JP2016009818A - 洗浄ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】流量計を交換することなく、広い流量範囲で薬液及びＤＩＷを供給することである
【解決手段】本実施形態に係る洗浄ユニットは、基板等を洗浄する洗浄装置２００と、洗浄装置２００に洗浄薬液を供給する洗浄薬液供給装置１００とを有する。洗浄薬液供給装置１００は、薬液ＣＬＣ１１３ａと薬液ＣＬＣ１１３ｂとを備える。薬液ＣＬＣ１１３ａは第１の範囲において薬液流量を制御可能に構成され、薬液ＣＬＣ１１３ｂは第１の範囲と一部が重複する第２の範囲において薬液流量を制御可能に構成される。洗浄薬液供給装置１００は、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａとＤＩＷＣＬＣ１１１ｂとを備える。ＤＩＷＣＬＣ１１１ａは第３の範囲においてＤＩＷ流量を制御可能に構成され、ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂは第３の範囲と一部が重複する第４の範囲においてＤＩＷ流量を制御可能に構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、研磨された基板を洗浄する洗浄装置と、基板洗浄装置に洗浄薬液を供給するための洗浄薬液供給装置とを有する洗浄ユニットに関する。

ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置は、半導体チップが形成された半導体基板の表面を研磨するための研磨装置と、研磨装置で研磨された半導体基板に対して洗浄薬液を供給しながら洗浄するための洗浄装置とを有する。この洗浄装置は、薬液に対してＤＩＷ（Ｄｅ−Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ）などの希釈水を混合することで、洗浄薬液（希釈された薬液）を作成し、洗浄薬液を用いて半導体基板の洗浄を行う（例えば、特許文献１参照）。

洗浄薬液を用いる洗浄装置においては、従来、薬液の流量計とＤＩＷの流量計とを一対に並べて構成されたインライン式の流量計を有する洗浄薬液供給装置が用いられていた。これら薬液の流量計とＤＩＷの流量計はＣＬＣ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含み、それぞれ測定された流量をフィードバックして弁を調節することにより、一定の比率となるように薬液流量とＤＩＷ流量とが制御される。これにより、一定比率で希釈された薬液が洗浄装置に供給される。

薬液の流量計及びＤＩＷの流量計としては、一般的に差圧式流量計（オリフィス流量計）が用いられている。差圧式流量計は、流体が通過する経路上にオリフィスを配置し、差圧に基づいてその流体の体積流量（流速）を測定するものである。差圧式流量計の測定範囲、即ちＣＬＣで制御可能な流量範囲は、構造上、オリフィスの径で決定される。即ち、オリフィス流量計の測定範囲は、一般的には、例えば３０ｍｌ／ｍｉｎから３００ｍｌ／ｍｉｎまでのように、最大最小流量比が１：９程度となる。したがって、薬液の流量計及びＤＩＷの流量計で制御可能な流量範囲は、構造上、予め定められた範囲となる。

従来の洗浄薬液供給装置では、プロセスレシピの変更により、洗浄薬液の希釈比率が変更されたり、洗浄薬液の供給流量が変更されたりしたとき、必要とされる薬液及びＤＩＷの流量が、現在選定された薬液流量計及びＤＩＷ流量計で制御可能な流量範囲を外れる場合がある。その場合は、薬液流量計及びＤＩＷ流量計を再選定し、制御可能な流量範囲の流量計に交換することにより、プロセスレシピの変更に対応していた。このため、変更されたプロセスレシピで必要とされる薬液及びＤＩＷの流量が薬液流量計及びＤＩＷ流量計の流量範囲を外れる場合には、プロセスレシピの変更があるたびに薬液流量計及びＤＩＷ流量計を交換する必要があり、手間がかかっていた。

ところで、ＣＭＰ装置の洗浄装置においては、洗浄薬液は、基板の洗浄に用いられるだけでなく、洗浄を待機する基板（次に洗浄される基板）に対して基板の酸化を防止するためにも用いられる。従来のＣＭＰ装置の洗浄プロセスでは、基板の洗浄と、洗浄の待機は同時には行われていなかった。つまり、基板が洗浄されている間は、基板は待機場所に搬送されていなかった。しかしながら、近年洗浄プロセスのスループットを向上させるために、基板の洗浄と洗浄の待機を同時に行うプロセスが要求されている。基板の洗浄と洗浄の待機を同時に行う場合、それぞれに洗浄薬液が用いられるので、これまでよりも多い流量の薬液及びＤＩＷが必要となる。さらに、小流量の薬液及びＤＩＷを供給可能なプロセスにも対応することが求められる。従来の薬液の流量計及びＤＩＷの流量計で制御可能な流量範囲では多様なプロセスに対応することができなかった。

特開２００９−５４９５９号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流量計を交換することなく、広い流量範囲で薬液及びＤＩＷを供給することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１形態に係る洗浄ユニットは、基板を洗浄する基板洗浄装置と、前記基板洗浄装置に洗浄薬液を供給する洗浄薬液供給装置とを有する洗浄ユニットであって、前記基板洗浄装置は、基板を洗浄する洗浄部と、前記洗浄部での洗浄を待機する基板が配置され、待機中の基板に洗浄薬液を供給する待機部と、を有し、前記洗浄薬液供給装置は、薬液と希釈水とを混合して得られた洗浄薬液を前記洗浄部及び前記待機部に供給するための混合部と、前記薬液の流量を制御して、前記混合部に前記薬液を供給する薬液流量制御部と、前記希釈水の流量を制御して、前記混合部に前記希釈水を供給する希釈水流量制御部と、を有し、前記薬液流量制御部は、第１薬液流量制御部と第２薬液流量制御部とを備え、前記第１薬液流量制御部及び／又は前記第２薬液流量制御部により流量が制御された薬液を前記混合部に供給するように構成され、前記第１薬液流量制御部は、第１の範囲で流量を制御可能に構成され、前記第２薬液流量制御部は、前記第１の範囲と一部が重複する第２の範囲で流量を制御可能に構成され、前記希釈水流量制御部は、第１希釈水流量制御部と第２希釈水流量制御部とを備え、前記第１希釈水流量制御部及び／又は前記第２希釈水流量制御部により流量が制御された希釈水を前記混合部に供給するように構成され、前記第１希釈水流量制御部は、第３の範囲で流量を制御可能に構成され、前記第２希釈水流量制御部は、前記第３の範囲と一部が重複する第４の範囲で流量を制御可能に構成される。

上記目的を達成するため、本発明の第２形態に係る洗浄ユニットは、第１形態に係る洗浄ユニットにおいて、前記洗浄部での基板の洗浄と、前記待機部での基板への洗浄薬液の供給が同時に行われる。

上記目的を達成するため、本発明の第３形態に係る洗浄ユニットは、第１形態又は第２形態に係る洗浄ユニットにおいて、前記洗浄部は、基板の上面に洗浄薬液を供給するように構成される上面洗浄部と、基板の下面に洗浄薬液を供給するように構成される下面洗浄部と、を有する。

本発明によれば、流量計を交換することなく、広い流量範囲で薬液及びＤＩＷを供給することができる。

本発明の実施形態に係る洗浄ユニットが有する薬液供給装置を示す概略側面図である。 本発明の実施形態に係る洗浄ユニットの概略図である。 本発明の実施形態に係る洗浄ユニットのＤＩＷ及び薬液の供給プロセスを示すチャート図である。

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、本発明の洗浄ユニ
ットが有する薬液供給装置を示す概略側面図である。薬液供給装置は、例えばフッ酸やアンモニアなどの薬液を、ＣＭＰ装置の各部を洗浄するための洗浄装置に供給可能に構成される。図１に示すように、本実施形態に係る薬液供給装置１００は、ケース１０１と、薬液をＤＩＷ（希釈水）で希釈し、希釈された薬液（希釈薬液）を供給するための複数の薬液希釈ボックス１１０（１２０）と、を有する。図示の例では、４つの薬液希釈ボックス１１０（１２０）が薬液供給装置１００に設けられているが、これは一例であり、洗浄装置の仕様に応じて薬液希釈ボックス１１０（１２０）の数は適宜変更される。図示のように、薬液希釈ボックス１１０（１２０）は、ケース１０１内に収納される。

薬液希釈ボックス１１０（１２０）は、後述するＤＩＷ供給源１０からのＤＩＷと、薬液供給源２０又は薬液供給源３０からの薬液とを混合して、希釈薬液を洗浄装置２００に供給可能に構成される（図２参照）。

薬液供給装置１００は、図示されていないが、ＤＩＷ又は薬液を輸送するための配管、バルブ、圧力計等を有する。詳細は図２において説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る洗浄ユニットの概略図である。図示のように洗浄ユニットは、図１に示した薬液供給装置１００（洗浄薬液供給装置）と、薬液供給装置１００から供給された洗浄薬液を用いて、基板及びＣＭＰ装置の各部を洗浄するための洗浄装置２００（基板洗浄装置）とを有する。

薬液供給装置１００は、ＤＩＷを供給するためのＤＩＷ供給源１０、例えばフッ酸やアンモニアなどの薬液を供給するための薬液供給源２０、及び同様の薬液を供給するための薬液供給源３０と、それぞれ配管を介して流体連通するように構成されている。また、薬液供給装置１００は、洗浄装置２００と流体連通するように構成されている。具体的には、薬液供給装置１００は、ＤＩＷ及び希釈された薬液を洗浄装置２００に供給できるように、洗浄装置２００と流体連通するように構成されている。

洗浄装置２００は、ＣＭＰ装置で研磨された半導体基板等の洗浄対象物及びＣＭＰ装置の各部をＤＩＷを用いて洗浄するＤＩＷ洗浄部２１０と、ＣＭＰ装置で研磨された半導体基板等の洗浄対象物を希釈された薬液（洗浄薬液）を用いて洗浄する第１薬液洗浄部２２０及び第２薬液洗浄部２４０とを有する。ＤＩＷ洗浄部２１０は、例えば超音波水洗浄部やその他のＤＩＷ洗浄部等から構成される。第１薬液洗浄部２２０は、例えばロール型洗浄部から構成され、第２薬液洗浄部２４０は、例えばペン型洗浄部から構成される。

薬液供給装置１００は、薬液をＤＩＷ（希釈水）で希釈し、希釈された薬液（希釈薬液）を洗浄装置２００の第１薬液洗浄部２２０に供給するための第１薬液希釈ボックス１１０、及び薬液をＤＩＷ（希釈水）で希釈し、希釈された薬液を洗浄装置２００の第２薬液洗浄部２４０に供給するための第２薬液希釈ボックス１２０を備える。

第１薬液希釈ボックス１１０は、薬液とＤＩＷとを混合して洗浄薬液を生成するインライン混合器１１５（混合部）と、ＤＩＷ供給源１０からインライン混合器１１５に供給されるＤＩＷの流量を調節するＤＩＷＣＬＣ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１１１ａ（第１希釈水流量制御部）及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ（第２希釈水流量制御部）と、薬液供給源２０からインライン混合器１１５に供給される薬液の流量を調節する薬液ＣＬＣ１１３ａ（第１薬液流量制御部）及び薬液ＣＬＣ１１３ｂ（第２薬液流量制御部）と、を備える。インライン混合器１１５は、生成した洗浄薬液を第１薬液洗浄部２２０に供給するように構成される。

第１薬液希釈ボックス１１０は、さらに、ＤＩＷ供給源１０からインライン混合器１１
５に希釈用ＤＩＷをそれぞれ供給するための２つのＤＩＷ供給バルブ１１２ａ，１１２ｂを有する。ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ，１１１ｂは、それぞれ、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ，１１１ｂに流れるＤＩＷの流量を測定し、測定結果に基づいて、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ，１１１ｂ内に流れるＤＩＷの流量が所望の流量になるように、内部のコントロールバルブの開度を調節（フィードバック制御）する。

第１薬液希釈ボックス１１０は、さらに、薬液供給源２０からインライン混合器１１５に薬液をそれぞれ供給するための薬液供給バルブ１１４ａ，１１４ｂを有する。薬液ＣＬＣ１１３ａ，１１３ｂは、それぞれ、薬液ＣＬＣ１１３ａ，１１３ｂに流れる薬液の流量を測定し、測定結果に基づいて、薬液ＣＬＣ１１３ａ，１１３ｂ内に流れる薬液の流量が所望の流量になるように、内部のコントロールバルブの開度を調節（フィードバック制御）する。

また、第１薬液希釈ボックス１１０は、薬液供給源２０と薬液ＣＬＣ１１３ａとを接続する配管９１ａ上に設けられ、配管９１ａに薬液を供給する薬液入口バルブ５１ａと、配管９１ａ内の流体圧力を計測する圧力計５２ａとを備えている。同様に、第１薬液希釈ボックス１１０は、薬液供給源２０と薬液ＣＬＣ１１３ｂとを接続する配管９１ｂ上に設けられ、配管９１ｂに薬液を供給する薬液入口バルブ５１ｂと、配管９１内の流体圧力を計測する圧力計５２ｂとを備えている。薬液入口バルブ５１ａ，５１ｂは、例えば図示しない制御装置により開閉制御される。

第２薬液希釈ボックス１２０は、第１薬液希釈ボックス１１０と類似の構成を有している。即ち、第２薬液希釈ボックス１２０は、薬液とＤＩＷとを混合して洗浄薬液を生成するインライン混合器１１６（混合部）と、ＤＩＷ供給源１０からインライン混合器１１６に供給されるＤＩＷの流量を調節する２つのＤＩＷＣＬＣ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１２１ａ，１２１ｂと、薬液供給源３０からインライン混合器１１６に供給される薬液の流量を調節する２つの薬液ＣＬＣ１２３ａ，１２３ｂと、を備える。インライン混合器１１６は、生成した洗浄薬液を第２薬液洗浄部２４０に供給するように構成される。

第２薬液希釈ボックス１２０は、さらに、ＤＩＷ供給源１０からインライン混合器１１６に希釈用ＤＩＷをそれぞれ供給するための２つのＤＩＷ供給バルブ１２２ａ，１２２ｂを有する。ＤＩＷＣＬＣ１２１ａ，１２１ｂは、それぞれ、ＤＩＷＣＬＣ１２１ａ，１２１ｂに流れるＤＩＷの流量を測定し、測定結果に基づいて、ＤＩＷＣＬＣ１２１ａ，１２１ｂ内に流れるＤＩＷの流量が所望の流量になるように、内部のコントロールバルブの開度を調節（フィードバック制御）する。

第２薬液希釈ボックス１２０は、さらに、薬液供給源３０からインライン混合器１１６に薬液をそれぞれ供給するための薬液供給バルブ１２４ａ，１２４ｂを有する。薬液ＣＬＣ１２３ａ，１２３ｂは、それぞれ、薬液ＣＬＣ１２３ａ，１２３ｂに流れる薬液の流量を測定し、測定結果に基づいて、薬液ＣＬＣ１２３ａ，１２３ｂ内に流れる薬液の流量が所望の流量になるように、内部のコントロールバルブの開度を調節（フィードバック制御）する。

また、第２薬液希釈ボックス１２０は、薬液供給源３０と薬液ＣＬＣ１２３ａとを接続する配管９２ａ上に設けられ、配管９２ａに薬液を供給する薬液入口バルブ６１ａと、配管９２ａ内の流体圧力を計測する圧力計６２ａとを備えている。同様に、第２薬液希釈ボックス１２０は、薬液供給源３０と薬液ＣＬＣ１２３ｂとを接続する配管９２ｂ上に設けられ、配管９２ｂに薬液を供給する薬液入口バルブ６１ｂと、配管９２内の流体圧力を計測する圧力計６２ｂとを備えている。薬液入口バルブ６１ａ，６１ｂは、例えば図示しな
い制御装置により開閉制御される。

薬液供給装置１００は、一端がＤＩＷ供給源１０に接続され、他端が洗浄装置２００のＤＩＷ洗浄部２１０に接続された、ＤＩＷ供給配管８１を備えている。ＤＩＷ供給配管８１には、ＤＩＷ供給源１０からＤＩＷ供給配管８１へＤＩＷを供給するためのＤＩＷ供給バルブ８６と、ＤＩＷ供給配管８１からＤＩＷ洗浄部２１０へのＤＩＷの供給圧力を調節するためのＤＩＷ圧調節レギュレータ８７と、ＤＩＷ供給配管８１の内部を通過するＤＩＷの圧力を計測するＤＩＷ圧力計８８と、が設けられている。

ＤＩＷ供給配管８１上のＤＩＷ供給バルブ８６とＤＩＷ圧調節レギュレータ８７との間には、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａに一端が接続されたＤＩＷ分岐配管８２ａが接続される。ＤＩＷＣＬＣ１１１ａには、インライン混合器１１５に流体連通するＤＩＷ配管８３ａが接続される。ＤＩＷ供給バルブ１１２ａはＤＩＷ配管８３ａ上に設けられ、インライン混合器１１５にＤＩＷを供給する場合に開閉制御される。同様に、ＤＩＷ供給配管８１上のＤＩＷ供給バルブ８６とＤＩＷ圧調節レギュレータ８７との間には、ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂに一端が接続されたＤＩＷ分岐配管８２ｂが接続される。ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂには、インライン混合器１１５に流体連通するＤＩＷ配管８３ｂが接続される。ＤＩＷ供給バルブ１１２ｂはＤＩＷ配管８３ｂ上に設けられ、インライン混合器１１５にＤＩＷを供給する場合に開閉制御される。ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ及びＤＩＷ供給バルブ１１２ｂは、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷ供給バルブ１１２ａに対して並列の関係になるようにＤＩＷ供給源１０とインライン混合器１１５との間に配置される。

第１薬液希釈ボックス１１０の薬液ＣＬＣ１１３ａには、インライン混合器１１５に流体連通する薬液配管８４ａが接続される。薬液供給バルブ１１４ａは、薬液配管８４ａ上に設けられ、薬液配管８４ａ内に薬液を供給する。インライン混合器１１５には、洗浄装置２００に一端が接続された洗浄薬液配管９６が接続される。第１薬液希釈ボックス１１０の薬液ＣＬＣ１１３ｂには、インライン混合器１１５に流体連通する薬液配管８４ｂが接続される。薬液供給バルブ１１４ｂは、薬液配管８４ｂ上に設けられ、薬液配管８４ｂ内に薬液を供給する。薬液入口バルブ５１ｂ、圧力計５２ｂ、薬液ＣＬＣ１１３ｂ、及び薬液供給バルブ１１４ｂは、薬液入口バルブ５１ａ、圧力計５２ａ、薬液ＣＬＣ１１３ａ、及び薬液供給バルブ１１４ａに対して並列の関係となるように薬液供給源２０とインライン混合器１１５との間に配置される。

また、ＤＩＷ供給配管８１上のＤＩＷ供給バルブ８６とＤＩＷ圧調節レギュレータ８７との間には、ＤＩＷＣＬＣ１２１ａに一端が接続されたＤＩＷ分岐配管７２ａが接続される。ＤＩＷＣＬＣ１２１ａには、インライン混合器１１６に流体連通するＤＩＷ配管７３ａが接続される。ＤＩＷ供給バルブ１２２ａはＤＩＷ配管７３ａ上に設けられ、インライン混合器１１６にＤＩＷを供給する場合に開閉制御される。同様に、ＤＩＷ供給配管８１上のＤＩＷ供給バルブ８６とＤＩＷ圧調節レギュレータ８７との間には、ＤＩＷＣＬＣ１２１ｂに一端が接続されたＤＩＷ分岐配管７２ｂが接続される。ＤＩＷＣＬＣ１２１ｂには、インライン混合器１１６に流体連通するＤＩＷ配管７３ｂが接続される。ＤＩＷ供給バルブ１２２ｂはＤＩＷ配管７３ｂ上に設けられ、インライン混合器１１６にＤＩＷを供給する場合に開閉制御される。ＤＩＷＣＬＣ１２１ｂ及びＤＩＷ供給バルブ１２２ｂは、ＤＩＷＣＬＣ１２１ａ及びＤＩＷ供給バルブ１２２ａに対して並列の関係になるようにＤＩＷ供給源１０とインライン混合器１１６との間に配置される。

第２薬液希釈ボックス１２０の薬液ＣＬＣ１２３ａには、インライン混合器１１６に流体連通する薬液配管７４ａが接続される。薬液供給バルブ１２４ａは、薬液配管７４ａ上に設けられ、薬液配管７４ａ内に薬液を供給する。インライン混合器１１６には、洗浄装置２００に一端が接続された洗浄薬液配管９７が接続される。第２薬液希釈ボックス１２
０の薬液ＣＬＣ１２３ｂには、インライン混合器１１６に流体連通する薬液配管７４ｂが接続される。薬液供給バルブ１２４ｂは、薬液配管７４ｂ上に設けられ、薬液配管７４ｂ内に薬液を供給する。薬液入口バルブ６１ｂ、圧力計６２ｂ、薬液ＣＬＣ１２３ｂ、及び薬液供給バルブ１２４ｂは、薬液入口バルブ６１ａ、圧力計６２ａ、薬液ＣＬＣ１２３ａ、及び薬液供給バルブ１２４ａに対して並列の関係となるように薬液供給源３０とインライン混合器１１６との間に配置される。

第１薬液希釈ボックス１１０のＤＩＷＣＬＣ１１１ａ，１１１ｂ及び薬液ＣＬＣ１１３ａ，１１３ｂ、並びに第２薬液希釈ボックス１２０のＤＩＷＣＬＣ１２１ａ，１２１ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ａ，１２３ｂは、図示しない制御装置から所定の流量値を示す信号を受信可能に構成される。この流量値に基づいて、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ，１１１ｂ及び薬液ＣＬＣ１１３ａ，１１３ｂ並びにＤＩＷＣＬＣ１２１ａ，１２１ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ａ，１２３ｂの内部コントロールバルブの開度が制御される。

洗浄装置２００の第１薬液洗浄部２２０は、研磨された基板の上面に洗浄薬液を供給して洗浄する上面洗浄部２２２（洗浄部）と、研磨された基板の下面に洗浄薬液を供給して洗浄する下面洗浄部２２３（洗浄部）と、上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３での洗浄を待機する基板が配置される待機部２２１と、を備える。上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３は、一枚の基板の上面と下面を同時に洗浄する基板洗浄部として機能する。待機部２２１は、待機中の基板が酸化することを防止するために、待機中の基板に対して洗浄薬液を供給する。

洗浄装置２００は、洗浄薬液配管９６と待機部２２１とを流体連通させる洗浄薬液供給配管２３１と、洗浄薬液配管９６と上面洗浄部２２２とを流体連通させる洗浄薬液供給配管２３２と、洗浄薬液配管９６と下面洗浄部２２３とを流体連通させる洗浄薬液供給配管２３３と、を備える。

洗浄薬液供給配管２３１上には、洗浄薬液を待機部２２１に供給するための洗浄薬液供給バルブ２２４と、供給される洗浄薬液の流量を計測するフローメータ２２５とが設けられる。洗浄薬液供給配管２３２上には、洗浄薬液を上面洗浄部２２２に供給するための洗浄薬液供給バルブ２２６と、供給される洗浄薬液の流量を計測するフローメータ２２７とが設けられる。洗浄薬液供給配管２３３上には、洗浄薬液を下面洗浄部２２３に供給するための洗浄薬液供給バルブ２２８と、供給される洗浄薬液の流量を計測するフローメータ２２９とが設けられる。洗浄薬液供給バルブ２２４、洗浄薬液供給バルブ２２６、及び洗浄薬液供給バルブ２２８は、例えば図示しない制御装置により開閉制御される。

洗浄装置２００の第２薬液洗浄部２４０は、研磨された基板の上面に洗浄薬液を供給して洗浄する上面洗浄部２４２（洗浄部）と、研磨された基板の下面に洗浄薬液を供給して洗浄する下面洗浄部２４３（洗浄部）と、上面洗浄部２４２及び下面洗浄部２４３での洗浄を待機する基板が配置される待機部２４１と、を備えている。上面洗浄部２４２及び下面洗浄部２４３は、一枚の基板の上面と下面を同時に洗浄する基板洗浄部として機能する。待機部２４１は、待機中の基板が酸化することを防止するために、待機中の基板に対して洗浄薬液を供給する。

洗浄装置２００は、洗浄薬液配管９７と待機部２４１とを流体連通させる洗浄薬液供給配管２５１と、洗浄薬液配管９７と上面洗浄部２４２とを流体連通させる洗浄薬液供給配管２５２と、洗浄薬液配管９７と下面洗浄部２４３とを流体連通させる洗浄薬液供給配管２５３と、を備える。

洗浄薬液供給配管２５１上には、洗浄薬液を待機部２４１に供給するための洗浄薬液供
給バルブ２４４と、供給される洗浄薬液の流量を計測するフローメータ２４５とが設けられる。洗浄薬液供給配管２５２上には、洗浄薬液を上面洗浄部２４２に供給するための洗浄薬液供給バルブ２４６と、供給される洗浄薬液の流量を計測するフローメータ２４７とが設けられる。洗浄薬液供給配管２５３上には、洗浄薬液を下面洗浄部２４３に供給するための洗浄薬液供給バルブ２４８と、供給される洗浄薬液の流量を計測するフローメータ２４９とが設けられる。洗浄薬液供給バルブ２４４、洗浄薬液供給バルブ２４６、及び洗浄薬液供給バルブ２４８は、例えば図示しない制御装置により開閉制御される。

本実施形態に係る薬液供給装置１００では、広い流量範囲で薬液を供給するために、薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１２３ａにより制御可能な薬液の流量範囲が、薬液ＣＬＣ１１３ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ｂにより制御可能な薬液の流量範囲と異なるように構成されている。具体的には、例えば、薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１２３ａが比較的低流量の流量範囲（第１の範囲）において薬液流量を制御可能に構成され、薬液ＣＬＣ１１３ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ｂが比較的高流量の流量範囲（第２の範囲）において薬液流量を制御可能に構成され、薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１２３ａが制御可能な流量範囲と薬液ＣＬＣ１１３ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ｂが制御可能な流量範囲とが一部重複するように構成される。

本実施形態に係る薬液供給装置１００では、薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１２３ａが制御可能な流量範囲は３０〜３００ｍＬ／ｍｉｎであり、薬液ＣＬＣ１１３ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ｂが制御可能な流量範囲は２５０〜２５００ｍＬ／ｍｉｎである。したがって、薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１１３ｂを用いてインライン混合器１１５に供給可能な薬液の流量範囲は、３０〜２８００ｍＬ／ｍｉｎとなる。同様に、薬液ＣＬＣ１２３ａ及び薬液ＣＬＣ１２３ｂを用いてインライン混合器１１６に供給可能な薬液の流量範囲は、３０〜２８００ｍＬ／ｍｉｎとなる。

また、本実施形態に係る薬液供給装置１００では、広い流量範囲でＤＩＷを供給するために、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ａにより制御可能なＤＩＷの流量範囲が、ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ｂにより制御可能なＤＩＷの流量範囲と異なるように構成されている。具体的には、例えば、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ａが比較的低流量の流量範囲（第３の範囲）においてＤＩＷ流量を制御可能に構成され、ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ｂが比較的高流量の流量範囲（第４の範囲）においてＤＩＷ流量を制御可能に構成され、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ａが制御可能な流量範囲とＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ｂが制御可能な流量範囲とが一部重複するように構成される。

本実施形態に係る薬液供給装置１００では、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ａが制御可能な流量範囲は２００〜２０００ｍＬ／ｍｉｎであり、ＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ｂが制御可能な流量範囲は４００〜４０００ｍＬ／ｍｉｎである。したがって、ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂを用いてインライン混合器１１５に供給可能なＤＩＷの流量範囲は、２００〜６０００ｍＬ／ｍｉｎとなる。同様に、ＤＩＷＣＬＣ１２１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ｂを用いてインライン混合器１１６に供給可能なＤＩＷの流量範囲は、２００〜６０００ｍＬ／ｍｉｎとなる。

本実施形態においては薬液の流量範囲が３０〜２８００ｍＬ／ｍｉｎであり、ＤＩＷの流量範囲が２００〜６０００ｍＬ／ｍｉｎであるので、薬液とＤＩＷとの希釈率の範囲は１：１〜１：２００（薬液：ＤＩＷ）となる。

薬液やＤＩＷのＣＬＣにおいては、一般的に差圧式流量計（オリフィス流量計）が用いられる。オリフィス流量計が用いられるＣＬＣでは、制御範囲の流量が小さいほどオリフ
ィスの径が小さくなるので、流量に対する圧力損失が大きくなり、一方で、制御範囲の流量が小さいほど制御精度がよいことが知られている。同様に、制御範囲の流量が大きいほどオリフィスの径が大きくなるので、流量に対する圧力損失が小さくなり、一方で、制御範囲の流量が大きいほど制御精度が悪いことが知られている。

このため、本実施形態の薬液供給装置１００では、比較的低い流量の薬液又はＤＩＷを洗浄装置２００に供給するときは、比較的低流量の流量範囲で制御可能な薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１２３ａ又はＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ａを用いる。これにより、高い制御精度で低流量の薬液又はＤＩＷを供給することができる。一方で、比較的高い流量の薬液又はＤＩＷを洗浄装置２００に供給するときは、比較的高流量の流量範囲で制御可能な薬液ＣＬＣ１１３ｂ及び薬液ＣＬＣ１２３ｂ又はＤＩＷＣＬＣ１１１ｂ及びＤＩＷＣＬＣ１２１ｂを用いる。これにより、圧力損失を低減して高流量の薬液又はＤＩＷを供給することができる。なお、この場合は制御精度が多少悪くなるが、供給される薬液又はＤＩＷが高流量であるので、その影響は低流量の場合に比べて小さい。

インライン混合器１１５，１１６から供給される洗浄薬液は、上面洗浄部２２２，２４２及び下面洗浄部２２３，２４３において基板の洗浄に用いられるだけでなく、待機部２２１，２４１において洗浄を待機する基板（次に洗浄される基板）に対して基板の酸化を防止するためにも用いられる。本実施形態に係る薬液供給装置１００では、基板の洗浄と洗浄の待機を同時に行うことにより、洗浄プロセスのスループットを向上させる。基板の洗浄と洗浄の待機を同時に行う場合、それぞれのプロセスに洗浄薬液が用いられるので、高流量の薬液及びＤＩＷが必要となる。そこで、本実施形態では、上述したように、制御可能な流量範囲が一部重複した２つのＣＬＣを用いて薬液又はＤＩＷを洗浄装置２００に供給することができるように構成されている。ここで、制御可能な流量範囲が一部重複した２つのＣＬＣの流量範囲は、一方が比較的低流量であり他方が比較的高流量である。したがって、低流量の流量範囲のＣＬＣを用いることにより、低流量の薬液又はＤＩＷの供給プロセスに対応することができる。また、高流量の流量範囲のＣＬＣを用いることで、高流量の薬液又はＤＩＷの供給プロセスに対応することができる。さらに、２つのＣＬＣを同時に用いることで、２つのＣＬＣで制御可能な流量を積算した流量を洗浄装置２００に供給することができるので、基板の洗浄と洗浄の待機を同時に行うプロセスのような、特に高流量の洗浄薬液を要するプロセスに対応することもできる。

以下、図２に示した洗浄ユニットのＤＩＷ及び薬液の供給プロセスを説明する。図３は、図２に示した洗浄ユニットのＤＩＷ及び薬液の供給プロセスを示すチャート図である。なお、図２に示す第２薬液希釈ボックス１２０から第２薬液洗浄部２４０に供給されるＤＩＷ及び薬液の供給プロセスは、第１薬液希釈ボックス１１０から第１薬液洗浄部２２０に供給されるＤＩＷ及び薬液の供給プロセスと同様であるので、ここでは説明を省略する。

薬液を図２に示した洗浄装置２００の第１薬液洗浄部２２０に供給するときは、まず、第１薬液希釈ボックス１１０の薬液入口バルブ５１ａ及び薬液入口バルブ５１ｂが開く。第１薬液希釈ボックス１１０の薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１１３ｂで、それぞれ薬液の流量を調節し、薬液供給源２０からインライン混合器１１５に所定流量の薬液が供給される。図３に示すように、本実施形態では、Ｓｔｅｐ１において薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１１３ｂは４００ｍＬ／ｍｉｎの流量の薬液を供給する。

同様に、ＤＩＷ供給配管８１上のＤＩＷ供給バルブ８６が開き、ＤＩＷがＤＩＷ供給源１０から第１薬液希釈ボックス１１０のＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂへ供給される。ＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂは、それぞれＤＩＷの流量を調節する。ＤＩＷ供給バルブ１１２ａ，１１２ｂを開けることで、ＤＩＷＣＬＣ１１
１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂからインライン混合器１１５に所定流量のＤＩＷが供給される。図３に示すように、本実施形態では、Ｓｔｅｐ１においてＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂは２１００ｍＬ／ｍｉｎの流量のＤＩＷを供給する。

インライン混合器１１５に供給された薬液とＤＩＷは混合される。これにより生成された洗浄薬液は、洗浄薬液配管９６を介して第１薬液洗浄部２２０に供給される。

第１薬液洗浄部２２０では、上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３に洗浄薬液を供給するために、洗浄薬液供給バルブ２２６及び洗浄薬液供給バルブ２２８が開けられる。これにより、図３のＳｔｅｐ１に示されるように、上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３が基板に洗浄薬液を供給し、基板の上面及び下面が洗浄される。

待機部２２１において洗浄を待機している別の基板が酸化することを防止するために、第１薬液洗浄部２２０は待機部２２１にも洗浄薬液を供給する必要がある。このため、洗浄薬液供給バルブ２２４が開けられる。これにより、図３のＳｔｅｐ１に示されるように、待機部２２１が基板に洗浄薬液を供給する。基板に洗浄薬液が供給されることで、基板表面が濡れて空気と接触しなくなるので、基板表面の酸化が防止される。

図３のＳｔｅｐ２に示すように、上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３はＳｔｅｐ１に引き続き基板に洗浄薬液を供給する。一方で、待機部２２１においては、待機している基板の表面が十分に濡れた場合、Ｓｔｅｐ２に示すように、洗浄薬液の供給が停止される。即ち、第１薬液洗浄部２２０の洗浄薬液供給バルブ２２４が閉じられる。

同時に、Ｓｔｅｐ２において、第１薬液希釈ボックス１１０の薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１１３ｂで、それぞれ薬液の流量を調節する。つまり、待機部２２１での供給が停止される洗浄薬液の分だけ、薬液の流量を減らす。図３に示すように、本実施形態では、Ｓｔｅｐ２において薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１１３ｂは５０ｍＬ／ｍｉｎの流量の薬液を供給する。

同様に、Ｓｔｅｐ２において、第１薬液希釈ボックス１１０のＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂで、それぞれのＤＩＷの流量を調節する。つまり、待機部２２１での供給が停止される洗浄薬液の分だけ、ＤＩＷの流量を減らす。図３に示すように、本実施形態では、Ｓｔｅｐ２においてＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂは１３５０ｍＬ／ｍｉｎの流量のＤＩＷを供給する。

図３に示すＳｔｅｐ３及びＳｔｅｐ４においては、洗浄された基板の搬送動作、及び洗浄された基板のＤＩＷリンス動作等を行う。

次に、Ｓｔｅｐ５ないしＳｔｅｐ８において、Ｓｔｅｐ１ないしＳｔｅｐ４と同様の工程が行われる。具体的には、他の基板を上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３で洗浄するとともに、次に洗浄される他の基板を待機部２２１において待機させる（Ｓｔｅｐ５）。待機部２２１における洗浄薬液の供給を停止させて、ＤＩＷ及び薬液の流量が減少される（Ｓｔｅｐ６）。洗浄された基板を搬送し、ＤＩＷのリンス動作等を行う（Ｓｔｅｐ７及びＳｔｅｐ８）。

以上で説明したように、本実施形態に係る洗浄ユニットでは、制御可能な流量範囲が互いに一部重複するＤＩＷＣＬＣ１１１ａ及びＤＩＷＣＬＣ１１１ｂと、制御可能な流量範囲が互いに一部重複する薬液ＣＬＣ１１３ａ及び薬液ＣＬＣ１１３ｂとを有するので、制御可能な流量範囲を広範囲にすることができる。このため、基板を洗浄する上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３と、洗浄する基板を待機させておく待機部２２１とを有する洗
浄装置２００においては、上面洗浄部２２２及び下面洗浄部２２３での基板の洗浄と、待機部２２１での待機基板への洗浄薬液の供給を同時に行うことができ、従来に比べて洗浄プロセスのスループットを向上させることができる。また、本実施形態に係る洗浄ユニットであれば、低流量を要するプロセスにも対応することができる。

なお、本実施形態に係る洗浄ユニットの薬液供給装置１００は、第１薬液希釈ボックス１１０と第２薬液希釈ボックス１２０とを有するように構成されているが、洗浄装置２００の構成に応じて、第１薬液希釈ボックス１１０のみを有するようにしてもよいし、他の薬液希釈ボックスをさらに有するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。

１００…薬液供給装置
１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂ…ＤＩＷＣＬＣ
１１３ａ，１１３ｂ，１２３ａ，１２３ｂ…薬液ＣＬＣ
１１５，１１６…インライン混合器
２００…洗浄装置
２２１，２４１…待機部
２２２，２４２…上面洗浄部
２２３，２４３…下面洗浄部

Claims (3)

1. 基板を洗浄する基板洗浄装置と、前記基板洗浄装置に洗浄薬液を供給する洗浄薬液供給装置とを有する洗浄ユニットであって、
   前記基板洗浄装置は、
   基板を洗浄する洗浄部と、
   前記洗浄部での洗浄を待機する基板が配置され、待機中の基板に洗浄薬液を供給する待機部と、を有し、
   前記洗浄薬液供給装置は、
   薬液と希釈水とを混合して得られた洗浄薬液を前記洗浄部及び前記待機部に供給するための混合部と、
   前記薬液の流量を制御して、前記混合部に前記薬液を供給する薬液流量制御部と、
   前記希釈水の流量を制御して、前記混合部に前記希釈水を供給する希釈水流量制御部と、を有し、
   前記薬液流量制御部は、第１薬液流量制御部と第２薬液流量制御部とを備え、前記第１薬液流量制御部及び／又は前記第２薬液流量制御部により流量が制御された薬液を前記混合部に供給するように構成され、
   前記第１薬液流量制御部は、第１の範囲で流量を制御可能に構成され、
   前記第２薬液流量制御部は、前記第１の範囲と一部が重複する第２の範囲で流量を制御可能に構成され、
   前記希釈水流量制御部は、第１希釈水流量制御部と第２希釈水流量制御部とを備え、前記第１希釈水流量制御部及び／又は前記第２希釈水流量制御部により流量が制御された希釈水を前記混合部に供給するように構成され、
   前記第１希釈水流量制御部は、第３の範囲で流量を制御可能に構成され、
   前記第２希釈水流量制御部は、前記第３の範囲と一部が重複する第４の範囲で流量を制御可能に構成される、洗浄ユニット。
2. 請求項１に記載された洗浄ユニットであって、
   前記洗浄部での基板の洗浄と、前記待機部での基板への洗浄薬液の供給が同時に行われる、洗浄ユニット。
3. 請求項１又は２に記載された洗浄ユニットであって、
   前記洗浄部は、基板の上面に洗浄薬液を供給するように構成される上面洗浄部と、基板の下面に洗浄薬液を供給するように構成される下面洗浄部と、を有する、洗浄ユニット。

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