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JP2018006389A - 洗浄装置及び基板処理装置 - Google Patents

洗浄装置及び基板処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】異なる種類の洗浄モジュールの入れ換え作業にかかる負担を低減できる洗浄装置及び基板処理装置の提供。【解決手段】洗浄処理を行う複数種の洗浄モジュール31(31A,31B)と、複数種の洗浄モジュール31を収容可能な第1の収容部と、第1の収容部に収容された洗浄モジュール31に配管63を介して流体を供給する流体供給部60と、を備え、複数種の洗浄モジュール31のそれぞれは、配管63との接続位置が共通の配管接続部70を備える、という構成を採用する。【選択図】図8

Description

本発明は、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、基板を搬送する基板搬送部と、基板を研磨する研磨部と、基板を洗浄する洗浄部(洗浄装置)と、を備える。この洗浄装置は、CMPに使用されたスラリの残渣や金属研磨屑等の微小パーティクルを除去する洗浄モジュールを備えており、この洗浄モジュールとしては、例えば、ロール洗浄部材を用いたロール洗浄モジュール、ペンシル洗浄部材を用いたペンシル洗浄モジュール、二流体ノズルを用いた二流体洗浄モジュール等が知られている。
特開平11−87462号公報
上記洗浄装置においては、洗浄に対する要求に応じて、洗浄モジュールを別の種類の洗浄モジュールに入れ換えることがある。洗浄モジュールは、種類ごとに流体(純水や薬液等)を供給する位置等が異なるため、別の種類の洗浄モジュールに入れ換える際には、洗浄モジュールだけでなく、洗浄モジュールに流体を供給する配管との接続関係も変更する必要があり、その入れ換え作業に手間と時間がかかっていた。
また、半導体製造装置に組み込まれる洗浄装置の場合、装置を小型化するため、洗浄装置のフットプリント(設置面積)をできるだけ削減することが近時求められてきている。
特許文献1に記載された基板処理装置は、洗浄モジュールを外部筐体に入れ子状に収容し、その外部筐体の中にその接続配管系も内蔵させたユニット構造を採用している。この構造によれば、洗浄モジュール及びその接続配管系ごと入れ換え作業を行うことができる。しかしながら、このようなユニット構造では、サイズが大きくなり、ハンドリングが悪化し、入れ替え作業を行う作業者に負担がかかる。また、サイズが大きくなると、例えば、このユニットを高さ方向に重ねて設置し、複数レーンで基板を並行して洗浄処理することが困難になる。なお、ユニットを平置きにした場合には、装置全体のフットプリントが増加してしまう。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、異なる種類の洗浄モジュールの入れ換え作業にかかる負担を低減でき、また、装置のフットプリントの増加を抑制できる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洗浄装置は、基板の洗浄処理を行う複数種の洗浄モジュールと、前記複数種の洗浄モジュールを収容可能な収容部と、前記収容部に収容された洗浄モジュールに配管を介して流体を供給する流体供給部と、を備え、前記複数種の洗浄モジュールのそれぞれは、前記配管との接続位置が共通の配管接続部を備える。
(2)上記(1)に記載された洗浄装置であって、前記流体供給部は、前記流体として純水を供給する純水配管と、前記流体として薬液を供給する薬液配管と、前記流体として前記洗浄モジュールを駆動させるエアを供給するエア配管と、を備え、前記配管接続部は、前記純水配管、前記薬液配管、前記エア配管のうち少なくとも一つと接続されてもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載された洗浄装置であって、前記複数種の洗浄モジュールは、前記基板を回転させる第1の回転機構と、前記基板の上面に流体を供給する第1の上面流体供給ノズルと、前記基板の下面に流体を供給する第1の下面流体供給ノズルと、前記基板に周面を接触させて回転するロール洗浄部材と、を備えるロール洗浄モジュールと、前記基板を回転させる第2の回転機構と、前記基板の上面に流体を供給する第2の上面流体供給ノズルと、前記第2の回転機構の回転軸を通り前記基板の下面に流体を供給する第2の下面流体供給ノズルと、前記基板に端面を接触させて回転するペンシル洗浄部材と、を備えるペンシル洗浄モジュールと、を備え、前記ペンシル洗浄モジュールは、前記第2の下面流体供給ノズルに連通し、前記第2の回転機構の回転軸からモジュール筐体の外部に導出され、前記第1の下面流体供給ノズルが前記配管に接続される接続位置まで延長して設けられた配管延長部と、前記配管延長部を覆うように前記モジュール筐体に取り付けられた配管カバーと、を備えてもよい。
なお、本発明の一態様に係る洗浄装置で採用される洗浄モジュールとしては、上記のロール洗浄モジュール及びペンシル洗浄モジュールを採用したものには限定されず、別の一態様においては、別の種類の洗浄モジュールを採用してもよいことは当然である。
(4)上記(1)〜(3)に記載された洗浄装置であって、前記複数種の洗浄モジュールのそれぞれは、サイズが共通のモジュール筐体を備えてもよい。
(5)上記(1)〜(4)に記載された洗浄装置であって、前記収容部は、前記洗浄モジュールを高さ方向に重ねて収容してもよい。
(6)上記(1)〜(5)に記載された洗浄装置であって、前記流体供給部を引き出し可能に収容する第2の収容部を有し、前記流体供給部は、前記配管と、前記配管と異なる他の配管と、を備え、前記配管と前記他の配管を含む全ての配管は、前記流体供給部の引き出し方向の手前側若しくは奥側に接続されていてもよい。
(7)上記(1)〜(6)に記載された洗浄装置であって、前記複数種の洗浄モジュールの少なくとも1つは、前記基板の下面を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板の下面に流体を供給するモジュール側流体供給部と、前記基板が前記基板保持部により保持されているとき、前記基板の下面に接触して洗浄する洗浄部材と、を備えてもよい。
(8)本発明の一態様に係る基板処理装置は、基板を搬送する基板搬送部と、前記基板を研磨する研磨部と、前記基板を洗浄する洗浄部と、を備える基板処理装置であって、前記洗浄部は、上記(1)〜(7)に記載された洗浄装置を備える。
上記本発明の態様によれば、異なる種類の洗浄モジュールの入れ換え作業にかかる負担を低減でき、また、装置のフットプリントの増加を抑制できる洗浄装置及び基板処理装置を提供できる。
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。 一実施形態に係る基板処理装置1の洗浄部30側の側面図である。 (a)図2の矢視A−A図、(b)第1レーンL1の洗浄モジュール31と流体供給部60との接続関係を示す模式図、(c)第2レーンL2の洗浄モジュール31と流体供給部60との接続関係を示す模式図である。 一実施形態に係る洗浄モジュール31Aの構成を示す斜視図である。 一実施形態に係る洗浄モジュール31Aに設けられた第1の上面流体供給ノズル82及び第1の下面流体供給ノズル83と、配管63との接続関係を示す模式図である。 一実施形態に係る洗浄モジュール31Bの構成を示す斜視図である。 一実施形態に係る洗浄モジュール31Bに設けられた第2の上面流体供給ノズル92及び第2の下面流体供給ノズル93と、配管63との接続関係を示す模式図である。 一実施形態に係る洗浄モジュール31Aと洗浄モジュール31Bとの入れ換え作業の様子を示す模式図である。 一実施形態に係る流体供給部60の薬液供給部61に接続される配管63及びその他の配管110の(a)接続状態、(b)取り外し状態を示す斜視図である。 一実施形態に係る流体供給部60の薬液供給部61に接続される配管63及びその他の配管110の(a)接続状態、(b)引き出し状態を示す斜視図である。
以下、本発明の一実施形態に係る洗浄装置及び基板処理装置を、図面を参照して説明する。
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。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の内部は隔壁によって、ロード/アンロード部10、研磨部20、洗浄部30に区画されている。また、基板処理装置1は、ロード/アンロード部10から研磨部20に基板Wを搬送する基板搬送部40と、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の動作を制御する制御部3(制御盤)と、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(平面視で長手方向と直交する方向)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を出し入れする搬送ロボット12と、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。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。
基板搬送部40は、ハウジング2の長手方向に延在する基板搬送路41を備える。基板搬送路41は、平面視で洗浄部30が配置されている領域を通り、一端部41aがロード/アンロード部10に連通し、他端部41bが研磨部20に連通している。基板搬送路41には、基板Wを支持するスライドステージ、及び、このスライドステージを一端部41aと他端部41bとの間で移動させるステージ移動機構が設けられている。一端部41aは、基板Wの搬入口であり、通常はシャッタで閉じられ、ロード/アンロード部10の搬送ロボット12がアクセスするときに開かれる。また、他端部41bは、基板Wの搬出口であり、通常はシャッタで閉じられ、研磨部20の搬送ロボット28がアクセスするときに開かれる。
研磨部20は、基板Wの研磨(あるいは研削、平坦化ともいう)を行う複数の研磨モジュール21(21A,21B,21C,21D)を備える。複数の研磨モジュール21は、ハウジング2の長手方向に配列されている。研磨モジュール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。
研磨モジュール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。
また、研磨部20は、搬送ロボット28と、第1エクスチェンジャ29aと、第2エクスチェンジャ29bと、を備える。研磨部20には、複数の研磨モジュール21の並びに沿って、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が設定されている。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は、それぞれ、研磨モジュール21A、研磨モジュール21B、研磨モジュール21C、研磨モジュール21Dに基板Wを受け渡す位置である。各研磨モジュール21は、トップリング24のアームの回動によって、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にアクセスする。
搬送ロボット28は、基板搬送部40と、第1エクスチェンジャ29aと、第2エクスチェンジャ29bとの間で、基板Wの受け渡しを行う。搬送ロボット28は、基板Wを保持するハンド、ハンドを上下反転させる反転機構、ハンドを支持する伸縮可能なアーム、アームを上下移動させるアーム上下移動機構、及びアームを鉛直方向に延びる軸回りに回動させるアーム回動機構等を備える。搬送ロボット28は、第2搬送位置TP2と第3搬送位置TP3との間を移動可能であり、基板搬送部40から受け取った基板Wを、第1エクスチェンジャ29aまたは第2エクスチェンジャ29bに振り分ける。また、搬送ロボット28は、研磨モジュール21で研磨された基板Wを、第1エクスチェンジャ29aまたは第2エクスチェンジャ29bから受け取り、洗浄部30に受け渡す。
第1エクスチェンジャ29aは、第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2の間で基板Wを搬送する機構である。第1エクスチェンジャ29aは、基板Wを支持する複数のスライドステージ、各スライドステージを異なる高さで水平方向に移動させるステージ移動機構、第1搬送位置TP1に配置された第1プッシャ、第2搬送位置TP2に配置された第2プッシャ等を備える。各スライドステージは、第1プッシャや第2プッシャが上下に通過可能な略コの字状の切欠き部を有し、ステージ移動機構によって、第1搬送位置TP1と第2搬送位置TP2の間を移動する。第1プッシャは、第1搬送位置TP1において上下に移動し、スライドステージと研磨モジュール21Aのトップリング24との間における基板Wの受け渡しを行う。また、第2プッシャは、第2搬送位置TP2において上下に移動し、スライドステージと研磨モジュール21Bのトップリング24との間における基板Wの受け渡しを行う。
第2エクスチェンジャ29bは、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2エクスチェンジャ29bは、基板Wを支持する複数のスライドステージ、各スライドステージを異なる高さで水平方向に移動させるステージ移動機構、第3搬送位置TP3に配置された第3プッシャ、第4搬送位置TP4に配置された第4プッシャ等を備える。各スライドステージは、第3プッシャや第4プッシャが上下に通過可能な略コの字状の切欠き部を有し、ステージ移動機構によって、第3搬送位置TP3と第4搬送位置TP4の間を移動する。第3プッシャは、第3搬送位置TP3において上下に移動し、スライドステージと研磨モジュール21Cのトップリング24との間における基板Wの受け渡しを行う。また、第4プッシャは、第4搬送位置TP4において上下に移動し、スライドステージと研磨モジュール21Dのトップリング24との間における基板Wの受け渡しを行う。
洗浄部30(洗浄装置)は、基板Wの洗浄を行う複数の洗浄モジュール31(31A,31B,31C,31Add)と、洗浄した基板Wを乾燥させる乾燥モジュール32と、を備える。複数の洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32は、ハウジング2の長手方向に配列されている。洗浄モジュール31Aと洗浄モジュール31Addとの間には、搬送室33(ウェハステーション)が設けられている。搬送室33には、搬送ロボット28から受け渡された基板Wを載置するステージが設けられている。また、洗浄部30は、搬送室33のステージに載置された基板Wをピックアップし、複数の洗浄モジュール31と、乾燥モジュール32と、搬送室33との間にて基板Wを搬送する洗浄部基板搬送機構34を備える。
洗浄モジュール31Aは、搬送室33に隣り合って配置され、基板Wを一次洗浄する。また、洗浄モジュール31Bは、洗浄モジュール31Aに隣り合って配置され、基板Wを二次洗浄する。また、洗浄モジュール31Cは、洗浄モジュール31Bに隣り合って配置され、基板Wを三次洗浄する。乾燥モジュール32は、洗浄モジュール31Cに隣り合って配置され、例えば、ロタゴニ乾燥(IPA(Iso-Propyl Alcohol)乾燥)を行う。なお、洗浄モジュール31Aと搬送室33を挟んで反対側に配置された洗浄モジュール31Addは、洗浄の仕様に応じて追加されるものであり、例えば、洗浄モジュール31A,31B,31Cの洗浄処理の前に、基板Wを予備洗浄する。各洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32は、基板W及び基板Wを搬送する洗浄部基板搬送機構34が通過可能なシャッタ付き開口部を備える。乾燥後は、乾燥モジュール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が開かれ、搬送ロボット12によって乾燥モジュール32から基板Wが取り出される。
図2は、一実施形態に係る基板処理装置1の洗浄部30側の側面図である。なお、図2においては、視認性の向上のためロード/アンロード部10は図示していない。
洗浄部30は、図2に示すように、上下二列に配置された第1の収容部50(収容部)と、第1の収容部50の下方に配置された第2の収容部51と、を備える。第1の収容部50及び第2の収容部51は、ハウジング2のフレームによって多段の棚状に形成されている。第1の収容部50は、洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32を、手前側(ハウジング2の幅方向(図2において紙面垂直方向))に引き出し可能に収容する。第2の収容部51は、洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32に流体(純水、薬液、駆動用のエア等)を供給する流体供給部60を、第1の収容部50と同様に手前側に引き出し可能に収容する。
第1の収容部50は、図2に示すように、洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32を高さ方向に重ねて収容する。すなわち、洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32が、互いに鉛直方向に積層されて設置されるようになっている。この洗浄部30では、上方の第1レーンL1の各洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32と、下方の第2レーンL2の各洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32とで、基板Wを並行して洗浄処理することができる。洗浄部基板搬送機構34は、第1レーンL1と第2レーンL2のそれぞれに設けられている。また、搬送室33は、上下にステージを備え、第1レーンL1と第2レーンL2に対応するそれぞれの高さで基板Wを支持する。
洗浄部基板搬送機構34は、基板を搬送する搬送ロボット35と、搬送ロボット35を洗浄モジュール31及び乾燥モジュール32の並びに沿って走行させる走行機構36と、を備える。搬送ロボット35は、左右に2つのハンドを備えており、基板Wの洗浄処理前、洗浄処理後で使い分けている。例えば、搬送室33から研磨処理後の基板Wを取り出すときは左側のハンドを使用し、洗浄モジュール31(例えば、洗浄処理後半で洗浄モジュール31C等)から洗浄処理後の基板Wを取り出すときは右側のハンドを使用する。
図3は、(a)図2の矢視A−A図、(b)第1レーンL1の洗浄モジュール31と流体供給部60との接続関係を示す模式図、(c)第2レーンL2の洗浄モジュール31と流体供給部60との接続関係を示す模式図である。
図3(a)に示すように、洗浄部基板搬送機構34は、洗浄モジュール31の引出方向手前側(紙面左側)、すなわち、第1の収容部50の入口側に配置されている。なお、前述した基板搬送部40は、第1レーンL1に配置された洗浄モジュール31と、第2レーンL2に配置された洗浄モジュール31との隙間(空間)を利用して配置されている。
図2に戻り、洗浄モジュール31に流体を供給する流体供給部60は、薬液供給部61と、純水供給部62と、を備える。薬液供給部61及び純水供給部62は、それぞれ2つずつ設けられており、上方に配置された薬液供給部61及び純水供給部62は、図3(b)に示すように、その上方の第1レーンL1に配置された洗浄モジュール31に配管63(薬液配管63a,純水配管63b)を介して接続され、また、下方に配置された薬液供給部61及び純水供給部62は、図3(c)に示すように、第2レーンL2に配置された洗浄モジュール31に配管63(薬液配管63a,純水配管63b)を介して接続されている。
流体供給部60は、電装部品取付部64を備える。電装部品取付部64は、薬液供給部61を駆動させる薬液供給部駆動系65と、純水供給部62を駆動させる純水供給部駆動系66と、洗浄モジュール31を駆動させるモジュール駆動系67と、を備える。薬液供給部駆動系65及び純水供給部駆動系66は、薬液供給部61及び純水供給部62に設けられた、流体を搬送するポンプ、流体の流量を調整するコントロールバルブ等を制御する電気配線、また、薬液配管63a及び純水配管63bを開閉するエアオペレーションバルブを駆動させるエアを供給するエア配管等を備える。また、モジュール駆動系67は、後述する洗浄モジュール31の電気駆動部(モータ等)を制御する電気配線、また、洗浄モジュール31のエア駆動部(エアシリンダ等)を制御するエア配管(配管)等を備える。
薬液配管63a、純水配管63b、及びモジュール駆動系67の電気配線、エア配管等は、図3(a)に示す、棚形状のハウジング2の地板2a、背面板2b、及び棚板2cに沿って敷設されている。すなわち、薬液配管63a、純水配管63b、及びモジュール駆動系67の電気配線、エア配管等は、地板2a、背面板2b、及び棚板2cを這うように敷設されている。
洗浄モジュール31は、図3(b)及び図3(c)に示すように、配管63が接続される配管接続部70を備える。配管接続部70における配管63の接続位置は、第1レーンL1に配置された洗浄モジュール31と、第2レーンL2に配置された洗浄モジュール31とで共通である。なお、本実施形態では、モジュール駆動系67の電気配線及びエア配管の接続位置も、第1レーンL1に配置された洗浄モジュール31と、第2レーンL2に配置された洗浄モジュール31とで共通である。
また、図2に示す、第1レーンL1に配置された各洗浄モジュール31A,31B,31C,31Addは、共通の配管接続部70を備え、各洗浄モジュール31A,31B,31C,31Addにおける各流体供給部60との接続位置が同じになっている。また、第2レーンL2に配置された各洗浄モジュール31A,31B,31C,31Addも、共通の配管接続部70を備え、各洗浄モジュール31A,31B,31C,31Addにおける各流体供給部60との接続位置が同じになっている。このように、洗浄モジュール31と流体供給部60との接続位置は、第1レーンL1及び第2レーンL2のいずれの第1の収容部50においても共通とされている。これら複数の洗浄モジュール31には、異なる洗浄処理を行う複数種の洗浄モジュール31が含まれる。例えば、洗浄モジュール31Aと、洗浄モジュール31Bとでは、洗浄処理が異なる。すなわち、洗浄モジュール31の種類が異なっても、配管63との接続位置は共通とされている。
図4は、一実施形態に係る洗浄モジュール31Aの構成を示す斜視図である。
洗浄モジュール31Aは、例えば、図4に示すようなロール洗浄モジュールである。この洗浄モジュール31Aは、基板Wを回転させる第1の回転機構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。第1の回転機構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と下面W2に接触する一対のロールスポンジ81a,81bと、一対のロールスポンジ81a,81bを回転させるモータ等の電気駆動部と、上側のロールスポンジ81aを上下に移動させるエアシリンダ等のエア駆動部と、を備える。すなわち、下側のロールスポンジ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、上側のロールスポンジ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を保持させ、その後、基板Wの下面W2が下側のロールスポンジ81bに接触するまで下降させる。最後に、上側のロールスポンジ81aを下降させ、基板Wの上面W1に接触させる。
図5は、一実施形態に係る洗浄モジュール31Aに設けられた第1の上面流体供給ノズル82及び第1の下面流体供給ノズル83と、配管63との接続関係を示す模式図である。
洗浄モジュール31Aは、図5に示すように、基板Wの上面W1に流体を供給する第1の上面流体供給ノズル82と、基板Wの下面W2に流体を供給する第1の下面流体供給ノズル83と、を備える。第1の上面流体供給ノズル82は、接続配管82aを介して配管接続部70と接続されている。配管接続部70は、接続配管82aと薬液配管63aの内管63a1(分岐管)とを接続する。また、第1の下面流体供給ノズル83は、接続配管83aを介して配管接続部70と接続されている。配管接続部70は、接続配管83aと薬液配管63aの内管63a2(分岐管)とを接続する。なお、内管63a1,内管63a1は、薬液供給部61から分岐して設けられ、それらの外側は保護チューブ84によって覆われている。
なお、図5に示す第1の上面流体供給ノズル82及び第1の下面流体供給ノズル83は、薬液配管63aと接続され、基板Wの上面W1と下面W2に薬液を供給するものであるが、純水配管63bにおいても、この薬液配管63aと同様の構成となっており、第1の上面流体供給ノズル82及び第1の下面流体供給ノズル83と同様の位置から基板Wの上面W1と下面W2に純水を供給する構成となっている。
この洗浄モジュール31Aにおいて、基板Wは、次のように洗浄される。基板Wは、複数の保持ローラ80aに保持され、回転させる。次いで、第1の上面流体供給ノズル82及び第1の下面流体供給ノズル83から、基板Wの上面W1と下面W2に薬液が供給される。この状態で、一対のロールスポンジ81a,81bが水平に延びる軸回りに回転して基板Wの上面W1と下面W2に摺接することによって、基板Wの上面W1と下面W2をスクラブ洗浄する。スクラブ洗浄後、上側のロールスポンジ81a及び複数の保持ローラ80aを上昇させ、基板Wから一対のロールスポンジ81a,81bを離間させると共に、第1の上面流体供給ノズル82及び第1の下面流体供給ノズル83と同様の位置から、基板Wの上面W1と下面W2に純水を供給し、これにより基板Wをリンスする。
図6は、一実施形態に係る洗浄モジュール31Bの構成を示す斜視図である。
洗浄モジュール31Bは、例えば、図6に示すようなペンシル洗浄モジュールである。この洗浄モジュール31Bは、基板Wを回転させる第2の回転機構90と、基板Wに端面91Aを接触させて回転するペンシル洗浄部材91と、を備える。第2の回転機構90は、基板Wの外周を保持する複数のチャック90a1を備え、基板Wを鉛直方向に延びる軸回りに回転させる回転ステージ90aを備える。回転ステージ90aは、後述する図7に示す回転軸90bに回転自在に支持され、また、モータ等の電気駆動部と接続されて水平回転する。
ペンシル洗浄部材91は、ペンスポンジ91aと、ペンスポンジ91aを保持するアーム91bと、を備える。ペンスポンジ91aは、アーム91b内に配置されたモータ等の電気駆動部と接続され、鉛直方向に延びる軸回りに回転する。アーム91bは、基板Wの上方に配置される。アーム91bの一端にはペンスポンジ91aが連結され、アーム91bの他端には旋回軸91cが連結されている。旋回軸91cには、アーム91bを旋回させるモータ等の電気駆動部が接続されている。アーム91bは、旋回軸91cを中心に、基板Wと平行な平面内で旋回するようになっている。すなわち、アーム91bの旋回によって、これに支持されたペンスポンジ91aが基板Wの半径方向に移動し、基板Wの上面W1(パターン面)に接触する。
図7は、一実施形態に係る洗浄モジュール31Bに設けられた第2の上面流体供給ノズル92及び第2の下面流体供給ノズル93と、配管63との接続関係を示す模式図である。
洗浄モジュール31Bは、図7に示すように、基板Wの上面W1に流体を供給する第2の上面流体供給ノズル92と、基板Wの下面W2に流体を供給する第2の下面流体供給ノズル93と、を備える。第2の上面流体供給ノズル92は、接続配管92aを介して配管接続部70と接続されている。配管接続部70は、接続配管92aと薬液配管63aの内管63a1(分岐管)とを接続する。第2の上面流体供給ノズル92の構成は、図5に示す第1の上面流体供給ノズル82と同様の構成となっており、薬液配管63aの内管63a1との接続位置も共通である。
第2の下面流体供給ノズル93は、接続配管93aを介して配管接続部70と接続されている。配管接続部70は、接続配管93aと薬液配管63aの内管63a2(分岐管)とを接続する。この第2の下面流体供給ノズル93は、第2の回転機構90の回転軸90bを通り、その回転中心から基板Wの下面W2に流体を供給するように配置されている。回転軸90bは、洗浄モジュール31Bのモジュール筐体100に連結され、その下端がモジュール筐体100の外部に突出している。回転軸90bの下端の側方には、接続配管93aをモジュール筐体100の外部に導出させる導出口90b1が形成されている。接続配管93aは、導出口90b1から、図5に示す第1の下面流体供給ノズル83が内管63a2と接続される位置まで延長して設けられた配管延長部93a1を備える。配管延長部93a1は、従来、図7において点線で示すように、回転軸90bを通るために別の接続位置を取っていたものを、第1の下面流体供給ノズル83が内管63a2と接続される位置と共通の位置(すなわち、第2の上面流体供給ノズル92の内管63a1との接続位置と隣り合う位置)まで延長させる。
配管延長部93a1は、モジュール筐体100に取り付けられた配管カバー101によって覆われている。これにより、配管延長部93a1が、配管接続部70から回転軸90bまでの間において外部に露出しなくなり、洗浄モジュール31の入れ換え作業の際に、周囲の構造物に引っ掛かる等の虞がなくなる。なお、配管カバー101は、略コの字形状や円弧形状のカバーであって、ネジ止めやスナップフィット等でモジュール筐体100に取り付けられている。
なお、図7に示す第2の上面流体供給ノズル92及び第2の下面流体供給ノズル93は、薬液配管63aと接続され、基板Wの上面W1と下面W2に薬液を供給するものであるが、純水配管63bにおいても、薬液配管63aと同様の構成となっており、第2の上面流体供給ノズル92及び第2の下面流体供給ノズル93と同様の位置から基板Wの上面W1と下面W2に純水を供給する構成となっている。
この洗浄モジュール31Bにおいて、基板Wは、次のように洗浄される。基板Wは、複数のチャック90a1に保持され、回転ステージ90aと共に回転させる。次いで、第2の上面流体供給ノズル92及び第2の下面流体供給ノズル93から、基板Wの上面W1と下面W2に薬液が供給される。この状態で、ペンスポンジ91aが鉛直方向に延びる軸回りに回転しながら、基板Wの上面W1に摺接し、さらにアーム91bによって基板Wの半径方向に沿って揺動する。薬液の存在下でペンスポンジ91aが基板Wの上面W1に摺接することにより、基板Wがスクラブ洗浄される。スクラブ洗浄後、ペンスポンジ91aを基板Wの半径方向外側に移動させ、第2の上面流体供給ノズル92及び第2の下面流体供給ノズル93と同様の位置から、基板Wの上面W1と下面W2に純水を供給し、これにより基板Wをリンスする。
図8は、一実施形態に係る洗浄モジュール31Aと洗浄モジュール31Bとの入れ換え作業の様子を示す模式図である。
図8に示すように、洗浄モジュール31Aと洗浄モジュール31Bは、配管63との接続位置が共通の配管接続部70を備える。すなわち、上述したように、洗浄モジュール31B(ペンシル洗浄モジュール)は、回転軸90bを通して基板Wの下面W2に流体を供給する関係上、図8において点線で示すように、従来は2箇所から流体を供給する必要があったが、本実施形態では、図7に示す、配管延長部93a1と配管カバー101によって配管63との接続位置を共通化している。このため、図8に示すように、洗浄モジュール31Aと洗浄モジュール31Bを入れ換えても、第1の収容部50における流体供給部60の配管63の敷設を変更する必要が無い。このため、洗浄モジュール31の入れ換え作業が容易になる。また、この入れ換え作業は、洗浄モジュール31単体を交換するだけでよいため、サイズが小さく(例えば、幅50cm、高さ70cm、奥行き60cm程度である)、ハンドリングし易いので、作業者の負担が低減される。
また、洗浄モジュール31Aと洗浄モジュール31Bのそれぞれは、サイズが共通のモジュール筐体100を備える。この構成によれば、モジュール筐体100のサイズが共通なので、図2に示すように、どの第1の収容部50においても洗浄モジュール31の入れ換え作業を行うことができる。また、モジュール筐体100のサイズが共通であれば、異なる種類の洗浄モジュール31を製造する際に、その種類ごとに異なるサイズのモジュール筐体100を製造する必要がなくなり、製造コストを下げることができる。
また、第1の収容部50は、図2に示すように、洗浄モジュール31を高さ方向に重ねて収容する構成であるため、上方の第1レーンL1の各洗浄モジュール31と、下方の第2レーンL2の各洗浄モジュール31とで、基板Wを並行して洗浄処理することができ、スループットが向上する。さらに、洗浄モジュール31を高さ方向に重ねて収容するため、装置全体のフットプリント(設置面積)は増加しない。
このように、上述の本実施形態によれば、洗浄処理を行う複数種の洗浄モジュール31と、複数種の洗浄モジュール31を収容可能な第1の収容部50と、第1の収容部50に収容された洗浄モジュール31に配管63を介して流体を供給する流体供給部60と、を備え、複数種の洗浄モジュール31のそれぞれは、配管63との接続位置が共通の配管接続部70を備える、という構成を採用することによって、異なる種類の洗浄モジュールの入れ換え作業にかかる負担を低減することが可能となる。
また、図9及び図10に示すように、流体供給部60における配管接続位置を最適化することで、作業者の負担をより低減することができる。なお、以下の説明では、薬液供給部61における構成を例示するが、純水供給部62においても同様の構成を採用し得る。
図9は、一実施形態に係る流体供給部60の薬液供給部61に接続される配管63及びその他の配管110の(a)接続状態、(b)取り外し状態を示す斜視図である。
図9(a)に示すように、薬液供給部61は、配管63(薬液配管63a)と、その他の配管110とを備える。その他の配管110としては、薬液供給部61に外部から薬液を入力する薬液入力配管110a、薬液供給部61に外部から薬液希釈用の純水を入力する純水入力配管110b、薬液供給部61に外部からエアオペレーションバルブを駆動させるエアを入力するエア入力配管110c、洗浄モジュール31からの排水を受け入れる排水配管110d等がある。配管63と、これら他の配管110を含むすべての配管は、第2の収容部51(図2及び図3参照)における薬液供給部61の引き出し方向(図9(b)の点線矢印方向)の手前側に接続されている。すなわち、薬液供給部61の外部筐体200の外部に露出するメンテナンス面200aに、配管63及び他の配管110が接続されている。この構成によれば、図9(b)に示すように、作業者は容易に薬液供給部61から配管63及び他の配管110を取り外すことができ、その後、薬液供給部61を引き出すことができる。
図10は、一実施形態に係る流体供給部60の薬液供給部61に接続される配管63及びその他の配管110の(a)接続状態、(b)引き出し状態を示す斜視図である。
この図に示す例では、配管63と、これら他の配管110を含むすべての配管は、図10(a)に示すように、第2の収容部51における薬液供給部61の引き出し方向の奥側に接続されている。すなわち、薬液供給部61の外部筐体200のメンテナンス面200aと反対の裏面200bに、配管63及び他の配管110が接続されている。また、配管63及び他の配管110は、高さ方向に一列に並んで接続されており、それぞれある程度余裕を持った長さ(撓み)を有している。この構成によれば、図10(b)に示すように、配管63及び他の配管110を接続したまま(洗浄モジュール31を駆動させたまま)、薬液供給部61を引き出してメンテナンスすることができる。また、薬液供給部61を引き出した後であれば、裏面200bに接続されている配管63及び他の配管110を容易に取り外すことができる。
さらに、この実施形態によれば、洗浄処理を行う複数種の洗浄モジュール31では、それぞれのモジュールに用いられる配管(接続配管82a,83a,92a,93a)を介して流体が基板Wに供給されるときの配管63の圧力損失が異なることを考慮して、あらかじめ各洗浄モジュール31内の各配管の有する圧力損失値を設定しておき、ある洗浄モジュール31を別の種類の洗浄モジュール31に交換したときに、制御部3において、各洗浄モジュール31内で供給される流体の吐出圧力を制御するために設定された、各配管の圧力損失値を交換前後で自動的に補正するように構成することができる。本実施形態によれば、共通の流体の配管63の接続位置が共通とされているので、各洗浄モジュール31内の各配管の有する予め設定された圧力損失値を参照することで、洗浄される各基板Wに配管を介して供給されることになる流体の吐出圧力を、モジュールが交換された後であっても速やかに最適化することができる。
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、各種洗浄モジュール31が薬液配管63aと純水配管63bとの接続位置が共通の配管接続部70を備える構成について説明したが、薬液配管63aと純水配管63bの両方ではなく片方だけの接続位置が共通であってもよい。この構成であっても、従来の洗浄モジュール31の入れ換え作業よりは、その負担が低減される。また、本発明では、洗浄モジュール31に流体として駆動用のエアを供給するエア配管(モジュール駆動系67)の接続位置が共通の構成であってもよい。
また、例えば、上記実施形態では、洗浄モジュール31の種類として、ロール洗浄モジュール、ペンシル洗浄モジュールを例示したが、本発明はこの構成に限定されず、公知の他の洗浄モジュール、例えば、二流体洗浄モジュール、バフ洗浄モジュール、エッジペン洗浄モジュール等であってもよい。
また、例えば、上記実施形態では、複数種の洗浄モジュール31がいずれも基板Wの上面W1(パターン面がある側の基板Wの表面)を洗浄することを主な機能とした構成を例示したが、例えば、複数種の洗浄モジュール31の少なくとも1つに、下方を向いている基板Wの下面W2(すなわち、パターン面がない側の基板Wの裏面)を水平に保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板Wの下面W2に流体(純水、薬液、純水と薬液の混合液等の洗浄液)を供給するモジュール側流体供給部と、基板Wが基板保持部により保持されているとき、基板Wの下面W2に接触して洗浄する洗浄部材と、を備えるようにしてもよい。
すなわち、基板処理装置1が、次工程で液浸露光、ダブルパターニング処理を行うような、いわば基板Wの下面W2側にパーティクルが付着していることが技術的な課題とされるような構成である場合には、基板Wの下面W2側に付着したパーティクルを適切に除去するような基板Wの下面W2を洗浄することを主な機能とした洗浄モジュール(基板裏面洗浄モジュール)を設けることが好ましい。
この洗浄モジュールとしては、例えば、下方を向いている基板Wの下面W2の第1の領域を水平に吸着保持する第1の基板保持部と、この第1の基板保持部より基板Wを受け取って、当該第1の領域とは重ならない基板Wの下面W2の第2の領域を水平に吸着保持する第2の基板保持部と、これら第1の基板保持部または第2の基板保持部に吸着保持された基板Wの下面W2に流体を供給するモジュール側流体供給部と、基板Wの上面W1(パターン面がある側の基板の表面)を乾燥するための乾燥手段(例えば、IPAを基板Wに供給して乾燥するIPA定量供給装置およびIPAノズル)と、基板Wが第1の基板保持部により保持されているときは、第2の領域を含む基板Wの下面W2に接触して洗浄し、その基板Wが第2の基板保持部により保持されているときは、第2の領域以外の基板Wの下面W2に接触して洗浄する洗浄部材(ロール等の物理洗浄部材)や第2の領域以外の基板Wの下面W2にいわゆる二流体を供給するための二流体供給ノズルを設けるようにすることもできる。
また、例えば、上記実施形態では、本発明の洗浄装置を、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(洗浄装置)、31…洗浄モジュール、31A…洗浄モジュール(ロール洗浄モジュール)、31B…洗浄モジュール(ペンシル洗浄モジュール)、31C…洗浄モジュール、31Add…洗浄モジュール、40…基板搬送部、50…第1の収容部(収容部)、51…第2の収容部、60…流体供給部、61…薬液供給部、62…純水供給部、63…配管、63a…薬液配管、63b…純水配管、70…配管接続部、80…第1の回転機構、81…ロール洗浄部材、81A…周面、82…第1の上面流体供給ノズル、83…第1の下面流体供給ノズル、90…第2の回転機構、90b…回転軸、91…ペンシル洗浄部材、91A…端面、92…第2の上面流体供給ノズル、93…第2の下面流体供給ノズル、93a1…配管延長部、100…モジュール筐体、101…配管カバー、110…他の配管、W…基板、W1…上面、W2…下面

Claims (8)

  1. 基板の洗浄処理を行う複数種の洗浄モジュールと、
    前記複数種の洗浄モジュールを収容可能な収容部と、
    前記収容部に収容された洗浄モジュールに配管を介して流体を供給する流体供給部と、を備え、
    前記複数種の洗浄モジュールのそれぞれは、前記配管との接続位置が共通の配管接続部を備える、ことを特徴とする洗浄装置。
  2. 前記流体供給部は、前記流体として純水を供給する純水配管と、前記流体として薬液を供給する薬液配管と、前記流体として前記洗浄モジュールを駆動させるエアを供給するエア配管と、を備え、
    前記配管接続部は、前記純水配管、前記薬液配管、前記エア配管のうち少なくとも一つと接続される、ことを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置。
  3. 前記複数種の洗浄モジュールは、
    前記基板を回転させる第1の回転機構と、前記基板の上面に流体を供給する第1の上面流体供給ノズルと、前記基板の下面に流体を供給する第1の下面流体供給ノズルと、前記基板に周面を接触させて回転するロール洗浄部材と、を備えるロール洗浄モジュールと、
    前記基板を回転させる第2の回転機構と、前記基板の上面に流体を供給する第2の上面流体供給ノズルと、前記第2の回転機構の回転軸を通り前記基板の下面に流体を供給する第2の下面流体供給ノズルと、前記基板に端面を接触させて回転するペンシル洗浄部材と、を備えるペンシル洗浄モジュールと、を備え、
    前記ペンシル洗浄モジュールは、
    前記第2の下面流体供給ノズルに連通し、前記第2の回転機構の回転軸からモジュール筐体の外部に導出され、前記第1の下面流体供給ノズルが前記配管に接続される接続位置まで延長して設けられた配管延長部と、
    前記配管延長部を覆うように前記モジュール筐体に取り付けられた配管カバーと、を備える、ことを特徴とする請求項1または2に記載の洗浄装置。
  4. 前記複数種の洗浄モジュールのそれぞれは、サイズが共通のモジュール筐体を備える、ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の洗浄装置。
  5. 前記収容部は、前記洗浄モジュールを高さ方向に重ねて収容する、ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の洗浄装置。
  6. 前記流体供給部を引き出し可能に収容する第2の収容部を有し、
    前記流体供給部は、前記配管と、前記配管と異なる他の配管と、を備え、
    前記配管と前記他の配管を含む全ての配管は、前記流体供給部の引き出し方向の手前側若しくは奥側に接続されている、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の洗浄装置。
  7. 前記複数種の洗浄モジュールの少なくとも1つは、
    前記基板の下面を水平に保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に保持された前記基板の下面に流体を供給するモジュール側流体供給部と、
    前記基板が前記基板保持部により保持されているとき、前記基板の下面に接触して洗浄する洗浄部材と、を備える、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の洗浄装置。
  8. 基板を搬送する基板搬送部と、
    前記基板を研磨する研磨部と、
    前記基板を洗浄する洗浄部と、を備える基板処理装置であって、
    前記洗浄部は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の洗浄装置を備える、ことを特徴とする基板処理装置。
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