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JP7750677B2 - Cleaning equipment - Google Patents
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JP7750677B2 - Cleaning equipment - Google Patents

Cleaning equipment

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JP7750677B2 JP2021107528A JP2021107528A JP7750677B2 JP 7750677 B2 JP7750677 B2 JP 7750677B2 JP 2021107528 A JP2021107528 A JP 2021107528A JP 2021107528 A JP2021107528 A JP 2021107528A JP 7750677 B2 JP7750677 B2 JP 7750677B2
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Description

本発明は、洗浄装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device.

半導体素子の製造工程においては、基板である半導体のウェーハの面を高い清浄度で洗浄することが要求される場合がある。例えば、基板の面を平坦化するために、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)を行った後は、基板の面に、有機物、金属を含む研磨屑やスラリの残渣屑などのパーティクル(以下、汚染物とする)が付着している。 In the manufacturing process of semiconductor devices, it is sometimes necessary to clean the surface of the semiconductor wafer, which serves as the substrate, with a high degree of cleanliness. For example, after chemical mechanical polishing (CMP) is performed to flatten the surface of the substrate, particles such as polishing debris containing organic matter and metals, and slurry residue (hereinafter referred to as contaminants) adhere to the surface of the substrate.

汚染物は、平坦な成膜の妨げや、回路パターンのショートにつながるため、製品不良を起こすことになる。そのため、基板を洗浄液で洗浄することにより、除去する必要がある。このような洗浄を行う装置として、回転するブラシを用いる洗浄装置が知られている。この洗浄装置は、基板を回転駆動するとともに、回転するブラシを、洗浄液を介して基板の面に接触させて、基板と平行な方向に移動させる。これにより、洗浄液によって基板の面に付着した汚染物が浮いて、ブラシによって基板の外に排出されるので、基板が全体に亘って洗浄される。 Contaminants can interfere with even film formation and lead to short circuits in circuit patterns, resulting in product defects. Therefore, they must be removed by cleaning the substrate with a cleaning liquid. A known cleaning device for this type of cleaning is one that uses a rotating brush. This cleaning device rotates the substrate and moves the rotating brush in a direction parallel to the substrate, bringing it into contact with the substrate's surface via the cleaning liquid. This causes contaminants adhering to the substrate's surface to float in the cleaning liquid and be expelled from the substrate by the brush, thereby cleaning the entire substrate.

具体的には、基板の周縁部を溝もしくは段部付きのローラによって保持し、そのローラを回転駆動することにより回転させる。一方、洗浄ブラシは揺動アームの先端部に設けられ、揺動アームを揺動させることで、洗浄ブラシを円弧状に移動させる。洗浄液は、ノズルによって、基板の外側から基板の中央付近に向けて、つまり、ブラシの移動経路の途中に向けて吹き付けられる。 Specifically, the peripheral edge of the substrate is held by a grooved or stepped roller, which is then rotated. Meanwhile, the cleaning brush is attached to the tip of a swinging arm, and the swinging arm is swung to move the cleaning brush in an arc. The cleaning liquid is sprayed from the nozzle from the outside of the substrate toward the center of the substrate, that is, toward the middle of the brush's movement path.

ブラシの材質としては、かつてはPVA等のポリアミド系樹脂が用いられていたが、近年ではPTFE、PFA等のフッ素系樹脂が用いられることが多い(特許文献1参照)。フッ素系樹脂の利点として、洗浄液に対する耐食性が挙げられる。洗浄液としては、例えばAPM(アンモニア水+過酸化水素水+水)等のアルカリ性のものもあれば、フッ化水素酸等の酸性のものもあるが、フッ素系樹脂はいずれの洗浄液に対しても優れた耐食性を有する。 In the past, polyamide resins such as PVA were used as brush materials, but in recent years, fluororesins such as PTFE and PFA have become more commonly used (see Patent Document 1). One advantage of fluororesins is their corrosion resistance to cleaning solutions. Cleaning solutions can be alkaline, such as APM (ammonia water + hydrogen peroxide + water), or acidic, such as hydrofluoric acid, and fluororesins have excellent corrosion resistance to all types of cleaning solutions.

特開平10-41260号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-41260

洗浄液がアルカリ性の場合、基板の面に付着する汚染物は、負に帯電する。この時、基板の面も負に帯電するので、クーロン力により汚染物(例えば、有機系汚染物や金属系汚染物)は基板に対して反発し、浮き上がる。一方で、基板の洗浄に用いられるフッ素系樹脂のブラシは、静止時であっても負に帯電しやすい性質で知られているが、回転時の空気摩擦や洗浄液との接触摩擦により、さらに大きく負に帯電する。そのため、フッ素系樹脂のブラシが通過した部分の基板の面は、静電誘導により正に帯電する。このように、本来は負に帯電していた基板が正に逆帯電するため、負に帯電した汚染物を吸着してしまい、汚染物の除去が困難になる。 When the cleaning solution is alkaline, contaminants adhering to the surface of the substrate become negatively charged. At this time, the surface of the substrate also becomes negatively charged, causing contaminants (e.g., organic contaminants and metal contaminants) to repel and float away from the substrate due to Coulomb force. Meanwhile, the fluororesin brushes used to clean substrates are known to easily become negatively charged even when stationary, but they become even more negatively charged due to air friction during rotation and contact friction with the cleaning solution. Therefore, the surface of the substrate where the fluororesin brush passes becomes positively charged due to electrostatic induction. In this way, the substrate, which was originally negatively charged, becomes positively charged, attracting negatively charged contaminants and making their removal difficult.

さらに、洗浄液が例えばAPMである場合、基板の面において、過酸化水素水による酸化膜の生成とアンモニアによる酸化膜のエッチングとが同時進行する。基板がシリコンウェーハである場合を例に説明すると、次式のような反応となる。
Furthermore, when the cleaning solution is, for example, APM, the formation of an oxide film by the hydrogen peroxide solution and the etching of the oxide film by the ammonia simultaneously occur on the surface of the substrate. Taking the case where the substrate is a silicon wafer as an example, the reaction is as follows:

この酸化膜は、本来であれば基板の面と汚染物との間に形成され、さらにエッチングされることにより、基板の面から汚染物を浮き上がらせる。しかしながら、上述の静電誘導により汚染物が基板の面に吸着されたままであると、酸化膜が基板の面から汚染物を浮き上がらせることが出来ないばかりか、汚染物の周囲に堆積し、汚染物を埋没させてしまう。これにより、ブラシによる汚染物の除去がさらに困難になる。 This oxide film would normally form between the substrate surface and the contaminants, and when etched, would lift the contaminants from the substrate surface. However, if the contaminants remain adsorbed to the substrate surface due to the electrostatic induction described above, the oxide film not only fails to lift the contaminants from the substrate surface, but also accumulates around the contaminants, burying them. This makes it even more difficult to remove the contaminants with a brush.

本発明は、基板の面に汚染物が吸着することを抑制する洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a cleaning device that prevents contaminants from adsorbing onto the surface of a substrate.

本発明の洗浄装置は、基板を回転駆動する回転駆動部と、回転する前記基板の面に回転するフッ素系樹脂のブラシを接触させ、前記基板の面を洗浄する洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドを前記基板の面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部と、吐出口から前記基板に対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、前記洗浄液吐出部によって前記基板に対して前記洗浄液を吐出させ、前記ブラシ駆動部によって前記ブラシが前記基板の面に接触しつつ前記基板の面に平行に移動している状態で前記ブラシの電位を0Vにする除電部と、を有する。
また、本発明の洗浄装置は、基板を回転駆動する回転駆動部と、回転する前記基板の面に回転するフッ素系樹脂のブラシを接触させ、前記基板の面を洗浄する洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドを前記基板の面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部と、吐出口から前記基板に対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、前記洗浄液吐出部によって前記基板に対して前記洗浄液を吐出させ、前記ブラシ駆動部によって前記ブラシが前記基板の面に接触しつつ前記基板の面に平行に移動している状態で前記ブラシの電位を0V以上にする除電部と、を有し、前記除電部は、前記ブラシを保持するブラシホルダ内部に設けられ、電圧が印加されて負に帯電し、静電誘導により前記ブラシの電位を0V以上にする電極である。
また、本発明の洗浄装置は、基板を回転駆動する回転駆動部と、回転する前記基板の面に回転するフッ素系樹脂のブラシを接触させ、前記基板の面を洗浄する洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドを前記基板の面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部と、吐出口から前記基板に対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、前記洗浄液吐出部によって前記基板に対して前記洗浄液を吐出させ、前記ブラシ駆動部によって前記ブラシが前記基板の面に接触しつつ前記基板の面に平行に移動している状態で前記ブラシの電位を0V以上にする除電部と、を有し、前記除電部は、前記ブラシに正イオンを放出するイオナイザーであり、更に、前記ブラシの電位または前記基板の電位を検出する表面電位センサと、前記ブラシの電位または前記基板の電位に基づいて、前記イオナイザーの出力を調整する帯電量制御部と、を有する。
The cleaning device of the present invention comprises a rotation drive unit that drives a substrate to rotate, a cleaning head that brings a rotating fluororesin brush into contact with the surface of the rotating substrate to clean the surface of the substrate, a brush drive unit that moves the cleaning head in a direction parallel to the surface of the substrate, a cleaning liquid discharge unit that discharges an alkaline cleaning liquid from a discharge port onto the substrate, and a static elimination unit that discharges the cleaning liquid onto the substrate by the cleaning liquid discharge unit and sets the potential of the brush to 0 V while the brush is moving parallel to the surface of the substrate while in contact with the surface of the substrate by the brush drive unit.
The cleaning device of the present invention also includes a rotation drive unit that drives a substrate to rotate, a cleaning head that brings a rotating fluororesin brush into contact with the surface of the rotating substrate to clean the surface of the substrate, a brush drive unit that moves the cleaning head in a direction parallel to the surface of the substrate, a cleaning liquid discharge unit that discharges an alkaline cleaning liquid from a discharge port onto the substrate, and a charge removal unit that discharges the cleaning liquid onto the substrate by the cleaning liquid discharge unit and makes the potential of the brush equal to or higher than 0 V while the brush is moving parallel to the surface of the substrate while in contact with the surface of the substrate by the brush drive unit, and the charge removal unit is an electrode that is provided inside a brush holder that holds the brush, is negatively charged by application of a voltage, and makes the potential of the brush equal to or higher than 0 V by electrostatic induction.
The cleaning apparatus of the present invention also includes a rotation drive unit that drives a substrate to rotate, a cleaning head that brings a rotating fluororesin brush into contact with the surface of the rotating substrate to clean the surface of the substrate, a brush drive unit that moves the cleaning head in a direction parallel to the surface of the substrate, a cleaning liquid discharge unit that discharges an alkaline cleaning liquid onto the substrate from a discharge port, and a static elimination unit that discharges the cleaning liquid onto the substrate by the cleaning liquid discharge unit and keeps the potential of the brush at 0 V or higher while the brush is moving parallel to the surface of the substrate while in contact with the surface of the substrate by the brush drive unit, wherein the static elimination unit is an ionizer that emits positive ions to the brush, and further includes a surface potential sensor that detects the potential of the brush or the substrate, and a charge amount control unit that adjusts the output of the ionizer based on the potential of the brush or the potential of the substrate.

本発明の洗浄装置は、基板の面に汚染物が吸着することを抑制することが出来る。 The cleaning device of the present invention can prevent contaminants from adsorbing onto the surface of the substrate.

実施形態の洗浄装置の概略構成を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a cleaning device according to an embodiment. 解放位置にあるローラ(A)、保持位置にあるローラ(B)を示す側面図。1A is a side view showing the roller in the release position and FIG. 1B is a side view showing the roller in the holding position. 解放位置にあるローラ(A)、保持位置にあるローラ(B)を示す平面図。1A is a plan view showing the roller in the release position, and FIG. 1B is a plan view showing the roller in the holding position. 洗浄ヘッドを示す側面図。FIG. 洗浄ヘッドを示す軸方向断面図。FIG. 単一のブラシを配置した例(A)、複数のブラシを配置した例(B)を示す底面図。1A is a bottom view showing an example in which a single brush is arranged, and FIG. 1B is a bottom view showing an example in which multiple brushes are arranged. 洗浄の開始位置にある洗浄ヘッド(A)、洗浄中の洗浄ヘッド(B)、終了位置にある洗浄ヘッド(C)を示す平面図。1A is a plan view showing a cleaning head at the start position of cleaning, FIG. 1B is a plan view showing a cleaning head during cleaning, and FIG. 1C is a plan view showing a cleaning head at the end position. 洗浄ヘッドの変形例を示す側面図。FIG. 10 is a side view showing a modified example of the cleaning head. 洗浄ヘッドの変形例を示す側面図。FIG. 10 is a side view showing a modified example of the cleaning head.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、図1に示すように、基板Wをローラにより回転させながら、洗浄液とブラシによって洗浄する洗浄装置1である。基板Wは、典型的には半導体のウェーハであるが、表示装置用の基板等であってもよい。なお、表示装置用の基板が矩形である場合は、ローラの代わりにスピンテーブルを採用して回転させるとよい。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this embodiment is a cleaning apparatus 1 that cleans a substrate W using a cleaning liquid and a brush while rotating the substrate W using rollers. The substrate W is typically a semiconductor wafer, but may also be a substrate for a display device, etc. If the substrate for a display device is rectangular, it is preferable to rotate it using a spin table instead of rollers.

図1に示すように、洗浄装置1は、回転駆動部10と、洗浄ヘッド20と、ブラシ駆動部30と、洗浄液吐出部40と、これらの構成の動作を制御する制御部90と、を有する。 As shown in FIG. 1, the cleaning device 1 includes a rotation drive unit 10, a cleaning head 20, a brush drive unit 30, a cleaning liquid discharge unit 40, and a control unit 90 that controls the operation of these components.

回転駆動部10は、基板Wを回転させる。回転駆動部10は、第1の保持部11と、第2の保持部12と、第1の駆動部13と、第2の駆動部14と、を有する。 The rotation drive unit 10 rotates the substrate W. The rotation drive unit 10 has a first holder 11, a second holder 12, a first drive unit 13, and a second drive unit 14.

第1の保持部11及び第2の保持部12は、基板Wを挟んで対向する位置に配置される。第1の保持部11及び第2の保持部12は、それぞれ一対のローラ10aを有する。ローラ10aは、基板Wに直交する軸を中心に回転可能に設けられている。ローラ10aは、大径部及びこの上面に設けられた小径部を有する。大径部及び小径部の側面は、互いが接する境界が縮径するようにテーパ状をなしている。第1の保持部11及び第2の保持部12は、基板Wの周縁部に各ローラ10aの大径部と小径部との境界部分を当接させることにより、基板Wを保持する。 The first holding unit 11 and the second holding unit 12 are arranged at opposing positions across the substrate W. Each of the first holding unit 11 and the second holding unit 12 has a pair of rollers 10a. The rollers 10a are rotatable around an axis perpendicular to the substrate W. The rollers 10a have a large diameter portion and a small diameter portion provided on the upper surface of the large diameter portion. The side surfaces of the large diameter portion and the small diameter portion are tapered so that the boundary where they meet reduces in diameter. The first holding unit 11 and the second holding unit 12 hold the substrate W by abutting the boundary between the large diameter portion and the small diameter portion of each roller 10a against the peripheral edge of the substrate W.

第1の駆動部13は、第1の保持部11を支持し、第1の保持部11のローラ10aを回転させるとともに、図示しない駆動機構によって基板Wに接離する方向に移動する。第2の駆動部14は、第2の保持部12を支持し、第2の保持部12のローラ10aを回転させるとともに、図示しない駆動機構によって基板Wに接離する方向に移動する。 The first drive unit 13 supports the first holder 11, rotates the rollers 10a of the first holder 11, and moves the first holder 11 in a direction toward and away from the substrate W using a drive mechanism not shown. The second drive unit 14 supports the second holder 12, rotates the rollers 10a of the second holder 12, and moves the second holder 12 in a direction toward and away from the substrate W using a drive mechanism not shown.

第1の駆動部13及び第2の駆動部14には、ローラ10aを駆動する回動機構(図示せず)が設けられている。回動機構は、例えば、ベルトドライブ機構である。すなわち、回動機構は、駆動源であるモータの駆動軸に設けられたプーリと一方のローラ10aの駆動軸に設けられたプーリとの間、及び一対のローラ10aの各駆動軸に設けられたプーリの間に、それぞれベルトが架け渡されてなり、このベルトを介して一対のローラ10aを回転可能に構成される。なお、回動機構は、これには限定されず、例えば、各ローラ10aの駆動軸にそれぞれ設けられた駆動源であるモータによって、各ローラ10aを回転させるように構成されてもよい。 The first drive unit 13 and the second drive unit 14 are provided with a rotation mechanism (not shown) that drives the rollers 10a. The rotation mechanism is, for example, a belt drive mechanism. That is, the rotation mechanism is configured so that a belt is stretched between a pulley attached to the drive shaft of a motor (drive source) and a pulley attached to the drive shaft of one of the rollers 10a, and between pulleys attached to each drive shaft of the pair of rollers 10a, and the pair of rollers 10a can be rotated via these belts. However, the rotation mechanism is not limited to this, and may be configured, for example, so that each roller 10a is rotated by a motor (drive source) attached to the drive shaft of each roller 10a.

駆動機構は、第1の駆動部13及び第2の駆動部14の下端にそれぞれに設けられた駆動軸を、基板Wの面に平行な方向に沿って、互いに離間する方向に移動させるロータリシリンダを有する。駆動機構が第1の保持部11及び第2の保持部12を互いに離間する方向に移動させることにより、図2(A)、図3(A)に示すように、ローラ10aが基板Wから離れて解放する解放位置となる。この時、基板Wはローラ10aの大径部に支持される。駆動機構が第1の保持部11及び第2の保持部12を互いに接近する方向に移動させることにより、図2(B)及び図3(B)に示すように、ローラ10aが基板Wに当接して保持する保持位置となる。 The drive mechanism has rotary cylinders that move drive shafts, respectively provided at the lower ends of the first drive unit 13 and the second drive unit 14, in directions parallel to the surface of the substrate W, away from each other. When the drive mechanism moves the first holding unit 11 and the second holding unit 12 away from each other, they reach a release position where the rollers 10a are released from the substrate W, as shown in Figures 2(A) and 3(A). At this time, the substrate W is supported by the large diameter portions of the rollers 10a. When the drive mechanism moves the first holding unit 11 and the second holding unit 12 toward each other, they reach a holding position where the rollers 10a abut against and hold the substrate W, as shown in Figures 2(B) and 3(B).

洗浄ヘッド20は、回転する基板Wの面に、回転するブラシ25を接触させることにより、基板Wの面を洗浄する。なお、ここでいう接触は、ブラシ25が直接接する場合も、洗浄液が介在して接する場合も含む。洗浄ヘッド20は、図2(A)及び(B)に示すように、基板Wを挟んで一対設けられ、基板Wの両面を洗浄することが出来る。それぞれの洗浄ヘッド20は、図4及び図5に示すように、胴部21と、モータ22と、ブラシホルダ23と、支持体24と、ブラシ25と、電極26と、表面電位センサ27と、を有する。 The cleaning head 20 cleans the surface of the substrate W by bringing the rotating brush 25 into contact with the surface of the rotating substrate W. Note that contact here includes both direct contact by the brush 25 and contact via a cleaning liquid. As shown in Figures 2(A) and (B), a pair of cleaning heads 20 are provided with the substrate W sandwiched between them, and are capable of cleaning both sides of the substrate W. As shown in Figures 4 and 5, each cleaning head 20 has a body 21, a motor 22, a brush holder 23, a support 24, a brush 25, an electrode 26, and a surface potential sensor 27.

胴部21は、円筒形状の容器であり、内部にモータ22を収容している。モータ22は、ブラシ25を回転させる駆動源である。ブラシホルダ23は、モータ22の駆動軸に取り付けられ、支持体24が着脱可能に設けられた円筒形状の容器である。ブラシホルダ23は、胴部21とは独立して回転可能に設けられている。支持体24は、チャック機構等によりブラシホルダ23に着脱可能に設けられ、ブラシ25を支持する円盤形状の部材である。 The body 21 is a cylindrical container that houses the motor 22. The motor 22 is the drive source that rotates the brush 25. The brush holder 23 is a cylindrical container that is attached to the drive shaft of the motor 22 and to which the support 24 is detachably attached. The brush holder 23 is rotatable independently of the body 21. The support 24 is a disc-shaped member that is detachably attached to the brush holder 23 by a chuck mechanism or the like and supports the brush 25.

ブラシ25は、図6(A)及び(B)に示すように、柔軟性と弾性を有する材質で形成された円柱形状の部材である。本実施形態のブラシ25は、スポンジ状のフッ素系樹脂を用いる。フッ素系樹脂は、PTFE、PFA等である。なお、フッ素系樹脂の毛ブラシを用いてもよい。つまり、本実施形態のブラシ25には、スポンジ状の塊のものも、多数の毛状体が密集したものも、また多数の繊維が塊になったスポンジ状のものも含まれる。また、支持体24に設けられるブラシ25の数は、図6(A)に示すように一つであっても、図6(B)に示すように複数であってもよい。なお、図6(B)においては、支持体24の中心を囲むように複数のブラシ25が配置されている(例えば、6個配置されている)。 As shown in Figures 6(A) and (B), the brush 25 is a cylindrical member made of a flexible and elastic material. In this embodiment, the brush 25 is made of a spongy fluororesin. Examples of fluororesin include PTFE and PFA. A fluororesin bristle brush may also be used. In other words, the brush 25 in this embodiment may be a sponge-like mass, a mass of numerous densely packed hairs, or a sponge-like mass of numerous fibers. The number of brushes 25 provided on the support 24 may be one, as shown in Figure 6(A), or multiple, as shown in Figure 6(B). In Figure 6(B), multiple brushes 25 (e.g., six brushes) are arranged around the center of the support 24.

電極26は、ブラシ25を除電する除電部である。電極26は、金属等の導電性部材であり、ブラシホルダ23の内部に設けられる。具体的には、支持体24から見てブラシ25を支持する側と反対側に設けられる。電極26は、直流電源(図示せず)に接続され、直流電源から電圧を印加されることにより、負に帯電可能である。負に帯電した電極26は、静電誘導により、ブラシ25を除電、すなわちブラシ25の電位を0V以上にする。なお、直流電源の代わりに交流電源を採用して電極26を帯電させてもよい。 The electrode 26 is a static eliminator that neutralizes the brush 25. The electrode 26 is a conductive member such as a metal, and is provided inside the brush holder 23. Specifically, it is provided on the side opposite the side supporting the brush 25, as viewed from the support 24. The electrode 26 is connected to a DC power supply (not shown), and can be negatively charged by applying a voltage from the DC power supply. The negatively charged electrode 26 neutralizes the brush 25 through electrostatic induction, i.e., raises the potential of the brush 25 to 0V or above. Note that the electrode 26 may be charged using an AC power supply instead of a DC power supply.

表面電位センサ27は、胴部21の側方に設けられた固定治具271を介して、ブラシ25の側方に所定の距離を空けて配置される。表面電位センサ27は、ブラシ25に帯電した電荷により生じる電界を検出し、検出した電界の強さとブラシ25までの距離とに基づいて、ブラシ25の電位を検出する。なお、ブラシ25までの距離は、固定治具271により調整してもよく、その場合は光電センサ(図示せず)を併用することにより、ブラシ25までの距離を計測し、ブラシ25の電位を検出することが出来る。表面電位センサ27は、検出したブラシ25の電位を後述の帯電量制御部92にフィードバックする。 The surface potential sensor 27 is positioned a predetermined distance to the side of the brush 25 via a fixture 271 provided on the side of the body 21. The surface potential sensor 27 detects the electric field generated by the charge on the brush 25 and detects the potential of the brush 25 based on the strength of the detected electric field and the distance to the brush 25. The distance to the brush 25 may be adjusted using the fixture 271. In this case, a photoelectric sensor (not shown) can be used in combination to measure the distance to the brush 25 and detect the potential of the brush 25. The surface potential sensor 27 feeds back the detected potential of the brush 25 to the charge amount control unit 92, described below.

ブラシ駆動部30は、洗浄ヘッド20を基板Wの面に平行な方向及び垂直な方向に移動させる。ブラシ駆動部30は、図2(A)及び(B)に示すように、洗浄ヘッド20に対応して一対設けられている。それぞれのブラシ駆動部30は、図1に示すように、アーム31と、駆動機構32と、を有する。 The brush driving unit 30 moves the cleaning head 20 in directions parallel and perpendicular to the surface of the substrate W. As shown in Figures 2(A) and (B), a pair of brush driving units 30 are provided, one for each cleaning head 20. As shown in Figure 1, each brush driving unit 30 has an arm 31 and a driving mechanism 32.

アーム31は、基板Wの面に平行な方向に延びる部材であり、一端に洗浄ヘッド20が取り付けられている。すなわち、一対のアーム31は、基板Wの洗浄を行うときは、基板Wの両面に対向する位置に位置付けられている。なお、アーム31は、基板Wの洗浄を行わないときは、基板Wの外部にある待機位置(図示せず)に位置付けられている。 The arm 31 is a member that extends in a direction parallel to the surface of the substrate W, and has the cleaning head 20 attached to one end. That is, when cleaning the substrate W, the pair of arms 31 are positioned in positions facing both surfaces of the substrate W. When cleaning the substrate W is not being performed, the arms 31 are positioned in a standby position (not shown) outside the substrate W.

駆動機構32は、アーム31を移動させる揺動機構及び昇降機構を有する。 The drive mechanism 32 has a swing mechanism and an elevation mechanism that move the arm 31.

揺動機構は、図7(A)乃至(C)に示すように、洗浄ヘッド20と反対側の端部を軸とする円弧の軌跡で、基板Wの外周上から反対側の外周上まで、基板Wに平行な方向にアーム31を往復させる。また、揺動機構は、待機位置から基板Wの外周上まで、アーム31を往復させる。揺動機構は、アーム31から基板Wの面に直交する方向に延びた支軸と、支軸を揺動させる駆動源であるモータ(図示せず)を有する。 As shown in Figures 7(A) to 7(C), the swing mechanism reciprocates the arm 31 in a direction parallel to the substrate W, from the outer periphery of the substrate W to the outer periphery on the opposite side, along an arc trajectory with the end opposite the cleaning head 20 as its axis. The swing mechanism also reciprocates the arm 31 from a standby position to the outer periphery of the substrate W. The swing mechanism has a support shaft extending from the arm 31 in a direction perpendicular to the surface of the substrate W, and a motor (not shown) that serves as a drive source for swinging the support shaft.

昇降機構は、図2(A)及び(B)に示すように、洗浄ヘッド20が基板Wの面に接離する方向にアーム31を移動させる。すなわち、一対のアーム31を、互いに近づき、基板Wの両面を挟むように、また互いに離れるように移動させる。すなわち、一対のアーム31が基板Wの両面を挟む位置は、図7(A)に示すように、ブラシ25が揺動する始点であり、一対のアーム31が基板Wの両面を離す位置は、図7(C)に示すように、ブラシ25が揺動する終点である。昇降機構としては、アーム31の支軸を昇降させるボールねじ機構、シリンダ等を採用できる。 As shown in Figures 2(A) and (B), the lifting mechanism moves the arms 31 in a direction in which the cleaning head 20 approaches or moves away from the surface of the substrate W. That is, the pair of arms 31 move toward each other, sandwiching both surfaces of the substrate W, and then move away from each other. That is, the position where the pair of arms 31 sandwich both surfaces of the substrate W is the starting point for the oscillation of the brushes 25, as shown in Figure 7(A), and the position where the pair of arms 31 separate from both surfaces of the substrate W is the end point for the oscillation of the brushes 25, as shown in Figure 7(C). The lifting mechanism can employ a ball screw mechanism, cylinder, or the like that raises and lowers the support shaft of the arm 31.

洗浄液吐出部40は、回転する基板Wの両面に向けて、吐出口41aから洗浄液を吐出する(図7(A)乃至(C)参照)。本実施形態の洗浄液は、APM(アンモニア水+過酸化水素水+水)等のアルカリ性のものである。洗浄液吐出部40は、ノズル41を有する。 The cleaning liquid discharge unit 40 discharges cleaning liquid from the discharge port 41a toward both surfaces of the rotating substrate W (see Figures 7(A) to 7(C)). The cleaning liquid in this embodiment is alkaline, such as APM (ammonia water + hydrogen peroxide + water). The cleaning liquid discharge unit 40 has a nozzle 41.

ノズル41は、基板Wを挟んで一対設けられる管である。ノズル41の一端は、基板Wの面に対して、例えば45°を成すように屈曲され、基板Wの面に向けて洗浄液を吐出する吐出口41aを有する。ノズル41の他端は、図示しない洗浄液の供給装置に接続されている。供給装置は、例えばAPM供給装置に接続された送液装置、バルブ等を有し、APMを供給する。なお、ノズル41は、基板Wの各面に対して一本ずつ設けられてもよいし、複数本ずつ設けられてもよい。また、基板Wの一面に対して設けられる本数と他面に対して設けられる本数とが異なっていてもよい。 The nozzles 41 are a pair of tubes arranged on either side of the substrate W. One end of the nozzle 41 is bent, for example, at a 45° angle with respect to the surface of the substrate W, and has an outlet 41a that discharges cleaning liquid toward the surface of the substrate W. The other end of the nozzle 41 is connected to a cleaning liquid supply device (not shown). The supply device has, for example, a liquid delivery device connected to an APM supply device, a valve, etc., and supplies APM. Note that one nozzle 41 may be provided for each surface of the substrate W, or multiple nozzles 41 may be provided for each surface. Furthermore, the number of nozzles provided for one surface of the substrate W may be different from the number provided for the other surface.

制御部90は、回転駆動部10と、洗浄ヘッド20と、ブラシ駆動部30と、洗浄液吐出部40と、を制御する。制御部90は、図5に示すように、機構制御部91と、帯電量制御部92と、を有する。 The control unit 90 controls the rotation drive unit 10, the cleaning head 20, the brush drive unit 30, and the cleaning liquid discharge unit 40. As shown in FIG. 5, the control unit 90 has a mechanism control unit 91 and a charge amount control unit 92.

機構制御部91は、回転駆動部10の第1の駆動部13及び第2の駆動部14の動作、洗浄ヘッド20のモータ22の回転、ブラシ駆動部30の駆動機構32の動作、洗浄液吐出部40のノズル41からの洗浄液の吐出などを制御する。 The mechanism control unit 91 controls the operation of the first drive unit 13 and second drive unit 14 of the rotation drive unit 10, the rotation of the motor 22 of the cleaning head 20, the operation of the drive mechanism 32 of the brush drive unit 30, and the ejection of cleaning liquid from the nozzle 41 of the cleaning liquid ejection unit 40.

帯電量制御部92は、表面電位センサ27が検出したブラシ25の電位をモニタリングし、所定の範囲、すなわち0V以上の範囲にブラシ25の電位を維持できるよう、電極26に印加する電圧を調整する。 The charge amount control unit 92 monitors the potential of the brush 25 detected by the surface potential sensor 27 and adjusts the voltage applied to the electrode 26 so that the potential of the brush 25 is maintained within a predetermined range, i.e., a range above 0 V.

(動作)
上記のような構成の洗浄装置1の動作を説明する。まず、前工程において、処理済みの基板Wの面にはオゾン水がかけられており、酸化膜が形成されることにより、親水化されている。この酸化膜が形成された基板Wの面には、前々工程であるCMP工程で残存した、有機系汚染物(スラリー等)や金属汚染物などが付着した状態となっている。これは、基板Wの両面に汚染物が付着したまま、オゾン水が供給された状態となっていること、つまり、汚染物が付着したまま、酸化膜が形成されていることを意味する。オゾン水には有機物を除去する能力はあるが、この前工程は、有機物を除去する工程ではなく、あくまでも基板Wの表裏面を親水化することが目的の工程である。前工程から搬出された基板Wは、図2(A)及び図3(A)に示すように、洗浄装置1の第1の保持部11及び第2の保持部12のローラ10aの間に搬入される。なお、基板Wは、前工程において供給されたオゾン水により、その両面が濡れた状態で搬入される。
(operation)
The operation of the cleaning apparatus 1 configured as described above will be described. First, in the pre-processing step, ozone water is applied to the surface of the processed substrate W, forming an oxide film and making the surface hydrophilic. Organic contaminants (such as slurry) and metal contaminants remaining from the CMP step (the step before this step) remain on the surface of the substrate W on which this oxide film is formed. This means that the ozone water is supplied to both sides of the substrate W with the contaminants still attached, i.e., the oxide film is formed with the contaminants still attached. Although ozone water has the ability to remove organic matter, the pre-processing step is not intended to remove organic matter, but rather to hydrophilize the front and back surfaces of the substrate W. The substrate W unloaded from the pre-processing step is loaded between the rollers 10a of the first and second holders 11 and 12 of the cleaning apparatus 1, as shown in FIGS. 2A and 3A. The substrate W is loaded while both sides are wet with the ozone water supplied in the pre-processing step.

第1の保持部11及び第2の保持部12は、図2(B)に示すように、互いに近付く方向に移動して、4つのローラ10aが基板Wの周縁に接することにより、基板Wを保持する。ローラ10aは、基板Wを保持したまま回転することにより、基板Wを回転させる。基板Wは、例えば20~60rpmの低速で回転する。 As shown in FIG. 2(B), the first holding unit 11 and the second holding unit 12 move toward each other, and the four rollers 10a come into contact with the periphery of the substrate W, thereby holding the substrate W. The rollers 10a rotate while holding the substrate W, causing the substrate W to rotate. The substrate W rotates at a low speed of, for example, 20 to 60 rpm.

一対のアーム31は、最初は、基板Wの外部にある待機位置に待機した状態にある。この状態で、モータ22は、ブラシ25を回転させる。この時、静止時であっても負に帯電しがちなフッ素系樹脂のブラシ25は、空気摩擦によりさらに大きく負に帯電する。次に、洗浄ヘッド20において、電源から電極26に電圧が印加され、電極26が負に帯電する。負に帯電した電極26は、静電誘導により、ブラシ25の電位を0V以上、すなわち、0Vまたは正にする。なお、ブラシ25の電位が0Vであるとは、ブラシ25が除電され、帯電している電荷が中和している状態である。また、ブラシ25の電位が正であるとは、ブラシ25が正に帯電している状態である。 The pair of arms 31 are initially in a standby state at a standby position outside the substrate W. In this state, the motor 22 rotates the brush 25. At this time, the fluororesin brush 25, which tends to be negatively charged even when stationary, becomes even more negatively charged due to air friction. Next, in the cleaning head 20, a voltage is applied from the power supply to the electrode 26, causing the electrode 26 to become negatively charged. The negatively charged electrode 26 raises the potential of the brush 25 to 0 V or above, i.e., 0 V or positive, due to electrostatic induction. Note that a potential of 0 V on the brush 25 means that the brush 25 has been neutralized and the electric charge has been neutralized. A positive potential on the brush 25 means that the brush 25 is positively charged.

そして、一対のアーム31は、図7(A)に示すように、基板Wの外周上まで揺動して、一旦停止する。そして、一対のアーム31が互いに基板Wに近づく方向に移動することにより、一対の洗浄ヘッド20の回転するブラシ25が、図2(B)に示すように、基板Wの両面に接触し、基板Wを挟む。同時に、ノズル41の吐出口41aは、基板Wの面に対してアルカリ性の洗浄液を吐出している。洗浄液は基板Wの面を覆い、基板Wに付着した汚染物を負に帯電させる。なお、黒塗りの矢印は、基板Wの回転方向を示す。 The pair of arms 31 then swing over the outer periphery of the substrate W as shown in FIG. 7(A) and stop temporarily. Then, as the pair of arms 31 move toward each other toward the substrate W, the rotating brushes 25 of the pair of cleaning heads 20 come into contact with both sides of the substrate W and sandwich the substrate W, as shown in FIG. 2(B). At the same time, the outlets 41a of the nozzles 41 eject alkaline cleaning liquid onto the surface of the substrate W. The cleaning liquid covers the surface of the substrate W and negatively charges contaminants adhering to the substrate W. The black arrow indicates the direction of rotation of the substrate W.

このとき、ブラシ25は、元々負に帯電しやすい性質と上述の回転による空気摩擦に加え、洗浄液との接触摩擦により、さらに大きく負に帯電する。しかしながら、電極26に印加された電圧により、ブラシ25の電位は0V以上になっている。また、表面電位センサ27を介してブラシ25の帯電状態をモニタリングすることにより、電極26に印加する電圧を調整し、ブラシ25の電位を0V以上に維持することが出来る。 At this time, the brush 25 becomes even more negatively charged due to its inherent tendency to become negatively charged, the air friction caused by the rotation mentioned above, and contact friction with the cleaning solution. However, the voltage applied to the electrode 26 keeps the potential of the brush 25 above 0V. Furthermore, by monitoring the charged state of the brush 25 via the surface potential sensor 27, the voltage applied to the electrode 26 can be adjusted to maintain the potential of the brush 25 above 0V.

また、ブラシ25の電位は、0V近傍であることが好ましい。ブラシ25が大きく正に帯電すると、ブラシ25が接触する基板Wの面が静電誘導により負に帯電することになる。そのため、負に帯電した汚染物は、静電誘導により負に帯電した基板Wと反発して、基板Wから浮き上がりやすくなる。一方で、負に帯電した汚染物は、静電吸着により、正に帯電したブラシ25に吸着されやすくなる。すなわち、従来技術においては、正に帯電した基板に汚染物が静電吸着される反面ブラシには汚染物が付着しづらく、ブラシを洗浄する機会は少なかったところ、本実施形態では、上述のようにブラシ25を過度に正に帯電させてしまうと、ブラシ25が汚染物を吸着しやすくなり、これによってブラシ25を洗浄または交換する頻度が増加してしまうので、洗浄効率が低下してしまう。この点、ブラシ25の電位を0V近傍に維持することにより、ブラシ25が接触する基板Wの面が帯電し難い状態となり、負に帯電した汚染物が基板Wに吸着されず、基板Wから離れやすくなるだけでなく、ブラシ25に吸着することを抑制することが出来る。 The potential of the brush 25 is preferably close to 0 V. If the brush 25 is highly positively charged, the surface of the substrate W that the brush 25 contacts will become negatively charged due to electrostatic induction. As a result, negatively charged contaminants repel the negatively charged substrate W due to electrostatic induction and tend to float away from the substrate W. On the other hand, negatively charged contaminants are more likely to be attracted to the positively charged brush 25 due to electrostatic attraction. In other words, in conventional technology, contaminants are electrostatically attracted to a positively charged substrate, but contaminants are less likely to adhere to the brush, resulting in fewer opportunities to clean the brush. However, in this embodiment, if the brush 25 is excessively positively charged as described above, the brush 25 will be more likely to attract contaminants, which will increase the frequency of cleaning or replacing the brush 25 and reduce cleaning efficiency. In this regard, by maintaining the potential of the brush 25 at near 0V, the surface of the substrate W that the brush 25 comes into contact with is less likely to become charged, and negatively charged contaminants are not attracted to the substrate W, making them more likely to separate from the substrate W, and also preventing them from being attracted to the brush 25.

そして、一対のアーム31が揺動することにより、一対のブラシ25が水平移動する。つまり、図7(A)及び(B)に示すように、基板Wの外周の一方から移動を開始したブラシ25が、図中、白塗りの矢印で示す円弧の軌跡で移動しながら、洗浄液とともに汚染物を基板Wの外周に押し出して行く。このとき、基板Wに接触するブラシ25の電位は0V以上に帯電しているので、基板Wの面が正に帯電することが抑制される。これにより、負に帯電した汚染物が基板Wの面に吸着されず、基板Wの面から浮き上がりやすく、ブラシ25により容易に掃き出される。なお、ブラシ25の電位が0Vであっても、アルカリ性の洗浄液により基板Wの面は負に帯電する傾向にある。また、ブラシ25を水平移動させている間も、電極26に印加する電圧を調整してもよい。 The pair of arms 31 then swing, causing the pair of brushes 25 to move horizontally. That is, as shown in Figures 7(A) and (B), the brush 25 starts moving from one side of the outer periphery of the substrate W and moves along the arc trajectory indicated by the white arrow in the figure, pushing contaminants along with the cleaning liquid to the outer periphery of the substrate W. At this time, the brush 25 in contact with the substrate W is charged to a potential of 0 V or higher, preventing the surface of the substrate W from becoming positively charged. As a result, negatively charged contaminants are not adsorbed to the surface of the substrate W but tend to float up from the surface of the substrate W and are easily swept away by the brush 25. Note that even if the potential of the brush 25 is 0 V, the surface of the substrate W tends to become negatively charged due to the alkaline cleaning liquid. Furthermore, the voltage applied to the electrode 26 may be adjusted while the brush 25 is moving horizontally.

図7(C)に示すように、ブラシ25が基板Wの外周の他方を越えて基板Wから外れると、ブラシ25の回転及び吐出口41aからの洗浄液の吐出を停止して、洗浄処理を終了する。 As shown in Figure 7(C), when the brush 25 moves beyond the other side of the outer periphery of the substrate W and leaves the substrate W, the rotation of the brush 25 and the discharge of cleaning liquid from the discharge port 41a are stopped, thereby ending the cleaning process.

なお、基板Wの外周側と中心側では周速が異なり、外周は周速が速く、1回転当たりで洗浄すべき面積が大きいので、ブラシ25の水平方向の移動を遅くする。すなわち、ブラシ駆動部30によるアーム31の移動速度を遅くする。一方で、中心に近付くほど周速が遅く、1回転当たりで洗浄すべき面積が小さくなるので、ブラシ25の水平方向の移動を速くする。すなわち、ブラシ駆動部30によるアーム31の移動速度を速くする。一方で、アーム31の速度を変更せずとも基板Wの清浄度が十分に保たれるのであれば、ブラシ駆動部30の制御を容易にする観点からブラシ25を揺動させる速度を一定としてもよい。 The peripheral speed differs between the outer periphery and the center of the substrate W. The peripheral speed is faster on the outer periphery and the area to be cleaned per rotation is larger, so the horizontal movement of the brush 25 is slowed. That is, the movement speed of the arm 31 by the brush drive unit 30 is slowed. On the other hand, the peripheral speed is slower toward the center and the area to be cleaned per rotation is smaller, so the horizontal movement of the brush 25 is faster. That is, the movement speed of the arm 31 by the brush drive unit 30 is increased. On the other hand, if the cleanliness of the substrate W can be sufficiently maintained without changing the speed of the arm 31, the speed at which the brush 25 is oscillated may be constant to make it easier to control the brush drive unit 30.

そして、一対のアーム31が互いに離れる方向に移動することにより、一対のブラシ25が離れ、さらに、アーム31が揺動することにより、基板Wの外部にある待機位置に退避する。なお、その後、上記の動作を繰り返すことにより、ブラシ25による洗浄を複数回行ってもよい。この場合、1回の洗浄毎に、アーム31は洗浄を開始する位置に戻る(図2(A)及び図7(A)参照)。 The pair of arms 31 then move away from each other, separating the pair of brushes 25, and the arms 31 then swing, retreating to a standby position outside the substrate W. The above operation may then be repeated to perform multiple cleanings with the brushes 25. In this case, the arms 31 return to the position where cleaning starts after each cleaning (see Figures 2(A) and 7(A)).

(作用効果)
(1)本実施形態の洗浄装置1は、基板Wを回転駆動する回転駆動部10と、回転する基板Wの面に回転するフッ素系樹脂のブラシ25を接触させ、基板Wの面を洗浄する洗浄ヘッド20と、洗浄ヘッド20を基板Wの面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部30と、吐出口41aから基板Wに対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部40と、洗浄液吐出部40によって基板Wに対して洗浄液を吐出させ、ブラシ駆動部30によってブラシ25が基板Wの面に接触しつつ基板Wの面に平行に移動している状態でブラシ25の電位を0V以上にする除電部と、を有する。0V以上に帯電したブラシ25が基板Wに接触すると、基板Wの面が正に帯電することが抑制される。これにより、アルカリ性の洗浄液により負に帯電した汚染物が基板Wの面に吸着し難くなるため、基板Wから浮き上がりやすくなるので、ブラシ25によって汚染物を掃き出しやすくなる。また、基板Wの面が正に帯電することが抑制されることで、ブラシ25によって掃き出された汚染物が、基板Wの面に再付着する可能性も低減されるので、基板Wの清浄度が向上する。なお、ブラシ25の電位が0Vであっても、アルカリ性の洗浄液により基板Wの面は負に帯電する傾向にあるので、ブラシ25が正に帯電している場合と同様の作用効果を発揮すると考えられる。
(Action and effect)
(1) The cleaning apparatus 1 of this embodiment includes a rotation drive unit 10 that rotates the substrate W, a cleaning head 20 that brings a rotating fluororesin brush 25 into contact with the surface of the rotating substrate W to clean the surface of the substrate W, a brush drive unit 30 that moves the cleaning head 20 in a direction parallel to the surface of the substrate W, a cleaning liquid discharge unit 40 that discharges an alkaline cleaning liquid onto the substrate W from a discharge port 41 a, and a charge removal unit that discharges the cleaning liquid onto the substrate W using the cleaning liquid discharge unit 40 and causes the brush 25 to have a potential of 0 V or higher while the brush 25 is moving parallel to the surface of the substrate W while in contact with the surface of the substrate W using the brush drive unit 30. When the brush 25, which is charged to 0 V or higher, comes into contact with the substrate W, the surface of the substrate W is prevented from becoming positively charged. As a result, contaminants that are negatively charged by the alkaline cleaning liquid are less likely to adhere to the surface of the substrate W and are more likely to float off the substrate W, making it easier for the brush 25 to sweep the contaminants off. Furthermore, by preventing the surface of the substrate W from being positively charged, the possibility of contaminants swept away by the brush 25 re-adhering to the surface of the substrate W is reduced, thereby improving the cleanliness of the substrate W. Even if the potential of the brush 25 is 0 V, the surface of the substrate W tends to be negatively charged by the alkaline cleaning liquid, and therefore it is considered that the same effect as when the brush 25 is positively charged is exerted.

従来は、負に帯電しがちなフッ素系樹脂のブラシが基板Wの面に接触することにより、静電誘導によって基板Wが正に帯電し、負に帯電した汚染物を吸着してしまうので、ブラシによる掃き出しが不十分であった。さらに、基板Wが汚染物を吸着した状態でAPMと反応して生じる酸化膜が堆積することにより、汚染物が酸化膜に埋没し、ますますブラシによる掃き出しが困難となっていた。これに対して、本実施形態の除電部は、ブラシ25の電位を0V以上にする。これにより、ブラシ25に接触した基板Wの面が正に帯電することが抑制されるので、負に帯電した汚染物が基板Wの面に付着し難くなり、基板Wから浮き上がりやすく、酸化膜に埋没するおそれが低減する。 Conventionally, when a fluororesin brush, which tends to be negatively charged, comes into contact with the surface of a substrate W, the substrate W becomes positively charged due to electrostatic induction, and negatively charged contaminants are attracted to the brush, resulting in insufficient sweeping. Furthermore, when the substrate W reacts with APM while it has attracted contaminants, an oxide film is deposited, burying the contaminants in the oxide film, making sweeping with the brush even more difficult. In contrast, the neutralization unit of this embodiment sets the potential of the brush 25 to 0V or higher. This prevents the surface of the substrate W that comes into contact with the brush 25 from becoming positively charged, making it difficult for negatively charged contaminants to adhere to the surface of the substrate W and more likely to lift off the substrate W, reducing the risk of them becoming embedded in the oxide film.

(2)本実施形態の除電部は、ブラシ25を保持するブラシホルダ23内部に設けられ、電圧が印加されて負に帯電し、静電誘導によりブラシ25の電位を0V以上にする電極26である。これにより、簡単にブラシ25を0V以上に帯電させることが出来る。また、電極26は、金属等の導電性部材であるので、故障の心配がない。さらに、本実施形態の電極26は、ブラシホルダ23内部に格納されているため、洗浄装置1を構成する他の部材と干渉する心配がない。 (2) The static eliminator in this embodiment is an electrode 26 that is provided inside the brush holder 23 that holds the brush 25. When a voltage is applied, the electrode 26 becomes negatively charged and raises the potential of the brush 25 to 0 V or higher through electrostatic induction. This makes it easy to charge the brush 25 to 0 V or higher. In addition, because the electrode 26 is made of a conductive material such as metal, there is no risk of malfunction. Furthermore, because the electrode 26 in this embodiment is stored inside the brush holder 23, there is no risk of it interfering with other components that make up the cleaning device 1.

(3)本実施形態の洗浄装置1は、ブラシ25の電位を検出する表面電位センサ27と、ブラシ25の電位に基づいて、電極26に印加される電圧を調整する帯電量制御部92と、を更に有する。これにより、ブラシ25の電位をモニタリングすることが出来るので、ブラシ25が洗浄液や基板Wとの接触摩擦により再び負に帯電したとしても、電極26に印加する電圧を調整し、ブラシ25の電位を0V以上に維持することが出来る。さらに、ブラシ25が過度に正に帯電することを抑制することも出来る。ブラシ25が大きく正に帯電すると、静電誘導により基板Wも大きく負に帯電するので、負に帯電した汚染物が基板Wから離れやすくなる。一方で、負に帯電した汚染物がブラシ25に吸着されやすくなるため、ブラシ25を洗浄または交換する頻度が高くなり、洗浄効率の低下に繋がる。しかしながら、本実施形態においては、ブラシ25の電位をモニタリングすることが出来るので、このような問題が発生することを抑制している。 (3) The cleaning apparatus 1 of this embodiment further includes a surface potential sensor 27 that detects the potential of the brush 25 and a charge amount control unit 92 that adjusts the voltage applied to the electrode 26 based on the potential of the brush 25. This allows the potential of the brush 25 to be monitored. Even if the brush 25 becomes negatively charged again due to contact friction with the cleaning liquid or the substrate W, the voltage applied to the electrode 26 can be adjusted to maintain the potential of the brush 25 at 0 V or higher. Furthermore, excessive positive charging of the brush 25 can be prevented. If the brush 25 becomes highly positively charged, the substrate W also becomes highly negatively charged due to electrostatic induction, making it easier for negatively charged contaminants to detach from the substrate W. On the other hand, negatively charged contaminants are more likely to be attracted to the brush 25, which increases the frequency of cleaning or replacing the brush 25 and reduces cleaning efficiency. However, in this embodiment, the potential of the brush 25 can be monitored, thereby preventing such problems from occurring.

(変形例)
本実施形態は、上記の態様に限定されるものではなく、以下のような変形例も構成可能である。例えば、除電部としては、基板Wに接触する側と反対側に設けられた電極26に限られない。図8に示すように、電極26の代わりに、イオナイザー28を採用しても良い。イオナイザー28は、表面電位センサ27と同様に、ブラシ25の側方に所定の距離を空けて固定治具281を介して設けることが出来る。イオナイザー28は、例えばコロナ放電により生成した正イオンを放出することで、ブラシ25の電位を0V以上にすることが出来る。イオナイザー28を採用することにより、ブラシ25をその全体にわたって0V以上に帯電させることが出来るので、基板Wの面が正に帯電することをより確実に抑制することが出来る。
(Modification)
This embodiment is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications are also possible. For example, the charge removal unit is not limited to the electrode 26 provided on the side opposite to the side that contacts the substrate W. As shown in FIG. 8 , an ionizer 28 may be used instead of the electrode 26. Like the surface potential sensor 27, the ionizer 28 can be provided via a fixture 281 at a predetermined distance to the side of the brush 25. The ionizer 28 can emit positive ions generated by, for example, corona discharge, thereby raising the potential of the brush 25 to 0 V or higher. By employing the ionizer 28, the brush 25 can be charged to 0 V or higher over its entire surface, thereby more reliably preventing the surface of the substrate W from being positively charged.

また、この場合も、上記の態様と同様に、表面電位センサ27及び帯電量制御部92によるモニタリングに基づいて、イオナイザー28の出力(正イオンの放出量)を調整し、ブラシ25の電位を0V近傍とすることが出来る。 In this case, as in the above embodiment, the output of the ionizer 28 (amount of positive ions emitted) can be adjusted based on monitoring by the surface potential sensor 27 and the charge amount control unit 92, and the potential of the brush 25 can be kept close to 0 V.

また、上記の態様の表面電位センサ27は、ブラシ25の電位を検出したが、これに限られない。例えば、図9に示すように、基板Wの電位を検出してもよい。この場合も、検出した基板Wの電位を帯電量制御部92にフィードバックすることにより、例えば基板Wの電位とブラシ25の電位の関係式などから、電極26に印加する電圧またはイオナイザー28の出力を調整可能である。このように、基板Wの電位から間接的にブラシ25の電位が分かるので、ブラシ25の電位を所定の範囲に維持することが出来る。上記の態様ではブラシ25の電位を測定するので基板Wの電位については間接的に推測することになるが、この場合は基板Wの電位を直接測定するので、基板Wへの汚染物の付着をより確実に防止することが出来る。 In addition, while the surface potential sensor 27 in the above embodiment detects the potential of the brush 25, this is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the potential of the substrate W may also be detected. In this case, by feeding back the detected potential of the substrate W to the charge amount control unit 92, it is possible to adjust the voltage applied to the electrode 26 or the output of the ionizer 28, for example, based on the relationship between the potential of the substrate W and the potential of the brush 25. In this way, the potential of the brush 25 can be determined indirectly from the potential of the substrate W, making it possible to maintain the potential of the brush 25 within a predetermined range. In the above embodiment, the potential of the brush 25 is measured, so the potential of the substrate W is indirectly inferred. However, in this case, the potential of the substrate W is measured directly, so adhesion of contaminants to the substrate W can be more reliably prevented.

また、上記の態様ではブラシ25の電位を所定の範囲に維持するために帯電量制御部92を採用したが、これに限られない。例えば、表面電位センサ27からの出力をモニタなどの表示装置に出力し、これを監視するユーザが任意に電極26に印加する電圧またはイオナイザー28の出力を調整してもよい。 In addition, while the above embodiment employs a charge amount control unit 92 to maintain the potential of the brush 25 within a predetermined range, this is not limited to this. For example, the output from the surface potential sensor 27 may be output to a display device such as a monitor, and a user monitoring this may adjust the voltage applied to the electrode 26 or the output of the ionizer 28 as desired.

また、上記の態様では、洗浄装置1は、基板Wの両面を洗浄する装置であったが、洗浄ヘッド20、ブラシ駆動部30、ノズル41が、基板Wの一方の面側にのみ設けられ、基板Wの一方の面のみを洗浄する装置であってもよい。 In addition, in the above embodiment, the cleaning device 1 was an apparatus that cleans both sides of the substrate W, but the cleaning head 20, brush drive unit 30, and nozzle 41 may be provided on only one side of the substrate W, and the device may clean only one side of the substrate W.

[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
Other Embodiments
Although the embodiments of the present invention and modifications of each part have been described above, these embodiments and modifications of each part are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments described above can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications are included within the scope and spirit of the invention, and are also included in the invention described in the claims.

1 洗浄装置
10 回転駆動部
10a ローラ
11 第1の保持部
12 第2の保持部
13 第1の駆動部
14 第2の駆動部
20 洗浄ヘッド
21 胴部
22 モータ
23 ブラシホルダ
24 支持体
25 ブラシ
26 電極
27 表面電位センサ
271 固定治具
28 イオナイザー
281 固定治具
30 ブラシ駆動部
31 アーム
32 駆動機構
40 洗浄液吐出部
41 ノズル
41a 吐出口
90 制御部
91 機構制御部
92 帯電量制御部
W 基板
REFERENCE SIGNS LIST 1 Cleaning device 10 Rotation drive unit 10a Roller 11 First holding unit 12 Second holding unit 13 First drive unit 14 Second drive unit 20 Cleaning head 21 Body 22 Motor 23 Brush holder 24 Support 25 Brush 26 Electrode 27 Surface potential sensor 271 Fixing jig 28 Ionizer 281 Fixing jig 30 Brush drive unit 31 Arm 32 Drive mechanism 40 Cleaning liquid discharge unit 41 Nozzle 41a Discharge port 90 Control unit 91 Mechanism control unit 92 Charge amount control unit W Substrate

Claims (5)

基板を回転駆動する回転駆動部と、
回転する前記基板の面に回転するフッ素系樹脂のブラシを接触させ、前記基板の面を洗浄する洗浄ヘッドと、
前記洗浄ヘッドを前記基板の面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部と、
吐出口から前記基板に対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、
前記洗浄液吐出部によって前記基板に対して前記洗浄液を吐出させ、前記ブラシ駆動部によって前記ブラシが前記基板の面に接触しつつ前記基板の面に平行に移動している状態で前記ブラシの電位を0Vにする除電部と、
を有する洗浄装置。
a rotation drive unit that rotates the substrate;
a cleaning head that brings a rotating fluorine-based resin brush into contact with the surface of the rotating substrate to clean the surface of the substrate;
a brush driving unit that moves the cleaning head in a direction parallel to the surface of the substrate;
a cleaning liquid discharge unit that discharges an alkaline cleaning liquid onto the substrate from a discharge port;
a static elimination unit that causes the cleaning liquid discharge unit to discharge the cleaning liquid onto the substrate and that causes the brush to have a potential of 0 V while the brush is moving parallel to the surface of the substrate while in contact with the surface of the substrate by the brush drive unit; and
A cleaning device having:
基板を回転駆動する回転駆動部と、
回転する前記基板の面に回転するフッ素系樹脂のブラシを接触させ、前記基板の面を洗浄する洗浄ヘッドと、
前記洗浄ヘッドを前記基板の面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部と、
吐出口から前記基板に対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、
前記洗浄液吐出部によって前記基板に対して前記洗浄液を吐出させ、前記ブラシ駆動部によって前記ブラシが前記基板の面に接触しつつ前記基板の面に平行に移動している状態で前記ブラシの電位を0V以上にする除電部と、
を有し、
前記除電部は、前記ブラシを保持するブラシホルダ内部に設けられ、電圧が印加されて負に帯電し、静電誘導により前記ブラシの電位を0V以上にする電極である、洗浄装置。
a rotation drive unit that rotates the substrate;
a cleaning head that brings a rotating fluorine-based resin brush into contact with the surface of the rotating substrate to clean the surface of the substrate;
a brush driving unit that moves the cleaning head in a direction parallel to the surface of the substrate;
a cleaning liquid discharge unit that discharges an alkaline cleaning liquid onto the substrate from a discharge port;
a static elimination unit that causes the cleaning liquid discharge unit to discharge the cleaning liquid onto the substrate, and causes the brush drive unit to make the potential of the brush equal to or higher than 0 V while the brush is moving parallel to the surface of the substrate while in contact with the surface of the substrate;
and
The charge removal unit is an electrode that is provided inside a brush holder that holds the brush, is negatively charged when a voltage is applied, and raises the potential of the brush to 0 V or higher through electrostatic induction.
前記ブラシの電位または前記基板の電位を検出する表面電位センサと、
前記ブラシの電位または前記基板の電位に基づいて、前記電極に印加される電圧を調整する帯電量制御部と、
を更に有する請求項2に記載の洗浄装置。
a surface potential sensor that detects the potential of the brush or the potential of the substrate;
a charge amount control unit that adjusts the voltage applied to the electrode based on the potential of the brush or the potential of the substrate;
The cleaning device of claim 2 further comprising:
前記除電部は、前記ブラシに正イオンを放出するイオナイザーである、
請求項1に記載の洗浄装置。
The static eliminator is an ionizer that emits positive ions to the brush.
The cleaning device according to claim 1 .
基板を回転駆動する回転駆動部と、
回転する前記基板の面に回転するフッ素系樹脂のブラシを接触させ、前記基板の面を洗浄する洗浄ヘッドと、
前記洗浄ヘッドを前記基板の面に平行な方向に移動させるブラシ駆動部と、
吐出口から前記基板に対してアルカリ性の洗浄液を吐出する洗浄液吐出部と、
前記洗浄液吐出部によって前記基板に対して前記洗浄液を吐出させ、前記ブラシ駆動部によって前記ブラシが前記基板の面に接触しつつ前記基板の面に平行に移動している状態で前記ブラシの電位を0V以上にする除電部と、
を有し、
前記除電部は、前記ブラシに正イオンを放出するイオナイザーであり、
更に、
前記ブラシの電位または前記基板の電位を検出する表面電位センサと、
前記ブラシの電位または前記基板の電位に基づいて、前記イオナイザーの出力を調整する帯電量制御部と、
を有る洗浄装置。
a rotation drive unit that rotates the substrate;
a cleaning head that brings a rotating fluorine-based resin brush into contact with the surface of the rotating substrate to clean the surface of the substrate;
a brush driving unit that moves the cleaning head in a direction parallel to the surface of the substrate;
a cleaning liquid discharge unit that discharges an alkaline cleaning liquid onto the substrate from a discharge port;
a static elimination unit that causes the cleaning liquid discharge unit to discharge the cleaning liquid onto the substrate, and causes the brush drive unit to make the potential of the brush equal to or higher than 0 V while the brush is moving parallel to the surface of the substrate while in contact with the surface of the substrate;
and
the static eliminator is an ionizer that emits positive ions to the brush,
Furthermore,
a surface potential sensor that detects the potential of the brush or the potential of the substrate;
a charge amount control unit that adjusts the output of the ionizer based on the potential of the brush or the potential of the substrate;
A cleaning device having :
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243735A (en) 1999-02-18 2000-09-08 Toshiba Corp Substrate, brush cleaning apparatus and cleaning method
JP2004358338A (en) 2003-06-04 2004-12-24 Densho Engineering Co Ltd Composite conductive precision washing method
JP2007514177A (en) 2004-02-10 2007-05-31 シャープ株式会社 Substrate cleaning apparatus and cleaning method, flat display panel, electronic component mounting apparatus and mounting method
JP2007317977A (en) 2006-05-29 2007-12-06 Toshiba Corp Scrub cleaning method and scrub cleaning apparatus
JP2010140966A (en) 2008-12-09 2010-06-24 Shibaura Mechatronics Corp Electric charge removal device and electric charge removal method for substrate
JP2015032756A (en) 2013-08-05 2015-02-16 東京エレクトロン株式会社 Substrate cleaning apparatus, substrate back surface cleaning method and cleaning mechanism
JP2020004773A (en) 2018-06-25 2020-01-09 芝浦メカトロニクス株式会社 Cleaning brush, substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2020053583A (en) 2018-09-27 2020-04-02 芝浦メカトロニクス株式会社 Brush cleaning apparatus, substrate processing apparatus and brush cleaning method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10189511A (en) * 1996-12-20 1998-07-21 Sony Corp Wafer cleaning equipment

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243735A (en) 1999-02-18 2000-09-08 Toshiba Corp Substrate, brush cleaning apparatus and cleaning method
JP2004358338A (en) 2003-06-04 2004-12-24 Densho Engineering Co Ltd Composite conductive precision washing method
JP2007514177A (en) 2004-02-10 2007-05-31 シャープ株式会社 Substrate cleaning apparatus and cleaning method, flat display panel, electronic component mounting apparatus and mounting method
JP2007317977A (en) 2006-05-29 2007-12-06 Toshiba Corp Scrub cleaning method and scrub cleaning apparatus
JP2010140966A (en) 2008-12-09 2010-06-24 Shibaura Mechatronics Corp Electric charge removal device and electric charge removal method for substrate
JP2015032756A (en) 2013-08-05 2015-02-16 東京エレクトロン株式会社 Substrate cleaning apparatus, substrate back surface cleaning method and cleaning mechanism
JP2020004773A (en) 2018-06-25 2020-01-09 芝浦メカトロニクス株式会社 Cleaning brush, substrate processing apparatus and substrate processing method
JP2020053583A (en) 2018-09-27 2020-04-02 芝浦メカトロニクス株式会社 Brush cleaning apparatus, substrate processing apparatus and brush cleaning method

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