JP2023013349A - 基板洗浄装置、基板洗浄システム、基板処理システム、基板洗浄方法および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の内部空間の清浄度を高く維持することを可能にする基板洗浄装置を提供する。【解決手段】上側保持装置10A,10Bは、基板Wを回転させることなく水平姿勢で保持する。下側保持装置20は、基板Wを吸着保持しつつ回転させる。上側保持装置10A,10Bにより保持された基板Wが洗浄液を用いて洗浄され、下側保持装置20により保持された基板Wが洗浄液を用いて洗浄される。処理空間2Sの気体は、排気系94を通して工場の排気設備99により排出される。上側保持装置10A,10Bにより基板Wが保持されているときに処理空間2Sの気体が排出されないかまたは第1の流量で前記処理空間の気体が排出される。下側保持装置20により基板Wが保持されているときに第1の流量よりも高い第2または第3の流量で処理空間2Sの気体が排出される。【選択図】図1
Description
本発明は、基板洗浄装置、基板洗浄システム、基板処理システム、基板洗浄方法および基板処理方法に関する。
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。
特許文献1記載の基板洗浄装置において、上記の吸着パッド、スピンチャックおよびブラシは、ボックス状のアンダーカップに取り付けられている。アンダーカップの底部には、基板洗浄装置内の雰囲気を基板洗浄装置の外部へ排出するための排気管の一端が設けられている。排気管の他端は、例えば工場の排気設備に接続される。基板洗浄装置内の雰囲気を基板洗浄装置の外部へ適切に排出することにより、基板洗浄装置内で洗浄液のミストが飛散することおよびパーティクルが飛散することを抑制することができる。それにより、基板洗浄装置内の清浄度を高く保つことができる。
工場においては、多数の基板洗浄装置を設置することにより、より多数の基板をより短時間で洗浄することが可能になる。しかしながら、工場に設置される基板洗浄装置の数が増大することにより、工場の排気設備に過剰な量の排気管が接続されると、各基板洗浄装置において必要とされる排気量が得られない可能性がある。この場合、各基板洗浄装置内の清浄度を高く保つことができない。そのため、工場内に設置可能な基板洗浄装置の数は、例えば工場の排気設備の排気能力によって制限される。
本発明の目的は、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置またはより多数の基板処理装置の内部空間の清浄度を高く維持することを可能にする基板洗浄装置、基板洗浄システム、基板処理システム、基板洗浄方法および基板処理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、基板を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、基板の複数の部分に当接することにより、基板を回転させることなく水平姿勢で保持する第1の基板保持部と、基板に吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第2の基板保持部と、処理空間において、第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄し、第1の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に、第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、処理空間と処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、処理空間の気体を排気設備により排出させる排気系と、第1の基板保持部により基板が保持されているときに処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で処理空間の気体が排出され、第2の基板保持部により基板が保持されているときに第1の流量よりも高い第2の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備える。
その基板洗浄装置においては、第1の基板保持部により、基板が水平姿勢で回転することなく保持される。この状態で、基板が洗浄される。第1の基板保持部により保持された基板の洗浄時には、基板が回転しないので、基板から洗浄液が飛散しにくい。したがって、処理空間の気体が排出されない場合でも、処理空間内の清浄度は高く維持される。あるいは、比較的低い第1の流量で処理空間の気体が排出される場合でも、処理空間内の清浄度は高く維持される。
また、上記の基板洗浄装置においては、第2の基板保持部により、基板が水平姿勢で保持されつつ上下方向の軸の周りで回転する。この状態で、基板が洗浄される。第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時には、基板が回転するので、基板から洗浄液が飛散しやすい。そこで、上記の基板洗浄装置においては、比較的高い第2の流量で処理空間の気体が排出される。この場合、基板から飛散する洗浄液が効率よく処理空間から排出される。それにより、処理空間内の清浄度が低下することが抑制される。
上記の構成によれば、一の基板洗浄装置において必要とされる排気設備の排気能力が経時的に調整される。そのため、一の排気設備について複数の基板洗浄装置を用いる場合には、第2の基板保持部により保持された基板の洗浄が同時に行われないように複数の基板洗浄装置を制御することができる。この場合、複数の基板洗浄装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(2)第2の基板保持部は、当該第2の基板保持部により保持された基板の洗浄後、当該洗浄に用いられた洗浄液が基板から振り切られるように基板を回転させてもよい。
上記の構成によれば、基板の洗浄液の振り切り時においても、比較的高い第2の流量で処理空間の気体が排出される。この場合、基板から飛散する洗浄液が効率よく処理空間から排出される。それにより、処理空間内の清浄度が低下することが抑制される。
(3)第2の流量は、第3の流量および第3の流量よりも高い第4の流量を含み、第2の基板保持部は、当該第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に第1の回転速度で基板を回転させ、基板の洗浄液の振り切り時に第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で基板を回転させ、排気量調整部は、第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に第3の流量で処理空間の気体が排出されるように、かつ第2の基板保持部による基板の洗浄液の振り切り時に第4の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整してもよい。
洗浄時が付着した基板の回転速度が高くなると、基板から飛散する洗浄液のミストは処理空間内で拡散されやすい。上記の構成によれば、洗浄時における基板の第1の回転速度に比べて、洗浄液の振り切り時における基板の第2の回転速度が高い。そのため、基板の洗浄液の振り切り時には、洗浄液のミストは処理空間内で拡散されやすい。このような場合でも、基板の洗浄液の振り切り時には、基板の洗浄時の第1および第3の流量よりも高い第4の流量で、処理空間の気体が排出される。したがって、基板の洗浄液の振り切り時に、処理空間の清浄度が高く維持される。
また、上記の構成によれば、基板の回転速度の関係により、基板の洗浄時に処理空間内に飛散する洗浄液のミストの量は、基板の振り切り乾燥時に処理空間内に飛散する洗浄液のミストの量に比べて少ない。それにより、基板の洗浄時に排出される気体の第3の流量が基板の洗浄液の振り切り時に排出される気体の第4の流量より低い場合でも、基板の洗浄時には処理空間の清浄度を保つために十分な気体の排出が行われる。したがって、第2の基板保持部により基板が保持された状態で、過剰な排気能力が要求されることが防止される。
(4)基板洗浄装置は、平面視で第2の基板保持部を取り囲むように設けられた処理カップをさらに備え、排気系は、処理カップの底部から処理空間の気体が排出されるように設けられてもよい。
この場合、第2の基板保持部により保持された基板から飛散する洗浄液を処理カップで受け止めることができる。また、処理カップ内で飛散する洗浄液のミストが、処理カップの底部から処理室の外部に円滑に排出される。
(5)基板洗浄装置は、処理カップを支持するとともに、側面視で処理カップが第2の基板保持部により保持された基板に重なる第1の高さ位置と、側面視で処理カップが第2の基板保持部により保持された基板よりも下方の第2の高さ位置との間で上下方向に移動させるカップ駆動部をさらに備え、カップ駆動部は、第2の基板保持部により基板が保持されているときに基板から飛散する洗浄液を受け止めるように処理カップを第1の高さ位置に支持し、第1の基板保持部により基板が保持されているときに処理カップを第2の高さ位置に支持してもよい。
この場合、第2の基板保持部により基板が保持された状態で、基板から飛散する洗浄液が処理空間で拡散することが低減される。したがって、処理空間内の清浄度が低下することが抑制される。
(6)第2の発明に係る基板洗浄システムは、第1の発明に係る基板洗浄装置を複数有するとともに洗浄制御部を備え、排気設備は、複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、洗浄制御部は、複数の基板洗浄装置において第2の基板保持部により基板が同時に保持されないように、複数の基板洗浄装置の動作を制御する。
この場合、複数の基板洗浄装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルを低減することができる。したがって、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(7)第3の発明に係る基板洗浄システムは、第1の発明に係る基板洗浄装置を複数有するとともに洗浄制御部を備え、排気設備は、複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、洗浄制御部は、複数の基板洗浄装置において基板の洗浄液の振り切りが同時に行われないように、複数の基板洗浄装置の動作を制御する。
この場合、複数の基板洗浄装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルを低減することができる。したがって、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(8)第4の発明に係る基板処理システムは、基板に所定の処理を行う基板処理システムであって、複数の基板処理装置と、複数の基板処理装置を制御する処理制御部とを備え、複数の基板処理装置の各々は、基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、処理空間において、基板に第1の処理を行い、第1の処理前または第1の処理後に基板に第2の処理を行う処理部と、処理空間と処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、処理空間の気体を排気設備により排出させる排気系と、第1の処理時に処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で処理空間の気体が排出され、第2の処理時に第1の流量よりも高い第2の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、処理制御部は、複数の基板処理装置において複数の基板にそれぞれ第2の処理が同時に行われないように、複数の基板処理装置の動作を制御する。
上記の複数の基板処理装置の各々においては、基板の第1の処理時に処理空間の気体が排出されないかまたは比較的低い第1の流量で処理空間の気体が排出される。一方、基板の第2の処理時に処理空間の気体が比較的高い第2の流量で処理空間の気体が排出される。
複数の基板処理装置においては、複数の基板に対する第2の処理が同時に行われない。この場合、複数の基板処理装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板処理装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(9)第5の発明に係る基板洗浄方法は、基板を洗浄する基板洗浄方法であって、処理室により形成された処理空間において、基板の複数の部分に当接する第1の基板保持部を用いて基板を回転させることなく水平姿勢で保持するステップと、第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄するステップと、処理空間において、基板を吸着する第2の基板保持部を用いて基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させるステップと、第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄するステップと、処理空間の気体が排出されないかまたは処理空間の気体が第1の流量で処理室の外部に設けられる排気設備により排気系を通して処理室の外部に排出されるように、第1の基板保持部により基板が保持されているときに排気系を流れる気体の流量を調整するステップと、処理空間の気体が第1の流量よりも高い第2の流量で排気設備により排気系を通して処理室の外部に排出されるように、第2の基板保持部により基板が保持されているときに排気系を流れる気体の流量を調整するステップとを含む。
その基板洗浄方法においては、第1の基板保持部により、基板が水平姿勢で回転することなく保持される。この状態で、基板が洗浄される。第1の基板保持部により保持された基板の洗浄時には、基板が回転しないので、基板から洗浄液が飛散しにくい。したがって、処理空間の気体が排出されない場合でも、処理空間内の清浄度は高く維持される。あるいは、比較的低い第1の流量で処理空間の気体が排出される場合でも、処理空間内の清浄度は高く維持される。
また、上記の基板洗浄方法においては、第2の基板保持部により、基板が水平姿勢で保持されつつ上下方向の軸の周りで回転する。この状態で、基板が洗浄される。第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時には、基板が回転するので、基板から洗浄液が飛散しやすい。そこで、上記の基板洗浄方法においては、比較的高い第2の流量で処理空間の気体が排出される。この場合、基板から飛散する洗浄液が効率よく処理空間から排出される。それにより、処理空間内の清浄度が低下することが抑制される。
上記の処理室、第1の基板保持部、第2の基板保持部および排気系は、例えば一の基板洗浄装置を構成する。上記の方法によれば、一の基板洗浄装置において必要とされる排気設備の排気能力が経時的に調整される。そのため、一の排気設備について複数の基板洗浄装置を用いる場合には、第2の基板保持部により保持された基板の洗浄が同時に行われないように複数の基板洗浄装置を制御することができる。この場合、複数の基板洗浄装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(10)基板洗浄方法は、第2の基板保持部により保持された基板の洗浄後、当該洗浄に用いられた洗浄液が基板から振り切られるように基板を回転させるステップをさらに含んでもよい。
上記の構成によれば、基板の洗浄液の振り切り時においても、比較的高い第2の流量で処理空間の気体が排出される。この場合、基板から飛散する洗浄液が効率よく処理空間から排出される。それにより、処理空間内の清浄度が低下することが抑制される。
(11)第2の流量は、第3の流量および第3の流量よりも高い第4の流量を含み、第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄するステップは、当該洗浄時に第2の基板保持部により保持された基板を第1の回転速度で回転させることを含み、基板から洗浄液を振り切るように基板を回転させるステップは、当該基板の洗浄液の振り切り時に第2の基板保持部により保持された基板を第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で基板を回転させることを含み、第2の基板保持部により基板が保持されているときに排気系を流れる気体の流量を調整するステップは、第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に第3の流量で処理空間の気体が排出されるように排気系を流れる気体の流量を調整することと、第2の基板保持部による基板の洗浄液の振り切り時に第4の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整することとを含んでもよい。
洗浄時が付着した基板の回転速度が高くなると、基板から飛散する洗浄液のミストは処理空間内で拡散されやすい。上記の構成によれば、洗浄時における基板の第1の回転速度に比べて、洗浄液の振り切り時における基板の第2の回転速度が高い。そのため、基板の洗浄液の振り切り時には、洗浄液のミストは処理空間内で拡散されやすい。このような場合でも、基板の洗浄液の振り切り時には、基板の洗浄時の第1および第3の流量よりも高い第4の流量で、処理空間の気体が排出される。したがって、基板の洗浄液の振り切り時に、処理空間の清浄度が高く維持される。
また、上記の構成によれば、基板の回転速度の関係により、基板の洗浄時に処理空間内に飛散する洗浄液のミストの量は、基板の振り切り乾燥時に処理空間内に飛散する洗浄液のミストの量に比べて少ない。それにより、基板の洗浄時に排出される気体の第3の流量が基板の洗浄液の振り切り時に排出される気体の第4の流量より低い場合でも、基板の洗浄時には処理空間の清浄度を保つために十分な気体の排出が行われる。したがって、第2の基板保持部により基板が保持された状態で、過剰な排気能力が要求されることが防止される。
(12)平面視で第2の基板保持部を取り囲むように処理カップが設けられ、第1の基板保持部により基板が保持されているときに排気系を流れる気体の流量を調整するステップおよび第2の基板保持部により基板が保持されているときに排気系を流れる気体の流量を調整するステップは、処理カップの底部から処理空間の気体を排出させることを含んでもよい。
この場合、第2の基板保持部により保持された基板から飛散する洗浄液を処理カップで受け止めることができる。また、処理カップ内で飛散する洗浄液のミストが、処理カップの底部から処理室の外部に円滑に排出される。
(13)基板洗浄方法は、処理カップを支持するとともに、処理カップを、側面視で処理カップが第2の基板保持部により保持された基板に重なる第1の高さ位置と、側面視で処理カップが第2の基板保持部により保持された基板よりも下方の第2の高さ位置との間で上下方向に移動させるステップをさらに備え、処理カップを支持するとともに上下方向に移動させるステップは、第2の基板保持部により基板が保持されているときに基板から飛散する洗浄液を受け止めるように処理カップを第1の高さ位置に支持し、第1の基板保持部により基板が保持されているときに処理カップを第2の高さ位置に支持することを含んでもよい。
この場合、第2の基板保持部により基板が保持された状態で、基板から飛散する洗浄液が処理空間で拡散することが抑制される。したがって、処理空間内の清浄度が低下することが抑制される。
(14)第6の発明に係る基板洗浄方法は、複数の基板を洗浄する基板洗浄方法であって、複数の基板洗浄装置を制御するステップを含み、複数の基板洗浄装置の各々は、基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、基板の複数の部分に当接することにより、基板を回転させることなく水平姿勢で保持する第1の基板保持部と、基板に吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第2の基板保持部と、処理空間において、第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄し、第1の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に、第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、処理空間と処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、処理空間の気体を排気設備により排出させる排気系と、第1の基板保持部により基板が保持されているときに処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で処理空間の気体が排出され、第2の基板保持部により基板が保持されているときに第1の流量よりも高い第2の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、排気設備は、複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、複数の基板洗浄装置を制御するステップは、複数の基板洗浄装置において第2の基板保持部により基板が同時に保持されないように、複数の基板洗浄装置の動作を制御することを含む。
その基板洗浄方法によれば、複数の基板洗浄装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルを低減することができる。したがって、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(15)第7の発明に係る基板洗浄方法は、複数の基板を洗浄する基板洗浄方法であって、複数の基板洗浄装置を制御するステップを含み、複数の基板洗浄装置の各々は、基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、基板の複数の部分に当接することにより、基板を回転させることなく水平姿勢で保持する第1の基板保持部と、基板に吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第2の基板保持部と、処理空間において、第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄し、第1の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に、第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、処理空間と処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、処理空間の気体を排気設備により排出させる排気系と、第1の基板保持部により基板が保持されているときに処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で処理空間の気体が排出され、第2の基板保持部により基板が保持されているときに第1の流量よりも高い第2の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、第2の基板保持部は、当該第2の基板保持部により保持された基板の洗浄後、当該洗浄に用いられた洗浄液が基板から振り切られるように基板を回転させ、排気量調整部は、第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に第3の流量で処理空間の気体が排出されるように、かつ第2の基板保持部による基板の洗浄液の振り切り時に第4の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量をさらに調整し、排気設備は、複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、複数の基板洗浄装置を制御するステップは、複数の基板洗浄装置において基板の洗浄液の振り切りが同時に行われないように、複数の基板洗浄装置の動作を制御することを含む。
その基板洗浄方法によれば、複数の基板洗浄装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルを低減することができる。したがって、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
(16)第8の発明に係る基板処理方法は、複数の基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、複数の基板処理装置を制御するステップを含み、複数の基板処理装置の各々は、基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、処理空間において、基板に第1の処理を行い、第1の処理前または第1の処理後に基板に第2の処理を行う処理部と、処理空間と処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、処理空間の気体を排気設備により排出させる排気系と、第1の処理時に処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で処理空間の気体が排出され、第2の処理時に第1の流量よりも高い第2の流量で処理空間の気体が排出されるように、排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、複数の基板処理装置を制御するステップは、複数の基板処理装置において複数の基板にそれぞれ第2の処理が同時に行われないように、複数の基板処理装置の動作を制御することを含む。
上記の複数の基板処理装置の各々においては、基板の第1の処理時に処理空間の気体が排出されないかまたは比較的低い第1の流量で処理空間の気体が排出される。一方、基板の第2の処理時に処理空間の気体が比較的高い第2の流量で処理空間の気体が排出される。
複数の基板処理装置においては、複数の基板に対する第2の処理が同時に行われない。この場合、複数の基板処理装置に対して同時に必要とされる排気設備の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板処理装置の処理空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
本発明によれば、予め定められた排気能力を有する排気設備を用いてより多数の基板洗浄装置またはより多数の基板処理装置の内部空間の清浄度を高く維持することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置、基板洗浄システム、基板処理システム、基板洗浄方法および基板処理方法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.基板洗浄装置の構成
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。さらに、ユニット筐体2は、4つの側壁部2b,2c,2d,2eをつなぐ天面部2f(図2)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。4つの側壁部2b,2c,2d,2eにより取り囲まれる空間は、基板Wに所定の処理(本例では洗浄処理)を行うための処理空間2Sとして機能する。
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および下面ブラシ移動駆動部55c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6)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6)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。
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。すなわち、カップ61が下カップ位置にある状態で、カップ61は、側面視で吸着保持部21により保持される基板Wよりも下方に位置する。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。すなわち、カップ61が上カップ位置にある状態で、カップ61は、側面視で吸着保持部21により保持される基板Wに重なる。
カップ61の底部には、基板洗浄装置1の外部に延びる排気系94の一端部が接続されている。排気系94の他端部は、基板洗浄装置1の外部に設けられた工場の排気設備99に接続されている。
排気系94は、主として配管により構成される。排気系94は、配管の他、継手またはバルブ等の流体関連機器を含んでもよい。基板洗浄装置1の内部には、排気系94の一部に排気量調整部95が設けられている。排気量調整部95の詳細は後述する。排気設備99は、例えば排気ファンを含み、排気系94内の空気を吸引し、排気系94の外部に排出する。排気設備99は、予め定められた排気能力(単位時間あたりに排出可能な気体の量)を有する。排気設備99の作動時に、排気系94の内部空間は処理空間2Sよりも気圧が低くなる。このため、基板洗浄装置1の処理空間2S内の雰囲気は、排気系94を通して吸引され、基板洗浄装置1の外部へ排出される。
図3~図5は、排気量調整部95の詳細を説明するための基板洗浄装置1の模式的側面図である。図3に示すように、基板洗浄装置1の処理空間2Sにおいて、天面部2fの近傍には、気体供給ダクト93が設けられている。気体供給ダクト93には、ユニット筐体2の外部に設けられた気体供給装置98から清浄な空気が供給される。気体供給ダクト93は、下方に向かって開口する気体吐出口93aを有する。気体供給ダクト93に供給された清浄な空気は、図3に太い点線の矢印で示すように、気体吐出口93aから底面部2aに向かって供給される。それにより、処理空間2S内に清浄な空気の下降気流が発生する。
排気量調整部95は、回転軸95a、ダンパ95bおよびアクチュエータ95cを含み、処理空間2S内で排気系94の一部に設けられている。より具体的には、回転軸95aは、排気系94の配管内部に固定されている。回転軸95aには、ダンパ95bが排気系94の配管内部で回転可能に取り付けられている。
図3~図5では、排気量調整部95の構造の理解を容易にするために、排気系94の内部に設けられる回転軸95aおよびダンパ95bが実線で示される。アクチュエータ95cは、後述する制御部9(図6)の制御に基づいて、回転軸95aを基準とする予め定められた複数(本例では3つ)の回転角度位置の間でダンパ95bを回転させる。また、アクチュエータ95cは、予め定められた複数の回転角度位置のうちいずれか一の回転角度位置でダンパ95bを保持する。本実施の形態では、予め定められた3つの回転角度位置として、第1の回転角度位置、第2の回転角度位置および第3の回転角度位置が定められているものとする。
図3の例では、第1の回転角度位置に保持されたダンパ95bの状態が示される。図3に示すように、ダンパ95bは、第1の回転角度位置にある状態で排気系94内部の気体流路の大部分を閉塞する。このとき、排気系94の内周面とダンパ95bとの間にはわずかな隙間が形成される。それにより、ダンパ95bが第1の回転角度位置にある場合には、図3に実線の矢印で示すように、比較的低い第1の流量で処理空間2Sの気体が排気系94を通してユニット筐体2の外部に排出される。
一方、図4の例では、第2の回転角度位置に保持されたダンパ95bの状態が示される。図4に示すように、ダンパ95bは、第2の回転角度位置にある状態で排気系94内部の気体流路の略半分を閉塞する。それにより、ダンパ95bが第2の回転角度位置にある場合には、図4に太い実線の矢印で示すように、第1の流量よりも大きい第2の流量で処理空間2Sの気体が排気系94を通してユニット筐体2の外部に排出される。
他方、図5の例では、第3の回転角度位置に保持されたダンパ95bの状態が示される。図5に示すように、ダンパ95bは、第3の回転角度位置にある状態で排気系94内部の気体流路の大部分を解放する。それにより、ダンパ95bが第3の回転角度位置にある場合には、図5に白抜きの矢印で示すように、第2の流量よりも大きい第3の流量で処理空間2Sの気体が排気系94を通してユニット筐体2の外部に排出される。
上記のように、排気量調整部95によれば、ダンパ95bの回転角度位置を調整することにより、処理空間2Sから排気系94を通して排気設備99により排出される気体の流量を調整することができる。ここで、排気系94を通して排出される気体の流量とは、単位時間あたりに排気系94を流れる気体の量である。
図2に示すように、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6)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6は、図1の基板洗浄装置1の制御系統の構成を示すブロック図である。図6の制御部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。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基板洗浄装置1の各部の動作が制御される。
図6に示すように、制御部9は、主として、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。また、制御部9は、主として、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。
また、制御部9は、主として、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。また、制御部9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。
また、制御部9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、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。また、制御部9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。
また、制御部9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。また、制御部9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。さらに、制御部9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。また、制御部9は、排気系94を流れる気体の流量を調整するために、排気量調整部95を制御する。
2.基板洗浄装置の概略動作
図7~図18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7~図18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7~図18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。
図7~図18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7~図18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7~図18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7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7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8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9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9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10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10に太い実線の矢印a6で示すように、下面ブラシ51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10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の下面の洗浄時には、気体噴出部53が、図10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10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。
次に、図10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る。このとき、気体噴出部53から基板Wへの気体の噴射は継続される。
その後、図11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12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12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12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13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14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14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15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15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の中心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15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の中心から外方に向かって移動する。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15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15に太い実線の矢印a18で示すように、下面ブラシ51が上下方向の軸の周りで回転(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。
下面ブラシ51の回転方向は、吸着保持部21の回転方向とは逆であってもよい。この場合、基板Wの下面外側領域を効率よく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15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。基板Wの上面、外周端部および下面外側領域の洗浄時(洗浄処理時)において、基板Wの回転速度は、第1の回転速度として例えば、200rpmから500rpm程度に設定される。
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16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16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(乾燥処理)。基板Wの洗浄液の振り切り時(乾燥処理時)において、基板Wの回転速度は、第1の回転速度よりも高い第2の回転速度として例えば、2000rpmから4000rpm程度に設定される。
次に、図17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17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18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.排気量調整部95の制御例
本実施の形態に係る制御部9においては、記憶装置に、予め基板Wの保持状態と、基板Wの処理状態と、処理空間2Sから排出されるべき気体の流量との関係を示すテーブルが、排出調整テーブルとして記憶されている。以下、処理空間2Sから排気系94を通して排出されるべき気体の流量を目標流量と呼ぶ。図19は、排出調整テーブルの一例を示す図である。
本実施の形態に係る制御部9においては、記憶装置に、予め基板Wの保持状態と、基板Wの処理状態と、処理空間2Sから排出されるべき気体の流量との関係を示すテーブルが、排出調整テーブルとして記憶されている。以下、処理空間2Sから排気系94を通して排出されるべき気体の流量を目標流量と呼ぶ。図19は、排出調整テーブルの一例を示す図である。
図19の排出調整テーブルでは、基板Wが上側保持装置10A,10Bおよび吸着保持部21のいずれにも保持されていない状態に対して目標流量が第1の流量に設定されている。また、基板Wが上側保持装置10A,10Bにより保持されかつ当該基板Wに処理が行われていない状態に対して目標流量が第1の流量に設定されている。さらに、基板Wが上側保持装置10A,10Bにより保持されかつ当該基板Wに洗浄処理または乾燥処理が行われている状態に対して目標流量が第1の流量に設定されている。基板Wが上側保持装置10A,10Bにより保持されている状態においては、基板Wは回転しておらず、図2のカップ61は下カップ位置にある。
また、基板Wが吸着保持部21により保持されかつ当該基板Wに処理が行われていない状態に対して目標流量が第2の流量に設定されている。また、基板Wが吸着保持部21により保持されかつ当該基板Wに洗浄処理が行われている状態に対して目標流量が第2の流量に設定されている。さらに、基板Wが吸着保持部21により保持されかつ当該基板Wに乾燥処理が行われている状態に対して目標流量が第3の流量に設定されている。基板Wが吸着保持部21により保持されかつ処理が行われていない状態においては、基板Wは回転しておらず、図2のカップ61は下カップ位置にある。基板Wが吸着保持部21により保持されかつ洗浄処理または乾燥処理が行われている状態においては、基板Wは回転し、図2のカップ61は上カップ位置にある。
制御部9は、図7~図18の基板洗浄装置1の一連の動作時に、図19の排出調整テーブルに基づいて排気量調整部95を制御する。具体的には、制御部9は、基板洗浄装置1が、図7、図8、図9、図10、図11、図12および図13で示される状態にあるときに、目標流量を第1の流量として排気量調整部95を制御する。また、制御部9は、基板洗浄装置1が、図14、図15、図17および図18で示される状態にあるときに、目標流量を第2の流量として排気量調整部95を制御する。さらに、制御部9は、基板洗浄装置1が図16で示される状態にあるとき、すなわち基板Wの洗浄液の振り切り時(乾燥処理時)に、目標流量を第3の流量として排気量調整部95を制御する。
4.基板洗浄装置1についての効果
(1)上記の基板洗浄装置1においては、上側保持装置10A,10Bにより、基板Wが水平姿勢で回転することなく保持される。この状態で、基板Wが洗浄される。上側保持装置10A,10Bにより保持された基板Wの洗浄時には、基板Wが回転しないので、基板Wから洗浄液が飛散しにくい。したがって、比較的低い第1の流量で処理空間2Sの気体が排出される場合でも、処理空間2S内の清浄度は高く維持される。
(1)上記の基板洗浄装置1においては、上側保持装置10A,10Bにより、基板Wが水平姿勢で回転することなく保持される。この状態で、基板Wが洗浄される。上側保持装置10A,10Bにより保持された基板Wの洗浄時には、基板Wが回転しないので、基板Wから洗浄液が飛散しにくい。したがって、比較的低い第1の流量で処理空間2Sの気体が排出される場合でも、処理空間2S内の清浄度は高く維持される。
また、上記の基板洗浄装置1においては、下側保持装置20により、基板Wが水平姿勢で保持されつつ上下方向の軸の周りで回転する。この状態で、基板Wが洗浄される。下側保持装置20により保持された基板Wの洗浄時および基板Wの乾燥時には、基板Wが回転するので、基板Wから洗浄液が飛散しやすい。そこで、下側保持装置20により基板Wが保持される場合には、比較的高い第2または第3の流量で処理空間2Sの気体が排出される。この場合、基板Wから飛散する洗浄液が効率よく処理空間2Sから排出される。それにより、処理空間2S内の清浄度が低下することが抑制される。
上記の構成によれば、一の基板洗浄装置1において必要とされる排気設備99の排気能力が経時的に調整される。そのため、一の排気設備99について複数の基板洗浄装置1を用いる場合には、下側保持装置20により保持された基板Wの洗浄および乾燥が同時に行われないように複数の基板洗浄装置1を制御することができる。この場合、複数の基板洗浄装置1に対して同時に必要とされる排気設備99の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備99を用いてより多数の基板洗浄装置1の処理空間2Sの清浄度を高く維持することが可能になる。
(2)洗浄時が付着した基板Wが回転する場合、回転速度が高くなるほど、基板Wから飛散する洗浄液のミストは処理空間2S内で拡散されやすい。上記の構成によれば、洗浄時における基板Wの第2の回転速度に比べて、洗浄液の振り切り時における基板Wの第3の回転速度が高い。そのため、基板Wの洗浄液の振り切り時には、洗浄液のミストは処理空間2S内で拡散されやすい。このような場合でも、基板Wの洗浄液の振り切り時には、基板Wの洗浄時の第1および第2の流量よりも高い第3の流量で、処理空間2Sの気体が排出される。したがって、基板Wの洗浄液の振り切り時に、処理空間2Sの清浄度が高く維持される。
また、上記の構成によれば、基板Wの回転速度の関係により、基板Wの洗浄時に処理空間2S内に飛散する洗浄液のミストの量は、基板Wの振り切り乾燥時に処理空間2S内に飛散する洗浄液のミストの量に比べて少ない。それにより、基板Wの洗浄時に排出される気体の第2の流量が基板Wの洗浄液の振り切り時に排出される気体の第3の流量より低い場合でも、基板Wの洗浄時には処理空間2Sの清浄度を保つために十分な気体の排出が行われる。したがって、下側保持装置20により基板Wが保持された状態で、排気設備99に過剰な排気能力が要求されることが防止される。
(3)上記の基板洗浄装置1においては、平面視で下側保持装置20を取り囲むようにカップ61が設けられている。排気系94は、カップ61の底部から処理空間2Sの気体が排出されるように設けられている。この場合、下側保持装置20により保持された基板Wから飛散する洗浄液をカップ61で受け止めることができる。また、カップ61内で飛散する洗浄液のミストが、カップ61の底部からユニット筐体2の外部に円滑に排出される。
5.複数の基板洗浄装置1を備える基板洗浄システム
(1)基板洗浄システムの基本構成
図20は、複数の基板洗浄装置1を備える基板洗浄システムの一例を示す模式的平面図である。図20に示すように、本実施の形態に係る基板洗浄システム100は、インデクサブロック110および処理ブロック120を有する。インデクサブロック110および処理ブロック120は、互いに隣り合うように設けられている。
(1)基板洗浄システムの基本構成
図20は、複数の基板洗浄装置1を備える基板洗浄システムの一例を示す模式的平面図である。図20に示すように、本実施の形態に係る基板洗浄システム100は、インデクサブロック110および処理ブロック120を有する。インデクサブロック110および処理ブロック120は、互いに隣り合うように設けられている。
インデクサブロック110は、複数(本例では4つ)のキャリア載置台140および搬送部150を含む。複数のキャリア載置台140は、搬送部150に接続されている。各キャリア載置台140上には、複数枚の基板Wを多段に収納するキャリアCが載置される。搬送部150には、インデクサロボットIRおよび制御装置111が設けられている。インデクサロボットIRは、搬送部150内で移動可能に構成されるとともに、鉛直軸の周りで回転可能かつ昇降可能に構成されている。インデクサロボットIRは、基板Wを受け渡すための2つのハンドを有する。制御装置111は、CPU、ROMおよびRAMを含むコンピュータ等からなり、基板洗浄システム100内の各構成部を制御する。
処理ブロック120は、洗浄部161および搬送部162を含む。洗浄部161および搬送部162は、搬送部150に隣り合うとともにこの順で並ぶように配置されている。洗浄部161においては、複数(本例では4つ)の基板洗浄装置1が上下に積層配置されている。
搬送部163には、メインロボットMRが設けられている。メインロボットMRは、鉛直軸の周りで回転可能かつ昇降可能に構成されている。メインロボットMRは、基板Wを受け渡すための2つのハンドを有する。このメインロボットMRのハンドは、上記のハンドRHに相当する。
インデクサブロック110と処理ブロック120との間には、インデクサロボットIRとメインロボットMRとの間で基板Wの受け渡しを行うための複数の基板載置部PASSが上下に積層配置されている。
その基板洗浄システム100においては、インデクサロボットIRは、複数のキャリア載置台140上に載置された複数のキャリアCのうち一のキャリアCから未処理の基板Wを取り出す。また、インデクサロボットIRは、取り出した未処理の基板Wを複数の基板載置部PASSのいずれか一の基板載置部PASSに載置する。さらに、インデクサロボットIRは、複数の基板載置部PASSのいずれかに載置されている処理済みの基板Wを受け取り、一のキャリアC内に収容する。
また、メインロボットMRは、複数の基板載置部PASSのいずれかに載置されている未処理の基板Wを受け取り、洗浄部161の複数の基板洗浄装置1のうちいずれかに搬入する。さらに、メインロボットMRは、複数の基板洗浄装置1のいずれかにおいて洗浄処理が終了すると、処理済みの基板Wを当該基板洗浄装置1から搬出し、複数の基板載置部PASSのいずれかに載置する。
上記のように、図20の基板洗浄システム100は、図1の基板洗浄装置1を複数有する。それにより、基板Wを反転させることなく基板Wの上面および下面を一の基板洗浄装置1内で洗浄することができる。したがって、基板Wの洗浄処理のスループットが向上する。また、複数の基板洗浄装置1が積層配置されることにより、フットプリントの増加が十分に低減される。
図21は、図20の基板洗浄システム100の模式的側面図である。図21の模式的側面図では、主として搬送部150の内部構成とともに洗浄部161の内部構成が示される。図21に示すように、洗浄部161においては、4つの基板洗浄装置1が積層配置されている。以下の説明においては、図21の4つの基板洗浄装置1をそれぞれ区別する場合に、最下部に位置する基板洗浄装置1を第1の基板洗浄装置1Aと呼び、下から2段目に位置する基板洗浄装置1を第2の基板洗浄装置1Bと呼ぶ。また、下から3段目に位置する基板洗浄装置1を第3の基板洗浄装置1Cと呼び、最上部に位置する基板洗浄装置1を第4の基板洗浄装置1Dと呼ぶ。
第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの各々が備える気体供給ダクト93には、洗浄部161の外部に設けられる気体供給装置98から清浄な空気が供給される。それにより、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの処理空間2S内に、清浄な空気の下降気流が形成される。
本実施の形態においては、基板洗浄システム100が設置される工場に設けられた一の排気設備99は、基板洗浄システム100が備える第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dに共通に用いられる。第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dがそれぞれ備える4つの排気系94は、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの4つのカップ61の底部と排気設備99とを接続する。
排気設備99は、一定の排気能力で当該排気設備99に導かれる気体を基板洗浄システム100の外部に排出する。第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの各々の処理空間2Sの気体は、当該基板洗浄装置1の排気系94に設けられた排気量調整部95の状態に応じて、第1~第3の流量のいずれかの流量で基板洗浄システム100の外部に排出される。
(2)基板洗浄システムの一制御例
ここで、図19の排出量製テーブルに記載された基板Wの処理状態のうち、基板Wが上側保持装置10A,10Bおよび吸着保持部21のいずれにも保持されていない状態と、基板Wが上側保持装置10A,10Bにより保持されかつ当該基板Wに洗浄処理または乾燥処理が行われている状態とを、第1の処理状態と呼ぶ(図19の太い点線枠参照)。また、基板Wが吸着保持部21により保持されて当該基板Wに処理が行われていない状態と、基板Wが吸着保持部21により保持されかつ当該基板Wに洗浄処理が行われている状態とを、第2の処理状態と呼ぶ(図19の太い一点鎖線枠参照)。さらに、基板Wが吸着保持部21により保持されて当該基板Wに乾燥処理が行われている状態を、第3の処理状態と呼ぶ(図19の太い二点鎖線枠参照)。
ここで、図19の排出量製テーブルに記載された基板Wの処理状態のうち、基板Wが上側保持装置10A,10Bおよび吸着保持部21のいずれにも保持されていない状態と、基板Wが上側保持装置10A,10Bにより保持されかつ当該基板Wに洗浄処理または乾燥処理が行われている状態とを、第1の処理状態と呼ぶ(図19の太い点線枠参照)。また、基板Wが吸着保持部21により保持されて当該基板Wに処理が行われていない状態と、基板Wが吸着保持部21により保持されかつ当該基板Wに洗浄処理が行われている状態とを、第2の処理状態と呼ぶ(図19の太い一点鎖線枠参照)。さらに、基板Wが吸着保持部21により保持されて当該基板Wに乾燥処理が行われている状態を、第3の処理状態と呼ぶ(図19の太い二点鎖線枠参照)。
基板洗浄システム100の制御装置111は、例えば第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの全てについて、第3の流量で同時に処理空間2Sの気体が排出されないように、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの動作を制御する。この場合の第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの制御について、具体例を説明する。
図22は、図21の基板洗浄システム100における第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの一制御例を説明するための図である。図22には、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの一制御例が基板Wの複数の処理状態を用いてタイムチャートで示される。
図22の例では、第1の基板洗浄装置1Aは、時点t1から時点t2にかけて基板Wが第1の処理状態で維持され、時点t2から時点t3にかけて基板Wが第2の処理状態で維持され、時点t3から時点t4にかけて基板Wが第3の処理状態で維持されるように、各部の動作が制御される。その後、時点t4以降については、時点t1から時点t4までの動作が繰り返される。第2の基板洗浄装置1Bについては、第1の基板洗浄装置1Aと同じタイミングで同じ動作が行われるように、各部の動作が制御される。
これに対して、第3の基板洗浄装置1Cは、時点t2から時点t3にかけて基板Wが第1の処理状態で維持され、時点t3から時点t4にかけて基板Wが第2の処理状態で維持され、時点t4から時点t5にかけて基板Wが第3の処理状態で維持されるように、各部の動作が制御される。その後、時点t5以降については、時点t2から時点t5までの動作が繰り返される。第4の基板洗浄装置1Dについては、第3の基板洗浄装置1Cと同じタイミングで同じ動作が行われるように、各部の動作が制御される。
図22の制御例によれば、基板洗浄システム100内では、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dにより処理される基板Wが、同時に第3の処理状態で維持されない。それにより、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの全てについて同時に第3の流量で処理空間2Sの気体が排出されることが防止される。この場合、複数の基板洗浄装置1に対して同時に必要とされる排気設備99の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備99を用いてより多数の基板洗浄装置1の処理空間2Sの清浄度を高く維持することが可能になる。
(3)基板洗浄システムの他の制御例
図22の例に限らず、基板洗浄システム100の制御装置111は、例えば第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの全てについて、第2および第3の流量のうち少なくとも一方の流量で同時に処理空間2Sの気体が排出されないように、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの動作を制御してもよい。この場合の第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの制御について、具体例を説明する。
図22の例に限らず、基板洗浄システム100の制御装置111は、例えば第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの全てについて、第2および第3の流量のうち少なくとも一方の流量で同時に処理空間2Sの気体が排出されないように、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの動作を制御してもよい。この場合の第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの制御について、具体例を説明する。
図23は、図21の基板洗浄システム100における第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの他の制御例を説明するための図である。図23には、図22の例と同様に、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの他の制御例が基板Wの複数の処理状態を用いてタイムチャートで示される。
図23の例では、第1の基板洗浄装置1Aは、時点t11から時点t12にかけて基板Wが第1の処理状態で維持され、時点t12から時点t13にかけて基板Wが第2の処理状態で維持され、時点t13から時点t14にかけて基板Wが第3の処理状態で維持されるように、各部の動作が制御される。その後、時点t14以降については、一定の間隔(第3の基板洗浄装置1Cにおいて基板Wを第2の処理状態で維持するために要する時間)をおいて、時点t11から時点t14までの動作が繰り返される。第2の基板洗浄装置1Bは、第1の基板洗浄装置1Aと同じタイミングで同じ動作が行われるように、各部の動作が制御される。
これに対して、第3の基板洗浄装置1Cは、時点t13から時点t14にかけて基板Wが第1の処理状態で維持され、時点t14から時点t15にかけて基板Wが第2の処理状態で維持され、時点t15から時点t16にかけて基板Wが第3の処理状態で維持されるように、各部の動作が制御される。その後、時点t16以降については、一定の間隔(第1の基板洗浄装置1Aにおいて基板Wを第2の処理状態で維持するために要する時間)をおいて時点t13から時点t16までの動作が繰り返される。第4の基板洗浄装置1Dは、第3の基板洗浄装置1Cと同じタイミングで同じ動作が行われるように、各部の動作が制御される。
図23の制御例によれば、基板洗浄システム100内では、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dにより処理される基板Wが、同時に第2および第3の処理状態のうち少なくとも一方の処理状態で維持されない。それにより、第1~第4の基板洗浄装置1A~1Dの全てについて同時に第2および第3の流量のうち少なくとも一方の流量で処理空間2Sの気体が排出されることが防止される。
この場合、複数の基板洗浄装置1に対して同時に必要とされる排気設備99の排気能力のレベルが低減される。それにより、予め定められた排気能力を有する排気設備99を用いてより多数の基板洗浄装置1の処理空間2Sの清浄度を高く維持することが可能になる。
6.他の実施の形態
(1)上記実施の形態においては、排気量調整部95のダンパ95bが第1の回転角度位置にある状態で、排気系94の内周面とダンパ95bとの間に隙間が形成されるが、本発明はこれに限定されない。排気量調整部95のダンパ95bが第1の回転角度位置にある状態で、排気系94の内周面とダンパ95bとの間に隙間が形成されなくてもよい。すなわち、ダンパ95bは、第1の回転角度位置にある状態で排気系94内部の気体流路を完全に閉塞してもよい。この場合、基板洗浄装置1においては、基板Wが基板Wが第1の処理状態にあるときに処理空間2Sの気体が基板洗浄装置1の外部に排出されない。
(1)上記実施の形態においては、排気量調整部95のダンパ95bが第1の回転角度位置にある状態で、排気系94の内周面とダンパ95bとの間に隙間が形成されるが、本発明はこれに限定されない。排気量調整部95のダンパ95bが第1の回転角度位置にある状態で、排気系94の内周面とダンパ95bとの間に隙間が形成されなくてもよい。すなわち、ダンパ95bは、第1の回転角度位置にある状態で排気系94内部の気体流路を完全に閉塞してもよい。この場合、基板洗浄装置1においては、基板Wが基板Wが第1の処理状態にあるときに処理空間2Sの気体が基板洗浄装置1の外部に排出されない。
(2)上記実施の形態に係る基板洗浄装置1においては、ユニット筐体2の底面部2aには、図示しない排気用の開口が形成されていてもよい。この場合、処理空間2S内に清浄な空気の下降気流が形成された状態で、排気系94から気体が排出されない場合でも、処理空間2S内の気体の一部が図示しない排気口の開口からユニット筐体2の外部に排出される。
(3)上記実施の形態に係る基板洗浄装置1においては、下側保持装置20により基板Wの下面中央領域が吸着保持されるが、本発明はこれに限定されない。基板洗浄装置1は、下側保持装置20に代えて基板Wの上面中央部を吸着保持する保持装置を備えてもよい。この場合、基板Wの上面中央部を吸着保持する保持装置は、例えば上側保持装置10A,10Bよりも上方に設けられてもよい。
(4)上記実施の形態では、基板Wを回転させることなく保持しつつ第1の処理を行い、基板Wを保持して回転させつつ第2の処理を行う基板処理装置の一例として基板洗浄装置1を説明した。また、複数の基板洗浄装置1を備える基板洗浄システム100について説明した。なお、上記実施の形態においては、基板Wの下面中央領域の洗浄処理が第1の処理に相当し、基板Wの下面外側領域、外出U端部および上面の洗浄処理が第2の処理に相当する。しかしながら、本発明は上記の例に限定されない。
本発明に係る基板処理システムは、上記の基板洗浄装置1の例に限らず、互いに異なる第1および第2の処理として基板Wの洗浄処理以外の処理(塗布処理、熱処理または膜除去処理等)を行う複数の基板処理装置を有してもよい。
(5)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の下面中央領域の洗浄が実行された後に、下側保持装置20において基板Wの下面外側領域の洗浄が実行されるが、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の下面外側領域の洗浄が実行された後に、上側保持装置10A,10Bにおいて基板Wの下面中央領域の洗浄が実行されてもよい。
(6)上記実施の形態において、基板洗浄装置1は制御部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は制御部9を含まなくてもよい。また、上記実施の形態において、基板洗浄システム100は、制御装置111を含むが実施の形態はこれに限定されない。基板洗浄システム100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、基板洗浄システム100は制御装置111を含まなくてもよい。
7.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。
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、基板Wが基板の例であり、基板洗浄装置1が基板洗浄装置および基板処理装置の例であり、処理空間2Sが処理空間の例であり、ユニット筐体2が処理室の例であり、上側保持装置10A,10Bが第1の基板保持部の例であり、下側保持装置20が第2の基板保持部の例である。
また、下面洗浄装置50、上面洗浄装置70および端部洗浄装置80が洗浄部および処理部の例であり、排気設備99が排気設備の例であり、排気系94が排気系の例であり、排気量調整部95が排気量調整部の例である。
また、上記実施の形態における第1の流量が第1の流量の例であり、上記実施の形態における第2および第3の流量が第2の流量の例であり、上記実施の形態における第2の流量が第3の流量の例であり、上記実施の形態における第3の流量が第4の流量の例である。
また、カップ61が処理カップの例であり、上カップ位置が第1の高さ位置の例であり、下カップ位置が第2の高さ位置の例であり、カップ駆動部62がカップ駆動部の例であり、制御装置111が洗浄制御部および処理制御部の例であり、基板洗浄システム100が基板洗浄システムおよび基板処理システムの例である。
1…基板洗浄装置,2…ユニット筐体,2a…底面部,2b~2e…側壁部,2f…天面部,2S…処理空間,2x…搬入搬出口,9…制御部,10A,10B…上側保持装置,11A,11B…下チャック,12A,12B…上チャック,13A,13B…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,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,93…気体供給ダクト,93a…気体吐出口,94…排気系,95…排気量調整部,95a…回転軸,95b…ダンパ,95c…アクチュエータ,98…気体供給装置,99…排気設備,100…基板洗浄システム,110…インデクサブロック,111…制御装置,120…処理ブロック,140…キャリア載置台,150…搬送部,161…洗浄部,162…搬送部,C…キャリア,IR…インデクサロボット,mr…メインロボット,PASS…基板載置部,RH…ハンド,rp…平面基準位置,W…基板
Claims (16)
- 基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、
基板の複数の部分に当接することにより、基板を回転させることなく水平姿勢で保持する第1の基板保持部と、
基板に吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第2の基板保持部と、
前記処理空間において、前記第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄し、前記第1の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に、前記第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、
前記処理空間と前記処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、前記処理空間の気体を前記排気設備により排出させる排気系と、
前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で前記処理空間の気体が排出され、前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに前記第1の流量よりも高い第2の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備える、基板洗浄装置。 - 前記第2の基板保持部は、当該第2の基板保持部により保持された基板の洗浄後、当該洗浄に用いられた洗浄液が基板から振り切られるように基板を回転させる、請求項1記載の基板洗浄装置。
- 前記第2の流量は、第3の流量および前記第3の流量よりも高い第4の流量を含み、
前記第2の基板保持部は、当該第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に第1の回転速度で基板を回転させ、基板の洗浄液の振り切り時に前記第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で基板を回転させ、
前記排気量調整部は、前記第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に前記第3の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、かつ前記第2の基板保持部による基板の洗浄液の振り切り時に前記第4の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整する、請求項2記載の基板洗浄装置。 - 平面視で前記第2の基板保持部を取り囲むように設けられた処理カップをさらに備え、
前記排気系は、前記処理カップの底部から前記処理空間の気体が排出されるように設けられた、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。 - 前記処理カップを支持するとともに、側面視で前記処理カップが前記第2の基板保持部により保持された基板に重なる第1の高さ位置と、側面視で前記処理カップが前記第2の基板保持部により保持された基板よりも下方の第2の高さ位置との間で上下方向に移動させるカップ駆動部をさらに備え、
前記カップ駆動部は、前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに基板から飛散する洗浄液を受け止めるように前記処理カップを前記第1の高さ位置に支持し、前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記処理カップを前記第2の高さ位置に支持する、請求項4記載の基板洗浄装置。 - 請求項1~5のいずれか一項に記載の基板洗浄装置を複数有するとともに洗浄制御部を備え、
前記排気設備は、前記複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、
前記洗浄制御部は、前記複数の基板洗浄装置において前記第2の基板保持部により基板が同時に保持されないように、前記複数の基板洗浄装置の動作を制御する、基板洗浄システム。 - 請求項2または3記載の基板洗浄装置を複数有するとともに洗浄制御部を備え、
前記排気設備は、前記複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、
前記洗浄制御部は、前記複数の基板洗浄装置において基板の洗浄液の振り切りが同時に行われないように、前記複数の基板洗浄装置の動作を制御する、基板洗浄システム。 - 基板に所定の処理を行う基板処理システムであって、
複数の基板処理装置と、
前記複数の基板処理装置を制御する処理制御部とを備え、
前記複数の基板処理装置の各々は、
基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、
前記処理空間において、基板に第1の処理を行い、前記第1の処理前または前記第1の処理後に基板に第2の処理を行う処理部と、
前記処理空間と前記処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、前記処理空間の気体を前記排気設備により排出させる排気系と、
前記第1の処理時に前記処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で前記処理空間の気体が排出され、前記第2の処理時に前記第1の流量よりも高い第2の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、
前記処理制御部は、前記複数の基板処理装置において複数の基板にそれぞれ前記第2の処理が同時に行われないように、前記複数の基板処理装置の動作を制御する、基板処理システム。 - 基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
処理室により形成された処理空間において、基板の複数の部分に当接する第1の基板保持部を用いて基板を回転させることなく水平姿勢で保持するステップと、
前記第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄するステップと、
前記処理空間において、基板を吸着する第2の基板保持部を用いて基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させるステップと、
前記第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄するステップと、
前記処理空間の気体が排出されないかまたは前記処理空間の気体が第1の流量で前記処理室の外部に設けられる排気設備により排気系を通して前記処理室の外部に排出されるように、前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記排気系を流れる気体の流量を調整するステップと、
前記処理空間の気体が前記第1の流量よりも高い第2の流量で前記排気設備により排気系を通して前記処理室の外部に排出されるように、前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに前記排気系を流れる気体の流量を調整するステップとを含む、基板洗浄方法。 - 前記第2の基板保持部により保持された基板の洗浄後、当該洗浄に用いられた洗浄液が基板から振り切られるように基板を回転させるステップをさらに含む、請求項9記載の基板洗浄方法。
- 前記第2の流量は、第3の流量および前記第3の流量よりも高い第4の流量を含み、
前記第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄するステップは、当該洗浄時に前記第2の基板保持部により保持された基板を第1の回転速度で回転させることを含み、
前記基板から洗浄液を振り切るように基板を回転させるステップは、当該基板の洗浄液の振り切り時に前記第2の基板保持部により保持された基板を前記第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で基板を回転させることを含み、
前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに前記排気系を流れる気体の流量を調整するステップは、
前記第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に前記第3の流量で前記処理空間の気体が排出されるように前記排気系を流れる気体の流量を調整することと、
前記第2の基板保持部による基板の洗浄液の振り切り時に前記第4の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整することとを含む、請求項10記載の基板洗浄方法。 - 平面視で前記第2の基板保持部を取り囲むように処理カップが設けられ、
前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記排気系を流れる気体の流量を調整するステップおよび前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに前記排気系を流れる気体の流量を調整するステップは、前記処理カップの底部から前記処理空間の気体を排出させることを含む、請求項9~11のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。 - 前記処理カップを支持するとともに、前記処理カップを、側面視で前記処理カップが前記第2の基板保持部により保持された基板に重なる第1の高さ位置と、側面視で前記処理カップが前記第2の基板保持部により保持された基板よりも下方の第2の高さ位置との間で上下方向に移動させるステップをさらに備え、
前記処理カップを支持するとともに上下方向に移動させるステップは、
前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに基板から飛散する洗浄液を受け止めるように前記処理カップを前記第1の高さ位置に支持し、前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記処理カップを前記第2の高さ位置に支持することを含む、請求項12記載の基板洗浄方法。 - 複数の基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
複数の基板洗浄装置を制御するステップを含み、
前記複数の基板洗浄装置の各々は、
基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、
基板の複数の部分に当接することにより、基板を回転させることなく水平姿勢で保持する第1の基板保持部と、
基板に吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第2の基板保持部と、
前記処理空間において、前記第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄し、前記第1の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に、前記第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、
前記処理空間と前記処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、前記処理空間の気体を前記排気設備により排出させる排気系と、
前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で前記処理空間の気体が排出され、前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに前記第1の流量よりも高い第2の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、
前記排気設備は、前記複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、
前記複数の基板洗浄装置を制御するステップは、前記複数の基板洗浄装置において前記第2の基板保持部により基板が同時に保持されないように、前記複数の基板洗浄装置の動作を制御することを含む、基板洗浄方法。 - 複数の基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
複数の基板洗浄装置を制御するステップを含み、
前記複数の基板洗浄装置の各々は、
基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、
基板の複数の部分に当接することにより、基板を回転させることなく水平姿勢で保持する第1の基板保持部と、
基板に吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第2の基板保持部と、
前記処理空間において、前記第1の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄し、前記第1の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に、前記第2の基板保持部により保持された基板を洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、
前記処理空間と前記処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、前記処理空間の気体を前記排気設備により排出させる排気系と、
前記第1の基板保持部により基板が保持されているときに前記処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で前記処理空間の気体が排出され、前記第2の基板保持部により基板が保持されているときに前記第1の流量よりも高い第2の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、
前記第2の基板保持部は、当該第2の基板保持部により保持された基板の洗浄後、当該洗浄に用いられた洗浄液が基板から振り切られるように基板を回転させ、
前記排気量調整部は、前記第2の基板保持部により保持された基板の洗浄時に前記第3の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、かつ前記第2の基板保持部による基板の洗浄液の振り切り時に前記第4の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量をさらに調整し、
前記排気設備は、前記複数の基板洗浄装置に共通に用いられ、
前記複数の基板洗浄装置を制御するステップは、
前記複数の基板洗浄装置において基板の洗浄液の振り切りが同時に行われないように、前記複数の基板洗浄装置の動作を制御することを含む、基板洗浄方法。 - 複数の基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、
複数の基板処理装置を制御するステップを含み、
前記複数の基板処理装置の各々は、
基板を収容可能な処理空間を有する処理室と、
前記処理空間において、基板に第1の処理を行い、前記第1の処理前または前記第1の処理後に基板に第2の処理を行う処理部と、
前記処理空間と前記処理室の外部に設けられる排気設備とを接続し、前記処理空間の気体を前記排気設備により排出させる排気系と、
前記第1の処理時に前記処理空間の気体が排出されないかまたは第1の流量で前記処理空間の気体が排出され、前記第2の処理時に前記第1の流量よりも高い第2の流量で前記処理空間の気体が排出されるように、前記排気系を流れる気体の流量を調整する排気量調整部とを備え、
前記複数の基板処理装置を制御するステップは、前記複数の基板処理装置において複数の基板にそれぞれ前記第2の処理が同時に行われないように、前記複数の基板処理装置の動作を制御することを含む、基板処理方法。
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