(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部に取り付けられた振動子と、
前記基板の固有振動数で前記振動子を振動させる振動コントローラと、
前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルとを備え、
前記基板支持部は、前記基板の周縁部を支持する支柱を有しており、
前記振動子は、前記支柱に取り付けられていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記振動コントローラは、前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部に取り付けられた振動子と、
前記基板の固有振動数で前記振動子を振動させる振動コントローラと、
前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、
前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出する固有振動数検出器を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
前記固有振動数検出器は、前記基板支持部に取り付けられた振動検出器と、前記振動検出器によって検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する固有振動数決定部とを有し、
前記振動コントローラは、前記検出された固有振動数で前記振動子を振動させることを特徴とする請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部に支持されているときの前記基板に対向する振動板と、
前記振動板に取り付けられ、前記振動板と前記基板の表面との間に存在する気体を介して前記基板を振動させる振動子と、
前記基板の固有振動数で前記振動子を振動させる振動コントローラと、
前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、
前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出する固有振動数検出器を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項６】
前記振動コントローラは、前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させ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】
前記固有振動数検出器は、前記基板支持部に取り付けられた振動検出器と、前記振動検出器によって検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する固有振動数決定部とを有し、
前記振動コントローラは、前記検出された固有振動数で前記振動子を振動させ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８】
基板を研磨する研磨ユニットと、
前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置と、
前記基板を前記研磨ユニットから前記基板洗浄装置に搬送し、さらに前記基板洗浄装置から前記洗浄ユニットに搬送する搬送機構とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
基板を研磨する研磨ユニットと、
前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、
前記基板を前記研磨ユニットから前記洗浄ユニットに搬送する搬送機構とを備え、
前記洗浄ユニットは、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
基板を基板支持部で支持し、
前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出し、
前記基板支持部に取付けられた振動子を前記基板の固有振動数で振動させ、
前記基板に洗浄液を供給することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１１】
前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１２】
前記基板の固有振動数を検出する工程は、
振動周波数を変えながら前記振動子を振動させ、
前記基板支持部の振動を検出し、
前記検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する工程を含み、
前記振動子を前記検出された固有振動数で振動させることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】
基板の表面が振動板に向き合うように前記基板を基板支持部で支持し、
前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出し、
前記振動板に取付けられた振動子を前記基板の固有振動数で振動させることによって、前記振動板と前記基板の表面との間に存在する気体を介して前記基板を振動させ、
前記基板に洗浄液を供給することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させ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】
前記基板の固有振動数を検出する工程は、
振動周波数を変えながら前記振動子を振動させ、
前記基板支持部の振動を検出し、
前記検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する工程を含み、
前記振動子を前記検出された固有振動数で振動させることを特徴とする請求項１３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、ウェーハなどの基板を洗浄する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。また、本発明は、そのような基板洗浄装置を備えた基板処理装置に関する。本発明の基板洗浄装置および基板洗浄方法は、直径３００ｍｍのウェーハのみならず、直径４５０ｍｍのウェーハの洗浄にも適用でき、さらにはフラットパネル製造工程やＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサー製造工程、ＭＲＡＭの磁性膜製造工程などにも適用することが可能である。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）装置は、ウェーハなどの基板を化学機械的に研磨する装置である。すなわち、ＣＭＰ装置は、研磨パッド上に研磨液を供給しながらウェーハと研磨パッドとを摺接させ、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学液作用との組み合わせによりウェーハの表面を研磨するように構成されている。
【０００３】
研磨されたウェーハの表面には、研磨屑や砥粒などの微小な粒子が付着している。そこで、これらの粒子をウェーハ表面から除去するために、ＣＭＰ装置は、一般に、ウェーハを洗浄するための洗浄ユニットを備えている。一般的な洗浄ユニットは、ウェーハの表面を純水の噴流で洗浄するように構成されている。しかしながら、純水の噴流では、微小な粒子をウェーハの表面から除去することは難しい。
【０００４】
そこで、純水に代えて、薬液を用いてウェーハ表面を洗浄する洗浄方法がある。この洗浄方法によれば、薬液をウェーハに供給して粒子のゼータ電位を変化させて、ウェーハ表面と粒子との間に作用する吸着力を弱め、その後、リンス水をウェーハに供給して粒子をウェーハ表面から洗い流す。この薬液を用いた洗浄方法は、粒子の除去率が高いためにしばしば使用されている。しかしながら、薬液は人体に有害な成分を含むため、薬液の取り扱いおよび処理の負担が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４７２９６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、薬液を使用せずに微小な粒子をウェーハなどの基板から除去することが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を目的とする。また、本発明は、そのような基板洗浄装置を備えた基板処理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】
【０００７】
本発明の一態様は、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に取り付けられた振動子と、前記基板の固有振動数で前記振動子を振動させる振動コントローラと、前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルとを備え、前記基板支持部は、前記基板の周縁部を支持する支柱を有しており、前記振動子は、前記支柱に取り付けられていることを特徴とする基板洗浄装置である。
【０００８】
本発明の好ましい参考例は、前記基板支持部は、前記基板の周縁部を支持する支柱と、前記支柱が固定される基台とを有しており、前記振動子は、前記基台に取り付けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記振動コントローラは、前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様は、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に取り付けられた振動子と、前記基板の固有振動数で前記振動子を振動させる振動コントローラと、前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出する固有振動数検出器を備えたことを特徴とする基板洗浄装置である。
本発明の好ましい態様は、前記固有振動数検出器は、前記基板支持部に取り付けられた振動検出器と、前記振動検出器によって検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する固有振動数決定部とを有し、前記振動コントローラは、前記検出された固有振動数で前記振動子を振動させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の態様は、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に支持されているときの前記基板に対向する振動板と、前記振動板に取り付けられ、前記振動板と前記基板の表面との間に存在する気体を介して前記基板を振動させる振動子と、前記基板の固有振動数で前記振動子を振動させる振動コントローラと、前記基板に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出する固有振動数検出器を備えたことを特徴とする基板洗浄装置である。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記振動コントローラは、前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記固有振動数検出器は、前記基板支持部に取り付けられた振動検出器と、前記振動検出器によって検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する固有振動数決定部とを有し、前記振動コントローラは、前記検出された固有振動数で前記振動子を振動させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の態様は、基板を研磨する研磨ユニットと、前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、上記基板洗浄装置と、前記基板を前記研磨ユニットから前記基板洗浄装置に搬送し、さらに前記基板洗浄装置から前記洗浄ユニットに搬送する搬送機構とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。
【００１３】
本発明の他の態様は、基板を研磨する研磨ユニットと、前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、前記基板を前記研磨ユニットから前記洗浄ユニットに搬送する搬送機構とを備え、前記洗浄ユニットは、上記基板洗浄装置であることを特徴とする基板処理装置である。
【００１４】
本発明の他の態様は、基板を基板支持部で支持し、前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出し、前記基板支持部に取付けられた振動子を前記基板の固有振動数で振動させ、前記基板に洗浄液を供給することを特徴とする基板洗浄方法である。
【００１５】
本発明の好ましい態様は、前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の固有振動数を検出する工程は、振動周波数を変えながら前記振動子を振動させ、前記基板支持部の振動を検出し、前記検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する工程を含み、前記振動子を前記検出された固有振動数で振動させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の態様は、基板の表面が振動板に向き合うように前記基板を基板支持部で支持し、前記基板支持部に支持されているときの前記基板の固有振動数を検出し、前記振動板に取付けられた振動子を前記基板の固有振動数で振動させることによって、前記振動板と前記基板の表面との間に存在する気体を介して前記基板を振動させ、前記基板に洗浄液を供給することを特徴とする基板洗浄方法である。
【００１７】
本発明の好ましい態様は、前記基板の複数の固有振動数を含む周波数帯域に亘って前記振動子の振動周波数を連続的に変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の固有振動数を検出する工程は、振動周波数を変えながら前記振動子を振動させ、前記基板支持部の振動を検出し、前記検出された振動の振幅に基づいて前記基板の固有振動数を決定する工程を含み、前記振動子を前記検出された固有振動数で振動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板は基板支持部または気体を介して振動子により振動される。基板を励振させることにより、基板に付着している微小な粒子が基板から離れ、洗浄液によって粒子が洗い流される。粒子と基板との間に作用する吸着力を弱めるための薬液は不要であるので、洗浄液として純水を使用することができる。したがって、環境汚染を引き起こすことなく、基板洗浄を実行することができる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、基板を気体雰囲気中で洗浄することができる。したがって、基板洗浄装置を既存の搬送ルートに設置することが可能である。例えば、既に設置されている仮置き台（またはバッファステーション）を用いて基板洗浄装置を組み立てることができる。特に、基板を液体に浸漬させるための槽や、基板を液体に浸漬させるための機構を設ける必要がないので、基板洗浄装置を小さなスペースに低コストで設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の平面図である。
【図２】図１に示す基板洗浄装置の側面図である。
【図３】単結晶シリコンからなるウェーハの固有振動数と振動モードを示す模式図である。
【図４】基板洗浄装置の他の実施形態を示す側面図である。
【図５】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図６】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図７】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図８】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図９】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図１０】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図１１】基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図１２】上述した実施形態のうちのいずれかの基板洗浄装置を備えた基板処理装置を示す図である。
【図１３】第１研磨ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図１４】基板処理装置の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の平面図であり、図２は図１に示す基板洗浄装置の側面図である。基板洗浄装置は、基板の一例であるウェーハＷを支持する基板支持部１と、基板支持部１に取り付けられた振動子５と、振動子５の動作を制御する振動コントローラ８と、ウェーハＷの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１０とを備えている。
【００２２】
基板支持部１は、ウェーハＷの周縁部を支持する複数の支柱２と、これら支柱２が固定される基台３とを有している。本実施形態では、４つの支柱２が設けられているが、支柱２の数は４つよりも多くてもよい。ウェーハＷは、後述する搬送機構によって基板支持部１の支柱２に置かれる。基板支持部１には回転装置は連結されておらず、したがって基板支持部１およびウェーハＷは回転しない。
【００２３】
振動子５は、４つの支柱２のうちの１つに取り付けられている。複数の振動子５を複数の支柱２に取り付けてもよい。振動子５としては、圧電素子、電歪素子、音波発生器、超音波振動子、振動スピーカーなどを使用することができる。振動子５は、支柱２を振動させるように構成されており、ウェーハＷは支柱２を介して振動子５によって振動される。
【００２４】
振動子５は、振動コントローラ８に接続されている。この振動コントローラ８は、振動子５の振動周波数を制御するように構成される。より具体的には、振動コントローラ８は、ウェーハＷの固有振動数で振動子５を振動させるように構成される。振動子５は、基板支持部１に支持されているウェーハＷの固有振動数でウェーハＷを振動させることにより、ウェーハＷの共振を引き起こし、これによってウェーハＷに付着している微小な粒子をウェーハＷから離すことができる。
【００２５】
図３は、単結晶シリコンからなるウェーハの固有振動数と振動モードを示す模式図である。図３において、ウェーハ上に描かれている点線は、固有振動しているウェーハに現れている定常波の腹を表している。図３に示すように、ウェーハＷの固有振動数は多数存在する。これらの固有振動数は、ウェーハＷの直径、ヤング率、ポアソン比などの要素に基づいて計算により求めることができる。ウェーハＷはそれぞれの固有振動数で異なる振動モードで振動する。振動コントローラ８は、ウェーハＷの少なくとも１つの固有振動数を記憶しており、振動子５をウェーハＷの固有振動数で振動させるように構成されている。
【００２６】
図３に示すように、振動モードが異なると、ウェーハＷには異なる形状の定常波が現れる。したがって、振動コントローラ８は、ウェーハＷの複数の固有振動数を記憶していることが好ましい。この場合、振動コントローラ８は、ウェーハＷの洗浄中に、振動子５の振動周波数を、ある固有振動数から他の固有振動数に切り替えてもよい。さらに、振動コントローラ８は、ウェーハＷの洗浄中に、上記複数の固有振動数を含む所定の周波数帯域に亘って、振動子５の振動周波数を連続的に変化（掃引）させてもよい。ウェーハＷを異なる固有振動数で振動させることにより、ウェーハＷは異なる振動モードで共振する。したがって、ウェーハＷから遊離した粒子はウェーハＷの振動によってウェーハＷ上を移動することができる。
【００２７】
図２に示すように、洗浄液供給ノズル１０は、基板支持部１の上方に配置されており、基板支持部１に支持されているウェーハＷの表面（上面）に洗浄液を供給する。粒子はウェーハＷの振動によってウェーハＷから離れるので、粒子をウェーハＷから引き離すための薬液を使用する必要がない。したがって、洗浄液としては純水を使用することができる。洗浄液供給ノズル１０は、振動子５がウェーハＷを振動させているときに、ウェーハＷの表面に洗浄液（例えば純水）を供給することが好ましく、これによってウェーハＷから遊離している粒子を洗浄液によってウェーハＷから洗い流すことができる。図２に示すように、基板支持部１に支持されているウェーハＷの裏面（下面）に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１１をさらに設けてもよい。
【００２８】
図４は、基板洗浄装置の他の実施形態を示す側面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１および図２に示す上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、振動子５は、基板支持部１の基台３に取り付けられている。基台３は、円形でもよく、または多角形でもよい。振動子５は、基台３を振動させることによって全ての支柱２を同時に振動させ、これによってウェーハＷを振動させる。
【００２９】
図５は、基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１および図２に示す上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、基板支持部１の上方に振動板１４が配置されている。この振動板１４は、ウェーハＷとほぼ同じ形状を有している。例えば、振動板１４は円形であり、その直径はウェーハＷの直径と同じか、またはウェーハＷの直径よりも大きい。振動板１４は、基板支持部１に支持されたときのウェーハＷの表面に向き合うように配置されている。振動子５は振動板１４に取り付けられている。振動板１４は、基板支持部１上のウェーハＷと平行であることが好ましい。
【００３０】
振動子５が振動板１４を振動させると、振動板１４の振動は、振動板１４とウェーハＷとの間に存在する気体（通常は空気）を伝わってウェーハＷに到達し、ウェーハＷを振動させる。このように本実施形態によれば、振動子５は、振動板１４とウェーハＷとの間に存在する気体を介してウェーハＷを振動させることができる。
【００３１】
図６は、基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。この実施形態に係る基板洗浄装置は、図４に示す振動子５と、図５に示す振動板１４および振動子５を備えている。以下、基板支持部１の基台３に取り付けられた振動子５を第１の振動子５Ａといい、ウェーハＷの上方に配置された振動子５を第２の振動子５Ｂという。第１の振動子５Ａには第１の振動コントローラ８Ａが接続されており、第２の振動子５Ｂには第２の振動コントローラ８Ｂが接続されている。これら第１の振動コントローラ８Ａおよび第２の振動コントローラ８Ｂの動作は、上述した振動コントローラ８の動作と同じである。
【００３２】
本実施形態によれば、ウェーハＷの上方および下方から振動がウェーハＷに伝えられる。第１の振動子５Ａによって発生される振動と、第２の振動子５Ｂによって発生される振動とが互いに打ち消し合わないように、第２の振動コントローラ８Ｂは、第１の振動子５Ａの振動の位相とは異なる位相で第２の振動子５Ｂを振動させることが好ましい。第２の振動コントローラ８Ｂは、第１の振動子５Ａの振動周波数とは異なる振動周波数で第２の振動子５Ｂを振動させてもよい。
【００３３】
図６に示す実施形態では、第１の振動子５Ａは基板支持部１の基台３に取り付けられているが、基板支持部１の支柱２に第１の振動子５Ａを取り付けてもよい。
【００３４】
図７は、基板洗浄装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１および図２に示す上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の基板洗浄装置は、基板支持部１に支持されているときのウェーハＷの固有振動数を検出する固有振動数検出器２０をさらに備えている。この固有振動数検出器２０は、基板支持部１に取り付けられた振動検出器２１と、振動検出器２１によって検出された振動の振幅に基づいてウェーハＷの固有振動数を決定する固有振動数決定部２４とを有している。
【００３５】
振動検出器２１は、支柱２に取り付けられている。図７に示すように、振動検出器２１は、振動子５が取り付けられている支柱２とは別の支柱２に取り付けられることが好ましい。振動検出器２１としては、圧電素子、ロードセル、歪ゲージ、水晶などを使用することができる。振動検出器２１は固有振動数決定部２４に接続されており、振動検出器２１は、振動の周波数および振幅を示す信号を固有振動数決定部２４に送るように構成されている。
【００３６】
固有振動数の決定は、次のようにして行われる。ウェーハＷが基板支持部１に支持されているとき、振動コントローラ８は、振動周波数を変えながら振動子５を振動させ、その間に振動検出器２１は基板支持部１の振動を検出する。ウェーハＷがその固有振動数で振動しているとき、基板支持部１は大きく振動する。したがって、固有振動数決定部２４は、振動検出器２１によって検出される振動の振幅が極大となる（すなわち局所的に最大となる）固有振動数を決定することができる。
【００３７】
固有振動数の検出は、ウェーハＷが基板支持部１上に置かれた後であって、ウェーハＷの洗浄が開始される前に実施される。ウェーハＷの固有振動数は計算により求めることができるが、実際の固有振動数は、計算で求められた固有振動数とは若干異なることがある。本実施形態によれば、ウェーハＷが基板支持部１上に置かれた状態で、ウェーハＷの実際の固有振動数が検出される。検出された固有振動数は振動コントローラ８に送られる。振動コントローラ８は、ウェーハＷの洗浄が行われているときに、検出された固有振動数で振動子５を振動させ、ウェーハＷを共振させる。この実施形態では、ウェーハＷの固有振動数を予め計算により求める必要はない。
【００３８】
固有振動数検出器２０は、図４乃至図６に示す実施形態に設けてもよい。また、固有振動数検出器２０の振動検出器２１は、基板支持部１の基台３に取付けられてもよい。
【００３９】
上述した実施形態における基板支持部１は、ウェーハＷを水平に支持するように構成されているが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、図８および図９に示すように、基板支持部１はウェーハＷを鉛直に支持するように構成されてもよく、または図１０および図１１に示すように、基板支持部１はウェーハＷを斜めに支持するように構成されてもよい。
【００４０】
図１２は、上述した実施形態のいずれかに係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置を示す図である。以下に説明する基板処理装置は、基板の一例であるウェーハを化学機械的に研磨し、研磨されたウェーハを洗浄し、さらに洗浄されたウェーハを乾燥する研磨装置である。このような研磨装置は、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）装置とも呼ばれる。図１２に示すように、この基板処理装置は、略矩形状のハウジング３１を備えており、ハウジング３１の内部は隔壁３１ａ，３１ｂによってロード／アンロード部３２と研磨部３３と洗浄部３４とに区画されている。基板処理装置は、ウェーハ処理動作を制御する動作制御部３５を有している。
【００４１】
ロード／アンロード部３２は、多数のウェーハ（基板）をストックする基板カセットが載置されるフロントロード部５０を備えている。このロード／アンロード部３２には、フロントロード部５０の並びに沿って走行機構５１が敷設されており、この走行機構５１上に基板カセットの配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット（ローダー）５２が設置されている。搬送ロボット５２は走行機構５１上を移動することによってフロントロード部５０に搭載された基板カセットにアクセスできるようになっている。
【００４２】
研磨部３３は、ウェーハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット３３Ａ、第２研磨ユニット３３Ｂ、第３研磨ユニット３３Ｃ、第４研磨ユニット３３Ｄを備えている。図１２に示すように、第１研磨ユニット３３Ａは、研磨面を有する研磨パッド４０が取り付けられた第１研磨テーブル６０Ａと、ウェーハを保持しかつウェーハを研磨テーブル６０Ａ上の研磨パッド４０に押圧しながら研磨するための研磨ヘッド６１Ａと、研磨パッド４０に研磨液（例えばスラリー）やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための第１研磨液供給ノズル６２Ａと、研磨パッド４０の研磨面のドレッシングを行うための第１ドレッサ６３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体を霧状にして研磨面に噴射する第１アトマイザ６４Ａとを備えている。
【００４３】
同様に、第２研磨ユニット３３Ｂは、研磨パッド４０が取り付けられた第２研磨テーブル６０Ｂと、研磨ヘッド６１Ｂと、第２研磨液供給ノズル６２Ｂと、第２ドレッサ６３Ｂと、第２アトマイザ６４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３３Ｃは、研磨パッド４０が取り付けられた第３研磨テーブル６０Ｃと、研磨ヘッド６１Ｃと、第３研磨液供給ノズル６２Ｃと、第３ドレッサ６３Ｃと、第３アトマイザ６４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３３Ｄは、研磨パッド４０が取り付けられた第４研磨テーブル６０Ｄと、研磨ヘッド６１Ｄと、第４研磨液供給ノズル６２Ｄと、第４ドレッサ６３Ｄと、第４アトマイザ６４Ｄとを備えている。
【００４４】
後述するように、４つの研磨ヘッド６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは、互いに異なる構成を有しているが、第１研磨ユニット３３Ａ、第２研磨ユニット３３Ｂ、第３研磨ユニット３３Ｃ、および第４研磨ユニット３３Ｄは、全体として基本的に同一の構成を有している。以下、第１研磨ユニット３３Ａについて図１３を参照して説明する。図１３は、第１研磨ユニット３３Ａを模式的に示す斜視図である。なお、図１３において、ドレッサ６３Ａおよびアトマイザ６４Ａは省略されている。
【００４５】
研磨テーブル６０Ａは、テーブル軸６０ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ４９に連結されており、このテーブルモータ４９により研磨テーブル６０Ａが矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル６０Ａの上面には研磨パッド４０が貼付されており、研磨パッド４０の上面がウェーハＷを研磨する研磨面４０ａを構成している。研磨ヘッド６１Ａはヘッドシャフト４６Ａの下端に連結されている。研磨ヘッド６１Ａは、真空吸引によりその下面にウェーハＷを保持できるように構成されている。ヘッドシャフト４６Ａは、上下動機構（図示せず）により上下動するようになっている。
【００４６】
ウェーハＷの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド６１Ａおよび研磨テーブル６０Ａをそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給ノズル６２Ａから研磨パッド４０上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、研磨ヘッド６１Ａは、ウェーハＷを研磨パッド４０の研磨面４０ａに押し付ける。ウェーハＷの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学的作用により研磨される。研磨終了後は、ドレッサ６３Ａによる研磨面４０ａのドレッシング（コンディショニング）が行われ、さらにアトマイザ６４Ａから高圧の流体が研磨面４０ａに供給されて、研磨面４０ａに残留する研磨屑や砥粒などが除去される。
【００４７】
図１２に戻り、第１研磨ユニット３３Ａおよび第２研磨ユニット３３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ４６が配置されている。この第１リニアトランスポータ４６は、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）の間でウェーハを搬送する機構である。また、第３研磨ユニット３３Ｃおよび第４研磨ユニット３３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ４７が配置されている。この第２リニアトランスポータ４７は、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）の間でウェーハを搬送する機構である。
【００４８】
ウェーハは、第１リニアトランスポータ４６によって研磨ユニット３３Ａ，３３Ｂに搬送される。第１研磨ユニット３３Ａの研磨ヘッド６１Ａは、そのスイング動作により研磨テーブル６０Ａの上方位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、研磨ヘッド６１Ａと第１リニアトランスポータ４６との間でのウェーハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。
【００４９】
同様に、第２研磨ユニット３３Ｂの研磨ヘッド６１Ｂは研磨テーブル６０Ｂの上方位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、研磨ヘッド６１Ｂと第１リニアトランスポータ４６との間でのウェーハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨ユニット３３Ｃの研磨ヘッド６１Ｃは研磨テーブル６０Ｃの上方位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、研磨ヘッド６１Ｃと第２リニアトランスポータ４７との間でのウェーハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨ユニット３３Ｄの研磨ヘッド６１Ｄは研磨テーブル６０Ｄの上方位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、研磨ヘッド６１Ｄと第２リニアトランスポータ４７との間でのウェーハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。
【００５０】
第１搬送位置ＴＰ１に隣接して、搬送ロボット５２からウェーハを受け取るためのリフタ４１が配置されている。ウェーハはこのリフタ４１を介して搬送ロボット５２から第１リニアトランスポータ４６に渡される。リフタ４１と搬送ロボット５２との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁３１ａに設けられており、ウェーハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット５２からリフタ４１にウェーハが渡されるようになっている。
【００５１】
第１リニアトランスポータ４６と、第２リニアトランスポータ４７と、洗浄部３４との間にはスイングトランスポータ４２が配置されている。第１リニアトランスポータ４６から第２リニアトランスポータ４７へのウェーハの搬送は、スイングトランスポータ４２によって行われる。ウェーハは、第２リニアトランスポータ４７によって第３研磨ユニット３３Ｃおよび／または第４研磨ユニット３３Ｄに搬送される。
【００５２】
スイングトランスポータ４２の側方には、上述した基板洗浄装置７２が配置されている。この基板洗浄装置７２は、図１２に示すように、第１リニアトランスポータ４６に隣接して配置されており、第１リニアトランスポータ４６と洗浄部３４との間に位置している。スイングトランスポータ４２は、第４搬送位置ＴＰ４、第５搬送位置ＴＰ５、および基板洗浄装置７２の間でウェーハを搬送する。
【００５３】
第１研磨ユニット３３Ａ、第２研磨ユニット３３Ｂ、第３研磨ユニット３３Ｃ、第４研磨ユニット３３Ｄのうちの少なくとも１つにより研磨されたウェーハは、第１リニアトランスポータ４６または第２リニアトランスポータ４７、およびスイングトランスポータ４２によって基板洗浄装置７２に搬送され、スイングトランスポータ４２によって基板洗浄装置７２の基板支持部１上に置かれる。基板洗浄装置７２は、上述したように、ウェーハをその固有振動数で振動させながら、ウェーハに洗浄液（好ましくは純水）を供給し、ウェーハから微小な粒子を除去する。
【００５４】
基板洗浄装置７２で洗浄されたウェーハは、第１の搬送ロボット７７によって洗浄部３４に搬送される。研磨部３３と洗浄部３４との間に配置される基板洗浄装置７２は、ウェーハが仮置きされる仮置き台またはバッファステーションとしても機能する。
【００５５】
図１２に示すように、洗浄部３４は、研磨されたウェーハを洗浄する第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４と、洗浄されたウェーハを乾燥する乾燥ユニット７５とを備えている。第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４は、回転するウェーハに洗浄液を供給しながら、回転するスポンジロールをウェーハに接触させるロールスポンジ型洗浄ユニットである。第２の洗浄ユニット７４は、回転するウェーハに洗浄液を供給しながら、回転するペン型スポンジをウェーハに接触させるペンスポンジ型洗浄ユニットであってもよい。
【００５６】
第１の搬送ロボット７７は、ウェーハを基板洗浄装置７２から第１の洗浄ユニット７３に搬送し、さらに第１の洗浄ユニット７３から第２の洗浄ユニット７４に搬送するように動作する。第２の洗浄ユニット７４と乾燥ユニット７５との間には、第２の搬送ロボット７８が配置されている。この第２の搬送ロボット７８は、ウェーハを第２の洗浄ユニット７４から乾燥ユニット７５に搬送するように動作する。
【００５７】
次に、基板処理装置の動作について説明する。搬送ロボット５２は、基板カセットからウェーハを取り出して、第１リニアトランスポータ４６に渡し、さらにウェーハは第１リニアトランスポータ４６および／または第２リニアトランスポータ４７を経由して研磨ユニット３３Ａ〜３３Ｄのうちの少なくとも１つに搬送される。ウェーハは、研磨ユニット３３Ａ〜３３Ｄのうちの少なくとも１つで研磨される。
【００５８】
研磨されたウェーハは、第１リニアトランスポータ４６または第２リニアトランスポータ４７、スイングトランスポータ４２を経由して基板洗浄装置７２に搬送され、ここでウェーハが洗浄される。ウェーハは、搬送ロボット７７によって基板洗浄装置７２から第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４に搬送され、ウェーハはこれら第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４によってさらに洗浄される。洗浄されたウェーハは搬送ロボット７８によって乾燥ユニット７５に搬送され、ここで洗浄されたウェーハが乾燥される。
【００５９】
乾燥されたウェーハは、搬送ロボット５２によって乾燥ユニット７５から取り出され、フロントロード部５０上の基板カセットに戻される。このようにして、研磨、洗浄、および乾燥を含む一連の処理がウェーハに対して行われる。
【００６０】
洗浄部３４は、高い清浄度が要求される領域である。本実施形態によれば、研磨されたウェーハは、洗浄部３４に運ばれる前に基板洗浄装置７２で前洗浄される。したがって、ウェーハに伴って洗浄部３４に運ばれる研磨屑や砥粒などの粒子の量を低減させることができ、結果として、洗浄部３４内の清浄度を維持することができる。
【００６１】
第１リニアトランスポータ４６、第２リニアトランスポータ４７、スイングトランスポータ４２、および搬送ロボット７７，７８は、ウェーハを研磨ユニット３３Ａ〜３３Ｄのうちの少なくとも１つから基板洗浄装置７２に搬送し、さらに基板洗浄装置７２から第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４に搬送する搬送機構を構成する。この搬送機構の動作は、動作制御部３５によって制御される。
【００６２】
図１４は、基板処理装置の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、洗浄部３４の第１の洗浄ユニットは、基板洗浄装置７２から構成されている。研磨部３３と洗浄部３４との間には、洗浄機能を持たないバッファステーション（仮置き台）８０が設置されている。研磨されたウェーハは、第１リニアトランスポータ４６または第２リニアトランスポータ４７、スイングトランスポータ４２を経由してバッファステーション８０に搬送される。ウェーハは、搬送ロボット７７によってバッファステーション８０から第１の洗浄ユニットとしての基板洗浄装置７２、および第２の洗浄ユニット７４に搬送され、ウェーハはこれら基板洗浄装置７２および第２の洗浄ユニット７４によって洗浄される。洗浄されたウェーハは搬送ロボット７８によって乾燥ユニット７５に搬送され、ここで洗浄されたウェーハが乾燥される。
【００６３】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１    基板支持部
５    振動子
５Ａ  第１の振動子
５Ｂ  第２の振動子
８    振動コントローラ
１０，１１    洗浄液供給ノズル
１４    振動板
２０    固有振動数検出器
２１    振動検出器
２４    固有振動数決定部
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ    研磨ユニット
３５    動作制御部
４２    スイングトランスポータ
４６    第１リニアトランスポータ
４７    第２リニアトランスポータ
７２    基板洗浄装置
７３    第１の洗浄ユニット
７４    第２の洗浄ユニット
７７，７８    搬送ロボット
【図１】
0006401021.tif 000002
【図２】
0006401021.tif 000003
【図３】
0006401021.tif 000004
【図４】
0006401021.tif 000005
【図５】
0006401021.tif 000006
【図６】
0006401021.tif 000007
【図７】
0006401021.tif 000008
【図８】
0006401021.tif 000009
【図９】
0006401021.tif 000010
【図１０】
0006401021.tif 000011
【図１１】
0006401021.tif 000012
【図１２】
0006401021.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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