JP7274883B2 - 洗浄部材用洗浄装置及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンウエハー等の基板を洗浄処理するための洗浄部材の洗浄部材用洗浄装置及び基板処理装置に関する。

従来、シリコンウエハー等の基板の製造工程中には、基板面の洗浄を行う洗浄工程が存在している。この洗浄工程における基板洗浄に当たっては、基板面に超純水等の洗浄液を供給しながら「ブラシ」と称される洗浄部材を基板面に擦りつけて洗浄する、スクラブ洗浄が行われる。このスクラブ洗浄においては、例えば特許文献１及び特許文献２にそれぞれ示されるように、洗浄面が発泡ポリウレタンやポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の弾性体で形成さるとともに、外形形状が円筒形状に形成された洗浄部材が用いられている。

上記構成の洗浄部材を用いた基板洗浄は、洗浄部材と基板との相対運動により行われる。すなわち、平面形状が円板状を呈する基板の円周の複数個所が支持機構で回転自在に支持されるとともに、基板はその支持機構を介して回転される。また円筒形状の洗浄部材は、その円筒形の軸心を中心にして駆動装置で回転される。そして、回転している基板の上面及び下面に回転している洗浄部材がそれぞれ当接される。この際、基板の上面及び下面には超純水等の洗浄液がそれぞれ散布される。これにより、基板の上面及び下面は、洗浄液の存在の下にスクラブ洗浄が行われる。

上記構成の洗浄部材は、洗浄を継続していると洗浄部材が汚染されて洗浄効果が低下してくるので洗浄部材の洗浄が行われる。特許文献１に示される洗浄部材の洗浄は、洗浄部材の洗浄時期が到来したときに、洗浄部材を基板の洗浄位置から退避移動させ、その移動した位置しに設けられている洗浄液の収容されている洗浄槽内に浸漬させて汚染物を洗い出すようにしている。また、特許文献２に示される洗浄部材の洗浄は、基板に当接されている側と反対側の洗浄部材側に吸引ダクトを対向するように設け、その吸引ダクトを介して洗浄部材からパーティクル等の汚染物を含む洗浄液を吸引するようにしている。

特開２０１０－７４１９１号公報 特開２０００－１５０４４１号公報

しかしながら、従来の洗浄部材を洗浄する洗浄部材用洗浄装置において、洗浄部材を基板位置から退避移動させた位置に設けられている洗浄槽内に浸漬させて洗浄する場合は、先に洗浄処理した汚染物は次に洗浄処理する基板に持ち込まれないという利点がある。しかし、洗浄部材は、軸心を中心にして回転してスクラブ洗浄するので、洗浄中の洗浄部材に付着した汚染物が再び基板に付着する逆汚染が生じやすく、基板を洗浄しきるには、洗浄部材も基板と接触させて汚染物を洗い出して除去する必要があり、洗浄完了までの時間が長くなるという課題を有していた。さらに、洗浄部材の洗浄のために、洗浄液の収容されている洗浄槽を用意する必要があるので、基板洗浄装置の全体構成が複雑化するという課題があった。
また、基板に当接されている側と反対側の洗浄部材側に吸引ダクトを対向させて洗浄部材を洗浄する場合は、基板への逆汚染を低減することができる利点はあるが、より逆汚染を低減できる洗浄部材用洗浄装置の出現が待たれていた。さらに、必要に応じて洗浄部材全体を高度に洗浄できるようにすることが望まれていた。

本発明は、上記課題を解決するとともに、上記要望に応えるためになされたものであって、その目的は、洗浄部材から基板への逆汚染を簡単な構成により低減できるようにするとともに、洗浄部材全体を高度に洗浄して洗浄部材を再生できるようにした、洗浄部材用洗浄装置及び基板処理装置を提供することにある。

（１）本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置は、洗浄液を供給しつつ基板をスクラブ洗浄している状態で、軸心を中心に回転している円柱状の洗浄部材に付着している汚染物を除去する除去ユニットを備えた洗浄部材用洗浄装置であって、前記除去ユニットは、
前記洗浄部材に圧を加えて前記汚染物を搾り出す圧搾手段と、前記圧搾手段により搾り出された汚染物を含む洗浄液を吸引排出する吸引排出手段と、を有する。
（２）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記圧搾手段は、前記洗浄部材に超音波を付加する超音波付加手段を有してもよい。
（３）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記圧搾手段は、前記洗浄部材に当接される面が凹凸状に形成され、前記洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーを有してもよい。
（４）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記圧搾手段は、前記洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーと、前記カバーと前記洗浄部材の隙間に液体を供給する液体供給手段と、を有してもよい。
（５）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記圧搾手段は、前記洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーと、前記カバーを前記洗浄部材に対して近接離間するように移動させる駆動手段と、を有してもよい。
（６）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記圧搾手段は、前記洗浄部材の材質のゼータ電位よりもプラスとなる材質からなり、該洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーを有してもよい。
（７）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記吸引排出手段で吸引された汚染物を分析する分析器を有してもよい。
（８）また、本発明の一態様に係る洗浄部材用洗浄装置では、前記分析器の分析結果に基づいて、前記除去ユニットをフィードバック制御する制御手段を有してもよい。

（９）本発明の一態様に係る基板処理装置は、基板を研磨する研磨部と、前記研磨部で研磨した前記基板を洗浄する洗浄部と、を有する基板処理装置であって、前記洗浄部は、上記洗浄部材用洗浄装置を備える。

上記本発明の態様によれば、洗浄部材から基板への逆汚染を簡単な構成により低減でき、また、洗浄部材全体を高度に洗浄して洗浄部材を再生できる。

一実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置を備えた基板洗浄装置の概略構成を示す斜視図である。 一実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 さらに他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 さらに他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 さらに他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 さらに他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 さらに他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 さらに他の実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置の断面図ある。 一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図ある。

以下、本発明の一実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置について図面を参照しながら説明する。

図１には、一実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置１ａを備えた基板洗浄装置Ａの概略構成を示す斜視図である。
この基板洗浄装置Ａは、ロールブラシ型洗浄装置とも称される基板洗浄装置であって、回転駆動される軸心（シャフト）Ｂａの周囲全周に、発泡ポリウレタンやポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、あるいは研磨布等の弾性体からなる洗浄材Ｂｂの設けられた円柱状の洗浄部材Ｂを有している。洗浄材Ｂｂの材質は、基板Ｗの種類等によって様々である。また、この洗浄部材Ｂの長さは、基板Ｗの直径より少し長くなっている。

なお、図示の例では、洗浄部材Ｂが基板Ｗの上面（表面）及び下面（裏面）を同時にスクラブ洗浄できるように、その上面側の洗浄部材Ｂの軸心Ｂａの位置と下面側の洗浄部材Ｂの軸心Ｂａの位置とが重なるようにして基板Ｗを挟んで一対設けられているが、基板Ｗの一方の面のみを洗浄する場合は、他方の面側の洗浄部材Ｂは無くても構わない。

各洗浄部材Ｂ、Ｂは、駆動装置Ｍ、Ｍにより軸心Ｂａ、Ｂａの回転方向が互いに反対向きになるようにそれぞれ回転駆動されるように構成されている。図示の例では、紙面側から見たときに、基板Ｗの上面側の洗浄部材Ｂは時計方向に回転し、下面側の洗浄部材Ｂは反時計方向に回転する。

基板Ｗの上面側の駆動装置Ｍは、その上面側の洗浄部材Ｂを下降動させて基板Ｗの上面に当接できるようにするとともに、その上面から離れるように上昇動できるように構成されている。また、基板Ｗの下面側の駆動装置Ｍは、その下面側の洗浄部材Ｂを上昇動させて基板Ｗの下面に当接できるようにするとともに、その下面から離れるように下降動できるように構成されている。

基板洗浄装置Ａには、円板状のシリコンウエハー等の基板Ｗを水平状態に把持するとともに、その把持した基板Ｗを回転させるための複数個（図示の例では６個）のスピンドルＳが設けられている。すなわち、これら複数個のスピンドルＳ、Ｓ…は、基板Ｗの外周に沿って互いに所定の間隔を保って設けられている。そして、これら複数個のスピンドルＳ、Ｓ…のうちの一個又は複数個（図示の例では１個）のスピンドルＳには、駆動装置Ｍ´が接続されている。したがって、駆動装置Ｍ´により基板Ｗは所定方向に回転することができる。

基板洗浄装置Ａには、基板Ｗの面上に洗浄液を供給するノズルＮが設けられている。供給される洗浄液は、超純水、イオン水、稀フッ酸、過酸化水素水等、またはそれらにガス溶存、マイクロ/ナノバブルを混入した液からなり、基板Ｗの面上に存在するパーティクル等の汚染物の種類によって決められる。なお、図１では、基板Ｗの下面側のノズルは省略されている。

上記構成からなる基板洗浄装置Ａは、ノズルＮから基板Ｗの上面及び下面に洗浄液がそれぞれ供給されながら洗浄部材Ｂ、Ｂが回転している基板Ｗに当接して回転すると、基板Ｗの上下面が洗浄部材Ｂ、Ｂにより擦られてスクラブ洗浄が行われる。このスクラブ洗浄により、基板Ｗの上下面に存在しているパーティクル等の汚染物は洗い流される。

次に、図２を用いて一実施形態に係る洗浄部材用洗浄装置（以下、「洗浄装置」という。）１ａについて説明する。この洗浄装置１ａは、基板Ｗの上面側及び下面側にそれぞれ設けられるが、両者の構成は同一であり、両者の基板Ｗに対する配地は天地を逆にした関係であるので、ここでは、基板Ｗの上面側に設けられている洗浄装置１ａを例にして説明する。

図２に示される洗浄装置１ａは、図１の一部を断面で示したもので、この断面図は洗浄部材Ｂの軸方向と直交する方向に切断した断面図に相当している。ここでは、図面を簡略化するために洗浄部材Ｂの軸心Ｂａが省略されている。また、洗浄部材Ｂは、スクラブ洗浄における汚染物の挙動を理解しやすいように、洗浄部材Ｂの表面の凹凸形状及び汚染物を誇張して表現している。また、図中、円形及び四角形はパーティクル等の汚染物を示している。以下の図３～図９においても同様である。

この洗浄装置１ａには、本発明の「圧搾手段」を担っている超音波振動子２（超音波付加手段）、及び本発明の「吸引排出手段」を担っている吸引排出管３からなる除去ユニット４が含まれている。

超音波振動子２は、基板Ｗと反対側に位置する部分の洗浄部材Ｂを覆うカバー状を呈している。この超音波振動子２には図示しない発振器が備えられていて、２０ｋＨｚ～３ＭＨｚの超音波を伝搬できるように構成されている。この超音波振動子２は、洗浄部材Ｂにほとんど当接するくらいに接近して設けられていてもよく、また、超音波振動子２と洗浄部材Ｂとの間の隙間に、回転する洗浄部材Ｂによって同伴されてくる洗浄液が満たされ、当該洗浄液を媒体として超音波を伝搬する構成であってもよい。

吸引排出管３は、一端側が、洗浄部材Ｂの回転方向下流側（図示の例では右側）の超音波振動子２とその洗浄部材Ｂとの間に開口し、他端側は図示しない吸引装置に接続されている。この吸引排出管３から排出された液体の一部は、図示しない分析器に導かれてその液体に含まれるパーティクル等の不純物の量や性状が分析できるように構成されている。

上記構成からなる除去ユニット４を備えた洗浄装置１ａにおいては、ノズルＮから洗浄液が供給されながら洗浄部材Ｂが回転するとともに基板Ｗが回転すると、スクラブ洗浄が行われる。このスクラブ洗浄が行われているとき、洗浄液によって基板Ｗの外側に排出されずに洗浄部材Ｂに付着した汚染物は、超音波振動子２の箇所に来ると超音波振動により洗浄部材Ｂから剥離される。つまり、超音波によって洗浄部材Ｂに圧を与えることにより、洗浄部材Ｂに付着及び内部に取り込まれた汚染物を、洗浄部材Ｂから搾り出すことができる。

そしてその剥離された汚染物は、吸引排出管３を介して基板Ｗの外側に排出される。したがって、洗浄部材Ｂからの基板Ｗへの汚染物の持ち込み、すなわち逆汚染が効果的に防止される。また、吸引排出管３で排出された液体に含まれる不純物の量や性状が分析器で分析されるので、その分析結果により超音波振動子２の振動数が最適になるようにフィードバック制御するとよい。

図３に示される洗浄装置１ｂには、本発明の「圧搾手段」を担っている洗浄部材Ｂに当接される面が凹凸状に形成されたカバー５及び本発明の「液体供給手段」を担っている洗浄液供給管６、そして、本発明の「吸引排出手段」を担っている吸引排出管７からなる除去ユニット８が含まれている。

カバー５は、基板Ｗと反対側に位置する部分の洗浄部材Ｂを覆うように構成されている。カバー５の洗浄部材Ｂに当接される面に設けられている凹凸状は、洗浄部材Ｂの周面に食い込まれるように配置するとよい。洗浄液供給管６は、カバー５に接続されていて、その洗浄液供給管６を介してカバー５及び洗浄部材Ｂ間内に洗浄液を供給できるように構成されている。また、吸引排出管７は、上述した図２に示される洗浄装置１ａの吸引排出管３と同様に構成されている。

上記構成の洗浄装置１ｂでスクラブ洗浄が行われているとき、洗浄部材Ｂに付着した汚染物は、カバー５の箇所に来ると洗浄液供給管６から供給された洗浄液の存在の下、カバー５に設けられている凹凸形状により圧搾され、洗浄部材Ｂから剥離される。そしてその剥離された汚染物は、吸引排出管７を介して基板Ｗの外側に排出される。したがって、洗浄部材Ｂからの基板Ｗへの逆汚染が効果的に防止される。また、吸引排出管７で排出された液体に含まれる不純物の量や性状が分析器で分析されるので、その分析結果により洗浄液供給管６から供給される洗浄液の量や圧力等が最適になるようにフィードバック制御してもよい。

図４に示される洗浄装置１ｃには、本発明の「圧搾手段」を担っているカバー９及び本発明の「液体供給手段」を担っている洗浄液供給管１０、そして、本発明の「吸引排出手段」を担っている吸引排出管１１からなる除去ユニット１２が含まれている。

カバー９は、上述した図３のカバー５と同様に、基板Ｗと反対側に位置する洗浄部材Ｂの周面を所定の間隔を保って覆うように構成されている。そして、洗浄液供給管１０はカバー９に接続されていて、その洗浄液供給管１０を介してカバー９及び洗浄部材Ｂ間内に洗浄液を供給できるように構成されている。また、吸引排出管１１は、カバー９に設けられている洗浄液供給管１０の位置よりも洗浄部材Ｂの回転方向の下流側に設けられている。この吸引排出管１１は、上述した洗浄装置１ａ、１ｂの吸引排出管３、７と同様に、図示しない分析器に導いて、その液体に含まれる不純物の量や性状を分析できるように構成されている。

上記構成の洗浄装置１ｃでスクラブ洗浄が行われているとき、洗浄液によって基板Ｗの外側に排出されずに洗浄部材Ｂに付着した汚染物は、カバー１０の箇所に来ると洗浄液供給管１１から供給された洗浄液の存在の下、カバー１０内に供給された洗浄液により圧を受け、洗浄部材Ｂから圧搾され剥離される。そしてその剥離された汚染物は、吸引排出管１１を介して基板Ｗの外側に排出される。したがって、洗浄部材Ｂからの基板Ｗへの逆汚染が効果的に防止される。また、吸引排出管１１で排出された液体に含まれる不純物の量や性状が分析器で分析されるので、その分析結果により洗浄液供給管１１から供給される洗浄液の量や圧力等が最適になるようにフィードバック制御してもよい。

図５に示される洗浄装置１ｄには、本発明の「圧搾手段」を担っているカバー１３及び図示しない駆動装置と、本発明の「吸引排出手段」を担っている吸引排出管１４とからなる除去ユニット１５が含まれている。

カバー１３は、上述した図３のカバー５と同様に基板Ｗと反対側に位置する部分の洗浄部材Ｂを覆うように構成されている。そしてこのカバー１３は、図示しない駆動装置（駆動手段）により上下動（近接離間）できるように構成されている（鎖線で示されるカバー１３参照）。そしてカバー１３が下動したときは、洗浄部材Ｂを押圧し、洗浄部材Ｂを圧搾できるように構成されている。また、吸引排出管１４は、上述した図２に示される洗浄装置１ａの吸引排出管３と同様に構成されている。

上記構成の洗浄装置１ｄでスクラブ洗浄が行われているとき、洗浄液によって基板Ｗの外側に排出されずに洗浄部材Ｂに付着した汚染物は、カバー１３の箇所に来ると、上下動を繰り返すカバー１３に押圧されて洗浄部材Ｂから圧搾され剥離される。そしてその剥離された汚染物は、吸引排出管１４を介して基板Ｗの外側に排出される。したがって、洗浄部材Ｂからの基板Ｗへの逆汚染が効果的に防止される。また、吸引排出管１４で排出された液体に含まれる不純物の量や性状が分析器で分析されるので、その分析結果によりカバー１３の押圧力、押圧時間等が最適になるようにフィードバック制御される。

図６に示される洗浄装置１ｅには、カバー１６からなる除去ユニット１７が含まれている。このカバー１６は、上述した図３のカバー５と同様に、基板Ｗと反対側に位置する洗浄部材Ｂの周面を覆うように構成されている。このカバー１６と洗浄部材Ｂ間は、洗浄部材Ｂで同伴される洗浄液で満たされる間隔に保たれている。そして、カバー１６の材質は、洗浄部材Ｂの材質のゼータ電位よりもプラスとなるように決められている。洗浄部材Ｂの洗浄材ＢｂがＰＶＡの場合、カバー１６の材質はアルミナやシリコン等で構成される。

上記構成の洗浄装置１ｅでスクラブ洗浄が行われているとき、洗浄液によって基板Ｗの外側に排出されずに洗浄部材Ｂに付着した汚染物は、カバー１６の箇所に来るとゼータ電位差によりカバー１６に吸引され、洗浄部材Ｂから剥離される。したがって、洗浄部材Ｂからの基板Ｗへの逆汚染が効果的に防止される。なお、カバー１６に吸引された汚染物は、基板洗浄装置Ａの定期保守時等の時期に拭き取るとよい。

図７に示される洗浄装置１ｆには、本発明の「圧搾手段」を担っているカバー１８及び本発明の「液体供給手段」を担っているリンス液供給管１９とからなる除去ユニット２０が含まれている。

カバー１８は、上述した図３のカバー５と同様に基板Ｗと反対側に位置する部分の洗浄部材Ｂを覆い、かつ洗浄部材Ｂと所定の間隔を保って設けられている。そしてリンス液供給管１９はカバー１８の直上に接続されている。リンス液供給管１９からは、洗浄部材Ｂをすすぐ大量のリンス液（水）を供給可能とされている。また、供給するリンス液に超音波を付加し、超音波ジェットとしてリンス液を供給する構成であってもよい。この場合、供給されるリンス液の振動は、例えば０．０２～３ＭＨｚにするとよい。

上記構成の洗浄装置１ｆでスクラブ洗浄が行われているとき、洗浄液によって基板Ｗの外側に排出されずに洗浄部材Ｂに付着した汚染物は、カバー１８の箇所に来るとリンス液供給管１９を介してカバー１８内に供給されてきた大量のリンス液（及び／または超音波の付加された超音波ジェット）によって洗浄部材Ｂから圧搾され剥離されるとともに、基板Ｗの外側に排出される。

次に、本発明に係る洗浄装置１ｇについて、図８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

この洗浄装置１ｇは、ノズルＮから洗浄部材Ｂに洗浄液又は水（リンス液）を散布できるように構成されている。以下、この洗浄ユニット３１を用いた洗浄部材Ｂの洗浄工程を図８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図８（ａ）は、ノズルＮから洗浄液（薬剤）が散布され、洗浄部材Ｂが基板Ｗをスクラブ洗浄する様子を示している。図８（ｂ）は、ノズルＮから水（リンス液）が散布され、洗浄部材Ｂが水洗浄される様子を示している。
この工程においては、図８（ａ）に示す洗浄液で基板Ｗを洗浄しているスクラブ洗浄中に、図８（ｂ）に示すに洗浄部材Ｂを水洗浄するステップが定期的に挿入されている。これにより汚染物を含む洗浄液を定期的に洗浄部材Ｂから洗い流すことができる。なお、上記リンス液に超音波を重畳したり、脈動を与えることも可能である。

上記構成の洗浄装置１ｇのように、上述した洗浄装置１ａ～１ｆのいずれかで基板Ｗを洗浄しているとき、その洗浄を一時中断し、上述した洗浄部材Ｂを水洗浄するステップを挿入するとよい。これにより、洗浄部材Ｂの全体を洗浄して洗浄部材Ｂを再生することができる。この洗浄部材Ｂの清掃は、基板Ｗ上で洗浄部材Ｂを洗浄することができるので、従来のように、基板Ｗの洗浄位置から退避した位置に設けられている洗浄槽に洗浄部材を移動して洗浄するのに比べて簡単に実施することができるとともに、洗浄部材を移動する必要がないので、基板Ｗの洗浄時間を短縮することができる。

図９（ａ），（ｂ）に示される洗浄装置１ｈには、本発明の「圧搾手段」を担っているカバー３２及び本発明の「液体供給手段」を担っている管路３３と、回転制御手段とからなる洗浄ユニット３４が含まれている。回転制御手段は、図１に示される洗浄部材Ｂの駆動装置Ｍを制御するための制御装置Ｃが担っている。

カバー３２は、基板Ｗと反対側に位置する洗浄部材Ｂの周面を所定の間隔を保って覆うように構成されている。このカバー３２の一部には、カバー３２内の液体を排出するための管路３５が設けられている。

管路３３は、上述した洗浄装置１ｇに設けられているノズルＮと同様に、洗浄部材Ｂに洗浄液（薬液）と水（リンス液）を散布できるように構成されている。以下、この洗浄ユニット３４を用いた洗浄部材Ｂの清掃工程を図９（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

洗浄液供給工程（図９（ａ）参照）
この工程においては、管路３３から洗浄液（薬剤）が洗浄部材Ｂに散布され、洗浄部材Ｂは洗浄液に浸漬された状態に保たれる。なお、洗浄液が洗浄部材Ｂ全体に浸漬されるように、洗浄部材Ｂが、例えば５０～２００ｒｐｍの範囲で回転される。洗浄部材Ｂの回転数は、洗浄部材Ｂから洗浄液が飛散しない範囲に決められる。

水供給工程（図９（ｂ）参照）
この工程においては、洗浄液供給工程で散布された洗浄液が洗浄部材Ｂに付着している汚染物を除去できる状態になったときに、管路３３から洗浄水が洗浄部材Ｂに散布されるとともに、洗浄部材Ｂの回転数が洗浄部材Ｂから液体が遠心力で排出できるまでに高められる。例えば３５０～８００ｒｐｍとされる。これにより汚染物を含む洗浄液が洗浄部材Ｂから洗い流されるとともに、洗浄部材Ｂ自体が水で洗浄される。

上述した洗浄装置１ｈの清掃工程は、洗浄装置１ａ～１ｆのいずれかで基板Ｗを洗浄しているときにも適用することができる。つまり、現在の洗浄を一時中断し、図９（ｂ）に示す洗浄部材Ｂの回転数を上げるステップを定期的に挿入することで、洗浄部材Ｂの遠心力で汚染物の排出を促すことができ、洗浄部材Ｂの全体を洗浄して洗浄部材Ｂを再生し易くすることができる。なお、遠心力によって飛散する汚染物は、カバー３２によって捕集され、管路３５から吸引排出される。

（基板処理装置）
続いて、上記構成の洗浄部材用洗浄装置を備える基板処理装置１００について説明する。

図１０は、一実施形態に係る基板処理装置１００の全体構成を示す平面図である。
図１０に示す基板処理装置１００は、シリコンウエハー等の基板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１００は、矩形箱状のハウジング１０２を備える。ハウジング１０２は、平面視で略長方形に形成されている。

ハウジング１０２は、その中央に長手方向に延在する基板搬送路１０３を備える。基板搬送路１０３の長手方向の一端部には、ロード／アンロード部１１０が配設されている。基板搬送路１０３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１２０が配設され、他方側には、洗浄部１３０が配設されている。基板搬送路１０３には、基板Ｗを搬送する基板搬送部１４０が設けられている。また、基板処理装置１００は、ロード／アンロード部１１０、研磨部１２０、洗浄部１３０、及び基板搬送部１４０の動作を制御する制御部１５０（制御盤）を備える。

ロード／アンロード部１１０は、基板Ｗを収容するフロントロード部１１１を備える。フロントロード部１１１は、ハウジング１０２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１１１は、ハウジング１０２の幅方向に配列されている。フロントロード部１１１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１１０は、フロントロード部１１１から基板Ｗを出し入れする２台の搬送ロボット１１２と、各搬送ロボット１１２をフロントロード部１１１の並びに沿って走行させる走行機構１１３と、を備える。各搬送ロボット１１２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１１１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１１１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１２０は、基板Ｗの研磨（平坦化）を行う複数の研磨ユニット１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄ）を備える。複数の研磨ユニット１２１は、基板搬送路１０３の長手方向に配列されている。研磨ユニット１２１は、研磨面を有する研磨パッド１２２を回転させる研磨テーブル１２３と、基板Ｗを保持しかつ基板Ｗを研磨テーブル１２３上の研磨パッド１２２に押圧しながら研磨するためのトップリング１２４と、研磨パッド１２２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１２５と、研磨パッド１２２の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ１２６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１２７と、を備える。

研磨ユニット１２１は、研磨液供給ノズル１２５から研磨液を研磨パッド１２２上に供給しながら、トップリング１２４により基板Ｗを研磨パッド１２２に押し付け、さらにトップリング１２４と研磨テーブル１２３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１２６は、研磨パッド１２２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１２２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１２７は、研磨パッド１２２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１２６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１３０は、基板Ｗの洗浄を行う複数の洗浄ユニット１３１（１３１Ａ，１３１Ｂ）と、洗浄した基板Ｗを乾燥させる乾燥ユニット１３２と、を備える。複数の洗浄ユニット１３１及び乾燥ユニット１３２（複数の処理ユニット）は、基板搬送路１０３の長手方向に配列されている。洗浄ユニット１３１Ａと洗浄ユニット１３１Ｂとの間には、第１搬送室１３３が設けられている。第１搬送室１３３には、基板搬送部１４０、洗浄ユニット１３１Ａ、及び洗浄ユニット１３１Ｂの間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット１３５が設けられている。また、洗浄ユニット１３１Ｂと乾燥ユニット１３２との間には、第２搬送室１３４が設けられている。第２搬送室１３４には、洗浄ユニット１３１Ｂと乾燥ユニット１３２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット１３６が設けられている。

洗浄ユニット１３１Ａ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を一次洗浄する。また、洗浄ユニット１３１Ｂも、ロールスポンジ型の洗浄モジュールを備え、基板Ｗを二次洗浄する。なお、洗浄ユニット１３１Ａ及び洗浄ユニット１３１Ｂ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。乾燥ユニット１３２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、乾燥ユニット１３２とロード／アンロード部１１０との間の隔壁に設けられたシャッタ１０１ａが開かれ、搬送ロボット１１２によって乾燥ユニット１３２から基板Ｗが取り出される。

基板搬送部１４０は、リフター１４１と、第１リニアトランスポータ１４２と、第２リニアトランスポータ１４３と、スイングトランスポータ１４４と、を備える。基板搬送路１０３には、ロード／アンロード部１１０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１４１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１４１は、第１搬送位置ＴＰ１において、ロード／アンロード部１１０の搬送ロボット１１２から基板Ｗを受け取る。また、リフター１４１は、搬送ロボット１１２から受け取った基板Ｗを第１リニアトランスポータ１４２に受け渡す。第１搬送位置ＴＰ１とロード／アンロード部１１０との間の隔壁には、シャッタ１０１ｂが設けられており、基板Ｗの搬送時にはシャッタ１０１ｂが開かれて搬送ロボット１１２からリフター１４１に基板Ｗが受け渡される。

第１リニアトランスポータ１４２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１４２は、複数の搬送ハンド１４５（１４５Ａ，１４５Ｂ，１４５Ｃ，１４５Ｄ）と、各搬送ハンド１４５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１４６と、を備える。搬送ハンド１４５Ａは、リニアガイド機構１４６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１４５Ａは、リフター１４１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１４３に受け渡すためのパスハンドである。この搬送ハンド１４５Ａには、昇降駆動部が設けられていない。

搬送ハンド１４５Ｂは、リニアガイド機構１４６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１４５Ｂは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター１４１から基板Ｗを受け取り、第２搬送位置ＴＰ２で研磨ユニット１２１Ａに基板Ｗを受け渡す。搬送ハンド１４５Ｂには、昇降駆動部が設けられており、基板Ｗを研磨ユニット１２１Ａのトップリング１２４に受け渡すときは上昇し、トップリング１２４に基板Ｗを受け渡した後は下降する。なお、搬送ハンド１４５Ｃ及び搬送ハンド１４５Ｄにも、同様の昇降駆動部が設けられている。

搬送ハンド１４５Ｃは、リニアガイド機構１４６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１４５Ｃは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター１４１から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で研磨ユニット１２１Ｂに基板Ｗを受け渡す。また、搬送ハンド１４５Ｃは、第２搬送位置ＴＰ２で研磨ユニット１２１Ａのトップリング１２４から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で研磨ユニット１２１Ｂ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１４５Ｄは、リニアガイド機構１４６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１４５Ｄは、第２搬送位置ＴＰ２または第３搬送位置ＴＰ３で、研磨ユニット１２１Ａまたは研磨ユニット１２１Ｂのトップリング１２４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１４４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１４４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１４２から第２リニアトランスポータ１４３へ基板Ｗを受け渡す。また、スイングトランスポータ１４４は、研磨部１２０で研磨された基板Ｗを、洗浄部１３０に受け渡す。スイングトランスポータ１４４の側方には、基板Ｗの仮置き台１４７が設けられている。スイングトランスポータ１４４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１４７に載置する。仮置き台１４７に載置された基板Ｗは、洗浄部１３０の搬送ロボット１３５によって第１搬送室１３３に搬送される。

第２リニアトランスポータ１４３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１４３は、複数の搬送ハンド１４８（１４８Ａ，１４８Ｂ，１４８Ｃ）と、各搬送ハンド１４５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１４９と、を備える。搬送ハンド１４８Ａは、リニアガイド機構１４９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１４５Ａは、スイングトランスポータ１４４から基板Ｗを受け取り、それを研磨ユニット１２１Ｃに受け渡すアクセスハンドとして機能する。

搬送ハンド１４８Ｂ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１４８Ｂは、研磨ユニット１２１Ｃから基板Ｗを受け取り、それを研磨ユニット１２１Ｄ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１４８Ｃ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１４８Ｃは、第６搬送位置ＴＰ６または第７搬送位置ＴＰ７で、研磨ユニット１２１Ｃまたは研磨ユニット１２１Ｄのトップリング１２４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１４４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１４８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１４２の動作と同様である。

上記構成の基板処理装置１００においても、洗浄部１３０の洗浄ユニット１３１に、上述した本発明の洗浄部材用洗浄装置を適用することにより、洗浄部材から基板への逆汚染を簡単な構成により低減でき、また、洗浄部材全体を高度に洗浄して洗浄部材を再生できる。

以上、本発明に係る排水排気構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

Ａ…基板洗浄装置
Ｂ…洗浄部材、Ｂａ…軸心、Ｂｂ…洗浄材
Ｃ…制御装置（回転制御手段）
Ｍ、 Ｍ´…駆動装置
Ｓ…スピンドル
Ｎ…ノズル
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ…洗浄部材用洗浄装置（洗浄装置）
２…超音波振動子（超音波付加手段、圧搾手段）
３…吸引排出管（吸引排出手段）
４…除去ユニット
５…カバー（圧搾手段）
６…洗浄液供給管（液体供給手段、圧搾手段）
７…吸引排出管（吸引排出手段）
８…除去ユニット
９…カバー（圧搾手段）
１０…洗浄液供給管（液体供給手段、圧搾手段）
１１…吸引排出管（吸引排出手段）
１２…除去ユニット
１３…カバー（圧搾手段）
１４…吸引排出管（吸引排出手段）
１５…除去ユニット
１６…カバー（圧搾手段）
１７…除去ユニット
１８…カバー（圧搾手段）
１９…リンス液供給管（液体供給手段、圧搾手段）
２０…除去ユニット
３２…カバー（圧搾手段）
３３…管路（液体供給手段、圧搾手段）
３４…洗浄ユニット
３５…管路
１００…基板処理装置
１１０…研磨部
１２０…洗浄部

Claims (8)

1. 洗浄液を供給しつつ基板をスクラブ洗浄している状態で、軸心を中心に回転している円柱状の洗浄部材に付着している汚染物を除去する除去ユニットを備えた洗浄部材用洗浄装置であって、
   前記除去ユニットは、
   前記洗浄部材に圧を加えて前記汚染物を搾り出す圧搾手段と、
   前記圧搾手段により搾り出された汚染物を含む洗浄液を吸引排出する吸引排出手段と、を有し、
   前記圧搾手段は、前記洗浄部材に当接される面が凹凸状に形成され、前記洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーを有する、ことを特徴とする洗浄部材用洗浄装置。
2. 洗浄液を供給しつつ基板をスクラブ洗浄している状態で、軸心を中心に回転している円柱状の洗浄部材に付着している汚染物を除去する除去ユニットを備えた洗浄部材用洗浄装置であって、
   前記除去ユニットは、
   前記洗浄部材に圧を加えて前記汚染物を搾り出す圧搾手段と、
   前記圧搾手段により搾り出された汚染物を含む洗浄液を吸引排出する吸引排出手段と、を有し、
   前記圧搾手段は、
   前記洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーと、
   前記カバーを前記洗浄部材に対して近接離間するように移動させる駆動手段と、を有する、ことを特徴とする洗浄部材用洗浄装置。
3. 洗浄液を供給しつつ基板をスクラブ洗浄している状態で、軸心を中心に回転している円柱状の洗浄部材に付着している汚染物を除去する除去ユニットを備えた洗浄部材用洗浄装置であって、
   前記除去ユニットは、
   前記洗浄部材に圧を加えて前記汚染物を搾り出す圧搾手段と、
   前記圧搾手段により搾り出された汚染物を含む洗浄液を吸引排出する吸引排出手段と、を有し、
   前記圧搾手段は、前記洗浄部材の材質のゼータ電位よりもプラスとなる材質からなり、該洗浄部材の基板に当接していない部分に対向して設けられたカバーを有する、ことを特徴とする洗浄部材用洗浄装置。
4. 前記圧搾手段は、前記洗浄部材に超音波を付加する超音波付加手段を有する、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の洗浄部材用洗浄装置。
5. 前記圧搾手段は、前記カバーと前記洗浄部材の隙間に液体を供給する液体供給手段を有する、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の洗浄部材用洗浄装置。
6. 前記吸引排出手段で吸引された汚染物を分析する分析器を有する、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の洗浄部材用洗浄装置。
7. 前記分析器の分析結果に基づいて、前記除去ユニットをフィードバック制御する制御手段を有する、請求項６に記載の洗浄部材用洗浄装置。
8. 基板を研磨する研磨部と、
   前記研磨部で研磨した前記基板を洗浄する洗浄部と、を有する基板処理装置であって、
   前記洗浄部は、請求項１～７のいずれか一項に記載の洗浄部材用洗浄装置を備える、ことを特徴とする基板処理装置。

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