(57)【要約】【課題】押付荷重の精度を向上できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。【解決手段】基板洗浄装置は、基板に当接して当該基板の洗浄を行う洗浄部材と、洗浄部材を回転させる部材回転部と、洗浄部材を基板に押し付ける部材駆動部と、洗浄部材の押付荷重を計測する荷重計測部と、洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、荷重計測部の計測値に基づいて部材駆動部による洗浄部材の押付量を制御する制御部と、を備える。制御部は、荷重計測部の計測値を設定荷重と比較し、差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、差分値が減少するように洗浄部材の押付量を第１の移動量だけ変更し、差分値が第２の閾値より大きい場合には、差分値が減少するように洗浄部材の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更することを、差分値が第１の閾値以下になるまで繰り返す。【選択図】  図４
2020009882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に当接して当該基板の洗浄を行う洗浄部材と、
前記洗浄部材を回転させる部材回転部と、
前記洗浄部材を前記基板に押し付ける部材駆動部と、
前記洗浄部材の押付荷重を計測する荷重計測部と、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記荷重計測部の計測値を設定荷重と比較し、差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量だけ変更し、差分値が第２の閾値より大きい場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更することを、差分値が第１の閾値以下になるまで繰り返す、
ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
基板に当接して当該基板の洗浄を行う洗浄部材と、
前記洗浄部材を回転させる部材回転部と、
前記洗浄部材を前記基板に押し付ける部材駆動部と、
前記洗浄部材の押付荷重を計測する荷重計測部と、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
Ｍ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係をマスターデータとして予め記憶しており、
Ｍ通りの押付荷重のうちのＮ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係を、荷重計測部の計測値に基づいて計測データとして取得し、
マスターデータにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係が、計測データにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係に近づくように、計測データに基づいて、マスターデータにおけるＭ通りの押付荷重に対応する押付量をそれぞれ補正して、Ｍ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係を示す移動量算出用データを生成し、
設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を、移動量算出用データにおける押付荷重と押付量との対応関係に基づいて算出する、
ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄部材は、ロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材、およびバフ洗浄研磨部材からなる群のうちのいずれかである、
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。
【請求項４】
前記部材駆動部は、電動アクチュエータである、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
基板の第１面に当接して当該基板の第１面の洗浄を行う第１洗浄部材と、
前記第１洗浄部材を回転させる第１部材回転部と、
前記第１洗浄部材を前記基板の第１面に押し付ける第１部材駆動部と、
前記第１洗浄部材の押付荷重を計測する第１荷重計測部と、
前記基板の第２面に当接して当該基板の第２面の洗浄を行う第２洗浄部材と、
前記第２洗浄部材を回転させる第２部材回転部と、
前記第２洗浄部材を前記基板の第２面に押し付ける第２部材駆動部と、
前記第２洗浄部材の押付荷重を計測する第２荷重計測部と、
前記第１洗浄部材の押付荷重が第１設定荷重となるとともに第２洗浄部材の押付荷重が第２設定荷重となるように、前記第１荷重計測部の計測値および前記第２荷重計測部の計測値に基づいて前記第１部材駆動部による前記第１洗浄部材の押付量および前記第２部材駆動部による前記第２洗浄部材の押付量をそれぞれ制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１洗浄部材が前記基板の第１面に対して第１距離だけ離れた第１初期位置から第３距離だけ離れた第１近接位置まで第１移動速度で移動するとともに、前記第２洗浄部材が前記基板の第２面に対して第１距離より短い第２距離だけ離れた第２初期位置から前記第３距離だけ離れた第２近接位置まで第２移動速度で移動するように、前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第１ステップと、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材が前記第１移動速度よりも遅い第３移動速度で同時に移動を開始して前記基板の第１面および第２面に同時に当接するように、前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第２ステップと、を実行するように構成され、
前記制御部は、前記第１ステップの前に、前記第１初期位置に配置された第１洗浄部材と前記第２初期位置に配置された第２洗浄部材とが同時に移動を開始して、第１洗浄部材が第１近接位置に到達するのと同時に第２洗浄部材が第２近接位置に到達するように、前記第２部材駆動部による前記第２洗浄部材の第２移動速度を、前記第１部材駆動部による前記第１洗浄部材の第１移動速度に基づいて決定するように構成されている、
ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項６】
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材は、いずれも、ロール洗浄部材である、
ことを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部は、いずれも、電動アクチュエータである、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の基板洗浄装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
部材駆動部が洗浄部材を基板に押し付けるステップと、
荷重計測部が前記洗浄部材の押付荷重を計測するステップと、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、制御部が、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御するステップと、
を備え、
前記押付量を制御するステップでは、前記制御部が、前記荷重計測部の計測値を設定荷重と比較し、差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量だけ変更し、差分値が第２の閾値より大きい場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更することを、差分値が第１の閾値以下になるまで繰り返す、
ことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１０】
制御部が設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を算出するステップと、
部材駆動部が算出された押付量にて洗浄部材を基板に押し付けるステップと、
荷重計測部が前記洗浄部材の押付荷重を計測するステップと、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、制御部が、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御するステップと、
を備え、
前記制御部は、Ｍ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係をマスターデータとして予め記憶しており、
前記押付量を算出するステップでは、前記制御部は、
Ｍ通りの押付荷重のうちのＮ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係を、荷重計測部の計測値に基づいて計測データとして取得し、
マスターデータにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係が、計測データにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係に近づくように、計測データに基づいて、マスターデータにおけるＭ通りの押付荷重に対応する押付量をそれぞれ補正して、Ｍ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係を示す移動量算出用データを生成し、
設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を、移動量算出用データにおける押付荷重と押付量との対応関係に基づいて算出する、
ことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記洗浄部材は、ロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材、およびバフ洗浄研磨部材からなる群のうちのいずれかである、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記部材駆動部は、電動アクチュエータである、
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
第１部材駆動部が第１洗浄部材を基板の第１面に当接させるとともに、第２部材駆動部が第２洗浄部材を前記基板の第２面に当接させるステップと、
第１部材駆動部が第１洗浄部材を基板の第１面に押し付けるとともに、第２部材駆動部が第２洗浄部材を前記基板の第２面に押し付けるステップと、
第１荷重計測部が第１洗浄部材の押付荷重を計測するとともに、第２荷重計測部が第２洗浄部材の押付荷重を計測するステップと、
前記第１洗浄部材の押付荷重が第１設定荷重となるとともに第２洗浄部材の押付荷重が第２設定荷重となるように、制御部が、前記第１荷重計測部の計測値および前記第２荷重計測部の計測値に基づいて前記第１部材駆動部による前記第１洗浄部材の押付量および前記第２部材駆動部による前記第２洗浄部材の押付量をそれぞれ制御するステップと、
を備え、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材をそれぞれ前記基板に当接させるステップは、
前記第１洗浄部材が前記基板の第１面に対して第１距離だけ離れた第１初期位置から第３距離だけ離れた第１近接位置まで第１移動速度で移動するとともに、前記第２洗浄部材が前記基板の第２面に対して第１距離より短い第２距離だけ離れた第２初期位置から前記第３距離だけ離れた第２近接位置まで第２移動速度で移動するように、前記制御部が前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第１ステップと、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材が前記第１移動速度よりも遅い第３移動速度で同時に移動を開始して前記基板の第１面および第２面に同時に当接するように、前記制御部が前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップの前に、前記制御部は、前記第１初期位置に配置された第１洗浄部材と前記第２初期位置に配置された第２洗浄部材とが同時に移動を開始して、第１洗浄部材が第１近接位置に到達するのと同時に第２洗浄部材が第２近接位置に到達するように、前記第２洗浄部材の第２移動速度を、前記第１洗浄部材の第１移動速度に基づいて決定する、
ことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材は、いずれも、ロール洗浄部材である、
ことを特徴とする請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部は、いずれも、電動アクチュエータである、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの微細化にともなって、微細構造を有する基板（物性の異なる様々な材料膜が形成された基板）の加工が行われている。例えば、基板に形成された配線溝を金属で埋めるダマシン配線形成工程においては、ダマシン配線形成後に基板研磨装置（ＣＭＰ装置）により、余分な金属が研磨除去されて、基板表面に物性の異なる様々な材料膜（金属膜、バリア膜、絶縁膜など）が形成される。このような基板表面には、ＣＭＰ研磨で使用されたスラリー残渣や金属研磨屑（Ｃｕ研磨屑など）が存在する。そのため、基板表面が複雑で洗浄が困難な場合など、基板表面の洗浄が十分に行われない場合には、残渣物などの影響によってリークや密着性不良が発生し、信頼性低下の原因になるおそれがある。そこで、半導体基板の研磨を行うＣＭＰ装置では、研磨後の洗浄工程にてロール部材スクラブ洗浄やペン部材スクラブ洗浄が行われている。
【０００３】
ロール部材スクラブ洗浄に関しては、ロール部材の押付荷重を測定するロードセルが、エアシリンダの駆動に伴って昇降する昇降アームとロール部材ホルダとの間に設置されており、ロードセルの測定値に基づいてエアシリンダの制御機器を介してロール部材の押付荷重をフィードバック制御する技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、基板が薄くなったり基板素材が変わったりしたことなどに伴って、基板に対する押付荷重の一層の精度向上が求められている。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものでる。本発明の目的は、押付荷重の精度を向上できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る基板洗浄装置は、
基板に当接して当該基板の洗浄を行う洗浄部材と、
前記洗浄部材を回転させる部材回転部と、
前記洗浄部材を前記基板に押し付ける部材駆動部と、
前記洗浄部材の押付荷重を計測する荷重計測部と、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記荷重計測部の計測値を設定荷重と比較し、差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量だけ変更し、差分値が第２の閾値より大きい場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更することを、差分値が第１の閾値以下になるまで繰り返す。
【０００８】
このような態様によれば、制御部は、荷重計測部の計測値と設定荷重との差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、洗浄部材の押付量を第１の移動量だけ変更するが、差分値が第２の閾値より大きい場合には、洗浄部材の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更すること（すなわち２段階の閉ループ制御）により、差分値が第２の閾値より大きい場合にも洗浄部材の押付量を第１の移動量で変更する方式（すなわち１段階の閉ループ制御）に比べて、差分値が第１の閾値以下に収束するまでの時間を短縮でき、ひいては単位時間あたりの基板処理枚数（ｗｐｈ；ｗａｈｅｒ  ｐｅｒ  ｈｏｕｒ）を増やすことに繋げることができる。また、差分値が第２の閾値以下である場合にも洗浄部材の押付量を第２の移動量で変更する方式（１段階の閉ループ制御）に比べて、押付量を精度よく制御することができ、これにより、押付荷重の精度を向上することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る基板洗浄装置は、
基板に当接して当該基板の洗浄を行う洗浄部材と、
前記洗浄部材を回転させる部材回転部と、
前記洗浄部材を前記基板に押し付ける部材駆動部と、
前記洗浄部材の押付荷重を計測する荷重計測部と、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
Ｍ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係をマスターデータとして予め記憶しており、
Ｍ通りの押付荷重のうちのＮ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係を、荷重計測部の計測値に基づいて計測データとして取得し、
マスターデータにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係が、計測データにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係に近づくように、計測データに基づいて、マスターデータにおけるＭ通りの押付荷重に対応する押付量をそれぞれ補正して、Ｍ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係を示す移動量算出用データを生成し、
設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を、移動量算出用データにおける押付荷重と押付量との対応関係に基づいて算出する。
【００１０】
このような態様によれば、制御部は、マスターデータにおける押付荷重と押付量との対応関係を、計測データに基づいて補正し、補正後の対応関係（＝移動量算出用データ）に基づいて洗浄部材の押付量を算出するため、補正前の対応関係（＝マスターデータ）に基づいて洗浄部材の押付量を算出する場合に比べて、押付量を精度よく決定することができ、これにより、押付荷重の精度を向上することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る基板洗浄装置は、第１または２の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記洗浄部材は、ロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材、およびバフ洗浄研磨部材からなる群のうちのいずれかである。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る基板洗浄装置は、第１〜３のいずれかの態様に係る基板洗浄装置であって、
前記部材駆動部は、電動アクチュエータである。
【００１３】
このような態様によれば、部材駆動部としてエアシリンダを採用する場合に比べて、洗浄部材の押付量を精度よく制御することができ、これにより、押付荷重の精度を更に向上することができる。
【００１４】
本発明の第５の態様に係る基板洗浄装置は、
基板の第１面に当接して当該基板の第１面の洗浄を行う第１洗浄部材と、
前記第１洗浄部材を回転させる第１部材回転部と、
前記第１洗浄部材を前記基板の第１面に押し付ける第１部材駆動部と、
前記第１洗浄部材の押付荷重を計測する第１荷重計測部と、
前記基板の第２面に当接して当該基板の第２面の洗浄を行う第２洗浄部材と、
前記第２洗浄部材を回転させる第２部材回転部と、
前記第２洗浄部材を前記基板の第２面に押し付ける第２部材駆動部と、
前記第２洗浄部材の押付荷重を計測する第２荷重計測部と、
前記第１洗浄部材の押付荷重が第１設定荷重となるとともに第２洗浄部材の押付荷重が第２設定荷重となるように、前記第１荷重計測部の計測値および前記第２荷重計測部の計測値に基づいて前記第１部材駆動部による前記第１洗浄部材の押付量および前記第２部材駆動部による前記第２洗浄部材の押付量をそれぞれ制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１洗浄部材が前記基板の第１面に対して第１距離だけ離れた第１初期位置から第３距離だけ離れた第１近接位置まで第１移動速度で移動するとともに、前記第２洗浄部材が前記基板の第２面に対して第１距離より短い第２距離だけ離れた第２初期位置から前記第３距離だけ離れた第２近接位置まで第２移動速度で移動するように、前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第１ステップと、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材が前記第１移動速度よりも遅い第３移動速度で同時に移動を開始して前記基板の第１面および第２面に同時に当接するように、前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第２ステップと、を実行するように構成され、
前記制御部は、前記第１ステップの前に、前記第１初期位置に配置された第１洗浄部材と前記第２初期位置に配置された第２洗浄部材とが同時に移動を開始して、第１洗浄部材が第１近接位置に到達するのと同時に第２洗浄部材が第２近接位置に到達するように、前記第２部材駆動部による前記第２洗浄部材の第２移動速度を、前記第１部材駆動部による前記第１洗浄部材の第１移動速度に基づいて決定するように構成されている。
【００１５】
このような態様によれば、基板から比較的近い第２初期位置に配置された第２洗浄部材の第２移動速度を、基板から比較的遠い第１初期位置に配置された第１洗浄部材の第１移動速度に基づいて決定するため、第１洗浄部材および第２洗浄部材をそれぞれ第１近接位置および第２近接位置に到達させるまでに要する時間を短縮できる。これにより、単位時間あたりの基板処理枚数（ｗｐｈ；ｗａｈｅｒ  ｐｅｒ  ｈｏｕｒ）を増やすことに繋げることができる。また、基板からの距離が等しい第１近接位置および第２近接位置にそれぞれ配置された第１洗浄部材および第２洗浄部材を基板に対して対称的に移動させて基板に同時に当接させるため、第１洗浄部材および第２洗浄部材を基板表面に同時に正確に位置決めすることができる。これにより、その後の押付量の制御を精度よく行うことができ、押付荷重の精度を向上することができる。 
【００１６】
本発明の第６の態様に係る基板洗浄装置は、第５の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材は、いずれも、ロール洗浄部材である。
【００１７】
本発明の第７の態様に係る基板洗浄装置は、第５または６の態様に係る基板洗浄装置であって、
前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部は、いずれも、電動アクチュエータである。
【００１８】
このような態様によれば、第１部材駆動部および第２部材駆動部としてエアアクチュエータを採用する場合に比べて、第１洗浄部材および第２洗浄部材の押付量を精度よく制御することができ、これにより、押付荷重の精度を更に向上することができる。
【００１９】
本発明の第８の態様に係る基板処理装置は、第１〜７のいずれかの態様に係る基板洗浄装置を備える。
【００２０】
本発明の第９の態様に係る基板洗浄方法は、
部材駆動部が洗浄部材を基板に押し付けるステップと、
荷重計測部が前記洗浄部材の押付荷重を計測するステップと、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、制御部が、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御するステップと、
を備え、
前記押付量を制御するステップでは、前記制御部が、前記荷重計測部の計測値を設定荷重と比較し、差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量だけ変更し、差分値が第２の閾値より大きい場合には、差分値が減少するように前記洗浄部材の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更することを、差分値が第１の閾値以下になるまで繰り返す。
【００２１】
本発明の第１０の態様に係る基板洗浄方法は、
制御部が設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を算出するステップと、
部材駆動部が算出された押付量にて洗浄部材を基板に押し付けるステップと、
荷重計測部が前記洗浄部材の押付荷重を計測するステップと、
前記洗浄部材の押付荷重が設定荷重となるように、制御部が、前記荷重計測部の計測値に基づいて前記部材駆動部による前記洗浄部材の押付量を制御するステップと、
を備え、
前記制御部は、Ｍ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係をマスターデータとして予め記憶しており、
前記押付量を算出するステップでは、前記制御部は、
Ｍ通りの押付荷重のうちのＮ通りの押付荷重について、洗浄部材の押付荷重と押付量との対応関係を、荷重計測部の計測値に基づいて計測データとして取得し、
マスターデータにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係が、計測データにおけるＮ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係に近づくように、計測データに基づいて、マスターデータにおけるＭ通りの押付荷重に対応する押付量をそれぞれ補正して、Ｍ通りの押付荷重についての押付荷重と押付量との対応関係を示す移動量算出用データを生成し、
設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を、移動量算出用データにおける押付荷重と押付量との対応関係に基づいて算出する。
【００２２】
本発明の第１１の態様に係る基板洗浄方法は、第９または１０の態様に係る基板洗浄方法であって、
前記洗浄部材は、ロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材、およびバフ洗浄研磨部材からなる群のうちのいずれかである。
【００２３】
本発明の第１２の態様に係る基板洗浄方法は、第９〜１１のいずれかの態様に係る基板洗浄方法であって、
前記部材駆動部は、電動アクチュエータである。
【００２４】
本発明の第１３の態様に係る基板洗浄方法は、
第１部材駆動部が第１洗浄部材を基板の第１面に当接させるとともに、第２部材駆動部が第２洗浄部材を前記基板の第２面に当接させるステップと、
第１部材駆動部が第１洗浄部材を基板の第１面に押し付けるとともに、第２部材駆動部が第２洗浄部材を前記基板の第２面に押し付けるステップと、
第１荷重計測部が第１洗浄部材の押付荷重を計測するとともに、第２荷重計測部が第２洗浄部材の押付荷重を計測するステップと、
前記第１洗浄部材の押付荷重が第１設定荷重となるとともに第２洗浄部材の押付荷重が第２設定荷重となるように、制御部が、前記第１荷重計測部の計測値および前記第２荷重計測部の計測値に基づいて前記第１部材駆動部による前記第１洗浄部材の押付量および前記第２部材駆動部による前記第２洗浄部材の押付量をそれぞれ制御するステップと、
を備え、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材をそれぞれ前記基板に当接させるステップは、
前記第１洗浄部材が前記基板の第１面に対して第１距離だけ離れた第１初期位置から第３距離だけ離れた第１近接位置まで第１移動速度で移動するとともに、前記第２洗浄部材が前記基板の第２面に対して第１距離より短い第２距離だけ離れた第２初期位置から前記第３距離だけ離れた第２近接位置まで第２移動速度で移動するように、前記制御部が前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第１ステップと、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材が前記第１移動速度よりも遅い第３移動速度で同時に移動を開始して前記基板の第１面および第２面に同時に当接するように、前記制御部が前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部を制御する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップの前に、前記制御部は、前記第１初期位置に配置された第１洗浄部材と前記第２初期位置に配置された第２洗浄部材とが同時に移動を開始して、第１洗浄部材が第１近接位置に到達するのと同時に第２洗浄部材が第２近接位置に到達するように、前記第２洗浄部材の第２移動速度を、前記第１洗浄部材の第１移動速度に基づいて決定する。
【００２５】
本発明の第１４の態様に係る基板洗浄方法は、第１３の態様に係る基板洗浄方法であって、
前記第１洗浄部材および前記第２洗浄部材は、いずれも、ロール洗浄部材である。
【００２６】
本発明の第１５の態様に係る基板洗浄方法は、第１３または１４の態様に係る基板洗浄方法であって、
前記第１部材駆動部および前記第２部材駆動部は、いずれも、電動アクチュエータである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、基板洗浄装置における押付荷重の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、一実施の形態に係る基板処理装置の全体構成の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置による基板洗浄方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、押付荷重の計測値に基づいて洗浄部材の押付量を制御するステップを説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、設定荷重に対応する洗浄部材の押付量を算出するステップを説明するためのフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、マスターデータの一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、計測データの一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、移動量算出用データの一例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る基板洗浄装置を示す斜視図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る基板洗浄装置による基板洗浄方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１洗浄部材及び第２洗浄部材を基板に当接させるステップを説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、第１洗浄部材及び第２洗浄部材を基板に当接させるステップを説明するための図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の第１変形例に係る基板洗浄装置を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の第２変形例に係る基板洗浄装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【００３０】
＜基板処理装置＞
図１は、一実施の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。
【００３１】
図１に示すように、基板処理装置１は、略矩形状のハウジング１０と、複数の基板Ｗ（図２等参照）をストックする基板カセット（図示せず）が載置されるロードポート１２と、を有している。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。ロードポート１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポッドまたはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）を搭載することができる。ＳＭＩＦポッドおよびＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収容し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。基板Ｗとしては、たとえば半導体ウェハなどを挙げることができる。
【００３２】
ハウジング１０の内部には、複数（図１に示す態様では４つ）の基板研磨装置１４ａ〜１４ｄと、研磨後の基板Ｗを洗浄する第１基板洗浄装置１６ａおよび第２基板洗浄装置１６ｂと、洗浄後の基板Ｗを乾燥させる基板乾燥装置２０とが収容されている。基板研磨装置１４ａ〜１４ｄは、ハウジング１０の長手方向に沿って配列されており、基板洗浄装置１６ａ、１６ｂおよび基板乾燥装置２０も、ハウジング１０の長手方向に沿って配列されている。
【００３３】
ロードポート１２と、ロードポート１２側に位置する基板研磨装置１４ａと、基板乾燥装置２０とにより囲まれた領域には、第１搬送ロボット２２が配置されている。また、基板研磨装置１４ａ〜１４ｄが配列された領域と、基板洗浄装置１６ａ、１６ｂおよび基板乾燥装置２０が配列された領域との間には、ハウジング１０の長手方向と平行に、搬送ユニット２４が配置されている。第１搬送ロボット２２は、研磨前の基板Ｗをロードポート１２から受け取って搬送ユニット２４に受け渡したり、基板乾燥装置２０から取り出された乾燥後の基板Ｗを搬送ユニット２４から受け取ったりする。
【００３４】
第１基板洗浄装置１６ａと第２基板洗浄装置１６ｂとの間には、第１基板洗浄装置１６ａと第２基板洗浄装置１６ｂとの間で基板Ｗの受け渡しを行う第２搬送ロボット２６が配置されている。また、第２基板洗浄装置１６ｂと基板乾燥装置２０との間には、第２基板洗浄装置１６ｂと基板乾燥装置２０との間で基板Ｗの受け渡しを行う第３搬送ロボット２８が配置されている。
【００３５】
さらに、基板処理装置１には、各機器１４ａ〜１４ｄ、１６ａ、１６ｂ、２２、２４、２６、２８の動きを制御する制御盤３０が設けられている。図１に示す態様では、制御盤３０がハウジング１０の内部に配置されているが、これに限られることはなく、制御盤３０がハウジング１０の外部に配置されていてもよい。
【００３６】
第１基板洗浄装置１６ａおよび／または第２基板洗浄装置１６ｂとしては、洗浄液の存在下で、基板Ｗの直径のほぼ全長にわたって直線状に延びるロール洗浄部材を基板Ｗの表面に接触させ、ロール洗浄部材を自転させながら基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するロール洗浄装置（後述する第１の実施形態に係る基板洗浄装置１６または第２の実施形態に係る基板洗浄装置１６’）が用いられてもよいし、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材を基板Ｗの表面に接触させ、ペンシル洗浄部材を自転させながら基板Ｗの表面と平行な一方向に向けて移動させて、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄装置（後述する第１の実施形態の第１変形例に係る基板洗浄装置１６）が用いられてもよいし、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる回転軸線を有するバフ洗浄研磨部材を基板Ｗの表面に接触させ、バフ洗浄研磨部材を自転させながら基板Ｗの表面と平行な一方向に向けて移動させて、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄研磨するバフ洗浄研磨装置（後述する第１の実施形態の第２変形例に係る基板洗浄装置１６）が用いられてもよいし、二流体ジェットにより基板Ｗの表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置が用いられてもよい。また、第１基板洗浄装置１６ａおよび／または第２基板洗浄装置１６ｂとしては、これらロール洗浄装置、ペンシル洗浄装置、バフ洗浄研磨装置および二流体ジェット洗浄装置のいずれか２つ以上が組み合わされて用いられてもよい。
【００３７】
洗浄液には、純水（ＤＩＷ）などのリンス液と、アンモニア過酸化水素（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、フッ酸などの薬液とが含まれる。本実施の形態で特に断りのない限り、洗浄液は、リンス液または薬液のいずれかを意味している。
【００３８】
基板乾燥装置２０としては、回転する基板Ｗに向けて、基板Ｗの表面と平行な一方向に移動する噴射ノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して基板Ｗを乾燥させ、さらに基板Ｗを高速で回転させて遠心力によって基板Ｗを乾燥させるスピン乾燥装置が用いられてもよい。
【００３９】
＜第１の実施形態に係る基板洗浄装置＞
次に、第１の実施形態に係る基板洗浄装置１６について説明する。図２は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置１６を示す斜視図であり、図３は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置１６の概略構成を示す図である。第１の実施形態に係る基板洗浄装置１６は、上述した基板処理装置１における第１基板洗浄装置１６ａおよび／または第２基板洗浄装置１６ｂとして用いられてもよい。
【００４０】
図２および図３に示すように、基板洗浄装置１６は、基板Ｗに当接して当該基板Ｗの洗浄を行う洗浄部材４６と、洗浄部材４６を回転させる部材回転部９６と、洗浄部材４６を基板Ｗに押し付ける部材駆動部５６と、洗浄部材４６の押付荷重を計測する荷重計測部５４と、洗浄部材４６の押付荷重が設定荷重となるように、荷重計測部５４の計測値に基づいて部材駆動部５６による洗浄部材４６の押付量を制御する制御部９０と、を有している。
【００４１】
図２および図３に示す例では、洗浄部材４６は、円柱状で長尺状に延びる、たとえばＰＶＡからなるロール洗浄部材（ロールスポンジ）であるが、これに限定されるものではなく、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材（図１２参照）であってもよいし、鉛直方向に延びる回転軸線を有するバフ洗浄研磨部材（図１３参照）であってもよい。
【００４２】
図２に示すように、基板洗浄装置１６には、基板Ｗを支持して回転させる基板回転機構４０と、基板回転機構４０により支持されて回転される基板Ｗの上方に昇降可能に配置される部材ホルダ４２と、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給部５０とが設けられており、上述した洗浄部材４６は、部材ホルダ４２により回転可能に支持されている。
【００４３】
図示された例では、基板回転機構４０は、基板Ｗの周縁部を支持して基板Ｗを水平回転させる、水平方向に移動可能な複数本（図示された例では４本）のスピンドルであるが、これに限定されるものではなく、基板回転機構４０は、回転可能なチャックでもよい。図２の矢印Ｅは、基板回転機構４０による基板Ｗの回転方向を示している。
【００４４】
図３に示すように、部材回転部９６は、部材ホルダ４２の長さ方向の一端側に固定されている。部材回転部９６としては、たとえばモータが用いられる。部材回転部９６が駆動することにより、洗浄部材４６は基板Ｗの表面と平行な中心軸線回りに回転（自転）される。図２の矢印Ｆ１は、部材回転部９６による洗浄部材４６の回転方向を示している。
【００４５】
図２および図３に示す例では、部材ホルダ４２の長さ方向に沿ったほぼ中央には、凹部４２ａが形成されており、荷重計測部５４は、この凹部４２ａ内に配置され、部材ホルダ４２に固定されている。荷重計測部５４としては、たとえばロードセルが用いられる。
【００４６】
部材駆動部５６としては、たとえば電動アクチュエータが用いられる。電動アクチュエータは、ボールねじ式電動アクチュエータであってもよいし、ラックピニオン式電動アクチュエータであってよいし、直動式電動アクチュエータ（リニアモータ）であってもよい。
【００４７】
図示された例では、基板洗浄装置１６には、部材駆動部５６の駆動により昇降される、鉛直方向に延びる昇降軸５７と、昇降軸５７の上端に基端部が連結された、水平方向に延びる昇降アーム５８とが設けられており、この昇降アーム５８の先端部に、荷重計測部５４を介して、部材ホルダ４２が連結されている。また、荷重計測部５４と昇降アーム５８の先端部との間には、部材ホルダ４２をチルトさせるチルト機構７０が設けられている。部材駆動部５６が駆動することにより、部材ホルダ４２は、基板回転機構４０により支持されて回転される基板Ｗの上方にて、昇降軸５７および昇降アーム５８と一体に昇降される。
【００４８】
制御部９０は、たとえば荷重計測部５４の出力信号を受け取るプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）と、ＰＬＣからの指示に応じて部材駆動部５６に所定のパルス数の電気パルスを供給するモータコントローラとを有している。制御部９０の少なくとも一部は、上述した制御盤３０に設けられていてもよい。また、制御部９０には、制御盤３０に対するユーザの入力に基づいて、洗浄部材４６の押付荷重の目標値が「設定荷重」として予め記憶されている。
【００４９】
制御部９０から部材駆動部５６に供給される電気パルスのパルス数を調節することにより、部材ホルダ４２の鉛直方向の移動量（洗浄部材４６が基板Ｗの表面に当接している場合には、押付量）を高精度に調節することができる。
【００５０】
部材ホルダ４２は、荷重計測部５４を介して昇降アーム５８の先端部に連結されており、洗浄部材４６が基板Ｗに接触していない状態では、部材ホルダ４２の自重が引っ張り荷重として荷重計測部５４により計測される。そして、基板Ｗの洗浄時に、部材駆動部５６により部材ホルダ４２が下降され、洗浄部材４６が基板Ｗに当接されると、洗浄部材４６の変形量に応じて荷重計測部５４に加わる引っ張り荷重が減少し、その減少した分が、洗浄部材４６が基板Ｗに対して加えた押付荷重と一致することになる。
【００５１】
これにより、基板Ｗの洗浄時に洗浄部材４６が基板Ｗに対して加える押付荷重が、この減少した引っ張り荷重を介して、荷重計測部５４により計測される。制御部９０は、洗浄部材４６の押付荷重が設定荷重となるように、荷重計測部５４の計測値に基づいて、必要な洗浄部材４６の移動量を算出し、算出した移動量に対応するパルス数の電気パルスを部材駆動部５６に供給するようになっている。これにより、部材駆動部５６による洗浄部材４６の押付量が調整され、洗浄部材４６の変形量に応じて基板Ｗに対する押付荷重が調整される。
【００５２】
本実施の形態では、制御部９０は、基板Ｗの洗浄時に、複数段階（たとえば２段階）の閉ループ制御により、洗浄部材４６の押付荷重を調整するようになっている。すなわち、制御部９０は、基板の洗浄時に、荷重計測部５４の計測値を設定荷重と比較し、差分値が第１の閾値（たとえば０．１Ｎ）より大きく第２の閾値（たとえば１．５Ｎ）以下である場合には、差分値が減少するように洗浄部材４６の押付量を第１の移動量（たとえば０．０１ｍｍ）だけ変更（調整）し、差分値が第２の閾値（１．５Ｎ）より大きい場合には、差分値が減少するように洗浄部材４６の押付量を第１の移動量（０．０１ｍｍ）より大きい第２の移動量（０．０５ｍｍ）だけ変更（調整）することを、差分値が第１の閾値（０．１Ｎ）以下になるまで繰り返すようになっている。このように、洗浄部材４６の押付荷重を調整する際に、制御部９０が複数段階（たとえば２段階）の閉ループ制御を行うことにより、１段階の閉ループ制御を行う場合に比べて、押付荷重の調整に要する時間を短縮することができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、図７Ａを参照し、制御部９０は、Ｍ通り（図示された例では６通り）の押付荷重（＝２、４、６、８、１０、１２Ｎ）について、洗浄部材４６の押付荷重と押付量との対応関係をマスターデータとして記憶媒体（メモリ）に予め記憶している。なお、マスターデータは、たとえば基板洗浄装置メーカーの社内などでダミー基板を利用して、洗浄部材４６の押付荷重と押付量との対応関係を予め目安として計測した値であってもよい。
【００５４】
そのうえで、図７Ｂを参照し、制御部９０は、基板Ｗの洗浄前に、Ｍ通りの押付荷重のうちのＮ通り（図示された例では３通り）の押付荷重（＝２、６、１０Ｎ）について、洗浄部材４６の押付荷重と押付量との対応関係を、荷重計測部５４の計測値に基づいて計測データとして取得するようになっている。制御部９０は、取得した計測データを記憶媒体（メモリ）に記憶する。
【００５５】
そして、制御部９０は、マスターデータ（図７Ａ参照）におけるＮ通りの押付荷重（＝２、６、１０Ｎ）についての押付荷重と押付量との対応関係が、計測データ（図７Ｂ参照）におけるＮ通りの押付荷重（＝２、６、１０Ｎ）についての押付荷重と押付量との対応関係に近づくように、計測データに基づいて、マスターデータにおけるＭ通りの押付荷重（＝２、４、６、８、１０、１２Ｎ）に対応する押付量をそれぞれ補正して、Ｍ通りの押付荷重（＝２、４、６、８、１０、１２Ｎ）についての押付荷重と押付量との対応関係を示す移動量算出用データ（図７Ｃ参照）を生成するようになっている。具体的には、たとえば、図７Ａ〜図７Ｃに示す例では、２、６、１０Ｎの各押付荷重について、計測データにおける押付量がマスターデータにおける押付量より５０μｍ大きいことから、制御部９０は、２、４、６、８、１０、１２Ｎの各押付荷重について、マスターデータにおける押付量に５０μｍを加算した数値を、移動量算出用データとして生成する。制御部９０は、生成した移動量算出用データを記憶媒体（メモリ）に記憶する。
【００５６】
そして、制御部９０は、基板Ｗの洗浄時に、設定荷重に対応する洗浄部材４６の押付量を、生成した移動量算出用データ（図７Ｃ参照）における押付荷重と押付量との対応関係に基づいて算出するようになっている。具体的には、たとえば、設定荷重が８Ｎの場合には、制御部９０は、設定荷重を実現するのに必要な押付量を、マスターデータ（図７Ａ）を参照して８００μｍと算出するのではなく、移動量算出用データ（図７Ｃ）を算出して８５０μｍと算出する。これにより、制御部９０は、補正前のマスターデータに基づいて押付量を算出する場合に比べて、洗浄部材４６の押付量を精度よく算出することが可能である。
【００５７】
次に、このような構成からなる基板洗浄装置１６による基板洗浄方法の一例について説明する。図４は、基板洗浄方法の一例を示すフローチャートである。図５は、押付荷重の計測値に基づいて洗浄部材４６の押付量を制御するステップを説明するためのフローチャートである。図６は、設定荷重に対応する洗浄部材４６の押付量を算出するステップを説明するためのフローチャートである。
【００５８】
図４に示すように、まず、ユーザが制御盤３０を介して設定荷重を入力すると、制御部９０が、入力された設定荷重に対応する洗浄部材４６の押付量を算出する（ステップＳ１０）。
【００５９】
具体的には、たとえば、図６に示すように、制御部９０は、図７Ａを参照し、Ｍ通り（図示された例では６通り）の押付荷重（＝２、４、６、８、１０、１２Ｎ）について、洗浄部材４６の押付荷重と押付量との対応関係をマスターデータとして記憶媒体（メモリ）に予め記憶している場合には、図７Ｂを参照し、Ｍ通りの押付荷重のうちのＮ通り（図示された例では３通り）の押付荷重（＝２、６、１０Ｎ）について、実際の基板Ｗに対する洗浄部材４６の押付荷重と押付量との対応関係を、荷重計測部５４の計測値に基づいて計測データとして取得する（ステップＳ１１）。そして、制御部９０は、取得した計測データを記憶媒体（メモリ）に記憶する。
【００６０】
次いで、制御部９０は、マスターデータ（図７Ａ参照）におけるＮ通りの押付荷重（＝２、６、１０Ｎ）についての押付荷重と押付量との対応関係が、計測データ（図７Ｂ参照）におけるＮ通りの押付荷重（＝２、６、１０Ｎ）についての押付荷重と押付量との対応関係に近づくように、計測データに基づいて、マスターデータにおけるＭ通りの押付荷重（＝２、４、６、８、１０、１２Ｎ）に対応する押付量をそれぞれ補正して、Ｍ通りの押付荷重（＝２、４、６、８、１０、１２Ｎ）についての押付荷重と押付量との対応関係を示す移動量算出用データ（図７Ｃ参照）を生成する（ステップＳ１２）。制御部９０は、生成した移動量算出用データを記憶媒体（メモリ）に記憶する。
【００６１】
そして、制御部９０は、ユーザにより入力された設定荷重に対応する洗浄部材４６の押付量を、生成した移動量算出用データ（図７Ｃ参照）における押付荷重と押付量との対応関係に基づいて算出する（ステップＳ１３）。これにより、補正前のマスターデータに基づいて押付量を算出する場合に比べて、実際の基板Ｗに合わせて、洗浄部材４６の押付量を精度よく算出することができる。
【００６２】
図２に示すように、制御部９０は、設定荷重に対応する洗浄部材４６の押付量を算出したのち、部材駆動部５６に所定のパルス数の電気パルスを供給することにより、部材駆動部５６の駆動により洗浄部材４６を下降させ、洗浄部材４６を基板Ｗの表面に当接させる（ステップＳ２０）。この時点では、洗浄部材４６は基板Ｗの表面に当接しているだけであり、洗浄部材４６の変形量はゼロであり、基板Ｗに対する洗浄部材４６の押付荷重もゼロである。
【００６３】
次いで、制御部９０は、ステップＳ１０にて算出した押付量に応じたパルス数の電気パルスを部材駆動部５６に供給することにより、部材駆動部５６の駆動により洗浄部材４６を算出した押付量にて基板Ｗの表面に押し付ける（ステップＳ３０）。
【００６４】
荷重計測部５４は、基板Ｗに対する洗浄部材４６の押付荷重を計測する（ステップＳ４０）。
【００６５】
そして、制御部９０は、洗浄部材４６の押付荷重が、ユーザにより入力された設定荷重となるように、荷重計測部５４の計測値に基づいて閉ループ制御により、部材駆動部５６による洗浄部材４６の押付量を制御する（ステップＳ５０）。
【００６６】
具体的には、たとえば、図５に示すように、制御部９０は、荷重計測部５４から押付荷重の計測値を取得し（ステップＳ５１）、取得した押付荷重の計測値と設定荷重とを比較する（ステップＳ５２）。
【００６７】
そして、制御部９０は、押付荷重の計測値と設定荷重との差分ΔＦが、制御部９０に予め記憶された第２の閾値（例えば１．５Ｎ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。
【００６８】
そして、差分が第２の閾値より大きい（ΔＦ＞１．５Ｎ）場合には、制御部９０は、予め定められた第２の移動量（たとえば０．０５ｍｍ）に対応するパルス数の電気パルスを部材駆動部５６に供給することにより、部材駆動部５６の駆動により洗浄部材４６の押付量を第２の移動量（０．０５ｍｍ）だけ変更（調整）する（ステップＳ５５）。そして、ステップＳ５１から処理を繰り返す（第１段階の閉ループ制御）。
【００６９】
一方、差分が第２の閾値以下（ΔＦ≦１．５Ｎ）である場合には（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、制御部９０は、押付荷重の計測値と設定荷重との差分ΔＦが、制御部９０に予め記憶された第２の閾値より小さい第１の閾値（例えば０．１Ｎ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。
【００７０】
そして、差分が第１の閾値より大きい（ΔＦ＞０．１Ｎ）場合には、制御部９０は、予め定められた第２の移動量より小さい第１の移動量（たとえば０．０１ｍｍ）に対応するパルス数の電気パルスを部材駆動部５６に供給することにより、部材駆動部５６の駆動により洗浄部材４６の押付量を第１の移動量（０．０１ｍｍ）だけ変更（調整）する（ステップＳ５６）。そして、ステップＳ５１から処理を繰り返す（第２段階の閉ループ制御）。
【００７１】
一方、差分が第１の閾値以下（ΔＦ≦０．１Ｎ）である場合には（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、ステップＳ５０の処理を終了する。これにより、洗浄部材４６の押付荷重は、ユーザにより入力された設定荷重とほぼ同じ値になるように高精度に調整される。
【００７２】
以上のような本実施の形態によれば、制御部９０は、荷重計測部５４の計測値と設定荷重との差分値が第１の閾値より大きく第２の閾値以下である場合には、洗浄部材４６の押付量を第１の移動量だけ変更する（すなわち、差分が小さい場合には細かく調整する）が、差分値が第２の閾値より大きい場合には、洗浄部材４６の押付量を第１の移動量より大きい第２の移動量だけ変更する（すなわち、差分が大きい場合には粗く調整する）ことにより、差分値が第２の閾値より大きい場合にも洗浄部材４６の押付量を第１の移動量で変更する（すなわち、差分が大きい場合も細かく調整する）方式に比べて、差分値が第１の閾値以下に収束するまでの時間を短縮でき、ひいては単位時間あたりの基板処理枚数（ｗｐｈ；ｗａｈｅｒ  ｐｅｒ  ｈｏｕｒ）を増やすことに繋げることができる。また、差分値が第２の閾値以下である場合にも洗浄部材の押付量を第２の移動量で変更する（すなわち、差分が小さい場合も粗く調整する）方式に比べて、押付量を精度よく制御することができ、これにより、押付荷重の精度を向上することができる。
【００７３】
また、本実施の形態によれば、制御部９０は、マスターデータ（図７Ａ参照）における押付荷重と押付量との対応関係を、計測データ（図７Ｂ参照）に基づいて補正し、補正後の対応関係である移動量算出用データ（図７Ｃ参照）に基づいて、洗浄部材４６の押付量を算出するため、補正前の対応関係（＝マスターデータ）に基づいて洗浄部材４６の押付量を算出する場合に比べて、押付量を精度よく決定することができ、これにより、押付荷重の精度を向上することができる。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、部材駆動部５６が電動アクチュエータであるため、部材駆動部５６としてエアシリンダを採用する場合に比べて、洗浄部材４６の押付量を精度よく制御することができ、これにより、押付荷重の精度を更に向上することができる。
【００７５】
＜第２の実施形態に係る基板洗浄装置＞
次に、第２の実施形態に係る基板洗浄装置１６’について説明する。図８は、第２の実施形態に係る基板洗浄装置１６’を示す斜視図であり、図９は、第２の実施形態に係る基板洗浄装置１６’の概略構成を示す図である。第２の実施形態に係る基板洗浄装置１６’は、上述した基板処理装置１における第１基板洗浄装置１６ａおよび／または第２基板洗浄装置１６ｂとして用いられてもよい。
【００７６】
図８および図９に示すように、第２の実施形態に係る基板洗浄装置１６’は、上述した第１の実施形態に係る基板洗浄装置１６の構成に加えて、基板Ｗの第２面に当接して当該基板Ｗの第２面の洗浄を行う第２洗浄部材４８と、第２洗浄部材４８を回転させる第２部材回転部９８と、第２洗浄部材４８を基板Ｗの第２面に押し付ける第２部材駆動部５６ａと、第２洗浄部材４８の押付荷重を計測する第２荷重計測部５４ａと、を更に有している。制御部９０は、第１洗浄部材４６の押付荷重が第１設定荷重となるとともに第２洗浄部材４８の押付荷重が第２設定荷重となるように、第１荷重計測部５４の計測値および第２荷重計測部５４ａの計測値に基づいて第１部材駆動部５６による第１洗浄部材４６の押付量および第２部材駆動部５６ａによる第２洗浄部材４８の押付量をそれぞれ制御するようになっている。
【００７７】
本実施の形態では、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８は、いずれも、円柱状で長尺状に延びる、たとえばＰＶＡからなるロール洗浄部材（ロールスポンジ）である。図８に示すように、基板洗浄装置１６’には、基板回転機構４０により支持されて回転される基板Ｗの下方に昇降可能に配置される第２部材ホルダ４４と、基板Ｗの第２面に洗浄液を供給する第２洗浄液供給部５２と、がさらに設けられており、第２洗浄部材４８は、第２部材ホルダ４４により回転可能に支持されている。
【００７８】
図９に示すように、第２部材回転部９８は、第２部材ホルダ４４の長さ方向の一端側に固定されている。第２部材回転部９８としては、たとえばモータが用いられる。第２部材回転部９８が駆動することにより、第２洗浄部材４８は基板Ｗの表面と平行な中心軸線回りに回転（自転）される。図８の矢印Ｆ２は、第２部材回転部９８による第２洗浄部材４８の回転方向を示している。
【００７９】
図８および図９に示す例では、第２部材ホルダ４４の長さ方向に沿ったほぼ中央には、凹部４４ａが形成されており、第２荷重計測部５４ａは、この凹部４４ａ内に配置され、第２部材ホルダ４４に固定されている。第２荷重計測部５４ａとしては、たとえばロードセルが用いられる。
【００８０】
第２部材駆動部５６ａとしては、たとえば電動アクチュエータが用いられる。電動アクチュエータは、ボールねじ式電動アクチュエータであってもよいし、ラックピニオン式電動アクチュエータであってよいし、直動式電動アクチュエータ（リニアモータ）であってもよい。
【００８１】
図示された例では、基板洗浄装置１６’には、第２部材駆動部５６ａの駆動により昇降される、鉛直方向に延びる第２昇降軸５９が設けられており、この第２昇降軸５９の上端部に、第２荷重計測部５４ａを介して、第２部材ホルダ４４が連結されている。また、第２荷重計測部５４ａと第２部材ホルダ４４との間には、第２部材ホルダ４４をチルトさせる第２チルト機構が設けられている。第２部材駆動部５６ａが駆動することにより、第２部材ホルダ４４は、基板回転機構４０により支持されて回転される基板Ｗの下方にて、第２昇降軸５９と一体に昇降される。
【００８２】
制御部９０は、たとえば第２荷重計測部５４ａの出力信号を受け取る第２プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）と、第２ＰＬＣからの指示に応じて第２部材駆動部５６ａに所定のパルス数の電気パルスを供給する第２モータコントローラとを有している。また、制御部９０には、制御盤３０に対するユーザの入力に基づいて、第２洗浄部材４８の押付荷重の目標値が「第２設定荷重」として予め記憶されている。
【００８３】
制御部９０から第２部材駆動部５６ａに供給される電気パルスのパルス数を調節することにより、第２部材ホルダ４４の鉛直方向の移動量（第２洗浄部材４８が基板Ｗの第２面に当接している場合には、押付量）を高精度に調節することができる。
【００８４】
第２部材ホルダ４４は、第２荷重計測部５４ａを介して第２昇降軸５９の上端部に連結されており、第２洗浄部材４８が基板Ｗに接触していない状態では、第２部材ホルダ４４の自重が圧縮荷重として第２荷重計測部５４ａにより計測される。そして、基板Ｗの洗浄時に、第２部材駆動部５６ａにより第２部材ホルダ４４が上昇され、第２洗浄部材４８が基板Ｗに当接されると、第２洗浄部材４８の変形量に応じて第２荷重計測部５４ａに加わる圧縮荷重が増加し、その増加した分が、第２洗浄部材４８が基板Ｗに対して加えた押付荷重と一致することになる。
【００８５】
これにより、基板Ｗの洗浄時に第２洗浄部材４８が基板Ｗに対して加える押付荷重が、この増加した圧縮荷重を介して、第２荷重計測部５４ａにより計測される。制御部９０は、第２洗浄部材４８の押付荷重が第２設定荷重となるように、第２荷重計測部５４ａの計測値に基づいて、必要な第２洗浄部材４８の移動量を算出し、算出した移動量に対応するパルス数の電気パルスを第２部材駆動部５６ａに供給するようになっている。これにより、第２部材駆動部５６ａによる第２洗浄部材４８の押付量が調整され、第２洗浄部材４８の変形量に応じて基板Ｗに対する押付荷重が調整される。
【００８６】
本実施の形態では、制御部９０は、基板Ｗの洗浄前に、図１２（ａ）および（ｂ）を参照し、第１洗浄部材４６が基板Ｗの第１面に対して第１距離Ｄ１だけ離れた第１初期位置から第３距離Ｄ３だけ離れた第１近接位置まで第１移動速度Ｖ１で移動するとともに、第２洗浄部材４８が基板Ｗの第２面に対して第１距離Ｄ１より短い第２距離Ｄ２だけ離れた第２初期位置から第３距離Ｄ３だけ離れた第２近接位置まで第２移動速度Ｖ２で移動するように、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａを制御する第１ステップを実行するように構成されている。
【００８７】
また、制御部９０は、第１ステップの後、図１２（ｂ）および（ｃ）を参照し、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８が第１移動速度Ｖ１よりも遅い第３移動速度Ｖ３で同時に移動を開始し、基板Ｗの第１面および第２面に同時に当接するように、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａを制御する第２ステップと、を実行するように構成されている。基板Ｗからの距離が等しい第１近接位置および第２近接位置にそれぞれ配置された第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を基板Ｗに対して対称的に移動させて基板Ｗに同時に当接させることにより、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を基板Ｗの表面に同時に正確に位置決めすることが可能となる。
【００８８】
また、制御部９０は、第１ステップの前に、第１初期位置に配置された第１洗浄部材４６と第２初期位置に配置された第２洗浄部材４８とが同時に移動を開始して、第１洗浄部材４６が第１近接位置に到達するのと同時に第２洗浄部材４８が第２近接位置に到達するように、第２部材駆動部５６ａによる第２洗浄部材４８の第２移動速度Ｖ２を、第１部材駆動部５６による第１洗浄部材４６の第１移動速度Ｖ１に基づいて決定するように構成されている。具体的には、たとえば、制御部９０は、第２部材駆動部５６ａによる第２洗浄部材４８の第２移動速度Ｖ２を、Ｖ２＝Ｖ１×（Ｄ２−Ｄ３）／（Ｄ１−Ｄ３）の計算式により決定するようになっている。基板Ｗから比較的近い第２初期位置に配置された第２洗浄部材４８の第２移動速度Ｖ２を、基板Ｗから比較的遠い第１初期位置に配置された第１洗浄部材４６の第１移動速度Ｖ１に基づいて決定することにより、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８をそれぞれ第１近接位置および第２近接位置に到達させるまでに要する時間を短縮することができる。
【００８９】
次に、このような構成からなる基板洗浄装置１６’による基板洗浄方法の一例について説明する。図１０は、基板洗浄方法の一例を示すフローチャートである。図１１は、第１洗浄部材４６及び第２洗浄部材４８を基板Ｗに当接させるステップを説明するためのフローチャートである。
【００９０】
図１０に示すように、まず、ユーザが制御盤３０を介して第１設定荷重および第２設定荷重を入力すると、制御部９０が、入力された設定荷重に対応する第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８の押付量をそれぞれ算出する（ステップＳ１１０）。
【００９１】
次に、制御部９０は、第１部材駆動部５６に所定のパルス数の電気パルスを供給することにより、第１部材駆動部５６の駆動により第１洗浄部材４６を下降させ、第１洗浄部材４６を基板Ｗの第１面に当接させるとともに、第２部材駆動部５６ａに所定のパルス数の電気パルスを供給することにより、第２部材駆動部５６ａの駆動により第２洗浄部材４８を上昇させ、第２洗浄部材４８を基板Ｗの第２面に当接させる（ステップＳ１２０）。
【００９２】
具体的には、たとえば、図１１に示すように、制御部９０は、第１初期位置に配置された第１洗浄部材４６と第２初期位置に配置された第２洗浄部材４８とが同時に移動を開始して（図１２（ａ）参照）、第１洗浄部材４６が第１近接位置に到達するのと同時に第２洗浄部材４８が第２近接位置に到達するように（図１２（ｂ）参照）、第２部材駆動部５６ａによる第２洗浄部材４８の第２移動速度Ｖ２を、第１部材駆動部５６による第１洗浄部材４６の第１移動速度Ｖ１に基づいて決定する（ステップＳ１２１）。
【００９３】
次に、制御部９０は、図１２（ａ）および（ｂ）を参照し、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａをそれぞれ制御して、第１洗浄部材４６を第１初期位置から第１近接位置まで第１移動速度Ｖ１（たとえば第１部材駆動部５６による最高速度）で移動させるとともに、第２洗浄部材４８を第２初期位置から第２近接位置までステップＳ１２１で決定した第２移動速度Ｖ２で移動させる（ステップＳ１２２）。これにより、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８をそれぞれ第１近接位置および第２近接位置に到達させるまでに要する時間を短縮することができる。
【００９４】
次に、制御部９０は、図１２（ｂ）および（ｃ）を参照し、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａをそれぞれ制御して、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を第１移動速度Ｖ１よりも遅い第３移動速度Ｖ３で同時に移動を開始させ、基板Ｗの第１面および第２面に同時に当接させる（ステップＳ１２３）。これにより、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を基板Ｗの表面に同時に正確に位置決めすることができる。
【００９５】
この時点では、第１洗浄部材４６は基板Ｗの第１面に当接しているだけであり、第１洗浄部材４６の変形量はゼロであり、基板Ｗに対する第１洗浄部材４６の押付荷重もゼロである。同様に、第２洗浄部材４８は基板Ｗの第２面に当接しているだけであり、第２洗浄部材４８の変形量はゼロであり、基板Ｗに対する第２洗浄部材４８の押付荷重もゼロである。
【００９６】
次いで、制御部９０は、ステップＳ１１０にて算出した押付量に応じたパルス数の電気パルスを第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａに供給することにより、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａにより第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を算出した押付量にて基板Ｗの第１面および第２面にそれぞれ押し付ける（ステップＳ１３０）。
【００９７】
第１荷重計測部５４および第２荷重計測部５４ａは、基板Ｗに対する第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８の押付荷重をそれぞれ計測する（ステップＳ１４０）。
【００９８】
そして、制御部９０は、第１洗浄部材４６の押付荷重が、ユーザにより入力された第１設定荷重となるとともに、第２洗浄部材４８の押付荷重が、ユーザにより入力された第２設定荷重となるように、第１荷重計測部５４および第２荷重計測部５４ａの計測値に基づいて閉ループ制御により、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａによる第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８の押付量を制御する（ステップＳ１５０）。これにより、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８の押付荷重は、それぞれ、ユーザにより入力された第１設定荷重および第２設定荷重とほぼ同じ値になるように高精度に調整される。
【００９９】
以上のような本実施の形態によれば、図１２（ａ）および（ｂ）を参照し、基板Ｗから比較的近い第２初期位置に配置された第２洗浄部材４８の第２移動速度を、基板Ｗから比較的遠い第１初期位置に配置された第１洗浄部材４６の第１移動速度に基づいて決定するため、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８をそれぞれ第１近接位置および第２近接位置に到達させるまでに要する時間を短縮できる。これにより、単位時間あたりの基板処理枚数（ｗｐｈ；ｗａｈｅｒ  ｐｅｒ  ｈｏｕｒ）を増やすことに繋げることができる。
【０１００】
また、本実施の形態によれば、図１２（ｂ）および（ｃ）を参照し、基板Ｗからの距離が等しい第１近接位置および第２近接位置にそれぞれ配置された第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を基板Ｗに対して対称的に移動させて基板Ｗに同時に当接させるため、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８を基板Ｗの表面に同時に正確に位置決めすることができる。これにより、その後の押付量の制御を精度よく行うことができ、押付荷重の精度を向上することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態によれば、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａがいずれも電動アクチュエータであるため、第１部材駆動部５６および第２部材駆動部５６ａとしてエアシリンダを採用する場合に比べて、第１洗浄部材４６および第２洗浄部材４８の押付量を精度よく制御することができ、これにより、押付荷重の精度を更に向上することができる。
【０１０２】
以上、本発明の実施の形態および変形例を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１      基板処理装置
１０    ハウジング
１２    ロードポート
１４ａ〜１４ｄ  基板研磨装置
１６、１６’  基板洗浄装置
１６ａ  第１基板洗浄装置
１６ｂ  第２基板洗浄装置
２０    基板乾燥装置
２２    第１搬送ロボット
２４    搬送ユニット
２６    第２搬送ロボット
２８    第３搬送ロボット
３０    制御盤
４０    基板回転機構
４２    部材ホルダ（第１部材ホルダ）
４４    第２部材ホルダ
４６    洗浄部材（第１洗浄部材）
４８    第２洗浄部材
５０    洗浄液供給部
５２    第２洗浄液供給部
５４    荷重計測部（第１荷重計測部）
５４ａ  第２荷重計測部
５６    部材駆動部（第１部材駆動部）
５６ａ  第２部材駆動部
５７    昇降軸（第１昇降軸）
５８    昇降アーム
５９    第２昇降軸
９０    制御部
９６    部材回転部（第１部材回転部）
９８    第２部材回転部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2020009882.tif 000010
【図７Ｃ】
2020009882.tif 000011
【図８】
2020009882.tif 000012
【図９】
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【図１０】
2020009882.tif 000014
【図１１】
2020009882.tif 000015
【図１２】
2020009882.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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