JP6456133B2

JP6456133B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP6456133B2
Application number: JP2014258969A
Authority: JP
Inventors: 知淳石橋
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016117137A

Description

本発明は、研磨モジュール、洗浄モジュールおよび乾燥モジュールと、各モジュール間で被処理基板を搬送する搬送機構とを備える基板処理装置に関する。

ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置などの基板処理装置は、被処理基板を研磨する研磨モジュール、洗浄液を用いて研磨後の被処理基板を洗浄する洗浄モジュール、および、洗浄後の被処理基板を乾燥させる乾燥モジュールを備えている。各モジュールは独立したモジュールであって互いに離れた位置にあるため、基板処理装置にはモジュール間で被処理基板を搬送する搬送機構も必要である（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−５０４３６号公報

特許文献１に記載の基板処理装置では、床面積の約４割を搬送機構が占めており、基板処理装置の大型化につながっている。また、従来の被処理基板は直径３００ｍｍのものが多かったが、今後は直径４５０ｍｍのものが主流になりつつある。被処理基板の大型化に合わせて従来の基板処理装置を単純に大型化すると、極めて大きな基板処理装置となってしまう。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は基板処理装置を小型化することである。

本発明の一態様によれば、少なくとも１つの研磨モジュールが配置される研磨エリアと、少なくとも１つずつの洗浄モジュールおよび乾燥モジュールが配置される洗浄エリアと、一部が前記研磨モジュールの上方に設けられ、かつ、他の少なくとも一部が前記洗浄モジュールおよび／または前記乾燥モジュールの上方に設けられており、前記研磨エリアから前記洗浄エリアに被処理基板を搬送する搬送機構と、を備える基板処理装置が提供される。

前記被処理基板を受け取り、前記被処理基板を鉛直方向に搬送して前記搬送機構に渡すロード／アンロード部を備え、前記ロード／アンロード部、前記洗浄エリアおよび前記研磨エリアは、この順に並んでおり、前記搬送機構は、前記被処理基板を前記ロード／アンロード部から前記研磨エリアに搬送し、前記研磨エリアで処理された前記被処理基板を前記洗浄エリアに搬送してもよい。

前記搬送機構は、搬送中の前記被処理基板を洗浄する洗浄装置を有するのが望ましい。前記搬送機構は、前記被処理基板の下面の一部を保持して搬送する保持ステージを有し、前記洗浄装置は、前記被処理基板の下方から洗浄液をスプレーして前記被処理基板を洗浄するようにしてもよい。また、前記研磨エリアには、少なくとも２つの前記研磨モジュールが配置され、前記搬送機構には、その下面から、１つの前記研磨モジュールと他の１つの前記研磨モジュールとの間に向かって伸びており、前記洗浄液が排出されるドレインが設けられてもよい。

前記搬送機構は、上段の経路および下段の経路を有し、前記上段の経路で、前記研磨エリアに前記被処理基板を搬送し、前記下段の経路で、前記研磨エリアで処理された前記被処理基板を前記洗浄エリアに搬送してもよい。

好ましくは、前記搬送機構は、搬送中の前記被処理基板を上下反転させる反転機構を有する。具体例として、前記研磨エリアでは、前記被処理基板は被処理面を下向きにして処理され、前記洗浄エリアでは、前記被処理基板は被処理面を上向きにして処理され、前記搬送機構は、前記被処理面を上向きにして前記被処理基板を受け取り、前記研磨エリアへの搬送中に、前記被処理基板を上下反転させて前記被処理面を下向きにし、前記研磨エリアから前記洗浄エリアへの搬送中に、前記被処理基板を上下反転させて前記被処理基板を上向きにしてもよい。

前記研磨エリアには、前記研磨モジュール上方の前記搬送機構がない位置に、前記被処理基板を洗浄する基板洗浄部、前記被処理基板を廃棄するためのアボート部、および／または、前記研磨エリアにクリーンエアを吹き出すフィルタファンユニット、が設けられるのが望ましい。

また、前記研磨エリアには、前記搬送機構から前記被処理基板を受け取る研磨用搬送ロボットと、前記研磨用搬送ロボットから前記被処理基板がリリースされる１または複数のリリース部と、が設けられてもよい。そして、前記研磨エリアには、前記研磨モジュール上方の前記搬送機構がない位置に、前記研磨用搬送ロボットを洗浄するロボット洗浄部が設けられるのが望ましい。

前記リリース部は、リリースされた前記被処理基板をバフ処理および／またはベベル洗浄してもよい。具体例として、前記リリース部は、前記研磨モジュールによる前記被処理基板の研磨前および／または研磨後に、前記被処理基板をベベル洗浄してもよいし、前記リリース部は、前記研磨モジュールによる前記被処理基板の研磨後に、前記被処理基板をバフ処理してもよい。

前記研磨エリアには、複数の前記研磨モジュールが配置され、すべての前記研磨モジュールからアクセス可能な位置に、１つの前記リリース部が設けられてもよいし、前記研磨モジュールのそれぞれに対応する、前記研磨モジュールの数と同数の前記リリース部が設けられてもよい。
前記洗浄エリアには、前記搬送機構からの前記被処理基板を前記洗浄モジュールおよび前記乾燥モジュールに搬送する洗浄用搬送ロボットが設けられてもよい。
前記洗浄エリアには、複数の前記洗浄モジュールが設けられ、前記複数の洗浄モジュールのそれぞれが、洗浄液供給機構を有するのが望ましい。

搬送機構の一部が前記研磨モジュールの上方に設けられ、かつ、他の少なくとも一部が前記洗浄モジュールおよび／または前記乾燥モジュール上方に設けられるため、基板処理装置を小型化できる。

一実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す側面図一実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す上面図ロード／アンロード部１における搬送機構１２の概略側面図研磨エリア２の一例を上方から見た図研磨モジュール２１ａの概略斜視図研磨モジュール２１ａの概略断面図研磨エリア２の別の例を上方から見た図洗浄エリア３の下段を示す図洗浄エリア３の上段を示す図洗浄モジュール３１ａの概略斜視図リニアトランスポータ４２の概略斜視図研磨エリア２におけるロフトブリッジ４の断面図洗浄装置４４の概略構成を示す上面図基板反転機構４７の一例を示す概略斜視図

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１および図２は、それぞれ、一実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す側面図および上面図である。基板処理装置は、ロード／アンロード部１と、研磨エリア２と、洗浄エリア３と、ロフトブリッジ４とを備えている。この基板処理装置はドライイン−ドライアウト型であり、乾燥した被処理基板Ｗが投入され、被処理基板Ｗの研磨、洗浄および乾燥を順に行い、乾燥した被処理基板Ｗが排出される。以下、基板処理装置の短辺方向および長辺方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。

ロード／アンロード部１は、基板処理装置の筐体に隣接してそのＸ軸方向に沿って配列される、複数（本実施形態では４つ）のフロントロード部１１を有する。フロントロード部１１のそれぞれには、半導体ウエハなどの被処理基板Ｗを多数ストックするカセットが載置される。

また、ロード／アンロード部１は、基板処理装置のＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能であるとともに、Ｘ−Ｙ平面内で回転可能な搬送機構１２を有する。この移動および回転によって、搬送機構１２は、フロントロード部１１のそれぞれとの間で被処理基板Ｗを受け渡したり、ロフトブリッジ４に被処理基板Ｗを渡したり、洗浄エリア３から被処理基板Ｗを受け取ったりする。

また、ロード／アンロード部１の上部には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタ、ケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット１３が設けられる（図２では簡略化のため省略）。このフィルタファンユニット１３からは、パーティクルや有毒蒸気、有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。
なお、ロード／アンロード部１に隣接して簡易的な膜測器を設けてもよい。

研磨エリア２は洗浄エリア３と隣接しており、少なくとも１つの研磨モジュールが配置される。図１および図２では、４つの研磨モジュール２１ａ〜２１ｄが床面上に配置される例を示している。また、研磨エリア２には、ロフトブリッジ４と、研磨モジュール２１ａ〜２１ｄとの間のインターフェースとなる研磨用搬送ロボット２２が設けられる。

洗浄エリア３は、ロード／アンロード部１と研磨エリア２との間にあり、少なくとも１つずつの洗浄モジュールおよび乾燥モジュールが配置される。図１および図２では、洗浄エリア３は２段構成となっており、下段には５つの洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ（図１には洗浄モジュール３１ａ，３１ｂのみが示される）が床面上に配置され、上段には３つの洗浄モジュール３２ａ〜３２ｃ（図１には洗浄モジュール３２ａのみ、図２には洗浄モジュール３２ａ，３２ｂのみが示される）および２つの乾燥モジュール３３ａ，３３ｂが配置される例を示している。

上段の洗浄モジュール３２ａ〜３２ｃおよび乾燥モジュール３３ａ，３３ｂのそれぞれの上部には、フィルタファンユニット３４（図２では簡略化のため不図示）が設けられる。さらに測定機器を設けてもよい。

また、洗浄エリア３には、ロフトブリッジ４と、洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃおよび乾燥モジュール３３ａ，３３ｂとの間のインターフェースとなる洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂが設けられる。

ロフトブリッジ４は、基板処理装置の上部、例えば天井にＹ軸に沿って取り付けられている。すなわち、ロフトブリッジ４は、その一部が洗浄エリア３における洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃおよび乾燥モジュール３３ａ，３３ｂの少なくとも１つの上方にあり、他の少なくとも一部が研磨エリア２における研磨モジュール２１ａ〜２１ｄの少なくとも１つの上方にある。

そして、ロフトブリッジ４は、ロード／アンロード部１と研磨エリア２との間、および、研磨エリア２と洗浄エリア３との間のインターフェースとなる。より具体的には、ロフトブリッジ４は上段の経路４１ａおよび下段の経路４１ｂを有し、まず、ロード／アンロード部１から受け取った被処理基板Ｗを上段の経路４１ａで研磨エリア２に搬送する。続いて、ロフトブリッジ４は、研磨エリア２で処理された被処理基板Ｗを、下段の経路４１ｂで洗浄エリア３に搬送する。

このように、本実施形態では、モジュール間で被処理基板Ｗを搬送する機構を、ロフトブリッジ４として、各モジュールの上方に設ける。これにより、基板処理装置において被処理基板Ｗを搬送する機構が占める床面積を減らし、基板処理装置を小型化できる。
以下、詳しく説明する。

図３は、ロード／アンロード部１における搬送機構１２の概略側面図である。図示のように、搬送機構１２は、上ハンド１２１と、下ハンド１２２と、ロボットボディ１２３と、Ｚ軸方向走行軸１２４と、Ｘ軸方向走行軸１２５とを有する。

上ハンド１２１は処理前の被処理基板Ｗをフロントロード部１１から受け取り、ロフトブリッジ４に搬送する。下ハンド１２２は処理後の被処理基板Ｗを洗浄エリア３から受け取り、フロントロード部１１に搬送する。ロボットボディ１２３は上ハンド１２１および下ハンド１２２を保持し、これらをＹ軸方向に移動させるとともに、軸１２６を中心として回転させる。ロボットボディ１２３は移動可能にＺ軸方向走行軸１２４に取り付けられており、不図示の駆動機構により駆動されてＺ軸方向に移動する。Ｚ軸方向走行軸１２４は移動可能にＸ軸方向走行軸１２５に取り付けられており、不図示の駆動機構により駆動されてＸ軸方向に移動する。

次に、研磨エリア２について説明する。
図４は、研磨エリア２の一例を上方から見た図である。研磨エリア２には、４つの研磨モジュール２１ａ〜２１ｄと、研磨用搬送ロボット２２と、２つのリリース部２３ａ，２３ｂとが配置される。具体的には、４つの研磨モジュール２１ａ〜２１ｄは研磨エリア２の４隅にそれぞれ配置される。研磨用搬送ロボット２２は４つの研磨モジュール２１ａ〜２１ｄの中央に配置される。リリース部２３ａは研磨モジュール２１ａ，２１ｂ間に配置され、リリース部２３ｂは研磨モジュール２１ｃ，２１ｄ間に配置される。

研磨エリア２において床面を占める搬送機構は研磨用搬送ロボット２２のみであるため、小さい面積の研磨エリア２に４つの研磨モジュール２１ａ〜２１ｄを配置できる。

研磨用搬送ロボット２２はＺ軸方向の軸に沿ってＺ軸方向に移動可能であるとともに、ＸＹ平面内で回転可能である。そして、研磨用搬送ロボット２２は、ロフトブリッジ４とリリース部２２ａ，２２ｂとの間で被処理基板Ｗを搬送する。

より具体的には、研磨用搬送ロボット２２は、被処理面を下向きにして搬送される被処理基板Ｗを、ロフトブリッジ４の上段の経路４１ａからアーム２２１で受け取る。そして、研磨用搬送ロボット２２は、下降および９０度回転し、やはり被処理基板Ｗを下向きにしてリリース部２３ａ，２３ｂ上にリリースする。また、研磨用搬送ロボット２２は、研磨モジュール２１ａ，２１ｂによってリリース部２３ａ上にリリースされた被処理基板Ｗ、あるいは、研磨モジュール２１ｃ，２１ｄによってリリース部２３ｂ上にリリースされた被処理基板Ｗをつかんで上昇および逆方向に９０度回転し、ロフトブリッジ４の下段の経路４１に被処理基板Ｗを渡す。

リリース部２３ａは研磨用搬送ロボット２２および研磨モジュール２１ａ，２１ｂのいずれからもアクセス可能であり、リリース部２３ｂは研磨用搬送ロボット２２および研磨モジュール２１ｃ，２１ｄのいずれからもアクセス可能である。リリース部２３ａ，２３ｂは、単に被処理基板Ｗがリリースされるだけでなく、バフ処理（研磨後に行う簡易的な被処理基板Ｗの研磨または洗浄）機能および／またはベベル洗浄（被処理基板Ｗの周縁部の洗浄）機能を有しているのが望ましい。すなわち、バフ処理および／またはベベル洗浄用のテーブルをリリース部２３ａとしてもよい。

図５および図６は、それぞれ研磨モジュール２１ａの概略斜視図および断面図である。研磨モジュール２１ａ〜２１ｄの構成は同様であるため、研磨モジュール２１ａについて説明する。研磨モジュール２１ａは、トップリング２１１と、下部にトップリング２１１が連結されたトップリングシャフト２１２と、上面に研磨面２１３ａが設けられた回転テーブル２１３と、研磨液を回転テーブル２１３上に供給するノズル２１４と、支持軸２１５と、一端にトップリングシャフト２１２が連結され他端に支持軸２１５が連結されたトップリングヘッド２１６とを有する。

トップリング２１１は被処理基板Ｗを保持して研磨面２１３ａに押し付ける。図６に詳しく示すように、トップリング２１１は、トップリング本体２１１ａと、その下部に配置されたリテーナリング２１１ｂとから構成される。トップリング本体２１１ａおよびリテーナリング２１１ｂの内側に形成された空間を減圧することで、被処理基板Ｗがトップリング２１１に保持される。被処理基板Ｗの周縁はリテーナリング２１１ｂに囲まれており、研磨中に被処理基板Ｗがトップリング２１１から飛び出さないようになっている。

トップリング２１１の上面中央がトップリングシャフト２１２に連結されている。そして、不図示のモータがトップリングシャフト２１２を回転させることで、トップリング２１１に保持された被処理基板Ｗが研磨面２１３ａ上で回転する。また、不図示のモータが支持軸２１５を回転させることで、トップリングヘッド２１６が揺動し、トップリング２１１が研磨面２１３ａ上とリリース部２３ａとの間を行き来する。

このような研磨エリア２における処理の一例を説明する。まず、研磨用搬送ロボット２２が上昇し、ロフトブリッジ４の上段の経路４１ａから被処理基板Ｗを受け取る。研磨用搬送ロボット２２は下降および回転してリリース部２３ａに被処理基板Ｗをリリースする。そして、研磨モジュール２１ａのトップリングヘッド２１６が揺動してリリース部２３ａにアクセスし、リリース部２３ａにリリースされた被処理基板Ｗをトップリング２１１が保持する。次いで、トップリングヘッド２１６が逆方向に回転して下降することで、研磨面２１３ａ上に被処理基板Ｗを押し付ける。さらに、トップリング２１１および回転テーブル２１３が回転して、被処理基板Ｗが研磨される。研磨後の被処理基板Ｗは、トップリングヘッド２１６の揺動により、再度リリース部２３ａ上にリリースされる。その後、研磨用搬送ロボット２２はリリース部２３ａ上の被処理基板Ｗをロフトブリッジ４の下段の経路４１ｂに渡す。

研磨エリア２には４つの研磨モジュール２１ａ〜２１ｄが配置される。被処理基板Ｗの研磨を１度だけ行う場合には、研磨モジュール２１ａ〜２１ｄを並行して使用することで、スループットを向上できる。また、研磨性能が異なる２以上の研磨モジュール２１ａ〜２１ｄを配置して、複数回の研磨を順に行うこともできる。

リリース部２３ａ，２３ｂがバフ処理機能やベベル洗浄機能を有する場合、研磨モジュール２１ａ〜２１ｄでの研磨の前および／または後に被処理基板Ｗをベベル洗浄したり、研磨後にバフ処理したりできる。例えば、リリース部２３ａでのベベル洗浄、研磨モジュール２１ａでの研磨、および、リリース部２３ａでのバフ処理がこの順で行われてもよい。別の例として、リリース部２３ａでのベベル洗浄、研磨モジュール２１ａでの研磨、リリース部２３ａでのバフ処理、および、リリース部２３ａでのベベル洗浄がこの順で行われてもよい。また別の例として、研磨モジュール２１ａでの研磨、リリース部２２ａでのバフ処理、および、リリース部２２ａでのベベル洗浄がこの順で行われてもよい。

ところで、図４に示すように、ロフトブリッジ４は洗浄エリア３から研磨用搬送ロボット２２の近傍までしか伸びていない。よって、研磨モジュール２１ａ〜２１ｄの上方であってロフトブリッジ４がない部分には空間がある。そこで、この空間に、クリーンエアを吹き出すフィルタファンユニットなどを設けてもよい。また、研磨用搬送ロボット２２からアクセス可能な空間２４に、被処理基板Ｗを簡易洗浄する基板洗浄部、不良な被処理基板Ｗを逃がして廃棄するためのアボート部などを設けてもよい。また、この空間２４に、研磨用搬送ロボット２２のアーム２２１をスプレーや超音波などで洗浄するロボット洗浄部を設けてもよい。このように基板処理装置内の空間を有効活用するのが望ましい。

図７は、研磨エリア２の別の例を上方から見た図である。図４との相違点として、この研磨エリア２には、４つのリリース部２３ａ〜２３ｄと、２つの処理部２５ａ，２５ｂとが配置されている。

リリース部２３ａ〜２３ｄはそれぞれ研磨モジュール２１ａ〜２１ｄ用のものであり、各研磨モジュール２１ａ〜２１ｄに近接し、かつ、研磨用搬送ロボット２２から等距離に配置される。各リリース部２３ａ〜２３ｄはトップリング２１１を洗浄（例えば、リテーナリング２１１ｂの隙間にたまったスラリの除去）する機能を有するのが望ましい。

研磨用搬送ロボット２２はいずれのリリース部２３ａ〜２３ｄにもアクセス可能である。そして、研磨用搬送ロボット２２は、ロフトブリッジ４とリリース部２３ａ〜２３ｄとの間のみならず、リリース部２３ａ〜２３ｄ間で被処理基板Ｗを搬送する。

処理部２５ａは研磨モジュール２１ａ，２１ｂ間に配置され、処理部２５ｂは研磨モジュール２１ｃ，２１ｄ間に配置される。そして、処理部２５ａ，２５ｂは被処理基板Ｗのバフ処理および／またはベベル洗浄を行う。

研磨モジュール２１ａは、トップリングヘッド２１６の揺動により、リリース部２３ａへのアクセス、研磨面２１３ａ上で被処理基板Ｗの研磨、および、処理部２５ａへのアクセスが可能である。他の研磨モジュール２１ｂ〜２１ｄも同様である。

このような研磨エリア２の構成により、研磨モジュール２１ａ〜２１ｄでの研磨の前および／または後に被処理基板Ｗをベベル洗浄したり、研磨後にバフ処理したりできる。また、任意の２つの研磨モジュールで順次に２回研磨を行うようにしてもよい。この場合も、適宜のタイミングで処理部２５ａ，２５ｂでの処理を行ってもよい。例えば、研磨モジュール２１ｃでの第１研磨、研磨モジュール２１ａでの第２研磨、および、処理部２５ａでの処理がこの順で行われてもよい。別の例として、処理部２５ａでの処理、研磨モジュール２１ａでの第１研磨、および、研磨モジュール２１ｂでの第２研磨がこの順で行われてもよい。また別の例として、処理部２５ａでの処理、研磨モジュール２１ａでの第１研磨、研磨モジュール２１ｂでの第２研磨、および、処理部２５ａでの処理がこの順で行われてもよい。

なお、研磨モジュール２１ｃ，２１ｄが第１研磨を行い、研磨モジュール２１ａ，２１ｂが第２研磨を行うようにしてもよいし、研磨モジュール２１ｃ，２１ａが第１研磨を行い、研磨モジュール２１ｄ，２１ｂが第２研磨を行うようにしてもよいし、研磨モジュール２１ｄ，２１ｂが第１研磨を行い、研磨モジュール２１ｃ，２１ａが第２研磨を行うようにしてもよいし、研磨モジュール２１ａ，２１ｂが第１研磨を行い、研磨モジュール２１ｃ，２１ｄが第２研磨を行うようにしてもよい。
続いて、洗浄エリア３について説明する。

図８および図９は、洗浄エリア３の下段および上段をそれぞれ示す図である。洗浄エリア３には、８つの洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃと、２つの乾燥モジュール３３ａ，３３ｂと、２つの洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂとが配置される。具体的には、４つの洗浄モジュール３１ａ〜３１ｄは洗浄エリア３の下段の４隅にそれぞれ配置される。乾燥モジュール３３ａ，３３ｂおよび洗浄モジュール３２ａ，３２ｂは、洗浄エリア３の上段、すなわち、洗浄モジュール３１ａ，３１ｃ，３１ｂ，３１ｄの各上方に配置される。洗浄モジュール３１ｅ，３２ｃは洗浄エリア３中心の下段および上段にそれぞれ配置される。

洗浄用搬送ロボット３５ａは洗浄モジュール３１ａ，３１ｂ間に配置され、洗浄用搬送ロボット３５ｂは洗浄モジュール３１ｃ，３１ｄ間に配置される。図８の点線で示すように、洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂは旋回して基板処理装置の筐体外に引き出せるのが望ましい。ロード／アンロード部１に隣接して膜測器を設けられる場合には、研磨エリア２側に旋回するのがよい。

これにより洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂのメンテナンスが容易となるとともに、洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂが引き出されて生じた空間に人が立ち入ることも可能となり、洗浄エリア３中央（すなわちロフトブリッジ４直下）の洗浄モジュール３１ｅ，３２ｃのメンテナンスも容易となる。

洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂは、被処理基板Ｗを保持するアーム３５１を有する。洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂはＺ軸方向の軸に沿って昇降可能であるとともに、この軸を中心としてＸＹ平面内で回転可能である。そして、洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂは、ロフトブリッジ４の下段の経路４１ｂから被処理基板Ｗを受け取るとともに、各モジュール間で被処理基板Ｗを搬送する。

すなわち、洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂは、ロフトブリッジ４の下段の経路４１ａから、上向きで搬送される被処理基板Ｗをアーム３５１で受け取る。そして、洗浄用搬送ロボット３５ａは、下降および（必要に応じて）回転し、やはり上向きで被処理基板Ｗを洗浄モジュール３１ａ，３１ｅ，３１ｂ，３２ｃ，３２ａおよび乾燥モジュール３３ａのいずれかに渡す。洗浄用搬送ロボット３５ｂは、下降および（必要に応じて）回転し、やはり上向きで被処理基板Ｗを洗浄モジュール３１ｃ，３１ｅ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｂおよび乾燥モジュール３３ｂのいずれかに渡す。

また、洗浄用搬送ロボット３５ａは、洗浄モジュール３１ａ，３１ｅ，３１ｂ，３２ｃ，３２ａおよび乾燥モジュール３３ａのいずれかのいずれかで処理された被処理基板Ｗを受け取り、（必要に応じて）上昇、下降および／または回転し、上向きで被処理基板Ｗを洗浄モジュール３１ａ，３１ｅ，３１ｂ，３２ｃ，３２ａおよび乾燥モジュール３３ａの他のいずれかに引き渡す。洗浄用搬送ロボット３５ｂは、洗浄モジュール３１ｃ，３１ｅ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｂおよび乾燥モジュール３３ｂのいずれかのいずれかで処理された被処理基板Ｗを受け取り、（必要に応じて）上昇、下降および／または回転し、上向きで被処理基板Ｗを洗浄モジュール３１ｃ，３１ｅ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｂおよび乾燥モジュール３３ｂの他のいずれかに引き渡す。

洗浄エリア３の中央に配置される洗浄モジュール３１ｅ，３２ｃには両方の洗浄用ロボット３５ａ，３５ｂからアクセス可能である。よって、各洗浄用ロボット３５ａ，３５ｂは５つの洗浄モジュールにアクセスでき、一方の洗浄用ロボット３５ａ（または３５ｂ）を用いて最大で５段階洗浄を実現できる。また、両方の洗浄用ロボット３５ａ，３５ｂを用いて全洗浄モジュールおよび全乾燥モジュールにアクセスすることで、最大で８段階洗浄を実現できる。

洗浄エリア３において床面を占める搬送機構は洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂのみであるため、小さい面積の洗浄エリア３に８つの洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃおよび２つの乾燥モジュール３３ａ，３３ｂを配置できる。

なお、洗浄エリア３に配置する洗浄モジュールや乾燥モジュールの数に特に制限はない。例えば、洗浄エリア３に６つの洗浄モジュールおよび４つの乾燥モジュールを配置してもよい。洗浄エリア３の中央に洗浄モジュールおよび乾燥モジュールを１つず配置することで、各洗浄用ロボット３５ａ，３５ｂが４つの洗浄モジュールおよび２つの乾燥モジュールにアクセスでき、最大で４段階洗浄かつ２段階乾燥を実現できる。

図１０は、洗浄モジュール３１ａの概略斜視図である。洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃの構成は同様であるため、洗浄モジュール３１ａについて説明する。洗浄モジュール３１ａは、４つのローラ３１１と、２つのロールスポンジ３１２と、回転機構３１３と、洗浄液供給ノズル３１４と、洗浄液供給機構３１５と、リンス液供給ノズル３１６と、リンス液供給機構３１７と、を有する。

４つのローラ３１１は不図示の駆動機構によって互いに近接および離間する方向に移動可能であり、近接することで被処理基板Ｗを保持して回転させる。ロールスポンジ３１２も互いに近接および離間する方向に移動可能であり、ローラ３１１に保持された被処理基板Ｗに接触してその上下面を洗浄する。回転機構３１３はロールスポンジ３１２を回転させる。洗浄液供給ノズル３１４は、洗浄液供給機構３１５からの洗浄液（例えば純水）を、被処理基板Ｗの上下面に供給する。リンス液供給ノズル３１６は、リンス液供給機構３１７からのリンス液（薬液）を、被処理基板Ｗの上下面に供給する。

このような洗浄モジュール３１ａは次のように動作する。まず、ローラ３１１が互いに離間した状態、かつ、ロールスポンジ３１２が互いに離間した状態で、洗浄用搬送ロボット３５ａから被処理基板Ｗが搬送される。そして、ローラ３１１が互いに近接することで、被処理基板Ｗはローラ３１１に保持される。また、ロールスポンジ３１２が互いに近接することで、ロールスポンジ３１２が被処理基板Ｗに接触する。そして、洗浄液供給ノズル３１４から洗浄液を供給しつつ、ローラ３１１が被処理基板Ｗを回転させるとともにロールスポンジ３１２が回転することで、被処理基板Ｗがスクラブ洗浄される。

スクラブ洗浄が終了すると、ロールスポンジ３１２が互いに離間する。その後、リンス液供給ノズル３１６からリンス液を供給することで、被処理基板Ｗがリンスされる（被処理基板Ｗの濯ぎが行われる）。濯ぎが終了すると、洗浄用搬送ロボット３５ａが被処理基板Ｗの下面を支持するとともにローラ３１１が互いに離間し、洗浄用搬送ロボット３５ａに被処理基板Ｗが渡される。そして、洗浄用搬送ロボット３５ａは、被処理基板Ｗを次の洗浄モジュール３１ｂ，３１ｅ，３２ａ，３２ｃおよび乾燥モジュール３３ａのいずれかに搬送する。

図１０に示す洗浄モジュール３１ａでは、当該洗浄モジュール３１ａ内に洗浄液供給機構３１５およびリンス液供給機構３１７を設ける。他の洗浄モジュール３１ｂ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃも同様である。仮に、基板処理装置内のある一箇所に全洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃの洗浄液供給機構およびリンス液供給機構をまとめて設けると、洗浄モジュールまでの距離や、洗浄モジュールが上段に配置されるか下段に配置されるかに応じて、洗浄液やリンス液の供給量などがばらついてしまう。特に、ロフトブリッジ４を洗浄エリア３の上方に設けることで多くの洗浄モジュールを配置した場合に、この問題が顕著となる。

これに対し、本実施形態では、各洗浄モジュール内に洗浄液供給機構３１５およびリンス液供給機構３１７を設けるため、洗浄モジュールの数が増えてもそのようなバラつきを抑えることができる。別の効果として、各洗浄モジュール内に洗浄液供給機構３１５およびリンス液供給機構３１７を設けることにより、洗浄モジュール単位での組み立てが可能となり、洗浄モジュールの製造工程を簡略化できる。

なお、図１０ではロールスポンジ３１２で洗浄する例を示したが、ペンシルスポンジで被処理基板Ｗを洗浄してもよい。また、複数の洗浄モジュールのうち、一部をロールスポンジ型とし、他の一部をペンシルスポンジ型としてもよい。

乾燥モジュール３３ａ，３３ｂは公知のものを使用すればよく、洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂからそれぞれ被処理基板Ｗを受け取って高速回転させるなどにより、洗浄液を除去して被処理基板Ｗを乾燥する。乾燥処理が終了すると、被処理基板Ｗはロード／アンロード部１における搬送機構１２に渡される。
次に、ロフトブリッジについて説明する。図１に示すように、ロフトブリッジ４は上段の経路４１ａおよび下段の経路４１ｂを有する。

上段の経路４１ａはロード／アンロード部１側の開口を通して搬送機構１２から被処理基板Ｗを受け取る。そして、被処理基板Ｗは、上段の経路４１ａで、乾燥モジュール３３ａ，３３ｂ、洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃおよび研磨モジュール２１ａ，２１ｃの上方を通って、研磨エリア２まで搬送され、研磨エリア２上方の開口を通して研磨用搬送ロボット２２に渡される。

下段の経路４１ｂは研磨エリア２上方の開口を通して研磨処理後の被処理基板Ｗを研磨用搬送ロボット２２から受け取る。そして、被処理基板Ｗは、下段の経路４１ｂで、研磨モジュール２１ａ，２１ｂおよび洗浄モジュール３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃの上方を通って洗浄エリア３まで搬送され、洗浄エリア３上方の開口を通して洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂのいずれかに渡される。
被処理基板Ｗは、上段の経路４１ａおよび下段の経路４１ｂのそれぞれに設けられるリニアトランスポータによって、搬送される。

図１１は、リニアトランスポータ４２の概略斜視図である。また、図１２は、研磨エリア２におけるロフトブリッジ４の断面図（図２のＡ−Ａ’断面図）である。リニアトランスポータ４２は、保持ステージ４２１ａを有するハンド４２１と、リニアガイド４２２と、駆動機構４２３とを有する。

保持ステージ４２１ａは、円環上の支持部材４３ａと、その上面に設けられた６つのピン４３ｂとから構成され、これらピン４３ｂで被処理基板Ｗの下面の外周のみを保持する。リニアガイド４２２はＹ軸方向にロード／アンロード部１から研磨エリア２の上方まで伸びている。そして、リニアガイド４２２はハンド４２１を移動自在に支持する。駆動機構４２３はリニアガイド４２２に沿ってハンド４２１を移動させる。具体的な構成例として、駆動機構４２３は、一対のプーリと、プーリに掛けられたベルトと、一方のプーリを回転させるサーボモータとから構成される。
また、図１２に示すように、ロフトブリッジ４には、搬送中の被処理基板Ｗを洗浄する洗浄装置４４が設けられるのが望ましい。

図１３は、洗浄装置４４の概略構成を示す上面図である。洗浄装置４４は、円環上の支持部材４４０に支持され、搬送方向（Ｙ軸方向）と直交する方向に伸びる３本のスプレー供給管４４１を有する。被処理基板Ｗが円形であるので、中央のスプレー供給管４４１は他のスプレー供給管４４１より長い。

スプレー供給管４４１の上面には、上方の被処理基板Ｗに向けて洗浄液（薬液）をスプレーするための複数の開口４４２が設けられている。図１１に示すように、ハンド４２１は被処理基板Ｗの下面の外周のみを保持するため、外周以外には洗浄液が被処理基板Ｗの下面に当たって洗浄される。洗浄装置４４の支持部材４４０はハンド４２１の下方に取り付けられ、洗浄液をスプレーしながら被処理基板Ｗとともに移動してもよい。あるいは、洗浄装置４４は固定されていて、上方に被処理基板Ｗが位置したタイミングで、洗浄液をスプレーしてもよい。

また、図１２に示すように、ロフトブリッジ４の下方には、研磨モジュール２１ａ，２１ｂ間に向かって伸びるドレイン４５が設けられる。上段の経路４１ａおよび下段の経路４１ｂの床面４６ａ，４６ｂは傾斜しており、洗浄装置４４からの洗浄液が床面４６ａ，４６ｂ上を流れてドレイン４５から廃液される。また、上段の経路４１ａおよび下段の経路４１ｂの天井からは、クリーンエアフィルタを介して窒素ガスなどのクリーンエアが導入され、ドレイン４５から排気される。

なお、このドレイン４５は、洗浄エリア３におけるモジュール間に伸びていてもよい。また、ドレイン４５が洗浄モジュールのいずれかの配管と合流し、洗浄装置４４からの洗浄液と、洗浄モジュールからの洗浄液とを合わせて排出するようにしてもよい。

また、図１に示すように、リニアトランスポータ４２のハンド４２１が基板反転機能を有するか、ロフトブリッジ４の上段の経路４１ａおよび下段の経路４１ｂ（より具体的には、洗浄用搬送ロボット３５ａ，３５ｂと研磨用搬送ロボット２２との間）に基板反転機構４７が設けられるのが望ましい。

基板反転機構４７は、ロード／アンロード部１から研磨エリア２に被処理基板Ｗを搬送する途中で、被処理基板Ｗの上下を反転する。その理由は、ロフトブリッジ４は、ロード／アンロード部１から、被処理面を上向きにして被処理基板Ｗを受け取るが、研磨エリア２では被処理面を下向きにして被処理基板Ｗが処理されるためである。

また、基板反転機構４７は、研磨エリア２から洗浄エリア３に被処理基板Ｗを搬送する途中で、被処理基板Ｗの上下を反転する。その理由は、ロフトブリッジ４は、研磨エリア２から、被処理面を下向きにして被処理基板Ｗを受け取るが、洗浄エリア３では被処理面を上向きにして被処理基板Ｗが処理されるためである。

図１４は、基板反転機構４７の一例を示す概略斜視図である。基板反転機構４７は、基板を把持する把持機構４７１と、把持された基板を回転する回転機構４７２とから構成される。

把持機構４７１は、互いに対向する一対の把持アーム４８と、開閉機構４９とから構成される。把持アーム４８には、その両端から下方に突出するチャック４８ａが設けられており、このチャック４８ａで被処理基板Ｗの外周縁を把持する。開閉機構４９は、一対の把持アーム４８を閉じて被処理基板Ｗに近接させたり、把持アーム４８を開いて被処理基板Ｗから離間させたりする。また、把持機構４７１はＺ軸方向に伸びるリニアガイド（不図示）に取り付けられており、上下に移動可能である。

回転機構４７２は、把持機構４７１に連結された回転軸５０と、回転軸５０を回転させるモータ５１とを有する。モータ５１が回転軸５０を駆動することにより、把持機構４７１の全体が１８０度回転し、これにより、把持機構４７１に把持された被処理基板Ｗの上下が反転する。

この基板反転機構４７は次のように動作する。リニアトランスポータ４２のハンド４２１（図１１）が移動して把持機構４７１の下方に被処理基板Ｗが位置すると、チャック４８ａが被処理基板Ｗと同一平面上に位置するまで、把持アーム４８が開いた状態で把持機構４７１が下降する。そして、把持アーム４８が閉じることで、被処理基板Ｗの外周縁が把持される。次に、被処理基板Ｗの反転中にハンド４２１と干渉しないよう、把持機構４７１は上昇する。そして、モータ５１が回転軸５０を回転させ、被処理基板Ｗは上下反転する。その後、把持機構４７１が下降し、被処理基板Ｗがハンド４２１のピン４３ｂ上に位置すると、把持アーム４８は開く。これにより、反転した被処理基板Ｗがハンド４２１上に載置される。

以上説明したように、本実施形態では、被処理基板Ｗの搬送機構をロフトブリッジ４として各モジュールの上方に設ける。そのため、搬送機構の床面積を減らすことができ、基板処理装置を小型化できる。特に、直径４５０ｍｍの大型な被処理基板Ｗを処理するための基板処理装置であっても、その大型化を抑えることができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ロード／アンロード部
２研磨エリア
２１ａ〜２１ｄ研磨モジュール
２２研磨用搬送ロボット
２３ａ，２３ｂリリース部
３洗浄エリア
３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｃ洗浄モジュール
３３ａ，３３ｂ乾燥モジュール
３５ａ，３５ｂ洗浄用搬送ロボット
４ロフトブリッジ
４１ａ上段の経路
４１ｂ下段の経路
４４洗浄装置
４５ドレイン
４７基板反転機構

Claims

少なくとも１つの研磨モジュールが配置される研磨エリアと、
少なくとも１つずつの洗浄モジュールおよび乾燥モジュールが配置される洗浄エリアと、
一部が前記研磨モジュールの上方に移動可能となるように設けられ、かつ、他の少なくとも一部が前記洗浄モジュールおよび／または前記乾燥モジュールの上方に移動可能となるように設けられており、少なくとも前記研磨エリアから前記洗浄エリアに被処理基板を搬送する搬送機構と、を備え、
前記搬送機構は、前記研磨エリアから前記洗浄エリアへ搬送中の前記被処理基板を上下反転させる反転機構を有する、基板処理装置。
少なくとも１つの研磨モジュールが配置される研磨エリアと、
少なくとも１つずつの洗浄モジュールおよび乾燥モジュールが配置される洗浄エリアと、
一部が前記研磨モジュールの上方に設けられ、かつ、他の少なくとも一部が前記洗浄モジュールおよび／または前記乾燥モジュールの上方に設けられており、前記研磨エリアから前記洗浄エリアに被処理基板を搬送する搬送機構と、を備え、
前記搬送機構は、搬送中の前記被処理基板を洗浄する洗浄装置を有する、基板処理装置。
前記搬送機構は、前記被処理基板の下面の一部を保持して搬送する保持ステージを有し、
前記洗浄装置は、前記被処理基板の下方から洗浄液をスプレーして前記被処理基板を洗浄する、請求項２に記載の基板処理装置。
前記研磨エリアには、少なくとも２つの前記研磨モジュールが配置され、
前記搬送機構には、その下面から、１つの前記研磨モジュールと他の１つの前記研磨モジュールとの間に向かって伸びており、前記洗浄液が排出されるドレインが設けられる、請求項３に記載の基板処理装置。
少なくとも１つの研磨モジュールが配置される研磨エリアと、
少なくとも１つずつの洗浄モジュールおよび乾燥モジュールが配置される洗浄エリアと、
一部が前記研磨モジュールの上方に設けられ、かつ、他の少なくとも一部が前記洗浄モジュールおよび／または前記乾燥モジュールの上方に設けられており、前記研磨エリアから前記洗浄エリアに被処理基板を搬送する搬送機構と、を備え、
前記搬送機構は、搬送中の前記被処理基板を上下反転させる反転機構を有し、
前記研磨エリアでは、前記被処理基板は被処理面を下向きにして処理され、
前記洗浄エリアでは、前記被処理基板は被処理面を上向きにして処理され、
前記搬送機構は、
前記被処理面を上向きにして前記被処理基板を受け取り、
前記研磨エリアへの搬送中に、前記被処理基板を上下反転させて前記被処理面を下向きにし、
前記研磨エリアから前記洗浄エリアへの搬送中に、前記被処理基板を上下反転させて前記被処理基板を上向きにする、基板処理装置。
少なくとも１つの研磨モジュールが配置される研磨エリアと、
少なくとも１つずつの洗浄モジュールおよび乾燥モジュールが配置される洗浄エリアと、
一部が前記研磨モジュールの上方に設けられ、かつ、他の少なくとも一部が前記洗浄モジュールおよび／または前記乾燥モジュールの上方に設けられており、前記研磨エリアから前記洗浄エリアに被処理基板を搬送する搬送機構と、を備え、
前記研磨エリアには、
前記搬送機構から前記被処理基板を受け取る研磨用搬送ロボットと、
前記研磨用搬送ロボットから前記被処理基板がリリースされる１または複数のリリース部と、が設けられ、かつ、
前記研磨エリアには、前記研磨モジュール上方の前記搬送機構がない位置に、前記研磨用搬送ロボットを洗浄するロボット洗浄部が設けられる、基板処理装置。
前記リリース部は、リリースされた前記被処理基板をバフ処理および／またはベベル洗浄する、請求項６に記載の基板処理装置。
前記リリース部は、前記研磨モジュールによる前記被処理基板の研磨前および／または研磨後に、前記被処理基板をベベル洗浄する、請求項７に記載の基板処理装置。
前記リリース部は、前記研磨モジュールによる前記被処理基板の研磨後に、前記被処理基板をバフ処理する、請求項７または８に記載の基板処理装置。
前記被処理基板を受け取り、前記被処理基板を鉛直方向に搬送して前記搬送機構に渡すロード／アンロード部を備え、
前記ロード／アンロード部、前記洗浄エリアおよび前記研磨エリアは、この順に並んでおり、
前記搬送機構は、
前記被処理基板を前記ロード／アンロード部から前記研磨エリアに搬送し、
前記研磨エリアで処理された前記被処理基板を前記洗浄エリアに搬送する、
請求項１乃至９のいずれかに記載の基板処理装置。
前記搬送機構は、上段の経路および下段の経路を有し、
前記上段の経路で、前記研磨エリアに前記被処理基板を搬送し、
前記下段の経路で、前記研磨エリアで処理された前記被処理基板を前記洗浄エリアに搬
送する、請求項１乃至１０のいずれかに記載の基板処理装置。
前記研磨エリアには、前記研磨モジュール上方の前記搬送機構がない位置に、
前記被処理基板を洗浄する基板洗浄部、
前記被処理基板を廃棄するためのアボート部、および／または、
前記研磨エリアにクリーンエアを吹き出すフィルタファンユニット、
が設けられる、請求項１乃至１１のいずれかに記載の基板処理装置。