CN100481368C

CN100481368C - 衬底处理装置

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Publication number: CN100481368C
Application number: CNB2005800303200A
Authority: CN
Inventors: 饭田义和; 房野正幸; 小林诚; 曾根田荣悦
Original assignee: Ses Corp
Current assignee: Ses Corp; SES Co Ltd
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2025-05-23
Also published as: TW200616138A; US20080264457A1; CN101015049A; JP2006086384A; KR20070058466A; WO2006030561A1

Abstract

一种衬底处理装置(1)，其中，在衬底支承体(2)上放置被处理衬底(W)，在使衬底支承体(2)旋转的同时，将处理液滴落于上述衬底表面上，进行该表面的处理，其特征在于上述衬底支承体(2)包括呈圆形深皿状的基座(3)；顶板(10)，该顶板的整体呈圆盘状，其纵向的截面呈倒梯形状，该顶板(10)嵌入上述基座的顶部开口；中空的旋转轴(15)，该中空的旋转轴设置于上述基座(3)或上述顶板(10)的旋转中心，在从通过该嵌入而相互接触的顶板(10)的接触面(13)和上述基座(3)的顶部开口的接触面(5a)中选择的至少一个面上，形成吹气喷嘴(14)，该吹气喷嘴由从中空的旋转轴(15)，朝向外方，呈辐射状延伸的多个狭缝状槽形成。本发明提供具有不需要装配时的吹出喷嘴的调节，装配作业简单的衬底支承体的衬底处理装置。

Description

衬底处理装置

技术领域

本发明涉及进行半导体晶片、液晶显示器用衬底、记录盘用衬底、或掩模用衬底等的各种衬底的表面处理的衬底处理装置，特别是涉及对放置被处理衬底的支承体进行改进的衬底处理装置。

背景技术

进行半导体晶片、液晶显示器用衬底、记录盘用衬底、或掩模用衬底等的各种衬底的表面处理的衬底处理装置采用2种不同的方式，即分为批式和单张式的衬底处理装置。

其中采用的批式的衬底处理装置为下述的装置，即，将多张被处理衬底，比如，半导体晶片(在下面总称为“晶片”)设置于盒中，将该盒浸渍于贮存于处理槽内的处理液内，把这些晶片一起进行处理，其具有可一次性地对大量的晶片进行处理的优点。

另外，采用单片式的衬底处理装置为下述的装置，即，将1张晶片放置于放置台上，在使放置台旋转的同时，将处理液滴落于晶片表面，逐张地对晶片进行处理，由于逐张地对晶片进行处理，故具有可避免多个晶片之间的相互污染，而且所采用的处理液的量也较少的优点。

但是，在采用单片式的衬底处理装置中，由于在对晶片的一个面进行处理，比如，进行清洗后，必须将晶片反转，对另一面进行清洗，故具有在一个面的清洗中，清洗液流到另一面上，会出现具有污物的清洗液污染已清洗的面的不利情况。但是，人们开发了防止该不利情况的衬底处理装置，在专利文献中也对该装置进行了介绍(比如，参照专利文献1)。

图4为表示在下述的专利文献1中记载的衬底处理装置的衬底支承体的剖视图。

该衬底支承体100包括呈盆状的下方的部分102，呈旋转对称状的上方部分101，在它们之间，形成气体排出用的空间(环状的喷嘴)103。

该环状的喷嘴103按照在由上方部分101和下方部分102形成的边界壁之间，相对衬底支承体100的顶端面，处于锐角的方式形成。

供向该环状的喷嘴103的气体从气体供给源(图示省略)，通过中空轴104和多个半径方向的孔105而供给，通过该气体的供给，在清洗被处理衬底W时，滴落于被处理板W的表面上的清洗液不会流到内面的非清洗面上。

另外，对于这样的衬底支承体，还公知有能够调整环状的喷嘴间隙的衬底支承体(比如，参照专利文献2)。

图5为表示下述的专利文献2所述的衬底支承体的剖视图。另外，由于该装置包括与上述衬底支承体100基本相同的结构，故对于共同的部分，采用相同标号，省略对其的描述。

该衬底支承体100’，在其上方部分101和下方部分102之间，介设有间隔环106，可通过该间隔环106，来调节通过部分101和部分102形成的间隙，即，环状的喷嘴13。

按照该结构，可通过调节环状喷嘴的间隙，按照在被处理衬底W的清洗时，不使滴落于衬底W的表面上的清洗液流入到内面上的方式来进行调节。

专利文献1：JP特公平5—14791号文献(参照图1，第4页右栏第18行～第5页左栏第22行)。

专利文献2：JP特表平11—515139号文献(参照图3，第9页第10～25行)

发明要解决的课题

上述各专利文献1、2中记载的环状的喷嘴的间隙在被处理衬底W的清洗时，对于防止滴落于衬底W的表面上的清洗液流入到内面上的方面可以起到重要的作用。即，在衬底清洗时，为了阻止滴落于衬底W的表面上的清洗液流入到内面上，必须稳定而均匀地从环状的喷嘴喷射气体，为此，环状的喷嘴的间隙必须是一定的。

但是，为了使环状喷嘴的间隙一定，必须分别对部分101和部分102的相对面，进行表面精加工，另外，必须进行支承而固定，以便各部分之间的间隙一定，这样，必须要求采用用于此目的的支承机构。但是，在这样的表面加工和装配作业中，必须要求熟练的高度的技术，而且极难使间隙保持一定，此外，即使在装配时保持一定，仍具有在装置在运转中变化，使处理产生不利情况的危险。

在此方面，上述专利文献2所述的衬底支承体，设置间隙调节机构，通过该调节机构，可调节间隙间距，但是，调节机构必须要求特别的部件，另外，即使通过这样的调节机构，调整工作也并非容易。

此外，近年，所处理的衬底，比如，半导体晶片的直径增加，如果对比如，其直径在300mm以上的衬底进行处理，则要求更高品质的处理，为了满足该要求，将上述环状的喷嘴的间隙保持一定之事越发变得重要。于是，即使在照原样采用对到目前的较小直径的衬底进行处理的装置的支承体的情况下，仍无法应对这些要求。

本发明是为了解决上述已有技术所具有的课题而提出的，本发明的目的在于提供衬底处理装置，该衬底处理装置具有不需要装配时的吹出喷嘴的调节，装配作业变得简单的衬底支承体。

发明的技术方案

(1)为了实现上述目的，本发明的方式涉及一种衬底处理装置，在该衬底处理装置中，将被处理衬底放置于衬底支承体上，在使该衬底支承体旋转的同时，将处理液滴落于上述衬底表面上，进行该表面的处理，其特征在于：

上述衬底支承体包括基座、顶板、中空的旋转轴，其中，上述基座呈圆形深皿状，上述顶板的整体呈圆盘状，其纵向的截面呈倒梯形状，且该顶板嵌入上述基座的顶部开口，上述中空的旋转轴设置于上述基座或上述顶板的旋转中心；在从通过该嵌入而相互接触的上述顶板的接触面和上述基座的顶部开口的接触面中选择的至少一个面上，形成吹气喷嘴，该吹气喷嘴由从中空的旋转轴，朝向外方，呈辐射状延伸的多个狭缝状槽形成。

(2)在上述(1)的方式中，上述狭缝状槽最好由具有规定宽度、深度的凹状槽、半圆形槽、角形槽中的任意一种形成。

(3)另外，在上述(2)的方式中，上述狭缝状槽最好由宽度或深度不同的第1、第2槽形成，该第1、第2槽被交替地排列。

(4)此外，在上述(1)的方式中，上述衬底支承体最好在上述基座的被处理台的放置面上，竖立设置规定高度的衬底支承销。

发明的效果

根据本发明所具有的上述方案，产生下面所示效果。即，由于吹气喷嘴由狭状槽构成，该狭状槽设置于从顶板的接触面和基座的顶部开口的接触面中选择的至少1个面上，故可通过将顶板嵌入基座的开口，形成气体导出通路。于是，不必像已有技术那样，即将顶板嵌入基座的开口，顶板在开口内以规定间距间隔开并使其面对面，以该状态形成间隙，因不需要支承机构，所以衬底支承体的装配作业变得极简单。

另外，由于来自吹气喷嘴的气体吹出量由狭状槽的形状确定，故可像已有技术那样，不需要间隙的调节，并且吹出量一定且均匀地吹出，在运转中，处理液不会流入到非处理衬底面(内面)上。另外，通过改变槽的个数和形状，使对应被处理衬底的各种处理方式变更吹出量变得可能。

此外，由于吹气喷嘴由狭状槽构成，故喷嘴可极简单地形成。

还有，按照本发明的优选方式，由于通过具有规定宽度、深度的凹状槽、半圆形槽、方形槽中的任意者构成狭状槽，槽的成形等可容易进行，故吹出喷嘴可极简单地形成。

再有，由于气体吹出量由这些狭状槽的形状确定，故可通过改变其个数和形状，使对应被处理衬底的各种处理方式的处理变得可能。

另外，按照本发明的另一优选方式，可通过在基座的被处理衬底的放置面上竖立设置规定高度的衬底支承销，均匀地保持放置面和被处理衬底之间的间隙。于是，利用该均匀的间隙，可向被处理衬底均匀地供给气体，可有效地保护被处理衬底的非处理面。

此外，在被处理衬底的处理中，比如，在气体供给停止时，被处理衬底掉落于放置面上，贴付在该面上，即使再次开始供给气体，其仍不离开，无法进行以后的处理，另外，如果强制地剥离，则使被处理衬底破损。但是，通过设置支承销，在被处理衬底与放置面之间，一直形成间隙，可消除这样的不利情况。

附图的简要说明：

图1为表示本发明的实施例的衬底处理装置的剖视图；

图2表示顶板的结构，图2A表示侧视图，图2B为以放大方式表示图2A的槽部分的主要部分放大图，图2C为从图2B中的IIC—IIC线切断的主要部分剖视图；

图3为表示顶板的内面的放大平面图；

图4为表示已有技术的衬底支承体的剖视图；

图5为表示已有技术的衬底支承体的剖视图。

标号的说明：

W 被处理衬底(晶片) 1 衬底处理装置

2 (衬底)支承体 3 基座

5 顶部开口 6 凹状部

10 顶板 14 吹出喷嘴(凹状部)

15 旋转轴 20 驱动机构

23 喷射喷嘴 30 处理杯体

31 排出口 32 多层杯体

用于实施发明的优选方式

下面参照附图，对本发明的优选的实施例进行描述。但是，在下面给出的实施例列举用于具体实现本发明的技术构思的衬底处理装置的实例，并无将本发明特定为该衬底处理装置的意思，其可等同地应用于专利权利要求范围内包括的其它的实施方式。

实施例1

图1为表示本发明的实施例的衬底处理装置的剖视图。

该衬底处理装置1包括衬底支承体(在下面称为支承体)2，该衬底支承体2支承各种被处理衬底，比如晶片W，具备有吹出气体的吹出口的吹出喷嘴14；驱动机构20，该驱动机构20使该支承体2旋转；喷射喷嘴23，该喷射喷嘴23将处理液滴落到晶片W的表面上，支承体2和喷射喷嘴23具有被接纳于处理杯体30的内部的结构。

喷射喷嘴23通过管24，与设置于处理杯体30之外的处理液供给装置25连接，可供给规定的处理液。

另外，在处理杯体30的顶部，设置多层杯体32，该多层杯体32用于处理液回收，可上下运动，另外，在该处理杯体30的底部，设置排出使用完处理液的排出口31，该排出口31通过管，与排液处理装置(图示省略)连接。

支承体2包括呈圆形深皿状的基座3；顶板10，该顶板10的整体呈圆盘状，其长度方向的剖面基本呈倒梯形状，并具有在基座3的顶部开口5的内部，嵌入顶板10，顶板10和开口5的外周面构成晶片W的放置面的结构。

基座3的顶部外缘部由平坦面4形成，设置有在平坦面4上放置晶片W的衬底支承销8，按照阻止向该晶片W的旋转中的水平方向的移动的移动限制销9与晶片W的外周缘接触的方式设置。

通过设置衬底支承销8，可防止晶片W贴合在放置面上变得难以分开的情况。即，在被处理衬底的处理中，比如，在气体供给停止这样的场合，晶片下落到放置面上，贴附于该面，即使再次开始气体供给，仍难以分开，无法进行以后的处理，另外，如果强制地剥离，则使被处理衬底破损，但是，通过设置该支承销，由于在晶片W和放置面之间，形成间隙，故可消除这样的不利情况。

此外，这些支承和限制销8、9最好于基座3的顶部外缘部按照基本相等的间距设置3个以上。另外，在这里，衬底支承销8和移动限制销9为不同部件，但也可为1个销，该销设置成比如，将支承部背面变矮，形成高低差别的销。

另外，在基座3中，形成在底部具有规定尺寸的开口和深度的凹状部6，及从该凹状部6，朝向上方开口，按照规定角度，比如，10～45度的范围内的角度θ倾斜的倾斜面5a。该角度θ最好为12度。

此外，在该凹状部6的中心部，形成向下方穿过的通孔7。通过设置该凹状部6，当顶板10嵌入开口5的空洞中时，在该凹状部6和顶板10之间，形成规定尺寸的空间。在该空间中，暂时积累在装置的运转时，通过旋转轴内而供给的气体。另外，在通孔7中，插入而固定后述的旋转轴15。

图2表示顶板的结构，图2A为侧视图，图2B为以放大方式表示图2A的槽部分的主要部分放大图，图2C为从图2B中的IIC—IIC线剖开的主要部分的剖视图，图3为表示顶板的内面的放大平面图。

顶板10的整体呈具有规定厚度的圆盘状，并且其由纵向的剖面基本呈倒梯形状的板体构成。该倒梯形状像图2所示的那样，由短长的底面12，与较长的顶面11，将底面12和顶面11连接的倾斜面13构成，短长的底面12定位而嵌入于基座3的凹状部6，顶面11定位而嵌入于与平坦面4平行的位置。

底面12的面积基本与基座3的凹状部6的顶部开口相同，另外，在底面的中心部(该部分构成圆盘状顶板的中心部)，形成插入旋转轴15的端部，将其固定的凹部12’。此外，该凹部12’为不穿过顶板10的凹状部。

还有，顶面11的表面呈平坦状，按照不与平坦面接触的方式，放置晶片W。另外，倾斜面13按照从底面12，向上方仅以规定角度θ倾斜的方式形成。此外，该角度与上述基座3的倾斜部5a的角度θ相同。

在倾斜面13上，像图2B和图3B以放大方式所示的那样，从顶板10的中心点，朝向外周部，多个凹状槽14以相等角度θ’，呈辐射状形成。

另外，各凹状槽14像图2C所示的那样，具有规定的宽度W、规定的深度H，该角度θ’，宽度W和深度H，比如为，θ’＝1°，W＝0.5mm，H＝0.4mm，此时，槽的个数为360个。此外，该凹状槽14的形状和个数也可按照对于角度θ’和宽度W，比如，θ’＝2°，W＝1.0mm，槽的个数为180个的方式改变。

此外，不改变槽的个数，每隔1次地设置槽的深度H，即交替地设置深槽H₁和浅槽H₂。此时，深槽H₁比如，为0.5mm，深槽H₂为比如，0.3mm。

还有，槽形状不限于上述凹状槽，也可改为其它的形状，比如，长方形，半圆形状等，与上述的宽度，深度，角度和个数相组合。

通过像这样，改变槽的形状、个数等，可形成与所需的晶片W内面的最终处理程度相吻合的吹出喷嘴。

再有，在上述实施例中，在顶板10上设置凹状槽，但是，也可在基座3的倾斜面5a上，设置相同的槽。另外，该凹状槽也可设置于顶板10和基座3这两者上。在凹状槽设置于顶板10和基座3这两者上的场合，两者的槽按照相互面对的方式对合，或按照交替定位的方式组合。由此，可增加槽的个数，或从槽吹出的气体的量。

旋转轴15由中空的圆筒体形成，在与顶板10连接的部分的端部，形成将气体喷向圆筒体的外周面的多个孔16。该旋转轴15穿过基座3的通孔7，其端部插入顶板10的中心部的凹状槽12’中。另外，在穿过通孔7以及插入凹状槽12’中之后，采用规定的固定机构，将顶板10和基座3成一体地固定于旋转轴15上。

另外，在固定于基座3上的旋转轴15中，在基座3的下方安装滑轮21等，通过动力传递机构22比如，皮带，与驱动机构20，比如，马达连接。另外，通过来自驱动机构20的动力而旋转，按照规定的旋转次数，使支承体2旋转。

此外，通过该旋转轴15的内部，供给气体，比如，压缩的空气或氮气，该气体从端部的孔16，供向空间。

在下面对采用衬底处理装置1的晶片的处理法进行描述。

首先，采用图示未示出的运送机构，将1块晶片W放置于支承体2的支承销8上。接着，通过使驱动机构20运转，通过旋转轴15，使支承体2旋转，将清洗液从喷射喷嘴23，滴落到所旋转的晶片W的顶面上。该喷射喷嘴23通过图中未示出的移动机构，沿晶片W的半径方向直线地或按照形成通过晶片W的中心的圆弧的方式往复移动，喷射处理液。由此，谋求清洗的均匀化。滴落于晶片W的表面上的清洗液通过离心力，在晶片W上沿外周方向流动，由晶片W的外周被吹飞。该晶片W在旋转中，沿横向移动，但是，该移动通过限制销9阻止。

另外，与晶片W的放置同时，或从晶片W的放置之前，从图中未示出的压缩贮气瓶，通过中空的旋转轴15的内部，将压缩气体，比如，氮气供向凹状体6的内部。供向凹状槽6的内部的气体暂时贮存于该空间内，通过形成于顶板10的内面的多个凹状槽14，即，通过吹出喷嘴，吹到晶片W的内面外周部。

于是，由于沿从晶片W的中心，朝向外周的方向吹气体，故阻止清洗液向晶片W内面的回绕，没有非清洗面(内面)因使用后的清洗液，而被污染之事。

此外，支承体2设置于处理杯体30的内部，在接近支承体2的平坦面4的外周缘的位置，设置可上下运动的多层杯体32，能将从喷射喷嘴23供给的处理液回收。此外，对应于从喷射喷嘴23供给的处理液的种类，通过图中未示出的驱动机构，使多层杯体32上下移动，通过针对每种处理液，与多层杯体32的各层连接的回收部(图示省略)，进行处理液的回收。另外，排出口31通过处理杯体30将在维护，故障等时不需要的液体排出。

Claims

1.一种衬底处理装置，在该衬底处理装置中，将被处理衬底放置于衬底支承体上，在使该衬底支承体旋转的同时，将处理液滴落于上述衬底表面上，进行该表面的处理，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于上述狭缝状槽由具有规定宽度、深度的凹状槽，半圆形槽、方形槽中的任意一种形成。

3.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于上述狭缝状槽由宽度或深度不同的第1、第2槽形成，该第1、第2槽交替地排列。

4.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于在上述衬底支承体，在上述基座的被处理衬底的放置面上，竖立设置规定高度的衬底支承销。