清洗装置及滚筒清洗部件制造方法及图纸

本发明专利技术在清洗使用了具有突起部件的滚筒清洗部件的基板时防止或减轻清洗斑。滚筒清洗装置具备：基板支承部件，支承并旋转基板(W)；以及上部滚筒清洗部件(52)，用来旋转并擦洗清洗通过基板支承部件而旋转的基板(W)的表面。上部滚筒清洗部件(52)具备：多个突起部件，被排列于其长度方向，滑接于基板(W)表面。滚筒清洗装置使上部滚筒清洗部件(52)在其长度方向上一边摆动一边旋转来清洗基板(W)，以使突起部件的与基板(W)滑动接触的部分中的高清洗力区域的轨迹无间隙地存在于基板(W)的半径方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】清洗装置及滚筒清洗部件[关联申请案]本申请案主张在2014年7月4日申请的日本专利2014-138685及2015年6月29日申请的日本专利2015-129639的利益，这些申请案的内容引用于本申请案中。
本技术是关于一种接触基板的表面来清洗基板的滚筒清洗部件及具备该滚筒清洗部件的清洗装置。
技术介绍
制造半导体基板时，在基板上形成并加工物性不同的各种各样的材料膜。例如，以金属埋入形成于基板的配线槽的金属镶嵌配线形成工序中，金属镶嵌配线形成后，通过基板研磨装置(CMP)执行研磨除去多余金属的研磨工序。此研磨工序结束，基板的表面会残留CMP研磨所使用的浆体残渣、Cu研磨屑等异物。因此，为了除去这些异物，在CMP设有清洗工序。当在CMP的清洗不足而残留异物时，会从该部分产生泄漏，或密闭性不良的原因等信赖性因素而成为问题。再者，随着近年的半导体装置的微细化，对清洗的要求也提高，也就是说，变得不能容许更小异物的存在。作为清洗方式有各种方式，其中之一有擦洗清洗，该擦洗清洗是在使清洗部件接触基板的表面的状态下，通过使清洗部件与基板相对移动，来清洗基板的表面。再者，作为擦洗清洗，已知用滚筒清洗部件的滚筒清洗。滚筒清洗为例如使以药液湿润的基板旋转，在该基板的表面，使圆筒状的长状延伸的滚筒海绵、滚筒刷等滚筒清洗部件旋转并擦拭，来清洗基板的表面。这种滚筒清洗部件也是对应清洗目的或应除去粒子的特性(大小、物性等)而采用各种种类。其中之一有在表面形成有多个结(又称“突起部件”)的滚筒清洗部件。但是，使用在表面具有多个结的滚筒清洗部件的滚筒清洗，有以下问题。图1是具备滚筒清洗部件的清洗装置(以下称“滚筒清洗装置”)的概略图。滚筒清洗装置50具备：多个(图1为4个)转轴51，支承表面向上的基板W周缘部，使基板W水平旋转；上部滚筒清洗部件(滚筒海绵)52，被可自由旋转地支承于未图示的滚筒夹具；以及下部滚筒清洗部件(滚筒海绵)53，被可自由旋转地支承于未图示的滚筒夹具。上部滚筒清洗部件52及下部滚筒清洗部件53是圆柱状，例如由PVA组成。上部滚筒清洗部件52的表面形成有多个结。再者，上部滚筒清洗部件52通过该滚筒夹具而相对于基板W表面自由升降，下部滚筒清洗部件53通过该滚筒夹具而相对于基板W背面自由升降。另外，转轴51在水平方向自由移动。上部滚筒清洗部件52通过未图示的驱动机构，如箭头F1所示地旋转，下部滚筒清洗部件53通过未图示的驱动机构，如箭头F2所示地旋转。两个清洗液供给喷嘴54、55被配置为位于以转轴51所支承并旋转的基板W的上方，供给清洗液至基板W表面。清洗液供给喷嘴54是供给冲洗液(例如超纯水)至基板W表面的喷嘴，清洗液供给喷嘴55是供给药液至基板W表面的喷嘴。滚筒清洗装置50通过使基板W的周缘部位于设在转轴51的上部的挡块51a的外周侧面所形成的嵌合槽内，并往内方按压来使挡块51a旋转(自转)，使基板W水平旋转。在此例中，4个挡块51a中的两个挡块51a对基板W施加旋转力，其他两个挡块51a作为接受基板W旋转的轴承来运作。再者，也可以将所有的挡块51a连接于驱动机构，对基板W赋予旋转力。如此，在使基板W水平旋转的状态下，从清洗液供给喷嘴54供给冲洗液至基板W表面，且从清洗液供给喷嘴55供给药液至基板W表面，使上部滚筒清洗部件52旋转并下降，接触旋转中的基板W表面，由此，在清洗液(冲洗液及药液)的存在下，以上部滚筒清洗部件52擦洗清洗基板W表面。上部滚筒清洗部件52的长度被设定成略长于基板W的直径。然后，上部滚筒清洗部件52的中心轴(旋转轴)被配置成大致垂直于基板W的中心轴(即旋转中心)，且经过基板W的直径全长延伸。由此，基板W的整个表面同时被清洗。图2表示上部滚筒清洗部件52的结的配置例的图。图2的左右方向对应上部滚筒清洗部件52的长度方向(又称“列方向”)，图2的上下方向对应上部滚筒清洗部件52的周向(垂直于长度方向的方向)。如图2所示，在邻接的两个列，结的位置彼此偏移。当上部滚筒清洗部件52与基板W的表面相对移动，理论上在影线的部分，结顶端与基板W表面接触，可在列方向(滚筒清洗部件的长度方向)没有间隙地清洗。但是，实际上，此清洗中，上部滚筒清洗部件52的长度方向，即基板W表面的半径方向会产生清洗斑。图3表示上部滚筒清洗部件52的结接触基板W表面状态的剖面图。如图3所示，结n1～n5形成为圆柱形，虽然顶端面n41是圆形，与基板W的表面接触的结n3被挤压于基板W的表面，再者，由于结与基板W表面的相对移动而变形，顶端面n31成为椭圆形。另外，应力集中在此接触面的上游侧的中央部分(图3中的影线部分)，此部分以强按压力接触基板W表面，清洗力也变强。图4表示计测在挤压的结的顶端的压力分布结果的图。根据图4的计测结果，可知确实在接触面的上游侧的中央部分存在有清洗力变高的高清洗力区域。在此图4例中，高清洗力区域的列方向宽度大约是结宽度的44％。在上部滚筒清洗部件52的长度方向来看，如图5所示，以高清洗力清洗的区域(图5的影线部分)彼此相隔间隔形成为带状。当使用如此的滚筒清洗部件使基板旋转并清洗，如图6所示，以高清洗力清洗的区域相隔间隔并形成为带状，从而基板的表面会产生同心圆状的清洗斑。
技术实现思路
本技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于在清洗使用了具有结的滚筒清洗部件的基板清洗时防止或减轻清洗斑。第一方式的清洗装置具有如下结构：具备：基板支承部件，该基板支承部件支承基板并使基板旋转；以及滚筒清洗部件，该滚筒清洗部件用于一边旋转一边擦洗通过所述基板支承部件而旋转的所述基板的表面，所述基板通过所述基板支承部件而旋转，所述滚筒清洗部件具备多个突起部件，该多个突起部件排列于所述滚筒清洗部件的长度方向，与所述基板的表面滑动接触，以如下方式清洗所述基板：所述突起部件的与所述基板滑动接触的部分中的高清洗力区域的轨迹无间隙地存在于所述基板的半径方向。通过此结构，以突起部件的高清洗力区域无间隙地存在于基板的半径方向的方式清洗基板，所以可减轻或防止产生于基板的同心圆状清洗斑。所述高清洗力区域也可以设定为所述突起部件与所述基板的表面的接触区域的30～60％的任一宽度。高清洗力区域也可以根据实际清洗时产生的清洗斑来决定，如上述，也可以将突起部件与基板的表面的接触区域的规定的比例设定为高清洗力区域，其轨迹无间隙地存在于基板的半径方向。所述多个突起部件也可以被等间隔地配置于所述滚筒清洗部件的长度方向，形成多个突起部件列，且在所述滚筒清洗部件的周向上邻接的突起部件列的多个突起部件的位置彼此偏离所述突起部件列的所述突起部件的间距的一半。通过此结构，可以彼此不同地配置突起部件。所述多个突起部件的所述高清洗力区域在与所述基板滑动接触时的多个轨迹之间也可以彼此在半径方向有间隙，在清洗时也可以使所述滚筒清洗部件与旋转的所述基板相对摆动，从而以所述高清洗力区域的轨迹无间隙地存在于所述基板的半径方向的方式清洗所述基板。通过此结构，滚筒清洗部件与基板的位置相对变化，所以即使高清洗力区域的轨迹有间隙，也可以使此间隙变小或是没有。在将所述突起部件列的所述多个突起部件的间距设为np，将所述高清洗力区域的所述长度方向的宽度设为sa时，所述滚筒清洗部件的摆动间距sp满足s本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洗装置，其特征在于，具备：基板支承部件，该基板支承部件支承基板并使基板旋转；以及滚筒清洗部件，该滚筒清洗部件用于一边旋转一边擦洗通过所述基板支承部件而旋转的所述基板的表面，所述滚筒清洗部件具备多个突起部件，该多个突起部件排列于所述滚筒清洗部件的长度方向，与所述基板的表面滑动接触，以如下方式清洗所述基板：所述突起部件的与所述基板滑动接触的部分中的高清洗力区域的轨迹无间隙地存在于所述基板的半径方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.04 JP 2014-138685;2015.06.29 JP 2015-129631.一种清洗装置，其特征在于，具备：基板支承部件，该基板支承部件支承基板并使基板旋转；以及滚筒清洗部件，该滚筒清洗部件用于一边旋转一边擦洗通过所述基板支承部件而旋转的所述基板的表面，所述滚筒清洗部件具备多个突起部件，该多个突起部件排列于所述滚筒清洗部件的长度方向，与所述基板的表面滑动接触，以如下方式清洗所述基板：所述突起部件的与所述基板滑动接触的部分中的高清洗力区域的轨迹无间隙地存在于所述基板的半径方向。2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述高清洗力区域设定为所述突起部件与所述基板的表面的接触区域的30～60％的任一宽度。3.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，所述多个突起部件被等间隔地配置于所述滚筒清洗部件的长度方向，形成多个突起部件列，且在所述滚筒清洗部件的周向上邻接的突起部件列的多个突起部件的位置彼此偏离所述突起部件列的所述突起部件的间距的一半。4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述多个突起部件的所述高清洗力区域在与所述基板滑动接触时的多个轨迹之间彼此在半径方向上有间隙，在清洗时使所述滚筒清洗部件与旋转的所述基板相对摆动，从而以所述高清洗力区域的轨迹无间隙地存在于所述基板的半径方向的方式清洗所述基板。5.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，在将所述突起部件列的所述多个突起部件的间距设为np，将所述高清洗力区域的所述长度方向的宽度设为sa时，所述滚筒清洗部件的摆动间距sp满足sp≥(np/2)－sa。6.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，具备两个所述滚筒清洗部件，包含第一滚筒清洗部件及第二滚筒清洗部件，在所述第一滚筒清洗部件及所述第二滚筒清洗部件中，所述多个突起部件被等间隔地配置于所述滚筒清洗部件的长度方向，形成多个突起部件列，且在所述滚筒清洗部件的周向上邻接的突起部件列的多个突起部件的位置彼此偏离所述突起部件列的所述突起部件的间距的一半。7.根据权利要求6所述的清洗装置，其特征在于，在所述第一滚筒清洗部件及所述第二滚筒清洗部件中，将所述突起部件列的所述突起部件的间距设为np时，清洗所述基板时的所述第一滚筒清洗部件的所述多个突起部件的位置与清洗所述基板时的所述第二滚筒清洗部件的所述多个突起部件的位置在列方向上偏离np/4。8.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，所述多个突起部件包含：在所述长度方向的第一列以间距np排列的多个突起部件；在所述长度方向的第二列以间距np排列的多个突起部件；在所述长度方向的第三列以间距np排列的多个突起部件；以及在所述长度方向的第四列以间距np排列的多个突起部件，在所述第一列排列的多个突起部件的所述长度方向的位置与在所述第二列排列的多个突起部件的所述长度方向的位置偏离np/4，在所述第二列排列的多个突起部件的所述长度方向的位置与在所述第三列排列的多个突起部件的所述长度方向的位置偏离np/4，在所述第三列排列的多个突起部件的所述长度方向的位置与在所述第四列排列的多个突起部件的所述长度方向的位置偏离np/4。9.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，所述滚筒清洗部件在通过旋转的所述基板的旋转中心并从所述旋转中心到两侧的基板的外周为止的范围内与所述基板滑动接触，所述多个突起部件以对应于所述旋转中心的位置为基准而非对称地配置于两侧。10.根据权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，关于所述多个突起部件，比对应于所述旋转中心的位置靠所述长度方向的一侧的多个所述突起部件的距对应于所述旋转中心的位置的距离、与比对应于所述旋转中心的位置靠所述长度方向的另一侧的多个所述突起部件的距对应于所述旋转中心的位置的距离偏离np/4。11.一种清洗装置，其特征在于，具备：基板支承部件，该基板支承部件支承基板并使基板旋转；以及滚筒清洗部件，该滚筒清洗部件用于一边旋转一边擦洗通过所述基板支承部件而旋转的所述基板的表面，所述滚筒清洗部件具备多个突起部件，该多个突起部件排列于所述滚筒清洗部件的长度方向，与所述基板的表面滑动接触，所述多个突起部件配置于所述滚筒清洗部件的长度方向，形成多个突起部件列，且在所述滚筒清洗部件的周向上邻接的突起部件列的多个突起部件的位置彼此偏离所述突起部件列的所述突起部件的间距的一半，所述多个突起部件的高清洗力区域与所述基板滑动接触时的轨迹之间彼此有间隙，在清洗时，使所述滚筒清洗部件与通过所述基板支承部件而旋转的所述基板相对摆动。12.一种清洗装置，其特征在于，具备：基板支承部件，该基板支承部件支承基板并使基板旋转；第一滚筒清洗部件，该第一滚筒清洗部件用于一边旋转一边擦洗通过所述基板支承部件而旋转的所述基板的表面；以及第二滚筒清洗部件，该第二滚筒清洗部件用于擦洗清洗通过所述基板支承部件而旋转的所述基板的表面，所述第一滚筒清洗部件及所述第二滚筒清洗部件分别具备多个突起部件，该多个突起部件排列于其长度方向，与所述基板的表面滑动接触，在所述第一滚筒清洗部件及所述第二滚筒清洗部件中，所述多个突起部件被等间隔地配置于所述滚筒清洗部件的长度方向，形成多个突起部件列，且在所述滚筒清洗部件的周向上邻接的突起部件列的多个突起部件的位置彼此偏离所述突起部件列的所述突起部件的间距的一半。13.一种清洗装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥知淳，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP