基板洗浄装置、基板洗浄方法及び記憶媒体
【課題】基板の反転を必要とせず、且つ基板の周縁部にダメージを与えないように基板の裏面を洗浄することの可能な基板洗浄装置等を提供する。
【解決手段】基板洗浄装置１は、裏面を下方に向けた状態の基板を裏面から支えて保持する２つの基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）を備え、支える領域が重ならないようにしながらこれらの基板保持手段の間で基板を持ち替える。洗浄部材（ブラシ５）は基板保持手段により支えられている領域以外の基板の裏面を洗浄し、２つの基板保持手段の間で基板が持ち替えられることを利用して基板の裏面全体を洗浄する。
【解決手段】基板洗浄装置１は、裏面を下方に向けた状態の基板を裏面から支えて保持する２つの基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）を備え、支える領域が重ならないようにしながらこれらの基板保持手段の間で基板を持ち替える。洗浄部材（ブラシ５）は基板保持手段により支えられている領域以外の基板の裏面を洗浄し、２つの基板保持手段の間で基板が持ち替えられることを利用して基板の裏面全体を洗浄する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板の裏面を洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）を清浄な状態に保つことが極めて重要である。このため各々の製造プロセスや処理プロセスの前後においては、必要に応じてウエハの表面を洗浄するプロセスが設けられている。
【０００３】
ウエハ表面の洗浄は、例えば真空チャックやメカチャックに固定したウエハにブラシを上方から押し当てて、脱イオン水（Deionized Water：以下、ＤＩＷという）等を供給しながらウエハとブラシとを相対的に摺動させることにより表面のパーティクルを除去する手法が一般的である。
【０００４】
このようなウエハ表面の洗浄は、回路の形成されるウエハ上面のみならずウエハ裏面に対しても実施する必要が生じてきている。例えばウエハ上面にレジスト液を塗布し、レジスト膜を所定のパターンで露光した後、現像してマスクパターンを形成するフォトリソグラフィープロセスにおいて、ウエハの裏面にパーティクルの付着した状態を放置すると、ウエハを載置するためのステージとウエハとの間にパーティクルが入り込んだまま露光が行われてしまう。このようなパーティクルはウエハに反りを生じさせて露光時にデフォーカス（フォーカスが崩れてしまう現象）を引き起こす原因となる。特に近年は、液浸露光やダブルパターニングといった配線技術の更なる微細化に伴って半導体デバイスの製造工程に含まれる工程数も増加している。このためウエハ裏面にパーティクルの付着するリスクも大きくなってきており、ウエハ裏面の洗浄は近年の重要な課題となっている。
【０００５】
ところでフォトリソグラフィープロセスは、レジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置にレジスト液の露光を行う露光装置を接続したシステムにより行われるが、ウエハはこれらの装置内において通常上面を上方に向けた状態で搬送される。このため、上方からブラシを押し当てて洗浄を行うタイプの基板洗浄装置を用いてウエハの裏面を洗浄するには、ウエハの搬送装置と基板洗浄装置との間にリバーサと呼ばれる基板反転装置を設置し、基板洗浄装置へのウエハの搬入出時にウエハ裏面を上方に向けた状態とする必要があった。ところが、このような手法ではリバーサを設置するスペースやウエハの反転動作を行うスペースが必要となり塗布、現像装置が大型化してしまうという問題があった。またリバーサの設置を省略するためブラシをウエハの下方に設置したとしても、ウエハを保持するチャック等で覆われているデッドスペースを生じてしまい、裏面全体を洗浄することができなかった。
【０００６】
こうした問題に対し特許文献１には、ウエハを回転可能なように保持するスピンチャックをウエハ径と同程度の中空円筒より構成し、洗浄液を供給するノズルやブラシをこの中空円筒内に配置した基板洗浄装置が記載されている。裏面を下方に向けて（上面を上方に向けて）搬送されてきたウエハが、メカチャック等によって、中空円筒の開口縁上に保持されると、ウエハの裏面に下方からブラシを押し当てた状態となる。この状態で中空円筒を中心軸周りに回転させるとウエハ裏面とブラシとが相対的に摺動するのでリバーサを用いずにウエハの裏面全体を洗浄することができる。
【０００７】
【特許文献１】特許第３３７７４１４号公報：第００３６段落〜第００４０段落、図３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが特許文献１に記載されている基板洗浄装置では、メカチャック等を使って中空円筒上にウエハの周縁部を保持する構成となっているので、ウエハ周縁部にダメージを与えてしまう場合がある。特に液浸露光を行う場合には、レジスト膜の外縁部が液浸露光時に純水と接触して剥離するのを避けるため、ウエハのベベル部や垂直端面までをレジスト膜で覆ってしまうことでレジスト膜の外縁部を液浸状態となる領域に位置させないようにすることが多い。このようなレジスト膜の形成されているウエハの周縁部をメカチャック等により機械的に保持すると、レジスト膜を傷つけてパーティクルを発生させたり、液浸露光時のレジスト膜剥離につながったりしてしまう場合がある。
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は基板の反転を必要とせず、且つ基板の周縁部にダメージを与えないように基板の裏面を洗浄することの可能な基板洗浄装置、基板洗浄方法およびこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係わる基板洗浄装置は、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置において、
下方を向いている基板裏面の第１の領域を水平に吸着保持する第１の基板保持手段と、
この第１の基板保持手段より基板を受け取って、前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に吸着保持する第２の基板保持手段と、
前記第１の基板保持手段または第２の基板保持手段に吸着保持された基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記第１の基板保持手段から前記第２の基板保持手段へ基板を受け渡す前に、前記第２の領域を乾燥するための乾燥手段手段と、
基板が第１の基板保持手段により保持されている間は、前記第２の領域を含む基板の裏面に接触して洗浄し、その基板が前記第２の基板保持手段により保持されている間は、前記第２の領域以外の基板の裏面に接触して洗浄する洗浄部材と、を備えたことを特徴とする。
ここで前記第２の基板保持手段は、基板の略中央を保持して鉛直回りに回転自在に構成され、前記洗浄部材による洗浄を終えた基板を回転させて基板の裏面に残存している洗浄液を振り切り乾燥するようにするとよい。また、前記乾燥手段は、基板の裏面に気体を噴射するように構成する場合が好適である。
【００１１】
更に、前記第１の基板保持手段を前記第２の基板保持手段に対して相対的に横方向に移動させるための移動手段を備え、この移動手段により、既に洗浄された第２の領域を第２の基板保持手段の上方に位置させるように構成することが好ましく、このとき前記第１の基板保持部は、吸着保持面が長方形の２つの吸着パッドを備え、これらの吸着パッドは、前記吸着保持面の長手方向が当該第１の基板保持部の移動方向に対して平行となるように、基板周縁部の対向する２箇所の領域を保持してもよいし、また、前記第１の基板保持部は、吸着保持面が円弧状の２つの吸着パッドを備え、これらの吸着パッドは、吸着保持される基板と同心円をなすように基板周縁部の対向する２箇所の領域を保持してもよい。
【００１２】
そして、前記第１の基板保持手段または第２の基板保持手段に保持される基板を囲むように構成され、前記移動手段により第１の基板保持手段と共に移動するカップを備え、前記カップの内壁面は、当該内壁面に飛散した洗浄液が跳ね返りにくい材料、例えば親水性の多孔質樹脂や表面が粗面化されたセラミックにて構成されているとなおよい。また前記第２の基板保持手段を取り囲む囲み部材を備え、前記乾燥手段は、この囲み部材の上端に周方向に沿って形成された気体の噴射口を備えるように構成すると更に好適である。この前記囲み部材と、前記第１の基板保持手段または第２の基板保持手段に吸着保持された基板の裏面とにより取り囲まれる空間が減圧雰囲気であることが好ましく、前記洗浄液供給手段から前記囲み部材の上端へと向かって基板の裏面を流れる洗浄液の流れ方向を変えるため、これら洗浄液供給手段と囲み部材の上端との間を遮る軌跡を描くように、例えば洗浄液等の流体を吐出する流体吐出手段を備えていると更によい。
【００１３】
第１の基板保持手段と第２の基板保持手段との他の態様として、前記第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降させるための昇降手段と、この第２の基板保持手段の上面を覆うカバー部材と、を備え、
第１の基板保持手段により保持されている基板の第２の領域の下方に第２の基板保持手段を退避させると共に当該第２の基板保持手段の上方に前記カバー部材を位置させた状態で当該第２の領域を洗浄部材により洗浄するように構成してもよい。
【００１４】
またこれら全ての発明において、前記洗浄部材によって洗浄された後の基板の裏面に紫外光を照射して、基板の裏面に残存する粒子を収縮させるための紫外線ランプを更に備えるように構成するとなおよい。更に、前記洗浄部材が基板の裏面と接触する力を計測する計測手段と、当該洗浄部材を前記基板に対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記計測手段による計測結果に基づいて前記昇降手段を動作させ、前記洗浄部材が基板の裏面と接触する力が予め定めた範囲内の値となるように制御する制御手段と、を備えてもよい。
【００１５】
ここで前記基板の裏面の周縁領域が疎水化処理されている場合には、前記洗浄部材は当該周縁領域を洗浄する際には当該基板の裏面と接触せずに前記洗浄液供給手段より供給された洗浄液を攪拌し、当該攪拌された洗浄液の水勢を利用して前記周縁領域内の基板の裏面を洗浄することが好ましく、または当該周縁領域を親水化するために紫外光を照射する第２の紫外線ランプを備えてもよい。
【００１６】
これらに加え、前記第１の基板保持部は基板の裏面を吸引して吸着保持するための吸引管と接続されている場合には、当該吸引管には、吸引管内に流れ込んだ洗浄液を捕捉するためのトラップタンクを介設することが好ましく、また前記第１の基板保持部の吸着保持面に滴下した洗浄液に気体を吹き付けてこれらの洗浄液を吹き飛ばすための気体ノズルを備えていてもよい。
【００１７】
また本発明に係る基板洗浄方法は、基板の裏面を洗浄する基板洗浄方法において、
下方を向いている基板裏面の第１の領域を水平に吸着保持する第１の基板保持工程と、
この基板を持ち替えて前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に吸着保持する第２の基板保持工程と、
前記第１の基板保持工程または第２の基板保持工程にて保持されている基板の裏面に洗浄液を供給する工程と、
前記第１の基板保持工程から前記第２の基板保持工程へと基板を持ち替える前に、前記第２の領域を乾燥する工程と、
前記第１の基板保持工程の期間中は、前記第２の領域を含む基板の裏面の洗浄を行い、前記第２の基板保持工程の期間中は、前記第２の領域以外の基板の裏面の洗浄を行う工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
ここで、基板の裏面の洗浄を終えた後、基板を回転させて基板の裏面に残存している洗浄液を振り切り乾燥する工程を更に含んでいるとよい。また、前記第２の領域を乾燥する工程は、基板の裏面に気体を噴射することにより行われるようにすることが好ましく、前記接触洗浄を行う工程にて洗浄された後の基板の裏面に紫外光を照射して、基板の裏面に残存する粒子を収縮させる工程を更に含むようにしてもよい。
【００１９】
また本発明に係る記憶媒体は、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置に用いられるプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは上述の各基板洗浄方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係わる基板洗浄装置によれば、基板の裏面を支えて保持し、そのままの状態で洗浄を行うので、基板洗浄装置に加えて基板を反転する装置を設置するスペースや、基板の反転動作を行うためのスペースを必要としない。この結果、従来タイプの基板洗浄装置と比較して、当該基板洗浄装置の設置される塗布、現像装置等をコンパクトにすることができる。
【００２１】
また当該基板洗浄装置は、２つの基板保持手段の間で基板を持ち替えるので、基板保持手段で覆われてしまい洗浄のできないデッドスペースを生じないようにすることができる。これによりデッドスペースの発生を回避するため基板の周縁部を機械的に保持したりする必要がなくなり、基板周縁部にダメージを与えずに洗浄を行うことを可能とし、パーティクルの発生やレジスト膜へのダメージ等を防止して製品の歩留まり向上に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に説明する実施の形態においては、基板洗浄装置（以下、洗浄装置という）の一例として塗布、現像装置に設置されるタイプの洗浄装置について説明する。当該洗浄装置による洗浄工程を含むフォトリソグラフィープロセスの具体例については後述するが、本洗浄装置は例えば塗布、現像装置の出口付近に設置され、レジスト膜の形成されたウエハの裏面を洗浄してから後続の露光装置へ向けて送り出す役割を果たす。
【００２３】
初めに本実施の形態に係わる洗浄装置の構造について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は洗浄装置１の斜視図、図２はその平面図、図３は縦断面図を夫々示している。
【００２４】
図１に示すように洗浄装置１は、塗布、現像装置内の搬送手段（後述する第２の受け渡しアームＤ２）から受け取ったウエハＷを略水平に吸着保持する第１の基板保持手段としての吸着パッド２と、この吸着パッド２からウエハＷを受け取って同じく略水平に吸着保持する第２の基板保持手段としての役割を果たすスピンチャック３と、ウエハＷの裏面を洗浄するブラシ５と、を上面の開口したボックス状のアンダーカップ４３に取り付けた構造となっている。
【００２５】
初めに第１の基板保持手段である吸着パッド２について説明する。図１に示すように洗浄装置１は２つの吸着パッド２を備え、各々の吸着パッド２は例えば細長いブロックから構成されている。２つの吸着パッド２は、ウエハＷ裏面の周縁部近傍部（第１の領域）を略平行に支えて保持できるように配置されている。吸着パッド２は図示しない吸引管と接続されており、図２に示した吸着孔２ａを介してウエハＷを吸着しながら保持する真空チャックとしての機能を備えている。図１に示すように、それぞれの吸着パッド２は細長い棒状のパッド支持部２１の略中央部に取り付けられており、これら２本のパッド支持部２１の両端部が夫々２本の橋桁部２２に取り付けられることによってパッド支持部２１と橋桁部２２とからなる井桁２０が構成されている。
【００２６】
２本の橋桁部２２の両端は、アンダーカップ４３の対向する２側壁（図１に向かって手前側と奥側との側壁）の外側にこれらの側壁に沿って張設された２本のベルト２３に夫々固定されている。夫々のベルト２３は、２個１組からなる巻掛軸２４に巻き掛けられており、各巻掛軸２４は上述の２側壁と各々平行に設置された２枚の側板２６に取り付けられている。巻掛軸２４の一つは移動手段をなす駆動機構２５に接続されており、巻掛軸２４やベルト２３を介して橋桁部２２を動かして、既述の井桁２０全体を図１、図２に示したＸ方向に自在に移動させることができるようになっている。
【００２７】
また図１に示すように夫々の側板２６は、その底面をスライダ２７ａとガイドレール２７ｂとからなる２組の昇降機構２７によって支えられ、洗浄装置１の図示しない筐体床面に固定されている。これらの昇降機構２７の１つには図示しない駆動機構が設けられており、スライダ２７ａをガイドレール２７ｂ内で昇降させることにより、前述の井桁２０全体を図中のＺ方向に昇降させることができるようになっている。
【００２８】
また井桁２０上には、洗浄液の飛散を抑えるためのドーナツ状のアッパーカップ４１が跨設されている。アッパーカップ４１の上面には、ウエハＷより大口径の開口部４１ａを設けてあり、この開口部４１ａを介して搬送手段と吸着パッド２等との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。なお、井桁２０上に跨設されたアッパーカップ４１は、図３に示すように井桁２０の動きに伴ってＸ方向とＺ方向とに移動するように構成されている。
【００２９】
次に第２の基板保持手段であるスピンチャック３について説明する。スピンチャック３はウエハＷの裏面中央部（第２の領域）を下方から支持する円板である。スピンチャック３は略平行に配置された２つの吸着パッド２の中間に設置されており、夫々の基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）により支えられるウエハＷ裏面の第１の領域と第２の領域とは重ならないようになっている。図３に示すようにスピンチャック３は軸部３ｂを介して駆動機構（スピンチャックモータ）３３に接続されており、スピンチャック３はこのスピンチャックモータ３３によって回転及び昇降自在に構成されている。また吸着パッド２と同様にスピンチャック３も図示しない吸引管と接続されており、図２に示した吸着孔３ａを介してウエハＷを吸着しながら保持する真空チャックとしての機能を備えている。
【００３０】
スピンチャック３の側方には、昇降機構３２ａと接続された支持ピン３２がウエハＷの裏面を支持して昇降可能なように設けられており、外部の搬送手段との協働作用によって搬送手段から吸着パッド２へ、またスピンチャック３から搬送手段へとウエハＷを受け渡しできる。
【００３１】
更に図４に示すように、スピンチャック３や支持ピン３２の周囲には、これらの機器を取り囲む囲み部材をなすエアナイフ３１が設置されている。エアナイフ３１は、円筒（囲み部材）の上端に周方向に沿って気体の噴射口３１ａが形成されており、この噴射口３１ａからウエハＷ裏面へ向けて例えば圧縮エア等の気体を噴き出すことにより洗浄液を円筒の外側へ吹き飛ばして、スピンチャック３へとウエハＷが受け渡される際に、スピンチャック３の表面とこのスピンチャックで支えられる基板の裏面（第２の領域）とを互いに乾燥した状態で接触させるようにする乾燥手段としての役割を果たす。図７に示すように、エアナイフ３１は例えば二重円筒より構成され、図示しない供給部から供給された気体をこの二重円筒間の中空部を介して噴射口３１ａに供給できるようになっている。
【００３２】
次にウエハＷの裏面洗浄を行う洗浄部材としてのブラシ５について説明する。ブラシ５は例えば多数のプラスチック繊維を円柱状に束ねた構造となっており、その上面をウエハＷ裏面に押し付けた状態で回転自在のブラシ５とウエハＷとを互いに摺動させることによりウエハＷ裏面のパーティクルを除去できるようになっている。ブラシ５には、例えばＰＶＣスポンジ、ウレタンスポンジ、ナイロン繊維等が使用される。ブラシ５は、これを支える支持部５１の先端に取り付けられており、支持部５１はウエハＷや橋桁部２２と干渉しないように、柄杓型に屈曲した形状となっている。この支持部５１の基端は、図１においてスピンチャック３の設置されている方向からブラシ５を見て奥側の側壁に沿って張設されたベルト５２に固定されている。ベルト５２は２つの巻掛軸５３に巻き掛けられており、これらの巻掛軸５３は上述の奥側の側壁外面に取り付けられている。巻掛軸５３の一方は駆動機構５４に接続されており、ベルト５２や支持部５１を介してブラシ５を図１、図２に示したＹ方向に自在に移動させることができる。
【００３３】
また支持部５１の先端には図示しない駆動機構が設けられており、ブラシ５を周方向に回転させることができる。更にまた支持部５１の先端には図２に示すように洗浄液ノズル５ａとブローノズル５ｂとが設置されており、洗浄液ノズル５ａからはブラシ５でウエハＷ裏面から除去されたパーティクルを洗い流すための洗浄液（例えばＤＩＷ）が供給され、ブローノズル５ｂからは洗浄を終えた後にウエハＷ裏面に付着している洗浄液の乾燥を促進するための例えば窒素（Ｎ２）等の気体が供給される。
【００３４】
この他、図３に示すようにアンダーカップ４３の底部には、アンダーカップ４３内に溜まった洗浄液を排出するためのドレイン管１６と、洗浄装置１内の気流を排気するための２つの排気管１５とが設けられている。排気管１５はアンダーカップ４３底部に溜まった洗浄液が排気管１５へ流れ込むのを防ぐため、アンダーカップ４３の底面から上方へと延伸されていると共に、上方から滴り落ちてきた洗浄液が排気管１５に直接入らないように、エアナイフ３１の周囲に取り付けられたリング状のカバーをなすインナーカップ４２によって覆われている。また図中の１３は、ウエハＷの洗浄終了後にウエハＷ外周縁近傍に上方から圧縮エア等を吹き付けて残存する洗浄液の乾燥を補助するためのブローノズルであり、１４は、ブラシ５の支持部５１先端にある洗浄液ノズル５ａと共に洗浄液をウエハＷ裏面に供給するための洗浄液ノズルである。なおブローノズル１３は、不図示の昇降機構を備え、ウエハＷ搬入出時には搬送中のウエハＷや搬送手段と干渉しないように上方へ退避するようになっている。
【００３５】
また、各ベルト２３、５２の張設されていないアンダーカップ４３側壁には、ＵＶランプ１２を納めたランプボックス１１が取り付けられている。処理対象のウエハＷは、左Ｘ方向より洗浄装置１内に搬入出され、その際ＵＶランプ１２の上方を通過するように構成されている。ＵＶランプ１２は、洗浄を終えて搬出されるウエハＷの裏面に紫外光を照射して、ウエハＷ裏面に残存しているパーティクルを収縮させる役割を果たす。
【００３６】
また、図２に示すように各駆動機構２５、５４や、ＵＶランプ１２、排気管１５に設けられた図示しない圧力調整部等は、塗布、現像装置全体の動作を制御する制御部６により制御されるようになっている。制御部６は、例えば図示しないプログラム格納部を有するコンピュータからなり、プログラム格納部には外部の搬送装置から受け取ったウエハＷを吸着パッド２とスピンチャック３との間で受け渡したり、ブラシ５により洗浄したりする動作等についてのステップ（命令）群を備えたコンピュータプログラムが格納されている。そして、当該コンピュータプログラムが制御部６に読み出されることにより、制御部６は洗浄装置１の動作を制御する。なお、このコンピュータプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶手段に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
【００３７】
以上に説明した構成に基づいて、ウエハＷの裏面を洗浄する動作について図５〜図８を参照しながら説明する。図５及び図６は、ウエハＷの裏面洗浄に係わる洗浄装置１の各動作を説明するための縦断面図である。図７は、洗浄時のウエハＷ裏面の様子を示した説明図である。また図８は、吸着パッド２またはスピンチャック３に保持されている夫々の状態において、ウエハＷの洗浄される領域を模式的に示した平面図である。なお、これらの図においては、図示の便宜上ＵＶランプ１２やブローノズル１３等の記載を必要に応じて適宜省略している。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、例えば馬蹄形状の搬送手段（第２の受け渡しアームＤ２）は処理対象のウエハＷを洗浄装置１内に搬入してアッパーカップ４１の開口部４１ａ上方で停止し、支持ピン３２はスピンチャック３の下方から上昇して搬送手段の下方にて待機する。搬送手段は支持ピン３２の上方から下降してウエハＷを支持ピン３２へと引き渡し、洗浄装置１の外へと退出する。このとき、吸着パッド２はウエハＷを保持する面がブラシ５の上面よりも高くなるような位置で待機し、スピンチャック３はブラシ５の上面よりも低い位置まで退避している。このような位置関係により、支持ピン３２が下降すると、ウエハＷは先ず吸着パッド２に受け渡される（図５（ｂ））。
【００３９】
この後吸着パッド２は、裏面からブラシ５を押し当てても動かないようにウエハＷを吸着保持し、ウエハＷを保持したまま右方向へ移動する。そして、ウエハＷを予め決められた位置（例えばエアナイフ３１の左端がウエハＷの左端と略一致するような位置）まで搬送した後、吸着パッド２は下降してウエハＷの裏面をブラシ５の上面に押し当てる（図５（ｃ））。
【００４０】
次いで、エアナイフ３１を作動させてスピンチャック３の表面に洗浄液が廻り込んで付着するのを防止した後、支持部５１先端の洗浄液ノズル５ａより洗浄液を供給すると共にブラシ５を回転させてウエハＷの裏面洗浄を開始する。裏面洗浄は、吸着パッド２によるウエハＷの移動とブラシ５の移動との組み合わせにより進行する。具体的には、例えば図８（ａ）に示すようにブラシ５は図中のＹ方向を往復し、ブラシ５の移動方向が切り替わる際にブラシ５の直径よりも短い距離だけ吸着パッド２を左Ｘ方向へ移動する。これによりブラシ５は矢印で示したような軌跡を描いてウエハＷ裏面を移動し、同図中に左上斜線で塗りつぶした領域Ｔ１を満遍なく洗浄することができる。
【００４１】
ここで洗浄の行われている期間中、ウエハＷの裏面全体は図７に示すように洗浄液の液膜Ｆに覆われており、ブラシ５で除去されたパーティクルは、このウエハＷ裏面から流れ落ちる洗浄液と共にアンダーカップ４３へ洗い流される。また、エアナイフ３１の噴出口３１ａからはウエハＷ裏面へ向けて気体が噴出され、洗浄液がエアナイフ３１の外側へ向けて吹き飛ばされることにより、エアナイフ３１と対向するウエハＷ裏面は乾燥した状態が保たれている。このような構成により、ウエハＷ裏面を覆う洗浄液がエアナイフ３１の内側にまで回り込んでしまうのを防止することができる。この結果、スピンチャック３の表面は常に乾燥状態に維持され、処理された洗浄液による汚染やウォータマークの形成を防止することが可能となる。
【００４２】
上述の領域Ｔ１の洗浄を終えたら、吸着パッド２を移動させてスピンチャック３の上方にウエハＷ中央部を位置させ（図６（ａ））、次に吸着パッド２からスピンチャック３へのウエハＷの受け渡しを行う。ウエハＷの受け渡しは、例えばエアナイフ３１を作動させたままブラシ５の移動や回転、洗浄液の供給を停止し、吸着パッド２によるウエハＷの吸着を解除する一方で、退避しているスピンチャック３を上昇させてウエハＷの裏面を支え、次に吸着パッド２を下方へ退避させることにより行われる。
【００４３】
ウエハＷを受け渡されたスピンチャック３は、吸着パッド２と略同じ高さでウエハＷを吸着保持するので、ブラシ５はウエハＷに押し当てられた状態となる。そこで再びブラシ５を回転させ、洗浄液を供給することにより裏面洗浄が再開される（図６（ｂ））。この際、裏面洗浄はスピンチャック３の回転とブラシ５の移動との組み合わせにより進行する。具体的には、例えば図８（ｂ）に示すように、先ずウエハＷの最外周を洗浄できるような位置までブラシ５を移動させてからウエハＷをゆっくりと回転させ、ウエハＷが一回転したら先の動作で洗浄された環状の領域よりもブラシ５の直径分だけ内周側を洗浄できる位置までブラシ５を移動させてから同様の動作を繰り返す。このような動作により、同心円状の軌跡を描きながらウエハＷ裏面を移動し、同図中に右上斜線で塗りつぶした領域Ｔ２を満遍なく洗浄することができる。
【００４４】
ここで、領域Ｔ１と領域Ｔ２とを合わせた領域は図８（ｂ）に示すようにウエハＷ裏面全体を包含しており、洗浄されないデッドスペースを生じないように各機器のサイズや移動範囲が調整されている。またウエハＷをスピンチャック３で保持して洗浄を行っている期間中は、ブラシ５側の洗浄液ノズル５ａだけでなく、図６（ｂ）においてエアナイフ３１の左側方に設置されている洗浄液ノズル１４からも洗浄液を供給している。ウエハＷ表面に濡れている領域と乾燥している領域とが混在していると洗浄液を乾燥させた際にウォータマークを生じる原因となるので、洗浄液を満遍なく行き渡らせてウォータマークの発生を抑制するためである。
【００４５】
こうしてウエハＷ裏面全体の洗浄を完了すると、ブラシ５の回転や移動、洗浄液の供給、スピンチャック３の回転を停止して、洗浄液の振り切り乾燥の動作に移る。振り切り乾燥は、スピンチャック３を高速で回転させてウエハＷ裏面に付着している洗浄液を振り切ることにより行われる。既述のように満遍なく濡らされたウエハＷを一気に振り切って乾燥させることにより、ウォータマークの発生が抑制される。このとき、上方に退避していたブローノズル１３を下降させ、同時にブラシ５横のブローノズル５ｂをウエハＷ周縁部に位置させるように支持部５１を移動させて、ウエハＷ周縁部の上面と下面とから気体を吹き付けることにより、振り切り乾燥が促進される。なお、スピンチャック３に保持される第２の領域については振り切り乾燥を行うことができないが、エアナイフ３１によって乾燥された状態でスピンチャック３と接触するようになっているのでウォータマークの発生することは殆どない。
【００４６】
以上に説明した動作によりウエハＷ裏面全体の洗浄と乾燥とを終えたら、搬入時とは逆の動作でウエハＷを搬送手段へ引き渡して搬出する。このとき図１〜図３に示したＵＶランプ１２を点灯して馬蹄形状の搬送手段の下方からウエハＷ裏面へ向けて紫外線を照射して、万一パーティクルが付着している場合であっても、例えば有機物は紫外線の照射により分解されるので、このようなタイプのパーティクルを収縮させて、デフォーカス等の影響を小さくすることができる。
【００４７】
ウエハＷの搬出動作と並行して、吸着パッド２やスピンチャック３は図５（ａ）に示した位置まで移動して次のウエハＷの搬入を待つ。そして図５〜図８を参照して説明した動作を繰り返し、複数のウエハＷを順次洗浄する。
【００４８】
次に第２の実施の形態について図９〜図１１を参照しながら説明する。図９は第２の実施の形態に係る洗浄装置１００の構成を示す平面図であり、図１０及び図１１はその作用を示す縦断面図である。これらの図において、第１の実施の形態と同様の構成には、図１〜図８で使用したものと同じ符号を付してある。
【００４９】
第２の実施の形態に係る洗浄装置１００は、第２の基板保持手段であるスピンチャック３をウエハＷの第２の領域の下方へ退避させる点が、ウエハＷをスピンチャックに対して横方向に移動させる第１の実施の形態と異なっている。第２の実施の形態において、井桁２０はＸ方向に固定されており、Ｚ方向への昇降のみ可能となっている。この井桁２０を昇降させる昇降機構２７（図１参照）とスピンチャックを昇降させる図示しない昇降機構とは、第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降させるための昇降手段を構成している。また、ブラシ５は、その支持部５１が基端側にてアンダーカップ４３に固定されている。当該支持部５１は基端部の支軸を中心として回動、伸縮自在に構成されているため、ウエハＷを横方向に移動させずにその中心領域（第２の領域）から支持部５１の基端部側までをブラシ５により洗浄することができる。
【００５０】
またブラシ５の反対側には、第２の領域の洗浄中にこの下方へと退避しているスピンチャック３上に洗浄液が滴下するのを防止するための撥水性を備えた例えばフッ素樹脂製のカバー部材７１が伸縮自在な支持部７２を介してアンダーカップ４３に取り付けられている。更にこの支持部７２には第２の領域を乾燥させる乾燥手段としての役割を果たす乾燥ノズル７３が取り付けられており、第２の領域へ向けて気体を噴射することが可能となっている。また本実施の形態においてはスピンチャック３の周囲にはエアナイフ３１は設置されていなので、カバー部材７１の外縁部からは例えば窒素ガス等のガスを下方に向けて噴出し、洗浄時に発生したミストがスピンチャック３に付着しないようになっている。
【００５１】
次に第２の実施の形態に係る洗浄装置１００の作用について説明すると、図１０（ａ）に示すように、ウエハＷの搬入時においてスピンチャック３はアンダーカップ４３の下方に退避しており、またカバー部材７１はスピンチャック３上方よりも側方に退避している。この状態で昇降ピン３２を昇降させて搬送手段Ｄ２からウエハＷを受け取り、吸着パッド２上にウエハＷを吸着保持する。
【００５２】
次いで図１０（ｂ）に示すようにスピンチャック３の位置まで昇降ピン３２を退避させ、カバー部材７１を前進させてスピンチャック３の上方に位置させた後、ブラシ５をウエハＷの略中央部まで移動させる。そして吸着パッド２を下降させ、第２の領域を含むウエハＷ中央部の洗浄を開始する。このとき、スピンチャック３は洗浄中の第２の領域の下方に退避していることになるが、カバー部材７１が傘となり、更にこのカバー部材７１より下方に向けてガスを噴出し、ミストを付着させないようにすることによりスピンチャック３は乾燥した状態に保たれている。ウエハＷ中央部の洗浄を終えるとブラシ５は側方へ退避して、乾燥ノズル７２から第２の領域へ向けて気体を噴射させることによりこの領域を乾燥させる。
【００５３】
次いで図１１に示すようにカバー部材７１を側方へ退避させた後、スピンチャック３を上昇させて、吸着パッド２からスピンチャック３へとウエハＷを受け渡し、洗浄及び乾燥の終わった第２の領域を吸着保持する。そして、ウエハＷの回転とブラシ５の移動とを組み合わせながら洗浄を終えていない第２の領域以外のウエハＷ裏面を洗浄する。このとき、カバー部材７１は側方へ退避しているため昇降ピン３２は例えば鞘体に格納する等して洗浄液と接触しないように構成しておくとよい。
【００５４】
洗浄を終えると、スピンチャック３を回転させてウエハＷを振り切り乾燥で乾燥させた後、搬入時とは逆の動作で昇降ピン３２から外部の搬送手段へと受け渡し洗浄装置１００の外部へウエハＷを搬出する。なお、図９には示していないが、このときウエハＷの裏面にＵＶランプによる紫外線照射を行ってもよいことは勿論である。
【００５５】
本実施の形態に係わる洗浄装置１、１００によれば以下のような効果がある。ウエハＷの裏面を支えて保持し、そのままの状態で洗浄を行うので、洗浄装置１に加えてウエハＷを反転するリバーサを設置するスペースやウエハＷの反転動作を行うためのスペースを必要としない。この結果、従来タイプの洗浄装置と比較して、当該洗浄装置１、１００の設置される塗布、現像装置をコンパクトにすることができる。
【００５６】
また本洗浄装置１、１００は、２つの基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）の間でウエハＷを持ち替えるので、吸着パッド２やスピンチャック３で覆われてしまうことにより洗浄することのできないデッドスペースを生じないようにすることができる。これによりデッドスペースの発生を回避するためウエハＷの周縁部を機械的に保持したりする必要がなくなり、ウエハＷ周縁部にダメージを与えずに洗浄を行うことを可能とし、パーティクルの発生やレジスト膜へのダメージ等を防止して製品の歩留まり向上に貢献できる。
【００５７】
また本実施の形態に係わる洗浄装置１、１００は、洗浄完了後にウエハＷに付着している洗浄液を振り切り乾燥により一気に乾燥させたり、スピンチャック３の周囲にエアナイフ３１を設けてスピンチャック３へとウエハＷが受け渡される際に、スピンチャック３の表面とこのスピンチャックで支えられる基板の裏面（第２の領域）とを互いに乾燥した状態で接触させたりする機構を採用している。これらの仕組みによりウエハＷやスピンチャック３におけるウォータマークの発生を抑制し、洗浄したウエハＷ裏面が再汚染されてしまうのを防止することができる。
【００５８】
また、当該洗浄装置１、１００は洗浄効果の高いブラシ５を洗浄部材に採用しているが、洗浄部材はこれに限定されるものではない。例えば二流体ノズルやジェットノズル、メガソニックノズル等、洗浄液等を吹き付けることによってパーティクルを除去するタイプの洗浄部材を採用してもよい。更にまた実施の形態においては回転式のブラシ５を例示したが、これに替えて振動式のブラシを採用してもよい。更に洗浄液の種類もＤＩＷに限定されることなく、他の洗浄液であってもよい。
【００５９】
更に、洗浄装置に設置する基板保持手段は、実施の形態に示したように２種類（吸着パッド２、スピンチャック３）だけに限定されるものではない。例えば３種類以上の基板保持手段を備え、これらの基板保持手段の間で２回以上基板を持ち替えるように構成してもよい。この場合には、最後に基板保持するのが第２の基板保持手段、この前に基板を保持するのが第１の基板保持手段と解釈することができる。
【００６０】
次に塗布、現像装置に上述した洗浄装置１を適用した一例について簡単に説明する。図１２は塗布、現像装置に露光装置を接続したシステムの平面図であり、図１３は同システムの斜視図である。また図１４は同システムの縦断面図である。塗布、現像装置にはキャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＣが処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア１００に戻すように構成されている。
【００６１】
本実施の形態に係わる洗浄装置１（または洗浄装置１００、以下同じ）は、処理ブロックＳ２から露光装置Ｓ４へとウエハＷを受け渡す際、即ち図１２に示すようにインターフェイスブロックＳ３の入口部にて処理対象となるウエハＷの裏面洗浄を行うように構成されている。
【００６２】
前記処理ブロックＳ２は、図１３に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
【００６３】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する本形態に係わる塗布ユニットと、この塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理ユニット群と、前記塗布ユニットと処理ユニット群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４と、で構成されている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても前記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成である。
【００６４】
一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については図１４に示すように一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニット１１０が２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニット１１０にウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像ユニットに対して搬送アームＡ１が共通化された構成となっている。
【００６５】
更に処理ブロックＳ２には、図１２及び図１４に示すように棚ユニットＵ５が設けられ、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に、前記棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１によって順次搬送される。次いでウエハＷは第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２により、この受け渡しユニットＣＰＬ２から各ユニット（反射防止膜ユニット及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送され、これらユニットにて反射防止膜が形成される。
【００６６】
その後、ウエハＷは棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ２、前記棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、反射防止膜の形成された後搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。
【００６７】
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜や更に反射防止膜の形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４から受け取り受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送される。ここで図１２に示すように棚ユニットＵ６と洗浄装置１との間に設置された搬送手段である受け渡しアームＤ２は、回転、進退、昇降自在に構成され、洗浄前後のウエハＷを夫々専門に搬送する例えば２つのアームを備えている。ウエハＷは、受け渡しアームＤ２の洗浄前専用のアームによってＴＲＳ１２から取り出され、洗浄装置１内に搬入されて裏面洗浄を受ける。洗浄を終えたウエハＷは受け渡しアームＤ２の洗浄後専用のアームでＴＲＳ１３に載置された後、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図１４中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。
【００６８】
次いで、インターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。次いでウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＴＲＳ１に受け渡される。その後、第１の受け渡しアームＤ１により棚ユニットＵ５における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡しユニットに搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。なお図１２においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系ユニット群である。
【００６９】
なお、図１２〜図１４に示した塗布、現像装置では実施の形態に係わる洗浄装置１をインターフェイスブロックＳ３の入口部に設けた例を示したが、洗浄装置１を設置する位置はこの例に限定されるものではない。例えばインターフェイスブロックＳ３内に当該洗浄装置１を設置してもよいし、処理ブロックＳ２の入口部、例えば棚ユニットＵ５に設置してレジスト膜の形成される前のウエハＷを裏面洗浄するように構成してもよいし、キャリアブロックＳ１内に設けてもよい。
【００７０】
更に、本実施の形態に係わる洗浄装置１を適用可能な装置は、塗布、現像装置に限定されない。例えばイオン注入後のアニール工程を行う熱処理装置にも本洗浄装置１は適用することができる。ウエハＷの裏面にパーティクルが付着したままアニール工程を行うと、この工程中にパーティクルがウエハの裏面から入り込み、このパーティクルと表面のトランジスタとの間に電流路が形成されてしまうこともある。このため、この工程の前にウエハＷを裏面洗浄することにより製品の歩留まりを向上させることができる。
【００７１】
ここで図１〜図１１を用いて説明した洗浄装置１、１００において、ウエハＷから飛散した洗浄液がアッパーカップ４１の内壁面と衝突してミストを発生し汚染源となることを防止するため、アッパーカップ４１の内壁面は飛散した洗浄液が極力跳ね返らない部材にて構成することが好ましい。例えば図１５に示したアッパーカップ４１は、液滴の跳ね返りにくい材料から構成されるライニング部材４４をアッパーカップ４１の内壁面に内張りすることによりミストの発生を抑える構成となっている。このような材料の具体例としては、例えば親水剤を添加する等して親水処理を施した樹脂製のポーラス材料（多孔質樹脂）や、ブラスト処理等により内壁面を粗面化したアルミナ等のセラミック材料等が挙げられる。また、上述のように内張りをする場合は、アッパーカップ４１は例えばポリプロピレン樹脂等の材料により構成されているが、アッパーカップ４１全体を既述のポーラス材料やセラミックにより構成してもよい。なお図１５においてはエアナイフ３１等の記載を省略してある。
【００７２】
また、例えばウエハＷの裏面洗浄時にブラシ５にかかる押圧力やブラシ５の支持部５１にかかるトルク等を計測し、ブラシ５がウエハＷの裏面と接触する力を計測する計測器（計測手段）と、ブラシ５の支持部５１を昇降させる昇降機構（昇降手段）と、既述の制御部６とからなる洗浄圧制御機構を既述の洗浄装置１、１００に設け、ウエハＷの裏面にブラシ５が接触する力を予め定めた範囲内の値でほぼ一定とするように、ブラシ５を昇降させてもよい。また、ブラシ５の昇降に替え、吸着パッド２やスピンチャック３を昇降させることによりウエハＷを上下させて、ブラシ５が接触する力を制御してもよい。ブラシ５がウエハＷと接触する力を一定に保つことで、パーティクルの除去率を安定させるとともに、ウエハＷに過大な力をかけないため、吸着パッド２やスピンチャック３からのウエハＷの脱離を防止できる。
【００７３】
このようにブラシ５をウエハＷの裏面に押し当てて洗浄を行う手法は、ウエハＷの裏面が親水性である場合に特に有効である。一方、ウエハＷの表面に対しては、疎水化処理剤の蒸気と接触させることによりレジスト膜との密着性を向上させる疎水化処理が行われている場合がある。この疎水化処理の際に処理剤の蒸気の一部がウエハの裏面側へと流れ込むと、例えばウエハＷの裏面周縁部までもが疎水化されてしまう。疎水化された領域には洗浄液を十分に行き渡らせることが困難であり、直接ブラシ５を押し当てて回転させるとブラシの繊維が削り取られて多量のパーティクルを発生し、ウエハＷを汚染するおそれがある。そこで疎水化処理されたウエハＷの周縁領域を洗浄する場合等には、例えば図１６に示すように、ブラシ５の先端とウエハＷの裏面との間に例えば１ｍｍ未満の隙間ができるようにブラシ５を配置し、この状態で既述の洗浄ノズル５ａから洗浄液を供給してブラシ５を回転させて洗浄を行うとよい。この手法によれば、ブラシ５の回転によって激しく攪拌された洗浄液の水勢を利用して洗浄を行うので、ブラシ５からのパーティクルの発生を抑えつつ洗浄を行うことが可能になる。
【００７４】
また上述の疎水化処理されたウエハＷに対応するため、図１７に示すように例えばアンダーカップ４３にＵＶランプ１７を設け、このＵＶランプ１７によってウエハＷの周縁領域、例えばウエハＷの端部より中央側に２５ｍｍの領域に紫外線を照射し、疎水化剤を分解する親水化処理を行ってから洗浄を行うようにしてもよい。この場合には、例えば吸着パッド２からスピンチャック３へとウエハＷを持ち替えた後、スピンチャック３を回転させながらウエハＷの周縁領域をＵＶ光にて所定の幅で走査することにより、当該領域全体を親水化することができる。ここでＵＶランプ１７は、例えば防水処理を施したものをアンダーカップ４３内に設置してもよいし、アンダーカップ４３の底面にＵＶ光を透過するガラス窓を設け、その下方側にＵＶランプを設けてもよい。この他、例えばＵＶランプを別の場所に設置し、ウエハの裏面を照射可能な位置に設けた照射ヘッドを導光ファイバーによりこのＵＶランプと接続する構成としてもよい。なお、ＵＶ光を照射する領域はウエハＷの裏面の周縁領域に限られるものではなく、例えばウエハＷの裏面全体に照射してもよいことは勿論である。なお図１７においてはエアナイフ３１等の記載を省略してある。
【００７５】
またエアナイフ３１の内部では、エアナイフ３１から噴射される気体によって上昇気流が形成され、スピンチャック３の駆動機構３３や支持ピン３２の昇降機構３２ａ等から発生したパーティクルがこの上昇気流によってエアナイフの外側へと流れ出てしまうおそれがある。そこで例えばエアナイフ３１の内側の雰囲気を吸引排気し、当該エアナイフ３１とウエハＷの裏面とにより取り囲まれる空間を減圧雰囲気に保つことにより上昇気流の発生を抑えてもよい。
【００７６】
同じくエアナイフ３１において、ブラシ５側からの洗浄液の全てを当該エアナイフ３１にて吹き飛ばすためには大量の気体を噴射しなければならず、消費エネルギー量が多くなると共に、大量の気体により吹き飛ばされた洗浄液がミストとなって新たな汚染源となってしまう場合もある。そこで、例えば図１８に示すようにエアナイフ３１とブラシ５との間を遮る軌跡を描くように例えばＤＩＷ等の洗浄水を吐出する流体吐出手段であるアシストリンス機構３４を設け、当該純水の流れによってブラシ５側から流れてくる洗浄液の流れ方向を変えることにより、エアナイフ３１へと向かう洗浄液の流れの勢いを弱めるようにしてもよい。これにより洗浄液を吹き飛ばすために必要な気体の量が減り、エネルギー消費量を減らすことができると共に、ミストの発生を抑えることが可能となる。なお、洗浄液を吐出するアシストリンス機構３４に替えて例えば圧縮エア等を吐出してエアナイフ３１とブラシ５との間を遮るエアノズルを流体吐出手段として設けてもよい。
【００７７】
次に第１の保持手段である吸着パッド２について、吸着パッド２の平面形状は例えば図２に示した細長い長方形に限定されるものではない。例えば図１９に示すように、ウエハＷを載置した際に、当該ウエハＷと同心円をなす円弧状の吸着保持面を備えた吸着パッド２を用いてもよい。かかる形状の吸着パッド２は、対向する吸着パッド２間に形成される領域の面積が広くなるので、より広い領域に洗浄液を行き渡らせることができると共に、ブラシ５を移動させる際の邪魔にもなりにくい。
【００７８】
また例えばウエハＷがスピンチャック３上に載置されて洗浄されている期間中は、吸着パッド２はウエハＷの下方に退避しているため、吸着パッド２の表面には洗浄液が滴下する。このため、吸着パッド２の吸引管を例えば工場のバキュームラインに接続すると、吸着パッド２表面に設けられた吸着孔３ａより洗浄液が流れ込み、バキュームラインの真空度を低下させる要因となる。そこで例えば図２０に示すように吸着パッド２の吸引管６０にトラップタンク６１を介設し、吸引管６０に流れ込んだ洗浄液を当該トラップタンク６１内に捕捉して下流側への流出を防止してもよい。また更に図２０に示すように、当該吸引管６０をエジェクタ６２に接続し、エジェクタ６２からの排気は工場の排気ラインへと接続することにより、工場のバキュームラインを利用せずにウエハＷの吸着を行えるようにしてもよい。
【００７９】
上述のように吸着パッド２の表面が洗浄液で濡れた状態のままウエハＷを保持すると、吸着パッド２の吸着力が低下して洗浄中にウエハＷが脱離するおそれがあり、また汚れた洗浄液でウエハＷの裏面を汚染し、洗浄後のウエハＷの清浄度を低下させてしまう場合もある。そこで例えば図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、アッパーカップ４１に例えばエアカーテンノズル４５を設置して、例えばウエハＷの洗浄が終了し、次のウエハＷが搬入されてくるまでの期間中に気体を吹き付けて吸着パッド２表面の洗浄液を吹き飛ばすようにしてもよい。なお図２１（ａ）、図２１（ｂ）においてはエアナイフ３１等の記載を省略してある。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係わる洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】前記洗浄装置の平面図である。
【図３】前記洗浄装置の縦断面図である。
【図４】エアナイフの構成を示す斜視図である。
【図５】前記洗浄装置の動作を説明するための第１の工程図である。
【図６】前記洗浄装置の動作を説明するための第２の工程図である。
【図７】洗浄時のウエハ裏面の様子を示した説明図である。
【図８】各動作において洗浄される領域を表した平面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る洗浄装置の平面図である。
【図１０】前記第２の実施の形態に係る洗浄装置の動作を説明するための第１の工程図である。
【図１１】前記第２の実施の形態に係る洗浄装置の動作を説明するための第２の工程図である。
【図１２】上記洗浄装置を適用した塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。
【図１３】上記塗布、現像装置の斜視図である。
【図１４】上記塗布、現像装置の縦断面図である。
【図１５】内壁面にライニング部材を内張りしたアッパーカップの縦断面図である。
【図１６】ウエハの裏面とブラシの先端との間に隙間を設けて洗浄を行う実施の形態の説明図である。
【図１７】疎水化されたウエハ裏面側の周縁領域にＵＶ光を照射する実施の形態の説明図である。
【図１８】エアナイフの気体消費量を削減するためのアシストリンス機構を設けた実施の形態の説明図である。
【図１９】平面形状が円弧状の吸着パッドを用いた実施の形態の説明図である。
【図２０】吸着パッドの吸気管にトラップタンクやエジェクタを設置した実施の形態の説明図である。
【図２１】エアカーテンノズルを備えたアッパーカップの縦断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ｆ 液膜
Ｗ ウエハ
１ 洗浄装置
２ 吸着パッド
２ａ 吸着孔
３ スピンチャック
３ａ 吸着孔
３ｂ 軸部
５ ブラシ
５ａ 洗浄液ノズル
５ｂ ブローノズル
６ 制御部
１１ ランプボックス
１２ ＵＶランプ
１３ ブローノズル
１４ 洗浄液ノズル
１５ 排気管
１６ ドレイン管
２０ 井桁
２１ パッド支持部
２２ 橋桁部
２３ ベルト
２４ 巻掛軸
２５ 駆動機構
２６ 側板
２７ 昇降機構
２７ａ スライダ
２７ｂ ガイドレール
３１ エアナイフ
３１ａ 噴射口
３２ 支持ピン
３２ａ 昇降機構
３３ スピンチャックモータ
４１ アッパーカップ
４１ａ 開口部
４２ インナーカップ
４３ アンダーカップ
５１ 支持部
５２ ベルト
５３ 巻掛軸
５４ 駆動機構
７１ カバー部材
７２ 支持部
７３ 乾燥ノズル
１００ 基板洗浄装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板の裏面を洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）を清浄な状態に保つことが極めて重要である。このため各々の製造プロセスや処理プロセスの前後においては、必要に応じてウエハの表面を洗浄するプロセスが設けられている。
【０００３】
ウエハ表面の洗浄は、例えば真空チャックやメカチャックに固定したウエハにブラシを上方から押し当てて、脱イオン水（Deionized Water：以下、ＤＩＷという）等を供給しながらウエハとブラシとを相対的に摺動させることにより表面のパーティクルを除去する手法が一般的である。
【０００４】
このようなウエハ表面の洗浄は、回路の形成されるウエハ上面のみならずウエハ裏面に対しても実施する必要が生じてきている。例えばウエハ上面にレジスト液を塗布し、レジスト膜を所定のパターンで露光した後、現像してマスクパターンを形成するフォトリソグラフィープロセスにおいて、ウエハの裏面にパーティクルの付着した状態を放置すると、ウエハを載置するためのステージとウエハとの間にパーティクルが入り込んだまま露光が行われてしまう。このようなパーティクルはウエハに反りを生じさせて露光時にデフォーカス（フォーカスが崩れてしまう現象）を引き起こす原因となる。特に近年は、液浸露光やダブルパターニングといった配線技術の更なる微細化に伴って半導体デバイスの製造工程に含まれる工程数も増加している。このためウエハ裏面にパーティクルの付着するリスクも大きくなってきており、ウエハ裏面の洗浄は近年の重要な課題となっている。
【０００５】
ところでフォトリソグラフィープロセスは、レジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置にレジスト液の露光を行う露光装置を接続したシステムにより行われるが、ウエハはこれらの装置内において通常上面を上方に向けた状態で搬送される。このため、上方からブラシを押し当てて洗浄を行うタイプの基板洗浄装置を用いてウエハの裏面を洗浄するには、ウエハの搬送装置と基板洗浄装置との間にリバーサと呼ばれる基板反転装置を設置し、基板洗浄装置へのウエハの搬入出時にウエハ裏面を上方に向けた状態とする必要があった。ところが、このような手法ではリバーサを設置するスペースやウエハの反転動作を行うスペースが必要となり塗布、現像装置が大型化してしまうという問題があった。またリバーサの設置を省略するためブラシをウエハの下方に設置したとしても、ウエハを保持するチャック等で覆われているデッドスペースを生じてしまい、裏面全体を洗浄することができなかった。
【０００６】
こうした問題に対し特許文献１には、ウエハを回転可能なように保持するスピンチャックをウエハ径と同程度の中空円筒より構成し、洗浄液を供給するノズルやブラシをこの中空円筒内に配置した基板洗浄装置が記載されている。裏面を下方に向けて（上面を上方に向けて）搬送されてきたウエハが、メカチャック等によって、中空円筒の開口縁上に保持されると、ウエハの裏面に下方からブラシを押し当てた状態となる。この状態で中空円筒を中心軸周りに回転させるとウエハ裏面とブラシとが相対的に摺動するのでリバーサを用いずにウエハの裏面全体を洗浄することができる。
【０００７】
【特許文献１】特許第３３７７４１４号公報：第００３６段落〜第００４０段落、図３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが特許文献１に記載されている基板洗浄装置では、メカチャック等を使って中空円筒上にウエハの周縁部を保持する構成となっているので、ウエハ周縁部にダメージを与えてしまう場合がある。特に液浸露光を行う場合には、レジスト膜の外縁部が液浸露光時に純水と接触して剥離するのを避けるため、ウエハのベベル部や垂直端面までをレジスト膜で覆ってしまうことでレジスト膜の外縁部を液浸状態となる領域に位置させないようにすることが多い。このようなレジスト膜の形成されているウエハの周縁部をメカチャック等により機械的に保持すると、レジスト膜を傷つけてパーティクルを発生させたり、液浸露光時のレジスト膜剥離につながったりしてしまう場合がある。
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は基板の反転を必要とせず、且つ基板の周縁部にダメージを与えないように基板の裏面を洗浄することの可能な基板洗浄装置、基板洗浄方法およびこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係わる基板洗浄装置は、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置において、
下方を向いている基板裏面の第１の領域を水平に吸着保持する第１の基板保持手段と、
この第１の基板保持手段より基板を受け取って、前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に吸着保持する第２の基板保持手段と、
前記第１の基板保持手段または第２の基板保持手段に吸着保持された基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記第１の基板保持手段から前記第２の基板保持手段へ基板を受け渡す前に、前記第２の領域を乾燥するための乾燥手段手段と、
基板が第１の基板保持手段により保持されている間は、前記第２の領域を含む基板の裏面に接触して洗浄し、その基板が前記第２の基板保持手段により保持されている間は、前記第２の領域以外の基板の裏面に接触して洗浄する洗浄部材と、を備えたことを特徴とする。
ここで前記第２の基板保持手段は、基板の略中央を保持して鉛直回りに回転自在に構成され、前記洗浄部材による洗浄を終えた基板を回転させて基板の裏面に残存している洗浄液を振り切り乾燥するようにするとよい。また、前記乾燥手段は、基板の裏面に気体を噴射するように構成する場合が好適である。
【００１１】
更に、前記第１の基板保持手段を前記第２の基板保持手段に対して相対的に横方向に移動させるための移動手段を備え、この移動手段により、既に洗浄された第２の領域を第２の基板保持手段の上方に位置させるように構成することが好ましく、このとき前記第１の基板保持部は、吸着保持面が長方形の２つの吸着パッドを備え、これらの吸着パッドは、前記吸着保持面の長手方向が当該第１の基板保持部の移動方向に対して平行となるように、基板周縁部の対向する２箇所の領域を保持してもよいし、また、前記第１の基板保持部は、吸着保持面が円弧状の２つの吸着パッドを備え、これらの吸着パッドは、吸着保持される基板と同心円をなすように基板周縁部の対向する２箇所の領域を保持してもよい。
【００１２】
そして、前記第１の基板保持手段または第２の基板保持手段に保持される基板を囲むように構成され、前記移動手段により第１の基板保持手段と共に移動するカップを備え、前記カップの内壁面は、当該内壁面に飛散した洗浄液が跳ね返りにくい材料、例えば親水性の多孔質樹脂や表面が粗面化されたセラミックにて構成されているとなおよい。また前記第２の基板保持手段を取り囲む囲み部材を備え、前記乾燥手段は、この囲み部材の上端に周方向に沿って形成された気体の噴射口を備えるように構成すると更に好適である。この前記囲み部材と、前記第１の基板保持手段または第２の基板保持手段に吸着保持された基板の裏面とにより取り囲まれる空間が減圧雰囲気であることが好ましく、前記洗浄液供給手段から前記囲み部材の上端へと向かって基板の裏面を流れる洗浄液の流れ方向を変えるため、これら洗浄液供給手段と囲み部材の上端との間を遮る軌跡を描くように、例えば洗浄液等の流体を吐出する流体吐出手段を備えていると更によい。
【００１３】
第１の基板保持手段と第２の基板保持手段との他の態様として、前記第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降させるための昇降手段と、この第２の基板保持手段の上面を覆うカバー部材と、を備え、
第１の基板保持手段により保持されている基板の第２の領域の下方に第２の基板保持手段を退避させると共に当該第２の基板保持手段の上方に前記カバー部材を位置させた状態で当該第２の領域を洗浄部材により洗浄するように構成してもよい。
【００１４】
またこれら全ての発明において、前記洗浄部材によって洗浄された後の基板の裏面に紫外光を照射して、基板の裏面に残存する粒子を収縮させるための紫外線ランプを更に備えるように構成するとなおよい。更に、前記洗浄部材が基板の裏面と接触する力を計測する計測手段と、当該洗浄部材を前記基板に対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記計測手段による計測結果に基づいて前記昇降手段を動作させ、前記洗浄部材が基板の裏面と接触する力が予め定めた範囲内の値となるように制御する制御手段と、を備えてもよい。
【００１５】
ここで前記基板の裏面の周縁領域が疎水化処理されている場合には、前記洗浄部材は当該周縁領域を洗浄する際には当該基板の裏面と接触せずに前記洗浄液供給手段より供給された洗浄液を攪拌し、当該攪拌された洗浄液の水勢を利用して前記周縁領域内の基板の裏面を洗浄することが好ましく、または当該周縁領域を親水化するために紫外光を照射する第２の紫外線ランプを備えてもよい。
【００１６】
これらに加え、前記第１の基板保持部は基板の裏面を吸引して吸着保持するための吸引管と接続されている場合には、当該吸引管には、吸引管内に流れ込んだ洗浄液を捕捉するためのトラップタンクを介設することが好ましく、また前記第１の基板保持部の吸着保持面に滴下した洗浄液に気体を吹き付けてこれらの洗浄液を吹き飛ばすための気体ノズルを備えていてもよい。
【００１７】
また本発明に係る基板洗浄方法は、基板の裏面を洗浄する基板洗浄方法において、
下方を向いている基板裏面の第１の領域を水平に吸着保持する第１の基板保持工程と、
この基板を持ち替えて前記第１の領域とは重ならない基板裏面の第２の領域を水平に吸着保持する第２の基板保持工程と、
前記第１の基板保持工程または第２の基板保持工程にて保持されている基板の裏面に洗浄液を供給する工程と、
前記第１の基板保持工程から前記第２の基板保持工程へと基板を持ち替える前に、前記第２の領域を乾燥する工程と、
前記第１の基板保持工程の期間中は、前記第２の領域を含む基板の裏面の洗浄を行い、前記第２の基板保持工程の期間中は、前記第２の領域以外の基板の裏面の洗浄を行う工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
ここで、基板の裏面の洗浄を終えた後、基板を回転させて基板の裏面に残存している洗浄液を振り切り乾燥する工程を更に含んでいるとよい。また、前記第２の領域を乾燥する工程は、基板の裏面に気体を噴射することにより行われるようにすることが好ましく、前記接触洗浄を行う工程にて洗浄された後の基板の裏面に紫外光を照射して、基板の裏面に残存する粒子を収縮させる工程を更に含むようにしてもよい。
【００１９】
また本発明に係る記憶媒体は、基板の裏面を洗浄する基板洗浄装置に用いられるプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは上述の各基板洗浄方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係わる基板洗浄装置によれば、基板の裏面を支えて保持し、そのままの状態で洗浄を行うので、基板洗浄装置に加えて基板を反転する装置を設置するスペースや、基板の反転動作を行うためのスペースを必要としない。この結果、従来タイプの基板洗浄装置と比較して、当該基板洗浄装置の設置される塗布、現像装置等をコンパクトにすることができる。
【００２１】
また当該基板洗浄装置は、２つの基板保持手段の間で基板を持ち替えるので、基板保持手段で覆われてしまい洗浄のできないデッドスペースを生じないようにすることができる。これによりデッドスペースの発生を回避するため基板の周縁部を機械的に保持したりする必要がなくなり、基板周縁部にダメージを与えずに洗浄を行うことを可能とし、パーティクルの発生やレジスト膜へのダメージ等を防止して製品の歩留まり向上に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に説明する実施の形態においては、基板洗浄装置（以下、洗浄装置という）の一例として塗布、現像装置に設置されるタイプの洗浄装置について説明する。当該洗浄装置による洗浄工程を含むフォトリソグラフィープロセスの具体例については後述するが、本洗浄装置は例えば塗布、現像装置の出口付近に設置され、レジスト膜の形成されたウエハの裏面を洗浄してから後続の露光装置へ向けて送り出す役割を果たす。
【００２３】
初めに本実施の形態に係わる洗浄装置の構造について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は洗浄装置１の斜視図、図２はその平面図、図３は縦断面図を夫々示している。
【００２４】
図１に示すように洗浄装置１は、塗布、現像装置内の搬送手段（後述する第２の受け渡しアームＤ２）から受け取ったウエハＷを略水平に吸着保持する第１の基板保持手段としての吸着パッド２と、この吸着パッド２からウエハＷを受け取って同じく略水平に吸着保持する第２の基板保持手段としての役割を果たすスピンチャック３と、ウエハＷの裏面を洗浄するブラシ５と、を上面の開口したボックス状のアンダーカップ４３に取り付けた構造となっている。
【００２５】
初めに第１の基板保持手段である吸着パッド２について説明する。図１に示すように洗浄装置１は２つの吸着パッド２を備え、各々の吸着パッド２は例えば細長いブロックから構成されている。２つの吸着パッド２は、ウエハＷ裏面の周縁部近傍部（第１の領域）を略平行に支えて保持できるように配置されている。吸着パッド２は図示しない吸引管と接続されており、図２に示した吸着孔２ａを介してウエハＷを吸着しながら保持する真空チャックとしての機能を備えている。図１に示すように、それぞれの吸着パッド２は細長い棒状のパッド支持部２１の略中央部に取り付けられており、これら２本のパッド支持部２１の両端部が夫々２本の橋桁部２２に取り付けられることによってパッド支持部２１と橋桁部２２とからなる井桁２０が構成されている。
【００２６】
２本の橋桁部２２の両端は、アンダーカップ４３の対向する２側壁（図１に向かって手前側と奥側との側壁）の外側にこれらの側壁に沿って張設された２本のベルト２３に夫々固定されている。夫々のベルト２３は、２個１組からなる巻掛軸２４に巻き掛けられており、各巻掛軸２４は上述の２側壁と各々平行に設置された２枚の側板２６に取り付けられている。巻掛軸２４の一つは移動手段をなす駆動機構２５に接続されており、巻掛軸２４やベルト２３を介して橋桁部２２を動かして、既述の井桁２０全体を図１、図２に示したＸ方向に自在に移動させることができるようになっている。
【００２７】
また図１に示すように夫々の側板２６は、その底面をスライダ２７ａとガイドレール２７ｂとからなる２組の昇降機構２７によって支えられ、洗浄装置１の図示しない筐体床面に固定されている。これらの昇降機構２７の１つには図示しない駆動機構が設けられており、スライダ２７ａをガイドレール２７ｂ内で昇降させることにより、前述の井桁２０全体を図中のＺ方向に昇降させることができるようになっている。
【００２８】
また井桁２０上には、洗浄液の飛散を抑えるためのドーナツ状のアッパーカップ４１が跨設されている。アッパーカップ４１の上面には、ウエハＷより大口径の開口部４１ａを設けてあり、この開口部４１ａを介して搬送手段と吸着パッド２等との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。なお、井桁２０上に跨設されたアッパーカップ４１は、図３に示すように井桁２０の動きに伴ってＸ方向とＺ方向とに移動するように構成されている。
【００２９】
次に第２の基板保持手段であるスピンチャック３について説明する。スピンチャック３はウエハＷの裏面中央部（第２の領域）を下方から支持する円板である。スピンチャック３は略平行に配置された２つの吸着パッド２の中間に設置されており、夫々の基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）により支えられるウエハＷ裏面の第１の領域と第２の領域とは重ならないようになっている。図３に示すようにスピンチャック３は軸部３ｂを介して駆動機構（スピンチャックモータ）３３に接続されており、スピンチャック３はこのスピンチャックモータ３３によって回転及び昇降自在に構成されている。また吸着パッド２と同様にスピンチャック３も図示しない吸引管と接続されており、図２に示した吸着孔３ａを介してウエハＷを吸着しながら保持する真空チャックとしての機能を備えている。
【００３０】
スピンチャック３の側方には、昇降機構３２ａと接続された支持ピン３２がウエハＷの裏面を支持して昇降可能なように設けられており、外部の搬送手段との協働作用によって搬送手段から吸着パッド２へ、またスピンチャック３から搬送手段へとウエハＷを受け渡しできる。
【００３１】
更に図４に示すように、スピンチャック３や支持ピン３２の周囲には、これらの機器を取り囲む囲み部材をなすエアナイフ３１が設置されている。エアナイフ３１は、円筒（囲み部材）の上端に周方向に沿って気体の噴射口３１ａが形成されており、この噴射口３１ａからウエハＷ裏面へ向けて例えば圧縮エア等の気体を噴き出すことにより洗浄液を円筒の外側へ吹き飛ばして、スピンチャック３へとウエハＷが受け渡される際に、スピンチャック３の表面とこのスピンチャックで支えられる基板の裏面（第２の領域）とを互いに乾燥した状態で接触させるようにする乾燥手段としての役割を果たす。図７に示すように、エアナイフ３１は例えば二重円筒より構成され、図示しない供給部から供給された気体をこの二重円筒間の中空部を介して噴射口３１ａに供給できるようになっている。
【００３２】
次にウエハＷの裏面洗浄を行う洗浄部材としてのブラシ５について説明する。ブラシ５は例えば多数のプラスチック繊維を円柱状に束ねた構造となっており、その上面をウエハＷ裏面に押し付けた状態で回転自在のブラシ５とウエハＷとを互いに摺動させることによりウエハＷ裏面のパーティクルを除去できるようになっている。ブラシ５には、例えばＰＶＣスポンジ、ウレタンスポンジ、ナイロン繊維等が使用される。ブラシ５は、これを支える支持部５１の先端に取り付けられており、支持部５１はウエハＷや橋桁部２２と干渉しないように、柄杓型に屈曲した形状となっている。この支持部５１の基端は、図１においてスピンチャック３の設置されている方向からブラシ５を見て奥側の側壁に沿って張設されたベルト５２に固定されている。ベルト５２は２つの巻掛軸５３に巻き掛けられており、これらの巻掛軸５３は上述の奥側の側壁外面に取り付けられている。巻掛軸５３の一方は駆動機構５４に接続されており、ベルト５２や支持部５１を介してブラシ５を図１、図２に示したＹ方向に自在に移動させることができる。
【００３３】
また支持部５１の先端には図示しない駆動機構が設けられており、ブラシ５を周方向に回転させることができる。更にまた支持部５１の先端には図２に示すように洗浄液ノズル５ａとブローノズル５ｂとが設置されており、洗浄液ノズル５ａからはブラシ５でウエハＷ裏面から除去されたパーティクルを洗い流すための洗浄液（例えばＤＩＷ）が供給され、ブローノズル５ｂからは洗浄を終えた後にウエハＷ裏面に付着している洗浄液の乾燥を促進するための例えば窒素（Ｎ２）等の気体が供給される。
【００３４】
この他、図３に示すようにアンダーカップ４３の底部には、アンダーカップ４３内に溜まった洗浄液を排出するためのドレイン管１６と、洗浄装置１内の気流を排気するための２つの排気管１５とが設けられている。排気管１５はアンダーカップ４３底部に溜まった洗浄液が排気管１５へ流れ込むのを防ぐため、アンダーカップ４３の底面から上方へと延伸されていると共に、上方から滴り落ちてきた洗浄液が排気管１５に直接入らないように、エアナイフ３１の周囲に取り付けられたリング状のカバーをなすインナーカップ４２によって覆われている。また図中の１３は、ウエハＷの洗浄終了後にウエハＷ外周縁近傍に上方から圧縮エア等を吹き付けて残存する洗浄液の乾燥を補助するためのブローノズルであり、１４は、ブラシ５の支持部５１先端にある洗浄液ノズル５ａと共に洗浄液をウエハＷ裏面に供給するための洗浄液ノズルである。なおブローノズル１３は、不図示の昇降機構を備え、ウエハＷ搬入出時には搬送中のウエハＷや搬送手段と干渉しないように上方へ退避するようになっている。
【００３５】
また、各ベルト２３、５２の張設されていないアンダーカップ４３側壁には、ＵＶランプ１２を納めたランプボックス１１が取り付けられている。処理対象のウエハＷは、左Ｘ方向より洗浄装置１内に搬入出され、その際ＵＶランプ１２の上方を通過するように構成されている。ＵＶランプ１２は、洗浄を終えて搬出されるウエハＷの裏面に紫外光を照射して、ウエハＷ裏面に残存しているパーティクルを収縮させる役割を果たす。
【００３６】
また、図２に示すように各駆動機構２５、５４や、ＵＶランプ１２、排気管１５に設けられた図示しない圧力調整部等は、塗布、現像装置全体の動作を制御する制御部６により制御されるようになっている。制御部６は、例えば図示しないプログラム格納部を有するコンピュータからなり、プログラム格納部には外部の搬送装置から受け取ったウエハＷを吸着パッド２とスピンチャック３との間で受け渡したり、ブラシ５により洗浄したりする動作等についてのステップ（命令）群を備えたコンピュータプログラムが格納されている。そして、当該コンピュータプログラムが制御部６に読み出されることにより、制御部６は洗浄装置１の動作を制御する。なお、このコンピュータプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶手段に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
【００３７】
以上に説明した構成に基づいて、ウエハＷの裏面を洗浄する動作について図５〜図８を参照しながら説明する。図５及び図６は、ウエハＷの裏面洗浄に係わる洗浄装置１の各動作を説明するための縦断面図である。図７は、洗浄時のウエハＷ裏面の様子を示した説明図である。また図８は、吸着パッド２またはスピンチャック３に保持されている夫々の状態において、ウエハＷの洗浄される領域を模式的に示した平面図である。なお、これらの図においては、図示の便宜上ＵＶランプ１２やブローノズル１３等の記載を必要に応じて適宜省略している。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、例えば馬蹄形状の搬送手段（第２の受け渡しアームＤ２）は処理対象のウエハＷを洗浄装置１内に搬入してアッパーカップ４１の開口部４１ａ上方で停止し、支持ピン３２はスピンチャック３の下方から上昇して搬送手段の下方にて待機する。搬送手段は支持ピン３２の上方から下降してウエハＷを支持ピン３２へと引き渡し、洗浄装置１の外へと退出する。このとき、吸着パッド２はウエハＷを保持する面がブラシ５の上面よりも高くなるような位置で待機し、スピンチャック３はブラシ５の上面よりも低い位置まで退避している。このような位置関係により、支持ピン３２が下降すると、ウエハＷは先ず吸着パッド２に受け渡される（図５（ｂ））。
【００３９】
この後吸着パッド２は、裏面からブラシ５を押し当てても動かないようにウエハＷを吸着保持し、ウエハＷを保持したまま右方向へ移動する。そして、ウエハＷを予め決められた位置（例えばエアナイフ３１の左端がウエハＷの左端と略一致するような位置）まで搬送した後、吸着パッド２は下降してウエハＷの裏面をブラシ５の上面に押し当てる（図５（ｃ））。
【００４０】
次いで、エアナイフ３１を作動させてスピンチャック３の表面に洗浄液が廻り込んで付着するのを防止した後、支持部５１先端の洗浄液ノズル５ａより洗浄液を供給すると共にブラシ５を回転させてウエハＷの裏面洗浄を開始する。裏面洗浄は、吸着パッド２によるウエハＷの移動とブラシ５の移動との組み合わせにより進行する。具体的には、例えば図８（ａ）に示すようにブラシ５は図中のＹ方向を往復し、ブラシ５の移動方向が切り替わる際にブラシ５の直径よりも短い距離だけ吸着パッド２を左Ｘ方向へ移動する。これによりブラシ５は矢印で示したような軌跡を描いてウエハＷ裏面を移動し、同図中に左上斜線で塗りつぶした領域Ｔ１を満遍なく洗浄することができる。
【００４１】
ここで洗浄の行われている期間中、ウエハＷの裏面全体は図７に示すように洗浄液の液膜Ｆに覆われており、ブラシ５で除去されたパーティクルは、このウエハＷ裏面から流れ落ちる洗浄液と共にアンダーカップ４３へ洗い流される。また、エアナイフ３１の噴出口３１ａからはウエハＷ裏面へ向けて気体が噴出され、洗浄液がエアナイフ３１の外側へ向けて吹き飛ばされることにより、エアナイフ３１と対向するウエハＷ裏面は乾燥した状態が保たれている。このような構成により、ウエハＷ裏面を覆う洗浄液がエアナイフ３１の内側にまで回り込んでしまうのを防止することができる。この結果、スピンチャック３の表面は常に乾燥状態に維持され、処理された洗浄液による汚染やウォータマークの形成を防止することが可能となる。
【００４２】
上述の領域Ｔ１の洗浄を終えたら、吸着パッド２を移動させてスピンチャック３の上方にウエハＷ中央部を位置させ（図６（ａ））、次に吸着パッド２からスピンチャック３へのウエハＷの受け渡しを行う。ウエハＷの受け渡しは、例えばエアナイフ３１を作動させたままブラシ５の移動や回転、洗浄液の供給を停止し、吸着パッド２によるウエハＷの吸着を解除する一方で、退避しているスピンチャック３を上昇させてウエハＷの裏面を支え、次に吸着パッド２を下方へ退避させることにより行われる。
【００４３】
ウエハＷを受け渡されたスピンチャック３は、吸着パッド２と略同じ高さでウエハＷを吸着保持するので、ブラシ５はウエハＷに押し当てられた状態となる。そこで再びブラシ５を回転させ、洗浄液を供給することにより裏面洗浄が再開される（図６（ｂ））。この際、裏面洗浄はスピンチャック３の回転とブラシ５の移動との組み合わせにより進行する。具体的には、例えば図８（ｂ）に示すように、先ずウエハＷの最外周を洗浄できるような位置までブラシ５を移動させてからウエハＷをゆっくりと回転させ、ウエハＷが一回転したら先の動作で洗浄された環状の領域よりもブラシ５の直径分だけ内周側を洗浄できる位置までブラシ５を移動させてから同様の動作を繰り返す。このような動作により、同心円状の軌跡を描きながらウエハＷ裏面を移動し、同図中に右上斜線で塗りつぶした領域Ｔ２を満遍なく洗浄することができる。
【００４４】
ここで、領域Ｔ１と領域Ｔ２とを合わせた領域は図８（ｂ）に示すようにウエハＷ裏面全体を包含しており、洗浄されないデッドスペースを生じないように各機器のサイズや移動範囲が調整されている。またウエハＷをスピンチャック３で保持して洗浄を行っている期間中は、ブラシ５側の洗浄液ノズル５ａだけでなく、図６（ｂ）においてエアナイフ３１の左側方に設置されている洗浄液ノズル１４からも洗浄液を供給している。ウエハＷ表面に濡れている領域と乾燥している領域とが混在していると洗浄液を乾燥させた際にウォータマークを生じる原因となるので、洗浄液を満遍なく行き渡らせてウォータマークの発生を抑制するためである。
【００４５】
こうしてウエハＷ裏面全体の洗浄を完了すると、ブラシ５の回転や移動、洗浄液の供給、スピンチャック３の回転を停止して、洗浄液の振り切り乾燥の動作に移る。振り切り乾燥は、スピンチャック３を高速で回転させてウエハＷ裏面に付着している洗浄液を振り切ることにより行われる。既述のように満遍なく濡らされたウエハＷを一気に振り切って乾燥させることにより、ウォータマークの発生が抑制される。このとき、上方に退避していたブローノズル１３を下降させ、同時にブラシ５横のブローノズル５ｂをウエハＷ周縁部に位置させるように支持部５１を移動させて、ウエハＷ周縁部の上面と下面とから気体を吹き付けることにより、振り切り乾燥が促進される。なお、スピンチャック３に保持される第２の領域については振り切り乾燥を行うことができないが、エアナイフ３１によって乾燥された状態でスピンチャック３と接触するようになっているのでウォータマークの発生することは殆どない。
【００４６】
以上に説明した動作によりウエハＷ裏面全体の洗浄と乾燥とを終えたら、搬入時とは逆の動作でウエハＷを搬送手段へ引き渡して搬出する。このとき図１〜図３に示したＵＶランプ１２を点灯して馬蹄形状の搬送手段の下方からウエハＷ裏面へ向けて紫外線を照射して、万一パーティクルが付着している場合であっても、例えば有機物は紫外線の照射により分解されるので、このようなタイプのパーティクルを収縮させて、デフォーカス等の影響を小さくすることができる。
【００４７】
ウエハＷの搬出動作と並行して、吸着パッド２やスピンチャック３は図５（ａ）に示した位置まで移動して次のウエハＷの搬入を待つ。そして図５〜図８を参照して説明した動作を繰り返し、複数のウエハＷを順次洗浄する。
【００４８】
次に第２の実施の形態について図９〜図１１を参照しながら説明する。図９は第２の実施の形態に係る洗浄装置１００の構成を示す平面図であり、図１０及び図１１はその作用を示す縦断面図である。これらの図において、第１の実施の形態と同様の構成には、図１〜図８で使用したものと同じ符号を付してある。
【００４９】
第２の実施の形態に係る洗浄装置１００は、第２の基板保持手段であるスピンチャック３をウエハＷの第２の領域の下方へ退避させる点が、ウエハＷをスピンチャックに対して横方向に移動させる第１の実施の形態と異なっている。第２の実施の形態において、井桁２０はＸ方向に固定されており、Ｚ方向への昇降のみ可能となっている。この井桁２０を昇降させる昇降機構２７（図１参照）とスピンチャックを昇降させる図示しない昇降機構とは、第２の基板保持手段を前記第１の基板保持手段に対して相対的に昇降させるための昇降手段を構成している。また、ブラシ５は、その支持部５１が基端側にてアンダーカップ４３に固定されている。当該支持部５１は基端部の支軸を中心として回動、伸縮自在に構成されているため、ウエハＷを横方向に移動させずにその中心領域（第２の領域）から支持部５１の基端部側までをブラシ５により洗浄することができる。
【００５０】
またブラシ５の反対側には、第２の領域の洗浄中にこの下方へと退避しているスピンチャック３上に洗浄液が滴下するのを防止するための撥水性を備えた例えばフッ素樹脂製のカバー部材７１が伸縮自在な支持部７２を介してアンダーカップ４３に取り付けられている。更にこの支持部７２には第２の領域を乾燥させる乾燥手段としての役割を果たす乾燥ノズル７３が取り付けられており、第２の領域へ向けて気体を噴射することが可能となっている。また本実施の形態においてはスピンチャック３の周囲にはエアナイフ３１は設置されていなので、カバー部材７１の外縁部からは例えば窒素ガス等のガスを下方に向けて噴出し、洗浄時に発生したミストがスピンチャック３に付着しないようになっている。
【００５１】
次に第２の実施の形態に係る洗浄装置１００の作用について説明すると、図１０（ａ）に示すように、ウエハＷの搬入時においてスピンチャック３はアンダーカップ４３の下方に退避しており、またカバー部材７１はスピンチャック３上方よりも側方に退避している。この状態で昇降ピン３２を昇降させて搬送手段Ｄ２からウエハＷを受け取り、吸着パッド２上にウエハＷを吸着保持する。
【００５２】
次いで図１０（ｂ）に示すようにスピンチャック３の位置まで昇降ピン３２を退避させ、カバー部材７１を前進させてスピンチャック３の上方に位置させた後、ブラシ５をウエハＷの略中央部まで移動させる。そして吸着パッド２を下降させ、第２の領域を含むウエハＷ中央部の洗浄を開始する。このとき、スピンチャック３は洗浄中の第２の領域の下方に退避していることになるが、カバー部材７１が傘となり、更にこのカバー部材７１より下方に向けてガスを噴出し、ミストを付着させないようにすることによりスピンチャック３は乾燥した状態に保たれている。ウエハＷ中央部の洗浄を終えるとブラシ５は側方へ退避して、乾燥ノズル７２から第２の領域へ向けて気体を噴射させることによりこの領域を乾燥させる。
【００５３】
次いで図１１に示すようにカバー部材７１を側方へ退避させた後、スピンチャック３を上昇させて、吸着パッド２からスピンチャック３へとウエハＷを受け渡し、洗浄及び乾燥の終わった第２の領域を吸着保持する。そして、ウエハＷの回転とブラシ５の移動とを組み合わせながら洗浄を終えていない第２の領域以外のウエハＷ裏面を洗浄する。このとき、カバー部材７１は側方へ退避しているため昇降ピン３２は例えば鞘体に格納する等して洗浄液と接触しないように構成しておくとよい。
【００５４】
洗浄を終えると、スピンチャック３を回転させてウエハＷを振り切り乾燥で乾燥させた後、搬入時とは逆の動作で昇降ピン３２から外部の搬送手段へと受け渡し洗浄装置１００の外部へウエハＷを搬出する。なお、図９には示していないが、このときウエハＷの裏面にＵＶランプによる紫外線照射を行ってもよいことは勿論である。
【００５５】
本実施の形態に係わる洗浄装置１、１００によれば以下のような効果がある。ウエハＷの裏面を支えて保持し、そのままの状態で洗浄を行うので、洗浄装置１に加えてウエハＷを反転するリバーサを設置するスペースやウエハＷの反転動作を行うためのスペースを必要としない。この結果、従来タイプの洗浄装置と比較して、当該洗浄装置１、１００の設置される塗布、現像装置をコンパクトにすることができる。
【００５６】
また本洗浄装置１、１００は、２つの基板保持手段（吸着パッド２、スピンチャック３）の間でウエハＷを持ち替えるので、吸着パッド２やスピンチャック３で覆われてしまうことにより洗浄することのできないデッドスペースを生じないようにすることができる。これによりデッドスペースの発生を回避するためウエハＷの周縁部を機械的に保持したりする必要がなくなり、ウエハＷ周縁部にダメージを与えずに洗浄を行うことを可能とし、パーティクルの発生やレジスト膜へのダメージ等を防止して製品の歩留まり向上に貢献できる。
【００５７】
また本実施の形態に係わる洗浄装置１、１００は、洗浄完了後にウエハＷに付着している洗浄液を振り切り乾燥により一気に乾燥させたり、スピンチャック３の周囲にエアナイフ３１を設けてスピンチャック３へとウエハＷが受け渡される際に、スピンチャック３の表面とこのスピンチャックで支えられる基板の裏面（第２の領域）とを互いに乾燥した状態で接触させたりする機構を採用している。これらの仕組みによりウエハＷやスピンチャック３におけるウォータマークの発生を抑制し、洗浄したウエハＷ裏面が再汚染されてしまうのを防止することができる。
【００５８】
また、当該洗浄装置１、１００は洗浄効果の高いブラシ５を洗浄部材に採用しているが、洗浄部材はこれに限定されるものではない。例えば二流体ノズルやジェットノズル、メガソニックノズル等、洗浄液等を吹き付けることによってパーティクルを除去するタイプの洗浄部材を採用してもよい。更にまた実施の形態においては回転式のブラシ５を例示したが、これに替えて振動式のブラシを採用してもよい。更に洗浄液の種類もＤＩＷに限定されることなく、他の洗浄液であってもよい。
【００５９】
更に、洗浄装置に設置する基板保持手段は、実施の形態に示したように２種類（吸着パッド２、スピンチャック３）だけに限定されるものではない。例えば３種類以上の基板保持手段を備え、これらの基板保持手段の間で２回以上基板を持ち替えるように構成してもよい。この場合には、最後に基板保持するのが第２の基板保持手段、この前に基板を保持するのが第１の基板保持手段と解釈することができる。
【００６０】
次に塗布、現像装置に上述した洗浄装置１を適用した一例について簡単に説明する。図１２は塗布、現像装置に露光装置を接続したシステムの平面図であり、図１３は同システムの斜視図である。また図１４は同システムの縦断面図である。塗布、現像装置にはキャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＣが処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア１００に戻すように構成されている。
【００６１】
本実施の形態に係わる洗浄装置１（または洗浄装置１００、以下同じ）は、処理ブロックＳ２から露光装置Ｓ４へとウエハＷを受け渡す際、即ち図１２に示すようにインターフェイスブロックＳ３の入口部にて処理対象となるウエハＷの裏面洗浄を行うように構成されている。
【００６２】
前記処理ブロックＳ２は、図１３に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
【００６３】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する本形態に係わる塗布ユニットと、この塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理ユニット群と、前記塗布ユニットと処理ユニット群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４と、で構成されている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても前記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成である。
【００６４】
一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については図１４に示すように一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニット１１０が２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニット１１０にウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像ユニットに対して搬送アームＡ１が共通化された構成となっている。
【００６５】
更に処理ブロックＳ２には、図１２及び図１４に示すように棚ユニットＵ５が設けられ、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に、前記棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１によって順次搬送される。次いでウエハＷは第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２により、この受け渡しユニットＣＰＬ２から各ユニット（反射防止膜ユニット及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送され、これらユニットにて反射防止膜が形成される。
【００６６】
その後、ウエハＷは棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ２、前記棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、反射防止膜の形成された後搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。
【００６７】
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜や更に反射防止膜の形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４から受け取り受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送される。ここで図１２に示すように棚ユニットＵ６と洗浄装置１との間に設置された搬送手段である受け渡しアームＤ２は、回転、進退、昇降自在に構成され、洗浄前後のウエハＷを夫々専門に搬送する例えば２つのアームを備えている。ウエハＷは、受け渡しアームＤ２の洗浄前専用のアームによってＴＲＳ１２から取り出され、洗浄装置１内に搬入されて裏面洗浄を受ける。洗浄を終えたウエハＷは受け渡しアームＤ２の洗浄後専用のアームでＴＲＳ１３に載置された後、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図１４中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。
【００６８】
次いで、インターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。次いでウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＴＲＳ１に受け渡される。その後、第１の受け渡しアームＤ１により棚ユニットＵ５における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡しユニットに搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。なお図１２においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系ユニット群である。
【００６９】
なお、図１２〜図１４に示した塗布、現像装置では実施の形態に係わる洗浄装置１をインターフェイスブロックＳ３の入口部に設けた例を示したが、洗浄装置１を設置する位置はこの例に限定されるものではない。例えばインターフェイスブロックＳ３内に当該洗浄装置１を設置してもよいし、処理ブロックＳ２の入口部、例えば棚ユニットＵ５に設置してレジスト膜の形成される前のウエハＷを裏面洗浄するように構成してもよいし、キャリアブロックＳ１内に設けてもよい。
【００７０】
更に、本実施の形態に係わる洗浄装置１を適用可能な装置は、塗布、現像装置に限定されない。例えばイオン注入後のアニール工程を行う熱処理装置にも本洗浄装置１は適用することができる。ウエハＷの裏面にパーティクルが付着したままアニール工程を行うと、この工程中にパーティクルがウエハの裏面から入り込み、このパーティクルと表面のトランジスタとの間に電流路が形成されてしまうこともある。このため、この工程の前にウエハＷを裏面洗浄することにより製品の歩留まりを向上させることができる。
【００７１】
ここで図１〜図１１を用いて説明した洗浄装置１、１００において、ウエハＷから飛散した洗浄液がアッパーカップ４１の内壁面と衝突してミストを発生し汚染源となることを防止するため、アッパーカップ４１の内壁面は飛散した洗浄液が極力跳ね返らない部材にて構成することが好ましい。例えば図１５に示したアッパーカップ４１は、液滴の跳ね返りにくい材料から構成されるライニング部材４４をアッパーカップ４１の内壁面に内張りすることによりミストの発生を抑える構成となっている。このような材料の具体例としては、例えば親水剤を添加する等して親水処理を施した樹脂製のポーラス材料（多孔質樹脂）や、ブラスト処理等により内壁面を粗面化したアルミナ等のセラミック材料等が挙げられる。また、上述のように内張りをする場合は、アッパーカップ４１は例えばポリプロピレン樹脂等の材料により構成されているが、アッパーカップ４１全体を既述のポーラス材料やセラミックにより構成してもよい。なお図１５においてはエアナイフ３１等の記載を省略してある。
【００７２】
また、例えばウエハＷの裏面洗浄時にブラシ５にかかる押圧力やブラシ５の支持部５１にかかるトルク等を計測し、ブラシ５がウエハＷの裏面と接触する力を計測する計測器（計測手段）と、ブラシ５の支持部５１を昇降させる昇降機構（昇降手段）と、既述の制御部６とからなる洗浄圧制御機構を既述の洗浄装置１、１００に設け、ウエハＷの裏面にブラシ５が接触する力を予め定めた範囲内の値でほぼ一定とするように、ブラシ５を昇降させてもよい。また、ブラシ５の昇降に替え、吸着パッド２やスピンチャック３を昇降させることによりウエハＷを上下させて、ブラシ５が接触する力を制御してもよい。ブラシ５がウエハＷと接触する力を一定に保つことで、パーティクルの除去率を安定させるとともに、ウエハＷに過大な力をかけないため、吸着パッド２やスピンチャック３からのウエハＷの脱離を防止できる。
【００７３】
このようにブラシ５をウエハＷの裏面に押し当てて洗浄を行う手法は、ウエハＷの裏面が親水性である場合に特に有効である。一方、ウエハＷの表面に対しては、疎水化処理剤の蒸気と接触させることによりレジスト膜との密着性を向上させる疎水化処理が行われている場合がある。この疎水化処理の際に処理剤の蒸気の一部がウエハの裏面側へと流れ込むと、例えばウエハＷの裏面周縁部までもが疎水化されてしまう。疎水化された領域には洗浄液を十分に行き渡らせることが困難であり、直接ブラシ５を押し当てて回転させるとブラシの繊維が削り取られて多量のパーティクルを発生し、ウエハＷを汚染するおそれがある。そこで疎水化処理されたウエハＷの周縁領域を洗浄する場合等には、例えば図１６に示すように、ブラシ５の先端とウエハＷの裏面との間に例えば１ｍｍ未満の隙間ができるようにブラシ５を配置し、この状態で既述の洗浄ノズル５ａから洗浄液を供給してブラシ５を回転させて洗浄を行うとよい。この手法によれば、ブラシ５の回転によって激しく攪拌された洗浄液の水勢を利用して洗浄を行うので、ブラシ５からのパーティクルの発生を抑えつつ洗浄を行うことが可能になる。
【００７４】
また上述の疎水化処理されたウエハＷに対応するため、図１７に示すように例えばアンダーカップ４３にＵＶランプ１７を設け、このＵＶランプ１７によってウエハＷの周縁領域、例えばウエハＷの端部より中央側に２５ｍｍの領域に紫外線を照射し、疎水化剤を分解する親水化処理を行ってから洗浄を行うようにしてもよい。この場合には、例えば吸着パッド２からスピンチャック３へとウエハＷを持ち替えた後、スピンチャック３を回転させながらウエハＷの周縁領域をＵＶ光にて所定の幅で走査することにより、当該領域全体を親水化することができる。ここでＵＶランプ１７は、例えば防水処理を施したものをアンダーカップ４３内に設置してもよいし、アンダーカップ４３の底面にＵＶ光を透過するガラス窓を設け、その下方側にＵＶランプを設けてもよい。この他、例えばＵＶランプを別の場所に設置し、ウエハの裏面を照射可能な位置に設けた照射ヘッドを導光ファイバーによりこのＵＶランプと接続する構成としてもよい。なお、ＵＶ光を照射する領域はウエハＷの裏面の周縁領域に限られるものではなく、例えばウエハＷの裏面全体に照射してもよいことは勿論である。なお図１７においてはエアナイフ３１等の記載を省略してある。
【００７５】
またエアナイフ３１の内部では、エアナイフ３１から噴射される気体によって上昇気流が形成され、スピンチャック３の駆動機構３３や支持ピン３２の昇降機構３２ａ等から発生したパーティクルがこの上昇気流によってエアナイフの外側へと流れ出てしまうおそれがある。そこで例えばエアナイフ３１の内側の雰囲気を吸引排気し、当該エアナイフ３１とウエハＷの裏面とにより取り囲まれる空間を減圧雰囲気に保つことにより上昇気流の発生を抑えてもよい。
【００７６】
同じくエアナイフ３１において、ブラシ５側からの洗浄液の全てを当該エアナイフ３１にて吹き飛ばすためには大量の気体を噴射しなければならず、消費エネルギー量が多くなると共に、大量の気体により吹き飛ばされた洗浄液がミストとなって新たな汚染源となってしまう場合もある。そこで、例えば図１８に示すようにエアナイフ３１とブラシ５との間を遮る軌跡を描くように例えばＤＩＷ等の洗浄水を吐出する流体吐出手段であるアシストリンス機構３４を設け、当該純水の流れによってブラシ５側から流れてくる洗浄液の流れ方向を変えることにより、エアナイフ３１へと向かう洗浄液の流れの勢いを弱めるようにしてもよい。これにより洗浄液を吹き飛ばすために必要な気体の量が減り、エネルギー消費量を減らすことができると共に、ミストの発生を抑えることが可能となる。なお、洗浄液を吐出するアシストリンス機構３４に替えて例えば圧縮エア等を吐出してエアナイフ３１とブラシ５との間を遮るエアノズルを流体吐出手段として設けてもよい。
【００７７】
次に第１の保持手段である吸着パッド２について、吸着パッド２の平面形状は例えば図２に示した細長い長方形に限定されるものではない。例えば図１９に示すように、ウエハＷを載置した際に、当該ウエハＷと同心円をなす円弧状の吸着保持面を備えた吸着パッド２を用いてもよい。かかる形状の吸着パッド２は、対向する吸着パッド２間に形成される領域の面積が広くなるので、より広い領域に洗浄液を行き渡らせることができると共に、ブラシ５を移動させる際の邪魔にもなりにくい。
【００７８】
また例えばウエハＷがスピンチャック３上に載置されて洗浄されている期間中は、吸着パッド２はウエハＷの下方に退避しているため、吸着パッド２の表面には洗浄液が滴下する。このため、吸着パッド２の吸引管を例えば工場のバキュームラインに接続すると、吸着パッド２表面に設けられた吸着孔３ａより洗浄液が流れ込み、バキュームラインの真空度を低下させる要因となる。そこで例えば図２０に示すように吸着パッド２の吸引管６０にトラップタンク６１を介設し、吸引管６０に流れ込んだ洗浄液を当該トラップタンク６１内に捕捉して下流側への流出を防止してもよい。また更に図２０に示すように、当該吸引管６０をエジェクタ６２に接続し、エジェクタ６２からの排気は工場の排気ラインへと接続することにより、工場のバキュームラインを利用せずにウエハＷの吸着を行えるようにしてもよい。
【００７９】
上述のように吸着パッド２の表面が洗浄液で濡れた状態のままウエハＷを保持すると、吸着パッド２の吸着力が低下して洗浄中にウエハＷが脱離するおそれがあり、また汚れた洗浄液でウエハＷの裏面を汚染し、洗浄後のウエハＷの清浄度を低下させてしまう場合もある。そこで例えば図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、アッパーカップ４１に例えばエアカーテンノズル４５を設置して、例えばウエハＷの洗浄が終了し、次のウエハＷが搬入されてくるまでの期間中に気体を吹き付けて吸着パッド２表面の洗浄液を吹き飛ばすようにしてもよい。なお図２１（ａ）、図２１（ｂ）においてはエアナイフ３１等の記載を省略してある。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係わる洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】前記洗浄装置の平面図である。
【図３】前記洗浄装置の縦断面図である。
【図４】エアナイフの構成を示す斜視図である。
【図５】前記洗浄装置の動作を説明するための第１の工程図である。
【図６】前記洗浄装置の動作を説明するための第２の工程図である。
【図７】洗浄時のウエハ裏面の様子を示した説明図である。
【図８】各動作において洗浄される領域を表した平面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る洗浄装置の平面図である。
【図１０】前記第２の実施の形態に係る洗浄装置の動作を説明するための第１の工程図である。
【図１１】前記第２の実施の形態に係る洗浄装置の動作を説明するための第２の工程図である。
【図１２】上記洗浄装置を適用した塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。
【図１３】上記塗布、現像装置の斜視図である。
【図１４】上記塗布、現像装置の縦断面図である。
【図１５】内壁面にライニング部材を内張りしたアッパーカップの縦断面図である。
【図１６】ウエハの裏面とブラシの先端との間に隙間を設けて洗浄を行う実施の形態の説明図である。
【図１７】疎水化されたウエハ裏面側の周縁領域にＵＶ光を照射する実施の形態の説明図である。
【図１８】エアナイフの気体消費量を削減するためのアシストリンス機構を設けた実施の形態の説明図である。
【図１９】平面形状が円弧状の吸着パッドを用いた実施の形態の説明図である。
【図２０】吸着パッドの吸気管にトラップタンクやエジェクタを設置した実施の形態の説明図である。
【図２１】エアカーテンノズルを備えたアッパーカップの縦断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ｆ 液膜
Ｗ ウエハ
１ 洗浄装置
２ 吸着パッド
２ａ 吸着孔
３ スピンチャック
３ａ 吸着孔
３ｂ 軸部
５ ブラシ
５ａ 洗浄液ノズル
５ｂ ブローノズル
６ 制御部
１１ ランプボックス
１２ ＵＶランプ
１３ ブローノズル
１４ 洗浄液ノズル
１５ 排気管
１６ ドレイン管
２０ 井桁
２１ パッド支持部
２２ 橋桁部
２３ ベルト
２４ 巻掛軸
２５ 駆動機構
２６ 側板
２７ 昇降機構
２７ａ スライダ
２７ｂ ガイドレール
３１ エアナイフ
３１ａ 噴射口
３２ 支持ピン
３２ａ 昇降機構
３３ スピンチャックモータ
４１ アッパーカップ
４１ａ 開口部
４２ インナーカップ
４３ アンダーカップ
５１ 支持部
５２ ベルト
５３ 巻掛軸
５４ 駆動機構
７１ カバー部材
７２ 支持部
７３ 乾燥ノズル
１００ 基板洗浄装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面を洗浄処理する基板洗浄装置において、
基板の裏面に洗浄部材を当接して洗浄する洗浄手段と、
基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄する洗浄液供給手段と、
基板の裏面中央部を保持して回転及び昇降自在に構成されたスピンチャックと、
前記スピンチャックに対して両側方にそれぞれ設けられ基板裏面の周縁部近傍部を保持する保持部と、
前記保持部を備え前記スピンチャックを挟んで一方向に進退自在で且つ昇降自在に構成された基板保持機構と、
前記基板保持機構に設けられ上面に開口部を備え洗浄液の飛散を抑えるカップ体と、を備え、
前記基板の搬入は、前記カップ体に開口部を介して前記保持部の前記基板を保持する面が前記洗浄部材の上面より高い位置であり、前記スピンチャックが前記洗浄部材の上面よりも低い位置で行われて、前記基板の裏面の洗浄は、前記基板保持機構を前記洗浄手段が基板の裏面に当接する位置まで下降して行われることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１】
基板の裏面を洗浄処理する基板洗浄装置において、
基板の裏面に洗浄部材を当接して洗浄する洗浄手段と、
基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄する洗浄液供給手段と、
基板の裏面中央部を保持して回転及び昇降自在に構成されたスピンチャックと、
前記スピンチャックに対して両側方にそれぞれ設けられ基板裏面の周縁部近傍部を保持する保持部と、
前記保持部を備え前記スピンチャックを挟んで一方向に進退自在で且つ昇降自在に構成された基板保持機構と、
前記基板保持機構に設けられ上面に開口部を備え洗浄液の飛散を抑えるカップ体と、を備え、
前記基板の搬入は、前記カップ体に開口部を介して前記保持部の前記基板を保持する面が前記洗浄部材の上面より高い位置であり、前記スピンチャックが前記洗浄部材の上面よりも低い位置で行われて、前記基板の裏面の洗浄は、前記基板保持機構を前記洗浄手段が基板の裏面に当接する位置まで下降して行われることを特徴とする基板洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１９１２１５（Ｐ２０１２−１９１２１５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９４８８８（Ｐ２０１２−９４８８８）
【出願日】平成２４年４月１８日（２０１２．４．１８）
【分割の表示】特願２００７−３０３４５３（Ｐ２００７−３０３４５３）の分割
【原出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１８日（２０１２．４．１８）
【分割の表示】特願２００７−３０３４５３（Ｐ２００７−３０３４５３）の分割
【原出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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