JP7461842B2 - 基板洗浄装置およびそれを備える基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に所定の処理を行う基板洗浄装置およびそれを備える基板処理装置に関する。

液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。基板を洗浄するためには、基板洗浄装置が用いられる。

特許文献１に記載された基板洗浄装置は、ウエハの裏面周縁部を保持する２つの吸着パッド、ウエハの裏面中央部を保持するスピンチャック、およびウエハの裏面を洗浄するブラシを備える。２つの吸着パッドがウエハを保持するとともに横方向に移動する。この状態で、ウエハの裏面中央部がブラシで洗浄される。その後、スピンチャックが吸着パッドからウエハを受け取り、スピンチャックがウエハの裏面中央部を保持しつつ回転する。この状態で、ウエハの裏面周縁部がブラシで洗浄される。

特許第５９０４１６９号公報

クリーンルーム内に占める基板洗浄装置の設置床面積（フットプリント）を低減するために、基板洗浄装置の小型化が求められる。しかしながら、上記の基板洗浄装置においては、ウェハが横方向へ移動する際に、ウェハを取り囲む比較的大型の部材（具体的にはアッパーカップ）も、ウェハとともに横方向へ移動する。そのため、水平方向における基板洗浄装置の小型化が難しい。

アッパーカップは、ウエハの洗浄時にウエハから飛散する洗浄液を受け止めるために用いられる。そのため、特許文献１の基板洗浄装置を小型化するためにアッパーカップを取り除くと、汚染物質を含む洗浄液の飛散を防止することができない。この場合、基板洗浄装置の清浄度を高く維持することができない。

本発明の目的は、フットプリントの増加を低減しつつ基板の下面全体を洗浄することが可能であるとともに清浄度を高く維持することが可能な基板洗浄装置およびそれを備える基板処理装置を提供することである。

（１）第１の発明に係る基板洗浄装置は、基板を回転させることなく第１の高さ位置で基板の外周端部を保持する第１の基板保持部と、第１の高さ位置よりも下方の第２の高さ位置で基板の下面中央部を吸着保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第２の基板保持部と、第１の高さ位置と第２の高さ位置との間で基板を移動させる基板移動部と、基板の下面に接触して基板の下面を洗浄する洗浄具と、洗浄具を昇降させることにより、洗浄具が第１の基板保持部により保持された基板の下面に接触する第１の状態と、洗浄具が第２の基板保持部により保持された基板の下面に接触する第２の状態とに洗浄具を移行させる洗浄具昇降部と、第１または第２の基板保持部により保持される基板の下方の位置で、洗浄具を基板に対して水平方向に移動させる洗浄具移動部と、基板の下面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、平面視で第２の基板保持部を取り囲むように設けられ、第２の基板保持部により吸着保持されつつ回転される基板に洗浄液供給部から洗浄液が供給される場合に基板から飛散する洗浄液を受け止める処理カップとを備え、第１の高さ位置は、処理カップの上端部よりも高く、第２の高さ位置は、基板が第２の基板保持部により保持された状態で洗浄具により洗浄されているときに、処理カップの上端部よりも低い。

その基板洗浄装置においては、基板移動部により、基板が第１の高さ位置と第２の高さ位置との間で移動する。基板が第１の高さ位置にある状態で、第１の基板保持部により基板の外周端部が保持される。洗浄具昇降部が洗浄具を昇降させることにより、洗浄具が第１の状態に移行する。基板の下面に洗浄液が供給される。

ここで、第１の高さ位置は、処理カップの上端部よりも高い。このような場合でも、基板が第１の基板保持部により保持される状態では、基板が回転しないので、基板に供給される洗浄液は基板の外方に飛散しにくい。それにより、第１の基板保持部と処理カップとの干渉を防止しつつ、第１の基板保持部により保持された基板の下面中央部を洗浄液の飛散を低減しつつ洗浄具で洗浄することができる。

一方、基板が第２の高さ位置にある状態で、第２の基板保持部により基板の下面中央部が吸着保持され、基板が回転する。第２の基板保持部により保持される基板の中心は、第１の高さ位置で第１の基板保持部により保持されるときの基板の下方に位置する。洗浄具昇降部が洗浄具を昇降させることにより、洗浄具が第２の状態に移行する。基板の下面に洗浄液が供給される。

ここで、処理カップの上端部よりも第２の高さ位置が低いので、基板が第２の高さ位置で第２の基板保持部により保持されつつ回転する状態で、基板に供給されて基板から飛散する洗浄液が処理カップにより受け止められる。それにより、基板から飛散する洗浄液に起因する基板洗浄装置の清浄度の低下を抑制しつつ、第２の基板保持部により吸着保持された基板の下面外側領域を洗浄具で洗浄することができる。

上記のように、本発明に係る基板洗浄装置によれば、基板の下面中央部と下面外側領域とをそれぞれ洗浄するために、基板の水平方向への移動を要しない。また、基板の下面中央部および下面外側領域の洗浄時に、基板の下面に供給される洗浄液が基板の外方に飛散することが低減される。これらの結果、フットプリントの増加を低減しつつ基板の下面全体を洗浄することが可能であるとともに清浄度を高く維持することが可能な基板洗浄装置が実現される。

（２）基板洗浄装置は、第１の基板保持部、第２の基板保持部、基板移動部、洗浄具昇降部、洗浄具移動部および洗浄液供給部を制御する制御部をさらに備え、制御部は、基板の下面中央部の洗浄時に、第１の基板保持部により保持される基板の下面中央部が洗浄具により洗浄されるように、第１の基板保持部、洗浄具昇降部および洗浄液供給部を制御し、基板の下面中央部を取り囲む下面外側領域の洗浄時に、第２の基板保持部により保持される基板の下面に洗浄液が供給されつつ下面外側領域が洗浄具により洗浄されるように、第２の基板保持部、洗浄具昇降部、洗浄具移動部および洗浄液供給部を制御し、第１の基板保持部と第２の基板保持部との間で基板が移動されるように、第１の基板保持部、第２の基板保持部および基板移動部を制御してもよい。

この場合、第１の基板保持部により保持された基板の下面中央部が洗浄具により洗浄される。また、第２の基板保持部により保持された基板の下面外側領域が洗浄具により洗浄される。第１の基板保持部と第２の基板保持部との間では、基板移動部により基板が移動される。これにより、基板の下面全体が円滑に洗浄される。

（３）洗浄具移動部は、第１の基板保持部により保持される基板の下面に洗浄具が接触する状態および第２の基板保持部により保持される基板の下面に洗浄具が接触する状態のうち少なくとも一方の状態で、洗浄具を基板に対して水平方向に移動させてもよい。

この構成によれば、第１の基板保持部により保持される基板の下面に洗浄具が接触する状態、および第２の基板保持部により保持される基板の下面に洗浄具が接触する状態のうち少なくとも一方の状態で、基板の下面における洗浄可能な領域が拡大される。

（４）基板洗浄装置は、第１の基板保持部に保持された基板の下面に気体を供給することが可能であるとともに、第２の基板保持部に保持された基板の下面に気体を供給することが可能に構成された気体供給部をさらに備えてもよい。

この場合、第１の基板保持部により保持された基板の下面の洗浄後および第２の基板保持部により保持された基板の下面の洗浄後に、気体供給部から基板に供給される気体により基板の下面が乾燥する。

（５）基板洗浄装置は、洗浄具を上下方向の軸の周りで回転させる洗浄具回転駆動部をさらに備えてもよい。

この場合、基板の下面に接触する状態で洗浄具が回転することにより、その洗浄具を水平方向に移動させることなく、基板の下面に付着する汚染物質を物理的に除去することができる。

（６）基板の下面に接触する洗浄具の接触部分の面積は、基板の下面中央部を吸着保持する第２の基板保持部の吸着部分の面積よりも大きくてもよい。

この場合、基板が第１の基板保持部により保持される状態で、基板の下面のうち第２の基板保持部が吸着保持する部分をカバーするように洗浄具を基板の下面に接触させることができる。それにより、洗浄具を水平方向に移動させることなく、第２の基板保持部により吸着保持される基板の部分を洗浄することができる。

（７）基板洗浄装置は、処理カップの上端部が第２の高さ位置よりも高い上カップ位置と、処理カップの上端部が第２の高さ位置よりも低い下カップ位置との間で処理カップを昇降させる処理カップ駆動部をさらに備え、処理カップ駆動部は、基板が第２の基板保持部により保持された状態で洗浄具により洗浄されているときに処理カップを上カップ位置に保持し、第２の基板保持部により保持された基板の洗浄前または洗浄後に処理カップを下カップ位置に保持してもよい。

この場合、第２の基板保持部により保持された基板の洗浄時に処理カップが上カップ位置に保持される。それにより、基板から飛散する洗浄液が処理カップにより受け止められる。一方、第２の基板保持部により保持された基板の洗浄前又は洗浄後に、処理カップが下カップ位置に保持される。それにより、第２の基板保持部に対して水平方向のアクセスが可能になる。したがって、基板洗浄装置の外部から第２の基板保持部に対する基板の受け渡しが可能になる。

（８）第２の発明に係る基板処理装置は、上記の基板洗浄装置と、基板を保持可能に構成された第１の搬送保持部と第１の搬送保持部よりも下方で基板を保持可能に構成された第２の搬送保持部とを含む基板搬送部とを備え、第１の搬送保持部は、基板洗浄装置の第１の基板保持部に対して基板の受け渡しを行い、第２の搬送保持部は、基板洗浄装置の第２の基板保持部に対して基板の受け渡しを行う。

この場合、互いに対応する第１の搬送保持部と第１の基板保持部との間で、基板の受け渡し（以下、第１の受け渡しと呼ぶ。）が行われる。このとき、第１の搬送保持部は、第１の高さ位置に移動する必要がある。

また、互いに対応する第２の搬送保持部と第２の基板保持部との間で、基板の受け渡し（以下、第２の受け渡しと呼ぶ。）が行われる。このとき、第２の搬送保持部は、第２の高さ位置に移動する必要がある。

上記のように、第１および第２の搬送保持部は、第１および第２の基板保持部にそれぞれ対応し、間隔をおいて上下に並ぶように配置されている。そのため、第１の受け渡しと第２の受け渡しとが互いに異なる高さ位置で行われる場合には、各搬送保持部の上下方向の移動に要する時間が短縮される。したがって、基板処理装置における基板処理のスループットが向上する。

本発明によれば、フットプリントの増加を低減しつつ基板の下面全体を洗浄することが可能であるとともに清浄度を高く維持することが可能な基板洗浄装置およびそれを備える基板処理装置が提供される。

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。 図１の基板洗浄装置の内部構成を示す外観斜視図である。 本発明の一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。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１の基板洗浄装置を備える基板処理装置の一例を示す模式的平面図である。 図１６のメインロボットによる基板洗浄装置に対する基板の搬入および搬出の具体例を説明するための図である。 気体噴出部の他の構成例を説明するための図である。 気体噴出部のさらに他の構成例を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置およびそれを備える基板処理装置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（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。また、本実施の形態では、基板の上面が回路形成面（表面）であり、基板の下面が回路形成面と反対側の面（裏面）である。また、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。

［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り、図２は図１の基板洗浄装置１の内部構成を示す外観斜視図である。本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。図１および図２以降の所定の図では、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が適宜矢印で示される。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。

図１に示すように、基板洗浄装置１は、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂ、下側保持装置２０、台座装置３０、受渡装置４０、下面洗浄装置５０、カップ装置６０、上面洗浄装置７０、端部洗浄装置８０および開閉装置９０を備える。これらの構成要素は、ユニット筐体２内に設けられる。図２では、ユニット筐体２が点線で示される。

ユニット筐体２は、矩形の底面部２ａと、底面部２ａの４辺から上方に延びる４つの側壁部２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅとを有する。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の洗浄処理時に搬入搬出口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。図１では、下側保持装置２０により吸着保持された基板Ｗの外形が二点鎖線で示される。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部と呼ぶ。一方、基板Ｗの下面のうち下面中央部を取り囲む領域を下面外側領域と呼ぶ。

吸着保持駆動部２２は、モータを含む。吸着保持駆動部２２のモータは、回転軸が上方に向かって突出するように可動台座３２上に設けられている。吸着保持部２１は、吸着保持駆動部２２の回転軸の上端部に取り付けられる。また、吸着保持駆動部２２の回転軸には、吸着保持部２１において基板Ｗを吸着保持するための吸引経路が形成されている。その吸引経路は、図示しない吸気装置に接続されている。吸着保持駆動部２２は、吸着保持部２１を上記の回転軸の周りで回転させる。

可動台座３２上には、下側保持装置２０の近傍にさらに受渡装置４０が設けられている。受渡装置４０は、複数（本例では３本）の支持ピン４１、ピン連結部材４２およびピン昇降駆動部４３を含む。ピン連結部材４２は、平面視で吸着保持部２１を取り囲むように形成され、複数の支持ピン４１を連結する。複数の支持ピン４１は、ピン連結部材４２により互いに連結された状態で、ピン連結部材４２から一定長さ上方に延びる。ピン昇降駆動部４３は、可動台座３２上でピン連結部材４２を昇降させる。これにより、複数の支持ピン４１が吸着保持部２１に対して相対的に昇降する。

下面洗浄装置５０は、下面ブラシ５１、２つの液ノズル５２、気体噴出部５３、昇降支持部５４、移動支持部５５、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂおよび下面ブラシ移動駆動部５５ｃを含む。移動支持部５５は、可動台座３２上の一定領域内で下側保持装置２０に対してＹ方向に移動可能に設けられている。図２に示すように、移動支持部５５上に、昇降支持部５４が昇降可能に設けられている。昇降支持部５４は、吸着保持部２１から遠ざかる方向（本例では後方）において斜め下方に傾斜する上面５４ｕを有する。

図１に示すように、下面ブラシ５１は、例えばＰＶＡ（ポリビニールアルコール）スポンジまたは砥粒が分散されたＰＶＡスポンジにより形成され、基板Ｗの下面に接触可能な円形の洗浄面を有する。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。下面ブラシ５１の洗浄面の面積は、吸着保持部２１の吸着面の面積よりも大きい。

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３）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の下面に供給する。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（脱イオン水）が用いられる。なお、液ノズル５２に供給される洗浄液としては、純水に代えて、炭酸水、オゾン水、水素水、電解イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素水との混合溶液）またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等を用いることもできる。

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３）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。気体噴出部５３に供給される気体としては、窒素ガスに代えて、アルゴンガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスを用いることもできる。

下面ブラシ回転駆動部５５ａは、モータを含み、下面ブラシ５１による基板Ｗの洗浄時に下面ブラシ５１を回転させる。下面ブラシ昇降駆動部５５ｂは、ステッピングモータまたはエアシリンダを含み、移動支持部５５に対して昇降支持部５４を昇降させる。下面ブラシ移動駆動部５５ｃは、モータを含み、可動台座３２上で移動支持部５５をＹ方向に移動させる。ここで、可動台座３２における下側保持装置２０の位置は固定されている。そのため、下面ブラシ移動駆動部５５ｃによる移動支持部５５のＹ方向の移動時には、移動支持部５５が下側保持装置２０に対して相対的に移動する。以下の説明では、可動台座３２上で下側保持装置２０に最も近づくときの下面洗浄装置５０の位置を接近位置と呼び、可動台座３２上で下側保持装置２０から最も離れたときの下面洗浄装置５０の位置を離間位置と呼ぶ。

底面部２ａの中央部には、さらにカップ装置６０が設けられている。カップ装置６０は、処理カップ６１およびカップ駆動部６２を含む。処理カップ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、処理カップ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処理カップ６１を下カップ位置と上カップ位置との間で移動させる。下カップ位置は処理カップ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よりも下方に位置する高さ位置である。また、上カップ位置は処理カップ６１の上端部が吸着保持部２１よりも上方に位置する高さ位置である。

処理カップ６１よりも上方の高さ位置には、平面視で台座装置３０を挟んで対向するように一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが設けられている。上側保持装置１０Ａは、下チャック１１Ａ、上チャック１２Ａ、下チャック駆動部１３Ａおよび上チャック駆動部１４Ａを含む。上側保持装置１０Ｂは、下チャック１１Ｂ、上チャック１２Ｂ、下チャック駆動部１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ｂを含む。

下チャック１１Ａ，１１Ｂは、平面視で吸着保持部２１の中心を通ってＹ方向（前後方向）に延びる鉛直面に関して対称に配置され、共通の水平面内でＸ方向に移動可能に設けられている。下チャック１１Ａ，１１Ｂの各々は、基板Ｗの下面周縁部を基板Ｗの下方から支持可能な２本の支持片を有する。下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づくように、または下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに遠ざかるように、下チャック１１Ａ，１１Ｂを移動させる。

上チャック１２Ａ，１２Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂと同様に、平面視で吸着保持部２１の中心を通ってＹ方向（前後方向）に延びる鉛直面に関して対称に配置され、共通の水平面内でＸ方向に移動可能に設けられている。上チャック１２Ａ，１２Ｂの各々は、基板Ｗの外周端部の２つの部分に当接して基板Ｗの外周端部を保持可能に構成された２本の保持片を有する。上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂは、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに近づくように、または上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに遠ざかるように、上チャック１２Ａ，１２Ｂを移動させる。

図１に示すように、処理カップ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３）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。

なお、スプレーノズル７３に供給される洗浄液としては、純水に代えて、炭酸水、オゾン水、水素水、電解イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素水との混合溶液）またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等を用いることもできる。また、スプレーノズル７３に供給される気体としては、窒素ガスに代えてアルゴンガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスを用いることもできる。

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、処理カップ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、例えばＰＶＡスポンジまたは砥粒が分散されたＰＶＡスポンジにより形成され、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３は本発明の一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３の制御部９は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）および記憶装置を含む。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として用いられる。ＲＯＭは、システムプログラムを記憶する。記憶装置は、制御プログラムを記憶する。ＣＰＵが記憶装置に記憶された基板洗浄プログラムをＲＡＭ上で実行することにより基板洗浄装置１の各部の動作が制御される。

図３に示すように、制御部９は、主として、基板洗浄装置１に搬入される基板Ｗを受け取り、吸着保持部２１の上方の位置で保持するために、下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂを制御する。また、制御部９は、主として、吸着保持部２１により基板Ｗを吸着保持するとともに吸着保持された基板Ｗを回転させるために、吸着保持駆動部２２を制御する。

また、制御部９は、主として、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗに対して可動台座３２を移動させるために、台座駆動部３３を制御する。また、制御部９は、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗの高さ位置と、吸着保持部２１により保持される基板Ｗの高さ位置との間で基板Ｗを移動させるために、ピン昇降駆動部４３を制御する。

また、制御部９は、基板Ｗの下面を洗浄するために、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂ、下面ブラシ移動駆動部５５ｃ、下面洗浄液供給部５６および噴出気体供給部５７を制御する。また、制御部９は、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの洗浄時に基板Ｗから飛散する洗浄液を処理カップ６１で受け止めるために、カップ駆動部６２を制御する。

また、制御部９は、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの上面を洗浄するために、上面洗浄駆動部７４および上面洗浄流体供給部７５を制御する。また、制御部９は、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの外周端部を洗浄するために、ベベルブラシ駆動部８４を制御する。さらに、制御部９は、基板洗浄装置１における基板Ｗの搬入時および搬出時にユニット筐体２の搬入搬出口２ｘを開閉するために、シャッタ駆動部９２を制御する。

［２］基板洗浄装置１の動作
図４～図１５は、図１の基板洗浄装置１の動作の一例を説明するための模式図である。図４～図１５の各々においては、上段に基板洗浄装置１の平面図が示される。また、中段にＹ方向に沿って見た下側保持装置２０およびその周辺部の側面図が示され、下段にＸ方向に沿って見た下側保持装置２０およびその周辺部の側面図が示される。中段の側面図は図１のＡ－Ａ線側面図に対応し、下段の側面図は図１のＢ－Ｂ線側面図に対応する。なお、基板洗浄装置１における各構成要素の形状および動作状態の理解を容易にするために、上段の平面図と中段および下段の側面図との間では、一部の構成要素の拡縮率が異なる。また、図４～図１５では、処理カップ６１が二点鎖線で示されるとともに、基板Ｗの外形が太い一点鎖線で示される。

基板洗浄装置１に基板Ｗが搬入される前の初期状態においては、開閉装置９０のシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを閉塞している。また、図１に示されるように、下チャック１１Ａ，１１Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂ間の距離が基板Ｗの直径よりも十分に大きくなる状態で維持されている。また、上チャック１２Ａ，１２Ｂも、上チャック１２Ａ，１２Ｂ間の距離が基板Ｗの直径よりも十分に大きくなる状態で維持されている。また、台座装置３０の可動台座３２は、平面視で吸着保持部２１の中心が処理カップ６１の中心に位置するように配置されている。また、可動台座３２上で下面洗浄装置５０は、接近位置に配置されている。また、下面洗浄装置５０の昇降支持部５４は、下面ブラシ５１の洗浄面（上端部）が吸着保持部２１よりも下方に位置する状態にある。また、受渡装置４０は、複数の支持ピン４１が吸着保持部２１よりも下方に位置する状態にある。さらに、カップ装置６０においては、処理カップ６１は下カップ位置にある。以下の説明では、平面視における処理カップ６１の中心位置を平面基準位置ｒｐと呼ぶ。また、平面視で吸着保持部２１の中心が平面基準位置ｒｐにあるときの底面部２ａ上の可動台座３２の位置を第１の水平位置と呼ぶ。

基板洗浄装置１のユニット筐体２内に基板Ｗが搬入される。具体的には、基板Ｗの搬入の直前にシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを開放する。その後、図４に太い実線の矢印ａ１で示すように、図示しない基板搬送ロボットのハンド（基板保持部）ＲＨが搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２内の略中央の位置に基板Ｗを搬入する。このとき、ハンドＲＨにより保持される基板Ｗは、図４に示すように、下チャック１１Ａおよび上チャック１２Ａと下チャック１１Ｂおよび上チャック１２Ｂとの間に位置する。

次に、図５に太い実線の矢印ａ２で示すように、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の支持片が基板Ｗの下面周縁部の下方に位置するように、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づく。この状態で、ハンドＲＨが下降し、搬入搬出口２ｘから退出する。それにより、ハンドＲＨに保持された基板Ｗの下面周縁部の複数の部分が、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の支持片により支持される。ハンドＲＨの退出後、シャッタ９１は搬入搬出口２ｘを閉塞する。

次に、図６に太い実線の矢印ａ３で示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部に当接するように、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに近づく。上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部の複数の部分に当接することにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗが上チャック１２Ａ，１２Ｂによりさらに保持される。このようにして、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗの中心は、平面視で平面基準位置ｒｐに重なるかほぼ重なる。このとき、図６の中段の側面図に示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂにより保持される基板Ｗの高さ位置は、本発明の第１の高さ位置に相当する。また、図６に太い実線の矢印ａ４で示すように、吸着保持部２１が平面基準位置ｒｐから所定距離ずれるとともに下面ブラシ５１の中心が平面基準位置ｒｐに位置するように、可動台座３２が第１の水平位置から前方に移動する。このとき、底面部２ａ上に位置する可動台座３２の位置を第２の水平位置と呼ぶ。

次に、図７に太い実線の矢印ａ５で示すように、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗの下面中央部に接触するように、昇降支持部５４が上昇する。また、図７に太い実線の矢印ａ６で示すように、下面ブラシ５１が上下方向の軸の周りで回転（自転）する。それにより、基板Ｗの下面中央部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７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。

なお、基板Ｗの下面を洗浄する際の下面ブラシ５１の回転速度は、液ノズル５２から基板Ｗの下面に供給される洗浄液が下面ブラシ５１の側方に飛散しない程度の速度に維持される。

ここで、昇降支持部５４の上面５４ｕは、吸着保持部２１から遠ざかる方向において斜め下方に傾斜している。この場合、基板Ｗの下面から汚染物質を含む洗浄液が昇降支持部５４上に落下する場合に、上面５４ｕによって受け止められた洗浄液が吸着保持部２１から遠ざかる方向に導かれる。

また、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面の洗浄時には、気体噴出部５３が、図７の吹き出し内に白抜きの矢印ａ５２で示すように、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間の位置で基板Ｗの下面に向かって気体を噴射する。本実施の形態においては、気体噴出部５３は、気体噴射口がＸ方向に延びるように昇降支持部５４上に取り付けられている。この場合、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に気体が噴射される際には、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間でＸ方向に延びる帯状の気体カーテンが形成される。それにより、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面の洗浄時に、汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に向かって飛散することが防止される。したがって、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面の洗浄時に、汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に付着することが防止され、吸着保持部２１の吸着面が清浄に保たれる。

なお、図７の例においては、気体噴出部５３は、白抜きの矢印ａ５２で示すように、気体噴出部５３から下面ブラシ５１に向かって斜め上方に気体を噴射するが、本発明はこれに限定されない。気体噴出部５３は、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に向かってＺ方向に沿うように気体を噴射してもよい。

次に、図７の状態で、基板Ｗの下面中央部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（０ｍｍよりも大きく１０ｍｍ以下、例えば５ｍｍ程度）離間するように、昇降支持部５４が下降する。また、液ノズル５２から基板Ｗへの洗浄液の吐出が停止される。このとき、気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射は継続される。

その後、図８に太い実線の矢印ａ７で示すように、吸着保持部２１が平面基準位置ｒｐに位置するように、可動台座３２が後方に移動する。すなわち、可動台座３２は、第２の水平位置から第１の水平位置に移動する。このとき、気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射が継続されることにより、基板Ｗの下面中央部が気体カーテンにより順次乾燥される。

次に、図９に太い実線の矢印ａ８で示すように、下面ブラシ５１の洗浄面が吸着保持部２１の吸着面（上端部）よりも下方に位置するように、昇降支持部５４が下降する。また、図９に太い実線の矢印ａ９で示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部から離間するように、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに遠ざかる。このとき、基板Ｗは、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された状態となる。

その後、図９に太い実線の矢印ａ１０で示すように、複数の支持ピン４１の上端部が下チャック１１Ａ，１１Ｂよりもわずかに上方に位置するように、ピン連結部材４２が上昇する。それにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗが、複数の支持ピン４１により受け取られる。

次に、図１０に太い実線の矢印ａ１１で示すように、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに遠ざかる。このとき、下チャック１１Ａ，１１Ｂは、平面視で複数の支持ピン４１により支持される基板Ｗに重ならない位置まで移動する。それにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂは、ともに初期状態に戻る。

次に、図１１に太い実線の矢印ａ１２で示すように、複数の支持ピン４１の上端部が吸着保持部２１よりも下方に位置するように、ピン連結部材４２が下降する。それにより、複数の支持ピン４１上に支持された基板Ｗが、吸着保持部２１により受け取られる。この状態で、吸着保持部２１は、基板Ｗの下面中央部を吸着保持する。このようにして、下側保持装置２０により吸着保持される基板Ｗの中心は、平面視で平面基準位置ｒｐに重なるかほぼ重なる。このとき、図１１の中段および下段の側面図に示すように、吸着保持部２１により吸着保持される基板Ｗの高さ位置は、本発明の第２の高さ位置に相当する。ピン連結部材４２の下降と同時かまたはピン連結部材４２の下降完了後、図１１に太い実線の矢印ａ１３で示すように、処理カップ６１が下カップ位置から上カップ位置まで上昇する。それにより、第２の高さ位置にある基板Ｗは、処理カップ６１の上端部よりも下方に位置する。

次に、図１２に太い実線の矢印ａ１４で示すように、吸着保持部２１が上下方向の軸（吸着保持駆動部２２の回転軸の軸心）の周りで回転する。それにより、吸着保持部２１に吸着保持された基板Ｗが水平姿勢で回転する。

次に、上面洗浄装置７０の回転支持軸７１が回転し、下降する。それにより、図１２に太い実線の矢印ａ１５で示すように、スプレーノズル７３が基板Ｗの上方の位置まで移動し、スプレーノズル７３と基板Ｗとの間の距離が予め定められた距離となるように下降する。この状態で、スプレーノズル７３は、基板Ｗの上面に洗浄液と気体との混合流体を噴射する。また、回転支持軸７１が回転する。それにより、図１２に太い実線の矢印ａ１６で示すように、スプレーノズル７３が回転する基板Ｗの上方の位置で移動する。基板Ｗの上面全体に混合流体が噴射されることにより、基板Ｗの上面全体が洗浄される。

また、スプレーノズル７３による基板Ｗの上面の洗浄時には、端部洗浄装置８０の回転支持軸８１も回転し、下降する。それにより、図１２に太い実線の矢印ａ１７で示すように、ベベルブラシ８３が基板Ｗの外周端部の上方の位置まで移動する。また、ベベルブラシ８３の外周面の中央部分が基板Ｗの外周端部に接触するように下降する。この状態で、ベベルブラシ８３が上下方向の軸の周りで回転（自転）する。それにより、基板Ｗの外周端部に付着する汚染物質がベベルブラシ８３により物理的に剥離される。基板Ｗの外周端部から剥離された汚染物質は、スプレーノズル７３から基板Ｗに噴射される混合流体の洗浄液により洗い流される。

さらに、スプレーノズル７３による基板Ｗの上面の洗浄時には、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗの下面外側領域に接触するように、昇降支持部５４が上昇する。また、図１２に太い実線の矢印ａ１８で示すように、下面ブラシ５１が上下方向の軸の周りで回転（自転）する。さらに、液ノズル５２は基板Ｗの下面に向かって洗浄液を吐出し、気体噴出部５３は基板Ｗの下面に向かって気体を噴射する。この状態で、さらに図１２に太い実線の矢印ａ１９で示すように、移動支持部５５が可動台座３２上で接近位置と離間位置との間を進退動作する。このように、移動支持部５５により下面ブラシ５１が基板Ｗの下面に接触する状態で水平方向に移動することにより、基板Ｗの下面における下面ブラシ５１による洗浄可能な範囲が拡大される。それにより、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの下面外側領域が全体に渡って下面ブラシ５１により洗浄される。

次に、基板Ｗの上面、外周端部および下面外側領域の洗浄が完了すると、スプレーノズル７３から基板Ｗへの混合流体の噴射が停止される。また、図１３に太い実線の矢印ａ２０で示すように、スプレーノズル７３が処理カップ６１の一側方の位置（初期状態の位置）まで移動する。また、図１３に太い実線の矢印ａ２１で示すように、ベベルブラシ８３が処理カップ６１の他側方の位置（初期状態の位置）まで移動する。さらに、下面ブラシ５１の回転が停止され、下面ブラシ５１の洗浄面が基板Ｗから所定距離離間するように、昇降支持部５４が下降する。また、液ノズル５２から基板Ｗへの洗浄液の吐出、および気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射が停止される。この状態で、吸着保持部２１が高速で回転することにより、基板Ｗに付着する洗浄液が振り切られ、基板Ｗの全体が乾燥する。

次に、図１４に太い実線の矢印ａ２２で示すように、処理カップ６１が上カップ位置から下カップ位置まで下降する。それにより、第２の高さ位置にある基板Ｗは、処理カップ６１の上端部よりも上方に位置する。また、新たな基板Ｗがユニット筐体２内に搬入されることに備えて、図１４に太い実線の矢印ａ２３で示すように、新たな基板Ｗを支持可能な位置まで下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づく。

最後に、基板洗浄装置１のユニット筐体２内から基板Ｗが搬出される。具体的には、基板Ｗの搬出の直前にシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを開放する。その後、図１５に太い実線の矢印ａ２４で示すように、図示しない基板搬送ロボットのハンド（基板保持部）ＲＨが搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２内に進入する。続いて、ハンドＲＨは、吸着保持部２１上の基板Ｗを受け取り、搬入搬出口２ｘから退出する。ハンドＲＨの退出後、シャッタ９１は搬入搬出口２ｘを閉塞する。

［３］基板洗浄装置１の効果
（１）本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持された状態で、昇降支持部５４が下面ブラシ５１を昇降させることにより、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面に接触する。この状態で、下面ブラシ５１が回転し、基板Ｗの下面に洗浄液が供給される。

ここで、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持された基板Ｗの高さ位置は、処理カップ６１の上端部よりも高い。このような場合でも、基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される状態では、基板Ｗが回転しないので、基板Ｗに供給される洗浄液は基板Ｗの外方に飛散しにくい。それにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと処理カップ６１との干渉を防止しつつ、基板Ｗの下面中央部を洗浄液の飛散を低減しつつ下面ブラシ５１で洗浄することができる。

一方、基板Ｗが吸着保持部２１により吸着保持された状態で、昇降支持部５４が下面ブラシ５１を昇降させることにより、下面ブラシ５１が基板Ｗの下面に接触する。この状態で、吸着保持部２１とともにさらに基板Ｗが回転し、基板Ｗの下面に洗浄液が供給される。

ここで、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央部の洗浄時に吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの高さ位置は、処理カップ６１の上端部よりも低い。そのため、吸着保持部２１により回転する基板Ｗの下面に供給されて、基板Ｗの外方に飛散する洗浄液は処理カップ６１により受け止められる。したがって、飛散する洗浄液に起因する清浄度の低下を抑制しつつ、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの下面外側領域を下面ブラシ５１で洗浄することができる。

上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと吸着保持部２１との間では、受渡装置４０が基板ＷをＺ方向に沿って昇降させることにより基板Ｗの受け渡しが行われる。それにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される状態にあるときの基板Ｗと、下側保持装置２０により保持される状態にあるときの基板Ｗとは、平面視で大部分が重なる。このように、基板洗浄装置１においては、基板Ｗの下面中央部と下面外側領域とをそれぞれ洗浄するために、基板Ｗの水平方向への移動を要しない。また、基板Ｗの下面中央部および下面外側領域の洗浄時に、基板Ｗの下面に供給される洗浄液が基板Ｗの外方に飛散することが低減される。これらの結果、フットプリントの増加を低減しつつ基板Ｗの下面全体を洗浄することが可能であるとともに清浄度を高く維持することが可能になる。

（２）上記のように、本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、下面ブラシ５１の洗浄面の面積が吸着保持部２１の吸着面の面積よりも大きい。

この場合、可動台座３２が第１の水平位置にある状態で、基板Ｗの下面のうち吸着保持部２１が吸着保持する部分をカバーするように下面ブラシ５１を基板Ｗの下面に接触させることができる。それにより、下面ブラシ５１を水平方向に移動させることなく、吸着保持部２１により吸着保持される基板Ｗの部分を洗浄することができる。

（３）本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、可動台座３２上で移動支持部５５が下側保持装置２０に対して相対的に移動する。それにより、基板Ｗの下面に接触する下面ブラシ５１の接触面積が基板Ｗの下面外側領域に比べて小さい場合でも、移動支持部５５を可動台座３２上で水平方向に移動させることにより、広い範囲に渡って基板Ｗの下面を洗浄することができる。

［４］基板洗浄装置１を備える基板処理装置
図１６は、図１の基板洗浄装置１を備える基板処理装置の一例を示す模式的平面図である。図１６に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置１００は、インデクサブロック１１０および処理ブロック１２０を有する。インデクサブロック１１０および処理ブロック１２０は、互いに隣り合うように設けられている。

インデクサブロック１１０は、複数（本例では４つ）のキャリア載置台１４０および搬送部１５０を含む。複数のキャリア載置台１４０は、搬送部１５０に接続されている。各キャリア載置台１４０上には、複数枚の基板Ｗを多段に収納するキャリアＣが載置される。搬送部１５０には、インデクサロボットＩＲおよび制御部１１１が設けられている。インデクサロボットＩＲは、搬送部１５０内で移動可能に構成されるとともに、鉛直軸の周りで回転可能かつ昇降可能に構成されている。インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを受け渡すための複数のハンドを有する。複数のハンドは、２つであってもよいし、４つであってもよく、間隔をおいて上下方向に並ぶように支持される。これにより、インデクサロボットＩＲは、複数のハンドを用いて複数の基板Ｗを同時に搬送することができる。制御部１１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータ等からなり、基板処理装置１００内の各構成部を制御する。

処理ブロック１２０は、洗浄部１６１，１６２および搬送部１６３を含む。洗浄部１６１、搬送部１６３および洗浄部１６２は、搬送部１５０に隣り合うとともにこの順で並ぶように配置されている。洗浄部１６１，１６２においては、複数（例えば３つ）の基板洗浄装置１が上下に積層配置されている。

搬送部１６３には、メインロボットＭＲが設けられている。メインロボットＭＲは、鉛直軸の周りで回転可能かつ昇降可能に構成されている。メインロボットＭＲは、基板Ｗを受け渡すための複数のハンドを有する。このメインロボットＭＲのハンドは、上記のハンドＲＨに相当する。

インデクサブロック１１０と処理ブロック１２０との間には、インデクサロボットＩＲとメインロボットＭＲとの間で基板Ｗの受け渡しを行うための複数（例えば、２０程度）の基板載置部ＰＡＳＳが上下に積層配置されている。

その基板処理装置１００においては、インデクサロボットＩＲは、複数のキャリア載置台１４０上に載置された複数のキャリアＣのいずれかのキャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出す。また、インデクサロボットＩＲは、取り出した未処理の基板Ｗを複数の基板載置部ＰＡＳＳのいずれかの基板載置部ＰＡＳＳに載置する。さらに、インデクサロボットＩＲは、複数の基板載置部ＰＡＳＳのいずれかに載置されている処理済みの基板Ｗを受け取り、空のキャリアＣ内に収容する。

また、メインロボットＭＲは、複数の基板載置部ＰＡＳＳのいずれかに載置されている未処理の基板Ｗを受け取り、洗浄部１６１，１６２の複数の基板洗浄装置１のうちいずれかに搬入する。さらに、メインロボットＭＲは、複数の基板洗浄装置１のいずれかにおいて洗浄処理が終了すると、処理済みの基板Ｗを当該基板洗浄装置１から搬出し、複数の基板載置部ＰＡＳＳのいずれかに載置する。

上記のように、図１６の基板処理装置１００は、図１の基板洗浄装置１を複数有する。それにより、基板Ｗを反転させることなく基板Ｗの上面および下面を一の基板洗浄装置１内で洗浄することができる。したがって、基板Ｗの洗浄処理のスループットが向上する。また、複数の基板洗浄装置１が設けられることにより、フットプリントの増加が十分に低減される。

上記のように、本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、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、下側保持装置２０により保持される基板Ｗの高さ位置とが異なる。そこで、図１６のメインロボットＭＲは、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂに対応する一のハンド（以下、上ハンドと呼ぶ。）と、下側保持装置２０に対応する他のハンド（以下、下ハンドと呼ぶ。）とを備える。

図１７は、図１６のメインロボットＭＲによる基板洗浄装置１に対する基板Ｗの搬入および搬出の具体例を説明するための図である。図１７では、基板洗浄装置１に対する基板Ｗ１，Ｗ２の搬入および搬出動作が、複数の側面図により時系列で示される。各側面図においては、基板洗浄装置１の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂおよび下側保持装置２０と、メインロボットＭＲの上ハンドＲＨ１および下ハンドＲＨ２とが模式的に示される。メインロボットＭＲにおいては、上ハンドＲＨ１および下ハンドＲＨ２は、搬送移動部ＲＭにより移動される。搬送移動部ＲＭは、上ハンドＲＨ１および下ハンドＲＨ２を移動させるための駆動源として、モータおよびシリンダ等を含む。

最上段の側面図に示すように、初期状態では、下側保持装置２０に洗浄処理済みの基板Ｗ１が保持されているものとする。また、メインロボットＭＲの上ハンドＲＨ１に未処理の基板Ｗ２が保持されているものとする。さらに、初期状態では、下ハンドＲＨ２が下側保持装置２０の上端部よりもわずかに下方の位置で下側保持装置２０に対向するように配置される。また、上ハンドＲＨ１が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂの上端部よりもわずかに下方の位置で上側保持装置１０Ａ，１０Ｂに対向するように配置される。

ここで、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにおいて基板が保持される部分の高さ位置と、下側保持装置２０において基板が保持される部分の高さ位置との間の距離を、第１の距離Ｄ１と呼ぶ。また、上ハンドＲＨ１により保持される基板の高さ位置と下ハンドＲＨ２により保持される基板の高さ位置との間の距離を、第２の距離Ｄ２と呼ぶ。第１の距離Ｄ１および第２の距離Ｄ２はそれぞれ固定値である。

まず、下側保持装置２０に保持された基板Ｗ１が搬出される。この場合、図１７の２段目に示すように、最初に下ハンドＲＨ２が下側保持装置２０により保持される基板Ｗ１の下方の位置まで前進する。

次に、図１７の３段目に示すように、下ハンドＲＨ２が上昇し、下側保持装置２０に保持されている基板Ｗ１を受け取る。また、基板Ｗ１を受け取った下ハンドＲＨ２が基板洗浄装置１から後退し、図１７の４段目に示すように、基板Ｗ１を基板洗浄装置１から搬出する。さらに、上ハンドＲＨ１が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂよりもわずかに上方の位置まで上昇する。

次に、図１７の５段目に示すように、基板Ｗ２が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂの上方に位置するように、上ハンドＲＨ１が前進する。また、上ハンドＲＨ１が下降し、図１７の６段目に示すように、上ハンドＲＨ１に保持されている基板Ｗ２が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂに渡される。その後、基板Ｗ２が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持され、上ハンドＲＨ１が基板洗浄装置１から後退し、図１７の７段目に示すように、基板洗浄装置１から退出する。

図１７の基板処理装置１００においては、互いに対応する上ハンドＲＨ１と上側保持装置１０Ａ，１０Ｂとの間で基板Ｗ１の受け渡しが行われる。この場合、上ハンドＲＨ１は、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂとほぼ同じ高さ位置にある必要がある。また、互いに対応する下ハンドＲＨ２と下側保持装置２０との間で基板Ｗ２の受け渡しが行われる。この場合、下ハンドＲＨ２は、下側保持装置２０とほぼ同じ高さ位置にある必要がある。

上記のように、上ハンドＲＨ１および下ハンドＲＨ２は、第２の距離Ｄ２離間して上下に並ぶように配置されている。そのため、処理済みの基板Ｗ１の受け渡しと未処理の基板Ｗ２の受け渡しとが互いに異なる高さ位置で行われる場合には、上ハンドＲＨ１および下ハンドＲＨ２の上下方向の移動に要する距離が短縮される。具体的には、上ハンドＲＨ１および下ハンドＲＨ２の上下方向の移動距離が第１の距離Ｄ１と第２の距離Ｄ２との差分程度に短縮される。それにより、基板洗浄装置１に対する基板Ｗ１の搬出および基板Ｗ２の搬入に要する時間が短縮される。したがって、基板処理装置１００における基板処理のスループットが向上する。

［５］他の実施の形態
（１）上記実施の形態に係る気体噴出部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り、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間に配置されるが、本発明はこれに限定されない。気体噴出部５３は、以下の構成を有してもよい。

図１８は気体噴出部５３の他の構成例を説明するための図であり、図１９は気体噴出部５３のさらに他の構成例を説明するための図である。図１８および図１９では、気体噴出部５３がその周辺部材とともに平面図で示される。

図１８の気体噴出部５３は、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間で、下面ブラシ５１の外周端部に沿って円弧状に延びるように形成されている。この場合、下面ブラシ５１の外形に沿うように気体カーテンを形成することができるので、下面ブラシ５１から吸着保持部２１への汚染物質の飛散をより適切に防止することができる。

また、図１９の気体噴出部５３は、図１８の気体噴出部５３の中央部分が分断された構成を有する。このような構成においても、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との間の少なくとも一部の領域に気体カーテンを形成することができる。それにより、下面ブラシ５１から吸着保持部２１への汚染物質の飛散を低減することができる。なお、図１９の構成によれば、下面ブラシ５１と吸着保持部２１とが最も近接する領域に気体噴出部５３が存在しない。したがって、下面ブラシ５１と吸着保持部２１との干渉を抑制しつつ吸着保持部２１と下面ブラシ５１との間の距離を短くすることができる。

（２）上記実施の形態に係る下面洗浄装置５０においては、２つの液ノズル５２が昇降支持部５４の上面５４ｕ上で下面ブラシ５１の中心よりも前方の位置に設けられる。これに限らず、２つの液ノズル５２は、下面ブラシ５１の中心よりも後方の位置に設けられてもよい。また、下面洗浄装置５０に設けられる液ノズル５２の数は、２つに限定されず、１つであってもよいし、３以上であってもよい。

さらに、上記実施の形態に係る液ノズル５２は、上方を向くように昇降支持部５４の上面５４ｕ上に取り付けられるが、下面ブラシ５１に向かって斜め上方を向くように取り付けられてもよい。

（３）上記実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、基板Ｗの上面がスプレーノズル７３から噴射される混合流体により洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。基板洗浄装置１は、基板Ｗの上面をブラシを用いて物理的に洗浄する構成を有してもよい。あるいは、基板洗浄装置１においては、ベベルブラシ８３が基板Ｗの上面を洗浄してもよい。なお、ブラシによる基板Ｗの洗浄時には、基板Ｗの上面に洗浄液を供給する洗浄液供給部を設ける必要がある。

（４）上記実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、受渡装置４０が上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと下側保持装置２０との間で基板Ｗの受け渡しを行うが、本発明はこれに限定されない。上側保持装置１０Ａ，１０Ｂおよび下側保持装置２０のうち少なくとも一方が昇降可能に構成される場合には、受渡装置４０は設けられなくてもよい。この場合、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂおよび下側保持装置２０のうち少なくとも一方が昇降することにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂと下側保持装置２０との間で基板Ｗの移動を行うことができる。

（５）上記実施の形態に係る下面洗浄装置５０においては、昇降支持部５４の上面５４ｕが水平面に対して傾斜するが、上面５４ｕは水平に構成されてもよい。

（６）上記実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、基板Ｗの下面は、下面中央部および下面外側領域の順で洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。

基板洗浄装置１においては、基板Ｗの下面は、下面外側領域および下面中央部の順で洗浄されてもよい。この場合、例えば基板洗浄装置１に搬入される基板は、最初に下側保持装置２０により吸着保持された状態で、その下面中央部、外周端部および上面が洗浄される。その後、下側保持装置２０により保持された基板Ｗが上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより受け取られ、保持される。この状態で、基板Ｗの下面中央部が洗浄される。洗浄後の基板Ｗは、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂからユニット筐体２の外部に搬出される。

（７）上記実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、基板Ｗの下面中央部の洗浄中に可動台座３２および移動支持部５５のＹ方向の移動が停止されているが、本発明はこれに限定されない。可動台座３２および移動支持部５５のうち少なくとも一方は、基板Ｗの下面中央部の洗浄中に、Ｙ方向に移動してもよい。この場合、下面ブラシ５１による基板Ｗの下面中央部の洗浄時に、基板Ｗの下面におけるより広い範囲を洗浄することができる。

（８）上記実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持された基板Ｗの下面中央部の洗浄時に、処理カップ６１は下カップ位置に配置されるが、本発明はこれに限定されない。処理カップ６１が上カップ位置にある状態で処理カップ６１と上側保持装置１０Ａ，１０Ｂとが干渉しないのであれば、基板Ｗの下面中央部の洗浄時に処理カップ６１が上カップ位置に配置されてもよい。

（９）上記実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持された基板Ｗの下面中央部の洗浄時に、液ノズル５２から基板Ｗの下面に洗浄液が供給されるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの下面中央部の洗浄時に液ノズル５２から基板Ｗの下面に洗浄液を供給する代わりに、基板Ｗの下面中央部の洗浄前に、一定量の洗浄液が含浸されるように液ノズル５２から下面ブラシ５１に洗浄液が供給されてもよい。この場合、基板Ｗの下面中央部の洗浄時に基板Ｗの下面に洗浄液を供給する必要がなくなる。したがって、基板Ｗの下面中央部の洗浄時に洗浄液が飛散することを防止することができる。

［６］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
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。上記実施の形態では、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが第１の基板保持部の例であり、下側保持装置２０が第２の基板保持部の例であり、受渡装置４０が基板移動部の例であり、下面ブラシ５１が洗浄具の例であり、昇降支持部５４が洗浄具昇降部の例である。

また、台座装置３０、移動支持部５５および下面ブラシ移動駆動部５５ｃが洗浄具移動部の例であり、液ノズル５２が洗浄液供給部の例であり、処理カップ６１が処理カップの例であり、基板洗浄装置１が基板洗浄装置の例である。

また、制御部９が制御部の例であり、下面ブラシ回転駆動部５５ａが洗浄具回転駆動部の例であり、カップ駆動部６２が処理カップ駆動部の例であり、メインロボットＭＲが基板搬送部の例であり、上ハンドＲＨ１が第１の搬送保持部の例であり、下ハンドＲＨ２が第２の搬送保持部の例であり、基板処理装置１００が基板処理装置の例である。

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。

１…基板洗浄装置，２…ユニット筐体，２ａ…底面部，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…側壁部，２ｘ…搬入搬出口，９，１１１…制御部，１０Ａ，１０Ｂ…上側保持装置，１１Ａ，１１Ｂ…下チャック，１２Ａ，１２Ｂ…上チャック，１３Ａ，１３Ｂ…下チャック駆動部，１４Ａ，１４Ｂ…上チャック駆動部，２０…下側保持装置，２１…吸着保持部，２２…吸着保持駆動部，３０…台座装置，３１…リニアガイド，３２…可動台座，３３…台座駆動部，４０…受渡装置，４１…支持ピン，４２…ピン連結部材，４３…ピン昇降駆動部，５０…下面洗浄装置，５１…下面ブラシ，５２…液ノズル，５３…気体噴出部，５４…昇降支持部，５４ｕ…上面，５５…移動支持部，５５ａ…下面ブラシ回転駆動部，５５ｂ…下面ブラシ昇降駆動部，５５ｃ…下面ブラシ移動駆動部，５６…下面洗浄液供給部，５７…噴出気体供給部，６０…カップ装置，６１…処理カップ，６２…カップ駆動部，７０…上面洗浄装置，７１…回転支持軸，７２…アーム，７３…スプレーノズル，７４…上面洗浄駆動部，７５…上面洗浄流体供給部，８０…端部洗浄装置，８１…回転支持軸，８２…アーム，８３…ベベルブラシ，８４…ベベルブラシ駆動部，９０…開閉装置，９１…シャッタ，９２…シャッタ駆動部，１００…基板処理装置，１１０…インデクサブロック，１２０…処理ブロック，１４０…キャリア載置台，１５０…搬送部，１６１，１６２…洗浄部，１６３…搬送部，Ｃ…キャリア，Ｄ１…第１の距離，Ｄ２…第２の距離，ＩＲ…インデクサロボット，ＭＲ…メインロボット，ＰＡＳＳ…基板載置部，ＲＨ…ハンド，ＲＨ１…上ハンド，ＲＨ２…下ハンド，ＲＭ…搬送移動部，ｒｐ…平面基準位置，Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…基板

Claims (8)

1. 基板を回転させることなく第１の高さ位置で前記基板の外周端部を保持する第１の基板保持部と、
   第１の高さ位置よりも下方の第２の高さ位置で前記基板の下面中央部を吸着保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる第２の基板保持部と、
   前記第１の高さ位置と前記第２の高さ位置との間で前記基板を移動させる基板移動部と、
   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、
   前記洗浄具を昇降させることにより、前記洗浄具が前記第１の基板保持部により保持された前記基板の下面に接触する第１の状態と、前記洗浄具が前記第２の基板保持部により保持された前記基板の下面に接触する第２の状態とに前記洗浄具を移行させる洗浄具昇降部と、
   前記第１または第２の基板保持部により保持される前記基板の下方の位置で、前記洗浄具を前記基板に対して水平方向に移動させる洗浄具移動部と、
   前記基板の下面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
   平面視で前記第２の基板保持部を取り囲むように設けられ、前記第２の基板保持部により吸着保持されつつ回転される前記基板に前記洗浄液供給部から洗浄液が供給される場合に前記基板から飛散する洗浄液を受け止める処理カップとを備え、
   前記第１の高さ位置は、前記処理カップの上端部よりも高く、
   前記第２の高さ位置は、前記基板が前記第２の基板保持部により保持された状態で前記洗浄具により洗浄されているときに、前記処理カップの上端部よりも低い、基板洗浄装置。
2. 前記第１の基板保持部、前記第２の基板保持部、前記基板移動部、前記洗浄具昇降部、前記洗浄具移動部および前記洗浄液供給部を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記基板の下面中央部の洗浄時に、前記第１の基板保持部により保持される前記基板の前記下面中央部が前記洗浄具により洗浄されるように、前記第１の基板保持部、前記洗浄具昇降部および前記洗浄液供給部を制御し、
   前記基板の前記下面中央部を取り囲む下面外側領域の洗浄時に、前記第２の基板保持部により保持される前記基板の下面に洗浄液が供給されつつ前記下面外側領域が前記洗浄具により洗浄されるように、前記第２の基板保持部、前記洗浄具昇降部、前記洗浄具移動部および前記洗浄液供給部を制御し、
   前記第１の基板保持部と前記第２の基板保持部との間で前記基板が移動されるように、前記第１の基板保持部、前記第２の基板保持部および前記基板移動部を制御する、請求項１記載の基板洗浄装置。
3. 前記洗浄具移動部は、前記第１の基板保持部により保持される前記基板の下面に前記洗浄具が接触する状態および前記第２の基板保持部により保持される前記基板の下面に前記洗浄具が接触する状態のうち少なくとも一方の状態で、前記洗浄具を前記基板に対して水平方向に移動させる、請求項１または２記載の基板洗浄装置。
4. 前記第１の基板保持部に保持された前記基板の前記下面に気体を供給することが可能であるとともに、前記第２の基板保持部に保持された前記基板の前記下面に気体を供給することが可能に構成された気体供給部をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
5. 前記洗浄具を上下方向の軸の周りで回転させる洗浄具回転駆動部をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
6. 前記基板の下面に接触する前記洗浄具の接触部分の面積は、前記基板の下面中央部を吸着保持する前記第２の基板保持部の吸着部分の面積よりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
7. 前記処理カップの上端部が前記第２の高さ位置よりも高い上カップ位置と、前記処理カップの上端部が前記第２の高さ位置よりも低い下カップ位置との間で前記処理カップを昇降させる処理カップ駆動部をさらに備え、
   前記処理カップ駆動部は、前記基板が前記第２の基板保持部により保持された状態で前記洗浄具により洗浄されているときに前記処理カップを前記上カップ位置に保持し、前記第２の基板保持部により保持された前記基板の洗浄前または洗浄後に前記処理カップを前記下カップ位置に保持する、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置と、
   基板を保持可能に構成された第１の搬送保持部と前記第１の搬送保持部よりも下方で基板を保持可能に構成された第２の搬送保持部とを含む基板搬送部とを備え、
   前記第１の搬送保持部は、前記基板洗浄装置の前記第１の基板保持部に対して基板の受け渡しを行い、
   前記第２の搬送保持部は、前記基板洗浄装置の前記第２の基板保持部に対して基板の受け渡しを行う、基板処理装置。

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