JP2023045821A - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の下面中央領域の洗浄を効率化すること。【解決手段】 基板洗浄装置１は、基板の外周端部を保持する一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと、基板の下面に接触して基板の下面を洗浄する下面ブラシ５１と、下面ブラシ５１が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具を上方に押し上げる押上力を変化させる制御装置と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、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（ElectroLuminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（FlatPanelDisplay）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鉛直方向の軸（回転軸）の周りで回転する。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

ウエハ周縁部を吸着パットで保持するとウエハが自重でウエハの中心部分が下方に変位し、ウエハの下面が曲面になる。また、ブラシをウエハに接触させるためにウエハの裏面中央部にブラシを下方から押し当てるとブラシからの荷重によりウエハの中央部分が上方に変位し、ウエハの下面が曲面になる。ブラシの上面が平坦な場合、ブラシの上面の全体がウエハに接触しなくなり、ブラシとウエハとが接触する面積が小さくなり、ウエハのブラシと接触しない領域の洗浄頻度が低下する。

本発明の目的は、基板の下面中央領域の洗浄を効率化した基板洗浄装置を提供することである。

（１）この発明のある局面によれば、基板洗浄装置は、基板の外周端部を保持する基板保持部と、基板の下面に接触して基板の下面を洗浄する洗浄具と、洗浄具が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具を上方に押し上げる押上力を変化させる洗浄制御部と、を備える。洗浄具が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具を上方に押し上げる押上力が変化するので、基板の変位により洗浄具と基板との接触面が変動する。このため、基板の下面中央領域の洗浄を効率化した基板洗浄装置を提供することができる。

（２）洗浄制御部は、押上力を連続的に変化させる。

（３）洗浄制御部は、洗浄具が押上力を段階的に変化させる。

（４）基板洗浄装置は、基板の変位を検出する変位センサを、さらに備え、洗浄制御部は、基板の変位が所定の範囲内に収まるように押上力を変化させる。このため、基板が破損しないようにできる。

（５）この発明の他の局面によれば、基板洗浄装置は、基板の外周端部を保持する基板保持部と、基板の下面に接触して基板の下面を洗浄する洗浄具と、洗浄具が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具と基板との間に作用する力を変化させる制御部と、を備える。このため、洗浄具が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具と基板との間に作用する力が変化するので、下面中央領域を洗浄する間に基板と洗浄具との接触面を変化させることができる。このため、基板の下面中央領域の洗浄を効率化した基板洗浄装置を提供することができる。

（６）基板の変位を検出する変位センサを、さらに備え、制御部は、基板の変位が所定の範囲に収まるように洗浄具と基板との間に作用する力を変化させる。このため、基板が破損しないようにできる。

（７）この発明のさらに他の局面によれば、基板洗浄方法は、基板の外周端部を保持する基板保持部と、基板の下面に接触して基板の下面を洗浄する洗浄具と、を備えた基板洗浄装置で実行される基板洗浄方法であって、洗浄具が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具を上方に押し上げる押上力を変化させる洗浄制御ステップを含む。

（８）この発明のさらに他の局面によれば、基板洗浄方法は、基板の外周端部を保持する基板保持部と、基板の下面に接触して基板の下面を洗浄する洗浄具と、を備えた基板洗浄装置で実行される基板洗浄方法であって、洗浄具が基板の下面中央領域を洗浄する間に洗浄具と基板との間に作用する力を変化させる制御ステップを含む。

本発明によれば、基板の下面中央領域の洗浄を効率的に洗浄することができる。

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。 基板洗浄装置の内部構成を示す外観斜視図である。 一対の上側保持装置の外観斜視図である。 図１および図２の上チャックの外観斜視図である。 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。 基板が変位しない状態における基板と下面ブラシとの位置関係を模式的に示す図である。 基板が変位しない状態における基板と下面ブラシとの接触面の一例を示す図である。 基板がマイナス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの位置関係を模式的に示す図である。 基板がマイナス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの接触面の一例を示す図である。 基板がプラス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの位置関係を模式的に示す図である。 基板がプラス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの接触面の一例を示す図である。 押上力の変化の一例を示すタイムチャートである。 押上力制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の変形例における押上力の変化の一例を示すタイムチャートである。 第１の変形例における押上力制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における基板洗浄装置１の内部構成を示す外観斜視図である。 第２の実施の形態における押上力制御処理の流れの一例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および基板洗浄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（ElectroLuminescence）表示装置等のＦＰＤ（FlatPanelDisplay）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。

［第１の実施の形態］
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、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、下面ブラシ動作駆動部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５）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５）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。

下面ブラシ動作駆動部５５ａは、エアシリンダおよびエアシリンダを駆動する電空レギュレータを含み、下面ブラシ５１による基板Ｗの洗浄時に、電空レギュレータを制御することによりエアシリンダを駆動し、基板Ｗの下面に下面ブラシ５１を押し当てる押上力を制御する。

また、下面ブラシ動作駆動部５５ａは、モータをさらに含み、下面ブラシ５１による基板Ｗの洗浄時に、基板Ｗの下面に下面ブラシ５１が接触する状態でそのモータを駆動する。それにより、下面ブラシ５１が回転する。下面ブラシ動作駆動部５５ａの詳細は後述する。

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。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。上側保持装置１０Ａ，１０Ｂは、本発明の基板位置合わせ装置を構成する。

図３は、一対の上側保持装置の外観斜視図である。図３では、下チャック１１Ａ，１１Ｂが太い実線で示される。また、上チャック１２Ａ，１２Ｂが点線で示される。図３の外観斜視図では、下チャック１１Ａ，１１Ｂの形状が理解しやすいように、各部の拡大縮小率が図２の外観斜視図から変更されている。

図３に示すように、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、２本の支持片２００を有する。各支持片２００には、傾斜支持面２０１および移動制限面２０２が設けられている。

下チャック１１Ａにおいて、各支持片２００の傾斜支持面２０１は、基板Ｗの外周端部を下方から支持可能でかつ下チャック１１Ｂに向かって斜め下方に延びるように形成されている。移動制限面２０２は、傾斜支持面２０１の上端部から一定距離上方に延び、下チャック１１Ａの上端部に段差を形成する。一方、下チャック１１Ｂにおいて、各支持片２００の傾斜支持面２０１は、基板Ｗの外周端部を下方から支持可能でかつ下チャック１１Ａに向かって斜め下方に延びるように形成されている。移動制限面２０２は、傾斜支持面２０１の上端部から一定距離上方に延び、下チャック１１Ｂの上端部に段差を形成する。

下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂは、アクチュエータとしてエアシリンダまたはモータを含む。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。ここで、Ｘ方向における下チャック１１Ａ，１１Ｂの目標位置が予め定められている場合、下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂは、目標位置の情報に基づいてＸ方向における下チャック１１Ａ，１１Ｂの位置をそれぞれ個別に調整することができる。例えば、下チャック１１Ａ，１１Ｂの間の距離を基板Ｗの外径よりも小さくすることにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の傾斜支持面２０１上に基板Ｗを載置することができる。この場合、各傾斜支持面２０１において、基板Ｗの外周端部が支持される。

図４は、図１および図２の上チャック１２Ａ，１２Ｂの外観斜視図である。図４では、上チャック１２Ａ，１２Ｂが太い実線で示される。また、下チャック１１Ａ，１１Ｂが点線で示される。図４の外観斜視図では、上チャック１２Ａ，１２Ｂの形状が理解しやすいように、各部の拡縮率が図２の外観斜視図から変更されている。

図４に示すように、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、２本の保持片３００を有する。各保持片３００は、当接面３０１および突出部３０２を有する。

上チャック１２Ａにおいて、各保持片３００の当接面３０１は、当該保持片３００の先端下部で、上チャック１２Ｂを向くように形成され、Ｘ方向に直交する。突出部３０２は、当接面３０１の上端から上チャック１２Ｂに向かって所定距離突出するように形成されている。一方、上チャック１２Ｂにおいて、各保持片３００の当接面３０１は、当該保持片３００の先端下部で、上チャック１２Ａを向くように形成され、Ｘ方向に直交する。突出部３０２は、当接面３０１の上端から上チャック１２Ａに向かって所定距離突出するように形成されている。

上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂは、アクチュエータとしてエアシリンダまたはモータを含む。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。ここで、Ｘ方向における上チャック１２Ａ，１２Ｂの目標位置が予め定められている場合、上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂは、目標位置の情報に基づいてＸ方向における上チャック１２Ａ，１２Ｂの位置をそれぞれ個別に調整することができる。

上記の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにおいては、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗの外周端部に向けて上チャック１２Ａ，１２Ｂが移動される。基板Ｗの外周端部の複数の部分に上チャック１２Ａの２つの当接面３０１および上チャック１２Ｂの２つの当接面３０１が接触することにより、基板Ｗの外周端部が保持され、基板Ｗが強固に固定される。

本実施の形態において、上チャック駆動部１４Ｂは、上チャック１２Ａの２つの当接面３０１および上チャック１２Ｂの２つの当接面３０１が基板Ｗを押圧する押圧力が一定となるように、上チャック１２Ａと上チャック１２Ｂとの間の距離を調整する。上チャック１２Ａの２つの当接面３０１および上チャック１２Ｂの２つの当接面３０１のいずれかに圧力センサが設けられている。上チャック駆動部１４Ｂは、圧力センサの出力値が予め定められた目標の値となるように、上チャック１２Ａと上チャック１２Ｂとの間の距離を調整する。したがって、一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを保持する押圧力は一定である。

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５）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５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５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５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、下面ブラシ動作駆動部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。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．基板洗浄装置の下面中央領域洗浄時の概略動作
図６は、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６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、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。下段の側面図は図１のＡ－Ａ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、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６を参照して、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、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６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。

次に、図６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。

３．下面ブラシの押上力制御
下面ブラシ動作駆動部５５ａは、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面中央領域を洗浄中に、基板Ｗの下面に下面ブラシ５１を上方に押し上げる力を変動させる。以下、下面ブラシ５１を上方に押し上げる力を押上力という。

本実施の形態において基板Ｗは、平面視で基板Ｗを挟んで対向して配置された一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを挟み込むことにより基板Ｗが強固に固定される。基板Ｗは、所定の重量を有するので、重力によって基板Ｗが湾曲する。この場合、基板Ｗの中心部分の下方への変位が最大になる。さらに、一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを保持する押圧力が基板Ｗに加わる。このため、基板Ｗの中心部分の下方への変位量は、基板Ｗに加わる重力と基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂから受ける押圧力の合力とにより定まる。基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂから受ける押圧力により、基板Ｗが下に突の形状に変形している状態では、基板Ｗの中心部分が下方に向く方向の力が働く。一方、基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂから受ける押圧力により、基板Ｗが上に突の形状に変形している状態では、基板Ｗの中心部分に上方に向く方向の力が働く。本実施の形態において、基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂから受ける押圧力は一定である。

一方、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面中央領域を洗浄する間は、基板Ｗの下面に下面ブラシ５１が押し当てられる。この際、基板Ｗの中心部分が変位するか否かは、基板Ｗに加わる重力と一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに与える押圧力との合力と、下面ブラシ５１に加わる押上力とにより定まる。下面ブラシ動作駆動部５５ａが押上力を変動することにより、基板Ｗの中心部分の変位が調整される。ここで、基板Ｗの変位量を、基板Ｗが一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される位置を基準位置とし、基板Ｗの中心部分の位置と基準位置との間の垂直方向の距離で示す。変位量は、基準位置よりも下方をマイナスの値とし、上方をプラスの値とする。また、変位量のうち基板Ｗの中心部分がプラス側に変位することが許容される最大の変位量を上限値といい、基板Ｗの中心部分がマイナス側に変位することが許容される最小の変位量を下限値という。

図７は、基板が変位しない状態における基板と下面ブラシとの位置関係を模式的に示す図である。図８は、基板が変位しない状態における基板と下面ブラシとの接触面の一例を示す図である。図７において、基板Ｗと下面ブラシ５１とが接触する領域が太線で示され、図８において、基板Ｗと下面ブラシ５１とが接触する領域がハッチングで示される。

図７および図８を参照して、基板Ｗの中央部分が基準位置と同じである。この場合、基板Ｗの変位量はゼロであり、基板Ｗは全体に渡ってほぼ水平となり、基板Ｗの下面中央領域ＢＣは平面になる。一方、下面ブラシ５１の上面は、ほぼ水平である。このため、下面ブラシ５１と基板Ｗとは、下面中央領域ＢＣの全体に当たる全体領域Ｒ１で接触する。この場合、下面ブラシ５１と下面中央領域ＢＣとの間に働く力は、全体領域Ｒ１に均等に配分される。

図９は、基板がマイナス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの位置関係を模式的に示す図である。図１０は、基板がマイナス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの接触面の一例を示す図である。図９において、基板Ｗと下面ブラシ５１とが接触する領域が太線で示され、図１０において、基板Ｗと下面ブラシ５１とが接触する領域がハッチングで示される。

図９を参照して、基板Ｗの中央が基準位置よりもマイナス側に変位する場合は、基板Ｗは下に突の形状となり、下面中央領域ＢＣが曲面になる。一方、下面ブラシ５１の上面は、ほぼ水平である。このため、下面ブラシ５１の上面の全体が基板Ｗと接触しない。図１０を参照して、下面ブラシ５１と基板Ｗとは、下面中央領域ＢＣのうち基板Ｗの中心部分を含み下面中央領域ＢＣよりも径が小さい円形または楕円形の中央領域Ｒ２で接触する。

図１１は、基板がプラス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの位置関係を模式的に示す図である。図１２は、基板がプラス側に変位する状態における基板と下面ブラシとの接触面の一例を示す図である。図１１において、基板Ｗと下面ブラシ５１とが接触する領域が太線で示され、図１２において、基板Ｗと下面ブラシ５１とが接触する領域がハッチングで示される。

図１１を参照して、基板Ｗの中央がプラス側に変位する場合は、下面中央領域は上に突の形状となり、下面中央領域ＢＣが曲面になる。一方、下面ブラシ５１の上面は、ほぼ水平である。このため、下面ブラシ５１の上面の全体が基板Ｗと接触しない。図１２を参照して、下面ブラシ５１と基板Ｗとは、下面中央領域ＢＣのうち外周を含みかつ基板Ｗの中心部分を除く環状の環状領域Ｒ３で接触する。

図１３は、押上力の変化の一例を示すタイムチャートである。図１３のタイムチャートにおいては、縦軸は押上力を表し、横軸は時間を表す。図１３を参照して、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域ＢＣの洗浄が開始される前の時点ｔ０においては、下面ブラシ動作駆動部５５ａは下面ブラシ５１に力を加えない。下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域ＢＣの洗浄が開始される時点ｔ１において、下面ブラシ動作駆動部５５ａは、電空レギュレータを制御して下面ブラシ５１に押上力ｆ２を加える。押上力ｆ２は、基板Ｗの重力と一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを保持する押圧力との合力により定められる。具体的には、押上力ｆ２は、基板Ｗの中央部分がマイナス側に変位し、基板Ｗの変位量が下限値となる状態を維持できる値に予め定められる。したがって、時点ｔ１において、基板Ｗは、図９および図１０に示したように、基板Ｗの中央部分がマイナス側に変位をした状態となる。

そして、下面ブラシ動作駆動部５５ａは、時点ｔ２において、電空レギュレータを制御して下面ブラシ５１に押上力ｆ１を加える。押上力ｆ１は、押上力ｆ２より大きな値である。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを保持する押圧力は、基板Ｗの中心部分がマイナス側に変位している状態では、基板Ｗの中心部分をマイナス側に変位させる方向に働く。押上力ｆ１が押上力ｆ２より大きいので、時点ｔ２以降、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央部分が上方に押し上げられる。

時点ｔ３は、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域ＢＣを洗浄する期間として予め定められた洗浄期間の半分の期間が経過した時点である。時点ｔ２から時点ｔ３までの期間で基板Ｗの中央が基準位置となるように押上力ｆ１が定められる。

下面ブラシ動作駆動部５５ａは、基板Ｗの中央が基準位置となる時点ｔ３において、電空レギュレータを制御して下面ブラシ５１に押上力ｆ３を加える。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを保持する押圧力は、基板Ｗの中心部分がプラス側に変位している状態では、基板Ｗの中心部分をプラス側に変位させる方向に働く。このため、押上力ｆ３は、押上力ｆ２よりも小さな値であるが、時点ｔ３以降、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央部分が上方に押し上げられる。

時点ｔ４は、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域ＢＣを洗浄する期間として予め定められた洗浄期間が経過した時点である。時点ｔ３から時点ｔ４までの期間で基板Ｗの中央部分がプラス側に変位し、基板Ｗの変位量が上限値となる状態となるように押上力ｆ３が定められる。時点ｔ４において、図１１および図１２に示したように、基板Ｗの中央部分がプラス側に変位した状態となる。時点ｔ４において下面ブラシ動作駆動部５５ａは電空レギュレータの制御を停止する。

時点ｔ２において、図９および図１０に示したように、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の中央領域Ｒ２で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。したがって、基板Ｗの中央領域Ｒ２が洗浄される。

時点ｔ３において、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の全体領域Ｒ１で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。したがって、時点ｔ３において、基板Ｗの全体領域Ｒ１（下面中央領域ＢＣ）が洗浄される。時点ｔ２から時点ｔ３の間の期間は、下面ブラシ５１と基板Ｗとが接触する部分が、中央領域Ｒ２から全体領域Ｒ１に徐々に広がる。

時点ｔ４において、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の環状領域Ｒ３で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。したがって、基板Ｗの環状領域Ｒ３が洗浄される。時点ｔ３から時点ｔ４の間の期間は、下面ブラシ５１と基板Ｗとが接触する部分が、全体領域Ｒ１から環状領域Ｒ３に徐々に狭くなる。

図１４は、押上力制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。押上力制御処理は、制御装置９により実行される処理である。図１４を参照して、制御装置９は、下面ブラシ動作駆動部５５ａを制御して、下面ブラシ５１を押上力ｆ２の押上力で押し上げる（ステップＳ０１）。この段階で、図９および図１０に示したように、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の中央領域Ｒ２で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。次のステップＳ０２においては、制御装置９は、下面ブラシ５１を押上力ｆ１で押し上げ、処理をステップＳ０３に進める。押上力ｆ１は、押上力ｆ２より大きな値である。このため、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央が下面ブラシ５１により上方に押し上げられる。

ステップＳ０３においては、押上力ｆ１で下面ブラシ５１の押上を開始してから所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間は、基板Ｗの中央部分が基準位置まで移動する時間である。所定時間が経過するまで待機状態となり（ステップＳ０３でＮＯ）、所定時間が経過したならば（ステップＳ０３でＹＥＳ）、処理はステップＳ０４に進む。なお、基板Ｗの中央部分の変位を検出する変位センサを設ける場合には、変位センサの出力に基づいて、基板Ｗの中央部分の変位が検出されてもよい。処理がステップＳ０４に進む直前では、図７および図８に示したように、基板Ｗの下面中央領域ＢＣは基準位置に位置し、基板Ｗの全体領域Ｒ１で下面ブラシ５１と接触する。

ステップＳ０４においては、制御装置９は、下面ブラシ５１を押上力ｆ３の押上力で押し上げ、処理をステップＳ０５に進める。このため、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央部分が下面ブラシ５１により上方に押し上げられる。処理がステップＳ０４に進む段階では、基板Ｗの中心部分がプラス側に変位している。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに与える押圧力は、基板Ｗの中心部分がプラス側に変位している状態では、基板Ｗの中心部分をプラス側に変位させる方向に働く。このため、押上力ｆ３は、押上力ｆ２より小さい。

ステップＳ０５においては、洗浄期間が終了したか否かが判断される。洗浄期間が終了するまで待機状態となり（ステップＳ０５でＮＯ）、洗浄期間が終了したならば（ステップＳ０５でＹＥＳ）、処理は終了する。

なお、本実施の形態においては、基板Ｗの中心部分をマイナス側からプラス側に変位させる例を示したが、基板Ｗの中心部分をプラス側からマイナス側に変位させてもよい。

４．押上力制御の変形例
図１５は、変形例における押上力の変化の一例を示すタイムチャートである。図１５のタイムチャートにおいては、縦軸は押上力を表し、横軸は時間を表す。

図１５を参照して、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域ＢＣの洗浄が開始される前の時点ｔ０においては、下面ブラシ動作駆動部５５ａは下面ブラシ５１に押上力を加えない。下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央領域ＢＣの洗浄が開始される時点ｔ１において、下面ブラシ動作駆動部５５ａは、電空レギュレータを制御して下面ブラシ５１に押上力ｆ２を加える。そして、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｔ１において、下面ブラシ５１に押上力ｆ１を加えるように電空レギュレータを制御する。押上力ｆ２は、基板Ｗの重力と一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗを保持する押圧力との合力により定められる。具体的には、押上力ｆ２は、基板Ｗの中心部分の変位量が下限値の状態を維持する値に予め定められる。したがって、期間Ｔ１において、図９および図１０に示したように、基板Ｗの変位量が下限値の状態で下面ブラシ５１と基板Ｗとが接触した状態となる。このため、期間Ｔ１において、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の中央領域Ｒ２で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。したがって、基板Ｗの中央領域Ｒ２が洗浄される。

時点ｔ２から時点ｔ３において、下面ブラシ動作駆動部５５ａは、電空レギュレータを制御して下面ブラシ５１に押上力ｆ１を加える。押上力ｆ１は、押上力ｆ２より大きな値である。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに与える押圧力は、基板Ｗの中心部分がマイナス側に変位している状態では、基板Ｗの中心部分をマイナス側に変位させる方向に働く。押上力ｆ１が押上力ｆ２より大きいので、時点ｔ２～時点ｔ３の期間で、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央部分が上方に押し上げられる。時点ｔ２～時点ｔ３の期間で基板Ｗの中央部分が基準位置となるように押上力ｆ１が定められる。

そして、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間Ｔ２において、下面ブラシ５１に押上力ｆ４を加えるように電空レギュレータが制御される。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに与える押圧力は、基板Ｗの中心部分が基準位置に位置する状態では、基板Ｗの中心部分を上下方向に変位させる方向に働かない。このため、押上力ｆ４は、押上力ｆ２よりも小さな値である。具体的には、押上力ｆ４は、図７および図８に示したように、基板Ｗの中央部分が基準位置を維持する値に予め定められる。したがって、期間Ｔ２において、図７および図８に示したように、基板Ｗの中央部分が変位しない状態となる。このため、期間Ｔ２において、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の全体領域Ｒ１で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。したがって、基板Ｗの全体領域Ｒ１が洗浄される。

時点ｔ４から時点ｔ５において、下面ブラシ動作駆動部５５ａは、電空レギュレータを制御して下面ブラシ５１に押上力ｆ３を加える。押上力ｆ３は、押上力ｆ４より大きな値である。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに与える押圧力は、基板Ｗの中心部分がマイナス側およびプラス側のいずれにも変位していない状態では、基板Ｗの中心部分を変位させる方向に働かない。押上力ｆ３が押上力ｆ４より大きいので、時点ｔ４～時点ｔ５の期間で、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央部分が上方に押し上げられる。時点ｔ４～時点ｔ５の期間で、基板Ｗの中央部分がプラス側に変位し、基板Ｗの変位量が上限値となる状態となるように押上力ｆ３が定められる。

そして、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間Ｔ３において、下面ブラシ５１に押上力ｆ５を加えるように電空レギュレータが制御されする。一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに与える押圧力は、基板Ｗの中心部分がプラス側に変位している状態では、基板Ｗの中心部分をプラス側に変位させる方向に働く。このため、押上力ｆ５は、押上力ｆ４よりも小さな値である。具体的には、押上力ｆ５は、基板Ｗの中央部分の変位量が上限値の状態を維持する値に予め定められる。したがって、期間Ｔ３において、図１１および図１２に示したように、基板Ｗの変位量が上限値の状態で下面ブラシ５１と基板Ｗとが接触した状態となる。このため、期間Ｔ３において、基板Ｗの下面中央領域ＢＣ内の環状領域Ｒ３で、下面ブラシ５１が基板Ｗと接触する。したがって、基板Ｗの環状領域Ｒ３が洗浄される。時点ｔ６において下面ブラシ動作駆動部５５ａは電空レギュレータの制御を停止する。

期間Ｔ１においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ２で押し上げられる。期間Ｔ２においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ４で押し上げられる。期間Ｔ３においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ５で押し上げられる。押上力ｆ２、押上力ｆ４および押上力ｆ５は互いに異なるので、期間Ｔ１、期間Ｔ２および期間Ｔ３を、押上力ｆ２、押上力ｆ４および押上力ｆ５に応じて異ならせてもよい。例えば、押上力と接触面積とから求められる単位面積当たりの押上力に基づいて期間を定めることができる。

図１６は、変形例における押上力制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６を参照して、制御装置９は、下面ブラシ動作駆動部５５ａを制御して、下面ブラシ５１を押上力ｆ２で押し上げ、中央領域を洗浄する（ステップＳ１１）。この場合、基板Ｗの変位量が下限値の状態で中央領域Ｒ２が洗浄される。次のステップＳ１２においては、期間Ｔ１が経過したか否かが判断される。期間Ｔ１は、中央領域Ｒ２を洗浄する期間として予め定められた期間である。中央領域Ｒ２の洗浄が開始されてからの経過時間が期間Ｔ1になるまで待機状態となり（ステップＳ１２でＮＯ）、期間Ｔ１を経過すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ２で押し上げられ、処理はステップＳ１４に進む。これにより、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの中央部分が基準位置まで上昇する。ステップＳ１４においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ１で押し上げられ、全体領域Ｒ１が洗浄され、処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、期間Ｔ２が経過したか否かが判断される。期間Ｔ２は、全体領域Ｒ１を洗浄する期間として予め定められた期間である。全体領域Ｒ１の洗浄が開始されてからの経過時間が期間Ｔ２になるまで待機状態となり（ステップＳ１５でＮＯ）、期間Ｔ２を経過すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１６においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ３で押し上げられ、処理はステップＳ１７に進む。これにより、下面ブラシ５１が上昇し、基板Ｗの変位量が上限値となる状態となる。ステップＳ１７においては、下面ブラシ５１が押上力ｆ５で押し上げられ、環状領域Ｒ３が洗浄され、処理はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８においては、期間Ｔ３が経過したか否かが判断される。期間Ｔ３は、環状領域Ｒ３を洗浄する期間として予め定められた期間である。環状領域Ｒ３の洗浄が開始されてからの経過時間が期間Ｔ３になるまで待機状態となり（ステップＳ１７でＮＯ）、期間Ｔ３を経過すると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、処理は終了する。

５．押上力制御の第２の変形例
下面ブラシに加えられる押上力の連続的な変動が繰り返されてもよい。図１３に示した押上力の変化のサイクルを、複数回繰り返すことができる。また、図１３に示した押上力の変化のサイクルは、基板Ｗの中央領域Ｒ２、全体領域Ｒ１および環状領域Ｒ３の順に洗浄するサイクルを示したが、基板Ｗの環状領域Ｒ３、全体領域Ｒ１および中央領域Ｒ２の順に洗浄するサイクルとしてもよい。

また、下面ブラシに加えられる押上力の段階的な変動が繰り返されてもよい。図１５に示した押上力の変化のサイクルを、複数回繰り返すことができる。また、図１５に示した押上力の変化のサイクルは、基板Ｗの中央領域Ｒ２、全体領域Ｒ１および環状領域Ｒ３の順に洗浄するサイクルを示したが、基板Ｗの環状領域Ｒ３、全体領域Ｒ１および中央領域Ｒ２の順に洗浄するサイクルとしてもよい。

６．効果
第１の実施の形態における基板洗浄装置１は、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面中央領域ＢＣを洗浄する間に下面ブラシ５１を上方に押し上げる押上力を変化させるので、基板Ｗの変位により下面ブラシ５１と基板Ｗとの接触面が変動する。

また、下面ブラシ５１の押上力が連続的に変化するので、基板Ｗが変位する速度を小さくできる。

変形例においては、下面ブラシ５１の押上力が段階的に変化するので、基板Ｗの中央領域Ｒ２、全体領域Ｒ１および環状領域Ｒ３に分けて洗浄できる。このため、下面ブラシ５１と基板Ｗとの間に作用する力の大きさと下面ブラシ５１と基板Ｗとの接触面の面積とに基づいて中央領域Ｒ２、全体領域Ｒ１および環状領域Ｒ３それぞれを洗浄する時間を調整することができる。したがって、下面中央領域ＢＣを効率的に洗浄できる。

［第２の実施の形態］
１．第２の実施の形態における基板洗浄装置の構成
図１７は、第２の実施の形態における基板洗浄装置１の内部構成を示す外観斜視図である。図１７を参照して、第２の実施の形態における基板洗浄装置１は、図２に示した基板洗浄装置１に変位センサ９５が追加される。変位センサ９５は、一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持された基板Ｗの中心から垂直方向上方に設けられる。変位センサ９５は、一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持された基板Ｗの中心部分までの距離を計測する。したがって、変位センサ９５によって、基板Ｗの中心部分の上下方向（Ｚ方向）の変位を検出する。ここで、基板Ｗの変位量を、基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される位置を基準位置とし、基板Ｗの中心部分の位置と基準位置との間の垂直方向の距離で示す。変位量は、基準位置よりも下方をマイナスの値とし、上方をプラスの値とする。また、変位量のうち基板Ｗの中心部分がプラス側に変位することが許容される最大の変位量を上限値といい、基板Ｗの中心部分がマイナス側に変位することが許容される最小の変位量を下限値という。

第２の実施の形態における基板洗浄装置１は、変位センサ９５の出力に基づき押上力を変動させる。具体的には、基板Ｗの中心部分の変位が上限値と下限値との間に収まるように押上力が調整される。

２．第２の実施の形態における下面ブラシの押上力制御
図１８は、第２の実施の形態における押上力制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１８を参照して、制御装置９は、下面ブラシ動作駆動部５５ａを制御して押上力の増加を開始し（ステップＳ２１）、処理をステップＳ２２に進める。下面ブラシ５１に加えられる押上力が徐々に増加される。このため、下面ブラシ５１が上昇を開始し、ある時点で、基板Ｗの最下端に接触する。この段階において、基板Ｗの中央領域Ｒ２の洗浄が開始される。

さらに、押上力が増加すると、下面ブラシ５１が基板Ｗとともに上昇する。基板Ｗの上昇に伴い、基板Ｗが下面ブラシ５１と接触する接触面の面積が徐々に増加し、基板Ｗの全体領域Ｒ１で下面ブラシ５１と接触する状態となる。さらに、下面ブラシ５１が基板Ｗとともに上昇に伴い、基板Ｗが下面ブラシ５１と接触する接触面の面積が徐々に減少し、基板Ｗの環状領域Ｒ３で下面ブラシ５１と接触する状態となる。さらに、下面ブラシ５１が基板Ｗとともに上昇すると、基板Ｗの形状が変化し、基板Ｗの中心部分の変位量が上限値となる。

ステップＳ２２においては、下面ブラシ５１が基板Ｗを洗浄する期間とした予め定められた洗浄期間が経過したか否かが判断される。洗浄期間が経過していなければ（ステップＳ２２でＮＯ）、処理はステップＳ２３に進み、洗浄期間が経過したならば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、処理は終了する。

ステップＳ２３においては、基板Ｗの変位量が上限値か否かが判断される。変位センサ９５の出力に基づいて、基板Ｗの変位量が検出される。基板Ｗの変位量が上限値ならば処理はステップＳ２４に進むが、そうでなければ処理はステップＳ２５に進む。処理がステップＳ２４に進む場合は、下面ブラシ５１と基板Ｗとの接触面は、図１１および図１２に示した環状領域Ｒ３である。

ステップＳ２４においては、制御装置９は、下面ブラシ動作駆動部５５ａを制御して、押上力の減少を開始し、処理をステップＳ２５に進める。これにより、押上力が時間の経過に伴って減少する。押上力が減少すると、下面ブラシ５１が基板Ｗとともに下降する。この段階では、基板Ｗの形状が変化し、基板Ｗが下面ブラシ５１と接触する接触面の面積が徐々に増加し、基板Ｗの全体領域Ｒ１で下面ブラシ５１と接触する状態となる。さらに、下面ブラシ５１が基板Ｗとともに下降した段階では、基板Ｗの形状が変化し、基板Ｗが下面ブラシ５１と接触する接触面の面積が徐々に減少し、基板Ｗの中央領域Ｒ２で下面ブラシ５１と接触する状態となる。

ステップＳ２５においては、基板Ｗの変位量が下限値か否かが判断される。変位センサ９５の出力に基づいて、基板Ｗの変位量が検出される。基板Ｗの変位量が下限値ならば処理はステップＳ２１に戻るが、そうでなければ処理はステップＳ２２に戻る。

３．効果
第２の実施の形態における基板洗浄装置１は、第１の実施の形態における基板洗浄装置１と同様の効果を奏する。また、変位センサ９５で検出される基板Ｗの変位が所定の範囲内に収まるように押上力を変化させるので、基板Ｗが破損しないようにできる。

［その他の実施の形態］
（１）第１の実施の形態および第２の実施の形態における基板洗浄装置１は、下面ブラシ５１に加える押上力を変化させることにより、基板Ｗと下面ブラシ５１との間に作用する力を変更する。このため、基板Ｗと下面ブラシ５１との間に作用する力が変更されるので、基板Ｗが変形する。この発明はこれに限定されない。下面ブラシ５１に加える押上力を一定にし、一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板Ｗに加える押圧力を変化させることにより、基板Ｗと下面ブラシ５１との間に作用する力を変更してもよい。これによっても、基板Ｗと下面ブラシ５１との間に作用する力が変更することで、基板Ｗの変形を変形させることができる。

（２）第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、基板Ｗの中心部分が上限値と下限値と間で変位するように下面ブラシ５１に加える押上力が制御される例を示したが、基板Ｗの中心部分が下限値と基準位置との間で変位するように下面ブラシ５１に加える押上力が制御されてもよい。

［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、基板洗浄装置１が基板洗浄装置の例であり、一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが基板保持部の例であり、下面ブラシ５１が洗浄具の例であり、制御装置９が洗浄制御部の例であり、変位センサ９５が変位センサの例である。

１…基板洗浄装置、２…ユニット筐体、９…制御装置、９Ａ…チャック制御部、９Ｅ…下面洗浄制御部、９Ｇ…上面洗浄制御部、１０Ａ，１０Ｂ…上側保持装置、１２Ａ，１２Ｂ…上チャック、３００…保持片、３０１…当接面、３０２…突出部、１４Ａ，１４Ｂ…上チャック駆動部、５０…下面洗浄装置、５１…下面ブラシ、５５ａ…下面ブラシ動作駆動部、５５ｂ…下面ブラシ昇降駆動部、５５ｃ…下面ブラシ移動駆動部、９５…変位センサ、Ｗ…基板、ＢＣ…下面中央領域、Ｒ１…全体領域、Ｒ２…中央領域、Ｒ３…環状領域。

Claims (8)

1. 基板の外周端部を保持する基板保持部と、
   前記基板の下面に接触して前記基板の下面を洗浄する洗浄具と、
   前記洗浄具が前記基板の下面中央領域を洗浄する間に前記洗浄具を上方に押し上げる押上力を変化させる洗浄制御部と、を備えた基板洗浄装置。
2. 前記洗浄制御部は、前記押上力を連続的に変化させる、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記洗浄制御部は、前記洗浄具が前記押上力を段階的に変化させる、請求項１に記載の基板洗浄装置。
4. 前記基板の変位を検出する変位センサを、さらに備え、
   前記洗浄制御部は、前記基板の変位が所定の範囲内に収まるように前記押上力を変化させる、請求項１～３のいずれかに記載の基板洗浄装置。
5. 基板の外周端部を保持する基板保持部と、
   前記基板の下面に接触して前記基板の下面を洗浄する洗浄具と、
   前記洗浄具が前記基板の下面中央領域を洗浄する間に前記洗浄具と前記基板との間に作用する力を変化させる制御部と、を備えた基板洗浄装置。
6. 前記基板の変位を検出する変位センサを、さらに備え、
   前記制御部は、前記基板の変位が所定の範囲に収まるように前記洗浄具と前記基板との間に作用する力を変化させる、請求項５に記載の基板洗浄装置。
7. 基板の外周端部を保持する基板保持部と、
   前記基板の下面に接触して前記基板の下面を洗浄する洗浄具と、を備えた基板洗浄装置で実行される基板洗浄方法であって、
   前記洗浄具が前記基板の下面中央領域を洗浄する間に前記洗浄具を上方に押し上げる押上力を変化させる洗浄制御ステップを含む、基板洗浄方法。
8. 基板の外周端部を保持する基板保持部と、
   前記基板の下面に接触して前記基板の下面を洗浄する洗浄具と、を備えた基板洗浄装置で実行される基板洗浄方法であって、
   前記洗浄具が前記基板の下面中央領域を洗浄する間に前記洗浄具と前記基板との間に作用する力を変化させる制御ステップを含む、基板洗浄方法。

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