JP6143589B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板にブラシを擦りつけて当該基板を洗浄するスクラブ洗浄が行われる場合がある。スクラブ洗浄が行われると汚染物質などの異物がブラシに付着するので、異物の転移を防止するために、ブラシ自体を洗浄する必要がある。
特許文献１には、発泡ポリウレタンからなる洗浄部材の先端部の全域を修正部材に押し付けた状態で洗浄部材と修正部材とを擦り合わす洗浄装置が開示されている。また、特許文献２には、複数の毛によって構成されたブラシの先端部の全域を洗浄体に押し付けた状態でブラシと洗浄体とを擦り合わす洗浄装置が開示されている。

特許３４４７８６９号公報 特開平８−３９０１４号公報

特許文献１では、洗浄部材の先端部の全域が修正部材に接触しているので、洗浄部材および修正部材の接触面積が大きく、洗浄部材から取れた異物が洗浄部材と修正部材との間から排出され難い。つまり、洗浄部材および修正部材の接触領域の中心から当該接触領域の外縁までの距離が比較的大きいので、接触領域の中央部に存在する異物は、接触領域の外縁まで到達し難い。そのため、洗浄部材から取れた異物が洗浄部材に再付着してしまう場合がある。特許文献２についても同様に、ブラシの先端部の全域が洗浄体に押し付けられるので、ブラシから取れた異物がブラシに再付着してしまう場合がある。

そこで、本発明の目的の一つは、異物の再付着を抑制または防止でき、これによって、ブラシの清浄度を高めることができる基板処理装置を提供することである。

この課題を解決するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の表面または裏面に押し付けられる弾性変形可能な柱状のブラシ（５）と、前記ブラシに洗浄液を供給する洗浄液供給手段（４３）と、前記ブラシの中心線（２１）に直交する長手方向の長さ（Ｗ１）が前記ブラシの外径（Ｗ２）以上であり、前記ブラシの中心線と前記長手方向とに直交する幅方向の長さ（Ｗ３）が前記ブラシの外径よりも小さい洗浄バー（４２，７１，７２，７３）と、前記ブラシと前記洗浄バーとを相対移動させる相対移動手段（１９，３１，３２）と、前記相対移動手段を制御することにより、前記ブラシが前記洗浄バーの外周面に押し付けられた状態で前記ブラシと前記洗浄バーとを相対移動させる制御手段（４７）とを含み、前記洗浄バーは、前記洗浄バーの外周面で開口しており、前記ブラシに向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口（４９）と、前記洗浄液吐出口に洗浄液を導く内部流路（５０）と、を含む筒状であり、前記洗浄液供給手段は、前記内部流路に洗浄液を供給する洗浄液配管（５１）を含む、基板処理装置（１）である。

なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板の表面または裏面を洗浄するブラシに洗浄液が供給される。これにより、ブラシに付着している異物が洗い流される。制御手段は、相対移動手段を制御することにより、ブラシと洗浄バーとを接触させる。これにより、ブラシおよび洗浄バーが互いに押し付けられ、ブラシ内の洗浄液がブラシの弾性変形によって排出される。そのため、ブラシに付着している異物がブラシ内の洗浄液と共に排出される。制御手段は、さらに、ブラシおよび洗浄バーが互いに押し付けられている状態で相対移動手段にブラシと洗浄バーとを相対移動させる。これにより、ブラシと洗浄バーとが擦り合わされ、ブラシに付着している異物が擦り取られる。
また、この構成によれば、洗浄液配管内を流れる洗浄液が、筒状の洗浄バーの内部に設けられた内部流路に供給され、その後、洗浄バーの外周面で開口する洗浄液吐出口からブラシに向けて吐出される。これにより、ブラシに洗浄液が供給され、ブラシに付着している異物が洗い流される。さらに、洗浄液がブラシの内部に保持されるので、ブラシおよび洗浄バーが互いに押し付けられたときに、ブラシ内の洗浄液をブラシの外に排出させることができる。そして、この洗浄液の流れによって異物をブラシから除去できる。これにより、異物の残留量を低減できる。

洗浄バーの幅（ブラシの中心線と洗浄バーの長手方向とに直交する幅方向の長さ）が柱状のブラシの外径よりも小さいので、従来の構成よりもブラシと洗浄バーとの接触面積が小さい。したがって、ブラシと洗浄バーとの間に異物が留まり難い。さらに、ブラシにおいて洗浄バーに押し付けられている部分およびその近傍の部分から排出された洗浄液は、洗浄バーの周囲を通って異物と共にブラシから速やかに遠ざかる。したがって、異物がブラシに再付着し難い。そのため、ブラシの清浄度を高めることができる。これにより、洗浄後のブラシによって洗浄される基板の清浄度を高めることができる。

さらに、ブラシと洗浄バーとの接触面積が小さいので、ブラシの変形量が同じであれば、ブラシを弾性変形させる力（ブラシに加えられる力）を従来の構成よりも低下させることができる。言い換えると、ブラシに加えられる力が従来の構成と同じであれば、ブラシの弾性変形量を増加させることができる。これにより、ブラシのより内部まで洗浄バーを食い込ませて、より多くのブラシ内の洗浄液を排出させることができる。そのため、ブラシ内の異物を洗浄液と共に排出させて、異物の残留量を低減することができる。

さらに、洗浄バーの長さ（長手方向の長さ）がブラシの外径以上であるので、洗浄バーでブラシの先端部を走査しなくても、ブラシの先端部の全域に洗浄バーを押し付けることができる。たとえば、ブラシの中心線まわりにブラシおよび洗浄バーを１８０度以上相対回転させることにより、ブラシの先端部の全域に洗浄バーを押し付けることができる。もしくは、ブラシと洗浄バーとの接触領域がブラシの先端部を跨ぐように、幅方向にブラシおよび洗浄バーを直線的に相対移動させることにより、ブラシの先端部の全域に洗浄バーを押し付けることができる。したがって、ブラシの洗浄時間の増加を抑制しつつ、ブラシの先端部の全域を洗浄することができる。

なお、ブラシは、スポンジまたは複数の毛によって構成されていてもよいし、スポンジによって構成されたスポンジ部と複数の毛によって構成された毛束部とを含んでいてもよい。
請求項２記載の発明は、前記洗浄バーの外周面は、鉛直方向に対して傾いており前記ブラシが押し付けられる傾斜部（４２ｃ，７２ａ，７３ａ）を含む、請求項１に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、洗浄バーの外周面の一部（傾斜部）が、鉛直方向に対して傾いており、この傾いた部分にブラシが押し付けられる。ブラシが洗浄バーに押し付けられると、ブラシ内の洗浄液は、洗浄バーの外周面においてブラシに接触している領域に排出される。つまり、ブラシ内の洗浄液は、洗浄バーの傾斜部に排出される。洗浄液が排出された領域が水平な場合、洗浄液は、この領域に沿って下方に流れない。これに対して、洗浄液が排出された領域（傾斜部）が鉛直方向に対して傾いている場合、洗浄液は、重力によって傾斜部に沿って下方に流れ易い。したがって、洗浄液およびこれに含まれる異物がブラシと洗浄バーとの間から排出され易い。そのため、異物がブラシに再付着し難い。

請求項３記載の発明は、前記洗浄バーの外周面は、前記長手方向に直交する環状（円状または楕円状）の断面を有している、請求項２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、洗浄バーの外周面が筒状であり、洗浄バーの外周面の殆ど全ての部分が鉛直方向に対して傾いているので、ブラシの内部から洗浄バーの外周面に排出された洗浄液が、重力によって洗浄バーの外周面に沿って下方に流れ易い。したがって、洗浄液およびこれに含まれる異物がブラシと洗浄バーとの間から排出され易い。さらに、ブラシは、丸みを帯びた洗浄バーの外周面に押し付けられるので、洗浄バーの外周面が多角形状である場合よりもブラシの損傷が発生し難い。

請求項４記載の発明は、前記相対移動手段は、前記ブラシの中心線まわりに前記ブラシを回転させる回転手段（１９）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、ブラシおよび洗浄バーが互いに押し付けられている状態で、回転手段が、ブラシの中心線まわりにブラシを所定角度（たとえば、１８０度以上）回転させる。これにより、洗浄バーがブラシの先端部の全域に押し付けられ、ブラシの先端部の全域が洗浄バーに擦られる。したがって、ブラシの先端部の全域から異物が除去され、異物の残留量が低減される。また、回転手段が１８０度よりも大きい回転角度でブラシを回転させると、洗浄バーがブラシの同じ部分に複数回押し付けられ、ブラシの一部が弾性変形と復元とを繰り返す。これにより、ブラシ内の洗浄液が複数回排出され、ブラシに付着している異物が確実に除去される。

請求項５記載の発明は、前記相対移動手段は、前記ブラシの軸方向に前記ブラシを移動させる軸方向移動手段（３１）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、軸方向移動手段が、ブラシの中心線に沿う軸方向にブラシを移動させる。これにより、ブラシと洗浄バーとの間の距離や、ブラシに対する洗浄バーの押し付け量（ブラシの弾性変形量）が変更される。したがって、制御手段は、軸方向移動手段を制御することにより、ブラシおよび洗浄バーが接触した接触状態とブラシおよび洗浄バーが離れた非接触状態とに切り替えることができる。これにより、洗浄バーがブラシに複数回押し付けられるので、ブラシに付着している異物が確実に除去される。さらに、制御手段は、軸方向移動手段を制御することにより、洗浄バーの押し付け量を変更できるので、ブラシに付着している異物を確実に除去することができる。

請求項６記載の発明は、前記洗浄液吐出口は、前記洗浄バーの外周面において前記ブラシが押し付けられる位置で開口している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、ブラシに向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口が、洗浄バーの外周面においてブラシが押し付けられる位置で開口している。言い換えると、洗浄液吐出口は、ブラシと洗浄バーとの接触領域内で開口しており、ブラシに対向している。したがって、洗浄液吐出口から吐出された洗浄液は、ブラシに確実にかつ効率的に供給される。これにより、ブラシに付着している異物を効率的に除去することができると共に、洗浄液が排出されるブラシの一部に洗浄液を確実に供給することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。 図２は、前記基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 図３は、ブラシ洗浄機構の概略構成を示す拡大平面図である。 図４Ａは、図３に示す矢印IVＡの方向に見た切断線に沿う断面を示す図である。 図４Ｂは、図３に示す矢印IVＢの方向に見た切断線に沿う断面を示す図である。 図５は、前記ブラシ洗浄機構の動作例を説明するためのフローチャートである。 図６は、前記ブラシ洗浄機構の動作例を説明するための断面図である。 図７Ａは、洗浄バーの第１の変形例を示す断面図である。 図７Ｂは、洗浄バーの第２の変形例を示す断面図である。 図７Ｃは、洗浄バーの第３の変形例を示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の模式的な側面図である。図２は、図１に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。
基板処理装置１は、基板の一例としての半導体基板（以下、単に基板Ｗという。）をスクラブ洗浄する枚葉型の装置である。以下では、デバイスが形成される側の面を基板Ｗの表面といい、表面と反対側の面を基板Ｗの裏面という。

基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２と、処理室２内で基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック３と、基板Ｗに処理液を供給するための処理液供給機構４と、基板Ｗの表面または裏面を洗浄ブラシ５で洗浄する基板洗浄機構６と、洗浄ブラシ５を洗浄するためのブラシ洗浄機構７とを備えている。
スピンチャック３は、真空吸着式のチャックである。スピンチャック３は、基板Ｗを水平な姿勢で保持する吸着ベース１０と、吸着ベース１０から下方に延びる筒状の回転軸１１と、吸着ベース１０および回転軸１１を回転させる第１回転駆動機構１２とを備えている。

回転軸１１は、第１回転駆動機構１２から鉛直方向に延びており、第１回転駆動機構１２に結合されている。回転軸１１の鉛直方向の上端には、基板Ｗの下面側から基板Ｗを吸着保持する吸着ベース１０が取り付けられている。基板Ｗは、吸着ベース１０によって基板Ｗの表面または裏面を上方に向けて略水平に保持されている。
第１回転駆動機構１２は、たとえば、電動モータである。回転軸１１は、第１回転駆動機構１２の駆動力を吸着ベース１０に伝達する。これにより、基板Ｗは、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線１４まわりに吸着ベース１０と共に一体的に回転させられる。なお、この実施形態では、吸着式のスピンチャック３を例示しているが、スピンチャック３は、複数の基板挟持部材で基板Ｗを挟持する挟持式のチャックであってもよい。

基板洗浄機構６は、基板Ｗをスクラブ洗浄するための洗浄ブラシ５と、スピンチャック３による基板Ｗの保持位置よりも上方で略水平に延びる揺動アーム１７と、洗浄ブラシ５を回転させるためのブラシ回転機構１８と、揺動アーム１７と一体的に洗浄ブラシ５を移動させるためのブラシ移動機構２２とを備えている。
ブラシ回転機構１８は、揺動アーム１７内に配置された第２回転駆動機構１９と、第２回転駆動機構１９と結合されたシャフト２０とを含む。第２回転駆動機構１９は、たとえば、電動モータである。シャフト２０は、鉛直方向に延びている。シャフト２０の鉛直方向の上端は第２回転駆動機構１９に結合されている。また、シャフト２０の鉛直方向の下端は、揺動アーム１７から下方に突出している。シャフト２０は、第２回転駆動機構１９によってシャフト２０の中心軸線２１まわりに回転駆動される。

洗浄ブラシ５は、ホルダ取付部２４およびブラシホルダ２５を介してシャフト２０の下端に連結されている。ブラシホルダ２５は、洗浄ブラシ５の一部を下方に突出させた状態で洗浄ブラシ５を保持している。第２回転駆動機構１９の駆動力は、シャフト２０を介して洗浄ブラシ５に伝達される。これにより、洗浄ブラシ５は、ブラシ回転機構１８によってシャフト２０の中心軸線２１まわりに回転駆動される。つまり、洗浄ブラシ５の中心軸線は、シャフト２０の中心軸線２１と同一である。

洗浄ブラシ５は、洗浄ブラシ５の先端部（下端部）に設けられた洗浄面２６を含む。洗浄ブラシ５の洗浄面２６は、基板Ｗの上面に対向している。洗浄ブラシ５の形状は、中心軸線２１まわりに回転対称な柱状である。この実施形態では、洗浄ブラシ５が円柱状に形成された例を示している。洗浄ブラシ５は、たとえば、ブラシ素材の一例としてのＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材によって形成されている。したがって、洗浄ブラシ５は、基板Ｗの上面に押し付けられた際に弾性変形する弾性変形可能なブラシである。

ブラシ移動機構２２は、揺動アーム１７を支持する鉛直方向に延びるアーム支持軸３０と、アーム支持軸３０に結合された昇降駆動機構３１および揺動駆動機構３２とを備えている。
揺動駆動機構３２は、揺動アーム１７を水平面に沿って揺動可能に構成されている。揺動駆動機構３２の駆動力をアーム支持軸３０に入力することにより、揺動アーム１７と洗浄ブラシ５とを一体的に揺動させることができる。より具体的には、洗浄ブラシ５は、アーム支持軸３０に沿って上下方向に延びる揺動軸線３３まわりに揺動アーム１７と一体的に揺動させられる。図２では、洗浄ブラシ５が、基板Ｗの回転範囲外に設定された洗浄ブラシ５の待機位置の上方（二点鎖線の位置）から基板Ｗの上面中央部の上方を通る略円弧状の軌跡Ｔに沿って揺動させられる例を示している。昇降駆動機構３１は、揺動アーム１７を昇降可能に構成されている。昇降駆動機構３１の駆動力をアーム支持軸３０に入力することにより、揺動アーム１７と洗浄ブラシ５とを一体的に昇降させることができる。

処理液供給機構４は、基板Ｗの上面に向けて処理液（たとえば純水（deionized water：脱イオン水））を吐出する処理液ノズル３６を含む。処理液供給源（図示せず）からの処理液は、処理液供給管３７を介して処理液ノズル３６に供給される。処理液供給管３７の途中には、処理液バルブ３８が介装されている。処理液バルブ３８を開閉することにより、処理液ノズル３６からの処理液の吐出／停止を切り換えることができる。処理液ノズル３６は、処理液供給管３７を通して供給される処理液を、スピンチャック３により回転される基板Ｗの上面に向けて吐出する。処理液ノズル３６から吐出された処理液は、基板Ｗの上面における回転中心を含む範囲に着液される。

ブラシ洗浄機構７は、洗浄ブラシ５の待機位置に配置された筒状の待機ポッド４１と、待機ポッド４１内に取り付けられた洗浄バー４２と、洗浄ブラシ５に洗浄液（たとえば炭酸水または純水）を供給するための洗浄液供給機構４３とを備えている。待機ポッド４１は、上端および下端が開いた上下方向に延びる筒状である。洗浄液供給機構４３から待機ポッド４１内に供給された洗浄液は、待機ポッド４１の下方に配置された受け部４４によって捕獲される。受け部４４によって捕獲された洗浄液は、ドレイン配管４５によって排出される。なお、洗浄ブラシ５が待機ポッド４１内に収納される位置が、洗浄ブラシ５の待機位置である。

基板処理装置１は、その各部の制御のために制御装置４７を備えている。制御装置４７は、第１回転駆動機構１２、第２回転駆動機構１９、揺動駆動機構３２、昇降駆動機構３１、処理液バルブ３８、などを制御するように構成されている。この実施形態では、第２回転駆動機構１９、揺動駆動機構３２および昇降駆動機構３１が洗浄ブラシ５を移動させるための相対移動手段として機能する。

基板処理装置１による基板Ｗのスクラブ洗浄工程は、次のように行われる。
処理に際して、まず、図示しない基板搬送ロボットにより未処理の基板Ｗが処理室２内に搬入されて、基板Ｗの表面または裏面が吸着ベース１０に吸着される。このとき、洗浄ブラシ５は待機位置にあり、待機ポッド４１内に収納されている（図２の二点鎖線で示した揺動アーム１７の位置参照）。

基板Ｗが吸着ベース１０に吸着された後、制御装置４７は、スピンチャック３の第１回転駆動機構１２を駆動して、第１回転駆動機構１２の駆動力を回転軸１１に入力させる。これにより、吸着ベース１０と基板Ｗとが一体的に回転軸線１４まわりに回転を始める。またこの際に、制御装置４７は昇降駆動機構３１を制御して、揺動アーム１７を上昇させる。これにより、洗浄ブラシ５は待機位置から離れて基板Ｗの上面よりもさらに上方の位置（以下、上位置という。）まで上昇させられる。

洗浄ブラシ５が上位置に到達した後、制御装置４７は揺動駆動機構３２を制御して、揺動アーム１７を揺動させる。これにより、洗浄ブラシ５は上位置の高さを維持した状態で、待機ポッド４１の上方から軌跡Ｔに沿って基板Ｗの上面中央部の上方に向けて揺動させられる。洗浄ブラシ５が基板Ｗの上面中央部の上方に到達すると（図２の実線で示した揺動アーム１７の位置参照）、制御装置４７によって処理液バルブ３８が開かれて、処理液ノズル３６から処理液が吐出される。

処理液ノズル３６から吐出された処理液は、基板Ｗの上面中央部に供給される。基板Ｗの上面中央部に処理液が供給された後、制御装置４７は昇降駆動機構３１を制御して、揺動アーム１７を降下させる。このとき、揺動アーム１７は、洗浄ブラシ５の洗浄面２６が基板Ｗの上面中央部に所定の押付圧で当接する位置（以下、下位置という。）まで下降される。この状態で、制御装置４７は、揺動駆動機構３２によって洗浄ブラシ５を軌跡Ｔに沿って移動させる。これにより、洗浄ブラシ５が基板Ｗの上面中央部と基板Ｗの上面周縁部との間を移動し、基板Ｗの上面全域に洗浄ブラシ５が擦りつけられる。これにより、基板Ｗの上面にスクラブ洗浄が実行される。

洗浄ブラシ５が基板Ｗの上面周縁部に到達した後、制御装置４７は昇降駆動機構３１を制御して、洗浄ブラシ５を基板Ｗの上面から離間させて上位置まで上昇させる。洗浄ブラシ５が基板Ｗから離れた後、制御装置４７によって処理液バルブ３８が閉じられて、処理液ノズル３６からの処理液の吐出が停止される。
洗浄ブラシ５を上位置まで上昇させた後、制御装置４７は揺動駆動機構３２を制御して、揺動アーム１７を揺動させる。これにより、洗浄ブラシ５は、上位置の高さを維持した状態で待機ポッド４１の上方に向けて揺動させられる。洗浄ブラシ５が待機ポッド４１の上方に到達した後、制御装置４７は昇降駆動機構３１を制御して、洗浄ブラシ５を待機位置まで下降させる。洗浄ブラシ５が待機ポッド４１内に収納された後、ブラシ洗浄機構７によるブラシ洗浄工程が実施される。

また、洗浄ブラシ５が待機ポッド４１内に収納された後、制御装置４７は、吸着ベース１０の回転速度を、それまでよりも高速な速度まで加速させる。基板Ｗに付着している処理液は、基板Ｗの高速回転によって周囲に振り切られ除去される。これにより、基板Ｗが乾燥される。所定時間にわたって基板Ｗの乾燥処理が実行された後、制御装置４７により第１回転駆動機構１２の回転が停止される。その後、基板搬送ロボットによって、処理済みの基板Ｗが処理室２内から搬出される。

次に、図３、図４Ａおよび図４Ｂを参照して、ブラシ洗浄機構７の構成についてより具体的に説明する。
図３は、ブラシ洗浄機構７の概略構成を示す拡大平面図である。図４Ａは、図３に示す矢印IVＡの方向に見た切断線に沿う断面を示す図である。図４Ｂは、図３に示す矢印IVＢの方向に見た切断線に沿う断面を示す図である。図３、図４Ａおよび図４Ｂでは、洗浄ブラシ５が待機位置に位置しており弾性変形していない状態（自由状態）を示している。

ブラシ洗浄機構７は、図３に示すように、円筒状の待機ポッド４１と、待機ポッド４１内に取り付けられた洗浄バー４２と、待機ポッド４１に取り付けられた洗浄液供給機構４３とを備えている。
待機ポッド４１は、図４Ａに示すように、洗浄ブラシ５が挿入されるための上側開口４１ａと、洗浄液供給機構４３から供給された洗浄液を受け部４４（図１参照）に排出するための下側開口４１ｂとを含む。待機ポッド４１の上側開口４１ａは、ホルダ取付部２４の外径よりも大きい内径を有している。これにより、ブラシホルダ２５および洗浄ブラシ５の全体は待機ポッド４１内に収納される。

洗浄液供給機構４３は、待機ポッド４１内の洗浄ブラシ５に向けて洗浄液を吐出する洗浄液ノズル５６と、洗浄液ノズル５６に洗浄液を供給する洗浄液配管５１とを含む。洗浄液ノズル５６は、待機ポッド４１に取り付けられている。より具体的には、洗浄液ノズル５６は、この実施形態では、洗浄バー４２と待機ポッド４１の上側開口４１ａとの間の高さで待機ポッド４１に取り付けられている。洗浄液供給源（図示せず）からの洗浄液は、洗浄液配管５１を介して洗浄液ノズル５６に供給される。洗浄液配管５１の途中には、洗浄液バルブ５７が介装されている。洗浄液バルブ５７を開閉することにより、洗浄液ノズル５６からの洗浄液の吐出／停止を切り換えることができる。洗浄液ノズル５６から吐出された洗浄液は、待機ポッド４１の下側開口４１ｂを通って待機ポッド４１の下方に配置された受け部４４（図１参照）によって捕獲される。

洗浄バー４２は、たとえば筒状に形成されており、洗浄バー４２の外周面から洗浄ブラシ５に向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口４９と、洗浄液吐出口４９に洗浄液を導く内部流路５０とを含む。
洗浄バー４２は、図３および図４Ａに示すように、洗浄ブラシ５の中心軸線２１と直交する長手方向に延びている。洗浄バー４２の長手方向における一端４２ａおよび他端４２ｂは、いずれも待機ポッド４１の外周面および内周面を貫通している。洗浄バー４２の一端４２ａおよび他端４２ｂは、待機ポッド４１に支持されている。洗浄バー４２の一端４２ａは開口しており、洗浄液が供給されるための洗浄液配管５１が取り付けられている。一方、洗浄バー４２の他端４２ｂは開口しておらず閉じている。

洗浄バー４２の外周面には、洗浄ブラシ５の洗浄面２６と対向する位置に１つ以上の洗浄液吐出口４９が形成されている。この実施形態では、洗浄バー４２の長手方向に離れた３つの洗浄液吐出口４９（図４Ａ参照）と、洗浄バー４２の周方向に離れた３つの洗浄液吐出口４９（図６参照）とが、洗浄バー４２の外周面に形成されている。洗浄バー４２は、洗浄液配管５１に接続されている。すなわち、洗浄液配管５１は、洗浄液ノズル５６および洗浄液吐出口４９に洗浄液を供給するための共通配管となっている。

洗浄液供給源（図示せず）からの洗浄液は、洗浄液配管５１を介して洗浄液ノズル５６および洗浄液吐出口４９に供給される。洗浄液バルブ５７を開閉することにより、洗浄液ノズル５６および洗浄液吐出口４９からの洗浄液の吐出／停止を切り換えることができる。洗浄液吐出口４９は、洗浄液配管５１から洗浄バー４２の内部流路５０に案内された洗浄液を洗浄ブラシ５の洗浄面２６に向けて吐出する。

洗浄バー４２の外周面は、図４Ｂに示すように、洗浄バー４２の長手方向と直交する円状の断面を有している。つまり、洗浄バー４２の外周面は洗浄ブラシ５の洗浄面２６に対して傾いており、洗浄ブラシ５が押し付けられる傾斜部４２ｃを含んでいる。この実施形態では、洗浄バー４２の外周面は、断面曲線状の傾斜部４２ｃを有している。
洗浄バー４２の長手方向の長さＷ_１は、図４Ａに示すように、洗浄ブラシ５の外径（この実施形態では、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の直径）Ｗ_２以上である。また、洗浄バー４２の長手方向と直交する幅方向の長さＷ_３は、図４Ｂに示すように、洗浄ブラシ５の外径Ｗ_２よりも小さい。

洗浄バー４２の材料としては、フッ素樹脂（たとえば、ＰＦＡ），シリコンを含む材料（たとえば、シリコン、酸化シリコン等），石英等を挙げることができる。洗浄バー４２は、不純物が比較的少なく、かつ洗浄ブラシ５に付着した異物が転写し易い石英からなることが好ましい。
次に、図５および図６を参照して、ブラシ洗浄機構７によるブラシ洗浄工程について説明する。

図５は、ブラシ洗浄機構７の動作例を説明するためのフローチャートである。図６は、ブラシ洗浄機構７の動作例を説明するための断面図である。図６は、待機位置の下方の押付位置（洗浄位置）に洗浄ブラシ５が配置されている状態を示している。
洗浄ブラシ５の洗浄に際しては、まず、洗浄ブラシ５が待機位置に位置する状態で、制御装置４７が洗浄液バルブ５７を開く。これにより、洗浄液ノズル５６および洗浄液吐出口４９からの洗浄液の吐出が開始される。洗浄液ノズル５６および洗浄液吐出口４９から吐出された洗浄液は、洗浄面２６を含む洗浄ブラシ５の複数の位置に供給される（Ｓ１：洗浄液吐出工程）。

洗浄ブラシ５への洗浄液の供給が開始された後、制御装置４７は昇降駆動機構３１を制御して、洗浄ブラシ５の洗浄面２６が洗浄バー４２の外周面に接触する待機位置から洗浄バー４２が弾性変形して洗浄バー４２が洗浄ブラシ５に食い込む押付位置まで洗浄ブラシ５を下降させる。これにより、洗浄ブラシ５および洗浄バー４２が互いに押し付けられ、洗浄ブラシ５内の洗浄液が洗浄ブラシ５の弾性変形によって排出される（Ｓ２：洗浄ブラシ下降工程）。図３に示すように、押付位置では、洗浄バー４２が洗浄ブラシ５の直径に沿って延びるように洗浄ブラシ５および洗浄バー４２が互いに押し付けられる。

洗浄ブラシ５が所定の押付圧で洗浄バー４２の外周面と接触させられた後、制御装置４７は第２回転駆動機構１９（図１参照）を制御して、洗浄ブラシ５を回転させる。これにより、図６に示すように、洗浄ブラシ５と洗浄バー４２とが互いに擦り合わされ、洗浄バー４２が洗浄ブラシ５の洗浄面２６の全域に接触する。そのため、洗浄ブラシ５に付着している異物５８が擦り取られる（Ｓ３：洗浄ブラシ回転工程）。

洗浄ブラシ５が洗浄バー４２に押し付けられた状態で、所定時間の間、洗浄ブラシ回転工程Ｓ３が実施された後、制御装置４７によって洗浄ブラシ５の回転が停止される。そして、洗浄ブラシ５の回転が停止された後、制御装置４７によって洗浄液バルブ５７が閉じられて、洗浄液ノズル５６および洗浄液吐出口４９からの洗浄液の吐出が停止される（Ｓ４：洗浄液吐出停止）。

洗浄液吐出停止Ｓ４の後、制御装置４７は昇降駆動機構３１を制御して、洗浄ブラシ５を待機位置まで上昇させる。以上の工程を経て、洗浄ブラシ５が洗浄される。そして、洗浄後の洗浄ブラシ５によって次の基板Ｗが洗浄される。
図６に示すように、洗浄ブラシ回転工程Ｓ３では、洗浄液配管５１内を流れる洗浄液が、洗浄液ノズル５６および円筒状の洗浄バー４２の内部に設けられた内部流路５０に供給され、その後、洗浄液ノズル５６と洗浄バー４２の外周面で開口する洗浄液吐出口４９とから洗浄ブラシ５に向けて吐出される。これにより、洗浄ブラシ５に洗浄液が供給され、洗浄ブラシ５に付着している異物５８が洗い流される。さらに、洗浄液が洗浄ブラシ５の内部に保持されるので、洗浄ブラシ５および洗浄バー４２が互いに押し付けられたときに、洗浄ブラシ５内の洗浄液を洗浄ブラシ５の外に排出させることができる。そして、この洗浄液の流れによって異物５８を洗浄ブラシ５から除去できる。これにより、異物５８の残留量を低減できる。

また、洗浄ブラシ５に向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口４９が、洗浄バー４２の外周面において洗浄ブラシ５が押し付けられる位置で開口している。言い換えると、洗浄液吐出口４９は、洗浄ブラシ５が押付位置に配置されているときの洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との接触領域内で開口しており、洗浄ブラシ５に対向している。したがって、洗浄液吐出口４９から吐出された洗浄液は、洗浄ブラシ５に確実にかつ効率的に供給される。これにより、洗浄ブラシ５に付着している異物５８を効率的に除去することができると共に、洗浄液が排出される洗浄ブラシ５の一部に洗浄液を確実に供給することができる。

また、洗浄ブラシ回転工程Ｓ３に際しては、洗浄バー４２の幅Ｗ_３が円柱状の洗浄ブラシ５の外径Ｗ_２よりも小さいので、洗浄ブラシの洗浄面の全面を修正部材に押し付けて洗浄する従来の構成と異なり、洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との接触面積Ｓ_１（図３においてハッチングされた領域の面積）は、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の面積Ｓ_２よりも小さい。したがって、洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との間に異物５８が留まり難い。さらに、洗浄ブラシ５において洗浄バー４２に押し付けられている部分およびその近傍の部分から排出された洗浄液は、洗浄バー４２の周囲を通って異物５８と共に洗浄ブラシ５から速やかに遠ざかる。したがって、異物５８が洗浄ブラシ５に再付着し難い。そのため、洗浄ブラシ５の清浄度を高めることができる。これにより、洗浄後の洗浄ブラシ５によって洗浄される基板Ｗの清浄度を高めることができる。

さらに、洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との接触面積Ｓ_１（図３参照）は、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の面積Ｓ_２よりも小さいので、洗浄ブラシ５の変形量が同じであれば、洗浄ブラシ５を弾性変形させる力（洗浄ブラシ５に加えられる力）を従来の構成よりも低下させることができる。言い換えると、洗浄ブラシ５に加えられる力が従来の構成と同じであれば、洗浄ブラシ５の弾性変形量を増加させることができる。これにより、洗浄ブラシ５のより内部まで洗浄バー４２を食い込ませて、より多くの洗浄ブラシ５内の洗浄液を排出させることができる。そのため、洗浄ブラシ５内の異物５８を洗浄液と共に排出させて、異物５８の残留量を低減することができる。

さらに、洗浄バー４２の外周面が円筒状であり、洗浄バー４２の外周面の殆ど全ての部分が鉛直方向に対して傾いているので、洗浄ブラシ５の内部から洗浄バー４２の外周面に排出された洗浄液が、重力によって洗浄バー４２の外周面に沿って下方に流れ易い。したがって、洗浄液およびこれに含まれる異物５８が洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との間から排出され易い。

さらに、図４Ａに示すように、洗浄バー４２の長手方向の長さＷ_１が洗浄ブラシ５の外径Ｗ_２以上であるので、洗浄バー４２で洗浄ブラシ５の洗浄面２６を走査しなくても、洗浄ブラシ５を中心軸線２１まわりに１８０度以上回転させることにより、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の全域に洗浄バー４２に押し付けることができる。したがって、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の全域から異物５８が除去され、異物５８の残留量が低減される。また、ブラシ回転機構１８が１８０度よりも大きい回転角度で洗浄ブラシ５を回転させると、洗浄バー４２が洗浄ブラシ５の同じ部分に複数回押し付けられ、洗浄ブラシ５の一部が弾性変形と復元とを繰り返す。これにより、洗浄ブラシ５内の洗浄液が複数回排出され、洗浄ブラシ５に付着している異物５８が確実に除去される。したがって、洗浄ブラシ５の洗浄時間の増加を抑制しつつ、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の全域を洗浄することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、円柱状の洗浄ブラシ５の例を示したが、洗浄ブラシ５は、柱状であればどのような形状であってもよい。したがって、洗浄ブラシ５は、立方体形状であってもよい。

また、前述の実施形態では、ＰＶＡからなるスポンジ状の洗浄ブラシ５の例について示したが、洗浄ブラシ５は、複数の毛によって構成されていてもよいし、スポンジによって構成されたスポンジ部と複数の毛によって構成された毛束部とを含んでいてもよい。
また、前述の実施形態では、１つの洗浄液ノズル５６が、待機ポッド４１に取り付けられた例を示したが、２つ以上の洗浄液ノズル５６が待機ポッド４１に取り付けられていてもよい。

また、前述の実施形態では、洗浄液ノズル５６の吐出口が、洗浄バー４２と待機ポッド４１の上側開口４１ａとの間の高さに配置されている例を示したが、洗浄液ノズル５６の吐出口は、洗浄バー４２と待機ポッド４１の下側開口４１ｂとの間の高さに配置されていてもよい。この例によれば、洗浄液ノズル５６は、洗浄バー４２の下方から洗浄ブラシ５の洗浄面２６に向けて洗浄液を吐出することができる。また、洗浄液ノズル５６の吐出口は、洗浄バー４２と同じ高さに配置されていてもよい。

また、前述の実施形態では、円筒状の洗浄バー４２が待機ポッド４１に取り付けられた例を示したが、洗浄バー４２に替えて、図７Ａ〜図７Ｃに示す種々の形状の洗浄バーを待機ポッド４１に取り付けてもよい。
図７Ａ〜図７Ｃは、洗浄バー４２の変形例を示す断面図である。図７Ａ〜図７Ｃは、いずれも洗浄バー４２の長手方向に直交する断面を示している。

図７Ａの構成によれば、円筒状の洗浄バー４２に替えて、洗浄ブラシ５の外径よりも小さい断面四角形状の洗浄バー７１が待機ポッド４１に取り付けられている。この例によっても、前述の実施形態と同様の効果を発揮することができる。つまり、洗浄ブラシの洗浄面の全面を修正部材に押し付けて洗浄する従来の構成と異なり、洗浄ブラシ５と洗浄バー７１との接触面積が小さいため、洗浄ブラシ５の異物５８が洗浄ブラシ５に再付着し難い。そのため、洗浄ブラシ５の清浄度を高めることができる。

また、図７Ｂの構成によれば、円筒状の洗浄バー４２に替えて、洗浄ブラシ５の外径よりも小さい断面六角形状の洗浄バー７２が待機ポッド４１に取り付けられている。この例によれば、四角形状の洗浄バー７１と異なり、洗浄バー７２の外周面の傾斜部７２ａが、鉛直方向に対して傾いており、この傾いた部分に洗浄ブラシ５の洗浄面２６が押し付けられる。洗浄ブラシ５が洗浄バー７２に押し付けられると、洗浄ブラシ５内の洗浄液は、洗浄バー７２の外周面において洗浄ブラシ５に接触している領域に排出される。つまり、洗浄ブラシ５内の洗浄液は、洗浄バー７２の傾斜部７２ａに沿って排出される。洗浄液が排出された領域が、図７Ａに示す四角形状の洗浄バー７１のように洗浄ブラシ５の洗浄面２６に対して水平な場合、洗浄液は、この領域に沿って下方に流れない。これに対して、洗浄液が排出された領域が鉛直方向に対して傾いている場合、洗浄液は、重力によって傾斜部７２ａに沿って下方に流れ易い。したがって、洗浄液およびこれに含まれる異物５８が洗浄ブラシ５と洗浄バー７２との間から排出され易い。そのため、異物５８がブラシに再付着し難い。

図７Ｃの構成によれば、円筒状の洗浄バー４２に替えて、円柱状の洗浄バー７３が待機ポッド４１に取り付けられている。この例によれば、洗浄ブラシ５の洗浄面２６は、丸みを帯びた洗浄バー７３の傾斜部７３ａに押し付けられるので、図７Ａおよび図７Ｂのように外周面が多角形状の洗浄バー７１，７２が採用されるよりも、洗浄ブラシ５の洗浄面２６に損傷が発生し難いという利点がある。

なお、図７Ａおよび図７Ｂにおける洗浄バー７１，７２では、洗浄液吐出口４９および内部流路５０を備えていない例を示しているが、むろん、前述の実施形態で説明した洗浄液吐出口４９および内部流路５０を採用して、洗浄液供給機構４３を取り付けることもできる。
また、前述の実施形態および変形例では、１つの洗浄バー４２，７１，７２，７３が待機ポッド４１に取り付けられた例を示したが、２つ以上の洗浄バー４２，７１，７２，７３が互いに間隔を空けて待機ポッド４１に取り付けられていてもよい。またこのとき、これらの洗浄バー４２，７１，７２，７３を組み合わせた構成を採用してもよい。

また、前述の実施形態では、洗浄バー４２の長手方向における一端４２ａおよび他端４２ｂが、いずれも待機ポッド４１に支持されている例について示したが、洗浄バー４２の一端４２ａだけが待機ポッド４１に支持された片持ち構造が採用されてもよい。
また、前述の実施形態では、ブラシ洗浄工程（図５参照）において、洗浄ブラシ回転工程Ｓ３を実施する例を示したが、ブラシ回転機構１８の駆動に加えて、軸方向移動手段としての昇降駆動機構３１を駆動させてもよい。この例によれば、中心軸線２１まわりに洗浄ブラシ５を回転させながら、さらに洗浄ブラシ５の中心軸線２１に沿う軸方向に洗浄ブラシ５を昇降させることができる。

これにより、洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との間の距離や、洗浄ブラシ５に対する洗浄バー４２の押し付け量（洗浄ブラシ５の弾性変形量）が変更される。したがって、制御装置４７は、昇降駆動機構３１を制御することにより、洗浄ブラシ５および洗浄バー４２が接触した接触状態と洗浄ブラシ５および洗浄バー４２が離れた非接触状態とを切り替えることができる。これにより、洗浄バー４２が洗浄ブラシ５に複数回押し付けられるので、洗浄ブラシ５に付着している異物５８が確実に除去される。さらに、制御装置４７は、昇降駆動機構３１を制御することにより、洗浄バー４２の押し付け量を変更できるので、洗浄ブラシ５に付着している異物５８を確実に除去することができる。

また、前述の実施形態では、軸方向移動手段の一例である昇降駆動機構３１が洗浄ブラシ５と共に揺動アーム１７を昇降させる例を示したが、揺動アーム１７に対して洗浄ブラシ５を昇降させる洗浄ブラシ昇降機構が、揺動アーム１７内に設けられていてもよい。
また、前述の実施形態では、スピンチャック３の周囲に設けられた揺動軸線３３まわりに揺動アーム１７を揺動させる揺動駆動機構３２の例を示したが、揺動駆動機構３２に替えて、洗浄ブラシ５を保持するスライドアームを所定のスライド方向（基板Ｗの回転半径方向）に沿ってスライド移動させるアームスライド機構を採用してもよい。この場合、待機ポッド４１は、スライドアームのスライド方向の延長線上において、基板Ｗの回転範囲外に設置されていればよい。この場合、前述の実施形態では、洗浄ブラシ５を１８０度以上回転させて洗浄バー４２との相対位置を変更させる例について示したが、洗浄ブラシ５と洗浄バー４２との接触領域が洗浄ブラシ５の洗浄面２６を跨ぐように、幅方向に洗浄ブラシ５および洗浄バー４２を直線的に相対移動（スライド移動）させてもよい。このような例であっても、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の全域に洗浄バー４２を押し付けることができる。

また、前述の実施形態では、洗浄ブラシ５を１８０度以上回転させて洗浄バー４２との相対位置を変更させる例について示したが、洗浄バー４２（待機ポッド４１）を１８０度以上回転させて洗浄ブラシ５の洗浄面２６との相対位置を変更させてもよい。このような例であっても、洗浄ブラシ５の洗浄面２６の全域に洗浄バー４２を押し付けることができる。

また、前述の実施形態では、洗浄ブラシ５を基板Ｗの上面中央部と基板Ｗの上面周縁部との間で移動させる例について説明したが、洗浄ブラシ５が基板Ｗの上面周縁部から基板Ｗの上面中央部を通って基板Ｗの上面周縁部に移動するように洗浄ブラシ５を移動させてもよい。
また、前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。

１ 基板処理装置
３ スピンチャック
５ 洗浄ブラシ
６ 基板洗浄機構
７ ブラシ洗浄機構
１４ 回転軸線
１７ 揺動アーム
１８ ブラシ回転機構
２１ 中心軸線
２２ ブラシ移動機構
２６ 洗浄面
３１ 昇降駆動機構
３２ 揺動駆動機構
４１ 待機ポッド
４２ 洗浄バー
４２ｃ 傾斜部
４３ 洗浄液供給機構
４７ 制御装置
４９ 洗浄液吐出口
５０ 内部流路
５１ 洗浄液配管
７１ 洗浄バー
７２ 洗浄バー
７３ 洗浄バー
Ｓ_１ 洗浄バーと洗浄ブラシとの接触面積
Ｓ_２ 洗浄ブラシの洗浄面の面積
Ｔ 軌跡
Ｗ 基板
Ｗ_１ 洗浄バーの長手方向の長さ
Ｗ_２ 洗浄ブラシの外径
Ｗ_３ 洗浄バーの長手方向と直交する幅方向の長さ

Claims (6)

1. 基板の表面または裏面に押し付けられる弾性変形可能な柱状のブラシと、
   前記ブラシに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
   前記ブラシの中心線に直交する長手方向の長さが前記ブラシの外径以上であり、前記ブラシの中心線と前記長手方向とに直交する幅方向の長さが前記ブラシの外径よりも小さい洗浄バーと、
   前記ブラシと前記洗浄バーとを相対移動させる相対移動手段と、
   前記相対移動手段を制御することにより、前記ブラシが前記洗浄バーの外周面に押し付けられた状態で前記ブラシと前記洗浄バーとを相対移動させる制御手段とを含み、
   前記洗浄バーは、前記洗浄バーの外周面で開口しており、前記ブラシに向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出口と、前記洗浄液吐出口に洗浄液を導く内部流路と、を含む筒状であり、
   前記洗浄液供給手段は、前記内部流路に洗浄液を供給する洗浄液配管を含む、基板処理装置。
2. 前記洗浄バーの外周面は、鉛直方向に対して傾いており前記ブラシが押し付けられる傾斜部を含む、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記洗浄バーの外周面は、前記長手方向に直交する環状の断面を有している、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記相対移動手段は、前記ブラシの中心線まわりに前記ブラシを回転させる回転手段を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記相対移動手段は、前記ブラシの軸方向に前記ブラシを移動させる軸方向移動手段を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記洗浄液吐出口は、前記洗浄バーの外周面において前記ブラシが押し付けられる位置で開口している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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