CN1965395A - 基板清洁装置、基板清洁方法和记录用于该方法的程序的介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板清洁装置和基板清洁方法。使刷子(3)在旋转的同时与基板W接触，并使刷子(3)的清洁位置相对基板W从基板W的中心部朝其周边部移动。通过双流体喷嘴(5)将由液滴和气体组成的处理液喷射到基板W上，使双流体喷嘴(5)的清洁位置Sn相对基板W从基板W的中心部朝其周边部移动，而刷子(3)的清洁位置Sb从中心部向周边部移动，双流体喷嘴(5)的清洁位置Sn定位成比刷子(3)的清洁位置Sb更靠近中心P0。由于可以防止刷子上的污染物传递到晶片上，因此能够避免污染晶片。

Description

基板清洁装置、基板清洁方法和记录用于该方法的程序的介质
技术领域
本发明涉及一种基板清洁装置、一种基板清洁方法以及记录用于该方法的程序的介质，它们可在清洁处理中用于去除附着在半导体基板或类似物上的污染物。
发明背景
在制造半导体器件时，通过使用清洗液如化学液体和去离子水对半导体晶片(下文称为“晶片”)执行清洁处理，从而去除附着在晶片上的污染物，如微粒、有机污染物和金属杂质。已知一种类似这种清洁处理的擦洗方法，其中刷子与晶片接触以擦洗该晶片(例如参见JP2003-332287A)。特别地执行该使用刷子的擦洗方法用于清洁晶片的后表面，所述晶片后表面上没有形成器件。已知另一种用于清洁晶片的方法，其中清洗液利用双流体喷嘴而形成液滴，然后将该液滴喷射到晶片上(例如参见JP2003-197597A)。
在这些传统的清洁处理中，当使用刷子多次清洁晶片时，刷子就会被污染。那么，附着在刷子上的污染物会再次附着在晶片上，从而不能充分地清洁晶片。特别地，在半导体器件的图案越来越细的情况下，就可能产生以下问题。也就是说，当在干蚀刻步骤使用静电吸盘保持晶片的后表面时，例如如果没有完全去除附着在后表面的微粒，那么这些微粒就可能在随后的光刻步骤中导致散焦。
本发明的目的是提供一种基板清洁装置、一种基板清洁方法和记录用于该方法的程序的介质，它们能够防止因污染的刷子而导致晶片污染。
发明概述
为了实现上面的目的，本发明提供一种用于清洁基板的基板清洁装置，包括：
使基板旋转的旋转吸盘；
接触基板以清洁基板的刷子；和
将液滴喷射到基板上的双流体喷嘴；其中
刷子和双流体喷嘴配置成相对基板的中心径向向外地移动，同时使双流体喷嘴保持得比刷子更接近基板中心。
根据该基板清洁装置，将液滴被喷射到与刷子相接触的表面上。这样，即使当刷子上的污染物附着在晶片上，也能够去除附着在晶片上的污染物。
该装置还包括：
支撑刷子的刷子支撑臂；
支撑双流体喷嘴的双流体喷嘴支撑臂；以及
配置成控制刷子支撑臂和双流体喷嘴支撑臂的移动的控制器。
优选地，控制器控制各个支撑臂的移动使得双流体喷嘴的移动速度大于刷子的移动速度。
优选地，控制器将刷子支撑臂和双流体喷嘴支撑臂控制成沿彼此相对的方向移动。
优选地，控制器将刷子与基板在基板的周边部分开，之后使双流体喷嘴移动到分开之前已经和刷子接触过的部分上方的一个位置。
该装置还包括：
将液滴喷射到基板上的第二流体喷嘴；
支撑和移动刷子、双流体喷嘴以及第二双流体喷嘴的支撑臂，使得刷子定位得比双流体喷嘴离基板中心更远，并沿基板的旋转方向定位在第二双流体喷嘴前面；以及
配置成控制支撑臂的移动的控制器。
该控制器可以控制各个支撑臂的移动，使得在从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上的同时，刷子与基板中心接触以开始从基板径向向外地移动，之后，双流体喷嘴定位在基板中心上以从基板径向向外地移动。
优选地，控制器控制各个支撑臂使得当刷子和喷嘴从基板中心径向向外地移动时，减小刷子相对基板的移动速度和双流体喷嘴相对基板的移动速度。
此外，本发明提供一种基板清洁方法，其通过在使刷子旋转的同时使其与基板相接触，以及通过从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上来清洁基板，其中
刷子和双流体喷嘴相对基板中心径向向外地移动，同时使双流体喷嘴的清洁位置保持得比刷子的清洁位置更接近基板中心。
在该方法中，使刷子与基板中心接触，同时从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上，刷子的清洁位置开始从基板径向向外地移动，之后使双流体喷嘴的清洁位置定位在基板中心上方，以从基板径向向外地移动。
在该方法中，在刷子与基板在基板周边部分开之后，使双流体喷嘴的清洁位置移动到分开之前已经和刷子接触过的部分上方的一个位置。
刷子的清洁位置和双流体喷嘴的清洁位置可以沿彼此相对的方向移动。
优选地，当刷子的清洁位置和喷嘴的清洁位置从基板中心径向向外地移动时，减小刷子的清洁位置相对基板的移动速度和双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度。
优选地，双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度大于刷子的清洁位置相对基板的移动速度。
此外，本发明提供一种记录程序的介质，所属程序允许计算机执行以下步骤：使刷子在旋转的同时使其与基板相接触，从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上，其中
刷子和双流体喷嘴相对基板中心径向向外地移动，同时使双流体喷嘴的清洁位置保持得比刷子的清洁位置更接近基板中心。
在该介质中，所述程序允许计算机执行以下步骤：使刷子接触基板中心，同时从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上，从刷子的清洁位置开始从基板径向向外地移动，之后将双流体喷嘴的清洁位置定位在基板中心上方，以使双流体喷嘴的清洁位置从基板径向向外地移动。
所述程序允许计算机执行以下步骤：将刷子与基板在基板的周边部分开，之后使双流体喷嘴的清洁位置移动到分开之前已经和刷子接触过的部分上方的一个位置。
所述程序允许计算机执行使刷子的清洁位置和双流体喷嘴的清洁位置沿彼此相对的方向移动的步骤。
所述程序允许计算机执行以下步骤：当刷子的清洁位置和喷嘴的清洁位置从基板中心径向向外地移动时，减小刷子的清洁位置相对基板的移动速度和双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度。
所述程序允许计算机执行以下步骤：控制双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度使其大于刷子的清洁位置相对基板的移动速度。
根据本发明，布置了刷子和双流体喷嘴，通过双流体喷嘴将液滴喷射到比刷子的清洁位置更接近基板中心的区域。因此，即使刷子上的污染物附着在晶片上，也能够从晶片上去除附着在晶片上的污染物。
附图简述
图1是在根据本发明的一个实施例中的基板清洁装置的基本结构的侧视图；
图2是在根据本发明的一个实施例中的基板清洁装置的基本结构的平面图；
图3是双流体喷嘴的纵向剖面图；
图4是帮助说明刷子的清洁位置和双流体喷嘴的清洁位置的移动的视图；
图5是帮助说明一个修改方案的视图，其中在双流体喷嘴喷射液滴的同时刷子与晶片中心相接触；
图6是帮助说明在图5所示的状态之后双流体喷嘴和刷子的移动的视图；
图7是在根据本发明的另一个实施例中的基板清洁装置的基本结构的平面图；以及
图8是示出了在实例和比较实例2中待清洁晶片的数量和微粒的去除率之间的关系图表。
本发明的优选实施例
下文将根据清洁作为基板的晶片W的后表面(该表面上没有形成半导体器件)的基板清洁装置描述本发明的优选实施例。如图1所示，一个实施例中的基板清洁装置1包括沿大体上水平的方向保持大体上为盘形晶片W的旋转吸盘2，与晶片W的上表面(后表面)相接触以清洁晶片W的刷子3，以及将通过混合清洗液和气体所得的液滴喷射到晶片W的上表面的双流体喷嘴5。此外，布置一供给喷嘴7，其将诸如去离子水的清洗液供给到晶片W的上表面。旋转吸盘2、刷子3、双流体喷嘴5和供给喷嘴7容置在能够气密封的腔室(容器)8中。该腔室8包括围绕在由旋转吸盘2保持的晶片W的周边的内杯体10和外杯体11。该内杯体10能够在外杯体11内部垂直地移动。通过升高内杯体10，晶片W的周边能够被内杯体10包围。通过降低内杯体10，晶片W的周边能够被外杯体11包围。如图2所示，腔室8具有一可通过其载入和卸载晶片W的开孔20，以及打开和关闭该开孔20的闸板21。
如图1和2所示，根据指令由控制器15控制基板清洗装置1的各个部分，该控制器具有控制计算机90和记录介质91，所述记录介质中记录了控制软件。该记录介质91固定地安装在控制计算机90上。可替换地，记录介质91可去除地安装于布置在控制计算机90上的读出装置中，并由该读出装置读取。在大多数典型的情况下，记录介质91是硬盘驱动器，其中已经由基板清洁装置的制造公司的操作员安装了控制软件。在另一种情况下，记录介质91是可换式光盘如CD-ROM或DVD-ROM，其中写入了控制软件。这种可换式光盘由布置在控制计算机90上的光阅读器读取。记录介质91是RAM(随机存取存储器)型或ROM(只读存储器)型。可替换地，记录介质91可以是盒式ROM或存储卡。简而言之，可以利用计算机技术领域中已知的任何介质作为记录介质91。在放置了多个基板清洁装置的工厂中，控制软件可以存储在执行计算机中，该执行计算机可综合地控制各个基板清洁装置中的控制计算机90。在这种情况下，各个基板清洁装置通过通信线由执行计算机操控，从而执行预定的基板清洁处理。
旋转吸盘2在其上部具有三个保持元件25。保持元件25适于在围绕晶片W的周边的三个点接触晶片W的周边。如图1所示，一电动机26布置在旋转吸盘2下面以使其围绕垂直的旋转中心轴旋转。该旋转吸盘2由电动机26驱动旋转。晶片W和旋转吸盘2一起大体上在一水平面内绕其中心P0旋转。电动机26的驱动由控制器15控制。
如图1所示，支撑刷子3的刷子支撑臂40布置在由旋转吸盘2支撑的晶片W上方。一升降旋转机构41固定在刷子支撑臂40的下端面。刷子3固定在升降旋转轴42的下端，该旋转轴从升降旋转机构41向下延伸。升降旋转轴42可以通过升降旋转机构41垂直地移动和旋转。这样，刷子3能够向上和向下移动给定的高度，并且能够旋转。通过沿上下的方向对升降旋转轴42施加合适的推力，升降旋转机构41能够以给定的接触压力使刷子3压在由旋转吸盘2支撑的晶片W的上表面上。升降旋转机构41的驱动由控制器15控制。
刷子3具有柱形的刷体43。作为刷体43，根据清洁处理的类型，可以使用由树脂或类似物制成的大体上为柱形的海绵、具有硬尼龙刷毛的硬刷子、具有软马海毛的软刷子等等。
支撑双流体喷嘴5的双流体喷嘴支撑臂布置在由旋转吸盘2支撑的晶片W上方。一升降机构51固定在双流体喷嘴支撑臂50的下端面上。双流体喷嘴5固定在升降轴52的下端，该升降轴从升降机构51向下延伸。升降轴52可以通过升降机构51垂直地移动。这样，双流体喷嘴5能够向上和向下移动给定的高度。升降机构51的驱动由控制器15控制。
如图3所示，双流体喷嘴5是内混型，包括将气体如氮气(N2)供给到双流体喷嘴5中的气体供给通道53；将例如作为清洗液的去离子水供给到双流体喷嘴5中的液体供给通道54；以及将在双流体喷嘴5中形成的清洗液的液滴输送到双流体喷嘴5外部的输送通道55。通过气体供给通道53供给的氮气和通过液体供给通道54供给的去离子水在双流体喷嘴5内部混合。由于去离子水和氮气的混合，使去离子水形成大量微小液滴，液滴通过输送通道55，同时被氮气加速。输送通道55大体上垂直地布置使得从其下端向下地喷射液滴。开关阀56和57分别布置在气体供给通道53和液体供给通道54上。开关阀56和57的开关操作分别由图1中所示的控制器15控制。
如图2所示，刷子支撑臂40的近端和双流体喷嘴支撑臂50的近端由导轨60和61支撑，以便能够分别沿其移动。导轨60和61相对外杯体11大体上水平地布置在开孔20的相对侧上。刷子支撑臂40和双流体喷嘴支撑臂50能够横跨外杯体11上平行地移动。
驱动机构62布置成用于使刷子支撑臂40沿导轨60移动。驱动机构63布置成用于使双流体喷嘴支撑臂50沿导轨61移动。驱动机构62和63的驱动由控制器15控制。
根据控制器15对驱动机构62和63的控制，刷子支撑臂40在晶片W上方的位置和外杯体11的右侧位置(从图2中的开孔20向右看)之间移动。双流体喷嘴支撑臂50在晶片W上方的位置和外杯体11的左侧位置(从图2中的开孔20向左看)之间移动。通过控制驱动机构62和驱动机构63，可以分别适当地改变刷子支撑臂40的移动速度和位置以及双流体喷嘴支撑臂50的移动速度和位置。
根据刷子支撑臂40和双流体喷嘴支撑臂50的移动，刷子3和双流体喷嘴5能够相对由旋转吸盘2支撑的晶片W从晶片W的中心部朝晶片的周边部移动。刷子3在晶片W的中心部上方的一个位置和外杯体11右侧上的一个位置之间移动。双流体喷嘴5在晶片W的中心部上方的一个位置和外杯体11左侧上的一个位置之间移动。通过改变刷子支撑臂40和双流体喷嘴支撑臂50各自的移动速度，能够适当地改变刷子3和双流体喷嘴5各自的移动速度。
例如，当将晶片W输送到旋转吸盘2时，刷子3和刷子支撑臂40就被拉向外杯体11的右侧，而双流体喷嘴5和双流体喷嘴支撑臂50被拉向外杯体11的左侧。当清洁晶片W时，如图4所示，在晶片W由旋转吸盘2旋转的同时，与晶片W相接触的刷子3从晶片W的中心P0向右移动。也就是说，刷子3的清洁位置Sb从旋转晶片W的中心P0向其右侧周边部移动。这样，就能够均匀地清洗大体上为圆形的区域Ab，其半径是中心P0和刷子3的清洁位置Sb之间的距离，这里放大了区域Ab。在使用刷子3的清洁操作的过程中，喷射液滴的双流体喷嘴5从晶片W的中心P0向左移动。也就是说，喷射液滴的双流体喷嘴5的清洁位置Sn从旋转晶片W的中心P0向其左侧周边部移动。这样，就能够均匀地将液滴喷射到大体上为圆形的区域An上，其半径是中心P0和双流体喷嘴5的清洁位置Sn之间的距离，这里放大了区域An。在双流体喷嘴5从中心P0向周边部移动的同时，双流体喷嘴5的清洁位置Sn通常保持得比刷子3的清洁位置Sb更接近中心P0。由于这种布置，通过将液滴喷射到已经和刷子3接触过的区域Ab上能够清洁晶片W。因此，即使当刷子3上的污染物附着在晶片W的上表面，也能够通过从双流体喷嘴5喷射的液滴去除附着在晶片W上的污染物，由此可靠地从晶片W上去除污染物。此外，由于从双流体喷嘴5的清洁位置流向晶片W的周边的液滴被供给到刷子3上，因此能够通过液滴冲走附着在刷子3上的污染物。当双流体喷嘴支撑臂50、双流体喷嘴5和清洁位置Sn配置成沿与刷子支撑臂40、刷子3和清洁位置Sb向右移动的方向(向左)相对的方向(向右)移动时，可以避免刷子支撑臂40和双流体喷嘴支撑臂50之间的碰撞。
为了防止刷子3与旋转吸盘2的保持元件25在晶片W的周边部碰撞，在比晶片W的周边更接近中心P0的区域内执行使用刷子3的清洁操作。也就是说，当刷子3的清洁位置Sb到达略微与晶片W的周边隔开的位置P1时，升高刷子3并与晶片W分开。
当刷子3从晶片W的中心部接近其周边部时，优选地减小刷子3的清洁位置Sb的移动速度，即减小刷子3相对晶片W的中心P0向右移动的速度。通过这种方式，能够改进刷子3去除污染物的性能。类似地，当双流体喷嘴5从晶片W的中心部接近其周边部时，优选地减小双流体喷嘴5的清洁位置Sn的移动速度，即减小双流体喷嘴5相对晶片W的中心P0向左移动的速度。通过这种方式，能够改进双流体喷嘴5去除污染物的性能。
更加优选地，双流体喷嘴5的移动速度比刷子3的移动速度更大，使得双流体喷嘴5的清洁位置Sn的移动速度大于刷子3的清洁位置Sb的移动速度。通过这种方式，能够提高使用刷子3和双流体喷嘴5对晶片W的清洁处理量。也就是说，刷子3从中心P0向右移动之后，双流体喷嘴5移动到该中心P0上方的一个位置，然后通过从双流体喷嘴5将液滴喷射到中心P0，开始使用双流体喷嘴5的清洁操作。在刷子3与晶片W分开的同时，双流体喷嘴5的清洁位置Sn移动到在刷子3在分开之前已经与之接触过的部分，从而清洁晶片W的周边部。也就是说，在使用刷子3的清洁操作之后就开始使用双流体喷嘴5的清洁操作，并在其后结束。然而，由于双流体喷嘴5的清洁位置Sn的移动速度比刷子3的清洁位置Sb的移动速度更大，因此能够减小刷子3的清洁完成时间和双流体喷嘴5的清洁完成时间之间的差。从而，能够减小清洁晶片W所需的时间，这也改进了清洁操作中的处理量。
如图1所示的供给喷嘴7由未示出的驱动机构驱动，从而在外杯体11外部的一个位置和由旋转吸盘2保持的晶片W上方的一个位置之间移动。供给清洗液的清洗液供给通道70与供给喷嘴7连接。开关阀71布置在清洗液供给通道70上。
如图1所示，根据控制器15的控制指令分别控制电动机26的驱动、升降旋转机构41的驱动、升降机构51的驱动、开关阀56和57的开关操作、驱动机构62和驱动机构63的驱动、供给喷嘴7的驱动机构(未示出)的驱动、开关阀71的开关操作等等。
接着，描述使用如上所构造的基板清洁装置1的晶片W的清洁方法。如图1和2所示，以下的操作由控制器15进行控制，该控制器具有控制计算机90和记录介质91，所述记录介质中记录了控制软件。
首先，通过未示出的输送臂将还没有清洁的晶片W装载到腔室8中，如图1所示，将晶片W输送到旋转吸盘2使得前表面(其中形成了图案的表面)面向下方而其后表面面向上方。为了将晶片W输送到旋转吸盘2，先使刷子3和双流体喷嘴5从外杯体11缩回，如图2中显示的双点划线所表示的。
在将晶片W输送到旋转吸盘2上之后，旋转吸盘2由图1所示的电动机26驱动而旋转，从而使晶片W旋转。使供给喷嘴7在晶片W上方移动，并将清洗液如去离子水供给到旋转晶片W的上表面的中心P0。清洗液由于晶片W的整个上表面上的离心力而分散，从而在其上形成清洗液的液膜。
当在晶片W的上表面形成液膜之后，使刷子支撑臂40在晶片W上方移动，以使刷子3在图4所示的晶片W的中心P0上方移动。通过升降旋转机构41使刷子3旋转和下降，从而使刷体43的下表面接触晶片W的中心P0。然后，将刷子3的清洁位置Sb定位在晶片W的中心P0处。
接着，当刷子3接触旋转的晶片W时，使刷子支撑臂40朝晶片W的右侧平行地移动以使刷子3向晶片W右边移动。也就是说，刷子3的清洁位置Sb从晶片W的中心P0向晶片W右侧的周边部移动。这样，刷子3就清洁了晶片W的上表面，这里放大了用刷子3清洁的区域Ab。
另一方面，在刷子3从中心向右移动之后，使双流体喷嘴支撑臂50在晶片W上方移动以便将双流体喷嘴5定位在中心P0上方。然后，在双流体喷嘴5的清洁位置Sn定位于中心P0处的情况下开始喷射液滴。当开始喷射液滴时，停止从供给喷嘴7供给清洗液，并使供给喷嘴7移动到外杯体11之外。当从双流体喷嘴5将液滴喷射到旋转的晶片W上时，使双流体喷嘴支撑臂50平移到晶片W的左侧，以使双流体喷嘴5移动到晶片W左边。也就是说，双流体喷嘴5的清洁位置Sn从晶片W的中心P0向晶片W左侧的周边部移动。这样，双流体喷嘴5就清洁了晶片W的上表面，这里放大了其上喷射有液滴的区域An。从双流体喷嘴5喷射的液滴和从供给喷嘴供给的清洗液由于晶片W的旋转导致的离心力而流向晶片W的周边。然后这些液体收容在如图1所示的外杯体11中，并通过未示出的排出通道从此排出。
当通过使双流体喷嘴5从晶片W的中心P0向其周边部移动来清洁晶片W时，双流体喷嘴5的清洁位置Sn通常保持得比刷子3的清洁位置Sb更接近中心P0，从而将液滴喷射到已经和刷子3接触过的区域Ab上。这样，即使刷子3上的污染物附着在晶片W的上表面，也能够通过液滴的射流去除附着在晶片W上的污染物。因此，能够可靠地从晶片W上去除污染物。
如上所述，当同时执行使用双流体喷嘴5的清洁操作和使用刷子3的清洁操作时，停止从供给喷嘴7供给清洗液。这样可以抑制清洗液的溅射，因而能够适当地清洁晶片W。尽管停止了从供给喷嘴7供给清洗液，但是从双流体喷嘴5喷射的清洗液的液滴还分散在晶片W的上表面上。这样，能够对晶片W进行合适的擦洗处理，同时将清洗液供给到刷子3的清洁位置Sb。优选的是，在擦洗过的表面还没有干并且仍然较湿时，从双流体喷嘴5将液滴喷射到擦洗过的表面上。这样能够可靠地从晶片W上去除污染物。
还优选的是，当位置Sb和Sn从中心P0接近晶片W的周边部时，逐渐减小刷子3的清洁位置Sb的移动速度和双流体喷嘴5的清洁位置Sn的移动速度。这样，就能够提供去除污染物的性能。此外，优选的是，双流体喷嘴5移动得比刷子3更快，即双流体喷嘴5的清洁位置Sn的移动速度大于刷子3的清洁位置Sb的移动速度。这样可以减少清洁晶片W所需的时间。与刷子3的清洁位置Sb的移动速度相比较，通过增大双流体喷嘴5的清洁位置Sn的移动速度，当刷子3的清洁位置Sb接近晶片W的周边部时，从中心P0到清洁位置Sb的距离和从中心P0到清洁位置Sn的距离之间的差逐渐变小。在刷子3与晶片W在位置P1处分开时，优选的是从中心P0到双流体喷嘴5的清洁位置Sn的距离大体上等于从中心P0到位置P1的距离。通过这种方式，当完成使用刷子3的清洁操作时，双流体喷嘴5的清洁位置Sn能够快速地移动到分开之前已经和刷子3接触过的部分。这样，可以通过双流体喷嘴5适当地清洁晶片W的周边部。结果，能够缩短晶片W的清洁时间。
当刷子3的清洁位置Sb到达位置P1时，通过升降旋转机构41升高刷子3以将刷体和晶片W分开。这样，可以避免刷子3和旋转吸盘2的保持元件25之间的碰撞。在刷子3和晶片分开时，双流体喷嘴5的清洁位置Sn移动到分开之前已经和刷子3接触过的部分上，从而通过液滴的射流清洁周边部。如果液滴和保持元件25可能彼此碰撞而不利地影响晶片W，优选的是不使双流体喷嘴5的清洁位置Sn过于靠近保持元件25。也就是说，优选的是，在从中心P0到双流体喷嘴5的清洁位置Sn的距离大体上等于从中心P0到位置P1的距离的位置处停止喷射液滴。
在从晶片W升高刷子3时，停止旋转刷子3，然后使刷子支撑臂40从晶片W上方移动到外杯体11右侧。接着，通过液滴的射流清洁晶片W的周边部，然后停止从双流体喷嘴5供给液滴。之后，使双流体喷嘴支撑臂50从晶片W上方移动到外杯体11的左侧。
在清洁晶片W之后，通过以高于在清洁处理中的速度使晶片旋转来对晶片W进行旋转干燥。当完成旋转干燥处理时，停止旋转吸盘2，将一未示出的输送臂伸入腔室8以从旋转吸盘2上接受晶片W。然后，从腔室8卸载晶片W。
根据基板清洁装置1，由于在比刷子3的清洁位置Sb更接近中心P0的位置处从双流体喷嘴5喷射液滴，因此能够通过液滴的射流清洁已经和刷子3接触过的区域Ab。这样，即使当刷子3的污染物附着在晶片W上，也能够去除附着在晶片W上的污染物。即使在刷子3为了不与保持晶片W的周边的旋转吸盘2的保持元件25发生碰撞而没有接触晶片W的周边部的情况下，也能够通过双流体喷嘴5清洁晶片W周边部。当连续清洁多个晶片W时，能够防止刷子3上的污染物附着在晶片W上。这样，能够连续地清洁多个晶片W，而不用在清洁操作中清洁或更换刷子3，这样能够提高处理量。
上面已经示出了本发明的优选实施例的一个实例，但是本发明不限于此。例如，不限于半导体晶片，基板可以是用于LCD的玻璃基板、CD基板、印刷基板、陶瓷基板等等。
尽管双流体喷嘴5可以喷射去离子水的液滴，但是从双流体喷嘴5喷射的液滴不限于此，其可以由不同于去离子水的清洗液构成，如化学液体。在双流体喷嘴5中要与清洗液混合的气体可以是不同于氮气的气体。双流体喷嘴5的结构不限于在实施例中所示的内混型，而是双流体喷嘴5可以是在外部混合清洗液和气体的外混型。
不限于去离子水，从供给喷嘴7供给的清洗液可以是不同于去离子水的处理液，如化学液体。尽管将清洗液供给到晶片W的中心P0，但是也可以将清洗液供给到其它位置。例如，可以将清洗液供给到晶片W的中心P0和其周边之间的一个位置。
可替换地，可以省略从供给喷嘴7供给清洗液。在这种情况下，如图5所示，优选的是，在刷子3与旋转的晶片W的中心P0相接触的条件下开始清洁操作，同时从双流体喷嘴5将液滴喷射到晶片W上。也就是说，通过喷射液滴，使液滴分散在晶片W的整个上表面上，从而在晶片W的上表面形成清洗液的液膜。由于从双流体喷嘴5喷射的液滴被分散和供给到位于晶片W的中心P0处的刷子3的清洁位置Sb，因此能够适当地执行擦洗操作。当刷子3接触晶片W的中心P0时，双流体喷嘴5的位置优选设置成使得液滴被喷射得接近刷子3的清洁位置Sb。这样，液滴能够适当地分散在晶片W的整个上表面上，并且能够将液滴适当地供给到清洁位置Sb。如图6所示，在刷子3与晶片W的中心P0相接触时，刷子3开始移动，以从晶片W的中心P0向右移动到清洁位置Sb。然后，使双流体喷嘴5向右移动到中心P0上方的一个位置，从而将双流体喷嘴5的清洁位置Sn定位在中心P0处。随后，类似于在所述实施例中描述的方法，当使刷子3向右移动而朝晶片W的周边部移动清洁位置Sb时，使双流体喷嘴5向左移动而从晶片W的中心P0向其周边部移动清洁位置Sn。
在该实施例中，在晶片W的清洁处理中，双流体喷嘴支撑臂50和双流体喷嘴5向左移动，即沿与刷子支撑臂40和刷子3移动的相反方向，从而双流体喷嘴5的清洁位置Sn向左移动，而刷子3的清洁位置Sb向右移动。然而，刷子支撑臂40、刷子3以及清洁位置Sb可以不沿上面的方向移动，双流体喷嘴支撑臂50、双流体喷嘴5以及清洁位置Sn也可以不沿上面的方向移动。可替换地，例如，双流体喷嘴支撑臂50、双流体喷嘴5以及清洁位置Sn的移动方向可以和刷子支撑臂40、刷子3以及清洁位置Sb的移动方向相同。
如图7所示，支撑臂80可以布置成用于支撑和移动刷子3和双流体喷嘴5。在图7中，支撑臂80的近端由导轨82支撑以便沿其移动。此外，提供一使支撑臂80沿导轨82移动的驱动机构83。驱动机构83的驱动由控制器15控制，通过控制驱动机构83来改变支撑臂80的移动速度和位置。双流体喷嘴5由支撑臂80支撑，使得当双流体喷嘴5清洁晶片W时其相对刷子3的移动方向布置在刷子3后面。例如，在使用刷子3的清洁操作中支撑臂80和刷子3向右移动的情况下，双流体喷嘴5布置在刷子3的左侧。这样，可以将双流体喷嘴5的清洁位置Sn定位在刷子3的清洁位置Sb的左侧，即比清洁位置Sb更接近中心P0的位置处。此外，优选的是相对晶片W的旋转方向在支撑臂80上刷子3后面布置第二双流体喷嘴85。由于提供了第二双流体喷嘴85，在使用刷子3清洁了晶片W的周边部之后，就能够直接从刷子3后面的双流体喷嘴85喷射液滴来清洁晶片W的周边部。当刷子3和晶片W分开时，可以结束使用第二双流体喷嘴85的清洁操作。也就是说，不移动支撑臂80，就可以在结束使用刷子3的清洁操作之后就立即将液滴喷射到晶片W的周边部。这样，能够有效地清洁晶片W，从而提高处理量。此外，仅使用了一个支撑臂80，可以简化结构和控制。
上面的操作由控制器15执行，该控制器具有控制计算机90和记录介质91，所述记录介质中记录了控制软件。由于该记录介质91的细节与参考图1和2描述的记录介质91的相同，因此省略了对其的描述。
双流体喷嘴5和其清洁位置Sn的移动方向以及刷子3和其清洁位置Sb的移动方向可以不对准，而是可以布置成某一角度。此外，双流体喷嘴5的移动方向和双流体喷嘴5的清洁位置Sn以及刷子3的移动方向和刷子3的清洁位置Sb可以不是线性的。用于移动双流体喷嘴5和刷子3的装置不限于刷子支撑臂40、双流体喷嘴支撑臂50以及导轨60和61。例如，可以布置支撑刷子3并使其在晶片W上方摆动的臂，刷子3的清洁位置Sb可以通过摆动的方式在晶片W的上表面上从中心P0向周边部移动。可以布置支撑双流体喷嘴5并使其在晶片W上方摆动的臂，双流体喷嘴5的清洁位置Sn可以通过摆动的方式在晶片W的上表面上从中心P0向周边部移动。可替换地，可以布置支撑刷子3和双流体喷嘴5并使其在晶片W上方摆动的臂，该臂可相对刷子3的移动方向将双流体喷嘴5支撑在刷子3后面，所述刷子3可清洁晶片W。刷子3的清洁位置Sb和双流体喷嘴5的清洁位置Sn可以通过摆动的方式在晶片W的上表面上从中心P0向周边部移动。
在该实施例中，刷子3接触晶片W的中心P0，然后从晶片W的中心P0开始刷子3的清洁位置Sb的移动。然而，可以使用在刷子3的移动方向上位于晶片中心P0后面的刷子3来清洁晶片W。也就是说，刷子3的清洁位置Sb可以沿清洁位置Sb的移动方向从中心P0后面移动。在该实施例中，使用双流体喷嘴5从晶片W的中心P0喷射液滴，然后使双流体喷嘴5的清洁位置Sn从晶片W的中心P0移动。然而，可以使用在双流体喷嘴5的移动方向上位于晶片中心P0后面的双流体喷嘴5来清洁晶片W。也就是说，双流体喷嘴5的清洁位置Sn可以沿清洁位置Sn的移动方向从中心P0后面移动。通过这种方式，能够更加可靠地清洁晶片W的中心P0。
在该实施例中，为了防止旋转吸盘2的保持元件25和刷子3之间的碰撞，使刷子3的清洁位置Sb移动到相对晶片W的周边更接近中心P0的位置处。然而，当旋转吸盘2的保持元件25和刷子3彼此不可能碰撞时，例如在晶片W的下表面由旋转吸盘吸引并保持的情况下，可以使刷子3的清洁位置Sb移动到晶片W的周边以擦洗晶片W的整个上表面。
作为根据本发明的实施例的清洁方法一个实例，进行了一个实验，以分析晶片W的清洁效果。在该实例中，连续清洁五个晶片W的后表面。在清洁处理之前和之后，测量附着在五个晶片W的后表面上的微粒数量。然后，计算微粒的去除率。在该实例中使用的晶片W由静电吸盘保持，其后表面在蚀刻装置中面向下方，用于执行干蚀刻。微粒附着在晶片W的整个后表面上。如表1所示，结果表明微粒的去除率是大约95.1％。这样，可以证实可以从晶片W的整个后表面上充分地去除污染物。
(比较实例1)
进行了一个比较实验，以通过仅使用一个刷子擦洗晶片W的后表面来清洁晶片W的整个后表面，然后从高压喷嘴喷出作为清洗液的去离子水。利用该清洁方法连续地清洁五个晶片W。在清洁处理之前和之后，测量附着在五个晶片W的后表面上的微粒数量。类似于上面的实例，在该比较实例1中使用的晶片W由静电吸盘保持，其后表面在蚀刻装置中面向下方，用于执行干蚀刻。微粒附着在晶片W的整个后表面上。清洁条件如刷子的旋转速度和移动速度以及用刷子的擦洗时间都与所述实例中的相同。如表1所示，实验结果表明微粒的去除率是大约88.0％。这样，可以证实比较实例1的清洁方法在污染物去除性能方面不如所述实例的清洁方法。特别地，发现微粒容易保留在晶片W的中心部周围。
(比较实例2)
进行了一个比较实验，其中仅使用一个刷子来擦洗晶片W的后表面。利用该清洁方法连续地清洁五个晶片W。在清洁处理之前和之后，测量附着在五个晶片W的后表面上的微粒数量。类似于上面的实例，在该比较实例2中使用的晶片W由静电吸盘保持，其后表面在蚀刻装置中面向下方，用于执行干蚀刻。微粒附着在晶片W的整个后表面上。清洁条件如刷子的旋转速度和移动速度以及用刷子的擦洗时间都与所述实例和比较实例1中的相同。如表1所示，实验结果表明微粒的去除率是大约85.5％。这样，可以证实比较实例2的清洁方法在污染物去除性能方面不如所述实例和比较实例1的清洁方法。特别地，发现微粒容易保留在晶片W的中心部周围。
[表1]
去除率(％)
实例         95.1
比较实例1    88.0
比较实例2    85.5
此外，分别根据所述实例和比较实例2所示的清洁方法连续清洁25个晶片W的后表面，分析每种清洁方法在微粒去除率方面的变化。如图8所示，结果表明所述实例的清洁方法具有比比较实例2的清洁方法更高的去除率。特别地，在比较实例2的清洁方法中，当增大待清洁的晶片W的数量时，去除率将降低。另一方面，在所述实例的清洁方法中，去除率几乎没有变化，即使增大了待清洁的晶片W的数量。因此，可以证实，根据本发明，当对晶片W反复执行清洁操作时，能够防止清洁性能退化。

Claims (20)

1.一种用于清洁基板的基板清洁装置，包括：
使基板旋转的旋转吸盘；
接触基板以清洁基板的刷子；和
将液滴喷射到基板上的双流体喷嘴；其中
刷子和双流体喷嘴配置成相对基板的中心径向向外地移动，同时使双流体喷嘴保持得比刷子更接近基板中心。
2.根据权利要求1所述的基板清洁装置，还包括：
支撑刷子的刷子支撑臂；
支撑双流体喷嘴的双流体喷嘴支撑臂；以及
配置成控制刷子支撑臂和双流体喷嘴支撑臂的移动的控制器。
3.根据权利要求2所述的基板清洁装置，其中控制器控制各个支撑臂的移动使得双流体喷嘴的移动速度大于刷子的移动速度。
4.根据权利要求2或3所述的基板清洁装置，其中控制器将刷子支撑臂和双流体喷嘴支撑臂控制成沿彼此相对的方向移动。
5.根据权利要求2至4中任何一项所述的基板清洁装置，其中控制器将刷子与基板在基板的周边部分开，之后使双流体喷嘴移动到分开之前已经和刷子接触过的部分上方的一个位置。
6.根据权利要求1所述的基板清洁装置，还包括：
将液滴喷射到基板上的第二流体喷嘴；
支撑和移动刷子、双流体喷嘴以及第二双流体喷嘴的支撑臂，使得刷子定位得比双流体喷嘴离基板中心更远，并沿基板的旋转方向定位在第二双流体喷嘴前面；以及
配置成控制支撑臂的移动的控制器。
7.根据权利要求2至6中任何一项所述的基板清洁装置，其中
控制器控制各个支撑臂的移动，使得在从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上的同时，刷子与基板中心接触以开始从基板径向向外地移动，之后，双流体喷嘴定位在基板中心上方以从基板径向向外地移动。
8.根据权利要求2至7中任何一项所述的基板清洁装置，其中
控制器控制各个支撑臂的移动使得当刷子和喷嘴从基板中心径向向外地移动时，减小刷子相对基板的移动速度和双流体喷嘴相对基板的移动速度。
9.一种基板清洁方法，其通过在使刷子旋转的同时使其与基板相接触，以及通过从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上来清洁基板，其中
刷子和双流体喷嘴相对基板中心径向向外地移动，同时双流体喷嘴的清洁位置保持得比刷子的清洁位置更接近基板中心。
10.根据权利要求9所述的基板清洁方法，其中
刷子与基板中心接触，同时从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上，刷子的清洁位置开始从基板径向向外地移动，之后双流体喷嘴的清洁位置定位在基板中心上方，以从基板径向向外地移动。
11.根据权利要求9或10所述的基板清洁方法，其中
在刷子与基板在基板周边部分开之后，双流体喷嘴的清洁位置移动到分开之前已经和刷子接触过的部分上方的一个位置。
12.根据权利要求9至11中任何一项所述的基板清洁方法，其中
刷子的清洁位置和双流体喷嘴的清洁位置沿彼此相对的方向移动。
13.根据权利要求9至12中任何一项所述的基板清洁方法，其中
当刷子的清洁位置和喷嘴的清洁位置从基板中心径向向外地移动时，减小刷子的清洁位置相对基板的移动速度和双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度。
14.根据权利要求9至13中任何一项所述的方法，其中
双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度大于刷子的清洁位置相对基板的移动速度。
15.一种记录程序的介质，所述程序允许计算机执行以下步骤：使刷子在旋转的同时使其与基板相接触，从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上，其中
刷子和双流体喷嘴相对基板中心径向向外地移动，同时使双流体喷嘴的清洁位置保持得比刷子的清洁位置更接近基板中心。
16.根据权利要求15所述的介质，其中
所述程序允许计算机执行以下步骤：使刷子接触基板中心，同时从双流体喷嘴将液滴喷射到基板上，从刷子的清洁位置出发从基板径向向外地移动，之后在基板中心上方定位双流体喷嘴的清洁位置，以使双流体喷嘴的清洁位置从基板径向向外地移动。
17.根据权利要求15或16所述的介质，其中
所述程序允许计算机执行以下步骤：将刷子与基板在基板的周边部分开，之后使双流体喷嘴的清洁位置移动到分开之前已经和刷子接触过的部分上方的一个位置。
18.根据权利要求15至17中任何一项所述的介质，其中
所述程序允许计算机执行使刷子的清洁位置和双流体喷嘴的清洁位置沿彼此相对的方向移动的步骤。
19.根据权利要求15至18中任何一项所述的介质，其中
所述程序允许计算机执行以下步骤：当刷子的清洁位置和喷嘴的清洁位置从基板中心径向向外地移动时，减小刷子的清洁位置相对基板的移动速度和双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度。
20.根据权利要求15至19中任何一项所述的介质，其中
所述程序允许计算机执行以下步骤：控制双流体喷嘴的清洁位置相对基板的移动速度使其大于刷子的清洁位置相对基板的移动速度。
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