(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に保持しながら前記基板を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程と並行して、ブラシを前記基板の下面傾斜部に接触させる下側スクラブ洗浄工程と、
前記下側スクラブ洗浄工程と並行して、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中央と前記基板の中間との間で移動させる中央側スプレー洗浄工程と、
前記下側スクラブ洗浄工程の後、前記基板回転工程と並行して、前記ブラシを前記基板の上面傾斜部に接触させる上側スクラブ洗浄工程と、
前記上側スクラブ洗浄工程と並行して、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる外周側スプレー洗浄工程と、を含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程は、いずれも、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の外周側だけに移動させる工程である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程と並行して、前記基板の上面中央部に向けてリンス液を吐出する上リンス液供給工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記外周側スプレー洗浄工程は、前記基板の上面と前記ブラシとが接触する領域の内側で、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる工程である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
基板を水平に保持しながら前記基板を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板保持手段と、
前記基板に押し付けられるブラシと、
前記ブラシが前記基板の下面傾斜部に接触する下接触位置と、前記ブラシが前記基板の上面傾斜部に接触する上接触位置と、を含む複数の位置に前記ブラシを移動させるブラシ移動手段と、
前記基板の上面に衝突する複数の液滴を形成するスプレーノズルと、
前記スプレーノズルを移動させることにより、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中央と前記基板の外周との間で移動させるノズル移動手段と、
前記基板保持手段、ブラシ移動手段、およびノズル移動手段を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
前記基板保持手段に前記基板を水平に保持させ、前記回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程と並行して、前記ブラシ移動手段に前記ブラシを前記基板の下面傾斜部に接触させる下側スクラブ洗浄工程と、
前記下側スクラブ洗浄工程と並行して、前記ノズル移動手段に、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中央と前記基板の中間との間で移動させる中央側スプレー洗浄工程と、
前記下側スクラブ洗浄工程の後、前記基板回転工程と並行して、前記ブラシ移動手段に前記ブラシを前記基板の上面傾斜部に接触させる上側スクラブ洗浄工程と、
前記上側スクラブ洗浄工程と並行して、前記ノズル移動手段に、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる外周側スプレー洗浄工程と、を実行する、基板処理装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程のそれぞれにおいて、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の外周側だけに移動させる、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板処理装置は、前記基板の上面中央部に向けてリンス液を吐出する上面ノズルをさらに含み、
前記制御装置は、前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程と並行して、前記上面ノズルに前記基板の上面中央部に向けてリンス液を吐出させる上リンス液供給工程をさらに実行する、請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記外周側スプレー洗浄工程において、前記ノズル移動手段に、前記基板の上面と前記ブラシとが接触する領域の内側で、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板の外周部をブラシで洗浄する基板処理装置が開示されている。この基板処理装置は、基板を水平に保持しながら基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の外周部に鼓状のブラシを押し付けるブラシ移動機構とを備えている。ブラシは、回転している基板の下面外周部に押し付けられた後、回転している基板の上面外周部に押し付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７３６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の基板処理装置では、ブラシが基板の外周部（いわゆるベベル部）に押し付けられるので、基板の外周部に付着している異物を物理的に除去することができる。しかしながら、特許文献１の構成では、基板の上面を物理的に洗浄することができない。
本発明者らは、回転している基板の外周部にブラシを接触させながら、複数の液滴を基板の上面に衝突させることにより、基板の外周部だけでなく、基板の上面も物理的に洗浄することを検討している。この場合、基板の外周部と基板の上面とが同時に洗浄されるので、基板の清浄度を高めながら、基板の洗浄時間を短縮できる。しかしながら、本発明者らは、基板の外周部および上面を単に同時に洗浄するだけでは、十分に清浄度を高めることができないおそれがあることを見出した。
【０００５】
そこで、本発明の目的の一つは、基板の洗浄時間の増加を抑えながら、基板の清浄度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を水平に保持しながら前記基板を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程と並行して、ブラシを前記基板の下面傾斜部に接触させる下側スクラブ洗浄工程と、前記下側スクラブ洗浄工程と並行して、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中央と前記基板の中間との間で移動させる中央側スプレー洗浄工程と、前記下側スクラブ洗浄工程の後、前記基板回転工程と並行して、前記ブラシを前記基板の上面傾斜部に接触させる上側スクラブ洗浄工程と、前記上側スクラブ洗浄工程と並行して、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる外周側スプレー洗浄工程と、を含む、基板処理方法である。
【０００７】
この方法によれば、回転している基板の下面傾斜部にブラシが接触する。これにより、基板の下面の全周にブラシが擦り付けられる。パーティクルなどの異物は、ブラシからの物理的な力により基板から剥がれる。複数の液滴は、基板の下面傾斜部の洗浄と並行して、基板の中央から基板の中間までの間の基板の上面内の領域に衝突する。パーティクルなどの異物は、液滴の衝突による物理的な力により基板から剥がれる。
【０００８】
基板の下面傾斜部が洗浄された後は、回転している基板の上面傾斜部にブラシが接触する。これにより、基板の上面の全周にブラシが擦り付けられる。複数の液滴は、基板の上面傾斜部の洗浄と並行して、基板の中間から基板の外周までの間の基板の上面内の領域に衝突する。このように、基板の外周部の物理的な洗浄と並行して、基板の上面を物理的に洗浄するので、洗浄時間の増加を抑えながら、基板の清浄度を高めることができる。
【０００９】
ブラシが回転している基板の下面傾斜部に接触しているとき、パーティクルや液滴など飛散物が、基板の下方でブラシから基板の回転軸線の方に下方に飛散する（図６参照）。これらの飛散物は、基板から離れる方向に飛散するので、基板に付着し難い。その一方で、ブラシが回転している基板の上面傾斜部に接触しているとき、ブラシから飛散した飛散物は、基板の上面に落下し易い（図７参照）。そのため、飛散物が、基板の上面、特に、基板の上面外周部に付着し易い。
【００１０】
飛散物が落下し易い領域、つまり、基板の中間から基板の外周までの間の基板の上面内の領域は、ブラシが基板の上面傾斜部に接触しているときに、複数の液滴で洗浄される。そのため、基板の上面に付着した飛散物を即座に除去できる。このように、基板の上面外周部に付着している異物だけでなく、ブラシから基板の上面外周部に飛散した飛散物も、複数の液滴で除去できるので、基板の清浄度をさらに高めることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程は、いずれも、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の外周側だけに移動させる工程である、請求項１に記載の基板処理方法である。前記中央側スプレー洗浄工程は、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を前記基板の中央から前記基板の中間に移動させる工程を１回以上行う工程である。同様に、前記外周側スプレー洗浄工程は、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を前記基板の中間から前記基板の外周に移動させる工程を１回以上行う工程である。
【００１２】
この方法によれば、基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置が、基板の外周側だけに移動するので、基板上の異物を外方に移動させる力が発生する。そのため、基板上の異物は、基板の上面に沿って外方に移動するように促される。これにより、異物を効率的に基板から除去することができ、基板の清浄度をさらに高めることができる。
請求項３に記載の発明は、前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程と並行して、前記基板の上面中央部に向けてリンス液を吐出する上リンス液供給工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
【００１３】
この方法によれば、回転している基板の上面中央部に向けてリンス液が吐出される。基板の上面に着液したリンス液は、基板の上面に沿って外方に流れる。液滴の衝突によって基板の上面から剥がれた異物は、外方に流れるリンス液によって、外方に移動するように促される。そのため、異物を効率的に基板から除去することができ、基板の清浄度をさらに高めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記外周側スプレー洗浄工程は、前記基板の上面と前記ブラシとが接触する領域の内側で、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる工程である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置が、基板の上面とブラシとが接触する領域の内側で移動する。つまり、スクラブ洗浄（ブラシによる洗浄）とスプレー洗浄（液滴の衝突による洗浄）とが、基板の別々の領域に行われる。このように、スクラブ洗浄およびスプレー洗浄を基板の同じ領域に実行しないので、基板の洗浄時間を短縮できる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、基板を水平に保持しながら前記基板を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板保持手段と、前記基板に押し付けられるブラシと、前記ブラシが前記基板の下面傾斜部に接触する下接触位置と、前記ブラシが前記基板の上面傾斜部に接触する上接触位置と、を含む複数の位置に前記ブラシを移動させるブラシ移動手段と、前記基板の上面に衝突する複数の液滴を形成するスプレーノズルと、前記スプレーノズルを移動させることにより、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中央と前記基板の外周との間で移動させるノズル移動手段と、前記基板保持手段、ブラシ移動手段、およびノズル移動手段を制御する制御装置とを含む、基板処理装置である。
【００１６】
前記制御装置は、前記基板保持手段に前記基板を水平に保持させ、前記回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程と並行して、前記ブラシ移動手段に前記ブラシを前記基板の下面傾斜部に接触させる下側スクラブ洗浄工程と、前記下側スクラブ洗浄工程と並行して、前記ノズル移動手段に、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中央と前記基板の中間との間で移動させる中央側スプレー洗浄工程と、前記下側スクラブ洗浄工程の後、前記基板回転工程と並行して、前記ブラシ移動手段に前記ブラシを前記基板の上面傾斜部に接触させる上側スクラブ洗浄工程と、前記上側スクラブ洗浄工程と並行して、前記ノズル移動手段に、複数の液滴を前記基板の上面に衝突させながら、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる外周側スプレー洗浄工程と、を実行する。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記制御装置は、前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程のそれぞれにおいて、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の外周側だけに移動させる、請求項５に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項７に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記基板の上面中央部に向けてリンス液を吐出する上面ノズルをさらに含み、前記制御装置は、前記中央側スプレー洗浄工程および外周側スプレー洗浄工程と並行して、前記上面ノズルに前記基板の上面中央部に向けてリンス液を吐出させる上リンス液供給工程をさらに実行する、請求項５または６に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項３の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記制御装置は、前記外周側スプレー洗浄工程において、前記ノズル移動手段に、前記基板の上面と前記ブラシとが接触する領域の内側で、前記基板の上面に対する複数の液滴の衝突位置を、前記基板の中間と前記基板の外周との間で移動させる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項４の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。
【図２】処理ユニットの模式的な平面図である。
【図３】基板の外周部に押し付けられているブラシを水平に見た模式図である。
【図４】基板の外周部について説明するための拡大図である。
【図５】処理ユニットによって行われる基板の処理の一例について説明するためのタイムチャートである。
【図６】基板の処理中におけるブラシおよびスプレーノズルの位置について説明するための模式図である。
【図７】基板の処理中におけるブラシおよびスプレーノズルの位置について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。図２は、処理ユニット２の模式的な平面図である。図３は、基板Ｗの外周部に押し付けられているブラシ３１を水平に見た模式図である。
図１に示すように、基板処理装置１は、半導体ウエハ等の円板状の基板Ｗの上面および外周部をスプレー洗浄およびスクラブ洗浄する装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニット２と、処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボット（図示せず）と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。制御装置３は、演算部と記憶部とを含むコンピュータである。
【００２１】
処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバー４と、一枚の基板Ｗをチャンバー４内で水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗから排出された処理液を受け止める筒状のカップ（図示せず）とを含む。
スピンチャック５は、基板Ｗよりも外径が小さい円板状のスピンベース６と、スピンベース６の上面で開口する吸引口に基板Ｗの下面（裏面）を吸着させることによりスピンベース６に基板Ｗを水平に保持させる吸引装置８とを含む。スピンチャック５は、さらに、回転軸線Ａ１まわりの方向である回転方向Ｄｒに基板Ｗおよびスピンベース６を回転させるスピンモータ７を含む。
【００２２】
処理ユニット２は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を吐出する上面ノズル１１と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの下面内のスピンベース６のまわりの位置に向けて処理液を吐出する下面ノズル１４とを含む。上面ノズル１１は、上面バルブ１３が介装された上面配管１２に接続されている。下面ノズル１４は、下面バルブ１６が介装された下面配管１５に接続されている。
【００２３】
上面バルブ１３が開かれると、処理液が、上面ノズル１１から吐出され、基板Ｗの上面に供給される。同様に、下面バルブ１６が開かれると、処理液が、下面ノズル１４から吐出され、基板Ｗの下面に供給される。上面ノズル１１および下面ノズル１４に供給される処理液は、リンス液の一例である純水（脱イオン水）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または機能水（磁気水など）であってもよい。処理液は、リンス液に限らず、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液などの薬液であってもよい。互いに異なる種類の処理液が、上面ノズル１１および下面ノズル１４に供給されてもよい。
【００２４】
処理ユニット２は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に複数の液滴を衝突させるスプレーノズル１７と、複数の液滴が衝突する基板Ｗの上面内の衝突位置Ｐ１（図２参照）を覆う液膜を形成するカバーリンス液ノズル２２と、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２を移動させるノズル移動機構２５とを含む。
スプレーノズル１７は、その内部または外部で液体と気体とを衝突させることにより、基板Ｗの上面に向かって下方に飛散する複数の液滴を生成する二流体ノズルである。二流体ノズルは、基板Ｗの上面に向けて液体を吐出する液体吐出口と、液体吐出口から吐出された液体に衝突する気体を吐出する気体吐出口とを含む。スプレーノズル１７は、液体を複数の穴から同時に噴射することにより複数の液滴を生成してもよい。スプレーノズル１７によって生成された複数の液滴は、基板Ｗの上面内の衝突位置Ｐ１に衝突する。衝突位置Ｐ１は、たとえば、平面視でスプレーノズル１７に覆われる基板Ｗの上面内の領域である。
【００２５】
スプレーノズル１７が二流体ノズルである場合、スプレーノズル１７は、液体バルブ１９が介装された液体配管１８と、気体バルブ２１が介装された気体配管２０とに接続される。液体バルブ１９および気体バルブ２１が開かれると、液体および気体が、スプレーノズル１７に供給され、基板Ｗの上面に向かって下方に飛散する複数の液滴が生成される。スプレーノズル１７に供給される液体は、純水であり、スプレーノズル１７に供給される気体は、窒素ガスである。スプレーノズル１７に供給される液体は、純水以外の処理液であってもよい。スプレーノズル１７に供給される気体は、窒素ガス以外の不活性ガスであってもよい。
【００２６】
カバーリンス液ノズル２２は、カバーリンス液バルブ２４が介装されたカバーリンス液配管２３に接続されている。カバーリンス液バルブ２４が開かれると、カバーリンス液が、カバーリンス液ノズル２２から吐出され、基板Ｗの上面に供給される。カバーリンス液は、純水である。カバーリンス液は、純水以外の処理液であってもよい。カバーリンス液ノズル２２は、基板Ｗの上面内の着液位置Ｐ２（図２参照）に向けてカバーリンス液を吐出する。着液位置Ｐ２に着液したカバーリンス液は、着液位置Ｐ２を覆う基板Ｗより小さな液膜を形成する。回転している基板Ｗ上に形成された液膜は、基板Ｗの回転方向Ｄｒに移動する。基板Ｗの回転方向Ｄｒに関して、着液位置Ｐ２は、衝突位置Ｐ１の上流の位置である。
【００２７】
ノズル移動機構２５は、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２が先端部に取り付けられたノズルアーム２６と、ノズルアーム２６の先端部が平面視で基板Ｗの中央部を通る経路に沿ってノズルアーム２６を水平に移動させるノズル水平駆動機構２７とを含む。ノズル水平駆動機構２７は、スピンチャック５およびカップの周囲に位置する鉛直なノズル回動軸線Ａ２まわりにノズルアーム２６を水平に回動させる。
【００２８】
図２に示すように、ノズル水平駆動機構２７は、ノズルアーム２６を水平に回動させることにより、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２を水平に移動させる。ノズル水平駆動機構２７は、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２が基板Ｗの上方に位置する処理位置と、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２が平面視でスピンチャック５およびカップの周囲に位置する待機位置との間で、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２を水平に移動させる。
【００２９】
スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２が同じノズルアーム２６に保持されているので、着液位置Ｐ２および衝突位置Ｐ１は、基板Ｗの回転方向Ｄｒに近接している。基板Ｗの回転方向Ｄｒに関して、着液位置Ｐ２は、衝突位置Ｐ１の上流の位置である。カバーリンス液ノズル２２がカバーリンス液を吐出しているときに、スプレーノズル１７が複数の液滴を生成すると、複数の液滴は、カバーリンス液の液膜で覆われた衝突位置Ｐ１に衝突する。これにより、液滴の衝突によって基板Ｗに加わる衝撃が緩和されるので、パターン倒れの発生が抑制または防止される。
【００３０】
図１に示すように、処理ユニット２は、基板Ｗの外周部に押し付けられるブラシ３１と、ブラシ３１を保持するブラシアーム３７と、ブラシアーム３７を移動させることによりブラシ３１を移動させるブラシ移動機構３８とを含む。処理ユニット２は、ブラシアーム３７に対してブラシ３１の鉛直な中心線まわりにブラシ３１を回転させるブラシ自転機構４１をブラシアーム３７内に備えていてもよい。
【００３１】
ブラシ３１は、ブラシ３１の上方に配置されたブラシホルダ３４に保持されている。ブラシホルダ３４は、ブラシホルダ３４の上方に配置されたホルダ取付部３５に取り付けられている。ホルダ取付部３５は、ホルダ取付部３５から上方に延びる支持軸３６に支持されている。支持軸３６は、ブラシアーム３７から下方に突出している。ブラシ自転機構４１がブラシアーム３７に備えられる場合、ブラシ自転機構４１は、支持軸３６をその中心線まわりに回転させることにより、ブラシ３１を自転させる。
【００３２】
図３に示すように、ブラシ３１は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの合成樹脂で作成された弾性変形可能なスポンジブラシである。鼓状のブラシ３１は、その下端に近づくにしたがって細くなる円錐台状の上洗浄面３２と、その上端に近づくにしたがって細くなる円錐台状の下洗浄面３３とを含む。上洗浄面３２および下洗浄面３３は、上洗浄面３２の下端および下洗浄面３３の上端で結合されており、両者の結合部を通る水平面に関して互いに対称な形状を有している。テーパー状の上洗浄面３２および下洗浄面３３は、ブラシ３１の鉛直な中心線の方に凹んだ断面Ｖ字状の環状の溝を形成している。
【００３３】
図１に示すように、ブラシ移動機構３８は、ブラシアーム３７を水平に移動させるブラシ水平駆動機構３９と、ブラシアーム３７を鉛直に移動させるブラシ鉛直駆動機構４０とを含む。図２は、ブラシ水平駆動機構３９が、スピンチャック５およびカップの周囲に位置する鉛直なブラシ回動軸線Ａ３まわりにブラシアーム３７を回動させるブラシ旋回機構である例を示している。ブラシ水平駆動機構３９は、ブラシアーム３７を水平に平行移動させるブラシスライド機構であってもよい。
【００３４】
ブラシ移動機構３８は、ブラシアーム３７を移動させることにより、ブラシを複数の位置に移動させる。複数の位置は、ブラシ３１の上洗浄面３２が基板Ｗの外周部に押し付けられる上洗浄位置と、ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に押し付けられる下洗浄位置と、ブラシ３１が平面視でスピンチャック５およびカップの周囲に位置する待機位置とを含む。複数の位置は、さらに、ブラシ３１の上洗浄面３２が基板Ｗの外周部に水平に対向する上近接位置と、ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に水平に対向する下近接位置とを含む。
【００３５】
処理ユニット２は、待機位置に位置するブラシ３１を収容する筒状のポット４２と、洗浄液の一例である純水をポット４２内で吐出する洗浄液ノズル４３とを含む。ブラシ移動機構３８がブラシ３１を待機位置に移動させると、ブラシ３１は、ポット４２内に収容される。ブラシ３１に付着しているパーティクルなどの異物は、洗浄液ノズル４３から吐出された純水によって除去される。また、待機位置に位置するブラシ３１は、洗浄液ノズル４３から吐出された純水によって湿潤状態に維持される。
【００３６】
図４は、基板Ｗの外周部について説明するための拡大図である。基板Ｗの上面は、水平で平坦な円形の上面平坦部と、上面平坦部の外端から斜め下に外方に延びる環状の上面傾斜部とを含む。同様に、基板Ｗの下面は、水平で平坦な円形の下面平坦部と、下面平坦部の外端から斜め上に外方に延びる環状の下面傾斜部とを含む。上面傾斜部および下面傾斜部は、上面平坦部および下面平坦部に対して傾いている。基板Ｗの環状の先端は、上面傾斜部の外端から下面傾斜部の外端まで延びている。
【００３７】
基板Ｗの外周部（いわゆる、ベベル部）は、上面傾斜部、先端、および下面傾斜部を含む部分である。図４は、基板Ｗの外周部が断面放物線状である例を示している。基板Ｗの外周部は、断面放物線状に限らず、断面台形状であってもよい。つまり、上面傾斜部、先端、および下面傾斜部のそれぞれは、断面円弧状に限らず、断面直線状であってもよい。基板Ｗの上面がデバイス形成面に相当する表面である場合、上面平坦部の一部が、デバイス形成領域に相当する。非デバイス形成領域は、基板Ｗの上面内のデバイス形成領域のまわりの環状の領域である。
【００３８】
ブラシ３１が上洗浄位置（図７に示す位置）に配置されると、ブラシ３１の上洗浄面３２が基板Ｗの外周部に押し付けられ、基板Ｗの外周部がブラシ３１に食い込む。これにより、基板Ｗの先端および上面傾斜部が、ブラシ３１に接触する。同様に、ブラシ３１が下洗浄位置（図６に示す位置）に配置されると、ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に押し付けられ、基板Ｗの外周部がブラシ３１に食い込む。これにより、基板Ｗの先端および下面傾斜部が、ブラシ３１に接触する。
【００３９】
回転している基板Ｗの外周部にブラシ３１が押し付けられると、ブラシ３１が基板Ｗの全周に擦り付けられる。洗浄幅Ｗ１（図３参照）は、基板Ｗの先端からブラシ３１と基板Ｗとが接触する環状の領域の内周縁までの水平方向の距離を意味する。洗浄幅Ｗ１は、たとえば、０を超える５ｍｍ以下の値である。洗浄幅Ｗ１は、基板Ｗに対するブラシ３１の押付力（または押付量）に応じて変化する。基板Ｗに対するブラシ３１の押付力によっては、基板Ｗの上面平坦部および下面平坦部の外周部も、ブラシ３１に接触する。基板Ｗの上面平坦部の外周部は、非デバイス形成領域である。
【００４０】
制御装置３は、基板Ｗの処理条件および処理手順を示すレシピに基づいて基板処理装置１を制御することにより、レシピで指定されている処理条件で基板処理装置１に基板Ｗを処理させる。洗浄幅Ｗ１は、レシピに指定されている。以下に説明するように、制御装置３は、レシピに基づいてブラシ水平駆動機構３９およびブラシ鉛直駆動機構４０の少なくとも一方を制御することにより、基板Ｗに対するブラシ３１の押付力または押付量を調整する。これにより、レシピに指定されている洗浄幅Ｗ１で基板Ｗの外周部がスクラブ洗浄される。
【００４１】
図５は、処理ユニット２によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するためのタイムチャートである。
図５では、リンス液の吐出が基板Ｗの回転と同時に開始されるように描かれているが、リンス液の吐出は、基板Ｗの回転が開始される前または後に開始されてもよい。他の動作についても同様である。以下の各動作は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。処理される基板Ｗは、パターンが表面で露出した基板Ｗであってもよいし、パターンが露出してない基板Ｗであってもよい。
【００４２】
処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるとき、搬送ロボット（図示せず）が、ハンド上の基板Ｗをチャンバー４内に搬入し、表面が上に向けられた基板Ｗをスピンベース６の上に置く。その後、スピンチャック５の吸引装置８が、スピンベース６上の基板Ｗをスピンベース６に吸着させる。続いて、スピンモータ７が、基板Ｗおよびスピンベース６の回転を開始させる（時刻Ｔ１）。これにより、基板Ｗが洗浄速度（たとえば、１００〜３００ｒｐｍ）で回転する。その後、上面バルブ１３および下面バルブ１６が開かれ、上面ノズル１１および下面ノズル１４が純水を吐出する。これにより、基板Ｗの上面および下面への純水の供給が開始される（時刻Ｔ１）。
【００４３】
次に、ブラシ移動機構３８が、ブラシ３１を待機位置から下近接位置に移動させる。これにより、ブラシ３１の下洗浄面３３が、基板Ｗの外周部に水平に対向する。その後、ブラシ移動機構３８は、ブラシ３１を基板Ｗの外周部の方に水平に移動させることにより、ブラシ３１を下近接位置から下接触位置に移動させる。これにより、ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に押し付けられる（時刻Ｔ２）。ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に押し付けられている間、ブラシ３１は、正転方向または逆転方向に回転駆動されてもよいし、ブラシ３１の回転方向に固定されていてもよい。
【００４４】
ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に押し付けられると、基板Ｗの外周部が下洗浄面３３に食い込み、基板Ｗの先端および下面傾斜部がブラシ３１に接触する。このとき、基板Ｗの下面平坦部の外周部もブラシ３１に接触する。ブラシ３１は、基板Ｗの回転により、基板Ｗの全周に擦り付けられる。そのため、基板Ｗの下面傾斜部等に付着しているパーティクルは、ブラシ３１からの物理的な力により剥離される。剥離されたパーティクルは、下面ノズル１４から基板Ｗの下面に供給された純水によって洗い流される。これにより、基板Ｗの下面傾斜部等が洗浄される。
【００４５】
一方、ノズル移動機構２５は、待機位置に位置するスプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２を、スプレーノズル１７が基板Ｗの上面中央部に対向する中央位置に移動させる。その後、カバーリンス液バルブ２４が開かれ、カバーリンス液ノズル２２が純水を吐出する（時刻Ｔ２）。さらに、気体バルブ２１および液体バルブ１９が開かれ、スプレーノズル１７が基板Ｗの上面中央部に向けて複数の液滴を噴射する（時刻Ｔ２）。
【００４６】
スプレーノズル１７から噴射された複数の液滴は、カバーリンス液ノズル２２から吐出された純水の液膜で覆われている基板Ｗの上面に衝突する。そのため、基板Ｗの上面に付着しているパーティクルは、液滴の衝突による物理的な力により剥離される。剥離されたパーティクルは、カバーリンス液ノズル２２から基板Ｗの上面に供給された純水によって洗い流される。
【００４７】
ノズル移動機構２５は、ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部に押し付けられているときに、スプレーノズル１７を水平に移動させることにより、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置を基板Ｗの中央から基板Ｗの中間の方に移動させる（時刻Ｔ２−時刻Ｔ３）。基板Ｗの中間は、たとえば、基板Ｗの中央から基板Ｗの中間までの半径方向の距離が基板Ｗの半径の２／３となる位置である。基板Ｗの中間は、基板Ｗの半径を二等分する位置であってもよいし、基板Ｗの中央または外周に偏った位置であってもよい。あるいは、基板Ｗの中央から基板Ｗの中間までの円形の領域の面積が、基板Ｗの中間から基板Ｗの外周までの環状の領域の面積に一致または概ね一致するように、基板Ｗの中間が設定されてもよい。
【００４８】
基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が基板Ｗの中間に達すると（時刻Ｔ３）、ノズル移動機構２５は、スプレーノズル１７の移動を一時的に停止させる。この状態で、ブラシ移動機構３８は、ブラシ３１を下接触位置から上接触位置に鉛直に下降させる。これにより、ブラシ３１の下洗浄面３３が基板Ｗの外周部から離れ、ブラシ３１の上洗浄面３２が基板Ｗの外周部に押し付けられる（時刻Ｔ３）。ブラシ３１の上洗浄面３２が基板Ｗの外周部に押し付けられている間、ブラシ３１は、正転方向または逆転方向に回転駆動されてもよいし、ブラシ３１の回転方向に固定されていてもよい。
【００４９】
ブラシ３１の上洗浄面３２が基板Ｗの外周部に押し付けられると、基板Ｗの外周部が上洗浄面３２に食い込み、基板Ｗの先端および上面傾斜部がブラシ３１に接触する。このとき、基板Ｗの上面平坦部の外周部もブラシ３１に接触する。ブラシ３１は、基板Ｗの回転により、基板Ｗの全周に擦り付けられる。そのため、基板Ｗの上面傾斜部等に付着しているパーティクルは、ブラシ３１からの物理的な力により剥離される。剥離されたパーティクルは、上面ノズル１１から基板Ｗの上面に供給された純水によって洗い流される。これにより、基板Ｗの上面傾斜部等が洗浄される。
【００５０】
ブラシ３１が上接触位置に移動すると、ノズル移動機構２５は、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２を水平に移動させることにより、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置を基板Ｗの中間から基板Ｗの外周の方に移動させる（時刻Ｔ３−時刻Ｔ４）。スプレーノズル１７が基板Ｗの上面外周部に対向する外周位置に達すると（時刻Ｔ４）、気体バルブ２１および液体バルブ１９が閉じられ、スプレーノズル１７からの液滴の噴射が停止される。さらに、カバーリンス液バルブ２４が閉じられ、カバーリンス液ノズル２２からの純水の吐出が停止される（時刻Ｔ４）。外周位置は、たとえば、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が、基板Ｗの上面とブラシ３１とが接触する環状の領域の手前（たとえば、１〜５ｍｍ手前）に位置する位置である。ノズル移動機構２５は、液滴の噴射が停止された後、スプレーノズル１７およびカバーリンス液ノズル２２を外周位置から待機位置に移動させる。
【００５１】
スプレーノズル１７が外周位置に達すると、ブラシ移動機構３８は、ブラシ３１を上接触位置から上近接位置に水平に移動させる。これにより、ブラシ３１が基板Ｗから離れる（時刻Ｔ４）。ブラシ移動機構３８は、スプレーノズル１７からの液滴の噴射が停止されるのと同時に、ブラシ３１を上近接位置に移動させてもよいし、液滴の噴射が停止される前または後に、ブラシ３１を上近接位置に移動させてもよい。ブラシ３１が上近接位置に移動した後、ブラシ移動機構３８は、ブラシ３１を上近接位置から待機位置に移動させる。
【００５２】
上面バルブ１３および下面バルブ１６は、液滴の噴射が停止され、ブラシ３１が基板Ｗから離れた後に閉じられる。これにより、上面ノズル１１および下面ノズル１４からの純水の吐出が停止される（時刻Ｔ５）。その後、スピンモータ７が、基板Ｗを回転方向Ｄｒに加速させ、洗浄速度よりも高速の乾燥速度（たとえば、数千ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる（時刻Ｔ５−時刻Ｔ６）。これにより、基板Ｗに付着している純水が基板Ｗの周囲に振り切られ、基板Ｗが乾燥する。
【００５３】
基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ７が基板Ｗの回転を停止させる（時刻Ｔ６）。その後、スピンチャック５の吸引装置８が、スピンベース６への基板Ｗの吸着を解除する。続いて、搬送ロボット（図示せず）が、ハンドでスピンベース６上の基板Ｗを持ち上げ、ハンドと共に基板Ｗをチャンバー４から搬出する。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。
【００５４】
図６および図７は、基板Ｗの処理中におけるブラシ３１およびスプレーノズル１７の位置について説明するための模式図である。
図６に示すように、ブラシ３１の下洗浄面３３が回転している基板Ｗの外周部に押し付けられているとき、パーティクルや液滴などの飛散物が、基板Ｗの下方でブラシ３１から回転軸線Ａ１の方に下方に飛散する。これらの飛散物は、基板Ｗから離れる方向に飛散するので、基板Ｗに付着し難い。その一方で、図７に示すように、ブラシ３１の上洗浄面３２が回転している基板Ｗの外周部に押し付けられているとき、飛散物が、基板Ｗの上方でブラシ３１から回転軸線Ａ１の方に上方に飛散する。上方に飛散した飛散物は、基板Ｗ上に落下する。そのため、飛散物が、基板Ｗの上面、特に、基板Ｗの上面外周部に付着し易い。
【００５５】
前述のように、ブラシ３１の上洗浄面３２が回転している基板Ｗの外周部に押し付けられているとき、スプレーノズル１７は、基板Ｗの上面外周部、つまり、ブラシ３１からの飛散物が落下し易い領域に向けて複数の液滴を噴射している。そのため、ブラシ３１からの飛散物が基板Ｗの上面に付着したとしても、この飛散物は、液滴の衝突により即座に剥離される。基板Ｗに対する飛散物の付着時間が長くなると、飛散物が基板Ｗに固着し取れ難くなる傾向がある。したがって、基板Ｗの上面に付着した飛散物に即座に液滴を衝突させることにより、当該飛散物を確実に除去することができる。
【００５６】
以上のように本実施形態では、回転している基板Ｗの下面傾斜部にブラシ３１を接触させる。これにより、基板Ｗの下面の全周にブラシ３１が擦り付けられる。パーティクルなどの異物は、ブラシ３１からの物理的な力により基板Ｗから剥がれる。複数の液滴は、基板Ｗの下面傾斜部の洗浄と並行して、基板Ｗの中央から基板Ｗの中間までの間の基板Ｗの上面内の領域に衝突する。パーティクルなどの異物は、液滴の衝突による物理的な力により基板Ｗから剥がれる。
【００５７】
基板Ｗの下面傾斜部が洗浄された後は、回転している基板Ｗの上面傾斜部にブラシ３１が接触する。これにより、基板Ｗの上面の全周にブラシ３１が擦り付けられる。複数の液滴は、基板Ｗの上面傾斜部の洗浄と並行して、基板Ｗの中間から基板Ｗの外周までの間の基板Ｗの上面内の領域に衝突する。このように、基板Ｗの外周部の物理的な洗浄と並行して、基板Ｗの上面を物理的に洗浄するので、洗浄時間の増加を抑えながら、基板Ｗの清浄度を高めることができる。
【００５８】
さらに、飛散物が落下し易い領域、つまり、基板Ｗの中間から基板Ｗの外周までの間の基板Ｗの上面内の領域は、ブラシ３１が基板Ｗの上面傾斜部に接触しているときに、複数の液滴で洗浄される。そのため、基板Ｗの上面に付着した飛散物を即座に除去できる。このように、基板Ｗの上面外周部に付着している異物だけでなく、ブラシ３１から基板Ｗの上面外周部に飛散した飛散物も、複数の液滴で除去できるので、基板Ｗの清浄度をさらに高めることができる。
【００５９】
本実施形態によれば、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が、基板Ｗの中央から基板Ｗの中間に移動し、基板Ｗの中間から基板Ｗの外周に移動する。このように、衝突位置が基板Ｗの外周側だけに移動するので、基板Ｗ上の異物を外方に移動させる力が発生する。そのため、基板Ｗ上の異物は、基板Ｗの上面に沿って外方に移動するように促される。これにより、異物を効率的に基板Ｗから除去することができ、基板Ｗの清浄度をさらに高めることができる。
【００６０】
本実施形態によれば、スプレーノズル１７が基板Ｗの上面に向けて複数の液滴を噴射しているときに、上面ノズル１１が基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液を吐出する。基板Ｗの上面に着液したリンス液は、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。液滴の衝突によって基板Ｗの上面から剥がれた異物は、外方に流れるリンス液によって、外方に移動するように促される。そのため、異物を効率的に基板Ｗから除去することができ、基板Ｗの清浄度をさらに高めることができる。
【００６１】
本実施形態によれば、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が、基板Ｗの上面とブラシ３１とが接触する領域の内側で移動する。つまり、スクラブ洗浄（ブラシ３１による洗浄）とスプレー洗浄（液滴の衝突による洗浄）とが、基板Ｗの別々の領域に行われる。このように、スクラブ洗浄およびスプレー洗浄を基板Ｗの同じ領域に実行しないので、基板Ｗの洗浄時間を短縮できる。
【００６２】
他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、ブラシ３１は、スポンジブラシに限らず、合成樹脂製の複数の繊維を備えるブラシであってもよい。
【００６３】
基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置を、基板Ｗの外周側だけに移動させる場合について説明したが、基板Ｗの中央側および外周側の両方に衝突位置を移動させてもよい。
スプレーノズル１７が複数の液滴を噴射している全期間に亘って、上面ノズル１１および下面ノズル１４が純水を吐出する場合について説明したが、スプレーノズル１７が複数の液滴を噴射している期間の一部において、上面ノズル１１および下面ノズル１４の少なくとも一方が純水の吐出を停止してもよい。たとえば、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が基板Ｗの中間と基板Ｗの外周との間に位置している間、上面ノズル１１および下面ノズル１４の少なくとも一方が純水の吐出を停止してもよい。
【００６４】
スプレーノズル１７が複数の液滴を噴射している全期間に亘って、カバーリンス液ノズル２２が純水を吐出する場合について説明したが、スプレーノズル１７が複数の液滴を噴射している期間の一部において、カバーリンス液ノズル２２が純水の吐出を停止してもよい。たとえば、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が基板Ｗの中間と基板Ｗの外周との間に位置している間、カバーリンス液ノズル２２が純水の吐出を停止してもよい。また、カバーリンス液ノズル２２を省略してもよい。
【００６５】
スクラブ洗浄が行われるスクラブ洗浄領域とスプレー洗浄が行われるスプレー洗浄領域とが重ならない場合について説明したが、スクラブ洗浄領域およびスプレー洗浄領域が部分的に重なってもよい。たとえば、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置が、基板Ｗの先端に達するまで、スプレーノズル１７を移動させてもよい。
ブラシ３１を下接触位置から上接触位置に移動させるときに、スプレーノズル１７の移動を一時的に停止させる場合について説明したが、スプレーノズル１７を移動させながら、ブラシ３１を下接触位置から上接触位置に移動させてもよい。
【００６６】
図５では、基板Ｗの上面に対する複数の液滴の衝突位置の移動速度が一定であるように示しているが、衝突位置の移動速度は一定でなくてもよい。
前述の全ての構成の２つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程の２つ以上が組み合わされてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ：基板処理装置
２    ：処理ユニット
３    ：制御装置
４    ：チャンバー
５    ：スピンチャック（基板保持手段）
６    ：スピンベース
７    ：スピンモータ
８    ：吸引装置
１１  ：上面ノズル
１２  ：上面配管
１３  ：上面バルブ
１４  ：下面ノズル
１５  ：下面配管
１６  ：下面バルブ
１７  ：スプレーノズル
１８  ：液体配管
１９  ：液体バルブ
２０  ：気体配管
２１  ：気体バルブ
２２  ：カバーリンス液ノズル
２３  ：カバーリンス液配管
２４  ：カバーリンス液バルブ
２５  ：ノズル移動機構（ノズル移動手段）
２６  ：ノズルアーム
２７  ：ノズル水平駆動機構
３１  ：ブラシ
３２  ：上洗浄面
３３  ：下洗浄面
３４  ：ブラシホルダ
３５  ：ホルダ取付部
３６  ：支持軸
３７  ：ブラシアーム
３８  ：ブラシ移動機構（ブラシ移動手段）
３９  ：ブラシ水平駆動機構
４０  ：ブラシ鉛直駆動機構
４１  ：ブラシ自転機構
４２  ：ポット
４３  ：洗浄液ノズル
Ａ１  ：回転軸線
Ａ２  ：ノズル回動軸線
Ａ３  ：ブラシ回動軸線
Ｄｒ  ：回転方向
Ｐ１  ：衝突位置
Ｐ２  ：着液位置
Ｗ    ：基板
Ｗ１  ：洗浄幅
【図１】
0006508721.tif 000002
【図２】
0006508721.tif 000003
【図３】
0006508721.tif 000004
【図４】
0006508721.tif 000005
【図５】
0006508721.tif 000006
【図６】
0006508721.tif 000007
【図７】
0006508721.tif 000008