(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線まわりに回転される回転体に取り付けられる洗浄ブラシユニットであって、
上記回転体に対して着脱可能な取付ベースと、
この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材と、
このブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシが上記取付ベースに押し付けられた状態で、上記ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシに挿通されて、これらのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシを上記取付ベースに固定するためのピン状部材とを含み、
上記洗浄ブラシは、一方面が上記取付ベースへの取付面とされ、上記ピン状部材が挿通される挿通孔が形成された取付部と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部とを含むものであり、
上記ブラシ押さえ部材には、上記洗浄ブラシの取付部に形成された挿通孔に対応する位置に、上記ピン状部材が挿通される挿通孔が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニット。
【請求項２】
基板の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線まわりに回転される回転体に取り付けられる洗浄ブラシユニットであって、
上記回転体に対して着脱可能な取付ベースと、
この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材と、
上記ブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシが上記取付ベースに押し付けられた状態で、上記ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシに挿通されて、これらのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシを上記取付ベースに固定するためのピン状部材とを含み、
上記洗浄ブラシは、一方面が上記取付ベースへの取付面とされた取付部と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部とを有し、上記取付部の他方面と上記接触部の側面とが曲面で接続されており、
上記洗浄ブラシの上記取付部には、上記ピン状部材が挿通される挿通孔が形成されていて、
上記ブラシ押さえ部材には、上記洗浄ブラシの取付部に形成された挿通孔に対応する位置に、上記ピン状部材が挿通される挿通孔が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニット。
【請求項３】
上記ブラシ押さえ部材は、上記洗浄ブラシの接触部を挿通可能な開口が形成されていて、この開口の周囲の部分で上記洗浄ブラシの取付部を上記取付ベースに押し付けるものであることを特徴とする請求項１または２記載の洗浄ブラシユニット。
【請求項４】
上記ブラシ押さえ部材は、上記洗浄ブラシの接触部と接触する面側の上記開口の端縁に面取り加工が施されているものであることを特徴とする請求項３記載の洗浄ブラシユニット。
【請求項５】
上記ブラシ押さえ部材は、上記取付ベースに固定されたときに当該洗浄ブラシユニットの回転半径方向外方に位置する端縁から上記洗浄ブラシと接触する面側に立ち上がった壁部を有するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の洗浄ブラシユニット。
【請求項６】
上記ブラシ押さえ部材の上記洗浄ブラシと接触する面には、上記洗浄ブラシのずれを防止するための突起が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の洗浄ブラシユニット。
【請求項７】
基板の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線まわりに回転される回転体に取り付けられる洗浄ブラシユニットであって、
上記回転体に対して着脱可能な取付ベースと、
この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材と、
このブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシが上記取付ベースに押し付けられた状態で、上記ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシに挿通されて、これらのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシを上記取付ベースに固定するためのピン状部材とを含み、
上記ブラシ押さえ部材の上記洗浄ブラシと接触する面には、上記洗浄ブラシのずれを防止するための突起が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニット。
【請求項８】
基板の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線まわりに回転される回転体に取り付けられる洗浄ブラシユニットであって、
上記回転体に対して着脱可能な取付ベースと、
この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシと、
この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材とを含み、
上記洗浄ブラシは、一方面が上記取付ベースへの取付面とされた取付部と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部とを有し、上記取付部の他方面と上記接触部の側面とが曲面で接続されており、
上記ブラシ押さえ部材の上記洗浄ブラシと接触する面には、上記洗浄ブラシのずれを防止するための突起が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニット。
【請求項９】
基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液供給手段と、
この洗浄液供給手段から洗浄液が供給される基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシを保持した洗浄ブラシユニットとを含み、
上記洗浄ブラシユニットとして、請求項１ないし８のいずれかに記載の洗浄ブラシユニットが適用されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１０】
基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシであって、
一方面が所定の回転体への取付面とされ、上記回転体への固定のためのピン状部材が挿通される挿通孔が形成された取付部と、
この取付部の上記一方面とは反対側の他方面に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部とを含むことを特徴とする洗浄ブラシ。
【請求項１１】
上記取付部の他方面と上記接触部の側面とが曲面で接続されていることを特徴とする請求項１０記載の洗浄ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種基板の表面にスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置、ならびにこの基板洗浄装置に備えられる洗浄ブラシユニットおよび洗浄ブラシに関する。各種基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板、磁気／光ディスク用基板などが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
超ＬＳＩや液晶表示装置の製造工程の中で、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板の表面やその表面に形成された薄膜に洗浄処理を施す工程は重要な工程の１つである。
洗浄処理工程を実施するための装置に、たとえば、基板の両面をスクラブ洗浄する両面スクラブ洗浄装置がある。この両面スクラブ洗浄装置は、ほぼ水平に保持された基板の上下に、それぞれ、ほぼ鉛直な支持軸に取り付けられて支持された洗浄ブラシユニットを有している。洗浄処理の際には、ほぼ水平に保持された基板の上下面に、それぞれ洗浄ブラシユニットの洗浄ブラシが所定の押圧力で押し付けられる。その状態で、基板がその中心を通る鉛直軸線まわりに低速回転されるとともに、洗浄ブラシユニットを支持している支持軸に回転力が与えられて、一対の洗浄ブラシユニットが所定の方向に回転される。また、洗浄ブラシが基板に接触している間、その基板の上下面に洗浄液が供給される。これにより、基板の上下面が洗浄ブラシによってスクラブ洗浄され、基板の表面に付着している汚染物質が化学的および機械的に除去される。
【０００３】
洗浄ブラシユニットの構成は、図７に示されている。すなわち、洗浄ブラシユニット９０は、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなる４個の洗浄ブラシ９１と、図示しない支持軸に取り付けられる取付ベース９２と、この取付ベース９２に洗浄ブラシ９１をそれぞれ固定するための４個のブラシ押さえ部材９３とを備えている。
洗浄ブラシ９１は、ほぼ平面長方形状の平板部９１１と、この平板部９１１の一方面９１１ａに長手方向に沿って形成された接触部９１２とを有している。
【０００４】
取付ベース９２は、全体として円板状に形成されている。取付ベース９２の洗浄ブラシ９１が固定される面には、洗浄ブラシ９１をそれぞれ嵌め込むための４つの取付凹部９２１が９０度ずつずれて形成されている。取付凹部９２１は、洗浄ブラシ９１の平板部９１１の短辺よりも幅広に形成されていて、洗浄ブラシ９１を嵌め込んだときにその洗浄ブラシ９１が接触しない領域（洗浄ブラシ９１の長辺の側方の領域）には、固定用ピン９４の先端部をそれぞれ挿入可能な６個の挿入孔９２２が形成されている。
【０００５】
ブラシ押さえ部材９３は、取付ベース９２の取付凹部９２１に対応した外形サイズを有する板状の部材である。ブラシ押さえ部材９３には、洗浄ブラシ９１の接触部９１２が通過可能な切欠部９３１が、取付ベース９２の周縁に対応して円弧状に形成された端縁から切り欠いて形成されている。また、ブラシ押さえ部材９３には、このブラシ押さえ部材９３が取付凹部９２１に嵌め込まれた状態で各挿入孔９２２と重なる位置に、固定用ピン９４を挿通可能な挿通孔９３２が形成されている。
【０００６】
この構成により、洗浄ブラシ９１の接触部９１２をブラシ押さえ部材９３の切欠部９３１に挿通し、接触部９１２を取付ベース９２と反対に向けて、ブラシ押さえ部材９３を取付ベース９２の取付凹部９２１に嵌め込むことにより、ブラシ押さえ部材９３の切欠部９３１の両側の部分９３３で、洗浄ブラシ９１の平板部９１１を取付ベース９２に押し付けることができる。そして、その状態で連通している挿通孔９３２および挿入孔９２２に固定用ピン９４を挿入することにより、洗浄ブラシ９１を取付ベース９２に固定することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、洗浄ブラシ９１は、ブラシ押さえ部材９３で取付ベース９２に押し付けられているだけであるから、使用に伴って、洗浄ブラシユニット９０の回転方向とは逆方向に徐々にずれるおそれがあった。また、洗浄ブラシユニット９０の回転による遠心力を受けて、取付ベース９２の半径方向外方にずれるおそれもある。いずれにしても、洗浄ブラシ９１のずれ量が大きくなると、洗浄ブラシ９１が取付ベース９２とブラシ押さえ部材９３との間から抜けてしまう。
【０００８】
また、従来の洗浄ブラシ９１は、平板部９１１の一方面９１１ａと接触部９１２の側面９１２ａとが、平板部９１１と接触部９１２との境界部分で直交している。そのため、洗浄ブラシ９１で基板をスクラブしたときに、洗浄ブラシ９１が基板から受ける力が平板部９１１と接触部９１２との境界部分に集中し、この境界部分に亀裂が生じるおそれがあった。とくに、回転方向上流側の境界部分（側面９１２ａ）は、ブラシ押さえ部材９３の切欠部９３１の端縁（角）に強く押し付けられることも亀裂を生じる要因になっている。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、洗浄ブラシの脱落や亀裂の発生のおそれがない洗浄ブラシユニットおよびこれを備えた基板洗浄装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、脱落や亀裂が発生しにくく、長期間の使用に耐えることができる洗浄ブラシを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線（Ｏ）まわりに回転される回転体（２１）に取り付けられる洗浄ブラシユニット（２２）であって、上記回転体に対して着脱可能な取付ベース（４０）と、この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ（５０）と、この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材（６０）と、このブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシが上記取付ベースに押し付けられた状態で、上記ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシに挿通されて、これらのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシを上記取付ベースに固定するためのピン状部材（７０）とを含み、上記洗浄ブラシは、一方面が上記取付ベースへの取付面とされ、上記ピン状部材が挿通される挿通孔（５１１）が形成された取付部（５１）と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面（５１ａ）に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部（５２）とを含むものであり、上記ブラシ押さえ部材には、上記洗浄ブラシの取付部に形成された挿通孔に対応する位置（当該ブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けたときに、上記洗浄ブラシの取付部に形成された挿通孔と重なる位置）に、上記ピン状部材が挿通される挿通孔（６２）が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニットである。
【００１１】
なお、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。以下、この項において同じ。
この発明によれば、ブラシ押さえ部材によって洗浄ブラシを取付ベースに押し付けた状態で、そのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシにピン状部材を挿通することにより、ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシが取付ベースに固定される。すなわち、ピン状部材が、ブラシ押さえ部材と洗浄ブラシとの両方に挿通されている。これにより、使用に伴って取付ベースに対する洗浄ブラシの取付位置がずれることを防止でき、取付ベースから洗浄ブラシが脱落することを防止できる。
【００１３】
また、ブラシ押さえ部材に形成されている挿通孔および洗浄ブラシに形成されている挿通孔にピン状部材を挿通することにより、ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシへのピン状部材の挿通が達成される。
請求項２記載の発明は、基板（Ｗ）の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線（Ｏ）まわりに回転される回転体（２１）に取り付けられる洗浄ブラシユニット（２２）であって、上記回転体に対して着脱可能な取付ベース（４０）と、この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ（５０）と、この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材（６０）と、上記ブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシが上記取付ベースに押し付けられた状態で、上記ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシに挿通されて、これらのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシを上記取付ベースに固定するためのピン状部材（７０）とを含み、上記洗浄ブラシは、一方面が上記取付ベースへの取付面とされた取付部（５１）と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面（５１ａ）に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部（５２）とを有し、上記取付部の他方面と上記接触部の側面（５２ａ）とが曲面で接続されており、上記洗浄ブラシの上記取付部には、上記ピン状部材が挿通される挿通孔（５１１）が形成されていて、上記ブラシ押さえ部材には、上記洗浄ブラシの取付部に形成された挿通孔に対応する位置に、上記ピン状部材が挿通される挿通孔（６２）が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニットである。
【００１４】
この発明によれば、基板のスクラブ洗浄時に洗浄ブラシ（接触部）が基板から受ける力が、取付部と接触部との境界部分に集中することを防止できる。これにより、その境界部分（曲面）における亀裂の発生を防止でき、従来の洗浄ブラシよりも寿命を延ばすことができる。
【００１５】
また、ブラシ押さえ部材に形成されている挿通孔および洗浄ブラシに形成されている挿通孔にピン状部材を挿通することにより、ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシへのピン状部材の挿通が達成される。
なお、請求項３に記載のように、上記ブラシ押さえ部材は、上記洗浄ブラシの接触部を挿通可能な開口（６１）が形成されていて、この開口の周囲の部分（６５）で上記洗浄ブラシの取付部を上記取付ベースに押し付けるものであってもよい。
【００１６】
この場合、請求項４に記載のように、上記洗浄ブラシの接触部と接触する面（６０ａ）側の上記開口の端縁には面取り加工が施されていることが好ましい。この面取り加工が施されていることにより、洗浄ブラシがブラシ押さえ部材の開口の端縁に強く押し付けられても、その端縁から洗浄ブラシの曲面に局所的な力が作用するおそれがない。よって、洗浄ブラシの取付部と接触部との境界部分における亀裂の発生を一層良好に防止できる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、上記ブラシ押さえ部材は、上記取付ベースに固定されたときに当該洗浄ブラシユニットの回転半径方向外方に位置する端縁から上記洗浄ブラシ（の接触部）と接触する面（６０ａ）側に立ち上がった壁部（６４）を有するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の洗浄ブラシユニットである。
この発明によれば、洗浄ブラシが洗浄ブラシユニットの回転による遠心力で回転半径方向外方にずれることを確実に防止でき、洗浄ブラシの脱落のおそれを一層なくすことができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、上記ブラシ押さえ部材の上記洗浄ブラシ（の接触部）と接触する面（６０ａ）には、上記洗浄ブラシのずれを防止するための突起（６３）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の洗浄ブラシユニットである。
この発明によれば、洗浄ブラシがブラシ押さえ部材によって取付ベースに押し付けられたときに、ブラシ押さえ部材のブラシ接触面に形成されている突起が洗浄ブラシに食い込む。これにより、洗浄ブラシの位置がずれるのを防止できる。ゆえに、洗浄ブラシの脱落のおそれを一層なくすことができる。
請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線（Ｏ）まわりに回転される回転体（２１）に取り付けられる洗浄ブラシユニット（２２）であって、上記回転体に対して着脱可能な取付ベース（４０）と、この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ（５０）と、この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材（６０）と、このブラシ押さえ部材によって上記洗浄ブラシが上記取付ベースに押し付けられた状態で、上記ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシに挿通されて、これらのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシを上記取付ベースに固定するためのピン状部材（７０）とを含み、上記ブラシ押さえ部材の上記洗浄ブラシ（の接触部）と接触する面（６０ａ）には、上記洗浄ブラシのずれを防止するための突起（６３）が形成されていることを特徴とする洗浄ブラシユニットである。
この発明によれば、ブラシ押さえ部材によって洗浄ブラシを取付ベースに押し付けた状態で、そのブラシ押さえ部材および洗浄ブラシにピン状部材を挿通することにより、ブラシ押さえ部材および洗浄ブラシが取付ベースに固定される。すなわち、ピン状部材が、ブラシ押さえ部材と洗浄ブラシとの両方に挿通されている。これにより、使用に伴って取付ベースに対する洗浄ブラシの取付位置がずれることを防止でき、取付ベースから洗浄ブラシが脱落することを防止できる。
また、洗浄ブラシがブラシ押さえ部材によって取付ベースに押し付けられたときに、ブラシ押さえ部材のブラシ接触面に形成されている突起が洗浄ブラシに食い込む。これにより、洗浄ブラシの位置がずれるのを防止できる。ゆえに、洗浄ブラシの脱落のおそれを一層なくすことができる。
請求項８記載の発明は、基板（Ｗ）の表面に対してスクラブ洗浄処理を施すための基板洗浄装置に適用されて、基板の表面にほぼ直交する回転軸線（Ｏ）まわりに回転される回転体（２１）に取り付けられる洗浄ブラシユニット（２２）であって、上記回転体に対して着脱可能な取付ベース（４０）と、この取付ベースに取り付けられ、基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ（５０）と、この洗浄ブラシを上記取付ベースに押し付けるためのブラシ押さえ部材（６０）とを含み、上記洗浄ブラシは、一方面が上記取付ベースへの取付面とされた取付部（５１）と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面（５１ａ）に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部（５２）とを有し、上記取付部の他方面と上記接触部の側面（５２ａ）とが曲面で接続されており、上記ブラシ押さえ部材の上記洗浄ブラシ（の接触部）と接触する面（６０ａ）には、上記洗浄ブラシのずれを防止するための突起（６３）が形成されているいるものであることを特徴とする洗浄ブラシユニットである。
この発明によれば、基板のスクラブ洗浄時に洗浄ブラシ（接触部）が基板から受ける力が、取付部と接触部との境界部分に集中することを防止できる。これにより、その境界部分（曲面）における亀裂の発生を防止でき、従来の洗浄ブラシよりも寿命を延ばすことができる。
また、洗浄ブラシがブラシ押さえ部材によって取付ベースに押し付けられたときに、ブラシ押さえ部材のブラシ接触面に形成されている突起が洗浄ブラシに食い込む。これにより、洗浄ブラシの位置がずれるのを防止できる。ゆえに、洗浄ブラシの脱落のおそれを一層なくすことができる。
【００１９】
請求項９記載の発明は、基板（Ｗ）の表面に洗浄液を供給するための洗浄液供給手段（２３，２４，２５）と、この洗浄液供給手段から洗浄液が供給される基板の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシを保持した洗浄ブラシユニット（２２）とを含み、上記洗浄ブラシユニットとして、請求項１ないし８のいずれかに記載の洗浄ブラシユニットが適用されていることを特徴とする基板洗浄装置である。
【００２０】
この発明によれば、洗浄ブラシの脱落のおそれがない基板洗浄装置を提供することができる。また、洗浄ブラシに亀裂が発生しにくく、洗浄ブラシ（洗浄ブラシユニット）を長期間使用することができる基板洗浄装置を提供することができる。
請求項１０記載の発明は、基板（Ｗ）の表面をスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ（５０）であって、一方面が所定の回転体（４０）への取付面とされ、上記回転体への固定のためのピン状部材が挿通される挿通孔が形成された取付部（５１）と、この取付部の上記一方面とは反対側の他方面（５１ａ）に突設されていて、スクラブ洗浄時に基板の表面に接触される接触部（５２）とを含むことを特徴とする洗浄ブラシである。
【００２１】
この発明によれば、取付部に形成されている挿通孔にピン状部材を挿通して、洗浄ブラシを所定の回転体に固定することができる。これにより、使用に伴って回転体に対する洗浄ブラシの取付位置がずれることを防止でき、回転体から洗浄ブラシが脱落することを防止できる。
請求項１１記載の発明は、上記取付部の他方面と上記接触部の側面（５２ａ）とが曲面（５３）で接続されていることを特徴とする請求項１０記載の洗浄ブラシである。
【００２２】
この発明によれば、基板のスクラブ洗浄時に接触部が基板から受ける力が、取付部と接触部との境界部分に集中することを防止できる。これにより、その境界部分（曲面）における亀裂の発生を防止でき、従来の洗浄ブラシよりも寿命を延ばすことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、この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、この発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の構成を概念的に示す側面図である。この基板洗浄装置は、基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの両面（上下面）に薬液を供給しつつ、そのウエハＷの両面を一対の洗浄ブラシ部でスクラブ洗浄することにより、ウエハＷの両面に付着している汚染物質（パーティクル、研磨剤、余分な薄膜などの異物）を除去するための装置である。
【００２４】
この基板洗浄装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させることができるウエハ保持装置１と、ウエハ保持装置１に保持されたウエハＷの上面をスクラブ洗浄する上面ブラシ装置２と、ウエハ保持装置１に保持されたウエハＷの下面をスクラブ洗浄する下面ブラシ装置３とを備えている。
ウエハ保持装置１は、複数個（たとえば、６個）の保持ローラ１１を備えている。この複数個の保持ローラ１１は、ウエハ処理位置に配置されたウエハＷの端面に当接および離間可能に設けられており、すべての保持ローラ１１をウエハＷの端面に当接させることによって、ウエハＷをほぼ水平面に沿った状態に保持することができる。また、複数個の保持ローラ１１は、回転自在に設けられており、そのうちの予め定める保持ローラ１１Ａには、モータＭの回転力がベルト１２などを含む回転力伝達機構を介して入力されるようになっている。保持ローラ１１にウエハＷが保持された状態で、モータＭの回転力が保持ローラ１１Ａに入力されると、その保持ローラ１１Ａの回転により、ウエハＷがほぼ水平な面内でその中心を通る鉛直軸線まわりに回転する。このとき、保持ローラ１１Ａ以外の保持ローラ１１Ｂは、ウエハＷの回転につられて回転する。
【００２５】
上面ブラシ装置２および下面ブラシ装置３は、それぞれウエハ保持装置１に保持されたウエハＷを挟んで上下に設けられていて、ほぼ上下対称な構成を有している。そこで、以下では、上面ブラシ装置２を取り上げて説明し、下面ブラシ装置３の構成についての説明を省略する。また、この図１において、下面ブラシ装置３の各部には、上面ブラシ装置２の対応部分に付した参照符号と同一の参照符号を付している。
【００２６】
上面ブラシ装置２は、ほぼ鉛直な回転軸線Ｏを中心に回転自在に設けられた回転軸２１と、この回転軸２１の下端に取り付けられて、ウエハＷの上面をスクラブするための洗浄ブラシユニット２２とを備えている。回転軸２１は、中空軸とされていて、その内部には、ウエハＷの上面に洗浄液を供給するための洗浄液ノズル２３が挿通されている。この洗浄液ノズル２３は、洗浄ブラシユニット２２の下面中央に形成された開口２２ａ内に吐出口を有しており、この吐出口からウエハＷの上面中央に向けて処理液を供給する中心軸ノズルの形態を有している。洗浄液ノズル２３には、処理液供給源２４から処理液供給バルブ２５を介して処理液が供給されるようになっている。
【００２７】
回転軸２１には、モータなどを含む回転駆動部２６から回転力が入力されるようになっている。回転駆動部２６から回転軸２１に回転力が入力されると、回転軸２１および洗浄ブラシユニット２２が回転軸線Ｏまわりに回転する。また、回転軸２１には、昇降駆動部２７が結合されており、洗浄ブラシユニット２２を、その下面がウエハＷの上面に接触する接触位置とウエハＷの上面から大きく離間した離間位置との間で昇降できるようになっている。
【００２８】
ウエハ保持装置１に対するウエハＷの受け渡し時には、上面ブラシ装置２および下面ブラシ装置３の洗浄ブラシユニット２２が離間位置にされている。ウエハ保持装置１にウエハＷが保持されると、上面ブラシ装置２および下面ブラシ装置３の洗浄ブラシユニット２２が互いに接近する方向に移動されて、上面ブラシ装置２および下面ブラシ装置３の洗浄ブラシユニット２２でウエハＷを挟み込んだ状態とされる。この状態で、ウエハＷが回転されるとともに、上面ブラシ装置２および下面ブラシ装置３の洗浄ブラシユニット２２が回転されることにより、ウエハＷの上下面が洗浄ブラシユニット２２によってスクラブされる。また、洗浄ブラシユニット２２によるスクラブの間、そのウエハＷの上下面の中央に、洗浄液ノズル２３から洗浄液が供給される。これにより、ウエハＷの上下面がスクラブ洗浄され、基板の表面に付着している汚染物質が化学的および機械的に除去される。
【００２９】
なお、洗浄液ノズル２３から供給される洗浄液としては、たとえば、フッ酸、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、酢酸、アンモニアおよびこれらの過酸化水素水溶液などの薬液、ならびに純水を例示することができる。
図２は、洗浄ブラシユニット２２の構成を示す分解斜視図である。洗浄ブラシユニット２２は、回転軸２１に対して着脱可能に構成された取付ベース４０と、この取付ベース４０にブラシ押さえ部材６０によって取り付けられる４個の洗浄ブラシ５０とを備えている。
【００３０】
取付ベース４０は、円板部４１と円板部４１の周縁から立ち上がった周壁部４２とを有しており、円板部４１と周壁部４２とで囲まれる空間４０ａは、回転軸２１の下端を嵌め込むことができる凹部になっている。円板部４１の中央には、図１に示す洗浄液ノズル２３の吐出口が配置される開口２２ａが形成されている。また、円板部４１の空間４０ａに臨む面と反対側の面には、洗浄ブラシ５０を取り付けるための取付凹部４３が、円板部４１の周方向にほぼ９０度ずつずれた４つの位置に空間４０ａ側に一段窪んで形成されている。取付凹部４３内には、固定用ピン７０の先端部をそれぞれ挿入可能な６個の挿入孔４３１が形成されている。
【００３１】
４個の洗浄ブラシ５０は、それぞれ、ＰＶＡ、ポリウレタン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの材料を用いて一体的に形成されており、図３の平面図および図４の断面図に示すように、平板部５１と、この平板部５１の一方面５１ａに長手方向に沿って形成された接触部５２とからなる。
平板部５１は、取付ベース４０の取付凹部４３に対応した平面形状に形成されていて、取付凹部４３に嵌め込むことができるようになっている。平板部５１には、取付凹部４３に嵌め込まれたときに、その取付凹部４３に形成されている各挿入孔４３１と重なる位置に挿通孔５１１が形成されている。各挿通孔５１１は、固定用ピン７０を挿通することができる径を有している。
【００３２】
接触部５２は、ウエハＷの表面に接触してスクラブする部分であり、断面形状が山型の２つの突条部５２１と、この２つの突条部５２１に挟まれたＶ字状の谷部５２２とを有している。谷部５２２が設けられていることにより、ウエハＷの表面中央に供給された洗浄液の一部を、その谷部５２２を通してウエハＷの端縁へ良好に導くことができる。
また、接触部５２の長手方向に沿った側面５２ａは、曲面５３を介して平板部５１の一方面５１ａと接続されている。すなわち、この洗浄ブラシ５０では、平板部５１の一方面５１ａと接触部５２の側面５２ａとが曲面５３で接続されている。別の言い方をすれば、洗浄ブラシ５０の根元のくびれた部分が曲面５３となっている。これにより、洗浄ブラシ５０の接触部５２をウエハＷの表面に接触させた状態で洗浄ブラシユニット２２が回転されたときに、その回転によって接触部５２がウエハＷから受ける力が平板部５１と接触部５２との境界部分に集中することを防止できる。
【００３３】
ブラシ押さえ部材６０は、図５の平面図に示すように、平面視において洗浄ブラシ５０の平板部５１とほぼ同じ外形サイズを有する板状の部材である。言い換えれば、ブラシ押さえ部材６０は、取付ベース４０の取付凹部４３に対応した外形を有しており、その取付凹部４３に、取付凹部４３の内側面との間にほとんど隙間を生じることなく嵌め込むことができるようになっている。
ブラシ押さえ部材６０には、洗浄ブラシ５０の接触部５２が通過可能な開口部６１が形成されている。また、取付凹部４３に嵌め込まれたときに、その取付凹部４３に形成されている各挿入孔４３１と重なる位置に挿通孔６２が形成されている。各挿通孔６２は、固定用ピン７０を挿通することができる径を有している。さらに、ブラシ押さえ部材６０の洗浄ブラシ５０と接触する面６０ａには、複数個（たとえば、６個）の突起６３が形成されている。ブラシ押さえ部材６０にはさらに、洗浄ブラシ５０の脱落を防止するための脱落防止壁部６４が、取付ベース４０の周縁に対応して円弧状に形成された端縁から洗浄ブラシ５０との接触面６０ａ側に立ち上がって形成されている。
【００３４】
上記の構成により、洗浄ブラシ５０の接触部５２をブラシ押さえ部材６０のブラシ接触面６０ａ側からブラシ押さえ部材６０の開口部６１に挿通し、接触部５２を取付ベース４０と反対に向けて、ブラシ押さえ部材６０を取付ベース４０の取付凹部４３に嵌め込むことにより、ブラシ押さえ部材６０の開口部６１の両側の部分６５で洗浄ブラシ５０の平板部５１を取付ベース４０に押し付けることができる。この状態で、洗浄ブラシ５０に形成されている挿通孔５１１とブラシ押さえ部材６０に形成されている挿通孔６２とが連通し、さらに、これらの挿通孔５１１および挿通孔６２が取付凹部４３内の挿入孔４３１と連通する。そして、その連通している挿通孔６２および挿通孔５１１を介して挿入孔４３１に固定用ピン７０を挿入することにより、洗浄ブラシ５０を、ブラシ押さえ部材６０で取付ベース４０に押し付けた状態で固定することができる。
【００３５】
このように固定用ピン７０が洗浄ブラシ５０にも挿通されているので、使用に伴って、洗浄ブラシ５０の取付位置がずれるおそれがない。また、洗浄ブラシ５０がブラシ押さえ部材６０によって取付ベース４０に押し付けられたときに、ブラシ押さえ部材６０のブラシ接触面６０ａに形成されている突起６３が洗浄ブラシ５０に食い込むので、これによっても、洗浄ブラシ５０の位置がずれるのを防止できる。ゆえに、この実施形態に係る洗浄ブラシユニット２２は、洗浄ブラシ５０の脱落のおそれがない。
【００３６】
さらに、洗浄ブラシ５０が取付ベース４０に取り付けられた状態で、洗浄ブラシ５０の平板部５１は、その取付ベース４０の周縁側の端面がブラシ押さえ部材６０の脱落防止壁部６４に対向する。これにより、洗浄ブラシ５０が洗浄ブラシユニット２２の回転による遠心力で取付ベース４０の半径方向外方にずれることを確実に防止でき、洗浄ブラシ５０の脱落のおそれを一層なくすことができる。また、洗浄ブラシ５０の平板部５１の一方面５１ａと接触部５２の側面５２ａとが曲面５３で接続されていることにより、ウエハＷから受ける力が平板部５１と接触部５２との境界部分に集中することを防止できる。そのうえ、図６の断面図に示すように、ブラシ押さえ部材６０の開口部６１の周縁であって、その開口部６１に洗浄ブラシ５０の接触部５２が挿通されたときに曲面５３と対向する端縁６１１には面取り加工が施されていて、曲面５３に対応した曲面にされている。これにより、洗浄ブラシユニット２２の回転によって、洗浄ブラシ５０がブラシ押さえ部材６０の開口部６１の端縁６１１に強く押し付けられても、その端縁６１１から洗浄ブラシ５０の曲面５３に局所的な力が作用するおそれがない。よって、洗浄ブラシ５０は、平板部５１と接触部５２との境界部分（曲面５３）に亀裂などを生じにくく、従来の洗浄ブラシよりも長い期間の使用に耐えることができる。
【００３７】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の実施形態では、洗浄ブラシユニット２２の下面中央からウエハＷに洗浄液が供給されるとしたが、ウエハＷに洗浄液を供給するための洗浄液ノズルを洗浄ブラシユニット２２から離れた位置に設けて、洗浄ブラシユニット２２の外からウエハＷに洗浄液が供給されるようにしてもよい。
【００３８】
また、上述の実施形態では、ウエハＷの両面にスクラブ洗浄を行う装置を例にとったが、この発明は、ウエハＷの一方面のみをスクラブ洗浄する装置に適用されてもよい。この場合、ウエハＷを保持して回転させるための装置として、複数個の保持ローラ１１でウエハＷを保持して回転させる構成のものに限らず、ウエハＷの上面または下面を真空吸着して保持するバキュームチャックが採用されてもよい。
【００３９】
さらに、基板洗浄装置による処理対象の基板は、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板および磁気／光ディスク用基板などの他の種類の基板であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の構成を概念的に示す側面図である。
【図２】洗浄ブラシユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３】洗浄ブラシの平面図である。
【図４】図３に示す切断面線IV−IVから見た断面図である。
【図５】ブラシ押さえ部材の平面図である。
【図６】図５に示す切断面線VI−VIから見た断面図である。
【図７】従来の洗浄ブラシユニットの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１      ウエハ保持装置
２      上面ブラシ装置
３      下面ブラシ装置
２１    回転軸
２２    洗浄ブラシユニット
２３    洗浄液ノズル
２４    処理液供給源
２５    処理液供給バルブ
２６    回転駆動部
４０    取付ベース
５０    洗浄ブラシ
５１    平板部
５１ａ  一方面
５１１  挿通孔
５２    接触部
５２ａ  側面
５３    曲面
６０    ブラシ押さえ部材
６０ａ  ブラシ接触面
６１    開口部
６２    挿通孔
６３    突起
６４    脱落防止壁部
７０    固定用ピン
Ｏ      回転軸線
Ｗ      ウエハ
【図１】
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【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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