JP2021009979A - 気液分離装置、研磨装置、研磨装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気液分離装置の内壁面に異物が蓄積することを防止する。【解決手段】気液分離装置６０は、流体を導入する導入口６１ａ、流体から分離した液体を排出する液体排出口６１ｂ、及び流体から分離した気体を排出する気体排出口６１ｃを有する気液分離槽６１と、気液分離槽６１の導入口６１ａに連通する導入流路６２と、気液分離槽６１の液体排出口６１ｂに連通する液体排出流路６３と、導入流路６２から洗浄液を供給し、導入流路６２、気液分離槽６１、及び液体排出流路６３の内壁面を洗浄する洗浄ノズル７０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、気液分離装置、研磨装置、研磨装置のメンテナンス方法に関するものである。

下記特許文献には、気液分離装置を備えた研磨装置が開示されている。ＣＭＰ（化学機械研磨）装置として知られる研磨装置は、研磨テーブル上の研磨パッド上にスラリーを供給しながら、ウェーハを研磨パッドに摺接させてウェーハの表面を研磨する。研磨終了後には、純水と不活性ガス（例えば窒素ガス）とからなる二流体噴流を研磨パッド上に供給して、スラリーや研磨屑を研磨パッドから除去する。

このように、研磨装置では、スラリーや純水などの液体および気体を含む気液混合物が発生する。また、周囲の空気がスラリーや純水に混入することによって気液混合物が生じる場合もある。このような気液混合物は、ダクトを通じて排出されるが、ダクトが気液混合物によって詰まってしまうことがある。そこで、研磨装置は、気液混合物を気体と液体とに分離する気液分離装置を備えている。

特開２０１７−１８９３０号公報

しかしながら、気液混合物が気液分離装置の内壁面に付着し、乾燥などすると、気液混合物に含まれる成分や混入したパーティクルなどの異物が、気液分離装置の内壁面に蓄積する可能性がある。このような異物は、流路を詰まらせたり、飛散して研磨対象物を汚染する原因の一つとなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、気液分離装置の内壁面に異物が蓄積することを防止することを目的とする。

本発明の一態様に係る気液分離装置は、流体を導入する導入口、前記流体から分離した液体を排出する液体排出口、及び前記流体から分離した気体を排出する気体排出口を有する気液分離槽と、前記気液分離槽の前記導入口に連通する導入流路と、前記気液分離槽の前記液体排出口に連通する液体排出流路と、前記導入流路から洗浄液を供給し、前記導入流路、前記気液分離槽、及び前記液体排出流路の内壁面を洗浄する洗浄ノズルと、を備える。
上記気液分離装置において、前記洗浄ノズルよりも上方に配置され、洗浄液を貯水する洗浄液タンクと、前記洗浄液タンクと前記洗浄ノズルとの間を接続する接続流路と、前記接続流路を開閉するバルブと、を備えてもよい。
上記気液分離装置において、水平方向または水平方向よりも上方を向いて、前記気液分離槽の内部に洗浄液を供給する第２の洗浄ノズルを備えてもよい。
上記気液分離装置において、前記気液分離槽の内部には、前記導入口と前記気体排出口との間に、仕切りが介在し、前記第２の洗浄ノズルは、前記仕切りによって仕切られた前記気液分離槽の内部の前記気体排出口側の空間に洗浄液を供給してもよい。
上記気液分離装置において、前記液体排出流路の内部に洗浄液を供給する第３の洗浄ノズルを備えてもよい。
上記気液分離装置において、前記液体排出流路の少なくとも一部は、二重管になっていてもよい。
上記気液分離装置において、前記液体排出流路に接続された切替バルブと、前記切替バルブに接続され、少なくとも一部が二重管となった第１の排出流路と、前記切替バルブに接続され、二重管でない１または複数の第２の排出流路と、を備えてもよい。
上記気液分離装置において、前記切替バルブは、自動弁であり、非通電時に前記液体排出流路の排出先を前記第１の排出流路に切り替えてもよい。

本発明の一態様に係る研磨装置は、研磨テーブルと、前記研磨テーブルの周囲に配置され、前記研磨テーブルに供給された流体の少なくとも一部を回収する回収パンと、前記回収パンに回収された流体が導入される、先に記載の気液分離装置と、を備える。
上記研磨装置において、少なくとも前記研磨テーブル及び前記回収パンを囲む研磨室と、前記研磨室に設けられた扉と、前記扉をロックするロック装置と、前記気液分離装置の洗浄回数に応じて、前記ロック装置のロックを解除する制御装置と、を備えてもよい。
上記研磨装置において、前記研磨室及び前記気液分離装置の少なくともいずれか一方の内部で特定の物質を検知するセンサを備え、前記制御装置は、さらに前記センサの検知結果に応じて、前記ロック装置のロックを解除してもよい。

本発明の一態様に係る研磨装置のメンテナンス方法は、研磨テーブルと、前記研磨テーブルの周囲に配置され、前記研磨テーブルに供給された流体の少なくとも一部を回収する回収パンと、前記回収パンに回収された流体が導入される気液分離装置と、を備える、研磨装置のメンテナンス方法であって、前記気液分離装置は、前記流体を導入する導入口、前記流体から分離した液体を排出する液体排出口、及び前記流体から分離した気体を排出する気体排出口を有する気液分離槽と、前記気液分離槽の前記導入口に連通する導入流路と、前記気液分離槽の前記液体排出口に連通する液体排出流路と、を備え、前記導入流路から洗浄液を供給し、前記導入流路、前記気液分離槽、及び前記液体排出流路の内壁面を洗浄する。

本発明の一態様に係る気液分離装置は、流体を導入する導入口、前記流体から分離した液体を排出する液体排出口、及び前記流体から分離した気体を排出する気体排出口を有する気液分離槽と、前記気液分離槽の前記導入口に連通する導入流路と、前記気液分離槽の前記液体排出口に連通する液体排出流路と、前記液体排出流路に接続された切替バルブと、前記切替バルブに接続され、少なくとも一部が二重管となった第１の排出流路と、前記切替バルブに接続され、二重管となっていない１または複数の第２の排出流路と、を有する。

上記本発明の一態様によれば、気液分離装置の内壁面に異物が蓄積することを防止できる。

第１実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る研磨装置の構成図である。 第２実施形態に係る研磨装置の構成図である。 第２実施形態に係る研磨装置のメンテナンス方法を説明するフロー図である。 第３実施形態に係る研磨装置の構成図である。 第３実施形態に係る研磨装置の構成図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。以下では、気液分離装置及び研磨装置の適用例として、基板を研磨する研磨部と、基板を洗浄する洗浄部と、を備える基板処理装置を例示する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る基板処理装置１の全体構成を示す平面図である。
図１に示す基板処理装置１は、シリコンウェハ等の基板Ｗの表面を平坦に研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）装置である。この基板処理装置１は、矩形箱状のハウジング２を備える。ハウジング２は、平面視で略長方形に形成されている。

ハウジング２は、その中央に長手方向に延在する基板搬送路３を備える。基板搬送路３の長手方向の一端部には、ロード／アンロード部１０が配設されている。基板搬送路３の幅方向（平面視で長手方向と直交する方向）の一方側には、研磨部２０が配設され、他方側には、洗浄部３０が配設されている。基板搬送路３には、基板Ｗを搬送する基板搬送部４０が設けられている。また、基板処理装置１は、ロード／アンロード部１０、研磨部２０、洗浄部３０、及び基板搬送部４０の動作を統括的に制御する制御部５０（制御装置）を備える。

ロード／アンロード部１０は、基板Ｗを収容するフロントロード部１１を備える。フロントロード部１１は、ハウジング２の長手方向の一方側の側面に複数設けられている。複数のフロントロード部１１は、ハウジング２の幅方向に配列されている。フロントロード部１１は、例えば、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載する。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板Ｗのカセットを収納し、隔壁で覆った密閉容器であり、外部空間とは独立した環境を保つことができる。

また、ロード／アンロード部１０は、フロントロード部１１から基板Ｗを出し入れする２台の搬送ロボット１２と、各搬送ロボット１２をフロントロード部１１の並びに沿って走行させる走行機構１３と、を備える。各搬送ロボット１２は、上下に２つのハンドを備えており、基板Ｗの処理前、処理後で使い分けている。例えば、フロントロード部１１に基板Ｗを戻すときは上側のハンドを使用し、フロントロード部１１から処理前の基板Ｗを取り出すときは下側のハンドを使用する。

研磨部２０は、基板Ｗの研磨（平坦化）を行う複数の研磨装置２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）を備える。複数の研磨装置２１は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。研磨装置２１は、研磨面を有する研磨パッド２２を回転させる研磨テーブル２３と、基板Ｗを保持しかつ基板Ｗを研磨テーブル２３上の研磨パッド２２に押圧しながら研磨するためのトップリング２４と、研磨パッド２２に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル２５と、研磨パッド２２の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ２６と、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ２７と、を備える。

研磨装置２１は、研磨液供給ノズル２５から研磨液を研磨パッド２２上に供給しながら、トップリング２４により基板Ｗを研磨パッド２２に押し付け、さらにトップリング２４と研磨テーブル２３とを相対移動させることにより、基板Ｗを研磨してその表面を平坦にする。ドレッサ２６は、研磨パッド２２に接触する先端の回転部にダイヤモンド粒子やセラミック粒子などの硬質な粒子が固定され、当該回転部を回転しつつ揺動することにより、研磨パッド２２の研磨面全体を均一にドレッシングし、平坦な研磨面を形成する。アトマイザ２７は、研磨パッド２２の研磨面に残留する研磨屑や砥粒などを高圧の流体により洗い流すことで、研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ２６による研磨面の目立て作業、すなわち研磨面の再生を達成する。

洗浄部３０は、基板Ｗの洗浄を行う複数の洗浄装置３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、洗浄した基板Ｗを乾燥させる基板乾燥装置３２と、を備える。複数の洗浄装置３１及び基板乾燥装置３２は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。洗浄装置３１Ａと洗浄装置３１Ｂとの間には、第１搬送室３３が設けられている。第１搬送室３３には、基板搬送部４０、洗浄装置３１Ａ、及び洗浄装置３１Ｂの間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット３５が設けられている。また、洗浄装置３１Ｂと基板乾燥装置３２との間には、第２搬送室３４が設けられている。第２搬送室３４には、洗浄装置３１Ｂと基板乾燥装置３２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット３６が設けられている。

洗浄装置３１は、例えば、ロールスポンジ型の洗浄モジュールを備え、基板Ｗを洗浄する。なお、洗浄装置３１Ａ及び洗浄装置３１Ｂは、同一のタイプであっても、異なるタイプの洗浄モジュールであってもよく、例えば、ペンシルスポンジ型の洗浄モジュールや２流体ジェット型の洗浄モジュールであってもよい。基板乾燥装置３２は、例えば、ロタゴニ乾燥（ＩＰＡ（Iso-Propyl Alcohol）乾燥）を行う乾燥モジュールを備える。乾燥後は、基板乾燥装置３２とロード／アンロード部１０との間の隔壁に設けられたシャッタ１ａが開かれ、搬送ロボット１２によって基板乾燥装置３２から基板Ｗが取り出される。

基板搬送部４０は、リフター４１と、第１リニアトランスポータ４２と、第２リニアトランスポータ４３と、スイングトランスポータ４４と、を備える。基板搬送路３には、ロード／アンロード部１０側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７が設定されている。

リフター４１は、第１搬送位置ＴＰ１で基板Ｗを上下に搬送する機構である。リフター４１は、第１搬送位置ＴＰ１において、ロード／アンロード部１０の搬送ロボット１２から基板Ｗを受け取る。また、リフター４１は、搬送ロボット１２から受け取った基板Ｗを第１リニアトランスポータ４２に受け渡す。第１搬送位置ＴＰ１とロード／アンロード部１０との間の隔壁には、シャッタ１ｂが設けられており、基板Ｗの搬送時にはシャッタ１ｂが開かれて搬送ロボット１２からリフター４１に基板Ｗが受け渡される。

第１リニアトランスポータ４２は、第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４の間で基板Ｗを搬送する機構である。第１リニアトランスポータ４２は、複数の搬送ハンド４５（４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ）と、各搬送ハンド４５を複数の高さで水平方向に移動させるリニアガイド機構４６と、を備える。搬送ハンド４５Ａは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１から第４搬送位置ＴＰ４の間を移動する。この搬送ハンド４５Ａは、リフター４１から基板Ｗを受け取り、それを第２リニアトランスポータ４３に受け渡すためのパスハンドである。

搬送ハンド４５Ｂは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。この搬送ハンド４５Ｂは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター４１から基板Ｗを受け取り、第２搬送位置ＴＰ２で研磨装置２１Ａに基板Ｗを受け渡す。搬送ハンド４５Ｂには、昇降駆動部が設けられており、基板Ｗを研磨装置２１Ａのトップリング２４に受け渡すときは上昇し、トップリング２４に基板Ｗを受け渡した後は下降する。なお、搬送ハンド４５Ｃ及び搬送ハンド４５Ｄにも、同様の昇降駆動部が設けられている。

搬送ハンド４５Ｃは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動する。この搬送ハンド４５Ｃは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター４１から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で研磨装置２１Ｂに基板Ｗを受け渡す。また、搬送ハンド４５Ｃは、第２搬送位置ＴＰ２で研磨装置２１Ａのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で研磨装置２１Ｂに基板Ｗを受け渡すアクセスハンドとしても機能する。

搬送ハンド４５Ｄは、リニアガイド機構４６によって、第２搬送位置ＴＰ２と第４搬送位置ＴＰ４との間を移動する。搬送ハンド４５Ｄは、第２搬送位置ＴＰ２または第３搬送位置ＴＰ３で、研磨装置２１Ａまたは研磨装置２１Ｂのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第４搬送位置ＴＰ４でスイングトランスポータ４４に基板Ｗを受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。

スイングトランスポータ４４は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、第１リニアトランスポータ４２から第２リニアトランスポータ４３へ基板Ｗを受け渡す。また、スイングトランスポータ４４は、研磨部２０で研磨された基板Ｗを、洗浄部３０に受け渡す。スイングトランスポータ４４の側方には、基板Ｗの仮置き台４７が設けられている。スイングトランスポータ４４は、第４搬送位置ＴＰ４または第５搬送位置ＴＰ５で受け取った基板Ｗを上下反転して仮置き台４７に載置する。仮置き台４７に載置された基板Ｗは、洗浄部３０の搬送ロボット３５によって第１搬送室３３に搬送される。

第２リニアトランスポータ４３は、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７の間で基板Ｗを搬送する機構である。第２リニアトランスポータ４３は、複数の搬送ハンド４８（４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ）と、各搬送ハンド４５を複数の高さで水平方向に移動させるリニアガイド機構４９と、を備える。搬送ハンド４８Ａは、リニアガイド機構４９によって、第５搬送位置ＴＰ５から第６搬送位置ＴＰ６の間を移動する。搬送ハンド４５Ａは、スイングトランスポータ４４から基板Ｗを受け取り、それを研磨装置２１Ｃに受け渡すアクセスハンドとして機能する。

搬送ハンド４８Ｂは、第６搬送位置ＴＰ６と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動する。搬送ハンド４８Ｂは、研磨装置２１Ｃから基板Ｗを受け取り、それを研磨装置２１Ｄに受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。搬送ハンド４８Ｃは、第７搬送位置ＴＰ７と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動する。搬送ハンド４８Ｃは、第６搬送位置ＴＰ６または第７搬送位置ＴＰ７で、研磨装置２１Ｃまたは研磨装置２１Ｄのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第５搬送位置ＴＰ５でスイングトランスポータ４４に基板Ｗを受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。なお、説明は省略するが、搬送ハンド４８の基板Ｗの受け渡し時の動作は、上述した第１リニアトランスポータ４２の動作と同様である。

図２は、第１実施形態に係る研磨装置２１の構成図である。
研磨装置２１は、図２に示すように、研磨テーブル２３と、研磨テーブル２３の周囲に配置され、研磨テーブル２３に供給された流体（研磨液、ドレッシング液、純水、混合流体など）の少なくとも一部を回収する回収パン２８と、回収パン２８に回収された流体が導入される気液分離装置６０と、を備える。

研磨テーブル２３及び回収パン２８は、研磨室２９内に配置されている。なお、研磨室２９内には、上述したトップリング２４．研磨液供給ノズル２５、図２において不図示のドレッサ２６、アトマイザ２７及び、後述する洗浄ノズル７０、洗浄液タンク７１などが配置されている。気液分離装置６０は、研磨室２９の外に配置された矩形箱状の気液分離槽６１を備える。

気液分離槽６１は、流体を導入する導入口６１ａと、流体から分離した液体を排出する液体排出口６１ｂと、流体から分離した気体を排出する気体排出口６１ｃと、を有する。導入口６１ａは、気液分離槽６１の上部に配置され、導入流路６２と連通している。液体排出口６１ｂは、気液分離槽６１の下部に配置され、液体排出流路６３と連通している。気体排出口６１ｃは、気液分離槽６１の側部に配置され、気体排出流路６４と連通している。

導入流路６２は、回収パン２８の底面に開口する液受け部６２ａと、液受け部６２ａから導入口６１ａに向かって研磨室２９を通過し鉛直下方に延びる導入部６２ｂと、を有する。液受け部６２ａは、有底円筒状あるいは上部が開口した矩形箱状に形成されている。液受け部６２ａの下部には、エッジ（角）を無くす湾曲部６２ｃが形成されている。湾曲部６２ｃは、液受け部６２ａの内壁面うち、側面と底面とを滑らかに接続している。

導入部６２ｂは、液受け部６２ａの底面から鉛直下方に延び、導入口６１ａを介して気液分離槽６１の内部に連通している。気液分離槽６１の内部には、仕切り６５が設けられている。仕切り６５は、導入口６１ａと気体排出口６１ｃとの間に介在し、気体排出口６１ｃ側から気体排出口６１ｃと反対側に向かって下方に傾斜している。仕切り６５の傾斜面は、導入部６２ｂの下端開口と対向している。

仕切り６５の上端部は、導入部６２ｂの下端開口縁の気体排出口６１ｃ側と接続されている。仕切り６５と導入部６２ｂとの接続部には、エッジ（角）を無くす湾曲部６５ａが形成されている。湾曲部６５ａは、導入部６２ｂの鉛直面と、仕切り６５の傾斜面とを滑らかに接続している。

液体排出流路６３は、気体排出口６１ｃを介して気液分離槽６１の内部に連通する実管６３ａと、実管６３ａの少なくとも一部を囲う保護管６３ｂと、を有する。実管６３ａは、上述したハウジング２の底板６６から外に延びている。保護管６３ｂは、実管６３ａの底板６６から外に延びている部分を囲っている。つまり、液体排出流路６３の少なくとも一部は、二重管になっている。なお、液体排出流路６３の全てが二重管になっていても構わない。

気液分離装置６０は、導入流路６２から洗浄液を供給し、導入流路６２、気液分離槽６１、及び液体排出流路６３の内壁面を洗浄する洗浄ノズル７０（第１の洗浄ノズル）を備える。洗浄ノズル７０は、導入流路６２の内壁面、具体的には液受け部６２ａの側面に向かって傾いて配置されている。洗浄ノズル７０よりも上方には、洗浄液を貯水する洗浄液タンク７１が配置されている。洗浄液は、水道水や純水、薬液など、異物Ｘを洗浄できるものであれば特に限定されない。洗浄液タンク７１は、少なくとも気液分離槽６１の半分以上の容量（例えば２０Ｌ（リットル）程度）あるとよい。

洗浄液タンク７１と洗浄ノズル７０との間は、接続流路７２によって接続されている。接続流路７２は、洗浄液タンク７１の底面から洗浄ノズル７０に向かって下方に延びている。接続流路７２には、バルブ７３が設けられている。バルブ７３は、図１に示す制御部５０によって開閉される自動弁（電磁弁または電動弁）であるとよい。このバルブ７３としては、洗浄液タンク７１内の洗浄水を短時間で排出できる急速排水バルブを採用することが好ましい。

気液分離装置６０は、さらに、気液分離槽６１の内部に洗浄液を供給する第２の洗浄ノズル８０を備えている。第２の洗浄ノズル８０には、図示しない水源（例えば水道管、ポンプなど）から所定の水圧で洗浄液が供給される。第２の洗浄ノズル８０は、洗浄液を散水するスプレーノズルであるとよい。第２の洗浄ノズル８０は、仕切り６５によって仕切られた気液分離槽６１の内部の気体排出口６１ｃ側の空間ｓ２に洗浄液を供給する。

第２の洗浄ノズル８０は、気体排出口６１ｃ（気体排出流路６４）よりも上方に配置され、水平方向を向いている。なお、第２の洗浄ノズル８０は、水平方向よりも上方（０度以上９０度以下の仰角方向）を向いていてもよい。つまり、第２の洗浄ノズル８０は、仕切り６５でなく、気液分離槽６１の天面を向いていても構わない。気液分離槽６１の下部には、エッジ（角）を無くす湾曲部６１ｄが形成されている。湾曲部６１ｄは、気液分離槽６１の内壁面うち、側面と底面とを滑らかに接続している。

液体排出流路６３は、底板６６の外で切替バルブ９０と接続されている。切替バルブ９０には、少なくとも一部が二重管となった第１の排出流路９１と、二重管でない１または複数の第２の排出流路９２と、が接続されている。第１の排出流路９１は、液体排出流路６３と同様に、実管９１ａと、実管９１ａを囲う保護管９１ｂと、を有する。第２の排出流路９２は、本実施形態では複数設けられているが、１本であっても構わない。切替バルブ９０の周囲には、切替バルブ９０用のドレン回収パン９３が配置されている。

切替バルブ９０は、図１に示す制御部５０によって開閉される自動弁（電磁弁または電動弁）であるとよい。切替バルブ９０は、非通電時に、液体排出流路６３の排出先を第１の排出流路９１に切り替える。つまり、切替バルブ９０がノーマルオープン状態で、液体排出流路６３と第１の排出流路９１とが連通する。切替バルブ９０は、非通電時に、内部の図示しない流路切替ユニットを移動させる機構（バネなど）を備えている。

上記構成の気液分離装置６０によれば、バルブ７３を開くと、予め洗浄液タンク７１に溜めておいた洗浄液が、洗浄ノズル７０から勢いよく大量に排出される。洗浄ノズル７０から排出された洗浄液は、導入流路６２の内壁面、具体的には液受け部６２ａの側面に当たり、当該側面と液受け部６２ａの底面を洗浄した後、導入部６２ｂに導入され、導入部６２ｂの内壁面を洗浄する。

導入部６２ｂの内壁面を洗浄した洗浄液は、気液分離槽６１内で仕切り６５に当たり、仕切り６５の傾斜面を洗浄しつつ、気液分離槽６１の内壁面、具体的には、仕切り６３の傾斜面と対向する空間ｓ１側の側面も洗浄する。仕切り６５から気液分離槽６１の下部に流下した洗浄液は、気液分離槽６１の底面を洗浄すると共に、液体排出口６１ｂを介して液体排出流路６３に導入され、今度は、液体排出流路６３の内壁面を洗浄する。

液体排出流路６３に導入された洗浄液は、切替バルブ９０を介して第１の排出流路９１に導入される。第１の排出流路９１は、洗浄液専用の排水ラインであり、洗浄液で押し流した異物Ｘを適切な処理場所に移送する。
以上のようにして、導入流路６２、気液分離槽６１、及び液体排出流路６３の内壁面に付着した異物Ｘを洗浄することができる。なお、気液分離装置６０には、各所にエッジ（角）を無くす湾曲部６２ｃ，６５ａ，６１ｄが設けられ、洗浄液の滞留が少なく、異物Ｘの残留を抑制できる。

このように、上述した本実施形態によれば、流体を導入する導入口６１ａ、流体から分離した液体を排出する液体排出口６１ｂ、及び流体から分離した気体を排出する気体排出口６１ｃを有する気液分離槽６１と、気液分離槽６１の導入口６１ａに連通する導入流路６２と、気液分離槽６１の液体排出口６１ｂに連通する液体排出流路６３と、導入流路６２から洗浄液を供給し、導入流路６２、気液分離槽６１、及び液体排出流路６３の内壁面を洗浄する洗浄ノズル７０と、を備える、という構成を採用することによって、気液分離装置６０の内壁面に異物Ｘが蓄積することを防止できる。これにより、気液分離装置６０の流路の詰まりや、研磨室２９内の汚染を防止できる。

また、本実施形態では、洗浄ノズル７０よりも上方に配置され、洗浄液を貯水する洗浄液タンク７１と、洗浄液タンク７１と洗浄ノズル７０との間を接続する接続流路７２と、接続流路７２を開閉するバルブ７３と、を備えている。この構成によれば、バルブ７３を開けることで、洗浄液タンク７１と洗浄ノズル７０との水頭差を利用して、大量の洗浄液を勢いよく導入流路６２に排出し、気液分離装置６０の内壁面に付着した異物Ｘを押し流し易くすることができる。また、本実施形態のバルブ７３は、急速排水バルブであるため、全開と全閉を素早く切り替えられ、洗浄液タンク７１内の洗浄水を短時間で排出できる。

また、本実施形態では、水平方向または水平方向よりも上方を向いて、気液分離槽６１の内部に洗浄液を供給する第２の洗浄ノズル８０を備える。この構成によれば、導入流路６２から導入される洗浄液では、洗浄し難い気液分離槽６１の内壁面、具体的には、側面の上部や天面などにも洗浄液を供給し、洗浄することができる。なお、第２の洗浄ノズル８０は、常時開の状態とし、上記洗浄以外のとき（例えば基板Ｗの研磨中）でも洗浄液を供給するようにしてもよい。これにより、気液分離槽６１の内壁面が常に濡れた状態となり、異物Ｘの付着が抑制される。

また、本実施形態では、気液分離槽６１の内部には、導入口６１ａと気体排出口６１ｃとの間に、仕切り６５が介在し、第２の洗浄ノズル８０は、仕切り６５によって仕切られた気液分離槽６１の内部の気体排出口６１ｃ側の空間ｓ２に洗浄液を供給する。このため、導入流路６２から導入される洗浄液が回り込み難い、気液分離槽６１の空間ｓ２側の内壁面や仕切り６５の裏面にも洗浄液を供給し、洗浄することができる。

また、本実施形態では、液体排出流路６３の少なくとも一部は、二重管になっているので、仮に、異物Ｘを含んだ洗浄液が実管６３ａから漏液しても、保護管６３ｂによって拡散しないようにすることができる。なお、実管６３ａと保護管６３ｂとの間に、洗浄液の漏液の有無を検知するセンサを設けて、漏液を検知できるようにするとよい。

また、本実施形態では、液体排出流路６３に接続された切替バルブ９０と、切替バルブ９０に接続され、少なくとも一部が二重管となった第１の排出流路９１と、切替バルブ９０に接続され、二重管でない１または複数の第２の排出流路９２と、を備えているので、異物Ｘを含んだ洗浄液を第１の排出流路９１に排出し、その他の排液を第２の排出流路９２に排出し、排出する液体の種類毎に排出先を切り替えることができる。なお、切替バルブ９０にインジケータや画面などを設けて、現在どの排出流路を使用しているか確認できるようにするとよい。

また、本実施形態では、切替バルブ９０は、自動弁であり、非通電時に液体排出流路６３の排出先を第１の排出流路９１に切り替えるため、仮に、電源が落ちたり、停電などしたときでも、異物Ｘを含んだ洗浄液の排出先を、第２の排出流路９２から第１の排出流路９１に自動的に切り替えることができる。これにより、第２の排出流路９２への洗浄液（異物Ｘ）の流出を防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図３は、第２実施形態に係る研磨装置２１の構成図である。
第２実施形態では、気液分離装置６０の洗浄回数や異物Ｘの検知の有無によって、研磨室２９の扉２９ａのインターロックを解除する点で、上記実施形態と異なる。

研磨室２９の扉２９ａは、研磨装置２１のメンテナンス作業の際に作業者が開ける扉であり、それ以外のときには、ロック装置２９ｂによってロック（施錠）されている。なお、ここで言う「メンテナンス」とは、研磨装置２１の消耗部品（研磨パッド２２など）の交換、及び、研磨装置２１の装置修理の双方の作業を含み、また、それらの作業をするために扉２９ａを開けるなどの一連の作業も含む。ロック装置２９ｂは、制御部５０の制御の下に、扉２９ａのロックとその解除を行うようになっている。

制御部５０は、気液分離装置６０の洗浄回数に応じて、ロック装置２９ｂのロックを解除する。さらに、制御部５０は、センサ５１，５２の検知結果に応じて、ロック装置２９ｂのロックを解除する。センサ５１，５２は、異物Ｘ（特定の物質）を検知するセンサであって、研磨室２９内と、気液分離槽６１内にそれぞれ設けられている。なお、センサ５１，５２は、検出光の透過光量で異物Ｘ（浮遊物）の有無を検知するセンサ、検出光の反射スペクトルなどで異物Ｘの成分を特定できるセンサなどであっても構わない。

図４は、第２実施形態に係る研磨装置２１のメンテナンス方法を説明するフロー図である。
研磨装置２１のメンテナンス作業をする作業者は、先ず、研磨室２９の外に配置された図示しないパネルやボタンなどを操作し、制御部５０に、研磨室２９の扉２９ａを開けるための指令を出す。

その指令を受けた制御部５０は、バルブ７３を開き、気液分離装置６０の洗浄を開始する（ステップＳ１）。次に、制御部５０は、気液分離装置６０の洗浄回数がＮ回以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。Ｎは、自由に設定できる設定値であり、例えば、１〜５回程度に設定されている。気液分離装置６０の洗浄回数がＮ回に満たない場合（ステップＳ２が「ＮＯ」の場合）、ステップＳ１に戻り、気液分離装置６０の洗浄を繰り返す。

気液分離装置６０の洗浄回数がＮ回以上になった場合（ステップＳ２が「ＹＥＳ」の場合）、次に制御部５０は、センサ５１，５２が異物Ｘを検知した否かを判定する（ステップＳ３）。センサ５１，５２のいずれかが、異物Ｘを検知した場合（ステップＳ３が「ＹＥＳ」の場合）、扉２９ａを開けると異物Ｘが研磨室２９の外に飛散する虞があるとして、制御部５０は、ロック装置２９ｂのロックを解除せず、扉２９ａをロックした状態を維持する（ステップＳ５）。

一方、センサ５１，５２が異物Ｘを検知しなかった場合（ステップＳ３が「ＮＯ」の場合）、制御部５０は、扉２９ａを開けても異物Ｘが研磨室２９の外に飛散する虞がないとして、ロック装置２９ｂのロックを解除する（ステップＳ４）。これにより、作業者は、研磨室２９の扉２９ａを開けて、研磨装置２１のメンテナンス作業を行うことができるようになる。
なお、ステップＳ２の洗浄回数は、ステップＳ４にて扉２９ａを開けたとき、あるいは、メンテナンス作業後に扉２９ａを閉めたときにリセットしてよいし、または、上述したステップＳ１の前段階で扉２９ａを開けるためにパネルやボタンなどを操作したときなどにリセットしても構わない。

このように、上述した第２実施形態によれば、研磨室２９に設けられた扉２９ａと、扉２９ａをロックするロック装置２９ｂと、気液分離装置６０の洗浄回数に応じて、ロック装置２９ｂのロックを解除する制御部５０と、を備えているので、扉２９ａを開ける前に、気液分離装置６０の内壁面に付着した異物Ｘを洗浄できる。このため、メンテナンス作業の際に、異物Ｘが研磨室２９の外に飛散することを防止できる。

また、第２実施形態では、研磨室２９及び気液分離装置６０の内部で異物Ｘ（特定の物質）を検知するセンサ５１，５２を備え、制御部５０は、さらにセンサ５１，５２の検知結果に応じて、ロック装置２９ｂのロックを解除するため、異物Ｘが研磨室２９の外に飛散することをより確実に防止できる。なお、センサ５１，５２は、両方あることが好ましいが、片方であっても構わない。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図５は、第３実施形態に係る研磨装置２１の構成図である。
第３実施形態では、導入流路６２に洗浄液を供給する洗浄ノズル７０Ａがスプレーノズルになっていると共に、液体排出流路６３の内部に洗浄液を供給する第３の洗浄ノズル１００を備えている点で、上記実施形態と異なる。

洗浄ノズル７０Ａは、導入流路６２の上方に配置され、導入流路６２の内壁面、具体的には液受け部６２ａの側面及び底面に洗浄液を散水するようになっている。洗浄ノズル７０Ａは、図示しない水源（例えば水道管、ポンプなど）から所定の水圧で洗浄液が供給される。

第３の洗浄ノズル１００も、洗浄ノズル７０Ａと同様のスプレーノズルになっており、液体排出流路６３の内壁面、具体的には、水平方向から鉛直下方に屈曲する実管６３ａのエルボ部分から、鉛直下方に延びる内壁面に向かって洗浄液を散水するようになっている。第３の洗浄ノズル１００は、図示しない水源（例えば水道管、ポンプなど）から所定の水圧で洗浄液が供給される。

上記構成の第３実施形態によれば、洗浄ノズル７０Ａからの洗浄液の散水により、上述した実施形態と同様に、導入流路６２、気液分離槽６１、及び液体排出流路６３の内壁面を洗浄することができる。さらに、第３実施形態では、液体排出流路６３の内部に洗浄液を供給する第３の洗浄ノズル１００を備えているので、洗浄ノズル７０Ａからの洗浄液の供給量が少なくても、個別に液体排出流路６３の内壁面を洗浄することができる。

また、第３の洗浄ノズル１００を常時開の状態とし、上記洗浄以外のとき（例えば基板Ｗの研磨中）でも洗浄液を供給することができる。これにより、液体排出流路６３の内壁面が常に濡れた状態となり、異物Ｘの付着が抑制される。なお、洗浄ノズル７０Ａにおいても、常時開の状態とし、同じように異物Ｘの付着を抑制する使い方をしても構わない。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図６は、第４実施形態に係る研磨装置２１の構成図である。
第４実施形態では、導入流路６２に洗浄液を供給する洗浄ノズル７０Ｂが、シャワーアーム７５を備えている点で、上記実施形態と異なる。

シャワーアーム７５は、洗浄液供給配管７４の下端に接続されている。洗浄液供給配管７４は、図示しない水源（上述した洗浄液タンク７１、水道管、ポンプなど）と接続されている。シャワーアーム７５は、回転軸部７６を備え、洗浄液供給配管７４の中心軸Ｏまわりに回転可能に保持されている。シャワーアーム７５のアームには、複数のノズル７７が設けられ、ノズル７７から排出（吐出）される洗浄液の反動で、自己回転する構成となっている。

上記構成の第４実施形態によれば、導入流路６２内でシャワーアーム７５が回転しながら洗浄液を供給できるので、導入流路６２の内壁面、具体的には液体受け６１ａの側面の全体を洗浄し易くなる。また、洗浄ノズル７０Ｂには、何ら電動アクチュエータを設けることなく、ノズル７７を移動させることができるので、気液分離装置６０の内壁面の洗浄が省電力で行える。

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

例えば、上記第２実施形態で説明した、センサ５１，５２の検知結果に応じて、切替バルブ９０の排出先を切り替えてもよい。例えば、センサ５１，５２の少なくともいずれか一方が、異物Ｘを検知した場合、液体排出流路６３の排出先を第１の排出流路９１に切り替えるように、切替バルブ９０を制御しても構わない。これにより、第２の排出流路９２への異物Ｘを含んだ液体の流出を防止することができる。

また、例えば、気液分離装置６０の内壁面に親水処理をして内壁面を濡れた状態にし易くし、異物Ｘの付着を抑制してもよい。あるいは、気液分離装置６０の内壁面に疎水処理をして、洗浄液（異物Ｘ）の排出性を高めても構わない。

また、上記各実施形態及び上記変形例の構成要素の組み合わせ、置換等は適宜可能である。

１ 基板処理装置
２１ 研磨装置
２２ 研磨パッド
２３ 研磨テーブル
２４ トップリング
２５ 研磨液供給ノズル
２８ 回収パン
２９ 研磨室
２９ａ 扉
２９ｂ ロック装置
５０ 制御部（制御装置）
５１ センサ
５２ センサ
６０ 気液分離装置
６１ 気液分離槽
６１ａ 導入口
６１ｂ 液体排出口
６１ｃ 気体排出口
６２ 導入流路
６３ 液体排出流路
７０ 洗浄ノズル
７１ 洗浄液タンク
７２ 接続流路
７３ バルブ
８０ 第２の洗浄ノズル
９０ 切替バルブ
９１ 第１の排出流路
９２ 第２の排出流路
１００ 第３の洗浄ノズル
ｓ１ 空間
ｓ２ 空間

Claims (13)

1. 流体を導入する導入口、前記流体から分離した液体を排出する液体排出口、及び前記流体から分離した気体を排出する気体排出口を有する気液分離槽と、
   前記気液分離槽の前記導入口に連通する導入流路と、
   前記気液分離槽の前記液体排出口に連通する液体排出流路と、
   前記導入流路から洗浄液を供給し、前記導入流路、前記気液分離槽、及び前記液体排出流路の内壁面を洗浄する洗浄ノズルと、を備える、ことを特徴とする気液分離装置。
2. 前記洗浄ノズルよりも上方に配置され、洗浄液を貯水する洗浄液タンクと、
   前記洗浄液タンクと前記洗浄ノズルとの間を接続する接続流路と、
   前記接続流路を開閉するバルブと、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の気液分離装置。
3. 水平方向または水平方向よりも上方を向いて、前記気液分離槽の内部に洗浄液を供給する第２の洗浄ノズルを備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載の気液分離装置。
4. 前記気液分離槽の内部には、前記導入口と前記気体排出口との間に、仕切りが介在し、
   前記第２の洗浄ノズルは、前記仕切りによって仕切られた前記気液分離槽の内部の前記気体排出口側の空間に洗浄液を供給する、ことを特徴とする請求項３に記載の気液分離装置。
5. 前記液体排出流路の内部に洗浄液を供給する第３の洗浄ノズルを備える、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の気液分離装置。
6. 前記液体排出流路の少なくとも一部は、二重管になっている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の気液分離装置。
7. 前記液体排出流路に接続された切替バルブと、
   前記切替バルブに接続され、少なくとも一部が二重管となった第１の排出流路と、
   前記切替バルブに接続され、二重管でない１または複数の第２の排出流路と、を備える、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の気液分離装置。
8. 前記切替バルブは、自動弁であり、非通電時に前記液体排出流路の排出先を前記第１の排出流路に切り替える、ことを特徴とする請求項７に記載の気液分離装置。
9. 研磨テーブルと、
   前記研磨テーブルの周囲に配置され、前記研磨テーブルに供給された流体の少なくとも一部を回収する回収パンと、
   前記回収パンに回収された流体が導入される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の気液分離装置と、を備える、ことを特徴とする研磨装置。
10. 少なくとも前記研磨テーブル及び前記回収パンを囲む研磨室と、
    前記研磨室に設けられた扉と、
    前記扉をロックするロック装置と、
    前記気液分離装置の洗浄回数に応じて、前記ロック装置のロックを解除する制御装置と、を備える、ことを特徴とする請求項９に記載の研磨装置。
11. 前記研磨室及び前記気液分離装置の少なくともいずれか一方の内部で特定の物質を検知するセンサを備え、
    前記制御装置は、さらに前記センサの検知結果に応じて、前記ロック装置のロックを解除する、ことを特徴とする請求項１０に記載の研磨装置。
12. 研磨テーブルと、
    前記研磨テーブルの周囲に配置され、前記研磨テーブルに供給された流体の少なくとも一部を回収する回収パンと、
    前記回収パンに回収された流体が導入される気液分離装置と、を備える、研磨装置のメンテナンス方法であって、
    前記気液分離装置は、
    前記流体を導入する導入口、前記流体から分離した液体を排出する液体排出口、及び前記流体から分離した気体を排出する気体排出口を有する気液分離槽と、
    前記気液分離槽の前記導入口に連通する導入流路と、
    前記気液分離槽の前記液体排出口に連通する液体排出流路と、を備え、
    前記導入流路から洗浄液を供給し、前記導入流路、前記気液分離槽、及び前記液体排出流路の内壁面を洗浄する、ことを特徴とする研磨装置のメンテナンス方法。
13. 流体を導入する導入口、前記流体から分離した液体を排出する液体排出口、及び前記流体から分離した気体を排出する気体排出口を有する気液分離槽と、
    前記気液分離槽の前記導入口に連通する導入流路と、
    前記気液分離槽の前記液体排出口に連通する液体排出流路と、
    前記液体排出流路に接続された切替バルブと、
    前記切替バルブに接続され、少なくとも一部が二重管となった第１の排出流路と、
    前記切替バルブに接続され、二重管となっていない１または複数の第２の排出流路と、を有する、ことを特徴とする気液分離装置。

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