特開 2023-147712 洗浄装置

(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】P2023147712

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231005BHJP

   B08B 1/00 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 644G

H01L21/304 644B

H01L21/304 648G

H01L21/304 622Q

B08B1/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022055384

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】樋口 晃一

(72)【発明者】

【氏名】林 航之介

【テーマコード（参考）】

3B116

5F057

5F157

【Ｆターム（参考）】

3B116AA03

3B116AA46

3B116AB03

3B116AB33

3B116BA02

3B116BA23

3B116BA32

3B116BB22

5F057AA21

5F057AA33

5F057DA03

5F057DA39

5F057FA37

5F157AA96

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157BA02

5F157BA03

5F157BA07

5F157BA13

5F157BA31

5F157CE07

5F157DB02

5F157DC51

(57)【要約】      （修正有）

【課題】構成を複雑化することなく、基板の両面を洗浄することが出来る洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄装置１において、基板Ｗを保持し、保持した基板Ｗを回転させる基板回転部１０と、磁石２６が設けられ、第１のブラシ２５を保持する洗浄ヘッド２０は、第１の回転速度で回転する基板Ｗの一面に第１のブラシ２５を接触させ、基板Ｗの一面を洗浄する洗浄ヘッド２０と、基板Ｗの一面と平行な方向に洗浄ヘッド２０を移動させるブラシ駆動部４０と、磁石２６に吸引される被吸引部３１が設けられ、第１のブラシ２５に対向する位置で、基板Ｗの他面に接触し、洗浄ヘッド２０に追従して基板Ｗの他面を洗浄する第２のブラシ３０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持し、保持した前記基板を回転させる基板回転部と、
磁石が設けられ、第１のブラシを保持する洗浄ヘッドであって、第１の回転速度で回転する前記基板の一面に前記第１のブラシを接触させ、前記基板の一面を洗浄する洗浄ヘッドと、
前記基板の一面と平行な方向に前記洗浄ヘッドを移動させるブラシ駆動部と、
前記磁石に吸引される被吸引部が設けられ、前記第１のブラシに対向する位置で、前記基板の他面に接触し、前記洗浄ヘッドに追従して前記基板の他面を洗浄する第２のブラシと、
を備える洗浄装置。

【請求項2】

基板を保持し、保持した前記基板を回転させる基板回転部と、
被吸引部が設けられ、第１のブラシを保持する洗浄ヘッドであって、第１の回転速度で回転する前記基板の一面に前記第１のブラシを接触させ、前記基板の一面を洗浄する洗浄ヘッドと、
前記基板の一面と平行な方向に前記洗浄ヘッドを移動させるブラシ駆動部と、
前記被吸引部を吸引する磁石が設けられ、前記第１のブラシに対向する位置で、前記基板の他面に接触し、前記洗浄ヘッドに追従して前記基板の他面を洗浄する第２のブラシと、
を備える洗浄装置。

【請求項3】

前記磁石は、電磁石または永久磁石である、
請求項１または２に記載の洗浄装置。

【請求項4】

前記ブラシ駆動部が前記洗浄ヘッドを前記基板に到達させるまでの移動経路上に、前記第２のブラシが収容される容器を更に備える、
請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄装置。

【請求項5】

前記洗浄ヘッドは、前記第２のブラシが収容された前記容器上で、前記第１のブラシと前記第２のブラシを接触させ、前記第２のブラシを保持する、
請求項４に記載の洗浄装置。

【請求項6】

前記ブラシ駆動部は、
前記第１のブラシと前記第２のブラシとの接触面の高さを、前記基板の高さに合わせ、
前記基板の縁部に前記第１のブラシと前記第２のブラシとの接触面を接触させ、前記第１のブラシと前記第２のブラシとの間に前記基板を割り込ませる、
請求項５に記載の洗浄装置。

【請求項7】

前記基板回転部は、
前記第１の回転速度よりも低い第２の回転速度で前記基板を回転させ、
前記ブラシ駆動部が前記第１のブラシと前記第２のブラシとの間に前記基板を割り込ませた後、前記第１の回転速度で前記基板を回転させる、
請求項６に記載の洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子の製造工程においては、基板である半導体のウェーハの面を高い清浄度で洗浄することが要求される場合がある。例えば、基板の面を平坦化するために、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を行った後は、基板の面に、有機物、金属を含む研磨屑やスラリーの残渣屑などのパーティクル（以下、汚染物とする）が付着している。

【0003】

汚染物は、平坦な成膜の妨げや、回路パターンのショートにつながるため、製品不良を起こすことになる。そのため、基板を洗浄することにより、汚染物を除去する必要がある。このような洗浄を行う装置として、洗浄液とブラシを用いる洗浄装置が知られている。この洗浄装置は、基板を回転させるとともに、回転する基板の面に洗浄液を介してブラシを接触させて、基板と平行な方向に移動させる。これにより、洗浄液によって基板の面に付着した汚染物が浮いて、ブラシによって基板の外に排出されるので、基板が全体に亘って洗浄される。

【0004】

具体的には、基板の周縁部をチャックピンによって保持し、チャックピンが設けられる回転テーブルを回転させることにより、基板を回転させる。あるいは、基板の周縁部を溝もしくは段部付きのローラによって保持し、そのローラを回転駆動することにより、基板を回転させる。一方、回転する基板の面に平行な方向に、先端部にブラシが設けられるアームを移動させる。このブラシの移動経路の途中に、基板の外側から基板の中央付近に向けて、ノズルから洗浄液が吹き付けられる。基板の洗浄は、特許文献１に示されるように、その両面に行われることが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１－２３８７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

基板の両面を洗浄する場合、基板の一面側だけでなく、他面側にも基板の面を洗浄するためのブラシを移動させるアームなどのブラシ駆動部を設ける必要があり、洗浄装置の構成が複雑になるというデメリットがあった。

【0007】

本発明は、構成を複雑化することなく、基板の両面を洗浄することが出来る洗浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の洗浄装置は、基板を保持し、保持した前記基板を回転させる基板回転部と、磁石が設けられ、第１のブラシを保持する洗浄ヘッドであって、第１の回転速度で回転する前記基板の一面に前記第１のブラシを接触させ、前記基板の一面を洗浄する洗浄ヘッドと、前記基板の一面と平行な方向に前記洗浄ヘッドを移動させるブラシ駆動部と、前記磁石に吸引される被吸引部が設けられ、前記第１のブラシに対向する位置で、前記基板の他面に接触し、前記洗浄ヘッドに追従して前記基板の他面を洗浄する第２のブラシと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明の洗浄装置は、構成を複雑化することなく、基板の両面を洗浄することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の洗浄装置の概略構成を示す側面図。

【図2】実施形態の洗浄ヘッドを示す断面図。

【図3】洗浄の開始位置にある洗浄ヘッド（Ａ）、洗浄中の洗浄ヘッド（Ｂ）、終了位置にある洗浄ヘッド（Ｃ）を示す平面図。

【図4】実施形態の洗浄ヘッドの昇降を示す側面図。

【図5】実施形態の制御部を示す機能ブロック図。

【図6】実施形態の洗浄ヘッドがブラシを保持する動作を示す説明図。

【図7】実施形態のブラシが基板を挟み込む動作を示す説明図。

【図8】変形例においてブラシを洗浄する動作を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（構成）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、図１に示すように、基板Ｗを回転テーブルにより回転させながら、洗浄液とブラシによって洗浄する洗浄装置１である。基板Ｗは、典型的には半導体のウェーハであるが、表示装置用の基板等であってもよい。基板Ｗの厚みは、例えば０．７ｍｍ程度である。

【0012】

洗浄装置１は、図１に示すように、基板Ｗを回転させる基板回転部１０と、基板Ｗの一面を洗浄する洗浄ヘッド２０と、洗浄ヘッド２０に吸引され、基板Ｗの他面を洗浄するブラシ３０と、洗浄ヘッド２０を移動させるブラシ駆動部４０と、ブラシ３０が収容される容器５０と、基板Ｗに洗浄液を吐出する吐出部６０と、を備える。

【0013】

基板回転部１０は、基板Ｗを回転させる。基板回転部１０は、基板Ｗを保持する保持部１１と、保持部１１が設けられる回転テーブル１２と、回転テーブル１２を回転させる回転機構１３と、を備える。

【0014】

保持部１１は、保持部１１が設けられる回転テーブル１２の上面と平行に、かつ当該上面から所定の高さ離間して、基板Ｗを保持する。保持部１１は、基板Ｗの外周に沿って、等間隔で複数配置されたチャックピン１１ａを備える。チャックピン１１ａは、例えば６本設けられる。チャックピン１１ａは、円柱形状の部材であり、側面に基板Ｗの縁部が嵌る括れを有する。チャックピン１１ａは、図示しない駆動機構により、基板Ｗの縁部に接することにより基板Ｗを保持する保持位置と、基板Ｗの縁部から離れることにより基板Ｗを解放する解放位置との間を移動可能に設けられる。

【0015】

回転テーブル１２は、上面に保持部１１が設けられる円筒形状の部材である。回転機構１３は、回転テーブル１２を回転させる機構である。回転機構１３は、回転テーブル１２の下部に設けられる。回転機構１３は、図示しないモータなどの駆動源を備え、回転テーブル１２を回転させる。すなわち、回転機構１３は、回転テーブル１２に設けられた保持部１１を回転させ、保持部１１に保持された基板Ｗを、反時計（ＣＣＷ：Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｌｏｃｋ Ｗｉｓｅ）方向に回転させる。基板Ｗの回転速度は、例えば０ｒｐｍ～１００ｒｐｍである。以下では、１００ｒｐｍを第１の回転速度、０ｒｐｍ～１０ｒｐｍを第２の回転速度ともいうが、第１の回転速度と第２の回転速度は、具体的な数値に限定されない。すなわち、第１の回転速度は、任意の回転速度であり、第２の回転速度は、第１の回転速度よりも低い回転速度である。

【0016】

洗浄ヘッド２０は、回転する基板Ｗの一面に、回転するブラシ２５を接触させることにより、基板Ｗの一面を洗浄する。なお、ここでいう接触は、ブラシ２５が直接接する場合だけでなく、洗浄液が介在して接する場合も含む。洗浄ヘッド２０は、図１に示すように、基板Ｗから見て回転テーブル１２の反対側に設けられる。洗浄ヘッド２０は、図２に示すように、胴部２１と、モータ２２と、ブラシホルダ２３と、支持体２４と、ブラシ２５と、磁石２６と、を備える。

【0017】

胴部２１は、内部にモータ２２が設けられる円筒形状の容器である。モータ２２は、ブラシ２５を、ＣＣＷ方向に回転させる駆動源である。ブラシ２５の回転速度は、例えば１００ｒｐｍ～５００ｒｐｍである。ブラシホルダ２３は、モータ２２の駆動軸に取り付けられ、支持体２４が着脱可能に設けられた円筒形状の部材である。ブラシホルダ２３は、胴部２１とは独立して回転可能に設けられている。ブラシホルダ２３の内部には、後述する磁石２６が設けられる。支持体２４は、チャック機構等によりブラシホルダ２３に着脱可能に設けられ、ブラシ２５を支持する円盤形状の部材である。

【0018】

ブラシ２５は、柔軟性と弾性を有する材質で形成された円柱形状の部材である。ブラシ２５は、スポンジ状のポリアミド系樹脂等である。ポリアミド系樹脂は、ＰＶＡ等である。ブラシ２５の、ブラシ２５を支持する支持体２４側と反対側は、基板Ｗの一面と接触し、基板Ｗの一面を洗浄する面となっている。

【0019】

磁石２６は、中空構造の円盤形状であり、ブラシホルダ２３の内部において、モータ２２の駆動軸に干渉しないように設けられる。すなわち、磁石２６は、モータ２２により、ブラシ２５と共に回転する。本実施形態の磁石２６は、図示しない直流電源からの通電により磁化し、磁力を発生させる電磁石であり、電磁石が発生させる磁力によって、後述するブラシ３０が備える被吸引部３１を吸引する。なお、回転する磁石２６への通電は、例えばロータリージョイントにより実現される。これにより、洗浄ヘッド２０は、ブラシ２５に対向する位置で、ブラシ３０を保持する。具体的には、洗浄ヘッド２０は、ブラシ２５に接触させた状態でブラシ３０を保持してもよいし、ブラシ２５とブラシ３０とが基板Ｗを挟んだ状態でブラシ３０を保持してもよい。また、磁石２６に対する通電を停止することにより、洗浄ヘッド２０は、ブラシ３０を解放する。磁石２６の磁力は、ブラシ２５とブラシ３０とが基板Ｗを挟んだ状態で、ブラシ２５の移動にブラシ３０が追従可能であり、かつ、ブラシ２５と共に回転する磁石２６により、ブラシ２５の回転にブラシ３０が同期して回転可能な程度である。

【0020】

また、磁石２６に対する通電電流を変化させることにより、磁石２６の磁力を容易に変更することが出来る。例えば、ブラシ２５とブラシ３０との接触面に基板Ｗを割り込ませるときには、両者がずれるおそれを抑制できるように磁力を強め、ブラシ２５とブラシ３０との間で基板Ｗを挟んで洗浄するときには、洗浄に適した圧力となるように磁力を弱めることが出来る。

【0021】

ブラシ３０は、柔軟性と弾性を有する材質で形成された円柱形状の部材である。ブラシ３０は、少なくとも基板Ｗの他面と接触し、基板Ｗの他面を洗浄する側が、スポンジ状のポリアミド系樹脂等である。ポリアミド系樹脂は、ＰＶＡ等である。ブラシ３０は、基板Ｗの他面を洗浄する側と反対側に、ブラシ３０を支持する支持部３０ａを備える。支持部３０ａは、ブラシ３０と略同径の円柱形状の部材であり、中空構造の内部に後述する被吸引部３１を備える。

【0022】

ブラシ３０の支持部３０ａは、被吸引部３１を備える。被吸引部３１は、支持部３０ａの内部に設けられる円盤形状の金属部材または磁石であり、磁石２６が発生させる磁力により、磁石２６に吸引される。被吸引部３１が設けられる位置は、磁石２６に吸引される際に、ブラシ３０がブラシ２５に対向する位置に保持されるような位置である。これにより、ブラシ３０は、磁石２６に吸引され、ブラシ２５に対向するように、洗浄ヘッド２０に保持される。なお、磁石２６に吸引される前のブラシ３０は、後述する容器５０に収容されている。

【0023】

ブラシ駆動部４０は、洗浄ヘッド２０を基板Ｗの面に平行な方向及び垂直な方向に移動させる。ブラシ駆動部４０は、アーム４１を備える。

【0024】

アーム４１は、図１に示すように、基板Ｗを挟んで回転テーブル１２の反対側に設けられる。アーム４１は、基板Ｗの面に平行な方向に延びる部材であり、一端に洗浄ヘッド２０が取り付けられている。すなわち、アーム４１は、基板Ｗの洗浄を行うときは、基板Ｗの一面に対向する位置に位置付けられている。なお、アーム４１は、基板Ｗの洗浄を行わないときは、基板Ｗの外部にある待機位置に位置付けられている。具体的には、アーム４１は、待機位置に設けられたステージＳに洗浄ヘッド２０を載置している（図６（Ａ）参照）。待機位置には図示しないノズルが設けられ、このノズルから吐出されるＤＩＷ（超純水）等の洗浄液により、ステージＳにおいて、洗浄ヘッド２０に設けられたブラシ２５を洗浄することが出来る。具体的には、ステージＳの上面に供給された洗浄液がブラシ２５とステージＳとの間を満たした状態で、ブラシ２５を回転させることにより、ブラシ２５の、基板Ｗの一面に接触する面を洗浄することが出来る。

【0025】

アーム４１は、図示しない駆動機構を備える。駆動機構は、アーム４１を移動させる揺動機構及び昇降機構を備える。

【0026】

揺動機構は、図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、洗浄ヘッド２０と反対側の端部を軸とする円弧の軌跡で、基板Ｗの外周上から反対側の外周上まで、基板Ｗに平行な方向にアーム４１を往復させる。また、揺動機構は、待機位置から基板Ｗの外周上まで、アーム４１を往復させる。なお、待機位置から基板Ｗの外周上までの経路上には、後述する容器５０が設けられている。揺動機構は、洗浄ヘッド２０にブラシ３０を保持させるために、容器５０の上方で洗浄ヘッド２０を一時停止させることが出来る。揺動機構は、アーム４１から基板Ｗの面に直交する方向に延びた支軸と、支軸を揺動させる駆動源である図示しないモータなどにより構成される。

【0027】

昇降機構は、図４に示すように、洗浄ヘッド２０が基板Ｗの面に垂直な方向にアーム４１を移動させる。昇降機構としては、アーム４１の支軸を昇降させるボールねじ機構、シリンダ等を採用できる。なお、図４においては、洗浄ヘッド２０にブラシ３０が保持され、ブラシ２５にブラシ３０が接触しているものとする。昇降機構は、洗浄ヘッド２０及びブラシ３０を昇降させることにより、ブラシ２５とブラシ３０との接触面の高さを、基板Ｗの高さに合わせる。すなわち、この接触面が基板Ｗの厚みの中心に位置するように、両者の高さを合わせる。また、この接触面が基板Ｗの他面と面一になるように両者の高さを合わせても良い。なお、ブラシ２５とブラシ３０の、基板Ｗの縁部と当接する部分は、基板Ｗが割り込みやすいように、面取り加工を行ってもよい。

【0028】

続いて、昇降機構によりブラシ２５とブラシ３０との接触面の高さと基板Ｗの高さを合わせた状態で、揺動機構により基板Ｗの縁部にブラシ２５とブラシ３０との接触面を接触させ、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませるように洗浄ヘッド２０を揺動させる。この時、モータ２２によりブラシ２５は回転し、ブラシ２５に対向する位置において保持されるブラシ３０は、ブラシ２５と共に回転する磁石２６により、ブラシ２５の回転に同期して回転する。このように、ブラシ２５とブラシ３０は、回転しつつその接触面に基板Ｗを割り込ませるので、回転せずに基板Ｗを割り込ませる場合に比して、ブラシ３０が、ブラシ２５に対向する位置からずれにくくなっている。

【0029】

ブラシ２５とブラシ３０は、上述のように柔軟性と弾性を有するから、基板Ｗの縁部に当接した部分から撓み、基板Ｗの縁部を挟み込む。すなわち、ブラシ２５とブラシ３０との間に、基板Ｗが入り込む。また、ブラシ２５とブラシ３０との接触面の高さを基板Ｗの他面の高さと面一にした場合には、基板Ｗを割り込ませるように洗浄ヘッド２０を揺動させたときに、基板Ｗの縁部と当接するブラシ２５のみが撓む。この態様においては、基板Ｗの縁部がブラシ２５とブラシ３０との間に少しだけ入り込んだ状態で、洗浄ヘッド２０を上昇させ、ブラシ２５とブラシ３０との接触面の高さを、基板Ｗの厚み中心の高さに合わせるようにしても良い。

【0030】

これにより、ブラシ２５とブラシ３０とは、基板Ｗを介して対向する。この状態で、洗浄ヘッド２０が基板Ｗと平行な方向に移動することにより、ブラシ２５は、基板Ｗの一面に接触して洗浄し、同時に、ブラシ３０は、ブラシ２５の移動に追従し、基板Ｗの他面に接触して洗浄する。すなわち、ブラシ２５とブラシ３０により、基板Ｗの両面が洗浄される。

【0031】

容器５０は、ブラシ３０を収容する有底の円筒形状の容器である。容器５０は、上面が開口しており、この開口からブラシ３０が出し入れされる。容器５０において、ブラシ３０は、基板Ｗに接触して洗浄する面を上方に向け、支持部３０ａを下方に向けて収容される。すなわち、容器５０の底面に支持部３０ａが接触した状態で収容される。容器５０は、ブラシ駆動部４０が洗浄ヘッド２０を基板Ｗに到達させるまでの移動経路上に設けられる。

【0032】

容器５０の近傍には図示しないノズルが設けられ、このノズルから吐出されるＤＩＷ等の洗浄液により、収容されたブラシ３０を洗浄することが出来る。すなわち、このノズルは、ブラシ３０の上面に向けて洗浄液を供給する。また、容器５０の底面には、供給された洗浄液を排出する図示しない排出管が設けられる。ブラシ３０の洗浄に用いられた洗浄液は、この排出管から排出される。洗浄されたブラシ３０は、洗浄ヘッド２０により吸引され、基板Ｗの洗浄に用いられる。また、長時間使用されたブラシ３０は、洗浄ヘッド２０により解放されて容器５０に収容され、上述のように洗浄される。

【0033】

吐出部６０は、回転する基板Ｗの両面に向けて洗浄液または薬液を吐出する（図３（Ａ）乃至（Ｃ）参照）。吐出部６０から吐出される洗浄液は、例えば、ＤＩＷである。洗浄液としては、ＤＩＷの他、ＡＰＭ、オゾン水などを採用することも出来る。吐出部６０から吐出される薬液は、例えば、ＢＨＦ、オゾン水、ＨＦである。吐出部６０は、洗浄液または薬液を吐出するノズル６１を備える。

【0034】

ノズル６１は、基板Ｗを挟んで一対設けられる管である。ノズル６１の一端は、基板Ｗの面に向けて洗浄液を吐出する吐出口６１ａを有する。また、本実施形態において、基板Ｗから見て回転テーブル１２側のノズル６１は、図示しないが、回転テーブル１２の内部に設けられ、吐出口６１ａは、回転テーブル１２の上面に開口しているものとする。ノズル６１の他端は、図示しない洗浄液の供給装置に接続されている。供給装置は、例えば送液装置、バルブ等を備え、洗浄液を供給する。なお、ノズル６１は、基板Ｗの各面に対して複数本ずつ設けられ、ノズル６１ごとに供給する洗浄液または薬液を異ならせてもよい。また、基板Ｗの一面に対して設けられる本数と他面に対して設けられる本数とが異なっていてもよい。

【0035】

このような洗浄装置１は、各構成の動作を制御する制御部８０を備える。すなわち、制御部８０は、基板回転部１０と、洗浄ヘッド２０と、ブラシ駆動部４０と、吐出部６０と、を制御する。制御部８０は、図５に示すように、基板回転制御部８１と、磁力制御部８２と、ブラシ制御部８３と、吐出制御部８４と、記憶部８５と、設定部８６と、入出力制御部８７と、を備える。

【0036】

基板回転制御部８１は、保持部１１の基板保持または基板解放、回転機構１３の回転動作及び回転速度を制御する。磁力制御部８２は、電磁石である磁石２６に対する通電を制御する。ブラシ制御部８３は、モータ２２の回転動作及び回転速度、ブラシ駆動部４０の駆動機構４２の動作を制御する。吐出制御部８４は、吐出部６０のノズル６１からの洗浄液の吐出を制御する。

【0037】

記憶部８５は、ＨＤＤまたはＳＳＤ等の記録媒体である。記憶部８５には、システムの動作に必要なデータ、プログラムが予め記憶され、またシステムの動作に必要なデータを記憶する。設定部８６は、入力に従って情報を記憶部８５に設定する処理部である。入出力制御部８７は、制御対象となる各構成との間での信号の変換や入出力を制御するインタフェースである。

【0038】

制御部８０には、入力装置９１、出力装置９２が接続されている。入力装置９１は、オペレータが、制御部８０を介して洗浄装置１を操作するためのスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力手段である。オペレータは、入力装置９１によって、記憶部８５に設定される各種の情報を入力することができる。出力装置９２は、装置の状態を確認するための情報を、オペレータが視認可能な状態とするディスプレイ、ランプ、メータ等の出力手段である。例えば、出力装置９２は、入力装置９１からの情報の入力画面を表示することができる。

【0039】

（動作）
上記のような構成の洗浄装置１の動作を、図３、図６及び図７を参照して説明する。まず、前工程において、処理済みの基板Ｗの両面にはオゾン水がかけられており、酸化膜が形成されることにより、親水化されている。また、この酸化膜が形成された基板Ｗの両面には、前々工程であるＣＭＰ工程で残存した、有機系汚染物（スラリー等）や金属汚染物などが付着しているが、これらに含まれる有機物成分は、オゾン水により分解される。すなわち、オゾン水により、基板Ｗの親水化と有機物成分の分解とが行われている。前工程から搬出された基板Ｗは、図１に示すように、洗浄装置１の基板回転部１０の上方に搬入される。なお、基板Ｗは、前工程において供給されたオゾン水により、その両面が濡れた状態で搬入される。

【0040】

基板回転部１０の保持部１１は、搬入された基板Ｗの縁部に接することにより、基板Ｗを保持する。回転機構１３は、回転テーブル１２を回転させ、これにより、保持部１１に保持された基板ＷをＣＣＷ方向に回転させる。基板Ｗの回転速度は、上述の第２の回転速度、ここでは１０ｒｐｍである。

【0041】

まず、基板Ｗを洗浄する前に、アーム４１は、図６（Ａ）に示すように、基板Ｗの外部にある待機位置に待機した状態にある。すなわち、アーム４１は、待機位置に設けられたステージＳに洗浄ヘッド２０を載置した状態にある。次に、アーム４１は、図６（Ｂ）に示すように、容器５０の上方に移動し、一時停止する。さらに、アーム４１は、図６（Ｃ）に示すように、容器５０に収容されているブラシ３０に向けて下降する。この状態で、磁石２６が通電され、ブラシ３０を吸引する。これにより、洗浄ヘッド２０は、磁石２６の吸引により、ブラシ２５にブラシ３０を接触させた状態で、ブラシ３０を保持する。ブラシ３０を保持した後、モータ２２は、ブラシ２５をＣＣＷ方向に回転させる。ブラシ２５の回転速度は、例えば１００ｒｐｍである。その後、アーム４１は、図６（Ｄ）に示すように、下降前の高さまで移動する。

【0042】

そして、アーム４１は、基板Ｗの外周近傍まで揺動して、一旦停止する。ここで、アーム４１は、図７（Ａ）に示すように、ブラシ２５とブラシ３０との接触面の高さを、基板Ｗの高さに合わせる。この時、基板回転部１０は、基板Ｗの回転速度を、第２の回転速度、ここでは１０ｒｐｍに維持する。さらに、アーム４１は、図７（Ｂ）に示すように、基板Ｗの外周に向けて、基板Ｗの一面に平行な方向に移動する。これにより、ブラシ２５とブラシ３０との接触面を基板Ｗの縁部に接触させ、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる。詳細は後述するが、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる際の基板Ｗの回転速度とブラシ２５の回転速度は、基板Ｗを洗浄する際の両者の回転速度よりも低い回転速度である。これにより、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる際の摩擦が小さくなるので、ブラシ３０は、ブラシ２５に対向する位置からずれるおそれが少ない。

【0043】

この時、基板Ｗと共に基板Ｗを保持するチャックピン１１ａも回転しているので、複数のチャックピン１１ａの間を縫うように、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる。このような動作は、図示しないセンサなどによりチャックピン１１ａの位置情報を取得し、洗浄ヘッド２０の移動速度を制御することにより、実施可能である。このような洗浄ヘッド２０の水平方向の移動は、ブラシ２５とブラシ３０との接触面の高さを基板Ｗの高さに合わせた状態から行われる。なお、基板Ｗの縁部にブラシ２５とブラシ３０との接触面を当接させる直前で、洗浄ヘッド２０を一時停止させてもよい。これにより、複数のチャックピン１１ａの間を縫うように、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる動作を容易に行うことが出来る。

【0044】

なお、第２の回転速度を０ｒｐｍにしても良い。すなわち、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる際には、基板Ｗの回転を停止させても良い。これにより、複数のチャックピン１１ａの間を縫うように、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる動作を更に容易に行うことが出来る。

【0045】

ブラシ３０は、洗浄ヘッド２０の内部に設けられた磁石２６に吸引されているので、ブラシ２５に対向する位置で、基板Ｗ越しに洗浄ヘッド２０に保持される。すなわち、ブラシ２５とブラシ３０は、基板Ｗの一面と他面に接触し、基板Ｗを挟む。また、ブラシ２５とブラシ３０が基板Ｗを挟み込む動作に並行して、ノズル６１は、基板Ｗの両面に対して洗浄液を吐出する。

【0046】

ブラシ２５とブラシ３０が基板Ｗを挟み込んだ後、基板回転部１０は、基板Ｗの回転速度を、第１の回転速度、ここでは１００ｒｐｍに上昇させる。また、モータ２２は、ブラシ２５の回転速度を５００ｒｐｍに上昇させる。この状態で、アーム４１が揺動することにより、洗浄ヘッド２０が水平移動する。この時、ブラシ３０は、洗浄ヘッド２０の内部に設けられた磁石２６に吸引されているので、ブラシ２５に対向する位置で、洗浄ヘッド２０に追従して水平移動する。これにより、ブラシ２５が基板Ｗの一面を、ブラシ３０が基板Ｗの他面を、それぞれ同時に洗浄する。より詳細には、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基板Ｗの外周の一方から移動を開始したブラシ２５とブラシ３０が、図中、白塗りの矢印で示す円弧の軌跡で移動しながら、洗浄液とともに汚染物を基板Ｗの外周に押し出して行く。その後、図３（Ｃ）に示すように、ブラシ２５とブラシ３０が基板Ｗの外周の他方を越えて基板Ｗから外れると、ブラシ２５の回転及びノズル６１からの洗浄液の吐出を停止して、洗浄処理を終了する。

【0047】

なお、基板Ｗの外周側と中心側では周速が異なり、外周は周速が速く、１回転当たりで洗浄すべき面積が大きいので、ブラシ２５とブラシ３０の水平方向の移動を遅くする。すなわち、ブラシ駆動部４０によるアーム４１の移動速度を遅くする。一方で、中心に近付くほど周速が遅く、１回転当たりで洗浄すべき面積が小さくなるので、ブラシ２５とブラシ３０の水平方向の移動を速くする。すなわち、ブラシ駆動部４０によるアーム４１の移動速度を速くする。一方で、アーム４１の速度を変更せずとも基板Ｗの清浄度が十分に保たれるのであれば、ブラシ駆動部４０の制御を容易にする観点からブラシ２５とブラシ３０を揺動させる速度を一定としてもよい。

【0048】

洗浄処理の終了後、アーム４１は待機位置に退避する。アーム４１は、待機位置へと戻る途中で容器５０の上方に一時停止し、磁石２６への通電を停止してブラシ３０を解放し、容器５０に収容する。ブラシ３０は、容器５０の近傍に設けられたノズルにより、洗浄される。同様に、待機位置に戻ったブラシ２５も、待機位置の近傍に設けられたノズルにより、洗浄される。なお、ブラシ２５とブラシ３０の汚れが目立たない場合は、アーム４１は、ブラシ３０を開放して洗浄せずに、そのまま待機位置へと戻っても良い。

【0049】

なお、図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示す動作を繰り返すことにより、ブラシ２５とブラシ３０による洗浄を複数回行ってもよい。この場合、１回の洗浄毎に、アーム４１は洗浄を開始する位置に戻る（図３（Ａ）参照）。

【0050】

上述した洗浄処理の終了後、吐出部６０のノズル６１は、基板Ｗに対して薬液を供給する。これにより、基板Ｗに対して、エッチングまたは酸化膜形成が行われる。

【0051】

（作用効果）
（１）本実施形態の洗浄装置１は、基板Ｗを保持し、保持した基板Ｗを回転させる基板回転部１０と、磁石２６が設けられ、第１のブラシ２５を保持する洗浄ヘッド２０であって、第１の回転速度で回転する基板Ｗの一面に第１のブラシ２５を接触させ、基板Ｗの一面を洗浄する洗浄ヘッド２０と、基板Ｗの一面と平行な方向に洗浄ヘッド２０を移動させるブラシ駆動部４０と、磁石２６に吸引される被吸引部３１が設けられ、第１のブラシ２５に対向する位置で、基板Ｗの他面に接触し、洗浄ヘッド２０に追従して基板Ｗの他面を洗浄する第２のブラシ３０と、を備える。これにより、基板Ｗの他面側にアームなどのブラシ駆動部を設ける必要がないので、洗浄装置１の構成を複雑にすることが無い。洗浄装置１の製造コストを抑制することはもちろん、メンテナンスの手間も省力化することが出来る。

【0052】

また、従来の洗浄装置において、基板を回転させる構成として回転テーブルを採用する場合、基板と回転テーブルとの間に十分なスペースを確保することが出来ず、回転テーブル側にはアームなどのブラシ駆動部を設けられないことがあった。このような場合、洗浄装置において基板の一面を洗浄した後、洗浄装置とは別の反転装置に基板を搬出し、反転装置において基板を反転させてから、再び洗浄装置に基板を搬入して他面を洗浄するという手間がかかっていた。一方で、本実施形態の洗浄装置１であれば、基板Ｗの他面側にはブラシ３０が存在するスペースを確保できれば十分であるので、基板Ｗを回転させる構成として回転テーブル１２を採用しても、上述の反転装置が無くとも基板Ｗの両面を洗浄することが出来る。さらに、基板Ｗの両面を洗浄した後、そのまま基板Ｗを移動させることなく薬液処理に移行することが出来るので、基板Ｗの処理効率が向上する。

【0053】

（２）本実施形態の磁石２６は、電磁石である。これにより、洗浄ヘッド２０は、ブラシ３０を容易に保持または解放出来るので、ブラシ３０を丸洗いするなどメンテナンスが容易である。また、磁石２６の磁力を容易に変更することが出来るので、例えば、ブラシ２５とブラシ３０との接触面に基板Ｗを割り込ませるときには、両者がずれるおそれを抑制できるように磁力を強め、ブラシ２５とブラシ３０との間で基板Ｗを挟んで洗浄するときには、洗浄に適した圧力となるように磁力を弱めることが出来る。

【0054】

（３）本実施形態の洗浄装置１は、ブラシ駆動部４０が洗浄ヘッド２０を基板Ｗに到達させるまでの移動経路上に、第２のブラシ３０が収容される容器５０を更に備える。また、洗浄ヘッド２０は、第２のブラシ３０が収容された容器５０上で、第１のブラシ２５と第２のブラシ３０を接触させ、第２のブラシ３０を保持する。これにより、洗浄ヘッド２０が基板Ｗに向かう途中で容器５０からブラシ３０を保持することが出来るので、一連の洗浄処理をスムーズに行うことが出来る。

【0055】

（４）本実施形態の洗浄装置１において、ブラシ駆動部４０は、第１のブラシ２５と第２のブラシ３０との接触面の高さを、基板Ｗの高さに合わせ、基板Ｗの縁部に第１のブラシ２５と第２のブラシ３０との接触面を接触させ、第１のブラシ２５と第２のブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませる。これにより、洗浄ヘッド２０にブラシ３０を保持させたまま、ブラシ２５とブラシ３０とで基板Ｗを挟むことが出来るので、ブラシ２５とブラシ３０との間に基板Ｗを挟むための特別な構成を必要としない。

【0056】

（５）本実施形態の洗浄装置１において、基板回転部１０は、第１の回転速度よりも低い第２の回転速度で基板Ｗを回転させ、ブラシ駆動部４０が第１のブラシ２５と第２のブラシ３０との間に基板Ｗを割り込ませた後、第１の回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、第１のブラシ２５と第２のブラシ３０との間に基板Ｗをスムーズに割り込ませることが出来る。また、ブラシ２５とブラシ３０が基板Ｗを挟み込む際に、基板Ｗを保持する保持部１１がブラシ２５とブラシ３０に干渉するおそれを抑制することも出来る。

【0057】

（変形例）
本実施形態は、上記の態様に限定されるものではなく、以下のような変形例も構成可能である。例えば、基板回転部１０としては、保持部１１と回転テーブル１２とを備える構成に限らない。溝もしくは段部付きのローラによって基板の縁部を保持し、そのローラを回転駆動することにより、基板を回転させる構成であっても良い。

【0058】

また、磁石２６としては、通電により磁力を発生させる電磁石に限らず、永久磁石を採用しても良い。磁石２６として永久磁石を採用する場合、磁石２６は、ブラシホルダ２３の内部に設けられても良いし、モータ２２の駆動軸に取り付けられても良い。また、磁石２６として永久磁石を採用する場合、図８に示すように、待機位置にブラシ洗浄用のプレートＰを設ける。プレートＰとしては、石英、Ｓｉ等を採用することが出来る。待機位置において、ブラシ２５とブラシ３０との間にプレートＰを噛ませることにより、両者を部分的に分離することが出来る。これにより、洗浄ヘッド２０からブラシ３０を分離せずとも、容易にブラシ２５とブラシ３０を洗浄することが出来るので、上記の実施形態と同様に、メンテナンスが容易である。

【0059】

また、上記実施形態の磁石２６は、中空構造の円盤形状としたが、これに限られない。例えば、モータ２２の駆動軸を囲むように、複数の円盤形状のものを等間隔で配置しても良い。この場合、被吸引部３１も、この複数の磁石２６に対応するように、複数設けられてもよい。

【0060】

また、上記実施形態の磁石２６は、洗浄ヘッド２０の内部に設けられるものとしたが、これに限られない。例えば、ブラシ３０の支持部３０ａの内部に設けられても良い。この場合、磁石２６としては、例えば永久磁石が採用され、洗浄ヘッド２０の内部には、被吸引部３１が設けられる。すなわち、上記実施形態の磁石２６と被吸引部３１は、入れ替え可能である。

【0061】

また、上記実施形態の磁石２６は、洗浄ヘッド２０の内部に設けられるものとしたが、これに限られない。洗浄ヘッド２０の外部、例えば胴部２１の外周を覆うように設けられても良い。また、上記実施形態の被吸引部３１は、ブラシ３０の支持部３０ａの内部に設けられるものとしたが、これに限られない。例えば、ブラシ３０の内部に設けられても良い。この場合、支持部３０ａを省略することが出来る。

【0062】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

【符号の説明】

【0063】

１ 洗浄装置
１０ 基板回転部
１１ 保持部
１１ａ チャックピン
１２ 回転テーブル
１３ 回転機構
２０ 洗浄ヘッド
２１ 胴部
２２ モータ
２３ ブラシホルダ
２４ 支持体
２５ ブラシ
２６ 磁石
３０ ブラシ
３０ａ 支持部
３１ 被吸着部
４０ ブラシ駆動部
４１ アーム
４２ 駆動機構
５０ 容器
６０ 吐出部
６１ ノズル
６１ａ 吐出口
８０ 制御部
８１ 基板回転制御部
８２ 磁力制御部
８３ ブラシ制御部
８４ 吐出制御部
８５ 記憶部
８６ 設定部
８７ 入出力制御部
９１ 入力装置
９２ 出力装置
Ｐ プレート
Ｓ ステージ
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】