JP2023082868A - 基板処理装置、及び冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板処理装置において、装置の外部に制御部の冷却のための排気をせず、制御部を冷却できるようにする。
【解決手段】基板を保持するテーブル３０と、基板を処理する処理ユニット２０と、テーブル３０と処理ユニット２０とが配設された処理空間を囲繞するカバー部７と、処理空間に液体を供給する液体供給部２９と、少なくとも処理ユニット２０を制御する制御部８０と、制御部８０を収容する電装ボックス１０９と、制御部８０を冷却するためのエア流路５０と、を備え、カバー部７は、内側カバー７０２と、外側カバー７０３と、で二重形成され、エア流路５０は、電装ボックス１０９と、内側カバー７０２と外側カバー７０３との間と、を連通する基板処理装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の基板を処理する基板処理装置、及び基板処理装置の制御部の冷却方法に関する。

半導体ウェーハ等の基板を処理する基板処理装置（例えば、研削装置や研磨装置）内には、基板処理装置を構成する各ユニットに動作信号を送って駆動させるための制御部が設置されている。制御部は、例えば電子回路や電子部品などを含み、電子回路や電子部品基板に固定されていてもよい。そして、制御部を冷却するために、従来は、装置の外部から吸気して、また、制御部から発せられた熱を帯びた空気を装置の外に排気していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－１０９３２４号公報

しかし、従来においては装置内の汚れを装置の外部にまき散らす恐れや、基板処理装置が設置されている部屋（クリーンルーム等）の空気を撹乱する恐れがあり、問題となっていた。

よって、基板処理装置においては、装置の外部に制御部の冷却のための排気をせず、制御部を冷却できるようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された基板を処理する処理ユニットと、該保持テーブルと該処理ユニットとが配設された処理空間を囲繞するカバー部と、該処理空間に液体を供給する液体供給部と、少なくとも該処理ユニットを制御する制御部と、該制御部を収容する電装ボックスと、該制御部を冷却するためのエア流路と、を備える基板処理装置であって、該カバー部は、内側カバーと、外側カバーと、で二重に形成され、該エア流路は、該電装ボックスと、該内側カバーと該外側カバーとの間と、を連通することを特徴とする基板処理装置である。
ここで、前記エア流路は、エアを循環させるファンをさらに有すると好ましい。
また、前記処理空間には、霧状となった前記液体を吸引するダクトをさらに有すると好ましい。
例えば、前記処理ユニットは、基板を加工する加工具を有する。
例えば、前記液体は、基板を洗浄する洗浄水であり、前記処理ユニットは、洗浄ユニットであり、前記液体供給部は、洗浄水供給ノズルを有する。
また、上記課題を解決するための本発明は、前記基板処理装置における前記制御部の冷却方法であって、前記処理空間に前記液体供給部から前記液体を供給し、該液体の供給に伴い霧状となった該液体の気化により前記カバー部が冷却されるカバー部冷却ステップと、前記電装ボックスから排気されたエアが該カバー部に接触する事で冷却され、前記エア流路内を循環することで該制御部を冷却する制御部冷却ステップと、を備える冷却方法である。

本発明に係る基板処理装置は、電装ボックスから排気されたエアが、処理空間で霧状となった液体の気化冷却により冷却されるカバー部に接触して冷却された後に電装ボックスに戻ることで、電装ボックスから装置の外部にエアを排気せず、装置内部で冷却機構を構築することができるため、装置外部に装置内の汚れを排出するおそれや、装置外部のエアの流れを従来においては起き得た排気していたエアによって攪乱してしまうという事態が生じるおそれを低減できる。
また処理空間内で霧状となった液体の噴霧が気化することで加工ユニットが冷却されて収縮してしまうことを、気化冷却されるカバー部が電装ボックスから流れてきたエア（温められたエア）から熱を奪うことで防止でき、加工品質を保つことができる。即ち、従来処理ユニット（例えば、研削ユニット）を支持するスピンドルやコラムなどに断熱材の設置していた場合は、これを設置しない、又は設置数を減らすことが可能となる。
処理空間に、霧状となった液体を一定量ずつ吸引するダクトを配設することで、処理空間内が乾燥しやすくなるため、さらに処理空間に供給され霧状となった液体を気化しやすくし、冷却効果を高めることが可能となる。

基板処理装置（研削装置）の一例を示す平面図である。 基板処理装置のカバー部、粗研削ユニット、粗研削送りユニット、仕上げ研削ユニット、及び仕上げ研削送りユニットを説明する斜視図である。 処理ユニットが粗研削ユニットであり、加工具として研削ホイールを備えている場合を説明する斜視図である。 処理ユニットが研磨ユニットであり、加工具として研磨パッドを備えている場合を説明する斜視図である。 処理ユニットが切削ユニットであり、加工具として切削ブレードを備えている場合を説明する斜視図である。 基板処理装置（スピンナ洗浄装置）の一例を示す平面図である。 基板処理装置（スピンナ洗浄装置）の一例を示す斜視図である。

図１に示す基板処理装置１（以下、研削装置１とする）は、保持テーブル３０上に吸引保持された基板９０を粗研削ユニット２０等によって研削加工する装置であり、研削装置１の装置ベース１０上の前方（－Ｙ方向側）は、保持テーブル３０に対して基板９０の着脱が行われる着脱領域であり、装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、粗研削ユニット２０等によって保持テーブル３０上に吸引保持された基板９０の研削加工が行われる加工領域である。なお、本発明に係る基板処理装置１は、図１、図２に示すように回転するターンテーブル３９で保持テーブル３０で吸引保持された基板９０を粗研削ユニット２０、又は仕上げ研削ユニット２１の下方に位置づけ可能な２軸の研削装置に限定されるものではなく、研削ユニットが一軸であり、電動スライダ等によって基板９０を吸引保持した保持テーブル３０をＹ軸方向に直動させ研削ユニットの下方に位置付けるいわゆるマニュアルタイプの研削装置であってもよいし、研磨パッドで基板９０を研磨する研磨装置、研削研磨装置、又は切削ブレードで基板９０を切削してチップに分割する切削装置等であってもよい。

図１に示す基板９０は、例えば、円形板状のシリコン半導体ウェーハである。基板９０は、デバイスが分割予定ラインに区画された領域に複数形成されていてもよいし、デバイスが形成されていないものであってもよい。基板９０は、シリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム、樹脂、セラミックス、又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよいし、パッケージ基板等でもよい。

装置ベース１０の－Ｙ方向側の正面には、第１のカセットステージ及び第２のカセットステージが並べて設けられており、第１のカセットステージには加工前の基板９０が棚状に複数枚収容される第１のカセット１５１が載置され、第２のカセットステージには加工後の基板９０が棚状に複数枚収容される第２のカセット１５２が載置される。

第１のカセット１５１の開口の後方には、第１のカセット１５１から加工前の基板９０を搬出するとともに加工後の基板９０を第２のカセット１５２に搬入するロボット１５３が配設されている。ロボット１５３は、電動スライダ等によって全体がＸ軸方向に往復移動可能となっており、また、多関節アームによって水平面内を旋回移動可能なロボットハンドを備えている。

ロボット１５３に隣接する位置には、ロボット１５３から基板９０を受け取りＹ軸方向に直動可能な搬送パッド１５４が配設されており、搬送パッド１５４の移動経路下には、例えばセンタリングテーブル１５５が配設されている。

搬送パッド１５４によってセンタリングテーブル１５５に載置され、センタリングテーブル１５５によって中心位置が検出された基板９０は、ローディングアーム１５６によって、センタリングテーブル１５５から保持テーブル３０に搬送される。ローディングアーム１５６の横には、研削加工後の基板９０を保持テーブル３０から搬出するアンローディングアーム１５７が配設されている。そして、アンローディングアーム１５７の近傍には、加工後の基板９０を洗浄する枚葉式の洗浄ユニット１５８が配設されている。

図１、図２に示す保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる上面である保持面３００に図示しない吸引源が連通している。そして、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、保持面３００に伝達されることで、保持テーブル３０は保持面３００上で基板９０を吸引保持することができる。

図１に示すように、装置ベース１０上には、平面視円形のターンテーブル３９が配設され、ターンテーブル３９の上面には、ターンテーブル３９の中心を中心としてターンテーブル３９の周方向に等間隔で保持テーブル３０が例えば３つ配設されている。ターンテーブル３９の中心を軸にターンテーブル３９を自転させることによって、基板９０を吸引保持した保持テーブル３０を公転させ、ローディングアーム１５６の下方、粗研削ユニット２０の下方、仕上げ研削ユニット２１の下方へと保持テーブル３０を順次位置付けることができる。

図２に示すように、装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）には第１のコラム１３が立設されており、第１のコラム１３には粗研削送りユニット２２が配設されている。粗研削送りユニット２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ２２０と、ボールネジ２２０と平行に配設された一対のガイドレール２２１と、ボールネジ２２０に連結しボールネジ２２０を回動させるモータ２２２と、内部のナットがボールネジ２２０に螺合し側部がガイドレール２２１に摺接する昇降ブロック２２３と、昇降ブロック２２３に連結され粗研削ユニット２０を保持するホルダ２２４とから構成され、モータ２２２がボールネジ２２０を回動させると、これに伴い昇降ブロック２２３がガイドレール２２１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ２２４に支持された粗研削ユニット２０もＺ軸方向に往復移動する。

図１、図２、図３に示す保持テーブル３０に保持された基板９０を処理（研削）する処理ユニットである粗研削ユニット２０は、図３に詳しく示すように、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル２００と、スピンドル２００を回転可能に支持するハウジング２０１と、スピンドル２００を回転駆動するモータ２０２と、スピンドル２００の下端に接続された円形状のマウント２０３の下面に着脱可能に接続された加工具である研削ホイール２０４とを備える。そして、研削ホイール２０４は、ホイール基台と、ホイール基台の底面に環状に装着された略直方体形状の複数の粗研削砥石２０５とを備える。粗研削砥石２０５は、例えば、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。

図３に示すスピンドル２００の内部には、ポンプ等からなる液体供給源２９０に配管２９１を介して連通し液体（例えば、純水等の加工水）の通り道となる図示しない流路が、スピンドル２００の軸方向（Ｚ軸方向）と、スピンドル２００の先端に固定され研削ホイール２０４を取付けるマウント２０３と、ホイール基台と、に貫通形成されており、該流路は、ホイール基台の下面に、基板９０に接触する粗研削砥石２０５に向かって加工水（液体）を噴出可能な開口を有している。本実施形態においては、液体供給源２９０と配管２９１とスピンドル２００内の図示しない該流路とによって、口述するカバー部７内の処理空間７０８に液体（加工水）を供給する液体供給部２９が構成される。加工水は、処理空間７０８内において、回転する研削ホイール２０４と保持テーブル３０によって回転する基板９０とによって、霧状の噴霧となる。この霧状となった液体には、非常に細かな研削屑が含まれている場合もある。
なお、液体供給部２９は、基板９０を研削する位置まで降下した研削ホイール２０４に隣接する位置に加工水ノズルを配設し、該加工水ノズルから粗研削砥石２０５と基板９０との接触する加工領域に加工水（液体）を供給することで、処理空間７０８に液体を供給する構成となっていてもよい。

図１、図２に示す装置ベース１０上の後方には、第２のコラム１４が第１のコラム１３にＸ軸方向に並んで立設しており、第２のコラム１４には仕上げ研削送りユニット２３が配設されている。仕上げ研削送りユニット２３は、粗研削送りユニット２２と同様に構成されており、仕上げ研削ユニット２１をＺ軸方向（鉛直方向）に仕上げ研削送りすることができる。仕上げ研削ユニット２１は、砥石中に含まれる砥粒が比較的小さな仕上げ研削砥石を備えており、その他の構成は図３に示す粗研削ユニット２０と略同様となっている。

図１、図２に示すように、研削装置１は、保持テーブル３０と粗研削ユニット２０及び仕上げ研削ユニット２１とが配設された処理空間７０８を囲繞するカバー部７を備えている。例えば、図２に示すように、カバー部７は処理空間７０８として略矩形体状の加工室を形成し、本実施形態においては、カバー部７から露出している領域が、基板９０を保持テーブル３０に搬入出する搬入出エリア１０２となっている。また、該略矩形体状の処理空間７０８内には、使用されて研削屑を含み霧状とならず保持テーブル３０から流下した研削水を排出するための排水機構が配設されている。

図２に示すように、装置ベース１０上に立設されたカバー部７は、Ｘ軸方向両側の２枚の側板７０と、側板７０の上部に連結された天板７１と、－Ｙ方向側に位置する正面板７２と、＋Ｙ方向側に位置する背面板７３とを備えている。
図１に示す正面板７２はその下部側が略長方形状に切り欠かれており、この切り欠かれた部分である入口７２０を回転するターンテーブル３９が通過することで、保持テーブル３０をカバー部７内の処理空間に進入させることができる。なお、正面板７２には、該入口７２０を開閉する図示しないシャッター、又はエアカーテンが配設されている。研削加工中は、例えば該図示しないシャッター等によって該入口７２０から研削水噴霧がカバー部７外に飛散しないようになる。

図２に示すように、天板７１には、粗研削ユニット２０の研削ホイール２０４、及び仕上げ研削ユニット２１の研削ホイールをカバー部７内に進入させる円形状のホイール通過口７１０が、それぞれの研削ホイールの直下に形成されている。

図１に示すように、本実施形態におけるカバー部７を構成する２枚の側板７０は、それぞれ内側カバー７０２と、内側カバー７０２を囲繞する外側カバー７０３とを備えており、内側カバー７０２と外側カバー７０３との間に所定の隙間（空間）を備えた二重構造となっている。また、本実施形態におけるカバー部７を構成する背面板７３は、それぞれ内側カバー７３２と、内側カバー７３２を囲繞する外側カバー７３３とを備えており、内側カバー７３２と外側カバー７３３との間に所定の隙間（空間）を備えた二重構造となっている。そして、側板７０の上記所定の空間と背面板７３の上記所定の空間とは連通しており、カバー部７は、＋Ｚ方向側から見た場合に平面視コの字のコの字状の空間７０９を備えている。そして、該コの字状の空間７０９をエアが移動することが可能となっている。
なお、図１に示す天板７１及び正面板７２も内側カバーと外側カバーとを備える二重構造となっていてもよい。

図１に示すように、カバー部７内の処理空間７０８には、研削加工中に霧状となった液体（研削水）を吸引するダクト７４をさらに有する。ダクト７４は、例えば正面板７２に貫通形成されている。ダクト７４には、図示しない真空発生装置やエジェクター機構等の吸引源が連通している。

図１に示すように、本発明に係る研削装置１は、少なくとも粗研削ユニット２０及び仕上げ研削ユニット２１の制御を行う制御部８０を備えている。制御部８０は、制御プログラムに従って演算処理するプロセッサ及びメモリ等の記憶媒体等の電子部品や電子回路を含んで構成されている。制御部８０は、例えば有線又は無線の通信経路を介して、粗研削ユニット２０、仕上げ研削ユニット２１、粗研削送りユニット２２、仕上げ研削送りユニット２３、及びターンテーブル３９等に電気的に接続されており、粗研削ユニット２０における研削ホイール２０４の回転動作、粗研削送りユニット２２による粗研削ユニット２０の研削送り動作、及びターンテーブル３９の回転動作、並びにロボット１５３による基板９０の搬送動作等を制御する。

図１に示すように、装置ベース１０上の後方には、制御部８０を収容する電装ボックス１０９が立設している。電装ボックス１０９には、制御部８０を冷却するためのエア流路５０が連通している。エア流路５０は、第１配管５０１と第２配管５０２とを備えており、第１配管５０１の一端は、例えば、電装ボックス１０９の左端側面に連通しており、他端は外側カバー７０３を介してコの字状の空間７０９に連通している。第２配管５０２の一端は、例えば、電装ボックス１０９の右端側面に連通しており、第２配管５０２の他端は例えば第１配管５０１の一端に対して、Ｘ軸方向の反対側における外側カバー７０３を介してコの字状の空間７０９に連通している。

例えば、背面板７３の外側カバー７３３の中間部分には、電装ボックス１０９の中央部分に連通しエア流路５０を構成する吸引配管５０３が連通しており、吸引配管５０３には、コの字状の空間７０９のエアを吸引して電装ボックス１０９内部に送り込む吸引ファン５０５が配設されている。吸引ファン５０５から電装ボックス１０９内に送り込まれるエアは、制御部８０に吹き付けられる。

第１配管５０１の他端側、及び第２配管５０２の他端側には、電装ボックス１０９からエアを吸引してカバー部７のコの字状の空間７０９に送り込む第１のファン５０６と第２のファン５０７とがそれぞれ配設されている。

以下に、図１、図２に示す研削装置１において、保持テーブル３０に保持された基板９０を研削する場合の研削装置１の動作について説明する。また、合わせて、本発明に係る制御部８０の冷却方法についても説明する。まず、図１に示すターンテーブル３９が回転することで、基板９０が載置されていない状態の保持テーブル３０が公転し、保持テーブル３０がローディングアーム１５６の近傍まで移動し搬入出エリア１０２（図２参照）内に位置付けされる。また、ロボット１５３が第１のカセット１５１から一枚の基板９０をロボットハンドによって引き出して、搬送パッド１５４に基板９０を受け渡す。搬送パッド１５４が、受け渡された基板９０をセンタリングテーブル１５５に移動させる。次いで、センタリングテーブル１５５により基板９０がセンタリングされる。

ローディングアーム１５６が、センタリングされた基板９０を保持テーブル３０上に搬送する。そして、図示しない吸引源が作動して、保持テーブル３０が保持面３００上で基板９０を吸引保持する。次いで、ターンテーブル３９が回転することで、ターンテーブル３９、及び基板９０を保持した保持テーブル３０が、カバー部７内に正面板７２の入口７２０を通過して進入する。

ターンテーブル３９が所定角度公転することで、粗研削ユニット２０の研削ホイール２０４（図３参照）の回転中心が基板９０の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、研削ホイール２０４の回転軌跡が基板９０の回転中心を通るように基板９０が位置づけられる。また、図１に示す制御部８０による図３に示すモータ２０２の制御の下で、モータ２０２がスピンドル２００を回転させるのに伴って、研削ホイール２０４が所定の回転速度で回転する。

さらに、制御部８０による粗研削送りユニット２２の制御の下で、粗研削ユニット２０が粗研削送りユニット２２によって－Ｚ方向へと送られ、カバー部７内に天板７１のホイール通過口７１０を通り進入し、研削ホイール２０４が基板９０の上面に当接することで研削加工が行われる。研削中は、保持テーブル３０が回転するのに伴って基板９０も回転するので、研削ホイール２０４が基板９０の上面の全面の研削加工を行う。また、図３に示す液体供給部２９により、研削ホイール２０４と基板９０の上面との接触箇所に対してスピンドル２００を通して研削水（液体）が供給され、研削水による接触箇所の冷却、及び研削屑の洗浄除去が行われる。研削屑を含んだ研削水の一部は、カバー部７内の図示しない排水口から排水される。

研削加工が開始されることで細かな研削屑が生成されるとともに、研削水が霧状の噴霧となってカバー部７内の処理空間７０８に飛散する。なお、図２に示すホイール通過口７１０は、例えば研削ホイール２０４よりも僅かに大きく形成されており、その周囲には例えばシール部材が配設されており、該シール部材とカバー部７内に進入した研削ホイール２０４とによって、ホイール通過口７１０から噴霧がカバー部７外に飛散してしまうことが無いようになっている。また、カバー部７の正面板７２の入口７２０も、シャッター又はエアカーテンなどによって噴霧の外部への飛散が防止される。

上記制御部８０による処理ユニットである粗研削ユニット２０の制御等によって、制御部８０は発熱するため、制御部８０を安定動作させるために冷却する必要がある。即ち、本発明に係る制御部８０の冷却方法が実施される。

上記研削加工中においては、図１に示すダクト７４に連通する図示しない吸引源が作動して、ダクト７４からカバー部７の処理空間７０８内のエアを吸引する。なお、エアとともに細かな研削屑を含み霧状となった液体の噴霧も吸引するが、図示しない吸引源は、フィルター等を備えており、このフィルター等によって液体噴霧を適切に処理し、また、基板処理装置１が配設されているクリーンルーム内に漏らすことはない。

（１）カバー部冷却ステップ
カバー部７の処理空間７０８内において、研削ホイール２０４に供給されてから霧状となった液体（加工水）は、例えばカバー部７の内側カバー７０２、外側カバー７０３、内側カバー７３２、及び外側カバー７３３等に付着してから気化する。また、ダクト７４によってカバー部７の処理空間７０８内のエアが吸引されることで、処理空間７０８内が乾燥しやすくなる（湿度が下がる）ため、霧状となった液体がさらに気化しやすくなる。

（２）制御部冷却ステップ
処理空間７０８内で霧状の研削水が気化する際の気化熱により、カバー部７が冷却される。そのため、コの字状の空間７０９に存在するエアが冷却される。そして、吸引ファン５０５が可動して、コの字状の空間７０９内の冷却されたエアが吸引配管５０３を通り電装ボックス１０９に送出される。そして、電装ボックス１０９内の制御部８０が該冷却されたエアにより二次的に冷却される。

制御部８０を冷却したエアは、制御部８０の発する熱を吸収して温められる。そして、図１に示す第１のファン５０６及び第２のファン５０７が可動して、電装ボックス１０９内で制御部８０の熱を吸収して温められたエアを、第１配管５０１及び第２配管５０２側に引き込み、第１配管５０１及び第２配管５０２を通してカバー部７のコの字状の空間７０９に戻す。即ち、コの字状の空間７０９内のエアが、電装ボックス１０９を通るとともに循環する。コの字状の空間７０９に戻ってきたエアは、再び、処理空間７０８内で霧状の液体が気化する際の気化熱により、カバー部７が冷却されることで一緒に冷却される。なお、図２、図３に示す液体供給部２９が処理空間７０８に供給する液体（研削水）が、大気より温度が低い場合には、制御部８０に対するエアによる冷却効率がさらに上がる。従来の基板処理装置では、電装ボックスから発する熱を吸収した電装ボックス内のエアを、放熱ファンを用いて基板処理装置外に排出していたが、本発明に係る基板処理装置１においては、上記のように基板処理装置１外に該エアを放出していない。

本発明に係る基板処理装置１は、電装ボックス１０９から排気されたエアが、処理空間７０８で発生する霧状の液体（研削水）の気化冷却により冷却されるカバー部７に接触して冷却された後に電装ボックス１０９に戻ることで、電装ボックス１０９内から装置の外部にエアを排気せず、装置内部で冷却機構を構成することができるため、装置外部に装置内の汚れを排出するおそれや、装置外部のエアの流れ（クリーンルーム内のエアの流れ）を従来のように排気していたエアによって攪乱してしまうおそれを低減することが可能となる。
また処理空間７０８内で噴霧が気化することで例えば粗研削ユニット２０のスピンドル２００等が冷却されて収縮してしまうことを、気化冷却されるカバー部７が電装ボックス１０９から流れてきたエアから熱を奪うことで防止でき、基板９０の加工品質を保つことができる。即ち、従来、粗研削ユニット２０のスピンドル２００、第１のコラム１３、及び粗研削送りユニット２２のボールネジ２２０などに断熱材の設置していた場合は、これを設置しない、又は設置数を減らすことが可能となる。
カバー部７内に形成される処理空間７０８には、霧状となった液体を一定量吸引するダクト７４を配設することで、処理空間７０８内が乾燥しやすくなるため、さらに処理空間７０８に供給され霧状となった液体を気化しやすし、冷却効果を上げることが可能となる。

所定の厚みまで基板９０が研削された後に、図３に示す粗研削ユニット２０が上昇して、研削ホイール２０４が基板９０から離間する。そして、図１に示すターンテーブル３９が所定角度公転することで、仕上げ研削ユニット２１と基板９０との位置合わせが行われた後、仕上げ研削ユニット２１によってカバー部７内で基板９０の仕上げ研削が行われる。この間も、上記制御部８０の冷却は先に説明したのと同様に行われる。

仕上げ研削が完了して、基板９０から仕上げ研削ユニット２１が離間した後、次いで、ターンテーブル３９及び基板９０を保持する保持テーブル３０がカバー部７の正面板７２に形成されている出口７２０を通過して、図２に示す搬入出エリア１０２に位置づけされる。そして、図１、図２に示すアンローディングアーム１５７が、研削後の基板９０を洗浄ユニット１５８に搬送する。洗浄ユニット１５８が基板９０を洗浄した後、ロボット１５３が基板９０を第２のカセット１５２に搬入する。

本発明に係る基板処理装置１（研削装置１）は、上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、基板処理装置１を用いた基板９０の研削を行う工程についても、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
例えば、上記制御部８０の冷却は、基板処理装置１のアイドリング時、又は基板９０を基板処理装置１内で研削しておらず保持テーブル３０の洗浄を行っている時等に行ってもよい。

研削装置１は、例えば図３に示す粗研削ユニット２０に代えて、以下に説明する処理ユニットを備えていてもよい。
図４は、処理ユニットの一例である研磨ユニット２８である。研磨ユニット２８は、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル２８０と、スピンドル２８０を回転可能に支持するハウジング２８１と、スピンドル２８０を回転駆動するモータ２８２と、スピンドル２８０の下端に接続された円形板状のマウント２８３と、マウント２８３の下面に図示しない円形板状のプラテンを介して取り付けられた研磨パッド２８４と、を備える。

鉛直方向（Ｚ軸方向）の回転軸を軸に回転する保持テーブル３０に吸引保持された基板９０を研磨加工する加工具である円板状の研磨パッド２８４は、例えば、フェルト等の不織布からなり、マウント２８３の直径と同程度の大きさとなっており、また、保持テーブル３０に保持される基板９０の直径よりも大径となっている。

図１に示すスピンドル２８０からマウント２８３の内部には、Ｚ軸方向に延びる図示しない研磨液流路が形成されており、この研磨液流路には研磨液を送出可能な図示しない研磨液供給源が連通している。図示しない研磨液供給源からスピンドル２８０に対して送出される研磨液は、研磨液流路の下端の開口から研磨パッド２８４に供給される。研磨パッド２８４の基板９０の上面に当接する下面には、例えば図示しない格子状の溝が形成されており、研磨パッド２８４に供給された研磨液は主に格子状の溝内を流れて研磨パッド２８４の下面全面に広がっていく。
なお、研磨ユニット２８は、研磨液を用いるＣＭＰ（化学的機械研磨）ではなく、基板９０をドライ研磨する構成となっていてもよい。

研磨ユニット２８がＣＭＰ研磨を行う場合、又はドライ研磨を行う場合のいずれにおいても、例えば、基板９０のゲッタリングを行う場合等に加工水を使用することがある。ゲッタリングとは、シリコンウェーハ等の基板９０の内部又は被研磨面に、ゲッタリングサイトと呼ばれる結晶欠陥／歪みなどを形成し、このゲッタリングサイトに金属汚染を引き起こす不純物を捕獲／固着するものである。
そして、スピンドル２８０の内部には、ポンプ等からなる液体供給源２９０に配管２９１を介して連通し加工水（例えば、純水）の通り道となる図示しない流路が、スピンドル２８０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通形成されており、該流路は、基板９０に接触する研磨パッド２８４の下面において噴出可能に開口している。本実施形態においては、液体供給源２９０と配管２９１と図示しない該流路とによって、図１に示す処理空間７０８に液体（加工水）を供給する液体供給部２９が構成される。
なお、液体供給部２９は、基板９０を研磨する位置まで降下した研磨パッド２８４に隣接する位置に加工水ノズルを配設し、該加工水ノズルから研磨パッド２８４と基板９０との接触する加工領域に加工水を供給することで、処理空間７０８に加工水を供給する構成となっていてもよい。そして、先に研削装置１を用いて説明した場合と略同様に、本発明に係る冷却方法が実施され、基板９０に対する研磨加工中またはゲッタリング加工中に、研磨ユニット２８に対する加工水の供給に伴い霧状となった加工水の気化により研磨ユニット２８の研磨パッド２８４等が配設されるカバー部７が冷却され、エア流路５０は、電装ボックス１０９と、コの字状の空間７０９と、を連通し、電装ボックス１０９から排気されたエアがカバー部７に接触する事で冷却され、エア流路５０及び電装ボックス１０９内を循環することで制御部８０を冷却することが可能となる。

図５は、処理ユニットの一例である切削ユニット２５である。鉛直方向（Ｚ軸方向）に上下動可能な切削ユニット２５は、水平方向（Ｙ軸方向）に延在する回転軸２５０を有するスピンドルユニットと、回転軸２５０を回転させる図示しないモータと、回転軸２５０に装着される円環状の切削ブレード２５２とを備えており、図示しないモータが回転軸２５０を回転駆動することに伴って切削ブレード２５２も高速で回転する。そして、切削ブレード２５２は、本実施形態においては水平方向に直動する保持テーブル３０に吸引保持された基板９０に対して、水平方向に相対的に移動しつつ基板９０に切り込み切削を行っていく。なお、処理ユニットが切削ユニット２５である場合には、保持テーブル３０は図１に示すターンテーブル３９によって公転するのではなく、図示しないボールねじ式の電動スライダ等によって水平方向に直動可能となっている。

切削ユニット２５は、例えば、切削ブレード２５２に対し加工水（切削水）を切削ブレード２５２の外周方向から噴射する切削水供給ノズル２５７を備えている。回転する切削ブレード２５２に切削水が巻き込まれて、切削ブレード２５２と基板９０との接触部位の洗浄及び冷却が行われる。また、切削ユニット２５は、例えば、切削ブレード２５２の下部を切削ブレード２５２の幅方向両側（Ｙ軸方向）から挟むように配設され水平に延在する一対の図示しない切削水供給ノズルを備えていてもよい。切削水供給ノズル２５７や図示しない一対の切削水供給ノズルは、ポンプ等からなる液体供給源２９０に配管２９１を介して連通し加工水（例えば、純水）が供給される。本実施形態においては、液体供給源２９０と配管２９１と切削水供給ノズル２５７や図示しない一対の切削水供給ノズルとによって、図１に示す処理空間７０８に液体（加工水）を供給する液体供給部２９が構成される。

そして、先に図１に示す研削装置１を用いて説明した場合と略同様に、本発明に係る冷却方法が実施され、基板９０に対する切削加工中に、切削ユニット２５に対する切削水の供給に伴い霧状となった切削水の気化により切削ユニット２５が配設されるカバー部４２が冷却され、図１に示すエア流路５０は、電装ボックス１０９と、コの字状の空間７０９と、を連通し、電装ボックス１０９から排気されたエアがカバー部４２に接触する事で冷却され、エア流路５０内を循環することで制御部８０を冷却することが可能となる。

図６、図７は、基板処理装置の一例である枚葉式のスピンナ洗浄装置１９である。基板処理装置１９（スピンナ洗浄装置１９）は、例えば、保持テーブル３１を回転させるモータ及び回転軸等で構成される回転機構４０と、保持テーブル３１に保持された基板９０を処理する処理ユニット４４（以下、洗浄ユニット４４とする）と、上端側に円形の開口を備えた有底円筒状のカバー部４２と、を装置ベース１９０（図６にのみ図示）上に備えている。

図７に詳しく示す保持テーブル３１は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり基板９０を吸着する吸着部３１０と、吸着部３１０を支持する枠体３１１とを備える。吸着部３１０は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部３１０の露出面であり枠体３１１の上面と面一に形成された保持面３１２に伝達されることで、保持テーブル３１は保持面３１２上で基板９０を吸引保持することができる。なお、図６においては、保持テーブル３１の構成の一部を省略化して示している。

また、枠体３１１の周囲には、環状フレームを固定する固定クランプ３１４が例えば４つ均等に配設されている。固定クランプ３１４は、例えば、振り子式の固定クランプであり、保持テーブル３１の回転が始まることで、錘が遠心力を受けてクランプ板が環状フレームを挟み込む構成となっている。なお、固定クランプ３１４は、バネ式のメカニカルクランプであってもよい。固定クランプ３１４は、基板９０が、基板９０よりも大径のシートに貼着され、該シートが環状フレームに貼着されていることで、基板９０が環状フレームでハンドリング可能なワークセットとなっている場合に用いられる。

図７に示す回転機構４０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の回転軸を軸に保持テーブル３１を回転させる。
保持テーブル３１は、回転機構４０を介して図示しないエアシリンダ等によって上下方向に移動可能に支持されている。保持テーブル３１を上昇させて、保持テーブル３１を基板９０の搬入・搬出高さ位置に位置付け、また、保持テーブル３１を下降させることで基板９０を保持した状態の保持テーブル３１を下降させて、保持テーブル３１をカバー部４２内における洗浄作業高さ位置に位置付ける。なお、カバー部４２は、例えば、スライド式の蓋として、図示しない天板を備えていてもよい。

保持テーブル３１は、保持テーブル３１の外周を囲繞するカバー部４２の処理空間４２９に収容されている。なお、図７においては、カバー部４２の一部を切欠いて内部が把握できるように示している。保持テーブル３１と洗浄ユニット４４とが配設された円筒状の処理空間４２９を囲繞するカバー部４２は、保持テーブル３１を囲繞する円筒状の内側カバー４２０と、内側カバー４２０を囲繞する外側カバー４２２とを備えており、内側カバー４２０と外側カバー４２２との間に円筒状空間４２３を備えた二重構造となっている。この円筒状空間４２３をエアが移動可能となっている。

また、図７に示すように、カバー部４２は、内側カバー４２０及び外側カバー４２２の下部に一体的に連接し中央に回転機構４０が挿通される開口を有する底板４２１を備えている。底板４２１には、図示しない排出口が厚み方向に貫通形成されており、図示しない排出口には、保持テーブル３１の保持面３１２上から流下した汚れを含んだ洗浄水をカバー部４２の外部に排出するホースが接続されている。

図１に示すように、カバー部４２内には、保持面３１２で吸引保持された基板９０の上面に洗浄水を噴射し処理ユニット４４を構成する洗浄水供給ノズル４４１と、保持面３１２で吸引保持された基板９０の上面にエアを噴射するエア噴射ノズル４４２とが配設されている。洗浄水供給ノズル４４１及びエア噴射ノズル４４２は、例えばカバー部４２の底板４２１から立設しており、外形が側面視略Ｌ字状となっており、それぞれの先端部分に形成された噴射口が保持テーブル３１の保持面３１２に向かって開口している。両ノズルは、軸方向がＺ軸方向である旋回軸を軸にして旋回可能となっており、保持テーブル３１の上方から退避位置までそれぞれの噴射口を移動することができる。洗浄水供給ノズル４４１は、純水等の洗浄水を送出可能なポンプ等からなる液体供給源４４９に連通している。また、エア噴射ノズル４４２は、圧縮エアを送出可能なコンプレッサー等からなるエア供給源４４８に連通している。
本実施形態においては、液体供給源４４９と洗浄水供給ノズル４４１とによって、カバー部４２内の処理空間４２９に液体（洗浄水）を供給する液体供給部４４６が構成される。

スピンナ洗浄装置１９の円筒状の処理空間４２９には、処理空間４２９内で基板９０に供給された後に霧状となった液体（洗浄水）を吸引するダクト４２４をさらに有する。ダクト４２４は、例えば内側カバー４２０及び外側カバー４２２に貫通形成されている。ダクト４２４には、図示しない真空発生装置やエジェクター機構等の吸引源が連通している。ダクト４２４と円筒状空間４２３とは非連通となっている。

図６に示すように、本発明に係る基板処理装置１９は、少なくとも洗浄ユニット４４の制御を行う制御部８０を備えている。制御部８０は、制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ及びメモリ等の記憶媒体等から構成されている。制御部８０は、例えば有線又は無線の通信経路を介して、洗浄ユニット４４、及び回転機構４０に電気的に接続されており、洗浄ユニット４４の洗浄水供給ノズル４４１の旋回動作や回転機構４０による保持テーブル３１の回転動作を制御する。

装置ベース１９０上の後方には、制御部８０を収容する電装ボックス１９４が立設している。電装ボックス１９４には、制御部８０を冷却するためのエア流路５０が連通している。エア流路５０は、第１配管５０１と第２配管５０２とを備えており、第１配管５０１の一端は、例えば、電装ボックス１９４の左端側面に連通しており、他端は外側カバー４２２を介して円筒状空間４２３に連通している。第２配管５０２の一端は、例えば、電装ボックス１９４の右端側面に連通しており、第２配管５０２の他端は例えば第１配管５０１の一端に対して保持テーブル３１の中心を挟んで反対側において外側カバー４２２を介して円筒状空間４２３に連通している。

例えば、図６に示すように、カバー部４２の外側カバー４２２の電装ボックス１９４側の中間部分には、電装ボックス１９４の中央部分に連通しエア流路５０を構成する吸引配管５０３が連通しており、吸引配管５０３には、円筒状空間４２３のエアを吸引して電装ボックス１９４側に送り込む吸引ファン５０５が配設されている。

第１配管５０１の他端側及び第２配管５０２の他端側には、電装ボックス１９４からエアを吸引してカバー部４２の円筒状空間４２３に送り込む第１のファン５０６と第２のファン５０７とがそれぞれ配設されている。

以下に、図６、図７に示すスピンナ洗浄装置１９により基板９０を洗浄する場合について説明する。
基板９０が、保持テーブル３１の上方に搬送され、基板９０の中心が保持テーブル３１の保持面３１２の中心におおよそ合致するようにして、保持面３１２に載置される。図示しない吸引源が生み出す吸引力が保持テーブル３１の保持面３１２上に伝達されることで、保持テーブル３１が基板９０を吸引保持する。
そして、基板９０を吸引保持する保持テーブル３１が、カバー部４２内における洗浄作業高さ位置まで下降する。さらに、例えば、図示しない天板がスライド移動して、カバー部４２の処理空間４２９を閉じた状態にしてもよい。

次いで、図６に示す制御部８０による制御の下で、洗浄水供給ノズル４４１が旋回移動し、洗浄水供給ノズル４４１の噴射口が保持テーブル３１により吸引保持された基板９０の上面の中央領域上方に位置付けられる。そして、液体供給源４４９から液体が洗浄水供給ノズル４４１に供給され、洗浄水供給ノズル４４１の噴射口から基板９０の上面の中心部に向かって液体（例えば、洗浄水として純水）が噴射される。さらに、洗浄水を噴射する洗浄水供給ノズル４４１が、基板９０の上方を所定角度で往復するように旋回移動する。また、保持テーブル３１が所定の回転速度で回転することで、基板９０の上面全面に洗浄水供給ノズル４４１から洗浄水が噴射される。

これにより、基板９０が洗浄され、保持テーブル３１の回転により発生する遠心力によって、洗浄水が、基板９０の上面を中心側から外周側に向けて流れていき、保持テーブル３１上からカバー部４２の底板４２１へと流下する。
また、回転する基板９０に接触した洗浄水が、霧状の噴霧となってカバー部４２内の円柱状の処理空間４２９に飛散する。

上記制御部８０による処理ユニットである洗浄水供給ノズル４４１の旋回移動制御等によって、制御部８０は発熱するため、制御部８０を安定動作させるために冷却する必要がある。即ち、本発明に係る冷却方法が実施される。

（カバー部冷却ステップ、及び制御部冷却ステップ）
上記洗浄中においては、ダクト７４に連通する図示しない吸引源が作動して、ダクト７４からカバー部４２の処理空間４２９内のエアを吸引する。そして、カバー部４２の処理空間４２９内において、研削ホイール２０４に供給されてから霧状となった液体（加工水）は、例えばカバー部４２に付着してから気化する。また、ダクト４２４によってカバー部４２の処理空間４２９内のエアが引かれることで、処理空間４２９内が乾燥しやすくなる（湿度が下がる）ため、霧状となった洗浄水がさらに気化しやすくなる。

処理空間４２９内で霧状の液体が気化する際の気化熱により、カバー部４２が冷却される。そのため、カバー部４２の内側カバー４２０と外側カバー４２２との間の円筒状空間４２３に存在するエアが冷却される。吸引ファン５０５が可動して、円筒状空間４２３内の冷却されたエアが吸引配管５０３を通り電装ボックス１９４内に送出される。そして、電装ボックス１９４内の制御部８０が該冷却されたエアによりさらに冷却される。

制御部８０を冷却したエアは、制御部８０の発する熱を吸収する。そして、図６に示す第１のファン５０６及び第２のファン５０７が可動して、電装ボックス１９４内で制御部８０の熱を吸収して温められたエアを、第１配管５０１及び第２配管５０２側に引き込み、第１配管５０１及び第２配管５０２を通して円筒状空間４２３に戻す。即ち、円筒状空間４２３内のエアが電装ボックス１０９を通るとともにエア流路５０を循環する。円筒状空間４２３に戻ってきたエアは、再び、処理空間４２９内で霧状の液体（洗浄水）が気化する際の気化熱により、カバー部４２が冷却されることで一緒に冷却される。なお、液体供給部４４６が処理空間４２９に供給する液体（洗浄水）が、大気より温度が低い場合には、制御部８０に対するエアによる冷却効率がさらに上がる。従来の基板処理装置では、電装ボックスが発する熱を吸収した電装ボックス内のエアを、放熱ファンを用いて電装ボックス内から基板処理装置外に排出していたが、本発明に係る基板処理装置１９においては、基板処理装置１９外に該エアを放出していない。

洗浄水によって所定時間基板９０の洗浄が行われた後、図６、図７に示す洗浄水供給ノズル４４１からの洗浄水の噴射が止められる。次いで、エア噴射ノズル４４２の噴射口から基板９０の上面の中心部に向かってエアが噴射される。さらに、エアを噴射するエア噴射ノズル４４２が、基板９０の上方を所定角度で往復するように旋回移動する。さらに、保持テーブル３１を所定の回転速度で回転させることによって、基板９０の上面全面がエアブローにより乾燥される。なお、エアブローによる乾燥ではなく、保持テーブル３１の回転のみによるスピン乾燥を基板９０に施してもよい。そして、基板９０の乾燥が完了すると、エア噴射ノズル４４２が保持テーブル３１上から旋回移動して退避し、基板９０が保持テーブル３１から搬出される。

本発明に係る基板処理装置１９（スピンナ洗浄装置１９）は、電装ボックス１９４から排気されたエアが、カバー部４２内の処理空間４２９で発生する霧状の液体（洗浄水）の気化冷却により冷却されるカバー部４２に接触して二次的に冷却された後に電装ボックス１９４に戻ることで、装置の外部に電装ボックス１９４からエアを排気せず、装置内部で冷却機構を構成することができるため、装置外部に装置内の汚れを排出するおそれや、装置外部のクリーンルーム内等のエアの流れを、従来のように排気していたエアによって攪乱してしまうといったおそれを低減することが可能となる。
また処理空間４２９内で霧状の洗浄水が気化することで洗浄ユニット４４の各種ノズルが冷却されて収縮してしまうことを、気化冷却されるカバー部４２が電装ボックス１９４から流れてきたエアから熱を奪うことで防止でき、加工品質を保つことができる。即ち、従来洗浄ユニット４４を構成する各ノズルに断熱材を設置していた場合には、これを設置しない、又は設置数を減らすことが可能となる。
処理空間４２９には、霧状となった液体を一定量吸引するダクト４２４を配設することで、処理空間４２９内が乾燥しやすくなるため、さらに処理空間４２９に供給される液体を気化しやすくすることが可能となる。

本発明に係るスピンナ洗浄装置である基板処理装置１９は、上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、基板処理装置１９を用いた基板９０の洗浄を行う工程についても、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

１：基板処理装置（研削装置） １０：装置ベース １０９：電装ボックス
１３：第１のコラム １４：第２のコラム
１５１：第１のカセット １５２：第２のカセット １５３：ロボット １５４：搬送パッド １５５：センタリングテーブル １５６：ローディングアーム １５７：アンローディングアーム １５８：洗浄ユニット
２０：粗研削ユニット（処理ユニット） ２００：スピンドル ２０２：モータ ２０４：研削ホイール ２０５：粗研削砥石
２２：粗研削送りユニット ２２０：ボールネジ ２２１：ガイドレール ２２２：モータ ２２３：昇降ブロック ２２４：ホルダ
２１：仕上げ研削ユニット（処理ユニット）
２５：切削ユニット（処理ユニット） ２５０：回転軸 ２５２：切削ブレード
２５７：切削水供給ノズル
２８：研磨ユニット（処理ユニット） ２８０：スピンドル ２８１：ハウジング
２８２：モータ ２８３：マウント ２８４：研磨パッド
２９：液体供給部 ２９０：液体供給源 ２９１：配管
３０：保持テーブル ３００：保持面 ３９：ターンテーブル
７：カバー部
７０：側板 ７０２：内側カバー ７０３：外側カバー ７０８：処理空間 ７０９：コの字状の空間
７１：天板 ７１０：ホイール通過口
７２：正面板 ７２０：入口
７３：背面板 ７３２：内側カバー ７３３：外側カバー
７４：ダクト
５０：エア流路 ５０１：第１配管 ５０２：第２配管 ５０３：吸引配管
５０５：吸引ファン ５０６：第１のファン ５０７：第２のファン
８０：制御部
１９：基板処理装置（スピンナ洗浄装置） １９０：装置ベース １９４：電装ボックス
３１：保持テーブル ３１０：吸着部 ３１１：枠体 ３１２：保持面 ３１４：固定クランプ
４０：回転機構
４２：カバー部 ４２０：内側カバー ４２１：底板 ４２２：外側カバー ４２３：円筒状空間 ４２４：ダクト ４２９：処理空間
４４：洗浄ユニット（処理ユニット）
４４１：洗浄水供給ノズル ４４２：エア噴射ノズル
４４８：エア供給源
４４６：液体供給部 ４４９：液体供給源
９０：基板

Claims (6)

1. 基板を保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルに保持された基板を処理する処理ユニットと、
   該保持テーブルと該処理ユニットとが配設された処理空間を囲繞するカバー部と、
   該処理空間に液体を供給する液体供給部と、
   少なくとも該処理ユニットを制御する制御部と、
   該制御部を収容する電装ボックスと、
   該制御部を冷却するためのエア流路と、を備える基板処理装置であって、
   該カバー部は、内側カバーと、外側カバーと、で二重に形成され、
   該エア流路は、該電装ボックスと、該内側カバーと該外側カバーとの間と、を連通することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記エア流路は、エアを循環させるファンをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記処理空間には、霧状となった前記液体を吸引するダクトをさらに有することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記処理ユニットは、基板を加工する加工具を有することを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記液体は、基板を洗浄する洗浄水であり、
   前記処理ユニットは、洗浄ユニットであり、
   前記液体供給部は、洗浄水供給ノズルを有することを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の基板処理装置。
6. 請求項１に記載の基板処理装置における前記制御部の冷却方法であって、
   前記処理空間に前記液体供給部から前記液体を供給し、該液体の供給に伴い霧状となった該液体の気化により前記カバー部が冷却されるカバー部冷却ステップと、
   前記電装ボックスから排気されたエアが該カバー部に接触する事で冷却され、前記エア流路内を循環することで該制御部を冷却する制御部冷却ステップと、を備える冷却方法。

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