JP6632900B2 - 基板洗浄装置、洗浄具および基板処理装置、ならびに、洗浄具の取り外し、取り付けおよび交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を洗浄する基板洗浄装置、洗浄具および基板処理装置、ならびに、洗浄具の取り外し、取り付けおよび交換方法に関する。

半導体ウエハなどの基板を研磨するＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置においては、研磨後の基板を洗浄する基板洗浄装置が設けられる。研磨にはスポンジなどの洗浄具が用いられるが、洗浄具は消耗品であり、定期的に交換する必要がある。

特開平１１−２５５２６１号公報

ＣＭＰ装置に設けられた基板洗浄装置においては、通常、洗浄具の交換はオペレータが手動で行っており、洗浄具を交換する度に基板洗浄装置を停止する必要がある。その結果として、ＣＭＰ装置の稼働率が低下するという問題があった。また、洗浄具を洗浄具保持機構に取り付ける際に手動で行うと、場合によっては、交換に手間を要して洗浄具の表面が汚染するおそれもあった。さらにまた、洗浄具を用いた洗浄装置が搭載されている各種の基板処理装置においても、同様の問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、洗浄具の表面を汚染させることなく容易に洗浄具を交換することが可能な基板洗浄装置および洗浄具、ならびに、洗浄具の取り外し、取り付けおよび交換方法を提供することである。また、自動で洗浄具を交換することが可能な基板洗浄装置、洗浄具および基板処理装置、ならびに、洗浄具の取り外し、取り付けおよび交換方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、第１洗浄部材、第１シャフトおよび第２シャフトを有したロール型の第１洗浄具と、前記第１シャフトを脱着可能に固定する第１シャフトホルダ、および前記第２シャフトを脱着可能に固定する第２シャフトホルダを有し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの間の距離が可変に構成された、第１洗浄具を保持するための保持部材と、前記保持部材を移動させるための駆動機構と、前記第１洗浄具を載置させて、前記保持部材から第１洗浄具を取り外すためのフック部材と、第２洗浄部材、第３シャフトおよび第４シャフトを有したロール型の第２洗浄具を載置させて、前記保持部材に前記第２洗浄具を装着させるための待機台と、を備えた、基板洗浄装置が提供される。
このような構成により、洗浄具の表面を汚染させることなく洗浄具の交換が可能になる。

基板洗浄装置は、第２洗浄部材、第３シャフトおよび第４シャフトを有したロール型の第２洗浄具を載置させて、前記保持部材に前記第２洗浄具を装着させるための待機台をさらに備えてもよい。
このような構成により、第１洗浄具を第２洗浄具に交換するのが容易となる。

前記フック部材は、前記第１洗浄具の軸方向に延びるアームと、前記アームに取り付けられて前記軸方向と略直交する方向に延びており、前記第１洗浄具の第１洗浄部材に隣接して設けられた第１幅狭部と係合可能な第１フックと、前記アームと取り付けられて前記軸方向と略直交する方向に延びており、前記第１洗浄部材に隣接して、かつ、前記第１フックの他端側に設けられた第２幅狭部と係合可能な第２フックと、を有したのが望ましい。
このような構成によっても、第１洗浄具を第２洗浄具に交換するのが容易となる。

前記第１洗浄具は、前記第１洗浄部材の第１端から延びた前記第１幅狭部の外側に設けられた外側が先細な第１テーパー面と、前記第１洗浄部材における前記第１端とは反対側の第２端から延びた前記第２幅狭部の外側に設けられた外側が先細な第２テーパー面と、をさらに有し、前記第１シャフトは、前記第１テーパー面の外側に設けられ、前記第２シャフトは、前記第２テーパー面の外側に設けられたのが望ましい。
このように、第１洗浄具および第２洗浄具がテーパー面を有することで、第１洗浄具を第２洗浄具に交換するのが容易となる。

前記保持部材は、前記第１シャフトが嵌まる第１凹部と、前記第１凹部に向かって傾斜した第５テーパー面と、が設けられた第１シャフトホルダと、前記第２シャフトが嵌まる第２凹部と、前記第２凹部に向かって傾斜した第６テーパー面と、が設けられた第２シャフトホルダと、を有するのが望ましい。
このように、保持部材がテーパー面を有することで、第１洗浄具を第２洗浄具に交換するのが容易となる。

前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離を可変とする弾性部材を備えるのが望ましい。

基板洗浄装置は、前記待機台に載置された前記第２洗浄具に液体が供給するための液体供給機構を備えるのが望ましい。
これにより、第２洗浄具に交換した後の初期化を短縮できる。

基板洗浄装置は、前記第１洗浄具が使用された積算時間、および、前記第１洗浄具が処理した基板の積算枚数のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１洗浄具の寿命が経過したか否かを判定して、前記第１洗浄具の寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記第１洗浄具を前記第２洗浄具に交換するように、前記駆動機構の動作を指示するように構成された制御部をさらに備えるのが望ましい。
これにより、適切なタイミングで第１洗浄具を第２洗浄具に取り換えることができる。

また、本発明の一態様によれば、基板を研磨するための基板研磨装置と、研磨された基板を洗浄するための上記基板洗浄装置と、基板を乾燥させるための乾燥装置と、備えた、基板処理装置が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、基板洗浄装置の保持部材に保持されるように構成されたロール型の洗浄具であって、第１方向に延びる第１洗浄部材と、前記第１洗浄部材の第１端から延びた、第１幅狭部、その外側に設けられた外側が先細な第１テーパー面、および、その外側に設けられて前記保持部材に保持され得る第１シャフトと、前記第１洗浄部材における前記第１端とは反対側の第２端から延びた、第２幅狭部、その外側に設けられた外側が先細な第２テーパー面、および、その外側に設けられて前記保持部材に保持され得る第２シャフトと、を備える洗浄具が提供される。
このような洗浄具により、保持部材からの取り外しおよび保持部材への取り付けが容易となる。

また、本発明の別の態様によれば、フック部材を用いて、保持部材に取り付けられた洗浄具を取り外す方法であって、前記保持部材は、第１凹部と、前記第１凹部に向かって傾斜した第１テーパー面と、が設けられた第１シャフトホルダと、第２凹部と、前記第２凹部に向かって傾斜した第２テーパー面と、が設けられた第２シャフトホルダと、を備え、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離が可変とされており、当該方法は、前記洗浄具の第１端から延びた第１幅狭部および前記第１端の他端から延びた第２幅狭部が、前記フック部材のアームに取り付けられて前記アームと並行な第１方向と略直交する第２方向に延びた第１フックおよび第２フックとそれぞれ係合するよう前記保持部材を移動させることと、前記フック部材を前記第１方向における前記第１シャフトホルダ側に移動させて、前記洗浄具の第２シャフトを前記保持部材の前記第２シャフトホルダから外すことと、前記保持部材が前記第２方向における前記フック部材から離れる方向に移動させるとともに、前記フック部材を前記第１方向における前記第２シャフトホルダ側に移動させて、前記洗浄具の第１シャフトを前記保持部材の前記第１シャフトホルダから外すことと、を有する、洗浄具の取り外し方法が提供される。
この方法により、洗浄具の表面を汚染させることなく、保持部材から洗浄具を取り外すことができる。

また、本発明の別の態様によれば、待機台に載置された洗浄具を保持部材に取り付ける方法であって、前記保持部材は、第１凹部と、前記第１凹部に向かって傾斜した第１テーパー面と、が設けられた第１シャフトホルダと、第２凹部と、前記第２凹部に向かって傾斜した第２テーパー面と、が設けられた第２シャフトホルダと、を備え、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離が可変とされており、当該方法は、前記洗浄具に向かって、前記洗浄具が延びる第１方向と略直交する第２方向に前記保持部材を移動させることで、前記洗浄具における端部に位置する第１シャフトおよび前記第1シャフトの他端部に位置する第２シャフトが、前記保持部材における前記第１テーパー面および前記第２テーパー面をそれぞれ押し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離を広げることと、さらに前記第２方向に前記保持部材を移動させることで、前記洗浄具における前記第１シャフトおよび前記第２シャフトを、前記保持部材における前記第１凹部および前記第２凹部に嵌めることと、を備える洗浄具の取り付け方法が提供される。
この方法により、洗浄具の表面を汚染させることなく、保持部材に洗浄具を取り付けることができる。

また、本発明の別の態様によれば、基板を洗浄するペンシル型の第１洗浄具と、前記第１洗浄具を保持する保持部材と、前記第１洗浄具を取り外すための取り外し台と、ペンシル型の第２洗浄具を載置するための交換台と、を備え、前記第１洗浄具は、下面で前記基板を洗浄する第１下部と、前記保持部材に保持される第１上部と、を有し、前記第２洗浄具は、下面で前記基板を洗浄する第２下部と、前記保持部材に保持される第２上部と、を有し、前記取り外し台には、前記第１下部が嵌まることが可能な凹部が設けられ、前記交換台は、穴が設けられ、該穴の内側面は下側が先細なテーパー状であり、該穴の底面は略中央が高くなるよう湾曲しており、その底面上に前記第２洗浄具を支持可能である、基板洗浄装置が提供される。
このような構成により、洗浄具の表面を汚染させることなく洗浄具の交換が可能になる。

前記保持部材を移動させるとともに揺動自在とするための駆動機構を備えるのが望ましい。

前記保持部材は先細な先端を有し、さらに、前記交換台における穴はテーパー状の内側面を備えるのが望ましい。
前記交換台に載置された前記第２洗浄具に液体を供給する液体供給ノズルを備えるのが望ましい。
前記交換台における穴の底部には、前記液体を排出する溝が設けられるのが望ましい。

また、本発明の別の態様によれば、保持部材の先端に上部が保持された洗浄具を取り外す方法であって、前記洗浄具の下部が、取り外し台の凹部に嵌まるよう、前記保持部材を移動させることと、前記保持部材を揺動させて、前記洗浄具を前記保持部材から外すことと、を備える、洗浄具の取り外し方法が提供される。
この方法により、洗浄具の表面を汚染させることなく、保持部材から洗浄具を取り外すことができる。

また、本発明の別の態様によれば、交換台に載置された洗浄具を、先端が先細な保持部材に取り付ける方法であって、前記交換台は、穴が設けられ、該穴の内側面は下側が先細なテーパー状であり、該穴の底面は略中央が高くなるよう湾曲して、その底面上に前記洗浄具が支持されており、当該方法は、前記保持部材を前記交換台の上方から下降させ、その際、前記保持部材における先細な先端および前記交換台における穴のテーパー状の内側面によって、前記保持部材が前記洗浄具に対して位置決めさせて、前記洗浄具における上部を前記保持部材によって保持するようにした、洗浄具の取り付け方法が提供される。
この方法により、洗浄具の表面を汚染させることなく、保持部材に洗浄具を取り付けることができる。

また、本発明の別の態様によれば、上記基板洗浄装置において、前記第１洗浄具を前記第２洗浄具に交換する方法であって、前記第１洗浄具の寿命が経過したか否かを判断する判断ステップと、前記第１洗浄具の寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記第１洗浄具を前記第２洗浄具に交換する交換ステップと、を備える、洗浄具の交換方法が提供される。
この方法により、適切なタイミングで第１洗浄具を第２洗浄具に取り換えることができる。

前記判断ステップでは、前記第１洗浄具が使用された積算時間、および、前記第１洗浄具が処理した基板の積算枚数のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１洗浄具の寿命が経過したか否かを判定するのが望ましい。

洗浄具の表面を実質的に汚染させることなく容易に洗浄具を交換することが可能となる。さらに、洗浄具を基板洗浄装置の保持部材に自動で交換できる。

第１の実施形態に係るロール型基板洗浄装置１の概略構成を示す図。 第１の実施形態に係る上側洗浄具３ａの上面図。 第１の実施形態に係る上側洗浄具３ａを示す図。 第１の実施形態に係る上側洗浄具３ａを示す図。 第１の実施形態に係る上側洗浄具３ａを示す図。 上側保持部材４ａの側面図。 上側保持部材４ａを示す図。 上側保持部材４ａを示す図。 上側保持部材４ａを示す図。 上側フック部材８ａの上面図。 短フック８２の側面図。 長フック８３の側面図。 上側保持部材４ａから上側洗浄具３ａを取り外す工程を示すフローチャート。 上側保持部材４ａから上側洗浄具３ａを取り外す工程図。 上側保持部材４ａから上側洗浄具３ａを取り外す工程図。 図６Ａに引き続く工程図。 図６Ｂに引き続く工程図。 図７Ａに引き続く工程図。 図７Ｂに引き続く工程図。 新品の上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付ける工程を示すフローチャート。 上側待機台９ａ上に載置された上側洗浄具３ａの上面図。 上側待機台９ａ上に載置された上側洗浄具３ａをｙ方向から見た側面図。 上側待機台９ａ上に載置された上側洗浄具３ａをｘ方向から見た側面図。 新品の上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付ける工程図。 新品の上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付ける工程図。 図１１Ａ，１１Ｂに引き続く工程図。 第２の実施形態に係るペンシル型基板洗浄装置１００の概略構成を示す図。 第２の実施形態に係る洗浄具１８０の概略斜視図。 洗浄具１８０を保持した保持部材１５０の断面図。 洗浄具１８０を保持した保持部材１５０の分解斜視図。 取り外し台１９０の斜視図。 交換台１Ｂ０の斜視図。 交換台１Ｂ０の断面図。 保持部材１５０から洗浄具１８０を取り外す工程図。 保持部材１５０から洗浄具１８０を取り外す工程図。 新品の洗浄具１８０を保持部材１５０に取り付ける工程図。 図２０に引き続く工程図。 基板洗浄装置による処理フローを説明する図。 積算使用時間Ｔおよび積算処理枚数Ｌを説明する図。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（第１の実施形態）
以下に説明する第１の実施形態は、ロール型の洗浄具を用いた基板洗浄装置（以下ロール型基板洗浄装置という）に関する。
図１は、第１の実施形態に係るロール型基板洗浄装置１の概略構成を示す図である。ロール型基板洗浄装置１は、基板保持回転機構２と、上側洗浄具３ａと、上側保持部材４ａと、上側駆動機構５ａと、下側洗浄具３ｂと、下側保持部材４ｂと、下側駆動機構５ｂと、制御部６とを備えている。

基板保持回転機構２は、例えば複数のローラから構成され、洗浄対象の基板Ｗを水平に保持して回転させる。

上側洗浄具３ａは基板Ｗの上面に接触して回転することで基板Ｗの上面を洗浄する。上側保持部材４ａは上側洗浄具３ａを保持して基板Ｗ上で回転させる。上側駆動機構５ａは、例えばモータあるいはシリンダで構成され、上側保持部材４ａを鉛直方向および水平方向に移動させる。

下側洗浄具３ｂは基板Ｗの下面に接触して回転することで基板Ｗの下面を洗浄する。下側保持部材４ｂは下側洗浄具３ｂを保持して基板Ｗ上で回転させる。下側駆動機構５ｂは、例えばモータあるいはシリンダで構成され、下側保持部材４ｂを鉛直方向および水平方向に移動させる。

上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂは、弾性および吸液性を有する柔らかい多孔質体、例えばスポンジ（多孔質基気質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）から形成されるのが望ましい。

制御部６はロール型基板洗浄装置１内の各部を制御する。例えば、制御部６は、上側駆動機構５ａを制御して、上側保持部材４ａを移動させる。このことを単に「上側駆動機構５ａが上側保持部材４ａを移動させる」、あるいは、「上側保持部材４ａが移動する」とも表現する。

洗浄動作は次のように行われる。上側洗浄具３ａを保持した上側保持部材４ａが上方に退避し、下側洗浄具３ｂを保持した下側保持部材４ｂが下方に退避した状態で、搬送機構（不図示）から搬送されてきた基板Ｗが基板保持回転機構２に保持される。次いで、上側保持部材４ａおよび下側保持部材４ｂが基板Ｗの上方および下方にそれぞれ移動し、上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂが基板Ｗの上面および下面にそれぞれ接触する。

基板Ｗは基板保持回転機構２によって回転される。また、基板Ｗの上面および下面には、洗浄液供給ノズル（不図示）から洗浄水が供給される。さらに、上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂが上側保持部材４ａおよび下側保持部材４ｂによってそれぞれ回転される。これにより、上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂが基板Ｗの上下面に摺接し、基板Ｗの上下面が洗浄される。

また、ロール型基板洗浄装置１は、上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂを自動交換するために、上側交換台７ａと、上側フック部材８ａと、上側待機台９ａと、下側交換台７ｂと、下側フック部材８ｂと、下側待機台９ｂとを備えている。これらは、基板保持回転機構２とは離れた位置に配置される。

上側交換台７ａは、使用済みの上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａから取り外す際に用いられるものであり、上側フック部材８ａが載置されている。上側フック部材８ａは取り外された上側洗浄具３ａを載置可能である。上側待機台９ａは上側交換台７ａの上方に配置することができる。上側待機台９ａは新品の上側洗浄具３ａを載置するためのものであり、新品の上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付ける際に用いられる。

下側交換台７ｂは、使用済みの下側洗浄具３ｂを下側保持部材４ｂから取り外す際に用いられるものであり、下側フック部材８ｂが載置されている。下側フック部材８ｂは取り外された下側洗浄具３ｂを載置可能である。下側待機台９ｂは下側交換台７ｂの上方かつ上側交換台７ａの下方に配置することができる。下側待機台９ｂは新品の下側洗浄具３ｂを載置するためのものであり、新品の下側洗浄具３ｂを下側保持部材４ｂに取り付ける際に用いられる。
以下、各部材について詳しく説明する。なお、以下では上側の各部材について主に説明するが、下側の各部材の構造もほぼ同様である。

図２Ａは、第１の実施形態に係る上側洗浄具３ａの上面図である。上側洗浄具３ａは、洗浄部材３１と、固定部材３２とを有する。洗浄部材３１は、例えばロール型のスポンジであり、所定方向（便宜上ｘ方向とする。また、鉛直方向をｚ方向、ｘ方向およびｚ方向と直交する方向をｙ方向とする）に延びる円柱に複数の凸部が設けられた形状である。固定部材３２は洗浄部材３１の両端から延びており、上側保持部材４ａに保持されて固定される。

固定部材３２は、円板状の受け部３２１と、その外側に設けられた円柱状の幅狭部３２２と、その外側に設けられた円錐状のテーパー面３２３と、その外側に設けられた直方体形状のシャフト３２４とから構成される。受け部３２１は一面が洗浄部材３１に接しており、他面の中央部から幅狭部３２２が突出している。幅狭部３２２は、受け部３２１とテーパー面３２３との間にあるが、これらより幅狭である（より詳しくは、径が小さい）。テーパー面３２３は外側が先細となっており、その先端からシャフト３２４が突出している。シャフト３２４の先端の角は、斜めに面取りされていることが望ましい。
参考のために、テーパー面３２３およびシャフト３２４をＰ，Ｑ，Ｒ方向から見た図を、それぞれ図２Ｂ〜図２Ｄに示す。

図３Ａは、上側保持部材４ａの側面図である。上側保持部材４ａは、保持部本体４１と、モータ４２と、駆動側シャフトハウジング４３ａと、駆動側シャフトホルダ４４ａと、駆動側バネ４５ａと、従動側シャフトハウジング４３ｂと、従動側シャフトホルダ４４ｂと、従動側バネ４５ｂと、おもり４６とを有する。

保持部本体４１は、モータ４２側（駆動側）に形成された駆動側区画４１ａと、その反対側（従動側）に形成された従動側区画４１ｂとを有する。駆動側区画４１ａには開口が設けられており、その開口をモータ４２の軸が通っている。そして、駆動側区画４１ａ内に、駆動側シャフトハウジング４３ａ、駆動側シャフトホルダ４４ａおよび駆動側バネ４５ａが設けられる。

モータ４２の軸は駆動側シャフトハウジング４３ａの背面外側に連結されている。また、駆動側シャフトハウジング４３ａと、保持部本体４１との間にベアリング４７が設けられている。モータ４２が回転することによって駆動側シャフトハウジング４３ａは回転するが、保持部本体４１は回転しない。なお、制御部６がモータ４２を制御することによって駆動側シャフトハウジング４３ａが回転するが、このことを単に「モータ４２が回転する」とも表現する。

駆動側シャフトハウジング４３ａの内側に駆動側シャフトホルダ４４ａおよび駆動側バネ４５ａが設けられる。より具体的には、駆動側シャフトハウジング４３ａの背面内側と駆動側シャフトホルダ４４ａの背面外側との間に駆動側バネ４５ａがあり、駆動側バネ４５ａが伸縮することによって駆動側シャフトホルダ４４ａがｘ方向に移動可能である。ただし、駆動側シャフトホルダ４４ａは駆動側シャフトハウジング４３ａとともに回転する。

また、駆動側シャフトホルダ４４ａは、その前面に凹部４４１およびテーパー面４４２が設けられており、これらで上側洗浄具３ａのシャフト３２４を着脱可能に固定する。これにより、直方体形状のシャフト３２４が同形状の凹部４４１に入ることにより、駆動側シャフトホルダ４４ａの回転トルクが上側洗浄具３ａに伝達される。また、上側洗浄具３ａのテーパー面３２３と、駆動側シャフトホルダ４４ａのテーパー面４４２とが互いに接触する。テーパー面３２３，４４２により、上側洗浄具３ａと駆動側シャフトホルダ４４ａとが滑らかに相対移動できる。凹部４４１は駆動側シャフトホルダ４４ａの略中央（モータ４２の軸とほぼ同一直線上）にある。そして、テーパー面４４２は、ｘ方向において、凹部４４１に向かって先細である。

駆動側シャフトホルダ４４ａについて詳しく説明する。図３Ｂは、駆動側シャフトホルダ４４ａをＳ方向から見た図である。図３Ｃは、モータ４２の軸中心を通る垂直面（ｘｚ平面）における駆動側シャフトホルダ４４ａの断面図である。また、図３Ｄは、モータ４２の軸中心を通る水平面（ｘｙ平面）における駆動側シャフトホルダ４４ａの断面図である。なお、図３ＣをＴ方向から見た図が図３Ｂに対応しており、図３Ｃの一点鎖線で切った断面が図３Ｄに対応している。

図３Ｃに示すように、駆動側シャフトホルダ４４ａには、ｙ方向に沿って、テーパー面４４２を含む溝が形成されており、その底部（より正確には、モータ４２の軸中心の底部）に凹部４４１が形成されている。また、図３Ｂおよび図３Ｄに示すように、駆動側シャフトホルダ４４ａのｙ方向の両端は傾斜した案内面４４３となっている。上側洗浄具３ａにおけるシャフト３２４の先端が案内面４４３に接触すると、駆動側バネ４５ａが縮む。これにより駆動側シャフトホルダ４４ａがモータ４２側にシフトし、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの間の距離が広がる。

従動側も以下を除き、駆動側と同様の構成となっている。従動側シャフトハウジング４３ｂはモータ４２によって直接回転されることはない。モータ４２によって駆動側シャフトハウジング４３ａが回転することによって、駆動側シャフトホルダ４４ａおよび従動側シャフトホルダ４４ｂによって保持された上側洗浄具３ａが回転し、これによって従動側シャフトハウジング４３ｂが回転される。この点で「従動側」と呼ばれる。また、従動側シャフトホルダ４４ｂの前面下側におもり４６が取り付けられており、これによって従動側シャフトホルダ４４ｂの向きが適切に決められる。

上述したように、駆動側バネ４５ａの伸縮によって駆動側シャフトホルダ４４ａはｘ方向に移動可能である。同様に、従動側バネ４５ｂの伸縮によって従動側シャフトホルダ４４ｂはｘ方向に移動可能である。すなわち、弾性部材である駆動側バネ４５ａおよび従動側バネ４５ｂによって、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとのｘ方向の距離は可変である。

上側洗浄具３ａが保持されていない状態では、駆動側バネ４５ａおよび従動側バネ４５ｂが伸びているため、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離は上側洗浄具３ａのｘ方向の長さより狭い。一方、上側洗浄具３ａが保持された状態では、駆動側バネ４５ａおよび従動側バネ４５ｂが上側洗浄具３ａによって押されて縮み、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離は上側洗浄具３ａのｘ方向の長さと等しくなる。

図４Ａは、上側フック部材８ａの上面図である。上側フック部材８ａは、ｘ方向（すなわち、上側洗浄具３ａの軸方向）に延びるアーム８１と、短フック８２と、長フック８３とを有する。短フック８２および長フック８３はアーム８１に取り付けられて、アーム８１と直交するｙ方向に延びている。ｘ方向における短フック８２と長フック８３との距離は、上側洗浄具３ａにおける一方の幅狭部３２２と他方の幅狭部３２２との間の距離と対応する。そして、短フック８２および長フック８３の各幅（ｘ方向の長さ）は上側洗浄具３ａにおける幅狭部３２２より若干狭い。よって、短フック８２および長フック８３は、幅狭部３２２と係合可能である。なお、ｙ方向において、長フック８３は短フック８２より長い。

図４Ｂは短フック８２の側面図であり、図４Ｃは長フック８３の側面図である。図示のように、短フック８２および長フック８３にはそれぞれ凹部８２１，８３１が形成されており、この凹部８２１，８３１内で上側洗浄具３ａのシャフト３２４はｙ方向に移動可能である。ただし、長フック８３の凹部８３１の方が幅広であり、上側洗浄具３ａのシャフト３２４の可動範囲が広い。

上側フック部材８ａおよび下側フック部材８ｂは、制御部６によって制御される駆動機構（不図示）によってｘ方向に移動される。このことを単に「上側フック部材８ａが移動する」、「下側フック部材８ｂが移動する」とも表現する。
続いて、上側保持部材４ａから上側洗浄具３ａを取り外す工程を図５に示すフローチャートおよび図６Ａ〜図８Ｂに示す工程図を用いて説明する。

まず、上側洗浄具３ａの両幅狭部３２２が上側フック部材８ａの短フック８２および長フック８３とそれぞれ係合するよう、上側洗浄具３ａを保持した上側保持部材４ａが移動する（図５のステップＳ１）。これにより、図６Ａおよび図６Ｂに示す状態となる。図６Ａは上側洗浄具３ａを保持した上側保持部材４ａおよび上側フック部材８ａの上面図であり、図６Ｂはその側面図である（図７Ａおよび図７Ｂなども同様）。これらの図に示すように、上側洗浄具３ａは、そのシャフト３２４が上側保持部材４ａに保持された状態で、幅狭部３２２が上側フック部材８ａの短フック８２および長フック８３にそれぞれ係合している。この状態では、まだ、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離は、上側洗浄具３ａの長さと等しい。

次いで、上側フック部材８ａがｘ方向における駆動側（図の右側）に移動する。これにより、図７Ａおよび図７Ｂに示す状態となる。これらの図に示すように、駆動側バネ４５ａが縮むことによって、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離が、上側洗浄具３ａの長さより長くなる。その結果、シャフト３２４が従動側シャフトホルダ４４ｂの凹部４４１から外れる（図５のステップＳ２）。

続いて、上側保持部材４ａがｙ方向において上側フック部材８ａから離れる方向かつ上方に移動するとともに、上側フック部材８ａがｘ方向における従動側（図の左側）に移動する。これにより、図８Ａおよび図８Ｂに示す状態となる。これらの図に示すように、短フック８２に係合した従動側の幅狭部３２２は上側保持部材４ａから徐々に離れる。一方で、駆動側では、幅狭部３２２が長フック８３に係合し、かつ、シャフト３２４が駆動側シャフトホルダ４４ａに保持されることから、上側洗浄具３ａは斜めになる。
さらに上側フック部材８ａおよび上側保持部材４ａが移動すると、シャフト３２４が駆動側シャフトホルダ４４ａから外れる（図５のステップＳ３）。このように、本実施形態では、短フック８２と長フック８３との長さが異なるようにされているので、上側洗浄具３ａは、最初に短フック８２と係合された側から取り外され、次いで、長フック８３と係合された側を取り外すことができるので、上側洗浄具３ａを取り外す際に不安定な動作が生じることをできるだけ抑制しながら、より確実に上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａから取り外すことができる。

以上により、上側洗浄具３ａは上側保持部材４ａから取り外されて、上側フック部材８ａ上に載置される。また、この場合には、交換台７ａは、使用済みの上側洗浄具３ａからの液だれをうけることができる。なお、上側フック部材８ａに使用済みの上側洗浄具３ａが載置されたことを不図示のセンサが検出するようにしても良い。ここでの説明では、上側フック部材８ａ上に使用済みの上側洗浄具３ａが載置される例を示したが、これに限定されるものではなく、交換台７ａの上に使用済みの上側洗浄具３ａが載置されるようにしても良い。なお、これまで、上側交換台７ａの位置で上側フック部材８ａを用いて上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａから取り外す工程を記載したが、上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａから取り外す位置はこれに限定されない。

続いて、上側洗浄具３ａが取り外された後に、新品の上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付ける工程を図９に示すフローチャートおよび図１０Ａ〜図１２（ｄ）に示す工程図を用いて説明する。

新品の上側洗浄具３ａ（以下の図９〜図１２（ｄ）の説明では、単に上側洗浄具３ａという）は上側待機台９ａ上に予め載置されている（図９のステップＳ１１）。図１０Ａ〜図１０Ｃはそれぞれ、上側待機台９ａ上に載置された上側洗浄具３ａの上面図、ｙ方向から見た側面図およびｘ方向から見た側面図である。また、図１２は、新品の上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付けるにあたって、凹部４４１と案内面４４３を備えた駆動側シャフトホルダ４４ａ、従動側シャフトホルダ４４ｂ、および、シャフト３２４を備えた上側洗浄具３ａのｘｙ平面上における位置関係がどのように推移するかを、模式的に示した図である。図１２における駆動側シャフトホルダ４４ａおよび従動側シャフトホルダ４４ｂは、凹部４４１と案内面４４３のみを簡略的に示しており、シャフト３２４も簡略的に示している。

図１０Ｃに示すように、上側待機台９ａは凹部９１が形成された２本のアームを有しており、この凹部９１に上側洗浄具３ａの幅狭部３２２が位置している。凹部９１は幅狭部３２２よりわずかに大きい程度であるため、上側洗浄具３ａはｙ方向にはほとんど動かない。また、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、アームの幅は幅狭部３２２よりわずかに狭い程度であるため、上側洗浄具３ａはｘ方向にもほとんど動かない。なお、液体供給機構（不図示）を設けて、待機時に純水や薬液などの液体を上側洗浄具３ａに供給しておくことで、上側洗浄具３ａを交換した後の初期化を短縮できる。
なお、上側待機台９ａおよび下側待機台９ｂは、それぞれ上側取付部材９ａおよび下側取付部材９ｂと言い換えることができる。

そして、図１１Ａ（上面図）および図１１Ｂ（側面図）に示すように、上側洗浄具３ａが上側待機台９ａに載置された状態で、上側保持部材４ａが上側洗浄具３ａに向かってｙ方向に前進する（図９のステップＳ１２）。この時、上側保持部材４ａの駆動側はモータ４２（図１１Ａおよび図１１Ｂには不図示）によって位置調整され、従動側はおもり４６で位置調整される。図１２（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、上側洗浄具３ａのシャフト３２４が駆動側シャフトホルダ４４ａおよび従動側シャフトホルダ４４ｂの案内面４４３を押すことで、駆動側バネ４５ａおよび従動側バネ４５ｂが縮む。これにより、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離が広がる。

すなわち、上述したように上側洗浄具３ａが保持されていない状態では、駆動側バネ４５ａおよび従動側バネ４５ｂが伸びているため、駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離は上側洗浄具３ａのｘ方向の長さより狭い（図１２（ａ））。しかしながら、シャフト３２４が案内面４４３に当接することで駆動側シャフトホルダ４４ａと従動側シャフトホルダ４４ｂとの距離が広がり（図１２（ｂ））、やがて上側洗浄具３ａのｘ方向の長さと等しくなる（図１２（ｃ））。

さらに上側保持部材４ａが上側洗浄具３ａに向かって前進し、駆動側シャフトホルダ４４ａおよび従動側シャフトホルダ４４ｂの凹部４４１がシャフト３２４の位置まで移動すると、図１２（ｄ）に示すように、シャフト３２４が上側保持部材４ａにおける駆動側シャフトホルダ４４ａおよび従動側シャフトホルダ４４ｂの凹部４４１に嵌まる。このようにして、シャフト３２４が凹部４４１に入り込むとともに、駆動側バネ４５ａおよび従動側バネ４５ｂが伸びて、上側洗浄具３ａが上側保持部材４ａに固定される（図９のステップＳ１３）。この際、最後にモータ４２が駆動側シャフトハウジング４３ａを低速で回転させることが望ましい。駆動側シャフトハウジング４３ａを低速で回転させることにより、駆動側シャフトホルダ４４ａあるいは従動側シャフトホルダ４４ｂとシャフト３２４との間のわずかな角度ずれによりシャフト３２４が凹部４４１に入らないことがあっても、角度ずれを修正して確実に上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに固定することができる。

その後、上側保持部材４ａは上側待機台９ａから洗浄用の位置に移動し、初期化が実施される。なお、上側洗浄具３ａが上側保持部材４ａに確実に取り付けられたことを検知できるようにするのが望ましい。一例として、上側駆動機構５ａにおけるシリンダのストロークを検知するセンサ（不図示）を設ける。取付けに成功していればストロークが所定値になることから、センサ信号も予め定めた値となるはずである。しかしながら、取付けに失敗するとストロークが上記所定値とは異なる値となるため、このことをセンサ信号から検出できる。

なお、下側洗浄具３ｂ、下側保持部材４ｂおよび下側フック部材８ｂは、それぞれ上側洗浄具３ａ、上側保持部材４ａおよび上側フック部材８ａと同じ構造を有しており、図５に示すフローチャートおよび図６Ａ〜図８Ｂに示す工程図と同様の工程にて下側保持部材４ｂから下側洗浄具３ｂを取り外して下側フック部材８ｂまたは下側交換台７ｂの上に載せ、さらに、図９に示すフローチャートおよび図１０Ａ〜図１２（ｄ）に示す工程図と同様の工程にて新品の下側洗浄具３ｂを下側保持部材４ｂに取り付けるようにされる。

ここで、上側洗浄具３ａの自動交換と同じタイミングで下側洗浄具３ｂの自動交換を行ってもよいが、上側保持部材４ａと下側保持部材４ｂとが互いに物理的に干渉しあわないように、上側洗浄具３ａの自動交換と異なるタイミングで下側洗浄具３ｂの自動交換を行うこともできる。

例えば、上側洗浄具３ａの自動交換を先に行った後に下側洗浄具３ｂの自動交換を行うようにすると、上側保持部材４ａと下側保持部材４ｂとが互いに物理的に干渉しあわず、さらに、使用済みの上側洗浄具３ａの交換時に粒子が飛散して新しい下側洗浄具３ｂにこの粒子が付着しまうといった可能性をできるだけ防止することができる。より具体的には、上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａから取り外し、新しい上側洗浄具３ａを上側保持部材４ａに取り付け、次いで、上側保持部材４ａが上側待機台９ａから洗浄用の位置に移動した後に、下側洗浄具３ｂを上側保持部材４ａから取り外す処理を開始する。

このように、第１の実施形態では、ロール型の上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂを用いたロール型基板洗浄装置１において、上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂを自動交換できる。なお、使用後の上側洗浄具３ａおよび下側洗浄具３ｂは、例えば、後述するＦＯＵＰを取り付けるダウンタイムのタイミングで、装置外へと搬出するのが望ましい。

（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態は、ペンシル型の洗浄具を用いた基板洗浄装置（以下ペンシル型基板洗浄装置１００という）に関する。
図１３は、第２の実施形態に係るペンシル型基板洗浄装置１００の概略構成を示す図である。ペンシル型基板洗浄装置１００は、ステージ１１０と、アーム１２０と、回転軸１３０と、揺動軸１４０と、保持部材１５０と、上下動機構１６０と、制御部１７０と、洗浄具１８０とを備えている。

ステージ１１０に洗浄対象の基板Ｗが載置される。
アーム１２０は、一端下部に回転軸１３０が取り付けられ、他端下部に揺動軸１４０が取り付けられている。回転軸１３０は先端に取り付けられた保持部材１５０を回転させる。保持部材１５０は洗浄具１８０を先端で保持し、保持した洗浄具１８０を基板Ｗに対して加圧する。揺動軸１４０はモータ（不図示）などによって駆動されることでアーム１２０を揺動させ、これにより、保持部材１５０に保持された洗浄具１８０が基板Ｗ上で基板Ｗの中心と縁との間を揺動する。

上下動機構１６０は、例えばシリンダやモータであり、アーム１２０の上部に取り付けられる。上下動機構１６０はアーム１２０を昇降させ、これにより、アーム１２０やアーム１２０に取り付けられた保持部材１５０の高さが調整される。また、上下動機構１６０には、アーム１２０の位置を検出するアップダウンセンサが設けられてもよい。

制御部１７０はペンシル型基板洗浄装置１００内の各部を制御する。例えば、制御部１７０はアーム１２０を揺動させるべく、揺動軸１４０のモータ（不図示）を制御する。このことを単に「アーム１２０が揺動する」とも表現する。また、制御部１７０は、アーム１２０や保持部材１５０の高さを調整すべく、上下動機構１６０を制御する。このことを単に「アーム１２０が上昇（下降）する」、あるいは、「保持部材１５０が上昇（下降）する」とも表現する。

洗浄動作は次のように行われる。搬送機構（不図示）から搬送されてきた基板Ｗがステージ１１０上に載置される。そして、基板Ｗの上面には洗浄液供給ノズル（不図示）から洗浄液が供給される。同時に、保持部材１５０が洗浄具１８０を回転させるとともに、洗浄具１８０の下面が基板Ｗの表面に接触した状態で揺動軸１４０がアーム１２０を揺動させる。これにより基板Ｗが洗浄される。

また、ペンシル型基板洗浄装置１００は、洗浄具１８０を自動交換するために、取り外し台１９０、待機台１Ａ０および交換台１Ｂ０を備えている。これらはステージ１１０の斜め上方において、揺動軸１４０によるアーム１２０の可動範囲に配置される。取り外し台１９０は使用済みの洗浄具１８０を取り外すためのものであり、使用済みの洗浄具１８０が載置される穴が設けられている。また、交換台１Ｂ０には新品の洗浄具１８０が予め載置されており、新品の洗浄具１８０を保持部材１５０に取り付ける際に用いられる。
以下、各部材について詳しく説明する。

図１４は、第２の実施形態に係る洗浄具１８０の概略斜視図である。洗浄具１８０は、例えばペンシル型のスポンジであり、上側円柱部１８１および下側円柱部１８２から構成される。上側円柱部１８１は保持部材１５０に保持される。下側円柱部１８２は、上側円柱部１８１より径が大きく、その下面が基板Ｗの表面に接触した状態で揺動および回転することで、基板を洗浄する。洗浄具１８０は、弾性および吸液性を有する柔らかい多孔質体、例えばスポンジ（多孔質基気質ＰＶＦ（ポリビニルホルマール））やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）から形成されるのが望ましい。

図１５および図１６は、洗浄具１８０を保持した保持部材１５０の断面図および分解斜視図である。保持部材１５０は、スリーブ１５１と、保持芯体１５２と、リング部材１５３と、ネジ１５４とを備えている。

図１５に示すように、下側円柱部１８２の上面外周はスリーブ１５１の下面に接触しており、スリーブ１５１から下向きの圧力を受ける。上側円柱部１８１は、その側面がスリーブ１５１によって挟み込まれている。

スリーブ１５１は、上部および下部が開口し、内部が空洞になっている。また、スリーブ１５１の上部および下部は厚く、中央部は薄くなっている。図１６に示すように、スリーブ１５１の外周には、下端から上方に向かって延びる４本の切り溝が設けられ、これによりスリーブ１５１の下部は４本のチャック爪１５１ａに分割されている。

スリーブ１５１の下部開口から洗浄部材３１の上側円柱部１８１が挿入されており、各チャック爪１５１ａは洗浄部材３１の周囲に沿って位置している。洗浄部材３１を挿入しやすいよう、後述するリング部材１５３が嵌められていない状態では、各チャック爪１５１ａが若干外側に広がっていてもよい。

図１６に示すように、チャック爪１５１ａの内面には、先端が洗浄具１８０の側面に接触する複数の突起１５１ｂが設けられてもよい。これらの突起１５１ｂにより洗浄具１８０を確実に挟み込むことができる。また、図１５に示すように、チャック爪１５１ａの上部には、ネジ１５４がねじ込まれるネジ穴１５１ｃが形成される。さらに、チャック爪１５１ａの下部には外側に向かう突起１５１ｄが形成される。突起１５１ｄの上方には突起１５１ｄより低い突起１５１ｅが形成される。

保持芯体１５２は、円柱部１５２ａと、その上部に形成された外径寸法が大きい鍔体１５２ｂとから構成される。鍔体１５２ｂにはネジ１５４が貫通する貫通孔１５２ｂ１が形成されている。貫通孔１５２ｂ１はスリーブ１５１のネジ穴１５１ｃの上方に形成されており、ネジ１５４が貫通孔１５２ｂ１を介してスリーブ１５１のネジ穴１５１ｃにねじ込まれることで、保持芯体１５２はスリーブ１５１に固定される。

円柱部１５２ａの内側には凹部１５２ｃが形成されており、洗浄具１８０を保持して回転させる回転軸１３０（図１３参照）の先端が凹部１５２ｃに係合される。なお、回転軸１３０の他端は図１３のアーム１２０に取り付けられている。回転軸１３０が回転することで、保持芯体１５２およびこれに固定されたスリーブ１５１が回転駆動される。

リング部材１５３はその内径がスリーブ１５１の外周とほぼ等しく、スリーブ１５１の外側に嵌まっている。そして、リング部材１５３の内周面に形成された溝１５３ａがチャック爪１５１ａの突起１５１ｅに係合しており、リング部材１５３の下面はスリーブ１５１の突起１５１ｄによって支持される。リング部材１５３によってスリーブ１５１のチャック爪１５１ａは内側に向かって締め付けられる。

本実施形態において、リング部材１５３の外郭すなわち保持部材１５０の外郭はテーパー状になっており、下側ほど径が小さくなっている。これにより洗浄具１８０の交換がスムーズに行えることを後述する。

図１７は、取り外し台１９０の斜視図である。図示のように、取り出し台には円筒形の穴１９１が設けられている。穴１９１の径は洗浄具１８０における下側円柱部１８２の径よりわずかに大きい程度である。使用済みの洗浄具１８０を保持部材１５０から取り外す際に、使用済みの洗浄具１８０の下側円柱部１８２がこの穴に嵌まることができる。

また、ペンシル型基板洗浄装置１００は、取り外し台１９０に設けられた洗浄具検出センサ１９２を備えていてもよい。一例として、洗浄具検出センサ１９２は、穴１９１を横切るように光を発する発光器１９２ａ、および、この光を受ける受光器１９２ｂによって構成される。取り外し台１９０に使用済みの洗浄具１８０があるか否かが、受光器１９２ｂが光を受けられるか否かによって検出される。また、他の構成例としては、例えば、取り外し台１９０に、荷重を検知するセンサを設けることで、取り外し台１９０に使用済みの洗浄具１８０があるか否かを検出するように構成することもできる。

図１８Ａおよび図１８Ｂは、それぞれ交換台１Ｂ０の斜視図および断面図である。なお、図１８Ｂのみ新品の洗浄具１８０が配置された状態を示している。交換台１Ｂ０の上面には円形の開口１Ｂ０１が形成されており、この開口１Ｂ０１から下面に向かう穴１Ｂ０２が設けられている。穴１Ｂ０２の水平方向断面は底面１Ｂ０３近辺を除いて円形である。穴１Ｂ０２の内側面１Ｂ０４はテーパー状であり、より具体的には、交換台１Ｂ０の下面側が先細である。また、穴１Ｂ０２の底面１Ｂ０３は凸状の曲面になっており、中央が高くなっている。

図１８Ｂに示すように、穴１Ｂ０２には新品の洗浄具１８０が予め置かれている。すなわち、洗浄具１８０の下面は穴１Ｂ０２の底面１Ｂ０３に支持される。この状態において、下側円柱部１８２の底面外周が穴の内側面１Ｂ０４に接するよう、穴１Ｂ０２の大きさが設計されている。このような穴１Ｂ０２の構成により、新品の洗浄具１８０を正確に位置決めでき、保持部材１５０への取り付けが容易になる。

また、穴１Ｂ０２の底部、望ましくはその端に排水溝１Ｂ０５が設けられる。新品の洗浄具１８０に純水や薬液などの液体を洗浄具１８０に供給しておくことで、洗浄具１８０を交換した後の初期化を短縮できる。そして、液体は排水溝１Ｂ０５から排水される。

続いて、保持部材１５０から洗浄具１８０を取り外す工程を説明する。まず、図１９Ａ（斜視図）および図１９Ｂ（断面図）に示すように、洗浄具１８０における下側円柱部１８２の一部、望ましくは３／４程度が取り外し台１９０の穴に入るよう、アーム１２０が適宜移動および昇降する。この状態で揺動軸１４０がアーム１２０を揺動させることで、洗浄具１８０は保持部材１５０から外れる。使用済みの洗浄具１８０が取り出し台に置かれたことは、洗浄具検出センサ１９２によって検出される。

次に、洗浄具１８０が取り外された後に、新品の洗浄具１８０を保持部材１５０に取り付ける工程を説明する。まず、図２０に示すように、保持部材１５０が交換台１Ｂ０の上方に位置するよう、アーム１２０が移動する。続いて、保持部材１５０が下降する。すると、図２１に示すように、保持部材１５０の外郭および交換台１Ｂ０における穴１Ｂ０２の内側面１Ｂ０４がテーパー状であるため、交換台１Ｂ０に置かれた洗浄具１８０の直上に保持部材１５０の下部開口が正確に位置していない状態で保持部材１５０が下降したとしても、自動的に保持部材１５０の下部開口は洗浄具１８０における上側円柱部１８１の直上に位置決めされる。

これにより、下部開口から上側円柱部１８１が挿入される。さらに保持部材１５０が下降して洗浄具１８０に対する加圧が行われることで、洗浄具１８０の上側円柱部１８１が保持部材１５０に取り付けられる。このとき、交換台１Ｂ０に形成された穴１Ｂ０２の底面１Ｂ０３は凸状に湾曲しているので、洗浄具１８０に対して洗浄具１８０の中心軸に沿った力を加えることができ、保持部材１５０の下部開口に洗浄具１８０の上側円柱部１８１をスムーズに挿入することができる。洗浄具１８０の取り付けが完了したことは、上下動機構１６０（例えば、シリンダ）に取り付けられたアップダウンセンサによって検出される。
このように、第２の実施形態では、ペンシル型の洗浄具１８０を用いたペンシル型基板洗浄装置１００において、洗浄具１８０を自動交換できる。

なお、上述した第１および第２の実施形態における基板洗浄装置は、基板を水平方向に保持する例を示したが、基板を鉛直方向に保持して洗浄する基板洗浄装置にも適用できる。また、基板洗浄装置は、単体の装置であってもよいし、ＣＭＰ装置に組み込まれ、研磨装置によって研磨された基板の洗浄を行うものであってもよい。さらに、基板洗浄装置はベベル研磨装置において洗浄を行うものであってもよい。

（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、洗浄具の交換タイミングを規定するものである。なお、本実施形態は、上述した第１の実施形態および第２の実施形態のどちらにも適用可能である。

図２２は、基板洗浄装置による処理フローを説明する図である。基板洗浄装置は基板の洗浄を行う（ステップＳ２１）。このとき、基板洗浄装置の制御部は洗浄具の積算使用時間Ｔおよび／または積算処理枚数Ｌを計測する（ステップＳ２２）。

図２３は、積算使用時間Ｔおよび積算処理枚数Ｌを説明する図である。同図は、時刻ｔ１１〜ｔ１２（時間Ｔ１）において基板Ｗ１を洗浄し、時刻ｔ２１〜ｔ２２（時間Ｔ２）において基板Ｗ２を洗浄し、時刻ｔ３１〜ｔ３２（時間Ｔ３）において基板Ｗ３を洗浄したことを示している。この例において、積算使用時間Ｔは、洗浄具が基板Ｗ１〜Ｗ３の洗浄に要した合計時間、すなわちＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３である。また、積算処理枚数Ｌは、洗浄具が洗浄した基板の枚数、この図２３の例では具体的には３である。

図２２に戻り、基板洗浄装置の制御部は、積算使用時間Ｔおよび／または積算処理枚数Ｌに基づいて、洗浄具の寿命が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３）。一例として、制御部は、積算使用時間Ｔが予め定めた閾値Ｔｍａｘ（例えば１０，０００時間）を超えたか、積算処理枚数Ｌが予め定めた閾値Ｌｍａｘ（例えば１０，０００枚）を超えた場合に、寿命が経過したと判断してもよい。
寿命を超えていないと判断された場合（ステップＳ２３のＮＯ）、基板洗浄装置は基板の洗浄を続行する（ステップＳ２１）。

一方、寿命を超えたと判断された場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、直ちに洗浄具を自動交換してもよいが、より望ましくは、同一ロットの全基板群の処理が完了するまでは洗浄具を交換することなく基板の洗浄を継続し（ステップＳ２４のＮＯ，Ｓ２５）、同一ロット内の全基板群の処理が完了した後（ステップＳ２４のＹＥＳ）に洗浄具の自動交換を行う（ステップＳ２６）。１ロットは例えば１つのＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）にある基板群（例えば２５枚）として定義される。

このようにすることで、ＦＯＵＰを取り付けるダウンタイムに洗浄具の交換を行うことができ、基板洗浄装置の稼働率低下を低減できる。また、１ロット内の複数の基板群を単位として同一条件で処理することができる。なお、本処理フローでは、寿命を経過した洗浄具による洗浄も行われるが（ステップＳ２３のＹＥＳ，ステップＳ２５）、そのような洗浄具で洗浄されるのは１ロット未満（１ロットが２５枚の基板で構成される場合、２４枚以下）であり、洗浄具の寿命もある程度余裕を持って設定されるため、このことはほとんど問題にならない。
洗浄具の自動交換が完了すると（ステップＳ２６）、次のロットの基板洗浄が行われる（ステップＳ２１）。
なお、積算使用時間Ｔや積算処理枚数Ｌの管理や寿命を超えたか否かの判断は、基板洗浄装置における制御部が行ってもよいし、ホストＰＣで行ってもよい。
このように、第３の実施形態では、適切なタイミングで洗浄具を自動交換することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ ロール型基板洗浄装置
２ 基板保持回転機構
３ａ 上側洗浄具
３ｂ 下側洗浄具
３１ 洗浄部材
３２ 固定部材
３２１ 受け部
３２２ 幅狭部
３２３ テーパー面
３２４ シャフト
４ａ 上側保持部材
４ｂ 下側保持部材
４１ 保持部本体
４１ａ 駆動側区画
４１ｂ 従動側区画
４２ モータ
４３ａ 駆動側シャフトハウジング
４３ｂ 従動側シャフトハウジング
４４ａ 駆動側シャフトホルダ
４４ｂ 従動側シャフトホルダ
４４１ 凹部
４４２ テーパー面
４４３ 案内面
４５ａ 駆動側バネ
４５ｂ 従動側バネ
４６ おもり
４７ ベアリング
５ａ 上側駆動機構
５ｂ 下側駆動機構
６ 制御部
７ａ 上側交換台
７ｂ 下側交換台
８ａ 上側フック部材
８ｂ 下側フック部材
８１ アーム
８２ 短フック
８２１ 凹部
８３ 長フック
８３１ 凹部
９ａ 上側待機台
９ｂ 下側待機台
９１ 凹部
１００ ペンシル型基板洗浄装置
１１０ ステージ
１２０ アーム
１３０ 回転軸
１４０ 揺動軸
１５０ 保持部材
１５１ スリーブ
１５１ａ チャック爪
１５１ｂ 突起
１５１ｃ ネジ穴
１５１ｄ 突起
１５１ｅ 突起
１５２ 保持芯体
１５２ａ 円柱部
１５２ｂ 鍔体
１５２ｂ１ 貫通孔
１５２ｃ 凹部
１５３ リング部材
１５３ａ 溝
１５４ ネジ
１６０ 上下動機構
１７０ 制御部
１８０ 洗浄具
１８１ 上側円柱部
１８２ 下側円柱部
１９０ 取り外し台
１９１ 穴
１９２ 洗浄具センサ
１Ａ０ 待機台
１Ｂ０ 交換台
１Ｂ０１ 開口
１Ｂ０２ 穴
１Ｂ０３ 底面
１Ｂ０４ 内側面
１Ｂ０５ 排水溝

Claims (18)

1. 第１洗浄部材、第１シャフトおよび第２シャフトを有したロール型の第１洗浄具と、
   前記第１シャフトを脱着可能に固定する第１シャフトホルダ、および前記第２シャフトを脱着可能に固定する第２シャフトホルダを有し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの間の距離が可変に構成された、第１洗浄具を保持するための保持部材と、
   前記保持部材を移動させるための駆動機構と、
   前記第１洗浄具を載置させて、前記保持部材から第１洗浄具を取り外すためのフック部材と、
   前記第１シャフトホルダに設けられた第１弾性部材と、
   前記第２シャフトホルダに設けられた第２弾性部材と、
   を備え、
   前記第１弾性部材および前記第２弾性部材により、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離が可変である、基板洗浄装置。
2. 第２洗浄部材、第３シャフトおよび第４シャフトを有したロール型の第２洗浄具を載置させて、前記保持部材に前記第２洗浄具を装着させるための待機台
   をさらに備えた、請求項１記載の基板洗浄装置。
3. 第１洗浄部材、第１シャフトおよび第２シャフトを有したロール型の第１洗浄具と、
   前記第１シャフトを脱着可能に固定する第１シャフトホルダ、および前記第２シャフトを脱着可能に固定する第２シャフトホルダを有し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの間の距離が可変に構成された、第１洗浄具を保持するための保持部材と、
   前記保持部材を移動させるための駆動機構と、
   前記第１洗浄具を載置させて、前記保持部材から第１洗浄具を取り外すためのフック部材と、を備え、
   前記フック部材は、
   前記第１洗浄具の軸方向に延びるアームと、
   前記アームに取り付けられて前記軸方向と略直交する方向に延びており、前記第１洗浄具の第１洗浄部材に隣接して設けられた第１幅狭部と係合可能な第１フックと、
   前記アームと取り付けられて前記軸方向と略直交する方向に延びており、前記第１洗浄部材に隣接して、かつ、前記第１フックの他端側に設けられた第２幅狭部と係合可能な第２フックと、
   を有した、基板洗浄装置。
4. 前記第１洗浄具は、
   前記第１洗浄部材の第１端から延びた前記第１幅狭部の外側に設けられた外側が先細な第１テーパー面と、
   前記第１洗浄部材における前記第１端とは反対側の第２端から延びた前記第２幅狭部の外側に設けられた外側が先細な第２テーパー面と、をさらに有し、
   前記第１シャフトは、前記第１テーパー面の外側に設けられ、
   前記第２シャフトは、前記第２テーパー面の外側に設けられた、請求項３記載の基板洗浄装置。
5. 前記保持部材は、
   前記第１シャフトが嵌まる第１凹部と、前記第１凹部に向かって傾斜した第５テーパー面と、が設けられた第１シャフトホルダと、
   前記第２シャフトが嵌まる第２凹部と、前記第２凹部に向かって傾斜した第６テーパー面と、が設けられた第２シャフトホルダと、
   を有した、請求項４記載の基板洗浄装置。
6. 前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離を可変とする弾性部材を備える、請求項３乃至５のいずれかに記載の基板洗浄装置。
7. 第１洗浄部材、第１シャフトおよび第２シャフトを有したロール型の第１洗浄具と、
   前記第１シャフトを脱着可能に固定する第１シャフトホルダ、および前記第２シャフトを脱着可能に固定する第２シャフトホルダを有し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの間の距離が可変に構成された、第１洗浄具を保持するための保持部材と、
   前記保持部材を移動させるための駆動機構と、
   前記第１洗浄具を載置させて、前記保持部材から第１洗浄具を取り外すためのフック部材と、
   第２洗浄部材、第３シャフトおよび第４シャフトを有したロール型の第２洗浄具を載置させて、前記保持部材に前記第２洗浄具を装着させるための待機台と、
   前記待機台に載置された前記第２洗浄具に液体を供給するための液体供給機構と、を備えた、基板洗浄装置。
8. 第１洗浄部材、第１シャフトおよび第２シャフトを有したロール型の第１洗浄具と、
   前記第１シャフトを脱着可能に固定する第１シャフトホルダ、および前記第２シャフトを脱着可能に固定する第２シャフトホルダを有し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの間の距離が可変に構成された、第１洗浄具を保持するための保持部材と、
   前記保持部材を移動させるための駆動機構と、
   前記第１洗浄具を載置させて、前記保持部材から第１洗浄具を取り外すためのフック部材と、
   前記第１洗浄具が使用された積算時間、および、前記第１洗浄具が処理した基板の積算枚数のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１洗浄具の寿命が経過したか否かを判定して、前記第１洗浄具の寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記第１洗浄具を第２洗浄具に交換するように、前記駆動機構の動作を指示するように構成された制御部と、をさらに備えた、基板洗浄装置。
9. 基板を研磨するための基板研磨装置と、
   基板洗浄装置と、
   基板を乾燥させるための乾燥装置と、
   を備え、
   前記基板洗浄装置は、第１洗浄部材、第１シャフトおよび第２シャフトを有したロール型の第１洗浄具と、
   前記第１シャフトを脱着可能に固定する第１シャフトホルダ、および前記第２シャフトを脱着可能に固定する第２シャフトホルダを有し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの間の距離が可変に構成された、第１洗浄具を保持するための保持部材と、
   前記保持部材を移動させるための駆動機構と、
   前記第１洗浄具を載置させて、前記保持部材から第１洗浄具を取り外すためのフック部材と、
   を備えた、基板処理装置。
10. 基板洗浄装置の保持部材に保持されるように構成されたロール型の洗浄具であって、
    第１方向に延びる第１洗浄部材と、
    前記第１洗浄部材の第１端から延びた、第１幅狭部、その外側に設けられた外側が先細な第１テーパー面、および、その外側に設けられて前記保持部材に保持され得る第１シャフトと、
    前記第１洗浄部材における前記第１端とは反対側の第２端から延びた、第２幅狭部、その外側に設けられた外側が先細な第２テーパー面、および、その外側に設けられて前記保持部材に保持され得る第２シャフトと、
    を備える洗浄具。
11. フック部材を用いて、保持部材に取り付けられた洗浄具を取り外す方法であって、
    前記保持部材は、第１凹部と、前記第１凹部に向かって傾斜した第１テーパー面と、が設けられた第１シャフトホルダと、第２凹部と、前記第２凹部に向かって傾斜した第２テーパー面と、が設けられた第２シャフトホルダと、を備え、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離が可変とされており、
    当該方法は、
    前記洗浄具の第１端から延びた第１幅狭部および前記第１端の他端から延びた第２幅狭部が、前記フック部材のアームに取り付けられて前記アームと並行な第１方向と略直交する第２方向に延びた第１フックおよび第２フックとそれぞれ係合するよう前記保持部材を移動させることと、
    前記フック部材を前記第１方向における前記第１シャフトホルダ側に移動させて、前記洗浄具の第２シャフトを前記保持部材の前記第２シャフトホルダから外すことと、
    前記保持部材が前記第２方向における前記フック部材から離れる方向に移動させるとともに、前記フック部材を前記第１方向における前記第２シャフトホルダ側に移動させて、前記洗浄具の第１シャフトを前記保持部材の前記第１シャフトホルダから外すことと、を有する、洗浄具の取り外し方法。
12. 待機台に載置された洗浄具を保持部材に取り付ける方法であって、
    前記保持部材は、
    第１凹部と、傾斜した第１案内面と、が設けられた第１シャフトホルダと、
    第２凹部と、傾斜した第２案内面と、が設けられた第２シャフトホルダと、を備え、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離が可変とされており、
    当該方法は、
    前記洗浄具に向かって、前記洗浄具が延びる第１方向と略直交する第２方向に前記保持部材を移動させることで、前記洗浄具における端部に位置する第１シャフトおよび前記第１シャフトの他端部に位置する第２シャフトが、前記保持部材における前記第１案内面および前記第２案内面をそれぞれ押し、前記第１シャフトホルダと前記第２シャフトホルダとの距離を広げることと、
    さらに前記第２方向に前記保持部材を移動させることで、前記洗浄具における前記第１シャフトおよび前記第２シャフトを、前記保持部材における前記第１凹部および前記第２凹部に嵌めることと、を備える洗浄具の取り付け方法。
13. 基板を洗浄するペンシル型の第１洗浄具と、
    前記第１洗浄具を保持する保持部材と、
    前記第１洗浄具を取り外すための取り外し台と、
    ペンシル型の第２洗浄具を載置するための交換台と、を備え、
    前記第１洗浄具は、
    下面で前記基板を洗浄する第１下部と、
    前記保持部材に保持される第１上部と、を有し、
    前記第２洗浄具は、
    下面で前記基板を洗浄する第２下部と、
    前記保持部材に保持される第２上部と、を有し、
    前記取り外し台には、前記第１下部が嵌まることが可能な凹部が設けられ、
    前記交換台は、穴が設けられ、該穴の内側面は下側が先細なテーパー状であり、該穴の底面は略中央が高くなるよう湾曲しており、その底面上に前記第２洗浄具を支持可能である、基板洗浄装置。
14. 前記保持部材を移動させるとともに揺動自在とするための駆動機構を備えた、請求項１３に記載の基板洗浄装置。
15. 前記保持部材は先細な先端を有し、さらに、前記交換台における穴はテーパー状の内側面を備えた、請求項１４に記載の基板洗浄装置。
16. 保持部材の先端に上部が保持された洗浄具を取り外す方法であって、
    前記洗浄具の下部が、取り外し台の凹部に嵌まるよう、前記保持部材を移動させることと、
    前記保持部材を揺動させて、前記洗浄具を前記保持部材から外すことと、を備える、洗浄具の取り外し方法。
17. 交換台に載置された洗浄具を、先端が先細な保持部材に取り付ける方法であって、
    前記交換台は、穴が設けられ、該穴の内側面は下側が先細なテーパー状であり、該穴の底面は略中央が高くなるよう湾曲して、その底面上に前記洗浄具が支持されており、
    当該方法は、前記保持部材を前記交換台の上方から下降させ、その際、前記保持部材における先細な先端および前記交換台における穴のテーパー状の内側面によって、前記保持部材が前記洗浄具に対して位置決めさせて、前記洗浄具における上部を前記保持部材によって保持するようにした、洗浄具の取り付け方法。
18. 請求項２，７，８，１３，１４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、前記第１洗浄具を前記第２洗浄具に交換する方法であって、
    前記第１洗浄具の寿命が経過したか否かを判断する判断ステップと、
    前記第１洗浄具の寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記第１洗浄具を前記第２洗浄具に交換する交換ステップと、を備える、洗浄具の交換方法。