CN101431006A - 基材处理设备以及使用该基材处理设备处理基材的方法 - Google Patents

Abstract

一种基材处理设备，包括用于喷射处理液以干燥基材的喷射嘴。该喷射嘴向该基材喷出该处理液，并通过控制处理气的气流向从该喷射嘴喷出的处理液喷射该处理气。这样，由于该基材处理设备能使该处理液微粒的尺寸减到最小，因此可以提高产品的清洁效率和产率。

Description

基材处理设备以及使用该基材处理设备处理基材的方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2007年11月5日提交的韩国专利申请No.10-2007-0112251的优先权，在此引入该韩国专利申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体基材的设备，更具体而言，涉及一种提供用于处理半导体基材的化学品溶液的化学品溶液处理设备，还涉及一种用于清洁半导体基材的方法。

背景技术

通常，通过反复地沉积、蚀刻和清洁处理来制造半导体器件。具体而言，使用各种化学品溶液对半导体基材进行湿蚀刻和清洁处理。

当使用异丙醇干燥半导体基材时，用于喷射异丙醇的化学品溶液喷嘴和用于喷射氮气的气体喷嘴分别设置在半导体基材的上部之上。通过分别从化学品溶液喷嘴和气体喷嘴喷出的异丙醇和氮气来干燥半导体基材。然而，由于化学品溶液喷嘴和气体喷嘴是独立设置的，且异丙醇和氮气从各自喷嘴直线地喷向半导体基材，因此异丙醇和氮气不能很好地混合。因此，半导体基材的清洁效率降低。

发明内容

示例性实施例提供一种基材处理设备。所述基材处理设备包括支撑件和处理液供应部。基材固定地放置在所述支撑件上。所述处理液供应部设置在所述支撑件的上方，并用于通过向置于所述支撑件上的所述基材喷射呈微粒状的处理液来干燥所述基材。所述处理液供应部包括第一供应喷嘴、第二供应喷嘴以及喷射嘴。所述第一供应喷嘴用于接收所述处理液。所述第二供应喷嘴用于接收处理气。所述喷射嘴用于通过控制所述处理气气同时喷出所述处理气和所述处理液而使所述处理液在所述处理气的作用下分解成微粒。所述喷射嘴包括从所述第一供应喷嘴注入所述处理液的化学品溶液流道和从所述第二供应喷嘴注入所述处理气并包围所述化学品溶液流道的气体流道。

示例性实施例提供一种处理基材的方法。所述方法如下。将基材固定地放置在支撑件上，将喷射嘴设置在所述支撑件的上部之上。所述喷射嘴向所述基材喷射微粒状的所述处理液，从而干燥所述基材。干燥所述基材的过程如下。将处理气注入包围所述化学品溶液流道的所述喷射嘴的气体流道，并将所述处理液注入所述喷射嘴的化学品溶液流道。控制注入所述气体流道内的所述处理气的气流而向向所述基材喷出所述处理气，并向所述基材喷出所述化学品溶液流道内的处理液而使所述处理液分解成微粒状。

附图说明

图1显示了根据本发明实施例的基材处理设备。

图2是图1中所示的处理液喷射部的立体图。

图3是图2中所示的喷射嘴的剖视图。

图4示出从图3中所示的喷射嘴喷射处理液的步骤。

图5是另一种类型的图2中所示处理液喷射部的剖视图。

图6和图7是图5中所示的第一喷嘴部的俯视平面图。

具体实施方式

下面参照显示本发明实施例的附图更详细地描述本发明。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并且不应当认为本发明受限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明的公开内容彻底和完整，并向本领域技术人员全面地表达本发明的范围。在附图中，为清楚显示可以将各层和各区域的尺寸和相对尺寸放大。本文中，同样的附图标记指同样的部件。

图1显示了根据本发明实施例的基材处理设备。

参照图1，基材处理设备600包括处理容器100、基材支撑件200、垂直移动件310、转动马达320和处理液供应部400。

处理容器100包括呈圆柱状的第一收集盆、第二收集盆和第三收集盆。在本实施例中，处理容器100由三个收集盆110、120和130构成。然而，收集盆110、120和130的数量可以增加或减少。

在处理过程中，第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130收集向晶片10供应的处理液。即，基材处理设备600在基材支撑件200转动晶片10的同时使用处理液处理晶片10。因而，向晶片10供应的处理液散开，第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130收集从晶片10散落的处理液。

更具体而言，第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130均包括呈环状的底面和从底面延伸的圆柱形的侧壁。第二收集盆120包围第一收集盆110，并设置成与第一收集盆110分开。第三收集盆130包围第二收集盆120，并设置成与第二收集盆120分开。

第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130形成了第一收集空间RS1、第二收集空间RS2和第三收集空间RS3，从晶片10散落的处理液流入第一收集空间RS1、第二收集空间RS2和第三收集空间RS3。第一收集空间RS1由第一收集盆110限定，收集对晶片10进行第一处理的第一处理液。第二收集空间RS2由第一收集盆110与第二收集盆120之间的独立空间限定，收集对晶片10进行第二处理的第二处理液。第三收集空间RS3由第二收集盆120与第三收集盆130之间的独立空间限定，收集对晶片10进行第三处理的第三处理液。第三处理液可以是淋洗晶片10的淋洗液。

在上述实施例中，根据晶片10的处理过程从第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130按顺序收集各处理液，然而，可以根据晶片10的处理过程和位置来改变第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130收集处理液的顺序。

第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130均具有中央开放的顶面。第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130的顶面均朝其边缘向下倾斜。因此，从晶片10散落的处理液沿着第一收集盆110、第二收集盆120和第三收集盆130的顶面被导入收集空间RS1、RS2和RS3。

第一收集盆110与第一收集管线141连接。注入第一收集空间RS1的第一处理液经第一收集管线141流出。第二收集盆120与第二收集管线143连接。注入第二收集空间RS2的第二处理液经第二收集管线143流出。第三收集盆130与第三收集管线145连接。注入第三收集空间RS3的第三处理液经第三收集管线145流出。

处理容器100与改变处理容器100垂直位置的垂直移动件310连接。垂直移动件310设在第三收集盆130的外侧壁上，当基材支撑件200的垂直位置固定时上下移动处理容器100。其结果是，改变了处理容器100与晶片10之间的相对垂直位置。因而，处理容器100可以使各收集空间RS1、RS2和RS3收集不同种类的处理液和污染气。

在该实施例中，基材处理设备600通过垂直地移动处理容器100来改变处理容器100与基材支撑件200之间的相对垂直位置。可选地，基材处理设备600可以通过垂直地移动基材支撑件200来改变处理容器100与基材支撑件200之间的相对垂直位置。

基材支撑件200被收容在处理容器100内。基材支撑件200包括旋转头210、转动轴220和固定轴230。

旋转头210呈圆板状，并且旋转头210的顶面与晶片10相对。支撑晶片10的多个夹持销211设在旋转头210的顶面上。夹持销211通过夹持晶片10而在旋转头210上固定晶片10。

转动轴220与旋转头210的底面连接。转动轴220与转动马达320连接，转动马达320的转动力使转动轴220相对于中心轴转动。转动轴220的转动力传递到旋转头210。因而，旋转头210转动，固定在旋转头210上的晶片也转动。

转动轴220与固定轴230连接。固定轴230的一部分插在转动轴220内，并使用多个轴承(图未示)连接固定轴230与转动轴220。因此，固定轴230不转动，仅转动轴220转动。

处理液供应部400通过向晶片10供应处理液来干燥晶片10。处理液供应部400包括向晶片10喷射处理液的处理液喷射部410、水平移动处理液喷射部410的第一移动部450、连接处理液喷射部410与第一移动部450的连接部460以及垂直移动处理液喷射部410的第二移动部470。第一移动部450设在处理容器100的上部之上，并设在处理液喷射部410的上部之上。连接部460与第一移动部450的第一部连接，并通过从第一移动部450的底面向下方延伸而与处理液喷射部410连接。第二移动部470从第一移动部450的第二部延伸，与连接部460相对，并安装在处理容器100的外部。第二移动部470上下移动，从而控制处理液喷射部410与晶片10的间距。

处理液喷射部410与化学品溶液供应部510连接，以接收处理液。处理液喷射部410还与气体供应部520连接，以接收处理气。处理液和处理气分别由异丙醇和氮气构成。处理液喷射部410通过同时喷射处理气和处理液来清洁晶片10。处理液喷射部410与晶片10的间距和相对位置由第一移动部450和第二移动部470控制。其结果是，可控制处理液喷射部410的喷射位置。

在下文中，参照附图详细说明处理液喷射部410。

图2是图1中所示的处理液喷射部的立体图，图3是图2中所示的喷射嘴的剖视图。

参照图1和图2，处理液喷射部410包括第一供应喷嘴420、第二供应喷嘴430和喷射嘴440。

第一供应喷嘴420与喷射嘴440的顶面连接，并与化学品溶液供应部510连接。第一供应喷嘴420从化学品溶液供应部510向喷射嘴440供应处理液CL。

第二供应喷嘴430与喷射嘴440的一侧连接，并与气体供应部520连接。第二供应喷嘴430从气体供应部520向喷射嘴440供应处理气CG。

参照图2和图3，喷射嘴440由接收处理液CL的第一喷嘴部441和接收处理气CG的第二喷嘴部443构成。第一喷嘴部441呈圆柱状，并与第一供应喷嘴420连接。在第一喷嘴部441内形成化学品溶液流道441a，从第一供应喷嘴420供应的处理液CL流经化学品溶液流道441a。第一喷射孔441b在第一喷嘴部441的下部形成。第一喷射孔441b将注入化学品溶液流道441a内的处理液CL喷到外部。

第二喷嘴部443包围第一喷嘴部441，并呈圆柱状。第二喷嘴部443的上部与第一喷嘴部441连接。第二喷嘴部443的一侧与第二供应喷嘴430连接，以从第二供应喷嘴430接收处理气CG。第二喷嘴部443与第一喷嘴部441局部分开，使得在第一喷嘴部441和第二喷嘴部443之间形成处理气在其中流动的气体流道443a。第二喷射孔443b在第二喷嘴部443的下部形成。第二喷射孔443b形成为包围第一喷射孔441b的环状，并将从第二供应喷嘴430注入气体流道443a内的处理气CG喷到外部。

限定第二喷射孔443b的第二喷嘴部443的下部向第一喷射孔441b弯曲。这样，由于第二喷射孔443b的宽度小于气体流道443a的宽度，因此第二喷射孔443b内处理气CG的压力高于气体流道443a内处理气CG的压力。此外，由于第二喷嘴部443的下部向内弯曲，因而从第二喷射孔443b喷出的处理气CG被导向第一喷射孔441b。

从第二喷射孔443b喷出的处理气CG喷向从第一喷射孔441b喷出的处理液CL，从第一喷射孔441b喷出的处理液CL被分解成微粒。微粒被供应到晶片10的表面，从而干燥晶片10。

图4示出从图3中所示的喷射嘴喷射处理液的步骤。

参照图1和图4，首先，将晶片10固定地放置在旋转头210上，将处理液喷射部410放置在晶片10的上方。

通过驱动转动马达320使转动轴220转动，通过转动轴220的转动力使旋转头210转动，于是晶片10转动。处理液喷射部410的第一供应喷嘴420从化学品供应部510接收处理液CL，并向喷射嘴440供应处理液。

喷射嘴440通过同时喷射处理气CG和处理液CL，而向转动的晶片10喷射呈微粒状的处理液CL，使得晶片10被干燥。

喷射嘴440喷射处理液CL和处理气CG的过程如下。首先，向喷射嘴440的第一喷嘴部441供应从化学品供应部510排放出的处理液CL，处理液CL被注入第一喷嘴部441的化学品溶液流道441a。

向喷射嘴440的第二喷嘴部443供应从气体供应部520排放出的处理气CG，处理气CG被注入气体流道443a。

已注入化学品溶液流道441a中的处理液CL经第一喷射孔441b喷到外部。同时，已注入气体流道443a中的处理气CG经第二喷射孔443b喷到外部。从第一喷射孔441b喷出的处理液CL被处理气CG的压力分解成微粒状，并供应到晶片10。其结果是，晶片10被清洁。

当第二喷嘴部443喷出处理气CG时，由于第二喷嘴部443的下部向内弯曲，因此第二喷嘴部443朝向从第一喷射孔441b喷出处理液CL的路径喷射处理气CG。这样，由于向从第一喷射孔441b喷出的处理液充分地供应处理气，因此处理液CL微粒的尺寸和用量减小，并且处理液CL的扩散速度增加。因此，晶片10的清洁效率和生产力提高，可以降低制造成本。

图5是另一种类型的图2中所示处理液喷射部的剖视图，图6和图7是图5中所示的第一喷嘴部的俯视平面图。具体而言，图6是第一喷嘴部481的侧视图，图7是第一喷嘴部481的仰视平面图。

参照图5和图6，处理液喷射部490包括第一供应喷嘴420、第二供应喷嘴430和喷射嘴480。

第一供应喷嘴420从化学品溶液供应部510接收处理液CL，并向喷射嘴480提供处理液CL。第二供应喷嘴430从气体供应部520接收处理气CG，并向喷射嘴480供应处理气CG。

喷射嘴480包括喷射处理液CL的第一喷嘴部481和喷射处理气CG的第二喷嘴部483。

更具体而言，第一喷嘴部481包括主体部481a和气体引导部481b。主体部481a呈圆柱状。主体部481a的上部与第一供应喷嘴420连接，以从第一供应喷嘴420接收处理液CL。在主体部481a内形成化学品流道81a，从第一供应喷嘴420供应的处理液CL流经化学品流道81a。此外，第一喷射孔81b形成在主体部481a的下部。第一喷射孔81b将注入化学品流道81a内的处理液CL喷到外部。

气体引导部481b形成在主体部481a的下部。气体引导部481b从主体部481a的外壁突出，控制处理气的气流的多个引导孔81c围绕气体引导部481b形成。

第二喷嘴部483包围第一喷嘴部481，并呈圆柱状。第二喷嘴部483的上部与第一喷嘴部481连接。第二喷嘴部483的一侧与第二供应喷嘴430连接，以从第二供应喷嘴430接收处理气CG。

此外，第二喷嘴部483与第一喷嘴部481局部分开，使得在第一喷嘴部481和第二喷嘴部483之间形成处理气CG在其中流动的气体流道83a。第二喷射孔83b形成在第二喷嘴部483的下部。第二喷射孔83b呈包围第一喷射孔81b的环状，并将从第二供应喷嘴430注入气体流道83a内的处理气CG喷到外部。

气体引导部481b靠近第二喷射孔83b，并与第二喷嘴部483的内壁连接。注入气体流道83a内的处理气在流过气体引导部481b的引导孔之后通过第二喷射孔83b喷出。

参照图6和图7，各引导孔彼此分开地设置。处理气CG沿着引导孔81c流动并通过第二喷射孔83b喷射。由于引导孔81c相对于主体部481a呈螺旋状结构设置，因此处理气CG的气流根据引导孔81c的形状而形成螺旋状结构。

因此，由于从第二喷射孔83b喷出的处理气CG被导向喷出处理液CL的流动路径，因此处理液CL被分解成微粒状。处理液CL的微粒被供应到晶片10的表面，从而干燥晶片10。

由于处理气CG的气流通过引导孔81c形成螺旋状，因此喷射嘴480可以使处理液CL的微粒的尺寸减到最小，使得处理液CL的扩散速度增加。因而，喷射嘴480提高了晶片10的清洁效率和生产力，降低了制造成本。在本实施例中，引导孔81c呈螺旋状结构设置。然而，引导孔81c也可以相对于主体部481a呈放射状设置。

Claims (10)

1.一种基材处理设备，其包括：

其上固定地放置基材的支撑件；以及

设置在所述支撑件上方的处理液供应部，用于通过向置于所述支撑件上的所述基材喷射呈微粒状的处理液来干燥所述基材，

其中所述处理液供应部包括：

用于接收所述处理液的第一供应喷嘴；

用于接收处理气的第二供应喷嘴；和

喷射嘴，用于通过控制所述处理气的气流同时喷出所述处理气和所述处理液而使所述处理液在所述处理气的作用下分解成微粒，所述喷射嘴包括从所述第一供应喷嘴注入所述处理液的化学品溶液流道和从所述第二供应喷嘴注入所述处理气并包围所述化学品溶液流道的气体流道。

2.如权利要求1所述的基材处理设备，其中所述喷射嘴包括：

形成有所述化学品溶液流道和用于喷出所述处理液的第一喷射孔的第一喷嘴部，所述第一喷嘴部与所述第一供应喷嘴连接；以及

第二喷嘴部，在所述第一喷嘴部和所述第二喷嘴部之间形成所述气体流道，并形成有用于喷出所述处理气且包围所述第一喷射孔的第二喷射孔，所述第二喷嘴部包围所述第一喷嘴部并与所述第二供应喷嘴连接。

3.如权利要求2所述的基材处理设备，其中形成有所述第二喷射孔的所述第二喷嘴部的下部向所述第一喷嘴部弯曲。

4.如权利要求2所述的基材处理设备，其中所述第一喷嘴部包括：

呈圆柱状的主体部，在所述主体部内形成有与所述第一供应喷嘴连接的所述化学品溶液流道；以及

气体引导部，所述气体引导部形成有用于改变所述处理气的气流的多个引导孔，所述气体引导部形成在所述主体部的外壁上，与所述第二喷嘴部的内壁连接，并靠近所述第二喷射孔。

5.如权利要求4所述的基材处理设备，其中所述各引导孔彼此分开地设置，并相对于所述主体部呈螺旋状结构设置。

6.如权利要求4所述的基材处理设备，其中所述引导孔彼此分开地设置，并相对于所述主体部呈放射状设置。

7.一种处理基材的方法，其包括：

将基材固定地放置在支撑件上；

将喷射嘴设置在所述支撑件的上部之上；以及

通过经所述喷射嘴喷射微粒状的处理液来干燥所述基材，

其中干燥所述基材包括：

将处理气注入包围所述化学品溶液流道的所述喷射嘴的气体流道，并将所述处理液注入所述喷射嘴的化学品溶液流道；以及

控制注入所述气体流道内的所述处理气的气流而向所述基材喷出所述处理气，并向所述基材喷出所述化学品溶液流道内的处理液而使所述处理液分解成微粒状。

8.如权利要求7所述的处理基材的方法，其中通过控制气流而将所述处理气喷入从所述喷射嘴喷出的处理液。

9.一种处理基材的方法，其包括：

将基材固定地放置在支撑件上；以及

向所述基材供应异丙醇以干燥所述基材，其中向所述基材供应由于处理气的作用而呈喷雾状的异丙醇。

10.如权利要求9所述的处理基材的方法，其中干燥所述基材包括：

将喷射嘴设置在所述支撑件的上部之上；

将异丙醇注入所述喷射嘴的化学品溶液流道，并将所述处理气注入包围所述化学品溶液流道的所述喷射嘴的气体流道；以及

控制注入所述气体流道内的所述处理气的气流而向所述基材喷出所述处理气，并向所述基材喷出所述化学品溶液流道内的异丙醇而使异丙醇分解成微粒状。

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