JP2020053583A - ブラシ洗浄装置、基板処理装置及びブラシ洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板品質を向上させることができるブラシ洗浄装置、基板処理装置及びブラシ洗浄方法を提供する。【解決手段】実施形態に係るブラシ洗浄部（ブラシ洗浄装置）は、基板を洗浄するためのブラシ７２を洗浄する洗浄液の液膜Ａ１を外面に保持する洗浄部材８１を有し、洗浄部材８１の外面に保持された洗浄液の液膜Ａ１と回転するブラシ７２だけを接触させてブラシ７２を洗浄する。これにより、基板品質を向上させることができる。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、ブラシ洗浄装置、基板処理装置及びブラシ洗浄方法に関する。

基板処理装置は、半導体や液晶パネルなどの製造工程において、基板（例えば、ウェーハや液晶基板）の被処理面を薬液により処理し、薬液処理後に基板をリンス液により洗い流して、リンス後に基板を乾燥する装置である。この基板処理装置では、均一性や再現性の面から、基板を一枚ずつ専用の処理室で処理する枚葉方式が用いられる。

枚葉方式の基板処理装置では、基板が回転テーブル上に載置され、回転する回転テーブル上の基板に薬液などの処理液が供給され、基板が処理液によって処理される。この処理液による基板処理工程の後には、基板の高い清浄度を維持するため、基板洗浄が行われる。また、数種の処理液による複数回の基板処理工程を行う場合には、基板の高い清浄度を維持するため、工程毎に基板洗浄が行われることがある。

基板洗浄方法としては、ブラシによるスクラブ洗浄が用いられる。このスクラブ洗浄では、基板を回転させた状態で、ブラシを停止又は回転させ、基板の上面にブラシを接触させながら水平移動させ、基板上の不純物（金属、有機物、パーティクルなど）を除去する。このとき、ブラシは不純物により汚染されるが、次の基板洗浄開始までに洗浄される。ブラシ洗浄方法としては、ブラシをカップ内の洗浄位置に移動させ、カップ内のブラシに対して超純水（ＤＩＷ）を掛け流し、カップで受けて回収する方法が知られている。

ところが、近年、デバイスのデザインルールの微細化に伴う品質要求から、ブラシによるスクラブ洗浄に対し、ひいては、そのブラシを洗浄するブラシ洗浄に対してより高い洗浄力が求められている。現状のブラシ洗浄方法は十分にブラシを洗浄することが難しい。一方で、洗浄力を向上させるため、例えば、ブラシを部材により擦って洗浄することも可能であるが、この場合にはブラシが摩耗する。この摩耗したブラシを基板Ｗに接触させて基板を洗浄することは、ブラシによる基板の損傷やブラシによる基板への汚染（摩耗によりブラシに付着したブラシ材料の不純物が基板に付着すること）を引き起こす。つまり、ブラシの摩耗は、ブラシによる基板の損傷やブラシによる基板への汚染を引き起こし、基板に悪影響を及ばすため、基板品質（製品品質）が低下する原因になる。

特開平１１−１１１６６１号公報

本発明が解決しようとする課題は、基板品質を向上させることができるブラシ洗浄装置、基板処理装置及びブラシ洗浄方法を提供することである。

本発明の実施形態に係るブラシ洗浄装置は、
基板を洗浄するためのブラシを洗浄する洗浄液の液膜を外面に保持する洗浄部材を有し、洗浄部材の外面に保持された洗浄液の液膜と回転するブラシだけを接触させてブラシを洗浄する。

本発明の実施形態に係る基板処理装置は、
基板を洗浄するためのブラシと、
前述の実施形態に係るブラシ洗浄装置と、
を備える。

本発明の実施形態に係るブラシ洗浄方法は、
洗浄部材の外面に洗浄液の液膜を形成する工程と、
洗浄部材の外面に形成された洗浄液の液膜と基板を洗浄するための回転するブラシだけを接触させてブラシを洗浄する工程と、
を有する。

本発明の実施形態によれば、基板品質を向上させることができる。

第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。 図１の２−２線断面図である。 図２におけるブラシ及びイオン発生機の移動を説明するための図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電反発によるブラシ洗浄の流れを説明するための第１の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電反発によるブラシ洗浄の流れを説明するための第２の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電反発によるブラシ洗浄の流れを説明するための第３の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電反発によるブラシ洗浄の流れを説明するための第４の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電付着によるブラシ洗浄の流れを説明するための第１の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電付着によるブラシ洗浄の流れを説明するための第２の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電付着によるブラシ洗浄の流れを説明するための第３の図である。 第１の実施形態に係る洗浄部材の静電付着によるブラシ洗浄の流れを説明するための第４の図である。

＜実施の一形態＞
実施の一形態について図面を参照して説明する。

（基本構成）
図１から図３に示すように、実施の一形態に係る基板処理装置１０は、処理室２０と、カップ３０と、回転テーブル４０と、回転機構５０と、基板洗浄部７０と、ブラシ洗浄部（ブラシ洗浄装置）８０と、帯電部９０と、帯電量測定部１００と、制御部１１０とを備えている。

処理室２０は、被処理面Ｗａを有する基板Ｗを処理するための処理ボックスである。この処理室２０は、例えば箱状に形成されており、カップ３０や回転テーブル４０、回転機構５０の一部、基板洗浄部７０、ブラシ洗浄部８０の一部、帯電部９０、帯電量測定部１００などを収容する。基板Ｗとしては、例えば、ウェーハや液晶基板が用いられる。

処理室２０の複数の側壁の一つには、入出口２０ａ（図２参照）が形成されている。入出口２０ａは、処理室２０内に対する基板Ｗの搬入及び搬出を可能にするためのものであり、開閉可能なシャッタ（不図示）によって塞がれている。処理室２０の床部（底部）には、排出管（不図示）が接続されている。この排出管は、基板Ｗの被処理面Ｗａから排出された処理液を処理室２０外に排出するためのものである。

処理室２０の上面には、クリーンユニット２１（図１参照）が設けられている。このクリーンユニット２１は、基板処理装置１０が設置されるクリーンルームの天井から吹き降ろすダウンフローを浄化して処理室２０内に導入するものであり、例えば、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタを有している。

カップ３０は、円筒状に形成されており、図２に示すように、平面視で矩形状の処理室２０のほぼ中央部に配置され、回転テーブル４０により保持された基板Ｗの周囲（基板Ｗの外周面）を覆うように設けられている。このカップ３０の周壁の上部は、内側に向かって傾斜しており、また、回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａが露出するように開口している。このカップ３０は、回転テーブル４０の回転によって回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａから飛散する処理液を内周面で受ける。飛散した処理液は、カップ３０の内周面に衝突し、カップ３０の内周面に沿ってカップ３０の下方に流れ落ちる。

前述のカップ３０は、一対の昇降機構３１（図２参照）により上下方向に移動可能に形成されている。これらの昇降機構３１は、回転テーブル４０を挟んで対向する位置に設けられ、カップ３０を支持して上下方向に移動させる。昇降機構３１としては、例えば、シリンダが用いられる。この昇降機構３１は制御部１１０に電気的に接続されており、その駆動は制御部１１０により制御される。

例えば、カップ３０は、基板Ｗの搬入や搬出に応じて一対の昇降機構３１により上下方向に移動する。基板Ｗの搬入や搬出が行われる場合、カップ３０は下降し、ロボットハンド（不図示）の基板搬入や基板搬出動作を妨げない待機位置まで移動する。また、ロボットハンドが回転テーブル４０上に基板Ｗを載置し、回転テーブル４０の上方から退避すると、カップ３０は上昇し、回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａから飛散する処理液を内周面で受ける処理位置まで移動する。なお、図１に示すカップ３０は処理位置にある。

回転テーブル４０は、カップ３０内の略中央に位置付けられ、水平面内で回転可能に回転機構５０上に設けられている。この回転テーブル４０は、例えば、スピンテーブルと呼ばれる。回転テーブル４０は、複数の保持部材４１を有しており、それらの保持部材４１により基板Ｗを水平状態に保持する。このとき、基板Ｗの被処理面Ｗａの中心は、回転テーブル４０の回転軸上に位置付けられる。

回転機構５０は、回転テーブル４０を支持するように設けられ、その回転テーブル４０を水平面内で回転させるように構成されている。例えば、回転機構５０は、回転テーブル４０の中央に連結された回転軸やその回転軸を回転させるモータ（いずれも不図示）などを有しており、モータの駆動により回転軸を介して回転テーブル４０を回転させる。この回転機構５０は制御部１１０に電気的に接続されており、その駆動は制御部１１０により制御される。

基板洗浄部７０は、ノズル７１と、ブラシ７２と、ブラシ移動機構７３とを具備している。この基板洗浄部７０は、ノズル７１から回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに基板洗浄用の洗浄液を供給しつつ、回転するブラシ７２を回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに接触させ、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに沿ってブラシ移動機構７３により揺動させて、基板Ｗの被処理面Ｗａを洗浄する。

ノズル７１は、回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに対して基板洗浄用の洗浄液を供給することが可能にカップ３０の周囲に設けられている。このノズル７１は、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａの中央付近に向けて基板洗浄用の洗浄液を吐出し、回転する基板Ｗの被処理面Ｗａ上に供給する。なお、ノズル７１には、基板処理装置１０外のタンクから配管（いずれも不図示）を介して基板洗浄用の洗浄液が供給される。基板洗浄用の洗浄液としては、例えば、超純水（ＤＩＷ）、オゾン水（Ｏ_３水）、アンモニア過酸化水素水溶液（ＳＣ−１）、アンモニア水が用いられる。

ブラシ７２は、ブラシ移動機構７３により回転テーブル４０の上方を回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに沿って揺動可能に形成されている。このブラシ７２は、円盤の板形状に形成されており、円盤の中心を通る鉛直な軸を回転軸として水平面内で回転可能にブラシ移動機構７３に取り付けられている。このブラシ７２は、回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに接触して回転しつつ、水平方向にブラシ移動機構７３により揺動し、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａを擦って洗浄する（スクラブ洗浄）。このとき、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａには、ノズル７１から基板洗浄用の洗浄液が供給されている。ブラシ７２は、樹脂ブラシや毛ブラシなどの洗浄材とその洗浄材を保持する保持具を有している。樹脂ブラシとしては、例えば、数十μｍの樹脂材の繊維（例えば、ＰＴＦＥ）が束となった繊維ブラシが用いられる。

ブラシ移動機構７３は、ブラシアーム７３ａと、ブラシ回転機構７３ｂと、ブラシ揺動・昇降機構７３ｃとを有している。ブラシアーム７３ａは、一端にブラシ回転機構７３ｂを内蔵しており、その他端がブラシ揺動・昇降機構７３ｃにより保持されて、水平に支持されている。ブラシ回転機構７３ｂは、ブラシ７２の回転軸を支持し、支持した回転軸を回転させる。ブラシ回転機構７３ｂは、例えば、モータを有している。ブラシ揺動・昇降機構７３ｃは、ブラシアーム７３ａにおけるブラシ回転機構７３ｂと反対側の一端を保持し、ブラシアーム７３ａを水平方向に、また、鉛直方向に移動させる。ブラシ回転機構７３ｂ及びブラシ揺動・昇降機構７３ｃは制御部１１０に電気的に接続されており、それらの駆動は制御部１１０により制御される。

例えば、ブラシ７２は、回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａの上方から退避して基板Ｗの搬入や搬出を可能とする待機位置（ブラシ洗浄位置）に位置する（図２参照）。このブラシ７２は、ブラシ移動機構７３により、待機位置から旋回して回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに対向する。そして、ブラシ７２は、その被処理面Ｗａに接触してから水平方向に揺動し（図３参照）、基板Ｗの洗浄が完了すると、再び待機位置に戻る。ブラシ７２は、旋回前又は旋回時にブラシ移動機構７３により上方向に移動し、処理位置にあるカップ３０を回避する。なお、図１及び図２に示すブラシ７２は待機位置にあり、図３に示すブラシ７２は処理位置（基板洗浄時の揺動経路中の基板洗浄位置）にある。

ブラシ洗浄部８０は、洗浄部材８１と、供給部８２（図１参照）とを具備している。このブラシ洗浄部８０は、供給部８２内の洗浄液を供給部８２から洗浄部材８１の上面（外面の一例）に供給してその上面に洗浄液の液膜Ａ１を形成し、その洗浄部材８１の上面に形成した洗浄液の液膜Ａ１と、回転するブラシ７２だけを接触させることで、回転するブラシ７２に洗浄部材８１を接触させずに、つまり、非接触でブラシ７２を洗浄する。なお、液膜Ａ１の液膜厚は、数ミリ程度である。

洗浄部材８１は、図４に示すように、上面に洗浄液の液膜Ａ１を保持し、保持した洗浄液の液膜Ａ１によりブラシ７２を洗浄する。ブラシ７２は、基板洗浄中やブラシ洗浄中も含め、常時、ブラシ回転機構７３ｂによって回転している。なお、洗浄部材８１の上面とブラシ７２の下面との離間距離は予め設定されている。洗浄部材８１の中央には、鉛直方向に延びる貫通孔８１ａが形成されている。この貫通孔８１ａは、ブラシ洗浄用の洗浄液が流れる流路として機能する。洗浄部材８１は、ブラシ７２に対向する上面の中央側から外縁側に洗浄液が流れるように貫通孔８１ａの上端の開口から洗浄液を吐出する。洗浄部材８１としては、例えば、絶縁性を有する樹脂部材（例えば、ポリ塩化ビニール）が用いられる。

ここで、洗浄部材８１の上面に供給された洗浄液は、洗浄部材８１の外周から流れ落ち、処理室２０に設けられた排液管（不図示）から排液される。また、洗浄部材８１の上面に供給される処理液は、基板処理中、常に流れている。この処理液が常に流れている状態であれば、洗浄部材８１の上面が清浄（パーティクルが付かない状態）に保たれる。

図１に戻り、供給部８２は、タンク８２ａと、供給管８２ｂと、ポンプ８２ｃとを有している。タンク８２ａは、ブラシ洗浄用の洗浄液を貯留する。供給管８２ｂの一端はタンク８２ａに接続されており、その他端は洗浄部材８１の貫通孔８１ａの下端に接続されている。この供給管８２ｂの経路途中には、開閉弁８２ｂ１が設けられている。また、ポンプ８２ｃは供給管８２ｂの経路途中に設けられている。各開閉弁８２ｂ１及びポンプ８２ｃは電気的に制御部１１０に接続されており、それらの駆動は制御部１１０により制御される。

ここで、ブラシ洗浄用の洗浄液としては、例えば、超純水（ＤＩＷ）、オゾン水（Ｏ_３水）、アンモニア過酸化水素水溶液（ＳＣ−１）、アンモニア水が用いられる。なお、ブラシ洗浄用の洗浄液は、基板洗浄用の洗浄液と同じでも良く、また、異なっていても良い。

帯電部９０は、図２及び図３に示すように、イオン発生機９１と、移動機構９２とを備えている。この帯電部９０は、移動機構９２によりイオン発生機９１を洗浄部材８１の上面に対向させ（図３参照）、その状態のイオン発生機９１により洗浄部材８１の上面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる。

イオン発生機９１は、プラス又はマイナスのイオンを発生させるものであり、移動機構９２によって移動可能に支持されている。このイオン発生機９１は、プラス及びマイナスのどちらか一方のイオンを切り替えて放出することが可能に形成されている。なお、イオン発生機９１は、例えば、イオナイザーである。イオン発生機９１は、図５に示すように、放電針９１ａを有しており、その放電針９１ａによる放電によってイオンを発生させる（帯電動作）。イオン発生機９１は制御部１１０に電気的に接続されており、その駆動は制御部１１０により制御される。

図２に戻り、移動機構９２は、アーム９２ａと、駆動源９２ｂとを有している。アーム９２ａは、イオン発生機９１を支持しており、伸縮可能に形成されている。このアーム９２ａの一端部にイオン発生機９１が設けられており、その他端部に駆動源９２ｂが設けられている。この駆動源９２ｂとしては、例えば、モータやエアシリンダを用いることが可能である。駆動源９２ｂは制御部１１０に電気的に接続されており、その駆動は制御部１１０により制御される。

この移動機構９２は、駆動源９２ｂの駆動によりアーム９２ａを伸縮させることで、イオン発生機９１により発生したイオンによって洗浄部材８１の上面が帯電する帯電位置（図３参照）と、その帯電位置以外であってカップ３０の周囲の待機位置（図２参照）とにイオン発生機９１を移動させる。帯電位置では、イオン発生機９１が洗浄部材８１の上面の直上に位置する。なお、イオン発生機９１は、ブラシ７２が基板Ｗを洗浄する基板洗浄動作中、帯電位置に存在し、前述の帯電動作を行う。

帯電量測定部１００は、旋回するブラシ７２に対向することが可能な位置に設けられており、停止したブラシ７２に対向している状態で、基板洗浄後のブラシ７２に帯電する電荷の帯電量を測定する。なお、この帯電量測定部１００としては、例えば、表面電位計が用いられる。この帯電量測定部１００は制御部１１０に電気的に接続されており、測定した帯電量を制御部１１０に送信する。

図１に戻り、制御部１１０は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部（いずれも不図示）を具備している。この制御部１１０は、基板処理情報や各種プログラムに基づいて、一対の昇降機構３１によるカップ３０の昇降動作や回転機構５０による回転テーブル４０の回転動作、基板洗浄部７０による基板Ｗの洗浄動作、ブラシ洗浄部８０によるブラシ７２の洗浄動作、帯電部９０による洗浄部材８１の帯電動作、帯電量測定部１００による洗浄部材８１の帯電量測定動作などの制御を行う。

また、制御部１１０は、帯電量測定部１００から受信した帯電量に応じて帯電部９０を制御する。例えば、ブラシ７２に帯電する電荷の帯電量に対して、帯電部９０による洗浄部材８１の上面に帯電させる電荷の帯電量（イオン発生機９１のイオン放出量）を増加させるように帯電部９０を制御する。

（洗浄部材の静電反発によるブラシ洗浄）
次に、洗浄部材８１の静電反発によるブラシ洗浄について図５から図８を参照して説明する。

図５に示すように、イオン発生機９１は、処理液の液膜Ａ１が形成されている洗浄部材８１の上面に対向し、その放電針９１ａによる放電によってマイナスのイオン（マイナスイオン）を発生させる。発生したマイナスイオンは、洗浄部材８１の上面に降り注ぐ。これにより、図６に示すように、洗浄部材８１の上面は処理液の液膜Ａを介してマイナスの電荷に帯電する。なお、基板処理後のブラシ７２の表面には、マイナスの不純物（マイナス電荷を有する不純物：例えば、有機物のパーティクル）が付着している。不純物としては、例えば、有機物、パーティクルが挙げられる。

図７に示すように、マイナスの不純物が付着している回転状態のブラシ７２が、洗浄部材８１の上面に保持されている処理液の液膜Ａ１に接触して洗浄される。このとき、ブラシ７２の下面と洗浄部材８１の上面とは接触していない。ブラシ７２の下面に付着しているマイナスの不純物は、洗浄液の液膜Ａ１を介して洗浄部材８１の上面に帯電しているマイナスの電荷と反発するため、静電反発が生じる。これにより、ブラシ７２の下面からマイナスの不純物が除去され、その除去された不純物は洗浄部材８１の上面における処理液の流れによって洗浄部材８１の上面から流れ落ちる。この洗浄後、図８に示すように、ブラシ７２は、洗浄部材８１の上面に保持されている処理液の液膜Ａ１から離れる。

このように、ブラシ７２に付着したマイナスの不純物と洗浄部材８１の上面に存在するマイナスイオンとは反発する。この反発力（クーロン力による静電反発）により、ブラシ７２に付着する不純物をブラシ７２から取り除きやすくなるので、ブラシ７２から不純物を除去することができる。また、ブラシ７２の下面から除去された不純物は、洗浄部材８１の上面における処理液によって、洗浄部材８１の上面から排出されるため、不純物が洗浄部材８１の上面に残留することがない。これにより、除去された不純物が再びブラシ７２に付着することがなく、ブラシ７２を洗浄することができる。

（洗浄部材の静電付着によるブラシ洗浄）
次に、洗浄部材８１の静電付着によるブラシ洗浄について図９から図１２を参照して説明する。

図９に示すように、イオン発生機９１は、処理液の液膜Ａ１が形成されている洗浄部材８１の上面に対向し、その放電針９１ａによる放電によってプラスのイオン（プラスイオン）を発生させる。発生したプラスイオンは、洗浄部材８１の上面に降り注ぐ。これにより、図１０に示すように、洗浄部材８１の上面はプラスの電荷に帯電する。なお、基板洗浄後のブラシ７２の表面には、マイナスの不純物が付着している。

図１１に示すように、マイナスの不純物が付着している回転状態のブラシ７２が、洗浄部材８１の上面に保持されている処理液の液膜Ａ１に接触して洗浄される。このとき、ブラシ７２の下面と洗浄部材８１の上面とは接触していない。ブラシ７２の下面に付着しているマイナスの不純物は、洗浄液の液膜Ａ１を介して洗浄部材８１の上面に存在しているプラスイオンと引き合うため、静電付着が生じる。これにより、ブラシ７２の下面からマイナスの不純物が除去され、その除去された不純物は洗浄部材８１の上面における処理液の流れによって洗浄部材８１の上面から流れ落ちる。この洗浄後、図１２に示すように、ブラシ７２は、洗浄部材８１の上面に保持されている処理液の液膜Ａ１から離れる。

このように、ブラシ７２に付着したマイナスの不純物と洗浄部材８１の上面に存在するプラスイオンとは引き合う。この引力（クーロン力による静電付着）により、ブラシ７２に付着する不純物をブラシ７２から取り除きやすくなるので、ブラシ７２から不純物を除去することができる。また、ブラシ７２の下面から除去された不純物は、洗浄部材８１の上面における処理液によって、洗浄部材８１の上面から排出されるため、不純物が洗浄部材８１の上面に残留することがない。これにより、除去された不純物が再びブラシ７２に付着することがなく、ブラシ７２を洗浄することができる。

（一連の基板処理工程）
次に、前述の基板処理装置１０が行う一連の基板処理工程（基板搬入工程、基板洗浄工程、ブラシ洗浄工程、基板乾燥工程及び基板搬出工程）の流れについて説明する。なお、ブラシ７２が待機位置にある場合、そのブラシ７２はブラシ移動機構７３により回転しており、ブラシ洗浄部８０によって常に洗浄されている。

基板搬入工程では、基板Ｗの搬入時、カップ３０、ブラシ７２が待機位置にある状態で、処理室２０の入出口２０ａを塞ぐシャッタ（不図示）が開かれる。ロボットハンドなどを有する搬送装置（不図示）により未処理の基板Ｗが処理室２０内に搬入され、回転テーブル４０の各保持部材４１上に載置され、それらの保持部材４１によって保持される。ロボットハンドが処理室２０から退避し、処理室２０の入出口２０ａがシャッタにより塞がれる。

基板処理工程では、基板Ｗの搬入後、カップ３０が一対の昇降機構３１により待機位置から処理位置に移動する。基板Ｗが回転テーブル４０の各保持部材４１により保持された状態で、回転テーブル４０が回転機構５０により所定の回転数（例えば、５００ｒｐｍ）で回転し、回転テーブル４０上の基板Ｗが回転する（低速回転）。

次に、カップ３０が処理位置にある状態で、ブラシ７２はブラシ移動機構７３により回転したまま上昇し、カップ３０を回避しつつ旋回する。そして、回転状態のブラシ７２は、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに対向すると下降し、その被処理面Ｗａに接触する。接触した回転状態のブラシ７２は、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに沿って水平方向に揺動する。

このブラシ７２の揺動中、基板洗浄用の洗浄液がノズル７１から回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａに供給されている。ノズル７１から吐出された基板洗浄用の洗浄液は、回転する回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａの中央付近に供給され、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの被処理面Ｗａの全体に広がる。ブラシ７２及び基板Ｗは回転しており、ブラシ７２は、基板Ｗの被処理面Ｗａに接触しながらブラシ移動機構７３によって揺動するため、回転テーブル４０上の基板Ｗの被処理面Ｗａの全体をスクラブ洗浄することになる。

前述の基板洗浄用の洗浄液の吐出開始から所定時間経過後、すなわち基板Ｗの洗浄処理完了後には、基板洗浄用の洗浄液の吐出が停止され、ブラシ７２はブラシ移動機構７３により上昇してカップ３０を回避しつつ旋回し、洗浄部材８１に対向すると下降し、洗浄部材８１の上面に保持された処理液の液膜Ａ１に接触する待機位置（ブラシ洗浄位置）に戻る。

この待機位置に戻る途中、基板処理直後のブラシ７２は帯電量測定部１００に対向する測定位置（帯電量測定部１００の直上の位置）で停止する。この状態でブラシ７２の帯電量は帯電量測定部１００によって測定される。また、帯電部９０のイオン発生機９１は移動機構９２により待機位置から帯電位置に移動しており、洗浄部材８１の上面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる。このとき、イオン発生機９１は、帯電量測定部１００から受信した帯電量に応じて制御部１１０により制御される。なお、洗浄部材８１の上面は処理液の液膜Ａ１により覆われている状態である。帯電完了後、イオン発生機９１は移動機構９２により帯電位置から待機位置に戻り、ブラシ７２はブラシ移動機構７３により測定位置から待機位置に移動する。

ブラシ洗浄工程では、ブラシ７２が待機位置に戻ると、ブラシ洗浄部８０によって洗浄される。ブラシ７２は待機位置で回転しており、回転中のブラシ７２は、洗浄部材８１の上面に保持された処理液の液膜Ａ１に接触している。これにより、洗浄部材８１の上面からブラシ７２にブラシ洗浄用の洗浄液が供給される。回転するブラシ７２はその洗浄液によって洗浄されて、ブラシ７２から不純物が取り除かれる。この非接触の洗浄に加え、静電反発（図５から図８参照）又は静電付着（図９から図１２参照）によっても、ブラシ７２から不純物が取り除かれる。このブラシ洗浄工程は、次の基板洗浄工程が開始されるまで継続される。

基板乾燥工程では、前述の基板の洗浄処理完了後、基板洗浄用の洗浄液の吐出が停止されると、基板Ｗの回転数が制御部１１０により所定の回転数（例えば、１２００ｒｐｍ）に上げられ（高速回転）、液の振り切りが所定時間継続され、液の振り切り開始から所定時間経過後、基板Ｗの回転が停止される。この振り切りによって基板Ｗが乾燥され、カップ３０は一対の昇降機構３１により処理位置から待機位置に移動する。

基板搬出工程では、基板Ｗの乾燥後の基板Ｗの搬出時、カップ３０、ブラシ７２が待機位置にある状態で、処理室２０の入出口２０ａを塞ぐシャッタが開かれる。乾燥状態の処理済の基板Ｗは、回転テーブル４０の各保持部材４１上から前述の搬送装置（不図示）によって処理室２０外に搬出される。次いで、未処理の基板Ｗが前述のように処理室２０内に搬入され、前述の一連の基板処理工程が繰り返される。

このような一連の基板処理工程のブラシ洗浄工程では、供給部８２内の洗浄液が供給部８２から洗浄部材８１の上面に供給され、その上面に洗浄液の液膜Ａ１が形成される。回転するブラシ７２は、洗浄部材８１の上面に形成された洗浄液の液膜Ａ１と接触して洗浄される。このとき、回転するブラシ７２と洗浄部材８１の上面とは接触しておらず、回転するブラシ７２は、洗浄部材８１の上面に保持された処理液の液膜Ａ１だけに接触している状態である。ブラシ洗浄工程では、洗浄部材８１の上面に貫通孔８１ａから処理液が供給され続け、処理液の液膜Ａ１が洗浄部材８１の上面に形成され続けている。このようにして、ブラシ７２は洗浄部材８１と非接触で洗浄される。

ここで、摩耗したブラシ７２を基板Ｗに接触させて基板Ｗを洗浄することは、ブラシ７２による基板Ｗの損傷やブラシ７２による基板Ｗへの汚染を引き起こすことがある。ブラシ７２が摩耗すると、ブラシ７２の下面が凸凹に荒れた状態になる。ブラシ７２の下面が凸凹に荒れた状態で基板Ｗの被処理面Ｗａに接触させると、基板Ｗの被処理面Ｗａに傷をつけてしまい、結果として基板Ｗを損傷させることになる。また、摩耗によりブラシ７２の洗浄材の破片（ゴミ）が基板Ｗの被処理面Ｗａに落下し、基板Ｗを汚染することになる。つまり、ブラシ７２の摩耗はブラシ７２による基板Ｗの損傷やブラシ７２による基板Ｗへの汚染につながり、基板品質（製品品質）を低下させる原因となる。

ところが、前述のように、洗浄部材８１はブラシ７２に非接触で洗浄液によりブラシ７２を洗浄するため、ブラシ７２の摩耗がブラシ７２による基板Ｗの損傷やブラシ７２による基板Ｗへの汚染を引き起こすことを抑えることができる。さらに、ブラシ７２の回転（遠心力）により、洗浄部材８１の上面の洗浄液に勢いが増し、この流れによって、ブラシ７２に付着する不純物を除去することができる。また、ブラシ７２の回転によって、洗浄液が洗浄部材８１の上面で拡散しながら流れることになる。洗浄液が拡散することで、ブラシ７２の下面にまんべんなく洗浄液が行き渡ることができる。そのため、ブラシ７２の下面に付着する不純物をブラシ７２及び洗浄部材８１に残留させることなく除去することができる。したがって、ブラシ７２を洗浄しつつ、ブラシ７２の摩耗がブラシ７２による基板Ｗの損傷やブラシ７２による基板Ｗへの汚染を引き起こすことを抑制することが可能になるので、基板品質を向上させることができる。

また、ブラシ洗浄工程では、ブラシ洗浄用の洗浄液は洗浄部材８１の上面の中央側から外縁側に流れるようにその上面から吐出される。これにより、洗浄部材８１の上面には、その中央側から外縁側に流れる液体の流れが形成されるので、ブラシ７２から除去されて洗浄部材８１の上面に残留する不純物を洗浄部材８１の上面から確実に排出することができる。したがって、ブラシ７２から除去されて洗浄部材８１の上面に残留する不純物が再びブラシ７２に付着することを抑制することが可能となるので、ブラシ７２の汚染を確実に抑えることができる。

また、洗浄部材８１の上面が帯電部９０によりマイナスの電荷又はプラスの電荷に帯電する。これにより、ブラシ７２に付着するマイナスの不純物に対する静電反発又は静電付着の現象が生じ、ブラシ７２に付着するマイナスの不純物をブラシ７２から取り除くことが容易となるので、ブラシ７２から不純物を確実に除去することができる。なお、洗浄部材８１の上面をマイナスの電荷に帯電させるか、プラスの電荷に帯電させるかの基準を、予め実験等で定めても良く、例えば、パーティクルの種類やサイズによって変更しても良い。

以上説明したように、実施の一形態によれば、洗浄液の液膜Ａ１を上面（外面の一例）に保持する洗浄部材８１を用い、洗浄部材８１の上面に保持された洗浄液の液膜Ａ１と回転するブラシ７２だけを接触させてブラシ７２を洗浄することによって、ブラシ７２は回転しながら処理液の液膜Ａ１だけに接触した状態で洗浄液により洗浄される。このとき、処理液がブラシ７２に供給され、そのブラシ７２の回転による洗浄液の流れによってブラシ７２は洗浄される。このブラシ７２に対する洗浄液の供給やブラシ７２の回転による洗浄液の流れによって、ブラシ７２を損傷させることなく洗浄することができる。さらに、ブラシ７２が洗浄部材８１に接触せずに洗浄されるため、ブラシ７２の摩耗を抑えることができる。したがって、ブラシ７２を損傷させることなく洗浄することが可能であり、さらに、ブラシ７２の摩耗がブラシ７２による基板Ｗの損傷やブラシ７２による基板Ｗへの汚染を引き起こすことを抑制することが可能になるので、基板品質を向上させることができる。

＜他の実施形態＞
前述の説明においては、洗浄部材８１の表面に貫通孔８１ａを一つ形成することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、洗浄部材８１の表面からシャワー状に洗浄液を吐出するため、洗浄部材８１の表面に複数の貫通孔８１ａを形成するようにしても良く、また、貫通孔８１ａを枝分かれさせて洗浄部材８１の表面に複数の穴を形成するようにしても良い。

また、前述の説明においては、イオン発生機９１を支持するアーム９２ａを伸縮させてイオン発生機９１を移動させることを例示したが、これに限るものではなく、例えば、アーム９２ａなどの支持部材を旋回あるいは昇降させてイオン発生機９１を移動させるようにしても良い。

また、前述の説明においては、基板洗浄時のブラシ旋回において、ブラシ移動機構７３によりブラシ７２を上方向に移動させて、処理位置にあるカップ３０を回避することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、一対の昇降機構３１によりカップ３０を下方向に移動させて、旋回するブラシ７２を回避するようにしても良く、また、ブラシ７２の移動とカップ３０の移動を組み合わせるようにしても良い。

また、前述の説明においては、帯電量測定部１００により測定した帯電量を制御部１１０に送信することを例示したが、これに限るものではなく、例えば、帯電量測定部１００により測定した帯電量を表示部により表示するようにしても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 基板処理装置
７２ ブラシ
８０ ブラシ洗浄部（ブラシ洗浄装置）
８１ 洗浄部材
９０ 帯電部
９１ イオン発生機
９２ 移動機構
１００ 帯電量測定部
１１０ 制御部
Ｗ 基板
Ａ１ 液膜

Claims (13)

1. 基板を洗浄するためのブラシを洗浄する洗浄液の液膜を外面に保持する洗浄部材を有し、前記洗浄部材の外面に保持された前記洗浄液の液膜と回転する前記ブラシだけを接触させて前記ブラシを洗浄するブラシ洗浄装置。
2. 前記洗浄部材は、前記外面の中央側から外縁側に前記洗浄液が流れるように前記外面から前記洗浄液を吐出する請求項１に記載のブラシ洗浄装置。
3. 前記洗浄部材の外面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる帯電部を備える請求項１又は請求項２に記載のブラシ洗浄装置。
4. 前記帯電部は、前記洗浄液の液膜が前記洗浄部材の外面に保持された状態で、前記洗浄部材の外面に対して放電を行う請求項３に記載のブラシ洗浄装置。
5. 前記帯電部は、
   プラス又はマイナスのイオンを発生させるイオン発生機と、
   前記イオン発生機により発生したイオンによって前記洗浄部材の外面が帯電する帯電位置と、その帯電位置以外の待機位置とに前記イオン発生機を移動させる移動機構と、
   を有する請求項３又は請求項４に記載のブラシ洗浄装置。
6. 前記ブラシの帯電量を測定する帯電量測定部と、
   前記帯電量測定部により測定された前記帯電量に応じて前記帯電部を制御する制御部と、
   を備える請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のブラシ洗浄装置。
7. 基板を洗浄するためのブラシと、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のブラシ洗浄装置と、
   を備える基板処理装置。
8. 洗浄部材の外面に洗浄液の液膜を形成する工程と、
   前記洗浄部材の外面に形成された前記洗浄液の液膜と基板を洗浄するための回転するブラシだけを接触させて前記ブラシを洗浄する工程と、
   を有するブラシ洗浄方法。
9. 前記液膜を形成する工程において、前記洗浄部材の外面の中央側から外縁側に前記洗浄液が流れるように前記洗浄部材の外面から前記洗浄液を吐出する請求項８に記載のブラシ洗浄方法。
10. 前記ブラシを洗浄する工程前に、前記洗浄部材の外面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる工程を有する請求項８又は請求項９に記載のブラシ洗浄方法。
11. 前記帯電させる工程において、前記洗浄液の液膜が前記洗浄部材の外面に保持された状態で、前記洗浄部材の外面に対して放電を行う請求項１０に記載のブラシ洗浄方法。
12. 前記帯電させる工程において、プラス又はマイナスのイオンを発生させるイオン発生機を、前記イオン発生機により発生したイオンによって前記洗浄部材の外面が帯電する帯電位置と、その帯電位置以外の待機位置とに移動させる請求項１０又は請求項１１に記載のブラシ洗浄方法。
13. 前記帯電させる工程において、前記ブラシの帯電量を帯電量測定装置により測定し、測定した前記帯電量に応じて、前記洗浄部材の外面をプラスの電荷又はマイナスの電荷に帯電させる帯電部を制御する請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のブラシ洗浄方法。

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