CN101218665B - 清洁元件、基片清洁装置和基片处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种清洁元件、基片清洁装置和基片处理装置，其从清洁元件中排出的污染物数量减少，防止在受清洁的基片的逆向污染并以稳定的方式保持对基片的高度清洁力。本目标由在将清洁液体供应到受清洁的基片表面上的同时利用基片表面和与其接触的清洁元件之间的相对运动来对基片表面清洁的基片清洁装置的清洁元件来完成，清洁元件包括由防水材料制成的芯部(23a)，芯部(23a)的表面由多孔聚合物材料覆盖以限定覆层(23b)。多孔聚合物材料可以从由PVA聚合物、丙烯酸聚合物、其他加聚物、丙烯氨基化合物聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚醚聚合物、缩聚物、乙烯聚合物吡咯烷酮、polystyrene aurfonic acid、氨基甲酸乙酯树脂和聚氨酯树脂所构成的组中选择。
Description
技术领域
本发明涉及一种用来清洁基片的清洁元件，更具体地涉及一种清洁元件，其适合在从清洁元件中排出的污染物的数量减少的情况下工作，以防止在受到清洁的基片的逆向污染以及以稳定的方式保持对基片的高度的清洁动力，并且还涉及一种装备有所述清洁元件的基片清洁装置和基片处理装置。
背景技术
已经广泛地使用了一种用于物理清洁处理的方法，这种方法由于在移除污染物方面的较高效率以及操作简单而是非常受欢迎的，其中在将清洁液体供应至受到清洁的基片表面上的同时，将受到清洁的基片表面带入与清洁元件相接触，以使得受到清洁的基片表面上的污染物能够通过利用基片和清洁元件之间的相对运动而被移除。这种方法中使用的清洁元件经常使用一种形成为圆柱或圆盘构造的吸收性聚合物的单种材料。而且，由于聚合材料常常是多孔的并且其孔隙尺寸在几个μm至300μm的范围内，在其形成期间更易于包含颗粒。虽然充分的清洁，如果预先提供的话，能够帮助减少包含在聚合材料中的很多颗粒，但是颗粒不能够完全移除，并且在使用较大体积的清洁元件时似乎相当难以移除所包含的颗粒。
在通过这种由聚合材料制成的清洁元件所实现的清洁元件被用来清洁基片时，由于聚合材料固有的高吸水性，污染物连同清洁液体一起能够进入清洁元件内。虽然清洁元件能够将污染物颗粒捕获在孔隙中，但是其可以允许颗粒从清洁元件中排出，从而导致在基片上引起逆向污染。在清洁具有由铜等制成的金属膜所覆盖的基片时，通常所使用的清洁元件将会被铜污染到使得在数片基片上执行的清洁处理结束时就易于在视觉上识别的程度。因此，在当前的情形下，清洁基片被用来清洁基片，同时由于其吸水性的属性而让污染物不可避免地扩散。
参考专利文献清单
[专利文献1]日本专利公开出版物No.H05-317783
[专利文献2]日本专利出版物No.2875213
发明内容
为了解决上述问题，已经建议了一种用于清洁元件的自清洁方法，其中清洁液体可以喷射至清洁元件之上，或清洁元件可在装备有超声换能器的系统中在超声波的照射下在液体池中进行清洁，如上述专利文献1中所公开的，但是在实际的实践中，已经发现难以保持清洁元件一直处于令人满意的清洁水平，因为污染物常常会扩散入清洁元件内。在一种解决那些问题的方法中，已经采用了一种借助于化学溶液(例如表面活性剂)和/或一种溶解有气体的溶液进行的zeta(δ)电压控制以减少排出的污染物逆向粘着至待清洁基片的可能性。然而，实际上不可避免地，在持续使用清洁元件时，污染物能够逐渐地扩散深入至清洁元件内从而增加污染物的聚集。另外，用在基片中的任何具体类型的薄膜可能会限制待使用的清洁液体的类型，并且在如上所述的情况下，需要这些问题的基础性解决方案。
在考虑到上述观点之下已经做出了本发明，并且其目标是提供一种清洁元件、一种基片清洁装置和一种基片处理装置，它们适合在从清洁元件中排出的污染物的数量减少的情况下工作，以防止在受到清洁的基片中的逆向污染以及以稳定的方式保持对基片的高度的清洁能力。
为了完成上述目标，如权利要求1所限定的发明提供了一种基片清洁装置的清洁元件，该基片清洁装置在将清洁液体供应到基片表面上的同时，通过利用受到清洁的基片表面和被带入与基片的表面相接触的清洁元件之间的相对运动来对受到清洁的基片的表面进行清洁，该清洁元件包括防水芯部，其中芯部的表面由多孔聚合物材料覆盖以限定出覆层。
如权利要求2所限定的发明提供了根据权利要求1的清洁元件，其中多孔聚合材料由从由PVA(聚乙烯醇)聚合物、丙烯酸聚合物、其他加聚物、丙烯氨基化合物聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚醚聚合物、缩聚物、乙烯聚合物吡咯烷酮、聚苯乙烯酸(polystyreneaurfonic acid)、氨基甲酸乙酯树脂和聚氨酯树脂所构成的组中选择的任意一种聚合材料所制成。
如权利要求3所限定的发明提供了根据权利要求1的一种清洁元件，其中多孔聚合材料的覆层的厚度在5μm至15mm范围内。
如权利要求4所限定的发明提供了根据权利要求1的一种清洁元件，其中芯部由选自于由柔性多孔泡沫塑料；包括氟橡胶、硅橡胶、膦腈橡胶和聚氨酯橡胶的软橡胶；以及环氧树脂所构成的组中的任意一种防水材料所构成。
如权利要求5所限定的发明提供了根据权利要求1的一种清洁元件，其中多孔聚合材料的覆层的硬度在潮湿状态下等于或低于100。需要注意到这里所用的硬度仪表是由Teclock制造的型号为No.GS-743G的硬度计。
如权利要求6所限定的发明提供了根据权利要求1的一种清洁元件，其中一种由防水材料制成的防水层形成于多孔聚合材料的覆层之间、或覆层和芯部之间。
如权利要求7所限定的发明提供了一种基片清洁装置，其用于在将清洁液体供应到基片的表面上的同时，通过利用基片表面和被带入与基片表面相接触的清洁元件之间的相对运动来对基片表面进行清洁，该清洁装置使用根据权利要求1-6任意一个的清洁元件来实现基片清洁装置的清洁元件。
如权利要求8所限定的发明提供了根据权利要求7的一种清洁装置，其包括用来监视多孔聚合材料的覆层是否出现在清洁元件内的硬度仪表、薄膜硬度仪表或CCD。
如权利要求9所限定的发明提供了根据权利要求8的一种基片清洁装置，其还包括用来在清洁元件上监视的孔隙分布或硬度从多孔聚合材料的覆层的状态移动到芯部的状态时输出替换信号的装置。
如权利要求10所限定的发明提供了一种基片处理装置，其包括用来在基片上执行预定处理过程的基片处理部件、以及用来对在基片处理部件中已经完成预定处理过程的基片进行清洁的基片清洁部件，该基片处理装置使用根据权利要求7-9任意一个的基片清洁装置来实现基片处理装置的基片清洁部件。
[发明效果]
根据如权利要求1和2限定的发明，由于清洁元件在防水芯部的表面上提供有包括多孔聚合材料的覆层，从而在清洁元件将被带入与基片直接接触的区域中形成高柔性吸水多孔聚合材料的覆层，那么本发明就能够获得一种清洁元件，其适合阻止任何污染物进入清洁元件内或其芯部，并且因而减少在基片中引起逆向污染的可能性，同时仍然能维持极好的清洁能力。
根据如权利要求3所限定的发明，由于多孔聚合材料的覆层的厚度规定为在5μm至15mm的范围内，那么多孔聚合材料的覆层就能够制作为很薄，这意味着能降低用于聚集污染物的部分的体积，这就有助于减少在基片中引起逆向污染的可能性。
根据如权利要求4所限定的发明，由于芯部由选自于由柔性多孔泡沫塑料、包括氟橡胶，硅橡胶，膦腈橡胶和聚氨酯橡胶的软橡胶以及环氧树脂所组成的组中的任意一种防水材料所构成，并且因此，芯部具有防水性和弹性，那么就能保护清洁元件免受否则将进入芯部的污染物的影响，从而减少将会聚集的污染物的数量并且从而减少在基片中引起逆向污染的可能性，同时总体上维持柔性以及用于移除清洁元件的污染物的能力，不管多孔聚合材料的薄覆层。
根据如权利要求5所限定的发明，由于多孔聚合材料覆层在潮湿状态下的硬度规定为等于或低于100(通过使用由Teclock制造的GS-743G型号的硬度计作为硬度仪表来测量)，就能够在由多孔聚合材料制成的与基片直接接触的覆层中保持柔性，因此不会引起基片的损伤。就此而言，覆层中高于100的硬度可能会导致基片损坏。
根据如权利要求6所限定的发明，由于由防水材料制成的防水覆层形成于多孔聚合材料的覆层之间或覆层和芯部之间，那么就允许限定于防水材料层外侧中的覆层的厚度较薄，而无需担心任何含有污染物的液体或污染物会进入(穿入)防水材料层的内侧区域，从而减少将在清洁元件中聚集的含有污染物的液体或污染物的体积，并且从而减少在基片中引起逆向污染的可能性，并且同时，覆层的总体厚度能制作为足够地厚以确保清洁元件总体上的柔性。另外，由于无需考虑选择来形成芯部的材料的防水性，就为选择材料提供了广阔范围的可能性，因为能选择具有专门有利于芯部的极好性质的材料。
根据如权利要求7所限定的发明，由于基片清洁装置的清洁元件使用根据权利要求1至6任意一个的基片清洁元件，那么就能提供一种基片清洁装置，其能够减少由于清洁元件而在基片内引起逆向污染的可能性并且能够长时间地显示清洁能力。
根据如权利要求8所限定的发明，由于基片清洁装置提供有用来监视多孔聚合材料的覆层是否呈现于清洁元件中的硬度仪表、薄膜硬度仪表或CCD，那么就能提供这样一种基片清洁装置，其允许在任何时间观察清洁元件的覆层的状态，包括覆层的存在与否以及覆层中的损坏状态，从而使得在清洁元件应当更换时能迅速地预测。
根据如权利要求9所限定的发明，由于基片清洁装置还提供有一种用来在清洁元件上监视的孔隙分布和/或硬度从多孔聚合材料的覆层的孔隙分布和/或硬度移动到芯部的孔隙分布和/或硬度时输出替换信号的装置，那么就能提供这样一种基片清洁装置，其使得能知道应当更换清洁元件的准确时间。
根据如权利要求10所限定的发明，由于基片处理装置的基片清洁部件使用根据权利要求7至9任意一个的基片清洁装置，那么就能提供这样一种基片处理装置，其允许已经在基片处理部件中完成预定处理过程的基片在任何时间以高水平的清洁度进行清洁，而没有对于逆向污染被引入基片的任何担心。
附图说明
图1是示意图，示出了使用根据本发明的清洁元件的基片清洁装置的一个实施例的示例性构造；
图2是示意图，示出了使用根据本发明的清洁元件的基片清洁装置的另一个实施例的示例性构造；
图3示出了根据本发明的笔型清洁元件的一个实施例的示例性构造；
图4示出了根据本发明的笔型清洁元件另一个实施例的示例性构造；
图5示出了根据本发明的笔型清洁元件的又一个实施例的示例性构造；
图6示出了根据本发明的滚筒型清洁元件的一个实施例的示例性构造；
图7示出了根据本发明的滚筒型清洁元件的另一个示例性构造；
图8示出了根据本发明的滚筒型清洁元件的另一个示例性构造；
图9用于示出现有技术的清洁元件中和根据本发明的清洁元件中排出的污染物以及污染状况的视图；
图10是用于示出现有技术的清洁元件中和根据本发明的清洁元件中排出的污染物以及污染状况的另一视图；
图11是示出根据本发明的基片清洁装置的清洁元件清洁机构的示例性构造的示意图；
图12是示出根据本发明的基片清洁装置的清洁元件清洁机构的另一个示例性构造的示意图；以及
图13是示出根据本发明的基片处理装置的一个示例性构造的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明的优选实施例。图1和2是分别示出使用根据本发明的清洁元件的基片清洁装置的第一和第二实施例的不同示例性构造的示意图，其中图1示出了使用笔型清洁元件的基片清洁装置的构造，并且图2示出了使用滚筒型清洁元件的基片清洁装置的构造。
图1所示出的基片清洁装置包括适合通过多个(图中为四个)啮合销11将基片W在其外围保持并且使基片W连同啮合销11一起旋转的基片保持和旋转机构10，其中圆盘形清洁元件13在被清洁元件保持和旋转机构12所保持时继续旋转，并且被带入与旋转基片W相接触。在这种基片清洁装置中，基片的顶面能够在清洁液体从清洁液体供应喷嘴14供应至旋转基片W的表面上的同时借助于基片W和清洁元件13之间的相对运动来进行清洁。需要注意到的是，清洁元件保持和旋转机构12由摆动臂15可旋转地支撑并且清洁元件13适合于同时地绕着其自身的轴线旋转，并且以摆动的方式沿着左右方向移动越过基片W的顶面。
图2中所示出的基片清洁装置包括具有多个(图中为六个)主轴21的基片保持和旋转机构20，其适合于通过旋转定位在主轴21顶部上的滚筒22来将基片W在其外围中夹紧以便旋转基片W，其中一对圆柱形清洁元件23被带入与旋转基片W的顶面和背面分别地相接触。在这种基片清洁装置中，基片W的顶面和背面能够在清洁液体从清洁液体供应喷嘴24(用于背面的清洁液体供应喷嘴的图示在此处省略)供应至基片W的顶面和背面上的同时借助于基片W和由清洁元件旋转驱动机构(未示出)所旋转的清洁元件23之间的相对运动来进行清洁。
图3至5分别地图示了如上所述圆盘形清洁元件13(笔型清洁元件)的实施例的示例性构造。具有图3所示构造的清洁元件包括圆盘形(或圆柱形)芯部13a和由多孔聚合材料制成的覆层13b(其与芯部13a的下端表面一体成形并且位于其上面)。要注意到的是，图3(a)示出了此种构造的清洁元件的外部视图并且图3(b)示出了其侧面剖视图。具有如图4所示构造的清洁元件13包括圆盘形(或圆柱形)芯部13a和由多孔聚合材料制成的覆层13b(其与芯部13a一体成形以限定包围芯部13a的下端表面和圆周壁)。需要注意到的是，图4(a)示出了此种构造的清洁元件13的外部视图并且图4(b)示出了其侧面剖视图。具有如图5所示构造的清洁元件13包括大致半球形芯部13a和由多孔聚合材料制成的覆层13b(其与芯部13a一体成形并且位于其上面以限定覆盖芯部13a的外壁)。需要注意到的是，图5(a)示出了此种构造的清洁元件13的外部视图并且图5(b)示出了其侧面剖视图。
图6和7分别是如上所述滚筒型清洁元件23的示例性构造的图示。具有如图6所示构造的清洁元件23包括圆柱形芯部23a和由多孔聚合材料制成的覆层23b(其与芯部23a一体成形并且位于其圆周表面上)。具有如图7所示构造的清洁元件23包括圆柱形芯部23a、在芯部23a的圆周表面上且由多孔聚合材料制成的覆层23b-1、在覆层23b-1的圆周表面上且由防水材料制成的防水层23c以及另一个在防水层23c的圆周表面上且由多孔聚合材料制成的覆层23b-2。具体地，图7所示的清洁元件使用了包括由防水材料制成且插入在都由多孔聚合材料制成并且相对于芯部23a限定出圆周层的覆层23b-1和23b-2之间的防水覆层23c。防水层23c和覆层23b-1和23b-2也可一体成形。在图6和7中，参考标号27标识一个通孔，一个轴(回转轴元件)装配插入穿过其中。
由于基片W和清洁元件13或23之间的摩擦会磨损清洁元件13或23的顶部表面层中的覆层13b或23b，从而降低清洁效果，因此在顶面中的大部分覆层13b或23b被磨损大约10μm时，清洁元件13或23就将需要用新的来替换。对于具有大约300mm直径的圆柱形清洁元件23，相应于10μm的顶层物质基本上等于清洁元件23总体积的0.2％。清洁元件13或23除了顶部表面层之外的体积将不能够直接有助于污染物的剥离。
另一方面，由多孔聚合材料制成的覆层13b或23b的体积越大，覆层13b或23b保持污染物的能力就越高。清洁元件13或23仅需要是柔性的但是不必要完全由吸水性多孔材料制成。以此观点，通过如上所述有利地使用具有高柔性的吸水性多孔聚合材料来形成被带入与基片W直接相接触的覆层13b或23b以及使用具有防水性的弹性材料来形成芯部13a或23a，根据本发明的清洁元件13或23在一方面将保持柔性和由整个清洁元件来完成的污染物移除能力，并且在另一方面阻止污染物进入清洁元件13或23内并且从而一定程度地减少基片中的逆向污染。虽然较薄的覆层13b或23b能够提供允许污染物聚集的较小体积，但顶层的厚度应当在10μm至15mm的范围内，这源自于能通过包括足够的孔隙和通过将施加于基片上的压力范围考虑在内而补充的对于柔性的解决方案。
用于形成芯部13a或23a的材料可以是从由柔性蜂窝状泡沫塑料；包括氟橡胶、硅橡胶、膦腈橡胶和聚氨酯橡胶的软橡胶；以及环氧树脂所构成的组中选择的任意一个。由于这些类型的材料具有防水性和弹性，它们就能够有利地阻止污染物进入芯部13a或23a内并且还帮助在清洁元件13或23的整个单元中保持弹性。
用于形成覆层13b或23b的材料可以使用从由PVA(聚乙烯醇)聚合物、丙烯酸聚合物、其他加聚物、丙烯氨基化合物聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚醚聚合物、缩聚物、乙烯聚合物吡咯烷酮、聚苯乙烯酸、氨基甲酸乙酯树脂以及聚氨酯树脂所构成的组中选择的任意一种聚合材料。由于这些类型的材料具有柔性和吸水性，它们不容易损坏基片W并且替代地具有更高的能力来移除污染物。
由上述具有防水性以及弹性的材料之一制成的芯部13a或23a可在芯部13a或23a的顶面上提供有由从上面列出的材料中选出的一种，通过使用热沉积、利用胶水的粘合、压力粘结、热压缩和喷射涂覆中的任意一种方法所制成的覆层13b或23b。
在使用如图7所示构造的清洁元件23中，其中由具有防水性的材料制成的芯部23a的圆周表面用由具有柔性和高吸水性的多孔聚合材料制成的覆层23b-1所覆盖，覆层23b-1的圆周表面接着用由具有防水性的材料制成的防水层23c所覆盖，并且此外防水层23c的圆周表面由用多孔聚合材料制成的覆层23b-2所覆盖，防水层23c用来防止任何含有污染物的液体和/或污染物颗粒进入覆盖芯部23a圆周表面的覆层23b-1内，以及防止污染物从芯部23a和覆层23b-1释放出来并进入覆层23b-2或者被带入与基片W直接接触的表面区域。清洁装置的使用者能够在不采用任何特殊工作的情况下轻易地用根据本发明的清洁元件替换现有的由多孔聚合材料制成的清洁元件，由于接触基片的一部分(最外表面)和/或用于清洁元件的安装部分(接触区域，包括被带入与用来固定清洁元件23的固定件(例如穿过芯部的轴)相接触的芯部)由与现有技术的材料类似的多孔材料制成，并且根据本发明的清洁元件与清洁液体的兼容性、功能和操作就与现有技术的清洁元件基本上相同。对固定件的污染能够由防水层23c所阻止，并且实际上将不会影响基片W.
将理解到，虽然在如图7所示的构造中，防水层23c布置在由多孔聚合材料制成并且相对于芯部23a圆周地布置的覆层23b-1和覆层23b-2之间，可选地，防水层23c可以布置在芯部23a和由多孔聚合材料制成的覆层23b之间，如图8所示，其仍然能够提供与如图7所示的清洁元件23基本上相同的操作效果。将防水处理应用于如图7和8所示其中已经布置了防水层23c的清洁元件23的两端，能够消除芯部23a应当由任何防水材料制成或应当考虑芯部23a的防水性的需求，从而允许选择专门适合于芯部23a性能的材料并且因此给出了可用于制作芯部23a的材料的更宽泛范围。
图9概念性地图示了涉及清洁元件13或23一部分的污染物颗粒的进入和排出。在图示中，黑点1代表进入的污染物颗粒并且白点2代表最初残留的污染物颗粒，并且参考标号3代表孔隙。对于如同现有技术的清洁元件那样完全由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成的清洁元件，很可能会有大量含有污染物的液体和/或进入的污染物颗粒1被吸收深入到由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成的清洁元件13或23中，并且最初残留的污染物颗粒2还很可能从清洁元件内排出，如图9(a)所示。对于包括由多孔聚合材料制成且覆盖芯部13外表面的覆层13b的清洁元件，如图3至5所示，观察到很少量的进入污染物颗粒1，因为含有污染物的液体和/或污染物颗粒1仅仅进入覆层23b中(在图示中用23b标识的区域)，如图9(b)所示。另外，由于最初残留的污染物颗粒2的数量也很少，因而将要排出的颗粒数量也很少。
对于包括由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成且覆盖由防水材料制成的芯部23a的圆周表面的覆层23b的清洁元件，如图6所示，仅观察到很少量的进入污染物颗粒1，因为含有污染物的液体和/或污染物颗粒1仅进入覆层23b，如图9(b)所示。另外，因为最初残留的污染物颗粒2的数量也很少，因而将要排出的颗粒数量也很少。而且，对于包括介于由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成的覆层23b-1和23b-2之间的防水层23c的清洁元件，如图7所示，观察到很少量的进入污染物颗粒1，因为含有污染物的液体和/或污染物颗粒1仅进入相对于防水层23c圆周地布置在外层中的覆层23b-2，如图9(c)所示。另外，因为最初残留的污染物颗粒2的数量也很少，因而将要排出的颗粒数量也很少。
图10图示了包括多个形成于清洁元件圆周表面中的突起的滚筒型清洁元件中的污染物状况，其中图10(a)代表包括在圆周表面中的突起23d和滚筒本体23e的清洁元件23，其完全由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成，并且图10(b)代表包括突起23d和滚筒本体23e的清洁元件23，其由具有防水性的材料制成，并且此还有分别地覆盖突起23d和滚筒本体23e外表面的覆层26，其由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成。在前述实施例中，多个突起以圆周地间隔开的关系布置于滚筒本体的外表面上且与滚筒本体一体地形成。每个突起可沿着滚筒本体的轴线在其整个长度上延伸或者可在滚筒本体的长度上分成多个区段。
在如上所述每种类型构造的清洁元件23被带入与基片W相接触并且以如箭头“ a”所示的方向旋转、同时清洁液体25供应到基片W的顶面上时，具体地在如图10(a)所示完全由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成的清洁元件23中，被污染的清洁液体和/或污染物颗粒穿过突起23d而被吸收进入滚筒本体23e内，如箭头B所示，导致被污染的清洁液体和/或污染物颗粒在清洁元件23内的大量聚集。从而，从清洁元件23排出的被污染液体和/或污染物颗粒的数量将会很大，这意味着基片W被逆向污染的概率更高。相反，具体地，在包括由具有吸水性和柔性的多孔聚合材料制成且分别专门限定突起23d和滚筒本体23e外表面的覆层26的清洁元件23中，被污染的清洁液体和/或污染物颗粒将仅仅聚集在薄的覆层26中，但是它们将不会穿入都由具有防水性的材料制成的突起23d或滚筒本体23e，由此被污染的清洁液体和/或污染物颗粒的聚集量极少，并且因此，从清洁元件23排出的被污染液体和/或污染物颗粒的数量将会极少，这意味着减少了基片W被逆向污染的概率。
因而，通过提供一种构造为使得基片的待处理表面能够在将处理液体供应至基片W的表面上的同时通过基片W的表面和如图3、4、5、6、7、8和10(b)所示那样构造并且被带入与基片相接触的清洁元件之间的相对运动来进行处理的基片处理装置，以及另外地通过给这样构造的基片处理装置提供可操作来通过将基片W带入与清洁元件13或23的多孔聚合材料的覆层相接触以引起其间的摩擦来移除污染物的机构，就可能将清洁元件13或23一直维持在清洁状态并且没有污染物或者如果有的话也会极少。
而且，如果如图1所示清洁装置的清洁元件13利用一个使用如图3至5所示构造中的任意一个的清洁元件而且清洁装置还提供有用来监测多孔聚合材料的覆层13b是否存在于清洁元件13中的微小尺寸硬度仪表、薄膜硬度仪表或者CCD，使用者就能了解清洁元件13中覆层13b的状态并且在适合的时间将清洁元件用新的来替换以使之变化。类似地，如果如图2所示清洁装置的清洁元件23利用了使用如图6、7、8和1 0(b)所示构造中任意一个的清洁元件而且清洁装置还提供有用于监测多孔聚合材料的覆层23b、26是否存在于清洁元件23中的微小尺寸硬度仪表、薄膜硬度仪表或者CCD，使用者就能了解清洁元件23中覆层23b、26的状态并且在适合的时间将清洁元件用新的来替换以使之变化。
而且，如果其构造如上述中的任意一个的基片处理装置或基片清洁装置适合于在检测到在清洁元件13，23上监视的孔隙分布或者硬度已经从覆层移动到芯部时就输出替换信号，那么就能让使用者知道将清洁元件更换为新的适合时间。
图11是示出清洁元件清洁机构的示例性构造的示意图，该清洁机构用来监视在具有如图4所示结构的清洁元件13中的覆层13b的状态，同时在清洁元件13上执行清洁处理。这种构造的清洁元件清洁机构放置在如图1所示的基片清洁装置中的基片W外面的预定地点(备用位置)。清洁元件清洁机构30包含清洁池31，清洁池31包括放置于清洁池31内的底部中的观察壁32。观察壁32由透明材料制成(例如，晶体)并且包括放置于在其中心部分中的CCD 33，并且在运行中，一个来自CCD 33的输出信号由图象处理装置34接收，并且在该处信号被处理和转换为图像处理信号，这个信号又被输出至控制器35。
而且，液体性质传感器36放置于清洁池31内用来测量清洁液体“Q”中的颗粒数量和/或清洁液体“Q”的成分的浓度，并且来自液体性质传感器36的输出信号还适应地输出至控制器35。控制器35适合于在收到来自图像处理装置34的图像处理信号和来自液体性质传感器36的输出信号时产生例如清洁液体替换信号“S1”或清洁元件替换信号“S2”并将产生的信号输出至控制面板(未示出)。
清洁池31包含已经从清洁液体供应管37供应的清洁液体Q，并且清洁元件13由图1的摆动臂可旋转地承载并且由从上面浸入清洁液体Q并压靠观察壁32上表面的清洁元件保持和旋转机构12 所保持支持，其中清洁元件13以由箭头A所示的方向旋转以便被清洁。由于覆层13b很薄，颗粒一旦被吸入覆层13b就能够在这个清洁过程中有效地排出。在清洁元件13的这个清洁过程期间，从超声波发生器38发出超声波以激励清洁液体Q从而增强清洁操作。清洁液体Q的颗粒数量、清洁液体Q的成分的浓度等由液体性质传感器36来测量和观察，以使得在检测到表示清洁液体Q不得不更换的状态时，将排液阀39打开以排出清洁池31中的清洁液体，同时在排液后将一些清洁液体Q通过清洁液体供应管37新引入到清洁池31中。
CCD 33通过透明的观察壁32观察清洁元件13的覆层13b的状态，并且来自CCD 33的输出信号如上所述输出至图像处理装置34，在该处输出信号经由图像处理操作被转换为图像处理信号，这个信号又进入控制器35。控制器35能够分析图像处理信号以识别清洁元件13中由多孔聚合材料制成的覆层13b的状态，并且因此控制器35能够在适合替换的时间将清洁元件替换信号S2输出至控制面板。这可以帮助使用者及时地用新的元件替换清洁元件13。例如，控制器35可以在检测到覆层13b已经磨损并且非常薄或者一部分芯部13a已经暴露时输出表示需要用新的元件替换清洁元件13的替换信号S2。这里需要注意到，类似地在如图3和5所示的清洁元件中，清洁状态和清洁元件13的覆层13b能够通过使用具有如图11所示构造的清洁元件清洁机构来监视(虽然附图中省略)。
图12是示出了在对清洁元件23进行清洁时可操作来对具有如图6所示构造的清洁元件23的覆层23b的状态进行监视的清洁元件清洁机构的示例性构造。清洁元件清洁机构放置于如图2所示基片清洁装置的基片W外部的预定地点(备用位置)。清洁元件清洁机构40包括清洁池41，清洁池41包括放置于清洁池41内的底部中的观察壁42。观察壁42由透明材料(例如，晶体)制成并且包括放置在其中心部分中的CCD 43，并且在操作中，来自CCD 43的输出信号由信号处理装置44接收，在该处信号被处理和转换为图像处理信号，这个信号又输出至控制器45。
而且，液体性质传感器46放置于清洁池41内用来测量清洁液体“Q”中的颗粒数量和/或清洁液体“Q”的成分的浓度，并且来自液体性质传感器46的输出信号还适应地输出至控制器45。控制器45适合于在收到来自图像处理装置44的图像处理信号和来自液体性质传感器46的输出信号时产生例如清洁液体替换信号“S1”或清洁元件替换信号“S2”，并将产生的信号输出至清洁液体供应阀50和/或清洁元件替换信号发生器52。
清洁池41适合于通过打开清洁液体供应阀50经由清洁液体供应管51供应清洁液体Q以及通过打开排液阀(未示出)而排出清洁液体Q。而且，一对清洁夹具48、48放置于清洁池41内，所述清洁夹具48、48可通过在箭头A、A所示的方向上移动放置于观察壁42的上表面上的清洁元件23来在预定的压力水平下夹紧或释放清洁元件23。这对清洁夹具48、48由清洁夹具驱动器47所驱动以便在箭头A、A所示方向上移动。在操作中，在清洁元件23被预定水平的压力压靠在观察壁42的上表面上并且由这对清洁夹具48、48夹紧的状态下，清洁元件23能够通过在箭头B所示方向上旋转而被清洁。在这种清洁过程中，因为覆层23b制作为很薄，已经被吸入覆层23b的颗粒就能够被有效地排出。在清洁元件23的这种清洁过程期间，超声波从超声波发生器49发出以激励清洁液体Q从而增强清洁效果。清洁液体Q中的颗粒数量、清洁液体Q的成分的浓度等通过液体性质传感器46进行测量和监视，以使得在检测到表示清洁液体Q不得不更换的状态时，将未示出的排液阀打开以排出清洁池41中的清洁液体Q，同时在排液后通过打开清洁液体供应阀50经由清洁液体供应管51将一些清洁液体Q新引入清洁池41中。
CCD 43通过透明观察壁42观察清洁元件23的覆层23b的状态，并且来自CCD 43的输出信号如上所述输出到图象处理装置44，在该处输出信号经由图像处理操作而被转换为图像处理信号，这种信号又进入控制器45。控制器45能够分析图像处理信号以识别清洁元件23中由多孔聚合材料制成的覆层23b的状态。例如，控制器45可在检测到覆层23b已经磨损并且非常薄或者一部分芯部23a已经暴露时输出表示需要用新的元件替换清洁元件23的替换信号S2。这里需要注意到，类似地在如图7和10(b)所示的清洁元件中，清洁状态和清洁元件23的覆层23b能够通过使用具有如图12所示构造的清洁元件清洁机构来监视(虽然附图中省略)。
图13是示出了根据本发明的基片处理装置(电镀装置)的示例性构造的示意性平视图。本发明的基片处理装置包括，例如，矩形形状的框架布置61，其适合于可拆卸地装载有载体盒，所述载体盒包括容纳比如晶片之类的多个基片的SMIF盒等。在框架布置61内的中心区域中顺序地布置第一基片传送机械手62、临时放置工作台63和第二基片传送机械手64。
还布置有一对基片清洁和干燥单元65、一对基片清洁单元66、一对电镀预处理单元67以及一对电镀预处理和电镀单元68，每对的每个单元分别放置于框架布置61内的相对侧。而且，用来将电镀预处理液体供应至电镀预处理单元67的电镀预处理液体供应部件69和用于将电镀液体供应至电镀预处理和电镀单元68的电镀液体供应部件70布置在与载体盒60相对的相应位置。基片清洁单元66使用具有如图1或图2所示构造的基片清洁装置。
一片基片W由第一传送机械手62从载体盒60中取出、传送并放置到临时放置工作台63中的干燥基片保持器上。由干燥基片保持器(未示出)保持的基片W由第二基片传送机械手64传送至电镀预处理单元67，在该处基片W受到电镀预处理。已经完成电镀预处理的基片W由第二基片传送机械手64传送至电镀预处理和电镀单元68，在该处基片W受到电镀预处理和电镀工艺，并且已经完成电镀工艺的基片W又由第二基片传送机械手64传送至具有如图1或2所示构造的基片清洁单元66。
基片清洁单元66可操作来清洁基片W的顶面和背面以便将粘附至基片W表面的任何颗粒和/或外来材料移除。颗粒和/或外来材料已经被移除的基片W由第二基片传送机械手64传送到临时放置工作台63中的湿基片保持器(现在示出)并放置在其上。
第一基片传送机械手62从临时放置工作台63中的湿基片保持器中取走基片W并且将其传送至基片清洁和干燥单元65，在该处基片W受到化学物质和纯净水的清洁处理并且然后旋转脱水。基片W在其已经旋转脱水之后由第一基片传送机械手62送回到载体盒60。因而就已经完成了基片W的一系列处理。
虽然本发明已经参照一些实施例进行了描述，但本发明将不限于那些具体实施例而是在如权利要求所限定以及如说明书和附图所描述和示出的技术概念的范围内可做出很多变化。
Claims (10)
1.一种用于基片清洁装置的清洁元件，该基片清洁装置用于在将清洁液体供应到基片的表面上的同时通过利用基片表面和与基片表面相接触的所述清洁元件之间的相对运动来对基片的所述表面进行清洁，所述清洁元件包括：
由弹性材料形成的防水芯部，其中所述芯部的表面由多孔聚合材料覆盖以限定出覆层。
2.根据权利要求1的清洁元件，其中所述多孔聚合材料用选自于由PVA(聚乙烯醇)聚合物、丙烯酸聚合物、丙烯氨基化合物聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚醚聚合物、缩聚物、乙烯聚合物吡咯烷酮、氨基甲酸乙酯树脂和聚氨酯树脂所构成的组中的任意一种聚合材料所制成。
3.根据权利要求1的清洁元件，其中所述多孔聚合材料的所述覆层的厚度在5μm至15mm范围内。
4.根据权利要求1的清洁元件，其中所述芯部由选自于由柔性多孔泡沫塑料；包括氟橡胶、硅橡胶、膦腈橡胶和聚氨酯橡胶的软橡胶；以及环氧树脂所构成的组中的任意一种防水材料所构成。
5.根据权利要求1的清洁元件，其中所述多孔聚合材料的所述覆层的硬度在潮湿状态下等于或低于100。
6.根据权利要求1的清洁元件，其中由防水材料制成的防水层形成于所述多孔聚合材料的所述覆层内、或所述覆层和所述芯部之间。
7.一种基片清洁装置，其用于在将清洁液体供应到基片的表面上的同时通过利用基片表面和与基片表面相接触的清洁元件之间的相对运动来对基片的所述表面进行清洁，所述基片清洁装置使用根据权利要求1-6任意一个的清洁元件来实现所述清洁元件。
8.根据权利要求7的清洁装置，包括用来监视所述多孔聚合材料的所述覆层是否出现在所述清洁元件内的硬度仪表、薄膜硬度仪表或CCD。
9.根据权利要求8的基片清洁装置，还包括用来在所述清洁元件上监视的孔隙分布或硬度从所述多孔聚合材料的所述覆层移动到所述芯部时输出替换信号的装置。
10.一种基片处理装置，其包括用来在基片上执行预定处理过程的基片处理部件以及用来对已经在所述基片处理部件中完成所述预定处理过程的所述基片进行清洁的基片清洁部件，所述基片处理装置使用根据权利要求7-9任意一个的基片清洁装置来实现所述基片清洁部件。
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