TWI641032B - Substrate cleaning device - Google Patents

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TWI641032B
TWI641032B TW106134037A TW106134037A TWI641032B TW I641032 B TWI641032 B TW I641032B TW 106134037 A TW106134037 A TW 106134037A TW 106134037 A TW106134037 A TW 106134037A TW I641032 B TWI641032 B TW I641032B
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Abstract

本發明提供一種基板洗淨裝置，具有：處理腔40，將表面向上並水平地保持基板，在內部具有在一方向搬送的基板搬送部30；洗淨部50、52，供給洗淨液至在前述處理腔40內移動的基板表面，非接觸地洗淨該表面；以及惰性氣體吹出部64、66，向著以前述洗淨部50、52洗淨的基板表面及背面分別吹出惰性氣體，以惰性氣體使基板乾燥，並將前述處理腔40內變成惰性氣體環境。本發明之基板洗淨裝置，即使是表面為疏水性的大口徑基板，也可以更均勻並有效率地洗淨基板全表面，還可以以相對簡單的結構，極力防止做為配線金屬所採用的銅與純水等接觸導致的腐蝕。

Description

基板洗淨裝置
本發明係關於一種洗淨半導體晶圓等基板表面並使基板乾燥的基板洗淨裝置，特別是關於一種可對應φ 450mm的大口徑半導體晶圓，可有效地洗淨CMP等研磨後的基板表面並可使基板基板的基板洗淨裝置。
例如，以金屬埋入在基板表面的絕緣膜內所形成的配線溝，並形成配線的鑲嵌(damascene)配線形成製程中，在鑲嵌配線形成後，以化學機械研磨(CMP)使基板表面多餘的金屬經研磨除去，在研磨後的基板表面，存在有使用於研磨的漿體殘渣或金屬研磨屑等。因此，需要以洗淨除去在研磨後的基板表面所殘留的殘渣物(微粒)。
做為洗淨研磨後的基板表面的基板洗淨方法，已知一種輥洗滌洗淨，係在洗淨液存在下，使在半導體晶圓等的基板表面以圓柱狀的長尺狀水平延伸的輥洗淨部件(輥海綿或輥刷)接觸半導體晶圓等的基板表面，並使基板及輥洗淨部件一起旋轉並洗淨基板表面。洗淨後的基板，一般來說會以純水(DIW)等清洗(rinse)，使基板高速旋轉並被旋轉乾燥(參照專利文獻1)。
在洗淨液存在下，使半導體晶圓等基板旋轉並洗淨基板的基板洗淨裝置，係在基板表面中央部與邊緣部等各部的洗淨液流速、液膜厚度以及溫度等不同，均勻地處理(洗淨)基板全表面會變得困難。再者，採用所謂低介電常數膜(Low-k膜)做為絕緣膜，在洗淨該低介電常數膜露出的基板表面的狀況下，由於Low-k膜為疏水性，所以基板表面的可濕性(wettability)的不均勻程度擴大，遍及基板全表面的均勻洗淨會變得更困難。特別是在洗淨大口徑的表面基板(即φ 450mm的半導體晶圓)時，此傾向會變得更顯著。
近年來，採用銅做為配線金屬，當銅接觸到不含防蝕劑的純 水等時，容易因純水等所包含的氧而腐蝕，導致銅配線的信賴性降低或因配線的短路或開路導致的產量降低。因此，在洗淨銅露出的基板表面的狀況下，想要極力防止因純水等所包含的氧導致銅腐蝕。像這種因銅表面的氧導致的腐蝕，即使使用溶氧量少的純水等，將純水等供給至基板表面來進行該表面的洗淨(清洗)處理時，仍會因空氣中的氧溶入純水等而產生。
為了使空氣中的氧不進入不包含(使用於基板表面的)防蝕劑的純水等，想到了在惰性氣體環境下進行基板表面的洗淨。但是，在洗淨液存在下，使半導體晶圓等基板旋轉並洗淨基板的基板洗淨裝置，需要保持並旋轉基板的機構，在將洗淨部收容於處理腔內部的狀況下，處理腔內的容積會變得相當大。因此，將處理腔內部變成想要的惰性氣體環境會變得困難。
做為不用使基板旋轉來洗淨基板表面的基板洗淨裝置，係提議了使研磨後的基板以輥傳送裝置等在一方向滑動搬送並洗淨者(參照專利文獻2~4)，將研磨後的基板以流體噴射獲得搬送推進力，來非接觸地搬送並洗淨者(參照專利文獻5)，將研磨後的基板，以移送帶搬送並洗淨者(參照專利文獻6)等。
還提議了在基板的搬送中，從二流體噴嘴向著基板表面噴出霧狀流體(氣體與液體的混合流體)，來洗淨該表面者(參照專利文獻7、8)，為了防止加工候的基板表面的氧化或改質，在充填氮氣等惰性氣體的存放室內洗淨加工後的基板表面者(參照專利文獻9)。
申請人提議了一種基板處理裝置，具備至少一：超音波洗淨裝置，以液體傳播的超音波來洗淨基板表面；以及二流體噴射洗淨裝置，以混合並噴出氣體與液體的二流體噴射器來洗淨(參照專利文獻10)。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】特開平11-340184號公報
【專利文獻2】特開平10-270392號公報
【專利文獻3】特開2002-217151號公報
【專利文獻4】特開2006-73573號公報
【專利文獻5】特開2005-322936號公報
【專利文獻6】特表2001-501030號公報
【專利文獻7】特開2006-247618號公報
【專利文獻8】特開2010-118644號公報
【專利文獻9】特開2004-22940號公報
【專利文獻10】WO 07/108315號小冊子
但是，以往的基板洗淨裝置，即使是表面為疏水性的大口徑基板，也不能兼顧更均勻地洗淨基板全表面以及極力防止做為配線金屬所採用的銅與純水等接觸導致的腐蝕。
本發明有鑑於上述問題，其目的在於提供一種基板洗淨裝置，即使是表面為疏水性的大口徑基板，也可以更均勻並有效率地洗淨基板全表面，還可以以相對簡單的結構，極力防止做為配線金屬所採用的銅與純水等接觸導致的腐蝕。
為達成上述目的，本發明的基板洗淨裝置，具有：處理腔，將表面向上並水平地保持基板，在內部具有在一方向搬送的基板搬送部；洗淨部，供給洗淨液至在前述處理腔內移動的基板表面，非接觸地洗淨該表面；以及惰性氣體吹出部，向著以前述洗淨部洗淨的基板表面及背面分別吹出惰性氣體，以惰性氣體使基板乾燥，並將前述處理腔內變成惰性氣體環境。
根據本發明，在處理腔內，使基板在一方向滑動並搬送，藉由供給洗淨液至基板表面並非接觸地洗淨該表面，來更均勻地供給洗淨液至包含邊緣部的基板全表面，即使是表面為疏水性的大口徑基板，也可以更均勻並有效率地洗淨基板全表面。再者，在洗淨時不需要使基板旋轉，可以將處理腔容積變小，藉此，將使用於基板乾燥的惰性氣體有效地利用，可以將處理腔內變成想要的惰性氣體環境，來極力防止做為配線金屬所採用的銅與純水等接觸導致的腐蝕。
在本發明的一較佳態樣中，藉由從前述惰性氣體吹出部將惰 性氣體向著基板表面及背面吹出，在前述處理腔內部形成向著前述處理腔入口側的惰性氣體流。
根據本發明，可防止空氣從處理腔入口流入，將處理腔內變成惰性氣體的環境。
在本發明的一較佳態樣中，前述惰性氣體為N2氣體或Ar氣體，在前述處理腔內的惰性氣體環境，是氧氣濃度為2%以下的環境。
根據本發明，使用N2氣體或Ar氣體做為惰性氣體，藉由將處理腔內的惰性氣體環境做為氧濃度2%以下，較佳為1%以下，可防止處理腔內的空氣所包含的氧進入向基板噴出的純水等。
在本發明的一較佳態樣中，前述洗淨部係以混合氣體與液體的二流體噴射流洗淨基板表面的二流體噴射洗淨部及/或以在液體傳播的超音波洗淨基板表面的超音波洗淨部。
根據本發明，以二流體噴射洗淨部及/或超音波洗淨部來洗淨基板表面，以所謂的洗滌洗淨可以除去殘留在基板表面且難以除去的微小微粒。
在本發明的一較佳態樣中，前述基板搬送部係由使複數個輥彼此分離配置的輥傳送裝置所構成，在輥傳送裝置的下方，配置有洗淨液供給噴嘴，前述洗淨液供給噴嘴位於前述惰性氣體吹出部的上流側，供給洗淨液至基板背面。
根據本發明，在處理腔內，使基板在一方向滑動並搬送，供給純水等洗淨液至基板背面，可洗淨(清洗)該背面。
在本發明的一較佳態樣中，前述惰性氣體吹出部是由片狀吹出惰性氣體的氣刀所組成。
根據本發明，藉由向著基板表面及背面分別吹出刀刃狀的銳利惰性氣體流，可使基板更迅速地乾燥，並使在處理腔內部所形成的向著該處理腔的入口側的惰性氣體流的流速更快。
在本發明的一較佳態樣中，在前述處理腔的入口，連接有斜角洗淨腔，前述斜角洗淨腔在內部具有洗淨基板斜角部的斜角洗淨部。
根據本發明，可以連續進行研磨後的基板斜角部的洗淨、基 板表面的洗淨以及基板的乾燥。
在本發明的一較佳態樣中，前述斜角洗淨部水平保持並旋轉基板來洗淨基板斜角部，將基板持續保持水平並搬送至前述基板搬送部。
根據本發明，可以將基板持續保持水平，並連續進行研磨後的基板斜角部的洗淨、基板表面的洗淨以及基板的乾燥。
根據本發明的基板洗淨裝置，即使是表面為疏水性的大口徑基板，也可以更均勻並有效率地洗淨基板全表面，還可以以相對簡單的結構，極力防止做為配線金屬所採用的銅與純水等接觸導致的腐蝕。
10‧‧‧入口輥傳送裝置
12、22、32‧‧‧輥
14、24、34‧‧‧軸部
16、26、36‧‧‧輪
20‧‧‧出口輥傳送裝置
30‧‧‧內部輥傳送裝置
40‧‧‧處理腔
42‧‧‧第一洗淨腔
44‧‧‧第二洗淨腔
46‧‧‧乾燥腔
50‧‧‧二流體噴嘴
52‧‧‧超音波洗淨部
54‧‧‧液體噴射噴嘴
56‧‧‧超音波振動子
60、62‧‧‧純水噴射噴嘴
64、66‧‧‧氣刀
70‧‧‧外殼
72‧‧‧裝卸部
74‧‧‧第一研磨部
76‧‧‧第二研磨部
78‧‧‧洗淨部
80‧‧‧前裝載部
82‧‧‧搬送自動機
84a‧‧‧第一研磨單元
84b‧‧‧第二研磨單元
84c‧‧‧第三研磨單元
84d‧‧‧第四研磨單元
86a、86b、86c、86d‧‧‧研磨台
88a、88b、88c、88d‧‧‧頂環
90‧‧‧第一線性運輸機
92、96‧‧‧反轉機
94‧‧‧第二線性運輸機
100‧‧‧基板洗淨裝置
102‧‧‧擺動運輸機
110‧‧‧斜角洗淨部
112‧‧‧斜角洗淨腔
114‧‧‧主導引軌道
116‧‧‧輥輪
118‧‧‧臂
120‧‧‧移動體
122‧‧‧副導引軌道
124‧‧‧斜角洗淨具
126‧‧‧洗淨液供給噴嘴
126a‧‧‧噴出口
128‧‧‧洗淨液槽
130‧‧‧泵
132‧‧‧過濾器
134‧‧‧洗淨液供給管線
136‧‧‧洗淨液返回管線
TP1‧‧‧第一搬送位置
TP2‧‧‧第二搬送位置
TP3‧‧‧第三搬送位置
TP4‧‧‧第四搬送位置
TP5‧‧‧第五搬送位置
TP6‧‧‧第六搬送位置
TP7‧‧‧第七搬送位置
W‧‧‧基板
第一圖係本發明的實施形態的基板洗淨裝置的平面圖。
第二圖係第一圖的縱剖正面圖。
第三圖係表示本發明的另一實施形態的具備基板洗淨裝置的研磨裝置的整體概要的平面圖。
第四圖係表示在第三圖所示的研磨裝置所具備的基板洗淨裝置的平面圖。
第五圖係與洗淨液供給系統一起表示的第四圖的縱剖正面圖。
第六圖係擴大表示在第三圖所示的研磨裝置所具備的基板洗淨裝置的斜角洗淨部的主要部分的平面圖。
以下，參照圖式來說明關於本發明的實施形態。又，在以下各實施形態，相同或相當的構成要素賦予相同符號並省略重複的說明。
第一圖表示本發明的實施形態的基板洗淨裝置的平面圖，第二圖表示第一圖的縱剖正面圖。如第一圖及第二圖所示，基板洗淨裝置具有入口輥傳送裝置10與出口輥傳送裝置20，在入口輥傳送裝置10與出口輥傳送裝置20之間，配置有處理腔40，處理腔40在內部具有做為基板搬送部的內部輥傳送裝置30。這些輥傳送裝置10、20、30將表面向上來水平地滑動搬送基板W。
入口輥傳送裝置10具有：複數個輥12，沿著基板W的搬送方向，以特定間隔分離並彼此平行配置，複數個輥12具有同步在同一方向旋轉的軸部14。在各軸部14設有複數個輪16，輪16固定於沿著軸部14的軸方向的特定位置。出口輥傳送裝置20也具有：複數個輥22，沿著基板W的搬送方向，以特定間隔分離並彼此平行配置，複數個輥22具有同步在同一方向旋轉的軸部24。在各軸部24設有複數個輪26，輪26固定於沿著軸部24的軸方向的特定位置。做為基板搬送部的內部輥傳送裝置30也一樣，具有：複數個輥32，沿著基板W的搬送方向，以特定間隔分離並彼此平行配置，複數個輥32具有同步在同一方向旋轉的軸部34。在各軸部34設有複數個輪36，輪36固定於沿著軸部34的軸方向的特定位置。
在此例中，入口輥傳送裝置10、出口輥傳送裝置20以及內部輥傳送裝置30被構成為如同構成單一輥傳送裝置。也就是說，入口輥傳送裝置10的軸部14、出口輥傳送裝置20的軸部24以及內部輥傳送裝置30的軸部34，被構成為同步在同一方向旋轉，從地面到入口輥傳送裝置10的輪16的上端為止的高度(傳送裝置高度)、從地面到出口輥傳送裝置20的輪26的上端為止的高度以及從地面到內部輥傳送裝置30的輪36的上端為止的高度，全部設定為相等。藉此，將表面向上並水平地承載於入口輥傳送裝置10的基板W，從入口輥傳送裝置10被平穩地搬送至內部輥傳送裝置30，從內部輥傳送裝置30被平穩地搬送至出口輥傳送裝置20。
處理腔40在本例中是由沿著基板W的搬送方向連續配置的第一洗淨腔42、第二洗淨腔44以及乾燥腔46，在各腔42、44、46的沿著基板W的搬送方向的入口側以及出口側，分別設有水平地承載於輥傳送裝置10、20、30的基板W所通過的縫隙狀的開口(圖未顯示)。
在此例中，在第一洗淨腔42的內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送的基板W的上方，向下地配置有做為二流體洗淨部的二流體噴嘴50，二流體噴嘴50向著基板W的表面(上面)，將混合氣體與液體的二流體噴射流噴出並非接觸地洗淨該表面。在此二流體噴嘴(二流體噴射洗淨部)50，連接有供給N2氣體等載送氣體的載送氣體供給線(圖未顯示)與供給使CO2氣體溶解於純水或超純水的碳酸水等的洗淨液的洗淨液 供給線(圖未顯示)。二流體噴嘴50沿著垂直於基板W搬送方向的方向，延伸遍及基板W的直徑方向的全長，在二流體噴嘴50的下端，設有直線狀連續延伸的噴出口，或斷續地延伸的噴出口。
藉此，使二流體噴嘴50的內部所供給的N2氣體等載送氣體與碳酸水等洗淨液，從二流體噴嘴50以高速噴出，產生在載送氣體中洗淨液做為微小液滴(霧)存在的二流體噴射流。然後，使以此二流體噴嘴50產生的二流體噴射流，向著承載於內部輥傳送裝置30並水平地滑動搬送的基板W的表面噴出並衝突，可以利用以對微小液滴的基板W的表面衝突所產生的衝擊波進行基板W表面的微粒除去(洗淨)。如此，從二流體噴嘴(二流體噴射洗淨部)50噴出的二流體噴射流洗淨基板W表面，以所謂的洗滌洗淨可以除去基板W表面所殘留、難以除去的微小微粒。此狀況在下述的超音波洗淨部52的狀況也一樣。
此二流體噴嘴(二流體噴射洗淨部)50不需旋轉基板W，由於使二流體噴嘴50所產生的二流體噴射流線狀地衝突於遍及承載於內部輥傳送裝置30並水平滑動搬送的基板W表面的直徑方向的全長區域，更均等地供給二流體噴射流於包含邊緣部的基板W的全表面，即使是表面為疏水性的大口徑基板W，也可以更均勻並有效率地洗淨基板W全表面。再者，由於不需要設置使基板W旋轉的旋轉機構，所以可極力將收容二流體噴嘴50於內部的第一洗淨腔42的容積變小。
做為洗淨液，較佳地使用碳酸水，該碳酸水係使CO2氣體溶解於脫氣並除去氧的超純水。由於使用此碳酸水，比電阻值降低，可防止洗淨對象的表面(例如絕緣膜表面等)的靜電破壞。
在此例中，在第二洗淨腔44的內部的內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送的基板W的上方，配置有超音波洗淨部52，超音波洗淨部52利用在純水等液體傳播的超音波來非接觸地洗淨。此超音波洗淨部52，具有：一對液體噴射噴嘴54，彼此分離並向下配置，向著內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送的基板W的表面，噴射純水等液體；以及超音波振動子56，配置於此液體噴射噴嘴54之間，振盪例如約0.5MHz~5.0MHz的超音波(百萬音速能量)。這些液體噴射噴嘴54以及超音波振 動子56沿著垂直於基板W搬送方向的方向，延伸遍及基板W的直徑方向全長，在各液體噴射噴嘴54的下端，設有直線狀連續延伸的噴出口或斷續地延伸的噴出口。
藉此，向著內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送的基板W的表面，從一對液體噴射噴嘴54的噴出口噴出純水等液體，並從超音波振動子56振盪的超音波被施加至基板W表面所積存的液體，使得因液體分子的振動加速度產生的作用力作用於基板W表面的微粒等，藉此，可進行基板W表面的微粒等的除去(洗淨)。
在此超音波洗淨部52，也與前述二流體噴嘴(二流體噴射洗淨部)50一樣，不使基板W旋轉，將純水等異體供給至遍及內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送的基板W的表面的全長區域，並施加超音波至液體，更均勻地供給施加了超音波的液體至包含邊緣部的基板W的全表面，即使是表面為疏水性的大口徑基板W，也可以更均勻並有效率地洗淨基板W全表面。再者，由於不需要設置用來使基板旋轉的旋轉機構，所以可極力將收容超音波洗淨部52於內部的第二洗淨腔44的容積變小。
如第二圖所示，在第一洗淨腔42的內部以及第二洗淨腔44的內部的內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送的基板W的下方所鄰接的輥32所夾位置的至少一者，將向著基板W背面(下面)噴射純水的純水噴射噴嘴60、62向上配置，也可以用從純水噴射噴嘴60、62的至少一者所噴射的純水來洗淨(清洗)基板W的背面。此純水噴射噴嘴60、62，沿著垂直於基板W搬送方向的方向，延伸遍及基板W的直徑方向的全長，在純水噴射噴嘴60、62的上端，設有直線狀連續延伸的噴出口或斷續地延伸的噴出口。
根據此例，做為處理腔40內的基板搬送部，使用具有以特定間隔分離配置的複數個輥32的內部輥傳送裝置30，可以從配置在輥32間的純水噴射噴嘴60、62向著基板W的背面(下面)噴射純水並清洗該背面。
在乾燥腔46的內部，配置有做為惰性氣體吹出部的一對氣刀64、66，氣刀64、66位於內部輥傳送裝置30所承載並水平地滑動搬送 的基板W的上方及下方，向著基板W表面及背面，吹出N2氣體或Ar氣體等惰性氣體來乾燥基板W。各氣刀(惰性氣體吹出部)64、66沿著垂直於基板W搬送方向的方向，延伸遍及基板W的直徑方向全長，從該吹出口線狀吹出N2氣體或Ar氣體等惰性氣體
於遍及基板W的直徑方向的全長，以此被吹出的惰性氣體乾燥基板W。
各氣刀64、66被配置成藉由向著基板W的表面及背面吹出惰性氣體，在處理腔40內部形成向著處理腔40入口側的惰性氣體流。也就是說，位於基板上方的氣刀64，隨著向下方延伸，下端吹出口在斜下方延伸配置成向著基板搬送方向的上流側，位於基板下方的氣刀66，隨著向上方延伸，上端吹出口在斜上方延伸配置成向著基板搬送方向的上流側。
然後，從此氣刀64、66向著基板W吹出，形成向著處理腔40的縫隙狀入口側流動的N2氣體或Ar氣體等惰性氣體流。由於此惰性氣體流，可防止空氣流入處理腔40內。也就是說，處理腔40的內部(即第一洗淨腔42、第二洗淨腔44及乾燥腔46的內部)會變成特定的惰性氣體環境，變成例如氧氣濃度為2%以下，較佳為1%以下的的惰性氣體環境。
又，使用氣刀64、66做為惰性氣體吹出部，由於向著基板W表面及背面分別吹出刀刃狀的銳利惰性氣體流，所以可使基板W更快速地乾燥，並使在處理腔40內部所形成的向著該處理腔40的入口側的惰性氣體流的流速更快。從氣刀64、66向基板吹出惰性氣體的傾斜角度，係從垂直面向著處理腔40入口側0°~30°的角度，較佳為15°~25°的角度。此傾斜角度是由因惰性氣體所造成基板的乾燥能力與可面對來自腔入口的空氣流入的惰性氣體流的形成之兩觀點來決定。
如前述，第一洗淨腔42及第二洗淨腔44，不需使基板W旋轉，洗淨在水平狀態下滑動搬送基板W的表面，依需要可以純水洗淨背面，所以可將其容積極力變小，即使在乾燥腔46，由於不需使基板W旋轉也可以乾燥，所以可將其容積極力變小。
如此，由於將構成處理腔40的第一洗淨腔42、第二洗淨腔44以及乾燥腔46的容積極力變小，可有效地利用從氣刀64、66向基板W 吹出並使用於基板W乾燥的惰性氣體，並將處理腔40內的環境變成想要的惰性氣體環境，來極力防止做為配線金屬所採用的銅與純水等的接觸導致的腐蝕。特別是，由於將處理腔40內的惰性氣體環境變成氧濃度為2%以下，較佳為1%以下，所以可防止處理腔40內的空氣所包含的氧進入向著基板W噴出的純水等。
根據此例，在驅動入口輥傳送裝置10、出口輥傳送裝置20以及處理腔40的內部輥傳送裝置30的狀態下，將應洗淨基板W水平地承載於入口輥傳送裝置10上。如此，在入口輥傳送裝置10水平地承載的基板W，被滑動搬送至處理腔40的第一洗淨腔42，以此第一洗淨腔42內部所配置的二流體噴嘴(二流體噴射洗淨部)50進行二流體噴射洗淨後，基板W被滑動搬送至處理腔40的第二洗淨腔44，以此第二洗淨腔44內部所配置的超音波洗淨部52進行超音波洗淨。洗淨後的基板W被滑動搬送至乾燥腔46，以從乾燥腔46內部所配置的氣刀64、66向著基板W吹出N2氣體或Ar氣體等惰性氣體來乾燥，並搬送至出口輥傳送裝置20。然後，乾燥後的基板W，從出口輥傳送裝置20被取出並搬送至下一製程。
此基板W的一連串洗淨乾燥處理，不需使基板W旋轉，是以將基板W從入口輥傳送裝置10滑動搬送到處理腔40的內部輥傳送裝置30，從處理腔40的內部輥傳送裝置30滑動搬送到出口輥傳送裝置20的過程來進行，藉此，即使是表面為疏水性的大口徑基板W，也可以更均勻並有效率地洗淨基板W全表面。
再者，由於將處理腔40內的環境變成氧濃度為2%以下，較佳為1%以下的惰性氣體環境，所以可防止處理腔40內的空氣所包含的氧進入向著基板噴出且不包含防蝕劑的純水等，進而基板接觸此氧進入的純水等，並腐蝕做為配線金屬所採用的銅。
第三圖係表示本發明的另一實施形態的具備基板洗淨裝置的研磨裝置的整體概要的平面圖。如第三圖所示，此研磨裝置具備大致矩形狀的外殼70，外殼70內部被區分成裝卸部72、第一研磨部74、第二研磨部76以及洗淨部78。這些裝卸部72、第一研磨部74、第二研磨部76以及洗淨部78分別獨立地組裝，並獨立地排氣。
裝卸部72具備：兩個以上(此例為4個)的前裝載部80，載置儲存許多半導體晶圓等基板的基板卡匣。這些前裝載部80鄰接於在研磨裝置的寬方向(長方向與垂直方向)來並列配置。又，在裝卸部72，配置有搬送自動機82，搬送自動機82被設置於沿著前裝載部80的列鋪設的行進機構(圖未顯示)上，可沿著基板卡匣的配列方向移動。搬送自動機82藉由在行進機構上移動，可存取搭載於前裝載部80的基板卡匣。
由於裝卸部72是最需要保持乾淨狀態的區域，所以裝卸部72內部，裝置外部、任一研磨部74、76以及洗淨部78皆經常維持在高壓力。又，在搬送自動機82的上方，設有過濾風扇單元(圖未顯示)，該過濾風扇單元具有HEPA過濾器或ULPA過濾器等清淨空氣過濾器，以此過濾風扇單元經常向下方吹出除去了微粒、有毒蒸氣、氣體的清淨空氣。
第一研磨部74是進行基板研磨的區域，內部具有第一研磨單元84a與第二研磨單元84b。第二研磨部76也是進行基板研磨的區域，內部具有第三研磨單元84c與第四研磨單元84d。這些第一研磨單元84a、第二研磨單元84b、第三研磨單元84c以及第四研磨單元84d沿著研磨裝置的長方向並列配置。
第一研磨單元84a具備：研磨台86a，具有研磨面；以及頂環88a，用來保持基板，對於研磨台86a按壓基板並研磨基板表面。同樣地，第二研磨單元84b具備研磨台86b以及頂環88b，第三研磨單元84c具備研磨台86c以及頂環88c，第四研磨單元84d具備研磨台86d以及頂環88d。
在第一研磨部74的第一研磨單元84a及第二研磨單元84b與洗淨部78之間，配置有第一線性運輸機90，第一線性運輸機90在沿著長方向的四個搬送位置(從裝卸部72側依序為第一搬送位置TP1、第二搬送位置TP2、第三搬送位置TP3、第四搬送位置TP4)之間搬送基板。在此第一線性運輸機90的第一搬送位置TP1上方，配置有反轉機92，反轉機92將從裝卸部72的搬送自動機82接受到的基板反轉，在其下方配置有可在上下升降的升降機(圖未顯示)。又，在第二搬送位置TP2的下方，配置有可上下升降的推動器(圖未顯示)，在第三搬送位置TP3的下方，配置有 可上下升降的推動器(圖未顯示)。
又，在第二研磨部76，配置有第二線性運輸機94，第二線性運輸機94在沿著長方向的三個搬送位置(從裝卸部72側依序為第五搬送位置TP5、第六搬送位置TP6、第七搬送位置TP7)之間搬送基板。在此第二線性運輸機94的第六搬送位置TP6的下方，配置有可上下升降的推動器(圖未顯示)，在第七搬送位置TP7的下方，配置有可上下升降的推動器(圖未顯示)。
從想在研磨時使用漿體可知，研磨部74、76是最髒(污穢)的區域。因此，在此例中，為了使研磨部74、76內的微粒不飛散至外部，從各研磨台周圍進行排氣，將研磨部74、76的內部壓力變成比裝置外部、周圍的洗淨部78、裝卸部72更負壓來防止微粒飛散。又，通常，在研磨台下方設有排氣導管(圖未顯示)，在上方設有過濾器(圖未顯示)，經由這些排氣導管以及過濾器所清淨化的空氣被噴出，形成下向流(downflow)。
洗淨部78是清淨研磨後的基板的區域，具備：反轉機96，反轉基板；以及本發明另一實施形態的基板洗淨裝置100，洗淨研磨後的基板。這些反轉機96以及基板洗淨裝置100，沿著研磨裝置的長方向被配置於直列。又，在基板洗淨裝置100的上方，設有具有清淨空氣過濾器的過濾風扇單元(圖未顯示)，以此過濾風扇單元經常向下方吹出除去了微粒的清淨空氣。又，洗淨部78的內部，為了防止來自研磨部74、76的微粒流入，研磨部74、76經常維持在高壓力。
在第一線性運輸機90、第二線性運輸機94以及洗淨部78的反轉機96所夾區域，配置有擺動運輸機102。此擺動運輸機102可分別將基板從第一線性運輸機90的第四搬送位置TP4搬送至第二線性運輸機94的第五搬送位置TP5，從第二線性運輸機94的第五搬送位置TP5搬送至反轉機96，從第一線性運輸機90的第四搬送位置TP4搬送至反轉機96。
第三圖所示的本發明的另一實施形態的基板洗淨裝置100的詳細內容，表示在第四~六圖。如第四~六圖所示，此基板洗淨裝置100與第一及第二圖所示的基板洗淨裝置的相異點，在於取代入口輥傳送裝置10，具備了在內部具有洗淨基板W斜角部的斜角洗淨部110的斜角洗淨腔 112。其他結構與第一及第二圖所示的基板洗淨裝置一樣。也就是說，在此基板洗淨裝置100中，處理腔40的第一洗淨腔42連接於斜角洗淨腔112，基板W在斜角洗淨腔112內部處理(斜角洗淨)後，交給處理腔40內的內部輥傳送裝置30，從此內部輥傳送裝置30承載至出口輥傳送裝置20並水平地滑動搬送並處理(基板表面的洗淨及基板的乾燥)。
斜角洗淨部110具備：主導引軌道114，沿著基板W的搬送方向延伸；移動體120，具備一對臂118，該對臂118分別具有沿著主導引軌道114自由行進，在前端可自由旋轉的輥輪116；以及副導引軌道122，平行於主導引軌道114延伸。藉此，基板W被一對輥輪116與副導引軌道122的三點水平地支持，隨著輥輪116的旋轉來水平地旋轉，並隨著移動體120的行進，向著處理腔40來搬送。在輥輪116的外周端面以及副導引軌道122的基板W的對向面，分別形成有溝，該溝係在以一對輥輪116與副導引軌道122的三點支持基板W時，使基板W的邊緣部嵌入並防止基板W脫落。
以一對輥輪116與副導引軌道122的三點水平地支持基板W時，在面對移動體120的基板W的斜角部的位置，固定有由例如刷子或海綿所組成的圓筒狀斜角洗淨具124，其外周端部滑接於基板W的斜角部。
位於以一對輥輪116與副導引軌道122的三點水平地支持並在斜角洗淨腔112內部水平地搬送的基板W的上方及下方，在沿著裝置的長方向的特定位置，配置有複數個洗淨液供給噴嘴126，洗淨液供給噴嘴126具有向著基板W表面及背面噴出洗淨液的複數個噴出口126a。各洗淨液供給噴嘴126沿著垂直於基板W的搬送方向的方向，延伸遍及基板W的直徑方向的全長。
又，具備有內部殘留洗淨液的洗淨液槽128，各洗淨液供給噴嘴126係從洗淨液槽128延伸，被連接於在內部裝有泵130與過濾器132的洗淨液供給管線134。再者，斜角洗淨腔112的底部與洗淨槽128，以洗淨液返回管線136來連接。藉此，可使在洗淨液槽128內儲存的洗淨液循環使用。
根據此例的斜角洗淨部110，從洗淨液供給噴嘴126的噴出 口126a使洗淨液噴出，將儲存在斜角洗淨腔112底部的洗淨液回收至洗淨液槽128並使其循環。在此狀態下，將表面向上，並以一對輥輪116與副導引軌道122的三點水平地支持的研磨後基板W，隨著移動體120的行進，向著處理腔40來水平搬送，並使輥輪116來水平地旋轉基板W。藉此，基板W的斜角部在洗淨液存在下，被斜角洗淨具124擦拭來洗滌洗淨。又，在洗淨液中包含防蝕劑，所以藉由基板W接觸洗淨液，做為配線金屬的銅不會被腐蝕。
然後，斜角部洗淨候的基板W，維持水平狀態，交給基板洗淨裝置100的處理腔40內的內部輥傳送裝置30，與第一圖所示的基板洗淨裝置一樣，在內部輥傳送裝置30上，水平地滑動搬送並洗淨乾燥後，基板W被搬送至出口輥傳送裝置20。藉此，可以連續進行研磨後的基板斜角部的洗淨、基板表面的洗淨以及基板的乾燥。
接下來說明關於用上述結構的研磨裝置的基板處理例。
以搬送自動機82從前裝載部80的基板卡匣取出奇數個(1、3...)基板，搬送至反轉機92，被反轉機92反轉成表面向下後，搬送至第一線性運輸機90的第二搬送位置TP2。位於此第二搬送位置TP2的基板，被第一研磨單元84a的頂環88a保持，被研磨台86a研磨(第一段研磨)，回到第二搬送位置TP2後，搬送至第三搬送位置TP3。位於第三搬送位置TP3的基板，被第二研磨單元84b的頂環88b保持，被研磨台86b研磨(第二段研磨)，回到第三搬送位置TP3後，搬送至第四搬送位置TP4。
位於第四搬送位置TP4的基板，被擺動運輸機102保持，搬送至洗淨部78的反轉機96，以此反轉機96反轉成表面向上。此反轉候的基板，如前述，在基板洗淨裝置100的斜角洗淨腔112內水平地搬送，洗淨基板斜角部。斜角洗淨後的基板，維持水平狀態，繼續在基板洗淨裝置100的處理腔40內滑動搬送，進行基板表面洗淨以及基板乾燥後，送出至出口輥傳送裝置20。
然後，出口輥傳送裝置20上的洗淨乾燥後的基板，被搬送自動機82保持，回到前裝載部80的基板卡匣。
另一方面，以搬送自動機82從前裝載部80的基板卡匣取出 的偶數個(2、4...)基板，搬送至反轉機92，被反轉機92反轉成表面向下後，經由第一線性運輸機90以及擺動運輸機102，搬送至第二線性運輸機94的第五搬送位置TP5，進一步搬送至第六搬送位置TP6。位於此第六搬送位置TP6的基板，被第三研磨單元84c的頂環88c保持，被研磨台86c研磨(第一段研磨)，回到第六搬送位置TP6後，搬送至第七搬送位置TP7。位於第七搬送位置TP7的基板，被第四研磨單元84d的頂環88d保持，被研磨台86d研磨(第二段研磨)，回到第七搬送位置TP7後，搬送至第五搬送位置TP5。
位於第五搬送位置TP5的基板，被擺動運輸機102保持，搬送至洗淨部78的反轉機96，以此反轉機96反轉成表面向上。此反轉候的基板，如前述，在基板洗淨裝置100的斜角洗淨腔112內水平地搬送，洗淨基板斜角部。斜角洗淨後的基板，維持水平狀態，繼續在基板洗淨裝置100的處理腔40內滑動搬送，進行基板表面洗淨以及基板乾燥後，送出至出口輥傳送裝置20。
然後，出口輥傳送裝置20上的洗淨乾燥後的基板，被搬送自動機82保持，回到前裝載部80的基板卡匣。
根據此例的研磨裝置，維持水平地保持基板，可以連續進行研磨後的基板斜角部的洗淨、基板表面的洗淨以及基板的乾燥。
到此為止說明了關於本發明的一實施形態，但本發明並非受限於上述實施形態，更不用說也可以在其技術思想範圍內實施各種不同形態。

Claims (7)

  1. 一種基板洗淨裝置，包含：處理腔，在內部具有基板搬送部，前述基板搬送部具備支持部件，前述支持部件用來水平地保持基板使其表面向上並將該基板向一方向搬送；複數個洗淨部，其係設置在前述處理腔內，且配置在前述基板搬送部的上方及下方，用來洗淨前述基板的表面及背面；乾燥部，其係設置在前述處理腔內，且沿著前述基板的搬送方向接著前述洗淨部而配置，用來乾燥前述基板；以及惰性氣體吹出部，其係設置在前述乾燥部內，用來向前述基板的前述表面及背面吹出惰性氣體而乾燥前述基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板洗淨裝置，其中前述基板搬送部的前述支持部件包含複數個輥。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板洗淨裝置，其中前述惰性氣體吹出部係在與前述基板的搬送方向垂直的方向延伸，且自垂直面夾指定的角度朝向前述處理腔的入口側而配置，來形成能防止空氣由前述處理腔的入口流入之惰性氣體流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板洗淨裝置，進一步包含斜角洗淨部，前述斜角洗淨部係固定於一位置，前述位置係面向由前述基板搬送部所搬送的前述基板之斜角部分，來與前述基板的前述斜角部分滑動接觸。
  5. 一種基板洗淨方法，包含：從處理腔的入口搬送基板進入前述處理腔；由具備支持部件的基板搬送部水平地保持前述基板使其表面向上而在前述處理腔內將前述基板向一方向搬送；由設置在前述處理腔內的複數個洗淨部洗淨前述基板的表面及背面，前述複數個洗淨部配置在前述基板搬送部的上方及下方；在藉由從設置在前述乾燥部的惰性氣體吹出部向前述基板的前述表面及背面吹出惰性氣體而乾燥前述基板的同時，藉由前述惰性氣體吹出部沿前述基板搬送方向垂直的方向延伸且自垂直面夾指定的角度朝向前述處理腔的前述入口側而配置所形成的惰性氣體流，防止空氣由前述處理腔的前述入口流入。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之基板洗淨方法，其中前述基板由包含複數個輥的前述基板搬送部以滑動的方式搬送。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之基板洗淨方法，進一步包含由固定於一位置的前述斜角洗淨部洗淨前述基板的斜角部分，前述位置係面向由前述基板搬送部所搬送的前述基板的前述斜角部分，來與前述基板的前述斜角部分滑動接觸。
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