JP2009140961A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面のデバイス形成領域に処理液による悪影響を与えることなく、基板の周縁部から汚染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。
【解決手段】ブラシ１１に関連して、処理液を吸引するための吸引ノズル７０が設けられている。吸引ノズル７０の先端部は、第１接触面３２と第２接触面３３との境界部分３４に対向する先端面７２と、第１接触面３２および第２接触面３３と当接する当接面７３とを有している。先端面７２には、吸引口７４が形成されている。吸引ノズル７０に接続された吸引管７６は、処理室２の外部へ延びており、その先端は、真空発生装置６０に接続されている。真空発生装置６０が駆動されると、ブラシ１１の内部に含まれる処理液は吸引口７４に吸引され、ブラシ１１の内部に吸引口７４に向かう処理液の流れが形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板の周縁部に対する洗浄処理のための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。

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を生じるおそれがある。

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。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当接させるとともに、ウエハの周縁部とブラシとの接触部分に向けて、処理液ノズルから、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）。
特開平６−４５３０２号公報 特開２００３−１９７５９２号公報

ところが、この提案にかかる装置では、処理液が基板の周縁部におけるブラシの接触する領域から拡がり、基板のデバイス形成領域に進入するおそれがある。デバイス形成領域に処理液が進入すると、デバイス形成領域に形成されている金属膜の酸化など、デバイス形成領域に処理液による悪影響を与えてしまうことがある。
このような問題を回避するため、ブラシに処理液を供給しないことも考えられるが、そうすると、ブラシにより基板の周縁部から掻き取られた汚染が周縁部上に残り、その汚染が残存したまま基板が乾燥されることにより、汚染の基板へのこびりつきが発生するおそれがある。

そこで、この発明の目的は、基板の表面のデバイス形成領域に処理液による悪影響を与えることなく、基板の周縁部から汚染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。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、接触面（３２，３３）を有し、処理液が含浸した状態で、基板（Ｗ）の周縁部（４０，４１，４２）に前記接触面が接触されるように配置されるブラシ（１１）と、前記ブラシに対向配置される吸引口（７４，７４Ａ，７４Ｂ）を介して、前記ブラシに含浸される処理液を吸引するための吸引手段（７０，６０）とを含むことを特徴とする、基板処理装置である。

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、ブラシに対向配置された吸引口を介して、ブラシの内部に含浸された処理液が吸引される。この処理液の吸引により、ブラシの内部に、吸引口に向かう処理液の流れが形成される。処理液を含浸した状態のブラシを基板の周縁部に接触させると、ブラシにおける基板との接触面から処理液が染み出し、その処理液が基板の周縁部に供給される。このとき、ブラシの内部に形成された処理液の流れにより、ブラシにおける基板との接触面に供給される処理液の量が規制される。これにより、その接触面からの処理液の染み出し量を規制することができ、基板の周縁部に適量の処理液を供給することができる。その結果、基板の表面のデバイス形成領域への処理液の進入を防止することができ、デバイス形成領域に処理液による悪影響を与えることなく、基板の周縁部から汚染を良好に除去することができる。

また、吸引手段によって、処理液とともに、ブラシに含まれる汚染も吸引される。これにより、ブラシの内部に含まれる汚染を除去することができる。
請求項２に記載のように、前記吸引手段は、前記吸引口（７４，７４Ａ）を有し、先端部（７２，７３）が前記ブラシに接触するように配置される吸引ノズル（７０，７０Ａ）を備えていてもよい。

この場合、請求項３に記載のように、前記ブラシは、基板の表面に垂直な垂線方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状に形成され、前記接触面は、基板の表面に垂直な垂線方向の一方側に向けて狭まる形状の第１接触面（３２）と、前記第１接触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接触面（３３）とを含み、前記吸引ノズルは、第１接触面と前記第２接触面との境界部分（３４）に対向する先端面（７２）と、この先端面に連続し、前記第１接触面および前記第２接触面に当接する当接面（７３）とを有していることが好ましい。

この構成によれば、吸引ノズルの当接面が第１接触面および第２接触面に当接した状態で、先端面は第１接触面と第２接触面との境界部分に対向する。したがって、吸引ノズルの先端面または当接面に吸引口を設ければ、その吸引口をブラシに対して確実に対向配置させることができる。
請求項４記載のように、前記吸引口（７４）が前記先端面に形成されている場合、吸引口を第１接触面と第２接触面との境界部分に対向させることができるので、ブラシの内部に、第１接触面と第２接触面との境界部分に向かう処理液の流れを形成することができる。

また、請求項５のように、前記吸引口（７４Ａ）が前記当接面に形成されている場合、吸引口を第１接触面または第２接触面に対向させることができ、ブラシの内部に、第１接触面または第２接触面に向かう処理液の流れを形成することができる。したがって、第１接触面および第２接触面における基板との接触位置から離れた位置に吸引ノズルの当接面を当接させることにより、ブラシにおける基板との接触面からの処理液の染み出し量を抑制することができる。

また、請求項６記載の発明は、前記基板の表面に垂直な垂線方向に延び、前記ブラシに挿通された芯材（２２Ｂ）を備え、前記吸引口（７４Ｂ）は、前記芯材における前記ブラシとの接触面（８０）に形成されており、前記吸引手段は、前記芯材に形成され、前記吸引口に接続された吸引路（８２）を備えていることを特徴とする、請求項１記載の基板処理装置である。

この発明によれば、ブラシに芯材が挿通されており、この芯材におけるブラシとの接触面に吸引口が形成されている。このため、ブラシの内部に、芯材に向かう処理液の流れを形成することができる、その結果、ブラシにおける基板との接触面からの処理液の染み出し量を確実に抑制することができる。
請求項７記載の発明は、前記ブラシを、前記基板の表面と垂直をなす所定の軸線まわりに回転させる手段（１５）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理装置である。

この発明によれば、回転状態にあるブラシの内部に含浸される処理液が、吸引口から処理液が吸引される。
回転状態にあるブラシでは、ブラシの回転による遠心力により、ブラシから処理液は染み出し易い。しかしながら、ブラシの内部に処理液の流れを形成することができるので、ブラシにおける基板との接触面からの処理液の過剰な染み出しを抑制することができる。

請求項８記載の発明は、前記ブラシの内部に処理液が浸透し、その浸透した処理液が前記接触面に供給されるように、前記ブラシに対して処理液を供給する処理液供給機構（２４，２５，３６，３７，３９）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の基板処理装置である。
この発明によれば、処理液は、ブラシの内部を浸透し、ブラシの内部から基板との接触面に供給される。これにより、ブラシにおける基板との接触面に処理液が供給されるときに、処理液が周囲に飛散するのを防止することができる。よって、基板のデバイス形成領域に処理液の飛沫が付着するのを防止することができ、デバイス形成領域が処理液による悪影響を受けることを確実に防止することができる。

また、吸引手段による吸引により、ブラシの内部への処理液の浸透が補助されるので、ブラシに処理液を良好に浸透させることができる。
請求項９記載の発明は、前記ブラシにおける前記接触面とは異なる上端面（１１ａ）に接して配置されたブロック体（２１）をさらに含み、前記処理液供給機構は、前記ブロック体の上面に形成され、液を溜めることができる溝（２４）と、前記溝に対し、処理液を供給するための処理液供給手段（３６，３７，３９）と、前記ブロック体を貫通して形成され、前記溝の底面と前記ブラシの前記上端面とを接続する接続路（２５，２５Ｂ）とを含むことを特徴とする、請求項８記載の基板処理装置である。

この発明によれば、処理液供給手段から溝に供給された処理液は、溝に溜められるとともに、接続路をブラシの上端面に向けて流れる。そして、ブラシの上端面に達した処理液は、ブラシの内部に浸透し、ブラシの内部を通って接触面に供給される。これにより、ブラシに処理液が供給されるときに、ブラシの周囲に処理液が飛散することを防止することができる。

請求項１０記載の発明は、前記処理液供給手段は、前記溝よりも上方位置に配置されて、前記溝に向けて処理液を吐出する吐出口（３７）を含むことを特徴とする、請求項８または９記載の基板処理装置である。
この発明によれば、吐出口から溝に向けて処理液を吐出させることにより、処理液を溝に供給することができる。

請求項１１記載の発明は、前記ブラシは、基板の表面に垂直な垂線方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状に形成され、前記接続路（２５）は、前記ブラシに近づくにつれて前記中心軸線に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の基板処理装置である。
この発明によれば、接続路がブラシに近づくにつれて中心軸線に近づくように傾斜しているので、ブラシの回転軸線近くに処理液が供給される。そして、ブラシに供給された処理液は、回転軸線近くからブラシ全体に拡がっていく。このため、処理液がブラシにおける基板との接触面に集中的に供給されることを防止することができる。その結果、基板の周縁部に供給される処理液の量をより一層抑制することができる。

請求項１２記載の発明は、処理液が含浸されたブラシ（１１）を、その接触面（３２，３３）が基板（Ｗ）の周縁部（４０，４１，４２）に接触するように配置する工程（Ｓ４，Ｓ６）と、前記ブラシに含浸される処理液を、前記ブラシに対向配置される吸引口を介して吸引する工程（Ｓ５）とを含むことを特徴とする、基板処理方法である。
この方法によれば、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。

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（以下、単に「ウエハ］という。）Ｗ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ためのスピンチャック３と、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ機構４とを備えている。

なお、ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面の周縁領域４０、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２を含む部分をいう。また、周縁領域４０，４１とは、たとえば、ウエハＷの周端縁から幅０．５〜５ｍｍの環状領域をいう。
スピンチャック３は、真空吸着式チャックである。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５と、このスピン軸５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裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース６と、スピン軸５と同軸に結合されたブラシ回転軸を有するスピンモータ７とを備えている。これにより、ウエハＷの裏面が吸着ベース６に吸着保持された状態で、スピンモータ７が駆動されると、ウエハＷがスピン軸５の中心軸線まわりに回転する。

ブラシ機構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揺動アーム９と、ウエハＷの回転範囲外に設定されて、揺動アーム９を支持するアーム支持軸１０と、揺動アーム９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１１とを備えている。
アーム支持軸１０は、鉛直方向に延びて設けられている。このアーム支持軸１０の上端部は、揺動アーム９の一端部（基端部）の下面に結合されている。アーム支持軸１０には、揺動駆動機構１２の駆動力が入力されるようになっている。揺動駆動機構１２の駆動力をアーム支持軸１０に入力して、アーム支持軸１０を往復回転させることによって、揺動アーム９を、アーム支持軸１０を支点に揺動させることができる。具体的には、揺動アーム９の揺動により、ブラシ１１が、ウエハＷの周縁部と接触して、その周縁部を洗浄する処理位置（図１に、揺動アーム９を二点鎖線で示す。）と、スピンチャック３の側方のホームポジション（図１に、揺動アーム９を実線で示す。）との間を移動するようになっている。

また、アーム支持軸１０には、昇降駆動機構１３が結合されている。昇降駆動機構１３により、アーム支持軸１０を上下動させて、このアーム支持軸１０と一体的に揺動アーム９を上下動させることができる。
揺動アーム９の先端部には、鉛直方向に延びるブラシ回転軸１４が回転可能に設けられている。ブラシ回転軸１４には、揺動アーム９の内部において、ブラシ回転軸１４を回転させるためのブラシ自転機構１５が結合されている。一方、ブラシ回転軸１４には、ホルダ取付部１６（図３参照）を介して、ホルダ２０が取り付けられている。ホルダ２０の下方に、ブラシ１１が取り付けられている。ブラシ１１の周囲は、カバー体４９により覆われている。

図３は、ブラシ周辺の構成を示す断面図である。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。
ブラシ回転軸１４の下端部には、ホルダ取付部１６が固定されている。ホルダ取付部１６は、ブラシ回転軸１４が挿通されて、ブラシ回転軸１４に固定された円板状の上面部１７と、この上面部１７の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部１８と、この側面部１８の下端縁に固定された円環状の下面部１９とを一体的に備えている。下面部１９の内周面には、ねじが切られている。このねじとホルダ２０の後述するねじ部２８に形成されているねじとを螺合させることによって、ホルダ２０をホルダ取付部１６に取り付けることができる。

ホルダ２０は、略円柱形状のブロック体２１と、ブロック体２１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８と、ブロック体２１の下方において、その中心軸線に沿って配置され、上端部がブロック体２１の下面に挿入されて固定された芯材２２と、この芯材２２の下端に取り付けられたプレート２３とを備えている。
ブロック体２１は、ブラシ１１の上端面１１ａに接するように配置されている。ブロック体２１は、樹脂により形成されている。ブロック体２１の上面には、液を溜めることのできる貯留溝２４が形成されている。

貯留溝２４は、ブロック体２１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２４の底面は、ブロック体２１の上下方向の途中部に位置している。
ブロック体２１には、ブロック体２１を貫通して、貯留溝２４の底面とブラシ１１の上端面１１ａとを接続する接続路２５が、複数（たとえば、４個）形成されている。各接続路２５は、貯留溝２４の底面において、その外周寄りに開口する上開口２６と、ブロック体２１の下面において、この上開口２６よりもその中心軸線側に開口する下開口２７とを連通している。各接続路２５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°傾斜している。複数の接続路２５の上開口２６は、図４に示すように、貯留溝２４の底面に、ブロック体２１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。

支持軸８は、ブロック体２１と一体的に形成されている。支持軸８の上端部には、周面にねじが切られたねじ部２８が一体的に形成されている。
また、芯材２２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２３の中心を貫通するボルト２９がねじ込まれることによって、プレート２３が芯材２２に着脱可能に取り付けられている。

ブラシ１１は、芯材２２に外嵌されて、ブロック体２１とプレート２３との間に挟持されている。このブラシ１１は、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材からなる。このブラシ１１は、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２を洗浄するための第１洗浄部３０と、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２を洗浄するための第２洗浄部３１とを上下に一体的に備え、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。

第１洗浄部３０は、その上部３０ａが略円筒状をなし、下部３０ｂが下方に向けて狭まる略円錐台状をなしている。第１洗浄部３０の下部３０ｂの側面は、上端縁が上部３０ａの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対してたとえば４５°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３０において、下部３０ｂの側面がウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２に接触する第１接触面３２となっている。

第２洗浄部３１は、第１洗浄部３０の下端に一体的に結合されて、第１洗浄部３０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３１は、上部３１ａが下方に向けて拡がる略円錐台状をなし、下部３１ｂが略円筒状をなしている。第２洗浄部３１の上部３１ａの側面は、上端縁が第１洗浄部３０の下部３０ｂの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５°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３１ａの側面の下端縁は、下部３１ｂの側面の上端縁に連続している。この第２洗浄部３１において、上部３１ａの側面がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触する第２接触面３３となっている。

揺動アーム９のケーシングの下端縁には、処理液供給ブロック３５が固定されている。この処理液供給ブロック３５の内部には、水平方向に延びる処理液供給管３６が埋設されている。処理液供給ブロック３５の下面には、貯留溝２４の上方に、吐出口３７が開口している。処理液供給ブロック３５の内部には、処理液供給管３６の先端部と吐出口３７とを連通する小径（たとえば０．１ｍｍ）の吐出路３８が形成されている。吐出路３８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°傾斜している。

処理液供給管３６には、処理液バルブ３９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ようになっている。処理液バルブ３９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３６および吐出路３８を介して吐出口３７に供給されて、吐出口３７から貯留溝２４の内部に向けて吐出される。
吐出口３７から吐出された処理液は、貯留溝２４に溜められるとともに、接続路２５を、ブラシ１１の上端面１１ａに向けて流れる。そして、ブラシ１１の上端面１１ａに達した処理液は、ブラシ１１の内部に浸透し、ブラシ１１の内部を通って第１接触面３２および第２接触面３３に供給される。下開口２７が上開口２６よりもその中心軸線側に開口しているので、ブラシ１１の回転軸線近くに処理液が供給される。

なお、処理液としては、純水が用いられる。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を処理液として用いてもよい。また、処理液として、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（ＳＣ１）などの薬液を用いることもできる。
カバー体４９は、その内部にブラシ１１を収容するものであり、ブラシ１１の回転軸線を中心とする有底四角筒状に形成されている。カバー体４９は、ブラシ１１の側方を取り囲む側壁５１と、この側壁５１を下方から閉鎖する底壁５２とを有している。側壁５１には、ブラシ１１におけるウエハＷとの接触部分と対向する領域に、ウエハＷの周縁部を受け入れるための開口５３が形成されている。

カバー体４９に関連して、処理液を吸引するための吸引ノズル７０が取り付けられている。この吸引ノズル７０は、開口５３側と反対側の側壁５１に形成されたノズル用孔４４に挿通されて、その先端部がブラシ１１に接触するように配置されている。吸引ノズル７０には、支持板４６が一体的に取り付けられており、この支持板４６が、開口５３側と反対側の側壁５１に設けられた取付板４５に固定されることにより、吸引ノズル７０は、カバー体４９に固定されている。

図５は、図３のブラシおよび吸引ノズルを、切断面線Ｖ−Ｖで切断したときの断面図である。図３および図５を参照して、吸引ノズル７０について説明する。吸引ノズル７０の先端部は円錐台形状に形成されており、第１接触面３２と第２接触面３３との境界部分３４に対向する先端面７２と、第１接触面３２および第２接触面３３と当接する当接面７３とを有している。吸引ノズル７０は、ブラシ１１の中心を通る鉛直軸線に対して、ウエハＷの表面領域におけるブラシ接触領域Ｐと反対側に配置されている。

吸引ノズル７０は、その内部に形成された吸引路７５を有している。吸引路７５は一端が先端面７２において開放され、先端面７２には、その吸引路７５が開放されることによる吸引口７４が形成されている。吸引路７５の他端には、吸引管７６が接続されている。吸引管７６は、処理室２の外部へ延びており、その先端は、吸引管７６内を真空吸引するための真空発生装置６０に接続されている。

真空発生装置６０が駆動されることにより、ブラシ１１の内部に含まれる処理液は、吸引口７４、吸引路７５および吸引管７６を介して真空発生装置６０に吸引される。真空発生装置６０に吸引された処理液は、図示しない廃気液設備により処理される。
図６は、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。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部５０を備えている。

この制御部５０には、スピンモータ７、揺動駆動機構１２、昇降駆動機構１３、ブラシ自転機構１５、処理液バルブ３９および真空発生装置６０が制御対象として接続されている。
図７は、基板処理装置におけるウエハの処理を説明するための工程図である。以下、その表面の中央部（デバイス形成領域）にＬｏｗ−ｋ膜（疎水性膜）が形成されたウエハＷを洗浄する場合を例にとって説明するが、この洗浄処理は、その表面の中央部に銅配線が形成されたウエハＷを洗浄対象とすることもできるし、それ以外のウエハＷを洗浄対象とすることもできる。

処理対象のウエハＷの搬入前は、揺動アーム９がその搬入の妨げにならないように、ブラシ１１はホームポジションに配置されている。このブラシ１１の貯留溝２４には、所定の量の処理液が溜められており、そのため、ブラシ１１には、十分な量の処理液が含浸されている。
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５０によりスピンモータ７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）。

また、制御部５０によりブラシ自転機構１５が制御されて、ブラシ１１が、たとえば、１００〜２００ｒｐｍの回転速度で、ウエハＷの回転方向と同方向に回転される。その後、制御部５０により揺動駆動機構１２および昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触される（ステップＳ３）。

具体的には、まず、昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１が予め設定された高さの位置に移動され、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷの周端面４２に対向する。次に、揺動駆動機構１２が制御されて、揺動アーム９が旋回し、ブラシ１１が水平移動することにより、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触し、押し付けられる。これにより、ブラシ１１の第２接触面３３にウエハＷが食い込み、ブラシ１１の内部に含浸されている処理液が染み出し、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に処理液が供給される。そして、ウエハＷおよびブラシ１１が同方向に回転されることにより、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２と第２接触面３３とが摺擦し、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２が洗浄される。

ブラシ１１から処理液が染み出し、ブラシ１１に含浸された処理液の量が減少すると、ブロック体２１の貯留溝２４に溜められている処理液がブラシ１１へと供給される。したがって、ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に対する裏面側洗浄処理の実行に伴って、貯留溝２４に溜められている処理液の量が減少する。
ブラシ１１がウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２に接触すると同時に、制御部５０により処理液バルブ３９が開かれる。これにより、吐出口３７からブロック体２１の貯留溝２４に向けて処理液が吐出される（ステップＳ４）。このときの吐出口３７からの処理液の吐出流量は、たとえば３０ｍＬ／ｍｉｎである。吐出口３７からの処理液は、ブロック体２１の貯留溝２４に溜められる。

また、制御部５０により真空発生装置６０の駆動が開始される（ステップＳ５）。真空発生装置６０の駆動開始に伴い、ブラシ１１の内部の処理液が、吸引口７４から吸引される。これにより、ブラシ１１の内部に、吸引口７４に向かう処理液の流れが形成される。
ウエハＷの裏面の周縁領域４１および周端面４２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５０により昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１が所定の高さまで下降される。これにより、ブラシ１１の第２接触面３３がウエハＷから離れ、第１接触面３２にウエハＷの周縁部が接触し、押し付けられる（ステップＳ６）。これにより、ブラシ１１の第１接触面３２にウエハＷが食い込み、ブラシ１１の内部に含浸されている処理液が染み出し、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２に処理液が供給される。そして、ウエハＷおよびブラシ１１が同方向に回転されることにより、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２と第１接触面３２とが摺擦し、ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２が洗浄される。

ウエハＷの表面の周縁領域４０および周端面４２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５０により揺動駆動機構１２および昇降駆動機構１３が制御されて、ブラシ１１が処理開始前のホームポジションに退避される（ステップＳ７）。また、ブラシ１１がホームポジションに戻される間に、ブラシ自転機構１５が制御されて、ブラシ１１の回転が停止される。さらに、制御部５０によって処理液バルブ３９が閉じられて、吐出口３７からの処理液の吐出が停止される（ステップＳ８）。また、制御部５０によって真空発生装置６０の駆動が停止される（ステップＳ９）。

その後は、制御部５０によりスピンモータ７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Ｓ１０）、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Ｓ１１）。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Ｓ１２）。

この実施形態によれば、ブラシ１１に対向配置された吸引口７４を介して、ブラシ１１の内部に含浸された処理液が吸引される。この処理液の吸引により、ブラシ１１の内部に、吸引口７４に向かう処理液の流れが形成される。処理液を含浸した状態のブラシ１１を、基板の周縁部４０，４１，４２に接触させると、ブラシ１１に含まれる処理液がウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給される。このとき、ブラシ１１の内部に形成された処理液の流れにより、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給される処理液の量が規制される。これにより、接触面３２，３３からの処理液の染み出し量を規制することができ、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に適量の処理液を供給することができる。その結果、ウエハＷの表面のデバイス形成領域への処理液の進入を防止することができ、デバイス形成領域に処理液による悪影響を与えることなく、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２から汚染を良好に除去することができる。

また、吸引ノズル７０により、処理液とともに、ブラシ１１に含まれる汚染も吸引される。これにより、ブラシ１１の内部に含まれる汚染を除去することができる。
さらに、処理液は、ブラシ１１の内部を浸透し、ブラシ１１の内部からウエハＷとの接触面３２，３３に供給される。これにより、ブラシ１１におけるウエハＷとの接触面３２，３３に処理液が供給されるときに、処理液が周囲に飛散するのを防止することができる。よって、ウエハＷのデバイス形成領域に処理液の飛沫が付着するのを防止することができる。

さらにまた、吸引口７４からの吸引により、ブラシ１１の内部への処理液の浸透が補助されるので、ブラシ１１に処理液を良好に浸透させることができる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
図８は、本発明の他の実施形態を示すブラシの側面図である。

図８に示す吸引ノズル７０Ａは、図３に示す吸引ノズル７０に代えて用いることができ、吸引ノズル７０とは異なり、吸引口７４Ａが第２接触面３３と当接する当接面７３に開口している。吸引ノズル７０Ａの内部には、吸引路７５Ａが形成されている。吸引路７５Ａは、先端部で下方側に屈曲しており、吸引路７５Ａは、吸引口７４Ａと連通している。真空発生装置６０が駆動されると、ブラシ１１の内部の処理液が吸引口７４Ａから吸引され、ブラシ１１の内部に、吸引口７４Ａに向かう処理液の流れが形成される。

この図８の実施形態では、第２接触面３３は境界部分３４よりも下方に位置するため、ブラシ１１の内部全体に処理液を染み込ませることができる。これにより、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給される処理液の量をより一層抑制することができる。
図９は、本発明のさらに他の実施形態を示す図である。ブラシ１１に挿通された芯材２２Ｂの内部には、鉛直方向に延びる吸引路８２が形成されている。芯材２２Ｂの下端部（境界部分３４よりも下方）には、複数（図９では２つ）の吸引口７４Ｂが形成されている。各吸引口７４Ｂは、芯材２２Ｂにおけるブラシ１１との接触面である第３接触面８０に形成されている。吸引路８２は、その下端で複数の分岐路に分岐し、各分岐路は、吸引口７４Ｂに連通している。また、ホルダ２０Ｂの支持軸８Ｂの内部には、その中心軸線上に配置する吸引管８１が挿通されている。吸引管８１の下端は、吸引路８２の上端に接続されている。

この図９に示す実施形態によれば、吸引口７４Ｂが第３接触面８０に対向する。そして、ブラシ１１の内部に、芯材２２Ｂに向かう処理液の流れが形成される。したがって、処理液はブラシ１１の内側に集められる。これにより、ウエハＷの周縁部４０，４１，４２に供給される処理液の量をより一層抑制することができる。
そして、この図９に示す実施形態では、吸引口７４Ｂが芯材２２Ｂの下端部に形成されているので、ブラシ１１の内部全体に処理液を染み込ませることができる。

また、図３の実施形態では、接続路２５は、ブラシ１１に近づくにつれてその中心軸線に近づくように傾斜しているものとして説明したが、図９に示す接続路２５Ｂのように、鉛直方向に延びるように形成されていてもよい。
さらに、たとえば、前記の実施形態では、ブラシ１１の内部に処理液を浸透させ、その内部からブラシ１１の接触面３２，３３に処理液を供給する構成を例にとって説明したが、たとえば、ブラシ１１への処理液の供給のために、ウエハＷの裏面に処理液を供給する構成を採用することもできる。

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。

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１に示す基板処理装置の内部の図解的な側面図である。 ブラシ周辺の構成を示す断面図である。 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３のブラシおよび吸引ノズルを、切断面線Ｖ−Ｖで切断したときの断面図である。 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。 基板処理装置におけるウエハの処理を説明するための工程図である。 本発明の他の実施形態を示す側面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１１ ブラシ
１１ａ 上端面
１５ ブラシ自転機構（ブラシ回転手段）
２１ ブロック体
２２Ｂ 芯材
２４ 貯留溝
２５ 接続路
３２ 第１接触面
３３ 第２接触面
３４ 境界部分
３６ 処理液供給管（処理液供給手段）
３７ 吐出口
３９ 処理液バルブ（処理液供給手段）
６０ 真空発生装置
７０，７０Ａ 吸引ノズル
７２ 先端面
７３ 当接面
７４，７４Ａ，７４Ｂ 吸引口
８０ 第３接触面
８２ 吸引路
Ｐ ブラシ接触領域
Ｗ ウエハ

Claims (12)

1. 接触面を有し、処理液が含浸した状態で、基板の周縁部に前記接触面が接触されるように配置されるブラシと、
   前記ブラシに対向配置される吸引口を介して、前記ブラシに含浸される処理液を吸引するための吸引手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。
2. 前記吸引手段は、前記吸引口を有し、先端部が前記ブラシに接触するように配置される吸引ノズルを備えることを特徴とする、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記ブラシは、基板の表面に垂直な垂線方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状に形成され、
   前記接触面は、基板の表面に垂直な垂線方向の一方側に向けて狭まる形状の第１接触面と、前記第１接触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接触面とを含み、
   前記吸引ノズルは、第１接触面と前記第２接触面との境界部分に対向する先端面と、この先端面に連続し、前記第１接触面および前記第２接触面に当接する当接面とを有していることを特徴とする、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記吸引口が、前記先端面に形成されていることを特徴とする、請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記吸引口が、前記当接面に形成されていることを特徴とする、請求項３記載の基板処理装置。
6. 前記基板の表面に垂直な垂線方向に延び、前記ブラシに挿通された芯材を備え、
   前記吸引口は、前記芯材における前記ブラシとの接触面に形成されており、
   前記吸引手段は、前記芯材に形成され、前記吸引口に接続された吸引路を備えていることを特徴とする、請求項１記載の基板処理装置。
7. 前記ブラシを、前記基板の表面と垂直をなす所定の軸線まわりに回転させる手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記ブラシの内部に処理液が浸透し、その浸透した処理液が前記接触面に供給されるように、前記ブラシに対して処理液を供給する処理液供給機構をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記ブラシにおける前記接触面とは異なる上端面に接して配置されたブロック体をさらに含み、
   前記処理液供給機構は、
   前記ブロック体の上面に形成され、液を溜めることができる溝と、
   前記溝に対し、処理液を供給するための処理液供給手段と、
   前記ブロック体を貫通して形成され、前記溝の底面と前記ブラシの前記上端面とを接続する接続路とを含むことを特徴とする、請求項８記載の基板処理装置。
10. 前記処理液供給手段は、前記溝よりも上方位置に配置されて、前記溝に向けて処理液を吐出する吐出口を含むことを特徴とする、請求項８または９記載の基板処理装置。
11. 前記ブラシは、基板の表面に垂直な垂線方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状に形成され、
    前記接続路は、前記ブラシに近づくにつれて前記中心軸線に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の基板処理装置。
12. 処理液が含浸されたブラシを、その接触面が基板の周縁部に接触するように配置する工程と、
    前記ブラシに含浸される処理液を、前記ブラシに対向配置される吸引口を介して吸引する工程とを含むことを特徴とする、基板処理方法。

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