本申請主張2014年10月31日在日本申請的專利申請編號2014-223715的利益，該專利的內(nèi)容通過引用而編入本申請。

本發(fā)明涉及一種清洗半導(dǎo)體晶片等基板的基板清洗裝置及基板清洗方法，特別涉及一種清洗頭在基板的半徑方向移動的同時清洗基板的表面的基板清洗裝置及基板清洗方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著半導(dǎo)體裝置的細(xì)微化，進(jìn)行具有細(xì)微結(jié)構(gòu)的基板(形成了物性不同的各種材料膜的基板)的加工。例如，在將金屬埋入形成于基板的配線溝的金屬鑲嵌配線形成工序中，形成金屬鑲嵌配線后，由基板研磨裝置(cmp裝置)研磨除去多余的金屬，在基板表面形成物性不同的各種材料膜(金屬膜、屏蔽膜、絕緣膜等)。在這種基板表面，存在有cmp研磨所使用的漿體殘渣、金屬研磨屑(cu研磨屑等)。因此，在基板表面復(fù)雜而清洗困難的情況等無法充分進(jìn)行基板表面的清洗的情況下，因殘渣物等的影響導(dǎo)致泄漏、緊貼性不良，有成為可靠性降低的原因的擔(dān)憂。因此，在進(jìn)行半導(dǎo)體基板的研磨的cmp裝置中，在研磨后進(jìn)行清洗。清洗工序為例如進(jìn)行筆擦洗清洗或雙流體噴射清洗(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-172019號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開平11-40530號公報

發(fā)明要解決的課題

在以往的基板清洗裝置中，在對基板表面進(jìn)行筆擦洗清洗的情況下，使基板旋轉(zhuǎn)，同時使由旋轉(zhuǎn)的海綿所組成的清洗頭在基板表面上沿基板的半徑方向移動，來進(jìn)行基板清洗。圖12是表示位于基板的多個半徑位置各自的清洗頭的俯視圖及主視圖。圖12表示位于基板s的中心附近的清洗頭h1、位于基板的中心與邊緣之間的清洗頭h2以及位于基板s的邊緣附近的清洗頭h3。

當(dāng)基板s在邊緣被支承時，如圖12的主視圖所示，基板s的中央部因自體重量而下沉，基板整體會成為向下凸出的彎曲狀。如此，在基板s的中心附近與邊緣附近，基板s的表面高度不同，即基板s的中心附近的表面的高度比基板s的邊緣附近的表面高度低。當(dāng)清洗頭位于中心附近時，也與位于邊緣附近時將海綿保持在同樣高度的話，即使清洗頭的海綿在基板s的中心附近以適當(dāng)?shù)慕佑|壓接觸基板s的表面，當(dāng)清洗頭越接近基板s的邊緣接觸壓會越大。在基板越大型化時，如此接觸壓的不均勻會越顯著。

圖13a～圖13c分別是圖12的a-a'剖面圖、b-b'剖面圖及c-c'剖面圖。在圖13中，基板s向圖的左方向移動。如圖12及圖13所示，清洗頭的海綿因與基板之間的摩擦力，被基板拖曳而變形。清洗頭在半徑方向上移動的情況下，基板的旋轉(zhuǎn)速度為恒定，與清洗頭接觸的基板s的表面的相對于清洗頭的移動速度越到基板s的半徑方向的外側(cè)則會變得越快。因此，如圖13a～圖13b圖所示，清洗頭越位于基板半徑方向的外側(cè)，因被基板拖曳導(dǎo)致清洗頭的變形變得越大。基板的半徑越大，這樣的變形則越明顯。

當(dāng)清洗頭變形時，本來應(yīng)以圓形的接觸面滑接于基板表面的清洗頭，如圖12的俯視圖所示被壓扁，導(dǎo)致清洗性能降低。再者，當(dāng)清洗頭繞垂直于基板的軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)時，因旋轉(zhuǎn)的基板產(chǎn)生的摩擦力與清洗頭自轉(zhuǎn)的力矩復(fù)雜地施加于海綿，海棉被局部地施加大應(yīng)力，結(jié)果海綿會有從其支架脫落的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述課題的完成的，其目的在于提供一種一邊使清洗頭在基板的半徑方向上移動一邊清洗基板的表面的創(chuàng)新的基板清洗裝置及基板清洗方法。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一方式的基板清洗裝置是清洗基板的基板清洗裝置，具備：基板旋轉(zhuǎn)支承部，該基板旋轉(zhuǎn)支承部支承所述基板并使所述基板旋轉(zhuǎn)；擦洗清洗部件，該擦洗清洗部件具有清洗面，該清洗面用于與通過所述基板旋轉(zhuǎn)支承部而旋轉(zhuǎn)的所述基板的被清洗面接觸，來清洗所述被清洗面；移動機構(gòu)，在使所述清洗面與所述被清洗面接觸的狀態(tài)下，該移動機構(gòu)使所述擦洗清洗部件在所述基板的半徑方向上移動；以及控制部，該控制部控制所述清洗面對所述被清洗面的接觸壓，與所述擦洗清洗部件位于所述基板的中心附近時相比，在所述擦洗清洗部件位于所述基板的邊緣附近時，所述控制部使所述接觸壓更小。

通過此結(jié)構(gòu)，控制部控制擦洗清洗部件的清洗面的接觸壓，所以即使是在因基板在邊緣被支承而導(dǎo)致邊緣附近的表面高度比中心附近的表面高度高的情況下，也可防止因其高低差導(dǎo)致不想要的接觸壓。另外，在被清洗面的移動速度快的邊緣附近，接觸壓會比中心附近小，所以與基板的被清洗面接觸的擦洗清洗部件的清洗面被因基板的旋轉(zhuǎn)而移動的被清洗面拖曳，從而可減輕施加在擦洗清洗部件的應(yīng)力，可減少擦洗清洗部件的變形、脫落的可能性。

在上述基板清洗裝置中，所述控制部也可以進(jìn)一步控制由所述移動機構(gòu)進(jìn)行的所述擦洗清洗部件的移動，也可以是，與所述擦洗清洗部件位于所述基板的中心附近時相比，在所述擦洗清洗部件位于所述基板的邊緣附近時，所述控制部使所述擦洗清洗部件的移動速度更慢。

通過此結(jié)構(gòu)，基板的被清洗面的移動速度快，在每單位面積與擦洗清洗部件的清洗面接觸時間短的邊緣附近，可使擦洗清洗部件的半徑方向的移動速度比在中心附近慢，接觸次數(shù)變多，可提升在邊緣附近的清洗性。

上述基板清洗裝置，也可以進(jìn)一步具備：旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使所述擦洗清洗部件旋轉(zhuǎn)，所述控制部也可以進(jìn)一步控制由所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進(jìn)行的所述擦洗清洗部件的旋轉(zhuǎn)，與所述擦洗清洗部件位于所述基板的中心附近時相比，在所述擦洗清洗部件位于所述基板的邊緣附近時，所述控制部使所述擦洗清洗部件的旋轉(zhuǎn)速度更快。

通過此結(jié)構(gòu)，可以抑制因在基板的邊緣附近基板的被清洗面與擦洗清洗部件的清洗面的接觸壓變小導(dǎo)致的清洗性降低。另外，即使在基板的邊緣附近使擦洗清洗部件的移動速度降低的情況下，也可預(yù)見因擦洗清洗部件的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的清洗性的提升的效果，所以可抑制使這樣的擦洗清洗部件的移動速度降低的程度，而可抑制隨著擦洗清洗部件的移動速度降低的生產(chǎn)性降低。

在上述基板清洗裝置中，所述控制部控制也可以由所述基板旋轉(zhuǎn)支承部進(jìn)行的所述基板的旋轉(zhuǎn)，與所述擦洗清洗部件位于所述基板的中心附近時相比，在所述擦洗清洗部件位于所述基板的邊緣附近時，所述控制部使所述基板的旋轉(zhuǎn)速度更快。

在擦洗清洗部件以恒定的速度在基板的半徑方向上移動的情況下，越靠近基板的邊緣，與基板的接觸次數(shù)越少，但如上述結(jié)構(gòu)，與擦洗清洗部件位于基板的中心附近時相比，在擦洗清洗部件在基板的邊緣附近時，使基板的旋轉(zhuǎn)速度更快，則可降低或回避這樣的接觸次數(shù)減少。另外，為了降低使如上所述的接觸次數(shù)的減少，即使在擦洗清洗部件位于基板的邊緣附近時，比在擦洗清洗部件位于基板的中心附近時，擦洗清洗部件的移動速度更慢的情況下，如上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)擦洗清洗部件位于基板的邊緣附近時，比在擦洗清洗部件位于基板的中心附近時，使基板的旋轉(zhuǎn)速度更快，則可抑制這樣的速度的減少程度，可抑制生產(chǎn)性的降低。

上述基板清洗裝置中，所述控制部也可以在所述清洗面與所述基板的中心接觸期間，所述控制部使所述接觸壓變化。

通過此結(jié)構(gòu)，即使在基板的中心附近，也可對應(yīng)擦洗清洗部件在基板半徑方向的位置來控制接觸壓。

在上述基板清洗裝置中，所述移動機構(gòu)也可以使所述擦洗清洗部件在含有所述清洗面到達(dá)所述基板的邊緣位置的規(guī)定的移動軌跡上移動，也可以是，與所述清洗面未到達(dá)所述基板的邊緣時相比，在所述清洗面到達(dá)所述基板的邊緣時，所述控制部使所述接觸壓更小。

通過此結(jié)構(gòu)，可以減輕因擦洗清洗部件以較高的接觸壓施加于基板的邊緣導(dǎo)致擦洗清洗部件的劣化等問題。

本發(fā)明的其他方式的基板清洗裝置是清洗基板的基板清洗裝置，具備：基板旋轉(zhuǎn)支承部，該基板旋轉(zhuǎn)支承部支承所述基板并使所述基板旋轉(zhuǎn)；擦洗清洗部件，該擦洗清洗部件具有清洗面，該清洗面用于與通過所述基板旋轉(zhuǎn)支承部而旋轉(zhuǎn)的所述基板的被清洗面接觸，來清洗所述被清洗面；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使所述擦洗清洗部件旋轉(zhuǎn)；移動機構(gòu)，在使所述清洗面與所述被清洗面接觸的狀態(tài)下，該移動機構(gòu)使所述擦洗清洗部件在所述基板的半徑方向上移動；以及控制部，該控制部控制所述清洗面對所述被清洗面的接觸壓，所述移動機構(gòu)使所述擦洗清洗部件在含有所述清洗面到達(dá)所述基板的邊緣位置的規(guī)定的移動軌跡上移動，與所述清洗面未到達(dá)所述基板的邊緣時相比，在所述清洗面到達(dá)所述基板的邊緣時，所述控制部使所述接觸壓更小。

通過此結(jié)構(gòu)，可以減輕因擦洗清洗部件以較高的接觸壓施加于基板的邊緣導(dǎo)致擦洗清洗部件的劣化等問題。

本發(fā)明的一方式的基板清洗方法是清洗基板的基板清洗方法，具有如下步驟：保持所述基板并使所述基板旋轉(zhuǎn)，在使擦洗清洗部件的清洗面與所述基板的被清洗面接觸的狀態(tài)下，使所述擦洗清洗部件在所述基板的半徑方向上移動，與所述擦洗清洗部件位于所述基板的中心附近時相比，在所述擦洗清洗部件位于所述基板的邊緣附近時，使所述清洗面對所述被清洗面的接觸壓更小。

通過此步驟，擦洗清洗部件的清洗面的接觸壓被控制，所以即使在基板在邊緣被支承，邊緣附近的表面高度變得比中心附近的表面高度高的情況下，也可防止因其高低差導(dǎo)致不想要的接觸壓。另外，在被清洗面的移動速度快的邊緣附近，接觸壓會比中心附近小，所以與基板的被清洗面接觸的擦洗清洗部件的清洗面被因基板的旋轉(zhuǎn)而移動的被清洗面拖曳，從而可減輕在擦洗清洗部件的應(yīng)力，減少擦洗清洗部件的變形、脫落的可能性。

本發(fā)明的其他方式的基板清洗方法是清洗基板的基板清洗方法，具有步驟：保持所述基板并使所述基板旋轉(zhuǎn)，在使擦洗清洗部件的清洗面與所述基板的被清洗面接觸的狀態(tài)下，在含有所述清洗面到達(dá)所述基板的邊緣位置的規(guī)定的移動軌跡上，使所述擦洗清洗部件在所述基板的半徑方向上移動，使所述擦洗清洗部件旋轉(zhuǎn)，與所述清洗面未到達(dá)所述基板的邊緣時相比，在所述清洗面到達(dá)所述基板的邊緣時，使所述接觸壓更小。

通過此步驟，也可以減輕因擦洗清洗部件以較高的接觸壓施加于基板的邊緣導(dǎo)致擦洗清洗部件的劣化等問題。

本發(fā)明的其他方式的基板清洗裝置是清洗基板的基板清洗裝置，具備：基板旋轉(zhuǎn)支承部，該基板旋轉(zhuǎn)支承部支承所述基板并使所述基板旋轉(zhuǎn)；雙流體噴嘴，該雙流體噴嘴對通過所述基板旋轉(zhuǎn)支承部而旋轉(zhuǎn)的所述基板的被清洗面噴射液體與氣體的混合物；移動機構(gòu)，該移動機構(gòu)使所述雙流體噴嘴在所述基板的半徑方向上移動；以及控制部，該控制部控制供給至所述雙流體噴嘴的液體及/或氣體的流量，與所述雙流體噴嘴位于所述基板的中心附近時相比，在所述雙流體噴嘴位于所述基板的邊緣附近時，所述控制部使所述液體的流量及/或所述氣體的流量更小。

因為在基板的邊緣附近，基板相對于雙流體噴嘴的速度變快，所以會有因雙流體噴嘴的噴射使基板受到損傷的情況，但通過上述結(jié)構(gòu)，與雙流體噴嘴位于基板的中心附近時相比，在雙流體噴嘴位于基板邊緣附近時，液體的流量及/或氣體的流量更小，所以與雙流體噴嘴位于基板的中心附近時相比，在雙流體噴嘴位于基板邊緣附近時，噴射的液體的動能更小，可減輕或回避如上述的損傷。

附圖說明

圖1是具備本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的基板處理裝置的俯視圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的立體圖。

圖3是本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的側(cè)視圖。

圖4是本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的俯視圖。

圖5表示本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。

圖6表示本發(fā)明的實施方式的海綿的移動軌跡的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式的海綿的中心的基板上的位置與基板的旋轉(zhuǎn)速度、臂的移動速度、清洗頭對基板的接觸壓以及清洗頭的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的圖。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式的變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖9a是表示本發(fā)明的實施方式的其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖9b是表示本發(fā)明的實施方式的其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖10a是表示本發(fā)明的實施方式的其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖10b表示在本發(fā)明的實施方式的其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖11a表示在本發(fā)明的實施方式的其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖11b表示在本發(fā)明的實施方式的其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖12表示以往的位于基板的多個半徑位置各自的清洗頭的俯視圖及主視圖。

圖13a是圖12的a-a'剖面圖。

圖13b是圖12的b-b'剖面圖。

圖13c是圖12的c-c'剖面圖。

具體實施方式

以下，參照附圖來說明關(guān)于本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置。另外，以下說明的實施方式表示實施本發(fā)明的情況的一例，并非限定以下說明的本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。在實施本發(fā)明時，也可以適當(dāng)采用對應(yīng)實施方式的具體結(jié)構(gòu)。在以下的實施方式中，例示用于進(jìn)行半導(dǎo)體基板研磨的cmp裝置等的基板清洗裝置的情況。

圖1是表示關(guān)于具備本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置(清洗單元)的基板處理裝置的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖1所示，基板處理裝置具備：大致矩形的外殼10；以及裝載埠12，載置有儲存許多半導(dǎo)體晶片等基板的基板卡匣。裝載端口12鄰接于外殼10來配置。在裝載埠12可搭載開放匣、smif(standardmanufacturinginterfacepod/機械標(biāo)準(zhǔn)接口晶片盒)、或者foup(frontopeningunifiedpod/前開統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)晶片盒)。smif、foup是在內(nèi)部收納基板匣，并被分離壁覆蓋，從而可保持與外部空間隔絕的環(huán)境的密閉容器。

在外殼10的內(nèi)部收容有：四個研磨單元14a～14d；清洗單元(第一清洗單元16及第二清洗單元18)，清洗研磨后的基板；干燥單元20，使清洗后的基板干燥。清洗單元(第一清洗單元16及第二清洗單元18)也可以采用配置成上下兩段的上下兩段結(jié)構(gòu)。研磨單元14a～14d沿著基板處理裝置的長方向排列，清洗單元16、18及干燥單元20也沿著基板處理裝置的長方向排列。本發(fā)明的實施方式的基板清洗裝置可以適用于第一清洗單元16、第二清洗單元18。

在由裝載埠12、位于該裝載埠12側(cè)的研磨單元14a及干燥單元20所包圍的區(qū)域配置有第一基板搬送機器人22，并平行于研磨單元14a～14d配置有基板搬送單元24。第一基板搬送機器人22從裝載埠12接收研磨前的基板，傳遞到基板搬送單元24，并從干燥單元20接受干燥后的基板，送回裝載埠12。基板搬送單元24從第一基板搬送機器人22搬送接受到的基板，在與各研磨單元14a～14d之間進(jìn)行基板傳遞。

在第一清洗單元16與第二清洗單元18之間配置有第二基板搬送機器人26，該第二基板搬送機器人26在這些各單元16、18之間進(jìn)行基板傳遞。另外，在第二清洗單元18與干燥單元20之間配置有第三基板搬送機器人28，該第三基板搬送機器人28在這些各單元18、20之間進(jìn)行基板傳遞。再者，在外殼10的內(nèi)部配置有控制部30，該控制部30控制基板處理裝置的各機器的動作。

圖2是表示本實施方式的基板清洗裝置(清洗單元)的結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，圖3是表示基板清洗裝置(清洗單元)的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖4是表示基板清洗裝置(清洗單元)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖2～圖4所示，基板清洗裝置50具備：支承基板s的外周的四個外周支承部件51。外周支承部件51例如由上下夾住基板s的邊緣且可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。在本實施方式中，四個外周支承部件51位于同一水平面上，基板s的表面(被研磨面)向上，被這四個外周支承部件51水平地支承。四個外周支承部件51的一部分或全部被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，由此被支承的基板s會旋轉(zhuǎn)。不旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的外周支承部件51會隨著基板s的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。外周支承部件51相當(dāng)于本發(fā)明的基板旋轉(zhuǎn)支承部。

基板清洗裝置50具備：垂直地立設(shè)的臂支柱52；臂53，可升降且旋轉(zhuǎn)地支承于臂支柱52；以及清洗頭54，被支承于臂53的頂端下方。另外，在外周支承部件51所支承的基板s的側(cè)方立設(shè)有噴嘴55，該噴嘴55供給清洗液(清洗液(藥液)、漿體、純水)至基板s的表面(上表面)。由臂支柱52與臂53所組成的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于本發(fā)明的移動機構(gòu)。

如圖4所示，臂53以擺動中心oa為中心旋轉(zhuǎn)，從而使安裝于其頂端的清洗頭54在基板s上以畫圓弧的方式沿著基板s的表面擺動。臂53以使清洗頭54通過基板s的中心的方式使清洗頭54在基板s上沿基板s的半徑方向移動。另外，臂53以使清洗頭54到達(dá)基板s的邊緣為止的方式使清洗頭54在基板s上移動。也就是說，清洗頭54的移動軌跡涵蓋通過基板s的中心到基板s的邊緣為止。

如圖3所示，清洗頭54具備：作為擦洗清洗部件的海綿541；支架542，保持海綿541；以及驅(qū)動部543，升降驅(qū)動且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支架542。驅(qū)動部543設(shè)于臂53的內(nèi)部。支架542是以垂直于基板s的狀態(tài)被支承于驅(qū)動部543，驅(qū)動部543使驅(qū)動支架542繞與基板s垂直的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。另外，驅(qū)動部543使支架542在垂直于基板s的方向上上升或下降。驅(qū)動部543相當(dāng)于本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。

海綿541固定于支架542的下端，與支架542一起旋轉(zhuǎn)。海綿541為圓柱形，其圓形的底面(研磨面)與基板s接觸。驅(qū)動部543通過使支架542下降，從而使海綿541接觸基板s的表面。另外，在海綿541接觸基板s的狀態(tài)下，驅(qū)動部543通過使支架542升降，從而調(diào)整海綿541對基板s的表面的接觸壓。在此，本實施方式中，海綿541對基板s的表面的接觸壓即為海綿541對基板s的表面的每單位面積的按壓負(fù)荷。

圖5是表示本實施方式的基板清洗裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。基板清洗裝置50具備控制部60，控制基板清洗裝置50的清洗動作。此控制部60也可以是基板處理裝置(參照圖1)的控制部30，也可以與控制部30分別設(shè)置。控制部60是通過具備內(nèi)存、運算處理電路的電子計算器執(zhí)行本實施方式的清洗程序來實現(xiàn)的。基板清洗裝置50除了控制部60之外，還具備：清洗方法存儲部61、臂擺動驅(qū)動部62、基板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部63、頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部64以及頭升降驅(qū)動部65。

在圖5例示的基板清洗裝置50中，控制部60根據(jù)清洗方法存儲部61所存儲的清洗配方(清洗方法)來控制各驅(qū)動部32～35。但是，控制部60也可以根據(jù)從基板清洗裝置50所獲得的某種傳感數(shù)據(jù)，進(jìn)行依據(jù)規(guī)定的算法的回饋控制。在清洗方法存儲部61中，對應(yīng)清洗步驟的進(jìn)行(時間的經(jīng)過)來存儲對于各驅(qū)動部32～35的控制值(清洗配方)。

臂擺動驅(qū)動部62通過使臂53繞在擺動中心oa擺動驅(qū)動，從而使清洗頭54在平行于基板s的表面的圓弧軌道上移動。基板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部63通過使外周支承部件51旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而使基板s繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部64通過使驅(qū)動部543旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而使支架542及其所保持的海綿541繞支架542的中心軸旋轉(zhuǎn)。頭升降驅(qū)動部65通過使驅(qū)動部543升降驅(qū)動，從而使海綿541與基板s接觸，或使接觸基板s的海綿541從基板s分離，另外，調(diào)整海綿541對基板s的接觸壓。

另外，在本實施方式中，如上所述，驅(qū)動臂53也相對于臂支柱52被升降驅(qū)動，所以清洗頭54的驅(qū)動部543也可以不具有使支架542升降的功能，在此情況下，使臂53相對于臂支柱52升降的驅(qū)動部也可以代替驅(qū)動部543或附加于驅(qū)動部543而成為頭升降驅(qū)動部65。在本實施方式中，使海綿541接觸基板s，或使與基板s接觸的海綿541從基板s分離，另外調(diào)整海綿541對基板s的接觸壓是由驅(qū)動部543進(jìn)行，而使臂53相對于臂支柱52升降的驅(qū)動部是用于在清洗頭54離開基板s的狀態(tài)下使清洗頭54接近基板s或離開基板s。

接下來，對控制部60根據(jù)清洗方法存儲部61所存儲的清洗配方進(jìn)行的清洗方法進(jìn)行說明。圖6是表示海綿的移動軌跡的圖，圖7是表示海綿的中心的基板上的位置與基板旋轉(zhuǎn)速度、臂移動速度、清洗頭對基板的接觸壓以及清洗頭的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的圖。

臂53的移動速度as是控制部60根據(jù)清洗配方來控制臂擺動驅(qū)動部62，從而對應(yīng)清洗頭54的位置如圖7所示地變化，基板s的旋轉(zhuǎn)速度sr是控制部60根據(jù)清洗配方控制基板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部63，從而對應(yīng)清洗頭54的位置如圖7所示地變化，清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度hr是控制部60根據(jù)清洗配方控制頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部64，從而對應(yīng)清洗頭54的位置如圖7所示地變化，清洗頭54對基板s的接觸壓hp是控制部60根據(jù)清洗配方控制頭升降驅(qū)動部65，從而對應(yīng)清洗頭54的位置如圖7所示地變化。另外，以下的說明是說明清洗頭54從基板s的中心附近向著邊緣移動的情況。

如圖6所示，將海綿541的半徑設(shè)為ra時，控制部60控制臂擺動驅(qū)動部62，使清洗頭54從基板s的中心向著邊緣移動。海綿541的中心從基板s的中心到達(dá)距離rb(rb≦ra)的位置為止，控制部60分別控制臂擺動驅(qū)動部62、頭升降驅(qū)動部65及基板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部63，使得臂53的移動速度as、清洗頭54的對基板s的接觸壓hp以及基板s的旋轉(zhuǎn)速度sr為恒定。

當(dāng)海綿541的中心從基板s的中心到達(dá)距離rb的位置時，即在海綿541完全通過基板s的中心前，控制部60控制臂擺動驅(qū)動部62及頭升降驅(qū)動部65，使臂53的速度as以及清洗頭54對基板s的接觸壓hp開始減少。

之后，控制部60分別控制臂擺動驅(qū)動部62及頭升降驅(qū)動部65，使得海綿541的中心越接近基板s的邊緣(越向外側(cè)移動)，臂53的移動速度as及清洗頭54對基板s的接觸壓hp越小。此時，臂53的移動速度as的減少率以及清洗頭54對基板s的接觸壓hp的減少率隨著海綿541的中心位置越靠近基板s的邊緣(越向外側(cè)移動)而減小，因此，這些曲線圖如圖7所示，成為向下凸的曲線。

當(dāng)清洗頭54靠近基板s的邊緣，海綿541的中心位置從基板s的邊緣到達(dá)剛好rc(rc≧ra)之前的位置，即海綿541的外側(cè)的緣到達(dá)基板s的邊緣前，如圖7所示，控制部60分別控制臂擺動驅(qū)動部62及頭升降驅(qū)動部65，使臂53的移動速度as及清洗頭54對基板s的接觸壓hp開始急劇減少，在海綿541的中心到達(dá)基板s的邊緣時，讓這些數(shù)據(jù)成為0。

再者，海綿541的外側(cè)的緣到達(dá)基板s的邊緣前的例如在海綿541的外側(cè)的緣與基板s的邊緣的距離為0.5～1.0mm的位置，讓臂53的移動速度as成為零，也可以使臂53停止。使臂53停止后，海綿541的中心到達(dá)基板s的邊緣的位置為止，重新移動臂53。

當(dāng)海綿541的中心從基板s的中心到達(dá)距離rb的位置時，即海綿541完全通過基板s的中心前，控制部60控制基板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部63，使基板s的旋轉(zhuǎn)速度sr開始增大。此時，控制部60可以如旋轉(zhuǎn)速度sr1那樣，以恒定的增大率使旋轉(zhuǎn)速度增加，也可以如旋轉(zhuǎn)速度sr2那樣，以海綿541的中心越靠近基板s的邊緣(越向外側(cè)移動)則增大率越大的方式使旋轉(zhuǎn)速度sr增大。如圖7所示，旋轉(zhuǎn)速度sr1的曲線圖為直線，旋轉(zhuǎn)速度sr2的曲線圖為向下凸的曲線。

在海綿541的中心到達(dá)距基板s的中心的距離rb的位置為止，控制部60控制頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部64，使清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度hr成為恒定。當(dāng)海綿541的中心從基板s的中心到達(dá)距離rb的位置時，即海綿541完全通過基板s的中心前，控制部60控制頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部64，使得海綿541的中心越靠近基板s的邊緣(越向外側(cè)移動)，則清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度越大。

基板清洗裝置50的清洗配方如上所述，以下說明此清洗配方的作用。基板s的旋轉(zhuǎn)速度假設(shè)為恒定，則清洗頭54越靠近基板s的邊緣，基板s的表面相對于清洗頭54的速度越快，所以海綿541與基板s的表面的每一次接觸的接觸時間會變短。但是，如上述本實施方式，控制部60控制臂擺動驅(qū)動部62，清洗頭54越靠近基板s的邊緣，則臂53的移動速度as即清洗頭54的基板s的半徑方向的移動速度越減少，海綿541與基板s的表面的接觸次數(shù)增加，可使整體接觸時間變長。如此，清洗頭54變得越接近基板s的邊緣，則臂53的移動速度as會越慢，從而相較于臂53的移送速度為恒定的基板清洗裝置，可提升清洗性。

如此，在本實施方式中，清洗頭54越靠近基板s的邊緣，則使臂53的移動速度as越小。這個情況反過來說，就是清洗頭54越靠近基板s的中心，則臂53的移動速度越快。由于基板s的中心附近的相對于清洗頭54的周向的移動速度比基板s的表面的相對于清洗頭54的周向的移動速度慢，所以清洗性會變低，但臂53的移動速度，即清洗頭54的徑向的移動速度變快，從而減輕清洗性的降低。

如上所述，清洗頭54越靠近基板s的邊緣，則使臂53的移動速度as越小，從而可以提升清洗頭54的清洗性，但另一方面，清洗頭54到達(dá)基板s的邊緣為止所需時間，即清洗一片基板s所需時間會變長，會使得生產(chǎn)性降低。因此，在本實施方式中，如圖7所示，控制部60控制頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部64，當(dāng)清洗頭54越靠近基板s的邊緣，使清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度hr越大，使每單位時間的清洗性提升。由此，可使臂53的移動速度as的減少程度變少，可抑制生產(chǎn)性的降低。

另外，如上所述，當(dāng)支承基板s的邊緣時，基板s會因自體重量而向下凸地翹曲，若為450mm基板等大型基板，則該翹曲會變得明顯。但是，在上述實施方式中，因為適當(dāng)?shù)乜刂坪＞d541對基板s的表面的接觸壓，隨著基板s的表面的面內(nèi)的高度的移位，實現(xiàn)在各處所設(shè)定的接觸壓，可回避因基板s的翹曲導(dǎo)致不想要的接觸壓增加或減少。

再者，如圖13a～圖13b所示，清洗頭54越靠近基板s，則基板s的表面相對于清洗頭54的移動速度會越快，所以海綿541對基板s的表面的接觸壓為恒定時，基板s的表面拖曳清洗頭54的海綿541的底面(清洗面)，海綿541會變形，但在本實施方式中，如圖7所示，清洗頭54越靠近基板s的邊緣，則海綿541對基板s的表面的接觸壓越小，所以可減輕因此拖曳導(dǎo)致的變形。另外，雖然在圖7中未顯示，但在基板s的外周側(cè)要求高清洗性時，也可以控制成清洗頭54越靠近基板s的邊緣，則海綿541對基板s的表面的接觸壓越大。

另外，在以外周支承部件51支承基板s的邊緣并使基板s的邊緣旋轉(zhuǎn)的基板清洗裝置中，海綿541的下表面(清洗面)可以因臂53的擺動而超出基板s的邊緣，由此可清洗到基板s的邊緣為止。但是，若海綿541對基板s的表面的壓力為固定，則海綿541到達(dá)基板s的邊緣時，海綿541與基板s的接觸面積會變小，從而海綿541產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，另外，從基板s的邊緣突出的海綿541的部分會摩擦基板s的邊緣而劣化。對此，在本實施方式中，通過臂53的擺動，海綿541臨近基板s的邊緣前，使海綿541對基板s的表面的接觸壓變小。由此，可回避或減輕清洗頭54到達(dá)基板s的邊緣時的上述不良情況。

另外，對應(yīng)上述清洗頭54的基板s的半徑方向位置的臂53的移動速度as、基板s的旋轉(zhuǎn)速度sr、清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度hr、清洗頭54對基板s的接觸壓hp的控制，也可以只進(jìn)行其中一部分。例如，清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度hr也可以為恒定，基板s的旋轉(zhuǎn)速度sr也可以為恒定。

另外，在上述說明中，說明了清洗頭54從基板s的中心移動到邊緣時的各種控制，但清洗頭54也可以從邊緣移動到中心。在此情況下可控制成與上述一樣。也就是說，清洗頭54越靠近基板s的中心，則臂53的移動速度as越快，越增大海綿541對基板s的表面的接觸壓，越減少基板s的旋轉(zhuǎn)速度，越減少清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度。再者，通過臂53的動作，從而使清洗頭54從基板s的一方的邊緣向中心移動，也可以通過基板s的中心來向著相反側(cè)的另一方的邊緣移動。

以下說明基板清洗裝置的構(gòu)造的其他例。在上述實施方式中，通過在臂53的一端保持清洗頭54，以臂53的另一端為中心旋轉(zhuǎn)運動，從而使清洗頭54擺動，并使清洗頭54從基板s的中心向邊緣移動，但即使采用以下說明的其他結(jié)構(gòu)，也可以使清洗頭54從基板s的中心移動到邊緣。

圖8表示變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖8所示，基板清洗裝置501通過四個外周支承部件51水平地保持基板s。在臂53的一端的下表面設(shè)有清洗頭54，臂53的另一端在基板s側(cè)方沿垂直方向延伸的軌道521，被保持成可沿著軌道521的長方向移動。由于臂53的另一端沿著軌道521移動，從而臂53平行移動，由此設(shè)于一端的清洗頭54平行于軌道521且沿著基板s的表面移動。

圖9a及圖9b表示其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖及側(cè)視圖。在此例的基板清洗裝置502中，基板s被三個外周支承部件51垂直地保持。下側(cè)的兩個外周支承部件51旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上側(cè)的一個外周支承部件51隨著基板s旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在臂53的一端安裝有清洗頭54。臂53的另一端被支承成可旋轉(zhuǎn)。另外，在此例的基板清洗裝置502中，噴嘴55從斜上方向基板s的表面(被研磨面)供給藥液等液體。

圖10a及圖10b表示其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖及側(cè)視圖。即使在此例的基板清洗裝置503中，基板s被外周支承部件51垂直地保持。下側(cè)的兩個外周支承部件51旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上側(cè)的兩個外周支承部件51隨著基板s旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在臂53的一端安裝有清洗頭54。臂53的另一端在基板s下方沿水平方向延伸的軌道522，被支承成可在軌道522的長方向移動。臂53的另一端沿著軌道522移動，從而臂53在水平方向上平行移動，由此清洗頭54沿著基板s的表面在水平方向上移動。

圖11a及圖11b表示其他變形例的基板清洗裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖及側(cè)視圖。在此例的基板清洗裝置504中，基板s傾斜地被保持。外周支承部件51、臂53、清洗頭54、噴嘴55與圖9a及圖9b所示的基板清洗裝置502是同樣的結(jié)構(gòu)，但所有組件被構(gòu)成為傾斜地保持基板s并清洗基板s。

另外，在上述實施方式及其變形例中，清洗頭54具備海綿541，使海綿541接觸基板s的表面(被研磨面)，來擦洗清洗基板s的表面，但清洗頭54也可以通過雙流體噴射，以非接觸地方式清洗基板s的表面。雙流體噴射的清洗頭54將藥液等液體與氣體混合來噴射至基板s的表面，清洗基板s的表面。

在此情況下，可以控制流體量、噴射壓，來代替在上述實施方式中說明的清洗頭54的旋轉(zhuǎn)速度、海綿541對基板s的表面的接觸壓的控制。具體來說，例如，清洗頭54越靠近基板s的邊緣，則流體量越增加，可將噴射到基板s的每單位面積的液體及氣體的量維持恒定。

或者，因為基板s的邊緣附近相對于清洗頭54的基板的速度會變快，會有因雙流體噴射的噴射導(dǎo)致基板(特別是low-k材料等)受到損傷的情況。在這樣的情況下，為了使外周時的動能1/2mv²(m：噴射質(zhì)量、v：噴射速度)比中心時更小，可以降低液體的流量(m下降)、降低氣體的流量(v下降)或是兩者皆下降。另外，關(guān)于基板的旋轉(zhuǎn)速度、臂的移動速度等控制，可與上述實施方式同樣適用，可獲得相同的作用效果。

另外，在上述實施方式及其變形例中，為了使海綿541的清洗面與基板s的被清洗面的接觸壓變化，使海綿541相對于基板s上下移動，但反過來也可以通過升降驅(qū)動基板s使接觸壓變化。

另外，在上述實施方式中，基板的旋轉(zhuǎn)速度sr、臂的移動速度as、清洗頭相對于基板的接觸壓hp以及清洗頭的旋轉(zhuǎn)速度hr從基板s的中心到邊緣會連續(xù)地變化，但也可以階段性地變化。

以上對目前想到的本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進(jìn)行了說明，但可以對本實施方式進(jìn)行多種多樣的變形，并且，權(quán)利要求的范圍包含在本發(fā)明的真實的精神與范圍內(nèi)的這樣的所有的變形。

產(chǎn)業(yè)利用性

本發(fā)明作為一邊使清洗頭在基板的半徑方向上移動一邊清洗基板的表面的基板清洗裝置及基板清洗方法等是有用的。

符號說明

10外殼

12裝載埠

14a～14d研磨單元

16第一清洗單元

18第二清洗單元

20干燥單元

22第一基板搬送機器人

24基板搬送單元

26第二基板搬送機器人

28第三基板搬送機器人

30控制部

50基板清洗裝置

51外周支承部件

52臂支柱

53臂

54清洗頭

541海綿(擦洗清洗部件)

542支架

543驅(qū)動部

55噴嘴

60控制部

61清洗方法存儲部

62臂擺動驅(qū)動部

63基板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部

64頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部

65頭升降驅(qū)動部

s基板