(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄具を基板に作用させて基板に対して洗浄処理を施す基板洗浄方法において、
前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合に、前記洗浄具を自転させながら、噴霧された洗浄液が前記洗浄具の中心部を含む下面及び周縁部を覆う傾斜姿勢とされた洗浄液供給手段より、前記洗浄具に対して洗浄液を噴霧して洗浄を行うことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
洗浄具を基板に作用させて基板に対して洗浄処理を施す基板洗浄装置において、
前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合に、前記洗浄具を自転させながら、噴霧された洗浄液が前記洗浄具の中心部を含む下面及び周縁部を覆う傾斜姿勢とされた、前記洗浄具に対して洗浄液を噴霧する洗浄液供給手段を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板洗浄装置において、
前記非作用位置には、前記洗浄具を載置する待機ポットが設けられており、
前記洗浄液供給手段が前記待機ポットに備えられていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の基板洗浄装置において、
前記洗浄液供給手段は、二流体ノズルであることを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）に対して、ナイロンやモヘアからなる多数の毛や、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製のスポンジなどの洗浄具を作用させて洗浄処理を施す基板洗浄方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多数の毛またはスポンジ製のブラシを用いた基板の洗浄においては、基板の汚れがブラシに転写・蓄積されるので、基板を洗浄する能力が次第に低下してゆくことが知られている。そこで、従来の装置では、低圧純水リンス配管に接続されたノズルからブラシに対して純水を吐出させて、ブラシを洗浄する構成を採っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、十分にブラシの洗浄が行えないので、ブラシを介した基板の相互汚染が生じるという問題がある。
【０００４】
なお、ブラシに対して高圧で純水を供給すると、ブラシにダメージを与えるので現実的な解決法とは成り得ない。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、洗浄液の供給態様を工夫することにより、洗浄具の汚染に起因する基板の相互汚染を防止することができる基板洗浄方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の方法発明は、洗浄具を基板に作用させて基板に対して洗浄処理を施す基板洗浄方法において、前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合に、前記洗浄具を自転させながら、噴霧された洗浄液が前記洗浄具の中心部を含む下面及び周縁部を覆う傾斜姿勢とされた洗浄液供給手段より、前記洗浄具に対して洗浄液を噴霧して洗浄を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
（作用・効果）洗浄具が基板に対して作用していない非作用位置にある際に、洗浄具を自転させつつ、その中心部を含む下面及び周縁部に対して洗浄液供給手段から洗浄液を噴霧し、これにより洗浄具を洗浄する。洗浄液を噴霧することにより、洗浄液が連続的に洗浄具に対して供給されるのではなく、気体とともに液滴が供給されることになる。したがって、洗浄具に液滴があたる際の衝撃によって洗浄具を傷めることなく十分に清浄することができる。また、洗浄具の下面及び周縁部は、最も基板の汚れが付着する部分である。したがって、洗浄液供給手段により、その部分に洗浄液が供給されるようにすることにより、効率的に汚れを落とすことができる。
【０００８】
なお、ここでいう「非作用位置」とは、基板に対して洗浄具が作用していない位置であり、例えば、基板が保持される位置の側方や、さらにその下方、または上方も含むものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の装置発明は、洗浄具を基板に作用させて基板に対して洗浄処理を施す基板洗浄装置において、前記洗浄具が基板に対して非作用位置にある場合に、前記洗浄具を自転させながら、噴霧された洗浄液が前記洗浄具の中心部を含む下面及び周縁部を覆う傾斜姿勢とされた、前記洗浄具に対して洗浄液を噴霧する洗浄液供給手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
（作用・効果）洗浄具が基板に対して作用していない非作用位置にある際に、洗浄具を自転させつつ、その中心部を含む下面及び周縁部に対して洗浄液供給手段から洗浄液を噴霧し、これにより洗浄具を洗浄する。洗浄液を噴霧する供給態様を採用することにより、洗浄液が連続的に洗浄具に対して供給されるのではなく、気体とともに液滴が供給されることになる。したがって、洗浄具に液滴があたる際の衝撃によって洗浄具を傷めることなく洗浄具を十分に清浄することができる。また、洗浄具の下面及び周縁部は、最も基板の汚れが付着する部分である。したがって、洗浄液供給手段により、その部分に洗浄液が供給されるようにすることにより、効率的に汚れを落とすことができる。
【００１１】
なお、「洗浄液供給手段」としては、洗浄液を気体とともに供給する二流体ノズルが好適である。また、「洗浄液」としては、純水またはアンモニアなどの塩基系の薬液を含むものが利用可能である。さらに、「気体」としては、空気または窒素などの不活性ガスを含む気体が利用できる。
【００１２】
また、ここでいう「非作用位置」とは、基板に対して洗浄具が作用していない位置であり、例えば、基板の側方や、さらにその下方、または上方も含むものである。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板洗浄装置において、前記非作用位置には、前記洗浄具を載置する待機ポットが設けられており、前記洗浄液供給手段が前記待機ポットに備えられていることを特徴とするものである。
【００１４】
（作用・効果）非作用位置に設けられた待機ポットに洗浄液供給手段を配備して洗浄処理を行うことにより、基板に対して洗浄具が作用していない待機時間を利用して洗浄具の清浄化を図ることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の基板洗浄装置において、前記洗浄液供給手段は、二流体ノズルであることを特徴とするものである。
【００１６】
（削除）
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１及び図２は本発明の一実施例に係り、図１は実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示した平面図であり、図２はその縦断面図である。
【００１８】
処理対象である基板Ｗは、スピンチャック１に水平姿勢で支持され、その姿勢で処理が施される。このスピンチャック１は、吸引式であるが、基板Ｗの周縁部を当接支持する複数個の立設ピンを備えた、いわゆるメカチャックであってもよい。スピンチャック１は、モータ３の回転軸に連動連結されており、モータ３の駆動によりスピンチャック１が回転軸Ｐ１周りに回転する。
【００１９】
スピンチャック１の周囲には、洗浄液の飛散を防止するための飛散防止カップ５が配備されている。飛散防止カップ５の側方には、洗浄を行うブラシ式洗浄機構７が配備されている。
【００２０】
このブラシ式洗浄機構７は、基端部の揺動軸Ｐ２周りに先端部のブラシ９を基板Ｗの上面に作用させて洗浄処理を施す。揺動軸Ｐ２周りの揺動は、モータ１０によって行われる。また、先端部で下方に向けられたブラシ９は、揺動とともに自転軸Ｐ３周りに回転駆動される。なお、ブラシ９が基板Ｗに対して作用してない非作用位置にある場合には、ブラシ９自身の洗浄を行うために、待機ポット１１にブラシ９が緩挿される。
【００２１】
なお、上記ブラシ９は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製であり、その径が２０ｍｍ程度である。これが本発明における洗浄具に相当する。
【００２２】
飛散防止カップ５の周囲には、さらに基板Ｗの上面に向けて飛散防止カップ５越しに洗浄液を供給する供給ノズル１２が配備されている。
【００２３】
上述したモータ３と、モータ１０と、スピンチャック１の吸着・解除等は、制御部１３によって統括制御されている。この制御部１３は、待機ポット１１に緩挿されたブラシ９の洗浄を行うためのソフトスプレーノズル１５からの洗浄液の供給制御も行っている。
【００２４】
なお、上記ソフトスプレーノズル１５が本発明における洗浄液供給手段に相当する。
【００２５】
このソフトスプレーノズル１５は、窒素ガス供給源１７と純水供給源１９からそれぞれ供給される窒素ガス（Ｎ２）及び純水を混合して、洗浄ミストを形成し、これをブラシ９に対して吐出する。つまり、ソフトスプレーノズル１５によって、ブラシ９に対して洗浄液を噴霧する。
【００２６】
ソフトスプレーノズル１５について、図３を参照して説明する。なお、図３は、ソフトスプレーノズルの縦断面図である。
【００２７】
ソフトスプレーノズル１５は、純水ＤＩＷが供給される純水導入管１６内に、窒素ガスＧが供給されるガス導入管１８が挿入された二重管構造となっている。また、純水導入管１６内のガス導入管１８先端部より下流側は、窒素ガスＧと純水ＤＩＷとが混合される混合部２１を形成する。
【００２８】
洗浄液Ｍは、加圧された窒素ガスＧと純水ＤＩＷとが混合部２１において混合されることによって形成される。形成された洗浄液Ｍは、混合部２１の下流に位置する、先絞り形状を呈する加速管２３によって加速され、吐出孔２５から霧状に吐出される。なお、ガス導入管１９の先端部開口径は、吐出孔２５の開口径より若干小さく形成されている。
【００２９】
ソフトスプレーノズル１５には、窒素ガス供給源１７と純水供給源１９が連通接続されている。それぞれの供給配管２７，２９には、操作弁３１，３３が配設されている。これらの操作弁３１，３３は、予め流量が所定値となるように調節されており、制御部１３はその開閉を制御する。
【００３０】
なお、窒素ガスＧと純水ＤＩＷの流量は、例えば、３０〜８０リットル／ｍｉｎ及び５０〜１５０ｃｃ／ｍｉｎである。これらの流量は、ブラシ９の汚染度合いに応じて適宜に設定すればよく、流量が少な過ぎると清浄度が低くなり、流量が多過ぎるとブラシ９を損傷するとともに、窒素ガスＧと純水ＤＩＷの消費量が増大する。
【００３１】
図４に示すように、待機ポット１１は、上部に開口３１を備え、基板Ｗの洗浄によって汚れが付着したブラシ９がここに緩挿される。待機ポット１１の側壁には、上述したソフトスプレーノズル１５が配備されている。このソフトスプレーノズル１５は、その吐出孔２５が上方に向くように傾斜姿勢で取り付けられている。その傾斜度合いは、噴霧された洗浄液Ｍがブラシ９の下面９ａ及び周縁部９ｂを覆う程度が好ましい。また、ブラシ９が回転しているので、下面９ａは少なくともその中心部に洗浄液Ｍが噴霧されればよい。ブラシ９に噴霧されて汚れを含む洗浄液Ｍは、待機ポット１１の底面に形成されている排液口３３から排出される。
【００３２】
なお、洗浄液Ｍに塩基系の薬液（例えば、アンモニア）を混合して化学力によって汚れを落とそうとする構成では、ブラシ９の洗浄に使用した洗浄液Ｍを浄化処理する必要があるが、本実施例では純水ＤＩＷを使っているのでそのような必要がない。
【００３３】
次に、図５を参照して、ブラシ９の洗浄処理について説明する。なお、図５は、洗浄の様子を模式的に示した図であり、(a)は基板Ｗの洗浄後、(b)はブラシ９の洗浄開始時、(c)はブラシ９の洗浄終了時を示す。
【００３４】
汚染された基板Ｗがスピンチャック１に吸着保持された後、制御部１３はモータ３を回転駆動させて、基板Ｗを一定速度で回転駆動する。次に、モータ１０を回転駆動させて、自転しているブラシ９を基板Ｗの上方に移動させる。そして、供給ノズル１２から基板Ｗの表面に洗浄液を吐出しながら、ブラシ９を下降させる。次いで、基板Ｗの表面に対してブラシ９を作用させながら、モータ１０を回転させて、ブラシ９を基板Ｗの径方向に揺動させて基板Ｗに対する洗浄処理を行う。
【００３５】
基板Ｗに対する上記の洗浄処理を所定時間だけ行った後、ブラシ９を上昇させるとともにモータ１０を回転させてブラシ９を基板Ｗに作用しない位置に移動させる。そして、ブラシ９を待機ポット１１の開口３１に緩挿する。この状態を示すのが図５（ａ）である。ブラシ９の下面９ａ及び周縁部９ｂには、基板Ｗに付着していた汚れＤが付着している。
【００３６】
ブラシ９が開口３１に緩挿された後、制御部１３は操作弁３１，３３を開放する。これによりソフトスプレーノズル１５から洗浄液Ｍが噴霧され、自転しているブラシ９の下面９ａ及び周縁部９ｂに付着している汚れＤを含む部分に洗浄液Ｍが供給される。この状態が図５（ｂ）である。
【００３７】
洗浄液Ｍが噴霧されることにより、窒素ガスＧとともに純水ＤＩＷの液滴が供給され、ブラシ９に純水ＤＩＷの液滴があたる際の衝撃によってブラシ９の汚れＤが除去される。この状態を示すのが図５（ｃ）である。
【００３８】
このようにブラシ９が基板Ｗに対して作用していない非作用位置にある際に、ブラシ９に対して洗浄液Ｍを噴霧して洗浄する。洗浄液Ｍを噴霧することにより、窒素ガスＧとともに純水ＤＩＷの液滴が供給され、ブラシ９に純水ＤＩＷの液滴があたる際の衝撃により、ブラシ９を傷めることなくブラシ９を十分に清浄化することができる。
【００３９】
次に、従来例と本発明との比較を行う。
図６（ａ）は従来例によるブラシ９の洗浄効果を示すグラフであり、図６（ｂ）は本発明によるブラシ９の洗浄効果を示すグラフである。なお、この実験においては、窒素ガスＧ及び純水ＤＩＷの流量がそれぞれ１３０リットル／ｍｉｎ及び１５０ｃｃ／ｍｉｎである。
【００４０】
図６（ａ）のグラフでは、まずブラシ９による洗浄を行う前に、清浄な４枚の基板Ｗについてパーティクルカウンタを用いて０．１２μｍより大なるパーティクルをカウントした値を初期値としている。次に、清浄な４枚の基板Ｗをブラシ９で洗浄処理した後、パーティクルカウンタによって上記同様に計数した結果と初期値との差分を示している。これがグラフ中の「洗浄前」を示す。これにより、清浄なブラシ９では基板Ｗがほとんど汚染されないことがわかる。
【００４１】
次に、清浄な４枚の基板Ｗについてパーティクルカウンタを用いて０．１２μｍより大なるパーティクルをカウントした値を初期値とし、上記の基板Ｗとは異なる汚れた２５枚の基板Ｗをブラシ９で洗浄処理し、従来例によってブラシ９を洗浄した後に、再度４枚の清浄な基板Ｗをブラシ９で洗浄処理してからパーティクルをカウントした際の測定値と初期値との差分を示している。これがグラフ中の「洗浄後」である。これにより、汚れたブラシ９を従来例で洗浄しても、ブラシ９の汚れが十分に落とせていないので、基板Ｗに多くの汚れが転写されることがわかる。
【００４２】
一方、上記同様の処理を、ブラシ９に対して洗浄液Ｍを噴霧する上述した実施例の構成で行ったのが、図６（ｂ）のグラフである。従来例では、汚れた基板Ｗを処理した後、ブラシ９の洗浄後においてパーティクルの増加数が増大しており、次なる基板Ｗに対して汚れが転写されて相互汚染を引き起こしていることが明らかである。その一方、本発明では、洗浄の前後でパーティクルの増加数が従来例に比較して極端に少なくなっていることがわかる。つまり、本発明では、ブラシ９の洗浄が十分に行われていることを示している。
【００４３】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、以下のように変形実施が可能である。
【００４４】
（１）ソフトスプレーノズル１５を待機ポット１１に対して、図７の変形例に示すように配備するようにしてもよい。
【００４５】
すなわち、ソフトスプレーノズル１５Ａ，１５Ｂの二本構成とし、ほぼ水平姿勢に取り付けたソフトスプレーノズル１５Ａによってブラシ９の側面９ｃ及び周縁部９ｂに洗浄液Ｍを噴霧し、傾斜姿勢で取り付けたソフトスプレーノズル１５Ｂによってブラシ９の下面９ａに洗浄液Ｍを噴霧する。
【００４６】
また、さらに多くのソフトスプレーノズル１５を配備してもよい。
【００４７】
（２）待機ポット１１にソフトスプレーノズル１５を配備したが、待機ポット１１とは異なるノズル洗浄専用のポットを設けて、ここでブラシ９の洗浄を行うようにしてもよい。
【００４８】
また、基板Ｗがスピンチャック１に保持されていないときに、平面視でスピンチャック１と飛散防止カップ５との間の位置にブラシ９を移動させ、その状態で、飛散防止カップ５の側壁に設けたソフトスプレーノズル１５から洗浄液Ｍを噴霧するようにしてもよい。
【００４９】
（３）ソフトスプレーノズル１５は、上述したような二重管構造を有する構成の他に、二本のノズルを交差するように組み合わせて洗浄液Ｍを噴霧する構成を採用してもよい。
【００５０】
（４）ＰＶＡ製のブラシ９に限定されるものではなく、ナイロンやモヘアからなる多数の毛を備えたブラシ９であっても本発明を適用することができる。
【００５１】
（５）洗浄液Ｍは、純水ＤＩＷと窒素ガスＧだけに限定されるものではなく、化学力を併用してブラシ９の清浄化を図るために薬液を含めるようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、洗浄具が基板に対して作用していない非作用位置にある際に、洗浄具を自転させつつ、その中心部を含む下面及び周縁部に対して洗浄液供給手段から洗浄液を噴霧する供給態様により洗浄具を洗浄する。洗浄液を噴霧することにより、気体とともに液滴が供給され、洗浄具に液滴があたる際の衝撃により、洗浄具を傷めることなく洗浄具を十分に清浄化できる。また、洗浄具の下面及び周縁部は、最も基板の汚れが付着する部分である。したがって、洗浄液供給手段により、その部分に洗浄液が供給されるようにすることにより、効率的に汚れを落とすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示した平面図である。
【図２】  実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示した縦断面図である。
【図３】  ソフトスプレーノズルの縦断面図である。
【図４】  待機ポットの縦断面図である。
【図５】  洗浄の様子を模式的に示した図であり、(a)は基板の洗浄後、(b)は洗浄開始時、(c)は洗浄終了時を示す。
【図６】  洗浄の効果を説明するグラフであり、(a)は従来例、(b)は本発明を示す。
【図７】  変形例を示す待機ポットの縦断面図である。
【符号の説明】
Ｗ  …  基板
１  …  スピンチャック
７  …  ブラシ式洗浄機構７
９  …  ブラシ
９ａ  …  下面
９ｂ  …  周縁部
１０  …  モータ
１１  …  待機ポット
１５  …  ソフトスプレーノズル（洗浄液供給手段）
Ｍ  …  洗浄液
【図１】
0004033709.tif 000002
【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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