KR102455804B1 - 세정 장치, 연마 장치, 세정 장치에 있어서 기판의 회전 속도를 산출하는 장치 및 방법 - Google Patents

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히사지로 나카노
후유키 오가키
유스케 와타나베
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

세정 장치는, 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와, 상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와, 상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와, 상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과, 상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를 구비한다.

Description

세정 장치, 연마 장치, 세정 장치에 있어서 기판의 회전 속도를 산출하는 장치 및 방법
본 개시는, 세정 장치, 연마 장치, 세정 장치에 있어서 기판의 회전 속도를 산출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면에 성막, 에칭, 연마 등의 각종 처리가 실시된다. 이들 각종 처리의 전후에는, 기판의 표면을 청정하게 유지할 필요가 있기 때문에, 기판의 세정 처리가 행하여진다. 기판의 세정 처리에는, 기판의 주연부를 복수의 롤러에 의해 보유 지지하면서 롤러를 회전 구동함으로써 기판을 회전시켜, 회전하는 기판에 세정 부재를 대고 눌러서 세정하는 세정기가 널리 사용되고 있다.
상술한 바와 같이, 기판의 주연부를 복수의 롤러로 보유 지지하여 회전시키는 세정기에 있어서는, 세정 부재에 의해 기판의 표면에 소정의 압력을 가하면서 기판의 표면을 문지름으로써, 기판의 표면 오염물(파티클 등)을 떨어뜨리도록 하고 있기 때문에, 기판과 롤러 사이에 슬립이 발생하여 기판의 회전 속도가 설정 회전 속도보다 저하되는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2003-77881호 공보에는, 회전 구동되는 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 당해 롤러에 발생하는 진동을 검출하고, 당해 진동의 검출에 기초하여 기판과 롤러 사이에 슬립이 발생했는지의 여부를 판정하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 진동을 검출하기 위한 진동 센서는, 복수의 롤러 중 1개의 롤러에 일체로 설치되는 것이기 때문에, 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을, 기판이 1회전하는 동안에 1회밖에 검지할 수 없다. 그 때문에, 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동에 기초하여 기판의 회전 속도를 고정밀도로 구하려고 하면, 충분한 측정 시간을 들일 필요가 있다. 측정 시간을 단축하기 위해서, 각 롤러에 대하여 각각 진동 센서를 설치하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우, 장치 구성이 복잡해지고, 비용도 높아진다.
또한 진동 센서는 진동이 전해지는 하우징 등에 설치하고, 또한 진동의 감쇠를 고려하면 진동원의 근처에 설치할 필요가 있지만, 마이크로폰이라면 공기 중에 전해지는 소리를 검지할 수 있으면 되기 때문에, 진동 센서에 비해 설치 장소의 선택지가 넓어진다.
기판의 주연부를 복수의 롤러에 의해 보유 지지하여 회전시키는 세정 장치에 있어서, 장치 구성을 복잡화하지 않고, 기판의 회전 속도를 고정밀도로 구할 수 있는 기술을 제공하는 것이 요망된다.
본 개시의 일 양태에 관한 세정 장치는,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
구비한다.
본 개시의 일 양태에 관한 연마 장치는,
기판의 연마를 행하는 연마 유닛과,
연마 후의 기판 세정을 행하는 세정 유닛을
구비하고,
상기 세정 유닛은,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
갖는다.
본 개시의 일 양태에 관한 장치는,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐을
구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 장치이며,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
구비한다.
본 개시의 일 양태에 관한 세정 방법은,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐을
구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 방법이며,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 마이크로폰에 의해 검지하는 스텝과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 스텝을
포함한다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 연마 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는, 일 실시 형태에 관한 세정 장치의 내부 구성을 도시하는 측면도이다.
도 3은, 도 2에 도시하는 세정 장치에 있어서의 롤러의 배치를 도시하는 평면도이다.
도 4는, 마이크로폰에 의해 검지된 소리에 기초하여 기판의 회전 속도를 산출하는 신호 처리의 플로의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는, 마이크로폰에 의해 검지된 소리에 기초하여 기판의 회전 속도를 산출하는 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 생 파형을 나타내는 그래프의 일례이다.
도 7은, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 BPF 또는 HPF 통과 후의 파형을 나타내는 그래프의 일례이다.
도 8은, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 절댓값화 처리 후의 파형을 나타내는 그래프의 일례이다.
도 9는, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 LPF 통과 후의 파형을 나타내는 그래프의 일례이다.
도 10은, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 FFT 분석 결과를 나타내는 그래프의 일례이다.
도 11은, 정상 시 및 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 생 파형을 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다.
도 12는, 정상 시 및 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 BPF 또는 HPF 통과 후의 파형을 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다.
도 13은, 정상 시 및 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 절댓값화 처리 후의 파형을 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다.
도 14는, 정상 시 및 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 LPF 통과 후의 파형을 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다.
도 15는, 정상 시 및 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 FFT 분석 결과를 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다.
실시 형태의 제1 양태에 관한 세정 장치는,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
구비한다.
이러한 양태에 의하면, 예를 들어 롤러가 N개(N은 2 이상의 자연수)의 경우에는, 기판이 1회전하는 동안에 노치가 N개의 롤러를 통과하기 때문에, 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 1개의 마이크로폰에서 N회 검지할 수 있다. 따라서, 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을 1개의 진동 센서로 검지하는 경우에 비하여, 분해능을 N배로 높일 수 있고, 이에 의해, 장치 구성을 복잡화하지 않고, 기판의 회전 속도를 단시간에 고정밀도로 구하는 것이 가능하게 된다.
실시 형태의 제2 양태에 관한 세정 장치는, 제1 형태에 관한 세정 장치이며,
상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을 더 구비하고,
상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고,
상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 외측에 적어도 1개 배치되어 있다.
본건 발명자들이 실제로 검증한 바, 마이크로폰이 하우징의 외측에 배치되어 있는 경우에는, 마이크로폰이 하우징의 내측에 배치되어 있는 경우에 비하여, 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리의 검지 정밀도를 높일 수 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 이러한 양태에 의하면, 기판의 회전 속도를 보다 고정밀도로 구하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이러한 양태에 의하면, 마이크로폰의 방수 처리가 불필요하고, 또한, 가연성의 세정액을 사용하는 경우에도, 마이크로폰의 방폭 처리가 불필요하다.
실시 형태의 제3 양태에 관한 세정 장치는, 제1 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을 더 구비하고,
상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고,
상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 내측에만 배치되어 있다.
실시 형태의 제4 양태에 관한 세정 장치는, 제1 내지 3의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 회전 속도 산출부는, 상기 소리의 기본파 및 고조파에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출한다.
소리의 주파수가 변동하는 경우, 피크 파형의 변동량은, 고조파일수록 커진다(예를 들어, 100Hz의 기본파의 1％의 변동량은 1Hz이지만, 200Hz의 제2 고조파의 1％의 변동량은 2Hz이고, 기본파의 변동량의 2배이다). 따라서, 이러한 양태에 의하면, 소리의 기본파뿐만 아니라 고조파도 이용하여 기판의 회전 속도를 산출함으로써, 기판의 회전 속도를 보다 고정밀도로 구할 수 있다.
실시 형태의 제5 양태에 관한 세정 장치는, 제1 내지 4의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러 중 1개의 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을 검지하는 진동 센서를 더 구비하고,
상기 회전 속도 산출부는, 상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리와 상기 진동 센서에 의해 검지되는 진동에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출한다.
실시 형태의 제6 양태에 관한 세정 장치는, 제1 내지 4의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 회전 구동부에서 발생하는 소리를 검지하는 제2 마이크로폰을 더 구비하고,
상기 회전 속도 산출부는, 상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리와 상기 제2 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출한다.
실시 형태의 제7 양태에 관한 세정 장치는, 제1 내지 6의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 회전 구동부에 상기 기판의 회전 속도의 설정값을 설정하는 회전 속도 설정부를 더 구비하고,
상기 회전 속도 산출부는, 상기 회전 속도 설정부에서 취득되는 상기 설정값을 고려하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출한다.
실시 형태의 제8 양태에 관한 세정 장치는, 제1 내지 7의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도를 디스플레이에 표시시키는 표시 제어부를 더 구비한다.
실시 형태의 제9 양태에 관한 세정 장치는, 제8 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 표시 제어부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 과거 복수회의 회전 속도를 평균하여 디스플레이에 표시시킨다.
실시 형태의 제10 양태에 관한 세정 장치는, 제1 내지 9의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도에 기초하여, 이상의 유무를 판정하는 이상 판정부를 더 구비한다.
실시 형태의 제11 양태에 관한 세정 장치는, 제10 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 이상 판정부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 과거 복수회의 회전 속도 평균값에 기초하여, 이상의 유무를 판정한다.
실시 형태의 제12 양태에 관한 세정 장치는, 제10 또는 11의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 이상 판정부에 의해 이상 있음으로 판정된 경우에는, 이상을 발보하고, 그리고/또는, 상기 회전 구동부에 정지를 지시하는 이상 발보부를 더 구비한다.
실시 형태의 제13 양태에 관한 세정 장치는, 제10 내지 12의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 이상 판정부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도와 상기 회전 속도 설정부에서 취득되는 상기 설정값과의 차 또는 비를 산출하고, 당해 차 또는 비가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 이상 있음으로 판정한다.
실시 형태의 제14 양태에 관한 세정 장치는, 제10 내지 13의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 이상 판정부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도가 제로이며, 상기 회전 속도 설정부에서 취득되는 상기 설정값이 제로가 아닌 경우, 또는, 상기 마이크로폰에 의해 이상음이 검지된 경우에, 이상 있음으로 판정한다.
실시 형태의 제15 양태에 관한 세정 장치는, 제10 내지 14의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 이상 판정부는, 세정 부재를 회전시키는 모터에 흐르는 전류의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정한다.
실시 형태의 제16 양태에 관한 세정 장치는, 제10 내지 15의 어느 것의 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 이상 판정부는, 상기 하우징 내부의 기압의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정한다.
실시 형태의 제17 양태에 관한 세정 장치는, 제2 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 내부에서 발생하는 소리를, 상기 하우징에 마련된 환기용의 간극으로부터 집음한다.
실시 형태의 제18 양태에 관한 세정 장치는, 제7 양태에 관한 세정 장치이며,
상기 회전 속도 산출부는, 상기 설정값에 따라, 상기 소리의 신호에 적용하는 필터의 차단 주파수를 변경한다.
실시 형태의 제19 양태에 관한 연마 장치는,
기판의 연마를 행하는 연마 유닛과,
연마 후의 기판 세정을 행하는 세정 유닛을
구비하고,
상기 세정 유닛은,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
갖는다.
실시 형태의 제20 양태에 관한 장치는,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐을
구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 장치이며,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
구비한다.
실시 형태의 제21 양태에 관한 세정 방법은,
기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐을
구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 방법이며,
상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 마이크로폰에 의해 검지하는 스텝과,
상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 스텝을
포함한다.
이하에, 첨부의 도면을 참조하여, 실시 형태의 구체예를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 동일하게 구성될 수 있는 부분에 대해서, 동일한 부호를 사용함과 함께, 중복하는 설명을 생략한다.
<기판 처리 장치>
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(연마 장치라고도 함)(1)의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 대략 직사각 형상의 하우징(10)과, 복수의 기판 W(도 2 등 참조)을 스톡하는 기판 카세트(도시하지 않음)가 적재되는 로드 포트(12)를 갖고 있다. 로드 포트(12)는, 하우징(10)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(12)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF 포드 및 FOUP는, 내부에 기판 카세트를 수용하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다. 기판 W로서는, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다.
하우징(10)의 내부에는, 복수(도 1에 도시하는 양태에서는 4개)의 연마 유닛(14a 내지 14d)과, 연마 후의 기판 W를 세정하는 제1 세정 유닛(16a) 및 제2 세정 유닛(16b)과, 세정 후의 기판 W를 건조시키는 건조 유닛(20)이 수용되어 있다. 연마 유닛(14a 내지 14d)은, 하우징(10)의 길이 방향을 따라서 배열되어 있고, 세정 유닛(16a, 16b) 및 건조 유닛(20)도, 하우징(10)의 길이 방향을 따라서 배열되어 있다.
로드 포트(12)와, 로드 포트(12)측에 위치하는 연마 유닛(14a)과, 건조 유닛(20)에 의해 둘러싸인 영역에는, 제1 반송 로봇(22)이 배치되어 있다. 또한, 연마 유닛(14a 내지 14d)이 배열된 영역과, 세정 유닛(16a, 16b) 및 건조 유닛(20)이 배열된 영역 사이에는, 하우징(10)의 길이 방향과 평행하게, 반송 유닛(24)이 배치되어 있다. 제1 반송 로봇(22)은, 연마 전의 기판 W를 로드 포트(12)로부터 수취하여 반송 유닛(24)에 주고 받거나, 건조 유닛(20)으로부터 빼내어진 건조 후의 기판 W를 반송 유닛(24)으로부터 수취하거나 한다.
제1 세정 유닛(16a)과 제2 세정 유닛(16b) 사이에는, 제1 세정 유닛(16a)과 제2 세정 유닛(16b) 사이에서 기판 W의 수수를 행하는 제2 반송 로봇(26)이 배치되어 있다. 또한, 제2 세정 유닛(16b)과 건조 유닛(20) 사이에는, 제2 세정 유닛(16b)과 건조 유닛(20) 사이에서 기판 W의 수수를 행하는 제3 반송 로봇(28)이 배치되어 있다.
또한, 기판 처리 장치(1)에는, 각 기기(14a 내지 14d, 16a, 16b, 22, 24, 26, 28)의 움직임을 제어하는 연마 제어 장치(30)가 마련되어 있다. 연마 제어 장치(30)로서는, 예를 들어 프로그래머블·로직·컨트롤러(PLC)가 사용된다. 도 1에 도시하는 양태에서는, 연마 제어 장치(30)가 하우징(10)의 내부에 배치되어 있지만, 이것에 한정되는 일은 없고, 연마 제어 장치(30)가 하우징(10)의 외부에 배치되어 있어도 된다.
제1 세정 유닛(16a) 및/또는 제2 세정 유닛(16b)으로서는, 세정액의 존재 하에서, 기판 W의 직경의 거의 전체 길이에 걸쳐 직선상으로 연장되는 롤 세정 부재를 기판 W의 표면에 접촉시켜, 롤 세정 부재를 자전시키면서 기판 W의 표면을 스크럽 세정하는 롤 세정 장치(후술하는 일 실시 형태에 관한 세정 장치(16))가 사용되어도 되고, 세정액의 존재 하에서, 연직 방향으로 연장되는 원주상의 펜슬 세정 부재를 기판 W의 표면에 접촉시켜, 펜슬 세정 부재를 자전시키면서 기판 W의 표면과 평행한 일 방향을 향하여 이동시켜, 기판 W의 표면을 스크럽 세정하는 펜슬 세정 장치(도시하지 않음)가 사용되어도 되고, 세정액의 존재 하에서, 연직 방향으로 연장되는 회전 축선을 갖는 버프 세정 연마 부재를 기판 W의 표면에 접촉시켜, 버프 세정 연마 부재를 자전시키면서 기판 W의 표면과 평행한 일 방향을 향하여 이동시켜, 기판 W의 표면을 스크럽 세정 연마하는 버프 세정 연마 장치(도시하지 않음)가 사용되어도 되고, 이류체 제트에 의해 기판 W의 표면을 세정하는 이류체 제트 세정 장치(도시하지 않음)가 사용되어도 된다. 또한, 제1 세정 유닛(16a) 및/또는 제2 세정 유닛(16b)으로서는, 이들 롤 세정 장치, 펜슬 세정 장치, 버프 세정 연마 장치 및 이류체 제트 세정 장치의 어느 2개 이상이 조합되어서 사용되어도 된다.
세정액에는, 순수(DIW) 등의 린스액과, 암모니아 과산화수소(SC1), 염산 과산화수소(SC2), 황산 과산화수소(SPM), 황산 가수, 불산 등의 약액이 포함된다. 본 실시 형태에서 특별히 정하지 않는 한, 세정액은, 린스액 또는 약액의 어느 것을 의미하고 있다.
건조 유닛(20)으로서는, 회전하는 기판 W를 향하여, 기판 W의 표면과 평행한 일 방향으로 이동하는 분사 노즐로부터 이소프로필알코올(IPA) 증기를 분출하여 기판 W를 건조시키고, 또한 기판 W를 고속으로 회전시켜서 원심력에 의해 기판 W를 건조시키는 스핀 건조 장치가 사용되어도 된다.
<세정 장치>
이어서, 일 실시 형태에 관한 세정 장치(16)에 대하여 설명한다. 도 2는, 일 실시 형태에 관한 세정 장치(16)의 내부 구성을 도시하는 측면도이고, 도 3은, 세정 장치(16)에 있어서의 롤러(42a 내지 42d)의 배치를 도시하는 평면도이다. 일 실시 형태에 관한 세정 장치(16)는, 상술한 기판 처리 장치(1)에 있어서의 제1 세정 유닛(16a) 및/또는 제2 세정 유닛(16b)으로서 사용되어도 된다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 세정 장치(16)는, 기판 W의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징(41)과, 기판 W의 주연부를 보유 지지하는 복수(도시된 예에서는 4개)의 롤러(42a 내지 42d)와, 복수의 롤러(42a 내지 42d)를 회전 구동함으로써 기판 W를 회전시키는 회전 구동부(43a, 43b)와, 기판 W에 맞닿아서 당해 기판 W의 세정을 행하는 세정 부재(44a, 44b)와, 기판 W에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐(45)을 갖고 있다.
본 실시 형태에서는, 회전 구동부(43a, 43b)는 모터를 갖고 있다. 도시된 예에서는, 부호(43a)의 회전 구동부의 모터가, 풀리 및 벨트를 통해, 부호(42a, 42d)의 롤러를 회전 구동하고, 부호(43b)의 회전 구동부의 모터가, 풀리 및 벨트를 통해, 부호(42b, 42c)의 롤러를 회전 구동한다. 회전 구동부(43a, 43b)에 의해 복수의 롤러(42a 내지 42d)가 동일한 방향(도 3에 도시하는 예에서는 반시계 방향)으로 회전 구동됨으로써, 복수의 롤러(42a 내지 42d)에 보유 지지된 기판 W는, 각 롤러(42a 내지 42d)와 기판 W의 주연부 사이에 작용하는 마찰력에 의해, 각 롤러(42a 내지 42d)의 회전 방향과는 역방향(도 3에 도시하는 예에서는 시계 방향)으로 회전된다.
본 실시 형태에서는, 세정 부재(44a, 44b)는, 원주상으로 긴 형상으로 연장되는, 예를 들어 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어지는 롤 세정 부재(롤 스펀지)이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 연직 방향으로 연장되는 원주상의 펜슬 세정 부재여도 되고, 연직 방향으로 연장되는 회전 축선을 갖는 버프 세정 연마 부재여도 된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 복수의 롤러(42a 내지 42d)와 세정 부재(44a, 44b)와 세정액 공급 노즐(45)은, 하우징(41)의 내측에 배치되어 있고, 기판 W 상에 공급되는 세정액이 세정 공간의 외측에 비산하는 것이 방지되고 있다.
도 2에 도시하는 예에서는, 하우징(41)의 측벽에는, 기판 W를 반입 또는 반출하기 위한 개구(기판 반출입구)가 형성되어 있고, 당해 기판 반출입구는, 셔터(41a, 41b)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 또한, 하우징(41)의 저부에는 배기구(41c)가 형성되어 있다. 하우징(41)의 내부 공기가 배기구(41c)로부터 배출됨과 함께, 하우징(41)의 외부의 공기가 기판 반출입구와 셔터(41a, 41b)의 간극으로부터 유입됨으로써, 세정 공간의 환기가 행하여진다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 세정 장치(16)는, 기판 W의 주연부의 노치(도시하지 않음)가 복수의 롤러(42a 내지 42d)에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰(51a, 51b)과, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 기판 W의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부(52)를 갖고 있다.
마이크로폰(51a, 51b)은, 당해 소리를 검출할 수 있는 위치라면, 기판 처리 장치(1)의 하우징(10)의 내부의 어느 개소에 배치되어도 된다. 또한, 마이크로폰(51a, 51b)은, 하우징(41)의 외측에 배치되어 있어도 되고, 하우징(41)의 내측에 배치되어 있어도 된다. 도 2에 도시하는 예에서는, 부호(51a)의 마이크로폰이, 하우징(41)의 외측에 배치되어 있고, 부호(51b)의 마이크로폰이, 하우징(41)의 내측에 배치되어 있다. 즉, 도 2에 도시하는 예에서는, 마이크로폰이, 하우징(41)의 외측에 적어도 1개 배치되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 마이크로폰은, 하우징(41)의 내측에만 배치되어 있어도 된다.
본건 발명자들이 실제로 검증한 바, 마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있는 경우에는, 마이크로폰(51b)가 하우징의 내측에 배치되어 있는 경우에 비하여, 기판 W의 노치가 롤러(42a 내지 42d)에 닿음으로써 발생하는 소리의 검지 정밀도를 높일 수 있는 것을 알 수 있었다. 이 이유에 대해서, 본건 발명자들이 검토한 바, 이하와 같은 것이라고 추측된다. 즉, 기판 W의 세정 중에 하우징(41) 내부에서 발생하는 큰 소리로서는, 세정액이 흐르는 소리(자바자바라고 하는 소리)가 있지만, 이 소리는 공기의 진동에 의해 전해지는 소리이기 때문에, 세정 공간을 둘러싸는 하우징(41)에 의해 차단되고, 하우징(41)의 외측에서는 대폭으로 감쇠된다(하우징(41)의 내측에서는, 하우징(41)의 내면에서의 반향이 있다). 이에 비해, 기판 W의 노치가 롤러(42a 내지 42d)에 닿음으로써 발생하는 소리는, 딱딱한 부재의 진동에 의해 전해지는 고체 전반 소리를 포함하고 있기 때문에, 세정 공간을 하우징(41)에 의해 둘러싸고 있어도, 당해 하우징(41) 자체를 통하여 하우징(41)의 외측에 전해질 수 있다. 따라서, 마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있는 경우에는, 마이크로폰(51b)이 하우징의 내측에 배치되어 있는 경우에 비하여, 세정액이 흐르는 소리(자바자바라고 하는 소리)의 영향이 크게 저감되어, S/N비가 향상되기 때문에, 기판 W의 노치가 롤러(42a 내지 42d)에 닿음으로써 발생하는 소리의 검지 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, 마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있는 경우에는, 마이크로폰(51a)의 방수 처리가 불필요하고, 또한, 가연성의 세정액을 사용하는 경우에도, 마이크로폰(51a)의 방폭 처리가 불필요하다는 이점이 있다.
마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있는 경우에는, 당해 마이크로폰(51a)은, 하우징(41)의 내부에서 발생하는 소리를, 하우징(41)에 마련된 환기(흡기)용의 간극으로부터 집음해도 된다. 도 2에 도시하는 예에서는, 마이크로폰(51a)은, 하우징(41)의 외측에 있어서 기판 반출입구에 인접하여 배치되어 있고, 하우징(41)의 내부에서 발생하는 소리를, 기판 반출입구와 셔터(41a) 사이의 간극으로부터 집음할 수 있게 되어 있다.
마이크로폰(51b)이 하우징(41)의 내측에 배치되어 있는 경우에는, 마이크로폰(51b)을 폴리에틸렌 봉지(도시하지 않음)로 덮는 등, 방수 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
도 5는, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리에 기초하여 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도라고도 함)를 산출하는 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 회전 속도 산출부(52)는, 신호 입력부(52a)와, 연산부(52b)와, 결과 출력부(52c)를 갖고 있고, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리에 기초하여, 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 산출한다. 여기서, 회전 속도 산출부(52)는, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리의 기본파에 기초하여, 기판 W의 회전 속도를 산출해도 되고, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리의 기본파 및 고조파에 기초하여, 기판 W의 회전 속도를 산출해도 된다.
도 4는, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리에 기초하여 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 산출하는 신호 처리의 플로의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 회전 속도 산출부(52)는, 먼저, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리의 신호(음압)를 앰프로 증폭한 뒤, 아날로그/디지털(A/D) 변환을 행하고, 이어서 밴드 패스 필터(BPF) 또는 하이 패스 필터(HPF)를 통과시킨다. 일례로서, A/D 변환의 샘플링 주파수 fs=10kHz, 샘플링 주기 Ts=2sec이고, HPF의 차단 주파수 fc=2000Hz이다. 도 6은, 정상 시에 마이크로폰(51a, 51b)에서 검지되는 소리의 신호의 생 파형(즉 BPF 또는 HPF 통과 전의 파형)을 나타내는 그래프의 일례이고, 도 7은, 정상 시에 마이크로폰(51a, 51b)에서 검지되는 소리의 신호 BPF 또는 HPF 통과 후의 파형을 나타내는 그래프의 일례이다. 또한, 도 11은, 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 생 파형을, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 생 파형에 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이고, 도 12는, 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호 BPF 또는 HPF 통과 후의 파형을, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호 BPF 또는 HPF 통과 후의 파형에 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다. 도 11 및 도 12에 있어서, 「×」는 정상 시의 피크가 이상 시에 없어져 있는 개소를 나타내고 있고, 「○」는 정상 시에는 없고 이상 시에 추가되는 피크의 개소를 나타내고 있다.
이어서, 회전 속도 산출부(52)는, HPF를 통과한 신호를, 절댓값화한 뒤, 로 패스 필터(LPF)를 통과시킴으로써, 포락선 처리(엔벨로프 처리라고도 함)를 행한다. 일례로서, LPF의 차단 주파수 fc=1000Hz이다. 도 8은, 정상 시에 마이크로폰(51a, 51b)에서 검지되는 소리의 신호의 절댓값화 처리 후의 파형을 나타내는 그래프의 일례이고, 도 9는, 정상 시에 마이크로폰(51a, 51b)에서 검지되는 소리의 신호의 LPF 통과 후의 파형을 나타내는 그래프의 일례이다. 또한, 도 13은, 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 절댓값화 처리 후의 파형을, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 절댓값화 처리 후의 파형에 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이며, 도 14는, 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 LPF 통과 후의 파형을, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 LPF 통과 후의 파형에 겹쳐서 나타내는 그래프의 일례이다. 도 13 및 도 14에 있어서, 「×」는 정상 시의 피크가 이상 시에 없어져 있는 개소를 나타내고 있고, 「○」는 정상 시에는 없고 이상 시에 추가되는 피크의 개소를 나타내고 있다.
이어서, 회전 속도 산출부(52)는, LPF를 통과한 신호에 대하여, 예를 들어 0 내지 100Hz에서 고속 푸리에 변환(FFT)을 행하고, 주파수 스펙트럼을 생성한다. 회전 속도 산출부(52)는, 과거 복수회의 FFT 분석 결과를 평균하여, 주파수 스펙트럼을 생성해도 된다. 평균하지 않은 경우에는, 보다 단시간에서의 연산이 가능하다. 도 10은, 정상 시에 마이크로폰(51a, 51b)에서 검지되는 소리의 신호의 FFT 분석 결과를 나타내는 그래프의 일례이다. 또한, 도 15는, 이상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 FFT 분석 결과를, 정상 시에 마이크로폰에서 검지되는 소리의 신호의 FFT 분석 결과에 겹쳐서 나타내는 그래프이다. 도 15에 있어서, 「×」는 정상 시의 피크가 이상 시에 없어져 있는 개소를 나타내고 있고, 「○」는 정상 시에는 없고 이상 시에 추가되는 피크의 개소를 나타내고 있다. 도 15를 참조하여, 정상 시의 FFT 분석 결과와 이상 시의 FFT 분석 결과를 비교하면, 이상 시의 피크(「○」)의 주파수(횡축의 위치 좌표)가 정상 시의 피크(「△」)의 주파수(위치 좌표)에 비하여 작아지고 있고, 이것으로부터, 이상 시에는 정상 시에 비하여 기판 W의 회전 속도가 저하되고 있는 것을 알 수 있다.
이어서, 회전 속도 산출부(52)는, 생성된 주파수 스펙트럼(FFT 분석 결과)으로부터 피크를 추출(예를 들어 제1 내지 5 피크 주파수를 추출)하고, 추출된 피크 주파수와, 후술하는 회전 속도 설정부(56)로부터 취득되는 기판 W의 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도라고도 함)에 기초하여, 기판 W의 회전 주파수를 추정하고, 추정된 회전 주파수 T로부터 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 산출한다.
회전 속도 산출부(52)는, 회전 속도 설정부(56)로부터 취득되는 기판 W의 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도)에 따라, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리의 신호에 적용하는 필터(즉 BPF 또는 HPF, 혹은 LPF)의 차단 주파수 fc를 변경해도 된다.
회전 속도 산출부(52)는, 세정액의 종류(예를 들어, 약액, 세제, 물 등)나 구조물(예를 들어 롤러(42a 내지 42d))의 고유값에 따라, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지된 소리의 신호에 적용하는 필터(즉 BPF 또는 HPF, 혹은 LPF)의 차단 주파수 fc를 변경해도 된다.
일변형으로서, 세정 장치(16)에는, 기판 W의 주연부의 노치가 복수의 롤러(42a 내지 42d) 중 1개의 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을 검지하는 진동 센서(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 회전 속도 산출부(52)는, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지되는 소리와 진동 센서(도시하지 않음)에 의해 검지되는 진동에 기초하여, 기판 W의 회전 속도를 산출해도 된다. 진동 센서는, 당해 진동을 검출할 수 있는 위치라면, 기판 처리 장치(1)의 하우징(10)의 내부의 어느 개소에 배치되어도 된다. 또한, 세정 장치(16)의 하우징(41)의 내측에 배치되어도 되고, 하우징(41)의 외측인 하우징(41)의 외판이나 저판, 지주 등에 배치되어도 된다.
다른 변형예로서, 세정 장치(16)에는, 회전 구동부(43a, 43b)로부터 발생하는 소리를 검지하는 제2 마이크로폰(51c)(도 2 참조)이 마련되어 있고, 회전 속도 산출부(52)는, 마이크로폰(51a, 51b)에 의해 검지되는 소리와 제2 마이크로폰(51c)에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 기판 W의 회전 속도를 산출해도 된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 세정 장치(16)에는, 회전 속도 설정부(56)와, 표시 제어부(53)와, 이상 판정부(54)와, 이상 발보부(55)가 더 마련되어 있다.
회전 속도 설정부(56)는, 기판 W의 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도)을 회전 구동부(43a, 43b)에 설정한다. 상술한 바와 같이, 회전 속도 산출부(52)는, 회전 속도 설정부(56)로부터 취득되는 기판 W의 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도)을 고려하여, 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 산출해도 된다. 또한, 회전 속도 설정부(56)는, 연마 제어 장치(30)(도 1 참조)에 마련되어 있어도 된다.
표시 제어부(53)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 회전 속도를 디스플레이(도시하지 않음)에 표시시킨다. 표시 제어부(53)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 최신의 회전 속도를 디스플레이에 표시시켜도 되고, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 과거 복수회(예를 들어(10)회)의 회전 속도를 평균하여, 당해 평균값을 디스플레이에 표시시켜도 된다.
이상 판정부(54)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 회전 속도에 기초하여, 이상의 유무를 판정한다. 여기서, 이상 판정부(54)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 과거 복수회(예를 들어 10회)의 회전 속도의 평균값에 기초하여, 이상의 유무를 판정해도 된다. 이상 판정부(54)에 의해 판정되는 이상은, 회전 이상(예를 들어 슬립의 발생)이어도 되고, 그 밖의 이상(예를 들어 장치의 이상)이어도 된다.
구체적으로는, 예를 들어 이상 판정부(54)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 회전 속도(실제 회전 속도)와, 회전 속도 설정부(56)로부터 취득되는 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도)의 차 또는 비를 산출하고, 당해 차 또는 비가 미리 정해진 역치를 초과한 경우(예를 들어, 설정 회전 속도에 비하여 실제 회전 속도가 10％ 이상 저하된 경우)에, 회전 이상(예를 들어 슬립의 발생) 있음이라고 판정한다.
세정 장치(16)에 있어서, 롤러(42a 내지 42d)가 마모하여 직경이 작아지면, 롤러(42a 내지 42d)의 주속이 저하되기 때문에, 그것에 비례하여 기판 W의 회전 속도가 서서히 느려진다. 따라서, 이상 판정부(54)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 회전 속도(실제 회전 속도)와, 회전 속도 설정부(56)로부터 취득되는 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도)의 차 또는 비를 산출하고, 설정 회전 속도에 비하여 실제 회전 속도가 서서히 저하되고 있는 경우에, 장치의 이상(예를 들어 롤러(42a 내지 42d)의 마모) 있음이라고 판정해도 된다.
혹은, 예를 들어 이상 판정부(54)는, 회전 속도 산출부(52)에 의해 산출된 회전 속도(실제 회전 속도)가 제로이며, 회전 속도 설정부(56)로부터 취득되는 회전 속도의 설정값(설정 회전 속도)이 제로가 아닌 경우, 또는, 마이크로폰(51a 내지 51c)에 의해 이상음이 검지된 경우에, 이상(예를 들어 웨이퍼의 균열) 있음으로 판정해도 된다.
이상 판정부(54)는, 세정 부재(44a, 44b)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)에 흐르는 전류의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정해도 된다. 이 경우, 세정 부재(44a, 44b)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)에 흐르는 전류의 변동이 고려 됨으로써, 세정 부재(44a, 44b)의 회전 기구에 사용되는 베어링 등의 이상을 검지할 수 있다.
이상 판정부(54)는, 하우징(41)의 내부의 기압의 변동(예를 들어 노치 부근의 미소한 기류의 변동)을 고려하여, 이상의 유무를 판정해도 된다.
이상 판정부(54)는, 기판 W의 주연부에 대한 롤러(42a 내지 42d)의 압박력의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정해도 된다.
도 5를 참조하여, 이상 발보부(55)는, 이상 판정부(54)에 의해 이상 있음으로 판정된 경우에는, 중앙 제어 장치(61) 또는 클라우드 서버(62)에 이상을 발보해도 되고, 회전 구동부(43a, 43b)에 정지 신호를 송신하여 운전 정지를 지시해도 된다.
또한, 상술한 회전 속도 산출부(52)와, 표시 제어부(53)와, 이상 판정부(54)와, 이상 발보부(55)의 적어도 일부는, 1개 또는 복수의 컴퓨터에 의해 구성될 수 있다.
도시는 생략하지만, 세정 장치(16)에는, 롤러(42a 내지 42d)와는 별도로, 기판 W의 주연부의 노치에 닿음으로써 적극적으로 소리를 발생시키는 기구(예를 들어 종동 롤러)가 더 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 회전 속도 산출부(52)가, 그 발생 소리에 튜닝됨으로써, 기판 W의 회전 속도에 따른 주기 소리를, 보다 명확하게 검출 가능하게 된다. 여기서 적극적으로 소리를 발생시키는 기구는, 특정한 주파수(예를 들어 세정액이 흐르는 소리(자바자바라고 하는 소리) 등의 노이즈와는 명백하게 다른 주파수)의 소리를 발생시키는 것이어도 되고, 발생 소리를 방사하기 쉬운 것이어도 된다.
그런데, 상술한 바와 같이, 종래, 회전 구동되는 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 당해 롤러에 발생하는 진동을 검출하고, 당해 진동의 검출에 기초하여 기판과 롤러 사이에 슬립이 발생했는지의 여부를 판정하는 기술이 있었지만, 진동을 검출하기 위한 진동 센서는, 복수의 롤러 중 1개의 롤러에 일체로 설치되는 것이기 때문에, 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을, 기판이 1회전하는 동안에 1회밖에 검지할 수 없었다. 그 때문에, 기판의 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동에 기초하여 기판의 회전 속도를 고정밀도로 구하려고 하면, 충분한 측정 시간을 들일 필요가 있었다. 측정 시간을 단축하기 위해서, 각 롤러에 대하여 각각 진동 센서를 설치하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우, 장치 구성이 복잡해지고, 비용도 높아지고 있었다.
이에 비해, 이상과 같은 본 실시 형태에 의하면, 예를 들어 롤러(42a 내지 42d)가 N개(N은 2 이상의 자연수)의 경우에는, 기판 W가 1회전하는 동안에 노치가 N개의 롤러(42a 내지 42d)를 통과하기 때문에, 노치가 롤러(42a 내지 42d)에 닿음으로써 발생하는 소리를 1개의 마이크로폰(51a 또는 51b)에서 N회 검지할 수 있다. 따라서, 노치가 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을 1개의 진동 센서로 검지하는 경우에 비하여, 분해능을 N배로 높일 수 있고, 이에 의해, 장치 구성을 복잡화하지 않고, 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 단시간에 고정밀도로 구하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본건 발명자들이 실제로 검증한 바, 마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있는 경우에는, 마이크로폰(51b)이 하우징(41)의 내측에 배치되어 있는 경우에 비하여, 기판 W의 노치가 롤러(42a 내지 42d)에 닿음으로써 발생하는 소리의 검지 정밀도를 높일 수 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 적어도 1개의 마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있음으로써, 기판 W의 회전 속도를 보다 고정밀도로 구하는 것이 가능하게 된다. 또한, 적어도 1개의 마이크로폰(51a)이 하우징(41)의 외측에 배치되어 있음으로써, 마이크로폰(51a)의 방수 처리가 불필요하고, 또한, 가연성의 세정액을 사용하는 경우에도, 마이크로폰(51a)의 방폭 처리가 불필요하다.
또한, 소리의 주파수가 변동하는 경우, 피크 파형의 변동량은, 고조파일수록 커진다(예를 들어, 100Hz의 기본파의 1％의 변동량은 1Hz이지만, 200Hz의 제2 고조파의 1％의 변동량은 2Hz이고, 기본파의 변동량의 2배이다). 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 회전 속도 산출부(52)가, 마이크로폰(51)에 의해 검지되는 소리의 기본파뿐만 아니라 고조파도 이용하여, 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 산출하기 때문에, 기판 W의 회전 속도(실제 회전 속도)를 보다 고정밀도로 구할 수 있다.
이상, 실시 형태 및 변형예를 예시에 의해 설명했지만, 본 기술의 범위는 이들에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 기재된 범위 내에 있어서 목적에 따라 변경·변형하는 것이 가능하다. 또한, 각 실시 형태 및 변형예는, 처리 내용을 모순되지 않게 하는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.

Claims (22)

  1. 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부와,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을
    구비하고,
    상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고,
    상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 외측에 적어도 1개 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  2. 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부와,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징과,
    상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도에 기초하여, 이상의 유무를 판정하는 이상 판정부를 구비하고,
    상기 이상 판정부는, 상기 하우징 내부의 기압의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이상 판정부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 과거 복수회의 회전 속도 평균값에 기초하여, 이상의 유무를 판정하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 이상 판정부에 의해 이상 있음으로 판정된 경우에는, 이상을 발보하는, 및/또는, 상기 회전 구동부에 정지를 지시하는 이상 발보를 더 구비한
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 이상 판정부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도와, 상기 회전 구동부에 상기 기판의 회전 속도 설정값을 설정하는 회전 속도 설정부에서 취득되는 상기 설정값과의 차 또는 비를 산출하고, 당해 차 또는 비가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 이상 있음으로 판정하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 이상 판정부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도가 제로이며, 상기 회전 구동부에 상기 기판의 회전 속도의 설정값을 설정하는 회전 속도 설정부에서 취득되는 상기 설정값이 제로가 아닌 경우, 또는, 상기 마이크로폰에 의해 이상음이 검지된 경우에, 이상 있음으로 판정하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 이상 판정부는, 세정 부재를 회전시키는 모터에 흐르는 전류의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 내부에서 발생하는 소리를, 상기 하우징에 마련된 환기용의 간극으로부터 집음하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고,
    상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 내측에만 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 속도 산출부는, 상기 소리의 기본파 및 고조파에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러 중 1개의 롤러에 닿음으로써 발생하는 진동을 검지하는 진동 센서를 더 구비하고,
    상기 회전 속도 산출부는, 상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리와 상기 진동 센서에 의해 검지되는 진동에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  12. 제1항 내지 제3항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 구동부에서 발생하는 소리를 검지하는 제2 마이크로폰을 더 구비하고,
    상기 회전 속도 산출부는, 상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리와 상기 제2 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  13. 제1항 내지 제3항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 속도 산출부는, 상기 회전 구동부에 상기 기판의 회전 속도의 설정값을 설정하는 회전 속도 설정부에서 취득되는 상기 설정값을 고려하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  14. 제1항 내지 제3항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도를 디스플레이에 표시시키는 표시 제어부를 더 구비한
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 표시 제어부는, 상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 과거 복수회의 회전 속도를 평균하여 디스플레이에 표시시키는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 회전 속도 산출부는, 상기 설정값에 따라, 상기 소리의 신호에 적용하는 필터의 차단 주파수를 변경하는
    것을 특징으로 하는 세정 장치.
  17. 기판의 연마를 행하는 연마 유닛과,
    연마 후의 기판 세정을 행하는 세정 유닛을
    구비하고,
    상기 세정 유닛은,
    기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지된 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부와,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을
    갖고,
    상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고,
    상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 외측에 적어도 1개 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 연마 장치.
  18. 기판의 연마를 행하는 연마 유닛과,
    연마 후의 기판의 세정을 행하는 세정 유닛을
    구비하고,
    상기 세정 유닛은,
    기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부와,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징과,
    상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도에 기초하여, 이상의 유무를 판정하는 이상 판정부를
    갖고,
    상기 이상 판정부는, 상기 하우징 내부의 기압의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정하는
    것을 특징으로 하는 연마 장치.
  19. 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을
    구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 장치이며,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부를
    구비하고,
    상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고,
    상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 외측에 적어도 1개 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 장치.
  20. 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을
    구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 장치이며,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 검지하는 마이크로폰과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 회전 속도 산출부와,
    상기 회전 속도 산출부에 의해 산출된 회전 속도에 기초하여, 이상의 유무를 판정하는 이상 판정부를
    구비하고,
    상기 이상 판정부는, 상기 하우징 내부의 기압의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정하는
    것을 특징으로 하는 장치.
  21. 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을
    구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 방법이며,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 마이크로폰에 의해 검지하는 스텝이며, 상기 복수의 롤러와 상기 세정 부재와 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 하우징의 내측에 배치되고, 상기 마이크로폰은, 상기 하우징의 외측에 적어도 1개 배치되어 있는, 스텝과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 스텝을
    포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 기판의 주연부를 보유 지지하는 복수의 롤러와,
    상기 복수의 롤러를 회전 구동함으로써 상기 기판을 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판에 맞닿아서 당해 기판의 세정을 행하는 세정 부재와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 세정을 행하는 세정 공간을 획정하는 하우징을
    구비한 세정 장치에 있어서 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 방법이며,
    상기 기판의 주연부의 노치가 상기 복수의 롤러에 닿음으로써 발생하는 소리를 마이크로폰에 의해 검지하는 스텝과,
    상기 마이크로폰에 의해 검지되는 소리에 기초하여, 상기 기판의 회전 속도를 산출하는 스텝과,
    산출된 회전 속도에 기초하여, 이상의 유무를 판정하는 스텝으로서, 상기 하우징 내부의 기압의 변동을 고려하여, 이상의 유무를 판정하는, 스텝을
    포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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