基板清洗设备的制作方法

专利名称：基板清洗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板清洗设备，用于通过向基板供给诸如纯水或化 学溶液的清洗液来清洗基板、并使已清洗的基板变干。
背景技术：
在制造半导体装置的过程中，基板的清洗是提高产品产量的重要工 序。这种基板清洗工序是例如在基板抛光工序之后进行以从基板上去除
多余的碎屑。附图中的图28和29显示了基板清洗设备的示例。如图28 和29所示，基板清洗设备具有基板保持机构100，其被设置成用于保持 基板W;电机IOI,其被设置成用于转动基板保持机构100;固定盖102， 其设置在基板W周围；以及喷嘴103，其用于将作为清洗液的纯水供给 到基板W的表面上从而清洗基板W。在基板W的清洗过程中，基板W被 低速转动并且纯水被供给到基板W的表面上。在基板W的干燥过程中， 基板W被以大约1500min—'的高速转动从而使纯水从基板W的表面脱离。 从基板W上除去的纯水被固定盖102捕获并且被回收。
当纯水撞到固定盖102上时，纯水可能作为液滴被弹回，液滴可能 再次附着到基板W的表面。此外，基板W的高速转动在固定盖102中产 生空气的回旋流动。这种空气的回旋流动携带细微的纯水液滴(即，纯 水雾)，细微的纯水液滴也附着到基板W的表面。附着到基板W表面的液 滴和纯水雾在基板W上形成水迹。这些水迹会不利地影响形成在基板W 上的装置，导致产品产量的降低。除了纯水之外，使用化学溶液作为清 洗液也会由于同样的原因导致基板W的回流污染。由此，防止水迹的产 生以及基板W的回流污染变得越来越重要。
近年来，旋转移动(Rotagoni)干燥法已经被提出作为一种防止在 基板上产生水迹的干燥方法。根据旋转移动干燥法，IPA水汽(异丙醇 和氮气的混合物)以及纯水从两个平行喷嘴供给到旋转基板的表面上， 同时各个喷嘴在基板的径向方向上移动从而使基板的表面变干。这种旋转移动干燥方法能够充分地使基板变干，即便基板以从150到300min—' 范围的相对较低速度转动时。然而，即使当基板以300min—'或更低的速 度转动时，当纯水撞到固定盖上时，纯水可能变成液滴或者雾。这些液 滴以及雾可能附着到基板的表面。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够防止在基板的表面上产生水迹以及防 止基板回流污染的基板清洗设备。
为了实现上述目的，根据一个方面的本发明提供了一种基板清洗设备， 包括基板保持机构，其被设置成用于水平地保持基板；转动机构，其被 设置成用于转动由所述基板保持机构保持的基板；液体供给喷嘴，用于将 清洗液供给到基板；以及设置在基板周围、并可以基板大体相同速度转动 的旋转盖。所述旋转盖具有形状成形为环绕所述基板的内周面；以及所述 内周面从其下端到其上端径向向内倾斜。
在本发明的一个优选方面中，基板清洗设备还包括形状成形为覆盖 所述旋转盖的整个外周的固定盖。
在本发明的一个优选方面中，基板清洗设备还包括相对运动机构， 其被设置成用于提供在基板和所述旋转盖之间沿着基板的旋转轴线的相 对运动。
在本发明的一个优选方面中，所述旋转盖被安装在所述基板保持机构 上；所述基板保持机构具有排出孔，所述排出孔具有位于所述旋转盖的下 端的上开口；以及所述排出孔向下向外地倾斜。
在本发明的一个优选方面中，所述旋转盖的所述内周面具有包括曲 线的垂直横截面，所述内周面相对于水平面的角度从在所述内周面上端 的最小值逐渐增大到在所述圆周表面下端的最大值。
在本发明的一个优选方面中，基板清洗设备还包括设置在旋转盖的 内周面上的液体吸收器。
在本发明的一个优选方面中，基板清洗设备还包括设置在所述旋转 盖的径向内侧的内部旋转盖，所述内部旋转盖可与所述旋转盖一起转动。
在本发明的一个优选方面中，所述内部旋转盖具有外周面，所述外周 面具有拱形垂直横截面；以及所述内部旋转盖的所述外周面具有上端，所述上端与由所述基板保持机构保持的基板的上表面处于相同的高度或者稍 稍低于基板的上表面。
在本发明的一个优选方面中，基板清洗设备还包括设置成用于将所 述内部旋转盖和所述旋转盖相互联接的支承臂，所述支承臂设置在所述 内部旋转盖和所述旋转盖之间的间隙中、并且被成形为在所述内部旋转 盖和所述旋转盖转动时在所述间隙中产生向下的气体流动。
根据本发明，由于旋转盖以与基板大体相同的速度转动，因此基板 和旋转盖之间的相对速度大体为零。由此，当清洗液撞到旋转盖上时， 清洗液几乎不形成液滴和雾。结果，可以防止产生水迹和基板的回流污 染。从基板移动到旋转盖的清洗液在离心力作用下沿着旋转盖的内周面 快速地向下排出。由此，清洗液不会停留在旋转盖的内周面上，并且因 此几乎不产生清洗液的液滴和雾。由于基板和旋转盖之间的相对速度大 体为零，因此在旋转盖的内部几乎不形成空气回旋流动。由此，防止了 清洗液的雾被空气回旋流动所携带并附着到基板上。
通过接下来结合附图进行的描述，本发明的上述及其它目的、特征 以及优点将变得明显，所述附图通过示例的方式显示了本发明的优选实 施例。


图1是根据本发明第一实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面
图2是图1中所示的基板清洗设备的平面图3是图1中所示的基板清洗设备的示意性垂直截面图，其中基板 被提升；
图4是图1中所示的基板清洗设备的基板保持机构的平面图5是显示流过图1中所示的基板清洗设备的液体的路径的示意图6是显示流过图1中所示的基板清洗设备的气体的路径的示意图7是显示了根据第一实施例的基板清洗设备的旋转盖的内周面的
改进的放大截面图8是显示了根据第一实施例的基板清洗设备的放大截面图，其中
基板被提升到旋转盖的上端；图9是根据本发明第二实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面
图10是图9中所示的基板清洗设备的示意性垂直截面图，其中基板 通过推杆而被提升；
图11是显示了根据第二实施例的基板清洗设备的旋转盖的改进的 放大截面图12是根据本发明的第三实施例的基板清洗设备的示意性垂直截 面图13是显示流过图12中所示的基板清洗设备的气体的路径的示意
图14是显示了根据第三实施例的基板清洗设备的改进的示意性垂 直截面图15是根据本发明第四实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面
图16是根据本发明第五实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面
图17是根据本发明的参考示例的基板清洗设备的示意性垂直截面
图18是根据本发明的另一个参考示例的基板清洗设备的示意性垂 直截面图19是根据本发明的又一个参考示例的基板清洗设备的示意性垂 直截面图20是根据本发明的又一个参考示例的基板清洗设备的示意性垂 直截面图21是根据本发明第六实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面
图22A是内部旋转盖和外部旋转盖的放大垂直截面图； 图22B是内部旋转盖和夹头的平面图23A是从上面观察时固定到内部旋转盖的支承臂的平面图； 图23B是从径向外侧观察的图23A中所示的支承臂的示意图； 图24是显示了根据本发明第六实施例的基板清洗设备的改进的示意性垂直截面图，其中增加了固定盖；
图25是抛光设备的平面图，该抛光设备包括根据本发明第一到第六 实施例中任意一个的基板清洗设备；
图26是图25中所示的抛光设备的示意性透视图27是另一个抛光设备的平面图，该抛光设备包括根据本发明第一 到第六实施例中任意一个的基板清洗设备；
图28是现有基板清洗设备的示意性垂直截面图；以及
图29是图28中所示的基板清洗设备的平面图。
具体实施例方式
下面参考附图描述根据本发明实施例的基板清洗设备。相似或对应的 部件由相似或对应的附图标记所表示。
图1是根据本发明第一实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面 图，以及图2是图1中所示的基板清洗设备的平面图。
如图1所示，基板清洗设备包括设置成用于水平地保持基板W的基 板保持机构1、设置成使基板W通过基板保持机构1绕着其自身中心轴 线旋转的电机(转动机构)2、围绕基板W设置的旋转盖3、以及用于将 作为清洗液的纯水供给到基板W表面(前表面)的前喷嘴4。除了纯水 之外，还可以使用化学溶液作为清洗液。
基板保持机构1包括设置成用于夹持基板W外围边缘的多个夹头 10、夹头10安装在其上的圆形第一台IIA、支撑第一台11A的中空第一 支承轴12A、具有第一台IIA容纳在其中的凹部的圆形第二台IIB、以及 支撑第二台11B的中空第二支承轴12B。第一支承轴12A延伸穿过第二 支承轴12B。第一台IIA、第二台IIB、第一支承轴12A以及第二支承轴 12B被同心地布置。旋转盖3被固定到第二台11B的外缘。第二台11B 以及旋转盖3被同心地布置。由夹头10保持的基板W和旋转盖3被同心 地定位。
第一支承轴12A和第二支承轴12B通过线性运动导引机构15而彼此 联接。该线性运动导引机构15被配置成在第一支承轴12A和第二支承轴 12B之间传递转矩，同时允许第一支承轴12A和第二支承轴12B沿着它 们的纵向方向即沿着它们的旋转轴线彼此相对运动。线性运动导引机构15的具体示例包括滚珠花键轴承。
电机2通过齿轮联接到第二支承轴12B的外周面。电机2的转矩通 过线性运动导引机构15被传递到第一支承轴12A，由此使由夹头10保 持的基板W转动。由于线性运动导引机构15，第一台11A的转动和第二 台12B的转动始终彼此同步。具体地，基板W以及旋转盖3可整体地旋 转，它们之间的相对速度为零。基板W和旋转盖3之间可以存在微小的 速度差。基板W与旋转盖3可以通过不同的转动机构转动。在本说明书 中，基板W与旋转盖3以基本上相同的速度旋转意味着基板W与旋转盖 3沿着相同方向以基本相同的角速度旋转，而不是意味着基板W和旋转 盖3沿着相反方向旋转。
作为垂直移动机构的致动器23通过联接机构24联接到第一支承轴 12A。该联接机构24被配置成将致动器23的驱动力传递到第一支承轴 12A，同时允许第一支承轴12A绕着其自身轴线旋转，该驱动力沿着旋转 轴向方向起作用。如图3所示，致动器23通过联接机构24垂直地移动 第一台IIA、第一支承轴12A以及夹头10 (即基板W)。致动器23由此 构成相对运动机构，用于提供基板W和旋转盖3之间沿着旋转轴线的相 对运动。
第一支承轴12A中容纳有联接到清洗液供给源的后喷嘴17以及联接 到干燥气体供给源的气体喷嘴18。清洗液供给源中存储作为清洗液的纯 水并将纯水通过后喷嘴17供给到基板W的后表面。干燥气体供给源中存 储作为干燥气体的氮气或者干空气，并将干燥气体通过气体喷嘴18供给 到基板W的后表面。
前喷嘴4朝着基板W的中心定向。前喷嘴4被联接到纯水供给源(即 清洗液供给源)，在图中没有显示，并将纯水从纯水供给源供给到基板W 的前表面的中心。用于执行旋转移动干燥的两个平行喷嘴20和21被设 置在基板W的上方。喷嘴20用于将IPA水汽(异丙醇和氮气的混合物) 供给到基板W的前表面。喷嘴21用于将纯水供给到基板W的前表面从而 防止基板W的前表面变干。喷嘴20和21可在基板W的径向方向上运动。
图4是基板保持机构1的平面图。如图1和4所示，第二台11B中 限定有多个排出孔25。排出孔25具有位于旋转盖3下端的上开口以及 置于第二台IIB下表面的下开口。如图4所示，排出孔25是在旋转盖3圆周方向上延伸的椭圆形孔、并且向着它们的下开口径向向外地倾斜。
从前喷嘴4和后喷嘴17供给的清洗液(如纯水)以及从喷嘴21供给的 纯水、连同来自气体喷嘴18的气体以及周围气体(基本为空气)经过排 出孔25被排出。
第二台11B还具有多个辅助排出孔26，用于将存留在第一台IIA和 第二台IIB之间的液体(清洗液，纯水)排出。这些辅助排出孔26具有 位于第一台IIA和第二台11B之间间隙中的上开口、以及置于第二台11B 的下表面的下开口。与排出孔25—样，辅助排出孔26向着它们的下开 口径向向外地倾斜。
液体出口通道30和气体出口通道31设置在排出口 25和辅助排出口 26的下开口下面。液体出口通道30和气体出口通道31为环形形状。液 体出口通道.30位于气体排出通道31的径向外侧。根据这种设置，从排 出孔25和辅助排出孔26排出的液体和气体通过离心力彼此分开，从而 使得液体流进液体出口通道30、并且气体流进气体出口通道31。
图5显示了液体路径，以及图6显示了气体路径。气体出口通道31 联接到抽吸源32，如真空泵。如图6所示，抽吸源32的运行形成了从 基板W的前表面流过排出孔25和气体出口通道31的气体的向下流动。
圆形固定盖35设置在第二台IIB的下面并且与第二台IIB的下表面 形成小间隙。固定盖35用于防止周围气体被第二台IIB的旋转所搅动。 向下延伸的管状裙部28固定到第二台11B的外缘。该裙部28用于防止 从排出孔25和辅助排出孔26中排出的液体发生散射、以及还用于允许 液体在远离基板W的位置释放。
旋转盖3具有内周面，该内周面被形成用于环绕被基板保持机构1 所保持的基板W。该旋转盖3的内周面具有位于基板W上方的上端。该 内周面被成形使得其直径(即旋转盖3的内径)向着内周面的上端逐渐 地减小。换句话说，该内周面整体上向着其上端径向向内地倾斜，以及 内周面和水平面之间的角度e (参见图l)小于90度。
如图1所示，旋转盖3的内周面具有包括两条倾斜线的垂直横截面。 此外，旋转盖3的内周面的垂直横截面并不局限于图l所示的这种形状。 如图7所示，旋转盖3的内周面可具有包括曲线的垂直横截面，即拱形 垂直横截面。在图7中，内周面和水平面之间的角度从旋转盖3上端的最小值逐渐增加到其下端的最大值(ei〈e2)。如图7所示的旋转盖3的 内周面可以减小撞到旋转盖3上的液体的冲击以及允许液体由于离心力 而沿着内周面快速地向下流动。内周面的上端与水平面形成的角度最好 大致为o度。
如图2所示，旋转盖3的上端具有多个/^薪3a，各个凹部3a的形 状都与各个夹头10的形状对应。旋转盖3的上端的直径稍稍大于基板W 的直径。
如图1所示，旋转盖3的下端定位在排出孔25的各个上开口的一部 分的上方，使得沿着旋转盖3的内周面的向下的液体流动能够平稳地被 导入排出孔25中。如果排出孔25的上开口被定位成远离旋转盖3的下 端，那么沿着旋转盖3的内周面向下流动的液体将会击打第二台11B的 上表面并且不会平稳地流进排出孔25中。根据本实施例的上述设置，液 体不会撞到第二台11B的上表面上。由此，液体平稳地流进排出孔25 中。
下面描述根据第一实施例的基板清洗设备的操作。
电机2被通电以转动基板W和旋转盖3。在这种状态下，前喷嘴4 和后喷嘴17将纯水供给到基板W的前表面(上表面)以及后表面(下表 面)，从而用纯水清洗整个基板W。供给到基板W的纯水通过离心力在前 表面和后表面上散开，由此清洗基板W的全部表面。从旋转基板W上除 去的纯水被旋转盖3所捕获并流进排出孔25。在基板W被清洗时，两个 喷嘴20和21处于它们给定的、远离基板W的备用位置。
随后，来自前喷嘴4的纯水供给被停止，前喷嘴4被移动到它给定 的、远离基板W的备用位置。两个喷嘴20和21被移动到它们在基板W 上方的操作位置。当基板W以150到300mirr'范围的低速转动时，喷嘴 20将IPA水汽以及喷嘴21将纯水供给到基板W的前表面。在这个操作 过程中，后喷嘴17将纯水供给到基板W的后表面。两个喷嘴20和21 在基板W的径向方向上同时移动，由此基板W的前表面(上表面)变干。
此后，两个喷嘴20和21移动到它们的备用位置，以及来自后喷嘴 17的纯水供给被停止。随后，基板W以1000到1500miifi范围的高速转 动，将纯水从基板W的后表面除去。在这种操作过程中，气体喷嘴18 将干燥气体供给到基板W的后表面。以这种方式，基板W的后表面变干。当基板w的前表面(上表面)变干时，纯水被供给到基板w的前表 面和后表面，如上所述。纯水从基板w上除去并且通过离心力移动到旋
转盖3。由于旋转盖3和基板W以相同速度旋转，因此当纯水撞到旋转 盖3的内周面上时纯水几乎不发生散射。此外，在以相同速度旋转的旋 转盖3和基板W之间的空间内产生微小的气体回旋流动。由此，纯水雾 不会被回旋气流带到基板W。由此，防止在基板W上产生水迹。此外， 由于旋转盖3的内周面径向向内地倾斜，由旋转盖3的旋转所产生的离 心力导致纯水沿着旋转盖3的内周面在向下方向上快速地流进排出孔25中。
在基板W的干燥终止之后，来自气体喷嘴18的干燥气体供给被停止。 如图3所示，致动器23提升基板W，直到基板W位于旋转盖3上方。干 燥的基板W通过运送机器人的手(图中未示出)从基板保持机构l上移 除。
优选地，当基板W的前表面被干燥时以及基板W的后表面被干燥时，
基板w被定位在不同的高度。例如，当基板w的前表面被干燥时，基板 W处于如图l所示的正常位置。另一方面，当基板w的后表面被干燥时，
基板W被提升到旋转盖3上端的位置。更具体地，基板W被提升直到旋 转盖3的内周面的上端位于基板W的前表面和后表面之间，如图8所示。 在图8所示的位置，基板W和旋转盖3之间的距离最小。由此，腐止液 滴和雾从基板W的后表面流到前表面。
图9是根据本发明第二实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面 图。根据第二实施例的基板清洗设备中的那些与根据第一实施例的基板 清洗设备中的部件相同的部件将用相同的附图标记表示，并且接下来不 再详细哮述。接下来不再详细描述的根据第二实施例的基板清洗设备的 操作细节与根据第一实施例的基板清洗设备的操作细节相同。
根据第二实施例，基板保持机构1包括单个台11、支撑台11的中 空支承轴12、以及安装到台11上表面的多个夹头10。旋转盖3固定到 台11的外缘。旋转盖3和基板W之间的相对位置始终固定。
在台11的下面，设置有至少三个推杆40和致动器23，该致动器23 用于使这些推杆40垂直地移动。台ll具有多个通孔lla，这些通孔Ua 的位置与各个推杆40的位置相对应。设置在台11下面的固定盖35也具有多个通孔(未示出)，这些通孔的位置与各个通孔lla的位置相对应。 台ll没有辅助排出孔。
基板W以与第一实施例相同的操作顺序干燥。在基板变干之后，致 动器23提升推杆40，如图10所示，推杆40向上移动穿过通孔lla从 而提升基板W。此后，干燥的基板W被运送机器人的手(未示出)移除。
图11是显示根据第二实施例的基板清洗设备的旋转盖3的改进的放 大截面图。如图11所示，旋转盖3与辅助旋转盖42相结合，该辅助旋 转盖42固定到旋转盖3的内周面。旋转盖3和辅助旋转盖42 —起转动。 辅助旋转盖42具有向着其上端径向向内倾斜的内周面。辅助旋转盖42 的上端定位成与基板W基本上处于相同高度。旋转盖3的上端与辅助旋 转盖42的上端具有基本相等的直径。辅助旋转盖42的上端具有多个凹 部(图中未示出)，这些凹部的形状类似于图2所示的凹部3a的形状。 辅助旋转盖42具有多个排出孔44，这些排出孔44限定在辅助旋转盖42 的下端。
基板W的前表面上方的空间以及基板W的后表面下方的空间通过辅 助旋转盖42而彼此分开。由此，使基板W的前表面变干的操作与使基板 W的后表面变千的操作几乎不会彼此影响。具体地，辅助旋转盖42防止 液体雾在基板W前表面上方的空间与基板W后表面下方的空间之间流动。 此外，可以改变用于基板W前表面的干燥操作和用于基板后表面的干擦 操作的顺序。具体地，基板W的后表面可以被首先干燥以及随后前表面 被干燥。干燥操作的具体细节与第一实施例中相同。
图12是根据本发明的第三实施例的基板清洗设备的示意性垂直截 面图。根据第三实施例的基板清洗设备中的那些与根据第一实施例的基 板清洗设备中的部件相同的 部件将用相同的附图标记表示，并且接下来 不再详细描述。接下来不再详细描述的根据第三实施例的基板清洗设备 的操作细节与根据第一实施例的基板清洗设备的操作细节相同。
根据第三实施例的基板清洗设备与根据第一实施例的基板清洗设备 的不同之处在于围绕着旋转盖3设置有固定盖45。该固定盖45是不可 旋转的，并且被成形用于覆盖旋转盖3的整个外周面。在旋转盖3的外 周面和固定盖45的内周面之间形成小间隙。固定盖45具有排气口 46。 固定盖45具有上端，该上端的直径基本上等于旋转盖3上端的直径或者稍稍大于后者。固定盖45具有下端，该下端位于裙部28下端的下面。 由此，固定盖45被成形为覆盖旋转盖3的整个外周面以及裙部28。
设置固定盖45的原因如下。当旋转盖3与基板W—起转动时，旋转 盖3会搅动其外周面周围的气体，形成微小的气体回旋流动。气体的回 旋流动会将液体雾带回到基板W的表面。气体的回旋流动还会携带清洗 腔(即清洗空间)壁上的液体以及携带清洗腔中的气体到基板W的表面。 固定盖45可以防止产生这种气体的回旋流动，以及由此防止在基板W 上产生水迹以及产生基板W的回流污染。
固定盖4 5和旋转盖3之间的间隙最好尽可能地小，从而防止该间隙 中的气体被旋转盖3的旋转所搅动以及向着基板W回流。排气口 46最好 联接到抽吸源(未示出)，从而当基板W被干燥时强制地将气体从固定盖 45与旋转盖3之间的间隙中排出。当抽吸源运行时，在旋转盖3和固定 盖45之间的小间隙中形成气体流动，如图13所示。结果， 一旦气体流 进间隙中就不会在旋转盖3的旋转过程中向着基板W回流。
图14是显示根据第三实施例的基板清洗设备的变形的示意性垂直 截面图。如图14所示，多个鳍状部50固定到旋转盖3的外周面。
M_50可以防止已经流入到固定盖45和旋转盖3之间间隙中的气体随着 旋转盖3的旋转而回流。旋转盖3的外周面可具有螺旋槽代替鳍状部50， 用于使间隙中的气体通过旋转盖3的旋转而向下流动。
根据第三实施例的固定盖45可以被施加到根据第一和第二实施例 的基板清洗设备上。
图15是根据本发明第四实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面 图。根据第四实施例的基板清洗设备中的那些与根据第一实施例的基板 清洗设备中的部件相同的部件将用相同的附图标记表示，并且接下来不 再详细描述。接下来不再详细描述的根据第四实施例的基板清洗设备的 操作细节与根据第一实施例的基板清洗设备的操作细节相同。
如图15所示，液体吸收器53固定到旋转盖3的内周面。.液体吸收 器53基本上覆盖旋转盖3的整个内周面。液体吸收器53可以由PVA(聚 乙烯醇)海绵、多孔材料或者网布制成。液体吸收器53最好是亲水的， 从而易于从基板W捕获液体。液体吸收器53最好在其中也具有连续的小 孔，从而将捕获的液体向下导引经过液体吸收器53到达排出孔25。在具有上述结构的第四实施例中，液体吸收器53还能够吸收撞到旋 转盖3上的液体的冲击。液体吸收器53还可应用到根据第一到第三实施 例的基板清洗设备中。
图16是根据本发明第五实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面 图。根据第五实施例的基板清洗设备中的那些与根据第三实施例的基板 清洗设备中的部件相同的部件将用相同的附图标记表示，并且接下来不 再详细描述。接下来不再详细描述的根据第五实施例的基板清洗设备的
操作细节与根据第一实施例的基板清洗设备的操作细节相同。
如图16所示，清洗腔51设置在固定盖45的周围，以及排气口47 设置在清洗腔51的下部。排气口 47以及固定盖45的排气口 46联接到 抽吸源(未示出)。根据该实施例，未示出的抽吸源以及联接到气体出口 通道31的抽吸源32的操作形成了整个清洗腔51中的向下的气体流动。 特别地，当清洗腔51中的气体通过排气口 47排出吋，沿着固定盖45 的外周面形成气体的向下流动。该气体的向下流动防止了在固定盖45 的外周面与清洗腔51的内表面之间存在液滴和周围空气、以及还防止了 清洁腔51中的雾再次附着到基板W上。
图17是根据本发明的参考示例的基板清洗设备的示意性垂直截面图。
如图17所示，基板清洗设备包括设置用于水平地保持基板W的基板 保持机构60、设置成使基板W通过基板保持机构60绕着其自身中心轴 线转动的电机(转动机构)2、设置在基板W周围的固定盖70、以及用 于将作为清洗液的纯水供给到基板W的前表面上的前喷嘴4。基板保持 机构60包括台61、支撑台61的中空支承轴62、以及固定到台61上表 面上的多个夹头10。
支承轴62中容纳有联接到清洗液供给源的后喷嘴17和联接到干燥 气体供给源的气体喷嘴18。清洗液供给源中存储作为清洗液的纯水，并 且将纯水通过后喷嘴17供给到基板W的后表面。干燥气体供给源中存储 作为干燥气体的氮气或干燥空气，并且将干燥气体通过气体喷嘴18供给 到基板W的后表面。
前喷嘴4朝着基板W的中心定向。前喷嘴4联接到未示出的纯水供 给源(即清洗液供给源)，并且将纯水从纯水供给源供给到基板W的前表面的中心。用于执行旋转移动干燥的两个平行喷嘴20和21被设置在基 板W上方。喷嘴20用于将IPA水汽(异丙醇和氮气的混合物)供给到基 板W的前表面上。喷嘴21用于将纯水施加到基板W的前表面上，从而防 止基板W的前表面变干。喷嘴20和21可以在基板W的径向方向上移动。
固定盖70具有径向向内倾斜的内周面。固定盖70具有位于基板W 上方的上端。液体吸收器53固定到固定盖70的内周面。液体吸收器53 基本上覆盖固定盖70的整个内周面。液体吸收器53由PVA (聚乙烯醇) 海绵、多孔材料或者网布制成。液体吸收器53最好是亲水的，从而易于 基板W捕获液体。液体吸收器53最好在其中也具有连续的小孔，从而将 吸取过来的液体向下导引经过液体吸收器53。
用于回收液体(例如作为清洗液从前喷嘴4和后喷嘴17供给的纯水 以及从喷嘴21供给的纯水)的液体储存器63设置在台61和固定盖70 的下面。液体存储器63的底部具有出口 64。出口 64联接到抽吸源(未 示出)，从而由液体存储器63回收的液体被强制与周围气体一同经过出 口 64排出。
该实施例中的基板清洗设备可以操作用于在基板W上执行与第一实 施例中相同处理顺序相同的干燥处理。具体地，电机2被通电从而转动 基板W。随后，前喷嘴4和后喷嘴17分别地将纯水供给到基板W的前表 面以及后表面，从而用纯水清洗整个基板W。纯水从旋转的基板W上除 去、被固定盖70捕获并且被液体存储器63回收。在基板W被清洗时， 两个喷嘴20和21处于它们给定的、远离基板W的备用位置。
随后，纯水的供给被停止，并且前喷嘴4被移动到它给定的、远离 基板W的备用位置。两个喷嘴20和21被移动到它们在基板W上方的操 作位置。当基板W以150到300min—i范围的低速转动时，喷嘴20将IPA 水汽以及喷嘴21将纯水供给到基板W的前表面。在这个操作过程中，后 喷嘴17将纯水供给到基板W的后表面。两个喷嘴20和21在基板W的径 向方向上同时地移动，由此基板W的前表面(上表面)变干。
此后，两个喷嘴20和21移动到它们的备用位置，以及从后喷嘴17 供给的纯水被停止。随后，基板W以1000到1500min—'范围的高速转动， 将纯水从基板W的后表面除去。在这个操作过程中，气体喷嘴18将干燥 气体供给到基板W的后表面。以这种方式，基板W的后表面变干。在具有上述结构的该实施例中，液体吸收器53能够吸收撞到固定盖 70上的液体的冲击。
图18是根据本发明的另一个参考示例的基板清洗设备的示意性垂 直截面图。接下来不会描述的图18中所示的基板清洗设备的结构和操作 细节与图17中所示的基板清洗设备的结构和操作细节相同，并且不会重 复地描述。
如图18所示，基板清洗设备包括中空圆柱防护盖65，该防护盖65 被形成为环绕台61和支承轴62。防护盖65具有上端和固定到液体存储 器63的下端，该上端设置成基本上与台61处于相同的高度。在该示例 中，没有设置前面所述的液体吸收器53。由于台61和支承轴62被防护 盖65覆盖，因此当台61和支承轴62旋转时防止形成周围气体的回旋流 动。结果，防止否则可被这种周围气体回旋流动所携带的液体雾再次附 着到基板W的表面。
根据第一实施例的旋转盖可以增加到如图17和18所示的基板清洗 设备中。
图19和20是根据本发明的另一个参考示例的基板清洗设备的示意 性垂直截面图。接下来不会描述的图19和20中所示的基板清洗设备的 结构和操作细节与图17中所示的基板清洗设备的结构和操作细节相同， 并且不会重复地描述。
在该示例中，固定盖70可以垂直地移动。如上所述，当基板W的前 表面被干燥时以及基板W的后表面被干燥时，基板W以不同速度旋转。 由此，最好根据基板W将被干燥的侧面来改变固定盖70的位置。具体地， 当基板W的前表面被干燥时，固定盖17处于如图19所示的正常位置。 如上所述，当基板W的前表面被干燥时，基板W以低速旋转。由此，从 旋转基板W上除去的液滴自由地掉落并且随后撞到固定盖70的内周面 上。由于固定盖70和基板W外缘之间的距离很大，因此撞到固定考70 上的液滴几乎不会弹回到基板W上。
当基板W的后表面被千燥时，基板W以高速旋转。由此，从旋转基 板W上除去的液滴基本上直线地行进并且以高速撞到固定盖70的内周面 上，如图20所示。此外，由于夹头IO和台61以高速旋转，因此基板W 周围的气体被搅动，形成了回旋流动。气体的回旋流动是不利的，这是因为它会将液滴和雾带到基板w的表面。根据该示例，基板w的后表面
在固定盖70处于较低位置时被干燥。具体地，固定盖70被降低到固定 盖70的上端基本上处于与基板W相同的高度。在该位置，基板W的外缘 与固定盖70之间的距离较小。由此，防止了液滴和雾从基板W的后表面 流动到前表面。
图21是根据本发明第六实施例的基板清洗设备的示意性垂直截面 图。根据第六实施例的基板清洗设备中的那些与根据第一实施例的基板 清洗设备中的部件相同的部件将用相同的附图标记表示，并且接下来不 再详细描述。接下来不再详细描述的根据第六实施例的基板清洗设备的
操作细节与根据第一实施例的基板清洗设备的操作细节相同。
如图21所示，内部旋转盖75相对于旋转盖3径向向内地设置。该
内部旋转盖75固定到台11的第二台11B上。旋转盖(第一旋转盖)3 以及内部旋转盖(第二旋转盖)75通过多个支承臂80彼此联接。由此， 内部旋转盖75和旋转盖3可一起转动。在内部旋转盖75和旋转盖3之 间形成间隙。
图22A是内部旋转盖75和旋转盖3的放大垂直截面图，以及图22B 是内部旋转盖75和夹头IO的平面图。内部旋转盖75具有外周面，该外 周面具有平滑拱形垂直横截面。内部旋转盖75的外周面相对于水平面的 角度从内部旋转盖75上端的最小值逐渐增加到下端的最大值。更具体 地，内部旋转盖75的外周面相对于水平面的角度在内部旋转盖75上端 约为O度，以及在内部旋转盖75下端约为90度。
内部旋转盖75的上端设置在稍稍低于由夹头IO保持的基板W上表 面的位置。换句话说，内部旋转盖75的外周面的上端设置成低于基板W 的上表面以及内部旋转盖75的内周面的上端设置成高于基板W的下表 面。内部旋转盖75的上端设置成靠近基板W的外缘。内部旋转盖75的 上端直径稍稍大于基板W的直径。内部旋转盖75的内周面最好与其外周 面一样具有平滑拱形垂直横截面。如图22B所示，内部旋转盖75的上端 具有多个凹部75a，各个凹部的形状与各个夹头10的形状相对应。
内部旋转盖75的外周面包括从基板W外缘向下延伸的平滑抛物线。 由此，当基板W转动时，基板W上的液体在液体的表面张力作用下沿着 内部旋转盖75的外周面在向下方向上平稳地被导引。这样液体的流动就不会断裂成液滴或雾。由于内部旋转盖75的外周面的上端稍稍低于基板 W的上表面，因此液体更不易于被捕获在基板W和内部旋转盖75之间的 间隙中。如果内部旋转盖75的外周面的上端高于基板W的上表面，那么 来自基板W的液体流动会在基板W和内部旋转盖75之间断裂并转变成液 滴和雾。因此，内部旋转盖75的外周面的上端置于与基板W上表面相同 的高度，或者最好稍稍低于基板W上表面。
旋转盖3的内周面的形状基本上与内部旋转盖75的外周面的形状相 同。具体地，旋转盖3的内周面具有平滑拱形垂直横截面。旋转盖3的 内周面相对于水平面的角度从旋转盖3上端的最小值逐渐增加到下端的 最大值。更具体地，旋转盖3的内周面相对于水平面的角度在旋转盖3 上端约为0度，以及在旋转盖3下端约为90度。尽管没有在附图中显示， 但是旋转盖3的上端也具有多个凹部，这些凹部的形状与内部旋转盖75 的凹部的形状相同。
支承臂80固定到内部旋转盖75的外周面以及旋转盖3的内周面上。 具体地，支承臂80设置在内部旋转盖75的外周面和旋转盖3的内周面 之间的间隙中。图23A是当从上面观察时固定到内部旋转盖75的支承臂 80的平面图，以及图23B是当从径向外侧观察时支承臂80的视图。在 图23A和23B中，旋转盖3没有显示以便于解释。各个支承臂80具有叶 片形状，从而使得当内部旋转盖75和旋转盖3转动时，支承臂80在内 部旋转盖75和旋转盖3之间的间隙中产生向下的气体流动。
内部旋转盖75和旋转盖3与基板W —起旋转。供给到基板W上表面 的液体(例如纯水)通过离心力从基板W移动到内部旋转盖75，并且沿 着内部旋转盖75的外周面向下流动。在旋转过程中，起叶片作用的支承 臂80在内部旋转盖75和旋转盖3之间的间隙中形成向下的气体流动。 由此，液体的雾和液滴通过向下的气体流动而强制向下移动，并且防止 被附着到基板W的表面。内部旋转盖75和旋转盖3之间的间隙被适当地 调整从而允许液体平稳地向下流动、并且防止雾进入基板W上方的空间。
内部旋转盖75和旋转盖3的表面最好是亲水表面，从而液滴一旦附 着到内部旋转盖75和旋转盖3上就不会轻易地被释放。优选地，内部旋 转盖75的外周面和/或旋转盖3的内周面具有螺旋槽，用于向下地引导 内部旋转盖75和旋转盖3上的液体。内部旋转盖75、旋转盖3、以及基板W被设置在清洗腔51中。清洗 腔51的底部具有气体出口 51a和液体出口 51b。供给到基板W的液体(例 如纯水)通过液体出口 51b排出，以及通过支承臂80的旋转而形成的向 下流动的气体通过气体出口 51a排出。真空泵可连接到气体出口 51a， 从而使得气体被强制从清洗腔51排出。
图24是显示了根据本发明第六实施例的基板清洗设备的改进的示 意性垂直截面图。在该改进示例中，增加了固定盖85。如图24所示， 固定盖85围绕着旋转盖3设置。固定盖85不能旋转并且具有下端，该 下端在旋转盖3的下端下方。这样，固定盖85被形成为覆盖旋转盖3 的整个外周面。在旋转盖3的外周面和固定盖85的内周面之间形成小间 隙。尽管没有在附图中显示，但是固定盖85的上端具有多个凹部，各个 凹部的形状与各个夹头10的形状相对应。固定盖85上端的直径基本等 于或者稍稍大于旋转盖3的上端直径。设置固定盖85的原因与前述设置 固定盖45的原因相同。
接下来，描述抛光设备的示例，该抛光设备具有根据本发明上述实 施例的基板清洗设备。图25是抛光设备的平面图，该抛光设备包括根据 本发明第一到第六实施例中任意一个的基板清洗设备。图26是图25中 所示的抛光设备的示意性透视图。如图25所示，抛光设备具有矩形形状 的外壳100。外壳100的内部空间通过分隔壁101a、 101b和101c分隔 成装载和卸载部102、抛光部130 (130a， 130b)以及清洗部140。
装载和卸载部102具有两个或多个前装载单元120 (图25中为三 个)，晶片盒被放置在前装载单元120上，每个晶片盒中都储存多个基板。 前装载单元120被沿着抛光设备的宽度方向(垂直于抛光设备纵向的方 向)彼此靠近设置。各个前装载单元120在其上可以接收敞开盒、SMIF (标准机制界面)晶片盒或者FOUP (前端开口晶片盒)。SMIF和FOUP 是与外界隔绝的密封容器，其中容纳有晶片盒以及使用分隔壁覆盖该晶 片盒从而提供与外部空间隔离的内部环境。
此外，装载和卸载部102具有移动机构121，移动机构121沿着前 装载单元120的布置方向延伸。第一运送机器人122安装到移动机构121 上并且可沿着前装载单元120的布置方向移动。该第一运送机器人122 可操作从而在移动机构121上移动，以接近安装在前装载单元120上的晶片盒。第一运送机器人122具有垂直设置的两个手，该两个手分开使 用。例如，上部手可以用于使抛光基板返回到晶片盒，以及下部手可用 于运送未抛光基板。
装载和卸载部102需要为最清洁的区域。由此，装载和卸载部102 内部的压力被保持成始终高于设备外部空间、抛光部130以及清洗部140 的压力。此外，具有清洁空气过滤器例如HEPA过滤器或ULPA过滤器的 风机过滤单元(图中未示出)设置在第一运送机器人122的移动机构121 的上方。该风机过滤单元将颗粒、有毒水气以及有毒气体从空气中去除 从而生成清洁空气、并且始终形成清洁空气的向下流动。
抛光部130是基板被抛光的区域。该抛光部130包括第一抛光部 130a和第二抛光部130b，所述第一抛光部130a中具有第一抛光单元 131A和第二抛光单元131B,所述第二抛光部130b中具有第三抛光单元 131C和第四抛光单元131D。如图25所示，第一抛光单元131A、第二抛 光单元131B、第三抛光单元131C和第四抛光单元131D沿着抛光设备的 纵向设置。
第一抛光单元131A包括保持抛光垫的抛光台132A、设置成用于保 持基板并且使基板压靠着抛光台132A上的抛光垫的抛光表面从而抛光 基板的顶环133A、用于将抛光液(例如浆料)或者修整液(例如纯水) 供给到抛光垫的抛光表面上的抛光液供给喷嘴134A、用于修整抛光垫的 修整器135A、以及具有用于将液体(例如纯水)和气体(例如氮气)的 混合物以雾化状态喷射到抛光表面的喷嘴的喷雾器136A。
类似地，第二抛光单元131B包括抛光台132B、顶环133B、抛光液 供给喷嘴134B、修整器135B以及喷雾器136B。第三抛光单元131C包括 抛光台132C、顶环133C、抛光液供给喷嘴134C、修整器135C以及喷雾 器136C。第四抛光单元131D包括抛光台132D、顶环133D、抛光液供给 喷嘴134D、修整器135D以及喷雾器136D。
第一线性运送器150设置在第一抛光部130a中。该第一线性运送器 150被配置成在四个运送位置之间运送基板，所述四个运送位置沿着抛 光设备的纵向方向定位(此后，这四个运送位置将按照从装载和卸载部 102的顺序称为第一运送位置TP1、第二运送位置TP2、第三运送位置TP3 以及第四运送位置TP4)。用于使从第一运送机器人122运送的基板返回的换向器151被设置在第一线性运送器150的第一运送位置TP1的上方。 可垂直移动提升器152设置在第一运送位置TP1的下方。可垂直移动推 动器153设置在第二运送位置TP2的下方，可垂直移动推动器154设置 在第三运送位置TP3的下方，以及可垂直移动提升器155设置在第四运 送位置TP4的下方。
在第二抛光部130b中，第二线性运送器160紧接着第一线性运送器 150设置。该第二线性运送器160被配置成在三个运送位置之间运送基 板，所述三个运送位置沿着抛光设备的纵向方向定位(此后，这三个运 送位置将按照从装载和卸载部102的顺序称为第五运送位置TP5、第六 运送位置TP6以及第七运送位置TP7)。可垂直移动提升器166设置在第 二线性运送器160的第五运送位置TP5的下方，可垂直移动推动器167 设置在第六运送位置TP6的下方，以及可垂直移动推动器168设置在第 七运送位置TP7的下面。
如图26所示，第一线性运送部150具有四个运送台第一台，第二 台，第三台和第四台，所述台可以往复方式直线地移动。这些运送台具 有两排结构，包括上排和下排。具体地，第一运送台、第二运送台以及 第三运送台被设置在下排，第四运送台被设置在上排。
下排运送台和上排运送台可以自由移动而不会彼此干涉，这是由于 它们被设置在不同的高度。第一运送台在第一运送位置TP1和第二运送 位置(即基板接收/发送位置)TP2之间运送基板。第二运送台在第二运 送位置TP2和第三运送位置(即基板接收/发送位置)TP3之间运送基,。 第三运送台在第三运送位置TP3和第四运送位置TP4之间运送基板。第 四运送台在第一运送位置TP1和第四运送位置TP4之间运送基板。
第二线性运送器160的结构基本上与第一线性运送器150的结构相 同。具体地，第五运送台和第六运送台设置在上排，以及第七运送台设 置在下排。第五运送台在第五运送位置TP5和第六运送位置(即基板接 收/发送位置.)TP6之间运送基板。第六运送台在第六运送位置TP6和第 七运送位置(即基板接收/发送位置)TP7之间运送基板。第七运送台在 第五运送位置TP5和第七运送位置TP7之间运送基板。
可以理解的是，由于在抛光过程中使用浆料，因此抛光部.130是最脏 区域。由此，为了防止颗粒散布到抛光部130之外，气体从各个抛光台的周围空间排出。此外，抛光部130的内部的压力被设定成低于设备外部、 清洗部140以及装载和卸载部102的压力，由此防止了颗粒分散。通常地， 排出管(图中未示出).分别地设置在抛光台下方，以及过滤器(图中未示 出)设置在抛光台上方，从而使得从过滤器到排出管形成清洁空气的向下 流动。
清洗部140是抛光基板被清洗的区域。清洗部140包括第二运送机器 人、用于使从第一运送机器人122接收的基板返回的换向器141、用于 清洗抛光基板的四个清洗单元142-145、以及在换向器141和清洗单元 142-145之间运送基板的运送单元146。
第二运送机器人124、换向器141、以及清洗单元142-145沿着抛光 设备的纵向依次地设置。具有清洁空气过滤器的风机过滤单元(图中未 示出)设置在清洗单元142-145上方。该风机过滤单元被设置成将颗粒 从空气中去除从而生成清洁空气，以及始终形成清洁空气的向下流动。 清洁部140中的压力保持成高于抛光部130中的压力，从而防止抛光部 130中的颗粒流到清洗部140中。
运送单元146具有多个设置用于保持基板的臂，从而使得多个基板 可以通过所述臂在换向器141和清洗单元142-145之间一起水平地移动。 清洗单元142以及清洗单元143可包括具有上部和下部辊形海绵的滚动 型清洗单元，所述辊形海绵被旋转并且压靠基板的前后表面由此清洗基 板的前后表面。清洗单元144包括具有半球形海绵的笔型清洗单元，所 述半球形海绵被旋转以及压靠基板由此清洗基板。清洁单元145包括根 据任一实施例的上述基板清洗设备。在清洗单元142-144中，除了上述 滚动型清洗单元和笔型清洗单元之外，还可以设置兆频超声型清洗单元， 用于向清洗液体施加超声波从而清洗基板。
在换向器151和第一运送机器人122之间设置关闭件110。当运送 基板的时候，关闭件110打开，基板在第一运送机器人122和换向器151 之间运送。在换向器141和第二运送机器人124之间、在换向器141和 清洗单元142之间、在第一抛光部130a和第二运送机器人124之间、以 及在第二抛光部130b和第二运送机器人124之间分别设置关闭件111、 112、 113和114。当运送基板时，这些关闭件lll、 112、 113和114打 开。抛光垫(未示出)安装到抛光台132A上。抛光台132A联接到设置 在其下方的电机(未示出)上，并且可绕着其自身轴线转动。如图26 所示，顶环133A连接到顶环轴137A，该顶环轴137A联接到电机和提升 缸(未示出)。顶环133A可由此垂直地移动并绕着顶环轴137A转动。待 抛光的基板通过真空吸引等被吸引到顶环133A的下表面并且被保持在 该下表面上。抛光垫的上表面构成了用于与基板W滑动接触的抛光表面。
保持在顶环133A的下表面上的基板被转动并且该基板通过顶环 133A压靠着旋转抛光台132A上的抛光垫。抛光液从抛光液供给喷嘴134A 供给到抛光垫的抛光表面(上表面)上。基板W在基板W与抛光垫之间 存在抛光液的情况下被抛光。抛光台132A和顶环133A组成了提供基板 W和抛光表面之间相对运动的机构。第二抛光单元131B、第三抛光单元 131C以及第四抛光单元131D的结构与第一抛光单元131A的结构相同， 由此其详细描述被省略。
具有上述结构的抛光设备可以执行其中单个基板通过四个抛光单元 连续地被抛光的连续加工、和其中两个基板被同时抛光的并行加工。
当执行连续加工时，基板按照以下路线运送前装载单元120的晶 片盒一〉第一运送机器人122—〉换向器151—〉提升器152—〉第一线性运 送器150的第一运送台一〉推动器153—>顶环133A—〉抛光台132A—〉推 动器153—〉第一线性运送器150的第二运送台一〉推动器154—〉顶环 133B—〉抛光台132B—〉第一线性运送器150的第三运送台一〉提升器155 一〉第二运送机器人124—〉提升器166—〉第二线性运送器160的第五运 送台一〉推动器167—>顶环133C—〉抛光台132C—〉推动器167—〉第二线 性运送器160的第六运送台一〉推动器168—〉顶环133D—〉抛光台132D 一〉推动器168—〉第二线性运送器160的第七运送台一〉提升器166—> 第二运送机器人124—〉换向器141一〉运送单元146—〉清洗单元142—〉 运送单元146—〉清洗单元143—〉运送单元146—〉清洗单元144一〉运送 单元146—〉清洗单元145—〉第一运送机器人122—〉前装载单元120的 晶片盒。
当执行并行加工时，基板按照以下路线运送前装载单元120的晶 片盒一〉第一运送机器人122—〉换向器151—〉提升器152—〉第一线性运 送器150的第一运送台一>推动器153—〉顶环133A—〉抛光台132A—〉推动器153—〉第一线性运送器150的第二运送台一〉推动器1.54—〉顶环 133B—〉抛光台132B—〉推动器154—〉第一线性运送器150的第三运送台 一〉提升器155—〉第二运送机器人124—〉换向器141一〉运送单元146—〉 清洗单元142—〉运送单元146—〉清洗单元143—〉运送单元146—〉清洗 单元144一〉运送单元146—〉清洗单元145—〉第一 运送机器人122—〉前 装载单元120的晶片盒。
另一个基板按照以下路线运送前装载单元120的晶片盒一〉第一运 送机器人122—〉换向器151—〉提升器152—〉第一线性运送器150的第 四运送台一〉提升器155—〉第二运送机器人124—〉提升器166—〉第二线 性运送器160的第五运送台一〉推动器167—〉顶环133C—〉抛光台132C 一〉推动器167—〉第二线性运送器160的第六运送台一〉推动器168—> 顶环133D—〉抛光台132D—〉推动器168—〉第二线性运送器160的第七 运送台一〉提升器166—〉第二运送机器人124—>换向器141一〉运送单元 146—〉清洗单元142—〉运送单元146—〉清洗单元143—〉运送单元146 一〉清洗单元144一〉运送单元146—〉清洗单元145—〉第一 运送机器人 122—〉前装载单元120的晶片盒。
下面描述包括根据本发明第一到第六实施例中任意一个的基板清洗 设备的另一个抛光设备。图27是另一个抛光设备的平面图，该抛光设备 包括根据本发明第一到第六实施例中任意一个的基板清洗设备。
如图.27所示，抛光设备包括装载和卸载部201,用于容纳多个晶片 盒204，多个基板被存储在所述晶片盒204中。具有两个手的运送机器 人202被安装到移动机构200上从而接近装载和卸载部201中的晶片盒 204。移动机构200使用线性马达机构，该线性马达机构允许运送机器人 以高速稳定地运送大直径以及重型基板。
抛光设备还包括两个清洗单元212，该清洗单元212设置在晶片盒 204相对于运送机器人202的移动机构200的相对侧。各个清洗单元212 均为根据本发明从第一到第六实施例中任意一个的基板清洗设备。清洗 单元212被设置在可通过运送机器人202的手而达到的相应位置。具有 四个晶片安置台的晶片安置部206设置在两个清洗单元212之间。该晶 片安置部206位于可通过运送机器人202的手而达到的位置。
两个运送机器人208被设置在它们的手可以达到各个清洗单元212和晶片安置部206的相应位置。两个清洗单元214分别靠近清洗单元212 设置。这些清洗单元214被设置在适当的位置从而使得移动机器人208 的手能够分别地达到清洗单元214。旋转运送器210设置在能被移动机 器人208的手所达到的位置。两个抛光单元250设置在抛光单元250可 以将基板运送到旋转运送器210以及从旋转运送器210运送的位置。还 可以设置单个运送机器人208，用于代替两个运送机器人208。
抛光设备具有ITM (在线厚度监控器)224，作为测量已被清洗和干 燥的基板的表面状态(如膜厚度)的测量单元。ITM224可以在基板被抛 光之前或之后操作执行测量。如图27所示，ITM224位于移动机构200 的延伸部上，或者换句话说，位于移动机构200的端部。在运送机器人 202将抛光基板运回到一个晶片盒204中之前或者运送机器人202将待 抛光基板从一个晶片盒204中移出之后，ITM224根据使用光学装置施加 到基板以及反射在基板上的光学信号来测量基板(例如半导体晶片)表 面上的铜膜或者壁垒膜的抛光状态。
各个抛光单元250包括抛光台230、顶环231、用于将抛光液供给到 抛光台230上的抛光垫(未示出)的抛光液供给喷嘴232、用于修整抛 光垫的修整器218、以及储存用于清洗修整器218的水的水箱222。
下面描述图27中所示的抛光设备的操作。
存储多个基板的晶片盒204被放置在装载和卸载部201中，各个基 板的表面上都形成有导电膜，例如铜膜。运送机器人202将基板从一个 晶片盒204中移出并将移出的基板安置在晶片安置部206上。 一个运送 机器人208接收来自于晶片安置部206的基板，如果需要的话将基板翻 转，并将基板运送到旋转运送器210。旋转运送器210在水平面内转动， 旋转运送器210上的基板被一个抛光单元250的顶环231所保持。
由顶环231保持的基板被移动到抛光台230上方的抛光位置。当顶 环231和抛光台230旋转时，基板被降低并压靠抛光垫的抛光表面。基 板被抛光，同时抛光液从抛光液供给喷嘴232供给到抛光表面上。
抛光基板通过旋转运送器210运送到运送机器人208，该运送机器 人208将基板翻转(如果需要的话)并将基板运送到一个清洗单元214。 在已经完成抛光加工的抛光单元250中，抛光垫的抛光表面被修整器218 所修整从而准备抛光下一个基板。清洗单元214清洗并冲刷基板的表面以及随后使基板变干。干燥的 基板随后通过运送机器人208被运送并且放置到晶片安置部206。运送 机器人202将干燥的基板从晶片安置部206移走并将基板运送到一个清 洗单元212，基板在此处进行清洗和干燥。清洗及干燥过的基板通过运 送机器人202返回到最初的晶片盒204。
由于抛光设备具有两套抛光单元250、清洗单元212以及清洗单元 214，因此抛光设备能够完成一系列加工，包括对两个基板同时进行抛光、 清洗和干燥。单个基板可被两个抛光单元250所抛光。
尽管本发明的某些优选实施例已被显示和详细描述，但是可以理解 的是，可以在由权利要求、说明书及附图限定的技术概念范围内进行各 种改变和改进。
权利要求
1. 一种基板清洗设备，包括基板保持机构，其被设置成用于水平地保持基板；转动机构，其被设置成用于转动由所述基板保持机构保持的基板；液体供给喷嘴，用于将清洗液供给到基板；以及设置在基板周围、并可以基板大体相同速度转动的旋转盖；其中，所述旋转盖具有形状成形为环绕所述基板的内周面；以及所述内周面从其下端到其上端径向向内倾斜。
2. 如权利要求l所述的基板清洗设备，其特征在于，还包括 形状成形为覆盖所述旋转盖的整个外周的固定盖。
3. 如权利要求l所述的基板清洗设备，其特征在于，还包括相对运动机构，其被设置成用于提供在基板和所述旋转盖之间沿着 基板的旋转轴线的相对运动。
4. 如权利要求1所述的基板清洗设备，其特征在于 所述旋转盖被安装在所述基板保持机构上；所述基板保持机构具有排出孔，所述排出孔具有位于所述旋转盖的 下端的上开口；以及所述排出孔向下向外地倾斜。
5. 如权利要求l所述的基板清洗设备，其特征在于，所述旋转盖的 所述内周面具有包括曲线的垂直横截面，所述内周面相对于水平面的角 度从在所述内周面上端的最小值逐渐增大到在所述圆周表面下端的最大 值。
6. 如权利要求l所述的基板清洗设备，其特征在于，还包括 设置在所述旋转盖的所述内周面上的液体吸收器。
7. 如权利要求1所述的基板清洗设备，其特征在于，还包括-设置在所述旋转盖的径向内侧的内部旋转盖，所述内部旋转盖可与 所述旋转盖一起转动。
8. 如权利要求7所述的基板清洗设备，其特征在于 所述内部旋转盖具有外周面，所述外周面具有拱形垂直横截面；以及所述内部旋转盖的所述外周面具有上端，所述上端与由所述基板保 持机构保持的基板的上表面处于相同的高度或者稍稍低于基板的上表 面。
9. 如权利要求7所述的基板清洗设备，其特征在于，还包括设置成用于将所述内部旋转盖和所述旋转盖相互联接的支承臂，所 述支承臂设置在所述内部旋转盖和所述旋转盖之间的间隙中、并且被成 形为在所述内部旋转盖和所述旋转盖转动时在所述间隙中产生向下的气 体流动。
全文摘要
一种基板清洗设备被用于使用清洗液清洗基板。该基板清洗设备包括设置用于水平地保持基板的基板保持机构、设置用于使所述基板保持机构保持的基板转动的转动机构、用于将清洗液供给到基板的液体供给喷嘴、以及设置在基板周围并可以与基板大体相同速度转动的旋转盖。旋转盖具有被成形用于环绕基板的内周面。内周面从其下端到其上端径向向内倾斜。
文档编号H01L21/02GK101414549SQ20081016670
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者小岛靖, 松田尚起, 森泽伸哉 申请人:株式会社荏原制作所