基板清洗装置的制作方法

专利名称：基板清洗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于清洗除去附着在例如半导体晶片或FPD (平板显 示器)基板等基板表面的颗粒的基板清洗装置。
背景技术：
一般情况下，在半导体设备的制造过程中，为了在半导体晶片或 FPD基板等(以下称作晶片等)上形成电极图案，采用光刻技术。在 该光刻技术中，采用旋涂法在晶片等上涂敷光抗蚀剂液，根据规定的 电路图案对由此形成的抗蚀剂膜进行曝光，对该曝光图案实施显影处 理，从而在抗蚀剂膜上形成电路图案。
此外，在半导体设备的制造工艺中，使晶片等保持清洁状态是极 其重要的。因此，设置一种清洗装置，用来在各个处理工艺前后，根 据需要清洗除去附着在晶片等上的颗粒。
以往使用以下这种基板清洗装置，其具备水平保持晶片且围绕 铅垂轴旋转的旋转卡盘；包围旋转卡盘的外侧的罩；能够围绕铅垂轴 旋转的清洗部件；旋转清洗部件的旋转机构；和使清洗部件沿着晶片 的被清洗面移动的移动机构。
此外，在这种基板清洗装置中，已知的一种构造为，作为清洗部 件例如使用PVA (聚乙烯醇)制海绵，在该海绵的清洗面上设置从中 心向侧方开口的槽状凹部，各槽状凹部的中心部与清洗液吐出口连通 (例如，参照专利文献l)。通过像这样连通各槽状凹部的中心部与清 洗液吐出口，总是向清洗部件的中央部供给新的清洗液。
专利文献1专利第3059641号公报(段落0027，图5，图6)
但是，专利文献1记载的技术存在以下问题，由于在清洗部件的 清洗面上设置向外周开口的槽状凹部，所以在清洗处理过程中，从槽 状凹部排出的清洗液向外周飞散，撞击罩的一部分清洗液弹回而产生 喷雾，该喷雾将会再次附着在晶片表面。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种基板清洗 装置，用于抑制在清洗处理时产生向外方飞散的清洗液的喷雾，防止 其再次附着在基板上。
为了解决上述技术课题，本发明的基板清洗装置，其特征在于， 包括将被处理基板保持为水平并且围绕铅垂轴旋转的保持单元；能 够围绕铅垂轴旋转的清洗部件；使上述清洗部件旋转的旋转机构；和 使上述清洗部件沿着上述被处理基板的被清洗面移动的移动机构，其 中，上述清洗部件在基座部接合海绵状的清洗底部而构成，在上述基 座部和清洗底部的中心部设置有与清洗液供给源连接的清洗液吐出 口，在上述清洗底部设置有基端与上述清洗液吐出口连通，并且前端 延伸至清洗部件的外周边缘部前面的多个连通槽，在上述基座部中的 上述连通槽所在的部位设置有与连通槽连通的排出孔(第一方面)。在 这种情况下，优选在上述清洗部件的中心部还设置有口径比基座部的 清洗液吐出口大，并且与清洗液吐出口和各连通槽连通的缓冲用连通 孔(第二方面)。
根据上述这种构造，不仅能够在使被处理基板的被清洗面与清洗 部件的清洗面接近的状态下，形成被从围绕铅垂轴旋转的清洗部件的 中心部的清洗液吐出口喷出的清洗液置换的清洁的液膜，然后实施清 洗处理，而且能够从连通槽以及排出孔向清洗背面侧排出被清洗部件 除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液。此外，由于未从清洗部件的外 周侧(周边侧)排出被清洗部件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液， 而是将其向清洗背面侧排出，因此，能够将清洗部件的转数设定为较 高的转数。在此情况下，在清洗部件的中心部设置口径比基座部的清 洗液吐出口大，并且与清洗液吐出口和各连通槽连通的缓冲用连通孔， 这样就能使从清洗液吐出口喷出(供给)的清洗液均等且顺利地流入 各连通槽(第二方面)。
在本发明中，优选上述连通槽和排出孔中的至少连通槽具有沿着 清洗部件的旋转方向从清洗表面侧向清洗背面侧去的倾斜面(第三方 面)。根据上述这种构造，能够随着清洗部件的旋转迅速地排出将被清 洗部件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液。
在本发明中，也可以在上述清洗底部的清洗表面的同心圆上，设 置与邻接的连通槽连通的一个或者多个引导槽(第四方面)。
根据上述这种构造，能够通过引导槽将被清洗部件除去的颗粒以 及被用于清洗的清洗液主动向连通槽和排出孔引导然后排出。
此外，在本发明中，还可以包括与上述各排出孔连通的排液管和 设在该排液管中的吸引单元(第五方面)。
根据上述这种构造，能够有效地排出被清洗部件除去的颗粒以及 被用于清洗的清洗液。此外，由于能够利用吸引单元主动排出，因此， 能够调整清洗部件的转数以及调整清洗液的供给量。
根据本发明，由于采用上述构造，因此，能够获得以下显著的效果。
(1) 根据第一方面记载的发明，由于能够从连通槽以及排出孔向 清洗背面侧排出被清洗部件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液，因 此，能够抑制在清洗处理时产生向外方飞散的清洗液喷雾，防止其再 次附着在基板上。此外，不是从清洗部件的外周侧(周边侧)排出被 清洗部件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液，而是将其向清洗背面 侧排出，这样就能将清洗部件的转数设定为较高的转数，因此，能够 提高清洗效率。在此情况下，在上述清洗部件的中心部设置口径比基 座部的清洗液吐出口大，并且与清洗液吐出口和各连通槽连通的缓冲 用连通孔，这样就能使从清洗液吐出口喷出(供给)的清洗液均等且 顺利地流入各连通槽，因此，能够总是供给清洁的清洗液(第二方面)。
(2) 根据第三方面记载的发明，由于能够随着清洗部件的旋转迅 速地排出将被清洗部件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液，因此， 除了上述(1)的效果之外，还能提高清洗效率。
(3) 根据第四方面记载的发明，由于能够通过引导槽将被清洗部 件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液主动向连通槽和排出孔引导然 后排出，因此，除了上述(1)、 (2)的效果之外，还能提高清洗效率。
(4) 根据第五方面记载的发明，通过将与各个排出孔连通的排液 管与吸引单元连接，这样就能有效地排出被清洗部件除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液，因此，除了上述(1) (3)的效果之外，还 能抑制产生喷雾，防止再次附着在基板上。此外，由于能够利用吸引 单元主动排出，因此，能够调整清洗部件的转数以及调整清洗液的供 给量，因此，能够在最佳的状态下实施清洗处理。


图1是表示应用本发明的基板清洗装置的抗蚀剂液涂敷、显影处 理系统的一个例子的概略平面图。
图2是上述抗蚀剂液涂敷、显影处理系统的概略立体图。
图3是上述抗蚀剂液涂敷、显影处理系统的概略纵截面图。
图4是表示本发明的基板清洗装置的第一实施方式的立体图(a) 以及(a)的I部的放大立体图。
图5是上述基板清洗装置的平面图。
图6是上述基板清洗装置的截面图。
图7是表示本发明中的清洗部件的截面立体图。
图8是上述清洗部件的平面图。
图9是沿着图8的II-II线的截面图。
图10是表示本发明中的连通槽和排出孔的其它变形例的截面图，
是沿着图8的m-m线的截面图。
图11是表示本发明中的清洗部件的其它方式的平面图。
图12是沿着图11的IV-IV线的截面图。
图13是表示第一实施方式的基板清洗装置中的气刀(air knife) 的立体图。
图14是用来说明第一实施方式的基板清洗装置的动作的第一工序 概略截面图。
图15是用来说明第一实施方式的基板清洗装置的动作的第二工序 概略截面图。
图16是表示本发明中的清洗部件的清洗状态的概略截面图。 图17是表示清洗时的晶片下面的状态的概略截面图。 图18是表示在第一实施方式的基板清洗装置的各个动作中被清洗 的区域的概略平面图。图19是表示本发明的基板清洗装置的第二实施方式的截面图。 符号说明
W半导体晶片(被处理基板)
F液膜
R旋转方向
10吸附垫(保持单元)
20旋转卡盘(保持单元)
22旋转卡盘电动机
30清洗部件
31清洗底部
32基座部
33 吐出口 (清洗液吐出口)
34连通孔(清洗液吐出口)
35 连通槽
35a倾斜面
35c引导槽
36排出孔
50清洗液供给源
51清洗液供给管
53流量调整阀
70控制器(控制单元)
80吸引泵(吸引单元)
81排液管
具体实施例方式
下面，基于附图对本发明的最佳实施方式进行详细的说明。此处， 对将本发明的基板清洗装置设置在半导体晶片的抗蚀剂液涂敷、显影 处理系统的出口附近，清洗形成抗蚀剂膜的晶片的背面之后将其向后 续的曝光装置输送的情况进行说明。
图1是抗蚀剂液涂敷、显影处理系统的概略平面图，图2是抗蚀 剂液涂敷、显影处理系统的概略立体图，图3是抗蚀剂液涂敷、显影处理系统的概略纵截面图。
在抗蚀剂液涂敷、显影处理系统中设置有载体块S1，交接臂C从
被载置在载置台IOI上的密闭式载体IOO中取出晶片w然后交接到处 理块S2，交接臂C从处理块S2获取处理完毕的晶片W然后将其放回 载体100中。
对于本发明的基板清洗装置1 (以下称作清洗装置1)，当从处理 块S2向曝光装置S4交接晶片W时，g卩，如图1所示，在接口块S3 的入口部对作为处理对象的晶片W的背面进行清洗。
如图2所示，在本例中，处理块S2由从下方依次层叠用来实施显 影处理的第一块(DEV层)Bl、用来实施在抗蚀剂膜的下层所形成的 反射防止膜的形成处理的第二块(BCT层)B2、用来实施抗蚀剂膜的 涂敷的第三块(COT层)B3、以及用来实施在抗蚀剂膜的上层所形成 的反射防止膜的形成处理的第四块(TCT层)B4构成。
第二块(BCT层)B2与第四块(TCT层)B4分别由用旋涂法涂 敷用来形成反射防止膜的药液的涂敷单元；用来实施在该涂敷单元所 实施的处理的前处理及后处理的加热、冷却系统的处理单元组；以及 在上述涂敷单元与处理单元组之间设置的，并且在它们之间交接晶片 W的搬送臂A2、 A4构成。对于第三块(COT层)B3，除了处理液是
抗蚀剂液之外，其余构造相同。
另一方面，对于第一块(DEV层)Bl，如图3所示，在一个DEV 层B1内层叠两层显影单元110。在DEV层B1内设置用来向这两层显 影单元110搬送晶片W的搬送臂A1。 g卩，搬送臂A1在两层显影单元 中被共用。
进而，如图1及图3所示，在处理块S2中设置有隔板单元U5， 来自载体块Sl的晶片W被设在隔板单元U5附近的可自由升降的第一 交接臂Dl向隔板单元U5的一个交接单元例如第二块(BCT层)B2 所对应的交接单元CPL2依次搬送。接着，晶片W被第二块(BCT层) B2内的搬送臂A2从该交接单元CPL2向各单元(反射防止膜单元以 及加热、冷却系统的处理单元组)搬送，并且在这些单元中形成反射 防止膜。
然后，晶片W通过隔板单元U5的交接单元BF2、在隔板单元U5附近设置的可自由升降的第一交接臂Dl、隔板单元U5的交接单元 CPL3以及搬送臂A3被搬入第三块(COT层)B3，并且形成抗蚀剂膜。 进而，晶片W被从搬送臂A3—交接到隔板单元U5的交接单元BF3。 此外，形成有抗蚀剂膜的晶片W有时还在第四块(TCT层)B4中形 成反射防止膜。在此情况下，晶片W通过交接单元CPL4被交接给搬 送臂A4，在形成反射防止膜后，被搬送臂A4交接给交接单元TRS4。
另一方面，在DEV层B1内的上部设置有作为专用搬送单元的梭 动臂E，其用来将晶片W从设在隔板单元U5中的交接单元CPL11直 接向设在隔板单元U6中的交接单元CPL12搬送。形成抗蚀剂膜以及 反射防止膜的晶片W通过交接臂Dl从交接单元BF3、 TRS4被交接给 交接单元CPLll，并且从此处被梭动臂E直接搬送至隔板单元U6的 交接单元CPL12。此处，如图l所示，作为在隔板单元U6与清洗装置 1之间设置的搬送单元的交接臂D2以能够自由旋转、进退以及升降的 方式构成，并且具备分别专门搬送清洗前后的晶片W的两个搬送臂。 晶片W被交接臂D2的清洗专用臂从交接单元TRS12中取出，并且被 搬入本发明的清洗装置l内，然后接受背面清洗。清洗完毕的晶片W 被交接臂D2的清洗后专用臂载置在交接单元TRS13上之后，被接口 块S3取回。图3中的标注CPL的交接单元兼做调温用的冷却单元， 标注BF的交接单元兼做能够载置多个晶片W的缓冲单元。
接着，晶片W被接口臂B搬送至曝光装置S4，在此处被施以规 定的曝光处理后，被载置在隔板单元U6的交接单元TRS6上，然后使 其返回处理块S2。然后，晶片W在第一块(DEV层)Bl中被施以显 影处理，并且被搬送臂Al交接给隔板单元U5的交接单元TRS。之后， 被第一交接臂D1搬送至隔板单元U5中的交接臂C的存取范围的交接 单元，并且通过交接臂C返回载体。在图1中，U1 U4分别是层叠加 热部和冷却部的热系统单元组。
下面，参照图4至图18，对本发明的清洗装置进行详细的说明。 (第一实施方式)
图4是清洗装置1的立体图(a)以及(a)的I部放大立体图(b)， 图5是清洗装置1的平面图，图6是清洗装置1的纵截面图。
清洗装置l采用如下构造，在上面开口的箱状下罩40上安装大致水平地保持从抗蚀剂液涂敷、显影处理系统内的上述第二交接臂D2
接受的晶片W的作为第一基板保持单元的吸附垫10;从该吸附垫10
接受晶片W然后按照相同方式大致水平地保持晶片W的具有作为第
二基板保持单元的功能的旋转卡盘20;以及清洗晶片W的背面的清洗
部件30。
如图4所示，在清洗装置1内配备两个吸附垫10，各个吸附垫10 例如由细长的块构成。两个吸附垫10能够大致平行地支承并保持晶片 W背面的周边部附近部分(第一区域)。吸附垫IO与图中未示的吸引 管连接，具有作为通过图5所示的吸附孔11吸附并保持晶片W的真 空卡盘的功能。如图4所示，各个吸附垫IO被安装在细长棒状的垫子 支承部12的大致中央部位，这两根垫子支承部12的两个端部被分别 安装在两根梁部13上，这样就构成由垫子支承部12与梁部13组成的 井梁14。
两根梁部13的两端被分别固定于在下罩40的相对的两个侧壁(朝 向图1的跟前侧与里侧的侧壁)的外侧沿着这些侧壁架设的两根同步 带15上。各个同步带15被巻挂在两个一组的滑轮16上，各个滑轮16 被安装在分别与上述两个侧壁平行设置的两个侧板17上。一个滑轮16 与构成移动单元的移动机构19连结，通过滑轮16或同步带15移动梁 部13，这样就能使整个井梁14沿着图4、图5所示的X方向自由地移 动。
此外，如图4所示，各个侧板17，其底面被由升降部18a以及使 升降部18a升降的气缸部18b组成的两组升降机构18所支承，并且被 固定在清洗装置1的图中未示的框体底面上。在这些升降机构18中的 一个升降机构上设有驱动机构，通过使升降部18a在气缸部18b内升 降，这样就能使整个井梁14沿着图中的Z方向升降。
此外，在井梁14上跨设用来抑制清洗液飞散的环状的上罩41。在 上罩41的上面设置有口径比晶片W大的开口部42，这样，通过该开 口部42就能交接搬送单元与吸附垫10等之间的晶片W。如图6所示， 跨设在井梁14上的上罩41随着井梁14的动作向X方向与Z方向移动。
上述旋转卡盘20是从下方支承晶片W的背面中央部(第二区域) 的圆板。旋转卡盘20被设置在大致平行配置的两个吸附垫10的中间，被各个基板保持单元(吸附垫10、旋转卡盘20)支承的晶片W背面 的第一区域与第二区域并不重叠。如图6所示，旋转卡盘20通过轴部 21与驱动机构例如旋转卡盘电动机22连结，旋转卡盘20可通过该旋 转卡盘电动机22自由旋转和升降。此外，与吸附垫10同样，旋转卡 盘20也与图中未示的吸引管连接，具有作为通过图5所示的吸附孔11 吸附并保持晶片W的真空卡盘的功能。
在旋转卡盘20的侧方设置有与升降机构23连结的支承销24，能 够支承晶片W的背面且能够升降，通过与外部的搬送单元的协作，能 够从搬送单元向吸附垫10，或者从旋转卡盘20向搬送单元交接晶片 W。
进而，如图4所示，在旋转卡盘20和支承销24的周围设置有形 成包围这些仪器的包围部件的气刀25。气刀25在圆筒(包围部件)的 上端沿着圆周方向形成气体喷射口 26，具有用作干燥单元的功能，从 该喷射口 26向晶片W背面喷出例如压缩空气等气体，从而将清洗液 吹跑到圆筒的外侧，在向旋转卡盘20交接晶片W时，在干燥的状态 下使旋转卡盘20的表面与被该旋转卡盘20所支承的基板的背面(第 二区域)相互接触。如图17所示，气刀25例如由双重圆筒构成，这 样就能将从图中未示的供给部被供给的气体通过该双重圆筒间的中空 部供给到喷射口26。
接着，参照图7至图12对清洗晶片W背面的清洗部件30进行说 明。清洗部件30例如由PVA (聚乙烯醇)制海绵形成的圆板状的清洗 底部31、以及与清洗底部31下面接合的例如塑料制的圆板状的基座部 32构成，在基座部32及清洗底部31的中心部设置有与清洗液供给源 50连接的清洗液吐出口 33 (以下称作吐出口33)。
在此情况下，清洗底部31的吐出口的口径形成得比基座部32的 吐出口 33大。此外，在清洗底部31的外周部设置有基端与连通孔34 连通，且前端延伸至清洗部件30的外周边缘部的前面的多个(在附图 中表示4个)连通槽35。
此外，在基座部32中的连通槽35所在的部位设置有分别与各个 连通槽35连通的多个(4个)长孔状的排出口36。此外，在基座部32 的中心部下面设置有与吐出口 33连通，且通过清洗液供给管51与清洗液供给源50连接的安装部37。在安装部37的外周设置有外螺纹37a， 通过耦合器(coupler) 37b具有连通路38a的支承轴38与安装部37连 结。此外，支承轴38的下端与作为旋转机构的伺服电动机39连结， 利用伺服电动机39的驱动，清洗部件30能够围绕铅垂轴旋转。
清洗部件30被安装在支承它的支承部件60的前端，为了不与晶 片W或梁部13发生干扰，支承部件60形成弯曲成曲柄状的形状。该 支承部件60的基端被固定在从图4中设有旋转卡盘20的方向观察清 洗部件30沿着里侧的侧壁架设的同步带61上。同步带61被巻挂在两 个滑轮62上，这些滑轮62被安装在上述里侧的侧壁外面。其中一个 滑轮62与移动机构63连结，通过同步带61、支承部件60，能够使清 洗部件30向图4、图5所示的Y方向自由地移动。
另外，在清洗液供给管51中，从清洗液供给源50朝向清洗部件 30侧设置有开闭阀52和流量调整阀53。流量调整阀53和伺服电动机 39与图中未示的作为控制单元的控制器电连接，根据来自控制器的控 制信号，控制清洗液的流量以及清洗部件30的转数。
对于采用上述方式构成的清洗部件30，在其上端的清洗面与晶片 W的下面接近的状态下通过伺服电动机39的驱动围绕铅垂轴旋转，同 时，从吐出口33喷出(供给)从清洗液供给源50供给的清洗液，在 与通过旋转卡盘20的驱动而水平旋转的晶片W之间形成清洗液的液 膜的状态下使其滑动，这样就能除去晶片W下面的颗粒。此时，如图 16所示，在晶片W的下面(被清洗面)与清洗部件30的上面(清洗 面)之间形成的液膜F中，被用于清洗的清洗液通过连通槽35从下方 开口的排出孔36排出到下方。因此，能够抑制被用于清洗的清洗液撞 到上罩41然后飞散产生喷雾。
另外，也可以如图10所示，在连通槽35以及排出孔36中的至少 连通槽35中，设置沿着清洗部件30的旋转方向从清洗表面侧向清洗 背面侧去的倾斜面35a。具体来讲，可以如图10 (a)所示，在连通槽 35以及排出孔36中设置沿着清洗部件30的旋转方向R从清洗表面侧 向清洗背面侧去的倾斜面35a，或者，也可以如图IO (b)所示，在连 通槽35中设置沿着清洗部件30的旋转方向R从清洗表面侧向清洗背 面侧去的倾斜面35a，使排出孔36形成与倾斜状的连通槽35的下端开口部35b连通的垂直状。
如上所述，在连通槽35以及排出孔36中的至少连通槽35中设置 沿着清洗部件30的旋转方向从清洗表面侧向清洗背面侧去的倾斜面 35a，这样就能随着清洗部件30的旋转而迅速地排出被清洗部件30所 除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液。
此外，如图11及图12所示，也可在清洗部件30的清洗底部31 的清洗表面的同心圆上设置与邻接的连通槽35连通的引导槽35c。在 附图中设置有两个引导槽35c，但是也可以是一个或者三个以上。
通过采用上述这种构造，能够利用引导槽35c主动地将被清洗部 件30除去的颗粒以及被用于清洗的清洗液向连通槽35以及排出孔36 引导然后排出。
此外，如图6所示，在下罩40的底部设置有用来排出滞留在下罩 40内的清洗液的排出管43、以及用来排出清洗装置1内的气流的两个 排气管44。为了防止滞留在下罩40底部的清洗液流入排气管44中， 排气管44从下罩40的底面向上方延伸，并且，为了使从上方滴落的 清洗液不会直接滴入排气管44中，它被安装在气刀25周围的形成环 状的罩的内罩45所覆盖。
再者，在上罩41的开口部42的上方附设吹风喷嘴46，用来在结 束清洗晶片W后，从上方向晶片W外周边缘附近吹出压缩空气等然 后辅助对残存的清洗液进行干燥。该吹风喷嘴46具备图中未示的升降 机构，为了在搬入搬出晶片W时不与正在被搬送的晶片W或搬送单 元相互干扰而向上方退避。此外，在上罩41的内方侧设置用来在从清 洗部件30供给清洗液的同时向晶片W背面供给清洗液的清洗液喷嘴 47。
此外，在未架设各个同步带15、 61的下罩40的侧壁安装有收纳 UV灯48的灯盒49。处理对象的晶片W从左X方向被搬入搬出清洗 装置1内，并且在此时通过UV灯48上方。UV灯48的作用在于，向 结束清洗然后被搬出的晶片W的背面照射紫外线，使残存在晶片W背 面的颗粒收縮。
此外，如图5所示，各个移动机构19、 63、以及UV灯48、被设 置在排气管44上的图中未示的压力调整部等被作为用来控制涂敷、显影装置的整体动作的控制单元的控制器70所控制。控制器70例如由 具有图中未示的程序存储部的计算机构成，在程序存储部中存储着计 算机程序，该计算机程序具备在吸附垫10与旋转卡盘20之间交接从 外部的搬送装置取得的晶片W以及利用刷子5清洗晶片W的动作等 的步骤(命令)组。而且，该计算机程序被控制器70读出，这样，控 制器70控制清洗装置1的动作。此外，该计算机程序例如被保存在硬 盘、光盘、磁光盘、存储卡等存储单元中，并且在此状态下被存储在 程序存储部中。
根据以上说明的构造，参照图14 图18对清洗晶片W的背面的 动作进行说明。图14及图15是用来说明清洗晶片W背面的清洗装置 1的各个动作的概略纵截面图。图16是表示清洗部件30的清洗状态的 概略截面图，图17是表示清洗时晶片W下面的状态的概略截面图。 图18是在被吸附垫10或者旋转卡盘20保持的各个状态下，晶片W的 被清洗的区域的概略平面示意图。此外，在这些图中，为了图示方便， 根据需要适当省略UV灯48和吹风喷嘴46等。
如图14 (a)所示，例如马蹄形状的搬送单元(第二交接臂D2) 将处理对象晶片W搬入清洗装置1内，然后在上罩41的开口部42上 方停止，支承销24从旋转卡盘20的下方上升，然后在搬送单元的下 方待机。搬送单元从支承销24的上方下降，然后将晶片W向支承销 24交接，并向清洗装置1的外面退出。此时，吸附垫IO在保持晶片W 的面比清洗部件30的上面高的位置待机，旋转卡盘20退避至比清洗 部件30的上面低的位置。根据上述这种位置关系，如果支承销24下 降，那么，晶片W首先被交接给吸附垫10 (图14 (b))。
之后，吸附垫10吸附晶片W，并在保持晶片W的状态下向右方 向移动。接着，在将晶片W搬送至预定的位置(例如，气刀25的左 端与晶片W的左端基本一致的位置)后，吸附垫10下降，然后将晶 片W的背面按压在清洗部件30的上面(图14 (c))。
接着，在使气刀25动作以防止清洗液蔓延并附着在旋转卡盘20 的表面后，使接近晶片W下面的清洗部件30旋转，同时，从清洗部 件30的吐出口 33供给清洗液，开始清洗晶片W的背面。背面清洗根 据吸附垫10对晶片W的移动和清洗部件30的移动的组合来进行。具体来讲，如图18 (a)所示，清洗部件30在图中Y方向上往复移动， 当切换清洗部件30的移动方向时，使吸附垫10向X方向仅移动比清 洗部件30的直径短的距离。这样，清洗部件30形成箭头所示的轨迹， 在晶片W背面移动，能够全面清洗在该图中被左上斜线涂抹的区域 Tl。
此处，在进行清洗的过程中，晶片W的整个背面如图16及图17 所示被清洗液的液膜F覆盖，被清洗部件30除去的颗粒与被用于清洗 的清洗液一起通过清洗部件30的连通槽35以及排出孔36流向下方的 下罩40。因此，如图16所示，能够抑制包含被清洗部件30所除去的 颗粒的清洗液撞击上罩41的内壁而飞散产生喷雾。被其它的清洗部件 30所除去的颗粒与从晶片W背面流下的清洗液一起被冲洗流向下罩 40。此外，气体从气刀25的喷射口 26朝向晶片W背面喷出，清洗液 被吹向气刀25的外侧，这样，与气刀25相对的晶片W背面就被保持 干燥的状态(参照图17)。根据这种构造，能够防止覆盖晶片W背面 的清洗液流入气刀25内侧。这样，旋转卡盘20的表面被经常保持干 燥的状态，能够防止被处理的清洗液的污染以及形成水印。
在结束上述区域Tl的清洗后，移动吸附垫10使晶片W中央部位 于旋转卡盘20的上方(图15 (a))，接着，从吸附垫10向旋转卡盘 20交接晶片W。晶片W的交接通过以下方法进行，例如在使气刀25 动作的状态下停止清洗部件30的移动、旋转以及清洗液的供给，并解 除吸附垫10对晶片W的吸附，使退避的旋转卡盘20上升并支承晶片 W的背面，接着，使吸附垫10向下方退避。
交接晶片W的旋转卡盘20按照与吸附垫10大体相同的高度吸附 晶片W，因此，清洗部件30变成接近晶片W下面(被清洗面)的状 态。因此，再次使清洗部件30旋转并供给清洗液，这样，重新开始背 面清洗(图15 (b))。此时，背面清洗根据旋转卡盘20的旋转与清洗 部件30的移动的组合来进行。具体来讲，如图18 (b)所示，首先， 使清洗部件30移动至能够清洗晶片W的最外周的位置，然后慢慢地 旋转晶片W，在晶片W旋转一次后，使清洗部件30移动与在先前的 动作中被清洗的环状区域相比清洗部件30的直径距离，移动至能够清 洗内周面的位置，然后重复同样的动作。根据这种动作， 一边描画同心圆状的轨迹一边在晶片w的背面上移动，能够全面地清洗在该图中 被右上斜线涂抹的区域T2。
此处，区域Tl与区域T2的整个区域如图18 (b)所示包括晶片 W整个背面，为了不会出现未被清洗的死角，调整各个仪器的尺寸和 移动范围。此外，在用旋转卡盘20保持晶片W然后进行清洗的过程 中，不仅从清洗部件30供给清洗液，在图15 (b)中，也从在气刀25 的左侧设置的清洗喷嘴47供给清洗液。这样，也从清洗喷嘴47供给 清洗液的原因在于，如果在晶片W表面湿润的区域与干燥的区域相互 混合，那么，当使清洗液干燥时就会产生水印，因此，使清洗液遍及 整个表面，以此来抑制产生水印。
这样，如果晶片W整个背面的清洗结束，那么，停止清洗部件30 的旋转、移动、清洗液的供给、以及旋转卡盘20的旋转，然后进入清 洗液的甩干动作。通过使旋转卡盘高速旋转甩掉附着在晶片W背面的 清洗液来进行甩干。如上所述，通过一次甩干被全面湿润的晶片W， 这样就能抑制产生水印。此时，使退避上方的吹风喷嘴46下降，同时， 移动支承部件60以使清洗部件30的横向吹风喷嘴46位于晶片W边 缘部，然后从晶片W边缘部的上面和下面吹出气体，以此加快甩干。 再者，无法对被旋转卡盘20保持的第二区域进行甩干，但是，由于在 被气刀25干燥的状态下与旋转卡盘20接触，因此，几乎不会产生水 印。
在根据以上说明的动作结束晶片W整个背面的清洗与干燥后，按 照与搬入时相反的动作，将晶片W向搬送单元交接。此时，打开图4 图6所示的UV灯48，以马蹄形状从搬送单元的下方朝着晶片W背面 照射紫外线，即使在有颗粒附着的情况下，由于有机物在紫外线的照 射下被分解，因此，也能使这种颗粒收縮，从而减少非聚焦等的影响。
与晶片W的搬出动作同时进行，吸附垫10和旋转卡盘20移动至 图14 (a)所示的位置，然后等待下一个晶片W的搬入。接着，参照 图14 图18，重复已经说明的动作，依次清洗多个晶片W。 (第二实施方式)
图19是表示本发明的清洗装置的第二实施方式的概略截面图。 第二实施方式是主动排出被清洗部件30所除去的颗粒以及用于清卩，如图19所示，排液管81与设在清洗部件30 中的各个排出孔36连通(连接)，将该排液管81与作为吸引单元的吸 引泵80连接，主动排出被清洗部件30所除去的颗粒以及用于清洗的 清洗液。在此情况下，吸引泵80和清洗部件30的旋转机构即伺服电 动机39以及在清洗液供给管51中设置的流量调整阀53，与作为控制 单元的控制器70电连接，基于来自控制器70的控制信号被控制。此 外，在第二实施方式中，其它的部分与第一实施方式相同，因此，对 于相同的部分标注相同的符号并省略其说明。根据采用上述方式构成的第二实施方式的清洗装置1，能够有效地 排出通过清洗而被除去的颗粒以及用于清洗的清洗液。此外，由于能 够利用吸引泵80的吸引作用主动地排出，因此，能够调整清洗部件30 的转数以及调整清洗液的供给量，能够在最佳状态下实施清洗处理。另外，通过使用第二实施方式的清洗装置1，除了能够清洗晶片W 的下面之外，也能应用在晶片W上面的清洗处理。 (其它的实施方式)另外，在图1 图3所示的抗蚀剂液涂敷、显影处理系统中，表示 在接口块S3的入口部设置实施方式所涉及的清洗装置1的例子，但设 置清洗装置1的位置并非局限于本例。例如，既可以在接口块S3内设 置该清洗装置1，也可以在处理块S2的入口部例如隔板单元U5内设 置，以清洗形成抗蚀剂膜之前的晶片W的背面，也可以在载体块Sl 内设置。此外，能够应用本实施方式的清洗装置1的装置并非局限于抗蚀 剂液涂敷、显影处理系统。例如，在实施离子注入后的退火工艺的热 处理装置中也能应用本清洗装置1。如果在颗粒附着在晶片W的背面 的情况下实施退火工艺，那么，在该工艺过程中，颗粒从晶片背面进 入，也会在该颗粒与表面的晶体管之间形成电路。因此，在该工艺之 前清洗晶片W的背面，这样就能提高产品的材料利用率。另外，在上述实施方式中，对在半导体晶片的抗蚀剂液涂敷、显 影处理系统中应用本发明的清洗装置的情况进行了说明，但是，也可 以应用于半导体晶片以外的被处理基板例如FPD (平板显示器)基板、 掩膜基板等中。(实施例)下面，对为了调查本发明的清洗装置中的清洗部件30与现有的清 洗部件的清洗效率所做的评价实验进行说明。 (评价条件)试样比较例{在中央部具有清洗液吐出口的清洗部件}实施例{第一实施方式的清洗部件30}推力0.8N清洗部件的旋转数500rpm清洗部件冲洗O.OL/min槽(Bath) DIW流量0.2L/min试样基板PSL (Polystyrene Latex)附着的晶片(亲水性0.309tim 附着15000个左右) 测量仪SP1 (#1 2F) =SurfscanSplTBl (BZ画0200， BZ-0104) {KLA-Tencor Ltd.商品名称}检査条件检査粒径0.10iim， 0.16 um， 0.20 um， 1.0 ym 检查区域d)65-296mm实验机刷子清洗模块 (评价方法)首先，将比较例与实施例的清洗部件充分浸泡在清洗槽中。接着， 在清洗部件压力变成O的位置，假设清洗部件按压量为O，在符合按压 量2.5mm后，用测量仪(SP1)测定晶片(试样基板)的初始数据。 接着，设定参数，然后用槽清洗机构清洗规定的时间并且处理实际的 试样，用测量仪(SP1)测定处理后的颗粒数。根据上述评价实验的结果，在比较例中能够获得表1所示的结果， 在实施例中能够获得表2所示的结果。颗粒尺寸(Pm)清洗前清洗后除去率(％)O.lOum11616929520,00.16ii m11572881123.90.20 u m11564870924.7l.Ou m821-162.5表2颗粒尺寸(um)清洗前清洗后除去率(％)O.歸m12783196884.60.16U m12702143688.70.20 P m12673135189.3l.Ou m211814.285714由上述评价实验的结果可以判断，根据使用本发明的清洗装置中 的清洗部件的实施例，与现有的清洗部件(比较例)相比，颗粒的除 去率将会大幅度提高。
权利要求
1.一种基板清洗装置，其特征在于，包括将被处理基板保持为水平，并且围绕铅垂轴旋转的保持单元；能够围绕铅垂轴旋转的清洗部件；使所述清洗部件旋转的旋转机构；和使所述清洗部件沿着所述被处理基板的被清洗面移动的移动机构，其中，所述清洗部件，在基座部接合海绵状的清洗底部而构成，在所述基座部和清洗底部的中心部设置有与清洗液供给源连接的清洗液吐出口，在所述清洗底部设置有基端与所述清洗液吐出口连通，并且前端延伸至清洗部件的外周边缘部前面的多个连通槽，在所述基座部中的所述连通槽所在的部位设置有与连通槽连通的排出孔。
2. 如权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于 在所述清洗底部的中心部还设置有口径比基座部的清洗液吐出口大，并且与清洗液吐出口和各连通槽连通的缓冲用连通孔。
3. 如权利要求1或2所述的基板清洗装置，其特征在于-所述连通槽和排出孔中的至少连通槽具有沿着清洗部件的旋转方向从清洗表面侧向清洗背面侧去的倾斜面。
4. 如权利要求1或2所述的基板清洗装置，其特征在于 在所述清洗底部的清洗表面的同心圆上设置有与邻接的连通槽连通的一个或多个引导槽。
5. 如权利要求1或2所述的基板清洗装置，其特征在于-还包括与所述各排出孔连通的排液管和设在该排液管中的吸引单元。
全文摘要
本发明提供基板清洗装置，用于抑制在清洗处理时产生向外方飞散的清洗液喷雾，防止其再次附着在基板上。基板清洗装置包括水平保持半导体晶片(W)且围绕铅垂轴旋转的旋转卡盘(20)、可围绕铅垂轴旋转的清洗部件(30)、使清洗部件旋转的伺服电动机(39)、和使清洗部件沿晶片的被清洗面移动的移动机构(63)，其中，清洗部件在基座部(32)粘合海绵状的清洗基座部(31)，在上述基座部和清洗底部的中心部设置与清洗液供给源连接的吐出口(33)，在清洗底部的表面设置基端与清洗液吐出口连通，并且前端延伸至清洗部件的外周边缘部前面的多个连通槽(35)，在基座部中的连通槽所在的部位设置与连通槽连通的排出孔(36)。
文档编号H01L21/00GK101620987SQ200910142799
公开日2010年1月6日 申请日期2009年6月4日 优先权日2008年7月2日
发明者吉高直人, 德永容一, 锦户修一 申请人:东京毅力科创株式会社