(57)【要約】【目的】比較的簡単な機構により半導体用マスク等の基板の側面又は主面を洗浄することが可能な基板洗浄装置を提供する。【構成】この基板洗浄装置は、多角形の主面を有する被処理基板１０の側面を洗浄するための基板洗浄装置であって、基板が載置されるステージ２０と、基板をステージに固定する固定手段２１と、ステージを回転させる第１の回転手段３０と、回転しながら基板の側面を洗浄する洗浄手段４０と、洗浄手段を回転させる第２の回転手段５０と、基板の側面と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段６０、７０、８０とを具備する。【選択図】  図１
2004241731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形の主面を有する被処理基板の側面を洗浄するための基板洗浄装置であって、
前記基板が載置されるステージと、
前記基板を前記ステージに固定する固定手段と、
前記ステージを回転させる第１の回転手段と、
回転しながら前記基板の側面を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段を回転させる第２の回転手段と、
前記基板の側面と前記洗浄手段の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段と、
を具備する基板洗浄装置。
【請求項２】
前記固定手段が、前記基板の４つのコーナを保持することにより前記基板を前記ステージに水平に固定する複数のコーナ支持ピンを含み、前記相対位置調整手段が、前記複数のコーナ支持ピンを避けるように前記洗浄手段を移動させる、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記固定手段が、前記基板の２つのコーナを保持する複数のコーナ支持ピンと前記基板の裏面における所定の位置を支持する支持部材とを用いて前記基板を前記ステージに水平に固定し、前記相対位置調整手段が、前記複数のコーナ支持ピンを避けるように前記洗浄手段を移動させる、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記固定手段が、前記基板の頂点から前記基板の１辺の長さの１／５〜１／２だけ離れた位置において前記基板のコーナを保持することにより前記基板を前記ステージに水平に固定する複数のコーナ支持ピンを含み、前記相対位置調整手段が、前記複数のコーナ支持ピンを避けるように前記洗浄手段を移動させる、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記固定手段が、前記ステージの前記基板に接する位置に設けられた開口から空気を吸引することにより前記基板を前記ステージに固定する真空チャックを含む、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記第１の回転手段が、０．１〜１０ｒｐｍの回転速度で前記ステージを回転させる、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄手段が、多孔質ポリビニルアルコールで形成されている、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記基板を洗浄するために使用される洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに具備する請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記相対位置調整手段が、
前記洗浄手段を回転可能に支持するアームと、
所定の回転軸を中心として前記アームを回転させることにより、前記洗浄手段を円弧に沿って移動させるモータと、
前記基板の回転角に対応して前記モータを制御するモータ制御手段と、
を含む、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
前記相対位置調整手段が、
前記洗浄手段を回転可能に支持するアームと、
前記アームをスライドさせることにより、前記洗浄手段を直線に沿って移動させるモータと、
前記基板の回転角に対応して前記モータを制御するモータ制御手段と、
を含む、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項１１】
長方形の領域の周囲に所定の幅で接着剤が付着した主面を有する被処理基板を洗浄するための基板洗浄装置であって、
前記基板が載置されるステージと、
前記基板を前記ステージに固定する固定手段と、
前記ステージを回転させる第１の回転手段と、
回転しながら前記基板の主面において接着剤が付着した領域を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段を回転させる第２の回転手段と、
前記接着剤が付着した領域と前記洗浄手段の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段と、
を具備する基板洗浄装置。
【請求項１２】
多角形の主面を有する被処理基板の側面を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記基板をステージに載置して固定するステップ（ａ）と、
前記ステージを回転させるステップ（ｂ）と、
前記基板の側面と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整しながら、前記洗浄手段を回転させて前記基板の側面を洗浄するステップ（ｃ）と、
を具備する基板洗浄方法。
【請求項１３】
前記基板を洗浄するために使用される洗浄液を供給するステップをさらに具備する請求項１２記載の基板洗浄方法。
【請求項１４】
ステップ（ａ）が、複数のコーナ支持ピンを用いて前記基板の２つのコーナを保持することにより前記基板を前記ステージに水平に固定するステップを含み、ステップ（ｃ）が、前記複数のコーナ支持ピンを避けるように前記洗浄手段を移動させながら前記基板の側面を洗浄するステップと、前記基板を持ち上げて前記ステージを所定の角度だけ回転させた後に前記基板を前記ステージに再び載置するステップと、前記複数のコーナ支持ピンを避けるように前記洗浄手段を移動させながら前記基板の側面を洗浄することにより前記基板の全側面の洗浄を完了するステップとを含む、請求項１２記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
多角形の領域の周囲に所定の幅で接着剤が付着した主面を有する被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記基板をステージに載置して固定するステップ（ａ）と、
前記ステージを回転させるステップ（ｂ）と、
前記接着剤が付着した領域と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整しながら、前記洗浄手段を回転させて前記基板の主面において接着剤が付着した領域を洗浄するステップ（ｃ）と、
を具備する基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体用マスク、液晶パネル用マスク、液晶パネル基板等の基板の側面又は主面を洗浄するための基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用マスクは、例えば、１辺が１５２ｍｍの正方形で厚みが６．３ｍｍの石英基板に、約０．１ミクロンのクロム膜でパターニングすることにより作製される。次に、半導体ウエハ上に塗布されたフォトレジストを、半導体用マスクに形成されたマスクパターンを用いて露光することにより、ＩＣが作製される。従って、半導体用マスク上に異物が存在するとＩＣが不良になるので、そのような異物を除去するために、半導体用マスクの側面又は主面を洗浄することが行われている。
【０００３】
半導体用マスク等の基板の側面又は主面を洗浄するためには、一般に、スクラブと呼ばれる洗浄用の回転子が用いられている。半導体用マスク等の基板は角型の形状を有しているので、基板の側面を洗浄する従来の方法としては、例えば、まず対抗する２つの側面に沿って２個のスクラブを回転させながら往復運動させることによりこれらの側面を洗浄し、次に基板を９０°回転させ、他の対抗する２つの側面に沿って２個のスクラブを回転させながら往復運動させることによりこれらの側面を洗浄することが行われていた。
【０００４】
しかしながら、基板の側面に沿ってスクラブを回転させながら往復運動させるためには複雑で大規模な機構が必要となり、基板洗浄装置が大型化すると共に、製造コストが上昇してしまうという問題があった。
【０００５】
一方、下記の特許文献１には、マスク製作時のベルト搬送やハンドリングによるマスク裏面や側面の汚れを、洗浄槽を用いることにより、汚れがマスク表面に再付着することなしに洗浄するマスク洗浄装置が掲載されている。しかしながら、このように洗浄槽を用いる場合にも、洗浄装置が大型化してしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２５９１３７号公報（第１頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、比較的簡単な機構により半導体用マスク等の基板の側面又は主面を洗浄することが可能な基板洗浄装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのような基板洗浄装置において用いられる基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る基板洗浄装置は、多角形の主面を有する被処理基板の側面を洗浄するための基板洗浄装置であって、基板が載置されるステージと、基板をステージに固定する固定手段と、ステージを回転させる第１の回転手段と、回転しながら基板の側面を洗浄する洗浄手段と、洗浄手段を回転させる第２の回転手段と、基板の側面と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段とを具備する。
【０００９】
また、本発明の第２の観点に係る基板洗浄装置は、長方形の領域の周囲に所定の幅で接着剤が付着した主面を有する被処理基板を洗浄するための基板洗浄装置であって、基板が載置されるステージと、基板をステージに固定する固定手段と、ステージを回転させる第１の回転手段と、回転しながら基板の主面において接着剤が付着した領域を洗浄する洗浄手段と、洗浄手段を回転させる第２の回転手段と、接着剤が付着した領域と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段とを具備する。
【００１０】
さらに、本発明の第１の観点に係る基板洗浄方法は、多角形の主面を有する被処理基板の側面を洗浄する基板洗浄方法であって、基板をステージに載置して固定するステップ（ａ）と、ステージを回転させるステップ（ｂ）と、基板の側面と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整しながら、洗浄手段を回転させて基板の側面を洗浄するステップ（ｃ）とを具備する。
【００１１】
また、本発明の第２の観点に係る基板洗浄方法は、長方形の領域の周囲に所定の幅で接着剤が付着した主面を有する被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、基板をステージに載置して固定するステップ（ａ）と、ステージを回転させるステップ（ｂ）と、接着剤が付着した領域と洗浄手段の回転中心との相対位置を調整しながら、洗浄手段を回転させて基板の主面において接着剤が付着した領域を洗浄するステップ（ｃ）とを具備する。
【００１２】
以上のように構成した本発明によれば、半導体用マスク等の基板をステージに載置して回転させるようにしたので、比較的簡単な機構により基板の側面又は主面を洗浄することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施形態においては、被処理基板として半導体用マスクを洗浄する場合に本発明を適用したものである。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板洗浄装置の正面図である。図１に示すように、本実施形態に係る基板洗浄装置は、半導体用マスク１０が載置されるスピンステージ２０と、半導体用マスク１０の複数のコーナを保持する複数のコーナ保持ピン２１と、半導体用マスク１０の裏面における所定の位置を支持する裏面支持ピン２５と、スピンステージ２０を回転させるサーボモータ３０と、回転しながら半導体用マスク１０の側面を洗浄するスクラブ４０と、スクラブ４０を回転させるスクラブ回転モータ５０と、スクラブ４０を回転可能に支持するスイングアーム６０と、所定の回転軸を中心としてスイングアーム６０を回転させるパルスモータ７０と、各部を制御する制御部８０とを有している。なお、スピンステージ２０を回転させるモータと、スイングアーム６０を回転させるモータは、位置制御が可能なモータであれば良い。
【００１５】
スクラブ４０は、直径が１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、多孔質ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）で形成されている。スクラブ回転モータ５０の回転力は、スクラブ回転ベルト５１を介してスクラブ４０に伝達される。また、スイングアーム６０には、半導体用マスク１０を洗浄するために使用される洗浄液を供給する洗浄液供給パイプ５２が取り付けられている。
【００１６】
制御部８０の制御の下で、サーボモータ３０は、０．１〜１０ｒｐｍの回転速度、好ましくは、１ｒｐｍの回転速度でスピンステージ２０を回転させる。また、サーボモータ３０は、スピンステージ２０の回転角、即ち、半導体用マスク１０の回転角を表す情報を制御部８０に出力する。
【００１７】
制御部８０は、半導体用マスク１０の回転角に対応してパルスモータ７０を制御し、スクラブ４０を円弧に沿って移動させるようにスイングアーム６０を回転させる。その結果、スクラブ４０の半導体用マスク１０に対する圧接力は、ほぼ一定に保たれる。このように、スイングアーム６０とパルスモータ７０と制御部８０は、半導体用マスク１０の側面とスクラブ４０の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段として機能する。
【００１８】
なお、制御部８０は、アナログ回路で構成しても良いし、ディジタル回路で構成しても良い。あるいは、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに所定の処理を行わせるためのソフトウェア（基板洗浄制御プログラム）を記録した記録媒体とによって制御部８０を構成しても良い。その場合には、ＣＰＵが、記録媒体に記録された基板洗浄制御プログラムに基づいて、基板洗浄動作を制御する。記録媒体としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す平面図である。図２においては、半導体用マスク１０とスクラブ４０との相対的な位置関係を示すことを目的としており、スピンステージ、スクラブ回転モータ、スクラブ回転ベルト、及び、洗浄液供給パイプは省略され、スイングアーム６０は１本の線で示されている。
【００２０】
半導体用マスク１０をスピンステージ２０に水平に固定するためには、複数のコーナ支持ピンにより半導体用マスク１０の４つのコーナを保持するようにしても良いが、以下においては、複数のコーナ支持ピンにより半導体用マスク１０の２つのコーナを保持する場合について説明する。本実施形態においては、図２に示すように、半導体用マスク１０の２つのコーナを４個のコーナ保持ピン２１によって保持すると共に、半導体用マスク１０の裏面における２ヶ所の位置を２個の裏面支持ピン２５によって支持している。
【００２１】
あるいは、半導体用マスク１０の１辺の長さをＡとし、半導体用マスク１０の頂点からコーナ保持ピン２１までの距離をＤとする場合に（図２参照）、Ａ／５≦Ｄ≦Ａ／２とすれば、裏面支持ピン２５を用いなくても半導体用マスク１０を安全に水平に保持することができる。
【００２２】
いずれにしても、制御部８０は、スクラブ４０がコーナ保持ピン２１を避けるように、パルスモータ７０を制御してスイングアーム６０を回転させる。その結果、スクラブ４０は、図２において一点鎖線で示す軌跡で、半導体用マスク１０に対して相対的に移動する。これにより、スクラブ４０がコーナ保持ピン２１に接触することによって生じるスクラブ４０の偏摩耗を防止することができる。
【００２３】
図２に示すように、半導体用マスク１０の主面が正方形である場合には、半導体用マスク１０をスピンステージ２０に取り付けられたコーナ保持ピン２１及び裏面支持ピン２５に載置することにより水平に固定して、半導体用マスク１０の側面を一旦洗浄した後で、半導体用マスク１０を持ち上げてスピンステージ２０を９０°回転させ、半導体用マスク１０をスピンステージ２０に再び載置する。これにより、半導体用マスク１０においてコーナ保持ピン２１に保持されるコーナが変更されるので、この状態で半導体用マスク１０の側面を洗浄することにより、半導体用マスク１０の全側面をもれなく洗浄することができる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態においては、半導体用マスクを固定するために、ピンチャックの替りに真空チャックを用いており、その他の点に関しては第１の実施形態と同様である。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置において用いられるスピンステージの平面図である。図３においては、半導体用マスク１０が載置される位置が破線で示されている。スピンステージ２２において、半導体用マスク１０に接する所定の位置に、空気を吸引するための複数の開口２３が形成されている。
【００２６】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す断面図である。図４に示すように、スピンステージ２２の上面中央部には窪みが形成されており、半導体用マスク１０は、上面周辺部においてスピンステージ２２に接することとなる。開口２３は、スピンステージ２２の上面周辺部から下方に伸び、回転軸を通り、サーボモータ３０の下側において回転シール２６を経由して吸引ポンプ２４に接続されている。吸引ポンプ２４が開口２３から空気を吸引することにより、半導体用マスク１０がスピンステージ２２に固定される。
【００２７】
このような真空チャックを用いることにより、図２に示す第１の実施形態におけるようにスクラブ４０がコーナ保持ピン２１を避ける動作は不要となり、また、半導体用マスク１０を一旦洗浄した後にスピンステージ２０を所定の角度だけ回転させて半導体用マスク１０を再び載置して洗浄することも不要となる。しかしながら、この方式は、ピンチャック方式と比較して、マスク１０の裏面を汚したり傷付けるリスクがある。
【００２８】
次に、図１及び図５を参照しながら、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態においては、スクラブ４０の回転中心を移動させるために、スイングアームの替りにスライドアームを用いており、その他の点に関しては第１の実施形態と同様である。
【００２９】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す平面図である。図５においては、半導体用マスク１０とスクラブ４０との相対的な位置関係を示すことを目的としており、スピンステージ、スクラブ回転モータ、スクラブ回転ベルト、及び、洗浄液供給パイプは省略され、スライドアーム６１は１本の線で示されている。
【００３０】
本実施形態に係る基板洗浄装置は、スクラブ４０を回転可能に支持するスライドアーム６１と、スライドアーム６１を支持する中継部材６２と、送りねじが刻まれた回転軸７２を有するパルスモータ７１とを有している。中継部材６２に形成されたネジはパルスモータ７１の回転軸７２と噛み合っており、回転軸７２が回転することにより、中継部材６２及びそれに支持されたスライドアーム６１を直線に沿って移動させることができる。
【００３１】
制御部８０は、半導体用マスク１０の回転角に対応してパルスモータ７１を制御し、スクラブ４０を直線に沿って移動させる。その結果、スクラブ４０の半導体用マスク１０に対する圧接力は、ほぼ一定に保たれる。このように、スライドアーム６１とパルスモータ７１と制御部８０は、スピンステージ２０の回転中心とスクラブ４０の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段として機能する。
【００３２】
次に、図１及び図６を参照しながら、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る基板洗浄装置は、半導体用マスク１０の主面（パターン面）を洗浄することができるようにしたものである。
【００３３】
半導体ウエハ上に塗布されたフォトレジストの露光プロセスにおいて、半導体用マスクのパターン面にゴミが付着していると、それがフォトレジストに投影されてしまい、パターン等の不良の発生原因となる。そこで、半導体用マスクのパターン面の周辺部に、薄膜（ペリクル膜）を張った高さが６ｍｍ程度の長方形の枠（ペリクル枠）を固定することが行われている。このようなペリクルと呼ばれる部材を用いることにより、ペリクル内の長方形の領域においてペリクル膜にゴミが付着しても、ゴミの位置は光学系の焦点から外れるので、フォトレジストに投影されるパターンに与える影響が低減される。
【００３４】
ペリクル枠は、半導体用マスクのパターン面に接着剤を用いて接着されるので、ペリクル枠を取り外した後の半導体用マスクのパターン面には、接着剤が付着したままとなる。本実施形態に係る基板洗浄装置においては、このように付着したままとなっている接着剤を除去するために、半導体用マスクのパターン面においてペリクル枠が接着されていた幅２ｍｍ程度の部分（以下においては、「ペリクル接着域」という）を洗浄することができるようにしている。
【００３５】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す平面図である。図６においては、ペリクル接着域１１とスクラブ９０との相対的な位置関係を示すことを目的としており、スイングアーム９１は１本の線で示されている。
【００３６】
本実施形態に係る基板洗浄装置は、図１に示す第１の実施形態の構成に加えて、回転しながら半導体用マスク１０のペリクル接着域１１を洗浄するスクラブ９０と、スクラブ９０を回転可能に支持するスイングアーム９１と、所定の回転軸を中心としてスイングアーム９１を回転させるパルスモータ９２とを有している。スクラブ９０は、直径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、多孔質ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）で形成されている。
【００３７】
また、この基板洗浄装置は、スクラブ９０を回転させるスクラブ回転モータと、スクラブ回転モータの回転力をスクラブ９０に伝達するスクラブ回転ベルトと、半導体用マスク１０を洗浄するために使用される洗浄液を供給する洗浄液供給パイプとを有しているが、これらは図１に示す５０〜５２と同様であり、図６においては省略されている。
【００３８】
制御部８０は、半導体用マスク１０の回転角に対応してパルスモータ９２を制御し、スクラブ９０を円弧に沿って移動させるようにスイングアーム９１を回転させる。その結果、スクラブ９０は、半導体用マスク１０のパターン面におけるペリクル接着域１１をトレースする。このように、スイングアーム９１とパルスモータ９２と制御部８０は、接着剤が付着したペリクル接着域とスクラブ９０の回転中心との相対位置を調整する相対位置調整手段として機能する。
【００３９】
なお、以上の各実施形態において挙げた数値や構成は一例であって、本発明の内容はこれに限定されるものではなく、本発明の真の精神及び範囲内に存在する全ての変形例は特許請求の範囲に含まれるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体用マスク等の基板をステージに載置して回転させるようにしたので、比較的簡単な機構により基板の側面又は主面を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板洗浄装置の正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置において用いられるスピンステージの平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す平面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る基板洗浄装置の一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  半導体用マスク
１１  ペリクル接着域
２０、２２  スピンステージ
２１  コーナ保持ピン
２３  開口
２４  吸引ポンプ
２５  裏面支持ピン
２６  回転シール
３０  サーボモータ
４０、９０  スクラブ
５０  スクラブ回転モータ
６０、９１  スイングアーム
６１  スライドアーム
６２  中継部材
７０、７１、９２  パルスモータ
７２  回転軸
８０  制御部
【図１】
2004241731.tif 000003
【図２】
2004241731.tif 000004
【図３】
2004241731.tif 000005
【図４】
2004241731.tif 000006
【図５】
2004241731.tif 000007
【図６】
2004241731.tif 000008