CN108074858B - 基板湿式处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种基板湿式处理装置用以对基板进行处理，其中基板包括上表面、下表面以及侧缘。基板湿式处理装置包括基座、旋转单元、液体供给单元及第一环部。旋转单元设置于基座，旋转单元包括旋转轴及固定件，固定件设置于旋转轴，固定件固定基板。液体供给单元提供处理液至上表面。第一环部设置于基座且环绕旋转单元且包括第一流体供应通道、第二流体供应通道、第三流体供应通道及第一环部上表面。第一流体供应通道、第二流体供应通道、第三流体供应通道分别提供第一流体、第二流体及第三流体至下表面，藉以防止处理液沿侧缘流至下表面。

Description

基板湿式处理装置
技术领域
本发明关于一种基板湿式处理装置，特别关于一种具有至少一流体供应通道以防止处理液由晶圆上表面流至晶圆下表面的基板湿式处理装置。
背景技术
在半导体工艺中，需要对基板的正面进行多道工艺处理步骤，例如对晶圆的表面喷洒处理液(例如化学品或去离子水等)，以进行晶圆的蚀刻、清洗等湿式处理程序。然而，当工艺处理过程中，处理液沿着晶圆的侧缘流至晶圆背部时，晶圆背部即受到处理液的污染，即便是透过晶圆背部清洗设备将清洗液喷至晶圆背部进行清洗，仍然无法完全移除处理液对晶圆所造成的污染，而影响后续的晶圆工艺作业。因此如何在晶圆进行湿式工艺时，保护晶圆背部不受处理液污染，是重要的课题，因此有必要提供一种新的基板湿式处理装置，以解决现有技术的晶圆背部清洗设备无法有效预防处理液由晶圆上表面从晶圆侧缘回流至晶圆背部，而造成晶圆污染的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有至少一流体供应通道以防止处理液由晶圆上表面流至晶圆下表面的基板湿式处理装置。
为达成上述的目的，本发明提供一种基板湿式处理装置用以对基板进行处理，其中基板包括上表面、下表面以及侧缘。基板湿式处理装置包括基座、旋转单元、液体供给单元以及第一环部。旋转单元设置于基座，旋转单元包括旋转轴以及固定件，其中固定件设置于旋转轴，固定件用于固定基板。液体供给单元用以提供处理液至上表面。第一环部设置于基座且环绕旋转单元，第一环部包括第一流体供应通道、第二流体供应通道、第三流体供应通道以及第一环部上表面。第一流体供应通道、第二流体供应通道、第三流体供应通道由第一环部外围至内围依序排列，第一流体供应通道、第二流体供应通道、第三流体供应通道的其中的至少一流体供应通道包括多个喷孔，其中各喷孔以环形排列于第一环部上表面，其中第一流体供应通道、第二流体供应通道、第三流体供应通道分别提供一第一流体、第二流体以及第三流体至下表面，藉以防止处理液沿侧缘流至下表面。
为达成上述的目的，本发明另提供一种基板湿式处理装置用以对基板进行处理，其中基板包括上表面、下表面以及侧缘。基板湿式处理装置包括基座、旋转单元、液体供给单元以及第一环部。旋转单元设置于基座，旋转单元包括旋转轴以及固定件，其中固定件设置于旋转轴，固定件用于固定基板。液体供给单元用以提供处理液至上表面。第一环部设置于基座且环绕旋转单元，第一环部包括第一流体供应通道以及第一环部上表面，其中第一流体供应通道包含多个喷孔，各喷孔以环形排列于第一环部上表面，其中第一流体供应通道提供第一气体至下表面，防止处理液沿侧缘流至下表面。
藉由该些流体供应通道的设置，于进行湿式工艺时，提供相对应的流体至晶圆下表面，可避免处理液由晶圆上表面经晶圆侧缘流到晶圆下表面，使得晶圆下表面不受污染，解决了现有技术晶圆下表面会受处理液污染的问题。
附图说明
图1为本发明的基板湿式处理装置的第一实施例的剖面示意图。
图2为本发明的基板湿式处理装置的一实施例的上视图。
图3为本发明的基板湿式处理装置的另一实施例的上视图。
图4为本发明的第一环部及第二环部的第一实施例的局部剖面示意图。
图5为本发明的第一环部及第二环部的第二实施例的局部剖面示意图。
图6为本发明的第一环部及第二环部的第三实施例的局部剖面示意图。
图7为本发明的第一环部及第二环部的第四实施例的局部剖面示意图。
其中附图标记为：
基板湿式处理装置1基座10
旋转单元20旋转轴21
固定件22液体供给单元30
处理液31第一环部40
第一流体供应通道41喷孔411、421、431
环缝结构412第二流体供应通道42
第三流体供应通道43第一环部上表面44
导流件45侧缘顶端46
侧壁47第二环部50
第二环部上表面51挡止件52
基板90上表面91
下表面92侧缘93
倾斜角度θ1、θ2第一间距L1
第二间距L2
具体实施方式
为能让贵审查委员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。以下请一并参考图1至图7关于本发明的基板湿式处理装置的第一实施例的剖面示意图、一实施例的上视图、另一实施例的上视图、第一环部及第二环部的第一实施例、第二实施例、第三实施例以及第四实施例的局部剖面示意图。
如图1所示，基板湿式处理装置1用以对基板90进行处理，其中基板90包括上表面91、下表面92以及侧缘93。在本实施例中，基板湿式处理装置1包括基座10、旋转单元20、液体供给单元30以及第一环部40。旋转单元20设置于基座10，旋转单元20包括旋转轴21以及固定件22，其中固定件22设置于旋转轴21，固定件22用于固定基板90。液体供给单元30提供处理液31至上表面91。第一环部40设置于基座10且环绕旋转单元20。在本实施例中，第一环部40包括第一流体供应通道41以及第一环部上表面44。如图2所示，第一流体供应通道41包含多个喷孔411，各喷孔411环形排列于第一环部上表面44，其中，第一流体供应通道41提供第一气体至下表面92，藉由第一流体供应通道41喷发的第一气体，防止处理液31沿侧缘93流至下表面92，于此实施例，使用多个喷孔411，可藉此达到传统喷环所无法达成的气流强度。根据本发明的一具体实施例，第一气体可以是氮气(N2)或空气。
根据本发明的一具体实施例，第一环部40更包括第二流体供应通道42，设置于第一流体供应通道41的一侧，根据本发明的一具体实施例，第二流体供应通道42设置于该第一环部40的最外围，第二流体供应通道42提供一液体至下表面92以防止处理液31沿侧缘93流至下表面92，例如为当处理液31接触下表面92的一小部分时，即透过第二流体供应通道42提供的液体将处理液31喷除，或者将液体喷至侧缘93至下表面92之间，使处理液31不接触下表面92。根据本发明的另一具体实施例，第二流体供应通道42设置于第一流体供应通道41的内侧，第二流体供应通道42提供一液体至下表面92以进行下表面92的清洗。根据本发明之一具体实施例，液体可以是化学液或水。
根据本发明之一具体实施例，第一环部40更包括第三流体供应通道43，设置于第一环部40的最内围，第三流体供应通道43提供第二气体至下表面92，藉由第三流体供应通道43喷发的第二气体，防止处理液31或第二流体供应通道42提供之液体回流至旋转单元20。根据本发明之一具体实施例，第二气体可以是氮气(N2)或空气。
请续参图2，第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43皆有多个喷孔411、421、431，且第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43所对应的各个喷孔411、421、431环形排列至第一环部上表面44，其中环形排列以第一环部40的一圆心为中心而呈相同半径且不同角度的位置排列。藉此第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43分别提供第一流体、第二流体以及第三流体至下表面92，藉以防止处理液31沿侧缘93流至下表面92。在此须注意的是，本发明不以本实施例为限，第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43的其中只要至少一流体供应通道包括多个喷孔即可，其他流体供应通道具有开设于该第一环部上表面44的开口，其中开口可设置为喷孔或喷环，不以图式或实施例所述为限。
如图3所示，第一流体供应通道41以及第二流体供应通道42为多个喷孔411、421，其中喷孔411的数量以基板90的直径大小来决定，只要该些喷孔411于基板90的侧缘93至下表面92之间喷出第一气体而形成气墙，以防止处理液31沿侧缘93流至下表面92即可；喷孔421的数量为至少两个以上且相对设置，喷孔421于下表面92形成均匀的清洗液体即可。第一流体供应通道41以及第二流体供应通道42所对应的各个喷孔411、421环形排列至第一环部上表面44，其中环形排列以第一环部40的一圆心为中心而呈相同半径且不同角度的位置排列。第三流体供应通道43为一喷环结构，于下表面92喷出第二气体以防止处理液31或第二流体供应通道42提供的液体回流至旋转单元20。
如图1至图4所示，基板90的下表面92与第一环部上表面44相距第一间距L1，其中第一间距L1介于0.1mm至6mm之间。根据本发明的一具体实施例，第一间距L1小于2mm。第一流体供应通道41具有开设于该第一环部上表面44的开口，以喷孔411为例，喷孔411与基板90的侧缘93相距一第二间距L2，第二间距L2介于0.1mm至20mm之间，根据本发明的一具体实施例，第二间距L2小于10mm。此外，第一流体供应通道41提供的第一流体的方向与该第一环部上表面44呈一介于15°至50°的倾斜角度θ1。根据本发明的一具体实施例，第一流体供应通道41提供的该第一流体的方向与该第一环部上表面44呈一小于30°的倾斜角度θ1。限制第一间距L1、第二间距L2以及倾斜角度θ1的用意在于，第一流体供应通道41提供的第一流体可防止处理液31沿侧缘93流至下表面92的功效。以第一间距L1来说，若下表面92与第一环部上表面44间的距离太远，该些流体供应通道所供应的气体或液体传送到下表面92时，压力可能不足而无法达到清洗基板90或防止处理液31沿侧缘93流至下表面92的功效。反之，若下表面92与第一环部上表面44间的距离太近，该些流体供应通道所供应的气体或液体的所需的导流强度不同，而造成清洗基板90或防止处理液31沿侧缘93流至下表面92的功效不佳。
于一实施例中，第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43的其中的至少一流体供应通道包括一环缝结构412。以第一流体供应通道41为例，环缝结构412用以将各该喷孔411连通，当第一流体供应通道41供应气体时，由环缝结构412与各喷孔411喷出而形成气墙，以防止处理液31沿侧缘93流至下表面92，或回流至旋转单元20，其中各喷孔411与环缝结构412喷出气流强度不同，藉以综合使用两种气流强度而形成气墙。
如图4所示，第一环部40包含导流件45，其设置于第一环部上表面44。在本实施例中，导流件45设置于第二流体供应通道42的喷孔上方，设置导流件45能改变第二流体排出第一环部40时的方向。但本发明不以此为限，如图1、图4与图7所示，导流件45可设置于第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43的其中之一的喷孔处，或者第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43的喷孔处皆设有导流件45亦可，以达到改变第一流体、第二流体以及第三流体排出第一环部40时的方向的目的。
如图5所示，第一流体供应通道41具有喷孔411，其开设于第一环部上表面44，第一环部40更包括侧缘顶端46，喷孔411与侧缘顶端46彼此相邻。于本实施例中，第一环部40更包括一侧壁47，该侧壁47与该第一环部上表面44呈一大于90°的倾斜角度θ2设置，藉此当第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43所供应的液体或处理液31喷至基板90的下表面92后，而从下表面92滴落或反弹的液体或处理液31直接沿着侧壁47流出，不会堆积在侧壁47。如图6所示，与图5的差异为第二流体供应通道42具有一开设于侧壁47的开口，第二流体供应通道42供应液体至基板90的下表面92，防止该处理液沿该侧缘流至该下表面，另外，当第二流体供应通道42停止供应液体时，残留于第二流体供应通道42的开口的液体直接沿着侧壁47流出，不会堆积在侧壁47，由于其他结构与图5相似，故不另行赘述。于本发明中，该些流体供应通道41、42、43的该些流体的供应管路可为相同管路或不同管路，不以图式或实施例所述为限。
如图7所示，本发明的基板湿式处理装置1更包括一第二环部50，第二环部50得相对旋转单元20旋转，其中第二环部50包括一第二环部上表面51以及挡止件52，当处理液31由基板90的上表面91滴落至第二环部50的第二环部上表面51时，透过第二环部50的旋转以加速处理液31往远离第一环部40的方向喷出。挡止件52用以防止该第二环部上表面51的处理液31往旋转单元20的方向回流。在本实施例中，挡止件52凹设于第二环部上表面51，藉以暂时储存该处理液且防止该处理液回流。但本发明不以此为限，挡止件52亦可以凸设型态设置于第二环部上表面51，藉以阻挡处理液31回流。
根据本发明的一具体实施例，第一流体、第二流体以及第三流体分别为第一气体、液体和第二气体，其中第一气体由第一流体供应通道41供应以防止处理液31沿侧缘93流至下表面92，液体由第二流体供应通道42供应，液体喷洗下表面92，第二气体由第三流体供应通道43供应，第二气体用以防止处理液31或第二流体供应通道42供应的液体回流至旋转单元20。根据本发明的一具体实施例，第一气体与第二气体可以是氮气(N2)，液体可以是化学液或水。
根据本发明的另一具体实施例，第一流体、第二流体以及第三流体分别为液体、第一气体和第二气体，其中液体由第一流体供应通道41供应以防止处理液31沿侧缘93流至下表面92。第一气体由第二流体供应通道42供应，第一气体喷除处理液31或第一流体供应通道41供应的液体，第二气体由第三流体供应通道43供应，第二气体用以防止处理液31或第一流体供应通道41供应的液体回流至旋转单元10。根据本发明的一具体实施例，第一气体与第二气体可以是氮气(N2)，液体可以是化学液或水。
根据本发明的另一具体实施例，基板湿式处理装置1可依据工艺控制该些流体供应通道，当基板湿式处理装置1进行低转速药液工艺时，旋转单元10将基板90进行低转速旋转，液体供给单元30用以提供处理液31(例：此时处理液31可为药液)至基板90的上表面91进行药液处理，其中依据工艺控制第一流体供应通道41供应第一气体防止处理液31沿侧缘93流至下表面92，第二流体供应通道42暂停供应该液体，避免液体和处理液31相互混和而形成废液，影响处理液31的回收再利用。当基板湿式处理装置1进行清洗工艺时，液体供给单元30用以提供处理液31(例：此时处理液31可为水)至基板90的上表面91进行水清洗，其中依据工艺控制第二流体供应通道42供应液体喷除沿侧缘93流至下表面92的处理液31，第一流体供应通道41暂停供应第一气体，避免液体被第一气体挡住而无法有效的喷除处理液31。以第二流体供应通道42供应液体喷除流至下表面92的处理液31，将以液体和处理液31相互混和排出至废液收集。
藉由本发明设置具有至少一流体供应通道以防止处理液由晶圆上表面流至晶圆下表面，其中藉由第一流体供应通道41、第二流体供应通道42、第三流体供应通道43设计，于进行湿式工艺时，透过供应第一流体、第二流体以及第三流体至晶圆90的下表面92，可避免处理液31由晶圆90的上表面91经侧缘93流到下表面92，使得下表面92不受污染，解决了现有技术下表面92会受处理液污染的问题。
需注意的是，上述仅为实施例，而非限制于实施例。譬如此不脱离本发明基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以专利申请范围为准。

Claims (18)

1.一种基板湿式处理装置，用以对一基板进行处理，其中该基板包括一上表面、一下表面以及一侧缘，该基板湿式处理装置包括：
一基座；
一旋转单元，设置于该基座，该旋转单元包括一旋转轴以及一固定件，其中该固定件设置于该旋转轴，该固定件用于固定该基板；
一液体供给单元，用以提供一处理液至该上表面；以及
一第一环部，设置于该基座且环绕该旋转单元，该第一环部包括一第一流体供应通道、一第二流体供应通道、一第三流体供应通道以及一第一环部上表面，其中该第一流体供应通道、该第二流体供应通道、该第三流体供应通道是由该第一环部外围至内围依序排列，该第一流体供应通道、该第二流体供应通道、该第三流体供应通道的其中至少一流体供应通道包括多个喷孔，该多个喷孔的各喷孔以一环形排列于该第一环部上表面，该至少一流体供应通道包括一环缝结构，用以连通各喷孔，当供应气体时，由该环缝结构与各喷孔喷出而形成一气墙，其中该第一流体供应通道、该第二流体供应通道、该第三流体供应通道分别提供一第一流体、一第二流体以及一第三流体至该下表面，该第一流体、该第二流体以及该第三流体分别为一第一气体、一液体和一第二气体，其中该第一气体防止该处理液沿该侧缘流至该下表面，该液体喷洗该下表面，该第二气体防止该处理液或该液体回流至该旋转单元。
2.一种基板湿式处理装置，用以对一基板进行处理，其特征在于，该基板包括一上表面、一下表面以及一侧缘，该基板湿式处理装置包括：
一基座；
一旋转单元，设置于该基座，该旋转单元包括一旋转轴以及一固定件，其中该固定件设置于该旋转轴，该基板固定于该基板；
一液体供给单元，用以提供一处理液至该上表面；以及
一第一环部，设置于该基座且环绕该旋转单元，该第一环部包括一第一流体供应通道、一第二流体供应通道以及一第一环部上表面，其中该第一流体供应通道包括多个喷孔，该多个喷孔的各喷孔以一环形排列于该第一环部上表面，该第二流体供应通道设置于该第一流体供应通道的一侧，其中该第一流体供应通道提供一第一气体至该下表面，该第二流体供应通道提供一液体至该下表面，防止该处理液沿该侧缘流至该下表面，该第一流体供应通道包括一环缝结构，用以连通各喷孔，当供应气体时，由该环缝结构与各喷孔喷出而形成一气墙。
3.如权利要求2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第二流体供应通道设置于该第一环部的最外围，该液体防止该处理液沿该侧缘流至该下表面。
4.如权利要求3所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一环部更包括一侧壁，该侧壁与该第一环部上表面呈一大于90°的倾斜角度设置，其中该第二流体供应通道具有一开设于该侧壁的开口，供应该液体防止该处理液沿该侧缘流至该下表面。
5.如权利要求2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一环部更包括一第三流体供应通道，该第三流体供应通道设置于该第一环部的最内围，且提供一第二气体至该下表面，该第二气体防止该处理液或该液体回流至该旋转单元。
6.如权利要求1或5所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一环部更包括一导流件，该导流件设置于该第一环部上表面，用以改变该第一流体通道、该第二流体通道以及该第三流体通道的其中至少一排出该第一环部时的方向。
7.如权利要求1或5所述的基板湿式处理装置，其特征在于，当进行一低转速药液工艺时，该第一流体供应通道供应该第一气体防止该处理液沿该侧缘流至该下表面，该第二流体供应通道暂停供应该液体。
8.如权利要求7所述的基板湿式处理装置，其特征在于，当进行一清洗工艺时，该第二流体供应通道供应该液体喷除沿该侧缘流至该下表面的该处理液，该第一流体供应通道暂停供应该第一气体。
9.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该固定件承载该基板，使该下表面与该第一环部上表面相距一第一间距，该第一间距介于0.1mm至6mm之间。
10.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该固定件承载该基板，使该下表面与该第一环部上表面相距一第一间距，该第一间距小于2mm。
11.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一流体供应通道具有一开设于该第一环部上表面的开口，该开口与该侧缘相距一第二间距，该第二间距介于0.1mm至20mm之间。
12.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一流体供应通道具有一开设于该第一环部上表面的开口，该开口与该侧缘相距一第二间距，该第二间距小于10mm。
13.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一流体供应通道具有一开设于该第一环部上表面的开口，该第一环部更包括一侧缘顶端，该开口与该侧缘顶端彼此相邻。
14.如权利要求1或3所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一流体供应通道提供的该第一流体的方向与该第一环部上表面呈一介于15°至50°的倾斜角度。
15.如权利要求1或3所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一流体供应通道提供的该第一流体的方向与该第一环部上表面呈一小于30°的倾斜角度。
16.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第一环部更包括一侧壁，该侧壁与该第一环部上表面呈一大于90°的倾斜角度设置。
17.如权利要求1或2所述的基板湿式处理装置，其特征在于，更包括一第二环部，其中该第二环部相对该旋转单元旋转。
18.如权利要求17所述的基板湿式处理装置，其特征在于，该第二环部包括一第二环部上表面以及一挡止件，该挡止件设于该第二环部上表面，其中该挡止件用以防止该第二环部上表面的该处理液往该旋转单元的方向回流。
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