基板処理装置
【課題】ブラシの交換時期を適切に判断することができる、基板処理装置を提供する。
【解決手段】ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に対する裏面洗浄処理時には、ブラシ１６は、裏面処理時位置に配置され、スピンチャック３に保持されたウエハＷの周縁部に対して押し込まれる。そして、その状態が所定時間にわたって維持された後、ブラシ１６は、ウエハＷから離間される。一方、ブラシに加わる荷重が圧力センサにより検出され、その検出される荷重に基づいて、制御部により、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたか否かが判断される。そして、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシ１６がウエハＷからの離間のために移動し始めるまでの時間が計測され、その時間がメモリに累積して記憶される。
【解決手段】ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に対する裏面洗浄処理時には、ブラシ１６は、裏面処理時位置に配置され、スピンチャック３に保持されたウエハＷの周縁部に対して押し込まれる。そして、その状態が所定時間にわたって維持された後、ブラシ１６は、ウエハＷから離間される。一方、ブラシに加わる荷重が圧力センサにより検出され、その検出される荷重に基づいて、制御部により、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたか否かが判断される。そして、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシ１６がウエハＷからの離間のために移動し始めるまでの時間が計測され、その時間がメモリに累積して記憶される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の周縁部に対する洗浄処理のための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などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハの周縁部の汚染が、半導体ウエハの処理品質に対して無視できない影響を与える場合がある。たとえば、いわゆるバッチ処理工程では、複数枚の半導体ウエハが、鉛直姿勢（鉛直方向に沿った姿勢）で処理液中に浸漬される。そのため、半導体ウエハの周縁部に汚染物質が付着していると、その汚染物質が、処理液中を浮上して、半導体ウエハの表面のデバイス形成領域に付着することにより、デバイス形成領域の汚染を生じるおそれがある。
【０００３】
そのため、最近では、半導体ウエハなどの基板の周縁部の洗浄に対する要求が高まっている。
基板の周縁部に対する洗浄処理のための装置は、たとえば、基板を保持して回転する回転台と、基板の周端面を洗浄するための円筒状のブラシとを備えている。洗浄処理の開始前、ブラシは、回転台から離れた待機位置に配置されている。洗浄処理が開始されると、ブラシは、待機位置から回転台に保持されている基板の周端面に当接する位置に移動される。そして、基板の周端面にブラシの周面が当接した状態で、その基板を保持している回転台が回転される。これにより、基板の周端面とブラシの周面とが摺擦し、ブラシによって基板の周端面が洗浄される。
【特許文献１】特開２００３−１９７５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブラシは、基板の周端面との摺擦により摩耗する。ブラシの摩耗が進むと、ブラシによる洗浄能力が低下し、基板の周端面を十分に洗浄することができなくなるので、ブラシを新品と交換しなければならない。
しかしながら、ブラシを交換すべきか否かの判断は、装置の使用者にとって必ずしも容易ではない。そのため、ブラシが十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されたり、ブラシが交換すべき程度まで摩耗しているにもかかわらず交換されなかったりすることがあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ブラシの交換時期を適切に判断することができる、基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための本発明に係る第１の基板処理装置は、請求項１に記載のように、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、基板の周縁部を洗浄するためのブラシ（１６）と、前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段（１８，１９）と、前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段（６７）と、前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段（６５）と、前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段（６７，Ｓ１１〜Ｓ１３；Ｓ５１〜Ｓ５４）と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段（７１，Ｓ３１〜Ｓ３５）と、前記計時手段により計測された時間を累積して記憶するための時間記憶手段（６９Ｂ，Ｓ３６）とを含む。
【０００７】
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。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板の周縁部に対する洗浄処理時には、ブラシは、処理時位置に配置され、基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込まれる。そして、その状態が所定時間にわたって維持された後、ブラシは、基板保持手段に保持された基板から離間される。一方、ブラシに加わる荷重が荷重検出手段により検出され、その検出される荷重に基づいて、ブラシが処理時位置に配置されたか否かが配置判断手段により判断される。そして、ブラシが処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間が計測され、その時間が時間記憶手段に累積して記憶される。
【０００８】
ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれると、ブラシが基板から受ける反力により、ブラシに加わる荷重が変化する。したがって、荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれたか否か、つまりブラシが処理時位置に配置されたか否かを正確に判断することができる。そして、その判断時点からブラシが基板から離間し始めるまでの時間が計時手段により計測され、これが累積して時間記憶手段に記憶されることにより、基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値を得ることができる。したがって、その積算値に基づいて、ブラシの交換時期を適切に判断することができる。
【０００９】
たとえば、ブラシを処理時位置に配置するためのブラシ移動手段の動作が終了した時点で、ブラシが処理時位置に配置されたとみなして、その時点からブラシが基板から離間し始めるまでの時間（以下、この項において「みなし接触時間」という。）を計測し、この時間の積算値（以下、この項において「みなし積算時間」という。）に基づいて、ブラシの交換時期を判断することも考えられる。しかしながら、ブラシを処理時位置に配置するためのブラシ移動手段の動作が終了しても、ブラシの脱落や基板の位置ずれなどのために、実際には、ブラシが基板の周縁部に接触していない場合がある。この場合、ブラシが基板の周縁部に接触していないにもかかわらず、みなし接触時間が積算されてしまう。その結果、みなし積算時間と基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値との間に誤差が生じる。したがって、みなし積算時間に基づいては、ブラシの交換時期を適切に判断することができない。
【００１０】
前記第１の基板処理装置は、請求項２に記載のように、前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段（７２）と、前記時間記憶手段に累積記憶されている時間が一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段（６７，Ｓ４１，Ｓ４２）とを含むことが好ましい。
この構成によれば、時間記憶手段に累積記憶されている時間、つまり基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値が一定時間に達したときに、ブラシの交換時期である旨が報知される。これにより、基板処理装置の使用者に対して、適切な時期にブラシの交換を促すことができる。したがって、ブラシが十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されることを防止することができ、ブラシが高頻度で交換されることによるランニングコストの上昇や装置稼働率の低下を防止することができる。また、摩耗したブラシが使用し続けられることによる洗浄不足の発生を防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載のように、前記第１の基板処理装置において、前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、前記時間記憶手段は、前記表面側処理時間と前記裏面側処理時間とを個別に累積して記憶し、前記報知制御手段は、前記時間記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側処理時間および前記裏面側処理時間の少なくとも一方が前記一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させてもよい。
【００１２】
本発明に係る第２の基板処理装置は、請求項４に記載のように、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、基板の周縁部を洗浄するためのブラシ（１６）と、前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段（１８，１９）と、前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段（６７）と、前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段（６５）と、前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段（６７，Ｓ１１〜Ｓ１３；Ｓ５１〜Ｓ５４）と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段（７１，Ｓ３１〜Ｓ３５）と、前記計時手段により計測された時間と前記ブラシが前記処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量を累積して記憶するための仕事量記憶手段（６９Ｃ，Ｓ３６）とを含む。
【００１３】
この構成によれば、基板の周縁部に対する洗浄処理時には、ブラシは、処理時位置に配置され、基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込まれる。そして、その状態が所定時間にわたって維持された後、ブラシは、基板保持手段に保持された基板から離間される。一方、ブラシに加わる荷重が荷重検出手段により検出され、その検出される荷重に基づいて、ブラシが処理時位置に配置されたか否かが配置判断手段により判断される。そして、ブラシが処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間が計時手段により計測され、その時間とブラシが処理時位置に配置されている状態で荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量が時間記憶手段に累積して記憶される。
【００１４】
ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれると、ブラシが基板から受ける反力により、ブラシに加わる荷重が変化する。したがって、荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれたか否か、つまりブラシが処理時位置に配置されたか否かを正確に判断することができる。よって、その判断時点からブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間（計時手段により計測される時間）とブラシが処理時位置に配置されている状態で荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量は、基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間と処理時位置においてブラシに加わる荷重とを乗じた値に等しい。
【００１５】
ブラシの摩耗の度合いは、基板の周縁部に対するブラシの接触時間のみならず、基板の周縁部に対するブラシの押込量（食い込み量）にも依存する。基板の周縁部に対するブラシの押込量は、ブラシに加わる荷重と相関関係を有している。そのため、基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値に基づくよりも、仕事量記憶手段に累積して記憶されている仕事量に基づくことによって、ブラシの交換時期をより適切に判断することができる。
【００１６】
前記第２の基板処理装置は、請求項５に記載のように、前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段（７２）と、前記仕事量記憶手段に累積記憶されている仕事量が一定量に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段（６７，Ｓ６１，Ｓ６２）とを含むことが好ましい。
この構成によれば、仕事量記憶手段に累積記憶されている仕事量、つまり基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間と処理時位置においてブラシに加わる荷重とを乗じた値の積算値が一定時間に達したときに、ブラシの交換時期である旨が報知される。これにより、基板処理装置の使用者に対して、適切な時期にブラシの交換を促すことができる。したがって、ブラシが十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されることを防止することができ、ブラシが高頻度で交換されることによるランニングコストの上昇や装置稼働率の低下を防止することができる。また、摩耗したブラシが使用し続けられることによる洗浄不足の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項６に記載のように、前記第２の基板処理装置において、前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、前記仕事量記憶手段は、前記表面側処理時間と前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる表面側仕事量と、前記裏面側処理時間と前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる裏面側仕事量とを個別に累積して記憶し、前記報知制御手段は、前記仕事量記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側仕事量および前記裏面側仕事量の少なくとも一方が前記一定量に達したときに、前記報知手段を動作させてもよい。
【００１８】
請求項７に記載のように、前記配置判断手段（６７，Ｓ１１〜Ｓ１３）は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の処理時荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断してもよい。
請求項８に記載のように、前記ブラシ移動制御手段は、前記ブラシが所定の基準位置に一旦配置された後、前記ブラシが前記基準位置から所定の押込量だけ移動されることにより前記処理時位置に配置されるように、前記ブラシ移動制御手段を制御し、前記配置判断手段（６７，Ｓ５１〜Ｓ５４）は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の基準荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記基準位置に配置されたと判断し、この判断後、前記ブラシの前記基準位置から前記処理時位置への移動が完了したことにより、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断してもよい。
【００１９】
請求項９に記載のように、前記ブラシは、前記基板保持手段に保持された基板の表面に垂直な縦方向に対して傾斜する洗浄面（２８，２９）を有し、前記荷重検出手段は、前記ブラシに対して前記縦方向に加わる荷重を検出してもよい。
この構成によれば、ブラシは、基板保持手段に保持された基板の表面に垂直な縦方向に対して傾斜する洗浄面を有している。そのため、この洗浄面が基板の表面または裏面と周端面とに跨って接触すると、この接触による基板の表面または裏面からの反力をブラシが受けるので、接触の前後でブラシに対して縦方向に加わる荷重が変化する。したがって、ブラシに対して縦方向に加わる荷重を荷重検出手段により検出することにより、その検出された荷重に基づいて、ブラシが処理時位置に配置されたか否かを正確に判断することができる。
【００２０】
請求項１０に記載のように、前記洗浄面は、前記縦方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有していることが好ましい。
洗浄面が縦方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有しているので、基板の周縁部に洗浄面を接触させた状態で、ブラシを中心軸線まわりに回転させることができる。そして、ブラシを回転させることにより、基板の周縁部をスクラブすることができる。その結果、基板の周縁部を一層良好に洗浄することができる。
【００２１】
請求項１１に記載のように、前記洗浄面は、前記縦方向の一方側に向けて狭まる形状の第１部分（２８）と、この第１部分の前記一方側の端縁から前記縦方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２部分（２９）とを備えていることがより好ましい。
このような第１部分および第２部分を洗浄面に有する構成では、第１部分を基板の表面の周縁領域および周端面に接触させることができ、また、第２部分を基板の裏面の周縁領域および周端面に接触させることができる。これにより、基板の両面の周縁領域および周端面を洗浄することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ］という。）Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック３と、ウエハＷの表面（デバイスが形成される側の表面）に処理液を供給するための表面ノズル４と、ウエハＷの裏面に処理液を供給するための裏面ノズル５と、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ機構６とを備えている。
【００２３】
ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面および裏面の各周縁領域１３，１４（たとえば、ウエハＷの周端縁から幅０．５〜５ｍｍの環状領域）ならびに周端面１５を含む部分をいう。
スピンチャック３は、真空吸着式チャックである。このスピンチャック３は、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸７と、このスピン軸７の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース８と、スピン軸７と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ９とを備えている。これにより、ウエハＷの裏面が吸着ベース８に吸着保持された状態で、スピンモータ９が駆動されると、ウエハＷがスピン軸７の中心軸線まわりに回転する。
【００２４】
表面ノズル４には、処理液供給管１０が接続されている。裏面ノズル５には、処理液供給管１１が接続されている。これらの処理液供給管１０，１１には、処理液バルブ１２を介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給されるようになっている。表面ノズル４は、処理液供給管１０を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面の中央に向けて吐出する。裏面ノズル５は、処理液供給管１１を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面の周端縁と吸着ベース８との間に向けて吐出する。
【００２５】
なお、処理液としては、純水が用いられる。純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水を処理液として用いてもよい。また、処理液として、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液などの薬液を用いることもできる。
ブラシ機構６は、ブラシ１６と、このブラシ１６を先端に保持した揺動アーム１７と、この揺動アーム１７をウエハＷの回転範囲外に設定した鉛直軸線まわりに水平方向に沿って揺動させる揺動駆動機構１８と、揺動アーム１７を昇降させる昇降駆動機構１９とを備えている。
【００２６】
図３は、ブラシ１６および揺動アーム１７の構成を示す断面図である。
ブラシ１６は、ブラシホルダ２０に保持されている。このブラシホルダ２０は、後述するホルダ取付部３６に取り付けられている。ブラシホルダ２０は、略円柱状の樹脂ブロック２１と、樹脂ブロック２１の中心軸線上に配置され、上端部が樹脂ブロック２１の下面に挿入されて固定された芯材２２と、この芯材２２の下端に取り付けられたプレート２３とを備えている。樹脂ブロック２１の上面には、周面にねじが切られたねじ部２４が一体的に形成されている。また、芯材２２の下端部には、ねじ孔が形成されている。このねじ孔にプレート２３の中心を貫通するボルト２５がねじ込まれることによって、プレート２３が芯材２２に着脱可能に取り付けられている。
【００２７】
ブラシ１６は、芯材２２に外嵌されて、樹脂ブロック２１とプレート２３との間に挟持されている。このブラシ１６は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなる。また、ブラシ１６は、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５を洗浄するための第１洗浄部２６と、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５を洗浄するための第２洗浄部２７とを上下に一体的に備え、全体として、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。
【００２８】
第１洗浄部２６は、その上部２６ａが略円筒状をなし、下部２６ｂが下方に向けて狭まる略円錐台状をなしている。下部２６ｂの側面は、上端縁が上部２６ａの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線に近づくように傾斜している。そして、この下部２６ｂの側面が、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に接触する第１洗浄面２８となっている。
【００２９】
第２洗浄部２７は、第１洗浄部２６の下端に一体的に結合されて、第１洗浄部２６と中心軸線を共有するように配置されている。この第２洗浄部２７は、上部２７ａが下方に向けて拡がる略円錐台状をなし、下部２７ｂが略円筒状をなしている。上部２７ａの側面は、上端縁が第１洗浄部２６の下部２６ｂの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線から離れるように傾斜している。また、上部２７ａの側面の下端縁は、下部２７ｂの側面の上端縁に連続している。そして、その上部２７ａの側面が、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に接触する第２洗浄面２９となっている。
【００３０】
揺動アーム１７は、下ケーシング３０と、この下ケーシング３０に嵌め合わされた上ケーシング３１と、下ケーシング３０および上ケーシング３１によって形成される内部空間内に配置され、ブラシ１６を鉛直軸線まわりに回転（自転）させるためのブラシ自転機構３２と、下ケーシング３０および上ケーシング３１によって形成される内部空間内に配置され、ブラシ１６に鉛直下向きの荷重を加えるための荷重付加機構３３とを備えている。
【００３１】
下ケーシング３０の一端部（基端部）には、鉛直方向に延びるアーム支持軸３４の上端部が結合されている。このアーム支持軸３４に、揺動駆動機構１８（図２参照）の駆動力が入力されるようになっている。揺動駆動機構１８の駆動力をアーム支持軸３４に入力して、アーム支持軸３４を往復回転させることによって、揺動アーム１７をアーム支持軸３４を支点に揺動させることができる。また、アーム支持軸３４に、昇降駆動機構１９（図２参照）が結合されている。昇降駆動機構１９により、アーム支持軸３４を上下動させて、このアーム支持軸３４と一体的に揺動アーム１７を上下動させることができる。
【００３２】
下ケーシング３０の他端部（遊端部）には、鉛直方向に延びる回転軸３５が、回転可能かつ上下動可能に設けられている。この回転軸３５は、下端が下ケーシング３０の他端部から下方に突出し、上端が上ケーシング３１の鉛直方向中央付近に達している。
回転軸３５の下ケーシング３０から突出する下端部には、ブラシホルダ２０が取り付けられるホルダ取付部３６が設けられている。このホルダ取付部３６は、回転軸３５が挿通されて、回転軸３５に固定された円板状の上面部３７と、この上面部３７の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部３８とを一体的に備えている。側面部３８の内周面には、ねじが切られている。このねじとブラシホルダ２０のねじ部２４に形成されているねじとを螺合させることによって、ブラシホルダ２０をホルダ取付部３６に取り付けることができる。
【００３３】
また、回転軸３５には、下ガイドローラ支持部材３９、上ガイドローラ支持部材４０およびばね係止部材４１が外嵌されている。
下ガイドローラ支持部材３９は、回転軸３５の周面との間に微小な間隔を隔てて、回転軸３５に非接触状態で外嵌されている。この下ガイドローラ支持部材３９は、回転軸３５の中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。下ガイドローラ支持部材３９は、互いに間隔を隔てて配置された２個のベアリング４２を介して、下ケーシング３０の他端部に回転自在に支持されている。また、下ガイドローラ支持部材３９の上端部は、その下方の部分よりも小径な円筒状に形成されており、この円筒状の上端部には、ブラシ自転機構３２の後述するプーリ５４が相対回転不能に外嵌されている。
【００３４】
上ガイドローラ支持部材４０は、下ガイドローラ支持部材３９の上方に設けられている。この上ガイドローラ支持部材４０は、回転軸３５の周面との間に微小な間隔を隔てて、回転軸３５に非接触状態で外嵌されている。また、上ガイドローラ支持部材４０は、ボルト４３によって、プーリ５４と連結されている。
ばね係止部材４１は、上ガイドローラ支持部材４０の上方に、上ガイドローラ支持部材４０と間隔を隔てて設けられ、回転軸３５に対して固定されている。このばね係止部材４１には、コイルばね４４の一端（上端）が係止されている。コイルばね４４は、ばね係止部材４１と上ガイドローラ支持部材４０との間に介在されている。コイルばね４４の他端（下端）は、上ガイドローラ支持部材４０に係止されている。
【００３５】
下ガイドローラ支持部材３９および上ガイドローラ支持部材４０には、それぞれ１対のガイドローラ４５，４６が支持されている。各ガイドローラ４５，４６は、回転軸３５と直交する方向に延びる軸を支点として回転自在に設けられ、その周面が回転軸３５の周面に接するように配置されている。これにより、各ガイドローラ４５，４６によって、回転軸３５の上下動をガイドすることができる。その結果、回転軸３５の上下動の際の抵抗を軽減することができる。
【００３６】
一方、回転軸３５の上端部には、ベアリング４７が外嵌されている。このベアリング４７を介して、キャップ状の当接部材４８が、回転軸３５に対して相対回転可能に設けられている。
なお、下ガイドローラ支持部材３９の外周面と下ケーシング３０との間は、磁性流体シール４９によりシールされている。また、下ガイドローラ支持部材３９の内周面と回転軸３５との間は、ベローズ５０によりシールされている。これにより、処理室２内の処理液や洗浄液を含む雰囲気が下ケーシング３０および上ケーシング３１によって形成される内部空間に進入することが防止されている。また、その内部空間内で発生するごみの処理室２側への拡散が防止されている。
【００３７】
ブラシ自転機構３２は、ブラシモータ５２と、ブラシモータ５２の出力軸５１に固定されたプーリ５３と、下ガイドローラ支持部材３９に外嵌されたプーリ５４と、プーリ５３およびプーリ５４の周面に共通に巻回されたベルト５５とを備えている。ブラシモータ５２は、上ケーシング３１内の基端部寄りの位置に、その出力軸５１が鉛直下方に向けて延びるように設けられている。
【００３８】
ブラシモータ５２が駆動されると、ブラシモータ５２からの回転力が、プーリ５３およびベルト５５を介して、プーリ５４に伝達される。これにより、プーリ５４とともに下ガイドローラ支持部材３９および上ガイドローラ支持部材４０が回転する。そして、上ガイドローラ支持部材４０の回転に伴って、コイルばね４４およびばね係止部材４１が回転する。この結果、回転軸３５が回転し、回転軸３５の下端に取り付けられているブラシ１６が回転する。
【００３９】
荷重付加機構３３は、エアシリンダ５６を備えている。エアシリンダ５６は、当接部材４８の上方に配置されて、そのロッド５７を下方に向けて、ロッド５７が鉛直方向に進退するように設けられている。
下ケーシング３０の底面から上方に向かって、側面視略Ｌ字状の支持板５８が延びている。この支持板５８には、シリンダ取付板５９が支持されている。シリンダ取付板５９は、支持板５８から当接部材４８の上方に向けて延びている。シリンダ取付板５９には、ロッド５７を挿通させるためのロッド挿通孔６０が形成されている。エアシリンダ５６は、ロッド５７がロッド挿通孔６０に挿通された状態で、その本体がシリンダ取付板５９の上面に固定されている。ロッド挿通孔６０を挿通するロッド５７の下端は、当接部材４８に当接している。
【００４０】
エアシリンダ５６の本体の内部は、ロッド５７の基端に固定されたピストン（図示せず）によって、ロッド５７の進退方向（鉛直方向）に２つの空間に分割されている。そして、エアシリンダ５６の本体内におけるピストンに対してロッド５７側の空間には、定量弁（図示せず）が介装された第１エア供給配管６１が接続されている。一方、本体内におけるピストンに対してロッド５７と反対側の空間には、第２エア供給配管６３が接続されている。
【００４１】
シリンダバルブ６２の開度を大きくすると、第２エア供給配管６３からエアシリンダ５６の本体内に供給されるエアの圧力が上がり、ロッド５７がエアシリンダ５６の本体から進出する。逆に、シリンダバルブ６２の開度を小さくすると、第２エア供給配管６３からエアシリンダ５６の本体内に供給されるエアの圧力が下がり、第１エア供給配管６１から本体内に供給されるエアの圧力およびコイルばね４４の付勢力によって、ロッド５７がエアシリンダ５６の本体内に退避する。
【００４２】
また、支持板５８には、シリンダ取付板５９と反対側に向けて延びるセンサ取付板６４が支持されている。このセンサ取付板６４の上面には、歪みゲージ型の圧力センサ６５が取り付けられている。
一方、当接部材４８には、荷重検出用アーム６６が固定されている。この荷重検出用アーム６６は、当接部材４８から圧力センサ６５の上方に向けて延びている。第２エア供給配管６３からエアシリンダ５６の本体内に供給されるエアの圧力により、ロッド５７に下方向の一定荷重以上の荷重が付加された状態（ロッド５７がエアシリンダ５６から一定量以上進出した状態）で、圧力センサ６５に対して、そのロッド５７に付加されている荷重に相当する圧で接触する。これにより、圧力センサ６５は、エアシリンダ５６から回転軸３５などを介してブラシ１６に付加される鉛直方向の荷重を検出することができる。
【００４３】
図４は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置１は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御部６７を備えている。マイクロコンピュータには、ＣＰＵ６８、メモリ６９およびタイマ７１などが含まれる。
メモリ６９には、洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａが格納されている。また、メモリ６９には、タイマ７１により計測される時間を累積して記憶しておくための時間記憶エリア６９Ｂが設けられている。
【００４４】
制御部６７には、圧力センサ６５の検出信号が入力されるようになっている。また、制御部６７には、レシピ（ウエハＷの処理のための各種条件）を入力するためのレシピ入力キー７０が接続されている。そして、制御部６７には、スピンモータ９、処理液バルブ１２、揺動駆動機構１８、昇降駆動機構１９、ブラシモータ５２およびシリンダバルブ６２などが制御対象として接続されている。また、基板処理装置１には、各種表示のための表示器７２が備えられており、制御部６７には、その表示器７２が制御対象として接続されている。
【００４５】
図５は、メモリ６９に格納されている洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａの一例を示す図である。
洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａは、裏面側洗浄処理時の各処理時位置ごとに、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅、基準位置から裏面側洗浄処理時の処理時位置（以下「裏面側処理時位置」という。）までブラシ１６を移動させたときのウエハＷに対するブラシ１６の押込量、およびブラシ１６がウエハＷに接触していない状態でブラシ１６に加えられている荷重（後述する初期荷重）と裏面側処理時位置においてブラシ１６に加わる荷重との差（以下「荷重変化量」という。）とを対応づけて作成されたテーブルである。
【００４６】
ここで、裏面側処理時位置とは、裏面側洗浄処理時にブラシ１６が配置されるべき位置をいう。基準位置とは、ブラシ１６を裏面側処理時位置へ導く際の基準となる位置をいい、ブラシ１６が基準位置に配置された状態で、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面と周端面１５との角部が第２洗浄面２９に微小な所定量（好ましくは、圧力センサ６５が安定して確実に荷重を検出できる程度の微小な食い込み量）だけ食い込むような位置に設定されている。したがって、第２洗浄面２９へのウエハＷの押込量は、基準位置と裏面側処理時位置との間の水平方向の距離、つまり基準位置から裏面側処理時位置までのブラシ１６の水平方向の移動量にほぼ等しい。
【００４７】
第２洗浄面２９は、鉛直方向（スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に垂直な縦方向）に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほどその中心軸線から離れるように傾斜している。そのため、第２洗浄面２９にウエハＷが押し込まれると、ブラシ１６がウエハＷの裏面から鉛直方向の反力を受ける。第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量が大きいほど、その反力の大きさは大きいので、洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａに示されるように、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量が大きいほど、荷重変化量は大きい。
【００４８】
また、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅とは、ウエハＷの裏面の周縁領域１４において第２洗浄面２９が接触する領域のウエハＷの径方向の幅をいう。したがって、この洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａに示されるように、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量が大きいほど、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅（ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６の接触幅）は大きい。
【００４９】
そして、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置された状態から、昇降駆動機構１９が制御されて、そのブラシ１６が所定量（鉛直方向におけるウエハＷの中心と処理時位置との間の距離の２倍の距離）だけ下降されると、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量と同じ押込量で、ウエハＷの表面と周端面１５との角部が第１洗浄面２８に押し込まれる。その結果、第１洗浄面２８は、ウエハＷの表面の周縁領域１３に対して、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６の接触幅と同じ接触幅で接触する。そのため、この洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａにおいて、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅は、ウエハＷの表面の周縁領域１３におけるブラシ１６による洗浄幅と一致し、これらは同一視することができる。また、このときの荷重変化量は、第２洗浄面２９にウエハＷが押し込まれたときの荷重変化量と一致し、これらは同一視することができる。
【００５０】
なお、この図５に示すテーブルは、ウエハＷを１００ｒｐｍの回転速度で回転させるとともに、ブラシ１６を７５ｒｐｍの回転速度で回転させて、各押込量ごとに洗浄幅および荷重変化量を計測することにより作成されている。
図６は、基板処理装置１におけるウエハＷの周縁部の洗浄処理を説明するための工程図である。また、図７、図８および図９は、ウエハＷの処理中におけるブラシ１６の状態を示す側面図である。
【００５１】
処理対象のウエハＷは、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部６７（ＣＰＵ６８）によりスピンモータ９が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。その後、制御部６７により処理液バルブ１２が開かれて、表面ノズル４および裏面ノズル５からそれぞれウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始される（ステップＳ３）。
【００５２】
その一方で、制御部６７によりシリンダバルブ６２の開度が制御され、エアシリンダ５６によって、ブラシ１６に予め定める初期荷重（たとえば、８００ｍＮ）が加えられる。この初期荷重がブラシ１６に加えられることにより、荷重検出用アーム６６（図３参照）が圧力センサ６５に接触する。したがって、これ以降、圧力センサ６５は、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重を検出することができる。そして、制御部６７によりブラシモータ５２が制御されて、ブラシ１６がウエハＷの回転方向と同方向に回転される。その後、制御部６７により揺動駆動機構１８および昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１６が基準位置に移動される。ブラシ１６が基準位置に配置された状態では、図７に示すように、ブラシ１６の第２洗浄面２９に、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面と周端面１５との角部が微小な所定量だけ食い込む。
【００５３】
この後、制御部６７により揺動駆動機構１８が制御され、ブラシ１６が基準位置から裏面側処理時位置に移動される。ウエハＷの表面の周縁領域１３におけるブラシ１６による洗浄幅は、使用者（オペレータ）がレシピ入力キー７０を操作することによって、制御部６７に予め入力されている。制御部６７では、その入力されている洗浄幅に対応する押込量が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出される。そして、その読み出された押込量分だけ、ブラシ１６が基準位置から移動される。たとえば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合には、その洗浄幅に対応する押込量である２．１ｍｍが洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出されて、ブラシ１６が基準位置からウエハＷの中心側へ２．１ｍｍだけ移動される。これにより、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されて、図８に示すように、第２洗浄面２９がウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に接触する（ステップＳ４）。このとき、ウエハＷの裏面の周縁領域１４に対しては、レシピ入力キー７０から入力された洗浄幅で第２洗浄面２９が接触する。
【００５４】
この状態でウエハＷおよびブラシ１６が同方向に回転されることにより、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５と第２洗浄面２９とが摺擦し、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５が洗浄される。
ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に対する裏面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部６７により昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１６が所定量だけ下降される。このブラシ１６の下降により、図９に示すように、ブラシ１６が表面側洗浄処理時の処理時位置（以下「表面側処理時位置」という。）に配置され、ブラシ１６の第１洗浄面２８がウエハＷに接触し、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量と同じ押込量で、ウエハＷの表面と周端面１５との角部が第１洗浄面２８に押し込まれる。その結果、第１洗浄面２８は、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に接触する（ステップＳ５）。このとき、ウエハＷの表面の周縁領域１３に対しては、レシピ入力キー７０から入力された洗浄幅で第１洗浄面２８が接触する。
【００５５】
この状態でウエハＷおよびブラシ１６が同方向に回転されることにより、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５と第１洗浄面２８とが摺擦し、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５が洗浄される。
こうしてウエハＷの周縁部が洗浄されている間、ウエハＷの表面に供給される処理液により、ウエハＷの表面の中央領域（デバイス形成領域）に付着した汚染を洗い流すことができる。
【００５６】
ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に対する表面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部６７により揺動駆動機構１８および昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１６が表面側処理時位置から処理開始前のホームポジションに退避される（ステップＳ６）。また、ブラシ１６がホームポジションに戻される間に、ブラシモータ５２が停止されて、ブラシ１６の回転が停止される。さらに、制御部６７により処理液バルブ１２が閉じられて、表面ノズル４および裏面ノズル５からの処理液の供給が停止される（ステップＳ７）。
【００５７】
その後は、制御部６７によりスピンモータ９が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ８）。これにより、ウエハＷに付着している処理液を振り切って、ウエハＷを乾燥させることができる。
ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、スピンモータ９が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ９）。そして、ウエハＷが静止した後、その処理済みのウエハＷが処理室２から搬出されていく（ステップＳ１０）。
【００５８】
図１０は、配置判断処理を示すフローチャートである。
配置判断処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理および表面側洗浄処理の各初期段階に実行される。
裏面側洗浄処理の開始時にブラシ１６に対して初期荷重が加えられた後（ステップＳ１１）、ブラシ１６がホームポジションから基準位置に向けて移動される。ブラシ１６が基準位置に配置されると、レシピ入力キー７０から入力された洗浄幅に対する押込量が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出される。そして、その読み出された押込量分だけ、ブラシ１６が基準位置からウエハＷの中心側へ移動される（ステップＳ１２）。
【００５９】
ブラシ１６が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出された押込量分だけ移動されると、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。そして、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出された押込量に応じた所定荷重に達しているか否かが判断される（ステップＳ１３）。
【００６０】
たとえば、図５に示す洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａによれば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合には、押込量は２．１ｍｍであり、荷重変化量は１９０ｍＮである。ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されると、ブラシ１６の第２洗浄面２９にウエハＷが食い込み、ブラシ１６がウエハＷの裏面から鉛直下向きの反力を受けるので、初期荷重が８００ｍＮであれば、初期荷重８００ｍＮに荷重変化量１９０ｍＮを加えた９９０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。そこで、この場合、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が９９０ｍＮに達したか否かが繰り返し判断される。
【００６１】
ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ブラシ１６が裏面側処理時位置に正常に配置されたと判断され、この配置判断処理が終了する。ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していなければ、（ステップＳ１３のＮＯ）、ブラシ１６が裏面側処理時位置に正常に配置されていないと判断される。この場合、その旨の警報が出力されて（ステップＳ１４）、配置判断処理が終了する。警報出力後は、たとえば、洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００６２】
表面側洗浄処理の開始時には、ブラシ１６に対して初期荷重が加えられた状態のまま（ステップＳ１１）、ブラシ１６が裏面側処理時位置から表面側処理時位置へと所定量だけ移動（下降）される（ステップＳ１２）。
ブラシ１６が所定量分だけ移動されると、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。そして、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が裏面洗浄処理時にメモリ６９の洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出された押込量に応じた所定荷重に達しているか否かが判断される（ステップＳ１３）。
【００６３】
たとえば、図５に示す洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａによれば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合、押込量は２．１ｍｍであり、荷重変化量は１９０ｍＮである。ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されると、ブラシ１６の第１洗浄面２８にウエハＷが食い込み、ブラシ１６がウエハＷの表面から鉛直上向きの反力を受けるので、初期荷重が８００ｍＮであれば、その初期荷重８００ｍＮから荷重変化量１９０ｍＮを引いた６１０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。そこで、この場合、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が６１０ｍＮに達したか否かが繰り返し判断される。
【００６４】
ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ブラシ１６が表面側処理時位置に正常に配置されたと判断され、この配置判断処理が終了する。ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していなければ、（ステップＳ１３のＮＯ）、ブラシ１６が表面側処理時位置に正常に配置されていないと判断される。この場合、その旨の警報が出力されて（ステップＳ１４）、配置判断処理が終了する。警報出力後は、たとえば、洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００６５】
このように、基板処理装置１では、圧力センサ６５の出力に基づいて、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたか否かを判断することができる。よって、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５にブラシ１６の第２洗浄面２９が確実に接触した状態で、ブラシ１６によるウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５の洗浄を実施することができる。また、圧力センサ６５の出力に基づいて、ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されたか否かを判断することができる。よって、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５にブラシ１６の第１洗浄面２８が確実に接触した状態で、ブラシ１６によるウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５の洗浄を実施することができる。その結果、ウエハＷの周縁部を確実かつ良好に洗浄することができる。
【００６６】
図１１は、荷重監視処理を示すフローチャートである。
荷重監視処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理および表面側洗浄処理中に実行される。
この荷重監視処理では、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。そして、その荷重が所定荷重範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。
【００６７】
ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重は、ウエハＷに対するブラシ１６の押込量に応じて異なる。たとえば、図５に示す洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａによれば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合には、ブラシ１６が基準位置からウエハＷの中心側へ２．１ｍｍだけ移動され、このときの荷重変化量は１９０ｍＮである。したがって、初期荷重が８００ｍＮであり、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合、裏面側洗浄処理時には、ブラシ１６がウエハＷに適切に接触していれば、初期荷重８００ｍＮに荷重変化量１９０ｍＮを加えた９９０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。また、表面側洗浄処理時には、ブラシ１６がウエハＷに適切に接触していれば、初期荷重８００ｍＮから荷重変化量１９０ｍＮを減じた６１０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。
【００６８】
そこで、裏面側洗浄処理中は、洗浄幅に応じた荷重変化量を初期荷重に加えて得られる値を基準とし、たとえば、この基準値に対して±５％を加えた各値を最大値および最小値とする範囲を所定範囲として、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲内であるか否かが判断される。この判断は、裏面側洗浄処理が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ２２のＮＯ）。
【００６９】
裏面側洗浄処理が終了するまで（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱することがなければ、この裏面側洗浄処理中の荷重監視処理は終了となる。
一方、裏面側洗浄処理中に、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱すると（ステップＳ２１のＮＯ）、制御部６７により、ウエハＷの偏心回転などの異常が生じていると判断され、警報が出力されて（ステップＳ２３）、荷重監視処理が終了する。警報出力後は、たとえば、裏面側洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する一連の洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００７０】
表面側洗浄処理中は、洗浄幅に応じた荷重変化量を初期荷重から減じて得られる値を基準とし、たとえば、この基準値に対して±５％を加えた各値を最大値および最小値とする範囲を所定範囲として、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲内であるか否かが判断される。この判断は、表面側洗浄処理が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ２２のＮＯ）。
【００７１】
表面側洗浄処理が終了するまで（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱することがなければ、この表面側洗浄処理中の荷重監視処理は終了となる。
一方、表面側洗浄処理中に、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱すると（ステップＳ２１のＮＯ）、制御部６７により、ウエハＷの偏心回転などの異常が生じていると判断され、警報が出力されて（ステップＳ２３）、荷重監視処理が終了する。警報出力後は、たとえば、表面側洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する一連の洗浄処理が終了まで続けられてもよい。あるいは、ステップＳ２３に代えて（警報を出力することなく）、圧力センサ６５により検出される荷重が所定の荷重範囲内に入るように、圧力センサ６５からの検出信号に基づいて制御部６７が揺動駆動機構１８および昇降駆動機構１９をフィードバック制御し、ブラシ１６の位置を適切な位置に補正するステップとすることもできる。こうすることにより、ウエハＷの偏心回転やウエハＷの反り変形の有無にかかわらず、ウエハＷの周縁部に対してブラシ１６を適切に接触させることができる。
【００７２】
このように、裏面側洗浄処理中および表面側洗浄処理中において、圧力センサ６５により検出される荷重が所定範囲内であれば、ブラシ１６がウエハＷに対して適切に（適当な押し圧で）接触していると判断することができる。一方、圧力センサ６５により検出される荷重が所定範囲を逸脱していれば、ブラシ１６がウエハＷに対して適切に接触していないと判断することができる。そして、ブラシ１６がウエハＷに対して適切に接触していないと判断された場合には、警報が出力されるので、そのブラシ１６の接触不良状態をオペレータなどに認知させることができる。
【００７３】
図１２は、計時処理を示すフローチャートである。
計時処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理時および表面側洗浄処理時に実行される。
図１０に示す配置判断処理でブラシ１６が裏面側洗浄処理時の処理時位置に配置されたと判断されると（ステップＳ３１のＹＥＳ）、タイマ７１が起動され、その判断後の経過時間が計測される（ステップＳ３２）。
【００７４】
その後、図１１に示す荷重監視処理でブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱したと判断されるか（ステップＳ３３のＹＥＳ）、または、裏面側処理時位置から表面側処理時位置に向けてのブラシ１６の移動が開始されると（ステップＳ３４のＹＥＳ）、タイマ７１による経過時間の計測が停止される（ステップＳ３５）。
タイマ７１による経過時間の計測が停止されると、その計測された時間が裏面側洗浄時間として、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに記憶されて（ステップＳ３６）、計時処理が終了する。
【００７５】
また、図１０に示す配置判断処理でブラシ１６が表面側洗浄処理時の処理時位置に配置されたと判断されると（ステップＳ３１のＹＥＳ）、タイマ７１が起動され、その判断後の経過時間が計測される（ステップＳ３２）。
その後、図１１に示す荷重監視処理でブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱したと判断されるか（ステップＳ３３のＹＥＳ）、または、表面側処理時位置からホームポジションに向けてのブラシ１６の移動が開始されると（ステップＳ３４のＹＥＳ）、タイマ７１による経過時間の計測が停止される（ステップＳ３５）。
【００７６】
タイマ７１による経過時間の計測が停止されると、その計測された時間が表面側洗浄時間として、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに記憶されて（ステップＳ３６）、計時処理が終了する。
以降、計時処理が繰り返される度に、タイマ７１により計測される裏面側洗浄時間および表面側洗浄時間がメモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに累積して記憶されていく。これにより、時間記憶エリア６９Ｂには、裏面側洗浄時間を累積して得られる時間（以下「裏面側累積洗浄時間」という。）および表面側洗浄時間を累積して得られる時間（以下「表面側累積洗浄時間」という。）が記憶される。
【００７７】
図１３は、ブラシ交換報知処理を示すフローチャートである。
ブラシ交換報知処理は、基板処理装置１の電源が投入されている間、制御部６７により繰り返し実行される。
ブラシ交換報知処理では、時間記憶エリア６９Ｂに記憶されている裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間が参照される。そして、裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間が予め定めるブラシ交換時間以上であるか否かが判断される（ステップＳ４１）。
【００７８】
裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間の両方がブラシ交換時間未満であれば（ステップＳ４１のＮＯ）、ブラシ交換報知処理が終了する。一方、裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間の少なくとも一方がブラシ交換時間以上であれば（ステップＳ４１のＹＥＳ）、表示器７２が制御されて、表示器７２にブラシ１６を交換すべき旨の表示が出されることにより、その旨が基板処理装置の使用者に報知されて（ステップ４２）、ブラシ交換報知処理が終了する。
【００７９】
以上のように、ブラシ１６がウエハＷに対して押し込まれると、ブラシ１６がウエハＷから受ける反力により、ブラシ１６に加わる荷重が変化する。したがって、圧力センサ６５により検出される荷重に基づいて、ブラシ１６が裏面側処理時位置および表面側処理時位置に配置されたか否かをそれぞれ正確に判断することができる。そして、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシ１６がウエハＷから離間し始めるまでの裏面側洗浄時間がタイマ７１により計測され、これが累積して時間記憶エリア６９Ｂに記憶されることにより、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に対してブラシ１６の第２洗浄面２９が実際に接触している時間の積算値（裏面側累積洗浄時間）を得ることができる。また、ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシ１６がウエハＷから離間し始めるまでの表面側洗浄時間がタイマ７１により計測され、これが累積して時間記憶エリア６９Ｂに記憶されることにより、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に対してブラシ１６の第１洗浄面２８が実際に接触している時間の積算値（表面側累積洗浄時間）を得ることができる。
【００８０】
そして、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに記憶されている裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間の少なくとも一方が予め定めるブラシ交換時間に達すると、ブラシ１６の交換時期であると判断され、その旨が報知される。これにより、ブラシ１６の交換時期を適切に判断することができ、基板処理装置１の使用者に対して、適切な時期にブラシ１６の交換を促すことができる。したがって、ブラシ１６が十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されることを防止することができ、ブラシ１６が高頻度で交換されることによるランニングコストの上昇や装置稼働率の低下を防止することができる。また、摩耗したブラシ１６が使用し続けられることによる洗浄不足の発生を防止することができる。
【００８１】
また、ブラシ２６の第１洗浄面２８および第２洗浄面２９が鉛直方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有しているので、ウエハＷの周縁部に第１洗浄面２８および第２洗浄面２９を接触させた状態で、ブラシ２６を中心軸線まわりに回転させることができる。そして、ブラシ２６を回転させることにより、ウエハＷの周縁部をスクラブすることができる。その結果、ウエハＷの周縁部を一層良好に洗浄することができる。
【００８２】
さらに、第１洗浄面２８をウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に接触させることができ、第２洗浄面２９をウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に接触させることができる。これにより、１つのブラシ１６によって、ウエハＷの両面の周縁領域１３，１４および周端面１５をスクラブ洗浄することができる。
図１４は、配置判断処理の他の例を示すフローチャートである。
【００８３】
図１４に示す配置判断処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理の初期段階に実行される。
裏面側洗浄処理の開始時にブラシ１６に対して初期荷重が加えられた後（ステップＳ５１）、ブラシ１６がホームポジションから基準位置に向けて予めプログラムされた移動量だけ移動されると（ステップＳ５２）、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。
【００８４】
ブラシ１６が基準位置に配置されると、ブラシ１６の第２洗浄面２９にウエハＷが微小な所定量だけ食い込み、ブラシ１６がウエハＷの裏面から鉛直下向きの反力を受けるので、その前後でブラシ１６に対して鉛直方向に加わる荷重が変化する。
そこで、ブラシ１６の基準位置への移動が完了した時点で、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が初期荷重から所定量以上変化していれば、制御部６７により、ブラシ１６が基準位置に正常に配置されたと判断される（ステップＳ５３のＹＥＳ）。この場合、つづいて、ブラシ１６が基準位置から裏面側処理時位置へと移動される（ステップＳ５４）。そして、このブラシ１６の移動が完了した時点で、ブラシ１６が裏面側処理時位置に正常に配置されたと判断される。
【００８５】
一方、ブラシ１６の基準位置への移動が完了した時点で、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が初期荷重から所定量以上変化していなければ（ステップＳ５３のＮＯ）、制御部６７により、ブラシ１６が基準位置に正常に配置されていないと判断される。この場合、その旨の警報が出力されて（ステップＳ５５）、配置判断処理が終了する。警報出力後は、たとえば、洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００８６】
図１５は、ブラシ交換報知処理の他の例を示すフローチャートである。
図１５に示すブラシ交換報知処理が採用される場合、図１２に示す計時処理において、裏面側洗浄処理時にブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が圧力センサ６５により検出され、その検出された荷重と裏面側洗浄処理時にタイマ７１により計測される裏面側洗浄時間とを乗じて得られる裏面側仕事量がメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃ（図４参照）に記憶される。また、表面側洗浄処理時にブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が圧力センサ６５により検出され、その検出された荷重と表面側洗浄処理時にタイマ７１により計測される表面側洗浄時間とを乗じて得られる表面側仕事量がメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶される。
【００８７】
そして、計時処理が繰り返される度に、裏面側仕事量および表面側仕事量がメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃに累積して記憶されていく（ステップＳ３６）。これにより、仕事量記憶エリア６９Ｃには、裏面側仕事量を累積して得られる仕事量（以下「裏面側仕事量」という。）および表面側仕事量を累積して得られる仕事量（以下「表面側累積仕事量」という。）が記憶される。
【００８８】
図１５に示すブラシ交換報知処理では、仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶されている裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量が参照される。そして、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量が予め定めるブラシ交換仕事量以上であるか否かが判断される（ステップＳ６１）。
裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量の両方がブラシ交換仕事量未満であれば（ステップＳ６１のＮＯ）、ブラシ交換報知処理が終了する。一方、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量の少なくとも一方がブラシ交換仕事量以上であれば（ステップＳ６１のＹＥＳ）、表示器７２が制御されて、表示器７２にブラシ１６を交換すべき旨の表示が出されることにより、その旨が基板処理装置の使用者に報知されて（ステップ６２）、ブラシ交換報知処理が終了する。
【００８９】
前述したように、圧力センサ６５により検出される荷重に基づいて、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたか否かをそれぞれ正確に判断することができる。よって、その判断時点からブラシ１６がウエハＷから離間のために移動し始めるまでの時間（タイマ７１により計測される時間）とブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されている状態で圧力センサ６５により検出される荷重とを乗じて得られる裏面側仕事量は、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５にブラシ１６の第２洗浄面２９が実際に接触している時間と裏面側処理時位置においてブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重とを乗じた値に等しい。また、圧力センサ６５により検出される荷重に基づいて、ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されたか否かをそれぞれ正確に判断することができる。よって、その判断時点からブラシ１６がウエハＷから離間のために移動し始めるまでの時間（タイマ７１により計測される時間）とブラシ１６が表面側処理時位置に配置されている状態で圧力センサ６５により検出される荷重とを乗じて得られる表面側仕事量は、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５にブラシ１６の第１洗浄面２８が実際に接触している時間と表面側処理時位置においてブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重とを乗じた値に等しい。
【００９０】
ブラシ１６の摩耗の度合いは、ウエハＷの周縁部に対するブラシ１６の接触時間のみならず、ウエハＷの周縁部に対するブラシ１６の押込量（食い込み量）にも依存する。ウエハＷの周縁部に対するブラシ１６の押込量は、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重と相関関係を有している。そのため、裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間に基づくよりも、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量に基づくことによって、ブラシ１６の交換時期をより適切に判断することができる。
【００９１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は、さらに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、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間が記憶されるとしたが、それらの一方のみが時間記憶エリア６９Ｂに記憶され、その時間記憶エリア６９Ｂに記憶されている裏面側累積洗浄時間または表面側累積洗浄時間が予め定めるブラシ交換時間以上であれば、ブラシ１６の交換時期であると判断されてもよい。また、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量の一方のみがメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶され、その仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶されている裏面側累積仕事量または表面側累積仕事量が予め定めるブラシ交換仕事量以上であれば、ブラシ１６の交換時期であると判断されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】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平面図である。
【図２】図２は、基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
【図３】図３は、ブラシおよび揺動アームの構成を示す断面図である。
【図４】図４は、基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、洗浄幅−押込量−荷重テーブルの一例を示す図である。
【図６】図６は、基板処理装置におけるウエハの周縁部の洗浄処理を説明するための工程図である。
【図７】図７は、基準位置におけるブラシの状態を示す側面図である。
【図８】図８は、裏面側洗浄処理中におけるブラシの状態を示す側面図である。
【図９】図９は、表面側洗浄処理中におけるブラシの状態を示す側面図である。
【図１０】図１０は、配置判断処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、荷重監視処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、計時処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、ブラシ交換報知処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、配置判断処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、ブラシ交換報知処理の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック
１６ ブラシ
１８ 揺動駆動機構
１９ 昇降駆動機構
２８ 第１洗浄面
２９ 第２洗浄面
６５ 圧力センサ
６７ 制御部
６９ メモリ
６９Ｂ 時間記憶エリア
６９Ｃ 仕事量記憶エリア
７１ タイマ
７２ 表示器
Ｗ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の周縁部に対する洗浄処理のための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などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハの周縁部の汚染が、半導体ウエハの処理品質に対して無視できない影響を与える場合がある。たとえば、いわゆるバッチ処理工程では、複数枚の半導体ウエハが、鉛直姿勢（鉛直方向に沿った姿勢）で処理液中に浸漬される。そのため、半導体ウエハの周縁部に汚染物質が付着していると、その汚染物質が、処理液中を浮上して、半導体ウエハの表面のデバイス形成領域に付着することにより、デバイス形成領域の汚染を生じるおそれがある。
【０００３】
そのため、最近では、半導体ウエハなどの基板の周縁部の洗浄に対する要求が高まっている。
基板の周縁部に対する洗浄処理のための装置は、たとえば、基板を保持して回転する回転台と、基板の周端面を洗浄するための円筒状のブラシとを備えている。洗浄処理の開始前、ブラシは、回転台から離れた待機位置に配置されている。洗浄処理が開始されると、ブラシは、待機位置から回転台に保持されている基板の周端面に当接する位置に移動される。そして、基板の周端面にブラシの周面が当接した状態で、その基板を保持している回転台が回転される。これにより、基板の周端面とブラシの周面とが摺擦し、ブラシによって基板の周端面が洗浄される。
【特許文献１】特開２００３−１９７５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブラシは、基板の周端面との摺擦により摩耗する。ブラシの摩耗が進むと、ブラシによる洗浄能力が低下し、基板の周端面を十分に洗浄することができなくなるので、ブラシを新品と交換しなければならない。
しかしながら、ブラシを交換すべきか否かの判断は、装置の使用者にとって必ずしも容易ではない。そのため、ブラシが十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されたり、ブラシが交換すべき程度まで摩耗しているにもかかわらず交換されなかったりすることがあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ブラシの交換時期を適切に判断することができる、基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための本発明に係る第１の基板処理装置は、請求項１に記載のように、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、基板の周縁部を洗浄するためのブラシ（１６）と、前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段（１８，１９）と、前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段（６７）と、前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段（６５）と、前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段（６７，Ｓ１１〜Ｓ１３；Ｓ５１〜Ｓ５４）と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段（７１，Ｓ３１〜Ｓ３５）と、前記計時手段により計測された時間を累積して記憶するための時間記憶手段（６９Ｂ，Ｓ３６）とを含む。
【０００７】
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。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板の周縁部に対する洗浄処理時には、ブラシは、処理時位置に配置され、基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込まれる。そして、その状態が所定時間にわたって維持された後、ブラシは、基板保持手段に保持された基板から離間される。一方、ブラシに加わる荷重が荷重検出手段により検出され、その検出される荷重に基づいて、ブラシが処理時位置に配置されたか否かが配置判断手段により判断される。そして、ブラシが処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間が計測され、その時間が時間記憶手段に累積して記憶される。
【０００８】
ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれると、ブラシが基板から受ける反力により、ブラシに加わる荷重が変化する。したがって、荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれたか否か、つまりブラシが処理時位置に配置されたか否かを正確に判断することができる。そして、その判断時点からブラシが基板から離間し始めるまでの時間が計時手段により計測され、これが累積して時間記憶手段に記憶されることにより、基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値を得ることができる。したがって、その積算値に基づいて、ブラシの交換時期を適切に判断することができる。
【０００９】
たとえば、ブラシを処理時位置に配置するためのブラシ移動手段の動作が終了した時点で、ブラシが処理時位置に配置されたとみなして、その時点からブラシが基板から離間し始めるまでの時間（以下、この項において「みなし接触時間」という。）を計測し、この時間の積算値（以下、この項において「みなし積算時間」という。）に基づいて、ブラシの交換時期を判断することも考えられる。しかしながら、ブラシを処理時位置に配置するためのブラシ移動手段の動作が終了しても、ブラシの脱落や基板の位置ずれなどのために、実際には、ブラシが基板の周縁部に接触していない場合がある。この場合、ブラシが基板の周縁部に接触していないにもかかわらず、みなし接触時間が積算されてしまう。その結果、みなし積算時間と基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値との間に誤差が生じる。したがって、みなし積算時間に基づいては、ブラシの交換時期を適切に判断することができない。
【００１０】
前記第１の基板処理装置は、請求項２に記載のように、前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段（７２）と、前記時間記憶手段に累積記憶されている時間が一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段（６７，Ｓ４１，Ｓ４２）とを含むことが好ましい。
この構成によれば、時間記憶手段に累積記憶されている時間、つまり基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値が一定時間に達したときに、ブラシの交換時期である旨が報知される。これにより、基板処理装置の使用者に対して、適切な時期にブラシの交換を促すことができる。したがって、ブラシが十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されることを防止することができ、ブラシが高頻度で交換されることによるランニングコストの上昇や装置稼働率の低下を防止することができる。また、摩耗したブラシが使用し続けられることによる洗浄不足の発生を防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載のように、前記第１の基板処理装置において、前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、前記時間記憶手段は、前記表面側処理時間と前記裏面側処理時間とを個別に累積して記憶し、前記報知制御手段は、前記時間記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側処理時間および前記裏面側処理時間の少なくとも一方が前記一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させてもよい。
【００１２】
本発明に係る第２の基板処理装置は、請求項４に記載のように、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、基板の周縁部を洗浄するためのブラシ（１６）と、前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段（１８，１９）と、前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段（６７）と、前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段（６５）と、前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段（６７，Ｓ１１〜Ｓ１３；Ｓ５１〜Ｓ５４）と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段（７１，Ｓ３１〜Ｓ３５）と、前記計時手段により計測された時間と前記ブラシが前記処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量を累積して記憶するための仕事量記憶手段（６９Ｃ，Ｓ３６）とを含む。
【００１３】
この構成によれば、基板の周縁部に対する洗浄処理時には、ブラシは、処理時位置に配置され、基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込まれる。そして、その状態が所定時間にわたって維持された後、ブラシは、基板保持手段に保持された基板から離間される。一方、ブラシに加わる荷重が荷重検出手段により検出され、その検出される荷重に基づいて、ブラシが処理時位置に配置されたか否かが配置判断手段により判断される。そして、ブラシが処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間が計時手段により計測され、その時間とブラシが処理時位置に配置されている状態で荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量が時間記憶手段に累積して記憶される。
【００１４】
ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれると、ブラシが基板から受ける反力により、ブラシに加わる荷重が変化する。したがって、荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、ブラシが基板の周縁部に対して押し込まれたか否か、つまりブラシが処理時位置に配置されたか否かを正確に判断することができる。よって、その判断時点からブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間（計時手段により計測される時間）とブラシが処理時位置に配置されている状態で荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量は、基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間と処理時位置においてブラシに加わる荷重とを乗じた値に等しい。
【００１５】
ブラシの摩耗の度合いは、基板の周縁部に対するブラシの接触時間のみならず、基板の周縁部に対するブラシの押込量（食い込み量）にも依存する。基板の周縁部に対するブラシの押込量は、ブラシに加わる荷重と相関関係を有している。そのため、基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間の積算値に基づくよりも、仕事量記憶手段に累積して記憶されている仕事量に基づくことによって、ブラシの交換時期をより適切に判断することができる。
【００１６】
前記第２の基板処理装置は、請求項５に記載のように、前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段（７２）と、前記仕事量記憶手段に累積記憶されている仕事量が一定量に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段（６７，Ｓ６１，Ｓ６２）とを含むことが好ましい。
この構成によれば、仕事量記憶手段に累積記憶されている仕事量、つまり基板の周縁部に対してブラシが実際に接触している時間と処理時位置においてブラシに加わる荷重とを乗じた値の積算値が一定時間に達したときに、ブラシの交換時期である旨が報知される。これにより、基板処理装置の使用者に対して、適切な時期にブラシの交換を促すことができる。したがって、ブラシが十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されることを防止することができ、ブラシが高頻度で交換されることによるランニングコストの上昇や装置稼働率の低下を防止することができる。また、摩耗したブラシが使用し続けられることによる洗浄不足の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項６に記載のように、前記第２の基板処理装置において、前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、前記仕事量記憶手段は、前記表面側処理時間と前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる表面側仕事量と、前記裏面側処理時間と前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる裏面側仕事量とを個別に累積して記憶し、前記報知制御手段は、前記仕事量記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側仕事量および前記裏面側仕事量の少なくとも一方が前記一定量に達したときに、前記報知手段を動作させてもよい。
【００１８】
請求項７に記載のように、前記配置判断手段（６７，Ｓ１１〜Ｓ１３）は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の処理時荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断してもよい。
請求項８に記載のように、前記ブラシ移動制御手段は、前記ブラシが所定の基準位置に一旦配置された後、前記ブラシが前記基準位置から所定の押込量だけ移動されることにより前記処理時位置に配置されるように、前記ブラシ移動制御手段を制御し、前記配置判断手段（６７，Ｓ５１〜Ｓ５４）は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の基準荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記基準位置に配置されたと判断し、この判断後、前記ブラシの前記基準位置から前記処理時位置への移動が完了したことにより、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断してもよい。
【００１９】
請求項９に記載のように、前記ブラシは、前記基板保持手段に保持された基板の表面に垂直な縦方向に対して傾斜する洗浄面（２８，２９）を有し、前記荷重検出手段は、前記ブラシに対して前記縦方向に加わる荷重を検出してもよい。
この構成によれば、ブラシは、基板保持手段に保持された基板の表面に垂直な縦方向に対して傾斜する洗浄面を有している。そのため、この洗浄面が基板の表面または裏面と周端面とに跨って接触すると、この接触による基板の表面または裏面からの反力をブラシが受けるので、接触の前後でブラシに対して縦方向に加わる荷重が変化する。したがって、ブラシに対して縦方向に加わる荷重を荷重検出手段により検出することにより、その検出された荷重に基づいて、ブラシが処理時位置に配置されたか否かを正確に判断することができる。
【００２０】
請求項１０に記載のように、前記洗浄面は、前記縦方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有していることが好ましい。
洗浄面が縦方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有しているので、基板の周縁部に洗浄面を接触させた状態で、ブラシを中心軸線まわりに回転させることができる。そして、ブラシを回転させることにより、基板の周縁部をスクラブすることができる。その結果、基板の周縁部を一層良好に洗浄することができる。
【００２１】
請求項１１に記載のように、前記洗浄面は、前記縦方向の一方側に向けて狭まる形状の第１部分（２８）と、この第１部分の前記一方側の端縁から前記縦方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２部分（２９）とを備えていることがより好ましい。
このような第１部分および第２部分を洗浄面に有する構成では、第１部分を基板の表面の周縁領域および周端面に接触させることができ、また、第２部分を基板の裏面の周縁領域および周端面に接触させることができる。これにより、基板の両面の周縁領域および周端面を洗浄することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ］という。）Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック３と、ウエハＷの表面（デバイスが形成される側の表面）に処理液を供給するための表面ノズル４と、ウエハＷの裏面に処理液を供給するための裏面ノズル５と、ウエハＷの周縁部を洗浄するためのブラシ機構６とを備えている。
【００２３】
ウエハＷの周縁部とは、ウエハＷの表面および裏面の各周縁領域１３，１４（たとえば、ウエハＷの周端縁から幅０．５〜５ｍｍの環状領域）ならびに周端面１５を含む部分をいう。
スピンチャック３は、真空吸着式チャックである。このスピンチャック３は、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸７と、このスピン軸７の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース８と、スピン軸７と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ９とを備えている。これにより、ウエハＷの裏面が吸着ベース８に吸着保持された状態で、スピンモータ９が駆動されると、ウエハＷがスピン軸７の中心軸線まわりに回転する。
【００２４】
表面ノズル４には、処理液供給管１０が接続されている。裏面ノズル５には、処理液供給管１１が接続されている。これらの処理液供給管１０，１１には、処理液バルブ１２を介して、図示しない処理液供給源からの処理液が供給されるようになっている。表面ノズル４は、処理液供給管１０を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面の中央に向けて吐出する。裏面ノズル５は、処理液供給管１１を通して供給される処理液を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面の周端縁と吸着ベース８との間に向けて吐出する。
【００２５】
なお、処理液としては、純水が用いられる。純水に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水を処理液として用いてもよい。また、処理液として、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液などの薬液を用いることもできる。
ブラシ機構６は、ブラシ１６と、このブラシ１６を先端に保持した揺動アーム１７と、この揺動アーム１７をウエハＷの回転範囲外に設定した鉛直軸線まわりに水平方向に沿って揺動させる揺動駆動機構１８と、揺動アーム１７を昇降させる昇降駆動機構１９とを備えている。
【００２６】
図３は、ブラシ１６および揺動アーム１７の構成を示す断面図である。
ブラシ１６は、ブラシホルダ２０に保持されている。このブラシホルダ２０は、後述するホルダ取付部３６に取り付けられている。ブラシホルダ２０は、略円柱状の樹脂ブロック２１と、樹脂ブロック２１の中心軸線上に配置され、上端部が樹脂ブロック２１の下面に挿入されて固定された芯材２２と、この芯材２２の下端に取り付けられたプレート２３とを備えている。樹脂ブロック２１の上面には、周面にねじが切られたねじ部２４が一体的に形成されている。また、芯材２２の下端部には、ねじ孔が形成されている。このねじ孔にプレート２３の中心を貫通するボルト２５がねじ込まれることによって、プレート２３が芯材２２に着脱可能に取り付けられている。
【００２７】
ブラシ１６は、芯材２２に外嵌されて、樹脂ブロック２１とプレート２３との間に挟持されている。このブラシ１６は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなる。また、ブラシ１６は、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５を洗浄するための第１洗浄部２６と、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５を洗浄するための第２洗浄部２７とを上下に一体的に備え、全体として、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。
【００２８】
第１洗浄部２６は、その上部２６ａが略円筒状をなし、下部２６ｂが下方に向けて狭まる略円錐台状をなしている。下部２６ｂの側面は、上端縁が上部２６ａの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線に近づくように傾斜している。そして、この下部２６ｂの側面が、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に接触する第１洗浄面２８となっている。
【００２９】
第２洗浄部２７は、第１洗浄部２６の下端に一体的に結合されて、第１洗浄部２６と中心軸線を共有するように配置されている。この第２洗浄部２７は、上部２７ａが下方に向けて拡がる略円錐台状をなし、下部２７ｂが略円筒状をなしている。上部２７ａの側面は、上端縁が第１洗浄部２６の下部２６ｂの側面の下端縁に連続し、その中心軸線に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほど中心軸線から離れるように傾斜している。また、上部２７ａの側面の下端縁は、下部２７ｂの側面の上端縁に連続している。そして、その上部２７ａの側面が、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に接触する第２洗浄面２９となっている。
【００３０】
揺動アーム１７は、下ケーシング３０と、この下ケーシング３０に嵌め合わされた上ケーシング３１と、下ケーシング３０および上ケーシング３１によって形成される内部空間内に配置され、ブラシ１６を鉛直軸線まわりに回転（自転）させるためのブラシ自転機構３２と、下ケーシング３０および上ケーシング３１によって形成される内部空間内に配置され、ブラシ１６に鉛直下向きの荷重を加えるための荷重付加機構３３とを備えている。
【００３１】
下ケーシング３０の一端部（基端部）には、鉛直方向に延びるアーム支持軸３４の上端部が結合されている。このアーム支持軸３４に、揺動駆動機構１８（図２参照）の駆動力が入力されるようになっている。揺動駆動機構１８の駆動力をアーム支持軸３４に入力して、アーム支持軸３４を往復回転させることによって、揺動アーム１７をアーム支持軸３４を支点に揺動させることができる。また、アーム支持軸３４に、昇降駆動機構１９（図２参照）が結合されている。昇降駆動機構１９により、アーム支持軸３４を上下動させて、このアーム支持軸３４と一体的に揺動アーム１７を上下動させることができる。
【００３２】
下ケーシング３０の他端部（遊端部）には、鉛直方向に延びる回転軸３５が、回転可能かつ上下動可能に設けられている。この回転軸３５は、下端が下ケーシング３０の他端部から下方に突出し、上端が上ケーシング３１の鉛直方向中央付近に達している。
回転軸３５の下ケーシング３０から突出する下端部には、ブラシホルダ２０が取り付けられるホルダ取付部３６が設けられている。このホルダ取付部３６は、回転軸３５が挿通されて、回転軸３５に固定された円板状の上面部３７と、この上面部３７の周縁から下方に向けて延びる円筒状の側面部３８とを一体的に備えている。側面部３８の内周面には、ねじが切られている。このねじとブラシホルダ２０のねじ部２４に形成されているねじとを螺合させることによって、ブラシホルダ２０をホルダ取付部３６に取り付けることができる。
【００３３】
また、回転軸３５には、下ガイドローラ支持部材３９、上ガイドローラ支持部材４０およびばね係止部材４１が外嵌されている。
下ガイドローラ支持部材３９は、回転軸３５の周面との間に微小な間隔を隔てて、回転軸３５に非接触状態で外嵌されている。この下ガイドローラ支持部材３９は、回転軸３５の中心軸線まわりに回転対称な形状を有している。下ガイドローラ支持部材３９は、互いに間隔を隔てて配置された２個のベアリング４２を介して、下ケーシング３０の他端部に回転自在に支持されている。また、下ガイドローラ支持部材３９の上端部は、その下方の部分よりも小径な円筒状に形成されており、この円筒状の上端部には、ブラシ自転機構３２の後述するプーリ５４が相対回転不能に外嵌されている。
【００３４】
上ガイドローラ支持部材４０は、下ガイドローラ支持部材３９の上方に設けられている。この上ガイドローラ支持部材４０は、回転軸３５の周面との間に微小な間隔を隔てて、回転軸３５に非接触状態で外嵌されている。また、上ガイドローラ支持部材４０は、ボルト４３によって、プーリ５４と連結されている。
ばね係止部材４１は、上ガイドローラ支持部材４０の上方に、上ガイドローラ支持部材４０と間隔を隔てて設けられ、回転軸３５に対して固定されている。このばね係止部材４１には、コイルばね４４の一端（上端）が係止されている。コイルばね４４は、ばね係止部材４１と上ガイドローラ支持部材４０との間に介在されている。コイルばね４４の他端（下端）は、上ガイドローラ支持部材４０に係止されている。
【００３５】
下ガイドローラ支持部材３９および上ガイドローラ支持部材４０には、それぞれ１対のガイドローラ４５，４６が支持されている。各ガイドローラ４５，４６は、回転軸３５と直交する方向に延びる軸を支点として回転自在に設けられ、その周面が回転軸３５の周面に接するように配置されている。これにより、各ガイドローラ４５，４６によって、回転軸３５の上下動をガイドすることができる。その結果、回転軸３５の上下動の際の抵抗を軽減することができる。
【００３６】
一方、回転軸３５の上端部には、ベアリング４７が外嵌されている。このベアリング４７を介して、キャップ状の当接部材４８が、回転軸３５に対して相対回転可能に設けられている。
なお、下ガイドローラ支持部材３９の外周面と下ケーシング３０との間は、磁性流体シール４９によりシールされている。また、下ガイドローラ支持部材３９の内周面と回転軸３５との間は、ベローズ５０によりシールされている。これにより、処理室２内の処理液や洗浄液を含む雰囲気が下ケーシング３０および上ケーシング３１によって形成される内部空間に進入することが防止されている。また、その内部空間内で発生するごみの処理室２側への拡散が防止されている。
【００３７】
ブラシ自転機構３２は、ブラシモータ５２と、ブラシモータ５２の出力軸５１に固定されたプーリ５３と、下ガイドローラ支持部材３９に外嵌されたプーリ５４と、プーリ５３およびプーリ５４の周面に共通に巻回されたベルト５５とを備えている。ブラシモータ５２は、上ケーシング３１内の基端部寄りの位置に、その出力軸５１が鉛直下方に向けて延びるように設けられている。
【００３８】
ブラシモータ５２が駆動されると、ブラシモータ５２からの回転力が、プーリ５３およびベルト５５を介して、プーリ５４に伝達される。これにより、プーリ５４とともに下ガイドローラ支持部材３９および上ガイドローラ支持部材４０が回転する。そして、上ガイドローラ支持部材４０の回転に伴って、コイルばね４４およびばね係止部材４１が回転する。この結果、回転軸３５が回転し、回転軸３５の下端に取り付けられているブラシ１６が回転する。
【００３９】
荷重付加機構３３は、エアシリンダ５６を備えている。エアシリンダ５６は、当接部材４８の上方に配置されて、そのロッド５７を下方に向けて、ロッド５７が鉛直方向に進退するように設けられている。
下ケーシング３０の底面から上方に向かって、側面視略Ｌ字状の支持板５８が延びている。この支持板５８には、シリンダ取付板５９が支持されている。シリンダ取付板５９は、支持板５８から当接部材４８の上方に向けて延びている。シリンダ取付板５９には、ロッド５７を挿通させるためのロッド挿通孔６０が形成されている。エアシリンダ５６は、ロッド５７がロッド挿通孔６０に挿通された状態で、その本体がシリンダ取付板５９の上面に固定されている。ロッド挿通孔６０を挿通するロッド５７の下端は、当接部材４８に当接している。
【００４０】
エアシリンダ５６の本体の内部は、ロッド５７の基端に固定されたピストン（図示せず）によって、ロッド５７の進退方向（鉛直方向）に２つの空間に分割されている。そして、エアシリンダ５６の本体内におけるピストンに対してロッド５７側の空間には、定量弁（図示せず）が介装された第１エア供給配管６１が接続されている。一方、本体内におけるピストンに対してロッド５７と反対側の空間には、第２エア供給配管６３が接続されている。
【００４１】
シリンダバルブ６２の開度を大きくすると、第２エア供給配管６３からエアシリンダ５６の本体内に供給されるエアの圧力が上がり、ロッド５７がエアシリンダ５６の本体から進出する。逆に、シリンダバルブ６２の開度を小さくすると、第２エア供給配管６３からエアシリンダ５６の本体内に供給されるエアの圧力が下がり、第１エア供給配管６１から本体内に供給されるエアの圧力およびコイルばね４４の付勢力によって、ロッド５７がエアシリンダ５６の本体内に退避する。
【００４２】
また、支持板５８には、シリンダ取付板５９と反対側に向けて延びるセンサ取付板６４が支持されている。このセンサ取付板６４の上面には、歪みゲージ型の圧力センサ６５が取り付けられている。
一方、当接部材４８には、荷重検出用アーム６６が固定されている。この荷重検出用アーム６６は、当接部材４８から圧力センサ６５の上方に向けて延びている。第２エア供給配管６３からエアシリンダ５６の本体内に供給されるエアの圧力により、ロッド５７に下方向の一定荷重以上の荷重が付加された状態（ロッド５７がエアシリンダ５６から一定量以上進出した状態）で、圧力センサ６５に対して、そのロッド５７に付加されている荷重に相当する圧で接触する。これにより、圧力センサ６５は、エアシリンダ５６から回転軸３５などを介してブラシ１６に付加される鉛直方向の荷重を検出することができる。
【００４３】
図４は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置１は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御部６７を備えている。マイクロコンピュータには、ＣＰＵ６８、メモリ６９およびタイマ７１などが含まれる。
メモリ６９には、洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａが格納されている。また、メモリ６９には、タイマ７１により計測される時間を累積して記憶しておくための時間記憶エリア６９Ｂが設けられている。
【００４４】
制御部６７には、圧力センサ６５の検出信号が入力されるようになっている。また、制御部６７には、レシピ（ウエハＷの処理のための各種条件）を入力するためのレシピ入力キー７０が接続されている。そして、制御部６７には、スピンモータ９、処理液バルブ１２、揺動駆動機構１８、昇降駆動機構１９、ブラシモータ５２およびシリンダバルブ６２などが制御対象として接続されている。また、基板処理装置１には、各種表示のための表示器７２が備えられており、制御部６７には、その表示器７２が制御対象として接続されている。
【００４５】
図５は、メモリ６９に格納されている洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａの一例を示す図である。
洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａは、裏面側洗浄処理時の各処理時位置ごとに、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅、基準位置から裏面側洗浄処理時の処理時位置（以下「裏面側処理時位置」という。）までブラシ１６を移動させたときのウエハＷに対するブラシ１６の押込量、およびブラシ１６がウエハＷに接触していない状態でブラシ１６に加えられている荷重（後述する初期荷重）と裏面側処理時位置においてブラシ１６に加わる荷重との差（以下「荷重変化量」という。）とを対応づけて作成されたテーブルである。
【００４６】
ここで、裏面側処理時位置とは、裏面側洗浄処理時にブラシ１６が配置されるべき位置をいう。基準位置とは、ブラシ１６を裏面側処理時位置へ導く際の基準となる位置をいい、ブラシ１６が基準位置に配置された状態で、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面と周端面１５との角部が第２洗浄面２９に微小な所定量（好ましくは、圧力センサ６５が安定して確実に荷重を検出できる程度の微小な食い込み量）だけ食い込むような位置に設定されている。したがって、第２洗浄面２９へのウエハＷの押込量は、基準位置と裏面側処理時位置との間の水平方向の距離、つまり基準位置から裏面側処理時位置までのブラシ１６の水平方向の移動量にほぼ等しい。
【００４７】
第２洗浄面２９は、鉛直方向（スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に垂直な縦方向）に対して４５度の傾斜角度を有して、下方ほどその中心軸線から離れるように傾斜している。そのため、第２洗浄面２９にウエハＷが押し込まれると、ブラシ１６がウエハＷの裏面から鉛直方向の反力を受ける。第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量が大きいほど、その反力の大きさは大きいので、洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａに示されるように、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量が大きいほど、荷重変化量は大きい。
【００４８】
また、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅とは、ウエハＷの裏面の周縁領域１４において第２洗浄面２９が接触する領域のウエハＷの径方向の幅をいう。したがって、この洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａに示されるように、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量が大きいほど、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅（ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６の接触幅）は大きい。
【００４９】
そして、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置された状態から、昇降駆動機構１９が制御されて、そのブラシ１６が所定量（鉛直方向におけるウエハＷの中心と処理時位置との間の距離の２倍の距離）だけ下降されると、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量と同じ押込量で、ウエハＷの表面と周端面１５との角部が第１洗浄面２８に押し込まれる。その結果、第１洗浄面２８は、ウエハＷの表面の周縁領域１３に対して、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６の接触幅と同じ接触幅で接触する。そのため、この洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａにおいて、ウエハＷの裏面の周縁領域１４におけるブラシ１６による洗浄幅は、ウエハＷの表面の周縁領域１３におけるブラシ１６による洗浄幅と一致し、これらは同一視することができる。また、このときの荷重変化量は、第２洗浄面２９にウエハＷが押し込まれたときの荷重変化量と一致し、これらは同一視することができる。
【００５０】
なお、この図５に示すテーブルは、ウエハＷを１００ｒｐｍの回転速度で回転させるとともに、ブラシ１６を７５ｒｐｍの回転速度で回転させて、各押込量ごとに洗浄幅および荷重変化量を計測することにより作成されている。
図６は、基板処理装置１におけるウエハＷの周縁部の洗浄処理を説明するための工程図である。また、図７、図８および図９は、ウエハＷの処理中におけるブラシ１６の状態を示す側面図である。
【００５１】
処理対象のウエハＷは、処理室２内に搬入され、スピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部６７（ＣＰＵ６８）によりスピンモータ９が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。その後、制御部６７により処理液バルブ１２が開かれて、表面ノズル４および裏面ノズル５からそれぞれウエハＷの表面および裏面への処理液の供給が開始される（ステップＳ３）。
【００５２】
その一方で、制御部６７によりシリンダバルブ６２の開度が制御され、エアシリンダ５６によって、ブラシ１６に予め定める初期荷重（たとえば、８００ｍＮ）が加えられる。この初期荷重がブラシ１６に加えられることにより、荷重検出用アーム６６（図３参照）が圧力センサ６５に接触する。したがって、これ以降、圧力センサ６５は、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重を検出することができる。そして、制御部６７によりブラシモータ５２が制御されて、ブラシ１６がウエハＷの回転方向と同方向に回転される。その後、制御部６７により揺動駆動機構１８および昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１６が基準位置に移動される。ブラシ１６が基準位置に配置された状態では、図７に示すように、ブラシ１６の第２洗浄面２９に、スピンチャック３に保持されたウエハＷの裏面と周端面１５との角部が微小な所定量だけ食い込む。
【００５３】
この後、制御部６７により揺動駆動機構１８が制御され、ブラシ１６が基準位置から裏面側処理時位置に移動される。ウエハＷの表面の周縁領域１３におけるブラシ１６による洗浄幅は、使用者（オペレータ）がレシピ入力キー７０を操作することによって、制御部６７に予め入力されている。制御部６７では、その入力されている洗浄幅に対応する押込量が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出される。そして、その読み出された押込量分だけ、ブラシ１６が基準位置から移動される。たとえば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合には、その洗浄幅に対応する押込量である２．１ｍｍが洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出されて、ブラシ１６が基準位置からウエハＷの中心側へ２．１ｍｍだけ移動される。これにより、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されて、図８に示すように、第２洗浄面２９がウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に接触する（ステップＳ４）。このとき、ウエハＷの裏面の周縁領域１４に対しては、レシピ入力キー７０から入力された洗浄幅で第２洗浄面２９が接触する。
【００５４】
この状態でウエハＷおよびブラシ１６が同方向に回転されることにより、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５と第２洗浄面２９とが摺擦し、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５が洗浄される。
ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に対する裏面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部６７により昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１６が所定量だけ下降される。このブラシ１６の下降により、図９に示すように、ブラシ１６が表面側洗浄処理時の処理時位置（以下「表面側処理時位置」という。）に配置され、ブラシ１６の第１洗浄面２８がウエハＷに接触し、第２洗浄面２９に対するウエハＷの押込量と同じ押込量で、ウエハＷの表面と周端面１５との角部が第１洗浄面２８に押し込まれる。その結果、第１洗浄面２８は、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に接触する（ステップＳ５）。このとき、ウエハＷの表面の周縁領域１３に対しては、レシピ入力キー７０から入力された洗浄幅で第１洗浄面２８が接触する。
【００５５】
この状態でウエハＷおよびブラシ１６が同方向に回転されることにより、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５と第１洗浄面２８とが摺擦し、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５が洗浄される。
こうしてウエハＷの周縁部が洗浄されている間、ウエハＷの表面に供給される処理液により、ウエハＷの表面の中央領域（デバイス形成領域）に付着した汚染を洗い流すことができる。
【００５６】
ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に対する表面側洗浄処理が所定時間にわたって続けられると、制御部６７により揺動駆動機構１８および昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１６が表面側処理時位置から処理開始前のホームポジションに退避される（ステップＳ６）。また、ブラシ１６がホームポジションに戻される間に、ブラシモータ５２が停止されて、ブラシ１６の回転が停止される。さらに、制御部６７により処理液バルブ１２が閉じられて、表面ノズル４および裏面ノズル５からの処理液の供給が停止される（ステップＳ７）。
【００５７】
その後は、制御部６７によりスピンモータ９が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ８）。これにより、ウエハＷに付着している処理液を振り切って、ウエハＷを乾燥させることができる。
ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、スピンモータ９が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ９）。そして、ウエハＷが静止した後、その処理済みのウエハＷが処理室２から搬出されていく（ステップＳ１０）。
【００５８】
図１０は、配置判断処理を示すフローチャートである。
配置判断処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理および表面側洗浄処理の各初期段階に実行される。
裏面側洗浄処理の開始時にブラシ１６に対して初期荷重が加えられた後（ステップＳ１１）、ブラシ１６がホームポジションから基準位置に向けて移動される。ブラシ１６が基準位置に配置されると、レシピ入力キー７０から入力された洗浄幅に対する押込量が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出される。そして、その読み出された押込量分だけ、ブラシ１６が基準位置からウエハＷの中心側へ移動される（ステップＳ１２）。
【００５９】
ブラシ１６が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出された押込量分だけ移動されると、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。そして、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出された押込量に応じた所定荷重に達しているか否かが判断される（ステップＳ１３）。
【００６０】
たとえば、図５に示す洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａによれば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合には、押込量は２．１ｍｍであり、荷重変化量は１９０ｍＮである。ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されると、ブラシ１６の第２洗浄面２９にウエハＷが食い込み、ブラシ１６がウエハＷの裏面から鉛直下向きの反力を受けるので、初期荷重が８００ｍＮであれば、初期荷重８００ｍＮに荷重変化量１９０ｍＮを加えた９９０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。そこで、この場合、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が９９０ｍＮに達したか否かが繰り返し判断される。
【００６１】
ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ブラシ１６が裏面側処理時位置に正常に配置されたと判断され、この配置判断処理が終了する。ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していなければ、（ステップＳ１３のＮＯ）、ブラシ１６が裏面側処理時位置に正常に配置されていないと判断される。この場合、その旨の警報が出力されて（ステップＳ１４）、配置判断処理が終了する。警報出力後は、たとえば、洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００６２】
表面側洗浄処理の開始時には、ブラシ１６に対して初期荷重が加えられた状態のまま（ステップＳ１１）、ブラシ１６が裏面側処理時位置から表面側処理時位置へと所定量だけ移動（下降）される（ステップＳ１２）。
ブラシ１６が所定量分だけ移動されると、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。そして、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が裏面洗浄処理時にメモリ６９の洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａから読み出された押込量に応じた所定荷重に達しているか否かが判断される（ステップＳ１３）。
【００６３】
たとえば、図５に示す洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａによれば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合、押込量は２．１ｍｍであり、荷重変化量は１９０ｍＮである。ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されると、ブラシ１６の第１洗浄面２８にウエハＷが食い込み、ブラシ１６がウエハＷの表面から鉛直上向きの反力を受けるので、初期荷重が８００ｍＮであれば、その初期荷重８００ｍＮから荷重変化量１９０ｍＮを引いた６１０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。そこで、この場合、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が６１０ｍＮに達したか否かが繰り返し判断される。
【００６４】
ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ブラシ１６が表面側処理時位置に正常に配置されたと判断され、この配置判断処理が終了する。ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定荷重に達していなければ、（ステップＳ１３のＮＯ）、ブラシ１６が表面側処理時位置に正常に配置されていないと判断される。この場合、その旨の警報が出力されて（ステップＳ１４）、配置判断処理が終了する。警報出力後は、たとえば、洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００６５】
このように、基板処理装置１では、圧力センサ６５の出力に基づいて、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたか否かを判断することができる。よって、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５にブラシ１６の第２洗浄面２９が確実に接触した状態で、ブラシ１６によるウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５の洗浄を実施することができる。また、圧力センサ６５の出力に基づいて、ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されたか否かを判断することができる。よって、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５にブラシ１６の第１洗浄面２８が確実に接触した状態で、ブラシ１６によるウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５の洗浄を実施することができる。その結果、ウエハＷの周縁部を確実かつ良好に洗浄することができる。
【００６６】
図１１は、荷重監視処理を示すフローチャートである。
荷重監視処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理および表面側洗浄処理中に実行される。
この荷重監視処理では、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。そして、その荷重が所定荷重範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。
【００６７】
ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重は、ウエハＷに対するブラシ１６の押込量に応じて異なる。たとえば、図５に示す洗浄幅−押込量−荷重テーブル６９Ａによれば、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合には、ブラシ１６が基準位置からウエハＷの中心側へ２．１ｍｍだけ移動され、このときの荷重変化量は１９０ｍＮである。したがって、初期荷重が８００ｍＮであり、所望する洗浄幅として２．０ｍｍが入力されている場合、裏面側洗浄処理時には、ブラシ１６がウエハＷに適切に接触していれば、初期荷重８００ｍＮに荷重変化量１９０ｍＮを加えた９９０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。また、表面側洗浄処理時には、ブラシ１６がウエハＷに適切に接触していれば、初期荷重８００ｍＮから荷重変化量１９０ｍＮを減じた６１０ｍＮの荷重がブラシ１６に加わるはずである。
【００６８】
そこで、裏面側洗浄処理中は、洗浄幅に応じた荷重変化量を初期荷重に加えて得られる値を基準とし、たとえば、この基準値に対して±５％を加えた各値を最大値および最小値とする範囲を所定範囲として、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲内であるか否かが判断される。この判断は、裏面側洗浄処理が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ２２のＮＯ）。
【００６９】
裏面側洗浄処理が終了するまで（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱することがなければ、この裏面側洗浄処理中の荷重監視処理は終了となる。
一方、裏面側洗浄処理中に、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱すると（ステップＳ２１のＮＯ）、制御部６７により、ウエハＷの偏心回転などの異常が生じていると判断され、警報が出力されて（ステップＳ２３）、荷重監視処理が終了する。警報出力後は、たとえば、裏面側洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する一連の洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００７０】
表面側洗浄処理中は、洗浄幅に応じた荷重変化量を初期荷重から減じて得られる値を基準とし、たとえば、この基準値に対して±５％を加えた各値を最大値および最小値とする範囲を所定範囲として、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲内であるか否かが判断される。この判断は、表面側洗浄処理が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ２２のＮＯ）。
【００７１】
表面側洗浄処理が終了するまで（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱することがなければ、この表面側洗浄処理中の荷重監視処理は終了となる。
一方、表面側洗浄処理中に、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱すると（ステップＳ２１のＮＯ）、制御部６７により、ウエハＷの偏心回転などの異常が生じていると判断され、警報が出力されて（ステップＳ２３）、荷重監視処理が終了する。警報出力後は、たとえば、表面側洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する一連の洗浄処理が終了まで続けられてもよい。あるいは、ステップＳ２３に代えて（警報を出力することなく）、圧力センサ６５により検出される荷重が所定の荷重範囲内に入るように、圧力センサ６５からの検出信号に基づいて制御部６７が揺動駆動機構１８および昇降駆動機構１９をフィードバック制御し、ブラシ１６の位置を適切な位置に補正するステップとすることもできる。こうすることにより、ウエハＷの偏心回転やウエハＷの反り変形の有無にかかわらず、ウエハＷの周縁部に対してブラシ１６を適切に接触させることができる。
【００７２】
このように、裏面側洗浄処理中および表面側洗浄処理中において、圧力センサ６５により検出される荷重が所定範囲内であれば、ブラシ１６がウエハＷに対して適切に（適当な押し圧で）接触していると判断することができる。一方、圧力センサ６５により検出される荷重が所定範囲を逸脱していれば、ブラシ１６がウエハＷに対して適切に接触していないと判断することができる。そして、ブラシ１６がウエハＷに対して適切に接触していないと判断された場合には、警報が出力されるので、そのブラシ１６の接触不良状態をオペレータなどに認知させることができる。
【００７３】
図１２は、計時処理を示すフローチャートである。
計時処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理時および表面側洗浄処理時に実行される。
図１０に示す配置判断処理でブラシ１６が裏面側洗浄処理時の処理時位置に配置されたと判断されると（ステップＳ３１のＹＥＳ）、タイマ７１が起動され、その判断後の経過時間が計測される（ステップＳ３２）。
【００７４】
その後、図１１に示す荷重監視処理でブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱したと判断されるか（ステップＳ３３のＹＥＳ）、または、裏面側処理時位置から表面側処理時位置に向けてのブラシ１６の移動が開始されると（ステップＳ３４のＹＥＳ）、タイマ７１による経過時間の計測が停止される（ステップＳ３５）。
タイマ７１による経過時間の計測が停止されると、その計測された時間が裏面側洗浄時間として、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに記憶されて（ステップＳ３６）、計時処理が終了する。
【００７５】
また、図１０に示す配置判断処理でブラシ１６が表面側洗浄処理時の処理時位置に配置されたと判断されると（ステップＳ３１のＹＥＳ）、タイマ７１が起動され、その判断後の経過時間が計測される（ステップＳ３２）。
その後、図１１に示す荷重監視処理でブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が所定範囲を逸脱したと判断されるか（ステップＳ３３のＹＥＳ）、または、表面側処理時位置からホームポジションに向けてのブラシ１６の移動が開始されると（ステップＳ３４のＹＥＳ）、タイマ７１による経過時間の計測が停止される（ステップＳ３５）。
【００７６】
タイマ７１による経過時間の計測が停止されると、その計測された時間が表面側洗浄時間として、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに記憶されて（ステップＳ３６）、計時処理が終了する。
以降、計時処理が繰り返される度に、タイマ７１により計測される裏面側洗浄時間および表面側洗浄時間がメモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに累積して記憶されていく。これにより、時間記憶エリア６９Ｂには、裏面側洗浄時間を累積して得られる時間（以下「裏面側累積洗浄時間」という。）および表面側洗浄時間を累積して得られる時間（以下「表面側累積洗浄時間」という。）が記憶される。
【００７７】
図１３は、ブラシ交換報知処理を示すフローチャートである。
ブラシ交換報知処理は、基板処理装置１の電源が投入されている間、制御部６７により繰り返し実行される。
ブラシ交換報知処理では、時間記憶エリア６９Ｂに記憶されている裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間が参照される。そして、裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間が予め定めるブラシ交換時間以上であるか否かが判断される（ステップＳ４１）。
【００７８】
裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間の両方がブラシ交換時間未満であれば（ステップＳ４１のＮＯ）、ブラシ交換報知処理が終了する。一方、裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間の少なくとも一方がブラシ交換時間以上であれば（ステップＳ４１のＹＥＳ）、表示器７２が制御されて、表示器７２にブラシ１６を交換すべき旨の表示が出されることにより、その旨が基板処理装置の使用者に報知されて（ステップ４２）、ブラシ交換報知処理が終了する。
【００７９】
以上のように、ブラシ１６がウエハＷに対して押し込まれると、ブラシ１６がウエハＷから受ける反力により、ブラシ１６に加わる荷重が変化する。したがって、圧力センサ６５により検出される荷重に基づいて、ブラシ１６が裏面側処理時位置および表面側処理時位置に配置されたか否かをそれぞれ正確に判断することができる。そして、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシ１６がウエハＷから離間し始めるまでの裏面側洗浄時間がタイマ７１により計測され、これが累積して時間記憶エリア６９Ｂに記憶されることにより、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に対してブラシ１６の第２洗浄面２９が実際に接触している時間の積算値（裏面側累積洗浄時間）を得ることができる。また、ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されたと判断された時点からブラシ１６がウエハＷから離間し始めるまでの表面側洗浄時間がタイマ７１により計測され、これが累積して時間記憶エリア６９Ｂに記憶されることにより、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に対してブラシ１６の第１洗浄面２８が実際に接触している時間の積算値（表面側累積洗浄時間）を得ることができる。
【００８０】
そして、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに記憶されている裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間の少なくとも一方が予め定めるブラシ交換時間に達すると、ブラシ１６の交換時期であると判断され、その旨が報知される。これにより、ブラシ１６の交換時期を適切に判断することができ、基板処理装置１の使用者に対して、適切な時期にブラシ１６の交換を促すことができる。したがって、ブラシ１６が十分に使用可能な状態であるにもかかわらず交換されることを防止することができ、ブラシ１６が高頻度で交換されることによるランニングコストの上昇や装置稼働率の低下を防止することができる。また、摩耗したブラシ１６が使用し続けられることによる洗浄不足の発生を防止することができる。
【００８１】
また、ブラシ２６の第１洗浄面２８および第２洗浄面２９が鉛直方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有しているので、ウエハＷの周縁部に第１洗浄面２８および第２洗浄面２９を接触させた状態で、ブラシ２６を中心軸線まわりに回転させることができる。そして、ブラシ２６を回転させることにより、ウエハＷの周縁部をスクラブすることができる。その結果、ウエハＷの周縁部を一層良好に洗浄することができる。
【００８２】
さらに、第１洗浄面２８をウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５に接触させることができ、第２洗浄面２９をウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５に接触させることができる。これにより、１つのブラシ１６によって、ウエハＷの両面の周縁領域１３，１４および周端面１５をスクラブ洗浄することができる。
図１４は、配置判断処理の他の例を示すフローチャートである。
【００８３】
図１４に示す配置判断処理は、制御部６７により、裏面側洗浄処理の初期段階に実行される。
裏面側洗浄処理の開始時にブラシ１６に対して初期荷重が加えられた後（ステップＳ５１）、ブラシ１６がホームポジションから基準位置に向けて予めプログラムされた移動量だけ移動されると（ステップＳ５２）、圧力センサ６５の出力が参照されて、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が取得される。
【００８４】
ブラシ１６が基準位置に配置されると、ブラシ１６の第２洗浄面２９にウエハＷが微小な所定量だけ食い込み、ブラシ１６がウエハＷの裏面から鉛直下向きの反力を受けるので、その前後でブラシ１６に対して鉛直方向に加わる荷重が変化する。
そこで、ブラシ１６の基準位置への移動が完了した時点で、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が初期荷重から所定量以上変化していれば、制御部６７により、ブラシ１６が基準位置に正常に配置されたと判断される（ステップＳ５３のＹＥＳ）。この場合、つづいて、ブラシ１６が基準位置から裏面側処理時位置へと移動される（ステップＳ５４）。そして、このブラシ１６の移動が完了した時点で、ブラシ１６が裏面側処理時位置に正常に配置されたと判断される。
【００８５】
一方、ブラシ１６の基準位置への移動が完了した時点で、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が初期荷重から所定量以上変化していなければ（ステップＳ５３のＮＯ）、制御部６７により、ブラシ１６が基準位置に正常に配置されていないと判断される。この場合、その旨の警報が出力されて（ステップＳ５５）、配置判断処理が終了する。警報出力後は、たとえば、洗浄処理が直ちに終了されてもよいし、処理中のウエハＷに対する洗浄処理が終了まで続けられてもよい。
【００８６】
図１５は、ブラシ交換報知処理の他の例を示すフローチャートである。
図１５に示すブラシ交換報知処理が採用される場合、図１２に示す計時処理において、裏面側洗浄処理時にブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が圧力センサ６５により検出され、その検出された荷重と裏面側洗浄処理時にタイマ７１により計測される裏面側洗浄時間とを乗じて得られる裏面側仕事量がメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃ（図４参照）に記憶される。また、表面側洗浄処理時にブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重が圧力センサ６５により検出され、その検出された荷重と表面側洗浄処理時にタイマ７１により計測される表面側洗浄時間とを乗じて得られる表面側仕事量がメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶される。
【００８７】
そして、計時処理が繰り返される度に、裏面側仕事量および表面側仕事量がメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃに累積して記憶されていく（ステップＳ３６）。これにより、仕事量記憶エリア６９Ｃには、裏面側仕事量を累積して得られる仕事量（以下「裏面側仕事量」という。）および表面側仕事量を累積して得られる仕事量（以下「表面側累積仕事量」という。）が記憶される。
【００８８】
図１５に示すブラシ交換報知処理では、仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶されている裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量が参照される。そして、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量が予め定めるブラシ交換仕事量以上であるか否かが判断される（ステップＳ６１）。
裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量の両方がブラシ交換仕事量未満であれば（ステップＳ６１のＮＯ）、ブラシ交換報知処理が終了する。一方、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量の少なくとも一方がブラシ交換仕事量以上であれば（ステップＳ６１のＹＥＳ）、表示器７２が制御されて、表示器７２にブラシ１６を交換すべき旨の表示が出されることにより、その旨が基板処理装置の使用者に報知されて（ステップ６２）、ブラシ交換報知処理が終了する。
【００８９】
前述したように、圧力センサ６５により検出される荷重に基づいて、ブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されたか否かをそれぞれ正確に判断することができる。よって、その判断時点からブラシ１６がウエハＷから離間のために移動し始めるまでの時間（タイマ７１により計測される時間）とブラシ１６が裏面側処理時位置に配置されている状態で圧力センサ６５により検出される荷重とを乗じて得られる裏面側仕事量は、ウエハＷの裏面の周縁領域１４および周端面１５にブラシ１６の第２洗浄面２９が実際に接触している時間と裏面側処理時位置においてブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重とを乗じた値に等しい。また、圧力センサ６５により検出される荷重に基づいて、ブラシ１６が表面側処理時位置に配置されたか否かをそれぞれ正確に判断することができる。よって、その判断時点からブラシ１６がウエハＷから離間のために移動し始めるまでの時間（タイマ７１により計測される時間）とブラシ１６が表面側処理時位置に配置されている状態で圧力センサ６５により検出される荷重とを乗じて得られる表面側仕事量は、ウエハＷの表面の周縁領域１３および周端面１５にブラシ１６の第１洗浄面２８が実際に接触している時間と表面側処理時位置においてブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重とを乗じた値に等しい。
【００９０】
ブラシ１６の摩耗の度合いは、ウエハＷの周縁部に対するブラシ１６の接触時間のみならず、ウエハＷの周縁部に対するブラシ１６の押込量（食い込み量）にも依存する。ウエハＷの周縁部に対するブラシ１６の押込量は、ブラシ１６に加わる鉛直方向の荷重と相関関係を有している。そのため、裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間に基づくよりも、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量に基づくことによって、ブラシ１６の交換時期をより適切に判断することができる。
【００９１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は、さらに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、メモリ６９の時間記憶エリア６９Ｂに裏面側累積洗浄時間および表面側累積洗浄時間が記憶されるとしたが、それらの一方のみが時間記憶エリア６９Ｂに記憶され、その時間記憶エリア６９Ｂに記憶されている裏面側累積洗浄時間または表面側累積洗浄時間が予め定めるブラシ交換時間以上であれば、ブラシ１６の交換時期であると判断されてもよい。また、裏面側累積仕事量および表面側累積仕事量の一方のみがメモリ６９の仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶され、その仕事量記憶エリア６９Ｃに記憶されている裏面側累積仕事量または表面側累積仕事量が予め定めるブラシ交換仕事量以上であれば、ブラシ１６の交換時期であると判断されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】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平面図である。
【図２】図２は、基板処理装置の内部の図解的な側面図である。
【図３】図３は、ブラシおよび揺動アームの構成を示す断面図である。
【図４】図４は、基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、洗浄幅−押込量−荷重テーブルの一例を示す図である。
【図６】図６は、基板処理装置におけるウエハの周縁部の洗浄処理を説明するための工程図である。
【図７】図７は、基準位置におけるブラシの状態を示す側面図である。
【図８】図８は、裏面側洗浄処理中におけるブラシの状態を示す側面図である。
【図９】図９は、表面側洗浄処理中におけるブラシの状態を示す側面図である。
【図１０】図１０は、配置判断処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、荷重監視処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、計時処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、ブラシ交換報知処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、配置判断処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、ブラシ交換報知処理の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック
１６ ブラシ
１８ 揺動駆動機構
１９ 昇降駆動機構
２８ 第１洗浄面
２９ 第２洗浄面
６５ 圧力センサ
６７ 制御部
６９ メモリ
６９Ｂ 時間記憶エリア
６９Ｃ 仕事量記憶エリア
７１ タイマ
７２ 表示器
Ｗ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
基板の周縁部を洗浄するためのブラシと、
前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段と、
前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段と、
前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段と、
前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段と、
前記計時手段により計測された時間を累積して記憶するための時間記憶手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段と、
前記時間記憶手段に累積記憶されている時間が一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段とを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、
前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、
前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、
前記時間記憶手段は、前記表面側処理時間と前記裏面側処理時間とを個別に累積して記憶し、
前記報知制御手段は、前記時間記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側処理時間および前記裏面側処理時間の少なくとも一方が前記一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させる、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板を保持する基板保持手段と、
基板の周縁部を洗浄するためのブラシと、
前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段と、
前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段と、
前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段と、
前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段と、
前記計時手段により計測された時間と前記ブラシが前記処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量を累積して記憶するための仕事量記憶手段とを含む、基板処理装置。
【請求項５】
前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段と、
前記仕事量記憶手段に累積記憶されている仕事量が一定量に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段とを含む、請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、
前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、
前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、
前記仕事量記憶手段は、前記表面側処理時間と前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる表面側仕事量と、前記裏面側処理時間と前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる裏面側仕事量とを個別に累積して記憶し、
前記報知制御手段は、前記仕事量記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側仕事量および前記裏面側仕事量の少なくとも一方が前記一定量に達したときに、前記報知手段を動作させる、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記配置判断手段は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の処理時荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ブラシ移動制御手段は、前記ブラシが所定の基準位置に一旦配置された後、前記ブラシが前記基準位置から所定の押込量だけ移動されることにより前記処理時位置に配置されるように、前記ブラシ移動制御手段を制御し、
前記配置判断手段は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の基準荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記基準位置に配置されたと判断し、この判断後、前記ブラシの前記基準位置から前記処理時位置への移動が完了したことにより、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記ブラシは、前記基板保持手段に保持された基板の表面に垂直な縦方向に対して傾斜する洗浄面を有し、
前記荷重検出手段は、前記ブラシに対して前記縦方向に加わる荷重を検出する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記洗浄面は、前記縦方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有している、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記洗浄面は、前記縦方向の一方側に向けて狭まる形状の第１部分と、この第１部分の前記一方側の端縁から前記縦方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２部分とを備えている、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
基板の周縁部を洗浄するためのブラシと、
前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段と、
前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段と、
前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段と、
前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段と、
前記計時手段により計測された時間を累積して記憶するための時間記憶手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段と、
前記時間記憶手段に累積記憶されている時間が一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段とを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、
前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、
前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、
前記時間記憶手段は、前記表面側処理時間と前記裏面側処理時間とを個別に累積して記憶し、
前記報知制御手段は、前記時間記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側処理時間および前記裏面側処理時間の少なくとも一方が前記一定時間に達したときに、前記報知手段を動作させる、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板を保持する基板保持手段と、
基板の周縁部を洗浄するためのブラシと、
前記ブラシを移動させるためのブラシ移動手段と、
前記ブラシが処理時位置に配置されて、前記ブラシを前記基板保持手段に保持された基板の周縁部に対して押し込んだ状態が所定時間にわたって維持された後、前記ブラシが当該基板から離間するように、前記ブラシ移動手段を制御するブラシ移動制御手段と、
前記ブラシに加わる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段により検出される荷重に基づいて、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたか否かを判断する配置判断手段と、
前記配置判断手段により前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの時間を計測する計時手段と、
前記計時手段により計測された時間と前記ブラシが前記処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる仕事量を累積して記憶するための仕事量記憶手段とを含む、基板処理装置。
【請求項５】
前記ブラシの交換時期である旨を報知するための報知手段と、
前記仕事量記憶手段に累積記憶されている仕事量が一定量に達したときに、前記報知手段を動作させる報知制御手段とを含む、請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理時位置は、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の表面および周端面に接触する表面側処理時位置と、前記ブラシが前記基板保持手段に保持された基板の裏面および周端面に接触する裏面側処理時位置とを含み、
前記配置判断手段は、前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたか否かと、前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたか否かとを個別に判断し、
前記計時手段は、前記配置判断手段により前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの表面側処理時間と、前記配置判断手段により前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されたと判断された時点から前記ブラシが基板からの離間のために移動し始めるまでの裏面側処理時間とを個別に計測し、
前記仕事量記憶手段は、前記表面側処理時間と前記ブラシが前記表面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる表面側仕事量と、前記裏面側処理時間と前記ブラシが前記裏面側処理時位置に配置されている状態で前記荷重検出手段により検出される荷重とを乗じて得られる裏面側仕事量とを個別に累積して記憶し、
前記報知制御手段は、前記仕事量記憶手段にそれぞれ累積記憶されている前記表面側仕事量および前記裏面側仕事量の少なくとも一方が前記一定量に達したときに、前記報知手段を動作させる、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記配置判断手段は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の処理時荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ブラシ移動制御手段は、前記ブラシが所定の基準位置に一旦配置された後、前記ブラシが前記基準位置から所定の押込量だけ移動されることにより前記処理時位置に配置されるように、前記ブラシ移動制御手段を制御し、
前記配置判断手段は、前記荷重検出手段により検出される荷重が所定の基準荷重に達したことに応答して、前記ブラシが前記基準位置に配置されたと判断し、この判断後、前記ブラシの前記基準位置から前記処理時位置への移動が完了したことにより、前記ブラシが前記処理時位置に配置されたと判断する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記ブラシは、前記基板保持手段に保持された基板の表面に垂直な縦方向に対して傾斜する洗浄面を有し、
前記荷重検出手段は、前記ブラシに対して前記縦方向に加わる荷重を検出する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記洗浄面は、前記縦方向に延びる中心軸線まわりに回転対称な形状を有している、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記洗浄面は、前記縦方向の一方側に向けて狭まる形状の第１部分と、この第１部分の前記一方側の端縁から前記縦方向の前記一方側に向けて拡がる形状の第２部分とを備えている、請求項１０に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
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【図４】
【図５】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
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【公開番号】特開２００９−１２３７６４（Ｐ２００９−１２３７６４Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９３３９０（Ｐ２００７−２９３３９０）
【出願日】平成１９年１１月１２日（２００７．１１．１２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１２日（２００７．１１．１２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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