专利名称：基板处理方法和基板处理单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板处理方法和一种基板处理单元，尤其涉及一种基板处理方法和一种被用来执行处理的处理单元，该处理例如为以非接触方式清洁或干燥诸如半导体晶片的基板。
背景技术：
一种双向喷射(2FJ)清洁方法被认为是一种用于以非接触方式清洁基板表面的清洁法。这种清洁法涉及将包含微小的液滴(液雾)的高速气体从双相喷嘴朝向基板表面喷射，并使微小液滴撞击基板表面。该清洁法利用通过微小的液滴撞击基板表面所产生的冲击波以使微粒等从基板表面移除(清洁)。利用IPA (异丙醇)蒸汽的干燥法被认为是用于以非接触方式干燥基板表面的干 燥法。这种干燥法涉及将包含IPA蒸汽的气体从流体喷嘴朝基板表面的气液界面吹出。该干燥法通过利用在基板表面上的液膜的表面张力的梯度和由IPA蒸汽促进的蒸发，使液膜从基板表面汽化和除去。在传统的双向喷射清洁方法中，通常的做法是将混合流体从双相喷嘴朝基板表面喷射同时通过以恒定的角速度摇动摆臂使双向喷嘴以恒速且平行于基板表面移动，该双向喷嘴被安装在摆臂的前端。因此，随着该双向喷嘴朝基板的外周移动，被供给到基板的每单位面积的液滴量逐渐地减少，并且撞击基板表面的液滴的密度减小，从而导致清洁效果变差。在利用IPA蒸汽的干燥法中，存在以下情况改变摆臂的角速度以改变被安装在摆臂的前端部的流体喷嘴的移动速度。在大多情况下，流体喷嘴的移动速度的改变的程度是根据经验来确定的。这样有时会出现流体喷嘴的移动速度不连续，这样的不连续可能导致对基板表面的干燥不均匀。为了减小基板表面的清洁效果的变化，已经提出了一种关于随着与基板的中心的距离增加，逐渐减小诸如清洁喷嘴的流体喷嘴的移动速度的方法，(参见例如，日本平开专利公报 Hll-47700, Hl 1-307492 和 2005-93694)。然而，在被提出的该方法中，没有考虑因素之间的关系，诸如处理时间(处理量)和诸如清洁喷嘴的流体喷嘴的移动速度之间的关系。因此，必须要考虑重新设定诸如清洁喷嘴的流体喷嘴的移动速度以例如缩短清洁或者干燥时间，从而增加处理量。已经有申请人提出了用于清洁经过抛光后的基板表面的各种双向喷射清洁方法，该清洁方法将气液混合物喷射到基板表面，和用于利用IPA蒸汽干燥基板表面的各种干燥法(参见，例如国际公布号2007/108315的刊物和日本平开专利公报2010-50436和2010-238850)。
发明内容
鉴于背景技术中的上述问题，提出了本发明。因此，本发明的目的是提供一种基板处理方法和一种基板处理单元，能够容易地和最佳地控制流体喷嘴的移动速度，同时考虑到与诸如处理时间(处理量)的因素的关系，从而能够在基板表面的整个表面上进行均匀地处理,例如清洁或者干燥。为了达到上述目标，本发明提供了一种基板处理方法，该处理方法包括，当将流体喷嘴从旋转基板的中心移动到外周的同时，从流体喷嘴朝旋转的基板表面喷射至少一种流体，以处理该表面。流体喷嘴以恒定的初始移动速度被从基板的中心移动到预定点。流体喷嘴随后以移动速度V (r)从预定点移动，该V (r)满足以下关系式V(r)Xr°=C(常数)，其中，V(r)表示，当流体喷嘴经过与基板表面上且与所述基板的中心相距距离“r”的位置相对应的位置时，流体喷嘴的移动速度，和a表示幂指数。上述关系式中，幂指数a的优选范围是0〈 a ( I。
幂指数a理想地被设置为1，以便缩短处理时间和增加处理量。如果幂指数a超过I ( a >1)，流体喷嘴朝着基板的外周移动的移动速度的减小率很大，导致过长的处理时间。另一方面，如果幂指数a被设定为零(a =0)，流体喷嘴朝着基板的外周移动的移动速度保持不变。因此幂指数a优选的为0〈a ( I。幂指数a可以通过用于使流体喷嘴从处理开始位置移动到处理结束位置所必需的允许处理时间而确定。当处理时间(处理量)限制时，幂指数a和流体喷嘴的移动速度V (r)可以基于允许处理时间而被确定。当响应处理时间的请求时，就能够在基板的整个表面均匀地执行处理。在本发明的优选方面中，当流体喷嘴到达与基板的外周端对应的位置时，流体喷嘴被暂时停止。通过将流体喷嘴暂时停止在与基板的外周端对应的位置，同时允许喷嘴保持喷射流体，基本上最脏的基板的外周端区域能够被更彻底地清洁。本发明还提供了一种基板处理单元，该基板处理单元包含流体喷嘴，用于喷射至少一种流体；移动机构，用于使流体喷嘴从旋转的基板的中心朝着基板的外周移动；和控制部，用于控制移动机构。移动机构使流体喷嘴以恒定的初始移动速度从基板的中心移动到预定点，并随后使流体喷嘴以移动速度V (r)从预定点移动，移动速度V (r)满足以下关系式V(r) Xra=C (常数)，其中，V Cr)表示，当流体喷嘴经过与基板表面上并且与基板的中心相距距离“r”的位置相对应的位置时，流体喷嘴的移动速度；并且a表示幂指数。控制部根据初始移动速度的输入值和用于使流体喷嘴从处理开始位置移动到处理结束位置所必需的允许处理时间的输入值来确定幂指数a和移动速度V (r)。在处理基板时，当流体喷嘴经过与基板表面上且与基板的中心相距“r”的位置相对应的位置时，流体喷嘴的移动速度V Cr)能够通过输入流体喷嘴的初始移动速度和用于流体喷嘴从处理开始位置移动到处理结束位置所必需的允许处理时间而被容易地确定。根据本发明，通过任意设置幂指数a，例如基于预期的处理时间(处理量)，当所述流体喷嘴经过与基板表面上且与基板的中心相距“r”的位置相对应的位置时，喷嘴的移动速度能够被确定。在响应处理时间的请求的同时能够在基板表面的整个表面均匀地执行处理。
图I是显示根据本实施例的实施例的结合有基板处理单元的基板处理设备的总体构造的平面图；图2是根据本发明的基板处理单元的示意性的透视图，该基板处理单元被用作图I显示的基板处理设备中的第二清洁单元；图3是显示图2的基板处理单元的主要部分的平面图；图4是显示与基板的中心相距的距离(半径)“r”和流体喷嘴沿着流体喷嘴的移动轨迹的移动速度V (r)之间的关系，X轴表示距离(半径)“r”，Y轴表示流体喷嘴的移动速 度V Cr)；图5是显示幂指数a与初始移动速度Vtl和允许清洁时间“t” (V0Xt)的积之间的关系的图表；图6是显示与基板的中心相距的距离“r”和流体喷嘴的移动速度V(r)之间的关系的图表，该关系根据变化的幂指数a被确定；图7是显示与基板的中心相距的距离“r”和被供应到基板表面的每个单位面积的微小液滴的量(密度)之间的关系，该关系根据变化的幂指数a被确定；图8是显示用于确定幂指数a和流体喷嘴的移动速度V(r)之间的关系的图表；图9是显示实例I中的残留在基板表面上的污物(defects)的数量与实例I和2的比较的图表；图10是根据本发明的另一个实施例的基板处理单元(干燥单元)的纵向截面图；图11是显示图10的基板处理单元的平面图；图12是图10中的基座的平面图；图13A是显示图12中的基座和基板支撑构件的一部分的平面图，图13B是沿图12的线A-A的截面图，和图13C是沿着图13B的线B-B的截面图；图14是显示第二磁体和第三磁体483排列的示意性视图，该视图是从基板支撑构件的轴线方向观察；和图15A是显示当基板支撑构件通过提升机构被升高时基板支撑构件和臂的部分截面图，图15B是当基板支撑构件通过提升机构被升高时沿图12的线A-A的截面图，和图15C是沿图15B的线C-C的截面图。
具体实施例方式以下将参考附图对本发明的最优实施例加以说明。图I是显示根据本实施例的结合有基板处理单元的基板处理设备的总体构造的平面图。如图I所示，基板处理设备包括基本长方形的壳体10和用于在其上安放基板盒的装载口 12，该基板盒用于储存大量诸如半导体晶片的基板。装载口 12被设置成邻近壳体10，并能够被安装有打开的盒、SMIF (标准加工接口)或FOUP (前端开口片盒)。每个SMIF和FOUP是气密容器，该气密容器在其中容纳基板盒并且通过利用分隔壁覆盖该气密容器而能够保持内部环境不受外部环境影响。在壳体10设置有四个抛光单元14a_14d、每个都用于清洁被抛光后的基板的第一清洁单元16和第二清洁单元18，和用于干燥被清洁后的基板的干燥单元20。抛光单元14a-14d被排列在基板处理设备的纵向上，清洁单元16、18和干燥单元20也被安排在基板处理设备的纵向。第二清洁单元18和干燥单元20每个都是根据本发明的基板处理单元。第一基板运送自动机(first substrate transport robot)22被设置在被装载口12、靠近装载口 12的抛光单元14a和干燥单元20围绕的区域中。更进一步，基板运送装置24被设置成与抛光单元14a-14d平行。第一基板运送自动机22在从装载口 12接收未被抛光的基板并将该基板传送到基板运送装置24，和从干燥单元20接收被干燥后的基板并将该基板返回到装载口 12。基板运送装置24在从第一基板运送自动机22接收到基板后运送该基板并将该基板在基板运送装置24自身和抛光单元14a-14d中的一个之间运送。第二基板运送自动机26被设置在第一清洁单元16和第二清洁单元18之间，第二 基板运送自动机26用于将基板在第二基板运送自动机26自身和清洁单元16之间传送。更进一步，第三基板运送自动机28被设置在第二清洁单元18和干燥单元20之间，第三基板运送自动机28用于将基板在第三基板运送自动机28自身和清洁单元18之间及第三基板运送自动机28自身和干燥单元20之间传送。在壳体10中还设置有用于控制基板处理设备的装置的操作的控制部30。例如，如下所述，控制部30控制被设置在第二清洁单元(基板处理单元)18中的摆臂44的移动，并由此控制流体喷嘴46的移动速度。在本实施例中，第一清洁单元16是通过将滚动清洁构件在具有清洁液的基板的前后表面上摩擦的滚动清洁单元，滚动清洁构件纵向地延伸。第一清洁单元(滚动清洁单元)16被设置成也使用兆声波清洁，兆声波清洁涉及将以频率大约为IMHz的超声波施加到清洁液，并使得通过振动加速产生的清洁液的力作用到粘附在基板表面的微粒上。第二清洁单元18是根据本发明的基板处理单元。干燥单元20是旋转干燥单元，其通过将IPA蒸汽从正在移动的喷嘴朝基板喷射，并进一步通过高速旋转基板所产生的离心力干燥该基板。能够使用由被竖直地排列在两部分上的清洁单元16、18组成的清洁单元16，18。因此，在该情况下，清洁部由两个竖直排列的基板处理单元组成。图2是根据本发明的基板处理单元的示意性的透视图，基板处理单元被用作图I中所示的第二清洁单元18 ;图3是显示图2中的基板处理单元的主要部分的平面图。如图2和3所示，作为根据本发明的实施例的基板处理单元的第二清洁单元18包括清洁槽40、可旋转的支撑轴42和水平地延伸的摆臂44，该清洁槽40围绕基板W的圆周，该基板W通过例如未显示的夹具保持和通过例如夹具的旋转而被旋转，该支撑轴42被设置在清洁槽40的旁边，该摆臂44在其基端被联接到支撑轴42的上端。流体喷嘴(双向喷嘴)46被安装在摆臂44的自由端(前端)并可竖直地移动。用于供应诸如N2气体的载气供应线50和用于供应诸如纯净水或者含有溶解的CO2气体的水的清洁液的清洁液供应线52被连接到流体喷嘴46。通过从流体喷嘴46喷射诸如N2气体的载气和供应到流体喷嘴46内的诸如纯净水或者含有溶解的CO2气体的水的洗涤液的混合物，可以产生包含有微小的清洁液的液滴(雾)的载气的双向喷射流。通过使由流体喷嘴46产生的双向喷射流撞击旋转的基板W的表面，能够利用由微小的液滴撞击基板表面而产生的冲击波，从基板表面除去(清洁)微粒等。支撑轴42被连接到作为用于旋转支撑轴42的驱动机构的马达54，由此在支撑轴42上摆动摆臂44。马达54的转速通过来自控制部30的信号控制，以此摆臂44的角速度和流体喷嘴46的移动速度得到控制。在本实施例中，由PVA海绵组成的笔型清洁工具60被可旋转地和可竖直移动地安装到摆臂44的前端。更进一步，在清洁槽40的旁边和上方设置有漂洗液供应喷嘴62和化学品供应喷嘴64，该漂洗液供应喷嘴62用于将漂洗液供应到旋转的基板W的表面，该基板W例如通过夹具被保持，化学品供给喷嘴64用于将液体化学品供应到该基板表面。在操作期间，在保持笔型清洁工具60的下端与旋转的基板W的表面以预定压力接触的同时，笔型清洁工具60通过摆臂44的摇摆被移动，同时漂洗液或者液体化学品被供应到基板W的表面，由此清洁该基板W的表面。基板W的表面的接触型清洁是可选的，并可以根据需要进行。如图3所示，随着摆臂44在基板W的表面清洁期间移动，液体喷嘴46沿着弧形轨 迹从偏置位置A，经过基板W的中心0的正上方的位置并经过与该中心0相距预定距离的预定点B的正上方的位置，移动到位于基板W外部的清洁结束位置C。在该清洁期间，包含微小的洗涤液的液滴的载气的双向喷射流被不断地从流体喷嘴46朝旋转基板W的表面喷射。图3显示了流体喷嘴位于预定点B的正上方的位置时的流体喷嘴。在本实施例中，当流体喷嘴46经过对应于基板W的表面的位置的位置(正上方)，在与基板W的中心相距距离“r”的位置上，流体喷嘴46的移动速度V(r)的确定满足下列关系表达式V(r) Xra=C(常数)，其中，a表示幂指数。流体喷嘴46的移动速度随着距基板W的中心的距离的变化而变化。这样有可能使从流体喷嘴46供应到基板的表面的微小的液滴的量(密度)在基板的整个表面上的每个单位面积上都均匀分布。当流体喷嘴46以移动速度V Cr)移动，在流体喷嘴46经过对应于基板的中心的位置(正上方)时，移动速度V(r=0)最大。因此，在本实施例中，流体喷嘴46以恒定的初始速度被从偏置位置A (清洁开始位置)移动到对应于预定点B的位置，并随后以从初始移动速度逐渐减小的移动速度V (r)移动。因此，流体喷嘴46以由以下方程(I)表示的移动速度V(r)移动。
Y UaV(r) - °a.....(1 )
r其中，“b”是从基板W的中心0到预定点B的距离，V0是流体喷嘴46的初始移动速度。图4显示了与基板W的中心0相距的距离(半径)“r”和流体喷嘴46沿着流体喷嘴46的移动轨迹的移动速度V (r)的关系，该移动速度由上述方程(I)确定。X轴表示距离(半径)“r”，Y轴表示流体喷嘴46的移动速度V (r)。在图4中，“h”表示从基板W的中心0到偏置位置A的距离，“b”表示从基板W的中心0到预定点B的距离，“c”表示从基板W的中心0到清洁结束位置C的距离。
根据本实施例，当流体喷嘴46经过对应于基板表面上与基板的中心0相距距离“r”的位置的位置时，流体喷嘴46的移动速度V (r)能够例如，基于预计的处理时间(处理量)且通过任意地设定幂指数a来确定。这样例如在响应处理时间的请求的同时，能够在整个基板表面上均匀地执行处理。幂指数a理想地被设定为I ( a =1)，以便缩短处理时间和增加处理量。如果幂指数a大于I ( a >1)，流体喷嘴46向基板的外周移动的移动速度的减小率则太大，导致过长的处理时间。如果幂指数a被设定为零(a =0)，则另一方面，流体喷嘴46向基板的外周移动的移动速度是恒定的。因此建议幂指数设定在0〈 a < I的范围内。幂指数a能够，例如，通过以下方程(2) IlJ (4)并利用作为输入参数的流体喷嘴46的初始移动速度Vtl、从基板W的中心0到偏置位置A的距离“h”、从基板W的中心0到预定点B的距离“b”和流体喷嘴46从偏置位置A (清洁开始位置)移动到清洁结束位置C所必须的允许清洁时间“t”来确定。在以下方程中，“tb”是从预定点B到清洁结束位置C的运动时间。h + bt=—— + tb^2)tb =(3)
Jb V(r)V0 =-[/ + b +-/广)](4)
I(a + I (Zr例如，当流体喷嘴46的初始移动速度Vtl被设定在30毫米/秒、从基板W的中心0至IJ偏置位置A的距离“h”被设定在10毫米、从基板W的中心0到预定点B的距离“b”被设定在10毫米和允许清洁时间被设定在22秒时，计算出的幂指数a是0. 75 ( a =0. 75)。图5显示了幂指数a与初始移动速度Vtl和允许清洁时间HVciXt)的积之间的关系，当从基板W的中心0到预定点B的距离“b”和从基板W的中心0到偏置位置A的距离“h”都设为10毫米时，该关系通过方程(2)到(4)确定。幂指数a (=0.75)能够通过图5所示的关系并基于初始移动速度Vtl (30毫米/秒)和允许清洁时间t (=22秒)的积而被确定。图6显示与基板W的中心0相距的距离“r”与流体喷嘴46的移动速度V (r)之间的关系，当从基板W的中心0到预定点B的距离被设定在10毫米时该关系随着幂指数变化而被确定。在图6中，初始移动速度Vtl被设定在I (任意单位)。图7显示了与基板W的中心0相距的距离“r”和被供应到基板表面的每一个单位面积的微小的液滴的量(密度)之间的关系，当从基板W的中心0到预定点B的距离“b”被设定在10毫米时，该关系随着幂指数的变化而被确定。在图7中，被供应到基板W的中心处的微小的液滴的量(密度)被设定为1(任意单位)。如图6和7所示，幂指数越接近1，微小的液滴的密度的分配沿着基板的径向更均匀；因此处理时间“t”在处理量允许情况下应当被设定地尽可能长。在本实施例中，幂指数a和流体喷嘴46的移动速度V (r)通过输入流体喷嘴46的初始移动速度Vtl、从基板W的中心0到偏置位置A的距离“h”、从基板W的中心0到预定点B的距离“b”和允许清洁时间“t”而确定。马达54的转速被控制以便流体喷嘴46以移动速度V(r)移动。图8显示了用于确定幂指数a和移动速度V(r)的步骤。第一，初始移动速度Vtl被输入。其次，从基板中心到偏置位置的距离，例如10毫米(固定值)，和从基板中心到预定点的距离被输入。多个点，例如，三个点(10毫米、50毫米和90毫米)可以被作为距离“b”选择和输入。接着，允许清洁时间被输入。幂指数a从输入值中计算，流体喷嘴46的移动速度V(r)由计算出的幂指数a计算。如果当处理时间(处理量)是有限度时，因此，幂指数a和流体喷嘴46的移动速度V(r)基于流体喷嘴46从偏置位置A (清洁开始位置)移动到清洁结束位置C所必须的允许清洁时间而被确定。这样在响应处理时间的要求的同时就能够在整个基板表面上更均匀地执行处理。在被说明的基板处理设备中，基板在装载口 12中从基板盒取出，该基板被传送到抛光单元14a_14d中的一个，并在其中被抛光。抛光后的基板表面在第一清洁单元(滚动清洁单元)16中被清洁，之后在第二清洁单元(基板处理单元)18中利用双向喷射流被清洁。当在第二清洁单元(基板处理单元)18中清洁基板表面时，当流体喷嘴46以如上所述的受 控速度移动时，双向喷射流被从流体喷嘴46朝旋转基板的表面喷射。更具体地说，在执行第一清洁单元16中基板的滚动清洁后，基板被传送到第二清洁单元18。在第二清洁单元18中，在旋转基板的同时，漂洗液被从漂洗液供应喷嘴62供应到基板的表面，以对基板表面进行几秒(例如，3秒)漂洗。随后，笔型清洁工具60被允许扫过基板表面预定次数(例如，两或三次)，同时将液体化学品从化学品供应喷嘴64朝着基板表面喷射，以执行对基板表面的射束清洁。射束清洁一结束，对基板表面的双向喷射清洗在同一个第二清洁单元18中执行。基板表面的清洁使用双向喷射流，其通过将摆臂44摇摆预定次数(例如，一次到四次)以在旋转的基板的上移动流体喷嘴46并喷射双向喷射流。摆臂44的角速度，即流体喷嘴46的移动速度，其通过基于允许处理时间和扫描次数被计算出。在对基板表面的双向喷射流清洁的期间，基板的转速不需要等于通过笔型清洁工具60对基板表面的清洁时基板的转速。流体喷嘴46到达对应于基板W的外周端的位置时，流体喷嘴46可以被暂时的停止。通过将流体喷嘴46暂时停止在对应于基板W的外周端的位置的同时，允许流体喷嘴46保持喷射液体，可能是最脏的基板W的外周端区域能够被更彻底地清洗。在清洁之后的基板被从第二清洁单元18取出并被携带进入干燥单元20，基板在干燥单元20中被旋转式地干燥。干燥后的基板被返回到装载口 12中的基板盒中。通过使用上述的基板处理设备，进行实验(实例I及比较例I和2)。在实例I中，TEOS有图形芯片(基板)在抛光单兀14a—14d的一个中被抛光60秒。在抛光后,基板表面在第一清洁单元(滚动清洁单元)16中被清洁30秒，然后基板表面在第二清洁单元(基板处理单元)18中进一步被清洁22秒，同时以上述方式控制流体喷嘴46的移动速度。清洁后的基板在干燥单元20中被旋转式地干燥。在基板被干燥后，基板将进行对遗留在其表面且尺寸不少于80nm的颗粒(污物)的数目的测量。在比较例I中，相同的基板(TE0S有图形芯片)以与实例I中相同的方式处理，除了基板不受第二清洁单元18中的双向喷射流清洁以夕卜。在比较例2中，相同的基板以与实例I中相同的方式处理，除了在以匀速移动流体喷嘴46的同时在第二清洁单元18中进行双向喷射流清洁以外。对于比较例中获得的被干燥后的基板，对颗粒的数目进行相同的测量。测量的结果如图9所示。实例I及比较例I和2的比较数据如图9所示，在根据本发明的双向喷射流清洁中，控制流体喷嘴46的移动速度和喷射双向喷射流能够显著地减少(例如，大约10%到50%)的遗留在被清洁后的基板表面上的污物的数目。图10是显示根据本发明的另一实施例的用作干燥单元的基板处理单元400的竖直截面图，图11是图10的基板处理单元的平面图。这个实施例的干燥单元(基板处理单元)400包括基座401和四个圆柱形的基板支撑构件402，该基板支撑构件402被基座401支撑。基座401被紧固到旋转杆405的上端，该旋转杆405被轴承406可旋转地支撑。轴承406被紧固到圆柱形构件407的内表面，该圆柱形构件407与旋转杆405平行。圆柱形构件407的下端被安装到安装基座409上并且被固定在适当的位置。旋转杆405通过滑轮411和412及传动带414被连接到电动机415，以便基座401通过驱动电动机415而绕着自身的轴线旋转。旋转盖450被紧固到基座401的上表面。图10显示了旋转盖450的竖直截面。旋 转盖450被排列成围绕基板W。旋转盖450的竖直截面在径向上向内倾斜并且具有平滑的弧度。旋转盖450的上端紧邻基板W，旋转盖450的上端的内径稍大于基板W的直径。旋转盖450的上端具有凹口 450a，每个凹口 450a的形状为沿着基板支撑构件402的圆周表面。凹口 450a位于与基板支架构件402对应的位置。倾斜地延伸的排出孔451被形成在旋转盖450的底部。用于将作为洗涤液的纯净水供应到基板W的表面(前表面)的前喷嘴454被设置在基板W的上方。前喷嘴454被定位成朝向基板W的中心。前喷嘴454被连接到未在图中显示的纯净水供应源(即，洗涤液供应源)并将纯净水供应到基板W的前表面的中心。除了纯净水以外，液体化学品也可以用作洗涤液。用于执行Rotagoni干燥的两个平行的流体喷嘴460和461被设置在基板W的上方。流体喷嘴460被用于将IPA蒸气(异丙醇和氮气的混合物)供应到基板W的前表面。流体喷嘴461被用于将纯净水供应到基板W的前表面，以免基板W的前表面被干燥。这些流体喷嘴460和461被安装到被连接到支撑轴500的上端的摆臂502的自由端(前端)，该支撑轴500位于基座401的旁边，流体喷嘴460和461通过支撑轴500的旋转而摆动。支撑轴500被连接到电动机504，该电动机504作为用于使支撑轴500旋转的驱动机构，从而使摆臂502在支撑轴500上摇摆。电动机504的旋转速度通过来自控制部506的信号控制，由此摆臂502的角速度和流体喷嘴460、461的移动速度得以被控制。旋转杆405中设置有后喷嘴463和喷气头464，该后喷嘴463被连接到洗涤液供应源465，该喷气头464被连接到干燥气体供应源466。洗涤液供应源465中存储有作为洗涤液的纯净水，并将纯净水经过后喷嘴463供应到基板W的后表面。干燥气体供应源466中存储有作为干燥气体的氮气或干燥空气，并将干燥气体经由喷气头464供应到基板W的后表面。用于提升基板支撑构件402的提升机构470被设置在圆柱形构件407的周围。提升机构470被构造成能够在垂直方向上相对于圆柱形构件407滑动。提升机构470包括被设置成与基板支撑构件402的下端接触的接触板470a。第一气室471和第二气室472被形成在圆柱形构件407的外周表面和提升机构470的内周表面之间。第一气室471和第二气室472分别与第一气体通道474和第二气体通道475流体连通。第一气体通道474和第二气体通道475具有被连接到加压气体供应源(没有在图中显示)的端部。当第一气室471的压力被增加到高于第二气室472中的压力，提升机构470被升高。另一方面，当第二气室472中的压力被增加到高于第一气室471中的压力，提升机构470被降低。在图10中，提升机构470位于下降位置。图12是图10中的基座401的平面图。如图12所示，基座401包括四个臂401a，基板支撑构件402通过臂401a的顶端被可垂直移动地支撑。图13A是显示图12中的基板支撑构件402和基座401的一部分的平面图，图13B是沿着图12的线A— A的截面图，图13C是沿着线B— B的截面图。基座401的臂401a具有被构造成可滑动地保持基板支撑构件402的保持器401。保持器401b可以与臂401a整体地形成。垂直延伸的贯穿孔被形成在保持器401b中，基板支撑构件402被插入到该贯穿孔中。贯穿孔的直径稍大于基板支撑构件402的直径。因此，基板支撑构件402在垂直方向上相对于基座401可移动，基板支撑构件402可以围绕自身的旋转轴旋转。弹簧架402a被附接到基板支撑构件402的下部分。弹簧478被设置在基板支撑 构件402的周围，弹簧478通过弹簧支架402a被支撑。弹簧478的上端按压保持器401b(其为基座的一部分)。因此，弹簧478对基板支撑构件402施加向下的力。停止件402b被形成在基板支撑构件402的圆周表面上。停止件402b的直径大于贯穿孔的直径。因此，基板支撑构件402的向下移动被停止件402b限制，如图13B所示。在其上安放有基板W的支撑销479和作为基板保持部分并与基板W的外周接触的圆柱形夹具480被设置在基板支撑构件402的上端。支撑销479被排列在基板支撑构件402的轴线上。另一方面，夹具480被设置成远离基板支撑构件402的轴线。因此，随着基板支撑构件402的旋转，夹具480绕着基板支撑构件402的轴线旋转。为了防止产生静电电荷，晶片接触部分优选地由导电材料(优选地为铁、铝、SUS)或碳树脂(例如PEEK或PVC)制成。第一磁体481被附接到基座401的保持器401b以面对基板支撑构件402的侧表面。另一方面，第二磁体482和第三磁体483被设置在基板支撑构件402中。第二磁体482和第三磁体483被设置成在竖直方向上相互远离。钕磁体被优选地用作第一磁体481、第二磁体482和第三磁体483。图14是显示当从基板支撑构件402的轴线方向看时第二磁体482和第三磁体483的配置的示意图。如图14所示，第二磁体482和第三磁体483被排列在基板支撑构件402的圆周方向上的不同位置上。具体来说，连接第二磁体482和基板支撑构件402的中心的线，及连接第三磁体483和基板支撑构件402的中心的线相交呈预定角度a。当基板支撑构件402位于如图13B所示的下降位置时，第一磁体481和第二磁体482相对。此时，第一磁体481和第二磁体482之间产生吸引力。吸引力产生使基板支撑构件402绕着自身轴线在使夹具480按压基板W的外周的方向上旋转W。因此，如图13B所示的下降位置是基板W被保持(夹住)的夹持位置。第一磁体481和第二磁体482并不需要在保持基板W的时候一直彼此面对，只要它们彼此足够接近以提供足够的保持力。例如，即使当第一磁体481和第二磁体482相互倾斜，只要它们相互靠近，这些磁体之间就能够产生磁力。因此，第一磁体481和第二磁体482并不需要在保持基板W的时候一直彼此面对，只要磁力足够大以旋转基板支撑构件402从而保持基板W。图15A是显示当基板支撑构件402被提升机构470升高时基板支撑构件402和臂401a的一部分的平面图。图15B是当基板支撑构件402被提升机构470升高时沿着图12的线A— A的截面图。图15C是沿着图15B的线C-C的截面图。当基板支撑构件402被提升机构470升高到如图15B所述的上升位置时，第一磁体481和第三磁体483相互面对，第二磁体482远离第一磁体481。此时，第一磁体481和第三磁体483产生引力。该引力产生使基板支撑构件402绕着自身轴线在使夹具480移动远离基板W的方向上旋转W的力。因此，如图15B所示的上升位置是基板W被释放(没有被夹住)的非夹持位置。在这种情况下，当释放基板W时，第一磁体481和第三磁体483并不总是相互面对，只要它们足够靠近以产生足够使基板支撑构件402在夹具480移动远离基板W的方向上旋转的力(磁力)。因为第二磁体482和第三磁体483被配置在基板支撑构件402的圆周方向上的不 同位置上，随着基板支撑构件402的上下移动，旋转力作用在基板支撑构件402上。该旋转力为夹具480提供了保持基板W的力和释放基板W的力。因此，仅仅通过竖直地移动基板支撑构件402，夹具480能够保持和释放基板W。用这样的方式，第一磁体481、第二磁体482和第三磁体483起到保持机构(旋转机构)的作用，该保持机构(旋转机构)使基板支撑构件402绕着自身轴线旋转从而使夹具480保持基板W。保持机构(旋转机构)通过基板支撑构件402的竖直运动而被操作。提升机构470的接触板470a被定位在基板支撑构件402的下方。当接触板470a向上移动，接触板470a的上表面与基板支撑构件402的下端接触，基板支撑构件402通过接触板470a克服弹簧478的按压力而被升高。每个接触板470a的上表面是平坦表面，另一方面，每个基板支撑构件402的下端具有半球体的形状。在本实施例中，提升机构470和弹簧478组成用于使基板支撑构件402在竖直方向上移动的驱动机构。需要主要的是，驱动机构并不局限于该实施例。例如，伺服电动机可以被用作驱动机构。凹槽484被形成在每个基板支撑构件402的侧表面上。凹槽484沿着基板支撑构件402的轴线延伸，并具有弓形形状的水平横截面。朝着凹槽484突出的突起485被形成在基座401的臂401a (在本实施例中为保持器401b)上。突起485的顶端位于凹槽484，突起485基本与凹槽484接合。凹槽484和突起485被设置用来限制基板支撑构件402的旋转角。其次，以下将描述具有上述结构的干燥单元(基板处理单元)400的操作。首先，基板W和旋转盖450通过电动机415同步旋转。在该状态，前喷嘴454和后喷嘴463将纯净水供应到基板W的前表面(上表面)和后表面(下表面)上，以用纯净水冲洗整个基板W。被供应到基板W的纯净水通过离心力在前表面和后表面的上扩散，从而冲洗基板W的整个表面。从旋转的基板W甩出的纯净水被旋转盖450接住并流进排水孔451。当基板W被冲洗，双向喷嘴460、461在它们的特定非工作位置并远离基板W。然后，前喷嘴454停止供应纯净水，前喷嘴454被移动到它的特定非工作位置并远离基板W。双向喷嘴460、461被移动到基板W上方的偏置位置(清洁开始位置)。当基板W被以从30到150/分钟范围内的低速旋转时，流体喷嘴460将IPA蒸气且液体喷嘴461将纯净水供应到基板W的前表面上。在该操作期间，后喷嘴463将纯净水供应到基板W的后表面。正如第二清洁单元(基板处理单元)18摆臂44，电动机504的旋转速度通过控制部506被控制，由此摆臂502的角速度和双向喷嘴460、461的移动速度得以被控制，双向喷嘴460,461同时沿着基板W的径向移动到基板W外的位置。用这样的方式，基板W的前表面(上表面)被干燥。之后，双向喷嘴460、461被移动到它们的非工作位置，停止从后喷嘴463的纯净水供应。然后，基板W被以从1000至1500/分钟范围的高速旋转，从而从基板W的后表面除去纯净水。在该操作期间，喷气头464将干燥气体供应到基板W的后表面。用这样的方式，基板W的后表面被干燥。提供本实施例的上述描述是为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明。此夕卜，本领域的技术人员很容易可以想到对上述实施例的各种修改，在此限定的基本原理和具体实例也可以应用在其他实施方式中。因此，本发明并不限制在上述的实施例中，而是基 于权利要求以及与权利要求等同的内容而限定更广泛的范围。
权利要求
1.一种基板处理方法，其特征在于，包含将流体喷嘴从旋转的基板的中心朝着所述基板的外周移动的同时，从所述流体喷嘴朝向旋转的所述基板的表面喷射至少一种流体，以处理所述表面； 其中，所述流体喷嘴以恒定的初始移动速度从所述基板的所述中心移动到预定点；并且 其中，所述流体喷嘴随后以移动速度V (r)从所述预定点移动，所述移动速度V (r)满足以下关系式V (r) Xra=C (常数)， 其中，V Cr)表示，当所述流体喷嘴经过与位于所述基板的所述表面上并且与所述基板的所述中心相距距离“r”的位置相对应的位置时，所述流体喷嘴的所述移动速度；并且a表示幂指数。
2.如权利要求I所述的基板处理方法，其特征在于，所述幂指数a处于范围0〈a内。
3.如权利要求I所述的基板处理方法，其特征在于，所述幂指数a通过用于使所述流体喷嘴从处理开始位置移动到处理结束位置所必需的允许处理时间而被确定。
4.如权利要求I所述的基板处理方法，其特征在于，当所述流体喷嘴到达与所述基板的所述外周端部对应的位置时，所述流体喷嘴被暂时停止。
5.一种基板处理单元，其特征在于，包含 流体喷嘴，所述流体喷嘴用于喷射至少一种流体； 移动机构，所述移动机构用于使所述流体喷嘴从旋转的基板的中心朝着所述基板的外周移动；和 控制部，所述控制部用于控制所述移动机构； 其中，所述移动机构使所述流体喷嘴以恒定的初始移动速度从所述基板的所述中心移动到预定点，并随后使所述流体喷嘴以移动速度V Cr)从所述预定点移动，所述移动速度V(r)满足以下关系式 V(r) Xra=C (常数)， 其中，V Cr)表示，当所述流体喷嘴经过与所述基板的所述表面上并且与所述基板的所述中心相距距离“r”的位置相对应的位置时，所述流体喷嘴的所述移动速度；并且a表示幂指数；和 其中，所述控制部根据所述初始移动速度的输入值和用于使所述流体喷嘴从处理开始位置移动到处理结束位置所必需的允许处理时间的输入值来确定所述幂指数a和所述移动速度V (r)。
6.如权利要求5所述的基板处理单元，其特征在于，所述幂指数a处于范围0〈a( I内。
全文摘要
提供一种基板处理方法，其能够容易地和最佳地控制流体喷嘴的移动速度，同时考虑到与诸如处理时间(处理量)的因素的关系，从而能够在基板表面的整个表面上均匀地进行例如清洁或者干燥的处理。该处理方法包括，当将流体喷嘴从旋转基板的中心移动到外周的同时，从流体喷嘴朝旋转的基板表面喷射至少一种流体，以处理该表面。流体喷嘴以恒定的初始移动速度被从基板的中心移动到预定点。流体喷嘴随后以移动速度V(r)从预定点移动，该V(r)满足以下关系式V(r)×rα=C(常数),其中，V(r)表示，当流体喷嘴经过与基板表面上且与所述基板的中心相距距离“r”的位置相对应的位置时，流体喷嘴的移动速度，和α表示幂指数。
文档编号H01L21/02GK102825020SQ20121019316
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月12日 优先权日2011年6月16日
发明者宫崎充, 王新明, 松下邦政 申请人:株式会社荏原制作所