专利名称：基片处理装置、基片处理方法和基片固定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基片处理装置和基片处理方法，用于在旋转基片(例如半导体晶片或者液晶基片)的同时执行化学液体处理、清洗处理和干燥处理或类似处理。
本发明还涉及用于固定和旋转基片(例如半导体晶片)的基片固定装置，尤其涉及适合在清洗装置、蚀刻装置或类似装置中使用的基片固定装置。
背景技术：
随着半导体器件集成度越来越高，在半导体制造工艺中要求半导体器件的高产量，以及要求高度集成。具体而言，为了实现高产量，基片(例如半导体晶片)的表面需要高度清洁，因此对清洁的要求提高了。在这种情况下，在半导体制造工艺中，用各种清洁工艺来清洁基片表面。近年来，为了减小绝缘膜的介电常数，往往使用低k膜(低介电膜)。由于低k膜的表面呈现疏水性，所以清洗具有疏水性表面的基片的工艺数量会增加。
在半导体制造工艺中，随着半导体晶片的直径变大，单晶片处理装置被引入到越来越多的湿法处理中。旋转型处理装置被广泛地认为是在湿法处理中使用的单晶片处理装置，并且应用于半导体晶片的清洗装置和干燥装置。
上述旋转型处理装置如下操作由基片固定器(例如旋转卡盘)高速旋转基片，而且向旋转的基片提供化学液体以清洗基片。此后，提供清洗液(如超纯水)洗去化学液体，然后以更高的速度旋转基片以除去清洗液，从而干燥基片。
但是，在上述传统的处理装置中，液体(例如清洗液)很可能保留在基片固定器附近的基片部分上，因此基片固定器附近存在的液体不会快速地被新的液体代替。该液体还很可能从基片固定器扩散，引起基片的污染。
在用于通过高速旋转基片干燥基片的旋转干燥装置中，由于高速旋转而扩散大量的湿气，因此在基片表面产生水印。在这种旋转干燥装置中，尽管基片的周边部分很快干燥，但是位于基片中心部分处未干燥区域上的液体往往会粘附到干燥区域(即周边部分)。而且，已从基片周边部分扩散的液体弹回到容器(加工室)壁表面，然后再粘附到基片表面，因而引起水印。而且，由于离心力未作用于基片的中心部分，所以中心部分无法充分干燥。在用基片固定器(例如旋转卡盘)固定基片的情况下，靠近基片固定器的基片部分没有充分干燥，因此需要长的处理时间来干燥基片。
另一方面，也曾尝试在由基片固定器高速旋转基片的同时从气体供应单元向基片提供气体来干燥基片。但是，由于可以高速旋转基片的基片固定器(例如旋转卡盘)设置在基片下面，所以难以用气体等效地干燥基片的上表面和下表面。具体地，当气体供应给基片的下表面时，难以干燥基片而不在基片下表面上产生水印。如上所属，由于传统的旋转干燥装置通过利用离心力从基片除去液体(例如清洗液或漂洗液，所以难以在不高速旋转基片的情况下干燥基片。
而且，在低k膜用作绝缘膜时，引起以下问题当在包括疏水性表面的基片表面上实施湿法处理(例如化学液体处理或者漂洗处理)时，不能用处理液体(例如化学液体或者漂洗液体)覆盖基片的整个表面，因此在基片的表面暴露出疏水性表面。在这种情况下，如果处理基片，一部分处理液体以液滴的形式粘附到疏水性表面，而且这种液滴在疏水性表面上移动，从而在移动液滴的轨迹上产生水印。而且，当基片高速旋转以干燥基片时，处理液体的液滴从基片抛出，撞在容器的壁表面上或者基片固定器上，然后在粘附到基片表面。处理液体的这种液滴随着基片旋转而在基片表面上移动，因而在移动液滴的轨迹上产生水印。这种水印导致产品的产量减小。
在传统的旋转型处理装置中，在用基片固定器部分夹紧基片的一些部分的同时，进行化学液体处理。因此，难以用化学液体处理这种部分，因而用作互连材料的金属保留在这些部分上，引起金属污染，导致产品可靠性降低。
传统的旋转型处理装置还在基片整个表面上均匀处理的方面存在问题，因为液体仅仅供应到一部分(例如基片的中心部分)，而且通过基片的旋转而在基片的整个表面上扩散。
近年来，具有固定和旋转基片的多个压辊(roller)的基片固定装置已经应用于半导体制造装置中，例如清洗装置或者蚀刻装置。图37是示意性地示出在清洗处理或者蚀刻处理中使用的传统基片固定装置。如图37所示，基片固定装置包括用于水平固定半导体晶片W和旋转半导体晶片W的压辊450a、450b、450c和450d(以下统称为压辊450)。各个压辊450在图37中箭头所示的方向上彼此平行地移动，并且通过用作驱动源的马达(未示出)而旋转。当半导体晶片W传送到半导体固定装置时，四个压辊450朝着半导体晶片W移动，从而以便与半导体晶片W的边缘部分紧密接触。因而，半导体晶片W通过保持与压辊450紧密接触而固定。在固定半导体晶片W时，由马达旋转压辊450，因而旋转半导体晶片450。
但是，在图37所示传统的基片固定装置中，压辊450不是沿着半导体晶片W的边缘部分以相等的间隔设置，而且彼此平行地移动，从而与半导体晶片W的边缘部分紧密接触。因此，从压辊450向半导体晶片W施加的压力的结果在半导体晶片W中心部分并不是变为零。因此，当用压辊450固定和旋转半导体晶片W时，半导体晶片W旋转中心的位置稳定性变坏。而且，在基片旋转时，压辊450和半导体晶片W边缘部分之间的接触位置上下变化，使得整个半导体晶片W起伏和倾斜。如果半导体晶片W的旋转精确度变差，已提供到半导体晶片W表面上的处理液体没有在半导体晶片W的整个表面上均匀地扩散。结果，不能在半导体晶片W上进行均匀的处理。而且，旋转的半导体晶片W容易从压辊450脱落。因此，必须增加从压辊450向半导体晶片W施加的压力，这样就加速了压辊450的磨损。
而且，如果半导体晶片W的旋转精确度变差，蚀刻液(即处理液体)不仅进入半导体晶片W的背面和周边部分，而且还进入形成电路(器件)的区域，因此蚀刻液处理了不要处理的部分。而且，处理液体(例如蚀刻液或清洗液)聚集在压辊450的夹持部分(凹入部分)，然后在半导体晶片W旋转的时候，在与半导体晶片W或者压辊450相切的方向上扩散，因而引起大气和半导体晶片W的污染。
发明内容
本发明是考虑到上述缺点而做出的。因此本发明的第一个目的是提供一种基片处理装置和基片处理方法，可以防止流体(例如处理液体)在清洗和干燥基片时从基片和基片固定器扩散，而且可以消除基片固定器上的残留流体，还可以加速流体的置换。
本发明的第二个目的是提供一种基片处理装置和基片处理方法，可以通过向基片提供气体来等效地干燥基片的上表面和下表面，还可以防止在基片上产生水印，而且可以通过低转速旋转基片来干燥基片。
本发明的第三个目的是提供一种基片处理装置和基片处理方法，可以提高基片表面上的处理均匀性。
本发明的第四个目的是提供一种基片固定装置，可以提高基片的旋转精确度，而且可以防止压辊磨损并防止处理液体扩散。
本发明的目标基片主要是直径不小于200mm(例如200mm、300mm或者450mm)并且厚度在0.6到0.8mm范围内的盘形硅基片。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种基片处理装置，用于在向基片提供流体的同时处理基片，该基片处理装置包括用于固定和旋转基片的基片固定器；和用于从基片固定器抽吸流体的固定器抽吸单元。
根据本发明，已粘附到基片固定器的流体(例如清洗液)被固定器抽吸单元抽吸，因而可以提高流体置换能力。此外，可以防止流体残留在基片固定器上和防止流体扩散。对基片实施清洗处理、干燥处理或其它工艺时，流体(例如清洗液)的一部分从基片的周边部分移动到基片固定器。根据本发明，已粘附到基片固定器的流体被固定器抽吸单元抽吸，因此，可以回收被抽吸的流体。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括周边抽吸单元，用于从基片的周边部分抽吸流体。
根据本发明，可以除去和回收在基片的周边部分上的流体。
在本发明的优选实施方式中，基片固定器与基片接触，从而通过利用基片固定器和基片之间的摩擦力来固定和旋转基片。
在本发明的优选实施方式中，基片固定器具有与基片边缘部分接触的夹持部分，而且固定器抽吸单元设置为靠近夹持部分，从而抽吸已粘附到夹持部分上的流体。该夹持部分是与基片边缘部分接触从而按压和固定基片的部分。当由基片固定器旋转基片时，流体粘附到基片固定器的夹持部分。根据本发明，由于固定器抽吸单元设置为靠近夹持部分，所以可以用简单的结构从夹持部分抽吸流体。
在本发明的优选实施方式中，固定器抽吸单元与真空源连通。通过这种结构，可以获得充足的抽吸力。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括固定器清洗单元，用于向基片固定器提供清洗流体。
根据本发明，可以更有效地除去已粘附到基片固定器的流体(例如化学液体)。因此，可以防止化学液体残留在基片固定器上，因而防止接下来要处理的下一个基片的污染。
在本发明的优选实施方式中，固定器抽吸单元设置在基片固定器旋转方向上固定器清洗单元的前方。通过这种结构，可以在不扩散流体的情况下清洗基片固定器。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括至少一个具有气体供应口的气体供应喷嘴，通过该气体供应口向基片提供干燥气体。
与基片边缘部分接触从而旋转基片的基片固定器可以使气体供应喷嘴分别设置在基片上面和下面。与此相对，在基片下面设置旋转卡盘和真空卡盘，因而难以在基片下面设置气体供应喷嘴。
而且，根据本发明，由于在基片周边部分上的流体被固定器抽吸单元和/或周边抽吸单元有效地抽吸，所以可以缩短干燥时间。此外，即使在基片以低转速旋转并且离心力小的情况下也可以干燥基片。当基片以低速旋转时，进一步抑制流体扩散。因此，可以有效地防止在基片上产生水印。为了防止产生水印，消除水汽和氧气是有效的。如果将提供给基片的干燥气体包括惰性气体(例如氮气)，可以从基片周围的大气中除去水汽和氧气。而且，通过向基片提供低湿度气体，可以很好地防止在基片周围产生湿气。根据上述这些结构，可以在低速旋转的情况下高效地干燥基片表面。
在本发明的优选实施方式中，干燥气体是垂直地提供给基片表面。
如果从气体供应喷嘴提供的干燥气体在干燥基片的中心部分时，倾斜地入射到基片上，在中心部分干燥之前干燥中心部分周围的部分。结果，残留在基片中心部分上的流体粘附到干燥区域，因而产生水印。而且，如果干燥气体倾斜地入射到基片上，干燥气体碰到大块区域上，因而降低干燥能力。根据本发明，由于在垂直于基片的方向上向基片提供干燥气体，所以可以减少要使用的干燥气体量，而且可以执行有效的干燥处理。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括具有多个气体供应喷嘴的气体供应单元，用于向基片固定器固定的基片表面供应干燥气体；其中气体供应喷嘴的气体供应开始定时和气体供应结束定时被独立地设置。
为了防止在基片的干燥处理中产生水印，防止流体再粘附到干燥区域是重要的。因此，最好逐步地从中心部分向周边部分干燥基片。根据本发明，由于气体供应喷嘴的气体供应开始定时和气体供应结束定时被独立地设置，所以气体供应喷嘴在不同的定时开始供应干燥气体，并且在不同的定时停止供应干燥气体。因此，对于基片的每个位置，可以以适当的量向基片供应干燥气体。为了快速地除去基片周边部分上残留的流体，可以从基片周边部分开始供应干燥气体。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括具有多个气体供应喷嘴的气体供应单元，用于向基片固定器固定的基片表面供应干燥气体；其中从这些气体供应喷嘴提供的干燥气体的流速被独立地设置。通过这种结构，可以以适合于基片每部分的流速向基片提供干燥气体。
在本发明的优选实施方式中，在向基片提供干燥气体的同时，气体供应喷嘴在基片中心部分和周边部分之间移动。
例如，当气体供应喷嘴从基片中心部分向周边部分移动时，可以防止流体再粘附到干燥区域。
在本发明的优选实施方式中，气体供应喷嘴的移动速度根据气体供应喷嘴与基片的相对位置而改变。
当干燥气体从移动的气体供应喷嘴提供给基片时，基片的中心部分在短时间内干燥。但是，随着气体供应喷嘴朝着基片的周边部分移动，将被干燥的区域变大，因此需要更长的时间来干燥基片。根据本发明，气体供应喷嘴的移动速度随着其位置而改变，使得基片被均匀而快速地干燥。
在本发明的优选实施方式中，在气体供应口到达基片边缘部分之前，气体供应喷嘴停止供应干燥气体。
如果从基片W周边部分的正上方或者正下方提供干燥气体，气体和扩散的流体进入基片的相对侧，因而导致污染和水印。而且，如果干燥气体直接碰撞在容器的内表面上，那么已粘附到容器内表面的流体可能会扩散。根据本发明，就在其气体供应口到达基片边缘部分之前，气体供应喷嘴立即停止供应干燥气体。因此可以防止流体的污染和扩散，并且从其中心部分到边缘部分干燥基片。停止供应干燥气体的位置优选位于基片边缘部分沿半径方向向内2到10mm的距离。在停止供应干燥气体后，气体供应喷嘴优选在水平或者垂直方向被移动而离开基片。
在本发明的优选实施方式中，从气体供应喷嘴供应干燥气体的流速通过改变将从气体供应喷嘴供应的干燥气体压力来控制。
在气体供应口的孔径恒定的情况下，通过改变气体供应压力(即通过气体供应口供应的干燥气体的压力)，可以容易地控制干燥气体的流速。如果设置用于测量气体供应压力的压力传感器，通过将测量的气体供应压力转换为流速，可以监测干燥气体的流速。可以提供电磁控制阀，使得在干燥处理中根据气体供应喷嘴与基片的相对位置来改变干燥气体的流速。而且，将供应的干燥气体的流速可以根据基片类型来改变。
在本发明的优选实施方式中，该流体是液体，而且在该液体提供给基片时，固定器抽吸单元不抽吸液体，因而在基片表面上形成该液体的膜。
在本发明的优选实施方式中，固定器抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且该导电部分接地。
在本发明的优选实施方式中，周边抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且该导电部分接地。
一般来说，当通过固定器抽吸单元和周边抽吸单元抽吸液体时，液体和空气彼此混合，而且它们之间发生摩擦。因此，由于摩擦而很可能产生静电，并且基片可能因而带电。带电的基片对基片表面上形成的电路具有不利影响，导致产品的产量降低。根据本发明，由于固定器抽吸单元和周边抽吸单元各自的导电部分接地，因而防止基片由于静电而带电。
根据本发明另一方面，提供一种基片处理装置，包括用于固定和旋转基片的基片固定器；分别设置在基片上方和下方的第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，用于向基片提供气体；分别设置在基片上方和下方的第一液体供应喷嘴和第二液体供应喷嘴，用于向基片供应液体；用于从基片中心部分向周边部分移动第一气体供应喷嘴和第一液体供应喷嘴的第一移动机构；用于从基片的中心部分向周边部分移动第二气体供应喷嘴和第二液体供应喷嘴的第二移动机构；其中第一液体供应喷嘴设置在基片径向上第一气体供应喷嘴之外，而且第二液体供应喷嘴设置在基片径向上第二气体供应喷嘴之外。
一般来说，当气体供应喷嘴在向基片供应干燥气体的同时从基片中心部分向周边部分移动时，在基片表面上形成的液体膜被除去，而且因此从基片的中心部分向周边部分干燥基片。然而，如果在基片表面的疏水性区域和亲水性区域之间的可湿性存在大的差别，疏水性区域比除基片中心部分之外的区域中的亲水性区域更快地被干燥。因此，液滴残留在亲水性区域上，而且这些液滴由于从气体供应喷嘴供应的干燥气体而扩散，因而产生水印。根据本发明，液体提供给基片，从而在基片表面上形成液体膜，因此在干燥气体喷向基片时，基片表面被液体膜保护。因此，即使在干燥其表面上存在疏水性区域和亲水性区域的基片的情况下，也可以干燥基片的整个表面，其干燥方式使得同时干燥疏水性区域和亲水性区域，因而可以进一步减少水印。
在本发明的优选实施方式中，基片处理装置还包括用于抽吸已粘附到基片固定器的液体的固定器抽吸单元；和用于从基片周边部分抽吸液体的周边抽吸单元。
在本发明的优选实施方式中，基片固定器具有与基片边缘部分接触的压辊，而且该压辊在保持与基片接触的同时围绕其自身的轴旋转。
在本发明的优选实施方式中，设置在基片上方的第一气体供应喷嘴和设置在基片下方的第二气体供应喷嘴同时到达基片的周边部分。在某些情况下，基片的上表面和下表面具有不同的可湿性。在这种情况下，如果上表面和下表面中的任何一个比另一个干燥得更快，液滴就很可能会粘附到干燥区域上，从而产生水印。因此，必须同时结束干燥基片的上表面和下表面。根据本发明，上表面侧气体供应喷嘴(即第一气体供应喷嘴)和下表面侧气体供应喷嘴(即第二气体供应喷嘴)以不同的速度移动，使得这两个气体供应喷嘴同时到达基片的周边部分。通过这种结构，即使基片的上表面和下表面具有不同的可湿性，也可以同时干燥上表面和下表面。因此，可以有效地防止在基片上产生水印。
在本发明的优选实施方式中，第一气体供应喷嘴和第一液体供应喷嘴移动，以便沿着从基片中心部分延伸的弧形轨迹或者线性轨迹移动，而且第二气体供应喷嘴和第二液体供应喷嘴被移动，以便沿着从基片中心部分延伸的弧形轨迹或者线性轨迹移动。
在本发明的优选实施方式中，固定器抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且导电部分接地。
在本发明的优选实施方式中，周边抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且导电部分接地。
根据本发明的又一方面，提供一种抛光装置，包括用于抛光基片的抛光单元；和基片处理装置。
根据本发明的又一方面，提供一种镀覆装置，包括用于镀覆基片的镀覆单元；和基片处理装置。
根据本发明的又一方面，提供一种基片处理方法，包括由基片固定器旋转基片；向旋转的基片供应流体；和通过靠近基片固定器设置的固定器抽吸单元抽吸已从基片移到基片固定器的流体。
在本发明的优选实施方式中，基片处理方法还包括通过靠近基片周边部分设置的周边抽吸单元从基片的周边部分抽吸流体。
在本发明的优选实施方式中，基片固定器与基片边缘部分接触，从而固定和旋转基片。
根据本发明的又一方面，提供一种基片处理方法，包括使基片固定器与基片边缘部分接触，从而固定和旋转基片；向由基片固定器旋转的基片供应流体；从气体供应喷嘴向基片供应干燥气体；在向基片供应干燥气体的同时从基片中心部分向周边部分移动气体供应喷嘴，从而使基片上的流体向基片周边部分移动；和通过靠近基片固定器设置的固定器抽吸单元抽吸已从基片周边部分移向基片固定器的流体。
在本发明的优选实施方式中，基片处理方法还包括从固定器清洗单元向基片固定器提供清洗流体，从而处理已移到基片固定器的流体；和通过固定器抽吸单元抽吸已由清洗流体处理的流体；其中固定器抽吸单元设置在基片固定器之旋转方向上固定器清洗单元的前方。
在本发明的优选实施方式中，该流体是液体，而且在该液体提供给基片时，固定器抽吸单元不抽吸液体，因而在基片表面上形成该液体的膜。
根据本发明的又一方面，提供一种基片处理方法，包括由基片固定器旋转基片；从分别设置在基片上方和下方的第一液体供应喷嘴和第二液体供应喷嘴中的至少一个向位于基片中心部分径向外面的部分供应液体；从分别设置在基片上方和下方的第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴向基片中心部分供应气体；从基片中心部分向周边部分移动第一液体供应喷嘴和第一气体供应喷嘴，从而干燥基片的上表面；并且从基片中心部分向周边部分移动第二液体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，从而干燥基片的下表面。
在本发明的优选实施方式中，在第一和第二液体供应喷嘴以及第一和第二气体供应喷嘴从基片中心部分移向周边部分时，已粘附到基片固定器的液体被固定器抽吸单元抽吸，而且基片周边部分上的液体被周边抽吸单元抽吸。
根据本发明的又一方面，提供一种基片处理装置，包括用于固定和旋转基片的基片固定器；用于向旋转的基片供应流体的至少一个流体供应口；和用于抽吸基片上的流体的至少一个流体抽吸口；其中流体供应口和流体抽吸口靠近基片设置。
在本发明的优选实施方式中，流体供应口和流体抽吸口在基片的径向上往复移动。
在本发明的优选实施方式中，多个流体供应口和多个流体抽吸口交替设置。
在本发明的优选实施方式中，多个流体供应口或多个流体抽吸口两者或者其中之一线性设置。
在本发明的优选实施方式中，多个流体供应口与基片表面隔开相同的距离。
在本发明的优选实施方式中，多个流体抽吸口与基片表面隔开相同的距离。
在本发明的优选实施方式中，基片固定器与基片接触，从而利用基片固定器和基片之间的摩擦力来固定和旋转基片。
在本发明的优选实施方式中，基片处理装置还包括用于抽吸已粘附到基片固定器上的流体的固定器抽吸单元。
在本发明的优选实施方式中，基片处理装置还包括用于向基片固定器供应清洗流体的固定器清洗单元。
在本发明的优选实施方式中，基片处理装置还包括具有流体供应口和流体抽吸口的基片处理单元；其中该基片处理单元具有其中设置流体供应口和流体抽吸口的第一操作部分。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理单元具有其中设置流体供应口和流体抽吸口的第二操作部分。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理单元可操作，从而在第一操作部分和第二操作部分之间进行切换，使得第一操作部分和第二操作部分之一面对基片。
在本发明的优选实施方式中，分别从多个流体供应口供应的流体的流速被调整而使得流速从基片的中心侧向周边侧逐渐提高。
在本发明的优选实施方式中，流体供应口和流体抽吸口往复移动的周期比基片旋转周期更长。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括具有气体供应口的至少一个气体供应喷嘴，惰性气体或者低湿度气体通过该气体供应口供应给基片。
在本发明的优选实施方式中，该基片处理装置还包括用于再利用已通过流体抽吸口抽吸和回收的流体的回收容器。
根据本发明的又一方面，提供一种基片处理方法，包括旋转基片；从至少一个流体供应口向旋转的基片供应流体；和通过至少一个流体抽吸口抽吸基片上的流体；其中流体供应口和流体抽吸口设置为靠近基片。
根据本发明的又一方面，提供一种基片固定装置，包括与基片边缘部分接触从而固定和旋转基片的多个压辊；和用于移动压辊的至少一个移动机构；其中这些压辊在基片的径向上移动。
在本发明的优选实施方式中，这些压辊在基片的圆周方向上以相等的间隔设置。
根据本发明，从压辊向基片施加的力可以在朝着基片中心部分的方向上。因此，可以提高基片旋转中心的位置稳定性，而且提高基片的旋转精确度。此外，可以防止基片在旋转过程中脱离压辊。
在本发明的优选实施方式中，在旋转基片时，至少一个压辊将基片的边缘部分压向基片的中心。
根据本发明，可以减少压辊的磨损。优选降低压辊的所有压力，并且使由压辊施加给基片的力相等。还优选压辊在基片的圆周方向上以相等的间隔设置，使得由压辊施加给基片的力的合力为零。通过这种结构，可以提高旋转精确度，因而可以防止基片在旋转过程中脱离压辊。
在本发明的优选实施方式中，这些压辊的圆周表面之每一个都具有凹槽状夹持部分，该夹持部分与基片的边缘部分接触，而且夹持部分的宽度不大于基片厚度的两倍。
根据本发明，夹持部分和基片保持接触的位置可以是稳定的，因此基片可以水平地固定和旋转，而不会有波动和倾斜。
在本发明的优选实施方式中，夹持部分具有位于夹持部分中心的平坦部分以及位于平坦部分的上端和下端附近的两个弯曲部分，该平坦部分的宽度不大于基片厚度的一半。
根据本发明，两个弯曲部分可以防止基片的位置偏离夹持部分的中心。因此，压辊和由压辊固定的基片之间的相对位置可以精确地恢复。弯曲部分可以减小基片和每个夹持部分之间的间隔。因此，可以减少在该间隔中保留的处理液体的量，因而可以抑制处理液体的扩散。
在本发明的优选实施方式中，相邻的两个压辊保持与基片接触的接触点之间的距离小于基片的直径。
根据本发明，由于可以提高基片的旋转精确度，所以可以在基片表面上均匀地提供处理液体，因此可以提高处理的均匀性和稳定性。此外，由于可以降低压辊施加给基片的力，所以可以减轻压辊磨损。而且，由于可以减少扩散处理液体的量，所以可以防止大气和基片受污染。
附图简述图1是显示根据本发明第一实施例的基片处理装置的平面图；图2A到2D是显示基片固定器的放大图，图2A显示平面图，图2B显示横截面图，图2C显示图2B中所示基片固定器的改进示例的横截面图，图2D显示图2A中所示基片固定器的改进示例的平面图；图3A和3B是说明固定器抽吸管嘴的效果的示意图，图3A示出不抽吸液体的情况，图3B示出液体被固定器抽吸管嘴抽吸的情况；图4是显示其中固定器抽吸管嘴和斜面抽吸管嘴连接到真空源的方式的示意图；图5是显示图1所示基片处理装置的气体供应喷嘴的布置的侧视图；图6A是显示多个气体供应喷嘴的布置的示意图；图6B和6C是说明气体供应喷嘴的工作定时的示意图；图7A是说明气体供应喷嘴的移动速度和气体供应(打开—关闭)定时的时序图；图7B是说明气体供应喷嘴的气体供应压力和气体供应(打开—关闭)定时的时序图；图8A到8C是说明干燥气体流的示意图，图8A示出气体供应喷嘴设置在基片边缘部分的情况，图8B示出气体供应喷嘴设置在基片边缘部分之内的情况，图8C示出气体供应喷嘴设置在基片边缘部分之外的情况；图9是显示根据本发明第二实施例的基片处理装置的平面图；图10是显示图9所示基片处理装置的侧视图；图11是显示结合图1或图9所示基片处理装置的基片处理系统的示意性平面图；图12是显示根据本发明第三实施例的基片处理装置的示意性立体图；图13是显示根据本发明第四实施例的基片处理装置的示意性立体图；
图14A到14D是说明图13所示的气体供应喷嘴和液体供应喷嘴之间位置关系的示意图；图15A是显示根据本发明第四实施例的基片处理装置的改进示例的局部放大横截面图；图15B是从图15A所示的线XV-XV观看的示意图；图16是显示结合图12所示基片处理装置的抛光装置(CMP装置)的示意性平面图；图17是显示结合图12所示基片处理装置的无电镀覆装置的示意性平面图；图18是显示根据本发明第五实施例的基片处理装置的平面图；图19是显示图18所示基片处理装置主要部分的侧视图；图20A是显示图19所示的清洗喷嘴的放大图；图20B是显示流体抽吸口的横截面图；图20C是显示流体供应口的横截面图；图21是说明清洗喷嘴往复移动的示意图；图22A是说明向基片供应流体(液体)和从基片抽吸流体(液体)的方式的示意图；图22B是说明以旋涡形式供应液体的方式的示意图；图22C是说明不稳定地供应液体的方式的示意图；图22D是显示流体供应口和流体抽吸口在往复移动中的轨迹的示意图；图23是显示根据本发明第六实施例的基片处理装置主要结构的平面图；图24是显示图23所示的基片处理装置的横截面图；图25是显示图23所示的基片处理装置的系统结构的结构框图；
图26是显示结合图18或图23所示的基片处理装置的基片处理系统的示意性平面图；图27是显示根据本发明第七实施例的基片固定装置的示意性平面图；图28是沿着图27中的线XXVIII-XXVIII截取的横截面图；图29是显示图28所示压辊的主要部分的放大横截面图；图30是显示结合根据本发明第七实施例的基片固定装置的清洗装置的侧视图；图31A是显示图30所示的清洗喷嘴的放大图；图31B是沿着图31A的线XXXIb-XXXIb截取的横截面图；图31C是沿着图31A的线XXXIc-XXXIc截取的横截面图；图32A是显示结合根据本发明第七实施例的基片固定装置的清洗装置的另一个示例的平面图；图32B是图32A所示的清洗装置的横截面图；图33A是图32A所示压辊的放大平面图；图33B是图32A所示压辊的横截面图；图34是示意性显示结合根据本发明第七实施例的基片固定装置的背面蚀刻装置的主要部分的放大横截面图；图35A是显示根据本发明第八实施例的基片固定装置的示意性平面图；图35B是显示沿着图35A的线XXXV-XXXV截取的局部横截面的示意图；图36是显示根据本发明第九实施例的基片固定装置的压辊的主要部分的放大横截面图；和图37是显示传统基片固定装置的示意性平面图。
实现本发明的最佳方式下面将参考
本发明的实施例。
图1是示意性显示根据本发明第一实施例的基片处理装置的平面图。基片处理装置1包括容器10和设置在容器10中的基片固定器11(11a、11b、11c和11d)。基片W(例如半导体晶片)容纳在容器10中，而且通过基片固定器11a、11b、11c和11d来固定和旋转。各个基片固定器11a、11b、11c和11d具有固定器抽吸管嘴(即固定器抽吸单元)24(24a、24b、24c和24d)和固定器清洗喷嘴(即固定器清洗单元)26(26a、26b、26c和26d)，它们都靠近基片固定器11设置。固定器抽吸管嘴24a、24b、24c和24d以及固定器清洗喷嘴26a、26b、26c和26d分别由支撑件28a、28b、28c和28d来支撑。相应的固定器抽吸管嘴24和相应的基片固定器11之间的间隔分别可以通过调节器24’来调节，而且相应的固定器清洗喷嘴26和相应的基片固定器11之间的间隔分别可以通过调节器26’来调节。清洗喷嘴(即基片处理单元)12和15分别设置在基片W的上表面侧和下表面侧。清洗喷嘴12和15之每一个具有至少一个流体供应口和至少一个流体抽吸口。这些清洗喷嘴12和15可以在基片W的径向上移动，如双点虚线所示(尽管在附图中没有示出表示清洗喷嘴15的双点虚线)。
气体供应喷嘴13和14分别设置在基片W的上表面侧和下表面侧，使得从气体供应喷嘴13和14之每一个向基片W供应湿度不大于10％的干燥气体(如惰性气体，例如氮气)或干燥空气。气体供应喷嘴13和14分别具有气体供应口17和18。这些气体供应喷嘴13和14之每一个可以在基片W的大致径向上围绕支点C摆动，如附图中虚线所示。基片处理装置还包括用作周边抽吸单元的斜面抽吸管嘴16，用于抽吸基片W周边部分上的流体(例如液体)。尽管如图所示的实施例中设置了4个基片固定器11，但是基片固定器11的数量不局限于4个，还可以设置3个或者更多的基片固定器。从清洗喷嘴12和15供应的流体的例子包括清洗流体、蚀刻液和蚀刻气体。具体而言，可以使用腐蚀气体(例如氟化氢)、酸(例如氟酸)、氧化剂(例如过氧化氢、硝酸或者臭氧)、碱化剂(例如氨)、螯合剂、表面活性剂或者它们的组合。
图2A和2B是显示基片固定器的结构的示意图。用于固定基片W的基片固定器(旋转固定器)11分别包括若干个压辊20，而且每个压辊20具有在其圆周表面上形成的夹持部分21。压辊20在朝着基片W大致中心的预定压力作用下与基片W的边缘部分接触。所有基片固定器11由至少一个旋转机构例如马达(未示出)而在相同的方向上以预定的旋转速度旋转。基片固定器11在固定基片W的同时，由于基片固定器11和基片W边缘部分之间的摩擦力而对基片W施加旋转力。至少一个基片固定器11可以由旋转机构旋转。固定器抽吸管嘴24分别靠近压辊20的夹持部分21设置，而且每个固定器抽吸管嘴24具有用于抽吸流体(例如处理液体)的抽吸口23。抽吸口23以例如不大于5mm的距离靠近夹持部分21设置，从而抽吸已粘附到夹持部分21上的流体。同样，固定器清洗喷嘴26分别靠近压辊20的夹持部分21设置，而且每个固定器清洗喷嘴26具有用于向夹持部分21供应清洗流体(例如清洗液)的供应口25。压辊20由具有耐化学性的氟树脂PVDF(聚偏氟乙烯)制成。
在使用固定地夹住基片的旋转卡盘的情况下，存在于旋转卡盘的爪内侧的流体不容易被新的流体置换。与此相对，在本实施例中，通过相应的基片固定器11a、11b、11c和11d的压辊20来固定和旋转基片W，而且固定器抽吸管嘴24a、24b、24c和24d靠近基片固定器11a、11b、11c和11d设置，从而抽吸基片固定器11a、11b、11c和11d上的流体。因此，可以加速基片固定器11a、11b、11c和11d附近流体的置换，并防止液体残留在基片W和基片固定器11a、11b、11c和11d上。
基片固定器11的夹持部分21在预定按压力下与基片W的边缘部分接触，从而朝着基片W内侧按压基片W。优选夹持部分21具有凹进形状，从而使得基片W在固定和旋转时不会脱离夹持部分21。还优选的是，夹持部分21从正上方看具有完整的圆形。固定器抽吸管嘴24和夹持部分21之间的间隔优选不大于1mm，更优选不大于0.5mm。压辊20最好应该由具有耐化学性的氟树脂(例如PVDF或PEEK)制成，或者由聚氨酯制成。固定器清洗喷嘴26和夹持部分21之间的间隔(位置关系)优选不大于1mm，更优选不大于0.5mm，正如和固定器抽吸管嘴24与夹持部分21之间的间隔一样。
如果未设置固定器抽吸管嘴24，已粘附到夹持部分21的流体由于压辊21的旋转而再次与基片W接触，因而该流体在基片W和压辊20的切线方向X上(参见图2A)扩散。为了防止流体的这种扩散，抽吸口23和供应口25如下布置如果压辊20在图2A中的箭头所示方向上旋转，具有供应口25的固定器清洗喷嘴26设置在压辊20之旋转方向上夹持部分21和基片W之间的接触部分WC的前方。而且，具有抽吸口23的固定器抽吸管嘴24设置在压辊20之旋转方向上固定器清洗喷嘴26的前方。当压辊20在图20A中箭头所示的方向上旋转时，基片W周边部分上的流体通过接触部分WC移向压辊20的夹持部分21，然后已粘附有流体的夹持部分21通过固定器清洗喷嘴26的供应口25供应的清洗流体来清洗。当压辊20旋转时，已被清洗流体处理的流体到达固定器抽吸管嘴24的抽吸口23之前，然后被固定器抽吸管嘴24抽吸。这种设置可以防止流体从基片W的周边部分扩散。因此，可以防止基片W的污染和防止产生水印。而且，由于基片W周边部分上的流体被斜面抽吸管嘴16抽吸，所以即使在基片W以低转速旋转的情况下，也可以从基片W的周边部分除去流体。
图2C是图2B所示基片固定器的改进示例的横截面图。如图2C所示，抽吸通道27可以设置在压辊20内部，因此流体(例如液体)通过在夹持部分21开口并且与抽吸通道27连通的一个或多个开口而被抽吸。尽管上述实施例示出其中设置固定器清洗喷嘴26的例子，但是，如果不需要清洗处理，也可以省去固定器清洗喷嘴26。
抽吸口23和抽吸通道27都通过气液分离器与真空源连通，使得流体被真空源抽吸。可以使用喷吸器或者真空泵作为真空源。
为了防止基片W上的流体粘附到固定器清洗喷嘴26和固定器抽吸管嘴24，固定器清洗喷嘴26和固定器抽吸管嘴24可设置为远离基片W，如图2A中虚线所示。具体而言，固定器清洗喷嘴26和固定器抽吸管嘴24可以设置在接触部分WC相对于压辊20中心的相对侧。
在基片上的流体被斜面抽吸管嘴16或其它未示出的抽吸管嘴抽吸的情况下，压辊20不是必须清洗，因此可以省去固定器清洗喷嘴26。在这种情况下，如图2D所示，固定器抽吸管嘴24优选设置在与压辊20和基片W相切的线上，而且位于在压辊20和基片W旋转方向上接触部分WC的前方。而且在这种情况下，优选的是，固定器抽吸管嘴24的抽吸口23面向接触部分WC，而且靠近接触部分WC设置。固定器抽吸管嘴24可以设置成这样的状态，即，使得抽吸口23保持与接触部分WC上保留的流体接触。
如图1所示，斜面抽吸管嘴16具有由导电材料制成的导电部分51。导电部分51位于斜面抽吸管嘴16的顶端，并且通过导线(未示出)接地。在这个实施例中，尽管只有斜面抽吸管嘴16的一部分由导电材料制成，但是也可以整个斜面抽吸管嘴16由导电材料制成。除了斜面抽吸管嘴16之外，还可以在基片W下方设置斜面抽吸管嘴。同样，如图2A所示，固定器抽吸管嘴24分别具有由导电材料制成的导电部分52。导电部分52位于固定器抽吸管嘴24的顶端，而且通过导线(未示出)接地。在本实施例中，尽管只有固定器抽吸管嘴24的一部分由导电材料制成，但是也可以整个固定器抽吸管嘴24由导电材料制成。4个固定器抽吸管嘴24中的至少一个可以具有导电部分52。
一般来说，当通过斜面抽吸管嘴16或者固定器抽吸管嘴24抽吸液体时，液体和空气互相混合，从而在它们之间产生摩擦力，因此可能由于摩擦而产生静电。在本实施例中，由于斜面抽吸管嘴16和固定器抽吸管嘴24通过导电部分51和52接地，所以防止基片W由于静电而带电。因此，可以消除由于静电而对基片W上表面上形成的电路的不利影响，而且提高产品的产量。代替斜面抽吸管嘴16和固定器抽吸管嘴24，基片固定器11(压辊20)可以具有导电材料制成的导电部分，并且基片固定器11可以通过该导电部分接地。同样在这种情况下，可以消除静电。
图3A和3B是说明靠近基片固定器设置的固定器抽吸管嘴效果的示意图。具体而言，图3A示出不设置固定器抽吸管嘴的情况。在这种情况下，当压辊20和基片W旋转时，在周边部分上残留的流体D移向夹持部分21，如符号D’、D”所示。另一方面，图3B示出设置固定器抽吸管嘴的情况。在这种情况下，基片W周边部分上的流体D移向压辊20的夹持部分21，如符号D’所示，然后被上述固定器抽吸管嘴24抽吸。这样，基片W上的流体通过压辊20的夹持部分21而被固定器抽吸管嘴24平稳地抽吸，因此可以大大地减少残留在基片W上的流体D的量。因此可以促进流体的置换和防止流体残留和扩散。
图4是显示固定器抽吸管嘴和斜面抽吸管嘴的排出路径的示意图。如图4所示，斜面抽吸管嘴16和固定器抽吸管嘴24都连接到气液分离器31，并通过气液分离器31进一步连接到真空源(喷吸器)32。
根据本实施例的基片处理装置，即使在基片以不大于500min-1的旋转速度旋转并且离心力小时，也可以除去残留在基片周边部分上的流体。因此，当完成清洗处理时，可以在基片表面上形成均匀的清洗流体的膜，因此可以均匀地清洗基片。而且，基片可以快速干燥。
一般来说，在用具有压辊的基片固定器固定和旋转基片的情况下，流体很可能残留在基片固定器和基片之间的接触部分上。而且，已粘附到基片固定器的流体由于与旋转的基片接触而往往会在与基片固定器或者基片相切的方向上扩散。根据本实施例的基片处理装置，在流体转动而将再次与基片接触之前，已粘附到基片固定器的流体就被固定器抽吸管嘴24抽吸。因此，在处理中使用的旧的流体不会再粘附到基片上。而且，由于低速旋转而大大地抑制了流体扩散。当基片以不大于500min-1尤其是大约100min-1的低旋转速度旋转时，可以获得很好的效果，从而防止流体扩散并促进流体的置换。但是这种基片处理装置不局限于低速旋转操作。
斜面抽吸管嘴16靠近基片W的周边部分设置，并抽吸基片W的周边部分(斜面部分)上的流体。斜面抽吸管嘴16和基片W的表面(例如周边部分)之间的间隔优选不大于1mm，更优选不大于0.5mm。优选斜面抽吸管嘴16靠近基片W的周边部分的上部、侧边缘部或者下部设置。两个或多个斜面抽吸管嘴可以靠近基片W周边部分的上部、侧边缘部或者下部中的至少两个来设置。
图5是显示一个例子的侧视图，其中气体供应喷嘴13和14设置在由基片固定器11的压辊20固定和旋转的基片W上方和下方，并且从气体供应喷嘴13和14的气体供应口17和18向基片W的上表面和下表面供应干燥气体。具体而言，在该实施例中，可以在基片W的径向上摆动的气体供应喷嘴13设置在基片W的上表面侧，而且可摆动的气体供应喷嘴14设置在基片W的下表面侧。尽管本实施例示出其中气体供应喷嘴13和14分别设置在基片W的上、下表面侧的例子，但是气体供应喷嘴还可以设置在基片W的上表面侧或者下表面侧。从气体供应喷嘴13和14之每一个向基片W供应干燥气体如惰性气体(例如氮气)或者低湿度气体(例如湿度不大于10％的干燥空气)。
优选的是，设置加热器，用于加热将从气体供应喷嘴13和14喷出的干燥气体。通过这种结构，已加热的干燥气体可以供应给基片W，因而用于干燥基片W。具体而言，通过向基片W的表面供应加热的干燥气体，可以加速基片W的干燥。通常，当向湿基片供应气体时，基片的温度由于汽化的加热而降低。通过加热该气体，然后将加热的气体供应给基片，可以缩短基片的干燥时间。
基片固定器11通过利用基片W和保持与基片W边缘部分接触的压辊20的夹持部分21之间的摩擦力来旋转基片W。根据这种基片固定器11，气体供应喷嘴13和14可以设置在基片W的上、下表面附近。在旋转卡盘型基片固定器的情况下，旋转卡盘应当设置在基片下方，因此旋转卡盘使得难以在基片下表面附近设置可摆动的气体供应喷嘴。因此，没有气体供应喷嘴的旋转卡盘型基片固定器无法在低速旋转的情况下干燥基片。因此，旋转卡盘型基片固定器需要以高旋转速度操作，以用于干燥基片，因此由于高速旋转而扩散的流体往往会产生水印。与此相对，在本实施例中，基片W以点接触的方式被压辊20固定，即压辊接触方式，而且设置斜面抽吸管嘴16和固定器抽吸管嘴24来抽吸流体。因此，即使在基片W以低速旋转时，也能有效地除去基片W周边部分上的流体。因此，可以缩短干燥时间。而且，由于只有少量流体扩散，所以可以防止在基片W上产生水印。
为了防止在基片上产生水印，从基片周围的大气中排除湿气和氧气是有效的。在本实施例中，向基片供应惰性气体(例如氮气)或者湿度不高于10％的低湿度气体，因而可以有效地除去湿气和氧气。根据这种干燥处理，可以在不以高速旋转基片的情况下有效地干燥基片并防止流体扩散。
如果在干燥基片中心部分时，干燥气体倾斜地入射到基片上，在基片中心部分周围的区域干燥得比中心部分更快。结果，残留在基片中心部分上的流体很可能会粘附到干燥区域，因而产生水印。而且，如果干燥气体倾斜地入射到基片上，干燥气体撞击大块区域，因而降低干燥能力。因此，优选垂直地向基片供应干燥气体。鉴于此，气体供应喷嘴13和14垂直于基片W设置。因此，气体供应喷嘴13和14的气体供应口17和18之每一个在垂直于基片W表面的方向上供应干燥气体。
气体供应口17和基片W上表面之间的距离、以及气体供应口18和基片W下表面之间的距离分别通过距离调整机构来调整。如图5所示，当气体供应喷嘴13和14将供应干燥气体时，气体供应喷嘴13和14移动到靠近基片W的上、下表面的位置，如双点虚线所示。为了提高干燥能力，优选缩短将基片从湿的状态转变为干燥状态的时间周期，即处于半干状态的时间周期。因此，优选用强劲喷出的干燥气体快速干燥小的区域，而不是用微弱喷出的干燥气体缓慢干燥大的区域。如果气体供应口17和18远离基片W，干燥气体在其行进过程中分散。因此，气体供应喷嘴13和14应当优选在供应干燥气体时靠近基片W。具体而言，基片W和气体供应口17和18之每一个之间的距离优选在30-50mm范围内，更优选在3-10mm的范围内。而且优选的是，从气体供应口17和18排出的干燥气体在干燥气体朝着基片W行进时不扩散。在通过供应清洗液进行清洗处理时，气体供应喷嘴13和14需要被移动而离开基片W。鉴于此，气体供应喷嘴13和14需要可以移动足够的距离。干燥基片的一个重要的气体供应条件是气体速度。当气体供应口17(或者18)靠近基片W时，在气体供应口17(或18)处希望的气体速度在10-3000m/s的范围内。气体供应口的气体速度可以根据流体的供应量和气体供应口的出口面积来计算。具体而言，在干燥对象是疏水性膜的情况下，气体速度优选在10-300m/s的范围内，在干燥对象是亲水性膜的情况下，气体速度优选在400-1000m/s的范围内。
在本实施例的基片处理装置中，上表面侧气体供应喷嘴13和下表面侧气体供应喷嘴14可以如图5中箭头V所示在基片W的径向上、在基片W的中心部分和周边部分之间移动。通过从基片中心部分向周边部分移动气体供应喷嘴13和14，可以从基片W的中心部分向周边部分逐渐干燥基片W。具体而言，在用基片固定器11固定和旋转基片W时，从气体供应喷嘴13和14向基片W供应干燥气体，而且在供应干燥气体的同时，气体供应喷嘴13和14从基片W的中心部分移向周边部分，使得基片W上的流体朝着基片W的周边部分移动。已移到基片W的周边部分的流体然后被斜面抽吸管嘴(周边抽吸单元)16抽吸。流体再移动到保持与基片W边缘部分接触的基片固定器11，然后被靠近基片固定器11设置的固定器抽吸管嘴(固定器抽吸单元)24(参见图2A)抽吸和除去。
如图6A所示，可以在基片W的上表面侧或下表面侧设置具有多个气体供应喷嘴a1到c4并且直径与基片W基本相同的圆板状气体供应单元19，代替使用可摆动的气体供应喷嘴13和14。在这种情况下，来自气体供应喷嘴a1到c4的干燥气体的供应开始定时和供应结束定时彼此独立地设置，使得各个气体供应喷嘴a1到c4可以在不同的定时来开始供应干燥气体和停止供应干燥气体。从气体供应喷嘴a1到c4供应的干燥气体的流速也可以彼此独立地设置。例如，面对基片W中心部分的气体供应喷嘴a1以低流速供应干燥气体，面对基片W中间部分的气体供应喷嘴b1、b2、b3和b4以比气体供应喷嘴a1更高的流速供应干燥气体，面对基片W周边部分的气体供应喷嘴c1、c2、c3和c4以比气体供应喷嘴b1、b2、b3和b4更高的流速供应干燥气体。通过这种结构，即使将由气体供应喷嘴干燥的目标区域彼此不同，也可以均匀地干燥基片的整个表面。
可以独立地控制与相应的气体供应喷嘴a1到c4连通的阀的开关定时。例如如图6B所示，打开这些阀的方式，使得气体供应喷嘴a1、气体供应喷嘴b1、b2、b3和b4、以及气体供应喷嘴c1、c2、c3和c4按此顺序开始供应干燥气体；而且关闭这些阀的方式，使得气体供应喷嘴a1、气体供应喷嘴b1、b2、b3和b4、以及气体供应喷嘴c1、c2、c3和c4按此顺序停止供应干燥气体。通过这种结构，可以在基片旋转的同时按照基片的中心部分、中间部分和周边部分的顺序向基片供应干燥气体，因而可以将基片上的流体移动到基片的周边部分。这样，通过向基片周边部分移动基片上的流体，可以可靠地防止流体粘附到干燥区域。为了快速除去残留在基片周边部分上的流体，气体供应喷嘴c1、c2、c3和c4可以首先开始向基片的周边部分供应干燥气体，如图6C所示。
由移动机构(未示出)在基片W的径向上移动气体供应喷嘴13和14。这些移动机构可以根据气体供应喷嘴13和14的径向位置来改变气体供应喷嘴13和14的移动速度。在从气体供应喷嘴13和14向旋转的基片W供应干燥气体时，中心部分被快速干燥。但是，随着气体供应喷嘴13和14移向基片W的周边部分，要干燥的面积加大，因此要花很多时间干燥基片W。图7A示出说明气体供应喷嘴的移动速度和气体供应定时的时序图。如图7A所示，气体供应喷嘴13(或14)在基片W中心部分的移动速度高，而且随着气体供应喷嘴13(或14)移向基片W的周边部分而逐渐减小。具体而言，以下关系式适用在中心部分的移动速度V1、在中间部分的移动速度V2、和在周边部分的移动速度V3V1＞V2＞V3这样，在基片W径向上移动的气体供应喷嘴13和14的移动速度随着与基片W的相对位置而改变。具体而言，当气体供应喷嘴13和14面对要干燥的小面积时，即基片W的中心部分，气体供应喷嘴13和14以高移动速度V1移动，随着气体供应喷嘴13和14朝着基片W之具有大面积的周边部分移动，气体供应喷嘴13和14的移动速度减小到V2，然后到V3。因此，单位面积供应的干燥气体的量在基片W整个表面上可以是均匀的，因此可以均匀地干燥基片W。还可以防止流体粘附到干燥区域。如图7B所示，气体供应压力P1可以在基片W中心部分处设置为低，当气体供应喷嘴13和14朝着基片W周边部分移动时，可以提高到P2。在图7A和7B中，停止供应气体的时间T1表示气体供应口17(或18)通过位于基片W边缘部分径向向内2到10mm距离的部分时的时刻，时间T2表示当气体供应口17(或18)通过基片W边缘部分时的时刻。气体供应喷嘴13和14的移动速度和气体供应压力都可以同时改变。
通常，当干燥基片时，其表面颜色改变。具体而言，随着基片表面上液体膜的厚度改变，光的反射的形式也改变。因此，在湿基片和干燥基片之间的表面有色差。优选的是，基片处理装置具有用于检测基片的干燥状态的光学器件(例如CCD、反射计、干涉型光学测量器件)。可以设置监测器来监测基片的干燥状态，从而根据基片的干燥状态自动调整气体供应喷嘴13和14的移动速度。例如，监测在气体供应喷嘴移动方向上在气体供应喷嘴前方10mm距离的该基片的一部分，使得如果该部分的色彩变为预设的色彩，以表示干燥状态，然后启动气体供应喷嘴朝着基片W的周边部分移动。根据这种控制方法，即使要干燥的目标部分的面积随着气体供应喷嘴13和14在基片W的径向上移动而改变，也可以均匀地干燥基片W。
如图8A所示，如果从基片W的周边部分的正上方或正下方供应气体，就在基片W的边缘部分发生气体紊流。结果，流体(例如处理液体)从基片W或基片固定器11扩散，然后进入基片W的相对侧，因而引起污染和水印。而且，如同8C所示，如果气体直接碰撞在容器10的内表面上，容器10内表面上的流体和颗粒在周围扩散。此外，如果在远离基片W边缘部分的位置停止供应气体，那么基片W边缘部分就不能充分地干燥，而且如果从基片W边缘部分的正上方或正下方供应气体，那么流体也会扩散。如上所述，图7A和7B中的时间T2是气体供应口17(或18)通过基片W边缘部分的时刻。由于气体供应喷嘴13(或14)在时间T1停止供应干燥气体，即就在气体供应口17(或18)到达基片W边缘部分之前，所以可以防止流体从基片W的边缘部分扩散，并防止基片W的污染。鉴于这些原因，停止供应干燥气体的位置优选位于基片W边缘部分径向向内2到10mm的距离。可选择地，优选当气体供应口17(或18)到达其上未形成电路(图案)的部分时停止供应干燥气体。在停止供应干燥气体后，气体供应喷嘴13和14优选被移动而离开基片W。
如图8B所示，优选在气体供应喷嘴13和14移动方向的延长线上、基片W周边部分的附近设置若干个排出口33。具体而言，已用于干燥基片W的干燥气体可能包含粘附到基片W上的流体(例如处理液体)的湿气。根据图8B所示的排出口33，已用于干燥基片W的干燥气体可以通过排出口33而快速地向外排出，因此可以防止产生水印。在容器10中，干燥气体流从气体供应口17和18到基片W的方向局部形成。因此，在干燥基片W后，干燥气体可以通过排出口33而快速排出到外部，因而可以防止扰乱容器10中的气氛。如果气体供应喷嘴13和14的内径恒定，通过改变气体供应压力(即从气体供应口17和18之每一个供应的干燥气体的压力)，从而可以容易地控制干燥气体的流速(即流动速度)。可以设置用于测量气体供应压力的压力传感器，从而通过控制气体供应压力来控制干燥气体的流速(即流动速度)。如图7B所示，气体供应压力最初可以设置为低，而且可以在气体供应喷嘴13和14到达预定位置时提高。根据基片(晶片)类型或者在基片表面上形成的膜的类型，可以预先设置干燥条件，例如基片W的旋转速度、基片W表面与气体供应喷嘴13和14之间的距离、气体供应喷嘴13和14的移动速度以及气体供应压力。在这种情况下，在干燥处理期间监测对应于各个干燥条件的测量值。测量值与干燥条件的预设数据比较，而且以使测量值保持与预设数据相等的方式来控制基片的干燥处理。
图9是显示根据本发明第二实施例的基片处理装置的平面图，图10是显示图9所示的基片处理装置的侧视图。本实施例中与第一实施例相同或者相应的部件用相同的附图标记表示，而且下面不再重复描述。
基片处理装置1’包括容器10和设置在容器10中的基片固定器11a、11b、11c和11d。基片W(例如半导体晶片)容纳在容器10中，而且通过基片固定器11a、11b、11c和11d来固定和旋转。各个基片固定器11a、11b、11c和11d具有固定器抽吸管嘴24a、24b、24c和24d以及固定器清洗喷嘴26a、26b、26c和26d，它们都靠近基片固定器11a、11b、11c和11d设置。当处理流体(例如化学液体)供应到基片W的表面上时，处理流体从基片W的周边部分移向基片固定器11a、11b、11c和11d，同时处理(例如清洗或者蚀刻)基片W。已移到基片固定器11a、11b、11c和11d的处理流体被固定器清洗喷嘴26a、26b、26c和26d供应的清洗液处理，然后被固定器抽吸管嘴24a、24b、24c和24d抽吸。
基片处理装置1’还包括气体供应喷嘴13和14，因此从气体供应喷嘴13和14的每个气体供应口17和18向基片W供应干燥气体，因而干燥基片W的上表面和下表面。基片处理装置1’还包括斜面抽吸管嘴16，用于抽吸基片W的周边部分(斜面部分)上的处理流体。尽管在图9中没有示出，基片处理装置1’包括清洗喷嘴(参见图1中的附图标记12和15)。正如上述基片处理装置1一样，为了促进基片W周边部分的干燥，并防止产生水印，固定器清洗喷嘴26a、26b、26c和26d在干燥处理期间不供应清洗液。
基片处理装置1’还包括海绵体滚筒(sponge roll)型清洗工具29a和29b，以用于清洗基片W的上、下表面。基片处理装置1’执行清洗处理如下在从未示出的清洗喷嘴向基片W的上、下表面提供清洗液的同时，海绵体滚筒型清洗工具29a和29b围绕其自身的轴旋转，并与基片W的上、下表面滑动接触，从而擦洗由基片固定器11a、11b、11c和11d旋转的基片W的上、下表面。在清洗基片W之后，海绵体滚筒型清洗工具29a和29b分别后退到后退位置，如图10中的双点虚线所示。而后，气体供应喷嘴13和14被移动而靠近基片W，然后供应干燥气体到基片W的上、下表面，以便干燥基片W。
在基片处理装置1’中可以设置用于擦洗基片W的周边部分的至少一个海绵体型清洗工具。在这种情况下，该海绵体滚筒型清洗工具围绕其自身垂直于基片W表面延伸的轴旋转，并且与旋转的基片W的周边部分滑动接触。在擦洗处理中，用于擦洗基片W上、下表面的海绵体滚筒型清洗工具29a和29b以及用于擦洗基片W周边部分的上述海绵体滚筒型清洗工具可以同时操作，以清洗基片W。可以从清洗喷嘴(参见图1中的附图标记12和15)的流体供应口向基片W的上、下表面供应已施加超声波的清洗液，从而进行超声波清洗处理，用过的清洗液可以被清洗喷嘴的流体抽吸口抽吸。可以同步地进行擦洗处理和超声波清洗处理。
基片处理装置1’的优选操作流程如下蚀刻处理→使用化学液体的清洗处理或超声波清洗处理→漂洗处理→擦洗处理→漂洗处理→干燥处理。其它优选的操作流程如下蚀刻处理→使用化学液体的第一清洗处理或第一超声波清洗处理→漂洗处理→擦洗处理→使用化学液体的第二清洗处理或第二超声波清洗处理→漂洗处理→干燥处理。这样，基片处理装置1’本身可以完成几个处理。根据该基片处理装置1’，可以防止处理流体从基片固定器扩散，并且完成各种处理而不在基片上产生水印。
图11是显示结合图1或图9所示基片处理装置的基片处理系统的示意性平面图。如图11所示，基片处理系统71包括用于在其中容纳多个基片W(例如半导体晶片)的两个晶片盒81A和81B、用于镀覆基片W的镀覆装置84、用于蚀刻基片W的蚀刻装置82、和用于清洗并干燥已蚀刻的基片W的基片处理装置1(或1’)。基片处理系统71还包括第一自动传送装置85A和第二自动传送装置85B，用于从一个上述装置向另一个上述装置传送基片W。基片处理系统71还包括具有上、下搁板的缓冲台86，当基片W在第一自动传送装置85A和第二自动传送装置85B之间传送时，两个基片W临时分开放置在这些搁板上。在该基片处理系统71中，与基片处理装置1相同，镀覆装置84或蚀刻装置82是一个接一个地处理基片的单晶片处理装置。
晶片盒81A和81B之每一个具有多个搁板(未示出)，使得若干个基片W分别容纳在这些搁板中。容纳在晶片盒81A(或81B)中的一个基片W被第一自动传送装置85A移开，并且通过缓冲台86传送到第二自动传送装置85B。基片W被第二自动传送装置85B传送给镀覆装置84，然后在镀覆装置84中进行镀覆。然后，基片W被传送给蚀刻装置82，再在蚀刻装置82中进行蚀刻。
蚀刻装置82可以构成为具有与基片处理装置1(或1’)相同的结构，使得清洗喷嘴12和15(参见图1)供应蚀刻液，而不是供应清洗液。可选择地，基片处理装置1(或1’)可以在不设置蚀刻装置82的情况下进行蚀刻处理、清洗处理和干燥处理。蚀刻装置82可以被基片处理装置1(或1’)代替，使得两个基片处理装置1(或1’)同时执行蚀刻处理、清洗处理和干燥处理。通过这种设置，在镀覆装置84的处理时间比基片处理装置1的处理时间更短的情况下，两个基片处理装置1(或1’)同时(即，以并行处理方式)操作，因而提高基片处理系统71的处理能力(生产量)。
在蚀刻装置82完成蚀刻处理后，基片W被第二自动传送装置85B传送给基片处理装置1。在基片处理装置1中，在以上述方式固定和旋转基片W的同时，清洗喷嘴12和15向基片W上、下表面供应处理流体，并且从基片W上、下表面抽吸处理流体，因而清洗基片W的上表面和下表面。因此，蚀刻处理中产生的反应产物被基片处理装置1洗去。尤其是除去基片W的表面上的细颗粒和表面凹槽中的细颗粒。基片处理装置1(或1’)可以完成两步清洗处理。具体而言，可以利用酸性清洗液(例如氟酸)来完成第一清洗处理，可以利用碱性清洗液来完成第二清洗处理。
在清洗处理之后，从气体供应喷嘴13和14(参见图1)向基片W的上、下表面供应干燥气体，因而干燥已清洗的基片W。干燥的基片W依次通过第二自动传送装置85B和第一自动传送装置85A经由缓冲台86从基片处理装置1传送给晶片盒81A(或81B)。基片W然后容纳在基片盒81A(或81B)中，因而完成一系列处理。这样，根据本实施例的基片处理装置1(或1’)适用于执行各种处理(例如镀覆处理、蚀刻处理、清洗处理和干燥处理)的基片处理系统71。尤其是，该基片处理装置1(或1’)可以高效高质量地完成清洗处理和干燥处理。基片处理装置1(或1’)还可以缩短操作时间，并可以有助于提高产品的产量。
在本基片处理系统71中，蚀刻装置82和镀覆装置84可以用于蚀刻基片斜面部分的斜面蚀刻装置、对镀覆层或类似层进行电解抛光的电解抛光装置、或者对基片表面进行化学机械抛光的CMP装置来代替。可选择地，蚀刻装置82和镀覆装置84分别可以用基片处理装置1(或1’)代替，因而基片处理系统71具有用于同时进行蚀刻处理和/或清洗处理和干燥处理的三个基片处理装置1(或1’)。
下面，将参考图12说明根据本发明第三实施例的基片处理装置。
图12是显示根据本发明第三实施例的基片处理装置的示意性立体图。本实施例与第一实施例中相同或者相应的部件用相同的附图标记表示，而且下面将不再描述。
如图12所示，基片处理装置包括多个(在本实施例中是四个)基片固定器11。基片固定器11包括分别围绕它们自己的轴旋转的压辊20。用于抽吸已粘附到压辊20的夹持部分(参见图2B中的附图标记21)的液体(例如漂洗液)的固定器抽吸管嘴24分别靠近压辊20设置。这些压辊20被固定以与基片W的周边部分紧密接触，并且以相同的方向旋转，由此基片W由压辊20固定并旋转。
漂洗液供应喷嘴40和化学液体供应喷嘴42设置在由压辊20固定的基片W上方。漂洗液供应喷嘴40供应漂洗液到基片W的上(前)表面的中心部分上，化学液体供应喷嘴42供应化学液体到基片W的上表面的中心部分。漂洗液供应喷嘴40相对于基片W表面倾斜60到90°范围的角度。为了以低流速向基片W供应清洗液，清洗液供应喷嘴40的孔径优选不大于3mm。在本实施例中，漂洗液供应喷嘴40的孔径是4mm。优选至少一个漂洗液供应喷嘴设置在基片W上方。
两个漂洗液供应喷嘴41A和41B以及两个化学液体供应喷嘴43A和43B设置在基片W下方。漂洗液供应喷嘴41A供应漂洗液到基片W的下(背)表面的中心部分上，漂洗液供应喷嘴41B供应漂洗液到基片W的下表面的周边部分上。优选至少两个漂洗液供应喷嘴设置在基片W下方。类似地，化学液体供应喷嘴43A供应化学液体(例如清洗液)到基片W下表面的中心部分上，化学液体供应喷嘴43B供应化学液体到基片W下表面的周边部分上。漂洗液供应喷嘴40、41A和41B之每一个以及化学液体供应喷嘴42、43A和43B之每一个用作向基片W供应预定液体的处理液体供应喷嘴，并且对应于图1所示的清洗喷嘴12和15。
向基片W上表面供应干燥气体的气体供应喷嘴13设置在基片W上方，向基片W下表面供应干燥气体的气体供应喷嘴14设置在基片W的下方。
这些气体供应喷嘴13和14分别设置在通过移动机构37和38来摆动的摆动臂35和36的顶端，因此气体供应喷嘴13和14在基片W的径向上移动。惰性气体(例如氮气)优选用作从气体供应喷嘴13和14供应的干燥气体。
下面将说明具有上述结构的基片处理装置的操作。在以下描述中，具有在其部分表面暴露的低k膜的半导体晶片用作基片W。首先，基片W由基片固定器11的压辊20固定并以低旋转速度旋转。在此状态中，从漂洗液供应喷嘴40向基片W的上表面供应漂洗液。漂洗液由于表面张力和离心力而在基片W的上表面上扩散，因而基片W的上表面全部被漂洗液的膜覆盖。这时，固定器抽吸管嘴24不工作。部分漂洗液从基片W的周边部分流出。但是，漂洗液以比从基片W流出的漂洗液更高的流速供应给基片W，因此漂洗液的膜总是能在基片W的上表面上形成。在漂洗液从漂洗液供应喷嘴40供应给基片W的上表面的同时，漂洗液可以从漂洗液供应喷嘴41A和41B供应给基片W的下表面。
在干燥处理中，气体供应喷嘴13和14移向基片W的中心部分，然后干燥气体(例如氮气)从气体供应喷嘴13和14供应给基片W的上表面和下表面。在此状态中，气体供应喷嘴13和14朝着基片W的周边部分移动。因此，已粘附到基片W上表面和下表面的漂洗液从基片W的中心部分移向周边部分。漂洗液进一步从基片W移向压辊20，然后被固定器抽吸管嘴24抽吸。
正如第一实施例那样，可以在基片W周边部分附近设置斜面抽吸管嘴(即周边抽吸单元)，因此已移到基片W周边部分的漂洗液被斜面抽吸管嘴抽吸。
这样，在基片W旋转的同时，干燥气体(例如氮气)从气体供应喷嘴13和14喷出，而且气体供应喷嘴13和14在向基片W供应干燥气体的同时从基片W的中心部分移向周边部分。通过这种干燥处理，基片W可以在不高速旋转的情况下干燥。而且，漂洗液的液滴不再粘附到干燥的基片W的表面，因此可以防止在基片W上形成水印。而且，由于惰性气体(例如氮气)供应给基片W的表面，所以可以降低基片W表面的氧浓度，而且因此可以有效地防止产生水印。
尽管优选基片W在干燥处理中以不大于100min-1的速度旋转，但是为了缩短干燥时间，基片W可以以大于100min-1的速度旋转。在漂洗处理前对基片W执行化学液体处理的情况下，化学液体从化学液体供应喷嘴42供应给基片W的上表面，因此基片W的整个上表面被化学液体覆盖。由于基片W被处理的状态使得没有暴露的上表面，所以可以防止产生水印。在化学液体从化学液体供应喷嘴42供应给基片W上表面的同时，化学液体可以从化学液体供应喷嘴43A和43B供应给基片W的下表面。
下面将参考图13说明根据本发明第四实施例的基片处理装置。
图13是显示根据本发明第四实施例的基片处理装置的示意性立体图。本实施例与第三实施例中相同或者对应的部件用相同的附图标记表示，而且下面不再描述。
如图13所示，斜面抽吸管嘴(即周边抽吸单元)16设置在基片W的上方。斜面抽吸管嘴16设置在基片W周边部分附近，因而基片W周边部分上的液体被斜面抽吸管嘴16抽吸。斜面抽吸管嘴16具有由导电材料制成的导电部分51。导电部分51位于斜面抽吸管嘴16的顶端并且用导线47接地。在本实施例中，尽管仅有斜面抽吸管嘴16的一部分由导电材料制成，但是也可以整个斜面抽吸管嘴16由导电材料制成。除斜面抽吸管嘴16之外，斜面抽吸管嘴还可以设置在基片W下方。
固定器抽吸管嘴24分别具有由导电材料制成的导电部分52。这些导电部分52分别位于固定器抽吸管嘴24的顶端并且用导线48接地。在本实施例中，尽管仅有固定器抽吸管嘴24的一部分由导电材料制成，但是也可以整个固定器抽吸管嘴24由导电材料制成。4个固定器抽吸管嘴24中的至少一个可以具有导电部分52。图2A到2C所示平面图和横截面图分别应用于图12和图13所示固定器抽吸管嘴24的平面图和横截面图。
向基片W上表面供应干燥气体的气体供应喷嘴(第一气体供应喷嘴)13设置在基片W上方，向基片W下表面供应干燥气体的气体供应喷嘴(第二气体供应喷嘴)14设置在基片W下方。气体供应喷嘴13和14基本上垂直于基片W延伸，而且干燥气体朝着基片W的上表面和下表面排出。气体供应喷嘴13设置在摆动臂35的顶端，摆动臂35的摆动轴35a耦合到移动机构37。当移动机构37工作时，摆动臂35摆动，因而气体供应喷嘴13在基片W的径向上移动。正如气体供应喷嘴13一样，气体供应喷嘴14设置在摆动臂36的顶端，而且通过摆动臂36的摆动轴36a耦合到移动机构38。摆动臂36通过移动机构38摆动，因而气体供应喷嘴14在基片W的径向上移动。惰性气体(例如氮气)优选用作将从气体供应喷嘴13和14供应的干燥气体。从气体供应喷嘴13和14供应的干燥气体压力优选在50-350kPa的范围内。如果干燥气体的压力过低，即使供应喷嘴13和14低速移动，基片W也不能充分地干燥。另一方面，如果干燥气体压力过高，当干燥气体排出到液体膜时，液滴扩散，然后粘附到基片W以产生水印。因此，气体供应喷嘴13和14供应的干燥气体的压力优选在50-350kPa的范围内。
向基片W供应预定液体(例如纯水)的液体供应喷嘴45和46分别设置在摆动臂35和36上。象气体供应喷嘴13和14一样，这些液体供应喷嘴45和46基本上垂至于基片W延伸。位于基片W上方的液体供应喷嘴(第一液体供应喷嘴)45向基片W的上表面供应预定的液体，位于基片W下方的液体供应喷嘴(第二液体供应喷嘴)46向基片W的下表面供应预定的液体。液体供应喷嘴45和46分别设置为与气体供应喷嘴13和14相邻，而且液体供应喷嘴45和46以及气体供应喷嘴13和14都在基片W的径向上移动。
此后，将参考图14A到14D说明气体供应喷嘴13和14与液体供应喷嘴45和46之间的位置关系。图14A到14D是说明图13所示气体供应喷嘴和液体供应喷嘴之间位置关系的示意图。
如图14A到14D所示，液体供应喷嘴45位于气体供应喷嘴13的径向外侧。具体而言，液体供应喷嘴45位于基片W径向上气体供应喷嘴13的外侧。由于液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13固定于摆动臂35(参见图13)，液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13在基片W的径向上移动，因此在保持液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13之间的相对位置的情况下沿着箭头S所示的弧形轨迹移动。因此，当液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13朝着基片W的周边部分移动时，液体供应喷嘴45位于其移动方向上气体供应喷嘴13的前方。在基片W径向上，液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13之间的距离优选在10到30mm的范围内，在本实施例中设置为20mm。如果液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13之间的距离太短，来自气体供应喷嘴13的气体可能会影响液体供应喷嘴45供应的液体，从而使得液体扩散。另一方面，如果液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13之间的距离太长，基片W表面的某些区域不被液体保护。因此，优选液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13之间的距离在10到30mm的范围内。
液体供应喷嘴46和气体供应喷嘴14之间的位置关系与上述液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13之间的位置关系相同。具体而言，如图14C和图14D所示，液体供应喷嘴46位于气体供应喷嘴14的径向之外。液体供应喷嘴46和气体供应喷嘴14之间的距离优选在10到30mm的范围内，在本实施例中设置为20mm。可以分别在基片W的上方和下方设置两个或多个气体供应喷嘴。类似地，可以分别在基片W的上方和下方设置两个或多个液体供应喷嘴。
如其中液体供应喷嘴45和气体供应喷嘴13设置在摆动臂35上的配置一样，一个或多个液体供应喷嘴和一个或多个气体供应喷嘴可以设置在除摆动臂35之外设置的一个或多个摆动臂上。同样在这种情况下，液体供应喷嘴和气体供应喷嘴从基片W的中心部分移向周边部分，从而同时沿着不同的弧形轨迹移动。这样，由于移动液体供应喷嘴和气体供应喷嘴，从而以相等的角度间隔沿着基本上径向地从基片W的中心部分向周边部分延伸的多个弧形轨迹移动，因此可以均匀地干燥基片W。如基片W上表面侧一样，一个或多个液体供应喷嘴和一个或多个气体供应喷嘴可以设置在除摆动臂36之外设置的一个或多个摆动臂上。液体供应喷嘴和气体供应喷嘴可以线性移动，而不是沿着弧形轨迹移动。
下面，将说明具有上述结构的基片处理装置的操作。在以下说明中，具有低k膜和在其上表面上形成的Cu膜以及在其下表面上形成的氧化膜的半导体晶片用作基片W。而且，以下操作的例子示出仅从设置在基片W上方的液体供应喷嘴45供应液体的情况。
首先，基片W由基片固定器11的压辊20固定并以35min-1的旋转速度旋转。在这种状态下，从漂洗液供应喷嘴40向基片W的上表面供应漂洗液(纯水)作为处理液体，从漂洗液供应喷嘴41A和41B向基片W的下表面供应漂洗液(纯水)作为处理液体，使得在基片W的上表面和下表面形成纯水的膜。
然后，气体供应喷嘴13和14以及液体供应喷嘴45和46移向基片W的中心部分。在漂洗液供应喷嘴40、41A和41B停止供应纯水的同时或就在停止之前，立即从气体供应喷嘴13和14向基片W的上表面和下表面供应压力为300kPa的氮气，而且以400cc/min的流速从液体供应喷嘴45向基片W的上表面供应纯水。在这种状态下，基片W的转速提高到80min-1，气体供应喷嘴13和14以及液体供应喷嘴45和46在给基片W供应气体(氮气)和液体(纯水)的同时移向基片W的周边部分，从而干燥基片W的上表面和下表面。
在从移动的液体供应喷嘴45供应纯水时，在基片W的上表面形成液体膜，因此基片W的上表面被液体膜保护。气体供应喷嘴13供应的氮气使液体膜移向基片W的周边部分，从而干燥基片W的上表面。已移到基片W的周边部分的液体膜(纯水)被斜面抽吸管嘴16抽吸。纯水进一步从基片W移向压辊20，然后被固定器抽吸管嘴24抽吸。这样，几乎在液体膜形成在基片W上表面的同时除去液体膜，因此可以干燥基片W而不在其上表面上产生水印。
通常，当通过斜面抽吸管嘴16或固定器抽吸管嘴24抽吸液体时，液体和空气互相混合，从而在其间产生摩擦力，因此会由于摩擦而产生静电。在本实施例中，由于斜面抽吸管嘴16和固定器抽吸管嘴24通过导电部分51和52接地，所以防止基片W由于静电而带电荷。因此，可以消除由于静电而对基片W上表面上形成的电路产生不利影响，而且提高产品的产量。作为斜面抽吸管嘴16和固定器抽吸管嘴24的替代，基片固定器11(压辊20)可以具有由导电材料制成的导电部分，而且基片固定器11可以通过导电部分接地。而且在这种情况下，可以消除静电。尽管在上面的操作例子中，仅从基片W上表面上设置的液体供应喷嘴45供应液体，但是根据基片W下表面上形成的膜的类型，还可以从设置在基片W下表面下方的液体供应喷嘴46来供应液体。如果基片W上表面和下表面之间存在可湿性差别，优选根据可湿性调整干燥基片W的定时。例如，如果基片W上表面比下表面的疏水性更高，在设置在基片W下方的气体供应喷嘴14和液体供应喷嘴46开始移动之后，设置在基片W上方的气体供应喷嘴13和液体供应喷嘴45才开始移动。在这种情况下，为了同时结束干燥基片W的上表面和下表面，上侧气体供应喷嘴13和下侧气体供应喷嘴14以不同的速度移动，从而同时到达基片W的周边部分。因此，可以同时结束干燥具有不同可湿性的上、下表面，并且因而有效地防止产生水印。
图15A是显示根据本发明第四实施例的基片处理装置的改进示例的局部放大横截面图，图15B是从图15A所示的线XV-XV看的示意图。
如图15A和15B所示，设置湿气抽吸管嘴50从而围绕气体供应喷嘴13的外圆周表面。通常，当从气体供应喷嘴13向基片W上的液体膜供应气体时，产生湿气。如果湿气粘附到基片W，就在基片W表面上产生水印。根据本实施例，在湿气粘附到基片W表面上之前，湿气被湿气抽吸管嘴50抽吸。可以在基片W下表面侧设置另一个湿气抽吸管嘴。
图16是显示结合图12所示基片处理装置的抛光装置(CMP装置)的示意性平面图。
如图16所示，抛光装置包括用于抛光基片的一对抛光单元90a和90b、用于清洗抛光的基片的一对清洗模块91a和91b、用于进一步清洗和干燥已经被清洗模块91a和91b清洗的基片的一对干燥模块(根据本实施例的基片处理装置)92a和92b。清洗模块91a和91b之每一个具有与根据第二实施例的基片处理装置(参见图9和10)相同的结构，但是没有干燥机构(即气体供应喷嘴13和14)。清洗模块91a和91b之每一个包括两个圆筒形PVA(聚乙烯醇)海绵体29a和29b(参见图9和10)。这些PVA海绵体(即清洗工具)29a和29b分别在保持与基片上、下表面接触的同时围绕它们本身的轴旋转。在清洗模块91a和91b中，基片由压辊20固定和旋转(参见图9)。在这种状态下，在清洗液供应给基片的同时，PVA海绵体29a和29b旋转，因此擦洗基片的上、下表面。如果基片表面具有疏水性膜例如低k膜或硅膜，斜面抽吸管嘴16和排出口33(参见图9和图8B)不工作。
在该抛光装置中，抛光单元90a和90b设置在矩形基底的一侧。用于在其上放置容纳多个基片的四个盒子93a、93b、93c和93d的装卸单元89设置在基底的另一侧。在自动传送装置94a和94b与上述模块之间传送基片W时临时放置基片的缓冲台95设置在连接抛光单元90a和90b与装卸单元89的线上。自动传送装置94a和94b之每一个具有关节臂，该臂可弯曲和在水平面上延伸，并且具有分别用作干机械手和湿机械手的上、下固定器。自动传送装置94a设置在盒子93a、93b、93c和93d的前方，并且可以平行于各个盒子93a、93b、93c和93d移动。自动传送装置94a移动到被选择的盒子93a、93b、93c和93d之一，并从选择的盒子一个接一个地移开基片。
干燥模块92a和92b设置在缓冲台95两侧，清洗模块91a和91b设置在自动传送装置94b的两侧。用于使基片翻转的每个翻转单元96a和96b分别设置为与清洗模块91a和91b相邻。这些翻转单元96a和96b设置的位置使得在自动传送装置94b的关节臂能够到达翻转单元96a和96b。用于向抛光单元90a和90b传送基片的输送器97a和97b设置为与翻转单元96a和96b相邻。
抛光单元90a和90b具有彼此相同的结构。因此，下面将仅说明抛光单元90a。抛光单元90a包括在其上表面具有抛光表面的抛光台98a、用于通过真空抽吸来固定要抛光的基片并将基片按压在抛光台98a的抛光表面上的顶部环99a、以及用于使得基片可以在顶部环99a和输送器97a之间传送的推动器100a。抛光单元90a还包括用于向抛光台98a的抛光表面供应抛光液体的抛光液体供应喷嘴(未示出)。抛光台98a和顶部环99a彼此独立地旋转。通过这种设置，在向旋转的抛光台98a的抛光表面上供应抛光液体的同时，基片被顶部环99a按压在抛光表面上并旋转，从而抛光基片。
清洗模块91a和91b以及干燥模块92a和92b连接到处理液体供应单元103，使得处理液体(例如清洗液、漂洗液或化学液体)有选择地被供应给清洗模块91a和91b以及干燥模块92a和92b。抛光液体供应喷嘴连接到抛光液体供应单元104，因而通过抛光液体供应喷嘴从抛光液体供应单元104向抛光表面供应抛光液体。
通常，在基片表面上形成的材料(例如绝缘膜)类型随着预处理工艺而改变。因此，基片表面根据预处理工艺而可能呈现疏水性或亲水性。在基片上形成液体膜所需的处理液体的量自然就根据是否基片表面呈现疏水性或亲水性而改变。鉴于此，在本实施例中，设置控制器105，其储存要供应的处理液体的适当量，即适合于在基片表面上形成的材料的流速。控制器105连接到处理液体供应单元103，因而通过控制器105来调整通过干燥模块92a和92b从处理液体供应单元103供应给基片的处理液体(例如漂洗液)的流速。预先在控制器105中输入在预处理工艺中已经形成的材料的组成，因此可以以比由于离心力而从基片流出的漂洗液更高的流速向基片供应漂洗液。因此可以在基片上表面形成漂洗液的膜。抛光液体供应单元104也连接到控制器105，从而通过控制器105来调节供应给抛光表面的抛光液体的流速。
控制器105使用定时器、若干个流量计和阀(未示出)，以便控制漂洗液和从干燥模块(基片处理装置)92a和92b供应给基片的干燥气体的流速和供应定时。监测器106连接到控制器105，从而监测供应给基片的漂洗液和干燥气体的流速。而且，控制器105控制处理液体供应单元103和干燥模块(基片处理装置)92a和92b的操作。具体而言，如果已由监测器106监测的漂洗液或干燥气体的流速不同于预设值(即控制器105中储存的流速)，从流量计向控制器105发送误差信号，因此控制器105停止干燥模块92a和92b的操作。
下面，将说明上述抛光装置的操作。首先，在盒子93a(和/或盒子93b、93c和93d)中装入多个基片，每个基片具有在其正面上形成的包括作为互连材料的Cu和作为绝缘膜的低k膜的器件部分。盒子93a放置在装卸单元89上，而且自动传送装置94a从盒子93a移开一个基片。该基片被自动传送装置94a临时放置在缓冲台95上，然后被自动传送装置94a传送给翻转单元96a。基片被翻转单元96a翻转，使得基片的正面朝下，然后被自动传送装置94b传送给输送器97a。基片被输送器97a运输给抛光单元90a的推动器100a并放置在推动器100a上。此后，顶部环99a移动到推动器100a的正上方的位置。提升推动器100a，然后基片被顶部环99a的下表面吸取并固定。顶部环99a在固定基片的同时移到抛光台98a上方的位置。然后基片被按压在抛光表面上并且被顶部环99a旋转，同时抛光液体被供应给旋转的抛光表面，从而抛光基片。
在抛光之后，基片被推进器100a接收，并从推进器100a传送给输送器97a。此后，基片被自动传送装置94b从输送器97a传送给翻转单元96a。在由翻转单元96a翻转之后，基片被自动传送装置94b传送给清洗模块91a。在清洗模块91a中，在清洗液供应给基片的上、下表面的同时，基片与PVA海绵体29a和29b分别以100min-1的速度旋转，从而擦洗基片的上、下表面30秒。在此擦洗处理中使用的清洗液包含表面活性剂。由于向基片供应这种清洗液，所以基片的疏水性表面呈现亲水性。因此，基片表面可以保持湿润状态，因而该表面不暴露于空气。
随后，基片被自动传送装置94b传送给干燥模块(本实施例的基片处理装置)92a。在干燥模块92a中，基片被笔形PVA海绵体(未示出)擦洗，同时向基片供应包含表面活性剂的清洗液。此后，向基片供应漂洗液以洗去包含表面活性剂的清洗液，然后干燥基片。
具体而言，在笔形PVA海绵体以60min-1的速度旋转并且基片以100min-1的速度旋转的同时，笔形PVA海绵体被按压在基片的上表面上，并且以20mm/s的移动速度摆动以擦洗基片。这时，包含表面活性剂的清洗液供应给基片，从而在基片的整个上表面上形成清洗液的膜。随后，为了除去包含表面活性剂的清洗液，从漂洗液供应喷嘴40(参见图12)向基片的上表面以2.5L/min的流速供应漂洗液，同时基片以50min-1的速度旋转，因而漂洗液的膜形成在基片的整个上表面上。这时，从漂洗液供应喷嘴41A和41B(参见图12)向基片下表面以1.5L/min的流速供应漂洗液。纯水、苏打水、氢水(hydrogen water)或者臭氧水可以用作漂洗液。可以使用其中从超声波喷嘴供应含表面活性剂的化学液体的超声波清洗处理、或者利用喷出惰性气体(例如氮气)和含表面活性剂的化学液体的混合物的双流体喷嘴的双流体喷射清洗处理，以代替使用笔形PVA海绵体的上述清洗处理。
在漂洗处理结束之前，气体供应喷嘴13和14(参见图12)分别移到基片中心部分上方和下方的位置，并且在漂洗结束的同时开始排出干燥气体(例如氮气)。在向基片供应干燥气体的同时，气体供应喷嘴13和14从基片的中心部分移向周边部分，因而除去基片上的漂洗液，从而干燥基片。根据这种干燥处理，漂洗液不会变为液滴。而且，由于基片以低转速旋转，所以防止产生由于液滴扩散而形成的水印。在干燥之后，基片通过自动传送装置94a返回到装卸单元89的盒子93a。尽管上述抛光装置具有结合根据本发明第三实施例的基片处理装置的结构，但是根据第四实施例的基片处理装置也可以被结合在该抛光装置中。
图17是显示结合根据本发明第三实施例的基片处理装置的无电镀覆装置的示意性平面图。该无电镀覆装置用于执行所谓的帽镀覆(cap plating)，在基片表面暴露的互连金属上有选择地形成保护膜。要处理的基片是具有作为绝缘膜的低k膜的半导体晶片，其表面具有填充作为互连材料的Cu的凹槽。图17中与图16相同或者相应的部件用相同的附图标记表示，以下不再重复说明。
如图17所示，无电镀覆装置分为三个区域装卸区域110、清洗区域111和镀覆区域112。在装卸区域110中，设置用于在其上放置四个盒子93a、93b、93c和93d的装卸单元89、用于翻转基片的翻转单元96a、以及用于在装卸单元89和翻转单元96a之间传送基片的自动传送装置94a。
在清洗区域111中，设置位于装卸区域110一侧的缓冲台95。用于在帽镀覆处理之后清洗基片的两个清洗模块91a和91b位于清洗区域111的两侧，而且用于进一步清洗已经由清洗模块91a和91b清洗过的基片、并且干燥清洗过的基片的两个干燥模块(基片处理装置)92a和92b也位于清洗区域111的两侧。
在清洗区域111中，还设置位于镀覆区域112一侧用于预清洗要镀覆的基片的预清洗模块114，以及用于翻转基片的翻转单元96b。此外，在清洗区域111的中心设置自动传送装置94b，用于在缓冲台95、清洗模块91a和91b、干燥模块92a和92b、预清洗模块114以及翻转单元96b这些部件中将基片从一个部件传送到另一个部件。
在镀覆区域112中，设置用于在基片表面附着催化剂的一对第一预处理单元115a和115b，用于对已经附上催化剂的基片表面进行化学液体工艺的一对第二预处理单元116a和116b、以及用于对基片表面进行无电镀覆处理的一对无电镀覆单元117a和117b，每一对平行设置。而且，在镀覆区域112的一端设置镀覆溶液供应单元118。而且，在镀覆区域112的中心设置可移动的自动传送装置94c。自动传送装置94c在预清洗模块114、第一预处理单元115a和115b、第二预处理单元116a和116b、无电镀覆单元117a和117b以及翻转单元96b这些部件中从一个部件向另一个部件传送基片。
本实施例的无电镀覆装置还包括处理液体供应单元103有选择地供应处理液体(例如清洗液、化学液体、漂洗液、镀覆溶液或类似液体)给清洗模块91a和91b、干燥模块92a和92b、第一预处理单元115a和115b、第二预处理单元116a和116b、无电镀覆单元117a和117b以及镀覆溶液供应单元118。处理液体供应单元103连接到控制器105，而且由控制器105来控制，其控制方式使得预定的处理液体有选择地被供应给清洗模块91a和91b、干燥模块92a和92b、第一预处理单元115a和115b、第二预处理单元116a和116b、无电镀覆单元117a和117b以及镀覆溶液供应单元118。在这种情况下，通过控制器105来调整从处理液体供应单元103经由干燥模块92a和92b向基片供应处理液体的流速。
下面将说明上述无电镀覆装置的操作。首先，在盒子93a(和/或盒子93b、93c和93d)中装入多个基片，盒子93a放置在装卸单元89上。自动传送装置94a从盒子93a移开一个基片并传送给翻转单元96a。基片被翻转单元96a翻转，使得基片在其上具有器件部分的正面朝下，然后被自动传送装置94b临时放置在缓冲台95上。此后，基片从缓冲台95传送给预清洗模块114。
预清洗模块114除去残留在低k膜上的CMP残余物，例如铜。例如，基片保持其正面朝下并浸入在酸性溶液(即化学液体)例如0.5M硫酸中大约1分钟，以除去CMP残余物。此后，基片表面用清洗液例如超纯水清洗。
随后，基片由自动传送装置94c传送给第一预处理单元115a(或115b)。在第一预处理单元115a中，基片保持其正面朝下，然后催化剂粘附到基片表面。通过将基片浸入在例如0.005g/L PdCl2和0.2mol/L HCl的混合溶液(即化学液体)中大约1分钟来粘附催化剂。通过该工艺，作为催化剂的Pd(钯)粘附到互连(Cu)的表面，因此在互连表面上形成作为催化剂籽晶的Pd籽晶。此后，用纯水(DIW)清洗基片表面。
然后，其上粘附有催化剂的基片由自动传送装置94c传送给第二预处理单元116a(或116b)。在该第二预处理单元116a中，基片保持其正面朝下而且对基片表面进行化学液体处理。例如，基片浸入在包含例如Na3C6H5O7·2H2O(柠檬酸钠)的溶液(即化学液体)中，以中和互连(Cu)的表面。此后，用纯水清洗基片表面。这样，在基片上进行无电镀覆的预处理，然后基片由自动传送装置94c传送给无电镀覆单元117a(或117b)。
在无电镀覆单元117a中，基片保持其正面朝下并浸入在80℃的Co-W-P镀覆溶液中2分钟，从而对互连的活性表面进行有选择的无电镀覆(无电Co-W-P帽镀覆)。此后，用清洗液例如超纯水清洗基片表面。因此由Co-W-P合金膜组成的互连-保护层(帽镀覆层)有选择地形成在互连的表面上。
在进行无电镀覆之后，基片由自动传送装置94c传送给翻转单元96b，由翻转单元96b翻转基片，使得其具有器件部分的正面朝上。而且，基片由自动传送装置94b从翻转单元96b传送给清洗模块91a(或91b)。在清洗模块91a中，在清洗液供应给基片的同时，PVA海绵体(滚筒刷)29a和29b(参见图9和10)旋转以擦洗基片，从而除去已粘附到基片表面的颗粒等等。在该擦洗处理中使用的清洗液包含表面活性剂。由于该清洗液供应给基片，所以基片的疏水性表面呈现亲水性。因此，基片表面可以保持湿润状态，从而表面不暴露于空气。
随后，基片由自动传送装置94b传送给干燥模块92a(或92b)。干燥模块92a通过使用漂洗液进行漂洗处理，然后干燥基片。具体而言，当基片以50min-1的速度旋转的同时，漂洗液以2.5L/min的流速从漂洗液供应喷嘴40(参见图12)供应给基片的上表面，从而在基片的整个上表面形成漂洗液的膜。这时，漂洗液还以1.5L/min的流速从漂洗液供应喷嘴41A供应给基片的下表面。纯水、苏打水、氢水或者臭氧水可以用作漂洗液。
在漂洗处理结束之前，气体供应喷嘴13和14(参见图12)分别移到基片中心部分的上方和下方的位置，并且在漂洗处理结束的同时开始排出干燥气体(例如氮气)。在向基片供应干燥气体的同时，气体供应喷嘴13和14从基片的中心部分移向周边部分。因而除去基片上的漂洗液，从而干燥基片。根据这种干燥处理，漂洗液不会变为液滴。而且，由于基片以低转速旋转，所以防止产生由于液滴扩散而形成的水印。在干燥之后，基片通过自动传送装置94a返回到装卸单元89的盒子93a。尽管上述无电镀覆装置具有结合根据本发明第三实施例的基片处理装置的结构，但是也可以将根据第四实施例的基片处理装置结合在该无电镀覆装置中。
下面将说明根据本发明第五实施例的基片处理装置。图18是显示根据本实施例的基片处理装置的平面图。根据图18所示本实施例的基片处理装置200的基本布置和操作与图1到2B所示基片处理装置1的相同，将省略重复的说明。图18所示与基片处理装置1相同的那些部件用相同的附图标记表示。
图19示出图18所示基片处理装置清洗基片W的正面(上表面)和背面(下表面)的方式。如图19所示，上表面侧清洗喷嘴(基片处理单元)12以预定的高度靠近基片W的上表面设置。上表面侧清洗喷嘴12由升/降机构(未示出)支撑。下表面侧清洗喷嘴(基片处理单元)15同样以预定的高度靠近基片W的下表面设置。下表面侧清洗喷嘴15也由升/降机构(未示出)支撑。同样在该基片处理装置中，基片W由包括若干个压辊20的基片固定器11水平固定，从而由压辊20对基片W施加旋转力。在图19中，上表面侧气体供应喷嘴13和下表面侧气体供应喷嘴14分别处于缩回的位置。在清洗基片W后，上表面侧清洗喷嘴12在基片W的径向上移到缩回的位置，而且上表面侧气体供应喷嘴13移到基片W的上表面上方的位置，然后向基片W供应干燥气体以干燥基片W。同样的，下表面侧清洗喷嘴15在基片W的径向上移到基片W下方的缩回的位置，而且下表面侧气体供应喷嘴14移到预定位置，并向基片W的下表面供应干燥气体以干燥基片W。
清洗喷嘴12和15之每一个具有彼此分开设置的若干个流体供应口和流体抽吸口。如果将处理直径为200mm的基片，那么清洗喷嘴12和15之每一个具有交替设置的大约10个流体供应口和10个流体抽吸口。流体供应口向基片W供应流体(液体)，例如清洗液，而且已供应给基片W的流体(液体)通过流体抽吸口抽吸。流体供应口和流体抽吸口往复移动，同时分别供应和抽吸流体，从而进行清洗处理或类似处理。该处理有效抑制流体从基片扩散，并使保留在处理过的基片上的流体的量最小。
图20A到20C示出清洗喷嘴的具体结构。清洗喷嘴12和15之每一个在其侧面部分具有操作表面K1(第一操作部分)和操作表面K2(第二操作部分)。操作表面K1和K2之每一个具有交替并成线性排列的流体供应口227和流体抽吸口228。如图20B和20C所示，每个流体供应口227连接到共用供应管(供应通道)229，而且每个流体抽吸口228连接到共用排出管(排出通道)230。通过这种结构，当流体(例如液体)供应给供应管229时，从相应的流体供应口227向基片W的表面供应流体。排放管230连接到真空源并由真空源抽真空，从而通过相应的流体抽吸口228抽吸已供应到基片表面的流体。
在所述实施例中，清洗喷嘴12和15之每一个具有两个阵列，每个阵列包括若干个流体供应口227和流体抽吸口228。该结构使得各个清洗喷嘴12和15可以使用两种流体。清洗喷嘴12和15之每一个具有两个供应管229和229以及两个排放管230和230。一对供应管229与排放管230分别连接到流体供应口227和流体抽吸口228，它们都在操作表面K1开口。类似地，另一对供应管229与排放管230分别连接到流体供应口227和流体抽吸口228，它们都在操作表面K2开口。流体供应口227和流体抽吸口228可以无规则地排列，例如以流体供应口227、流体供应口227、流体抽吸口228、流体供应口227、流体供应口227、流体抽吸口228…的顺序排列。
清洗喷嘴12和15通过旋转机构例如马达(未示出)而围绕各自的中心轴O1和O2(参见图20B和20C)旋转四分之一圈，从而在操作表面K1和K2之间切换，使得操作表面K1和K2之一面对基片W。因此，清洗喷嘴12和15之每一个可以用不同种类的流体处理基片W。具体而言，操作表面K1可以进行化学液体处理或者蚀刻处理，随后在由操作表面K1进行的处理之后，操作表面K2可以用纯水或类似物进行漂洗处理，使得由于操作表面K1进行的处理而残留在基片W表面上的流体被漂洗液置换。在所述实施例中，清洗喷嘴12和15分别从操作表面K1供应处理液体，从而处理基片W的上、下表面。
如图22A所示，各个流体供应口227应当优选与基片W的表面隔开相等的距离，而且各个流体抽吸口228也应当优选与基片W的表面隔开相等的距离。通过这种布置，从所有位于离基片W相同距离的位置的流体供应口227供应流体，因此可以均匀地处理基片W。而且，通过所有位于离基片W相同距离的位置的流体抽吸口228抽吸流体，因此所有流体抽吸口228的抽吸力可以保持彼此相等。
流体供应口227顶端和基片W表面之间的距离优选不大于2mm，更优选不大于0.5mm。类似地，流体抽吸口228顶端和基片W表面之间的距离优选不大于2mm，更优选不大于0.5mm。在这种情况下，流体供应口227和基片W的表面之间的距离与流体抽吸口228和基片W的表面之间的距离可以相互不相等。由于流体供应口227和流体抽吸口228靠近基片W设置，所以供应给基片的流体相对于基片W保持固定，而且提高抽吸效率。从每个流体供应口227供应的流体优选在1到30mL/min的流速范围内。如果供应化学液体从而与基片W的表面发生反应，那么从每个流体供应口227供应的化学液体优选为1到10mL/min的流速范围内，更优选为1到5mL/min的流速范围内。例如，如果将处理直径为200mm的晶片，那么清洗晶片一侧表面使用的流体的流速是大约30mL/min。由于供应给基片的流体的量非常小，所以极大地抑制了在处理过程中流体的扩散。而且残留在处理过的基片上的流体的量可以是非常小。为了防止流体抽吸口228直接抽吸从流体供应口227向基片W供应的流体，流体供应口227和流体抽吸口228应当优选彼此隔开距离“s”，并且应当优选从操作表面K1(或K2)凸出高度“d”(参见图22A)。距离“s”和高度“d”都应当优选为至少1mm。
清洗喷嘴12和15如图21中箭头R所示(附图中仅仅示出清洗喷嘴15)在基片W的径向上往复移动。清洗喷嘴12和15的延长方向以及清洗喷嘴12和15的往复移动方向不必彼此在同一条线上。如图22A所示，清洗喷嘴15(或12)从靠近基片W设置的流体供应口227向基片W供应流体，其方式使得供应的流体在基片W上是静止的。而且，经过一定的时间后，清洗喷嘴15通过与流体供应口227隔开的流体抽吸口228抽吸和除去基片W上残留的流体。相反，传统的装置利用基片高速旋转产生的离心力来除去基片上的流体。
根据清洗喷嘴(基片处理单元)12和15，流体被提供给基片W并处于静止状态，其中流体相对于基片W不移动。在供应的液体保留在基片W上一定的时间从而与基片W的表面充分反应之后，在清洗喷嘴12和15在基片W的径向上往复移动时，流体抽吸口228移动并抽吸已经与基片W表面发生反应的流体。换句话说，在向旋转的基片W供应流体(液体)的同时，流体供应口227在基片W的径向上往复移动，使得基片W的整个表面被厚度基本均匀的液体薄膜覆盖或者印刷。在这种情况下，优选降低流体的流速。具体而言，流体(液体)的流速优选不大于5m/s，更优选不大于1m/s。基片W的旋转速度优选不大于500min-1，更优选不大于100min-1。
基于流体供应和抽吸的组合的上述方法与常用方法中在旋转基片的同时向基片中心部分供应流体来清洗基片相比，可以大大减少使用的流体量。由于流体供应到基片W以及然后从基片W抽吸，所以防止流体扩散。因为从基片抽吸流体，所以在基片整个表面上，残留在基片W上的流体的量和厚度一直保持恒定。因此，可以提高处理的稳定性和均匀性。
如上所述，清洗喷嘴12和15向所需的位置供应流体(液体)，其方式使得供应的流体在基片W是静止的。本方法与传统方法不同点在于，通过高速旋转基片而使液体在基片的整个表面上蔓延。在本实施例中，优选在处理基片W时以大约100min-1的低速度旋转基片W。通常，在向基片中心部分供应流体并且旋转基片、从而在整个基片上散布流体的传统方法中，如果基片具有200mm的直径，必须以500min-1的速度旋转基片并以至少0.5L/min的流速向基片的一侧表面供应流体。相反，根据本实施例，由于清洗喷嘴12和15重复地进行流体的供应和抽吸，所以可以用以大约30mL/min的流速供应的流体充分地清洗基片。
要求清洗喷嘴12和15在基片W的径向上往复移动的周期比基片W旋转的周期更长。如果基片W旋转的周期与清洗喷嘴12和15往复移动的周期彼此相等，那么一直在基片W上的固定位置供应和抽吸流体，从而导致不均匀处理。相反，如果清洗喷嘴12和15往复移动的周期比基片W旋转的周期更长，那么例如，在清洗喷嘴12和15进行一次往复移动时基片W进行几周旋转。结果，以漩涡的形状(参见图22B和22D)向基片供应流体和从基片抽吸流体。另一方面，如果清洗喷嘴12和15往复移动的周期比基片W旋转的周期更短，那么流体在基片W上的轨迹变为非常复杂(参见图22C)。在本实施例中，由于在向基片供应流体过后一定的时间才从基片W抽吸流体，所以流体有充足的时间发生反应，因此可以有均匀的处理。
当流体供应口227和流体抽吸口228进行往复移动时，它们应当优选在行程端部停止不超过0.5秒。优选尽量缩短在行程端部翻转时清洗喷嘴12(或15)停止的时间，因为在该时间内流体供应给基片W的相同部分。例如，如果清洗喷嘴12(或15)往复移动的周期是5秒，那么清洗喷嘴12(或15)应当优选在行程端部停止不超过0.5秒，更优选不超过0.1秒。
如图21所示，清洗喷嘴15的流体供应口227应当优选在不包括基片W中心部分WO和边缘部分WE的移动范围内沿基片W的径向可移动。如果流体供应口227移向中心部分WO，那么中心部分WO供应的流体量比基片W的其它区域更多，这不是优选的。因此，如图21所示，优选的是，流体供应口227的移动范围设置为靠近中心部分WO，但是不包括中心部分WO。如果流体供应给基片W的边缘部分WE，那么流体可能扩散到基片W的外面。因此，必须限制流体供应口227的移动范围。
在图20A所示的清洗喷嘴(基片处理单元)中，若干个流体供应口227和流体抽吸口228以等间隔线性布置。但是，即使流体供应口227和流体抽吸口228不以等间隔线性布置，也可以实现上述清洗功能。在本实施例中，清洗喷嘴12和15之每一个具有两个操作表面K1和K2，每个操作表面具有若干个流体供应口227和流体抽吸口228。但是，可以在操作表面K1和K2之一中设置用于特定类型流体的流体供应口和流体抽吸口，而且在操作表面K1和K2中的另一个中仅设置用于其它类型流体的流体供应口。操作表面的数量不局限于两个。具体而言，可以设置三个、四个或更多个操作表面，每个操作表面都具有若干个流体供应口和流体抽吸口。而且，清洗喷嘴12和15可以具有多边形或圆形的横截面形状，或者可以是具有两个或多个操作喷嘴组的结构。如图20B和20C所示，清洗喷嘴12和15还可以具有组合的多边形和圆形横截面形状。
如图20A所示，优选设置多个流体供应口227。在这种情况下，优选控制从各个流体供应口227供应的流体的流速。具体而言，优选调整流体供应口227的孔径，使得各个流体供应口227供应的流体的流速从基片W的中心侧向周边侧逐渐提高。由于清洗喷嘴向旋转的基片供应流体，所以从基片的中心侧向周边侧，单位时间要供应流体的表面积加大。因此，从基片的中心侧向周边侧，从流体供应口供应的流体的流速必须提高，从而配合表面积的加大。通过从基片中心侧到周边侧提高流速，可以在基片的整个表面上均匀地提供流体。
优选的是，设置用于监测从至少一个流体供应口227供应的流体的流速的器件。例如，通过测量流体的供应压力，根据流体供应口227的孔径或大小，可以计算从每个流体供应口227供应的流体的流率和流速。而且，通过控制流体的供应压力来达到预定的流率和流速，可以提高流体例如清洗液的流速和流率的精确度。此外，该基片处理装置应当优选具有用于温暖和/或冷却流体的温度控制器。某些情况下，流体的基片处理能力可能依赖于流体的温度。在这种情况下，流体的温度应当优选调整为适当的值。温度控制器可以包括在用于供应流体的管子上设置的加热器或者冷却单元。
另一方面，每个流体抽吸口228也具有可以调节其传导性的结构(其形状和大小)。流体抽吸口228分别与共用的真空源或者多个真空源连通，使得流体抽吸口228在已调节到预定值的一定抽吸压力下抽吸处理流体。在这种情况下，通过将流体抽吸口228的各个孔径设置为所期望的值，可以改变通过每个流体抽吸口228抽吸的流体的流率。一旦设置了每个流体抽吸口228的孔径，就可以通过改变真空源的抽吸力来改变通过它抽吸的流体的流率(流速)。优选的是，相对于基片W的相同径向位置，通过每个流体抽吸口228抽吸的流体的流率小于从每个流体供应口227供应的流体的流率。还优选使通过各个流体抽吸口228抽吸的流体的流率相等，或者从基片W的中心侧向周边侧逐渐减小这些流率。换句话说，为了均匀处理基片的整个表面，优选一直以均匀的厚度在基片的整个表面上形成处理液体的膜，并且通过供应和抽吸处理液体而在基片表面的每个区域以均匀的置换速度用新的处理液体置换处理液体。
基片处理装置还可以具有用于根据处理条件控制基片(晶片)的处理的器件。这些处理条件的例子包括基片的旋转速度、基片上、下表面与清洗喷嘴12和15之间的距离、清洗喷嘴12和15往复移动的周期、平均速度和最高速度、将供应的流体的压力和温度、真空源的真空度、以及流体(液体)的类型。这些处理条件根据基片类型或者在基片表面上形成的膜的类型来设置。在处理基片的同时，监测相应于这些处理条件的测量值。这些测量值与处理条件的预设数据进行比较，并控制基片的处理，使得测量值保持与预设数据相等。
基片处理装置可以具有其中清洗喷嘴15设置在基片下方而斜面清洗喷嘴设置在基片的斜面部分(周边部分)上的布置。通过这种布置，在用斜面清洗喷嘴处理基片W上表面侧斜面部分的同时，可以用清洗喷嘴15清洗或蚀刻基片W的下表面。可选择地，基片处理装置具有其中清洗喷嘴12设置在基片上方而斜面清洗喷嘴设置在基片W的斜面部分(周边部分)下方以处理基片的下表面侧斜面部分的布置。
优选基片处理装置具有用于回收通过流体抽吸口228抽吸的流体(液体)并再利用回收流体的单元。例如，用过的流体可以回收到回收容器中，并且可以在过滤流体后返回到基片处理装置的流体供应容器中。还优选基片处理装置具有用于再生回收流体从而再利用该流体的单元。基片处理装置还可以具有用于监测回收或再生流体的浓度或者流体中包含的杂质浓度的单元。
图23和图24示意性地显示根据本发明第六实施例的基片处理装置。图25示出根据本发明第六实施例的基片处理装置的系统布置。基片处理装置200’具有与上述实施例相同的基本结构。具体而言，基片处理装置200’包括基片固定器11a、11b、11c和11d(其包含用于固定和旋转基片W的压辊20)、用于抽吸处理液体的固定器抽吸管嘴24(24a、24b、24c和24d)和用于向压辊20的夹持部分21供应清洗液的固定器清洗喷嘴26(26a、26b、26c和26d)。但是，在本实施例中，只有清洗喷嘴15设置在基片W下方，而且可水平和垂直移动的净化板238设置在基片W的上方。净化板238具有至少一个开口(未示出)，用于向基片W供应惰性气体(例如氮气)，从而防止在基片W下表面产生的流体(液体)或化学液体气氛的湿气对基片的表面的污染或损害。净化板238可以仅仅在相应于基片W中心部分的位置具有一个开口，或者可以具有以相等的径向间隔设置在与基片W同心地布置的多个圆上的多个开口。
基片处理装置200’还包括用清洗液清洗基片W上表面侧周边部分(斜面部分)的斜面清洗喷嘴(周边清洗单元)236，和抽吸清洗液的斜面抽吸管嘴(周边抽吸单元)237。斜面清洗喷嘴236与斜面抽吸管嘴237相邻地设置，并且位于在基片W旋转方向上斜面抽吸管嘴237的前方。因此，从斜面清洗喷嘴236供应的清洗液在基片W按箭头所示方向上进行一次旋转之前立即被斜面抽吸管嘴237抽吸。因此，基片处理装置200’可以清洗基片W的下表面并处理(例如清洗)基片W上表面侧的斜面部分。基片处理装置200’还可以蚀刻基片W，然后用斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237清洗基片W。斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237分别可以通过马达M在基片W的径向上移动，从而在处理基片W的斜面部分的同时调整它们的位置。斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237可以在基片W的中心部分和周边部分之间往复移动，从而处理基片W的整个表面。净化板238具有大致的圆形，使得净化板238不覆盖基片W边缘部分、并且不与斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237接触。
在基片处理装置200’中，如图25所示，液体例如化学液体从液体释放罐231释放到清洗喷嘴15，然后从清洗喷嘴15的流体供应口227(参见图20A)供应到基片W的表面上。清洗喷嘴15通过传动机构240而如图25中箭头所示在水平面上往复移动，并且通过流体抽吸口228(参见图20A)来回收已供应给基片W的化学液体。通过流体抽吸口228回收的化学液体释放到使气体和化学液体彼此分开的回收罐(气液分离罐)232。分开的化学液体然后释放到循环罐233中。
储存在循环罐233中的用过的化学液体通过泵P加压、通过过滤器234过滤、通过温度控制器235调节温度，然后作为可再利用的化学液体返回到液体释放罐231。这样，化学液体被循环用于再利用，而且可以减小用于处理的化学液体的量。从斜面清洗喷嘴236供应的化学液体被斜面抽吸管嘴237抽吸，并且还可以以与上述相同的方式再利用。尽管没有示出，但是基片处理装置200’具有用于再生返回到循环罐233的用过的化学液体的单元，从而再利用该用过的化学液体。
图26是结合图18或图23所示基片处理装置的基片处理系统的示意性平面图。图26所示基片处理系统271的元件和操作和图11所示基片处理系统71的相同。基片处理系统271与基片处理系统71相同的那些元件用相同的附图标记表示，而且下面不再说明。同样在这个系统中，蚀刻装置82可以构成为具有与基片处理装置200或200’相同的结构，而且清洗喷嘴12和15可以供应用于蚀刻基片的蚀刻液，而不是供应清洗液。可选择地，基片处理装置200(或200’)可以在不设置蚀刻装置82的情况下进行蚀刻处理、清洗处理和干燥处理。蚀刻装置82可以用基片处理装置200(或200’)代替，从而使两个基片处理装置200(或200’)同时进行蚀刻处理、清洗处理和干燥处理。
在基片处理系统271中，蚀刻装置82和镀覆装置84可以用以下装置代替用于蚀刻基片的斜面部分的斜面蚀刻装置；用于抛光基片的斜面部分的斜面抛光装置；用于对镀覆层或类似层进行电解抛光的电解抛光装置；或者用于对基片表面进行化学机械抛光的CMP装置。可选择地，蚀刻装置82和镀覆装置84可以分别用基片处理装置200(或200’)来代替，因此基片处理系统271具有用于同时进行蚀刻处理和/或清洗处理和干燥处理的三个基片处理装置200。
下面，将参考
根据本发明的基片固定装置。
图27是示意性地示出根据本发明第七实施例的基片固定装置的平面图。图28是沿着图27中的线XXVIII-XXVIII截取的横截面图。在该实施例中，半导体晶片用作基片。
如图27所示，基片固定装置具有四个压辊301a、301b、301c和301d(统称为压辊301)，用于水平固定和旋转半导体晶片W。压辊301可以在半导体晶片W径向上延伸的导轨302a、302b、302c和302d限定的方向上移动。具体而言，如图27中的箭头所示，各个压辊301可以在半导体晶片W的径向上朝着半导体晶片W的中心C移动。作为移动机构的气筒303a、303b、303c和303d(统称为气筒303)连接到各个压辊301，用于在半导体晶片W的径向上移动压辊301，从而使压辊301与半导体晶片W的边缘部分接触或脱离接触。压辊301在半导体晶片W的圆周方向上彼此隔开相等的距离。压辊301连接到作为驱动源的马达(未示出)。当启动马达时，各个压辊301在相同的方向上同步旋转。
如图27和28所示，基片固定装置具有制动器304a和304b，用于停止将与被中心线CL划分的半导体晶片W中的一半接触的压辊301a和301b的移动。在图28中，仅仅示出制动器304a。压辊301a和301b在气筒303a和303b施加的第一压力下，朝着半导体晶片W的中心C移动，直到使压辊301a和301b与制动器304a和304b接触。压辊301a和301b固定在预先由制动器304a和304b给定的预定位置。另一方面，位于半导体晶片W另一半的压辊301c和301d在从气筒303c和303d施加的、比第一压力更小的第二压力下，朝着半导体晶片W的中心C移动，对它们的移动没有限制。
图29是显示图28所示压辊的主要部分的放大横截面图；如图29所示，压辊301a具有凹槽状夹持部分305，夹持部分305位于其上端附近并沿着压辊301a的圆周表面延伸。夹持部分305具有位于中心的平坦部分305a和位于平坦部分305a的上、下端附近的两个弯曲部分305b，并且整体成弓形的截面形状。通过这种结构，在压辊301a朝着半导体晶片W移动时，使得平坦部分305a与半导体晶片W的边缘部分紧密接触，其状态使得夹持部分395容纳半导体晶片W的周边部分。半导体晶片W的周边部分是从半导体晶片W边缘部分到位于边缘部分径向向内0.1mm到几mm距离的部分的区域。尽管没有示出，但是压辊301b、301c和301d和压辊301a一样具有夹持部分305，而且半导体晶片W在这些夹持部分305处由压辊301a、301b、301c和301d固定。压辊301彼此具有相同的形状和结构。压辊301由具有耐化学性的氟树脂(例如PVDF或PEEK)制成，或者由聚氨酯制成。
夹持部分305的宽度(纵向长度)E不大于半导体晶片W的厚度T的两倍。具体而言，如果半导体晶片W具有200mm的直径和0.75mm的厚度，那么夹持部分305的宽度E设置为不大于1.5mm。平坦部分305a的宽度(纵向长度)F不大于半导体晶片W的厚度T的一半。通过这种结构，由夹持部分305固定的半导体晶片W由弯曲部分305b限制在平坦部分305a的位置。因此，半导体晶片W可以被旋转，同时其姿势保持基本上恒定。
基片固定装置具有用于调节每个压辊301高度的高度调节机构(未示出)和用于调节每个压辊301的倾斜的倾斜调节机构(未示出)。高度调节机构和倾斜调节机构可以使所有压辊301的夹持部分305保持彼此平行并位于相同的水平面内。
下面将说明这样构成的基片固定装置的操作。
当半导体晶片W被自动传送装置或类似装置引入到基片固定装置中时，四个压辊301朝着半导体晶片W的中心C移动。压辊301a和301b分别与制动器304a和304b紧密接触，并且因而停止它们的移动，从而使压辊301a和301b固定就位。另一方面，压辊301c和301d与半导体晶片W的边缘部分紧密接触，然后在预定压力例如小于或等于20N的压力(第二压力)下，朝着半导体晶片W的中心C按压半导体晶片W。这样，四个压辊301的夹持部分305(平坦部分305a)保持与半导体晶片W的边缘部分紧密接触，从而通过压辊301紧紧地固定半导体晶片W。在半导体晶片W这样被压辊301固定的同时，启动若干个马达在相同的方向上同步旋转压辊301，从而旋转半导体晶片W。
为了通过压辊301使半导体晶片W的位置保持恒定，必须用制动器304a和304b固定压辊301a和301b的位置。同样必要的是，由气筒303c和303d施加来按压压辊301c和301d的第二压力比由气筒303a和303b施加来按压压辊301a和301b的第一压力更小。具体而言，在本实施例中，用于按压保持与被中心线CL划分的半导体晶片W之一半接触的压辊301c和301d的第二压力比用于按压保持与半导体晶片W之另一半接触的压辊301a和301b的第一压力更小。通过这种设置，压辊301c和301d可以在压辊301a和301b通过保持与制动器304a和340b紧密接触而定位的同时按压半导体晶片W。因此，半导体晶片W的旋转中心可以被保持在恒定位置。
而且，根据本实施例，从压辊301作用在半导体晶片W上的力的方向可以集中在半导体晶片W的中心C。在此状态下，由于各个压辊301以预定的间隔设置在半导体晶片W的圆周方向上，所以从压辊301作用在半导体晶片W之中心C的合力基本上变为零。因此，可以抑制半导体晶片W旋转中心的位置变化。由于夹持部分305的宽度E设置为不大于半导体晶片W的厚度T的两倍，而且每个夹持部分305包括平坦部分305a和弯曲部分305b，所以半导体晶片W和夹持部分305保持彼此在基本恒定的位置上接触，因而防止半导体晶片W纵向移动。因此，可以防止半导体晶片W在旋转时有大的波动或者倾斜。因此根据本实施例的基片固定装置可以提高半导体晶片W的旋转精确度。
在本实施例中，压辊301c和301d按压半导体晶片W的压力设置为不大于20N。但是，该压力应当优选根据半导体晶片W的大小和已安装的压辊数量来调节。尽管本实施例的基片固定装置具有四个压辊301，但是可以在基片固定装置中设置至少三个压辊。相邻两个压辊301保持与半导体晶片W接触的接触点之间的距离设置为小于半导体晶片W的直径。例如，在基片固定装置具有三个压辊的情况下，这些压辊设置为使得三个压辊保持与半导体晶片W边缘部分接触的接触点之间的距离之每一个小于半导体晶片W的直径。在这种情况下，三个压辊应当优选在旋转半导体晶片W的同时、在预定压力或更小压力下朝着半导体晶片之中心按压半导体晶片的边缘部分。通过这样在预定压力或更小压力下用至少三个压辊按压半导体晶片，从压辊作用于半导体晶片的力可以是小的，同时保持所需的旋转精确度。由于压辊朝着半导体晶片的中心按压半导体晶片，并且在半导体的中心，从压辊作用于半导体晶片的合力为零，因此不必在半导体晶片的圆周方向上以相等的间隔设置压辊。
下面将说明结合根据第七实施例的基片固定装置的清洗装置。图30是显示用于除去已粘附到半导体晶片表面的颗粒的清洗装置、并显示清洗半导体晶片W的上、下表面的方式的侧视图。图31A是显示图30所示清洗喷嘴的放大图。图31B是沿着图31A的线XXXIb-XXXIb截取的横截面图。图31C是沿着图31A的线XXXIc-XXXIc截取的横截面图。图30所示清洗装置的结构和操作与图19所示清洗装置的结构和操作相同。图30所示清洗装置中与图19所示清洗装置相同的那些部件用相同的附图标记表示，而且下面将不再说明。图31A到30C所示的清洗喷嘴12和15与图20A到20C所示的清洗喷嘴是相同的结构，下面将不再重复说明。
图30所示清洗装置具有图27所示的基片固定装置，并且具有用于使压辊301在半导体晶片W的径向上移动的气筒和导轨(未示出)。在该清洗装置中，流体供应口227向半导体晶片W供应清洗液，并且流体抽吸口228抽吸已供应给半导体晶片W的清洗液。清洗喷嘴12和15在半导体晶片W的径向上往复移动，并且进行清洗液的供应和抽吸，从而清洗半导体晶片W。这样进行的清洗处理有效地抑制清洗液从半导体晶片W扩散，并且使在处理过的半导体晶片W上残留的清洗液的量最少。
图32A是显示结合图27所示基片固定装置的清洗装置的另一个例子的平面图。图32B是图32A所示清洗装置的侧视图。该例子的结构和操作与图23和24所示清洗装置的结构和操作相同，下面不再说明，而且相同的结构元件用相同的附图标记表示，下面将不再说明。
在该清洗装置中，只有清洗喷嘴15设置在半导体晶片W的下方，而可水平和纵向移动的净化板238设置在半导体晶片W上方。净化板238具有至少一个开口(未示出)，用于向半导体晶片W供应惰性气体(例如氮气)，从而防止在半导体晶片W下表面产生的清洗液或者化学液体气氛的湿气污染在半导体晶片W表面上形成的器件区域。净化板238可以仅在相应于半导体晶片W中心的位置具有一个开口，或者具有设置在与半导体晶片W同心地布置的多个圆环上的多个开口。
基片处理装置还具有用于向半导体晶片W的周边部分(斜面部分)供应清洗液的斜面清洗喷嘴236，和用于抽吸清洗液的斜面抽吸管嘴237。斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237通过马达(未示出)而在半导体晶片W的径向上移动，从而可以调整它们的处理位置。通过这种结构，从斜面清洗喷嘴236供应的清洗液就在半导体晶片W按箭头所示的方向上进行一次旋转之前立即被斜面抽吸管嘴237抽吸。图32A和32B所示的清洗装置可以清洗半导体晶片W的下表面和清洗半导体晶片W的上表面侧斜面部分。该清洗装置还可以提高半导体晶片W的旋转精确度，因为该清洗装置具有根据上述实施例的基片固定装置。因此，防止斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237与半导体晶片W接触。而且，斜面清洗喷嘴236和半导体晶片W之间的相对位置可以保持恒定，因此可以精确地调节要供应清洗液的区域。
上述清洗装置可以利用斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237而对半导体晶片W进行蚀刻处理或其它的处理，然后可以进行清洗处理。斜面清洗喷嘴236和斜面抽吸管嘴237可以在半导体晶片W径向上往复移动，从而处理半导体晶片W的整个表面。在进行斜面蚀刻处理的情况下，通过改变夹持部分305的横截面大小，可以调节在夹持部分(参见图29)中保留的蚀刻液的量，因此可以控制要蚀刻的区域。
图33A是图32A所示压辊之一的放大平面图，图33B是图33A所示压辊的横截面图。图33A和33B所示固定器清洗喷嘴和固定器抽吸管嘴的结构和操作与图2A和2B所示固定器清洗喷嘴和固定器抽吸管嘴的结构和操作相同。相同部件用相同的附图标记表示，而且下面不再详细说明。
在图33A和33B中，压辊301a在箭头所示的方向上旋转，并且固定器清洗喷嘴26的供应口25向夹持部分305供应清洗液，从而清洗粘附了处理液体的夹持部分305。在压辊301a旋转时，已经由清洗液处理过的处理液体到达固定器抽吸管嘴24的抽吸口23前面，然后被固定器抽吸管嘴24抽吸。这样，由于从固定器清洗喷嘴26局部地向夹持部分305供应清洗液，所以防止清洗液从压辊301a(夹持部分305)扩散。而且，由于固定器清洗喷嘴26和固定器抽吸管嘴24相对于压辊301a的相对位置可以保持不变，可以稳定地进行清洗液的供应和抽吸。
下面，将参考图34说明结合根据本发明第七实施例的基片固定装置的背面蚀刻装置。图34是示意性显示结合根据本发明第七实施例的基片固定装置的背面蚀刻装置的主要部分的放大横截面图。
如图34所示，膜310形成在半导体晶片W的表面上。蚀刻液供应喷嘴311设置在半导体晶片W的下方，用于向半导体晶片W的下表面供应作为处理液体的蚀刻液。在所示出的实施例中，夹持部分305的深度D不大于1mm。
半导体晶片W通过压辊301(图34中仅仅示出压辊301a)固定，其状态使得膜301的表面朝下。在半导体晶片W由压辊301旋转的同时，从蚀刻液供应喷嘴311向半导体晶片W的下表面(背面)供应蚀刻液。供应给半导体晶片W下表面的蚀刻液在半导体晶片W旋转时到达下表面侧周边部分。因此，在半导体晶片W下表面上形成的膜310被蚀刻液除去。一部分蚀刻液通过夹持部分305进入半导体晶片W的上表面，而且半导体晶片W上表面的周边部分暴露于蚀刻液。
在本实施例中，由于夹持部分305的深度D不大于1mm，所以半导体晶片W周边部分和压辊301a的夹持部分305之间的间隔可以进一步减小。因此，填充上述间隔的蚀刻液的量减少，从半导体晶片W下表面流向上表面的蚀刻液的量也减少。而且，由于夹持部分305的深度D设置为不大于1mm，所以在从半导体晶片W边缘部分到位于边缘部分径向向内最多2mm的部分的范围内的有限区域内，半导体晶片W暴露于蚀刻液。因此，可以防止蚀刻液进入在半导体晶片W上形成电路(器件)的区域。此外，由于填充上述间隔的蚀刻液的量减少，所以也可以减少在半导体晶片W旋转时在周围扩散的蚀刻液的量。
根据本实施例的基片固定装置可以应用于以物理或化学方式除去已粘附到半导体晶片表面的颗粒的清洗装置、除去在半导体晶片周边部分和下表面上形成的薄膜例如金属膜的蚀刻装置、以及向半导体晶片表面供应惰性气体或减湿空气以干燥半导体晶片的干燥装置。根据本发明的基片固定装置可以提高半导体晶片(即基片)的旋转精确度，因此可以对半导体晶片进行各种处理，而不使半导体晶片与设置在半导体晶片附近的管嘴接触。
下面将参考图35A和35B说明本发明的第八实施例。图35A是示意性显示根据本发明第八实施例的基片固定装置的平面图，图35B是显示沿着图35A的线XXXV-XXXV截取的部分横截面的示意图。根据第八实施例的基片固定装置的结构和操作与根据第七实施例的基片固定装置的结构和操作相同，下面将不说明相同的元件。第八实施例不同于第七实施例的不同点主要在于，在第七实施例使用四个气筒，在第八实施例中使用两个气筒。
如图35A所示，压辊301a、301b、301c和301d分别安装在安装基底306a、306b、306c和306d上。安装基底306a设置在两个平行导轨302a和302a上，使得安装基底306a和压辊301a的移动被限制在半导体晶片W的径向上。象安装基底306a一样，安装基底306b、306c和306d分别设置在平行导轨302b和302b、平行导轨302c和302c以及平行导轨302d和302d上，使得安装基底306b、306c和306d以及压辊301b、301c和301d的移动被限制在半导体晶片W的径向上。
链板307a和307b分别设置在安装基底306a和306b之间以及安装基底306c和306d之间。链板307a和307b分别耦合到气筒303a和303b，气筒303a和303b在半导体晶片W的径向上移动链板307a和307b。链板307a通过彼此啮合的凸轮从动件308a和凸轮从动件接受器309a而耦合到安装基底306a，并且还通过彼此啮合的凸轮从动件308b和凸轮从动件接受器309b耦合到安装基底306b。具体而言，如图35B所示，凸轮从动件接受器309b是在垂直于图35B的页面的方向上、即垂直于链板307a移动方向的方向上延伸的凹槽状导向部件。当气筒303a朝着半导体晶片W移动链板307a时，凸轮从动件308b沿着凸轮从动件接受器309b滑动，因而压辊301b从图35B中双点虚线所示的位置移到实线所示的位置，从而固定半导体晶片W。和链板307a一样，链板307b通过彼此啮合的凸轮从动件308c和凸轮从动件接受器309c而耦合到安装基底306c，并且还通过彼此啮合的凸轮从动件308d和凸轮从动件接受器309d耦合到安装基底306d。
当链板307a和307b分别被气筒303a和303b移动时，压辊301a、301b、301c和301d以及安装基底306a、306b、306c和306d朝着半导体晶片W的中心C在半导体晶片W的径向上移动。安装基底306a和306b的移动被相应的制动器304a和304b停止在预定的位置，因而压辊301a和301b被固定到位。另一方面，安装基底306c和306d朝着半导体晶片W的中心C移动，而不被任何制动器限制移动。与第七实施例相同，半导体晶片W的边缘部分被以相等的间隔布置在半导体晶片W的圆周方向上的四个压辊301固定，因此从压辊301朝着半导体晶片W的中心C作用的合力变为零。因此，通过压辊301的旋转，半导体晶片W可以被以高旋转精确度旋转。
下面将参考图36说明根据本发明第九实施例的基片固定装置。
图36是显示根据本发明第九实施例的基片固定装置的压辊的主要部分的放大横截面图。根据第九实施例的基片固定装置的结构和操作与根据第七或第八实施例的基片固定装置的结构和操作相同，下面将不再说明。
如图36所示，夹持部分305的两个弯曲部分305b和以及压辊301a的圆周表面平滑而连续地彼此连接。具体而言，弯曲部分305b和压辊301a的圆周表面之间的连接部分精确地延伸。因此，在弯曲部分305b和压辊301a的圆周表面之间没有边界，因而不形成在压辊301a圆周方向上延伸的角形部分。如果在压辊301a的圆周表面上存在角形部分，那么在压辊301a旋转时，处理液体往往会从角形部分向周围扩散。根据本实施例，由于两个弯曲部分305b和压辊301a的圆周表面彼此平滑而连续地连接，所以防止处理液体扩散开。同样在该实施例中，在半导体晶片W周边部分和两个弯曲部分305b之间形成的间隔优选应当小。尽管与第七实施例相同，在本实施例中，夹持部分305包括平坦部分305a，但是也可以省略平坦部分305a。
尽管上面已经说明本发明的优选实施例，但是本发明不局限于上述实施例，而是可以在其技术原理的范围内以各种形式来实现。本发明不局限于所述的实施例，而是可以在不脱离本发明范围的情况下在其中进行各种变化。
工业实用性本发明适用于执行化学液体处理、清洗处理、干燥处理或类似处理、同时旋转基片(例如半导体晶片或液晶基片)的基片处理装置和基片处理方法。本发明还适用于固定和旋转基片(例如半导体晶片)的基片固定装置。
权利要求
1.一种基片处理装置，用于处理基片并同时向该基片提供流体，所述基片处理装置包括基片固定器，用于固定和旋转该基片；和固定器抽吸单元，用于从所述基片固定器抽吸流体。
2.根据权利要求1的基片处理装置，还包括周边抽吸单元，用于从该基片的周边部分抽吸流体。
3.根据权利要求1或2的基片处理装置，其中，所述基片固定器与该基片接触，从而通过利用所述基片固定器和该基片之间的摩擦力来固定和旋转该基片。
4.根据权利要求1的基片处理装置，其中，所述基片固定器具有与该基片的边缘部分接触的夹持部分，而且所述固定器抽吸单元靠近所述夹持部分而设置，从而抽吸已粘附到所述夹持部分上的流体。
5.根据权利要求1的基片处理装置，其中，所述固定器抽吸单元与真空源连通。
6.根据权利要求1到5中任何一个的基片处理装置，还包括固定器清洗单元，用于向所述基片固定器提供清洗流体。
7.根据权利要求6的基片处理装置，其中，所述固定器抽吸单元沿所述基片固定器之旋转方向设置在所述固定器清洗单元的前方。
8.根据权利要求1到7中任何一个的基片处理装置，还包括至少一个具有气体供应口的气体供应喷嘴，通过该气体供应口向该基片提供干燥气体。
9.根据权利要求8的基片处理装置，其中，该干燥气体是垂直于该基片的表面供应的。
10.根据权利要求1到7中任何一个的基片处理装置，还包括气体供应单元，该气体供应单元具有多个气体供应喷嘴，用于向所述基片固定器固定的基片的表面供应干燥气体；其中所述气体供应喷嘴的气体供应开始定时和气体供应结束定时被独立地设置。
11.根据权利要求1到7中任何一个的基片处理装置，还包括气体供应单元，该气体供应单元具有多个气体供应喷嘴，用于向所述基片固定器固定的基片的表面供应干燥气体；其中从所述气体供应喷嘴供应的干燥气体的流速被独立地设置。
12.根据权利要求8或9的基片处理装置，其中，在向该基片提供该干燥气体的同时，所述气体供应喷嘴在该基片的中心部分和周边部分之间移动。
13.根据权利要求12的基片处理装置，其中，所述气体供应喷嘴的移动速度根据所述气体供应喷嘴与该基片的相对位置而改变。
14.根据权利要求12或13的基片处理装置，其中，在所述气体供应口到达该基片的边缘部分之前，所述气体供应喷嘴停止供应该干燥气体。
15.根据权利要求8或9的基片处理装置，其中，通过改变将从所述气体供应喷嘴供应的干燥气体的压力来控制从所述气体供应喷嘴供应的干燥气体的流速。
16.根据权利要求1的基片处理装置，其中，该流体是液体，而且在该液体被提供给基片时，所述固定器抽吸单元不抽吸该液体，因而在该基片的表面上形成该液体的膜。
17.根据权利要求1的基片处理装置，其中，所述固定器抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且所述导电部分接地。
18.根据权利要求2的基片处理装置，其中，所述周边抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且所述导电部分接地。
19.一种基片处理装置，包括基片固定器，用于固定和旋转基片；第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴，分别设置在该基片的上方和下方，用于向该基片提供气体；第一液体供应喷嘴和第二液体供应喷嘴，分别设置在该基片的上方和下方，用于向该基片供应液体；第一移动机构，用于从该基片的中心部分向周边部分移动所述第一气体供应喷嘴和所述第一液体供应喷嘴；第二移动机构，用于从该基片的中心部分向周边部分移动所述第二气体供应喷嘴和所述第二液体供应喷嘴；其中，所述第一液体供应喷嘴沿该基片的径向设置在所述第一气体供应喷嘴的外部，而且所述第二液体供应喷嘴沿该基片的径向设置在所述第二气体供应喷嘴的外面。
20.根据权利要求19的基片处理装置，还包括固定器抽吸单元，用于抽吸已粘附到所述基片固定器上的液体；和周边抽吸单元，用于从该基片的周边部分抽吸液体。
21.根据权利要求19或20的基片处理装置，其中，所述基片固定器具有与该基片的边缘部分接触的压辊，而且所述压辊在保持与该基片接触的同时围绕其自身的轴旋转。
22.根据权利要求19到21中任何一个的基片处理装置，其中，设置在该基片上方的所述第一气体供应喷嘴和设置在该基片下方的所述第二气体供应喷嘴同时到达该基片的周边部分。
23.根据权利要求19到22中任何一个的基片处理装置，其中，所述第一气体供应喷嘴和所述第一液体供应喷嘴被移动，从而沿着从该基片的中心部分延伸的弧形轨迹或者线性轨迹移动，而且所述第二气体供应喷嘴和所述第二液体供应喷嘴被移动，从而沿着从该基片的中心部分延伸的弧形轨迹或者线性轨迹移动。
24.根据权利要求20的基片处理装置，其中，所述固定器抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且所述导电部分接地。
25.根据权利要求20的基片处理装置，其中，所述周边抽吸单元具有由导电材料制成的导电部分，而且所述导电部分接地。
26.一种抛光装置，包括用于抛光基片的抛光单元；和根据权利要求19到25中任何一个的基片处理装置。
27.一种镀覆装置，包括用于镀覆基片的镀覆单元；和根据权利要求19到25中任何一个的基片处理装置。
28.一种基片处理方法，包括由基片固定器旋转基片；向旋转的该基片供应流体；和通过靠近所述基片固定器设置的固定器抽吸单元抽吸已从该基片移动到所述基片固定器的流体。
29.根据权利要求28的基片处理方法，还包括通过靠近该基片的周边部分设置的周边抽吸单元从该基片的周边部分抽吸流体。
30.根据权利要求28或29的基片处理方法，其中，所述基片固定器与该基片的边缘部分接触，从而固定和旋转该基片。
31.一种基片处理方法，包括使基片固定器与基片的边缘部分接触，从而固定和旋转该基片；向由所述基片固定器旋转的该基片供应流体；从气体供应喷嘴向该基片供应干燥气体；在向该基片供应干燥气体的同时从该基片的中心部分向周边部分移动所述气体供应喷嘴，从而使该基片上的流体向该基片的周边部分移动；和通过靠近所述基片固定器设置的固定器抽吸单元来抽吸已从该基片的周边部分移向所述基片固定器的流体。
32.根据权利要求31的基片处理方法，还包括从固定器清洗单元向所述基片固定器提供清洗流体，从而处理已移到所述基片固定器的流体；和通过所述固定器抽吸单元抽吸已由该清洗流体处理过的流体；其中，所述固定器抽吸单元沿所述基片固定器之旋转方向设置在所述固定器清洗单元的前方。
33.根据权利要求31的基片处理方法，其中该流体是液体，而且在该液体被提供给该基片时，所述固定器抽吸单元不抽吸该液体，以便在该基片的表面上形成该液体的膜。
34.一种基片处理方法，包括由基片固定器旋转基片；从分别设置在该基片的上方和下方的第一液体供应喷嘴和第二液体供应喷嘴中的至少一个向位于该基片中心部分的径向外侧的部分供应液体；从分别设置在该基片的上方和下方的第一气体供应喷嘴和第二气体供应喷嘴向该基片的中心部分供应气体；从该基片的中心部分向周边部分移动所述第一液体供应喷嘴和所述第一气体供应喷嘴，从而干燥该基片的上表面；和从该基片的中心部分向周边部分移动所述第二液体供应喷嘴和所述第二气体供应喷嘴，从而干燥该基片的下表面。
35.根据权利要求34的基片处理方法，其中，在所述第一和第二液体供应喷嘴以及所述第一和第二气体供应喷嘴从该基片的中心部分移向周边部分时，已粘附到所述基片固定器的液体被固定器抽吸单元抽吸，而且在该基片的周边部分上的液体被周边抽吸单元抽吸。
36.根据权利要求34或35的基片处理方法，其中，移动设置在该基片上方的所述第一气体供应喷嘴和设置在该基片下方的所述第二气体供应喷嘴，使它们同时到达该基片的周边部分。
37.一种基片处理装置，包括基片固定器，用于固定和旋转基片；至少一个流体供应口，用于向旋转的该基片供应流体；和至少一个流体抽吸口，用于抽吸该基片上的流体；其中所述流体供应口和所述流体抽吸口靠近该基片设置。
38.根据权利要求37的基片处理装置，其中，所述流体供应口和所述流体抽吸口在基片的径向上往复移动。
39.根据权利要求37或38的基片处理装置，其中，多个所述流体供应口和多个所述流体抽吸口交替设置。
40.根据权利要求37或38的基片处理装置，其中，多个所述流体供应口或多个所述流体抽吸口两者或者其中之一线性设置。
41.根据权利要求37或38的基片处理装置，其中，多个所述流体供应口与该基片的表面隔开相同的距离。
42.根据权利要求37或38的基片处理装置，其中，多个所述流体抽吸口与该基片的表面隔开相同的距离。
43.根据权利要求37到42中任何一个的基片处理装置，其中，所述基片固定器与该基片接触，从而利用所述基片固定器和该基片之间的摩擦力来固定和旋转该基片。
44.根据权利要求37到43中任何一个的基片处理装置，还包括固定器抽吸单元，用于抽吸已粘附到所述基片固定器的流体。
45.根据权利要求37到44中任何一个的基片处理装置，还包括固定器清洗单元，用于向所述基片固定器供应清洗流体。
46.根据权利要求37的基片处理装置，还包括基片处理单元，该基片处理单元具有所述流体供应口和所述流体抽吸口；其中所述基片处理单元具有其中设置所述流体供应口和所述流体抽吸口的第一操作部分。
47.根据权利要求46的基片处理装置，其中，所述基片处理单元具有其中设置所述流体供应口和所述流体抽吸口的第二操作部分。
48.根据权利要求47的基片处理装置，其中，所述基片处理单元可被操作而在所述第一操作部分和所述第二操作部分之间切换，使得所述第一操作部分和所述第二操作部分之一面对该基片。
49.根据权利要求37的基片处理装置，其中，分别从多个所述流体供应口供应的流体的流速被调整，使得流速从该基片的中心侧到周边侧逐渐增加。
50.根据权利要求38的基片处理装置，其中，所述流体供应口和所述流体抽吸口的往复移动的周期比该基片的旋转周期更长。
51.根据权利要求37到50中任何一个的基片处理装置，还包括具有气体供应口的至少一个气体供应喷嘴，惰性气体或者低湿度气体通过该气体供应口供应给该基片。
52.根据权利要求37到51中任何一个的基片处理装置，还包括用于再利用通过所述流体抽吸口抽吸和回收的流体的回收容器。
53.一种基片处理方法，包括旋转基片；从至少一个流体供应口向旋转的该基片供应流体；和通过至少一个流体抽吸口抽吸该基片上的流体；其中所述流体供应口和所述流体抽吸口靠近该基片设置。
54.根据权利要求53的基片处理方法，其中，分别从多个所述流体供应口供应的流体的流速被调整，使得流速从该基片的中心侧到周边侧逐渐增加。
55.根据权利要求53的基片处理方法，其中，所述流体供应口和所述流体抽吸口在该基片的径向上往复移动，并且所述流体供应口和所述流体抽吸口的往复移动的周期比该基片的旋转周期更长。
56.一种基片固定装置，包括多个压辊，与基片的边缘部分接触，从而固定和旋转该基片；和至少一个移动机构，用于移动所述压辊；其中所述压辊在该基片的径向上移动。
57.根据权利要求56的基片固定装置，其中，所述压辊在该基片的圆周方向上以相等的间隔设置。
58.根据权利要求56或57的基片固定装置，在旋转该基片时，至少一个所述压辊将该基片的边缘部分压向该基片的中心。
59.根据权利要求56到58中任何一个的基片固定装置，其中，所述压辊的每一个圆周表面都具有凹槽状夹持部分，该夹持部分与该基片的边缘部分接触，而且所述夹持部分的宽度不大于该基片的厚度的两倍。
60.根据权利要求59的基片固定装置，其中，所述夹持部分具有同心地位于所述夹持部分中的平坦部分以及位于所述平坦部分的上端和下端附近的两个弯曲部分，所述平坦部分的宽度不大于该基片的厚度的一半。
61.根据权利要求56的基片固定装置，其中，使相邻的两个所述压辊保持与该基片接触的接触点之间的距离小于该基片的直径。
全文摘要
本发明涉及基片处理装置和基片处理方法，用于执行化学液体处理、清洗处理、干燥处理或类似处理，同时旋转基片，例如半导体晶片或液晶基片。本发明还涉及用于固定和旋转基片的基片固定装置。该基片处理装置(1)用于处理基片(W)并同时向基片(W)提供流体，包括基片固定器(11)，用于固定和旋转基片(W)；和固定器抽吸单元(24)，用于从基片固定器(11)抽吸流体。该基片固定装置包括多个压辊(20)，与基片(W)的边缘部分接触，从而固定和旋转基片(W)；和至少一个移动机构(303a)，用于移动压辊(20)。
文档编号H01L21/02GK1833314SQ20048002268
公开日2006年9月13日 申请日期2004年7月28日 优先权日2003年8月7日
发明者山田薰, 齐藤孝行, 矢部纯夫, 伊藤贤也, 龟泽正之, 关正也, 片伯部一郎, 井上雄贵 申请人:株式会社荏原制作所