发明内容
本发明的目的在于,提供一种能够清洗基板的至少一侧表面的周边区域以及外周端面、且能够容易地改变在该周边区域中的清洗宽度的基板处理装置以及基板处理方法。
本发明的第一基板处理装置,包括:基板保持机构,其对基板进行保持;第一清洗刷,其采用能够弹性变形的材料形成,并具有相对于垂线方向倾斜的清洗面,其中,该垂线方向是与保持在所述基板保持机构上的基板的一侧表面垂直的方向;第一清洗刷移动机构,其使所述第一清洗刷相对于保持在所述基板保持机构上的基板进行移动;控制部,其用于通过控制该第一清洗刷移动机构,而使所述清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接;第一按压保持机构(33),其将所述第一清洗刷对基板的所述一侧表面的周边区域在垂线方向上的按压力保持为预先设定的按压力。
在该结构中,第一清洗刷的清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。此时,由于第一按压保持机构的作用,不管基板是否存在弯曲变形,都能够将清洗面对基板的一侧表面的周边区域的按压力保持为预先设定的按压力。即,即使基板发生弯曲变形,在第一清洗刷的清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面抵接期间,第一清洗刷总是以预先设定的按压力按压在基板的一侧表面的周边区域上。因此,在基板的一侧表面的周边区域中不会出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象,而能够良好地清洗基板的一侧表面的周边区域以及外周端面。并且,通过改变第一清洗刷的按压力使清洗面与基板的一侧表面的周边区域的有效接触宽度,从而能够容易改变基板的一侧表面的周边区域中的清洗宽度。
在第一基板处理装置中,作为清洗面而可以存在:第一清洗面,其具有向着所述垂线方向的一侧变窄的形状;第二清洗面,其具有从该第一清洗面的所述一侧端边向着所述垂线方向的所述一侧扩大的形状。此时,优选所述控制部控制所述第一清洗刷移动机构,使所述第一清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,并且,使所述第二清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中所述另一侧表面是在基板上与所述一侧表面相反一侧的表面。这样一来而能够清洗基板的双面(一侧表面以及另一侧表面)的周边区域以及外周端面。
另外,通过改变第二清洗面对基板的按压量来改变第二清洗面与基板另一侧表面的周边区域的有效接触宽度,从而能够容易改变基板的另一侧表面的周边区域中的清洗宽度。
在第一基板处理装置中,所述第一清洗刷可以形成为向着所述垂线方向的一侧而前端变细的形状。此时,优选第一基板处理装置包括:第二清洗刷,其采用能够弹性变形的材料而形成为向着所述垂线方向的与所述一侧相反的一侧而前端变细的形状,并具有相对于所述垂线方向而倾斜的清洗面;第二清洗刷移动机构,其使所述第二清洗刷相对于保持在所述基板保持机构上的基板进行移动。进而,优选所述控制部还控制所述第二清洗刷移动机构,使所述第二清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,所述另一侧表面是在基板上所述一侧表面相反一侧的表面。这样一来而能够清洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面。另外,通过同时进行由第一清洗刷对基板的一侧表面的周边区域以及外周端面进行的清洗、和由第二清洗刷对基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面进行的清洗,从而与在不同的定时进行这些工序的情况相比较,能够在短时间内清洗基板的双面的周边区域以及外周端面。
优选地,第一基板处理装置,包括第二按压保持机构,该第二按压保持机构将所述第二清洗刷对基板的所述另一侧表面的周边区域在所述垂线方向上的按压力保持为预先设定的按压力。由于第二按压保持机构的作用,不管基板是否弯曲变形,都能够将第二清洗刷对基板的另一侧表面的周边区域的按压力保持为预先设定的按压力。即,在第二清洗刷的清洗面与基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面抵接期间,即使基板发生弯曲变形,第二清洗刷也总是以预先设定的按压力按压在基板的另一侧表面的周边区域上。因此,在基板的另一侧表面的周边区域中不会出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象,而能够良好地清洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面。
本发明的第二基板处理装置包括:基板保持机构,其对基板进行保持;第一清洗刷,其采用能够弹性变形的材料而形成为向着垂线方向的一侧而前端变细的形状,并具有相对于所述垂线方向倾斜的清洗面,其中,该垂线方向是与保持在所述基板保持机构上的基板一侧表面垂直的方向;第一清洗刷移动机构,其使所述第一清洗刷相对于保持在所述基板保持机构上的基板进行移动;第二清洗刷,其采用能够弹性变形的材料而形成为向着所述垂线方向与所述一侧相反的一侧而前端变细的形状,并具有相对于所述垂线方向倾斜的清洗面;第二清洗刷移动机构,其使所述第二清洗刷相对于保持在所述基板保持机构上的基板进行移动;控制部,其用于控制所述第一清洗刷移动机构以及所述第二清洗刷移动机构,使所述第一清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,并且使所述第二清洗刷的清洗面与该基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,该另一侧表面是基板上与所述一侧表面相反一侧的表面。
在该结构中,第一清洗刷的清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。另外,第二清洗刷的清洗面与基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。由此,能够对基板的双面的周边区域以及外周端面进行清洗。
另外,通过改变第一清洗刷的清洗面对基板的按压量(使第一清洗刷的清洗面与基板相抵接时的该清洗面的弹性变形量)来改变基板一侧表面的周边区域与第一清洗刷的清洗面的有效接触宽度,从而能够容易改变基板的一侧表面的周边区域中的清洗宽度。进而,通过改变第二清洗刷的清洗面对基板的按压量(使第二清洗刷的清洗面与基板相抵接时的该清洗面的弹性变形量)来改变基板另一侧表面的周边区域与第二清洗刷的清洗面的有效接触宽度,从而能够容易改变基板的另一侧表面的周边区域中的清洗宽度。
优选在第二基板处理装置中,所述控制部使所述第一清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接的同时,使所述第二清洗刷清洗面与该基板的所述另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。这样一来,能够同时进行由第一清洗刷对基板的一侧表面的周边区域以及外周端面进行的清洗、和由第二清洗刷对基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面进行的清洗。因此,与在不同定时进行这些清洗的情况相比较,能够在短时间内对基板双面的周边区域以及外周端面进行清洗。
在第一以及第二基板处理装置中,所述第一清洗刷可以具有围绕所述垂线方向上延伸的中心轴线而旋转对称的形状。此时,优选所述基板处理装置包括有使所述第一清洗刷围绕所述中心轴线而进行旋转的第一清洗刷旋转机构。在第一清洗刷的清洗面按压在基板的一侧表面的周边区域以及外周端面的状态下,通过由第一清洗刷旋转机构使第一清洗刷旋转,而能够擦洗基板的一侧表面的外周边区域以及外周端面。因此,能够更好地清洗基板的一侧表面的周边区域以及外周端面。
另外,优选第一以及第二基板处理装置包括第一清洗刷相对移动机构,该第一清洗刷相对移动机构使保持在所述基板保持机构上的基板与所述第一清洗刷以所述第一清洗刷在该基板的周向上移动的方式相对移动。通过第一清洗刷和基板的相对移动,而能够有效地清洗基板的一侧表面的周边区域以及外周端面。
在第一以及第二基板处理装置中,所述第二清洗刷可以具有围绕所述垂线方向上延伸的中心轴线而旋转对称的形状。此时,优选所述第一以及第二基板处理装置包括使所述第二清洗刷围绕所述中心轴线而进行旋转的第二清洗刷旋转机构。在第二清洗刷的清洗面按压在基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面上的状态下,通过由第二清洗刷旋转机构使第二清洗刷旋转,而能够擦洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面。因此,能够更好地清洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面。
另外,优选第一以及第二基板处理装置包括有第二清洗刷相对移动机构,该第二清洗刷相对机构使保持在所述基板保持机构上的基板与所述第二清洗刷以所述第二清洗刷在该基板的周向上移动的方式相对移动。通过第二清洗刷和基板的相对移动,而能够有效地清洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面。
本发明的第三基板处理装置,包括:基板保持机构,其对基板进行保持;清洗刷,其采用能够弹性变形的材料形成,并具有第一清洗面以及第二清洗面,其中,该第一清洗面具有向垂线方向的一侧变窄的形状,该第二清洗面具有从该第一清洗面的所述一侧端边向所述垂线方向的所述一侧扩大的形状,其中该垂线方向是与保持在所述基板保持机构上的基板一侧表面垂直的方向;清洗刷移动机构,其使所述清洗刷相对于保持在所述基板保持机构上的基板进行移动;控制部,其用于控制该清洗刷移动机构,使所述第一清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,而且,使所述第二清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,所述另一侧表面是在基板上与所述一侧表面相反一侧的表面。
在该结构中,清洗刷的第一清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。另外,清洗刷的第二清洗面与基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。由此,能够清洗基板双面的周边区域以及外周端面。
另外,通过改变第一清洗面对基板的按压量(使第一清洗面与基板抵接时的第一清洗面的弹性变形量)来使基板一侧表面的周边区域与第一清洗面的有效接触宽度发生变化,从而能够容易地改变基板的一侧表面的周边区域的清洗宽度。进而,通过改变第二清洗面对基板的按压量(使第二清洗面与基板抵接时的第二清洗面的弹性变形量)来使基板另一侧表面的周边区域与第二清洗面的有效接触宽度发生变化,从而能够容易地改变基板的另一侧表面的周边区域的清洗宽度。
在第三基板处理装置中,所述清洗刷可以具有围绕所述垂线方向上延伸的中心轴线而旋转对称的形状。此时,优选所述第三基板处理装置包括有使所述清洗刷围绕所述中心轴线而进行旋转的清洗刷旋转机构。在清洗刷的第一清洗面按压在基板的一侧表面的周边区域以及外周端面上的状态下,通过由清洗刷旋转机构使清洗刷旋转,从而能够擦洗基板的一侧表面的周边区域以及外周端面。另外,在清洗刷的第二清洗面按压在基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面上的状态下,通过由清洗刷旋转机构使清洗刷旋转,从而能够擦洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面。由此,能够更好地清洗基板双面的周边区域以及外周端面。
优选第三基板处理装置包括有相对移动机构,该相对移动机构使保持在所述基板保持机构上的基板与所述清洗刷以所述清洗刷在该基板的周向上移动的方式相对移动。通过清洗刷和基板的相对移动,而能够有效地清洗基板双面的周边区域以及外周端面。
另外,优选地,第一~第三基板处理装置包括有处理液供给机构,该处理液供给机构向保持在所述基板保持机构上的基板的处理液供给区域供给处理液,其中该处理液供给区域是基板上至少所述一侧表面的比周边区域更靠内侧的区域。在包括有该处理液供机构的结构中,能够通过处理液来冲洗掉基板的一侧表面的比周边区域更靠内侧的区域的污染物质。
本发明的第一基板处理方法包括:基板保持工序,利用基板保持机构对基板进行保持;一侧抵接工序,通过使具有相对于垂线方向倾斜的清洗面的第一清洗刷移动,而使所述第一清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,该垂线方向是与保持在所述基板保持机构上的基板的一侧表面垂直的方向;一侧按压保持工序,在该一侧抵接工序中,将所述第一清洗刷对基板的所述一侧表面的周边区域在所述垂线方向上的按压力保持为预先设定的按压力。
在一侧抵接工序中,第一清洗刷的清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面抵接。此时,第一清洗刷对基板的一侧表面的周边区域在垂直方向上的按压力保持为预先设定的按压力。即,在第一清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面抵接期间,第一清洗刷总是以预先设定的按压力按压在基板的一侧表面的周边区域上。因此,在基板的一侧表面的周边区域中不会出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象,而能够良好地清洗基板的一侧表面的周边区域以及外周端面。而且,通过改变第一清洗刷的按压力来改变清洗面与基板的一侧表面的周边区域的有效接触宽度,从而能够容易地改变基板的一侧表面的周边区域的清洗宽度。
在第一基板处理方法中,作为所述第一清洗刷的清洗面而具有第一清洗面以及第二清洗面时,所述一侧抵接工序可以是使所述第一清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接的工序,其中,该第一清洗面形成为向着所述垂线方向的一侧而变窄的形状;该第二清洗面形成为从该第一清洗面的所述一侧端边向着所述垂线方向的所述一侧而扩大的形状,此时,优选第一基板处理方法包括另一侧抵接工序(S5),该另一侧抵接工序是通过使第一清洗刷移动而使所述第二清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域(14)以及外周端面相抵接的工序,其中,该另一侧表面是基板上与所述一侧表面相反一侧。在一侧抵接工序中,第一清洗刷的第一清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。在另一侧抵接工序中,第一清洗刷的第二清洗面与基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。由此,能够清洗基板双面(一侧表面以及另一侧表面)的周边区域以及外周端面。
在第一基板处理方法中,在所述第一清洗刷形成为向着所述垂线方向的一侧而前端变细的形状时,优选所述基板处理方法包括:另一侧抵接工序,通过使第二清洗刷移动而使该第二清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,该第二清洗刷形成为向着所述垂线方向上与所述一侧相反的一侧而前端变细的形状,并具有相对于所述垂线方向倾斜的清洗面,而所述另一侧表面是基板上与所述一侧表面相反一侧的表面;另一侧按压保持工序,在该另一侧抵接工序中,将所述第二清洗刷对基板的所述另一侧表面的周边区域的所述垂线方向的按压力保持为预先设定的按压力。在另一侧抵接工序中,通过将第二清洗刷对基板的另一侧表面的周边区域的按压力保持为预先设定的按压力,从而不管基板是否弯曲变形,都能够良好地清洗基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面,而在基板的另一侧表面的周边区域中不会出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象。因此,通过进行一侧抵接工序以及另一侧抵接工序,而能够良好地清洗基板双面(一侧表面以及另一侧表面)的周边区域以及外周端面。而且,通过改变第二清洗刷的按压力来该改变第二清洗刷清洗面与基板另一侧表面的周边区域的有效接触宽度,从而能够容易改变基板的另一侧表面的周边区域中的清洗宽度。
另外,在第一基板处理方法中,所述一侧抵接工序以及所述另一侧抵接工序可以同时进行。此时,与在不同定时进行这些工序的情况相比较,能够在短时间内清洗基板双面的周边区域以及外周端面。
本发明的第二基板处理方法,包括:基板保持工序,利用基板保持机构对基板进行保持;一侧抵接工序,通过使具有第一清洗面以及第二清洗面的清洗刷移动而使所述第一清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,该第一清洗面具有向着垂线方向的一侧而变窄的形状,而该垂线方向是与保持在所述基板保持机构上的基板的所述一侧表面垂直的方向,该第二清洗面具有从该第一清洗面的所述一侧的端边向所述垂线方向的所述一侧扩大的形状;另一侧抵接工序,通过使所述清洗刷移动而使所述第二清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,该另一侧表面是基板上与所述一侧表面相反一侧的表面。
在一侧抵接工序中,清洗刷的第一清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。在另一侧抵接工序中,清洗刷的第二清洗面与基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。由此,能够清洗基板双面的周边区域以及外周端面。
另外,通过改变第一清洗面对基板的按压量来使基板一侧表面的周边区域与第一清洗面的有效接触宽度发生变化,从而能够容易地改变基板的一侧表面的周边区域的清洗宽度。进而,通过改变第二清洗面对基板的按压量来使基板另一侧表面的周边区域与第二清洗面的有效接触宽度发生变化,从而能够容易地改变基板的另一侧表面的周边区域的清洗宽度。
本发明的第三基板处理装置包括:基板保持工序,利用基板保持机构对基板进行保持;一侧抵接工序,通过使第一清洗刷移动而使所述第一清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,该第一清洗刷形成为向着垂线方向的一侧而前端变细的形状,并具有相对于所述垂线方向倾斜的清洗面,而该垂线方向是与保持在所述基板保持机构上的基板的一侧表面垂直的方向;另一侧抵接工序,与该一侧抵接工序同时进行,通过使第二清洗刷移动而使所述第二清洗刷的清洗面与保持在所述基板保持机构上的基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接,其中,所述第二清洗刷形成为向着所述垂线方向上与所述一侧相反的一侧而前端变细的形状,并具有相对于所述垂线方向倾斜的清洗面,而所述另一侧表面是基板上与所述一侧表面相反一侧的表面。
在一侧抵接工序中,第一清洗刷的清洗面与基板的一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。在另一侧抵接工序中,第二清洗刷的清洗面与基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面相抵接。由此,能够清洗基板双面(一侧表面以及另一侧表面)的周边区域以及外周端面。
并且,因为所述一侧抵接工序以及所述另一侧抵接工序同时进行,所以能够同时实现由第一清洗刷对基板的一侧表面的周边区域以及外周端面进行的清洗、和由第二清洗刷对基板的另一侧表面的周边区域以及外周端面进行的清洗。因此,与在不同定时进行这些工序的情况相比较,能够在短时间内清洗基板双面的周边区域以及外周端面。
另外,通过改变第一清洗刷的清洗面对基板的按压量(使第一清洗刷的清洗面与基板抵接时的该清洗面的弹性变形量)来使基板一侧表面的周边区域与第一清洗刷的清洗面的有效接触宽度发生变化,从而能够容易地改变基板的一侧表面的周边区域的清洗宽度。另一方面,通过改变第二清洗刷的清洗面对基板的按压量(使第二清洗刷的清洗面与基板抵接时的该清洗面的弹性变形量)来使基板另一侧表面的周边区域与第二清洗刷的清洗面的有效接触宽度发生变化,从而能够容易地改变基板的另一侧表面的周边区域的清洗宽度。
通过参照附图进行的以下实施方式的说明,本发明的上述或者其它目的特征以及效果变得更加明确。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明一个实施方式的基板处理装置的概略结构的俯视图。另外,图2是对图1所示的基板处理装置的内部进行图解说明的侧视图。
该基板处理装置1是对作为基板的一个例子的半导体晶片W(以下简称为“晶片W”)逐一进行处理的单张型装置。基板处理装置1在用间隔壁区划开的处理室2内具有:旋转卡盘3,其用于将晶片W保持为近似水平并使晶片W旋转;表面喷嘴4,其用于向晶片W表面(形成有器件一侧的表面)供给处理液;背面喷嘴5,其用于向晶片W的背面供给处理液;清洗刷机构6,其用于清洗晶片W的周边部。
旋转卡盘3是真空吸附式卡盘。该旋转卡盘3具有:旋转轴7,其在近似铅垂的方向上延伸;吸附台8,其安装在该旋转轴7的上端上,并以近似水平的姿势吸附晶片W的背面(下表面)而保持该晶片W;旋转马达9,其具有与旋转轴7同轴结合的旋转轴。由此,在晶片W的背面被吸附保持在吸附台8上的状态下,若旋转马达9驱动,则晶片W围绕旋转轴7的中心轴线进行旋转。
在表面喷嘴4以及背面喷嘴5上分别连接有处理液供给管10、11。来自未图示的处理液供给源的处理液经由处理液阀12而供给到这些处理液供给管10、11。表面喷嘴4将经由处理液供给管10而供给的处理液向保持在旋转卡盘3上的晶片W表面的中央喷出。另外,背面喷嘴5将经由处理液供给管11而供给的处理液向保持在旋转卡盘3上的晶片W背面的外周端边和吸附台8之间喷出。
另外,采用纯水作为处理液。但并不仅限于纯水,作为处理液,也可以采用碳酸水、离子水、臭氧水、再生水(含氢水)或者磁化水等功能水。另外,作为处理液,也可以采用氨水或者氨水和过氧化氢的混合液等药液。
清洗刷机构6具有:清洗刷16,其用于对晶片W表面及背面的各周边区域13、14(例如从晶片W的外周端边起宽度为1~4mm的环状区域)以及外周端面15进行清洗;摆动臂17,其在前端保持该清洗刷16;摆动驱动机构18,其使该摆动臂17围绕设定在晶片W旋转范围外的铅垂轴线沿着水平方向摆动;升降驱动机构19,其使摆动臂17升降。
另外,所谓晶片W的周边部是指包括晶片W表面及背面的各周边区域13、14以及外周端面15的部分。
图3是表示清洗刷16以及摆动臂17的结构的剖视图。
清洗刷保持在刷座20上。刷座20安装在后述的刷座安装部36上。刷座20具有:近似圆柱状的树脂块21;芯材22,其配置在树脂块21的中心轴线上,且上端部插入到树脂块21的下表面中而被固定;板(Plate)23,其安装在该芯材22的下端上。在树脂块21的上表面上一体形成有螺纹部24,该螺纹部24在外周面加工有螺纹。另外,在芯材22的下端部形成有螺纹孔。通过将贯通板23中心的螺栓25拧入到该螺纹孔中,而将板23以可装卸的方式安装在芯材22上。
清洗刷16例如由PVA(聚乙烯醇)等海绵材料构成。清洗刷16外嵌在芯材22上,并被夹持在树脂块21和板23之间。清洗刷16形成为围绕铅垂轴线旋转对称的近似鼓状。清洗刷16在上下一体地具有:第一清洗部26,其用于清洗晶片W表面的周边区域13以及外周端面15;第二清洗部27,其用于清洗晶片W背面的周边区域14以及外周端面15。
第一清洗部26的上部26a形成为近似圆筒状,其下部26b形成为向下方变窄的近似圆锥台状。第一清洗部26下部26b侧面的上端边与上部26a侧面的下端边相连续,且下部26b的侧面相对其中心轴线具有45度倾斜角,并以越往下越靠近中心轴线的方式倾斜。在该第一清洗部26中,下部26b的侧面构成为与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15相抵接的第一清洗面28。
第二清洗部27一体地连接在第一清洗部26的下端上,并以与第一清洗部26共有中心轴线的方式而配置。该第二清洗部27的上部27a形成为向下方扩大的近似圆锥台状,其下部27b形成为近似圆筒状。第二清洗部27上部27a侧面的上端边与第一清洗部26下部26b侧面的下端边相连续,且上部27a的侧面相对其中心轴线具有45度倾斜角,并以越往下越远离中心轴线的方式倾斜。另外,上部27a侧面的下端边与下部27b侧面的上端边相连续。在该第二清洗部27中,上部27b的侧面构成为与晶片W背面的周边区域14以及外周端面15相抵接的第二清洗面29。
摆动臂17具有:下壳体30;上壳体31,其与该下壳体30嵌合在一起;清洗刷自转机构32,其配置在由下壳体30以及上壳体31形成的内部空间内,用于使清洗刷16围绕铅垂轴线进行旋转(自转);按压保持机构33,其配置在由下壳体30以及上壳体31形成的内部空间内,用于将清洗刷16对晶片W表面周边区域13的按压力(清洗刷16按压周边区域13时的压力)保持为预先设定的按压力。
在下壳体30的一端(基端部)上连接着在铅垂方向上延伸的臂支撑轴34的上端部。摆动驱动机构18(参照图2)的驱动力被输入到该臂支撑轴34。通过将摆动驱动机构18的驱动力输入到臂支撑轴34而使臂支撑轴34往复旋转,从而能够使摆动臂17以臂支撑轴34为支点而摆动。另外,在臂支撑轴34上连接有升降驱动机构19(参照图2)。通过升降驱动机构19使臂支撑轴34上下移动,从而能够使摆动臂17与该臂支撑轴34一体地上下移动。
在下壳体30的另一端部(自由端部)上以可旋转且可上下移动的方式设置有在铅垂方向上延伸的旋转轴35。该旋转轴35的下端从下壳体30的另一端部向下方凸出,其上端到达上壳体31的铅垂方向上的中央附近。
在旋转轴35从下壳体30凸出的下端部上设置刷座安装部36,在刷座安装部36上安装有刷座20。该刷座安装部36一体地具有:圆盘状的上面部37,其被旋转轴35插通,且固定在旋转轴35上;圆筒状的侧面部38,其从该上面部37的周边向下方延伸。在侧面部38的内周面上加工有螺纹。通过使该螺纹与在刷座20的螺纹部24上形成的螺纹相螺合,而能够将刷座20安装在刷座安装部36上。
另外,在旋转轴35上外嵌有下导辊支撑构件39、上导辊支撑构件40以及弹簧卡定构件41。
下导辊支撑构件39与旋转轴35的外周面之间隔开有微小的间隔而以非接触状态外嵌在旋转轴35上。该下导辊支撑构件39具有围绕旋转轴35的中心轴线而旋转对称的形状。下导辊支撑构件39,经由相互隔开间隔配置的两个轴承42,以可自由旋转的方式支撑在下壳体30的另一端部上。另外,下导辊支撑构件39的上端部形成为相比其下方的部分直径更小的圆筒状。该圆筒状的上端部上以不能相对旋转的方式外嵌有清洗刷自转机构32的后述的带轮54。
上导辊支撑构件40设置在下导辊支撑构件39的上方。该上导辊支撑构件40与旋转轴35的外周面之间隔着微小的间隔而以非接触状态外嵌在旋转轴35上。另外,该上导辊支撑构件40通过螺栓43而与带轮54相连接。
弹簧卡定构件41与上导辊支撑构件40隔开间隔而设置在上导辊支撑构件40上方,且固定在旋转轴35上。在该弹簧卡定构件41上卡定有螺旋弹簧44的一端(上端)。螺旋弹簧44夹在弹簧卡定构件41和上导辊支撑构件40之间。螺旋弹簧44的另一端(下端)卡定在上导辊支撑构件40上。
另外,下导辊支撑构件39以及上导辊支撑构件40上分别支撑着一对导辊45、46。各导辊45、46以在与旋转轴35垂直相交的方向上延伸的轴为支点而可自由旋转,且其外周面与旋转轴35的外周面接触。由此,能够通过各导辊45、46来引导旋转轴35的上下移动,并能够减轻其上下移动时的阻力。
另一方面,旋转轴35的上端部上外嵌有轴承47,盖状的抵接构件48经由该轴承47以相对旋转轴35可相对旋转的方式设置在旋转轴35上。
另外,下导辊支撑构件39的外周面与下壳体30之间由磁性流体密封圈49密封。另外,下导辊支撑构件39的内周面与旋转轴35之间由波纹管50密封。由此,防止含有处理液或清洗液的空气通过这些间隔而侵入到由下壳体30以及上壳体31形成的内部空间内。另外,防止在该内部空间内产生的垃圾扩散到处理室2的内部。
清洗刷自转机构32具有清洗刷马达52,该清洗刷马达52以其输出轴51向铅垂下方延伸的方式设置在上壳体31内靠近基端部的位置上。另外,清洗刷自转机构32具有:带轮53,其固定在清洗刷马达52的输出轴51上;带轮54,其外嵌在下导辊支撑构件39上;轮带55,其卷绕在带轮53以及带轮54的外周面上。由此,若驱动清洗刷马达52,则来自清洗刷马达52的旋转力经由带轮53以及轮带55而传递到带轮54上。通过该旋转力,下导辊支撑构件39以及上导辊支撑构件40与带轮54一起旋转。并且,螺旋弹簧44以及弹簧卡定构件41伴随着上导辊支撑构件40的旋转而旋转。其结果是旋转轴35旋转,从而安装在旋转轴35下端上的清洗刷16旋转。
按压保持机构33具有配置于抵接构件48上方的气缸56。该气缸56使杆57朝向下方,且使该杆57沿着铅垂方向进退。更具体来说,在侧视时近似呈L字形状的支撑板58从下壳体30的底面向上方延伸。在该支撑板58上支撑着向抵接构件48的上方延伸的气缸安装板59。气缸56固定在气缸安装板59的上表面上。气缸56的杆57插通于在气缸安装板59上形成的杆插通孔60中。杆57的下端与抵接构件48相抵接。
气缸56的内部由固定在杆57基端上的活塞(未图示)在杆57的进退方向(铅垂方向)上分割为两个空间。在相对活塞靠杆57侧的空间中连接有第一空气供给配管61,其中,该第一空气供给配管61上安装有定量阀(未图示)。另一方面,在相对活塞靠与杆57相反一侧的空间中连接有第二空气供给配管63,其中,在该第二空气供给配管63上安装有可改变释放压力设定的溢流阀(Relief Valve)62(参照图4)。若提高溢流阀62的释放压力,则从第二空气供给配管63向气缸56中供给的空气压力上升,从而杆57从气缸56伸出。相反,若降低溢流阀62的释放压力,则从第二空气供给配管63向气缸56供给的空气压力下降,从而杆57因从第一空气供给配管61向气缸56供给的空气压力以及螺旋弹簧44的加载力而退回到气缸56中。
另外,在支撑板58上支撑着向与气缸安装板59相反一侧延伸的传感器安装板64。在该传感器安装板64的上表面上安装有应变计型压力传感器65。
另一方面,在抵接构件48上固定有按压检测用臂66。该按压检测用臂66从抵接构件48向压力传感器65的上方延伸。在清洗刷16与晶片W未接触的状态下,按压检测用臂66以由气缸56产生的将旋转轴35向铅垂方向下方按压的按压力(相当于清洗刷16对晶片W表面的周边区域13向铅垂方向按压的按压力)接触在压力传感器65上。由此,压力传感器65能够检测出由气缸56产生的将旋转轴35向铅垂方向下方按压的按压力。
图4是用于说明基板处理装置1的电气结构的方框图。
基板处理装置1具有包括微型计算机的控制部67。压力传感器65的检测信号输入到该控制部67中。另外,控制部67上连接有技术参数输入键68,该技术参数输入键68用于由用户输入处理技术参数(Recipe)(用于处理晶片W的各种条件)。进而,控制部67上连接有作为控制对象的旋转马达9、处理液阀12、摆动驱动机构18、升降驱动机构19、清洗刷马达52以及溢流阀62等。
图5是用于说明在基板处理装置1中处理晶片W的工序图。另外,图6以及图7是表示晶片W处理中清洗刷16的状态的侧视图。
处理晶片W之前,由用户操作技术参数输入键68,输入清洗刷16的第一清洗面28对晶片W表面的周边区域13的按压力。根据来自该技术参数输入键68的输入,由控制部67设定溢流阀62的释放压力(步骤S1:设定按压力)。具体来说,在清洗刷16与晶片W未接触的状态下,由于按压检测用臂66与压力传感器65相接触,所以能够通过压力传感器65检测出由气缸所产生的对旋转轴35向铅垂方向下方按压的按压力。控制部67使溢流阀62的释放压力变化,并对由压力传感器65检测出的按压力与从技术参数输入键68输入的按压力进行比较,在两者一致的时刻,将此时的释放压力设定为处理晶片W时的释放压力。
搬入到处理室2内的晶片W保持在旋转卡盘3上(步骤S2)。然后,由控制部67控制旋转马达9,并通过旋转卡盘3使晶片W开始旋转(步骤3)。接着,由控制部67打开处理液阀12,而从表面喷嘴4以及背面喷嘴5分别开始向晶片W的表面以及背面供给处理液(步骤4)。
另外,由控制部67控制清洗刷马达52,使清洗刷16向着与晶片W的旋转方向相同的方向旋转。然后,由控制部67控制摆动驱动机构18以及升降驱动机构19,而使清洗刷16的第二清洗面29与晶片W背面的周边区域14以及外周端面15相接触(步骤S5)。具体来说,首先,控制升降驱动机构19,而将清洗刷16移动到与由技术参数输入键68设定的按压量相对应高度的位置上。通过该移动,清洗刷16的第二清洗面29与晶片W的外周端面15对置。接着,控制摆动驱动机构18来使摆动臂17旋转,从而使清洗刷16水平移动。通过该水平移动,晶片W周边部进入到清洗刷16的第二清洗面29中,从而如图6所示,清洗刷16的第二清洗面29按压在晶片W背面的周边区域14以及外周端面15上。由此,对晶片W背面的周边区域14以及外周端面15进行清洗。
当清洗刷16的第二清洗面29与晶片W抵接之后经过给定时间时,由控制部67控制升降驱动机构19,使清洗刷16上升到给定的高度。通过该上升,晶片W的周边部进入到清洗刷16的第一清洗面28中(步骤S6:与第一清洗面抵接),从而如图7所示,清洗刷16的第一清洗面28按压在晶片W背面的周边区域13以及外周端面15上。由此,对晶片W表面的周边区域13以及外周端面15进行清洗。
此时,通过按压保持机构33的作用,清洗刷16以通过技术参数键68设定的一定的按压力,按压在晶片W表面的周边区域13上。例如,当晶片W发生弯曲变形时,如果清洗刷16与晶片W的向上弯曲的部分接触,则向上方按压清洗刷16的力发挥作用。于是,气缸56内相对活塞靠与杆57相反一侧的空间的压力增高,伴随于此,第二空气供给配管63内的压力增高。若第二空气供给配管63内的压力为溢流阀62的释放压力以上,则释放第二空气供给配管63内的空气,而将第二空气供给配管63内的压力保持为释放压力。因此,在清洗刷16的第一清洗面28与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15抵接的期间,将清洗刷16相对晶片W表面的周边区域13在铅垂方向上的按压力保持为预先设定的按压力。
另外,在这样清洗晶片W周边部的期间,能够通过向晶片W表面供给的处理液而清洗掉附着在晶片W表面的中央区域(器件形成区域)上的污染物质。
当清洗刷16的第一清洗面28与晶片W抵接之后经过给定时间时,由控制部67控制摆动驱动机构18以及升降驱动机构19,使清洗刷16退回到开始处理前的初始位置(步骤S7)。另外,在清洗刷16回到初始位置的期间,使清洗刷马达52停止,从而停止清洗刷16的旋转。进而,由控制部67关闭处理液阀12,从而停止从表面喷嘴4以及背面喷嘴5供给处理液(步骤S8)。
然后,由控制部67控制旋转马达9,使晶片W高速(例如3000rpm)旋转(步骤S9)。由此,能够甩掉附着在晶片W上的处理液而使晶片W干燥。
当晶片W的高速旋转持续了给定时间时,使旋转马达9停止,从而停止由旋转卡盘3控制的晶片W的旋转(步骤S10)。并且,在晶片W静止之后,将该处理完的晶片W从处理室2搬出(步骤S11)。
如上所述,通过使清洗刷16的第二清洗面29与晶片W背面的周边区域14以及外周端面15相抵接,而能够清洗该周边区域14以及外周端面15。另外,通过使清洗刷16的第一清洗面28与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15相抵接,而能够清洗该周边区域13以及外周端面15。
在清洗刷16的第一清洗面28与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15相抵接的期间,通过按压保持机构33的作用,而将清洗刷16对晶片W表面的周边区域13在铅垂方向上的按压力保持为预先设定的按压力。因此,即使晶片W发生弯曲变形,在晶片W表面的周边区域13中也不出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象,而能够良好地清洗晶片W表面的周边区域13以及外周端面15。
另外,通过改变清洗刷16的第一清洗面28对晶片W的按压量(使第一清洗面28与晶片W抵接时的第一清洗面28的弹性变形量),并改变晶片W一侧表面的周边区域13与第一清洗面28的有效接触宽度,而能够容易地改变该周边区域13的清洗宽度。进而,通过改变清洗刷16的第二清洗面29对晶片W的按压量(使第二清洗面29与晶片W抵接时的第二清洗面29的弹性变形量),并改变晶片W背面的周边区域14与第二清洗面29的有效接触宽度,而能够容易地改变该周边区域14的清洗宽度。
另外,在利用第二清洗面29进行清洗后,利用第一清洗面28进行清洗,从而在利用第二清洗面29进行清洗时,即使从晶片W背面的周边区域14或者外周端面15除去的污染物质漫延而再次附着在晶片W表面上,也能够在利用第一清洗面28进行清洗时,除去在该晶片W上再次附着的污染物质。因此,能够提供具有清洁表面的晶片W。
另外,为了除去晶片W背面与旋转卡盘3的吸附台8接触部分的污染(吸附痕迹),在该基板处理装置1中的处理结束后,采用其它的基板处理装置(处理腔室)清洗晶片W背面。因此,即使在利用第一清洗面28进行清洗时从晶片W表面的周边区域13或者外周端面15除去的污染物质漫延而再次附着在晶片W背面上,也不会成为问题。
另外,在清洗刷16的第一清洗面28与晶片W抵接期间以及清洗刷16的第二清洗面29与晶片W抵接期间,由旋转卡盘3来旋转晶片W,从而使清洗刷16与晶片W的周边部相对移动,所以能够有效地清洗晶片W的周边部。
进而,在清洗刷16的第一清洗面28与晶片W抵接期间以及清洗刷16的第二清洗面29与晶片W抵接期间,清洗刷16与晶片W向相同的方向旋转。由此,能够擦洗晶片W的周边部,并能够更良好地清洗晶片W周边部。另外,清洗刷16的旋转方向也可以与晶片W的旋转方向相反,但在与晶片W的旋转方向相同的情况下,由于能够使晶片W和清洗刷16互相摩擦,从而能够实现更高品质的清洗。
图8是表示本发明其它实施方式的基板处理装置的概略结构的俯视图。另外,图9是对图8所示的基板处理装置的内部进行图解说明的侧视图。在图8以后的各个图中,对与图1~图7中所示的各部件相当的部分标上与这些各部件相同的附图标记。
该基板处理装置81在处理室2内具有:旋转卡盘3,其用于将晶片W保持为近似水平并使晶片W旋转;表面喷嘴4,其用于向晶片W的表面供给处理液;背面喷嘴5,其用于向晶片W的背面供给处理液;第一清洗刷机构82,其用于清洗晶片W表面的周边区域13以及外周端面15;第二清洗刷机构83,其用于清洗晶片W背面的周边区域14以及外周端面15。
第一清洗刷机构82具有:第一清洗刷84,其用于清洗晶片W表面的周边区域13以及外周端面15;第一摆动臂85,其在前端保持该第一清洗刷84;第一摆动驱动机构86,其使该第一摆动臂85围绕设定在晶片W的旋转范围外的铅垂轴线而沿着水平方向摆动;第一升降驱动机构87,其使第一摆动臂85升降。
第二清洗刷机构83具有:第二清洗刷88,其用于清洗晶片W背面的周边区域14以及外周端面15;第二摆动臂89,其在前端保持该第二清洗刷88;第二摆动驱动机构90,其使该第二摆动臂89围绕设定在晶片W的旋转范围外的铅垂轴线而沿着水平方向摆动;第二升降驱动机构91,其使第二摆动臂89升降。
另外,第一摆动臂85的结构与上述的摆动臂17的结构相同。另外,第二摆动臂89的结构是使上述的摆动臂17上下反转的结构。因此,省略关于第一摆动臂85以及第二摆动臂89的详细说明,在以下的说明中,对第一摆动臂85以及第二摆动臂89中与摆动臂17的各部件相当的部分,采用与这些各部件相同的附图标记。
图10是表示第一清洗刷84的结构的剖视图。
第一清洗刷84以及第二清洗刷88具有相同的结构,并以互相上下反转的状态,分别保持在第一摆动臂85以及第二摆动臂89上。另外,下面为了便于说明,着重说明第一清洗刷84的结构,并将第二清洗刷88中与第一清洗刷84的各部件相当的部分的附图标记,附上括号并表示在第一清洗刷84各部件的附图标记之后。
第一清洗刷84(第二清洗刷88)例如由PVA(聚乙烯醇)等海绵材料构成,并一体地具有:近似圆板状的基部92(93);近似圆板状(扁平的圆柱状)的主体部94(95),其设置在该基部92(93)的一侧面上,其直径小于基部92(93)的直径;近似圆锥状的前端部96(97),其设置在该主体部94的前端上。基部92(93)、主体部94(95)以及前端部96(97)的各中心轴线相一致,第一清洗刷84具有围绕该中心轴线而旋转对称的形状。另外,前端部96(97)的侧面形成为与主体部94(95)的侧面相连续的圆锥面,从而构成为与晶片W的周边区域13(14)以及外周端面15相抵接的清洗面98(99)。
第一清洗刷84(第二清洗刷88)保持在刷座100上,并经由该刷座100而安装在第一摆动臂85(第二摆动臂89)的刷座安装部36上。刷座100具有:近似圆柱状的树脂块101;固定构件102,其用于将第一清洗刷84(第二清洗刷88)固定在该树脂块101上。
在树脂块101的一侧端部的整个外周面上,形成有剖面近似为矩形状的嵌合槽103。另外,在树脂块101的一侧端部上的、相对嵌合槽103向径向内侧隔开微小间隔的位置上,沿着整个周向上形成有剖面近似为U字状的切槽104。由此,嵌合槽103和切槽104之间的部分构成为赋予了弹性的弹性片105,其中该弹性是由树脂的挠性所产生的弹性。在该弹性片105的外周面上形成有多个半球状的卡合突起106。另一方面,在树脂块101另一侧的端面上一体形成有扁平的圆柱状的螺纹部107。在该螺纹部107的外周面上加工有螺纹而能与形成在刷座安装部36上的螺纹相螺合。
固定构件102一体具有:圆板部108,其具有近似圆形的外形;近似圆筒状的圆筒部109,其从该圆板部108的周边向一侧延伸。在圆板部108的中央部形成有能插通第一清洗刷84(第二清洗刷88)的主体部94(95)的插通孔110。圆筒部109的内径与第一清洗刷84(第二清洗刷88)的基部92(93)的外径近似相同。另外,在弹性片105没有受到外力作用的状态下,圆筒部109的内径稍微小于该弹性片105的外径。在圆筒部109的内周面上形成有多个能与各卡合突起106相卡合的卡合凹部111。
将第一清洗刷84(第二清洗刷88)安装在刷座安装部36时,首先,将第一清洗刷84(第二清洗刷88)以使主体部94(95)插通到插通孔110中、且基部92(93)容置在圆筒部109内的方式安装在固定构件102上,然后,将固定构件102的圆筒部109嵌合到树脂块101的嵌合槽中,而使各卡合突起106与各卡合凹部111相卡合。由此,第一清洗刷84(第二清洗刷88)被保持在刷座100上。然后,通过将刷座100的螺纹部107螺合安装在刷座安装部36上,而完成将第一清洗刷84(第二清洗刷88)安装在刷座安装部36上的操作。
图11是用于说明基板处理装置81的电气结构的方框图。
在基板处理装置81的控制部67上,作为控制对象而连接有旋转马达9、处理液阀12、第一摆动驱动机构86、第一升降驱动机构87、第二摆动驱动机构90、第二升降驱动机构91、第一清洗刷机构82以及第二清洗刷机构83的各清洗刷马达52、和第一清洗刷机构82以及第二清洗刷机构83的各溢流阀62等。
图12是用于说明基板处理装置81中处理晶片W的工序图。另外,图13是表示在晶片W处理中第一清洗刷84以及第二清洗刷88的状态的侧视图。
在处理晶片W之前,由用户操作技术参数输入键68而输入第一清洗刷84对晶片W表面的周边区域13在铅垂方向上的按压力、和第二清洗刷88对晶片W背面的周边区域14在铅垂方向上的按压力。根据来自该技术参数输入键68的输入,由控制部67设定第一清洗刷机构82以及第二清洗刷机构83的各溢流阀62的释放压力(步骤T1:设定按压力)
被搬入到处理室2内的晶片W保持在旋转卡盘3上(步骤T2)。然后,由控制部67控制旋转马达9,从而开始由旋转卡盘3旋转晶片W(步骤T3)。接着,由控制部67打开处理液阀12,从而开始从表面喷嘴4以及背面喷嘴5分别向晶片W表面以及背面供给处理液(步骤T4)。
另外,由控制部67控制第一清洗刷机构82以及第二清洗刷机构83的各清洗刷马达52,使第一清洗刷84以及第二清洗刷88分别向着与晶片W旋转方向相同的方向旋转。
然后,由控制部67控制第一摆动驱动机构86以及第一升降驱动机构87,从而使第一清洗刷84的清洗面98与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15相抵接。另外,与此同时,由控制部67控制第二摆动驱动机构90以及第二升降驱动机构91,从而使第二清洗刷88的清洗面99与晶片W背面的周边区域14以及外周端面15相抵接(步骤T5)。第一清洗刷84的清洗面98和第二清洗刷88的清洗面99隔着晶片W的中心而在近似对称的位置上与晶片W相抵接。
具体来说,首先,通过控制第一升降驱动机构87来使第一清洗刷84上升或下降,以使第一清洗刷84的清洗面98与晶片W的外周端面15对置。接着,通过控制第一摆动驱动机构86来使第一摆动臂85旋转,从而第一清洗刷84进行水平移动。由于该水平移动,使晶片W的周边部进入到第一清洗刷84的清洗面98中,如图13所示,将第一清洗刷84的清洗面98按压在晶片W表面的周边区域13以及外周端面15上。另外,与移动该第一清洗刷84的同时,通过控制第二升降驱动机构91来使第二清洗刷88上升或下降,以使第二清洗刷88的清洗面99与晶片W的外周端面15对置。接着,通过控制第二摆动驱动机构90来使第二摆动臂89旋转,从而第二清洗刷88进行水平移动。由于该水平移动,使晶片W的周边部进入到第二清洗刷88的清洗面99中,如图13所示,将第二清洗刷88的清洗面99按压在晶片W背面的周边区域14以及外周端面15上。由此,同时对晶片W表面以及背面的各周边区域13、14以及外周端面15进行清洗。
此时,由于第一摆动臂85所具有的按压保持机构33的作用,第一清洗刷84以由技术参数输入键68设定的按压力而按压在晶片W表面的周边区域13上。由此,能够清洗晶片W的外周端面15,并能够以与第一清洗刷84的按压力相应的清洗宽度来对晶片W表面的周边区域13进行清洗。另外,由于第二摆动臂89所具有的按压保持机构33的作用,第二清洗刷88以由技术参数输入键68设定的按压力而按压在晶片W背面的周边区域14上。由此,能够清洗晶片W的外周端面15,并能够以与第二清洗刷88的按压力相应的清洗宽度对晶片W背面的周边区域14进行清洗。
另外,在这样清洗晶片W周边部的期间,通过供给到晶片W表面的处理液而能够冲洗掉附着在晶片W表面的中央区域(器件形成区域)上的污染物质。
当由第一清洗刷84以及第二清洗刷88开始进行清洗并经过给定时间之后,由控制部67控制第一摆动驱动机构86、第一升降驱动机构87、第二摆动驱动机构90以及第二升降驱动机构91。通过该控制,第一清洗刷84以及第二清洗刷88退回到处理开始前的初始位置(步骤T6)。另外,在第一清洗刷84以及第二清洗刷88分别返回到初始位置的期间,第一清洗刷机构82以及第二清洗刷机构82的各清洗刷马达52被停止,从而第一清洗刷84以及第二清洗刷88停止旋转。进而,由控制部67关闭处理液阀12,从而停止从表面喷嘴4以及背面喷嘴5供给处理液(步骤T7)。
然后,由控制部67控制旋转马达9,从而晶片W高速(例如3000rpm)旋转(步骤T8)。由此,能够甩掉附着在晶片W上的处理液而使晶片W干燥。
晶片W的高速旋转持续给定时间后,旋转马达9被停止,从而停止由旋转卡盘3带动的晶片W的旋转(步骤T9)。并且,晶片W静止之后,将该处理完的晶片W从处理室2搬出(步骤T10)。
如上所述,通过使第一清洗刷84的清洗面98与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15相抵接,而能够清洗该周边区域13以及外周端面15。另外,通过使第二清洗刷88的清洗面99与晶片W背面的周边区域14以及外周端面15相抵接,而能够清洗该周边区域14以及外周端面15。
在第一清洗刷84的清洗面98与晶片W表面的周边区域13以及外周端面15相抵接的期间,通过第一摆动臂85所具有的按压保持机构33的作用,第一清洗刷84对晶片W表面的周边区域13在铅垂方向上的按压力保持为预先设定的按压力。因此,即使晶片W发生弯曲变形,在晶片W表面的周边区域13中也不会出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象,而能够良好地清洗晶片W表面的周边区域13以及外周端面15。
另外,在第二清洗刷88的清洗面99与晶片W背面的周边区域14以及外周端面15相抵接的期间,通过第二摆动臂89所具有的按压保持机构33的作用,第二清洗刷88对晶片W背面的周边区域14在铅垂方向上的按压力保持为预先设定的按压力。因此,即使晶片W发生弯曲变形,在晶片W背面的周边区域14中也不会出现清洗不均匀或者清洗宽度不均匀等现象,而能够良好地清洗晶片W背面的周边区域14以及外周端面15。
另外,通过对技术参数输入键68进行操作来改变第一清洗刷84对晶片W表面的周边区域13的按压力,从而能够改变第一清洗刷84对该周边区域13在铅垂方向上的按压量(使第一清洗刷84的清洗面98与晶片W抵接时该清洗面98在铅垂方向上的弹性变形量)。根据该按压量的改变,而能够改变周边区域13和第一清洗刷84的清洗面98的有效接触宽度。因此,能够容易地改变晶片W表面的周边区域13的清洗宽度。
另一方面,通过对技术参数输入键68进行操作来改变第二清洗刷88对晶片W背面的周边区域14在铅垂方向上的按压力,从而能够改变第二清洗刷88对该周边区域14的按压量(使第二清洗刷88的清洗面99与晶片W抵接时该清洗面99在铅垂方向上的弹性变形量)。根据该按压量的改变,而能够改变周边区域14与第二清洗刷88的清洗面99的有效接触宽度。因此,能够容易地改变晶片W背面的周边区域14的清洗宽度。
另外,由于由第一清洗刷84对晶片W表面的周边区域13以及外周端面15进行的清洗、以及由第二清洗刷88对晶片W背面的周边区域14以及外周端面15进行的清洗同时进行,所以与在不同的定时来进行这些工序的情况相比较,能够在短时间内清洗晶片W双面的周边区域13、14以及外周端面15。
此外,由第一清洗刷84对晶片W表面的周边区域13以及外周端面15进行的清洗、和由第二清洗刷88对晶片W背面的周边区域14以及外周端面15进行的清洗,可以在其他的定时来进行。
另外,在第一清洗刷84以及第二清洗刷88与晶片W相抵接的期间,由旋转卡盘3带动晶片W旋转,因此第一清洗刷84以及第二清洗刷88与晶片W的周边部相对移动,从而能够有效地清洗晶片W的周边部。
进而,在第一清洗刷84以及第二清洗刷88与晶片W相抵接的期间,第一清洗刷84以及第二清洗刷88向着与晶片W相同的旋转方向旋转,由此,能够擦洗晶片W的周边部。因此,能够更良好地清洗晶片W的周边部。另外,第一清洗刷84以及第二清洗刷88的旋转方向可以与晶片W的旋转方向相反,但是,在与晶片的旋转方向相同的情况下,由于能够使晶片W与第一清洗刷84以及第二清洗刷88互相摩擦,从而能够完成更高品质的清洗。
<确认清洗效果的试验>
图14是表示试验的结果的图表,该试验用于确认各种形状的清洗刷的清洗效果。
本申请的发明人采用PVA制造了5种形状的清洗刷A、B、C、D、E,并将这些清洗刷A~E选择性安装在大日本网目版制造株式会社制造的清洗刷擦洗机(Brush Scrubber)(商品名“SS-3000”)上,而且,在该清洗刷擦洗机中,由各清洗刷A~E对晶片W周边部进行清洗。在该清洗的前后,采用株式会社雷泰(レイテツクス)制造的边缘检查机(商品名“RXW-800”)而统计出附着在晶片W表面的周边区域13、背面的周边区域14以及外周端面15上的颗粒数。清洗之前的统计结果(Pre)在图14中以斜线形式的条形图表示。清洗之后的统计结果(Post)在图14中以格线形式的条形图表示。还有,从清洗前后的统计结果计算出的颗粒除去率(PRE)在图14中以折线图表示。另外,颗粒除去率(PRE)由数学式(PRE)=(Pre-Post)÷Pre×100(%)导出。
清洗刷A是配置在晶片W的侧方上且具有中心轴的圆柱状清洗刷,其中,该中心轴平行于与晶片W表面垂直相交的轴。在采用清洗刷A的清洗中,将清洗刷A的侧面按压在晶片W的外周端面15上。通过该清洗,颗粒除去率为20%左右。
清洗刷B是下表面与晶片W表面的周边区域13对置且与晶片W的表面近似平行配置的圆板状的清洗刷。在采用清洗刷B的清洗中,将清洗刷B的下表面从上方按压在晶片W表面的周边区域13上。但是,颗粒几乎没被除去,通过该清洗,颗粒除去率几乎为0%。
清洗刷C是配置在晶片W的侧方上且在周面上具有可嵌合晶片W的沟槽的圆筒状清洗刷(参照文献3)。在采用清洗刷C的清洗中,使晶片W的周边部嵌合在清洗刷C的沟槽中。该清洗的颗粒除去率为10%左右。
清洗刷D是两个清洗刷,该两个清洗刷分别具有与上述第二实施方式的第一清洗刷84以及第二清洗刷88相同的形状。在采用这些清洗刷D的清洗中,以与第二实施方式相同的方式清洗晶片W表面的周边区域13、背面的周边区域14以及外周端面15。通过该清洗,颗粒除去率为80%左右。
清洗刷E是具有与上述第一实施方式的清洗刷16相同形状的清洗刷。在采用该清洗刷E的清洗中,以与第一实施方式相同的方式清洗晶片W表面的周边区域13、背面的周边区域14以及外周端面15。通过该清洗,颗粒除去率超过了80%。
从该结果可知,与第一实施方式的清洗刷16相当的清洗刷E、以及与第二实施方式的第一清洗刷84以及第二清洗刷88相当的清洗刷D,与以往提出的清洗刷A~C相比较,对晶片W表面的周边区域13、背面的周边区域14以及外周端面15进行清洗的性能高很多。
图15是表示清洗刷16以及第一清洗刷84的按压力与在晶片表面的周边区域13中清洗刷16的接触宽度之间的关系的图表。
使光致抗蚀剂渗入清洗刷16中,并使清洗刷16以给定的按压力按压在该晶片W的周边部上。然后,测定出附着在晶片W表面的周边区域13上的光致抗蚀剂的宽度。另外,使光致抗蚀剂渗入到第一清洗刷84中,并使第一清洗刷84以给定的按压力按压在该晶片W的周边部上。然后,测定出附着在晶片W表面的周边区域13上的光致抗蚀剂的宽度。另外,由于清洗刷16的第一清洗面28以及第一清洗刷84的清洗面98的倾斜角度都为45度,所以两个试验结果相同,将该结果以折线图表示在图15中。
即,当清洗刷16以及第一清洗刷84的按压力为1[相对压力值]时,晶片W表面的周边区域13中清洗刷16以及第一清洗刷84的接触宽度为1.2mm左右。当清洗刷16以及第一清洗刷84的按压力为2[相对压力值]时,晶片W表面的周边区域13中的清洗刷16以及第一清洗刷84的接触宽度为1.8mm左右。另外,当清洗刷16以及第一清洗刷84的按压力为3[相对压力值]时,晶片W表面的周边区域13中的清洗刷16以及第一清洗刷84的接触宽度为2.4mm左右。另外,在此所谓的相对压力值是指按压力的给定压力值为1时的相对压力值。
从该结果可知,清洗刷16以及第一清洗刷84的按压力与清洗刷16以及第一清洗刷84的接触宽度近似成正比。从而可知,通过清洗刷16以及第一清洗刷84的按压力而能够良好地控制在晶片W表面的周边区域13中的清洗宽度。而且,从该结果可预测:关于第二清洗刷88也与第一清洗刷84相同,通过其按压力而能够良好地控制在晶片W背面的周边区域14中的清洗宽度。
以上说明了本发明的两个实施方式,但本发明还可以以其它方式实施。例如,在清洗刷16、第一清洗刷84以及第二清洗刷88与晶片W相抵接的期间,也可以使清洗刷16、第一清洗刷84以及第二清洗刷88不旋转而静止。
还有,虽然列举了通过使晶片W旋转而使清洗刷16、第一清洗刷84以及第二清洗刷88与晶片W的周边部相对移动的结构,但是,例如在将方形基板作为待处理对象的情况下,也可以采用使基板静止而使清洗刷沿着基板的周边部移动的结构。当然,也可以通过使基板以及清洗刷都移动而使清洗刷沿着基板的周边部相对移动。
另外,这些实施方式只不过是为了明确表示本发明的技术内容而采用的具体例,从而不能仅限定于这些具体实施例来解释本发明,本发明的精神以及范围由附加的权利要求书的范围限定。
本申请对应于2006年3月30日向日本专利局提出的JP特愿2006-95552号、JP特愿2006-95553号以及JP特愿2006-95554号的专利申请,这些申请的全部公开内容通过引用而编入在本申请中。