(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる基板回転機構と、
処理液を含浸可能な吸液性を有する材料からなり、前記基板回転機構により回転される基板の周縁部に当接する当接面を有する吸液性部材と、
前記吸液性部材の内部に処理液を浸透させ、その浸透した処理液を前記吸液性部材の前記当接面に供給し、当該当接面から染み出した処理液を基板のデバイス形成領域外にある周縁部の所定範囲内に供給する処理液供給機構と、
前記吸液性部材とは異なる位置に配置されると共に、回転中の基板の前記周縁部に当接し当該基板の周縁部に付着している汚染物質と共に前記所定範囲内に供給された処理液を前記基板から除去するブラシとを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記基板回転機構に保持された基板と前記吸液性部材とを当該基板の一方表面に垂直な垂線方向に相対移動させる第１相対移動機構をさらに含み、
前記吸液性部材は、吸液性を有し、かつ、弾性変形可能な材料を用いて形成され、前記垂線方向の一方側に向けて狭まる形状の第１当接面、および、この第１当接面の前記一方側の端縁から前記垂線方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２当接面を有するものである、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記吸液性部材は、前記基板回転機構に保持された基板の周縁部に当接される当該基板の一方表面に平行な平行当接面を有する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板回転機構に保持された基板と前記ブラシとを当該基板の一方表面に垂直な垂線方向に相対移動させる第２相対移動機構をさらに含み、
前記ブラシは、弾性変形可能な材料を用いて形成され、前記垂線方向の一方側に向けて狭まる形状の第１洗浄面、および、この第１洗浄面の前記一方側の端縁から前記垂線方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２洗浄面を有するものである、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】
前記ブラシは、多孔質材料を用いて形成されている、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】
前記吸液性部材の前記当接面は、前記基板の周縁部において前記吸液性部材から処理液が供給される前記所定範囲の幅が、前記基板の周縁部において前記ブラシが当接する洗浄範囲の幅とほぼ等しくなるように、前記基板の周縁部に当接する、請求項１〜５の何れか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記吸液性部材の前記当接面は、前記基板の周縁部に対する前記ブラシの押し付け量よりも小さい押し付け量で、前記基板の周縁部に押し付けられる、請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記吸液性部材を前記基板回転機構に保持されている基板の周縁部に押し付ける押し付け機構と、
前記押し付け機構を制御することにより、前記基板の周縁部に対する前記吸液性部材の押し付け量が、前記基板の周縁部に対する前記ブラシの押し付け量よりも小さくなるように、前記基板の周縁部に対する前記ブラシの押し付け量に応じて、前記基板の周縁部に対する前記吸液性部材の押し付け量を変化させる制御部とをさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板を保持して回転させる基板回転工程と、
この基板回転工程と並行して行われる工程であって、処理液を含浸可能な吸液性を有する材料からなる吸液性部材の当接面を回転中の基板の周縁部に当接させ、前記吸液性部材の内部に処理液を浸透させ、その浸透した処理液を前記吸液性部材の前記当接面に供給させることにより、当該当接面から染み出した処理液を基板のデバイス形成領域外にある周縁部の所定範囲内に供給する処理液供給工程と、
前記基板回転工程と並行して行われる工程であって、ブラシを、前記吸液性部材とは異なる位置で、回転中の基板の周縁部に当接させることにより、当該基板の周縁部に付着している汚染物質と共に前記吸液性部材から前記基板の周縁部の前記所定範囲内に供給された処理液を前記基板から除去する洗浄工程とを含む、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。たとえば、いわゆるバッチ処理工程では、複数枚のウエハが鉛直姿勢で処理液中に浸漬される。そのため、ウエハの周縁部に汚染物質が付着していると、その汚染物質が、処理液中を浮上して、ウエハの表面のデバイス形成領域に付着することにより、デバイス形成領域の汚染が生じるおそれがある。
【０００３】
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。とくに、表面が疎水性を示すウエハや、表面に銅配線などが形成されたウエハに対しては、デバイス形成領域に処理液（純水）が供給されることなく、周縁部のみを選択的に洗浄することが望まれている。
ウエハの周縁部の洗浄に関する先行技術として、たとえば、ウエハを回転させつつ、ウエハの周縁部に円筒状のブラシの外周面を接触させるとともに、ブラシに対してウエハの回転半径方向の内側に配置された処理液ノズルから、ウエハの周縁部とブラシとの接触部分に向けて純水などの処理液を吐出させることにより、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および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−４５３０２号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この提案にかかる装置では、処理液ノズルからの処理液が、ブラシの接触面および／またはウエハの周縁部に当たってその周囲に飛散し、ウエハのデバイス形成領域に付着するおそれがある。
このような問題を回避するため、ウエハの周縁部とブラシの接触部分に処理液を供給しないことも考えられるが、そうすると、ブラシによりウエハの周縁部から掻き取られた汚染物質が周縁部上に残り、その汚染物質が残存したままウエハが乾燥されることにより、汚染物質のウエハへのこびりつきが発生するおそれがある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、基板（ウエハ）の表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、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】
【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（Ｗ）を保持して回転させる基板回転機構（３）と、処理液を含浸可能な吸液性を有する材料からなり、前記基板回転機構によって回転される基板の周縁部に当接する当接面を有する吸液性部材（１１,１１１）と、前記吸液性部材の内部に処理液を浸透させ、その浸透した処理液が前記吸液性部材の前記当接面に供給し、当該当接面から染み出した処理液を基板のデバイス形成領域外にある周縁部の所定範囲内に供給する処理液供給機構（４７）と、前記吸液性部材とは異なる位置に配置されると共に、回転中の基板の前記周縁部に当接し当該基板の周縁部に付着している汚染物質と共に前記所定範囲内に供給された処理液を前記基板から除去するブラシ（２２）とを含む、基板処理装置（１，１００）である。
【０００７】
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、基板回転機構によって回転される基板の周縁部の互いに異なる位置に、処理液が含浸された吸液性部材と、基板の周縁部を洗浄するためのブラシとが当接される。これにより、吸液性部材から処理液が染み出て、染み出した処理液が基板の周縁部の所定範囲に供給される。基板が回転しているので、処理液は、基板の周縁部の所定範囲の全周にわたって供給される。その一方で、ブラシが基板の周縁部に摺接する。その結果、基板の周縁部に付着している汚染物質は、ブラシによって掻き取られる。そして、ブラシによって掻き取られた汚染物質は、吸液性部材から基板の周縁部に供給された処理液とともに基板上から除去される。
【０００８】
前述のように、基板の周縁部の所定範囲には、吸液性部材から染み出た処理液が供給される。すなわち、基板の周縁部に対して離れた位置から処理液が吐出されるのではなく、吸液性部材を基板に当接させた状態で当該吸液性部材から処理液を染み出させることにより、基板の周縁部の所定範囲に処理液が供給される。したがって、前記所定範囲外に処理液が飛散して、基板の表面のデバイス形成領域に処理液が付着することを抑制または防止することができる。これにより、基板の表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、当該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。
【０００９】
処理液供給機構から吸液性部材への処理液の供給は、当該吸液性部材が基板に当接されず、基板の周縁部に処理液が供給されていないときに行われてもよい。
【００１０】
また、処理液供給機構から吸液性部材への処理液の供給は、当該吸液性部材が基板の周縁部に当接されて、当該吸液性部材から基板の周縁部に処理液が供給されているときに行われてもよい。すなわち、処理液供給機構は、吸液性部材から基板の周縁部に処理液が供給されているときに当該吸液性部材に処理液を供給できるものであってもよい。吸液性部材から基板の周縁部に処理液が供給されているときに、処理液供給機構から吸液性部材に処理液を供給することにより、吸液性部材に処理液を補充して、吸液性部材に処理液が含浸された状態を維持することができる。これにより、基板の周縁部に対し、処理に必要かつ十分な量の処理液を供給し続けることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記基板回転機構に保持された基板と前記吸液性部材とを当該基板の一方表面に垂直な垂線方向に相対移動させる第１相対移動機構（１５）をさらに含み、前記吸液性部材は、吸液性を有し、かつ、弾性変形可能な材料を用いて形成され、前記垂線方向の一方側に向けて狭まる形状の第１当接面（４５）、および、この第１当接面の前記一方側の端縁から前記垂線方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２当接面（４６）を有するものである、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１２】
この発明によれば、第１相対移動機構により基板と吸液性部材とが基板の一方表面に垂直な垂線方向に相対的に移動される。この相対移動により、基板の一方表面および周端面に、第１および第２当接面のうちの一方の当接面を押し付けて、当該基板の一方表面の周縁領域および周端面に処理液を供給することができる。また、前記一方表面と反対側の他方表面および基板の周端面に前記一方の当接面と異なる他方の当接面を押し付けて、当該他方表面の周縁領域および周端面に処理液を供給することができる。よって、基板と吸液性部材とを垂線方向に相対移動させるという簡易な構成により、基板の一方表面および他方表面の各周縁領域ならびに周端面に対する処理液の供給を達成することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記吸液性部材は、前記基板回転機構に保持された基板の周縁部に当接される当該基板の一方表面に平行な平行当接面（６８）を有する、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板の一方表面の周縁領域に、吸液性部材の平行当接面を当接（たとえば、当該周縁領域に軽く触れる程度で当接）させる。これにより、吸液性部材から処理液が染み出て、基板の一方表面の周縁領域に処理液が供給される。また、吸液性部材から余分な処理液が殆ど染み出てこないので、基板における吸液性部材に当接する部分以外に処理液が供給されることを防止することができる。したがって、基板における処理液が供給される範囲を精度よく管理することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記基板回転機構に保持された基板と前記ブラシとを当該基板の一方表面に垂直な垂線方向に相対移動させる第２相対移動機構（２３）をさらに含み、前記ブラシは、弾性変形可能な材料を用いて形成され、前記垂線方向の一方側に向けて狭まる形状の第１洗浄面（６３）、および、この第１洗浄面の前記一方側の端縁から前記垂線方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２洗浄面（６４）を有するものである、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置である。
【００１５】
この発明によれば、第２相対移動機構により基板とブラシとが基板の一方表面に垂直な垂線方向に相対的に移動される。この相対移動により、基板の一方表面および周端面に、第１および第２洗浄面のうちの一方の洗浄面を押し付けて、当該一方表面の周縁領域および周端面を洗浄することができる。また、前記一方表面と反対側の他方表面および基板の周端面に前記一方の洗浄面と異なる他方の洗浄面を押し付けて、当該他方表面の周縁領域および周端面を洗浄することができる。すなわち、１つのブラシで、一方表面の周縁領域、他方表面の周縁領域および基板の周端面を洗浄することができる。
【００１６】
前記ブラシは、請求項５に記載の発明のように、多孔質材料を用いて形成されていてもよい。
また、前記吸液性部材の前記当接面は、請求項６に記載の発明のように、前記基板の周縁部において前記吸液性部材から処理液が供給される前記所定範囲の幅が、前記基板の周縁部において前記ブラシが当接する洗浄範囲の幅とほぼ等しくなるように、前記基板の周縁部に当接してもよい。
具体的には、前記吸液性部材の前記当接面は、請求項７に記載の発明のように、前記基板の周縁部に対する前記ブラシの押し付け量よりも小さい押し付け量で、前記基板の周縁部に押し付けられてもよい。
この場合、前記基板処理装置は、請求項８に記載の発明のように、前記吸液性部材を前記基板回転機構に保持されている基板の周縁部に押し付ける押し付け機構（１５、１６）と、前記押し付け機構を制御することにより、前記基板の周縁部に対する前記吸液性部材の押し付け量が、前記基板の周縁部に対する前記ブラシの押し付け量よりも小さくなるように、前記基板の周縁部に対する前記ブラシの押し付け量に応じて、前記基板の周縁部に対する前記吸液性部材の押し付け量を変化させる制御部（６５）とをさらに含んでいてもよい。
請求項９記載の発明は、基板を保持して回転させる基板回転工程（Ｓ２，Ｓ１０２）と、この基板回転工程と並行して行われる工程であって、処理液を含浸可能な吸液性を有する材料からなる吸液性部材の当接面を回転中の基板の周縁部に当接させ、前記吸液性部材の内部に処理液を浸透させ、その浸透した処理液を前記吸液性部材の前記当接面に供給させることにより、当該当接面から染み出した処理液を基板のデバイス形成領域外にある周縁部の所定範囲内に供給する処理液供給工程（Ｓ３，Ｓ７，Ｓ１０６）と、前記基板回転工程と並行して行われる工程であって、ブラシを、前記吸液性部材とは異なる位置で、回転中の基板の周縁部に当接させることにより、当該基板の周縁部に付着している汚染物質と共に前記吸液性部材から前記基板の周縁部の前記所定範囲内に供給された処理液を前記基板から除去する洗浄工程（Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０８）とを含む、基板処理方法である。
【００１７】
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】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態を、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をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板回転機構）と、ウエハＷに処理液を供給するための供給機構４と、ウエハＷを洗浄するためのブラシ機構５とを備えている。
【００１９】
以下では、周端面を除くウエハＷの外表面において、デバイスが形成される側の面を「ウエハＷの表面」といい、デバイスが形成される側の面と反対の面を「ウエハＷの裏面」という。
スピンチャック３は、たとえば、真空吸着式のチャックが用いられている。このスピンチャック３は、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸６と、このスピン軸６の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその下面を吸着して保持する吸着ベース７と、スピン軸６と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ８とを備えている。ウエハＷは、たとえば、その表面を上方に向けて吸着ベース７に保持されている。ウエハＷが吸着ベース７に吸着保持された状態で、スピンモータ８が駆動されると、ウエハＷがスピン軸６の中心軸線まわりに回転する。
【００２０】
供給機構４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略水平に延びる第１揺動アーム９と、ウエハＷの回転範囲外に設定されて、第１揺動アーム９を支持する第１アーム支持軸１０と、第１揺動アーム９の先端に保持されて、ウエハＷの周縁部に処理液を供給するためのスポンジ部材１１（吸液性部材）とを備えている。
ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面の周縁領域１２、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４を含む部分をいう。また、周縁領域１２,１３とは、たとえば、ウエハＷの周端縁から幅２〜３ｍｍの環状の領域をいう。
【００２１】
第１アーム支持軸１０は、鉛直方向に延びている。第１アーム支持軸１０の上端部は、第１揺動アーム９の一端部（基端部）の下面に結合されている。第１アーム支持軸１０には、第１昇降駆動機構１５（第１相対移動機構）が結合されている。第１アーム支持軸１０には、第１昇降駆動機構１５の駆動力が入力される。第１昇降駆動機構１５により、第１アーム支持軸１０を上下動させて、この第１アーム支持軸１０と一体的に第１揺動アーム９を鉛直方向に上下動させることができる。
【００２２】
また、第１アーム支持軸１０には、第１揺動駆動機構１６が結合されている。第１アーム支持軸１０には、第１揺動駆動機構１６の駆動力が入力される。第１揺動駆動機構１６の駆動力を第１アーム支持軸１０に入力して、第１アーム支持軸１０を往復回転させることにより、第１アーム支持軸１０を支点に第１揺動アーム９を揺動させることができる。
具体的には、スポンジ部材１１が、ウエハＷの周縁部に当接して当該ウエハＷに処理液を供給する供給位置と、前記供給位置から退避して待機するときの待機位置との間で移動するように、第１揺動アーム９を揺動させることができる。図１に、スポンジ部材１１が供給位置にあるときの第１揺動アーム９の位置を二点鎖線で示し、スポンジ部材１１が待機位置にあるときの第１揺動アーム９の位置を実線で示す。
【００２３】
第１揺動アーム９の先端部には、図２に示すように、鉛直方向に延びる第１シャフト１７が設けられている。第１シャフト１７の下端部には、第１ホルダ取付部１８を介して、第１ホルダ１９が取り付けられている。スポンジ部材１１は、第１ホルダ１９に取り付けられている。
ブラシ機構５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略水平に延びる第２揺動アーム２０と、ウエハＷの回転範囲外に設定されて、第２揺動アーム２０を支持する第２アーム支持軸２１と、第２揺動アーム２０の先端に保持されて、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ２２とを備えている。
【００２４】
第２アーム支持軸２１は、鉛直方向に延びている。第２アーム支持軸２１の上端部は、第２揺動アーム２０の一端部（基端部）の下面に結合されている。第２アーム支持軸２１には、第２昇降駆動機構２３（第２相対移動機構）が結合されている。第２アーム支持軸２１には、第２昇降駆動機構２３の駆動力が入力される。第２昇降駆動機構２３により、第２アーム支持軸２１を上下動させて、この第２アーム支持軸２１と一体的に第２揺動アーム２０を鉛直方向に上下動させることができる。
【００２５】
また、第２アーム支持軸２１には、第２揺動駆動機構２４が結合されている。第２アーム支持軸２１には、第２揺動駆動機構２４の駆動力が入力される。第２揺動駆動機構２４の駆動力を第２アーム支持軸２１に入力して、第２アーム支持軸２１を往復回転させることにより、第２アーム支持軸２１を支点に第２揺動アーム２０を揺動させることができる。
【００２６】
具体的には、ブラシ２２が、ウエハＷの周縁部に当接して当該ウエハＷを洗浄する基板処理位置と、前記基板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移動するように、第２揺動アーム２０を揺動させることができる。図１に、ブラシ２２が基板処理位置にあるときの第２揺動アーム２０の位置を二点鎖線で示し、ブラシ２２が待機位置にあるときの第２揺動アーム２０の位置を実線で示す。図１に示すように、基板処理位置は、スポンジ部材１１の供給位置と異なる位置に設定されている。たとえば、スピンチャック３の回転中心に対して前記供給位置と点対称をなす位置に基板処理位置が設定されている。
【００２７】
また、図示はしないが、ブラシ２２の待機位置には、有底筒状の待機ポッドが設けられている。ブラシ２２は、この待機ポッド内に収容され、当該待機ポッド内においてその外表面にブラシ洗浄液が供給される。これにより、ブラシ２２の外表面に付着している汚染物質が洗い流され、当該ブラシ２２が洗浄される。
また、図２に示すように、第２揺動アーム２０の先端部には、鉛直方向に延びる第２シャフト２５が回転可能に設けられている。第２シャフト２５の下端部には、第２ホルダ取付部２６を介して、第２ホルダ２７が取り付けられている。ブラシ２２は、第２ホルダ２７に取り付けられている。第２シャフト２５には、第２揺動アーム２０の内部において、ブラシ２２を回転させるためのブラシ自転機構２８が結合されている。ブラシ自転機構２８は、ブラシ２２の中心軸線を回転軸線としてブラシ２２を回転させることができる。
【００２８】
図３は、スポンジ部材１１周辺の構成を示す断面図である。また、図４は、図３のホルダを、切断面線IV−IVで切断したときの断面図である。
第１ホルダ取付部１８は、円環状をなす板状の上面部２９と、この上面部２９の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部３０と、この側面部３０の下端縁に固定された円環状をなす板状の下面部３１とを一体的に備えている。第１シャフト１７は、上面部２９を挿通しており、当該上面部２９に固定されている。また、下面部３１の内周面には、雌ねじ部３２ａが一体的に形成されている。
【００２９】
第１ホルダ１９は、略円柱形状のブロック体３３と、ブロック体３３の上方において、その中心軸線に沿って配置された支持軸３４と、ブロック体３３の下方において、その中心軸線に沿って配置された芯材３５と、この芯材３５の下端に取り付けられたプレート３６とを備えている。
ブロック体３３は、たとえば樹脂により形成されている。ブロック体３３は、スポンジ部材１１の上端面に接するように配置されている。ブロック体３３の上面には、液を溜めることのできる貯留溝３７が形成されている。貯留溝３７は、ブロック体３３の中心軸線を中心とする円環状に形成されている。貯留溝３７の底面は、ブロック体３３の上下方向の途中部に位置している。
【００３０】
また、ブロック体３３には、ブロック体３３を貫通して、貯留溝３７の底面とスポンジ部材１１の上端面とを接続する接続路３８が、複数（たとえば、４個）形成されている。各接続路３８は、貯留溝３７の底面において、その外周寄りに位置する上開口３９として開口している。また、各接続路３８は、ブロック体３３の下面において、上開口３９よりもその中心軸線側に位置する下開口４０として開口している。各接続路３８は、鉛直方向に対し、下方に向かうにつれて中心軸線に近づくように約３０度傾斜している。複数の接続路３８の上開口３９は、図４に示すように、貯留溝３７の底面に、ブロック体３３の回転軸線を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で形成されている。
【００３１】
また、支持軸３４は、ブロック体３３と一体的に形成されている。支持軸３４の上端部には、周面にねじが切られた雄ねじ部３２ｂが一体的に形成されている。この雄ねじ部３２ｂを、第１ホルダ取付部１８の雌ねじ部３２ａに螺合させることにより、第１ホルダ１９が第１ホルダ取付部１８に取り付けられる。
芯材３５は、その上端部がブロック体３３の下面から挿入された状態で、当該ブロック体３３に固定されている。芯材３５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３６の中心を貫通するボルト４２がねじ込まれることによって、プレート３６が芯材３５に着脱可能に取り付けられている。
【００３２】
スポンジ部材１１は、処理液等の液体を含浸可能な吸液性を有する材料により形成されている。本実施形態では、スポンジ部材１１の材料として、たとえば、吸液性を有し、かつ、弾性変形可能な多孔質材料であるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）が採用されている。スポンジ部材１１は、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。スポンジ部材１１は、芯材３５に外嵌されて、ブロック体３３とプレート３６との間に挟持されている。スポンジ部材１１は、たとえば、ブラシ２２と同種の部材が用いられている。
【００３３】
スポンジ部材１１は、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に処理液を供給するための第１当接部４３と、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に処理液を供給するための第２当接部４４とを上下に一体的に備えている。
第１当接部４３は、その上部４３ａが略円筒状をなし、下部４３ｂが下方に向けて狭まる略倒立円錐台状をなしている。第１当接部４３の下部４３ｂの側面は、上端縁が上部４３ａ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。この第１当接部４３において、下部４３ｂの側面がウエハＷの表面および周端面１４に当接する第１当接面４５となっている。
【００３４】
また、第２当接部４４は、第１当接部４３の下端に一体的に結合されて、第１当接部４３と中心軸線を共有するように配置されている。この第２当接部４４は、上部４４ａが下方に向けて拡がる略円錐台状をなし、下部４４ｂが略円筒状をなしている。第２当接部４４の上部４４ａの側面は、上端縁が第１当接部４３の下部４３ｂ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４４ａの側面の下端縁は、下部４４ｂの側面の上端縁に連続している。この第２当接部４４において、上部４４ａの側面がウエハＷの裏面および周端面１４に当接する第２当接面４６となっている。
【００３５】
スポンジ部材１１には、第１揺動アーム９に設けられた処理液供給機構４７から処理液が供給されるようになっている。処理液供給機構４７は、第１揺動アーム９のケーシングの下端縁に固定された処理液供給ブロック４８と、この処理液供給ブロック４８の内部に埋設された処理液供給管４９とを含む。処理液供給機構４７からスポンジ部材１１に供給される処理液としては、たとえば純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。
【００３６】
処理液供給ブロック４８の下面には、貯留溝３７の上方に位置する吐出口５０が形成されている。処理液供給管４９の先端部と吐出口５０とは、処理液供給ブロック４８の内部に形成された吐出路５１によって連通されている。吐出路５１は鉛直方向に対し、下方に向かうにつれて鉛直軸線に近づくように約５０度傾斜している。
また、処理液供給管４９は、処理液供給ブロック４８内でほぼ水平に延びている。処理液供給管４９には、処理液バルブ５２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。処理液バルブ５２が開かれると、処理液供給源からの処理液が、処理液供給管４９および吐出路５１を介して吐出口５０に供給される。そして、吐出口５０から貯留溝３７の内部に向けて処理液が吐出される。
【００３７】
吐出口５０から吐出された処理液は貯留溝３７に溜められる。また、吐出口５０から吐出された処理液は、スポンジ部材１１の上端面に向けて接続路３８内を流れる。そして、スポンジ部材１１の上端面に達した処理液は、スポンジ部材１１の内部に浸透し、スポンジ部材１１の内部を通って第１当接面４５および第２当接面４６に供給される。これにより、スポンジ部材１１に処理液が供給され、スポンジ部材１１に処理液が含浸される。
【００３８】
図５は、ブラシ２２周辺の構成を示す断面図である。
第２ホルダ取付部２６は、円環状をなす板状の上面部５３と、この上面部５３の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部５４とを一体的に備えている。第２シャフト２５は、上面部５３を挿通しており、当該上面部５３に固定されている。また、側面部５４の内周面には、ねじが切られた雌ねじ部５５ａが一体的に形成されている。
【００３９】
第２ホルダ２７は、略円柱状の樹脂ブロック５６と、樹脂ブロック５６の中心軸線上に配置され、上端部が樹脂ブロック５６の下面に挿入されて固定された芯材５７と、この芯材５７の下端に取り付けられたプレート５８とを備えている。
樹脂ブロック５６の上端部には、周面にねじが切られた雄ねじ部５５ｂが一体的に形成されている。この雄ねじ部５５ｂと第２ホルダ取付部２６の雌ねじ部５５ａとを螺合させることにより、第２ホルダ２７が第２ホルダ取付部２６に取り付けられている。また、芯材５７の下端部には、ねじ孔が形成されている。このねじ孔にプレート５８の中心を貫通するボルト５９がねじ込まれることによって、プレート５８が芯材５７に着脱可能に取り付けられている。
【００４０】
ブラシ２２は、たとえば、弾性変形可能な多孔質材料であるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材により形成されている。ブラシ２２は、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。ブラシ２２は、芯材５７に外嵌されて、樹脂ブロック５６とプレート５８との間に挟持されている。ブラシ２２は、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４を洗浄するための第１洗浄部６１と、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４を洗浄するための第２洗浄部６２とを上下に一体的に備えている。
【００４１】
第１洗浄部６１は、その上部６１ａが略円筒状をなし、下部６１ｂが下方に向けて狭まる略倒立円錐台状をなしている。第１洗浄部６１の下部６１ｂの側面は、上端縁が上部６１ａ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。この第１洗浄部６１において、下部６１ｂの側面がウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に当接する第１洗浄面６３となっている。
【００４２】
また、第２洗浄部６２は、第１洗浄部６１の下端に一体的に結合されて、第１洗浄部６１と中心軸線を共有するように配置されている。この第２洗浄部６２は、上部６２ａが下方に向けて拡がる略円錐台状をなし、下部６２ｂが略円筒状をなしている。第２洗浄部６２の上部６２ａの側面は、上端縁が第１洗浄部６１の下部６１ｂ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６２ａの側面の下端縁は、下部６２ｂの側面の上端縁に連続している。この第２洗浄部６２において、上部６２ａの側面がウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に当接する第２洗浄面６４となっている。
【００４３】
図６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６５（制御手段）を備えている。この制御部６５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６６が接続されている。制御部６５には、スピンモータ８、第１昇降駆動機構１５、第１揺動駆動機構１６、第２昇降駆動機構２３、第２揺動駆動機構２４、ブラシ自転機構２８、処理液バルブ５２などが制御対象として接続されている。
【００４４】
図７は、基板処理装置１によるウエハＷの処理を説明するための工程図である。また、図８は、ウエハＷの処理中におけるウエハＷ、スポンジ部材１１およびブラシ２２の側面図である。
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６６が操作されて、ブラシ２２の押し付け量が設定されている。ブラシ２２の押し付け量とは、ウエハＷの周端面１４にブラシ２２の洗浄面（第１または第２洗浄面６３，６４）を押し付けたときのブラシ２２の弾性変形量である。また、処理対象のウエハＷの搬入前は、第１および第２揺動アーム９，２０がその搬入の妨げにならないように、スポンジ部材１１およびブラシ２２がそれぞれの待機位置に配置されている。このとき、スポンジ部材１１の貯留溝３７には所定の量の処理液が溜められており、スポンジ部材１１には処理液が含浸されている。
【００４５】
処理対象のウエハＷは、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部６５によりスピンモータ８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）。その後、制御部６５により第１揺動駆動機構１６および第１昇降駆動機構１５が制御されて、スポンジ部材１１の第２当接面４６がウエハＷの周縁部に当接される（ステップＳ３）。
【００４６】
具体的には、まず、第１昇降駆動機構１５が制御されて、スポンジ部材１１が予め設定された高さの位置に移動され、スポンジ部材１１の第２当接面４６がウエハＷの周端面１４に対向する。次に、第１揺動駆動機構１６が制御されて、第１揺動アーム９が旋回し、スポンジ部材１１が水平移動することにより、スポンジ部材１１の第２当接面４６がウエハＷの周端面１４に当接し、押し付けられる。これにより、図８に示すように、スポンジ部材１１の第２当接面４６にウエハＷが食い込み、スポンジ部材１１の内部に含浸されている処理液が染み出す。このとき、スポンジ部材１１の第２当接面４６は、使用者により設定されたブラシ２２の押し付け量よりも小さい押し付け量（ブラシ２２の押し付け量が３．０ｍｍである場合には、たとえば１．５ｍｍ）でウエハＷの周端面１４に押し付けられている。
【００４７】
スポンジ部材１１の第２当接面４６がウエハＷの周縁部に押し付けられると、ウエハＷの裏面および周端面１４における第２当接面４６に当接する部分に、スポンジ部材１１から染み出した処理液が供給される。また、ウエハＷの裏面における第２当接面４６に当接する部分の内側の所定範囲には、図８に示すように、スポンジ部材１１から染み出して当該内側に広がった処理液が供給される。このようにして、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に処理液が供給される。
【００４８】
本実施形態では、ウエハＷの周縁部にスポンジ部材１１を当接させた状態で、当該スポンジ部材１１から処理液を染み出させてウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に処理液を供給するので、当該周縁領域１３および周端面１４以外の範囲への処理液の飛散が抑制または防止されている。
スポンジ部材１１から処理液が染み出してスポンジ部材１１に含浸された処理液の量が減少すると、ブロック体３３の貯留溝３７に溜められている処理液がスポンジ部材１１へと供給される。したがって、スポンジ部材１１に処理液が補充され、スポンジ部材１１に処理液が含浸された状態が維持される。これにより、スポンジ部材１１からウエハＷの周縁部に対し、処理に必要かつ十分な量の処理液を供給し続けることができる。
【００４９】
スポンジ部材１１がウエハＷの周縁部に当接してから予め定める時間が経過すると、制御部６５により処理液バルブ５２が開かれる（ステップＳ４）。これにより、吐出口５０からブロック体３３の貯留溝３７に向けて処理液が吐出され、ブロック体３３の貯留溝３７に処理液が溜められる。
スポンジ部材１１の第２当接面４６がウエハＷの周縁部に当接されると、次に、制御部６５によりブラシ自転機構２８が制御されて、ブラシ２２が、たとえば、ウエハＷの回転方向と同方向に回転される（ステップＳ５）。その後、制御部６５により第２揺動駆動機構２４および第２昇降駆動機構２３が制御されて、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷの周縁部に当接される（ステップＳ６）。
【００５０】
具体的には、まず、第２昇降駆動機構２３が制御されて、ブラシ２２が予め設定された高さの位置に移動され、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷの周端面１４に対向する。次に、第２揺動駆動機構２４が制御されて、第２揺動アーム２０が旋回し、ブラシ２２が水平移動することにより、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷの周端面１４に当接し、予め設定された押し付け量で押し付けられる。これにより、図８に示すように、ブラシ２２の第２洗浄面６４にウエハＷの周縁部が食い込み、当該第２洗浄面６４が、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に当接する。その結果、回転中のウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４にブラシ２２の第２洗浄面６４が摺接し、当該周縁領域１３および周端面１４に付着している汚染物質がブラシ２２によって掻き取られる。さらに、ブラシ２２によって掻き取られた汚染物質が、スポンジ部材１１からウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に供給された処理液とともにウエハＷ上から除去される。このようにして、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４が洗浄される。
【００５１】
ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に対する裏面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部６５により第１昇降駆動機構１５が制御されて、スポンジ部材１１が所定の高さまで下降される。これにより、スポンジ部材１１の第２当接面４６がウエハＷから離れ、スポンジ部材１１の第１当接面４５が、使用者により設定されたブラシ２２の押し付け量よりも小さい押し付け量でウエハＷの周端面１４に押し付けられる（ステップＳ７）。その結果、スポンジ部材１１の第１当接面４５にウエハＷが食い込み、スポンジ部材１１の内部に含浸されている処理液が染み出て、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に処理液が供給される。
【００５２】
このとき、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４には、ウエハＷの周縁部にスポンジ部材１１が当接された状態で、当該スポンジ部材１１から染み出した処理液が供給されるので、当該周縁領域１２および周端面１４以外の範囲への処理液の飛散が抑制または防止される。したがって、ウエハＷに供給された処理液が飛散して、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液が付着することが抑制または防止されている。
【００５３】
また、スポンジ部材１１が降下されるのとほぼ同時に、制御部６５により第２昇降駆動機構２３が制御されて、ブラシ２２が所定の高さまで下降される。これにより、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷから離れ、ブラシ２２の第１洗浄面６３が予め設定された押し付け量でウエハＷの周端面１４に押し付けられる（ステップＳ８）。そして、ブラシ２２の第１洗浄面６３にウエハＷが食い込み、回転中のウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４にブラシ２２の第１洗浄面６３が摺接する。その結果、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に付着している汚染物質がブラシ２２によって掻き取られ、さらに、ブラシ２２によって掻き取られた汚染物質が、スポンジ部材１１からウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に供給された処理液とともにウエハＷ上から除去される。このようにして、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４が洗浄される。
【００５４】
前述のように、ウエハＷの周端面１４に対するスポンジ部材１１の第１当接面４５の押し付け量は、ブラシ２２の押し付け量よりも小さくされている。すなわち、スポンジ部材１１の押し付け量をブラシ２２の押し付け量よりも小さくすることにより、ウエハＷの表面における処理液が供給される範囲の幅と、ウエハＷの表面におけるブラシ２２の第１洗浄面６３に当接する部分の幅（洗浄幅）とをほぼ等しくさせている。これにより、スポンジ部材１１から染み出した処理液が、ウエハＷの表面におけるブラシ２２の第１洗浄面６３に当接する部分よりも内側に供給され、当該処理液がデバイス形成領域に進入することが防止されている。また、ウエハＷの表面における処理に必要かつ十分な範囲に処理液を供給することができるので、ウエハＷの表面の周縁領域１２に良好な洗浄を行うことができる。
【００５５】
ウエハＷの表面および裏面における処理液が供給される範囲の幅とスポンジ部材１１の押し付け量との関係は、たとえば、処理液を含浸させたスポンジ部材１１の当接面（第１または第２当接面４５，４６）を所定の押し付け量でウエハＷの周端面１４に押し付けたときに、ウエハＷの表面または裏面における処理液が供給された範囲の幅を測定することにより予め求められている。すなわち、制御部６５には、ウエハＷの表面および裏面における処理液が供給される範囲の幅とスポンジ部材１１の押し付け量との関係が記憶されており、使用者により設定されたブラシ２２の押し付け量に対応するスポンジ部材１１の押し付け量が制御部６５によって選択されるようになっている。
【００５６】
ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に対する表面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、第１および第２昇降駆動機構１５，２３ならびに第１および第２揺動駆動機構１６，２４が制御部６５により制御されて、スポンジ部材１１およびブラシ２２がそれぞれの待機位置に退避される（ステップＳ９）。また、ブラシ２２が待機位置に戻される間に、ブラシ自転機構２８が制御されて、ブラシ２２の回転が停止される。さらに、制御部６５によって処理液バルブ５２が閉じられて、吐出口５０からの処理液の吐出が停止される（ステップＳ１０）。このとき、貯留溝３７には所定の量の処理液が溜められており、この処理液は、次回の洗浄処理に用いられる。そして、その次回の洗浄処理までの間、貯留溝３７に溜められた処理液がスポンジ部材１１の内部に含浸することによって、スポンジ部材１１の乾燥が防止される。
【００５７】
その後は、制御部６５によりスピンモータ８が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転され（ステップＳ１１）、ウエハＷに付着している処理液が振り切られて、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た後、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）。
【００５８】
以上のように本実施形態では、ウエハＷの周縁部にスポンジ部材１１を当接させて当該周縁部の所定範囲に処理液を供給する。すなわち、ウエハＷの周縁部に対して離れた位置から処理液を吐出するのではなく、スポンジ部材１１をウエハＷに当接させた状態で当該スポンジ部材１１から処理液を染み出させてウエハＷの周縁部の所定範囲に処理液を供給する。したがって、ウエハＷの周縁部の所定範囲外に処理液が飛散して、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液が付着することを抑制または防止することができる。これにより、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、当該ウエハ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。
【００５９】
また本実施形態では、ウエハＷの周縁部に処理液を供給するための部材（スポンジ部材１１）と、当該周縁部を洗浄するための構成（ブラシ２２）とが別々に設けられているので、良好な洗浄をウエハＷの周縁部に行うことができる。すなわち、たとえば、スポンジ部材１１を用いずに、ブラシ２２に処理液を含浸させて、ブラシ２２からウエハＷの周縁部に処理液を供給しつつ、当該ブラシ２２によってウエハＷの周縁部を洗浄する場合、ウエハＷの周縁部にブラシ２２を押し付けることにより当該ブラシ２２から処理液が染み出て、ウエハＷの表面または裏面におけるブラシ２２に当接する部分よりも内側に処理液が供給されてしまう。そのため、ウエハＷの表面におけるブラシ２２に当接する部分よりも内側に供給された処理液が、デバイス形成領域に進入するおそれがある。
【００６０】
したがって、本実施形態のように、ウエハＷの周縁部に処理液を供給するための部材と、当該周縁部を洗浄するための部材とを別々に設けることにより、ウエハＷの表面または裏面における処理液が供給される範囲を精度よく管理することができる。これにより、デバイス形成領域に処理液が進入することを抑制または防止することができる。その結果、ウエハＷの周縁部に良好な洗浄が行われる。
【００６１】
さらに本実施形態では、第１相対移動機構としての第１昇降駆動機構１５によりウエハＷとスポンジ部材１１とを、ウエハＷの表面に垂直な方向である鉛直方向に相対移動させることにより、スポンジ部材１１の第１当接面４５をウエハＷの表面および周端面１４に押し付けて、当該ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に処理液を供給することができる。また、スポンジ部材１１の第２当接面４６をウエハＷの裏面および周端面１４に押し付けて、当該ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に処理液を供給することができる。よって、ウエハＷとスポンジ部材１１とを相対移動させるという簡易な構成により、ウエハＷの表面および裏面の各周縁領域１２,１３ならびに周端面１４に対する処理液の供給を達成することができる。
【００６２】
さらにまた、本実施形態では、スポンジ部材１１によってウエハＷの裏面の周縁領域１３に処理液を供給することができるので、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液が進入することを抑制または防止することができる。すなわち、たとえば、ノズル等から回転中のウエハＷの裏面に向けて処理液を吐出させてウエハＷの裏面に処理液を供給しつつ、ブラシ２２を当該ウエハＷの周縁部に当接させると、ノズル等から供給された処理液が、ウエハＷの回転による遠心力によって当該ウエハＷの周縁部に広がり、ウエハＷの周縁部においてブラシ２２に当たって跳ね返るおそれがある。そのため、ブラシ２２に当たって跳ね返った処理液が、ウエハＷの表面側に回り込み、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液に進入するおそれがある。
【００６３】
したがって、本実施形態のように、スポンジ部材１１をウエハＷに当接させた状態で当該スポンジ部材１１から処理液を染み出させてウエハＷの裏面の周縁領域１３に処理液を供給することにより、ブラシ２２に処理液が当たって跳ね返り、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液が進入することを抑制または防止することができる。これにより、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、当該ウエハ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。
【００６４】
図９は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置１００の概略構成を示す平面図である。また、図１０は、スポンジ部材１１１周辺の構成を示す断面図である。この図９および図１０において、前述の図１〜図８に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図８と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この実施形態に係る基板処理装置１００と、前述の実施形態に係る基板処理装置１との主要な相違点は、前述の実施形態では、第１および第２当接面４５，４６を有するスポンジ部材１１によってウエハＷの周縁部に処理液が供給されていたのに対し、この実施形態では、裏面ノズル６７によってウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に処理液が供給され、基板の一方表面（ウエハＷの表面）に平行な平行当接面６８を有する吸液性部材としてのスポンジ部材１１１によってウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に処理液が供給されることにある。
【００６５】
図９に示すように、裏面ノズル６７には、処理液供給管６９が接続されている。処理液供給管６９には、処理液バルブ７０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。処理液バルブ７０の開閉は、制御部６５によって制御されるようになっている（図６参照）。裏面ノズル６７に供給される処理液としては、たとえば純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。
【００６６】
また、スポンジ部材１１１は、処理液等の液体を含浸可能な吸液性を有する材料により形成されている。本実施形態では、スポンジ部材１１１の材料として、たとえば、吸液性を有し、かつ、弾性変形可能な多孔質材料であるＰＶＡが採用されている。図１０に示すように、スポンジ部材１１１は、たとえば、略円板状の基部７１と、基部７１の下方において、その中心軸線に沿って配置された柱状（たとえば円柱状や四角柱状）の胴部７２とを一体的に備えている。胴部７２は、基部７１よりも小径であり、平坦面であるその下面がウエハＷに当接する平行当接面６８となっている。スポンジ部材１１１は、スピンチャック３に保持された基板の一方表面としてのウエハＷの表面と平行当接面６８とが平行になるように、第１ホルダ取付部１１８および第１ホルダ１１９を介して、第１揺動アーム９から延びる第１シャフト１７に取り付けられている。スポンジ部材１１１は、第１ホルダ１１９に保持されている。
【００６７】
第１ホルダ取付部１１８は、円環状をなす板状の上面部１２９と、この上面部１２９の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部１３０と、この側面部１３０の下端縁に固定された円環状をなす板状の下面部１３１とを一体的に備えている。第１シャフト１７は、上面部１２９を挿通しており、当該上面部１２９に固定されている。また、下面部１３１の内周面には、雌ねじ部３２ａが一体的に形成されている。
【００６８】
第１ホルダ１１９は、略円柱形状のブロック体１３３と、ブロック体１３３の上方において、その中心軸線に沿って配置された支持軸１３４と、ブロック体１３３にスポンジ部材１１１を固定するための固定部材７３とを備えている。
ブロック体１３３は、たとえば樹脂により形成されている。ブロック体１３３は、スポンジ部材１１１の上端面に接するように配置されている。ブロック体１３３の上面には、液を溜めることのできる貯留溝１３７が形成されている。貯留溝１３７は、ブロック体１３３の中心軸線を中心とする円環状に形成されている。貯留溝１３７の底面は、ブロック体１３３の上下方向の途中部に位置している。
【００６９】
また、ブロック体１３３には、ブロック体１３３を貫通して、貯留溝１３７の底面とスポンジ部材１１１の上端面とを接続する複数の接続路３８が形成されている。各接続路３８は、貯留溝１３７の底面において、その外周寄りに位置する上開口３９として開口している。また、各接続路３８は、ブロック体１３３の下面において、上開口３９よりもその中心軸線側に位置する下開口４０として開口している。
【００７０】
また、支持軸１３４は、ブロック体１３３と一体的に形成されている。支持軸１３４の上端部には、周面にねじが切られた雄ねじ部３２ｂが一体的に形成されている。この雄ねじ部３２ｂを、第１ホルダ取付部１１８の雌ねじ部３２ａに螺合させることにより、第１ホルダ１１９が第１ホルダ取付部１１８に取り付けられる。
固定部材７３は、略円形の外形を有する円板部７４と、この円板部７４の周縁から上方に延びる略円筒状の円筒部７５とを一体的に備えている。円板部７４の中央部には、ブラシ２２の胴部７２を挿通可能な挿通孔７６が形成されている。また、円筒部７５の内径は、ブラシ２２の基部７１の外径にほぼ一致している。円筒部７５の内周面における上端部には、ねじが切られた雌ねじ部７７ａが一体的に形成されている。
【００７１】
スポンジ部材１１１を第１ホルダ１１９に保持させるには、スポンジ部材１１１を、固定部材７３に対して、胴部７２が挿通孔７６に挿通され、基部７１が円筒部７５内に収容されるように装着する。その後、固定部材７３の雌ねじ部７７ａを、ブロック体１３３の外周面における下端部に一体的に形成された雄ねじ部７７ｂに螺合させる。これにより、スポンジ部材１１１がブロック体１３３に固定され、第１ホルダ１１９にスポンジ部材１１１が保持される。
【００７２】
また、スポンジ部材１１１には、第１揺動アーム９に設けられた処理液供給機構４７から処理液が供給されるようになっている。具体的には、貯留溝１３７の上方に位置する吐出口５０から当該貯留溝１３７に向けて処理液が吐出され、貯留溝１３７に処理液が溜められる。そして、貯留溝１３７に溜められた処理液は、接続路３８を通ってスポンジ部材１１１の上端面に達する。これにより、スポンジ部材１１１に処理液が供給され、スポンジ部材１１１に処理液が含浸される。
【００７３】
図１１は、基板処理装置１００によるウエハＷの処理を説明するための工程図である。また、図１２は、ウエハＷの処理中におけるウエハＷ、スポンジ部材１１１およびブラシ２２の側面図である。
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６６が操作されて、ブラシ２２の押し付け量が設定されている。また、処理対象のウエハＷの搬入前は、第１および第２揺動アーム９，２０がその搬入の妨げにならないように、スポンジ部材１１１およびブラシ２２がそれぞれの待機位置に配置されている。このとき、スポンジ部材１１１の貯留溝１３７には所定の量の処理液が溜められており、スポンジ部材１１１には処理液が含浸されている。
【００７４】
処理対象のウエハＷは、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１０１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部６５によりスピンモータ８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Ｓ１０２）。次いで、制御部６５により処理液バルブ７０が開かれて、裏面ノズル６７からウエハＷの裏面への処理液の供給が開始される（ステップＳ１０３）。これにより、ウエハＷの裏面の周縁領域１３に処理液が供給される。また、ウエハＷの裏面の周縁領域１３に供給された処理液は、ウエハＷの回転により遠心力によって外方に広がり、ウエハＷを伝って当該ウエハＷの周端面１４に達する。このようにして、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に処理液が供給される。
【００７５】
その後、制御部６５によりブラシ自転機構２８が制御されて、ブラシ２２が、たとえばウエハＷの回転方向と同方向に回転される（ステップＳ１０４）。さらに、制御部６５により第２揺動駆動機構２４および第２昇降駆動機構２３が制御されて、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷの周縁部に当接される（ステップＳ１０５）。
具体的には、まず、第２昇降駆動機構２３が制御されて、ブラシ２２が予め設定された高さの位置に移動され、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷの周端面１４に対向する。次に、第２揺動駆動機構２４が制御されて、第２揺動アーム２０が旋回し、ブラシ２２が水平移動することにより、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷの周端面１４に当接し、使用者により設定された押し付け量で押し付けられる。これにより、ブラシ２２の第２洗浄面６４にウエハＷの周縁部が食い込む。その結果、回転中のウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４にブラシ２２の第２洗浄面６４が摺接し、当該周縁領域１３および周端面１４に付着している汚染物質がブラシ２２によって掻き取られる。さらに、ブラシ２２によって掻き取られた汚染物質が、裏面ノズル６７からウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に供給された処理液とともにウエハＷ上から除去される。このようにして、ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４が洗浄される。
【００７６】
ウエハＷの裏面の周縁領域１３および周端面１４に対する裏面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、第１揺動駆動機構１６および第１昇降駆動機構１５が制御されて、スポンジ部材１１１がウエハＷの上方に配置される。これにより、スポンジ部材１１１の平行当接面６８とウエハＷの表面の周縁領域１２とが、平面視において、互いに重なり合う。
【００７７】
次に、第１昇降駆動機構１５が制御されて、スポンジ部材１１１が下降し、図１２に示すように、スポンジ部材１１１の平行当接面６８がウエハＷの表面の周縁領域１２に当接される（ステップＳ１０６）。具体的には、たとえば、スポンジ部材１１１の平行当接面６８がウエハＷの表面の周縁領域１２に殆ど押し付けられず、当該周縁領域１２に軽く触れる程度で当接される。これにより、スポンジ部材１１１から処理液が染み出て、ウエハＷの表面の周縁領域１２に処理液が供給される。本実施形態では、平行当接面６８が軽く触れる程度で周縁領域１２に当接されるので、スポンジ部材１１１から余分な処理液が殆ど染み出ず、ウエハＷの表面の周縁領域１２にのみ処理液が供給される。
【００７８】
ウエハＷの表面の周縁領域１２に供給された処理液は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。そして、ウエハＷの表面の周縁領域１２を伝ってウエハＷの周端面１４に達する。これにより、ウエハＷの周端面１４に処理液が供給される。
ウエハＷの表面の周縁領域１２にスポンジ部材１１１の平行当接面６８が当接されると、制御部６５により処理液バルブ７０が閉じられて、裏面ノズル６７からの処理液の供給が停止される（ステップＳ１０７）。またそれとほぼ同時に、制御部６５により第２昇降駆動機構２３が制御されて、ブラシ２２が所定の高さまで下降される。これにより、ブラシ２２の第２洗浄面６４がウエハＷから離れ、第１洗浄面６３がウエハＷの周端面１４に当接し、押し付けられる（ステップＳ１０８）。その結果、図１２に示すように、ブラシ２２の第１洗浄面６３にウエハＷの周縁部が食い込み、回転中のウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４にブラシ２２の第１洗浄面６３が摺接する。そして、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に付着している汚染物質がブラシ２２によって掻き取られる。さらに、ブラシ２２によって掻き取られた汚染物質が、スポンジ部材１１１からウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に供給された処理液とともにウエハＷ上から除去される。このようにして、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４が洗浄される。
【００７９】
スポンジ部材１１１から処理液が染み出してスポンジ部材１１１に含浸された処理液の量が減少すると、ブロック体１３３の貯留溝１３７に溜められている処理液がスポンジ部材１１１へと供給される。したがって、スポンジ部材１１１に処理液が補充され、スポンジ部材１１１に処理液が含浸された状態が維持される。これにより、スポンジ部材１１１からウエハＷの周縁部に対し、処理に必要かつ十分な量の処理液を供給し続けることができる。スポンジ部材１１１がウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に当接してから予め定める時間が経過すると、制御部６５により処理液バルブ５２が開かれる（ステップＳ１０９）。これにより、吐出口５０からブロック体１３３の貯留溝１３７に向けて処理液が吐出され、ブロック体１３３の貯留溝１３７に処理液が溜められる。
【００８０】
ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面１４に対する表面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部６５により第１および第２昇降駆動機構１５，２３ならびに第１および第２揺動駆動機構１６，２４が制御されて、スポンジ部材１１１およびブラシ２２がそれぞれの待機位置に退避される（ステップＳ１１０）。また、ブラシ２２が待機位置に戻される間に、ブラシ自転機構２８が制御されて、ブラシ２２の回転が停止される。さらに、制御部６５によって処理液バルブ５２が閉じられて、吐出口５０からの処理液の吐出が停止される（ステップＳ１１１）。このとき、貯留溝１３７には所定の量の処理液が溜められており、この処理液は、次回の洗浄処理に用いられる。そして、その次回の洗浄処理までの間、貯留溝１３７に溜められた処理液がスポンジ部材１１１の内部に含浸することによって、スポンジ部材１１１の乾燥が防止される。
【００８１】
その後は、制御部６５によりスピンモータ８が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転され（ステップＳ１１２）、ウエハＷに付着している処理液が振り切られて、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た後、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Ｓ１１３）。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Ｓ１１４）。
【００８２】
以上のように本実施形態では、ウエハＷの表面の周縁領域１２にスポンジ部材１１１の平行当接面６８を当接させた状態で、当該スポンジ部材１１１から処理液を染み出させることにより、ウエハＷの表面の周縁領域１２および周端面に処理液を供給することができる。したがって、ウエハＷに供給された処理液が飛散して、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液が付着することを抑制または防止することができる。これにより、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に影響を与えることなく、当該ウエハ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。
【００８３】
また、スポンジ部材１１１の平行当接面６８が、ウエハＷの表面に軽く触れる程度で当接されるので、スポンジ部材１１１から余分な処理液が染み出ることが防止されている。そのため、ウエハＷの表面におけるスポンジ部材１１１に当接する部分以外に処理液が供給されることが防止されている。したがって、ウエハＷの表面における処理液が供給される範囲を精度よく管理することができる。これにより、ウエハＷに供給された処理液が飛散して、ウエハＷの表面のデバイス形成領域に処理液が付着することを抑制または防止することができる。
【００８４】
この発明の実施の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、前述の実施形態では、ウエハＷの周縁部の洗浄において、ブラシ自転機構２８によってブラシ２２を回転させつつ、当該ブラシ２２をウエハＷの周縁部に当接させる例について説明したが、ブラシ２２は回転が固定された状態で、ウエハＷの周縁部に当接されてもよい。
【００８５】
また、前述の実施形態では、第１相対移動機構としての第１昇降駆動機構１５および第２揺動駆動機構１６によってスポンジ部材１１を移動させることにより、スピンチャック３に保持されたウエハＷと当該スポンジ部材１１とを相対移動させて、第１および第２当接面４５，４５をウエハＷの周縁部に当接させる例について説明したが、これに限らず、スピンチャック３に保持されたウエハＷを移動させることにより、ウエハＷとスポンジ部材１１とを相対移動させてもよいし、スピンチャック３に保持されたウエハＷおよびスポンジ部材１１の両方を移動させることにより、ウエハＷとスポンジ部材１１とを相対移動させてもよい。
【００８６】
同様に、前述の実施形態では、第２相対移動機構としての第２昇降駆動機構２３および第２揺動駆動機構２４によってブラシ２２を移動させることにより、スピンチャック３に保持されたウエハＷと当該ブラシ２２とを相対移動させて、第１および第２洗浄面６３，６４をウエハＷの周縁部に当接させる例について説明したが、これに限らず、スピンチャック３に保持されたウエハＷを移動させることにより、ウエハＷとブラシ２２とを相対移動させてもよいし、スピンチャック３に保持されたウエハＷおよびブラシ２２の両方を移動させることにより、ウエハＷとブラシ２２とを相対移動させてもよい。
【００８７】
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】
【００８８】
【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】スポンジ部材周辺の構成を示す断面図である。
【図４】図３のホルダを、切断面線IV−IVで切断したときの断面図である。
【図５】ブラシ周辺の構成を示す断面図である。
【図６】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７】前記一実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理を説明するための工程図である。
【図８】ウエハの処理中におけるウエハ、スポンジ部材およびブラシの側面図である。
【図９】本発明の他の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１０】スポンジ部材周辺の構成を示す断面図である。
【図１１】前記他の実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理を説明するための工程図である。
【図１２】ウエハの処理中におけるウエハ、スポンジ部材およびブラシの側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１      基板処理装置
３      スピンチャック（基板回転機構）
１１    スポンジ部材（吸液性部材）
１５    第１昇降駆動機構（第１相対移動機構）
２２    ブラシ
２３    第２昇降駆動機構（第２相対移動機構）
４５    第１当接面
４６    第２当接面
４７    処理液供給機構
６３    第１洗浄面
６４    第２洗浄面
６８    平行当接面
１００  基板処理装置
１１１  スポンジ部材（吸液性部材）
Ｗ      ウエハ（基板）
【図１】
0005139090.tif 000002
【図２】
0005139090.tif 000003
【図３】
0005139090.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005139090.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005139090.tif 000009
【図９】
0005139090.tif 000010
【図１０】
0005139090.tif 000011
【図１１】
0005139090.tif 000012
【図１２】
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