャック２０は、回転テーブル１０と共に回転し、例えば第１搬入出位置Ａ０と、第１研削位置Ａ１と、第２研削位置Ａ２と、第３研削位置Ａ３と、第１搬入出位置Ａ０とにこの順番で移動する。第１搬入出位置Ａ０は、搬送装置２がチャック２０に基板Ｗを渡す搬入位置と、搬送装置２がチャック２０から基板Ｗを受け取る搬出位置とを兼ねる。なお、本実施形態では搬入位置と搬出位置とは同じ位置であるが、搬入位置と搬出位置とは異なる位置であってもよい。第１研削位置Ａ１は、基板Ｗの１次研削が行われる位置である。第２研削位置Ａ２は、基板Ｗの２次研削が行われる位置である。第３研削位置Ａ３は、基板Ｗの３次研削が行われる位置である。

【0012】

なお、回転テーブル１０の回転中心線Ｒ１の周りに、第１搬入出位置Ａ０と、第１研削位置Ａ１と、第２研削位置Ａ２と、第３研削位置Ａ３とがこの順番で反時計回りに配置されるが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、第３研削位置Ａ３の代わりに、第２搬入出位置が配置されてもよい。第２搬入出位置は、第１搬入出位置Ａ０と同様に、搬送装置２がチャック２０に基板Ｗを渡す搬入位置と、搬送装置２がチャック２０から基板Ｗを受け取る搬出位置とを兼ねる。この場合、例えば、２枚の基板Ｗが、第１搬入出位置Ａ０と第２搬入出位置に搬入され、続いて第１研削位置Ａ１と第２研削位置Ａ２で研削され、続いて第１搬入出位置Ａ０と第２搬入出位置で搬出される。

【0013】

次に、図２を参照して、チャック２０と駆動部３０の一例について説明する。チャック２０は、基板Ｗを吸着する吸着面２１を有する。吸着面２１は、基板Ｗを下方から吸着する。吸着面２１は、図２では水平な平面であるが、チャック２０の回転中心線Ｒ２を中心に対称な円錐面であってもよい。後者の場合、回転中心線Ｒ２はＺ軸方向に対して傾斜しており、その傾斜角度で、研削後の基板Ｗの厚み分布を調節できる。

【0014】

チャック２０は、その吸着面２１に、例えば多孔質体２２を有する。多孔質体２２は、基台２３の上面の凹部に埋め込まれる。多孔質体２２の内部の気体が吸引され、多孔質体２２の気圧が大気圧よりも低い負圧になると、基板Ｗが多孔質体２２に吸着される。一方、気体の吸引が停止され、多孔質体２２の気圧が大気圧に戻されると、基板Ｗの吸着が解除される。

【0015】

チャック２０は、回転中心線Ｒ２を中心に回転自在に、回転テーブル１０に取り付けられる。チャック２０ごとに、チャック２０を回転させるチャックモータ２５が設けられる。チャックモータ２５の回転駆動力は、タイミングベルト又はギヤ等の回転伝達機構を介してチャック２０に伝達されてもよい。

【0016】

駆動部３０は、研削工具Ｄを駆動する。駆動部３０は、研削工具Ｄを回転させたり、昇降させたりする。研削工具Ｄは、チャック２０に吸着されている基板Ｗを研削する。なお、基板Ｗを加工する工具は、研削工具Ｄには限定されず、例えば研磨工具、切断工具又はトリミング工具などであってもよい。

【0017】

駆動部３０は、研削工具Ｄが装着される可動部３１を含む。研削工具Ｄは、基板Ｗに押し当てられ、基板Ｗを研削する。研削工具Ｄは、例えば、円盤状の研削ホイールＤ１と、研削ホイールＤ１の下面にリング状に配列される複数の砥石Ｄ２と、を含む。なお、研削ホイールＤ１の下面全体に、砥石Ｄ２が固定されてもよい。

【0018】

可動部３１は、研削工具Ｄが装着されるフランジ３２と、フランジ３２が下端に設けられるスピンドル軸３３と、スピンドル軸３３を回転させるスピンドルモータ３４と、を有する。フランジ３２は水平に配置され、その下面に研削工具Ｄが装着される。スピンドル軸３３は鉛直に配置される。スピンドルモータ３４は、スピンドル軸３３を回転し、フランジ３２に装着された研削工具Ｄを回転させる。研削工具Ｄの回転中心線Ｒ３は、スピンドル軸３３の回転中心線である。

【0019】

駆動部３０は、更に、可動部３１を昇降させる昇降部３５を有する。昇降部３５は、例えば、鉛直なＺ軸ガイド３６と、Ｚ軸ガイド３６に沿って移動するＺ軸スライダ３７と、Ｚ軸スライダ３７を移動させるＺ軸モータ３８と、を有する。Ｚ軸スライダ３７には可動部３１が固定され、Ｚ軸スライダ３７と共に可動部３１及び研削工具Ｄが昇降する。昇降部３５は、研削工具Ｄの位置を検出する位置検出器３９を更に有する。位置検出器３９は、例えばＺ軸モータ３８の回転を検出し、研削工具Ｄの位置を検出する。

【0020】

昇降部３５は、研削工具Ｄを待機位置から下降させる。研削工具Ｄは、下降しながら回転し、回転する基板Ｗの上面と接触し、基板Ｗの上面全体を研削する。基板Ｗの厚みが設定値に達すると、昇降部３５は研削工具Ｄの下降を停止する。その後、昇降部３５は、研削工具Ｄを待機位置まで上昇させる。

【0021】

基板加工装置１は、複数の基板Ｗを順番に加工する。チャック２０の吸着面２１と基板Ｗとの間にパーティクルが噛み込むと、基板Ｗが局所的に変形される。その状態で、基板Ｗが研削されると、基板Ｗの表面にディンプルと呼ばれる局所的な凹欠陥が形成されてしまう。ディンプルの原因になるパーティクルは、例えば、基板Ｗから転写される転写物、基板Ｗの加工によって生じる加工屑、又は多孔質体２２の破損によって生じる破片などである。

【0022】

そこで、基板加工装置１は、図１に示すように、洗浄ブラシ５０を備える。洗浄ブラシ５０は、回転しているチャック２０の吸着面２１を洗浄し、吸着面２１に付着したパーティクルを除去する。洗浄ブラシ５０は、一の基板Ｗを吸着面２１から取外した後、別の基板Ｗを吸着面２１に吸着する前に、吸着面２１を洗浄する。洗浄ブラシ５０は、例えば、第１搬入出位置Ａ０に設けられる。第３研削位置Ａ３の代わりに、第２搬入出位置が配置される場合、洗浄ブラシ５０は、第１搬入出位置Ａ０と第２搬入出位置の両方に設けられてもよい。

【0023】

また、基板加工装置１は、チャック２０の吸着面２１に洗浄液を供給するノズル８０を備える。ノズル８０は、例えば、第１搬入出位置Ａ０に設けられる。第３研削位置Ａ３の代わりに、第２搬入出位置が配置される場合、ノズル８０は、第１搬入出位置Ａ０と第２搬入出位置の両方に設けられてもよい。ノズル８０は、例えば、回転しているチャック２０の吸着面２１に洗浄液を供給する。洗浄液は、吸着面２１の回転中心線Ｒ２又はその近傍に供給され、遠心力によって吸着面２１の径方向全体に広がる。洗浄液としては、例えばＤＩＷ（脱イオン水）が用いられる。ノズル８０は、洗浄液と気体とを混合して吐出する二流体ノズルであってもよい。

【0024】

基板加工装置１は、制御部９０を備える。制御部９０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１と、メモリ等の記憶媒体９２とを備える。記憶媒体９２には、基板加工装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部９０は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、基板加工装置１の動作を制御する。

【0025】

次に、図３～図５を参照して、一実施形態に係る洗浄ブラシ５０について説明する。なお、図３では、接触部５２の配列を示すべく、ブラシ台５１の輪郭のみ示す。洗浄ブラシ５０は、ブラシ台５１と、複数の接触部５２とを備える。ブラシ台５１は、チャック２０の回転中心線Ｒ２から径方向外側に直線状に延びる。ブラシ台５１は、例えば、チャック２０の吸着面の半径と同程度の長さを有し、チャック２０の吸着面２１の周縁の上方まで延びている。ブラシ台５１は、チャック２０の洗浄中に、固定されてもよいし、後述するように揺動させられてもよい。

【0026】

各接触部５２は、ブラシ台５１の下面から突出し、吸着面２１に接触する。各接触部５２は、吸着面２１に付着したパーティクルを掻き出すか、又は剥離させる。各接触部５２は、例えば、複数本の毛を束ねた毛束である。毛束は、ブラシ台５１の下面に設けた穴に植毛される。

【0027】

各接触部５２は、本実施形態では毛束であるが、スポンジ又はピンであってもよい。各接触部５２は、チャック２０の吸着面２１を荒らすことなく、吸着面２１に付着したパーティクルを除去できるものであればよい。各接触部５２は、チャック２０の吸着面２１を荒らさないように、好ましくは樹脂で形成される。

【0028】

図３に示すように、吸着面２１に直交する方向（Ｚ軸方向）から見たときに、第１方向に間隔をおいて並ぶ複数の接触部５２からなる列５３が、第１方向に交わる第２方向に間隔をおいて複数設けられる。第２方向は、ブラシ台５１の長手方向（Ｕ軸方向）である。ブラシ台５１の長手方向は、図３ではチャック２０の径方向に一致している。第２方向に間隔をおいて複数設けられる列５３の数は、特に限定されない。

【0029】

第１方向は、列５３の延在方向である。第１方向は、例えば第２方向に斜めに交わる方向である。例えば、第１方向は、チャック２０の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど、チャック２０の径方向内側から径方向外側に傾斜する方向である。つまり、第１方向は、チャック２０の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど、チャック２０の回転中心線Ｒ２に対して径方向外側に傾斜する方向である。なお、第１方向は、逆向きに傾斜する方向であってもよいし、第２方向に垂直に交わる方向であってもよい。

【0030】

Ｚ軸方向から見たときに、第２方向（Ｕ軸方向）に間隔をおいて並ぶ複数の接触部５２からなる行５４が、第２方向に垂直に交わる第４方向に複数設けられる。第４方向は、ブラシ台５１の幅方向（Ｖ軸方向）である。行５４の数は、３つには限定されず、２つでもよいし、４つ以上でもよい。

【0031】

図５に示すように、洗浄液Ｌは、洗浄ブラシ５０よりも、チャック２０の回転方向上流側に供給される。洗浄液Ｌは、チャック２０と共に回転し、洗浄ブラシ５０に至る。洗浄ブラシ５０は、隣り合う２つの列５３の間に、洗浄液Ｌを排出する排出路５５を備える。

【0032】

排出路５５は、第１方向に延びている。第１方向がチャック２０の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほどチャック２０の径方向内側から径方向外側に傾斜する方向であれば、洗浄ブラシ５０から排出したパーティクルを含んだ洗浄液がチャック２０の径方向内側から径方向外側に流れ、短時間で吸着面２１の外に排出される。従って、洗浄ブラシ５０から排出したパーティクルを含んだ洗浄液が吸着面２１の上に滞留する時間を短縮できる。また、洗浄ブラシ５０から排出したパーティクルを含んだ洗浄液が吸着面２１の上に滞留する領域を狭くできる。

【0033】

各列５３は、第１方向に並ぶ接触部５２をｎ個含む。ｎは、２以上の自然数であり、好ましくは３以上の自然数である。ｎは、好ましくは７以下の自然数である。各列５３において、チャック２０の回転方向上流側から回転方向下流側に向けてｍ（ｍは１以上ｎ以下の自然数）番目に位置する接触部５２を、第ｍ接触部５２－ｍと称する。

【0034】

図４に示すように、Ｚ軸方向から見たときに、第１方向に垂直に交わる方向を第３方向とすると、隣り合う２つの列５３の第３方向における間隔Ｇ１が、各列５３において隣り合う２つの接触部（例えば第１接触部５２－１と第２接触部５２－２）の第１方向における間隔Ｇ２よりも大きい。間隔Ｇ１は、排出路５５の幅である。間隔Ｇ１が間隔Ｇ２よりも大きければ、排出路５５の幅が広く、洗浄液Ｌが排出路５５を通過しやすい。

【0035】

各列５３において、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３が第１方向に等間隔で並んでいる。洗浄液Ｌの排出ムラを低減できる。なお、各列５３において、第１接触部５２－１と第２接触部５２－２の第１方向における間隔と、第２接触部５２－２と第３接触部５２－３の第１方向における間隔とが異なっていてもよい。隣り合う２つの列５３の第３方向における間隔Ｇ１は、各列５３において隣り合う２つの接触部５２の第１方向における間隔Ｇ２の最大値よりも大きければよい。

【0036】

複数の列５３は、Ｕ軸方向に等間隔で並んでいる。洗浄液Ｌの排出ムラを低減できる。なお、複数の列５３は、Ｕ軸方向に不等間隔で並んでいてもよい。この場合、隣り合う２つの列５３の第３方向における間隔Ｇ１、つまり、排出路５５の幅は、列５３の組み合わせに応じて変化する。排出路５５の幅は、その排出路５５を挟む２つの列５３の各々において隣り合う２つの接触部の第１方向における間隔Ｇ２の最大値よりも大きければよい。

【0037】

Ｖ軸方向から見たときに、隣り合う２つの列５３において、一の列５３の第１接触部５２－１と、別の列５３の第２接触部５２－２とは、最も接近した組み合わせでも、Ｕ軸方向に重ならず、Ｕ軸方向に離れている。Ｕ軸方向に重なる場合に比べて、隣り合う２つの列５３の間隔Ｇ１を大きくでき、排出路５５の幅を広くできる。よって、洗浄液Ｌが排出路５５を通過しやすい。なお、本実施形態の第２接触部は、特許請求の範囲に記載の第（ｎ－１）接触部に相当する。

【0038】

Ｖ軸方向から見たときに、隣り合う２つの列５３はＵ軸方向に重なっており、一の列５３の第１接触部５２－１と別の列の第３接触部５２－３とがＵ軸方向に重なる。隣り合う２つの列５３は、Ｕ軸方向に隙間を有しない。Ｖ軸方向から見たときに、Ｕ軸方向に連続的に複数の接触部５２が存在し、複数の接触部５２の間に隙間が存在しない。それゆえ、洗い残しを抑制できる。なお、本実施形態の第３接触部は、特許請求の範囲に記載の第ｎ接触部に相当する。

【0039】

Ｚ軸方向から見たときに、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３は、同一寸法及び同一形状の外形を有する。例えば、Ｚ軸方向から見たときに、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３は、同一直径の円形状の外形を有する。なお、図示しないが、Ｚ軸方向から見たときに、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３は、異なる寸法又は異なる形状の外形を有してもよい。

【0040】

次に、図６を参照して、接触部５２の種類の一例について説明する。なお、図６では、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３の境界を明確にすべく、これらの間に隙間を図示したが、隙間は無くてもよい。Ｕ軸方向から見たときに、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３は重なっており、隙間が無くてもよい。

【0041】

各列５３において、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３とは、種類が異なる。チャック２０の吸着面２１には、上記の通り、様々な大きさ又は材質のパーティクルが付着する。また、チャック２０の吸着面２１は凸部と凹部（吸着穴）を多数有し、凸部と凹部とではパーティクルの付着力が異なる。複数の種類の接触部５２を用いることで、様々な大きさ、材質、付着力のパーティクルを効率良く除去できる。

【0042】

なお、各列５３において少なくとも２つの接触部５２の種類が異なれば、複数種類のパーティクルを効率良く除去できる。例えば、第１接触部５２－１と第２接触部５２－２の種類が異なる場合、第２接触部５２－２と第３接触部５２－３の種類は同じでもよい。また、第２接触部５２－２と第３接触部５２－３の種類が異なる場合、第１接触部５２－１と第２接触部５２－２の種類は同じでもよい。

【0043】

各列５３において、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３とは、例えば、異なる線径の毛を有する。毛の線径が小さいほど、毛の柔軟性が高く、吸着面２１の凹部に入り込んだ微粒のパーティクルが掻き出されやすい。また、毛の線径が大きいほど、毛の剛性が高く、吸着面２１に固着したパーティクルが剥離されやすい。毛の線径が異なる場合、毛の材質は同じでもよい。

【0044】

なお、毛の材質が異なってもよい。第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３とは、異なる材質の毛を有してもよい。毛の硬さが低いほど、毛の柔軟性が高く、吸着面２１の凹部に入り込んだ微粒のパーティクルが掻き出されやすい。また、毛の硬さが高いほど、毛の剛性が高く、吸着面２１に固着したパーティクルが剥離されやすい。毛の硬さは、毛の材質で決まる。毛の材質が樹脂である場合、樹脂の硬さは例えばショア硬度で表す。毛の材質が異なる場合、毛の線径は同じでもよい。なお、毛の材質が異なり、且つ毛の線径が異なってもよい。

【0045】

各列５３において、チャック２０の回転方向上流側の接触部５２は、回転方向下流側の接触部５２よりも、大きな線径の毛を有する。例えば、第１接触部５２－１は、第２接触部５２－２よりも大きな線径の毛を有する。また、第２接触部５２－２は、第３接触部５２－３よりも大きな線径の毛を有する。チャック２０の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど、接触部５２の毛の線径が小さくなる。剛性の高い毛で固着したパーティクルを剥離させた後で、凹部に入り込んだ微粒のパーティクルを掻き出すことができ、パーティクルの除去効率を向上できる。

【0046】

なお、上記の通り、毛の材質が異なってもよい。チャック２０の回転方向上流側の接触部５２は、回転方向下流側の接触部５２よりも、硬い材質の毛を有する。例えば、第１接触部５２－１は、第２接触部５２－２よりも硬い材質の毛を有する。また、第２接触部５２－２は、第３接触部５２－３よりも硬い材質の径を有する。チャック２０の回転方向上流側から回転方向下流側に向かうほど、接触部５２の毛の硬さが低くなる。剛性の高い毛で固着したパーティクルを剥離させた後で、凹部に入り込んだ微粒のパーティクルを掻き出すことができ、パーティクルの除去効率を向上できる。

【0047】

なお、上記の通り、各接触部５２は、複数本の毛を束ねた毛束には限定されず、スポンジ又はピンであってもよい。各接触部５２がスポンジ又はピンである場合、スポンジ又はピンの直径が異なるか、スポンジ又はピンの材質が異なれば、複数種類のパーティクルを効率良く除去できる。

【0048】

なお、各行５４において、全ての接触部５２の種類は同じであるが、少なくとも２つの接触部５２の種類が異なってもよい。例えば、全ての第１接触部５２－１は同じ種類であるが、少なくとも２つの第１接触部５２－１は異なる種類であってもよい。但し、一の列５３と他の列５３とで、接触部５２の種類、及び各種類の数は同じであることが好ましい。

【0049】

次に、図７を参照して、揺動部６０の一例について説明する。洗浄ブラシ５０は、ブラシ台５１を揺動させる揺動部６０を備える。揺動部６０は、例えば、チャック２０の吸着面２１に対して垂直な旋回中心線Ｒ４を中心に、ブラシ台５１を旋回させる。ブラシ台５１の旋回中心線Ｒ４は、例えば、チャック２０の吸着面２１の外に設けられる。

【0050】

揺動部６０は、例えば、第１駆動源６１と、旋回軸６２と、連結バー６３と、を備える。第１駆動源６１は、旋回軸６２を回転させる。第１駆動源６１は、例えば電動モータである。第１駆動源６１として空気圧アクチュエータを用いてもよいが、電動モータを用いれば、旋回速度および旋回範囲を精度良く制御できる。旋回軸６２は、鉛直に設けられる。連結バー６３は、旋回軸６２の下端から旋回軸６２の径方向外方に直線状に延びる。連結バー６３の先端に、ブラシ台５１が昇降自在に連結される。

【0051】

ブラシ台５１は、連結バー６３の下方に設けられる。ブラシ台５１は、例えばバネ６４の弾性復元力で、チャック２０の吸着面２１に押し付けられる。バネ６４は、ブラシ台５１と連結バー６３の間に設けられる。バネ６４の種類は特に限定されない。バネ６４は、コイルバネ、板バネ、皿バネ、竹の子バネ、又は輪バネなどである。なお、ブラシ台５１は、自重でチャック２０の吸着面２１に押し付けられてもよい。ブラシ台５１の上には、重りが設けられてもよい。重りの重さで、押し付け圧を調節できる。

【0052】

揺動部６０は、第２駆動源６５を備えてもよい。第２駆動源６５は、第１駆動源６１を昇降させることで、ブラシ台５１を昇降させる。第２駆動源６５は、例えば電動モータである。電動モータは、ボールねじと組み合わせて用いられる。第２駆動源６５として空気圧アクチュエータを用いてもよいが、電動モータを用いれば、衝撃を緩和できる。

【0053】

次に、図８及び図９を参照して、ブラシ台５１の揺動範囲の一例について説明する。ブラシ台５１は、チャック２０の洗浄中に、例えば、図８に二点鎖線で示す第１洗浄位置と、図８に実線で示す第２洗浄位置との間を、繰り返し旋回させられる。ブラシ台５１が第２洗浄位置に位置するとき、図８に示すようにブラシ台５１の長手方向（Ｕ軸方向）がチャック２０の径方向に対して傾く。なお、ブラシ台５１が第２洗浄位置から第１洗浄位置に戻る間、接触部５２が吸着面２１に接触しないように、ブラシ台５１が上昇させられてもよい。ブラシ台５１が第１洗浄位置から第２洗浄位置に向かう間のみ、接触部５２が吸着面２１に接触してもよい。ブラシ台５１の揺動は、制御部９０による制御下で実施される。

【0054】

なお、第１洗浄位置は、ブラシ台５１の先端がチャック２０の回転中心線Ｒ２に一致する位置であるが、一致しない位置であってもよい。後者の場合、ブラシ台５１は、揺動の途中で、ブラシ台５１の先端がチャック２０の回転中心線Ｒ２に一致する位置を通過すればよい。ブラシ台５１の先端がチャック２０の回転中心線Ｒ２に一致する時に、ブラシ台５１の長手方向がチャック２０の径方向に一致する。

【0055】

図９に示すように、ブラシ台５１が第２洗浄位置に位置する時も、排出路５５の延在方向である第１方向は、チャック２０の回転方向下流側に向かうほど、チャック２０の径方向外側に傾斜している。なお、ブラシ台５１が第１洗浄位置にある時も、同様である（図５参照）。

【0056】

ブラシ台５１が第１洗浄位置と第２洗浄位置の間で揺動させられる間、排出路５５の延在方向である第１方向は、常に、チャック２０の回転方向下流側に向かうほど、チャック２０の径方向外側に傾斜している。これにより、常に、洗浄ブラシ５０から排出したパーティクルを含んだ洗浄液がチャック２０の径方向内側から径方向外側に流れ、短時間で吸着面２１の外に排出される。従って、洗浄ブラシ５０から排出したパーティクルを含んだ洗浄液が吸着面２１の上に滞留する時間を短縮できる。また、洗浄ブラシ５０から排出したパーティクルを含んだ洗浄液が吸着面２１の上に滞留する領域を狭くできる。

【0057】

図８に示すように、洗浄ブラシ５０がチャック２０の吸着面２１を洗浄する間、チャック２０が回転させられると共に、ブラシ台５１が旋回させられる。ブラシ台５１の旋回中心線Ｒ４から２番目の列５３の第１接触部５２－１Ａは、破線Ｌ１から破線Ｌ２まで、チャック２０の径方向に移動する。その移動距離ＭＤは、間隔Ｇ３以上（図８ではＭＤ＝Ｇ３）である。間隔Ｇ３は、隣り合う２つの列５３の第２方向（ブラシ台の長手方向）における間隔であり、例えば第１接触部同士の第２方向における間隔である。

【0058】

揺動部６０は、チャック２０の径方向における各接触部５２の移動距離ＭＤが間隔Ｇ３以上になるように、ブラシ台５１を揺動させる。複数の接触部５２で吸着面２１の同一箇所を洗浄でき、洗浄の均一性を向上できる。各列５３において少なくとも２つの接触部５２の種類が異なる場合に、特に有効である。

【0059】

揺動部６０は、上記の通り、チャック２０の吸着面２１に対して垂直な旋回中心線Ｒ４を中心に、ブラシ台５１を旋回させる。これにより、ブラシ台５１を旋回させる間、ブラシ台５１と吸着面２１の間隔を一定に維持でき、吸着面２１に対して接触部５２を一定の圧力で押し付けることができる。

【0060】

洗浄ブラシ５０がチャック２０の吸着面２１を洗浄する間、チャック２０が回転させられると共に、ブラシ台５１が旋回させられる。チャック２０と接触部５２の接触位置がチャック２０の回転中心線Ｒ２から遠いほど、チャック２０の周速が速くなる。チャック２０と接触部５２の接触位置がブラシ台５１の旋回中心線Ｒ４からの距離から遠いほど、ブラシ台５１の周速が速くなる。

【0061】

チャック２０と接触部５２の接触位置において、チャック２０とブラシ台５１の相対的な速度差が大きいほど、チャック２０に付着したパーティクルと接触部５２の衝突時の衝撃力が大きい。そこで、吸着面２１の径方向全体に亘って、衝撃力が均一になるように、ブラシ台５１の旋回中心線Ｒ４は、チャック２０の吸着面２１の外に設けられる。この場合、チャック２０と接触部５２の接触位置がチャック２０の回転中心線Ｒ２から遠いほど、チャック２０の周速が速くなる反面、ブラシ台５１の周速が遅くなる。

【0062】

図１０に示すように、接触部５２は、ブラシ台５１の旋回中心線Ｒ４を中心とする仮想円５６であってチャック２０の回転中心線Ｒ２を通る仮想円５６に複数設けられてもよい。ブラシ台５１が旋回し、複数の接触部５２が吸着面２１の中心を通る。複数の接触部５２で吸着面２１の中心を洗浄でき、洗浄の均一性を向上できる。

【0063】

仮想円５６に配置される少なくとも２つの接触部５２の種類が異なってもよい。複数の種類の接触部５２を用いることで、吸着面２１の中心から複数種類のパーティクルを効率良く除去できる。仮想円５６に配置される少なくとも２つの接触部５２は、異なる材質を有するか、異なる線径の毛を有してもよい。

【0064】

次に、図１１を参照して、ブラシ台５１の揺動範囲の変形例について説明する。ブラシ台５１は、チャック２０の洗浄中に、例えば、図１１に二点鎖線で示す第１洗浄位置と、図１１に実線で示す第２洗浄位置との間を、繰り返し直線移動させられてもよい。

【0065】

ブラシ台５１は、ブラシ台５１の長手方向（Ｕ軸方向）に直線移動させられる。その間、ブラシ台５１の長手方向は、チャック２０の径方向に一致している。チャック２０の径方向における各接触部５２の移動距離ＭＤが、隣り合う２つの列５３の第２方向（ブラシ台の長手方向）における間隔Ｇ３以上になるように、ブラシ台５１が揺動させられる。

【0066】

次に、図１２および図１３を参照して、洗浄ブラシ５０の変形例について説明する。以下、主に図６との相違点について説明する。洗浄ブラシ５０は、例えば、ブラシ台５１と、第１接触部５２－１と、第２接触部５２－２と、第３接触部５２－３と、を備える。第１接触部５２－１は、ピン５２１を含む。第２接触部５２－２は、毛束５２３を含む。第３接触部５２－３は、毛束５２４を含む。

【0067】

図１２および図１３において、ＰＬは、ピン５２１のブラシ台５１から突出する部分の長さ（以下、ピン５２１の突出長）である。ピン５２１は、ブラシ台５１の下面から下方に突出する。ピン５２１の長手方向は、例えばＺ軸方向である。ピン５２１は、一部がブラシ台５１の内部に収容されており、残部がブラシ台５１の外部に突出している。

【0068】

ブラシ台５１は、ピン５２１の突出長ＰＬが変更自在となるように、ピン５２１を移動自在に保持する。ピン５２１は、例えばピン５２１の長手方向に移動自在である。ピン５２１が摩耗し、ピン５２１の全長Ｌ０が短くなっても、ピン５２１の突出長ＰＬを所望の長さに調節することで、ピン５２１を使用し続けることができる。

【0069】

ブラシ台５１は、例えば、第１孔５１１と、第１孔５１１よりも大きい直径を有する第２孔５１２とを有する。第１孔５１１には、ピン５２１が移動自在に挿通される。ピン５２１の一端（例えば下端）は、ブラシ台５１の外部に突出している。一方、ピン５２１の他端（例えば上端）は、ブラシ台５１の内部に収容されている。ピン５２１の上端には、ストッパ５２２が設けられる。ストッパ５２２は、第２孔５１２に移動自在に配置される。

【0070】

ストッパ５２２は、例えば円盤状である。ストッパ５２２は、第２孔５１２よりも小さい直径を有し、且つ第１孔５１１よりも大きな直径を有する。ストッパ５２２は、図１２に示すように第２孔５１２と第１孔５１１との段差面に当接することで、ピン５２１がブラシ台５１から脱離するのを防止する。なお、ストッパ５２２は、ピン５２１の途中につば状に設けられてもよい。

【0071】

ブラシ台５１は、基台５１３と、蓋５１４と、連結具５１５とを有してもよい。基台５１３には、第１孔５１１と第２孔５１２が貫通して形成される。蓋５１４は、第２孔５１２を第１孔５１１とは反対側から塞ぐ。連結具５１５は、基台５１３と蓋５１４を分離可能に連結する。連結具５１５は、特に限定されないが、例えばボルトである。基台５１３と蓋５１４を分離可能に連結することで、ピン５２１を交換できる。ピン５２１だけを交換でき、洗浄ブラシ５０の全体を交換せずに済む。

【0072】

ピン５２１は、チャック２０の吸着面２１に傷を付けないように、チャック２０の吸着面２１よりも柔らかい材料で形成される。チャック２０の吸着面２１に傷が付くと、研削後の基板Ｗの厚みムラが大きくなってしまうからである。チャック２０は、その吸着面２１に、例えば多孔質体２２を有する。多孔質体２２が酸化アルミニウムなどのセラミックで形成される場合、ピン５２１はＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｅｔｈｅｒ Ｋｅｔｏｎｅ）などの樹脂で形成される。

【0073】

ピン５２１は、上記の通り、比較的柔らかい材料で形成されるので、摩耗し易い。それゆえ、ピン５２１の突出長ＰＬを調節できることは重要である。ピン５２１が摩耗し、ピン５２１の全長Ｌ０が短くなっても、ピン５２１の突出長ＰＬを調節すれば、ピン５２１を使用し続けることができるからである。

【0074】

ピン５２１は、毛束５２３、５２４を構成する個々の毛に比べて、大きな直径を有し、大きな剛性を有する。ピン５２１は、毛束５２３、５２４とは異なり、例えばチャック２０の吸着面２１の凹部に嵌まり込んだパーティクルＰを砕くことができ、パーティクルＰを平坦化することができる。

【0075】

ピン５２１は、図１３に示すように、各列５３において、チャックの回転方向における最も上流側に配置されることが好ましい。ピン５２１は、毛束５２３、５２４よりも先にパーティクルＰと接触してパーティクルＰを砕く。それゆえ、毛束５２３、５２４の摩耗を抑制できる。

【0076】

ピン５２１がパーティクルＰを砕くことで、新たに粉塵が生じうる。新たに生じた粉塵が直ぐに毛束５２３、５２４によって掃き出されるように、毛束５２３、５２４がピン５２１よりもチャック２０の回転方向下流側に配置されてもよい。新たに生じた粉塵を効率良く除去できる。

【0077】

洗浄ブラシ５０は、弾性体を有してもよく、一例としてバネ５７を有してもよい。バネ５７は、その弾性復元力でピン５２１をブラシ台５１の外部に突出する方向に付勢する。バネ５７は、例えばコイルバネであって、ストッパ５２２と蓋５１４との間に圧縮した状態で配置される。なお、バネ５７は、板バネなどであってもよく、コイルバネには限定されない。

【0078】

洗浄ブラシ５０がバネ５７を有することで、ピン５２１の突出長ＰＬを所望の長さに自動的に調節できる。ピン５２１は、毛束５２３、５２４よりも先にチャック２０の吸着面２１に当たる。そうして、ピン５２１は、毛束５２３、５２４と同じ高さになるまで、バネ５７の弾性復元力に抗してブラシ台５１の内部に入り込む方向に移動する。

【0079】

毛束５２３、５２４は、ブラシ台５１に固定されている。ピン５２１は、ピン５２１の先端（例えば下端）が毛束５２３、５２４の先端（例えば下端）よりも突出する位置（図１２参照）と、ピン５２１の先端が毛束５２３、５２４の先端と同じ高さになる位置（図１３参照）との間で移動する。ピン５２１と毛束５２３、５２４の両方を、チャック２０の吸着面２１に当てることができる。

【0080】

以上、本開示に係る洗浄ブラシ、基板加工装置、及び基板加工方法について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0081】

２０ チャック
２１ 吸着面
５０ 洗浄ブラシ
５１ ブラシ台
５２ 接触部
５３ 列
Ｗ 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】