TW201706045A - 基板清洗裝置及基板處理裝置 - Google Patents

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TW201706045A TW105134529A TW105134529A TW201706045A TW 201706045 A TW201706045 A TW 201706045A TW 105134529 A TW105134529 A TW 105134529A TW 105134529 A TW105134529 A TW 105134529A TW 201706045 A TW201706045 A TW 201706045A
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田中英明
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荏原製作所股份有限公司
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Abstract

本發明係關於一種基板清洗裝置，係一邊使輥清洗構件接觸基板表面，一邊旋轉基板及輥清洗構件並擦刷清洗基板表面。 基板清洗裝置係具有：輥支架(42)，係支持輥清洗構件(46)並使之旋轉；升降機構(60)，係具有隨著具備控制機器(62)之致動器(56)的驅動而升降之升降部(58)，並在基板清洗時，以輥清洗構件(46)對基板W施加預定輥荷重之方式，使連結於升降部(58)之輥支架(42)升降；測力器(54)，係設置於升降機構(60)之升降部(58)與輥支架(42)之間，並測定輥荷重；控制部(66)，係根據測力器(54)之測定值，透過致動器(56)之控制機器(62)而反饋控制輥荷重。

Description

基板清洗裝置及基板處理裝置
本發明係關於一邊使呈圓柱狀且長條狀水平延伸之輥清洗構件接觸在半導體晶圓等之基板表面，一邊使基板及輥清洗構件一起朝一方向旋轉，而擦刷清洗基板表面之基板清洗裝置，以及具備該基板清洗裝置之基板處理裝置。
一種將半導體晶圓等之基板表面以輥清洗構件擦刷清洗之基板清洗裝置，其中，在基板清洗時必須將輥清洗構件以預定之加壓荷重(輥荷重)壓著基板，但該輥荷重之調整一般係在裝置起動時或維修時進行。但是，如此一來，僅在裝置起動時或維修時調整輥荷重，會因為例如輥清洗構件之性狀不均或經時性變化等，而無法正確地掌握將輥清洗構件加壓於基板而清洗基板時實際施加於基板之輥荷重。
因此，已知例如測定供給至使輥清洗構件升降並對基板施加輥荷重時所使用氣缸的空氣之供給壓力，並構成根據該測定值來控制控制機器之閉路控制(CLC) 系統，藉此對輥荷重進行反饋控制(feedback control)之方法。但是，空氣之供給壓力係具替代特性，故無法嚴密地顯現基板清洗時實際施加於基板之輥荷重。
此外，已知在清洗裝置之內部係搭載測定從輥清洗構件施加於基板之輥荷重之測力器(load cell)等之壓力感測器，並構成根據該測定值來控制控制機器之閉路控制系統，藉此反饋控制輥荷重之方法(參照專利文獻1至3)。
再者，為了提高施加於基板之接觸壓力(輥荷重)之控制精確度，並可使清洗構件忠實地追隨因基板彎曲所造成之表面(被清洗面)振動，已提出一種以荷重檢測感測器檢測出接觸壓，並根據該檢測結果來控制在前端部設有清洗構件之裝設軸之驅動機構之方法(參照專利文獻4)。此外，已提出一種在以裝設有壓力感測器之清洗刷清洗基板時，監視由壓力感測器所檢測之刷壓，並以使該刷壓與目標值一致之方式控制刷壓控制機構之方法(參照專利文獻5)。
另外，就流體加壓式載體之內壓穩定化裝置而言，已知有一種以壓力感測器檢測出壓力室內之壓力值，在該檢測壓力值與所希望壓力值不同時進行電空轉換器之閥調整，以使壓力室之內壓與所希望壓力值一致之裝置(參照專利文獻6)。此外，亦提出一種在拋光裝置中，於保持基板並使之旋轉之基板載體之旋轉台裝置(傾斜機構)的正上方配置測力器之方法(參照專利文獻7)。
(先前技術文獻)
專利文獻1：日本特許第3,397,525號公報
專利文獻2：日本特開平11-204483號公報
專利文獻3：日本特開2002-50602號公報
專利文獻4：日本特開2001-293445號公報
專利文獻5：日本特開2002-313765號公報
專利文獻6：日本特開2001-105298號公報
專利文獻7：日本特開2000-271856號公報
在以往之將輥清洗構件加壓於基板並清洗基板之基板清洗裝置中，在輥清洗構件及測定輥荷重之壓力感測器之間，一般會有機械摩擦力、扭曲、及搖晃等(具體之構造有軸承、軸襯、連結桿、梁、突起物、及懸臂構造等)，因此，以壓力感測器測定之壓力值(測定值)與基板清洗時實際施加於基板之輥荷重的差會變大，在利用閉路控制系統對輥荷重進行反饋控制之前，壓力檢測測定系統的可靠性會變低。
因此，基板清洗時實際施加於基板之輥荷重(實輥荷重)係與預先設定之設定輥荷重有偏差，或有偏離設定輥荷重之情形，如此，認為若基板清洗時實際施加於基板之輥荷重(實輥荷重)與設定輥荷重之間產生差值，則無法充分發揮清洗裝置本來所具有之清洗性能。
如以上所述，現狀而言係不能說是嚴密、精確度良好地控制基板清洗時施加於基板之輥荷重，因無法正確地檢測、測定輥荷重，故一般而言難以找到最適當之輥荷重。
本發明係鑒於上述情事而研究者，其目的在於提供一種精確度良好地測定基板清洗時從輥清洗構件實際施加於基板之輥荷重，並可精確度良好地控制輥荷重之基板清洗裝置。
本發明之基板清洗裝置係具有：輥支架，係支持並使長條狀水平延伸之輥清洗構件並使之旋轉；升降機構，係具有隨著具備控制機器之致動器的驅動而升降之升降部，並在基板清洗時，以前述輥清洗構件對基板施加預定輥荷重之方式使連結於前述升降部之前述輥支架升降；測力器(load cell)，係設置於前述升降機構之升降部與前述輥支架之間，並測定前述輥荷重；以及控制部，係根據前述測力器之測定值，透過前述致動器之控制機器而反饋控制前述輥荷重。
如此，藉由在升降機構之升降部與連結於該升降部之輥支架之間設置測力器，而成為測力器全部承受輥支架之本身重量的構造，而可成為在輥支架與測力器之間未介設有在輥支架升降時增加摩擦力之軸承或連結桿、傳達荷重時產生損失之梁構造或突起物等的構造。藉此，可將在基板清洗時施加於基板之輥荷重正確地傳達至 測力器，而可精確度良好地測定並控制輥荷重。
本發明較佳之一態樣中，前述升降機構之前述升降部係包含隨著前述致動器之驅動而升降之升降軸、或是使基端連結於該升降軸並在水平方向延伸之升降臂。升降機構之升降部較佳為由沿著通過輥支架之重心之鉛直線而升降之升降軸所構成，但因設置空間等的關係，也可利用在水平方向延伸之升降臂來構成升降機構之升降部。
本發明較佳之一態樣中，在前述升降機構之升降部與前述輥支架之間係設有使前述輥支架傾斜之傾斜機構。藉此，使在維持輥支架所保持之輥清洗構件的水平姿勢之同時，在基板產生彎曲或傾斜、因旋轉所產生之晃動等時，使輥清洗構件遍及其大致全長均勻地接觸基板並追隨基板，使輥荷重均勻地施加於基板而提升清洗性能，並且以輥清洗構件整體承受基板之反作用力，而可提升輥荷重之測定精確度。
本發明較佳之一態樣中，前述測力器係配置在沿著輥支架之長度方向的大致中央，並連結於前述升降機構之升降部。藉此使支持輥清洗構件並旋轉之輥支架的重心通過測力器之大致中心，可使輥支架平衡性良好地連結於升降部。
本發明較佳之一態樣中，前述控制部係在將輥荷重施加於基板時開始進行輥荷重之反饋控制。
如此，在將輥荷重施加於基板之前係不進行輥荷重之 反饋控制，藉此可防止輥荷重之初期干擾，並縮短輥荷重到達設定輥荷重所需要的時間。
本發明較佳之一態樣中，前述控制部係依每個設定輥荷重而任意設定施加於基板之輥荷重之反饋控制的開始時間點。
藉此可防止輥荷重之初期干擾，並縮短輥荷重到達設定輥荷重所需要的時間。
本發明較佳之一態樣中，前述控制機器係使用電空調節器，前述控制部係依每個設定輥荷重而任意地設定施加於基板之輥荷重之反饋控制開始前的電空調節器操作量。
例如設定輥荷重為2N時，以閥開度為20%之方式設定輥荷重之反饋控制開始時的電空調節器操作量，設定輥荷重為10N時，以閥開度為60%之方式設定電空調節器操作量。藉此可防止輥荷重之初期干擾，並縮短輥荷重到達設定輥荷重所需要的時間。
本發明之基板處理裝置係具備上述基板清洗裝置。
根據本發明之基板清洗裝置，可監測基板清洗中實際施加於基板之輥荷重，且將輥荷重正確地傳達至測力器並精確度良好地測定輥荷重，以減少實際施加於基板之輥荷重(實輥荷重)與測力器所測定之測定值(測定輥荷重)的差值，而可精確度良好地控制輥荷重。
10‧‧‧殼罩
12‧‧‧承載口
14a至14d‧‧‧研磨裝置
16、18‧‧‧基板清洗裝置
20‧‧‧基板乾燥裝置
22‧‧‧第1基板搬送機器人
24‧‧‧基板搬送單元
26‧‧‧第2基板搬送機器人
28‧‧‧第3基板搬送機器人
30‧‧‧控制盤(操作面板、觸控面板)
40‧‧‧轉軸
42‧‧‧上部輥支架
42a、44a‧‧‧凹部
44‧‧‧下部輥支架
46‧‧‧上部輥清洗構件
48‧‧‧下部輥清洗構件
50‧‧‧上部清洗液供給噴嘴
52‧‧‧下部清洗液供給噴嘴
54、54a‧‧‧測力器
56、56a‧‧‧氣缸(致動器)
57、59‧‧‧升降軸
58‧‧‧升降臂
60、60a‧‧‧升降機構
62、62a‧‧‧電空調節器(控制機器)
64、64a‧‧‧表示計
66‧‧‧調節計(控制部)
70、70a‧‧‧傾斜機構
72、72a‧‧‧托架
74、74a‧‧‧樞軸
76、76a‧‧‧軸承
78、78a‧‧‧軸承殼罩
80‧‧‧轉盤
80a‧‧‧嵌合溝
90‧‧‧塞板
92‧‧‧收納室
94‧‧‧圓筒體
96‧‧‧防水薄片
100‧‧‧收納部
102‧‧‧防水蓋
W‧‧‧基板
第1圖係表示具有本發明實施形態之基板清洗裝置之基板處理裝置的整體構成的俯視圖。
第2圖係表示第1圖所示基板處理裝置所具備之本發明實施形態之基板清洗裝置之概要的斜視圖。
第3圖係表示本發明實施形態之基板清洗裝置之整體構成之概要的前視圖。
第4圖係設置於上部輥支架側之傾斜機構的縱切前視圖。
第5圖係設置於上部輥支架側之傾斜機構的縱切側視圖。
第6圖係設置於下部輥支架側之傾斜機構的縱切前面圖。
第7圖中，曲線A及曲線B係表示設定輥荷重為6N時，將輥荷重之反饋控制開始前之電空調節器之操作量分別設定為閥開度40%及20%，而在反饋控制輥荷重時之時間與輥荷重之關係；而曲線C係表示設定輥荷重為6N時，將電空調節器之操作量設定(固定)為閥開度30%，而在未反饋控制輥荷重時之時間與輥荷重之關係。
第8圖係表示在內部裝有測力器及傾斜機構之其他上部輥支架的縱切前視圖。
第9圖係表示在內部裝有測力器及傾斜機構之其他下部輥支架的縱切前視圖。
以下參照圖式說明本發明之實施形態。另外，以下各例中，對於相同或相當之元件係標記相同符號並省略重複之說明。
第1圖係表示具有本發明實施形態之基板清洗裝置之基板處理裝置的整體構成的俯視圖。如第1圖所示，基板處理裝置係具有大致矩形之殼罩10、載置有存放多數個半導體晶圓等基板之基板匣的承載口12。承載口12係鄰接殼罩10而配置。承載口12中可搭載開放匣、SMIF(Standard Manufacturing Interface，標準機械界面)箱、或FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式晶圓傳送盒)。SMIF、FOUP係在內部收納基板匣並以分隔壁覆蓋，藉此而成為可保持與外部空間獨立之環境之密閉容器。
在殼罩10之內部收容有：複數個(在該例中為4個)研磨裝置14a至14d、清洗研磨後的基板之第1基板清洗裝置16及第2基板清洗裝置18、使清洗後的基板乾燥之基板乾燥裝置20。研磨裝置14a至14d係沿著基板處理裝置之長度方向排列，基板清洗裝置16,18及基板乾燥裝置20亦沿著基板處理裝置之長度方向排列。本發明實施形態之基板清洗裝置係適用於第1基板清洗裝置16。
在承載口12、位於該承載口12側之研磨裝置14a及基板乾燥裝置20所圍住的領域中，配置有第1基板搬送機器人22，此外與研磨裝置14a至14d平行地配置有基板搬送單元24。第1基板搬送機器人22係由承載口 12接取研磨前之基板並傳遞至基板搬送單元24，同時由基板乾燥裝置20接取乾燥後的基板並回到承載口12。基板搬送單元24係搬送由第1基板搬送機器人22接取之基板，並在各研磨裝置14a至14d之間進行基板的傳遞。
在第1基板清洗裝置16與第2基板清洗裝置18之間配置有第2基板搬送機器人26，其係在第1基板清洗裝置16與第2基板清洗裝置18之間進行基板的傳遞，在第2基板清洗裝置18與基板乾燥裝置20之間配置有第3基板搬送機器人28，其係在基板清洗裝置18與基板乾燥裝置20之間進行基板的傳遞。殼罩10具有輸入下述設定輥荷重等設定值之控制盤(操作面板)30。
第2圖係表示第1圖所示基板處理裝置所具備之本發明實施形態之(第1)基板清洗裝置16的概要的斜視圖，第3圖係表示本發明實施形態之基板清洗裝置16之整體構成的概要的前視圖。
如第2圖及第3圖所示，基板清洗裝置16係具有：以表面朝上之方式支持半導體晶圓等基板W的周緣部，並使基板W水平旋轉，且在水平方向自由移動之複數支(圖中為4支)轉軸40；於以轉軸40支持並使之旋轉之基板W的上方自由升降地配置之上部輥支架42；以及於以轉軸40支持並使之旋轉之基板W的下方自由升降地配置之下部輥支架44。
在上部輥支架42中，呈圓柱狀且長條狀延伸之由例如PVA所構成之上部輥清洗構件(輥海綿)46係旋 轉自在地被支持，上部輥清洗構件46係藉由驅動機構(未圖示)而以第2圖箭頭F1所示之方式旋轉。在下部輥支架44中，呈圓柱狀且長條狀延伸之由例如PVA所構成之下部輥清洗構件(輥海綿)48係旋轉自在地被支持，下部輥清洗構件48係藉由驅動機構(未圖示)而以第2圖箭頭F所示之方式旋轉。
在以轉軸40支持並使之旋轉之基板W的上方配置有對基板W之表面(上表面)供給清洗液之上部清洗液供給噴嘴50，在以轉軸40支持並使之旋轉之基板W的下方配置有對基板W之背面(下表面)供給清洗液之下部清洗液供給噴嘴52。
在沿著上部輥支架42之長度方向之大致中央設有凹部42a，測力器54係位於該凹部42a內並固定上部輥支架42。該例中具備升降機構60，該升降機構60係具有配置在鉛直方向之作為致動器之氣缸56、隨著該氣缸(致動器)56之驅動而升降之升降軸57、使基端連結於該升降軸57之上端並在水平方向延伸之作為升降部之升降臂58。在該升降臂(升降部)58之自由端側下端，透過測力器54而連結上部輥支架42。
藉此，隨著氣缸56之驅動，上部輥支架42係與升降軸57及升降臂58一體地升降。氣缸56中具有作為控制機器之電空調節器62，其係控制供給至氣缸56內部之空氣的供給壓，藉由調整該電空調節器(控制機器)62之閥開度，而調整供給至氣缸56之空氣的壓力。
如此，在沿著上部輥支架42之長度方向之大致中央處將上部輥支架42連結於升降臂58之自由端側下表面，以支持並上部輥清洗構件46並使之旋轉之上部輥支架42的重心通過測力器54大致中心之方式，可將上部輥支架42以水平狀態平衡性良好地連結於升降臂58之自由端側下表面。
此外，在升降臂58之自由端側下端，透過測力器54而連結上部輥支架42，藉此可使上部輥支架42之本身重量無損失地傳達至測力器54。於是，在基板W清洗時，若使上部輥支架42下降並使上部輥清洗構件46接觸於基板W，則施加於測力器54之拉伸荷重會減少，該減少之部分係與上部輥清洗構件46對基板W施加之輥荷重(加壓荷重)非常一致。
藉此，透過該減少之拉伸荷重，以測力器54測定上部輥清洗構件46在基板W清洗時對基板W施加的輥荷重，並透過電空調節器62之操作量調節閥開度，藉此可調整輥荷重。
於是，以測力器54測定之測定值係從該表示計64以類比信號送至作為控制部之調節計66，從調節計(控制部)66所送出之類比信號係輸入至電空調節器62。藉此構成以封閉迴路進行控制之閉路控制系統。此外，於調節計66係從控制盤(操作面板)30輸入設定輥荷重等之設定值。
藉此，調節計66係比較測力器54所測定之 測定值(測定輥荷重)及由控制盤(操作面板)30輸入之設定輥荷重，根據該差值而對電空調節器62指示開閉閥之操作量。電空調節器62係根據調節計66之指示自動地調整閥開度，並根據該閥開度而改變氣缸56之推力，藉此在基板W清洗時反饋控制施加於基板W之輥荷重。
根據此例，在升降機構60之升降臂58與連結於該升降臂58之上部輥支架42之間設置測力器54，而成為測力器54承受上部輥支架42之本身重量的構造，且為在上部輥支架42與測力器54之間未介設在上部輥支架42升降時增加摩擦力之軸承或連結桿、因傳達荷重而產生損失之梁構造或突起物等的構造，藉此在基板清洗時將施加於基板W之輥荷重正確地傳達至測力器54，而可精確度良好地測定並控制輥荷重。
在測力器54與升降臂58之自由端側下表面之間設置使上部輥支架42傾斜之傾斜機構70。亦即如第4圖及第5圖所示，在測力器54中固定有托架72，在升降臂58之自由端側下表面固定有軸承套管78，其係裝設旋轉自在地支承樞軸74之一對軸承76。接著，以軸承76支承之樞軸74係貫通設於托架72之貫通孔內並固定於托架72。藉此，構成使固定測力器54之上部輥支架42以樞軸74為中心朝第4圖所示之Y1方向傾斜之傾斜機構70。
藉由具備如此傾斜機構70，在維持由上部輥支架42所保持之上部輥清洗構件46的水平姿勢之同時，在基板W產生彎曲或傾斜、因旋轉所產生之晃動等 時，使上部輥清洗構件46遍及其全長均勻地接觸於基板W並追隨基板W，使輥荷重均勻地施加於基板W而提升清洗性能，並且以上部輥清洗構件46整體承受來自基板W之反作用力，而可提升輥荷重之測定精確度。
在沿著下部輥支架44之長度方向之大致中央處設有凹部44a。接著，在該下部輥支架44中，具備配置在鉛直方向之作為致動器之氣缸56a、隨著該氣缸(致動器)56a之驅動而在鉛直方向升降並具有作為升降部之升降軸59之升降機構60a，在該升降軸(升降部)59之上端面，透過測力器54a而連結有下部輥支架44。藉此，隨著氣缸56a之驅動，下部輥支架44係與升降軸59一體地升降。氣缸56a係與前述同樣地具有作為控制機器之電空調節器62a。
如此，在沿著下部輥支架44之長度方向之大致中央處將下部輥支架44連結於升降軸59之上端面，以使支持下部輥清洗構件48並使之旋轉之下部輥支架44的重心通過測力器54a之大致中心之方式，可使下部輥支架44以水平狀態平衡性良好地連結於升降軸59。
此外，在升降軸59之上端面透過測力器54a連結下部輥支架44，藉此可將下部輥支架44之本身重量無損失地傳達至測力器54a。接著若使下部輥支架44上昇而使下部輥清洗構件48接觸於基板W，則施加於測力器54之壓縮荷重會增加，該增加部分係與下部輥清洗構件48對基板W施加之輥荷重(加壓荷重)非常一致。
藉此，透過該增加之壓縮荷重，而以測力器54a測定在基板W清洗時下部輥清洗構件48對基板W施加之輥荷重，並透過電空調節器(控制機器)62a之操作量調節閥開度，藉此可調整輥荷重。
接著，以測力器54a所測定之測定值係由該表示計64a以類比信號送至調節計66，由調節計66送出之類比信號係輸入電空調節器62a。藉此，構成以封閉迴路進行控制之閉路控制系統。此外，於調節計66係由控制盤(操作面板)30輸入設定輥荷重等之設定值。
藉此，調節計66係比較由測力器54a所測定之測定值(測定輥荷重)與由控制盤(操作面板)30輸入之設定輥荷重，根據該差值，對電空調節器62a指示開閉閥之操作量。電空調節器62a係根據調節計66之指示自動地調整閥開度，並根據該閥開度而改變氣缸56a之推力，藉此在基板W清洗時反饋控制施加於基板W之輥荷重。
根據該例，在升降機構60a之升降軸59與連結於該升降軸59之下部輥支架44之間設置測力器54a，並成為測力器54a承受下部輥支架44之本身重量的構造，且為在下部輥支架44與測力器54a之間未介設在下部輥支架44升降時增加摩擦力之軸承或連結桿、因傳達荷重時產生損失之梁構造或突起物等的構造，藉此在基板清洗時將施加於基板W之輥荷重正確地傳達至測力器54a，可精確度良好地測定並控制輥荷重。
在固定於升降軸59之上端面之測力器54a 與下部輥支架44之間設置使下部輥支架44傾斜之傾斜機構70a。亦即如第6圖所示，在固定於升降軸59上端面之測力器54a中，托架72被固定，在下部輥支架44固定有軸承套管78a，其係裝設有旋轉自在地支承樞軸74a之一對軸承。接著，以軸承支承之樞軸74a係貫通設於托架72a之貫通孔並固定於托架72a。藉此，構成使下部輥支架44以樞軸74a為中心朝第6圖所示之Y2方向傾斜之傾斜機構70a。
藉由具有如此傾斜機構70a，在維持由下部輥支架44所保持之下部輥清洗構件48的水平姿勢之同時，在基板產生彎曲或傾斜、因旋轉所產生之晃動等時，使下部輥清洗構件48遍及其全長均勻地接觸於基板W並追隨基板，使輥荷重均勻地施加於基板而提升清洗性能，同時以下部輥清洗構件48整體承受來自基板之反作用力，而可提升輥荷重之測定精確度。且在傾斜機構70a幾乎不存在對於上下方向之壓縮荷重、及拉伸荷重之機械性晃動或摩擦。再者，傾斜機構70a係除了接觸下部輥支架44及測力器54a以外，並無與其他構件接觸。因此，下部輥支架44之本身重量可無損失地傳達至測力器54a。
上述構成之擦刷清洗裝置中，如第2圖所示，在設置於轉軸40之上部之轉盤80的外周側面形成有嵌合溝80a，使基板W之周緣部位於該嵌合溝80a內，並加壓於內側並使轉盤80旋轉(自轉)，藉此將基板W以第2圖箭頭E所示之方式水平地旋轉。該例中，4個中的2個 轉盤80係對基板W賦予旋轉力，其他2個轉盤80係發揮承受基板W之旋轉之軸承的作用。另外，可使所有轉盤80連結於驅動機構並對基板W賦予旋轉力。
如此，在使基板W水平地旋轉之狀態下，將清洗液(藥液)由上部清洗液供給噴嘴50供給至基板W之表面(上表面)，同時一邊使上部輥清洗構件46旋轉，一邊使之下降，以預定輥荷重接觸於旋轉中之基板W之表面，藉此在清洗液存在下以上部輥清洗構件46擦刷清洗基板W之表面。上部輥清洗構件46之長度係設定為比基板W之直徑稍長，藉此同時地清洗基板W之全表面。
以上部輥清洗構件46擦刷清洗該基板W表面時，以測力器54測定由上部輥清洗構件46施加於基板W之輥荷重，以調節計66比較該測定值(測定輥荷重)與預先由控制盤30輸入之設定輥荷重，調節計66係根據該差值，對電空調節器62指示開閉閥之操作量。電空調節器62係根據調節計66之指示自動地調整閥開度，並根據該閥開度改變氣缸56之推力。藉此，以使基板W清洗時施加於基板W之輥荷重成為設定輥荷重之方式反饋控制輥荷重。
若在上部輥清洗構件46對基板W施加輥荷重之前開始進行輥荷重之反饋控制，則因上部輥支架42之升降動作等而會使測力器54之測定值干擾，因該測定值之干擾，電空調節器62變成無法控制之狀態的可能性會變高。因此，輥荷重之反饋控制較佳為從上部輥清洗構件46 接觸於基板W之表面並施加輥荷重時開始，藉此可防止輥荷重之初期干擾，並縮短輥荷重到達設定輥荷重所需要的時間。
此外，較佳為依每個設定輥荷重而任意地設定施加於基板W之輥荷重之反饋控制開始前的電空調節器62之操作量。亦即，第7圖之曲線A及曲線B係表示設定輥荷重為6N時，將輥荷重之反饋控制開始前的電空調節器62之操作量分別設定為閥開度40%及20%，在反饋控制輥荷重時之時間與輥荷重之關係。第7圖之曲線C係表示設定輥荷重為6N時，將電空調節器62之操作量設定(固定)為閥開度30%，在未反饋控制輥荷重時之時間與輥荷重之關係。
由第7圖之曲線A及曲線C得知，藉由將輥荷重之反饋控制開始前之電空調節器62的操作量設定為閥開度40%，即可比將電空調節器62的操作量設定為閥開度30%且未反饋控制輥荷重時更加縮短輥荷重到達設定輥荷重所需之時間。此外，由第7圖之曲線A及曲線B得知，在設定輥荷重相同時，藉由改變輥荷重之反饋控制開始前之電空調節器62的操作量，即可改變輥荷重到達設定輥荷重所需之時間。另外可確認藉由改變輥荷重之反饋控制開始前的電空調節器62之操作量，即可改變輥清洗構件接觸基板時之衝撃(超越量)。
再者，較佳為根據每個設定輥荷重而任意地設定施加於基板之輥荷重之反饋控制開始的時間點，藉 此亦可防止輥荷重之初期干擾，以縮短輥荷重到達設定輥荷重所需要的時間。
另外，如此之設定輥荷重、輥荷重之反饋控制開始前的電空調節器操作量、及輥荷重之反饋控制開始的時期等，係由控制盤30預先輸入至調節計64，電空調節器62係根據調節計64之指示，而進行閥開度之調整及閉路控制系統之ON/OFF的變更。
同時，由下部清洗液供給噴嘴52將清洗液供給至基板W之背面(下表面)，並一邊使下部輥清洗構件48旋轉一邊使之上昇，以預定輥荷重接觸於旋轉中之基板W的背面，藉此在清洗液之存在下以下部輥清洗構件48擦刷清洗基板W之背面。下部輥清洗構件48之長度係設定為較基板W之直徑稍長，與前述基板W之表面大致同樣地係同時清洗基板W之全背面。
以下部輥清洗構件48擦刷清洗該基板W表面時，與前述上部輥清洗構件46之情形相同地，以使基板W清洗時施加於基板W之輥荷重成為設定輥荷重之方式反饋控制輥荷重。
第1圖所示之基板處理裝置中，由承載口12內之基板匣所取出之基板表面係搬送至研磨裝置14a至14d之任一者並予以研磨。接著，將研磨後的基板表面以第1基板清洗裝置16進行清洗(一次清洗)後，再以第2基板清洗裝置18進行清洗(後段清洗)。接著將清洗後的基板由第2基板清洗裝置18取出，搬入至基板乾燥裝置20後 使之旋轉乾燥，之後將乾燥後的基板送回承載口12之基板匣內。
另外，上述例中，在基板清洗時，從上部輥清洗構件46對基板之表面(上表面)施加之輥荷重、及從下部輥清洗構件48對基板之背面(下表面)施加之輥荷重兩者係利用閉路控制系統而反饋控制，但根據使用條件(製程、基板性狀、荷重等)也可為僅任一者實施反饋控制。
第8圖係表示在內部組裝有測力器54及傾斜機構70之其他上部輥支架42之縱切前視圖。該例之上部輥支架42與上述上部輥支架的不同點係如下述。
亦即，在上部輥支架42內部形成將上部以塞板90閉塞之收納室92，在該收納室92之內部，測力器54係固定於上部輥支架42而收納。接著，傾斜機構70之托架72係固定於測力器54之上表面並突出於塞板90之上方，傾斜機構70之軸承殼罩78係固定於朝水平方向延伸之升降臂(升降部)58之自由端側下表面。再者，在軸承殼罩78之周圍係配置有將下端固定於塞板90之圓筒體94，再者，在該圓筒體94之周圍配置有蛇腹狀之可自由彎曲之防水薄片96，其係將下端連接於塞板90、將上端連接於升降臂58之自由端側下表面。藉此，在清洗處理時，清洗所使用之清洗液不會淋濕傾斜機構70或測力器54。
第9圖係表示內部組裝有測力器54a及傾斜機構70a之其他下部輥支架44的縱切前視圖。該例之下部輥支架44與上述下部輥支架的不同點係如下述。
亦即，固定於下部輥支架44之傾斜機構70a、及連結於該傾斜機構70a之測力器54a，係收納於形成在下部輥支架44之內部且下方具有開口之收納部100內。接著，於上端面固定有測力器54a之升降軸(升降部)59的上部，係以朝下方垂下之圓筒狀防水蓋102所包圍。藉此，在清洗處理之際，清洗所使用之清洗液不會淋濕傾斜機構70a或測力器54a。
以上係說明本發明之一實施形態，但本發明並不限於上述實施形態，在該技術思想之範圍內可實施各種不同形態，此係不需贅言。
(產業上之可利用性)
本發明係可利用於一邊使呈圓柱狀且長條狀地水平延伸之輥清洗構件接觸於半導體晶圓等基板之表面，一邊使基板及輥清洗構件一起朝一方向旋轉並擦刷清洗基板表面之基板清洗裝置，以及具備該基板清洗裝置之基板處理裝置。
16‧‧‧基板清洗裝置
30‧‧‧控制盤(操作面板、觸控面板)
42‧‧‧上部輥支架
42a、44a‧‧‧凹部
44‧‧‧下部輥支架
46‧‧‧上部輥清洗構件
48‧‧‧下部輥清洗構件
54、54a‧‧‧測力器
56、56a‧‧‧氣缸(致動器)
57、59‧‧‧升降軸
58‧‧‧升降臂
60、60a‧‧‧升降機構
62、62a‧‧‧電空調節器(控制機器)
64、64a‧‧‧表示計
66‧‧‧調節計(控制部)
70‧‧‧傾斜機構
W‧‧‧基板

Claims (7)

  1. 一種基板清洗裝置，係包含：輥支架，係支持長條狀水平延伸之輥清洗構件並使之旋轉；升降機構，係具有隨著具備控制機器之致動器的驅動而升降之升降部，並在基板清洗時，以前述輥清洗構件對基板施加預定輥荷重之方式，使連結於前述升降部之前述輥支架升降；測力器，係設置於前述升降機構之升降部與前述輥支架之間，藉由測定作用於測定前述輥荷重之方向的荷重，而測定前述輥荷重；以及控制部，係根據前述測力器之測定值，透過前述致動器之控制機器而反饋控制前述輥荷重。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板清洗裝置，其中，前述升降機構之前述升降部係包含隨著前述致動器之驅動而升降之升降軸、或是使基端連結於該升降軸並在水平方向延伸之升降臂。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板清洗裝置，其中，前述測力器係配置在沿著輥支架之長度方向的大致中央，並連結於前述升降機構之升降部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板清洗裝置，其中，前述控制部係在將輥荷重施加於基板時開始輥荷重之反饋控制。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之基板清洗裝置，其中， 前述控制部係依每個設定輥荷重而任意地設定施加於基板之輥荷重之反饋控制的開始時間點。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之基板清洗裝置，其中，前述控制機器係使用電空調節器，前述控制部係依每個設定輥荷重而任意地設定施加於基板之輥荷重之反饋控制開始前的電空調節器操作量。
  7. 一種基板處理裝置，係具有申請專利範圍第1至6項中任一項所述之基板清洗裝置。
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