(57)【要約】【課題】基板に損傷を与えることなく、基板に付着する汚染物を除去することが可能な基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。【解決手段】基板Ｗの上面が洗浄単位領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に区分される。洗浄ヘッド４０は、洗浄単位領域Ｒ１の上方を速度Ｖ１で移動し、洗浄単位領域Ｒ２の上方を速度Ｖ２で移動し、洗浄単位領域Ｒ３の上方を速度Ｖ３で移動する。洗浄ヘッド４０の移動速度Ｖ１〜Ｖ３は、基板Ｗの上面を十分に洗浄するための洗浄条件、および基板Ｗに損傷が加わることを防止するための損傷防止条件の両方を満たすように設定される。損傷防止条件は、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が、予め設定された損傷しきい値以下であることである。【選択図】図５
2016181611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記回転保持部により回転される基板の一面に液滴を連続的に吐出する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部の移動速度を設定する移動速度設定部と、
基板の前記一面における液滴の衝突位置が基板の半径方向に移動するように、前記移動速度設定部により設定された速度で前記液滴吐出部を移動させる駆動部とを備え、
基板の前記一面が、基板の回転中心と共通の中心を有する円形状および円環形状の複数の洗浄単位領域に区分され、
各洗浄単位領域に関して、単位面積に衝突すべき液滴数の許容値が設定され、
前記移動速度設定部は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突し、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が前記許容値以下となるように、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の前記液滴吐出部の移動速度を設定する、基板洗浄装置。
【請求項２】
前記移動速度設定部は、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が前記許容値以下となるように、各洗浄単位領域に対して前記液滴吐出部の移動速度の下限値を算出し、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の前記液滴吐出部の移動速度を当該洗浄単位領域に対して算出された下限値以上の値に設定する、請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記移動速度設定部は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突するように、各洗浄単位領域に対して前記液滴吐出部の移動速度の上限値を設定し、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の前記液滴吐出部の移動速度を当該洗浄単位領域に対して算出された上限値以下の値に設定する、請求項１または２記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記移動速度設定部は、前記液滴の衝突位置が基板の中心から遠ざかるにつれて段階的または連続的に前記液滴吐出部の移動速度が低くなるように、前記液滴吐出部の移動速度を設定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突するように、前記液滴吐出部から各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の基板の回転速度を設定する回転速度設定部をさらに備え、
前記回転保持部は、前記回転速度設定部により設定された回転速度で基板を回転させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
液滴吐出部の移動速度を設定するステップと、
回転保持部により基板を保持して回転させるステップと、
前記回転保持部により回転される基板の一面に前記液滴吐出部により液滴を連続的に吐出するステップと、
基板の前記一面における液滴の衝突位置が基板の半径方向に移動するように、設定された速度で前記液滴吐出部を駆動部によって移動させるステップとを備え、
基板の前記一面が、基板の回転中心と共通の中心を有する円形状および円環形状の複数の洗浄単位領域に区分され、
各洗浄単位領域に関して、単位面積に衝突すべき液滴数の許容値が設定され、
前記移動速度を設定するステップは、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突し、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が前記許容値以下となるように、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の前記液滴吐出部の移動速度を設定することを含む、基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を洗浄するための基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等の種々の基板の製造プロセスにおいて、基板に付着するパーティクル等の汚染物を除去するため、基板の洗浄処理が行われる。特許文献１に記載される基板洗浄装置では、基板の上方で洗浄ヘッドが移動されつつ、洗浄ヘッドの複数の吐出口からほぼ一定の径を有する洗浄液の液滴が基板の上面に連続的に吐出される。液滴が基板に衝突することにより、基板上の汚染物が物理的に除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の基板洗浄装置では、基板の上面に隙間なく液滴が衝突するように、基板の回転速度および洗浄ヘッドの移動速度が設定される。この場合、基板上におけるパターンの状態等によっては、パターンが破損する等の損傷が基板に生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、基板に損傷を与えることなく、基板に付着する汚染物を除去することが可能な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】
【０００６】
（１）第１の発明に係る基板洗浄装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、回転保持部により回転される基板の一面に液滴を連続的に吐出する液滴吐出部と、液滴吐出部の移動速度を設定する移動速度設定部と、基板の一面における液滴の衝突位置が基板の半径方向に移動するように、移動速度設定部により設定された速度で液滴吐出部を移動させる駆動部とを備え、基板の一面が、基板の回転中心と共通の中心を有する円形状および円環形状の複数の洗浄単位領域に区分され、各洗浄単位領域に関して、単位面積に衝突すべき液滴数の許容値が設定され、移動速度設定部は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突し、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が許容値以下となるように、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の液滴吐出部の移動速度を設定する。
【０００７】
この基板洗浄装置においては、回転保持部により基板が回転されつつ液滴吐出部から基板の一面に液滴が連続的に吐出される。駆動部によって液滴吐出部が移動されることにより、基板の一面における液滴の衝突位置が基板の半径方向に移動する。各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の液滴吐出部の移動速度は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突し、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が許容値以下となるように設定される。それにより、各洗浄単位領域に対する洗浄力を確保しつつ、各洗浄単位領域に過剰に液滴が衝突することが防止される。したがって、基板に損傷を与えることなく、基板に付着する汚染物を除去することができる。
【０００８】
（２）移動速度設定部は、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が許容値以下となるように、各洗浄単位領域に対して液滴吐出部の移動速度の下限値を算出し、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の液滴吐出部の移動速度を当該洗浄単位領域に対して算出された下限値以上の値に設定してもよい。
【０００９】
この場合、各洗浄単位領域に過剰に液滴が衝突することが防止される。それにより、基板の損傷が防止される。
【００１０】
（３）移動速度設定部は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突するように、各洗浄単位領域に対して液滴吐出部の移動速度の上限値を設定し、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の液滴吐出部の移動速度を当該洗浄単位領域に対して算出された上限値以下の値に設定してもよい。
【００１１】
この場合、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が過少になることが防止される。それにより、基板に付着する汚染物が適切に除去される。
【００１２】
（４）移動速度設定部は、液滴の衝突位置が基板の中心から遠ざかるにつれて段階的または連続的に液滴吐出部の移動速度が低くなるように、液滴吐出部の移動速度を設定してもよい。
【００１３】
基板の回転速度の変化が小さい場合、液滴の衝突位置が基板の中心から遠ざかるにつれて液滴の衝突位置での基板の周方向の速度が高くなる。上記の構成により、そのような基板の周方向の速度の違いによる液滴の衝突間隔のばらつきを小さくすることができる。それにより、基板の一面における洗浄力のばらつきを小さくすることができる。
【００１４】
（５）基板処理装置は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突するように、液滴吐出部から各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の基板の回転速度を設定する回転速度設定部をさらに備え、回転保持部は、回転速度設定部により設定された回転速度で基板を回転させてもよい。
【００１５】
この場合、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数を精度良く調整することができる。
【００１６】
（６）第２の発明に係る基板洗浄方法は、液滴吐出部の移動速度を設定するステップと、回転保持部により基板を保持して回転させるステップと、回転保持部により回転される基板の一面に液滴吐出部により液滴を連続的に吐出するステップと、基板の一面における液滴の衝突位置が基板の半径方向に移動するように、設定された速度で液滴吐出部を駆動部によって移動させるステップとを備え、基板の一面が、基板の回転中心と共通の中心を有する円形状および円環形状の複数の洗浄単位領域に区分され、各洗浄単位領域に関して、単位面積に衝突すべき液滴数の許容値が設定され、移動速度を設定するステップは、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突し、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が許容値以下となるように、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の液滴吐出部の移動速度を設定することを含む。
【００１７】
この基板洗浄方法によれば、回転保持部により基板が回転されつつ液滴吐出部から基板の一面に液滴が連続的に吐出される。駆動部によって液滴吐出部が移動されることにより、基板の一面における液滴の衝突位置が基板の半径方向に移動する。各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の液滴吐出部の移動速度は、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突し、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が許容値以下となるように設定される。それにより、各洗浄単位領域に対する洗浄力を確保しつつ、各洗浄単位領域に過剰に液滴が衝突することが防止される。したがって、基板に損傷を与えることなく、基板に付着する汚染物を除去することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板に損傷を与えることなく、基板に付着する汚染物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本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２】洗浄ヘッドの構成を示す一部切り欠き断面図である。
【図３】洗浄ヘッドの下面を示す図である。
【図４】基板の洗浄処理の概要について説明するための図である。
【図５】洗浄ヘッドの移動速度および基板の回転速度について説明するための図である。
【図６】基板の上面における液滴の衝突について説明するための図である。
【図７】洗浄ヘッドの移動速度の上限値および下限値の一例を示す図である。
【図８】移動速度設定処理の一例について説明するためのフローチャートである。
【図９】洗浄ヘッドの移動速度の他の設定例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板または光ディスク用基板等をいう。また、処理液とは、基板に供給される液体の総称であり、洗浄液およびリンス液を含む。
【００２１】
（１）全体構成
図１は、本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１の基板洗浄装置１００は、基板Ｗに洗浄処理を行う。基板洗浄装置１００は、回転保持部１０、処理カップ２０、スプラッシュガード３０、洗浄ヘッド４０、ヘッド駆動部６０、リンスノズル７０および制御部８０を備える。
【００２２】
回転保持部１０は、スピンベース１１、回転軸１２および回転駆動部１３を含む。スピンベース１１は円板形状を有し、回転軸１２の上端に固定される。スピンベース１１上に、複数の保持ピン１１ａが設けられる。複数の保持ピン１１ａが基板Ｗの外周部に当接することにより、基板Ｗが水平に保持される。回転駆動部１３によって回転軸１２が回転されることにより、スピンベース１１上に保持される基板Ｗが鉛直な回転中心線の周りで回転される。回転軸１２は中空状に設けられ、回転軸１２の内部に洗浄液供給管１５が挿入される。洗浄液供給管１５の上端に洗浄液ノズル１６が設けられる。洗浄液供給管１５は、図示しない洗浄液供給系に接続される。
【００２３】
処理カップ２０は、回転軸１２を取り囲むように設けられる。処理カップ２０は、円環状の排液溝２１およびその外側に設けられる円環状の回収溝２２を有する。排液溝２１に導かれた処理液は、排液管２１ａを通して排出され、回収溝２２に導かれた処理液は、回収溝２２を通して回収される。スプラッシュガード３０は、処理カップ２０の上方に上下動可能に設けられる。スプラッシュガード３０は、基板Ｗから飛散する処理液を受け止め、その処理液を処理カップ２０の排液溝２１および回収溝２２に選択的に導く。
【００２４】
洗浄ヘッド４０は、回転保持部１０により保持される基板Ｗの上面に洗浄液を吐出する。洗浄ヘッド４０の詳細については後述する。ヘッド駆動部６０は、ヘッドアーム６０ａにより洗浄ヘッド４０を保持し、洗浄ヘッド４０を上下方向に移動させるとともに、ヘッドアーム６０ａを揺動させることによって基板Ｗの上方で洗浄ヘッド４０を基板Ｗの半径方向に移動させる。
【００２５】
リンスノズル７０は、リンス液供給源Ｄ１に接続され、回転保持部１０により保持される基板Ｗの上面に、リンス液供給源Ｄ１から供給されるリンス液（本例では、純水）を吐出する。制御部８０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、基板洗浄装置１００の各構成要素の動作を制御する。制御部８０には、入力部８１および表示部８２が接続される。入力部８１は、ユーザによる操作に基づいて、制御部８０に種々の情報を入力する。表示部８２は、基板Ｗの洗浄処理に関する種々の情報を表示する。
【００２６】
洗浄ヘッド４０の詳細について説明する。図２は、洗浄ヘッド４０の構成を示す一部切り欠き断面図であり、図３は、洗浄ヘッド４０の下面を示す図である。図２に示すように、洗浄ヘッド４０は、中空状の本体部４１および圧電素子（ピエゾ素子）４２を含む。本体部４１には、供給配管４３および排出配管４４が接続される。供給配管４３は洗浄液供給源Ｄ２と接続され、排出配管４４は基板洗浄装置１００の外部に延びる。供給配管４３には、圧送ポンプ４５およびフィルタ４６が設けられる。圧送ポンプ４５は、洗浄液供給源Ｄ２から供給配管４３を通して本体部４１に洗浄液（本例では、純水）を圧送する。フィルタ４７は、供給配管４３を通る洗浄液から異物を除去する。排出配管４４には、バルブ４９が設けられる。バルブ４９が開かれることにより、本体部４１内の洗浄液が排出配管４４を通して排出される。
【００２７】
本体部４１の底部には、複数の吐出口ＤＨが設けられる。図３に示すように、複数の吐出口ＤＨは、互いに平行な複数の列ＮＲをなす。各列ＮＲの複数の吐出口ＤＨは、等間隔にかつ直線上に並ぶように配置される。吐出口ＤＨの数は、６０個以上３００個以下であることが好ましい。本例では、４つの列ＮＲがそれぞれ２０個の吐出口ＤＨを含み、吐出口ＤＨの総数は８０個である。
【００２８】
図２の圧電素子４２は、本体部４１の上面に固定され、電源４２ａと接続される。電源４２ａは、設定された周波数の交流電圧を圧電素子４２に印加する。それにより、本体部４１内の洗浄液に上記周波数の振動が与えられる。それにより、複数の吐出口ＤＨから洗浄液の液滴が連続的に吐出される。吐出される液滴は、吐出口ＤＨの径に依存したほぼ一定の径（例えば約２０μｍ）を有する。吐出される液滴の速度は、圧送ポンプ４５による洗浄液の供給圧に依存する。例えば、ユーザが入力部８１を操作することによって液滴の速度が入力されると、入力された速度で液滴が吐出されるように、圧送ポンプ４５による洗浄液の供給圧が調整される。
【００２９】
基板洗浄装置１００における基板Ｗの洗浄処理について説明する。図４は、基板Ｗの洗浄処理の概要について説明するための図である。まず、図１の回転保持部１０により基板Ｗが保持されつつ回転され、その基板Ｗの上面にリンスノズル７０からリンス液が供給される。これにより、基板Ｗの上面を覆うようにリンス液の膜（以下、カバーリンスと呼ぶ。）が形成される。リンス液の供給が継続された状態で、図４に点線で示すように、洗浄ヘッド４０が基板Ｗの中心部の上方から基板Ｗの周縁部の上方に移動されつつ、洗浄ヘッド４０から洗浄液の液滴が吐出される。これにより、基板Ｗの上面に洗浄液の液滴を衝突させることができる。この場合、液滴の運動エネルギーにより、基板Ｗの上面に付着する汚染物が物理的に除去される。カバーリンスは、液滴の衝撃を緩和するように作用する。洗浄処理時において、図１の洗浄液ノズル１６から基板Ｗに下面に洗浄液（例えば、純水）が吐出されてもよい。
【００３０】
（２）洗浄ヘッドの移動速度
上記のように、洗浄ヘッド４０が基板Ｗの中心部の上方から基板Ｗの周縁部の上方に移動することにより、基板Ｗ上における液滴の衝突位置が基板Ｗの中心部から周縁部に移動する。本実施の形態では、基板Ｗに対する洗浄ヘッド４０の相対位置によって洗浄ヘッド４０の移動速度が変化され、かつ基板Ｗに対する洗浄ヘッド４０の相対位置によって基板Ｗの回転速度が変化される。
【００３１】
図５は、洗浄ヘッド４０の移動速度および基板Ｗの回転速度について説明するための図である。図５（ａ）には、基板Ｗの上面が示され、図５（ｂ）には、基板Ｗの側面が示される。本例では、基板Ｗの上面が複数の洗浄単位領域に区分される。各洗浄単位領域は、基板Ｗの中心Ｃに関して回転対称でかつ基板Ｗの周方向において一定の幅を有する。図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、基板Ｗの上面が円形状の洗浄単位領域Ｒ１および円環形状の洗浄単位領域Ｒ２，Ｒ３に区分される。洗浄単位領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、基板Ｗの中心Ｃから基板Ｗの周縁部にかけて基板Ｗの半径方向に並び、洗浄単位領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各々の中心は基板Ｗの中心Ｃと一致する。
【００３２】
図５（ａ）および図５（ｂ）の例において、洗浄ヘッド４０は、洗浄単位領域Ｒ１の上方を速度Ｖ１で移動し、洗浄単位領域Ｒ２の上方を速度Ｖ２で移動し、洗浄単位領域Ｒ３の上方を速度Ｖ３で移動する。例えば、速度Ｖ２は速度Ｖ１より低く、速度Ｖ３は速度Ｖ２より低い。この場合、基板Ｗの中心部上方から周縁部上方にかけて洗浄ヘッド４０の移動速度が段階的に低下する。
【００３３】
洗浄ヘッド４０が洗浄単位領域Ｒ１の上方を移動するときに、洗浄ヘッド４０から洗浄単位領域Ｒ１に液滴が吐出され、洗浄ヘッド４０が洗浄単位領域Ｒ２の上方を移動するときに、洗浄ヘッド４０から洗浄単位領域Ｒ２に液滴が吐出され、洗浄ヘッド４０が洗浄単位領域Ｒ３の上方を移動するときに、洗浄ヘッド４０から洗浄単位領域Ｒ３に液滴が吐出される。
【００３４】
また、図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、洗浄単位領域Ｒ１に液滴が吐出されるときに、基板Ｗの回転速度がｒ１に調整され、洗浄単位領域Ｒ２に液滴が吐出されるときに、基板Ｗの回転速度がｒ２に調整され、洗浄単位領域Ｒ３に液滴が吐出されるときに、基板Ｗの回転速度がｒ３に調整される。例えば、速度ｒ２は速度ｒ１より低く、速度ｒ３は速度ｒ２より低い。
【００３５】
速度Ｖ１〜Ｖ３，ｒ１〜ｒ３は、基板Ｗの上面を十分に洗浄するための洗浄条件、および基板Ｗに損傷が加わることを防止するための損傷防止条件の両方を満たすように設定される。ここで、基板Ｗの損傷とは、基板Ｗの上面に形成されたパターンの変形または破損等を意味する。
【００３６】
洗浄条件は、各洗浄単位領域の全体に隙間なく液滴を衝突させることが可能であることである。図６は、基板Ｗの上面における液滴の衝突について説明するための図である。図６においては、理解を容易にするため、基板Ｗの円周方向を横軸で表し、基板Ｗの半径方向を縦軸で表す。図６に示すように、基板Ｗの上面において、一の液滴は、その液滴と等しい径Ｔｓを有する円形の領域（以下、液滴衝突領域と呼ぶ。）ＲＧに衝突するとみなすことができる。上記のように、洗浄ヘッド４０から吐出される液滴の径はほぼ一定である。そこで、本例では、液滴衝突領域ＲＧの径Ｔｓは一定とみなされる。基板Ｗの上面の全体に隙間なく液滴を衝突させるためには、基板Ｗの半径方向において隣り合う液滴衝突領域ＲＧの中心部間の距離Ｔ１、および基板Ｗの円周方向において隣り合う液滴衝突領域ＲＧの中心部間の距離Ｔ２がそれぞれ径Ｔｓの２分の１以下であることが好ましい。図６の例では、距離Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ径Ｔｓの２分の１である。
【００３７】
距離Ｔ１は、基板Ｗの半径方向における洗浄ヘッド４０の移動速度に依存し、洗浄ヘッド４０の移動速度が高いほど、距離Ｔ１は大きい。距離Ｔ２は、基板Ｗの回転速度に依存し、基板Ｗの回転速度が高いほど、距離Ｔ２は大きい。本実施の形態では、距離Ｔ１が径Ｔｓの２分の１以下になるように、洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値が設定され、距離Ｔ２が径Ｔｓの２分の１以下にとなるように、基板Ｗの回転速度が決定される。洗浄ヘッド４０の吐出口ＤＨ（図３）の数が多いほど、衝突領域ＲＧの密度が高くなる。そのため、基板Ｗの回転速度および洗浄ヘッド４０の移動速度を高く設定することができる。
【００３８】
損傷防止条件は、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が、予め設定されたしきい値（以下、損傷しきい値と呼ぶ。）以下であることである。一の洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が多くなるにつれて、その洗浄単位領域に損傷が生じる可能性が高くなる。損傷しきい値は、各洗浄単位領域に形成されるパターンの形状、位置、線幅および種類等によって異なる。損傷しきい値は、例えば実験またはシミュレーション等によって得られる。
【００３９】
下式（１）で表されるように、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数Ｎｐは、各洗浄単位領域に吐出された液滴数Ｎｔおよび各洗浄単位領域の面積ＡＲから求められる。
Ｎｐ＝Ｎｔ／ＡＲ  ・・・（１）
【００４０】
式（１）の面積ＡＲは、洗浄単位領域の区分に基づいて一義的に求めることができる。式（１）の液滴数Ｎｔは、下式（２）で表されるように、図２の圧送ポンプ４５により圧送される洗浄液の流量Ｆｒ、洗浄ヘッド４０が各洗浄単位領域の上方を通過する時間（各洗浄単位領域に液滴が吐出される時間）Ｔｔ、および一の液滴の体積Ｖｍから求められる。
Ｎｔ＝Ｆｒ・Ｔｔ／Ｖｍ  ・・・（２）
【００４１】
式（２）の流量Ｆｒは、図示しない流量計によって検出することができる。上記のように、液滴の径は、洗浄ヘッド４０の吐出口ＤＨ（図２）の径に依存するので、吐出口ＤＨの径に基づいて式（２）の体積Ｖｍの近似値を求めることができる。式（２）の時間Ｔｔは、下式（３）で表されるように、各洗浄単位領域の上方を通過する洗浄ヘッド４０の移動速度Ｖｔおよび基板Ｗの半径方向における各洗浄単位領域の幅Ｌｒから求められる。
Ｔｔ＝Ｌｒ／Ｖｔ  ・・・（３）
【００４２】
式（３）の幅Ｌｒは、洗浄単位領域の区分に基づいて一義的に求めることができる。式（１）〜（３）から、下式（４）で表されるように、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数Ｎｐと、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度Ｖｔとの関係が得られる。
Ｎｐ＝（Ｆｒ・Ｌｒ・ＡＲ）／（Ｖｍ・Ｖｔ）  ・・・（４）
【００４３】
式（４）で表されるように、移動速度Ｖｔが低いほど、液滴数Ｎｐが多い。損傷防止条件が満たされるためには、式（４）の液滴数Ｎｐが損傷しきい値以下となる必要がある。したがって、式（４）の液滴数Ｎｐが損傷しきい値である場合の移動速度Ｖｔが、洗浄ヘッド４０の移動速度の下限値となる。
【００４４】
このように、洗浄条件が満たされるように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値が求められ、損傷防止条件が満たされるように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の下限値が求められる。図７は、洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値および下限値の一例を示す図である。図７において、横軸は、基板Ｗの中心部上方からの洗浄ヘッド４０の移動距離を示し、縦軸は、洗浄ヘッド４０の移動速度を示す。図７の例は図５の例に対応し、距離ｄ１，ｄ２，ｄ３は、基板Ｗの中心Ｃ（図５）から洗浄単位領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の外周までの距離をそれぞれ表す。
【００４５】
図７の例においては、洗浄単位領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値がそれぞれ値Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａであり、洗浄単位領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の下限値がそれぞれ値Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂである。これらの上限値と下限値との間の範囲内で洗浄ヘッド４０の移動速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３がそれぞれ設定される。
【００４６】
（３）移動速度設定処理
図１の制御部８０は、洗浄ヘッド４０の移動速度を設定するための移動速度設定処理を行う。図８は、移動速度設定処理の一例について説明するためのフローチャートである。図８の例では、まず、ユーザが、洗浄ヘッド４０から吐出される液滴の速度（以下、液滴速度と呼ぶ。）を決定し、その値が入力されるように、入力部８１を操作する。これにより、制御部８０は、液滴速度を取得する（ステップＳ１）。液滴速度が高いほど、各液滴の運動エネルギーが大きい。そのため、液滴速度が高いほど、液滴による洗浄力が高い。
【００４７】
次に、ユーザが、洗浄処理の対象となる基板Ｗの特性に基づいて、基板Ｗの上面を複数の洗浄単位領域に区分し、その複数の洗浄単位領域を特定するための領域特定情報が入力されるように、入力部８１を操作する。これにより、制御部８０は、領域特定情報を取得する（ステップＳ２）。基板Ｗの特性とは、基板Ｗ上に形成されるパターンの形状、位置、線幅および種類等である。領域特定情報は、例えば、基板の中心Ｃから各洗浄単位領域の外周までの距離（例えば、図７の距離ｄ１〜ｄ３）を表す。
【００４８】
次に、制御部８０は、取得された領域特定情報に基づいて、複数の洗浄単位領域の各々を基板洗浄装置１００に固有の座標系で表す領域情報を生成する（ステップＳ３）。次に、制御部８０は、ステップＳ１で取得された液滴の速度、およびステップＳ３で生成された領域情報に基づいて、洗浄条件が満たされるように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値を算出するとともに（ステップＳ４）、各洗浄単位領域に対応する基板Ｗの回転速度を算出する（ステップＳ５）。
【００４９】
次に、ユーザは、各洗浄単位領域の損傷しきい値が入力されるように、入力部８１を操作する。損傷しきい値は、上記の液滴速度に対応するように定められる。これにより、制御部８０は、各洗浄単位領域の損傷しきい値を取得する（ステップＳ６）。次に、制御部８０は、ステップＳ３で生成された領域情報およびステップＳ６で取得された各洗浄単位領域の損傷しきい値に基づいて、損傷防止条件が満たされるように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の下限値を算出する（ステップＳ７）。次に、制御部８０は、洗浄ヘッド４０の移動速度を設定するための移動速度設定画面を図１の表示部８１上に表示する（ステップＳ８）。移動速度設定画面には、ステップＳ４で算出された移動速度の上限値およびステップＳ６で算出された移動速度の下限値が示される。
【００５０】
ユーザは、表示された移動速度設定画面を参照して、上限値と下限値との間の範囲内で各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度を決定し、その値が入力されるように入力部８１を操作する。これにより、制御部８０は、洗浄ヘッド４０の移動速度を取得し（ステップＳ９）、移動速度設定処理を終了する。基板Ｗの洗浄処理時に、制御部８０は、移動速度設定処理において設定された移動速度で洗浄ヘッド４０が移動されるように、ヘッド駆動部６０を制御する。
【００５１】
（４）効果
本実施の形態に係る基板洗浄装置１００においては、各洗浄単位領域の全体に隙間なく液滴を衝突させることが可能であり、かつ各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が損傷しきい値以下となるように、洗浄ヘッド４０の移動速度が設定される。それにより、各洗浄単位領域に対する洗浄力を確保しつつ、各洗浄単位領域に過剰に液滴が衝突することが防止される。したがって、基板Ｗに損傷を与えることなく、基板Ｗに付着する汚染物を除去することができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が損傷しきい値以下となるように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の下限値が算出され、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の洗浄ヘッド４０の移動速度が当該洗浄単位領域に対して算出された下限値以上の値に設定される。これにより、各洗浄単位領域に過剰に液滴が衝突することが防止されるので、基板Ｗの損傷が防止される。
【００５３】
また、本実施の形態では、各洗浄単位領域の全体に隙間なく液滴が衝突するように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値が設定され、各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の洗浄ヘッド４０の移動速度が当該洗浄単位領域に対して算出された上限値以下の値に設定される。それにより、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数が過少になることが防止される。それにより、基板Ｗに付着する汚染物が適切に除去される。
【００５４】
また、本実施の形態では、液滴の衝突位置が基板Ｗの中心から遠ざかるにつれて段階的または連続的に洗浄ヘッド４０の移動速度が低くなるように、洗浄ヘッド４０の移動速度が設定される。それにより、基板Ｗの一面における洗浄力のばらつきを小さくすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、各洗浄単位領域の全体に液滴が衝突するように、洗浄ヘッド４０から各洗浄単位領域に液滴が吐出される際の基板Ｗの回転速度が設定される。それにより、各洗浄単位領域の単位面積に衝突する液滴数を精度良く調整することができる。
【００５６】
（５）他の実施の形態
（５−１）
上記実施の形態では、洗浄単位領域毎に基板Ｗの回転速度が設定されるが、全ての洗浄単位領域に共通の基板Ｗの回転速度が設定されてもよい。基板Ｗの中心に近い領域の周方向の速度は、基板Ｗの中心から遠い領域の周方向の速度よりも低い。そのため、基板Ｗの周縁部付近の領域では、単位面積当たりに衝突する液滴数が少なくなりやすい。そこで、最も外側の洗浄単位領域（図５の例では、洗浄単位領域Ｒ３）に関して洗浄条件が満たされる回転速度が、共通の回転速度として設定されてもよい。
【００５７】
（５−２）
上記実施の形態では、洗浄ヘッド４０が基板Ｗの中心部の上方から基板Ｗの周縁部の上方に移動するが、洗浄ヘッド４０の移動方向はこれに限らない。洗浄ヘッド４０が基板Ｗの周縁部の上方から基板Ｗの中心部の上方に移動してもよい。この場合も、上記の洗浄条件および損傷防止条件が満たされるように、洗浄ヘッド４０の移動速度が設定される。
【００５８】
（５−３）
上記実施の形態では、複数の洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度が互いに異なるが、本発明はこれに限らない。図９は、洗浄ヘッド４０の移動速度の他の設定例について説明するための図である。図９（ａ）の例および図９（ｂ）の例において、洗浄単位領域の区分ならびに洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値および下限値は、図７の例と同じである。図９（ａ）の例のように、上限値Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａと下限値Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂとの間で、洗浄ヘッド４０の移動速度が一定の値Ｖｘに設定されてもよい。また、図９（ｂ）の例のように、上限値Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａと下限値Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂとの間で、洗浄ヘッド４０の移動速度が漸次低下するように設定されてもよい。
【００５９】
（５−４）
上記実施の形態では、液滴速度、洗浄単位領域の区分、および損傷しきい値が、それぞれユーザによって決定されるが、本発明はこれに限らない。例えば、複数の洗浄条件がユーザに提示され、そのうちの１つがユーザにより選択される。各洗浄条件に対応するように、液滴速度、洗浄単位領域の区分、および損傷しきい値が予め記憶される。ユーザにより洗浄条件が選択されると、その洗浄条件に対応する液滴速度、洗浄単位領域の区分、および損傷しきい値に基づいて、洗浄ヘッド４０の移動速度の上限値および下限値が算出される。あるいは、一定の条件で洗浄処理が行われる場合には、液滴速度、洗浄単位領域の区分、および損傷しきい値として、固定の設定が用いられてもよい。
【００６０】
（５−５）
上記実施の形態では、洗浄ヘッド４０の移動速度が最終的にユーザによって決定されるが、本発明はこれに限らない。洗浄条件および損傷防止条件が満たされるように、各洗浄単位領域に対応する洗浄ヘッド４０の移動速度が自動的に決定されてもよい。
【００６１】
（５−６）
上記実施の形態では、洗浄液として純水が用いられるが、本発明はこれに限らない。例えば、洗浄用の薬液が洗浄液としても用いられてもよい。
【００６２】
（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
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００６３】
上記実施の形態においては、基板洗浄装置１００が基板洗浄装置の例であり、回転保持部１０が回転保持部の例であり、洗浄ヘッド４０が液滴吐出部の例であり、制御部８０が移動速度設定部および回転速度設定部の例であり、ヘッド駆動部６０が駆動部の例である。
【００６４】
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構成要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、種々の基板洗浄装置に有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  回転保持部
２０  処理カップ
３０  スプラッシュガード
４０  洗浄ヘッド
４１  本体部
４２  圧電素子
６０  ヘッド駆動部
７０  リンスノズル
８０  制御部
８１  入力部
８２  表示部
１００  基板洗浄装置
ＤＨ  吐出口
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  洗浄単位領域
Ｗ  基板
【図１】
2016181611.tif 000003
【図２】
2016181611.tif 000004
【図３】
2016181611.tif 000005
【図４】
2016181611.tif 000006
【図５】
2016181611.tif 000007
【図６】
2016181611.tif 000008
【図７】
2016181611.tif 000009
【図８】
2016181611.tif 000010
【図９】
2016181611.tif 000011