(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
この基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能な硬質ブラシと、
前記基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能であり、前記硬質ブラシよりも軟質の軟質ブラシと、
前記硬質ブラシを移動させて、前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に前記硬質ブラシを当接させる第1移動手段と、
前記軟質ブラシを移動させて、前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に前記軟質ブラシを当接させる第２移動手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の周縁部と当該基板の周縁部に当接された前記硬質ブラシおよび／または軟質ブラシとを当該当接状態を保持して相対移動させる相対移動手段と、
前記第1移動手段および相対移動手段を制御することにより、前記硬質ブラシによって前記基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄する第１洗浄工程と、前記第２移動手段および相対移動手段を制御することにより、前記軟質ブラシによって前記基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄する第２洗浄工程とを行わせる制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、基板の周縁部における同一の領域または互いに異なる領域に対する前記第１洗浄工程および第２洗浄工程を同時に行わせ、
前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、前記第１洗浄工程が終了した後に前記第２洗浄工程が終了するように、基板の周縁部における同一の領域に対して前記第１洗浄工程および第２洗浄工程を行わせる、基板処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、前記硬質ブラシおよび軟質ブラシを前記一方面の周縁領域に同時に当接させて、前記一方面に対する前記第１洗浄工程と、前記一方面に対する第２洗浄工程とを同時に行わせる、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、前記硬質ブラシおよび軟質ブラシを、それぞれ、前記一方面の周縁領域および前記他方面の周縁領域に同時に当接させて、前記一方面に対する第１洗浄工程と、前記他方面に対する第２洗浄工程とを同時に行わせるものである、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記硬質ブラシは、前記軟質ブラシよりも硬い粒子が保持されたブラシを含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記軟質ブラシは、スポンジブラシを含み、
前記硬質ブラシは、前記軟質ブラシよりも圧縮弾性率の高いスポンジブラシを含む、請求項１〜４の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能な硬質ブラシを基板の周縁部に当接させて当該周縁部を洗浄する第１洗浄工程と、
基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能であり、前記硬質ブラシよりも軟質の軟質ブラシを前記基板の周縁部に当接させて当該周縁部を洗浄する第２洗浄工程とを含み、
前記第２洗浄工程は、
前記第１洗浄工程が行われる基板の周縁部の領域と同一の領域または異なる領域に対して行われる工程であって、前記第１洗浄工程と同時に行われる工程と、
前記第１洗浄工程が行われる基板の周縁部の領域と同一の領域に対して行われる工程であって、前記第１洗浄工程が終了した後に終了する工程とを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板をブラシで洗浄処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。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などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の周縁部の汚染が、ウエハの処理品質に対して無視できない影響を与える場合がある。そのため、最近では、ウエハの周縁部の洗浄に対する要求が高まっている。
ウエハの周縁部の洗浄に関する先行技術としては、たとえば、ウエハの周縁部にブラシを当接させるとともに、ウエハとブラシとの当接部分に純水などの処理液を供給しつつ、ウエハおよびブラシをそれぞれの中心軸線まわりに回転させることにより、ウエハの周縁部に付着している汚染物質を除去する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２７３６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、この提案にかかる装置では、ウエハの周縁部に付着している汚染物質を良好に除去できないおそれがある。すなわち、従来の装置では、通常、軟らかいブラシが用いられるため、ウエハの周縁部に強固に付着している汚染物質を除去し難い場合がある。また、強固に付着している汚染物質を除去するために洗浄時間を長くとる必要があり、スループットが悪化するという問題もある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、基板の周縁部から汚染物質を良好に除去することができ、処理時間を短縮することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、この基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域（８，９）を選択的に洗浄可能な硬質ブラシ（１８）と、前記基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能であり、前記硬質ブラシよりも軟質の軟質ブラシ（１８）と、前記硬質ブラシを移動させて、前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に前記硬質ブラシを当接させる第1移動手段（２５ａ，２６ａ）と、前記軟質ブラシを移動させて、前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に前記軟質ブラシを当接させる第２移動手段（２５ｂ，２６ｂ）と、前記基板保持手段に保持された基板の周縁部と当該基板の周縁部に当接された前記硬質ブラシおよび／または軟質ブラシとを当該当接状態を保持して相対移動させる相対移動手段（１３）と、前記第1移動手段および相対移動手段を制御することにより、前記硬質ブラシによって前記基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄する第１洗浄工程（Ｓ４，Ｓ５）と、前記第２移動手段および相対移動手段を制御することにより、前記軟質ブラシによって前記基板保持手段に保持された基板の周縁部を洗浄する第２洗浄工程（Ｓ６，Ｓ８）とを行わせる制御手段（４３）とを含み、前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、基板の周縁部における同一の領域または互いに異なる領域に対する前記第１洗浄工程および第２洗浄工程を同時に行わせ、前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、前記第１洗浄工程が終了した後に前記第２洗浄工程が終了するように、基板の周縁部における同一の領域に対して前記第１洗浄工程および第２洗浄工程を行わせる、基板処理装置（１）である。
【０００６】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。
この発明によれば、制御手段が第1移動手段を制御することにより、基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシである硬質ブラシを、基板保持手段に保持された基板の周縁部に当接させることができる。さらに、制御手段が相対移動手段を制御することにより、基板の周縁部と硬質ブラシとの当接状態が保持された状態で、基板の周縁部と硬質ブラシとを相対移動させて、硬質ブラシによって基板の周縁部を洗浄する第１洗浄工程を行うことができる。同様に、制御手段が第２移動手段および相対移動手段を制御することにより、基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって硬質ブラシよりも軟らかい軟質ブラシによって基板の周縁部を洗浄する第２洗浄工程を行うことができる。
【０００７】
硬質ブラシは、軟質ブラシよりも硬いので、軟質ブラシに比べて基板の周縁部に強固に付着している汚染物質を基板から良好に、かつ、比較的短時間で剥離させることができる。これにより、基板の周縁部に強固に付着している汚染物質を除去することができる。また、軟質ブラシは、硬質ブラシよりも軟らかいので、硬質ブラシに比べて基板の周縁部に当接されたときに当該周縁部に密着される。したがって、軟質ブラシは、硬質ブラシによって除去できない汚染物質（たとえば細かな汚染物質など）を良好に除去することができる。これにより、基板の周縁部から汚染物質を良好に除去することができる。さらに、基板の周縁部に強固に付着している汚染物質を硬質ブラシによって比較的短時間で剥離させることができるので、基板の洗浄時間（処理時間）を短縮することができる。
【０００８】
さらに、基板の周縁部における同一の領域に対して、第１洗浄工程が終了された後に第２洗浄工程が終了される。すなわち、硬質ブラシによって除去されなかった汚染物質などを軟質ブラシよって除去する仕上げ洗浄によって前記同一の領域に対する洗浄が終了される。したがって、たとえば、第１および第２洗浄工程を同時に終了させた場合や、第２洗浄工程を先に終了させた場合に比べて、基板の周縁部から汚染物質を良好に除去することができる。
前記制御手段は、請求項２記載の発明のように、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、前記硬質ブラシおよび軟質ブラシを前記一方面の周縁領域に同時に当接させて、前記一方面に対する前記第１洗浄工程と、前記一方面に対する第２洗浄工程とを同時に行わせてもよい。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記制御手段は、前記第１および第２移動手段ならびに相対移動手段を制御して、前記硬質ブラシおよび軟質ブラシを、それぞれ、前記一方面の周縁領域および前記他方面の周縁領域に同時に当接させて、前記一方面に対する第１洗浄工程と、前記他方面に対する第２洗浄工程とを同時に行わせるものである、請求項１または２記載の基板処理装置である。
【００１０】
この発明によれば、硬質ブラシおよび軟質ブラシによって、それぞれ、基板の一方面および他方面の両面の周縁領域を洗浄することができる。さらに、硬質ブラシおよび軟質ブラシが、それぞれ、基板の一方面の周縁領域および他方面の周縁領域に同時に当接されて、前記一方面の周縁領域に対する第１洗浄工程と前記他方面の周縁領域に対する第２洗浄工程が同時に行われるので、処理時間をさらに短縮することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記硬質ブラシは、前記軟質ブラシよりも硬い粒子が保持されたブラシを含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、軟質ブラシよりも硬い粒子が硬質ブラシに保持されているので、この粒子によって、基板の周縁部に付着している汚染物質を良好に剥離させることができる。そして、この剥離された汚染物質を硬質ブラシおよび軟質ブラシによって除去することで、基板の周縁部から汚染物質を良好に除去することができる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記軟質ブラシは、スポンジブラシを含み、前記硬質ブラシは、前記軟質ブラシよりも圧縮弾性率の高いスポンジブラシを含む、請求項１〜４の何れか１項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、硬質ブラシが軟質ブラシよりも圧縮弾性率の高いスポンジブラシを含むので、軟質ブラシに比べて、基板の周縁部に付着している汚染物質を良好に剥離させることができる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能な硬質ブラシを基板の周縁部に当接させて当該周縁部を洗浄する第１洗浄工程と、基板の周縁部を洗浄するための周縁洗浄ブラシであって、前記基板の一方面および他方面の周縁領域を選択的に洗浄可能であり、前記硬質ブラシよりも軟質の軟質ブラシを前記基板の周縁部に当接させて当該周縁部を洗浄する第２洗浄工程とを含み、前記第２洗浄工程は、前記第１洗浄工程が行われる基板の周縁部の領域と同一の領域または異なる領域に対して行われる工程であって、前記第１洗浄工程と同時に行われる工程と、前記第１洗浄工程が行われる基板の周縁部の領域と同一の領域に対して行われる工程であって、前記第１洗浄工程が終了した後に終了する工程とを含む、基板処理方法である。
【００１４】
この発明によれば、請求項１に関連して述べた作用効果と同様な作用効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置１の内部の図解的な側面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持手段）と、ウエハＷの表面（本実施形態では上面）および裏面（本実施形態では下面）にそれぞれ処理液を供給するための表面ノズル４および裏面ノズル５と、ウエハＷの周縁部を洗浄するための第１ブラシ機構６および第２ブラシ機構７とを備えている。ウエハＷの周縁部とは、表面の周縁領域８、裏面の周縁領域９および周端面１０を含む部分をいう。また、周縁領域８,９とは、たとえば、ウエハＷの周端縁から幅数ミリメートル程度の環状の領域をいう。
【００１６】
スピンチャック３は、この実施形態では、真空吸着式のチャックである。スピンチャック３は、鉛直な方向に延びたスピン軸１１と、このスピン軸１１の上端に取り付けられて、ウエハＷを水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース１２と、スピン軸１１と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ１３（相対移動手段）とを備えている。ウエハＷの裏面が吸着ベース１２に吸着保持された状態で、スピンモータ１３が駆動されることにより、スピン軸１１の中心軸線まわりにウエハＷが回転される。
【００１７】
表面ノズル４および裏面ノズル５には、それぞれ処理液供給管１４および処理液供給管１５が接続されている。これらの処理液供給管１４，１５には、処理液バルブ１６を介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。表面ノズル４は、処理液供給管１４を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面の中央に向けて吐出する。また、裏面ノズル５は、処理液供給管１５を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面の周端縁と吸着ベース１２との間に向けて吐出する。
【００１８】
ノズル４,５に供給される処理液としては、たとえば純水（脱イオン水）が用いられている。処理液は、純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水であってもよいし、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。
第１および第２ブラシ機構６，７は、それぞれ、ウエハＷの周縁部を洗浄するための互いに硬さの異なる第１ブラシ１７（硬質ブラシ）および第２ブラシ１８（軟質ブラシ）を備えている。第１ブラシ１７は、たとえば、弾性変形可能な硬質の多孔質材料からなる合成樹脂製の母材と、この母材の外表面を含む範囲に保持された多数の砥粒とを有している。具体的には、たとえば、ＰＵ（ポリウレタン）製の圧縮弾性率が高い（たとえば、０．３Ｍｐａ以上）のスポンジブラシが第１ブラシ１７の母材として用いられ、このＰＵ製の母材の外表面を含む範囲に、粒径が２μｍ程度の多数のシリカ粒子が溶融結合されている。また、第２ブラシ１８は、第１ブラシ１７よりも軟質であり、たとえば、合成樹脂製の弾性変形可能な軟質の多孔質材料からなる。具体的には、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製の圧縮弾性率が低い（たとえば、０．０１Ｍｐａ程度）スポンジブラシが第２ブラシ１８として用いられている。
【００１９】
本実施形態では、第１および第２ブラシ機構６，７がそれぞれ同種の構成を有しており、第１および第２ブラシ１７，１８の形状が同じにされている。したがって、以下では、第１ブラシ機構６および第１ブラシ１７について説明し、第２ブラシ機構７および第２ブラシ１８についての説明は省略する。第２ブラシ機構７および第２ブラシ１８に対応する構成の名称および符号は、第１ブラシ機構６および第１ブラシ１７の構成の後ろに括弧書きで示す。
【００２０】
第１ブラシ機構６ａは、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも上方で水平に延びる揺動アーム１９ａ（揺動アーム１９ｂ）と、揺動アーム１９ａの先端下方で保持された第１ブラシ１７と、ウエハＷの回転範囲外に配置され、揺動アーム１９ａの基端部を下方から支持するアーム支持軸２０ａ（アーム支持軸２０ｂ）とを備えている。
揺動アーム１９ａの先端部には、鉛直方向に延びる回転軸２１ａ（回転軸２１ｂ）が回転可能に設けられており、回転軸２１ａの下端部は揺動アーム１９ａの先端部から下方に突出している。回転軸２１ａの下端部には、ホルダ取付部２２ａ（ホルダ取付部２２ｂ）を介してブラシホルダ２３ａ（ブラシホルダ２３ｂ）が取り付けられている。第１ブラシ１７は、このブラシホルダ２３ａによって保持されている。回転軸２１ａには、揺動アーム１９ａの内部において、第１ブラシ１７を自転させるためのブラシ自転機構２４ａ（ブラシ自転機構２４ｂ）が結合されており、このブラシ自転機構２４ａの駆動力が回転軸２１ａに入力されることにより、第１ブラシ１７が自転するようになっている。
【００２１】
一方、アーム支持軸２０ａには、第１移動手段（第２移動手段）としての昇降駆動機構２５ａ（昇降駆動機構２５ｂ）および揺動駆動機構２６ａ（揺動駆動機構２６ｂ）が結合されている。昇降駆動機構２５ａの駆動力がアーム支持軸２０ａに入力されると、揺動アーム１９ａおよびアーム支持軸２０ａが一体的に上下動される。また、揺動駆動機構２６ａの駆動力がアーム支持軸２０ａに入力されると、アーム支持軸２０ａを支点として揺動アーム１９ａが水平に揺動される。
【００２２】
昇降駆動機構２５ａおよび揺動駆動機構２６ａの駆動力をアーム支持軸２０ａに入力させることにより、第１ブラシ１７がウエハＷの周縁部に当接して当該周縁部を洗浄する処理位置と、前記処理位置から退避して待機するときの待機位置との間で、揺動アーム１９ａを移動させることができる。図１に、第１ブラシ１７が処理位置にあるときの揺動アーム１９ａの位置を二点鎖線で示し、第１ブラシ１７が待機位置にあるときの揺動アーム１９ａの位置を実線で示す。同様に、第２ブラシ１８が処理位置にあるときの揺動アーム１９ｂの位置を二点鎖線で示し、第２ブラシ１８が待機位置にあるときの揺動アーム１９ｂの位置を実線で示す。
【００２３】
図３は、第１ブラシ１７（第２ブラシ１８）およびその周辺の構成を示す断面図である。
ホルダ取付部２２ａは、円環状をなす板状の上壁部２７ａ（上壁部２７ｂ）と、この上壁部２７ａに一体的に結合され、上壁部２７ａの周縁から下方に向けて延びる円筒状の側壁部２８ａ（側壁部２８ｂ）とを備えている。回転軸２１ａは、上壁部２７ａを挿通しており、当該上壁部２７ａに固定されている。また、側壁部２８ａの内周面には、雌ねじ部２９ａ（雌ねじ部２９ｂ）が形成されている。ブラシホルダ２３ａには、その上端部に雄ねじ部３３ａ（雄ねじ部３３ｂ）が形成されており、この雄ねじ部３３ａが雌ねじ部２９ａにねじ込まれることにより、ブラシホルダ２３ａがホルダ取付部２２ａに取り付けられている。
【００２４】
ブラシホルダ２３ａは、円柱状の樹脂ブロック３０ａ（樹脂ブロック３０ｂ）と、樹脂ブロック３０ａの中心軸線上に配置され、上端部が樹脂ブロック３０ａの下面に挿入されて固定された芯材３１ａ（芯材３１ｂ）と、この芯材３１ａの下端に取り付けられたプレート３２ａ（プレート３２ｂ）とを備えている。芯材３１ａの下端部には、ねじ孔が形成されており、このねじ孔にプレート３２ａの中心を貫通するボルト３４ａ（ボルト３４ｂ）がねじ込まれることにより、プレート３２ａが芯材３１ａに取り付けられている。また、前述の雄ねじ部３３ａは、樹脂ブロック３０ａの上端部に形成されている。
【００２５】
第１ブラシ１７は、鉛直軸線まわりに回転対称な鼓状に形成されており、芯材３１ａに外嵌された状態で、樹脂ブロック３０ａとプレート３２ａとの間で挟持されている。第１ブラシ１７は、ウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０を洗浄するための上側洗浄部３５ａ（上側洗浄部３５ｂ）と、この上側洗浄部３５ａの下端に一体的に結合され、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０を洗浄するための下側洗浄部３６ａ（下側洗浄部３６ｂ）とを備えている。
【００２６】
上側洗浄部３５ａは、その上部３７ａ（上部３７ｂ）が円筒状をなし、下部３８ａ（下部３８ｂ）が下方に向けて狭まる倒立円錐台状をなしている。上側洗浄部３５ａの下部３８ａの側面は、上端縁が上部３７ａの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線に近づくように傾斜している。この上側洗浄部３５ａにおいて、下部３８ａの側面がウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０を洗浄するための上側洗浄面３９ａ（上側洗浄面３９ｂ）となっている。
【００２７】
また、下側洗浄部３６ａは、上側洗浄部３５ａの下端に一体的に結合されて、上側洗浄部３５ａと中心軸線を共有するように配置されている。この下側洗浄部３６ａは、上部４０ａ（上部４０ｂ）が下方に向けて拡がる円錐台状をなし、下部４１ａ（下部４１ｂ）が円筒状をなしている。下側洗浄部３６ａの上部４０ａの側面は、上端縁が上側洗浄部３５ａの下部３８ａの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線から離れるように傾斜している。また、上部４０ａの側面の下端縁は、下部４１ａの側面の上端縁に連続している。この下側洗浄部３６ａにおいて、上部４０ａの側面がウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０を洗浄するための下側洗浄面４２ａ（下側洗浄面４２ｂ）となっている。
【００２８】
図４は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む制御部４３（制御手段）を備えている。この制御部４３には、使用者によって処理レシピ（ウエハＷの処理のための各種条件）を入力するためのレシピ入力キー４４が接続されている。制御部４３には、スピンモータ１３、昇降駆動機構２５ａ，２５ｂ、揺動駆動機構２６ａ，２６ｂ、ブラシ自転機構２４ａ，２４ｂ、処理液バルブ１６などが制御対象として接続されている。
【００２９】
制御部４３が、スピンモータ１３、昇降駆動機構２５ａおよび揺動駆動機構２６ａを制御することにより、鉛直な軸線まわりに回転されたウエハＷの周縁部に第１ブラシ１７が当接され（図８参照）、当該周縁部が第１ブラシ１７によって洗浄される。また、制御部４３が、スピンモータ１３、昇降駆動機構２５ｂおよび揺動駆動機構２６ｂを制御することにより、鉛直な軸線まわりに回転されたウエハＷの周縁部に第２ブラシ１８が当接され（図８参照）、当該周縁部が第２ブラシ１８によって洗浄される。制御部４３は、第１ブラシ１７および第２ブラシ１８の何れか一方のみを用いてウエハＷの周縁部を洗浄させることができるし、第１ブラシ１７および第２ブラシ１８の両方を用いてウエハＷの周縁部を洗浄させることもできる。
【００３０】
図５は、第１ブラシ１７のみを用いてウエハＷの周縁部を洗浄したときの除去率と、第２ブラシ１８のみを用いてウエハＷの周縁部を洗浄したときの除去率を示すグラフである。
除去率とは、洗浄前のパーティクル数に対する除去されたパーティクル数（「洗浄前のパーティクル数」−「洗浄後のパーティクル数」）の割合である。たとえば、洗浄前のパーティクル数が１０００個であり、洗浄後のパーティクル数が２００個である場合には、除去率が８０％となる。
【００３１】
図５に示すように、第１ブラシ１７によるウエハＷの周縁部の洗浄では、除去率が約７０％であった。また、第２ブラシ１８によるウエハＷの周縁部の洗浄では、除去率が約３７％であった。すなわち、第１ブラシ１７による洗浄では、第２ブラシ１８による洗浄に対して約２倍の高い除去率が得られた。
図６は、第１ブラシ１７および第２ブラシ１８の両方を用いたウエハＷの処理の一例を説明するための工程図である。また、図７は、ウエハＷの周縁部に対する第１および第２ブラシ１７，１８の当接状態と時間との関係を示すグラフである。図８は、ウエハＷの処理中における第１および第２ブラシ１７，１８の側面図である。
【００３２】
ウエハＷの処理に先立ち、使用者によって、レシピ入力キー４４が操作されて、ウエハＷの周端面１０に対するブラシの押し付け量が設定されている。押し付け量とは、ウエハＷの周端面１０にブラシの洗浄面（上側洗浄面または下側洗浄面）を押し付けたときのブラシの弾性変形量をいう。
処理室２内にウエハＷが搬入され、そのウエハＷがスピンチャック３に保持されると（ステップＳ１）、制御部４３によりスピンモータ１３が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。次いで、制御部４３により処理液バルブ１６が開かれて、表面ノズル４および裏面ノズル５からそれぞれウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始される（ステップＳ３）。
【００３３】
また、制御部４３によりブラシ自転機構２４ａ，２４ｂが制御されて、第１および第２ブラシ１７，１８が自転させられる。その後、制御部４３により昇降駆動機構２５ａおよび揺動駆動機構２６ａが制御されて、第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａが、スピンチャック３により回転されるウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に当接される（ステップＳ４）。
【００３４】
具体的には、まず、昇降駆動機構２５ａが制御されて、第１ブラシ１７がレシピ入力キー４４から設定された押し付け量に応じた高さの位置に移動され、第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａがウエハＷの周端面１０に対向する。次に、揺動駆動機構２６ａが制御されて、揺動アーム１９ａが旋回し、第１ブラシ１７が水平移動される。これにより、第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａがウエハＷの周縁部に押し付けられ、ウエハＷの周縁部が第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａに食い込む。したがって、第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａはウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に押し付けられる。このとき、スピンチャック３によりウエハＷが回転されているので、第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａは、ウエハＷの周縁部に当接された状態で、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に対して相対移動する。そのため、第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａがウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に擦り付けられ、当該周縁領域９および周端面１０に強固に付着している汚染物質（たとえば、エッチング残渣やレジスト残渣など）が第１ブラシ１７によって擦り取られ、除去される。このようにして、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に対する第１ブラシ１７による洗浄（以下では、「第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄」という。）が行われる（第１洗浄工程）。
【００３５】
第１ブラシ１７の下側洗浄面４２ａがウエハＷに当接してから所定時間が経過すると、制御部４３により昇降駆動機構２５ａが制御されて、第１ブラシ１７が所定の高さまで下降される。これにより、第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄が終了され、図８に示すように、第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａがウエハＷの周縁部に押し付けられる（ステップＳ５）。また、第１ブラシ１７が下降されるのとほぼ同時に、制御部４３により昇降駆動機構２５ｂおよび揺動駆動機構２６ｂが制御されて、図８に示すように、第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａがウエハＷの周縁部に押し付けられた状態で、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂがウエハＷの周縁部に押し付けられる（ステップＳ６）。
【００３６】
第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａがウエハＷの周縁部に押し付けられると、ウエハＷの周縁部が第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａに食い込み、第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａがウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に押し付けられる。そして、第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａがウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に擦り付けられて、ウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に対する第１ブラシ１７による洗浄（以下では、「第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄」という。）が行われる（第１洗浄工程）。
【００３７】
また、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂがウエハＷの周縁部に押し付けられることにより、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂにウエハＷの周縁部が食い込み、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂがウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に押し付けられる。第２ブラシ１８は、軟質のスポンジブラシであるので、弾性変形することにより、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に対して隙間なく密着する。
【００３８】
前述のように、ウエハＷはスピンモータ１３によって回転されているので、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂがウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に押し付けられると、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂが、ウエハＷの周縁部に当接した状態で、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に対して相対移動される。これにより、第２ブラシ１８の下側洗浄面４２ｂがウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に擦り付けられて、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に付着している汚染物質が除去される。このようにして、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に対する第２ブラシ１８による洗浄（以下では、「第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄」という。）が行われる（第２洗浄工程）。第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄は、ウエハＷの裏面の周縁領域９および周端面１０に対する仕上げ洗浄であり、第１ブラシ１７によって除去されなかった汚染物質（たとえば細かな汚染物質や、第１ブラシ１７から落ちてウエハＷに付着した汚染物質など）は、当該洗浄において除去されるようになっている。
【００３９】
第１ブラシ１７の上側洗浄面３９ａがウエハＷに当接してから所定時間が経過すると、制御部４３により昇降駆動機構２５ａおよび揺動駆動機構２６ａが制御されて、第１ブラシ１７が待機位置に退避される（ステップＳ７）。これにより、第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄が終了される。また、第１ブラシ１７が待機位置に戻される間に、ブラシ自転機構２４ａが停止されて、第１ブラシ１７の回転が停止される。図７に示すように、第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄時間は、第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄時間とほぼ同じにされている。
【００４０】
一方、第２ブラシ１８は、第１ブラシ１７が待機位置に戻されるのとほぼ同時に、制御部４３により昇降駆動機構２５ｂが制御されて、所定の高さまで下降される。これにより、第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄が終了され、第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂがウエハＷの周縁部に押し付けられる。
図７に示すように、第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄時間は、第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄時間とほぼ同じにされている。また、図７に示すように、第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄は、第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄と終始並行して行われている。
【００４１】
第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂがウエハＷの周縁部に押し付けられると、ウエハＷの周縁部が第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂに食い込み、第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂがウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に押し付けられる（ステップＳ８）。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂが隙間なく密着するとともに、第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂがウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に擦り付けられて、当該周縁領域８および周端面１０が洗浄される（第２洗浄工程）。
【００４２】
第２ブラシ１８の上側洗浄面３９ｂがウエハＷに当接してから所定時間が経過すると、制御部４３により昇降駆動機構２５ｂおよび揺動駆動機構２６ｂが制御されて、第２ブラシ１８が待機位置に退避される（ステップＳ９）。これにより、ウエハＷの表面の周縁領域８および周端面１０に対する第２ブラシ１８による洗浄（以下では、「第２ブラシ１８によるウエハＷの表面側への洗浄」という。）が終了される。また、第２ブラシ１８が待機位置に戻される間に、ブラシ自転機構２４ｂが停止されて、第２ブラシ１８の回転が停止され、さらに、制御部４３により処理液バルブ１６が閉じられて、表面ノズル４および裏面ノズル５からの処理液の供給が停止される（ステップＳ１０）。図７に示すように、第２ブラシ１８によるウエハＷの表面側への洗浄時間は、第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄時間とほぼ同じにされている。
【００４３】
その後は、制御部４３によりスピンモータ１３が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ１１）。これにより、ウエハＷに付着している処理液が振り切られ、ウエハＷが乾燥される。ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、スピンモータ１３が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ１２）。そして、ウエハＷが静止した後、その処理済みのウエハＷが処理室２から搬出されていく（ステップＳ１３）。
【００４４】
以上のように本実施形態では、互いに硬さの異なる第１および第２ブラシ１７，１８を用いてウエハＷの周縁部を洗浄することができる。第１ブラシ１７は、圧縮弾性率が高くされており、さらに、その外表面を含む範囲に砥粒が保持されているので、ウエハＷの周縁部に強固に付着している汚染物質をウエハＷから良好に、かつ、比較的短時間で剥離させることができる。これにより、ウエハＷの周縁部に強固に付着している汚染物質を除去して、除去率を高めることができる。また、第２ブラシ１８は、圧縮弾性率が低くされているので、ウエハＷの周縁部に当接されたときに当該周縁部に密着される。したがって、第２ブラシ１８は、第１ブラシ１７によって除去できなかった細かな汚染物質などを良好に除去することができる。これにより、清浄度（洗浄後のパーティクル数により判断される基準）を高めることができる。
【００４５】
すなわち本実施形態では、硬質ブラシである第１ブラシ１７を用いることによってウエハＷの周縁部に強固に付着している汚染物質を当該周縁部から除去して除去率を高めることができ、さらに、軟質ブラシである第２ブラシ１８を用いることによって第１ブラシ１７によって除去できなかった汚染物質を除去して清浄度を高めることができる。これにより、ウエハＷの周縁部から汚染物質を良好に除去することができる。さらに、ウエハＷの周縁部に強固に付着している汚染物質を第１ブラシ１７によって比較的短時間で剥離させることができるので、ウエハＷの洗浄時間（処理時間）を短縮することができる。
【００４６】
また本実施形態では、第１および第２ブラシ１７，１８が、それぞれ、ウエハＷの表面の周縁領域８および裏面の周縁領域９に同時に当接されて（図８参照）、表面の周縁領域８に対する第１洗浄工程と裏面の周縁領域９に対する第２洗浄工程が同時に行われるので、処理時間が一層短縮されている。
さらに本実施形態では、ウエハＷの周縁部における同一の領域に対して、第１洗浄工程が終了された後に第２洗浄工程が終了されるので、第２ブラシ１８よる仕上げ洗浄を最後に行うことができる。これにより、たとえば第１ブラシ１７から落ちてウエハＷに付着した汚染物質などを良好に除去して、ウエハＷの清浄度を高めることができる。
【００４７】
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述のウエハＷの処理の一例では、第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄時間、第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄時間、第２ブラシ１８によるウエハＷの表面側への洗浄時間、および、第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄時間が、それぞれほぼ同じに設定されている（図７参照）場合について説明したが、これらの洗浄時間は、それぞれ異なっていてもよいし、同じ長さのものが複数あってもよい。
【００４８】
たとえば図９に示すように、第１ブラシ１７および第２ブラシ１８のそれぞれに関して、ウエハＷの表面側への洗浄時間と裏面側への洗浄時間とが同じに設定され（Ｔ１＝Ｔ２、Ｔ３＝Ｔ４）、さらに、第１ブラシ１７による洗浄時間が、第２ブラシ１８による洗浄時間より短くされていてもよい（Ｔ１＝Ｔ２＜Ｔ３＝Ｔ４）。また、第１ブラシ１７および第２ブラシ１８のそれぞれに関して、ウエハＷの表面側への洗浄時間と裏面側への洗浄時間とが同じに設定され（Ｔ１＝Ｔ２、Ｔ３＝Ｔ４）、さらに、第２ブラシ１８による洗浄時間が、第１ブラシ１７による洗浄時間より短くされていてもよい（Ｔ１＝Ｔ２＞Ｔ３＝Ｔ４）。ただし、この場合であっても、ウエハＷの周縁部における同一の領域に対して、第１洗浄工程が終了された後に第２洗浄工程が終了されるようにすることが好ましい。
【００４９】
また、前述のウエハＷの処理の一例では、第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄と、第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄が終始並行して行われる（図７参照）場合について説明したが、ウエハＷに対する処理はこれに限られない。すなわち、図１０に示すように、第２ブラシ１８によってウエハＷの周縁部を洗浄するタイミングが全体的に早められ、第１ブラシ１７によるウエハＷの裏面側への洗浄が行われている途中で、第２ブラシ１８によるウエハＷの裏面側への洗浄が開始され、さらに、第１ブラシ１７によるウエハＷの表面側への洗浄が行われている途中で、第２ブラシ１８によるウエハＷの表面側への洗浄が開始されてもよい。この場合、図７と図１０とを比較すれば解るように、ウエハＷの周縁部の洗浄に要する時間を一層短縮することができる。
【００５０】
また、前述の実施形態では、スピンモータ１３によってスピンチャック３に保持されたウエハＷを回転させることにより、ウエハＷの周縁部と、当該周縁部に当接されたブラシ（第１ブラシ１７および／または第２ブラシ１８）を相対移動させる場合について説明したが、これに限らず、ウエハＷの回転を停止させた状態、または、ウエハＷを回転させた状態で、ブラシをウエハＷの周縁部に沿って移動させることにより、ウエハＷの周縁部と当該周縁部に当接されたブラシとを相対移動させてもよい。
【００５１】
また、前述の実施形態では、第１および第２ブラシ機構６，７がそれぞれ同種の構成を有している場合について説明したが、これに限らず、第１および第２ブラシ機構６，７は、それぞれ異なる種の構成を有していてもよい。同様に、前述の実施形態では、第１および第２ブラシ１７，１８の形状が互いに同一である場合について説明したが、これに限らず、第１および第２ブラシ１７，１８は互いに異なる形状にされていてもよい。
【００５２】
また、前述の実施形態では、２本のブラシ（第１および第２ブラシ１７，１８）によってウエハＷの周縁部を洗浄する場合について説明したが、これに限らず、３本以上のブラシを用いてウエハＷの周縁部を洗浄してもよい。この場合、これらのブラシの硬さは、それぞれ異なっていてもよいし、同じ硬さのブラシが複数本含まれていてもよい。
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
【図３】第１ブラシ（第２ブラシ）およびその周辺の構成を示す断面図である。
【図４】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図５】第１ブラシによってウエハの周縁部を洗浄したときと、第２ブラシによってウエハの周縁部を洗浄したときの除去率を示すグラフである。
【図６】基板処理装置によるウエハの処理の一例を説明するための工程図である。
【図７】ウエハの周縁部に対する第１および第２ブラシの当接状態と時間との関係を示すグラフである。
【図８】ウエハの処理中における第１および第２ブラシの側面図である。
【図９】基板処理装置によるウエハの処理の他の例における、ウエハの周縁部に対する第１および第２ブラシの当接状態と時間との関係を示すグラフである。
【図１０】基板処理装置によるウエハの処理のさらに他の例における、ウエハの周縁部に対する第１および第２ブラシの当接状態と時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１      基板処理装置
３      スピンチャック（基板保持手段）
８      周縁領域
９      周縁領域
１３    スピンモータ（相対移動手段）
１７    第１ブラシ（硬質ブラシ）
１８    第２ブラシ（軟質ブラシ）
２５ａ  昇降駆動機構（第1移動手段）
２５ｂ  昇降駆動機構（第２移動手段）
２６ａ  揺動駆動機構（第1移動手段）
２６ｂ  揺動駆動機構（第２移動手段）
４３    制御部（制御手段）
Ｗ      ウエハ（基板）
【図１】
0005173517.tif 000002
【図２】
0005173517.tif 000003
【図３】
0005173517.tif 000004
【図４】
0005173517.tif 000005
【図５】
0005173517.tif 000006
【図６】
0005173517.tif 000007
【図７】
0005173517.tif 000008
【図８】
0005173517.tif 000009
【図９】
0005173517.tif 000010
【図１０】
0005173517.tif 000011