JP2022124016A - 基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】装着されたロール洗浄部材の異常の有無を判定できる基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラムの提供。【解決手段】基板洗浄装置３１は、基板Ｗを洗浄するロール洗浄部材８１を着脱可能に装着するホルダ６０と、ホルダ６０に装着したロール洗浄部材８１を回転させる回転装置６３と、ロール洗浄部材８１の回転時の振動に関する情報を測定するセンサ７２と、センサ７２の測定結果に基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する制御装置５０と、を備える。【選択図】図４
Description
本発明は、基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラムに関するものである。
従来から、下記特許文献１に記載された基板洗浄用ロールブラシが知られている。この基板洗浄用ロールブラシは、半導体ウエハ等の基板を洗浄する基板洗浄装置（例えば、下記特許文献２の図２、特許文献３の図２参照）に着脱可能に装着される。基板洗浄用ロールブラシを基板洗浄装置に装着する場合は、下記特許文献１の図４に示すように、基板洗浄用ロールブラシを手で掴み、基板洗浄用ロールブラシの両端を基板洗浄装置のブラシ取付部に取り付ける。
上記基板洗浄用ロールブラシは、長尺の芯体を具備し、該芯体の外周に長手方向に筒状のスポンジ状の多孔質体からなるブラシ体が形成されている。そして芯体の両端には、基板洗浄装置への取付部が設けられている。このような基板洗浄用ロールブラシは、ブラシ体の成形異常や取り付け時の異常により、基板洗浄用ロールブラシの偏心が生じる場合がある。この場合、基板の洗浄性能に影響が出る虞がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、装着されたロール洗浄部材の異常の有無を判定できる基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラムの提供を目的とする。
本発明の一態様に係る基板洗浄装置は、基板を洗浄するロール洗浄部材を着脱可能に装着するホルダと、前記ホルダに装着した前記ロール洗浄部材を回転させる回転装置と、前記ロール洗浄部材の回転時の振動に関する情報を測定するセンサと、前記センサの測定結果に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する制御装置と、を備える。
上記基板洗浄装置においては、前記制御装置は、前記ロール洗浄部材の回転時の振幅に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定してもよい。
上記基板洗浄装置においては、前記制御装置は、前記ロール洗浄部材を湿らせた状態で、前記回転装置によって前記ロール洗浄部材を回転させ、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定してもよい。
上記基板洗浄装置においては、前記制御装置は、少なくとも、前記ホルダに前記ロール洗浄部材を装着後、前記基板を洗浄する前に、前記回転装置によって前記ロール洗浄部材を回転させ、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定してもよい。
上記基板洗浄装置においては、前記センサは、前記ホルダに取り付けられたロードセルであってもよい。
上記基板洗浄装置においては、前記ロール洗浄部材は、周面に複数の突起部を有してもよい。
上記基板洗浄装置においては、前記制御装置は、前記ロール洗浄部材の周面が物体に接触していない状態で、前記回転装置によって前記ロール洗浄部材を回転させ、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定してもよい。
本発明の一態様に係る基板洗浄装置の異常判定方法は、基板を洗浄するロール洗浄部材を着脱可能に装着するホルダと、前記ホルダに装着した前記ロール洗浄部材を回転させる回転装置と、前記ロール洗浄部材の回転時の振動に関する情報を測定するセンサと、を備える基板洗浄装置の異常判定方法であって、前記センサの測定結果に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する。
本発明の一態様に係る基板洗浄装置の異常判定プログラムは、基板を洗浄するロール洗浄部材を着脱可能に装着するホルダと、前記ホルダに装着した前記ロール洗浄部材を回転させる回転装置と、前記ロール洗浄部材の回転時の振動に関する情報を測定するセンサと、を備える基板洗浄装置の異常判定プログラムであって、前記基板洗浄装置のコンピュータに、前記センサの測定結果に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定させる。
上記本発明の一態様によれば、装着されたロール洗浄部材の異常の有無を判定できる基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラムを提供できる。
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。
図１は、一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。
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装置５０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。
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３１Ａ及び基板洗浄装置３１Ｂ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、一実施形態に係る基板洗浄装置３１を示す概略構成図である。
基板洗浄装置３１は、基板Ｗを回転させる回転機構８０と、基板Ｗに接触して回転するロール洗浄部材８１と、を備える。回転機構８０は、基板Ｗの外周を保持して鉛直方向に延びる軸回りに回転させる複数の保持ローラ８０ａを備える。複数の保持ローラ８０ａは、モータ等の電気駆動部と接続されて水平回転する。また、複数の保持ローラ８０ａは、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。なお、本明細書において、特に説明がない限り、「上」とは基板Ｗを起点として洗浄具（ロール洗浄部材８１）が存在する方向を意味し、「下」とはその反対方向を意味する。また、洗浄具やこれを構成する構成物に関し、「上面」や「表面」とは洗浄具が基板に接触する側の面を意味する。
基板洗浄装置３１は、基板Ｗを回転させる回転機構８０と、基板Ｗに接触して回転するロール洗浄部材８１と、を備える。回転機構８０は、基板Ｗの外周を保持して鉛直方向に延びる軸回りに回転させる複数の保持ローラ８０ａを備える。複数の保持ローラ８０ａは、モータ等の電気駆動部と接続されて水平回転する。また、複数の保持ローラ８０ａは、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。なお、本明細書において、特に説明がない限り、「上」とは基板Ｗを起点として洗浄具（ロール洗浄部材８１）が存在する方向を意味し、「下」とはその反対方向を意味する。また、洗浄具やこれを構成する構成物に関し、「上面」や「表面」とは洗浄具が基板に接触する側の面を意味する。
ロール洗浄部材８１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８１ａと、基板Ｗの下面Ｗ２に接触する下部ロール洗浄部材８１ｂと、を備える。上部ロール洗浄部材８１ａ及び下部ロール洗浄部材８１ｂ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８１ａは、エアシリンダ等のエア駆動部（後述する図４に示す昇降装置７０）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８１ｂは、一定の高さで保持されている。
基板Ｗをセットする際には、先ず、上部ロール洗浄部材８１ａ及び複数の保持ローラ８０ａを上昇させる。次に、上昇した複数の保持ローラ８０ａ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８１ｂに接触するまで下降させる。
最後に、上部ロール洗浄部材８１ａを下降させ、基板Ｗの上面Ｗ１に接触させる。
基板Ｗをセットする際には、先ず、上部ロール洗浄部材８１ａ及び複数の保持ローラ８０ａを上昇させる。次に、上昇した複数の保持ローラ８０ａ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８１ｂに接触するまで下降させる。
最後に、上部ロール洗浄部材８１ａを下降させ、基板Ｗの上面Ｗ１に接触させる。
ロール洗浄部材８１は、水平方向に延びる円筒状のロールスポンジ８２と、ロールスポンジ８２を内側から支持するロールシャフト８３と、を有する。ロールスポンジ８２の周面８２ａには、複数の円柱状の突起部８２ｂが形成されている。突起部８２ｂは、ロールシャフト８３が延びる回転軸Ｌ１に沿って列を成している。ロールスポンジ８２の材質としては、多孔質のＰＶＡ製スポンジ、発泡ウレタン等を用いることができる。なお、ロール洗浄部材８１は、ロールスポンジ８２のみで製造、流通され、使用時にロールシャフト８３を挿入されるものであってよく、あるいは、ロールシャフト８３と一体に成形され、流通するものであっても良い。ロールスポンジ８２は、乾燥状態で流通するものでも、湿潤状態で流通するものでもどちらでもよい。
基板洗浄装置３１は、図示しないノズルから薬液及び／または純水（アウターリンス）を基板Ｗの上面Ｗ１に向けて噴射し、上部ロール洗浄部材８１ａ及び下部ロール洗浄部材８１ｂの周面を基板Ｗに接触させて上部ロール洗浄部材８１ａ及び下部ロール洗浄部材８１ｂを回転させることで、基板Ｗを洗浄する。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。また、基板洗浄装置３１は、後述する図３に示すように、ロール洗浄部材８１の内側から薬液及び／または純水（インナーリンス）を供給する液体供給装置９０を備える。
図３は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の液体流路８３ａ及び液体供給装置９０を説明する概略図である。
図３に示すように、ロールシャフト８３の中心には、液体流路８３ａが形成されている。液体流路８３ａは、軸方向に延びると共に、一端部が閉塞され、他端部が開放されている。液体流路８３ａの他端部には、液体供給装置９０の液体供給継手９１と接続されている。液体供給継手９１からは、インナーリンスが液体流路８３ａに供給される。
図３に示すように、ロールシャフト８３の中心には、液体流路８３ａが形成されている。液体流路８３ａは、軸方向に延びると共に、一端部が閉塞され、他端部が開放されている。液体流路８３ａの他端部には、液体供給装置９０の液体供給継手９１と接続されている。液体供給継手９１からは、インナーリンスが液体流路８３ａに供給される。
ロールシャフト８３は、液体流路８３ａの一端部と他端部との間に、複数の液体吐出流路８３ｂを備えている。液体吐出流路８３ｂは、液体流路８３ａからロールシャフト８３の周面まで半径方向に貫通している。液体吐出流路８３ｂは、ロールシャフト８３の軸方向に間隔をあけ、且つ、ロールシャフト８３の周方向に間隔をあけて複数形成されている。
液体供給装置９０は、制御装置５０の制御の下、液体供給継手９１を介して、ロールシャフト８３の液体流路８３ａにインナーリンスを供給する。インナーリンスは、液体流路８３ａを流通し、複数の液体吐出流路８３ｂからロールシャフト８３の周面に吐出される。これにより、ロールシャフト８３の周面に取り付けられたロールスポンジ８２を、インナーリンスで内側から湿潤させることができる。
図４は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１（上部ロール洗浄部材８１ａ）の支持構造を示す正面図である。図５は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の動きを示す側面図である。
図４に示すように、基板洗浄装置３１は、ロール洗浄部材８１の両端部（上述したロールシャフト８３の液体吐出流路８３ｂが形成されている円筒部分から、軸方向外側に延びる細い棒状の部分）を回転軸Ｌ１回りに回転自在に支持するホルダ６０と、ホルダ６０を昇降させる昇降装置７０と、ホルダ６０を水平移動させる水平移動装置７１と、を有する。なお、上述した液体供給装置９０は、不図示であるが、昇降装置７０の昇降アーム７０ｂやホルダ６０の内部を通り、ロール洗浄部材８１と接続されている。
図４に示すように、基板洗浄装置３１は、ロール洗浄部材８１の両端部（上述したロールシャフト８３の液体吐出流路８３ｂが形成されている円筒部分から、軸方向外側に延びる細い棒状の部分）を回転軸Ｌ１回りに回転自在に支持するホルダ６０と、ホルダ６０を昇降させる昇降装置７０と、ホルダ６０を水平移動させる水平移動装置７１と、を有する。なお、上述した液体供給装置９０は、不図示であるが、昇降装置７０の昇降アーム７０ｂやホルダ６０の内部を通り、ロール洗浄部材８１と接続されている。
昇降装置７０は、エアシリンダ等のエア駆動部によって昇降する昇降装置本体７０ａと、昇降装置本体７０ａに支持された昇降アーム７０ｂと、を有する。昇降アーム７０ｂは、昇降装置本体７０ａの上端部から水平方向に延び、その水平方向に延びた先端部にホルダ６０を支持している。昇降装置７０は、昇降装置本体７０ａによって昇降アーム７０ｂを昇降させることで、ホルダ６０及びロール洗浄部材８１を昇降させる。
ホルダ６０は、昇降装置７０の昇降アーム７０ｂの先端部７０ｃに吊り下げられている。ホルダ６０は、水平方向に延在するホルダ本体６１と、ホルダ本体６１の延在方向両端部から下方に突出された一対のロール支持部６２と、を有する。一対のロール支持部６２には、図示しない軸受が収容され、ロール洗浄部材８１の両端部を回転軸Ｌ１回りに回転自在に支持している。このホルダ６０には、ロール洗浄部材８１の片方の軸端部に接続されて、ロール洗浄部材８１を回転駆動するモータ等の電気駆動部である回転装置６３が取り付けられている。
水平移動装置７１は、図５に示すように、ロール洗浄部材８１を基板Ｗの直上から、クリーニング装置１００の直上に水平移動させるものである。この水平移動装置７１は、周知のリニアスライダー等から構成されている。クリーニング装置１００は、ロール洗浄部材８１が押し付けられるクリーニング面１００ａを有する。クリーニング面１００ａは、例えば、石英等によって平面状に形成されている。なお、クリーニング面１００ａの材質および形状は、ロール洗浄部材８１の材質および形状などに合わせて、適宜変更してもよい。例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）をクリーニング面１００ａの形成材質として採用してもよい。
クリーニング面１００ａ上には、図示しない薬液管、純水管などが配置されている。なお、薬液管から噴射される薬液は、基板洗浄装置３１において基板Ｗの洗浄に用いられる薬液と同じものであることが好ましい。クリーニング装置１００におけるロール洗浄部材８１の洗浄は、ロール洗浄部材８１を回転させつつクリーニング面１００ａに押し付け、薬液をロール洗浄部材８１に向けて噴射することで、ロール洗浄部材８１に付着した汚れを落とす。このように、ロール洗浄部材８１を、クリーニング面１００ａに押し付けた状態で所定量回転させた後、ロール洗浄部材８１を上昇させてクリーニング面１００ａから退避させ、純水をクリーニング面１００ａ及びロール洗浄部材８１に向けて噴射することで、クリーニング面１００ａ及びロール洗浄部材８１の汚れを落とすことができる。この処理をセルフクリーニングと称する。
昇降装置７０及び水平移動装置７１は、図５に示す基板Ｗの直上の洗浄位置Ｐ１、基板Ｗへのタッチダウン位置Ｐ２、クリーニング装置１００の直上の待機位置Ｐ３、及びクリーニング装置１００へのタッチダウン位置Ｐ４に、ロール洗浄部材８１を移動させる。ロール洗浄部材８１の洗浄位置Ｐ１とタッチダウン位置Ｐ２との間の移動は、昇降装置７０による下降動作Ｍ１及び昇降動作Ｍ２によって達成できる。ロール洗浄部材８１の洗浄位置Ｐ１と待機位置Ｐ３との間の移動は、水平移動装置７１による水平動作Ｍ３，Ｍ６によって達成できる。また、ロール洗浄部材８１の待機位置Ｐ３とタッチダウン位置Ｐ４との間の移動は、昇降装置７０による下降動作Ｍ４及び昇降動作Ｍ５によって達成できる。
上述した昇降装置７０及び水平移動装置７１の動作は、制御装置５０によって制御されている。制御装置５０は、基板洗浄装置３１の動作を統括的に制御するコンピュータである。この制御装置５０は、図４に示すように、ホルダ６０に取り付けられたセンサ７２と接続されている。本実施形態のセンサ７２は、ロールスポンジ８２の押し付け荷重を測定し、目標の押し付け荷重になるようにフィードバック制御するためのロードセルであり、ロール洗浄部材８１の回転軸Ｌ１と直交する直線Ｌ２上に配置され、昇降アーム７０ｂの先端部７０ｃにおいてホルダ６０の荷重を測定する。なお、センサ７２は、ロール洗浄部材８１の回転時の振動に関する情報を測定するものであれば、ロードセルに限らず、加速度センサや、光学的にロール洗浄部材８１の回転ブレを検出する光センサ、若しくはカメラなどであっても構わない。
制御装置５０は、センサ７２の測定結果に基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する異常判定プログラムを備えている。制御装置５０は、当該異常判定プログラムに基づいて、少なくとも、ホルダ６０にロール洗浄部材８１を装着後、基板Ｗを洗浄する前に、回転装置６３によってロール洗浄部材８１を回転させ、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する。
図６は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の異常の一例を示す説明図である。
ロール洗浄部材８１は、回転する時、その外周が均一であることが望ましい。図６に示すように、ロール洗浄部材８１の突起部８２ｂが、ロール洗浄部材８１の回転軸Ｌ１に平行なライン（ゲージラインともいう）に沿って一列に並んでいない場合、ロール洗浄部材８１の偏心が生じる場合がある。このような場合に、ロール洗浄部材８１を回転させると、ロール洗浄部材８１が振動し、基板Ｗの洗浄性能に影響が出る可能性がある。
ロール洗浄部材８１は、回転する時、その外周が均一であることが望ましい。図６に示すように、ロール洗浄部材８１の突起部８２ｂが、ロール洗浄部材８１の回転軸Ｌ１に平行なライン（ゲージラインともいう）に沿って一列に並んでいない場合、ロール洗浄部材８１の偏心が生じる場合がある。このような場合に、ロール洗浄部材８１を回転させると、ロール洗浄部材８１が振動し、基板Ｗの洗浄性能に影響が出る可能性がある。
図７は、一実施形態に係るセンサ７２の測定結果の一例を示す説明図である。
上述したように、ロール洗浄部材８１の形状が均一でないときや、また、仮にロール洗浄部材８１のロールシャフト８３の中心がずれてホルダ６０に装着されたときには、ロール洗浄部材８１の回転時に振動が発生する。センサ７２は、ホルダ６０にかかる荷重の振幅を測定する。例えば、図７の測定結果２００Ａに示すように、荷重の振幅が、ある規定値以下の場合、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１は正常であると判定できる。また、図７の測定結果２００Ｂに示すように、荷重の振幅が、ある規定値を超える場合、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１は異常であると判定できる。なお、制御装置５０は、荷重の位相の変化や、荷重の上下ピーク幅の変化などに基づいて、ロール洗浄部材８１の異常の有無を判定しても構わない。
上述したように、ロール洗浄部材８１の形状が均一でないときや、また、仮にロール洗浄部材８１のロールシャフト８３の中心がずれてホルダ６０に装着されたときには、ロール洗浄部材８１の回転時に振動が発生する。センサ７２は、ホルダ６０にかかる荷重の振幅を測定する。例えば、図７の測定結果２００Ａに示すように、荷重の振幅が、ある規定値以下の場合、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１は正常であると判定できる。また、図７の測定結果２００Ｂに示すように、荷重の振幅が、ある規定値を超える場合、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１は異常であると判定できる。なお、制御装置５０は、荷重の位相の変化や、荷重の上下ピーク幅の変化などに基づいて、ロール洗浄部材８１の異常の有無を判定しても構わない。
以下、基板洗浄装置３１の異常判定プログラムに基づく具体的な動作（基板洗浄装置３１の異常判定方法）について説明する。
図８は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の交換作業時の作業フローを示す図である。図９は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の異常判定フローを示す図である。なお、図８および図９のフローにおいて、実際に基板Ｗが保持されている必要はない。
図８は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の交換作業時の作業フローを示す図である。図９は、一実施形態に係るロール洗浄部材８１の異常判定フローを示す図である。なお、図８および図９のフローにおいて、実際に基板Ｗが保持されている必要はない。
先ず、図８に示すロール洗浄部材８１の交換作業時の作業フローについて説明する。ロール洗浄部材８１の交換作業を開始する場合（ステップＳ１）、ロール洗浄部材８１を洗浄位置Ｐ１（図５参照）に移動させる（ステップＳ２）。洗浄位置Ｐ１とは、基板Ｗに接触可能なタッチダウン位置Ｐ２の直上の位置である。次に、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１を脱着する（ステップＳ３）。次に、新しいロール洗浄部材８１をホルダ６０に装着する（ステップＳ４）。
新しいロール洗浄部材８１をホルダ６０に装着したら、ロール洗浄部材８１を馴染み運転させる（ステップＳ５）。馴染み運転では、図３に示す液体供給装置９０からロール洗浄部材８１にインナーリンスを供給し、洗浄位置Ｐ１にて、インナーリンスで濡れたロール洗浄部材８１を回転させる。これにより、ロールスポンジ８２の全体に、均一にインナーリンスを浸透させる。最後に、ロール洗浄部材８１を洗浄位置Ｐ１から待機位置Ｐ３に移動させる。待機位置Ｐ３とは、クリーニング装置１００のクリーニング面１００ａに接触可能なタッチダウン位置Ｐ４の直上の位置である。
以上により、ロール洗浄部材８１の一連の交換作業が終了する。
以上により、ロール洗浄部材８１の一連の交換作業が終了する。
次に、図９に示すロール洗浄部材８１の異常判定フローについて説明する。なお、以下の説明において、特に断りが無い限り、ロール洗浄部材８１の異常判定は、制御装置５０主体となって行う。上述したステップＳ５（馴染み運転）にてロールスポンジ８２にインナーリンスを均一に浸透させたら、ロール洗浄部材８１の取り付け検査（異常判定：ステップＳ１１）を行う。具体的には、インナーリンスで濡れたロール洗浄部材８１を回転装置６３により回転させる（ステップＳ１２）。次に、ロール洗浄部材８１の回転数が所定の回転数に至るまで待つ（ステップＳ１３）。ロール洗浄部材８１の回転数が安定したら、センサ７２（ロードセル）によって、ホルダ６０の荷重データの取得する（ステップＳ１４）。
そして、一定時間、ホルダ６０にかかる荷重の振幅を測定する（ステップＳ１５）。次に、荷重の振幅が、所定の規定値以内か否かを判定する（ステップＳ１６）。荷重の振幅が、所定の規定値以内の場合（ステップＳ１６が「ＹＥＳ」の場合）、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１は正常であると判定する（ステップＳ１７）。一方、荷重の振幅が、所定の規定値以内でない場合（ステップＳ１６が「ＮＯ」の場合）、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１は異常であると判定し（ステップＳ１８）、作業者に通報したり、装置を停止させたりする。
以上のようにして、ロール洗浄部材８１の異常判定が行われる。
以上のようにして、ロール洗浄部材８１の異常判定が行われる。
このように、上述した本実施形態の基板洗浄装置３１は、基板Ｗを洗浄するロール洗浄部材８１を着脱可能に装着するホルダ６０と、ホルダ６０に装着したロール洗浄部材８１を回転させる回転装置６３と、ロール洗浄部材８１の回転時の振動に関する情報を測定するセンサ７２と、センサ７２の測定結果に基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する制御装置５０と、を備える。この構成によれば、ロール洗浄部材８１の形状不適合や、ロール洗浄部材８１の芯ずれなどの異常の有無を判定できる。
また、上記基板洗浄装置３１においては、制御装置５０は、ロール洗浄部材８１の回転時の振幅に基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する。この構成によれば、ロール洗浄部材８１の回転時の振幅が、所定の規定値以内か否かに基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を簡単に判定することができる。
また、上記基板洗浄装置３１においては、制御装置５０は、ロール洗浄部材８１を湿らせた状態で、回転装置６３によってロール洗浄部材８１を回転させ、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する。ロール洗浄部材８１の馴染み運転が不十分でインナーリンスの浸透が不均一であると、それだけで荷重が変動するため、ロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する前に、ロール洗浄部材８１を湿らせた状態で、回転装置６３によってロール洗浄部材８１を回転させる馴染み運転を行う。また、ロール洗浄部材８１をインナーリンスで湿らせた状態で回転させることで、ロール洗浄部材８１の遠心力が乾いている状態よりも大きくなり、センサ７２がロール洗浄部材８１の回転時の振動を測定し易くなる。
また、上記基板洗浄装置３１においては、制御装置５０は、少なくとも、ホルダ６０にロール洗浄部材８１を装着後、基板Ｗを洗浄する前に、回転装置６３によってロール洗浄部材８１を回転させ、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する。この構成によれば、基板Ｗの洗浄性能に影響が出ることを未然に防ぐことができる。
また、上記基板洗浄装置３１においては、センサ７２は、ホルダ６０に取り付けられたロードセルである。この構成によれば、洗浄時に基板Ｗに対するロール洗浄部材８１の押し付け荷重を測定するロードセルを流用して、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定することができる。
また、上記基板洗浄装置３１においては、ロール洗浄部材８１は、周面８２ａに複数の突起部８２ｂを有する。この構成によれば、突起部８２ｂがロール洗浄部材８１の回転軸Ｌ１に平行なライン（ゲージラインともいう）に沿って一列に並んでいない、ロール洗浄部材８１の形状不適合などを含めた異常の有無を判定することができる。
また、上記基板洗浄装置３１においては、制御装置５０は、ロール洗浄部材８１の周面が物体に接触していない状態（洗浄位置Ｐ１）で、回転装置６３によってロール洗浄部材８１を回転させ、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する。この構成によれば、ロール洗浄部材８１が中空で回転することで、物体との接触による外乱を受けないで、ロール洗浄部材８１の振動に関する情報を測定することができる。
また、上述した本実施形態の基板洗浄装置３１の異常判定方法は、基板Ｗを洗浄するロール洗浄部材８１を着脱可能に装着するホルダ６０と、ホルダ６０に装着したロール洗浄部材８１を回転させる回転装置６３と、ロール洗浄部材８１の回転時の振動に関する情報を測定するセンサ７２と、を備える基板洗浄装置３１の異常判定方法であって、センサ７２の測定結果に基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定する。この方法によれば、ロール洗浄部材８１の形状不適合や、ロール洗浄部材８１の芯ずれなどの異常の有無を判定できる。
また、上述した本実施形態の基板洗浄装置３１の異常判定プログラムは、基板Ｗを洗浄するロール洗浄部材８１を着脱可能に装着するホルダ６０と、ホルダ６０に装着したロール洗浄部材８１を回転させる回転装置６３と、ロール洗浄部材８１の回転時の振動に関する情報を測定するセンサ７２と、を備える基板洗浄装置３１の異常判定プログラムであって、基板洗浄装置３１のコンピュータに、センサ７２の測定結果に基づいて、ホルダ６０に装着されたロール洗浄部材８１の異常の有無を判定させる。この構成によれば、ロール洗浄部材８１の形状不適合や、ロール洗浄部材８１の芯ずれなどの異常の有無を判定できる。
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、ロール洗浄部材８１の異常判定を、ホルダ６０にロール洗浄部材８１を装着後、基板Ｗを洗浄する前に行うと説明したが、ロール洗浄部材８１のセルフクリーニング後や、基板Ｗの１ロット洗浄後などに定期的に行っても構わない。
また、例えば、上記実施形態では、ロール洗浄部材８１の異常判定プログラムは、制御装置５０に記憶されていたが、他の記憶媒体（例えば光ディスクや磁気ディスク等）に記憶されてもよい。
また、例えば、上記実施形態では、ロール洗浄部材８１の異常判定を、上部ロール洗浄部材８１ａに対して行うと説明したが、下部ロール洗浄部材８１ｂに対して行っても構わない。
また、上記実施形態では水平に保持された基板Ｗに対して洗浄を行うロール洗浄部材８１について述べたが、基板Ｗが保持される向きは垂直であっても、傾斜していてもよい。また、ロール洗浄部材８１を基板Ｗに対して押し付ける方向と、重力方向とが、異なっていてもよい。
また、上記実施形態では水平に保持された基板Ｗに対して洗浄を行うロール洗浄部材８１について述べたが、基板Ｗが保持される向きは垂直であっても、傾斜していてもよい。また、ロール洗浄部材８１を基板Ｗに対して押し付ける方向と、重力方向とが、異なっていてもよい。
１…基板処理装置、２０…研磨部、２１…基板研磨装置、３０…洗浄部、３１…基板洗浄装置、５０…制御装置、６０…ホルダ、６１…ホルダ本体、６２…ロール支持部、６３…回転装置、７０…昇降装置、７０ａ…昇降装置本体、７０ｂ…昇降アーム、７０ｃ…先端部、７１…水平移動装置、７２…センサ、８０…回転機構、８０ａ…保持ローラ、８１…ロール洗浄部材、８１ａ…上部ロール洗浄部材、８１ｂ…下部ロール洗浄部材、８２…ロールスポンジ、８２ａ…周面、８２ｂ…突起部、８３…ロールシャフト、８３ａ…液体流路、８３ｂ…液体吐出流路、９０…液体供給装置、９１…液体供給継手、１００…クリーニング装置、１００ａ…クリーニング面、２００Ａ…測定結果、２００Ｂ…測定結果、Ｐ１…洗浄位置、Ｐ２…タッチダウン位置、Ｐ３…待機位置、Ｐ４…タッチダウン位置、Ｗ…基板、Ｗ１…上面、Ｗ２…下面
Claims (9)
- 基板を洗浄するロール洗浄部材を着脱可能に装着するホルダと、
前記ホルダに装着した前記ロール洗浄部材を回転させる回転装置と、
前記ロール洗浄部材の回転時の振動に関する情報を測定するセンサと、
前記センサの測定結果に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する制御装置と、を備える、基板洗浄装置。 - 前記制御装置は、前記ロール洗浄部材の回転時の振幅に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する、請求項１に記載の基板洗浄装置。
- 前記制御装置は、前記ロール洗浄部材を湿らせた状態で、前記回転装置によって前記ロール洗浄部材を回転させ、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する、請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
- 前記制御装置は、少なくとも、前記ホルダに前記ロール洗浄部材を装着後、前記基板を洗浄する前に、前記回転装置によって前記ロール洗浄部材を回転させ、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
- 前記センサは、前記ホルダに取り付けられたロードセルである、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
- 前記ロール洗浄部材は、周面に複数の突起部を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
- 前記制御装置は、前記ロール洗浄部材の周面が物体に接触していない状態で、前記回転装置によって前記ロール洗浄部材を回転させ、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
- 基板を洗浄するロール洗浄部材を着脱可能に装着するホルダと、
前記ホルダに装着した前記ロール洗浄部材を回転させる回転装置と、
前記ロール洗浄部材の回転時の振動に関する情報を測定するセンサと、を備える基板洗浄装置の異常判定方法であって、
前記センサの測定結果に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定する、基板洗浄装置の異常判定方法。 - 基板を洗浄するロール洗浄部材を着脱可能に装着するホルダと、
前記ホルダに装着した前記ロール洗浄部材を回転させる回転装置と、
前記ロール洗浄部材の回転時の振動に関する情報を測定するセンサと、を備える基板洗浄装置の異常判定プログラムであって、
前記基板洗浄装置のコンピュータに、前記センサの測定結果に基づいて、前記ホルダに装着された前記ロール洗浄部材の異常の有無を判定させる、基板洗浄装置の異常判定プログラム。
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|---|---|---|---|
| JP2021021534A JP2022124016A (ja) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | 基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラム |
| US17/670,522 US11911806B2 (en) | 2021-02-15 | 2022-02-14 | Substrate cleaning device, abnormality determination method of substrate cleaning device, storage medium |
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| JP2021021534A JP2022124016A (ja) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | 基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラム |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (2)
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Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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