KR20150133638A - 기판 세정 장치 및 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법 - Google Patents

기판 세정 장치 및 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150133638A
KR20150133638A KR1020150067816A KR20150067816A KR20150133638A KR 20150133638 A KR20150133638 A KR 20150133638A KR 1020150067816 A KR1020150067816 A KR 1020150067816A KR 20150067816 A KR20150067816 A KR 20150067816A KR 20150133638 A KR20150133638 A KR 20150133638A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
substrate
cleaning member
measuring
holding means
Prior art date
Application number
KR1020150067816A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102401524B1 (ko
Inventor
데루아키 홈보
준지 구니사와
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Publication of KR20150133638A publication Critical patent/KR20150133638A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102401524B1 publication Critical patent/KR102401524B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67023Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56Investigating resistance to wear or abrasion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/10Cleaning by methods involving the use of tools characterised by the type of cleaning tool
    • B08B1/14Wipes; Absorbent members, e.g. swabs or sponges
    • B08B1/143Wipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/34Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

본 발명은 종래에 비해 고스루풋이면서 저비용이고, 세정 부재의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것이다. 기판 세정 장치(1)는, 기판(W)에 접촉해서 스크럽 세정하는 세정 부재(2)와, 세정 부재(2)를 보유 지지하는 보유 지지 부재(6)와, 세정 부재(2)를 기판(W)에 가압하는 힘을 발생시키는 에어 실린더(8)와, 보유 지지 부재(6)[의 아암(7)]의 위치를 측정하는 변위 센서(9)와, 보유 지지 부재(6)의 위치에 기초하여 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정하는 제어 장치(11)를 구비한다. 보유 지지 부재(6)[의 아암(7)]의 위치에는, 세정 부재(2)가 기판(W)에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재(2)가 기판(W)으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함된다. 제어 장치(11)는, 복수의 기판(W)을 연속해서 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정한다.

Description

기판 세정 장치 및 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND METHOD EXECUTED THEREBY}
본 출원은 2014년 5월 20일자로 출원된 일본 특허 출원 번호 제2014-104471호에 기초한 것으로, 그 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
본 기술은, 세정 부재를 접촉시켜 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치 및 당해 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법에 관한 것으로, 특히, 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 기판 등의 기판의 표면을 세정하는 방법으로서, 기판의 표면에 순수를 공급하면서 브러시나 스펀지 등으로 이루어지는 세정 부재를 마찰시킴으로써 그 세정을 행하는 스크럽 세정 방법이 사용되고 있다. 그런데, 이와 같은 종류의 스크럽 세정은, 세정 부재를 직접 기판에 접촉시켜 세정을 행하므로, 장기간의 사용에 의해 세정 부재에 변형이나 마모가 발생하여, 그 결과, 세정 부재와 기판과의 접촉 상태가 변화되면, 세정력이 저하되어 버린다.
따라서 종래, 세정 부재의 접촉 상태를 체크하기 위해 체크용 워크를 사용하고, 체크용 워크에 전사된 세정 부재의 접촉 자국으로부터, 세정 부재의 접촉 상태를 판단하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2006-7054호 공보, 일본 특허 공개 제2010-74191호 공보, 일본 특허 제4511591호 공보에는, 이와 같은 기술이 기재되어 있다. 이와 같이, 세정 부재의 접촉 상태를 파악함으로써, 필요할 때에만 유지 보수(세정 부재의 교환 등)가 행해진다.
그러나, 종래의 방법에서는, 세정 부재의 교환 시기를 판정하기 위해, 체크용 워크를 사용할 필요가 있으므로, 그만큼 수고나 비용이 들어, 그 결과, 스루풋의 저하나 비용의 상승에 연결된다고 하는 문제가 있었다.
종래에 비해 고스루풋이면서 저비용이고, 세정 부재의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것이 요망된다.
하나의 형태의 기판 세정 장치는, 기판에 접촉해서 기판을 스크럽 세정하는 세정 부재와, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 발생시키는 가압 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 위치 측정 수단과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 교환 시기 판정 수단을 구비하고, 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 교환 시기 판정 수단은, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 교환 시기를 판정한다.
다른 형태의 기판 세정 장치는, 기판에 접촉해서 기판을 스크럽 세정하는 세정 부재와, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 발생시키는 가압 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 위치 측정 수단과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 이상 검지 수단을 구비하고, 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 이상 검지 수단은, 1매의 기판을 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 이상의 유무를 검지한다.
다른 형태의 교환 시기 판정 방법은, 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치의 세정 부재의 교환 시기 판정 방법이며, 교환 시기 판정 방법은, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 측정 스텝과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 판정 스텝을 포함하고, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 판정 스텝에서는, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정을 할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 교환 시기를 판정한다.
또 다른 형태의 이상 검지 방법은, 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치의 세정 부재의 이상 검지 방법이며, 이상 검지 방법은, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 측정 스텝과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 검지 스텝을 포함하고, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 검지 스텝에서는, 1매의 기판을 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 이상의 유무를 검지한다.
도 1은 본 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 3은 본 실시 형태에 있어서의 세정 부재와 보유 지지 수단의 위치의 설명도이다.
도 4는 본 실시 형태에 있어서, 복수의 기판을 연속해서 세정할 때의 보유 지지 수단의 세정 위치의 변화(변위)를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 실시 형태에 있어서, 1매의 기판을 세정할 때의 보유 지지 수단의 세정 위치의 변화(변위)를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 실시 형태에 있어서, 진동 노이즈를 제거(캔슬)한 보유 지지 수단의 위치 변화(변위)를 도시하는 도면이다.
도 7은 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 8은 또 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 9는 또 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 10은 또 다른 실시 형태에 있어서의 변화량의 측정 위치를 도시하는 설명도이다.
도 11은 또 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 12는 또 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
이하, 실시 형태의 기판 건조 장치에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 기술을 실시하는 경우의 일례를 나타내는 것으로서, 본 기술을 이하에 설명하는 구체적 구성으로 한정하는 것은 아니다. 본 기술의 실시에 있어서는, 실시 형태에 따른 구체적 구성이 적절히 채용되어도 좋다.
일 실시 형태의 기판 세정 장치는, 기판에 접촉해서 기판을 스크럽 세정하는 세정 부재와, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 발생시키는 가압 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 위치 측정 수단과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 교환 시기 판정 수단을 구비하고, 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 교환 시기 판정 수단은, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 교환 시기를 판정한다.
이 구성에 의하면, 기판을 스크럽 세정할 때에, 세정 부재의 기판에의 가압량(세정 부재의 찌부러짐량)으로서, 보유 지지 수단의 세정 위치(세정 부재가 기판에 접촉하고 있을 때의 보유 지지 수단의 위치)를 측정한다. 세정 부재는, 계속해서 사용하고 있는 동안에 변형 또는 마모되어, 가압량(찌부러짐량)이 커진다. 그로 인해, 복수의 기판을 연속해서 세정하면, 보유 지지 수단의 세정 위치(세정 부재의 가압량)가 변화된다. 따라서, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정을 할 때의 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다.
또한, 상기의 기판 세정 장치에서는, 교환 시기 판정 수단은, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준값보다 커진 경우에, 세정 부재의 교환 시기라고 판정해도 좋다.
이 경우, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정하고 있을 때에, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준값보다 커지면, 그 세정 부재의 교환 시기라고 판정한다. 이와 같이, 세정 위치의 변화량을 소정의 기준값과 비교함으로써, 세정 부재의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다.
상기의 기판 세정 장치는, 기판에 접촉해서 기판을 스크럽 세정하는 세정 부재와, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 발생시키는 가압 수단과, 보유 지지 수단에 설치되고, 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 위치 측정 수단과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 이상 검지 수단을 구비하고, 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 이상 검지 수단은, 1매의 기판을 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 이상의 유무를 검지한다.
이 구성에 의하면, 기판을 스크럽 세정할 때에, 세정 부재의 기판에의 가압량(세정 부재의 찌부러짐량)으로서, 세정 부재의 보유 지지 수단의 위치를 측정한다. 예를 들어, 세정 부재는, 계속해서 사용하고 있는 동안에 표면에 부분적인 결손이 생기는 경우가 있지만, 그 경우, 기판을 세정하고 있을 때에 그 결손에 기인하는 진동이 발생하고, 결손의 발생은 보유 지지 수단의 세정 위치(세정 부재가 기판에 접촉하고 있을 때의 보유 지지 수단의 위치)의 변화로서 검지된다. 따라서, 1매의 기판을 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재의 이상(부분적인 결손의 발생 등)의 유무를 적절하게 검지할 수 있다.
또한, 상기의 기판 세정 장치에서는, 이상 검지 수단은, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준 진폭보다 커진 경우에, 세정 부재에 이상이 있다고 검지해도 좋다.
이 경우, 1매의 기판을 스크럽 세정하고 있을 때에, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준 진폭보다 커지면, 그 세정 부재에 이상이 있다고 판정한다. 이와 같이, 세정 위치의 변화량을 소정의 기준 진폭과 비교함으로써, 세정 부재의 이상의 유무를 적절하게 판정할 수 있다.
또한, 상기의 기판 세정 장치에서는, 위치 측정 수단은, 위치 측정용 레이저를 이용한 변위 센서이며, 보유 지지 수단에는, 위치 측정용 레이저가 조사되는 위치 측정용 브래킷이 설치되어도 좋다.
이 경우, 보유 지지 수단에 설치된 위치 측정용 브래킷에 위치 측정용 레이저가 조사되면, 위치 측정용 브래킷으로부터의 반사광(위치 측정용 레이저)이 변위 센서에 의해 검출되고, 그 검출 결과로부터 보유 지지 수단의 위치가 측정된다. 이에 의해, 보유 지지 수단의 위치(세정 위치)를, 비접촉으로 측정할 수 있다.
또한, 상기의 기판 세정 장치에서는, 2개의 세정 부재가 기판을 사이에 두도록 기판의 상하에 배치되고, 기판을 2개의 세정 부재 사이에 두고 스크럽 세정할 때에, 2개의 세정 부재의 세정 위치의 변화를 차분 처리함으로써, 세정 위치를 측정할 때의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단을 구비해도 좋다.
이 구성에 의하면, 기판의 상하에 배치된 2개의 세정 부재에 의해 기판을 사이에 두고 세정할 때에, 각각의 세정 부재의 보유 지지 수단의 위치(세정 위치)가 측정된다. 세정 부재에 의해 기판을 세정하는 경우에는, 진동 노이즈가 발생하는 경우가 있을 수 있다. 이 진동 노이즈는, 세정 부재에 부분적인 결손이 있을 때의 진동에 비교하면 매우 작은 진동이다. 진동 노이즈는, 기판의 상하에 배치된 2개의 세정 부재와 마찬가지로 발생한다고 생각되므로, 2개의 세정 부재의 보유 지지 수단의 세정 위치의 변화를 차분 처리함으로써, 진동 노이즈를 제거(캔슬)할 수 있다. 이에 의해, 보유 지지 수단의 위치(세정 위치)의 변화를, 고정밀도로 측정하는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 기판 세정 장치는, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 측정하는 하중 측정 수단과, 하중 측정 수단의 측정 결과를 피드백함으로써, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 컨트롤하는 하중 제어 수단을 구비해도 좋다.
이 경우, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 하중 측정 수단에 의해 측정하고, 그 측정 결과(실제의 가압력)를 피드백하면서, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 컨트롤할 수 있다. 그로 인해, 실제의 가압력과 세정 부재의 변형량을 비교할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 관리가 가능해진다.
일 실시 형태의 방법은, 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치의 세정 부재의 교환 시기 판정 방법이며, 교환 시기 판정 방법은, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 측정 스텝과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 판정 스텝을 포함하고, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 판정 스텝에서는, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정을 할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 교환 시기를 판정한다.
이 방법에 의해서도, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정을 할 때의 보유 지지 수단의 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다.
또한, 상기의 교환 시기 판정 방법은, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 측정하는 하중 측정 스텝과, 하중 측정 스텝의 측정 결과를 피드백함으로써, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 컨트롤하는 하중 제어 스텝을 포함해도 좋다.
이 경우, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 측정하고, 그 측정 결과(실제의 가압력)를 피드백하면서, 세정 부재를 기판에 가압하는 힘을 컨트롤할 수 있다. 그로 인해, 실제의 가압력과 세정 부재의 변형량을 비교할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 교환 시기의 판정이 가능해진다.
또한, 일 실시 형태의 방법은, 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치의 세정 부재의 이상 검지 방법이며, 이상 검지 방법은, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 측정 스텝과, 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 검지 스텝을 포함하고, 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치에는, 세정 부재가 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 세정 부재가 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고, 검지 스텝에서는 1매의 기판을 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재의 이상의 유무를 검지한다.
이 방법에 의해서도, 1매의 기판을 세정할 때의 보유 지지 수단의 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재의 이상(부분적인 결손의 발생 등)의 유무를 적절하게 검지할 수 있다.
상기의 실시 형태에 의하면, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정할 때에, 보유 지지 수단의 위치(세정 위치)의 변화로부터, 세정 부재의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다. 이 경우, 종래와 같이 체크용 워크를 사용할 필요가 없으므로, 그만큼 고스루풋이면서 저비용을 실현하는 것이 가능하다.
<실시 형태>
이하, 본 실시 형태의 기판 세정 장치에 대해, 도면을 사용해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 기판이나 유리 기판, 액정 패널 등, 고도의 청정도가 요구되는 기판의 스크럽 세정 등에 사용되는 기판 세정 장치의 경우를 예시한다.
본 실시 형태의 기판 세정 장치의 구성을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 세정 장치(1)는, 반도체 기판 등의 기판(W)을 파지하여 회전시키고, 세정 부재(2)로 기판(W)의 양면의 세정을 행하는 것이다. 기판 세정 장치(1)는, 기판(W)의 주연부를 지지하여 회전시키는 복수의 스핀들(5), 샤프트[3(3a, 3b)]의 주위 전체 둘레를 덮어서 설치된 대략 원기둥 형상으로 형성된 발포 폴리우레탄, PVA 등으로 구성된 롤 스펀지로 이루어지는 세정 부재[2(2a, 2b)], 기판(W)의 상면에 초순수 등의 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐(4)을 구비하고 있다. 세정 부재(2)는, 화살표 H로 나타내는 바와 같이 상하 이동하고, 또한 화살표 F1, F2로 나타내는 바와 같이 샤프트(3)의 주위를 샤프트(3)의 축심 주위로 회전하도록 구성되어 있다.
또한, 스핀들(5)에는 모터 등의 구동 장치가 접속되고, 스핀들(5)의 전부가 동일한 회전수로 회전하고, 기판(W)을 소정의 회전수로 회전시킨다. 또한, 스핀들(5) 중 적어도 1개가 자전하고 다른 것은 종동 회전하도록 구성해도 좋다.
세정 부재(2)는 그 재질이 스펀지 형상의 것에 한정되지 않고, 예를 들어 표면에 연마포를 설치한 것 등이어도 좋다. 세정 부재(2)로서는, 세정면이 원통 형상인 롤 스펀지가 사용된다. 세정 부재(2)의 원통 부분의 표면에는, 해당 원통과 동축 방향으로 연신하는 동질의 소직경 원기둥 형상의 돌기부가 복수 설치되어 있다. 세정 시에 이 돌기부를 기판(W)에 가압함으로써 기판(W)의 세정 효과를 높이는 것이 가능하게 된다.
이 기판 세정 장치(1)에 있어서, 세정 부재(2)가 구동 장치(6)에 의해 기판(W)의 상하 방향으로 퇴피되어 있는 상태에서, 스핀들(5)에 기판(W)을 척해서 보유 지지하여 기판(W)을 도 1의 화살표 X 방향으로 회전시킨다. 그리고, 세정 부재(2)를 소정의 회전수로 회전시키면서 하강 또는 상승시켜 기판(W)의 상하면에 소정의 압박력 또는 가압량으로 접촉시킴으로써, 이를 기판(W)의 양면에 마찰하여 해당 양면을 세정한다.
또한, 세정 시에는 세정액 공급 노즐(4)로부터 기판(W)의 상면에 세정액(초순수 및 이온수, 희불산, 과산화수소수 등의 약액)을 분사함과 함께, 기판(W)의 하방에 설치한 도시하지 않은 세정액 공급 노즐로부터 기판(W)의 하면에도 세정액을 분사한다.
도 2는, 본 실시 형태의 기판 세정 장치의 설명도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 세정 부재(2)는 보유 지지 부재(6)에 의해 보유 지지되어 있다. 도 2의 예에서는, 상측의 보유 지지 부재(6)로부터 아암(7)이 연장 설치되어 있다. 그리고, 아암(7)에는 세정 부재(2)를 기판(W)에 가압하는 힘을 발생시키는 에어 실린더(8)가 설치되어 있다. 또한, 아암(7)에는 변위 센서(9)로부터 위치 측정용 레이저가 조사되는 위치 측정용 브래킷(10)이 설치되어 있다. 변위 센서(9)는 위치 측정용 브래킷(10)으로부터의 반사광(위치 측정용 레이저)을 검출함으로써, 아암(7)[과 상측의 보유 지지 부재(6)]의 위치를 측정하는 기능을 구비하고 있다. 에어 실린더(8)와 변위 센서(9)는 제어 장치(11)에 의해 동작이 제어되어 있다.
한편, 하측의 보유 지지 부재(6)에는 아암은 설치되어 있지 않다. 이 경우, 보유 지지 부재(6)에, 세정 부재(2)를 기판(W)에 가압하는 힘을 발생시키는 에어 실린더(8)가 설치되어 있다. 또한, 보유 지지 부재(6)에는 변위 센서(9)로부터 위치 측정용 레이저가 조사되는 위치 측정용 브래킷(10)이 설치되어 있다. 변위 센서(9)는 위치 측정용 브래킷(10)으로부터의 반사광(위치 측정용 레이저)을 검출함으로써, 하측의 보유 지지 부재(6)의 위치를 측정하는 기능을 구비하고 있다. 이 에어 실린더(8)와 변위 센서(9)도, 제어 장치(11)에 의해 동작이 제어되어 있다.
제어 장치(11)는 아암(7)[과 상측의 보유 지지 부재(6)]의 위치에 기초하여, 상측의 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정하는 기능 및 하측의 보유 지지 부재(6)의 위치에 기초하여, 하측의 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 제어 장치(11)는 아암(7)[과 상측의 보유 지지 부재(6)]의 위치에 기초하여, 상측의 세정 부재(2)의 이상의 유무를 검지하는 기능 및 하측의 보유 지지 부재(6)의 위치에 기초하여, 하측의 세정 부재(2)의 이상의 유무를 검지하는 기능을 구비하고 있다. 교환 시기 판정 방법이나 이상 검지 방법에 대해서는, 이후에 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
여기서는, 상측의 보유 지지 부재(6)와 아암(7), 하측의 보유 지지 부재(6)가, 각각 보유 지지 수단에 상당한다. 또한, 에어 실린더(8)가, 가압 수단에 상당하고, 변위 센서(9)가, 위치 측정 수단에 상당한다. 또한, 제어 장치(11)가, 교환 시기 판정 수단 및 이상 검지 수단에 상당한다.
도 3은 세정 부재(2)와 보유 지지 부재(6)의 위치의 설명도이다. 도 3의 (a)에서는, 세정 부재(2)가 기판(W)에 접촉하고 있다. 이 위치는, 세정 부재(2)가 일정한 압력으로 기판(W)에 가압되고, 기판(W)의 세정이 행해지는 위치이다. 이 세정 부재(2)의 위치를 세정 위치라고 한다. 세정 부재(2)가 기판에 접촉하고 있을 때[세정 부재(2)가 세정 위치에 있을 때]의, 보유 지지 부재(6)의 위치를 「세정 위치」라고 한다.
도 3의 (b)에서는, 세정 부재(2)가 기판(W)으로부터 상방으로 이격되어 있다. 이 위치는, 세정 부재(2)의 회전이 개시되는 위치이다. 이 세정 부재(2)의 위치를 상측 위치라고 한다. 또한, 도 3의 (c)에서는, 세정 부재(2)가 더 우측으로 이격되어 있다. 이 위치는 세정 부재(2)가 대기하기 위한 위치이다. 이 세정 부재(2)의 위치를 대기 위치라고 한다. 세정 부재(2)가 기판으로부터 이격되어 있을 때[세정 부재(2)가 상측 위치 및 대기 위치에 있을 때]의, 보유 지지 부재(6)의 위치를 「비세정 위치」라고 한다.
제어 장치(11)는, 복수의 기판(W)을 연속해서 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정한다. 구체적으로는, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준값보다 커진 경우에, 세정 부재(2)의 교환 시기라고 판정한다. 도 4는, 복수의 기판을 연속해서 세정할 때의 세정 위치의 변화(변위)를 도시하는 도면이다. 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 기판(W)을 세정할 때마다, 변위 센서(9)에 의해 세정 위치의 변화(변위)를 측정한다. 즉, 세정 위치의 초기값[세정 부재(2)의 교환 직후의 위치]과의 차분(변위)을 측정하고, 그 차분(변위)이 소정의 기준값(임계값)보다 커진 경우에, 그 세정 부재(2)의 교환 시기라고 판정한다. 세정 부재(2)를 장시간 사용하면, 스펀지가 점차 부드러워져, 세정 위치가 떨어진다고 생각되기 때문이다.
또한, 복수의 기판(W)을 연속해서 스크럽 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 약제 등의 영향에 의해 세정 부재(2)의 스펀지가 단단해지는 이상을 검지할 수도 있다. 또한, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 세정 부재(2)가 탈락한 이상을 검지하는 것도 가능하다.
또한, 제어 장치(11)는, 1매의 기판(W)을 스크럽 세정하고 있을 때의 세정 위치의 변화로부터 세정 부재(2)의 이상의 유무를 검지한다. 구체적으로는, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준 진폭보다 커진 경우에, 세정 부재(2)에 이상이 있다고 검지한다. 도 5는, 1매의 기판(W)을 세정하고 있을 때의 세정 위치의 변화(변위)를 도시하는 도면이다. 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 세정 부재(2)에 이상이 없는 경우에는, 1매의 기판(W)을 세정하고 있을 때의 세정 위치의 변화량(진동폭 Δh)이 소정의 기준 진폭 이내에 수용된다.
한편, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 세정 부재(2)를 계속해서 사용하고 있는 동안에 표면에 부분적인 결손(돌기 결손 등)이 생기는 경우가 있다. 그 경우에는, 1매의 기판(W)을 세정하고 있을 때에 그 결손에 기인하는 진동이 발생하고, 1매의 기판(W)을 세정하고 있을 때의 세정 위치의 변화량(진동폭 Δh)이 소정의 기준 진폭을 초과한다. 이와 같이 하여, 돌기 결손 등의 발생이, 세정 위치의 변화로서 검지된다.
또한, 제어 장치(11)는 기판(W)을 2개의 세정 부재(2) 사이에 두고 스크럽 세정할 때에, 2개의 세정 부재(2)의 세정 위치의 변화를 차분 처리함으로써, 세정 위치를 측정할 때의 노이즈(진동 노이즈)를 제거하는 기능을 구비하고 있다. 도 6은, 진동 노이즈를 제거(캔슬)한 세정 위치의 변화[1매의 기판(W)을 세정하고 있을 때의 세정 위치의 변화]를 도시하는 도면이다. 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 세정 부재(2)에 이상이 없는 경우에는, 진동 노이즈가 캔슬되고, 세정 위치의 변화량(진동폭 Δh)이 매우 작게 억제된다. 이 경우, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 세정 부재(2)에 이상(부분적인 결손 등)이 있는 경우에는, 그 결손에 기인하는 진동을 고정밀도로(높은 S/N으로) 검출할 수 있다.
이와 같은 본 실시 형태의 기판 세정 장치(1)에 의하면, 복수의 기판(W)을 연속해서 스크럽 세정할 때에, 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재(2)의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다. 이 경우, 종래와 같이 체크용 워크를 사용할 필요가 없으므로, 그만큼 고스루풋이면서 저비용을 실현하는 것이 가능하다.
즉, 본 실시 형태에서는, 기판(W)을 스크럽 세정할 때에 세정 부재(2)의 기판(W)에의 가압량(세정 부재의 찌부러짐량)으로서, 세정 위치[세정 부재(2)가 기판에 접촉하고 있을 때의 보유 지지 부재(6) 또는 아암(7)의 위치]를 측정한다. 세정 부재(2)는, 계속해서 사용하고 있는 동안에 변형 또는 마모되어, 가압량(찌부러짐량)이 커진다. 그로 인해, 복수의 기판(W)을 연속해서 세정하면, 세정 위치[세정 부재(2)의 가압량]가 변화된다. 따라서, 복수의 기판(W)을 연속해서 스크럽 세정을 할 때의 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재(2)의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다.
구체적으로는, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 기판(W)을 연속해서 스크럽 세정하고 있을 때에, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준값(임계값)보다 커지면, 그 세정 부재(2)의 교환 시기라고 판정한다. 이와 같이, 세정 위치의 변화량을 소정의 기준값과 비교함으로써, 세정 부재(2)의 교환 시기를 적절하게 판정할 수 있다.
또한, 세정 부재(2)는, 계속해서 사용하고 있는 동안에 표면에 부분적인 결손이 생기는 경우가 있다. 그 경우, 기판(W)을 세정하고 있을 때에 그 결손에 기인하는 진동이 발생하고, 결손의 발생이, 세정 위치[세정 부재(2)가 기판에 접촉하고 있을 때의 보유 지지 부재(6) 또는 아암(7)의 위치]의 변화로서 검지된다. 따라서, 1매의 기판(W)을 세정할 때의 세정 위치의 변화로부터, 세정 부재(2)의 이상(부분적인 결손의 발생 등)의 유무를 적절하게 검지할 수 있다.
구체적으로는, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 1매의 기판(W)을 스크럽 세정하고 있을 때에, 세정 위치의 변화량(진동폭 Δh)이 소정의 기준 진폭보다 커지면, 그 세정 부재(2)에 이상(돌기 결손)이 있다고 판정한다. 이와 같이, 세정 위치의 변화량(진동폭 Δh)을 소정의 기준 진폭과 비교함으로써, 세정 부재(2)의 이상의 유무를 적절하게 판정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 보유 지지 부재(6)나 아암(7)의 위치 측정 수단으로서, 변위 센서(9)를 사용하고 있다. 보유 지지 부재(6)나 아암(7)에 설치된 위치 측정용 브래킷(10)에 위치 측정용 레이저가 조사되면, 그 위치 측정용 브래킷(10)으로부터의 반사광(위치 측정용 레이저)을 변위 센서(9)에 의해 검출하고, 그 검출 결과로부터 보유 지지 부재(6)나 아암(7)의 위치를 측정한다. 이와 같이 하여, 보유 지지 부재(6)나 아암(7)의 위치(세정 위치)를, 비접촉으로 측정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판(W)의 상하에 배치된 2개의 세정 부재(2)에 의해 기판을 사이에 두고 세정할 때에, 각각의 세정 부재(2)의 세정 위치를 측정한다. 세정 부재(2)에 의해 기판을 세정하는 경우에는, 진동 노이즈가 발생하는 경우가 있을 수 있지만, 이 진동 노이즈[세정 부재(2)에 부분적인 결손이 있을 때의 진동에 비교하면 매우 작은 진동]는, 기판(W)의 상하에 배치된 2개의 세정 부재(2)와 마찬가지로 발생한다고 생각되므로, 2개의 세정 부재(2)의 보유 지지 부재(6) 또는 아암(7)의 세정 위치의 변화를 차분 처리함으로써, 진동 노이즈를 제거(캔슬)할 수 있다. 이에 의해, 보유 지지 부재(6) 또는 아암(7)의 위치(세정 위치)의 변화를, 고정밀도로 측정하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 세정 부재(2)의 변형량을 직접 모니터할 수 있다. 이에 대해, 세정 부재(2)의 변형량을 간접적으로 모니터하는 경우, 예를 들어, 기판(W)을 회전시키는 모터의 모터 토크를 모니터하는 경우에는, 세정 부재(2) 이외의 영향을 받는다고 생각된다. 예를 들어, 기판(W)의 회전 동작에 관계되는 다른 부품(O링 등의 시일 부재나, 회전 구동을 전달하는 타이밍 벨트 등)의 상태에 따라서, 모터 토크가 변화된다. 또한, 기판(W)의 표면 상태(기판의 종류나, 린스의 유량 등)에 의해서도, 기판(W)의 표면의 마찰 저항이 변화되므로, 모터 토크가 변화된다. 이와 같이, 모터 토크에 의한 검지에서는, 세정 부재(2) 이외의 다른 요인이 복수 포함되므로, 세정 부재(2) 자체의 변화로서 검지하는 것이 곤란하다. 본 실시 형태에 의하면, 세정 부재(2)의 변형량을 직접 모니터하므로, 세정 부재(2) 이외의 다른 요인에 의한 영향을 받지 않으므로, 세정 부재(2) 자체의 변화를 검지하기 쉽다.
예를 들어, 도 7은, 다른 실시 형태에 관한 기판 세정 장치의 구성예를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시하는 기판 세정 장치(1-3)는, 도 1에 도시하는 기판 세정 장치(1)에 의해 세정 부재(2)로서 사용한 롤 스펀지 대신에, 세정 부재(2)에 펜슬형 스펀지를 사용한 것이다. 이 세정 부재(이하, 「펜슬형 스펀지」라고 함)(2)는 발포 폴리우레탄, PVA 등에 의해 원기둥 형상이나 사다리꼴 형상 등에 형성되고, 그 하면에 설치한 세정면(2c)이, 해당 세정면(2a)과 직교하는 축[회전축(42)] 주위로 수평면 내에서 회전하면서 기판(W)에 접촉하는 것이다. 기판 세정 장치(1-3)의 그 다른 부분의 구성은, 기판 세정 장치(1)와 공통되는 것으로 하고, 여기서는 그 설명은 생략한다.
펜슬형 스펀지(2)는 세정 부재 보유 지지 기구(40)에 의해 보유 지지되어 있다. 세정 부재 보유 지지 기구(40)는 수평 방향으로 돌출된 요동 아암(41)을 갖고, 요동 아암(41)의 선단에 연직 하향으로 회전축(42)이 설치되고, 회전축(42)의 선단에 유지구(43)에 의해 보유 지지된 펜슬형 스펀지(2)가 장착되어 있다. 회전축(42)은 도시하지 않은 회전 기구에 의해 화살표 D 방향으로 회전하고, 펜슬형 스펀지(2)를 동일 방향으로 회전시키도록 되어 있다. 또한, 요동 아암(41)의 후단부에는 요동축(44) 및 구동 장치(45)가 설치되고, 이들에 의해 요동 아암(41)을 화살표 E 방향으로 요동시킴과 함께 화살표 J 방향으로 승강시키도록 되어 있다.
상기 구성의 기판 세정 장치(1-3)에 있어서, 스핀들(5)로 지지되고 도 7의 화살표 X 방향으로 회전하고 있는 기판(W)의 상면에, 세정액 공급 노즐(4)로부터 순수 등의 세정액을 공급함과 함께, 펜슬형 스펀지(2)를 소정의 일정 회전수로 회전시키면서 하강시켜, 그 세정면(2c)을 기판(W)의 상면의 위치 A(세정 개시 위치)에 소정의 가압력 또는 가압량으로 접촉시킨다. 그 상태로부터 요동 아암(41)을 펜슬형 스펀지(2)가 기판(W)의 회전 중심 위치인 위치 O를 통과하도록 화살표 E 방향으로 요동시킴으로써, 기판(W)의 상면에 펜슬형 스펀지(2)를 마찰시켜 스크럽 세정을 행한다. 해당 스크럽 세정이 종료되면, 요동 아암(41)을 상승시켜 선회시키고, 펜슬형 스펀지(2)를 세정 외주 위치인 위치 B를 경유시켜 퇴피 위치인 위치 C까지 이동시킨다.
또한, 세정 부재(2)는 기판(W)의 양면에 설치되어 있어도 좋고, 기판(W)의 편면만큼 설치되어 있어도 좋다. 또한, 세정 부재(2)를 기판(W)의 양면에 설치하는 경우, 롤 스펀지만을 사용해도 좋고, 펜슬형 스펀지만을 사용해도 좋고, 롤 스펀지와 펜슬형 스펀지를 조합해서 사용해도 좋다.
또한, 도 8은, 또 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2에 도시하는 기판 세정 장치(1)에서는, 세정 부재(2)를 기판(W)에 가압하는 힘을 발생시키는 수단으로서 에어 실린더(8)를 사용하고, 아암(7)[이나 보유 지지 부재(6)]의 위치를 측정하는 수단으로서 변위 센서(9)를 사용했지만, 도 8에 도시하는 바와 같이, 서보 모터(12)를 사용해도 좋다.
이 경우, 아암(7)의 설치 부분에, 가압력(하중)을 측정할 수 있도록 로드셀(13)을 설치해 두고, 로드셀(13)이 일정 하중이 될 때까지, 서보 모터(12)를 회전시킨다. 서보 모터(12)의 회전수나 위상은, 서보 모터(12) 자신에 의해 검지할 수 있으므로, 일정 하중으로 될 때의 아암(7)의 위치(세정 위치)를 기록함으로써, 기판(W)마다의 세정 위치의 변화를 측정하고, 세정 위치의 변화로부터 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정할 수 있다.
또한, 도 9는, 또 다른 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2에 도시하는 기판 세정 장치(1)에서는, 세정 부재(2)를 기판(W)에 가압하는 힘을 발생시키는 수단으로서 에어 실린더(8)를 사용하고, 아암(7)[이나 보유 지지 부재(6)]의 위치를 측정하는 수단으로서 변위 센서(9)를 사용했지만, 도 9에 도시하는 바와 같이, 접촉 센서(14)를 사용해도 좋다.
예를 들어, 세정 부재(2)의 교환 시기에 상당하는 찌부러짐량(교환 시기 상당 찌부러짐량)을 사전에 측정하여 파악해 두고, 아암(7)[이나 보유 지지 부재(6)]이 그 위치(교환 시기 상당 찌부러짐량만큼 찌부러진 위치)에 도달한 것을 접촉 센서(14)에 의해 검출하고, 세정 부재(2)의 교환 시기를 판정할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 세정 위치의 변화량을 측정하는 경우에 대해 설명했지만, 변화량을 측정하는 장소는 세정 위치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10에 도시하는 바와 같이, 변화량을 측정하는 장소는 세정 부재의 셀프 세정 위치라도 좋다. 또한, 변화량을 측정하는 전용의 장소(전용 측정 위치)를 모듈 내에 설치해도 좋다. 셀프 세정 위치나 전용 측정 위치에서는, 세정 부재(2)를 기판(W)에 가압하는 힘의 영향이나, 기판(W)의 자중에 의한 휨의 영향을 받지 않고, 세정 부재(2)의 변화량만을 측정하는 것이 가능하다. 셀프 세정 위치나 전용 측정 위치에서의 변화량의 측정은, 처리하는 기판(W)에 의해 두께나 변화량이 다른 경우에, 특히 적합하다.
또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(11)는 하중 CLC(Closed Loop Control) 기능을 구비해도 좋다. 하중 CLC에 의해, 세정 위치의 변화량이 소정의 기준값으로 된 경우에, 제어 장치(11)에 의해 에어 실린더(8)를 컨트롤하고, 세정 위치가 교환 직후 위치가 되도록 한다. 그리고, 이를 반복해서, 소정 횟수를 거친 결과, 세정 부재의 교환 시기로 한다.
하중 CLC의 경우, 로드셀(13)을 아암(7)에 설치하여, 가압 하중을 동시 측정하고, 실제의 가압 하중을 피드백하면서 가압력을 컨트롤할 수 있으므로, 실제의 가압 하중과 세정 부재(2)의 스펀지의 변형량을 비교할 수 있으므로, 보다 정밀도가 높은 관리가 가능하다. 에어 실린더(8) 등 승강 기구의 구성 부품이 마모 등으로 미끄럼 이동 저항이 변화되는 경우, CLC를 행하지 않으면, 실제로 가해지는 하중도 어긋나게 되어, 세정 부재(2)의 변화와 그 밖의 구성 부품의 변화를 분별하는 것이 곤란하다. 예를 들어, 사용 초기에, 세정 부재(2)의 가압력이 4N에 의해 변위가 1㎜로 한다. 사용 중, 에어 실린더(8)가 마모되어, 미끄럼 이동 저항이 1N 상승했다고 가정하면, 실제로 세정 부재(2)를 가압하는 힘은 마찰로 사용되어 버려 3N 상당하게 된다. 그로 인해, 세정 부재(2)가 정상적이어도 세정 부재(2)의 변형량은 3N의 가압력만큼 찌부러져, 실제의 세정 부재(2) 변화를 정확하게 모니터할 수 없다. 이에 대해, 하중 CLC 기능을 갖게 한 경우에는, 가압 하중을 일정하게 유지할 수 있으므로, 세정 부재(2)만의 변형량을 모니터할 수 있다.
또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(11)는 위치 CLC(Closed Loop Control) 기능을 구비해도 좋다. 이 경우, 제어 장치(11)는 변위 센서의 측정값을 사용해서, 위치 CLC(Closed Loop Control)를 행한다. 위치 CLC를 행함으로써, 확실하게 일정량을 가압하여, 세정 부재(2)의 접촉 면적을 일정하게 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기판에 접촉해서 상기 기판을 스크럽 세정하는 세정 부재와,
    상기 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
    상기 보유 지지 수단에 설치되고, 상기 세정 부재를 상기 기판에 가압하는 힘을 발생시키는 가압 수단과,
    상기 보유 지지 수단에 설치되고, 상기 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 위치 측정 수단과,
    상기 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 상기 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 교환 시기 판정 수단
    을 구비하고,
    상기 보유 지지 수단의 위치에는, 상기 세정 부재가 상기 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 상기 세정 부재가 상기 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고,
    상기 교환 시기 판정 수단은, 복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정할 때의 상기 세정 위치의 변화로부터 상기 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교환 시기 판정 수단은, 상기 세정 위치의 변화량이 소정의 기준값보다 커진 경우에, 상기 세정 부재의 교환 시기라고 판정하는, 기판 세정 장치.
  3. 기판에 접촉해서 상기 기판을 스크럽 세정하는 세정 부재와,
    상기 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
    상기 보유 지지 수단에 설치되고, 상기 세정 부재를 상기 기판에 가압하는 힘을 발생시키는 가압 수단과,
    상기 보유 지지 수단에 설치되고, 상기 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 위치 측정 수단과,
    상기 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 상기 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 이상 검지 수단을 구비하고,
    상기 보유 지지 수단의 위치에는, 상기 세정 부재가 상기 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 상기 세정 부재가 상기 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고,
    상기 이상 검지 수단은, 1매의 기판을 스크럽 세정할 때의 상기 세정 위치의 변화로부터 상기 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이상 검지 수단은, 상기 세정 위치의 변화량이 소정의 기준 진폭보다 커진 경우에, 상기 세정 부재에 이상이 있다고 검지하는, 기판 세정 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 위치 측정 수단은, 위치 측정용 레이저를 이용한 변위 센서이며,
    상기 보유 지지 수단에는, 상기 위치 측정용 레이저가 조사되는 위치 측정용 브래킷이 설치되는, 기판 세정 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 세정 부재를 상기 기판에 가압하는 힘을 측정하는 하중 측정 수단과,
    상기 하중 측정 수단의 측정 결과를 피드백함으로써, 상기 세정 부재를 상기 기판에 가압하는 힘을 컨트롤하는 하중 제어 수단을 구비하는, 기판 세정 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    2개의 상기 세정 부재가 상기 기판을 사이에 두도록 상기 기판의 상하에 배치되고,
    상기 기판을 상기 2개의 세정 부재 사이에 두고 스크럽 세정할 때에, 상기 2개의 세정 부재의 상기 세정 위치의 변화를 차분 처리함으로써, 상기 세정 위치를 측정할 때의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단을 구비하는, 기판 세정 장치.
  8. 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치의 세정 부재의 교환 시기 판정 방법이며,
    상기 교환 시기 판정 방법은,
    상기 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 측정 스텝과,
    상기 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 상기 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 판정 스텝
    을 포함하고,
    상기 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치에는, 상기 세정 부재가 상기 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 상기 세정 부재가 상기 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고,
    상기 판정 스텝에서는,
    복수의 기판을 연속해서 스크럽 세정을 할 때의 상기 세정 위치의 변화로부터 상기 세정 부재의 교환 시기를 판정하는 것을 특징으로 하는, 교환 시기 판정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세정 부재를 상기 기판에 가압하는 힘을 측정하는 하중 측정 스텝과,
    상기 하중 측정 스텝의 측정 결과를 피드백함으로써, 상기 세정 부재를 상기 기판에 가압하는 힘을 컨트롤하는 하중 제어 스텝을 포함하는, 교환 시기 판정 방법.
  10. 기판을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치의 세정 부재의 이상 검지 방법이며,
    상기 이상 검지 방법은,
    상기 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치를 측정하는 측정 스텝과,
    상기 보유 지지 수단의 위치에 기초하여 상기 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 검지 스텝을 포함하고,
    상기 세정 부재를 보유 지지하는 보유 지지 수단의 위치에는, 상기 세정 부재가 상기 기판에 접촉하고 있는 세정 위치와, 상기 세정 부재가 상기 기판으로부터 이격되어 있는 비세정 위치가 포함되고,
    상기 검지 스텝에서는,
    1매의 기판을 스크럽 세정할 때의 상기 세정 위치의 변화로부터 상기 세정 부재의 이상의 유무를 검지하는 것을 특징으로 하는, 이상 검지 방법.
KR1020150067816A 2014-05-20 2015-05-15 기판 세정 장치 및 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법 KR102401524B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014104471A JP2015220402A (ja) 2014-05-20 2014-05-20 基板洗浄装置および基板洗浄装置で実行される方法
JPJP-P-2014-104471 2014-05-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150133638A true KR20150133638A (ko) 2015-11-30
KR102401524B1 KR102401524B1 (ko) 2022-05-24

Family

ID=54555848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150067816A KR102401524B1 (ko) 2014-05-20 2015-05-15 기판 세정 장치 및 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10018545B2 (ko)
JP (1) JP2015220402A (ko)
KR (1) KR102401524B1 (ko)
CN (1) CN105097615B (ko)
TW (1) TWI646615B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170095748A (ko) * 2016-02-15 2017-08-23 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 세정 장치 및 기판 처리 장치
KR20200005481A (ko) * 2018-07-06 2020-01-15 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9633890B2 (en) * 2011-12-16 2017-04-25 Lam Research Ag Device for treating surfaces of wafer-shaped articles and gripping pin for use in the device
TWI613600B (zh) * 2015-11-30 2018-02-01 Seiko Epson Corp 電子零件搬送裝置及電子零件檢查裝置
JP6767834B2 (ja) * 2016-09-29 2020-10-14 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置及び基板処理装置
JP6910148B2 (ja) * 2017-01-13 2021-07-28 株式会社ディスコ ウエーハ洗浄装置
JP6792512B2 (ja) * 2017-05-16 2020-11-25 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置および基板処理装置
CN107855343A (zh) * 2017-09-16 2018-03-30 合肥惠科金扬科技有限公司 一种基板清洗设备的基板夹紧机构
CN107597669A (zh) * 2017-09-16 2018-01-19 合肥惠科金扬科技有限公司 一种基板清洗设备
US10811290B2 (en) * 2018-05-23 2020-10-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Systems and methods for inspection stations
CN110586527A (zh) * 2018-06-13 2019-12-20 夏普株式会社 基板清洗装置
CN110148573B (zh) * 2019-04-17 2020-12-04 湖州达立智能设备制造有限公司 一种半导体设备工艺腔的晶圆升降装置
WO2021117685A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置、研磨装置、バフ処理装置、基板洗浄方法、基板処理装置、および機械学習器
JP2022124016A (ja) * 2021-02-15 2022-08-25 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置、基板洗浄装置の異常判定方法、基板洗浄装置の異常判定プログラム
CN113617541B (zh) * 2021-08-06 2022-11-25 合肥妙思智能医疗科技有限公司 一种实验室血液标本循环不间断流水线离心机
CN113964067B (zh) * 2021-11-26 2022-10-25 江苏威森美微电子有限公司 一种晶圆刻蚀设备
JP2023148615A (ja) * 2022-03-30 2023-10-13 株式会社荏原製作所 情報処理装置、推論装置、機械学習装置、情報処理方法、推論方法、及び、機械学習方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990013784A (ko) * 1997-07-11 1999-02-25 오츄보히데오 웨이퍼 연마장치
JP2002353179A (ja) * 2001-05-24 2002-12-06 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨方法
KR100380785B1 (ko) * 1995-03-28 2003-08-02 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학기계적연마동작에서인-시투모니터링을하기위한방법및장치
KR20060126522A (ko) * 2004-01-28 2006-12-07 가부시키가이샤 니콘 연마 패드 표면 형상 측정 장치, 연마 패드 표면 형상 측정장치의 사용 방법, 연마 패드의 원추 꼭지각의 측정 방법,연마 패드의 홈 깊이 측정 방법, cmp 연마 장치 및반도체 디바이스의 제조 방법
JP2007294490A (ja) * 2006-04-20 2007-11-08 Pre-Tech Co Ltd 基板の洗浄装置およびこれを用いた基板の洗浄方法
JP2008515171A (ja) * 2004-09-28 2008-05-08 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置及び洗浄部材の交換時期判定方法
KR20180126082A (ko) * 2012-08-20 2018-11-26 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 세정 장치 및 기판 처리 장치

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3328426B2 (ja) * 1994-05-12 2002-09-24 東京エレクトロン株式会社 洗浄装置
US5475889A (en) * 1994-07-15 1995-12-19 Ontrak Systems, Inc. Automatically adjustable brush assembly for cleaning semiconductor wafers
JPH10223596A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄装置
JPH10307504A (ja) * 1997-05-09 1998-11-17 Hitachi Koki Co Ltd 定着ローラ清掃装置およびそれに用いる定着ローラ清掃部材
US5975994A (en) * 1997-06-11 1999-11-02 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for selectively conditioning a polished pad used in planarizng substrates
TW434095B (en) * 1997-08-11 2001-05-16 Tokyo Seimitsu Co Ltd Wafer polishing apparatus
US6431953B1 (en) * 2001-08-21 2002-08-13 Cabot Microelectronics Corporation CMP process involving frequency analysis-based monitoring
TWI238754B (en) * 2002-11-07 2005-09-01 Ebara Tech Inc Vertically adjustable chemical mechanical polishing head having a pivot mechanism and method for use thereof
JP4152853B2 (ja) * 2003-09-30 2008-09-17 株式会社 日立ディスプレイズ 表面処理装置、および、液晶表示装置の製造方法
JP4320618B2 (ja) 2004-06-24 2009-08-26 富士電機デバイステクノロジー株式会社 スクラブ洗浄装置
JP4817687B2 (ja) * 2005-03-18 2011-11-16 株式会社荏原製作所 研磨装置
CN104044057B (zh) * 2004-11-01 2017-05-17 株式会社荏原制作所 抛光设备
JP4719051B2 (ja) * 2006-03-30 2011-07-06 ソニー株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2009099906A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および処理ツール位置教示方法
US9254510B2 (en) * 2012-02-03 2016-02-09 Stmicroelectronics, Inc. Drying apparatus with exhaust control cap for semiconductor wafers and associated methods

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100380785B1 (ko) * 1995-03-28 2003-08-02 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학기계적연마동작에서인-시투모니터링을하기위한방법및장치
KR19990013784A (ko) * 1997-07-11 1999-02-25 오츄보히데오 웨이퍼 연마장치
JP2002353179A (ja) * 2001-05-24 2002-12-06 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨方法
KR20060126522A (ko) * 2004-01-28 2006-12-07 가부시키가이샤 니콘 연마 패드 표면 형상 측정 장치, 연마 패드 표면 형상 측정장치의 사용 방법, 연마 패드의 원추 꼭지각의 측정 방법,연마 패드의 홈 깊이 측정 방법, cmp 연마 장치 및반도체 디바이스의 제조 방법
JP2008515171A (ja) * 2004-09-28 2008-05-08 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置及び洗浄部材の交換時期判定方法
JP2007294490A (ja) * 2006-04-20 2007-11-08 Pre-Tech Co Ltd 基板の洗浄装置およびこれを用いた基板の洗浄方法
KR20180126082A (ko) * 2012-08-20 2018-11-26 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 세정 장치 및 기판 처리 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170095748A (ko) * 2016-02-15 2017-08-23 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 세정 장치 및 기판 처리 장치
KR20200005481A (ko) * 2018-07-06 2020-01-15 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법
US11996303B2 (en) 2018-07-06 2024-05-28 Ebara Corporation Substrate cleaning device and substrate cleaning method
US12002688B2 (en) 2018-07-06 2024-06-04 Ebara Corporation Substrate cleaning device and substrate cleaning method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015220402A (ja) 2015-12-07
CN105097615A (zh) 2015-11-25
TW201545259A (zh) 2015-12-01
CN105097615B (zh) 2019-09-20
TWI646615B (zh) 2019-01-01
US20150338328A1 (en) 2015-11-26
KR102401524B1 (ko) 2022-05-24
US10018545B2 (en) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150133638A (ko) 기판 세정 장치 및 기판 세정 장치에 의해 실행되는 방법
JP4511591B2 (ja) 基板洗浄装置及び洗浄部材の交換時期判定方法
US6494765B2 (en) Method and apparatus for controlled polishing
TWI508819B (zh) 監控玻璃板拋光狀態之裝置與方法
KR102238958B1 (ko) 하중 측정 장치 및 하중 측정 방법
JP6767834B2 (ja) 基板洗浄装置及び基板処理装置
JPH10106995A (ja) 半導体装置製造用のスクラバ装備
JP2008137118A (ja) 欠陥修正装置および欠陥修正方法
KR20220113493A (ko) 기판 세정 장치, 연마 장치, 버프 처리 장치, 기판 세정 방법, 기판 처리 장치, 및 기계 학습기
CN111029243A (zh) 基板清洗方法、基板清洗装置、基板处理装置、基板处理系统及机器学习器
KR101415983B1 (ko) 웨이퍼 세정장치
JP6895565B2 (ja) 基板洗浄装置および基板洗浄装置で実行される方法
CN110651356B (zh) 清洗装置、基板处理装置、清洗装置的维护方法、以及计算机可读取记录介质
JP2012009692A (ja) ドレス方法、研磨方法および研磨装置
JP2022190831A (ja) 基板洗浄装置、基板処理装置、ブレークイン装置、基板に付着する微粒子数の推定方法、基板洗浄部材の汚染度合い判定方法およびブレークイン処理の判定方法
JP6736713B2 (ja) 基板洗浄装置および基板洗浄装置で実行される方法
US11279001B2 (en) Method and apparatus for monitoring chemical mechanical polishing process
KR100884732B1 (ko) 디스플레이용 패널 세정장치
JP2007294490A (ja) 基板の洗浄装置およびこれを用いた基板の洗浄方法
JP5126657B2 (ja) 研磨装置
JP6945318B2 (ja) 基板洗浄方法、基板洗浄装置およびプログラム記録媒体
JP2005223149A (ja) 払拭洗浄装置ならびに汚れ検査装置および汚れ検査方法
JP4320618B2 (ja) スクラブ洗浄装置
JP2005057100A (ja) 半導体基板の研磨方法及び研磨装置
JP2005317576A (ja) 基板洗浄装置、及び基板洗浄装置における洗浄ブラシの基準位置の決定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant