JP6941464B2 - 基板洗浄装置及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板洗浄装置及び基板処理装置に関するものである。

従来から、下記特許文献１に記載された基板処理装置が知られている。この基板処理装置は、シリコンウェハ等の基板の表面を平坦に研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）装置であって、基板を研磨する研磨部と、基板を洗浄する洗浄部（基板洗浄装置）と、を備える。この基板洗浄装置は、長尺状に水平に延びるロール洗浄部材を回転させるロールホルダと、ロールホルダを昇降させる昇降機構と、昇降機構とロールホルダとの間に設置されたロードセルと、ロードセルの測定値を元にロール洗浄部材のロール荷重をフィードバック制御する制御部と、を有している。

特開２０１４−０３８９８３号公報

ところで、ロール荷重をコントロールするためには、ロール洗浄部材の周面を基板の表面に垂直に当てる必要がある。従来では、例えば、メンテナンス時に、作業者がロール洗浄部材の傾きを隙間ゲージ等の冶具を用いて測定し、ロールホルダに取り付けた錘を移動させる等してロール洗浄部材の傾きを調整していたため、その調整作業に手間と時間がかかっていた。また、従来では、ロール洗浄部材の傾き調整を人手で行っていたため、ロール洗浄部材の傾きを調整している間は装置を停止させる必要があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ロール洗浄部材の傾き調整の時間の短縮化及びその調整作業の簡素化を図ることができる基板洗浄装置及び基板処理装置の提供を目的とする。

（１）本発明の一態様に係る基板洗浄装置は、基板を洗浄するロール洗浄部材と、前記ロール洗浄部材の傾きを検出する傾きセンサーと、前記傾きセンサーの検出結果を出力する出力装置と、を有する。

（２）上記（１）に記載された基板洗浄装置であって、前記出力装置として、前記傾きセンサーの検出結果に基づいて、前記ロール洗浄部材の傾きを補正する傾き補正装置を有してもよい。
（３）上記（２）に記載された基板洗浄装置であって、前記ロール洗浄部材を昇降させる昇降装置を有し、前記傾き補正装置は、前記昇降装置によって前記ロール洗浄部材が前記基板に接触する前に、予め、前記ロール洗浄部材の回転軸が前記基板の表面と平行となるように、前記ロール洗浄部材の傾きを補正してもよい。
（４）上記（２）または（３）に記載された基板洗浄装置であって、前記ロール洗浄部材を昇降させる昇降装置と、前記ロール洗浄部材をクリーニングするクリーニング装置と、を有し、前記傾き補正装置は、前記昇降装置によって前記ロール洗浄部材が前記クリーニング装置に接触する前に、予め、前記ロール洗浄部材の回転軸が前記クリーニング装置のクリーニング面と平行となるように、前記ロール洗浄部材の傾きを補正してもよい。
（５）上記（２）〜（４）に記載された基板洗浄装置であって、前記ロール洗浄部材を昇降させる昇降装置と、前記ロール洗浄部材をクリーニングするクリーニング装置と、前記ロール洗浄部材を、前記基板の直上に位置する基板洗浄位置と、前記クリーニング装置の直上に位置するクリーニング位置と、の間で水平移動させる水平移動装置と、を有し、前記傾き補正装置は、前記水平移動装置によって前記ロール洗浄部材が前記基板洗浄位置と前記クリーニング位置との間で移動する前に、予め、前記ロール洗浄部材の回転軸が水平面と平行となるように、前記ロール洗浄部材の傾きを補正してもよい。
（６）上記（２）〜（５）に記載された基板洗浄装置であって、前記ロール洗浄部材を支持するロールホルダと、前記ロールホルダを吊り下げるアームと、を有し、前記傾き補正装置は、前記ロールホルダと前記アームとを連結するチルト機構と、前記ロールホルダと前記アームとの間に架設されて伸縮するシリンダ装置と、を有してもよい。
（７）上記（６）に記載された基板洗浄装置であって、前記傾きセンサーは、前記チルト機構の連結中心を通り、且つ、前記ロール洗浄部材の回転軸と直交する直線上に配置されていてもよい。
（８）上記（１）〜（７）に記載された基板洗浄装置であって、前記傾きセンサーは、加速度センサーであってもよい。

（９）本発明の一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部と、を有する基板処理装置であって、前記洗浄部として、上記（１）〜（８）に記載された基板洗浄装置を有する。

上記本発明の態様によれば、ロール洗浄部材の傾き調整の時間の短縮化及びその調整作業の簡素化を図ることができる。

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。 一実施形態に係る洗浄ユニット３１Ａの構成を示す斜視図である。 一実施形態に係る上部ロール洗浄部材８１ａの支持構造を示す正面図である。 一実施形態に係る上部ロール洗浄部材８１ａの動きを示す側面図である。

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。

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、シリコンウェハ等の基板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。

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（基板洗浄装置）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。

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。

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。

研磨部２０は、基板Ｗの研磨（平坦化）を行う複数の研磨ユニット２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）を備える。複数の研磨ユニット２１は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。研磨ユニット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。

研磨ユニット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。

洗浄部３０は、基板Ｗの洗浄を行う複数の洗浄ユニット３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、洗浄した基板Ｗを乾燥させる乾燥ユニット３２と、を備える。複数の洗浄ユニット３１及び乾燥ユニット３２（複数の処理ユニット）は、基板搬送路３の長手方向に配列されている。洗浄ユニット３１Ａと洗浄ユニット３１Ｂ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、洗浄ユニット３１Ａ、及び洗浄ユニット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、洗浄ユニット３１Ｂと乾燥ユニット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、洗浄ユニット３１Ｂと乾燥ユニット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。

洗浄ユニット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、洗浄ユニット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、洗浄ユニット３１Ａ及び洗浄ユニット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。乾燥ユニット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、乾燥ユニット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によって乾燥ユニット３２から基板Ｗが取り出される。

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。

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。

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。

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で研磨ユニット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を研磨ユニット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。

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で研磨ユニット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で研磨ユニット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で研磨ユニット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。

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、研磨ユニット２１Ａまたは研磨ユニット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。

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。

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４５Ａは、スイングトランスポータ４４から基板Ｗを受け取り、それを研磨ユニット２１Ｃに受け渡すアクセスハンドとして機能する。

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、研磨ユニット２１Ｃから基板Ｗを受け取り、それを研磨ユニット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、研磨ユニット２１Ｃまたは研磨ユニット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。

図２は、一実施形態に係る洗浄ユニット３１Ａの構成を示す斜視図である。
洗浄ユニット３１Ａは、例えば、図２に示すようなロール洗浄モジュールを備える。このロール洗浄モジュールは、基板Ｗを回転させる回転機構８０と、基板Ｗに周面８１Ａを接触させて回転するロール洗浄部材８１と、を備える。回転機構８０は、基板Ｗの外周を保持して鉛直方向に延びる軸回りに回転させる複数の保持ローラ８０ａを備える。複数の保持ローラ８０ａは、モータ等の電気駆動部と接続されて水平回転する。また、複数の保持ローラ８０ａは、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。

ロール洗浄部材８１は、基板Ｗの上面Ｗ１（研磨面）と接触する上部ロール洗浄部材８１ａと、基板Ｗの下面Ｗ２に接触する下部ロール洗浄部材８１ｂと、を備える。上部ロール洗浄部材８１ａ及び下部ロール洗浄部材８１ｂは、モータ等の電気駆動部と接続されて回転する。また、上部ロール洗浄部材８１ａは、エアシリンダ等のエア駆動部（後述する図３に示す昇降装置７０）によって上下に移動可能な構成となっている。なお、下部ロール洗浄部材８１ｂは、一定の高さで保持されている。
基板Ｗをセットする際には、先ず、上部ロール洗浄部材８１ａ及び複数の保持ローラ８０ａを上昇させる。次に、上昇した複数の保持ローラ８０ａに基板Ｗを水平姿勢で保持させ、その後、基板Ｗの下面Ｗ２が下部ロール洗浄部材８１ｂに接触するまで下降させる。最後に、上部ロール洗浄部材８１ａを下降させ、基板Ｗの上面Ｗ１に接触させる。

このロール洗浄部材８１としては、水平方向に延びる円柱状のロールスポンジを用いることができる。ロールスポンジの材質としては、多孔質のＰＶＡ製スポンジ、発泡ウレタン等を用いることができる。洗浄ユニット３１Ａは、図示しないノズルから薬液及び／または純水を基板Ｗの上面Ｗ１に向けて噴射し、上部ロール洗浄部材８１ａ及び下部ロール洗浄部材８１ｂの周面を基板Ｗに接触させて上部ロール洗浄部材８１ａ及び下部ロール洗浄部材８１ｂを回転させることで、基板Ｗ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）等を用いることができる。

図３は、一実施形態に係る上部ロール洗浄部材８１ａの支持構造を示す正面図である。図４は、一実施形態に係る上部ロール洗浄部材８１ａの動きを示す側面図である。
図３に示すように、洗浄ユニット３１Ａは、上部ロール洗浄部材８１ａを回転軸Ｌ１回り回転自在に支持するロールホルダ８２と、ロールホルダ８２を昇降させる昇降装置７０と、ロールホルダ８２を水平移動させる水平移動装置７１と、を有する。

昇降装置７０は、エアシリンダ等のエア駆動部によって昇降する昇降装置本体７０ａと、昇降装置本体７０ａに支持された昇降アーム７０ｂと、を有する。昇降アーム７０ｂは、昇降装置本体７０ａの上端部から水平方向に延び、その水平方向に延びた先端部にロールホルダ８２を支持している。昇降装置７０は、昇降装置本体７０ａによって昇降アーム７０ｂを昇降させることで、ロールホルダ８２及び上部ロール洗浄部材８１ａを昇降させる。

ロールホルダ８２は、昇降装置７０の昇降アーム７０ｂの先端部に支持されて水平方向に延在するホルダ本体８２ａと、ホルダ本体８２ａの延在方向両端部から下方に突出された一対のロール支持部８２ｂと、を有する。ロールホルダ８２は、一対のロール支持部８２ｂによって、上部ロール洗浄部材８１ａの両端部を回転軸Ｌ１回り回転自在に支持する。このロールホルダ８２の内部空間には、上部ロール洗浄部材８１ａを回転駆動するモータ等の電気駆動部が収容されている。

水平移動装置７１は、図４に示すように、上部ロール洗浄部材８１ａを基板Ｗの直上から、クリーニング装置９０の直上に水平移動させるものである。この水平移動装置７１は、周知のリニアスライダー等から構成されている。クリーニング装置９０は、上部ロール洗浄部材８１ａが押し付けられるクリーニング面９０ａを有する。クリーニング面９０ａは、例えば、石英等によって平面状に形成されている。なお、クリーニング面９０ａの材質および形状は、上部ロール洗浄部材８１ａ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）をクリーニング面９０ａの形成材質として採用してもよい。

クリーニング面９０ａ上には、図示しない薬液管、純水管などが配置されている。なお、薬液管から噴射される薬液は、洗浄ユニット３１Ａにおいて基板Ｗ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。クリーニング装置９０における上部ロール洗浄部材８１ａの洗浄は、上部ロール洗浄部材８１ａを回転させつつクリーニング面９０ａに押し付け、薬液を上部ロール洗浄部材８１ａに向けて噴射することで、上部ロール洗浄部材８１ａに付着した汚れを落とす。このように、上部ロール洗浄部材８１ａを、クリーニング面９０ａに押し付けた状態で所定量回転させた後、上部ロール洗浄部材８１ａを上昇させてクリーニング面９０ａから退避させ、純水をクリーニング面９０ａ及び上部ロール洗浄部材８１ａに向けて噴射することで、クリーニング面９０ａ及び上部ロール洗浄部材８１ａの汚れを落とすことができる。

上述した昇降装置７０及び水平移動装置７１の動作は、図３に示す制御装置７２によって制御されている。制御装置７２は、洗浄ユニット３１Ａの動作を統括的に制御するものである。この制御装置７２は、ロールホルダ８２に設けられた傾きセンサー５１と接続され、傾きセンサー５１の検出結果に基づいて、ロール洗浄部材８１の傾きを補正する傾き補正装置６０の動作を制御する。傾き補正装置６０は、傾きセンサー５１の出力を、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き補正動作にフィードバックする出力装置であり、ロールホルダ８２と昇降アーム７０ｂとを連結するチルト機構６１と、ロールホルダ８２と昇降アーム７０ｂとの間に架設されて伸縮するシリンダ装置６２と、を有する。

チルト機構６１は、昇降アーム７０ｂに固定されたブラケット６１ａと、ロールホルダ８２に固定された一対の軸受部６１ｂと、ブラケット６１ａと一対の軸受部６１ｂとを回転可能に連結する枢軸６１ｃと、を有する。枢軸６１ｃは、ブラケット６１ａを貫通して、ブラケット６１ａに固定されている。一対の軸受部６１ｂは、枢軸６１ｃの両端部を回転自在に支承している。これにより、ロールホルダ８２を、枢軸６１ｃの連結中心Ｌ３を中心にチルトさせるチルト機構６１が構成されている。

シリンダ装置６２は、昇降アーム７０ｂに固定された本体部６２ａと、ロールホルダ８２に固定されたロッド部６２ｂと、を有する。シリンダ装置６２は、アクチュエータとしてのエアシリンダであって、本体部６２ａに対するエアの給排気によってロッド部６２ｂを進退させる。このシリンダ装置６２は、チルト機構６１の連結中心Ｌ３から所定の距離、離れて配置されており、ロッド部６２ｂの押圧力が小さいものであっても、ロールホルダ８２をチルトさせるモーメントを十分に発生させることができるようになっている。

傾きセンサー５１は、図３に示すように、チルト機構６１の連結中心Ｌ３を通り、且つ、上部ロール洗浄部材８１ａの回転軸Ｌ１と直交する直線Ｌ２上に配置されている。この構成によれば、上部ロール洗浄部材８１ａが左右どちら側に傾いているかを一つの傾きセンサー５１で検出することができる。この傾きセンサー５１は、例えば、加速度センサーであり、重力方向の傾きを検出することにより、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを検出するようになっている。なお、傾きセンサー５１としては、例えば、枢軸６１ｃ回りの回転角度を検出するロータリエンコーダや、昇降アーム７０ｂとロールホルダ８２との距離を検出する距離センサ（フォトセンサ等の光学センサ）等から、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを検出する構成であってもよい。

傾き補正装置６０は、制御装置７２による制御の下、上述した基板Ｗの洗浄処理において、昇降装置７０によって上部ロール洗浄部材８１ａが基板Ｗに接触する前（図４に示す下降動作Ｍ１をする前）に、予め、傾きセンサー５１の検出結果に基づいて、上部ロール洗浄部材８１ａの回転軸Ｌ１が基板Ｗの上面Ｗ１と平行となるように、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを補正するようになっている。この下降動作Ｍ１とは、上部ロール洗浄部材８１ａが、基板Ｗの直上に位置する基板洗浄位置Ｐ１から、基板Ｗの上面Ｗ１に接触するタッチダウン位置Ｐ２まで移動する動作である。

このように、上部ロール洗浄部材８１ａの回転軸Ｌ１が基板Ｗの上面Ｗ１と平行となるように、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを補正することにより、ロールホルダ８２で保持された上部ロール洗浄部材８１ａの水平姿勢を保ちながら、上部ロール洗浄部材８１ａをそのほぼ全長に亘って基板Ｗの上面Ｗ１に均一に接触させ、ロール荷重が均一に基板Ｗに加わるようにして、洗浄性能を向上させることができる。また、これにより、基板Ｗからの反発力を上部ロール洗浄部材８１ａの全体で受けることができるため、昇降アーム７０ｂ等にロードセルが設けられている場合には、ロール荷重の測定精度を向上させることができる。

上部ロール洗浄部材８１ａが基板Ｗの上面Ｗ１に接触したら、シリンダ装置６２の本体部に接続された給排気ポートをそれぞれ排気側に接続し、ロッド部６２ｂをフリーにすることが好ましい。これにより、例えば、基板Ｗに反りが生じた場合、または、基板Ｗに回転によるばたつき等が生じた場合等に、チルト機構６１によって、上部ロール洗浄部材８１ａを基板Ｗに追従させ、ロール荷重が均一に基板Ｗに加わるようにして、洗浄性能を向上させることができる。
基板Ｗの洗浄処理が完了したら、昇降装置７０によって上部ロール洗浄部材８１ａをタッチダウン位置Ｐ２から基板洗浄位置Ｐ１に上昇させる（上昇動作Ｍ２）。なお、この上昇動作Ｍ２においては、下降動作Ｍ１と比べて、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きによる基板Ｗの上面Ｗ１への圧痕の懸念が少ないため、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き補正を行わなくても良い。

制御装置７２は、上部ロール洗浄部材８１ａの洗浄が必要となった所定のタイミングで、水平移動装置７１を動作させ、上部ロール洗浄部材８１ａを、基板Ｗの直上に位置する基板洗浄位置Ｐ１から、クリーニング装置９０の直上に位置するクリーニング位置Ｐ３に移動させる。傾き補正装置６０は、制御装置７２による制御の下、水平移動装置７１によって上部ロール洗浄部材８１ａが基板洗浄位置Ｐ１からクリーニング位置Ｐ３に移動する前（図４に示す水平動作Ｍ３をする前）に、予め、上部ロール洗浄部材８１ａの回転軸Ｌ１が水平面と平行となるように、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを補正するようになっている。これにより、チルト機構６１によるばたつきを抑えつつ、上部ロール洗浄部材８１ａの水平姿勢を保つことができるため、洗浄ユニット３１Ａの内部に設けられた周辺機器との干渉を回避することができる。

上部ロール洗浄部材８１ａがクリーニング位置Ｐ３に移動したら、制御装置７２は、昇降装置７０を動作させ、上部ロール洗浄部材８１ａをクリーニング位置Ｐ３からクリーニング装置９０のクリーニング面９０ａに接触するタッチダウン位置Ｐ４に移動させる。傾き補正装置６０は、制御装置７２による制御の下、上述した上部ロール洗浄部材８１ａのクリーニング処理において、昇降装置７０によって上部ロール洗浄部材８１ａがクリーニング装置９０に接触する前（図４に示す下降動作Ｍ４をする前）に、予め、上部ロール洗浄部材８１ａの回転軸Ｌ１がクリーニング装置９０のクリーニング面９０ａと平行となるように、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを補正する。これにより、ロールホルダ８２で保持された上部ロール洗浄部材８１ａの水平姿勢を保ちながら、上部ロール洗浄部材８１ａをそのほぼ全長に亘ってクリーニング面９０ａに均一に接触させ、ロール荷重が均一にクリーニング面９０ａに加わるようにして、クリーニング性能を向上させることができる。なお、上部ロール洗浄部材８１ａがクリーニング面９０ａに接触したら、シリンダ装置６２の本体部に接続された給排気ポートをそれぞれ排気側に接続し、基板洗浄時と同様に、ロッド部６２ｂをフリーにしてもよい。

上部ロール洗浄部材８１ａのクリーニング処理が完了したら、昇降装置７０によって上部ロール洗浄部材８１ａをタッチダウン位置Ｐ４からクリーニング位置Ｐ３に上昇させる（上昇動作Ｍ５）。なお、この上昇動作Ｍ５においては、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き補正を行わなくても良い。また、上部ロール洗浄部材８１ａがクリーニング位置Ｐ３に移動したら、制御装置７２は、水平移動装置７１を動作させ、上部ロール洗浄部材８１ａを、クリーニング装置９０の直上に位置するクリーニング位置Ｐ３から、基板Ｗの直上に位置する基板洗浄位置Ｐ１に移動させる。この水平動作Ｍ６をする前においても、上部ロール洗浄部材８１ａの回転軸Ｌ１が水平面と平行となるように、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを補正することにより、チルト機構６１によるばたつきを抑えつつ、上部ロール洗浄部材８１ａの水平姿勢を保つことができるため、洗浄ユニット３１Ａの内部に設けられた周辺機器との干渉を回避することができる。
以上のようなタイミングで、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き補正が行われる。

このように、上述した本実施形態によれば、基板Ｗを洗浄する上部ロール洗浄部材８１ａと、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを検出する傾きセンサー５１と、傾きセンサー５１の検出結果に基づいて、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを補正する傾き補正装置６０を有する、という構成を採用することによって、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き調整を自動化し、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き調整の時間の短縮化及びその調整作業の簡素化を図ることができる。

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。

例えば、上記実施形態では、傾きセンサー５１の検出結果を出力する出力装置として、傾きセンサー５１の出力を上部ロール洗浄部材８１ａの傾き補正動作にフィードバックする傾き補正装置６０を例示したが、当該出力装置の形態はこの構成に限定されるものではない。例えば、出力装置は、傾きセンサー５１の検出結果を画面に出力する表示部（ディスプレイ）であっても良い。この構成によれば、メンテナンス作業者が、当該表示部の表示を見ることにより、隙間ゲージ等の冶具を使用しないで上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを調整できるようになるため、上部ロール洗浄部材８１ａの傾き調整の時間の短縮化及びその調整作業の簡素化を図ることができる。

また、例えば、上記実施形態では、傾き補正装置６０がチルト機構６１及びシリンダ装置６２を有する形態を例示したが、傾き補正装置６０の形態はこの構成に限定されるものではない。例えば、チルト機構６１を介さずにロールホルダ８２と昇降アーム７０ｂが剛的に連結されている場合、傾き補正装置６０は、例えば、ロールホルダ８２乃至昇降アーム７０ｂに取り付けられ、昇降アーム７０ｂの延在方向に沿って錘をスライドさせるスライド装置であっても良い。この構成によれば、錘をスライドさせることにより、片持ち支持された昇降アーム７０ｂの撓み量（傾き）が変化するため、その撓み量によって、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを調整することができる。

また、例えば、上記実施形態では、上部ロール洗浄部材８１ａの傾きを調整する形態を例示したが、下部ロール洗浄部材８１ｂの傾きも同様の構成によって調整してもよい。
また、基板Ｗの表面及びクリーニング面９０ａは、水平面となっていなくてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、本発明の基板洗浄装置を、基板処理装置１の洗浄部３０に適用した構成を例示したが、例えば、本発明は、基板の洗浄に使用される洗浄装置単体であってよく、また、ＣＭＰ装置以外の装置（例えば、裏面研磨装置、ベベル研磨装置、エッチング装置、あるいはめっき装置）の洗浄部にも適用することができる。

また、例えば、上記実施形態では、シリコンウェハ等の基板Ｗの表面を、研磨液を供給しながら平坦に研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）装置を例示したが、ダイヤモンドからなる砥粒をレジンボンドといった接着剤で固着して形成した研削砥石を高速回転させながら、基板Ｗの裏面に押圧せしめることによって基板Ｗの裏面の研削を行う研削装置にも、研削および研磨加工が施された基板Ｗを洗浄する装置として、本発明の基板洗浄装置を適用することができる。

１…基板処理装置、２０…研磨部、３０…洗浄部（基板洗浄装置）、５１…傾きセンサー、６０…傾き補正装置、６１…チルト機構、６２…シリンダ装置、６２ａ…本体部、６２ｂ…ロッド部、７０…昇降装置、７０ｂ…昇降アーム（アーム）、７１…水平移動装置、８１…ロール洗浄部材、８１ａ…上部ロール洗浄部材、８１ｂ…下部ロール洗浄部材、８２…ロールホルダ、９０…クリーニング装置、９０ａ…クリーニング面、Ｌ１…回転軸、Ｌ２…直線、Ｌ３…連結中心、Ｐ１…基板洗浄位置、Ｐ２…タッチダウン位置、Ｐ３…クリーニング位置、Ｐ４…タッチダウン位置、Ｗ…基板、Ｗ１…上面（表面）

Claims (9)

1. 基板を洗浄するロール洗浄部材と、
   前記ロール洗浄部材を支持するロールホルダと、
   前記ロールホルダを吊り下げるアームと、
   前記ロールホルダと前記アームとを連結するチルト機構と、
   前記ロール洗浄部材の傾きを検出する傾きセンサーと、
   前記傾きセンサーの検出結果に基づいて、前記チルト機構を動作させ、前記ロール洗浄部材の傾きを補正する傾き補正装置と、を有する、ことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 基板を洗浄するロール洗浄部材と、
   前記ロール洗浄部材を支持するロールホルダと、
   前記ロールホルダを吊り下げるアームと、
   前記ロールホルダ乃至前記アームに取り付けられた錘と、
   前記ロール洗浄部材の傾きを検出する傾きセンサーと、
   前記傾きセンサーの検出結果に基づいて、前記錘をスライドさせ、前記ロール洗浄部材の傾きを補正する傾き補正装置と、を有する、ことを特徴とする基板洗浄装置。
3. 前記ロール洗浄部材を昇降させる昇降装置を有し、
   前記傾き補正装置は、前記昇降装置によって前記ロール洗浄部材が前記基板に接触する前に、予め、前記ロール洗浄部材の回転軸が前記基板の表面と平行となるように、前記ロール洗浄部材の傾きを補正する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記ロール洗浄部材を昇降させる昇降装置と、
   前記ロール洗浄部材をクリーニングするクリーニング装置と、を有し、
   前記傾き補正装置は、前記昇降装置によって前記ロール洗浄部材が前記クリーニング装置に接触する前に、予め、前記ロール洗浄部材の回転軸が前記クリーニング装置のクリーニング面と平行となるように、前記ロール洗浄部材の傾きを補正する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
5. 前記ロール洗浄部材を昇降させる昇降装置と、
   前記ロール洗浄部材をクリーニングするクリーニング装置と、
   前記ロール洗浄部材を、前記基板の直上に位置する基板洗浄位置と、前記クリーニング装置の直上に位置するクリーニング位置と、の間で水平移動させる水平移動装置と、を有し、
   前記傾き補正装置は、前記水平移動装置によって前記ロール洗浄部材が前記基板洗浄位置と前記クリーニング位置との間で移動する前に、予め、前記ロール洗浄部材の回転軸が水平面と平行となるように、前記ロール洗浄部材の傾きを補正する、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。
6. 前記傾き補正装置は、前記ロールホルダと前記アームとの間に架設されて伸縮するシリンダ装置を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
7. 前記傾きセンサーは、前記チルト機構の連結中心を通り、且つ、前記ロール洗浄部材の回転軸と直交する直線上に配置されている、ことを特徴とする請求項１または６に記載の基板洗浄装置。
8. 前記傾きセンサーは、加速度センサーである、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。
9. 基板を研磨する研磨部と、
   前記基板を洗浄する洗浄部と、を有する基板処理装置であって、
   前記洗浄部として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板洗浄装置を有する、ことを特徴とする基板処理装置。

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