基板清洗裝置及基板清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種快速地從基板上去除用于輥形清洗件進行的清洗的清洗液的基板清洗裝置。其具有：對基板(W)進行保持并使其旋轉(zhuǎn)的基板保持部(71～74、75)；將清洗液供給到基板(W)的第1區(qū)域(R1)的清洗液供給噴管(87)；在清洗液的存在下通過與基板(W)滑動接觸而對基板(W)進行清洗的輥形清洗件(77)；以及將由純水或者藥液構(gòu)成的流體供給到基板(W)的第2區(qū)域(R2)的流體供給噴管(88)。第2區(qū)域(R2)相對于輥形清洗件(77)位置第1區(qū)域(R1)的相反側(cè)，流體的供給方向是從基板(W)的中心側(cè)朝向外周側(cè)的方向。
【專利說明】基板清洗裝置及基板清洗方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種一邊將清洗液供給到晶片等基板上，一邊用輥形清洗件對基板進行清洗的基板清洗裝置及基板清洗方法。本發(fā)明的基板清洗裝置及基板清洗方法不僅可適用于直徑為300_的晶片的清洗，還可適用于直徑為450_的晶片的清洗，此外，還可適用于平板制造工序和CMOS或CXD等的圖像傳感器制造工序、MRAM的磁性膜制造工序等。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導體器件的制造工序中，在硅基板上形成有物理性質(zhì)不同的各種膜，通過對這些膜實施各種加工而形成細微的金屬布線。例如，在金屬鑲嵌布線形成工序中，在膜上形成布線槽，將銅等金屬埋入該布線槽內(nèi)，然后，利用化學機械研磨(CMP)去除多余的金屬而形成金屬布線。對基板進行研磨后，通常用基板清洗裝置來清洗基板。基板的清洗如此進行:使基板水平地旋轉(zhuǎn)，并將藥液等清洗液從供給噴管供給到基板上，同時使輥形海綿等輥形清洗件與基板滑動接觸。
[0003]發(fā)明所要解決的課題
[0004]在清洗液的存在下，當利用輥形清洗件對基板進行擦洗時，產(chǎn)生微粒等的清洗屑，結(jié)果在基板上存在含有清洗屑的清洗液。這種清洗液，希望盡快從基板排出。但是，由于基板水平地旋轉(zhuǎn)，因此，依靠離心力從基板上去除清洗液要花費一定程度的時間。基板上的清洗液隨著基板的旋轉(zhuǎn)而再次與輥形清洗件接觸，然后，被從供給噴管供給的新清洗液推回到基板的中心側(cè)。因此，含有清洗屑的清洗液會長時間殘留在基板上，并稀釋新供給到基板上的清洗液，結(jié)果會使清洗效率下降。
[0005]作為以往的基板清洗裝置，已知有一種一邊使基板構(gòu)成鉛垂姿勢地旋轉(zhuǎn)，一邊使輥形海綿與基板表面接觸來清洗基板表面的裝置。圖14是模式表示以往的基板清洗裝置的側(cè)視圖，圖15是圖14所示的基板清洗裝置的主視圖。如圖14及圖15所示，基板清洗裝置具有:將基板W支承成鉛垂姿勢，并使其旋轉(zhuǎn)的2個輥101、102 ;與被支承在輥101、102上的基板W的兩面接觸的2個輥形海綿104、105 ;以及將清洗液供給到基板W的兩面上的清洗液供給噴管106、107、108。
[0006]如下那樣地清洗基板W。用2個輥101、102使基板W旋轉(zhuǎn)，并使輥形海綿104、105繞其軸心旋轉(zhuǎn)。在該狀態(tài)下，從輥形海綿104、105上方將清洗液供給到基板W上?；錡的兩面在清洗液的存在下被輥形海綿104、105擦洗。
[0007]在圖14及圖15所示的以往裝置中，輥形海綿104、105向?qū)⒒錡推出到下方的方向旋轉(zhuǎn)，2個輥101、102支承基板W的向下方的載荷。但是，這種構(gòu)造有如下那樣的問題。由于基板W的表面在清洗液的存在下，利用輥形海綿104、105與基板W的滑動接觸而被清洗，因此，在基板W的表面上清洗效果最好的區(qū)域，是輥形海綿104、105與基板W的相對速度最高的區(qū)域C。
[0008]存在于該區(qū)域C的清洗液隨著基板W的旋轉(zhuǎn)而再在區(qū)域D與輥形海綿104、105接觸。在區(qū)域C用于基板W的清洗的清洗液含有微粒等的清洗屑。因此，一旦用于清洗的清洗液再在區(qū)域D與輥形海綿104、105接觸，則有可能清洗屑附著在輥形海綿104、105上。此夕卜，含有清洗屑的清洗液，被從基板W外側(cè)供給的新清洗液推回到基板W的內(nèi)側(cè)，難以從基板W上排除。其結(jié)果，新清洗液被已使用的清洗液稀釋，清洗效果會下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的第I目的是，提供一種基板清洗裝置及基板清洗方法，能快速地從晶片等基板上去除用于輥形清洗件進行的清洗的清洗液。
[0010]本發(fā)明的第2目的是，提供一種基板清洗裝置及基板清洗方法，能提高基板的清洗效果，且能快速地從基板上去除含有清洗屑的清洗液。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的一形態(tài)是一種基板清洗裝置，其特點是，具有:對基板進行保持并使基板旋轉(zhuǎn)的基板保持部；將清洗液供給到所述基板的第I區(qū)域的清洗液供給噴管；輥形清洗件，該輥形清洗件通過在所述清洗液的存在下與所述基板滑動接觸而對所述基板進行清洗；以及流體供給噴管，該流體供給噴管將由純水或者藥液構(gòu)成的流體供給到所述基板的第2區(qū)域，所述第2區(qū)域相對于所述輥形清洗件位于所述第I區(qū)域的相反側(cè)，所述流體的供給方向是從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
[0013]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述第2區(qū)域相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向是所述輥形清洗件的下游側(cè)區(qū)域。
[0014]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述流體的供給方向是沿著所述輥形清洗件，從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
[0015]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述流體相對于所述基板的表面的供給角度在5度至60度的范圍內(nèi)。
[0016]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述基板的第I區(qū)域是相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向位于所述輥形清洗件的上游側(cè)、且沿所述輥形清洗件直線延伸的區(qū)域。
[0017]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述流體供給噴管使流體的流動在所述基板的表面上形成為橫穿所述基板的中心線，所述基板的所述中心線與所述輥形清洗件的長度方向垂直。
[0018]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述基板保持部，在使所述基板相對于水平面以規(guī)定角度傾斜的狀態(tài)下使所述基板旋轉(zhuǎn)。
[0019]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，還具有清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使所述棍形清洗件向提起所述基板的方向旋轉(zhuǎn)。
[0020]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述輥形清洗件比所述基板的寬度長。
[0021]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述基板保持部具有:對所述基板的周緣部進行保持的至少三個保持輥；以及使所述保持輥中的至少一個旋轉(zhuǎn)的基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述保持輥中的至少一個配置在對從所述輥形清洗件傳遞到所述基板的向上的力予以支承的位置。
[0022]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述規(guī)定角度是30度以上，且90度以下。
[0023]本發(fā)明的另一形態(tài)是一種基板清洗方法，其特點是，對基板進行保持并使基板旋轉(zhuǎn)，將清洗液供給到所述基板的第I區(qū)域，在所述清洗液的存在下使輥形清洗件與所述基板滑動接觸，在所述基板的清洗中，將由純水或者藥液構(gòu)成的流體供給到所述基板的第2區(qū)域，所述第2區(qū)域相對于所述輥形清洗件位于所述第I區(qū)域的相反側(cè)，所述流體的供給方向是從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
[0024]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述第2區(qū)域相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向是所述輥形清洗件的下游側(cè)區(qū)域。
[0025]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述流體的供給方向是沿著所述輥形清洗件，從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
[0026]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述流體相對于所述基板的表面的供給角度在5度至60度的范圍內(nèi)。
[0027]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述基板的第I區(qū)域是相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向位于所述輥形清洗件的上游側(cè)、且沿所述輥形清洗件直線延伸的區(qū)域。
[0028]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，使所述流體的流動在所述基板的表面上形成為橫穿所述基板的中心線，所述基板的所述中心線與所述輥形清洗件的長度方向垂直。
[0029]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，在使所述基板相對于水平面以規(guī)定角度傾斜的狀態(tài)下使所述基板旋轉(zhuǎn)。
[0030]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，使所述輥形清洗件向提起所述基板的方向旋轉(zhuǎn)而使所述輥形清洗件與所述基板滑動接觸。
[0031]本發(fā)明的較佳形態(tài)其特點是，所述規(guī)定角度是30度以上，且90度以下。
[0032]發(fā)明的效果
[0033]采用上述的實施方式，清洗液在與輥形清洗件接觸后，因由純水或者藥液構(gòu)成的流體的流動而快速地從基板上被沖走。因此，新供給的清洗液就不會被已使用的清洗液所稀釋，結(jié)果，可提高清洗效率。
[0034]采用上述的實施方式，被供給到輥形清洗件與基板的相對速度最高的區(qū)域的清洗液，隨著基板的旋轉(zhuǎn)而移動到基板表面上的下側(cè)區(qū)域。由于基板以規(guī)定角度傾斜，因此，移動到下側(cè)區(qū)域的清洗液因其自重和離心力而從基板上被快速地排除。因此，可提高基板的清洗效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是表示具有本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的基板處理裝置整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0036]圖2是表示本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的立體圖。
[0037]圖3是圖2所示的基板清洗裝置的俯視圖。
[0038]圖4是流體供給噴管的側(cè)視圖。
[0039]圖5是表不使晶片傾斜的例子的不圖。
[0040]圖6是表不使晶片傾斜的另一例子的不圖。
[0041]圖7是表示基板清洗裝置的另一實施方式的俯視圖。
[0042]圖8是表示基板清洗裝置的又一實施方式的俯視圖。
[0043]圖9是表示基板清洗裝置的又一實施方式的側(cè)視圖。
[0044]圖10是圖9所示的基板清洗裝置的主視圖。
[0045]圖11是表示基板清洗裝置的另一實施方式的側(cè)視圖。
[0046]圖12是圖11所示的基板清洗裝置的主視圖。
[0047]圖13是以將晶片保持為垂直的方式構(gòu)成的基板清洗裝置的側(cè)視圖。
[0048]圖14是表示以往的基板清洗裝置的側(cè)視圖。
[0049]圖15是圖14所示的以往的基板清洗裝置的主視圖。
[0050]符號說明
[0051]10 殼體
[0052]12 裝載口
[0053]14a?14d研磨單元
[0054]16第I清洗單元(基板清洗裝置)
[0055]18第2清洗單元
[0056]20干燥單元
[0057]22第I基板輸送機械手
[0058]24基板輸送單元
[0059]26第2基板輸送機械手
[0060]28第3基板輸送機械手
[0061]30動作控制部
[0062]71?74保持輥
[0063]75基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0064]77,78輥形海綿
[0065]80,81清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0066]82升降驅(qū)動機構(gòu)
[0067]85沖洗液供給噴管
[0068]85A、85B上側(cè)沖洗液供給噴管
[0069]85C下側(cè)沖洗液供給噴管
[0070]87藥液供給噴管
[0071]87A、87B上側(cè)藥液供給噴管
[0072]87C下側(cè)藥液供給噴管
[0073]88、90、90A、90B 流體供給噴管
[0074]89 導軌
[0075]92藥液供給噴管

【具體實施方式】
[0076]下面，參照說明書附圖來對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示具有本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的基板處理裝置的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖1所示，基板處理裝置具有:大致矩形的殼體10 ;以及放置基板盒的裝載口 12，該基板盒存放許多晶片等基板。裝載口 12與殼體10相鄰配置。裝載口 12可搭載開口盒，SMIF (標準制造接口:Standard Manufacturing Interface)盒，或FOUP(前開式晶片盒:Front Opening UnifiedPod)。SMIF、FOUP是內(nèi)部收納基板盒，通過被隔板覆蓋而能夠確保獨立于外部空間環(huán)境的密閉容器。
[0077]在殼體10的內(nèi)部收容有:多個(在本實施方式中為四個)研磨單元14a、14b、14c、14d ;對研磨后的基板進行清洗的第I清洗單元16及第2清洗單元18 ;以及使清洗后的基板干燥的干燥單元20。研磨單元14a?14d沿基板處理裝置的長度方向排列，清洗單元16、18及干燥單元20也沿基板處理裝置的長度方向排列。
[0078]在由裝載口 12、研磨單元14a及干燥單元20圍起的區(qū)域，配置有第I基板輸送機械手22，另外與研磨單元14a?14d平行地配置有基板輸送單元24。第I基板輸送機械手22從裝載口 12接受研磨前的基板并將其傳遞至基板輸送單元24，并且，從干燥單元20接受干燥后的基板并將其送回到裝載口 12。基板輸送單元24對從第I基板輸送機械手22接受的基板進行輸送，在與各研磨單元14a?14d之間對基板進行交接。各研磨單元一邊將研磨液(漿料)供給到研磨面上，一邊使晶片等基板與研磨面滑動接觸，由此對基板的表面進行研磨。
[0079]配置有第2基板輸送機械手26，其位于第I清洗單元16與第2清洗單元18之間，并在這些清洗單元16、18及基板輸送單元24之間輸送基板，配置有第3基板輸送機械手28，其位于第2清洗單元18與干燥單元20之間，并在這些各單元18、20之間輸送基板。此夕卜，配置有動作控制部30，其位于殼體10的內(nèi)部，并對基板處理裝置的各單元的動作進行控制。
[0080]在該例中，作為第I清洗單元16，使用本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置，其在清洗液的存在下，使輥形海綿等輥形清洗件與基板的表背兩面摩擦來清洗基板。作為第2清洗單元18，使用筆形海綿式的基板清洗裝置。另外，作為干燥單元20，使用旋轉(zhuǎn)式干燥裝置，其對基板進行保持，從移動的噴管噴出IPA蒸氣而使基板干燥，再使其以高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力使基板干燥。
[0081]基板由研磨單元14a?14d中的至少一個研磨。研磨后的基板，由第I清洗單元16和第2清洗單元18清洗，清洗后的基板再由干燥單元20干燥。
[0082]圖2是表示第I清洗單元(基板清洗裝置)16的立體圖。如圖2所示，第I清洗單元16具有:將晶片W保持成水平并使其旋轉(zhuǎn)的4個保持輥71、72、73、74 ;與晶片W的上下表面接觸的圓柱狀的輥形海綿(輥形清洗件)77、78 ;使這些輥形海綿77、78繞其軸心旋轉(zhuǎn)的清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80、81 ;將沖洗液(例如純水)供給到晶片W的上表面上的上側(cè)沖洗液供給噴管85 ；以及將藥液供給到晶片W的上表面上的上側(cè)藥液供給噴管87。雖未圖示，但設(shè)有將沖洗液(例如純水)供給到晶片W的下表面上的下側(cè)沖洗液供給噴管，以及將藥液供給到晶片W的下表面上的下側(cè)藥液供給噴管。在本說明書中，有時將藥液及沖洗液統(tǒng)稱為清洗液，將上側(cè)藥液供給噴管87及沖洗液供給噴管85統(tǒng)稱為清洗液供給噴管。
[0083]保持棍71、72、73、74能夠通過未圖示的驅(qū)動機構(gòu)(例如氣缸)向接近及離開晶片W的方向移動。4個保持輥中的2個保持輥71、74與基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75連接，這些保持輥71、74通過基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75而向相同的方向旋轉(zhuǎn)。4個保持輥71、72、73、74在保持晶片W的狀態(tài)下，通過使2個保持輥71、74旋轉(zhuǎn)，從而晶片W繞其軸心旋轉(zhuǎn)。在本實施方式中，對晶片W進行保持并使其旋轉(zhuǎn)的基板保持部，由保持輥71、72、73、74和基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75構(gòu)成。
[0084]使上側(cè)輥形海綿77旋轉(zhuǎn)的清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80安裝在導軌89上，該導軌89對清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80的上下方向的動作進行導向。另外，該清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80支承在升降驅(qū)動機構(gòu)82上，清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80及上側(cè)輥形海綿77利用升降驅(qū)動機構(gòu)82而向上下方向移動。另外，雖未圖示，但使下側(cè)輥形海綿78旋轉(zhuǎn)的清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)81也支承在導軌上，清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)81及下側(cè)輥形海綿78利用升降驅(qū)動機構(gòu)而向上下方向移動。作為升降驅(qū)動機構(gòu)，可以使用采用了例如滾珠絲杠的電動機機構(gòu)或氣缸。在清洗晶片W時，輥形海綿77、78向互相接近的方向移動并與晶片W的上下表面接觸。作為輥形清洗件，有時也使用輥形刷子，代替輥形海綿。
[0085]圖3是圖2所示的基板清洗裝置的俯視圖。在由保持輥71、72、73、74保持的晶片W的上方，配置有用于將純水供給到晶片W的上表面上的流體供給噴管88。流體供給噴管88與輥形海綿77相鄰配置，且配置成，從晶片W的中心側(cè)向外周側(cè)供給純水。即，從流體供給噴管88供給的純水，沿輥形海綿77而在晶片W上從其中心側(cè)向外周側(cè)流動。流體供給噴管88也可以供給藥液來代替純水。
[0086]流體供給噴管88相對于輥形海綿77配置在藥液供給噴管87及沖洗液供給噴管85 (即清洗液供給噴管)的相反側(cè)。如圖3所示，藥液及沖洗液(即清洗液)被供給到旋轉(zhuǎn)的晶片W的上表面上的第I區(qū)域R1，純水被供給到第2區(qū)域R2。第I區(qū)域Rl及第2區(qū)域R2被定義為位于輥形海綿77兩側(cè)的2個區(qū)域。S卩，第2區(qū)域R2相對于輥形海綿77位于第I區(qū)域Rl的相反側(cè)。
[0087]被供給到晶片W的第I區(qū)域Rl的藥液及沖洗液，隨著晶片W的旋轉(zhuǎn)而與輥形海綿77接觸，然后被移送到第2區(qū)域R2。被移送到該第2區(qū)域R2的藥液及沖洗液，含有晶片W的摩擦清洗所產(chǎn)生的微粒等清洗屑。從流體供給噴管88供給的純水，在第2區(qū)域R形成向晶片W外側(cè)的流動，該流動從晶片W上沖走藥液及沖洗液。因此，晶片W的摩擦清洗所使用的藥液及沖洗液(即清洗液)快速地從晶片W上被純水去除，可提高藥液及沖洗液的清洗效果。此外，由于積蓄在輥形海綿77內(nèi)的清洗屑的量減少，因此，能將輥形海綿77的壽命飛躍性地延長。
[0088]圖4是流體供給噴管88的側(cè)視圖。如圖4所示，流體供給噴管88相對于晶片W的表面傾斜。純水的供給角度(圖4中用記號α表示)最好小到某種程度。其原因是:為了防止純水與晶片W沖突時產(chǎn)生飛散，以及為了形成向晶片W外側(cè)的純水的較強的流動。具體來說，純水相對晶片W表面的供給角度，最好是5度以上且60度以下。更好的供給角度是5度以上且30度以下。
[0089]為了確保去除清洗液(藥液及沖洗液)的效果，純水的流量最好是500mL/min?2L/min。若純水的流量大，則從晶片W的上方看時純水的供給方向也可不與輥形海綿77平行。即，從晶片W的上方看時純水的供給方向也可相對輥形海綿77傾斜。
[0090]為了確保去除清洗液(藥液及沖洗液)的效果，被供給純水的第2區(qū)域R2如圖3所示，最好在晶片W的旋轉(zhuǎn)方向上的輥形海綿77的下游側(cè)。通過將純水供給到被定義在該位置的第2區(qū)域R2，從而可確保足夠的時間以使純水的流動從晶片W上沖走清洗液。
[0091]如圖3所示，流體供給噴管88最好以純水的流動橫穿與晶片W的中心線CL的方式使純水的流動形成在晶片W的表面上，晶片W的中心線CL與所述輥形海綿77的長度方向垂直。如此流動的純水，可沖走存在于晶片W的中心區(qū)域的清洗液。
[0092]接著，對清洗晶片W的工序進行說明。首先，利用保持輥71、72、73、74使晶片W繞其軸心旋轉(zhuǎn)。接著，從上側(cè)藥液供給噴管87及未圖示的下側(cè)藥液供給噴管將藥液供給到晶片W的上表面及下表面上。在該狀態(tài)下，輥形海綿77、78 —邊繞沿其水平延伸的軸心旋轉(zhuǎn)，一邊與晶片W的上下表面滑動接觸，由此對晶片W的上下表面進行摩擦清洗。輥形海綿77、78比晶片W的直徑(寬度)長，與晶片W的上下面整體接觸。藥液在被供給到晶片W上的期間，純水從流體供給噴管88被供給到晶片W上。用于摩擦清洗的藥液，因形成在晶片W的第2區(qū)域R2上的純水流動而快速從晶片W上被排出。
[0093]摩擦清洗后，一邊使輥形海綿77、78與晶片W的上下表面滑動接觸，一邊將作為沖洗液的純水供給旋轉(zhuǎn)的晶片W的上表面及下表面，由此對晶片W進行洗刷(沖洗)。在沖洗液被供給到晶片W上的期間，純水也同樣從流體供給噴管88被供給到晶片W上。用于沖洗晶片W的沖洗液，因形成在晶片W的第2區(qū)域R2上的純水流動而快速從晶片W上被排出。
[0094]為了用沖洗液稀釋藥液，也有時同時將藥液與沖洗液供給到晶片W的第I區(qū)域R1。在該場合，在將藥液及沖洗液供給到晶片W的期間，純水也從流體供給噴管88被供給到晶片W的第2區(qū)域R2。
[0095]如圖5所示，保持輥71、72、73、74，也可將晶片W保持成:晶片W的表面從第I區(qū)域Rl向第2區(qū)域R2地向下方傾斜的狀態(tài)，并使其旋轉(zhuǎn)?；蛘撸部梢匀鐖D6所示，保持輥71、72、73、74將晶片W保持成:晶片表面沿從流體供給噴管88排出的純水的流動方向地向下方傾斜的狀態(tài)，并使其旋轉(zhuǎn)。根據(jù)圖5及圖6所示的這些例子，清洗液因其自重和離心力而從晶片W表面快速地被排除。
[0096]如圖7所示，也可再設(shè)置流體供給噴管90，該流體供給噴管90將純水供給到晶片W的第3區(qū)域R3。第3區(qū)域R3相對于輥形海綿77位于與第I區(qū)域Rl相同的一側(cè)，相對于晶片W的旋轉(zhuǎn)方向位于輥形海綿77的下游側(cè)。此外，第3區(qū)域R3相對于晶片W的旋轉(zhuǎn)方向位于第I區(qū)域Rl的上游側(cè)。2個流體供給噴管88、90相對于晶片W的中心而對稱配置。第2流體供給噴管90與第I流體供給噴管88相同，配置成從晶片W的中心側(cè)向外周側(cè)供給純水。在圖7所示的實施方式中，可省略沖洗液供給噴管。流體供給噴管90也可以供給藥液來代替純水。
[0097]圖8是表示又一實施方式的示圖。圖8所示的實施方式與圖7所示的實施方式不同點是:將形成平的扇狀噴流的扁平噴管用于藥液供給噴管87 ;以及設(shè)有將藥液供給到第4區(qū)域R4的藥液供給噴管92。第4區(qū)域R4相對于輥形海綿77位于與第2區(qū)域R2相同的一側(cè)，且相對于晶片W的旋轉(zhuǎn)方向位于輥形海綿77的上游側(cè)。在圖8所示的實施方式中，未設(shè)有沖洗液供給噴管。
[0098]扁平噴管適于將液體供給到直線的狹窄區(qū)域。對于將藥液供給到第4區(qū)域R4的藥液供給噴管92也是用扁平噴管。在本實施方式中，如圖8所示，從藥液供給噴管87被供給藥液的第I區(qū)域Rl是，相對于晶片W的旋轉(zhuǎn)方向位于輥形海綿77的上游側(cè)、且沿輥形海綿77直線延伸的狹窄區(qū)域。從藥液供給噴管92被供給藥液的第4區(qū)域R4也是相對于晶片W的旋轉(zhuǎn)方向位于輥形海綿77的上游側(cè)、且沿輥形海綿77直線延伸的狹窄區(qū)域。
[0099]通過將扁平噴管用作為藥液供給噴管87、92，從而可將藥液供給到沿輥形海綿77的長度方向的直線區(qū)域。供給到這種區(qū)域的藥液，隨著晶片W的旋轉(zhuǎn)而均勻地與輥形海綿77接觸，因此，可實現(xiàn)均勻的晶片清洗。若能將藥液供給到沿輥形海綿77長度方向的直線區(qū)域，藥液供給噴管87、92不限于扁平噴管。例如，也可將具有狹槽狀的液體排出口的狹槽噴管或具有排列在直線上的多個液體排出口的多孔噴管用作為藥液供給噴管87、92。
[0100]圖9是表示第I清洗單元(基板清洗裝置)16的又一實施方式的側(cè)視圖，圖10是圖9所示的第I清洗單元16的主視圖。第I清洗單元16具有:對晶片W進行保持并使其旋轉(zhuǎn)的4個保持輥71、72、73、74 ;與晶片W的上下表面接觸的圓柱狀的輥形海綿(輥形清洗件)77,78 ;使上側(cè)輥形海綿77繞其軸心旋轉(zhuǎn)的清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80 ;使下側(cè)輥形海綿78繞其軸心旋轉(zhuǎn)的清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)81 ;將沖洗液(例如純水)供給到晶片W的上表面上的上側(cè)沖洗液供給噴管85A、85B ;以及將藥液供給到晶片W的上表面上的上側(cè)藥液供給噴管87A、87B。
[0101]此外，第I清洗單元16具有:將沖洗液(例如純水)供給到晶片W的下表面上的下側(cè)沖洗液供給噴管85C ;以及將藥液供給到晶片W的下表面上的下側(cè)藥液供給噴管87C。在本說明書中，有時將藥液及沖洗液統(tǒng)稱為清洗液，將藥液供給噴管87A?87C及沖洗液供給噴管85A?85C統(tǒng)稱為清洗液供給噴管。清洗液從這些清洗液供給噴管相對晶片W的入射角是銳角。具體來說，清洗液供給噴管以在晶片W面上形成向下方流動的清洗液流動的角度而配置。
[0102]保持輥71、72、73、74能夠利用未圖示的驅(qū)動機構(gòu)(例如氣缸)向接近及離開晶片W的方向移動。4個保持輥中的2個保持輥72、73與基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75連接，這些保持輥72、73利用基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75向相同的方向旋轉(zhuǎn)。在4個保持輥71、72、73、74對晶片W的周緣部進行保持的狀態(tài)下，通過2個保持輥72、73旋轉(zhuǎn)，從而晶片W繞其軸心旋轉(zhuǎn)。
[0103]在本實施方式中，對晶片W進行保持并使其旋轉(zhuǎn)的基板保持部，由保持輥71、72、73,74和基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75構(gòu)成。基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75包括電動機，以及將該電動機的驅(qū)動力傳遞到保持輥72、73的皮帶等。在本實施方式中，基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75與2個保持輥72、73連接，但基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)75既可與保持輥71、72、73、74中的一個連接，或者也可與3個以上的保持輥連接。
[0104]保持輥71、72、73、74的軸心，相對鉛垂方向傾斜，其結(jié)果，由保持輥71、72、73、74保持的晶片W相對平面以規(guī)定的角度α傾斜。晶片W以器件面(即形成器件的面)向上的狀態(tài)被保持在保持輥71、72、73、74上。
[0105]上側(cè)藥液供給噴管87Α、87Β及上側(cè)沖洗液供給噴管85Α、85Β，將藥液及沖洗液供給到傾斜的晶片W的上表面的上側(cè)區(qū)域。同樣，下側(cè)藥液供給噴管87C及下側(cè)沖洗液供給噴管85C，將藥液及沖洗液供給到傾斜的晶片W的下表面的上側(cè)區(qū)域。供給到晶片W上的藥液及沖洗液，因其自重而在晶片W上流到下方并與輥形海綿77、78接觸。這里，所謂晶片W的上表面的上側(cè)區(qū)域，是在晶片W的上表面上的水平延伸的中心線(圖10中用符號L表示)的上方的區(qū)域，所謂晶片W的下表面的上側(cè)區(qū)域，是在晶片W的下表面上的水平延伸的中心線(未圖示)上方的區(qū)域。
[0106]如圖9中的箭頭所示，輥形海綿77、78，利用清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)80、81而向?qū)⒂杀３州?1、72、73、74保持的晶片W提起的方向旋轉(zhuǎn)。從旋轉(zhuǎn)的輥形海綿77、78傳遞到晶片W的向上方的力由上側(cè)的2個保持輥71、74支承。構(gòu)成基板保持部的保持輥的數(shù)量及配置，不限定于圖9及圖10所示的實施方式。例如，也可將3個保持輥配置在晶片W的周圍，將其中的一個配置在對所述向上方的力進行支承的位置。保持輥的數(shù)量至少是3個，最好是4個以上。
[0107]輥形海綿77、78通過未圖示的移動機構(gòu)向接觸及離開晶片W的方向移動。作為這種移動機構(gòu)，可以使用例如采用了滾珠絲杠的電動機驅(qū)動機構(gòu)或氣缸。在晶片W的清洗時，輥形海綿77、78向互相接近的方向移動并與晶片W的上下表面接觸。作為輥形清洗件，有時也使用輥形刷子，來代替輥形海綿。
[0108]下面，對清洗晶片W的工序進行說明。首先，利用保持輥71、72、73、74使晶片W繞其軸心旋轉(zhuǎn)。接著，將藥液從上側(cè)藥液供給噴管87A、87B及下側(cè)藥液供給噴管87C供給到晶片W的上表面及下表面上。在該狀態(tài)下，輥形海綿77、78繞其水平延伸的軸心旋轉(zhuǎn)同時與晶片W的上下表面滑動接觸，由此，對晶片W的上下表面進行摩擦清洗。輥形海綿77、78比晶片W的直徑(寬度)長，與晶片W的上下表面整體接觸。
[0109]摩擦清洗后，使輥形海綿77、78與晶片W的上下表面滑動接觸，同時將沖洗液從沖洗液供給噴管85A?85C供給到旋轉(zhuǎn)的晶片W的上表面及下表面上，由此對晶片W進行洗刷(沖洗)。在晶片W的洗刷時，也可使輥形海綿77、78離開晶片W的上下表面。為了在晶片W的摩擦清洗時用沖洗液稀釋藥液，也可將藥液和沖洗液同時供給到晶片W上。
[0110]晶片W的表面，由于在清洗液的存在下利用輥形海綿77與晶片W的滑動接觸而被清洗，因此，在晶片W的表面上清洗效果最好的區(qū)域是輥形海綿77與晶片W的相對速度最高的區(qū)域D (參照圖10)。存在于該區(qū)域D的清洗液(藥液及/或沖洗液)，隨著晶片W的旋轉(zhuǎn)而移動到其上表面的下側(cè)區(qū)域。由于晶片W以規(guī)定的角度α傾斜，因此，清洗液因其自重及離心力而快速地從晶片W上被排出。因此，清洗液所含的微粒等清洗屑不會附著在輥形海綿77上，此外新的清洗液不會被已使用的清洗液稀釋。于是，可延長輥形海綿77的壽命，可進一步提高晶片W的清洗效果。晶片W的下表面也可同樣獲得這種效果。
[0111]晶片W相對水平面的角度α是大于O度、90度以下，最好是30度以上且90度以下，30度以上且80度以下更好。
[0112]為了將含有清洗屑的清洗液(藥液及/或沖洗液)可靠地從晶片W上排除，而如圖11及圖12所示那樣，最好設(shè)置上側(cè)流體供給噴管90Α及下側(cè)流體供給噴管90Β，上側(cè)流體供給噴管90Α將純水供給到晶片W的上表面的下側(cè)區(qū)域，下側(cè)流體供給噴管90Β將純水供給到晶片W的下表面的下側(cè)區(qū)域。流體供給噴管90Α、90Β構(gòu)成為，將純水供給到與輥形海綿77、78平行的區(qū)域。作為流體供給噴管90Α、90Β，使用扁平噴管。但是，只要能將純水供給到沿輥形海綿77、78的長度方向的直線區(qū)域，流體供給噴管90Α、90Β不限于扁平噴管。例如，也可將具有狹槽狀的液體排出口的狹槽噴管或具有排列在直線上的多個液體排出口的多孔噴管用作為流體供給噴管90Α、90Β。流體供給噴管90Α、90Β也可以供給藥液來代替純水。
[0113]流體供給噴管90Α、90Β相對與晶片面垂直的方向傾斜配置。更具體地說，流體供給噴管90Α、90Β以在晶片面上形成向下方流動的純水流動的角度而配置。純水被供給到輥形海綿77、78的正下方的區(qū)域，在晶片W的上下表面的下側(cè)區(qū)域上向下方流動。這里，所謂晶片W的上表面的下側(cè)區(qū)域，是在晶片W的上表面上的水平延伸的中心線(圖12中用符號L表示)的下方區(qū)域，所謂晶片W的下表面的下側(cè)區(qū)域，是在晶片W的下表面上的水平延伸的中心線(未圖示)的下方區(qū)域。
[0114]存在于區(qū)域D的清洗液(藥液及/或沖洗液)，隨著晶片W的旋轉(zhuǎn)而移動到其上表面及下表面的下側(cè)區(qū)域。清洗液如圖12所示，因其自重、離心力及純水流動而快速從晶片W上被排出。
[0115]圖13是以將晶片保持為垂直的方式構(gòu)成的基板清洗裝置的側(cè)視圖。在圖13所示的實施方式中，有保持輥71、72、73、74保持的晶片W相對于水平面的角度α為90度。與輥形海綿77、78相鄰地分別配置有流體供給噴管90Α、90Β。這些流體供給噴管90Α、90Β通過將由純水或者藥液構(gòu)成的流體供給到晶片W的兩面的下側(cè)區(qū)域，從而在再次與輥形海綿77、78接觸前對殘留于晶片W的表面的微粒進行沖洗。
[0116]至此對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限于上述的實施方式，在其技術(shù)思想的范圍內(nèi)也可用各種不同的形態(tài)來實施。
【權(quán)利要求】
1.一種基板清洗裝置，其特征在于，具有: 對基板進行保持并使基板旋轉(zhuǎn)的基板保持部； 將清洗液供給到所述基板的第I區(qū)域的清洗液供給噴管； 輥形清洗件，該輥形清洗件通過在所述清洗液的存在下與所述基板滑動接觸而對所述基板進行清洗；以及 流體供給噴管，該流體供給噴管將由純水或者藥液構(gòu)成的流體供給到所述基板的第2區(qū)域， 所述第2區(qū)域相對于所述輥形清洗件位于所述第I區(qū)域的相反側(cè)，所述流體的供給方向是從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
2.如權(quán)利要求1所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述第2區(qū)域相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向是所述輥形清洗件的下游側(cè)區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述流體的供給方向是沿著所述輥形清洗件，從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
4.如權(quán)利要求1所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述流體相對于所述基板的表面的供給角度在5度至60度的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述基板的第I區(qū)域是相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向位于所述輥形清洗件的上游側(cè)、且沿所述輥形清洗件直線延伸的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述流體供給噴管使流體的流動在所述基板的表面上形成為橫穿所述基板的中心線，所述基板的所述中心線與所述輥形清洗件的長度方向垂直。
7.如權(quán)利要求1所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述基板保持部，在使所述基板相對于水平面以規(guī)定角度傾斜的狀態(tài)下使所述基板旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的基板清洗裝置，其特征在于，還具有清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該清洗件旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使所述棍形清洗件向提起所述基板的方向旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求7所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述輥形清洗件比所述基板的寬度長。
10.如權(quán)利要求8所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述基板保持部具有:對所述基板的周緣部進行保持的至少三個保持輥；以及使所述保持輥中的至少一個旋轉(zhuǎn)的基板旋轉(zhuǎn)機構(gòu)， 所述保持輥中的至少一個配置在對從所述輥形清洗件傳遞到所述基板的向上的力予以支承的位置。
11.如權(quán)利要求7所述的基板清洗裝置，其特征在于，所述規(guī)定角度是30度以上，且90度以下。
12.—種基板清洗方法，其特征在于， 對基板進行保持并使基板旋轉(zhuǎn)， 將清洗液供給到所述基板的第I區(qū)域， 在所述清洗液的存在下使輥形清洗件與所述基板滑動接觸， 在所述基板的清洗中，將由純水或者藥液構(gòu)成的流體供給到所述基板的第2區(qū)域， 所述第2區(qū)域相對于所述輥形清洗件位于所述第I區(qū)域的相反側(cè)， 所述流體的供給方向是從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
13.如權(quán)利要求12所述的基板清洗方法，其特征在于，所述第2區(qū)域相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向是所述輥形清洗件的下游側(cè)區(qū)域。
14.如權(quán)利要求12所述的基板清洗方法，其特征在于，所述流體的供給方向是沿著所述輥形清洗件，從所述基板的中心側(cè)朝向所述基板的外周側(cè)的方向。
15.如權(quán)利要求12所述的基板清洗方法，其特征在于，所述流體相對于所述基板的表面的供給角度在5度至60度的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求12所述的基板清洗方法，其特征在于，所述基板的第I區(qū)域是相對于所述基板的旋轉(zhuǎn)方向位于所述輥形清洗件的上游側(cè)、且沿所述輥形清洗件直線延伸的區(qū)域。
17.如權(quán)利要求12所述的基板清洗方法，其特征在于，使所述流體的流動在所述基板的表面上形成為橫穿所述基板的中心線，所述基板的所述中心線與所述輥形清洗件的長度方向垂直。
18.如權(quán)利要求12所述的基板清洗方法，其特征在于，在使所述基板相對于水平面以規(guī)定角度傾斜的狀態(tài)下使所述基板旋轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求18所述的基板清洗方法，其特征在于，使所述輥形清洗件向提起所述基板的方向旋轉(zhuǎn)而使所述輥形清洗件與所述基板滑動接觸。
20.如權(quán)利要求18所述的基板清洗方法，其特征在于，所述規(guī)定角度是30度以上，且90度以下。
【文檔編號】H01L21/02GK104275317SQ201410317584
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】石橋知淳 申請人:株式會社荏原制作所