(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持し回転させる回転保持手段と、
前記基板表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記回転保持手段に保持された基板の洗浄面を洗浄する洗浄具と、
前記洗浄具が保持され基板の洗浄面に対して所定の押圧力を付与する押圧手段と、
保持された基板の洗浄面に沿わせて前記洗浄具を水平移動させる洗浄具移動手段と、
前記押圧手段を自動的に作動して前記洗浄具を前記基板に対して昇降し押圧力を可変とする押圧力制御機構と、
前記洗浄具が基板の外周端縁と基板の回転中心とを含む、基板の洗浄面に沿った経路を水平移動することによって行われる洗浄工程を複数回繰り返し行わせるように、前記洗浄具移動手段による洗浄工程の繰り返しを制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は押圧力制御機構を制御して、前後の洗浄工程では異なる押圧力で洗浄を行うように、洗浄工程を繰り返し、かつ、最初は前記洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄工程を行い、次に前記洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄工程を行うことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
水平に保持した基板に所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた状態で、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる工程を含んで基板を洗浄する基板洗浄方法において、前記洗浄具が基板の外周端縁と基板の回転中心とを含む、基板の洗浄面に沿った経路を水平移動することによって行われる洗浄工程を複数回繰り返す時、その洗浄具の洗浄面に対する押圧力を前後の洗浄工程で変化させて基板を洗浄し、かつ、最初の洗浄工程では前記洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄を行い、次の洗浄工程では前記洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄を行うことを特徴とする基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハやフォトマスク用のガラス基板、液晶表示器用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板を洗浄するための技術に係り、特には、基板を保持して鉛直方向の軸芯周りで回転させながら、所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる動作を含んで基板を洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の回転式基板洗浄装置には、スクラブ洗浄装置、超音波式洗浄装置および高圧噴射式洗浄装置がある。
【０００３】
例えば半導体デバイスの製造プロセスを例にとって説明すると、ＬＳＩ等の半導体デバイスがその表面に形成される半導体ウェハ（以後、基板と称す）表面は、プロセス中は、極めて厳格な清浄度を維持する必要がある。そのため各種の製造、処理プロセスの前後には、必要に応じてその都度ウェハの表面を洗浄することがあり、例えばフォトリソグラフィ工程では、かかる洗浄が不可欠になっている。
【０００４】
そこでは、基板表面を例えば特開昭５７−１０２０２４号公報や特開昭６２−２５９４４７号公報等において開示されたスクラブ洗浄装置により洗浄している。これらスクラブ洗浄装置は水平姿勢で回転する基板の表面にノズルから洗浄液を供給しつつ、ブラシやスポンジ等の洗浄具を回転させながら、この洗浄具を初期設定で設定された押圧力で基板の洗浄面に作用させた状態で接触させる。この状態で洗浄具を基板表面の中心部から外周部まで移動させることにより、表面に付着した異物をこすり落として除去するようになっている。
【０００５】
洗浄具は基板の洗浄面に沿わせて一定速度で水平移動させ、基板の洗浄面に付着したパーティクルやゴミを剥離させるとともに、その剥離したパーティクルやゴミなどの洗浄除去物を洗浄液とともに基板の回転による遠心力を利用しながら基板の外方へ流出させるように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、基板表面の膜質に影響を及ぼさないようにするために、基板表面に対する洗浄具の接触は非常に微妙なものが要求される。そこで、例えばブラシ先端を基板表面よりわずかに浮上させた状態で回転させて、基板表面に供給される洗浄液の流れや渦により基板表面を洗浄する、いわゆるハイドロプレーン洗浄を行うことにより、洗浄時における洗浄具の精度の高い位置付けに対処している。そのことで、仮に洗浄具が必要以上に基板に押圧されて基板に微細な傷が発生することを防止している。
【０００７】
しかしながら、ハイドロプレーン洗浄で基板を洗浄した場合、基板表面に付着した種々のパーティクル（固体微粒子）を十分除去できないことがある。そこで、再度基板を洗浄し、パーティクルの除去を行っている。このように、ハイドロプレーン洗浄のみでは基板に付着したパーティクルの種類によって、微細なパーティクルが基板表面に残留したり、再度洗浄しなくてはならない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板表面に付着したパーティクルを効率的に除去できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。さらに基板の洗浄面全面にわたって基板への損傷を抑制して、良好に基板を洗浄することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。すわなち、請求項１に係る発明は、基板を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持し回転させる回転保持手段と、前記基板表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記回転保持手段に保持された基板の洗浄面を洗浄する洗浄具と、前記洗浄具が保持され基板の洗浄面に対して所定の押圧力を付与する押圧手段と、保持された基板の洗浄面に沿わせて前記洗浄具を水平移動させる洗浄具移動手段と、前記押圧手段を自動的に作動して前記洗浄具を前記基板に対して昇降し押圧力を可変とする押圧力制御機構と、
前記洗浄具が基板の外周端縁と基板の回転中心とを含む、基板の洗浄面に沿った経路を水平移動することによって行われる洗浄工程を複数回繰り返し行わせるように、前記洗浄具移動手段による洗浄工程の繰り返しを制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は押圧力制御機構を制御して、前後の洗浄工程では異なる押圧力で洗浄を行うように、洗浄工程を繰り返し、かつ、最初は前記洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄工程を行い、次に前記洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄工程を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、水平に保持した基板に所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた状態で、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる工程を含んで基板を洗浄する基板洗浄方法において、前記洗浄具が基板の外周端縁と基板の回転中心とを含む、基板の洗浄面に沿った経路を水平移動することによって行われる洗浄工程を複数回繰り返す時、その洗浄具の洗浄面に対する押圧力を前後の洗浄工程で変化させて基板を洗浄し、かつ、最初の洗浄工程では前記洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄を行い、次の洗浄工程では前記洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の基板洗浄装置においては、基板を保持して鉛直方向の軸芯周りに回転させながら、所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた状態で、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる工程を含んで基板を洗浄する。その際、洗浄具による洗浄工程の繰り返しを監視し、その各工程が繰り返される時に前後の洗浄工程では異なる好適な押圧力となるように基板の洗浄面に対する洗浄具の押圧力を変化させて基板を洗浄する。すなわち、最初の押圧力による洗浄工程で除去されなかったパーティクルを除去すべく異なる押圧力の洗浄工程を有する。その結果、少ない洗浄回数で基板表面の清浄度が得られる。
【００１３】
さらに請求項１に係る発明では、最初の洗浄工程では洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄を行い、次の洗浄工程では洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄を行う。最初の洗浄工程では、洗浄具と基板表面との間の洗浄液を掃き出すように作用して、基板表面のパーティクルを洗浄液の流れと渦により除去する。次の洗浄工程では、洗浄具が基板表面に接触した状態で洗浄するので、基板表面に付着状態の強いパーティクルが除去される。
【００１４】
これにより、基板への損傷が生じず比較的小さな押圧力で基板を洗浄する移動工程の後で、基板への損傷が生じず、洗浄残りが起きない程度の比較的大きな押圧力で基板を洗浄する移動工程を繰り返すことができる。即ち、洗浄したいパーティクルの種類に応じて基板の洗浄面に対する洗浄具の好適な押圧力の洗浄工程を有することで、基板の洗浄を良好にすることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明の基板洗浄方法においては、基板を水平に保持して所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させる。そして、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる工程の繰り返しを監視し前後の洗浄工程で洗浄具の洗浄面に対する押圧力を変化させて基板を洗浄する。この発明によれば、一つの押圧力で除去できないパーティクルが繰り返される工程によって除去される。さらに請求項２に係る発明では、最初の洗浄工程では洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄を行い、次の洗浄工程では洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄を行う。最初の洗浄工程では、洗浄具と基板表面との間の洗浄液を掃き出すように作用して、基板表面のパーティクルを洗浄液の流れと渦により除去する。次の洗浄工程では、洗浄具が基板表面に接触した状態で洗浄するので、基板表面に付着状態の強いパーティクルが除去される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例における回転式基板洗浄装置の模式的断面図、図２は図１の回転式基板洗浄装置の模式的平面図である。図１および図２の回転式基板洗浄装置はスクラブ洗浄装置である。
【００１８】
図１に示すように、スクラブ洗浄装置１は、ウェハ等の基板Ｗを保持して回転させる基板回転保持機構２と、基板Ｗ表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段３と、基板の表面を洗浄する洗浄手段４より構成される。
【００１９】
基板回転保持機構２は、カップ２１内に基板Ｗを吸引保持する真空吸着式スピンチャックからなる回転保持手段２２が配設されている。回転保持手段２２は、電動モータ２３の回転軸２４の上端に、基板Ｗを真空吸着保持する回転台２５が一体回転可能に取り付けられ、電動モータ２３の駆動によって鉛直方向の回転軸Ｐ１の周りで回転駆動される。よって、基板Ｗが回転軸Ｐ１周りで回転可能に構成されている。
【００２０】
なお、本実施例では、回転台２５を真空吸着式のものとして回転保持手段２２を構成しているが、これに限られるものではなく、例えば、回転台２５上に基板Ｗの外周部を下面から支持する基板支持部材を複数設けるとともに、これら基板支持部材に支持された基板Ｗの水平方向の位置を規制する位置決めピンを設けて回転保持手段を構成し、基板Ｗを回転台２５上面から離間した状態で回転可能に保持させるようにしてもよい。
【００２１】
回転保持手段２２およびそれによって保持された基板Ｗの周囲は、基板Ｗを取り囲むように昇降駆動機構（図示せず）によって昇降可能なカップ２１で覆われている。よってカップ２１は上下動自在に構成されている。そしてカップ２１の下面には、洗浄液を排出するための排出口２１１が設けられている。
【００２２】
洗浄液供給手段３は、カップ２１の横外側方に、基板Ｗの洗浄面（上面：通常は表面）に向けて洗浄液としての純水を噴射供給するノズル３１ａと、薬液などを調合した洗浄液を噴出供給するノズル３１ｂとが設けられている。ノズル３１ａへの純水の供給は図示しない開閉弁を介して純水供給部から行なわれる。ノズル３１ｂへは、例えば、本出願人が特願平８−９０５８１号として提案している液調合ユニットによって、複数種類の薬液が調合された洗浄液や、薬液の原液が純水で希釈された洗浄液などが供給されうようになっている。
【００２３】
洗浄手段４は、カップ２１の側方で、支持アーム４１が電動モータ４２１やベルト伝動機構４２２などで構成されているアーム回転駆動部４２により鉛直方向の回転軸Ｐ２の周りで回動可能に設けられている。更に支持アーム４１は、ボールネジやベルト駆動機構などの周知の一軸方向駆動機構で構成される昇降駆動部４３によって昇降可能に構成されているとともに、支持アーム４１の先端部には後述する洗浄具駆動部４４が内設され、洗浄具駆動部４４の下部に洗浄具４５が取り付けられている。洗浄具４５は洗浄具駆動部４４により鉛直方向の回転軸Ｐ３の周りで回転駆動される。
【００２４】
図２に示すように、支持アーム４１はカップ２１の横外側方に待機されているとともに、その状態で洗浄具４５が図示しない待機ポットに複数種類の洗浄具とともに待機されて洗浄されている。
【００２５】
洗浄具４５は、例えばブラシ材より構成される。ブラシ材の材質は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド（ＰＡ）およびアクリル樹脂、ナイロンブラシ、モヘアブラシ等である。また、洗浄具４５としては他に、スポンジ製、フェルト製、プラスチック製のものが使用される。
【００２６】
以上の構成により、支持アーム４１は基端部を支軸に、昇降駆動部４４によって上方に移動された後に、アーム回転駆動部４２によってカップ２１の横外側方の待機位置と回転台２５に保持された基板Ｗ上の図中に二点鎖線で示す洗浄位置との間で変位可能となる。これにより、洗浄具４５を基板Ｗの洗浄時は、基板Ｗの表面上に沿わせて水平移動できるようになっている。即ち、支持アーム４１とアーム回転駆動部４２が本願の洗浄具移動手段に相当する。
【００２７】
図３の支持アーム４１の拡大縦断面図に示すように、先端側アーム部分４１ａ内には、ベアリング５１、５１を介して回転体５２が前記回転軸Ｐ３周りで回転可能に設けられている。この回転体５２に一体回転可能に取り付けられたプーリー５３と電動モータ５４とがタイミングベルト５５を介して連動連結されている。回転体５２のプーリー５３を挟む上下両側箇所のそれぞれに一対ずつのガイドローラ５６が設けられている。これらのガイドローラ５６が、下端に洗浄具４５を取り付けた洗浄具支持体５７の途中箇所に形成したスプライン部５８に作用するように構成され、回転体５２と一体回転しながら抵抗少なく洗浄具支持体５７を昇降できるように構成されている。
【００２８】
洗浄具支持体５７に一体回転可能にバネ座６１が取り付けられ、そのバネ座６１と、回転体５２に取り付けられたバネ座６２とにわたって圧縮コイルスプリング６３が設けられ、洗浄具４５および洗浄具支持体５７の重量に釣り合って、洗浄具４５を先端側アーム部分４１ａに対して所定高さに維持させるように重量均衡機構６０が構成されている。なお、圧縮コイルスプリング６３に代えて、弾性変位の程度にかかわらず反発力が一定の非線形バネを用いるようにしても良い。
【００２９】
洗浄具支持体５７の上端にベアリング６４を介して相対回転のみ可能に当接部材６５が取り付けられている。この当接部材６５の上端には操作ロッド６６が連結されている。操作ロッド６６は、リニアアクチュエータ６７を構成するコイル６８内に貫通されている。
【００３０】
図４のブロック図に示すように、電源装置７０は電源７１と可変抵抗器７２とから構成され、可変抵抗器７２の抵抗値を調節することによりコイル６８に流す電流を変え、リニアアクチュエータ６７の電磁力を調節し、操作ロッド６６を直線的に昇降してその高さ位置を調節できるように構成されている。これにより、洗浄具支持体５７を介して洗浄具４５を昇降してその高さ位置を調節し、洗浄具４５の高さ位置に応じた押圧荷重（押圧力）で洗浄具４５を基板Ｗの表面に作用（押圧）させることができるようになっている。リニアアクチュエータ６７と電源装置７０とは本発明における押圧手段を構成する。また、基板Ｗの洗浄中に可変抵抗器７２の抵抗値を変更することで、基板Ｗの洗浄中の基板Ｗの表面に対する洗浄具４５の押圧力を任意に変更することも可能である。
【００３１】
そして、前記バネ座６１、６２と圧縮コイルスプリング６４とからなる重量均衡機構６０、および操作ロッド６６それぞれの平面視における中心が洗浄具４５の回転中心Ｐ３に一致するように設けられている。
【００３２】
また、先端側アーム部分４１ａと回転体５２の下部側との間の、磁性流体シール８１とラビリンス機構８２が設けられ、その上部のベアリング５１で回転に伴う摩耗によって発生するゴミが基板Ｗ上に落下したり、洗浄液が侵入したりすることを回避できるように構成さている。
【００３３】
図４に示すように、電源装置７０内の可変抵抗器７２の抵抗値は、制御手段としての制御部９によって調節されるように構成されている。この制御部９は、記憶手段９１から洗浄工程の繰り返し回数、洗浄具４５の回転速度データ、洗浄具４５による押圧力等のデータが与えられるとともに、電動モータ２３、５４、４２１の駆動制御やノズル３１ａ、３１ｂから基板Ｗへの洗浄液の供給制御（洗浄液の供給とその停止の制御）を行う。また、制御部９には押圧荷重設定器９２も接続されている。
【００３４】
そして、押圧荷重設定器９２からの設定値に応じて制御部９により電源装置７０を制御することで押圧力が設置値に制御される。即ち、この構成が本発明における押圧力制御機構を構成する。
【００３５】
次に、上記構成の実施例装置の動作を説明する。まず、作業者は、基板Ｗの洗浄に先立ち、基板Ｗ上に形成された膜などの種類（アルミ膜、酸化膜、窒化膜、ポリシリコン膜、パターン膜、ベアシリコンなど）や、基板Ｗに付着している汚染物の性質、種類などに応じて、それに対応する洗浄時の押圧力（押圧荷重）を押圧荷重設定器９２から設定する。
【００３６】
スクラブ洗浄装置１において、基板Ｗが基板回転保持機構２に保持されると（あるいは、作業者により洗浄開始指令が与えられると）、制御部９は支持アーム４１を上昇して電動モータ４２１を駆動して、支持アーム４１を回転軸Ｐ２の周りで回動させ、洗浄具４５を待機位置から基板Ｗの回転中心Ｐ１上に水平移動させる。一方、可変抵抗器７２の抵抗値を調節して、上記で設定された押圧力で洗浄具４５を基板Ｗの表面に作用させる。
【００３７】
そして、電動モータ２３を駆動させて基板Ｗを回転させながら、ノズル３１ａ、３１ｂから基板Ｗに洗浄液を噴出供給し、必要に応じて電動モータ５４を駆動して洗浄具４５を回転軸Ｐ３周りに回転しつつ、電動モータ４２１を駆動して洗浄具４５を基板Ｗの表面上に沿わせて一定速度で水平移動させて基板Ｗの洗浄を行う。なお、洗浄具４５を回転軸Ｐ３周りに回転させて基板Ｗを洗浄するか、回転させずに基板Ｗに形成された膜の種類や洗浄具４５の種類などに応じて決められる。
【００３８】
詳細には、制御部９が、選択され記憶手段９１より与えられる洗浄制御フローデータに従って各機器を制御して、基板Ｗの洗浄を行う。すなわち、まず、搬入工程として、制御部９は、図示しない搬送機構による基板Ｗの搬入の指令を受け取ると、カップ２１を下降させて回転台２４をカップ２１の上方に突出させ、その状態で本装置１内に基板Ｗが搬入されると、その基板Ｗを回転台２４に保持させる。そして、カップ２１を上昇させて回転保持手段２２およびそれに保持された基板Ｗの周囲にカップ２１を配置させる。
【００３９】
このとき同時に制御部９は、待機位置において選択された押圧荷重設定器９２内の押圧荷重値に従って可変抵抗器７２を制御して洗浄具４５の基板Ｗへの押圧荷重（押圧力）の調整を行う。
【００４０】
洗浄具４５による洗浄の開始タイミングで、制御部９は、昇降駆動部４３、アーム回転駆動部４２を駆動して、支持アーム４１を待機位置から洗浄位置へと変位させるとともに、選択された洗浄制御フローデータ内の基板回転数に従って電動モータ２３を駆動して基板Ｗを指定された回転数で回転させ、さらにノズル３１ｂから基板Ｗへの洗浄液の噴出供給を開始させる。
【００４１】
そして、回転台２４は、基板Ｗの上面を上向きにして水平な状態で吸着保持し、その保持した基板Ｗを回転させる。こうして基板Ｗを回転させながら回転台２４で支持されている基板Ｗの中心近くの所定位置に、ノズル３１ｂから洗浄液を供給すると、基板Ｗの表面全体に遠心力により洗浄液がむらなく供給される。
【００４２】
次に、基板Ｗの表面全体を洗浄する。
制御部９は、昇降駆動部４３を駆動して、支持アーム４１に保持された洗浄具４５を、基板Ｗの回転中心Ｐ１上において基板Ｗに洗浄具４５の洗浄面が基板Ｗ表面と一定の間隙を有して位置する所定高さ位置まで降下させるとともに、その降下中において、選択された洗浄制御フローデータ内のブラシ回転数に従って電動モーター５４を駆動して洗浄具４５を回転軸Ｐ３周りで回転させる。そして、選択された洗浄制御フローデータ内の洗浄方法、速度に従ってアーム回転駆動部４２を駆動して、洗浄具４５を指定されたスキャン方法で、かつ、指定されたスキャン速度でスキャンさせて洗浄液を供給しながらの洗浄具４５による基板Ｗの洗浄を行う。
【００４３】
基板Ｗの表面上を沿わせての洗浄具４５の水平移動は、図５（ａ）に示すように、洗浄具４５を基板Ｗの回転中心Ｊと外周端縁Ｇとの間ＨＦ（その間ＨＦを往復移動させることもある）で行う場合と、図５（ｂ）に示すように、洗浄具４５を基板Ｗの一方の外周端縁Ｇ１から回転中心Ｊを経由して他方の外周端縁Ｇ２の範囲ＡＦ（その範囲ＡＦを往復移動させることもある）で行う場合とがある。いずれの場合も洗浄具４５により基板Ｗの表面全体を洗浄することができる。
【００４４】
そして、制御部９は、この選択された洗浄制御データ内の回数だけ洗浄具４５を図５（ａ）または図５（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面上をスキャンさせるように制御する。
【００４５】
この洗浄工程のスキャンの繰り返しにおける押圧力に関しては押圧荷重設定器９２から与えられる情報に応じて制御部９により以下の制御を行う。押圧力に関して図６を参照して説明する。図６の例では、最初に図５（ｂ）に示すスキャン方法で洗浄工程（ＡＦ１ ）が行なわれる。この洗浄工程（ＡＦ１ ）では洗浄具４５の洗浄面は基板Ｗ表面と一定の間隙を有して位置する。そして、この洗浄具４５と基板Ｗ表面との間の洗浄液を掃き出すように作用して、基板Ｗ表面のパーティクルを洗浄液の流れと渦により除去する。
【００４６】
最初の洗浄工程（ＡＦ１ ）が終了すると、第２の洗浄工程（ＡＦ２）が行なわれる。この第２の洗浄工程（ＡＦ２）では、洗浄具４５の洗浄面が基板Ｗ表面に接触する洗浄状態で支持アーム４１の旋回に従って基板Ｗの表面全体を洗浄する。これにより、基板Ｗ表面の付着状態の強いパーティクルが除去される。
【００４７】
洗浄具４５は基板Ｗの外周端縁Ｇ１から回転中心Ｊを介して外周縁端Ｇ２に向かって水平移動する間、押圧力は一定で行なわれる。一方、第２の洗浄工程（ＡＦ２）は最初の洗浄工程（ＡＦ１）の押圧力よりは強い状態であり、最初の洗浄工程（ＡＦ１）で洗浄されなかったパーティクルが除去される。
【００４８】
図６の洗浄工程では、更に続いて２回の洗浄工程（ＡＦ３、ＡＦ４）を有し、計４回の洗浄工程が実施される。そして、この繰り返される洗浄工程において押圧荷重設定器９２による押圧力の設定値が段階的の高くなるように設定されており、制御部９が各洗浄工程の繰り返しを監視しその各洗浄工程の移り変わり時点で可変抵抗器７２を調整して押圧力を変更する。これらは記憶手段９１からの洗浄制御フローデータをもとにタイミングが検出される。
【００４９】
以上のようにして洗浄が終了すると、洗浄具４５の回転を停止させ、洗浄液の噴出供給停止のタイミングで、制御部９はノズル３１ｂからの洗浄液の噴出供給を停止させ、また、昇降駆動部４３、アーム回転駆動部４２を駆動して支持アーム４１を洗浄位置から待機位置へと変位させ、支持アーム４１に保持している洗浄具４５を待機ポットに収納待機させてその洗浄具４５を洗浄させる。
【００５０】
同様に、次の洗浄工程による洗浄の開始タイミングで、制御部９は、純水供給部を制御して純水の基板Ｗ表面への供給による洗浄制御を実施する。この時、制御部９は、支持アーム４１に保持された洗浄具４５を、選択された洗浄制御データ内の洗浄部材制御フローデータの方法、速度に従って駆動し、指定された図６と同様の押圧力で純水を供給しながらの基板Ｗの洗浄を行う。
【００５１】
そして、上記基板Ｗの搬入と逆の手順で洗浄処理を終えた基板Ｗの搬出が行なわれる。カップ２１が下降すると図示しない基板搬送機構は、装置１内から基板Ｗを搬出して、その基板Ｗを次工程に搬送する。このとき、装置１は初期状態となり、基板搬送機構によって新たな処理前の基板Ｗが搬入されてくると、洗浄処理を繰り返し行なう。
【００５２】
以上のように、図６の例の洗浄工程では、洗浄工程の繰り返しにおいて押圧力が異なる。そのため、基板Ｗに対する洗浄状態は洗浄工程で異なる。これにより、洗浄具４５により基板Ｗ表面に付着したパーティクルに作用する摩擦力が異なる。したがって、洗浄具４５により基板Ｗ表面から洗浄工程（ＡＦ１）から洗浄工程（ＡＦ４）にかけて、それぞれで種類が異なるパーティクルがはぎ取られる。このように、異なる洗浄状態で洗浄を行うことにより、基板Ｗの表面に付着したパーティクルを良好に除去することができる。
【００５３】
ところで、押圧力を何段階で変化させるかは、洗浄したいパーティクルによっても変る。図７に示すように、洗浄液の流れによる所謂、ハイドロプレーン現象による除去による洗浄工程（ＡＦ１１、ＡＦ１３）と直接的な接触による摩擦による除去による洗浄工程（ＡＦ１２、ＡＦ１４）とを順次繰り返すようにしてもよい。このように、２種類の洗浄状態をそれぞれ繰り返すことで、基板Ｗの表面に付着した目的とするパーティクルのはぎ取りおよび掃き出しが十分に行なわれる。
【００５４】
更に、図６の洗浄工程において、ハイドロプレーン現象による除去による洗浄工程であるＡＦ１の前に洗浄具４５が基板Ｗ表面に接触する洗浄状態であるＡＦ２を実施するようにしても良い。このように、先の接触状態の洗浄工程を行うことで、基板Ｗの表面に付着したパーティクルのはぎ取りおよび掃き出しが一層十分に行なわれる。
【００５５】
更に本発明は、次のように変形実施することも可能である。
上記実施例では、リニアアクチュエータ６７と電源装置７０とで押圧手段を構成したが、押圧手段はこれに限らず、種々の構成で実現することができる。すなわち、制御部９はエアシリンダへのエアーの供給を制御することで、シリンダロッドの推進力を調節し、基板Ｗの表面に対する洗浄ブラシの高さ位置を調節して押圧力を適宜に変更する。あるいは、錘を用いた機構などで構成される。
【００５６】
さらに支持アーム４１の先端部には、例えば、特開平８−１０７１９号公報や特開平８−１０７３６号公報などに開示されたブラシチャック部が設けられていて、待機ポットから任意の洗浄具を選択して保持し、基板Ｗの洗浄に用いることができるように構成してもよい。
【００５７】
さらに、上記実施例では、洗浄具４５を基板Ｗの表面に沿って水平移動させるのに、電動モータ４２１により支持アーム４１を回転軸Ｐ２周りで回転させるように構成しているが、エアシリンダーやボールネジなどの適宜な１軸方向移動機構などにより支持アームを直線方向に移動させ、基板Ｗの表面に沿って洗浄ブラシを直線状に水平移動させるように構成してもよい。
【００５８】
更に、基板Ｗの表面に対する洗浄具の押圧力を検知するセンサ（例えば、ロードセル型のセンサ）を具備し、基板Ｗの洗浄中の基板Ｗの表面に対する洗浄ブラシの実際の押圧力を検知して、この検知情報に基づき上記の洗浄工程を行うように構成してもよい。
【００５９】
さらに、上記の実施形態では洗浄具の押圧力のみを繰り返す洗浄工程で異なるとうに調節したが、同時に支持アーム４１の移動速度や回転台２５の回転速度を制御することも可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板を洗浄する基板洗浄装置であって、基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持し回転させる回転保持手段と、前記基板表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記回転保持手段に保持された基板の洗浄面を洗浄する洗浄具と、前記洗浄具が保持され基板の洗浄面に対して所定の押圧力を付与する押圧手段と、保持された基板の洗浄面に沿わせて前記洗浄具を水平移動させる洗浄具移動手段と、前記押圧手段を自動的に作動して前記洗浄具を前記基板に対して昇降し押圧力を可変とする押圧力制御機構と、前記洗浄具が基板の外周端縁と基板の回転中心とを含む、基板の洗浄面に沿った経路を水平移動することによって行われる洗浄工程を複数回繰り返し行わせるように、前記洗浄具移動手段による洗浄工程の繰り返しを制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は押圧力制御機構を制御して、前後の洗浄工程では異なる押圧力で洗浄を行うように、洗浄工程を繰り返す。よって、各洗浄工程が繰り返される時に異なる好適な押圧力となるように基板の洗浄面に対する洗浄具の押圧力を変化させて基板を洗浄する。すなわち、最初の押圧力による洗浄工程で除去されなかったパーティクルを除去すべく異なる押圧力の洗浄工程を有する。その結果、少ない洗浄回数で基板表面の清浄度が得られる。さらに本発明によれば、基板を水平に保持して所定の押圧力で洗浄具を基板の洗浄面に作用させた状態で、洗浄具を基板の洗浄面に沿わせて水平移動させる工程を含んで基板を洗浄する基板洗浄方法において、前記洗浄具が基板の外周端縁と基板の回転中心とを含む、基板の洗浄面に沿った経路を水平移動することによって行われる洗浄工程を複数回繰り返す時、その洗浄具の洗浄面に対する押圧力を前後の洗浄工程で変化させて基板を洗浄する。よって、この発明によれば、一つの押圧力で除去できないパーティクルが除去される。また、本発明装置及び方法によれば、最初の洗浄工程では洗浄具が基板表面と洗浄液を介在させて非接触状態の洗浄を行い、次の洗浄工程では洗浄具が基板表面に接触した状態の洗浄を行うので、基板の洗浄を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例に係る基板洗浄装置全体の概略構成を示す縦略構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施例に係る基板洗浄装置全体の概略構成を示す模式的平面図である。
【図３】図３は実施例装置の支持アームの拡大縦断面図である。
【図４】図４は実施例装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は基板表面に沿わせての洗浄具の水平移動の経路を示す図である。
【図６】図６は基板表面上での洗浄具の位置に応じて押圧力を変化させる制御例を示す図である。
【図７】図７は基板表面上での洗浄具の位置に応じて押圧力を変化させる制御例を示す他の実施例の図である。
【符号の説明】
１  スクラブ洗浄装置
２  基板回転保持機構
２２  回転保持手段
２３  電動モータ
２４  回転台
３  洗浄液供給手段
４  洗浄手段
４１  支持アーム
４２  アーム回転駆動部
４３  昇降駆動部
４４  洗浄具駆動部
４５  洗浄具
６７  リニアアクチュエータ
６８  コイル
７０  電源装置
７２  可変抵抗器
９  制御部
９１  記憶手段
９２  押圧荷重設定器
Ｗ  基板
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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