TW417194B - A cleaner - Google Patents
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Description
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 f 417194 A7 B7 五、發明説明(1 ) 、 (發明之背景) 本發明係關於一種將實行成膜處理或硏磨處理之基板 予以表面淸淨化所用的洗淨裝置。 在光刻處理中,若在半導體晶圓之表面附著有如粒子 ,有機物,金屬離子之污染時,由於在半導體裝置之圖案 電路產生重大缺陷。因此,將晶圓表面維持在淸淨狀態極 爲重要。所以|在光刻處理法中,視需要須洗淨處理晶圓 表面。例如經過如層間絕緣膜形成之成膜過程或如C Μ P (Chemical Mechanical Polishing )之硏磨過程之後,一面 在晶圓表面施加洗淨液,一面以刷子擦洗,從晶圓表面除 去污染。在種刷洗淨使用具備旋轉夾頭及旋轉刷的洗淨裝 置。旋轉夾頭係具備用以保持晶圓所用的複數活動構件。 當將旋轉夾頭予以旋轉時,介經離心力使活動保持構件之 上部分別傾向於內方而抵接於晶圓周緣端部,晶圓係牢固 地被保持成不會從旋轉夾頭脫離。但是在以往之洗淨裝置 中,由於刷與活動保持構件相撞,因此若避免兩者互相干 擾而洗淨處理晶圓時,則有晶圓周緣部之洗淨不足。 最近,作爲用以平坦化圖案形成面的加工技術,逐漸 盛行利用C Μ P。介經C Μ P硏磨處理晶圓之圖案形成面 時,則有切削滓或硏磨液等異物多量地附著於晶圓周緣部 及端面,因此,對於將晶圓周緣部洗淨至充分程度,來自 需求者之期望逐漸提高。 (發明之槪要) (請先閱讀背而之注意事項再填:頁 裝- -it
•J· = -- I 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS〉Λ4規格(210X297公釐) -4- A7 〖·417194 B7_______ 五、發明説明(2 ) 本發明之0的係在於提供一種可充分地洗淨基板之周 緣部的洗淨裝置。 本發明之洗淨裝置,其特徵爲具備:對於基板之表背 面實質上非接觸,且抵接於基板之外周端面而實質上水平 地保持基板的基板保持部,及用以將旋轉力授與在基板, 旋轉驅動上述驻板保持部的旋轉驅動手段*及接觸於基板 之至少表面並洗滌洗淨該表面的刷構件,及具備用以將洗 淨液供予基板之周緣部以外之領域之第1供應迴路的主噴 嘴,及具備思以將洗淨液供予基板之周緣部領域之第2供 應迴路的副噴嘴,及對於從該副噴嘴供予基板之洗淨液施 加超音波的超音波振盪部。 本發明之洗淨裝置,其特徵爲具備:對於基板之表背 面實質上非接觸,且抵接於基板之外周端面而實質上水平 地保持基板的基板保持部,及用以將旋轉力授與在基板, 旋轉驅動上述基板保持部的旋轉驅動手段,及接觸於基板 之至少表面並洗滌洗淨該表面的刷構件,及 將洗淨液供予蕋板的噴嘴,及移動該噴嘴的噴嘴移動 機構1及對於從上述噴嘴供予基板之洗淨液施加超音波的 超音波振盪部,及控制上述超音波振盪部及上述噴嘴移動 機構,使之在至少供予基板之周緣部之洗淨液施加超音波 的控制手段。 由於超音波施加洗淨液係也容易浸入至些微間隙,因 此,普遍地洗淨至晶圓W之各個角落。所以,刷構件無法 接觸之部位,例如洗淨液也浸入至蕋板保持部與基板之間 ---------^------,訂------^ -' (請先閲讀背面之注意事項再填®頁) ί 經溱部中央標準局負工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -5- 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印聚 1' 417194 A7 B7__ 五、發明説明(3 ) *介經超音波之洗淨促進作用充分地洗淨至晶圓W之各個 角落。 又,由於基板保持部與基板係相對旋轉移動。因此, 兩者之接觸部位係經常在更換狀態基板不會有未洗淨之部 位。 (發明之實施形態) 以下,一瓸參照所附圖式一面說明本發明之各種較佳 實施形態ΰ 洗淨處理系統1係具備:半導體晶圓W以一批2 5枚 之單位與卡匣C 一起搬入搬出的裝載/卸載部2。裝載/ 卸載部2設有載置台,例如三個卡匣C載置於載置台上。 沿著載置台形成有第1運送部5,而在該第1運送部5內 設有第1運送臂機構3。第1運送臂機構3係具備:複數 之夾具3a ,3b,及將夾具3a,3b施以前進或後退 的進退驅動機構,及將夾具3 a ,3 b移向X軸方向的X 軸移動機構,及將夾具3 a,3 b移向Z軸方向的Z軸移 動機構,及將夾具3 a ,3 b向Z軸周圍旋轉的旋轉機構 〇 又,在第1運送路5之一方側設有搬入,緩衝機構( 未予圖示),而在另一方側設有搬出,緩衝機構(未予圖 示)。第1運送臂機構3係以安裝於下段之夾具3 a ,從 卡匣C 一枚一枚地取出洗淨處理前之晶圓W後載匱在搬入 ,緩衝機構,另-·方面,另一方面,以安裝於上段之夾具 -----;---;---裝-------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填頁) ί 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Α4現格(210X297公釐) -6 - 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 417194 A7 * A7 B7 五、發明说明(4 ) 3 b,從搬出,緩衝機構取出洗淨處理後之晶圓W後一枚 一枚地搬進卡匣C。 在第1運送部5之鄰近形成有第2運送部1 0 ’而在 該第2運送部1 0內可移動地設有第2運送臂機構8。第 2運送臂機構8係具備:複數之夾具8 a ,8 b,8 c ’ 及將夾具8 a ,8 b,8 c施以前進或後退的進退驅動機 構,及將夾具8a ,8b,8c移.向夾具8a,8b, 8 c移向X軸方向的X軸移動機構,及將夾具8 a ,8 b ,8 c移向Z軸方向的Z軸移動機搆,及將夾具8 a , 8 b,8 c.向Z軸周圍旋轉的Θ旋轉機構。第2運送臂機 構8係以安裝於下段之夾具8 a ,從卡匣C 一枚一枚地取 出洗淨處理前之晶圓W後載置在搬入,緩衝機構1 1,另 一方面,以安裝於上段之夾具8 B,從搬出緩衝機構1 2 取出洗淨處理後之晶圓W後一枚一枚地搬進卡匣C。 在第2運送部1 0之鄰近形成有處理部6。該處理部 6係具備用以洗淨晶圓W的洗淨處理單元1 3 ,1 4, 1 6,1 7,及用以乾燥晶圓W的乾燥處理單元(未予圖 示)。處理單元1 3與1 6係實行同一系統之洗淨處理者 ’設成上下兩段。處理單元1 4與1 7係實行用一系統之 洗淨處理者,設成上下兩段。又,在此等處理單元1 3, 1 4 ’ 1 6,1 7之背面側有處理供應部1 9。處理液供 應部1 9係具備複數處理液供應源1 〇 1 ,1 〇 2,如第 2圖’第3圖,第4圖及第6圖所示,形成從複數處理液 供應源1 0 1 ,1 〇 2中所選擇的一種處理液供予噴嘴 ---------裝--- - <請先聞讀背面之注意事項再琅Μ本頁) -5 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐} -7- 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印聚 ^ 417 194 at ______B7五、發明説明(5 ) 4 1,5 1。 晶圓W係介經第1運送臂機構3從卡匣C被取出,載 置在搬入’緩衝機構1 1 ,交接給第2運送臂機構8,被 運送至處理部6之各處理單元1 3〜1 7。晶圓W係首先 在洗淨處理單元1 3,藉由以藥液成分作爲主體之處理液 被洗淨處理,經純水之沖洗處理,再經自旋旋轉之甩開乾 燥處理。之後1晶圓W係在處理單元1 4中,藉由以與上 述不同之藥液成分作爲主體之處理液被洗淨處理,經純水 之沖洗處理,畀經自旋旋轉的甩開乾燥處理。之後,晶圓 W係在處理單元1 5經純水被最洗淨處理,再經自旋旋轉 的甩開乾燥處理。 以下,一面參照第2圖至第6圖一面說明洗淨處理單 元;L 3。 在腔1 3 a之側壁開設搬入出口 1 3 b。該搬入出口 1 3 b安裝有擋門(未予圖示),形成打開擋門介經第 2運送臂機構8,矽晶圓W經由搬入出口 1 3 b進出腔 1 3 a。晶圓W係直徑爲8英吋或1 2英吋,而在其周緣 部形成有V缺口。 在腔1 3 a內配置有分別連通於排氣通路及排液通路 的排洩杯9 0 (未予圖示:參照第1 2圖)。在排洩杯 9 0內隔著間隔豎設有作爲基板保持部的旋轉引導構件 2 0 a〜2 0 e,而晶圓W介經旋轉引導構件2 0 a〜 2 0 e保持成可旋轉之狀態。五支旋轉引導構件2 0 a〜 2 0 e係具備:垂直軸2 1,及安裝於該垂直軸2 1之前 (請先閱讀背面之注意事項再填頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -8 - 417194 A7 B7 五、發明説明(6 端的旋轉導件 的圓錐台形狀 成晶圓W之外 2 2之傾斜面 晶圓W。又, 所製作較理想 馬達2 4 任一構件即可 兩條旋轉引導 控制器1 0 0 驅動圓滑地旋 ,2 0 d,2 能。 2 2。旋轉導件2 2係呈上部徑比下部徑小 ’當以此等旋轉導件2 2支撐晶圓W時,形 周端部抵接於其傾斜面2 3。又,旋轉導件 2 3係以軟質之樹脂材料所製成成不會損傷 傾斜面2 3係以不容易產生粒子之樹脂材料 〇 係安裝於旋轉引導構件2 0 a〜2 0 e中之 以。在本實施形態中,馬達2 4分別安裝於 構件2 0 a ,2 0 c。兩具馬達2 4係介經 形成可同步控制之狀態。介經此等同步旋轉 轉晶圓W。又,其他之旋轉引導構件2 0 a 0 e係介經軸承2 5分別支撐成可旋轉之狀 請 先 閱 讀 背 ιδ 之 注 意 事 項 再 望(裝 頁 訂 經濟部令央標準局負工消費合作杜印装 在此等旋轉引導構件2 0 a〜2 0 e從第2運送臂8 交接有晶圓W。如第4圖所示,在第2運送臂機構之夾具 8 a形成有段差部8 d,而介經該段差部8 d形成支撐晶 圓W之周緣部同時晶圓W被定心。 第1滾剷3 1配設在晶圓W之上面(表面)側,而第 2滾刷3 2配設在晶圓W之下面(背面)側。第1及第2 滾刷3 1 ,3 2係由軟質之海棉所製成’其長度係比晶圓 W之半徑稍長。 如第2圖及第5圖所示,第1及第2滾刷3 ,1 ,3 2 係分別連結於驅動機構3 0之馬達Μ 1 ’ Μ 2之旋轉軸, 形成分別旋轉在水平軸周圍之狀態。第1馬達Μ 1係經由 本纸張尺度iS用中國國家標準(CNS ) Α4現格(210Χ297公釐) -9- f 417194 at Β7 五、發明説明(7 ) 第1支撐板P 1被支撐在支柱3 3 ’而第2馬達Μ 2係經 由第2支撐板Ρ 2被支撐在支柱3 3。 支柱3 3係內設兩件Ζ軸移動機構(未予圖示)’介 經其中一方的Ζ軸移動機構使第1支撐板Ρ 1被昇降,而 介經另一方之Ζ軸移動機構使第2支撐板Ρ 2被昇降之狀 態。又,在支柱3 3之內部設有加壓調整機構(未予圖示 )。該加壓調整機構係微調整對於介經Ζ軸移動機構調整 互相間隔之滾刷3 1 ,3 2之晶圓W的推壓力者。此種加 壓調整機構係記載於例如美國專利第5,6 8 5,0 3 9 號公報。 在支柱3 3之下部連結有0旋轉驅動部3 5,形成支 柱3 3能在Ζ軸周圍施行Θ旋轉。當支柱3 3被0旋轉時 ’隨著該旋轉,滾刷3 1 ,3 2係搖動在支柱3 3周圍。 又’ Θ旋轉驅動部3 5係搭載於X軸驅動部3 4之上面, 由此,滾刷3 1 ,3 2係與支柱3 3 —起沿著導軌3 4 a 可滑移向X軸方向。介經此種驅動機構3 0,滾刷3 1 , 3 2係移動使用位置與主位置之間。 經濟部中央榡準局員工消f合作社印策 如第2圖所示,在滾刷3 1,3 2之主位置設有刷洗 淨槽3 8,形成可從滾刷3 1,3 2除去污物(附著物) 。在刷洗淨槽3 8內導進供應配管3 9,形成作爲洗淨液 之純水從純水供應源(未予圖示)供應於刷洗淨槽3 8內 。又’在刷洗淨槽3 8之底部設有排水口(未予圖示)。 該排水口係連通於用以回收再生排水的回收再生裝置(未 予圖示)。在刷洗淨槽3 8內裝入滾刷3 1,3 2,一面 -10- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) ί 417194 Α7 Β7 五、發明説明(8 ) 旋轉滾刷3 1,3 2,一面經由供應配管3 9將純水供應 於刷洗淨槽3 8內俾洗淨滾刷3 1 ,3 2。又,因各滾刷 3 1 ’ 3 2係在內部具有洗淨液供應流路,故由滾刷3 1 ’ 3 2 —面吐出洗淨液一面洗淨滾刷3 1 ,3 2也可以。 如第4圖所示,本實施形態之洗淨裝置係備四具噴嘴 4 1 ,4 2,5 1 ,5 2。第1主噴嘴4 1及第1副噴嘴 5 1係配設於晶圓W上方成爲互相不會千擾之狀態。第2 主噴嘴4 2及第2副噴嘴5 2係配設於晶圓W之下方成爲 互相不會干擾之狀態。 第1主噴嘴4 1係安裝於機臂4 3 a之一端,而機臂 4 3 a之另一端係被連結支撐於驅動機構4 3之垂直軸。 介經驅動機構4 3搖動機臂4 3 a時,如第2圖所不,第 1主噴嘴4 1係形成從主位置移動至使用位置(晶圓W之 中央部正上方)。該第1主噴嘴4 1係用以洗淨晶圓W之 圖案領域者。另一方而,第2主噴嘴4 2係安裝於機臂 經濟部中央標準局員工消費合怍社印製 4 4 a之一端。而機臂4 4 a之另一端係被連結支撐在驅 動機構4 4之垂直軸。該第2主噴嘴4 2係與上述第1主 噴嘴4 1實質上相同地動作。 第1副噴嘴5 1係安裝於機臂5 3 a之一端,而機臂 5 3 a之另一端係被連結支撐於驅動機構5 3之垂直軸。 介經驅動機構5 3搖動機臂5 3 a時,如第2圖所示,第 1副噴嘴5 1係形成從主位置移動至使用位置(晶圓W之 周緣部正上方)。該第1副噴嘴5 2係用以洗淨晶圓W之 非圖案領域者。另一方面,第2副噴嘴5 2係安裝於機臂 -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填域本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 Γ 4 1 τ - 4 . .. Α7 ___Β7_____ 五、發明説明(9 ) 5 4 a之一端。而機臂5 4 a之另一端係被連結支撐在驅 動機檇5 4之垂直軸。該第2主噴嘴5 2係與上述第1副 噴嘴5 1實質上相同地動作。 以下,參照第6圖及第7圖一面說明代表洗淨噴嘴的 第1主噴嘴4 1。 噴嘴4 1係具備超音波振盪部5 9之所謂高聲波噴嘴 (megasonic noggle )。噴嘴4 1之流路5 6係經由切換閥 1 0 3連通於第1及第2供應源1 0 1 ,1 〇 2。在第1 位應源1 0 1儲存有作爲第1洗淨液之純水,而在第2供 應源0 2儲存作爲第2洗淨液之藥液(化學洗淨液)。該 第2洗淨液係例如使用於R A C洗淨之A P Μ液,D H F 液及Η Ρ Μ液等之溶液。各供應源1 〇 1,1 0 2係分別 內設介經控制器1 0 0所控制的流量調整閥。切換閥 1 0 3係設在洗淨液供應電路,介經控制器1 0 0形成能 控制動作之狀態。介經切換閥1 0 3切換來自第1及第2 供應源1 0 1 ,1 0 2之供應迴路,使第1及第2洗淨液 供予噴嘴流路5 6。又|作爲洗淨液,例如成膜處理後之 洗淨係使用純水,而在C Μ Ρ硏磨處理後之洗淨係使用藥 液。 噴嘴本體5 5係由耐藥品性之樹脂所構成,而在該前 端部近旁安裝有超音波振盪部5 9。超音波振盪部5 9係 具備:安裝於噴嘴本體5 5之環狀凹部5 5 a的振動具 5 7,及圖繞該振動具5 7的保護罩5 8,及供電至振動 具5 7之電源1 〇 4。振動具5 7係形成螺旋狀,圍繞液 ----^------^------.訂------.^ (請先閲讀背面之注意事項再填 本頁) { 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) -12- Β7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、 發明説明 (10 ) I 吐 出 P 5 6 a 之 正 刖 方 近 旁 的 流 路 5 6 〇 又 t 保 護 罩 5 8 1 1 係 以 不 銹 鋼 所 製 成 〇 1 1 | 控 制 rlr.T 1 0 0 將 指 令信 號 傳 送 至 電 源 1 0 4 時 > 則 從 請 1 1 電 源 1 0 4 供 電 至 振 動 具 5 7 而 從 振 動 具 5 7 振 盪 頻 率 先 閱 1 | 讀 I I 1 2 Μ Η Z 之 超 jiV. 波 0 該 超 音 波 係 經 噴 嘴 本 體 5 5 施 加 背 ιέ 1 於 流 路 5 6 內 之 洗 淨 液 0 施 加 有 超 臼 波 之 洗 淨 液 係 從 液 吐 注 意 1 事 出 □ 5 6 a 向 晶 圓 W 吐 出 > 作 用 於跗 著 在 晶 圓 W 之 異 物 項 再 1 I 減 弱 異 物 之 附 著 力 俾促 進 來 白 晶 圓 W 之 脫 離 〇 填/ 寫( 本 1 裝 以 下 一 面 參 照 第 2 圖 至 第 7 圖 —. 面 說 明 使 用 上 述 之 頁 1 1 1 洗 淨 裝 置 洗 淨 晶 圓 W 之 兩 面 的 情 形 〇 1 1 首 先 在 分 別 將 滾 刷 3 1 3 2 主 噴 嘴 4 1 4 2 1 I t 副 噴 嘴 5 1 5 2 待命在 各 主 位 置 之狀 態 下 打 開 擋 門 1 訂 I 1 介 經 第 2 運 送 臂 機 構 8 將晶 圓 W 搬 進 腔 1 3 a 內 並 將 1 1 晶 圓 W 交 接 至 旋 轉 引 導 構 件 2 0 a 2 0 e 0 晶 圓 W 係在 1 1 搬 進 刖 事 先 施 行缺 □ 之 對位 〇 1 1 之 後 介 經 旋 轉 引 導 構 件 2 0 a 2 0 e 旋 轉 晶 圓 W ( 線 I 將 滾 刷 3 1 3 2 從 主 置 移 至 使 用 位 置 > 同 時 將 噴 嘴 1 1 | 4 1 4 2 5 1 5 2 從 主 位 置 移 至 使 用 位 置 〇 最 初係 1 1 將 滾 刷 3 1 3 2 之 互 相 間 隔 設 成 比 晶 圓 W 之 厚 度 較 大 t 1 1 當 到 達 使 用 位 置 時 則 介 經 加 壓 調 整 機 構 將 滾 刷 3 1 1 1 3 2 以 所 定 推 壓 力 分 別 推 向 晶 圓 W 之 表 面 及 背 面 〇 — 般 ) Γ 1 第 1 滾 刷 3 1 對 於 晶 圓 表 面 ( 圖 案 形 成 面 ) 之 推 壓 力 係 比 1 [ I 第 2 滾 刷 3 2 對 於 品 圓 背 面 ( 非 圖 案 形 成 面 ) 之 推 壓 力 小 1 1 0 該 理 由 係 爲 了 不 會 損 傷 電 路 圖 案 〇 1 1 1 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210Χ 297公釐) _ 13 _ A7 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 B7五、發明説明(11 ) 之後,從主噴嘴4 1 ’ 4 2分別將洗淨液供應至晶圓 W之旋轉中心近旁的表背面,同時從副噴嘴5 1 ,5 2分 別將洗淨液供應至晶圓W之周緣部的表背面。—·面旋轉滾 刷3 1 ,3 2,一面從晶圓W之一方的周緣部橫斷至另一 方之周緣部。如此,洗淨,係從晶圓W之旋轉中心向周緣 部擴散。此時,將超音波分別施加於從噴嘴4 1,4 2, 5 1,5 2所吐出之洗淨液。 如第7圖所示*控制器1 0 0係分別控制來自電源 1 0 4之供電量,較弱超音波施加於從主噴嘴4 1供應之 洗淨液,另一方面,將較強超音波施加副噴嘴5 1供應之 洗淨液。例如1洗淨晶圓W之中央部時,並不是切斷電源 1 0 4之開關,而是給與不傷及圖案程度的較弱電力,例 如給與1 0 0 W動力的超音波振動。另一方面,洗淨晶圓 W之周緣部時,將例如1 5 0 W以上之強電力的動力之超 音波振動給與洗淨液。由此,晶圓周緣部比晶圓中央部有 較大洗淨力,因而粒子等附著物從晶圓周緣部迅速且確實 地被除去。又,介經副噴嘴施加強動力之超音波的洗淨液 ,係從晶圓W之外周端面向半徑方向供予2 0〜5 0 m m 寬的領域。 一面移動各噴嘴4 1,42,51 ,52 —面將超音 波施加洗淨液供予晶圓W,同時一面旋轉晶圓W —面往復 移動滾刷3 1 ,3 2。由此,晶圓W係從中央部至周緣部 各個角落整體到處地被洗淨。特別是,由於從副噴嘴4 2 所供應之洗淨液係施加有頻率1 · 8 Μ Η z又較強動力的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Α4規格(2丨0X297公釐} - 14 - 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 ^ 417 194 at ____B7__五、發明说明(12 ) 超音波,因此|晶圓W之周綠部不會成爲洗淨不足之情形 。因此種超肯波施加洗淨液係些微間隙也谷易浸入’故晶 圓W之各種角落均到處被洗淨。所以洗淨液也浸入滾刷 3 1 ,3 2無法接觸之部位,例如洗淨液也浸入旋轉引導 構件2 0 a〜2 0 e與晶圓W之間,介經超音波之洗淨促 進作用充分地洗淨晶圓W之各個角落。又,由於旋轉引導 構件2 0 a〜2 0 e與晶圓W係相對於旋轉移動,因此, 兩者之接觸部位係在經常地更換之狀態,因而晶圓W不會 有未被洗淨之部位。 洗淨處理後係將噴嘴4 1,4 2,5 1,5 2及滾刷 3 1 ,3 2回復到各該主位置。之後,介經旋轉引導構件 2 0 a〜2 0 e以高速旋轉晶圓W,而從晶圓W分離除去 洗淨液,並將晶圓W之表面成爲乾燥狀態。 依照上述實施形態之裝匱,晶圓中央部之微細圖案係 不會受到損傷,且可將晶圓周緣部充分且確實地洗淨。 又,依晶圓上述實施形態之裝置,由於介經旋轉引導 構件2 0 a〜2 0 e僅支撐晶圓W之外周緣部,因此,成 爲在晶圓W之背面側具有較大空間,而在晶圓W之背面側 也可設置滾刷3 2,主噴嘴4 2及副噴嘴5 2。藉由此等 3 2,4 2,5 2,晶圓之背面也與表可同樣地洗淨。所 以,不必使用反轉裝置也可洗淨晶圓W之兩面,故使裝置 成爲小型化,同時可大幅度地縮短洗淨處理時間,並提高 生產量。 又,在上述實施形態係說明使用主噴嘴4 1來弱洗淨 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) Λ4規格(210 X297公釐) -15- f 417 194 B7 濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 五、 發明説明 〔13 ) 晶 圓 W 之 中 央 部 9 並 使 用 副 噴 嘴 5 1 來 強 洗 淨晶 圓 W 周 緣 部 之 情 形 惟 僅 使 用 一 支 噴 嘴 超 音 波 洗 淨 晶 圓 W 之 中 央 部 甚 至 於 周 緣 部 也 可 以 〇 此 時 > 將 將 加 弱 動 力 之 超 音 波 的 洗 淨 液 從 噴 嘴 供 予 晶 圓 W 之 中 央部 並 將 從 該 同 噴 嘴 施 加 強 動 力 之 超 ,Λ*Γ- 波 的 洗 淨 液 供 予 晶 圓 W 之 周 緣 部 〇 以 下 一 面 參 昭 第 8 圖 至 第 1 1 圖 — 面 說 明 本 發 明 之 其 他 實 施 形 態 0 在 本 實 施 例 屮 如 第 9 圖 及 第 1 0 圖 所 示 介 經 作 爲 基 板保 持 部 之 上 下 對 保 持 rtjii 環 6 〇 a 6 〇 b 保 持 晶 圓 W 成 爲 夾 住 晶 圓 W 之 外 周 上山 m 部 0 上 側 之保持 環 6 0 a 係 經 由 複 數 條 之 肋 部 6 2 a 及 軸 承 6 3 b ( 參 昭 弟 1 1 圖 ) 旋 轉 白 如 地 連 結 在 上 側 之 支 撐 環 6 1 a 〇 下 側 之保持 環 6 0 b 係 經 由 複 數 條 肋 部 6 2 b 及 軸 承 6 3 b ( 參 昭 J 1 \\ 第 1 1 圖 ) 旋 轉 § 如 地 連 結 在 下 側 之 支 撐 環 6 1 b 〇 如 第 8 圖 所 示 上 側 之支 撐 環 6 1 a 係 連 結 支 撐 於 昇 降 機 構 6 4 之 機 臂 6 4 a 〇 當 將 上 側 之 保 持 6 0 a 與 支 撐 環 6 1 a 起 下 降 時 在 保 持 環 6 0 a 之 下 部 突 出 之 突 起 6 0 P 嵌 入 下 側 之 保持 環 6 0 b 之 凹 部 〇 上 下 之 保 持 1¾ m 6 0 a 6 0 b 互 相 地 連 結 同 時 成 爲 晶 圓 W 夾 住在兩保 持 環 6 0 a 6 0 b 間 〇 又 上 下 之 保持 環 6 0 a 6 0 b 之 內 徑 係 比 晶 圓 W 之 直 徑 稍小 皮 Τ\ΐ 6 7 被 捲 繞 於 下 側 保 持 環 6 0 b 之 外 周 1 形 成 馬 達 6 6 之 旋 轉 驅 動 力 經 由 皮 帶 6 7 被 傳 動 至 保持 環 6 0 b 0 又 馬 達 6 6 及 下 側 之 支 撐 環 6 1 b 係 被 固 定 於 基 體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) .-JR _ 417 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(14 ) 6 5° 如第1 0圖所示,晶圓W之外周端部抵接於上側保持 環6 0 a之內方傾斜面6 0 c與下側保持環6 〇 b之內方 傾斜面6 0 c之狀態下,晶圓W係介經兩保持環6 〇 a , 6 0 b保持成水平狀態。 如第1 1圖所示,連結肋部6 2 b ( 6 2 a )之前端 部係剖面呈T形,該前端部經由軸承6 3 b安裝於下側保 持環6 0 b。由此,下側保持環6 0 b係對於連結肋部 6 2 b及支撐環6 1 b形成能移動之狀態。同樣地,上側 保持環6 0 a係也對於連結肋部6 2 a及支撐環6 1 a形 成能移動之狀態。 如第9圖所示,在基體6 5之下方側設有交接台6 8 。該交接台6 8係介經安裝於基體6 5之下面的旋轉機構 6 9,成爲可移動在基體6 5之下方側的待命位置與位於 洗淨位置的晶圓W之下方側的交接位置之間的狀態。 第1圓盤刷7 1安裝於驅動機構7 5之機臂7 3的前 端部,而與晶圓W之表面(上面)相對面。又,第2圓盤 刷7 2安裝於驅動機構7 5之機臂7 4的前端部,而與晶 圓W之背面(下面)相對面。在機臂7 3,7 4之內部分 別設有刷旋轉機構(未予圖示),各圓盤刷7 1,7 2成 爲分別旋轉驅動在垂直軸周圍。又,機臂7 3,7 4係支 撐於驅動機構7 5成爲可移向水平方向之狀態。 在本實施形態中,第1主噴嘴4 1及副噴嘴5 1之使 用位置係比上側支撐環6 1 a較上方側,而第2主噴嘴 (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) •裝· ·='$ 線 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格{ 210X297公釐} -17 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袋 417194 A7 ______B7五、發明説明(15 ) 4 2及副噴嘴5 2之使用位置係比下側支撐環6 1 b較下 方側。 以下,說明本實施形態的洗淨裝置之動作。 將圓盤刷7 1 1 7 2及噴嘴4 1 ,4 2,5 1,5 2 待命在主位置之狀態’將上側保持環6 〇 a予以上昇,並 將晶圓W搬進保持環6 0 a ,6 0 b之間。之後,將交接 台6 8移至交接位置,從交接台6 8之上面突出複數銷 6 8 a ,而在銷6 8 a上面移載晶圓W。又,將銷6 8 a 退入交接台6 8中’並將晶圓w移載至下側保持環6 0 b 。將上側保持環6 0 a下降至使用位置,連結保持環 6 0 a ’ 6 0 b ’俾保持晶圓w。之後,將交接台6 8移 至主位置。 之後,在下側保持環6 0 b附與旋轉驅動力,並與此 等保持環6 0 a ,6 0 b —起旋轉晶圓W。另一面將圓盤 刷7 1 ’ 7 2移向晶圓W之上方側,同時將噴嘴4 1 , 4 2,5 1 ’ 5 2從主位置移至使用位置。之後,將洗淨 液從主噴嘴4 1,4 2供予晶圓W之旋轉中心部,同時將 洗淨液從噴嘴5 1,5 2供予晶圓W之周緣部一面供應 給與超音波振動的洗淨液,一而將圓盤刷7 1 ,7 2以所 定推壓力分別接觸於晶圓W之表面及背面,一面旋轉此等 圓盤刷7 1,7 2,而將圓盤刷7 1 ,7 2往復移動自晶 圓W之一方的周緣部至另一方的周緣部爲止之間。 以下,一面參照第1 2圖及第1 3圖一面說明本發明 之其他實施形態。 (請先閱讀背面之注意事項再填頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -18- 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 _B7__五、發明説明(16 ) 在本實施形態中,作爲基板保持部使用機械夾頭8 0 。機機夾頭8 0係設在排洩杯9 0中。排洩杯9 0係具備 活動杯部9 0 a及固定杯部9 0 b。活動杯部9 0 a係經 固定杯部9 0 b之開口 9 0 c ,9 0 f而被連結於缸9 8 之桿9 8 a。從缸9 8突出桿9 8 a時,活動杯部9 0 a 係成爲上昇之狀態,相反地將桿9 8 a退入在缸9 8內時 ,活動杯部9 0 a係成爲下降之狀態。 馬達8 3之旋轉驅動軸8 3 a貫穿固定杯部9 0 b之 中央凸部9 0 g,並連結於機械夾頭9 0之底板8 1。又 ,在旋轉驅動軸8 3 a與中央凸部9 0 g之間設有封閉軸 承9 0 h。在固定杯部9 0 b之適當部位形成有複數之排 洩孔9 0 d,經由此等排洩孔9 0 d使洗淨廢液能排至杯 8 0之外部。 機械夾頭8 0之底板8 1係與晶圓W之徑相同尺寸。 在該底板8 1之周緣設有6個豎立部8 4,而晶圓保持部 8 5分別設在各豎立部8 4。該晶圓保持部8 5係下部側 之部分從其內周面之途中向內側傾斜,形成以該傾斜面之 上部側抵接於晶圓W之外周端部之狀態。晶圓保持部8 5 係經由水平軸8 6安裝於豎立部8 4 〇又,在晶圓保持部 85內設有未予圖示之重錘。 在此等機械夾頭8 0,介經表示於第1 3圖之運送臂 8 7交接有晶圓W。該運送臂8 7係形成切除內徑比底板 8 1大之環體一部分之形狀’在該環體內側之三處位置設 有向內方延伸的晶圓載置部8 8。晶圓W係載置在該晶圓 本纸張尺度適用中國國家標準< CNS ) A4規格(210X297公釐) -19 - 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 417194 A7 — _B7__ 五、發明説明(17 ) 載置部8 8之前端的凸部8 8 a上。 在相當於底板8 1之晶圓載置部8 8之位置形成有可 通過晶圓載置部8 8的切除部8 1 a ’被保持在運送臂 8 7之晶圓W,係將該運送臂8 7位於機械夾頭8 0上方 側之所定位置之後從該位置下降,如此介經在切除部 8 1 a通過晶圓載置部8 8,形成在機械夾頭8 0之晶圓 保持部8 5交接晶圓W。 圓盤刷9 1係經由機臂9 1 a活動地被支撐在移動機 搆(未予圖示)。又,主噴嘴9 2係經由機臂9 2 a活動 地被支撐在移動機構(未予圖示)。又,副噴嘴9 3係經 由機臂9 3 a活動地被支撐在移動機構(未予圖示介 經各移動機構將圓盤刷9 1及噴嘴9 2,9 3從土位置移 動至使用位置,可將此等9 1 ,9 2,9 3分別相對面於 被保持在機械夾頭8 0之晶圓W。此時,主噴嘴9 2係配 設在晶圓W之中央部正上方,而副噴嘴9 3係配設在晶圓 W周緣部正上方。又,主噴嘴9 2及副噴嘴9 3係分別具 備有與上述同樣之超音波振盪部5 9。 在此等構成的洗淨裝置中,介經機械夾頭8 0 —面旋 轉晶圓W,一面將洗淨液從主噴嘴9 2供予晶圓W之中央 部,同時,將施加有超音波的洗淨液從副噴嘴供予晶圓W 之周緣部。一面旋轉圓盤刷9 1,且移動晶圓W上一面實 行洗淨處理11 離心力作用於晶圓保持部8 5時,介經重錘之作用使 其上部傾向內側,在設有晶圓保持部8 5之部位,圓盤刷 ----,---^---^--------ΪΤ------旅 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) ί 本紙張凡度適用中國國家標準(CNS ) A4iBL格(210Χ297公釐) -20- r 4 Π 1 9 4 B7 經濟部中央樣準局負工消費合作社印焚 Γ--- 五、 發明説明 (18 ) 1 9 1 Μ 厂》V 法 進 至 晶 圓 W 之 外 緣 極 限位 置 〇 但 是 施 加 有來 白 1 I 副 噴 嘴 9 3 之 超 音 波 的 洗 淨 液 係 會 進 入 晶 圓 保持 部 8 5 與 1 1 1 晶 圓 W 之 周 綠 部 之 間 隙 > 並 及 至 晶 圓 W 之 周 緣 部 與 端 面 t 1 1 請 1 I 由 此 該 領 域 被 洗 淨 0 如 此 j 晶 圓 W 係 不 僅 中 央 領 域 > 周 先 閱 1 I 讀 1 緣 部 也 被 洗淨 0 背 1¾ [ 又 介 經 在相 當 於洗 淨 液 之 掉 落 點 的 晶 圓 之 部 位 昭 射 之 注 素 1 事 超 音 波 俾 振 動 洗淨 液 也 可以 〇 又 > 主 噴 嘴 4 1 4 2 係 項 再 1 1 並 不 被 限 疋 於 將 將 洗 淨 液 供 予 晶 111 W 之 大 約旋 轉 中 心 , 而 1( 本 I 裝 I 將 主 噴 嘴 4 1 丄 4 9 移 動 在 周 緣 部 與 旋 轉 中 心 之 型 式 也 可 頁 1 i 以 0 又 若 副 噴 嘴 5 1 5 2 係在 圖 案 形 成 領 域 之 外 側 領 1 I 域 則 將 洗 淨 液 供 予 那 -一 領 域者也 可 以 〇 又 主 噴 嘴 4 1 1 I 1 4 2 也 由 與 副 噴 嘴 5 1 5 2 同 樣 之 構 成 的 高 聲 波 噴 嘴 ! 訂 所 構 成 並 將 不 傷 及 圖 案 之 程 度 的 超 音 波 振 動 給 與 洗 淨 液 1 1 俾 洗 淨 晶 圓 W 之 中 央 側 領 域 也 可 0 1 1 I ( 圖 式 之 簡 單 說 明 ) ( I 線 I 第 1 圖 係 表 示 洗 淨 半 導 體 晶 圓 之 洗 淨 處 理 系 統 之 槪 要 1 1 的 局 部 切 除 斜 視 圖 〇 1 1 第 2 圖 係 表 示 本 發 明 之 實 施 形 態 之 洗 淨 裝 置 的 槪 要 平 1 1 面 圖 0 1 1 第 3 圖 係 表 示 本 發 明 之 實 施 形 態 之 洗淨 裝 置 之 要 部 的 1 斜 視 圖 〇 1 r 第 4 圖 係 表 示 從 側 方 觀 看 洗 淨 裝 置 的 圖 式 〇 1 1 第 5 圖 係 表 示 從 側 方 觀 看 刷 驅 動 機 構 的 圖 式 〇 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) · 21 - A7 A7 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 B7 五、發明説明(19 ) 第6圖係表示超音波洗淨噴嘴與洗淨液洪應電路的方 塊圖。 第7圖係表示用以說明晶圓洗淨時之動作的模式圖。 第8圖係表示本發明之其他實施形態之洗淨裝置的槪 要斜視圖。 第9圖係表示從側方觀看本發明之其他實施形態之洗 淨裝置的圖式。 第1 0圖係表示晶圓之夾住支撐部的局部放大圖。 第1 1圖係表示可旋轉地支撐晶圓之旋轉支撐部的局 部放大圖。 第1 2圖係表示從側方觀看本發明之其他實施形態之 洗淨裝置的圖式。 第1 3圖係表示晶圓交接時臂夾具與自旋夾頭的平面 圖。 (記號之說明) W 半導體晶圓 C 卡匣 Μ 1,Μ 2 馬達 1 洗淨處理系統 2 裝載/卸載部 3 第1運送臂機構 3 a - 3 b 夾具 5 第1運送部 (请先閲讀背面之注意事項«-填寫本莧〕 •裝* • t— I It . 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -22- 經濟部中夬標準局員工消費合作社印^ 417 19^· at B7五、發明説明(2〇 ) 8 第2運送臂機構 8a,8b,8c 夾具 10 第2運送部 1 3〜1 7 洗淨處理單方 19 處理供應部 2 0 a〜2 0 e 旋轉引導構件 2 1 垂直軸 2 2 旋轉導件 2 3 傾斜茴 3 0 驅動機構 3 1 第1滾刷 3 2 第2滾刷 3 8 刷洗淨槽 3 9 供應配管 41,42,51,52 噴嘴 5 5 噴嘴本體 5 7 振動具 5 8 保護罩 5 9 超音波振盪部 6 0 a ,6 0 b 保持環 6 8 交接台 6 9 旋轉機構 7 1 第1圓盤刷 7 2 第2圓盤刷 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貢) 裝- --° 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4祝格(210X297公釐) -23- A7 B7 五、發明説明(21 8 0 機 械 夾 頭 8 5 晶 圓 保 持部 8 7 運 送 臂 9 0 排 洩 杯 1 0 0 控 制 器 1 0 1, 1 0 2 1 0 4 電 源 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印象 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24-
Claims (1)
- 417194 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央揉车局負工消費合作社印製 對於基 周端面而實 用以將 的旋轉驅動 接觸於 及 具備用 洪應迴路的 具備用 供應迴路的 對於從 波振盪部。 2 如 上述基 圓錐台狀的 上述旋 至少一旋轉 3 .如 上述基 從上下夾住 上述旋 少一方的保 4 如 種洗淨 板之表 質上水 旋轉力 手段, 基板之 以將洗 主噴嘴 以將洗 副噴嘴 該副噴 申請專 板保持 複數旋 轉驅動 導件者 申請專 板保持 基板之 轉驅動 持環者 申請專 裝匱,其特徵爲具備: 背面實質上非接觸,且抵接於基板之处 平地保持基板的基板保持部τ及 授與在基板,旋轉驅動上述基板保持部 及 至少表面並洗滌洗淨該表面的刷構件’ 淨液供予至少基板之中央部領域之第1 ,及 淨液供予至少基板之周緣部領域之第2 ,及 嘴供予基扳之洗淨液施加超音波的超音 利範圍第1項所述之裝置,其中, 部係具備分別抵接於基板之外周端部β 轉導件; 手段係旋轉驅動上述複數旋轉導件中之 〇 利範圍第1項所述之裝置,其中, 部係具有保持基板之一對保持環,成爲 外周端部之狀態: 手段係旋轉驅動上述一對保持環中之至 © 利範圍第1項所述之裝置|其中· 請 先 聞 面 之 注 % 裝 订 本紙乐尺度逋用中國國家橾率(CNS) Α4規格(210Χ297公釐) -25- 417194 Α8 88 C8 D8 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 上述超音波振盪部係安裝於上述副噴嘴,成爲對於通 過上述第2供應電路之洗淨液施加超音波者。 5 .如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中, 上述超音波振盪部係具有螺旋形狀之振動具者。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中, 又具有控制上述超音波振盪部的控制手段; 上述控制手段係控制上述超音波振盪部,成爲對於從 上述主噴嘴供予基板之洗淨液也施加超音波,且基板周緣 部的超音波之動力比基板中央部者大,並將施加超音波之 洗淨液從上述副噴嘴供予基板之周緣部,同時從上述上噴 嘴供予基板中央部者。 7 .如申請專利範圍第1項所述之裝置,其屮, 在基板表面形成有被圖案化之薄膜者。 8 .如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中, 基板之表面係施以化學機械硏磨(C Μ P硏磨)者。 9 .—種洗淨裝置,其特徵爲具備: 對於基板之表背面實質上非接觸,且抵接於基板之外 周端面而實質上水平地保持基板的基板保持部,及 用以將旋轉力授與在基板,旋轉驅動上述基板保持部 的旋轉驅動手段,及 接觸於基板之至少表面並洗滌洗淨該表面的刷構件’ 及 將洗淨液供予基板的噴嘴’及 移動該噴嘴的噴嘴移動機構’及 (請先閲讀背面之注意事項再填ί頁) 裝- -β 線 本紙張尺度適用中國國家搮率(CNS ) Α4说格(210Χ297公釐) -26 _ 417194 § D8 六、申請專利範園 對於從上述噴嘴供予基板之洗淨液施加超音波的超音 波振盪部,及 控制上述超音波振璗部及上述噴嘴移動機構,使之在 至少供予基板之周緣部之洗淨液施加超音波的控制手段。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之裝置’其中 上述控制手段係控制上述超音波振盪部,成爲基板之 周緣部的超音波之動力比基板中央部者大,介經上述噴嘴 移動機構來移動上述噴嘴,並將施加超音波之洗淨液從上 述噴嘴分別供予基板之周緣部及中央部者。 裝 ί 訂 I ~~~ ~~~ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填) /. 經濟部中央揉率局員工消費合作社印«. 本紙張尺度適用中國國家棋率(CNS > Α4说格(210X297公釐) -27 -
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