(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の被洗浄面を洗浄する基板処理装置において、
上記基板を保持可能な保持部と、
上記保持部に保持される上記基板の被洗浄面に対向配置され、多孔質のフッ素樹脂の繊維を上記基板の面に対し垂直方向に向けて形成された洗浄ブラシと、
上記保持部に保持された上記基板の上記被洗浄面の法線方向を基板回転軸にして回転駆動する駆動源と、
上記保持部に保持される上記基板の被洗浄面に洗浄液を供給する供給部と、を備え、
上記洗浄ブラシは、上記繊維を繋ぐノードが上記基板の上面に対して平行に配置されている基板処理装置。
【請求項２】
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンである請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
上記洗浄ブラシは、円柱状に形成されており、その軸心方向は上記基板の被洗浄面に対して垂直に設けられている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
上記洗浄ブラシは、上記基板の被洗浄面に対して対向配置されるブラシホルダに複数設けられている請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
上記洗浄ブラシは、上記基板の被洗浄面に対して平行の回転軸を有する円筒体の表面に複数設けられている請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項６】
基板の被洗浄面を洗浄する基板処理方法において、
保持部に保持される上記基板の被洗浄面に洗浄液を供給し、
保持部に保持される上記基板の被洗浄面に対向配置され、多孔質のフッ素樹脂の繊維を上記基板の被処理面に対して垂直方向に向けて形成された洗浄ブラシを接触させ、
上記保持部を上記基板の上記被洗浄面の法線方向を基板回転軸にして回転駆動し、
上記洗浄ブラシは、上記繊維を繋ぐノードが上記基板の上面に対して平行に配置されている基板処理方法。
【請求項７】
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンである請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
上記洗浄ブラシは、円柱状に形成されており、その軸心方向は上記基板の被洗浄面に対して垂直に設けられている請求項６に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハや液晶基板等の基板を洗浄ブラシを用いて洗浄する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置等の製造工程においては、基板としての半導体ウェーハやガラス基板に回路パターンを形成するリソグラフィプロセスがある。リソグラフィプロセスは、半導体ウェーハにレジストを塗布し、このレジストに回路パターンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分を処理するという一連の工程を数十回繰り返すことで回路パターンが形成される。【０００３】
各工程において、半導体ウェーハが汚染されていると回路パターンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パターンを形成する際には、レジストや塵埃等のパーティクル（微粒子）が残留しない清浄な状態に上記半導体ウェーハを洗浄するということが行われている（例えば、日本国特許公開公報  特開平９−２２３６８２号）。【０００４】
半導体ウェーハを洗浄する装置としては、複数枚の半導体ウェーハを洗浄液が収容された洗浄タンク内に漬けて洗浄するバッチ式と、１枚の基板を回転させ、その基板に対して洗浄液を噴射させて洗浄する枚葉式とがあり、基板の大型化に伴って洗浄効果の高い枚葉式が用いられる傾向にある。【０００５】
枚葉式の基板処理装置には半導体ウェーハを回転させて洗浄するスピン式の基板処理装置があり、この基板処理装置において、洗浄効果をより一層高めるためには、回転される半導体ウェーハの上面に、同じく回転駆動される洗浄ブラシを接触させ、その接触部分に洗浄液（水や超純水等）を供給して上記半導体ウェーハをスクラブ洗浄することが行われている。なお、洗浄ブラシとしては、ＰＶＡブラシ、毛ブラシ等が用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した基板処理装置においては、次のような問題があった。すなわち、近年、半導体デバイスの高微細化に伴ってさらなる高い清浄度が求められており、接触式洗浄に加え、洗浄液として薬液（アンモニア、硫酸、過酸化水素、オゾン水、アンモニアと過酸化水素水の混合液（ＡＰＭ）、塩酸と過酸化水素水の混合液（ＳＣ−２）、界面活性剤等）を用いる薬液化学洗浄との併用が行われている。さらに、薬液・水・超純水を加熱し、パーティクルの除去力を増加させることも行われている。しかしながら、洗浄ブラシの主成分が、耐熱、耐薬液性に劣るため、洗浄液の種類や温度が限定され、清浄度を高めることができないといった問題がある。【０００７】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の基板処理装置及び基板処理方法は次のように構成されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
基板の被洗浄面を洗浄する基板処理装置において、上記基板を保持可能な保持部と、上記保持部に保持される上記基板の被洗浄面に対向配置され、多孔質のフッ素樹脂の繊維を上記基板の面に対し、垂直方向に向けて形成された洗浄ブラシと、上記保持部に保持された上記基板の上記被洗浄面の法線方向を基板回転軸にして回転駆動する駆動源と、上記保持部に保持される上記基板の被洗浄面に洗浄液を供給する供給部と、を備え、上記洗浄ブラシは、上記繊維を繋ぐノードが上記基板の上面に対して平行に配置されている。
【０００９】
基板の被洗浄面を洗浄する基板処理方法において、保持部に保持される上記基板の被洗浄面に洗浄液を供給し、保持部に保持される上記基板の被洗浄面に対向配置され、多孔質のフッ素樹脂の繊維を上記基板の被処理面に対して垂直方向に向けて形成された洗浄ブラシを接触させ、上記保持部を上記基板の上記被洗浄面の法線方向を基板回転軸にして回転駆動し、上記洗浄ブラシは、上記繊維を繋ぐノードが上記基板の上面に対して平行に配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、清浄度が高い清浄を行うことが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施の形態に係る基板処理装置を示す縦断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、同基板処理装置の要部を切断して示す斜視図である。
【図２】図２は、同基板処理装置に組み込まれた洗浄部を示す平面図である。
【図３】図３は、同洗浄部に設けられた洗浄ブラシと半導体ウェーハとの関係を模式的に示す説明図である。
【図４】図４は、同洗浄ブラシの要部を拡大して示す側面図である。
【図５】図５は、同洗浄部に設けられた場合の比較例の洗浄ブラシユニットと半導体ウェーハとの関係を模式的に示す説明図である。
【図６】図６は、比較例の洗浄ブラシの要部を拡大して示す側面図である。
【図７】図７は、洗浄ブラシ及び比較例の洗浄ブラシのＰＴＦＥ繊維方向によるパーティクルサイズ毎の除去率を示す説明図である。
【図８】図８は、洗浄ブラシユニットの変形例を示す斜視図である。
【図９】図９は、洗浄ブラシユニットの別の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施の形態に係る基板処理装置を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、同基板処理装置を示す横断面図である。
【図１２】図１２は、同基板処理装置に組み込まれた洗浄ブラシを示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１Ａは、本発明の第１実施の形態に係る基板処理装置１０を示す縦断面図、図１Ｂは基板処理装置１０の要部を切断して示す斜視図である。図２は、基板処理装置１０に組み込まれた洗浄部を示す平面図、図３は洗浄部に設けられた洗浄ブラシユニット４１と半導体ウェーハＷとの関係を模式的に示す説明図、図４は洗浄ブラシ４１ａの要部を拡大して示す側面図、図５は、洗浄部に設けられた比較例の洗浄ブラシユニット４１と半導体ウェーハＷとの関係を模式的に示す説明図、図６は比較例の洗浄ブラシ４１Ａの要部を拡大して示す側面図、図７は洗浄ブラシ４１ａ及び比較例の洗浄ブラシ４１ＡのＰＴＦＥ繊維方向によるパーティクルサイズ毎の除去率を示す説明図である。
【００１３】
なお、これらの図中Ｐａはパーティクルサイズ（粒径）１０ｎｍ〜５０ｎｍ未満のパーティクル、Ｐｂはパーティクルサイズ５０ｎｍ〜８０ｎｍのパーティクルを示している。パーティクルＰａ，Ｐｂは、半導体ウェーハＷに付着するゴミであり、ただ単純に半導体ウェーハＷ表面に載っているものの他、半導体ウェーハＷ基板にひっかかる状態で存在しているものも含まれている。このため、半導体ウェーハＷ上に水を流すことによる、水の流れによる勢いの力だけでは、除去出来ない性質を有している。
【００１４】
図１Ａに示す本発明の一実施形態の基板処理装置１０は処理容器１１を備えている。この処理容器１１は上面が開放した有底筒状の本体部１１ａと、この本体部１１ａに対してスライド自在に設けられ周壁が傾斜した円錐筒状の覆い部１１ｂとを備え、この覆い部１１ｂは図示しない駆動機構によって上下方向にスライドさせることができる。
【００１５】
処理容器１１の本体部１１ａ底部には、周辺部に複数の排出管１２の一端が接続され、中心部には周囲がフランジ１３によって囲まれた挿通孔１４が形成されている。この挿通孔１４には支持軸１５が挿通されている。支持軸１５の上部は処理容器１１の内部に突出し、下端部は処理容器１１の下方に配置されたベース板１６に固定されている。排出管１２は図示しない廃液タンクに連通している。
【００１６】
支持軸１５には回転チャック（保持部）２１が半導体ウェーハＷの法線方向を基板回転軸として回転自在に支持されている。回転チャック２１は中心部に通孔２２ａが設けられた円盤状のベース２２を有する。このベース２２の下面、つまり通孔２２ａと対応する位置には筒状の支持部２３が中心軸を鉛直方向にして設けられている。この支持部２３は支持軸１５の外周側に嵌め込まれていて、支持軸１５の上部と下部とはそれぞれ軸受２４によって回転自在に支持されている。
【００１７】
支持部２３の下端部の外周面には従動プーリ２５が設けられている。ベース板１６にはモータ２６が設けられ、このモータ２６の回転軸２６ａには駆動プーリ２７が嵌め込まれている。この駆動プーリ２７と従動プーリ２５とにはベルト２８が張り渡されている。したがって、モータ２６が作動すれば、支持部２３、つまり回転チャック２１が回転駆動される。
【００１８】
回転チャック２１のベース２２の上面には周方向に４本の支柱２９が上方に向けて設けられている。各支柱２９の上端部には支持ピン３１ａと、この支持ピン３１ａよりも外方で、しかも支持ピン３１ａよりも背の高い係合ピン３１ｂとが突き出て設けられている。
【００１９】
支柱２９の上端には、基板としての半導体ウェーハＷが周辺部の下面を支持ピン３１ａに支持され、外周面を係合ピン３１ｂに係合させて着脱可能に保持される。したがって、半導体ウェーハＷは回転チャック２１と一体的に回転される。
【００２０】
支持軸１５には、上端に支持軸１５よりも大径で、円錐状をなした頭部４０が設けられている。この支持軸１５には、先端を頭部４０の上面に開口させた窒素ガス等の不活性ガスのガス供給路４０ａと、先端を同じく頭部４０の上面に開口させた、洗浄液Ｌの洗浄液供給路４０ｂとが軸方向に沿って形成されている。ガス供給路４０ａは図示しないガス供給源に連通し、洗浄液供給路４０ｂは同じく図示しない洗浄液Ｌの供給源に連通している。
【００２１】
ガス供給路４０ａに供給された不活性ガスは支柱２９に保持された半導体ウェーハＷに向かって噴出され、洗浄液供給路４０ｂに供給された洗浄液Ｌはその先端のノズル孔４０ｃから半導体ウェーハＷの下面に向かって噴出される。
【００２２】
回転チャック２１に保持される半導体ウェーハＷの被洗浄面（上面）Ｗａ側には、この半導体ウェーハＷの上面を洗浄するため円形状の洗浄ブラシユニット４１が配置されている。洗浄ブラシユニット４１は、洗浄ブラシ４１ａとブラシホルダ４１ｂにより構成され、洗浄ブラシ４１ａは、円柱状に形成されており、その軸心方向は半導体ウェーハの被洗浄面に対して垂直になるように、ブラシホルダ４１ｂに嵌め込んで設けられている。この洗浄ブラシ４１ａは、ブラシホルダ４１ｂと共に揺動機構４２によって半導体ウェーハＷの径方向に沿って揺動される。つまり、揺動機構４２は中空筒状の水平アーム４３を有する。この水平アーム４３の先端部内には駆動源としての回転モータ４４が回転軸４４ａを垂直にして内蔵されていて、その回転軸４４ａにブラシホルダ４１ｂが取り付けられている。
【００２３】
洗浄ブラシ４１ａは、フッ素樹脂の１つである多孔質ＰＴＦＥ材（ポリテトラフルオロエチレン）の繊維（以下、「ＰＴＦＥ繊維」と称する）により形成されている。洗浄ブラシ４１ａは、ＰＴＦＥ繊維方向が縦に形成されている。具体的には、図３に示すように、洗浄ブラシ４１ａの繊維が伸びる方向は、半導体ウェーハＷの上面に対して全体的に見て垂直に配置されている。すなわち、半導体ウェーハＷの上面に対して、全体的に見て垂直方向に繊維（フィブリル）が伸びて形成されている。なお、後述するように繊維を繋ぐノード（島状のもの）が半導体ウェーハＷの上面に対して平行に形成されていると言い換えることができる。この場合、半導体ウェーハＷ上面と触れる面における各繊維間の隙間は一定の間隔に形成されているのではなく、不規則の間隔で形成されており、例えば、１０ｎｍ〜５００ｎｍと様々に形成される。
【００２４】
図４は洗浄ブラシ４１ａの要部、すなわち、多孔質ＰＴＦＥ材１００を拡大して示す側面図を示している。多孔質ＰＴＦＥ材１００は、島状に分布した複数のノード１０１と、これらノード１０１から、その延伸方向（横）に配向された複数の繊維１０２とを含んでいる。各繊維１０２間には、隙間１０３が存在する。隙間１０３は、連続気孔あるいは独立気孔になり得る。
【００２５】
一方、比較例として、多孔質ＰＴＦＥ材１００の繊維方向が横に形成されている洗浄ブラシ４１Ａについて説明する。具体的には、図５に示すように、半導体ウェーハＷの上面に対して、平行に繊維（フィブリル）が伸びて形成されている。なお、繊維を繋ぐノード（島状のもの）が半導体ウェーハＷの上面に対して垂直方向に形成されていると言い換えることができる。この場合、半導体ウェーハＷ上面と触れる面における各ノード間の隙間（各ノードから伸びる繊維の長さ）は一定の間隔に形成されているのではなく、不規則の間隔で形成されており、例えば、３００ｎｍ〜５００ｎｍの大きさで形成される。
【００２６】
図６は洗浄ブラシ４１Ａの要部、すなわち多孔質ＰＴＦＥ材１００を拡大して示す側面図を示している。多孔質ＰＴＦＥ材１００は、島状に分布した複数のノード１０１と、これらノード１０１から、その延伸方向（縦）に配向された複数の繊維１０２とを含んでいる。各繊維１０２間には、隙間１０３が存在する。隙間１０３は、連続気孔あるいは独立気孔になり得る。
【００２７】
ＰＴＦＥ繊維方向によるパーティクルサイズ別の除去性能を図７に示した。すなわち、ＰＴＦＥ繊維方向を縦にした場合（洗浄ブラシ４１ａ）は、パーティクルサイズ１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲にわたって、ＰＴＦＥ繊維方向を横にした場合（洗浄ブラシ４１Ａ）に比べて除去性能が高い。したがって、本実施形態においては、多孔質ＰＴＦＥ材１００の繊維方向を縦にした洗浄ブラシ４１ａを用いる。
【００２８】
まず、洗浄ブラシ４１ａによって、半導体ウェーハＷ上面のパーティクルが除去される場合、除去性能の差については、次の場合が考えられる。
【００２９】
半導体ウェーハＷ上面に存在するパーティクルが洗浄ブラシ４１ａに入り込む。入り込んだパーティクルが、洗浄ブラシ４１ａの底面（半導体ウェーハＷとの接触面）の繊維と繊維の間に引っかかる。この引っかかったパーティクルは、半導体ウェーハＷと相対移動する洗浄ブラシ４１ａによって引っ張られて半導体ウェーハＷ上面から剥ぎ取られる。なお、洗浄ブラシ４１ａの底面と半導体ウェーハＷ表面との間に入り込まないサイズのパーティクルは、洗浄ブラシ４１ａの端面に当たる。この当たったパーティクルは、洗浄ブラシ４１ａの揺動により、ほうきで掃かれるように半導体ウェーハＷの端に移動させられる。
【００３０】
次に、ＰＴＦＥ繊維方向を横にした場合に比べ、ＰＴＦＥ繊維方向を縦にした場合に比べて除去性能が高い理由について考察する。すなわち、多孔質ＰＴＦＥ材１００の繊維方向を縦にした場合は、洗浄ブラシ４１ａの繊維同士の間隔が不規則に形成されているため、半導体ウェーハＷ上面と触れる面における繊維同士の隙間の大きさも様々な大きさ（１０ｎｍ〜５００ｎｍ）に形成されている。繊維と繊維の間隔が狭い（５０ｎｍ未満）箇所は、繊維同士の間隔の大きさに合う、小さいサイズのパーティクルＰａが入り込むことができる。したがって、小さなパーティクルＰａを除去する除去率が高いと考えられる。繊維と繊維の間隔がやや広い（５０ｎｍ以上）箇所は、繊維同士の間隔の大きさに合う、大きいサイズのパーティクルＰｂが入り込むことができる。したがって、小さなパーティクルＰａも比較的大きいパーティクルＰｂも除去する除去率が高いと考えられる。
【００３１】
これに対し、ＰＴＦＥ繊維方向を横にした場合は、半導体ウェーハＷ上面と触れる面における各ノードの間隔が３００〜５００ｎｍとなる。パーティクルＰａもパーティクルＰｂは、ブラシのノード同士の隙間の大きさに対して小さいため、ノード同士の隙間に入り込んだとしても、隙間とパーティクルサイズとの間に差があるため、パーティクルＰａ，Ｐｂは、ノード同士の隙間に保持されずに、洗浄ブラシ４１Ａに引っかからず、半導体ウェーハＷ上面にパーティクルＰａ，Ｐｂが残ったままになる。すなわち、パーティクルＰａ，Ｐｂが入り込むことができないため、パーティクルの除去性能が低いと考えられる。
【００３２】
水平アーム４３には図示しない洗浄液Ｌの供給源に接続されたノズル管（供給部）４５が挿通されている。このノズル管４５の先端部は水平アーム４３の先端部から下方に向かって導出され、その先端開口は洗浄ブラシ４１ａの外周面に向けられている。したがって、ノズル管４５により洗浄液Ｌが洗浄ブラシ４１ａの径方向外方から供給されるようになっている。
【００３３】
洗浄液Ｌは、例えば、アンモニア、硫酸、過酸化水素水、オゾン水、アンモニアと過酸化水素水の混合液（ＡＰＭ）、界面活性剤のいずれかを含む薬液、若しくは、水・超純水である。洗浄液Ｌは加熱されている場合がある。このように洗浄液Ｌとして薬液を用いたり、加熱したりすることで、パーティクルの除去力を増加させることができる。なお、上述した洗浄ブラシ４１ａの主成分である多孔質ＰＴＦＥ材は、耐熱、耐薬液性に優れており、洗浄液Ｌによって劣化することが少ない。このため、各種の薬液及び温度の洗浄液Ｌを用いることができる。
【００３４】
なお、この実施形態においては、図２に示すようにノズル管４５から洗浄ブラシユニット４１に向かって供給される洗浄液Ｌの供給方向Ａは、洗浄ブラシユニット４１のほぼ接線方向で、しかも、洗浄ブラシユニット４１の回転方向Ｂに沿う方向に設定されている。また、洗浄ブラシユニット４１の回転方向は、半導体ウェーハＷの回転方向と同方向または逆方向のいずれであってもよい。
【００３５】
水平アーム４３の端部には軸線を垂直にした揺動軸４６の上端が連結されている。この揺動軸４６の下端部はベース板１６の下方に突出され、支持体４７に揺動自在に支持されている。
【００３６】
支持体４７の一側面には一対のガイド４８が上下方向に沿って設けられ、このガイド４８はベース板１６の下面に設けられた取付板４９の一側面に上下方向に沿って設けられたレール５０にスライド自在に係合している。
【００３７】
取付板４９の支持体４７の下方の部分には上下駆動モータ５１が設けられている。この上下駆動モータ５１は、例えば、ねじ軸等の駆動軸５２を有し、この駆動軸５２は支持体４７に嵌め合されている。
【００３８】
したがって、この駆動軸５２が上下駆動モータ５１によって回転駆動されると、支持体４７がレール５０に沿って上下駆動されるようになっている。つまり、洗浄ブラシユニット４１が支持体４７、揺動軸４６及び水平アーム４３を介して上下駆動される。
【００３９】
支持体４７の他側には揺動駆動源５３が取り付けられている。この揺動駆動源５３は収納ボックス５４及びこの収納ボックス５４の下面に設けられたモータ５５を有する。収納ボックス５４内にはモータ５５によって回転駆動される図示しない駆動歯車が収容されている。
【００４０】
揺動軸４６の支持体４７によって支持された下端部には図示しない従動歯車が設けられ、この従動歯車と駆動歯車との間にはベルトが張り渡されている。したがって、揺動軸４６は、揺動駆動源５３のモータ５５が作動することで所定の角度範囲内で揺動する。
【００４１】
揺動軸４６が所定の角度範囲内で揺動され、その揺動によって水平アーム４３が揺動すると、この水平アーム４３の先端部に設けられた洗浄ブラシユニット４１は、図２に実線と破線で示すように回転チャック２１に保持された半導体ウェーハＷの径方向中心部と周辺部との間で揺動されるようになっている。この揺動範囲を図２に矢印Ｄで示す。
【００４２】
洗浄ブラシユニット４１を回転駆動する回転モータ４４は制御装置９０に接続されている。この制御装置９０は回転モータ４４に給電すると共に、洗浄ブラシユニット４１を上下駆動モータ５１によって上下駆動させる。制御装置９０は、各機構のパラメータ、例えば、押し付け量、回転数、揺動速度、洗浄液Ｌの吐出量を適宜制御する。
【００４３】
このように構成された基板処理装置１０によって、例えばＣＭＰ処理が行われた半導体ウェーハＷを洗浄処理する場合について説明する。ＣＭＰ処理によって半導体ウェーハＷ上面には有機物を含むスラリーや半導体ウェーハＷの削りくず等の残留物が残留しており、半導体ウェーハＷ上面に付着する。まず、洗浄ブラシユニット４１を処理容器１１の外方に退避させた状態で回転チャック２１に半導体ウェーハＷを保持し、モータ２６を作動させて回転チャック２１とともに半導体ウェーハＷを回転させる。
【００４４】
ついで、洗浄ブラシユニット４１を退避位置から半導体ウェーハＷの上方に移動させる。回転モータ４４を作動させて洗浄ブラシユニット４１を回転させるとともに、支持軸１５の洗浄液供給路４０ｂとノズル管４５とから半導体ウェーハＷの下面と上面とに純水等の洗浄液Ｌを供給しながら上下駆動モータ５１を作動させて洗浄ブラシユニット４１を下降させる。また、揺動駆動源５３を作動させて水平アーム４３、つまり洗浄ブラシユニット４１を半導体ウェーハＷの上面で図２に矢印Ｄで示すように揺動させる。なお、揺動速度は、半導体ウェーハＷ上面に残留する残留物の粘度に応じて適宜調整することができる。例えば、有機物を含むスラリーの付着力が強い場合は、揺動速度や半導体ウェーハＷの回転速度を遅くする等の制御を行う。
【００４５】
洗浄ブラシユニット４１が上下駆動モータ５１によって下降して、半導体ウェーハＷの被洗浄面に洗浄ブラシ４１ａが接触する。半導体ウェーハＷの上面は洗浄ブラシ４１ａによって、その上面に付着したパーティクルが除去される。
【００４６】
洗浄ブラシ４１ａの主成分は、多孔質ＰＴＦＥ材であるため、薬液や加熱された洗浄液Ｌに対して、耐熱性・耐薬液性に優れている。
【００４７】
そのため、半導体ウェーハＷにＣＭＰ処理後、半導体ウェーハＷ上面の有機物を薬液によって化学的に分解する処理を行いながらスクラブ洗浄することができる。これにより、半導体ウェーハＷ上面に存在する削りくず等の残留物を除去するだけでなく、半導体ウェーハＷ上面にある有機物も同時に除去することが可能となり、ウェーハＷ上面における洗浄効率を向上させることができる。また、薬液によって化学的に分解された有機物を、洗浄ブラシ４１のより掃き出すことが可能となり、ウェーハＷ上面における洗浄能力を向上させることができる。
【００４８】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、半導体ウェーハＷの被洗浄面に対してＰＴＦＥ繊維方向を縦（垂直方向）にして洗浄ブラシ４１ａを接触させて半導体ウェーハＷの径方向に沿って揺動することで、小さなパーティクルＰａから比較的大きなパーティクルＰｂまで除去することができる。したがって、半導体ウェーハＷの被洗浄面における高い清浄度を有することができる。
【００４９】
図８は、上述した洗浄ブラシユニット４１の変形例に係る洗浄ブラシユニット６０を示す斜視図である。洗浄ブラシユニット６０は、半導体ウェーハＷの被洗浄面において対向配置される円盤状のブラケット（ブラシホルダ）６１と、このブラケット６１の表面に７つの洗浄ブラシ６２が所定の隙間を空けて設けられている。この洗浄ブラシ６２は、上述した洗浄ブラシ４１ａより小径で形成されている。また、洗浄ブラシ４１ａと同様に円柱状に形成されており、その軸心方向は半導体ウェーハの被洗浄面に対して垂直になるように、ブラケット６１に設けられている。ブラケット６１の外径は、上記ブラシホルダ４１ｂの外径とほぼ同じである。ブラケット６１に設けられる洗浄ブラシ６２の個数は、７つに限らず、半導体ウェーハＷの被洗浄面を十分に洗浄処理できる個数であればよい。
【００５０】
なお、洗浄ブラシユニット６０は、洗浄ブラシ６２同士に隙間が設けられているため、洗浄液Ｌが隙間を通って、洗浄ブラシ６２により掃き出されたパーティクルとともに洗浄ブラシ６２の搖動方向の後方に抜ける。
【００５１】
図９は、洗浄ブラシユニット４１の別の変形例に係る洗浄ブラシユニット６０Ａを示す斜視図である。図９において、図８と同一機能部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。洗浄ブラシユニット６０Ａは、ブラケット６１の中央に洗浄液供給路４５Ａに接続されたノズル孔６３が設けられている。このノズル孔６３から洗浄液Ｌを供給することで、パーティクルＰａ，Ｐｂや洗浄ブラシ６２よって掃き出されたパーティクルを中央から外側に向けて押し流すことができる。なお、この場合、図１Ａにおけるノズル管４５は無くても良い。
【００５２】
図１０は、本発明の第２実施の形態に係る基板処理装置２００を示す縦断面図、図１１は基板処理装置２００を示す横断面図、図１２は、基板処理装置２００に組み込まれたロールブラシ２２１を示す斜視図である。
【００５３】
図１０及び図１１に示すように、基板処理装置２００は、洗浄槽２０１を備えている。図１１に示すように洗浄槽２０１の一側壁には導入口２０３が形成されている。この導入口２０３からは、半導体ウェーハＷが外部から内部に導入される。洗浄槽２０１の一側壁に隣接する側壁には洗浄された半導体ウェーハＷを搬出するための導出口２０４が形成されている。
【００５４】
図１０及び図１１に示すように、洗浄槽２０１内には、３本の駆動ローラ２０６及び２本の規制ローラ２０７が配置されている。駆動ローラ２０６及び規制ローラ２０７は、それぞれ軸線を鉛直にして回転自在に、しかも、半導体ウェーハＷの周方向に沿って所定の間隔で配設されている。駆動ローラ２０６は図１１中右側、規制ローラ２０７は図１１中左側に配置されている。駆動ローラ２０６の下端部は、第１の軸受体２１１によって回転自在に支持されている。第１の軸受体２１１は、支持板２０９に固定されて設けられている。
【００５５】
規制ローラ２０７の下端部は第２の軸受体２１２によって回転自在に支持されている。第２の軸受体２１２は支持板２０９にスライド自在に設けられ、図１０に矢印で示すように駆動シリンダ２１３により駆動ローラ２０６に対して接離する方向に駆動されるようになっている。
【００５６】
駆動ローラ２０６は、半導体ウェーハＷの周辺部が係合する。規制ローラ２０７は、半導体ウェーハＷの周辺部に接触して係合保持された半導体ウェーハＷが径方向にずれ動くのを規制するようになっている。
【００５７】
駆動ローラ２０６は第１の駆動機構２１７によって回転駆動されるようになっている。この第１の駆動機構２１７は図１０に示すように支持板２０９の下方に配置されたモータ２１８を有する。このモータ２１８の回転軸２１８ａには駆動プーリ２１９ａが設けられている。この駆動プーリ２１９ａと各駆動ローラ２０６の下端部にそれぞれ設けられた３つの従動プーリ２１９ｂとの間にはベルト２２０が張り渡されている。したがって、モータ２１８が作動すれば、ベルト２２０を介して各駆動ローラ２０６を回転駆動することができる。
【００５８】
洗浄槽２０１内には、上下一対のロールブラシ２２１が水平方向の回転軸を有する一対の保持部２２２に支持されて配置されている。これらロールブラシ２２１は、図１１に示す第２の駆動機構２２０Ａによってそれぞれ回転駆動されるとともに、保持部２２２を介して上下駆動機構２２０Ｂによって上下方向に駆動される。
【００５９】
図１０に示すように、ロールブラシ２２１の近傍には、一対のパイプ状の下部のノズル２４１と上部のノズル２４２とが半導体ウェーハＷを挟んで配置されている。各ノズル２４１、２４２からは半導体ウェーハＷの上下面（被洗浄面）を一対のロールブラシ２２１によって洗浄するときに洗浄液Ｌが供給される。
【００６０】
保持部２２２は、上下方向に沿って移動可能に構成された軸受体２２３に対し回転自在に支持されている。この軸受体２２３の内部には、モータ２２４の回転軸が連結されており、このモータ２２４の回転が軸受体２２３を介して保持部２２２に伝達され、ロールブラシ２２１を回転することができる。軸受体２２３は、アーム２２６によって支持され、上下駆動機構２２０Ｂに支持されている。このような上下駆動機構２２０Ｂによって、アーム２２６を上下に駆動することで、各ロールブラシ２２１を半導体ウェーハＷの下面と上面とに所定の接触力で接触させることができる。
【００６１】
各ロールブラシ２２１は、図１２に示すように円筒部２２１ａの表面に所定の間隔で取付けられた洗浄ブラシ２２１ｂを備えている。円筒部２２１ａの軸心方向は、半導体ウェーハＷの被洗浄面に対して平行に形成されている。つまり、各ロールブラシ２２１は、半導体ウェーハＷの被処理面に対して平行に設けられている。また、洗浄ブラシ２２１ｂは上述した洗浄ブラシ４１ａと同様に、形成されている。すなわち、円柱状に形成されており、半導体ウェーハＷの被洗浄面と対向配置されたとき、洗浄ブラシ２２１ｂの軸心方向は半導体ウェーハの被処理面に対して垂直になるように、円筒部２２１ａの表面に設けられている。なお、寸法については、上述した洗浄ブラシ６２よりも小径に形成されている。さらに、各ロールブラシ２２１の長さは、半導体ウェーハＷの直径をカバーするような長さで形成されている。
【００６２】
ロールブラシ２２１は、それぞれモータ２２４によって一対のロールブラシ２２１間に供給された半導体ウェーハＷをその回転力で駆動ローラ２０６の外周面に押し付ける方向に回転駆動される。
【００６３】
このように構成された基板処理装置２００では、一対のロールブラシ２２１を所定の高さに位置決めし、駆動シリンダ２１３を作動させて一対の規制ローラ２０７を半導体ウェーハＷの径方向の反対側の部分の駆動ローラ２０６の外周面に当接するまであるいはわずかな間隔を介して近接するまで前進方向へ駆動する。このようにして半導体ウェーハＷを保持し、ロールブラシ２２１及び３本の駆動ローラ２０６を回転駆動する。また、各ノズル２４１、２４２から半導体ウェーハＷの上下面に向けて洗浄液Ｌを噴射する。
【００６４】
一対のロールブラシ２２１が回転駆動されることで、半導体ウェーハＷの上下面に対して各ロールブラシ２２１の洗浄ブラシ２２１ｂを押し当てることができるから、半導体ウェーハＷの上下面をロールブラシ２２１の軸方向全長にわたってむらなくほぼ均一に洗浄することができる。
【００６５】
本実施形態に係るロールブラシ２２１においても、上述した洗浄ブラシ４１ａと同様に用いることで、広範囲の大きさのパーティクルＰａ，Ｐｂを除去することができると共に、洗浄液Ｌの供給と同時にスクラブ洗浄が可能である。
【００６６】
なお、上記の実施形態では、基板処理装置で処理を行う基板として半導体ウェーハＷを例示したが、これに限られるものではなく、液晶基板や、フォトマスク等のガラス基板に適用することもできる。また、洗浄処理時に洗浄ブラシユニット４１を回転させているが、回転させなくても良い。さらに、洗浄ブラシ４１ａの形状は、円柱状に限るものではない。また、フッ素樹脂として多孔質ＰＴＦＥ材を挙げたが、上述したように小さなパーティクルを取り込むことができる同様な構成を有するものであれば、他のフッ素系樹脂（例えば、ＰＶＤＦやＴＦＥ）を用いてもよい。
【００６７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、パーティクル除去力を増加させるため、洗浄液として薬液を用いたり、洗浄液を加熱したりすることができると共に広範囲のパーティクル除去を行うことが可能となる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
基板の被洗浄面を洗浄する基板処理装置において、
上記基板を保持可能な保持部と、
上記保持部に保持される上記基板の被洗浄面に対向配置され、多孔質のフッ素樹脂の繊維を上記基板の面に対し垂直方向に向けて形成された洗浄ブラシと、
上記保持部に保持された上記基板の上記被洗浄面の法線方向を基板回転軸にして回転駆動する駆動源と、
上記保持部に保持される上記基板の被洗浄面に洗浄液を供給する供給部と、を備えている基板処理装置。
（２）
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンである（１）に記載の基板処理装置。
（３）
上記洗浄ブラシは、円柱状に形成されており、その軸心方向は上記基板の被洗浄面に対して垂直に設けられている（１）に記載の基板処理装置。
（４）
上記洗浄ブラシは、上記繊維を繋ぐノードが上記基板の上面に対して平行に配置されている（１）に記載の基板処理装置。
（５）
上記洗浄ブラシは、上記基板の被洗浄面に対して対向配置されるブラシホルダに複数設けられている（３）に記載の基板処理装置。
（６）
上記洗浄ブラシは、上記基板の被洗浄面に対して平行の回転軸を有する円筒体の表面に複数設けられている（３）に記載の基板処理装置。
（７）
基板の被洗浄面を洗浄する基板処理方法において、
保持部に保持される上記基板の被洗浄面に洗浄液を供給し、
保持部に保持される上記基板の被洗浄面に対向配置され、多孔質のフッ素樹脂の繊維を上記基板の被処理面に対して垂直方向に向けて形成された洗浄ブラシを接触させ、
上記保持部を上記基板の上記被洗浄面の法線方向を基板回転軸にして回転駆動する基板処理方法。
（８）
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンである（７）に記載の基板処理方法。
（９）
上記洗浄ブラシは、円柱状に形成されており、その軸心方向は上記基板の被洗浄面に対して垂直に設けられている（７）に記載の基板処理方法。
（１０）
上記洗浄ブラシは、上記繊維を繋ぐノードが上記基板の上面に対して平行に配置されている（７）に記載の基板処理方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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