TWI706813B

TWI706813B - 基板處理裝置

Info

Publication number: TWI706813B
Application number: TW106114465A
Authority: TW
Inventors: 小林賢一; 石井遊; 内山圭介
Original assignee: 日商荏原製作所股份有限公司
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2020-10-11
Also published as: TW201842983A

Abstract

本發明提供一種用於清洗基板的背面的裝置和方法，能夠以較高的去除率從背面去除研磨屑等微粒。用於清洗基板W的背面的裝置具備：在使基板W的背面朝上的狀態下，一邊保持基板W一邊使基板W旋轉的基板保持部105；構成為能夠旋轉的擦洗器具108；配置於基板保持部105的上方的雙流體噴嘴109；以及形成供基板保持部105、擦洗器具108、以及雙流體噴嘴109配置的清洗室99的外殼100。

Description

基板處理裝置

本發明涉及清洗晶片等基板的背面的裝置和方法。

近年來，記憶體電路、邏輯電路、圖像感測器(例如CMOS感測器)等元件正在更高集成化。在形成這些元件的工序中，微粒、塵埃等異物有時附著於元件。附著到元件的異物會引起配線間的短路、電路的不良情況。因而，為了使元件的可靠性提高，需要清洗形成有元件的晶圓而去除晶圓上的異物。上述那樣的微粒、粉塵等異物有時也附著於晶圓的背面(非元件面)。若這樣的異物附著於晶圓的背面，則晶圓與曝光裝置的載置台基準面分開、或晶圓表面相對於載置台基準面傾斜，會產生圖案的偏離、焦距的偏離之結果。

為了防止這樣的問題，需要將附著到晶圓的背面的異物去除。不過，在以往的一邊使晶圓旋轉一邊以筆型的刷子、海綿輥對晶片進行擦洗這樣的清洗技術中，特別難以將在異物上堆積有膜的狀態的異物去除、或難以從晶圓的整個背面去除異物。因此，為了應對這樣的課題，近年來，提出了如下技術(參照專利文獻1)：不僅能夠以較高的去除率將附著到晶圓等基板的背面的斜面部和外周區域部的異物去除，也能夠以較高的去除率將附著到整個背面的異物去除。

專利文獻1：日本特開2014-150178號公報。

根據該新的技術，藉由使研磨器具與晶片的背面滑動接觸，從而對晶圓的背面進行稍微地磨削，因此能夠以較高的去除率從背面去除異物。不過，在對晶圓背面進行了研磨之後進行的習知的清洗技術中，有時研磨屑殘留於晶圓背面。這樣的研磨屑在晶圓乾燥了之後在晶圓盒內與晶圓分離，會在晶圓盒內的別的晶圓上落下。

因此，本發明的目的在於提供一種能夠以較高的去除率從晶圓等基板的背面去除研磨屑等微粒的裝置和方法。另外，本發明提供一種對晶圓等基板的背面進行研磨，還對該背面進行清洗的基板處理裝置。

本發明的一態樣是一種用於清洗基板的背面的裝置，其特徵在於具備：基板保持部，該基板保持部在基板的背面朝上的狀態下一邊保持基板一邊使該基板旋轉；擦洗器具，該擦洗器具構成為能夠旋轉；雙流體噴嘴，該雙流體噴嘴配置於所述基板保持部的上方；以及外殼，該外殼形成清洗室，該清洗室供所述基板保持部、所述擦洗器具以及所述雙流體噴嘴配置。

本發明較佳的態樣，其特徵在於還具備：臂，該臂固定有所述擦洗器具和所述雙流體噴嘴；以及回轉馬達，該回轉馬達使所述臂、所述擦洗器具以及所述雙流體噴嘴以指定的回轉軸線為中心以指定的角度順時針旋轉和逆時針旋轉。

本發明較佳的態樣，其特徵在於所述擦洗器具與所述指定的回轉軸線之間的距離等於所述雙流體噴嘴與所述指定的回轉軸線之間的距離。

本發明較佳的態樣，其特徵在於所述基板保持部具備能夠旋轉的複數個保持輥，該複數個保持輥保持基板的周緣部。

本發明較佳的態樣，其特徵在於還具備：第一基板站，該第一基板站用於暫時地收容背面被清洗後的基板；第二基板站，該第二基板站用於暫時地收容背面沒有被清洗的基板。

本發明較佳的態樣，其特徵在於，所述第一基板站和所述第二基板站分別具備：在內部形成密閉空間的容器；以及配置於所述容器內的純水噴霧噴嘴。

本發明的另一態樣是背面清洗裝置，其特徵在於具備：複數個背面清洗單元，該複數個背面清洗單元用於清洗基板的背面；第一基板站，該第一基板站用於暫時地收容背面被清洗後的基板；第二基板站，該第二基板站用於暫時地收容背面沒有被清洗的基板；以及搬送裝置，該搬送裝置用於將背面沒有被清洗的基板從所述第二基板站搬送至所述複數個背面清洗單元中的任一個，還將背面被清洗後的基板從所述複數個背面清洗單元中的任一個搬送至所述第一基板站，所述背面清洗單元具備：基板保持部，該基板保持部在基板的背面朝上的狀態下一邊保持基板一邊使該基板旋轉；擦洗器具，該擦洗器具構成為能夠旋轉；雙流體噴嘴，該雙流體噴嘴配置於所述基板保持部的上方；以及外殼，該外殼形成清洗室，該清洗室供所述基板保持部、所述擦洗器具以及所述雙流體噴嘴配置。

本發明的另一態樣是一種基板處理裝置，其特徵在於具備：背面研磨部，該背面研磨部研磨基板的背面；以及上述背面清洗裝置，該背面清洗裝置用於清洗被所述背面研磨部研磨後的基板的背面。

本發明的又一態樣是清洗基板的背面的方法，其特徵在於，將基板收進清洗室內並保持該基板，使保持在所述清洗室內的基板旋轉，一邊使擦洗器具旋轉，一邊使該擦洗器具與所述清洗室內的基板的背面滑動接觸，之後，向所述清洗室內的基板的背面供給雙流體噴流。

本發明較佳的態樣，其特徵在於使所述擦洗器具與基板的背面滑動接觸的工序是如下工序：一邊使所述擦洗器具旋轉，一邊使所述擦洗器具旋轉與基板的背面滑動接觸，還使旋轉的所述擦洗器具在基板的中心與邊緣部之間往返移動。

本發明較佳的態樣，其特徵在於，向基板的背面供給雙流體噴流的工序是如下工序：一邊從雙流體噴嘴向基板的背面供給雙流體噴流，一邊使所述雙流體噴嘴在基板的中心與邊緣部之間往返移動。

本發明的又一態樣是清洗基板的背面的方法，其特徵在於，將基板收進清洗室內而保持該基板，使保持的所述基板旋轉，向基板的背面供給雙流體噴流，之後，一邊使擦洗器具旋轉，一邊使擦洗器具與基板的背面滑動接觸。

根據本發明，進行作為擦洗和雙流體清洗中的任一個的第一背面清洗工序，接下來連續地進行作為擦洗和雙流體清洗中的另一個的第二背面清洗工序。基板的背面被擦洗和雙流體清洗的組合清洗，因此，能夠以較高的去除率將研磨屑等微粒從基板的背面去除。尤其是，第一背面清洗工序和第二背面清洗工序在相同的清洗室內基板被基板保持部保持的狀態下連續地進行，因此，能夠以較短的清洗時間進行高去除率的背面清洗。另外，根據本發明，能夠成為具備對基板的背面進行了研磨之後基板上的研磨屑不殘留於清洗後的基板的背面上那樣的背面清洗部之基板處理裝置，因此，能夠防止研磨屑向基板盒內的其他基板上落下這樣的情況。

5:裝載埠

7:背面研磨部

8:第一背面研磨單元

9:第二背面研磨單元

10:背面清洗部

12:動作控制部

15:表面清洗部

21:搬送機器人

22:臨時載置台

24:搬送機器人

32:第一基板保持部

34:第一研磨頭

37:基板載置台

37a:槽

39:載置台馬達

40:真空管線

42:研磨帶

43:輥

44:按壓構件

45:汽缸

51:放出卷軸

52:卷取卷軸

55:研磨頭移動機構

57、58:液體供給噴嘴

60A、60B:臨時載置台

61:搬送機器人

62:第二基板保持部

64:研磨器具

66:第二研磨頭

68:卡盤

69:夾具

71:空心馬達

72:基板支承部

75:頭臂

76:擺動軸

77:驅動器

79:液體供給噴嘴

80:背面清洗單元

81:第一晶圓站(第一基板站)

82:第二晶圓站(第二基板站)

85:搬送機器人

87:容器

87a:第一壁部

87b:第二壁部

87c:第一開口部

87d:第二開口部

91:第一開閉器

92:第二開閉器

94:支柱

96:純水噴霧噴嘴

97:純水供給管

99:清洗室

100:外殼

100a:側壁

100b:開口部

101:開閉器

105:晶圓保持部(基板保持部)

107:藥液供給噴嘴

106:沖洗液供給噴嘴

108:筆型清洗器具(擦洗器具)

109:雙流體噴嘴

111:保持輥

112:輥馬達

113:扭矩傳遞機構

115:臂

116:致動器

118:支承軸

120:回轉馬達

121:噴嘴保持件

122:雙流體供給管線

131:一次清洗單元

132:二次清洗單元

133:三次清洗單元

135:乾燥單元

141、142、143:搬送機器人

W:晶圓(基板)

第一圖是用於對晶圓等基板的背面進行研磨且清洗該背面的基板處理裝置的概略圖。

第二圖(a)和第二圖(b)是晶圓的剖視圖。

第三圖是表示用於對晶圓的背面的外周側區域進行研磨的第一背面研磨單元的示意圖。

第四圖是表示第三圖所示的第一研磨頭移動的情形的圖。

第五圖是表示用於對晶圓的背面的中心側區域進行研磨的第二背面研磨單元的示意圖。

第六圖是第二背面研磨單元的俯視圖。

第七圖是表示背面清洗部的整體的示意圖。

第八圖是第一晶圓站的水平剖視圖。

第九圖是表示背面清洗單元的詳細情況的立體圖。

第十圖是臂、筆型清洗器具以及雙流體噴嘴的俯視圖。

第十一圖是表示晶圓的處理整體的一實施方式的流程圖。

以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。

第一圖是用於對晶圓等基板的背面進行研磨且清洗該背面的基板處理裝置的概略圖。在以下說明的實施方式中，使用晶圓作為基板的一個例子。如第一圖所示，基板處理裝置具備：裝載埠5，該裝載埠5供收容有複數個晶圓的晶圓盒(或基板盒)載置；對晶圓的背面進行研磨的背面研磨部7；清洗被背面研磨部7研磨後的晶圓的背面之背面清洗部10；對晶圓的表面進行清洗並使晶圓的表面乾燥的表面清洗部15。基板處理裝置還具備對背面研磨部7、背面清洗部10、表面清洗部15以及以下說明的對各搬送機器人的動作進行控制的動作控制部12。

在裝載埠5與背面研磨部7之間配置有搬送機器人21。搬送機器人21以將收容於複數個晶圓盒中的任一個晶圓盒的晶圓取出，且將晶圓載置於與背面研磨部7相鄰地配置的臨時載置台22的方式動作。與背面研磨部7和臨時載置台22相鄰地配置有搬送機器人24。

背面研磨部7具備兩台第一背面研磨單元8和兩台第二背面研磨單元9。兩台第一背面研磨單元8與搬送機器人24相鄰地配置。臨時載置台22上的晶圓被搬送機器人24搬送至兩台第一背面研磨單元8中的任一個。

晶圓的背面研磨由第一研磨工序和第二研磨工序構成。第一研磨工序是對晶圓的背面的外周側區域進行研磨的工序，第二研磨工序是對晶圓的背面的中心側區域進行研磨的工序。中心側區域是包括晶圓的中心在內的區域，外周側區域是位於中心側區域的半徑方向外側的區域。中心側區域和外周側區域彼此相鄰，將中心側區域和外周側區域組合而成的區域遍及晶圓的整個背面。

第二圖(a)和第二圖(b)是晶圓的剖視圖。更詳細而言，第二圖(a)是所謂的直線型的晶圓的剖視圖，第二圖(b)是所謂的圓型的晶圓的剖視圖。在本說明書中，將晶圓(基板)的表面稱為形成有元件和配線電路的面，將晶圓(基板)的背面稱為與形成有元件和配線電路的面相反的一側的平坦的面。晶圓的最外周面稱為斜面部。晶圓的背面是位於斜面部的半徑方向內側的平坦的面。晶圓背面的外周側區域與斜面部相鄰。作為一個例子，外周側區域的寬度是十幾毫米的圓環狀的區域，中心側區域是外周側區域的內側的圓形的區域。

第三圖是表示用於對晶圓的背面的外周側區域進行研磨的第一背面研磨單元8的示意圖。該第一背面研磨單元8具備：保持晶圓(基板)W而使晶圓(基板)W旋轉的第一基板保持部32；以及將研磨器具按壓於被第一基板保持部32保持著的晶圓W的背面的第一研磨頭34。第一基板保持部32具備：利用真空吸附保持晶圓W的基板載置台37；以及使基板載置台37旋轉的載置台馬達39。

晶圓W以其背面朝下的狀態被載置於基板載置台37上。在基板載置台37的上表面形成有槽37a，該槽37a與真空管線40連通。真空管線40與未圖示的真空源(例如真空泵)連接。若經由真空管線40而在基板載置台37的槽37a形成真空，則晶圓W利用真空吸引而保持於基板載置台37上。在該狀態下，載置台馬達39使基板載置台37旋轉，使晶圓W以其軸線為中心旋轉。基板載置台37的直徑比晶圓W的直徑小，晶圓W的背面的中心側區域被基板載置台37保持。晶圓W的背面的外周側區域向外側超出基板載置台37。

第一研磨頭34與基板載置台37相鄰地配置。更具體而言，第一研磨頭34與露出的外周側區域相對地配置。第一研磨頭34具備：支承作為研磨器具的研磨帶42的複數個輥43、將研磨帶42按壓於晶圓W的背面的按壓構件44、對按壓構件44施加按壓力作為致動器的汽缸45。汽缸45對按壓構件44施加按壓力，由此，按壓構件44將研磨帶42按壓於晶圓W的背面。此外，作為研磨器具，也可以使用磨石來替代研磨帶。

研磨帶42的一端與放出卷軸51連接，另一端與卷取卷軸52連接。研磨帶42從放出卷軸51經由第一研磨頭34而向卷取卷軸52以指定的速度送出。作為所使用的研磨帶42的例子，可列舉出在表面固定有磨粒的帶、或由硬質的不織布構成的帶等。第一研磨頭34與研磨頭移動機構55連結。該研磨頭移動機構55構成為使第一研磨頭34向晶圓W的半徑方向外側移動。研磨頭移動機構55由例如滾珠螺桿和伺服馬達的組合構成。

在保持於基板載置台37的晶圓W的上方和下方配置有向晶圓W供給研磨液的液體供給噴嘴57、58。作為研磨液，較佳使用純水。其原因在於若使用含有具有蝕刻作用的化學成分的藥液，則有時在背面形成的凹部會擴展。

按如下方式對晶圓W的背面的外周側區域進行研磨。利用載置台馬達39使保持於基板載置台37的晶圓W以其軸線為中心旋轉，從液體供給噴嘴57、58向旋轉的晶圓W的正面和背面供給研磨液。在該狀態下，第一研磨頭34將研磨帶42按壓於晶圓W的背面。研磨帶42與晶圓W的背面的外周側區域滑動接觸，由此，對外周側區域進行研磨。研磨頭移動機構55在第一研磨頭34一邊將研磨帶42按壓於晶圓W的背面，一邊如第四圖的箭頭所示那樣使第一研磨頭34向晶圓W的半徑方向外側以指定的速度移動。這樣一來，晶圓W的背面的外周側區域整體被研磨帶42研磨。在研磨過程中，研磨液從晶圓W的內側向外側流動，通過研磨液將研磨屑從晶圓W去除。

如第一圖所示，在第一背面研磨單元8與第二背面研磨單元9之間配置有上下兩層的臨時載置台60A、60B。上側的臨時載置台60A用於暫時地載置清洗後的晶圓，下側的臨時載置台60B用於暫時地載置要清洗之前的晶圓。被第一背面研磨單元8研磨後的晶圓被搬送機器人24向下側的臨時載置台60B搬送。

與臨時載置台60A、60B和兩台第二背面研磨單元9相鄰地配置有搬送機器人61。該搬送機器人61具有使晶圓翻轉的功能。搬送機器人61將下側的臨時載置台60B上的晶圓取出，使晶圓翻轉而使其背面朝上，並且，使晶圓被搬送至兩台第二背面研磨單元9中的任一個。

第五圖是表示用於對晶圓W的背面的中心側區域進行研磨的第二背面研磨單元9的示意圖，第六圖是第二背面研磨單元9的俯視圖。第二背面研磨單元9具備：保持晶圓W而使晶圓W旋轉的第二基板保持部62和將研磨器具64按壓於晶圓W的背面的第二研磨頭66。第二基板保持部62具備：保持晶圓W的斜面部的複數個卡盤68和使這些卡盤68以晶圓W的軸線為中心旋轉的空心馬達71。各卡盤8在其上端設置有夾具69，晶圓W的斜面部被該夾具69把持。在夾具69把持著晶圓W的斜面部的狀態下，利用空心馬達71使卡盤68旋轉，從而如第六圖的以箭頭A所示那樣使晶圓W以其軸線為中心旋轉。

在第二背面研磨單元9中，晶圓W在其背面朝上的狀態下被第二基板保持部62保持。保持於卡盤68的晶圓W的下表面(與背面相反的一側的面)被基板支承部72支承。該基板支承部72利用連結構件73與空心馬達71連結，藉由空心馬達71使基板支承部72與第二基板保持部62一體地旋轉。基板支承部72具有與晶圓W的下表面接觸的圓形的上表面。該基板支承部72的上表面由片材構成，該片材由不織布或背襯膜等彈性材料構成，不對形成於晶圓W的下表面的元件造成損傷。基板支承部72僅支承晶圓W的下表面，不利用真空吸附等保持晶圓W。晶圓W和基板支承部72一體地旋轉，兩者的相對速度為0。

第二研磨頭66配置於晶圓W的上方，將研磨器具64按壓於晶圓W的背面。作為所使用的研磨器具64的例子，可列舉為在表面固定有磨粒的不織布、硬質的不織布、磨石、或在上述的第一背面研磨單元8中所使用的研磨帶等。例如，研磨器具64也可以由繞第二研磨頭66的軸線排列的複數個研磨帶構成。

第二研磨頭66由頭臂75支承。在該頭臂75內置有未圖示的旋轉機構，利用該旋轉機構，第二研磨頭66如以箭頭B所示那樣以其軸線為中心旋轉。頭臂75的端部固定於擺動軸76。該擺動軸76與馬達等驅動器77連結。利用驅動器77使擺動軸76以指定的角度旋轉，從而第二研磨頭66在晶圓W的上方的研磨位置與晶圓W的外側的待機位置之間移動。

與第二研磨頭66相鄰地配置有向晶圓W的背面供給研磨液的液體供給噴嘴79。作為研磨液，較佳使用純水。

按如下方法對晶圓W的中心側區域進行研磨。在晶圓W的背面朝上的狀態下，晶圓W的斜面部被卡盤68保持。利用空心馬達71使晶圓W以其軸線為中心旋轉，從液體供給噴嘴79向旋轉的晶圓W的背面供給研磨液。在該狀態下，第二研磨頭66一邊使研磨器具64旋轉，一邊將研磨器具64按壓於包括晶圓W的背面中心在內的中心側區域。研磨器具64與中心側區域滑動接觸，由此，對中心側區域進行研磨。也可以是，在研磨過程中，一邊保持研磨器具64與晶圓W的中心接觸的狀態，一邊使第二研磨頭66沿著晶圓W的大致半徑方向擺動。這樣一來，晶圓W的背面的中心側區域被研磨器具64研磨。在研磨過程中，研磨液從晶圓W的內側向外側流動，研磨屑被研磨液從晶圓W去除。

在上述的實施方式中，晶圓W的背面的外周側區域先被研磨，之後背面的中心側區域被研磨。在一實施方式中，也可以是，在對晶圓W的背面的中心側區域進行了研磨之後，對背面的外周側區域進行研磨。

如第一圖所示，背面清洗部10與背面研磨部7相鄰地配置。背面被第一背面研磨單元8和第二背面研磨單元9研磨後的晶圓被搬送機器人61向背面清洗部10搬送。

第七圖是表示背面清洗部10的整體的示意圖。該背面清洗部10是用於在晶圓的背面被研磨了之後清洗該背面的裝置。如第七圖所示，背面清洗部10具備：複數個(本實施方式中，是四個)背面清洗單元80；用於暫時地收容背面被背面清洗單元80清洗後的晶圓的第一晶圓站(第一基板站)81；用於暫時地收容背面沒有被清洗的晶圓的第二晶圓站(第二基板站)82；以及能夠在第一晶圓站81、第二晶圓站82與背面清洗單元80 之間搬送晶圓的搬送機器人85。背面清洗單元80和搬送機器人85的動作由第一圖所示的動作控制部12控制。

背面被研磨但還沒有被清洗的晶圓以其背面朝上的狀態由搬送機器人61(參照第一圖)搬送至第二晶圓站82。背面被研磨且被清洗後的晶圓以其背面朝上的狀態由背面清洗部10的搬送機器人85搬送至第一晶圓站81。在本實施方式中，第一晶圓站81配置於第二晶圓站82之上，但第一晶圓站81也可以配置於第二晶圓站82之下。

在本實施方式中，兩個背面清洗單元80上下地排列，另兩個背面清洗單元80上下地排列。不過，背面清洗單元80的排列並不限定於本實施方式。例如，四個背面清洗單元80也可以沿著縱向或橫向排列成一列。

搬送機器人85配置在能夠存取四個背面清洗單元80的位置。第一晶圓站81、第二晶圓站82配置於上下地排列的兩個背面清洗單元80之間。第一晶圓站81和第二晶圓站82具有相同的結構，因此，以下對第一晶圓站81進行說明。

第八圖是第一晶圓站81的水平剖視圖。如第八圖所示，第一晶圓站(第一基板站)81具備：能夠在內部收容晶圓W的箱狀的容器87；安裝於構成容器87的第一壁部87a的第一開閉器91；安裝於構成容器87的第二壁部87b的第二開閉器92；以及供晶圓W放置的複數個支柱94。在本實施方式中，四個支柱94配置於容器87內，但也可以配置5個以上的支柱。

在第一壁部87a形成有晶圓W能夠通過的第一開口部87c，第一開閉器91覆蓋第一開口部87c。同樣地，在第二壁部87b形成有晶圓W能夠通過的第二開口部87d，第二開閉器92覆蓋第二開口部87d。這些第一開閉器91和第二開閉器92通常是關閉的。

在第一開閉器91和第二開閉器92關閉著的狀態下，在容器87內形成密閉空間。這是為了防止晶圓W的乾燥。為了將容器87內的晶圓W維持在濕潤的狀態，在容器87內配置有複數個純水噴霧噴嘴96。各純水噴霧噴嘴96與純水供給管97連接。在本實施方式中，三個純水噴霧噴嘴96朝向晶圓W的下表面(與背面相反的一側的面)而配置。可以配置兩個以下的純水噴霧噴嘴，也可以配置四個以上的純水噴霧噴嘴。

在搬送機器人85(參照第七圖)將被背面清洗單元80清洗後的晶圓搬入第一晶圓站81內時，第二開閉器92被打開。在搬送機器人61(參照第一圖)將清洗後的晶圓從第一晶圓站81取出時，第一開閉器91被打開。另一方面，在搬送機器人61(參照第一圖)將清洗前的晶圓搬入第二晶圓站82內時，第二晶圓站82的第一開閉器91被打開。在搬送機器人85(參照第七圖)將清洗前的晶圓從第二晶圓站82取出時，第二晶圓站82的第二開閉器92被打開。

如第七圖所示，背面清洗部10的搬送機器人85構成為能夠沿著上下方向移動。在晶圓的背面朝上的狀態下，搬送機器人85將晶圓搬送至四個背面清洗單元80中的一個。四個背面清洗單元80具有相同的結構。各背面清洗單元80具有在內部形成清洗室99的外殼100。在外殼100的側壁100a形成有晶圓能夠通過的開口部100b，在側壁100a設置有覆蓋該開口部100b的開閉器101。在將晶圓搬入背面清洗單元80的清洗室99內時和晶圓從背面清洗單元80的清洗室99搬出時，開閉器101被打開。

第九圖是表示背面清洗單元80的詳細情況的立體圖。在第九圖中，省略外殼100和開閉器101的圖示。背面清洗單元80具備：保持晶圓W且使晶圓W以晶圓W的軸線為中心旋轉的晶圓保持部(基板保持部)105；向保持於晶圓保持部105的晶圓W的背面(上表面)供給藥液的藥液供給噴嘴107；向晶圓W的背面供給作為沖洗液的純水的沖洗液供給噴嘴106；能夠一邊以自身的軸線為中心旋轉一邊與晶圓W的背面接觸作為擦洗器具的筆型清洗器具108；以及向晶圓W的背面供給雙流體噴流的雙流體噴嘴109。筆型清洗器具108由海綿等多孔材料構成。由海綿構成的筆型清洗器具108也被稱為海綿筆。

晶圓保持部(基板保持部)105具備：保持晶圓W的周緣部的複數個保持輥111；以及使這些保持輥111旋轉的輥馬達112。在本實施方式中，設置有四個保持輥111。要清洗的晶圓W以其背面朝上的狀態被搬送機器人85載置於保持輥111上，藉由保持輥111而被旋轉。以下說明的晶圓W的背面清洗以背面朝上的狀態進行。

四個保持輥111中的兩個藉由扭矩傳遞機構113而被連結，其他兩個也藉由另一扭矩傳遞機構113而被連結。扭矩傳遞機構113由例如帶輪和帶的組合構成。在本實施方式中，設置有兩個輥馬達112。兩個輥馬達112中的一個與藉由扭矩傳遞機構113彼此被連結的兩個保持輥111連結，另一個輥馬達112與藉由另一扭矩傳遞機構113彼此被連結的其他兩個保持輥111連結。

晶圓保持部(基板保持部)105並不限定於本實施方式，也可以適用其他實施方式。例如，在一實施方式中，也可以是一個輥馬達借助扭矩傳遞機構與全部的保持輥111連結。而且，在本實施方式中全部的保持輥111係與輥馬達112連結，但也可以是複數個保持輥111中的幾個與輥馬達112連結。較佳的為複數個保持輥111中的至少兩個與輥馬達112連結。

在本實施方式中，四個保持輥111中的兩個能夠利用未圖示的移動機構在相對於其他兩個保持輥111靠近的方向和遠離的方向移動。在晶圓W被搬送機器人85載置到四個保持輥111的上端之後，通過兩個保持輥111朝向其他兩個保持輥111移動，四個保持輥111保持晶圓W的周緣部。在晶圓W的背面清洗後，兩個保持輥111向遠離其他兩個保持輥111的方向移動，從而四個保持輥111釋放晶圓W的周緣部。在一實施方式中，全部的保持輥111也可以構成為藉由未圖示的移動機構而能夠移動。由於保持輥111為不把持晶圓W的整個周緣部的機構，因此筆型清洗器具108能夠清洗包括晶圓W的邊緣部(背面的最外側的周緣部)在內的整個背面。

背面清洗單元80還具備：固定有筆型清洗器具108和雙流體噴嘴109的臂115；與筆型清洗器具108連結的致動器116；對臂115進行支承的支承軸118；以及與支承軸118連結的回轉馬達120。臂115、筆型清洗器具108以及雙流體噴嘴109配置於比保持輥111高的位置。致動器116構成為能夠使筆型清洗器具108(例如、海綿筆)以其軸線為中心旋轉，還能夠使旋轉的筆型清洗器具108沿著其軸線的方向移動。即致動器116構成為能夠一邊使筆型清洗器具108以其軸線為中心旋轉，一邊將該筆型清洗器具108按壓於保持於保持輥111的晶圓W的背面。筆型清洗器具108的軸線與保持於保持輥111時的晶圓W的背面垂直。在本實施方式中，筆型清洗器具108的軸線沿著鉛垂方向延伸，晶圓W由保持輥111水平地保持。

雙流體噴嘴109與筆型清洗器具108相鄰。更具體而言，雙流體噴嘴109從固定於臂115的側面的噴嘴保持件121向下方延伸。雙流體噴嘴109借助噴嘴保持件121而與雙流體供給管線122連接。筆型清洗器具108位於臂115的頂端的下方。回轉馬達120構成為，能夠使支承軸118沿著順時針方向和逆時針方向旋轉指定的角度。若回轉馬達120使支承軸118旋轉，則臂115、筆型清洗器具108以及雙流體噴嘴109以支承軸118的回轉軸線P為中心沿著順時針方向和逆時針方向以指定的角度回轉。

第十圖是臂115、筆型清洗器具108以及雙流體噴嘴109的俯視圖。如第十圖所示，保持輥111、臂115、筆型清洗器具108以及雙流體噴嘴109配置於由外殼100形成的清洗室99內。晶圓W以背面朝上的狀態被搬送機器人85搬送至清洗室99內，載置於保持輥111上。保持輥111保持晶圓W的周緣部，還使晶圓W旋轉。一邊使晶圓W旋轉一邊進行晶圓W的背面清洗。

隨著臂115的回轉運動，筆型清洗器具108和雙流體噴嘴109描繪通過保持於保持輥111的晶圓W的中心O的圓弧狀的軌道而一體地移動。筆型清洗器具108與支承軸118的回轉軸線P之間的距離等於雙流體噴嘴109與支承軸118的回轉軸線P之間的距離。因而，隨著臂115的回轉運動，筆型清洗器具108和雙流體噴嘴109描繪相同的軌道而移動。更具體而言，在晶圓W的背面清洗過程中，筆型清洗器具108和雙流體噴嘴109在晶圓W的中心O與晶圓W的邊緣部(背面的最外側的周緣部)之間往返移動。此外，作為晶圓保持部(基板保持部)105，並不限於保持輥方式，例如，也可以構成為能夠水平地吸附保持背面朝上的晶圓W的表面的中央部附近，晶圓W能夠旋轉。

本實施方式的背面清洗單元80能夠一邊利用晶圓保持部(基板保持部)105的保持輥111使晶圓W旋轉，一邊在相同的清洗室99內連續地執行由筆型清洗器具108進行的擦洗和由雙流體噴嘴109進行的雙流體清洗。擦洗和雙流體清洗都是在晶圓W的背面朝上的狀態下進行的。通過將物理的擦洗和雙流體清洗以時間上連續的方式的處理來進行，從而能夠進行靈活運用各清洗製程的特性的晶圓W的清洗。

擦洗是通過如下方式進行的：一邊利用晶圓保持部(基板保持部)105的保持輥111使晶圓W以其軸線為中心旋轉，一邊從藥液供給噴嘴107將藥液供給至晶圓W的背面，還在藥液的存在下使筆型清洗器具108(即擦洗器具)與晶圓W的背面滑動接觸。在擦洗過程中，筆型清洗器具108被致動器116旋轉，同時被按壓於晶圓W的背面。而且，在擦洗過程中，筆型清洗器具108在被按壓於晶圓W的背面的狀態下，在旋轉的晶圓W的中心O與晶圓W的邊緣部(背面的最外側的周緣部)之間往返移動指定次數。在擦洗過程中，雙流體噴嘴109不將雙流體噴流供給至晶圓W的背面。在擦洗結束之後，為了防止來自筆型清洗器具108的藥液的滴下，使筆型清洗器具10與晶圓W的背面分開。而且，為了防止藥液的滴下，也能夠在臂115等設置能夠位於退避後的筆型清洗器具108之下的罩構件(未圖示)。

雙流體清洗是通過如下方式進行的：一邊利用晶圓保持部(基板保持部)105的保持輥111使晶圓W以其軸線中心旋轉，一邊從雙流體噴嘴109將雙流體噴流供給至晶圓W的背面。雙流體噴流是液體(例如碳酸水)和氣體(例如氮氣)的混合物。在雙流體清洗過程中，雙流體噴嘴109在旋轉的晶圓W的中心O與晶圓W的邊緣部之間往返移動指定次數。在雙流體清洗過程中，筆型清洗器具108不與晶圓W的背面接觸，且藥液不供給至晶圓W的背面。

此外，為了防止噴射到晶圓W的雙流體噴流飛散而回流往晶圓W的正面，也可以在保持輥111的外側設置有旋轉杯(未圖示)。該旋轉杯能夠構成為以與旋轉的晶圓W相同的旋轉速度且在相同的方向上旋轉。如此一來，在晶圓W與旋轉杯之間沒有相對速度，因此，能夠防止賦予與旋轉杯碰撞的液滴加速度，其結果能夠防止液滴的飛散。

在一實施方式中，背面清洗單元80進行利用筆型清洗器具108擦洗晶圓W的背面的第一背面清洗工序，之後，進行利用雙流體噴流清洗晶圓W的背面的第二背面清洗工序。也可以是，在利用雙流體噴流清洗了晶圓W之後，從沖洗液供給噴嘴106供給沖洗液(通常是純水)至晶圓W的背面。在一實施方式中，也可以是，背面清洗單元80進行利用雙流體噴流清洗晶圓W的背面的第一背面清洗工序，之後，進行利用筆型清洗器具108擦洗晶圓W的背面的第二背面清洗工序。在該情況下，在擦洗之後，沖洗液從沖洗液供給噴嘴106被供給至晶圓W的背面，藥液從晶圓W的背面被沖洗。

另外，在一實施方式中，也可以是在沖洗了晶圓W之後，使晶圓W旋轉指定時間，利用離心力使晶圓W上的液滴飛散來進行旋轉乾燥。另外，在一實施方式中，也可以是，在對清洗後的晶圓W的背面首先進行了沖洗之後，為了對回流往晶圓W的正面的液體進行沖洗，例如一邊使沖洗液供給噴嘴106擺動，一邊從晶圓W的背面的中心朝向外周部供給沖洗液，接下來，向晶圓W的表面的至少斜面部或邊緣部供給沖洗液，之後使晶圓W旋轉指定時間，藉由離心力使晶圓W上的液滴飛散來進行旋轉乾燥。

根據上述的實施方式，進行作為擦洗和雙流體清洗中的任一個的第一背面清洗工序，接下來連續地進行作為擦洗和雙流體清洗中的另一個的第二背面清洗工序。晶圓W的背面被擦洗和雙流體清洗的組合清洗，因此能夠以較高的去除率將研磨屑等微粒從晶圓W的背面去除。而且，在對例如晶圓W的背面進行擦洗時使用藥液來進行清洗的情況下，能夠進行與晶圓W的背面的狀態相應的藥劑之清洗處理。第一背面清洗工序和第二背面清洗工序在相同的清洗室99內在晶圓W保持於晶圓保持部(基板保持部)105的狀態下連續地進行，因此能夠以較短的清洗時間進行高去除率的背面清洗。

第一背面清洗工序和第二背面清洗工序的動作由第一圖所示的動作控制部12控制。背面清洗單元80還可以具備對晶圓W的背面的狀態進行監視的表面監視裝置。表面監視裝置是將例如紅外線向晶圓面照射來對晶圓面上的微粒的數量進行計量的裝置，或生成晶圓面的圖像而基於該圖像對晶圓面的狀態進行判斷的裝置等公知的裝置。也可以是，表面監視裝置將表示晶圓W的背面的狀態的資料發送至動作控制部12，動作控制部12基於該數據來對第一背面清洗工序和第二背面清洗工序的動作進行控制。例如，動作控制部12既可以是基於從表面監視裝置發送來的資料來決定從第一背面清洗工序切換成第二背面清洗工序的時刻，或者也可以決定第一背面清洗工序和第二背面清洗工序各自的時間。

藉由搬送機器人85從背面清洗單元80取出背面被背面清洗單元80清洗後的晶圓W，並搬送至第一晶圓站81。

返回第一圖，背面被清洗後的晶圓被搬送機器人61從背面清洗部10的第一晶圓站81取出，被翻轉成背面朝下，然後被送至上側的臨時載置台60A。晶圓接下來被表面清洗部15清洗。表面清洗部15具備清洗晶圓的表面(表側的面)的一次清洗單元131、二次清洗單元132以及三次清洗單元133，還具備使清洗後的晶圓乾燥的乾燥單元135。在本實施方式中，一次清洗單元131和二次清洗單元132是藉由使海綿輥與晶圓的上下表面滑動接觸來對晶圓進行清洗的輥型清洗機，三次清洗單元133使用將雙流體噴流供給至晶圓的上表面的雙流體型清洗機。也可以使用已採用了海綿筆的海綿筆型清洗機來替代雙流體型清洗機。

在一次清洗單元131與二次清洗單元132之間配置有搬送機器人141，在二次清洗單元132與三次清洗單元133之間配置有搬送機器人142。搬送機器人142與上側的臨時載置台60A相鄰地配置。在三次清洗單元133與乾燥單元135之間配置有搬送機器人143。

背面被清洗後的晶圓被搬送機器人142從上側的臨時載置台60A取出。而且，被搬送機器人142和搬送機器人141經由二次清洗單元132搬送至一次清洗單元131。晶圓的表面被一次清洗單元131、二次清洗單元132以及三次清洗單元133依清洗。被三次清洗單元133清洗後的晶圓被搬送機器人143搬送至乾燥單元135，在乾燥單元135中對晶圓進行乾燥。乾燥後的晶圓被搬送機器人21從乾燥單元135搬送至裝載埠5上的晶圓盒。

接著，參照第十一圖的流程圖說明晶圓的處理整體的一實施方式。在步驟1中，晶圓的背面的外周側區域被第一背面研磨單元8研磨。在步驟2中，晶圓被搬送機器人61翻轉成晶圓的背面朝上。在步驟3中，晶圓的背面的中心側區域被第二背面研磨單元9研磨。此外，也可以將晶圓的背面的中心側區域的研磨作為步驟1來進行，將晶圓的背面的外周側區域的研磨作為步驟3來進行。

在步驟4中，背面被研磨後的晶圓被搬送至背面清洗部10的第二晶圓站82(參照第七圖)。在步驟5中，藉由背面清洗單元80對晶圓的背面進行擦洗和雙流體清洗。擦洗和雙流體清洗的順序由清洗配方預先確定。在步驟6中，背面被清洗後的晶圓被搬送至背面清洗部10的第一晶圓站81(參照第七圖)。在步驟7中，晶圓被搬送機器人61從第一晶圓站81取出，晶圓還被搬送機器人61翻轉成背面朝下。在步驟8中，晶圓的表面被表面清洗部15清洗、乾燥。這樣一來，基板處理裝置連續地執行晶圓的背面研磨、背面清洗、表面清洗以及晶圓乾燥這一系列的處理。這些動作由動作控制部12控制。

上述的實施方式是以具有本發明所屬的技術領域中的通常的知識的人能夠實施本發明為目的而記載的。只要是本領域技術人員，當然能夠做成上述實施方式的各種變形例，本發明的技術的思想也能夠適用於其他實施方式。因而，本發明並不限定於所記載的實施方式，被解釋成按照由申請專利範圍定義的技術的思想的最寬的範圍。

W:晶圓