JP7471671B2 - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。

半導体等の基板を洗浄する際、基板を回転させつつ、基板の上方に配置されたノズルから基板の上面に向かって洗浄液を供給し、洗浄液を基板の上面に拡げて洗浄するスピン方式の基板洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１から３）。特許文献１から３では、ノズルが基板の上方に配置され、ノズルから供給された洗浄液は、基板の上面のほぼ中心部に向けて供給される。基板の中心部に供給された洗浄液は、基板の回転により基板の外周に向けて拡がり、基板の上面全体を洗浄する。

特開２０１５－２０１６２７号公報 特開２０１９－４１１１６号公報 特開２０２１－１６００７号公報

基板上に形成されるパターン、電子部品（以下、「電子部品等」という。）の中には、基板との密着性が弱い場合がある。このような基板を洗浄する際、基板に向けてノズルから洗浄液が供給されると、洗浄液の液圧によって密着性の弱い電子部品等の全部又は一部が基板から剥離するおそれがある。基板から電子部品等が剥離すると、電子デバイスの品質にも影響を及ぼすだけでなく、電子デバイス製造時の歩留まりを低下させることになり好ましくない。

本発明は、基板に供給する洗浄液の液圧を低くして、洗浄液の供給による基板へのダメージを軽減させ、基板との密着性の弱い電子部品等の剥離を防止することが可能な基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の態様に係る基板洗浄装置は、回転する基板に洗浄液を供給して基板を洗浄する装置であって、基板を載置して回転するテーブルと、洗浄液の噴出方向を基板から外した状態で設置されるスプレーノズルと、を備え、噴出方向を基板から外したままスプレーノズルから噴出した洗浄液のミストが基板に落ちることでテーブル上の基板に洗浄液を供給する。
また、本発明の態様に係る基板洗浄装置は、回転する基板に洗浄液を供給して基板を洗浄する装置であって、基板を載置して回転するテーブルと、洗浄液の噴出方向を基板から外した状態で設置されるスプレーノズルと、を備え、スプレーノズルから噴出した洗浄液のミストが基板に落ちることでテーブル上の基板に洗浄液を供給する。

本発明の態様に係る基板洗浄方法は、基板を回転させつつスプレーノズルから洗浄液を噴出して基板を洗浄する方法であって、スプレーノズルから、噴出方向を基板から外して洗浄液を噴出させることにより、噴出方向を基板から外して噴出した洗浄液のミストが基板に落ちることで基板に洗浄液を供給することを含む。
また、本発明の態様に係る基板洗浄方法は、基板を回転させつつスプレーノズルから洗浄液を噴出して基板を洗浄する方法であって、スプレーノズルから、噴出方向を基板から外して洗浄液を噴出させることにより、洗浄液の液滴が基板に落ちることで基板に洗浄液を供給することを含む。

上記した態様の基板洗浄装置及び基板洗浄方法によれば、スプレーノズルから洗浄液を噴出する方向が基板から外れた向きに設定され、スプレーノズルから噴出した洗浄液は、ミスト（液滴、霧状）となって基板の上面に落ちることで基板に供給され、基板に対する洗浄液の液圧が小さくなる。その結果、洗浄液の供給による基板へのダメージが軽減され、基板との密着性が弱い電子部品等であっても、基板から剥離することを抑制できる。

第１実施形態に係る基板洗浄装置の一例を示す側面図である。 第１実施形態に係る基板洗浄装置の一例を示す平面図である。 スプレーノズルの噴出方向を上下方向に変更する一例を示す側面図である。 スプレーノズルの噴出方向を水平方向に変更する一例を示す平面図である。 スプレーノズルを水平方向に移動させる一例を示す平面図である。 スプレーノズルを鉛直方向に移動させる一例を示す側面図である。 スプレーノズルの噴出方向を上下方向に揺動する一例を示す側面図である。 スプレーノズルの噴出方向を水平方向に揺動する一例を示す平面図である。 実施形態に係る基板洗浄方法の一例を示すフローチャートである。 変形例に係る基板洗浄装置を示す側面図である。 変形例に係る基板洗浄装置の他の例を示す側面図である。 第２実施形態に係る基板洗浄装置の一例を示す平面図である。 第３実施形態に係る基板洗浄装置の一例を示す側面図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明するが、本発明は以下に説明する内容に限定されない。図面においては、各構成をわかりやすくするために、一部を強調して、あるいは一部を簡略化して表しており、実際の構造又は形状、縮尺等が異なっている場合がある。図面ではＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。ＸＹ面は水平面である。ＸＹ面における一方向をＸ方向と表記する。水平面においてＸ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向と表記する。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向と反対の方向が－方向である。

＜第１実施形態＞
［基板洗浄装置］
第１実施形態に係る基板洗浄装置１００について説明する。図１は、第１実施形態に係る基板洗浄装置１００の一例を示す側面図である。図２は、第１実施形態に係る基板洗浄装置１００の一例を示す平面図である。基板洗浄装置１００は、例えば、半導体装置を製造する際に基板Ｗの上面に付着する付着物（残渣）又は基板Ｗに形成された膜（以下、「付着物等」という）などを基板Ｗから除去するために用いられる。基板Ｗは、例えば、電子部品又は電子回路等が形成された半導体基板である。本実施形態では、平面視において円形状の基板Ｗを示しているが、基板Ｗが円形状であることに限定されず、矩形状（正方形状、長方形状）の角型基板であってもよい。

上記した付着物等としては、例えば、接着層など基板Ｗに形成された膜（層）である。接着層を構成する物質としては、例えば、炭化水素樹脂、アクリル－スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、エラストマー樹脂、ポリサル系樹脂のいずれか又はこれらを組み合わせた樹脂等の化合物が挙げられる。また、他の付着物としては、例えば、基板Ｗと支持体とが光反応層を介して積層されている場合に、この積層体から支持体を除去した後に基板Ｗの上面に付着した光反応層の残渣である。光反応層を構成する物質としては、例えば、フルオロカーボン、光（例えばレーザ光）吸収性を有している構造をその繰返し単位に含んでいる重合体、無機物、赤外線吸収性の構造を有する化合物等が挙げられる。

基板洗浄装置１００は、図１及び図２に示すように、テーブル１０と、収容部２０と、ノズル駆動部３０と、スプレーノズル４０と、洗浄液供給部５０と、制御部６０とを備える。テーブル１０は、軸部１１を備えている。軸部１１は、テーブル１０の下面の中心部から下方（－Ｚ方向）に延びて設けられている。軸部１１は、不図示の軸受け等により中心軸ＡＸ１の軸まわりに回転可能に支持されている。中心軸ＡＸ１は、鉛直方向と平行である。テーブル１０は、軸部１１とともに中心軸ＡＸ１の軸まわりに回転する。軸部１１は、回転駆動部１２に接続されている。回転駆動部１２は、軸部１１を介してテーブル１０を回転させる。回転駆動部１２は、テーブル１０を中心軸ＡＸ１の軸まわりに所定の回転数で回転方向Ｐに向けて回転させる。回転駆動部１２としては、例えば、電動モータ等が用いられる。

テーブル１０は、上面において基板Ｗが載置される。テーブル１０は、例えば、平面視で円形状であり、上面の直径は、基板Ｗの直径よりやや大きく設定されている。すなわち、テーブル１０の中心軸ＡＸ１に基板Ｗの中心部Ｏを合わせた状態で基板Ｗがテーブル１０の上面に載置された際、基板Ｗの外縁部Ｅが、テーブル１０の上面における外周縁の内側となるようにしている。

テーブル１０は、例えば、基板Ｗが載置される範囲に不図示の吸引部が設けられている。吸引部は、例えば、複数の放射状の溝と、複数の環状の溝とが組み合わされてテーブル１０の上面に形成され、これら溝の一部が吸引ポンプに接続されて形成される。テーブル１０に基板Ｗが載置された後、吸着部の吸引ポンプを駆動させることで、基板Ｗは、吸着部によってテーブル１０の上面に保持される。なお、吸着部の形態については任意であり、基板Ｗをテーブル１０の上面に保持可能な任意の形態を適用することができる。

収容部２０は、テーブル１０を収容する。収容部２０は、例えば、基板洗浄装置１００の不図示の基台等に固定される。収容部２０は、例えば、テーブル１０の周囲を囲むカップ形状である。収容部２０の材質としては、金属、樹脂が挙げられるが、基板Ｗに洗浄液Ｌを供給する際に洗浄液Ｌが付着する場合があるので、洗浄液Ｌの成分に耐性を有している素材が好ましい。収容部カップは、底部に軸部１１を挿通する挿通孔２１が設けられている。

ノズル駆動部３０は、支柱３１と、昇降部３２と、回転部３３と、支持部３４と、軸部３５と、アーム３６と、駆動部３７とを備える。支柱３１は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びて設けられ、例えば、基板洗浄装置１００の不図示の基台等に固定される。昇降部３２は、鉛直方向に移動可能に支柱３１に支持される。支柱３１には鉛直方向の不図示のガイド部を備えており、昇降部３２は、このガイド部に沿って鉛直方向に移動可能である。回転部３３は、昇降部３２の上面側（＋Ｚ面側）に設けられる。回転部３３は、不図示の軸受けを介して昇降部３２に保持されており、昇降部３２に対して回転軸ＡＸ２の軸まわりに回転可能である。回転軸ＡＸ２は、鉛直方向と並行である。

支持部３４は、回転部３３の上面から上方に延びて設けられる。支持部３４は、平面視において回転軸ＡＸ２から外れた位置に設けられる。支持部３４は、回転部３３が回転軸ＡＸ２の軸まわりに回転した際、回転部３３と一体となって回転軸ＡＸ２の軸まわりを周回する。軸部３５は、支持部３４の側面から水平方向に延びて設けられる。軸部３５は、不図示の軸受けを介して支持部３４に保持されており、支持部３４に対して回転軸ＡＸ３の軸まわりに回転可能である。回転軸ＡＸ３は水平方向と平行であり、回転軸ＡＸ２と直交する。また、軸部３５は、回転部３３が回転軸ＡＸ２の軸まわりに回転した際、支持部３４とともに回転軸ＡＸ２の軸まわりに回転する。

アーム３６は、棒状体であって軸部３５に保持される。アーム３６は、軸部３５に備える挿通孔に一部を挿通した状態で軸部３５に取り付けられる。アーム３６の長さは任意である。また、アーム３６は、軸部３５に対する取付位置を変更可能であってもよい。つまり、アーム３６の先端に取り付けられるスプレーノズル４０と、軸部３５との間隔を調整可能であってもよい。アーム３６は、回転部３３が回転軸ＡＸ２の軸まわりに回転した際、回転軸ＡＸ２を中心として水平方向に揺動する。また、アーム３６は、軸部３５が回転軸ＡＸ３の軸まわりに回転した際、回転軸ＡＸ３を中心として上下方向に揺動する。

駆動部３７は、ノズル駆動部３０の各部を駆動する。駆動部３７は、支柱３１に対して昇降部３２を昇降させる。また、駆動部３７は、昇降部３２に対して回転部３３を回転させる。また、駆動部３７は、支持部３４に介して軸部３５を回転させる。なお、駆動部３７は、各部を駆動するための個別の駆動源を備える形態であってもよいし、１つの駆動源を用いて伝達経路を切り替えることで各部を駆動する形態であってもよい。駆動部３７の駆動源としては、例えば電動モータ、シリンダ装置などが用いられる。

スプレーノズル４０は、アーム３６の先端に取り付けられる。スプレーノズル４０は、基板Ｗの上方において平面視で基板Ｗより外側に配置される。本実施形態では、スプレーノズル４０は、収容部２０の上部より上方であって、収容部２０より外側に配置されている。平面視におけるスプレーノズル４０の位置は、アーム３６の長さ、又は軸部３５に対するアーム３６の固定位置などで調節可能である。スプレーノズル４０は、アーム３６を介して軸部３５に連結されている。従って、スプレーノズル４０は、アーム３６が回転軸ＡＸ２を中心として水平方向に揺動することで水平方向に揺動し、アーム３６が回転軸ＡＸ３を中心として上下方向に揺動することで上下方向に揺動する。

スプレーノズル４０は、洗浄液Ｌを噴出する噴出口４１を備える。噴出口４１から噴出した洗浄液Ｌは、ミストｍとなりかつ噴出口４１から拡がりながら進むことになる。このとき、スプレーノズル４０における洗浄液Ｌの噴出方向Ｄは、図１に示すように、基板Ｗの上面から外れた方向に設定されている。すなわち、スプレーノズル４０は、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄを基板Ｗの外縁部Ｅより外側に向けるように配置されている。また、平面視において、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄは、図２に示すように、基板Ｗの中心部Ｏを通過するように設定されている。噴出口４１から噴出方向Ｄに噴出した洗浄液Ｌは、ミストｍ（液滴、霧状など）となって基板Ｗに落ちることで基板Ｗに供給される。基板Ｗに供給された洗浄液Ｌは、基板Ｗが中心軸ＡＸ１の軸まわりに回転することで遠心力により基板Ｗの上面を拡がって基板Ｗを洗浄する。なお、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄの詳細については後述する。

スプレーノズル４０は、洗浄液供給部５０に接続されている。洗浄液Ｌは、不図示の供給管を介して洗浄液供給部５０からスプレーノズル４０に送られる。なお、供給管としては、例えばフレキシブルチューブなどが用いられる。供給管の素材は、洗浄液Ｌの成分に耐性を有している素材であれば、公知の素材が用いられる。例えば、供給管の素材としては、金属、塩化ビニル等の樹脂などが挙げられる。洗浄液供給部５０は、例えば、洗浄液Ｌを貯留するタンクと、洗浄液Ｌを送液する送液ポンプと、流量調整部とを有している。この流量調整部によりスプレーノズル４０に送る洗浄液Ｌの単位時間当たりの流量を調整する。

洗浄液Ｌは、基板Ｗの上面に付着する付着物層の洗浄に必要な液体であり、例えば、純水、有機溶剤等が用いられる。例えば、基板Ｗの上面に付着する付着物等が、基板Ｗに設けられた接着層である場合は、洗浄液Ｌとして有機溶剤等が用いられる。また、基板Ｗの上面に付着する付着物が、上記した光反応層である場合は、洗浄液Ｌとして有機溶剤を用いて洗浄し、その後純水で洗浄を行う。

なお、上記したノズル駆動部３０は一例であり、この形態に限定されない。ノズル駆動部３０は、スプレーノズル４０による洗浄液Ｌの噴出方向ＤをＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びこれらを合成した方向に移動させる任意の駆動系を用いることができる。例えば、ノズル駆動部３０は、スプレーノズル４０を先端に保持したロボットアーム（多関節アーム）が用いられてもよい。

制御部６０は、基板洗浄装置１００を統括して制御し、例えば、コンピュータが用いられる。制御部６０は、回転駆動部１２、駆動部３７、及び洗浄液供給部５０を制御する。制御部６０は、回転駆動部１２を制御することにより、テーブル１０の回転及び停止、さらにテーブル１０の回転時において洗浄液供給部５０を駆動させることで、スプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させるように制御する。また、制御部６０は、駆動部３７を制御することにより、スプレーノズル４０による洗浄液Ｌの噴出方向Ｄを設定することができる。制御部６０は、スプレーノズル４０の高さ、スプレーノズル４０の回転軸ＡＸ２を中心とした水平方向の揺動量、スプレーノズル４０の回転軸ＡＸ３を中心とした上下方向の揺動量を制御することで、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄを設定する。なお、噴出方向Ｄは、制御部６０に備える不図示の記憶部に予め記憶されている設定が用いられてもよいし、オペレータにより適宜設定されてもよい。

図３は、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄを上下方向に変更する一例を示す側面図である。スプレーノズル４０は、ノズル駆動部３０において、アーム３６が回転軸ＡＸ３を中心として揺動することで上下方向に揺動可能である。上記したように、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄは、基板Ｗから外れた方向に設定される。従って、図３に示すように、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄは、水平方向と平行な噴出方向ＤＡと、基板Ｗの外縁部Ｅに向けた噴出方向ＤＢとの間に設定可能である。なお、本実施形態において、基板Ｗから外れた噴出方向Ｄは、基板Ｗの外縁部Ｅに向けた噴出方向ＤＢを含む意味で用いている。

噴出方向Ｄは、スプレーノズル４０の噴出口４１から噴出する洗浄液Ｌの状態によって設定される。つまり、噴出する洗浄液Ｌのミストｍの粒径が大きい場合は、噴出方向ＤＡ又は噴出方向ＤＡに近い方向に設定される。噴出方向ＤＡ又は噴出方向ＤＡに近い方向であっても、ミストｍの落下が速いので、洗浄液Ｌを適切に基板Ｗに供給可能である。一方、噴出する洗浄液Ｌのミストｍの粒径が小さい場合は、噴出方向ＤＢ又は噴出方向ＤＢに近い方向に設定される。噴出する洗浄液Ｌのミストｍの粒径が小さくても、噴出方向ＤＢ又は噴出方向ＤＢに近い方向に設定されることで、洗浄液Ｌを適切に基板Ｗに供給可能である。洗浄液Ｌのミストｍの粒径については、スプレーノズル４０を交換又は調整することにより、用途に応じて適宜設定でき、例えば、粒径が大きい場合は、３００～１０００μｍ、小さい場合は、０．０１～１００μｍである。

図４は、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄを水平方向に変更する一例を示す平面図である。スプレーノズル４０は、ノズル駆動部３０において、アーム３６が回転軸ＡＸ２を中心として揺動することで水平方向に揺動可能である。図２に示す例では、噴出方向Ｄが平面視で基板Ｗの中心部Ｏと重なるように設定されているが、この形態に限定されない。噴出方向Ｄは、平面視で基板Ｗの中心部Ｏから外れる形態であってもよい。図４に示すように、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄは、平面視で基板Ｗの外縁部Ｅとの接線方向の一つである噴出方向ＤＣと、基板Ｗの外縁部Ｅとの接線方向の他の一つである噴出方向ＤＤとの間に設定可能である。

噴出方向Ｄを平面視で中心部Ｏより噴出方向ＤＣ側に設定するか、中心部Ｏより噴出方向ＤＤ側に設定するかは、基板Ｗの回転方向Ｐとの関係で設定されてもよい。噴出方向Ｄを中心部Ｏより噴出方向ＤＣ側に設定する場合、噴出口４１から噴出した洗浄液Ｌの方向（ミストｍの流れ）が基板Ｗの回転方向Ｐとは逆向きとなる。つまり、ミストｍをやや強めに基板Ｗに供給することが可能となる。また、噴出方向Ｄを中心部Ｏより噴出方向ＤＤ側に設定する場合、噴出口４１から噴出した洗浄液Ｌの方向（ミストｍの流れ）が基板Ｗの回転方向Ｐとは同じ向きとなる。つまり、ミストｍを緩やかに基板Ｗに供給することが可能となる。

図５は、スプレーノズル４０を水平方向に移動させる一例を示す平面図である。図４に示すように、スプレーノズル４０は、噴出方向Ｄを－Ｘ方向に向けたまま、Ｙ方向に移動可能としてもよい。ノズル駆動部３０の支柱３１は、レールＲに沿って移動可能に設けられる。レールＲは、Ｙ方向に延びて設けられる。支柱３１は、駆動部３７によりレールＲに沿ってＹ方向に移動する。スプレーノズル４０は、支柱３１のＹ方向の移動により、Ｙ方向に移動する。従って、平面視において、基板Ｗに対する噴出方向ＤのＹ方向の位置は、スプレーノズル４０のＹ方向の位置により任意に設定可能である。

図６は、スプレーノズル４０を鉛直方向に昇降させる一例を示す側面図である。上記したように、昇降部３２は、駆動部３７により、支柱３１に備える不図示のガイド部に沿って昇降可能である。駆動部３７により昇降部３２を昇降させる機構としては、例えば、電動モータを駆動源とするボールねじ機構、ラックアンドピニオン機構などが用いられる。また、スプレーノズル４０が下向きに設定されている場合には、昇降部３２を上昇させてスプレーノズル４０の位置を高くすることで、噴出方向Ｄを基板Ｗから外すことが可能となる。

上記した実施形態では、洗浄液Ｌの噴出時にスプレーノズル４０の位置を固定している形態を例に挙げて説明しているが、この形態に限定されない。例えば、洗浄液Ｌの噴出とともにスプレーノズル４０を移動させてもよい。図７は、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄを上下方向に揺動する一例を示す側面図である。上記したように、スプレーノズル４０は、回転軸ＡＸ３を中心として、噴出口４１の向きを上下方向に変えることが可能である。制御部６０は、洗浄液供給部５０を駆動してスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させつつ、ノズル駆動部３０を駆動してスプレーノズル４０を上下方向に揺動させてもよい。その結果、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄが、上下方向に揺動される。

上下方向における噴出方向Ｄの揺動範囲は、例えば、図３に示すような噴出方向ＤＡから噴出方向ＤＢの範囲に設定されてもよい。また、上下方向に噴出方向Ｄを揺動させる場合、揺動範囲の一部において噴出方向Ｄが基板Ｗに向けられてもよい。この形態であっても、噴出方向Ｄを基板Ｗに向ける時間が短いため、基板Ｗに与えるダメージは大きくならない。なお、スプレーノズル４０を上下方向に揺動させることに代えて、図６に示すように、スプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させつつ、昇降部３２を昇降させてスプレーノズル４０を昇降させてもよい。スプレーノズル４０の昇降範囲の一部において、スプレーノズル４０を上下方向に揺動させる場合と同様に、噴出方向Ｄが基板Ｗに向けられてもよい。

図８は、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄを水平方向に揺動する一例を示す平面図である。上記したように、スプレーノズル４０は、回転軸ＡＸ２を中心として、噴出口４１の向きを水平方向に変えることが可能である。制御部６０は、洗浄液供給部５０を駆動しスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させつつ、ノズル駆動部３０を駆動してスプレーノズル４０を水平方向に揺動させてもよい。その結果、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄが、水平方向に揺動される。

水平方向における噴出方向Ｄの揺動範囲は、例えば、図４に示すような噴出方向ＤＣから噴出方向ＤＤの範囲に設定されてもよい。また、平面視において噴出方向Ｄが基板Ｗから外れる範囲を含めて、噴出方向Ｄの揺動範囲が設定されてもよい。なお、スプレーノズル４０を水平方向に揺動させることに代えて、図５に示すように、スプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させつつ、支柱３１を＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に往復移動させてもよい。スプレーノズル４０の往復移動範囲の一部において、スプレーノズル４０を水平方向に揺動させる場合と同様に、平面視において噴出方向Ｄが基板Ｗから外れてもよい。

［基板洗浄方法］
実施形態に係る基板洗浄方法について説明する。図９は、実施形態に係る基板洗浄方法の一例を示すフローチャートである。この基板洗浄方法は、上記した基板洗浄装置１００により実行される。図９に示すように、先ず、テーブル１０に基板Ｗが載置される（ステップＳ０１）。ステップＳ０１において、基板Ｗは、例えば搬送装置によりテーブル１０に載置される。この搬送装置は、例えば基板Ｗの上面を吸着する吸着パッドを備え、吸着パッドで基板Ｗを吸着した状態で搬送し、テーブル１０に基板Ｗを載置する。その後、吸着パッドによる吸着を解放して基板洗浄装置１００から退避することで、基板Ｗは、テーブル１０に載置された状態となる。

また、基板Ｗがテーブル１０に載置された後、制御部６０は、不図示の吸着部を駆動し、基板Ｗをテーブル１０に吸着保持させる。なお、基板Ｗがテーブル１０に載置された後、基板Ｗの吸着に先立って、基板Ｗの中心部Ｏと中心軸ＡＸ１とを一致させるように、基板Ｗのアライメントを行ってもよい。このような基板Ｗのアライメントを行う場合は、基板Ｗのアライメント後に、吸着部による基板Ｗの吸着を行う。

次に、制御部６０は、テーブル１０を回転させる（ステップＳ０２）。ステップＳ０２において、制御部６０は、回転駆動部１２を駆動して、軸部１１を介してテーブル１０を回転させる。制御部６０は、基板Ｗから除去する付着物等の種類などにより、テーブル１０の回転数を適宜変更することが可能である。テーブル１０の回転数の値は、制御部６０が備える不図示の記憶部等に予め設定されていてもよいし、オペレータにより適宜設定されてもよい。

次に、制御部６０は、ノズル駆動部３０を駆動して、スプレーノズル４０の噴出方向Ｄを基板Ｗから外して設定する（ステップＳ０３）。ステップＳ０３において、制御部６０は、洗浄する基板Ｗの直径に関する情報を予め取得している。制御部６０は、基板Ｗの直径に関する情報に基づいて、スプレーノズル４０の噴出口４１の向き（噴出方向Ｄ）が基板Ｗから外れるようにノズル駆動部３０を制御する。制御部６０は、ノズル駆動部３０の駆動部３７を駆動して、スプレーノズル４０の高さ、Ｙ方向の位置、上下方向における噴出口４１の向き、及び水平方向における噴出口４１の向き等を設定する。

このとき、上記した実施形態で示したように、スプレーノズル４０を上下方向に揺動させる場合、制御部６０は、スプレーノズル４０の上下方向における揺動範囲、水平方向における揺動範囲を設定する。スプレーノズル４０の向き、揺動範囲等は、基板Ｗの直径、除去する付着物等に対応付けられて予め不図示の記憶部等に記憶されている。制御部６０は、記憶部に記憶された設定値に基づいてスプレーノズル４０の向き、揺動範囲等を設定する。ただし、スプレーノズル４０の向き、揺動範囲等は、予め設定された値で設定されることに限定されず、オペレータにより手動で設定されてもよい。

次に、制御部６０は、洗浄液Ｌを噴出させる（ステップＳ０４）。ステップＳ０４において、制御部６０は、洗浄液供給部５０を駆動してスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させる。スプレーノズル４０から噴出させる洗浄液Ｌの量又は噴出時間は、予め不図示の記憶部等により記憶されている。制御部６０は、予め記憶部等に記憶された所定量又は所定時間に基づいて、洗浄液Ｌをスプレーノズル４０から噴出させる。スプレーノズル４０から噴出させる洗浄液Ｌの量又は噴出時間は、テーブル１０の回転数に対応させて設定されてもよい。ただし、スプレーノズル４０から噴出させる洗浄液Ｌの量又は噴出時間は、予め設定された値で設定されることに限定されず、オペレータにより手動で設定されてもよい。

上記したステップＳ０３では、噴出方向Ｄが基板Ｗから外れた方向に設定されるので、ステップＳ０４において噴出された洗浄液Ｌは、基板Ｗの上面にミストｍとなって落ちることになる。その結果、基板Ｗの上面に対して洗浄液Ｌが低い液圧で供給されるので、基板Ｗの電子部品等へのダメージを軽減することができる。基板Ｗの上面に供給された洗浄液Ｌは、基板Ｗが中心軸ＡＸ１の軸まわりに回転することで、遠心力により基板Ｗの全面に拡がり、基板Ｗの上面の付着物等を除去する。

次に、制御部６０は、洗浄液Ｌの噴出を停止する（ステップＳ０５）。ステップＳ０５において、制御部６０は、洗浄液Ｌを所定量噴出させた後、又は洗浄液Ｌの噴出が所定時間経過した後、洗浄液供給部５０の駆動を停止し、スプレーノズル４０から洗浄液Ｌの噴出を停止させる。制御部６０は、例えば、不図示のタイマ等による所定時間の経過を取得し、洗浄液供給部５０の駆動を停止してスプレーノズル４０への洗浄液Ｌの供給を停止させる。なお、制御部６０は、洗浄液供給部５０に備える流量調整部から洗浄液Ｌを送った流量に関する情報を取得して、所定の流量を送ったタイミングで洗浄液供給部５０の駆動を停止させてもよい。

次に、制御部６０は、テーブル１０の回転を停止させる（ステップＳ０６）。ステップＳ０６において、制御部６０は、回転駆動部１２を制御してテーブル１０の回転を停止させる。次に制御部６０は、基板Ｗをテーブル１０から搬出する（ステップＳ０７）。ステップＳ０７において、制御部６０は、スプレーノズル４０を基板Ｗの上方から退避させる。続いて、制御部６０は、テーブル１０の吸着部による基板Ｗの吸着を解除する。その結果、基板Ｗは、テーブル１０から搬出可能な状態となる。テーブル１０上の基板Ｗは、例えば、上記した搬送装置によりテーブル１０から搬出される。

上記した一連のステップが行われることで、基板Ｗの洗浄が完了する。なお、上記したステップＳ０２のテーブル１０の回転と、ステップＳ０３のスプレーノズル４０の向きの設定とは、同時に行われてもよいし、ステップＳ０３がステップＳ０２より先に行われてもよい。また、ステップＳ０７の基板Ｗの搬出に先だって、基板Ｗを乾燥させるステップが実行されてもよい。この乾燥ステップは、基板Ｗをテーブル１０に載置した状態で、基板Ｗを加熱又は非加熱で所定時間維持する形態が適用されてもよい。

このように、第１実施形態によれば、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄが基板Ｗから外れた方向に設定されるので、基板Ｗの上面にミストｍとなって洗浄液Ｌが落ちることにより、基板Ｗの上面に対する液圧が小さい。そのため、基板Ｗ上の電子部品等に強い圧力をかけることがなく、基板Ｗから電子部品等が剥離すること等抑制することができる。

上記した実施形態では、スプレーノズル４０が基板Ｗの上方から外れて配置される形態を例に挙げて説明しているが、この形態に限定されない。スプレーノズル４０は、基板Ｗの上方に配置されてもよい。図１０は、変形例に係る基板洗浄装置１００を示す側面図である。図１０に示すように、スプレーノズル４０は、基板Ｗの上方に配置され、鉛直方向に対して角度Ｖ１の向きで噴出方向Ｄが設定されている。図１０に示す形態では、角度Ｖ１は約３０°である。この場合であっても、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄは、基板Ｗの外縁部Ｅから外側に向けられるように設定されている。また、図１０に示す形態であっても、上記した実施形態と同様に、洗浄液Ｌは、ミストｍとなって基板Ｗの上面に落ちることになる。なお、図１０に示す形態において、スプレーノズル４０を上下方向又は水平方向に揺動させてもよい点は、上記した実施形態と同様である。

図１１は、変形例に係る基板洗浄装置１００の他の例を示す側面図である。図１１に示すように、スプレーノズル４０は、基板Ｗの上方に配置され、鉛直方向に対して角度Ｖ２の向きで噴出方向Ｄが設定されている。図１１に示す形態では、角度Ｖ１は約６０°である。この場合であっても、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄは、基板Ｗの外縁部Ｅから外側に向けられるように設定されている。また、図１１に示す形態であっても、上記した実施形態と同様に、洗浄液Ｌは、ミストｍとなって基板Ｗの上面に落ちることになる。なお、図１１に示す形態において、スプレーノズル４０を上下方向又は水平方向に揺動させてもよい点は、上記した実施形態と同様である。

図１０及び図１１に示すように、スプレーノズル４０を基板Ｗの上方に配置した場合であっても、噴出方向Ｄを下向きでかつ鉛直方向に対して角度３０°から６０°の範囲に設定することで、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄを基板Ｗの外縁部Ｅから外側に外すことが可能となる。このように、スプレーノズル４０を基板Ｗの上方にも配置可能であるので、スプレーノズル４０の配置のバリエーションを拡げることが可能となる。なお、上記したように、洗浄液Ｌは、スプレーノズル４０の噴出口４１から拡がって噴出する。従って、図１０及び図１１に示す形態であっても、洗浄液Ｌは、基板Ｗの中心部Ｏ及びその近傍に対しても供給される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る基板洗浄装置２００について説明する。上記した第１実施形態では、１つのスプレーノズル４０を用いる形態を例に挙げて説明しているが、この形態に限定されない。複数のスプレーノズル４０が用いられる形態であってもよい。図１２は、第２実施形態に係る基板洗浄装置２００の一例を示す平面図である。なお、図１２において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。

図１２に示すように、基板洗浄装置２００は、３つのスプレーノズル４０が平面視において収容部２０（基板Ｗ）の周囲に配置されている。３つのスプレーノズル４０は、収容部２０の周囲を等間隔で（１２０°間隔で）配置されている。なお、３つのスプレーノズル４０を収容部２０の周囲を等間隔で配置することに限定されず、異なる間隔で配置されてもよい。また、３つのスプレーノズル４０は、同一のタイプが用いられてもよいし、異なるタイプが用いられてもよい。３つのスプレーノズル４０は、それぞれノズル駆動部３０によって洗浄液Ｌの噴出方向Ｄが設定される。３つのスプレーノズル４０は、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄとして、それぞれ噴出方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に設定される。

噴出方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、それぞれ基板Ｗの外縁部Ｅの外側に向けて設定される。ただし、噴出方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３において、基板Ｗから外れる長さ（鉛直方向に対する角度）は、３つのスプレーノズル４０で同一であってもよいし、異なってもよい。また、噴出方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、平面視においてそれぞれ基板Ｗの中心部Ｏを通るように設定される。ただし、噴出方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のうち少なくとも１つを基板Ｗの中心部Ｏから外れるように設定されてもよい。

３つのスプレーノズル４０は、洗浄液供給部５０から洗浄液Ｌが送られる。この場合、１つの洗浄液供給部５０から３つのスプレーノズル４０に洗浄液Ｌが送られる形態であってもよいし、３つのスプレーノズル４０に対して個別の洗浄液供給部５０から洗浄液Ｌが送られる形態であってもよい。この場合、３つのスプレーノズル４０から異なる種類の洗浄液Ｌを噴出させることが可能となる。また、３つのスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出するタイミング、洗浄液Ｌの噴出量は、同一であってもよいし、異なってもよい。３つのスプレーノズル４０における噴出方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、洗浄液Ｌの噴出に関しては制御部６０によって制御される。

このように、第２実施形態においても、上記した第１実施形態と同様に、洗浄液Ｌが基板Ｗの上面にミストｍとなって落ちることにより、基板Ｗの上面に対する液圧を小さくすることができる。また、３つのスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させるので、基板Ｗの上面に対して広く洗浄液Ｌを供給できる。また、３つのスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出するので、短時間で所定量の洗浄液Ｌを噴出させることができ、基板Ｗの洗浄を効率よく行うことができる。なお、第２実施形態では、３つのスプレーノズル４０を用いているが、２つ又は４つ以上のスプレーノズル４０が用いられてもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る基板洗浄装置３００について説明する。上記した第２実施形態では、複数のスプレーノズル４０を収容部２０（基板Ｗ）の周囲に配置する形態を例に挙げて説明しているが、この形態に限定されない。複数のスプレーノズル４０が上下方向に配置される形態であってもよい。図１３は、第３実施形態に係る基板洗浄装置３００の一例を示す平面図である。なお、図１３において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。

図１３に示すように、基板洗浄装置３００は、２つのスプレーノズル４０が上下に配置されている。２つのスプレーノズル４０は、ノズル駆動部３０Ａによって支持される。ノズル駆動部３０Ａは、回転部３３（図２参照）から上方に延びる支持部３４Ａを備えている。支持部３４Ａは、第１実施形態の支持部３４より上下方向が長くなっている。支持部３４Ａには上下に２つの軸部３５が設けられ、それぞれの軸部３５を介してスプレーノズル４０が支持されている。２つのスプレーノズル４０は、同一のタイプが用いられてもよいし、異なるタイプが用いられてもよい。

２つのスプレーノズル４０は、ノズル駆動部３０Ａによって洗浄液Ｌの噴出方向Ｄが設定される。２つのスプレーノズル４０は、洗浄液Ｌの噴出方向Ｄとして、それぞれ噴出方向Ｄ４、Ｄ５に設定される。噴出方向Ｄ４、Ｄ５は、それぞれ基板Ｗの外縁部Ｅの外側に向けて設定される。ただし、噴出方向Ｄ４、Ｄ５において、基板Ｗから外れる長さ（鉛直方向に対する角度）は、２つのスプレーノズル４０で同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、噴出方向Ｄ５が噴出方向Ｄ４より下向きに設定されてもよい。すなわち、鉛直方向に対する噴出方向Ｄ５の角度が、鉛直方向に対する噴出方向Ｄ４の角度より小さくてもよい。

また、平面視における噴出方向Ｄ４、Ｄ５は、上記したように１つの支持部３４Ａが用いられることで同一となる。例えば、噴出方向Ｄ４、Ｄ５は、平面視において基板Ｗの中心部Ｏを通るように設定されてもよいし、基板Ｗの中心部Ｏから外れるように設定されてもよい。なお、２つのスプレーノズル４０をそれぞれ個別に水平方向に揺動させる構成が適用されてもよい。

２つのスプレーノズル４０は、洗浄液供給部５０から洗浄液Ｌが送られる。この場合、１つの洗浄液供給部５０から２つのスプレーノズル４０に洗浄液Ｌが送られる形態であってもよいし、２つのスプレーノズル４０に対して個別の洗浄液供給部５０から洗浄液Ｌが送られる形態であってもよい。この場合、２つのスプレーノズル４０から異なる種類の洗浄液Ｌを噴出させることが可能となる。また、２つのスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出するタイミング、洗浄液Ｌの噴出量は、同一であってもよいし、異なってもよい。２つのスプレーノズル４０における噴出方向Ｄ４、Ｄ５、洗浄液Ｌの噴出に関しては制御部６０によって制御される。

このように、第３実施形態においても、上記した第１実施形態と同様に、洗浄液Ｌが基板Ｗの上面にミストｍとなって落ちることにより、基板Ｗの上面に対する液圧を小さくすることができる。また、２つのスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出させるので、基板Ｗの上面に対して広く洗浄液Ｌを供給できる。また、２つのスプレーノズル４０から洗浄液Ｌを噴出するので、短時間で所定量の洗浄液Ｌを噴出させることができ、基板Ｗの洗浄を効率よく行うことができる。なお、第３実施形態では、２つのスプレーノズル４０を用いているが、３つ以上のスプレーノズル４０が用いられてもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に限定されない。上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上記した実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、実施形態において示した各動作の実行順序は、前の動作の結果を後の動作で用いない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。

１０・・・テーブル
２０・・・収容部
３０、３０Ａ・・・ノズル駆動部
３５・・・アーム
３６・・・揺動・昇降駆動部
４０・・・スプレーノズル
４１・・・噴出口
５０・・・洗浄液供給部
６０・・・制御部
１００、２００、３００・・・基板洗浄装置
ＡＸ１・・・中心軸
ＡＸ２・・・回転軸
ＡＸ３・・・回転軸
Ｄ、ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５・・・噴出方向
Ｅ・・・外縁部
Ｌ・・・洗浄液
ｍ・・・ミスト
Ｏ・・・中心部
Ｗ・・・基板

Claims (11)

1. 回転する基板に洗浄液を供給して基板を洗浄する装置であって、
   基板を載置して回転するテーブルと、
   前記洗浄液の噴出方向を基板から外した状態で設置されるスプレーノズルと、を備え、
   前記噴出方向を基板から外したまま前記スプレーノズルから噴出した前記洗浄液のミストが基板に落ちることで前記テーブル上の基板に前記洗浄液を供給する、基板洗浄装置。
2. 前記スプレーノズルは、前記テーブルに載置された基板より上方であって、平面視で前記基板より外側に配置される、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記スプレーノズルは、前記噴出方向が下向きでかつ鉛直方向に対して角度３０°～６０°の範囲に設定される、請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記スプレーノズルは、鉛直方向及び水平方向の少なくとも一方に移動可能に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
5. 前記スプレーノズルは、複数設置される、請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
6. 複数の前記スプレーノズルは、前記洗浄液の前記噴出方向が互いに異なる、請求項５に記載の基板洗浄装置。
7. 前記スプレーノズルは、鉛直方向の軸まわりに揺動可能に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
8. 前記スプレーノズルの揺動範囲は、前記洗浄液の前記噴出方向が平面視で基板と重なる範囲に設定される、請求項７に記載の基板洗浄装置。
9. 前記スプレーノズルは、水平方向の軸まわりに揺動可能に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
10. 前記テーブルの回転と、前記スプレーノズルからの前記洗浄液の噴出とを制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記テーブルの回転に対応させて、前記スプレーノズルから前記洗浄液を噴出させる、請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
11. 基板を回転させつつスプレーノズルから洗浄液を噴出して基板を洗浄する方法であって、
    前記スプレーノズルから、噴出方向を基板から外して前記洗浄液を噴出させることにより、前記噴出方向を基板から外して噴出した前記洗浄液のミストが基板に落ちることで基板に前記洗浄液を供給することを含む、基板洗浄方法。

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