JP2022036416A - 基板保持回転機構、基板処理装置 - Google Patents

基板保持回転機構、基板処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を保持する部分を全面的に洗浄できる基板保持回転機構及び基板処理装置の提供。【解決手段】基板保持回転機構７０は、基板Ｗの周縁部Ｗ３を保持し、当該基板Ｗを回転させる基板保持ローラ７１を備え、基板保持ローラ７１は、基板Ｗの周縁部Ｗ３の下面Ｗ２に対向するローラ下部７１ａと、基板Ｗの周縁部Ｗ３の上面Ｗ１に対向するローラ上部７１ｂと、ローラ下部７１ａとローラ上部７１ｂとの間に設けられ、基板Ｗの周縁部Ｗ３が挿し込まれるクランプ溝７１ｃと、を有しており、基板保持ローラ７１の斜め上方から、クランプ溝７１ｃ及びローラ上部７１ｂの上面を含む領域に流体を噴射するローラ洗浄ノズル８０を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、基板保持回転機構、基板処理装置に関するものである。
従来から、シリコンウェハ等の基板の表面を平坦に化学機械研磨処理（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）する基板研磨装置が知られている。この基板研磨装置は、基板を研磨する研磨部と、研磨された基板を洗浄・乾燥する洗浄部と、を備える。研磨された基板には、ＣＭＰに使用されたスラリの残渣や金属研磨屑等が微小パーティクル（異物）として付着しているため、洗浄部において当該微小パーティクルを除去している。
下記特許文献１には、基板の周縁部を保持し、当該基板を回転させる基板保持回転機構が開示されている。この基板保持回転機構は、基板を水平に保持する基板保持部と、この基板保持部を回転させる回転駆動機構と、を備えている。基板保持部には、基板の周縁部を保持するチャックピンが設けられている。チャックピンは、基板の周縁部の下面を支持する支持部と、基板の周縁部の端面（周面）を挟持する挟持部と、を備えている。
このようなチャックピンに微小パーティクルが付着・残留すると、基板への再付着の虞がある。このため、上記基板回転保持機構では、支持部や挟持部と略同じ高さに洗浄ノズルを設け、当該洗浄ノズルからチャックピンに向かって水平方向に洗浄液を噴射し、チャックピンに付着した微小パーティクルを洗い流すようになっている。
特開２００３－２８２５１６号公報
しかしながら、上記従来技術のチャックピンの支持部や挟持部は、基板保持部の回転中心を向いており、基板保持部の外側から水平方向に噴射した洗浄液では、支持部や挟持部に付着した微小パーティクルを効率よく除去できない虞があった。また、微小パーティクルを含む飛沫が、洗浄液がかからないチャックピンの上面に付着した場合、洗い流すことができず、基板を汚染するパーティクル源になる虞があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、基板を保持する部分を全面的に洗浄できる基板保持回転機構及び基板処理装置の提供を目的とする。
本発明の一態様に係る基板保持回転機構は、基板の周縁部を保持し、当該基板を回転させる基板保持ローラを備え、前記基板保持ローラは、前記基板の周縁部の下面に対向するローラ下部と、前記基板の周縁部の上面に対向するローラ上部と、前記ローラ下部と前記ローラ上部との間に設けられ、前記基板の周縁部が挿し込まれるクランプ溝と、を有しており、前記基板保持ローラの斜め上方から、前記クランプ溝及び前記ローラ上部の上面を含む領域に流体を噴射するローラ洗浄ノズルを備える。
上記基板保持回転機構においては、前記ローラ洗浄ノズルは、スリット状の噴射孔を有すると共に、前記噴射孔を縦にし、前記クランプ溝及び前記ローラ上部の上面を含む領域に流体を噴射する第１モードと、前記噴射孔を横にし、前記クランプ溝を含み且つ前記ローラ上部の上面を含まない領域に流体を噴射する第２モードとに切り替え可能であってもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記ローラ洗浄ノズルを回転可能に保持するノズル保持部を備え、前記ローラ洗浄ノズルの外面には、スリットが設けられ、前記ノズル保持部の外面には、前記第１モードのときの前記スリットと同じ回転角度で配置された第１スリットと、前記第２モードのときの前記スリットと同じ回転角度で配置された第２スリットと、が設けられていてもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記ローラ洗浄ノズルに接続され、前記第１モードと前記第２モードの切り替えを行うアクチュエータを備えてもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記ローラ洗浄ノズルとして、純水を噴射する第１ローラ洗浄ノズルと、薬液を噴射する第２ローラ洗浄ノズルと、を備えてもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記第１ローラ洗浄ノズルは、前記第２ローラ洗浄ノズルからの前記薬液の噴射が停止した後に、前記純水を噴射してもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記ローラ洗浄ノズルから流体が噴射されている間、前記基板保持ローラを回転させる制御装置を備えてもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記制御装置は、前記ローラ洗浄ノズルから流体が噴射されている間、前記基板を洗浄するときの第１速度よりも低速の第２速度で前記基板保持ローラを回転させてもよい。
上記基板保持回転機構においては、前記ローラ下部は、前記ローラ上部よりも径方向外側に延出しており、前記ローラ洗浄ノズルは、前記クランプ溝、前記ローラ上部の上面、さらに、前記ローラ下部の上面を含む領域に流体を噴射してもよい。
本発明の一態様に係る基板処理装置は、先に記載の基板保持回転機構を備える。
上記本発明の態様によれば、基板を保持する部分を全面的に洗浄できる基板保持回転機構及び基板処理装置を提供することができる。
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実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す側面図である。 第１実施形態に係る基板保持回転機構を示す斜視図である。 第１実施形態に係るローラ洗浄ノズルに接続される配管系を示す系統図である。 第１実施形態に係る基板保持回転機構の要部を示す拡大斜視図である。 第２実施形態に係る基板保持回転機構の要部を示す拡大斜視図である。 第２実施形態に係るローラ洗浄ノズルの回転角度調整（モード切替）を容易にするための構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係るローラ洗浄ノズルの回転角度調整作業の様子を示す斜視図である。 第２実施形態に係るローラ洗浄ノズルの回転角度調整作業で用いる治具を示す斜視図である。 第３実施形態に係る基板保持回転機構の要部を示す平面図である。 第３実施形態に係る第１ローラ洗浄ノズル、第２ローラ洗浄ノズルに接続される配管系を示す系統図である。 第３実施形態に係る基板保持回転機構の変形例を示す平面図である。 第４実施形態に係る基板保持回転機構の構成を示す側面図である。
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。
（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）を行う複数の基板研磨装置２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）を備える。複数の基板研磨装置２１は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。基板研磨装置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。
基板研磨装置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基板洗浄装置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。複数の基板洗浄装置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。基板洗浄装置３１Ａと基板洗浄装置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、基板洗浄装置３１Ａ、及び基板洗浄装置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、基板洗浄装置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、基板洗浄装置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。
基板洗浄装置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をスクラブ洗浄する。なお、基板洗浄装置３１Ａ及び基板洗浄装置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で基板研磨装置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を基板研磨装置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で基板研磨装置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で基板研磨装置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で基板研磨装置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、基板研磨装置２１Ａまたは基板研磨装置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、それを基板研磨装置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、基板研磨装置２１Ｃから基板Ｗを受け取り、それを基板研磨装置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、基板研磨装置２１Ｃまたは基板研磨装置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実施形態に係る基板洗浄装置３１の構成を示す側面図である。図３は、第１実施形態に係る基板保持回転機構７０を示す斜視図である。図４は、第１実施形態に係るローラ洗浄ノズル８０に接続される配管系１１０を示す系統図である。図５は、第１実施形態に係る基板保持回転機構７０の要部を示す拡大斜視図である。
図２に示すように基板洗浄装置３１は、基板Ｗをスクラブ洗浄するロール洗浄部材６０と、基板Ｗを保持し回転させる基板保持回転機構７０と、を備えている。
ロール洗浄部材６０の表面は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製スポンジあるいはウレタン製スポンジなどから形成されている。ロール洗浄部材６０は、基板Ｗの上面Ｗ１（研磨面）と接触する上部ロール洗浄部材６０Ａと、基板Ｗの下面Ｗ２に接触する下部ロール洗浄部材６０Ｂと、を備えている。
上部ロール洗浄部材６０Ａ及び下部ロール洗浄部材６０Ｂは、モータ等の電気駆動部と接続されて回転する。また、上部ロール洗浄部材６０Ａは、図示しないエアシリンダ等のエア駆動部（アクチュエータ）によって上下に移動可能な構成となっている。なお、下部ロール洗浄部材６０Ｂは、一定の高さで保持されていても構わない。
基板保持回転機構７０は、基板Ｗの周縁部Ｗ３を保持し、当該基板Ｗを回転させる基板保持ローラ７１を複数（本実施形態では４つ）備えている。基板保持ローラ７１は、基板Ｗの周縁部Ｗ３の下面Ｗ２に対向するローラ下部７１ａと、基板Ｗの周縁部Ｗ３の上面Ｗ１に対向するローラ上部７１ｂと、ローラ下部７１ａとローラ上部７１ｂとの間に設けられ、基板Ｗの周縁部Ｗ３が挿し込まれるクランプ溝７１ｃと、を有している。
基板保持ローラ７１は、図３に示すように、４本の支柱部７２のそれぞれの上端に設けられている。基板保持ローラ７１は、支柱部７２に設けられた図示しないモータ等の電気駆動部によって水平回転可能な構成となっている。また、基板保持ローラ７１は、支柱部７２に設けられた図示しないエアシリンダ等のエア駆動部によって上下に移動可能な構成となっている。
図２に示すように基板Ｗをセットする際には、先ず、上部ロール洗浄部材６０Ａ及び複数の基板保持ローラ７１を上昇させる。次に、上昇した複数の基板保持ローラ７１に基板Ｗを水平姿勢で保持させ、その後、基板Ｗの下面Ｗ２が下部ロール洗浄部材６０Ｂに接触するまで下降させる。最後に、上部ロール洗浄部材６０Ａを下降させ、基板Ｗの上面Ｗ１に接触させる。
このように基板Ｗをセットしたら、基板Ｗを基板保持ローラ７１によって自転させつつ、一対のロール洗浄部材６０を回転させることで、基板Ｗの上面Ｗ１及び下面Ｗ２に付着した異物（微小パーティクル）を除去する。なお、湿式洗浄の場合は、図示しないノズルから薬液及び／または純水を基板Ｗの上面Ｗ１に向けて供給し、基板Ｗを一対のロール洗浄部材６０でスクラブ洗浄する。薬液としては、ＳＣ１（アンモニア／過酸化水素混合水溶液）等を用いることができる。
基板保持回転機構７０は、上述した基板Ｗの洗浄の後、基板保持ローラ７１に付着した微小パーティクルを洗い流すローラ洗浄ノズル８０を備えている。なお、基板保持ローラ７１の洗浄は、例えば、基板Ｗの１ロットの洗浄が終了した後、次のロットの基板Ｗを洗浄する前に行う。なお、基板保持ローラ７１の洗浄は、基板Ｗを１枚洗浄する度に行っても良いし、基板洗浄装置３１のダミーディスペンス（基板Ｗを洗浄する配管系に溜まった薬液及び／または純水を定期的に排出する）時などに行っても構わない。
ローラ洗浄ノズル８０は、図５に示すように、基板保持ローラ７１の斜め上方から、基板保持ローラ７１に向かって流体を噴射する。ローラ洗浄ノズル８０は、ノズル保持部９０に保持されている。また、ノズル保持部９０は、支柱部７２に取り付けられたホルダー１００に保持されている。ホルダー１００は、支柱部７２から水平方向に延びる水平部１０１と、水平部１０１から立ち上がった立設部１０２と、を有している。
水平部１０１は、支柱部７２の上端部付近に設けられたフランジ７３に、ボルト１０３を介してねじ止めされている。立設部１０２は、水平部１０１から立ち上がり、その上端部にノズル保持部９０を保持している。ノズル保持部９０には、ローラ洗浄ノズル８０に純水（ＤＩＷ）を供給する配管系１１０が接続されている。
配管系１１０は、図４に示すように、４つの基板保持ローラ７１に対応して４本に分岐している。具体的に、配管系１１０は、純水の供給／停止及び適正な噴霧条件に流量をコントロールするバルブ装置１１１と、バルブ装置１１１が設けられた主配管１１２と、主配管１１２から２本に分岐した第１分岐管１１３と、第１分岐管１１３のそれぞれから更に２本に分岐した第２分岐管１１４と、を備えている。
第２分岐管１１４は、図５に示すように、ノズル保持部９０に接続されている。第２分岐管１１４から供給される純水は、ノズル保持部９０の内部を通り、ローラ洗浄ノズル８０の噴射孔８１から基板保持ローラ７１に向かって噴射される。なお、本実施形態の配管系１１０は、上述した基板Ｗを洗浄する配管系とは別系統で設けられている。但し、基板Ｗを洗浄する配管系から分岐させて、基板保持ローラ７１を洗浄する配管系１１０を形成しても構わない。また、ダミーディスペンス用の配管系から分岐させて、基板保持ローラ７１を洗浄する配管系１１０を形成しても構わない。これらの場合は、基板Ｗの洗浄時ではないときに、基板保持ローラ７１の洗浄を行う。
ローラ洗浄ノズル８０は、図５に示すように、スリット状の噴射孔８１を有している。噴射孔８１は、縦に延びており、扇状に流体（純水）を噴射する構成となっている。ローラ洗浄ノズル８０は、基板保持ローラ７１において、クランプ溝７１ｃ及びローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１を含む領域に流体を噴射する構成となっている。ローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１は、フラット面になっている。
ローラ洗浄ノズル８０から噴射された流体は、基板保持ローラ７１のクランプ溝７１ｃに付着した微小パーティクルを洗い流すと共に、ローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１に付着した微小パーティクルも洗い流す。また、ローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１やクランプ溝７１ｃから流れ落ちた流体は、ローラ下部７１ａに付着した微小パーティクルも洗い流すため、基板保持ローラ７１の基板Ｗを保持する部分を全面的に洗浄できる。なお、ローラ下部７１ａは、ローラ上部７１ｂよりも径方向外側に延出しており、その上面７１ａ１は、径方向外側に向かって下方に向かうテーパ面となっている。
ローラ洗浄ノズル８０は、図５に示すように、クランプ溝７１ｃ及びローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１だけでなく、ローラ下部７１ａの上面７１ａ１を含む領域に流体を噴射している。これにより、ローラ下部７１ａの上面７１ａ１に付着した微小パーティクルも流体の水圧で洗い流すことができる。
また、制御部５０（図１参照）は、上述のようにローラ洗浄ノズル８０から流体が噴射されている間、基板保持ローラ７１を回転させる。これにより、基板保持ローラ７１の全周全面に流体を吹き付けることができる。このとき制御部５０は、基板Ｗを洗浄する際の第１速度よりも低速（例えば１／２～１／４程度）の第２速度で基板保持ローラ７１を回転させる。これにより、基板保持ローラ７１の単位面積当たりに流体がかかる時間が長くなるため、微小パーティクルの落ちがよくなる。なお、制御部５０は、基板処理装置１の全体の動作を制御するものであるが、基板保持回転機構７０のために専用の制御部を設けても構わない。
このように、上述した本実施形態の基板保持回転機構７０によれば、基板Ｗの周縁部Ｗ３を保持し、当該基板Ｗを回転させる基板保持ローラ７１を備え、基板保持ローラ７１は、基板Ｗの周縁部Ｗ３の下面Ｗ２に対向するローラ下部７１ａと、基板Ｗの周縁部Ｗ３の上面Ｗ１に対向するローラ上部７１ｂと、ローラ下部７１ａとローラ上部７１ｂとの間に設けられ、基板Ｗの周縁部Ｗ３が挿し込まれるクランプ溝７１ｃと、を有しており、基板保持ローラ７１の斜め上方から、クランプ溝７１ｃ及びローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１を含む領域に流体を噴射するローラ洗浄ノズル８０を備える、という構成を採用することによって、基板保持ローラ７１の基板Ｗを保持する部分を全面的に洗浄し、微小パーティクルの基板Ｗへの再付着を防止できる。
（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６は、第２実施形態に係る基板保持回転機構７０の要部を示す拡大斜視図である。
図６に示すように、第２実施形態のノズル保持部９０は、ローラ洗浄ノズル８０を回転可能に保持している。ローラ洗浄ノズル８０は、噴射孔８１の中心を通る中心軸Ｏ回りに回転可能とされている。
このようなローラ洗浄ノズル８０は、上述した実施形態と同様に、噴射孔８１を縦にし、クランプ溝７１ｃ及びローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１を含む領域に流体を噴射する第１モード（図５参照）と、噴射孔８１を横にし、クランプ溝７１ｃを含み且つローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１を含まない領域に流体を噴射する第２モード（図６参照）とに、噴射モードを切り替え可能となっている。
第１モードによれば、上述したように基板保持ローラ７１の基板Ｗを保持する部分を全面的に洗浄することができる。また、第２モードによれば、基板保持ローラ７１において、特に微小パーティクルが残留し易いクランプ溝７１ｃを集中して洗浄することができる。このような第１モードと第２モードの切り替えによって、基板保持ローラ７１に付着した微小パーティクルを効率よく洗浄することができる。
図７は、第２実施形態に係るローラ洗浄ノズル８０の回転角度調整（モード切替）を容易にするための構成を示す斜視図である。図８は、第２実施形態に係るローラ洗浄ノズル８０の回転角度調整作業の様子を示す斜視図である。図９は、第２実施形態に係るローラ洗浄ノズル８０の回転角度調整作業で用いる治具２００を示す斜視図である。
図７に示すように、第２実施形態のノズル保持部９０の外面には、ローラ洗浄ノズル８０を第１モードに切り替えるための第１スリット９１と、ローラ洗浄ノズル８０を第２モードに切り替えるための第２スリット９２と、が形成されているとよい。
ローラ洗浄ノズル８０の外面には、目印となるスリット８２が設けられている。スリット８２は、噴射孔８１の長手方向（スリットの延在方向）の延長線上に設けられている。ノズル保持部９０の第１スリット９１は、ローラ洗浄ノズル８０が第１モードのときスリット８２と同じ回転角度で配置されるように、ノズル保持部９０の上面に設けられている。また、ノズル保持部９０の第２スリット９２は、ローラ洗浄ノズル８０が第２モードのときスリット８２と同じ回転角度で配置されるように、ノズル保持部９０の側面に設けられている。
ローラ洗浄ノズル８０の回転角度調整（モード切替）の際には、図８に示すように、板状の治具２００を挿し込むとよい。治具２００は、ローラ洗浄ノズル８０のスリット８２に挿入可能な第１挿入部２０１と、ノズル保持部９０の第１スリット９１乃至第２スリット９２に挿入可能な第２挿入部２０２と、を備えている。図９に示すように、第１挿入部２０１は、第２挿入部２０２よりも薄く、且つ、第２挿入部２０２（治具２００の端面）よりも突出している。
例えば、ローラ洗浄ノズル８０を第２モードに切り替える場合、図８に示すように、治具２００の第１挿入部２０１をローラ洗浄ノズル８０のスリット８２に挿入すると共に、治具２００の第２挿入部２０２をノズル保持部９０の第２スリット９２に挿入する。これにより、ローラ洗浄ノズル８０の噴射モードを第２モードに切り替えることができる。治具２００の挿入によって、ローラ洗浄ノズル８０のスリット８２とノズル保持部９０の第２スリット９２を直線上に簡易的に合わせることができ、これにより噴射孔８１が斜めになることがなく、第２モードによる所望の洗浄性能が得られる。
（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１０は、第３実施形態に係る基板保持回転機構７０の要部を示す平面図である。図４は、第３実施形態に係る第１ローラ洗浄ノズル８０Ａ、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂに接続される配管系１１０，１２０を示す系統図である。
図１０に示すように、第３実施形態では、ローラ洗浄ノズル８０として、純水を噴射する第１ローラ洗浄ノズル８０Ａと、薬液を噴射する第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂと、を備えている。なお、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂから噴射する薬液としては、基板Ｗを洗浄する薬液と同様に、ＳＣ１（アンモニア／過酸化水素混合水溶液）等を用いることができる。
第１ローラ洗浄ノズル８０Ａ及び第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂは、それぞれ基板保持ローラ７１の斜め上方から、クランプ溝７１ｃ及びローラ上部７１ｂの上面７１ｂ１を含む領域に流体を噴射する構成となっている。第１ローラ洗浄ノズル８０Ａには、上述した純水を供給する配管系１１０が接続されている。また、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂには、薬液を供給する配管系１２０が接続されている。
図１１に示すように、薬液を供給する配管系１２０も、純水を供給する配管系１１０と同様に、４つの基板保持ローラ７１に対応して、４本に分岐している。具体的に、配管系１２０は、薬液の供給／停止及び適正な噴霧条件に流量をコントロールするバルブ装置１２１と、バルブ装置１２１が設けられた主配管１２２と、主配管１２２から２本に分岐した第１分岐管１２３と、第１分岐管１２３のそれぞれから更に２本に分岐した第２分岐管１２４と、を備えている。
第２分岐管１２４は、図１０に示すように、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂのノズル保持部９０に接続されている。第２分岐管１２４から供給される薬液は、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂのノズル保持部９０の内部を通り、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂの噴射孔８１から基板保持ローラ７１に向かって噴射される。なお、本実施形態の配管系１２０は、上述した基板Ｗを洗浄する薬液の配管系とは別系統で設けられている。但し、基板Ｗを洗浄する薬液の配管系から分岐させて、基板保持ローラ７１を洗浄する配管系１２０を形成しても構わない。また、ダミーディスペンス用の配管系から分岐させて、基板保持ローラ７１を洗浄する配管系１２０を形成しても構わない。これらの場合は、基板Ｗの洗浄時ではないときに、基板保持ローラ７１の洗浄を行う。
上記構成によれば、基板保持ローラ７１に噴射する流体を純水と薬液に切り替えて洗浄することが可能となる。例えば、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂからの薬液の噴射が停止した後に、第１ローラ洗浄ノズル８０Ａから純水を噴射するとよい。これにより、薬液で洗浄された基板保持ローラ７１を純水でリンスすることが可能となる。このように、薬液、純水の順に流体を切り替えることで、基板保持ローラ７１に付着した微小パーティクルを薬液で除去すると共に、基板保持ローラ７１に付着した薬液を純水で洗い流すことができる。なお、薬液と純水を同時に噴射してもよいが、薬液が純水で薄まるため、個別に噴射するとよい。
図１２は、第３実施形態に係る基板保持回転機構７０の変形例を示す平面図である。
第３実施形態では、図１２に示すように、第１ローラ洗浄ノズル８０Ａは第１モードに設定し、第２ローラ洗浄ノズル８０Ｂは第２モードに設定してもよい。この構成によれば、基板保持ローラ７１において特に微小パーティクルが残留し易いクランプ溝７１ｃを薬液で集中的に洗い流すと共に、基板保持ローラ７１を純水で全面的に洗い流すことができる。なお、この場合も、上述したように薬液による洗浄後に純水で基板保持ローラ７１をリンスするとよい。
（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１３は、第４実施形態に係る基板保持回転機構７０の構成を示す側面図である。
図１３に示すように、第４実施形態では、ローラ洗浄ノズル８０に接続され、上述した第１モードと第２モードの切り替えを行うアクチュエータ１３０を備えている。アクチュエータ１３０は、例えば、モータ等の電気駆動部と、ウォームギヤ等の減速機を備え、ローラ洗浄ノズル８０の回転角度を自動で調整する。
上記構成によれば、上述した図１２に示すように、ローラ洗浄ノズル８０を２つ設けることなく、１つのローラ洗浄ノズル８０で、第１モードによる洗浄と第２モードによる洗浄を切り替えることができる。また、ノズル保持部９０に、純水の配管系１１０に加え、薬液の配管系１２０を接続すれば、同じローラ洗浄ノズル８０から薬液と純水を切り替えることも可能となる。例えば、第２モードで薬液を噴射し、クランプ溝７１ｃを洗浄した後、第１モードに切り替えて、純水で基板保持ローラ７１の全面をリンスすることも可能となる。
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、上記実施形態では、本発明の基板保持回転機構を適用する基板処理装置として、ＣＭＰ装置を例示したが、ＣＭＰ装置以外の装置（例えば、裏面研磨装置、ベベル研磨装置、エッチング装置、あるいはめっき装置）に適用しても構わない。
１ 基板処理装置
５０ 制御部（制御装置）
７０ 基板保持回転機構
７１ 基板保持ローラ
７１ａ ローラ下部
７１ａ１ 上面
７１ｂ ローラ上部
７１ｂ１ 上面
７１ｃ クランプ溝
８０ ローラ洗浄ノズル
８０Ａ 第１ローラ洗浄ノズル
８０Ｂ 第２ローラ洗浄ノズル
８１ 噴射孔
８２ スリット
９０ ノズル保持部
９１ 第１スリット
９２ 第２スリット
１３０ アクチュエータ
Ｗ 基板
Ｗ１ 上面
Ｗ２ 下面
Ｗ３ 周縁部

Claims (10)

  1. 基板の周縁部を保持し、当該基板を回転させる基板保持ローラを備え、
    前記基板保持ローラは、
    前記基板の周縁部の下面に対向するローラ下部と、
    前記基板の周縁部の上面に対向するローラ上部と、
    前記ローラ下部と前記ローラ上部との間に設けられ、前記基板の周縁部が挿し込まれるクランプ溝と、を有しており、
    前記基板保持ローラの斜め上方から、前記クランプ溝及び前記ローラ上部の上面を含む領域に流体を噴射するローラ洗浄ノズルを備える、ことを特徴とする基板保持回転機構。
  2. 前記ローラ洗浄ノズルは、スリット状の噴射孔を有すると共に、前記噴射孔を縦にし、前記クランプ溝及び前記ローラ上部の上面を含む領域に流体を噴射する第１モードと、前記噴射孔を横にし、前記クランプ溝を含み且つ前記ローラ上部の上面を含まない領域に流体を噴射する第２モードとに切り替え可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持回転機構。
  3. 前記ローラ洗浄ノズルを回転可能に保持するノズル保持部を備え、
    前記ローラ洗浄ノズルの外面には、スリットが設けられ、
    前記ノズル保持部の外面には、前記第１モードのときの前記スリットと同じ回転角度で配置された第１スリットと、前記第２モードのときの前記スリットと同じ回転角度で配置された第２スリットと、が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の基板保持回転機構。
  4. 前記ローラ洗浄ノズルに接続され、前記第１モードと前記第２モードの切り替えを行うアクチュエータを備える、ことを特徴とする請求項２または３に記載の基板保持回転機構。
  5. 前記ローラ洗浄ノズルとして、
    純水を噴射する第１ローラ洗浄ノズルと、
    薬液を噴射する第２ローラ洗浄ノズルと、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基板保持回転機構。
  6. 前記第１ローラ洗浄ノズルは、前記第２ローラ洗浄ノズルからの前記薬液の噴射が停止した後に、前記純水を噴射する、ことを特徴とする請求項５に記載の基板保持回転機構。
  7. 前記ローラ洗浄ノズルから流体が噴射されている間、前記基板保持ローラを回転させる制御装置を備える、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の基板保持回転機構。
  8. 前記制御装置は、前記ローラ洗浄ノズルから流体が噴射されている間、前記基板を洗浄するときの第１速度よりも低速の第２速度で前記基板保持ローラを回転させる、ことを特徴とする請求項７のいずれか一項に記載の基板保持回転機構。
  9. 前記ローラ下部は、前記ローラ上部よりも径方向外側に延出しており、
    前記ローラ洗浄ノズルは、前記クランプ溝、前記ローラ上部の上面、さらに、前記ローラ下部の上面を含む領域に流体を噴射する、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の基板保持回転機構。
  10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の基板保持回転機構を備える、ことを特徴とする基板処理装置。
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