TW449816B - Wet processing apparatus - Google Patents

Description

449816 五、發明說明α) 【發明領域】 本發明係關於一種濕處理設備，特別是關於半導體 基板（以下稱為『晶圓』）清洗及化學處理所用之濕處理設 備。 【發明.背景】 在濕處理設備中，改善晶圓之清洗及化學處理效果是 相當重要的一點。為此，習知的濕處理設備（如習知例1 .) 是單片式的；亦即，一片晶圓放置於一處理室。處理液 (供清洗或化學處理之用）以喷射方式喷入旋轉中的晶圓。 應用此方法，一次只能處理一片晶圓。因此，生產量低而 且生產成本南。 為了解決此問題，多_型濕處理設備成功地完成晶圓 清洗及化學處理。傳統多槽型濕處理設備可分為兩種型 態：浸泡式者如圖5、及喷灑式如圖6及圖7。如圖5所示 (横剖面圖)，在浸泡式多槽型濕處理設備中（如習知例2 )，當處理液3 2 (清洗或化學處理用）滿溢進入至環繞於處 理槽33上方開口之排除溝漕35，盛裝有多數個晶圓1的載 具31即浸泡於由處理槽33下方之供給口34所供給的處理液 3 2。在此浸泡式濕處理設備中，盛裝於載具3 1内之晶圓1 浸泡於處理槽3 3内。因此，當晶圓1洗淨時，黏附於載具 31之污染物會擴散至處理液32而污染晶圓1。並且，由於 載具31上之晶圓間隙不大，故不可能得到高洗淨效率。黏 附於晶圓之污染粒子不易完全移除。當對晶圓1進行化學 處理時，化學液體置換速度慢，需要較長之反應時間。

第5頁 44981 6 五、發明說明（2) 鑑於前述問題，近牟K灌4 6 f择判雜齡-i平來噴灑式者乃常被使用。如圖 知#i g 習知的喷灑式多槽型濕處理設備（如習 m 多數晶圓1之載具31被置入於處理室36 中，以便承受固定於處理室36頂端之噴嘴37所喷出之處理 _作為清洗或化學處理)之嗔射流嘴：3為固定 U /因載具31的關係’清洗液或化學液無法達到晶圓的 。更加上喷嘴3 7距晶圓1距離相當長，難以得到 充分的清洗或化學處理效果。 if执ί解此73；問題，已有人發展出無載具型喷灑式濕處 和4 ^此種習知的多槽型無载具型喷灑式濕處理 Γ卿曰HM 士4 )之透視圖’圖中一對吊架38用以放置多 ^ ^ 〇 9 r ,, . . , 7固定在吊架38上。在處理室36中’處 、 μ明洗或化學處理）由排列於吊架3 8上之喷嘴3 7 ? 、38所支撐之晶圓Ϊ上。在此組態中，處理液32 ^ = 之嗔射流不為载具所干擾，載具37至晶圓1之距離 支i斗、几風比較於習知例3中喷灑式多槽型濕處理設備， 1 ΐ 效果亦已改善。然而，在此無載具型中， 喷 ' 仍是固定的，喷嘴37與晶圓1仍有一段距離。 因此清洗液或化學液仍不能均勻喷入晶圓i，仍然難以得 到充分的清洗或化學處理效果。當清洗晶圓1，只有大顆 粒之污^被移除，洗淨效果仍未充分。 由:面提及之習知的濕處理設備有幾個問題β單片式 濕處理设備一次只能處理一片晶圓，降低了生產量而且增 高了生產成本。

第6頁 4 4Ό8Ί § ϊ 五、發明說明（3) 此外，於多槽型濕處理設備中，雖然一次可處理多片 晶圓；於浸泡式濕處理設備中，晶圓1洗淨時，黏附於載 具31之污染物會擴散至處理液而污染晶圓1。換句話說， 洗淨效率低且黏附於.晶圓1之污染粒子不能完全移除。當 晶圓1作化學處理時，對晶圓1之液體置換速度慢而需要一 段較長之作用時間。喷灑式濕處理設備中，清洗液或化學 液無法均勻地喷入於晶圓1而且由於喷嘴3 7距晶圓1之距離 以致難以得到充分的清洗或化學處理效果。當清洗晶圓1 時只有大顆粒之污染物被移除故難以得到充分的清洗效 果。 【發明概述】 本發明之一項目的係提供一次可處理多片晶圓，且具 有高清洗或化學處理效果之濕處理設備。 根據本發明之濕處理設備，包含：a ) —處理室，用以 處理基板；b) —卡盤單元，用以夾持基板；c) 一處理液用 配管，内設於該卡盤單元；及d) —處理液喷嘴，配置於該 卡盤單元，並連接至該處理液用配管，用以喷灑處理液至 基板。 此外，此設備包含：a)複數種類之處理液用配管；b)複 數種類之液體喷嘴，連接至該複數之處理液用配管，並設 於該卡盤單元内。 此外，卡盤單元可夾持多款式的基板而多款式的液體喷 嘴排列於夾持於卡盤單元之基板上方。

第7頁 ^ 4 9 81 6' 五、發明說明（4) --- 另.外’處理液體可為清洗液或化學液。 另外，+盤單元可包含旋轉整個卡盤單元的機構。 另外，卡盤單元可包含用以夾持各基板之外周的户 另外’基板可為半導體基板。 '

根據本發明，因為液體噴嘴距半導體基板距離小， 所以清洗液或化學液能均勻而有效率的噴灑至半導體基 板，一次可處理多片半導體基板。清洗液或化學液於整 卡盤單元^^^帶動半導體基板旋轉時喷灑至半導體基板 上，清洗液或化學液能更有效綠地喷灑至半導體基板。 【較佳實施例之詳細說明】 ^ 茲iif參照附圖，以說明本發明。在圖示中，相似的參 考符號指示類似的元件。圖1是本發明實施例之上視圖， 而圖2是沿圖1的A-A所取之橫剖視圖。 ，如圖1及圖2所示，根據—實施例的濕處理設備包含用 清洗液或化學液清洗晶圓1之處理室2，及排列於處理室2 上之卡盤單元3。卡盤單元3有多數個卡盤4用以支撐晶圓] 之外環而卡盤4固定於卡盤底座^上

π各卡盤4具有卡盤治具5，用以炎持多數個晶圓i之外 裱。卡盤治具5由具抵抗化學液1〇或清洗液】〗（純水）能力 之樹酯（如鐵弗龍）構成，装t•糾古、售播 m 傅珉具上附有溝槽，用以夾持晶圓1 外環。 在設於各卡盤4：(亦gp ,名夂El θ c L ^ _化谢即在各日曰圓1外環上方）之卡盤 〜具5上方有一化學液噴嘴6或清洗液（純水 液喷嘴6或清洗液噴嘴7由且抵抗仆墨⑴n j （化于 肖丨田具抵抗化學液1〇或清洗液21能力

第8頁 4 4 9 81 6 —------ ------ 五、發明說明（5) 之金屬（如不銹鋼）或樹酯（如鐵弗龍）所構成’能均勻地將 化學液10或清洗液喷麗至晶圓1 °兩支化學液喷嘴6置玫 於晶圓1中心之兩侧’類似地’兩支清洗液噴嘴7置放於晶 圓1中心之兩侧。兩支化學液喷嘴6所連成之直線與兩支清 洗液喷嘴7所連成之直線相互垂直。 卡盤單元3包含一個内設有連接至化學液體喷嘴6之化 學處理液用配管8及連接至清洗液（純水）喷嘴7之清洗液管 9。化學液禮10經由化學處理液用配管8供應至化學處理夜 用配管喷嘴6，清洗液（純水）11經由清洗液管9供應至清洗 液喷嘴7。化學處理液用配管8及清洗液管9由能抵抗化學 液體1 0及清洗液（純水）1 1之彈性材料（如鐵弗龍）構成。 卡盤單元3之卡盤台座12有一排出口13a甩以排出化學 液體10及清洗液（純水）11 ’處理室2有一排出口。 濕處理設備依如圖2方式操作：首先，使用一未圖示 之機構，由晶圓載具中取出晶圓i，垂直方向排列一卡盤 =具。5之間距（晶圓i之間距由卡盤4固定），然後置入處理 對編未圖示之機構，使處理室2内之卡盤單元3之相 對向的卡盤4，於卡盤a应〗9 ‘ τ 又相 開口。然後-面對準卡^開啟—較晶圓1直徑為大之 卡盤單元3之卡盤4間。=則未的圖位，’；：將， 卡盤4於卡盤台座12上使乂用/圖不之機構，令相對向之 晶圓1。 4 σ ’俾以卡盤4的卡盤治具5失持 在此情況下 爽持於卡盤治具5之晶圓1被整個卡盤

第9頁 單 44^8ie 五、發明說--------. 元3旋轉 方式嘴 轉動。同時化學液體10由化學液體喷嘴6以喷射 洗液（純^於晶圓1以進行對晶圓1之化學處理。相同地，清 在此，十太）11由設於卡盤4上的洗液嗔嘴7喷入至晶圓1。 動。 黎單元3係由未圖示之馬達旋轉卡盤台座12而轉

在潘冰 S 持 口 。卡’先或化學處理完成後’晶圓1由未圖示之機構失 ，由盤台座1 2上之卡盤4開啟以較晶圓1直徑為大之開 又處理室2取出晶圓1置入晶圓載具。 洗液嗔1於本實施例中，在卡盤4設有化學液體喷嘴6及清 '考 嘴7，當喷入化學液丨〇或清洗液η.進行清洗或化學 处理時’化學液體噴嘴6及清洗液嘖噙7和被卡盤4之卡盤 治具5所夾持的晶圓1成一體5旋轉。然而，本發明並不偶 限於此種組態。當噴入化學液1 0或清洗液（純水）1 i以進行 晶圓1之清洗或化學處理時，可以只有被卡盤治具5所失持 之晶圓1旋轉，而令化學液體喷嘴6及清洗液喷嘴7為固 定0 值得注意的是：本發明並不侷限於做為清洗或化學處 理半導體基板（晶圓）之濕處理設傭’更可用於液晶、光 罩、等表面處理之濕處理設備β 如前所述，根據本發明’卡盤單元彀於處理室裡以進 行晶圓之清洗或化學處理，而在卡盤單元的卡盤之卡盤治 具5上方（亦即’在各晶圓上方）設有化學液體噴嘴或清洗 液喷嘴’此等化學液體噴嘴或清洗液喷嘴具有設於卡盤單 元内之化學處理液用配管或清洗處理液用配管。因為液體

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五、發明說明（7) J::半务體基板距離小，所以清洗液或化學 處理或清洗效果。ί ί基板 付高洗淨效率之化學 ^ ^ π洗晶圓時即使小顆粒之粒# Ξ率増==果晶圓可-次處理，=乂 = 液或清洗液均圓旋轉時喷入，而使化學 或清洗效率有效率地作用於晶圓’増加了化學處理 :面之兹曰參^圖_!之評估範例作進―步之解釋：當令具有介層 i“機鹼機：金屬顯影劑之處理’晶圓受到清洗； „ .1! 屬顯影劑。如果有機鹼金屬顯影劑存在，介 之：目：欠將被蝕刻。圖3顯示介層洞下的鋁線被蝕刻 ^ 圖顯示介層洞下的銘線被餘刻之組態。 / f Α兹本發明濕處理設備對於習知的多槽型濕處理設備 1 式）做比較：圖3顯示本發明濕處理設備所導致之介 層洞下的鋁線被蝕刻數目少於習知的多槽型濕處理設備。 原因乃是本發明於有機鹼金屬顯影劑處理後具更有效率的 清洗（純水沖洗）能力。換句話說，幾乎無有機鹼金屬顯影 劑殘留在介層洞1 4中而鋁線i 5未被蝕刻。 本發明在未背離其精神與主要特徵的情況下得以其他 特定形式加以實施。因此前述實施例於各方面均應認為僅 係用以彳列示而非供限制之用。本發明之範圍並非由前述說 明加以界定，而係由後列的申請專利範圍界定之。因此在 屬於申請專利範圍之等效設計所涵蓋之意義及範疇所為之 改變，皆包含於本發明之範園。

第11頁 “981 β_^__ 五 '發明說明（8) 日本專利申請號碼1卜214212(於1999年7月28日提出 專利申請）之全部揭示内容，包括其說明書、申請專利範 圍、圖示、發明概要均作為本案的參考。

第12頁 圖式簡單說明. 圖1是依本發明一實施例之濕處理設備的頂視圖。 圖2是圖1之實施例的橫剖面圖。 圖3顯示本發明之濕處理設備所獲致之效用之評估。 圖4顯示於圖3中用以評估之晶圓組態。 圖5是解釋習知技術之橫剖面圖。 圖6是解釋另外一種習知的技術之横剖面圖。 圖7是解釋再另外一種習知的技術之透視圖。

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Claims (1)

1. 4 4 9 81 0 六、申請專利範圍 1. 一種濕處理設備，包含： a) —處理室，用以處理基板； b )--^盤單元，用以夾持基板.； c) 一處理液用配管，内設於該卡盤單元；及 d) —處理液喷嘴，配置於該卡盤單元，並連接至該處理 液用配管，用以喷灑處理液至基板。 2..如申請專利範圍第1項之濕處理設備，包含： a) 複數種類之處理液用配管； b) 複數種類之液體喷嘴，連接至該複數之處理液用配 管，並設於該卡盤單元内。 ‘ 3. 如申請專利範圍第1項之濕處理設備，其中，該卡盤單 元夾持多數個基板，而該液體喷嘴係配置於由該卡盤單元 所夾持之各基板上方。 4. 如申請專利範圍第2項之濕處理設備，其中，該卡盤單 元夾持多數個基板，而該液體喷嘴係配置於由該卡盤單元 所夾持之各基板上方。 5. 如申請專利範圍第1項之濕處理設備，其中，該處理液 是化學液或清洗液。 6. 如申請專利範圍第1項之濕處理設備，其中，該卡盤單 元包含一旋轉整個卡盤單元之機構。 7. 如申請專利範圍第1項之濕處理設備，其中，該卡盤單 元包含用以夾持各基板之外周的治具° 8. 如申請專利範圍第5項之濕處理設備，其中，該卡盤單

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