特許 7137941 基板洗浄装置、及び基板洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-07

(45)【発行日】2022-09-15

(54)【発明の名称】基板洗浄装置、及び基板洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20220908BHJP

   B08B 1/00 20060101ALI20220908BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20220908BHJP

   B08B 3/04 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 644Z

H01L21/304 644A

B08B1/00

B08B3/02 B

B08B3/04 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2018048217

(22)【出願日】2018-03-15

(65)【公開番号】P2019161107

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-10-09

(73)【特許権者】

【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】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100172041

【弁理士】

【氏名又は名称】小畑 統照

(72)【発明者】

【氏名】高東 智佳子

(72)【発明者】

【氏名】福永 明

(72)【発明者】

【氏名】倉下 将光

(72)【発明者】

【氏名】宇野 恵

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼田 聡美

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２７３０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０９２６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１０９０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６５３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０９２７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２１４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９９４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５１５１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０７９２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３３９４３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ０８Ｂ １／００ －１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、
前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするためのセルフクリーニング部材と、
前記洗浄具を回転させるための洗浄具回転機構と、
前記洗浄具を保持する洗浄具保持機構であって、前記洗浄具を前記基板に押し付けることができると共に、前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に押し付けることができる、洗浄具保持機構と、
前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材と接触しているときに前記洗浄具回転機構が前記洗浄具を回転させるトルクが、前記洗浄具が前記基板を洗浄するときに前記洗浄具回転機構が前記洗浄具を回転させる基板洗浄時トルクより大きい所定トルクとなるように、前記洗浄具の前記セルフクリーニング部材への押付力を制御する制御部と、
を備える基板洗浄装置。

【請求項2】

基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、
前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするためのセルフクリーニング部材と、
前記洗浄具を回転させるための洗浄具回転機構と、
前記洗浄具を保持する洗浄具保持機構であって、前記洗浄具を前記基板に押し付けることができると共に、前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に押し付けることができる、洗浄具保持機構と、
前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材と接触しているときに、前記洗浄具が第１回転速度で回転しているときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御し、前記洗浄具が前記第１回転速度より大きい第２回転速度で回転しているときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御する制御部と、
を備える基板洗浄装置。

【請求項3】

基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、
前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするためのセルフクリーニング部材と、
前記洗浄具を回転させるための洗浄具回転機構と、
前記洗浄具を保持する洗浄具保持機構であって、前記洗浄具を前記基板に押し付けることができると共に、前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に押し付けることができる、洗浄具保持機構と、
液体中で又は液体の供給を伴って前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材と接触しているときに、前記液体が第１温度であるときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御し、前記液体が前記第１温度より高い第２温度であるときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御する制御部と、
を備える基板洗浄装置。

【請求項4】

基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、
第１の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第１のセルフクリーニング部材と、
第２の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第２のセルフクリーニング部材と、
を備え、
外部入力に基づいて前記第１のセルフクリーニング部材と前記第２のセルフクリーニング部材との一方を選択し、前記洗浄具を前記選択したセルフクリーニング部材と接触させることにより当該洗浄具をセルフクリーニングする、基板洗浄装置。

【請求項5】

基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、
第１の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第１のセルフクリーニング部材と、
第２の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第２のセルフクリーニング部材と、
を備え、
前記洗浄具を前記第１のセルフクリーニング部材に接触させた後に当該洗浄具を前記第２のセルフクリーニング部材に接触させることにより当該洗浄具をセルフクリーニングする、基板洗浄装置。

【請求項6】

前記第１の材料は、前記洗浄具をセルフクリーニングする際に、前記第２の材料に比して表面自由エネルギーの水素結合性成分が多く分散力成分が少ない材料である、請求項４又は５に記載の基板洗浄装置。

【請求項7】

前記第１の材料は、無機酸化物系材料または分子構造内に極性基を有する第１の有機高分子系材料であり、
前記第２の材料は、非極性の第２の有機高分子系材料である、
請求項４から６の何れか１項に記載の基板洗浄装置。

【請求項8】

前記洗浄具のセルフクリーニングは、第１時間における短時間セルフクリーニングと、前記第１時間より長い第２時間における長時間セルフクリーニングとがあり、
前記短時間セルフクリーニングにおいては超純水が使用され、前記長時間セルフクリーニングにおいては薬液処理ののち超純水リンスが使用されるか、あるいは、超純水処理のみが行われる
請求項１から７の何れか１項に記載の基板洗浄装置。

【請求項9】

液体が貯められ、前記セルフクリーニング部材を収容する液槽と、
前記液体に超音波振動を与える振動部と、
を備える請求項１から８の何れか１項に記載の基板洗浄装置。

【請求項10】

前記洗浄具をセルフクリーニングするときに当該洗浄具に向けて気体または液体を噴出する噴出部を更に備える、
請求項１から９の何れか１項に記載の基板洗浄装置。

【請求項11】

洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、
前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具をセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、
を含み、
前記セルフクリーニングステップでは、前記洗浄具を回転させるトルクが、前記基板洗浄ステップにおいて前記洗浄具を回転させる基板洗浄時トルクより大きい所定トルクとなるように、前記洗浄具の前記セルフクリーニング部材への押付力を制御する、
基板洗浄方法。

【請求項12】

洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、
前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具をセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、
を含み、
前記セルフクリーニングステップでは、前記洗浄具が第１回転速度で回転しているときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付け、前記洗浄具が前記第１回転速度より大きい第２回転速度で回転しているときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付ける、
基板洗浄方法。

【請求項13】

洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、
前記洗浄具を回転させると共に液体中で又は液体の供給を伴って前記洗浄具をセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、
を含み、
前記セルフクリーニングステップでは、前記液体が第１温度であるときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付け、前記液体が前記第１温度より高い第２温度であるときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付ける、
基板洗浄方法。

【請求項14】

洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、
外部入力に基づいて、第１の材料で形成された第１のセルフクリーニング部材と、第２の材料で形成された第２のセルフクリーニング部材との一方を選択する選択ステップと、
前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を前記選択ステップで選択されたセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、
を含む基板洗浄方法。

【請求項15】

洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、
前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を第１の材料で形成された第１のセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングする第１のセルフクリーニングステップと、
前記第１のセルフクリーニングステップの後に、前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を第２の材料で形成された第２のセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングする第２のセルフクリーニングステップと、
を含む基板洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板洗浄装置、及び基板洗浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程では、シリコン基板上に物性の異なる様々な膜が形成され、これら膜に様々な加工が施されることで微細な金属配線が形成される。例えば、ダマシン配線形成工程においては、膜に配線溝を形成し、この配線溝にＣｕなどの金属を埋め込む。その後、化学機械研磨（ＣＭＰ）により余分な金属を除去することで金属配線が形成される。一般に、基板を研磨するＣＭＰ装置（研磨装置）は、研磨された基板を洗浄する基板洗浄装置を備えている。基板の洗浄は、基板を回転させながら、ロールスポンジまたはペンスポンジなどの洗浄具を基板に接触させることによって行われる。

【0003】

洗浄具で基板を洗浄するにつれて、ＣＭＰで使用された砥粒または研磨屑（以下、合わせて「処理屑」ともいう）が洗浄具の表面および内部に蓄積される。そこで、このような処理屑を洗浄具から取り除くために、定期的に洗浄具をセルフクリーニングすることが行われている。この洗浄具のセルフクリーニングは、洗浄具を回転させながら、ブラシまたはプレートといったセルフクリーニング部材に接触させることによって行われる。また、新規に交換したブラシで研磨後の基板を洗浄する前に、当該ブラシをイニシャライズする目的で、ブレークインと称する上記セルフクリーニングと同様の処理を行うことも行われる。以下、これらを合わせてセルフクリーニングと称する。

【0004】

こうした洗浄具のセルフクリーニングは、例えば、基板間（１枚の基板の洗浄毎）に比較的短い時間でなされ、ロット間（所定数の基板の洗浄毎）並びにブレークイン処理時に比較的長い時間でなされる。また、基板間のセルフクリーニングでは洗浄液として超純水が使用されることが多く、ロット間のセルフクリーニング並びにブレークイン処理時では洗浄液として薬液が使用される場合もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－１２２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

洗浄具のセルフクリーニングは基板の処理工程中ないし工程間に実行されるため、セルフクリーニングにかかる時間が長くなると、基板の処理全体の時間効率が低下してしまう。一方、セルフクリーニングを短時間にすることによって洗浄具のセルフクリーニング効果が低下すると、洗浄具に残った処理屑が基板を汚染する。

【0007】

セルフクリーニングの効果を高めるために、洗浄具の回転速度、又は洗浄液の温度などを調整することが考えられる。つまり、洗浄具の回転速度が大きいほど、洗浄具とセルフクリーニング部材との接触部の接触頻度が大きくなり、洗浄具のセルフクリーニング効果が高くなると考えられる。また、洗浄液の温度が高いほど、研磨屑が洗浄液に排出されやすくなり、洗浄具のセルフクリーニング効果が高くなると考えられる。

【0008】

また、セルフクリーニングの効果は、洗浄具とセルフクリーニングとの摩擦に影響される。洗浄具とセルフクリーニング部材との摩擦が不足すると、洗浄具から処理屑が排出されず十分なセルフクリーニング効果が得られない。一方、洗浄具とセルフクリーニング部
材との摩擦が過度に大きいと、洗浄具の摩耗劣化の原因となり得る。そして、本発明者の研究により、洗浄具の押圧、回転速度、及び洗浄液の温度は、洗浄具とセルフクリーニング部材との摩擦に様々な形で影響することが判明した。

【0009】

本発明は上記課題の少なくとも一部に鑑みてなされたものであり、短時間で効果の高い洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる基板洗浄装置または基板洗浄方法を提供することを目的の１つとする。また、本発明は、洗浄具を好適な押付力でセルフクリーニング部材に押し付けて洗浄具をセルフクリーニングすることができる基板洗浄装置または基板洗浄方法を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（形態１）形態１によれば、基板洗浄装置が提案され、前記基板洗浄装置は、基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするためのセルフクリーニング部材と、前記洗浄具を回転させるための洗浄具回転機構と、前記洗浄具を保持する洗浄具保持機構であって、前記洗浄具を前記基板に押し付けることができると共に、前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に押し付けることができる、洗浄具保持機構と、前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材と接触しているときに前記洗浄具回転機構が前記洗浄具を回転させるトルクが、前記洗浄具が前記基板を洗浄するときに前記洗浄具回転機構が前記洗浄具を回転させる基板洗浄時トルク以上の所定トルクとなるように、前記洗浄具の前記セルフクリーニング部材への押付力を制御する制御部と、を備える。形態１によれば、洗浄具をセルフクリーニング部材に好適な押付力で押し付けて、洗浄具をセルフクリーニングすることができる。

【0011】

（形態２）形態２によれば、基板洗浄装置が提案され、基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするためのセルフクリーニング部材と、前記洗浄具を回転させるための洗浄具回転機構と、前記洗浄具を保持する洗浄具保持機構であって、前記洗浄具を前記基板に押し付けることができると共に、前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に押し付けることができる、洗浄具保持機構と、前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材と接触しているときに、前記洗浄具が第１回転速度で回転しているときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御し、前記洗浄具が前記第１回転速度より大きい第２回転速度で回転しているときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御する制御部と、を備える。形態２は、洗浄具の回転速度が大きいほど、洗浄具とセルフクリーニング部材との摩擦が小さくなる傾向があるという発見に基づく。形態２によれば、洗浄具をセルフクリーニング部材に好適な押付力で押し付けて、洗浄具をセルフクリーニングすることができる。

【0012】

（形態３）形態３によれば、基板洗浄装置が提案され、前記基板洗浄装置は、基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするためのセルフクリーニング部材と、前記洗浄具を回転させるための洗浄具回転機構と、前記洗浄具を保持する洗浄具保持機構であって、前記洗浄具を前記基板に押し付けることができると共に、前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に押し付けることができる、洗浄具保持機構と、液体中で又は液体の供給を伴って前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材と接触しているときに、前記液体が第１温度であるときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御し、前記液体が前記第１温度より高い第２温度であるときには前記洗浄具が前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付けられるように前記洗浄具保持機構を制御する制御部と、を備える。形態３は、セルフクリーニングに使用する液体の温度が高いほど、洗浄具とセルフクリーニング部材との摩擦が小さくな
るという発見に基づく。形態３によれば、洗浄具をセルフクリーニング部材に好適な押付力で押し付けて、洗浄具をセルフクリーニングすることができる。

【0013】

（形態４）形態４によれば、基板洗浄装置が提案され、前記基板洗浄装置は、基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、第１の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第１のセルフクリーニング部材と、第２の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第２のセルフクリーニング部材と、を備え、外部入力に基づいて前記第１のセルフクリーニング部材と前記第２のセルフクリーニング部材との一方を選択し、前記洗浄具を前記選択したセルフクリーニング部材と接触させることにより当該洗浄具をセルフクリーニングする。形態４によれば、外部入力に基づいてセルフクリーニング部材を選択して、洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる。これにより、短時間で効果の高い洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる。

【0014】

（形態５）形態５によれば、基板洗浄装置が提案され、前記基板洗浄装置は、基板の表面に接触して当該基板を洗浄するための洗浄具と、第１の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第１のセルフクリーニング部材と、第２の材料で形成され、前記洗浄具に接触して当該洗浄具をセルフクリーニングするための第２のセルフクリーニング部材と、を備え、前記洗浄具を前記第１のセルフクリーニング部材に接触させた後に当該洗浄具を前記第２のセルフクリーニング部材に接触させることにより当該洗浄具をセルフクリーニングする。形態５によれば、２つのセルフクリーニング部材を使用して、洗浄具のセルフクリーニングが行われる。これにより、洗浄具のセルフクリーニングの効果を高めることができる。

【0015】

（形態６）形態６によれば、形態４又は５の基板洗浄装置において、前記第１の材料は、前記洗浄具をセルフクリーニングする際に、前記第２の材料に比して表面自由エネルギーの水素結合性成分が多く分散力成分が少ない材料である。形態６によれば、先ず第１のセルフクリーニング部材を使用して砥粒のように表面自由エネルギーの水素結合性成分が多い処理屑を洗浄具から取り除くことができ、続いて第２のセルフクリーニング部材を使用して有機錯体のように表面自由エネルギーの分散力成分が多い処理屑を洗浄具から取り除くことができる。

【0016】

（形態７）形態７によれば、形態４から６の何れかの基板洗浄装置において、前記第１の材料は、無機酸化物系材料または分子構造内に極性基を有する第１の有機高分子系材料であり、前記第２の材料は、非極性の第２の有機高分子系材料である。

【0017】

（形態８）形態８によれば、形態１から７の何れかの基板洗浄装置において、前記洗浄具のセルフクリーニングは、第１時間における短時間セルフクリーニングと、前記第１時間より長い第２時間における長時間セルフクリーニングとがあり、前記短時間セルフクリーニングにおいては超純水が使用され、前記長時間セルフクリーニングにおいては薬液を使用してもよく、薬液を使用した場合は超純水によるリンス処理が引き続いて行われる。いずれにおいても液温を上げて洗浄効果を高めることを行っても良い。なお、薬液を使用したのち超純水でリンスする場合に、その前後で洗浄トルクが変化することがあるが、その場合もウエハ洗浄時のトルクと同等以上になるよう押圧ないし回転数を加減する。

【0018】

（形態９）形態９によれば、形態１から８の何れかの基板洗浄装置において、液体が貯められ、前記セルフクリーニング部材を収容する液槽と、前記液体に超音波振動を与える振動部と、を備える。

【0019】

（形態１０）形態１０によれば、形態１から９の何れかの基板洗浄装置において、前記洗
浄具をセルフクリーニングするときに当該洗浄具に向けて気体または液体を噴出する噴出部を更に備える。

【0020】

（形態１１）形態１１によれば、基板洗浄方法が提案され、前記基板洗浄方法は、洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具をセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、を含み、前記セルフクリーニングステップでは、前記洗浄具を回転させるトルクが、前記基板洗浄ステップにおいて前記洗浄具を回転させる基板洗浄時トルク以上の所定トルクとなるように、前記洗浄具の前記セルフクリーニング部材への押付力を制御する。形態１１によれば、洗浄具をセルフクリーニング部材に好適な押付力で押し付けて、洗浄具をセルフクリーニングすることができる。

【0021】

（形態１２）形態１２によれば、基板洗浄方法が提案され、前記基板洗浄方法は、洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具をセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、を含み、前記セルフクリーニングステップでは、前記洗浄具が第１回転速度で回転しているときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付け、前記洗浄具が前記第１回転速度より大きい第２回転速度で回転しているときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付ける。形態１２によれば、洗浄具をセルフクリーニング部材に好適な押付力で押し付けて、洗浄具をセルフクリーニングすることができる。

【0022】

（形態１３）形態１３によれば、基板洗浄方法が提案され、前記基板洗浄方法は、洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、前記洗浄具を回転させると共に液体中で又は液体の供給を伴って前記洗浄具を液槽内のセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、を含み、前記セルフクリーニングステップでは、前記液体が第１温度であるときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に第１押付力で押し付け、前記液体が前記第１温度より高い第２温度であるときには前記洗浄具を前記セルフクリーニング部材に前記第１押付力より大きい第２押付力で押し付ける。形態１３によれば、洗浄具をセルフクリーニング部材に好適な押付力で押し付けて、洗浄具をセルフクリーニングすることができる。

【0023】

（形態１４）形態１４によれば、基板洗浄方法が提案され、前記基板洗浄方法は、洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、外部入力に基づいて、第１の材料で形成された第１のセルフクリーニング部材と、第２の材料で形成された第２のセルフクリーニング部材との一方を選択する選択ステップと、前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を前記選択ステップで選択されたセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングするセルフクリーニングステップと、を含む。形態１４によれば、外部入力に基づいてセルフクリーニング部材を選択して、洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる。これにより、短時間で効果の高い洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる。

【0024】

（形態１５）形態１５によれば、基板洗浄方法が提案され、前記基板洗浄方法は、洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を基板の表面に接触させて当該基板を洗浄する基板洗浄ステップと、前記洗浄具を回転させると共に前記洗浄具を第１の材料で形成された第１のセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングする第１のセルフクリーニングステップと、前記第１のセルフクリーニングステップの後に、前記洗浄具を回
転させると共に前記洗浄具を第２の材料で形成された第２のセルフクリーニング部材に接触させて当該洗浄具をセルフクリーニングする第２のセルフクリーニングステップと、を含む。形態１５によれば、２つのセルフクリーニング部材を使用して、洗浄具のセルフクリーニングが行われる。これにより、洗浄具のセルフクリーニングの効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施形態にかかる基板洗浄装置を含む基板処理装置の概略構成を示す平面図である。

【図2】実施形態にかかる基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図である。

【図3】別の一例にかかる基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図である。

【図4】ペン部材のセルフクリーニングを模式的に示す図である。

【図5】ロール部材のセルフクリーニングを模式的に示す図である。

【図6】第１実施形態の制御部により実行されるセルフクリーニング時目標押付力設定処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態の制御部により実行されるセルフクリーニング時目標押付力設定処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】回転数Ｎｓ及び温度Ｔｃと目標押付力Ｐｐ＊との関係の一例を示す図である。

【図9】第３実施形態における液槽とセルフクリーニング部材との一例を示す図である。

【図10】第３実施形態の制御部により実行されるセルフクリーニング部材選択処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】第４実施形態の制御部により実行されるセルフクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。本実施形態の基板洗浄装置は、半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置の一部として利用することができる。

【0027】

（第１実施形態）
図１は、実施形態にかかる基板洗浄装置を含む基板処理装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、基板処理装置は１０、ハウジング１１０と、ハウジング１１０に隣接して配置されたロードポート１１２と、を有している。ロードポート１１２には、多数の基板Ｗｆ（図２等参照）をストックするためのオープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard
Manufacturing Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦポッド及びＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

【0028】

ハウジング１１０の内部には、複数（図１に示す態様では４つ）の研磨ユニット１１４ａ～１１４ｄと、研磨後の基板Ｗｆを洗浄する第１洗浄ユニット１１６及び第２洗浄ユニット１１８と、洗浄後の基板Ｗｆを乾燥させる乾燥ユニット１２０とが収容されている。図１に示す例では、研磨ユニット１１４ａ～１１４ｄが基板処理装置１０の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット１１６、１１８、及び乾燥ユニット１２０が研磨ユニット１１４ａ～１１４ｄと並列に配置されている。

【0029】

ロードポート１１２と、ロードポート１１２側に位置する研磨ユニット１１４ａ及び乾燥ユニット１２０との間には、第１搬送ロボット１２２が配置されている。また、研磨ユ
ニット１１４ａ～１１４ｄと、洗浄ユニット１１６、１１８及び乾燥ユニット１２０との間に、搬送ユニット１２４が配置されている。第１搬送ロボット１２２は、研磨前の基板Ｗｆをロードポート１１２から受け取って搬送ユニット１２４に受け渡したり、乾燥ユニット１２０から取り出された乾燥後の基板Ｗｆを搬送ユニット１２４から受け取ったりする。

【0030】

研磨ユニット１１４ａ～１１４ｄは、基板Ｗｆの研磨（平坦化）が行われる領域である。研磨ユニット１１４ａ～１１４ｄについては、本発明の中核をなさないため詳細な説明を省略する。

【0031】

第１洗浄ユニット１１６と第２洗浄ユニット１１８との間に、これら第１洗浄ユニット１１６と第２洗浄ユニット１１８の間で基板Ｗｆの受け渡しを行う第２搬送ロボット１２６が配置されている。また、第２洗浄ユニット１１８と乾燥ユニット１２０との間に、これら第２洗浄ユニット１１８と乾燥ユニット１２０の間で基板Ｗｆの受け渡しを行う第３搬送ユニット１２８が配置されている。さらに、ハウジング１１０の内部には、基板処理装置１０の各機器の動きを制御する制御部５０が配置されている。本実施形態では、ハウジング１１０の内部に制御部５０が配置されている。ただし、こうした例に限られることはなく、ハウジング１１０の外部に制御部５０が配置されてもよい。本実施形態では、制御部５０は、外部入力を受け入れる入力部５２を有している。ここで、外部入力には、ユーザによる機械的な操作、並びに有線または無線による外部装置からの信号の入力が含まれ得る。

【0032】

本実施形態の洗浄ユニット１１６、１１８は、後述の洗浄具を自転させながら基板Ｗｆの表面に接触させることにより、基板Ｗｆを洗浄する。また、洗浄ユニット１１６、１１８は、洗浄具と合わせて、二流体ジェットにより基板Ｗｆの表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置を使用してもよい。

【0033】

乾燥ユニット１２０は、一例として、回転する基板Ｗｆに向けて、図示しないノズルからＩＰＡ蒸気を噴出することにより基板Ｗｆを乾燥させる。また乾燥ユニット１２０は、基板Ｗｆを高速で回転させて遠心力によって基板Ｗｆを乾燥させてもよい。

【0034】

図２は、実施形態にかかる基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図であり、図３は、別の一例にかかる基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図である。図示するように、基板洗浄装置２０（基板洗浄ユニット１１６、１１８）は、基板Ｗｆを保持して回転させる基板回転機構（本実施形態では後述する支持部材４０を参照）と、基板Ｗｆに洗浄液を供給する洗浄液供給部４２と、を有している。本実施の形態の洗浄液には、超純水（ＤＩＷ）等のリンス液と、アンモニア過酸化水素（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、フッ酸等の薬液が含まれている。本実施の形態で特に断りのない限り、洗浄液は、リンス液又は薬液のいずれかを意味している。

【0035】

基板Ｗｆは、その中心軸（中心Ｏを通って基板Ｗｆの表面に垂直な軸）を回転軸として回転する。本実施形態では、主に、基板Ｗｆの表面が水平方向に沿って延在し、回転軸が鉛直方向に延びた態様を用いて説明するが、これに限られることはない。本実施形態の基板回転機構は、基板Ｗｆの外周を支持する４つの支持部材４０を有する。支持部材４０は例えばスピンドル、チャック等である。このスピンドル、チャック等の回転により、基板Ｗｆを回転させることができる。

【0036】

基板洗浄装置２０は、基板Ｗｆと接触して基板Ｗｆを洗浄する洗浄具１１、洗浄具１１を回転させる洗浄具回転機構３１、及び洗浄具１１を保持する洗浄具保持機構３２を備えている。洗浄具１１としては、基板Ｗｆの表面に対して略垂直な回転軸回りに自転するペ
ン部材１１Ａ（図２参照）を用いることができる。また、洗浄具１１としては、基板Ｗｆの直径のほぼ全長にわたって直線状に延びるロール部材１１Ｂ（図２、図３参照）を用いることができる。

【0037】

洗浄具回転機構３１は、洗浄具１１としてペン部材１１Ａが用いられている場合には洗浄具１１を基板Ｗｆの表面に対して略垂直な回転軸回りに回転させる。また、洗浄具回転機構３１は、洗浄具１１としてロール部材１１Ｂが用いられている場合には洗浄具１１を基板Ｗｆの表面に平行な回転軸回りに回転させる。洗浄具回転機構３１としては、種々の機構を採用することができ、一例としてＤＣモータ及びリンク機構を採用することができる。

【0038】

洗浄具保持機構３２は、洗浄具１１及び洗浄具回転機構３１を基板Ｗｆの表面に対して垂直に移動させて、洗浄具１１を基板Ｗｆに押し付けたり基板Ｗｆから離間させたりすることができる。洗浄具保持機構３２としては、種々の機構を採用することができ、一例としてボールねじを用いたモータ駆動機構、又はエアシリンダ等を採用することができる。また、洗浄具保持機構３２は、洗浄具１１及び洗浄具回転機構３１を基板Ｗｆの表面に対して平行に移動させて、洗浄具１１と基板Ｗｆとの接触部を変更したり、洗浄具１１を図示しない待機位置へと移動させたりすることができる。

【0039】

なお、図２に示す例では、ペン部材１１Ａが、基板Ｗｆの上面（図２の上面）を洗浄し、ロール部材１１Ｂが基板Ｗｆの下面（図２の下面）を洗浄する。また、図３に示す例では、ロール部材１１Ｂが基板Ｗｆの表面および裏面を洗浄する。ただし、洗浄具１１が基板Ｗｆの表面に接触することにより基板Ｗｆが洗浄されればよく、基板洗浄装置２０は、図２または図３の例に限定されるものではない。

【0040】

洗浄具１１が交換される等、新規な洗浄具１１が使用される場合、洗浄具１１のブレークインが行われる。洗浄具１１は初期状態では乾燥している場合もあり、このまま洗浄処理に使用すると、基板Ｗｆを損傷させるおそれがある。また、湿潤状態で供される場合であっても、スポンジ自体に汚染の原因となるパーティクルが付着している場合がある。このため、水を浸みこませて揉み解したり、パーティクルを除去するように初期慣らし（ブレークイン）が行われる。このブレークインが行われた洗浄具１１を用いて洗浄処理が実行し、基板Ｗｆに対して洗浄後の逆汚染チェックが行われる。逆汚染とは、清浄な基板Ｗｆが洗浄具１１によって汚染されてしまうことである。逆汚染が生じる場合、以後の処理プロセスに重大な悪影響を与えるので、この逆汚染チェックは重要である。

【0041】

また、洗浄具１１で基板Ｗｆを洗浄するにつれて、基板Ｗｆの研磨の際の処理屑が洗浄具１１の表面および内部に蓄積される。このため、定期的に洗浄具１１のセルフクリーニングが行われる。このセルフクリーニングは、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０に接触させることによって行われる。洗浄具１１のセルフクリーニングは、基板間（１枚の基板の洗浄毎）に比較的短い時間（第１時間）でなされ、ロット間（所定数の基板の洗浄毎）に比較的長い時間（第２時間）でなされる。また、本実施形態では、基板間のセルフクリーニングでは、セルフクリーニングに使用する液体として純水（ＤＩＷ）等が使用される。一方、ロット間のセルフクリーニングでは、アンモニア過酸化水素（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、フッ酸等の薬液が使用された後に、超純水が使用される。ただし、こうした例に限定されず、基板間のセルフクリーニングにおいて薬液が使用されてもよいし、ロット間のセルフクリーニングにおいて薬液が使用されなくてもよい。なお、以下では、「セルフクリーニング」は、「ブレークイン」を含むものとする。

【0042】

図４は、ペン部材１１Ａのセルフクリーニングを模式的に示す図であり、図５は、ロー
ル部材１１Ｂのセルフクリーニングを模式的に示す図である。図４及び図５に示すように、セルフクリーニング部材６０が液槽６２内に配置されている。セルフクリーニング部材６０は、例えば石英板、サファイア板といった無機酸化物系材料、又はＰＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＰＦＡ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫ，ＰＭＭＡといった耐薬品性、低溶出性の良好な有機高分子系材料により形成される。また、液槽６２には、超純水（ＤＩＷ）、又は、アンモニア過酸化水素（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、若しくはフッ酸等の薬液といった液体６４が貯められている。液槽６２では、液体移送機構６５によって、清浄な液体が供給される、又は内部の液体が清浄されながら循環されることが好ましい。また、液槽６２に貯められる液体６４は、温度調節機構６６によって温度が調節できることが好ましい。温度調節機構６６としては、例えばヒータを用いることができる。さらに、基板洗浄装置２０は、洗浄具１１のセルフクリーニングの際に液槽６２内に超音波振動を与える振動部６７を備えるとよい。また、基板洗浄装置２０は、洗浄具１１のセルフクリーニングの際に洗浄具１１に向けて気体または液体を噴出する噴出部６８を備えるとよい。

【0043】

なお、図４及び図５に示す例では、セルフクリーニング部材６０が液槽６２内に配置されるものとした。しかし、こうした例に限定されず、液槽６２が備えられなくてもよい。ただし、液槽６２が備えられない場合であっても、液体移送機構６５による液体６４の供給を伴って、つまり例えば液体６４が連続的に掛け流されながら、洗浄具１１のセルフクリーニングが行われてもよい。また、こうした場合においても、温度調節機構６６によって液体６４の温度が調節できるとよい。

【0044】

図４に示すように、ペン部材１１Ａをセルフクリーニングするときには、洗浄具回転機構３１がペン部材１１Ａを回転させると共に、洗浄具保持機構３２がペン部材１１Ａをセルフクリーニング部材６０に押し付ける。なお、図４では、セルフクリーニング部材６０の表面がペン部材１１Ａの回転軸に対して垂直な例を示しているが、こうした例に限定されるものではない。また、図５に示すように、ロール部材１１Ｂをセルフクリーニングするときには、洗浄具回転機構３１がロール部材１１Ｂを回転させると共に、洗浄具保持機構３２がロール部材１１Ｂをセルフクリーニング部材６０に押し付ける。なお、図５に示す例では、セルフクリーニング部材６０の表面が鉛直方向に対して傾斜しており、ロール部材１１Ｂが鉛直方向に移動してセルフクリーニング部材に接触するものとしているが、こうした例に限定されるものではない。

【0045】

図６は、実施形態の制御部５０により実行されるセルフクリーニング時目標押付力設定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０と接触させるとき、つまり洗浄具１１をセルフクリーニングするときに所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に実行される。

【0046】

この処理が開始されると、まず制御部５０は、洗浄具回転機構３１の出力トルクＴｒを読み込む（Ｓ１２）。出力トルクＴｒは、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０とが接触しているときに洗浄具回転機構３１が洗浄具１１を回転させるトルクであり、例えば洗浄具回転機構３１の図示しないモータに流れる電流値に基づいて検出することができる。また、出力トルクＴｒは、制御部５０による洗浄具回転機構３１へのトルク指令を使用してもよい。

【0047】

続いて、制御部５０は、出力トルクＴｒと所定の目標トルクＴｒ＊とに基づいて、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０に押し付ける目標押付力Ｐｐ＊を設定して（Ｓ１４）、本処理を終了する。ここで、目標トルクＴｒ＊は、予め決められた所定トルクであり、洗浄具１１が基板Ｗｆを洗浄するときに洗浄具１１に作用するトルク（基板洗浄時トルク）以上のトルクである。目標トルクＴｒ＊は、外部入力によって設定可能としてもよい
。また、目標押付力Ｐｐ＊の設定は、一例として、出力トルクＴｒと目標トルクＴｒ＊の差に基づいて、比例ゲインＧｐ、及び積分ゲインＧｉを用いたＰＩ演算、もしくは、比例ゲインＧｐ、積分ゲインＧｉ、及び微分ゲインＧｄを用いたＰＩＤ演算により行うことができる。本処理を終了すると、制御部５０は、洗浄具１１が目標押付力Ｐｐ＊でセルフクリーニング部材６０に押し付けられるように洗浄具保持機構３２を制御する。

【0048】

洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦は、洗浄具１１のセルフクリーニング部材６０への押付力Ｐｐのみならず、洗浄具１１の摩耗、洗浄具１１の回転速度（回転数Ｎｓ）、液体６４の種類および温度Ｔｃ、並びに、セルフクリーニング部材６０の材質および形状などの条件によって変化する。洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦が不足すると、洗浄具１１のセルフクリーニングにおいて十分な効果が得られなくなるおそれがある。こうした場合には、洗浄具１１のセルフクリーニング不足により基板Ｗｆの逆汚染が生じて以降の処理プロセスに悪影響を及ぼしたり、ブレークインのチェックにかかる時間およびコストが大きくなったりする。一方、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦が過度に大きくなると、摩耗により洗浄具１１が劣化する原因となる。これに対して、本実施形態の基板洗浄装置２０では、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０とが接触しているときの洗浄具回転機構３１の出力トルクＴｒが、基板洗浄時トルク以上の所定トルクとなるように、洗浄具１１のセルフクリーニング部材６０への押付力が制御される。そして、この所定トルクとして洗浄具１１が劣化しないようなトルクが採用されることにより、洗浄具をセルフクリーニング部材６０に好適な押付力で押し付けて、洗浄具１１をセルフクリーニングすることができる。

【0049】

また、本実施形態の基板洗浄装置２０によれば、目標トルクＴｒ＊が基板洗浄時トルク以上のトルクとされている。つまり、目標トルクＴｒ＊は、洗浄具１１に処理屑が蓄積されるときに洗浄具１１に作用しているトルク以上のトルクである。こうした目標トルクＴｒ＊を用いることにより、短時間で洗浄具１１から処理屑を好適に取り除くことができる。

【0050】

（第２実施形態）
第２実施形態の基板処理装置１０は、第１実施形態の基板処理装置１０と同一の構成を備えており、重複する説明は省略する。第２実施形態の基板処理装置１０は、図６に示す処理に代えて、図７に示すセルフクリーニング時目標押付力設定処理を実行する点で、第１実施形態の基板処理装置１０と異なる。この図７に示す処理は、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０と接触させるとき、つまり洗浄具１１をセルフクリーニングするときに、制御部５０により所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に実行される。

【0051】

本処理が開始されると、制御部５０は、洗浄具１１の回転数Ｎｓ及び液体６４の温度Ｔｃを読み込む（Ｓ２２）。洗浄具１１の回転数Ｎｓは、洗浄具１１の回転数Ｎｓを検出する図示しないセンサによる検出値、又は洗浄具回転機構３１の回転数を検出する図示しないセンサによる検出値を使用することができる。また、洗浄具１１の回転数Ｎｓは、洗浄具回転機構３１への回転数指令を使用してもよい。液体６４の温度Ｔｃは、液槽６２に設けられた図示しない温度センサによる検出値を使用することができる。また、液体６４の温度は、温度調節機構６６による温度指令を使用してもよい。

【0052】

続いて、制御部５０は、回転数Ｎｓと温度Ｔｃとに基づいて、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０に押し付ける目標押付力Ｐｐ＊を設定して（Ｓ２４）、本処理を終了する。このＳ２４の処理では、回転数Ｎｓが大きいほど目標押付力Ｐｐ＊が大きくなる傾向に、且つ、液体６４の温度Ｔｃが高いほど目標押付力Ｐｐ＊が大きくなる傾向に、目標押付力Ｐｐ＊が設定される。図８は、回転数Ｎｓ及び温度Ｔｃと目標押付力Ｐｐ＊との関係の一例を示す図である。なお、図８では、回転数Ｎｓ又は温度Ｔｃが大きくなるほど目標
押付力Ｐｐ＊が線形で大きくなる例が示されているが、この例に限定されない。例えば、回転数Ｎｓ又は温度Ｔｃが大きくなるほど目標押付力Ｐｐ＊が段階的に大きくなってもよいし、回転数Ｎｓ又は温度Ｔｃと目標押付力Ｐｐ＊との関係が曲線状に示されてもよい。Ｓ２４の処理は、一例として、回転数Ｎｓと温度Ｔｃと目標押付力Ｐｐ＊との関係を実験等により予めマップとして定めておき、このマップと読み込んだ回転数Ｎｓ及び温度Ｔｃとに基づいて行うことができる。ただし、こうした例に限定されず、制御部５０は、回転数Ｎｓと温度Ｔｃとに基づいて、種々の方法で目標押付力Ｐｐ＊を設定してもよい。本処理を終了すると、制御部５０は、洗浄具１１が目標押付力Ｐｐ＊でセルフクリーニング部材６０に押し付けられるように洗浄具保持機構３２を制御する。

【0053】

本発明者の研究により、洗浄具１１の回転数Ｎｓが大きいほど、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦が小さくなる傾向があることが発見された。このため、第２実施形態の基板洗浄装置２０によれば、洗浄具１１が第１回転速度Ｎｓ１で回転しているときには、洗浄具１１がセルフクリーニング部材６０に第１押付力Ｐｐ１で押し付けられる。また、洗浄具１１が第１回転速度Ｎｓ１より大きい第２回転速度Ｎｓ２（Ｎｓ２＞Ｎｓ１）で回転しているときには、洗浄具１１がセルフクリーニング部材６０に第１押付力Ｐｐ１より大きい第２押付力Ｐｐ２（Ｐｐ２＞Ｐｐ１）で押し付けられる。これにより、洗浄具１１の回転数Ｎｓが大きいときに、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦が不足して十分な効果が得られなくなることを抑制することができる。つまり、第２実施形態の基板洗浄装置２０によれば、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０に好適な押付力で押し付けて、洗浄具１１をセルフクリーニングすることができる。

【0054】

また、本発明者の研究により、液体６４の温度Ｔｃが高いほど、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦が小さくなる傾向があることが発見された。このため、第２実施形態の基板洗浄装置２０によれば、液体６４の温度Ｔｃが第１温度Ｔｃ１であるときには、洗浄具１１がセルフクリーニング部材６０に第１押付力Ｐｐ１で押し付けられる。また、液体６４の温度Ｔｃが第１温度Ｔｃ１より高い第２温度Ｔｃ２（Ｔｃ２＞Ｔｃ１）であるときには、洗浄具１１がセルフクリーニング部材６０に第１押付力Ｐｐ１より大きい第２押付力Ｐｐ２（Ｐｐ２＞Ｐｐ１）で押し付けられる。これにより、液体６４大きいときに、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との摩擦が不足して十分な効果が得られなくなることを抑制することができる。つまり、第２実施形態の基板洗浄装置２０によれば、洗浄具１１をセルフクリーニング部材６０に好適な押付力で押し付けて、洗浄具１１をセルフクリーニングすることができる。

【0055】

なお、第２実施形態の基板洗浄装置２０では、洗浄具１１の回転数Ｎｓと液体６４の温度Ｔｃとに基づいて目標押付力Ｐｐ＊が設定されるものとしたが、回転数Ｎｓと温度Ｔｃとの一方に基づいて目標押付力Ｐｐ＊が設定されてもよい。また、これらに代えて、または加えて、他のパラメータに基づいて、目標押付力Ｐｐ＊が設定されてもよい。一例として、洗浄具１１による基板Ｗｆの洗浄回数が多いほど大きくなるように目標押付力Ｐｐ＊が設定されてもよい。また、液体６４として界面活性剤入りの薬液が用いられているときには、液体６４として超純水が使用されているときよりも、目標押付力Ｐｐ＊が大きい値に設定されてもよい。また、セルフクリーニング部材６０の材質に基づいて目標押付力Ｐｐ＊が設定されてもよい。また、洗浄具１１とセルフクリーニング部材６０との接触時間が長いほど大きくなるように又は小さくなるように目標押付力Ｐｐ＊が設定されてもよい。

【0056】

（第３実施形態）
第３実施形態の基板洗浄装置２０は、セルフクリーニング部材６０として、第１の材料で形成された第１部材（第１のセルフクリーニング部材）６０Ａと、第２の材料で形成された第２部材（第２のセルフクリーニング部材）６０Ｂと、を有する点で第１実施形態の
基板洗浄装置２０と異なり、その他の構成は第１実施形態の基板洗浄装置２０と同一である。ここで、第１の材料は、例えば、無機酸化物系材料、または分子構造内に極性基を有するがために表面自由エネルギーの水素結合性成分が相対的に大きい有機高分子系材料（第１の有機高分子系材料）である。また、第２の材料は、例えば、分子構造内に極性基を有さないため表面自由エネルギーの分散力成分が相対的に大きい有機高分子系材料（第２の有機高分子系材料）である。

【0057】

図９は、第３実施形態における液槽とセルフクリーニング部材との一例を示す図である。図示するように、第３実施形態では、液槽６２に第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとが配置されている。ただし、こうした例に限定されず、第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとは、別々の液槽６２に配置されてもよい。また、液槽６２が備えられなくてもよい。ただし、液槽６２が備えられない場合であっても、液体移送機構６５による液体６４の供給を伴って、つまり例えば液体６４が連続的に掛け流されながら、洗浄具１１のセルフクリーニングが行われてもよい。

【0058】

図１０は、第３実施形態の制御部５０により実行されるセルフクリーニング部材選択処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、一例として、基板洗浄装置２０の起動時、または入力部５２に外部入力がなされたタイミングで実行される。本処理が実行されると、制御部５０は、外部入力によって第１部材６０Ａが選択されているか否かを判定する（Ｓ４２）。この処理は、一例として、制御部５０の図示しないメモリの所定領域を参照することにより行うことができる。そして、制御部５０は、第１部材６０Ａが選択されているときには（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、第１部材６０Ａをセルフクリーニング部材として設定して本処理を終了する。一方、制御部５０は、第１部材６０Ａが選択されていないときには（Ｓ４２：Ｎｏ）、第２部材６０Ｂをセルフクリーニング部材として設定して本処理を終了する。そして、制御部５０は、本処理によって選択されたセルフクリーニング部材６０を使用して、洗浄具１１のセルフクリーニングを実行する。

【0059】

洗浄具１１をセルフクリーニングするセルフクリーニング部材６０は、洗浄具１１に蓄積された処理屑によって好適な素材が異なることが想定される。例えば、砥粒のように表面自由エネルギーの水素結合性成分が多い処理屑を対象とする場合には、無機酸化物系材料ないし分子構造内に極性基を有する有機高分子系材料で形成された第１部材６０Ａをセルフクリーニング部材６０として用いることが好ましいと考えられる。また、有機錯体のように表面自由エネルギーの分散力成分が多い処理屑を対象とする場合には、分子構造内に極性基を有さない有機高分子系材料で形成された第２部材６０Ｂをセルフクリーニング部材６０として用いることが好ましいと考えられる。これに対して、第３実施形態の基板洗浄装置２０によれば、外部入力に基づいてセルフクリーニング部材６０が選択されるため、好適なセルフクリーニング部材６０によって洗浄具１１のセルフクリーニングを実行することができる。これにより、短時間で効果の高い洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる。

【0060】

なお、例えば石英のように、温度が上がるにつれて上記表面自由エネルギーの水素結合性成分が大きく減少する無機酸化物系材料も有る。このため、液体６４の加温を併用する場合は、例えばＰＭＭＡのように有機高分子系材料でありながらも分子構造内に極性基を有するため高温でも水素結合性成分が比較的大きい材料を、水素結合性成分が多い処理屑を対象とする洗浄具に適用すると良い。換言すると、第１部材６０Ａは、洗浄具１１をセルフクリーニングする際に、第２部材６０Ｂに比して、表面自由エネルギーの水素結合性成分が多く分散力成分が少ない材料で形成されるとよい。

【0061】

（第４実施形態）
第４実施形態の基板洗浄装置２０は、第３実施形態の基板洗浄装置２０と同一の構成を
有する。第４実施形態の基板洗浄装置２０では、洗浄具１１を第１部材６０Ａと第２部材６０Ｂとの双方に接触させる点で、第３実施形態の基板洗浄装置２０と異なる。

【0062】

図１１は、第４実施形態の制御部５０により実行されるセルフクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、洗浄具１１をセルフクリーニングするときに実行される。セルフクリーニング処理が実行されると、制御部５０は、まず洗浄具１１を回転させながら第１部材６０Ａに接触させることにより、第１部材６０Ａによるセルフクリーニング処理を実行する（Ｓ５２）。続いて、制御部５０は、洗浄具１１を回転ながら第２部材６０Ｂに接触させることにより、第２部材６０Ｂによるセルフクリーニング処理を実行して（Ｓ５４）、本処理を終了する。

【0063】

第４実施形態によれば、洗浄具１１を回転させながら無機酸化物系材料ないし分子構造内に極性基を有する有機高分子系材料で形成された第１部材６０Ａに接触させ、その後に、洗浄具１１を回転させながら分子構造内に極性基を有さない有機高分子系材料で形成された第２部材６０Ｂに接触させることにより、洗浄具１１のセルフクリーニングが実行される。これにより、先ず、洗浄具１１から砥粒のように表面自由エネルギーの水素結合性成分が多い処理屑を取り除くことができ、続いて洗浄具１１から有機錯体のように表面自由エネルギーの分散力成分が多い処理屑を取り除くことができる。こうした方法により、短時間で効果の高い洗浄具のセルフクリーニングを行うことができる。

【0064】

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１０…基板処理装置
１１…洗浄具
１１Ａ…ペン部材
１１Ｂ…ロール部材
２０…基板洗浄装置
３１…洗浄具回転機構
３２…洗浄具保持機構
４０…支持部材
４２…洗浄液供給部
５０…制御部
５２…入力部
６０…セルフクリーニング部材
６０Ａ…第１部材（第１のセルフクリーニング部材）
６０Ｂ…第２部材（第２のセルフクリーニング部材）
６２…液槽
６４…液体
６５…液体移送機構
６６…温度調節機構
６７…振動部
６８…噴出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】