KR20240040629A - 하면 브러시, 브러시 유닛 및 기판 세정 장치 - Google Patents

Abstract

하면 브러시는, 기판의 하면의 세정에 이용되고, 토대부, 제1 세정부 및 제2 세정부를 포함한다. 토대부는, 상면을 갖고, 미리 정해진 중심점을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된다. 제1 세정부는, 토대부의 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 일방향으로 연장된다. 제2 세정부는, 토대부의 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 평면에서 보았을 때 일방향에 있어서의 제1 세정부의 일단부와 토대부의 중심점을 연결하는 경로 상에 배치된다.

Description

하면 브러시, 브러시 유닛 및 기판 세정 장치{LOWER-SURFACE BRUSH, BRUSH UNIT AND SUBSTRATE CLEANING DEVICE}

본 발명은, 기판의 하면을 세정하는 하면 브러시 및 기판 세정 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치 또는 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에 이용되는 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 반도체 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 또는 태양 전지용 기판 등의 각종 기판에 다양한 처리를 행하기 위하여, 기판 처리 장치가 이용되고 있다. 기판을 세정하기 위해서는, 기판 세정 장치가 이용된다.

예를 들면, 일본국 특허공개 2022-84287호 공보에 기재된 기판 세정 장치에 있어서는, 하면 브러시를 포함하는 기판 세정 장치가 기재되어 있다. 하면 브러시는, 원판 형상을 갖는 토대부와, 토대부의 상면으로부터 상방으로 돌출하도록 제1 및 제2 세정부를 포함한다. 제1 세정부는, 평면에서 보았을 때의 토대부의 기하학적 중심을 지나 토대부의 경방향(徑方向)으로 연장된다. 제2 세정부는, 토대부의 외연을 따르도록 배치된다. 하면 브러시의 제1 및 제2 세정부가 기판의 하면에 접촉한 상태로 토대부가 회전됨으로써, 기판의 하면에 부착되는 오염물이 제거된다.

일본국 특허공개 2022-84287호 공보에 기재된 하면 브러시에 의하면, 세정 가능한 영역을 크게 유지하면서, 기판에 과도한 하중이 가해지는 것이 방지된다. 이에 의하여, 기판의 하면을 효율적으로 세정할 수 있다. 그러나, 일본국 특허공개 2022-84287호 공보에 기재된 하면 브러시에서는, 기판의 하면을 효율적으로 세정할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 세정 효율을 향상시키는 것이 바람직한다.

본 발명의 목적은, 기판의 하면을 효율적으로 세정 가능한 하면 브러시, 브러시 유닛 및 기판 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 국면에 따른 하면 브러시는, 기판의 하면의 세정에 이용되는 하면 브러시로서, 상면을 갖고, 미리 정해진 중심점을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된 토대부와, 상기 토대부의 상기 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 일방향으로 연장되는 제1 세정부와, 상기 토대부의 상기 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 평면에서 보았을 때 상기 일방향에 있어서의 상기 제1 세정부의 일단부와 상기 토대부의 상기 중심점을 연결하는 경로 상에 배치되는 제2 세정부를 구비한다.

본 발명의 다른 국면에 따른 브러시 유닛은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 하면 브러시인 제1 하면 브러시와, 상기 제1 하면 브러시의 상기 토대부가 장착되고, 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하여 상기 제1 하면 브러시와 함께 회전 가능한 브러시 베이스를 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 기판 세정 장치는, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 의하여 유지된 상기 기판의 하면을 세정하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 하면 브러시와, 상기 하면 브러시의 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하여 상기 하면 브러시를 회전시키는 회전 구동 장치를 구비한다.

본 발명에 의하면, 기판의 하면을 효율적으로 세정할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 브러시 유닛의 외관 사시도이다.
도 2는, 도 1의 하면 브러시의 외관 사시도이다.
도 3은, 도 1의 하면 브러시의 평면도이다.
도 4는, 도 1의 브러시 유닛의 종단면도이다.
도 5는, 브러시 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 제1 변형예에 따른 하면 브러시의 평면도이다.
도 7은, 제2 변형예에 따른 하면 브러시의 평면도이다.
도 8은, 제3 변형예에 따른 하면 브러시의 평면도이다.
도 9는, 제4 변형예에 따른 하면 브러시의 평면도이다.
도 10은, 제4 변형예에 따른 하면 브러시의 평면도이다.
도 11은, 도 1의 브러시 유닛에 의한 기판의 하면 중앙 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다.
도 12는, 도 1의 브러시 유닛에 의한 기판의 하면 외측 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다.
도 13은, 참고예에 따른 하면 브러시의 평면도이다.
도 14는, 도 13의 하면 브러시에 의한 기판의 하면 중앙 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다.
도 15는, 도 13의 하면 브러시에 의한 기판의 하면 외측 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다.
도 16은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 브러시 유닛의 평면도이다.
도 17은, 도 16의 브러시 유닛의 측면도이다.
도 18은, 도 16의 브러시 유닛에 의한 기판의 세정 공정을 나타내는 모식도이다.
도 19는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 기판 세정 장치의 모식적 평면도이다.
도 20은, 도 19의 기판 세정 장치의 내부 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
도 21은, 도 19의 기판 세정 장치의 제어 계통의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 22는, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 23은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 24는, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 25는, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 26은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 27은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 28은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 29는, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 30은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 31은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 32는, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 33은, 도 19의 기판 세정 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 하면 브러시, 브러시 유닛 및 기판 세정 장치에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판이란, 반도체 기판, 액정 표시 장치 혹은 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 또는 태양 전지용 기판 등을 말한다.

1. 제1 실시 형태

(1) 브러시 유닛의 구성

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 브러시 유닛의 외관 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)은, 하면 브러시(100) 및 브러시 베이스(200)를 포함한다. 브러시 베이스(200) 상에 하면 브러시(100)가 장착됨으로써 브러시 유닛(300)이 구성된다. 하면 브러시(100)는, 예를 들면 PVA(폴리비닐알코올) 또는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 비교적 연질인 수지 재료에 의하여 형성되어도 된다. 브러시 베이스(200)는, 예를 들면 PVC(폴리 염화 비닐) 또는 PP(폴리프로필렌) 등의 비교적 경질의 수지에 의하여 형성되어도 된다.

도 2는, 도 1의 하면 브러시(100)의 외관 사시도이다. 도 3은, 도 1의 하면 브러시(100)의 평면도이다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(100)는, 토대부(110) 및 세정부(120, 130)를 포함한다. 토대부(110)는, 반원판 형상을 갖는다. 하면 브러시(100)에는, 평면에서 보았을 때, 토대부(110)의 원호를 포함하는 가상적인 원(도 3의 점선을 참조)의 중심점(101)이 정의된다.

세정부(120, 130)는, 토대부(110)의 상면으로부터 상방으로 돌출하도록 토대부(110)의 상면에 형성된다. 세정부(120, 130)의 상면은, 기판(W)의 하면을 세정하기 위한 세정면이 된다.

세정부(120)는, 원호 형상을 갖고, 토대부(110)의 원호 부분의 가장자리를 따르도록 배치된다. 세정부(130)는, 토대부(110)의 직선 부분의 가장자리를 따르도록 배치된다. 즉, 세정부(130)는, 평면에서 보았을 때, 세정부(120)의 양단부와 중심점(101)을 연결하는 경로 상에 배치된다. 토대부(110)의 상면에 대한 세정부(120, 130)의 돌출량은, 예를 들면 5mm~6mm이다. 세정부(120)의 폭과 세정부(130)의 폭은, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

토대부(110)에는, 복수의 관통 구멍(111), 복수의 관통 구멍(112) 및 복수의 관통 구멍(113)이 형성된다. 각 관통 구멍(111~113)은, 상하 방향으로 연장된다. 관통 구멍(111)은, 토대부(110)와 도 1의 브러시 베이스(200)를 접속하기 위하여 이용되고, 본 예에서는 5개 형성된다. 구체적으로는, 4개의 관통 구멍(111)은, 세정부(120)를 따르도록 토대부(110)의 주연 영역에 배치된다. 1개의 관통 구멍(111)은, 토대부(110)에 있어서의 중심점(101)의 근방에 배치된다.

관통 구멍(112)은, 브러시 베이스(200)와, 브러시 유닛(300)을 회전시키는 모터 등을 접속하기 위하여 이용되고, 본 예에서는 2개 형성된다. 2개의 관통 구멍(112)은, 토대부(110)에 있어서의 중심점(101)의 근방에 배치된다. 관통 구멍(113)은, 기판 세정 시의 세정액을 배출하기 위하여 이용되고, 본 예에서는 5개 형성된다. 5개의 관통 구멍(113)은, 세정부(130)를 따르도록 토대부(110)의 주연 영역에 배치된다.

브러시 베이스(200)는, 예를 들면 원형을 갖는 판 형상 부재이다. 브러시 베이스(200)의 외형은, 토대부(110)의 원호를 포함하는 가상적인 원의 외형과 대략 일치한다. 도 4는, 도 1의 브러시 유닛(300)의 종단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 브러시 베이스(200)의 하면의 중앙 영역에는, 상방으로 오목한 오목부(210)가 형성된다. 또, 브러시 베이스(200)의 하면의 주연 영역에는, 외하방을 향하여 경사지는 경사부(220)가 형성된다. 브러시 베이스(200)에는, 복수의 나사 구멍(201), 복수의 관통 구멍(202) 및 복수의 관통 구멍(203)이 형성된다.

구체적으로는, 복수(본 예에서는 5개)의 나사 구멍(201)이, 하면 브러시(100)의 복수의 관통 구멍(111)에 각각 대응하도록 브러시 베이스(200)의 상면에 형성된다. 복수(본 예에서는 4개)의 관통 구멍(202)이, 상하로 연장되도록 브러시 베이스(200)의 중앙부 근방에 형성된다. 일부(본 예에서는 2개)의 관통 구멍(202)은, 하면 브러시(100)의 복수의 관통 구멍(112)에 각각 대응한다. 복수(본 예에서는 10개)의 관통 구멍(203)이, 상하로 연장되도록 브러시 베이스(200)의 주연부에 형성된다. 일부(본 예에서는 5개)의 관통 구멍(203)은, 하면 브러시(100)의 복수의 관통 구멍(113)에 각각 대응한다.

복수의 나사 부재(310)(도 1)가, 상방으로부터 하면 브러시(100)의 복수의 관통 구멍(111)에 각각 삽입 통과된다. 각 나사 부재(310)의 하단부는, 브러시 베이스(200)의 대응하는 나사 구멍(201)에 나사식 결합된다. 이에 의하여, 하면 브러시(100)와 브러시 베이스(200)가 접속되어, 브러시 유닛(300)이 완성된다. 브러시 유닛(300)에 있어서는, 하면 브러시(100)의 복수의 관통 구멍(113)은, 브러시 베이스(200)의 일부의 관통 구멍(203)에 각각 연통된다.

브러시 유닛(300)은, 모터 등의 회전축(400)에 장착된다. 구체적으로는, 회전축(400)이 브러시 베이스(200)의 오목부(210)에 하방으로부터 끼워 넣어진다. 회전축(400)에는, 브러시 베이스(200)의 관통 구멍(202)에 각각 대응하는 복수의 나사 구멍(401)이 형성된다. 복수의 나사 부재(320)(도 1)가, 상방으로부터 브러시 베이스(200)의 복수의 관통 구멍(202)에 각각 삽입 통과된다. 또한, 일부의 나사 부재(320)는, 하면 브러시(100)의 복수의 관통 구멍(112)을 통과한다. 각 나사 부재(320)의 하단부는, 브러시 베이스(200)의 대응하는 관통 구멍(202)을 통과하여, 회전축(400)의 대응하는 나사 구멍(401)에 나사식 결합된다.

(2) 브러시 유닛의 동작

브러시 유닛(300)은, 기판의 하면의 세정에 이용된다. 이하, 기판의 하면 중 중앙 부분을 하면 중앙 영역이라고 부른다. 기판의 하면 중 하면 중앙 영역을 둘러싸는 영역을 하면 외측 영역이라고 부른다. 기판의 하면이란, 하방을 향하는 기판의 면을 말한다. 따라서, 기판의 회로 형성면(표면)이 하방을 향하는 경우에는 기판의 표면이 하면이며, 표면과는 반대 측의 면(이면)이 하방을 향하는 경우에는 기판의 이면이 하면이다.

도 5는, 브러시 유닛(300)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 기판(W)의 하면 중앙 영역의 세정 시에는, 도 5의 상단에 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)은, 기판(W)의 하면 중앙 영역의 하방으로 이동된다. 다음으로, 브러시 유닛(300)의 상단부인 하면 브러시(100)의 세정부(120, 130)(도 1)의 상면이 기판(W)의 하면에 접촉된다. 이 상태에서, 브러시 유닛(300)이 토대부(110)의 중심점(101)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전된다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 중앙 영역에 부착되는 오염물이 제거된다. 본 예에서는, 기판(W)의 하면 중앙 영역의 세정 시에는, 기판(W)이 회전되지 않지만, 기판(W)이 회전되어도 된다.

기판(W)의 하면 외측 영역의 세정 시에는, 도 5의 하단에 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)은, 기판(W)의 하면 외측 영역의 하방으로 이동된다. 이때, 브러시 유닛(300)의 일부가 기판(W)보다 약간 외방으로 돌출해도 된다. 다음으로, 브러시 유닛(300)의 상단부인 하면 브러시(100)의 세정부(120, 130)(도 1)가 기판(W)의 하면에 접촉된다. 이 상태에서, 브러시 유닛(300)이 토대부(110)의 중심점(101)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전된다. 또, 기판(W)이 도시하지 않은 기판 유지 장치에 의하여 회전된다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 외측 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

본 예에서는, 하면 브러시(100)의 직경은, 기판(W)의 직경의 1/3보다 크고 또한 1/2보다 작다. 이 경우, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면 중앙 영역의 하방과 하면 외측 영역의 하방의 사이에서 이동됨으로써, 기판(W)의 하면 전체가 효율적으로 세정된다. 그 때문에, 하면 브러시(100)를 과도하게 크게 할 필요가 없다. 또한, 기판(W)의 직경은, 예를 들면 300mm이다.

도 5에 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면 중앙 영역의 하방으로 이동되었을 때에 세정 가능한 영역과, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면 외측 영역의 하방으로 이동되었을 때에 세정 가능한 영역은 약간 중복되어도 된다. 여기서, 브러시 유닛(300)에 의한 세정 가능한 영역(이하, 간단하게 세정 가능 영역이라고 부른다.)은, 하면 브러시(100)가 회전했을 때에 세정부(120, 130) 상면의 궤적에 포함되는 원형의 영역이다.

기판(W)의 하면의 세정 시에는, 기판(W)의 하면에 세정액이 공급되어도 된다. 이 경우, 기판(W)의 하면에 부착되는 오염물을 보다 효율적으로 제거할 수 있다. 기판(W)의 하면에 공급된 세정액은, 도 4의 하면 브러시(100)에 형성된 복수의 관통 구멍(113) 또는 브러시 베이스(200)에 형성된 복수의 관통 구멍(203)을 통과하여 브러시 베이스(200)의 하면으로 배출된다. 그 때문에, 세정액이 하면 브러시(100) 상에 체류하는 것이 방지된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 브러시 베이스(200)의 하면의 주연 영역에는, 외하방을 향하여 경사지는 경사부(220)가 형성된다. 그 때문에, 브러시 베이스(200)의 하면에 배출된 세정액은, 브러시 베이스(200)의 내방으로 인도되는 일 없이, 경사부(220)를 타고 외방으로 인도되어, 브러시 베이스(200)로부터 배출된다. 이에 의하여, 회전축(400) 또는 모터 등에 세정액이 부착되는 것이 방지된다.

(3) 변형예

본 실시 형태에 있어서, 하면 브러시(100)는 반원 형상, 즉 중심각이 180도인 부채꼴 형상을 갖지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 도 6은, 제1 변형예에 따른 하면 브러시(100)의 평면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 변형예에 따른 하면 브러시(100)는, 중심각이 120도인 부채꼴 형상을 갖는다. 도 7은, 제2 변형예에 따른 하면 브러시(100)의 평면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제2 변형예에 따른 하면 브러시(100)는, 중심각이 90도인 부채꼴 형상을 갖는다.

구체적으로는, 제1 및 제2 변형예에 따른 하면 브러시(100) 중 어느 것에 있어서도, 토대부(110)가 부채꼴 형상을 갖는다. 세정부(120)는, 원호 형상을 갖고, 토대부(110)의 원호 부분의 가장자리를 따르도록 배치된다. 세정부(130)는, 평면에서 보았을 때, 세정부(120)의 양단부와 중심점(101)을 연결하는 경로 상에 배치된다.

또, 도 3, 도 6 및 도 7의 예에서는, 세정부(120)의 일단부와 중심점(101)을 연결하는 경로, 및 세정부(120)의 타단부와 중심점(101)을 연결하는 경로는 직선 형상이지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 세정부(120)의 일단부와 중심점(101)을 연결하는 경로는 직선 형상이 아니어도 된다. 마찬가지로, 세정부(120)의 타단부와 중심점(101)을 연결하는 경로는 직선 형상이 아니어도 된다.

도 8은, 제3 변형예에 따른 하면 브러시(100)의 평면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제3 변형예에 있어서는, 세정부(120)의 일단부와 중심점(101)을 연결하는 경로, 및 세정부(120)의 타단부와 중심점(101)을 연결하는 경로는 만곡하고 있다. 이 경우, 세정부(130)는, 평면에서 보았을 때, 세정부(120)의 양단부와 중심점(101)을 만곡하면서 연결하도록 배치된다.

도 9 및 도 10은, 제4 변형예에 따른 하면 브러시(100)의 평면도이다. 도 10에 있어서는, 관통 구멍(111~113)의 도시를 생략하고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제4 변형예에 있어서는, 세정부(120)의 일단부와 중심점(101)을 연결하는 경로, 및 세정부(120)의 타단부와 중심점(101)을 연결하는 경로는 굴곡되어 있다. 이 경우, 세정부(130)는, 평면에서 보았을 때, 세정부(120)의 양단부와 중심점(101)을 굴곡되게 하면서 연결되도록 배치된다.

제1~제4 변형예 중 어느 것에 있어서도, 브러시 유닛(300)(도 4)이 토대부(110)의 중심점(101)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전됨으로써, 하면 브러시(100)의 세정부(120, 130)의 상면이 시분할적으로 기판(W)의 하면 중앙 영역의 전체에 접한다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 중앙 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

또, 도 10에 일점쇄선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 평면에서 보았을 때, 중심점(101)을 중심으로 하는 세정부(130)의 둘레 방향의 길이는, 중심점(101)으로부터 경방향 외방을 향하여 비례적으로 증가하는 것이 바람직하다. 이 형상에 의하면, 브러시 유닛(300)을 1회전시켰을 때에, 세정부(130)의 상면과 기판(W)의 하면의 접촉 빈도가 균일에 가까워진다. 이에 의하여, 기판(W)을 보다 균일하게 세정할 수 있다.

(4) 효과

본 실시 형태에 따른 하면 브러시(100)에 있어서는, 세정부(120)가, 토대부(110)의 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 일방향으로 연장된다. 세정부(130)가, 토대부(110)의 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 평면에서 보았을 때 일방향에 있어서의 세정부(120)의 일단부와 토대부(110)의 중심점(101)을 연결하는 경로 상에 배치된다. 세정부(120, 130)에 의하여 기판(W)의 하면이 세정된다.

도 11은, 도 1의 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 하면 중앙 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다. 도 11의 상단에는, 기판(W)의 하방에 있어서의 하면 브러시(100)의 평면도가 나타내어지고, 기판(W)이 이점쇄선으로 나타내어진다. 도 11의 하단에는, 하면 브러시(100)의 측면도가 나타내어진다.

도 11의 상단에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(100)가 기판(W)의 하면 중앙 영역에 접촉하는 상태로, 하면 브러시(100)가 중심점(101)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전된다. 이 경우, 하면 브러시(100)의 세정부(120, 130)의 상면이 시분할적으로 기판(W)의 하면 중앙 영역의 전체에 접한다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 중앙 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

또, 세정부(120, 130)의 상면을 기판(W)의 하면 중앙 영역에 접촉시킴으로써, 기판(W)에 굴곡 또는 휨 등의 변형이 발생한다. 이 경우여도, 평면에서 보았을 때의 세정부(120, 130)의 순간적인 점유 영역은 작기 때문에, 도 11의 하단에 굵은 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 변형에 추종하여 세정부(120, 130)의 상면을 전체적으로 하면 중앙 영역에 접촉시키는 것이 용이해진다.

또한, 기판(W)의 하면 중앙 영역과 세정부(120, 130)의 상면의 순간적인 접촉 면적이 작기 때문에, 하면 브러시(100)에 가해지는 하중이 비교적 작은 경우여도, 충분한 하중으로 기판(W)의 하면 중앙 영역과 세정부(120, 130)의 상면이 접촉한다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 중앙 영역을 효율적으로 세정할 수 있다.

도 12는, 도 1의 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 하면 외측 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다. 도 12의 상단에는, 기판(W)의 하방에 있어서의 하면 브러시(100)의 평면도가 나타내어지고, 기판(W)이 이점쇄선으로 나타내어진다. 도 12의 하단에는, 하면 브러시(100)의 측면도가 나타내어진다.

도 12의 상단에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(100)가 기판(W)의 하면 외측 영역에 접촉하는 상태로, 하면 브러시(100)가 중심점(101)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전된다. 또, 기판(W)이 기판 유지 장치에 의하여 회전된다. 이 경우, 하면 브러시(100)의 세정부(120, 130)의 상면이 시분할적으로 기판(W)의 하면 외측 영역의 전체에 접한다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 외측 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

또, 세정부(120, 130)의 상면을 기판(W)의 하면 외측 영역에 접촉시킴으로써, 기판(W)에 변형이 발생한다. 이 경우여도, 평면에서 보았을 때의 세정부(120, 130)의 순간적인 점유 영역은 작기 때문에, 도 12의 하단에 굵은 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 변형에 추종하여 세정부(120, 130)의 상면을 전체적으로 하면 외측 영역에 접촉시키는 것이 용이해진다.

또한, 기판(W)의 하면 외측 영역과 세정부(120, 130)의 상면의 순간적인 접촉 면적이 작기 때문에, 하면 브러시(100)에 가해지는 하중이 비교적 작은 경우여도, 충분한 하중으로 기판(W)의 하면 외측 영역과 세정부(120, 130)의 상면이 접촉한다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 외측 영역을 효율적으로 세정할 수 있다.

또, 세정부(120)는, 평면에서 보았을 때 토대부(110)의 중심점(101)을 중심으로 하는 원호 형상을 갖는다. 이 경우, 하면 브러시(100)를 1회전시켰을 때에, 기판(W)의 하면과 세정부(120)의 접촉 빈도가 균일에 가까워진다. 이에 의하여, 기판(W)을 보다 균일하게 세정할 수 있다.

세정부(130)는, 평면에서 보았을 때 일방향에 있어서의 세정부(120)의 타단부와 토대부(110)의 중심점(101)을 연결하는 경로 상에 추가로 배치된다. 이 경우, 하면 브러시(100)의 기판(W)의 변형에 대한 추종성이 저해되는 일 없이, 기판(W)의 하면과 세정부(130)의 접촉 빈도가 향상된다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면을 보다 효율적으로 세정할 수 있다.

구체적으로는, 세정부(120, 130)는, 평면에서 보았을 때 부채꼴 형상을 형성한다. 이 경우, 하면 브러시(100)를 1회전시켰을 때에, 기판(W)의 하면과 세정부(120, 130)의 접촉 빈도가 보다 균일에 가까워진다. 이에 의하여, 기판(W)을 보다 균일하게 세정할 수 있다. 또, 간단한 가공에 의하여 하면 브러시(100)를 제조할 수 있다.

또, 세정부(120, 130)에 의하여 형성되는 부채꼴 형상의 중심각은, 180도 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 평면에서 보았을 때의 세정부(120, 130)의 순간적인 점유 영역은 충분히 작기 때문에, 하면 브러시(100)의 기판(W)의 변형에 대한 추종성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 예에서는, 토대부(110)는 평면에서 보았을 때 부채꼴 형상을 갖고, 세정부(120, 130)는 평면에서 보았을 때 토대부(110)의 가장자리부를 따라 배치된다. 이 경우, 하면 브러시(100)를 소형화하는 것이 용이해진다. 또, 하면 브러시(100)의 기판(W)의 변형에 대한 추종성을 보다 향상시킬 수 있다.

(5) 참고예

참고예에 따른 하면 브러시에 대하여, 본 실시 형태에 따른 하면 브러시(100)와 상이한 점을 설명한다. 도 13은, 참고예에 따른 하면 브러시의 평면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 참고예에 따른 하면 브러시(500)는, 토대부(510) 및 세정부(520, 530)를 포함한다. 토대부(510)는, 원판 형상을 갖는다. 토대부(510)에는, 평면에서 보았을 때, 기하학적 중심에 위치하는 중심점(501)이 정의된다.

세정부(520, 530)는, 토대부(510)의 상면으로부터 상방으로 돌출하도록 토대부(510)의 상면에 형성된다. 세정부(520, 530)의 상면은, 기판(W)의 하면을 세정하기 위한 세정면이 된다. 세정부(520)는, 원환 형상을 갖고, 토대부(510)의 원형의 외연을 따르도록 배치된다. 세정부(530)는, 평면에서 보았을 때, 토대부(510)의 중심점(501)을 지나 토대부(510)의 경방향으로 연장되도록 배치된다. 세정부(530)의 양단은, 세정부(520)와 접촉한다.

토대부(510)에는, 복수의 관통 구멍(511), 복수의 관통 구멍(512) 및 복수의 관통 구멍(513)이 형성된다. 관통 구멍(511)은, 도 3의 관통 구멍(111)과 동일한 구성을 갖는다. 관통 구멍(512)은, 도 3의 관통 구멍(112)과 동일한 구성을 갖는다. 관통 구멍(513)은, 도 3의 관통 구멍(113)과 동일한 구성을 갖는다. 하면 브러시(500)가 도 1의 브러시 베이스(200)에 장착됨으로써, 브러시 유닛이 구성된다.

도 14는, 도 13의 하면 브러시(500)에 의한 기판(W)의 하면 중앙 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(500)가 기판(W)의 하면 중앙 영역에 접촉하는 상태로, 하면 브러시(500)를 포함하는 브러시 유닛이 중심점(501)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전된다. 이 경우, 도 3의 하면 브러시(100)와 동일하게, 기판(W)의 하면 중앙 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

한편, 세정부(520, 530)의 상면을 기판(W)의 하면 중앙 영역에 접촉시킴으로써, 기판(W)에 변형이 발생한다. 여기서, 평면에서 보았을 때의 세정부(120, 130)의 순간적인 점유 영역은 크다. 구체적으로는, 평면에서 보았을 때의 세정부(120, 130)의 순간적인 점유 영역은, 브러시 유닛에 의한 세정 가능 영역과 같다. 이 경우, 도 14에 굵은 점선으로 나타내는 바와 같이, 세정부(520)의 상면의 일부가 기판(W)의 하면 중앙 영역에 접촉하고, 도 14에 굵은 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 세정부(520)의 상면의 다른 부분 및 세정부(530)가 기판(W)의 하면 중앙 영역으로부터 이격한다. 그 때문에, 기판(W)의 하면 중앙 영역을 효율적으로 세정할 수 없어, 오염물의 일부가 기판(W)의 하면 중앙 영역에 잔존한다.

도 15는, 도 13의 하면 브러시(500)에 의한 기판(W)의 하면 외측 영역의 세정 공정을 나타내는 모식도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(500)가 기판(W)의 하면 외측 영역에 접촉하는 상태로, 하면 브러시(500)를 포함하는 브러시 유닛이 중심점(501)을 지나는 수직인 축 둘레로 회전된다. 또, 기판(W)이 기판 유지 장치에 의하여 회전된다. 이 경우, 도 3의 하면 브러시(100)와 동일하게, 기판(W)의 하면 외측 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

한편, 세정부(520, 530)의 상면을 기판(W)의 하면 외측 영역에 접촉시킴으로써, 기판(W)에 변형이 발생한다. 여기서, 평면에서 보았을 때의 세정부(120, 130)의 순간적인 점유 영역은 크다. 이 경우, 도 15에 굵은 점선으로 나타내는 바와 같이, 세정부(520)의 상면의 일부가 기판(W)의 하면 외측 영역에 접촉하고, 도 15에 굵은 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 세정부(520)의 상면의 다른 부분 및 세정부(530)가 기판(W)의 하면 외측 영역으로부터 이격한다. 그 때문에, 기판(W)의 하면 외측 영역을 효율적으로 세정할 수 없어, 오염물의 일부가 기판(W)의 하면 외측 영역에 잔존한다.

2. 제2 실시 형태

제2 실시 형태에 따른 브러시 유닛(300)에 대하여, 제1 실시 형태에 따른 브러시 유닛(300)과 상이한 점을 설명한다. 도 16은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 브러시 유닛(300)의 평면도이다. 도 17은, 도 16의 브러시 유닛(300)의 측면도이다. 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 브러시 유닛(300)은, 2개의 하면 브러시(100)를 포함한다.

이하의 설명에서는, 2개의 하면 브러시(100) 중, 한쪽의 하면 브러시(100)를 하면 브러시(100A)라고 부르고, 다른 쪽의 하면 브러시(100)를 하면 브러시(100B)라고 부른다. 본 예에서는, 하면 브러시(100A, 100B)의 각각은, 도 3의 하면 브러시(100)와 동일한 형상을 갖는다. 하면 브러시(100A)와 하면 브러시(100B)는, 평면에서 보았을 때 원 형상을 구성하도록, 서로의 중심점(101)이 일치하는 상태로 배열되고, 브러시 베이스(200)에 장착된다.

여기서, 브러시 유닛(300)은, 2개의 승강부(330, 340)를 추가로 포함한다. 승강부(330)는, 예를 들면 액추에이터이며, 브러시 베이스(200)에 대하여 하면 브러시(100A)를 승강시킨다. 마찬가지로, 승강부(340)는, 예를 들면 액추에이터이며, 브러시 베이스(200)에 대하여 하면 브러시(100B)를 승강시킨다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 승강부(330)는 하면 브러시(100A)와 브러시 베이스(200)의 사이에 설치되고, 승강부(340)는 하면 브러시(100B)와 브러시 베이스(200)의 사이에 설치된다.

도 18은, 도 16의 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 세정 공정을 나타내는 모식도이다. 도 18의 상단에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(100A)를 이용하여 기판(W)의 하면을 세정할 때에는, 승강부(330)에 의하여 하면 브러시(100A)가 브러시 베이스(200)에 대하여 상승된다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면과 하면 브러시(100A)의 세정부(120, 130)가 접촉한다. 이 상태로 브러시 유닛(300)이 회전됨으로써, 기판(W)의 하면에 부착되는 오염물이 제거된다.

또, 도 18의 하단에 나타내는 바와 같이, 하면 브러시(100B)를 이용하여 기판(W)의 하면을 세정할 때에는, 승강부(340)에 의하여 하면 브러시(100B)가 브러시 베이스(200)에 대하여 상승된다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면과 하면 브러시(100B)의 세정부(120, 130)가 접촉한다. 이 상태로 브러시 유닛(300)이 회전됨으로써, 기판(W)의 하면에 부착되는 오염물이 제거된다.

하면 브러시(100A)와 하면 브러시(100B)는, 동일한 기판(W)에 대하여 교대로 사용되어도 된다. 혹은, 소정 수의 기판(W)의 세정이 행해질 때마다, 세정에 사용되는 하면 브러시(100)가 하면 브러시(100A)와 하면 브러시(100B)로 교체되어도 된다. 이러한 경우, 하면 브러시(100A, 100B)의 수명을 향상시킬 수 있다.

또, 하면 브러시(100A)와 하면 브러시(100B)는, 상이한 용도로 사용되어도 된다. 예를 들면, 하면 브러시(100A)는 오염도가 비교적 높은 기판(W)의 세정에 이용되고, 하면 브러시(100B)는 오염도가 비교적 낮은 기판(W)의 세정에 이용되어도 된다. 혹은, 하면 브러시(100A)는 금속막이 형성된 기판(W)의 세정에 이용되고, 하면 브러시(100B)는 금속막이 형성되지 않은 기판(W)의 세정에 이용되어도 된다. 이러한 경우, 하면 브러시(100A, 100B)의 소모를 최소한으로 억제하면서, 기판(W)을 적절히 세정할 수 있다.

혹은, 하면 브러시(100A)는 비교적 강한 흡착력으로 오염물이 부착된 기판(W)의 세정에 이용되고, 하면 브러시(100B)는 비교적 약한 흡착력으로 오염물이 부착된 기판(W)의 세정에 이용되어도 된다. 이 경우에 있어서, 하면 브러시(100A)는 연마 브러시여도 된다. 예를 들면, 하면 브러시(100A)는, 지립 등의 연마재가 분산된 PVA(폴리비닐알코올) 스펀지에 의하여 형성되어도 된다. 한편, 하면 브러시(100B)는, 연질 재료에 의하여 형성되어도 된다. 예를 들면, 하면 브러시(100B)는, 다공질의 불소 수지 등의 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)에 의하여 형성되어도 되고, 연마재가 포함되지 않은 PVA 스펀지에 의하여 형성되어도 된다.

3. 제3 실시 형태

(1) 기판 세정 장치의 구성

제3 실시 형태로서, 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 브러시 유닛(300)을 포함하는 기판 세정 장치의 상세한 구성을 설명한다. 도 19는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 기판 세정 장치의 모식적 평면도이다. 도 20은, 도 19의 기판 세정 장치(1)의 내부 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치(1)에 있어서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위하여 서로 직교하는 X방향, Y방향 및 Z방향을 정의한다. 도 19 및 도 20 이후의 소정의 도면에서는, X방향, Y방향 및 Z방향이 적절히 화살표로 나타내어진다. X방향 및 Y방향은 수평면 내에서 서로 직교하고, Z방향은 연직 방향에 상당한다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 기판 세정 장치(1)는, 상측 유지 장치(10A, 10B), 하측 유지 장치(20), 대좌(臺座) 장치(30), 수도(受渡) 장치(40), 하면 세정 장치(50), 컵 장치(60), 상면 세정 장치(70), 단부 세정 장치(80) 및 개폐 장치(90)를 구비한다. 이들의 구성 요소는, 유닛 하우징(2) 내에 설치된다. 도 20에서는, 유닛 하우징(2)이 점선으로 나타내어진다.

유닛 하우징(2)은, 직사각형의 바닥면부(2a)와, 바닥면부(2a)의 4변으로부터 상방으로 연장되는 4개의 측벽부(2b, 2c, 2d, 2e)를 갖는다. 측벽부(2b, 2c)가 서로 대향하고, 측벽부(2d, 2e)가 서로 대향한다. 측벽부(2b)의 중앙부에는, 직사각형의 개구가 형성되어 있다. 이 개구는, 기판(W)의 반입 반출구(2x)이며, 유닛 하우징(2)에 대한 기판(W)의 반입 시 및 반출 시에 이용된다. 도 20에서는, 반입 반출구(2x)가 굵은 점선으로 나타내어진다. 이하의 설명에 있어서는, Y방향 중 유닛 하우징(2)의 내부로부터 반입 반출구(2x)를 통과하여 유닛 하우징(2)의 외방을 향하는 방향(측벽부(2c)로부터 측벽부(2b)를 향하는 방향)을 전방이라고 부르고, 그 반대의 방향(측벽부(2b)로부터 측벽부(2c)를 향하는 방향)을 후방이라고 부른다.

측벽부(2b)에 있어서의 반입 반출구(2x)의 형성 부분 및 그 근방의 영역에는, 개폐 장치(90)가 설치되어 있다. 개폐 장치(90)는, 반입 반출구(2x)를 개폐 가능하게 구성된 셔터(91)와, 셔터(91)를 구동하는 셔터 구동부(92)를 포함한다. 도 20에서는, 셔터(91)가 굵은 이점쇄선으로 나타내어진다. 셔터 구동부(92)는, 기판 세정 장치(1)에 대한 기판(W)의 반입 시 및 반출 시에 반입 반출구(2x)를 개방하도록 셔터(91)를 구동한다. 또, 셔터 구동부(92)는, 기판 세정 장치(1)에 있어서의 기판(W)의 세정 처리 시에 반입 반출구(2x)를 폐색하도록 셔터(91)를 구동한다.

바닥면부(2a)의 중앙부에는, 대좌 장치(30)가 설치되어 있다. 대좌 장치(30)는, 리니어 가이드(31), 가동 대좌(32) 및 대좌 구동부(33)를 포함한다. 리니어 가이드(31)는, 2개의 레일을 포함하고, 평면에서 보았을 때 측벽부(2b)의 근방에서 측벽부(2c)의 근방까지 Y방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 가동 대좌(32)는, 리니어 가이드(31)의 2개의 레일 상에서 Y방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 대좌 구동부(33)는, 예를 들면 펄스 모터를 포함하고, 리니어 가이드(31) 상에서 가동 대좌(32)를 Y방향으로 이동시킨다.

가동 대좌(32) 상에는, 하측 유지 장치(20) 및 하면 세정 장치(50)가 Y방향으로 늘어서도록 설치되어 있다. 하측 유지 장치(20)는, 흡착 유지부(21) 및 흡착 유지 구동부(22)를 포함한다. 흡착 유지부(21)는, 이른바 스핀 척이며, 기판(W)의 하면을 흡착 유지 가능한 원형의 흡착면을 갖고, 상하 방향으로 연장되는 축(Z방향의 축)의 둘레로 회전 가능하게 구성된다. 도 19에서는, 하측 유지 장치(20)에 의하여 흡착 유지된 기판(W)의 외형이 이점쇄선으로 나타내어진다.

흡착 유지 구동부(22)는, 모터를 포함한다. 흡착 유지 구동부(22)의 모터는, 회전축이 상방을 향하여 돌출하도록 가동 대좌(32) 상에 설치되어 있다. 흡착 유지부(21)는, 흡착 유지 구동부(22)의 회전축의 상단부에 장착된다. 또, 흡착 유지 구동부(22)의 회전축에는, 흡착 유지부(21)에 있어서 기판(W)을 흡착 유지하기 위한 흡인 경로가 형성되어 있다. 그 흡인 경로는, 도시하지 않은 흡기 장치에 접속되어 있다. 흡착 유지 구동부(22)는, 흡착 유지부(21)를 상기의 회전축의 둘레로 회전시킨다.

가동 대좌(32) 상에는, 하측 유지 장치(20)의 근방에 추가로 수도 장치(40)가 설치되어 있다. 수도 장치(40)는, 복수(본 예에서는 3개)의 지지 핀(41), 핀 연결 부재(42) 및 핀 승강 구동부(43)를 포함한다. 핀 연결 부재(42)는, 평면에서 보았을 때 흡착 유지부(21)를 둘러싸도록 형성되고, 복수의 지지 핀(41)을 연결한다. 복수의 지지 핀(41)은, 핀 연결 부재(42)에 의하여 서로 연결된 상태로, 핀 연결 부재(42)로부터 일정 길이 상방으로 연장된다. 핀 승강 구동부(43)는, 가동 대좌(32) 상에서 핀 연결 부재(42)를 승강시킨다. 이에 의하여, 복수의 지지 핀(41)이 흡착 유지부(21)에 대하여 상대적으로 승강한다.

하면 세정 장치(50)는, 브러시 유닛(300), 2개의 액 노즐(52), 기체 분출부(53), 승강 지지부(54), 이동 지지부(55), 하면 브러시 회전 구동부(55a), 하면 브러시 승강 구동부(55b) 및 하면 브러시 이동 구동부(55c)를 포함한다. 이동 지지부(55)는, 가동 대좌(32) 상의 일정 영역 내에서 하측 유지 장치(20)에 대하여 Y방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 이동 지지부(55) 상에, 승강 지지부(54)가 승강 가능하게 설치되어 있다. 승강 지지부(54)는, 흡착 유지부(21)로부터 멀어지는 방향(본 예에서는 후방)에 있어서 비스듬한 하방으로 경사지는 상면(54u)을 갖는다.

브러시 유닛(300)은, 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 하면 브러시(100)와, 브러시 베이스(200)를 포함한다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)은, 하면 브러시(100)가 상방을 향하고 또한 토대부(110)의 중심점(101)(도 3)을 지나 상하 방향으로 연장되는 축의 둘레로 회전 가능해지도록, 승강 지지부(54)의 상면(54u)에 장착되어 있다. 하면 브러시(100)의 토대부(110)의 면적은, 흡착 유지부(21)의 흡착면의 면적보다 크다.

2개의 액 노즐(52)의 각각은, 브러시 유닛(300)의 근방에 위치하고 또한 액체 토출구가 상방을 향하도록, 승강 지지부(54)의 상면(54u) 상에 장착되어 있다. 액 노즐(52)에는, 하면 세정액 공급부(56)(도 21)가 접속되어 있다. 하면 세정액 공급부(56)는, 액 노즐(52)에 세정액을 공급한다. 액 노즐(52)은, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 세정 시에, 하면 세정액 공급부(56)로부터 공급되는 세정액을 기판(W)의 하면에 공급한다. 본 실시 형태에서는, 액 노즐(52)에 공급되는 세정액으로서 순수(탈이온수)가 이용된다. 또한, 액 노즐(52)에 공급되는 세정액으로서는, 순수 대신에, 탄산수, 오존수, 수소수, 전해 이온수, SC1(암모니아와 과산화수소수의 혼합 용액) 또는 TMAH(수산화 테트라메틸암모늄) 등을 이용할 수도 있다.

기체 분출부(53)는, 일방향으로 연장되는 기체 분출구를 갖는 슬릿 형상의 기체 분사 노즐이다. 기체 분출부(53)는, 평면에서 보았을 때 브러시 유닛(300)과 흡착 유지부(21)의 사이에 위치하고 또한 기체 분사구가 상방을 향하도록, 승강 지지부(54)의 상면(54u)에 장착되어 있다. 기체 분출부(53)에는, 분출 기체 공급부(57)(도 21)가 접속되어 있다. 분출 기체 공급부(57)는, 기체 분출부(53)에 기체를 공급한다. 본 실시 형태에서는, 기체 분출부(53)에 공급되는 기체로서 질소 가스가 이용된다. 기체 분출부(53)는, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 세정 시 및 후술하는 기판(W)의 하면의 건조 시에, 분출 기체 공급부(57)로부터 공급되는 기체를 기판(W)의 하면에 분사한다. 이 경우, 브러시 유닛(300)과 흡착 유지부(21)의 사이에, X방향으로 연장되는 띠 형상의 기체 커튼이 형성된다. 기체 분출부(53)에 공급되는 기체로서는, 질소 가스 대신에, 아르곤 가스 또는 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 이용할 수도 있다.

하면 브러시 회전 구동부(55a)는, 회전축(400)(도 4)을 갖는 모터를 포함하고, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 세정 시에 브러시 유닛(300)을 회전시킨다. 이에 의하여, 브러시 유닛(300)에 의한 세정 가능 영역을 크게 유지할 수 있다.

하면 브러시 승강 구동부(55b)는, 스테핑 모터 또는 에어 실린더를 포함하고, 이동 지지부(55)에 대하여 승강 지지부(54)를 승강시킨다. 하면 브러시 이동 구동부(55c)는, 모터를 포함하고, 가동 대좌(32) 상에서 이동 지지부(55)를 Y방향으로 이동시킨다. 여기서, 가동 대좌(32)에 있어서의 하측 유지 장치(20)의 위치는 고정되어 있다. 그 때문에, 하면 브러시 이동 구동부(55c)에 의한 이동 지지부(55)의 Y방향의 이동 시에는, 이동 지지부(55)가 하측 유지 장치(20)에 대하여 상대적으로 이동한다. 이하의 설명에서는, 가동 대좌(32) 상에서 하측 유지 장치(20)에 가장 가까워질 때의 하면 세정 장치(50)의 위치를 접근 위치라고 부르고, 가동 대좌(32) 상에서 하측 유지 장치(20)로부터 가장 떨어졌을 때의 하면 세정 장치(50)의 위치를 이격 위치라고 부른다.

바닥면부(2a)의 중앙부에는, 추가로 컵 장치(60)가 설치되어 있다. 컵 장치(60)는, 컵(61) 및 컵 구동부(62)를 포함한다. 컵(61)은, 평면에서 보았을 때 하측 유지 장치(20) 및 대좌 장치(30)를 둘러싸도록 또한 승강 가능하게 설치되어 있다. 도 20에 있어서는, 컵(61)이 점선으로 나타내어진다. 컵 구동부(62)는, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면에 있어서의 어느 부분을 세정하는지에 따라 컵(61)을 하측 컵 위치와 상측 컵 위치의 사이에서 이동시킨다. 하측 컵 위치는 컵(61)의 상단부가 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지되는 기판(W)보다 하방에 위치하는 높이 위치이다. 또, 상측 컵 위치는 컵(61)의 상단부가 흡착 유지부(21)보다 상방에 위치하는 높이 위치이다.

컵(61)보다 상방의 높이 위치에는, 평면에서 보았을 때 대좌 장치(30)를 사이에 두고 대향하도록 한 쌍의 상측 유지 장치(10A, 10B)가 설치되어 있다. 상측 유지 장치(10A)는, 하측 척(11A), 상측 척(12A), 하측 척 구동부(13A) 및 상측 척 구동부(14A)를 포함한다. 상측 유지 장치(10B)는, 하측 척(11B), 상측 척(12B), 하측 척 구동부(13B) 및 상측 척 구동부(14B)를 포함한다.

하측 척(11A, 11B)은, 평면에서 보았을 때 흡착 유지부(21)의 중심을 지나 Y방향(전후 방향)으로 연장되는 연직면에 관하여 대칭으로 배치되고, 공통의 수평면 내에서 X방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 하측 척(11A, 11B)의 각각은, 기판(W)의 하면 주연부를 기판(W)의 하방으로부터 지지 가능한 2개의 지지편을 갖는다. 하측 척 구동부(13A, 13B)는, 하측 척(11A, 11B)이 서로 가까워지도록, 또는 하측 척(11A, 11B)이 서로 멀어지도록, 하측 척(11A, 11B)을 이동시킨다.

상측 척(12A, 12B)은, 하측 척(11A, 11B)과 동일하게, 평면에서 보았을 때 흡착 유지부(21)의 중심을 지나 Y방향(전후 방향)으로 연장되는 연직면에 관하여 대칭으로 배치되고, 공통의 수평면 내에서 X방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 상측 척(12A, 12B)의 각각은, 기판(W)의 외주 단부의 2개의 부분에 맞닿아 기판(W)의 외주 단부를 유지 가능하게 구성된 2개의 유지편을 갖는다. 상측 척 구동부(14A, 14B)는, 상측 척(12A, 12B)이 서로 가까워지도록, 또는 상측 척(12A, 12B)이 서로 멀어지도록, 상측 척(12A, 12B)을 이동시킨다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 컵(61)의 일측방에 있어서는, 평면에서 보았을 때 상측 유지 장치(10B)의 근방에 위치하도록, 상면 세정 장치(70)가 설치되어 있다. 상면 세정 장치(70)는, 회전 지지축(71), 아암(72), 스프레이 노즐(73) 및 상면 세정 구동부(74)를 포함한다.

회전 지지축(71)은, 바닥면부(2a) 상에서, 상하 방향으로 연장되도록 또한 승강 가능하게 또한 회전 가능하게 상면 세정 구동부(74)에 의하여 지지된다. 아암(72)은, 도 20에 나타내는 바와 같이, 상측 유지 장치(10B)보다 상방의 위치에서, 회전 지지축(71)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 아암(72)의 선단부에는, 스프레이 노즐(73)이 장착되어 있다.

스프레이 노즐(73)에는, 상면 세정 유체 공급부(75)(도 21)가 접속된다. 상면 세정 유체 공급부(75)는, 스프레이 노즐(73)에 세정액 및 기체를 공급한다. 본 실시 형태에서는, 스프레이 노즐(73)에 공급되는 세정액으로서 순수가 이용되고, 스프레이 노즐(73)에 공급되는 기체로서 질소 가스가 이용된다. 스프레이 노즐(73)은, 기판(W)의 상면의 세정 시에, 상면 세정 유체 공급부(75)로부터 공급되는 세정액과 기체를 혼합하여 혼합 유체를 생성하고, 생성된 혼합 유체를 하방으로 분사한다.

또한, 스프레이 노즐(73)에 공급되는 세정액으로서는, 순수 대신에, 탄산수, 오존수, 수소수, 전해 이온수, SC1(암모니아와 과산화수소수의 혼합 용액) 또는 TMAH(수산화 테트라메틸암모늄) 등을 이용할 수도 있다. 또, 스프레이 노즐(73)에 공급되는 기체로서는, 질소 가스 대신에 아르곤 가스 또는 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 이용할 수도 있다.

상면 세정 구동부(74)는, 1 또는 복수의 펄스 모터 및 에어 실린더 등을 포함하고, 회전 지지축(71)을 승강시킴과 더불어, 회전 지지축(71)을 회전시킨다. 상기의 구성에 의하면, 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지되어 회전되는 기판(W)의 상면 상에서, 스프레이 노즐(73)을 원호 형상으로 이동시킴으로써, 기판(W)의 상면 전체를 세정할 수 있다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 컵(61)의 타측방에 있어서는, 평면에서 보았을 때 상측 유지 장치(10A)의 근방에 위치하도록, 단부 세정 장치(80)가 설치되어 있다. 단부 세정 장치(80)는, 회전 지지축(81), 아암(82), 베벨 브러시(83) 및 베벨 브러시 구동부(84)를 포함한다.

회전 지지축(81)은, 바닥면부(2a) 상에서, 상하 방향으로 연장되도록 또한 승강 가능하게 또한 회전 가능하게 베벨 브러시 구동부(84)에 의하여 지지된다. 아암(82)은, 도 20에 나타내는 바와 같이, 상측 유지 장치(10A)보다 상방의 위치에서, 회전 지지축(81)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 아암(82)의 선단부에는, 하방을 향하여 돌출하도록 또한 상하 방향의 축의 둘레로 회전 가능해지도록 베벨 브러시(83)가 설치되어 있다.

베벨 브러시(83)는, 예를 들면 PVA 스펀지 또는 지립이 분산된 PVA 스펀지에 의하여 형성되고, 상반부가 역원뿔대 형상을 가짐과 더불어 하반부가 원뿔대 형상을 갖는다. 이 베벨 브러시(83)에 의하면, 외주면의 상하 방향에 있어서의 중앙 부분에서 기판(W)의 외주 단부를 세정할 수 있다.

베벨 브러시 구동부(84)는, 1 또는 복수의 펄스 모터 및 에어 실린더 등을 포함하고, 회전 지지축(81)을 승강시킴과 더불어, 회전 지지축(81)을 회전시킨다. 상기의 구성에 의하면, 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지되어 회전되는 기판(W)의 외주 단부에 베벨 브러시(83)의 외주면의 중앙 부분을 접촉시킴으로써, 기판(W)의 외주 단부 전체를 세정할 수 있다.

여기서, 베벨 브러시 구동부(84)는, 추가로 아암(82)에 내장되는 모터를 포함한다. 그 모터는, 아암(82)의 선단부에 설치되는 베벨 브러시(83)를 상하 방향의 축의 둘레로 회전시킨다. 따라서, 기판(W)의 외주 단부의 세정 시에, 베벨 브러시(83)가 회전함으로써, 기판(W)의 외주 단부에 있어서의 베벨 브러시(83)의 세정력이 향상된다.

도 21은, 도 19의 기판 세정 장치(1)의 제어 계통의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 21의 제어부(9)는, CPU(중앙 연산 처리 장치), RAM(랜덤 액세스 메모리), ROM(리드 온리 메모리) 및 기억 장치를 포함한다. RAM은, CPU의 작업 영역으로서 이용된다. ROM은, 시스템 프로그램을 기억한다. 기억 장치는, 제어 프로그램을 기억한다. CPU가 기억 장치에 기억된 기판 세정 프로그램을 RAM 상에서 실행함으로써 기판 세정 장치(1)의 각 부의 동작이 제어된다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 제어부(9)는, 주로, 기판 세정 장치(1)에 반입되는 기판(W)을 수취하여, 흡착 유지부(21)의 상방의 위치에서 유지하기 위하여, 하측 척 구동부(13A, 13B) 및 상측 척 구동부(14A, 14B)를 제어한다. 또, 제어부(9)는, 주로, 흡착 유지부(21)에 의하여 기판(W)을 흡착 유지함과 더불어 흡착 유지된 기판(W)을 회전시키기 위하여, 흡착 유지 구동부(22)를 제어한다.

또, 제어부(9)는, 주로, 상측 유지 장치(10A, 10B)에 의하여 유지되는 기판(W)에 대하여 가동 대좌(32)를 이동시키기 위하여, 대좌 구동부(33)를 제어한다. 또, 제어부(9)는, 상측 유지 장치(10A, 10B)에 의하여 유지되는 기판(W)의 높이 위치와, 흡착 유지부(21)에 의하여 유지되는 기판(W)의 높이 위치의 사이에서 기판(W)을 이동시키기 위하여, 핀 승강 구동부(43)를 제어한다.

또, 제어부(9)는, 기판(W)의 하면을 세정하기 위하여, 하면 브러시 회전 구동부(55a), 하면 브러시 승강 구동부(55b), 하면 브러시 이동 구동부(55c), 하면 세정액 공급부(56) 및 분출 기체 공급부(57)를 제어한다. 또, 제어부(9)는, 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지된 기판(W)의 세정 시에 기판(W)으로부터 비산하는 세정액을 컵(61)으로 받아내기 위하여, 컵 구동부(62)를 제어한다.

또, 제어부(9)는, 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지된 기판(W)의 상면을 세정하기 위하여, 상면 세정 구동부(74) 및 상면 세정 유체 공급부(75)를 제어한다. 또, 제어부(9)는, 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지된 기판(W)의 외주 단부를 세정하기 위하여, 베벨 브러시 구동부(84)를 제어한다. 또한, 제어부(9)는, 기판 세정 장치(1)에 있어서의 기판(W)의 반입 시 및 반출 시에 유닛 하우징(2)의 반입 반출구(2x)를 개폐하기 위하여, 셔터 구동부(92)를 제어한다.

(2) 기판 세정 장치의 동작

도 22~도 33은, 도 19의 기판 세정 장치(1)의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 도 22~도 33의 각각에 있어서는, 상단에 기판 세정 장치(1)의 평면도가 나타내어진다. 또, 중단에 Y방향을 따라 본 하측 유지 장치(20) 및 그 주변부의 측면도가 나타내어지고, 하단에 X방향을 따라 본 하측 유지 장치(20) 및 그 주변부의 측면도가 나타내어진다. 중단의 측면도는 도 19의 A-A선 측면도에 대응하고, 하단의 측면도는 도 19의 B-B선 측면도에 대응한다. 또한, 기판 세정 장치(1)에 있어서의 각 구성 요소의 형상 및 동작 상태의 이해를 용이하게 하기 위하여, 상단의 평면도와 중단 및 하단의 측면도의 사이에서는, 일부의 구성 요소의 확대/축소율이 상이하다. 또, 도 22~도 33에서는, 컵(61)이 이점쇄선으로 나타내어짐과 더불어, 기판(W)의 외형이 굵은 일점쇄선으로 나타내어진다.

기판 세정 장치(1)에 기판(W)이 반입되기 전의 초기 상태에 있어서는, 개폐 장치(90)의 셔터(91)가 반입 반출구(2x)를 폐색하고 있다. 또, 도 19에 나타내어지는 바와 같이, 하측 척(11A, 11B)은, 하측 척(11A, 11B) 간의 거리가 기판(W)의 직경보다 충분히 커지는 상태로 유지되어 있다. 또, 상측 척(12A, 12B)도, 상측 척(12A, 12B) 간의 거리가 기판(W)의 직경보다 충분히 커지는 상태로 유지되어 있다. 또, 대좌 장치(30)의 가동 대좌(32)는, 평면에서 보았을 때 흡착 유지부(21)의 중심이 컵(61)의 중심에 위치하도록 배치되어 있다. 또, 가동 대좌(32) 상에서 하면 세정 장치(50)는, 접근 위치에 배치되어 있다. 또, 하면 세정 장치(50)의 승강 지지부(54)는, 브러시 유닛(300)의 상단부가 흡착 유지부(21)보다 하방에 위치하는 상태에 있다. 또, 수도 장치(40)는, 복수의 지지 핀(41)이 흡착 유지부(21)보다 하방에 위치하는 상태에 있다. 또한, 컵 장치(60)에 있어서는, 컵(61)은 하측 컵 위치에 있다. 이하의 설명에서는, 평면에서 보았을 때의 컵(61)의 중심 위치를 평면 기준 위치(rp)라고 부른다. 또, 평면에서 보았을 때 흡착 유지부(21)의 중심이 평면 기준 위치(rp)에 있을 때의 바닥면부(2a) 상의 가동 대좌(32)의 위치를 제1 수평 위치라고 부른다.

기판 세정 장치(1)의 유닛 하우징(2) 내에 기판(W)이 반입된다. 구체적으로는, 기판(W)의 반입의 직전에 셔터(91)가 반입 반출구(2x)를 개방한다. 그 후, 도 22에 굵은 실선의 화살표 a1로 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 기판 반송 로봇의 핸드(기판 유지부)(RH)가 반입 반출구(2x)를 통과하여 유닛 하우징(2) 내의 대략 중앙의 위치에 기판(W)을 반입한다. 이때, 핸드(RH)에 의하여 유지되는 기판(W)은, 도 22에 나타내는 바와 같이, 하측 척(11A) 및 상측 척(12A)과 하측 척(11B) 및 상측 척(12B)의 사이에 위치한다.

다음으로, 도 23에 굵은 실선의 화살표 a2로 나타내는 바와 같이, 하측 척(11A, 11B)의 복수의 지지편이 기판(W)의 하면 주연부의 하방에 위치하도록, 하측 척(11A, 11B)이 서로 가까워진다. 이 상태에서, 핸드(RH)가 하강하고, 반입 반출구(2x)로부터 퇴출한다. 그에 의하여, 핸드(RH)에 유지된 기판(W)의 하면 주연부의 복수의 부분이, 하측 척(11A, 11B)의 복수의 지지편에 의하여 지지된다. 핸드(RH)의 퇴출 후, 셔터(91)는 반입 반출구(2x)를 폐색한다.

다음으로, 도 24에 굵은 실선의 화살표 a3으로 나타내는 바와 같이, 상측 척(12A, 12B)의 복수의 유지편이 기판(W)의 외주 단부에 맞닿도록, 상측 척(12A, 12B)이 서로 가까워진다. 상측 척(12A, 12B)의 복수의 유지편이 기판(W)의 외주 단부의 복수의 부분에 맞닿음으로써, 하측 척(11A, 11B)에 의하여 지지된 기판(W)이 상측 척(12A, 12B)에 의하여 추가로 유지된다. 이와 같이 하여, 상측 유지 장치(10A, 10B)에 의하여 유지되는 기판(W)의 중심은, 평면에서 보았을 때 평면 기준 위치(rp)와 겹쳐지거나 거의 겹쳐진다. 또, 도 24에 굵은 실선의 화살표 a4로 나타내는 바와 같이, 흡착 유지부(21)가 평면 기준 위치(rp)로부터 소정 거리 어긋남과 더불어 브러시 유닛(300)의 중심점(101)(도 3)이 평면 기준 위치(rp)에 위치하도록, 가동 대좌(32)가 제1 수평 위치에서 전방으로 이동한다. 이때, 바닥면부(2a) 상에 위치하는 가동 대좌(32)의 위치를 제2 수평 위치라고 부른다.

다음으로, 도 25에 굵은 실선의 화살표 a5로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면 중앙 영역에 접촉하도록, 승강 지지부(54)가 상승한다. 또, 도 25에 굵은 실선의 화살표 a6으로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)이 상하 방향의 축의 둘레로 회전(자전)한다. 그에 의하여, 기판(W)의 하면 중앙 영역에 부착되는 오염 물질이 브러시 유닛(300)에 의하여 물리적으로 박리된다.

도 25의 하단에는, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면에 접촉하는 부분의 확대 측면도가 말풍선 내에 나타내어진다. 그 말풍선 내에 나타내어지는 바와 같이, 브러시 유닛(300)이 기판(W)에 접촉하는 상태로, 액 노즐(52) 및 기체 분출부(53)는, 기판(W)의 하면에 근접하는 위치에 유지된다. 이때, 액 노즐(52)은, 흰색의 화살표 a51로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)의 근방의 위치에서 기판(W)의 하면을 향하여 세정액을 토출한다. 이에 의하여, 액 노즐(52)로부터 기판(W)의 하면에 공급된 세정액이 브러시 유닛(300)과 기판(W)의 접촉부로 인도됨으로써, 브러시 유닛(300)에 의하여 기판(W)의 하면으로부터 제거된 오염 물질이 세정액에 의하여 씻겨 나간다. 이와 같이, 하면 세정 장치(50)에 있어서는, 액 노즐(52)이 브러시 유닛(300)과 함께 승강 지지부(54)에 장착되어 있다. 그에 의하여, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 하면의 세정 부분에 효율적으로 세정액을 공급할 수 있다. 따라서, 세정액의 소비량이 저감됨과 더불어 세정액의 과도한 비산이 억제된다.

또한, 기판(W)의 하면을 세정할 때의 브러시 유닛(300)의 회전 속도는, 액 노즐(52)로부터 기판(W)의 하면에 공급되는 세정액이 브러시 유닛(300)의 측방에 비산하지 않는 정도의 속도로 유지된다.

여기서, 승강 지지부(54)의 상면(54u)은, 흡착 유지부(21)로부터 멀어지는 방향에 있어서 비스듬한 하방으로 경사져 있다. 이 경우, 기판(W)의 하면으로부터 오염 물질을 포함하는 세정액이 승강 지지부(54) 상에 낙하하는 경우에, 상면(54u)에 의하여 받아내어진 세정액이 흡착 유지부(21)로부터 멀어지는 방향으로 인도된다.

또, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 하면의 세정 시에는, 기체 분출부(53)가, 도 25의 말풍선 내에 흰색의 화살표 a52로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)과 흡착 유지부(21) 사이의 위치에서 기판(W)의 하면을 향하여 기체를 분사한다. 본 실시 형태에 있어서는, 기체 분출부(53)는, 기체 분사구가 X방향으로 연장되도록 승강 지지부(54) 상에 장착되어 있다. 이 경우, 기체 분출부(53)로부터 기판(W)의 하면에 기체가 분사될 때에는, 브러시 유닛(300)과 흡착 유지부(21)의 사이에서 X방향으로 연장되는 띠 형상의 기체 커튼이 형성된다. 그에 의하여, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 하면의 세정 시에, 오염 물질을 포함하는 세정액이 흡착 유지부(21)를 향하여 비산하는 것이 방지된다. 따라서, 브러시 유닛(300)에 의한 기판(W)의 하면의 세정 시에, 오염 물질을 포함하는 세정액이 흡착 유지부(21)에 부착하는 것이 방지되고, 흡착 유지부(21)의 흡착면이 청정하게 유지된다.

또한, 도 25의 예에 있어서는, 기체 분출부(53)는, 흰색의 화살표 a52로 나타내는 바와 같이, 기체 분출부(53)로부터 브러시 유닛(300)을 향하여 비스듬한 상방으로 기체를 분사하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 기체 분출부(53)는, 기체 분출부(53)로부터 기판(W)의 하면을 향하여 Z방향을 따르도록 기체를 분사해도 된다.

다음으로, 도 25의 상태로, 기판(W)의 하면 중앙 영역의 세정이 완료되면, 브러시 유닛(300)의 회전이 정지되고, 브러시 유닛(300)의 상단부가 기판(W)으로부터 소정 거리 이격하도록, 승강 지지부(54)가 하강한다. 또, 액 노즐(52)로부터 기판(W)으로의 세정액의 토출이 정지된다. 이때, 기체 분출부(53)로부터 기판(W)으로의 기체의 분사는 계속된다.

그 후, 도 26에 굵은 실선의 화살표 a7로 나타내는 바와 같이, 흡착 유지부(21)가 평면 기준 위치(rp)에 위치하도록, 가동 대좌(32)가 후방으로 이동한다. 즉, 가동 대좌(32)는, 제2 수평 위치로부터 제1 수평 위치로 이동한다. 이때, 기체 분출부(53)로부터 기판(W)으로의 기체의 분사가 계속됨으로써, 기판(W)의 하면 중앙 영역이 기체 커튼에 의하여 순차적으로 건조된다.

다음으로, 도 27에 굵은 실선의 화살표 a8로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)이 흡착 유지부(21)의 흡착면(상단부)보다 하방에 위치하도록, 승강 지지부(54)가 하강한다. 또, 도 27에 굵은 실선의 화살표 a9로 나타내는 바와 같이, 상측 척(12A, 12B)의 복수의 유지편이 기판(W)의 외주 단부로부터 이격하도록, 상측 척(12A, 12B)이 서로 멀어진다. 이때, 기판(W)은, 하측 척(11A, 11B)에 의하여 지지된 상태가 된다.

그 후, 도 27에 굵은 실선의 화살표 a10으로 나타내는 바와 같이, 복수의 지지 핀(41)의 상단부가 하측 척(11A, 11B)보다 조금 상방에 위치하도록, 핀 연결 부재(42)가 상승한다. 그에 의하여, 하측 척(11A, 11B)에 의하여 지지된 기판(W)이, 복수의 지지 핀(41)에 의하여 수취된다.

다음으로, 도 28에 굵은 실선의 화살표 a11로 나타내는 바와 같이, 하측 척(11A, 11B)이 서로 멀어진다. 이때, 하측 척(11A, 11B)은, 평면에서 보았을 때 복수의 지지 핀(41)에 의하여 지지되는 기판(W)과 겹쳐지지 않는 위치까지 이동한다. 그에 의하여, 상측 유지 장치(10A, 10B)는, 모두 초기 상태로 되돌아간다.

다음으로, 도 29에 굵은 실선의 화살표 a12로 나타내는 바와 같이, 복수의 지지 핀(41)의 상단부가 흡착 유지부(21)보다 하방에 위치하도록, 핀 연결 부재(42)가 하강한다. 그에 의하여, 복수의 지지 핀(41) 상에 지지된 기판(W)이, 흡착 유지부(21)에 의하여 수취된다. 이 상태에서, 흡착 유지부(21)는, 기판(W)의 하면 중앙 영역을 흡착 유지한다. 이와 같이 하여, 하측 유지 장치(20)에 의하여 흡착 유지되는 기판(W)의 중심은, 평면에서 보았을 때 평면 기준 위치(rp)와 겹쳐지거나 거의 겹쳐진다. 핀 연결 부재(42)의 하강과 동시이거나 또는 핀 연결 부재(42)의 하강 완료 후, 도 29에 굵은 실선의 화살표 a13으로 나타내는 바와 같이, 컵(61)이 하측 컵 위치에서 상측 컵 위치까지 상승한다.

다음으로, 도 30에 굵은 실선의 화살표 a14로 나타내는 바와 같이, 흡착 유지부(21)가 상하 방향의 축(흡착 유지 구동부(22)의 회전축의 축심)의 둘레로 회전한다. 그에 의하여, 흡착 유지부(21)에 흡착 유지된 기판(W)이 수평 자세로 회전한다.

다음으로, 상면 세정 장치(70)의 회전 지지축(71)이 회전하고, 하강한다. 그에 의하여, 도 30에 굵은 실선의 화살표 a15로 나타내는 바와 같이, 스프레이 노즐(73)이 기판(W)의 상방의 위치까지 이동하고, 스프레이 노즐(73)과 기판(W) 사이의 거리가 미리 정해진 거리가 되도록 하강한다. 이 상태에서, 스프레이 노즐(73)은, 기판(W)의 상면에 세정액과 기체의 혼합 유체를 분사한다. 또, 회전 지지축(71)이 회전한다. 그에 의하여, 도 30에 굵은 실선의 화살표 a16으로 나타내는 바와 같이, 스프레이 노즐(73)이 회전하는 기판(W)의 상방의 위치에서 이동한다. 기판(W)의 상면 전체에 혼합 유체가 분사됨으로써, 기판(W)의 상면 전체가 세정된다.

또, 스프레이 노즐(73)에 의한 기판(W)의 상면의 세정 시에는, 단부 세정 장치(80)의 회전 지지축(81)도 회전하고, 하강한다. 그에 의하여, 도 30에 굵은 실선의 화살표 a17로 나타내는 바와 같이, 베벨 브러시(83)가 기판(W)의 외주 단부의 상방의 위치까지 이동한다. 또, 베벨 브러시(83)의 외주면의 중앙 부분이 기판(W)의 외주 단부에 접촉하도록 하강한다. 이 상태에서, 베벨 브러시(83)가 상하 방향의 축의 둘레로 회전(자전)한다. 그에 의하여, 기판(W)의 외주 단부에 부착되는 오염 물질이 베벨 브러시(83)에 의하여 물리적으로 박리된다. 기판(W)의 외주 단부로부터 박리된 오염 물질은, 스프레이 노즐(73)로부터 기판(W)에 분사되는 혼합 유체의 세정액에 의하여 씻겨 나간다.

또한, 스프레이 노즐(73)에 의한 기판(W)의 상면의 세정 시에는, 브러시 유닛(300)이 기판(W)의 하면 외측 영역에 접촉하도록, 승강 지지부(54)가 상승한다. 또, 도 30에 굵은 실선의 화살표 a18로 나타내는 바와 같이, 브러시 유닛(300)이 상하 방향의 축의 둘레로 회전(자전)해도 된다. 또한, 액 노즐(52)은 기판(W)의 하면을 향하여 세정액을 토출하고, 기체 분출부(53)는 기판(W)의 하면을 향하여 기체를 분사한다. 이 상태에서, 추가로 도 30에 굵은 실선의 화살표 a19로 나타내는 바와 같이, 이동 지지부(55)가 가동 대좌(32) 상에서 접근 위치와 이격 위치의 사이를 진퇴 동작한다. 그에 의하여, 흡착 유지부(21)에 의하여 흡착 유지되어 회전되는 기판(W)의 하면 외측 영역이 전체에 걸쳐 브러시 유닛(300)에 의하여 세정된다.

다음으로, 기판(W)의 상면, 외주 단부 및 하면 외측 영역의 세정이 완료되면, 스프레이 노즐(73)로부터 기판(W)으로의 혼합 유체의 분사가 정지된다. 또, 도 31에 굵은 실선의 화살표 a20으로 나타내는 바와 같이, 스프레이 노즐(73)이 컵(61)의 일측방의 위치(초기 상태의 위치)까지 이동한다. 또, 도 31에 굵은 실선의 화살표 a21로 나타내는 바와 같이, 베벨 브러시(83)가 컵(61)의 타측방의 위치(초기 상태의 위치)까지 이동한다. 또한, 브러시 유닛(300)의 회전이 정지되고, 브러시 유닛(300)의 상단부가 기판(W)으로부터 소정 거리 이격하도록, 승강 지지부(54)가 하강한다. 또, 액 노즐(52)로부터 기판(W)으로의 세정액의 토출, 및 기체 분출부(53)로부터 기판(W)으로의 기체의 분사가 정지된다. 이 상태에서, 흡착 유지부(21)가 고속으로 회전함으로써, 기판(W)에 부착하는 세정액이 떨쳐 내어져, 기판(W)의 전체가 건조된다.

다음으로, 도 32에 굵은 실선의 화살표 a22로 나타내는 바와 같이, 컵(61)이 상측 컵 위치로부터 하측 컵 위치까지 하강한다. 또, 새로운 기판(W)이 유닛 하우징(2) 내에 반입되는 것에 대비하여, 도 32에 굵은 실선의 화살표 a23으로 나타내는 바와 같이, 새로운 기판(W)을 지지 가능한 위치까지 하측 척(11A, 11B)이 서로 가까워진다.

마지막으로, 기판 세정 장치(1)의 유닛 하우징(2) 내로부터 기판(W)이 반출된다. 구체적으로는, 기판(W)의 반출의 직전에 셔터(91)가 반입 반출구(2x)를 개방한다. 그 후, 도 33에 굵은 실선의 화살표 a24로 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 기판 반송 로봇의 핸드(기판 유지부)(RH)가 반입 반출구(2x)를 통과하여 유닛 하우징(2) 내에 진입한다. 계속해서, 핸드(RH)는, 흡착 유지부(21) 상의 기판(W)을 수취하여, 반입 반출구(2x)로부터 퇴출한다. 핸드(RH)의 퇴출 후, 셔터(91)는 반입 반출구(2x)를 폐색한다.

(3) 효과

본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치(1)에 있어서는, 상측 유지 장치(10A, 10B) 또는 하측 유지 장치(20)에 의하여 유지된 기판(W)의 하면이, 제1 또는 제2 실시 형태에 따른 하면 브러시(100)에 의하여 세정된다. 여기서, 기판(W)의 하면 외측 영역의 세정 시 및 하면 중앙 영역의 세정 시에는, 하면 브러시(100)가 제1 및 제2 수평 위치로 각각 이동된다. 기판(W)의 하면 외측 영역의 세정 시에는, 기판(W)이 회전된다. 이에 의하여, 기판(W)의 하면 전체를 효율적으로 세정할 수 있다.

4. 다른 실시 형태

(1) 제1 실시 형태에 있어서, 세정부(120)는 평면에서 보았을 때 토대부(110)의 중심점(101)을 중심으로 하는 원호 형상을 갖지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 세정부(120)는 평면에서 보았을 때 일방향으로 연장되는 직선 형상을 가져도 된다.

(2) 제1 실시 형태에 있어서, 세정부(130)는 평면에서 보았을 때 세정부(120)의 양단부와 중심점(101)을 연결하는 경로 상에 배치되지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 세정부(130)는, 평면에서 보았을 때 세정부(120)의 일단부와 중심점(101)을 연결하는 경로 상에 배치되면 되고, 세정부(120)의 타단부와 중심점(101)을 연결하는 경로 상에는 배치되지 않아도 된다.

(3) 제1 실시 형태에 있어서, 세정부(120, 130)에 의하여 형성되는 부채꼴 형상의 중심각은 180도 이하이지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 세정부(120, 130)에 의하여 형성되는 부채꼴 형상의 중심각은, 180도보다 커도 된다.

(4) 제1 실시 형태에 있어서, 토대부(110)는 부채꼴 형상을 갖고, 세정부(120, 130)는 토대부(110)의 가장자리부를 따라 형성되지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 토대부(110)는 원 형상 등의 임의의 형상을 가져도 된다. 따라서, 세정부(120, 130)는, 토대부(110)의 상면에 있어서의 임의의 위치에 형성되어도 된다.

(5) 제2 실시 형태에 있어서, 브러시 유닛(300)은 도 3의 하면 브러시(100)를 2개 포함하지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 브러시 유닛(300)은, 도 8의 하면 브러시(100)를 2개 포함해도 되고, 도 9의 하면 브러시(100)를 2개 포함해도 된다.

(6) 제2 실시 형태에 있어서, 브러시 유닛(300)은 2개의 하면 브러시(100)를 포함하지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 브러시 유닛(300)은 3개 이상의 하면 브러시(100)를 포함해도 된다. 예를 들면, 브러시 유닛(300)은, 도 6의 하면 브러시(100)를 3개 포함해도 되고, 도 7의 하면 브러시(100)를 4개 포함해도 된다. 이들 3개 이상의 하면 브러시(100)는, 각각 독립적으로 승강 가능하게 설치되어도 된다.

(7) 제2 실시 형태에 있어서, 승강부(330, 340)가 브러시 베이스(200)에 설치되지만, 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 복수의 하면 브러시(100)가 독립적으로 승강 가능한 한, 승강부(330, 340)는 브러시 베이스(200)에 설치되지 않아도 된다.

5. 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 부의 대응 관계

이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소의 대응의 예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다. 청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 다양한 요소를 이용할 수도 있다.

상기 실시 형태에 있어서는, 기판(W)이 기판의 예이며, 하면 브러시(100)가 하면 브러시의 예이며, 중심점(101)이 중심점의 예이며, 토대부(110)가 토대부의 예이다. 세정부(120)가 제1 세정부의 예이고, 세정부(130)가 제2 세정부의 예이며, 하면 브러시(100A)가 제1 하면 브러시의 예이고, 하면 브러시(100B)가 제2 하면 브러시의 예이다.

브러시 베이스(200)가 브러시 베이스의 예이며, 브러시 유닛(300)이 브러시 유닛의 예이다. 상측 유지 장치(10A, 10B) 또는 하측 유지 장치(20)가 기판 유지부의 예이고, 하면 브러시 회전 구동부(55a)가 회전 구동 장치의 예이며, 기판 세정 장치(1)가 기판 세정 장치의 예이고, 대좌 구동부(33)가 이동 장치의 예이다.

6. 실시 형태의 총괄

(제1항) 제1항에 따른 하면 브러시는,

기판의 하면의 세정에 이용되는 하면 브러시로서,

상면을 갖고, 미리 정해진 중심점을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된 토대부와,

상기 토대부의 상기 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 일방향으로 연장되는 제1 세정부와,

상기 토대부의 상기 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 평면에서 보았을 때 상기 일방향에 있어서의 상기 제1 세정부의 일단부와 상기 토대부의 상기 중심점을 연결하는 경로 상에 배치되는 제2 세정부를 구비한다.

이 하면 브러시에 있어서는, 제1 세정부 및 제2 세정부에 의하여 기판의 하면이 세정된다. 기판의 하면의 세정 시에는, 제1 세정부 및 제2 세정부가 기판의 하면에 접촉하는 상태로, 하면 브러시가 토대부의 중심점을 중심으로 회전된다. 이 경우, 제1 세정부 및 제2 세정부가 시분할적으로 기판의 소정 영역에 접한다. 이에 의하여, 기판의 하면에 있어서의 비교적 큰 영역에 부착되는 오염물이 제거된다.

여기서, 제1 세정부 및 제2 세정부를 기판의 하면에 접촉시킴으로써, 기판에 굴곡 또는 휨 등의 변형이 발생한다. 이 경우여도, 평면에서 보았을 때의 제1 세정부 및 제2 세정부의 순간적인 점유 영역은 작기 때문에, 기판의 변형에 추종하여 제1 세정부 및 제2 세정부를 전체적으로 기판의 하면에 접촉시키는 것이 용이해진다.

또, 기판의 하면과 제1 세정부 및 제2 세정부의 순간적인 접촉 면적이 작기 때문에, 하면 브러시에 가해지는 하중이 비교적 작은 경우여도, 충분한 하중으로 기판의 하면과 제1 세정부 및 제2 세정부가 접촉한다. 이들의 결과, 기판의 하면을 효율적으로 세정할 수 있다.

(제2항) 제1항에 기재된 하면 브러시에 있어서,

상기 제1 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하는 원호 형상을 가져도 된다.

이 경우, 하면 브러시를 1회전시켰을 때에, 기판의 하면과 제1 세정부의 접촉 빈도가 균일에 가까워진다. 이에 의하여, 기판을 보다 균일하게 세정할 수 있다.

(제3항) 제1항 또는 제2항에 기재된 하면 브러시에 있어서,

상기 제2 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 상기 일방향에 있어서의 상기 제1 세정부의 타단부와 상기 토대부의 상기 중심점을 연결하는 경로 상에 추가로 배치되어도 된다.

이 경우, 하면 브러시의 기판의 변형에 대한 추종성이 저해되는 일 없이, 기판의 하면과 제2 세정부의 접촉 빈도가 향상된다. 이에 의하여, 기판의 하면을 보다 효율적으로 세정할 수 있다.

(제4항) 제3항에 기재된 하면 브러시에 있어서,

상기 평면에서 보았을 때, 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하는 상기 제2 세정부의 둘레 방향의 길이는, 상기 중심점으로부터 경방향 외방을 향하여 비례적으로 증가해도 된다.

이 경우, 하면 브러시를 1회전시켰을 때에, 기판의 하면과 제2 세정부의 접촉 빈도가 균일에 가까워진다. 이에 의하여, 기판을 보다 균일하게 세정할 수 있다.

(제5항) 제4항에 기재된 하면 브러시에 있어서,

상기 제1 세정부 및 상기 제2 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 부채꼴 형상을 형성해도 된다.

이 경우, 하면 브러시를 1회전시켰을 때에, 기판의 하면과 제1 세정부 및 제2 세정부의 접촉 빈도가 보다 균일에 가까워진다. 이에 의하여, 기판을 보다 균일하게 세정할 수 있다. 또, 간단한 가공에 의하여 하면 브러시를 제조할 수 있다.

(제6항) 제5항에 기재된 하면 브러시에 있어서,

상기 제1 세정부 및 상기 제2 세정부에 의하여 형성되는 상기 부채꼴 형상의 중심각은, 180도 이하여도 된다.

이 경우, 평면에서 보았을 때의 제1 세정부 및 제2 세정부의 순간적인 점유 영역은 충분히 작기 때문에, 하면 브러시의 기판의 변형에 대한 추종성을 향상시킬 수 있다.

(제7항) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 하면 브러시에 있어서,

상기 제1 세정부 및 상기 제2 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 상기 토대부의 가장자리부를 따라 배치되어도 된다.

이 경우, 하면 브러시를 소형화하는 것이 용이해진다. 또, 하면 브러시의 기판의 변형에 대한 추종성을 보다 향상시킬 수 있다.

(제8항) 제8항에 따른 브러시 유닛은,

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 하면 브러시인 제1 하면 브러시와,

상기 제1 하면 브러시의 상기 토대부가 장착되고, 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하여 상기 제1 하면 브러시와 함께 회전 가능한 브러시 베이스를 구비한다.

이 브러시 유닛에 있어서는, 상기의 하면 브러시가 제1 하면 브러시로서 브러시 베이스에 장착되고, 기판의 하면이 제1 하면 브러시에 의하여 세정된다. 이에 의하여, 기판의 하면을 효율적으로 세정할 수 있다.

(제9항) 제8항에 기재된 브러시 유닛은,

상기 브러시 베이스와 함께 회전 가능하게 상기 브러시 베이스에 장착되는 제2 하면 브러시를 추가로 구비하고,

상기 제1 하면 브러시와 상기 제2 하면 브러시는, 서로 독립적으로 승강 가능하게 설치되어도 된다.

이 경우, 제1 하면 브러시 및 제2 하면 브러시의 한쪽에 부담이 집중되는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 제1 하면 브러시 및 제2 하면 브러시의 수명을 향상시킬 수 있다. 또, 기판의 종류에 따라, 제1 하면 브러시와 제2 하면 브러시를 구분하여 사용하는 것이 가능하다. 이에 의하여, 제1 하면 브러시 및 제2 하면 브러시의 소모를 최소한으로 억제하면서, 기판을 적절히 세정할 수 있다.

(제10항) 제10항에 따른 기판 세정 장치는,

상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,

상기 기판 유지부에 의하여 유지된 상기 기판의 하면을 세정하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 하면 브러시와,

상기 하면 브러시의 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하여 상기 하면 브러시를 회전시키는 회전 구동 장치를 구비한다.

이 기판 세정 장치에 있어서는, 기판 유지부에 의하여 유지된 기판의 하면이 회전 구동 장치에 의하여 회전된 상기의 하면 브러시에 의하여 세정된다. 이에 의하여, 기판의 하면을 효율적으로 세정할 수 있다.

(제11항) 제10항에 기재된 기판 세정 장치는,

상기 기판의 하면 중앙 영역을 둘러싸는 하면 외측 영역을 세정 가능한 제1 수평 위치와, 상기 기판의 상기 하면 중앙 영역을 세정 가능한 제2 수평 위치의 사이에서 상기 하면 브러시를 이동시키는 이동 장치를 추가로 구비해도 된다.

이 경우, 기판의 하면 전체를 효율적으로 세정할 수 있다.

(제12항) 제11항에 기재된 기판 세정 장치에 있어서,

상기 기판 유지부는, 상기 하면 브러시에 의한 상기 기판의 상기 하면 외측 영역의 세정 시에 상기 기판을 회전시켜도 된다.

이 경우, 기판의 하면 외측 영역이 보다 효율적으로 세정된다. 이에 의하여, 기판의 하면 전체를 보다 효율적으로 세정할 수 있다.

Claims (12)

1. 기판의 하면의 세정에 이용되는 하면 브러시로서,
   상면을 갖고, 미리 정해진 중심점을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된 토대부와,
   상기 토대부의 상기 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 일방향으로 연장되는 제1 세정부와,
   상기 토대부의 상기 상면으로부터 상방으로 돌출하고, 또한 평면에서 보았을 때 상기 일방향에 있어서의 상기 제1 세정부의 일단부와 상기 토대부의 상기 중심점을 연결하는 경로 상에 배치되는 제2 세정부를 구비하는, 하면 브러시.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하는 원호 형상을 갖는, 하면 브러시.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 상기 일방향에 있어서의 상기 제1 세정부의 타단부와 상기 토대부의 상기 중심점을 연결하는 경로 상에 추가로 배치되는, 하면 브러시.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 평면에서 보았을 때, 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하는 상기 제2 세정부의 둘레 방향의 길이는, 상기 중심점으로부터 경방향(徑方向) 외방을 향하여 비례적으로 증가하는, 하면 브러시.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 세정부 및 상기 제2 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 부채꼴 형상을 형성하는, 하면 브러시.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1 세정부 및 상기 제2 세정부에 의하여 형성되는 상기 부채꼴 형상의 중심각은, 180도 이하인, 하면 브러시.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 세정부 및 상기 제2 세정부는, 상기 평면에서 보았을 때 상기 토대부의 가장자리부를 따라 배치되는, 하면 브러시.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 하면 브러시인 제1 하면 브러시와,
   상기 제1 하면 브러시의 상기 토대부가 장착되고, 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하여 상기 제1 하면 브러시와 함께 회전 가능한 브러시 베이스를 구비하는, 브러시 유닛.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 브러시 베이스와 함께 회전 가능하게 상기 브러시 베이스에 장착되는 제2 하면 브러시를 추가로 구비하고,
   상기 제1 하면 브러시와 상기 제2 하면 브러시는, 서로 독립적으로 승강 가능하게 설치되는, 브러시 유닛.
10. 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 의하여 유지된 상기 기판의 하면을 세정하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 하면 브러시와,
    상기 하면 브러시의 상기 토대부의 상기 중심점을 중심으로 하여 상기 하면 브러시를 회전시키는 회전 구동 장치를 구비하는, 기판 세정 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기판의 하면 중앙 영역을 둘러싸는 하면 외측 영역을 세정 가능한 제1 수평 위치와, 상기 기판의 상기 하면 중앙 영역을 세정 가능한 제2 수평 위치의 사이에서 상기 하면 브러시를 이동시키는 이동 장치를 추가로 구비하는, 기판 세정 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판 유지부는, 상기 하면 브러시에 의한 상기 기판의 상기 하면 외측 영역의 세정 시에 상기 기판을 회전시키는, 기판 세정 장치.