特開 2022-190831 基板洗浄装置、基板処理装置、ブレークイン装置、基板に付着する微粒子数の推定方法、基板洗浄部材の汚染度合い判定方法およびブレークイン処理の判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190831

(43)【公開日】2022-12-27

(54)【発明の名称】基板洗浄装置、基板処理装置、ブレークイン装置、基板に付着する微粒子数の推定方法、基板洗浄部材の汚染度合い判定方法およびブレークイン処理の判定方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20221220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 644C

H01L21/304 644Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021099288

(22)【出願日】2021-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】高橋 広毅

(72)【発明者】

【氏名】近藤 大地

(72)【発明者】

【氏名】今村 勇翔

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA96

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157AC01

5F157AC56

5F157BA14

5F157BA31

5F157CC03

5F157CD36

5F157CE29

5F157CE82

5F157CF14

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF60

5F157DB37

5F157DC21

5F157DC90

(57)【要約】

【課題】洗浄部材の汚染度合いを監視する基板洗浄装置および基板処理装置ならびに基板洗浄部材の汚染度合い判定方法を提供する。また、基板に付着する微粒子数を推定できる基板洗浄装置および基板処理装置ならびに基板に付着する微粒子数の推定方法を提供する。
【解決手段】基板を保持する基板保持部と、保持された前記基板に摺接し、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄する基板洗浄部材と、前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に摺接し、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄する自己洗浄部材と、前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定する制御部と、を備える基板洗浄装置が提供される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持する基板保持部と、
保持された前記基板に摺接し、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄する基板洗浄部材と、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に摺接し、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄する自己洗浄部材と、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、
前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定する制御部と、を備える基板洗浄装置。

【請求項2】

前記物性値は、微粒子数、ｐＨ値、電気伝導度および全有機体炭素濃度のいずれか１以上を含む、請求項１に記載の基板洗浄装置。

【請求項3】

基板を保持する基板保持部と、
保持された前記基板に摺接し、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄する基板洗浄部材と、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に摺接し、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄する自己洗浄部材と、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、
前記排液の物性値に基づいて、前記基板洗浄部材の汚染度合いを判定する制御部と、を備え、
前記物性値は、全有機体炭素濃度を含む、基板洗浄装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定する、請求項３に記載の基板洗浄装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、自己洗浄の運転条件を決定する、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板洗浄装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、基板洗浄の運転条件を決定する、請求項１乃至５のいずれかに記載の基板洗浄装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、前記基板洗浄部材の交換時期を決定する、請求項１乃至６のいずれかに記載の基板洗浄装置。

【請求項8】

前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液を前記計測手段に導く第１配管と、
前記第１配管に設けられた三方弁と、
前記三方弁を介して前記計測手段にフラッシング水を供給する第２配管と、を備える、請求項１乃至７のいずれかに記載の基板洗浄装置。

【請求項9】

懸濁液を用いて基板を研磨する基板研磨装置と、
請求項１乃至８のいずれかに記載の基板洗浄装置と、を備える基板処理装置。

【請求項10】

基板洗浄を行う前の基板洗浄部材に摺接し、ノズルから供給される洗浄液を用いて前記基板洗浄部材のブレークイン処理を行う自己洗浄部材と、
前記ブレークイン処理に用いられた前記洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、
前記排液の物性値に基づいて、前記ブレークイン処理が適正か否かを判定する制御部と、を備えるブレークイン装置。

【請求項11】

基板保持部によって基板を保持し、
保持された前記基板に基板洗浄部材を摺接させ、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄し、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に自己洗浄部材を摺接させ、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄し、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測し、
前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定する、基板に付着する微粒子数の推定方法。

【請求項12】

基板保持部によって基板を保持し、
保持された前記基板に基板洗浄部材を摺接させ、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄し、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に自己洗浄部材を摺接させ、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄し、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の全有機体炭素濃度を計測し、
前記排液の全有機炭素濃度に基づいて、前記基板洗浄部材の汚染度合いを判定する、基板洗浄部材の汚染度合い判定方法。

【請求項13】

基板洗浄を行う前の基板洗浄部材に自己洗浄部材を摺接させ、ノズルから供給される洗浄液を用いて前記基板洗浄部材のブレークイン処理を行い、
前記ブレークイン処理に用いられた前記洗浄液の排液の物性値を計測し、
前記排液の物性値に基づいて、ブレークイン処理が適正か否かを判定する、ブレークイン処理の判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板洗浄装置、基板処理装置、ブレークイン装置、基板に付着する微粒子数の推定方法、基板洗浄部材の汚染度合い判定方法およびブレークイン処理の判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基板に対して、研磨処理、洗浄処理および乾燥処理を順次行う基板処理装置が開示されている。研磨処理では、砥粒と研磨助剤とを含む懸濁液（スラリー）を用いて基板の表面が研磨される。その後の洗浄処理では、研磨処理によって基板の表面および裏面に付着したスラリーが洗浄部材を用いて除去される。その後の乾燥処理では、洗浄処理によって基板の表面および裏面に付着した液滴が除去される。

【0003】

ここで、洗浄処理が適切でない場合、基板に形成された素子の構造に欠陥が生じ、それによって素子の特性不良が生じ得る。そのため、素子の破壊や腐食を生じることなく、短時間で確実にスラリーを除去する洗浄処理方法の選択が必要である。こうした背景から、洗浄処理では、ＰＶＡスポンジを材質とした洗浄部材によるスクラブ洗浄が適用され、その補助的な役割で各種洗浄液が併用される（例えば、特許文献２）。

【0004】

スクラブ洗浄では、洗浄部材を基板に接触させる。そのため、洗浄部材自体の清浄度が洗浄効果の良否に影響する。すなわち、洗浄部材自体が清浄であれば、基板を適切に洗浄できる。しかし、洗浄部材の汚染が進むと、基板から汚染物質を除去する一方で、洗浄部材に堆積した汚染物質が基板に再付着（逆汚染）し、洗浄効果が得られなくなるおそれがある。

【0005】

この逆汚染を防ぐ手段の１つとして、一定の時間毎あるいは一定の処理枚数毎に洗浄部材自体を清浄化する自己洗浄という手法が知られている（例えば、特許文献３）。また、新品の洗浄部材に対してはブレークイン処理（新品の洗浄部材を使用開始する前のコンディショニング）が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－１６１１０７号公報

【特許文献2】特許第５８６６２２７号公報

【特許文献3】特許第３４４７８６９号公報

【特許文献4】特開平１０－１６３１４３号公報

【特許文献5】特表２０２０－５２２１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の１つの課題は、洗浄部材の汚染度合いを監視する基板洗浄装置および基板処理装置ならびに基板洗浄部材の汚染度合い判定方法を提供することである。また、本発明の別の課題は、基板に付着する微粒子数を推定できる基板洗浄装置および基板処理装置ならびに基板に付着する微粒子数の推定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様によれば、基板を保持する基板保持部と、
保持された前記基板に摺接し、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄する基板洗浄部材と、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に摺接し、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄する自己洗浄部材と、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、
前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定する制御部と、を備える基板洗浄装置が提供される。

【0009】

前記物性値は、微粒子数、ｐＨ値、電気伝導度および全有機体炭素濃度のいずれか１以上を含んでもよい。

【0010】

本発明の一態様によれば、基板を保持する基板保持部と、
保持された前記基板に摺接し、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄する基板洗浄部材と、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に摺接し、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄する自己洗浄部材と、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、
前記排液の物性値に基づいて、前記基板洗浄部材の汚染度合いを判定する制御部と、を備え、
前記物性値は、全有機体炭素濃度を含む、基板洗浄装置が提供される。

【0011】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定してもよい。

【0012】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、自己洗浄の運転条件を決定してもよい。

【0013】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、基板洗浄の運転条件を決定してもよい。

【0014】

前記制御部は、前記排液の物性値に基づいて、前記基板洗浄部材の交換時期を決定してもよい。

【0015】

基板洗浄装置は、前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液を前記計測手段に導く第１配管と、
前記第１配管に設けられた三方弁と、
前記三方弁を介して前記計測手段にフラッシング水を供給する第２配管と、を備えてもよい。

【0016】

本発明の一態様によれば、懸濁液を用いて基板を研磨する基板研磨装置と、
上記基板洗浄装置と、を備える基板処理装置が提供される。

【0017】

本発明の一態様によれば、基板洗浄を行う前の基板洗浄部材に摺接し、ノズルから供給される洗浄液を用いて前記基板洗浄部材のブレークイン処理を行う自己洗浄部材と、
前記ブレークイン処理に用いられた前記洗浄液の排液の物性値を計測する計測手段と、
前記排液の物性値に基づいて、前記ブレークイン処理が適正か否かを判定する制御部と、を備えるブレークイン装置が提供される。

【0018】

本発明の一態様によれば、基板保持部によって基板を保持し、
保持された前記基板に基板洗浄部材を摺接させ、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄し、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に自己洗浄部材を摺接させ、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄し、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の物性値を計測し、
前記排液の物性値に基づいて、前記洗浄された基板に付着する微粒子数を推定する、基板に付着する微粒子数の推定方法が提供される。

【0019】

本発明の一態様によれば、基板保持部によって基板を保持し、
保持された前記基板に基板洗浄部材を摺接させ、第１ノズルから供給される第１洗浄液を用いて前記基板を洗浄し、
前記基板保持部から離間された退避位置において、前記基板洗浄部材に自己洗浄部材を摺接させ、第２ノズルから供給される第２洗浄液を用いて前記基板洗浄部材を自己洗浄し、
前記基板洗浄部材の自己洗浄に用いられた前記第２洗浄液の排液の全有機体炭素濃度を計測し、
前記排液の全有機炭素濃度に基づいて、前記基板洗浄部材の汚染度合いを判定する、基板洗浄部材の汚染度合い判定方法が提供される。

【0020】

本発明の別の態様によれば、基板洗浄を行う前の基板洗浄部材に自己洗浄部材を摺接させ、ノズルから供給される洗浄液を用いて前記基板洗浄部材のブレークイン処理を行い、
前記ブレークイン処理に用いられた前記洗浄液の排液の物性値を計測し、
前記排液の物性値に基づいて、ブレークイン処理が適正か否かを判定する、ブレークイン処理の判定方法が提供される。

【発明の効果】

【0021】

洗浄部材の汚染度合いを監視できる。また、基板に付着する微粒子数を推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】一実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図。

【図2】第１洗浄ユニット４の全体を示す斜視図。

【図3】第１洗浄ユニット４における自己洗浄部４５の構成を示す模式図。

【図4】自己洗浄排液検知部４５４の構成を示す模式図。

【図5A】自己洗浄排液検知部４５４で測定される物性値の出力を模式的に示すグラフ。

【図5B】自己洗浄排液検知部４５４で測定される物性値の出力を模式的に示すグラフ。

【図6】制御部１１による処理動作の一例を示すフローチャート。

【図7】制御部１１による処理動作の別の例を示すフローチャート。

【図8】第２洗浄ユニット５の全体を示す斜視図。

【図9】第２洗浄ユニット５における自己洗浄部５５の構成を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0024】

図１は、一実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。この基板処理装置は半導体基板等の基板を処理するものであって、メモリー素子、ロジック素子、ＣＭＯＳあるいはＣＣＤといったイメージセンサ、フラットパネルディスプレイの製造工程で使用され得る。

【0025】

基板処理装置は、矩形状のハウジング１と、基板カセットを載置するロードポート２とを備え、ロードポート２はハウジング１に隣接して配置されている。また、基板処理装置は、ハウジング１の内部に設けられた研磨ユニット３ａ～３ｄ（基板研磨装置）、第１洗浄ユニット４（基板洗浄装置）、第２洗浄ユニット５（基板洗浄装置）、乾燥ユニット６、および、各ユニットおよび各機器の動きを制御する制御部１１を備えている。

【0026】

なお、ハウジング１は、ロードポート２に近い領域１Ａと、研磨ユニット３ａ～３ｄ、第１洗浄ユニット４、第２洗浄ユニット５および乾燥ユニット６が設けられる領域１Ｂに分割される。

【0027】

研磨ユニット３ａ～３ｄは基板の主面を研磨して平坦化する。研磨ユニット３ａ～３ｄは砥粒と研磨助剤とを含む懸濁液（スラリー）を用いて基板の主面を研磨処理する。そのため、研磨後の基板の表面および裏面には懸濁液や研磨屑が汚染物質として付着する。

【0028】

第１洗浄ユニット４は研磨後の基板を一次洗浄し、第２洗浄ユニット５は一次洗浄後の基板を仕上げ洗浄する。詳細には、これらの第１洗浄ユニット４および第２洗浄ユニット５は、洗浄液を基板に供給しつつ基板洗浄部材を用いて基板をスクラブ洗浄することにより、研磨処理の際に基板に付着した汚染物質を除去する。

【0029】

乾燥ユニット６は仕上げ洗浄後の基板を乾燥させる。詳細には、乾燥ユニット６は洗浄処理によって基板に付着した洗浄液の液滴を除去する。

【0030】

ハウジング１内において、研磨ユニット３ａ～３ｄは基板処理装置の長手方向に沿って配列される。また、第１洗浄ユニット４、第２洗浄ユニット５、乾燥ユニット６も、基板処理装置の長手方向に沿って配列される。

【0031】

ロードポート２、研磨ユニット３ａおよび乾燥ユニット６に囲まれた領域１Ｂには、第１基板搬送ロボット７が配置される。また、研磨ユニット３ａ～３ｄの配列に対して平行に延びる基板搬送ユニット８が配置される。そして、第１洗浄ユニット４と第２洗浄ユニット５との間に第２基板搬送ロボット９が配置される。さらに、第２洗浄ユニット５と乾燥ユニット６との間に第３基板搬送ロボット１０が配置される。

【0032】

第１基板搬送ロボット７は、研磨前の基板をロードポート２から受け取って基板搬送ユニット８へ渡し、さらに乾燥後の基板を乾燥ユニット６から受け取ってロードポート２へ戻す。

【0033】

基板搬送ユニット８は、第１基板搬送ロボット７から受け取った基板を搬送して、研磨ユニット３ａ～３ｄとの間で基板の受け渡しを行う。すなわち、研磨搬送ユニット８は研磨後の基板を研磨ユニット３ａ～３ｄから受け取る。

【0034】

第２基板搬送ロボット９は、研磨後の基板を基板搬送ユニット８から受け取って第１洗浄ユニット４へ渡し、一次洗浄後の基板を第１洗浄ユニット４から受け取って第２洗浄ユニット５へ渡す。

【0035】

第３基板搬送ロボット１０は、仕上げ洗浄後の基板を第２洗浄ユニット５から受け取って乾燥ユニット６へ渡す。

【0036】

図２は、第１洗浄ユニット４の全体を示す斜視図である。第１洗浄ユニット４は、スピンチャック４１（基板保持部）と、洗浄ローラ４２と、洗浄液ノズル４３と、支持柱４４と、自己洗浄部４５とを有する。

【0037】

スピンチャック４１は主面が上向き（上面）となるように基板Ｗを水平に保持して回転させる。詳細には、スピンチャック４１は、固定されたスピンドル４１ａと、スピンドル４１ａ上に回転可能に設けられ基板Ｗの外周部を保持する駒４１ｂと、を有する。そして、駒４１ｂの回転力が基板Ｗの外周に伝達され、基板Ｗが水平面内で回転する。

【0038】

洗浄ローラ４２は円筒状であり基板Ｗの面に平行な軸周りに回転する。そして、洗浄ローラ４２にはロール型の洗浄部材４２ａ（基板洗浄部材）が巻き付けられている。洗浄部材４２ａの材質はＰＶＡスポンジ等である。洗浄部材４２ａの材質としては、ほかにポリウレタンスポンジ、シリコーンゴムスポンジ等も考えられるが、親水性が高い樹脂であることが望ましい。なお、図２では、基板Ｗの上面に接触する１つの洗浄ローラ４２を示しているが、さらに基板Ｗの下面に接触する追加の洗浄ローラを第１洗浄ユニット４が有してもよい。

【0039】

洗浄液ノズル４３はスピンチャック４１によって保持された基板Ｗの上面に対して洗浄液を供給する。洗浄液は、例えば薬液あるいは純水である。なお、図２では、基板Ｗの上面に洗浄液を供給する１つの洗浄液ノズル４３を示しているが、さらに基板Ｗの下面に洗浄液を供給する追加の洗浄液ノズルを第１洗浄ユニット４が有してもよい。また、上面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル４３は２つ以上であってもよい。その場合、１つを薬液用、もう１つを純水用で使い分けすることができる。

【0040】

支持柱４４は、洗浄ローラ４２を支持し、図中のＸ方向（洗浄ローラ４２の長手方向と直交する方向）およびＺ方向（鉛直方向）に洗浄ローラ４２を移動させる。支持柱４４がＸ方向に移動することで、洗浄ローラ４２はスピンチャック４１が設けられた位置（洗浄位置）と、自己洗浄部４５が設けられた位置（退避位置）との間を移動する。また、洗浄位置において支持柱４４がＺ方向に移動することで、洗浄ローラ４２が基板Ｗに接触したり離間したりする。さらに、退避位置において支持柱４４がＺ方向に移動することで、洗浄ローラ４２が自己洗浄部４５の石英板４５１（後述）に接触したり離間したりする。

【0041】

自己洗浄部４５はスピンチャック４１から離間された退避位置において洗浄部材４２ａを自己洗浄する。自己洗浄部４５の詳細は図３を用いて後述する。

【0042】

このような構成の第１洗浄ユニット４は制御部１１の制御に従って次のように動作する。なお、基板洗浄が行われる前は、洗浄ローラ４２は退避位置にて待機している。

【0043】

まず、図１の研磨ユニット３ａ～３ｄのいずれかで研磨処理が行われた基板Ｗが第２基板搬送ロボット９によってスピンチャック４１上に搬送される。この基板Ｗには汚染物質が付着している。スピンチャック４１上に搬送された基板Ｗは、スピンチャック４１の駒４１ｂによって回転され、洗浄液ノズル４３から洗浄液が基板Ｗの中心付近に向けて供給される。そして、支持柱４４の動作によって洗浄ローラ４２が自己洗浄部４５（退避位置）から基板Ｗの上部（洗浄位置）へ移動し、回転しながら下降する。

【0044】

基板Ｗの上面に洗浄部材４２ａが摺接して相対移動することによってスクラブ洗浄が開始される。このスクラブ洗浄により、基板の上面に付着している汚染物質が除去される。基板Ｗの上面から除去された汚染物質の一部は洗浄部材４２ａに残存する。また、基板洗浄に用いられて汚染された洗浄液が汚染物質として洗浄部材４２ａに残存することもある。所定時間が経過した後、支持柱４４が上昇して基板Ｗから洗浄部材４２ａが離れることによってスクラブ洗浄が終了する。

【0045】

１枚の基板の洗浄が完了した後、支持柱４４の動作によって洗浄ローラ４２が基板Ｗの上方から自己洗浄部４５へ移動する。そして、後述するようにして自己洗浄部４５が洗浄部材４２ａを自己洗浄し、洗浄部材４２ａに残存していた汚染物質を除去する。

【0046】

なお、本第１洗浄ユニット４は基板Ｗを水平方向に保持して回転させるものであるが、基板保持部から離間された退避位置に自己洗浄部４５を設けられていればよく、基板保持部の形式は水平置きに限定されず、縦置きであってもよい。

【0047】

図３は、第１洗浄ユニット４における自己洗浄部４５の構成を示す模式図である。

【0048】

自己洗浄部４５は、台座４５１ａに支持された石英板４５１（自己洗浄部材）と、石英板４５１の上面に洗浄液（例えば薬液あるいは純水）を供給する自己洗浄液ノズル４５２とを有する。

【0049】

なお、自己洗浄部材として、石英板に代えて、ＰＦＡ（Poly Tetra Fluoro Etylene）、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene DiFluoride）、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）等の樹脂板が考えられるが、表面に傷がつきにくい硬さと、変形しにくさと、さらに化学的な安定性（金属や有機物の溶出がない、熱劣化しにくい）をもつ材料であることが望ましい。

【0050】

自己洗浄液ノズル４５２は、円筒状のノズル支持体４５２ａと、その内側に埋め込まれた導管４５２ｂとを有する。自己洗浄液ノズル４５２の種類として、単管ノズル、ラインノズル、円錐ノズルおよびバーノズルが例示され得る。

【0051】

上述したように、１枚の基板の洗浄が完了すると、洗浄ローラ４２が自己洗浄部４５へ移動される。そして、支持柱４４（図２）の動作によって洗浄ローラ４２が回転しながら下降する。石英板４５１の上面に洗浄部材４２ａが摺接することによって、自己洗浄液ノズル４５２からの洗浄液を用いた洗浄部材４２ａの自己洗浄が行われる。この自己洗浄によって洗浄部材４２ａに残存していた汚染物質が除去され、洗浄液とともに排出される。所定時間が経過した後、支持柱４４が上昇して石英板４５１から洗浄部材４２ａが離れることによって自己洗浄が終了する。なお、基板洗浄の完了後、洗浄部材４２ａがウェットな状態のままで自己洗浄処理を開始してもよい。

【0052】

また、自己洗浄部４５は、自己洗浄液排液配管４５３と、自己洗浄排液検知部４５４とを有する。

【0053】

自己洗浄液排液配管４５３は石英板４５１の下方に設けられ、石英板４５１の上面から流れ出る排液（汚染物質を含む洗浄液）を第１洗浄ユニット４の外部へ排出する。自己洗浄排液検知部４５４は自己洗浄液排液配管４５３へ流れる排液の物性値（水質）を測定する。

【0054】

詳細には、自己洗浄液排液配管４５３は、排液受け部４５３ａと、主配管４５３ｂと、主配管４５３ｂから分岐された分岐配管４５３ｃ，４５３ｄとを有する。そして、分岐配管４５３ｃ，４５３ｄの間に自己洗浄排液検知部４５４が設けられる。

【0055】

排液受け部４５３ａは、下面の排液溝４５３ｅに主配管４５３ｂが接続された底面と、底面の外周部から上方に延びている側壁とを有する。底面には台座４５１ａが載置される。排液が主配管４５３ｂに流れやすいよう、底面は主配管４５３ｂに向かって低くなるよう傾斜しているのが望ましい。また、排液が飛散しないよう、側壁は石英板４５１より高い位置まで延びているのが望ましい。

【0056】

主配管４５３ｂは排液受け部４５３ａから鉛直下向きに延び、下方で屈曲して水平方向に延びている。分岐配管４５３ｃは主配管４５３ｂの上流側の部分（水平方向に延びる部分）から分岐し、自己洗浄排液検知部４５４の液流入口に接続される。また、分岐配管４５３ｄは主配管４５３ｂの下流側の部分から分岐し、自己洗浄排液検知部４５４の液流出口に接続される。

【0057】

排液が主配管４５３ｂを流れる際に、その少なくとも一部が分岐配管４５３ｃに流入し、さらに自己洗浄排液検知部４５４に流入する。自己洗浄排液検知部４５４によって物性値が計測された排液は分岐配管４５３ｄを経由して主配管４５３ｂに合流する。

【0058】

図４は、自己洗浄排液検知部４５４の構成を示す模式図である。自己洗浄排液検知部４５４は、流量調整器４５４１と、センサ４５４２と、測定コントローラ４５４３と、フラッシング水供給配管４５４４と、三方弁４５４５とを有する。制御部１１と測定コントローラ４５４３は通信ケーブル４５５ａを介して接続され、測定コントローラ４５４３とセンサ４５４２は測定制御ケーブル４５５ｂを介して接続される。

【0059】

流量調整器４５４１は分岐配管４５３ｃからセンサ４５４２への排液流入量を調整する。一例として、流量調整器４５４１は、流量測定センサと、弁と、流量測定センサからの信号を受信して弁の開度を調整するＣＬＣ機能が付されたいるコントローラと、から構成される。また、流量調整器４５４１はベローズポンプ（吸引と押出を交互に行うポンプ）の役割を有しており、センサ４５４２からの排液が分岐配管４５３ｄを介して主配管４５３ｂに戻される。

【0060】

センサ４５４２は分岐配管４５３ｃから流入する排液の物性値を測定する。センサ４５４２は測定された物性値から測定時と対応する所定の時刻における排液の汚染度合い（汚染量）を数値化してもよい。具体的な物性値の例については後述する。

【0061】

測定コントローラ４５４３は、測定制御ケーブル４５５ｂを介してセンサ４５４２における測定条件を制御するとともに、センサ４５４２で測定された物性値とその測定時刻をロギングデータとして通信ケーブル４５５ａを介して制御部１１へ出力する。出力される信号は測定運転準備完了（接点）や漏液等のセンサ異常警報等を含んでいてもよい。また、測定コントローラ４５４３には、通信ケーブル４５５ａを介して、測定運転開始および停止を示す信号が制御部１１から入力される。

【0062】

制御部１１は測定された物性値に基づいて洗浄部材４２ａの汚染度合い（汚染量）を判定する。ここで汚染度合いとは、測定された物性値が予めユーザが設定した目標値（理想値）からどの程度乖離しているか、を意味する。具体例として、物性値が予め定めた正常範囲内である場合、制御部１１は洗浄部材４２ａの汚染度合いは許容範囲内であると判定してもよい。また、物性値が予め定めた正常範囲内でない場合、制御部１１は洗浄部材４２ａの汚染度合いは許容範囲でないと判定してもよい。

【0063】

正常範囲はプロセス種類（Ｃｕ、ＳＴＩなど）や半導体素子のデザインルールにも依存するため、正常範囲は経験値的に集合をつくることで設定される。

【0064】

さらに、制御部１１は、測定された物性値に基づき、所定の洗浄状態推定アルゴリズムを適用して、基板Ｗの洗浄品質を推定する。洗浄品質の具体例として、制御部１１は、基板Ｗが洗浄部材４２ａを用いて洗浄されたことに起因して、どのような欠陥（例えば、欠陥数や欠陥の大きさ、欠陥の場所、欠陥（汚染）の成分（砥粒、有機物、残留薬液等））が基板に生じたかを推定してもよい。以下では、一例として、洗浄品質は基板Ｗに付着する微粒子（欠陥）の数であるとする。

【0065】

洗浄状態推定アルゴリズムは、過去に発生した欠陥（欠陥検査装置で測定され得る）と物性値との相関関係を予めデータベース化しておき、当該データベースを用いて物性値から欠陥を推定するものであってもよい。あるいは、洗浄状態推定アルゴリズムは、過去に発生した欠陥と物性値との相関関係を予め機械学習しておき、人工知能を用いて物性値から欠陥や欠陥の大きさ、欠陥の場所、欠陥（汚染）の成分（砥粒、有機物、残留薬液等を推定するものであってもよい。

【0066】

単純な例としては、測定された物性値が予め定めた正常範囲内であれば、制御部１１は洗浄品質が良い（詳細には、洗浄処理後の基板の表面における欠陥数が少ない）と判定する。測定された物性値が予め定めた正常範囲内でなければ、制御部１１は洗浄品質が良くないと判定する。あるいは、測定された物性値が予め定めた正常範囲内からどれだけ外れているかに応じて、制御部１１は洗浄された基板に生じる欠陥数を推定してもよい。

【0067】

また、制御部１１は、測定された物性値に基づき、所定の自己洗浄運転条件決定アルゴリズムを適用して、洗浄部材４２ａの自己洗浄を行う際の運転条件を決定してもよい。運転条件とは、例えば洗浄ローラ４２の押付荷重や回転数、洗浄具５２の押付荷重や回転数、自己洗浄液ノズル４５２から供給される洗浄液の流量、温度、水あるいは薬液の選択、自己洗浄の設定時間等である。

【0068】

自己洗浄運転条件決定アルゴリズムは、物性値と適切な運転条件との相関関係を予めデータベース化しておき、当該データベースを用いて物性値に応じた適切な運転条件を推定するものであってもよい。あるいは、自己洗浄運転条件決定アルゴリズムは物性値と適切な運転条件との相関関係を予め機械学習しておき、人工知能を用いて物性値に応じた適切な運転条件を推定するものであってもよい。

【0069】

また、制御部１１は、測定された物性値に基づき、所定の基板洗浄運転条件決定アルゴリズムを適用して、基板洗浄を行う際の運転条件を決定してもよい。運転条件とは、例えば洗浄ローラ４２の押付荷重や回転数、洗浄具５２の押付荷重や回転数、スピンチャック４１の回転数、洗浄液ノズル４３から供給される洗浄液の流量、温度、水あるいは薬液の選択、スクラブ洗浄の時間、薬液リンスの時間、水リンスの時間等である。

【0070】

基板洗浄運転条件決定アルゴリズムは、物性値と適切な運転条件との相関関係を予めデータベース化しておき、当該データベースを用いて物性値に応じた適切な運転条件を推定するものであってもよい。あるいは、基板洗浄運転条件決定アルゴリズムは物性値と適切な運転条件との相関関係を予め機械学習しておき、人工知能を用いて物性値に応じた適切な運転条件を推定するものであってもよい。

【0071】

また、制御部１１は、測定された物性値に基づき、所定の交換時期決定アルゴリズムを適用して、洗浄部材４２ａの交換時期を決定してもよい。

【0072】

交換時期決定アルゴリズムは、物性値と交換時期との相関関係を予めデータベース化しておき、当該データベースを用いて物性値から交換時期を推定するものであってもよい。あるいは、交換時期決定アルゴリズムは物性値と交換時期との相関関係を予め機械学習しておき、人工知能を用いて物性値から交換時期を推定するものであってもよい。
ここで、センサ４５４２が測定する物性値を例示する。

【0073】

センサ４５４２が液中微粒子計測器を含み、物性値は排液中の微粒子数であってもよい。洗浄部材４２ａにそれほど研磨屑が残存していない場合（つまり、洗浄部材４２ａの汚染度合いが低い場合）、液中微粒子計測器によって測定される微粒子数は少ない。一方、洗浄部材４２ａに多くの研磨屑が残存している場合（つまり、洗浄部材４２ａの汚染度合いが高い場合）、液中微粒子計測器によって測定される微粒子数が多くなる。よって、排液中の微粒子数に基づいて洗浄部材４２ａの汚染度合いを把握できる。

【0074】

また、センサ４５４２がｐＨ計を含み、物性値は排液のｐＨ値であってもよい。研磨に用いる懸濁液がアルカリ性であるとする。洗浄部材４２ａにそれほど懸濁液が残存していない場合（つまり、洗浄部材４２ａの汚染度合いが低い場合）、ｐＨ計によって測定されるｐＨ値は７より若干大きい程度である。一方、洗浄部材４２ａに多くの懸濁液が残存している場合（つまり、洗浄部材４２ａの汚染度合いが高い場合）、ｐＨ計によって測定されるｐＨ値は７より所定程度大きくなる。よって、排液のｐＨ値に基づいて洗浄部材４２ａの汚染度合いを把握できる。

【0075】

また、基板の洗浄に用いる洗浄剤がアルカリ性である場合も同様である。すなわち、洗浄部材４２ａにそれほど洗浄液が残存していない場合、ｐＨ計によって測定されるｐＨ値は７に近く、洗浄液が多く残存している場合、ｐＨ計によって測定されるｐＨは大きくなる。

【0076】

また、センサ４５４２が電気伝導度計を含み、物性値は排液の電気伝導度であってもよい。研磨に用いる懸濁液がイオン（カチオン、アニオン）を含むものであるとする。洗浄部材４２ａにそれほど懸濁液が残存していない場合（つまり、洗浄部材４２ａの汚染度合いが低い場合）、電気伝導度は低い数値を示す。逆に多く残存している場合、電気伝導度は高い数値を示す。洗浄液も同様にイオンを含むものであるとすると、同様になる。よって、排液の電気伝導度に基づいて洗浄部材４２ａの汚染度合いを把握できる。

【0077】

また、センサ４５４２が炭素濃度計を含み、物性値は排液の全有機体炭素濃度であってもよい。研磨に用いる懸濁液が有機化合物（水溶性高分子、防錆剤、界面活性剤）を含むものであるとする。洗浄部材４２ａにそれほど懸濁液が残存していない場合（つまり、洗浄部材４２ａの汚染度合いが低い場合）、全有機炭素濃度は低い数値を示す。逆に多く残存している場合、全有機炭素濃度は高い数値を示す。洗浄液も同様に有機化合物を含むものであるとすると、同様になる。よって、排液の全有機炭素濃度に基づいて洗浄部材４２ａの汚染度合いを把握できる。

【0078】

さらに、物性値は洗浄部材４２ａの汚染度合いと相関する他の物性値であってもよいし、２以上の物性値の組み合わせであってもよい。

【0079】

ところで、定常的に排液を測定していると、時間の経過とともに排液中の汚染物質がセンサ４５４２に堆積して、結果として測定値に誤差が生じてしまうことがあり得る。この測定誤差を防ぐため、一定時間毎にフラッシング水供給配管４５４４からバルブ（三方弁）４５４５を介してフラッシング水（例えば純水）を供給することにより、センサ４５４２を清浄化するのが望ましい。

【0080】

一例として、基板洗浄部材４２ａを交換するタイミングでフラッシングを行い、センサ４５４２が微粒子数を検知する場合、フラッシング前後の微粒子数は図５Ａに示すようになる。

【0081】

図５Ｂは、自己洗浄排液検知部４５４で測定される物性値の出力を模式的に示すグラフである。図５Ｂは、例示として、センサ４５４２がリオン株式会社製の液中微粒子計測器ＫＳ－１８Ｆであり、測定コントローラ４５４３が同社製ＫＥ－４０Ｂ１であり、流量調整器４５４１が同社製のベローズサンプラＫ９９０４Ａであるとしている。

【0082】

グラフの横軸は測定された時刻を示し、縦軸は排液の単位体積あたりの液中微粒子数（以下、単に「微粒子数」という。）を示す。微粒子数の値が大きいほど排液の汚染度合いが高い（汚染量が多い）ことを意味する。

【0083】

本実施形態では、洗浄ローラ４２は基板Ｗに対するスクラブ洗浄と自己洗浄部４５における自己洗浄を交互に実施している。詳細には、期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５で自己洗浄が行われ、期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６でそれぞれ基板Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃのスクラブ洗浄が行われる。なお、Ｗａ～Ｗｃはそれぞれが１枚の基板を意味していてもよいし、複数枚の基板を意味していてもよい。

【0084】

期間Ｔ１における自己洗浄では、時刻ｔ１～ｔ２の自己洗浄開始直後は、洗浄部材４２ａに付着した汚染物質が排液に流れ出る。そのため、一時的に微粒子数が大幅に増加し、正常範囲を超える。

【0085】

しかし、時刻ｔ２以降では、自己洗浄の時間経過とともに洗浄部材４２ａが清浄化されるのに伴い、排液の微粒子数は徐々に減少し、やがて時刻ｔ３で正常範囲に到達する。そして、時刻ｔ４で自己洗浄が完了する。そして、微粒子数が正常範囲である状態で、基板Ｗａのスクラブ洗浄が開始される。このとき、制御部１１は、時刻ｔ４での微粒子数に基づき、洗浄部材４２ａの汚染度合いが許容範囲である状態で基板Ｗａの洗浄が行われたことを把握できる。

【0086】

時刻ｔ４～ｔ５（期間Ｔ２）における基板Ｗａをスクラブ洗浄している時間帯は、自己洗浄部４５には洗浄部材４２ａからの汚染物質が持ち込まれないため、微粒子数は一定値に収束する。

【0087】

時刻ｔ５～ｔ６（期間Ｔ３）では期間Ｔ１と同様の洗浄部材４２ａの自己洗浄が行われる。図５Ｂの例では、期間Ｔ３においても、微粒子数が正常範囲にある状態で自己洗浄が完了し（時刻ｔ６）、期間Ｔ４における基板Ｗｂのスクラブ洗浄が行われる。このとき、制御部１１は、時刻ｔ６での微粒子数に基づき、洗浄部材４２ａの汚染度合いが許容範囲である状態で基板Ｗｂの洗浄が行われたことを把握できる。

【0088】

時刻ｔ７～ｔ８（期間Ｔ５）では期間Ｔ１と同様の洗浄部材４２ａの自己洗浄が行われる。しかし、図５Ｂの例では、期間Ｔ５において微粒子数が正常範囲まで減少しない。これは、洗浄部材４２ａの汚染度合いが大きく、許容範囲にないことを意味する。そして、微粒子数が正常範囲を超えた状態で自己洗浄が完了し（時刻ｔ９）、期間Ｔ６における基板Ｗｃの洗浄が行われる。このとき、制御部１１は、時刻ｔ９での微粒子数に基づき、洗浄部材４２ａの汚染度合いが許容範囲でない状態で基板Ｗｃの洗浄が行われたことを把握できる。

【0089】

なお、自己洗浄の完了は洗浄処理レシピに基づく。すなわち、自己洗浄開始から一定時間が経過した場合、次の基板の洗浄処理を開始するため、自己洗浄はタイムアップして完了する。

【0090】

このように、図５Ｂの例では、基板Ｗｃに対する洗浄（期間Ｔ６）の直前に実施された自己洗浄（期間Ｔ５）では微粒子数が正常範囲に到達しなかったことを示している。すなわち、洗浄部材４２ａの自己洗浄が不十分で、洗浄部材４２ａには汚染物質が多く残存したまま基板Ｗｃの洗浄処理が開始されている。そのため、基板Ｗｃへの逆汚染のリスクが高い状態にある。制御部１１はこの逆汚染リスクが高い状態を異常と検知する。そして、制御部１１は必要に応じて異常の程度に応じてアラーム発報などの制御処理を実施する。

【0091】

例えば、異常の程度がレベル１（軽度の異常、基板１枚単発）の場合、他の基板と比べて欠陥数が多い可能性あり、と注意を出してもよい。
異常の程度がレベル２（軽度の異常、２枚以上連続）の場合、自己洗浄または基板洗浄の運転条件の変更を制御部１１へ指示してもよい。
異常の程度がレベル３（重度の異常、基板１枚単発）の場合、欠陥検査を行う、または、再洗浄処理を実施する、または、不良品として除外するように指令を出してもよい。
異常の程度がレベル４（重度の異常、２枚以上連続）の場合、基板処理装置における研磨・洗浄処理を停止させて、さらに洗浄部材４２ａの交換を制御部１１へ指示してもよい。

【0092】

なお、図５Ｂは物性値が微粒子数である場合の例であるが、物性値がｐＨ値、電気伝導度、全有機体炭素濃度である場合も同様の挙動となる。なお、物性値がｐＨ値である場合、自己洗浄が行われていない期間Ｔ２等において、ｐＨ値はほぼ７（中性）に収束する。

【0093】

図６は、制御部１１による処理動作の一例を示すフローチャートである。図６は完全待機状態（図１において、基板を収容するカセットが基板処理装置のロードポート２に載置されておらず、基板の研磨、洗浄および乾燥がいずれも行われていない状態、図５Ｂの時刻ｔ１より前）での動作シーケンスである。なお、制御部１１は基板処理装置が備えるものであるが、第１洗浄ユニット４の各部を制御する点で、第１洗浄ユニット４が制御部１１を備えるとも言える。

【0094】

制御部１１は、洗浄ローラ４２が自己洗浄部４５に配置された状態で、自己洗浄排液検知部４５４のセンサ４５４２による排液の物性値測定を開始させる。そして、センサ４５４２の出力が測定コントローラ４５４３を介して出力され、これを制御部１１が読み取る（ステップＳ１）。

【0095】

読み取った物性値が正常範囲内にあれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、洗浄部材４２ａは十分に清浄化されているため、基板に対する適切な洗浄処理が可能である。よって、制御部１１は洗浄を含めた基板処理の準備ができていると判定する（ステップＳ３）。

【0096】

一方、読み取った物性値が正常範囲にない場合（ステップＳ２のＮＯ）、洗浄部材４２ａには汚染物質が堆積していて清浄化が不十分である。よって、制御部１１は自己洗浄の状況に基づいてさらなる判定を行う。

【0097】

すなわち、自己洗浄開始からの継続時間が予め定めた上限時間より短い場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部１１は洗浄部材４２ａに対する自己洗浄を継続しつつ（ステップＳ５）、物性値の読み取り処理（ステップＳ１）へ戻る。なお、洗浄部材４２ａの洗浄継続時間は制御部１１が把握している。また、自己洗浄開始からの継続時間とは、新品の洗浄部材４２ａに交換してからの洗浄時間総和（累積時間）であり、自己洗浄のタスクが１回終わったとしてもリセットされない（すなわち、新品の洗浄部材４２ａに交換した時にリセットされる。）。

【0098】

一方、自己洗浄開始からの継続時間が予め定めた上限時間を超えた場合（ステップＳ４のＮＯ）は、さらに自己洗浄を継続しても洗浄部材４２ａの清浄度は改善しない可能性が高い。よって、制御部１１は自己洗浄を停止し、洗浄ローラ４２の交換が必要と判定する（ステップＳ６）。具体例として、制御部１１は洗浄ローラ４２を交換すべきことを示すメッセージやアラートを出力し、新品の洗浄ローラ４２への交換を指示する。

【0099】

以上の一連の処理を物性値が正常範囲に到達するまで継続する。

【0100】

図７は、制御部１１による処理動作の別の例を示すフローチャートである。図７は処理状態（図１において、基板を収容するカセットが基板処理装置のロードポート２に載置され、研磨ユニット３ａ～３ｄ、第１洗浄ユニット４、第２洗浄ユニット５、乾燥ユニット６、基板搬送ロボット２２，２６，２８、基板搬送ユニット８のいずれかに基板が存在する状態）での動作シーケンスである。

【0101】

前述の完全待機状態（図６）と同様に、制御部１１は、洗浄ローラ４２が自己洗浄部４５に配置された状態で、自己洗浄排液検知部４５４のセンサ４５４２による排液の物性値測定を開始させる。そして、センサ４５４２の出力が測定コントローラ４５４３を介して出力され、これを制御部１１が読み取る（ステップＳ１１）。

【0102】

読み取った物性値が正常範囲内である場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御部１１は物性値と欠陥との相関性を示したデータベースに基づいて、基板洗浄の品質を推定する（ステップＳ１３）。具体例として、制御部１１は処理後の基板の欠陥数を推定する。

【0103】

一方、読み取った物性値が正常範囲にない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、洗浄部材４２ａは汚染物質が堆積していて清浄化が不十分である。よって、制御部１１は洗浄部材４２ａの動作状況に基づいてさらなる判定を行う。

【0104】

すなわち、洗浄部材４２ａが基板の上面に接触している場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、言い換えると、洗浄部材４２ａが洗浄位置にあって基板洗浄を行っている場合（例えば、図５Ｂの期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６のいずれか）、制御部１１は洗浄部材４２ａから基板への逆汚染リスクが高い状態と判断し、基板のプロセス異常の警報を出力する（ステップＳ１５）。さらに、制御部１１は物性値と欠陥との相関性を示したデータベースに基づいて、基板洗浄の品質を推定する（ステップＳ１３）。

【0105】

一方、洗浄部材４２ａが基板の上面に接触していない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、言い換えると、洗浄部材４２ａが退避位置にあって自己洗浄を行っている場合（例えば、図５Ｂの期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５のいずれか）、制御部１１は逆汚染リスクが回避されていると判断し、洗浄部材４２ａの自己洗浄および物性値の読み取りを継続する（ステップＳ１１）。

【0106】

なお、制御部１１が第１洗浄ユニット４を制御するため、ステップＳ１４において、洗浄部材４２ａが洗浄位置にあるのか退避位置にあるのかを制御部１１が把握できる。
以上で示した一連の処理を投入された全ての基板に対して実施する。

【0107】

このように、本実施形態によれば、洗浄部材４２ａを自己洗浄する際の排液の物性値を測定する。そのため、物性値に基づいてインラインで洗浄部材４２ａの汚染度合いを監視できる。また、物性値（あるいは洗浄部材４２ａの汚染度）に基づいて、基板洗浄の品質を推定できる。

【0108】

なお、以上は図１の第１洗浄ユニット４における自己洗浄部４５において、ロール型の洗浄部材４２ａの汚染度合いを監視したり、基板洗浄の品質を推定したりするものであった。これに対し、第２洗浄ユニット５に対して、あるいは、ロール型でない洗浄部材に対して同様のことを行うことができる。以下、第２洗浄ユニット５がペンシル型の洗浄部材を用いるものとして説明する。

【0109】

図８は、第２洗浄ユニット５の全体を示す斜視図である。第２洗浄ユニット５は、スピンチャック５１（基板保持部）と、洗浄具５２と、洗浄液ノズル５３と、揺動アーム５４と、自己洗浄部５５とを有する。

【0110】

スピンチャック５１は主面が上向き（上面）となるように基板Ｗを水平に保持して所定の回転数で水平回転する。

【0111】

洗浄具５２は、その先端にペンシル型の洗浄部材５２ａ（基板洗浄部材）が取り付けられ、洗浄部材５２ａを回転させる。洗浄部材５２ａの材質はＰＶＡスポンジ等である。

【0112】

洗浄液ノズル５３はスピンチャック５１によって保持された基板Ｗの上面に対して洗浄液を供給する。洗浄液は、例えば薬液あるいは純水である。

【0113】

揺動アーム５４は、その先端に支持軸５２ｂを介して洗浄具５２が取り付けられ、洗浄具５２を揺動および昇降させる。すなわち、自己洗浄部５５は揺動アーム５４の揺動によって洗浄具５２が描く揺動軌跡上に配置されており、揺動アーム５４が揺動することで、洗浄部材５２ａはスピンチャック５１が設けられた位置（洗浄位置）と、自己洗浄部５５が設けられた位置（洗浄位置）との間を移動する。また、洗浄位置において揺動アーム５４が昇降することで、洗浄部材５２ａが基板Ｗに接触したり離間したりする。さらに、退避位置において揺動アーム５４が昇降することで、洗浄部材５２ａが自己洗浄部５５の石英板５５１（後述）に接触したり離間したりする。

【0114】

このような構成の第２洗浄ユニット５は制御部１１の制御に従って次のように動作する。なお、基板洗浄が行われる前は、洗浄部材５２ａは退避位置にて待機している。

【0115】

まず、図１の第１洗浄ユニット４で一次洗浄が行われた基板が第２基板搬送ロボット９によってスピンチャック５１上に搬送される。この基板には汚染物質が付着している。スピンチャック５１上に搬送された基板Ｗは、スピンチャック５１によって所定の回転数で回転されるとともに、洗浄液ノズル５３から洗浄液が基板Ｗの中心付近に向けて供給される。

【0116】

そして、揺動アーム５４が上昇して洗浄具５２を自己洗浄部５５から取り出し、次いで洗浄位置側へ揺動して洗浄具５２を基板Ｗの中心の上方まで移動させる。なお、洗浄具５２を自己洗浄部５５から洗浄位置へ移動させる際、洗浄具５２の回転は停止しているのが望ましい。

【0117】

次いで、揺動アーム５４が下降し、基板Ｗの上面に洗浄部材５２ａの下面を当接させる。洗浄具５２は基板Ｗに当接する直前に支持軸５２ｂのまわりに所定の回転数で回転を始める。洗浄部材５２ａが基板Ｗの上面に接触し、かつ、回転した状態で、揺動アーム５４が洗浄部材５２ａを所定の圧力で基板Ｗに押し付けるとともに、基板Ｗの外周部と中心との間を所定の速度で揺動させる。

【0118】

このように、基板Ｗの上面に洗浄部材５２ａが摺接して相対移動することによってスクラブ洗浄が行われる。このスクラブ洗浄により、基板Ｗの上面に付着している汚染物質が除去される。基板Ｗの上面から除去された汚染物質の一部は洗浄部材５２ａに残存する。また、基板洗浄に用いられて汚染した洗浄液が汚染物質として洗浄部材５２ａに残存することもある。所定時間が経過した後、揺動アーム５４が停止し、次いで上昇して基板Ｗから洗浄部材５２ａが離れることによってスクラブ洗浄が終了する。

【0119】

１枚の基板の洗浄が完了した後、洗浄液ノズル５３からの洗浄液の供給を停止し、揺動アーム５４の揺動によって洗浄具５２は自己洗浄部５５まで移動する。そして、揺動アーム５４が下降して後述するようにして自己洗浄部５５が洗浄部材５２ａを自己洗浄し、洗浄部材５２ａに残存していた汚染物質を除去する。

【0120】

図９は、第２洗浄ユニット５における自己洗浄部５５の構成を示す斜視図である。 自己洗浄部５５は、台座５５１ａに支持された石英板５５１（自己洗浄部材）と、石英板５５１の上面に洗浄液（例えば薬液あるいは純水）を供給する自己洗浄液ノズル５５２とを有する。

【0121】

なお、自己洗浄部材として、石英板に代えて、ＰＦＡ（Poly Tetra Fluoro Etylene）、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene DiFluoride）、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）等の樹脂板が考えられるが、表面に傷がつきにくい硬さと、変形しにくさと、さらに化学的な安定性（金属や有機物の溶出がない、熱劣化しにくい）をもつ材料であることが望ましい。

【0122】

自己洗浄液ノズル５５２は、円筒状のノズル支持体５５２ａと、その内側に埋め込まれた導管５５２ｂとを有する。

【0123】

上述したように、１枚の基板の洗浄が完了すると、揺動アーム５４（図８）によって洗浄具５２が自己洗浄部５５へ移動される。そして、揺動アーム５４の動作によって洗浄具５２が回転しながら下降する。石英板５５１の上面に洗浄部材５２ａが摺接することによって、自己洗浄液ノズル５５２からの洗浄液を用いた洗浄部材５２ａの自己洗浄が行われる。この自己洗浄によって洗浄部材５２ａに残存していた汚染物質が除去され、洗浄液とともに排出される。所定時間が経過した後、揺動アーム５４が上昇して石英板５５１から洗浄部材５２ａが離れることによって自己洗浄が終了する。

【0124】

また、自己洗浄部５５は、自己洗浄液排液配管５５３と、自己洗浄排液検知部５５４とを有する。そして、自己洗浄液排液配管５５３は、排液溝５５３ｅが下面に設けられた排液受け部５５３ａと、主配管５５３ｂと、主配管５５３ｂから分岐された分岐配管５５３ｃ，５５３ｄとを有する。これらは図３および図４と同様であるので、詳細な説明を省略する。

【0125】

このような第２洗浄ユニット５に対しても、図６および図７で述べたような制御部１１による処理動作が行われる。なお、第２洗浄ユニット５の構成は第１洗浄ユニット４の構成と同じであってもよい。

【0126】

上述した各実施形態はブレークイン処理（新品の基板洗浄部材を使用開始する前のコンディショニング）にも適用できる。従来は、ブレークイン後に新品のダミー基板を洗浄処理し、このダミー基板上に付着した汚染粒子数を測定して、ブレークインが適正かを判定していた。しかし、上述した各実施形態によれば、新品のダミー基板を用いることなく、ブレークインが適正かを判定できる。

【0127】

具体的には、基板洗浄を行う前の洗浄部材４２ａ，５２ａに石英板４５１，５５１を摺接させ、自己洗浄液ノズル４５２，５５２から供給される洗浄液を用いて洗浄部材４２ａ，５２ａのブレークイン処理を行う。そして、センサ４５４２はブレークイン処理に用いられた洗浄液の排液の物性値を計測する。さらに、制御部１１が排液の物性値に基づいてブレークイン処理が適正か否かを判定する。判定手法の一例として、排液の物性値が予め設定した正常範囲内であれば適正と判定し、正常範囲を超えていれば適正でないと判定することができる。また、物性値は、やはり微粒子の個数、ｐＨ値、電気伝導度、全有機体炭素濃度等であってよい。自己洗浄部４５，５５と制御部１１とを合わせてブレークイン装置と考えることもできる。

【0128】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

【符号の説明】

【0129】

１ ハウジング
２ ロードポート
３ａ～３ｄ 研磨ユニット
４ 第１洗浄ユニット
４１ スピンチャック
４１ａ スピンドル
４１ｂ 駒
４２ 洗浄ローラ
４２ａ 洗浄部材
４３ 洗浄液ノズル
４４ 支持柱
４５ 自己洗浄部
４５１ 石英板
４５１ａ 台座
４５２ 自己洗浄液ノズル
４５２ａ ノズル支持体
４５２ｂ 導管
４５３ 自己洗浄液排液配管
４５３ａ 排液受け部
４５３ｂ 主配管
４５３ｃ，４５３ｄ 分岐配管
４５３ｅ 排液溝
４５４ 自己洗浄排液検知部
４５４１ 流量調整器
４５４２ センサ
４５４３ 測定コントローラ
４５４４ フラッシング水供給配管
４５４５ 三方弁
４５５ａ 通信ケーブル
４５５ｂ 測定制御ケーブル
５ 第２洗浄ユニット
５１ スピンチャック
５２ 洗浄具
５２ａ 洗浄部材
５２ｂ 支持軸
５３ 洗浄液ノズル
５４ 揺動アーム
５５ 自己洗浄部
５５１ 石英板
５５２ 自己洗浄液ノズル
５５３ 自己洗浄液排液配管
５５３ａ 排液受け部
５５３ｂ 主配管
５５３ｃ，５５３ｄ 分岐配管
５５４ 自己洗浄排液検知部
６ 乾燥ユニット
７ 第１基板搬送ロボット
８ 基板搬送ユニット
９ 第２基板搬送ロボット
１０ 第３基板搬送ロボット
１１ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】