(57)【要約】【課題】コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能な洗浄ヘッド、センタブラシ、外周ブラシ、基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する【解決手段】洗浄ヘッド１００は、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とを備える。センタブラシ２００は、基台２１０と、基台２１０に取り付けられた洗浄部２２０とを含む。外周ブラシ３００は、基台３１０と、基台３１０に取り付けられた洗浄部３２０とを含み、センタブラシ２００を取り囲むように配置される。センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに着脱可能に構成される。【選択図】図１
2020155617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の洗浄に用いられる洗浄ヘッドであって、
第１の基台と、前記第１の基台に取り付けられた第１の洗浄部とを含むセンタブラシと、
第２の基台と、前記第２の基台に取り付けられた第２の洗浄部とを含み、前記センタブラシを取り囲むように配置される外周ブラシとを備え、
前記センタブラシと前記外周ブラシとは、互いに着脱可能に構成された、洗浄ヘッド。
【請求項２】
前記センタブラシと前記外周ブラシとは、互いに独立して一方向に移動可能に構成された、請求項１記載の洗浄ヘッド。
【請求項３】
前記センタブラシと前記外周ブラシとは、前記一方向に平行な軸の周りで一体的に回転可能に構成された、請求項２記載の洗浄ヘッド。
【請求項４】
前記第１の基台は、前記一方向に直交する非円形状の断面を有し、
前記第２の基台は、前記センタブラシが収容される開口部を有し、
前記開口部は、前記センタブラシの非円形状の断面に対応する非円形状の断面を有する、請求項３記載の洗浄ヘッド。
【請求項５】
前記センタブラシと前記外周ブラシとは、前記一方向に平行な軸の周りで互いに独立して回転可能に構成された、請求項２記載の洗浄ヘッド。
【請求項６】
前記第１の洗浄部は、研磨材を含む材料により構成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の洗浄ヘッド。
【請求項７】
前記センタブラシの前記第１の洗浄部は、基板に接触可能な第１の洗浄面を有し、
前記第１の洗浄面には、溝部が形成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の洗浄ヘッド。
【請求項８】
前記第２の洗浄部は、軟質材料により形成された、請求項１〜７のいずれか一項に記載の洗浄ヘッド。
【請求項９】
前記外周ブラシの前記第２の洗浄部は、基板に接触可能な第２の洗浄面を有し、
前記第２の洗浄面は、平坦面と、前記平坦面に対して傾斜したテーパ面とを含む、請求項８記載の洗浄ヘッド。
【請求項１０】
前記第１の基台と前記第２の基台との間および前記第１の洗浄部と前記第２の洗浄部との間で連通するように前記センタブラシと前記外周ブラシとの間に隙間が形成された、請求項１〜９のいずれか一項に記載の洗浄ヘッド。
【請求項１１】
外周ブラシに設けられて基板の洗浄に用いられるセンタブラシであって、
第１の基台と、
前記第１の基台に取り付けられた第１の洗浄部とを備え、
前記外周ブラシにより取り囲まれるように着脱可能に配置される、センタブラシ。
【請求項１２】
センタブラシに設けられて基板の洗浄に用いられる外周ブラシであって、
第２の基台と、
前記第２の基台に取り付けられた第２の洗浄部とを備え、
前記センタブラシを取り囲むように着脱可能に配置される、外周ブラシ。
【請求項１３】
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部により保持された基板を洗浄するように設けられた請求項１〜１０のいずれか一項に記載の洗浄ヘッドとを備える、基板洗浄装置。
【請求項１４】
前記洗浄ヘッドの前記センタブラシを基板に向けて移動可能に設けられた第１の駆動装置と、
前記洗浄ヘッドの前記外周ブラシを基板に向けて移動可能な第２の駆動装置とをさらに備える、請求項１３記載の基板洗浄装置。
【請求項１５】
基板保持部により基板を保持するステップと、
前記基板保持部により保持された基板を請求項１〜１０のいずれか一項に記載の洗浄ヘッドにより洗浄するステップとを含む、基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を洗浄する洗浄ヘッド、センタブラシ、外周ブラシ、基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の製造におけるリソグラフィ工程では、基板上にレジスト液が供給されることによりレジスト膜が形成される。レジスト膜が露光された後、現像されることにより、レジスト膜に所定のパターンが形成される。レジスト膜が露光される前の基板には、基板洗浄装置により洗浄処理が行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された基板洗浄装置は、中央部、円環部および台座により構成された洗浄ヘッドを有する。中央部は、円柱状の外観形状を有し、台座の中央に取り付けられる。円環部は、円環状の外観形状を有し、中央部を取り囲むように台座に取り付けられる。中央部および円環部は、基板の裏面およびベベル部の洗浄にそれぞれ用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板を適切に洗浄するためには、当該基板の形状または洗浄の種類に対応した適切な洗浄ヘッドを用いる必要がある。しかしながら、当該基板の形状または洗浄の種類に対応して複数の洗浄ヘッドを準備すると、洗浄処理のコストが増加する。また、洗浄ヘッドは消耗品であり、消耗時には新品に交換される。しかしながら、洗浄ヘッドを頻繁に交換すると、洗浄処理のコストが増加する。
【０００６】
本発明の目的は、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能な洗浄ヘッド、センタブラシ、外周ブラシ、基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の発明に係る洗浄ヘッドは、基板の洗浄に用いられる洗浄ヘッドであって、第１の基台と、第１の基台に取り付けられた第１の洗浄部とを含むセンタブラシと、第２の基台と、第２の基台に取り付けられた第２の洗浄部とを含み、センタブラシを取り囲むように配置される外周ブラシとを備え、センタブラシと外周ブラシとは、互いに着脱可能に構成される。
【０００８】
この洗浄ヘッドにおいては、外周ブラシがセンタブラシを取り囲むように配置される。センタブラシの第１の基台と外周ブラシの第２の基台とが別体であるので、センタブラシと外周ブラシとは互いに着脱可能である。そのため、センタブラシの第１の洗浄部および外周ブラシの第２の洗浄部のいずれか一方のみが消耗した場合、洗浄ヘッドの全体を交換する必要がなく、消耗したブラシのみを交換することができる。
【０００９】
また、洗浄対象の基板の形状または洗浄の種類に応じてセンタブラシと外周ブラシとの組み合わせを変更して洗浄ヘッドを構成することにより、当該洗浄ヘッドを用いて基板を適切に洗浄することができる。この場合、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能になる。
【００１０】
（２）センタブラシと外周ブラシとは、互いに独立して一方向に移動可能に構成されてもよい。この場合、基板の洗浄部分に応じて適切なブラシを使用することにより、基板を適切に洗浄することができる。また、センタブラシによる洗浄のタイミングと外周ブラシによる洗浄のタイミングとを異ならせることにより、一方のブラシにより発生した汚染物が他方のブラシに付着することが防止される。これにより、洗浄ヘッドを消耗しにくくすることができる。
【００１１】
（３）センタブラシと外周ブラシとは、一方向に平行な軸の周りで一体的に回転可能に構成されてもよい。この場合、単純な構成によりセンタブラシと外周ブラシとを回転させることができる。また、センタブラシと外周ブラシとが回転されることにより、基板を効率よく洗浄することができる。
【００１２】
（４）第１の基台は、一方向に直交する非円形状の断面を有し、第２の基台は、センタブラシが収容される開口部を有し、開口部は、センタブラシの非円形状の断面に対応する非円形状の断面を有してもよい。この場合、センタブラシと外周ブラシとを容易に一体的に回転可能に構成することができる。
【００１３】
（５）センタブラシと外周ブラシとは、一方向に平行な軸の周りで互いに独立して回転可能に構成されてもよい。この場合、基板の洗浄部分または洗浄の種類に応じてセンタブラシと外周ブラシとの各々を独立して回転させることが可能になる。これにより、基板をより効率よく洗浄することができる。
【００１４】
（６）第１の洗浄部は、研磨材を含む材料により構成されてもよい。この場合、センタブラシにより基板を研磨することが可能になる。これにより、基板に強固に付着した異物を除去することができる。
【００１５】
（７）センタブラシの第１の洗浄部は、基板に接触可能な第１の洗浄面を有し、第１の洗浄面には、溝部が形成されてもよい。この構成によれば、基板に洗浄液を吐出して基板を洗浄する場合、溝部を通して第１の洗浄面の全体に洗浄液を供給することが容易になる。これにより、基板をより十分に洗浄することができる。
【００１６】
（８）第２の洗浄部は、軟質材料により形成されてもよい。この構成によれば、第２の洗浄部が基板に接触した場合、第２の洗浄部が変形する。そのため、基板のベベル部等の平坦でない部分も外周ブラシにより適切に洗浄することができる。また、第２の洗浄部と基板とが接触した場合でも、第２の洗浄部が変形するので、第１の洗浄部と基板との接触が阻害されにくい。したがって、第１および第２の洗浄部を同時にかつ十分に基板に接触させることができる。これにより、基板をより適切に洗浄することが可能となる。
【００１７】
（９）外周ブラシの第２の洗浄部は、基板に接触可能な第２の洗浄面を有し、第２の洗浄面は、平坦面と、平坦面に対して傾斜したテーパ面とを含んでもよい。この構成によれば、第２の洗浄部が基板に接触した場合、第２の洗浄部がより容易に変形する。これにより、第１および第２の洗浄部を同時にかつより十分に基板に接触させて基板をさらに適切に洗浄することが可能となる。また、基板の平坦な部分を平坦部により適切に洗浄することができる。さらに、基板のベベル部等の平坦でない部分をテーパ部により適切に洗浄することができる。
【００１８】
（１０）第１の基台と第２の基台との間および第１の洗浄部と第２の洗浄部との間で連通するようにセンタブラシと外周ブラシとの間に隙間が形成されてもよい。この場合、センタブラシと外周ブラシとが隙間により密着しないので、センタブラシと外周ブラシとの着脱を容易に行うことができる。また、隙間を通して基板に洗浄水の供給を行うことが可能となる。さらに、隙間を通して基板から洗浄水または汚染物等の吸引を行うことが可能となる。
【００１９】
（１１）第２の発明に係るセンタブラシは、外周ブラシに設けられて基板の洗浄に用いられるセンタブラシであって、第１の基台と、第１の基台に取り付けられた第１の洗浄部とを備え、外周ブラシにより取り囲まれるように着脱可能に配置される。
【００２０】
このセンタブラシは、外周ブラシにより取り囲まれるように着脱可能に配置される。そのため、センタブラシの第１の洗浄部が消耗した場合、洗浄ヘッドの全体を交換する必要がなく、センタブラシのみを交換することができる。また、洗浄対象の基板の形状または洗浄の種類に応じて外周ブラシと組み合わされるセンタブラシを変更して洗浄ヘッドを構成することにより、当該洗浄ヘッドを用いて基板を適切に洗浄することができる。この場合、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能になる。
【００２１】
（１２）第３の発明に係る外周ブラシは、センタブラシに設けられて基板の洗浄に用いられる外周ブラシであって、第２の基台と、第２の基台に取り付けられた第２の洗浄部とを備え、センタブラシを取り囲むように着脱可能に配置される。
【００２２】
この外周ブラシは、センタブラシを取り囲むように着脱可能に配置される。そのため、外周ブラシの第２の洗浄部が消耗した場合、洗浄ヘッドの全体を交換する必要がなく、外周ブラシのみを交換することができる。また、洗浄対象の基板の形状または洗浄の種類に応じてセンタブラシと組み合わされる外周ブラシを変更して洗浄ヘッドを構成することにより、当該洗浄ヘッドを用いて基板を適切に洗浄することができる。この場合、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能になる。
【００２３】
（１３）第４の発明に係る基板洗浄装置は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部により保持された基板を洗浄するように設けられた第１の発明に係る洗浄ヘッドとを備える。
【００２４】
この基板洗浄装置においては、基板保持部により保持された基板が上記の洗浄ヘッドにより洗浄される。洗浄ヘッドにおいては、センタブラシの第１の基台と外周ブラシの第２の基台とが別体であるので、センタブラシと外周ブラシとは互いに着脱可能である。そのため、センタブラシの第１の洗浄部および外周ブラシの第２の洗浄部のいずれか一方のみが消耗した場合、洗浄ヘッドの全体を交換する必要がなく、消耗したブラシのみを交換することができる。
【００２５】
また、洗浄対象の基板の形状または洗浄の種類に応じてセンタブラシと外周ブラシとの組み合わせを変更して洗浄ヘッドを構成することにより、当該洗浄ヘッドを用いて基板を適切に洗浄することができる。この場合、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能になる。
【００２６】
（１４）基板洗浄装置は、洗浄ヘッドのセンタブラシを基板に向けて移動可能に設けられた第１の駆動装置と、洗浄ヘッドの外周ブラシを基板に向けて移動可能な第２の駆動装置とをさらに備えてもよい。
【００２７】
この場合、基板の洗浄部分に応じて第１または第２の駆動装置を動作させることにより、センタブラシまたは外周ブラシにより基板を適切に洗浄することができる。また、センタブラシによる洗浄のタイミングと外周ブラシによる洗浄のタイミングとを異ならせることにより、一方のブラシにより発生した汚染物が他方のブラシに付着することが防止される。これにより、洗浄ヘッドを消耗しにくくすることができる。
【００２８】
（１５）第５の発明に係る基板洗浄方法は、基板保持部により基板を保持するステップと、基板保持部により保持された基板を第１の発明に係る洗浄ヘッドにより洗浄するステップとを含む。この方法によれば、センタブラシの第１の洗浄部および外周ブラシの第２の洗浄部のいずれか一方のみが消耗した場合、洗浄ヘッドの全体を交換する必要がなく、消耗したブラシのみを交換することができる。
【００２９】
また、洗浄対象の基板の形状または洗浄の種類に応じてセンタブラシと外周ブラシとの組み合わせを変更して洗浄ヘッドを構成することにより、当該洗浄ヘッドを用いて基板を適切に洗浄することができる。この場合、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、コストの増加を抑制しつつ基板の適切な洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る洗浄ヘッドの外観斜視図である。
【図２】図１のセンタブラシの構成を説明するための図である。
【図３】図１のセンタブラシの構成を説明するための図である。
【図４】図１の外周ブラシの構成を説明するための図である。
【図５】図１の外周ブラシの構成を説明するための図である。
【図６】洗浄ヘッドの下面図である。
【図７】洗浄ヘッドの平面図である。
【図８】第１の変形例に係る洗浄ヘッドを示す平面図である。
【図９】第２の変形例に係る洗浄ヘッドを示す斜視図である。
【図１０】図９の洗浄ヘッドの平面図である。
【図１１】洗浄ヘッドを含む基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図１２】基板洗浄装置の第１の動作例を説明するための図である。
【図１３】基板洗浄装置の第１の動作例を説明するための図である。
【図１４】基板洗浄装置の第２の動作例を説明するための図である。
【図１５】基板洗浄装置の第２の動作例を説明するための図である。
【図１６】洗浄部の第１の変形例を示す図である。
【図１７】洗浄部の第２の変形例を示す図である。
【図１８】吸引部の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る洗浄ヘッドの下面図である。
【図２０】図１９の洗浄ヘッドを含む基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図２１】第３の実施の形態に係る基板洗浄装置の構成を示す図である。
【図２２】スピンチャックによる基板の保持動作を説明するための図である。
【図２３】スピンチャックによる基板の保持動作を説明するための図である。
【図２４】スピンチャックによる基板の保持動作を説明するための図である。
【図２５】スピンチャックによる基板の保持動作を説明するための図である。
【図２６】洗浄ヘッドによる基板の洗浄を説明するための図である。
【図２７】洗浄ヘッドによる基板の洗浄を説明するための図である。
【図２８】洗浄ヘッドによる基板の洗浄を説明するための図である。
【図２９】第４の実施の形態に係る基板洗浄装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態に係る洗浄ヘッド、センタブラシ、外周ブラシ、基板洗浄装置および基板洗浄方法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、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。
【００３３】
［１］第１の実施の形態
（１）洗浄ヘッドの構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る洗浄ヘッドの外観斜視図である。図１に示すように、洗浄ヘッド１００は、基板の洗浄に用いられ、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とにより構成される。外周ブラシ３００は、センタブラシ２００を取り囲むように配置される。センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに着脱可能である。
【００３４】
センタブラシ２００は、基台２１０および洗浄部２２０を含む。基台２１０は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂により形成される。本実施の形態においては、基台２１０には、洗浄ヘッド１００を回転させるためのシャフト１１２が取り付けられる。洗浄部２２０は、例えば砥粒等の研磨材が分散されたＰＶＡ（ポリビニールアルコール）スポンジにより形成される。洗浄部２２０は、基台２１０に取り付けられる。
【００３５】
外周ブラシ３００は、基台３１０および洗浄部３２０を含む。基台３１０は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）樹脂により形成される。洗浄部３２０は、例えば多孔質のフッ素樹脂により形成される。本例では、洗浄部３２０はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により形成されるが、本発明はこれに限定されない。洗浄部３２０は、研磨材が含まれないＰＶＡスポンジ等の他の軟質材料により形成されてもよい。洗浄部３２０は、基台３１０に取り付けられる。
【００３６】
以下の説明では、洗浄ヘッド１００において、洗浄部２２０，３２０が配置される方向を上方と呼び、その反対方向を下方と呼ぶ（図１の矢印を参照）。上下方向に垂直な平面を水平面と呼ぶ。水平面内において、洗浄ヘッド１００の回転中心（水平面内におけるシャフト１１２の中心）に向かう方向を内方と呼び、その反対方向を外方と呼ぶ。
【００３７】
図２および図３は、図１のセンタブラシ２００の構成を説明するための図である。図２に示すように、センタブラシ２００の基台２１０は、上下方向に延びる略円柱形状を有する。基台２１０の下面には、上方に延びる孔部２１１が形成される。本例では孔部２１１は、水平面内において正方形状を有する有底孔である。孔部２１１の形状は、図２の例に限定されない。孔部２１１は、水平面内において正方形状以外の形状を有してもよい。また、孔部２１１は、基台２１０を上下方向に貫通する貫通孔であってもよい。
【００３８】
基台２１０の側面には、２か所の平坦部２１２，２１３が形成される。これにより、基台２１０は、水平面内において非円形状の断面を有する。基台２１０の形状は、図２の例に限定されない。断面が非円形状を有する限り、基台２１０は他の形状を有してもよい。例えば、断面がＤ字形状となるように、基台２１０の側面の１か所のみに平坦部が形成されてもよい。あるいは、断面が楕円形状または多角形状となるように、基台２１０は楕円柱形状または多角柱形状を有してもよい。
【００３９】
センタブラシ２００の洗浄部２２０は、円板形状を有する。洗浄部２２０の上面には、溝部２２１が形成される。本例では、溝部２２１は十字形状を有する。図２に矢印で示すように、洗浄部２２０の下面が接着剤等により基台２１０の上面に接合される。これにより、図３に示すように、センタブラシ２００が完成する。
【００４０】
図４および図５は、図１の外周ブラシ３００の構成を説明するための図である。図４に示すように、外周ブラシ３００の基台３１０は、略円筒形状を有する。したがって、基台３１０の中央部には、上下方向に延びる開口部３１１が形成される。開口部３１１は、水平面内において、図２のセンタブラシ２００の基台２１０の断面形状に対応する非円形の断面形状を有する。そのため、本例では、開口部３１１内における基台３１０の内面には、基台２１０の平坦部２１２，２１３（図２）にそれぞれ対応する平坦部３１２，３１３が形成される。
【００４１】
外周ブラシ３００の洗浄部３２０は、円環形状を有する。したがって、洗浄部３２０の中央部には、例えば円形状の開口部３２１が形成される。また、洗浄部３２０には、外周部から開口部３２１につながる複数の切欠部３２２が形成される。本例では、４個の切欠部３２２が９０度間隔で配置される。洗浄部３２０の上面は、内方から外方に向かって斜め上方に傾斜するテーパ面３２３と、外周部分で水平となる平坦面３２４とを有する。
【００４２】
図４に矢印で示すように、洗浄部３２０の下面が接着剤等により基台３１０の上面に接合される。これにより、図５に示すように、外周ブラシ３００が完成する。外周ブラシ３００においては、基台３１０の開口部３１１と、洗浄部３２０の開口部３２１とが上下方向に重なる。
【００４３】
図６は、洗浄ヘッド１００の下面図である。図７は、洗浄ヘッド１００の平面図である。図６および図７に示すように、センタブラシ２００が外周ブラシ３００の開口部３１１，３２１内に配置されることにより、洗浄ヘッド１００が完成する。センタブラシ２００の外周面と外周ブラシ３００の内周面との間の少なくとも一部は、互いに接触しない。これにより、センタブラシ２００の外周面と外周ブラシ３００の内周面との間に隙間１０１が形成される。
【００４４】
このように、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とが隙間１０１により密着しないので、センタブラシ２００と外周ブラシ３００との着脱を容易に行うことができる。また、隙間１０１を通して洗浄対象の基板に洗浄水の供給を行うことが可能となる。さらに、隙間１０１を通して基板から洗浄水または汚染物等の吸引を行うことが可能となる。詳細は後述する。
【００４５】
上記のように、基台３１０の開口部３１１は、基台２１０の断面形状に対応する断面形状を有する。また、図６に示すように、基台２１０の平坦部２１２，２１３と基台３１０の平坦部３１２，３１３とがそれぞれ接する。これにより、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とが互いに独立して回転することが規制される。
【００４６】
一方で、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに固定されていない。そのため、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに独立して上下方向に移動することが可能である。本実施の形態においては、初期状態には、外周ブラシ３００の洗浄部３２０の上面はセンタブラシ２００の洗浄部２２０の上面よりも上方に位置する。
【００４７】
シャフト１１２は、水平面内において基台２１０の孔部２１１の形状に対応する断面形状（本例では正方形状）を有し、基台２１０の孔部２１１に挿し込まれる。センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに独立して回転することが規制されているので、シャフト１１２が回転することにより同期して回転する。なお、洗浄ヘッド１００は、回転可能に構成されてなくてもよい。この場合、シャフト１１２は、水平面内において円形の断面形状を有してもよい。同様に、基台２１０の孔部２１１は、水平面内において円形の断面形状を有してもよい。
【００４８】
本実施の形態においては、図７に示すように、洗浄部３２０の複数の切欠部３２２と洗浄部２２０の溝部２２１とがつながるようにセンタブラシ２００および外周ブラシ３００が構成されるが、本発明はこれに限定されない。図８は、第１の変形例に係る洗浄ヘッド１００を示す平面図である。図８に示すように、複数の切欠部３２２と溝部２２１とがつながらないようにセンタブラシ２００および外周ブラシ３００が構成されてもよい。
【００４９】
また、本実施の形態においては、溝部２２１は十字形状を有するが、本発明はこれに限定されない。溝部２２１は他の形状を有してもよい。図９は、第２の変形例に係る洗浄ヘッド１００を示す斜視図である。図１０は、図９の洗浄ヘッド１００の平面図である。図９および図１０に示すように、第２の変形例においては、溝部２２１は風車形状を有する。具体的には、溝部２２１は、洗浄部２２０の中心から四方に湾曲しながら外方に延びる形状を有する。本例においては、各切欠部３２２は、溝部２２１とがつながりかつ湾曲しながら周方向に延びるように形成される。
【００５０】
（２）基板洗浄装置の概略構成
図１１は、洗浄ヘッド１００を含む基板洗浄装置の概略構成を示す図である。図１１に示すように、基板洗浄装置１は、洗浄ヘッド１００、回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０を備える。また、基板洗浄装置１は、後述する図２１のスピンチャック４１０または図２９のスピンチャック４６０等の基板保持部を備える。
【００５１】
回転部１１０は、回転駆動装置１１１およびシャフト１１２を含む。回転駆動装置１１１は、例えば電動モータである。シャフト１１２は、センタブラシ２００の基台２１０の孔部２１１に挿し込まれるとともに、回転駆動装置１１１に接続される。回転駆動装置１１１がシャフト１１２を回転させることにより、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とが一体的に回転する。
【００５２】
なお、本例では、回転部１１０による回転駆動力がセンタブラシ２００に与えられることによりセンタブラシ２００と外周ブラシ３００とが一体的に回転するように構成されるが、本発明はこれに限定されない。回転部１１０による回転駆動力が外周ブラシ３００に与えられることによりセンタブラシ２００と外周ブラシ３００とが一体的に回転するように構成されてもよい。
【００５３】
昇降部１２０は、昇降駆動装置１２１および連結部材１２２を含む。昇降部１３０は、昇降駆動装置１３１および連結部材１３２を含む。昇降駆動装置１２１，１３１は、例えばエアシリンダである。なお、昇降駆動装置１２１，１３１は、例えば電動モータおよびボールねじにより構成されてもよい。昇降駆動装置１２１は、連結部材１２２により回転駆動装置１１１に連結される。昇降駆動装置１３１は、連結部材１３２により外周ブラシ３００の基台３１０に連結される。
【００５４】
昇降駆動装置１２１が連結部材１２２を昇降させることにより、センタブラシ２００が外周ブラシ３００とは独立して昇降する。昇降駆動装置１３１が連結部材１３２を昇降させることにより、外周ブラシ３００がセンタブラシ２００とは独立して昇降する。回転駆動装置１１１と昇降駆動装置１２１とは、単一の回転昇降駆動装置により実現されてもよい。この場合、回転駆動装置１１１と昇降駆動装置１２１との間に連結部材１２２が設けられない。
【００５５】
洗浄部１４０は、洗浄液供給装置１４１およびノズル１４２を含む。洗浄液供給装置１４１は、ノズル１４２により洗浄液を洗浄ヘッド１００の上方（洗浄ヘッド１００と基板との間）に吐出する。洗浄液は、ＤＩＷ（純水）、界面活性剤または溶剤であってもよいし、他の薬液であってもよい。吸引部１５０は、例えば真空装置であり、基板の洗浄により発生する異物を吸引可能に設けられる。以下、基板洗浄装置１の動作について説明する。図１２および図１３は、基板洗浄装置１の第１の動作例を説明するための図である。
【００５６】
図１２の例では、基板保持部により保持された基板Ｗの被洗浄面（本例では裏面）が洗浄される。具体的には、図１２に示すように、センタブラシ２００および外周ブラシ３００は、基板Ｗの被洗浄面に向けて上昇される。この場合、洗浄部３２０の平坦面３２４が基板Ｗの被洗浄面に接触する。ここで、洗浄部３２０の上面はテーパ状に形成されているので、潰れるように容易に変形する。そのため、洗浄部２２０と基板Ｗとの接触が阻害されにくくなる。これにより、洗浄部２２０の上面が洗浄部３２０の上面（平坦面３２４）と略同一の高さまで上昇し、基板Ｗの被洗浄面に接触する。
【００５７】
このように、洗浄部２２０の上面および洗浄部３２０の上面が同時にかつ十分に基板Ｗの被洗浄面に接触した状態で基板Ｗが回転することにより、基板Ｗの被洗浄面が洗浄される。また、洗浄ヘッド１００が回転する場合には、基板Ｗの被洗浄面がより効率よく洗浄される。基板Ｗの回転方向と洗浄ヘッド１００の回転方向とは同じであってもよいし、逆であってもよい。
【００５８】
以下、基板Ｗが研磨されることにより洗浄されることを研磨洗浄と呼び、基板Ｗが擦られることにより洗浄されることをスクラブ洗浄と呼ぶ。図１２の例では、基板Ｗの被処理面が洗浄部２２０により研磨洗浄され、基板Ｗの被処理面が洗浄部３２０によりスクラブ洗浄される。研磨洗浄によれば、基板Ｗに強固に付着した異物を除去することができる。
【００５９】
基板Ｗの洗浄中には、ノズル１４２から洗浄ヘッド１００の上方に洗浄液が吐出される。吐出された洗浄液は、洗浄部３２０の切欠部３２２（図５）を通して洗浄部３２０の上面の全体に供給される。また、洗浄液は、洗浄部２２０の溝部２２１を通して洗浄部２２０の上面の全体に供給される。これにより、基板Ｗをより十分に洗浄することができる。
【００６０】
なお、図９および図１０における洗浄ヘッド１００のように、洗浄部３２０の各切欠部３２２が湾曲した形状を有する場合、洗浄液がより効率的に洗浄部３２０の上面の全体に供給される。同様に、洗浄部２２０が風車形状を有する場合、洗浄液がより効率的に洗浄部２２０の上面の全体に供給される。そのため、洗浄液の使用量を削減しつつ、基板Ｗを十分に洗浄することができる。
【００６１】
図１２に点線で示すように、基板Ｗの洗浄中には、センタブラシ２００と外周ブラシ３００との隙間１０１を通して洗浄ヘッド１００の上方の雰囲気が吸引部１５０により吸引される。この場合、洗浄液が効率よく洗浄部３２０の上面全体および洗浄部２２０の上面全体に取り込まれる。したがって、洗浄液の使用量をより削減しつつ、基板Ｗを十分に洗浄することができる。
【００６２】
また、基板Ｗが洗浄ヘッド１００に吸着されるので、洗浄ヘッド１００を基板Ｗに強固に押圧した状態で洗浄することができる。基板Ｗへの洗浄ヘッド１００の押圧の強さは、吸引部１５０による吸引の圧力を制御することにより調整される。さらに、洗浄後の洗浄液または基板の洗浄により発生する異物が、基板に再付着することなく吸引部１５０に排出される。これらの結果、基板Ｗをさらに十分に洗浄することができる。
【００６３】
図１３の例では、基板Ｗのベベル部がさらに洗浄される。具体的には、図１２の洗浄の後、図１３に示すように、外周ブラシ３００の一部が基板Ｗよりも外方に位置するように洗浄ヘッド１００が基板Ｗの周縁部に移動される。この場合、洗浄部３２０の一部の形状が元に戻り、テーパ面３２３が基板Ｗのベベル部に接触する。これにより、主として基板Ｗのベベル部が洗浄部３２０によりスクラブ洗浄される。また、基板Ｗの被処理面が洗浄部２２０により研磨洗浄される。
【００６４】
基板洗浄装置１の第１の動作例ではセンタブラシ２００と外周ブラシ３００とが一体的に上下方向に移動するが、本発明はこれに限定されない。図１４および図１５は、基板洗浄装置１の第２の動作例を説明するための図である。図１４に示すように、基板Ｗの被処理面の洗浄時には、外周ブラシ３００が上昇されることなく、センタブラシ２００が基板Ｗの被洗浄面に向けて上昇される。この場合、洗浄部３２０が基板Ｗに接触することなく、洗浄部２２０の上面が基板Ｗの被洗浄面に接触する。これにより、基板Ｗの被処理面が洗浄部２２０により研磨洗浄される。
【００６５】
図１４の例では、洗浄部２２０と洗浄部３２０とが同時には基板Ｗに接触しない。そのため、洗浄部２２０による研磨洗浄により発生した異物（基板Ｗからの汚染物および洗浄部２２０から脱落した研磨材を含む。）が洗浄部３２０に付着することが防止される。これにより、洗浄部３２０を汚染しにくくすることができる。その後、図１５に示すように、外周ブラシ３００の一部が基板Ｗよりも外方に位置するように洗浄ヘッド１００が基板Ｗの周縁部に移動されるとともに、外周ブラシ３００が上昇される。これにより、基板Ｗのベベル部が洗浄部３２０によりスクラブ洗浄される。
【００６６】
図１１の基板洗浄装置１においては、洗浄液供給装置１４１はノズル１４２により洗浄液を供給するが、本発明はこれに限定されない。洗浄液供給装置１４１はノズル１４２を用いずに洗浄液を供給してもよい。図１６は、洗浄部１４０の第１の変形例を示す図である。図１６に示すように、洗浄部１４０の第１の変形例においては、洗浄液供給装置１４１は、洗浄ヘッド１００の隙間１０１を通して基板Ｗの上方に洗浄液を供給するように構成される。この例においては、隙間１０１は吸引部１５０による異物の吸引に用いられない。
【００６７】
図１７は、洗浄部１４０の第２の変形例を示す図である。図１７に示すように、洗浄部１４０の第２の変形例においては、基台２１０および洗浄部２２０を上下方向に貫通する貫通孔２０１がセンタブラシ２００に形成される。洗浄液供給装置１４１は、センタブラシ２００の貫通孔２０１を通して基板Ｗの上方に洗浄液を供給するように構成される。この例においては、隙間１０１を吸引部１５０による異物の吸引に用いることが可能である。
【００６８】
図１８は、吸引部１５０の変形例を示す図である。図１８に示すように、吸引部１５０の変形例においては、図１７の例と同様に、センタブラシ２００に貫通孔２０１が形成される。吸引部１５０は、センタブラシ２００の貫通孔２０１を通して洗浄ヘッド１００の上方の雰囲気を吸引する。この例においては、図１６の例と同様に、洗浄ヘッド１００の隙間１０１を洗浄液供給装置１４１による洗浄液の供給に用いることが可能である。
【００６９】
本実施の形態において、研磨洗浄用のセンタブラシ２００とスクラブ洗浄用の外周ブラシ３００とにより洗浄ヘッド１００が構成されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、スクラブ洗浄用のセンタブラシ２００とスクラブ洗浄用の外周ブラシ３００とにより洗浄ヘッド１００が構成されてもよい。この構成においては、センタブラシ２００の洗浄部２２０は、ＰＴＦＥまたは研磨材が含まれないＰＶＡスポンジ等の軟質材料により形成される。このような洗浄ヘッド１００は、例えば被洗浄面にレジスト膜等の処理膜が形成された基板Ｗを洗浄する場合に用いることができる。
【００７０】
（３）効果
本実施の形態に係る洗浄ヘッド１００においては、外周ブラシ３００がセンタブラシ２００を取り囲むように配置される。センタブラシ２００の基台２１０と外周ブラシ３００の基台３１０とが別体であるので、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは互いに着脱可能である。そのため、センタブラシ２００の洗浄部２２０および外周ブラシ３００の洗浄部３２０のいずれか一方のみが消耗した場合、洗浄ヘッド１００の全体を交換する必要がなく、消耗したブラシのみを交換することができる。
【００７１】
また、洗浄対象の基板Ｗの形状または洗浄の種類に応じてセンタブラシ２００と外周ブラシ３００との組み合わせを変更して洗浄ヘッド１００を構成することにより、当該洗浄ヘッド１００を用いて基板Ｗを適切に洗浄することができる。この場合、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板Ｗの適切な洗浄を行うことが可能になる。
【００７２】
また、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに独立して上下方向に移動可能である。そのため、基板Ｗの洗浄部分に応じて適切なブラシを使用することにより、基板Ｗを適切に洗浄することができる。さらに、センタブラシ２００による洗浄のタイミングと外周ブラシ３００による洗浄のタイミングとを異ならせることにより、一方のブラシにより発生した汚染物が他方のブラシに付着することが防止される。これにより、洗浄ヘッド１００を消耗しにくくすることができる。
【００７３】
また、本実施の形態においては、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは上下方向に平行な軸の周りで一体的に回転可能である。そのため、単一の回転部１１０を用いた単純な構成によりセンタブラシ２００と外周ブラシ３００とを回転させることができる。また、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とが回転されることにより、基板Ｗを効率よく洗浄することができる。
【００７４】
基板Ｗの洗浄中には、ノズル１４２から洗浄ヘッド１００の上方に洗浄液が吐出される。吐出された洗浄液は、洗浄部３２０の切欠部３２２を通して洗浄部３２０の上面の全体に供給される。また、洗浄液は、洗浄部２２０の溝部２２１を通して洗浄部２２０の上面の全体に供給される。これにより、基板Ｗをより十分に洗浄することができる。
【００７５】
［２］第２の実施の形態
（１）洗浄ヘッドの構成
第２の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００および基板洗浄装置１について、第１の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００および基板洗浄装置１と異なる点を説明する。図１９は、本発明の第２の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００の下面図である。図１９に示すように、本実施の形態においては、センタブラシ２００の基台２１０は円柱形状を有し、基台２１０には図２の平坦部２１２，２１３が形成されない。したがって、基台２１０は、水平面内において円形状の断面を有する。
【００７６】
外周ブラシ３００の基台３１０は、円筒形状を有する。したがって、基台３１０の中央部には、水平面内において円形状を有しかつ上下方向に延びる開口部３１１が形成される。そのため、本実施の形態においては、開口部３１１内における基台３１０の内面には図４の平坦部３１２，３１３が形成されない。センタブラシ２００が外周ブラシ３００の開口部３１１，３２１内に配置されることにより、洗浄ヘッド１００が完成する。
【００７７】
第１の実施の形態と同様に、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに固定されていない。そのため、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに独立して上下方向に移動することが可能である。一方で、基台２１０の外周面および基台３１０の内周面は水平面内において円形状を有するので、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とが互いに独立して回転することが規制されない。すなわち、第１の実施の形態とは異なり、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、互いに独立して回転することが可能である。
【００７８】
なお、センタブラシ２００の基台２１０は水平面内において円形状の断面を有し、外周ブラシ３００の基台３１０の開口部３１１は水平面内において円形状を有するが、本発明はこれに限定されない。センタブラシ２００と外周ブラシ３００との独立した回転が許容される限り、基台２１０は水平面内において非円形状の断面を有してもよいし、基台３１０の開口部３１１は水平面内において非円形状の断面を有してもよい。
【００７９】
具体的には、基台２１０が回転したときに基台２１０の外周部により描かれる円形の軌跡の径が基台３１０の開口部３１１の最小の径（例えば楕円の場合は短径）よりも小さければよい。したがって、基台２１０には、図２の平坦部２１２，２１３と同様の平坦部が形成されてもよい。また、基台３１０には、楕円柱状または四角柱状等の開口部３１１が形成されてもよい。
【００８０】
（２）基板洗浄装置の概略構成
図２０は、図１９の洗浄ヘッド１００を含む基板洗浄装置１の概略構成を示す図である。図２０に示すように、本実施の形態に係る基板洗浄装置１は、外周ブラシ３００を回転可能に設けられた回転部１６０をさらに含む。本例では、回転部１６０は、回転駆動装置１６１、シャフト１６２、プーリ１６３および動力伝達部材１６４を含む。
【００８１】
回転駆動装置１６１は、例えば電動モータであり、回転軸を有する。シャフト１６２は、円筒形状を有し、外周ブラシ３００の基台３１０の下面に接続される。プーリ１６３は、シャフト１６２の外周面に取り付けられる。動力伝達部材１６４は、例えばベルトであり、プーリ１６３および回転駆動装置１６１の回転軸に架け渡される。
【００８２】
回転駆動装置１６１の回転軸が回転することにより、回転駆動力が動力伝達部材１６４およびプーリ１６３を通してシャフト１６２に与えられる。これにより、外周ブラシ３００が回転する。この構成によれば、回転部１１０，１６０によりセンタブラシ２００および外周ブラシ３００をそれぞれ独立して回転させることができる。
【００８３】
また、昇降駆動装置１３１は、連結部材１３２により回転駆動装置１６１に連結される。昇降駆動装置１３１は、連結部材１３２を昇降させることにより、回転駆動装置１６１、シャフト１６２、プーリ１６３および動力伝達部材１６４を一体的に昇降させる。この構成によれば、昇降部１２０，１３０によりセンタブラシ２００および外周ブラシ３００をそれぞれ独立して昇降させることができる。なお、昇降駆動装置１３１と回転駆動装置１６１とは、単一の回転昇降駆動装置により実現されてもよい。この場合、回転駆動装置１６１と昇降駆動装置１３１との間に連結部材１３２が設けられない。
【００８４】
（３）効果
第１の実施の形態と同様に、センタブラシ２００の洗浄部２２０および外周ブラシ３００の洗浄部３２０のいずれか一方のみが消耗した場合、洗浄ヘッド１００の全体を交換する必要がなく、消耗したブラシのみを交換することができる。また、センタブラシ２００と外周ブラシ３００との組み合わせを任意に変更して洗浄ヘッド１００を構成することができるので、センタブラシと外周ブラシとの組み合わせが固定された多種類の洗浄ヘッドを準備する必要がない。これらの結果、コストの増加を抑制しつつ基板Ｗの適切な洗浄を行うことが可能になる。
【００８５】
さらに、本実施の形態においては、センタブラシ２００と外周ブラシ３００とは、上下方向に平行な軸の周りで互いに独立して回転可能である。そのため、基板Ｗの洗浄部分または洗浄の種類に応じてセンタブラシ２００および外周ブラシ３００をそれぞれ回転部１１０，１６０により独立して回転させることができる。これにより、基板Ｗをより効率よく洗浄することができる。
【００８６】
［３］第３の実施の形態
（１）基板洗浄装置の構成
第３の実施の形態に係る基板洗浄装置１として、第１の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００を含む基板洗浄装置１の詳細な構成を説明する。本実施の形態に係る基板洗浄装置１は、例えば基板処理装置に設けられる。なお、本実施の形態に係る基板洗浄装置１は、第１の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００ではなく、第２の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００を含んでもよい。
【００８７】
図２１は、第３の実施の形態に係る基板洗浄装置１の構成を示す図である。図２１に示すように、基板洗浄装置１は、洗浄ヘッド１００、回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０に加えて、ヘッド駆動部１７０および回転保持装置４００を備える。図２１では、回転部１１０および昇降部１２０，１３０の図示が省略される。基板洗浄装置１が第２の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００を含む場合には、回転部１６０をさらに備える。
【００８８】
回転保持装置４００は、スピンチャック４１０、複数のチャックピン４２０、切替部４３０、ガード装置４４０および複数の受渡装置４５０を含む。スピンチャック４１０は、基板Ｗを水平に保持して回転させるように構成され、スピンモータ４１１、回転軸４１２、スピンプレート４１３およびプレート支持部材４１４を含む。
【００８９】
スピンモータ４１１は、基板洗浄装置１の上部に設けられ、図示しない支持部材により支持される。回転軸４１２は、スピンモータ４１１から下方に延びるように設けられる。プレート支持部材４１４は、回転軸４１２の下端部に取り付けられる。スピンプレート４１３は円板状を有し、プレート支持部材４１４により水平に支持される。スピンモータ４１１により回転軸４１２が回転することにより、スピンプレート４１３が鉛直軸の周りで回転する。
【００９０】
複数のチャックピン４２０は、回転軸４１２に関して等角度間隔でスピンプレート４１３の周縁部に設けられる。本例では、８つのチャックピン４２０が、回転軸４１２に関して４５度間隔でスピンプレート４１３の周縁部に設けられる。各チャックピン４２０は、軸部４２１、ピン支持部４２２、保持部４２３およびマグネット４２４を含む。
【００９１】
軸部４２１は、スピンプレート４１３を垂直方向に貫通するように設けられる。ピン支持部４２２は、軸部４２１の下端部から水平方向に延びるように設けられる。保持部４２３は、ピン支持部４２２の先端部から下方に突出するように設けられる。また、スピンプレート４１３の上面側において、軸部４２１の上端部にマグネット４２４が取り付けられている。
【００９２】
各チャックピン４２０は、軸部４２１を中心に鉛直軸の周りで回転可能であり、保持部４２３が基板Ｗの外周端部に当接する閉状態と、保持部４２３が基板Ｗの外周端部から離間する開状態とに切替可能である。なお、本例では、マグネット４２４のＮ極が内側にある場合に各チャックピン４２０が閉状態となり、マグネット４２４のＳ極が内側にある場合に各チャックピン４２０が開状態となる。また、閉状態においては、保持部４２３は、基板Ｗのベベル部に当接する。
【００９３】
切替部４３０は、マグネットプレート４３１，４３２およびマグネット昇降装置４３３，４３４を含む。マグネットプレート４３１，４３２は、回転軸４１２を中心とする周方向に沿ってスピンプレート４１３の上方に配置される。マグネットプレート４３１，４３２は、外側にＳ極を有し、内側にＮ極を有する。マグネット昇降装置４３３，４３４は、マグネットプレート４３１，４３２をそれぞれ昇降させる。これにより、マグネットプレート４３１，４３２は、チャックピン４２０のマグネット４２４よりも高い上方位置とチャックピン４２０のマグネット４２４と略等しい高さの下方位置との間で独立に移動可能である。
【００９４】
マグネットプレート４３１，４３２の昇降により、各チャックピン４２０が開状態と閉状態とに切り替えられる。マグネットプレート４３１，４３２およびチャックピン４２０の動作の詳細については後述する。
【００９５】
ガード装置４４０は、ガード４４１およびガード昇降装置４４２を含む。ガード４４１は、スピンチャック４１０の回転軸４１２に関して回転対称な形状を有し、スピンチャック４１０の外方に設けられる。ガード昇降装置４４２は、ガード４４１を昇降させる。ガード４４１は、基板Ｗから飛散する洗浄液を受け止める。ガード４４１により受け止められた洗浄液は、図示しない排液装置または回収装置により排液または回収される。
【００９６】
複数の（本例では３つ）の受渡装置４５０は、スピンチャック４１０の回転軸４１２を中心として等角度間隔でガード４４１の外方に配置される。各受渡装置４５０は、昇降回転駆動部４５１、回転軸４５２、アーム４５３および保持ピン４５４を含む。
【００９７】
回転軸４５２は、昇降回転駆動部４５１から上方に延びるように設けられる。アーム４５３は、回転軸４５２の上端部から水平方向に延びるように設けられる。保持ピン４５４は、基板Ｗの外周端部を保持可能にアーム４５３の先端部に設けられる。昇降回転駆動部４５１により、回転軸４５２が昇降動作および回転動作を行う。これにより、保持ピン４５４が水平方向および上下方向に移動する。
【００９８】
ヘッド駆動部１７０は、ヘッド移動装置１７１およびヘッド保持部材１７２を含み、基板洗浄装置１の下部に配置される。洗浄ヘッド１００、回転部１１０（図１１）、昇降部１２０，１３０（図１１）およびノズル１４２は、ヘッド保持部材１７２に取り付けられる。ヘッド移動装置１７１は、ヘッド保持部材１７２を移動させることにより、洗浄ヘッド１００を回転保持装置４００のスピンチャック４１０により保持された基板Ｗの裏面に沿って移動させる。これにより、基板Ｗの裏面が洗浄される。
【００９９】
（２）基板洗浄装置の動作
図２２〜図２５は、スピンチャック４１０による基板Ｗの保持動作を説明するための図である。まず、図２２に示すように、ガード４４１がチャックピン４２０よりも低い位置に移動する。そして、複数の受渡装置４５０（図２１）の保持ピン４５４がガード４４１の上方を通ってスピンプレート４１３の下方に移動する。複数の保持ピン４５４上に基板Ｗが搬入される。
【０１００】
このとき、マグネットプレート４３１，４３２は上方位置にある。この場合、マグネットプレート４３１，４３２の磁力線Ｂは、チャックピン４２０のマグネット４２４の高さにおいて内側から外側に向かう。これにより、各チャックピン４２０のマグネット４２４のＳ極が内側に吸引される。したがって、各チャックピン４２０は開状態となる。次に、図２３に示すように、複数の保持ピン４５４が基板Ｗを保持した状態で上昇する。これにより、基板Ｗが、複数のチャックピン４２０の保持部４２３間に移動する。
【０１０１】
続いて、図２４に示すように、マグネットプレート４３１，４３２が下方位置に移動する。この場合、各チャックピン４２０のマグネット４２４のＮ極が内側に吸引され、各チャックピン４２０が閉状態となる。これにより、各チャックピン４２０の保持部４２３により基板Ｗのベベル部が保持される。その後、複数の保持ピン４５４がガード４４１の外方に移動する。次に、図２５に示すように、ガード４４１がチャックピン４２０により保持される基板Ｗを取り囲む高さに移動する。この状態で、基板Ｗの裏面の洗浄が行われる。
【０１０２】
図２６〜図２８は、洗浄ヘッド１００による基板Ｗの洗浄を説明するための図である。図２６に示すように、基板Ｗが回転保持装置４００により保持された状態で、回転される。また、一点鎖線で示すように、ヘッド移動装置１７１は、洗浄ヘッド１００が基板Ｗの略中心と重なるようにヘッド保持部材１７２を移動させる。ここで、図１１の回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０が動作することにより、洗浄ヘッド１００の上面が基板Ｗの裏面の中心近傍に接触する。これにより、基板Ｗの裏面の中心近傍が洗浄される。
【０１０３】
その後、洗浄ヘッド１００が基板Ｗの裏面と接触した状態で、図２６に太い矢印で示すように、ヘッド移動装置１７１は、洗浄ヘッド１００が基板Ｗの周縁部に向かうように中心軸１７３を基準としてブラシヘッド保持部材１７２を徐々に回転させる。これにより、基板Ｗの裏面の全体が洗浄されるとともに、基板Ｗのベベル部が洗浄される。
【０１０４】
図２７に示すように、基板Ｗのベベル部の洗浄時には、マグネットプレート４３１が下方位置に配置され、マグネットプレート４３２が上方位置に配置される。この場合、図２８に示すように、マグネットプレート４３１の外方領域Ｒ１においては各チャックピン４２０が閉状態となり、マグネットプレート４３２の外方領域Ｒ２においては各チャックピン４２０が開状態となる。
【０１０５】
この構成によれば、各チャックピン４２０の保持部４２３は、マグネットプレート４３１の外方領域Ｒ１を通過する際に基板Ｗの外周端部に接触した状態で維持され、マグネットプレート４３２の外方領域Ｒ２を通過する際に基板Ｗの外周端部から離間する。これにより、洗浄ヘッド１００は、チャックピン４２０と干渉することなく基板Ｗのベベル部を効率よくかつ十分に洗浄することができる。
【０１０６】
本例では、８つのチャックピン４２０のうちの少なくとも７つのチャックピン４２０がマグネットプレート４３１の外方領域Ｒ１に位置する。この場合、少なくとも７つのチャックピン４２０により基板Ｗが保持される。そのため、基板Ｗの安定性が確保される。
【０１０７】
基板Ｗの洗浄が終了した後、ヘッド移動装置１７１は、洗浄ヘッド１００が基板Ｗの外方に位置するようにヘッド保持部材１７２を移動させる。また、マグネットプレート４３１，４３２が下方位置に配置され、全てのチャックピン４２０により基板Ｗが保持される。この状態で、スピンチャック４１０により基板Ｗが高速で回転する。これにより、基板Ｗに付着する洗浄液が振り切られ、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗが乾燥した後、基板Ｗの回転が停止される。
【０１０８】
［４］第４の実施の形態
（１）基板洗浄装置の構成
第４の実施の形態に係る基板洗浄装置１について、第３の実施の形態に係る基板洗浄装置１と異なる点を説明する。図２９は、第４の実施の形態に係る基板洗浄装置１の構成を示す図である。図２９に示すように、基板洗浄装置１は、複数（本例では３つ）の洗浄ヘッド１００、ヘッド駆動部１７０，１８０および回転保持装置４００を備える。以下の説明では、３つの洗浄ヘッド１００を区別する場合は、３つの洗浄ヘッド１００をそれぞれ洗浄ヘッド１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと呼ぶ。
【０１０９】
また、基板洗浄装置１は、洗浄ヘッド１００Ａ〜１００Ｃの各々に対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０を備える。図２９では、回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０の図示が省略される。洗浄ヘッド１００Ａ〜１００Ｃのいずれかが第２の実施の形態に係る洗浄ヘッド１００である場合には、基板洗浄装置１は当該洗浄ヘッド１００に対応する回転部１６０をさらに備える。
【０１１０】
本実施の形態における回転保持装置４００は、以下の点を除き、第３の実施の形態における図２１の回転保持装置４００と同様の構成を有する。回転保持装置４００は、スピンチャック４１０の下方に位置するスピンチャック４６０をさらに含む。また、回転保持装置４００は、受渡装置４５０に代えて受渡装置４７０を含む。さらに、本実施の形態におけるスピンチャック４１０は、図２１のマグネットプレート４３２およびマグネット昇降装置４３４を含まない。
【０１１１】
スピンチャック４６０は、スピンモータ４６１および吸着保持部４６３を含む。スピンモータ４６１は、例えば基板洗浄装置１の底部に設けられる。スピンモータ４６１においては、上方に向かって延びるように回転軸４６２が設けられる。回転軸４６２の上端部に吸着保持部４６３が設けられる。吸着保持部４６３は、基板Ｗの裏面中央部を吸着可能に構成される。吸着保持部４６３が基板Ｗの裏面中央部を吸着することにより、基板Ｗが保持される。また、スピンモータ４６１が回転軸４６２を回転させることにより、吸着保持部４６３に保持された基板Ｗが回転する。
【０１１２】
受渡装置４７０は、昇降駆動部４７１、ピン支持部材４７２および複数（本例では３つ）の昇降ピン４７３を含み、スピンチャック４６０に近接するように配置されている。昇降駆動部４７１は、ピン支持部材４７２を鉛直方向に移動可能に支持する。複数の昇降ピン４７３は、等間隔でスピンチャック４６０を取り囲みかつ鉛直方向に延びるようにピン支持部材４７２に取り付けられる。複数の昇降ピン４７３の上端部が基板Ｗの裏面中央部と裏面周縁部との間の領域に当接することにより、基板Ｗが水平姿勢で支持される。
【０１１３】
昇降駆動部４７１が駆動することにより、複数の昇降ピン４７３の上端部が第１の高さＨ１と、第２の高さＨ２と、第３の高さＨ３との間で移動する。ここで、図２９に二点鎖線で示すように、第１の高さＨ１は、スピンチャック４６０の上端部よりも一定距離だけ下方に位置する。第２の高さＨ２は、スピンチャック４６０の上端部と各チャックピン４２０の下端部との間に位置する。第３の高さＨ３は、各チャックピン４２０の下端部よりもわずかに上方に位置する。
【０１１４】
本実施の形態におけるヘッド駆動部１７０は、第３の実施の形態における図２１のヘッド駆動部１７０と同様の構成を有し、スピンチャック４６０の上方に配置される。ヘッド駆動部１７０のヘッド保持部材１７２には、スピンチャック４６０に保持された基板Ｗの表面を洗浄可能に、洗浄ヘッド１００Ａの上面が下方を向く状態で洗浄ヘッド１００Ａが取り付けられる。また、ヘッド保持部材１７２には、洗浄ヘッド１００Ａに対応する回転部１１０（図１１）、昇降部１２０，１３０（図１１）およびノズル１４２（図１１）が取り付けられる。
【０１１５】
ヘッド駆動部１８０は、ヘッド移動装置１８１およびヘッド保持部材１８２を含み、基板洗浄装置１の下部に配置される。ヘッド駆動部１８０は、ヘッド移動装置１８１がヘッド保持部材１８２を回転させるだけでなく上下方向にも移動可能である点を除き、ヘッド駆動部１７０と同様の構成を有する。ヘッド保持部材１８２には、スピンチャック４１０に保持された基板Ｗの裏面を洗浄可能に、洗浄ヘッド１００Ｂの上面が上方を向く状態で洗浄ヘッド１００Ｂが取り付けられる。また、ヘッド保持部材１８２には、洗浄ヘッド１００Ｂに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０およびノズル１４２が取り付けられる。
【０１１６】
また、基板洗浄装置１の底部には、スピンチャック４６０により保持された基板Ｗの外周縁部および外周端部に上下方向に重なるようにヘッド載置部２が設けられる。ヘッド載置部２には、スピンチャック４６０に保持された基板Ｗの裏面側のベベル部を洗浄可能に、洗浄ヘッド１００Ｃの上面が上方を向く状態で洗浄ヘッド１００Ｃが載置される。また、ヘッド載置部２には、洗浄ヘッド１００Ｃに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０およびノズル１４２が載置される。図２９に一点鎖線で示すように、洗浄ヘッド１００Ｃは昇降部１２０，１３０によりヘッド載置部２から上方に移動可能である。
【０１１７】
（２）基板洗浄装置の動作
基板洗浄装置１に基板Ｗが搬入される際には、複数の昇降ピン４７３が上方に移動され、複数の昇降ピン４７３の上端部が第２の高さＨ２で保持される。この状態で、複数の昇降ピン４７３上に基板Ｗが載置される。次に、複数の昇降ピン４７３が下方に移動され、複数の昇降ピン４７３の上端部が第１の高さＨ１で保持される。これにより、基板Ｗが複数の昇降ピン４７３から吸着保持部４６３上に渡される。このとき、基板Ｗの中心は、水平面内において吸着保持部４６３の回転中心に一致するように位置決めされている。その後、基板Ｗの裏面中央部がスピンチャック４６０により保持されるとともに、基板Ｗが回転される。
【０１１８】
次に、ヘッド移動装置１７１は、洗浄ヘッド１００Ａが基板Ｗの略中心と重なるようにヘッド保持部材１７２を移動させる。ここで、洗浄ヘッド１００Ａに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０が動作することにより、洗浄ヘッド１００Ａの上面が基板Ｗの表面の中心近傍に接触する。これにより、基板Ｗの表面の中心近傍が洗浄される。
【０１１９】
その後、洗浄ヘッド１００Ａが基板Ｗの表面と接触した状態で、ヘッド移動装置１７１は、洗浄ヘッド１００Ａが基板Ｗの周縁部に向かうようにブラシヘッド保持部材１７２を徐々に回転させる。これにより、基板Ｗの表面の全体が洗浄されるとともに、基板Ｗの表面側のベベル部が洗浄される。
【０１２０】
なお、上記の基板Ｗの表面の洗浄において、基板Ｗの表面にレジスト膜等の処理膜が形成されている場合には、洗浄ヘッド１００Ａは、スクラブ洗浄用のセンタブラシ２００とスクラブ洗浄用の外周ブラシ３００とにより構成される。一方、基板Ｗの表面に処理膜が形成されていない場合、すなわち基板Ｗがベア基板である場合には、洗浄ヘッド１００Ａは、研磨洗浄用のセンタブラシ２００とスクラブ洗浄用の外周ブラシ３００とにより構成されてもよい。
【０１２１】
上記の基板Ｗの表面の洗浄と並行して、洗浄ヘッド１００Ｃに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０が動作することにより、洗浄ヘッド１００Ｃの上面が基板Ｗの裏面側のベベル部に接触する。これにより、基板Ｗの裏面側のベベル部が洗浄される。
【０１２２】
洗浄ヘッド１００Ａ，１００Ｃによる基板Ｗの洗浄後、ヘッド保持部材１７２および洗浄ヘッド１００Ｃは初期位置に戻され、スピンチャック４６０により基板Ｗが高速で回転する。これにより、基板Ｗに付着する洗浄液が振り切られ、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗが乾燥した後、基板Ｗの回転が停止されるとともに、スピンチャック４６０による基板Ｗの吸着が停止される。
【０１２３】
次に、複数の昇降ピン４７３が上方に移動されることにより、基板Ｗがスピンチャック４６０の吸着保持部４６３から複数の昇降ピン４７３上に渡された後、複数の昇降ピン４７３の上端部が第３の高さＨ３で保持される。このとき、基板Ｗがスピンチャック４１０の複数のチャックピン４２０の保持部４２３の間に位置する。
【０１２４】
続いて、切替部４３０のマグネットプレート４３１が下方位置に移動する。この場合、複数のチャックピン４２０のマグネット４２４のＮ極が内側に吸引される。これにより、各チャックピン４２０が閉状態となり、各保持部４２３が基板Ｗの外周端部に当接する。これにより、複数のチャックピン４２０の保持部４２３により基板Ｗの外周端部が保持される。その後、複数の昇降ピン４７３が下方に移動されることにより、複数の昇降ピン４７３の上端部が第１の高さＨ１で保持される。また、ガード４４１が上方に移動することにより、スピンチャック４１０により保持される基板Ｗを取り囲む。この状態で、基板Ｗが回転される。
【０１２５】
次に、ヘッド移動装置１８１は、ヘッド保持部材１８２を上昇させるとともに、洗浄ヘッド１００Ｂが基板Ｗの略中心と重なるようにヘッド保持部材１８２を移動させる。ここで、洗浄ヘッド１００Ｂに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０が動作することにより、洗浄ヘッド１００Ｂの上面が基板Ｗの裏面の中心近傍に接触する。その後、洗浄ヘッド１００Ｂが基板Ｗの裏面と接触した状態で、ヘッド移動装置１８１は、洗浄ヘッド１００Ｂが基板Ｗの周縁部の近傍に向かうようにブラシヘッド保持部材１８２を徐々に回転させる。これにより、基板Ｗの裏面の全体が洗浄される。
【０１２６】
洗浄ヘッド１００Ｂによる基板Ｗの洗浄後、ヘッド保持部材１８２は初期位置に戻され、スピンチャック４１０により基板Ｗが高速で回転する。これにより、基板Ｗに付着する洗浄液が振り切られ、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗが乾燥した後、基板Ｗの回転が停止される。
【０１２７】
洗浄ヘッド１００Ｂは、基板Ｗの裏面側のベベル部の洗浄には用いられない。そのため、洗浄ヘッド１００Ｂの外周ブラシ３００の上面はテーパ状に形成されなくてもよい。また、研磨洗浄のみが行われる場合には、洗浄ヘッド１００Ｂは、研磨洗浄用のセンタブラシ２００と研磨洗浄用の外周ブラシ３００とにより構成されてもよい。あるいは、洗浄ヘッド１００Ｂは、スクラブ洗浄用のセンタブラシ２００と研磨洗浄用の外周ブラシ３００とにより構成されてもよい。
【０１２８】
上記のように、スピンチャック４１０はマグネットプレート４３２およびマグネット昇降装置４３４を含まないので、基板Ｗの洗浄中には、全部のチャックピン４２０が閉状態となる。この場合でも、洗浄ヘッド１００Ｂは基板Ｗの裏面側のベベル部の洗浄には用いられないので、洗浄ヘッド１００Ｂはチャックピン４２０と干渉することなく基板Ｗの裏面全体を効率よくかつ十分に洗浄することができる。
【０１２９】
一方で、第３の実施の形態と同様に、スピンチャック４１０はマグネットプレート４３２およびマグネット昇降装置４３４を含んでもよい。この場合、洗浄ヘッド１００Ｂは、チャックピン４２０と干渉することなく基板Ｗの裏面側のベベル部の洗浄をさらに行うことができる。そのため、基板Ｗがスピンチャック４６０により保持されているときに基板Ｗの裏面側のベベル部の洗浄が行われなくてもよい。したがって、基板洗浄装置１は、洗浄ヘッド１００Ｃならびにこれに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０を備えなくてもよい。
【０１３０】
［５］他の実施の形態
（１）上記実施の形態において、基板Ｗの洗浄中に基板Ｗが回転されるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの洗浄中に基板Ｗが回転されなくてもよい。
【０１３１】
（２）上記実施の形態において、昇降部１２０，１３０により洗浄ヘッド１００が基板Ｗに対して上下方向に移動されるが、本発明はこれに限定されない。スピンチャック４１０，４６０等の基板保持部により基板Ｗが洗浄ヘッド１００に対して上下方向に移動されてもよい。この場合、洗浄ヘッド１００は、上下方向に移動されなくてもよい。
【０１３２】
（３）上記実施の形態において、洗浄ヘッド１００により基板Ｗの被洗浄面の中央近傍が洗浄された後に基板Ｗのベベル部が洗浄されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、洗浄ヘッド１００により基板Ｗの被洗浄面の中央近傍のみが洗浄されてもよいし、基板Ｗのベベル部のみが洗浄されてもよい。また、基板が回転されない場合には、洗浄ヘッド１００により基板Ｗのベベル部が洗浄された後に基板Ｗの被洗浄面の中央近傍が洗浄されてもよい。被洗浄面は、基板Ｗの裏面であってもよいし、表面であってもよいし、裏面および表面の両方であってもよい。
【０１３３】
なお、第４の実施の形態において、基板Ｗの表面の洗浄が行われ、基板Ｗの裏面の洗浄が行われない場合には、基板洗浄装置１は、洗浄ヘッド１００Ａ，１００Ｃを備えればよく、洗浄ヘッド１００Ｂおよびこれに対応する回転部１１０、昇降部１２０，１３０、洗浄部１４０および吸引部１５０を備えなくてもよい。また、回転保持装置４００は、基板Ｗの裏面の洗浄に用いられるスピンチャック４１０、チャックピン４２０および切替部４３０を含まなくてもよい。
【０１３４】
［６］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
上記実施の形態においては、基板Ｗが基板の例であり、洗浄ヘッド１００が洗浄ヘッドの例であり、基台２１０，３１０がそれぞれ第１および第２の基台の例である。洗浄部２２０，３２０がそれぞれ第１および第２の洗浄部の例であり、センタブラシ２００がセンタブラシの例であり、外周ブラシ３００が外周ブラシの例であり、開口部３１１が開口部の例である。
【０１３５】
溝部２２１が溝部の例であり、テーパ面３２３および平坦面３２４が第２の洗浄面の例であり、平坦面３２４が平坦面の例であり、テーパ面３２３がテーパ面の例であり、隙間１０１が隙間の例である。スピンチャック４１０，４６０が基板保持部の例であり、昇降部１２０，１３０がそれぞれ第１および第２の駆動装置の例であり、基板洗浄装置１が基板洗浄装置の例である。
【符号の説明】
【０１３６】
１…基板洗浄装置，２…ヘッド載置部，１００，１００Ａ〜１００Ｃ…洗浄ヘッド，１０１…隙間，１１０，１６０…回転部，１１１，１６１…回転駆動装置，１１２，１６２…シャフト，１２０，１３０…昇降部，１２１，１３１…昇降駆動装置，１２２，１３２…連結部材，１４０…洗浄部，１４１…洗浄液供給装置，１４２…ノズル，１５０…吸引部，１６３…プーリ，１６４…動力伝達部材，１７０，１８０…ヘッド駆動部，１７１，１８１…ヘッド移動装置，１７２，１８２…ヘッド保持部材，１７３…中心軸，２００…センタブラシ，２０１…貫通孔，２１０，３１０…基台，２１１…孔部，２１２，２１３，３１２，３１３…平坦部，２２０，３２０…洗浄部，３００…外周ブラシ，３１１，３２１…開口部，３２２…切欠部，３２３…テーパ面，３２４…平坦面，４００…回転保持装置，４１０，４６０…スピンチャック，４１１，４６１…スピンモータ，４１２，４５２，４６２…回転軸，４１３，４６３…スピンプレート，４１４…プレート支持部材，４２０…チャックピン，４２１…軸部，４２２…ピン支持部，４２３…保持部，４２４…マグネット，４３０…切替部，４３１，４３２…マグネットプレート，４３３，４３４…マグネット昇降装置，４４０…ガード装置，４４１…ガード，４４２…ガード昇降装置，４５０，４７０…受渡装置，４５１…昇降回転駆動部，４５３…アーム，４５４…保持ピン，４７１…昇降駆動部，４７２…ピン支持部材，４７３…昇降ピン，Ｈ１…第１の高さ，Ｈ２…第２の高さ，Ｈ３…第３の高さ，Ｒ１，Ｒ２…外方領域，Ｗ…基板
【図１】
2020155617.tif 000003
【図２】
2020155617.tif 000004
【図３】
2020155617.tif 000005
【図４】
2020155617.tif 000006
【図５】
2020155617.tif 000007
【図６】
2020155617.tif 000008
【図７】
2020155617.tif 000009
【図８】
2020155617.tif 000010
【図９】
2020155617.tif 000011
【図１０】
2020155617.tif 000012
【図１１】
2020155617.tif 000013
【図１２】
2020155617.tif 000014
【図１３】
2020155617.tif 000015
【図１４】
2020155617.tif 000016
【図１５】
2020155617.tif 000017
【図１６】
2020155617.tif 000018
【図１７】
2020155617.tif 000019
【図１８】
2020155617.tif 000020
【図１９】
2020155617.tif 000021
【図２０】
2020155617.tif 000022
【図２１】
2020155617.tif 000023
【図２２】
2020155617.tif 000024
【図２３】
2020155617.tif 000025
【図２４】
2020155617.tif 000026
【図２５】
2020155617.tif 000027
【図２６】
2020155617.tif 000028
【図２７】
2020155617.tif 000029
【図２８】
2020155617.tif 000030
【図２９】
2020155617.tif 000031