CN103706499A - 基板清洗装置及研磨装置 - Google Patents

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Abstract

一种基板清洗装置，具有：保持基板(W)并使其旋转的基板保持部(1)；将药液供给到基板(W)上的药液喷嘴(11)；将双流体喷流供给到基板(W)上的双流体喷嘴(12)；以及使药液喷嘴(11)及双流体喷嘴(12)一体地从基板(W)的中心部向周缘部移动的移动机构(15,21,22)，药液喷嘴(11)及双流体喷嘴(12)隔开规定距离而相邻，关于药液喷嘴(11)及双流体喷嘴(12)的移动方向，药液喷嘴(11)位于双流体喷嘴(12)的前方。采用本发明，可高效地清洗晶片等基板。

Description

基板清洗装置及研磨装置
技术领域
本发明涉及一种对晶片等基板进行清洗的基板清洗装置，尤其涉及一种通过向基板表面供给流体而对基板进行清洗的基板清洗装置。另外，本发明涉及一种具有这种基板清洗装置的研磨装置。
背景技术
以CMP(化学机械研磨)为代表的研磨装置，通过一边将研磨液(浆料)供给于研磨块一边使晶片与研磨块滑动接触而对晶片表面进行研磨。在研磨后的晶片上，残留有包含微粒的研磨液和研磨屑。因此，以往在研磨晶片后，要对晶片进行清洗。
发明所要解决的课题
以往的清洗装置如WO2007/108315号公报及日本专利特开2003-92283号公报所公开的那样，将腐蚀液供给到晶片表面而腐蚀晶片的表面，然后，向晶片表面供给冲洗液，从而去除残留在晶片上的腐蚀液。但是，由于腐蚀工序及冲洗工序是分别各自进行的，因此，晶片的整个清洗时间长，结果，处理量下降。
发明内容
本发明是为解决上述以往的问题而做成的，其目的在于，提供一种能高效地对晶片等基板进行清洗的基板清洗装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一形态是一种基板清洗装置，其特点是，具有：对基板进行保持并使该基板旋转的基板保持部；将药液供给到所述基板上的药液喷嘴；将双流体喷流供给到所述基板上的双流体喷嘴；以及使所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴一体地从所述基板的中心部向周缘部移动的移动机构，所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴隔开规定距离而相邻，在所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴的移动方向，所述药液喷嘴位于所述双流体喷嘴的前方。
本发明的较好形态的特点是，所述移动机构具有：支承所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴的臂部；以及使所述臂部回旋的臂部回旋机构。
本发明的较好形态的特点是，所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴的移动速度，随着接近所述基板的周缘部而逐渐变慢。
本发明的另一形态是一种研磨装置，其特点是，具有对基板进行研磨的研磨部、以及对研磨后的所述基板进行清洗的上述基板清洗装置。
发明的效果
采用本发明，可通过药液的腐蚀作用从基板表面上去除异物，然后立即通过双流体喷流将药液及异物从基板表面上冲洗掉。因此，只要将药液喷嘴及双流体喷嘴从基板的中心部移动到周缘部一次，就能使基板的腐蚀和冲洗结束。其结果，基板清洗的整个时间缩短，处理量提高。
附图说明
图1是表示本发明的基板清洗装置的一实施方式的模式图。
图2是用于说明药液喷嘴及双流体喷嘴的配置的俯视图。
图3是从横向看的药液喷嘴及双流体喷嘴的示图。
图4是详细说明使用了药液喷嘴及双流体喷嘴的晶片清洗工序的一例的示图。
图5是表示具有基板清洗装置的研磨装置的示图。
图6是示意性表示图5所示的研磨装置的立体图。
符号说明
1   基板保持部
2   夹头
3   旋转电动机
11  药液喷嘴
12  双流体喷嘴
15  臂部
21  回旋轴
22  电动机(臂部旋转机构)
31  药液供给部
32  流量调整阀
41  液体供给部
42  流量调整阀
51  气体供给部
52  流量调整阀
102 前装载部
131A、131B、131C、131D  研磨单元
132A、132B、132C、132D  研磨台
133A、133B、133C、133D  上环
134A、134B、134C、134D  研磨液供给喷嘴
135A、135B、135C、135D  砂轮修整工具
136A、136B、136C、136D  喷雾器
137A、137B、137C、137D  上环旋转轴
140   清洗部
141～143  清洗单元
144   基板清洗装置
145   干燥单元
具体实施方式
下面，参照说明书附图来说明本发明的基板清洗装置的实施方式。图1是表示本发明的基板清洗装置的一实施方式的模式图。图1画出了晶片作为基板。如图1所示，基板清洗装置具有：对晶片W进行保持并使其旋转的基板保持部1；配置在由该基板保持部1保持的晶片W的上方的药液喷嘴11及双流体喷嘴12；对这些药液喷嘴11及双流体喷嘴12进行支承的臂部15。
基板保持部1具有对晶片W的周缘部进行保持的多个(图1中为四个)夹头2，用这些夹头2将晶片W保持成水平。在夹头2上连结有旋转电动机3，由夹头2保持的晶片W通过旋转电动机3绕其轴心旋转。图1所示的夹头是爪形的夹头，但也可取而代之采用辊式夹头。
臂部15配置在晶片W的上方。在臂部15的一端互相相邻地配置有药液喷嘴11及双流体喷嘴12，在臂部15的另一端连结有回旋轴21。在该回旋轴21上连结有使臂部15回旋的作为臂部旋转机构的电动机22。臂部旋转机构除了电动机22外，也可具有减速齿轮等。电动机22通过使回旋轴21旋转规定角度，从而使臂部14在与晶片W平行的平面内进行回旋。因此，通过臂部15的回旋，固定在其上的药液喷嘴11及双流体喷嘴12就向晶片W的径向外侧移动。在本实施方式中，臂部15、回旋轴21及电动机22，构成使药液喷嘴11及双流体喷嘴12一体地从晶片W的中心部向周缘部移动的移动机构。
药液喷嘴11经由流量控制阀32而连接于药液供给部31。在该药液供给部31，贮存有对形成于晶片W的膜具有腐蚀作用的药液(腐蚀液)。药液从药液供给部31被供给到药液喷嘴11，再从药液喷嘴11被供给到晶片W的上表面。供给于晶片W的药液流量由流量控制阀32控制。作为所使用的药液的例子，可以列举：硫酸等的酸性溶液、氨等的碱性溶液等。为了促进腐蚀作用，有时也使用高温的药液。例如，也可使用常温至100℃的药液。
双流体喷嘴12经由流量控制阀42而连接于液体供给部41，同时经由流量控制阀52而连接于气体供给部51。在液体供给部41，贮存有纯水、碳酸水和臭氧水等液体(功能水)，在气体供给部51，贮存有以氮气为代表的惰性气体等气体。液体及气体分别从液体供给部41及气体供给部51被供给到双流体喷嘴12，在该双流体喷嘴12内混合，形成双流体喷流。该双流体喷流从双流体喷嘴12供给到晶片W的上表面。供给到晶片W上的双流体喷流的流量由流量控制阀42、52控制。此外，供给于双流体喷嘴12的液体及气体的流量，由分别所对应的流量控制阀42、52独立地控制。
图2是用于说明药液喷嘴11及双流体喷嘴12的配置的俯视图。药液喷嘴11与双流体喷嘴12隔开规定距离而相邻连接。例如，药液喷嘴11与双流体喷嘴12的距离是20mm～30mm。如图2中箭头所示，药液喷嘴11与双流体喷嘴12一体地从晶片W的中心部向周缘部移动。在药液喷嘴11及双流体喷嘴12的行进方向，药液喷嘴11位于双流体喷嘴12的前方。因此，双流体喷嘴12遵循与药液喷嘴11相同的轨迹而跟在药液喷嘴11之后进行移动。
图3是从横向看的药液喷嘴11及双流体喷嘴12的示图。药液喷嘴11及双流体喷嘴12在分别将药液(腐蚀液)及双流体喷流供给到晶片W上表面的同时，向箭头所示的晶片W的半径方向移动。在药液及双流体喷流供给到晶片W的期间，晶片W通过基板保持部1而以规定速度旋转。因此，药液及双流体喷流被供给到晶片W的整个表面。
供给到晶片W的药液，通过其腐蚀作用将异物从晶片W表面上去除，然后双流体喷流立即将药液及异物从晶片W上冲洗掉。采用本发明，只要将药液喷嘴11及双流体喷嘴12从晶片W的中心部移动至周缘部一次，就能使晶片W的腐蚀和冲洗结束。因此，晶片W的整个清洗的所花的时间被缩短，可提高处理量。
为了使药液向晶片W的供给量在晶片W整个表面均匀，最好是，随着药液喷嘴11及双流体喷流接近晶片W的周缘部而逐渐降低这些喷嘴11、12的移动速度。药液喷嘴11与双流体喷嘴12的距离及这些喷嘴11、12的移动速度最好是通过药液的腐蚀作用能足以去除异物的程度。
图4(a)至图4(e)是对使用了药液喷嘴11及双流体喷嘴12的晶片W的清洗工序的一例进行详细说明的示图。如图4(a)所示，在药液喷嘴11位于晶片W的中心线C上的状态下，开始供给药液(腐蚀液)，同时，药液喷嘴11及双流体喷嘴12向晶片W的周缘部移动。接着，如图4(b)所示，当双流体喷嘴12位于晶片W的中心线C上时，开始供给双流体喷流。药液喷嘴11及双流体喷嘴12如图4(c)所示，分别将药液及双流体喷流供给到晶片W的上表面上，同时以一定速度或一边改变速度一边向晶片W的周缘部移动。
如图4(d)所示，当药液喷嘴11移动至晶片W的周缘部外侧时，停止药液的供给。此外，如图4(e)所示，当双流体喷嘴12移动至晶片W的周缘部外侧时，停止双流体喷流的供给。
图4(a)至图4(e)表示药液及双流体喷流的供给开始时间及供给停止时间不相同的例子，但药液及双流体喷流的供给开始时间及/或供给停止时间也可以相同。
图5是表示具有上述基板清洗装置的研磨装置的示图。如图5所示，研磨装置具有大致矩形的壳体100，壳体100的内部由隔壁101、101b、101c划分有：装载/卸载部102、研磨部130和清洗部140。
装载/卸载部102具有两个以上的放置晶片盒的(图5中是三个)前装载部120，所述镜片和存储多个晶片。在前装载部120上，可搭载开口盒、SMIF(标准制造接口：Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(前开式标准晶片盒：Front Opening UnifiedPod)。这里，SMIF、FOUP是内部收纳有晶片盒、通过用隔壁覆盖而可保持与外部空间独立的环境的密闭容器。
另外，在装载/卸载部102上，沿前装载部120并排敷设有行走机构121，在该行走机构121上设置有可沿前装载部120排列方向移动的第1输送机械手122。第1输送机械手122通过在行走机构121上移动从而可对搭载在前装载部120上的晶片盒进行存取。该第1输送机械手122具有上下两个手，例如，当将研磨后的晶片送回到晶片盒时使用上侧的手，当输送研磨前的晶片时使用下侧的手，可分别使用上下的手。
研磨部130是对晶片进行研磨的区域，具有：第1研磨部130a和第2研磨部130b，所述第1研磨部130a具有第1研磨单元131A和第2研磨单元131B；第2研磨部130b具有第3研磨单元131C和第4研磨单元131D。这些第1研磨单元131A、第2研磨单元131B、第3研磨单元131C和第4研磨单元131D如图5所示，沿装置的长度方向排列。
第1研磨单元131A具有：保持研磨块的研磨台132A；上环133A，所述上环133A用于保持晶片并将晶片按压到研磨台132A上的研磨块的研磨面；研磨液供给喷嘴134A，所述研磨液供给喷嘴134A用于向研磨块的研磨面供给研磨液(例如浆料)或修整液(例如纯水)；砂轮修整工具135A，所述砂轮修整工具135A用于对研磨块进行修整；以及喷雾器136A，所述喷雾器136A将液体(例如纯水)与气体(例如氮气)的混合流体作成雾状，并从喷嘴喷射到研磨面。
同样，第2研磨单元131B具有：研磨台132B；上环133B；研磨液供给喷嘴134B；砂轮修整工具135B；以及喷雾器136B，第3研磨单元131C具有：研磨台132C；上环133C；研磨液供给喷嘴134C；砂轮修整工具135C；以及喷雾器136C，第4研磨单元131D具有：研磨台132D；上环133D；研磨液供给喷嘴134D；砂轮修整工具135D；以及喷雾器136D。
在研磨台132A上固定有研磨块(未图示)。研磨台132A与配置在其下方的电动机(未图示)连结，可绕轴心旋转。如图6所示，上环133A通过上环旋转轴137A与电动机及升降缸(未图示)连结。由此，上环133A就可升降并可绕上环旋转轴137A旋转。晶片利用真空吸附等被保持在该上环133A的下表面上。研磨块的上表面构成与晶片滑动接触的研磨面。
保持在上环133A下表面上的晶片一边通过上环133A旋转，一边被按压到旋转的研磨台132A上的研磨块上。此时，研磨液从研磨液供给喷嘴134A被供给到研磨块的研磨面(上表面)，在晶片与研磨块之间存在有研磨液的状态下研磨晶片。研磨台132A及上环133A构成使晶片和研磨面相对移动的机构。由于第2研磨单元131B、第3研磨单元131C及第4研磨单元131D具有与第1研磨单元131A相同的结构，因此，省略其说明。
在第1研磨部130a上配置有第1线性传送装置150，该第1线性传送装置150在沿长度方向的四个输送位置即第1输送位置TP1、第2输送位置TP2、第3输送位置TP3、第4输送位置TP4之间输送晶片。在该第1线性传送装置150的第1输送位置TP1的上方配置有翻转从第1输送机械手122接受的晶片的翻转机151，并在其下方配置有可上下升降的升降机152。另外，在第2输送位置TP2的下方配置有可上下升降的推杆153，在第3输送位置TP3的下方配置有可上下升降的推杆154，在第4输送位置TP4的下方配置有可上下升降的升降机155。
另外，在第2研磨部130b上配置有第2线性传送装置160，该第2线性传送装置160与第1线性传送装置150相邻，并在沿长度方向的三个输送位置即第5输送位置TP5、第6输送位置TP6、第7输送位置TP7之间输送晶片。在该第2线性传送装置160的第5输送位置TP5的下方配置有可上下升降的升降机166，在第6输送位置TP6的下方配置有推杆167，在第7输送位置TP7的下方配置有推杆168。
如图6所示，第1线性传送装置150具有四个可直线往复移动的载物台，即第1载物台、第2载物台、第3载物台和第4载物台。这些载物台构成上下两级的结构。即，下级配置有第1载物台、第2载物台和第3载物台，上级配置有第4载物台。
下级的载物台和上级的载物台，由于所设置的高度不同，因此，下级的载物台和上级的载物台能够不互相干涉地自由移动。第1载物台在第1输送位置TP1与(晶片交接位置的)第2输送位置TP2之间输送晶片，第2载物台在第2输送位置TP2与(晶片交接位置的)第3输送位置TP3之间输送晶片，第3载物台在第3输送位置TP3与第4输送位置TP4之间输送晶片。另外，第4载物台在第1输送位置TP1与第4输送位置TP4之间输送晶片。
第2线性传送装置160具有实质上与第1线性传送装置150相同的结构。即，上级配置有第5载物台及第6载物台，下级配置有第7载物台。第5载物台在第5输送位置TP5与(晶片交接位置的)第6输送位置TP6之间输送晶片，第6载物台在第6输送位置TP6与(晶片交接位置的)第7输送位置TP7之间输送晶片，第7载物台在第5输送位置TP5与第7输送位置TP7之间输送晶片。
清洗部140是对研磨后的晶片进行清洗，使其干燥的区域，具有：第2输送机械手124；翻转机141，所述翻转机141翻转从第2输送机械手124接受的晶片；对研磨后的晶片进行清洗的三个清洗单元142～144；使清洗后的晶片干燥的干燥单元145；以及在翻转机141、清洗单元142～144及干燥单元145之间输送晶片的输送单元146。
输送单元146具有多个把持晶片的臂部，通过这些臂部可使多个晶片在翻转机141、清洗单元142～144及干燥单元145之间同时在水平方向上移动。作为清洗单元142及清洗单元143，例如，可使用使上下配置的辊形海绵旋转并将其按压在晶片表面及背面上对晶片表面及背面进行清洗的辊式清洗单元。另外，清洗单元144是图1所示的上述实施方式的基板清洗装置。干燥单元145是通过使清洗后的晶片高速旋转而使其干燥的旋转式干燥机。
在翻转机151与第1输送机械手122之间设置有闸门110，在输送晶片时打开闸门110从而在第1输送机械手122与翻转机151之间交接晶片。另外，在翻转机141与第2输送机械手124之间、翻转机141与第1清洗单元142之间、第1研磨部130a与第2输送机械手124之间、以及第2研磨部130b与第2输送机械手124之间也分别设置有闸门111、112、113、114，在输送晶片时打开这些闸门111、112、113、114从而交接晶片。
图5所示的研磨装置，可对晶片实施包括：研磨、清洗及干燥在内的一系列处理。
上述的实施方式，是以本发明所属的技术领域中具有通常知识的人员能实施本发明为目的而记载的。上述实施方式的各种变形例若是技术人员就可当然实施，本发明的技术思想还可适用于其它的实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，应是由基于权利要求书所定义的技术思想的最宽大的范围来解释的。

Claims (4)

1.一种基板清洗装置，其特征在于，具有：
对基板进行保持并使该基板旋转的基板保持部；
将药液供给到所述基板上的药液喷嘴；
将双流体喷流供给到所述基板上的双流体喷嘴；以及
使所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴一体地从所述基板的中心部向周缘部移动的移动机构，
所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴隔开规定距离地相邻，
在所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴的移动方向上，所述药液喷嘴位于所述双流体喷嘴的前方。
2.如权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述移动机构具有：
支承所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴的臂部；以及
使所述臂部回旋的臂部回旋机构。
3.如权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，所述药液喷嘴及所述双流体喷嘴的移动速度，随着接近所述基板的周缘部而逐渐变慢。
4.一种研磨装置，其特征在于，具有对基板进行研磨的研磨部、以及对研磨后的所述基板进行清洗的如权利要求1所述的基板清洗装置。
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