基板清洗装置 本案是申请日为 2009 年 6 月 4 日、 申请号为 200910142799.7、 发明名称为基板清 洗装置的分案申请技术领域
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 1)。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。附图说明
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 III-III 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 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5102324396 A CN 102324408
说基座部 吐出口 ( 清洗液吐出口 ) 连通孔 ( 清洗液吐出口 ) 连通槽 倾斜面 引导槽 排出孔 清洗液供给源 清洗液供给管 流量调整阀 控制器 ( 控制单元 ) 吸引泵 ( 吸引单元 ) 排液管明书4/11 页32 33 34 35 35a 35c 36 50 51 53 70 80 81具体实施方式 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 101 上的密闭式载体 100 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， 即， 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 )B1、 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 )B1， 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。即， 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 S1 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 D1 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 D1、 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 D1 从交接单元 BF3、 TRS4 被交接 给交接单元 CPL11， 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 1 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 1 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 )B1 中被施以显影处理， 并且被搬送臂 A1 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 1 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 10 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 10 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 被卷挂在 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 被卷挂在两个滑轮 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 10(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 背面的颗粒收缩。
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 10 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 T1。
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 T1 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 T1 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， 也能使这种颗粒收缩， 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洗的清洗液的 情况。即， 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 S1 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 ： 0.0L/min
槽 (Bath)DIW 流量 ： 0.2L/min
试样基板 ： PSL(Polystyrene Latex) 附着的晶片 ( 亲水性 ： 0.309μm 附着 15000 个左右 ) 测量仪 ： SP1(#1 2F) ＝ SurfscanSp1TB1(BZ-0200， BZ-0104){KLA-Tencor Ltd. 商品名称 } 检查条件 ： 检查粒径 0.10μm， 0.16μm， 0.20μm， 1.0μm
检查区域 ： φ65-296mm
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 0 的位置， 假设清洗部件按压量为 0， 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。
表1
颗粒尺寸 (μm) 0.10μm 0.16μm 0.20μm 1.0μm
颗粒尺寸 (μm) 0.10μm 0.16μm 0.20μm 1.0μm
清洗前 12783 12702 12673 21 清洗后 1968 1436 1351 18 除去率 (％ ) 84.6 88.7 89.3 14.285714 清洗前 11616 11572 11564 8 清洗后 9295 8811 8709 21 除去率 (％ ) 20.0 23.9 24.7 -162.5表2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。