JP6491908B2 - Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, and substrate processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ウェハなどの基板に洗浄液(例えば、薬液または純水)を供給しながら、該基板をロール洗浄具でスクラブ洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。また、本発明は、このような基板洗浄装置を備えた基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method for scrub cleaning a substrate with a roll cleaning tool while supplying a cleaning liquid (for example, chemical solution or pure water) to a substrate such as a wafer. The present invention also relates to a substrate processing apparatus provided with such a substrate cleaning apparatus.
近年、半導体製造装置、特に化学機械研磨(CMP)装置の洗浄装置では、研磨屑や研磨液に含まれる砥粒等のパーティクルを効率よく落とすことができるというメリットがあるスクラブ洗浄が広く用いられている。スクラブ洗浄の中で、基板を傷つけない、研磨液等の汚れを吸い取ること、掻き出し効果が高いなどのメリットがあるロール洗浄具での基板洗浄が広く用いられている。 In recent years, scrub cleaning has been widely used in semiconductor manufacturing apparatuses, particularly chemical mechanical polishing (CMP) apparatus cleaning apparatuses, which have the advantage that particles such as abrasive particles contained in polishing waste and polishing liquid can be efficiently dropped. Yes. In scrub cleaning, substrate cleaning with a roll cleaning tool having advantages such as not damaging the substrate, absorbing dirt such as polishing liquid, and having a high scraping effect is widely used.
ロール洗浄具を用いた基板の洗浄は、基板を回転させ、かつ洗浄液(例えば、薬液または純水)を基板に供給しながら、ロール洗浄具を基板に摺接させることによって行われる。このように、洗浄液の存在下でロール洗浄具を基板の表面に摺接させることで、研磨屑および研磨液に含まれる砥粒などのパーティクルを基板の表面から除去している。基板から除去されたパーティクルは、ロール洗浄具内に吸着または蓄積するか、または洗浄液とともに基板から排出される。 Cleaning of the substrate using the roll cleaning tool is performed by rotating the substrate and sliding the roll cleaning tool against the substrate while supplying a cleaning liquid (for example, chemical or pure water) to the substrate. As described above, the roll cleaning tool is brought into sliding contact with the surface of the substrate in the presence of the cleaning liquid, thereby removing particles such as polishing dust and abrasive grains contained in the polishing liquid from the surface of the substrate. The particles removed from the substrate are adsorbed or accumulated in the roll cleaning tool or discharged from the substrate together with the cleaning liquid.
しかしながら、ロール洗浄具内に一旦堆積したパーティクルは、基板のスクラブ洗浄中にロール洗浄具から離れて基板の表面に再付着し、いわゆる逆汚染を生じさせることがある。さらに、ロール洗浄具によって一旦基板表面から離れたパーティクルが、洗浄液と共に基板から排出される前に、基板の表面に再付着してしまう場合もある。 However, particles once accumulated in the roll cleaning tool may separate from the roll cleaning tool and reattach to the surface of the substrate during scrub cleaning of the substrate, thereby causing so-called back contamination. Furthermore, particles once separated from the substrate surface by the roll cleaning tool may reattach to the substrate surface before being discharged from the substrate together with the cleaning liquid.
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、基板の逆汚染を防止することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような基板洗浄装置を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method that can prevent back-contamination of a substrate. It is another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus provided with such a substrate cleaning apparatus.
本発明の一態様は、基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、前記洗浄液の存在下で前記基板に摺接することで前記基板を洗浄するロール洗浄具と、前記ロール洗浄具に接続され、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記ロール洗浄具を通じて前記基板から前記洗浄液を吸引する吸引システムと、を備え、前記吸引システムは、前記ロール洗浄具に連結された洗浄液吸引配管と、前記洗浄液吸引配管に連結された真空ラインと、を有していることを特徴とする基板洗浄装置である。 One aspect of the present invention, for cleaning a substrate holding mechanism, the cleaning liquid supply nozzle for supplying a cleaning solution based on plate held by the substrate holding mechanism, the substrate by sliding contact with the substrate in the presence of the cleaning solution And a suction system that is connected to the roll cleaning tool and sucks the cleaning liquid from the substrate through the roll cleaning tool while the roll cleaning tool is cleaning the substrate. Is a substrate cleaning apparatus comprising: a cleaning liquid suction pipe connected to the roll cleaning tool; and a vacuum line connected to the cleaning liquid suction pipe.
本発明の好ましい態様は、前記吸引システムは、前記洗浄液吸引配管に設けられた吸引弁をさらに有していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板洗浄装置は、前記吸引弁の動作を制御する制御部をさらに備えており、前記制御部は、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記吸引弁を開いた状態に維持することを特徴とする。
A preferred embodiment of the present invention, the suction system is characterized in that it has a suction valve provided in front Symbol cleaning liquid suction pipe further.
In a preferred aspect of the present invention, the substrate cleaning apparatus further includes a control unit that controls an operation of the suction valve, and the control unit is configured to perform the suction while the roll cleaning tool is cleaning the substrate. The valve is maintained in an open state.
本発明の好ましい態様は、前記ロール洗浄具は、シャフトと、前記シャフトの外面を覆うスポンジ部材とを備え、前記シャフトは、該シャフトの内部を延びる主流路と、該シャフトの外面に設けられた複数の開口と、前記主流路と前記複数の開口とを連通させる複数の枝流路と、を有し、前記洗浄液吸引配管は前記主流路に接続されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板洗浄装置は、前記洗浄液吸引配管に接続されたインナーリンス液供給ラインをさらに備え、前記洗浄液吸引配管と前記インナーリンス液供給ラインとの接続点は、前記吸引弁と前記ロール洗浄具との間に位置していることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the roll cleaning tool includes a shaft and a sponge member that covers an outer surface of the shaft, and the shaft is provided on a main flow path extending inside the shaft, and on an outer surface of the shaft. It has a plurality of openings and a plurality of branch channels which make the main channel and the plurality of openings communicate, and the cleaning fluid suction piping is connected to the main channel.
In a preferred aspect of the present invention, the substrate cleaning apparatus further includes an inner rinse liquid supply line connected to the cleaning liquid suction pipe, and a connection point between the cleaning liquid suction pipe and the inner rinse liquid supply line is the suction valve. And the roll cleaning tool.
本発明の他の態様は、洗浄液供給ノズルから洗浄液を基板に供給しつつ、前記洗浄液の存在下でロール洗浄具を前記基板に摺接させて、前記基板を洗浄し、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記ロール洗浄具に接続された吸引システムによって、前記ロール洗浄具を通じて前記基板から前記洗浄液を吸引し、前記吸引システムは、前記ロール洗浄具に連結された洗浄液吸引配管と、前記洗浄液吸引配管に連結された真空ラインと、を有していることを特徴とする基板洗浄方法である。 In another aspect of the present invention, while supplying the cleaning liquid from the cleaning liquid supply nozzle to the substrate, the roll cleaning tool is slidably brought into contact with the substrate in the presence of the cleaning liquid, and the substrate is cleaned. While cleaning the substrate, the cleaning liquid is sucked from the substrate through the roll cleaning tool by the suction system connected to the roll cleaning tool, and the suction system is connected to the roll cleaning tool. And a vacuum line connected to the cleaning liquid suction pipe .
本発明のさらに他の態様は、基板を研磨する研磨ユニットと、前記研磨ユニットで研磨された基板を洗浄する基板洗浄装置と、を備え、前記基板洗浄装置は、基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、前記洗浄液の存在下で前記基板に摺接することで前記基板を洗浄するロール洗浄具と、前記ロール洗浄具に接続され、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記ロール洗浄具を通じて前記基板から前記洗浄液を吸引する吸引システムと、を備え、前記吸引システムは、前記ロール洗浄具に連結された洗浄液吸引配管と、前記洗浄液吸引配管に連結された真空ラインと、を有していることを特徴とする基板処理装置である。
本発明の好ましい態様は、前記吸引システムは、前記洗浄液吸引配管に設けられた吸引弁をさらに有していることを特徴とする。
Yet another aspect of the present invention comprises a polishing unit for polishing a substrate, and a substrate cleaning apparatus for cleaning a substrate which has been polished by the polishing unit, the substrate cleaning apparatus includes a base plate holding mechanism, the substrate a cleaning liquid supply nozzle for supplying a cleaning liquid to the substrate held by the holding mechanism, and the roll cleaning device for cleaning the substrate by sliding contact with the substrate in the presence of the cleaning solution, connected to the roll cleaning device, wherein A suction system for sucking the cleaning liquid from the substrate through the roll cleaning tool while the roll cleaning tool is cleaning the substrate, and the suction system includes a cleaning liquid suction pipe connected to the roll cleaning tool; And a vacuum line connected to the cleaning liquid suction pipe .
In a preferred aspect of the present invention, the suction system further includes a suction valve provided in the cleaning liquid suction pipe.
本発明によれば、ロール洗浄具によって基板の表面から除去された研磨屑や砥粒などのパーティクルは、ロール洗浄具を通じて洗浄液と共に直ちに基板から吸引除去される。基板の洗浄中はロール洗浄具内に吸引力が発生するので、ロール洗浄具内に蓄積したパーティクルはロール洗浄具から離れにくい。しかも一旦基板から除去されたパーティクルは、基板の表面に再付着する前に洗浄液と共に吸引され、ロール洗浄具内に取り込まれる。したがって、基板の逆汚染を防止することができる。 According to the present invention, particles such as polishing scraps and abrasive grains removed from the surface of the substrate by the roll cleaning tool are immediately removed from the substrate together with the cleaning liquid through the roll cleaning tool. Since the suction force is generated in the roll cleaning tool during the cleaning of the substrate, the particles accumulated in the roll cleaning tool are difficult to separate from the roll cleaning tool. Moreover, the particles once removed from the substrate are sucked together with the cleaning liquid before being reattached to the surface of the substrate and are taken into the roll cleaning tool. Therefore, back contamination of the substrate can be prevented.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図1に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング1を備えており、ハウジング1の内部は隔壁1a,1bによってロード/アンロード部2と研磨部3と洗浄部4とに区画されている。これらのロード/アンロード部2、研磨部3、および洗浄部4は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御部5を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus including a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus includes a substantially rectangular housing 1, and the interior of the housing 1 is divided into a load / unload unit 2, a polishing unit 3, and a cleaning unit 4 by
ロード/アンロード部2は、多数のウェハ(基板)をストックするウェハカセットが載置される2つ以上(本実施形態では4つ)のフロントロード部20を備えている。これらのフロントロード部20はハウジング1に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向(長手方向と垂直な方向)に沿って配列されている。フロントロード部20には、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、またはFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができるようになっている。ここで、SMIF、FOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
The load / unload unit 2 includes two or more (four in this embodiment)
また、ロード/アンロード部2には、フロントロード部20の並びに沿って走行機構21が敷設されており、この走行機構21上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット(ローダー)22が設置されている。搬送ロボット22は走行機構21上を移動することによってフロントロード部20に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。搬送ロボット22は上下に2つのハンドを備えており、上側のハンドは処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用され、下側のハンドは処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用され、上下のハンドは使い分けることができるようになっている。さらに、搬送ロボット22の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、ウェハを反転させることができるように構成されている。
Further, a
ロード/アンロード部2は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード/アンロード部2の内部は、基板処理装置外部、研磨部3、および洗浄部4のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨部3は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨部3の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄部4の内部圧力よりも低く維持されている。ロード/アンロード部2には、HEPAフィルタ、ULPAフィルタ、または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(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニット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。 Since the load / unload unit 2 is an area where it is necessary to maintain the cleanest state, the pressure inside the load / unload unit 2 is higher than any of the outside of the substrate processing apparatus, the polishing unit 3 and the cleaning unit 4. Is always maintained. The polishing unit 3 is the most dirty region because slurry is used as the polishing liquid. Therefore, a negative pressure is formed inside the polishing unit 3, and the pressure is maintained lower than the internal pressure of the cleaning unit 4. The load / unload unit 2 is provided with a filter fan unit (not shown) having a clean air filter such as a HEPA filter, a ULPA filter, or a chemical filter. From the filter fan unit, particles, toxic vapor, Clean air from which toxic gases have been removed is constantly blowing out.
研磨部3は、ウェハの研磨(平坦化)が行われる領域であり、第1研磨ユニット3A、第2研磨ユニット3B、第3研磨ユニット3C、第4研磨ユニット3Dを備えている。これらの第1研磨ユニット3A、第2研磨ユニット3B、第3研磨ユニット3C、および第4研磨ユニット3Dは、図1に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。
The polishing unit 3 is a region where the wafer is polished (flattened), and includes a
図1に示すように、第1研磨ユニット3Aは、研磨面を有する研磨パッド10が取り付けられた研磨テーブル30Aと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル30A上の研磨パッド10に押圧しながら研磨するためのトップリング31Aと、研磨パッド10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32Aと、研磨パッド10の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ33A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34Aと、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
同様に、第2研磨ユニット3Bは、研磨パッド10が取り付けられた研磨テーブル30Bと、トップリング31Bと、研磨液供給ノズル32Bと、ドレッサ33Bと、アトマイザ34Bと、を備えている。第3研磨ユニット3Cは、研磨パッド10が取り付けられた研磨テーブル30Cと、トップリング31Cと、研磨液供給ノズル32Cと、ドレッサ33Cと、アトマイザ34Cと、を備えている。第4研磨ユニット3Dは、研磨パッド10が取り付けられた研磨テーブル30Dと、トップリング31Dと、研磨液供給ノズル32Dと、ドレッサ33Dと、アトマイザ34Dと、を備えている。
Similarly, the
図1に示すように、洗浄部4は、第1洗浄室190と、第1搬送室191と、第2洗浄室192と、第2搬送室193と、乾燥室194とに区画されている。第1洗浄室190内には、縦方向に沿って配列された上側一次洗浄ユニットおよび下側一次洗浄ユニットが配置されている。同様に、第2洗浄室192内には、縦方向に沿って配列された上側二次洗浄ユニットおよび下側二次洗浄ユニットが配置されている。乾燥室194内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥ユニットおよび下側乾燥ユニットが配置されている。第1搬送室191には、上下動可能な第1搬送ロボットが配置され、第2搬送室193には、上下動可能な第2搬送ロボットが配置されている。
As shown in FIG. 1, the cleaning unit 4 is divided into a
洗浄部4は、2台の一次洗浄ユニットおよび2台の二次洗浄ユニットを備えているので、複数のウェハを並列して洗浄する複数の洗浄ラインを構成することができる。洗浄ラインとは、洗浄部4の内部において、一つのウェハが複数の洗浄ユニットによって洗浄される際の移動経路のことである。例えば、2つの並列する洗浄ラインにより、複数(典型的には2枚)のウェハをほぼ同時に洗浄および乾燥することができる。 Since the cleaning unit 4 includes two primary cleaning units and two secondary cleaning units, a plurality of cleaning lines for cleaning a plurality of wafers in parallel can be configured. The cleaning line is a movement path when one wafer is cleaned by a plurality of cleaning units inside the cleaning unit 4. For example, two parallel cleaning lines can clean and dry multiple (typically two) wafers almost simultaneously.
一次洗浄ユニットおよび/または二次洗浄ユニットとして、洗浄液の存在下で、ウェハの表裏両面にロール洗浄具を擦り付けてウェハをスクラブ洗浄する基板洗浄装置が使用されている。また、乾燥ユニットとして、ウェハを保持し、移動するノズルからIPA蒸気を噴出してウェハを乾燥させ、更に高速で回転させることによって基板を乾燥させるスピン乾燥装置が使用されている。 As a primary cleaning unit and / or a secondary cleaning unit, a substrate cleaning apparatus is used that scrubs a wafer by rubbing a roll cleaning tool on both the front and back surfaces of the wafer in the presence of a cleaning liquid. As a drying unit, a spin drying apparatus is used that dries a substrate by holding the wafer, blowing IPA vapor from a moving nozzle to dry the wafer, and rotating the wafer at a high speed.
ウェハは、研磨ユニット3A〜3Dの少なくとも1つにより研磨される。研磨されたウェハは、一次洗浄ユニットと二次洗浄ユニットにより洗浄され、さらに洗浄された基板は乾燥ユニットにより乾燥される。
The wafer is polished by at least one of the polishing
図2は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を概略的に示す斜視図である。図2に示される基板洗浄装置は、図1に示す基板処理装置に設置されている一次洗浄ユニットおよび/または二次洗浄ユニットとして用いられる。 FIG. 2 is a perspective view schematically showing a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. The substrate cleaning apparatus shown in FIG. 2 is used as a primary cleaning unit and / or a secondary cleaning unit installed in the substrate processing apparatus shown in FIG.
図2に示すように、基板洗浄装置は、基板の一例であるウェハWの周縁部を保持してウェハWをその軸心まわりに回転させる4つの保持ローラー71,72,73,74を備えた基板保持機構52と、ウェハWの上下面に接触する円柱状のロールスポンジ(ロール洗浄具)77,78と、これらのロールスポンジ77,78をその軸心まわりに回転させる回転機構80,81と、ウェハWの上面に純水を供給する上側純水供給ノズル85,86と、ウェハWの上面に薬液を供給する上側薬液供給ノズル87,88とを備えている。図示しないが、ウェハWの下面に純水を供給する下側純水供給ノズルと、ウェハWの下面に薬液を供給する下側薬液供給ノズルが設けられている。本実施形態における薬液および純水は、ウェハWを洗浄するための洗浄液の例であり、上述した上側薬液供給ノズル87,88,上側純水供給ノズル85,86,下側薬液供給ノズル,および下側純水供給ノズルは、ウェハWに洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルを構成する。
As shown in FIG. 2, the substrate cleaning apparatus includes four holding
ロールスポンジ77,78の軸心は、保持ローラー71,72,73,74に保持されたウェハWの表面と平行に延びている。保持ローラー71,72,73,74は図示しない駆動機構(例えばエアシリンダ)によって、ウェハWに近接および離間する方向に移動可能となっている。さらに、保持ローラー71,72,73,74のうちの少なくとも2つは、図示しないローラー回転機構に連結されている。
The axial centers of the
ロールスポンジ77,78の一方の端部だけを、回転機構80,81によって片持ち式に支持してもよいし、ロールアーム(図示せず)を用いて、ロールスポンジ77,78の両端を支持してもよい。ロールアームは、例えば、ロールスポンジ77,78の長手方向に沿って回転機構80,81から延びるアーム部と、アーム部から鉛直方向に延びる支持部とを有する。ロールスポンジ77,78の一端は、回転機構80,81に支持され、ロールスポンジ77,78の他端は、支持部によって回転自在に支持される。
Only one end of the
上側のロールスポンジ77を回転させる回転機構80は、その上下方向の動きをガイドするガイドレール89に取り付けられている。また、この回転機構80は荷重発生機構82に支持されており、回転機構80および上側のロールスポンジ77は荷重発生機構82により上下方向に移動されるようになっている。なお、図示しないが、下側のロールスポンジ78を回転させる回転機構81もガイドレールに支持されており、荷重発生機構によって回転機構81および下側のロールスポンジ78が上下動するようになっている。荷重発生機構としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが使用される。回転機構80,81、荷重発生機構82、および下側のロールスポンジ78を上下動させる荷重発生機構(図示せず)は、上記した制御部5(図1参照)に接続され、これら回転機構および荷重発生機構の動作は制御部5によって制御される。
A
ウェハWの洗浄時には、ロールスポンジ77,78は互いに近接する方向に移動してウェハWの上下面に接触する。ロールスポンジ77,78がウェハWの上下面に接触する位置が、ロールスポンジ77,78の洗浄位置である。図示しないが、ウェハWを垂直に保持する基板保持機構を用いて、該ウェハWを垂直姿勢で回転させてもよい。この場合、ロールスポンジ77,78は、水平方向に移動される。
When cleaning the wafer W, the
ウェハWの洗浄が終わった後に、図示しない移動機構を用いて、ロールスポンジ77,78を待機位置に移動させてもよい。上側のロールスポンジ77の待機位置は、例えば、基板保持機構52の保持ローラー71,72,73,74の側方(横方向)又は上方(縦方向)にある。下側のロールスポンジ78の待機位置は、例えば、基板保持機構52の保持ローラー71,72,73,74の下方(縦方向)にある。ロールスポンジ77の待機位置が保持ローラー71,72,73,74の側方にある場合には、ロールスポンジ77は、洗浄位置から上昇した後に水平方向に移動して待機位置に到達し、待機位置で待機する。ロールスポンジ77,78の待機位置が上方および下方にある場合には、ロールスポンジ77,78は、それぞれ、洗浄位置から待機位置に上昇および下降し、待機位置で待機する。ロールスポンジ77の待機位置が保持ローラー71,72,73,74の側方にある場合に、ロールスポンジ77は、洗浄位置から上昇した後に水平方向に移動し、その後、下降して待機位置に到達し、待機位置で待機する場合もある。
After the cleaning of the wafer W is completed, the
基板洗浄装置は、ロールスポンジ77,78に接続された吸引システム60をさらに備えている。吸引システム60は、ロールスポンジ77,78がウェハWを洗浄している間、洗浄液の一例である薬液をロールスポンジ77,78を通じてウェハWから吸引するように構成される。図2に示されるように、吸引システム60は、気液分離槽61と、気液分離槽61に接続された真空ライン64と、ロールスポンジ(ロール洗浄具)77,78を気液分離槽61に接続する洗浄液吸引配管62とを有する。洗浄液吸引配管62は、ロールスポンジ77,78にそれぞれ接続された分岐管62a,62bを有している。洗浄液吸引配管62の分岐管62a,62bは、分岐点62cで分岐し、分岐管62aは上側のロールスポンジ77に接続され、分岐管62bは下側のロールスポンジ78に接続される。分岐管62a,62bとは反対側の、洗浄液吸引配管62の端部は気液分離槽61に接続されている。したがって、洗浄液吸引配管62は、気液分離槽61を介して真空ライン64に連結されている。
The substrate cleaning apparatus further includes a
図示しないが、真空ライン64は、基板処理装置が設置される工場に敷設されている真空システム、または真空ポンプに接続されている。洗浄液吸引配管62の分岐管62aには吸引弁69が設けられ、洗浄液吸引配管62の分岐管62bには吸引弁70が設けられ、真空ライン64には真空元弁66が設けられている。吸引弁69、吸引弁70、および真空元弁66は、上記した制御部5(図1参照)に接続され、吸引弁69、吸引弁70、および真空元弁66の開閉動作は制御部5によって制御される。吸引弁69の開閉動作は、吸引弁70の開閉動作とは独立して制御部5によって制御される。
Although not shown, the
気液分離槽61の上部には通気管90が接続され、気液分離槽61の底部にはドレイン管93が接続されている。通気管90には通気弁91が配置され、ドレイン管93にはドレイン弁94が配置されている。通気弁91およびドレイン弁94は、上記した制御部5(図1参照)に接続され、通気弁91およびドレイン弁94の開閉動作は制御部5によって制御される。
A
図3は、図2に示されるロールスポンジ77の断面図である。図3に示されるように、ロールスポンジ77は、円柱状のシャフト77aと、このシャフト77aの外周面を覆う円筒形状のスポンジ部材77bとから構成される。スポンジ部材77bは、PVA(ポリビニルアルコール)スポンジから構成されてもよいし、繊維を樹脂等で固め、繊維の隙間によって微細な孔が形成された不織布から構成されてもよい。PVAスポンジからなるスポンジ部材77bは、ウェハWの表面に存在する微細なパーティクルを除去しやすい。不織布からなるスポンジ部材77bは、PVAスポンジより硬いので、ウェハWの表面に強固に付着したパーティクルを除去することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
下側のロールスポンジ78の構成は、上側のロールスポンジ77の構成と同一であるが、下側のロールスポンジ78のスポンジ部材は、上側のロールスポンジ77のスポンジ部材77bと同じ材料から構成されてもよいし、異なる材料から構成されてもよい。例えば、上側のロールスポンジ77のスポンジ部材77bはPVAから構成される一方で、下側のロールスポンジ78のスポンジ部材は不織布から構成されてもよい。
The configuration of the
シャフト77aは、該シャフト77aの長手方向に延びる主流路77cをその内部に有している。この主流路77cは、シャフト77aの中心軸上に形成される。シャフト77aの外周面には、複数の開口77dが設けられている。シャフト77aは、主流路77cとこれら開口77dとを連通させる複数の枝流路77eをさらに有している。開口77dは、シャフト77aの円周方向に沿って等間隔に配置されると共に、シャフト77aの長手方向に沿って等間隔に配置される。各枝流路77eは、シャフト77aの半径方向に主流路77cから開口77dまで延びている。
The
主流路77cの一端は、吸引システム60の洗浄液吸引配管62の分岐管62aに接続されており、他端は閉じられている。主流路77cと洗浄液吸引配管62とは、シール部材68により連結されている。このシール部材68は、ロールスポンジ77がその軸心まわりに回転することを許容しつつ、主流路77cと洗浄液吸引配管62との隙間を封止する機能を有している。このようなシール部材68として、例えばダイナリップ(登録商標)シールなどの回転用シールが用いられるのが好ましい。
One end of the
次に、ウェハWの洗浄工程について説明する。まず、図4に示すように、ウェハWの周縁部が保持ローラー71,72,73,74に保持された状態で、保持ローラー71,72,73,74のうちの少なくとも2つがローラー回転機構(図示せず)によって回転され、これにより、ウェハWがその軸心まわりに回転する。吸引弁69、吸引弁70、通気弁91、およびドレイン弁94が閉じられている状態で、制御部5は真空元弁66を開き、気液分離槽61内および洗浄液吸引配管62の一部に真空を形成する。
Next, the cleaning process of the wafer W will be described. First, as shown in FIG. 4, at least two of the holding
次に、図5に示すように、上側薬液供給ノズル87,88および下側薬液供給ノズル(図示せず)からウェハWの上面および下面に洗浄液としての薬液が供給される。さらに、制御部5は吸引弁69および吸引弁70を開き、ロールスポンジ77,78内に真空を形成する。この状態で、ロールスポンジ77,78がその軸心周りに回転しながらウェハWの上面および下面にそれぞれ摺接することによって、ウェハWの上面および下面を薬液の存在下で洗浄する。
Next, as shown in FIG. 5, a chemical solution as a cleaning solution is supplied to the upper and lower surfaces of the wafer W from the upper chemical
ロールスポンジ77,78がウェハWを洗浄している間、制御部5は、吸引弁69、吸引弁70、および真空元弁66を開いた状態に維持しつつ、通気弁91とドレイン弁94を閉じたままにする。したがって、ウェハWの洗浄中、吸引システム60は、ウェハWから洗浄液である薬液を吸引する。より具体的には、ウェハWの上下面に存在する薬液は、ロールスポンジ77,78を通じて吸引され、ロールスポンジ77,78のスポンジ部材77b、枝流路77e、主流路77c、および洗浄液吸引配管62をこの順序で通って気液分離槽61に移送される。ウェハWの上下面から吸引された薬液は、気液分離槽61内に溜められる。
While the
スクラブ洗浄後、回転するウェハWに上側純水供給ノズル85,86および図示しない下側純水供給ノズルから、洗浄液の他の例である純水を供給することによってウェハWの濯ぎ(リンス)が行われる。ウェハWのリンスは、ロールスポンジ77,78をウェハWの上下面に摺接させながら行なってもよいし、ロールスポンジ77,78をウェハWの上下面から離間させた状態で行なってもよい。ロールスポンジ77,78をウェハWの上下面に摺接させながらウェハWのリンスをする場合には、上述した薬液を用いたウェハ洗浄と同じように、ウェハWの上下面に純水を供給しながらロールスポンジ77,78を通じて吸引システム60により純水がウェハWの上下面から吸引される。本実施形態に使用される薬液および純水は、いずれもウェハWを洗浄するための洗浄液を構成する。
After scrub cleaning, rinsing of the wafer W is performed by supplying pure water as another example of the cleaning liquid from the upper pure
本実施形態によれば、ロールスポンジ77,78によってウェハWの上下面から除去された研磨屑や砥粒などのパーティクルは、ロールスポンジ77,78を通じて洗浄液(薬液および/または純水)と共に直ちにウェハWの上下面から吸引除去される。ウェハWの洗浄中はロールスポンジ77,78内に吸引力が発生するので、ロールスポンジ77,78内に蓄積したパーティクルはロールスポンジ77,78から離れにくい。しかも一旦ウェハWから除去されたパーティクルは、ウェハWの上下面に再付着する前に洗浄液とともに吸引され、ロールスポンジ77,78内に取り込まれる。したがって、本実施形態によれば、ウェハWの逆汚染を防止することができる。
According to the present embodiment, particles such as polishing scraps and abrasive grains removed from the upper and lower surfaces of the wafer W by the
洗浄されたウェハWは、基板保持機構52から取り出され、図1に示す乾燥室194内の乾燥ユニットに搬送される。次のウェハが基板保持機構52に搬送されるまで、気液分離槽61に溜められた洗浄液(薬液および/または純水)は、該気液分離槽61から排出される。より具体的には、図6に示すように、制御部5によって、吸引弁69、吸引弁70、および真空元弁66が閉じられ、通気弁91およびドレイン弁94が開かれる。気液分離槽61の内部空間は、通気管90を通じてクリーンルーム内の清浄雰囲気に連通し、その一方で洗浄液が気液分離槽61からドレイン管93を通って排出される。短時間で洗浄液を気液分離槽61から排出するために、圧縮空気を通気管90を通じて気液分離槽61に供給してもよい。
The cleaned wafer W is taken out from the
洗浄液の排出が完了すると、制御部5は通気弁91およびドレイン弁94を閉じる。さらに、図4に示すように、次のウェハが基板保持機構52に保持された後、制御部5は真空元弁66を開く。吸引弁69および吸引弁70は閉じられたままである。このように、図4に示す洗浄スタンバイ状態、図5に示すスクラブ洗浄状態、および図6に示すドレイン状態が繰り返される。図6に示す気液分離槽61からの洗浄液の排出は、一枚のウェハを洗浄する毎に行ってもよいし、複数枚のウェハを洗浄した後に行ってもよい。
When the cleaning liquid is completely discharged, the controller 5 closes the
図7に示すように、基板洗浄装置の吸引システム60は、分岐管62a、62bにそれぞれ配置される吸引弁69,70に代えて、ロールスポンジ77,78で共通の吸引弁75を備えてもよい。図7は、図2に示される基板洗浄装置の変形例を示す模式図である。吸引弁75は、分岐点62cと気液分離槽61との間に位置している。吸引弁75は、上記した制御部5(図1参照)に接続され、吸引弁75の開閉動作は制御部5によって制御される。
As shown in FIG. 7, the
吸引弁75の開閉動作は、図4、図5、および図6を参照して説明された吸引弁69,70の開閉動作と同一である。より具体的には、制御部5は、洗浄スタンバイ状態とドレイン状態では吸引弁75を閉じ、スクラブ洗浄状態では吸引弁75を開く。さらに、本実施形態の真空元弁66、通気弁91、およびドレイン弁94の開閉動作は、図4、図5、および図6を参照して説明された真空元弁66、通気弁91、およびドレイン弁94の開閉動作と同一である。より具体的には、制御部5は、洗浄スタンバイ状態では真空元弁66を開き、通気弁91およびドレイン弁94を閉じ、スクラブ洗浄状体では真空元弁66を開いた状態に維持し、通気弁91とドレイン弁94を閉じたままにする。ドレイン状態では、制御部5は、真空元弁66を閉じ、通気弁91およびドレイン弁94を開く。スクラブ洗浄状態では、制御部5によって、吸引弁75および真空元弁66が開かれるので、ウェハWの上下面に存在する洗浄液は、ロールスポンジ77,78を通じて吸引され、気液分離槽61に移送される。
The opening / closing operation of the
図2および図7に示される実施形態では、ロールスポンジ77,78の両方が吸引システム60に接続されているが、ウェハWの研磨された面を洗浄する上側のロールスポンジ77のみが吸引システム60に接続されてもよい。上側のロールスポンジ77のみが吸引システム60に接続される場合、図2に示される実施形態では、分岐管62bおよび吸引弁70が省略され、図7に示される実施形態では、分岐管62bが省略される。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 7, both roll
図8は、基板洗浄装置の他の実施形態を説明するための図である。図8に示される基板洗浄装置は、ロールスポンジ77,78をその内側からリンスする(濯ぐ)ためのインナーリンス液供給システム100をさらに備える。インナーリンス液供給システム100が設けられ、分岐管62a、62bにそれぞれ配置される吸引弁69,70に代えて、ロールスポンジ77,78で共通の吸引弁75が設けられる以外の本実施形態の構成は、図2に示される実施形態と同一であるので、その重複する説明を省略する。
FIG. 8 is a view for explaining another embodiment of the substrate cleaning apparatus. The substrate cleaning apparatus shown in FIG. 8 further includes an inner rinse
図8に示されるように、インナーリンス液供給システム100は、洗浄液吸引配管62に接続されたインナーリンス液供給ライン102と、インナーリンス液供給ライン102に設けられたインナーリンス液供給弁103とを備える。図示しないが、インナーリンス液供給ライン102は、基板処理装置が設置される工場に敷設されている純水供給ポートなどのインナーリンス液供給源に接続されている。インナーリンス液供給ライン102は、接続点105で洗浄液吸引配管62に接続される。本実施形態では、図2に示される吸引弁69および吸引弁70に代えて、図7に示される吸引弁75が設けられている。接続点105は、吸引弁75とロールスポンジ77,78との間に位置している。すなわち、吸引弁75は、接続点105と気液分離槽61との間に位置している。インナーリンス液供給弁103および吸引弁75は、制御部5(図1参照)に接続され、インナーリンス液供給弁103および吸引弁75の開閉動作は制御部5によって制御される。
As shown in FIG. 8, the inner rinse
ロールスポンジ77にインナーリンス液(例えば、純水)を供給するために、制御部5は、吸引弁75を閉じた後で、インナーリンス液供給弁103を開く。真空元弁66は、閉じていてもよいし、開いていてもよい。インナーリンス液供給弁103を開くと、インナーリンス液は、インナーリンス液供給ライン102および洗浄液吸引配管62を通ってロールスポンジ77,78の内部に供給される。インナーリンス液は、ロールスポンジ77,78の主流路77c、枝流路77e、開口77d、およびスポンジ部材77b(図3参照)をこの順序で流れ、ロールスポンジ77,78の外部に排出される。インナーリンス液は、スポンジ部材77b内に堆積したパーティクルを洗い流し、パーティクルをロールスポンジ77,78から除去する。このようにして、ロールスポンジ77,78のセルフクリーニングが実施される。
In order to supply the inner rinse liquid (for example, pure water) to the
このロールスポンジ77,78のセルフクリーニングは、洗浄されたウェハWを基板保持機構52から取り出した後で、次のウェハを基板保持機構52に搬送する前に実施される。セルフクリーニングは、ロールスポンジ77,78が上記した待機位置にあるときに行われる。セルフクリーニングを、気液分離槽61からの洗浄液(薬液および/または純水)の排出と同時に行ってもよい。この場合、制御部5によって、さらに真空元弁66が閉じられ、通気弁91およびドレイン弁94が開かれる。このようなロールスポンジ77,78のセルフクリーニングによって、ロールスポンジ77,78のメンテナンスまたは交換頻度を低減させることができる。
The self-cleaning of the
図9に示すように、上述したインナーリンス液供給システム100に代えて、リンス槽120を上側のロールスポンジ77の待機位置に設けてもよい。図9は、待機位置で上側のロールスポンジ77のセルフクリーニングを行うリンス槽120の一実施形態を示す概略図である。
As shown in FIG. 9, instead of the inner rinse
リンス槽120は、基板保持機構52の保持ローラー71,72,73,74の側方にある待機位置に配置されている。図9に示されるように、リンス槽120には純水などからなるリンス液が貯留されている。リンス槽120内には、ロールスポンジ77の外周面に接触するクリーニング部材122が配置されている。本実施形態のクリーニング部材122は、石英板やサファイアガラス板などから構成されるクリーニング板である。ロールスポンジ77の外周面が接触するクリーニング部材122の表面は、表面粗さが厳密に管理された平坦で滑らかな平面からなる。
The
ロールスポンジ77は、図示しない移動機構によりリンス槽120に移動され、リンス槽120内のリンス液に浸漬される。さらに、ロールスポンジ77はその軸心まわりに回転しながら、クリーニング部材122に押し付けられ、これによってロールスポンジ77内に堆積しているパーティクルがリンス液中に排出される。このようなロールスポンジ77のセルフクリーニングによって、ロールスポンジ77のメンテナンスまたは交換頻度を低減させることができる。ロールスポンジ77の外周面が接触するクリーニング部材122の表面は、平坦で滑らかな平面からなるので、表面凹凸のある粗い平面と比較して、ロールスポンジ77の摩耗を低減することができる。また、ロールスポンジ77から排出されたパーティクルがクリーニング部材122の表面にほとんど蓄積しない。したがって、クリーニング部材122の表面に残ったパーティクルによって、ロールスポンジ77が汚染されないので、ロールスポンジ77のセルフクリーニングを効果的に行うことができる。
The
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。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に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.
1 ハウジング
1a,1b 隔壁
2 ロード/アンロード部
3 研磨部
3A 第1研磨ユニット
3B 第2研磨ユニット
3C 第3研磨ユニット
3D 第4研磨ユニット
4 洗浄部
10 研磨パッド
20 フロントロード部
21 走行機構
22 搬送ロボット(ローダー)
30A,30B,30C,30D 研磨テーブル
31A,31B,31C,31D トップリング
32A,32B,32C,32D 研磨液供給ノズル
33A,33B,33C,33D ドレッサ
34A,34B,34C,34D アトマイザ
52 基板保持機構
60 吸引システム
61 気液分離槽
62 洗浄液吸引配管
62a 分岐管
62b 分岐管
62c 分岐点
64 真空ライン
66 真空元弁
68 シール部材
69 吸引弁
70 吸引弁
71,72,73,74 保持ローラー
75 吸引弁
77,78 ロール洗浄具(ロールスポンジ)
77a シャフト
77b スポンジ部材
77c 主流路
77d 開口
77e 枝流路
80,81 回転機構
82 荷重発生機構
85,86 上側純水供給ノズル(洗浄液供給ノズル)
87,88 上側薬液供給ノズル(洗浄液供給ノズル)
89 ガイドレール
90 通気管
91 通気弁
93 ドレイン管
94 ドレイン弁
100 インナーリンス液供給システム
102 インナーリンス液供給ライン
103 インナーリンス液供給弁
105 接続点
120 リンス槽
122 クリーニング部材
190 第一洗浄室
191 第一搬送室
192 第二洗浄室
193 第二搬送室
194 乾燥室
W ウェハ(基板)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30A, 30B, 30C, 30D Polishing table 31A, 31B, 31C,
87,88 Upper chemical supply nozzle (cleaning liquid supply nozzle)
89
Claims (8)
前記基板保持機構に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、
前記洗浄液の存在下で前記基板に摺接することで前記基板を洗浄するロール洗浄具と、
前記ロール洗浄具に接続され、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記ロール洗浄具を通じて前記基板から前記洗浄液を吸引する吸引システムと、を備え、
前記吸引システムは、
前記ロール洗浄具に連結された洗浄液吸引配管と、
前記洗浄液吸引配管に連結された真空ラインと、を有していることを特徴とする基板洗浄装置。 A substrate holding mechanism;
A cleaning liquid supply nozzle for supplying a cleaning solution based on plate held by the substrate holding mechanism,
A roll cleaning tool for cleaning the substrate by sliding contact with the substrate in the presence of the cleaning liquid;
A suction system connected to the roll cleaning tool and sucking the cleaning liquid from the substrate through the roll cleaning tool while the roll cleaning tool is cleaning the substrate;
The suction system is
A cleaning liquid suction pipe connected to the roll cleaning tool;
And a vacuum line connected to the cleaning liquid suction pipe.
前記制御部は、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記吸引弁を開いた状態に維持することを特徴とする請求項2に記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus further includes a control unit that controls the operation of the suction valve,
The substrate cleaning apparatus according to claim 2, wherein the control unit maintains the suction valve in an open state while the roll cleaning tool is cleaning the substrate.
前記シャフトは、該シャフトの内部を延びる主流路と、該シャフトの外面に設けられた複数の開口と、前記主流路と前記複数の開口とを連通させる複数の枝流路と、を有し、
前記洗浄液吸引配管は前記主流路に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の基板洗浄装置。 The roll cleaning tool includes a shaft and a sponge member that covers an outer surface of the shaft,
The shaft has a main channel extending inside the shaft, a plurality of openings provided on an outer surface of the shaft, and a plurality of branch channels that communicate the main channel with the plurality of openings,
The substrate cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning liquid suction pipe is connected to the main flow path.
前記洗浄液吸引配管と前記インナーリンス液供給ラインとの接続点は、前記吸引弁と前記ロール洗浄具との間に位置していることを特徴とする請求項2に記載の基板洗浄装置。 The substrate cleaning apparatus further includes an inner rinse liquid supply line connected to the cleaning liquid suction pipe,
The substrate cleaning apparatus according to claim 2, wherein a connection point between the cleaning liquid suction pipe and the inner rinse liquid supply line is located between the suction valve and the roll cleaning tool.
前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記ロール洗浄具に接続された吸引システムによって、前記ロール洗浄具を通じて前記基板から前記洗浄液を吸引し、
前記吸引システムは、
前記ロール洗浄具に連結された洗浄液吸引配管と、
前記洗浄液吸引配管に連結された真空ラインと、を有していることを特徴とする基板洗浄方法。 While supplying the cleaning liquid from the cleaning liquid supply nozzle to the substrate, the roll cleaning tool is brought into sliding contact with the substrate in the presence of the cleaning liquid to clean the substrate,
While the roll cleaning tool is cleaning the substrate, the cleaning liquid is sucked from the substrate through the roll cleaning tool by a suction system connected to the roll cleaning tool,
The suction system is
A cleaning liquid suction pipe connected to the roll cleaning tool;
And a vacuum line connected to the cleaning liquid suction pipe.
前記研磨ユニットで研磨された基板を洗浄する基板洗浄装置と、を備え、
前記基板洗浄装置は、
基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、
前記洗浄液の存在下で前記基板に摺接することで前記基板を洗浄するロール洗浄具と、
前記ロール洗浄具に接続され、前記ロール洗浄具が前記基板を洗浄している間、前記ロール洗浄具を通じて前記基板から前記洗浄液を吸引する吸引システムと、を備え、
前記吸引システムは、
前記ロール洗浄具に連結された洗浄液吸引配管と、
前記洗浄液吸引配管に連結された真空ラインと、を有していることを特徴とする基板処理装置。 A polishing unit for polishing a substrate;
A substrate cleaning apparatus for cleaning the substrate polished by the polishing unit,
The substrate cleaning apparatus includes:
A substrate holding mechanism;
A cleaning liquid supply nozzle for supplying a cleaning liquid to the substrate held by the substrate holding mechanism;
A roll cleaning tool for cleaning the substrate by sliding contact with the substrate in the presence of the cleaning liquid;
A suction system connected to the roll cleaning tool and sucking the cleaning liquid from the substrate through the roll cleaning tool while the roll cleaning tool is cleaning the substrate;
The suction system is
A cleaning liquid suction pipe connected to the roll cleaning tool;
And a vacuum line connected to the cleaning liquid suction pipe.
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