(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記洗浄具が前記クリーニング面に対して押し付けられる際に前記洗浄具が移動する方向と、前記クリーニング面の法線と、が成す角度が45°以下である、請求項1または2に記載のセルフクリーニング装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、この種のセルフクリーニング装置では、クリーニング部材上に薬液などの液体が溜まることで、洗浄具を充分に洗浄することができない場合があった。セルフクリーニング装置による洗浄具の洗浄が不充分な場合、この洗浄具による基板の洗浄性能が低下するおそれがある。
【0005】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、クリーニング部材上に薬液などの液体が溜まるのを抑えることができるセルフクリーニング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の第1態様に係るセルフクリーニング装置は、基板を洗浄する洗浄具を洗浄するクリーニング部材と、液体を前記クリーニング部材若しくは前記洗浄具に向けて噴射する噴射部と、を備え、前記クリーニング部材は、前記洗浄具が押し付けられることで前記洗浄具を洗浄するクリーニング面を有し、前記クリーニング面が、水平面に対して傾いている。
【0007】
上記態様のセルフクリーニング装置によれば、クリーニング部材のクリーニング面が水平面に対して傾いている。これにより、噴射部がクリーニング部材若しくは洗浄具に向けて噴射した液体が、重力によってクリーニング面上から自ずと落下する。従って、クリーニング面上に液体が溜まるのを抑えることができる。
【0008】
また、前記クリーニング面の水平面に対する傾斜角度が20°以上であってもよい。
【0009】
この場合、クリーニング面のうち、液体が溜まる面積の割合を所定量以下として、クリーニング面上に液体が溜まるのをより確実に抑制することができる。
【0010】
また、前記洗浄具が前記クリーニング面に対して押し付けられる際に前記洗浄具が移動する方向と、前記クリーニング面の法線と、が成す角度が45°以下であってもよい。
【0011】
この場合、例えば上記法線と洗浄具の移動方向とが成す角度が45°より大きい場合と比較して、洗浄具を確実にクリーニング面に押し付けて、より効率よく洗浄具を洗浄することができる。
【0012】
上記課題を解決するために、本発明の第2態様に係る基板処理装置は、基板を研磨する研磨部と、前記基板を洗浄する洗浄具を有する洗浄部と、前記洗浄具を洗浄する前記セルフクリーニング装置と、を備えている。
【0013】
上記態様の基板処理装置によれば、セルフクリーニング装置が備えるクリーニング部材のクリーニング面上に液体が溜まるのが抑えられることで、洗浄具に付着した汚れを確実に洗い落とすことが可能となる。これにより、洗浄具をより長期間使用可能としたり、この洗浄具を用いて基板をより確実に洗浄したりすることが可能となる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の上記態様によれば、クリーニング部材上に薬液などの液体が溜まるのを抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
(第1実施形態)
以下、第1実施形態に係る基板処理装置1の構成を、
図1〜
図4を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。
本実施形態では、XYZ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。X方向は基板処理装置1の長手方向であり、Z方向は鉛直方向であり、Y方向はX方向およびZ方向の双方向に直交する方向である。
【0017】
図1に示すように、基板処理装置1は、ロード/アンロード部10、研磨部20、および洗浄部30に区画された略矩形状のハウジングHを備え、ウェハ(基板)に対する研磨処理および洗浄処理(乾燥処理を含む)を行う研磨装置である。
また、基板処理装置1は、洗浄部30に隣接して設けられたセルフクリーニング装置60を備えている。
【0018】
ロード/アンロード部10は、処理前のウェハを基板処理装置1の内部にロード(搬入)し、処理後のウェハを基板処理装置1の外部にアンロード(搬出)する部位である。このロード/アンロード部10は、フロントロード部11およびロード/アンロードユニット12を備える。フロントロード部11は、多数のウェハをストックするウェハカセットが載置される部位である。本実施形態では、4つのフロントロード部11が設けられている。フロントロード部11は、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、又はFOUP(Front Opening Unified Pod)等のウェハカセットを搭載可能に構成されている。
【0019】
ロード/アンロードユニット12は、フロントロード部11に載置されたウェハカセットから処理前のウェハを取り出し、処理後のウェハをウェハカセットに戻すユニットである。このロード/アンロードユニット12は、フロントロード部11の並びに沿って移動可能に構成された2台の搬送ロボット(ローダー)13を備える。これら搬送ロボット13は、フロントロード部11の並びに沿って移動し、フロントロード部11に搭載されたウェハカセットにアクセス可能である。
【0020】
研磨部20は、基板処理装置1の内部に搬入されたウェハに対する研磨処理(平坦化処理)を行う部位である。この研磨部20は、基板処理装置1の長手方向に沿って配列された4つの研磨ユニット(第1研磨ユニット20A、第2研磨ユニット20B、第3研磨ユニット20C、および第4研磨ユニット20D)を備える。これら研磨ユニット20A〜20Dはそれぞれ、研磨テーブル21、トップリング22、研磨液供給ノズル23、ドレッサ24、およびアトマイザ25を備える。
【0021】
研磨テーブル21には、研磨面を有する研磨パッドPDが取り付けられている。トップリング22は、ウェハを研磨テーブル21上の研磨パッドPDに押圧しながら研磨する。研磨液供給ノズル23は、研磨パッドPDに研磨液やドレッシング液(例えば、純水)を供給する。ドレッサ24は、研磨パッドPDの研磨面のドレッシングを行う。アトマイザ25は、研磨パッドPDの研磨面に対し、液体(例えば、純水)と気体(例えば、窒素ガス)との混合流体、又は霧状の液体などを噴射する。
【0022】
また、研磨部20は、第1リニアトランスポータ26、および第2リニアトランスポータ27を備える。第1リニアトランスポータ26は、第1研磨ユニット20Aおよび第2研磨ユニット20Bに隣接して配置され、図中に示す4つの搬送位置(第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、第4搬送位置TP4)の間でウェハを搬送する。尚、第1リニアトランスポータ26と洗浄部30との間には、ウェハの仮置き台Qが配置されている。
【0023】
第1搬送位置TP1は、第1リニアトランスポータ26が搬送ロボット13からウェハを受け取る位置である。第2搬送位置TP2は、第1研磨ユニット20Aのトップリング22と、第1リニアトランスポータ26と、の間でウェハの受け渡しが行われる位置である。第3搬送位置TP3は、第2研磨ユニット20Bのトップリング22と、第1リニアトランスポータ26と、の間でウェハの受け渡しが行われる位置である。第4搬送位置TP4は、第2リニアトランスポータ27と、第1リニアトランスポータ26と、の間でウェハの受け渡しが行われる位置である。
【0024】
第2リニアトランスポータ27は、第3研磨ユニット20Cおよび第4研磨ユニット20Dに隣接して配置され、図中に示す3つの搬送位置(第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、第7搬送位置TP7)の間でウェハを搬送する。
第5搬送位置TP5は、第1リニアトランスポータ26と、第2リニアトランスポータ27と、の間でウェハの受け渡しが行われる位置である。第6搬送位置TP6は、第3研磨ユニット20Cのトップリング22と、第2リニアトランスポータ27と、の間でウェハの受け渡しが行われる位置である。第7搬送位置TP7は、第4研磨ユニット20Dのトップリング22と、第2リニアトランスポータ27と、の間でウェハの受け渡しが行われる位置である。
【0025】
洗浄部30は、研磨部20で研磨されたウェハの洗浄処理および乾燥処理を行う部位である。この洗浄部30は、基板処理装置1の長手方向に沿って配列された5つのユニット(第1洗浄ユニット31A、第1搬送ユニット32A、第2洗浄ユニット31B、第2搬送ユニット32B、および乾燥ユニット33)を備える。
第1洗浄ユニット31Aおよび第2洗浄ユニット31Bは、ウェハを洗浄する洗浄具M1,M2をそれぞれ備える。洗浄具M1、M2としては、Y方向に延びる円柱状のロールを用いることができる。洗浄具M1、M2の材質としては、多孔質のPVA製スポンジ、発泡ウレタンなどを用いることができる。
【0026】
第1洗浄ユニット31Aおよび第2洗浄ユニット31Bは、薬液をウェハに向けて噴射し、洗浄具M1、M2の外周面をウェハに当接させて洗浄具M1、M2を回転させることで、ウェハを洗浄する。薬液としては、SC1(アンモニア/過酸化水素混合水溶液)などを用いることができる。
第1搬送ユニット32Aおよび第2搬送ユニット32Bは、上下動可能な搬送ロボットR1,R2をそれぞれ備える。搬送ロボットR1は、仮置き台Q、第1洗浄ユニット31A、および第2洗浄ユニット31Bの間でウェハを搬送する。搬送ロボットR2は、第2洗浄ユニット31B、および乾燥ユニット33の間でウェハを搬送する。
【0027】
乾燥ユニット33は、洗浄ユニット31A、31Bによって洗浄されたウェハを乾燥させる乾燥モジュールM3を備える。この乾燥モジュールM3は、例えばロタゴニ乾燥によってウェハを乾燥させる。ここで、ロタゴニ乾燥とは、ウェハを回転させながら、ウェハの表面にIPA蒸気(イソプロピルアルコールとN
2ガスとの混合気)と超純水とを供給しつつウェハの乾燥を行う乾燥法である。
【0028】
また、基板処理装置1は、ハウジングHの内部に、基板処理装置1の動作を統括して制御する制御部40を備える。この制御部40は、基板処理装置1に設けられた各種センサの検出結果に応じた制御信号を出力することで基板処理装置1の動作を統括して制御する。例えば、制御部40は、各研磨ユニット20A〜20Dの膜厚センサの検出結果に基づいてトップリング22の押圧力を調整したり、洗浄具M1を所定のタイミングでセルフクリーニング装置60によって洗浄したりする制御を行う。
【0029】
セルフクリーニング装置60は、洗浄具M1を洗浄する装置である。洗浄具M1は、所定のタイミングで洗浄部30からセルフクリーニング装置60へと移動させられる(
図2参照)。
セルフクリーニング装置60は、
図3に示すように、ベース61、傾斜台62、クリーニング部材63、薬液管64、水管65、および管支持台66を備えている。なお、セルフクリーニング装置60は全体としてX方向よりもY方向に長い。このため、Y方向がセルフクリーニング装置60における長手方向となる。
【0030】
ベース61は、傾斜台62および管支持台66を支持している。ベース61には、Y方向に沿って延びる排水溝61aが形成されている。排水溝61aの底面は、Y方向の一方側に向かうに従って、漸次下方に向けて延びている。また、排水溝61aのY方向における一方側の端部には、排水口61bが形成されている。このため、排水溝61a内の液体は、重力によって自ずとY方向の一方側に向けて流れ、排水口61bから排水される。
【0031】
傾斜台62は、ベース61上に固定されている。クリーニング部材63は、傾斜台62に固定されている。
クリーニング部材63は、排水溝61aにX方向で隣接しており、排水溝61aよりも上方に配置されている。クリーニング部材63は、Y方向に長く、X方向に短い長方形の板状に形成されている。クリーニング部材63の上面は、洗浄具M1が押し付けられることで、この洗浄具M1を洗浄するクリーニング面63aである。クリーニング面63aは、X方向における排水溝61a側に向かうに従って、漸次下方に向けて延びている。つまり、クリーニング面63aは、排水溝61aに向けて傾いている。
【0032】
クリーニング部材63は、石英によって形成されている。なお、クリーニング部材63の材質および形状は、洗浄具M1の材質および形状などに合わせて、適宜変更してもよい。例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)をクリーニング部材63の材質として採用してもよい。
【0033】
薬液管64および水管65は、Y方向に延びており、管支持台66によって支持されている。水管65は、薬液管64の上方に位置している。薬液管64には、薬液管64内を流動した薬液を噴射する噴射孔(噴射部)64aが形成されている。噴射孔64aは、薬液管64の側面に、この薬液管64が延びる方向に沿って間隔を空けて複数形成されている。水管65には、水管65内を流動した純水を噴射する噴射孔(噴射部)65aが形成されている。噴射孔65aは、水管65の側面に、この水管65が延びる方向に沿って間隔を空けて複数形成されている。
【0034】
次に、上記構成の基板処理装置1の作用について説明する。
【0035】
フロントロード部11から搬送ロボット13によって取り出されたウェハは、第1研磨ユニット20Aおよび第2研磨ユニット20Bで順次研磨され、仮置き台Qに載置される。同様に、一部のウェハは、第3研磨ユニット20Cおよび第4研磨ユニット20Dで順次研磨され、仮置き台Qに載置される。このように、基板処理装置1は複数のウェハに対する研磨処理を並行して行うことができる。
【0036】
仮置き台Qに載置されたウェハは、洗浄部30に設けられた第1搬送ユニット32Aによって第1洗浄ユニット31Aおよび第2洗浄ユニット31Bに順次搬送され、第1洗浄ユニット31Aおよび第2洗浄ユニット31Bによって順次洗浄される。洗浄されたウェハは、第2搬送ユニット32Bによって乾燥ユニット33に搬送されて乾燥される。乾燥ユニット33で乾燥されたウェハは、搬送ロボット13によってフロントロード部11のウェハカセットに戻される。
【0037】
ウェハの洗浄に伴い、洗浄具M1には汚れが付着する。このため洗浄具M1は、所定のタイミングでセルフクリーニング装置60に移動させられ、洗浄される。
本実施形態では、洗浄具M1を回転させつつクリーニング部材63に押し付け、薬液を洗浄具M1に向けて噴射することで、洗浄具M1に付着した汚れを落とす。このときの洗浄具M1の回転方向は、
図4に示す正面視において、CW回転およびCCW回転のいずれであってもよい。また、洗浄具M1の回転数は、ウェハを洗浄する際の回転数と同等であってもよく、これと異なっていてもよい。なお、洗浄具M1の回転は、洗浄具M1をクリーニング部材63に押し付けている間のみ実行してもよく、洗浄部30とセルフクリーニング装置60との間で洗浄具M1を移動させている間も継続して実行してもよい。
洗浄具M1を、クリーニング部材63に押し付けた状態で所定量回転させた後、洗浄具M1を上昇させてクリーニング部材63から退避させ、純水をクリーニング部材63および洗浄具M1に向けて噴射することで、クリーニング部材63および洗浄具M1の汚れを落とす。
【0038】
なお、薬液管64の噴射孔64aから噴射される薬液は、洗浄ユニット31A、31Bにおいてウェハの洗浄に用いられる薬液と同じものであることが好ましい。また、本実施形態では薬液および純水を用いているが、1種若しくは3種以上の液体を用いて洗浄具M1およびクリーニング部材63を洗浄してもよい。また、純水は洗浄具M1の洗浄に用いられず、クリーニング部材63の洗浄にのみ用いられてもよい。
【0039】
ここで、洗浄具M1またはクリーニング部材63の洗浄に用いられた薬液または純水には、洗浄具M1に付着していた汚れが混ざっている。従って、この汚れが混ざった液体がクリーニング面63a上に溜まると、洗浄具M1が再び汚染されてしまう可能性がある。また、クリーニング面63a上に薬液などを含む液体が長時間溜まると、この液体が変質することなどによって、セルフクリーニング装置60による洗浄具M1の洗浄性能に影響が及ぼされる可能性もある。以上のことから、洗浄具M1の洗浄に用いられた液体は、クリーニング面63a上から速やかに捌けることが好ましい。
【0040】
そこで本実施形態では、
図4に示すように、クリーニング面63aを水平面(鉛直方向に直交する平面)に対して傾けている。このため、洗浄具M1またはクリーニング部材63の洗浄に用いられた液体は、クリーニング面63a上を流れ落ちる。これにより、液体がクリーニング面63a上に長時間留まるのを抑えることができる。なお、クリーニング面63aから落下した液体は、排水溝61a内を流れて、排水口61bから排水される。
以降の説明では、
図4に示すように、クリーニング面63aの水平面に対する角度を傾斜角度θ1という。
【0041】
クリーニング面63a上の液体の水捌け性は、クリーニング面63aの面積に対する、液体が溜まっている部分の面積の割合によって評価することができる。本願発明者らが鋭意検討した結果、傾斜角度θ1が20°以上であれば、上記割合を、傾斜角度θ1が90°の場合(水平面に対してクリーニング面63aを垂直に立てた場合)と同等にすることができた。なお、このときの上記割合は、5%以下であった。従って、傾斜角度θ1は20°以上であることが望ましい。
【0042】
また、洗浄具M1がクリーニング面63aに対して押し付けられる際に洗浄具M1が移動する方向を移動方向P、クリーニング面63aが延在する平面の法線を法線Nとすると、移動方向Pと法線Nとが成す押し付け角度θ4は、45°以下であることが好ましい。これは、押し付け角度θ4が45°を超えた場合、洗浄具M1をクリーニング面63aに向けて押し付ける力の損失が大きくなり、洗浄具M1を洗浄する効率が低下するためである。
【0043】
なお、本実施形態では、移動方向Pと鉛直方向とが一致しているため、押し付け角度θ4と傾斜角度θ1も一致する。このため、押し付け角度θ4が45°以下となる場合、傾斜角度θ1も45°以下となる。
以上のことから、傾斜角度θ1は、20°以上45°以下の範囲内であることが好ましい。
【0044】
なお、
図4に示すΔZは、セルフクリーニング動作前の待機位置から、セルフクリーニング中の押し付け位置への、洗浄具M1の移動量(下降量)である。ΔZは、例えば約3mmである。ΔZが3mmである場合、洗浄具M1のクリーニング面63aに対する押し付け量は2.8mmとなる。
【0045】
なお、
図4に示すように、薬液管64の噴射孔64aから噴射される薬液の、水平面に対する噴射角度をθ2とすると、θ2は例えば約31°である。また、水管65の噴射孔65aから噴射される純水の、水平面に対する噴射角度をθ3とすると、θ3は例えば約49°である。これらの角度θ2、θ3は適宜変更してもよい。
【0046】
以上説明したように、本実施形態のセルフクリーニング装置60によれば、クリーニング部材63のクリーニング面63aが水平面に対して傾いている。これにより、クリーニング部材63若しくは洗浄具M1に向けて噴射された液体が、重力によってクリーニング面63a上から自ずと落下する。従って、クリーニング面63a上に液体が溜まるのを抑えることができる。
【0047】
また、傾斜角度θ1を20°以上とすることで、クリーニング面63aのうち、液体が溜まる面積の割合を所定量以下(例えば5%以下)として、クリーニング面63a上に液体が溜まるのをより確実に抑制することができる。
また、押し付け角度θ4を45°以下とすることで、洗浄具M1を確実にクリーニング面63aに押し付けて、より確実に洗浄具M1を洗浄することができる。
【0048】
また、本実施形態の基板処理装置1によれば、クリーニング面63a上に液体が溜まるのが抑えられることで、洗浄具M1に付着した汚れを確実に洗い落とすことが可能となる。これにより、洗浄具M1をより長期間使用可能としたり、この洗浄具M1を用いてウェハをより確実に洗浄したりすることが可能となる。
【0049】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0050】
例えば、前記実施形態では、板状のクリーニング部材63が傾斜台62に固定されていたが、クリーニング部材および傾斜台62は一体となっていてもよい。この場合、クリーニング部材は、水平に延びてベース61に取り付けられる取付け面と、この取付け面に対して傾斜したクリーニング面とを有していてもよい。
また、前記実施形態では、薬液管64および水管65に形成された噴射孔64a、65aから液体が噴射するが、他の形態の噴射部を採用してもよい。
【0051】
また、
図2では上側の洗浄具M1を洗浄するセルフクリーニング装置60が示されているが、下側の洗浄具M1を洗浄するセルフクリーニング装置60を別途設けてもよい。あるいは、
図2のセルフクリーニング装置60が、上下両方の洗浄具M1を洗浄してもよい。同様に、第2洗浄ユニット31Bの洗浄具M2を洗浄するセルフクリーニング装置60を別途設けてもよく、
図1のセルフクリーニング装置60が、洗浄具M1および洗浄具M2の両方を洗浄してもよい。
【0052】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。