JP2023008336A - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

基板洗浄装置および基板洗浄方法 Download PDF

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Tomoyuki Shinohara
淳一 石井
Junichi Ishii
一樹 中村
Kazuki Nakamura
吉文 岡田
Yoshifumi Okada
拓馬 ▲高▼橋
Takuma Takahashi
敬 篠原
Takashi Shinohara
展彬 沖田
Nobuaki Okita
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Abstract

Figure 2023008336000001
【課題】基板の保持部を清浄に維持することが可能な基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。
【解決手段】第１の保持部により保持される基板Ｗの下面中央領域に洗浄具が接触されることにより下面中央領域が洗浄される。第２の保持部により回転される基板Ｗの下面外側領域に洗浄具が接触されることにより基板Ｗの下面外側領域が洗浄される。下面中央領域の洗浄時に、基板Ｗを保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部が回転される。あるいは、下面中央領域の洗浄時に、洗浄具と第２の保持部との間に配置された気体噴出部５３により基板Ｗから所定距離だけ離間した第１の高さから基板Ｗに向けて気体が噴出され、下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部５３により第１の高さよりも基板Ｗに近い第２の高さから基板Ｗに向けて気体が噴出される。
【選択図】図８

Description

本発明は、基板を洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、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、セラミック基板または太陽電池用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。基板を洗浄するためには、基板洗浄装置が用いられる。
例えば、特許文献１に記載された基板洗浄装置は、ウエハの裏面周縁部を保持する２つの吸着パッド、ウエハの裏面中央部を保持するスピンチャック、およびウエハの裏面を洗浄するブラシを備える。２つの吸着パッドがウエハを保持するとともに横方向に移動する。この状態で、ウエハの裏面中央部がブラシで洗浄される。その後、スピンチャックが吸着パッドからウエハを受け取り、スピンチャックがウエハの裏面中央部を保持しつつ回転する。この状態で、ウエハの裏面周縁部がブラシで洗浄される。
特許第５９０４１６９号公報
特許文献１記載の基板洗浄装置においては、スピンチャックの表面とウエハの裏面とを互いに乾燥した状態で接触させるために、スピンチャックへウエハが受け渡される際に、エアナイフによりウエハの裏面が乾燥される。しかしながら、スピンチャックの表面への洗浄液の付着を十分に防止することは容易ではない。スピンチャックの表面に汚染した洗浄液が付着すると、スピンチャックの清浄度が低下する。そのため、スピンチャックを清浄に維持することが求められる。
本発明の目的は、基板の保持部を清浄に維持することが可能な基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することである。
（１）第１の発明に係る基板洗浄装置は、基準位置を有し、基準位置に基板の中心が位置するように当該基板を保持する第１の保持部と、鉛直軸周りに回転可能に構成され、基板の下面中央領域を保持する第２の保持部と、第１の保持部により保持される基板の下面中央領域に接触することにより下面中央領域を洗浄するとともに、第２の保持部により回転される基板の下面中央領域を取り囲む下面外側領域に接触することにより下面外側領域を洗浄する洗浄具と、第２の保持部および洗浄具が設けられ、第１の保持部と第２の保持部との間での基板の受け渡し時に、平面視において、第２の保持部が第１の保持部の基準位置と重なり、下面中央領域の洗浄時に、平面視において、洗浄具が第１の保持部の基準位置と重なるように水平面内で移動する可動台座とを備え、第２の保持部は、下面中央領域の洗浄時に、基板を保持しない状態で回転する。
この発明に係る基板洗浄装置においては、基板の下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により基準位置に基板の中心が位置するように当該基板が保持された状態で、基板の下面中央領域に洗浄具が接触される。また、基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部が回転される。基板の下面外側領域の洗浄時に、第２の保持部により基板の下面中央領域が保持されつつ、鉛直軸周りに当該基板が回転された状態で、基板の下面外側領域に洗浄具が接触される。
第２の保持部および洗浄具は、可動台座に設けられる。第１の保持部と第２の保持部との間での基板の受け渡し時に、可動台座は、平面視において、第２の保持部が第１の保持部の基準位置と重なるように水平面内で移動される。下面中央領域の洗浄時に、可動台座は、平面視において、洗浄具が第１の保持部の基準位置と重なるように水平面内で移動される。
この構成によれば、基板の下面中央領域の洗浄時に、第２の保持部が基板と重ならない位置に退避される。また、基板から飛散した汚染物質を含む液体が第２の保持部に付着した場合でも、第２の保持部の回転により液体は第２の保持部から振り切られる。これにより、第２の保持部を清浄に維持することができる。
（２）基板洗浄装置は、洗浄具と第２の保持部との間に配置され、基板に向けて気体を噴出する気体噴出部をさらに備えてもよい。この場合、下面中央領域の洗浄時に、気体噴出部から噴出される気体により、基板から汚染物質を含む液体が第２の保持部に向かって飛散することを防止することができる。また、気体噴出部から噴出される気体により、下面中央領域を効率的に乾燥させることができる。これにより、液体が第２の保持部に付着することを防止し、第２の保持部を清浄に維持することができる。
（３）基板洗浄装置は、水平面内で一方向に延びるリニアガイドをさらに備え、可動台座は、リニアガイドに沿って直線状に移動してもよい。この場合、簡単な構成で可動台座を水平面内で移動させることができる。
（４）下面中央領域の洗浄時における第２の保持部の回転速度は５００ｒｐｍ以上であってもよい。この場合、第２の保持部に付着した液体は第２の保持部から短時間で振り切られる。これにより、第２の保持部をより効率的に清浄に維持することができる。
（５）第２の発明に係る基板洗浄装置は、基板を保持する第１の保持部と、基板の下面中央領域を保持しつつ鉛直軸周りに当該基板を回転させる第２の保持部と、第１の保持部により保持される基板の下面中央領域に接触することにより下面中央領域を洗浄するとともに、第２の保持部により回転される基板の下面中央領域を取り囲む下面外側領域に接触することにより下面外側領域を洗浄する洗浄具と、洗浄具と第２の保持部との間で上下動可能に配置され、下面中央領域の洗浄時に、基板から所定距離だけ離間した第１の高さから基板に向けて気体を噴出し、下面中央領域の乾燥時に、第１の高さよりも基板に近い第２の高さから基板に向けて気体を噴出する気体噴出部とを備える。
この係る基板洗浄装置においては、基板の下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により基板が保持された状態で、基板の下面中央領域に洗浄具が接触される。また、基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部が回転される。下面中央領域の洗浄時に、洗浄具と第２の保持部との間に配置された気体噴出部により基板から所定距離だけ離間した第１の高さから基板に向けて気体が噴出される。下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部により第１の高さよりも基板に近い第２の高さから基板に向けて気体が噴出される。
この構成によれば、下面中央領域の洗浄時に、気体噴出部から噴出される気体により、基板から汚染物質を含む液体が第２の保持部に向かって飛散することが防止される。また、下面中央領域の乾燥時に、基板の下面と気体噴出部とが近接した状態で、気体噴出部から基板の下面に気体が噴出されるので、下面中央領域が効率的に乾燥される。そのため、液体が第２の保持部に付着することが防止される。これにより、第２の保持部を清浄に維持することができる。
（６）第２の保持部は、下面中央領域の洗浄時に、基板を保持しない状態で回転してもよい。この構成によれば、基板から飛散した汚染物質を含む液体が第２の保持部に付着した場合でも、第２の保持部の回転により液体は第２の保持部から振り切られる。これにより、第２の保持部をより確実に清浄に維持することができる。
（７）基板洗浄装置は、洗浄具と気体噴出部とを支持する共通の支持部をさらに備えてもよい。この場合、基板の位置に応じた洗浄具および気体噴出部の移動が一体的に行われる。そのため、基板の下面を効率的に洗浄することができる。また、気体噴出部は上下動可能に設けられるので、洗浄具と気体噴出部とが共通の支持部により支持される場合でも、基板の下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部を基板の下面中央領域の洗浄時よりも基板に近接させることができる。これにより、基板の下面を効率的に乾燥させることができる。
（８）第３の発明に係る基板洗浄方法は、基板の下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により基準位置に基板の中心が位置するように当該基板を保持することと、下面中央領域の洗浄時に、基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部を回転させることと、下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により保持される基板の下面中央領域に洗浄具を接触させることと、基板の下面中央領域を取り囲む下面外側領域の洗浄時に、第２の保持部により基板の下面中央領域を保持しつつ、鉛直軸周りに当該基板を回転させることと、下面外側領域の洗浄時に、第２の保持部により回転される基板の下面外側領域に洗浄具を接触させることと、第１の保持部と第２の保持部との間での基板の受け渡し時に、平面視において、第２の保持部が第１の保持部の基準位置と重なり、下面中央領域の洗浄時に、平面視において、洗浄具が第１の保持部の基準位置と重なるように、第２の保持部および洗浄具が設けられた可動台座を水平面内で移動させることとを含む。
この基板洗浄方法によれば、基板の下面中央領域の洗浄時に、第２の保持部が基板と重ならない位置に退避される。また、基板から飛散した汚染物質を含む液体が第２の保持部に付着した場合でも、第２の保持部の回転により液体は第２の保持部から振り切られる。これにより、第２の保持部を清浄に維持することができる。
（９）基板洗浄方法は、洗浄具と第２の保持部との間に配置された気体噴出部により基板に向けて気体を噴出することとをさらに含んでもよい。この場合、下面中央領域の洗浄時に、気体噴出部から噴出される気体により、基板から汚染物質を含む液体が第２の保持部に向かって飛散することを防止することができる。また、気体噴出部から噴出される気体により、下面中央領域を効率的に乾燥させることができる。これにより、液体が第２の保持部に付着することを防止し、第２の保持部を清浄に維持することができる。
（１０）可動台座を水平面内で移動させることは、水平面内で一方向に延びるリニアガイドに沿って直線状に可動台座を移動させることを含んでもよい。この場合、簡単な構成で可動台座を水平面内で移動させることができる。
（１１）基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部を回転させることは、５００ｒｐｍ以上の回転速度で第２の保持部を回転させることを含んでもよい。この場合、第２の保持部に付着した液体は第２の保持部から短時間で振り切られる。これにより、第２の保持部をより効率的に清浄に維持することができる。
（１２）第４の発明に係る基板洗浄方法は、基板の下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により基板を保持することと、下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により保持される基板の下面中央領域に洗浄具を接触させることと、基板の下面中央領域を取り囲む下面外側領域の洗浄時に、第２の保持部により基板の下面中央領域を保持しつつ鉛直軸周りに当該基板を回転させることと、下面外側領域の洗浄時に、第２の保持部により回転される基板の下面外側領域に洗浄具を接触させることと、下面中央領域の洗浄時に、洗浄具と第２の保持部との間に配置された気体噴出部により基板から所定距離だけ離間した第１の高さから基板に向けて気体を噴出し、下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部により第１の高さよりも基板に近い第２の高さから基板に向けて気体を噴出することとを含む。
この基板洗浄方法によれば、下面中央領域の洗浄時に、気体噴出部から噴出される気体により、基板から汚染物質を含む液体が第２の保持部に向かって飛散することが防止される。また、下面中央領域の乾燥時に、基板の下面と気体噴出部とが近接した状態で、気体噴出部から基板の下面に気体が噴出されるので、下面中央領域が効率的に乾燥される。そのため、液体が第２の保持部に付着することが防止される。これにより、第２の保持部を清浄に維持することができる。
（１３）基板洗浄方法は、下面中央領域の洗浄時に、基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部を回転させることをさらに含んでもよい。この構成によれば、基板から飛散した汚染物質を含む液体が第２の保持部に付着した場合でも、第２の保持部の回転により液体は第２の保持部から振り切られる。これにより、第２の保持部をより確実に清浄に維持することができる。
（１４）洗浄具と気体噴出部とは、共通の支持部により支持されてもよい。この場合、基板の位置に応じた洗浄具および気体噴出部の移動が一体的に行われる。そのため、基板の下面を効率的に洗浄することができる。また、気体噴出部は上下動可能に設けられるので、洗浄具と気体噴出部とが共通の支持部により支持される場合でも、基板の下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部を基板の下面中央領域の洗浄時よりも基板に近接させることができる。これにより、基板の下面を効率的に乾燥させることができる。
本発明によれば、基板の保持部を清浄に維持することができる。
本発明の一実施の形態に係る基板洗浄装置の模式的平面図である。 図１の基板洗浄装置の内部構成を示す外観斜視図である。 基板洗浄装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の概略動作を説明するための模式図である。 図３の制御装置による基板洗浄処理を示すフローチャートである。 図３の制御装置による基板洗浄処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置について図面を用いて説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel 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、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。また、本実施の形態で用いられる基板は、少なくとも一部が円形の外周部を有する。例えば、位置決め用のノッチを除く外周部が円形を有する。
（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板洗浄装置の模式的平面図である。図２は、図１の基板洗浄装置１の内部構成を示す外観斜視図である。本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。図１および図２以降の所定の図では、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が適宜矢印で示される。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。
図１に示すように、基板洗浄装置１は、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂ、下側保持装置２０、台座装置３０、受渡装置４０、下面洗浄装置５０、カップ装置６０、上面洗浄装置７０、端部洗浄装置８０および開閉装置９０を備える。これらの構成要素は、ユニット筐体２内に設けられる。図２では、ユニット筐体２が点線で示される。
ユニット筐体２は、矩形の底面部２ａと、底面部２ａの４辺から上方に延びる４つの側壁部２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅとを有する。側壁部２ｂ，２ｃが互いに対向し、側壁部２ｄ，２ｅが互いに対向する。側壁部２ｂの中央部には、矩形の開口が形成されている。この開口は、基板Ｗの搬入搬出口２ｘであり、ユニット筐体２に対する基板Ｗの搬入時および搬出時に用いられる。図２では、搬入搬出口２ｘが太い点線で示される。以下の説明においては、Ｙ方向のうちユニット筐体２の内部から搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２の外方に向く方向（側壁部２ｃから側壁部２ｂを向く方向）を前方と呼び、その逆の方向（側壁部２ｂから側壁部２ｃを向く方向）を後方と呼ぶ。
側壁部２ｂにおける搬入搬出口２ｘの形成部分およびその近傍の領域には、開閉装置９０が設けられている。開閉装置９０は、搬入搬出口２ｘを開閉可能に構成されたシャッタ９１と、シャッタ９１を駆動するシャッタ駆動部９２とを含む。図２では、シャッタ９１が太い二点鎖線で示される。シャッタ駆動部９２は、基板洗浄装置１に対する基板Ｗの搬入時および搬出時に搬入搬出口２ｘを開放するようにシャッタ９１を駆動する。また、シャッタ駆動部９２は、基板洗浄装置１における基板Ｗの洗浄時に搬入搬出口２ｘを閉塞するようにシャッタ９１を駆動する。
底面部２ａの中央部には、台座装置３０が設けられている。台座装置３０は、リニアガイド３１、可動台座３２および台座駆動部３３を含む。リニアガイド３１は、２本のレールを含み、平面視で側壁部２ｂの近傍から側壁部２ｃの近傍までＹ方向に延びるように設けられている。可動台座３２は、リニアガイド３１の２本のレール上でＹ方向に移動可能に設けられている。台座駆動部３３は、例えばパルスモータを含み、リニアガイド３１上で可動台座３２をＹ方向に移動させる。
可動台座３２上には、下側保持装置２０および下面洗浄装置５０がＹ方向に並ぶように設けられている。下側保持装置２０は、吸着保持部２１および吸着保持駆動部２２を含む。吸着保持部２１は、いわゆるスピンチャックであり、基板Ｗの下面を吸着保持可能な円形の吸着面を有し、上下方向に延びる軸（Ｚ方向の軸）の周りで回転可能に構成される。以下の説明では、吸着保持部２１により基板Ｗが吸着保持される際に、基板Ｗの下面のうち吸着保持部２１の吸着面が吸着すべき領域を下面中央領域と呼ぶ。一方、基板Ｗの下面のうち下面中央領域を取り囲む領域を下面外側領域と呼ぶ。
吸着保持駆動部２２は、モータを含む。吸着保持駆動部２２のモータは、回転軸が上方に向かって突出するように可動台座３２上に設けられている。吸着保持部２１は、吸着保持駆動部２２の回転軸の上端部に取り付けられる。また、吸着保持駆動部２２の回転軸には、吸着保持部２１において基板Ｗを吸着保持するための吸引経路が形成されている。その吸引経路は、図示しない吸気装置に接続されている。吸着保持駆動部２２は、吸着保持部２１を上記の回転軸の周りで回転させる。
可動台座３２上には、下側保持装置２０の近傍にさらに受渡装置４０が設けられている。受渡装置４０は、複数（本例では３本）の支持ピン４１、ピン連結部材４２およびピン昇降駆動部４３を含む。ピン連結部材４２は、平面視で吸着保持部２１を取り囲むように形成され、複数の支持ピン４１を連結する。複数の支持ピン４１は、ピン連結部材４２により互いに連結された状態で、ピン連結部材４２から一定長さ上方に延びる。ピン昇降駆動部４３は、可動台座３２上でピン連結部材４２を昇降させる。これにより、複数の支持ピン４１が吸着保持部２１に対して相対的に昇降する。
下面洗浄装置５０は、下面ブラシ５１、２つの液ノズル５２、気体噴出部５３、昇降支持部５４、移動支持部５５、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂ、下面ブラシ移動駆動部５５ｃおよび気体昇降駆動部５５ｄを含む。移動支持部５５は、可動台座３２上の一定領域内で下側保持装置２０に対してＹ方向に移動可能に設けられている。図２に示すように、移動支持部５５上に、昇降支持部５４が昇降可能に設けられている。昇降支持部５４は、吸着保持部２１から遠ざかる方向（本例では後方）において斜め下方に傾斜する上面５４ｕを有する。
図１に示すように、下面ブラシ５１は、平面視において円形の外形を有し、本実施の形態においては比較的大型に形成される。具体的には、下面ブラシ５１の直径は、吸着保持部２１の吸着面の直径よりも大きく、例えば吸着保持部２１の吸着面の直径の１．３倍である。また、下面ブラシ５１の直径は、基板Ｗの直径の１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さい。なお、基板Ｗの直径は、例えば３００ｍｍである。
下面ブラシ５１は、基板Ｗの下面に接触可能な洗浄面を有する。また、下面ブラシ５１は、洗浄面が上方を向くようにかつ洗浄面が当該洗浄面の中心を通って上下方向に延びる軸の周りで回転可能となるように、昇降支持部５４の上面５４ｕに取り付けられている。
２つの液ノズル５２の各々は、下面ブラシ５１の近傍に位置しかつ液体吐出口が上方を向くように、昇降支持部５４の上面５４ｕ上に取り付けられている。液ノズル５２には、下面洗浄液供給部５６（図３）が接続されている。下面洗浄液供給部５６は、液ノズル５２に洗浄液を供給する。液ノズル５２は、下面ブラシ５１による基板Ｗの洗浄時に、下面洗浄液供給部５６から供給される洗浄液を基板Ｗの下面に吐出する。本実施の形態では、液ノズル５２に供給される洗浄液として純水が用いられる。
気体噴出部５３は、一方向に延びる気体噴出口を有するスリット状の気体噴射ノズルである。気体噴出部５３は、平面視で下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間に位置しかつ気体噴射口が上方を向くように、昇降支持部５４の上面５４ｕに取り付けられている。気体噴出部５３には、噴出気体供給部５７（図３）が接続されている。噴出気体供給部５７は、気体噴出部５３に気体を供給する。
本実施の形態では、気体噴出部５３に供給される気体として窒素ガス等の不活性ガスが用いられる。気体噴出部５３に供給される気体は、クリーンドライエア（ＣＤＡ）等の他の気体であってもよい。気体噴出部５３は、下面ブラシ５１による基板Ｗの洗浄時および後述する基板Ｗの下面の乾燥時に、噴出気体供給部５７から供給される気体を基板Ｗの下面に噴射する。この場合、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間に、Ｘ方向に延びる帯状の気体カーテンが形成される。
下面ブラシ回転駆動部５５ａは、モータを含み、下面ブラシ５１による基板Ｗの洗浄時に下面ブラシ５１を回転させる。下面ブラシ昇降駆動部５５ｂは、ステッピングモータまたはエアシリンダを含み、移動支持部５５に対して昇降支持部５４を昇降させる。下面ブラシ移動駆動部５５ｃは、モータを含み、可動台座３２上で移動支持部５５をＹ方向に移動させる。ここで、可動台座３２における下側保持装置２０の位置は固定されている。そのため、下面ブラシ移動駆動部５５ｃによる移動支持部５５のＹ方向の移動時には、移動支持部５５が下側保持装置２０に対して相対的に移動する。以下の説明では、可動台座３２上で下側保持装置２０に最も近づくときの下面洗浄装置５０の位置を接近位置と呼び、可動台座３２上で下側保持装置２０から最も離れたときの下面洗浄装置５０の位置を離間位置と呼ぶ。気体昇降駆動部５５ｄは、ステッピングモータまたはエアシリンダを含み、昇降支持部５４上で気体噴出部５３を昇降させる。
底面部２ａの中央部には、さらにカップ装置６０が設けられている。カップ装置６０は、カップ６１およびカップ駆動部６２を含む。カップ６１は、平面視で下側保持装置２０および台座装置３０を取り囲むようにかつ昇降可能に設けられている。図２においては、カップ６１が点線で示される。カップ駆動部６２は、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面におけるどの部分を洗浄するのかに応じてカップ６１を下カップ位置と上カップ位置との間で移動させる。下カップ位置はカップ６１の上端部が吸着保持部２１により吸着保持される基板Ｗよりも下方にある高さ位置である。また、上カップ位置はカップ６１の上端部が吸着保持部２１よりも上方にある高さ位置である。
カップ６１よりも上方の高さ位置には、平面視で台座装置３０を挟んで対向するように一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが設けられている。上側保持装置１０Ａ，１０Ｂは、基準位置１０Ｒを有する。上側保持装置１０Ａ，１０Ｂは、基準位置１０Ｒに基板Ｗの中心が位置するように基板Ｗを保持する。具体的には、上側保持装置１０Ａは、下チャック１１Ａ、上チャック１２Ａ、下チャック駆動部１３Ａおよび上チャック駆動部１４Ａを含む。上側保持装置１０Ｂは、下チャック１１Ｂ、上チャック１２Ｂ、下チャック駆動部１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ｂを含む。
下チャック１１Ａ，１１Ｂは、平面視で吸着保持部２１の中心を通ってＹ方向（前後方向）に延びる鉛直面に関して対称に配置され、共通の水平面内でＸ方向に移動可能に設けられている。下チャック１１Ａ，１１Ｂの各々は、基板Ｗの下面周縁部を基板Ｗの下方から支持可能な２本の支持片を有する。下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づくように、または下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに遠ざかるように、下チャック１１Ａ，１１Ｂを移動させる。
上チャック１２Ａ，１２Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂと同様に、平面視で吸着保持部２１の中心を通ってＹ方向（前後方向）に延びる鉛直面に関して対称に配置され、共通の水平面内でＸ方向に移動可能に設けられている。上チャック１２Ａ，１２Ｂの各々は、基板Ｗの外周端部の２つの部分に当接して基板Ｗの外周端部を保持可能に構成された２本の保持片を有する。上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂは、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに近づくように、または上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに遠ざかるように、上チャック１２Ａ，１２Ｂを移動させる。
図１に示すように、カップ６１の一側方においては、平面視で上側保持装置１０Ｂの近傍に位置するように、上面洗浄装置７０が設けられている。上面洗浄装置７０は、回転支持軸７１、アーム７２、スプレーノズル７３および上面洗浄駆動部７４を含む。
回転支持軸７１は、底面部２ａ上で、上下方向に延びるようにかつ昇降可能かつ回転可能に上面洗浄駆動部７４により支持される。アーム７２は、図２に示すように、上側保持装置１０Ｂよりも上方の位置で、回転支持軸７１の上端部から水平方向に延びるように設けられている。アーム７２の先端部には、スプレーノズル７３が取り付けられている。
スプレーノズル７３には、上面洗浄流体供給部７５（図３）が接続される。上面洗浄流体供給部７５は、スプレーノズル７３に洗浄液および気体を供給する。本実施の形態では、スプレーノズル７３に供給される洗浄液として純水が用いられ、スプレーノズル７３に供給される気体として窒素ガス等の不活性ガスが用いられる。スプレーノズル７３は、基板Ｗの上面の洗浄時に、上面洗浄流体供給部７５から供給される洗浄液と気体とを混合して混合流体を生成し、生成された混合流体を下方に噴射する。
上面洗浄駆動部７４は、１または複数のパルスモータおよびエアシリンダ等を含み、回転支持軸７１を昇降させるとともに、回転支持軸７１を回転させる。上記の構成によれば、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの上面上で、スプレーノズル７３を円弧状に移動させることにより、基板Ｗの上面全体を洗浄することができる。
図１に示すように、カップ６１の他側方においては、平面視で上側保持装置１０Ａの近傍に位置するように、端部洗浄装置８０が設けられている。端部洗浄装置８０は、回転支持軸８１、アーム８２、ベベルブラシ８３およびベベルブラシ駆動部８４を含む。
回転支持軸８１は、底面部２ａ上で、上下方向に延びるようにかつ昇降可能かつ回転可能にベベルブラシ駆動部８４により支持される。アーム８２は、図２に示すように、上側保持装置１０Ａよりも上方の位置で、回転支持軸８１の上端部から水平方向に延びるように設けられている。アーム８２の先端部には、下方に向かって突出するようにかつ上下方向の軸の周りで回転可能となるようにベベルブラシ８３が設けられている。
ベベルブラシ８３は、上半部が逆円錐台形状を有するとともに下半部が円錐台形状を有する。このベベルブラシ８３によれば、外周面の上下方向における中央部分で基板Ｗの外周端部を洗浄することができる。
ベベルブラシ駆動部８４は、１または複数のパルスモータおよびエアシリンダ等を含み、回転支持軸８１を昇降させるとともに、回転支持軸８１を回転させる。上記の構成によれば、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの外周端部にベベルブラシ８３の外周面の中央部分を接触させることにより、基板Ｗの外周端部全体を洗浄することができる。
ここで、ベベルブラシ駆動部８４は、さらにアーム８２に内蔵されるモータを含む。そのモータは、アーム８２の先端部に設けられるベベルブラシ８３を上下方向の軸の周りで回転させる。したがって、基板Ｗの外周端部の洗浄時に、ベベルブラシ８３が回転することにより、基板Ｗの外周端部におけるベベルブラシ８３の洗浄力が向上する。
図３は、基板洗浄装置１の制御系統の構成を示すブロック図である。図３の制御装置９は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）および記憶装置を含む。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として用いられる。ＲＯＭは、システムプログラムを記憶する。記憶装置は、制御プログラムを記憶する。
図３に示すように、制御装置９は、機能部として、チャック制御部９Ａ、吸着制御部９Ｂ、台座制御部９Ｃ、受渡制御部９Ｄ、下面洗浄制御部９Ｅ、カップ制御部９Ｆ、上面洗浄制御部９Ｇ、ベベル洗浄制御部９Ｈおよび搬入搬出制御部９Ｉを含む。ＣＰＵが記憶装置に記憶された基板洗浄プログラムをＲＡＭ上で実行することにより制御装置９の機能部が実現される。制御装置９の機能部の一部または全部が電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。
チャック制御部９Ａは、基板洗浄装置１に搬入される基板Ｗを受け取り、吸着保持部２１の上方の位置で保持するために、下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂを制御する。吸着制御部９Ｂは、吸着保持部２１により基板Ｗを吸着保持するとともに吸着保持された基板Ｗを回転させるために、吸着保持駆動部２２を制御する。
台座制御部９Ｃは、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗに対して可動台座３２を移動させるために、台座駆動部３３を制御する。受渡制御部９Ｄは、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗの高さ位置と、吸着保持部２１により保持される基板Ｗの高さ位置との間で基板Ｗを移動させるために、ピン昇降駆動部４３を制御する。
下面洗浄制御部９Ｅは、基板Ｗの下面を洗浄するために、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂ、下面ブラシ移動駆動部５５ｃ、気体昇降駆動部５５ｄ、下面洗浄液供給部５６および噴出気体供給部５７を制御する。カップ制御部９Ｆは、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの洗浄時に基板Ｗから飛散する洗浄液をカップ６１で受け止めるために、カップ駆動部６２を制御する。
上面洗浄制御部９Ｇは、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの上面を洗浄するために、上面洗浄駆動部７４および上面洗浄流体供給部７５を制御する。ベベル洗浄制御部９Ｈは、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの外周端部を洗浄するために、ベベルブラシ駆動部８４を制御する。搬入搬出制御部９Ｉは、基板洗浄装置１における基板Ｗの搬入時および搬出時にユニット筐体２の搬入搬出口２ｘを開閉するために、シャッタ駆動部９２を制御する。
（２）基板洗浄装置の概略動作
図４～図１５は、図１の基板洗浄装置１の概略動作を説明するための模式図である。図４～図１５の各々においては、上段に基板洗浄装置１の平面図が示される。また、中段にＹ方向に沿って見た下側保持装置２０およびその周辺部の側面図が示され、下段にＸ方向に沿って見た下側保持装置２０およびその周辺部の側面図が示される。中段の側面図は図１のＡ－Ａ線側面図に対応し、下段の側面図は図１のＢ－Ｂ線側面図に対応する。なお、基板洗浄装置１における各構成要素の形状および動作状態の理解を容易にするために、上段の平面図と中段および下段の側面図との間では、一部の構成要素の拡縮率が異なる。また、図４～図１５では、カップ６１が二点鎖線で示されるとともに、基板Ｗの外形が太い一点鎖線で示される。
基板洗浄装置１に基板Ｗが搬入される前の初期状態においては、開閉装置９０のシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを閉塞している。また、図１に示されるように、下チャック１１Ａ，１１Ｂは、互いの距離が基板Ｗの直径よりも十分に大きくなる状態で維持されている。また、上チャック１２Ａ，１２Ｂも、互いの距離が基板Ｗの直径よりも十分に大きくなる状態で維持されている。また、台座装置３０の可動台座３２は、平面視で吸着保持部２１の中心がカップ６１の中心に位置するように配置されている。可動台座３２上で下面洗浄装置５０は、接近位置に配置されている。下面洗浄装置５０の昇降支持部５４は、下面ブラシ５１の洗浄面（上端部）が吸着保持部２１よりも下方の位置にある。
また、受渡装置４０においては、複数の支持ピン４１が吸着保持部２１よりも下方に位置する状態にある。さらに、カップ装置６０においては、カップ６１は下カップ位置にある。以下の説明では、平面視におけるカップ６１の中心位置を平面基準位置ｒｐと呼ぶ。また、平面視で吸着保持部２１の中心が平面基準位置ｒｐにあるときの底面部２ａ上の可動台座３２の位置を第１の水平位置と呼ぶ。
基板洗浄装置１のユニット筐体２内に基板Ｗが搬入される。具体的には、基板Ｗの搬入の直前にシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを開放する。その後、図４に太い実線の矢印ａ１で示すように、図示しない基板搬送ロボットのハンド（基板保持部）ＲＨが搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２内の略中央の位置に基板Ｗを搬入する。このとき、ハンドＲＨにより保持される基板Ｗは、図４に示すように、下チャック１１Ａおよび上チャック１２Ａと下チャック１１Ｂおよび上チャック１２Ｂとの間に位置する。
次に、図５に太い実線の矢印ａ２で示すように、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の支持片が基板Ｗの下面周縁部の下方に位置するように、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づく。この状態で、ハンドＲＨが下降し、搬入搬出口２ｘから退出する。それにより、ハンドＲＨに保持された基板Ｗの下面周縁部の複数の部分が、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の支持片により支持される。ハンドＲＨの退出後、シャッタ９１は搬入搬出口２ｘを閉塞する。
次に、図６に太い実線の矢印ａ３で示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部に当接するように、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに近づく。上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部の複数の部分に当接することにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗが上チャック１２Ａ，１２Ｂによりさらに保持される。
また、図６に太い実線の矢印ａ４で示すように、吸着保持部２１が平面基準位置ｒｐから所定距離ずれるとともに下面ブラシ５１の中心が平面基準位置ｒｐに位置するように、可動台座３２が第１の水平位置から前方に移動する。この場合、平面視において、下面ブラシ５１が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂの基準位置１０Ｒと重なる。このとき、底面部２ａ上に位置する可動台座３２の位置を第２の水平位置と呼ぶ。
次に、図７に太い実線の矢印ａ５で示すように、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗの下面中央領域に接触するように、昇降支持部５４が上昇する。また、図７に太い実線の矢印ａ６で示すように、下面ブラシ５１が中心軸５１ｃの周りで回転（自転）する。それにより、基板Ｗの下面中央領域に付着する汚染物質が下面ブラシ５１により物理的に剥離される。
図７の下段には、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面に接触する部分の拡大側面図が吹き出し内に示される。その吹き出し内に示されるように、下面ブラシ５１が基板Ｗに接触する状態で、液ノズル５２および気体噴出部５３は、基板Ｗの下面に近接する位置に保持される。このとき、液ノズル５２は、白抜きの矢印ａ５１で示すように、下面ブラシ５１の近傍の位置で基板Ｗの下面に向かって洗浄液を吐出する。これにより、液ノズル５２から基板Ｗの下面に供給された洗浄液が下面ブラシ５１と基板Ｗとの接触部に導かれることにより、下面ブラシ５１により基板Ｗの裏面から除去された汚染物質が洗浄液により洗い流される。このように、下面洗浄装置５０においては、液ノズル５２が下面ブラシ５１とともに昇降支持部５４に取り付けられている。それにより、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面の洗浄部分に効率よく洗浄液を供給することができる。したがって、洗浄液の消費量が低減されるとともに洗浄液の過剰な飛散が抑制される。
ここで、昇降支持部５４の上面５４ｕは、吸着保持部２１から遠ざかる方向において斜め下方に傾斜している。この場合、基板Ｗの下面から汚染物質を含む洗浄液が昇降支持部５４上に落下する場合に、上面５４ｕによって受け止められた洗浄液が吸着保持部２１から遠ざかる方向に導かれる。
また、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域の洗浄時には、気体噴出部５３の上端の高さは、基板Ｗから所定距離だけ離間している。このときの気体噴出部５３の上端の高さを第１の高さと呼ぶ。気体噴出部５３は、図７の吹き出し内に白抜きの矢印ａ５２で示すように、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間の位置で、第１の高さから基板Ｗの下面に向かって気体を噴射する。
本実施の形態においては、気体噴出部５３は、気体噴射口がＸ方向に延びるように昇降支持部５４上に取り付けられている。この場合、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に気体が噴射される際には、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間でＸ方向に延びる帯状の気体カーテンが形成される。それにより、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面の洗浄時に、汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に向かって飛散することが防止される。したがって、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域の洗浄時に、汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に付着することが防止され、吸着保持部２１の吸着面が清浄に保たれる。
なお、図７の例においては、気体噴出部５３は、白抜きの矢印ａ５２で示すように、気体噴出部５３から下面ブラシ５１に向かって斜め上方に気体を噴射するが、本発明はこれに限定されない。気体噴出部５３は、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に向かってＺ方向に沿うように気体を噴射してもよい。
さらに、図７に太い実線の矢印ａ５３で示すように、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域の洗浄時には、吸着保持部２１は、基板Ｗを保持しない状態で回転する。このときの吸着保持部２１の回転速度は、例えば５００ｒｐｍ以上である。この場合、基板Ｗの下面中央領域の洗浄時に、飛散した汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に付着した場合でも、洗浄液は吸着保持部２１から振り切られる。これにより、吸着保持部２１の吸着面が清浄に保たれる。
次に、図７の状態で、基板Ｗの下面中央領域の洗浄が完了すると、下面ブラシ５１の回転が停止され、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗから所定距離離間するように、昇降支持部５４が下降する。また、液ノズル５２から基板Ｗへの洗浄液の吐出が停止され、吸着保持部２１の回転が停止される。一方、図８に示すように、気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射は継続される。
このとき、図８に太い実線の矢印ａ５４で示すように、気体噴出部５３は、図３の気体昇降駆動部５５ｄにより上昇される。これにより、気体噴出部５３の上端は、基板Ｗの下面中央領域の洗浄時よりも基板Ｗの下面に近づく。気体噴出部５３の上端は、下面ブラシ５１の洗浄面よりも上方に位置してもよい。このときの気体噴出部５３の上端の高さを第２の高さと呼ぶ。この場合、第１の高さよりも基板Ｗの下面に近い第２の高さから気体噴出部５３により基板Ｗに向けて気体が噴出される。この場合、基板Ｗの下面と気体噴出部５３の上端とが近接するので、基板Ｗの下面が効率的に乾燥される。
その後、図８に太い実線の矢印ａ７で示すように、吸着保持部２１が平面基準位置ｒｐに位置するように、可動台座３２が後方に移動する。すなわち、可動台座３２は、第２の水平位置から第１の水平位置に移動する。この場合、平面視において、吸着保持部２１が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂの基準位置１０Ｒと重なる。このとき、気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射が継続されることにより、基板Ｗの下面中央領域が気体カーテンにより順次乾燥される。
次に、図９に太い実線の矢印ａ８で示すように、下面ブラシ５１の洗浄面が吸着保持部２１の吸着面（上端部）よりも下方に位置するように、昇降支持部５４が下降する。また、図９に太い実線の矢印ａ９で示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部から離間するように、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに遠ざかる。このとき、基板Ｗは、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された状態となる。
その後、図９に太い実線の矢印ａ１０で示すように、複数の支持ピン４１の上端部が下チャック１１Ａ，１１Ｂよりもわずかに上方に位置するように、ピン連結部材４２が上昇する。それにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗが、複数の支持ピン４１により受け取られる。
次に、図１０に太い実線の矢印ａ１１で示すように、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに遠ざかる。このとき、下チャック１１Ａ，１１Ｂは、平面視で複数の支持ピン４１により支持される基板Ｗに重ならない位置まで移動する。それにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂは、ともに初期状態に戻る。
次に、図１１に太い実線の矢印ａ１２で示すように、複数の支持ピン４１の上端部が吸着保持部２１よりも下方に位置するように、ピン連結部材４２が下降する。それにより、複数の支持ピン４１上に支持された基板Ｗが、吸着保持部２１により受け取られる。この状態で、吸着保持部２１は、基板Ｗの下面中央領域を吸着保持する。ピン連結部材４２の下降と同時かまたはピン連結部材４２の下降完了後、図１１に太い実線の矢印ａ１３で示すように、カップ６１が下カップ位置から上カップ位置まで上昇する。
次に、図１２に太い実線の矢印ａ１４で示すように、吸着保持部２１が上下方向の軸（吸着保持駆動部２２の回転軸の軸心）の周りで回転する。それにより、吸着保持部２１に吸着保持された基板Ｗが水平姿勢で回転する。
次に、上面洗浄装置７０の回転支持軸７１が回転し、下降する。それにより、図１２に太い実線の矢印ａ１５で示すように、スプレーノズル７３が基板Ｗの上方の位置まで移動し、スプレーノズル７３と基板Ｗとの間の距離が予め定められた距離となるように下降する。この状態で、スプレーノズル７３は、基板Ｗの上面に洗浄液と気体との混合流体を噴射する。また、回転支持軸７１が回転する。それにより、図１２に太い実線の矢印ａ１６で示すように、スプレーノズル７３が回転する基板Ｗの上方の位置で移動する。基板Ｗの上面全体に混合流体が噴射されることにより、基板Ｗの上面全体が洗浄される。
また、スプレーノズル７３による基板Ｗの上面の洗浄時には、端部洗浄装置８０の回転支持軸８１も回転し、下降する。それにより、図１２に太い実線の矢印ａ１７で示すように、ベベルブラシ８３が基板Ｗの外周端部の上方の位置まで移動する。また、ベベルブラシ８３の外周面の中央部分が基板Ｗの外周端部に接触するように下降する。この状態で、ベベルブラシ８３が上下方向の軸の周りで回転（自転）する。それにより、基板Ｗの外周端部に付着する汚染物質がベベルブラシ８３により物理的に剥離される。基板Ｗの外周端部から剥離された汚染物質は、スプレーノズル７３から基板Ｗに噴射される混合流体の洗浄液により洗い流される。
さらに、スプレーノズル７３による基板Ｗの上面の洗浄時には、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗの下面外側領域に接触するように、昇降支持部５４が上昇する。また、図１２に太い実線の矢印ａ１８で示すように、下面ブラシ５１が中心軸５１ｃの周りで回転（自転）する。さらに、液ノズル５２は基板Ｗの下面に向かって洗浄液を吐出し、気体噴出部５３は基板Ｗの下面に向かって気体を噴射する。これにより、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの下面外側領域を全体に渡って下面ブラシ５１により洗浄することができる。
なお、下面ブラシ５１が比較的大型でない場合、図１２に太い実線の矢印ａ１９で示すように、移動支持部５５が可動台座３２上で接近位置と離間位置との間を進退動作されてもよい。この場合でも、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの下面外側領域を全体に渡って下面ブラシ５１により洗浄することができる。
次に、基板Ｗの上面、外周端部および下面外側領域の洗浄が完了すると、スプレーノズル７３から基板Ｗへの混合流体の噴射が停止される。また、図１３に太い実線の矢印ａ２０で示すように、スプレーノズル７３がカップ６１の一側方の位置（初期状態の位置）まで移動する。また、図１３に太い実線の矢印ａ２１で示すように、ベベルブラシ８３がカップ６１の他側方の位置（初期状態の位置）まで移動する。さらに、下面ブラシ５１の回転が停止され、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗから所定距離離間するように、昇降支持部５４が下降する。また、液ノズル５２から基板Ｗへの洗浄液の吐出、および気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射が停止される。この状態で、吸着保持部２１が高速で回転することにより、基板Ｗに付着する洗浄液が振り切られ、基板Ｗの全体が乾燥する。
次に、図１４に太い実線の矢印ａ２２で示すように、カップ６１が上カップ位置から下カップ位置まで下降する。また、新たな基板Ｗがユニット筐体２内に搬入されることに備えて、図１４に太い実線の矢印ａ２３で示すように、新たな基板Ｗを支持可能な位置まで下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づく。
最後に、基板洗浄装置１のユニット筐体２内から基板Ｗが搬出される。具体的には、基板Ｗの搬出の直前にシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを開放する。その後、図１５に太い実線の矢印ａ２４で示すように、図示しない基板搬送ロボットのハンド（基板保持部）ＲＨが搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２内に進入する。続いて、ハンドＲＨは、吸着保持部２１上の基板Ｗを受け取り、搬入搬出口２ｘから退出する。ハンドＲＨの退出後、シャッタ９１は搬入搬出口２ｘを閉塞する。
（３）基板洗浄処理
図１６および図１７は、図３の制御装置９による基板洗浄処理を示すフローチャートである。図１６および図１７の基板洗浄処理は、制御装置９のＣＰＵが記憶装置に記憶された基板洗浄プログラムをＲＡＭ上で実行することにより行われる。以下、図１６および図１７のフローチャートとともに、図３の制御装置９および図４～図１５の基板洗浄装置１を用いて基板洗浄処理を説明する。
まず、搬入搬出制御部９Ｉが、シャッタ駆動部９２を制御することにより、ユニット筐体２内に基板Ｗを搬入する（図４、図５およびステップＳ１）。次に、チャック制御部９Ａが、下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂを制御することにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより基板Ｗを保持する（図５、図６およびステップＳ２）。
続いて、台座制御部９Ｃが、台座駆動部３３を制御することにより、可動台座３２を第１の水平位置から第２の水平位置に移動させる（図６およびステップＳ３）。その後、吸着制御部９Ｂが、吸着保持駆動部２２を制御することにより、吸着保持部２１が基板Ｗを保持しない状態で、吸着保持駆動部２２の回転軸の軸心の周りで吸着保持部２１を回転させる。（図７およびステップＳ４）。
また、下面洗浄制御部９Ｅが、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂ、下面ブラシ移動駆動部５５ｃ、下面洗浄液供給部５６および噴出気体供給部５７を制御することにより、基板Ｗの下面中央領域の全体を洗浄する（図７およびステップＳ５）。このとき、気体噴出部５３の上端は、第１の高さにある。
次に、下面洗浄制御部９Ｅが、気体昇降駆動部５５ｄを制御することにより、気体噴出部５３を上昇させる（図８およびステップＳ６）。この場合、気体噴出部５３の上端は、第２の高さにある。また、下面洗浄制御部９Ｅが、噴出気体供給部５７を制御することにより、基板Ｗを乾燥させる（図８およびステップＳ７）。さらに、台座制御部９Ｃが、台座駆動部３３を制御することにより、可動台座３２を第２の水平位置から第１の水平位置に移動させる（図８およびステップＳ８）。本例では、ステップＳ７，Ｓ８は、略同時に実行される。これにより、基板Ｗの下面中央領域が順次乾燥される。
続いて、チャック制御部９Ａが下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂを制御するとともに、受渡制御部９Ｄがピン昇降駆動部４３を制御することにより、基板Ｗを上側保持装置１０Ａ，１０Ｂから下側保持装置２０に受け渡す（図８～図１１およびステップＳ９）。この状態で、吸着制御部９Ｂが、基板Ｗの下面中央領域を吸着するように吸着保持駆動部２２を制御することにより、下側保持装置２０により基板Ｗを保持する（図１１およびステップＳ１０）。
その後、上面洗浄制御部９Ｇが、上面洗浄駆動部７４および上面洗浄流体供給部７５を制御することにより、基板Ｗの上面全体を洗浄する（図１２およびステップＳ１１）。また、ベベル洗浄制御部９Ｈが、ベベルブラシ駆動部８４を制御することにより、基板Ｗの外周端部を洗浄する（図１２およびステップＳ１２）。さらに、下面洗浄制御部９Ｅが、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂ、下面ブラシ移動駆動部５５ｃ、下面洗浄液供給部５６および噴出気体供給部５７を制御することにより、基板Ｗの下面外側領域の全体を洗浄する（図１２およびステップＳ１３）。
ステップＳ１１～Ｓ１３は、略同時に実行される。ステップＳ１１～Ｓ１３の実行時には、吸着制御部９Ｂが、吸着保持駆動部２２を制御することにより、吸着保持駆動部２２の回転軸の軸心の周りで基板Ｗを回転させる。また、カップ制御部９Ｆが、カップ駆動部６２を制御することにより、カップ６１を下カップ位置から上カップ位置まで上昇させる。
洗浄の終了後、吸着制御部９Ｂが、吸着保持駆動部２２を制御して吸着保持部２１を高速で回転させることにより、基板Ｗの全体を乾燥させる（図１３およびステップＳ１４）。乾燥後、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂおよびカップ６１等が初期状態に戻される（図１４）。最後に、搬入搬出制御部９Ｉが、シャッタ駆動部９２を制御することにより、ユニット筐体２内から基板Ｗを搬出し（図１５およびステップＳ１５）、基板洗浄処理を終了する。
（４）効果
本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、基板Ｗの下面中央領域の洗浄時に、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより基準位置１０Ｒに基板Ｗの中心が位置するように当該基板Ｗが保持される。この状態で、基板Ｗの下面中央領域に下面ブラシ５１が接触される。このとき、基板Ｗを保持しない状態で鉛直軸周りに吸着保持部２１が回転される。また、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間に配置された気体噴出部５３により基板Ｗから所定距離だけ離間した第１の高さから基板Ｗに向けて気体が噴出される。
基板Ｗの下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部５３により第１の高さよりも基板Ｗに近い第２の高さから基板Ｗに向けて気体が噴出される。基板Ｗの下面外側領域の洗浄時に、吸着保持部２１により基板Ｗの下面中央領域が保持されつつ、鉛直軸周りに当該基板Ｗが回転された状態で、基板Ｗの下面外側領域に下面ブラシ５１が接触される。可動台座３２が第１の水平位置に移動することにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと吸着保持部２１との間で基板Ｗを容易に受け渡すこととができる。
この構成によれば、下面中央領域の洗浄時に、可動台座３２が第２の水平位置に移動することにより、吸着保持部２１が基板Ｗと重ならない位置に退避される。また、気体噴出部５３により下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間に気体カーテンが形成される。この場合、基板Ｗから汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に向かって飛散することが防止される。また、下面中央領域の乾燥時に、基板Ｗの下面と気体噴出部５３とが近接した状態で、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に気体が噴出されるので、下面中央領域が効率的に乾燥される。そのため、洗浄液が吸着保持部２１に付着することが防止される。
基板Ｗから飛散した汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に付着した場合でも、吸着保持部２１の回転により洗浄液は吸着保持部２１から振り切られる。これにより、吸着保持部２１を清浄に維持することができる。ここで、吸着保持部２１の回転速度が５００ｒｐｍ以上である場合、吸着保持部２１に付着した洗浄液を短時間で振り切ることができる。
下面ブラシ５１と気体噴出部５３とは、共通の昇降支持部５４により支持される。この場合、基板Ｗの位置に応じた下面ブラシ５１および気体噴出部５３の移動が一体的に行われる。そのため、基板Ｗの下面を効率的に洗浄することができる。また、気体噴出部５３は上下動可能に設けられるので、下面ブラシ５１と気体噴出部５３とが共通の昇降支持部５４により支持される場合でも、基板Ｗの下面中央領域の乾燥時に、気体噴出部５３を基板Ｗの下面中央領域の洗浄時よりも基板Ｗに近接させることができる。したがって、基板Ｗの下面を効率的に乾燥させることができる。
（５）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、基板Ｗの下面中央領域の洗浄時に基板Ｗを保持しない状態で吸着保持部２１が回転される。また、基板Ｗの下面中央領域の洗浄時と乾燥時とで異なる高さから気体噴出部５３により基板Ｗに向けて気体が噴出される。しかしながら、実施の形態はこれに限定されない。上記の２つの動作のうち、いずれか一方が行われれば、他方は行われなくてもよい。
具体的には、下面中央領域の洗浄時に基板Ｗを保持しない状態で吸着保持部２１が回転される場合には、気体噴出部５３は下面中央領域の洗浄時と乾燥時とで昇降されなくてもよい。あるいは、基板洗浄装置１は気体噴出部５３を含まなくてもよい。一方、気体噴出部５３が下面中央領域の洗浄時と乾燥時とで昇降される場合には、下面中央領域の洗浄時に基板Ｗを保持しない状態で吸着保持部２１が回転されなくてもよい。
（ｂ）上記実施の形態において、図示しないブラシまたはスプレーを用いて下面ブラシ５１の洗浄が行われてもよい。スプレーは、液体と気体とを供給する２流体スプレーであってもよい。また、下面ブラシ５１の洗浄中にも、気体噴出部５３による気体の噴出が行われてもよい。この場合、下面ブラシ５１から汚染物質を含む液体が吸着保持部２１に向かって飛散することが防止される。
あるいは、下面ブラシ５１の洗浄中にも、基板Ｗを保持しない状態で吸着保持部２１が回転されてもよい。この場合、下面ブラシ５１から飛散した汚染物質を含む液体が吸着保持部２１に付着した場合でも、吸着保持部２１の回転により液体は吸着保持部２１から振り切られる。これらにより、吸着保持部２１を清浄に維持することができる。
（ｃ）上記実施の形態において、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにおいて基板Ｗの下面中央領域が洗浄された後に、下側保持装置２０において基板Ｗの下面外側領域が洗浄されるが、実施の形態はこれに限定されない。下側保持装置２０において基板Ｗの下面外側領域が洗浄された後に、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにおいて基板Ｗの下面中央領域が洗浄されてもよい。
（ｄ）上記実施の形態において、下面ブラシ５１と気体噴出部５３とは共通の昇降支持部５４により支持されるが、実施の形態はこれに限定されない。下面ブラシ５１と気体噴出部５３とは、別個の支持部により支持されてもよい。また、吸着保持部２１、下面ブラシ５１および気体噴出部５３は、可動台座３２に設けられるが、実施の形態はこれに限定されない。吸着保持部２１、下面ブラシ５１および気体噴出部５３は、可動台座３２に設けられなくてもよい。
（ｅ）上記実施の形態において、可動台座３２は水平面内で直線状に移動するが、実施の形態はこれに限定されない。可動台座３２は、水平面内で曲線状に移動してもよい。
（ｆ）上記実施の形態において、基板洗浄装置１は上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと下側保持装置２０との間で基板Ｗを受け渡すための受渡装置４０を含むが、実施の形態はこれに限定されない。上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと下側保持装置２０とが基板Ｗを直接的に受け渡し可能に構成される場合には、基板洗浄装置１は受渡装置４０を含まなくてもよい。
（ｇ）上記実施の形態において、基板Ｗの上面および外周端部が洗浄されるが、実施の形態はこれに限定されない。基板Ｗの上面は洗浄されなくてもよい。この場合、基板洗浄装置１は上面洗浄装置７０を含まない。同様に、基板Ｗの外周端部は洗浄されなくてもよい。この場合、基板洗浄装置１は端部洗浄装置８０を含まない。
（ｈ）上記実施の形態において、基板洗浄装置１は制御装置９を含むが、実施の形態はこれに限定されない。基板洗浄装置１が外部の情報処理装置により制御可能に構成されている場合には、基板洗浄装置１は制御装置９を含まなくてもよい。
（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
上記実施の形態においては、基準位置１０Ｒが基準位置の例であり、基板Ｗが基板の例であり、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂおよび吸着保持部２１がそれぞれ第１および第２の保持部の例であり、下面ブラシ５１が洗浄具の例である。可動台座３２が可動台座の例であり、基板洗浄装置１が基板洗浄装置の例であり、リニアガイド３１がリニアガイドの例であり、気体噴出部５３が気体噴出部の例であり、昇降支持部５４が支持部の例である。
１…基板洗浄装置，２…ユニット筐体，２ａ…底面部，２ｂ～２ｅ…側壁部，９…制御装置，９Ａ…チャック制御部，９Ｂ…吸着制御部，９Ｃ…台座制御部，９Ｄ…受渡制御部，９Ｅ…下面洗浄制御部，９Ｆ…カップ制御部，９Ｇ…上面洗浄制御部，９Ｈ…ベベル洗浄制御部，９Ｉ…搬入搬出制御部，１０Ａ，１０Ｂ…上側保持装置，１０Ｒ…基準位置，１１Ａ，１１Ｂ…下チャック，１２Ａ，１２Ｂ…上チャック，１３Ａ，１３Ａ…下チャック駆動部，１４Ａ，１４Ｂ…上チャック駆動部，２０…下側保持装置，２１…吸着保持部，２２…吸着保持駆動部，３０…台座装置，３１…リニアガイド，３２…可動台座，３３…台座駆動部，４０…受渡装置，４１…支持ピン，４２…ピン連結部材，４３…ピン昇降駆動部，５０…下面洗浄装置，５１…下面ブラシ，５２…液ノズル，５３…気体噴出部，５４…昇降支持部，５４ｕ…上面，５５…移動支持部，５５ａ…下面ブラシ回転駆動部，５５ｂ…下面ブラシ昇降駆動部，５５ｃ…下面ブラシ移動駆動部，５５ｄ…気体昇降駆動部，５６…下面洗浄液供給部，５７…噴出気体供給部，６０…カップ装置，６１…カップ，６２…カップ駆動部，７０…上面洗浄装置，７１，８１…回転支持軸，７２，８２…アーム，７３…スプレーノズル，７４…上面洗浄駆動部，７５…上面洗浄流体供給部，８０…端部洗浄装置，８３…ベベルブラシ，８４…ベベルブラシ駆動部，９０…開閉装置，９１…シャッタ，９２…シャッタ駆動部，ＲＨ…ハンド，ｒｐ…平面基準位置，Ｗ…基板

Claims (14)

  1. 基準位置を有し、前記基準位置に基板の中心が位置するように当該基板を保持する第１の保持部と、
    鉛直軸周りに回転可能に構成され、前記基板の下面中央領域を保持する第２の保持部と、
    前記第１の保持部により保持される前記基板の前記下面中央領域に接触することにより前記下面中央領域を洗浄するとともに、前記第２の保持部により回転される前記基板の前記下面中央領域を取り囲む下面外側領域に接触することにより前記下面外側領域を洗浄する洗浄具と、
    前記第２の保持部および前記洗浄具が設けられ、前記第１の保持部と前記第２の保持部との間での前記基板の受け渡し時に、平面視において、前記第２の保持部が前記第１の保持部の前記基準位置と重なり、前記下面中央領域の洗浄時に、前記平面視において、前記洗浄具が前記第１の保持部の前記基準位置と重なるように水平面内で移動する可動台座とを備え、
    前記第２の保持部は、前記下面中央領域の洗浄時に、前記基板を保持しない状態で回転する、基板洗浄装置。
  2. 前記洗浄具と前記第２の保持部との間に配置され、前記基板に向けて気体を噴出する気体噴出部をさらに備える、請求項１記載の基板洗浄装置。
  3. 前記水平面内で一方向に延びるリニアガイドをさらに備え、
    前記可動台座は、前記リニアガイドに沿って直線状に移動する、請求項１または２記載の基板洗浄装置。
  4. 前記下面中央領域の洗浄時における前記第２の保持部の回転速度は５００ｒｐｍ以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
  5. 基板を保持する第１の保持部と、
    前記基板の下面中央領域を保持しつつ鉛直軸周りに当該基板を回転させる第２の保持部と、
    前記第１の保持部により保持される前記基板の前記下面中央領域に接触することにより前記下面中央領域を洗浄するとともに、前記第２の保持部により回転される前記基板の前記下面中央領域を取り囲む下面外側領域に接触することにより前記下面外側領域を洗浄する洗浄具と、
    前記洗浄具と前記第２の保持部との間で上下動可能に配置され、前記下面中央領域の洗浄時に、前記基板から所定距離だけ離間した第１の高さから前記基板に向けて気体を噴出し、前記下面中央領域の乾燥時に、前記第１の高さよりも前記基板に近い第２の高さから前記基板に向けて気体を噴出する気体噴出部とを備える、基板洗浄装置。
  6. 前記第２の保持部は、前記下面中央領域の洗浄時に、前記基板を保持しない状態で回転する、請求項５記載の基板洗浄装置。
  7. 前記洗浄具と前記気体噴出部とを支持する共通の支持部をさらに備える、請求項５または６記載の基板洗浄装置。
  8. 基板の下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により基準位置に前記基板の中心が位置するように当該基板を保持することと、
    前記下面中央領域の洗浄時に、前記基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部を回転させることと、
    前記下面中央領域の洗浄時に、前記第１の保持部により保持される前記基板の前記下面中央領域に洗浄具を接触させることと、
    前記基板の前記下面中央領域を取り囲む下面外側領域の洗浄時に、前記第２の保持部により前記基板の前記下面中央領域を保持しつつ、鉛直軸周りに当該基板を回転させることと、
    前記下面外側領域の洗浄時に、前記第２の保持部により回転される前記基板の前記下面外側領域に前記洗浄具を接触させることと、
    前記第１の保持部と前記第２の保持部との間での前記基板の受け渡し時に、平面視において、前記第２の保持部が前記第１の保持部の前記基準位置と重なり、前記下面中央領域の洗浄時に、前記平面視において、前記洗浄具が前記第１の保持部の前記基準位置と重なるように、前記第２の保持部および前記洗浄具が設けられた可動台座を水平面内で移動させることとを含む、基板洗浄方法。
  9. 前記洗浄具と前記第２の保持部との間に配置された気体噴出部により前記基板に向けて気体を噴出することとをさらに含む、請求項８記載の基板洗浄方法。
  10. 前記可動台座を水平面内で移動させることは、前記水平面内で一方向に延びるリニアガイドに沿って直線状に前記可動台座を移動させることを含む、請求項８または９記載の基板洗浄方法。
  11. 前記基板を保持しない状態で鉛直軸周りに第２の保持部を回転させることは、５００ｒｐｍ以上の回転速度で前記第２の保持部を回転させることを含む、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
  12. 基板の下面中央領域の洗浄時に、第１の保持部により前記基板を保持することと、
    前記下面中央領域の洗浄時に、前記第１の保持部により保持される前記基板の前記下面中央領域に洗浄具を接触させることと、
    前記基板の前記下面中央領域を取り囲む下面外側領域の洗浄時に、第２の保持部により前記基板の前記下面中央領域を保持しつつ鉛直軸周りに当該基板を回転させることと、
    前記下面外側領域の洗浄時に、前記第２の保持部により回転される前記基板の前記下面外側領域に前記洗浄具を接触させることと、
    前記下面中央領域の洗浄時に、前記洗浄具と前記第２の保持部との間に配置された気体噴出部により前記基板から所定距離だけ離間した第１の高さから前記基板に向けて気体を噴出し、前記下面中央領域の乾燥時に、前記気体噴出部により前記第１の高さよりも前記基板に近い第２の高さから前記基板に向けて気体を噴出することとを含む、基板洗浄方法。
  13. 前記下面中央領域の洗浄時に、前記基板を保持しない状態で鉛直軸周りに前記第２の保持部を回転させることをさらに含む、請求項１２記載の基板洗浄方法。
  14. 前記洗浄具と前記気体噴出部とは、共通の支持部により支持される、請求項１２または１３記載の基板洗浄方法。
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