(57)【要約】【課題】回転するブラシで基板を洗浄する際の洗浄ムラを低減する技術を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、ウエハＷを保持するスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されたウエハＷを第１回転軸線Ａ１回りに回転させるスピンモータ９と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面１３に当接可能なブラシ１８と、ブラシ１８を第１回転軸線Ａ１に平行な第２回転軸線Ａ２回りに回転させるブラシ自転機構２６と、ブラシ１８をウエハＷに対して径方向に移動させる揺動駆動機構２０とを備える。揺動駆動機構２０は、ウエハＷがスピンモータ９により１回転する間に、ブラシ１８をブラシ１８の回転半径（＝φｂ／２）と同じかそれよりも小さい距離だけ径方向に移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板を第１回転軸線回りに回転させる基板回転機構と、
前記基板保持部に保持された前記基板の表面に当接可能なブラシと、
前記ブラシを前記第１回転軸線に平行な第２回転軸線まわりに回転させるブラシ回転機構と、
前記ブラシを前記基板に対して径方向に相対的に移動させるブラシ移動機構と、
を備え、
前記ブラシ移動機構は、前記基板が前記基板回転機構により１回転する間に、前記ブラシを前記ブラシの回転半径と同じかそれよりも小さい距離だけ前記径方向に相対移動させる、基板処理装置。
【請求項２】
請求項１の基板処理装置であって、
前記ブラシ回転機構は、前記基板回転機構による前記基板の回転方向とは反対回りの方向に前記ブラシを回転させる、基板処理装置。
【請求項３】
請求項２の基板処理装置であって、
前記ブラシ移動機構は、前記ブラシ回転機構による前記ブラシの回転中心が前記基板の周
端から前記ブラシの回転半径だけ内側の位置となるように、前記ブラシを移動させる、基板処理装置。
【請求項４】
請求項３の基板処理装置であって、
前記ブラシ移動機構は、前記ブラシを、前記基板の中心から前記基板の周端までの間を移動させる、基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記基板回転機構による前記基板の回転数をＲｗ（ｒｐｍ）、前記ブラシの直径をφｂ（ｍｍ）としたとき、
前記ブラシ移動機構による前記ブラシの前記径方向外方への移動速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）が、φｂ×Ｒｗ／１２０以下である、基板処理装置。
【請求項６】
基板を処理する基板処理方法であって、
(a) 基板を基板保持部で保持する工程と、
(b) 前記工程(a）によって前記基板保持部に保持された前記基板を第１回転軸線回りに回転させる工程と、
(c) 前記工程(b)によって回転する前記基板の表面にブラシを当接させる工程と、
(d) 前記工程(c)によって前記基板の表面に当接する前記ブラシを前記第１回転軸線に平行な第２回転軸線まわりに回転させる工程と、
(e) 前記工程(d)によって回転する前記ブラシを径方向に相対的に移動させる工程と、
を含み、
前記工程(e)は、前記工程(b)によって前記基板が１回転する間に、前記ブラシを前記ブラシの回転半径と同じかそれよりも小さい距離だけ前記径方向に相対移動させる工程である、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板をブラシで洗浄処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体基板、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置などのＦＰＤ(Flat Panel 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、プリント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は、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する。）の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハ自体の表面およびウエハ表面に形成された薄膜の表面を清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄が行われる。たとえば、ウエハやその表面上に形成された薄膜を、スラリー（研磨剤）を用いて研磨した後には、スラリーがウエハ表面に残留しているから、これを除去するための洗浄が必要である。
【０００３】
ウエハ表面に残留しているスラリーの除去のためのウエハ洗浄処理には、従来から、いわゆるスキャンブラシ装置が用いられている（例えば、特許文献１）。具体的には、スピンチャックに保持されたウエハを高速に回転させるとともに、その回転するウエハの表面に自転するブラシを当接させて、ウエハの表面を物理的に洗浄するものである。このとき、ウエハに対してブラシを径方向に移動させることによって、ウエハの表面がブラシで洗浄される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５７６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０は、ウエハＷの表面９１３を洗浄するブラシ９１８を示す概略平面図である。図１０では、ウエハＷおよびブラシ９１８は、ともに右回りに回転している。図１０に示すように、ブラシ９１８を回転させると、ブラシ９１８の一方側半分（図１０では右側半分）は、ウエハＷの回転方向ＲＤ１に対して逆行するように移動するため、ウエハＷに対する相対速度が大きくなる。これに対して、ブラシ９１８の他方側半分（図１０では左側半分）は、ウエハＷの回転方向ＲＤ１に対して順行するように移動するため、ウエハＷに対する相対速度が小さい。このため、ブラシ９１８の他方側半分は、一方側半分よりも洗浄効率が低くなる。このように、回転するブラシ９１８において洗浄効率にばらつきがあるため、洗浄ムラが発生する虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、回転するブラシで基板を洗浄する際の洗浄ムラを低減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１態様は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板を第１回転軸線回りに回転させる基板回転機構と、前記基板保持部に保持された前記基板の表面に当接可能なブラシと、前記ブラシを前記第１回転軸線に平行な第２回転軸線まわりに回転させるブラシ回転機構と、前記ブラシを前記基板に対して径方向に相対的に移動させるブラシ移動機構と、を備え、前記ブラシ移動機構は、前記基板が前記基板回転機構により１回転する間に、前記ブラシを前記ブラシの回転半径と同じかそれよりも小さい距離だけ前記径方向に相対移動させる。
【０００８】
第２態様は、第１態様の基板処理装置であって、前記ブラシ回転機構は、前記基板回転機構による前記基板の回転方向とは反対まわりの方向に前記ブラシを回転させる。
【０００９】
第３態様は、第２態様の基板処理装置であって、前記ブラシ移動機構は、前記ブラシ回転機構による前記ブラシの回転中心が前記基板の周端から前記ブラシの回転半径だけ内側の位置となるように、前記ブラシを移動させる。
【００１０】
第４態様は、第３態様の基板処理装置であって、前記ブラシ移動機構は、前記ブラシを、前記基板の中心から前記基板の周端までの間を移動させる。
【００１１】
第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記基板回転機構による前記基板の回転数をＲｗ（ｒｐｍ）、前記ブラシの直径をφｂ（ｍｍ）としたとき、前記ブラシ移動機構による前記ブラシの前記径方向外方への移動速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）が、φｂ×Ｒｗ／１２０以下である。
【００１２】
第６態様は、基板を処理する基板処理方法であって、(a) 基板を基板保持部で保持する工程と、(b) 前記工程(a)によって前記基板保持部に保持された前記基板を第１回転軸線まわりに回転させる工程と、(c) 前記工程(b)によって回転する前記基板の表面にブラシを当接させる工程と、(d) 前記工程(c)によって前記基板の表面に当接する前記ブラシを前記第１回転軸線に平行な第２回転軸線まわりに回転させる工程と、(e) 前記工程(d)によって回転する前記ブラシを径方向に相対的に移動させる工程と、を含み、前記工程(e)は、前記工程(b)によって前記基板が１回転する間に、前記ブラシを前記ブラシの回転半径と同じかそれよりも小さい距離だけ前記径方向に相対移動させる工程である。
【発明の効果】
【００１３】
第１態様の基板処理装置によると、ブラシを基板に対して径方向に相対移動させたときに、自転するブラシにおける、基板の回転に対して逆行する部分で、基板の表面を隙間無く洗浄することができる。これにより、基板を効果的に洗浄することができるため、洗浄ムラの発生を低減することができる。
【００１４】
第２態様の基板処理装置によると、基板の回転方向とは反対まわりの方向に回転させることにより、基板に対する基板の相対的な回転速度を大きくすることができる。これにより、基板の洗浄効率を高めることができる。
【００１５】
第３態様の基板処理装置によると、基板の周縁部分を、回転するブラシにおける洗浄効率が高い径方向外方側半分で洗浄することができる。
【００１６】
第４態様の基板処理装置によると、基板の全面を洗浄することができる。また、基板の周縁部を、洗浄効率が高い径方向外方側半分で洗浄することができるため、洗浄ムラの発生を低減することができる。
【００１７】
第６態様の基板処理方法によると、ブラシを基板に対して径方向に相対移動させたときに、ブラシのうちの基板の回転に対して逆行する部分で、基板の表面を隙間無く洗浄することができる。これにより、基板を効率よく洗浄することができるため、洗浄ムラの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態の基板処理装置１における内部の図解的な側面図である。
【図３】実施形態の基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態の基板処理装置１によるウエハＷの処理の流れを示す図である。
【図５】ウエハＷ上におけるブラシ１８のスキャン移動を示す概略平面図である。
【図６】ウエハＷから見たブラシ１８の相対的なスキャン移動を示す概略平面図である。
【図７】ブラシ１８の第１の洗浄状況を示す概略平面図である。
【図８】ブラシ１８の第２の洗浄状況を示す概略平面図である。
【図９】ウエハＷの周縁領域１３Ａを洗浄するブラシ１８を示す概略平面図である。
【図１０】ウエハＷの表面９１３を洗浄するブラシ９１８を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。
【００２０】
相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。
【００２１】
等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」等）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。
【００２２】
形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」等）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取り等を有する形状も表すものとする。
【００２３】
＜１．  実施形態＞
図１は、実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。図２は、実施形態の基板処理装置１における内部の図解的な側面図である。基板処理装置１は、基板の一例として半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」と称する。）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を備えている。基板処理装置１は、処理室２内に、スピンチャック３、表面ノズル４およびブラシ機構６を備えている。
【００２４】
スピンチャック３は、ウエハＷを水平姿勢に保持して回転させる。「水平姿勢」とは、ウエハＷが水平面に対して平行な状態をいう。スピンチャック３は、基板保持機構の一例である。
【００２５】
スピンチャック３は、例えば、真空吸着式のチャックを備えている。スピンチャック３は、スピン軸７、吸着ベース８、スピンモータ９を備えている。スピン軸７は、鉛直方向に延びている。吸着ベース８は、スピン軸７の上端に取り付けられており、その上面にてウエハＷの裏面１４（下面）を吸着することにより、ウエハＷを水平姿勢にて保持する。スピンモータ９は、スピン軸７と同軸に結合された回転軸を有する。ウエハＷの裏面１４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の中心である第１回転軸線Ａ１まわりに回転する。スピンモータ９は、基板回転機構の一例である。
【００２６】
なお、以下の説明では、第１回転軸線Ａ１に直交する方向を「径方向」という。また、径方向において第１回転軸線Ａ１に向かう方向を「径方向内方」といい、径方向において第１回転軸線Ａ１側とは反対側に向かう方向を「径方向外方」という。
【００２７】
表面ノズル４は、ウエハＷの表面１３に処理液を供給可能に設けられている。ウエハＷの表面１３は、ここでは、デバイスが形成される側の面であって、鉛直方向上向きの面（上面）である。表面ノズル４には処理液供給管１０が接続されている。処理液供給管１０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。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１３の中央に向けて吐出する。
【００２８】
表面ノズル４に供給される処理液としては、例えば、純水（Deionized Water：ＤＩＷ）である。ただし、処理液は、純水に限定されるものではなく、例えば、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であってもよい。また、処理液は、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であってもよい。
【００２９】
ブラシ機構６は、ウエハＷの表面１３を洗浄可能に構成されている。ブラシ機構６は、揺動アーム１６、アーム支持軸１７およびブラシ１８を備えている。揺動アーム１６は、スピンチャック３によって保持されているウエハＷの位置（保持位置）よりも上方で水平方向に延びる部材である。アーム支持軸１７は、平面視において、ウエハＷの回転範囲外に配置された、鉛直方向に延びる部材である。アーム支持軸１７の上端部は、揺動アーム１６の一端部（基端部）の下面に結合されている。ブラシ１８は、揺動アーム１６の先端に取り付けられており、先端部（下端部）でウエハＷの表面１３（上面）を洗浄する。ブラシ１８は、たとえば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのスポンジ材で構成されており、鉛直軸線まわりに回転対称な略鼓状に形成されている。
【００３０】
アーム支持軸１７には、昇降駆動機構１９が結合されている。アーム支持軸１７には、昇降駆動機構１９の駆動力が入力される。昇降駆動機構１９は、アーム支持軸１７を上下動させることにより、このアーム支持軸１７と一体的に揺動アーム１６を上下動させる。
【００３１】
また、アーム支持軸１７には揺動駆動機構２０が結合されている。揺動駆動機構２０は、アーム支持軸１７を往復移動させることにより、アーム支持軸１７まわりに揺動アーム１６を揺動させる。図１では、ブラシ１８が基板を処理するときの揺動アーム１６の位置を二点鎖線で示しており、ブラシ１８が待機位置に退避しているときの揺動アーム１６の位置を実線で示している。
【００３２】
揺動アーム１６の先端部には、鉛直方向に延びるブラシ回転軸２５が回転可能に設けられている。ブラシ回転軸２５の下端部には、ホルダ取付部３１を介して、ブラシホルダ３２が取り付けられている。ブラシ１８は、ブラシホルダ３２の下方に取り付けられている。
【００３３】
また、ブラシ回転軸２５には、揺動アーム１６の内部において、ブラシ１８を回転させるためのブラシ自転機構２６（ブラシ回転機構）が連結されている。ブラシ自転機構２６は、例えば、ブラシ回転軸２５と一体回転可能に連結されたプーリ２７と、モータ２９により駆動されるプーリ２８と、この一対のプーリ２７，２８間に掛け渡されたベルト３０とを含む。ブラシ自転機構２６は、ブラシ１８の鉛直方向に平行な中心軸を第２回転軸線Ａ２として回転させる。第２回転軸線Ａ２は、鉛直方向に延びる直線であり、第１回転軸線Ａ１に平行である。
【００３４】
図３は、実施形態の基板処理装置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、マイクロコンピュータを含む制御部４５（制御手段）を備えている。この制御部４５には、使用者によって処理レシピ（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４６が接続されている。さらに、制御部４５には、スピンモータ９、処理液バルブ１２、昇降駆動機構１９、揺動駆動機構２０、ブラシ自転機構２６などが制御対象として接続されている。
【００３５】
図４は、実施形態の基板処理装置１によるウエハＷの処理の流れを示す図である。ウエハＷの処理に先立ち、使用者によって、レシピ入力キー４６が操作されて、ウエハＷの表面１３に対するブラシ１８の押し付け量が設定される（ステップＳ１０１）。押し付け量とは、ウエハＷの表面１３にブラシ１８の洗浄面（下面）を押し付けたときのブラシ１８の弾性変形量をいう。
【００３６】
処理室２内に、ウエハＷが搬入され、そのウエハＷがスピンチャック３に保持されると（ステップＳ１０２）、制御部４５がスピンモータ９を制御することにより、スピンチャック３がウエハＷを第１回転軸線Ａ１まわりの回転方向ＲＤ１（ここでは、ウエハＷ上方から見て時計回り）に回転させる（ステップＳ１０３）。次いで、制御部４５が処理液バルブ１２を開くことにより、表面ノズル４からウエハＷの表面１３へ処理液の供給が開始される（ステップＳ１０４）。また、制御部４５がブラシ自転機構２６を制御することにより、ブラシ１８を第２回転軸線Ａ２まわりの回転方向ＲＤ２（ここでは、ウエハＷ上方から見て反時計回り）に回転させる（ステップＳ１０５）。このように、本実施形態では、制御部４５は、平面視においてブラシ１８をウエハＷの回転方向ＲＤ１とは反対まわりの回転方向ＲＤ２に回転させる。このように、ブラシ１８をウエハＷの回転方向Ｒ１に対して逆である反対回りの方向に回転させることにより、ウエハＷに対するブラシ１８の相対的な回転速度を大きくすることができる。これにより、ウエハＷの洗浄効率を高めることができる。
【００３７】
本実施例では、例えば直径３００ｍｍの円板状の半導体ウエハが、ウエハＷとして用いられており、このウエハＷは、スピンチャック３により、たとえば５０〜１５０ｒｐｍ（好ましくは、１００ｒｐｍ）の回転速度で回転される。また、ウエハＷの回転速度が５０〜１５０ｒｐｍである場合に、ブラシ１８は、ブラシ自転機構２６によって、例えば１００ｒｐｍ程度の回転速度で回転される。ウエハＷおよびブラシ１８の回転速度をこのように設定することにより、ウエハＷに供給された処理液に十分な遠心力を作用させて、ウエハＷの周縁部に処理液を十分に供給することができ、ウエハＷの表面１３に対してブラシ１８による良好な洗浄処理を行うことができる。
【００３８】
ウエハＷおよびブラシ１８の回転が開始されると、制御部４５が昇降駆動機構１９および揺動駆動機構２０を制御することにより、ブラシ１８の下面をウエハＷの表面１３の中心（第１回転軸線Ａ１）に当接させる（ステップＳ１０６）。より詳細には、昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１８の下端がスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面１３よりも高い位置に配される。次いで、揺動駆動機構２０が制御されて、揺動アーム１６が旋回することにより、ブラシ１８が水平移動してウエハＷの中心上に配される。その後、昇降駆動機構１９が制御されて、ブラシ１８がレシピ入力キー４６で設定された押し付け量に応じた高さ位置に移動される。これにより、ブラシ１８にウエハＷの表面１３が押し付けられる。
【００３９】
ブラシ１８がウエハＷに当接されると、制御部４５が揺動駆動機構２０を制御することにより、ブラシ１８をウエハＷの周縁部までスキャン移動させる（ステップＳ１０７）。具体的には、ブラシ１８の中心が、ウエハＷの中心（第１回転軸線Ａ１）から径方向外方である移動方向ＳＤ１に移動して、ウエハＷの設計上の周端面からブラシ１８の半径分だけ径方向内方の位置まで移動する。なお、本実施形態では、図１に示すように、アーム支持軸１７を中心に揺動アーム１６が回転することで、揺動アーム１６の先端部に取り付けられたブラシ１８がスキャン移動する。したがって、ブラシ１８のスキャン移動の方向は、径方向と完全に平行ではなく、径方向と回転方向ＡＲ１の合成方向である。
【００４０】
ブラシ１８がウエハＷの周縁部まで移動すると、制御部４５は、昇降駆動機構１９および揺動駆動機構２０を制御することにより、ブラシ１８を待機位置に退避させる（ステップＳ１０８）。また、ブラシ１８が待機位置に移動するまでの間に、制御部４５がブラシ自転機構２６を制御してブラシ１８の回転を停止させる（ステップＳ１０９）。さらに、制御部４５が処理液バルブ１２を閉じることにより、表面ノズル４からの処理液の供給が停止される。
【００４１】
続いて、制御部４５がスピンモータ９を制御して、ウエハＷを高速（例えば、３０００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ１１０）。これにより、ウエハＷに付着している処理液が振り切られ、ウエハＷが乾燥する。
【００４２】
ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって継続されると、制御部４５はスピンモータ９を制御してウエハＷの回転を停止させる（ステップＳ１１１）。そして、ウエハＷが静止した後、その処理済のウエハＷが処理室２から搬出される（ステップＳ１１２）。
【００４３】
＜移動速度Ｖｂについて＞
ここで、ステップＳ１０７におけるブラシ１８のスキャン移動時における移動速度について説明する。図５は、ウエハＷ上におけるブラシ１８のスキャン移動を示す概略平面図である。ウエハＷとブラシ１８の相対速度が大きい程、洗浄効率が向上する。相対速度を大きくするため、本実施形態では、ブラシ１８を自転させながらウエハＷ上をスキャン移動させる。
【００４４】
図６は、ウエハＷから見たブラシ１８の相対的なスキャン移動を示す概略平面図である。回転するウエハＷ上をブラシ１８がスキャン移動した場合、ブラシ１８は、ウエハＷに対して相対的にらせん状に移動する。ウエハＷの表面１３全部をブラシ１８で洗浄するためには、ウエハＷの表面１３全部をブラシ１８が隙間無くなぞるように移動させればよい。但し、回転するブラシ１８においては、回転するウエハＷに対して相対速度が高い部分と、相対速度が低い部分とが発生する。この点について、以下詳細に説明する。
【００４５】
図７は、ブラシ１８の第１の洗浄状況を示す概略平面図である。図８は、ブラシ１８の第２の洗浄状況を示す概略平面図である。図７および図８では、ブラシ１８が、実線で示す位置Ｌ１から、二点鎖線で示す位置Ｌ２に移動する様子を示している。
【００４６】
図７および図８に示す例では、平面視において、ブラシ１８の左側半分は、ウエハＷの回転方向ＲＤ１に逆行するように回転する。これに対して、平面視において、ブラシ１８の右側半分は、ウエハＷの回転方向ＲＤ１に順行するように回転する。このため、ブラシ１８の左側半分は、ブラシ１８の右側半分に比べて、ウエハＷに対する相対速度が大きくなるため、洗浄効率相対的に高くなる。したがって、ウエハＷの洗浄効率を向上するためには、ウエハＷの表面１３全体を、ブラシ１８の径方向外方側半分で洗浄することが望ましい。そこで、ウエハＷの表面１３全体が、ブラシ１８の径方向外方側半分で洗浄されるように、ブラシ１８の径方向外方の移動速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）が設定される。なお、ブラシ１８のスキャン移動の方向は、上述したように、径方向と完全に平行ではなく、径方向と回転方向ＡＲ１の合成方向である。ここでは、ブラシ１８の径方向外方部分で洗浄することを検討するため、径方向の移動速度Ｖｂのみを考慮する。
【００４７】
図７に示す例では、ウエハＷが１回転する間に、ブラシ１８の径方向外方へブラシ１８の半径よりも大きく移動する。図７に示す例の場合、ウエハＷの表面１３において、洗浄効率が高いブラシ１８の径方向外方側半分で洗浄される洗浄領域ＷＡ１と、当該部分で洗浄されない非洗浄領域ＷＡ２とが、径方向外方に向けて交互に発生することとなる。
【００４８】
ここで、ウエハＷの回転速度をＲｗ（ｒｐｍ）、ブラシ１８の直径をφｂ（ｍｍ）とすると、ウエハＷが１回転する時間は、６０／Ｒｗ（ｓｅｃ）である。したがって、図７の場合の移動速度Ｖｂについては、式１が成立する。
【００４９】
Ｖｂ×６０／Ｒｗ＞φｂ／２（式１）
【００５０】
式１を変形すると、式２が導き出される。
【００５１】
Ｖｂ＞φｂ×Ｒ／１２０（式２）
【００５２】
図８に示す例では、ウエハＷが１回転するまでの時間６０／Ｒｗ（ｓｅｃ）の間に、ブラシ１８が径方向外方へブラシ１８の半径（＝φｂ／２）分だけ移動する。この場合、ウエハＷの表面１３を、洗浄効率が高いブラシ１８の径方向外方側半分で重複しないように洗浄することができる。図８の場合の移動速度Ｖｂについては、式３が成立する。
【００５３】
Ｖｂ×６０／Ｒｗ＝φｂ／２（式３）
【００５４】
式３を変形すると、式４が導き出される。
【００５５】
Ｖｂ＝φｂ×Ｒｗ／１２０（式４）
【００５６】
ウエハＷが１回転するまでの時間６０／Ｒｗ（ｓｅｃ）の間におけるブラシ１８の径方向外方への移動量（＝Ｖｂ×６０／Ｒｗ）が、ブラシ１８の半径（＝φｂ／２）と同じかそれよりも小さくすることによって、非洗浄領域ＷＡ２が発生することを抑制することができる。これを数式で表すと、式５で表される。
【００５７】
Ｖｂ×６０／Ｒｗ≦φｂ／２（式５）
【００５８】
式５を変形すると、式６が導き出される。
【００５９】
Ｖｂ≦φｂ×Ｒｗ／１２０（式６）
【００６０】
このように制御部４５は、ブラシ１８の径方向外方への移動速度Ｖｂが式６を満たすように、揺動駆動機構２０を制御することによって、洗浄効率の高いブラシ１８の径方向外方側半分で、ウエハＷの表面１３を隙間無く洗浄することができる。したがって、ウエハＷの表面１３を効果的に洗浄することができ、洗浄ムラの発生を低減することができる。
【００６１】
＜周縁領域の洗浄について＞
図９は、ウエハＷの周縁領域１３Ａを洗浄するブラシ１８を示す概略平面図である。周縁領域１３Ａは、ここでは、ウエハＷの表面１３のうち、ウエハＷの周端からブラシ１８の半径（φｂ／２）分だけ内側の環状領域をいう。ウエハＷの表面１３のうちの周縁領域１３Ａを除いた内側領域１３Ｂは、ブラシ１８の径方向外方へ向けたスキャン移動によって、ブラシ１８の径方向外方側半分、および、径方向内方側半分の双方で洗浄される。
【００６２】
内側領域１３Ｂに対して、周縁領域１３Ａは、ブラシ１８の径方向外方側半分（ここでは、左側半分）だけで洗浄される領域となっている。したがって、周縁領域１３Ａは、内側領域１３Ｂに対して相対的に洗浄効率が低下しやすい。しかしながら、本実施形態では、上述したように、ブラシ１８の径方向外方側半分は、ウエハＷの回転方向ＲＤ１に対して逆行する方向に回転することで、洗浄効率が高くなっている。このため、周縁領域１３Ａについても、適切に洗浄することが可能である。
【００６３】
上記説明では、ステップＳ１０７において、ウエハＷの中心からウエハＷの周縁部に移動させている。しかしながら、ウエハＷの周縁部から中心に向けて移動させてもよい。また、ブラシ１８を径方向外方及び径方向内方に往復移動させてもよい。
【００６４】
上記説明では、ステップＳ１０７において、ブラシ１８のスキャン移動開始位置を、ウエハＷの中心（回転軸線Ａ１）としている。しかしながら、ウエハＷの中心以外の位置からスキャン移動を開始してもよい。例えば、ウエハＷの中心よりも移動方向ＳＤ１の上流側の位置として、その上流位置からウエハＷの中心を経由して周縁部まで移動させてもよい。このように、ブラシ１８をウエハＷの中心を経由させて移動させることによって、ウエハＷの中心を良好に洗浄することができる。
【００６５】
上記説明では、ステップＳ１０７において、ブラシ１８をウエハＷの回転方向ＲＤ１とは逆方向に回転させてスキャン移動させている。しかしながら、スキャン移動の途中でブラシ１８の回転方向を逆転させてもよい。例えば、内側領域１３Ｂについては、ブラシ１８をウエハＷの回転方向ＲＤ１と同一回りの方向に回転させてもよい。この場合においても、ウエハＷの回転速度Ｒｗ、ブラシ１８の直径φｂ及び移動速度Ｖｂの関係が、式６を満たす場合、ウエハＷの内側領域１３Ｂにおいて、洗浄ムラの発生を軽減することができる。ただし、周縁領域１３Ａについては、ブラシ１８を、ウエハＷの回転方向ＲＤ１とは反対回り（回転方向ＲＤ２）に回転させることが望ましい。
【００６６】
上記説明では、単一のブラシ１８だけを備えているが、ウエハＷの表面１３する複数のブラシを備えていてもよい。各ブラシについても、ブラシ１８と同様に、移動（例えば、ウエハＷの中心から径方向外方までの移動）および回転（平面視において、ウエハＷの回転方向とは反対回りの回転）などの制御が行われるとよい。
【００６７】
上記説明では、ブラシ１８のウエハＷに接する面（接触面）の形状を真円形としているが、その他の形状（楕円形、多角形型）であってもよい。真円形以外の場合においても、ウエハＷが第１回転軸線Ａ１まわりに１回転する間に、ブラシ１８を回転半径（第２回転軸線Ａ２まわりに回転する接触面の最外部が描く円弧の半径。最小回転半径）と同じかそれよりも小さい距離だけ径方向に移動させるとよい。
【００６８】
また、上記説明では、揺動駆動機構２０が揺動アーム１６をアーム支持軸１７まわりに回転させることにより、ブラシ１８を径方向（厳密には、径方向と回転方向ＲＤ１の合成方向）に回転移動させる。このようなブラシ移動機構の代わりに、ブラシ１８を例えば径方向に直線的に移動させるブラシ移動機構を設けてもよい。
【００６９】
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  基板処理装置
３  スピンチャック（基板保持部）
９  スピンモータ（基板回転機構）
１３  表面
１３Ａ  周縁領域
１３Ｂ  内側領域
１８  ブラシ
２０  揺動駆動機構（ブラシ移動機構）
２６  ブラシ自転機構（ブラシ回転機構）
３１  ホルダ取付部
３２  ブラシホルダ
４５  制御部
Ａ１  第１回転軸線
Ａ２  第２回転軸線
ＲＤ１，ＲＤ２  回転方向
ＳＤ１  移動方向
Ｖｂ  移動速度
Ｗ  ウエハ
ＷＡ１  洗浄領域
ＷＡ２  非洗浄領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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