TW202247322A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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金成燁
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Abstract

本發明公開了基板處理裝置及基板處理方法，基板處理裝置包括：第一腔室部，處理包括卡環部和被切割的多個第一晶粒的第一晶圓部；第二腔室部，處理包括晶圓部或載體基板的第二晶圓部；以及第三腔室部，層疊並預鍵合在第一腔室部和第二腔室部中處理的第一晶圓部的第一晶粒和第二晶圓部。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明涉及基板處理裝置及基板處理方法，更詳細地，涉及能夠提高基板的處理性能，並能夠縮減基板的處理時間的基板處理裝置及基板處理方法。
通常，在半導體工序中進行用於蝕刻晶圓部的蝕刻工序、用於將晶圓部切割成多個晶粒的分離工序、用於清洗晶圓部的清洗工序等。基板處理裝置用於晶圓部的蝕刻工序或清洗工序。
基板處理裝置以可旋轉的方式設置，包括在上部放置晶圓部的旋轉台、以環形結合到旋轉台的邊緣區域的密封圈等。在旋轉台旋轉的狀態下，向放置於旋轉台的晶圓部供給處理液。
但是，當清洗被切割成多個晶粒的晶圓部時，由於現有的基板處理裝置很難去除殘存在多個晶粒之間的縫隙的異物。並且，為了從多個晶粒之間的縫隙去除異物而需要充分延長清洗時間，因此有可能增加清洗時間。
並且，在旋轉台的上部結合密封圈的過程繁瑣，並且在結合時密封圈的結合完成狀態不恒定，因而可能會發生結合誤差（錯位等）。進一步地，當密封圈發生結合誤差時，隨著處理液向密封圈的外側滲透，旋轉台周圍部的結構物可能受損。
並且，設置晶圓部固定模組以防止晶圓部的位置變動，並設置用於固定密封圈的密封圈固定模組。因此，基板處理裝置的結構變得複雜，並且製造成本可能增加。
本發明的背景技術公開在韓國公開專利公報第10-2016-0122067號（2016年10月21日公開，發明的名稱：晶圓部處理裝置及用於晶圓部處理裝置的密封圈）。
本發明的目的在於，提供能夠提高基板的處理性能，並能夠縮減基板的處理時間的基板處理裝置及基板處理方法。
本發明的基板處理裝置的特徵在於，包括：第一腔室部，處理包括卡環部和被切割的多個第一晶粒的第一晶圓部；第二腔室部，處理具有晶圓部或載體基板的第二晶圓部；以及第三腔室部，層疊並預鍵合在所述第一腔室部中處理的所述第一晶圓部的所述第一晶粒和在所述第二腔室部中處理的所述第二晶圓部。
可以是，在所述第三腔室部中，在所述第二晶圓部的每個第二晶粒層疊並預鍵合多個所述第一晶粒。
可以是，每當在所述第二晶圓部的每個所述第二晶粒層疊並預鍵合一層所述第一晶粒時，能夠在所述第一腔室部或所述第二腔室部中被清洗。
可以是，所述第二腔室部可包括：第二真空卡盤部，供所述第二晶圓部放置；以及第二超聲波清洗模組，向所述第二晶圓部噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。
可以是，所述基板處理裝置還包括轉移單元，配置在所述第一腔室部，從第一移送模組接收所述第一晶圓部並將所述第一晶圓部放置於所述第一真空卡盤部。
可以是，所述基板處理裝置還包括：第一離子發生器，配置在所述第一腔室部；以及第二離子發生器，配置在所述第二腔室部。
可以是，所述第一腔室部還包括擴張機模組，所述擴張機模組包括：擴張機移動部，配置在所述第一腔室部；擴張機頭部，設置在所述擴張機移動部；以及多個擴張機臂部，與所述擴張機頭部連接，以把持環形蓋部來使所述環形蓋部移動，所述多個擴張機臂部對所述環形蓋部施加壓力，以使卡盤模組將所述環形蓋部限制在所述真空卡盤部。
可以是，所述擴張機頭部包括：擴張機套管部，與所述擴張機移動部連接；多個擴張機滑塊部，以能夠徑向移動的方式結合在所述擴張機套管部，且分別與所述擴張機臂部連接；擴張機桿部，配置在所述擴張機套管部的內部，以使多個所述擴張機滑塊部移動；以及擴張機驅動部，配置在所述擴張機套管部，以使所述擴張機桿部移動。
可以是，所述擴張機套管部包括：套管主體部，形成有移動空間部，供所述擴張機桿部移動；第一擋板部，封閉所述套管主體部的一側；以及第二擋板部，封閉所述套管主體部的另一側，且形成有移動孔部，供所述擴張機桿部以能夠移動的方式插入。
可以是，所述擴張機桿部包括：移動盤部，以能夠移動的方式設置在所述擴張機套管部的所述移動空間部；柱塞部，以插入所述擴張機套管部的所述移動孔部的方式與所述移動盤部連接；以及推送部，以隨著所述柱塞部移動而使所述擴張機滑塊部移動的方式與所述柱塞部和所述擴張機滑塊部連接。
可以是，所述擴張機驅動部包括：第一供給埠，用於向所述移動空間部的一側供給驅動媒介，以向所述擴張機滑塊部側移動所述移動盤部；以及第二供給埠，向所述移動空間部的另一側供給所述驅動媒介，以向所述擴張機滑塊部的相反側移動所述移動盤部。
可以是，所述擴張機臂部包括：臂部件，與所述擴張機滑塊部連接；以及鉤部，以限制所述環形蓋部的方式配置在所述臂部件。
可以是，所述鉤部包括：鉤主體部，以包圍所述環形蓋部的外側的方式與所述臂部連接；以及鉤銷部，以插入所述環形蓋部的蓋孔部的方式與所述鉤主體部結合。
可以是，所述卡盤模組包括：卡盤底座，設置在所述真空卡盤部；卡盤旋轉部，與所述卡盤底座連接，以使所述卡盤底座旋轉；多個卡盤連桿部，分別與所述卡盤底座徑向連接，當所述卡盤底座旋轉時所述多個卡盤連桿部進行移動；以及多個蓋限制部，分別與所述卡盤連桿部連接，以當所述卡盤連桿部移動時，將所述環形蓋部限制在所述真空卡盤部。
可以是，以相對於所述卡盤底座的半徑傾斜的方式形成有多個引導部，所述卡盤連桿部以可移動的方式結合在多個所述引導部。
可以是，所述卡盤連桿部包括：引導滑塊，以可移動的方式結合在所述卡盤底座；連桿部件，與所述引導滑塊連接，當所述引導滑塊移動時沿著所述卡盤底座的半徑方向直線移動；以及連桿齒輪部，形成在所述連桿部件，以與所述蓋限制部嚙合來移動。
可以是，所述蓋限制部包括：蓋限制軸部，以可旋轉的方式設置在所述第一真空卡盤部；限制齒輪部，形成在所述蓋限制軸部，以與所述連桿部嚙合；蓋限制桿，與所述蓋限制軸部連接，以對所述環形蓋部加壓及解除加壓；以及限制輥部，以可旋轉的方式設置在所述蓋限制桿，以與所述環形蓋部滾動接觸。
可以是，所述第一腔室部包括第一超聲波清洗模組，所述第一超聲波清洗模組包括：升降臂驅動部；升降臂部，與所述升降臂驅動部連接，以通過所述升降臂驅動部而進行升降；擺動部，與所述升降臂部連接，以使所述升降臂部旋轉；以及超聲波清洗部，與所述升降臂部連接，用於向所述第一晶圓部噴射清洗液，且向清洗液施加超聲波。
可以是，所述超聲波清洗部包括：清洗頭部，與所述升降臂部連接，且浸漬在清洗液中；超聲波產生部，配置在所述清洗頭部的內部，以向清洗液施加超聲波；電壓施加部，配置在所述清洗頭部的內部，以向所述超聲波產生部施加電壓；內壓形成部，在所述清洗頭部的內部形成比大氣壓高的壓力；以及清洗液噴射部，形成於所述清洗頭部，以向所述第一晶圓部噴射清洗液。
可以是，所述清洗頭部的下表面部形成為清洗液的流入側高於清洗液的流出側。
可以是，所述清洗頭部根據所述第一晶圓部的高度變化來調節所述清洗頭部的一側下表面部的高度。
本發明的基板處理方法的特徵在於，包括如下的步驟：在第一腔室部中處理包括卡環部和被切割的多個第一晶粒的第一晶圓部；在第二腔室部中處理包括晶圓部和載體基板的第二晶圓部；以及，在第三腔室中層疊並預鍵合在所述第一腔室部中處理的所述第一晶粒和在所述第二腔室部中處理的第二晶圓部。
可以是，在所述第三腔室部中，在所述第二晶圓部的每個第二晶粒層疊並預鍵合多個所述第一晶粒。
可以是，每當在每個所述第二晶粒層疊並預鍵合一層所述第一晶粒時，所述第一晶圓部在所述第一腔室部中被清洗，或者所述第二晶圓部在所述第二腔室部中被清洗。
可以是，在所述第一腔室部中，第一超聲波清洗模組可向所述第一晶圓部噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。
可以是，所述第一超聲波清洗模組的內壓形成部能夠在清洗頭部的內部形成比大氣壓高的壓力。
可以是，所述第一超聲波清洗模組的清洗頭部的下表面部形成為清洗液的流入側高於清洗液的流出側。
可以是，所述清洗頭部根據所述第一晶圓部的高度變化調節所述清洗頭部的一側下表面部的高度。
可以是，在所述第二腔室部中，第二超聲波清洗模組向所述第二晶圓部噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。
可以是，所述第一腔室部的第一離子發生器向所述第一晶圓部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電。
可以是，所述第二腔室部的第二離子發生器向所述第二晶圓部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電。
根據本發明，可在第一腔室部中處理第一晶圓部，在第二腔室部中處理第二晶圓部，因此，可同時向第三腔室部供給第一晶圓部和第二晶圓部。因此，第一晶圓部和第二晶圓部能夠在第三腔室部中層疊並預鍵合，因此能夠顯著提高基板的處理速度及性能。
並且，根據本發明，在第三腔室部中，第一晶圓部和第二晶圓部大致在20℃-30℃的溫度條件下預鍵合，因此，隨著附著在第一晶圓部和第二晶圓部的水分蒸發將第一晶圓部和第二晶圓部的焊接部與氧隔絕。因此，能夠防止包含銅材質的焊接部與氧接觸，因此能夠防止焊接部發生腐蝕。
並且，根據本發明，在第一晶圓部中，在第一晶粒的間隔擴大的狀態下進行清洗工序，因此，可通過清洗液輕鬆去除附著在第一晶粒的表面的異物和位於多個第一晶粒之間的縫隙的異物。因此，第一晶圓部的清洗性能能夠得到顯著提高，且顯著減少第一晶圓部的不良率。
並且，根據本發明，隨著卡盤底座通過卡盤旋轉部旋轉，環形蓋部被真空卡盤部限制，因此，能夠利用一個卡盤旋轉部來講第一晶圓部限制在真空卡盤部。因此，能夠簡化基板處理裝置的結構。
並且，根據本發明，高度調節部可調節蓋限制部的設置高度，因此能夠調節環形蓋部的上表面與真空卡盤部的上表面之間的高度。因此，隨著調節第一晶圓部的黏結片的拉伸程度，能夠調節多個第一晶粒的間隔。
以下，參照附圖，說明本發明的基板處理裝置及基板處理方法的一實施例。在說明基板處理裝置及基板處理方法的過程中，為了說明的明確性及便利性而可以放大示出附圖所示的線的厚度或結構要素的尺寸等。並且，後述的術語為考慮到在本發明中的功能來定義的術語，這可根據使用人員、應用人員的意圖或慣例而不同。因此，對於這種術語的定義應根據本發明書全文內容來定義。
圖1為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的結構圖，圖2為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的結構圖，圖3為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的第一腔室部中處理的第一晶圓部的俯視圖，圖4為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的第一腔室部中處理的第一晶圓部的側視圖，圖5為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的第二腔室部中處理的第二晶圓部的側視圖，圖6為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的第一真空卡盤部的側視圖。
參照圖1至圖6，本發明一實施例的基板處理裝置100包括第一腔室部102、第二腔室部104以及第三腔室部300。
在第一腔室部102中處理包括卡環部13和被切割後的多個第一晶粒11的第一晶圓部10。在此情況下，在第一腔室部102中清洗第一晶圓部10。
在第二腔室部104中處理包括晶圓部或載體基板的第二晶圓部20。在此情況下，在第二腔室部104中清洗第二晶圓部20。
在第三腔室部300中層疊並預鍵合（pre-bonding）在第一腔室部102中處理的第一晶圓部10的第一晶粒11和在第二腔室部104中處理的第二晶圓部20。
設置多個第三腔室部300，以獨立層疊並預鍵合第一晶圓部10和第二晶圓部20。在第三腔室部300中，在將第一晶圓部10定位在準確位置之後層疊並預鍵合第二晶圓部20。
在此情況下，在第三腔室部300中，第一晶圓部10的第一晶粒11和第二晶圓部20大致在20℃-30℃的溫度條件下預鍵合，因此，附著在第一晶圓部10和第二晶圓部20的水分（Deionized Water）蒸發並將第一晶圓部10和第二晶圓部20的焊接部（未圖示）與氧隔絕。因此，能夠防止包括銅材質的焊接部與氧接觸，由此能夠防止焊接部的腐蝕。
所述預鍵合為如下含義，即，隨著在第三腔室部300中層疊的第一晶粒11被等離子處理，在第一晶粒11中進行水分（Deionized Water）清洗，隨著水分使第一晶粒的表面親水化，通過水分子的力附著。在此情況下，當預鍵合時層疊的第一晶粒為氧化物/氧化物結合而成。與此相比，鍵合為如下含義，即，隨著在單獨的腔室部中被退火（annealing），在層疊的第一晶粒中，多個焊接部的銅成分等相接合。
在第一腔室部102中處理第一晶圓部10，在第二腔室部104中處理第二晶圓部20，因此，能夠向第三腔室部300同時供給第一晶圓部10和第二晶圓部20。因此，第一晶圓部10和第二晶圓部20能夠在第三腔室部300中層疊並預鍵合，因此能夠顯著提高基板的處理速度及性能。
在第三腔室部300中，在第二晶圓部20的每個第二晶粒21層疊並預鍵合多個第一晶粒11。因此，第二晶圓部20形成積體電路的底座，在第二晶圓部20集成有多層的第一晶粒11。
每當針對第二晶圓部20的每個第二晶粒21在第三腔室部300中層疊並預鍵合一層第一晶粒11時，第一晶圓部10在第一腔室部102中被清洗，第二晶圓部20在第二腔室部104中被清洗。因此，每個第二晶粒21能夠去除每當層疊一層第一晶粒11時產生的異物。
在第一腔室部102、第二腔室部104以及第三腔室部300附近設置有等離子腔室部400。第一晶圓部10和第二晶圓部20在第一腔室部102、第二腔室部104或單獨的乾燥腔室（未圖示）中被去除水分之後供給到等離子腔室部400。在等離子腔室部400中，第一晶圓部10和第二晶圓部20被等離子處理。第一晶圓部10和第二晶圓部20在處理工序中有可能發生異物，若這種異物滲透到矽表面，則會改變電阻率或導電率，因此將對積體電路的電特性產生致命影響。因此，隨著第一晶圓部10和第二晶圓部20在等離子腔室部400中被等離子處理，在第一晶圓部10和第二晶圓部20能夠形成保護膜。
在第一腔室部102和第二腔室部104的一側配置有晶圓裝載部600，以分別層疊第一晶圓部10和第二晶圓部20。並且，第一晶圓部10和第二晶圓部20通過多個移送機器人500從晶圓裝載部600被移送到第一腔室部102、第二腔室部104、第三腔室部300以及等離子腔室部400。
例如，移送機器人500在晶圓裝載部600中拾取第一晶圓部10或第二晶圓部20來供給到等離子腔室部400，在等離子腔室部400中被等離子處理的第一晶圓部10或第二晶圓部20通過移送機器人500被移送到第一腔室部102或第二腔室部104。在第一腔室部102或第二腔室部104中清洗後的第一晶圓部10或第二晶圓部20通過移送機器人500被供給到第三晶圓部300。即，每當在第一晶圓部10的第一晶粒11層疊並預鍵合一層第二晶圓部20的第二晶粒21時，移送機器人500使層疊晶圓部按第一腔室部102（或第二腔室部104）、等離子腔室部400以及第三腔室部300的順序迴圈。隨著反復進行這種迴圈過程，從而製作層疊晶圓部。
若完成向第二晶圓部20的第二晶粒21層疊多層的第一晶粒11的工序，則層疊晶圓部在切割工序中被切割成各個單位半導體晶片。
第一腔室部102包括第一真空卡盤部120、環形蓋部130、擴張機模組140、卡盤模組170以及第一超聲波清洗模組220。
第一腔室部102配置在外殼101的內部。第一腔室部102與外部隔絕，以防止內部的清洗液洩漏。
第二腔室部104包括第二真空卡盤部120a以及第二超聲波清洗模組220。
第二腔室部104配置在第一腔室部102的一側。第二腔室部104與外部隔絕，以防止內部的清洗液洩漏。
基板處理裝置100清洗第一晶圓部10和第二晶圓部20。第一晶圓部10被投入到第一腔室部102，第二晶圓部20被投入到第二腔室部104。
隨著在蝕刻工序中被蝕刻後的第一晶圓部10在分離工序被切割成矩陣形態而形成多個第一晶粒11。在清洗工序中，隨著向第一晶圓部10噴射清洗液，附著在多個第一晶粒11的異物被去除。作為清洗液，能夠使用去離子水（Deionized water：DI-water）等各種類型。將包括向第一腔室部102和第二腔室部104供給的清洗液等稱為供給液。
第一晶圓部10包括：多個第一晶粒11，以矩陣形態排列；黏結片12，供多個第一晶粒11附著；以及卡環部13，與黏結片12的周圍連接，以緊緊地支撐黏結片12。黏結片12由可沿著水準方向伸縮的材質形成。隨著黏結片12被卡環部13拉緊，多個第一晶粒11被位置固定，薄板的第一晶粒11維持平板狀態。
第二晶圓部20可以是第二晶粒21未被切割的晶圓部或可以是晶圓部層疊在載體22的形態。圖5中示出在如玻璃基板的載體22，未被切割的多個第二晶粒21以矩陣形態排列的第二晶圓部20。在第二晶圓部20的周圍並未設置卡環部13。
在第一腔室部102設置有杯形殼體105（參照圖2）。第一真空卡盤部120配置在收容如清洗液的供給液的杯形殼體105的內部。杯形殼體105以包圍第一真空卡盤部120的外側的方式設置。可通過杯形殼體105防止向杯形殼體105噴射的供給液向外部排出或飛散。
第一真空卡盤部120以可旋轉的方式設置在驅動部110。第一真空卡盤部120整體上可呈圓盤形態。
驅動部110包括：旋轉軸111，與第一真空卡盤部120的旋轉中心連接；以及電機部113，設置在旋轉軸111。電機部113包括：定子（未圖示），設置在殼體（未圖示）的內部；以及轉子（未圖示），以包圍旋轉軸111的方式設置。並且，驅動部110能夠採用通過帶來使旋轉軸111旋轉的帶驅動方式或者通過鏈條來使旋轉軸111旋轉的鏈條驅動方式。這種驅動部110只要使第一真空卡盤部120旋轉，則能夠採用多種方式。
在旋轉軸111形成有使第一真空卡盤部120成為真空的真空流路部122。真空流路部122沿著旋轉軸111的長度方向形成。在第一真空卡盤部120形成有真空腔室124，以與真空流路部122連接。在第一真空卡盤部120形成有多個真空孔部（未圖示），以對第一晶圓部10施加真空壓。這種第一真空卡盤部120能夠以多種方式形成。
在第一真空卡盤部120放置第一晶圓部10。在第一真空卡盤部120放置被切割成多個第一晶粒11狀態的第一晶圓部10。在第一晶圓部10被切割成第一晶粒11的情況下，在第一晶粒11的表面和第一晶粒11之間的縫隙有可能殘存異物。
環形蓋部130與第一晶圓部10的卡環部13對置。環形蓋部130包括：蓋主體部131，以包圍第一真空卡盤部120的周圍的方式形成；限制臺階部132，從蓋主體部131的下側向內側突出形成；以及蓋加壓部133，從蓋主體部131的上側向內側延伸，對第一晶圓部10的卡環部13施加壓力。蓋加壓部133的厚度可隨著朝向端部逐漸變薄。蓋加壓部133可密封卡環部13的上側面，因此能夠防止清洗液滲透到卡環部13的外側的部件。
擴張機模組140以能夠使環形蓋部130移動的方式設置，對卡環部13向第一真空卡盤部120側施加壓力，以使第一晶圓部10中第一晶粒11之間的間隔擴大。
卡盤模組170被設置在第一真空卡盤部120，以將第一晶圓部10的卡環部13固定在第一真空卡盤部120。卡盤模組170通過向下側壓接卡環部13來將卡環部13固定在第一真空卡盤部120的周圍部。因此，當第一真空卡盤部120旋轉時，卡盤模組170壓接環形蓋部130與卡環部13來防止第一晶圓部10的位置發生變化，並使第一晶圓部10維持平坦的狀態。以下詳細說明這種卡盤模組170。
圖7為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，隨著擴張機模組下降並對環形蓋部和第一晶圓部的卡環部施加壓力，多個第一晶粒之間的間隔擴大的狀態的側視圖，圖8為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，擴張機模組把持環形蓋部來使其移動的狀態的立體圖，圖9為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的擴張機模組、環形蓋部以及真空卡盤部的側視圖，圖10為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，卡盤模組限制環形蓋部的狀態的剖視圖，圖11為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的擴張機模組的立體圖，圖12為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的擴張機模組的擴張機頭部的剖視圖，圖13為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的擴張機模組中，擴張機滑塊部向擴張機頭部的內側移動的狀態的剖視圖。
參照圖7至圖13，擴張機模組140包括擴張機移動部141、擴張機頭部150以及多個擴張機臂部160。
擴張機移動部141以可上下移動的方式設置在第一真空卡盤部120的上側。擴張機移動部141能夠採用以能夠上下移動的方式設置的機械臂形態、滾珠絲杠形態等多種形態。擴張機頭部150以可通過擴張機移動部141移動的方式設置。多個擴張機臂部160與擴張機頭部150連接，以把持環形蓋部130來使其移動，對環形蓋部130施加壓力，以使卡盤模組170將環形蓋部130限制在第一真空卡盤部120。多個擴張機臂部160徑向配置在擴張機頭部150。能夠在擴張機頭部150的周圍部設置4個以上擴張機臂部160。
在多個擴張機臂部160對環形蓋部130施加壓力的狀態下，卡盤模組170將環形蓋部130限制在第一真空卡盤部120，因此，第一晶圓部10的卡環部13通過環形蓋部130向下側移動。在此情況下，隨著環形蓋部130下降，第一晶圓部10的黏結片12被拉向半徑方向，黏結片12向半徑方向拉伸，隨著黏結片12向半徑方向拉伸，多個第一晶粒11之間的間隔G2將擴大。若在多個第一晶粒11之間的間隔G2擴大的狀態下，向多個第一晶粒11噴射清洗液，則能夠通過清洗液輕鬆去除附著在第一晶粒11的表面的異物和位於多個第一晶粒11之間的縫隙的異物。因此，能夠顯著提高在第一晶圓部10中的異物清洗性能。並且，隨著對第一晶圓部10的清洗性能得到顯著提高，能夠顯著減少第一晶圓部10的不良率。
並且，若卡盤模組170將環形蓋部130限制在第一真空卡盤部120，則擴張機臂部160解除環形蓋部130的加壓。而且，擴張機移動部141使擴張機頭部150和擴張機臂部160向第一真空卡盤部120的上側移動。因此，能夠防止當第一超聲波清洗模組220向第一晶圓部10的上側移動時碰撞擴張機模組140或受到干擾。
擴張機頭部150包括擴張機套管部151、多個擴張機滑塊部155、擴張機桿部156以及擴張機驅動部158。
擴張機套管部151與擴張機移動部141連接。擴張機套管部151整體上可呈圓筒形。多個擴張機滑塊部155以可徑向移動的方式結合在擴張機套管部151，分別與擴張機臂部160連接。在此情況下，在擴張機套管部151的周圍部，滑塊槽部152a徑向形成，以使擴張機滑塊部155以可移動的方式結合。擴張機桿部156配置在擴張機套管部151的內部，以移動多個擴張機滑塊部155。擴張機桿部156以可上下移動的方式設置在擴張機套管部151的內部。擴張機驅動部158配置在擴張機套管部151，以移動擴張機桿部156。
若驅動擴張機驅動部158，則隨著擴張機桿部156移動，擴張機滑塊部155在擴張機套管部151中徑向移動。隨著擴張機滑塊部155向擴張機套管部151的外側移動，擴張機臂部160向外側移動並解除對環形蓋部130的限制，隨著擴張機滑塊部155向擴張機套管部151的內側移動，擴張機臂部160向內側移動並限制環形蓋部130。
擴張機套管部151包括套管主體部152、第一擋板部153以及第二擋板部154。
在套管主體部152形成有移動空間部152b，供擴張機桿部156進行移動。移動空間部152b可呈圓筒形。第一擋板部153以封閉套管主體部152的一側的方式設置。第一擋板部153以可拆裝的方式設置在套管主體部152的上側。在第一擋板部153的周圍部設置有第一密封部件153a。在第一擋板部153的一側設置有鎖環部153b，以防止第一擋板部153從套管主體部152分離。擴張機桿部156向移動空間部152b插入之後，第一擋板部153封閉套管主體部152的一側。第二擋板部154封閉套管主體部152的另一側，且形成有移動孔部154b，以供擴張機桿部156以可移動的方式插入。在移動孔部154b的周圍部設置有第二密封部件154a，以密封與擴張機桿部156的縫隙。擴張機桿部156以可向上下方向移動的方式設置。
擴張機桿部156包括移動盤部156a、柱塞部156b以及推送部156c。
移動盤部156a以可移動的方式設置在擴張機套管部151的移動空間部152b。在移動盤部156a的周圍部設置有盤密封部件156d，以密封擴張機套管部151的內側面與移動盤部156a的外側面之間的縫隙。移動盤部156a呈圓盤形態。柱塞部156b以能夠插入到移動孔部154b中的方式與移動盤部156a連接。與柱塞部156b的中心部結合。推送部156c與柱塞部156b和擴張機滑塊部155連接，以隨著柱塞部156b進行移動，使擴張機滑塊部155移動。隨著推送部156c以對擴張機滑塊部155施加壓力的方式下降，擴張機滑塊部155向外側移動，隨著推送部156c以解除對擴張機滑塊部155的加壓的方式上升，擴張機滑塊部155向內側移動。
在柱塞部156b形成有圓錐部（未圖示），隨著推送部156c被圓錐部加壓，推送部156c將徑向擴張。並且，隨著圓錐部解除對推送部156c的加壓，推送部156c通過復原力向半徑方向收縮。推送部156c可呈通過彈簧（未圖示）連接的結構或由可伸縮材質形成，使得多個推送片（未圖示）能夠擴張及收縮。
擴張機驅動部158包括：第一供給埠158a，向移動空間部152b的一側供給驅動媒介，以使移動盤部156a向擴張機滑塊部155側移動；以及第二供給埠158b，向移動空間部152b的另一側供給驅動媒介，以使移動盤部156a向擴張機滑塊部155的相反側移動。第一供給埠158a與第一供給管線連接，第二供給埠158b與第二供給管線連接。若第一供給埠158a向移動空間部152b的一側供給驅動媒介，則第二供給埠158b在移動空間部152b的另一側排出驅動媒介，若第二供給埠158b向移動空間部152b的另一側供給驅動媒介，則第一供給埠158a在移動空間部152b的一側排出驅動媒介。因此，隨著向第一供給埠158a或第二供給埠158b供給驅動媒介，移動盤部156a能夠向移動空間部152b的一側或另一側移動，因此，擴張機臂部160能夠在套管主體部152徑向移動。
擴張機臂部160包括：臂部件161，與擴張機滑塊部155連接；以及鉤部163，配置在臂部件161，以限制環形蓋部130。臂部件161在套管主體部152徑向配置。鉤部163配置在臂部件161的端部。若擴張機滑塊部155向套管主體部152的內側移動，則鉤部163限制環形蓋部130。
鉤部163包括：鉤主體部164，與臂部件161連接，以包圍環形蓋部130的外側；以及鉤銷部165，與鉤主體部164結合，以插入到環形蓋部130的蓋孔部135中。鉤主體部164可大致呈“ㄱ”形態，以與環形蓋部130的外側邊角部接觸。鉤銷部165以向鉤主體部164的內側突出的方式形成。隨著臂部件161通過擴張機滑塊部155向內側移動，鉤銷部165插入到環形蓋部130的蓋孔部135中，因此，當擴張機模組140移動時，能夠防止環形蓋部130從擴張機模組140脫離。
圖14為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的卡盤模組的俯視圖，圖15為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，隨著卡盤模組的卡盤底座旋轉，卡盤連桿部被驅動的狀態的俯視圖，圖16為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，卡盤模組的蓋限制部以限制環形蓋部的方式被驅動的狀態的立體圖。
參照圖14至圖16，卡盤模組170包括卡盤底座171、卡盤旋轉部175、多個卡盤連桿部180以及多個蓋限制部190。
卡盤底座171設置在第一真空卡盤部120。卡盤旋轉部175與卡盤底座171連接，以使卡盤底座171旋轉。多個卡盤連桿部180與卡盤底座171徑向連接，當卡盤底座171旋轉時進行移動。多個蓋限制部190分別與卡盤連桿部180連接，以當卡盤連桿部180移動時將環形蓋部130固定在第一真空卡盤部120。
隨著卡盤旋轉部175被驅動，底座齒輪部174進行旋轉，隨著底座主體部172與底座齒輪部174一同旋轉，卡盤連桿部180向底座主體部172的半徑方向移動。在此情況下，當卡盤底座171的底座主體部172旋轉時，多個卡盤連桿部180將同時旋轉，隨著卡盤連桿部180進行移動，環形蓋部130固定在第一真空卡盤部120。因此，可利用一個卡盤底座171和一個卡盤旋轉部175來將第一晶圓部10和環形蓋部130同時固定在第一真空卡盤部120，因此，能夠更加簡化基板清洗裝置100的結構。
卡盤底座171包括底座主體部172、多個引導部173以及底座齒輪部174。
底座主體部172以與第一真空卡盤部120的旋轉軸111成為同心的方式呈環形。底座主體部172配置在第一真空卡盤部120的內部。多個引導部173形成在底座主體部172，以使卡盤連桿部180能夠以可移動的方式結合。多個引導部173的數量與卡盤連桿部180的數量相同，沿著底座主體部172的圓周方向以等間距形成。底座齒輪部174形成在底座主體部172，與卡盤旋轉部175連接。底座齒輪部174在底座主體部172的內周面以圓弧形態配置。隨著卡盤旋轉部175被驅動，底座齒輪部174旋轉，隨著底座主體部172與底座齒輪部174一同旋轉，卡盤連桿部180向底座主體部172的半徑方向移動。
引導部173相對於底座主體部172的半徑傾斜地形成。引導部173可以為引導孔部。引導部173可以為引導槽或引導凸起部。由於引導部173相對於底座主體部172的半徑方向傾斜地形成，因此，隨著底座主體部172旋轉規定角度，卡盤連桿部180向底座主體部172的半徑方向進行直線運動。
卡盤連桿部180包括引導滑塊181、連桿部件182以及連桿齒輪部183。
引導滑塊181以可移動的方式與引導部173結合。連桿部件182與引導滑塊181連接，當引導滑塊181移動時，沿著底座主體部172的半徑方向進行直線移動。連桿齒輪部183形成在連桿部件182，以與蓋限制部190嚙合來移動。連桿部件182呈直桿形態。連桿齒輪部183以在連桿部件182的長度方向整齊排列的齒條形態形成。
卡盤連桿部180還包括支撐連桿部件182的兩側的引導輥部184。當底座主體部172旋轉時，引導輥部184防止卡盤連桿部180向底座主體部172的圓周方向旋轉。因此，當底座主體部172旋轉時，若引導滑塊181沿著引導輥部184進行移動，則連桿部件182不會旋轉，而是進行直線移動。
蓋限制部190包括：蓋限制軸部191，以可旋轉的方式設置在第一真空卡盤部120；限制齒輪部192，形成在蓋限制軸部191，以與連桿齒輪部183嚙合；蓋限制桿193，與蓋限制軸部191連接，以對環形蓋部130加壓及解除加壓；以及限制輥部194，以可旋轉的方式設置在蓋限制桿193，以與環形蓋部130滾動接觸。
隨著連桿部件182進行直線移動，連桿齒輪部183與限制齒輪部192嚙合而被驅動。隨著限制齒輪部192進行旋轉，蓋限制軸部191和蓋限制桿193旋轉，限制輥部194在環形蓋部130的限制臺階部132與其滾動接觸而移動。由於限制輥部194與環形蓋部130的限制臺階部132滾動接觸，從而能夠防止因環形蓋部130的限制臺階部132磨損或被劃傷而產生異物。因此，可通過抑制異物流入到位於環形蓋部130的內側的第一晶圓部10來減少第一晶圓部10的不良率。
基板處理裝置100還包括設置在第一真空卡盤部120的高度調節模組210，以調節蓋限制部190的設置高度。高度調節模組210在開始進行清洗工序之前調節蓋限制部190的高度。
若蓋限制部190的設置高度被高度調節部213調節，則環形蓋部130的上表面與第一真空卡盤部120的上表面之間的高度得到調節。隨著調節蓋限制部190的設置高度，蓋限制部190的限制輥部194的高度得到調節。在此情況下，若環形蓋部130在壓接卡環部13的狀態下被蓋限制部190限制，則根據卡環部13的限制高度調節第一晶圓部10的黏結片12的拉伸程度。例如，蓋限制部190的設置高度越低，黏結片12的拉伸程度越大，蓋限制部190的設置高度越高，黏結片12的拉伸程度越小。隨著調節黏結片12的拉伸程度，能夠調節多個第一晶粒11的間隔。
高度調節模組210包括：調節部件211，設置有蓋限制部190，以可移動的方式結合在第一真空卡盤部120的周圍部；以及高度調節部213，與調節部件211連接，以調節調節部件211的設置高度。調節部件211可呈以能夠上下移動的方式配置在第一真空卡盤部120的周圍部的塊形態。高度調節部213能夠採用調節調節部件211的高度的氣缸或滾珠絲杠部等多種形態。
高度調節模組210能夠調節蓋限制部190的高度，以使第一真空卡盤部120的上表面與卡環部13的上表面之間的高度差大致處於5mm-15mm範圍內。可以考慮第一晶圓部10的大小、第一晶圓部10的清洗速度等來適當調節蓋限制部190的設置高度。
圖17為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，第一超聲波清洗模組和清洗液噴射模組配置在真空卡盤部的外側的狀態的俯視圖，圖18為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的第一超聲波清洗模組的俯視圖，圖19為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的第一超聲波清洗模組的側視圖，圖20為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，第一超聲波清洗模組的清洗頭部在第一晶圓部傾斜配置的狀態的側視圖，圖21為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的清洗頭部的結合螺栓部和角度調節螺栓部的剖視圖，圖22為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，設置有角度調節螺栓部的狀態的剖視圖。
參照圖17至圖22，基板清洗裝置100還包括第一超聲波清洗模組220，第一超聲波清洗模組220向第一晶圓部10噴射清洗液，並向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。在此情況下，通過清洗液的化學作用清洗第一晶圓部10，通過超聲波的空化現象（cavitation）進行物理清洗，因此能夠顯著提高第一晶圓部10的清洗效率。
第一超聲波清洗模組220在浸漬在清洗液的狀態下對清洗液施加超聲波。因此，空化現象可在第一超聲波清洗模組220的下側活躍地產生。
第一超聲波清洗模組220包括升降臂驅動部221、升降臂部222、擺動部223以及超聲波清洗部224。
作為升降臂驅動部221，有電機、氣缸或滾珠絲杠部。升降臂部222與升降臂驅動部221連接，以通過升降臂驅動部221升降。擺動部223與升降臂部222連接，以使升降臂部222旋轉。超聲波清洗部224與升降臂部222連接，向第一晶圓部10噴射清洗液，並向清洗液施加超聲波。在第一晶圓部10放置於第一真空卡盤部120的期間，擺動部223配置在第一真空卡盤部120的外側，在第一晶圓部10放置於第一真空卡盤部120中之後，擺動部223向第一真空卡盤部120的上側移動。
超聲波清洗部224包括清洗頭部225、超聲波產生部226、電壓施加部227、內壓形成部228以及清洗液噴射部229。超聲波清洗部224配置在杯形殼體105的外側。
清洗頭部225與升降臂部222連接。超聲波產生部226配置在清洗頭部225的內部，以向清洗液施加超聲波。電壓施加部227配置在清洗頭部225的內部，以向超聲波產生部226施加電壓。電壓施加部227與電線（未圖示）連接。內壓形成部228設置於清洗頭部225，以在清洗頭部225的內部形成比大氣壓高的壓力。清洗液噴射部229形成於所述清洗頭部225，以向第一晶圓部10噴射清洗液。若電壓施加部227向超聲波產生部226施加電壓，則在超聲波產生部226中產生超聲波並使清洗液產生超聲波振動。在此情況下，內壓形成部228在清洗頭部225的內部形成比大氣壓高的壓力，因此能夠防止清洗液向清洗頭部225的內部流入。因此，能夠防止電壓施加部227和超聲波產生部226因清洗液而漏電或破損。
清洗液噴射部229包括：清洗液流入部229a，供清洗液流入；以及多個噴射噴嘴229b，用於向第一晶圓部10噴射從清洗液流入部229a排出的清洗液。多個噴射噴嘴229b可以在清洗頭部225的下側形成有一列或多列。噴射噴嘴229b沿著第一晶圓部10的半徑方向排列。多個噴射噴嘴229b向第一晶圓部10噴射清洗液，因此，可通過清洗液的噴射壓力清洗第一晶圓部10。並且，多個噴射噴嘴229b沿著第一晶圓部10的半徑方向排列，因此，當第一晶圓部10通過第一真空卡盤部120旋轉時，可在清洗頭部225位置固定的狀態下向第一晶圓部10噴射清洗液。
多個噴射噴嘴229b向清洗液在第一晶圓部10中流動的方向傾斜一定角度而噴射清洗液。例如，當第一晶圓部10向順時針方向旋轉時，多個噴射噴嘴229b以清洗頭部225為基準向順時針方向傾斜地噴射清洗液。另外，當第一晶圓部10向逆時針方向旋轉時，多個噴射噴嘴229b以清洗頭部225為基準向逆時針方向傾斜地噴射清洗液。由於引導清洗液在清洗頭部225的下側順暢地流出，因此能夠防止清洗液的停滯並確保清洗液的流動性。
清洗頭部225的下表面部形成為清洗液的流入側高於清洗液的流出側（H1＞H2）。因此，能夠防止清洗液碰撞清洗頭部225的流入側邊角部而停滯。並且，清洗液向清洗頭部225的下表面部側順暢地流動之後，能夠更加迅速地流出清洗頭部225的下表面部。即，供給液可通過第一真空卡盤部120的旋轉力向清洗頭部225的下側順暢地流入，將供給液與清洗頭部225的碰撞最小化來顯著減少供給液的流動阻抗。
清洗頭部225還包括：多個結合螺栓部225a，與清洗頭部225和升降臂部222螺絲結合；以及角度調節螺栓部225b，與清洗頭部225和升降臂部222螺絲結合，以調節清洗頭部225的角度θ。結合螺栓部225a和角度調節螺栓部225b在清洗頭部225的寬度方向兩側設置有多個。隨著角度調節螺栓部225b突出結合在清洗頭部225，稍微隔開清洗頭部225與升降臂部222的一側，使結合螺栓部225a結合在清洗頭部225和升降臂部222。因此，隨著清洗頭部225以稍微傾斜的狀態結合在升降臂部222，可調節清洗頭部225的設置角度。可以考慮第一晶圓部10的轉速、第一晶圓部10的尺寸、清洗頭部225的隔開距離、清洗液的黏性的等來適當設計清洗頭部225的設置角度。
清洗頭部225根據第一晶圓部10的高度變化來調節清洗頭部225的一側下表面部的高度。例如，可根據清洗頭部225在升降臂部222中傾斜的角度來調節清洗頭部225的一側下表面部的高度。因此，能夠適當調節清洗頭部225的一側下表面部的高度，以使清洗液向清洗頭部225的下表面部側順暢地流動之後，更加迅速流出清洗頭部225的下表面部。
基板處理裝置100還包括用於向第一晶圓部10噴射清洗液的清洗液噴射模組230。清洗液噴射模組230能夠向第一晶圓部10噴射包含去離子水（DIW）和氮氣的清洗液。
清洗液噴射模組230包括迴旋臂驅動部231、迴旋臂部232、迴旋部233以及清洗液噴灑部234。
作為迴旋臂驅動部231，有電機、氣缸或滾珠絲杠部。迴旋臂部232與迴旋臂驅動部231連接，以通過迴旋臂驅動部231升降。迴旋部233與迴旋臂部232連接，以使迴旋臂部232進行旋轉。清洗液噴灑部234與迴旋臂部232連接，用於向第一晶圓部10噴射清洗液。
清洗液噴灑部234可包括一個噴灑噴嘴。一個噴灑噴嘴向第一晶圓部10噴射清洗液，因此，當第一晶圓部10通過第一真空卡盤部120旋轉時，清洗液噴灑部234在規定角度範圍內反復迴旋並向第一晶圓部10噴射清洗液。
第一超聲波清洗模組220和清洗液噴射模組230可根據第一晶圓部10的處理工序而被選擇性地使用。
圖22為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的設置在第一腔室部的第一離子發生器和轉移單元的側視圖。
參照圖22，在第一腔室部的內部設置有第一離子發生器240。第一離子發生器240配置在第一腔室部102的上側，用於去除在第一晶圓部10的處理工序和非處理工序中產生的靜電。第一離子發生器240在第一晶圓部10和腔室部的內部防止靜電產生，因此能夠防止異物因靜電而再次附著在第一晶圓部10的現象。
若將空氣作為供給氣體供給到第一離子發生器240，作為清洗液，供給去離子水（DI water），則通過第一離子發生器240離子化的陽離子及陰離子能夠與清洗液一同被噴射在晶圓的上部。
在向第一晶圓部10的上部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水之前，所測定的第一晶圓部10的靜電電位大致為3.6KV。相反，在向第一晶圓部10的上部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水之後，所測定的靜電電位大致為-0.10KV至-0.17KV。對於這種負電壓，可通過增加第一離子發生器240的（+）離子發生量來將第一晶圓部10的靜電控制在接近“0”的理想值。
在第一腔室部102設置有轉移單元250，以從移送單元（未圖示）接收第一晶圓部10。轉移單元250包括：轉移移動部251，以可移動的方式設置在第一腔室部102的底部面；轉移升降部253，設置在轉移移動部251；以及轉移承載部255，設置在轉移升降部253。
若從移送單元傳遞的第一晶圓部10承載於轉移承載部255，則轉移升降部253通過轉移移送部向第一真空卡盤部120的兩側移動。若轉移升降部253使轉移承載部255下降，則第一晶圓部10被放置在第一真空卡盤部120的上側。在第一晶圓部10被放置在第一真空卡盤部120之後，轉移單元250回到原位置，以可從移送單元接收第一晶圓部10。
圖24為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的設置在第二腔室部的第二真空卡盤部和第二離子發生器的側視圖。
參照圖24，第二真空卡盤部120a配置在第二腔室部104，第二晶圓部20放置在第二真空卡盤部120a。向第二腔室部104投入第二晶圓部20，在第二晶圓部20不存在卡環部13。因此，在第二腔室部104並未設置環形蓋部130、擴張機模組140以及轉移單元250。並且，在第二真空卡盤部120a並未設置卡盤模組170和高度調節模組210。在第二真空卡盤部120a形成有真空流路部和真空腔室124，以吸附承載有第二晶圓部20的載體22。
在第二腔室部104設置有杯形殼體105。第二真空卡盤部120a配置在收容清洗液的杯形殼體105的內部。杯形殼體105以包圍第二真空卡盤部120a的外側的方式設置。可通過杯形殼體105防止向杯形殼體105噴射的清洗液向外部排出或飛散。
第二真空卡盤部120a以可旋轉的方式設置在驅動部110。第二真空卡盤部120a整體上可呈圓盤形態。
第二超聲波清洗模組220向第二晶圓部20噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。第二超聲波清洗模組220與第一超聲波清洗模組220實質上相同，因此，對第二超聲波清洗模組220和第一超聲波清洗模組220賦予相同的附圖標記並省略對其的詳細說明。
本發明設置配置在第二腔室部104的第二離子發生器240。第二離子發生器240與所述第一離子發生器240實質上相同，因此對其賦予與第一離子發生器240相同的賦予標記並省略詳細說明。
說明如上所述的本發明一實施例的基板處理裝置的基板處理方法。
圖25為簡要示出本發明一實施例的基板處理方法的流程圖。
參照圖25，第一晶圓部10和第二晶圓部20有可能在處理工序過程中產生異物，若這種異物滲透到矽表面，則會改變電阻率或導電率，因此將對積體電路的電特性產生致命影響。
第一晶圓部10和第二晶圓部20向等離子腔室部400移動。在等離子腔室部400中，第一晶圓部10和第二晶圓部20被等離子處理。隨著第一晶圓部10和第二晶圓部20被等離子處理，在第一晶圓部10和第二晶圓部20可形成保護膜，從而能夠防止異物的滲透。
向第一腔室部102供給卡環部13和包括被切割的多個第一晶粒11的第一晶圓部10（步驟S11）。在此情況下，在第一晶圓部10中，隨著黏結片12被卡環部13拉緊，被切割的多個第一晶粒11被位置固定，薄板的第一晶粒11維持平板狀態。
在第一腔室部102中處理第一晶圓部10（步驟S12）。在此情況下，在第一腔室部102中，第一超聲波清洗模組220向第一晶圓部10噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。通過清洗液的化學作用清洗第一晶圓部10，通過超聲波的空化現象（cavitation）進行物理清洗，因此能夠顯著提高第一晶圓部10的清洗效率。
第一超聲波清洗模組220的內壓形成部228在清洗頭部225的內部形成比大氣壓高的壓力。由於內壓形成部228在清洗頭部225的內部形成比大氣壓高的壓力，因此能夠防止清洗液向清洗頭部225的內部流入。因此，能夠防止電壓施加部227和超聲波產生部226因清洗液而漏電或破損。
第一超聲波清洗模組220的清洗頭部225的下表面部形成為清洗液的流入側高於清洗液的流出側（H1＞H2）。因此，能夠防止清洗液碰撞清洗頭部225的流入側邊角部而停滯。並且，清洗液向清洗頭部225的下表面部側順暢地流動之後，能夠更加迅速地流出清洗頭部225的下表面部。即，供給液可通過第一真空卡盤部120的旋轉力向清洗頭部225的下側順暢地流入，使供給液與清洗頭部225的碰撞最小化來顯著減少供給液的流動阻抗。
清洗頭部225根據第一晶圓部10的高度變化來調節清洗頭部225的一側下表面部的高度。例如，可根據清洗頭部225在升降臂部222中傾斜的角度來調節清洗頭部225的一側下表面部的高度。因此，能夠適當調節清洗頭部225的一側下表面部的高度，以使清洗液向清洗頭部225的下表面部側順暢地流動之後，更加迅速流出清洗頭部225的下表面部。
並且，第一腔室部102的第一離子發生器240向第一晶圓部10噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電。在此情況下，第一離子發生器240用於去除在第一晶圓部10的處理工序和非處理工序中產生的靜電。第一離子發生器240在第一晶圓部10和第一腔室部102的內部防止靜電產生，因此能夠防止異物因靜電而再次附著在第一晶圓部10的現象。
在向第一晶圓部10的上部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水之前，所測定的第一晶圓部10的靜電電位大致為3.6KV。相反，在向第一晶圓部10的上部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水之後，所測定的靜電電位大致為-0.10KV至-0.17KV。對於這種負電壓，可通過增加第一離子發生器240的（+）離子發生量來將第一晶圓部10的靜電控制在接近“0”的理想值。
向第二腔室部104供給包括晶圓部和載體基板的第二晶圓部20（步驟S13）。第二晶圓部20處於未被切割成多個第二晶粒21的狀態。第二晶圓部20以被等離子處理後的狀態供給到第二腔室部104。
在第二腔室部104中處理第二晶圓部20（步驟S14）。在此情況下，在第二腔室部104中，第二超聲波清洗模組220向第二晶圓部20噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。通過清洗液的化學作用清洗第二晶圓部20，通過超聲波的空化現象（cavitation）進行物理清洗，因此能夠顯著提高第二晶圓部的清洗效率。
第二超聲波清洗模組220的內壓形成部228在清洗頭部225的內部形成比大氣壓高的壓力。由於第二超聲波清洗模組220的內壓形成部228在清洗頭部225的內部形成比大氣壓高的壓力，因此能夠防止清洗液向清洗頭部225的內部流入。因此，能夠防止電壓施加部227和超聲波產生部226因清洗液而漏電或破損。
第二超聲波清洗模組220的清洗頭部225的下表面部形成為清洗液的流入側高於清洗液的流出側（H1＞H2）。因此，能夠防止清洗液碰撞清洗頭部225的流入側邊角部而停滯。並且，清洗液向清洗頭部225的下表面部側順暢地流動之後，能夠更加迅速地流出清洗頭部225的下表面部。即，供給液可通過第二真空卡盤部120a的旋轉力向清洗頭部225的下側順暢地流入，使供給液與清洗頭部225的碰撞最小化來顯著減少供給液的流動阻抗。
清洗頭部225根據第二晶圓部20的高度變化來調節清洗頭部225的一側下表面部的高度。例如，可根據清洗頭部225在升降臂部222中傾斜的角度來調節清洗頭部225的一側下表面部的高度。因此，能夠適當調節清洗頭部225的一側下表面部的高度，以使清洗液向清洗頭部225的下表面部側順暢地流動之後，更加迅速流出清洗頭部225的下表面部。
第二腔室部104的第二離子發生器240向第二晶圓部20噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電。在此情況下，第二離子發生器240用於去除在第二晶圓部20的處理工序和非處理工序中產生的靜電。第二離子發生器240在第二晶圓部20和第二腔室部104的內部防止靜電產生，因此能夠防止異物因靜電而再次附著在第二晶圓部20的現象。
在向第二晶圓部20的上部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水之前，所測定的第二晶圓部20的靜電電位大致為3.6KV。相反，在向第二晶圓部20的上部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水之後，所測定的靜電電位大致為-0.10KV至-0.17KV。對於這種負電壓，可通過增加第二離子發生器240的（+）離子發生量來將第二晶圓部20的靜電控制在接近“0”的理想值。
向第三腔室部300供給在第二腔室部104中處理的第二晶圓部20，在第二晶圓部20的每個第二晶粒21一層疊1個在第一腔室部102中處理的第一晶粒（步驟S15）。
在第二晶圓部20排列有多個第二晶粒21（步驟S16）。在此情況下，多個第二晶粒21通過排列裝置（未圖示）排列成矩陣形態。在第三腔室部300中，層疊的第一晶粒11和第二晶圓部20被預鍵合（步驟S17）。在此情況下，在第三腔室部300中，第一晶圓部10的第一晶粒11和第二晶圓部20大致在20℃-30℃的溫度條件下預鍵合，因此，附著在第一晶粒11和第二晶圓部20的水分（Deionized Water）蒸發並將第一晶粒11和第二晶圓部20的焊接部（未圖示）與氧隔絕。因此，可防止包含銅材質的焊接部與氧接觸，因此能夠防止焊接部的腐蝕。
預鍵合的基板再次向第一腔室部102或第二腔室部104移動（步驟S18）。預鍵合的基板可通過移送機器人500移動。
在第一腔室部102或第二腔室部104中，預鍵合的基板（未圖示）被乾燥（步驟S19）。在此情況下，預鍵合的基板可通過旋轉來進行乾燥。
乾燥後的預鍵合的基板通過移送機器人500被供給到等離子腔室部400（步驟S20）。在等離子腔室部400中，預鍵合的基板被等離子處理（步驟S21）。在等離子腔室部400中，再次對乾燥後的預鍵合的基板進行等離子處理來去除靜電。等離子處理如上所述。
另一方面，每當在第二晶圓部20的每個第二晶粒21層疊並預鍵合一層多個第一晶粒10時，預鍵合的基板按等離子腔室部400、第一腔室部102、第二腔室部104、第三腔室部300的順序迴圈一次。若反復這種過程，則在第三腔室部300中，在第二晶圓部20的每個第二晶粒21層疊並預鍵合多層的第一晶粒11。
雖然參照附圖所示的實施例說明了本發明，但這僅屬於例示，只要是相關技術領域的通常知識者，就能夠理解可實施多種變形及等同的其他實施例。
因此，本發明的真正的保護範圍通過申請專利範圍來定義。
10:第一晶圓部 11:第一晶粒 12:黏結片 13:卡環部 20:第二晶圓部 21:第二晶粒 22:載體 100:基板處理裝置 101:外殼 102:第一腔室部 104:第二腔室部 105:杯形殼體 110:驅動部 111:旋轉軸 113:電機部 120:第一真空卡盤部 120a:第二真空卡盤部 124:真空腔室 130:環形蓋部 131:蓋主體部 132:限制臺階部 133:蓋加壓部 135:蓋孔部 140:擴張機模組 141:擴張機移動部 150:擴張機頭部 151:擴張機套管部 152:套管主體部 152a:滑塊槽部 152b:移動空間部 153:第一擋板部 153a:第一密封部件 153b:鎖環部 154:第二擋板部 154a:第二密封部件 154b:移動孔部 155:擴張機滑塊部 156:擴張機桿部 156a:移動盤部 156b:柱塞部 156c:推送部 156d:盤密封部件 158:擴張機驅動部 158a:第一供給埠 158b:第二供給埠 160:擴張機臂部 161:臂部件 163:鉤部 164:鉤主體部 165:鉤銷部 170:卡盤模組 171:卡盤底座 172:底座主體部 173:引導部 174:底座齒輪部 175:卡盤旋轉部 180:卡盤連桿部 181:引導滑塊 182:連桿部件 183:連桿齒輪部 184:引導輥部 190:蓋限制部 191:蓋限制軸部 192:限制齒輪部 193:蓋限制桿 194:限制輥部 210:高度調節模組 211:調節部件 213:高度調節部 220:第一超聲波清洗模組、第二超聲波清洗模組 221:升降臂驅動部 222:升降臂部 223:擺動部 224:超聲波清洗部 225:清洗頭部 225a:結合螺栓部 225b:角度調節螺栓部 226:超聲波產生部 227:電壓施加部 228:內壓形成部 229:清洗液噴射部 229a:清洗液流入部 229b:噴射噴嘴 230:清洗液噴射模組 231:迴旋臂驅動部 232:迴旋臂部 233:迴旋部 234:清洗液噴灑部 240:第一離子發生器、第二離子發生器 250:轉移單元 251:轉移移動部 253:轉移升降部 255:轉移承載部 300:第三腔室部 400:等離子腔室部 500:移送機器人 600:晶圓裝載部
圖1為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的結構圖。 圖2為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的第一腔室部和第二腔室部的結構圖。 圖3為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的第一腔室部中處理的第一晶圓部的俯視圖。 圖4為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的第一腔室部中處理的第一晶圓部的側視圖。 圖5為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的第二腔室部中處理的第二晶圓部的側視圖。 圖6為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的第一真空卡盤部的側視圖。 圖7為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，隨著擴張機模組下降並對環形蓋部和第一晶圓部的卡環部施加壓力，多個第一晶粒之間的間隔擴大的狀態的側視圖。 圖8為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，擴張機模組把持環形蓋部來使其移動的狀態的立體圖。 圖9為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的擴張機模組、環形蓋部以及真空卡盤部的側視圖。 圖10為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，卡盤模組限制環形蓋部的狀態的剖視圖。 圖11為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的擴張機模組的立體圖。 圖12為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的擴張機模組的擴張機頭部的剖視圖。 圖13為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置的擴張機模組中，擴張機滑塊部向擴張機頭部的內側移動的狀態的剖視圖。 圖14為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的卡盤模組的俯視圖。 圖15為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，隨著卡盤模組的卡盤底座旋轉，卡盤連桿部被驅動的狀態的俯視圖。 圖16為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，卡盤模組的蓋限制部以限制環形蓋部的方式被驅動的狀態的立體圖。 圖17為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，第一超聲波清洗模組和清洗液噴射模組配置在真空卡盤部的外側的狀態的俯視圖。 圖18為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的第一超聲波清洗模組的俯視圖。 圖19為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的第一超聲波清洗模組的側視圖。 圖20為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，第一超聲波清洗模組的清洗頭部在第一晶圓部傾斜配置的狀態的側視圖。 圖21為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中的清洗頭部的結合螺栓部和角度調節螺栓部的剖視圖。 圖22為簡要示出在本發明一實施例的基板處理裝置中，設置角度調節螺栓部的狀態的剖視圖。 圖23為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的設置在第一腔室部的第一離子發生器和轉移單元的側視圖。 圖24為簡要示出本發明一實施例的基板處理裝置的設置在第二腔室部的第二真空卡盤部和第二離子發生器的側視圖。 圖25為簡要示出本發明一實施例的基板處理方法的流程圖。
100:基板處理裝置
102:第一腔室部
104:第二腔室部
300:第三腔室部
400:等離子腔室部
500:移送機器人
600:晶圓裝載部

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，其中，包括： 一第一腔室部，處理包括一卡環部和被切割的多個第一晶粒的一第一晶圓部； 一第二腔室部，處理具有一晶圓部或一載體基板的一第二晶圓部；以及 一第三腔室部，層疊並預鍵合在該第一腔室部中處理的該第一晶圓部的多個該第一晶粒和在該第二腔室部中處理的該第二晶圓部。
  2. 根據請求項1所述的基板處理裝置，其中， 在該第三腔室部中，在該第二晶圓部的每個第二晶粒層疊並預鍵合多個該第一晶粒。
  3. 根據請求項2所述的基板處理裝置，其中， 每當在每個該第二晶粒層疊並預鍵合一層該第一晶粒時，該第一晶圓部在該第一腔室部中被清洗，或者該第二晶圓部在該第二腔室部中被清洗。
  4. 根據請求項1所述的基板處理裝置，其中， 該第二腔室部包括： 一第二真空卡盤部，供該第二晶圓部放置；以及 一第二超聲波清洗模組，向該第二晶圓部噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。
  5. 根據請求項4所述的基板處理裝置，其中，還包括： 一轉移單元，配置在該第一腔室部，從一第一移送模組接收該第一晶圓部並將該第一晶圓部放置於一第一真空卡盤部。
  6. 根據請求項4所述的基板處理裝置，其中，還包括： 一第一離子發生器，配置在該第一腔室部，向該第一晶圓部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電；以及 一第二離子發生器，配置在該第二腔室部，向該第二晶圓部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電。
  7. 根據請求項1所述的基板處理裝置，其中， 該第一腔室部還包括一擴張機模組， 該擴張機模組包括： 一擴張機移動部，配置在該第一腔室部； 一擴張機頭部，設置在該擴張機移動部；以及 多個擴張機臂部，與該擴張機頭部連接，以把持一環形蓋部來使該環形蓋部移動，多個該擴張機臂部對該環形蓋部施加壓力，以使一卡盤模組將該環形蓋部限制在一真空卡盤部。
  8. 根據請求項7所述的基板處理裝置，其中， 該擴張機頭部包括： 一擴張機套管部，與該擴張機移動部連接； 多個擴張機滑塊部，以能夠徑向移動的方式結合在該擴張機套管部，且分別與該擴張機臂部連接； 一擴張機桿部，配置在該擴張機套管部的內部，以使多個該擴張機滑塊部移動；以及 一擴張機驅動部，配置在該擴張機套管部，以使該擴張機桿部移動。
  9. 根據請求項8所述的基板處理裝置，其中， 該擴張機套管部包括： 一套管主體部，形成有一移動空間部，供該擴張機桿部移動； 一第一擋板部，封閉該套管主體部的一側；以及 一第二擋板部，封閉該套管主體部的另一側，且形成有一移動孔部，供該擴張機桿部以能夠移動的方式插入。
  10. 根據請求項8所述的基板處理裝置，其中， 該擴張機桿部包括： 一移動盤部，以能夠移動的方式設置在該擴張機套管部的該移動空間部； 一柱塞部，以插入該擴張機套管部的該移動孔部的方式與該移動盤部連接；以及 一推送部，以隨著該柱塞部移動而使該擴張機滑塊部移動的方式與該柱塞部和該擴張機滑塊部連接。
  11. 根據請求項8所述的基板處理裝置，其中， 該擴張機臂部包括： 一臂部件，與該擴張機滑塊部連接；以及 一鉤部，以限制該環形蓋部的方式配置在該臂部件。
  12. 根據請求項8所述的基板處理裝置，其中， 該卡盤模組包括： 一卡盤底座，設置在該真空卡盤部； 一卡盤旋轉部，與該卡盤底座連接，以使該卡盤底座旋轉； 多個卡盤連桿部，分別與該卡盤底座徑向連接，當該卡盤底座旋轉時多個該卡盤連桿部進行移動；以及 多個蓋限制部，分別與多個該卡盤連桿部連接，以當多個該卡盤連桿部移動時，將該環形蓋部限制在該真空卡盤部。
  13. 根據請求項1所述的基板處理裝置，其中， 該第一腔室部包括一第一超聲波清洗模組， 該第一超聲波清洗模組包括： 一升降臂驅動部； 一升降臂部，與該升降臂驅動部連接，以通過該升降臂驅動部而進行升降； 一擺動部，與該升降臂部連接，以使該升降臂部旋轉；以及 一超聲波清洗部，與該升降臂部連接，用於向該第一晶圓部噴射清洗液，且向清洗液施加超聲波。
  14. 根據請求項13所述的基板處理裝置，其中， 該超聲波清洗部包括： 一清洗頭部，與該升降臂部連接，且浸漬在清洗液中； 一超聲波產生部，配置在該清洗頭部的內部，以向清洗液施加超聲波； 一電壓施加部，配置在該清洗頭部的內部，以向該超聲波產生部施加電壓； 一內壓形成部，在該清洗頭部的內部形成比大氣壓高的壓力；以及 一清洗液噴射部，形成於該清洗頭部，以向該第一晶圓部噴射清洗液。
  15. 根據請求項14所述的基板處理裝置，其中， 該清洗頭部的下表面部形成為清洗液的流入側高於清洗液的流出側。
  16. 一種基板處理方法，其中，包括如下的步驟： 在一第一腔室部中處理包括一卡環部和被切割的多個第一晶粒的一第一晶圓部； 在一第二腔室部中處理包括一晶圓部和一載體基板的一第二晶圓部；以及 在一第三腔室中層疊並預鍵合在該第一腔室部中處理的該述第一晶粒和在該第二腔室部中處理的該第二晶圓部。
  17. 根據請求項16所述的基板處理方法，其中更包含下列步驟： 在該第三腔室部中，在該第二晶圓部的每個第二晶粒層疊並預鍵合多個該第一晶粒。
  18. 根據請求項16所述的基板處理方法，其中更包含下列步驟： 在該第一腔室部中，一第一超聲波清洗模組向該第一晶圓部噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。
  19. 根據請求項16所述的基板處理方法，其中更包含下列步驟： 在該第二腔室部中，一第二超聲波清洗模組向該第二晶圓部噴射清洗液，向清洗液施加超聲波來使清洗液產生超聲波振動。
  20. 根據請求項16所述的基板處理方法，其中更包含下列步驟： 設置在該第一腔室部的一第一離子發生器向該第一晶圓部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電；以及 設置在該第二腔室部的一第二離子發生器向該第二晶圓部噴射包含陽離子和陰離子的去離子水來去除靜電。
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