TWI390654B

TWI390654B - 基板清洗裝置

Info

Publication number: TWI390654B
Application number: TW098120438A
Authority: TW
Inventors: Shuichi Nishikido; Naoto Yoshitaka; Yoichi Tokunaga
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2013-03-21
Also published as: KR20100004043A; CN102290331B; KR101385847B1; CN102324396A; CN101620987A; CN102324396B; JP5058085B2; CN101620987B; JP2010016098A; TW201013811A; CN102290331A

Description

基板清洗裝置

本發明係關於一種將附著於例如半導體晶圓或FPD(平面顯示器)基板等基板面之微粒加以清洗並去除之基板清洗裝置。

一般而言，製造半導體元件時，為在例如半導體晶圓或FPD基板等(以下稱晶圓等)上形成電極圖案，可應用光微影技術。藉由此光微影技術，以旋轉塗布法塗布光阻液於晶圓等，對應既定之電路圖案使藉此形成之光阻膜曝光，再使此曝光圖案進行顯影處理，藉此在光阻膜上形成電路圖案。

且於半導體元件之製程中，使晶圓等處於潔淨之狀態極為重要。因此，於各處理步驟前後，可分別因應所需設置將附著於晶圓等之微粒加以清洗並去除之清洗裝置。

自以往，吾人使用之基板清洗裝置包含：旋轉夾盤，水平固持晶圓，並繞著鉛直軸旋轉；杯體，包圍旋轉夾盤之外側；清洗構件，可繞著鉛直軸旋轉；旋轉機構，使清洗構件旋轉；及移動機構，使清洗構件沿晶圓之被清洗面移動。

且於此種基板清洗裝置中，作為一清洗構件，吾人已知一種構造，使用例如PVA(聚乙烯醇)製海綿，於此海綿之清洗面上設有自中心朝側方形成開口之溝槽狀凹部，且各溝槽狀凹部之中心部連通清洗液噴吐口(參照例如專利文獻1)。如此藉由各溝槽狀凹部之中心部連通清洗液噴吐口，可一直對清洗構件之中央部供給新的清洗液。

【專利文獻1】日本專利第3059641號公報(段落0027、圖5、圖6)

然而，專利文獻1所記載之技術中，因設有在清洗構件之清洗面上朝外周形成開口之溝槽狀凹部，於清洗處理中自溝槽狀凹部所排出之清洗液會朝外周側飛散，衝擊杯體之一部分液體飛濺而產生霧氣，而導致發生該霧氣再附著於晶圓表面之問題。

鑑於上述情形，本發明之目的在於提供一種基板清洗裝置，可抑制清洗處理時朝外方飛散之清洗液導致霧氣之產生，以實現防止該清洗液再附著於基板。

為解決上述課題，本發明之基板清洗裝置包含：固持機構，水平固持被處理基板，並繞著鉛直軸旋轉；清洗構件，可繞著鉛直軸旋轉；旋轉機構，使該清洗構件旋轉；及移動機構，使該清洗構件沿該被處理基板之被清洗面移動；該基板清洗裝置之特徵在於：該清洗構件中，基座部接合海綿狀之清洗基部以構成該清洗構件，於該基座部及清洗基部之中心部設有連接清洗液供給源之清洗液噴吐口，於該清洗基部設有複數之連通溝，其基端連通該清洗液噴吐口，且其前端延伸至清洗構件之外周緣部前，於該基座部中該連通溝所處之部位設有與連通溝連通之排出孔(請求項1)。

此時，宜於該清洗基部之中心部更設有緩衝用連通孔，其形成之直徑大於基座部之清洗液噴吐口，並連通該清洗液噴吐口及各連通溝(請求項2)。

藉由如此構成，在被處理基板之被清洗面與清洗構件之清洗面接近之狀態下，可形成藉由自繞著鉛直軸旋轉之清洗構件中心部之清洗液噴吐口所噴吐之清洗液所取代之潔淨之液體膜以進行清洗處理，可自連通溝及排出孔朝清洗背面側排出藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液。且不將藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液自清洗構件之外周側(周緣側)排出而朝清洗背面側排出，故可高速設定清洗構件之轉速。此時，藉由於該清洗基部之中心部設有緩衝用連通孔，其形成之直徑大於基座部之清洗液噴吐口，並連通該清洗液噴吐口及各連通溝，可使自清洗液噴吐口所噴吐(供給)之清洗液均等且順暢地流動於各連通溝中(請求項2)。

本發明中，該連通溝及排出孔中至少於連通溝中宜具有傾斜面，沿清洗構件之旋轉方向自清洗表面側朝清洗背面側傾斜(請求項3)。

藉由如此構成，可伴隨著清洗構件之旋轉迅速排出藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液。

且本發明中，亦可於該清洗基部之清洗表面之同心圓上設有1個或複數之引導溝，連通鄰接之連通溝(請求項4)。

藉由如此構成，可以引導溝朝連通溝及排出孔積極引導藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液並將其排出。

且本發明中，亦可更包含下列者以構成該基板清洗裝置：排液管，連通該各排出孔；及抽吸機構，介設於該排液管(請求項5)。

藉由如此構成，可高效率排出藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液。且因可藉由抽吸機構積極將其排出，故可進行清洗構件轉速之調整及清洗液供給量之調整。

依本發明，因其如上述構成，故可得如以下之顯著效果。

(1)依請求項1所記載之發明，因可自連通溝及排出孔朝清洗背面側排出藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液，故可抑制清洗處理時朝外方飛散之清洗液導致霧氣之產生，以防止其再附著於基板。且不將藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液自清洗構件之外周側(周緣側)排出而朝清洗背面側排出，藉此可高速設定清洗構件之轉速，故可實現清洗效率之提升。此時，藉由於清洗基部之中心部設置緩衝用連通孔，其形成之直徑大於基座部之清洗液噴吐口，並連通清洗液噴吐口及各連通溝，可使自清洗液噴吐口所噴吐(供給)之清洗液均等且順暢地流動於各連通溝，故可一直供給潔淨之清洗液(請求項2)。

(2)依請求項3所記載之發明，可伴隨著清洗構件之旋轉迅速將藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液排出，故除上述(1)外更可實現清洗效率之提升。

(3)依請求項4所記載之發明，可以引導溝將藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液積極地朝連通溝及排出孔引導並排出，故除上述(1)、(2)外更可實現清洗效率之提升。

(4)依請求項5所記載之發明，藉由連通各排出孔之排液管連接抽吸機構，可高效率地將藉由清洗構件所去除之微粒及用於清洗之清洗液排出，故除上述(1)~(3)外更可抑制霧氣之產生，以防止其再附著於基板。且藉由以抽吸機構積極進行排出，可進行清洗構件轉速之調整及清洗液供給量之調整，故可以最佳之狀態進行清洗處理。

以下根據附圖詳細說明本發明最佳實施形態。在此所說明之情形中，依本發明之基板清洗裝置係設置於半導體晶圓之光阻塗布‧顯影處理系統出口附近，該基板清洗裝置先清洗形成有光阻膜之晶圓背面再朝後續之曝光裝置送出該晶圓。

圖1係光阻塗布‧顯影處理系統之概略俯視圖，圖2係光阻塗布‧顯影處理系統之概略立體圖，圖3係光阻塗布‧顯影處理系統之概略縱剖面圖。

光阻塗布‧顯影處理系統中設有載具區塊S1，傳遞臂C可自被載置在其載置台101上之密封型載具100取出晶圓W以將該晶圓傳遞至處理區塊S2，且傳遞臂C可自處理區塊S2接收處理完畢之晶圓W以使該晶圓回到載具100。

依本發明之基板清洗裝置1(以下稱清洗裝置1)於自處理區塊S2朝曝光裝置S4傳遞晶圓W時，亦即如圖1所示在介面區塊S3之入口部可清洗為處理對象之晶圓W背面。

處理區塊S2中，如圖2所示於此例中可自下依序堆疊有：第1區塊(DEV層)B1，用以進行顯影處理；第2區塊(BCT層)B2，用以進行使形成於光阻膜下層側之抗反射膜形成之形成處理；第3區塊(COT層)B3，用以塗布光阻膜；及第4區塊(TCT層)B4，用以使形成於光阻膜上層側之抗反射膜形成。

第2區塊(BCT層)B2與第4區塊(TCT層)B4分別以下列者構成：塗布單元，以旋轉塗布之方式塗布用以形成抗反射膜之藥液；加熱‧冷卻系處理單元群組，用以進行於該塗布單元所進行之處理之前處理及後處理；及輸送臂A2、A4，設於該塗布單元與處理單元群組之間，於此等者之間傳遞晶圓W。

關於第3區塊(COT層)B3，除處理液係光阻液外亦為相同之構成。

另一方面，關於第1區塊(DEV層)B1則如圖3所示，於一DEV層B1內堆疊有2段顯影單元110。又，於DEV層B1內設有輸送臂A1，以將晶圓W輸送至此等2段之顯影單元110。亦即，相對於該2段顯影單元，輸送臂A1已共通化。

且於處理區塊S2中，如圖1及圖3所示設有架座單元U5，可藉由設於架座單元U5附近可任意昇降之第1傳遞臂D1，依序朝架座單元U5之一傳遞單元，例如第2區塊(BCT層)B2對應之傳遞單元CPL2輸送來自載具區塊S1之晶圓W。接著藉由第2區塊(BCT層)B2內之輸送臂A2，自此傳遞單元CPL2朝各單元(抗反射膜單元及加熱‧冷卻系處理單元群組)輸送晶圓W，以於此等單元中形成抗反射膜。

其後，經由架座單元U5之傳遞單元BF2、設於架座單元U5附近，可任意昇降之第1傳遞臂D1、架座單元U5之傳遞單元CPL3及輸送臂A3將晶圓W送入第3區塊(COT層)B3，以形成光阻膜。且可朝輸送臂A3→架座單元U5之傳遞單元BF3傳遞晶圓W。又，形成有光阻膜之晶圓W有時亦可於第4區塊(TCT層)B4更形成抗反射膜。此時可經由傳遞單元CPL4朝輸送臂A4傳遞晶圓W，於形成抗反射膜後藉由輸送臂A4朝傳遞單元TRS4傳遞該晶圓。

另一方面，於DEV層B1內之上部設有係專用之輸送機構之穿梭臂E，以自設於架座單元U5之傳遞單元CPL11朝設於架座單元U6之傳遞單元CPL12直接輸送晶圓W。經由傳遞臂D1由傳遞單元BF3、TRS4接收形成有光阻膜或更形成有抗反射膜之晶圓W，並將該晶圓傳遞至傳遞單元CPL11，自此藉由穿梭臂E直接將該晶圓輸送至架座單元U6之傳遞單元CPL12。在此如圖1所示，設置於架座單元U6與清洗裝置1之間，係一輸送機構之傳遞臂D2可任意旋轉、進退及昇降，並包含例如2支臂，以專門之方式分別輸送清洗前後之晶圓W。藉由傳遞臂D2之清洗前專用臂自傳遞單元TRS12取出晶圓W，並將該晶圓送入依本發明之清洗裝置1內以接受背面清洗。藉由傳遞臂D2之清洗後專用臂使結束清洗之晶圓W載置於傳遞單元TRS13後，將該晶圓收入介面區塊S3內。又，圖3中附有CPL之傳遞單元兼為溫度調節用冷卻單元，附有BF之傳遞單元兼為可載置複數片晶圓W之緩衝單元。

接著，藉由介面臂B將該晶圓輸送至曝光裝置S4，在此進行既定之曝光處理後，載置於架座單元U6之傳遞單元TRS6而回到處理區塊S2。接著，晶圓W於第1區塊(DEV層)B1進行顯影處理，並藉由輸送臂A1傳遞至架座單元U5之傳遞單元TRS。其後，藉由第1傳遞臂D1輸送至架座單元U5中傳遞臂C存取範圍之傳遞單元，並經由傳遞臂C使該晶圓回到載具。又，圖1中U1~U4分別係堆疊有加熱部與冷卻部之熱系單元群組。

其次，參照圖4至圖18詳細說明關於依本發明之清洗裝置1。

＜第1實施形態＞

圖4係清洗裝置1之立體圖(a)及(a)之I部位放大立體圖(b)，圖5係清洗裝置1之俯視圖，圖6係清洗裝置1之縱剖面圖。

清洗裝置1之構造係將下列者安裝於上表面形成開口之盒狀底杯40中：吸附壂10，作為第1基板固持機構，大致水平地將光阻塗布‧顯影處理系統內自上述第2傳遞臂D2所接收之晶圓W加以吸附固持；旋轉夾盤20，作為第2基板固持機構，扮演自此吸附壂10接收晶圓W並同樣地大致以水平之方式吸附固持該晶圓之角色；及清洗構件30，清洗晶圓W之背面。

吸附壂10如圖4所示，於清洗裝置1內包含2個，各吸附壂10分別由例如細長的方塊所構成。配置2個吸附壂10可大致平行地撐起並固持晶圓W背面之周緣部附近部(第1區域)。吸附壂10連接未圖示之抽吸管，如圖5所示可經由吸附孔11吸附並同時固持晶圓W，具備作為真空吸盤之功能。如圖4所示，各吸附壂10分別安裝於細長的棒狀之壂支持部12大致之中央部，此等2條壂支持部12之兩端部分別安裝於2條橫條部13，藉此構成壂支持部12與橫條部13所構成之井欄14。

2條橫條部13之兩端分別固定於2條正時皮帶15，該正時皮帶於底杯40對向之2側壁(面向圖1前側與內側之側壁)外側沿此等側壁掛設。各正時皮帶15分別掛設於2個1組所構成之帶輪16，各帶輪16安裝於分別與上述2側壁平行設置之2片側板17。帶輪16之一連結係一移動機構之移動機構19，可經由帶輪16或正時皮帶15使橫條部13作動，以如圖4、圖5所示沿X方向任意移動井欄14整體。

且如圖4所示，藉由昇降部18a與使昇降部18a昇降之缸筒部18b所構成之2組昇降機構18，分別撐起各側板17之該底面，各側板17固定於清洗裝置1未圖示之框體底面。於此等昇降機構18之一設有未圖示之驅動機構，可藉由使昇降部18a於缸筒部18b內昇降，使井欄14整體沿圖中之Z方向昇降。

且於井欄14上跨設有甜甜圈狀之頂杯41，以抑制清洗液之飛散。於頂杯41之上表面設有口徑大於晶圓W之開口部42，可經由此開口部42於輸送機構與吸附壂10等之間傳遞晶圓W。又，跨設於井欄14上之頂杯41如圖6所示，可伴隨著井欄14之動作沿X方向與Z方向移動。

上述旋轉夾盤20係自下方支持晶圓W背面中央部(第2區域)之圓板。旋轉夾盤20設置於大致平行配置之2個吸附壂10中間，分別藉由基板固持機構(吸附壂10、旋轉夾盤20)所撐起之晶圓W背面之第1區域與第2區域不重疊。如圖6所示，旋轉夾盤20經由軸部21連結驅動機構例如旋轉夾盤馬達22，旋轉夾盤20藉由此旋轉夾盤馬達22可任意旋轉及昇降。且與吸附壂10相同，旋轉夾盤20亦連接未圖示之抽吸管，如圖5所示，經由吸附孔11吸附並同時固持晶圓W，具備作為真空吸盤之功能。

於旋轉夾盤20之側方設有連結昇降機構23之支持銷24，該支持銷可支持晶圓W之背面並使該晶圓昇降，可藉由與外部之輸送機構之協同作用自輸送機構朝吸附壂10傳遞晶圓W，且可自旋轉夾盤20朝輸送機構傳遞該晶圓。

且如圖4所示，於旋轉夾盤20或支持銷24之周圍設置有空氣刀25，以作為包圍此等設備之包圍構件。空氣刀25中於圓筒(包圍構件)上端沿周向形成有氣體之噴射口26，藉由自此噴射口26朝晶圓W背面噴出例如壓縮空氣等氣體朝圓筒之外側噴走清洗液，以扮演作為乾燥機構之角色，於朝旋轉夾盤20傳遞晶圓W時，使旋轉夾盤20之表面與以此旋轉夾盤20所撐起之基板背面(第2區域)可以相互皆已乾燥之狀態接觸。如圖17所示，空氣刀25由例如雙重圓筒所構成，可經由此雙重圓筒間之中空部朝噴射口26供給由未圖示之供給部所供給之氣體。

其次參照圖7至圖12說明關於清洗晶圓W背面之清洗構件30。清洗構件30藉由下列者形成：圓板狀清洗基部31，以例如PVA(聚乙烯醇)製海綿所形成；及例如塑膠製之圓板狀基座部32，接合清洗基部31下表面；且於基座部32及清洗基部31之中心部設有清洗液噴吐口33(以下稱噴吐口33)，連接清洗液供給源50。

此時，形成清洗基部31之噴吐口直徑大於基座部32之噴吐口33。且於清洗基部31之外周部設有複數(於圖式中顯示4個之情形)之連通溝35，其基端連通連通孔34，且其前端延伸至清洗構件30之外周緣部前。

且於基座部32中連通溝35所處之部位設有複數(4個)長孔狀排出孔36，分別連通各連通溝35。且於基座部32之中心部下表面設有安裝部37，其連通噴吐口33，並經由清洗液供給管51連接清洗液供給源50。又，於安裝部37之外周刻設有陽螺紋件37a，包含連通路38a之支持軸38經由離合器37b連結安裝部37。且支持軸38之下端連結係旋轉機構之伺服馬達39，清洗構件30可藉由驅動伺服馬達39繞著鉛直軸旋轉。

且清洗構件30安裝於撐起該清洗構件之支持構件60之前端，支持構件60呈彎曲成曲柄狀之形狀，俾不與晶圓W或橫條部13互相干擾。此支持構件60之基端固定於正時皮帶61，該正時皮帶於圖4中自旋轉夾盤20所設置之方向觀察清洗構件30沿內側側壁掛設。正時皮帶61掛設於2個帶輪62，此等帶輪62安裝於上述內側側壁外面。帶輪62其中一者連結移動機構63，可經由正時皮帶61或支持構件60沿圖4、圖5所示之Y方向任意移動清洗構件30。

又，清洗液供給管51中，自清洗液供給源50側起朝清洗構件30側介設有開合閥52與流量調整閥53。流量調整閥53與伺服馬達39電性連接係未圖示之控制機構之控制器，根據來自控制器之控制信號控制清洗液之流量及清洗構件30之轉速。

如上述所構成之清洗構件30在其上端之清洗面接近晶圓W下表面之狀態下，藉由驅動伺服馬達39繞著鉛直軸旋轉，同時自噴吐口33噴吐(供給)自清洗液供給源50所供給之清洗液，在與因驅動旋轉夾盤20而水平旋轉之晶圓W之間形成有清洗液液體膜之狀態下滑動，藉此可去除晶圓W下表面之微粒。此時，如圖16所示，在晶圓W下表面(被清洗面)與清洗構件30上表面(清洗面)之間所形成之液體膜F中，用於清洗之清洗液可經由連通溝35自朝下方形成開口之排出孔36向下方排出。因此，可抑制用於清洗之清洗液衝擊頂杯41飛散而產生霧氣。

又，如圖10所示，亦可為一構造，於連通溝35及排出孔36中至少於連通溝35設有傾斜面35a，沿清洗構件30之旋轉方向自清洗表面側朝清洗背面側傾斜。具體而言，如圖10(a)所示，可於連通溝35及排出孔36設置傾斜面35a，沿清洗構件30之旋轉方向R自清洗表面側朝清洗背面側傾斜，或是亦可如圖10(b)所示，於連通溝35設置傾斜面35a，沿清洗構件30之旋轉方向R自清洗表面側朝清洗背面側傾斜，並形成為排出孔36連通傾斜狀之連通溝35之下端開口部35b之垂直狀。

如上述，於連通溝35及排出孔36中至少於連通溝35設置傾斜面35a，沿清洗構件30之旋轉方向自清洗表面側朝清洗背面側傾斜，藉此可將以清洗構件30去除之微粒及用於清洗之清洗液伴隨著清洗構件30之旋轉迅速排出。

且如圖11及圖12所示，亦可為一構造，於清洗構件30之清洗基部31清洗表面之同心圓上設置引導溝35c，連通鄰接之連通溝35。圖式中雖設有2條引導溝35c，但亦可為1條或是3條以上。

藉由如此構成，可將以清洗構件30去除之微粒及用於清洗之清洗液藉由引導溝35c朝連通溝35及排出孔36積極引導並排出之。

除此之外，如圖6所示，於底杯40之底部設有下列者：排放管43，以排出積存於底杯40內之清洗液；及2支排氣管44，以使清洗裝置1內之氣流排氣。

為防止積存於底杯40底部之清洗液流入排氣管44，排氣管44自底杯40之底面朝上方延伸，且由安裝於空氣刀25周圍，為一環狀蓋之內杯45所包覆，俾自上方滴落而至之清洗液不直接進入排氣管44。

又，於頂杯41之開口部42上方配置有吹氣噴嘴46，用以於晶圓W之清洗結束後在晶圓W外周緣附近自上方吹送壓縮空氣等，以輔助殘留之清洗液之乾燥。此吹氣噴嘴46包含未圖示之昇降機構，送入送出晶圓W時朝上方退避，俾不與輸送中之晶圓W或輸送機構互相干擾。且於頂杯41之內方側設有清洗液噴嘴47，以自清洗構件30供給清洗液並朝晶圓W背面供給清洗液。

且於未掛設各正時皮帶15、61之底杯40側壁安裝有燈箱49，收納有UV燈48。可將處理對象之晶圓W自左X方向送入清洗裝置1內或送出該清洗裝置，此時該晶圓通過UV燈48之上方。UV燈48扮演朝清洗結束而被送出之晶圓W背面照射紫外線，以使殘留於晶圓W背面之微粒收縮之角色。

且藉由係控制塗布顯影裝置整體動作之控制機構之控制器70，可控制如圖5所示各移動機構19、63或UV燈48、設於排氣管44，未圖示之壓力調整部等。控制器70由包含例如未圖示之程式收納部之電腦所構成，程式收納部中收納有電腦程式，包含關於在吸附壂10與旋轉夾盤20之間傳遞自外部之輸送裝置接收到的晶圓W，或以毛刷5清洗該晶圓之動作等之步驟(命令)群組。又，藉由使控制器70讀取該電腦程式，控制器70可控制清洗裝置1之動作。又，此電腦程式係以收納於例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等記憶機構內之狀態由程式收納部所收納。

根據以上所說明之構成，參照圖14~圖18並同時說明關於清洗晶圓W背面之動作。圖14及圖15係用以說明與清洗晶圓W背面相關之清洗裝置1各動作之概略縱剖面圖。圖16係顯示清洗構件30之清洗狀態之概略剖面圖，圖17係顯示清洗時晶圓W下表面狀態之概略剖面圖。且圖18係示意地顯示由吸附壂10或旋轉夾盤20所固持之各狀態中，晶圓W被清洗之區域之概略俯視圖。又，此等圖中，為便於圖示已因應所需適當省略UV燈48或吹氣噴嘴46等記載。

如圖14(a)所示，例如馬蹄形狀之輸送機構(第2傳遞臂D2)將處理對象晶圓W送入清洗裝置1內並於頂杯41之開口部42上方停止，支持銷24自旋轉夾盤20下方上昇並於輸送機構下方待命。輸送機構自支持銷24上方下降並朝支持銷24遞送晶圓W，再退出至清洗裝置1外。此時，吸附壂10於固持晶圓W之面高於清洗構件30上表面之位置待命，旋轉夾盤20退避至低於清洗構件30上表面之位置。因如此之位置關係，支持銷24一旦下降，晶圓W首先即被傳遞至吸附壂10(圖14(b))。

其後吸附壂10吸附固持晶圓W，固持晶圓W並直接朝右方向移動。又，輸送晶圓W至預先決定之位置(例如空氣刀25左端與晶圓W左端大致一致之位置)後，吸附壂10下降，抵壓晶圓W背面於清洗構件30上表面(圖14(c))。

接著，使空氣刀25作動以防止清洗液繞進並附著於旋轉夾盤20表面後，使接近晶圓W下表面之清洗構件30旋轉，並由清洗構件30之噴吐口33供給清洗液以開始清洗晶圓W背面。藉由以吸附壂10移動晶圓W與移動清洗構件30之組合清洗背面。具體而言例如圖18(a)所示，清洗構件30沿圖中之Y方向來回，於切換清洗構件30之移動方向時吸附壂10恰朝左X方向移動短於清洗構件30直徑之距離。藉此，清洗構件30可描繪以箭頭所示之軌道而移動於晶圓W背面，毫無遺漏地清洗同一圖中以左上斜線塗滿之區域T1。

在此進行清洗之期間中，晶圓W背面整體如圖16及圖17所示由清洗液之液體膜F所包覆，以清洗構件30所去除之微粒與用於清洗之清洗液一齊經由清洗構件30之連通溝35及排出孔36朝下方之底杯40流出。因此，如圖16所示，可抑制包含藉由清洗構件30所去除之微粒之清洗液衝擊頂杯41之內壁飛散而產生霧氣。其他以清洗構件30所去除之微粒則與自晶圓W背面往下流之清洗液一齊朝底杯40被沖走。且自空氣刀25之噴射口26朝晶圓W背面噴出氣體，朝空氣刀25之外側噴走清洗液，藉此與空氣刀25對向之晶圓W背面可保持已乾燥之狀態(參照圖17)。藉由如此構成，可防止包覆晶圓W背面之清洗液繞進空氣刀25內側。其結果，可一直維持旋轉夾盤20表面於乾燥狀態，防止所處理之清洗液導致形成污染或水漬。

上述區域T1之清洗一旦結束，即移動吸附壂10以使晶圓W中央部位於旋轉夾盤20之上方(圖15(a))，其次自吸附壂10朝旋轉夾盤20傳遞晶圓W。藉由例如使空氣刀25作動並直接移動或旋轉清洗構件30，停止供給清洗液，解除藉由吸附壂10吸附晶圓W，另一方面使已退避之旋轉夾盤20上昇以撐起晶圓W背面，其次使吸附壂10朝下方退避，可傳遞晶圓W。

經傳遞晶圓W之旋轉夾盤20以與吸附壂10大致相同之高度吸附固持晶圓W，故清洗構件30呈接近晶圓W下表面(被清洗面)之狀態。在此再使清洗構件30旋轉，供給清洗液以重新開始背面清洗(圖15(b))。此時，藉由旋轉旋轉夾盤20與移動清洗構件30之組合清洗背面。具體而言，例如圖18(b)所示，首先移動清洗構件30至可清洗晶圓W最外周之位置再緩慢地使晶圓W旋轉，晶圓W一旦旋轉一周清洗構件30即移動至相較於因先前之動作而經清洗之環狀區域恰可清洗內周面清洗構件30之直徑分之位置，再重複相同之動作。藉由如此動作，可描繪同心圓狀之軌道並同時移動於晶圓W背面，以毫無遺漏地清洗同一圖中以右上斜線所塗滿之區域T2。

在此，區域T1與區域T2加在一起之區域如圖18(b)所示包含晶圓W背面整體，已調整各設備之尺寸或移動範圍，俾不產生無法清洗之無效區域。且在以旋轉夾盤20固持晶圓W並進行清洗之期間中，不僅自清洗構件30供給清洗液，亦自設置於圖15(b)中空氣刀25左側方之清洗噴嘴47供給清洗液。如此自清洗噴嘴47亦供給清洗液之理由係為了於晶圓W表面一旦混雜有濕掉的區域與乾燥的區域，於使清洗液乾燥時即會成為水漬產生之原因，故使清洗液毫無遺漏地抵達所有處以抑制水漬之產生。

如此晶圓W背面整體之清洗一旦完畢，即停止清洗構件30之旋轉或移動、清洗液之供給、旋轉夾盤20之旋轉，轉往進行清洗液之甩脫乾燥動作。藉由以高速使旋轉夾盤20旋轉以甩脫附著於晶圓W背面之清洗液，可進行甩脫乾燥。藉由如既述一口氣使完全濕掉的晶圓W進行甩脫以使其乾燥，可抑制水漬之產生。此時，使已退避至上方之吹氣噴嘴46下降，同時移動支持構件60，俾清洗構件30旁之吹氣噴嘴46位於晶圓W周緣部，自晶圓W周緣部之上表面與下表面吹送氣體，藉此促進甩脫乾燥。又，關於由旋轉夾盤20所固持之第2區域，雖無法進行甩脫乾燥，但其係在因空氣刀25而乾燥之狀態下與旋轉夾盤20接觸故幾乎不產生水漬。

一旦藉由以上說明之動作結束晶圓W背面整體之清洗與乾燥，即以與送入時相反之動作朝輸送機構遞送並送出晶圓W。此時點亮圖4~圖6所示之UV燈48呈馬蹄形狀自輸送機構下方朝晶圓W背面照射紫外線，即使在萬一有微粒附著之情形下，亦可藉由照射紫外線分解例如有機物，故可使如此類型之微粒收縮，縮小散焦等影響。

與晶圓W之送出動作並行，吸附壂10或旋轉夾盤20會移動至圖14(a)所示之位置以等待下一晶圓W之送入。又，重複參照圖14~圖18說明之動作，依序清洗複數之晶圓W。

＜第2實施形態＞

圖19係顯示依本發明之清洗裝置第2實施形態之概略剖面圖。

第2實施形態係積極排出藉由清洗構件30所去除之微粒及用於清洗之清洗液之情形。亦即如圖19所示，係設於清洗構件30之各排出孔36連通(連接)排液管81，此排液管81連接係抽吸機構之抽吸泵80，以積極排出藉由清洗構件30所去除之微粒及用於清洗之清洗液之情形。此時，抽吸泵80與清洗構件30之旋轉機構，亦即伺服馬達39及介設於清洗液供給管51之流量調整閥53電性連接係控制機構之控制器70，而可根據來自控制器70之控制信號進行控制。又，第2實施形態中，其他部分與第1實施形態相同，故對同一部分附以同一符號而省略說明。

依如上述所構成之第2實施形態之清洗裝置1，可高效率排出藉由清洗所去除之微粒及用於清洗之清洗液。且因可藉由抽吸泵80之抽吸作用積極進行排出，故可調整清洗構件30之轉速及調整清洗液之供給量，可以最佳之狀態進行清洗處理。

又，藉由使用第2實施形態之清洗裝置1，除晶圓W下表面之清洗以外亦可適用於晶圓W上表面之清洗處理。

＜其他實施形態＞

又，雖已揭示圖1~圖3所示之光阻塗布‧顯影處理系統中依實施形態之清洗裝置1設於介面區塊S3入口部之例，但設置清洗裝置1之位置並不限定於此例。例如亦可設置該清洗裝置1於介面區塊S3內，亦可設置於處理區塊S2入口部，例如架座單元U5，以清洗光阻膜形成前晶圓W之背面，亦可設於載具區塊S1內。

且可適用依本實施形態之清洗裝置1之裝置不限定於光阻塗布‧顯影處理系統。本清洗裝置1亦可適用於進行例如離子植入後之退火行程之熱處理裝置。微粒若附著於晶圓W背面並直接進行退火行程，於此行程中微粒有時即亦會自晶圓背面進入，而於此微粒與表面之電晶體之間形成電流路徑。因此，藉由於此行程前清洗晶圓W之背面可提升製品之產出。

又，上述實施形態中，雖已說明關於依本發明之清洗裝置適用於半導體晶圓之光阻塗布‧顯影處理系統之情形，但亦可適用於半導體晶圓以外之被處理基板，例如FPD(平面顯示器)基板、遮罩基板等。

(實施例)

其次說明關於為調查依本發明之清洗裝置中之清洗構件30與習知之清洗構件之清洗效率而進行之評價實驗。

＜評價條件＞

。試樣：比較例{於中央部具有清洗液噴吐口之清洗構件}

實施例{依第1實施形態之清洗構件30}

‧抵壓力：0.8N

‧清洗構件轉速：500rpm

‧清洗構件潤洗：0.OL/min.

‧浴槽(Bath)DIW流量：0.2L/min.

‧試樣基板：附著PSL(Polystyrene Latex)之晶圓

(親水性：0.309μm約附著有15000個)

‧計測機：SP1(#1 2F)=SurfscanSp1TB1(BZ-0200、BZ-0104)

{KLA-Tencor Ltd.製品商品名}

‧檢查條件：檢查粒徑0.10μm、0.16μm、0.20μm、1.0μm

‧檢查區域：φ65-296mm

‧實驗機：毛刷清洗模組。

＜評價方法＞

首先，將比較例與實施例之清洗構件於清洗浴槽內充分浸入水中。其次，以清洗構件壓為零之位置為零清洗構件壓入量，使其符合壓入量2.5mm後，以計測機(SP1)測定晶圓(試樣基板)之初始狀態。其次設定參數，於浴槽清洗機構內清洗既定時間以處理實際之試樣，並以計測機(SP1)測定處理後之微粒數。

上述評價實驗之結果，以比較例可得如表1所示之結果，以實施例可得表2所示之結果。

【表2】

A1~A4．．．輸送臂

B1．．．第1區塊(DEV層)

B2．．．第2區塊(BCT層)

B3．．．第3區塊(COT層)

B4．．．第4區塊(TCT層)

BF2、BF3、TRS、TRS4、TRS6、TRS12、TRS13、CPL11、CPL12、CPL2、CPL3、CPL4．．．傳遞單元

B．．．介面臂

C．．．傳遞臂

D1．．．第1傳遞臂

D2．．．第2傳遞臂

E．．．穿梭臂

F．．．液體膜

R．．．旋轉方向

S1．．．載具區塊

S2．．．處理區塊

S3．．．介面區塊

S4．．．曝光裝置

T1、T2．．．區域

U1~U4．．．熱系單元群組

U5、U6．．．架座單元

W．．．半導體晶圓(晶圓)(被處理基板)

1．．．基板清洗裝置(清洗裝置)

5．．．毛刷

10．．．吸附壂(固持機構)

11．．．吸附孔

12．．．壂支持部

13．．．橫條部

14．．．井欄

15、61．．．正時皮帶

16．．．帶輪

17．．．側板

18a．．．昇降部

18b．．．缸筒部

18．．．昇降機構

19、63．．．移動機構

20．．．旋轉夾盤(固持機構)

21．．．軸部

22．．．旋轉夾盤馬達

23．．．昇降機構

24．．．支持銷

25．．．空氣刀

26．．．噴射口

30．．．清洗構件

31．．．清洗基部

32．．．基座部

33．．．噴吐口(清洗液噴吐口)

34．．．連通孔(清洗液噴吐口)

35．．．連通溝

35a．．．傾斜面

35b．．．下端開口部

35c．．．引導溝

36．．．排出孔

37．．．安裝部

37a．．．陽螺紋件

37b．．．離合器

38a．．．連通路

38．．．支持軸

39．．．伺服馬達

40．．．底杯

41．．．頂杯

42．．．開口部

43．．．排放管

44．．．排氣管

45．．．內杯

46．．．吹氣噴嘴

47．．．清洗液噴嘴

48．．．UV燈

49．．．燈箱

50．．．清洗液供給源

51．．．清洗液供給管

52．．．開合閥

53．．．流量調整閥

60．．．支持構件

62．．．帶輪

63．．．移動機構

70．．．控制器(控制機構)

80．．．抽吸泵(抽吸機構)

81．．．排液管

100．．．載具

101．．．載置台

110．．．顯影單元

圖1係顯示已適用依本發明之基板清洗裝置之光阻塗布‧顯影處理系統一例之概略俯視圖。

圖2係上述光阻塗布‧顯影處理系統之概略立體圖。

圖3係上述光阻塗布‧顯影處理系統之概略縱剖面圖。

圖4(a)、(b)係顯示依本發明之基板清洗裝置第1實施形態之立體圖(a)及(a)之I部放大立體圖(b)。

圖5係上述基板清洗裝置之俯視圖。

圖6係上述基板清洗裝置之剖面圖。

圖7係顯示本發明之清洗構件之剖面立體圖。

圖8係上述清洗構件之俯視圖。

圖9係圖8沿II-II線之剖面圖。

圖10(a)、(b)係顯示本發明中連通溝與排出孔另一變形例之剖面圖，係圖8沿III-III線之剖面圖。

圖11係顯示本發明中清洗構件之另一形態之俯視圖。

圖12係圖11沿IV-IV線之剖面圖。

圖13係顯示第1實施形態之基板清洗裝置中空氣刀之立體圖。

圖14(a)、(b)、(c)係用以說明第1實施形態基板清洗裝置動作之第1步驟概略剖面圖。

圖15(a)、(b)係用以說明第1實施形態基板清洗裝置動作之第2步驟概略剖面圖。

圖16係顯示本發明中清洗構件清洗狀態之概略剖面圖。

圖17係顯示清洗時晶圓下表面狀態之概略剖面圖。

圖18(a)、(b)係顯示第1實施形態基板清洗裝置各動作中所清洗之區域之概略俯視圖。

圖19係顯示依本發明之基板清洗裝置第2實施形態之剖面圖。