(57)【要約】【課題】本発明の目的は、優れた良品率と洗浄性とを高いレベルで両立し得るウエハ洗浄方法を提供することである。【解決手段】放射状に配置された複数本のロールスポンジを用いてウエハを洗浄するにあたり、上記ロールスポンジをその長手方向軸の回りに回転させるとともに、上記ロールスポンジを放射中心軸の回りに回転させる。【選択図】図３
2007329412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に配置された複数本のロールスポンジを用いてウエハを洗浄するにあたり、前記ロールスポンジをその長手方向軸の回りに回転させるとともに、前記ロールスポンジを放射中心軸の回りに回転させることを特徴とするウエハ洗浄方法。
【請求項２】
前記放射中心軸の回転駆動力が、放射中心軸の一端に設けられた第１ベベルギヤ部材から、各ロールスポンジの中心を貫いて支持する複数の貫通軸の一端に設けられ、かつ、前記第１ベベルギヤ部材と係合する第２ベベルギヤ部材を介して、前記各貫通軸に伝達されることにより、前記ロールスポンジの長手方向軸の回りでの回転が実現されることを特徴とする、請求項１に記載のウエハ洗浄方法。
【請求項３】
前記放射中心軸の回りに配置され、かつ、前記複数の貫通軸を支持する貫通軸支持部材が、放射中心軸の回りで回転することにより、前記ロールスポンジの放射中心軸の回りでの回転が実現されることを特徴とする、請求項１または２に記載のウエハ洗浄方法。
【請求項４】
一端に第１ベベルギヤ部材が設けられた放射中心軸と、一端に前記第１ベベルギヤ部材と係合する第２ベベルギヤ部材が設けられ、かつ、前記放射中心軸を中心に放射状に延在する複数の貫通軸と、前記放射中心軸の回りに配置され、かつ、前記複数の貫通軸を支持する貫通軸支持部材と、各貫通軸により中心を貫かれて支持された複数のロールスポンジとを具えることを特徴とする、ウエハ洗浄装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄方法により得られたウエハからなる基板上に、少なくとも非磁性下地層、磁気記録層、および保護層が順次積層されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウエハ洗浄方法に関する。より詳しくは、本発明のウエハ洗浄方法は、ウエハへの傷の発生を防止してその良品率を向上させるとともに、洗浄時間を短縮してその洗浄性を向上させた、当該洗浄方法に関する。本発明は、このような洗浄方法を実施するために用いられるウエハ洗浄装置に関する。本発明は、例えば各種磁気記録装置に搭載され、かつ、上記洗浄方法によって得られる基板を含む磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部記憶装置等の、各種磁気記憶装置に搭載される磁気記録媒体を素材別にみると、ガラス系基材を用いたガラス磁気記録媒体と、アルミ系基材を用いたアルミ磁気記録媒体とに分類することができる。また、該磁気記録媒体を記録方式別にみると、磁性層成膜前の基板表面にテクスチャーと呼ばれる円周状の溝を形成した長手磁気記録媒体と、ファイナルポリッシュまたはライトテクスチャーを施した垂直磁気記録媒体とに分類することができる。
【０００３】
これらいずれの素材および記録方式の磁気記録媒体においても、用いられる基板のスパッタリング成膜工程前には、所定の洗浄工程を介在させることにより、基板の汚れを落として異物の存在を皆無とする必要がある。従来、この洗浄工程には、例えば、図７，８にそれぞれ平面図および側面図で示すような、ポリビニルアルコールまたはポリウレタンで形成された回転軸１０２に連結されたカップスクラブ洗浄機１０４とウエハガイドローラ１０６とを具える装置を用いて、ウエハ１０８を洗浄する方法が採用されている。このようなタイプの洗浄方法を実現する装置としては、実質的にワークの表裏両面と外周面とをブラシでスクラブ洗浄する装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来、上記洗浄工程には、例えば、図９，１０にそれぞれ平面図および側面図で示すような、ロールスクラブ洗浄用ブラシ１１２とウエハガイドローラ１１４を具える装置を用いて、ウエハ１１６を洗浄する方法も採用されている。このようなタイプの洗浄方法を実現する装置としては、洗浄治具に、基板をその径方向移動を規制しつつ垂直方向姿勢で保持し、且つ、周方向に回転させる回転駆動手段を設けた基板洗浄装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたような、カップスクラブタイプの装置を用いた場合には、基板と洗浄部材との接触面積が大きく洗浄性が高いものの、一旦異物を巻き込むと異物を外部に放出することが困難であり、基板に傷を付けるおそれがある。また、特許文献２に記載されたような、ロールスクラブタイプの装置を用いた場合には、巻き込まれた異物を比較的容易に外部に放出することができるが、基板と洗浄部材との接触面積が小さいため、単位時間当たりの洗浄量が少なく、十分な洗浄性が得られないおそれがある。このように、カップスクラブタイプおよびロールスクラブタイプの各装置には、ともに相反する利点および欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５１９４３号公報
【特許文献２】特開２００２−６６４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、種々のスクラブ洗浄用装置およびその構成部材が開示されているが、基板に傷を付けることなく、例えば、グライドハイドテスト（ＧＨＴ）における良品率が高いレベルで実現されるとともに、単位時間当たりの洗浄量に優れる、ウエハ洗浄方法に対する要求が存在する。また、このようなウエハ洗浄方法を実現する際に用いられるウエハ洗浄装置、および当該方法により得られた基板を用いた磁気記録媒体に対する要求も存在する。
【０００８】
従って、本発明の目的は、優れた良品率と優れた洗浄性とを両立し得るウエハ洗浄方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、当該洗浄方法を実施するための洗浄装置およびこのような洗浄方法により得られる磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、放射状に配置された複数本のロールスポンジを用い、上記ロールスポンジをその長手方向軸の回りに回転させるとともに、上記ロールスポンジを放射中心軸の回りに回転させるウエハ洗浄方法に関する。本発明は、一端に第１ベベルギヤ部材が設けられた放射中心軸と、一端に上記第１ベベルギヤ部材と係合する第２ベベルギヤ部材が設けられ、かつ、上記放射中心軸を中心に放射状に延在する複数の貫通軸と、上記放射中心軸の回りに配置され、かつ、上記複数の貫通軸を支持する貫通軸支持部材と、各貫通軸により中心を貫かれて支持された複数のロールスポンジとを具えるウエハ洗浄装置を包含する。本発明は、上記洗浄方法により得られたウエハからなる基板上に、少なくとも非磁性下地層、磁気記録層、および保護層が順次積層されてなる磁気記録媒体を包含する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のウエハ洗浄方法は、カップスクラブタイプの洗浄装置の利点である優れた洗浄性を、ロールスポンジを使用していながらウエハとロールスポンジとの接触面積を充分に確保することで実現することができる。また、本発明のウエハ洗浄方法は、ロールスクラブタイプの洗浄装置の利点である優れた良品率を、ロールスポンジ自身の動作による異物の巻き込み難さにより実現することができる。このため、本発明のウエハ洗浄方法は、従来のカップスクラブタイプの洗浄装置とロールスクラブタイプの洗浄装置の双方の利点を取り込む一方、それらの欠点をなくすことができ、ひいては、磁気記録媒体を安定して低価格で供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のウエハ洗浄装置を図面を参照して説明し、併せて本発明の洗浄方法を詳細に説明する。  
図１は、本発明のウエハ洗浄装置に用いるスクラブ洗浄用ブラシを示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ´線断面図である。  
図１，２に示すように、スクラブ洗浄用ブラシ１０は、一端に第１ベベルギヤ部材１２ａが設けられた第１回転シャフト１２と、一端に第１ベベルギヤ部材１２ａと係合する第２ベベルギヤ部材１４ａが設けられ、かつ、第１回転シャフト１２を中心に放射状に延在する８本の第２回転シャフト１４と、第１回転シャフト１２の回りに配置され、かつ、８本の第２回転シャフト１４を支持する第２回転シャフト支持部材１６と、各第２回転シャフト１４により中心を貫かれて支持された８個のロールスポンジ１８とから形成されている。
【００１２】
第１回転シャフト１２は、ステンレス等の材料から構成することができる。これらの中でも、特に、ＳＵＳ３１６を用いることが、耐食性、発塵防止の点で好ましい。第１回転シャフト１２の一端には、上述したように、ベベルギヤ部材１２ａが取り付けられるが、部材１２ａは第１回転シャフト１２の一部として形成することは無論、別部材として形成して、後付することもできる。
【００１３】
第２回転シャフト１４は、ステンレス等の材料から構成することができる。これらの中でも、特に、ＳＵＳ３１６を用いることが、耐食性、発塵防止の点で好ましい。第２回転シャフト１４の一端には、上述したように、ベベルギヤ部材１２ａと係合するベベルギヤ部材１４ａが取り付けられるが、部材１４ａは第２回転シャフト１４の一部として形成することは無論、別部材として形成して、後付することもできる。
【００１４】
第２回転シャフト支持部材１６は、ステンレス等の材料から構成することができる。これらの中でも、特に、ＳＵＳ３１６を用いることが、耐食性、発塵防止の点で好ましい。
【００１５】
ロールスポンジ１８は、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等の材料から構成することができる。これらの中でも、特に、ポリビニルアルコールを用いることが耐薬品性の点で好ましい。
【００１６】
これらの構成部材１２〜１８を使用して、図１，２に示すようなスクラブ洗浄用ブラシ１０を形成する場合には、例えば、以下のような態様を採用することができる。  
【００１７】
即ち、図２に示すところにより、所定形状の第２回転シャフト支持体１６の右側から、ベベルギヤ部材１２ａを具える第１回転シャフト１２を挿入し、同図に示すよりも左側に第１回転シャフト１２を位置させる。次いで、ベベルギヤ部材１４ａの付いていない８本の第２回転シャフト１４を、図２の上下方向外周側から第２回転シャフト支持部材１６に挿入するとともに、各ロールスポンジ１８に貫通させて、支持部材１６の中心部付近まで到達させる。
【００１８】
さらに、各第２回転シャフト１４の中心側の端部に溶接等によりベベルギヤ部材１４ａを取り付け、次いで、図２に示す位置よりも左側にある第１回転シャフト１２を、同図に示す位置まで右側に移動して、ベベルギヤ部材１２ａと８個のベベルギヤ部材１４ａとを係合させる。
【００１９】
このような一連の形成工程により、図１，２に示すような、本発明のウエハ洗浄方法に使用するスクラブ洗浄用ブラシ１０を得ることができる。当該ブラシ１０においては、図１，２に示すように、８本のロールスポンジ１８は、第１回転シャフト１２の一端に連結されたベベルギヤ部材１２ａと、各ロールスポンジ１８の回転軸芯として動作する第２回転シャフト１４の軸端に連結されたベベルギヤ部材１４ａとの係合により、第１回転シャフト１２の回転による駆動力が、ベベルギヤ部材１２ａ，１４ａを介してロールスポンジ１８に伝達される。このため、各ロールスポンジ１８はその長手方向軸の回りに回転することができる（以下、この回転を「自転」という場合がある）。また、図１，２に示すように、各ロールスポンジ１８は、第２回転シャフト支持体１６を、同図には図示しない機構により、第１回転シャフト１２の回りに回転させることにより、全体として第１回転シャフト１２の回りに回転することができる（以下、この回転を「公転」という場合がある）。
【００２０】
以下に、図１，２に示すロールスポンジ１６の上記「自転」および「公転」についての機構を詳細に説明する。 
図３は、図１，２に示すスクラブ洗浄用ブラシ１０を具える、本発明のウエハ洗浄装置に用いるブラシ回転機構の概略を示す側方断面図である。同図に示すところによれば、ブラシ回転機構２０には、ハウジング２２内に、図１，２に示すスクラブ洗浄ブラシ１０が配設されているとともに、スクラブ洗浄用ブラシ１０のロールスポンジ１８の自転を可能とするための、第１回転シャフト１２の回転駆動に寄与する部材として、自転用モータ２４、自転用モータ２４の駆動力を伝達するシャフト２６、シャフト２６の回転力を第１回転シャフト１２に伝達する自転用ギヤ２８が配設されている。
【００２１】
また、ブラシ回転機構２０には、ハウジング２２内に、スクラブ洗浄用ブラシ１０のロールスポンジ１８の公転を可能とするための、第２回転シャフト支持体１６の回転駆動に寄与する部材として、公転用モータ３０、公転用モータ３０の駆動力を伝達するシャフト３２、シャフト３２の回転力を第２回転シャフト支持体１６に伝達する公転用ギヤ３４が配設されている。
【００２２】
さらに、上記したモータ２４，３０、シャフト２６，３２、およびギヤ２８，３４を配設するに際し、その位置決めおよび固定を確実に行うため、ハウジング２２内の所定位置には、支柱３６が配置されるとともに、支柱３６間および支柱３６とその他の部材間には、ベアリング３８が配置されている。
【００２３】
このような構成において、各モータ２４，３０は、サーボモータ、ブラシレスモータを使用することができるが、特にブラシレスモータを使用することが発塵防止の点で好ましい。
【００２４】
また、各シャフト２６，３２は、鉄、ステンレスを使用することができるが、特にＳＵＳ３１６を使用することが耐食性、発塵防止の点で好ましい。
【００２５】
さらに、各ギヤ２８，３４は、図３に示すように、本体ギヤ部２８ａ，３４ａと中間ギヤ部２８ｂ，３４ｂとにより構成することもできるが、これに限らず、本体部２８ａ，３４ａのみから構成することもできる。ギヤ２８，３４に用いる材料としては、ナイロン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンを使用することができるが、特にナイロン樹脂を使用することが耐薬品性の点で好ましい。
【００２６】
このような構成のブラシ回転機構２０においては、自転用モータ２４による駆動力が、シャフト２６、ギヤ２８、第１回転シャフト１２、および第２回転シャフト１４へと順次伝達されることで、各ロールスポンジ１８の自転が可能となる。また、公転用モータ３０による駆動力が、シャフト３２、ギヤ３４、第２回転シャフト支持体１６へと順次伝達されることで、各ロールスポンジ１８の公転が可能となる。
【００２７】
図４は、実際に磁気記録媒体に用いる基板等のウエハを洗浄する際の、本発明のウエハ洗浄装置４０と基板５０との位置関係を概略的に示す平面図であり、図５はその側面図である。図４に示すように、本発明のウエハ洗浄装置４０は、図１，２に示すスクラブ洗浄用ブラシ１０を有する図３に示すブラシ回転機構と、３個の基板ガイドローラ４２からなる基板支持機構とから構成されている。なお、この態様は、図５に示すように、基板５０の両側にスクラブ洗浄用ブラシ１０を配置した基板両面洗浄式の態様である。
【００２８】
基板ガイドローラ４２は、ナイロン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の材料からから構成することができる。これらの中でも、特に、ナイロン樹脂を用いることが、耐薬品性の点で好ましい。
【００２９】
基板５０は、基板ガイドローラ４２の回転方向に従って、所望の方向に回転させることができるが、この回転方向は特に制限されるものではなく、例えば図４の矢印の方向に、スクラブ洗浄用ブラシ１０と基板５０とをそれぞれ回転させることができる。
【００３０】
また、図５に示すように、スクラブ洗浄用ブラシ１０を基板５０の両側に配置し、これらを同時に稼動させる場合には、基板５０の片側のみにスクラブ洗浄用ブラシ１０を配置した場合に比べて、洗浄時間をより短くすることができる点で好ましい。
【００３１】
以上説明した本発明のウエハ洗浄方法によれば、図４に示すように、特に８本のロールスポンジの公転動作によって、基板の洗浄面積を充分に確保することができるため、従来のカップスクラブタイプの洗浄装置の利点である優れた洗浄性を実現することができる。また、当該洗浄方法によれば、図４に示すように、特にロールスポンジの使用によって、異物の除去が容易であるため、従来のロールスクラブタイプの洗浄装置の利点である優れた良品率をそのまま継承することができる。
【００３２】
本発明は、上述した洗浄方法により得られたウエハからなる基板上に、少なくとも非磁性下地層、磁気記録層、および保護層が順次積層されてなる磁気記録媒体を包含する。このような磁気記録媒体の各層の積層態様中、非磁性下地層および磁気記録層については蒸着、スパッタリングおよびメッキ等の方法を用いることができ、保護層についてはスパッタリングおよびＣＶＤ等の方法を用いることができる。これらの中でも、特に、非磁性下地層および磁気記録層の積層にはスパッタリングが、記録密度、製造時間の点で好ましく、保護層の積層にはＣＶＤが、パーティクル低減の点で好ましい。
【００３３】
本発明の上記洗浄方法により、従来のカップスクラブタイプの洗浄装置の利点である優れた洗浄性と、従来のロールスクラブタイプの洗浄装置の利点である優れた良品率とを高いレベルで実現することができる。このため、上記磁気記録媒体を安定して低価格で供給することができる。
【実施例】
【００３４】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の例示であり、本発明を制限することを意図するものではない。
【００３５】
（実施例）
表面粗さ（Ｒａ）を０．２ｎｍ〜０．４５ｎｍに調整するためのコロイダルシリカの研磨スラリーでファイナルポリッシュされた直径２．５ｉｎｃｈの化学強化系ガラス基板を数段のＮａＯＨの槽及び洗剤槽に浸漬し、研磨剤のコロイダルシリカを洗い落とした。次いで、ポリビニルアルコールまたはポリウレタンで形成された８本のロールスクラブスポンジを放射状に配置した図３に示す構成の装置を用い、各ロールスポンジを自転させるとともに、放射中心点の回りに８本のロールスクラブスポンジを公転させて、基板を洗浄した。そして、数段のリンスエ程を経て、マランゴニ乾燥した。
【００３６】
本実施例では、図１，２に示すロールスポンジを、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製とし、その外径を８ｍｍとした。ロールスポンジの中心部には、直径２ｍｍのシャフトを通し、当該シャフトの一端には自転用のベベルギヤを連結した。そして放射状に配置された８本のロールスクラブ全体を自転させるとともに、公転させた。
【００３７】
本実施例では、このような装置を用いて、基板を図４に示す方向に回転させ、洗剤を供給しながら、各ロールスクラブを自転させるとともに、図４に示す方向に公転させた。また、本実施例では、このような動作により、１回の公転により８本のロールスポンジが基板を磨くことができるようにし、さらに、図５に示すように、基板を両面から同時に洗浄した。
【００３８】
このように基板を洗浄した後の、基板上に残存する異物数と洗浄時間との関係を図６に示す。また、５０００枚の基板を洗浄した後の、基板上の傷の有無をマイクロスコープで観察した。
【００３９】
（比較例１）
従来のロールスクラブタイプの洗浄装置（特許文献２に開示された装置に相当）を用いて基板を洗浄した後の、基板上に残存する異物数と洗浄時間との関係を図６に併記する。なお、使用装置以外の、基板条件、ならびに基板の浸漬、研磨、洗浄、リンスおよび乾燥条件は、実施例と同様とした。
【００４０】
（比較例２）
従来のカップスクラブタイプ洗浄装置（特許文献１に開示された装置に相当）を用いて、５０００枚の基板を洗浄した後の、基板上の傷の有無をマイクロスコープで観察し、そのうち何枚について傷が観察されたか調査した。なお、使用装置以外の、基板条件、ならびに基板の浸漬、研磨、洗浄、リンスおよび乾燥条件は、実施例と同様とした。
【００４１】
図６から明らかなように、本発明の洗浄方法による基板の洗浄性は、従来のロールスクラブタイプの装置を使用する場合に２０秒以上洗浄しなければ得られなかった異物除去レベルを、約５秒で達成できるほど優れたものである。また、本発明の洗浄方法による基板についた傷は、５，０００枚の基板全てについて皆無であった。これに対し、従来のカップスクラブタイプの装置を使用した場合には、５０００枚の基板のうち、１００〜２００枚については、その表面に傷が観察された。従って、本発明によれば、基板の洗浄時間を短縮することで洗浄性を向上させることができ、しかも異物のない高品位な基板表面を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のウエハ洗浄方法は、特に、ウエハの優れた良品率と優れた洗浄性とを両立することが必要な場合に利用することができる点で有望である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のウエハ洗浄装置に用いるスクラブ洗浄用ブラシを示す平面図である。
【図２】本発明のウエハ洗浄装置に用いるスクラブ洗浄用ブラシを示す、図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】本発明のウエハ洗浄装置に用いるブラシ回転機構の概略を示す側方断面図である。
【図４】実際に基板を洗浄する際の、本発明のウエハ洗浄装置４０と基板５０の位置関係を示す平面図である。
【図５】実際に基板を洗浄する際の、本発明のウエハ洗浄装置４０と基板５０の位置関係を示す側面図である。
【図６】本発明および従来のウエハ洗浄方法による洗浄性に関し、異物数と洗浄時間との関係を示すグラフである。
【図７】従来のカップスクラブタイプのウエハ洗浄装置と基板との関係を示す平面図である。
【図８】従来のカップスクラブタイプのウエハ洗浄装置と基板との関係を示す側面図である。
【図９】従来のロールスクラブタイプのウエハ洗浄装置と基板との関係を示す平面図である。
【図１０】従来のロールスクラブタイプのウエハ洗浄装置と基板との関係を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  スクラブ洗浄用ブラシ
１２  第１回転シャフト
１４  第２回転シャフト
１６  ロールスポンジ支持体
１８  ロールスポンジ
２０  ブラシ回転機構
２２  ハウジング
２４，３０  モータ
２６，３２  シャフト
２８，３４  ギヤ
２８ａ，３４ａ  本体ギヤ部
２８ｂ，３４ｂ  中間ギヤ部
３６  支柱
３８  ベアリング
【図１】
2007329412.tif 000003
【図２】
2007329412.tif 000004
【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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