CN111868889A - 基板清洗装置及基板清洗方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够在短时间内进行高效的清洗工具的自我清洗的基板清洗装置。基板清洗装置具备：清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对基板进行清洗；自我清洗部件，该自我清洗部件用于与清洗工具接触而对清洗工具进行自我清洗；清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使清洗工具旋转；清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对清洗工具进行保持，能够将清洗工具按压于基板，并且能够将清洗工具按压于自我清洗部件。另外，基板清洗装置具备控制部，该控制部以使得在对清洗工具进行自我清洗时清洗工具旋转机构使清洗工具旋转的自我清洗时转矩成为规定转矩的方式控制清洗工具向自我清洗部件的按压力，该规定转矩是在清洗工具对基板进行清洗时清洗工具旋转机构使清洗工具旋转的基板清洗时转矩以上的转矩。

Description

基板清洗装置及基板清洗方法
技术领域
本发明涉及一种基板清洗装置及基板清洗方法。
背景技术
在半导体设备的制造工序中，在硅化物基板上形成有不同物性的各种膜，并通过对这些膜进行各种加工而形成微细的金属配线。例如，在大马士革布线形成工序中，在膜形成配线槽，在该配线槽中埋入Cu等金属。之后，经由化学机械研磨(CMP)去除多余的金属而形成金属配线。一般而言，研磨基板的CMP装置(研磨装置)具备对被研磨的基板进行清洗的基板清洗装置。基板的清洗是通过一边使基板旋转，一边使辊型海绵或笔型海绵等清洁工具与基板接触而进行的。
随着用清洗工具清洗基板，在CMP中使用的磨粒或研磨屑(以下，统称为“处理屑”)积蓄在清洗工具的表面及内部。因此，为了从清洗工具中去除这样的处理屑，定期对清洗工具进行自我清洗。该清洗工具的自我清洗是通过一边使清洗工具旋转，一边使清洗工具与刷子或板之类的自我清洗部件接触而进行的。另外，在使用新更换的刷子来清洗研磨后的基板前，以对该刷子进行初始化为目的，也进行称为磨合的与上述自我清洗相同的处理。以下，将这些统称为自我清洗。
例如，在基板间(每一片基板的清洗)以较短的时间进行这样的清洗工具的自我清洗，在批次间(每批规定数量的基板的清洗)以及磨合处理时以较长的时间进行这样的清洗工具的自我清洗。另外，在基板间的自我清洗中，使用超纯水作为清洗液的情况较多，在批次间的自我清洗以及磨合处理时，也有使用药液作为清洗液的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-12238号公报
发明所要解决的技术问题
由于在基板的处理工序中或者工序之间执行清洗工具的自我清洗，因此如果自我清洗所用的时间变长，则基板的整体处理的时间效率会降低。另一方面，若因使自我清洗在短时间内进行而导致清洗工具的自我清洗效果降低，则清洗工具中残留的处理屑会污染基板。
为了提高自我清洗的效果，考虑调整清洗工具的旋转速度或清洗液的温度等。即，清洗工具的旋转速度越大，则清洗工具与自我清洗部件的接触部的接触频率越高，清洗工具的自我清洗越高效。另外，清洗液的温度越高，则研磨屑越容易被排出到清洗液中，清洗工具的自我清洗越高效。
另外，自我清洗的效果受清洗工具和自我清洗之间的摩擦影响。如果清洗工具与自我清洗部件之间的摩擦不足，则无法从清洗工具排出处理屑，从而无法获得充分的自我清洗效果。另一方面，如果清洗工具与自我清洗部件之间的摩擦过大，可能成为导致清洗工具磨损劣化的原因。并且，根据本发明者的研究，明确了清洗工具的按压、旋转速度以及清洗液的温度以各种形式对清洗工具和自我清洗部件之间的摩擦产生影响。
发明内容
本发明鉴于上述问题的至少一部分而完成，其一个目的在于提供一种能够在短时间内进行高效的清洗工具的自我清洗的基板清洗装置或基板清洗方法。另外，本发明的一个目的在于提供一种通过适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而能够对清洗工具进行自我清洗的基板清洗装置或基板清洗方法。
用于解决技术问题的技术手段
(方式一)根据方式一，提出了如下的基板清洗装置，所述基板清洗装置具备：清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；自我清洗部件，该自我清洗部件用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使所述清洗工具旋转；清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对所述清洗工具进行保持，能够将所述清洗工具按压于所述基板，并且能够将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件；以及控制部，该控制部以使得在所述清洗工具与所述自我清洗部件接触时所述清洗工具旋转机构使所述清洗工具旋转的转矩成为规定转矩的方式控制所述清洗工具向所述自我清洗部件的按压力，该规定转矩是在所述清洗工具对所述基板进行清洗时所述清洗工具旋转机构使所述清洗工具旋转的转矩以上的转矩。根据方式一，能够以适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而对清洗工具进行自我清洗。
(方式二)根据方式二，提出了如下的基板清洗装置，所述基板清洗装置具备：清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；自我清洗部件，该自我清洗部件用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使所述清洗工具旋转；清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对所述清洗工具进行保持，能够将所述清洗工具按压于所述基板，并且能够将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件；以及控制部，当所述清洗工具与所述自我清洗部件接触时，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述清洗工具以第一旋转速度进行旋转时，所述清洗工具以第一按压力被按压于所述自我清洗部件，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述清洗工具以比所述第一旋转速度大的第二旋转速度进行旋转时，所述清洗工具以比所述第一按压力大的第二按压力被按压于所述自我清洗部件。方式二是基于如下的发现：有清洗工具的转速越大，则清洗工具与自我清洗部件之间的摩擦越小的倾向。根据方式二，能够以适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而对清洗工具进行自我清洗。
(方式三)根据方式三，提出了如下的基板清洗装置，所述基板清洗装置具备：清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；自我清洗部件，该自我清洗部件用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使所述清洗工具旋转；清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对所述清洗工具进行保持，能够将所述清洗工具按压于所述基板，并且能够将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件；以及控制部，当在液体中或伴随着液体的供给，所述清洗工具与所述自我清洗部件接触时，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述液体为第一温度时，所述清洗工具以第一按压力被按压于所述自我清洗部件，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述液体为比所述第一温度高的第二温度时，所述清洗工具以比所述第一按压力大的第二按压力被按压于所述自我清洗部件。方式三是基于如下的发现：有在自我清洗中使用的液体的温度越高，则清洗工具与自我清洗部件之间的摩擦越小的倾向。根据方式三，能够以适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而对清洗工具进行自我清洗。
(方式四)根据方式四，提出了如下的基板清洗装置，所述基板清洗装置具备：清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；第一自我清洗部件，该第一自我清洗部件由第一材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；以及第二自我清洗部件，该第二自我清洗部件由第二材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗，基于外部输入选择所述第一自我清洗部件和所述第二自我清洗部件中的一方，通过使所述清洗工具与被选择的所述自我清洗部件接触来对该清洗工具进行自我清洗。根据方式四，能够基于外部输入来选择自我清洗部件，从而执行清洗工具的自我清洗。由此，能够在短时间内进行高效的清洗工具的自我清洗。
(方式五)根据方式五，提出了如下的基板清洗装置，所述基板清洗装置具备：清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗第一自我清洗部件，该第一自我清洗部件由第一材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；以及第二自我清洗部件，该第二自我清洗部件由第二材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗，通过在使所述清洗工具与所述第一自我清洗部件接触后，使该清洗工具与所述第二自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗。由此，能够改善清洗工具的自我清洗的效果。
(方式六)根据方式六，在方式四或五的基板清洗装置中，所述第一材料是在对所述清洗工具进行自我清洗时，与所述第二材料相比表面自由能的氢键性成分多而分散力成分少的材料。根据方式六，首先能够使用第一自我清洗部件而从清洗工具去除磨粒那样的表面自由能的氢键性成分多的处理屑，接着能够使用第二自我清洗部件而从清洗工具去除有机络合物那样的表面自由能的分散力成分多的处理屑。
(方式七)根据方式七，在方式四至六中任一项的基板清洗装置中，所述第一材料是无机氧化物系材料或在分子结构内具有极性基的第一有机高分子系材料，所述第二材料是非极性的第二有机高分子系材料。
(方式八)根据方式八，在方式一至七中任一项的基板清洗装置中，所述清洗工具的自我清洗有时间为第一时间的短时间自我清洗和时间为比所述第一时间长的第二时间的长时间自我清洗，在所述短时间自我清洗中使用超纯水，在所述长时间自我清洗中也可以使用药液，在使用药液的情况下接着进行使用超纯水的冲洗处理。在任一情况下都可以使液温提高而提高清洗效果。此外，在使用药液后使用超纯水进行冲洗的情况下，虽然有清洗转矩在冲洗前后变化的情况，但在该情况下，也调整按压或转速以使得转矩与晶体清洗时的转矩相等或更高。
(方式九)根据方式九，在方式一至八中任一项的基板清洗装置，具备：液槽，该液槽贮存液体，并且收容所述自我清洗部件；以及振动部，该振动部对所述液体施加超声波振动。
(方式十)根据方式十，在方式一至九中任一项的基板清洗装置，进一步具备喷出部，在对所述清洗工具进行自我清洗时，该喷出部朝向该清洗工具喷出气体或液体。
(方式十一)根据方式十一，提出了如下的基板清洗方法，所述基板清洗方法包括：基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；以及自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗，在所述自我清洗步骤中，以使得使所述清洗工具旋转的转矩成为规定转矩的方式控制所述清洗工具向所述自我清洗部件的按压力，该规定转矩是在所述基板清洗步骤中使所述清洗工具旋转的基板清洗时转矩以上的转矩。根据方式十一，能够以适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而对清洗工具进行自我清洗。
(方式十二)根据方式十二，提出了如下的基板清洗方法，所述基板清洗方法包括：基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；以及自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗，在所述自我清洗步骤中，在所述清洗工具以第一旋转速度进行旋转时，以第一按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件，在所述清洗工具以比所述第一旋转速度大的第二旋转速度进行旋转时，以比所述第一按压力大的第二按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件。根据方式十二，能够以适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而对清洗工具进行自我清洗。
(方式十三)根据方式十三，提出了如下的基板清洗方法，所述基板清洗方法包括：基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；以及自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并在液体中或伴随着液体的供给而使所述清洗工具与自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗，在所述自我清洗步骤中，在所述液体为第一温度时，以第一按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件，在所述液体为比所述第一温度高的第二温度时，以比所述第一按压力大的第二按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件。根据方式十三，能够以适当的按压力将清洗工具按压于自我清洗部件，从而对清洗工具进行自我清洗。
(方式十四)根据方式十四，提出了如下的基板清洗方法，所述基板清洗方法包括：基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；选择步骤，基于外部输入，选择由第一材料形成的第一自我清洗部件和由第二材料形成的第二自我清洗部件的一方；以及自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与在所述选择步骤中选择的自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗。根据方式十四，能够基于外部输入选择自我清洗部件，从而执行清洗工具的自我清洗。由此，能够在短时间内进行高效的清洗工具的自我清洗。
(方式十五)根据方式十五，提出了如下的基板清洗方法，所述基板清洗方法包括：基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；第一自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与由第一材料形成的第一自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗；以及第二自我清洗步骤，在所述第一自我清洗步骤之后，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与由第二材料形成的第二自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗。根据方式十五，使用两种自我清洗部件来进行清洗工具的自我清洗。由此，能够提高清洗工具的自我清洗的效果。
附图说明
图1是表示包括实施方式所涉及的基板清洗装置的基板处理装置的简略结构的俯视图。
图2是表示实施方式所涉及的基板清洗装置的简略结构的立体图。
图3是表示另一例所涉及的基板清洗装置的简略结构的立体图。
图4是示意性地表示笔型部件的自我清洗的图。
图5是示意性地表示辊型部件的自我清洗的图。
图6是表示由第一实施方式的控制部执行的自我清洗时的目标按压力的设定处理的一例的流程图。
图7是表示由第二实施方式的控制部执行的自我清洗时的目标按压力的设定处理的一例的流程图。
图8是表示转速Ns及温度Tc与目标按压力Pp*之间的关系的一例的图。
图9是表示第三实施方式的液槽与自我清洗部件的一例的图。
图10是表示由第三实施方式的控制部执行的自我清洗部件的选择处理的一例的流程图。
图11是表示由第四实施方式的控制部执行的自我清洗处理的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下说明的附图中，对相同或相当的构成要素标注相同的符号并且省略重复的说明。本实施方式的基板清洗装置能够作为对半导体晶片等基板进行处理的基板处理装置的一部分而进行利用。
(第一实施方式)
图1是表示包括实施方式所涉及的基板清洗装置的基板处理装置的简略结构的图。如图1所示，基板处理装置10具有壳体110、配置为与壳体110邻接的装载口112。在装载端口112能够搭载用于储存大量基板Wf(参照图2等)的开放式晶片盒、SMIF(StandardManufacturing Interface：标准机械接口)端口或FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式传送盒)。SMIF端口及FOUP是能够在内部收纳基板盒，且能够保持与外部空间独立的环境的密闭容器。
在壳体110的内部收容有：多个(图1所示的形态为四个)研磨单元114a～114d；对研磨后的基板Wf进行清洗的第一清洗单元116及第二清洗单元118；以及使清洗后的基板Wf干燥的干燥单元120。在图1所示的例子中，研磨单元114a～114d沿着基板处理装置10的长度方向配列，清洗单元116、118及干燥单元120与研磨单元114a～114d并排配置。
在装载端口112和位于装载端口112侧的研磨单元114a及干燥单元120之间配置有第一输送自动装置122。另外，在研磨单元114a～114d和清洗单元116、118及干燥单元120之间配置有输送单元124。第一输送自动装置122从装载端口112接收研磨前的基板Wf并将研磨前的基板Wf交接至输送单元124，或从输送单元124接收从干燥单元120取出的干燥后的基板Wf。
研磨单元114a～114d是进行基板Wf的研磨(平坦化)的区域。由于研磨单元114a～114d不是本发明的核心，因此省略详细的说明。
在第一清洗单元116和第二清洗单元118之间配置有第二输送自动装置126，该第二输送自动装置126在这些第一清洗单元116和第二清洗单元118之间进行基板WF的交接。另外，在第二清洗单元118和干燥单元120之间配置有第三输送单元128，该第三输送单元128在这些第二清洗单元118和干燥单元120之间进行基板Wf的交接。此外，在壳体110的内部配置有对基板处理装置10的各机器的动作进行控制的控制部50。在本实施方式中，在壳体110的内部配置有控制部50。但是，并不限定于这样的例子，也可以在壳体110的外部配置控制部50。在本实施方式中，控制部50具有接受外部输入的输入部52。在此，外部输入包括通过使用者进行的机械性操作及通过有线或无线的来自外部装置的信号的输入。
本实施方式的清洗单元116、118通过使后述的清洗工具一边自转，一边与基板Wf的表面接触来清洗基板Wf。另外，清洗单元116、118也可以与清洗工具相配合地使用通过双流体喷流来清洗基板Wf的表面的双流体喷流清洗装置。
作为干燥单元120的一例，通过从未图示的喷嘴向旋转的基板Wf喷出IPA蒸汽而使基板Wf干燥。另外，干燥单元120也可以使基板Wf高速旋转而通过离心力来使基板Wf干燥。
图2是表示实施方式所涉及的基板清洗装置的简略结构的立体图。图3是表示另一例所涉及的基板清洗装置的简略结构的立体图。如图所示，基板清洗装置20(基板清洗单元116、118)具有保持基板Wf并使其旋转的基板旋转机构(在本实施方式中，参考后述的支承部件40)和向基板Wf供给清洗液的清洗液供给部42。本实施方式的清洗液包括：超纯水(DIW)等冲洗液；氨过氧化氢(SC1)、盐酸过氧化氢(SC2)、硫酸过氧化氢(SPM)、硫酸加水、氟酸等药液。只要在本实施方式中没有特别地说明，清洗液意味着冲洗液或药液中的任一项。
基板Wf以其中心轴(通过中心O并垂直于基板Wf的表面的轴)为旋转轴进行旋转。在本实施方式中，虽然主要对使用了基板Wf的表面沿水平方向延伸，旋转轴沿铅锤方向延伸的方式进行了说明，但是并不限定于此。本实施方式的基板旋转机构具有支承基板Wf的外周的四个支承部件40。支承部件40例如是主轴、卡盘等。能够通过该主轴、卡盘等的旋转而使基板Wf旋转。
基板清洗装置20具备：与基板Wf接触来清洗基板Wf的清洗工具11；使清洗工具旋转的清洗工具旋转机构31；以及保持清洗工具11的清洗工具保持机构32。作为清洗工具11能够使用绕着相对于基板Wf的表面大致垂直的旋转轴自转的笔型部件11A(参照图2)。另外，作为清洗工具11能够使用遍及基板Wf的直径大致全长地直线状延伸的辊型部件11B(参照图2、图3)。
清洗工具旋转机构31在使用笔型部件11A作为清洗工具11的情况下，使清洗工具11绕着相对于基板Wf的表面大致垂直的旋转轴旋转。另外，清洗工具旋转机构31在使用辊型部件11B作为清洗工具11的情况下，使清洗工具11绕着与基板Wf的表面平行的旋转轴旋转。作为清洗工具旋转机构31，能够采用各种机构，作为一例能够采用DC电机及连杆机构。
清洗工具保持机构32能够使清洗工具11及清洗工具旋转机构31相对于基板Wf的表面垂直地移动而将清洗工具11按压于基板Wf或使清洗工具11从基板Wf远离。作为清洗工具保持机构32，能够采用各种机构，作为一例能够采用使用了球状螺纹件的电机驱动机构或气缸等。另外，清洗工具保持机构32能够使清洗工具11及清洗工具旋转机构31相对于基板Wf的表面平行地移动而使清洗工具11与基板Wf的接触部改变或使清洗工具11向未图示的待机位置移动。
此外，在图2所示的例子中，笔型部件11A对基板Wf的上表面(图2的上表面)进行清洗，辊型部件11B对基板Wf的下表面(图2的下表面)进行清洗。另外，在图3所示的例子中，辊型部件11B对基板Wf的表面及背面进行清洗。但是，只要是通过清洗工具11接触基板Wf的表面来清洗基板Wf即可，基板清洗装置20并不限定于图2或图3的例子。
在清洗工具11被更换等而使用新的清洗工具11的情况下，进行清洗工具11的磨合。清洗工具11有在初始状态下干燥的情况，若直接将其使用于清洗处理，有使基板Wf损伤的担忧。另外，在以湿润状态被提供的情况下，也有作为污染的原因的颗粒附着在海绵本身的情况。因此，使水浸入并揉软来进行初始磨合(break in)以去除颗粒。使用进行了该磨合的清洗工具11来执行清洗处理，并且对基板Wf进行清洗后的逆污染检查。逆污染是指清洁的基板Wf因清洗工具11而被污染。在产生逆污染的情况下，由于会对之后的处理过程产生严重的不良影响，因此该逆污染检查是重要的。
另外，随着通过清洗工具11清洗基板Wf，研磨基板Wf时的处理屑积蓄在清洗工具11的表面及内部。因此，定期进行清洗工具11的自我清洗。该自我清洗是通过使清洗工具11接触自我清洗部件60来进行的。清洗工具11的自我清洗在基板间(每一枚基板的清洗)为较短的时间(第一时间)，在批次间(每批规定数量的基板的清洗)为较长的时间(第二时间)。另外，在本实施方式中，在基板间的自我清洗中，使用纯水(DIW)等作为在自我清洗中使用的液体。另一方面，在批次间的自我清洗中，在使用了氨过氧化氢(SC1)、盐酸过氧化氢(SC2)、硫酸过氧化氢(SPM)、硫酸加水、氟酸等药液之后，使用超纯水。但是，并不限定于这样的例子，在基板间的自我清洗中也可以使用药液，在批次间的自我清洗中也可以不使用药液。此外，以下的“自我清洗”包括“磨合”。
图4是示意地表示笔型部件11A的自我清洗的图，图5是示意地表示辊型部件11B的自我清洗的图。如图4及图5所示，自我清洗部件60配置在液槽62内。自我清洗部件60例如由石英板、蓝宝石板这类无机氧化物系材料形成或者由PTFE、PVDF、PFA、PPS、PEEK、PMMA这类耐化学性、低溶出性的良好的有机高分子系材料形成。另外，在液槽62贮存有超纯水(DIW)或者氨过氧化氢(SC1)、盐酸过氧化氢(SC2)、硫酸过氧化氢(SPM)、硫酸加水、或氟酸等药液这类的液体64。优选的是，在液槽62中通过液体移送机构65供给清洁的液体或者一边清洁内部的液体一边循环。另外，优选的是，能够通过温度调节机构66对贮存在液槽62的液体64的温度进行调节。作为温度调节机构66，例如能够使用加热器。此外，基板清洗装置20也可以具备振动部67，该振动部67在清洗工具11进行自我清洗时对液槽62内施加超声波振动。另外，基板清洗装置20也可以具备喷出部68，该喷出部68在清洗工具11进行自我清洗时，朝向清洗工具11喷出气体或液体。
此外，在图4及图5所示的例子中，自我清洗部件60被配置在液槽62内。然而，并不限定于这样的例子，也可以不具备液槽62。但是，即使在不具备液槽62的情况下，也可以是，伴随着基于液体移送机构65的液体64的供给，即，例如液体64一边连续地流动，一边进行清洗工具11的自我清洗。另外，即使在这样的情况下，也可以是，能够通过温度调节机构66对液体64的温度进行调节。
如图4所示，在对笔型部件11A进行自我清洗时，清洗工具旋转机构31使笔型部件11A旋转，并且清洗工具保持机构32将笔型部件11A按压于自我清洗部件60。此外，在图4中虽然表示了自我清洗部件60的表面相对于笔型部件11A的旋转轴垂直的例子，但是并不限定于这样的例子。另外，如图5所示，对辊型部件11B进行自我清洗时，清洗工具旋转机构31使辊型部件11B旋转，并且清洗工具保持机构32将辊型部件11B按压于自我清洗部件60。此外，在图5所示的例子中，虽然自我清洗部件60的表面相对于铅锤方向倾斜，辊型部件11B在铅锤方向上移动而与自我清洗部件接触，但是并不限定于这样的例子。
图6是表示由实施方式的控制部50执行的自我清洗时的目标按压力的设定处理的一例的流程图。在使清洗工具11与自我清洗部件60接触时，即，在使清洗工具11自我清洗时每隔规定时间(例如，每隔数十msec)执行该处理。
当该处理开始时，首先控制部50读取清洗工具旋转机构31的输出转矩Tr(S12)。输出转矩Tr是在清洗工具11和自我清洗部件60接触时，清洗工具旋转机构31使清洗工具11旋转的转矩，例如能够基于在清洗工具旋转机构31的未图示的电机流动的电流值来检测。另外，输出转矩Tr也可以使用由控制部50向清洗工具旋转机构31发出的转矩指令。
接着，控制部50基于输出转矩Tr和规定的目标转矩Tr*来设定将清洗工具11按压于自我清洗部件60的目标按压力Pp*(S14)，然后结束本处理。在此，目标转矩Tr*是预先确定的规定转矩，也是清洗工具11清洗基板Wf时作用于清洗工具11的转矩(基板清洗时转矩)以上的转矩。目标转矩Tr*也可以通过外部输入来设定。另外，作为目标按压力Pp*的设定的一例，能够基于输出转矩Tr和目标转矩Tr*的差，通过使用了比例增益Gp及积分增益Gi的PI运算，或是使用了比例增益Gp、积分增益Gi以及微分增益Gd的PID运算来进行。当本处理结束时，控制部50对清洗工具保持机构32进行控制，以使清洗工具11以目标按压力Pp*被按压于自我清洗部件60。
清洗工具11与自我清洗部件60之间的摩擦不仅通过清洗工具11向自我清洗部件60的按压力Pp而变化，还通过清洗工具11的磨损、清洗工具11的旋转速度(转速Ns)、液体64的种类及温度Tc、以及自我清洗部件60的材质及形状等条件而变化。当清洗工具11与自我清洗部件60之间的摩擦不足时，有清洗工具11的自我清洗无法获得充分的效果的担忧。在这样的情况下，由于清洗工具11的自我清洗不足而产生基板Wf的逆污染，会对之后的处理过程产生不良影响或者导致磨合的检查所需要的时间及成本变大。另一方面，当清洗工具11和自我清洗部件60之间的摩擦过大时，成为因磨损而导致清洗工具11劣化的原因。对此，在本实施方式的基板清洗装置20中，以使得清洗工具11与自我清洗部件60接触时的清洗工具旋转机构31的输出转矩Tr成为基板清洗时转矩以上的规定转矩的方式控制清洗工具11向自我清洗部件60的按压力。由此，能够通过采用不会使得清洗工具11劣化的转矩作为该规定转矩，将清洗工具以适当的按压力按压于自我清洗部件60，从而对清洗工具11进行自我清洗。
另外，根据本实施方式的基板清洗装置20，目标转矩Tr*是基板清洗时转矩以上的转矩。即，目标转矩Tr*是在清洗工具11积蓄有处理屑时作用于清洗工具11的转矩以上的转矩。通过使用这样的目标转矩Tr*，能够在短时间内从清洗工具11适当地去除处理屑。
(第二实施方式)
第二实施方式的基板处理装置10具备与第一实施方式的基板处理装置10相同的结构，省略重复的说明。第二实施方式的基板处理装置10在代替图6所示的处理而执行图7所示的自我清洗时的目标按压力的设定处理这一点上，与第一实施方式的基板处理装置10不同。在使清洗工具11与自我清洗部件60接触时，即，在使清洗工具11自我清洗时，由控制部50每隔规定时间(例如，每隔数十msec)执行该图7所示的处理。
当本处理开始时，控制部50读取清洗工具11的转速Ns及液体64的温度Tc(S22)。清洗工具11的转速Ns能够使用由对清洗工具11的转速Ns进行检测的未图示的传感器检测的检测值、或使用由对清洗工具旋转机构31的转速进行检测的未图示的传感器检测的的检测值。另外，清洗工具11的转速Ns也可以使用向清洗工具旋转机构31发出的转速指令。液体64的温度Tc能够使用来自设置于液槽62的未图示的温度传感器的检测值。另外，液体64的温度也可以使用来自温度调节机构66的温度指令。
接着，控制部50基于转速Ns和温度Tc来设定将清洗工具11按压于自我清洗部件60的目标按压力Pp*(S24)，然后结束本处理。在该S24的处理中，以转速Ns越大则目标按压力Pp*越大的倾向，且液体64的温度Tc越高则目标按压力Pp*越大的倾向设定目标按压力Pp*。图8是表示转速Ns及温度Tc与目标按压力Pp*之间的关系的一例的图。此外，在图8中，虽然表示了转速Ns或温度Tc越大目标按压力Pp*越以线性增大的例子，但是并不限定于该例子。例如，也可以是，转速Ns或温度Tc越大目标按压力Pp*越阶段性地增加，转速Ns或温度Tc与目标按压力Pp*之间的关系也可以表示为曲线状。作为一例，通过实验等将转速Ns和温度Tc以及目标按压力Pp*之间的关系预先作为映射而设定，能够基于该映射和已读取的转速Ns及温度Tc来进行S24的处理。但是，并不限定于这样的例子，也可以是，控制部50基于转速Ns和温度Tc，通过各种方法来设定目标按压力Pp*。当结束本处理时，控制部50对清洗工具保持机构32进行控制，以使清洗工具11以目标按压力Pp*被按压于自我清洗部件60。
根据本发明者的研究发现：有清洗工具11的转速Ns越大，则清洗工具11与自我清洗部件60之间的摩擦越小的倾向。因此，根据第二实施方式的基板清洗装置20，当清洗工具11以第一旋转速度Ns1进行旋转时，清洗工具11以第一按压力Pp1被按压于自我清洗部件60。另外，当清洗工具11以比第一旋转速度Ns1大的第二旋转速度Ns2(Ns2>Ns1)进行旋转时，清洗工具11以比第一按压力Pp1大的第二按压力Pp2(Pp2>Pp1)被按压于自我清洗部件60。由此，能够抑制如下情况：当清洗工具11的转速Ns大时，清洗工具11与自我清洗部件60之间的摩擦不足而无法获得充分的效果。即，根据第二实施方式的基板清洗装置20，能够以适当的按压力将清洗工具11按压于自我清洗部件60，从而对清洗工具11进行自我清洗。
另外，根据本发明者的研究发现：有液体64的温度Tc越高，则清洗工具11与自我清洗部件60之间的摩擦越小的倾向。因此，根据第二实施方式的基板清洗装置20，当液体64的温度Tc为第一温度Tc1时，清洗工具11以第一按压力Pp1被按压于自我清洗部件60。另外，当液体64的温度Tc为比第一温度Tc1高的第二温度Tc2(Tc2>Tc1)时，清洗工具11以比第一按压力Pp1大的第二按压力Pp2(Pp2>Pp1)被按压于自我清洗部件60。由此，能够抑制如下的情况：当液体64高时，清洗工具11与自我清洗部件60之间的摩擦不足而无法获得充分的效果。即，根据第二实施方式的基板清洗装置20，能够以适当的按压力将清洗工具11按压于自我清洗部件60，从而对清洗工具11进行自我清洗。
此外，在第二实施方式的基板清洗装置20中，虽然基于清洗工具11的转速Ns与液体64的温度Tc来设定目标按压力Pp*，但是也可以基于转速Ns和温度Tc中的一方来设定目标按压力Pp*。另外，也可以是，代替于此或者除此之外，基于其他的参数来设定目标按压力Pp*。作为一例，也可以是，以清洗工具11对基板Wf的清洗次数越多则目标按压力Pp*越大的方式来设定目标按压力Pp*。另外，也可以是，在使用加入表面活性剂的药液作为液体64时，设定为相比使用超纯水作为液体64时的目标按压力Pp*大的值。另外，也可以是，基于自我清洗部件60的材质来设定目标按压力Pp*。另外，也可以是，以清洗工具11与自我清洗部件60之间的接触时间越长则目标按压力Pp*越大或越小的方式设定目标按压力Pp*。
(第三实施方式)
第三实施方式的基板清洗装置20在作为自我清洗部件60具有由第一材料形成的第一部件(第一自我清洗部件)60A和由第二材料形成的第二部件(第二自我清洗部件)60B这一点上与第一实施方式的基板清洗装置20不同，其他的构成与第一实施方式的基板清洗装置20相同。在此，第一材料例如是无机氧化物系材料或由于在分子结构内具有极性基，因此表面自由能的氢键性成分较大的有机高分子系材料(第一有机高分子系材料)。另外，第二材料例如是由于在分子结构内不具有极性基，因此表面自由能的分散力成分较大的有机高分子系材料(第二有机高分子系材料)。
图9是表示第三实施方式所涉及的液槽与自我清洗部件的一例的图。如图所示，在第三实施方式中，在液槽62配置有第一部件60A和第二部件60B。但是，第一部件60A和第二部件60B并不限定于这样的例子，也可以配置于分开的液槽62。另外，也可以不具备液槽62。但是，即使在不具备液槽62的情况下，也可以是，伴随着基于液体移送机构65的液体64的供给，即，例如液体64一边连续地流动，一边进行清洗工具11的自我清洗。
图10是表示由第三实施方式的控制部50执行的自我清洗部件的选择处理的一例的流程图。作为一例，在基板清洗装置20启动时或在输入部52接收到外部输入的时刻执行该处理。当本处理执行时，控制部50通过外部输入判定第一部件60A是否被选择(S42)。作为一例，能够通过参照控制部50的未图示的存储器的规定区域来进行该处理。然后，控制部50在第一部件60A被选择时(S42：是)，将第一部件60A设定为自我清洗部件，然后结束本处理。另一方面，控制部50在第一部件60A未被选择时(S42：否)，将第二部件60B设定为自我清洗部件，然后结束本处理。然后，控制部50使用通过本处理选择的自我清洗部件60，从而执行清洗工具11的自我清洗。
可以设想，对清洗工具11进行自我清洗的自我清洗部件60的适当的材料根据积蓄在清洗工具11的处理屑而不同。例如，在将磨粒那样的表面自由能的氢键性成分多的处理屑作为对象的情况下，考虑优选使用由无机氧化物系材料或者在分子结构内具有极性基的有机高分子系材料形成的第一部件60A作为自我清洗部件60。另外在将有机络合物那样的表面自由能的分散力成分多的处理屑作为对象的情况下，考虑优选使用由在分子结构内不具有极性基的有机高分子系材料形成的第二部件60B作为自我清洗部件60。对此，根据第三实施方式的基板清洗装置20，由于基于外部输入选择自我清洗部件60，因此能够通过适当的自我清洗部件60来执行清洗工具11的自我清洗。由此，能够在短时间内进行高效的清洗工具的自我清洗。
此外，也有例如石英那样的随着温度上升上述表面自由能的氢键性成分大幅减少的无机氧化物系材料。因此，在同时对液体64加温的情况下，由于例如PMMA那样的既是有机高分子系材料又在分子结构内具有极性基，因此也可以将在高温下氢键性成分较大的材料应用于将氢键性成分多的处理屑作为对象的清洗工具。换而言之，在对清洗工具11进行自我清洗时，第一部件60A与第二部件60B相比，也可以由表面自由能的氢键性成分多而分散力成分少的材料形成。
(第四实施方式)
第四实施方式的基板清洗装置20具有与第三实施方式的基板清洗装置20相同的结构。在第四实施方式的基板清洗装置20中，在使清洗工具11与第一部件60A和第二部件60B双方接触这一点上与第三实施方式的基板清洗装置20不同。
图11是表示由第四实施方式的控制部50执行的自我清洗处理的一例的流程图。该处理在对清洗工具11进行自我清洗时执行。当执行自我清洗处理时，控制部50首先通过使清洗工具11一边旋转一边接触第一部件60A来执行由第一部件60A进行的自我清洗处理(S52)。接着，控制部50通过使清洗工具11一边旋转一边接触第二部件60B来执行由第二部件60B进行的自我清洗处理(S54)，然后结束本处理。
根据第四实施方式，通过使清洗工具11一边旋转一边与由无极氧化物系材料或者在分子结构内具有极性基的有机高分子系材料形成的第一部件60A接触，之后，使清洗工具11一边旋转一边与由在分子结构内不具有极性基的有机高分子系材料形成的第二部件60B接触，从而执行清洗工具11的自我清洗。由此，首先能够从清洗工具11去除磨粒那样的表面自由能的氢键性成分多的处理屑，接着能够从清洗工具11去除有机络合物那样的表面自由能的分散力成分多的处理屑。通过这样的方法，能够在短时间内进行高效的清洗工具的自我清洗。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明而非限定本发明。本发明包括在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更、改良得出的等同物，这是不言而喻的。另外，在能够解决上述的问题中至少一部分的范围，或者是至少起到效果的一部分的范围内，能够进行实施方式及变形例的任意的组合，并且能够进行本发明要求保护的范围及说明书所记载的各构成要素的任意的组合或省略。
本发明基于2018年3月15日申请的日本专利申请第2018-048217号主张优先权。日本专利申请第2018-048217号的包括说明书、权利要求书、附图及摘要的所有公开内容的整体作为参照援引至本发明。日本特开2005-012238号公报(专利文献1)的包括说明书、权利要求书、附图及摘要的所有公开内容的整体作为参照援引至本发明。
符号说明
10…基板处理装置
11…清洗工具
11A…笔型部件
11B…辊型部件
20…基板清洗装置
31…清洗工具旋转机构
32…清洗工具保持机构
40…支承部件
42…清洗液供给部
50…控制部
52…输入部
60…自我清洗部件
60A…第一部件(第一自我清洗部件)
60B…第二部件(第二自我清洗部件)
62…液槽
64…液体
65…液体移送机构
66…温度调节机构
67…振动部
68…喷出部

Claims (15)

1.一种基板清洗装置，其特征在于，具备：
清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；
自我清洗部件，该自我清洗部件用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；
清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使所述清洗工具旋转；
清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对所述清洗工具进行保持，能够将所述清洗工具按压于所述基板，并且能够将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件；以及
控制部，该控制部以使得在所述清洗工具与所述自我清洗部件接触时所述清洗工具旋转机构使所述清洗工具旋转的转矩成为规定转矩的方式控制所述清洗工具向所述自我清洗部件的按压力，该规定转矩是在所述清洗工具对所述基板进行清洗时所述清洗工具旋转机构使所述清洗工具旋转的转矩以上的转矩。
2.一种基板清洗装置，其特征在于，具备：
清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；
自我清洗部件，该自我清洗部件用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；
清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使所述清洗工具旋转；
清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对所述清洗工具进行保持，能够将所述清洗工具按压于所述基板，并且能够将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件；以及
控制部，当所述清洗工具与所述自我清洗部件接触时，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述清洗工具以第一旋转速度进行旋转时，所述清洗工具以第一按压力被按压于所述自我清洗部件，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述清洗工具以比所述第一旋转速度大的第二旋转速度进行旋转时，所述清洗工具以比所述第一按压力大的第二按压力被按压于所述自我清洗部件。
3.一种基板清洗装置，其特征在于，具备：
清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；
自我清洗部件，该自我清洗部件用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；
清洗工具旋转机构，该清洗工具旋转机构用于使所述清洗工具旋转；
清洗工具保持机构，该清洗工具保持机构对所述清洗工具进行保持，能够将所述清洗工具按压于所述基板，并且能够将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件；以及
控制部，当在液体中或伴随着液体的供给，所述清洗工具与所述自我清洗部件接触时，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述液体为第一温度时，所述清洗工具以第一按压力被按压于所述自我清洗部件，该控制部控制所述清洗工具保持机构，以使在所述液体为比所述第一温度高的第二温度时，所述清洗工具以比所述第一按压力大的第二按压力被按压于所述自我清洗部件。
4.一种基板清洗装置，其特征在于，具备：
清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗；
第一自我清洗部件，该第一自我清洗部件由第一材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；以及
第二自我清洗部件，该第二自我清洗部件由第二材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗，
基于外部输入选择所述第一自我清洗部件和所述第二自我清洗部件中的一方，通过使所述清洗工具与被选择的所述自我清洗部件接触来对该清洗工具进行自我清洗。
5.一种基板清洗装置，其特征在于，具备：
清洗工具，该清洗工具用于与基板的表面接触而对该基板进行清洗
第一自我清洗部件，该第一自我清洗部件由第一材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗；以及
第二自我清洗部件，该第二自我清洗部件由第二材料形成，用于与所述清洗工具接触而对该清洗工具进行自我清洗，
通过在使所述清洗工具与所述第一自我清洗部件接触后，使该清洗工具与所述第二自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗。
6.根据权利要求4或5所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述第一材料是在对所述清洗工具进行自我清洗时与所述第二材料相比表面自由能的氢键性成分多而分散力成分少的材料。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述第一材料是无机氧化物系材料或在分子结构内具有极性基的第一有机高分子系材料，
所述第二材料是非极性的第二有机高分子系材料。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述清洗工具的自我清洗是时间为第一时间的短时间自我清洗和时间为比所述第一时间长的第二时间的长时间自我清洗，
在所述短时间自我清洗中使用超纯水，在所述长时间自我清洗中在药液处理后使用超纯水冲洗，或者仅进行超纯水处理。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于，具备：
液槽，该液槽贮存液体，并且收容所述自我清洗部件；以及
振动部，该振动部对所述液体施加超声波振动。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的基板清洗装置，其特征在于，
进一步具备喷出部，在对所述清洗工具进行自我清洗时，该喷出部朝向该清洗工具喷出气体或液体。
11.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；以及
自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗，
在所述自我清洗步骤中，以使得使所述清洗工具旋转的转矩成为规定转矩的方式控制所述清洗工具向所述自我清洗部件的按压力，该规定转矩是在所述基板清洗步骤中使所述清洗工具旋转的基板清洗时转矩以上的转矩。
12.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；以及
自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗，
在所述自我清洗步骤中，在所述清洗工具以第一旋转速度进行旋转时，以第一按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件，在所述清洗工具以比所述第一旋转速度大的第二旋转速度进行旋转时，以比所述第一按压力大的第二按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件。
13.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；以及
自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并在液体中或伴随着液体的供给而使所述清洗工具与自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗，
在所述自我清洗步骤中，在所述液体为第一温度时，以第一按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件，在所述液体为比所述第一温度高的第二温度时，以比所述第一按压力大的第二按压力将所述清洗工具按压于所述自我清洗部件。
14.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；
选择步骤，基于外部输入，选择由第一材料形成的第一自我清洗部件和由第二材料形成的第二自我清洗部件的一方；以及
自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与在所述选择步骤中选择的自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗。
15.一种基板清洗方法，其特征在于，包括：
基板清洗步骤，使清洗工具旋转，并使所述清洗工具与基板的表面接触，从而对该基板进行清洗；
第一自我清洗步骤，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与由第一材料形成的第一自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗；以及
第二自我清洗步骤，在所述第一自我清洗步骤之后，使所述清洗工具旋转，并使所述清洗工具与由第二材料形成的第二自我清洗部件接触，从而对该清洗工具进行自我清洗。
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