CN101996865A - 聚合物除去装置和聚合物除去方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚合物除去装置和聚合物除去方法，能提高生产能力且能抑制伴随被处理基板的旋转产生的微粒和因热应力导致的聚合物的剥离，能除去以环状附着在被处理基板的周缘部上的聚合物。该聚合物除去装置对以环状附着在被处理基板(W)的周缘部上的聚合物(2)进行除去，包括：处理容器(11)，收容在周缘部上以环状附着有聚合物的被处理基板(W)；载置被处理基板(W)的载置台(12)；激光照射部(20)，使环状激光一并照射在以环状附着在被处理基板(W)的聚合物(2)上；臭氧气体供给机构(15、19)，向以环状附着在被处理基板(W)上的所述聚合物供给臭氧气体；和对臭氧气体进行排气的排气机构(23、24)。

Description

聚合物除去装置和聚合物除去方法
技术领域
本发明涉及对环状附着在衬底的周缘部上的聚合物进行除去的聚合物除去装置以及聚合物除去方法。
背景技术
在半导体集成电路的制造中，对半导体晶片等被处理基板进行等离子蚀刻，但在等离子中发生的原子团或离子向被处理基板的周缘部的倾斜面以及背面蔓延，聚合物附着在倾斜面以及背面上，在被处理基板的周缘部上以圆周状形成被称为倾斜/后方聚合物(Bevel/Backside Polymer，以下称为BSP)的堆积层。BSP可能会对半导体集成电路产生不好的影响，因此，需要将其除去，在专利文献1中公开了一种通过使用激光和臭氧的热处理来除去BSP的技术。
在专利文献1公开的技术中，由于激光以点状被照射，通过使被处理基板旋转，边使被处理基板上的激光照射位置偏移边使激光照射以圆周状存在于被处理基板的周缘部上的BSP。
专利文献1：日本特开2009-123831号公报
但是，在这样使被处理基板和激光相对移动，边使被处理基板上的激光照射位置偏移边进行激光照射的情况下，BSP除去处理需要花费时间，BSP除去处理的生产能力较低。另外，为了提高生产能力，考虑使用高输出的激光，并使被处理基板以高速进行旋转，但是，在以高速使其旋转的情况下，由于进行转速的加减速需要花费时间，因此，不能期望大幅度地改善生产能力，相反，还可能因环境气体的搅拌作用产生微粒。而且，在这样使高输出激光照射在高速旋转的被处理基板上的情况下，在激光照射位置进行急速的加热以及冷却，因热应力BSP易发生剥离，成为污染被处理基板的原因。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种聚合物除去装置以及聚合物除去方法，其能够提高生产能力，且能够抑制伴随被处理基板的旋转而产生的微粒以及因热应力导致的聚合物的剥离，同时，能够除去以环状附着在被处理基板的周缘部上的聚合物。
本发明的聚合物除去装置，对以环状附着在被处理基板的周缘部上的聚合物进行除去，其特征在于，包括：处理容器，该处理容器收容在周缘部上以环状附着有聚合物的被处理基板；载置所述被处理基板的载置台；激光照射部，该激光照射部对以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物一并地照射环状激光；臭氧气体供给机构，该臭氧气体供给机构向以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物供给臭氧气体；和对臭氧气体进行排气的排气机构。
本发明的聚合物除去方法，对以环状附着在被处理基板的周缘部上的聚合物进行除去，其特征在于，包括：将在周缘部上以环状附着有聚合物的被处理基板载置在载置台上的工序；使环状激光一并地照射在以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物上的工序；和在照射所述激光时，向以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物供给臭氧气体的工序。
根据本发明，被处理基板载置在载置台上，由于使环状激光一并地照射在以环状附着在该被处理基板上的聚合物上，所以，与以往使用点状的激光的情况相比，能够显著地提高生产能力。因此，能够使用低输出的激光照射部的激光源，能够在不使生产能力降低的情况下充分地对照射部进行加热以及冷却，在确保高生产能力的同时，能够降低热应力，使附着的聚合物剥离的情况难以发生。另外，由于无需使被处理基板旋转，所以，在处理中不会发生环境气体的搅拌，能够抑制微粒的发生。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的聚合物除去装置的剖视图。
图2是表示设在图1的聚合物除去装置上的、射出环状激光的激光照射单元的构造的图。
图3是表示本发明的其他的实施方式的聚合物除去装置的剖视图。
图4是表示图3的聚合物除去装置的变形例的剖视图。
图5是用于说明激光照射单元的其他的配置例的剖视图。
附图标记的说明
1、1′：聚合物除去装置
2：BSP
11：腔室
12、12′：载置台
15：臭氧气体喷出孔
19：臭氧气体供给源
20、20′：激光照射单元
22：镜部件(反射部件)
22a：镜面(反射面)
23：排气单元
24：排气配管
40：控制部
50、50′：晶片冷却机构
L：环状激光
W：晶片
具体实施方式
以下，参照附图对实施本发明的方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的聚合物除去装置的剖视图。
该聚合物除去装置1具有腔室11，该腔室11是对半导体晶片(以下简单记作晶片)W进行收容的容器，该半导体晶片作为被处理基板在周缘部上以环状(圆周状)附着有BSP2，在腔室11的底部设有将晶片W水平地载置的大致圆柱状的载置台12。载置台12的载置面12a对晶片W的除了周缘部的部分进行载置。载置台12设有到达载置面12a的吸附孔13，在该吸附孔13上连接有真空泵14。而且，通过使真空泵14工作，晶片W被真空吸附在载置面12a上。即，载置台12构成真空吸盘。
在载置台12的与上部的晶片W的周缘部对应的部分上形成有锥形部12b，在该锥形部12b上，多个臭氧气体喷出孔15以配列成圆周状(放射状)的方式设置，该臭氧气体喷出孔15用于向晶片W的周缘部的附着有BSP2的部分喷出臭氧气体。该多个臭氧气体喷出孔15与载置台12内部的圆盘状的气体扩散空间16相连。在该气体扩散空间16上连接有从载置台12的底部延伸的气体流路17，在该气体流路17上连接有气体供给配管18，在气体供给配管18上连接有臭氧气体供给源19。而且，从臭氧气体供给源19供给的臭氧气体经由气体供给配管18以及气体流路17到达气体扩散空间16，并从气体扩散空间16经由多个臭氧气体喷出孔15向晶片W的周缘部的附着有BSP2的部分供给。
在腔室11的上部，在与载置台12的中央对应的位置上，作为射出环状激光L的激光照射部设有激光照射头20。激光照射头20通过支承部件21被支承在腔室11上。
激光照射头20，如图2所示，由激光源31和光学系统32构成，光学系统32具有：曲面透镜33，其截面为凸透镜状，将从激光源31射出平行光集光成环状；使被集光成为环状的激光成为环状的平行光的环状的圆筒形透镜34；将该环状的平行光扩散成为放射状的凹透镜35。对这样的环状的激光进行照射的机构，例如被日本特开2006-229075号公报的图10公开。
从激光照射头20射出的环状激光L扩散成为放射状，并通过比晶片W的外缘更靠外的外侧部分。此外，来自激光照射头20的激光的照射位置，能够通过由光传感器对反射光进行受光，或通过CCD照相机进行检测，基于该位置检测信息，以能够对照射位置进行调节的方式对激光照射头20的位置进行调节。
另一方面，上表面具有研钵状的镜面(反射面)22a其呈圆筒状的镜部件22以包围载置台12的方式设置在载置台12的外侧。镜部件22发挥对激光进行反射的反射部件的作用。即，镜部件22的镜面(反射面)22a使从激光照射头20照射的环状的激光反射，并使其导向晶片W周缘部的BSP2。因此，从激光照射单元20射出的环状激光L经由镜部件22一并向晶片W周缘部的BSP2照射。
在被载置于载置台12上的晶片W以及镜部件22外侧，以包围这些部件的费那个是设有用于对臭氧气体进行排气的排气单元23。排气单元23具有以圆周状形成在晶片W的外侧的气体取入口23a和将从气体取入口23a取入的排气向腔室11的底部引导的圆环状的排气流路23b。而且，在腔室11的底部中，在排气流路23b上连接有多个排气配管24。排气配管24被连接在工厂酸排气配管(未图示)上，主要被向晶片W的周缘部供给的臭氧气体通过工厂氧排气设备(未图示)并经由排气单元23以及排气配管24被吸引排气。
在腔室11的上方设有对大气进行吸引并将其向腔室11的内部取入的风扇25和用于除去由风扇25吸引的大气中的微粒的过滤器26。由此，在腔室11内形成清洁空气的直流散热器。
在腔室11的侧壁设有晶片搬入搬出口27，晶片搬入搬出口27通过闸门阀28能够开闭。而且，在搬入搬出晶片W时，闸门阀28打开，是突出陷落地设置在载置台12上的升降销(未图示)成为突出的状态，通过搬送臂部(未图示)相对于升降销进行晶片W的交接。
聚合物除去装置1还具有控制部40。控制部40具有微处理器，主要对聚合物除去装置1的各构成部进行控制。
在这样构成的聚合物除去装置中，首先，打开闸门阀28，通过未图示的搬送臂部将晶片W经由搬入搬出口27搬入腔室11内，并使其真空吸附在载置台12上。而且，关闭闸门阀28，对腔室11进行气密地密封。
接下来，从激光照射头20射出环状激光L，使其被镜部件22的镜面(反射面)22a反射，并使环状激光L一并向晶片W周缘部的BSP2照射，同时，从多个臭氧气体喷出孔15向BSP2喷射臭氧气体。由此，通过激光照射产生的热和臭氧气体的氧化，BSP2被除去。被供给的臭氧气体经由排气单元23以及排气配管24并通过工厂酸排气设备(未图示)被吸引排气。此时，能够以使激光对准所希望的位置的方式对照射头20的位置进行调节。
以往，由于激光以点状被照射，因此，通过使晶片旋转，边使晶片上的激光照射位置偏移并向以圆周状存在于被处理基板的周缘部上的BSP照射激光，但是，在该情况下，由于激光点较小，因此，BSP除去处理花费时间，导致BSP除去处理的生产能力较低。另外，若为了提高生产能力而使用高输出的激光并使晶片以高速旋转，则有可能因环境气体的搅拌而产生微粒，且由于在激光照射位置进行急速的加热以及冷却，可能因热应力而导致使BSP剥离。
对此，在本实施方式中，由于使用射出环状激光L的激光照射头20，所以，能够使激光一并地照射在以圆周状形成在晶片W的周缘部的全部BSP2上。因此，与以往的使用点状的激光的情况相比，能够显著地提高生产能力。因此，可以使用低输出的激光照射头20的激光源31，能够不使生产能力降低地对照射部进行充分地加热以及冷却，能够在确保高生产能力的同时降低热应力，从而难以发生BSP2的剥离。另外，由于无需使晶片W旋转，所以，处理中不会发生环境气体的搅拌，能够抑制微粒的发生。
另外，沿载置台12的周向以放射状设有多个臭氧气体喷出孔15，能够从这些气体喷出孔15向以圆周状形成在晶片W的周缘部的全部BSP2上供给臭氧气体，因此，能够通过环状的激光和气体取入口23a的协动作用迅速地除去BSP2。另外，由于排气部件23的气体取入口23a以圆周状形成在晶片W的外侧，所以，能够将协助完BSP除去反应后的臭氧气体迅速且高效地导入排气单元23从而大致全部排出。
下面，对本发明的其他的实施方式进行说明。
在这样使环状的激光照射在晶片W的周缘部的情况下，存在产生晶片W表面(设备表面)的温度的上升问题的情况。在本实施方式中，示出了能够应对这种情况的实施例。
图3是表示本发明的其他的实施方式的聚合物除去装置的剖视图。图3的聚合物除去装置1′，在图1的聚合物除去装置上附加有晶片冷却机构，对与图1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
在该聚合物除去装置1′中，晶片冷却机构50包括：设在激光照射单元20的上方的冷却气体供给头51；经由配管52连接在冷却气体供给头51上的对冷却气体进行供给的冷却气体供给源53，在冷却气体供给头51上设有多个喷嘴54。而且，将从冷却气体供给源53经由配管52被供给到冷却气体供给头51的冷却气体从喷嘴54向晶片W喷射。由此，晶片W的表面被冷却，且能够避免对设备产生不好的影响。
图4是表示图3的变形例的图，具有与图3的装置不同结构的晶片冷却机构50′。该晶片冷却机构50′包括：在排气单元23的上方沿圆周状的排气单元23配置多个的、向晶片W喷射冷却气体的喷嘴56；连结这些多个喷嘴56的基端侧的连结配管57；经由配管58连接在该连结配管57上的冷却气体供给源59。而且，使冷却气体从冷却气体供给源59经由配管58以及连结配管57从多个喷嘴56向晶片W喷射。由此，也能够对晶片W的表面进行冷却。
此外，能够代替从风扇25取入空气，通过取入清洁的冷却气体而在腔室11内形成冷却气体的直流散热器，由此，也能够对晶片W的表面进行冷却。
此外，本发明不限于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，使激光照射单元配置在晶片的上方位置，但不限于此，例如，如图5所示，能够在与晶片W的周缘部对应的位置上设置具有环状的激光透过窗70的中空的载置台12′，在其内部设置激光照射单元20′，不经由镜部件(反射部件)使环状的激光照射在晶片W的周缘部的BSP2上。在图5中，为了方面，没有图示臭氧气体供给机构以及排气机构，但作为臭氧气体供给机构，能够使用沿圆周状的BSP2在其下方外侧配置了多个臭氧气体喷嘴的机构，作为排气机构，能够使用与图1相同的机构。
另外，在上述实施方式中，示出了除去BSP的实施例，但是，能够适用于所有对存在于被处理基板的周缘部的聚合物进行除去的用途。而且，示出了作为被处理基板使用半导体晶片的实施例，但是，不限于此，其他的衬底也可以。

Claims (5)

1.一种聚合物除去装置，对以环状附着在被处理基板的周缘部上的聚合物进行除去，其特征在于，包括：
处理容器，该处理容器收容在周缘部上以环状附着有聚合物的被处理基板；
载置所述被处理基板的载置台；
激光照射部，该激光照射部对以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物一并地照射环状激光；
臭氧气体供给机构，该臭氧气体供给机构向以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物供给臭氧气体；和
对臭氧气体进行排气的排气机构。
2.如权利要求1所述的聚合物除去装置，其特征在于：
所述聚合物附着在所述被处理基板的背面的周缘部上，
所述激光照射部被设置在所述被处理基板的上方，
所述聚合物除去装置还包括反射部件，该反射部件使从所述激光照射部射出的激光向附着在所述被处理基板上的聚合物反射。
3.如权利要求1或2所述的聚合物除去装置，其特征在于：
该聚合物除去装置还包括向所述被处理基板供给冷却气体的冷却气体供给机构。
4.一种聚合物除去方法，对以环状附着在被处理基板的周缘部上的聚合物进行除去，其特征在于，包括：
将在周缘部上以环状附着有聚合物的被处理基板载置在载置台上的工序；
使环状激光一并地照射在以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物上的工序；和
在照射所述激光时，向以环状附着在所述被处理基板上的所述聚合物供给臭氧气体的工序。
5.如权利要求4所述的聚合物除去方法，其特征在于：
该聚合物除去方法还包括在照射所述激光时，向所述被处理基板供给冷却气体的工序。
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