(57)【要約】【課題】微細な回路パターンが形成された形成面を、回路パターンを破壊することなく、効率よく洗浄する。【解決手段】基板洗浄装置１に、一本一本がカーボンナノチューブで構成された複数の糸状部材７１を密集するように植毛した基板洗浄用ブラシ７を設ける。チャック３によって、微細な回路パターンが形成された面が上になるように基板９０を保持し、当該面に基板洗浄用ブラシ７の糸状部材７１を当接させる。この状態で、回転モータ１０，１１，１２を回転させて、基板洗浄用ブラシ７（糸状部材７１）で、基板９０の形成面を擦るように洗浄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板洗浄用ブラシであって、
少なくとも前記基板の形成面に当接する部分がカーボンナノチューブで構成される複数の糸状部材と、
前記複数の糸状部材が固定されるベース部材と、
を備えることを特徴とする基板洗浄用ブラシ。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄用ブラシであって、
前記ベース部材を電気的に接地するアース機構をさらに備え、
前記ベース部材は、導電性の物質であることを特徴とする基板洗浄用ブラシ。
【請求項３】
基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
前記基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板の形成面に当接する基板洗浄用ブラシと、
前記保持手段に保持された基板の形成面と前記基板洗浄用ブラシとを相対移動させる移動機構と、
を備え、
前記基板洗浄用ブラシは、
少なくとも前記基板の形成面に当接する部分がカーボンナノチューブで構成される複数の糸状部材と、
前記複数の糸状部材が固定されるベース部材と、
を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板洗浄装置であって、
前記基板洗浄用ブラシは、
前記ベース部材を電気的に接地するアース機構をさらに備え、
前記ベース部材は、導電性の物質であることを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ、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、光ディスクまたは磁気ディスク等の基板の表面を洗浄する技術に関する。特に、基板の表面に微細な回路パターンが形成された面を洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板には、製造工程において様々な回路パターンが形成される。一般に、回路パターンが形成された基板には、基板の表面から突出した構造（以下、「突起構造」と称する）と、突起構造と突起構造との隙間（以下、「溝構造」と称する）とが形成される。
【０００３】
従来より、基板の製造工程において、基板の表面を洗浄する基板洗浄装置が知られている。例えば、特許文献１には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の基板洗浄用ブラシを基板の表面に当接させて擦ることにより、当該基板の表面を洗浄する基板洗浄装置が記載されている。また、特許文献２には、ブラシ毛に導電性材料（銅やカーボン等）を用いた導電性ブラシを用いることが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７８３９２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載されているＰＶＡの基板洗浄用ブラシは、基板に当接する側が平坦面となっているため、回路パターンの溝構造内に入り込んだ汚染物体を効率的に除去することができないという問題があった。
【０００６】
また、昨今、回路パターンの微細化が進み、回路パターンの溝構造のサイズが微少化している。このような事情から、従来のナイロン毛や特許文献２に記載されている銅やカーボン等で構成されるブラシ毛であっても、ブラシ繊維の径が回路パターンの溝構造に比べて大きいために、回路パターンの溝構造内に入り込んだ汚染物体を効率的に除去することができないという問題が生じている。
【０００７】
さらに、回路パターンの微細化に伴って、回路パターンの突起構造のサイズも微少化しており、特許文献１および特許文献２に記載されたブラシで擦ると、突起構造を破壊するという問題があった。
【０００８】
このような理由から、昨今の基板洗浄装置では、回路パターンの形成されていない面についてのみ、直接ブラシで擦る手法を用いており、回路パターンが形成された面（形成面）の洗浄は流体による洗浄等の間接的な手法に限定されているのが実情である。しかし、このような間接的手法では、洗浄力が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板を精密に洗浄することを目的とし、また、微細な回路パターンが形成された形成面を、回路パターンを破壊することなく、効率よく洗浄することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板洗浄用ブラシであって、少なくとも前記基板の形成面に当接する部分がカーボンナノチューブで構成される複数の糸状部材と、前記複数の糸状部材が固定されるベース部材とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板洗浄用ブラシであって、前記ベース部材を電気的に接地するアース機構をさらに備え、前記ベース部材は、導電性の物質であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、基板を洗浄する基板洗浄装置であって、前記基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の形成面に当接する基板洗浄用ブラシと、前記保持手段に保持された基板の形成面と前記基板洗浄用ブラシとを相対移動させる移動機構とを備え、前記基板洗浄用ブラシは、少なくとも前記基板の形成面に当接する部分がカーボンナノチューブで構成される複数の糸状部材と、前記複数の糸状部材が固定されるベース部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る基板洗浄装置であって、前記基板洗浄用ブラシは、前記ベース部材を電気的に接地するアース機構をさらに備え、前記ベース部材は、導電性の物質であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１ないし４に記載の発明では、少なくとも基板の形成面に当接する部分がカーボンナノチューブで構成される複数の糸状部材と、複数の糸状部材が固定されるベース部材とを備えることにより、糸状部材が回路パターンの隙間に入り込むので、回路パターンの隙間に入り込んだ粉塵等を効果的に除去できる。
【００１５】
請求項２および４に記載の発明では、ベース部材を電気的に接地するアース機構をさらに備え、ベース部材は導電性の物質であることにより、基板洗浄用ブラシの帯電を解消することができ、静電気による粉塵の基板への付着を抑制できる。したがって、さらに粉塵等の除去効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１７】
＜１．  実施の形態＞
図１は、本発明に係る基板洗浄装置１を示す図である。また、図２は、基板洗浄用ブラシ７とアースライン８とを示す図である。
【００１８】
基板洗浄装置１は、回転モータ１０，１１，１２、カップ２、チャック３、回転軸４、アーム部材５、回転軸６、基板洗浄用ブラシ７およびアースライン８を備える。
【００１９】
なお、基板洗浄装置１は、図示しない昇降機構を備えており、基板洗浄用ブラシ７を、矢印９１で示す方向に昇降させることが可能である。当該昇降機構によって基板洗浄用ブラシ７を下降させることにより、図１において破線で示す位置に糸状部材７１を配置することが可能である。すなわち、基板洗浄装置１は、基板洗浄用ブラシ７の糸状部材７１を基板９０に当接させることが可能である。
【００２０】
回転モータ１０には回転軸４が連結されており、当該回転モータ１０が回転することにより、回転軸４は垂直方向の軸Ｐ１を中心に回動する。これによって、回転モータ１１、アーム部材５、回転軸６および基板洗浄用ブラシ７も、軸Ｐ１を中心に回動する。
【００２１】
回転モータ１１には回転軸６が連結されており、回転モータ１１が回転することにより、回転軸６は垂直方向の軸Ｐ２を中心に回転する。回転軸６の下方端には基板洗浄用ブラシ７が取り付けられており、回転軸６が軸Ｐ２を中心に回転することにより、基板洗浄用ブラシ７も軸Ｐ２を中心に回転する。
【００２２】
回転モータ１２には、回転軸（図示せず）を介してチャック３が取り付けられている。回転モータ１２が回転すると、回転軸に取り付けられたチャック３が垂直方向の軸Ｐ３を中心に、水平面内で回転する。
【００２３】
カップ２は、内部に基板９０を収容するように形成された部材であり、上方開口部より基板９０の搬入・搬出が行われる。カップ２は、図示しない昇降機構によって垂直方向に昇降する。すなわち、カップ２が下降すると、チャック３がカップ２の外部に露出し、露出したチャック３に対して基板９０の載置及び搬出が可能となる。一方、カップ２が上昇すると（図１に示す状態）、チャック３がカップ２内に収容され、同時に、チャック３に保持された基板９０もカップ２内に収容される。なお、カップ２への基板９０の搬入・搬出を行う機構としては、チャック３を昇降させるものであってもよい。
【００２４】
チャック３は、基板９０を水平姿勢で保持する機能を有しており、裏面側に回転モータ１２の回転軸が固設される。なお、本実施の形態では、チャック３は、基板９０の裏面側に当接し、基板９０の形成面（半導体ウェハの回路パターンが形成されている面）が上を向く向きに、基板９０を保持する。
【００２５】
先述のように、回転モータ１２の回転によってチャック３が水平面内で回転すると、チャック３に保持された基板９０も、軸Ｐ３を中心に水平姿勢のまま、水平面内で回転する。なお、以下の説明において、回転モータ１２による基板９０の回転を、「基板９０の回転動作」と称する。
【００２６】
回転軸４は円筒状の剛性部材であって、長軸が垂直方向となるように配置される。回転軸４の下方端は回転モータ１０に連結されており、上方端はアーム部材５に固設されている。回転軸４は、回転モータ１０の回転駆動力をアーム部材５に伝達する機能を有する。
【００２７】
アーム部材５は、棒状の部材であって、長軸が水平方向となるように配置されている。アーム部材５の一方の端部には、先述のように回転軸４が固設されている。また、アーム部材５の他方の端部には、回転モータ１１、回転軸６および基板洗浄用ブラシ７が取り付けられている。
【００２８】
このような構造により、回転モータ１０が回転することによって回転軸４が回動すると、その間、基板洗浄用ブラシ７は、軸Ｐ１を中心とした円弧を描くように、水平方向に移動する。これにより、基板洗浄用ブラシ７は、チャック３に保持された基板９０の中心付近と周囲端部との間を、基板９０の上面に沿って移動する。以下、この動作を「基板洗浄用ブラシ７の揺動動作」と称する。
【００２９】
回転軸６は円筒状の剛性部材であって、長軸が垂直方向となるように配置される。回転軸６の上方端は回転モータ１１に連結されており、下方端は基板洗浄用ブラシ７に取付られている。回転軸６は、回転モータ１１の回転駆動力を基板洗浄用ブラシ７に伝達する機能を有する。したがって、回転モータ１１によって回転軸６が回転すると、これに伴って、基板洗浄用ブラシ７が軸Ｐ２を中心に回転する。以下、この動作を「基板洗浄用ブラシ７の回転動作」と称する。
【００３０】
基板洗浄用ブラシ７は、図２に示すように、ベース部材７０と、それぞれがカーボンナノチューブで構成された複数の糸状部材７１とを備える。
【００３１】
ベース部材７０は円筒形状の導電性の物質で構成されており、円筒軸が垂直方向となるように配置されている。すなわち、ベース部材７０の上面は他の部材を介して回転軸６に固設されており、下面には複数の糸状部材７１が固定される。なお、ベース部材７０の径サイズは２０ｍｍ程度が好ましいが、２ないし４０ｍｍ程度であってもよい。
【００３２】
各糸状部材７１は、導電性のカーボンナノチューブを材質とする部材であり、上端部がベース部材７０に固定される。
【００３３】
本実施の形態における基板洗浄用ブラシ７では、カーボンナノチューブが所定の密度となるように、ベース部材７０の表面にＰＶＤ等で種を置き、当該種をＣＶＤでカーボンナノチューブに成長させることにより、糸状部材７１をベース部材７０に形成する。なお、カーボンナノチューブの長さは、それぞれが２ないし３ｍｍ程度に成長させるのが好ましいが、均一であれば１ないし１０ｍｍ程度であってもよい。このように、糸状部材７１の長さを実質的に揃えているので、基板９０への接触が均一化する。
【００３４】
一方、各糸状部材７１の下端部は固定されておらず、自由端となっている。先述のように、基板洗浄用ブラシ７がチャック３に保持された基板９０に向けて下降すると、各糸状部材７１の下端部は当該基板９０の上面（形成面）に当接する（図１に破線で示す状態）。
【００３５】
基板９０の洗浄を行う場合、基板洗浄用ブラシ７（糸状部材７１）を基板９０の形成面に当接させた状態で、基板洗浄装置１は回転モータ１０，１１，１２を回転させる。これにより、基板洗浄用ブラシ７の揺動動作、基板洗浄用ブラシ７の回転動作および基板９０の回転動作が開始され、いずれの動作によっても基板洗浄用ブラシ７と基板９０とが、互いに当接したまま、相対的に移動する。したがって、基板洗浄用ブラシ７の揺動動作、基板洗浄用ブラシ７の回転動作および基板９０の回転動作が行われることによって、基板洗浄用ブラシ７（糸状部材７１）が基板９０の形成面を擦る動作を行うことになる。
【００３６】
カーボンナノチューブは柔軟性に富んだ構造であるため、糸状部材７１を直接基板９０に当接させて洗浄しても、従来の素材（ナイロンや銅等）に比べて、回路パターンの破壊を抑制することができる。したがって、基板洗浄用ブラシ７は、微細な回路パターンが形成された形成面に当接して洗浄することが可能となる。
【００３７】
なお、流体等を用いた間接的な洗浄方法に比べて、本実施の形態における基板洗浄装置１は、糸状部材７１の密集密度、長さ、径サイズあるいは基板洗浄用ブラシ７を基板９０に当接させるときの力（押しつける力）等を適切に決定することにより、基板９０にかかる力や汚染物体に作用する力等を容易に制御できる。したがって、基板９０に形成された回路パターンに柔軟に対応することができる。
【００３８】
また、カーボンナノチューブは柔軟である一方で、耐久性にも優れた素材である。したがって、従来の素材を使用した場合に比べて、基板洗浄用ブラシ７の糸状部材７１は、切れたり、摩耗したりといった劣化が抑制される。これにより、交換等のメンテナンスコストを抑制できるだけでなく、糸状部材７１が摩耗することによって、新たな汚染物体が発生することも抑制できる。
【００３９】
また、カーボンナノチューブの径サイズは数ｎｍ程度である。したがって、比較的微細な回路パターン（３５ｎｍないし４５ｎｍ）に対しても、糸状部材７１が回路パターンの隙間（溝構造）に入り込むことが可能である。すなわち、回路パターンの隙間に入り込んだ粉塵等の汚染物体に糸状部材７１が直接当たるため、汚染物体を効果的に除去することができる。
【００４０】
図２に示すように、基板洗浄装置１は、ベース部材７０を電気的に接地するアースライン８をさらに備えている。カーボンナノチューブは導電性の部材であるから、同じく導電性の部材であるベース部材７０がアースライン８によって接地されることにより、基板洗浄用ブラシ７の帯電が効果的に解消される。
【００４１】
すなわち、基板洗浄用ブラシ７が基板９０の表面を擦ったとしても、基板９０および基板洗浄用ブラシ７に静電気が溜まることを抑制できる。したがって、汚染物体の基板９０への付着力（静電気による付着力）が弱まるので、基板洗浄装置１の洗浄効率が向上する。
【００４２】
なお、本実施の形態では説明を省略したが、基板洗浄装置１は様々な洗浄液を基板９０に向けて吐出するノズルを備えており、基板洗浄装置１が基板９０の洗浄を行うときには、当該ノズルから適宜洗浄液を吐出する。
【００４３】
＜２．  変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００４４】
例えば、ベース部材７０と、糸状部材７１のベース部材７０に固定される側の部分（以下、「根元部分」）との固定構造は、樹脂等がコーティングされることによって補強されてもよい。これによって、糸状部材７１の脱落を効果的に抑制できる。
【００４５】
上記実施の形態では、糸状部材７１の全ての部分がカーボンナノチューブで構成されているとして説明した。しかし、糸状部材７１の根元部分は基板９０（回路パターン）に当接しないので、当該根元部分はカーボンナノチューブで構成されていなくてもよい。すなわち、基板洗浄用ブラシ７では、少なくとも基板９０の形成面に当接する部分（以下、「先端部分」）がカーボンナノチューブで構成されていればよい。例えば、糸状部材７１の根元部分を構成する素材は、先端部分を構成するカーボンナノチューブをベース部材７０に密集させて固定するためにより適した素材が選択されてもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、ベース部材７０にカーボンナノチューブを成長させることにより、ベース部材７０に糸状部材７１が固定される例を説明したが、予め切り揃えられたカーボンナノチューブがベース部材７０に植毛されることによって糸状部材７１がベース部材に固定されてもよい。
【００４７】
さらに、複数のカーボンナノチューブを根元部分で予め束ねてから、ベース部材７０に固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る基板洗浄装置を示す図である。
【図２】基板洗浄用ブラシとアースラインとを示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  基板洗浄装置
１０，１１，１２  回転モータ（移動機構）
２  カップ
３  チャック（保持手段）
４，６  回転軸
５  アーム部材
７  基板洗浄用ブラシ
７０  ベース部材
７１  糸状部材
８  アースライン
９０  基板
【図１】
2008288517.tif 000003
【図２】
2008288517.tif 000004