TW202335157A - 包括超聲波清洗單元的基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明關於包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，包括吸盤底座、吸盤銷以及超聲波清洗單元。吸盤底座能夠以旋轉軸為中心進行旋轉。吸盤銷設置在上述吸盤底座，吸盤銷用於固定基板。超聲波清洗單元設置在上述吸盤底座的上部，因此，可通過超聲波均勻地清洗基板的背面。

Description

包括超聲波清洗單元的基板處理裝置
本發明關於包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，更詳細地，關於使基板旋轉並清洗基板的背面的包括超聲波清洗單元的基板處理裝置。
通常，半導體設備通過將多種物質以薄膜形態蒸鍍在基板上並對其進行圖案化來製作，為此，需要蒸鍍工序、光刻工序、蝕刻工序、清洗工序及乾燥工序等多個步驟的不同工序。
其中，清洗工序和乾燥工序為在去除存在上述基板上的異物或顆粒等之後進行乾燥的工序，代表性地，通過在將基板製成在吸盤底座（旋轉頭部）上的狀態下使其進行旋轉並向基板的表面和/或背面供給處理液來進行。
通常，當上述吸盤底座旋轉時，為了防止基板向吸盤底座的側方向脫離，沿著上述吸盤底座的周圍方向隔開設置多個吸盤銷。
並且，根據現有技術的基板處理裝置，在基板的上側形成流體供給單元，從而向設置在旋轉的吸盤底座的基板的表面噴射清洗液來清洗基板表面，在上述吸盤底座包括以不旋轉的方式設置的背部噴嘴組件，從而通過背部噴嘴向基板的背面噴射清洗液或氣體等物質來清洗或乾燥基板的背面。
另一方面，過去，進行了利用超聲波清洗單元的基板表面的清洗，在旋轉的基板的背面側用於設置超聲波清洗單元的空間受到制約，不僅如此，還很難形成用於超聲波清洗的清洗液的供給結構，從而，即使呈現出優秀的清洗效果，也很難將超聲波清洗單元輕鬆適用於基板的背面清洗。
[現有技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：韓國授權專利公報第10-1145775號（2012年05月07日）。
[發明所欲解決之問題] 本發明為了解決上述現有技術的問題而提出，本發明的目的在於，提供可通過超聲波清洗單元清洗旋轉的基板的背面的包括超聲波清洗單元的基板處理裝置。
[解決問題之技術手段] 為了實現上述目的，本發明包括超聲波清洗單元的基板處理裝置的特徵在於，包括吸盤底座、吸盤銷以及超聲波清洗單元。吸盤底座能夠以旋轉軸為中心進行旋轉。吸盤銷設置在上述吸盤底座，吸盤銷用於固定基板。超聲波清洗單元，設置在上述吸盤底座的上部，超聲波清洗單元用於對基板的背面進行超聲波清洗。
本發明的特徵在於，上述超聲波清洗單元包括超聲波清洗頭部、清洗液內部供給管以及清洗液外部供給管。當從俯視圖觀察時，形成以上述旋轉軸為中心來沿著半徑方向延伸的形狀，在超聲波清洗頭部的上部面形成有朝向基板的內部清洗流路。清洗液內部供給管具有第一出口與上述超聲波清洗頭部連接，從而與上述內部清洗流路連通。清洗液外部供給管，配置在上述超聲波清洗頭部的外部，清洗液外部供給管具有第二出口朝向基板。
本發明的特徵在於，沿著上述基板的半徑方向，在上述基板上，上述清洗液外部供給管朝向的位置比內部清洗流路朝向的位置遠。
本發明的特徵在於，在上述吸盤底座的中心，作為非旋轉部的流體流動引導管沿著上下方向延伸設置，在上述流體流動引導管收容上述清洗液內部供給管和清洗液外部供給管。
本發明的特徵在於，當從俯視圖觀察時，在上述內部清洗流路的附近，在超聲波清洗頭部的周圍設置變壓器。上述清洗液內部供給管通過上述變壓器引出並與上述超聲波清洗頭部連接，上述清洗液外部供給管通過上述變壓器引出並朝向上述基板的背面。
本發明的特徵在於，當從俯視圖觀察時，上述內部清洗流路的排出口在基板的中心附近配置在上述超聲波清洗頭部的寬度方向中心。當從側視圖觀察上述超聲波清洗頭部時，上述內部清洗流路朝向基板的背面沿著半徑方向傾斜延伸。
本發明的特徵在於，當從俯視圖觀察時，上述清洗液外部供給管的噴射方向以具有上述吸盤底座的旋轉方向成分的方式傾斜配置，以相對於以上述旋轉軸為中心的半徑方向朝向上述超聲波清洗頭部。
本發明的特徵在於，當從俯視圖觀察時，上述超聲波清洗頭部的寬度從上述旋轉軸朝向上述半徑方向逐漸變寬，並在預設位置中，從端部之間的位置開始恆定維持。
本發明的特徵在於，在上述超聲波清洗頭部的內部，沿著長度方向設置板狀的振子。當從橫向剖視圖觀察時，一對上述振子傾斜展開，展開部分朝向上述基板。
本發明的特徵在於，上述振子的寬度朝向基板的邊緣逐漸變寬。
本發明的特徵在於，上述基板處理裝置還包括冷卻用氣體管，收容在上述流體流動引導管並沿著其長度方向延伸，與上述超聲波清洗頭部的內部連通。
[對照先前技術之功效] 根據具有上述結構的本發明，本發明包括吸盤底座、吸盤銷以及超聲波清洗單元。吸盤底座能夠以旋轉軸為中心進行旋轉。吸盤銷設置在上述吸盤底座，吸盤銷用於固定基板。超聲波清洗單元設置在上述吸盤底座的上部，超聲波清洗單元用於對基板的背面進行超聲波清洗，因此，可通過超聲波均勻地清洗基板的背面。
並且，根據本發明，上述超聲波清洗單元包括超聲波清洗頭部、清洗液內部供給管以及清洗液外部供給管。當從俯視圖觀察時，以上述旋轉軸為中心，超聲波清洗頭部具有沿著半徑方向延伸的形狀，在上部面形成有朝向基板的內部清洗流路。清洗液內部供給管具有第一出口與上述超聲波清洗頭部連接，從而與上述內部清洗流路連通。清洗液外部供給管，配置在上述超聲波清洗頭部的外部，清洗液外部供給管具有第二出口朝向基板。通過上述清洗液內部供給管從內部清洗流路噴射的清洗液塗敷基板的中心附近，通過上述清洗液外部供給管噴射的清洗液塗敷基板的邊緣附近，因此，清洗液塗敷到基板中的每個部分，從而實現穩定的清洗。
並且，根據本發明，在上述吸盤底座的中心，作為非旋轉部的流體流動引導管沿著上下方向延伸設置，在上述流體流動引導管收容上述清洗液內部供給管和清洗液外部供給管，因此，可以輕鬆且順暢地供給清洗液。
並且，根據本發明，當從俯視圖觀察時，在上述內部清洗流路的附近，在超聲波清洗頭部的周圍設置變壓器。上述清洗液內部供給管通過上述變壓器引出並與上述超聲波清洗頭部連接，上述清洗液外部供給管通過上述變壓器引出並朝向上述基板的背面。通過上述變壓器，上述內部清洗液供給管和外部清洗液供給管可以不晃動地設置。
並且，根據本發明，當從俯視圖觀察時，上述內部清洗流路的排出口在基板的中心附近配置在上述超聲波清洗頭部的寬度方向中心。當從側視圖觀察上述清洗頭部時，上述內部清洗流路朝向基板的背面沿著半徑方向傾斜延伸，所噴射的清洗液可從基板的中心部分沿著半徑方向輕鬆擴張移動。
並且，根據本發明，當從俯視圖觀察時，上述清洗液外部供給管的噴射方向能夠以具有上述吸盤底座的旋轉方向成分的方式傾斜配置，以相對於以上述旋轉軸為中心的半徑方向朝向上述超聲波清洗頭部。隨著基板的旋轉，上述清洗液外部供給管向基板的背面噴射的清洗液塗敷在超聲波清洗頭部的上部面並形成薄膜，通過超聲波輕鬆清洗基板的週邊部分。
並且，根據本發明，當從俯視圖觀察時，上述超聲波清洗頭部的寬度從上述旋轉軸朝向上述半徑方向逐漸變寬。在預設位置中，從端部之間的位置開始恆定維持，因此，可以將在設置超聲波清洗頭部的吸盤底座的收容槽底部中佔據的面積最小化。
並且，根據本發明，在上述超聲波清洗頭部的內部，沿著長度方向設置板狀的振子。當從橫截面觀察時，一對上述振子傾斜展開，展開部分以朝向上述基板的方式配置，從而，若同時向2個振子施加電輸出，則負壓將重疊，從而可以實現高輸出，所輸出的波形也均勻，從而進一步實現均勻地清洗。
並且，根據本發明，上述振子的寬度朝向基板的邊緣，即，沿著基板的半徑方向逐漸變寬，從而可以輕鬆清洗作為需要處理的面積的寬廣的邊緣部分，結果，可以整體均勻地清洗基板的背面。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下，參照附圖，詳細說明本發明的較佳實施。
如圖1和圖2所示，本發明的包括超聲波清洗單元的基板處理裝置1000包括吸盤底座100、吸盤銷200、流體供給單元400、碗組裝體500、升降單元600以及超聲波清洗單元300。吸盤底座100能夠以旋轉軸A為中心進行旋轉。吸盤銷200設置在上述吸盤底座100，吸盤銷200用於固定基板W。流體供給單元400用於向基板W供給用於基板W的表面處理的處理液或處理氣體。碗組裝體500以防止在工序中使用的藥液及在進行工序時發生的煙霧（fume）向外部濺射或流出的方式收容。升降單元600用於使上述吸盤底座100或碗組裝體500向上下升降。超聲波清洗單元300設置在上述吸盤底座100的上部，超聲波清洗單元300用於對基板W的背面進行超聲波清洗。
上述超聲波清洗單元300通過如下方式進行清洗，即，激勵如壓電（piezo）的振子來產生振動或者通過水、清洗液的介質進行傳遞，以使清洗旋轉的基板W的背面。
為此，如圖3、圖4及圖9所示，上述超聲波清洗單元300包括超聲波清洗頭部310、清洗液內部供給管320以及清洗液外部供給管330。當從俯視圖觀察時，超聲波清洗頭部310具有以上述旋轉軸A為中心，沿著基板W的半徑方向延伸的形狀，在超聲波清洗頭部310的上部面形成有朝向基板W的背面的內部清洗流路311的排出口311a。清洗液內部供給管320具有第一出口與上述超聲波清洗頭部310連接，從而與上述內部清洗流路311連通。清洗液外部供給管330，配置在上述超聲波清洗頭部310的外部，清洗液外部供給管330具有第二出口朝向基板W的背面。
在此情況下，沿著上述基板W的半徑方向，在上述基板W上，上述清洗液外部供給管330朝向的位置比內部清洗流路311的排出口311a朝向的位置遠。
上述內部清洗流路311形成在上述超聲波清洗頭部310的內部，一端與上述清洗液內部供給管320連接，另一端向上述超聲波清洗頭部310的上部面露出並形成排出口。
上述清洗液內部供給管320可以與上述超聲波清洗頭部310的長度方向一端部，即，基板W的中心或旋轉軸A附近的端部側面連接。
通過上述清洗液內部供給管320和清洗液外部供給管330排出的清洗液填滿在上述基板W與超聲波清洗頭部310的上部面之間，從而向上述基板W傳遞超聲波振動。
根據上述結構，通過上述清洗液內部供給管320從內部清洗流路311噴射的清洗液塗敷基板W的中心C附近，通過上述清洗液外部供給管330噴射的清洗液塗敷到超出基板W的中心C附近的邊緣附近，因此，清洗液塗敷在基板W的整個部分，從而實現完整的清洗。
即，在從上述內部清洗流路311噴射的清洗液補充通過上述清洗液外部供給管330噴射的清洗液來增加流動能量，由此，基板W的半徑方向整體可以被清洗液覆蓋。
在上述內部清洗流路311和清洗液外部供給管330同時噴射的情況下，有可能發生相互重疊的區域，但不存在因重疊的區域而導致清洗效果下降的情況。
較佳地，在作為旋轉部的上述吸盤底座100的中心，作為非旋轉部的流體流動引導管340沿著上下方向延伸設置，在上述流體流動引導管340收容上述清洗液內部供給管320和清洗液外部供給管330並上下延伸，從而實現清洗液的輕鬆且順暢地供給。
如圖2至圖7所示，較佳地，當從俯視圖觀察時，在上述內部清洗流路311的附近，在超聲波清洗頭部310的周圍設置變壓器350。上述內部清洗液供給管320通過上述變壓器350引出並與上述超聲波清洗頭部310連接，上述清洗液外部供給管330通過上述變壓器350引出並朝向上述基板W背面。通過上述變壓器350，上述內部清洗液供給管320和外部清洗液供給管330不晃動地設置。
上述變壓器350可分離配置在作為旋轉部的吸盤底座100的中心，從而可固定設置在構成非旋轉部的圓形的設置板360上。
並且，如圖所示，上述變壓器350可以從作為上述清洗頭部310的一部分的清洗頭部310的底部390延伸並形成為一體。
當然，上述變壓器350以可分離的狀態與上述超聲波清洗頭部310結合。
如圖6和圖9所示，較佳地，當從俯視圖觀察時，上述內部清洗流路311在基板W的中心附近配置在上述超聲波清洗頭部310的寬度方向中心。當從側視圖觀察超聲波清洗頭部310時，上述內部清洗流路311朝向基板W的背面沿著半徑方向傾斜延伸，由此，所噴射的清洗液從基板W的中心附近沿著半徑方向輕鬆擴張。
並且，上述內部清洗流路311的排出口311a形成在上述超聲波清洗頭部310的上部面，上述內部清洗流路311以朝向上述基板W的方式傾斜形成。當從俯視圖觀察時，若構成在上述超聲波清洗單元300的上部露出的內部清洗流路311的排出口的基板W的半徑方向兩端部中的至少一個位於以上述旋轉軸A的中心或基板W的中心為基準的半徑方向相反側，則在超聲波清洗單元300內部的內部清洗流路311的排出口中的噴射開始點位於以噴射方向為基準的旋轉軸A的中心或基板W的中心的後方，從而實現完整的基板W清洗。
並且，如圖2和圖3所示，當從俯視圖觀察時，上述清洗液外部供給管330以具有上述吸盤底座100的旋轉方向成分的方式傾斜配置，以相對於上述旋轉軸A為中心的半徑方向朝向上述超聲波清洗頭部310，從而具有上述基板W的旋轉方向成分。
由此，隨著基板W的旋轉，向基板W的背面噴射的清洗液塗敷在超聲波清洗頭部310的上部面並形成薄膜，通過上述清洗液傳遞超聲波振動，從而可以輕鬆清洗基板W的週邊部分。
即，可通過上述內部清洗液供給管320，從基板W的中心附近朝向半徑方向塗敷。通過上述外部清洗液供給管330，沿著基板W的半徑方向及旋轉方向塗敷至基板W的邊緣。因此，可以進一步均勻且有效地噴射基板W的整體區域。
並且，如圖6所示，較佳地，當從俯視圖觀察時，上述超聲波清洗頭部310的寬度從上述旋轉軸A的朝向上述基板W的半徑方向，即，朝向上述超聲波清洗頭部310的長度方向邊緣逐漸變寬，並在預設位置中，從端部之間的位置開始恆定維持。
例如，從寬度A至寬度C，線性寬度可將增加，從寬度C至寬度D將維持恆定寬度。
由此，可以將超聲波清洗頭部310在後述的吸盤底座100的收容槽120底部佔據的面積最小化。
當以上述基板W為中心徑向等同分割上述基板W時，越接近基板W的邊緣，需要處理的面積越大，因此，上述超聲波清洗頭部310的寬度朝向半徑方向逐漸擴大，以均勻地傳遞單位面積的負壓。
另一方面，如圖5至圖8所示，較佳地，在上述超聲波清洗頭部310的內部，沿著長度方向設置板狀的振子370。當從橫截面觀察時，一對上述振子370傾斜地展開，展開部分以朝向上述基板W的方式配置。
根據這種結構，若向兩個振子370同時施加電輸出，則負壓將重疊，由此可以實現高輸出，所輸出的波形也均勻，結果，進一步實現均勻的清洗。
較佳地，一對上述振子370的展開角度為銳角。
若僅設置一個振子370，則負壓的波形反彈，嚴重發生山和谷，從而破壞了真空的均勻性，且很難實現均勻的清洗。
尤其，如圖8所示，上述振子370的寬度沿著基板W的邊緣，即，基板W的半徑方向逐漸變寬，從而可以輕鬆清洗作為需要處理的面積的寬廣的邊緣部分，結果，可以均勻地清洗整個基板W的背面。
根據這種結構，若電流在由上述板狀的壓電等構成的振子370流動，則在振子370發生晃動，這種晃動傳遞到構成清洗頭部310的石英（quartz），超聲波振動繼續傳遞到在上述清洗頭部310與基板W之間裝滿的清洗液（水等），從而實現基板W的超聲波清洗。
在上述超聲波清洗頭部310的內部空間可設置用於支撐一對上述振子370的支撐本體315，在上述支撐本體315的上端形成橫截面為銳角的支撐槽316。
並且，如圖3和圖4所示，本發明還包括冷卻用氣體管380，收容在上述流體流動引導管340並沿著流體流動引導管的長度方向延伸。冷卻用氣體管380通過上述超聲波清洗頭部310的底部與內部連通，向超聲波清洗頭部310的內部供給N2氣體等，由此可以通過冷卻在上述振子370中產生的熱量來防止因熱量所引起的振子370過度變形。
另一方面，如圖2所示，在上述吸盤底座100的上部面可形成收容槽120，從而可以收容上述超聲波清洗單元300。
在此情況下，較佳地，向上述基板W的表面或背面供給的清洗液或乾燥液等藥液流入到收容槽120。為了防止流入到上述收容槽120的藥液的積累並向外部排出或迴圈，在上述收容槽120的底部或吸盤底座100的側壁貫通形成排水孔123。
進而，較佳地，在上述排水孔123形成在吸盤底座100的收容槽120底部的情況下，上述排水孔123與上述吸盤銷200的設置收納部110的內部邊角相鄰形成，由此，迅速排出向上述收容槽120流入的藥液，同時，當吸盤底座100旋轉時，通過離心力使藥液輕鬆向上述收容槽底部122的排水孔123移動並排出。
未記述的附圖標記900為旋轉驅動吸盤底座100的馬達。
本發明的實施例僅為例示性實施例，所屬領域具通常知識者將理解，在所附申請專利範圍內，多種變形及等同的其他實施例是可行的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:吸盤底座 110:收納部 120:收容槽 122:收容槽底部 123:排水孔 200:吸盤銷 300:超聲波清洗單元 310:超聲波清洗頭部 311:內部清洗流路 311a:排出口 320:清洗液內部供給管 330:清洗液外部供給管 340:流體流動引導管 350:變壓器 360:設置板 370:振子 380:冷卻用氣體管 400:流體供給單元 500:碗組裝體 600:升降單元 900:馬達 1000:基板處理裝置 A:旋轉軸 W:基板
圖1為簡要示出本發明的基板處理裝置的側面剖視圖。 圖2為示出本發明的包括超聲波清洗單元的基板處理裝置的立體圖。 圖3為示出圖2中的超聲波清洗單元的立體圖。 圖4為經過圖3中的清洗液內部供給管和清洗液外部供給管的橫向剖視圖。 圖5為示出圖3中的超聲波清洗頭部的結構的立體圖。 圖6為示出本發明的超聲波清洗頭部的結構的平面剖視圖。 圖7為圖6中的A-A的剖視圖。 圖8為示出圖5中的振子的結構的側視圖。 圖9為圖6中的B-B的剖視圖。
100:吸盤底座
110:收納部
120:收容槽
122:收容槽底部
123:排水孔
200:吸盤銷
300:超聲波清洗單元
310:超聲波清洗頭部
311a:排出口
320:清洗液內部供給管
330:清洗液外部供給管
340:流體流動引導管
350:變壓器
360:設置板
900:馬達
1000:基板處理裝置

Claims (11)

  1. 一種包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，包括： 吸盤底座，能夠以旋轉軸為中心進行旋轉； 吸盤銷，設置在上述吸盤底座，上述吸盤銷用於固定基板；以及 超聲波清洗單元，設置在上述吸盤底座的上部，上述超聲波清洗單元用於對上述基板的背面進行超聲波清洗。
  2. 如請求項1所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，上述超聲波清洗單元包括： 超聲波清洗頭部，當從俯視圖觀察時，形成以上述旋轉軸為中心來沿著半徑方向延伸的形狀，在上述超聲波清洗頭部的上部面形成有朝向上述基板的內部清洗流路； 清洗液內部供給管，具有第一出口與上述超聲波清洗頭部連接，從而與上述內部清洗流路連通；以及 清洗液外部供給管，配置在上述超聲波清洗頭部的外部，上述清洗液外部供給管具有第二出口朝向上述基板。
  3. 如請求項2所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，沿著上述基板的半徑方向，在上述基板上，上述清洗液外部供給管朝向的位置比上述內部清洗流路朝向的位置遠。
  4. 如請求項3所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，在上述吸盤底座的中心，作為非旋轉部的流體流動引導管沿著上下方向延伸設置，在上述流體流動引導管收容上述清洗液內部供給管和上述清洗液外部供給管，從而沿著上下方向延伸配置。
  5. 如請求項4所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，當從俯視圖觀察時，在上述內部清洗流路的附近，在上述超聲波清洗頭部的周圍設置變壓器，上述清洗液內部供給管通過上述變壓器引出並與上述超聲波清洗頭部連接，上述清洗液外部供給管通過上述變壓器引出並朝向上述基板的背面。
  6. 如請求項2所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，當從俯視圖觀察時，上述內部清洗流路的排出口在上述基板的中心附近配置在上述超聲波清洗頭部的寬度方向中心，當從側視圖觀察上述超聲波清洗頭部時，上述內部清洗流路朝向上述基板的上述背面沿著半徑方向傾斜延伸。
  7. 如請求項2所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，當從俯視圖觀察時，上述清洗液外部供給管的噴射方向以具有上述吸盤底座的旋轉方向成分的方式傾斜配置，以相對於以上述旋轉軸為中心的半徑方向朝向上述超聲波清洗頭部。
  8. 如請求項2所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，當從俯視圖觀察時，上述超聲波清洗頭部的寬度從上述旋轉軸朝向上述半徑方向逐漸變寬，並在預設位置中，上述超聲波清洗頭部的上述寬度從端部之間的位置開始恆定維持。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，在上述超聲波清洗頭部的內部，沿著長度方向設置板狀的振子，當從橫向剖視圖觀察時，一對上述振子傾斜展開，展開部分朝向上述基板。
  10. 如請求項9所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，其中，上述振子的寬度朝向上述基板的邊緣逐漸變寬。
  11. 如請求項4或5所述之包括超聲波清洗單元的基板處理裝置，還包括冷卻用氣體管，收容在上述流體流動引導管並沿著上述流體流動引導管的長度方向延伸，上述冷卻用氣體管與上述超聲波清洗頭部的內部連通。
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