特開 2024-46219 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】P2024046219

(43)【公開日】2024-04-03

(54)【発明の名称】洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240327BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20240327BHJP

   B08B 1/00 20240101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 644B

H01L21/304 643A

B08B3/02 B

B08B1/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022151470

(22)【出願日】2022-09-22

(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】今岡 裕一

【テーマコード（参考）】

3B116

3B201

5F157

【Ｆターム（参考）】

3B116AA03

3B116AB01

3B116AB33

3B116BA02

3B116BB22

3B201AA03

3B201AB01

3B201AB33

3B201BA02

3B201BB22

5F157AA17

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157AC01

5F157AC13

5F157BA02

5F157BA07

5F157BA13

5F157CF20

(57)【要約】      （修正有）

【課題】回転機構への洗浄液の侵入を防ぐとともに、回転機構からの塵埃の基板への付着を防止できる洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄装置において、基板Ｗの外周に接して基板Ｗを回転させる複数のローラは、複数の伝達部１０１と、伝達部１０１を、回転軸１１１を介して回転させる回転機構１１０と、伝達部１０１と回転機構１１０との間に介在し、回転機構１１０を覆うカバー１２０と、カバー１２０に設けられ、カバー１２０と伝達部１０１との間にガスを吐出する吐出口１２１と、カバー１２０における回転機構１１０側に設けられ、排気によりカバー１２０の外部の気圧よりも負圧となる負圧領域１２４と、を有する。洗浄装置はさらに、基板Ｗに洗浄液吐出部から洗浄液Ｌを吐出し、回転する基板Ｗの少なくとも一方の面に、揺動するアームでブラシを接触させることにより、基板Ｗの面を洗浄する洗浄部を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の外周に接して前記基板を回転させる複数のローラと、
前記ローラを、回転軸を介して回転させる回転機構と、
前記ローラと前記回転機構との間に介在し、前記回転機構を覆うカバーと、
前記カバーに設けられ、前記カバーと前記ローラとの間にガスを吐出する吐出口と、
前記カバーにおける前記回転機構側に設けられ、排気により前記カバーの外部の気圧よりも負圧となる負圧領域と、
前記基板に対して洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、
回転する前記基板の少なくとも一方の面にブラシを接触させることにより、前記基板の面を洗浄する洗浄部と、
を有することを特徴とする洗浄装置。

【請求項2】

前記吐出口は、複数の孔であることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項3】

前記吐出口は、スリットであることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項4】

前記カバーには、前記吐出口に連通し、前記吐出口から吐出する前の前記ガスが滞留するバッファ領域が設けられていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項5】

前記カバーは、前記ローラと前記回転機構との間に設けられ、前記回転軸を囲む筒状部を有し、
前記吐出口は、前記筒状部の外周に沿って設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の洗浄装置。

【請求項6】

前記カバーは、前記吐出口が設けられ、前記回転軸を囲む筒状部を有し、
前記ローラは、下端が開口し、前記筒状部を収容した収容部を有し、
前記吐出口は、前記収容部の下端よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項7】

前記カバーは、前記ガスが流通し、前記吐出口に向かって下方に傾斜した通気路を有することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項8】

前記負圧領域と前記吐出口との間には、屈曲したラビリンス構造の通気経路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。

【請求項9】

前記負圧領域から排気する排気部と、
前記負圧領域の圧力を検出する圧力検出部と、
前記ローラの外部に対して、前記圧力検出部による検出結果に応じて、前記負圧領域が予め設定された値の負圧を維持するように、前記排気部を制御する圧力制御部と、
を有する請求項１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】

半導体装置の製造工程においては、基板である半導体のウェーハの表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、基板の表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、基板の表面に、有機物、金属を含む研磨屑やスラリ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、基板を洗浄液で洗浄することにより、除去する必要がある。このような洗浄を行う装置として、回転するブラシを用いる洗浄装置が知られている（特許文献１参照）。

【0004】

この洗浄装置は、基板を回転駆動するとともに、回転するブラシを、洗浄液を介して基板の表面に接触させて、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表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。

【0005】

基板は、外周を複数のローラによって保持され、そのローラを回転機構によって同一方向に回転駆動することにより回転される。回転機構は、ローラに接続された回転軸と、回転軸に駆動力を伝達するモータによって構成される。回転軸はモータ自体の駆動軸とすることもできる。このような回転機構に処理液が流入すると、モータのベアリングが錆びるなど、故障の原因になる。そこで、洗浄装置には、回転機構を覆うカバーが設けられ、洗浄液の侵入を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２－１７０８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、回転するローラと固定されたカバーとの間には、ローラの回転を許容するために所定の隙間を設ける必要がある。洗浄中において回転するローラに付着した洗浄液は、遠心力により外方に排出されるが、ローラの外周を伝って下方に流れて、上記の隙間から侵入する場合がある。また、基板に供給された洗浄液が、遠心力で外方に排出される際に、ローラに当たって、上記の隙間から侵入する。当然、隙間から侵入すると、上述したように回転機構の故障に繋がる。さらに、モータからは駆動部分に塵埃が発生しているが、この塵埃が隙間から外部に排出されると、基板に付着して汚染源となる。つまり、かかる塵埃も汚染物である。

【0008】

本発明の実施形態は、上述のような課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、回転機構への洗浄液の侵入を防ぐとともに、回転機構からの塵埃の基板への付着を防止できる洗浄装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するため、本発明の実施形態の洗浄装置は、基板の外周に接して前記基板を回転させる複数のローラと、前記ローラを、回転軸を介して回転させる回転機構と、前記ローラと前記回転機構との間に介在し、前記回転機構を覆うカバーと、前記カバーに設けられ、前記カバーと前記ローラとの間にガスを吐出する吐出口と、前記カバーにおける前記回転機構側との間に設けられ、排気により前記カバーの外部の気圧よりも負圧となる負圧領域と、前記基板に対して洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、回転する前記基板の少なくとも一方の面にブラシを接触させることにより、前記基板の面を洗浄する洗浄部と、を有する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の実施形態は、回転機構への洗浄液の侵入を防ぐとともに、回転機構からの塵埃の基板への付着を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の洗浄装置の概略構成を示す斜視図である。

【図2】ローラとカバーの筒状部を示す断面図（Ａ）、吐出口を示す側面図（Ｂ）である。

【図3】解放位置にあるローラ（Ａ）、保持位置にあるローラ（Ｂ）を示す側面図である。

【図4】解放位置にあるローラ（Ａ）、保持位置にあるローラ（Ｂ）を示す平面図である。

【図5】洗浄の開始位置にある洗浄部（Ａ）、洗浄中の洗浄部（Ｂ）、終了位置にある洗浄部（Ｃ）を示す平面図である。

【図6】実施形態の吐出口をスリットとした変形例を示す側面図である。

【図7】吐出路を傾斜させた変形例を示す断面図である。

【図8】吐出路にバッファ領域を設けた変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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を回転させながら、洗浄液Ｌとブラシ２５（図３参照）によって洗浄する洗浄装置１である。洗浄対象となる基板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は円形であり、その外周にはベベル加工が施されている。つまり角を研削することによる面取りがなされている。

【0013】

［構成］
洗浄装置１は、図１に示すように、回転駆動部１０、洗浄部２０、ブラシ駆動部３０、洗浄液吐出部４０、制御装置５０を有する。

【0014】

（回転駆動部）
回転駆動部１０は、複数のローラ１００を回転させることにより、基板Ｗを回転駆動する。複数のローラ１００は、基板Ｗの外周に接して基板Ｗを回転させる。回転駆動部１０は、第１の保持部１１、第２の保持部１２、第１の駆動部１３及び第２の駆動部１４を有する。第１の保持部１１及び第２の保持部１２は、基板Ｗを挟んで対向する位置に配置される。

【0015】

第１の保持部１１、第２の保持部１２は、それぞれ一対のローラ１００を有する。ローラ１００は、基板Ｗに直交する軸を中心に回転可能に設けられている。図２（Ａ）に示すように、第１の保持部１１と第２の保持部１２における各ローラ１００は、伝達部１０１、基体部１０２、収容部１０３を有する。伝達部１０１は、基板Ｗの外縁に接して回転させる（図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）～（Ｃ）参照）。伝達部１０１は、円柱形状であり、その側面は、基板Ｗの外周に当接することにより、基板Ｗを保持する。

【0016】

基体部１０２は、伝達部１０１と同心で、伝達部１０１から径が拡張された円柱形状である。基体部１０２の上面１０２ａは、伝達部１０１に保持された基板Ｗの下方に位置する傾斜面となっている。この上面１０２ａは、全周に亘り、外周側から伝達部１０１に向かって高くなるように、円錐の側面形状である傘状のテーパ面をなしている。基体部１０２の側面１０２ｂは、鉛直な面であり、上面１０２ａに曲面で連続している。

【0017】

収容部１０３は、図２（Ａ）に示すように、後述するカバー１２０の筒状部１２２を収容する。収容部１０３は、基体部１０２の底部に、ローラ１００の回転の軸と同軸に設けられた円柱形状の窪みである。収容部１０３の天井の中央には、下方に環状に突出した凸部１０３ａが設けられ、凸部１０３ａの周囲に、環状の凹部１０３ｂが形成されている。収容部１０３の内側壁１０３ｃは、ローラ１００の回転の軸と同軸の円筒状の曲面となっている。収容部１０３の下端の内側の角には、外方に向かって広がるように面取りされた傾斜面１０３ｄが形成されている。

【0018】

なお、ローラ１００は、例えば、ＰＣＴＦＥ、ＰＥＥＫなどの洗浄液Ｌに対する耐性を有する材料により形成されている。耐摩耗性に優れ、基板Ｗとの接触でのパーティクルが発生し難いＰＣＴＦＥを用いることが、より好ましい。

【0019】

図１に示すように、第１の駆動部１３及び第２の駆動部１４は、それぞれ第１の保持部１１、第２の保持部１２を支持し、ローラ１００を、その回転の軸を中心に回転させるとともに、ローラ１００を基板Ｗに接離する方向に移動させる。第１の駆動部１３、第２の駆動部１４内は、回転機構１１０、カバー１２０を有する。

【0020】

回転機構１１０は、ローラ１００を、回転軸１１１を介して回転させる。回転機構１１０は、回転軸１１１を駆動軸とするモータ１１２により構成できる。つまり、各ローラ１００は、その下部の中心にモータ１１２の駆動軸が接続され、モータ１１２の作動により回転する。モータ１１２は、図示しない支持体に固定され、鉛直方向の駆動軸が上方に向いている。

【0021】

カバー１２０は、図２（Ａ）に示すように、ローラ１００と回転機構１１０との間に介在し、回転機構１１０を覆う部材である。カバー１２０は、第１の保持部１１の一対のローラ１００に対応する回転機構１１０を覆うカバー１２０、第２の保持部１２の一対のローラ１００に対応する回転機構１１０を覆うカバー１２０に分かれている（図１参照）。

【0022】

カバー１２０は、回転機構１１０を収容した閉空間を形成する容器である。カバー１２０には、カバー１２０とローラ１００との間にガスを吐出する吐出口１２１が設けられている。より具体的には、図２（Ｂ）に示すように、カバー１２０は、回転軸１１１及びモータ１１２を囲む筒状部１２２を有している。筒状部１２２は、カバー１２０の水平面から、垂直方向に向かって突出して形成されている。この筒状部１２２に、複数の孔である吐出口１２１が設けられている。吐出口１２１は、筒状部１２２の外周に沿って設けられている。つまり、複数の吐出口１２１は筒状部１２２の全周に亘って、同じ高さで等間隔に形成されている。各吐出口１２１は、筒状部１２２の内部において、環状の吐出路１２２ａによって互いに連通している。なお、後述するように、筒状部１２２の外周（吐出口１２１）は、ローラ１００の基体部１０２の側面１０２ｂによって、僅かな隙間を介して覆われている。

【0023】

筒状部１２２の内部には、下端がカバー１２０の内部に開口し、上端が吐出路１２２ａに連通した給気路１２２ｂが設けられている。給気路１２２ｂの下端には、給気部１２３が接続されている。給気部１２３は、ガスを供給する給気装置１２３ａを含み、図示はしないが、弁を有する配管を介して給気路１２２ｂに接続されている。ガスとしては、Ｎ_２などの希ガスを用いる。なお、配管の途中には、清浄フィルタが設けられているため、清浄なガスが供給される。給気部１２３からガスを供給することにより、給気路１２２ｂ、吐出路１２２ａを介して、吐出口１２１から外方にガスが吹き出すので、カバー１２０とローラ１００との隙間から洗浄液Ｌが侵入することが防止される。ガスの供給量は、例えば、５～１０Ｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。給気路１２２ｂは、複数箇所とすることが好ましい。例えば、回転軸１１１を挟んで相反する一対の２か所としたり、３か所以上に周方向に均等に設けることにより、全周にガスが行き渡り易くすることができる。

【0024】

カバー１２０における回転機構１１０側には、負圧領域１２４が設けられている。負圧領域１２４は、後述する排気部１２６による排気によりカバー１２０の外部の気圧よりも負圧となる領域である。より具体的には、筒状部１２２の内周壁１２２ｃの内側に、回転機構１１０のモータ１１２が非接触となるように挿入されることにより、筒状部１２２と回転機構１１０との間に、間隙が設けられている。この間隙が負圧領域１２４である。なお、本実施形態では、負圧領域１２４は、カバー１２０の内部に連通しており、カバー１２０の内部も負圧となる。

【0025】

筒状部１２２の頭頂部には、中央に円柱形状に窪んだ凹部１２２ｄが設けられ、凹部１２２ｄの周囲に、環状の凸部１２２ｅが形成されている。筒状部１２２の頭頂部の内側の開口からは、回転軸１１１が露出している。この開口を覆うように、ローラ１００の下部が回転軸１１１に接続される。

【0026】

これにより、筒状部１２２は、ローラ１００の収容部１０３に隙間を空けて収容される。つまり、ローラ１００の回転を確保するために、筒状部１２２とローラ１００とが非接触となるようにローラ１００を支持した結果、両者の隙間をガスが流通できるようになっている。筒状部１２２の凹部１２２ｄとローラ１００の凸部１０３ａとの間、筒状部１２２の凸部１２２ｅとローラ１００の凹部１０３ｂとの間に、屈曲したラビリンス構造の通気経路１２５が形成される。

【0027】

この通気経路１２５は、負圧領域１２４と、筒状部１２２の吐出口１２１との間に設けられ、収容部１０３の内側壁１０３ｃと筒状部１２２の外周壁１２２ｆとの間に形成される吐出路１２２ａに連通している。吐出口１２１は、収容部１０３の下端よりも上方に設けられている。つまり、吐出口１２１の下端は、側面１０２ｂの下端よりも上方にある。なお、収容部１０３の高さの下端から３分の１よりも上に、吐出口１２１の下端が位置していることが好ましい。

【0028】

負圧領域１２４には、排気部１２６が接続されている。排気部１２６は、ガスを吸引して排気する排気装置１２６ａを含み、図示はしないが、弁を有する配管を介して負圧領域１２４に接続されている。排気装置１２６ａは、例えば、排気ポンプやコンバム（登録商標）などを採用することができる。また、排気部１２６によるガスの排出先は、工場側の排気設備となっている。つまり、負圧領域１２４の空間の雰囲気は、工場の排気設備に排気される。また、負圧領域１２４又はこれに連通したカバー１２０の内部には、負圧領域１２４の圧力を検出する圧力検出部１２７が設けられている。圧力検出部１２７は、例えば、カバー１２０の内部と外部との差圧を検出できる差圧計を用いる。

【0029】

なお、第１の駆動部１３及び第２の駆動部１４は、上記のように、基板Ｗに対して接離する方向に移動可能に構成されている。つまり、第１の駆動部１３と第２の駆動部１４のそれぞれの下端に、図示しない駆動機構が設けられ、この駆動機構によって、第１の駆動部１３と第２の駆動部１４が基板Ｗに対して接離する方向に移動する。これにより、第１の保持部１１と第２の保持部１２も、基板Ｗに対して接離する方向に移動する。例えば、駆動機構としては、第１の駆動部１３及び第２の駆動部１４の下端にそれぞれ設けられた駆動軸を、基板Ｗの面に平行な方向に沿って、互いに逆方向に移動させるロータリシリンダを用いることができる。

【0030】

駆動機構によって、第１の保持部１１及び第２の保持部１２が互いに離れる方向に移動することにより、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示すように、ローラ１００の伝達部１０１が基板Ｗから離れる解放位置となる。駆動機構によって、第１の保持部１１及び第２の保持部１２が互いに近づく方向に移動することにより、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示すように、ローラ１００の伝達部１０１が基板Ｗに接して保持する保持位置となる。なお、図３においては、対向して位置する一対のローラ１００が、図中、左右方向に沿って配置されている状態を示しており、その他のローラ１００は図示を省略している。

【0031】

（洗浄部）
洗浄部２０は、回転する基板Ｗの面に、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が直接接する場合も、洗浄液Ｌが介在して接する場合も含む。図３（Ａ）に示すように、洗浄部２０は、胴部２１、ブラシホルダ２３、支持体２４、ブラシ２５を有する。胴部２１は、円筒形状の容器であり、内部にモータ（図示せず）を収容している。モータは、ブラシ２５を回転させる駆動源である。

【0032】

ブラシホルダ２３は、モータ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盤形状の部材である。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。支持体２４は、ブラシ２５が固定され、ブラシホルダ２３に、チャック機構等により着脱される円盤形状の部材である。

【0033】

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。本実施形態のブラシ２５は、ＰＶＡ（ナイロン系樹脂）、ＰＴＦＥ（フッ素系樹脂）などのスポンジ状の樹脂を用いる。なお、同様の樹脂製の毛ブラシを用いてもよい。つまり、本実施形態のブラシ２５には、スポンジ状の塊のものも、多数の毛状体が密集したものも含まれる。なお、スポンジ状の塊としたブラシ２５には、複数の繊維体が密集したものを塊にしたものも含まれる。また、支持体２４に設けられるブラシ２５の数は、単一であっても、複数であってもよい。

【0034】

（ブラシ駆動部）
図１に示すように、ブラシ駆動部３０は、洗浄部２０を基板Ｗの面に平行な方向に移動させる。ブラシ駆動部３０は、アーム３１、駆動機構３２を有する。アーム３１は、基板Ｗに平行な方向の部材であり、一端に洗浄部２０が取り付けられている。駆動機構３２は、揺動機構と昇降機構を有する。

【0035】

揺動機構は、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、洗浄部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に平行にアーム３１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３１を往復させる。揺動機構は、アーム３１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モータ（図示せず）を有する。アーム３１は、基板Ｗの洗浄を行わないときには、基板Ｗの外部にある待機位置（図示せず）に位置付けられている。

【0036】

昇降機構は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アーム３１を、洗浄部２０が基板Ｗに接離する方向に移動させる。昇降機構としては、アーム３１の支軸を昇降させるボールねじ機構、シリンダ等が適用できる。

【0037】

（洗浄液吐出部）
洗浄液吐出部４０は、基板Ｗに対して洗浄液Ｌを吐出する。洗浄液吐出部４０は、ノズル４１を有し、ノズル４１の先端の吐出口４１ａから、回転する基板Ｗの両面に向けて洗浄液Ｌを吐出する（図３（Ｂ）参照）。本実施形態の洗浄液Ｌは、オゾン水や純水、ＳＣ－１（アンモニア水と過酸化水素水を混合した洗浄液）または酸系の薬液（フッ酸、硝酸、塩酸など）である。例えば、ブラシ２５がＰＶＡの時は、純水で洗浄する。また、ブラシ２５がＰＴＦＥの場合、オゾン水、ＳＣ－１または酸系の薬液を使用する。ＰＴＦＥは、耐液性があるため、オゾン水、ＳＣ－１、酸系の薬液のような洗浄液Ｌを併用できる。

【0038】

ノズル４１は、基板Ｗを挟んで、上下に一対設けられた筒状体である。ノズル４１の一端は、基板Ｗの面に対して、例えば４５°を成すように屈曲され、基板Ｗの面に向けて洗浄液Ｌを吐出する吐出口４１ａを有する。なお、ノズル４１は、基板Ｗの外側から基板Ｗの面の中央付近に向けて、つまり、ブラシ２５の移動経路の途中に向けて吹き付けるように吐出する。

【0039】

ノズル４１の他端は、配管を介して、図示しない洗浄液Ｌの供給装置に接続されている。供給装置は、純水製造装置（純水貯留タンク）、オゾン水製造装置（オゾン水貯留タンク）及びＳＣ－１供給装置または酸系の薬液の供給装置に接続された送液装置、バルブ等を有し、純水、オゾン水及びＳＣ－１または酸系の薬液のいずれかを切り替えて供給可能である。

【0040】

上記のような洗浄部２０、ブラシ駆動部３０、洗浄液吐出部４０は、図３に示すように、基板Ｗの上下の面（表面及び裏面とも言う）を洗浄可能となるように、基板Ｗを挟んで上下に一対設けられている。つまり、一対の洗浄部２０が、それぞれのブラシ２５及び吐出口４１ａが基板Ｗに向かうように、ブラシ駆動部３０の一対のアーム３１が基板Ｗの上下に配置される。駆動機構３２は、一対のブラシ２５が基板Ｗを挟むように接触する接触位置（図３（Ｂ））と、基板Ｗから離れる離隔位置（図３（Ａ））との間で、一対のアーム３１を移動させる。

【0041】

また、駆動機構３２は、一対のアーム３１を揺動させることにより、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、円弧の軌跡で、接触位置にある一対のブラシ２５を移動させる。平面視で見た場合、接触位置は、図５（Ａ）に示すように、ブラシ２５が揺動する始点であり、離間位置は、図５（Ｃ）に示すように、ブラシ２５が揺動する終点である。また、接触位置は、基板Ｗの外周上であって、離間位置は、接触位置とは反対の基板Ｗの外周上にある。

【0042】

（制御装置）
制御装置５０は、洗浄装置１の各部を制御する。制御装置５０は、洗浄装置１の各種の機能を実現するべく、プログラムを実行するプロセッサと、プログラムや動作条件などの各種情報を記憶するメモリ、各要素を駆動する駆動回路を有する。つまり、制御装置５０は、回転駆動部１０、洗浄部２０、ブラシ駆動部３０、洗浄液吐出部４０などを制御する。また、制御装置５０は、情報を入力する入力装置、情報を表示する表示装置を有している。

【0043】

本実施形態の制御装置５０は、図２（Ａ）に示すように、機構制御部５１、圧力制御部５２を有する。機構制御部５１は、回転機構１１０、給気部１２３、排気部１２６、第１の駆動部１３及び第２の駆動部１４、ブラシ２５を回転させるモータ、ブラシ駆動部３０の駆動機構３２、洗浄液Ｌの供給装置などの駆動を制御する。圧力制御部５２は、圧力検出部１２７による検出結果に応じて、負圧領域１２４が予め設定された値の負圧を維持するように、排気部１２６を制御する。例えば、負圧領域１２４の圧力（カバー１２０内部の圧力値）は、０～－１Ｐａとなるように制御することが好ましい。ここでの圧力は、大気圧を基準としてゲージ圧である。なお、圧力制御は、排気部１２６の排気流量を、弁等により制御することによって行うことができる。

【0044】

［動作］
上記のような構成の洗浄装置１の動作を説明する。
（基板の搬入）
まず、基板Ｗの搬入動作を説明する。すなわち、前工程において、処理済みの基板Ｗの表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。この酸化膜が形成された基板Ｗの表面には、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た状態となっている。これは、基板Ｗの表裏面に汚染物が付着したまま、オゾン水が供給された状態となっていること、つまり、汚染物が付着したまま、酸化膜が形成されていることを意味する。オゾン水には有機物を除去する能力はあるが、この前工程は、有機物を除去する工程ではなく、あくまでも基板Ｗの表裏面を親水化することが目的の工程である。

【0045】

搬送ロボットは、前工程から基板Ｗを搬出して、洗浄装置１に搬送し、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示すように、第１の保持部１１及び第２の保持部１２のローラ１００の間に搬入する。搬入された基板Ｗはローラ１００の上面１０２ａに載置される。第１の保持部１１及び第２の保持部１２は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示すように、互いに近付く方向に移動する。すると、４つのローラ１００が基板Ｗに向かって移動するので、基体部１０２の上面１０２ａの傾斜が基板Ｗの外周を押し上げて、伝達部１０１の側面が基板Ｗの外周に接することにより、基板Ｗを保持する。

【0046】

（基板の洗浄）
次に、基板Ｗの洗浄動作を説明する。図４（Ｂ）に示すように、ローラ１００が、図中、時計回りに回転することにより、基板Ｗが反時計回りに回転を開始する。なお、図中の黒塗りの矢印は、基板Ｗの回転方向を示す。例えば、２０～６０ｒｐｍの低速で回転する。図２（Ａ）に示すように、ローラ１００の伝達部１０１の側面が基板Ｗの外周に接している場合には、ローラ１００の回転が基板Ｗに伝達されて、基板Ｗの回転が維持される。

【0047】

ローラ１００の回転開始と同時に、排気部１２６による排気を開始するとともに、給気部１２３による給気を開始する。なお、排気を開始するタイミングは、ローラ１００の回転が開始されるまで、もしくは、基板Ｗが保持されるまでに、通気経路１２５に負圧が作用するタイミングとする。排気の開始により、負圧領域１２４が負圧になり、回転機構１１０のモータ１１２からの塵埃が、通気経路１２５を介してローラ１００の外部に排出されることが防止される。また、給気部１２３からのガスが、吐出路１２２ａを介して吐出口１２１から吐出され、ローラ１００の下端からガスが流出する。

【0048】

ここで、カバー１２０の内部に洗浄液Ｌが侵入することを防止するだけであれば、給気装置１２３ａからのガスを吐出口１２１から吐出するだけで良い。しかし、吐出口１２１からガスを吐出することで、通気経路１２５から外部へと誘引する力が働き、カバー１２０の内部の雰囲気（モータの発塵を含む）を、カバー１２０とローラ１００との隙間から外部に排出させる流れが生じる。本実施形態では、これを抑制するために、上記のように、排気部１２６の排気装置１２６ａによる排気でカバー１２０の内部を吸引させて、ローラ１００とカバー１２０との隙間である通気経路１２５から、カバー１２０の内部の雰囲気が排出されることを防止している。なお、負圧領域１２４の圧力値は、上記のように、０～－１Ｐａとしている。この圧力は、給気装置１２３ａによって、ローラ１００とカバー１２０との隙間から排出されるガスによって、カバー１２０の内部の雰囲気が、外部に排出されないための圧力である。

【0049】

上下のアーム３１は、最初は、基板Ｗの外部にある待機位置に待機した状態にある。待機位置にある上下のアーム３１は、モータによってブラシ２５を回転させながら、図５（Ａ）に示すように、基板Ｗの外周上まで揺動して、一旦停止する。そして、上下のアーム３１が互いに基板Ｗに近づく方向に移動することにより、上下の洗浄部２０のブラシ２５が、図３（Ｂ）に示すように、基板Ｗの表面、裏面に接触することにより、基板Ｗを挟む。

【0050】

上下のアーム３１が回動することにより、上下のブラシ２５が水平移動する。このとき、ノズル４１の吐出口４１ａは、洗浄液Ｌを吐出しているので、ブラシ２５と基板Ｗとの間に洗浄液Ｌが流れている。つまり、図５（Ａ）、（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Ｌとともに汚染物を基板Ｗの外周に押し出して行く。

【0051】

このとき洗浄液Ｌは、ローラ１００にもかかるが、上記のように、ローラ１００の下端からガスが流出しているため、ローラ１００の内部の回転機構１１０に洗浄液Ｌが侵入することが防止される。図５（Ｃ）に示すように、ブラシ２５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は回転を停止して、吐出口４１ａからの洗浄液Ｌの吐出を停止して、洗浄処理を終了する。その後、排気部１２６による排気を停止するとともに、給気部１２３による給気を停止する。

【0052】

そして、上下のアーム３１が互いに離れる方向に移動することにより、上下のブラシ２５が基板Ｗの表面、裏面から離れ、さらに、アーム３１が揺動することにより、基板Ｗの外周の外にある待機位置に退避する。なお、その後、上記の動作を繰り返すことにより、ブラシ２５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３１は洗浄を開始する位置に戻る（図５（Ａ）参照）。

【0053】

（効果）
（１）以上のような本実施形態の洗浄装置１は、基板Ｗの外周に接して基板Ｗを回転させる複数のローラ１００と、ローラ１００を、回転軸１１１を介して回転させる回転機構１１０と、ローラ１００と回転機構１１０との間に介在し、回転機構１１０を覆うカバー１２０と、カバー１２０に設けられ、カバー１２０とローラ１００との間にガスを吐出する吐出口１２１と、カバー１２０における回転機構１１０側に設けられ、排気によりカバー１２０の外部の気圧よりも負圧となる負圧領域１２４と、基板Ｗに対して洗浄液Ｌを吐出する洗浄液吐出部４０と、回転する基板Ｗの少なくとも一方の面にブラシ２５を接触させることにより、基板Ｗの面を洗浄する洗浄部２０と、を有する。

【0054】

このため、吐出口１２１からのガスの吐出によって、回転機構１１０へ洗浄液Ｌが侵入することが防止されるので、回転機構１１０に洗浄液Ｌがかかることがなく、モータ１１２の故障を防止できる。また、負圧領域１２４を形成することで、吐出口１２１から吐出するガスによって、回転機構１１０の周辺の雰囲気、つまり、回転機構１１０から発する塵埃が、通気経路１２５を介して、吐出口１２１から吐出されるガスと一緒に、カバー１２０の外方へ排出されることを防止できる。これにより、基板Ｗ及び洗浄装置１内を清浄に保つことができる。

【0055】

（２）吐出口１２１は複数の孔である。このため、複数箇所からの洗浄液Ｌの侵入を防ぐことができる。

【0056】

（３）カバー１２０は、ローラ１００と回転機構１１０との間に設けられ、回転軸１１１を囲む筒状部１２２を有し、ローラ１００は、下端が開口し、筒状部１２２を収容した収容部１０３を有し、吐出口１２１は、収容部１０３の下端よりも上方に設けられている。このため、ローラ１００の収容部１０３の内部、特にローラ１００の内側壁１０３ｃに当たって下方に整流されたガスが、下端から流出するので、ガスの吹き出しにより洗浄液Ｌが基板Ｗに再付着することが防止される。なお、ローラ１００の内側壁１０３ｃに当たったガスの一部は、上方から通気経路１２５へ流れる可能性はあるが、下端から排出されるガスの流れによって、外部から洗浄液Ｌが侵入するのを防ぐことができるので、吐出口１２１から通気経路１２５へガスが流れても問題はない。

【0057】

（４）負圧領域１２４と吐出口１２１との間には、屈曲したラビリンス構造の通気経路１２５が設けられている。このため、負圧領域１２４と吐出口１２１との間をガスが流通し難くなり、負圧領域１２４の負圧と、吐出口１２１からのガスの吐出とが互いに影響を受け難くなる。

【0058】

（５）洗浄装置１は、負圧領域１２４から排気する排気部１２６と、負圧領域１２４の圧力を検出する圧力検出部１２７と、圧力検出部１２７による検出結果に応じて、ローラ１００の外部に対して、負圧領域１２４が予め設定された値の負圧を維持するように、排気部１２６を制御する圧力制御部５２と、を有する。このため、吐出口１２１からのガスの吐出があっても、負圧領域１２４の負圧を維持することで、通気経路１２５を介して、塵埃が吐出口１２１から吐出されるガスと一緒に排出されることが防止される。

【0059】

（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。

【0060】

（１）吐出口１２１をスリットとしてもよい。スリットは横長の細孔であり、図６（Ａ）に示すように、筒状部１２２の全周に亘って連続して形成されていてもよいし、図６（Ｂ）に示すように、筒状部１２２の全周に沿って複数形成されていてもよい。これにより、ローラ１００の内部に、より均等にガスを吐出させることができ、ローラ１００の全周に亘って洗浄液Ｌの侵入を防止できる。

【0061】

（２）カバー１２０に設けられた吐出路１２２ａを、吐出口１２１に向かって下方に傾斜した通気路としてもよい。例えば、図７に示すように、吐出口１２１と給気路１２２ｂを連通させる吐出路１２２ａを、断面が外方に向かって低くなるように傾斜した経路とする。これにより、ガス流が、ローラ１００の内側壁１０３ｃに沿って下方に向い易くなるので、負圧領域１２４にガス流が向くことによる洗浄液Ｌの侵入を防止できる。吐出路１２２ａは、水平に対して傾斜していれば良いが、例えば、４５°程度とすることが好ましい。

【0062】

なお、吐出口１２１から供給されるガスを下方向に優先的に流れるようにすることで、気体の引き込む力によって通気経路側が負圧になることが懸念される。これに対処するため、例えば、圧力制御部５２が排気部１２６による排気量を変更して、負圧領域１２４にある回転機構１１０の粉塵が、外部に漏れないようにするとよい。

【0063】

（３）カバー１２０に、吐出口１２１に連通し、吐出口１２１から吐出する前のガスが滞留するバッファ領域１２８を設けてもよい。例えば、図８に示すように、給気路１２２ｂに連通する吐出路１２２ａを拡張し、その内部に吐出口１２１に連通する隙間を設けつつ、ガスの流通を遮る整流板１２８ａを設けることにより、バッファ領域１２８を形成する。これにより、給気されたガスが、バッファ領域１２８によって圧力を高められた後、吐出口１２１から強く吐出させることができる。また、バッファ領域１２８をリング状に連続した領域とすることにより、全周に亘ってガスを均等に強く吐出させることができる。さらに、一端、バッファ領域１２８にガスが貯まることで、バッファ領域１２８から吐出口１２１からのガスの供給が安定的になる。これにより、吐出口１２１からのガスの吐出量が全周に亘って安定する。

【0064】

（４）回転機構１１０は、ベルトドライブ機構とすることもできる。つまり、駆動源であるモータ１１２の駆動軸と一方のローラ１００の駆動軸に設けられたプーリの間、一対のローラ１００の駆動軸に設けられたプーリの間に、それぞれ駆動力を伝達するベルトが架け渡されることにより、駆動源により一対のローラ１００を回転可能に設けてもよい。

【0065】

（５）基板Ｗを回転させるローラ１００の数は上記の態様には限定されない。また、洗浄部２０の構成は、上記の態様には限定されない。例えば、基板Ｗの一方の面のみをブラシ２５で洗浄する構成であってもよい。基板Ｗの面に平行な軸の円筒形状のブラシ２５を用いて、ブラシ２５の側面を基板Ｗに接触させることにより洗浄する構成であってもよい。

【0066】

［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】

【0067】

１ 洗浄装置
１０ 回転駆動部
１１ 第１の保持部
１２ 第２の保持部
１３ 第１の駆動部
１４ 第２の駆動部
２０ 洗浄部
２１ 胴部
２３ ブラシホルダ
２４ 支持体
２５ ブラシ
３０ ブラシ駆動部
３１ アーム
３２ 駆動機構
４０ 洗浄液吐出部
４１ ノズル
４１ａ 吐出口
５０ 制御装置
５１ 機構制御部
５２ 圧力制御部
１００ ローラ
１０１ 伝達部
１０２ 基体部
１０２ａ 上面
１０２ｂ 側面
１０３ 収容部
１０３ａ 凸部
１０３ｂ 凹部
１０３ｃ 内側壁
１０３ｄ 傾斜面
１１０ 回転機構
１１１ 回転軸
１１２ モータ
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ カバー
１２１ 吐出口
１２２ 筒状部
１２２ａ 吐出路
１２２ｂ 給気路
１２２ｃ 内周壁
１２２ｄ 凹部
１２２ｅ 凸部
１２２ｆ 外周壁
１２３ 給気部
１２３ａ 給気装置
１２４ 負圧領域
１２５ 通気経路
１２６ 排気部
１２６ａ 排気装置
１２７ 圧力検出部
１２８ バッファ領域
１２８ａ 整流板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】