CN101276739A - 基板处理系统和基板清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够完全除去附着在基板背面和周缘部上的异物的基板处理系统，作为基板处理系统(10)具有的基板清洗装置的处理组件(15)包括：收容晶片(W)的腔室(38)；配置在该腔室(38)内的底部上，放置晶片W的载置台(39)；配置在腔室(38)内的顶部，与载置台(39)相对的喷淋头(40)。载置台(39)向着晶片(W)的背面或周缘部喷出呈液相和气相的二相状态的清洗物质(例如纯水)和非活性气体(例如N2气体)混合的清洗剂。喷淋头(40)产生向着晶片(W)的表面的向下流动。

Description

基板处理系统和基板清洗装置
技术领域
本发明涉及基板处理系统和基板清洗装置，并且涉及具有除去附着在基板背面或周缘部的异物的基板清洗装置的基板处理系统。
背景技术
通常，在对作为基板的半导体晶片(以下简单地称“晶片”)进行规定处理的基板处理装置中，产生由晶片与放置该晶片的载置台接触而引起的金属片(例如铝金属片)或由处理气体反应引起的反应生成物(例如碳氟化合物的聚合物)等。这些异物(颗粒)附着在晶片上，使在该晶片表面上形成的半导体器件的品质降低。
作为除去附着在晶片上的颗粒的方法，已知有湿式清洗方法，即，在湿式处理室中，利用氟酸溶液或纯水对经过蚀刻处理的晶片进行水洗(参照专利文献1)。另外，还已知有将多个晶片浸渍在充满氨水或氟酸溶液等清洗液的清洗槽中的清洗方法。利用这些方法，能够除去在蚀刻处理中附着在晶片上的颗粒。
专利文献1：日本特开平4-14222号公报。
然而，利用上述湿式清洗方法，由于主要是向晶片的表面喷射纯水等，所以不能除去附着在晶片背面的颗粒以及附着在晶片周缘部(倾斜(bevel)部分)上的倾斜聚合物(bevel polymer：斜面聚合物)。
对于附着在晶片背面的颗粒而言，当将晶片放置在载置台上时，其会导致该晶片浮起，因此，在对涂敷于晶片表面的光致抗蚀剂进行曝光的平版印刷工序中，焦点位置与光致抗蚀剂的位置不一致，不能正确地进行曝光。另外，在液浸曝光装置中，当相对于透镜移动晶片时，晶片周缘部的倾斜聚合物在介于晶片和透镜之间的超纯水中通过。这时，倾斜聚合物剥离并混在超纯水中，由于该倾斜聚合物会遮挡光，因此不能正确地进行曝光。另外，在该平版印刷工序前，在晶片周缘部上形成的光致抗蚀剂残渣残留下来，该光致抗蚀剂残渣与倾斜聚合物相同，混在超纯水中。其结果，存在基于该晶片制造的半导体器件的品质降低的问题。
另外，将进行蚀刻处理的晶片收容在互相平行保持多个晶片的密闭容器(例如前端开口统一容器(FOUP：晶圆传送盒))中搬送，但是，在该FOUP内，异物(颗粒、聚合物)从位于上方的晶片背面或周缘部剥离，落在位于下方的晶片表面并附着在其上，使得基于该下方晶片制造的半导体器件的品质降低。
另外，利用将多个晶片浸渍在上述清洗槽中的方法，不仅能够除去晶片表面的颗粒，而且晶片背面的颗粒以及晶片周缘部的倾斜聚合物也能够被除去，但由于除去的颗粒留在清洗液中，该颗粒有可能再附着在晶片上(交叉污染)，使半导体器件的品质降低。
另外，在上述的湿式清洗方法中，即使假设除去晶片背面的颗粒和倾斜聚合物，但由于不能控制湿式清洗的纯水的流动，使得除去的颗粒等邻近正在被湿式清洗的晶片，例如有可能再附着在同时进行湿式清洗的晶片表面上，从而使半导体器件的品质降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够完全除去附着在基板背面或周缘部的异物的基板处理系统和基板清洗装置。
为了实现上述目的，本发明第一方面所述的一种基板处理系统，它具有在基板上进行规定处理的基板处理装置和至少在上述规定处理前后的任一个中对上述基板进行清洗的基板清洗装置，其特征在于：上述基板清洗装置具有向着上述基板的背面或周缘部喷出呈气相和液相的二个相状态的清洗物质和高温气体的喷出装置。
本发明第二方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一方面所述的基板处理系统中，上述喷出装置相对于上述基板的背面倾斜地喷出上述清洗物质和上述高温气体。
本发明第三方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一或第二方面所述的基板处理系统中，上述喷出装置和上述基板互相平行并且相对地移动。
本发明第四方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第三方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述喷出装置具有向着上述基板背面开口的吸气部。
本发明第五方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第四方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述基板清洗装置具有向着上述基板的表面喷出其它气体的其它喷出装置。
本发明第六方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第五方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述基板清洗装置具有保持上述基板的保持装置。
本发明第七方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第六方面所述的基板处理系统中，上述保持装置使上述基板反转。
本发明第八方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第六或第七方面所述的基板处理系统中，上述基板清洗装置具有对上述保持装置施加振动的振动施加装置。
本发明第九方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第八方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述基板清洗装置具有对上述清洗物质和上述高温气体施加振动的其它振动施加装置。
本发明第十方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第九方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述基板清洗装置具有使上述清洗物质和上述高温气体的流速按脉冲波变动的流速变动装置。
本发明第十一方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第十方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述清洗物质选自水、有机溶剂、表面活性剂和清洗溶液中的任一种。
本发明第十二方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第十一方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述规定处理为蚀刻处理。
本发明第十三方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第十一方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述规定处理为光致抗蚀剂的曝光处理或涂敷显影处理。
本发明第十四方面所述的基板处理系统，其特征在于：在本发明第一至第十三方面中任一方面所述的基板处理系统中，上述高温气体的温度为80～150℃。
为了实现上述目的，本发明第十五方面提供一种基板处理系统，它具有在基板上进行规定处理加基板处理装置和至少在上述规定处理前后的任一个中对上述基板进行清洗的基板清洗装置，其特征在于：上述基板清洗装置具有向着上述基板的背面和周缘部喷出呈气相的清洗物质和高温气体的喷出装置，上述呈气相的清洗物质包括簇化的分子或原子。
为了实现上述目的，本发明第十六方面提供一种基板清洗装置，其特征在于：它具有向着基板背面和周缘部喷出呈气相和液相二个相状态的清洗物质和高温气体的喷出装置。
为了实现上述目的，本发明第十七方面提供一种基板清洗装置，其特征在于：它具有向着基板背面和周缘部喷出呈气相的清洗物质和高温气体的喷出装置。
上述呈气相的清洗物质包括簇化的分子或原子。
采用本发明第一方面所述的基板处理系统和本发明第十六方面所述的基板清洗装置，可向着基板背面和周缘部喷出呈气相和液相二个相状态的清洗物质和高温气体。高温气体利用热应力或粘性力除去附着在基板背面和周缘部上的较大的异物。另外，喷出的高温气体能够在基板背面和周缘部上产生该高温气体不流动的边界层，呈液相的清洗物质进入边界层，附着在边界层内较小的异物周围。当该清洗物质附着在异物周围时，该异物和基板的引力(例如范氏力(vanderwaalsforce))降低。而且，进入边界层的呈液相的清洗物质与异物冲突从而给予物理冲击。这样，除去较小的异物。因此，能够完全除去附着在基板背面和周缘部的异物。
采用本发明第二方面所述的基板处理系统，清洗物质和高温气体相对于基板的背面倾斜地喷出。由于倾斜喷出的清洗物质和高温气体沿着基板背面压着边界层，因此能够使较小的异物从边界层露出。这样，能够可靠地除去附着在基板背面的较小的异物。
采用本发明第三方面所述的基板处理系统，由于喷出装置和基板互相平行并且相对地移动，所以从基板背面和周缘部除去的异物不会随着向着基板背面或周缘部喷出的高温气体流动而再次压在基板背面或周缘部上，从而能够防止异物再次附着在基板背面或周缘部上。
采用本发明第四方面所述的基板处理系统，由于向着基板背面吸气口开口，因此能够吸引从基板背面除去的异物，能够可靠地防止异物再次附着在基板背面。
采用本发明第五方面所述的基板处理系统，由于向着基板表面喷出其它气体，因此能够防止因向着基板背面或周缘部喷出的清洗物质和高温气体而使该基板移动，同时，能够防止从基板背面或周缘部除去的异物回到基板表面，能够防止异物附着在该表面上。
采用本发明第六方面所述的基板处理系统，由于保持基板，因此能够可靠地防止因向着基板背面或周缘部喷出的清洗物质和高温气体使该基板移动。
采用本发明第七方面所述的基板处理系统，由于能够使基板反转，因此喷出的清洗物质和高温气体不仅能够除去基板背面的异物而且能够除去基板表面的异物。
采用本发明第八方面所述的基板处理系统，由于对保持基板的保持装置施加振动，因此能够使基板振动并能够促进异物的除去。
采用本发明第九方面所述的基板处理系统，由于对向着基板背面和周缘部喷出的清洗物质和高温气体施加振动，因此能够增大清洗物和高温气体给与异物的物理冲击。结果，能够促进异物的除去。
采用本发明第十方面所述的基板处理系统，由于清洗物质和高温气体的流速按脉冲波变动，因此能够在清洗物质或高温气体中产生压力变动，并能够增大清洗物质或高温气体给与异物的物理冲击。结果，能够促进异物的除去。
采用本发明第十一方面所述的基板处理系统，向着基板背面或周缘部喷出的清洗物质为选自水、有机溶剂、表面活性剂和清洗溶液中的任一种。由于这些清洗物质的沸点较低，因此能够容易地混合气相和液相二个相状态。此外，由于这些清洗物质容易附着在异物上，因此能够可靠地削弱该异物和基板的引力。
采用本发明第十二方面所述的基板处理系统，在基板清洗的至少前后的任一个中所实行的规定处理为蚀刻处理。由于能够完全除去附着在基板背面和周缘部的异物。能够在将基板搬入进行蚀刻处理的基板处理装置内时，防止异物进入该基板处理装置内，并能够阻止在蚀刻处理中产生的反应生成物或聚合物引起的异物进入其它基板处理装置内。
采用本发明第十三方面所述的基板处理系统，在基板清洗的至少前后的任一个中所实施的规定处理为光致抗蚀剂的曝光处理或涂敷显影处理。由于能够完全除去附着在基板背面和周缘部的异物，因此能够防止液浸曝光装置的基板浮起，并且能够防止异物混入液浸曝光装置的超纯水中，从而能够正确地进行曝光。
采用本发明第十五方面所述的基板处理系统和本发明第十七方面所述的基板清洗装置，向着基板背面和周缘部喷出呈气相的清洗物质和高温气体，呈气相的清洗物质包含簇化的分子或原子。高温气体利用热应力或粘性力能够除去附着在基板背面和周缘部的较大的异物。另外，利用喷出的高温气体，在基板背面和周缘部上产生该高温气体不流动的边界层，簇化的分子或原子进入边界层，以分子单位或原子单位附着在边界层内较小的异物周围。当分子或原子附着在异物周围时，该异物和基板的引力(例如范氏力(vanderwaals force))降低。另外，进入边界层的簇化分子或原子与异物冲突，给与物理冲击。这样，能够除去较小的异物。因此，能够完全除去附着在基板背面和周缘部的异物。
附图说明
图1为简要地表示本发明的第一实施方式的基板处理系统的结构的平面图。
图2为简要地表示作为图1的基板清洗装置的处理组件的结构的截面图。
图3为表示清洗剂的流速的脉冲波地变动的图。
图4为用于说明本实施方式的异物除去的图，图4(A)为只喷出气体作为清洗剂的情况，图4(B)为喷出呈二相状态的纯水和高温N2气体作为清洗剂的情况，图4(C)为表示除去图4(B)的较小的异物的样子的图。
图5为简要地表示图2的处理组件的第一变形例的结构的截面图。
图6为简要地表示图2的处理组件的第二变形例的结构的截面图。
图7为说明本实施方式的异物除去的变形例子的图，图7(A)为喷出只呈气相的纯水和高温N2气体作为清洗剂的情况，图7(B)为表示图7(A)中的较小异物除去的样子的图。
图8为简要地表示作为本发明的第二实施方式的基板处理系统具有的基板清洗装置的处理组件的结构的截面图。
图9为简要地表示图8的清洗剂喷出喷嘴的结构的图，图9(A)为表示晶片和清洗剂喷出喷嘴的位置关系的图，图9(B)为沿着图9(A)的B-B线的截面图，图9(C)为图9(B)的C部分的放大图。
图10为用于说明本实施方式的除去异物的图。
符号说明：
W：晶片；
PL，PS：异物；
10：基板处理系统；
12，15：处理组件；
38，65：腔室；
39，62：载置台；
40，61：喷淋头；
43，69：清洗剂喷出孔；
44，58：清洗剂振动施加装置；
47，76：脉冲发生器；
51，75：边界层；
53：高温N2气；
54：纯水；
54a：纯水粒；
55，57，66：臂；
63：簇化的水分子；
63a：水分子；
67：清洗剂喷出喷嘴；
70：吸气孔；
74：清洗剂
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
首先，说明本发明的第一实施方式的基板处理系统。
图1为简要地表示本实施方式的基板处理系统的结构的平面图。
在图1中，基板处理系统10包括：平面观察为六角形的传递组件(transfer module)11；在该传递组件11的周围呈放射状配置的4个处理组件12～15；作为矩形的共同搬送室的装载组件16；以及配置在传递组件11和装载组件16之间，用于连接传递组件11和装载组件16的2个负载锁定组件17、18。
各处理组件12～15为在半导体器件用的晶片(以下简单地称为“晶片”)W上进行规定的处理的基板处理装置。例如，处理组件12为使用等离子体在晶片W上进行蚀刻处理的蚀刻处理装置；处理组件15为对晶片W的背面或周缘部进行清洗处理的基板清洗装置。
在基板处理系统10中，传递组件11和各处理组件12～15将内部压力维持在真空，传递组件11和各处理组件12～15分别通过真空闸阀19～22连接。另外，装载组件16的内部压力维持为大气压，另一方面，传递组件11的内部压力维持为真空。由于这样，各负载锁定组件17、18分别在与传递组件11的连接部上具有真空闸阀23、24，同时，在与装载组件16的连接部上具有大气门阀25、26，因此，可作为能够调整内部压力的真空预备搬送室而构成。另外，各负载锁定组件17、18在装载组件16和传递组件11之间具有暂时放置交换的晶片W的晶片载置台27、28。
传递组件11具有配置在其内部的、能够自由屈伸以及回转的蛙腿式(frog leg type)基板搬送单元29，基板搬送单元29具有能够在水平方向自由伸缩并且能够自由回转的臂30、和与该臂30的前端连接来支承晶片W的二股状的搬送叉31。基板搬送单元29在各处理组件12～15以及各负载锁定组件17、18之间搬送晶片W。
装载组件16，除与上述负载锁定组件17、18连接之外，还分别连接有用于载置作为收容25块晶片W的容器的前端开口统一容器(FOUP：front opening unified pod)32的3个FOUP载置台31、以及预先对准从FOUP32搬出的晶片W的位置的校准器33。
装载组件16具有配置在内部并且用于搬送晶片W的基板搬送单元34和配置在侧壁使得与各FOUP载置台31对应的作为晶片W投入口的三个装载端口35。基板搬送单元34具有在水平方向自由伸缩并且能够自由回转的臂36和与该臂36的前端连接的用于支承晶片W的二股状的搬送叉37。基板搬送单元34通过伸缩转动臂36，将支承晶片W的搬送叉37移动至所希望的位置，这样将晶片W搬送至所希望的位置。具体地是，基板搬送单元34，经由装载端口35，从放置在FOUP载置台31上的FOUP32取出晶片W，并将该取出的晶片W向各负载锁定组件17、18或校准器33进行搬出搬入。
此外，基板处理系统10还具有控制各构成要素动作的系统控制器(图中没有示出)、和配置在装载组件16的长度方向的一端上的操作板37。上述系统控制器根据与各种处理对应的程序，来控制各构成要素的动作。操作板37显示各构成要素的动作状况，接收操作者的操作输入。
图2为简要地表示作为图1的基板清洗装置的处理组件的结构的截面图。
在图2中，处理组件15具有：收容晶片W的腔室38；配置在该腔室38内的底部上，放置晶片W的载置台39；配置在腔室38内的顶部，与载置台38相对的喷淋头40；和用于排出腔室38内的气体的排气口41。
载置台39具有：从上面39a自由地突出的多个推杆销42；和贯通该载置台39，在上面39a开口的多个清洗剂喷出孔43。该清洗剂喷出孔43通过清洗剂振动施加装置44(其它振动施加装置)，与清洗剂供给管45连通。该清洗剂供给管45通过由加热器46和阀构成的脉冲发生器47(流速变动装置)，与清洗剂供给装置(图中没有示出)连接。
另外，喷淋头40的内部有缓冲室48。该缓冲室48与向下流的气体供给管49连通。该向下流气体供给管49与向下流气体供给装置(图中没有示出)连接。缓冲室48通过多个通孔50，与腔室38内连通。
在处理组件15中，搬入腔室38内的晶片W以使其背面与载置台39的上面39a相对的方式放置在该上面39a上。推杆销(升降销)42支承该晶片W使晶片W从上面39a离开。
清洗剂供给装置将呈液相和气相2个相状态(以下简单地称为“二相状态”)的清洗物质(例如纯水)和非活性气体(例如N2气体)混合的清洗剂，通过加热器46、清洗剂供给管45和清洗剂施加装置44供给清洗剂喷出孔43。该清洗剂喷出孔43向着晶片W的背面或周缘部喷出供给的清洗剂。因此，载置台39作为清洗剂的喷出装置起作用。
此处，加热器46加热清洗剂(特别是N2气体)，清洗剂振动施加装置44将超声波振动施加给清洗剂。另外，如图3所示，通过开闭阀，脉冲发生器47按脉冲波改变清洗剂的流速。即，在清洗剂中产生脉冲波的压力变动。这样，从清洗剂喷出孔43向着晶片W的背面或周缘部喷出的清洗剂，超声波振动，并且包含按脉冲波压力变动的二相状态的纯水和高温N2气体(高温气体)。高温N2气体的温度优选为80℃～150℃。
通常，颗粒或聚合物等异物附着在进行蚀刻处理的晶片W的背面或周缘部上。这些异物的大小各种各样。当向着附着异物的晶片W的背面或周缘部喷出气体时，在晶片W的背面或周缘部上产生边界层51(图4(A))。在该边界层51内气体几乎不流动。由于比较大的异物PL的一部分从边界层51突出，与气体52接触，接受该气体52的粘性力，从晶片W的背面或周缘部剥离。另一方面，由于比较小的异物Ps不从边界层51突出，不接受气体52的粘性力，结果，不从晶片W的背面或周缘部剥离。
在处理组件15中，与此对应，载置台39向着附着异物的晶片W的背面或周缘部喷出上述清洗剂，即呈二相状态的纯水和高温N2气体。这时，通过喷出的高温N2气体53的作用，在晶片W的背面或周缘部上产生边界层51，喷出的高温N2气体53利用热应力和粘性力，从边界层51除去一部分突出的比较大的异物PL。由于液体可以进入边界层，因此喷出的呈二相状态的纯水54中，呈液相的纯水进入边界层51(图4(B))。
进入边界层51的纯水54的一部分成为许多的微细的纯水粒54a，附着在不从边界层51突出的较小的异物Ps的周围(图4(C))。当纯水粒54a无间隙地附着在异物Ps的周围时，在构成晶片W的分子或原子和构成异物Ps的分子或原子之间作用的引力(例如范氏力(vanderwaals))降低。因此，异物Ps容易从晶片W的背面或周缘部剥离。另外，在进入边界层51的纯水54中，不成为微细的纯水粒54a的纯水54与异物Ps冲突，给与该异物Ps物理的冲击。这样，不仅可除去从边界层51突出的较大的异物PL，而且可除去不从边界层51突出的较小的异物Ps。因此，可以完全除去附着在晶片W的背面或周缘部的异物。
另外，由于在边界层51上产生稍小的气体对流，即使纯水54不冲突，利用该对流也可移动除去纯水粒54a无间隙地附着在周围的异物Ps。
另外，当纯水54附着在晶片W的背面或周缘部长时间蒸发时，有产生水印的可能性。由于将高温N2气体53喷射在晶片W的背面或周缘部上，附着在晶片W背面的纯水54立即蒸发。因此，在晶片W的背面或周缘部上不产生水印。
另外，在处理组件15中，由于向着晶片W的背面或周缘部喷出的清洗剂超声波振动。并且按脉冲波压力变动，由此可以增大纯水54给与异物的物理冲击。结果，可以促进晶片W的背面或周缘部除去异物。另外，当清洗剂(特别是高温N2气体)按脉冲压力变动时，与该压力变动相应，边界层51的厚度变动。由于该边界层51的厚度变动，给与异物振动，这样，可以促进异物的除去。
回到图2，向下流气体供给装置将其它非活性气体(例如氩气)，通过向下流气体供给管49，供给喷淋头40的缓冲室48。该缓冲室48，通过多个通孔50，将供给的氩气向着腔室38内(特别是晶片W的表面)喷出。这样，在腔室38内产生向着晶片W表面的向下流动(downflow force)。因此，喷淋头40起到向下流喷出装置(其它喷出装置)的作用。在腔室38内产生的向下流动，从晶片W的表面流向载置台39的侧面，从排气口41排出。
在处理组件15中，设置从喷淋头40出来的向下流的流量比从载置台39喷出的清洗剂流量多。因此，可防止卷入从晶片W的背面或周缘部除去的异物的清洗剂的流动回到晶片W的表面，而且可以防止异物附着在晶片W的表面上。另外，晶片W利用从载置台39喷出的清洗剂能够防止移动，例如从推杆销42浮起。
上述的处理组件15，能利用清洗剂除去附着在晶片W的背面或周缘部上的异物，但可除去的异物不限于此，例如，可除去残留在晶片W的周缘部的光致抗蚀剂残渣。
在上述的处理组件15中，作为清洗剂的清洗物质使用纯水，但清洗物质不限于此。例如，使用有机溶剂(乙醇、甲醇、乙二醇(ethyleneglycol)、异丙醇等)，表面活性剂或清洗溶液(SC1、SC2、BHF、DHF)等也可以。由于这些清洗物质的沸点较低，所以能够容易地混合存在气相和液相二个相的状态。另外，由于这些清洗物质容易附着在异物上，因此能够可靠地削弱该异物和晶片W的引力(例如范氏力(vanderwaals force))。特别是，由于乙二醇与聚合物的组成相似，在异物以聚合物为主成分的情况下，当使用乙二醇作为清洗物质时，由于不但产生利用上述热应力或粘性力的除去，并且产生利用范氏力(vanderwaals force)降低的除去，而且还引起利用向液相的乙二醇的溶出除去，因此能够进一步促进异物的除去。
另外，在上述的处理组件15中，作为清洗剂的非活性气体使用N2气体，但从粘性力的观点来看，构成气体的分子的分子量越大越好，例如使用氩气或氪气也可以。
上述基板处理系统10的处理组件12为蚀刻处理装置，利用该基板处理系统10，在处理组件15进行的清洗处理的前后任何一个中，可以实行蚀刻处理。由于处理组件15可以完全除去附着在晶片背面或周缘部上的异物，在清洗处理后进行蚀刻处理的情况下，在将晶片W搬入处理组件12内时，能够防止异物进入处理组件12内。在清洗前进行蚀刻处理的情况下，能够阻止在蚀刻处理中发生的反应生成物或聚合物引起的异物进入处理组件13、14内。
处理组件12也可以为在晶片W上进行光致抗蚀剂的曝光处理的液浸曝光装置。在这种情况下，利用基板处理系统10，可在处理组件15进行的清洗处理后，进行光致抗蚀剂的曝光处理。由于处理组件15能够完全除去附着在晶片W的背面和周缘部的异物，因此能够防止晶片W从液浸曝光装置的载置台浮起，同时，能够防止异物混入液浸曝光装置的超纯水中，并且可以正确地进行曝光。处理组件12为在晶片W上进行涂敷显影处理的显影剂也可以。
在上述的处理组件15中，对清洗剂施加超声波振动，但也可以施加0.1～100MHz的高频振动代替超声波振动。另外，为了有效地通过压力变动将物理冲击传递给异物，优选清洗剂的流速的脉冲波变动的频率低，例如可以为1Hz左右。
上述的处理组件15具有喷淋头40，但如图5所示，处理组件15具有保持晶片W的臂55(保持装置)代替喷淋头40也可以。臂55设在腔室38内的侧壁上，保持晶片W的周缘部。这样，能够可靠地防止晶片W因从载置台39喷出的清洗剂而移动，例如浮起。这时，处理组件15也可以具有将振动赋与臂55的臂振动施加装置56。这样，能够使晶片W振动，并可以进一步促进异物的除去。
此外，如图6所示，处理组件15也可以具有保持晶片W并且使晶片W的表背面反转的臂57(保持装置)。在这种情况下，处理组件15具有在腔室38的顶部，通过清洗剂振动施加装置58、清洗剂供给管59、加热器60和脉冲发生器76，与清洗剂供给装置(图中没有示出)连接的、结构与载置台39同样的喷淋头61。
喷淋头61向着由臂57保持的晶片W的表面，喷出呈二相状态的纯水和高温N2气体混合的清洗剂。当臂57使晶片W的表背面反转，以晶片W的背面作为喷淋头61时，喷淋头61向着晶片W的背面喷出上述清洗剂。这样，利用清洗剂，不但可除去晶片W背面的异物，而且可除去晶片W表面的异物。
另外，在图6的处理组件15中，也可以在腔室38内的底部上具有结构与喷淋头40同样的载置台62。这样，在晶片W上，可向着与清洗液喷出的面相反的面，喷出氩气。这样，可防止除去的异物回到上述相反的面上，附着在该相反的面上。
在上述处理组件15中，载置台39向着晶片W的背面或周缘部喷出呈二相状态的纯水和高温N2气体混合的清洗剂，但也可以喷出只呈气相的纯水(清洗物质)和高温N2气体混合的清洗剂。这里，只呈气相的纯水包含多个簇化(cluster)的水分子。这时，如图7(A)所示，在晶片W的背面或周缘部上产生边界层51，喷出的高温N2气体53，利用热应力和粘性力除去一部分从边界层51突出的较大的异物PL。簇化的水分子63进入边界层51中。
进入边界层51的簇化的水分子63的一部分分解成1个1个的水分子63a，附着在不从边界层51突出的较小的异物Ps的周围(图7(B))。当水分子63a无间隙地附着在异物Ps的周围时，作用在构成晶片W的分子或原子和构成异物Ps的分子式原子之间的引力(例如范氏力(vanderwaals force))降低。因此，异物Ps容易从晶片W的背面或周缘部剥离。另外，进入边界层51中的簇化的水分子63中，不成为微细的水分子63a的簇化的水分子63与异物Ps冲突，将物理冲击给与该异物Ps。
这样，与喷出呈二相状态的纯水和高温N2气体混合的清洗剂的情况同样，不但可除去从边界层51突出的较大的异物PL，而且可以除去不从边界层51突出的较小的异物PS。因此，可以完全除去附着在晶片W的背面或周缘部的异物。
如上所述，由于在边界层51上产生稍小的气体对流，即使簇化的水分子63不冲突，利用该对流也可使无间隙地附着在水分子63a周围的异物Ps移动除去，和将超声波振动赋与只呈气相的纯水和高温N2气体混合的清洗剂，使该清洗剂的流速按脉冲波变动，更可促进异物的除去，与喷出呈二相状态的纯水和高温N2气体混合的清洗剂的情况同样。
作为在清洗剂中包含的清洗物质，不但可利用上述的纯水，也可以利用有机溶剂(乙醇、甲醇、乙二醇、异丙醇等)、表面活性剂或清洗溶液(SC1、SC2、BHF、DHF等)，与喷出呈二相状态的纯水和高温N2气体混合的清洗剂的情况同样。
其次，说明本发明的第二实施方式的基板处理系统。
本实施方式的基板处理系统，由于只是在晶片W的背面或周缘部上进行清洗处理的处理组件的结构与第一实施方式不同，省略重复的结构、作用的说明。以下说明不同的结构和作用。
图8为简要地表示本实施方式的基板处理系统具有的作为基板的清洗装置的处理组件的结构的截面图。
在图8中，处理组件64包括：收容晶片W的腔室65；配置在该腔室65内，水平地保持晶片W的臂66；与该保持的晶片W的背面倾斜相对地配置的清洗剂喷出喷嘴67；配置在腔室65内的顶部，与晶片W的表面相对的喷淋头40；和排出腔室65内的气体的排气口41。
由于清洗剂喷出喷嘴67沿着在腔室38内水平设置的导轨68(图中空心箭头)移动，因此清洗剂喷出喷嘴67和晶片W互相平行并且相对地移动。
图9为简要地表示图8的清洗剂喷出喷嘴的结构的图。图9(A)为表示晶片和清洗剂喷出喷嘴的位置关系的图，图9(B)为沿着图9(A)的B-B线的截面图，图9(C)为图9(B)的C部分的放大图。
如图9(A)所示，清洗剂喷出喷嘴67由箭桿(竹)状构件构成，在顶部具有与晶片W的背面倾斜相对的对向面67a。在该对向面67a上多个清洗剂喷出孔69开口。清洗剂从各清洗剂喷出孔69喷出。对向面67a在与清洗剂喷出喷嘴67的移动方向(图中用空心箭头表示)垂直方向延伸。由于该垂直方向的对向面67a的长度在晶片W的直径以上，清洗剂喷出喷嘴67，可以利用从各清洗剂喷出孔69喷出的清洗剂扫描晶体W的全体背面。另外，多个吸气孔70(吸气部分)在对向面67a上开口。因此，这些吸气孔70向着晶片W的背面开口。吸气孔70与清洗剂一起吸引从晶片W的背面或周缘部除去的异物。
如图9(B)所示，清洗剂喷出喷嘴67具有在内部与各清洗剂喷出孔69连通的缓冲部71和与各吸气孔70连通的吸气路72。该吸气路72与吸引装置(图中没有示出)连通。另外，如图9(C)所示，各清洗剂喷出孔69形成对向面67a的开口为扩口状。这样，各清洗剂喷出孔69能够遍布地向着晶片W的背面或周缘部喷出清洗剂。
回到图8，清洗剂喷出喷嘴67的各清洗剂喷出孔69通过缓冲部71、可挠管73和清洗剂振动施加装置44(其它振动施加装置)，与清洗剂供给管45连通。该清洗剂供给管45通过加热器46和脉冲发生器47与清洗剂供给装置(图中没有示出)连接。另外，喷淋头40的缓冲室48通过多个通孔50与腔室65内连通。
在本实施例中，清洗剂供给装置，将呈液相和气相的二相状态的清洗物质(例如纯水)和非活性气体(例如N2气体)混合的清洗剂，通过加热器46、清洗剂供给管45、清洗剂振动施加装置44和可挠管73，供给缓冲部分71。供给该缓冲部分71的清洗剂。再通过各清洗剂喷出孔69，向着晶片W的背面或周缘部喷出。因此，清洗剂喷出喷嘴67起到清洗剂喷出装置的作用。这时，在晶片W背面或周缘部上，利用高温N2气体的热应力和粘性力除去较大的异物PL，通过纯水粒的附着范氏力(vanderwaals force)降低的较小的异物Ps，利用纯水的冲突而被除去，与第一实施方式相同。
从喷淋头40出来的向下流动，向着晶片W的表面产生下流动，可防止异物附着在晶片W的表面上，也与第一实施方式相同。
此外，如上所述，在清洗剂喷出喷嘴67中，由于在与晶片背面倾斜相对的对向面67a上配置喷出清洗剂的清洗剂喷出孔69，清洗剂喷出喷嘴67向晶片背面倾斜地喷出清洗剂。
如图10所示，由于倾斜喷出的清洗剂74沿着晶片W的背面压着边界层75，较小的异物Ps的一部分可从边界层75露出。这样，高温N2气体的热应力和粘性力作用在较小的异物Ps上，能够可靠地除去该异物Ps。
然而，当清洗剂向着晶片W的全体背面同时喷出时，除去的异物会搭载在该清洗剂的流动上，再次压紧附着在晶片W的背面或周缘部上。但在处理组件64中，如上所述，由于清洗剂喷出喷嘴67和晶片W互相平行并且相对地移动，清洗剂不同时向着晶片W的全体背面喷出，这样，除去的异物不会再次压紧在晶片W的背面或周缘部上。另外，如上所述，吸气孔70与清洗剂一起吸引从晶片W背面或周缘部除去的异物。结果，能够可靠地防止异物再附着在晶片W的背面或周缘部上。
清洗剂喷出喷嘴67的各清洗剂喷出孔69的截面形状不限于图9(A)所示的圆形，也可以是三角形、四角形、星形等。
另外，臂66也可以使晶片W的表背面反向，这样，不但可除去晶片W背面的异物，晶片W表面的异物也可除去。
在上述的各实施例中，作为基板清洗装置的处理组件装入基板处理系统10中，但作为基本清洗装置的处理组件也可以不装入基板处理系统10中而单独配置。
另外，在上述各实施例中，进行清洗处理的基板为半导体晶片，但不限于基板，LCD(液晶显示器)或FPD(平板显示器)等的玻璃基板也可以。

Claims (17)

1.一种基板处理系统，它具有在基板上进行规定处理的基板处理装置和至少在所述规定处理的前后的任一个中对所述基板进行清洗的基板清洗装置，其特征在于：
所述基板清洗装置具有向着所述基板的背面和周缘部喷出呈气相和液相二个相状态的清洗物质和高温气体的喷出装置。
2.如权利要求1所述的基板处理系统，其特征在于：
所述喷出装置相对于所述基板的背面倾斜地喷出所述清洗物质和所述高温气体。
3.如权利要求1或2所述的基板处理系统，其特征在于：
所述喷出装置和所述基板互相平行并且相对地移动。
4.如权利要求1～3中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述喷出装置具有向着所述基板背面开口的吸气部。
5.如权利要求1～4中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述基板清洗装置具有向着所述基板的表面喷出其它气体的其它喷出装置。
6.如权利要求1～5中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述基板清洗装置具有保持所述基板的保持装置。
7.如权利要求6所述的基板处理系统，其特征在于：
所述保持装置使所述基板反转。
8.如权利要求6或7所述的基板处理系统，其特征在于：
所述基板清洗装置具有对所述保持装置施加振动的振动施加装置。
9.如权利要求1～8中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述基板清洗装置具有对所述清洗物质和所述高温气体施加振动的其它振动施加装置。
10.如权利要求1～9中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述基板清洗装置具有使所述清洗物质和所述高温气体的流速按脉冲波变动的流速变动装置。
11.如权利要求1～10中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述清洗物质选自水、有机溶剂、表面活性剂和清洗溶液中的任一种。
12.如权利要求1～11中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述规定处理为蚀刻处理。
13.如权利要求1～11中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述规定处理为光致抗蚀剂的曝光处理或涂敷显影处理。
14.如权利要求1～13中任一项所述的基板处理系统，其特征在于：
所述高温气体的温度为80℃～150℃。
15.一种基板处理系统，它具有在基板上进行规定处理的基板处理装置和至少在所述规定处理的前后的任一个中对所述基板进行清洗的基板清洗装置；其特征在于：
所述基板清洗装置具有向着所述基板的背面和周缘部喷出呈气相的清洗物质和高温气体的喷出装置，
所述呈气相的清洗物质包含簇化的分子或原子。
16.一种基板清洗装置，其特征在于：
它具有向着基板背面和周缘部喷出呈气相和液相的二个相状态的清洗物质和高温气体的喷出装置。
17.一种基板清洗装置，其特征在于：
它具有向着基板背面和周缘部喷出呈气相的清洗物质和高温气体的喷出装置，
所述呈气相的清洗物质包含簇化的分子或原子。
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