CN114846584B - 清洗装置、研磨装置、在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置及方法 - Google Patents

清洗装置、研磨装置、在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置及方法 Download PDF

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Abstract

清洗装置具备：多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。

Description

清洗装置、研磨装置、在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置及方法
技术领域
本发明关于清洗装置、研磨装置、在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置及方法。
背景技术
在半导体设备的制造工序中，在半导体晶片等的基板的表面实施成膜、蚀刻、研磨等各种处理。在这些各种处理的前后，由于需要保持基板的表面洁净，因此进行基板的清洗处理。在基板的清洗处理中，广泛地使用清洗机，该清洗机一边利用多个辊保持基板的周缘部一边通过驱动辊旋转而使基板旋转，将清洗部件按压在旋转的基板上进行清洗。
如上所述，在通过多个辊保持基板的周缘部并使基板旋转的清洗机中，通过利用清洗部件一边对基板的表面施加规定的压力一边摩擦基板的表面，从而使基板的表面的污垢(颗粒等)脱落，因此，有在基板与辊之间产生打滑而基板的旋转速度比设定旋转速度低的情况。
在日本特开2003-77881号公报中，公开了如下的技术：检测由于辊与被驱动旋转的基板的切口接触而在该辊产生的振动，并基于该振动的检测来判定在基板与辊之间是否产生打滑。
但是，用于检测振动的振动传感器被一体地安装于多个辊中的一个辊，因此，在基板旋转一周的期间只能检测一次由于基板的切口与辊接触而产生的振动。因此，如果要基于由于辊与基板的切口接触而产生的振动高精度地求出基板的旋转速度，则需要花费充分的测定时间。为了缩短测定时间，也考虑对各辊分别安装振动传感器，但在该情况下，装置结构变复杂，成本也变高。
另外，振动传感器需要设置于传递振动的框体等，并且考虑到振动的衰减，需要设置于振动源的附近，但如果是传声器则只要能够检测在空气中传递的声音即可，因此，与振动传感器相比，设置场所的选择范围更广。
发明内容
希望提供在通过多个辊保持基板的周缘部而使基板旋转的清洗装置中能够高精度地求出基板的旋转速度而不使装置结构复杂化的技术。
本发明的一个方式涉及的清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
本发明的一个方式涉及的研磨装置具备：
研磨单元，该研磨单元进行基板的研磨；以及
清洗单元，该清洗单元进行研磨后的基板的清洗，
所述清洗单元具有：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
本发明的一个方式涉及的装置是在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；以及
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液，
该装置具备：
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
本发明的一个方式涉及的清洗方法是在清洗装置中计算基板的旋转速度的方法，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；以及
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液，
该清洗方法包含以下步骤：
通过传声器检测由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音的步骤；以及
基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度的步骤。
附图说明
图1是表示一个实施方式涉及的研磨装置的整体结构的俯视图。
图2是表示一个实施方式涉及的清洗装置的内部结构的侧视图。
图3是表示图2所示的清洗装置中的辊的配置的俯视图。
图4是表示基于由传声器检测出的声音计算基板的旋转速度的信号处理的流程的一例的图。
图5是表示基于由传声器检测出的声音计算基板的旋转速度的结构的框图。
图6是表示正常时由传声器检测的声音的信号的原始波形的曲线图的一例。
图7是表示正常时由传声器检测的声音的信号通过BPF或HPF后的波形的曲线图的一例。
图8是表示正常时由传声器检测的声音的信号的绝对值化处理后的波形的曲线图的一例。
图9是表示正常时由传声器检测的声音的信号通过LPF后的波形的曲线图的一例。
图10是表示正常时由传声器检测的声音的信号的FFT分析结果的曲线图的一例。
图11是将正常时和异常时由传声器检测的声音的信号的原始波形重叠表示的曲线图的一例。
图12是将正常时和异常时由传声器检测的声音的信号的BPF或HPF通过后的波形重叠表示的曲线图的一例。
图13是将正常时和异常时由传声器检测的声音的信号的绝对值化处理后的波形重叠表示的曲线图的一例。
图14是将正常时和异常时由传声器检测的声音的信号的LPF通过后的波形重叠表示的曲线图的一例。
图15是将正常时和异常时由传声器检测的声音的信号的FFT分析结果重叠表示的曲线图的一例。
具体实施方式
实施方式的第一方式涉及的清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
根据这样的方式，例如在辊为N个(N是2以上的自然数)的情况下，在基板旋转一周的期间，切口通过N个辊，因此，能够通过一个传声器检测N此由于切口与辊接触而产生的声音。因此，与通过一个振动传感器检测由于切口与辊接触而产生的振动的情况相比，能够将分辨率提高到N倍，由此，能够在短时间内高精度地求出基板的旋转速度而不使装置结构复杂化。
实施方式的第二方式涉及的清洗装置是第一方式涉及的清洗装置，
还具备框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，
至少一个所述传声器配置于所述框体的外侧。
本申请的发明者们在实际验证后发现，在传声器配置于框体的外侧的情况下，与传声器配置于框体的内侧的情况相比，能够提高由于基板的切口与辊接触而产生的声音的检测精度。因此，根据这样的方式，能够更高精度地求出基板的旋转速度。另外，根据这样的方式，不需要传声器的防水处理，而且，即使在使用可燃性的清洗液的情况下，也不需要传声器的防爆处理。
实施方式的第三方式涉及的清洗装置是第一方式涉及的清洗装置，
还具备框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，
所述传声器仅配置于所述框体的内侧。
实施方式的第四方式涉及的清洗装置是第一方式～第三方式中的任一方式涉及的清洗装置，
所述旋转速度计算部基于所述声音的基波和高次谐波计算所述基板的旋转速度。
在声音的频率变动的情况下，越是高次谐波则峰值波形的变动量就越大(例如，100Hz的基波的1％的变动量是1Hz，但200Hz的第二高次谐波的1％的变动量2Hz，是基波的变动量的2倍)。因此，根据这样的方式，不仅利用声音的基波还利用高次谐波计算基板的旋转速度，由此，能够更高精度地求出基板的旋转速度。
实施方式的第五方式涉及的清洗装置是第一方式～第四方式中的任一方式涉及的清洗装置，
还具备振动传感器，该振动传感器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊中的一个辊接触而产生的振动进行检测，
所述旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音和由所述振动传感器检测的振动计算所述基板的旋转速度。
实施方式的第六方式涉及的清洗装置是第一方式～第四方式中的任一方式涉及的清洗装置，
还具备第二传声器，该第二传声器检测从所述旋转驱动部产生的声音，
所述旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音和由所述第二传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
实施方式的第七方式涉及的清洗装置是第一方式～第六方式中的任一方式涉及的清洗装置，
还具备旋转速度设定部，该旋转速度设定部对所述旋转驱动部设定所述基板的旋转速度的设定值，
所述旋转速度计算部考虑从所述旋转速度设定部取得的所述设定值来计算所述基板的旋转速度。
实施方式的第八方式涉及的清洗装置是第一方式～第七方式中的任一方式涉及的清洗装置，
还具备显示控制部，该显示控制部在显示器显示由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度。
实施方式的第九方式涉及的清洗装置是第八方式涉及的清洗装置，
所述显示控制部对由所述旋转速度计算部计算出的过去多次的旋转速度进行平均并在显示器显示。
实施方式的第十方式涉及的清洗装置是第一方式～第九方式中的任一方式涉及的清洗装置，
还具备异常判定部，该异常判定部基于由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度判定有无异常。
实施方式的第十一方式涉及的清洗装置是第十方式涉及的清洗装置，
所述异常判定部基于由所述旋转速度计算部计算出的过去多次的旋转速度的平均值判定有无异常。
实施方式的第十二方式涉及的清洗装置是第十方式或第十一方式涉及的清洗装置，
还具备异常报告部，在由所述异常判定部判定为有异常的情况下，该异常报告部报告异常和/或指示所述旋转驱动部停止。
实施方式的第十三方式涉及的清洗装置是第十方式～第十二方式中的任一方式涉及的清洗装置，
所述异常判定部对由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度与从所述旋转速度设定部取得的所述设定值的差值或比值进行计算，在该差值或比值超过预先确定的阈值的情况下，判定为有异常。
实施方式的第十四方式涉及的清洗装置是第十方式～第十三方式中的任一方式涉及的清洗装置，
在由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度为零且从所述旋转速度设定部取得的所述设定值不为零的情况下，或者在由所述传声器检测出异常声音的情况下，所述异常判定部判定为有异常。
实施方式的第十五方式涉及的清洗装置是第十方式～第十四方式中的任一方式涉及的清洗装置，
所述异常判定部考虑流过使清洗部件旋转的电动机的电流的变动来判定有无异常。
实施方式的第十六方式涉及的清洗装置是第十方式～第十五方式中的任一方式涉及的清洗装置，
所述异常判定部考虑所述框体的内部的气压的变动来判定有无异常。
实施方式的第十七方式涉及的清洗装置是第二方式涉及的清洗装置，
所述传声器从设置于所述框体的换气用的间隙收集在所述框体的内部产生的声音。
实施方式的第十八方式涉及的清洗装置是第七方式涉及的清洗装置，
所述旋转速度计算部根据所述设定值变更适用于所述声音的信号的滤波器的截止频率。
实施方式的第十九方式涉及的研磨装置具备：
研磨单元，该研磨单元进行基板的研磨；以及
清洗单元，该清洗单元进行研磨后的基板的清洗，
所述清洗单元具有：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
实施方式的第二十方式涉及的装置是在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；以及
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液，
该装置具备：
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
实施方式的第二十一方式涉及的清洗方法是在清洗装置中计算基板的旋转速度的方法，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；以及
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液，
该方法包含以下步骤：
通过传声器检测由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触的步骤；以及
基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度的步骤。
以下，参照附图，详细说明实施方式的具体例。另外，在以下的说明和在以下的说明所使用的附图中，对于能够构成为相同的部分，省略相同的符号并省略重复说明。
＜基板处理装置＞
图1是表示一个实施方式涉及的基板处理装置(也称为研磨装置)1的整体结构的俯视图。
如图1所示，基板处理装置1具有大致矩形状的外壳10以及供储存多个基板W(参照图2等)的基板盒(未图示)载放的装载端口12。装载端口12与外壳10相邻地配置。能够在装载端口12搭载开放式盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface：标准机械接口)盒或FOUP(Front Opening Unified Pod：前开放式晶片传送盒)。SMIF盒和FOUP是能够通过在内部收容基板盒并用隔壁覆盖而保持与外部空间独立的环境的密闭容器。作为基板W，能够列举出例如半导体晶片等。
在外壳10的内部，收容有多个(在图1所示的方式中为四个)研磨单元14a～14d、对研磨后的基板W进行清洗的第一清洗单元16a和第二清洗单元16b以及使清洗后的基板W干燥的干燥单元20。研磨单元14a～14d沿着外壳10的长度方向排列，清洗单元16a、16b和干燥单元20也沿着外壳10的长度方向排列。
在由装载端口12、位于装载端口12侧的研磨单元14a及干燥单元20包围的区域配置有第一搬运机器人22。另外，在排列有研磨单元14a～14d的区域与排列有清洗单元16a、16b和干燥单元20的区域之间，与外壳10的长度方向平行地配置有搬运单元24。第一搬运机器人22从装载端口12接收研磨前的基板W并交接至搬运单元24，或从搬运单元24接收从干燥单元20取出的干燥后的基板W。
在第一清洗单元16a与第二清洗单元16b之间配置有第二搬运机器人26，该第二搬运机器人26在第一清洗单元16a与第二清洗单元16b之间进行基板W的交接。另外，在第二清洗单元16b与干燥单元20之间配置有第三搬运机器人28，该第三搬运机器人28在第二清洗单元16b与干燥单元20之间进行基板W的交接。
另外，在基板处理装置1设置有研磨控制装置30，该研磨控制装置30控制各设备14a～14d、16a、16b、22、24、26、28的动作。作为研磨控制装置30，例如使用可编程逻辑控制器(PLC)。在图1所示的方式中，研磨控制装置30配置于外壳10的内部，但不限于此，研磨控制装置30也可以配置于外壳10的外部。
作为第一清洗单元16a和/或第二清洗单元16b，可以使用辊式清洗装置(后述的一个实施方式涉及的清洗装置16)，在存在清洗液的情况下，该辊式清洗装置使在基板W的直径的大致全长上直线状地延伸的辊式清洗部件与基板W的表面接触，并使辊式清洗部件一边自转一边擦洗基板W的表面；也可以使用笔式清洗装置(未图示)，在存在清洗液的情况下，该笔式清洗装置(未图示)使在铅直方向上延伸的圆柱状的笔式清洗部件与基板W的表面接触，并使笔式清洗部件一边自转一边朝向与基板W的表面平行的一个方向移动而擦洗基板W的表面；也可以使用抛光清洗研磨装置(未图示)，在存在清洗液的情况下，该抛光清洗研磨装置使具有在铅直方向上延伸的旋转轴线的抛光清洗研磨部件与基板W的表面接触，并使抛光清洗研磨部件一边自转一边向与基板W的表面平行的一个方向移动而擦洗研磨基板W的表面；也可以使用利用双流体喷射清洗基板W的表面的双流体喷射清洗装置(未图示)。另外，作为第一清洗单元16a和/或第二清洗单元16b，也可以组合使用这些辊式清洗装置、笔式清洗装置、抛光研磨装置以及双流体喷射清洗装置中的任意两个以上。
清洗液包括纯水(DIW)等漂洗液、氨过氧化氢(SC1)、盐酸过氧化氢(SC2)、硫酸过氧化氢(SPM)、硫酸加水、氢氟酸等药液。在本实施方式中，只要没有特别限定，清洗液就意味着漂洗液或药液中的任一种。
作为干燥单元20，也可以使用旋转干燥装置，该旋转干燥装置从在与基板W的表面平行的一个方向上移动的喷射喷嘴朝向旋转的基板W喷出异丙醇(IPA)蒸气而使基板W干燥，再使基板W以高速旋转并通过离心力使基板W干燥。
＜清洗装置＞
接着，对一个实施方式涉及的清洗装置16进行说明。图2是表示一个实施方式涉及的清洗装置16的内部结构的侧视图，图3是表示清洗装置16中的辊42a～42d的配置的俯视图。一个实施方式涉及的清洗装置16也可以用作上述基板处理装置1中的第一清洗单元16a和/或第二清洗单元16b。
如图2和图3所示，清洗装置16具有：框体41，该框体41划定进行基板W的清洗的清洗空间的；多个(在图示的例中为四个)辊42a～42d，该多个辊42a～42d保持基板W的周缘部；旋转驱动部43a、43b，该旋转驱动部43a、43b通过驱动多个辊42a～42d旋转而使基板W旋转；清洗部件44a、44b，该清洗部件44a、44b与基板W抵接而进行该基板W的清洗；以及清洗液供给喷嘴45，该清洗液供给喷嘴45向基板W供给清洗液。
在本实施方式中，旋转驱动部43a、43b具有电动机。在图示的例中，符号43a的旋转驱动部的电动机经由带轮和带驱动符号为42a、42d的辊旋转，符号43b的旋转驱动部的电动机经由带轮和带驱动符号为42b、42c的辊旋转。利用旋转驱动部43a、43b，多个辊42a～42d被驱动向相同方向(在图3所示的例中为逆时针)旋转，由此，被多个辊42a～42d保持的基板W由于作用于各辊42a～42d与基板W的周缘部之间的摩擦力而向与各辊42a～42d的旋转方向相反的方向(在图3所示的例中为顺时针)旋转。
在本实施方式中，清洗部件44a、44b是圆柱状且延伸为长条状的、例如由聚乙烯醇(PVA)构成的辊式清洗部件(辊海绵)，但不限定于此，在铅直方向上延伸的圆柱状的笔式清洗部件，也可以是具有在铅直方向上延伸的旋转轴线的抛光清洗研磨部件。
如图2所示，多个辊42a～42d、清洗部件44a、44b以及清洗液供给喷嘴45配置于框体41的内侧，防止向基板W上供给的清洗液向清洗空间的外侧飞散。
在图2所示的例中，在框体41的侧壁形成有用于搬入或搬出基板W的开口(基板搬入搬出口)，该基板搬入搬出口能够通过活动门41a、41b进行开闭。另外，在框体41的底部形成有排气口41c。框体41的内部的空气从排气口41c排出，并且框体41的外部的空气从基板搬入搬出口与活动门41a、41b的间隙流入，由此进行清洗空间的换气。
如图2所示，本实施方式涉及的清洗装置16具有对由于基板W的周缘部的切口(未图示)与多个辊42a～42d接触而产生的声音进行检测的传声器51a、51b和基于由传声器51a、51b检测的声音计算基板W的旋转速度的旋转速度计算部52。
传声器51a、51b配置在能够检测出该声音的位置即可，可以配置于基板处理装置1的外壳10的内部的任意部位。另外，传声器51a、51b可以配置于框体41的外侧，也可以配置于框体41的内侧。在图2所示的例中，符号51a的传声器配置于框体41的外侧，符号51b的传声器配置于框体41的内侧。即，在图2所示的例中，至少一个传声器配置于框体41的外侧。另外，虽然省略图示，但传声器也可以仅配置于框体41的内侧。
本申请的发明者们在实际验证后发现，在传声器51a配置于框体41的外侧的情况下，与传声器51b配置于框体的内侧的情况相比，能够提高由于基板W的切口与辊42a～42d接触而产生的声音的检测精度。对于其理由，本申请的发明者们在研究后作出如下推测。即，作为在基板W的清洗期间在框体41内部产生的较大的声音，有清洗液流动的声音(哗啦哗啦的声音)，由于该声音是通过空气的振动传递的声音，因此被包围清洗空间的框体41而遮挡，在框体41的外侧被大幅地衰减(在框体41的内侧有在框体41的内表面的回声)。与此相对，由于基板W的切口与辊42a～42d接触而产生的声音包含通过硬部件的振动传递的固体传播音，因此，即使清洗空间被框体41包围，也能够通过该框体41自身向框体41的外侧传递。因此，在传声器51a配置于框体41的外侧的情况下，与传声器51b配置于框体的内侧的情况相比，能够大幅降低清洗液流动的声音(哗啦哗啦的声音)的影响，提高S/N比，因此，能够提高由于基板W的切口与辊42a～42d接触而产生的声音的检测精度。
另外，在传声器51a配置于框体41的外侧的情况下，有以下优点：不需要传声器51a的防水处理，而且，即使在使用可燃性的清洗液的情况下也不需要传声器51a的防爆处理。
在传声器51a配置于框体41的外侧的情况下，该传声器51a可以从设置于框体41的换气(吸气)用的间隙采集在框体41的内部产生的声音。在图2所示的例中，传声器51a在框体41的外侧与基板搬入搬出口相邻地配置，能够从基板搬入搬出口与活动门41a之间的间隙采集在框体41的内部产生的声音。
在传声器51b配置于框体41的内侧的情况下，希望实施用塑料袋(未图示)覆盖传声器51b等防水处理。
图5是表示基于由传声器51a、51b检测出的声音计算基板W的旋转速度(也称为实际旋转速度)的结构的框图。
如图5所示，旋转速度计算部52具有信号输入部52a、运算部52b以及结果输出部52c，基于由传声器51a、51b检测出的声音计算基板W的旋转速度(实际旋转速度)。在此，旋转速度计算部52可以基于由传声器51a、51b检测出的声音的基波计算基板W的旋转速度，也可以基于由传声器51a、51b检测出的声音的基波和高次谐波计算基板W的旋转速度。
图4是表示基于由传声器51a、51b检测出的声音计算基板W的旋转速度(实际旋转速度)的信号处理的流程的一例的图。
如图4所示，旋转速度计算部52首先将由传声器51a、51b检测出的声音的信号(声压)通过放大器放大，之后，进行模拟数字(A/D)转换，接着使其通过带通滤波器(BPF)或高通滤波器(HPF)。作为一例，A/D转换的采样频率fs＝10kHz、采样周期Ts＝2秒，HPF的截止频率fc＝2000Hz。图6是表示正常时由传声器51a、51b检测的声音的信号的原始波形(即BPF或HPF通过前的波形)的曲线图的一例，图7是表示正常时由传声器51a、51b检测的声音的信号通过BPF或HPF通过后的波形的曲线图的一例。另外，图11是将异常时由传声器检测的声音的信号的原始波形与正常时由传声器检测的声音的信号的原始波形重叠表示的曲线图的一例，图12是将异常时由传声器检测的声音通过信号的BPF或HPF后的波形与正常时由传声器检测的声音的信号通过BPF或HPF后的波形重叠表示的曲线图的一例。在图11和图12中，“×”表示正常时的峰值在异常时消失的部位，“〇”表示正常时没有而在异常时追加的峰值的部位。
接着，旋转速度计算部52将通过HPF后的信号绝对值化，之后，通过使其通过低通滤波器(LPF)而进行包络线处理(也称包络处理)。作为一例，LPF的截止频率为fc＝1000Hz。图8是表示正常时由传声器51a、51b检测的声音的信号的绝对值化处理后的波形的曲线图的一例，图9是表示正常时由传声器51a、51b检测的声音的信号通过LPF后的波形的曲线图的一例。另外，图13是将异常时由传声器检测的声音的信号的绝对值化处理后的波形与正常时由传声器检测的声音的信号的绝对值化处理后的波形重叠表示的曲线图的一例，图14是将异常时由传声器检测的声音的信号通过LPF后的波形与正常时由传声器检测的声音的信号通过LPF后的波形重叠表示的曲线图的一例。在图13和图14中，“×”表示正常时的峰值在异常时消失的部位，“〇”表示正常时没有而在异常时追加的峰值的部位。
接着，旋转速度计算部52对通过LPF后的信号例如以0～100Hz进行快速傅立叶变换(FFT)，生成频谱。旋转速度计算部52也可以将过去多次的FFT分析结果进行平均而生成频谱。在不平均的情况下，能够以更短的时间进行运算。图10是表示正常时由传声器51a、51b检测的声音的信号的FFT分析结果的曲线图的一例。另外，图15是将异常时由传声器检测的声音的信号的FFT分析结果与正常时由传声器检测的声音的信号的FFT分析结果重叠表示的曲线图。在图15中，“×”表示正常时的峰值在异常时消失的部位，“〇”表示正常时没有而在异常时追加的峰值的部位。参照图15，若对正常时的FFT分析结果与异常时的FFT分析结果进行比较，则异常时的峰值(“〇”)的频率(横轴的位置坐标)比正常时的峰值(“△”)的频率(位置坐标)小，由此可知，异常时的基板W的旋转速度比正常时的降低。
接着，旋转速度计算部52从生成的频谱(FFT分析结果)抽取峰值(例如抽取第一～第五峰值频率)，基于抽取出的峰值频率与从后述的旋转速度设定部56取得的基板W的旋转速度的设定值(也称为设定旋转速度)推定基板W的旋转频率，根据推定的旋转频率T计算基板W的旋转速度(实际旋转速度)。
旋转速度计算部52也可以根据从旋转速度设定部56取得的基板W的旋转速度的设定值(设定旋转速度)变更适用于由传声器51a、51b检测出的声音的信号的滤波器(即BPF、HPF或LPF)的截止频率fc。
旋转速度计算部52也可以根据清洗液的种类(例如药液、洗涤剂、水等)、构造物(例如辊42a～42d)的特征值变更适用于由传声器51a、51b检测出的声音的信号的滤波器(即BPF、HPF或LPF)的截止频率fc。
作为一个变形，在清洗装置16设置有对由于基板W的周缘部的切口与多个辊42a～42d中的一个辊接触而产生的振动进行检测的振动传感器(未图示)，旋转速度计算部52也可以基于由传声器51a、51b检测的声音和由振动传感器(未图示)检测的振动计算基板W的旋转速度。振动传感器配置在能够检测出该振动的位置即可，可以配置于基板处理装置1的外壳10的内部的任意部位。另外，可以配置于清洗装置16的框体41的内侧，也可以配置于作为框体41的外侧的框体41的外板或者底板、支柱等。
作为另一变形例，在清洗装置16设置有对从旋转驱动部43a、43b产生的声音进行检测的第二传声器51c(参照图2)，旋转速度计算部52也可以基于由传声器51a、51b检测的声音和由第二传声器51c检测的声音计算基板W的旋转速度。
如图2所示，在本实施方式涉及的清洗装置16还设置有旋转速度设定部56、显示控制部53、异常判定部54以及异常报告部55。
旋转速度设定部56对旋转驱动部43a、43b设定基板W的旋转速度的设定值(设定旋转速度)。如上所述，旋转速度计算部52也可以考虑从旋转速度设定部56取得的基板W的旋转速度的设定值(设定旋转速度)计算基板W的旋转速度(实际旋转速度)。另外，旋转速度设定部56也可以设置于研磨控制装置30(参照图1)。
显示控制部53在显示器(未图示)显示由旋转速度计算部52计算出的旋转速度。显示控制部53也可以在显示器(未图示)显示由旋转速度计算部52计算出的最新的旋转速度，也可以对由旋转速度计算部52计算出的过去多次(例如10次)的旋转速度进行平均，在显示器显示该平均值。
异常判定部54基于由旋转速度计算部52计算出的旋转速度来判定有无异常。在此，异常判定部54也可以基于由旋转速度计算部52计算出的过去的多次(例如10次)旋转速度的平均值来判定有无异常。由异常判定部54判定的异常可以是旋转异常(例如打滑的产生)，也可以是其他的异常(例如装置的异常)。
具体而言，例如，异常判定部54对由旋转速度计算部52计算出的旋转速度(实际旋转速度)与从旋转速度设定部56取得的旋转速度的设定值(设定旋转速度)的差值或比值进行计算，在该差值或比值超过预先确定的阈值的情况(例如，与设定旋转速度相比实际旋转速度降低10％以上的情况)下，判定为有旋转异常(例如打滑的产生)。
在清洗装置16中，当辊42a～42d磨损而直径变小时，辊42a～42d的圆周速度降低，因此，基板W的旋转速度与其成比例地逐渐变慢。因此，也可以是，异常判定部54对由旋转速度计算部52计算出的旋转速度(实际旋转速度)与从旋转速度设定部56取得的旋转速度的设定值(设定旋转速度)的差值或比值进行计算，在与设定旋转速度相比实际旋转速度逐渐降低的情况下，判定为有装置的异常(例如辊42a～42d的磨损)。
或者，例如，也可以是，异常判定部54在由旋转速度计算部52计算出的旋转速度(实际旋转速度)为零且从旋转速度设定部56取得的旋转速度的设定值(设定旋转速度)不为零的情况下，或者由传声器51a～51c检测出异常声音的情况下，判定为有异常(例如晶片的裂纹)。
异常判定部54也可以考虑流过使清洗部件44a、44b旋转的电动机(未图示)的电流的变动来判定有无异常。在该情况下，通过考虑流过使清洗部件44a、44b旋转的电动机(未图示)的电流的变动，能够检测清洗部件44a、44b的旋转机构所使用的轴承等的异常。
异常判定部54也可以考虑框体41的内部的气压的变动(例如切口附近的微小的气流的变动)来判定有无异常。
异常判定部54也可以考虑辊42a～42d相对于基板W的周缘部的按压力的变动来判定有无异常。
参照图5，在由异常判定部54判定为有异常的情况下，异常报告部55可以向中央控制装置61或云服务器62报告异常，也可以向旋转驱动部43a、43b发送停止信号并指示停止运转。
另外，上述的旋转速度计算部52、显示控制部53、异常判定部54以及异常报告部55中的至少一部分能够由一个或多个计算机构成。
虽然省略图示，但在清洗装置16中，除了辊42a～42d之外，也可以还设置有通过与基板W的周缘部的切口接触而积极地产生声音的机构(例如从动辊)。在该情况下，旋转速度计算部52通过对该产生的声音进行调谐，能够更明确地检测与基板W的旋转速度对应的周期音。在此，积极地产生声音的机构可以是产生特定的频率(例如清洗液流过的声音(哗啦哗啦的声音)等与噪音明显不同频率)的声音的机构，也可以是容易发射产生的声音的机构。
然而，如上所述，以往有如下的技术：检测由被驱动旋转的基板的切口与辊接触而在该辊产生的振动，基于该振动的检测来判定在基板与辊之间是否产生了打滑，但用于检测振动的振动传感器被一体地安装于多个辊中的一个辊，因此，在基板旋转一周的期间只能检测一次由于基板的切口与辊接触而产生的振动。因此，如果要基于由于辊与基板的切口接触而产生的振动高精度地求出基板的旋转速度，则需要花费充分的测定时间。为了缩短测定时间，也考虑对各辊分别安装振动传感器，但在该情况下，装置结构变复杂，成本也变高。
对此，根据以上那样的本实施方式，例如在辊42a～42d为N个(N是2以上的自然数)的情况下，在基板W旋转一周的期间，切口通过N个辊42a～42d，因此，能够通过一个传声器51a或51b检测N次由于切口与辊42a～42d接触而产生的声音。因此，与通过一个振动传感器检测由于切口与辊接触而产生的振动的情况相比，能够将分辨率提高到N倍，由此，能够在短时间内高精度地求出基板W的旋转速度(实际旋转速度)而不使装置结构复杂化。
另外，本申请的发明者们在实际验证后发现，在传声器51a配置于框体41的外侧的情况下，与传声器51b配置于框体的内侧的情况相比，能够提高由于基板W的切口与辊42a～42d接触而产生的声音的检测精度。因此，根据本实施方式，通过将至少一个传声器51a配置于框体41的外侧，能够更高精度地求出基板W的旋转速度。另外，通过将至少一个传声器51a配置于框体41的外侧，不需要传声器51a的防水处理，而且，即使在使用可燃性的清洗液的情况下，也不需要传声器51a的防爆处理。
另外，在声音的频率变动的情况下，越是高次谐波则峰值波形的变动量就越大(例如，100Hz的基波的1％的变动量是1Hz，但200Hz的第二高次谐波的1％的变动量是2Hz，是基波的变动量的2倍)。因此，根据本实施方式，旋转速度计算部52不仅利用由传声器51检测的声音的基波，还利用高次谐波计算基板W的旋转速度(实际旋转速度)，因此，能够更高精度地求出基板W的旋转速度(实际旋转速度)。
以上，通过例示对实施方式和变形例进行了说明，但本技术范围不限定于此，在请求保护的范围内能够根据目的进行变更、变形。另外，各实施方式和变形例能够在处理内容不产生矛盾的范围内适当地组合。

Claims (29)

1.一种清洗装置，其特征在于，具备：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度；以及
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，
至少一个所述传声器配置于所述框体的外侧。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，
所述旋转速度计算部基于所述声音的基波和高次谐波计算所述基板的旋转速度。
3.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，
还具备振动传感器，该振动传感器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊中的一个辊接触而产生的振动进行检测，
所述旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音和由所述振动传感器检测的振动计算所述基板的旋转速度。
4.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，
还具备第二传声器，该第二传声器检测从所述旋转驱动部产生的声音，
所述旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音和由所述第二传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
5.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，
所述旋转速度计算部考虑从对所述旋转驱动部设定所述基板的旋转速度的设定值的旋转速度设定部取得的所述设定值来计算所述基板的旋转速度。
6.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，
还具备显示控制部，该显示控制部在显示器显示由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度。
7.根据权利要求6所述的清洗装置，其特征在于，
所述显示控制部对由所述旋转速度计算部计算出的过去多次的旋转速度进行平均并在显示器显示。
8.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，
所述旋转速度计算部根据所述设定值变更适用于所述声音的信号的滤波器的截止频率。
9.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，
所述传声器从设置于所述框体的换气用的间隙收集在所述框体的内部产生的声音。
10.一种清洗装置，其特征在于，具备：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度；
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间；以及
异常判定部，该异常判定部基于由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度判定有无异常，
所述异常判定部考虑所述框体的内部的气压的变动来判定有无异常。
11.根据权利要求10所述的清洗装置，其特征在于，
所述异常判定部基于由所述旋转速度计算部计算出的过去多次的旋转速度的平均值判定有无异常。
12.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
还具备异常报告部，在由所述异常判定部判定为有异常的情况下，该异常报告部报告异常和/或指示所述旋转驱动部停止。
13.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
所述异常判定部对由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度与从对所述旋转驱动部设定所述基板的旋转速度的设定值的旋转速度设定部取得的所述设定值的差值或比值进行计算，在该差值或比值超过预先确定的阈值的情况下，判定为有异常。
14.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
在由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度为零且从对所述旋转驱动部设定所述基板的旋转速度的设定值的旋转速度设定部取得的所述设定值不为零的情况下，或者在由所述传声器检测出异常声音的情况下，所述异常判定部判定为有异常。
15.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
所述异常判定部考虑流过使清洗部件旋转的电动机的电流的变动来判定有无异常。
16.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，
所述传声器仅配置于所述框体的内侧。
17.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
所述旋转速度计算部基于所述声音的基波和高次谐波计算所述基板的旋转速度。
18.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
还具备振动传感器，该振动传感器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊中的一个辊接触而产生的振动进行检测，
所述旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音和由所述振动传感器检测的振动计算所述基板的旋转速度。
19.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
还具备第二传声器，该第二传声器检测从所述旋转驱动部产生的声音，
所述旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音和由所述第二传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度。
20.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
所述旋转速度计算部考虑从对所述旋转驱动部设定所述基板的旋转速度的设定值的旋转速度设定部取得的所述设定值来计算所述基板的旋转速度。
21.根据权利要求10或11所述的清洗装置，其特征在于，
还具备显示控制部，该显示控制部在显示器显示由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度。
22.根据权利要求21所述的清洗装置，其特征在于，
所述显示控制部对由所述旋转速度计算部计算出的过去多次的旋转速度进行平均并在显示器显示。
23.根据权利要求20所述的清洗装置，其特征在于，
所述旋转速度计算部根据所述设定值变更适用于所述声音的信号的滤波器的截止频率。
24.一种研磨装置，其特征在于，具备：
研磨单元，该研磨单元进行基板的研磨；以及
清洗单元，该清洗单元进行研磨后的基板的清洗，
所述清洗单元具有：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度；以及
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，
至少一个所述传声器配置于所述框体的外侧。
25.一种研磨装置，其特征在于，具备：
研磨单元，该研磨单元进行基板的研磨；以及
清洗单元，该清洗单元进行研磨后的基板的清洗，
所述清洗单元具有：
多个辊，该多个辊保持基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度；
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间；以及
异常判定部，该异常判定部基于由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度判定有无异常，
所述异常判定部考虑所述框体的内部的气压的变动来判定有无异常。
26.一种在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；以及
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
其特征在于，具备：
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；以及
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度，
所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，
至少一个所述传声器配置于所述框体的外侧。
27.一种在清洗装置中计算基板的旋转速度的装置，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；以及
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
其特征在于，具备：
传声器，该传声器对由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音进行检测；
旋转速度计算部，该旋转速度计算部基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度；以及
异常判定部，该异常判定部基于由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度判定有无异常，
所述异常判定部考虑所述框体的内部的气压的变动来判定有无异常。
28.一种在清洗装置中计算基板的旋转速度的方法，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；以及
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
其特征在于，包含以下步骤：
通过传声器检测由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音的步骤，其中，所述多个辊、所述清洗部件以及所述清洗液供给喷嘴配置于所述框体的内侧，至少一个所述传声器配置于所述框体的外侧；以及
基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度的步骤。
29.一种在清洗装置中计算基板的旋转速度的方法，该清洗装置具备：
多个辊，该多个辊保持所述基板的周缘部；
旋转驱动部，该旋转驱动部通过驱动所述多个辊旋转而使所述基板旋转；
清洗部件，该清洗部件与所述基板抵接而进行该基板的清洗；
清洗液供给喷嘴，该清洗液供给喷嘴向所述基板供给清洗液；以及
框体，该框体划定进行所述基板的清洗的清洗空间，
其特征在于，包含以下步骤：
通过传声器检测由于所述基板的周缘部的切口与所述多个辊接触而产生的声音的步骤；
基于由所述传声器检测的声音计算所述基板的旋转速度的步骤；以及
基于由所述旋转速度计算部计算出的旋转速度判定有无异常的步骤，其中，考虑所述框体的内部的气压的变动来判定有无异常。
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