JP6224974B2 - 基板洗浄機、基板洗浄装置、洗浄済基板の製造方法及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は基板洗浄機、基板洗浄装置、洗浄済基板の製造方法及び基板処理装置に関し、特に清浄な洗浄部材で洗浄しつつ洗浄に要する時間を短くする基板洗浄機、基板洗浄装置、洗浄済基板の製造方法及び基板処理装置に関する。

半導体ウエハ等の基板は、その表面への銅めっき処理やＣＭＰ（化学的機械的研磨）処理の後に、洗浄処理が行われるのが一般的である。この洗浄処理を行う洗浄装置として、ロール型あるいはペンシル型の洗浄部材を有し、回転している基板に対して洗浄部材を回転させながら擦り付けることによって基板の洗浄を行い、１つの基板の洗浄によって汚染された洗浄部材を次の基板の洗浄のために清浄化するセルフクリーニング装置を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３２３６３１号公報

近年、ＣＭＰ加工対象である半導体デバイス等の微細化、薄膜化に伴って研磨に要する時間が短くなる傾向にあり、スループットの向上のために洗浄に要する時間も短縮させる要請がある。しかしながら、洗浄時間の短縮に伴ってセルフクリーニングを実施する時間を短くすると、洗浄部材の清浄化が不十分となることが懸念される。

本発明は上述の課題に鑑み、清浄な洗浄部材で洗浄しつつスループットを向上させることができる基板洗浄機、基板洗浄装置、洗浄済基板の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る基板洗浄機は、例えば図１に示すように、第１の面ＷＡと第１の面ＷＡの反対の第２の面ＷＢとを有する基板Ｗを保持する基板保持装置１０と；基板保持装置１０に保持された基板Ｗの第１の面ＷＡに接触させて第１の面ＷＡを洗浄する第１の洗浄部材１１ａを有する第１の洗浄装置１１と；基板保持装置１０に保持された基板Ｗの第１の面ＷＡに接触させて第１の面ＷＡを洗浄する第２の洗浄部材１２ａを有する第２の洗浄装置１２と；第１の洗浄部材１１ａ及び第２の洗浄部材１２ａの、一方が基板保持装置１０に保持された基板Ｗの第１の面ＷＡを洗浄しているときに、他方が基板保持装置１０に保持された基板Ｗから離れた位置にあるように、第１の洗浄装置１１及び第２の洗浄装置１２を制御する制御装置５０とを備える。

このように構成すると、一方の洗浄部材が第１の面を洗浄している間に他方の洗浄部材を清浄化する時間を確保することが可能となり、第１の面の洗浄に要する時間を短縮しても清浄な洗浄部材で第１の面を洗浄することが可能となる。

また、本発明の第２の態様に係る基板洗浄機は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る基板洗浄機１において、第１の洗浄部材１１ａ及び第２の洗浄部材１２ａを、第１の面ＷＡの洗浄の用に供する前に洗浄する事前洗浄装置１５、１６を備え；制御装置５０は、第１の洗浄部材１１ａ及び第２の洗浄部材１２ａのうち、基板保持装置１０に保持された基板Ｗの第１の面ＷＡを洗浄していない方を、事前洗浄装置１５、１６で洗浄するように制御する。

このように構成すると、洗浄装置の事前洗浄の時間を多く確保することができ、第１の面を洗浄する前の洗浄部材の清浄度を向上させることができる。

また、本発明の第３の態様に係る基板洗浄機は、例えば図１に示すように、上記本発明の第２の態様に係る基板洗浄機１において、基板保持装置１０、第１の洗浄装置１１、第２の洗浄装置１２、及び事前洗浄装置１５、１６を内部に収容するチャンバー４０と；第１の洗浄部材１１ａ及び第２の洗浄部材１２ａのうちの少なくとも一方、並びに事前洗浄装置１５（１６）を、チャンバー４０に対して引き出し可能な引出機構４１（４２）とを備える。

このように構成すると、一方の洗浄部材で第１の面を洗浄しつつ他方の洗浄部材のメンテナンスを行うことができ、メンテナンスに伴うダウンタイムを短縮することができる。

また、本発明の第４の態様に係る基板洗浄機は、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る基板洗浄機１Ａにおいて、第１の洗浄部材１１ａで第１の面ＷＡを洗浄したときの洗浄レベルよりも、第２の洗浄部材１２ａで第１の面ＷＡを洗浄したときの洗浄レベルの方が高くなるように、第１の洗浄装置１１及び第２の洗浄装置１２が構成されている。

このように構成すると、洗浄部材の特性や状況に応じて清浄化や交換等のメンテナンスを個別に設定することができ、洗浄部材の寿命を延ばすことができる。

また、本発明の第５の態様に係る基板洗浄機は、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る基板洗浄機１Ａにおいて、制御装置５０が、基板保持装置１０で基板Ｗを保持した後、第１の洗浄部材１１ａで第１の面ＷＡを洗浄し、次に第２の洗浄部材１２ａで第１の面ＷＡを洗浄し、第１の洗浄部材１１ａによる第１の面ＷＡの洗浄の開始から第２の洗浄部材１２ａによる第１の面ＷＡの洗浄の完了まで、基板保持装置１０による基板Ｗの保持を維持するように、基板保持装置１０、第１の洗浄装置１１、及び第２の洗浄装置１２を制御する。

このように構成すると、第１の面の洗浄性能を向上させながら、第１の洗浄部材による洗浄から第２の洗浄部材による洗浄に移行する際に基板を搬送しなくて済み、合計の基板搬送時間を短縮することができてスループットを向上させることができる。

また、本発明の第６の態様に係る基板洗浄装置は、例えば図４に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る基板洗浄機１Ａを複数備え；複数の基板洗浄機１Ａのうちの第１の基板洗浄機１ＡＦが第１の洗浄ラインＬＦに配置され；複数の基板洗浄機１Ａのうちの第２の基板洗浄機１ＡＳが、第１の洗浄ラインＬＦとは別の第２の洗浄ラインＬＳに配置され；第１の洗浄ラインＬＦに配置された第１の追加基板処理部２Ｆ（３Ｆ）と；第２の洗浄ラインＬＳに配置された第２の追加基板処理部２Ｓ（３Ｓ）とをさらに備える。ここで、第１の基板洗浄機１ＡＦと第２の基板洗浄機１ＡＳとが同種の洗浄を行うように構成され；第１の追加基板処理部が第１の基板洗浄機１ＡＦとは異種の洗浄を行う第１の追加基板洗浄機２Ｆであり；第２の追加基板処理部が第１の追加基板洗浄機２Ｆと同種の洗浄を行う第２の追加基板洗浄機２Ｓであってもよい。

このように構成すると、第１の洗浄ライン及び第２の洗浄ラインのそれぞれに基板洗浄機を備えるので、１つのモジュールで行われる洗浄を２段階で行う場合でも別の洗浄ラインにまたがって行わずに単一の洗浄ラインで行うことができ、プロセスを並行して行うことができる。

また、本発明の第７の態様に係る洗浄済基板の製造方法は、例えば図１及び図３を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る基板洗浄機１Ａで洗浄前の基板Ｗである洗浄前基板を洗浄して洗浄後の基板Ｗである洗浄済基板を製造する方法であって；基板保持装置１０で基板Ｗを保持する基板保持工程（Ｓ２）と；基板保持装置１０で保持された基板Ｗを第１の洗浄部材１１ａで洗浄する第１の洗浄工程（Ｓ４）と；第１の洗浄工程（Ｓ４）の後、基板保持装置１０が基板Ｗを保持したまま、第１の洗浄部材１１ａを基板Ｗから退避させる退避工程（Ｓ５）と；退避工程（Ｓ５）の後、基板保持装置１０に保持されている基板Ｗを引き続き第２の洗浄部材１２ａで洗浄する第２の洗浄工程（Ｓ７）とを備える。

このように構成すると、第１の洗浄部材による洗浄から第２の洗浄部材による洗浄に移行する際に基板を搬送しなくて済み、合計の基板搬送時間を短縮することができてスループットを向上させることができる。

また、本発明の第８の態様に係る基板処理装置として、例えば図７に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る基板洗浄機１Ａと、基板洗浄機１Ａにおける洗浄の前に基板Ｗ（例えば図１参照）を処理する基板処理機８３とを備える。あるいは、例えば図７に示すように、上記本発明の第６の態様に係る基板洗浄装置１０４と、基板洗浄装置１０４における洗浄の前に基板Ｗ（例えば図１参照）を処理する基板処理機８３とを備える基板処理装置１００としてもよい。

このように構成すると、スループットが向上した基板処理装置となる。

本発明によれば、一方の洗浄部材が第１の面を洗浄している間に他方の洗浄部材を清浄化する時間を確保することが可能となり、第１の面の洗浄に要する時間を短縮しても清浄な洗浄部材で第１の面を洗浄することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄機の概略構成を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄機の動作を説明するタイムチャートである。 本発明の第１の実施の形態の変形例に係る基板洗浄機の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る基板洗浄装置の概略側面図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例に係る基板洗浄機の概略構成を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 図５に示す基板洗浄機のアームの配置の変形例を示す図であり、（Ａ）は第１の変形例を示す平面図、（Ｂ）は第２の変形例を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る基板洗浄装置を実装した基板処理装置の全体構成を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る基板洗浄機１を説明する。図１は、基板洗浄機１の概略構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。基板洗浄機１（以下、単に「洗浄機１」という。）は、基板Ｗを保持する基板保持装置としての４つのローラ１０と、第１の洗浄装置としての第１洗浄装置１１と、第２の洗浄装置としての第２洗浄装置１２と、事前洗浄装置としての第１セルフクリーニング装置１５及び第２セルフクリーニング装置１６と、これらを収容するチャンバー４０と、制御装置５０とを備えている。基板洗浄機が洗浄する基板Ｗは、第１の面としての表面ＷＡ及び第２の面としての裏面ＷＢを有しており、本実施の形態では、円形平板状の半導体基板であるとして説明する。基板Ｗは、典型的には配線パターンに応じた溝が表面ＷＡに形成された二酸化珪素膜付きの円形基板であり、例えばこの二酸化珪素膜の上にバリアメタルとしてチタンナイトライド膜や窒化タンタル膜が形成され、この上にタングステン膜や銅膜が形成される等、各種の膜が形成されている。

ローラ１０は、概ね円柱状に形成されており、円柱の軸線が鉛直になるように配設されている。ローラ１０は、鉛直に配置されたときの上端付近に、基板Ｗの厚さよりもやや大きい幅の溝が形成された溝部１０ｇが、軸線１０ａまわりの全周に形成されている。溝部１０ｇにおける、基板Ｗの厚さよりもやや大きい幅とは、典型的には、基板Ｗの側縁部の溝部１０ｇへの抜き差しに支障がなく、基板Ｗを安定的に保持できる幅である。溝部１０ｇは、基板Ｗを保持したときに基板Ｗが容易に離脱することのない深さに形成されている。本実施の形態では４つ設けられている各ローラ１０は、同じ高さに溝部１０ｇが形成されている。このことで、４つのローラ１０によって、表面ＷＡが水平になる状態で基板Ｗを保持することができるように構成されている。

ローラ１０は、本実施の形態では、上述のように４つが設けられているが、３つであってもよく、５つ以上であってもよい。各ローラ１０は、それぞれ、サーボモータ等の駆動装置（不図示）によって軸線１０ａまわりに回転することができるように構成されている。また、各ローラ１０は、基板Ｗの側縁部を溝部１０ｇに係合させて基板Ｗを保持しているときに、基板Ｗに過度なたわみ力を作用させることなく、軸線１０ａまわりの回転によって各ローラ１０の回転方向とは逆方向に基板Ｗを回転させることができる力で基板Ｗを保持する位置に配置されている。また、各ローラ１０は、相互の位置関係が、基板Ｗを搬送するロボットハンド５２の動きを妨げることのない範囲で、基板Ｗを安定的に保持できるように配置されている。各ローラ１０は、基板Ｗの側縁部が溝部１０ｇに係合している保持位置と、基板Ｗの側縁部が溝部１０ｇに係合していない解除位置との間を移動することができるように構成されている。

第１洗浄装置１１は、基板Ｗの表面ＷＡを洗浄する第１の洗浄部材としての第１ロールスポンジ１１ａと、第１ロールスポンジ１１ａを移動させる第１移動装置１１ｂとを有している。第１ロールスポンジ１１ａは、基板Ｗの直径よりも長い円柱状のスポンジであり、各ローラ１０に保持された基板Ｗの上方に、長手方向が基板Ｗと平行になるように配設されている。第１ロールスポンジ１１ａは、円柱状の側面が、基板Ｗを洗浄する面となる。第１ロールスポンジ１１ａは、典型的には多孔質のＰＶＡ製スポンジからなるが発泡ウレタン製のものでもよく、スポンジに形成される孔の平均直径が小さいほどパーティクル除去能力が高くなる。第１ロールスポンジ１１ａは、円柱状の一端で第１移動装置１１ｂに支持されている。第１ロールスポンジ１１ａは、円柱状の軸線を中心に回転することができるように構成されている。

第１移動装置１１ｂは、支持している第１ロールスポンジ１１ａを軸線まわりに回転させる回転機構（不図示）を有している。第１移動装置１１ｂは、自身の移動に伴って、第１ロールスポンジ１１ａを、基板Ｗを洗浄する位置と第１セルフクリーニング装置１５の位置との間で移動させることができるように構成されている。第１移動装置１１ｂは、本実施の形態では、各ローラ１０に保持されている基板Ｗに対して第１ロールスポンジ１１ａが接触して洗浄する際の第１ロールスポンジ１１ａの位置と、そこから鉛直方向に第１セルフクリーニング装置１５の高さまでとの間を垂直移動することができると共に、第１セルフクリーニング装置１５のある位置と、そこから水平方向に平面視において基板Ｗを洗浄する際の位置との間を水平移動することができるように構成されている。

第２洗浄装置１２は、第１洗浄装置１１とは別個の洗浄装置である。第２洗浄装置１２は、本実施の形態では、第１洗浄装置１１と同様に構成されており、基板Ｗの表面ＷＡを洗浄する第２の洗浄部材としての第２ロールスポンジ１２ａと、第２ロールスポンジ１２ａを移動させる第２移動装置１２ｂとを有している。第２洗浄装置１２は、第２ロールスポンジ１２ａ及び第２移動装置１２ｂが、それぞれ第１洗浄装置１１の第１ロールスポンジ１１ａ及び第１移動装置１１ｂに相当する。第２ロールスポンジ１２ａは、第１ロールスポンジ１１ａと同様に構成されており、同様に動作する。第２移動装置１２ｂは、第１移動装置１１ｂと同様に構成されており、平面視において基板Ｗを洗浄する際の位置と第２セルフクリーニング装置１６のある位置との間で水平移動する点を除き、第１移動装置１１ｂと同様に動作する。

本実施の形態に係る洗浄機１は、さらに、基板Ｗの裏面ＷＢを洗浄する第３の洗浄部材としての第３ロールスポンジ１３ａを有している。第３ロールスポンジ１３ａも、第１ロールスポンジ１１ａ及び第２ロールスポンジ１２ａと同様の材質、大きさ、形状で構成されている。第３ロールスポンジ１３ａは、円柱状の一端で第３移動装置（不図示）に支持されている。第３移動装置（不図示）は、第３ロールスポンジ１３ａを、各ローラ１０に保持されている基板Ｗの裏面ＷＢに接触した位置と、裏面ＷＢから離れた位置（下方位置）との間で、鉛直方向に移動させることができるように構成されている。

第１セルフクリーニング装置１５は、基板Ｗの表面ＷＡを洗浄して汚染された第１ロールスポンジ１１ａを清浄化する装置である。第１セルフクリーニング装置１５によって行われるセルフクリーニングは、表面ＷＡの洗浄に用いられる前に（事前に）第１ロールスポンジ１１ａ自体を清浄にするものであり、事前洗浄に相当する。第１セルフクリーニング装置１５は、本実施の形態では、洗浄板１５ａと、純水を供給する純水ノズル１５ｂと、セルフクリーニング用の薬液を供給する薬液ノズル１５ｃとを有している。洗浄板１５ａは、第１ロールスポンジ１１ａに付着した異物を除去するのに適した部材であり、本実施の形態では石英プレートが用いられている。第１セルフクリーニング装置１５は、典型的には、純水ノズル１５ｂから供給された純水及び薬液ノズル１５ｃから供給された薬液を、飛散させずに収集する洗浄槽（不図示）をさらに有していることが好ましい。第１セルフクリーニング装置１５は、軸線まわりに回転している第１ロールスポンジ１１ａに純水及び／又は薬液を掛けながら第１ロールスポンジ１１ａを洗浄板１５ａに押し付けることで、第１ロールスポンジ１１ａに付着していた異物を除去して清浄化するように構成されている。

第２セルフクリーニング装置１６は、基板Ｗの表面ＷＡを洗浄して汚染された第２ロールスポンジ１２ａを清浄化する装置である。第２セルフクリーニング装置１６は、第１セルフクリーニング装置１５と同様に構成されており、本実施の形態では、洗浄板１６ａと、純水ノズル１６ｂと、薬液ノズル１６ｃとを有している。第２セルフクリーニング装置１６は、洗浄板１６ａ、純水ノズル１６ｂ、薬液ノズル１６ｃが、それぞれ第１セルフクリーニング装置１５の洗浄板１５ａ、純水ノズル１５ｂ、薬液ノズル１５ｃに相当し、対応する部材と同様に構成されている。

第１セルフクリーニング装置１５と第２セルフクリーニング装置１６とは、平面視において、各ローラ１０に保持された基板Ｗの外側で基板Ｗを両者の間に挟むように、各ローラ１０に保持された基板Ｗの中心を通る仮想直線を軸として線対称に配置されている。第１セルフクリーニング装置１５及び第２セルフクリーニング装置１６は、高さ方向の配置が、典型的には各ローラ１０に保持された基板Ｗよりも上方になっているが、各ローラに保持された基板Ｗよりも上方でなくてもよい。第１洗浄装置１１は、表面ＷＡ上の位置と第１セルフクリーニング装置１５との間を移動することができるように構成されている。第２洗浄装置１２は、表面ＷＡ上の位置と第２セルフクリーニング装置１６との間を移動することができるように構成されている。

本実施の形態に係る洗浄機１は、さらに、各ローラ１０に保持された基板Ｗの表面ＷＡに対し、薬液を供給する表面ケミカルノズル４５ａ、４５ｂと、純水を供給する表面リンスノズル４６ａ、４６ｂとを有している。本実施の形態では、表面ケミカルノズル４５ａと表面リンスノズル４６ａとが隣接して配置され、表面ケミカルノズル４５ｂと表面リンスノズル４６ｂとが隣接して配置されている。そして、表面ケミカルノズル４５ａ及び表面リンスノズル４６ａと、表面ケミカルノズル４５ｂ及び表面リンスノズル４６ｂとが、各ローラ１０に保持された基板Ｗの中心を対称中心として対称に配置されている。また、本実施の形態に係る洗浄機１は、各ローラ１０に保持された基板Ｗの裏面ＷＢに対し、薬液を供給する裏面ケミカルノズル４８と、純水を供給する裏面リンスノズル４９とを有している。これらのノズル４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８、４９は、各ロールスポンジ１１ａ、１２ａ、１３ａにより基板Ｗの表面ＷＡあるいは裏面ＷＢを洗浄する際に、薬液あるいは純水を吐出するように構成されている。

チャンバー４０は、概ね直方体状に形成されている。チャンバー４０には、チャンバー４０の内外に対して、基板Ｗを出し入れする開口を形成する搬入出シャッタ４０ｗと、第１ロールスポンジ１１ａ及び第１セルフクリーニング装置１５を出し入れする開口を形成する第１シャッタ４０ａと、第２ロールスポンジ１２ａ及び第２セルフクリーニング装置１６を出し入れする開口を形成する第２シャッタ４０ｂとが設けられている。第１シャッタ４０ａによって開閉されるチャンバー４０の開口は、第１セルフクリーニング装置１５の位置にある第１ロールスポンジ１１ａの軸線を、第１移動装置１１ｂの反対側に延ばした延長線（仮想直線）が、チャンバー４０に当たる位置に、第１ロールスポンジ１１ａ及び第１セルフクリーニング装置１５を出し入れできる大きさで形成されている。第２シャッタ４０ｂによって開閉されるチャンバー４０の開口は、第２セルフクリーニング装置１６の位置にある第２ロールスポンジ１２ａの軸線を、第２移動装置１２ｂの反対側に延ばした延長線（仮想直線）が、チャンバー４０に当たる位置に、第２ロールスポンジ１２ａ及び第２セルフクリーニング装置１６を出し入れできる大きさで形成されている。

搬入出シャッタ４０ｗによって開閉されるチャンバー４０の開口は、第１シャッタ４０ａと第２シャッタ４０ｂとの間に、ロボットハンド５２に把持された基板Ｗを出し入れできる大きさで形成されている。第１シャッタ４０ａと第１セルフクリーニング装置１５との間には、第１ロールスポンジ１１ａを収容した第１セルフクリーニング装置１５をチャンバー４０の外に案内する第１引出機構４１が設けられている。第２シャッタ４０ｂと第２セルフクリーニング装置１６との間には、第２ロールスポンジ１２ａを収容した第２セルフクリーニング装置１６をチャンバー４０の外に案内する第２引出機構４２が設けられている。なお、第１ロールスポンジ１１ａ及び第１セルフクリーニング装置１５を出し入れする方向、第２ロールスポンジ１２ａ及び第２セルフクリーニング装置１６を出し入れする方向、及びロボットハンド５２に把持された基板Ｗを出し入れする方向は、図１に示す方向に限らず、洗浄機１の設置態様に応じて適宜変更することができる。

制御装置５０は、各ローラ１０の平面視における移動及び軸線１０ａまわりの回転を制御することで、各ローラ１０による基板Ｗの保持・解除、及び基板Ｗの水平面内における回転を制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、第１ロールスポンジ１１ａ及び第２ロールスポンジ１２ａの回転、並びに第１移動装置１１ｂ及び第２移動装置１２ｂの移動を制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、第１セルフクリーニング装置１５及び第２セルフクリーニング装置１６の作動・停止を制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、表面ケミカルノズル４５ａ、４５ｂ、表面リンスノズル４６ａ、４６ｂ、裏面ケミカルノズル４８、裏面リンスノズル４９からの薬液あるいは純水の供給の有無を制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、搬入出シャッタ４０ｗの開閉を制御することができるように構成されている。

次に、図２を参照して、洗浄機１の作用を説明する。図２は、洗浄機１の動作のタイムチャートである。以下の説明において、洗浄機１の構成に言及しているときは、適宜図１を参照することとする。また、洗浄機１の構成部材の動作は、制御装置５０によって制御される。洗浄機１は、停止中、第１洗浄装置１１が第１セルフクリーニング装置１５の位置にあり、第２洗浄装置１２が第２セルフクリーニング装置１６の位置にある（Ｔ０）。このとき、チャンバー４０内に基板Ｗはない。洗浄機１が作動すると、ロボットハンド５２によってチャンバー４０内に基板Ｗが搬入され、搬入された基板Ｗは、表面ＷＡを上方に向けて各ローラ１０によって保持されて、回転させられる（Ｔ０〜Ｔ１）。基板Ｗの回転は、各ローラ１０の軸線１０ａまわりの回転に伴って行われる。なお、基板Ｗが各ローラ１０に保持されるとロボットハンド５２がチャンバー４０から退避する。

上述の基板Ｗの搬送が行われている一方で、第１洗浄装置１１は、第１セルフクリーニング装置１５の位置から、各ローラ１０に保持されて回転している基板Ｗの位置まで移動し、第１ロールスポンジ１１ａが基板Ｗの表面ＷＡに接触する（Ｔ１）。この第１洗浄装置１１の移動は、スループットを向上させる観点から、基板Ｗの搬送と並行して行われることが好ましい。また、ディフェクトの増加等の洗浄性能に与える悪影響を抑制する観点から、基板Ｗの回転速度が後の洗浄処理に適した所定の回転速度に到達した後で、第１ロールスポンジ１１ａが表面ＷＡに接するようにするとよい。さらに、スループットを向上させる観点から、制御装置５０は、基板Ｗの回転速度が所定の回転速度に到達した後に遅滞なく（典型的には、所定の回転速度に到達したのと同時に）第１ロールスポンジ１１ａが表面ＷＡに接するように、第１移動装置１１ｂの移動を制御することが好ましい。

回転している基板Ｗに第１ロールスポンジ１１ａが接触したとき、表面ＷＡに対して、表面ケミカルノズル４５ａ、４５ｂから薬液が供給され、表面リンスノズル４６ａ、４６ｂから純水が供給される。薬液及び純水が供給された、回転している基板Ｗに対し、第１ロールスポンジ１１ａが接触して軸線まわりに回転することにより、表面ＷＡの洗浄が行われる（Ｔ１〜Ｔ２）。第１ロールスポンジ１１ａによって表面ＷＡの洗浄が行われている間、第２ロールスポンジ１２ａは、基板Ｗから離れている第２セルフクリーニング装置１６の位置でセルフクリーニングが行われている。

基板Ｗの洗浄が終了し、次の基板Ｗの洗浄が開始するまでの間に（Ｔ２〜Ｔ３）、以下の動作が行われる。まず、回転している基板Ｗから第１ロールスポンジ１１ａが離れる。そして、基板Ｗは、各ローラ１０の軸線１０ａまわりの回転の停止に伴って回転が停止し、ロボットハンド５２によってチャンバー４０の外に搬出される。洗浄機１で洗浄された基板Ｗが搬出された後は、未洗浄の別の基板Ｗがロボットハンド５２によってチャンバー４０内に搬入され、搬入された基板Ｗは、各ローラ１０によって保持されて、回転させられる。この間、第１洗浄装置１１は、第１セルフクリーニング装置１５の位置に移動し、第１ロールスポンジ１１ａのセルフクリーニングが開始される。他方、第２洗浄装置１２は、第２ロールスポンジ１２ａのセルフクリーニングを終了して、第２セルフクリーニング装置１６の位置から、各ローラ１０に保持されている基板Ｗの位置まで移動し、第２ロールスポンジ１２ａが回転している基板Ｗの表面ＷＡに接触する。このとき、第２ロールスポンジ１２ａは、第１ロールスポンジ１１ａによる表面ＷＡの洗浄が行われていた間（Ｔ１〜Ｔ２）、セルフクリーニングが行われていたので、十分に清浄な状態になっている。なお、第２洗浄装置１２の移動及び第２ロールスポンジ１２ａが表面ＷＡに接触するタイミングは、上述した第１洗浄装置１１の動作のタイミングと同じである。また、第１洗浄装置１１及び第２洗浄装置１２がそれぞれ移動する際、互いに干渉しないように制御装置５０によってタイミングが調整される。

回転している基板Ｗに第２ロールスポンジ１２ａが接触したら、上述の第１洗浄装置１１による表面ＷＡの洗浄と同じ要領で、第２洗浄装置１２による表面ＷＡの洗浄を行う（Ｔ３〜Ｔ４）。換言すれば、時間Ｔ３〜Ｔ４における洗浄は、時間Ｔ１〜Ｔ２で行われた洗浄において用いられていた第１ロールスポンジ１１ａを、第２ロールスポンジ１２ａに置き換えたものとなる。第２ロールスポンジ１２ａによって表面ＷＡの洗浄が行われている間、基板Ｗから離れている第１セルフクリーニング装置１５の位置における第１ロールスポンジ１１ａのセルフクリーニングが継続している。

基板Ｗの洗浄が終了し、次の基板Ｗの洗浄が開始するまでの間に（Ｔ４〜Ｔ５）、時間Ｔ２〜Ｔ３で行われた搬送と概ね同様の動作が行われる。時間Ｔ４〜Ｔ５で行われる搬送が、時間Ｔ２〜Ｔ３で行われた搬送と異なる点は、第１洗浄装置１１と第２洗浄装置１２とが入れ替わる点である。つまり、まず、回転している基板Ｗから第２ロールスポンジ１２ａが離れる。そして、基板Ｗは、回転が停止し、ロボットハンド５２によってチャンバー４０の外に搬出され、代わって未洗浄の別の基板Ｗがチャンバー４０内に搬入され、各ローラ１０によって保持されて、回転させられる。この間、第２洗浄装置１２は、第２セルフクリーニング装置１６の位置に移動し、第２ロールスポンジ１２ａのセルフクリーニングが開始される。他方、第１洗浄装置１１は、第１ロールスポンジ１１ａのセルフクリーニングを終了して、第１セルフクリーニング装置１５の位置から、基板Ｗの位置まで移動し、第１ロールスポンジ１１ａが回転している基板Ｗの表面ＷＡに接触する。

以下、時間Ｔ５〜Ｔ６では、時間Ｔ１〜Ｔ２における洗浄と同じ洗浄が行われ、時間Ｔ６〜Ｔ７では、時間Ｔ２〜Ｔ３における搬送と同じ搬送が行われ、それ以降の動作も同様に繰り返される。なお、これまでの図２を参照した説明では省略しているが、表面ＷＡが洗浄されているとき（Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４、・・・）に、裏面ＷＢには第３ロールスポンジ１３ａが接触し、裏面ケミカルノズル４８から薬液が、裏面リンスノズル４９から純水がそれぞれ供給されて裏面ＷＢの洗浄も行われている。また、基板Ｗの搬送が行われる際（Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５、・・・）、第３ロールスポンジ１３ａは、各ローラ１０に保持されている基板Ｗから離れて下方に退避し、基板Ｗの入れ替えが行われて未洗浄の基板Ｗが各ローラ１０に保持されて回転した後に、上方に移動して裏面ＷＢに接するように、上下に移動する。第３ロールスポンジ１３ａは、本実施の形態では、下方に退避しているときに、セルフクリーニング等の事前洗浄が行われないが、事前洗浄が行われるように構成してもよい。

以上で説明した洗浄機１では、一方のロールスポンジ（例えば、第１ロールスポンジ１１ａ）が基板Ｗの表面ＷＡを洗浄している間、他方のロールスポンジ（例えば、第２ロールスポンジ１２ａ）は継続してセルフクリーニングが行われるので、セルフクリーニング時間が基板Ｗの搬送時間に制約されることがない。このため、ロールスポンジのセルフクリーニングを行う時間を十分に確保しつつ、チャンバー４０内への基板Ｗの搬送後に速やかに基板Ｗの洗浄を開始することができ、洗浄レベルを落とすことなくスループットを向上させることができる。また、ロールスポンジが寿命となって交換する等の、第１洗浄装置１１又は第２洗浄装置１２のメンテナンスを行う際、セルフクリーニングが行われている方の洗浄装置をチャンバー４０から引き出してメンテナンスを行うことで、一方の洗浄装置のメンテナンスを行いつつ、他方の洗浄装置のロールスポンジで基板Ｗの洗浄を継続することができ、メンテナンスによる洗浄機１のダウンタイムを削減することができる。

以上の説明では、第１ロールスポンジ１１ａと第２ロールスポンジ１２ａとが同じものであることとしたが、異なる性能で構成されていてもよい。例えば、第１ロールスポンジ１１ａよりも第２ロールスポンジ１２ａの方がスポンジに形成される孔の平均直径が小さいものを用いる等により、第１ロールスポンジ１１ａよりも第２ロールスポンジ１２ａの方が洗浄性能が高くなるように構成し、第１ロールスポンジ１１ａを粗洗浄として用い、第２ロールスポンジ１２ａを仕上げ洗浄として用いることが挙げられる。このように、第１ロールスポンジ１１ａと第２ロールスポンジ１２ａとで洗浄レベルを異ならせたものを洗浄機１Ａということとして、前述の洗浄機１と区別することとする。洗浄機１Ａは、第１ロールスポンジ１１ａ及び第２ロールスポンジ１２ａの洗浄レベルが異なる点を除き、洗浄機１と同じ構成である。以下に、洗浄機１Ａの典型的な動作例を説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る洗浄機１Ａの動作を説明するフローチャートである。以下の説明において、洗浄機１Ａの構成に言及しているときは、適宜図１を参照することとする。また、洗浄機１Ａの構成部材の動作は、制御装置５０によって制御される。洗浄機１Ａは、停止中、第１洗浄装置１１が第１セルフクリーニング装置１５の位置に、第２洗浄装置１２が第２セルフクリーニング装置１６の位置にあり、チャンバー４０内に基板Ｗはない。洗浄機１Ａが作動すると、ロボットハンド５２によってチャンバー４０内に基板Ｗが搬入される（Ｓ１）。搬入された基板Ｗは、各ローラ１０によって保持されて、回転させられる（基板保持工程；Ｓ２）。なお、基板Ｗが各ローラ１０に保持されるとロボットハンド５２がチャンバー４０から退避する。

上述の基板Ｗの搬送が行われている一方で、第１洗浄装置１１は、第１セルフクリーニング装置１５の位置から、各ローラ１０に保持されて回転している基板Ｗの位置まで移動し、第１ロールスポンジ１１ａが基板Ｗの表面ＷＡに接触する（Ｓ３）。ここまでの作用は、基板Ｗの搬入及び第１洗浄装置１１の移動のタイミングや、基板Ｗの回転速度及び第１ロールスポンジ１１ａの表面ＷＡへの接触のタイミング等も含め、洗浄機１と同様である。第１ロールスポンジ１１ａが表面ＷＡに接触したら、表面ＷＡの粗洗浄が行われる（第１の洗浄工程；Ｓ４）。表面ＷＡの粗洗浄中（Ｓ４）、典型的には、表面ＷＡには表面ケミカルノズル４５ａ、４５ｂから薬液が供給されるが、表面リンスノズル４６ａ、４６ｂから純水が供給されることとしてもよい。洗浄機１Ａにおいても、洗浄機１と同様に、第１ロールスポンジ１１ａで表面ＷＡを洗浄している間、第２ロールスポンジ１２ａは第２セルフクリーニング装置１６でセルフクリーニングが行われている。

表面ＷＡの粗洗浄（Ｓ４）が終了したら、第１ロールスポンジ１１ａを表面ＷＡから離し、第１セルフクリーニング装置１５へ移動する（退避工程；Ｓ５）。第１ロールスポンジ１１ａが表面ＷＡから退避したら、第１ロールスポンジ１１ａと入れ替わるように、第２セルフクリーニング装置１６の位置にある第２洗浄装置１２が、回転している基板Ｗの位置まで移動して表面ＷＡに接触する（Ｓ６）。第１ロールスポンジ１１ａが表面ＷＡから退避して、第２ロールスポンジ１２ａが表面ＷＡに接触するまでの間、基板Ｗは各ローラ１０に保持された状態を維持しており、典型的には基板Ｗの回転速度も所定の回転速度に維持されている。なお、第１ロールスポンジ１１ａが表面ＷＡから退避した後、第２ロールスポンジ１２ａが接触するまでに基板Ｗが所定の回転速度となっていれば、一旦回転速度を低下（ゼロを含む）させてもよい。

第２ロールスポンジ１２ａが表面ＷＡに接触したら、表面ＷＡの仕上げ洗浄が行われる（第２の洗浄工程；Ｓ７）。表面ＷＡの仕上げ洗浄中（Ｓ７）、典型的には、表面ＷＡには表面リンスノズル４６ａ、４６ｂから純水が供給されるが、表面ケミカルノズル４５ａ、４５ｂから薬液が供給されることとしてもよい。洗浄機１Ａにおいても、洗浄機１と同様に、第２ロールスポンジ１２ａで表面ＷＡを洗浄している間、第１ロールスポンジ１１ａは第１セルフクリーニング装置１５でセルフクリーニングが行われている。表面ＷＡの仕上げ洗浄（Ｓ７）が終了したら、第２ロールスポンジ１２ａを表面ＷＡから離し、第２セルフクリーニング装置１６へ移動する（Ｓ８）。第２ロールスポンジ１２ａが表面ＷＡから離れたら、基板Ｗの回転を停止し、各ローラ１０による基板Ｗの保持を解除する（Ｓ９）。保持が解除された基板Ｗは、ロボットハンド５２によってチャンバー４０の外に搬出される（Ｓ１０）。なお、これまでの図３を参照した説明では省略しているが、表面ＷＡが洗浄されているとき（Ｓ４、Ｓ７）に、洗浄機１と同様に、裏面ＷＢには第３ロールスポンジ１３ａが接触しつつ薬液及び／又は純水が供給されて裏面ＷＢの洗浄も行われている。

上述のように作用する洗浄機１Ａでは、１つのモジュールで粗洗浄及び仕上げ洗浄の２種類の洗浄を完結することができ、粗洗浄から仕上げ洗浄へ移行する際に基板Ｗを搬送しなくて済み、合計の基板搬送時間を短縮することができてスループットを向上させることができる。また、粗洗浄に要する時間と仕上げ洗浄に要する時間とが異なる場合、仮に粗洗浄と仕上げ洗浄とが別々のモジュールで行われるとすると、スループットは長い洗浄時間に支配されてしまうことになるが、本変形例に係る洗浄機１Ａでは、長い方の洗浄時間によってスループットが支配されることがない。また、洗浄機１Ａでは、粗洗浄と仕上げ洗浄とで、薬液を供給するか純水を供給するかを変えることができ、プロセスの自由度を高めることができる。なお、洗浄機１Ａにおいても、洗浄機１と同様に、１つのモジュールに２つの洗浄部材（１１ａ、１２ａ）を有するので、セルフクリーニングを行う時間を十分に確保することができ、洗浄レベルが落ちることを回避することができる。

以上の説明では、洗浄機１、１Ａが、基板Ｗの裏面ＷＢを洗浄する第３ロールスポンジ１３ａ（第３の洗浄部材）を有していることとしたが、裏面ＷＢを洗浄するに及ばない場合は第３ロールスポンジ１３ａを設けなくてもよい。逆に、洗浄機１、１Ａが、第３の洗浄部材（本実施の形態では第３ロールスポンジ１３ａ）に加えて、基板Ｗの裏面ＷＢを洗浄する第４の洗浄部材を有することとしてもよく、この場合は、さらに第３の洗浄部材及び第４の洗浄部材に対してセルフクリーニング等の事前洗浄を行う事前洗浄装置を設け、第１ロールスポンジ１１ａ及び第２ロールスポンジ１２ａの動作と同様に、第３の洗浄部材及び第４の洗浄部材が交互に裏面ＷＢの洗浄を行い、裏面ＷＢの洗浄を行っていない方の洗浄部材は事前洗浄が行われることとしてもよい。

次に図４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る基板洗浄装置１０４を説明する。図４は、基板洗浄装置１０４の概略構成図である。基板洗浄装置１０４は、前述した洗浄機１Ａと、基板洗浄機２（以下、単に「洗浄機２」という。）と、乾燥機３とを、それぞれ２機ずつ備えており、さらに、第１ロボットハンド５２と、第２ロボットハンド５３とを備えている。２つの洗浄機１Ａは、同じ構成を有するものであるが、両者を区別するために、一方の洗浄機１Ａを「洗浄機１ＡＦ」、他方の洗浄機１Ａを「洗浄機１ＡＳ」ということがあり、両者に共通する性質について言及するときは「洗浄機１Ａ」と総称する。同じ構成を有する２つの洗浄機２についても同様に、一方の洗浄機２を「洗浄機２Ｆ」、他方の洗浄機２を「洗浄機２Ｓ」ということがあり、両者を総称して「洗浄機２」という。同じ構成を有する２つの乾燥機３についても同様に、一方の乾燥機３を「乾燥機３Ｆ」、他方の乾燥機３を「乾燥機３Ｓ」ということがあり、両者を総称して「乾燥機３」という。

ここで図５を参照して、洗浄機２の構成を説明する。図５は、洗浄機２の概略構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。洗浄機２の、洗浄機１Ａ（図１参照）と比較した主たる相違点は、洗浄機１Ａが備えていた円柱状の第１ロールスポンジ１１ａを有する第１洗浄装置１１及び円柱状の第２ロールスポンジ１２ａを有する第２洗浄装置１２に代えて、洗浄機２では、ペンシル型の第１ペンスポンジ２１ａを有する第１洗浄装置２１及びペンシル型の第２ペンスポンジ２２ａを有する第２洗浄装置２２を備えている点である。洗浄機２は、基板Ｗを保持する基板保持装置としてのチャック２０と、上述した第１洗浄装置２１と、上述した第２洗浄装置２２と、第１セルフクリーニング装置２５と、第２セルフクリーニング装置２６と、これらを収容するチャンバー４０と、制御装置２５０とを備えており、基板洗浄機の一形態である。洗浄機２では、第１洗浄装置２１が第１の洗浄装置に相当し、第２洗浄装置２２が第２の洗浄装置に相当し、第１セルフクリーニング装置２５及び第２セルフクリーニング装置２６が事前洗浄装置に相当する。

チャック２０は、チャック爪２０ａと、回転駆動軸２０ｂとを有している。チャック爪２０ａは、基板Ｗの外周端部（エッジ部分）を把持して基板Ｗを保持するように複数設けられている。本実施の形態では、チャック爪２０ａが４つ設けられており、隣り合うチャック爪２０ａ同士の間には、基板Ｗを搬送するロボットハンド５２、５３（図４参照）の動きを阻害しない間隔が設けられている。チャック爪２０ａは、基板Ｗの面を水平にして保持することができるように、それぞれ回転駆動軸２０ｂに接続されている。本実施の形態では、表面ＷＡが上向きとなるように、基板Ｗがチャック爪２０ａに保持される。回転駆動軸２０ｂは、基板Ｗの面に対して垂直に延びる軸線まわりに回転することができ、回転駆動軸２０ｂの軸線まわりの回転により基板Ｗを水平面内で回転させることができるように構成されている。

第１洗浄装置２１は、第１ペンスポンジ２１ａと、第１ペンスポンジ２１ａを支持する第１アーム２１ｂと、第１アーム２１ｂを移動させる第１移動装置２１ｃとを有している。第１ペンスポンジ２１ａは、第１の洗浄部材に相当する。第１ペンスポンジ２１ａは、第１ロールスポンジ１１ａ（図１参照）よりも長さ及び直径共に小さい円柱状のスポンジであり、チャック２０に保持された基板Ｗの上方に、軸線が表面ＷＡと垂直になるように配設されている。第１ペンスポンジ２１ａは、長さが直径よりも短く形成されている。第１ペンスポンジ２１ａは、円柱状の端面が、基板Ｗを洗浄する面となる。第１ペンスポンジ２１ａは、第１ロールスポンジ１１ａと同じ材料を用いることができるが、異なる材料で形成されていてもよい。第１ペンスポンジ２１ａは、基板Ｗを洗浄する面とは反対側の端面で、第１アーム２１ｂに支持されている。

第１アーム２１ｂは、基板Ｗの半径よりも長い平棒状の部材である。第１アーム２１ｂは、典型的には長手方向が表面ＷＡと平行になるように配設されている。第１アーム２１ｂは、一端で第１ペンスポンジ２１ａをその軸線まわりに回転可能に支持しており、他端には第１移動装置２１ｃが接続されている。第１移動装置２１ｃは、第１アーム２１ｂを鉛直上下に移動させると共に、第１アーム２１ｂを水平方向に揺動させる部材である。第１移動装置２１ｃによる第１アーム２１ｂの水平方向への揺動は、第１アーム２１ｂの第１移動装置２１ｃとの接続部を中心として、第１ペンスポンジ２１ａの軌跡が円弧を描く態様となっている。このとき、第１ペンスポンジ２１ａが、表面ＷＡの中心を通るように、第１アーム２１ｂ及び第１移動装置２１ｃが配設されている。また、第１移動装置２１ｃは、モータ（不図示）を有しており、上述のように第１アーム２１ｂを鉛直及び水平に動かすことで、第１ペンスポンジ２１ａを、基板Ｗの洗浄を行う表面ＷＡ上の位置と、第１セルフクリーニング装置２５の位置との間で移動させることができるように構成されている。

第２洗浄装置２２は、第２ペンスポンジ２２ａと、第２アーム２２ｂと、第２移動装置２２ｃとを有している。第２洗浄装置２２は、本実施の形態では、第２ペンスポンジ２２ａを除き、第１洗浄装置２１と同様に構成されている。第２洗浄装置２２は、第２アーム２２ｂ及び第２移動装置２２ｃが、それぞれ第１洗浄装置２１の第１アーム２１ｂ及び第１移動装置２１ｃに相当する。第２洗浄装置２２は、平面視において、第２移動装置２２ｃが、チャック２０に保持された基板Ｗの中心を対称中心として、第１移動装置２１ｃと対称になるように配設されている。第２ペンスポンジ２２ａは、第１ペンスポンジ２１ａと異なる性能で構成されているが、形状は第１ペンスポンジ２１ａと同じである。第２ペンスポンジ２２ａは、第１ペンスポンジ２１ａよりもスポンジに形成される孔の平均直径が小さいものを用いる等により、第１ペンスポンジ２１ａよりも洗浄性能が高くなるように構成されている。このような構成により、典型的には、第１ペンスポンジ２１ａが粗洗浄として用いられ、第２ペンスポンジ２２ａが仕上げ洗浄に用いられる。第２ペンスポンジ２２ａは、第２の洗浄部材に相当する。

第１セルフクリーニング装置２５は、洗浄機１Ａ（図１参照）の第１セルフクリーニング装置１５と同様に、洗浄板２５ａと、純水ノズル２５ｂと、薬液ノズル２５ｃとを有しており、典型的には洗浄槽（不図示）をさらに有している。洗浄板２５ａは、第１ペンスポンジ２１ａに付着した異物を除去するのに適した大きさに形成されており、本実施の形態では石英プレートが用いられている。第１セルフクリーニング装置２５は、軸線まわりに回転している第１ペンスポンジ２１ａに純水及び／又は薬液を掛けながら第１ペンスポンジ２１ａを洗浄板２５ａに押し付けることで、第１ペンスポンジ２１ａに付着していた異物を除去して清浄化するように構成されている。

第２セルフクリーニング装置２６は、第１セルフクリーニング装置２５と同様に構成されており、洗浄板２６ａと、純水ノズル２６ｂと、薬液ノズル２６ｃとを有しており、典型的には洗浄槽（不図示）をさらに有している。第２洗浄装置２２は、洗浄板２６ａ、純水ノズル２６ｂ、薬液ノズル２６ｃが、それぞれ第１セルフクリーニング装置２１の洗浄板２５ａ、純水ノズル２５ｂ、薬液ノズル２５ｃに相当し、対応する部材と同様に構成されている。第２セルフクリーニング装置２６は、平面視において、洗浄板２６ａが、チャック２０に保持された基板Ｗの中心を対称中心として、洗浄板２５ａと対称になるように配設されている。

本実施の形態に係る洗浄機２は、さらに、チャック２０に保持された基板Ｗの表面ＷＡに対し、第１ペンスポンジ２１ａで表面ＷＡを洗浄するときに薬液を供給する第１表面ケミカルノズル１４５及び純水を供給する第１表面リンスノズル１４６と、第２ペンスポンジ２２ａで表面ＷＡを洗浄するときに薬液を供給する第２表面ケミカルノズル２４５及び純水を供給する第２表面リンスノズル２４６とを有している。

チャンバー４０は、概ね直方体状に形成されており、第１シャッタ４０ａと、第２シャッタ４０ｂと、２つの搬入出シャッタ４０ｗとが設けられている。第１シャッタ４０ａは、第１ペンスポンジ２１ａを支持している第１アーム２１ｂ及び第１セルフクリーニング装置２５を出し入れする開口を形成するものである。第１シャッタ４０ａは、第１移動装置２１ｃとの接続部を中心として揺動する第１アーム２１ｂをチャンバー４０の外側に引き出せる位置及び大きさに設けられている。第２シャッタ４０ｂは、第２ペンスポンジ２２ａを支持している第２アーム２２ｂ及び第２セルフクリーニング装置２６を出し入れする開口を形成するものである。第２シャッタ４０ｂは、本実施の形態では、平面視において、第１シャッタ４０ａに対向する面に、揺動する第２アーム２２ｂを引き出せる態様で設けられている。搬入出シャッタ４０ｗは、ロボットハンド５２（図４参照）に保持された基板Ｗを出し入れする開口を形成するものと、ロボットハンド５３（図４参照）に保持された基板Ｗを出し入れする開口を形成するものとの２つが設けられている。２つの搬入出シャッタ４０ｗは、本実施の形態では、平面視において、第１シャッタ４０ａ及び第２シャッタ４０ｂが設けられているチャンバー４０の面に対して直交する２つの面にそれぞれ設けられている。

制御装置２５０は、チャック２０の動作を制御することで、チャック２０による基板Ｗの保持及び解除並びに基板Ｗの水平面内における回転を制御することができるように構成されている。また、制御装置２５０は、第１ペンスポンジ２１ａ及び第２ペンスポンジ２２ａの回転、並びに第１移動装置２１ｃ及び第２移動装置２２ｃの移動を制御することができるように構成されている。また、制御装置２５０は、第１セルフクリーニング装置２５及び第２セルフクリーニング装置２６の作動・停止を制御することができるように構成されている。また、制御装置２５０は、第１表面ケミカルノズル１４５、第１表面リンスノズル１４６、第２表面ケミカルノズル２４５、第２表面リンスノズル２４６からの薬液あるいは純水の供給の有無を制御することができるように構成されている。また、制御装置２５０は、２つの搬入出シャッタ４０ｗの開閉を制御することができるように構成されている。

上述のように構成された洗浄機２の作用は、洗浄機１Ａ（図１参照）の作用に準じている。以下に、洗浄機２の作用の概略を説明する。チャンバー４０内に基板Ｗが搬入される過程で、第１セルフクリーニング装置２５の位置にあった第１ペンスポンジ２１ａが、チャック２０に保持された基板Ｗの中心の上方に移動する。チャック２０に保持された基板Ｗが回転し、回転速度が所定の回転速度になったら、第１ペンスポンジ２１ａが下降して基板Ｗの表面ＷＡに接触する。第１ペンスポンジ２１ａは、表面ＷＡに接触したら、回転している基板Ｗの中心から側縁部に移動することにより、表面ＷＡを粗洗浄する。表面ＷＡの粗洗浄中、表面ＷＡには、必要に応じて、第１表面ケミカルノズル１４５から薬液が供給され、及び／又は第１表面リンスノズル１４６から純水が供給される。第１ペンスポンジ２１ａが表面ＷＡを粗洗浄している間、第２ペンスポンジ２２ａは第２セルフクリーニング装置２６の位置でセルフクリーニングが行われている。

表面ＷＡの粗洗浄が終了したら、第１ペンスポンジ２１ａが第１セルフクリーニング装置２５の位置に移動し、これと入れ替わるように、第２セルフクリーニング装置２６の位置にある第２ペンスポンジ２２ａが、チャック２０に保持された基板Ｗの中心の上方に移動する。その後、第２ペンスポンジ２２ａは、第１ペンスポンジ２１ａと同様に、下降して表面ＷＡに接触し、回転している基板Ｗの中心から側縁部に移動する。なお、第２ペンスポンジ２２ａの移動方向は、第１ペンスポンジ２１ａとは反対側になる。表面ＷＡに接触している第２ペンスポンジ２２ａの移動により、表面ＷＡの仕上げ洗浄が行われる。表面ＷＡの仕上げ洗浄中、表面ＷＡには、必要に応じて、第２表面ケミカルノズル２４５から薬液が供給され、及び／又は第２表面リンスノズル２４６から純水が供給される。第２ペンスポンジ２２ａが表面ＷＡを仕上げ洗浄している間、第１ペンスポンジ２１ａは第１セルフクリーニング装置２５の位置でセルフクリーニングが行われている。表面ＷＡの仕上げ洗浄が終了したら、第２ペンスポンジ２２ａが第２セルフクリーニング装置２６の位置に移動すると共に、基板Ｗがチャンバー４０の外に搬出される。

再び図４に戻って、基板洗浄装置１０４を説明する。なお、以降の説明において、洗浄機１Ａの構成に言及しているときは図１を、洗浄機２の構成について言及しているときは図５を、適宜参照することとする。基板洗浄装置１０４が備える機器のうち、乾燥機３は、詳細な説明は省略するが、洗浄機２で洗浄された基板Ｗをスピンチャックで把持して高速回転させるもの、あるいは表面がリンス液で覆われた基板Ｗを回転させながら乾燥気体流を基板Ｗの中心から外縁に移動させるもの等が用いられる。

基板洗浄装置１０４は、洗浄機１ＡＦの下方に洗浄機１ＡＳが配置され、洗浄機２Ｆの下方に洗浄機２Ｓが配置され、乾燥機３Ｆの下方に乾燥機３Ｓが配置されている。洗浄機１ＡＦ、洗浄機２Ｆ、乾燥機３Ｆは、この順で直線状に同一平面内に配置されている。洗浄機１ＡＳ、洗浄機２Ｓ、乾燥機３Ｓは、この順で直線状に同一平面内に配置されている。本実施の形態では、最初に洗浄機１ＡＦで洗浄された基板Ｗが、原則として、次に洗浄機２Ｆで洗浄され、最後に乾燥機３Ｆで乾燥されるように構成されており、洗浄機１ＡＦ、洗浄機２Ｆ、乾燥機３Ｆが第１の洗浄ラインＬＦに配置されていることとなる。他方、最初に洗浄機１ＡＳで洗浄された基板Ｗが、原則として、次に洗浄機２Ｓで洗浄され、最後に乾燥機３Ｓで乾燥されるように構成されており、洗浄機１ＡＳ、洗浄機２Ｓ、乾燥機３Ｓ第２の洗浄ラインＬＳに配置されていることとなる。ここで、洗浄ラインとは、原則として１つの基板Ｗの処理（洗浄、乾燥等）が複数の機器で行われる際の基板Ｗの移動経路であり、途中で基板Ｗが別の洗浄ラインに移ることを妨げるものではない。

第１ロボットハンド５２は、上下に配置された洗浄機１ＡＦ、１ＡＳと、上下に配置された洗浄機２Ｆ、２Ｓとの間のスペースに配設されている。第１ロボットハンド５２は、移動機構（不図示）により、向きを変えることができると共に上下に移動することができ、各洗浄機１ＡＦ、１ＡＳ、２Ｆ、２Ｓの内部にアクセスすることができるように構成されている。第２ロボットハンド５３は、上下に配置された洗浄機２Ｆ、２Ｓと、上下に配置された乾燥機３Ｆ、３Ｓとの間のスペースに配設されている。第２ロボットハンド５３は、移動機構（不図示）により、向きを変えることができると共に上下に移動することができ、各洗浄機２Ｆ、２Ｓ及び各乾燥機３Ｆ、３Ｓの内部にアクセスすることができるように構成されている。

第１ロボットハンド５２は、長手方向において基板Ｗの直径よりも大きく（典型的には基板Ｗの直径よりも一回り大きく）、幅方向において基板Ｗの直径よりも小さいアームを有している。第１ロボットハンド５２のアームは、先端が先割れ状に形成されており、上部には基板Ｗの外縁を挟んで把持可能な把持部（不図示）が設けられている。第２ロボットハンド５３は、第１ロボットハンド５２と同様の構成を有している。

上述のように構成された基板洗浄装置１０４は、通常、第１の洗浄ラインＬＦ（洗浄機１ＡＦ、洗浄機２Ｆ、乾燥機３Ｆ）において、基板Ｗの洗浄・乾燥処理を行うのと並行して、第２の洗浄ラインＬＳ（洗浄機１ＡＳ、洗浄機２Ｓ、乾燥機３Ｓ）において、基板Ｗの洗浄・乾燥処理を行う。なお、第１の洗浄ライン及び第２の洗浄ラインでは、それぞれ同じ基板Ｗの処理が行われ、その内容は、第１ロールスポンジ１１ａによる粗洗浄、第２ロールスポンジ１２ａによる仕上げ洗浄、第１ペンスポンジ２１ａによる粗洗浄、第２ペンスポンジ２２ａによる仕上げ洗浄、乾燥である。

基板洗浄装置１０４は、各洗浄機１Ａ、２について、１つのモジュールに２つの洗浄部材が設けられているので、粗洗浄と仕上げ洗浄との２段階の洗浄を行うに際し、他の洗浄ラインに相互に干渉することがない。仮に、１つのモジュールに１つの洗浄部材が設けられている従来の装置では、２段階の洗浄を行うためには他の洗浄ラインの一部を使用することとなり、処理能力が低下することとなる。基板洗浄装置１０４は、装置を大型化することなく、１台の装置で洗浄・乾燥処理が可能な基板Ｗの枚数を倍増させることができ、スループットを向上させることができる。

以上の基板洗浄装置１０４の説明では、洗浄機１Ａ及び洗浄機２の双方とも、１つのモジュールに２つの洗浄部材が設けられていることとしたため、洗浄機１Ａ及び洗浄機２の一方が基板洗浄機に相当し、他方が追加基板処理部の一形態である追加基板洗浄機に相当することとなる。なお、基板Ｗの洗浄の要求に応じて、少なくとも１つのモジュールに２つの洗浄部材が設けられていることとしてもよい。例えば、洗浄機１Ａが１つのロールスポンジを備え、洗浄機２が２つのペンスポンジ２１ａ、２２ａを備えることとしてもよい。この場合、洗浄機２が（第１又は第２の）基板洗浄機に相当し、洗浄機１Ａが（第１又は第２の）追加基板洗浄機に相当することとなる。つまり、追加基板洗浄機は、１つのモジュールが有する洗浄部材の数を不問にしている。なお、基板洗浄装置１０４が、追加基板洗浄機を備えずに、追加基板処理部としての乾燥機のみを備えることとしてもよい。

以上の洗浄機２の説明では、第１ペンスポンジ２１ａと第２ペンスポンジ２２ａとの洗浄性能が異なっていて、洗浄機２の作用が洗浄機１Ａの作用に準ずることとしたが、第１ペンスポンジ２１ａと第２ペンスポンジ２２ａとの洗浄性能を同等に構成して、洗浄機１の作用（第１ペンスポンジ２１ａで洗浄する基板Ｗと第２ペンスポンジ２２ａで洗浄する基板Ｗとを入れ替える）に準ずることとしてもよい。また、洗浄機２を、洗浄機１Ａの作用に準ずることとするか、洗浄機１の作用に準ずることとするかにかかわらず、基板洗浄装置１０４の構成要素とせず、独立して作用する基板洗浄機として構成してもよい。

以上の洗浄機２の説明では、第１洗浄装置２１及び第２洗浄装置２２の配置に関し、第１移動装置２１ｃと第２移動装置２２ｃとが、平面視において、チャック２０に保持された基板Ｗの中心を対称中心として対称になるように、かつ、セルフクリーニング位置における第１アーム２１ｂと第２アーム２２ｂとが平行になるように配設されていることとしたが、図６（Ａ）に示すように、第１移動装置２１ｃと第２移動装置２２ｃとが隣接し、かつ、セルフクリーニング位置における第１アーム２１ｂと第２アーム２２ｂとが直交するように配設されることとしてもよい。この場合、第１アーム２１ｂ及び第２アーム２２ｂの回転中心が異なるので、第１ペンスポンジ２１ａの軌跡と第２ペンスポンジ２２ａの軌跡とは同じにならない。あるいは図６（Ｂ）に示すように、第１洗浄装置２１が退避したときの第１ペンスポンジ２１ａの位置と、第２洗浄装置２２が退避したときの第２ペンスポンジ２２ａの位置とが同じになるように配設されることとしてもよい。この場合、第１ペンスポンジ２１ａと第２ペンスポンジ２２ａとでセルフクリーニング装置を共用しやすくなる。

以上で説明した基板洗浄装置１０４（あるいは独立した基板洗浄機としての洗浄機１、１Ａ、２）は、典型的には、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）装置あるいは銅めっき装置等と共に、基板処理装置に実装される。
図７は、基板洗浄装置１０４を実装した基板処理装置１００の全体構成を示す平面図である。以下の説明において、基板洗浄装置１０４の構成に言及しているときは、適宜図４あるいは図５を参照することとする。基板処理装置１００は、概ね矩形状のハウジング１０１を備えており、ハウジング１０１の内部は隔壁１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃによって区画されるロード／アンロード部１０２と、基板を研磨する研磨部１０３と、研磨後の基板を洗浄する上述の基板洗浄装置１０４とを備えている。また、基板処理装置１００は、各部の動作を制御する制御装置６０を備えている。

ロード／アンロード部１０２は、基板をストックするカセット８１と、基板をカセット８１から研磨部１０３へ、あるいは基板洗浄装置１０４からカセット８１へと受け渡す搬送ロボット８２を有している。搬送ロボット８２は上下に２つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをカセット８１に基板を戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前の基板を搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるように構成されている。

研磨部１０３は、ほぼ同様の構成の４つの研磨装置８３を有している。各研磨装置８３は、研磨面を有する研磨テーブル８３ａと、基板を保持することができると共に研磨テーブル８３ａに対して押圧することができるトップリング８３ｂと、研磨テーブル８３ａにスラリー等の研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給するための研磨液供給ノズル８３ｃと、研磨テーブル８３ａのドレッシングを行うためのドレッサ８３ｄと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして、１又は複数のノズルから研磨面に噴射するアトマイザ８３ｅとを有している。また、研磨装置８３は、上下に昇降可能なリフタ８３ｆと、上下に昇降可能なプッシャ８３ｇとを有している。そして、搬送ロボット８２に隣接する研磨装置８３は、搬送ロボット８２から基板を受け取り反転させることができる反転機８３ｈを有している。

各研磨装置８３は、トップリング８３ｂが保持した基板を研磨テーブル８３ａに接触させ、研磨液供給ノズル８３ｃから研磨テーブル８３ａに研磨液を供給しながら研磨テーブル８３ａ及びトップリング８３ｂを所定の回転速度で回転させることで、基板の表面を研磨することができるように構成されている。また、各研磨装置８３は、研磨された基板をリフタ８３ｆに載置する一方で、研磨テーブル８３ａの表面をドレッサ８３ｄでドレッシングし、リフタ８３ｆに載置されている基板を、プッシャ８３ｇを介して基板洗浄装置１０４のロボットハンド５２に渡すことができるように構成されている。

上述のように構成された基板処理装置１００は、以下の動作を行う。カセット８１に設置された基板を搬送ロボット８２によって取り出し、研磨部１０３の反転機８３ｈに渡す。基板を、反転機８３ｈで反転した後リフタ８３ｆに渡し、トップリング８３ｂをリフタ８３ｆの上方に移動した後リフタ８３ｆで基板を押し上げ、基板をトップリング８３ｂに吸着させる。その後、基板を研磨テーブル８３ａに接触させ、研磨液供給ノズル８３ｃから研磨テーブル８３ａに研磨液の供給を開始し、同時に研磨テーブル８３ａ及びトップリング８３ｂを所定の回転速度で回転させ、基板の表面を研磨する。基板の表面を所定量研磨したら、研磨液供給ノズル８３ｃからの研磨液の供給に代えて、純水供給ノズル（不図示）から純水を供給して基板の研磨を行う。純水を供給しながらの基板の研磨を所定時間行ったら、トップリング８３ｂを上昇させて基板を研磨テーブル８３ａから離し、基板をリフタ８３ｆ上に載置する。このとき研磨テーブル８３ａに貼付されている研磨布をドレッサ８３ｄで研磨し、研磨布をコンディショニングする。基板をリフタ８３ｆ上に載置したらリフタ８３ｆを水平にプッシャ８３ｇのある位置まで移動し、プッシャ８３ｇで持ち上げた後、基板洗浄装置１０４のロボットハンド５２が基板を受け取る。

基板Ｗを受け取ったロボットハンド５２は、基板洗浄装置１０４において、前述した基板Ｗの洗浄を行う。基板洗浄装置１０４で洗浄が行われて乾燥した基板Ｗは、搬送ロボット８２によって基板洗浄装置１０４から取り出され、洗浄後の基板Ｗをストックするカセット８１に収容される。以上で説明したように、基板洗浄装置１０４を備える基板処理装置１００は、基板Ｗの処理枚数を増やすことができ、スループットを向上させることができる。

以上の説明では、基板処理装置１００が基板洗浄装置１０４を実装することとしたが、基板洗浄装置１０４に代えて、洗浄機１、１Ａ、２を任意に１つ又は複数選択して個別に実装することとしてもよい。

以上の説明では、洗浄機１において、２つの洗浄部材（ロールスポンジ１１ａ、１２ａ）の各々に事前洗浄装置（セルフクリーニング装置１５、１６）を設けることとしたが、２つの洗浄部材で１つの事前洗浄装置を共用することとしてもよい。特に、２つの洗浄部材に粗洗浄と仕上げ洗浄との区別がない場合は共用化がしやすい。洗浄機１Ａ、２においても同様である。

以上の説明では、第１洗浄装置１１及び第２洗浄装置１２で洗浄する第１の面が基板Ｗの表面ＷＡであることとしたが、第１洗浄装置１１及び第２洗浄装置１２で洗浄する第１の面を裏面ＷＢとし、第２の面を表面ＷＡとしてもよい。

以上の説明では、第１洗浄装置１１、２１、及び第２洗浄装置１２、２２が、基板保持装置（ローラ１０、チャック２０）に保持された基板Ｗよりも上方に設けられていることとしたが、基板保持装置に保持された基板Ｗよりも下方に設けられていてもよい。

１、１Ａ 洗浄機
２ 洗浄機
１０ ローラ
１１ 第１洗浄装置
１１ａ 第１ロールスポンジ
１２ 第２洗浄装置
１２ａ 第２ロールスポンジ
１５ 第１セルフクリーニング装置
１６ 第２セルフクリーニング装置
２０ チャック
２１ 第１洗浄装置
２１ａ 第１ペンスポンジ
２２ 第２洗浄装置
２２ａ 第２ペンスポンジ
２５ 第１セルフクリーニング装置
２６ 第２セルフクリーニング装置
４０ チャンバー
４１ 第１引出機構
４２ 第２引出機構
５０ 制御装置
８３ 研磨装置
１００ 基板処理装置
１０４ 基板洗浄装置
Ｗ 基板
ＷＡ 表面
ＷＢ 裏面

Claims (7)

1. 第１の面と前記第１の面の反対の第２の面とを有する基板を保持する基板保持装置と；
   前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面に接触させて前記第１の面を洗浄する第１の洗浄部材を有する第１の洗浄装置と；
   前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面に接触させて前記第１の面を洗浄する第２の洗浄部材を有する第２の洗浄装置と；
   前記第１の洗浄部材及び前記第２の洗浄部材の、一方が前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面を洗浄しているときに、他方が前記基板保持装置に保持された前記基板から離れた位置にあるように、前記第１の洗浄装置及び前記第２の洗浄装置を制御する制御装置と；
   前記第１の洗浄部材及び前記第２の洗浄部材を、前記第１の面の洗浄の用に供する前に洗浄する事前洗浄装置とを備え；
   前記制御装置は、前記第１の洗浄部材及び前記第２の洗浄部材のうち、前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面を洗浄していない方を、前記事前洗浄装置で洗浄するように制御し；
   さらに、前記基板保持装置、前記第１の洗浄装置、前記第２の洗浄装置、及び前記事前洗浄装置を内部に収容するチャンバーと；
   前記第１の洗浄部材及び前記第２の洗浄部材のうちの少なくとも一方、並びに前記事前洗浄装置を、前記チャンバーに対して引き出し可能な引出機構とを備える；
   基板洗浄機。
2. 前記第１の洗浄部材で前記第１の面を洗浄したときの洗浄レベルよりも、前記第２の洗浄部材で前記第１の面を洗浄したときの洗浄レベルの方が高くなるように、前記第１の洗浄装置及び前記第２の洗浄装置が構成された；
   請求項１に記載の基板洗浄機。
3. 前記制御装置が、前記基板保持装置で前記基板を保持した後、前記第１の洗浄部材で前記第１の面を洗浄し、次に前記第２の洗浄部材で前記第１の面を洗浄し、前記第１の洗浄部材による前記第１の面の洗浄の開始から前記第２の洗浄部材による前記第１の面の洗浄の完了まで、前記基板保持装置による前記基板の保持を維持するように、前記基板保持装置、前記第１の洗浄装置、及び前記第２の洗浄装置を制御する；
   請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄機。
4. 第１の面と前記第１の面の反対の第２の面とを有する基板を保持する基板保持装置と；
   前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面に接触させて前記第１の面を洗浄する第１の洗浄部材を有する第１の洗浄装置と；
   前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面に接触させて前記第１の面を洗浄する第２の洗浄部材を有する第２の洗浄装置と；
   前記基板保持装置、前記第１の洗浄装置、及び前記第２の洗浄装置を内部に収容するチャンバーと；
   前記第１の洗浄部材及び前記第２の洗浄部材のうちの少なくとも一方を、前記チャンバーに対して引き出し可能な引出機構と；
   前記第１の洗浄部材及び前記第２の洗浄部材の、一方が前記基板保持装置に保持された前記基板の前記第１の面を洗浄しているときに、他方が前記基板保持装置に保持された前記基板から離れた位置にあるように、前記第１の洗浄装置及び前記第２の洗浄装置を制御する制御装置とを備える；
   基板洗浄機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板洗浄機を複数備え；
   複数の前記基板洗浄機のうちの第１の基板洗浄機が第１の洗浄ラインに配置され；
   複数の前記基板洗浄機のうちの第２の基板洗浄機が、前記第１の洗浄ラインとは別の第２の洗浄ラインに配置され；
   前記第１の洗浄ラインに配置された第１の追加基板処理部と；
   前記第２の洗浄ラインに配置された第２の追加基板処理部とをさらに備える；
   基板洗浄装置。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板洗浄機で洗浄前の前記基板である洗浄前基板を洗浄して洗浄後の前記基板である洗浄済基板を製造する方法であって；
   前記基板保持装置で前記基板を保持する基板保持工程と；
   前記基板保持装置で保持された基板を前記第１の洗浄部材で洗浄する第１の洗浄工程と；
   前記第１の洗浄工程の後、前記基板保持装置が前記基板を保持したまま、前記第１の洗浄部材を前記引出機構によって引き出して前記基板から退避させる退避工程と；
   前記退避工程の後、前記基板保持装置に保持されている基板を引き続き前記第２の洗浄部材で洗浄する第２の洗浄工程とを備える；
   洗浄済基板の製造方法。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板洗浄機と；
   前記基板洗浄機における洗浄の前に基板を処理する基板処理機とを備える；
   基板処理装置。

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