JP2022113186A - 基板洗浄装置、基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パーティクル除去能力を向上できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。【解決手段】基板処理装置において、基板洗浄装置４０は、基板Ｗを支持して回転させる基板回転支持部４１と、基板の半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを回転可能に保持するロール保持部４５と、第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を基板の表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させるロール回転駆動部４３と、回転している第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を基板の表面に摺接させるロール押付部と、を備える。第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材は、基板の表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、基板洗浄装置、基板洗浄方法に関する。

従来から、半導体基板を洗浄する洗浄装置として、スクラブ洗浄装置がある。この装置は、被洗浄物である半導体基板を保持して回転させる基板回転支持部と、基板の面に平行な軸の回りに回転するロールスポンジと、基板の被洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルを有している。基板回転支持部は、基板の外周を支持しながら回転し、その回転力が基板の外側面に伝達されて基板が回転するようになっている。ロールスポンジは、その中心軸線回りに回転し、基板の表面を摺りながら洗浄する。

従来のロール洗浄装置では、ロール洗浄部材の長さが基板の直径にわたる長さである。この場合、基板の回転方向とロール洗浄部材の回転方向との相対関係により、ロール洗浄部材の軸上の片側半径領域では、ロール洗浄部材と基板との摺接部における摺動方向が互いに同方向となるが、この領域では、回転しているロール洗浄部材が基板上のパーティクルを迎えてこれを基板に巻き込むように作用するため、基板の洗浄にはほとんど寄与しておらず、逆にロール洗浄部材から基板にパーティクルを再付着させる影響がある。

特開２００２－３１３７６７号公報（特許文献１）には、基板と平行な方向に延びるロール洗浄部材の長さを基板の半径にわたる長さとし、ロール洗浄部材と基板との摺接部における摺動方向が互いに反対方向になるようにすることが開示されている。しかしながら、洗浄性能の要求スペックは年々上がっており、さらなる改善が求められている。

特開２００２－３１３７６７号公報

本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、パーティクル除去能力を向上できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る基板洗浄装置は、
基板を支持して回転させる基板回転支持部と、
前記基板の半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を回転可能に保持するロール洗浄部材保持部と、
前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させるロール回転駆動部と、
回転している前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面に摺接させるロール押付部と、
を備え、
前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材は、前記基板の表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置されるように構成されている。

このような態様によれば、基板と第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材をそれぞれ回転させながら、第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を基板の表面に摺接させることで、基板の表面は１回転する間に第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材により２回洗浄されることになるため、パーティクル除去能力を２倍に向上できる。

本発明の第２の態様に係る基板洗浄装置は、第１の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材と前記基板との摺接部における摺動方向が互いに反対方向となり、前記第２のロール洗浄部材と前記基板との摺接部における摺動方向が互いに反対方向となるような向きで、前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を回転させる。

このような態様によれば、第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材は、回転する基板および軸周りに回転する洗浄部材を互いに接触させながら基板を洗浄する際に、洗浄部材に対して相対的に近づいてくる基板上のパーティクルを迎えうってこれを掻き上げるように回転するため、パーティクルの除去能力を向上できる。

本発明の第３の態様に係る基板洗浄装置は、第１または２の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記第１のロール洗浄部材の中心軸線と前記第２のロール洗浄部材の中心軸線は、互いに平行であり、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材は、前記基板の表面のうち基板の中心を挟んで互いに反対側の半径部分をカバーするように配置される。

このような態様によれば、第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を同一のロール回転保持部に保持させることが容易となり、装置構成をシンプルにできる。

本発明の第４の態様に係る基板洗浄装置は、第１～３のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を互いに異なる回転数で回転させる。

このような態様によれば、第１のロール洗浄部材と基板との摺接部における相対速度を第２のロール洗浄部材と基板との摺接部における相対速度とは異ならせることができる。これにより、パーティクルの大小に応じた除去作用を実現したり、ロール洗浄部材から基板へと再付着したパーティクルをすぐに除去したりすることが可能になり、パーティクルの除去能力を向上できる。

本発明の第５の態様に係る基板洗浄装置は、第１～４のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を回転させるモータを有し、
前記基板洗浄装置は、前記ロール押付部を制御する制御装置を有し、
前記制御装置は、前記モータの負荷トルクの信号を受信するとともに、前記モータの負荷トルクが予め設定された上限値を超えた場合に、当該上限値と前記モータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を基板に対して離間させ、前記モータの負荷トルクが予め設定された下限値を下回った場合に、当該下限値と前記モータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を基板に対して近接させるよう、前記ロール押付部を制御する。

このような態様によれば、モータの負荷トルクを所定のある一定の範囲に収めることで、基板表面に対するロール洗浄部材の押付状況をある一定の範囲に収めることができて、安定した洗浄性能を維持できる。

本発明の第６の態様に係る基板洗浄装置は、第１～５のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記ロール押付部は、
前記ロール洗浄部材保持部に、前記基板の表面に対して垂直な方向の荷重を加えることで、前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面に摺接させる第１押付部と、
前記ロール保持部を前記基板の表面に対して傾けることで、前記基板の表面に対する前記第１のロール洗浄部材の押付荷重と前記第２のロール洗浄部材の押付荷重とを互いに異ならせる第２押付部と、
を有する。

このような態様によれば、基板に対する複数のロール洗浄部材の押付荷重の違いを設けたうえで第１のロール洗浄部材と第２のロール洗浄部材を用いてスクラブ洗浄することによりパーティクルの大小に応じた除去作用を実現したり、ロール洗浄部材から基板へと再付着したパーティクルをすぐに除去したりすることが可能になるため、パーティクルの除去能力を向上できる。

本発明の第７の態様に係る基板洗浄装置は、第１～６のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材を回転させる第１のモータと、前記第２のロール洗浄部材を回転させる第２のモータとを有する。

このような態様によれば、第１のロール洗浄部材の回転数を、第２のロール洗浄部材の回転数とは異ならせることが容易である。

本発明の第８の態様に係る基板洗浄装置は、第７の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記第１のモータおよび第２のモータの各々の負荷トルクの信号を受信するとともに、前記第１のモータの負荷トルクが予め設定された第１の上限値を上回った場合に、当該第１の上限値と前記第１のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材を基板に対して離間させ、前記第１のモータの負荷トルクが予め設定された第１の下限値を下回った場合に、当該第１の下限値と前記第１のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材を基板に対して近接させ、前記第２のモータの負荷トルクが予め設定された第２の上限値を上回った場合に、当該第２の上限値と前記第２のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第２のロール洗浄部材を基板に対して離間させ、前記第２のモータの負荷トルクが予め設定された第２の下限値を下回った場合に、当該第２の下限値と前記第２のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第２のロール洗浄部材を基板に対して近接させるよう、前記ロール押付部を制御する制御装置を備える。

このような態様によれば、モータの負荷トルクを所定のある一定の範囲に収めることで、基板表面に対するロール洗浄部材の押付状況をある一定の範囲に収めることができて、安定した洗浄性能を維持できる。

本発明の第９の態様に係る基板洗浄装置は、第１～６のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材を回転させる第１のモータと、前記第１のロール洗浄部材の回転を前記第２のロール洗浄部材へと伝達する動力伝達部とを有する。

このような態様によれば、モータを２つ設置しなくても２つのロール洗浄部材に動力を伝達できるので、たとえば省スペース化でき、装置の重量を軽量化できる。

本発明の第１０の態様に係る基板洗浄装置は、第１～９のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を一体に前記基板の表面と平行な向きに移動させるロール平行移動部をさらに備える。

このような態様によれば、ロール洗浄部材の中心軸線が平面視において基板の直径と重なるように配置されていなくても、ロール洗浄部材の中心軸線に対して直交する向きにロール洗浄部材を往復移動させながら洗浄することで、基板の中央部にロール洗浄部材を摺接させることができ、基板の中央部も満遍なく洗浄できる。また、従来の装置では、ロール洗浄部材の中心軸線が平面視において基板の直径と重なる配置でのみ洗浄が行われているため、ロール洗浄部材の表面の外周上に設けられたノジュール（凹凸）の位置が、基板の中心からの径方向の距離で固定の位置となり、ノジュールの接触回数について径方向の位置による偏在がある。そのため、ノジュールの接触回数の少ない位置で洗浄終了までの時間が決まっている。これに対し、このような態様によれば、ロール洗浄部材の中心軸線に対して直交する向きにロール洗浄部材を往復移動させながら洗浄することで、ロール洗浄部材の表面の外周上に設けられたノジュールの位置が、基板の中心からの径方向の距離で可変の位置となり、ノジュールの接触回数について径方向の位置による偏在が抑制され、洗浄終了までの時間を相対的に短縮できる。

本発明の第１１の態様に係る基板洗浄装置は、第１～１０のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルをさらに備える。

本発明の第１２の態様に係る基板洗浄装置は、第１１の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記洗浄液ノズルは、前記第１のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に洗浄液を供給する第１洗浄液ノズルと、前記第２のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に洗浄液を供給する第２洗浄液ノズルと、を有する。

このような態様によれば、各ロール洗浄部材と基板との摺接部に洗浄液を効率的に供給することができる。

本発明の第１３の態様に係る基板洗浄装置は、第１２の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記第１洗浄液ノズルは、前記第１のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に対して前記基板の回転方向の上流側から洗浄液を供給し、
前記第２洗浄液ノズルは、前記第２のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に対して前記基板の回転方向の上流側から洗浄液を供給する。

このような態様によれば、各ロール洗浄部材と基板との摺接部に洗浄液をより効率的に供給することができる。

本発明の第１４の態様に係る基板洗浄装置は、第１１～１３のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記洗浄液ノズルは、前記基板の中央部に洗浄液を供給する第３洗浄液ノズルを有する。

このような態様によれば、基板の中央部に洗浄液を効率的に供給することができる。

本発明の第１５の態様に係る基板処理装置は、
基板を研磨する基板研磨装置と、
研磨後の基板を洗浄する、第１～１４のいずれかに態様に係る基板洗浄装置と、
を備える。

本発明の第１６の態様に係る基板処理方法は、
基板の半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を、前記基板の表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置し、
前記基板を回転させるとともに、前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させながら、前記基板の表面に摺接させる。

図１は、一実施の形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、一実施の形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す平面図である。 図３は、一実施の形態に係る基板洗浄装置を図２における手前方向から見たときの側面図である。 図４は、一実施の形態に係る基板洗浄装置を図２における右方向から見たときの側面図である。 図５は、一実施の形態に係る基板洗浄装置を図２に示すＡ－Ａ線に沿って切断した断面を示す図である。 図６は、一実施の形態に係る基板洗浄装置を図３に示すＢ－Ｂ線に沿って切断した断面を示す図である。 図７は、第２押付部の動作を説明するための図である。 図８は、第２押付部の動作を説明するための図である。 図９は、ロール平行移動部の動作を説明するための図である。 図１０は、ロール回転駆動部が有する動力伝達部の構成を拡大して示す図である。 図１１は、図１０に示す動力伝達部の動作を説明するための図である。 図１２は、一実施の形態の一変形に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。また、本明細書において、「～の上」「～の下」との表現は、本明細書で特に言及がない限り、２つの構成要素が互いに接している場合のほか、２つの構成要素が離間している場合も含む表現を意味する。さらに、一の構成要素を「含む」、「有する」、「備える」あるいは「具備する」という表現は、他の構成要素の存在を排除する表現ではない。また、特に説明がない限り、「上」とは基板を起点として第１の洗浄具が存在する方向を意味し、「下」とはその反対方向（第２の洗浄具が存在する場合だけでなく、第２の洗浄具が存在しない場合も想定される）を意味する。また、洗浄具やこれを構成する構成物に関し、「上面」や「表面」とは第１の洗浄具が基板に接触する側の面を意味する。

図１Ａは、一実施の形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置１の全体構成を示す平面図である。

図１Ａに示すように、基板処理装置１は、略矩形状のハウジング１０と、複数の基板Ｗをストックする基板カセット（図示せず）が載置されるロードポート１２と、を有している。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。ロードポート１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポッドまたはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）を搭載することができる。ＳＭＩＦポッドおよびＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収容し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。基板Ｗとしては、たとえば半導体ウェハなどを挙げることができる。ただし、処理対象の基板は半導体ウェハに限定されるものでなく、ガラス基板、セラミック基板等の半導体装置の製造に用いられる他の種類の基板であってもよい。

ハウジング１０の内部には、基板Ｗを研磨する複数（図１Ａに示す態様では４つ）の研磨ユニット（基板研磨装置）１４ａ～１４ｄと、研磨後の基板Ｗを洗浄する第１洗浄ユニット１６および第２洗浄ユニット１８と、洗浄後の基板Ｗを乾燥させる乾燥ユニット２０とが収容されている。研磨ユニット１４ａ～１４ｄは、ハウジング１０の長手方向に沿って配列されており、洗浄ユニット１６、１８および乾燥ユニット２０も、ハウジング１０の長手方向に沿って配列されている。また、本実施態様においては、基板表面にトレンチは存在していない基板Ｗを対象としている。さらに、後述する構成により、湿式処理である化学的機械的研磨処理がなされた後の表面が湿潤した状態の基板Ｗは、表面が乾燥されることなくそのまま第１洗浄ユニット１６へと搬送され、第１洗浄ユニット１６で洗浄された基板Ｗはそのまま乾燥されることなく第２洗浄ユニット１８へと搬送され、第２洗浄ユニット１８で洗浄された基板Ｗはそのまま乾燥されることなく乾燥ユニット２０へと搬送され、乾燥ユニット２０で初めて基板Ｗが乾燥されるようになっている。

ロードポート１２と、ロードポート１２側に位置する研磨ユニット１４ａと、乾燥ユニット２０とにより囲まれた領域には、第１搬送ロボット２２が配置されている。また、研磨ユニット１４ａ～１４ｄが配列された領域と、洗浄ユニット１６、１８および乾燥ユニット２０が配列された領域との間には、ハウジング１０の長手方向と平行に、搬送ユニット２４が配置されている。第１搬送ロボット２２は、研磨前の基板Ｗをロードポート１２から受け取って搬送ユニット２４に受け渡したり、乾燥ユニット２０から取り出された乾燥後の基板Ｗを搬送ユニット２４から受け取ったりする。

第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８との間には、第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８との間で基板Ｗの受け渡しを行う第２搬送ロボット２６が配置されている。また、第２洗浄ユニット１８と乾燥ユニット２０との間には、第２洗浄ユニット１８と乾燥ユニット２０との間で基板Ｗの受け渡しを行う第３搬送ロボット２８が配置されている。

さらに、基板処理装置１には、各機器１４ａ～１４ｄ、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８の動きを制御する制御装置３０が設けられている。制御装置３０としては、たとえば、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）が用いられる。図１に示す態様では、制御装置３０がハウジング１０の内部に配置されているが、これに限られることはなく、制御装置３０がハウジング１０の外部に配置されていてもよい。

図１Ａに示す例では、第１洗浄ユニット１６として、洗浄液の存在下で、水平方向に延びるロール洗浄部材を基板Ｗの表面に接触させ、ロール洗浄部材を自転させながら基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するロール洗浄装置が使用されており、第２洗浄ユニット１８として、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材を基板Ｗの表面に接触させ、ペンシル洗浄部材を自転させながら基板Ｗの表面と平行な一方向に向けて移動させて、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄装置が使用されている。また、乾燥ユニット２０として、回転する基板Ｗに向けて、基板Ｗの表面と平行な一方向に移動する噴射ノズルからイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を噴出して基板Ｗを乾燥させ、さらに基板Ｗを高速で回転させて遠心力によって基板Ｗを乾燥させるスピン乾燥装置が使用されている。

なお、この例では、第１洗浄ユニット１６としてロール洗浄装置が使用されているが、第１洗浄ユニット１６として第２洗浄ユニット１８と同様のペンシル洗浄装置が使用されてもよいし、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる回転軸線を有するバフ洗浄研磨部材を基板Ｗの表面に接触させ、バフ洗浄研磨部材を自転させながら基板Ｗの表面と平行な一方向に向けて移動させて、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄研磨するバフ研磨洗浄装置が使用されてもよいし、二流体ジェットにより基板Ｗの表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置が使用されてもよい。また、この例では、第２洗浄ユニット１８としてペンシル洗浄装置が使用されているが、第２洗浄ユニット１８として第１洗浄ユニット１６と同様のロール洗浄装置が使用されてもよいし、バフ研磨洗浄装置が使用されてもよいし、二流体ジェット洗浄装置が使用されてもよい。

洗浄液には、純水（ＤＩＷ）などのリンス液と、アンモニア過酸化水素水混合液（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素水混合液（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、フッ酸などの薬液とが含まれる。本実施の形態で特に断りのない限り、洗浄液は、リンス液または薬液のいずれかを意味している。

次に、図２～図４を参照し、一実施の形態に係る基板洗浄装置４０について説明する。一実施の形態に係る基板洗浄装置４０は、第１洗浄ユニット１６にも第２洗浄ユニット１８にも適用できる。

図２は、一実施の形態に係る基板洗浄装置４０の概略構成を示す平面図である。図３は、一実施の形態に係る基板洗浄装置４０を図２における手前方向から見たときの側面図である。図４は、一実施の形態に係る基板洗浄装置４０を図２における右方向から見たときの側面図である。

図２～図４に示すように、基板洗浄装置４０は、基板Ｗを支持して回転させる基板回転支持部４１と、基板Ｗの半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを回転可能に保持するロール保持部４５と、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを回転させるロール回転駆動部４３と、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面に押し付けるロール押付部４６と、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面と平行に移動させるロール平行移動部４７と、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル４４と、を有している。

このうち基板回転支持部４１としては、たとえば、基板Ｗの外周を支持しながら回転する複数（図示された例では４つ）のスピンチャックが用いられる。基板Ｗは、表面を上にして、基板回転支持部４１に保持される。基板回転支持部４１が基板Ｗを支持して回転すると、基板回転支持部４１の回転力が基板Ｗの外側面に伝達されて、基板Ｗはその中心軸（中心Ｏを通って基板Ｗの表面に垂直な軸）を回転軸として回転する。

第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）から構成された円柱形状を有するロールスポンジである。図２および図３に示すように、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂの軸方向の両端部からはそれぞれの中心軸線と同軸状に回転軸４２ａ１、４２ｂ１が延びており、各回転軸４２ａ１、４２ｂ１の両端部は、ロール保持部４５によって回転可能に保持されている。なお、図示された例では、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、同一のロール保持部４５に保持されているが、これに限定されるものではなく、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、互いに異なるロール保持部に保持されていてもよい。

図２および図３に示すように、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、それぞれ、基板Ｗの半径とほぼ同じ長さを有している。第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、各々の中心軸線が基板Ｗの表面と平行になるように向けられた状態で、基板Ｗの表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置されるように構成されている。

図示された例では、第１のロール洗浄部材４２ａの中心軸線と第２のロール洗浄部材４２ｂの中心軸線は、互いに平行であり、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、基板Ｗの表面のうち互いに反対側の半径部分をカバーするように配置される。第１のロール洗浄部材４２ａの中心軸線と第２のロール洗浄部材４２ｂの中心軸線が互いに平行であることにより、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを同一のロール保持部４５に保持させることが容易となり、互いに異なるロール保持部に保持させる構成に比べて、装置構成がシンプルになる。

ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させる。ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを互いに異なる回転数で回転させてもよい。

図２および図３に示す例では、ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａを回転させる第１のモータ４３１と、第１のロール洗浄部材４２ａの回転を第２のロール洗浄部材４２ｂへと伝達する動力伝達部４３２とを有している。

このうち第１のモータ４３１は、第１のロール洗浄部材４２ａの回転軸４２ａ１の一方の端部に接続されており、第１のロール洗浄部材４２ａの回転軸４２ａ１に回転力を直接伝達して第１のロール洗浄部材４２ａをその中心軸線回りに回転させる。

図１０は、動力伝達部４３２の構成を拡大して示す図である。図１１は、動力伝達部４３２を図１０における右方向から見た図であって、動力伝達部４３２の動作を説明するための図である。

図１０および図１１に示すように、動力伝達部４３２は、第１～第３のプーリー４１～５３と、第１～第３のプーリー５１～５３に架け渡されたベルト５０と、第１および第２の歯車５４、５５とを有している。

このうち第１のプーリー５１は、第１のロール洗浄部材４２ａの回転軸４２ａ１に同軸状に設けられており、第１のロール洗浄部材４２ａと一体に回転可能である。ベルト５０は、第１～第３のプーリー５１～５３に架け渡されている。第１のモータ４３１からの回転力により第１のロール洗浄部材４２ａが第１のプーリー５１と一体に回転されると、その回転力がベルト５０を介して第２および第３のプーリー５２、５３に伝達され、第２および第３のプーリー５２、５３が回転される。第１の歯車５４は、第２のプーリー５２と同軸状に設けられており、第２のプーリー５２と一体に回転可能である。第２の歯車５５は、第２のロール洗浄部材４２ａの回転軸４２ａ１に同軸状に設けられており、第２のロール洗浄部材４２ａと一体に回転可能である。また、第２の歯車５５は、第１の歯車５４と噛み合っている。第１のロール洗浄部材４２ａの回転力がベルト５０を介して第２のプーリー５２に伝達されると、第２のプーリー５２が第１の歯車５４とともに回転され、第１の歯車５４の回転力が第２の歯車５５へと伝達され、第２の歯車５５が第２のロール洗浄部材４２ｂとともに回転される。ロール回転駆動部４３が第１のモータ４３１と動力伝達部４３２とを有していることで、モータを２つ設置しなくても２つのロール洗浄部材４２ａ、４２ｂに動力を伝達でき、これにより、たとえば省スペース化でき、装置の重量を軽量化できる。

本実施の形態では、第２のプーリー５２は、変速プーリーである。第２のプーリー５２のＶ溝幅は可動であり、無負荷ではバネ力などで狭められていて、実質的に大径となっている（図１１において破線で示す第２のプーリー５２およびベルト６０の形状を参照）。第３のプーリー５３は、位置可動のテンショナルプーリーである。第３のプーリー５３が図１１における上方向に変位されると、ベルト６０が第２のプーリー５２の上記バネ力にうち勝ってＶ溝幅を押し広げ、プーリー経が縮小する（図１１において実線で示す第２のプーリー５２およびベルト６０の形状を参照）。第２のプーリー５２の径が縮小することで、第２のプーリー５２および第１の歯車５４の回転数が増加し、これにより、第２の歯車５５および第２のロール洗浄部材４２ｂの回転数が増加する（回転速度が速くなる）。したがって、第１のロール洗浄部材４２ａの回転数と第２のロール洗浄部材４２ｂの回転数とを互いに異ならせることができる。

一変形として、図１２に示すように、ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａを回転させる第１のモータ４３１と、第２のロール洗浄部材４２ｂを回転させる第２のモータ４３１ｂとを有していてもよい。第１のモータ４３１は、第１のロール洗浄部材４２ａの回転軸４２ａ１の一方の端部に接続されており、第１のロール洗浄部材４２ａの回転軸４２ａ１に回転力を直接伝達して第１のロール洗浄部材４２ａをその中心軸線回りに回転させる。また、第２のモータ４３１ｂは、第２のロール洗浄部材４２ｂの回転軸４２ｂ１の一方の端部に接続されており、第２のロール洗浄部材４２ｂの回転軸４２ｂ１に回転力を直接伝達して第２のロール洗浄部材４２ｂをその中心軸線回りに回転させる。このような構成によっても、第１のロール洗浄部材４２ａの回転数と第２のロール洗浄部材４２ｂの回転数とを互いに異ならせることが可能である。

ロール押付部４６は、回転している第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面に摺接させる。

図２および図３に示す例では、ロール押付部４６は、第１押付部４６１と、第２押付部４６２とを有している。

第１押付部４６１は、ロール保持部４５に、基板Ｗの表面に対して垂直な方向の荷重を加えることで、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面に摺接させる。

図示された例では、第１押付部４６１は、アクチュエータであり、水平方向に延びる第１アーム部４８１の基端部に接続されている。第１アーム部４８１の先端部には、第２アーム部４８２が吊り下げられるように支持されており、第２アーム部４８２は、ロール保持部４５を保持している。第１押付部４６１が第１アーム部４７１に鉛直下向きの荷重を加えると、その荷重が第１アーム部４８１から第２アーム部４８２を介してロール保持部４５に伝達され、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂが基板Ｗの表面に押し付けられて摺接される。

図３に示すように、第１アーム部４８１と第２アーム部４８２との間には、押付荷重検出部４６３が設けられている。押付荷重検出部４６３は、基板Ｗの表面に対する第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂの押付荷重を検出する。上述した制御装置３０は、押付荷重検出部４６３の検出結果に基づいて第１押付部４６１の押付荷重を調整する。

第２押付部４６２は、ロール保持部４５を基板Ｗの表面に対して傾けることで、基板Ｗの表面に対する第１のロール洗浄部材４２ａの押付荷重と第２のロール洗浄部材４２ｂの押付荷重とを互いに異ならせる。

図５は、基板洗浄装置４０を図２に示すＡ－Ａ線に沿って切断した断面を示す図である。図６は、基板洗浄装置４０を図３に示すＢ－Ｂ線に沿って切断した断面を示す図である。

図５および図６に示す例では、第２押付部４６２は、伸縮可能なアクチュエータであり、ロール保持部４５のうち第１のロール洗浄部材４２ａの回転軸線から変位した位置で上下方向に伸縮できるように設けられている。図７に示すように、第２押付部４６２が収縮する前の時点では、ロール保持部４５は基板Ｗの表面に対して傾いておらず、第１押付部４６１からロール保持部４５が受ける荷重は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂに均等に振り分けられ、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは基板Ｗの表面に対して互いに同じ押付荷重で押し付けられる。一方、図８に示すように、第２押付部４６２が収縮すると、ロール保持部４５の右側端部が第２押付部４６２により上向きに引き上げられてロール保持部４５の右側端部（第１端部）の基板に対する距離が増大し、その際、ロール保持部４５の左側端部（第２端部）が押し下げられることになり、ロール保持部４５が基板Ｗの表面に対して傾斜する。相対的に左側に配置されている第２のロール洗浄部材４２ｂの押付荷重は、第１のロール洗浄部材４２ａの押付荷重より大きくなる。基板Ｗの表面に対する第１のロール洗浄部材４２ａの押付荷重と第２のロール洗浄部材４２ｂの押付荷重とを互いに異ならせることができることで、基板Ｗに対するロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの押付荷重の違いによりパーティクルの付着力に応じた除去作用を実現したり、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂから基板へと再付着したパーティクルをすぐに除去したりすることが可能になり、パーティクルの除去能力を向上できる。
すなわち、発明者らは、比較的付着力の大きなパーティクルは高荷重・低回転速度条件で除去しやすく、比較的付着力の小さいパーティクルは、低荷重・高回転速度条件で除去しやすいことを見出した。なお、本明細書においてロール保持部４５を基板Ｗの表面に対して傾けるとは、ロール保持部４５の右側端部または左側端部（第１端部）の基板に対する距離を増大させると同時に、ロール保持部４５の他端部（第２端部）の基板に対する距離を減少させる状態を作り出すことをいう。

図２を参照し、制御装置３０は、第１のモータ４３１が負荷トルクの微小な変動に対してもモータ回転速度を一定に維持する様にモータに印加する電圧を制御装置３０内で自動的に制御する。従って、例えば第１のモータ４３１には、モータの駆動電流からモータの負荷トルクを算出するトルク算出器（不図示）が設けられ、制御装置３０は、トルク算出器から出力されたモータの負荷トルクの信号を受信する。また制御装置３０は、第１のモータ４３１の負荷トルクについて予め定められた上限値および下限値を記憶する記憶部（不図示）と、記憶部からデータを読み出して演算する演算部（不図示）とを有している。制御装置３０は、第１のモータ４３１の負荷トルクの信号を（トルク算出器から）受信するとともに、記憶部に記憶された上限値および下限値と比較する。そして、第１のモータ４３１の負荷トルクが予め設定された上限値を超えた場合には、制御装置３０は、当該上限値と第１のモータ４３１の負荷トルクとの差分に対応する距離を予め定められた計算式またはテーブルに従って演算し、当該距離だけ、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗに対して離間させるよう、ロール押付部４６を制御する。他方、第１のモータ４３１の負荷トルクが予め設定された下限値を下回った場合には、制御装置３０は、当該下限値と第１のモータ４３１の負荷トルクとの差分に対応する距離を予め定められた計算式またはテーブルに従って演算し、当該距離だけ、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗに対して近接させるよう、ロール押付部４６を制御する。これにより、第１のモータ４３１の負荷トルクを所定のある一定の範囲に収めることで、基板Ｗ表面に対するロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの押付状況をある一定の範囲に収めることができて、安定した洗浄性能を維持できる。

一変形例として、図１２に示すように、ロール回転駆動部４３が、第１のロール洗浄部材４２ａを回転させる第１のモータ４３１と、第２のロール洗浄部材４２ｂを回転させる第２のモータ４３１ｂとを有している場合には、第１のモータ４３１および第２のモータ４３１ｂにはそれぞれモータの駆動電流からモータの負荷トルクを算出するトルク算出器（不図示）が設けられており、制御装置３０は、第１のモータ４３１の負荷トルクについて予め定められた第１の上限値および第１の下限値を記憶するとともに、第２のモータ４３１ｂの負荷トルクについて予め定められた第２の上限値および第２の下限値を記憶する記憶部（不図示）と、記憶部からデータを読み出して演算する演算部（不図示）とを有していてもよい。この場合、制御装置３０は、第１のモータ４３１および第２のモータ４３１ｂの各々の負荷トルクの信号を（トルク算出器から）受信するとともに、第１のモータ４３１の負荷トルクを記憶部に記憶された第１の上限値および第１の下限値と比較し、第２のモータ４３１ｂの負荷トルクを記憶部に記憶された第２の上限値および第２の下限値と比較する。そして、第１のモータ４３１の負荷トルクが予め設定された第１の上限値を超えた場合には、制御装置３０は、当該第１の上限値と第１のモータ４３１の負荷トルクとの差分に対応する距離を予め定められた計算式またはテーブルに従って演算し、当該距離だけ、第１のロール洗浄部材４２ａを基板Ｗに対して離間させるよう、ロール押付部４６を制御する。他方、第１のモータ４３１の負荷トルクが予め設定された第１の下限値を下回った場合には、制御装置３０は、当該第１の下限値と第１のモータ４３１の負荷トルクとの差分に対応する距離を予め定められた計算式またはテーブルに従って演算し、当該距離だけ、第１のロール洗浄部材４２ａを基板Ｗに対して近接させるよう、ロール押付部４６を制御する。また、第２のモータ４３１ｂの負荷トルクが予め設定された第２の上限値を超えた場合には、制御装置３０は、当該第２の上限値と第２のモータ４３１ｂの負荷トルクとの差分に対応する距離を予め定められた計算式またはテーブルに従って演算し、当該距離だけ、第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗに対して離間させるよう、ロール押付部４６を制御する。他方、第２のモータ４３１ｂの負荷トルクが予め設定された第２の下限値を下回った場合には、制御装置３０は、当該第２の下限値と第２のモータ４３１ｂの負荷トルクとの差分に対応する距離を予め定められた計算式またはテーブルに従って演算し、当該距離だけ、第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗに対して近接させるよう、ロール押付部４６を制御する。これにより、第１のモータ４３１および第２のモータ４３１ｂの負荷トルクを所定のある一定の範囲に収めることで、基板Ｗ表面に対するロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの押付状況をある一定の範囲に収めることができて、安定した洗浄性能を維持できる。

図示は省略するが、基板Ｗの裏面側に通常の長さ（すなわち基板Ｗの直径とほぼ同じ長さ）の第３のロール洗浄部材が配置されており、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂにより基板Ｗの表面が接触洗浄されるのと同時に、基板Ｗの裏面が第３のロール洗浄部材により接触洗浄されてもよく、その場合、第３のロール洗浄部材の押付荷重が、当該第３のロール洗浄部材を回転させる第３のモータの負荷トルクの値に基づいて調整されるように構成されていてもよい。

図２に示すように、ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となり、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となるような向きで、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを回転させる。たとえば、基板回転支持部４１により基板Ｗが上方から見てその中心軸回りに時計回りで回転される場合には、ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの中心側から見て各々の中心軸線回りに時計回りで回転させる。逆に、基板回転支持部４１により基板Ｗが上方から見てその中心軸回りに反時計回りで回転される場合には、ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの中心側から見て各々の中心軸線回りに反時計回りで回転させる。

比較例として、ロール洗浄部材と基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに同じ方向となる場合には、ロール洗浄部材は、遠ざかっていく基板Ｗ上のパーティクルを掻き上げるように作用し、近づいてくる基板Ｗ上のパーティクルに対してはこれを基板に巻き込むように作用するため、基板の洗浄にはほとんど寄与しておらず、逆にロール洗浄部材から基板Ｗにパーティクルを再付着させる影響がある。これに対し、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となり、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となる場合には、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、近づいてくる基板Ｗ上のパーティクルを迎えうってこれを掻き上げるように作用するため、パーティクルの除去能力を向上できる。

図２および図９を参照し、ロール平行移動部４７は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを一体に基板Ｗの表面と平行な向きに移動させる。ロール平行移動部４７は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを、各々の中心軸線に対して直交する向き（図２および図９における上下方向）に移動させてもよいし、各々の中心軸線と平行な向き（図２および図９における左右方向）に移動させてもよいし、各々の中心軸線に対して直交する向き（図２および図９における上下方向）に移動させながら、各々の中心軸線と平行な向き（図２および図９における左右方向）にも移動させることで、円を描くように移動させてもよい。

図２を参照し、洗浄液ノズル４４は、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する。図２に示す例では、洗浄液ノズル４４は、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部に洗浄液を供給する第１洗浄液ノズル４４ａと、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部に洗浄液を供給する第２洗浄液ノズル４４ｂと、基板Ｗの中央部に洗浄液を供給する第３洗浄液ノズル４４ｃとを有している。

図２に示すように、第１洗浄液ノズル４４ａは、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部に対して基板Ｗの回転方向の上流側から洗浄液を供給してもよい。また、第２洗浄液ノズル４４ｂは、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部に対して基板Ｗの回転方向の上流側から洗浄液を供給してもよい。

図２に示す例では、第１洗浄液ノズル４４ａは、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部に薬液を供給する第１薬液ノズル４４ａ１と、リンス液を供給する第１リンス液ノズル４４ａ２とを有している。第１薬液ノズル４４ａ１および第１リンス液ノズル４４ａ２は、それぞれ、噴霧ノズルであってもよいし、単管ノズルであってもよい。また、第２洗浄液ノズル４４ｂは、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部に薬液を供給する第２薬液ノズル４４ｂ１と、リンス液を供給する第２リンス液ノズル４４ｂ２とを有している。第２薬液ノズル４４ｂ１および第２リンス液ノズル４４ｂ２は、それぞれ、噴霧ノズルであってもよいし、単管ノズルであってもよい。また、第３洗浄液ノズル４４ｃは、基板Ｗの中央部に薬液を供給する第３薬液ノズル４４ｃ１と、リンス液を供給する第３リンス液ノズル４４ｃ２とを有している。第３薬液ノズル４４ｃ１および第３リンス液ノズル４４ｃ２は、それぞれ、噴霧ノズルであってもよいし、単管ノズルであってもよい。なお、本明細書において「噴霧ノズル」とは、多数の供給口を有し、洗浄液が空間的に広がるように吐出されるノズルをいい、「単管ノズル」とは、噴霧ノズルとは異なり、単一の供給口を有し、洗浄液が比較的直線的に供給口から射出されるノズルをいう。

次に、このような構成からなる基板洗浄装置４０による基板洗浄方法の一例について説明する。

まず、被洗浄物である基板Ｗが、表面を上にして、基板回転支持部４１に保持される。次いで、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂが、基板Ｗの表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置される。

そして、基板回転支持部４１が、基板Ｗをその中心軸線回りに回転させるとともに、ロール回転駆動部４３が、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを、基板Ｗの表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させる。

次いで、洗浄液ノズル４４が基板Ｗの表面に洗浄液を供給しながら、ロール押付部４６が第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面に押し付けて摺接させる。基板Ｗの表面は１回転する間に第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂにより２回洗浄されることになるため、特開２００２－３１３７６７号公報（特許文献１）に開示された構成に比べて、パーティクル除去能力を各段に向上できる。

ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となり、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となるような向きで、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを回転させてもよい。この場合、回転している第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、近づいてくる基板Ｗ上のパーティクルを迎えうってこれを掻き上げるように作用するため、パーティクルの除去能力をさらに向上できる。

ロール回転駆動部４３は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを互いに異なる回転数で回転させてもよい。この場合、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部における相対速度を、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部における相対速度とは異ならせることができる。これにより、パーティクルの大小に応じた除去作用を実現したり、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂから基板Ｗへと再付着したパーティクルをすぐに除去したりすることが可能になるため、パーティクルの除去能力をさらに向上できる。

ロール押付部４６は、第２押付部４６２の動作によりロール保持部４２を基板Ｗの表面に対して傾けることで、基板Ｗの表面に対する第１のロール洗浄部材４２ａの押付荷重と第２のロール洗浄部材４２ｂの押付荷重とを互いに異ならせてもよい。この場合、基板Ｗに対するロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの押付荷重の違いによりパーティクルの大小に応じた除去作用を実現したり、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂから基板Ｗへと再付着したパーティクルをすぐに除去したりすることが可能になるため、パーティクルの除去能力をさらに向上できる。

第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂが基板Ｗの表面に摺接している状態で、ロール平行移動部４７は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを一体に前記基板の表面と平行な向きに移動させてもよい。この場合、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの中心軸線が平面視において基板Ｗの直径と重なるように配置されていなくても、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの中心軸線に対して直交する向きにロール洗浄部材４２ａ、４２ｂを往復移動させながら洗浄することで、基板Ｗの中央部にロール洗浄部材４２ａ、４２ｂを摺接させることができ、基板Ｗの中央部も満遍なく洗浄できる。

また、従来の装置では、ロール洗浄部材の中心軸線が平面視において基板Ｗの直径と重なる配置でのみ洗浄が行われているため、ロール洗浄部材の表面の外周上に設けられたノジュール（凹凸）の位置が、基板Ｗの中心からの径方向の距離で固定の位置となり、ノジュールの接触回数について径方向の位置による偏在があった。そのため、基板Ｗの中心からの径方向の距離によってパーティクルの除去能力にバラツキがあった。これに対し、本実施の形態では、ロール平行移動部４７が、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの中心軸線に対して直交する向きにロール洗浄部材４２ａ、４２ｂを往復移動させながら洗浄することで、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの表面の外周上に設けられたノジュールの位置が、基板Ｗの中心からの径方向の距離で可変の位置となり、ノジュールの接触回数について径方向の位置による偏在が抑制され、洗浄終了までの時間を相対的に短縮できる。

洗浄液ノズル４４が基板Ｗの表面に洗浄液を供給する際に、第１洗浄液ノズル４４ａは、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部に対して基板Ｗの回転方向の上流側から洗浄液を供給し、第２洗浄液ノズル４４ｂは、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部に対して基板Ｗの回転方向の上流側から洗浄液を供給してもよい。この場合、各ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂと基板Ｗとの摺接部に洗浄液をより効率的に供給することができ、パーティクルの除去能力をさらに向上できる。

洗浄終了後、制御装置３０は、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面から離間させるよう、ロール押付部４６を制御する。ここで、洗浄部材を基板から離す際に、２つの洗浄部材を同時に離間させると、逆汚染が発生する懸念がある。そういった場合、例えば、制御装置３０は、第１ロール洗浄部材４２ａおよび第２ロール洗浄部材４２ｂのうち累積使用時間が長いほうのロール洗浄部材を先に基板Ｗの第１面（表面）から離間させ、ついで、累積使用時間が短いほうのロール洗浄部材を次に基板Ｗの第１面（表面）から離間させるよう、ロール押付部４６を制御する。このような処理を行うことで、基板Ｗ上の逆汚染といった懸念を減らすことができる。また、上述したように、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂにより基板Ｗの表面が接触洗浄されるのと同時に、基板Ｗの裏面が第３のロール洗浄部材により接触洗浄される場合であって、基板Ｗの表面からのパーティクルが裏面側に移行する等の懸念がある場合には、制御装置３０は、洗浄終了後、第１ロール洗浄部材４２ａおよび第２ロール洗浄部材４２ｂのうち累積使用時間が長いほうのロール洗浄部材を先に基板Ｗの第１面（表面）から離間させ、ついで、基板Ｗの第２面（裏面）のロール洗浄部材（上述した第３のロール洗浄部材）を基板Ｗから離間させ、最後に、第１面（表面）で比較的累積使用時間が短いほうのロール洗浄部材を基板の第１面（表面）から離間させるよう、ロール押付部４６を制御する。これにより、第１面（表面）側の洗浄性を確保すると同時に、第２面（裏面）側の洗浄性も確保することができる。

第１ロール洗浄部材４２ａおよび第２ロール洗浄部材４２ｂのうち一方を先に基板Ｗの第１面（表面）から離間させるためには、例えばロール押付部４６の第２押付部４６２を伸長あるいは収縮させることで実現できる。

基板洗浄方法の一形態としては、第１ロール洗浄部材４２ａを比較的に低速回転させながら基板Ｗに対して比較的高荷重で押付け、第２ロール洗浄部材４２ｂを比較的に高速回転させながら基板Ｗに対して比較的低荷重で押付けるようにしても良い。一般に付着力の大きな汚染（例えば、付着性の高い成分からなるパーティクル）は、発明者らの検討で、低回転速度かつ高押付け荷重で、よく洗浄できることがわかったが、一方でこの条件はロール洗浄部材からの逆汚染も高くなる可能性がある。上記のようにすれば、第１ロール洗浄部材４２ａに高い汚染除去能力を発揮させながら、第２ロール洗浄部材４２ｂによって基板Ｗに再付着しようとする、あるいは再付着したパーティクルを除去することができる。さらに、第１ロール洗浄部材４２ａを先に基板Ｗから離間させ、第２ロール洗浄部材４２ｂを後から離間させることで、パーティクルの再付着のおそれが少ない洗浄条件で洗浄を終えることができ、有利である。あるいは、洗浄処理の最後にロール洗浄部材を基板Ｗから離間させる前に、両方のロール洗浄部材とも短時間の高回転速度・低押付荷重で逆汚染を抑制するようにしてもよい。

以上のような本実施の形態によれば、基板Ｗの半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材４２ａおよび前記第２のロール洗浄部材４２ｂが、基板Ｗの表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置されるため、基板Ｗと第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂをそれぞれ回転させながら、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを基板Ｗの表面に摺接させることで、基板Ｗの表面は１回転する間に第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂにより２回洗浄されることになる。したがって、パーティクル除去能力を各段に向上できる。

また、本実施の形態によれば、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となり、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部における摺動方向が互いに反対方向となるような向きで、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを回転させるため、回転している第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂは、近づいてくる基板Ｗ上のパーティクルを迎えうってこれを掻き上げるように作用する。これにより、パーティクルの除去能力をさらに向上できる。

また、本実施の形態によれば、第１のロール洗浄部材４２ａおよび第２のロール洗浄部材４２ｂを互いに異なる回転数で回転させるため、第１のロール洗浄部材４２ａと基板Ｗとの摺接部における相対速度を、第２のロール洗浄部材４２ｂと基板Ｗとの摺接部における相対速度とは異ならせることができる。これにより、パーティクルの大小に応じた除去作用を実現したり、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂから基板Ｗへと再付着したパーティクルをすぐに除去したりすることが可能になり、パーティクルの除去能力をさらに向上できる。

また、本実施の形態によれば、ロール保持部４５を基板Ｗの表面に対して傾けることで、基板Ｗの表面に対する第１のロール洗浄部材４２ａの押付荷重と第２のロール洗浄部材４２ｂの押付荷重とを互いに異ならせたうえで、第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材でスクラブ洗浄することができる。これにより、基板Ｗに対するロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの押付荷重の違いによって基板面上におけるパーティクルの付着力の大小に応じた除去作用を実現できる。また、例えば第１のロール洗浄部材の押付荷重が強いために基板に再付着したパーティクルを押付荷重が第１のロール洗浄部材より小さい第２のロール洗浄部材で除去することも期待できる。結果として、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂから基板Ｗへと再付着したパーティクルを別の洗浄プロセスを設けることなくすぐに除去したりすることが可能になり、スループットを低下させることなく改善されたパーティクルの除去能力を達成できる。

また、本実施の形態によれば、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂをその中心軸線に対して直交する向きに往復移動させながら洗浄することで、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの中心軸線が平面視において基板Ｗの直径と重なるように配置されていなくても、基板Ｗの中央部にロール洗浄部材４２ａ、４２ｂを摺接させることができ、基板Ｗの中央部も満遍なく洗浄できる。また、ロール洗浄部材４２ａ、４２ｂの表面の外周上に設けられたノジュールの位置が、基板Ｗの中心からの径方向の距離で可変の位置となるため、ノジュールの接触回数について径方向の位置による偏在が抑制され、洗浄終了までの時間を相対的に短縮できる。

以上、本発明の実施の形態および変形例を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

１ 基板処理装置
１０ ハウジング
１２ ロードポート
１４ａ～１４ｄ 研磨ユニット（基板研磨装置）
１６ 洗浄装置
１６ 第１洗浄ユニット（基板洗浄装置）
１８ 第２洗浄ユニット（基板洗浄装置）
２０ 乾燥ユニット
２２ 第１搬送ロボット
２４ 搬送ユニット
２６ 第２搬送ロボット
２８ 第３搬送ロボット
３０ 制御装置
４０ 基板洗浄装置
４１ 基板回転支持部
４２ａ 第１のロール洗浄部材
４２ｂ 第２のロール洗浄部材
４３ ロール回転駆動部
４３１ 第１のモータ
４３１ｂ 第２のモータ
４３２ 動力伝達部
４４ 洗浄液ノズル
４４ａ 第１洗浄液ノズル
４４ａ１ 第１薬液ノズル
４４ａ２ 第１リンス液ノズル
４４ｂ 第２洗浄液ノズル
４４ｂ１ 第２薬液ノズル
４４ｂ２ 第２リンス液ノズル
４４ｃ 第３洗浄液ノズル
４４ｃ１ 第３薬液ノズル
４４ｃ２ 第３リンス液ノズル
４５ ロール保持部
４６ ロール押付部
４６１ 第１押付部
４６２ 第２押付部
４６３ 押付荷重検出部
４７ ロール平行移動部
４８１ 第１アーム部
４８２ 第２アーム部
５０ ベルト
５１ 第１プーリー
５２ 第２プーリー
５３ 第３プーリー
５４ 第１歯車
５５ 第２歯車
Ｗ 基板

Claims (16)

1. 基板を支持して回転させる基板回転支持部と、
   前記基板の半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を回転可能に保持するロール保持部と、
   前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させるロール回転駆動部と、
   回転している前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面に摺接させるロール押付部と、
   を備え、
   前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材は、前記基板の表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置されるように構成された
   ことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材と前記基板との摺接部における摺動方向が互いに反対方向となり、前記第２のロール洗浄部材と前記基板との摺接部における摺動方向が互いに反対方向となるような向きで、前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を回転させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記第１のロール洗浄部材の中心軸線と前記第２のロール洗浄部材の中心軸線は、互いに平行であり、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材は、前記基板の表面のうち基板の中心を挟んで互いに反対側の半径部分をカバーするように配置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を互いに異なる回転数で回転させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
5. 前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を回転させるモータを有し、
   前記基板洗浄装置は、前記ロール押付部を制御する制御装置を有し、
   前記制御装置は、前記モータの負荷トルクの信号を受信するとともに、前記モータの負荷トルクが予め設定された上限値を超えた場合に、当該上限値と前記モータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を基板に対して離間させ、前記モータの負荷トルクが予め設定された下限値を下回った場合に、当該下限値と前記モータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材および前記第２のロール洗浄部材を基板に対して近接させるよう、前記ロール押付部を制御する
   請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
6. 前記ロール押付部は、
   前記ロール保持部に、前記基板の表面に対して垂直な方向の荷重を加えることで、前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面に摺接させる第１押付部と、
   前記ロール保持部を前記基板の表面に対して傾けることで、前記基板の表面に対する前記第１のロール洗浄部材の押付荷重と前記第２のロール洗浄部材の押付荷重とを互いに異ならせる第２押付部と、
   を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
7. 前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材を回転させる第１のモータと、前記第２のロール洗浄部材を回転させる第２のモータとを有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
8. 前記第１のモータおよび第２のモータの各々の負荷トルクの信号を受信するとともに、前記第１のモータの負荷トルクが予め設定された第１の上限値を上回った場合に、当該第１の上限値と前記第１のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材を基板に対して離間させ、前記第１のモータの負荷トルクが予め設定された第１の下限値を下回った場合に、当該第１の下限値と前記第１のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第１のロール洗浄部材を基板に対して近接させ、前記第２のモータの負荷トルクが予め設定された第２の上限値を上回った場合に、当該第２の上限値と前記第２のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第２のロール洗浄部材を基板に対して離間させ、前記第２のモータの負荷トルクが予め設定された第２の下限値を下回った場合に、当該第２の下限値と前記第２のモータの負荷トルクとの差分に対応する距離だけ、前記第２のロール洗浄部材を基板に対して近接させるよう、前記ロール押付部を制御する制御装置を備える
   ことを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
9. 前記ロール回転駆動部は、前記第１のロール洗浄部材を回転させる第１のモータと、前記第１のロール洗浄部材の回転を前記第２のロール洗浄部材へと伝達する動力伝達部とを有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
10. 前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を一体に前記基板の表面と平行な向きに移動させるロール平行移動部をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
11. 前記基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
12. 前記洗浄液ノズルは、前記第１のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に洗浄液を供給する第１洗浄液ノズルと、前記第２のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に洗浄液を供給する第２洗浄液ノズルと、を有する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の基板洗浄装置。
13. 前記第１洗浄液ノズルは、前記第１のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に対して前記基板の回転方向の上流側から洗浄液を供給し、
    前記第２洗浄液ノズルは、前記第２のロール洗浄部材と前記基板との摺接部に対して前記基板の回転方向の上流側から洗浄液を供給する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄装置。
14. 前記洗浄液ノズルは、前記基板の中央部に洗浄液を供給する第３洗浄液ノズルを有する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の基板洗浄装置。
15. 基板を研磨する基板研磨装置と、
    研磨後の基板を洗浄する、請求項１または２に記載の基板洗浄装置と、
    を備えた基板処理装置。
16. 基板の半径とほぼ同じ長さを有する第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を、前記基板の表面のうち互いに異なる半径部分をカバーするように配置し、
    前記基板を回転させるとともに、前記第１のロール洗浄部材および第２のロール洗浄部材を前記基板の表面と平行な各々の中心軸線回りに回転させながら、前記基板の表面に摺接させる、
    ことを特徴とする基板洗浄方法。

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