特許 7584361 基板洗浄装置、基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】基板洗浄装置、基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241108BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648

H01L21/304 644C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021100872

(22)【出願日】2021-06-17

(65)【公開番号】P2023000192

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2023-09-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】江藤 洋平

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 充

(72)【発明者】

【氏名】中野 央二郎

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２８９８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５１８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９５６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７３１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｎ ２１／００

Ｇ０１Ｎ ２１／８４

Ｂ０８Ｂ １／００

Ｂ０８Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を洗浄する基板洗浄部と、
前記基板を回転させる駆動ローラと、
前記基板によって回転させられる従動ローラと、
前記従動ローラの回転を検出する回転検出部と、を備え、
前記回転検出部は、
前記従動ローラに設けられた被検出部と、
前記被検出部の回転を、検出光の照射によって検出する光センサと、
前記検出光の光路が形成される光路形成空間を、透光性を有する液体で充填する液体充填部と、
前記液体充填部に前記液体を供給する液体供給ラインと、
前記液体供給ラインから供給される前記液体の流量を調整する流量調整弁と、を備える、ことを特徴とする基板洗浄装置。

【請求項2】

基板を洗浄する基板洗浄部と、
前記基板を回転させる駆動ローラと、
前記基板によって回転させられる従動ローラと、
前記従動ローラの回転を検出する回転検出部と、を備え、
前記回転検出部は、
前記従動ローラに設けられた被検出部と、
前記被検出部の回転を、検出光の照射によって検出する光センサと、
前記検出光の光路が形成される光路形成空間を、透光性を有する液体で充填する液体充填部と、を備え、
前記液体充填部は、前記光路形成空間よりも上方に、前記液体が供給される液体供給口と、前記液体を排出する液体排出口と、を備える、ことを特徴とする基板洗浄装置。

【請求項3】

基板を洗浄する基板洗浄部と、
前記基板を回転させる駆動ローラと、
前記基板によって回転させられる従動ローラと、
前記従動ローラの回転を検出する回転検出部と、を備え、
前記回転検出部は、
前記従動ローラに設けられた被検出部と、
前記被検出部の回転を、検出光の照射によって検出する光センサと、
前記検出光の光路が形成される光路形成空間を、透光性を有する液体で充填する液体充填部と、を備え、
前記液体充填部は、前記光路形成空間よりも上方に、前記液体が供給される液体供給口を備え、前記光路形成空間よりも下方に、前記液体を排出する液体排出口を備える、ことを特徴とする基板洗浄装置。

【請求項4】

基板を洗浄する基板洗浄部と、
前記基板を回転させる駆動ローラと、
前記基板によって回転させられる従動ローラと、
前記従動ローラを支持する軸受と、
前記従動ローラの回転を検出する回転検出部と、を備え、
前記回転検出部は、
前記従動ローラに設けられた被検出部と、
前記被検出部の回転を、検出光の照射によって検出する光センサと、
前記検出光の光路が形成される光路形成空間を、透光性を有する液体で充填する液体充填部と、を備え、
前記液体は、前記軸受を通過した後、前記液体充填部に供給される、ことを特徴とする基板洗浄装置。

【請求項5】

前記回転検出部は、前記基板が洗浄される基板洗浄槽内に配置されている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。

【請求項6】

前記液体充填部は、前記光路形成空間を外部から隔離する隔壁部を備える、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。

【請求項7】

前記液体は、純水である、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。

【請求項8】

前記光センサは、透過型光ファイバセンサ、若しくは、反射型光ファイバセンサである、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。

【請求項9】

前記従動ローラを前記基板に向かって付勢する付勢部を備える、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。

【請求項10】

基板を研磨する基板研磨装置と、
前記基板研磨装置によって研磨された前記基板を洗浄する、請求項１～９のいずれか一項に記載の基板洗浄装置と、を備える、ことを特徴とする基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板洗浄装置、基板処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、ウエハの表面に形成された薄膜を研磨するＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing) 処理が行われた後にウエハの表面に残っているスラリーおよび余分な薄膜を除去するための基板洗浄装置が開示されている。この基板洗浄装置は、ウエハを水平に保持し、かつ回転させることができるウエハ保持装置と、ウエハ保持装置により保持されたウエハの上面および下面に洗浄液供給ノズルから洗浄液を供給しつつウエハの上面および下面をスクラブ洗浄するためのディスク型の両面洗浄装置と、を備えている。

【0003】

ウエハ保持装置は、回転駆動力を発生する回転駆動源と、回転駆動源からの回転駆動力を基板に伝達する駆動ローラと、基板の回転に従って回転する従動ローラと、従動ローラの回転状態を検出し、回転が停止している場合に、回転停止信号を出力する回転状態検出手段と、を備えている。回転状態検出手段は、従動ローラのローラ軸に取り付けられたスリット板と、スリット板の周縁部を挟むように対向配置された投光部および受光部を有する透過型の光電センサと、を備えている。

【0004】

このような回転状態検出手段を設けることで、例えば、基板を回転させながら洗浄する際に、基板がローラ上でスリップして、基板が回転しないといった事象を検出することができる。これにより、基板が正常に洗浄処理をされず、後の工程に搬送され、基板がスクラップになるといったことを未然に防ぐことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１０－２８９８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記従来技術のように、従動ローラの回転の検出に光センサを用いる場合、基板に吹き付けられた液体（洗浄液など）が飛散し、光センサの光照射部や従動ローラの被検出部に付着することがある。このような場合、付着した液滴の表面で光が反射若しくは液滴を光が透過する際に屈折してしまうことがある。また、基板に吹き付けられた液体がミスト化すると、霧粒によって光が乱反射して光センサの受光量が低下してしまうことがある。こういった状況になると、光センサは正常に回転を検出することができなくなり、誤った信号を発報するなどして、回転数のハンチングや誤検出を招き、装置プロセスの停止ひいては装置稼働率の低下を招く虞がある。

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液滴の付着やミストによる光センサの回転誤検出を抑制することができる基板洗浄装置、基板処理装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る基板洗浄装置は、基板を洗浄する基板洗浄部と、前記基板を回転させる駆動ローラと、前記基板によって回転させられる従動ローラと、前記従動ローラの回転を検出する回転検出部と、を備え、前記回転検出部は、前記従動ローラに設けられた被検出部と、前記被検出部の回転を、検出光の照射によって検出する光センサと、前記検出光の光路が形成される光路形成空間を、透光性を有する液体で充填する液体充填部と、を備える。

【0009】

上記基板洗浄装置においては、前記回転検出部は、前記基板が洗浄される基板洗浄槽内に配置されていてもよい。

【0010】

上記基板洗浄装置においては、前記液体充填部は、前記光路形成空間を外部から隔離する隔壁部を備えてもよい。

【0011】

上記基板洗浄装置においては、前記液体充填部に前記液体を供給する液体供給ラインと、前記液体供給ラインから供給される前記液体の流量を調整する流量調整弁と、を備えてもよい。

【0012】

上記基板洗浄装置においては、前記液体充填部は、前記光路形成空間よりも上方に、前記液体が供給される液体供給口と、前記液体を排出する液体排出口と、を備えてもよい。

【0013】

上記基板洗浄装置においては、前記液体充填部は、前記光路形成空間よりも上方に、前記液体が供給される液体供給口を備え、前記光路形成空間よりも下方に、前記液体を排出する液体排出口を備えてもよい。

【0014】

上記基板洗浄装置においては、前記従動ローラを支持する軸受を備え、前記液体は、前記軸受を通過した後、前記液体充填部に供給されてもよい。

【0015】

上記基板洗浄装置においては、前記液体は、純水であってもよい。

【0016】

上記基板洗浄装置においては、前記光センサは、透過型光ファイバセンサ、若しくは、反射型光ファイバセンサであってもよい。

【0017】

上記基板洗浄装置においては、前記従動ローラを前記基板に向かって付勢する付勢部を備えてもよい。

【0018】

本発明の一態様に係る基板処理装置は、基板を研磨する基板研磨装置と、前記基板研磨装置によって研磨された前記基板を洗浄する、先に記載の基板洗浄装置と、を備える。

【発明の効果】

【0019】

上記本発明の一態様によれば、液滴の付着やミストによる光センサの回転誤検出を抑制することができる基板洗浄装置、基板処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。

【図2】一実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す斜視図である。

【図3】一実施形態に係る基板保持回転部の構成を示す平面図である。

【図4】一実施形態に係る従動ローラ及び付勢部の構成を示す平面図である。

【図5】図４に示す矢視Ｖ－Ｖ断面図である。

【図6】一実施形態の一変形例に係る液体充填部の断面構成図である。

【図7】一実施形態の一変形例に係る液体充填部の断面構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置及び基板搬送装置を、図面を参照しながら説明する。

【0022】

図１は、一実施形態に係る基板処理装置１の全体構成を示す平面図である。
図１に示す基板処理装置１は、シリコンウエハ等の基板Ｗの表面を平坦に研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）装置である。この基板処理装置１は、矩形箱状のハウジング２を備える。ハウジング２は、平面視で略長方形に形成されている。

【0023】

ハウジング２は、その中央に長手方向に延在する基板搬送路３を備える。基板搬送路３の長手方向の一端部には、ロード／アンロード部１０が配設されている。基板搬送路３の幅方向（平面視で長手方向と直交する方向）の一方側には、研磨部２０が配設され、他方側には、洗浄部３０が配設されている。基板搬送路３には、基板Ｗを搬送する基板搬送部４０が設けられている。また、基板処理装置１は、ロード／アンロード部１０、研磨部２０、洗浄部３０、及び基板搬送部４０の動作を統括的に制御する制御部５０（制御盤）を備える。

【0024】

ロード／アンロード部１０は、基板Ｗを収容するフロントロード部１１を備える。フロントロード部１１は、ハウジング２の長手方向の一方側の側面に複数設けられている。複数のフロントロード部１１は、ハウジング２の幅方向に配列されている。フロントロード部１１は、例えば、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載する。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板Ｗのカセットを収納し、隔壁で覆った密閉容器であり、外部空間とは独立した環境を保つことができる。

【0025】

また、ロード／アンロード部１０は、フロントロード部１１から基板Ｗを出し入れする２台の搬送ロボット１２と、各搬送ロボット１２をフロントロード部１１の並びに沿って走行させる走行機構１３と、を備える。各搬送ロボット１２は、上下に２つのハンドを備えており、基板Ｗの処理前、処理後で使い分けている。例えば、フロントロード部１１に基板Ｗを戻すときは上側のハンドを使用し、フロントロード部１１から処理前の基板Ｗを取り出すときは下側のハンドを使用する。

【0026】

研磨部２０は、基板Ｗの研磨（平坦化）を行う複数の基板研磨装置２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）を備える。複数の基板研磨装置２１は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。基板研磨装置２１は、研磨面を有する研磨パッド２２を回転させる研磨テーブル２３と、基板Ｗを保持しかつ基板Ｗを研磨テーブル２３上の研磨パッド２２に押圧しながら研磨するためのトップリング２４と、研磨パッド２２に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル２５と、研磨パッド２２の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ２６と、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ２７と、を備える。

【0027】

基板研磨装置２１は、研磨液供給ノズル２５から研磨液を研磨パッド２２上に供給しながら、トップリング２４により基板Ｗを研磨パッド２２に押し付け、さらにトップリング２４と研磨テーブル２３とを相対移動させることにより、基板Ｗを研磨してその表面を平坦にする。ドレッサ２６は、研磨パッド２２に接触する先端の回転部にダイヤモンド粒子やセラミック粒子などの硬質な粒子が固定され、当該回転部を回転しつつ揺動することにより、研磨パッド２２の研磨面全体を均一にドレッシングし、平坦な研磨面を形成する。
アトマイザ２７は、研磨パッド２２の研磨面に残留する研磨屑や砥粒などを高圧の流体により洗い流すことで、研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ２６による研磨面の目立て作業、すなわち研磨面の再生を達成する。

【0028】

洗浄部３０は、基板Ｗの洗浄を行う複数の基板洗浄装置３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、洗浄した基板Ｗを乾燥させる基板乾燥装置３２と、を備える。複数の基板洗浄装置３１及び基板乾燥装置３２は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。基板洗浄装置３１Ａは、第１基板洗浄槽３７に設けられている。また、基板洗浄装置３１Ｂは、第２基板洗浄槽３８に設けられている。

【0029】

第１基板洗浄槽３７と第２基板洗浄槽３８との間には、第１搬送室３３が設けられている。第１搬送室３３には、基板搬送部４０、基板洗浄装置３１Ａ、及び基板洗浄装置３１Ｂの間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット３５が設けられている。また、基板洗浄装置３１Ｂと基板乾燥装置３２との間には、第２搬送室３４が設けられている。第２搬送室３４には、基板洗浄装置３１Ｂと基板乾燥装置３２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボット３６が設けられている。

【0030】

基板洗浄装置３１Ａは、例えば、ロールスポンジ型の洗浄モジュールを備え、基板Ｗを一次洗浄する。また、基板洗浄装置３１Ｂも、ロールスポンジ型の洗浄モジュールを備え、基板Ｗを二次洗浄する。なお、基板洗浄装置３１Ａ及び基板洗浄装置３１Ｂは、同一のタイプであっても、異なるタイプの洗浄モジュールであってもよく、例えば、ペンシルスポンジ型の洗浄モジュールや２流体ジェット型の洗浄モジュールであってもよい。基板乾燥装置３２は、例えば、ロタゴニ乾燥（ＩＰＡ（Iso-Propyl Alcohol）乾燥）を行う乾燥モジュールを備える。乾燥後は、基板乾燥装置３２とロード／アンロード部１０との間の隔壁に設けられたシャッタ１ａが開かれ、搬送ロボット１２によって基板乾燥装置３２から基板Ｗが取り出される。

【0031】

基板搬送部４０は、リフター４１と、第１リニアトランスポータ４２と、第２リニアトランスポータ４３と、スイングトランスポータ４４と、を備える。基板搬送路３には、ロード／アンロード部１０側から順番に第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、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７が設定されている。

【0032】

リフター４１は、第１搬送位置ＴＰ１で基板Ｗを上下に搬送する機構である。リフター４１は、第１搬送位置ＴＰ１において、ロード／アンロード部１０の搬送ロボット１２から基板Ｗを受け取る。また、リフター４１は、搬送ロボット１２から受け取った基板Ｗを第１リニアトランスポータ４２に受け渡す。第１搬送位置ＴＰ１とロード／アンロード部１０との間の隔壁には、シャッタ１ｂが設けられており、基板Ｗの搬送時にはシャッタ１ｂが開かれて搬送ロボット１２からリフター４１に基板Ｗが受け渡される。

【0033】

第１リニアトランスポータ４２は、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の間で基板Ｗを搬送する機構である。第１リニアトランスポータ４２は、複数の搬送ハンド４５（４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ）と、各搬送ハンド４５を複数の高さで水平方向に移動させるリニアガイド機構４６と、を備える。
搬送ハンド４５Ａは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１から第４搬送位置ＴＰ４の間を移動する。この搬送ハンド４５Ａは、リフター４１から基板Ｗを受け取り、それを第２リニアトランスポータ４３に受け渡すためのパスハンドである。この搬送ハンド４５Ａには、昇降駆動部が設けられていない。

【0034】

搬送ハンド４５Ｂは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。この搬送ハンド４５Ｂは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター４１から基板Ｗを受け取り、第２搬送位置ＴＰ２で基板研磨装置２１Ａに基板Ｗを受け渡す。搬送ハンド４５Ｂには、昇降駆動部が設けられており、基板Ｗを基板研磨装置２１Ａのトップリング２４に受け渡すときは上昇し、トップリング２４に基板Ｗを受け渡した後は下降する。なお、搬送ハンド４５Ｃ及び搬送ハンド４５Ｄにも、同様の昇降駆動部が設けられている。

【0035】

搬送ハンド４５Ｃは、リニアガイド機構４６によって、第１搬送位置ＴＰ１と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動する。この搬送ハンド４５Ｃは、第１搬送位置ＴＰ１でリフター４１から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で基板研磨装置２１Ｂに基板Ｗを受け渡す。また、搬送ハンド４５Ｃは、第２搬送位置ＴＰ２で基板研磨装置２１Ａのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第３搬送位置ＴＰ３で基板研磨装置２１Ｂに基板Ｗを受け渡すアクセスハンドとしても機能する。

【0036】

搬送ハンド４５Ｄは、リニアガイド機構４６によって、第２搬送位置ＴＰ２と第４搬送位置ＴＰ４との間を移動する。搬送ハンド４５Ｄは、第２搬送位置ＴＰ２または第３搬送位置ＴＰ３で、基板研磨装置２１Ａまたは基板研磨装置２１Ｂのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第４搬送位置ＴＰ４でスイングトランスポータ４４に基板Ｗを受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。

【0037】

スイングトランスポータ４４は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、第１リニアトランスポータ４２から第２リニアトランスポータ４３へ基板Ｗを受け渡す。また、スイングトランスポータ４４は、研磨部２０で研磨された基板Ｗを、洗浄部３０に受け渡す。スイングトランスポータ４４の側方には、基板Ｗの仮置き台４７が設けられている。スイングトランスポータ４４は、第４搬送位置ＴＰ４または第５搬送位置ＴＰ５で受け取った基板Ｗを上下反転して仮置き台４７に載置する。仮置き台４７に載置された基板Ｗは、洗浄部３０の搬送ロボット３５によって第１搬送室３３に搬送される。

【0038】

第２リニアトランスポータ４３は、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７の間で基板Ｗを搬送する機構である。第２リニアトランスポータ４３は、複数の搬送ハンド４８（４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ）と、各搬送ハンド４５を複数の高さで水平方向に移動させるリニアガイド機構４９と、を備える。搬送ハンド４８Ａは、リニアガイド機構４９によって、第５搬送位置ＴＰ５から第６搬送位置ＴＰ６の間を移動する。搬送ハンド４８Ａは、スイングトランスポータ４４から基板Ｗを受け取り、それを基板研磨装置２１Ｃに受け渡すアクセスハンドとして機能する。

【0039】

搬送ハンド４８Ｂは、第６搬送位置ＴＰ６と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動する。搬送ハンド４８Ｂは、基板研磨装置２１Ｃから基板Ｗを受け取り、それを基板研磨装置２１Ｄに受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。搬送ハンド４８Ｃは、第７搬送位置ＴＰ７と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動する。搬送ハンド４８Ｃは、第６搬送位置ＴＰ６または第７搬送位置ＴＰ７で、基板研磨装置２１Ｃまたは基板研磨装置２１Ｄのトップリング２４から基板Ｗを受け取り、第５搬送位置ＴＰ５でスイングトランスポータ４４に基板Ｗを受け渡すためのアクセスハンドとして機能する。なお、説明は省略するが、搬送ハンド４８の基板Ｗの受け渡し時の動作は、上述した第１リニアトランスポータ４２の動作と同様である。

【0040】

図２は、一実施形態に係る基板洗浄装置３１の構成を示す斜視図である。
図２に示すように、基板洗浄装置３１は、基板Ｗを洗浄する基板洗浄部６０と、基板Ｗを保持し回転させる基板保持回転部７０と、を備えている。基板洗浄部６０は、基板Ｗに接触して回転するロール洗浄部材６１と、基板Ｗに液体を供給する液体供給ノズル６２と、を備えている。

【0041】

ロール洗浄部材６１の周面は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製スポンジあるいはウレタン製スポンジなどから形成されている。ロール洗浄部材６１は、基板Ｗの表面（研磨面）と、基板Ｗの裏面のそれぞれと接触するように、一対で設けられている。一対のロール洗浄部材６１は、図示しないモータ等の電気駆動部と接続されて回転する。

【0042】

基板Ｗの表面に接触する上部のロール洗浄部材６１は、図示しないエアシリンダ等のエア駆動部によって上下に移動可能な構成となっている。なお、基板Ｗの裏面に接触する下部のロール洗浄部材６１は、一定の高さで保持されていても構わない。液体供給ノズル６２は、基板Ｗに洗浄液や純水などを供給する。洗浄液としては、ＳＣ１（アンモニア／過酸化水素混合水溶液）等を用いることができる。

【0043】

基板保持回転部７０は、基板Ｗを回転させる複数（本実施形態では６つ）の駆動ローラ７１と、基板Ｗによって回転させられる従動ローラ７２と、を備えている。駆動ローラ７１及び従動ローラ７２は、基板Ｗの周縁部を保持する溝形状を有している。

【0044】

具体的に、駆動ローラ７１は、基板Ｗの周縁部の裏面に対向するローラ下部７１ａと、基板Ｗの周縁部の表面に対向するローラ上部７１ｂと、ローラ下部７１ａとローラ上部７１ｂとの間に設けられ、基板Ｗの周縁部が挿し込まれるクランプ溝７１ｃと、を有している。

【0045】

駆動ローラ７１は、支柱部７３の上端に設けられている。駆動ローラ７１は、支柱部７３に設けられた図示しないモータ等の電気駆動部によって水平回転可能な構成となっている。また、駆動ローラ７１は、支柱部７３に設けられた図示しないエアシリンダ等のエア駆動部によって上下に移動可能な構成となっている。

【0046】

図３は、一実施形態に係る基板保持回転部７０の構成を示す平面図である。
駆動ローラ７１は、図３に示すように、左右２つの連結板７４に３つずつ連結され、基板Ｗに対して水平方向に近接離間可能な構成となっている。２つの連結板７４は、図示しないエアシリンダ等のエア駆動部によって左右に移動可能な構成となっている。

【0047】

上記構成によれば、２つの連結板７４を互いに近接させることで、複数の駆動ローラ７１及び従動ローラ７２によって基板Ｗを保持することができる。また、２つの連結板７４を互いに離間させることで、複数の駆動ローラ７１及び従動ローラ７２による基板Ｗの保持を解除することができる。

【0048】

従動ローラ７２は、隣り合う駆動ローラ７１の間に配置されている。従動ローラ７２は、付勢部８０に支持されている。付勢部８０は、従動ローラ７２を基板Ｗに向かって付勢する板バネ部８１と、板バネ部８１を支持する柱部８２と、柱部８２を駆動ローラ７１の支柱部７３に接続する接続部８３と、を備えている。

【0049】

図４は、一実施形態に係る従動ローラ７２及び付勢部８０の構成を示す平面図である。
図４に示すように、板バネ部８１に先端部には、従動ローラ７２を支持する軸受ハウジング９１がネジ部材８１Ａを介して固定されている。板バネ部８１は、軸受ハウジング９１が固定される第１部分８１ａと、第１部分８１ａに連設されて柱部８２に固定される第２部分８１ｂと、を備えている。

【0050】

第１部分８１ａには、軸受ハウジング９１が係合する係合溝８１ｅが形成されている。第２部分８１ｂは、第１部分８１ａよりも相対的に薄くなっており、弾性変形が容易になっている。第１部分８１ａと第２部分８１ｂとの間の段差部８１ｃには、応力集中を緩和するＲが形成されている。

【0051】

第２部分８１ｂの柱部８２側の端部（板バネ部８１の基端部）には、Ｔ字状の嵌合突起８１ｄが形成されている。対して、柱部８２には、嵌合突起８１ｄが嵌合するＴ字状の嵌合溝８２ｄが形成されている。柱部８２は、ネジ部材８２ａを介して接続部８３に固定されている。接続部８３は、駆動ローラ７１の支柱部７３に固定されている。

【0052】

図５は、図４に示す矢視Ｖ－Ｖ断面図である。
図５に示すように、従動ローラ７２は、ローラ本体７２Ａと、回転軸７２Ｂと、ローラ固定部７２Ｃと、ネジ部材７２Ｄと、ナット部材７２Ｅと、を備えている。

【0053】

ローラ本体７２Ａは、環状に形成されている。ローラ本体７２Ａの外周面には、基板Ｗの周縁部の裏面に対向するローラ下部７２ａと、基板Ｗの周縁部の表面に対向するローラ上部７２ｂと、ローラ下部７２ａとローラ上部７２ｂとの間に設けられ、基板Ｗの周縁部が挿し込まれるクランプ溝７２ｃと、が設けられている。

【0054】

ローラ固定部７２Ｃは、ネジ部材７２Ｄによって回転軸７２Ｂの上端に固定されている。ナット部材７２Ｅは、回転軸７２Ｂの上端近傍の外周面に螺合している。ローラ本体７２Ａは、ローラ固定部７２Ｃとナット部材７２Ｅとの間で挟み込まれることで、回転軸７２Ｂに固定されている。

【0055】

回転軸７２Ｂは、複数の軸受９０によって回転自在に支持されている。軸受９０の内輪は、回転軸７２Ｂ側に固定されている。回転軸７２Ｂの周面には、軸受９０の内輪を固定する固定リング７２Ｆが嵌合している。軸受９０の外輪は、軸受ハウジング９１側に固定されている。軸受９０の内輪と外輪との間には、両者を相対回転させる転動体（ボール）が介在している。

【0056】

軸受ハウジング９１の下部には、光センサ１０１が配置されている。光センサ１０１は、反射型光ファイバセンサであって、ファイバセンサアンプ１０２及び従動ローラ７２の回転速度を表示する速度指示計１０３と接続されている。光センサ１０１は、従動ローラ７２の回転を検出する回転検出部１００を構成している。

【0057】

回転検出部１００は、従動ローラ７２に設けられた被検出部１１０と、被検出部１１０の回転を、検出光Ｌの照射によって検出する光センサ１０１と、検出光Ｌの光路が形成される光路形成空間Ｓを、透光性を有する液体２００で充填する液体充填部１２０と、を備えている。回転検出部１００は、基板Ｗが洗浄される基板洗浄槽３７内に配置されている。なお、ファイバセンサアンプ１０２及び速度指示計１０３は、基板洗浄槽３７外に配置しても構わない。

【0058】

被検出部１１０は、従動ローラ７２の回転軸７２Ｂの下端に設けられた溝ないし突起（本実施形態では溝）である。被検出部１１０は、回転軸７２Ｂの回転によって、光センサ１０１の直上を通過する半径位置に配置されている。

【0059】

光センサ１０１は、直上に検出光Ｌを投光する図示しない投光用光ファイバーと、回転軸７２Ｂの下端で反射した検出光Ｌを受光する図示しない受光用光ファイバーと、を備えおり、被検出部１１０の通過を検出する。ファイバセンサアンプ１０２は、光センサ１０１の受光信号を増幅し、速度指示計１０３は、当該信号に基づき従動ローラ７２の回転速度を算出する。

【0060】

液体充填部１２０は、検出光Ｌの光路形成空間Ｓを外部から隔離する隔壁部１２１を備えている。なお、光路形成空間Ｓとは、検出光Ｌが行き来する光センサ１０１と回転軸７２Ｂとの隙間空間である。隔壁部１２１は、有底筒状に形成されると共に、軸受ハウジング９１の下部に接続され、隙間をあけて回転軸７２Ｂの下端を囲っている。隔壁部１２１の内部には、透光性を有する液体２００が充填されている。液体２００は、例えば、純水であるが、無色透明な液体であればよい。

【0061】

隔壁部１２１の底部には、光センサ１０１が貫通して配置されている。隔壁部１２１と光センサ１０１との隙間は、環状のシール部材１２２によって液密に封止されている。隔壁部１２１の底部の周縁部から上方に延びる周壁部は、光路形成空間Ｓよりも上方まで延びている。隔壁部１２１の周壁部の上端は、軸受ハウジング９１の下面に接続されると共に、軸受ハウジング９１との間で軸受９０の外輪を挟み込んでいる。

【0062】

軸受ハウジング９１には、隔壁部１２１の下方で光センサ１０１を支持するＬ字状の支持部材９２が、ネジ部材９３によって固定されている。また、軸受ハウジング９１の側面には、軸受９０の上部まで貫通する貫通流路９４が開口している。軸受ハウジング９１の側面における貫通流路９４の開口の周囲には、環状のシール部材９５が配置されている。

【0063】

軸受ハウジング９１の側面には、貫通流路９４に連通する連通流路１３３ａが形成された液体供給ブロック１３３が、ネジ部材１３３ｂによって固定されている。液体供給ブロック１３３には、液体２００を供給する液体供給ライン１３０が接続されている。液体供給ライン１３０には、液体２００の流量を調整する流量調整弁１３１が設けられている。

【0064】

液体供給ライン１３０は、液体供給源１３２と接続されている。液体供給源１３２は、液体２００を貯留する図示しないタンクと、当該タンクから液体２００を液体供給ライン１３０に供給する図示しないポンプと、を備えている。なお、液体供給源１３２は、例えば、上述した液体供給ノズル６２などに純水を供給する液体供給源と共通であっても構わない。

【0065】

液体供給ライン１３０から液体供給ブロック１３３に供給された液体２００は、連通流路１３３ａから軸受ハウジング９１の貫通流路９４を通って軸受９０の上部に至り、軸受９０を通過した後、液体充填部１２０に供給される。つまり、本実施形態の液体２００は、軸受９０を冷却する冷媒としても使用されている。

【0066】

液体充填部１２０は、光路形成空間Ｓよりも上方に、液体２００が供給される液体供給口１２０ａと、液体２００を排出する液体排出口１２０ｂと、を備える。液体供給口１２０ａは、軸受９０の内輪と外輪との隙間である。液体排出口１２０ｂは、隔壁部１２１と軸受ハウジング９１との接続位置近傍に形成されている。液体排出口１２０ｂには、液体排出管１２３が接続されている。

【0067】

上述した本実施形態の基板洗浄装置３１は、基板Ｗを洗浄する基板洗浄部６０と、基板Ｗを回転させる駆動ローラ７１と、基板Ｗによって回転させられる従動ローラ７２と、従動ローラ７２の回転を検出する回転検出部１００と、を備え、回転検出部１００は、従動ローラ７２に設けられた被検出部１１０と、被検出部１１０の回転を、検出光Ｌの照射によって検出する光センサ１０１と、検出光Ｌの光路が形成される光路形成空間Ｓを、透光性を有する液体２００で充填する液体充填部１２０と、を備える。この構成によれば、検出光Ｌの光路が、透光性を有する液体２００で満たされているため、光センサ１０１の回転検出環境が一定になり、洗浄処理によって基板Ｗに吹き付けられた液体が飛散したりミスト化しても、その影響を受けなくなる。したがって、光センサ１０１の回転誤検出を抑制することができる。

【0068】

また、本実施形態においては、回転検出部１００は、基板Ｗが洗浄される基板洗浄槽３７内に配置されている。仮に回転検出部１００を基板洗浄槽３７外に配置する場合には、例えば、従動ローラ７２の回転軸７２Ｂを長くして基板洗浄槽３７外まで伸ばす必要があるが、そうすると従動ローラ７２の慣性モーメントが大きくなり、従動ローラ７２は回転し難くなるため、基板Ｗとの間でスリップが生じ易くなる。対して、本実施形態のように回転検出部１００を基板洗浄槽３７内に配置する場合には、従動ローラ７２の回転軸７２Ｂが短く済み、従動ローラ７２は回転し易くなり、基板Ｗとの間のスリップが生じ難くなる。つまり、基板Ｗの回転を正確に検出できるようになる。

【0069】

また、本実施形態においては、液体充填部１２０は、光路形成空間Ｓを外部から隔離する隔壁部１２１を備える。この構成によれば、光路形成空間Ｓを充填する液体２００に、外部の液体（洗浄液など）が混入することを防止できるため、光センサ１０１の回転検出環境が一定で変化せず、基板Ｗの回転を正確に検出できるようになる。

【0070】

また、本実施形態においては、液体充填部１２０に液体２００を供給する液体供給ライン１３０と、液体供給ライン１３０から供給される液体２００の流量を調整する流量調整弁１３１と、を備える。この構成によれば、液体充填部１２０に対する液体２００の供給量を調整できる。なお、液体充填部１２０に対する液体２００の供給は、基板Ｗの洗浄処理中は継続して行うとよい。

【0071】

また、本実施形態においては、液体充填部１２０は、光路形成空間Ｓよりも上方に、液体２００が供給される液体供給口１２０ａと、液体２００を排出する液体排出口１２０ｂと、を備える。この構成によれば、液体充填部１２０に液体２００が溜まるため、液体２００を供給し続けなくても、常に光路形成空間Ｓを液体２００で満たすことができる。なお、全く液体２００を供給しないと、液体充填部１２０に溜まった液体２００が劣化して濁る場合があるため、基板Ｗの洗浄処理時や、基板洗浄装置３１のダミーディスペンス（基板Ｗを洗浄する配管系に溜まった薬液及び／または純水を定期的に排出する）時などは、液体充填部１２０に液体２００を供給し、液体２００を入れ替えることが好ましい。

【0072】

また、本実施形態においては、従動ローラ７２を支持する軸受９０を備え、液体２００は、軸受９０を通過した後、液体充填部１２０に供給される。この構成によれば、軸受９０を冷却しつつ、液体充填部１２０に液体２００を供給することができる。

【0073】

また、本実施形態においては、液体２００は、純水である。この構成によれば、基板Ｗの洗浄処理にも使われる純水を流用できるため、別途純水タンクやポンプ等を増設しなくても済む。なお、液体２００は、純水だけでなく、水道水などでもよく、また、水ではなく無色透明な油などであっても構わない。

【0074】

また、本実施形態においては、光センサ１０１は、反射型光ファイバセンサである。この構成によれば、反射型光ファイバセンサの回転誤検出を抑制することができる。

【0075】

また、本実施形態においては、従動ローラ７２を基板Ｗに向かって付勢する付勢部８０を備える。この構成によれば、基板Ｗと従動ローラ７２との摩擦力が高くなるため、基板Ｗが従動ローラ７２の表面でスリップし難くなる。

【0076】

本実施形態の一態様に係る基板処理装置１は、基板Ｗを研磨する基板研磨装置２１と、基板研磨装置２１によって研磨された基板Ｗを洗浄する基板洗浄装置３１と、を備える。この構成によれば、液滴の付着やミストによる光センサ１０１の回転誤検出を抑制することができる基板処理装置１が得られる。

【0077】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【0078】

例えば、以下の図６及び図７に示す構成を採用してもよい。なお、以下の説明においては、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0079】

図６は、一実施形態の一変形例に係る液体充填部１２０の断面構成図である。
図６に示すように、液体充填部１２０は、光路形成空間Ｓよりも上方に、液体２００が供給される液体供給口１２０ａを備え、光路形成空間Ｓよりも下方に、液体２００を排出する液体排出口１２０ｂを備えてもよい。

【0080】

図６に示す変形例では、液体排出口１２０ｂが、有底筒状の隔壁部１２１の底面付近に設けられている。この構成によれば、図５に示す構成と比べて、隔壁部１２１の内部の液体２００の入れ替えが短時間で行える。

【0081】

図７は、一実施形態の一変形例に係る液体充填部１２０の断面構成図である。
図７に示すように、液体充填部１２０には、光センサ１０１として透過型光ファイバセンサが配置されていてもよい。

【0082】

図７に示す変形例では、液体充填部１２０に、検出光Ｌを投光する投光用の光センサ１０１Ａと、検出光Ｌを受光する受光用の光センサ１０１Ｂが配置されている。投光用の光センサ１０１Ａと受光用の光センサ１０１Ｂは、従動ローラ７２に設けられた被検出部１１０（突起）を挟んで対向して配置されている。

【0083】

図７に示す構成であっても、検出光Ｌの光路が形成される光路形成空間Ｓを、透光性を有する液体２００で充填することで、光センサ１０１の回転誤検出を抑制することができる。

【符号の説明】

【0084】

１…基板処理装置、２１…基板研磨装置、３１…基板洗浄装置、３７…第１基板洗浄槽（基板洗浄槽）、６０…基板洗浄部、６１…ロール洗浄部材、６２…液体供給ノズル、７０…基板保持回転部、７１…駆動ローラ、７２…従動ローラ、８０…付勢部、８１…板バネ部、８１ａ…第１部分、８１Ａ…ネジ部材、８１ｂ…第２部分、８１ｃ…段差部、８１ｄ…嵌合突起、８１ｅ…係合溝、８２…柱部、８２ａ…ネジ部材、８２ｄ…嵌合溝、８３…接続部、９０…軸受、９１…軸受ハウジング、９２…支持部材、９３…ネジ部材、９４…貫通流路、９５…シール部材、１００…回転検出部、１０１…光センサ、１０２…ファイバセンサアンプ、１０３…速度指示計、１１０…被検出部、１２０…液体充填部、１２０ａ…液体供給口、１２０ｂ…液体排出口、１２１…隔壁部、１２２…シール部材、１２３…液体排出管、１３０…液体供給ライン、１３１…流量調整弁、１３２…液体供給源、１３３…液体供給ブロック、１３３ａ…連通流路、１３３ｂ…ネジ部材、２００…液体、Ｌ…検出光、Ｓ…光路形成空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】