(57)【要約】【課題】四角形基板を枚葉式で回転洗浄する場合、洗浄面をムラなく洗浄でき、且つ、洗浄中の洗浄液の飛散を抑制し、基板への異物の付着を少なくすることができる基板の洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】水平面内で回転するテーブル１に四角形の基板Ｗを水平に保持させ、テーブル制御手段２によりテーブルの動作を制御し、洗浄ツール４により基板上に洗浄液を供給し、洗浄ツール制御手段５により水平面内で円弧状に揺動する洗浄ツールの動作を制御する基板の洗浄方法及び基板洗浄装置１０であって、洗浄ツール制御手段５により、回転する四角形基板のエッジＷ１の位置を計測し、洗浄液が基板上のみに供給されるように洗浄ツール４の動作範囲を決定し、揺動させるように洗浄ツール４の動作を制御することを特徴とする基板の洗浄方法および基板洗浄装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内で回転するテーブルに四角形の基板を水平に保持させ、テーブル制御手段によりテーブルの動作を制御し、洗浄ツールにより前記基板上に洗浄液を供給し、洗浄ツール制御手段により水平面内で円弧状に揺動する前記洗浄ツールの動作を制御する基板の洗浄方法において、
前記洗浄ツール制御手段により、回転する前記四角形の基板のエッジ位置を計測し、前記洗浄液が前記基板上のみに供給されるように前記洗浄ツールの動作範囲を決定し、該洗浄ツールの動作範囲内で揺動させるように前記洗浄ツールの動作を制御することを特徴とする基板の洗浄方法。
【請求項２】
前記基板のエッジ位置は、前記テーブル制御手段から前記基板の回転角度を得ることにより前記基板の中心からエッジまでの距離を算出して前記基板のエッジ位置を計測することを特徴とする請求項１に記載の基板の洗浄方法。
【請求項３】
前記基板のエッジ位置は、前記四角形の基板の有無を検出するセンサーを前記洗浄ツールに取り付け、且つ、前記洗浄ツール制御手段に接続し、
前記センサーから検出された基板の有無から前記基板のエッジ位置を計測することを特徴とする請求項１に記載の基板の洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄ツールの動作範囲は、前記四角形の基板の内接円の内側と、前記内接円の外側とを独立して前記基板を洗浄するように決定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板の洗浄方法。
【請求項５】
前記洗浄ツールの動作範囲は、前記四角形の基板の内接円の内側も外側も連続的に前記基板を洗浄するように決定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板の洗浄方法。
【請求項６】
四角形の基板を水平に保持して水平面内で回転するテーブルと、該テーブルの動作を制御するためのテーブル制御手段と、前記基板上に洗浄液を供給しながら水平面内で円弧状に揺動する洗浄ツールと、該洗浄ツールの動作を制御する洗浄ツール制御手段とを有する基板洗浄装置であって、
前記洗浄ツール制御手段は、前記基板のエッジ位置を計測することで前記洗浄液が前記基板上のみに供給されるように前記洗浄ツールの動作範囲を決定し、該洗浄ツールの動作範囲内で揺動させるように前記洗浄ツールの動作を制御するものであることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄ツール制御手段は、前記テーブル制御手段から前記基板の回転角度を得ることにより前記基板の中心からエッジまでの距離を算出することで、前記基板のエッジ位置を計測するものであることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄ツールは、前記四角形の基板の有無を検出するセンサーが取り付けられたものであり、該センサーは前記洗浄ツール制御手段に接続されるものであり、
該洗浄ツール制御手段は、前記センサーから検出された基板の有無から前記基板のエッジ位置を計測するものであることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄ツール制御手段は、前記四角形の基板の内接円の内側と、前記内接円の外側とを独立して前記基板を洗浄するように前記洗浄ツールの動作範囲を決定するものであることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
前記洗浄ツール制御手段は、前記四角形の基板の内接円の内側も外側も連続的に前記基板を洗浄するように前記洗浄ツールの動作範囲を決定するものであることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板やフォトマスク基板等の四角形の基板を回転テーブル上に水平に載置して枚葉式で基板を洗浄する基板の洗浄方法、及び、基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の製造工程では、シリコンウェーハやガラス基板等に微細なパターン形成を行うため、所望のパターンが形成されたマスク基板を用いてフォトリソグラフィーが行われる。このフォトリソグラフィー工程においてマスク基板にパーティクル等の異物が付着していると、パターン形成不良を引き起こす要因となる。また、半導体基板においてもデバイス製造中に異物が付着していると、不良の原因となり、デバイス製造の歩留まりが悪化する。従って、半導体基板やフォトマスク基板等に付着した異物を如何にして取り除くかという問題は従来より大きな課題である。
【０００３】
シリコンウェーハやフォトマスクといった半導体製造プロセスに係る基板をウエット洗浄する場合、基板そのものを一枚ずつ回転させて洗浄する枚葉スピン洗浄という方法がとられる場合がある。例えば、特許文献１には、回転可能な基板支持手段に設置された複数の支持ピンよりマスク基板の周囲を支持し、上下に配置された洗浄液を供給する基板洗浄液供給手段から基板の両面に洗浄液を供給して洗浄した後、基板を高速回転させることにより乾燥（スピン乾燥）を行う洗浄装置が提案されている。
【０００４】
特に特許文献１に記載の枚葉式の基板洗浄装置においては、基板洗浄液供給手段のほかに洗浄ブラシを有し、基板洗浄液供給手段で洗浄液を供給しながら洗浄ブラシを記基板の中心から角部まで往復させることで基板の上面を洗浄するという基板の洗浄方法が開示されている。
【０００５】
このように、枚葉式の基板洗浄装置においては、特許文献１のように洗浄液と洗浄ブラシを使用する場合もあるが、多くの場合、流水式の超音波洗浄器や、洗浄液とガスを混合した２流体ノズルといった洗浄ツールが用いられることもある。これら洗浄ツールは基板上を円弧にスイングするアームに保持され、円形基板を洗浄する場合、基板の半径範囲（基板の中心からエッジ）若しくは直径範囲（基板のエッジからエッジ）に走査され、基板全面に対する洗浄を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−５２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、太陽電池用の半導体基板やフォトマスク基板に使用される基板は正方形の形状をしているものがあり、このような正方形の基板を洗浄する場合、場所により基板の中心からエッジまでの距離が異なるため、正方形基板の頂点間を直径とする外接円範囲若しくは辺間を直径とする内接円範囲で洗浄ツールを走査することで基板の洗浄を行っている。
【０００８】
しかしながら、正方形の基板を外接円範囲で洗浄する場合、旋回する洗浄ツールから吐出される洗浄液はタイミングにより基板の一辺を横断し、基板外へ出る場合があり、このとき、基板外から基板上へ戻る際に洗浄ツールから吐出される洗浄液が既に基板上にある洗浄液を飛散させてしまい、洗浄ツール自体やそれに付随する保持具等に洗浄液の液滴が付着してしまい、特にアームに付着した液滴はアームの揺動中に基板上に落下し易く、洗浄後の基板において異物が増加する原因となってしまう。また、装置のアーム以外の構成であっても、その構成が基板上に位置する場合、洗浄液がはねて付着した液滴が基板上に落下すれば、やはり異物増加の原因となってしまう。
【０００９】
一方、正方形の基板を内接円範囲だけ洗浄する場合は、外接円範囲で起こり得るような洗浄液の飛散は回避することできるが、内接円の範囲外となる正方形の角部において洗浄が疎かとなり、基板の洗浄面において洗浄ムラができてしまう。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、四角形基板を枚葉式で回転洗浄する場合、四角形基板の洗浄面をムラなく洗浄でき、且つ、洗浄中の洗浄液の飛散を抑制し、基板への異物の付着を少なくすることができる基板の洗浄方法および基板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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、水平面内で回転するテーブルに四角形の基板を水平に保持させ、テーブル制御手段によりテーブルの動作を制御し、洗浄ツールにより前記基板上に洗浄液を供給し、洗浄ツール制御手段により水平面内で円弧状に揺動する前記洗浄ツールの動作を制御する基板の洗浄方法において、前記洗浄ツール制御手段により、回転する前記四角形の基板のエッジ位置を計測し、前記洗浄液が前記基板上のみに供給されるように前記洗浄ツールの動作範囲を決定し、該洗浄ツールの動作範囲内で揺動させるように前記洗浄ツールの動作を制御することを特徴とする基板の洗浄方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記目的を達成するために、四角形の基板を水平に保持して水平面内で回転するテーブルと、該テーブルの動作を制御するためのテーブル制御手段と、前記基板上に洗浄液を供給しながら水平面内で円弧状に揺動する洗浄ツールと、該洗浄ツールの動作を制御する洗浄ツール制御手段とを有する基板洗浄装置であって、前記洗浄ツール制御手段は、前記基板のエッジ位置を計測することで前記洗浄液が前記基板上のみに供給されるように前記洗浄ツールの動作範囲を決定し、該洗浄ツールの動作範囲内で揺動させるように前記洗浄ツールの動作を制御するものであることを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【００１３】
このように、本発明の四角形の基板を回転テーブル上に水平に保持して枚葉式で基板を洗浄する基板の洗浄方法および基板洗浄装置では、洗浄ツール制御手段により、基板のエッジ位置を計測することで、洗浄液が基板上にのみに供給されるように洗浄ツールの動作範囲を決定して洗浄ツールの動作を制御することにより、洗浄中は、洗浄液が供給される場所が基板の一辺を横断して基板外へ出るということがなくなるため、洗浄液の飛散を抑制することができる。従って、四角形基板の洗浄面をムラなく洗浄でき、且つ、洗浄液の飛散によって装置に付着した液滴が基板上に落ちることも抑制でき、基板への異物の付着を少なくすることができる。
【００１４】
さらに本発明の基板の洗浄方法において、前記基板のエッジ位置は、前記テーブル制御手段から前記基板の回転角度を得ることにより前記基板の中心からエッジまでの距離を算出して前記基板のエッジ位置を計測することが好ましく、本発明の基板洗浄装置においては、前記洗浄ツール制御手段は、前記テーブル制御手段から前記基板の回転角度を得ることにより前記基板の中心からエッジまでの距離を算出することで、前記基板のエッジ位置を計測するものであることが好ましい。
【００１５】
このように、基板のエッジ位置を計測する際に、基板の回転角度をテーブル制御手段から得るため、新たな基板のエッジ位置の検出手段を必要とせず、非常に簡単な方法で基板の中心からエッジまでの距離を算出することができる。
【００１６】
一方本発明の基板の洗浄方法において、前記基板のエッジ位置は、前記四角形の基板の有無を検出するセンサーを前記洗浄ツールに取り付け、且つ、前記洗浄ツール制御手段に接続し、前記センサーから検出された基板の有無から前記基板のエッジ位置を計測することもでき、本発明の基板洗浄装置においては、前記洗浄ツールは、前記四角形の基板の有無を検出するセンサーが取り付けられたものであり、該センサーは前記洗浄ツール制御手段に接続されるものであり、該洗浄ツール制御手段は、前記センサーから検出された基板の有無から前記基板のエッジ位置を計測するものとすることもできる。
【００１７】
このように、基板のエッジ位置を計測する際に、洗浄ツールに取り付けた四角形の基板の有無を検出するセンサーの情報を使用するため、より正確に実際の基板のエッジ位置を直接的に把握することができる。
【００１８】
さらに本発明の基板の洗浄方法において、前記洗浄ツールの動作範囲は、前記四角形の基板の内接円の内側と、前記内接円の外側とを独立して前記基板を洗浄するように決定することが好ましく、本発明の基板洗浄装置においては、前記洗浄ツール制御手段は、前記四角形の基板の内接円の内側と、前記内接円の外側とを独立して前記基板を洗浄するように前記洗浄ツールの動作範囲を決定するものであることが好ましい。
【００１９】
このように、洗浄ツール制御手段は、四角形の基板の内接円の内側と外側とを独立して洗浄するように洗浄ツールの動作範囲を決定するものとすることで、簡単な制御で四角形基板の洗浄面を隅々までムラなく洗浄できる。
【００２０】
一方本発明の基板の洗浄方法において、前記洗浄ツールの動作範囲は、前記四角形の基板の内接円の内側も外側も連続的に前記基板を洗浄するように決定することもでき、本発明の基板洗浄装置においては、前記洗浄ツール制御手段は、前記四角形の基板の内接円の内側も外側も連続的に前記基板を洗浄するように前記洗浄ツールの動作範囲を決定するものとすることもできる。
【００２１】
このように、洗浄ツール制御手段は、四角形の基板の内接円の内側も外側も連続的に洗浄するように洗浄ツールの動作範囲を決定するものとすることで、連続して四角形基板の洗浄面をより短時間でムラなく洗浄でき、且つ、洗浄中の洗浄液の飛散を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、水平面内で円弧状に揺動する洗浄ツールにより四角形基板を枚葉式で回転洗浄する場合、四角形基板の洗浄面をムラなく洗浄でき、且つ、洗浄中の洗浄液の飛散を抑制し、基板への異物の付着を少なくすることができる基板の洗浄方法および基板洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照しながらより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
（実施形態１）
図１に示すように、本発明の実施形態１の基板洗浄装置１０は、基板Ｗのエッジ部分で四角形の基板Ｗを水平に支持するための複数の支持ピン３が設置され、四角形の基板Ｗを水平に保持して水平面内で回転するテーブル１と、該テーブル１の回転動作を制御するためのテーブル制御手段２とを有する。また、基板Ｗ上に洗浄液（不図示）を供給しながら水平面内で円弧状に揺動する洗浄ツール４と、該洗浄ツール４の動作を制御する洗浄ツール制御手段５とを有する。
【００２６】
洗浄ツール制御手段５はケーブルにより駆動軸７と接続され、該駆動軸７には洗浄ツール４が保持されたアーム６が接続されている。
洗浄ツール制御手段５は、四角形の基板ＷのエッジＷ１の位置を計測することで洗浄液が四角形基板Ｗの上のみに吐出、供給されるように洗浄ツール４の動作範囲を決定し、該洗浄ツール４の動作範囲内で揺動させるように駆動軸７に信号を送り、アーム６を揺動させ、洗浄ツール４の動作を制御するように設定されたものである。
【００２７】
洗浄ツール制御手段５による洗浄ツール４の動作範囲の決定は、具体的に以下のように行われるものである。
洗浄ツール制御手段５は、テーブル制御手段２から四角形の基板Ｗの回転角度を得ることにより基板の中心Ｗ０からエッジＷ１までの距離を算出することで、時系列での基板のエッジ位置を計測し、洗浄液が基板Ｗ上のみに供給されるように四角形の基板Ｗの内接円の内側Ｗ２と、４つの内接円の外側Ｗ３とを独立して基板を洗浄して、基板全面を走査するように洗浄ツール４の動作範囲を決定する。
【００２８】
すなわち、初めに内接円の内側を洗浄し、あとから洗浄していない内接円の外側について洗浄を行う。内接円の内側を洗浄する場合、洗浄ツール４の円弧状の揺動は、基板の中心Ｗ０から内接円までの半径範囲でもよいし、基板の内接円の直径範囲であってもよい。また、内接円の半径は四角形基板の短い辺の半分の長さであるから、テーブル制御手段２から四角形基板Ｗの回転角度を得て、基板の中心Ｗ０からエッジＷ１までの距離を算出する必要はない。一方、内接円の外側を洗浄する場合、洗浄ツール４の円弧状の揺動は、基板の内接円から基板のエッジＷ１までの範囲であるため、テーブル制御手段２から四角形の基板Ｗの回転角度を得て基板の中心Ｗ０からエッジＷ１までの距離を算出する必要がある。
【００２９】
尚、洗浄液が基板上のみに供給されるようにとは、すなわち、洗浄ツール４はそれ自体の大きさがあるため基板上からはみ出してもよく、少なくとも洗浄ツール４から吐出された洗浄液の落ちる場所が基板からはみ出さなければよいという意味である。
【００３０】
また、洗浄ツール制御手段５による洗浄ツール４の動作範囲の決定は、次のようにして行うこともできる。
洗浄ツール制御手段５は、テーブル制御手段２から四角形の基板Ｗの回転角度を得ることにより基板の中心Ｗ０からエッジＷ１までの距離を算出することで、時系列での基板のエッジ位置を計測し、洗浄液が基板Ｗ上のみに供給されるように四角形の基板Ｗの内接円の内側Ｗ２も外側Ｗ３も連続して基板を洗浄するように洗浄ツール４の動作範囲を決定する。
【００３１】
洗浄ツール４の円弧状の揺動は、基板の全面を走査するように洗浄できれば良く、基板の中心からエッジまでの範囲でもよいし、基板のエッジからエッジまでの範囲とすることもできる。
【００３２】
上記のように四角形の基板Ｗの回転角度から、基板のエッジ位置を検出することで、四角形の基板の内接円の内側Ｗ２と外側Ｗ３とを独立して洗浄するか四角形の基板の内接円の内側Ｗ２も外側Ｗ３も連続して洗浄するかで洗浄液が基板Ｗ上のみに供給され、基板全面を走査するように洗浄ツール４の動作範囲が設定された洗浄ツール制御手段５を有する基板洗浄装置１０を使用して四角形基板の全面の洗浄を行うことで、洗浄中は、洗浄液が供給される場所が基板の一辺を横断して基板外へ出るということがなくなるため、洗浄液の飛散を抑制することができる。従って、四角形基板の洗浄面をムラなく洗浄でき、且つ、洗浄液の飛散によって装置に付着した液滴が基板上に落ちることも抑制でき、基板への異物の付着を少なくすることができる。
【００３３】
（実施形態２）
図２に示すように、本発明の実施形態２の基板洗浄装置２０は、基板Ｗのエッジ部分で四角形の基板Ｗを水平に支持するための複数の支持ピン３が設置され、四角形の基板Ｗを水平に保持して水平面内で回転するテーブル１と、該テーブル１の回転動作を制御するためのテーブル制御手段２とを有する。また、基板Ｗ上に洗浄液（不図示）を供給しながら水平面内で円弧状に揺動する洗浄ツール４と、該洗浄ツール４の動作を制御する洗浄ツール制御手段５とを有する。
【００３４】
洗浄ツール制御手段５はケーブルにより駆動軸７と接続され、該駆動軸７には洗浄ツール４が保持されたアーム６が接続されている。
洗浄ツール制御手段５は、四角形の基板ＷのエッジＷ１の位置を計測することで洗浄液が四角形基板Ｗの上のみに吐出、供給されるように洗浄ツール４の動作範囲を決定し、該洗浄ツール４の動作範囲内で揺動させるように駆動軸７に信号を送り、アーム６を揺動させ、洗浄ツール４の動作を制御するように設定されたものである。これらは実施形態１と同じである。
【００３５】
この態様における洗浄ツール制御手段５による洗浄ツール４の動作範囲の決定は、具体的に以下のように行われるものである。
洗浄ツール４は、四角形の基板Ｗの有無を検出するセンサー８が取り付けられたものであり、センサー８は洗浄ツール制御手段５に接続されている。洗浄液が基板Ｗ上のみに供給されるように四角形の基板Ｗの内接円の内側Ｗ２と、４つの内接円の外側Ｗ３とを独立して基板を洗浄するように洗浄ツール４の動作範囲を決定する。
【００３６】
すなわち、初めに内接円の内側を洗浄し、あとから洗浄していない内接円の外側について洗浄を行う。内接円の内側を洗浄する場合、洗浄ツール４の円弧状の揺動は、基板の中心Ｗ０から内接円までの半径範囲でもよいし、基板の内接円の直径範囲であってもよい。内接円の外側を洗浄する場合、洗浄ツール４の円弧状の揺動は、基板の内接円から基板のエッジＷ１までの範囲である。基板のエッジＷ１の位置は、センサー８から検出された基板の有無の情報を使用し、洗浄ツール制御手段５により基板のエッジ位置を計測することが可能である。
【００３７】
また、洗浄ツール制御手段５による洗浄ツール４の動作範囲の決定は、次のようにして行うこともできる。
洗浄ツール４は、四角形の基板Ｗの有無を検出するセンサー８が取り付けられたものであり、センサー８は洗浄ツール制御手段５に接続されており、洗浄液が基板Ｗ上のみに供給されるように四角形の基板Ｗの内接円の内側Ｗ２も外側Ｗ３も連続的に基板を洗浄するように洗浄ツール４の動作範囲を決定する。
【００３８】
すなわち、洗浄ツール４の円弧状の揺動は、基板の中心Ｗ０から基板のエッジＷ１までの範囲でもよいし、基板Ｗのエッジからエッジまでの範囲であってもよい。そして、基板のエッジＷ１の位置は、センサー８から検出された基板の有無の情報を使用し、洗浄ツール制御手段５により基板のエッジ位置を直接計測することが可能である。
【００３９】
上記のように洗浄ツール４に取り付けられたセンサー８から検出された基板の有無の情報から、基板のエッジ位置を直接検出することで、四角形の基板の内接円の内側Ｗ２と外側Ｗ３とを独立して洗浄するか四角形の基板の内接円の内側Ｗ２も外側Ｗ３も連続して洗浄するかで洗浄液が基板Ｗ上のみに供給され、基板の洗浄面全面を走査するように洗浄ツール４の動作範囲が設定された洗浄ツール制御手段５を有する基板洗浄装置２０を使用して四角形基板の全面の洗浄を行うことができる。
【００４０】
そのため、基板のエッジ位置が正確に把握することができ、洗浄中は、洗浄液が供給される場所が基板の一辺を横断して基板外へ出るということが確実になくなるため、洗浄液の飛散を抑制することができる。従って、四角形基板の洗浄面をムラなく洗浄でき、且つ、洗浄液の飛散によって装置に付着した液滴が基板上に落ちることも抑制でき、基板への異物の付着をより少なくすることができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４２】
例えば、実施形態１、実施形態２で使用される洗浄ツール４は、一般的なものを使用でき、流水式の超音波洗浄ノズルや、洗浄液とガスを混合した２流体ノズルも使用することができる。
さらに、四角形基板Ｗは、正方形や長方形、又は、太陽電池用の半導体基板のように正方形の角が切られた基板であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…テーブル、  ２…テーブル制御手段、  ３…支持ピン、  ４…洗浄ツール、
５…洗浄ツール制御手段、  ６…アーム、  ７…駆動軸、  ８…センサー、
１０、２０…基板洗浄装置、  Ｗ…四角形の基板、  Ｗ０…四角形基板の中心、
Ｗ１…四角形基板のエッジ、  Ｗ２…四角形基板の内接円の内側の範囲、
Ｗ３…四角形基板の内接円の外側の範囲。
【図１】
2014154695.tif 000003
【図２】
2014154695.tif 000004