JP7503960B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄装置に関する。

近年デバイスの高品質化に伴い、半導体ウエーハへの異物の付着防止や、加工室内の異物の除去への要望が厳しくなってきている。

そこで超音波プレートを用いてウエーハを洗浄する洗浄装置(例えば、特許文献１参照)や、半導体ウエーハを保持する搬送アームや保持テーブルを洗浄するブラシ（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）などが開発されている。

特開２００３－５９８７５号公報 特開２０１６－０５１８７２号公報 特開２０１７－０７３４５７号公報

特許文献１、特許文献２及び特許文献３に示された洗浄装置は、いずれも異物が洗浄対象物に固着している場合、異物が除去しきれないという問題があった。また、ブラシで洗浄するとブラシに異物が固着しやすく、ブラシの清掃や交換が頻繁になるという問題があった。

本発明は、洗浄対象から異物を除去することを可能とする洗浄装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の洗浄装置は、洗浄対象に接触するブラシ部と、該ブラシ部を支持する基台と、を備え、該基台は、洗浄水供給源と連通し、該洗浄対象に洗浄水を供給する洗浄水供給路と、電源ユニットと接続される超音波振動子と、を含み、該洗浄水供給路から洗浄水を供給しながら、該超音波振動子に電圧を印加し、該ブラシ部を洗浄対象に接触させた状態で振動させ、洗浄対象を洗浄するとともに、該超音波振動子に電圧を印加する電源ユニットは、該超音波振動子に印加される電圧を測定する電圧測定手段と、該超音波振動子に電圧を印加することで発生する電流値を測定する電流測定手段と、該電流値を一定になるように該電圧を調整することで、該超音波振動子の振動を一定に維持する調整部と、を有し、該調整部が調整する該電圧がしきい値を下回る場合、該ブラシ部が摩耗して洗浄時の抵抗が少なくなったと判定し該ブラシ部の交換を促す信号を発信することを特徴とする。

本発明の洗浄装置は、洗浄対象から異物を除去することを可能とするという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る洗浄装置を備える研磨装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示された研磨装置の加工対象のウエーハの斜視図である。 図３は、実施形態１に係る洗浄装置である第１洗浄ユニットの要部の斜視図である。 図４は、実施形態１に係る洗浄装置である第２洗浄ユニットの要部の側面図である。 図５は、実施形態１に係る洗浄装置である第３洗浄ユニットの要部の側面図である。 図６は、各洗浄ユニットの構成を模式的に示す図である。 図７は、実施形態１の変形例に係る洗浄装置である洗浄ユニットの要部の平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る洗浄装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る洗浄装置を備える研磨装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された研磨装置の加工対象のウエーハの斜視図である。図３は、実施形態１に係る洗浄装置である第１洗浄ユニットの要部の斜視図である。図４は、実施形態１に係る洗浄装置である第２洗浄ユニットの要部の側面図である。図５は、実施形態１に係る洗浄装置である第３洗浄ユニットの要部の側面図である。図６は、各洗浄ユニットの構成を模式的に示す図である。

実施形態１に係る洗浄装置である第１洗浄ユニット１４－１、第２洗浄ユニット１４－２及び第３洗浄ユニット１４－３は、図１に示す研磨装置１を構成する。図１に示された研磨装置１は、図２に示すウエーハ２００を研磨加工する加工装置である。図１に示された研磨装置１の加工対象であるウエーハ２００は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハなどである。

ウエーハ２００は、図２に示すように、互いに交差する複数の分割予定ライン２０１によって区画された表面２０２の各領域にデバイス２０３が形成されている。デバイス２０３は、ＩＣ（Integrated Circuit）、又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサである。

研磨装置１は、ウエーハ２００の表面２０２の裏側の裏面２０４を研磨加工する加工装置である。研磨装置１は、図１に示すように、装置本体２と、粗研磨ユニット３と、仕上げ研磨ユニット４と、研磨送りユニット５と、ターンテーブル６と、ターンテーブル６上に設置された複数（実施形態１では３つ）のチャックテーブル７と、カセット８，９と、位置合わせユニット１０と、搬送ユニット１１と、ウエーハ洗浄ユニット１２と、搬出入ユニット１３と、制御ユニット１００とを主に備えている。

ターンテーブル６は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、例えば３つのチャックテーブル７が、例えば１２０度の位相角で等間隔に配設されている。これら３つのチャックテーブル７は、上面７１に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、ウエーハ２００が上面７１上に載置されて、ウエーハ２００を吸引保持する。これらチャックテーブル７は、研磨時には、鉛直方向即ちＺ軸方向と平行な軸心回りに回転駆動機構によって回転される。このように、チャックテーブル７は、ウエーハ２００を保持する上面７１を有し、軸心回りに回転可能なものである。

チャックテーブル７は、ターンテーブル６の回転によって、搬入出領域３０１、粗研磨領域３０２、仕上げ研磨領域３０３、搬入出領域３０１に順次移動される。なお、搬入出領域３０１は、チャックテーブル７にウエーハ２００を搬入搬出する領域であり、粗研磨領域３０２は、粗研磨ユニット３でチャックテーブル７に保持されたウエーハ２００を粗研磨（研磨に相当）する領域であり、仕上げ研磨領域３０３は、仕上げ研磨ユニット４でチャックテーブル７に保持されたウエーハ２００を仕上げ研磨（研磨に相当）する領域である。

粗研磨ユニット３は、粗研磨用の研磨砥石３４を備える粗研磨用の粗研磨ホイール３２が装着されて、粗研磨領域３０２のチャックテーブル７の上面７１に保持されたウエーハ２００の裏面２０４を粗研磨する研磨ユニットである。仕上げ研磨ユニット４は、仕上げ研磨用の研磨砥石４４を備える仕上げ研磨用の仕上げ研磨ホイール４２が装着されて、仕上げ研磨領域３０３のチャックテーブル７の上面７１に保持されたウエーハ２００の裏面２０４を仕上げ研磨する研磨ユニットである。なお、研磨ユニット３，４は、構成が略同一であるので、以下、同一部分に同一符号を付して説明する。

粗研磨ユニット３及び仕上げ研磨ユニット４は、図３に示すように、研磨ホイール３２，４２をスピンドル３１，４１の下端に装着している。研磨ホイール３２，４２は、円環状の環状基台３３，４３と、環状基台３３，４３の下面に固定された複数の研磨砥石３４，４４とを有する。研磨砥石３４，４４は、環状基台３３，４３の下面の外縁部に周方向に並べられている。研磨砥石３４，４４は、砥粒がボンドで固定されたものである。仕上げ研磨ホイール４２の研磨砥石４４の砥粒は、粗研磨ホイール３２の研磨砥石３４の砥粒よりも細かい。

スピンドル３１，４１は、スピンドルハウジング３５，４５内にＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に収容され、スピンドルハウジング３５，４５に取り付けられたスピンドルモータ３６，４６により軸心回りに回転される。スピンドル３１，４１は、円柱状に形成され、下端に研磨ホイール３２，４２を装着している。スピンドル３１，４１と、研磨ホイール３２，４２とは、互いに同軸となる位置に配置されている。

研磨ユニット３，４は、スピンドルモータ３６，４６によりスピンドル３１，４１及び研磨ホイール３２，４２が軸心回りに回転されるとともに研磨水を研磨領域３０２，３０３のチャックテーブル７に保持されたウエーハ２００の裏面２０４に供給しながら研磨送りユニット５により研磨砥石３４，４４がチャックテーブル７に所定の送り速度で近づけられることによって、ウエーハ２００の裏面２０４を粗研磨又は仕上げ研磨する。なお、実施形態１では、研磨ユニット３，４が研磨砥石３４，４４にアルカリ性の研磨液を供給しながら裏面２０４を化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）するが、本発明では、ＣＭＰするものに限定されない。アルカリ性の研磨液を用いるＣＭＰは、ウエーハ２００の裏面２０４への異物の付着をとくに嫌う研磨方法である。

研磨送りユニット５は、研磨ユニット３，４をＺ軸方向に移動させるものである。実施形態１において、研磨送りユニット５は、装置本体２の水平方向と平行なＹ軸方向の一端部から立設した立設柱２１に設けられている。研磨送りユニット５は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び各研磨ユニット３，４のスピンドルハウジング３５をＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。

なお、実施形態１において、粗研磨ユニット３及び仕上げ研磨ユニット４は、研磨ホイール３２，４２の回転中心である軸心と、チャックテーブル７の回転中心である軸心とが、互いに水平方向に間隔をあけて平行に配置され、研磨砥石３４，４４がチャックテーブル７に保持されたウエーハ２００の裏面２０４の中心又は中心付近を通り、チャックテーブル７の外縁よりも突出する位置に位置付けられている。

カセット８，９は、複数のスロットを有するウエーハ２００を収容するための収容容器である。一方のカセット８は、研磨前のウエーハ２００を収容し、他方のカセット９は、研磨後のウエーハ２００を収容する。また、位置合わせユニット１０は、カセット８から取り出されたウエーハ２００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

搬送ユニット１１は、２つ設けられている。２つの搬送ユニット１１は、ウエーハ２００を吸引保持する円板状の吸引パッド１１１を有している。吸引パッド１１１は、下面１１２にウエーハ２００を密着させて、ウエーハ２００を吸引保持する。一方の搬送ユニット１１（以下、符号１１－１で示す）は、位置合わせユニット１０で位置合わせされた研磨前のウエーハ２００を吸引保持して搬入出領域３０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。他方の搬送ユニット１１（以下、符号１１－２で示す）は、搬入出領域３０１に位置するチャックテーブル７上に保持された研磨後のウエーハ２００を吸引保持してウエーハ洗浄ユニット１２に搬出する。

搬出入ユニット１３は、例えばＵ字型ハンド１３１を備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１３１によってウエーハ２００を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット１３は、研磨前のウエーハ２００をカセット８から取り出して、位置合わせユニット１０へ搬出するとともに、研磨後のウエーハ２００をウエーハ洗浄ユニット１２から取り出して、カセット９へ搬入する。

ウエーハ洗浄ユニット１２は、研磨後のウエーハ２００を洗浄し、研磨された裏面２０４に付着しているコンタミネーション等の異物を除去するものである。ウエーハ洗浄ユニット１２は、ウエーハ２００を吸引保持する円盤状のスピンナーテーブル１２１と、スピンナーテーブル１２１に吸引保持したウエーハ２００にウエーハ用洗浄液を供給する図示しない洗浄液供給ノズルとを備える。

スピンナーテーブル１２１は、上面１２２にウエーハ２００を密着させて、ウエーハ２００を吸引保持する。スピンナーテーブル１２１は、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転自在である。ウエーハ洗浄ユニット１２は、スピンナーテーブル１２１の上面１２２にウエーハ２００を吸引保持し、スピンナーテーブル１２１を軸心回りに回転させながらスピンナーテーブル１２１に吸引保持したウエーハ２００に洗浄液供給ノズルからウエーハ用洗浄液を供給して、ウエーハ２００を洗浄する。

制御ユニット１００は、研磨装置１を構成する上述した各構成要素をそれぞれ制御するものである。即ち、制御ユニット１００は、ウエーハ２００に対する研磨動作を研磨装置１に実行させるものである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。

制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、研磨装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して研磨装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニット１０１、オペレータが加工条件などを登録する際に用いる入力ユニット１０２及び報知ユニット１０３と接続されている。入力ユニット１０２は、表示ユニット１０１に設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。報知ユニット１０３は、音と光とのうちの少なくとも一方を発することで、オペレータに報知する。

前述した構成の研磨装置１は、オペレータにより、加工条件が制御ユニット１００に登録され、研磨前のウエーハ２００を収容したカセット８及びカセット９が装置本体２に設置され、オペレータから加工動作の開始指示を制御ユニット１００が受け付けると、加工動作を開始する。

加工動作では、研磨装置１の制御ユニット１００は、各研磨ユニット３，４のスピンドル３１を軸心回りに回転させ、搬出入ユニット１３にカセット８からウエーハ２００を１枚取り出させて、位置合わせユニット１０へ搬出させる。制御ユニット１００は、位置合わせユニット１０にウエーハ２００の中心位置合わせを行わせ、搬送ユニット１１－１に位置合わせされたウエーハ２００の表面２０５側を搬入出領域３０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。このとき、チャックテーブル７に搬入されたウエーハ２００は、チャックテーブル７と同軸となる位置に位置付けられる。制御ユニット１００は、ウエーハ２００の表面２０５側を搬入出領域３０１のチャックテーブル７に吸引保持して、ターンテーブル６を回転して、搬入出領域３０１でウエーハ２００を保持したチャックテーブル７を粗研磨領域３０２に移動する。

制御ユニット１００が、チャックテーブル７を軸心回りに回転しながら、研磨送りユニット５に粗研磨ユニット３を下降させ、粗研磨ユニット３の粗研磨ホイール３２の研磨砥石３４の下面をウエーハ２００の裏面２０４に当接させ、加工条件で定められた研磨送り速度で粗研磨ユニット３を下降させる。制御ユニット１００が、加工条件で定められた深さ、粗研磨ユニット３でウエーハ２００の裏面２０４を粗研磨すると、研磨送りユニット５に粗研磨ユニット３を上昇させる。

制御ユニット１００が、ターンテーブル６を回転して、粗研磨領域３０２で粗研磨されたウエーハ２００を保持したチャックテーブル７を仕上げ研磨領域３０３に移動する。制御ユニット１００が、仕上げ研磨領域３０３に位置付けられたチャックテーブル７を軸心回りに回転しながら、研磨送りユニット５に仕上げ研磨ユニット４を下降させる。制御ユニット１００が、仕上げ研磨ユニット４によって加工条件で定められた深さ、ウエーハ２００の裏面２０４を仕上げ研磨し、その後、研磨送りユニット５に仕上げ研磨ユニット４を上昇させる。

制御ユニット１００が、ターンテーブル６を回転して、仕上げ研磨領域３０３で仕上げ研磨されたウエーハ２００を保持したチャックテーブル７を搬入出領域３０１に移動する。こうして、研磨装置１は、ウエーハ２００を、粗研磨領域３０２、仕上げ研磨領域３０３、搬入出領域３０１に順に搬送し、粗研磨、仕上げ研磨を順に実施する。なお、研磨装置１の制御ユニット１００は、ターンテーブル６が１２０度回転する度に、研磨前のウエーハ２００を搬入出領域３０１のチャックテーブル７に搬入する。

制御ユニット１００は、研磨後のウエーハ２００を搬送ユニット１１－２によりウエーハ洗浄ユニット１２に搬入し、ウエーハ洗浄ユニット１２で洗浄し、洗浄後のウエーハ２００を搬出入ユニット１３のＵ字型ハンド１３１でウエーハ２００を保持して、カセット９へ搬入する。なお、実施形態１では、研磨装置１の制御ユニット１００は、ターンテーブル６を１２０度回転する度に、粗研磨領域３０２に位置付けられたウエーハ２００の裏面２０４を粗研磨し、仕上げ研磨領域３０３に位置付けられたウエーハ２００の裏面２０４を仕上げ研磨し、搬入出領域３０１に位置付けられたチャックテーブル７から研磨後のウエーハ２００をウエーハ洗浄ユニット１２に搬送し、研磨前のウエーハ２００をチャックテーブル７に搬送する。研磨装置１の制御ユニット１００は、カセット８内の全てのウエーハ２００に研磨加工を施すと、加工動作を終了する。

なお、前述した構成の研磨装置１は、加工動作において、ウエーハ２００の研磨加工を繰り返すと、チャックテーブル７の上面７１、搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２及びスピンナーテーブル１２１の上面１２２に前述した異物が付着する。図３に示す第１洗浄ユニット１４－１は、洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２から異物を除去するものであり、図４に示す第２洗浄ユニット１４－２は、搬入出領域３０１に位置付けられた洗浄対象であるチャックテーブル７の上面７１から異物を除去するものであり、図５に示す第３洗浄ユニット１４－３は、搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２から異物を除去するものである。

洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、図３、図４、図５及び図６に示すように、洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２に接触するブラシ部１４１と、ブラシ部１４１を支持した基台１４２と、電源である電源ユニット１５とを備える。

ブラシ部１４１は、複数の繊維１４３を備える、繊維１４３は、直線状に伸びかつ互いに平行に配置されている。ブラシ部１４１を構成する繊維１４３は、樹脂により構成されている。繊維を構成する樹脂は、具体的には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプレピレン）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）又はＰＵ（ポリウレタン）があげられる。

なお、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）と、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体）とは、コンタミが付着しにくく、また高耐薬品性であるため洗浄時に薬液を使用する場合や、洗浄対象に薬液が付着している場合は、薬液と繊維１４３とが反応しにくく望ましい。また、ＰＥ（ポリエチレン）とＰＰ（ポリプレピレン）は、コンタミが不着しにくく、耐薬品性が中程度であるが、安価であるため、強力や薬液を使用しない場合やコストを重視する場合は好ましい。またＰＶＡ（ポリビニルアルコール）又はＰＵ（ポリウレタン）は、表面自由エネルギーが低く異物が付着しにくく、好ましい。

基台１４２は、水平方向と平行に直線状に伸びた帯板状に形成され、長手方向の中央から一端に亘って設けられた厚肉部１４４と、厚肉部１４４に連なりかつ長手方向の中央から他端に亘って設けられた薄肉部１４５とを備える。厚肉部１４４のＺ軸方向の厚みは、薄肉部１４５のＺ軸方向の厚みよりも薄い。厚肉部１４４の長さは、洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２の直径よりも長い。薄肉部１４５が形成されていることで、洗浄中に他の機構との接触を回避する事ができる。

基台１４２は、厚肉部１４４の下面又は上面に、厚肉部１４４の全長に亘ってブラシ部１４１を構成する複数の繊維１４３の上端又は下端を支持している。なお、第１洗浄ユニット１４－１及び第２洗浄ユニット１４－２では、図３及び図４に示すように、基台１４２の厚肉部１４４の下面に複数の繊維１４３の上端を支持している。第３洗浄ユニット１４－３では、図５に示すように、基台１４２の厚肉部１４４の上面に複数の繊維１４３の下端を支持している。

基台１４２は、他端を中心に揺動用モータ１６によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に支持され、昇降ユニット１７により他端がＺ軸方向に昇降自在に支持されている。洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、揺動用モータ１６及び昇降ユニット１７によりブラシ部１４１が洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２に接触する洗浄位置と、ブラシ部１４１が洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２から退避する洗浄位置とに亘って移動自在である。

なお、洗浄位置では、洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、揺動用モータ１６により基台１４２の他端を中心に揺動されて、ブラシ部１４１が洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２上を移動して、これらの全面に接触して、洗浄する。また、退避位置は、洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、ウエーハ２００を搬送する搬送ユニット１１－１，１１－２と干渉しない位置に位置付けられる。

基台１４２は、図６に示すように、洗浄水供給路１４６と、超音波振動子１４７とを含む。洗浄水供給路１４６は、洗浄水供給源１８と連通し、洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２に洗浄水供給源１８から供給された洗浄水を供給するものである。

洗浄水供給路１４６は、洗浄水供給源１８と連通し、かつ基台１４２の厚肉部１４４内に基台１４２の長手方向に沿って伸びた主供給路１４８と、主供給路１４８に一端が連通し他端が厚肉部１４４の下面又は上面に開口してＺ軸方向に沿って伸びた複数の枝供給路１４９とを備える。主供給路１４８及び枝供給路１４９は、基台１４２の厚肉部１４４内に設けられ、洗浄水を流す通路である。枝供給路１４９は、第１洗浄ユニット１４－１及び第２洗浄ユニット１４－２では、基台１４２の厚肉部１４４の下面に開口し、第３洗浄ユニット１４－３では、基台１４２の厚肉部１４４の上面に開口している。

なお、実施形態１において、洗浄水供給源１８が供給する洗浄水は、純水でも良く、または界面活性剤などの洗浄液を含む純水でも良い。洗浄液としては、界面活性剤、又はパーティクル除去剤（ディスコ社製のステイクリン（登録商標））を用いることができる。

超音波振動子１４７は、電源ユニット１５と接続され、電源ユニット１５から電圧が印加されると振動する。超音波振動子１４７は、基台１４２の厚肉部１４４内に埋設され、電源ユニット１５から電圧が印加されると、２０ｋＨｚ以上でかつ数ＧＨｚ程度の周波数で振動する。超音波振動子１４７は、基台１４２の厚肉部１４４を介してブラシ部１４１の繊維１４３を振動させる。

また、洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、図６に示すように、超音波振動子１４７に印加する電圧の電圧値を測定する電圧測定手段１５２と、超音波振動子１４７に電圧を印加することで発生する電流の電流値を測定する電流測定手段１５１と、を含む電源ユニット１５を備える。

電源ユニット１５は、基台１４２が洗浄位置に位置付けられる洗浄時に、商用電源等から供給された電力を超音波振動子１４７に供給するものである。即ち、電源ユニット１５は、超音波振動子１４７に電圧を印加するものである。また超音波振動子１４７に電圧を印加すると電流が発生するが、この電流値を電流測定手段１５１が測定する。超音波振動子から生じる電流値と超音波振動子１４７の振動とは比例する。よって本発明では、超音波振動子１４７から生じる電流の電流値が一定になるように超音波振動子１４７に印加する電圧の電圧値を調整する事で、ブラシ部１４１の振動が一定になるように制御している。洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、ブラシ部１４１の繊維１４３が摩耗すると、洗浄時の繊維１４３と洗浄対象との間の摩擦が減少するので洗浄時の抵抗が減り、一定の振動を維持するのに必要な電圧値が繊維１４３の摩耗にしたがって徐々に低下する。よって、電源ユニット１５は、電圧値がしきい値を下回ると、繊維１４３が所定量摩耗したと判断し、ブラシ部１４１の交換を促す信号を発信する。超音波振動子１４７の電流値によりブラシ部１４１の交換時期を決定するため、適切な時期に交換することができる。

電源ユニット１５は、調整部１５３と、判定部１５４とを備える。調整部１５３は、超音波振動子１４７から生じる電流値が一定になるように、超音波振動子１４７に印加する電圧を調整することで、超音波振動子１４７の振動を一定にするよう調整、維持する。なお、予め設定された電流値は、ブラシ部１４１の繊維１４３の振動に適した値である。このために、調整部１５３は、電圧値及び電流値を監視しながら超音波振動子１４７に印加される電圧値を調整する。電源ユニット１５は、調整部１５３を備えることで、電圧値を監視し、振動が一定になるように電圧を調整する調整機能を有する。

判定部１５４は、調整部１５３が調整する超音波振動子１４７に印加される電圧の電圧値が予め定められたしきい値を下回る場合、ブラシ部１４１が摩耗して洗浄時の抵抗が少なくなったと判定し、電圧値がしきい値を下回ったことを示す信号を制御ユニット１００に発信する。予め定められたしきい値は、繊維１４３が摩耗してブラシ部１４１を交換する時の値である。電圧値がしきい値を下回ったことを示す信号は、ブラシ部１４１の交換を促す信号である。

実施形態１では、制御ユニット１００は、電源ユニット１５の判定部１５４から電圧値がしきい値を下回ったことを示す信号が入力すると、表示ユニット１０１にブラシ部１４１の繊維１４３の交換を促す旨を表示する。また、本発明では、制御ユニット１００は、電源ユニット１５の判定部１５４から電圧値が閾値を下回ったことを示す信号が入力すると、報知ユニット１０３を動作させて、オペレータに報知しても良い。電源ユニット１５は、判定部１５４を備えることで、電圧値がしきい値を下回る場合、ブラシ部１４１の交換を促す信号を発信する。

なお、調整部１５３及び判定部１５４は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、又は並列プログラム化したプロセッサー等の専用の処理回路（ハードウェア）で構成される。また、調整部１５３及び判定部１５４は、制御ユニット１００に組み込まれた単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、又は並列プログラム化したプロセッサー等の専用の処理回路（ハードウェア）で構成されても良い。また、本発明は、電源ユニット１５は、制御ユニット１００と一体に構成されて、制御ユニット１００の一部を構成しても良い。

実施形態１において、研磨装置１の加工動作では、第１洗浄ユニット１４－１は、ウエーハ洗浄ユニット１２がウエーハ２００の洗浄を終了し、スピンナーテーブル１２１上のウエーハ２００が搬出入ユニット１３によりカセット９に搬入された後、基台１４２を洗浄位置に位置付ける。第１洗浄ユニット１４－１は、洗浄水供給路１４６から洗浄水をスピンナーテーブル１２１の上面１２２に供給しながら、電源ユニット１５から電力を超音波振動子１４７に電圧を印加し、ブラシ部１４１をスピンナーテーブル１２１の上面１２２に接触させた状態で振動させるとともに、基台１４２を揺動用モータ１６により所定回数揺動させて、スピンナーテーブル１２１の上面１２２を洗浄する。第１洗浄ユニット１４－１は、ウエーハ洗浄ユニット１２がウエーハ２００の洗浄を終了し、スピンナーテーブル１２１上のウエーハ２００が搬出入ユニット１３によりカセット９に搬入された後に、スピンナーテーブル１２１の上面１２２を洗浄する以外には、基台１４２を退避位置に位置付ける。

実施形態１において、研磨装置１の加工動作では、第２洗浄ユニット１４－２は、搬入出領域３０１に位置付けられたチャックテーブル７の上面７１のウエーハ２００が、搬送ユニット１１－２によりウエーハ洗浄ユニット１２に搬送された後、基台１４２を洗浄位置に位置付ける。第２洗浄ユニット１４－２は、洗浄水供給路１４６から洗浄水をチャックテーブル７の上面７１に供給しながら、電源ユニット１５から超音波振動子１４７に電圧を印加し、ブラシ部１４１をチャックテーブル７の上面７１に接触させた状態で振動させるとともに、基台１４２を揺動用モータ１６により所定回数揺動させて、チャックテーブル７の上面７１を洗浄する。第２洗浄ユニット１４－２は、搬入出領域３０１に位置付けられたチャックテーブル７の上面７１のウエーハ２００が、搬送ユニット１１－２によりウエーハ洗浄ユニット１２に搬送された後に、チャックテーブル７の上面７１を洗浄する以外には、基台１４２を退避位置に位置付ける。

実施形態１において、研磨装置１の加工動作では、第３洗浄ユニット１４－３は、搬送ユニット１１－２が搬入出領域３０１に位置付けられたチャックテーブル７の上面７１からウエーハ洗浄ユニット１２にウエーハ２００を搬送した後、基台１４２を洗浄位置に位置付ける。第３洗浄ユニット１４－３は、洗浄水供給路１４６から洗浄水を吸引パッド１１１の下面１１２に供給しながら、電源ユニット１５から超音波振動子１４７に電圧を印加し、ブラシ部１４１を吸引パッド１１１の下面１１２に接触させた状態で振動させるとともに、基台１４２を揺動用モータ１６により所定回数揺動させて、吸引パッド１１１の下面１１２を洗浄する。第３洗浄ユニット１４－３は、搬送ユニット１１－２が搬入出領域３０１に位置付けられたチャックテーブル７の上面７１からウエーハ洗浄ユニット１２にウエーハ２００を搬送した後に、搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２を洗浄する以外には、基台１４２を退避位置に位置付ける。

こうして、洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、超音波振動子１４７を超音波振動させることで、洗浄液に微細な泡の発生と破裂とを生じさせて、泡の破裂のエネルギーにより洗浄対象から異物を浮き上がらせる所謂超音波洗浄も行う。

以上のように、実施形態１に係る洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、超音波振動子１４７により振動させたブラシ部１４１の繊維１４３を洗浄対象であるスピンナーテーブル１２１の上面１２２、チャックテーブル７の上面７１及び搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２に直接接触させながら洗浄するため、洗浄対象に付着した異物やゴミ等のコンタミをたたきだし、効率的に洗浄する事ができる。また、実施形態１に係る洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、超音波振動子１４７によりブラシ部１４１の繊維１４３を振動させて所謂超音波洗浄を行う。その結果、洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、洗浄対象から異物をより効率的に除去することを可能とするという効果を奏する。

また、実施形態１に係る洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、ブラシ部１４１が振動しているため、ブラシ部１４１に異物が付着しても、振動する事で振り落とすことができ、さらに洗浄対象を洗浄しながらブラシ部１４１も超音波洗浄されるため、異物が固着しにくい。そのため、ブラシ部１４１に固着した異物を清掃する工数や汚れによるブラシ部１４１の交換頻度が削減される。

また、実施形態１に係る洗浄ユニット１４－１，１４－２，１４－３は、超音波振動子１４７に印加する電圧の電圧値または超音波振動子１４７から生じる電流の電流値を監視することで、ブラシ部１４１の交換時期を適切に知ることができる。

〔変形例〕
本発明の実施形態１の変形例に係る洗浄装置を図面に基づいて説明する。図７は、実施形態１の変形例に係る洗浄装置である洗浄ユニットの要部の平面図である。なお、図７は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

変形例では、第１洗浄ユニット１４－１、第２洗浄ユニット１４－２及び第３洗浄ユニット１４－３の少なくとも一つが図７に示す洗浄ユニット１４である。洗浄ユニット１４は、基台１４２－１が一端が閉塞した円筒状に形成されかつモータ１９により水平方向と平行な軸心回りに回転されるとともに、全長に亘って外周面の全周に繊維１４３を支持してブラシ部１４１を構成していること以外、実施形態１と同じである。モータ１９は、揺動用モータ１６に支持され、基台１４２－１を軸心回りに回転自在に支持している。変形例において、ローラー状に繊維１４３が形成されていることで、繊維１４３の本数が実施形態１よりも多くなる。よって摩耗を減らし交換頻度を下げることができるという効果や、異物を掃き出す能力が向上するという効果が生じる。さらにブラシ部１４１が回転する事で回転方向の力も発生し異物の除去効率がアップする。

基台１４２－１の内側には洗浄水供給路１４６が設けられ、主供給路１４８は、基台１４２の軸心に沿って延在し、枝供給路１４９は、一端が主供給路１４８に連通しかつ他端が基台１４２の外周面に開口している。

変形例において、研磨装置１の加工動作では、洗浄ユニット１４は、図７に示すように、基台１４２を洗浄位置に位置付け、洗浄水供給路１４６から洗浄水を洗浄対象に供給しながら、電源ユニット１５から超音波振動子１４７に電圧を印加し、ブラシ部１４１をスピンナーテーブル１２１の上面１２２に接触させた状態で振動させるとともにモータ１９で基台１４２を軸心回りに回転させながら、基台１４２を所定回数揺動させて、洗浄対象を洗浄する。なお、図７は、洗浄対象として、スピンナーテーブル１２１の上面１２２を洗浄する例を記載しているが、本発明では、洗浄対象は、スピンナーテーブル１２１の上面１２２に限定されずに、実施形態１と同じでも良い。

変形例に係る洗浄ユニット１４は、超音波振動子１４７により振動させたブラシ部１４１の繊維１４３を洗浄対象に直接接触させながら洗浄するため、洗浄対象に付着した異物やゴミ等のコンタミをたたきだし、効率的に洗浄する事ができる。その結果、洗浄ユニット１４は、固着している異物を除去することを可能とするという効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した実施形態では、研磨装置１が、第１洗浄ユニット１４－１と、第２洗浄ユニット１４－２と、第３洗浄ユニット１４－３とを備えるが、本発明では、第１洗浄ユニット１４－１と、第２洗浄ユニット１４－２と、第３洗浄ユニット１４－３の少なくとも一つ以上を備えればよい。

また、本発明では、研磨装置１が、第１洗浄ユニット１４－１を備える場合、第１洗浄ユニット１４－１が、スピンナーテーブル１２１の上面１２２を洗浄する。また、本発明では、研磨装置１が、第２洗浄ユニット１４－２を備える場合、第２洗浄ユニット１４－２が、チャックテーブル７の上面７１を洗浄する。また、本発明では、研磨装置１が、第３洗浄ユニット１４－３を備える場合、第３洗浄ユニット１４－３が、搬送ユニット１１－２の吸引パッド１１１の下面１１２を洗浄する。

また、前述した実施形態では、ウエーハ洗浄ユニット１２の洗浄後、搬入出領域３０１に位置付けられたチャックテーブル７の搬出前後、搬送ユニット１１－２のウエーハの搬送前後に洗浄対象を洗浄したが、本発明では、所定枚数のウエーハ２００をウエーハ洗浄ユニット１２が洗浄した後、所定枚のウエーハ２００を搬送ユニット１２－２が搬出した前後に洗浄対象を洗浄しても良い。

７ チャックテーブル（洗浄対象）
１４，１４－１，１４－２，１４－３ 洗浄ユニット（洗浄装置）
１５ 電源ユニット
１８ 洗浄水供給源
１１１ 吸引パッド（洗浄対象）
１２１ スピンナーテーブル（洗浄対象）
１４１ ブラシ部
１４２ 基台
１４６ 洗浄水供給路
１４７ 超音波振動子
１５１ 電流測定手段
１５２ 電圧測定手段
１５３ 調整部
２００ ウエーハ

Claims (1)

1. 洗浄装置であって、
   該洗浄装置は、
   洗浄対象に接触するブラシ部と、
   該ブラシ部を支持する基台と、を備え、
   該基台は、
   洗浄水供給源と連通し、該洗浄対象に洗浄水を供給する洗浄水供給路と、
   電源ユニットと接続される超音波振動子と、を含み、
   該洗浄水供給路から洗浄水を供給しながら、該超音波振動子に電圧を印加し、該ブラシ部を洗浄対象に接触させた状態で振動させ、洗浄対象を洗浄するとともに、
   該超音波振動子に電圧を印加する電源ユニットは、
   該超音波振動子に印加される電圧を測定する電圧測定手段と、
   該超音波振動子に電圧を印加することで発生する電流値を測定する電流測定手段と、
   該電流値を一定になるように該電圧を調整することで、該超音波振動子の振動を一定に維持する調整部と、を有し、
   該調整部が調整する該電圧がしきい値を下回る場合、該ブラシ部が摩耗して洗浄時の抵抗が少なくなったと判定し該ブラシ部の交換を促す信号を発信することを特徴とする洗浄装置。

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