JP7291068B2 - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の洗浄を行う基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。

半導体基板（ウエハ）、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の各種基板を洗浄するために、基板洗浄装置が用いられる。

特許文献１には、基板の下面全体を均一に洗浄することが可能な洗浄乾燥処理ユニットが記載されている。特許文献１に記載された洗浄乾燥処理ユニットにおいては、上部スピンチャックおよび下部スピンチャックが上下に並ぶように設けられる。まず、下部スピンチャックの吸着保持部が基板の下面中央部を吸着することにより基板が保持される。この状態で、基板が回転されるとともに、基板の下面周縁部がブラシにより洗浄される。また、回転される基板の上面にノズルから洗浄液が吐出されることにより、基板の上面が洗浄される。次に、上部スピンチャックの複数のチャックピンが基板の外周端部に当接することにより基板が保持される。この状態で、基板が回転されるとともに、基板の下面中央部がブラシにより洗浄される。これにより、基板の下面全体および基板の上面が洗浄される。洗浄が終了すると、搬送ロボットにより基板が搬出される。

特開２０１６－１５２２７４号公報

特許文献１に記載の洗浄乾燥処理ユニットによれば、基板の下面中央部が洗浄される際に、複数のチャックピンが基板の外周端部に当接する。このとき、チャックピンに汚染物質が付着している場合、基板の外周端部に汚染物質が転写される可能性がある。

本発明の目的は、基板の上面、下面および外周端部の清浄度を向上させることが可能な基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することである。

（１）本発明に係る基板洗浄装置は、基板の外周端部を保持するとともに基板を鉛直軸の周りで回転させるように構成された第１の基板保持部と、第１の基板保持部の下方に設けられ、基板の下面を吸着により保持するとともに基板を鉛直軸の周りで回転させるように構成された第２の基板保持部と、第１の基板保持部により保持された基板の下面を洗浄する第１の洗浄具と、第２の基板保持部により保持された基板の上面を洗浄する第２の洗浄具と、第２の基板保持部により保持された基板の外周端部を洗浄する第３の洗浄具と、第１の基板保持部により基板が保持および回転される状態で第１の洗浄具による基板の下面の洗浄が行われた後、第２の基板保持部により基板が保持および回転される状態で第２の洗浄具による基板の上面の洗浄および第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄が行われるように、第１の基板保持部、第２の基板保持部、第１の洗浄具、第２の洗浄具および第３の洗浄具を制御する制御部とを備えるものである。

その基板洗浄装置においては、まず、第１の基板保持部により基板の外周端部が保持されつつ基板が鉛直軸の周りで回転される。この状態で、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄が行われる。次に、第２の基板保持部により基板の下面が保持されつつ基板が鉛直軸の周りで回転される。この状態で、第２の洗浄具による基板の上面の洗浄、および第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄が行われる。それにより、基板の上面、下面および外周端部が洗浄される。

この場合、第１の基板保持部により基板の外周端部が保持された後に、第３の洗浄具により基板の外周端部が洗浄される。それにより、第１の基板保持部に汚染物質が付着している場合でも、基板の外周端部が汚染することを防止することができる。したがって、基板の上面、下面および外周端部の清浄度を向上させることができる。

（２）制御部は、第２の洗浄具による基板の上面の洗浄と第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄とが少なくとも部分的に重複した期間に行われるように、第２の基板保持部、第２の洗浄具および第３の洗浄具を制御してもよい。

この場合、第２の洗浄具による基板の上面の洗浄と第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄とが並行して行われる。それにより、第２の洗浄具による基板の上面の洗浄および第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄に要する時間が短縮される。したがって、基板洗浄装置での基板洗浄処理のスループットが向上する。

（３）基板洗浄装置は、第２の基板保持部の吸着面を洗浄する第４の洗浄具をさらに備え、制御部は、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に第２の基板保持部の吸着面が第４の洗浄具により洗浄されるように第４の洗浄具を制御してもよい。

この場合、基板の下面の洗浄により第２の基板保持部の吸着面が清浄に保たれるので、第２の基板保持部により基板の下面が吸着されるとともに保持されたときに基板の下面が清浄に保たれる。

（４）第２の基板保持部は、吸着面を有するとともに鉛直軸の周りで回転する吸着保持部を有し、第４の洗浄具は、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に第２の基板保持部の吸着面に洗浄液を吐出する保持部洗浄用ノズルを含み、制御部は第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中および洗浄後に、吸着保持部が回転されるように第２の基板保持部を制御してもよい。

この場合、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に、第２の基板保持部の回転する吸着保持部の吸着面に洗浄液が吐出される。それにより、吸着保持部の回転による遠心力により洗浄液が吸着面の全体に拡がりつつ外方へ飛散する。その結果、簡単な制御により第２の基板保持装置の吸着面の全体が清浄に保たれる。

（５）制御部は、保持部洗浄用ノズルから吸着面への洗浄液の吐出中に吸着保持部が第１の回転速度で回転され、保持部洗浄用ノズルから吸着面への洗浄液の吐出の停止後に吸着保持部が第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転されるように第２の基板保持部を制御してもよい。

この場合、第２の基板保持部の吸着面の洗浄後に、第２の基板保持部の吸着面を簡単な制御で清浄な状態を維持しつつ乾燥させることができる。

（６）基板洗浄装置は、保持部洗浄用ノズルから吸着面への洗浄液の吐出の停止後に吸着面に乾燥用の流体を吐出する乾燥用ノズルをさらに備えてもよい。

この場合、第２の基板保持部の吸着面の洗浄後に、第２の基板保持部の吸着面を清浄な状態を維持しつつ短時間で乾燥させることができる。

（７）第１の洗浄具は、第１の基板保持部により保持された基板の下面に第１の洗浄液を吐出する第１の洗浄液ノズルおよび第１の基板保持部により保持された基板の下面に接触可能に構成される第１の洗浄ブラシの少なくとも一方を含んでもよい。

この場合、回転する基板の下面への第１の洗浄液の吐出および第１の洗浄ブラシの接触のうち少なくとも一方により基板の下面が洗浄される。

（８）第２の洗浄具は、第２の基板保持部により保持された基板の上面に第２の洗浄液を吐出する第２の洗浄液ノズルおよび第２の基板保持部により保持された基板の上面に接触可能に構成される第２の洗浄ブラシの少なくとも一方を含んでもよい。

この場合、回転する基板の下面への第２の洗浄液の吐出および第２の洗浄ブラシの接触のうち少なくとも一方により基板の下面が洗浄される。

（９）第３の洗浄具は、第２の基板保持部により保持された基板の外周端部に接触可能に構成される第３の洗浄ブラシを含んでもよい。

この場合、回転する基板の外周端部への第３の洗浄ブラシの接触により、基板の下面が洗浄される。

（１０）本発明に係る基板洗浄方法は、第１の基板保持部により基板の外周端部を保持するとともに基板を鉛直軸の周りで回転させるステップと、第１の基板保持部により保持および回転される基板の下面を第１の洗浄具により洗浄するステップと、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄後、第１の基板保持部の下方に設けられた第２の基板保持部により基板の下面を吸着により保持した状態で基板を鉛直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および回転される基板の上面を第２の洗浄具により洗浄するステップと、第２の基板保持部により保持および回転される基板の外周端部を第３の洗浄具により洗浄するステップとを含んでもよい。

その基板洗浄方法によれば、第１の基板保持部により基板の外周端部が保持された後に、第３の洗浄具により基板の外周端部が洗浄される。それにより、第１の基板保持部に汚染物質が付着している場合でも、基板の外周端部が汚染することを防止することができる。したがって、基板の上面、下面および外周端部の清浄度を向上させることができる。

（１１）第２の洗浄具により基板の上面を洗浄するステップおよび第３の洗浄具により基板の外周端部を洗浄するステップは、少なくとも部分的に重複した期間に第２の洗浄具により基板の上面を洗浄するとともに第３の洗浄具により基板の外周端部を洗浄することを含んでもよい。

（１２）基板洗浄方法は、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に第２の基板保持部の吸着面を第４の洗浄具により洗浄するステップをさらに含んでもよい。

この場合、基板の下面の洗浄後に第２の基板保持部の吸着面が確実に清浄に保たれるので、第２の基板保持部により基板の下面が吸着により保持されたときに基板の下面が確実に清浄に保たれる。

（１３）第２の基板保持部の吸着面を第４の洗浄具により洗浄するステップは、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に第２の基板保持部の吸着面に保持部洗浄用ノズルから洗浄液を吐出することを含んでもよい。

この場合、第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に、第２の基板保持部の回転する吸着保持部の吸着面に洗浄液が吐出される。それにより、吸着保持部の回転による遠心力により洗浄液が吸着面の全体に拡がりつつ外方へ飛散する。その結果、簡単な制御により第２の基板保持部の吸着面が清浄に保たれる。

本発明によれば、基板の上面、下面および外周端部の清浄度を向上させることが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る基板洗浄装置の構成を示す正面図である。 図１の基板洗浄装置に用いられる下部スピンチャックおよびその周辺部材の構成を説明するための概略平面図である。 図１の基板洗浄装置に用いられる上部スピンチャックの構成を説明するための概略平面図である。 本実施の形態に係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。 本実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄動作の一例を示すフローチャートである。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。 基板洗浄装置による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置について図面を用いて詳細に説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板（ウエハ）、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。

本実施の形態では、基板は、ノッチを除いて円形状を有する。また、基板の外周端部（ベベル）は、水平な上面から斜め下方かつ外方に傾斜する上面傾斜部、水平な下面から斜め上方かつ外方に傾斜する下面傾斜部、および上面傾斜部と下面傾斜部との境界である端面部を含む。

（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構成を示す正面図である。図２は、図１の基板洗浄装置に用いられる下部スピンチャックおよびその周辺部材の構成を説明するための概略平面図である。図３は、図１の基板洗浄装置に用いられる上部スピンチャックの構成を説明するための概略平面図である。

図１に示すように、基板洗浄装置１は下部スピンチャック４００および上部スピンチャック６００を含む。上部スピンチャック６００は、下部スピンチャック４００の上方に設けられる。図１および図２では、下部スピンチャック４００により保持される基板Ｗが二点鎖線で示される。

下部スピンチャック４００は、スピンモータ４１０、回転軸４２０および吸着保持部４３０を含む。スピンモータ４１０は、基板洗浄装置１の底部に設けられる。スピンモータ４１０には、上方に向かって延びるように回転軸４２０が設けられる。回転軸４２０の上端部に吸着保持部４３０が設けられる。吸着保持部４３０は、基板Ｗの下面中央部を吸着可能に構成される。吸着保持部４３０が基板Ｗの下面中央部を吸着することにより、基板Ｗが保持される。スピンモータ４１０が回転軸４２０を回転させる。それにより、吸着保持部４３０が鉛直軸の周りで回転する。

下部スピンチャック４００の外方には、スピンチャック洗浄機構５００、外周端部洗浄機構５１０、下面洗浄機構５２０、第１の上面洗浄機構５３０、第２の上面洗浄機構５４０および基板昇降機構７２０が設けられる。

基板昇降機構７２０は、昇降駆動部７２１、ピン支持部材７２２および複数（本例では３つ）の昇降ピン７２３を含む。昇降駆動部７２１にピン支持部材７２２が取り付けられる。昇降駆動部７２１は、ピン支持部材７２２を鉛直方向に移動可能に支持する。ピン支持部材７２２に複数の昇降ピン７２３がそれぞれ鉛直方向に延びるように取り付けられる。複数の昇降ピン７２３は、等間隔で下部スピンチャック４００を取り囲むように配置される。複数の昇降ピン７２３の上端部が基板Ｗの下面の中央部と外周端部との間の領域に当接することにより、基板Ｗが水平姿勢で支持される。基板昇降機構７２０が動作することによりピン支持部材７２２が鉛直方向に移動する。

スピンチャック洗浄機構５００は、昇降回転駆動部５０１、昇降回転軸５０２、アーム５０３およびスピンチャック洗浄ノズル５０４を含む。昇降回転駆動部５０１に昇降回転軸５０２が鉛直方向に延びるように取り付けられる。昇降回転駆動部５０１は、昇降回転軸５０２を鉛直方向に移動可能かつ鉛直軸の周りで回転可能に支持する。昇降回転軸５０２の上端部に、アーム５０３が水平方向に延びるように連結される。アーム５０３の先端部にスピンチャック洗浄ノズル５０４が取り付けられる。

昇降回転駆動部５０１は、昇降回転軸５０２を鉛直方向に移動させる。それにより、スピンチャック洗浄ノズル５０４の高さが変化する。また、昇降回転駆動部５０１は、昇降回転軸５０２を回転させる。それにより、スピンチャック洗浄ノズル５０４は、図２に矢印ａ１で示すように、例えば吸着保持部４３０の回転中心ＷＣの上方位置と下部スピンチャック４００の外方の待機位置との間を移動する。スピンチャック洗浄ノズル５０４には、図示しない洗浄液供給部が接続される。スピンチャック洗浄ノズル５０４は、洗浄液供給部から供給される洗浄液を下方に向かって吐出可能に構成される。

図１に示すように、外周端部洗浄機構５１０は、昇降駆動部５１１、昇降軸５１２、ブラシモータ５１３およびベベルブラシ５１４を含む。昇降駆動部５１１に昇降軸５１２が鉛直方向に延びるように取り付けられる。昇降駆動部５１１は、昇降軸５１２を鉛直方向および水平方向に移動可能に支持する。昇降軸５１２の上端部にブラシモータ５１３が設けられる。また、ブラシモータ５１３にベベルブラシ５１４が取り付けられる。ブラシモータ５１３は、ベベルブラシ５１４を鉛直軸の周りで回転可能に支持する。ベベルブラシ５１４は、逆円錐台形状の上洗浄部５１４ａと円錐台形状の下洗浄部５１４ｂとを有し、上洗浄部５１４ａと下洗浄部５１４ｂとの間に円筒形状の端面洗浄部５１４ｓを有する。

昇降駆動部５１１は、昇降軸５１２を鉛直方向および水平方向に移動させる。それにより、ベベルブラシ５１４の高さが変化するとともに図２に矢印ａ５で示すように水平方向の位置が変化する。また、ブラシモータ５１３は、ベベルブラシ５１４を駆動する。それにより、ベベルブラシ５１４が鉛直軸の周りで回転する。

下面洗浄機構５２０は、昇降回転駆動部５２１、昇降回転軸５２２、アーム５２３、下面洗浄ブラシ５２４および下面洗浄ノズル５２５を含む。昇降回転駆動部５２１に昇降回転軸５２２が鉛直方向に延びるように取り付けられる。昇降回転駆動部５２１は、昇降回転軸５２２を鉛直方向に移動可能かつ鉛直軸の周りで回転可能に支持する。昇降回転軸５２２の上端部に、アーム５２３が水平方向に延びるように連結される。アーム５２３の先端部に下面洗浄ブラシ５２４が取り付けられる。下面洗浄ブラシ５２４は、上方を向く洗浄面５２４ｓを有する。

昇降回転駆動部５２１は、昇降回転軸５２２を鉛直方向に移動させる。それにより、下面洗浄ブラシ５２４の高さが変化する。また、昇降回転駆動部５２１は、昇降回転軸５２２を回転させる。それにより、下面洗浄ブラシ５２４は、図２に矢印ａ２で示すように、例えば吸着保持部４３０の回転中心ＷＣの上方位置と下部スピンチャック４００の外方の待機位置との間を移動する。

アーム５２３の先端部近傍に下面洗浄ノズル５２５が取り付けられる。下面洗浄ノズル５２５には、図示しない洗浄液供給部が接続される。下面洗浄ノズル５２５は、洗浄液供給部から供給される洗浄液を上方に向かって吐出可能に構成される。

図１に示すように、第１の上面洗浄機構５３０は、昇降回転駆動部５３１、昇降回転軸５３２、アーム５３３および上面洗浄ブラシ５３４を含む。昇降回転駆動部５３１に昇降回転軸５３２が鉛直方向に延びるように取り付けられる。昇降回転駆動部５３１は、昇降回転軸５３２を鉛直方向に移動可能かつ鉛直軸の周りで回転可能に支持する。昇降回転軸５３２の上端部に、アーム５３３が水平方向に延びるように連結される。アーム５３３の先端部に上面洗浄ブラシ５３４が取り付けられる。上面洗浄ブラシ５３４は、下方に向く洗浄面５３４ｓを有する。

昇降回転駆動部５３１は、昇降回転軸５３２を鉛直方向に移動させる。それにより、上面洗浄ブラシ５３４の高さが変化する。また、昇降回転駆動部５３１は、昇降回転軸５３２を回転させる。それにより、上面洗浄ブラシ５３４は、図２に矢印ａ３で示すように、例えば吸着保持部４３０の回転中心ＷＣと下部スピンチャック４００の外方の待機位置との間を移動する。

図１に示すように、第２の上面洗浄機構５４０は、昇降回転駆動部５４１、昇降回転軸５４２、アーム５４３、上面洗浄ノズル５４４および上面乾燥ノズル５４５を含む。昇降回転駆動部５４１に昇降回転軸５４２が鉛直方向に延びるように取り付けられる。昇降回転駆動部５４１は、昇降回転軸５４２を鉛直方向に移動可能かつ鉛直軸の周りで回転可能に支持する。昇降回転軸５４２の上端部に、アーム５４３が水平方向に延びるように連結される。アーム５４３の先端部に上面洗浄ノズル５４４および上面乾燥ノズル５４５が取り付けられる。

昇降回転駆動部５４１は、昇降回転軸５４２を鉛直方向に移動させる。それにより、上面洗浄ノズル５４４および上面乾燥ノズル５４５の高さが変化する。また、昇降回転駆動部５４１は、昇降回転軸５４２を回転させる。それにより、上面洗浄ノズル５４４および上面乾燥ノズル５４５は、図２に矢印ａ４で示すように、例えば吸着保持部４３０の回転中心ＷＣの上方位置と下部スピンチャック４００の外方の待機位置との間を移動する。

上面洗浄ノズル５４４には、図示しない洗浄液供給部が接続される。上面洗浄ノズル５４４は、洗浄液供給部から供給される洗浄液を下方に向かって吐出可能に構成される。上面乾燥ノズル５４５には、図示しない気体供給部が接続される。上面乾燥ノズル５４５は、気体供給部から供給される気体（窒素ガス）を下方に向かって吐出可能に構成される。

図１に示すように、上部スピンチャック６００は、スピンモータ６１１、円板状のスピンプレート６１２、プレート支持部材６１３、円環状のマグネットプレート６１４および複数のチャックピン６１５を含む。

スピンモータ６１１は、下部スピンチャック４００の上方の位置で図示しない支持部材によって支持されている。スピンモータ６１１には、下方に延びるように回転軸６１１ａが設けられる。回転軸６１１ａの下端部にはプレート支持部材６１３が取り付けられている。プレート支持部材６１３によりスピンプレート６１２が水平に支持されている。スピンモータ６１１が回転軸６１１ａを回転させる。それにより、スピンプレート６１２が鉛直軸の周りで回転する。本実施の形態では、上部スピンチャック６００の回転軸６１１ａは、下部スピンチャック４００の回転軸４２０の延長線上に配置されている。

各チャックピン６１５は、軸部６１５ａ、ピン支持部６１５ｂ、保持部６１５ｃおよびマグネット６１６を含む。スピンプレート６１２を貫通するように軸部６１５ａが設けられ、軸部６１５ａの下端部に水平方向に延びるピン支持部６１５ｂが接続されている。ピン支持部６１５ｂの先端部から下方に突出するように保持部６１５ｃが設けられている。また、スピンプレート６１２の上面側において、軸部６１５ａの上端部にマグネット６１６が取り付けられている。

各チャックピン６１５は、軸部６１５ａを中心に鉛直軸の周りで回転可能であり、保持部６１５ｃが基板Ｗの外周端部に当接する閉状態と、保持部６１５ｃが基板Ｗの外周端部から離間する開状態とに切替可能である。なお、本例では、マグネット６１６のＮ極が内側にある場合に各チャックピン６１５が閉状態となり、マグネット６１６のＳ極が内側にある場合に各チャックピン６１５が開状態となる。

スピンプレート６１２の上方には、回転軸６１１ａを中心とする周方向に沿って円環状のマグネットプレート６１４が配置される。マグネットプレート６１４は、外側にＳ極を有し、内側にＮ極を有する。マグネットプレート６１４は、チャックピン６１５のマグネット６１６よりも高い上方位置とチャックピン６１５のマグネット６１６とほぼ等しい高さの下方位置との間で移動する。

マグネットプレート６１４の昇降により、各チャックピン６１５が開状態と閉状態とに切り替えられる。具体的には、マグネットプレート６１４が上方位置にある場合、各チャックピン６１５は開状態となる。一方、マグネットプレート６１４が下方位置にある場合、各チャックピン６１５は閉状態となる。図３では、閉状態にある保持部６１５ｃが実線で示され、開状態にある保持部６１５ｃが点線で示される。また、図３では、上部スピンチャック６００により保持される基板Ｗが二点鎖線で示される。

図１に示すように、上部スピンチャック６００、下部スピンチャック４００、スピンチャック洗浄機構５００、外周端部洗浄機構５１０、下面洗浄機構５２０および基板昇降機構７２０の外方に、基板Ｗから飛散する洗浄液を受け止めるためのガード７１１が設けられる。なお、図１では、ガード７１１の垂直断面が示される。ガード７１１は、上部スピンチャック６００を取り囲む形状を有する。また、ガード７１１は、ガード昇降機構７１０により昇降する。ガード７１１により受け止められた洗浄液は、図示しない排液装置または回収装置により排液または回収される。

上記の基板洗浄装置１において、スピンチャック洗浄ノズル５０４、下面洗浄ノズル５２５および上面洗浄ノズル５４４から吐出される洗浄液としては、例えば純水、純水に錯体（イオン化したもの）を溶かした液またはフッ素系薬液等が用いられる。

（２）制御系統
図４は、本実施の形態に係る基板洗浄装置１の制御系統の構成を示すブロック図である。図４の制御部１０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、基板洗浄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。

制御部１０は、下部スピンチャック４００および上部スピンチャック６００を制御する。具体的には、制御部１０は、下部スピンチャック４００の吸着保持部４３０による基板Ｗの保持および保持の解除を制御するとともに、スピンモータ４１０の回転を制御する。また、制御部１０は、上部スピンチャック６００のマグネットプレート６１４の昇降を制御するとともに、スピンモータ６１１の回転を制御する。

制御部１０は、スピンチャック洗浄機構５００、外周端部洗浄機構５１０、下面洗浄機構５２０、第１の上面洗浄機構５３０および第２の上面洗浄機構５４０を制御する。具体的には、制御部１０は、スピンチャック洗浄機構５００の昇降回転駆動部５０１を制御するとともに、スピンチャック洗浄ノズル５０４への洗浄液の供給を制御する。また、制御部１０は、外周端部洗浄機構５１０の昇降駆動部５１１を制御するとともに、ブラシモータ５１３の回転を制御する。さらに、制御部１０は、下面洗浄機構５２０の昇降回転駆動部５２１を制御するとともに、下面洗浄ノズル５２５への洗浄液の供給を制御する。また、制御部１０は、第１の上面洗浄機構５３０の昇降回転駆動部５３１を制御する。また、制御部１０は、第２の上面洗浄機構５４０の昇降回転駆動部５４１を制御するとともに、上面洗浄ノズル５４４への洗浄液の供給および上面乾燥ノズル５４５への気体の供給を制御する。

制御部１０は、ガード昇降機構７１０および基板昇降機構７２０を制御する。具体的には、制御部１０は、ガード昇降機構７１０のガード昇降駆動部７１２を制御し、基板昇降機構７２０の昇降駆動部７２１を制御する。

（３）基板洗浄装置による基板の洗浄動作
図５～図７は、本実施の形態に係る基板洗浄装置１の洗浄動作の一例を示すフローチャートである。図８～図１５は、基板洗浄装置１による基板の洗浄動作を説明するための模式的正面図である。図８～図１５の動作は、図４の制御部１０が図４に示される構成要素を制御することにより実行される。

図８に示すように、初期状態においては、ガード７１１の上部が上部スピンチャック６００よりも低くかつ下部スピンチャック４００よりも高い位置に保持される。また、上部スピンチャック６００の複数のチャックピン６１５は開状態になっている。さらに、基板昇降機構７２０の昇降ピン７２３の上端部が吸着保持部４３０よりも低い高さＬ１に位置する。

まず、図９に示すように、昇降ピン７２３の上端部が吸着保持部４３０と複数の保持部６１５ｃとの間の高さＬ２に上昇する（図５のステップＳ１）。昇降ピン７２３の上端部が高さＬ２に保持された状態で、一点鎖線の矢印ｍ１で示すように図示しない基板搬送ロボットが基板Ｗを搬入する（ステップＳ２）。それにより、昇降ピン７２３上に基板Ｗが載置される。

次に、図１０に示すように、昇降ピン７２３の上端部が複数の保持部６１５ｃの高さＬ３に上昇する（ステップＳ３）。その後、複数のチャックピン６１５が閉状態になる。それにより、複数のチャックピン６１５により基板Ｗの外周端部が保持される（ステップＳ４）。搬入された基板Ｗの外周端部に汚染物質が付着している場合、基板Ｗから複数のチャックピン６１５に汚染物質が転写される可能性がある。

その後、図１１に示すように、昇降ピン７２３の上端部が吸着保持部４３０よりも低い高さＬ１に下降する（ステップＳ５）。また、ガード７１１がチャックピン６１５に保持される基板Ｗを取り囲む高さに上昇する。次に、下面洗浄機構５２０の下面洗浄ブラシ５２４および下面洗浄ノズル５２５が、待機位置から基板Ｗの下方の洗浄位置に移動する。下面洗浄ブラシ５２４の洗浄位置は、下面洗浄ブラシ５２４の洗浄面５２４ｓと基板Ｗの下面とが接触する位置である。下面洗浄ノズル５２５の洗浄位置は、基板Ｗの下面から下方に離間した位置である。また、スピンチャック洗浄機構５００のスピンチャック洗浄ノズル５０４が待機位置から吸着保持部４３０の上方の洗浄位置に移動する。吸着保持部４３０の洗浄位置は、図２に示す吸着保持部４３０の回転中心ＷＣの上方位置である。

この状態で、スピンモータ６１１が複数のチャックピン６１５に保持された基板Ｗを回転させる。このとき、下面洗浄ブラシ５２４が基板Ｗの下面の半径方向に移動するとともに、下面洗浄ノズル５２５が基板Ｗの下面に洗浄液を吐出する。それにより、基板Ｗの下面の全体が洗浄される（ステップＳ６）。また、下部スピンチャック４００のスピンモータ４１０が回転するとともに吸着保持部４３０が回転する。このとき、スピンチャック洗浄ノズル５０４が、吸着保持部４３０の上面（吸着面）に洗浄液を吐出する。それにより、吸着保持部４３０が洗浄される（ステップＳ７）。

基板Ｗの下面の洗浄が終了すると、下面洗浄ノズル５２５は、洗浄液の吐出を停止する。また、下面洗浄ブラシ５２４および下面洗浄ノズル５２５が、洗浄位置から待機位置に移動する。その後、スピンモータ６１１による基板Ｗの回転速度が上昇する。それにより、基板Ｗの下面に付着した洗浄液が外方へ振り切られる。その結果、基板Ｗの下面の乾燥が行われる（ステップＳ８）。その後、スピンモータ６１１による基板Ｗの回転が停止する。

吸着保持部４３０の洗浄が終了すると、スピンチャック洗浄ノズル５０４は、洗浄液の吐出を停止する。また、スピンチャック洗浄ノズル５０４が洗浄位置から待機位置に移動する。その後、スピンモータ４１０による吸着保持部４３０の回転速度が上昇する。それにより、吸着保持部４３０に付着した洗浄液が外方へ振り切られる。その結果、吸着保持部４３０の上面の乾燥が行われる（図６のステップＳ９）。その後、スピンモータ４１０による吸着保持部４３０の回転が停止する。また、ガード７１１がチャックピン６１５に保持される基板Ｗを取り囲む高さから初期状態の待機位置に下降する。

次に、図１２に示すように、昇降ピン７２３の上端部が複数の保持部６１５ｃの高さＬ３に上昇する（ステップＳ１０）。次いで、複数のチャックピン６１５が開状態になる。それにより、基板Ｗの外周端部の保持が解除される（ステップＳ１１）。それにより、昇降ピン７２３上に基板Ｗが載置される。

その後、図１３に示すように、昇降ピン７２３の上端部が吸着保持部４３０よりも低い高さＬ１に下降する（ステップＳ１２）。それにより、基板Ｗが昇降ピン７２３から吸着保持部４３０上に載置される。この状態で、吸着保持部４３０は基板Ｗの下面中央部を吸着するとともに保持する（ステップＳ１３）。

その後、図１４に示すように、上面洗浄ブラシ５３４および上面洗浄ノズル５４４が、待機位置から基板Ｗの上面の洗浄位置に移動する。上面洗浄ブラシ５３４の洗浄位置は、上面洗浄ブラシ５３４の洗浄面５３４ｓと基板Ｗの上面とが接触する位置である。上面洗浄ノズル５４４の洗浄位置は、図２に示す吸着保持部４３０の回転中心ＷＣの上方位置である。

また、ベベルブラシ５１４が待機位置から基板Ｗの外周端部の洗浄位置に移動する。ベベルブラシ５１４の洗浄位置は、上洗浄部５１４ａと基板Ｗの上面傾斜部とが接触するとともに下洗浄部５１４ｂと基板Ｗの下面傾斜部とが接触し、さらに端面洗浄部５１４ｓと基板Ｗの端面部とが接触する位置である。

この状態で、スピンモータ４１０が吸着保持部４３０に保持された基板Ｗを回転させる。このとき、上面洗浄ブラシ５３４が基板Ｗの上面の半径方向に移動するとともに、上面洗浄ノズル５４４が基板Ｗの上面に洗浄液を吐出する。それにより、基板Ｗの上面の全体が洗浄される（ステップＳ１４）。また、ブラシモータ５１３がベベルブラシ５１４を回転させる。それにより、基板Ｗの外周端部が洗浄される（ステップＳ１５）。

基板Ｗの上面および外周端部の洗浄が終了すると、上面洗浄ノズル５４４が洗浄液の吐出を停止する。また、ベベルブラシ５１４が基板Ｗの洗浄位置から待機位置に移動する。その後、スピンモータ４１０による基板Ｗの回転速度が上昇する。また、上面乾燥ノズル５４５が基板Ｗの上面に気体を吐出する。それにより、基板Ｗの上面に付着した洗浄液が外方へ振り切られるとともに吹き飛ばされる。その結果、基板Ｗの上面および外周端部の乾燥が行われる（ステップＳ１６）。

その後、上面洗浄ブラシ５３４および上面洗浄ノズル５４４が基板Ｗの洗浄位置から待機位置に移動する。また、スピンモータ４１０による基板Ｗの回転が停止する。さらに、吸着保持部４３０による基板Ｗの保持が解除される（図７のステップＳ１７）。

その後、図１５に示すように、昇降ピン７２３の上端部が吸着保持部４３０と複数の保持部６１５ｃとの間の高さＬ２に上昇する（ステップＳ１８）。それにより、基板Ｗが昇降ピン７２３により高さＬ２で支持される。この状態で、一点鎖線の矢印ｍ２で示すように、図示しない基板搬送ロボットが基板Ｗを搬出する（ステップＳ１９）。

（４）実施の形態の効果
本実施の形態に係る基板洗浄装置１および基板洗浄方法においては、基板Ｗの外周端部が上部スピンチャック６００の複数のチャックピン６１５により保持された状態で、回転する基板Ｗの下面が下面洗浄ブラシ５２４および下面洗浄ノズル５２５を用いて洗浄される。次に、基板Ｗの下面中央部が下部スピンチャック４００の吸着保持部４３０により保持された状態で、回転する基板Ｗの上面が上面洗浄ブラシ５３４および上面洗浄ノズル５４４を用いて洗浄されるとともに、基板Ｗの外周端部がベベルブラシ５１４を用いて洗浄される。それにより、基板Ｗの上面、下面および外周端部が洗浄される。

この場合、基板Ｗの下面の洗浄時に基板Ｗの外周端部が上部スピンチャック６００の複数のチャックピン６１５により保持された後に、基板Ｗの下面中央部が下部スピンチャック４００の吸着保持部４３０により保持された状態でベベルブラシ５１４を用いて基板Ｗの外周端部が洗浄される。それにより、複数のチャックピン６１５に汚染物質が付着している場合でも、チャックピン６１５から基板Ｗの外周端部に転写された汚染物質が除去される。それにより、基板Ｗの外周端部の汚染が防止される。

また、基板Ｗの下面中央部が下部スピンチャック４００の吸着保持部４３０により保持された状態で回転する基板Ｗに対して、上面洗浄ブラシ５３４および上面洗浄ノズル５４４を用いた基板Ｗの洗浄とベベルブラシ５１４を用いた基板Ｗの外周端部の洗浄とが並行して行われる。それにより、基板Ｗの上面および外周端部の洗浄に要する時間が短縮される。したがって、基板洗浄装置１での基板洗浄処理のスループットが向上される。

また、基板Ｗが吸着保持部４３０により保持される前に吸着保持部４３０の上面（吸着面）がスピンチャック洗浄ノズル５０４を用いて洗浄される。それにより、基板Ｗの下面の洗浄時に基板Ｗの下面から除去された汚染物質が吸着保持部４３０の上面に落下した場合でも、吸着保持部４３０の上面が清浄に保たれる。この場合、回転する吸着保持部４３０に洗浄液が吐出されるので、吸着保持部４３０の回転による遠心力により洗浄液が吸着保持部４３０の上面の全体に拡がりつつ外方へ飛散する。それにより、簡単な制御により吸着保持部４３０の上面の全体が清浄に保たれる。

（５）他の実施の形態
（５－１）上記実施の形態においては、基板Ｗの下面が下面洗浄ブラシ５２４および下面洗浄ノズル５２５を用いて洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの下面が下面洗浄ブラシ５２４または下面洗浄ノズル５２５のいずれか一方を用いて洗浄されてもよい。また、基板Ｗの下面の洗浄のために複数の液滴を吐出するスプレーノズルが用いられてもよい。スプレーノズルは、例えば、液体と気体を衝突させることにより複数の液滴を生成する二流体ノズルである。二流体ノズルには、液体として例えば純水が供給され、気体として窒素ガス等の不活性ガスが供給される。

（５－２）上記実施の形態においては、基板Ｗの上面が上面洗浄ブラシ５３４および上面洗浄ノズル５４４を用いて洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの上面が上面洗浄ブラシ５３４または上面洗浄ノズル５４４のいずれか一方を用いて洗浄されてもよい。また、基板Ｗの上面の洗浄のために複数の液滴を吐出するスプレーノズルが用いられてもよい。

（５－３）上記実施の形態においては、基板Ｗの外周端部がベベルブラシ５１４を用いて洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの外周端部が洗浄液を用いて洗浄されてもよい。また、基板Ｗの外周端部の洗浄のために複数の液滴を吐出するスプレーノズルが用いられてもよい。

（５－４）上記実施の形態においては、吸着保持部４３０の上面がスピンチャック洗浄ノズル５０４を用いて洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの下面の洗浄時に吸着保持部４３０の上面に基板Ｗの下面から汚染物質等が吸着保持部４３０の上面に落下する可能性が低い場合には、スピンチャック洗浄ノズル５０４は設けられなくてもよい。

（５－５）上記実施の形態においては、基板Ｗの上面の洗浄と基板Ｗの外周端部の洗浄とが少なくとも部分的に重複した期間に行なわれるが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板Ｗの上面の洗浄が行われた後に基板Ｗの外周端部の洗浄が行われてもよい。あるいは、基板Ｗの外周端部の洗浄が行われた後に基板Ｗの上面の洗浄が行われてもよい。

（５－６）上記実施の形態においては、基板Ｗの下面の洗浄中に吸着保持部４３０の洗浄が行われるが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板Ｗの下面の洗浄後に吸着保持部４３０の洗浄が行われてもよい。

（５－７）上記実施の形態においては、吸着保持部４３０の上面の乾燥は吸着保持部４３０の高速回転により行われるが、本発明はこれに限定されない。乾燥用ノズルからの乾燥用流体の吐出により吸着保持部４３０の乾燥が行われてもよい。

（５－８）上記実施の形態においては、乾燥用流体として上面乾燥ノズル５４５から気体（窒素ガス）が吐出されるが、本発明はこれに限定されない。乾燥用流体として、例えば常温の窒素ガス、高温の窒素ガスまたはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の気体または揮発性液体が用いられてもよい。

（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成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。

上記実施の形態においては、上部スピンチャック６００が第１の基板保持部の例であり、下部スピンチャック４００が第２の基板保持部の例であり、下面洗浄ブラシ５２４または下面洗浄ノズル５２５が第１の洗浄具の例であり、上面洗浄ブラシ５３４または上面洗浄ノズル５４４が第２の洗浄具の例であり、ベベルブラシ５１４が第３の洗浄具の例であり、スピンチャック洗浄ノズル５０４が第４の洗浄具または保持部洗浄用ノズルの例であり、上面乾燥ノズル５４５が乾燥用ノズルの例である。

１…基板洗浄装置，１０…制御部，４００…下部スピンチャック，４１０…スピンモータ，４２０…回転軸４３０…吸着保持部，５００…スピンチャック洗浄機構，５０１…昇降回転駆動部，５０２…昇降回転軸，５０３…アーム，５０４…スピンチャック洗浄ノズル，５１０…外周端部洗浄機構，５１１…昇降駆動部，５１２…昇降軸，５１３…ブラシモータ，５１４…ベベルブラシ，５１４ａ…上洗浄部，５１４ｂ…下洗浄部，５１４ｓ…端面洗浄部，５２０…下面洗浄機構，５２１…昇降回転駆動部，５２２…昇降回転軸，５２３…アーム，５２４…下面洗浄ブラシ，５２４ｓ…洗浄面，５２５…下面洗浄ノズル，５３０…第１の上面洗浄機構，５３１…昇降回転駆動部，５３２…昇降回転軸，５３３…アーム，５３４…上面洗浄ブラシ，５３４ｓ…洗浄面，５４０…第２の上面洗浄機構，５４１…昇降回転駆動部，５４２…昇降回転軸，５４３…アーム，５４４…上面洗浄ノズル，５４５…上面乾燥ノズル，６００…上部スピンチャック，６１１…スピンモータ，６１１ａ…回転軸，６１２…スピンプレート，６１３…プレート支持部材，６１４…マグネットプレート，６１５…チャックピン，６１５ａ…軸部，６１５ｂ…ピン支持部，６１５ｃ…保持部，６１６…マグネット，７１０…ガード昇降機構，７１１…ガード，７１２…ガード昇降駆動部，７２０…基板昇降機構，７２１…昇降駆動部，７２２…ピン支持部材，７２３…昇降ピン，Ｗ…基板，ＷＣ…回転中心

Claims (13)

1. 基板の外周端部を保持するとともに基板を鉛直軸の周りで回転させるように構成された第１の基板保持部と、
   前記第１の基板保持部の下方に設けられ、基板の下面を吸着により保持するとともに基板を鉛直軸の周りで回転させるように構成された第２の基板保持部と、
   前記第１の基板保持部により保持された基板の下面を洗浄する第１の洗浄具と、
   前記第２の基板保持部により保持された基板の上面を洗浄する第２の洗浄具と、
   前記第２の基板保持部により保持された基板の外周端部を洗浄する第３の洗浄具と、
   前記第１の基板保持部により基板が保持および回転される状態で前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄が行われた後、前記第２の基板保持部により基板が保持および回転される状態で前記第２の洗浄具による基板の上面の洗浄および前記第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄が行われるように、前記第１の基板保持部、前記第２の基板保持部、前記第１の洗浄具、前記第２の洗浄具および前記第３の洗浄具を制御する制御部とを備える、基板洗浄装置。
2. 前記制御部は、前記第２の洗浄具による基板の上面の洗浄と、前記第３の洗浄具による基板の外周端部の洗浄とが少なくとも部分的に重複した期間に行われるように、前記第２の基板保持部、前記第２の洗浄具および前記第３の洗浄具を制御する、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記第２の基板保持部の吸着面を洗浄する第４の洗浄具をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に前記第２の基板保持部の前記吸着面が前記第４の洗浄具により洗浄されるように前記第４の洗浄具を制御する、請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記第２の基板保持部は、前記吸着面を有するとともに鉛直軸の周りで回転する吸着保持部を有し、
   前記第４の洗浄具は、前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に前記第２の基板保持部の前記吸着面に洗浄液を吐出する保持部洗浄用ノズルを含み、
   前記制御部は、前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中および洗浄後に、前記吸着保持部が回転されるように前記第２の基板保持部を制御する、請求項３記載の基板洗浄装置。
5. 前記制御部は、前記保持部洗浄用ノズルから前記吸着面への洗浄液の吐出中に前記吸着保持部が第１の回転速度で回転され、前記保持部洗浄用ノズルから前記吸着面への洗浄液の吐出の停止後に前記吸着保持部が前記第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転されるように前記第２の基板保持部を制御する、請求項４記載の基板洗浄装置。
6. 前記保持部洗浄用ノズルから前記吸着面への洗浄液の吐出の停止後に前記吸着面に乾燥用の流体を吐出する乾燥用ノズルをさらに備えた、請求項４または５記載の基板洗浄装置。
7. 前記第１の洗浄具は、前記第１の基板保持部により保持された基板の下面に第１の洗浄液を吐出する第１の洗浄液ノズルおよび前記第１の基板保持部により保持された基板の下面に接触可能に構成される第１の洗浄ブラシの少なくとも一方を含む、請求項１～６記載の基板洗浄装置。
8. 前記第２の洗浄具は、前記第２の基板保持部により保持された基板の上面に第２の洗浄液を吐出する第２の洗浄液ノズルおよび前記第２の基板保持部により保持された基板の上面に接触可能に構成される第２の洗浄ブラシの少なくとも一方を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
9. 前記第３の洗浄具は、前記第２の基板保持部により保持された基板の外周端部に接触可能に構成される第３の洗浄ブラシを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
10. 第１の基板保持部により基板の外周端部を保持するとともに基板を鉛直軸の周りで回転させるステップと、
    前記第１の基板保持部により保持および回転される基板の下面を第１の洗浄具により洗浄するステップと、
    前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄後、前記第１の基板保持部の下方に設けられた第２の基板保持部により基板の下面を吸着により保持した状態で基板を鉛直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および回転される基板の上面を第２の洗浄具により洗浄するステップと、
    前記第２の基板保持部により保持および回転される基板の外周端部を第３の洗浄具により洗浄するステップとを含む、基板洗浄方法。
11. 前記第２の洗浄具により基板の上面を洗浄するステップおよび前記第３の洗浄具により基板の外周端部を洗浄するステップは、少なくとも部分的に重複した期間に前記第２の洗浄具により基板の上面を洗浄するとともに前記第３の洗浄具により基板の外周端部を洗浄することを含む、請求項１０に記載の基板洗浄方法。
12. 前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に前記第２の基板保持部の吸着面を第４の洗浄具により洗浄するステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載の基板洗浄方法。
13. 前記第２の基板保持部の吸着面を第４の洗浄具により洗浄するステップは、前記第１の洗浄具による基板の下面の洗浄中または洗浄後に前記第２の基板保持部の前記吸着面に保持部洗浄用ノズルから洗浄液を吐出することを含む、請求項１２記載の基板洗浄方法。

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