CN101796611B - 用于板状物品湿处理的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于板状物品的湿处理的装置，其包括：用于保持和旋转板状物品的旋转卡盘，其包括用于在板状物品边缘保持板状物品的装置和用于引导气体流向板状物品面向旋转卡盘的侧面的气体供给装置，其中气体供给装置包括随旋转卡盘旋转的气体喷嘴，用于在板状物品和旋转卡盘之间提供气垫；通过一个非旋转流体喷嘴引导流体流到板状物品的面向旋转卡盘的侧面上的流体供给装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于单个的板状物品湿处理的装置，包括用于保持和旋转板状物品的旋转卡盘，其包括在板状物品边缘保持板状物品的装置以及引导气体流向板状物品面向旋转卡盘的侧面的气体供给装置，其中气体供给装置包括随旋转卡盘旋转的气体喷嘴，用于在板状物品和旋转卡盘之间提供气垫。
术语湿处理基本上表示润湿板状物品以进行清洗或者蚀刻或者材料处理。
如果下面使用到晶片这个术语即表示这种板状物品。
这样的板状物品可以是半导体晶片，或者压缩盘，也可以是例如平板显示器或者调制盘之类的多边物品。
背景技术
US5513668公开了一种用于板状物品湿处理的装置，包括用于保持和旋转的旋转卡盘，其包括用于在板状物品边缘保持板状物品的装置以及引导气体流向板状物品、面向旋转卡盘的气体供给装置，其中气体供给装置包括随着旋转卡盘旋转的气体喷嘴，用于在板状物品和旋转卡盘之间提供气垫。这样的卡盘公知的是伯努利吸盘，因为板状物品由被称为伯努利效应的气动悖论所产生的真空向着吸盘牵引。这样的伯努利吸盘可以包括径向移动的销，其中即使没有加压气体产生伯努利效应，销也能稳固地保持板状物品。
可选择地，伯努利吸盘可以包括其上搁置板状物品的不能移动的销(优选地在板状物品的边缘区域，这样机械接触不会损坏板状物品)。在这种情况下，板状物品通过伯努利效应被拉向销并且被稳固地保持。
为了特殊的应用，有利地还向板状物品的面向卡盘的侧面供给液体。旋转卡盘具有朝着板状物品的面向卡盘(所谓的伯努利吸盘)的侧面的供给气体的装置，没有用于在板状物品的面向卡盘的侧面上进行无粒子清洗的液体供给喷嘴。此外，已知的设计成用于板状物品两面液体处理的旋转卡盘，其没有提供使板状物品面向旋转卡盘的侧面免受处理液体润湿的气垫的气体供送装置。
发明内容
本发明的目的通过提供一种用于单个板状物品的湿处理的装置来实现，该装置包括：
-保持和旋转板状物品的旋转卡盘，包括在板状物品的边缘保持板状物品的装置以及引导气体流向板状物品的面向旋转卡盘的侧面的气体供给装置，其中气体供给装置包括随着旋转卡盘转动的气体喷嘴，用于在板状物品和旋转卡盘之间提供气垫。
-通过非旋转流体喷嘴，引导流体流向板状物品面向旋转卡盘的侧面的流体供给装置。
提供的装置具有这样的优点，分配到板状物品的不面向卡盘的第一侧面上的液体不会流到板状物品的面向卡盘的的第二侧面上。通过旋转卡盘和板状物品之间的气垫实现这样的保护。同时，提供的装置通过完全避免用于流体输送线路的旋转部分(例如回转接头或者旋转结合体)以允许利用流体(优选液体)通过管道来处理板状物品的第二侧面，其中管道可以保持为无粒子。
气体供给装置可以包括多个气体喷嘴，它们相对于旋转轴环形布置。当然气体喷嘴也可以随机布置。
可替换的或者附加的，气体供给装置可以包括环形气体喷嘴，这样可以提供平坦并且光滑的气垫以支承板状物品。
在一个优选的实施例中，气体喷嘴通过为旋转卡盘的一部分的旋转气体分配腔供给。有利地，气体分配腔围绕旋转卡盘的轴环形地布置并且朝着旋转卡盘的中心孔向内打开。
在一个优选的实施例中，气体分配腔通过非旋转气体供给部供给。该气体供给部可以包括一个从中心非旋转喷嘴头向旋转分配腔径向供气的单个气体喷嘴。
优选的，非旋转气体供给部包括气体分配腔(优选环形)和多个环形布置的喷嘴或者狭槽状环形喷嘴用于向旋转气体分配腔供气。这样就能够高度统一地轴对称分布气流。
在一个优选的实施例中，非旋转流体喷嘴和非旋转气体供给部是喷嘴组件的元件，其轴向地穿过旋转卡盘中心伸出。
有利地，旋转卡盘包括一平行于板状物品的板，该板具有一中心孔，非旋转流体喷嘴通过该孔穿过。如果该板和喷嘴之间的间隙不大于0.5mm(优选不大于0.2mm)，气体几乎不会通过间隙泄漏而是通过旋转气体喷嘴或者气体喷嘴流过。
尽管旋转卡盘可以与固定保持元件(通过摩擦力保持板状物品)一起工作，但是旋转卡盘优选包括用于在其边缘夹紧板状物品并且在板状物品从旋转卡盘上被取下时释放板状物品的可移动的夹紧元件。这样所具备的优点是当流体供给(例如液体供给)打开时，可以切断或者明显地减少提供气垫的气体。因此，提供气垫的气体有可能不会干扰处理流体(例如液体)。
在一个实施例中，装置包括至少两个非旋转流体喷嘴，例如，一个用于向面向旋转卡盘的板状物品的表面分配液体，一个用于分配气体(例如干燥气体)。
在另一个实施例中，非旋转流体喷嘴与液体源相连接。
附图说明
图1示出了根据本发明的湿处理装置的细节的剖面透视图。
图2示出了根据本发明的湿处理装置的细节的剖面图。
图3示出了非旋转喷嘴头的详细视图。
发明最佳实施方式
图1，图2以及图3示出了根据本发明的一个实施例的湿处理装置1的核心细节的不同视图。
该装置包括用于保持和旋转晶片W的旋转卡盘3以及非旋转喷嘴头20。旋转卡盘具有安装到旋转支撑板41上的基体10。
支撑板41连接到属于中空轴电机40的一部分的旋转中空轴42(转子)上。中空轴电机具有外部定子40和内部转子。定子40连接具有框架板43和连接部分44的机架部分43，44。圆柱状非旋转喷嘴头20固定连接到连接部分44。
喷嘴头20因此穿过中空轴42以及支撑板41，与中空轴42的内壁留有小的间隙(0.05-0.5mm)。中空轴42和喷嘴头20之间的间隙被通过抽吸线路46连接到抽吸装置(未示出)的环形通道47所密封。
安装到旋转支撑板41上的旋转卡盘的基体10具有与喷嘴头20留有小间隙(0.05-0.5mm)的内部孔。
盖板12被安装到基体10上，由此产生一向内开口的气体分配腔34。盖板12具有安装到盖板上的中心板11。中心板11的形状成形为与喷嘴头的形状对应，其中中心板不触及喷嘴头，在喷嘴头20与中心板11之间留有小间隙G2，其距离在0.05-0.5mm之间的范围内。中心板11的内部孔相应于喷嘴26，其留有间隙G3，其距离d在0.05-0.5mm的范围内。
在气体分配腔34的底部，板13被安装到基板10上，在基板10与板13之间留有腔室以容纳齿轮传动装置16。齿轮传动装置16通过轴承17可旋转地连接至基板10。用于齿轮传动装置16的腔室因此与气体分配腔34相互不连通。
旋转卡盘3包括六个具有偏心安装的夹紧销13的圆柱状保持元件14。夹紧销13通过齿轮传动装置16在保持元件的圆柱轴周围旋转。齿轮传动装置16通过可垂直移动杆18(穿过基体的一个未示出的槽)保持齿轮传动装置以相对于旋转卡盘的基体10旋转，同时利用中空轴电机40轻微旋转基体。由此柱状保持元件14被旋转并且夹紧销13转入打开位置。齿轮传动装置16驱动属于保持元件14的一部分的齿轮传动装置15。在晶片被放到通过夹紧销13里的气体喷嘴36提供的气垫上之后，基体被旋转回去并且齿轮传动装置由弹簧(未示出)驱动转入到关闭位置。由此夹紧销13接触晶片的边缘并且稳定地夹紧晶片。
喷嘴头20包括三条线路(流体线路24，气体线路28，以及真空线路46)，它们大体平行于旋转卡盘的旋转轴。流体线路24通向流体喷嘴26以处理面对旋转卡盘的晶片表面。
气体线路28是为气垫提供气体的气体供给线路的非旋转部分的一部分。在喷嘴头的上部，气体线路28分成四个分支29。气体线路的分支29终止于环形非旋转气体分配腔30。非旋转气体分配腔30通过十二个开口32通向旋转气体分配腔34。
环状布置的多个气体喷嘴36相对于旋转轴同轴分布。每个气体喷嘴均向外倾斜并且与旋转轴的夹角α大约为30°。
从非旋转气体分配腔30供给到旋转气体分配腔34的气体，超过80％通过开口36被分配，以在晶片和盖板12之间的间隙38里提供气垫。
被引入旋转气体分配腔34的气体的其余部分，用于吹洗非旋转喷嘴头20和旋转卡盘3之间的间隙G1，G2和G3。
G1是喷嘴头20和旋转卡盘的基体10之间的间隙。进入间隙G1的气体通过连接到抽吸线路46的环形通道47被去除。
G2是喷嘴头20的上部和中心板11的下侧之间的间隙，G3是喷嘴26和中心板11的中心孔之间的间隙。
为了收集甩出的液体，在旋转卡盘周围同心布置一个收集腔(环形管道-未示出)。为了将液体旋转甩进不同的垂直布置的环形管道，固定框架和收集腔可以彼此相对轴向移动(如US4903717公开的实施例)。
下面将描述半导体晶片的液体处理工艺。
将一个晶片放置到由气体喷嘴36引入的气体提供的旋转卡盘的气垫上。晶片自由地漂浮在气垫上。此后夹紧销13被关闭并且通过接触晶片的边缘保持晶片。
然后卡盘旋转并且处理液体(例如蚀刻剂)通过液体分配喷嘴50被分配到晶片的上表面。液体径向地流向晶片的边缘并且甩出晶片。液体部分地围绕着晶片的边缘并且润湿晶片的下表面的外围区域。
冲洗液体随后被分配到晶片的上表面，由此从晶片的上表面和下表面的外围区域移除处理液体。然而，残余的处理液体仍然可能留在下表面。
为了移除那些在清洗上表面过程中的残余物，下表面同样通过非旋转喷嘴26进行清洗。如果用在上面和下面的清洗液体相同的话，这些液体被收集到一起并且循环以接下来再利用。清洗液体通过喷嘴26被分配的同时，用于气垫的气流被减小到剩余的最小量，使得液体不能流进喷嘴36或者间隙G3中。然而，气流要被选择为足够小以便径向流过晶片下表面的清洗液体不被扰乱。换句话说——清洗液体在清洗步骤中需要完全覆盖晶片的下表面。
清洗步骤之后实施干燥步骤，其中从下面通过喷嘴26以及从上面通过喷嘴50供给干燥气体(例如氮气或者氮气/2-丙酮混合物)。
Claims (10)
1.用于单个板状物品的湿处理的装置，包括：
-用于保持和旋转板状物品的旋转卡盘，其包括用于在板状物品的边缘保持板状物品的装置以及用于朝板状物品的面向旋转卡盘的侧面引导气体的气体供给装置，其中气体供给装置包括随旋转卡盘旋转的气体喷嘴，用于在板状物品和旋转卡盘之间提供气垫；
-流体供给装置，其用于通过非旋转流体喷嘴将流体引导到板状物品的面向旋转卡盘的侧面上；
其中，气体喷嘴通过作为旋转卡盘的一部分的旋转气体分配腔供给；
其中，旋转气体分配腔通过非旋转气体供给部供给，所述非旋转气体供给部通过位于中心非旋转喷嘴头内部的气体线路进行供给。
2.根据权利要求1所述的装置，其中气体供给装置包括多个气体喷嘴。
3.根据权利要求2所述的装置，其中多个气体喷嘴相对于旋转轴环形布置。
4.根据权利要求1所述的装置，其中气体供给装置包括环形气体喷嘴。
5.根据权利要求1所述的装置，其中非旋转气体供给部包括非旋转气体分配腔和多个环形布置的喷嘴或者狭槽状环形喷嘴，以用于向旋转气体分配腔供送气体。
6.根据权利要求5所述的装置，其中非旋转流体喷嘴和非旋转气体供给部是喷嘴组件的元件，该喷嘴组件沿轴向穿过旋转卡盘的中心。
7.根据权利要求1所述的装置，其中旋转卡盘包括平行于板状物品的板，该板具有中心孔，非旋转流体喷嘴穿过该中心孔。
8.根据权利要求1所述的装置，其中旋转卡盘包括用于在其边缘处夹紧板状物品的可移动的夹紧元件。
9.根据权利要求1所述的装置，具有至少两个非旋转流体喷嘴。
10.根据权利要求1所述的装置，其中非旋转流体喷嘴与液体源相连接。
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