CN103769376A - 衬底清洗装置及衬底清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种衬底清洗装置及衬底清洗方法，能够迅速地检测用于测定滚动载荷的测力传感器在衬底清洗时发生故障的情况，能够防止在从滚动清洗部件对衬底施加异常滚动载荷的状态下继续清洗的情况。该衬底清洗装置具有：滚动架，其支承长尺寸状地水平延伸的滚动清洗部件并使其旋转；升降机构，其随着具有控制设备的致动器的驱动，在清洗衬底时以使滚动清洗部件对衬底施加规定的滚动载荷的方式使滚动架升降；测力传感器，其测定滚动载荷；控制部，其基于测力传感器的测定值而经由控制设备对滚动载荷进行反馈控制；和监控部，其对控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视。

Description

衬底清洗装置及衬底清洗方法

技术领域

本发明涉及一边使圆柱状且长尺寸状地水平延伸的滚动清洗部件与半导体晶片等衬底的表面接触、一边使衬底及滚动清洗部件分别沿一个方向旋转而对衬底表面进行擦刷（scrub）清洗的衬底清洗装置及衬底清洗方法。

背景技术

在通过滚动清洗部件对半导体晶片等衬底的表面进行擦刷清洗的衬底清洗装置中，在清洗衬底时，一边以规定的按压载荷（滚动载荷）将滚动清洗部件按压在衬底上一边使其旋转，将该滚动载荷管理、调整为适当值是在提高衬底清洗度和防止衬底损伤方面很重要的。

因此，申请人提出如下衬底清洗装置：在清洗衬底时，通过测力传感器测定滚动清洗部件对衬底的按压载荷（滚动载荷），并构成基于该测定值对马达等致动器的控制设备进行控制的闭环控制（CLC）系统，从而将滚动载荷反馈控制为适当值（参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-50602号公报

在清洗衬底时，在通过测力传感器测定滚动清洗部件对衬底的按压载荷（滚动载荷）并基于该测定值对滚动载荷进行反馈控制的情况下，若测力传感器发生故障而导致无法测定准确的滚动载荷，则无法从滚动清洗部件对衬底施加适当的滚动载荷。

也就是说，当由于测力传感器发生故障而导致测力传感器的测定值（测定滚动载荷）大于实际滚动载荷时，从滚动清洗部件对衬底施加小于规定滚动载荷的滚动载荷，其结果为，对衬底的清洗度降低。另一方面，当测力传感器的测定值（测定滚动载荷）小于实际滚动载荷时，从滚动清洗部件对衬底施加大于规定滚动载荷的滚动载荷，其结果为，存在衬底发生破损的隐患。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种衬底清洗装置及衬底清洗方法，能够迅速地检测用于测定滚动载荷的测力传感器在清洗衬底时发生故障的情况，并防止在从滚动清洗部件对衬底施加异常滚动载荷的状态下继续清洗的情况。

为了实现上述目的，本发明的衬底清洗装置具有：滚动架，其支承长尺寸状地水平延伸的滚动清洗部件并使该滚动清洗部件旋转；升降机构，其随着具有控制设备的致动器的驱动，在清洗衬底时以使上述滚动清洗部件对衬底施加滚动载荷的方式使上述滚动架升降；测力传感器，其测定上述滚动载荷；控制部，其基于上述测力传感器的测定值而经由上述控制设备对上述滚动载荷进行反馈控制；和监控部，其对上述控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视。

若用于测定滚动载荷的测力传感器发生故障而导致测力传感器的测定值失常，则控制设备的操作量就会偏离预先设定的与设定滚动载荷对应的操作量基准值。因此，通过监视部对控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视，由此，能够在清洗衬底时迅速地检测测力传感器发生故障的情况。

在本发明的优选的一个实施方式中，衬底清洗装置具有警报器，当上述控制设备的操作量偏离与上述设定滚动载荷相应地预先设定的操作量基准值的允许范围时，所述警报器发出警报。

在本发明的优选的一个实施方式中，上述致动器为汽缸，上述控制设备为对调节阀的开度进行控制的电动气动调节器（electropneumatic regulator），其中，上述调节阀对提供给汽缸的气体的压力进行调整。

本发明的衬底清洗方法为，一边通过测力传感器测定随着具有控制设备的致动器的驱动而升降的长尺寸状地水平延伸的滚动清洗部件对衬底施加的滚动载荷，并基于该测力传感器的测定值而经由上述控制设备对上述滚动载荷进行反馈控制，一边对上述控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视。

在本发明的优选的一个实施方式中，衬底清洗方法为，当上述控制设备的操作量偏离与上述设定滚动载荷相应地预先设定的操作量基准值的允许范围时，发出警报。

发明效果

根据本发明，通过监控部对控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视，由此在清洗衬底时能够迅速地检测测力传感器发生故障的情况，从而能够防止在从滚动清洗部件对衬底施加异常滚动载荷的状态下继续清洗的情况。

附图说明

图1是表示具有本发明的实施方式的衬底清洗装置的衬底处理装置的整体结构的俯视图。

图2是表示设置在图1所示的衬底处理装置上的本发明的实施方式的衬底清洗装置的概要的立体图。

图3是表示本发明的实施方式的衬底清洗装置的整体结构的概要的主视图。

图4是表示设定滚动载荷（N）与电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）及该各基准值的允许范围的关系的一例的曲线图。

图5是表示设定滚动载荷（N）与电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）及该各基准值的允许范围的关系的其他例子的曲线图。

图6是表示一边对从图3所示的衬底清洗装置的上部滚动清洗部件施加于衬底的滚动载荷进行反馈控制一边清洗衬底的表面（上表面）的控制例的流程图。

附图标记说明

14a～14d研磨装置

16、18衬底清洗装置

20衬底干燥装置

24衬底输送单元

30控制盘（操作面板）

40旋转轴

42、44滚动架

46、48滚动清洗部件

54、54a测力传感器

56、56a汽缸（致动器）

60、60a升降机构

62、62a电动气动调节器（控制设备）

64、64a显示计

66调节计（控制部）

70、70a倾斜机构

80监控部

82警报器

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示具有本发明的实施方式的衬底清洗装置的衬底处理装置的整体结构的俯视图。如图1所示，衬底处理装置具有：大致矩形的壳体10；和载置有用于储存多个半导体晶片等衬底的衬底盒的装载口12。装载口12与壳体10相邻地配置。能够在装载口12上搭载开口盒、SMIF（Standard Manufacturing Interface；标准机械接口）口、或FOUP（Front Opening Unified Pod；前端开启式晶圆传送盒）。SMIF、FOUP为在内部收纳衬底盒且通过被隔板覆盖而能够保持与外部空间相独立的环境的密闭容器。

在壳体10的内部收纳有：多个（该例中为四个）研磨装置14a～14d；对研磨后的衬底进行清洗的第1衬底清洗装置16及第2衬底清洗装置18；和使清洗后的衬底干燥的衬底干燥装置20。研磨装置14a～14d沿衬底处理装置的长度方向排列，衬底清洗装置16、18及衬底干燥装置20也沿衬底处理装置的长度方向排列。本发明的实施方式的衬底清洗装置适用于第1衬底清洗装置16。

在被装载口12、位于该装载口12侧的研磨装置14a及衬底干燥装置20包围的区域内配置有第1衬底输送机械手22，另外，与研磨装置14a～14d平行地配置有衬底输送单元24。第1衬底输送机械手22从装载口12接收研磨前的衬底并交付到衬底输送单元24，并且，从衬底干燥装置20接收干燥后的衬底并将其放回装载口12。衬底输送单元24输送从第1衬底输送机械手22接收的衬底，并在各研磨装置14a～14d之间进行衬底的交付。

配置有第2衬底输送机械手26，其位于第1衬底清洗装置16与第2衬底清洗装置18之间且在第1衬底清洗装置16与第2衬底清洗装置18之间进行衬底的交付，还配置有第3衬底输送机械手28，其位于第2衬底清洗装置18与衬底干燥装置20之间且在第2衬底清洗装置18与衬底干燥装置20之间进行衬底的交付。在壳体10上具有进行下述调节计66的设定和滚动载荷的设定值的输入（设定滚动载荷的指示）等的控制盘（操作面板）30。

图2是表示设置在图1所示的衬底处理装置上的本发明的实施方式的（第1）衬底清洗装置16的概要的立体图，图3是表示本发明的实施方式的衬底清洗装置16的整体结构的概要的主视图。

如图2及图3所示，衬底清洗装置16具有：沿水平方向移动自如的多根（图中为4根）旋转轴（spindle）40，其以表面朝上的方式支承半导体晶片等衬底W的周缘部并使衬底W水平旋转；上部滚动架42，其在被旋转轴40支承而旋转的衬底W的上方升降自如地配置；和下部滚动架44，其在被旋转轴40支承而旋转的衬底W的下方升降自如地配置。

在上部滚动架42上旋转自如地支承有圆柱状且长尺寸状地延伸的、由例如PVA构成的上部滚动清洗部件（滚动海绵）46，上部滚动清洗部件46通过未图示的驱动机构而如图2中的箭头F1所示那样旋转。在下部滚动架44上旋转自如地支承有圆柱状且长尺寸状地延伸的、由例如PVA构成的下部滚动清洗部件（滚动海绵）48，下部滚动清洗部件48通过未图示的驱动机构而如图2中的箭头F2所示那样旋转。

配置有上部清洗液供给喷嘴50，其位于被旋转轴40支承而旋转的衬底W的上方且向衬底W的表面（上表面）供给清洗液，并配置有下部清洗液供给喷嘴52，其位于被旋转轴40支持而旋转的衬底W的下方且向衬底W的背面（下表面）供给清洗液。

在沿着上部滚动架42的长度方向的大致中央设有凹部42a，测力传感器54位于该凹部42a内且固定在上部滚动架42上。在该例中，具有升降机构60，其包括沿铅垂方向配置的作为致动器的汽缸56、随着该汽缸（致动器）56的驱动而升降的升降轴57、和将基端与该升降轴57的上端连结并沿水平方向延伸的作为升降部的升降臂58，在该升降臂（升降部）58的自由端侧下端，经由测力传感器54而连结着上部滚动架42。在测力传感器54与升降臂58的自由端侧下表面之间设置有用于使上部滚动架42倾斜（tilt）的倾斜机构70。

由此，随着汽缸56的驱动，上部滚动架42与升降轴57及升降臂58一体地升降，在汽缸56上具有作为控制设备的电动气动调节器62，该电动气动调节器62控制向汽缸56内部供给的气体的供给压，通过调节该电动气动调节器（控制设备）62的阀开度，能够调整向汽缸56供给的气体的压力。

像这样，在沿着上部滚动架42的长度方向的大致中央，使上部滚动架42与升降臂58的自由端侧下表面连结，并使穿过上部滚动架42的重心的垂线穿过测力传感器54的大致中心，从而能够在水平状态下使上部滚动架42平衡性良好地与升降臂58的自由端侧下表面连结，其中，上部滚动架支承上部滚动清洗部件46并使其旋转。

另外，在升降臂58的自由端侧下端经由测力传感器54而连结上部滚动架42，由此能够将上部滚动架42的自重没有损失地传递到测力传感器54。而且，在清洗衬底W时，使上部滚动架42下降，当使上部滚动清洗部件46与衬底W按触时，施加在测力传感器54上的拉伸载荷减少，该减少的量与上部滚动清洗部件46对衬底W施加的滚动载荷（按压载荷）极其一致。

由此，借助该减少的拉伸载荷，通过测力传感器54测定上部滚动清洗部件46在清洗衬底W时对衬底W施加的滚动载荷，并通过电动气动调节器62的操作量来调节阀开度，由此，能够调整滚动载荷。

然后，将测力传感器54所测到的测定值输出到显示计64并以模拟信号从显示计64发送到作为控制部的调节计66，从调节计（控制部）66发送的模拟信号输入到电动气动调节器62。由此，构成通过封闭环路而进行控制的闭环控制系统。另外，在调节计66中输入有来自控制盘（操作面板）30的滚动载荷的设定值（设定滚动载荷）等。

由此，调节计66对测力传感器54所测到的测定值（测定滚动载荷）和从控制盘（操作面板）30输入的设定滚动载荷进行比较，并根据其差对电动气动调节器62指示汽缸用调节阀的操作量（阀操作量）。电动气动调节器62根据调节计66的指示自动地调整调节阀的阀开度，并根据该调整后的阀开度而改变汽缸56的推力，由此，能够在清洗衬底W时对施加在衬底W上的滚动载荷进行反馈控制。

根据该例，将测力传感器54设置在升降机构60的升降臂58和与该升降臂58连结的上部滚动架42之间，采取测力传感器54承受上部滚动架42的自重的构造，通过形成为如下构造，即：在上部滚动架42与测力传感器54之间不夹设在上部滚动架42升降时摩擦增加的轴承或连杆、产生载荷传递损失的梁构造或突起物等，由此，在清洗衬底时能够将施加在衬底W上的滚动载荷准确地传递给测力传感器54，能够高精度地测定并控制滚动载荷。

在一边通过测力传感器54测定滚动载荷一边清洗衬底W时，若测力传感器54发生故障，则无法测定准确的滚动载荷，无法从上部滚动清洗部件46对衬底W施加适当的滚动载荷。像这样，若测力传感器54发生故障而导致测力传感器54的测定值（测定滚动载荷）失常，则电动气动调节器62的当前阀操作量、即从调节计66向电动气动调节器62输出的阀操作量偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的阀操作量基准值。

因此，在该例中，通过与调节计66连接的监控部80来监视输出到电动气动调节器62的阀操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的阀操作量基准值的允许范围，由此，能够在清洗衬底W的过程中迅速地检测到测力传感器54发生故障的情况。

也就是说，在监控部80中，预先输入并存储有与从控制盘30输入到调节计66的每个设定滚动载荷对应的阀操作量基准值，并且输入有从调节计66向电动气动调节器62输出的阀操作量。而且，监控部80监视向电动气动调节器62输出的阀操作量是否偏离从控制盘30输入到调节计66的设定滚动载荷所对应的阀操作量基准值的允许范围。而且，当监控部80检测到测力传感器54发生故障时，向与监控部80连接的警报器82输出信号，警报器82接收该信号并发出警报。

图4示出设定滚动载荷（N）与电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）及该基准值的允许范围的关系的一例。在该例中，以直线状延伸的直线A示出与各设定滚动载荷（N）对应的电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）。而且，使从该直线A减去固定值而得到的直线状延伸的直线B为下限阈值，使从该直线A加上固定值而得到的直线状延伸的直线C为上限阈值，并使该直线（下限阈值）B和直线（上限阈值）C所夹持的区域为允许范围。

也就是说，例如当从控制盘30对调节计66指示的设定滚动载荷为R（N）时，与该设定滚动载荷对应的电动气动调节器62的阀操作量基准值为，与直线A的交点处的S（kPa），该阀操作量基准值S的允许范围为，与直线B的交点处的下限阈值T1（kPa）和与直线C的交点处的上限阈值T2（kPa）所夹持的范围（T1～T2）。

此外，也可以使各设定滚动载荷（N）与电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）一一对应。

例如在将上部滚动清洗部件46对衬底W施加的滚动载荷控制成设定滚动载荷R而在实际中清洗衬底时，若从调节计66向电动气动调节器62输出的阀操作量（kPa）在该允许范围（T1～T2）内，则监控部80判断成测力传感器54正常工作，当偏离该允许范围（T1～T2）时，即低于下限阈值T1或超过上限阈值T2时，监控部80判断成测力传感器54发生故障。

图5示出设定滚动载荷（N）与电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）及该基准值的允许范围的关系的其他例子。在该例中，以直线状延伸的直线A示出与各设定滚动载荷对应的电动气动调节器的各阀操作量基准值（kPa）。而且，使从该直线A减去规定比例（％）而得到的直线状延伸的直线D为下限阈值，使从该直线A加上规定比例（％）而得到的直线状延伸的直线E为上限阈值，并使该直线（下限阈值）D和直线（上限阈值）E所夹持的区域为允许范围。

也就是说，例如当从控制盘30对调节计66指示的设定滚动载荷为R（N）时，与该设定滚动载荷对应的电动气动调节器62的阀操作量基准值为，与直线A的交点处的S（kPa），该阀操作量基准值S的允许范围为，与直线D的交点处的下限阈值T3（kPa）和与直线E的交点处的上限阈值T4（kPa）所夹持的范围（T3～T4）。

如图3所示，在沿着下部滚动架44的长度方向的大致中央设有凹部44a。而且，在该下部滚动架44上具有升降机构60a，其包括沿铅垂方向配置的作为致动器的汽缸56a、和随着该汽缸（致动器）56a的驱动而沿铅垂方向升降的作为升降部的升降轴59，在该升降轴（升降部）59的上端面经由测力传感器54a而连结着下部滚动架44。由此，随着汽缸56a的驱动，下部滚动架44与升降轴59一体地升降。在汽缸56a上，与上述同样地，具有作为控制设备的电动气动调节器62a。另外，在固定于升降轴59的上端面的测力传感器54a与下部滚动架44之间设置有用于使下部滚动架44倾斜的倾斜机构70a。

像这样，在沿着下部滚动架44的长度方向的大致中央使下部滚动架44与升降轴59的上端面连结，并使穿过下部滚动架44的重心的垂线穿过测力传感器54a的大致中心，从而能够在水平状态下使下部滚动架44平衡性良好地与升降轴59连结，其中，下部滚动架44支承下部滚动清洗部件48并使其旋转。

另外，通过在升降轴59的上端面经由测力传感器54a而连结下部滚动架44，能够将下部滚动架44的自重没有损失地传递到测力传感器54a。而且，当使下部滚动架44上升而使下部滚动清洗部件48与衬底W接触时，施加在测力传感器54a上的压缩载荷增加，该增加的量与下部滚动清洗部件48对衬底W施加的滚动载荷（按压载荷）极其一致。

由此，借助该增加的压缩载荷，通过测力传感器54a测定下部滚动清洗部件48在清洗衬底W时对衬底W施加的滚动载荷，并通过电动气动调节器（控制设备）62a的操作量来调节阀开度，由此，能够调整滚动载荷。

然后，测力传感器54a所测到的测定值输出到显示计64a并以模拟信号从显示计64a发送到调节计66，从调节计66发送的模拟信号输入到电动气动调节器62a。由此，构成通过闭环进行控制的闭环控制系统。另外，在调节计66中输入有来自控制盘（操作面板）30的滚动载荷的设定值（设定滚动载荷）。

由此，调节计66对测力传感器54a所测到的测定值（测定滚动载荷）和从控制盘（操作面板）30输入的设定滚动载荷进行比较，并根据其差对电动气动调节器62a指示调节阀的操作量（阀操作量）。电动气动调节器62a根据调节计66的指示自动地调节阀开度，并根据该调整后的阀开度而改变汽缸56a的推力，由此，在清洗衬底W时能够对施加在衬底W上的滚动载荷进行反馈控制。

根据该例，将测力传感器54a设置在升降机构60a的升降轴59和与该升降轴59连结的下部滚动架44之间，采取测力传感器54a承受下部滚动架44的自重的构造，通过形成为如下构造，即：在下部滚动架44与测力传感器54a之间不夹设在下部滚动架44升降时摩擦增加的轴承或连杆、产生载荷传递损失的梁构造或突起物等，由此，在清洗衬底时能够将施加在衬底W上的滚动载荷准确地传递到测力传感器54a，能够高精度地测定并控制滚动载荷。

当一边通过测力传感器54a测定滚动载荷一边清洗衬底W时，若测力传感器54a发生故障，则导致无法测定准确的滚动载荷，无法从下部滚动清洗部件44对衬底W施加适当的滚动载荷。

因此，与上述同样地，通过与调节计66连接的监控部80来监视电动气动调节器62a的阀操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷对应的阀操作量基准值的允许范围，由此，监控部80在清洗衬底W的过程中能够迅速地检测测力传感器54a发生故障的情况，当监控部80检测到测力传感器54a发生故障时，从警报器82发出警报。

在上述结构的衬底清洗装置（擦刷清洗装置）中，如图2所示，使衬底W的周缘部位于嵌合槽90a内，向内侧推压衬底W并使挡块90旋转（自转），由此，使衬底W如图2的箭头E所示那样水平旋转，其中，嵌合槽90a形成在设置于旋转轴40的上部的挡块90的外周侧面上。在该例中，四个挡块中，两个挡块90对衬底W施加旋转力，另外两个挡块90进行承受衬底W的旋转的支承动作。此外，也可以使所有挡块90与驱动机构连结而对衬底W施加旋转力。

像这样，在使衬底W水平旋转的状态下，从上部清洗液供给喷嘴50向衬底W的表面（上表面）供给清洗液（药液），同时使上部滚动清洗部件46一边旋转一边下降而以规定的滚动载荷与旋转中的衬底W的表面接触，由此，在存在清洗液的状态下，通过上部滚动清洗部件46对衬底W的表面进行擦刷清洗。上部滚动清洗部件46的长度设定得比衬底W的直径稍长，由此，能够在从衬底W表面的直径的一端部到另一端部的范围内同时进行清洗。

在通过上部滚动清洗部件46对该衬底W的表面进行擦刷清洗时，通过测力传感器54测定从上部滚动清洗部件46对衬底W施加的滚动载荷，并通过调节计66对测力传感器54的测定值（测定滚动载荷）和预先从控制盘30输入的设定滚动载荷进行比较，调节计66根据其差对电动气动调节器62指示调节阀的操作量（阀操作量）。电动气动调节器62根据调节计66的指示自动地调节阀开度，并根据该调整后的阀开度而改变汽缸56的推力。由此，在清洗衬底W时以使施加在衬底W上的滚动载荷成为设定滚动载荷的方式对滚动载荷进行反馈控制。

图6是表示一边对从图3所示的衬底清洗装置的上部滚动清洗部件46施加于衬底W的滚动载荷进行反馈控制一边清洗衬底W的表面（上表面）的控制例的流程图。此外，一边对从图3所示的衬底清洗装置的下部滚动清洗部件48施加于衬底W的滚动载荷进行反馈控制一边清洗衬底W的背面（下表面）的控制例也大致相同，因此，在此省略其说明。

如图6所示，从控制盘30输入与设定滚动载荷相应的电动气动调节器62的阀操作量基准值、例如图4或图5所示的直线A上的值，并将该阀操作量基准值（直线A）存储到监控部80中（步骤1）。然后，在清洗时，从控制盘30向调节计66输入应当从上部滚动清洗部件46对衬底W施加的滚动载荷（设定滚动载荷）、例如图4或图5所示的设定滚动载荷R（N）（步骤2）。

然后，在使衬底W水平旋转的状态下，在从上部清洗液供给喷嘴50向衬底W的表面（上表面）供给清洗液（药液）的同时，使上部滚动清洗部件46一边旋转一边下降而与旋转中的衬底W的表面接触，在存在清洗液的状态下，通过上部滚动清洗部件46对衬底W的表面进行擦刷清洗。在清洗该衬底W时，以使施加在衬底W上的滚动载荷成为设定滚动载荷的方式对滚动载荷进行反馈控制（步骤3）。

监控部80对所存储的阀操作量基准值中的与设定滚动载荷对应的阀操作量基准值、例如图4或图5所示的设定滚动载荷R（N）与直线（各阀操作量基准值）A的交点处的阀操作量基准值S、和从调节计66对电动气动调节器62输出的阀操作量（当前阀操作量）进行比较（步骤4）。然后，判断当前阀操作量是否偏离与设定滚动载荷对应的阀操作量基准值的允许范围。例如，判断阀操作量是否偏离图4所示的设定滚动载荷R与直线B的交点处的下限阈值T1（kPa）和设定滚动载荷R与直线C的交点处的上限阈值T2（kPa）所夹持的范围（T1～T2）、或是否偏离图5所示的设定滚动载荷R与直线D的交点处的下限阈值T3（kPa）和设定滚动载荷R与直线E的交点处的上限阈值T4（kPa）所夹持的范围（T3～T4）（步骤5）。

然后，在当前阀操作量偏离了与设定滚动载荷对应的阀操作量基准值的允许范围时，例如低于图4所示的下限阈值T1（kPa）或图5所示的下限阈值T3（kPa）、或者超过图4所示的上限阈值T2（kPa）或图5所示的上限阈值T4（kPa）时，判断成测力传感器54发生故障，并从警报器82发出警报（步骤6）。然后，强制结束清洗，在将装置内的衬底回收后，使装置停止（步骤7）。

另一方面，在当前阀操作量没有偏离与设定滚动载荷对应的阀操作量基准值的允许范围时，判断是否经过了规定清洗时间（步骤8），在尚未经过规定清洗时间时返回到步骤4，在经过了规定清洗时间时结束清洗（步骤9）。然后，开始下个衬底的处理（步骤10）并返回到步骤2。

由此，在清洗衬底W时能够迅速地检测测力传感器54发生故障的情况，从而能够防止在从滚动清洗部件46对衬底W施加异常滚动载荷的状态下继续清洗的情况。

与此同时，从下部清洗液供给喷嘴52向衬底W的背面（下表面）供给清洗液，并使下部滚动清洗部件48一边旋转一边上升而以规定的滚动载荷与旋转中的衬底W的背面接触，由此，在存在清洗液的状态下，通过下部滚动清洗部件48对衬底W的背面进行擦刷清洗。下部滚动清洗部件48的长度设定得比衬底W的直径稍长，与上述衬底W的表面大致同样地，能够对衬底W的整个背面进行清洗。

在通过下部滚动清洗部件48对该衬底W的背面进行擦刷清洗时，与上述上部滚动清洗部件46的情况同样地，在清洗衬底W时以使施加在衬底W上的滚动载荷成为设定滚动载荷的方式对滚动载荷进行反馈控制。

在图1所示的衬底处理装置中，将从装载口12内的衬底盒取出的衬底输送到研磨装置14a～14d中任一研磨装置上并对其表面进行研磨。然后，在通过第1衬底清洗装置16对研磨后的衬底表面进行清洗（一次清洗）后，通过第2衬底清洗装置18进行进一步清洗（精洗）。然后，将清洗后的衬底从第2衬底清洗装置18取出并搬入到衬底干燥装置20而使其旋转干燥，然后，将干燥后的衬底放回装载口12的衬底盒内。

此外，在上述例子中，在清洗衬底时，利用闭环控制系统对从上部滚动清洗部件46施加到衬底的表面（上表面）的滚动载荷及从下部滚动清洗部件48施加到衬底的背面（下表面）的滚动载荷这双方进行反馈控制，但也可以根据使用条件（工序、衬底的性状、载荷等）而仅对某一方的滚动载荷进行反馈控制。

至此，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，毫无疑问在其技术思想的范围内能够以各种不同方式实施。

Claims (5)

1.一种衬底清洗装置，其特征在于，具有：

滚动架，其支承长尺寸状地水平延伸的滚动清洗部件并使该滚动清洗部件旋转；

升降机构，其随着具有控制设备的致动器的驱动，在清洗衬底时以使所述滚动清洗部件对衬底施加滚动载荷的方式使所述滚动架升降；

测力传感器，其测定所述滚动载荷；

控制部，其基于所述测力传感器的测定值而经由所述控制设备对所述滚动载荷进行反馈控制；和

监控部，其对所述控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视。

2.如权利要求1所述的衬底清洗装置，其特征在于，

具有警报器，当所述控制设备的操作量偏离与所述设定滚动载荷相应地预先设定的操作量基准值的允许范围时，所述警报器发出警报。

3.如权利要求1或2所述的衬底清洗装置，其特征在于，

所述致动器为汽缸，所述控制设备为对调节阀的开度进行控制的电动气动调节器，其中，所述调节阀对提供给汽缸的气体的压力进行调整。

4.一种衬底清洗方法，其特征在于，

一边通过测力传感器测定随着具有控制设备的致动器的驱动而升降的长尺寸状地水平延伸的滚动清洗部件对衬底施加的滚动载荷，并基于该测力传感器的测定值通过所述控制设备对所述滚动载荷进行反馈控制，一边对所述控制设备的操作量是否偏离预先设定的与设定滚动载荷相应的操作量基准值的允许范围进行监视。

5.如权利要求4所述的衬底清洗方法，其特征在于，

当所述控制设备的操作量偏离与所述设定滚动载荷相应地预先设定的操作量基准值的允许范围时，发出警报。

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