TW466561B - Method and apparatus for cleaning substrates - Google Patents

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TW466561B
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TW089120845A
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Ichiro Katakabe
Shinya Morisawa
Haruko Ohno
Sachiko Kihara
Akira Fukunaga
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Ebara Corp
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Description

Λ7 Λ7 s-智慧財 €-fl-pT'^y;w"·';; R7 五、發明說明（l ) [發明所屬技術領域] 本發明係有關一種基板清洗方法及其裝置，特別是提 供一種可清洗去除為成膜面附著於丰導體晶圓等之基板之 周緣部或背面的不需要的銅（C u )等之配線材料的基板清 洗方法及其裝置， 〔習知之技術〕 近年，作為半導體基板上的配線電路闬的金屬材料’ 採用電阻率較低且電移（e|ectr〇r^grati〇n ;耐性較高的鋼 t C ιΟ以替代鋁或鋁合金的動向愈來愈顯著 '此種銅配 線 '一般係藉由將銅埋入基板表面所設的微細凹窪之内部 以形成。形成此銅配線的方法可例舉，c’ V 〇 (化學氣相沈 積；·滅鑛> Sputtering)以及電鍍等作法、而每一種方法 均為將銅成膜於包括周緣部的基板之表面全面者’作成為 密封周緣部並將麵I成膜於基板表面之後籍由化學機械研 磨!' C Μ P )叫将不需要的銅研磨以除去之方式如此的成瞑 方法中也會有密封不完倉的情形，或在基―抵.之周緣部成 膜有銅、亦郎，& Lt々，、 ' 銅將成膜於邊緣f edge) 1也有銅附著於基 板背面的情形..， ’ '由於銅在丰導體製造工程中容易擴散於續 氧丨匕膜中而啤使发1/ 友其絕緣性劣也等理由.不要的銅係必湏従 基祗上先，：亡去.％ ,, .......禾1旦經邮著於電路形成郭以卟之基极 之禹緣部（邊綠，¾ β 又和®i i及背面的銅不坦丨；需要在其後之 暮板之-搬運保民 , - …s 處迓疋恐輕：p ，能成為袞：(./¾喿 : ^ η : ;ι.. ^ … …一一—一—™* V ί.::〉！心.α人 Pi τ:: Ί '.d:.. 。乂与吳 I - u«): (讀先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) --裝 ί訂 I —------線 466561 Α7 —------ Β7 五、發明說明（2 ) 或CMP工程剛完成後，完倉予以去除。 因此，有邊於基板上面之電路部所形成的銅膜表面經 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 施予保護塗層的基板進行水平旋轉，邊於周緣部供給銅姓 刻,，以作成為溶解去除經—附羞在基板之周緣部的^^方 劈者，或作成為將經施予保護塗展驺基板浸潼於酸溶液以 蝕刻蚩除經形成於周緣部的余屬膜之方式者等種 種提案。 [發明擬解決的課題] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，在以往之基板清洗方法中，其中’每一種方法， 即使能去除附著於基板之周緣部不需，要的銅，仍不能去除 將形成在電路上所成基衲銅表面的自潑氧化膜，以致可能 有必須(¾新去除，或不能將附著於基板之背面側的銅等與 有電> 路之表面侧同時去除的問題。又，現狀二而言’依基板 之^用目的之不同！去.除周」緣部之iS的寶.幅（造緣切削 (edge-cutting)寬幅）亦在所不同，惟不能設定此大小， 以致不％對應多種基板之需求。此種問題，在_外之鎢、 釕（ruthenium)、各種矽化物等其他之配線材料及電極方 面，亦是一樣。 本發明係有鏗於上述情形而^發者，提供一蘆^去除 將形威y在電路上遗成濟的銅表面检j然衝化鹰，且能4 —眘 去除卿著於棊板1多緣部、以及背面侧的細等之配線材 料’並作成為可自申設產一邊緣切削寬的基板洗淨方法 及其裝置為目的。 〔解決課題之方法] 311902 本紙張尺度適用争國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ":^-智"^-".3:二、-^.择’·^·.:·’.；. 嘴银給基板之梦面側 獲得嗤?水面，如先停土 以調整為能因應於其後之製程之需求的背面： 項之.發明 係於申清專利範圍第^ 万法.其特徽為.前述酸性溶液係 筹塚酸以及.莖酿中至...少丨種 + 氣’氣丨匕里. 萌醜.攻么氣駿幾ψ 五、發明說明（3 ) :㈣專利範圍第】項之發明，其係一種基板清洗方 去〃特為1使基板旋轉；邊對該基板之表面側中央部 以連續性的ϋ供給魏溶液，邊對前述基紅周緣部: 連續性或間歇性的友式—保給氧化劑溶液 藉此..即使在基板表面之電路形成部蓋成有銅等之自 然萊化膜，此自然氧化唭，係將被供給於表牵側中央部並 隨著基板之旋轉而擴散該基板全面的酸性淳液去除以防止 成备 又經附著於基板之周緣部的，勢等，將被供給於基板 之周緣部的氧化劑溶液氧化並被前述酸性溶液蝕刻而被溶 解篆除。 申請專利範圍第2項之發明，其係於申請專利範圍第 i項之基板清洗方法，其特徵為：對前述基板之背面側以 同時或交互之方式供姶氧化劑溶液兽毯性溶液·藉此，咐 著於基板背面側的:..銅_.等’將與基板之石夕一、叹)被氧化劑溶液 氧化，並被酸性」容液#刻去除，且此一去除，將與基#反之 表面娜同時進行.， 在此，藉由將前述氧化劑遙魔.與酸i生溶液從另外的嘴 而如无停止氧化劑溶液之供給則可 卜酸性溶液之供給則，可獲得靡水面 申請專利範圍第ς 項或第2項之基板清洗 包祜蠡酸1氟醆疏酿. 前遂敦.t萆溶濟含.有f ί 讀 背 面 之 ;± 意 事 項 再 填 寫 Φ- 頁 裝 $ 丁 線 466561 A7 -—---- B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印如衣 五、發明說明（4 ) 至少1種。 申請專利範圍第4項之發明，係一種基板清洗裝置， 其特徵為具有：保持基板並俵之绽轉的篡柘保接部；配置 為以能位於該基板保持部所保持的某柄之夹& _中央部上 方之方式的中央_嘴；及位在前述基板保持部所保持的基 板上方並從基板_之周緣部對中央部方向及/或基板平面往 垂直方向以移動自在之方式喷嘴。藉此，當分 別從中央綸祕溶液，從邊緣喷嘴供給氧化劑溶液 以蝕刻基板(之周之際，可藉由改變邊緣喷嘴之衍罟及/ 或高度而自由設定邊绫切制寬幅。 申請專利範圍第5項之發明，係於申請專利範圍第4 項之基板巧洗裝置’其特徵為：前述邊緣·咕嘴可自由改變 出自邊緣喷嘴的綠^對於基_^平㈣角j ’及出自邊 緣喷嘴的液體之方向投骞於基板乎面iiL線之延長線與在該 延長線和基板外周相交的點的該基板之切線所形成的角 度。藉此’藉由任意設定邊緣喷嘴對基板平面的方向，以 改變從邊緣喷嘴所噴出的液體觸及基板平面的方向，可作 成為防止液之飛散或蝕刻形狀良好之方式。 申請專利範圍第6項之發明之基板洗淨方法，係於表 面形成有電路’並該電路上成膜有銅的基板之清洗^法， 其特徵為：使該基板旋轉，並於形成有電路的該基板表面 之周緣部供給氧化劑，以使該基板周緣部所附著的銅氧化 之同時’於形成有電路的該基板表面之中央部供給酸性溶 & ’ +除經成膜為電路狀的銅表面之氧化臈，且去除附著 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂------次！ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 311902 厂 ______________B7__ 五、發明說明（5 ) 於該基板周緣部的銅膜= 申請專利範圍第7項之發明之基板清洗方法，係於表 面形成有電路，並該電路上成膜有銅的基板之清洗方法， 其特徵為：使該基板旋轉 '並藉由供給於形成有電路的該 基板表面之令央部經擴散至該基板表面全體的酸性溶液' 以溶解去除經於該基板周緣都之上面及端面成獏並氧化的 銅膜= 申諳專利範圍第8項之發明·係於申請專利範圍第6 項或第7項之基板清洗方法，其特徵為：前述酸性溶液， 係非氧化性之酸。 申請專利範圍第9項之發明，係於申請專利範圍第8 項之基板清洗方法 '其特徵為：前述非氧化性之酸包括鹽 酸，氟酸 '疏酸、檸檬酸α及草酸中至少1種- 申請專利範圍第U)項之發明，係於申請專利範圍第6 : 項之基板清洗方法，其特徵為：前述氧化劑溶液包括臭氧、 過氣化氫、硝酸以及次氣酸中至少丨種 甲請專利範圍第U項之發明係於申請專刊範圍第6 項或第7項之基板清洗方法 其特徵為：對與形成有前述 基板之t路的面成相反.側之基板背面測供給酸性溶液 i ： 申請專利範圍第丨2項之發明係_ -種基板清洗裝置‘
| I | .疼β徵乌具.有 將於表面上形成玄電珞而於該：電路.上成i
； I 丨 暝€銅的基板保持並使疋.旋錄a_::!基板免持部：+被諄基板丨 ! 」.… _........ , ! :十6 :¾ ·:*:] :-..¾ 基虹| 峰 9...基我和 |
I ί Ϊ 3…：雙、5.液a + A，：¾ 上乂又基&弋 !
: —^ __________ — — — .一一一 — _— — .............................一—―…—.................— 一 一 ________________ — J (請先閒讀背面之注t事項再填寫本頁)
4 6 6 5 6 1 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 面之周緣部供給氧化劑溶液的邊緣喷嘴。 申請專利範圍第1 3項之發明之電鍍裝置，係於同一 没備内進行電鍍處理及與其所附帶的處理藉以在基板表面 進行金屬鍍膜（metal filming)的電鍍裝置，其特徵為：前述 没備内具備有；載置收納基板的卡盒（cassette)的卡盒台 (cassette stage);於基板之表面施予電鍍的電鍍處理單元； 將電鍵後之基板至少使用酸性溶液清洗的第1清洗裝置； 將電鑛後之基板使用純水清洗的第2清洗裝置；以及搬運 基板的搬運裝置，而前述第】清洗裝置具有：保持該基板 並使之旋轉的基板保持部；對被該基板保持部所保持而形 成有該基板之電路的基板表面之中央部供給酸性溶液的中 央喷嘴’以及對前述基板之該基板表面之周緣部供給氧化 劑溶液的邊緣喷嘴。 〔發明之實施形態〕 以下’就本發明之實施形態，參照圖面加以說明。 第1圖係為實施本發明之基板清洗方法的清洗裝置概 岭圖。如第1圖所示，於除了表面之周緣部尽外的區域形 成電路的半導體晶圓等基板、，係在沿著其周緣部之圓周 方向的複數處以旋轉卡盤（spin chuck)12把持，並於基板保 持部10保持為水平。藉此，作成為以高速旋轉之方式。此 外’可作成為依保持機構垂直保持基板之方式，惟在此， 就保持為水平的情形加以說明。位於被此基板保持部1 〇 所保持的基板W表面側略中央部之上方的中央喷嘴14, 周緣部上方的邊緣喷嘴1 6係經分別配置為朝下之 氏k尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 6 311902 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝---- . J--------^ ! B7 五、發明說明（7 ) 方式·另外·位於基板W背面惻之略中央部之下方，分別 以朝上之方式配置有2個後喷嘴1 8、2 0。在此，基板之周 緣部 '係指於基板之周緣未形成電路的區域·或於基板之 周緣形成有電路’惟到最後仍未當作晶片（chip:)使用的區 域之意 '中央喷嘴1 4，係可設置於從基板表面侧之中央部 至周緣部之間所希望之位置，惟來自喷嘴的供給液係供給 於基板中央部。在此’基板中央部係指以基板直徑之20% 以内為宜 '更理想為基板直徑之丨〇%之ί 〇%之意」同樣' 後喷嘴1 8之設置.位置亦可設置於從基板背面側之中央部 至周緣部之間所希望之位置‘惟來自喷嘴之供給液以供給 於基板中央部為宜。 此外 '此等之各噴嘴係因應目的齐可作為設置複數個 之方式又，亦可作成例如，於第2圖所示的防水蓋2 ί 之内側面等裝置内侧面設置固定喷嘴（未圖示），並因應目 的從此固定噴嘴將純水、脫離子水或其他藥液(酸溶液'鹼 溶液 '表面活性劑或防蝕劑等）供給基板之方式。 兵：又 ' 就使用此清洗裝置的清洗方法加以說明：在_ •f I 此.+說明以銅作為配線材料使用的情形 ；i 9 I _f •先於基板係特部丨〇介由旋轉卡-盤丨2將基板w保 :¾ j ? ! 水本的狀態下使基板w與基板保持部1 〇 —體進行 吞丨 ® ! 术 '、旋轉 S. 文態.從士 5噴嘴：4對基板W之表面 ::::i ίτ I .嘶〒央部供給酸溶液 籍比 卽溲於基板认.表面之電路形 : 反卽平尨有銅.之ί!然U 克_脊氣Κ,祺係將被隨著基 1:¾ V .玩轉巧通殳4基敌、二表貪面擴敢的：駿..名.，¾. 乂 請先聞讀背面之泫意事項再填寫本頁) 裝 -線— 4 6 6 5 6 1 將附著於基板W之背面側的銅等與基板之矽一起以氧化 劑溶液氧化，並以酸溶液蝕刻，去除。
A7 ------------- 五、發明說明（8 ) 即去除而不致成長。此酸溶液可例舉：半導體裝置製造過 程中的清洗過程一般所使用的鹽酸、氟酸、硫酸、檸檬酸、 草酸之任一種或其虹合，惟只要是非氧化性之酸則可 用任何一種。此外’如係氟酸’則由於可用為後述的基板 w之背面側清洗之故，在藥品共通化而言較佳。又，如係 氟酸之情形，則考慮氧化膜去除效果，濃度係以0.1重量 %以上為佳。又，為防止銅表面之黃斑發生，濃度以5重 量％以下為佳。 另一方面，從邊緣喷嘴16對基板w之周緣部連續地 或間歇地供給氧化劑溶液。藉此，經成膜於基板w之周緣 部上面及端面的銅膜等，將被氧化劑溶液急速氧化，同時 被從前述中央噴嘴14所供給並向基板评之表面全面擴散 的酸办液蝕刻，且被溶解去除。在此，經由酸溶液的蝕刻， 係在氧化劑溶液之供給點以外之處亦會發生，故不需要提 尚酸浪度及供給量。此種氧化劑溶液可例舉：半導體裝置 製造過程中清洗過程一般所使用的臭氧'過氧化氫、硝酸、 次氣酸鹽之任一種或其組合。如使用臭氧的情形，則以 2〇PPm以上200ppm以下為佳，如係過氧化氫則ι〇重量％ 以上80重量％以下，如係次氣酸鹽則以】重量％以上$〇 重量％以下為佳。 同時，從後喷嘴18對基板W之背面側中央部以同時 或交互方式供給如氧化劑溶液與氟酸的酸溶液.。藉此，可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ---訂 --------- B：五、發明說明) 與 如 酸 背 之 故 硝 劑 化 的 想 洗 在此，亦可設置2個後喷嘴1 8 ' '2 0， 酸溶液從各噴嘴分別以同時或交互之方 先停止氧化劑溶液之供給 '則可獲得疏 溶液則可獲得親水面·可調整因應其 面。 此種氧化劑溶液與前述相同，可例舉 頌酸' 次氣酸鹽之任一種或其組合 '前述之鹽酸 '氟酸 '疏酸、檸檬酸、 酸之外，由於基板W之背面側並無如表 '亦可使用如硝酸等氧化性之酸以去除 酸等氧化性之酸溶液時，由於此酸溶液 溶液之角色之故’不必使用氧化劑溶液 性之酸溶液f此外…作成與上述基板W 氧化劑溶液相同者f在減少藥品種類方 並將氧化劑溶液 式供給。藉此' 水面，如先停_iL 後之製程需求的 臭氧、 又對 草酸等 面側般 銅、又 本身會 而能單 之周緣 面而言 過氧化 酸溶液而 非氧化性 的電路之 •在使用 扮演氧化 獨使用氧 部所供給 較為理 第：2圖至第8圖，係表示本發明之實施形態之基板清 裝置者 '此裝置係具備有：位於有底圓筒狀之防水蓋2 1 之内部 '藉由旋轉卡盤將基板w面朝h i face-up)保特岛水 .心而使之高速旋轉的基板保持部：：：！：以能位於此基板保持 部？ 2所保持的基板W之..表面_略中央部之上方之方式而 _ 配置Βί: 士央噴嘴2 4 :以能同樣a於周缘部j，方之：方武 尚朝' 配置的邊緣噴嘴」6 . α及位於基板W之背面側略 ♦ *部之：：乃益_上...&置的後噴货2 h 遣緣·ΐ'· -¾ I.第:¾ 係.3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 -裝 ιτ 線 466561 A7 j______B7__ 五、發明說明（10 ) 延伸的搖動臂32之自由端’經連結於此搖動臂32之基端 的往上下方向延伸的臂軸（arm Shaft)34，以旋轉自在之方 式支承在台（stage)36上。繼而，於此台36上，裝配有搖 動臂驅動用馬達38，而於此馬達38之輸出軸所裝配的驅 動用皮帶輪40與臂軸34之下端所固接的從動用皮帶輪“ 之間架掛有定時皮帶44(timing belt)。在此，搖動臂32， 如第6 .圖所示，係經配置為能位於以基板保持部22所保持 的基板w之側方的方式。藉此，隨著搖動臂驅動用馬達38 之驅動，搖動臂32以臂軸34為中心而搖動，而邊緣喷嘴 26將從基板w之周緣部往中央部方向移動，並且藉由控 制搖動臂驅動用馬達38之脈衝（pUlse)數，而能控制如第2 圖所示沿著邊緣喷嘴26之基板W徑方向的移動寬幅L。 另一方面，於架台46上，以旋轉自在之方式支承有 在外周面經刻設母螺紋的驅動螺栓棒48，而此驅動螺检棒 48之公螺紋，係與設置在前述台36的母螺紋螺合。並且， 架台46上裝配有上下動用馬達50，在此馬達5〇之輸出軸 所裝配的驅動用皮帶輪54與驅動螺栓棒48之下端所固接 的從動用皮帶輪54之間’架掛有定時皮帶輪56。藉此，， 隨著上下動用馬達50之驅動，邊緣喷嘴26將與台36 —體 上下動’並藉由控制上下動用馬達50之脈衝數，而作成能 控制從第2圖所示的基板W之基板平面至邊緣26之下端 為止的向度Η。 再者，如第4圖所示’邊緣喷嘴26，係經裝配於内部 具有藥液流路60a並使藥液小軟管（tube )62連通於該藥液 本紙狀S朗117關家鮮（ϋ\4祕（21G * 297公g ) ' i〇 ΠΪ902--- f琦先閱璜背面之注意事項再填寫本頁) I --------, I.--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製
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Li7 至】.1 (厂 、π巧^ 土 1⑽ ^ ^ ^4，. 叫角縻.6Κ係〇 j 、粍圍，較佳為K)至60 ，更佳為^ > · f怀杳 ）至5 ί . ‘而 〜意調整之方式。 在此，如将邊緣喷嘴26配置為相對於 '向# …、基板平面傾^ 1 Η ‘則籍由邊緣喷嘴26之高堉⑴安 A 改變邊緣坊削寬幅ί:.例如 容1" W嘴：.:6的藥液听形成的角度& ..為4 5 —' π·' .. 誑 ΐ. 1¾ 為、mrii . 士… 如設定邊緣 -¾ -X ： ί； ί；.：- 五、發明說明（11 ) 流路6()a的球體60，而此球體00 ‘係被構成搖動臂32的 框板64與裝配板66所挾持’藉由鎖緊螺拴68之鎖緊而被 固定於搖動臂32。於抵接於框板64及裝配板之球體的 位置·形成有沿著球體60之外形的球狀貫通孔64a、66a , 藉此，作成如放鬆鎖緊螺栓68時，則球體6〇將自由旋轉 於框板64及裝配板66之貫通孔Ma、66a内，如邊緣啥嘴 在預定位置時，藉由鎖緊螺拴68之镅瞽 …，. 义頌* ，而成為可以 链坂64與裝配板66挾持固定球體6〇之方式 4藉此，如第5圖_示，將出自邊緣喷嘴^的藥液 ’巧投影於基板W之平面丄的線之延具& 於基板、最線與該延長線 坂认之外周相交的點的基板W之切始 0 '、&、 ^ …泉所形成的角度 及如第5圖（b)所示 '出自邊緣噴嘴？ 认’.之承p 、 的藥液對基板 -!雨的角度0 : ‘任意調整為例如：〜 2 6的_ y- y 、月匕拎止出自邊緣 樂夜碰撞基板W之周緣部而飛散，忠 良奸夕t + L . ^ - 、叹蝕刻形狀成為 、{式。此角度，係在例如〇至〗 怪為7〇 , , 之範圍，較.
υ至】.10 ，更佳為80至1 0CT ">0 % 圖丨之 4ί面與出自 %高度ί丨% 采7圖所# mm 請先閱讀背面之注音〖事項再填寫本頁) 466561 A7 五、發明說明（！2 ) 1 此，如從背面往表面的藥液之回入量不成問題的旋轉數以 上，則僅依邊緣噴嘴26之高度η即可決定邊緣切削寬幅 c，將此邊緣切削寬幅c之大小自由設定為第6圖所示的 邊緣寬幅C,至至5mm)之範圍，而可去除存在於此 邊緣切削寬幅C的銅膜。另外，如第2圖所示，如將邊緣 喷嘴26配置於垂直方向的情形，則當然可介由從邊緣喷嘴 26之基.板周緣往中央部的移動寬幅L，而將邊緣切削寬幅 C如前述之方式調整。 另外，如第8圖所示，亦可成為分別於搖動臂32前 端裝配中央喷嘴24,以及沿著其長度方向的中途裝配邊緣 喷嘴26之方式。藉此，隨著搖動臂32之移動可使中央喷 嘴24及邊緣喷嘴26同時移動。 其次，說明此基板清洗裝置之使用例。首先，將邊緣 噴嘴26之位置調整為例如基板w的高度為i5mm、基板 平面與出自邊緣噴嘴26的液所形成的角度02為45。、將 出自邊緣喷嘴26的藥液投影於基板w的線之延長線與於 該延長線在基板外周相交的點的基板W之切線所形成之 角度0!為90之方式’並設定配合基板W之大小或使用 目的邊緣切削寬幅C。如欲變更邊緣切削寬幅c時，則僅 變更邊緣喷嘴26從基板的高度η即可簡單調整之。當然， 此等高度Η或角度Θ，02可配合基板大小或使用目的等 任意設定之。 於此狀態下’以基板保持部22將基板W保持為水平， 並使基板W與基板保持部22成為一體進行水平旋轉。繼 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 12 311902 五、發明說明（13 ) 而，從中央噴嘴2 4對基板W之表面側之中央部' 連續供 給例如DHF(稀氟酸）之同時，例如從邊緣喷嘴2 6對基板W 之周緣部，以連續或間歇之方式供給H:0:。 於是·於基板W周緣部之邊緣幻削寬幅C_内之區域（邊 緣及斜面），將產生H .F與Η: 0 2之混合液··而基板W表面 之銅即急速被蝕刻可將i-〖F與H:CL:之混合液從邊緣喷嘴 f共給基板W之周緣部以進行周緣部之銅的絲刻，惟如此· 藉由將H.F及Η:0:從中央噴嘴及邊緣喷嘴分開供給，並於 基:致W之周緣部使H F與Η:0:混合之方式，較例如從邊 緣喷嘴26供給HF與Η20:之混合物之方式能獲得更陡峭 的蝕刻輪廓。又，從中央喷嘴24所供給的DH.F將扮演銅 電鍍膜表面之保護膜之角色。此時 '根據DHF與Η/Χ濃 度決定銅之蝕刻速率 另外，於停止來自中央噴嘴2 4的H F之供給後，藉由 淨止來自邊緣喷嘴2C.的Η20:之供給而可使露出表靣的 S U:矽）氧化，以抑制銅之附著： 同時*從後喷嘴28 '按例如Η」0.…H F之次序供給藥 .藉此 以Η: 0:使銅氧化藉g将被D H l·:'氧化的銅予 以鲑刻 '而可去除基板W背面之銅污染： 籍由從裝置内颔面鮮設的丨個或複數個之.固定嘖嘴 '未圖义；洪紿脫離r水於基板.籍由挦從各賞嘴供給的 藥液巧換為脫離f水.:.·：乎給而進r._;基板之沖洗 {請先閱讀背面之-s事項再填寫本頁)
遇 轉 ρ 理 嗜-¾ Λ ；: 466561 A7 '----— B7 五、發明說明（u ) 之邊緣切削見f田c内的鋼膜之去除、與背面之鋼污染的去 除，例如可於80秒鐘内完成此處理。 第9圖，係表示經如上述方式處理時之基板表面之钱 刻輪廓者，藉此，可知於基板…之周緣部，銅膜係完全被 去除而TaN(氮化鈕）膜露出表面，且可獲得良好且陡峭的 境界輪廓。 第10圖係表示使用CuS〇4稀釋液而將經I 〇 e 13atoms/cm2以上強制銅污染的矽晶圓按上述方法處理以 清洗此背面的結果。由此，可知可將污染濃度去除至丨〇 e lOatmatoms/cm2水準。 藉此’可去除基板周緣部（邊緣及斜面）之銅膜，使背 面之銅污染降低至無問題的水準。 另外，於上述實施形態中，係表示以使用銅作為配線 材料之例者，當然如銅以外之鎢、釕、各種矽化物等其他 配線材料或電極材料亦可適用。 第π圖令表示對具有前述之基板清洗裝置ι25之半導 體基板W實施鍍銅的電鍍裝置整體之圖。如該圖所示，此 電鍍裝置’係配置於矩形狀之設備110内，而構成連續進 行半導體基板之鍍銅者，此設備110，係藉由隔牆ηι隔 開分為電氣空間1 1 2及清淨空間11 3，而這些各電鑛空間 112及清淨空間113，係成為可分別獨自實施給排氣之方 式。並且，於前述隔牆111中，設置有開閉自在的快門 (shutter)(未圖示）。又’清淨空間113之壓力，係調整為 較大氣壓為低，且較電鍍空間112之壓力為高，藉此，使 本纸張尺度適^中固國家標準（CNS)A4規格（21ΰ X 297公楚) ^ 311902 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
----^---------I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ: ________Β；___ 五、發明說明（15 ) 清淨空間i π内之空氣不致流出設備π ο之外部，且電鍍 空間11 2内之空氣不致流入清淨空間11 3内。 前述清淨空間Π3内，配置有載置基板收納用卡盒的 2個卡盒台丨1 5 '與以純水清洗（沖洗）並乾燥電鍍處理後之 基板的2台清洗。乾燥裝置ΐ丨6 <再具備有以進行基板之 搬運的固定型式旋轉自在的第丨搬運裝置（4軸機器 人）Π7。此清洗•乾燥裝置可採用具有例如對基板 之表背兩面供給超純水的清洗液供給噴嘴，並使基板高速 旋轉以進行脫水、乾燥的型式者。 另一方面，於電鍍空間！ i 2内配置有進行基板之電鍍 前處理，並以反轉機1 2 0使前處理後之基板反轉的2台前 處理單元〗2與對基板表面使該表面朝下並施予鍍銅處
I | 理的4台電鍍處理單元！ 22 .以及.載置保持基板的2台第； \ j 基板台ΐ 23a ' 1 23b ‘更具備有進行基板之搬運的自行式且 ；.徒轉自在的第2搬運裝置（4軸機器人）丨：! 4。 位置於清淨空間11 3内，配置有以酸溶液‘氡化劑溶 ! 液等藥劑清洗電鍍後之基板的2台基板清洗裝置丨2 5、與 ! I j 位於此基板清洗裝置丨：:5舆前；4清茨.乾燥裝置Π b C間 5ί I 之第2基板台！ 26a i 26b.於被2基之基板清洗裝置i 2 5 ίί [ I j 叫扶住之位置 '更具潢有進行基板之搬運的固定式.13.旋轉 | 3 ! 4在的第）搬運裝Ϊ, ( 4軸櫟器人Η 2， i t I 前述-万之第丨基板纟；：::4及第」基板台i :>h 侍 、：丨 ，，構改水洗基fe之Λ. 简 與.羯使基柘：^:轉.¾反 轉襻： 請"閒讀背面之注意事項再項寫本頁) 裝 .線！ 466561 A7 ϊ-- Β7 五、發明說明（16 ) 藉此’形成前述苐1搬運裝置117,係在前述卡盒台 115所載置的卡盒、清洗.乾燥裝置116以及第2基板台 126a、126b之間搬運基板；第2搬運裝置124’係在前述 第1基板台123 a、123b、前處理單元121以及電鍍處理單 元122之間搬運基板；苐3搬運裝置127，係在前述第1 基板台123a、123b，基板清洗裝置125以及第2基板台 126a、丨26b之間搬運基板的方式。 再者’於前述設備110内部，位於前述第1基板台l23a 下方’内藏有收納調整運轉用基板的容器128，第2搬運 裝置124係形成從容器128取出調整運轉用基板ι28，於 調整運轉終了後再歸還容器128之方式。如此，藉由將收 納調警運轉用基板的容器128内藏於設備110内部，而可 防止在調整運轉之際，從外部導入調整運轉用基板所引起 的污染或產量之低落。 另外，容器128之配置位置，係只要是在以任何一種 搬運裝置能取出及收納調整運轉用基板的位置，則可在設 備uo内之任何位置，藉由配置於第1基板台i23a近旁， 即可將使用調整運轉用基板的調整運轉從前處理逐步開始 電鐘處理’並於清洗乾燥後收納於容器〗28内。 在此’可省略實施改善對基板的潤濕性的前處理之前 處理單元。又，亦可將用以進行補強實施電鍍前基板上所 附著的種子層的預電鍍（prep丨ating)用的預電鍍單元 (preplating unit)，代替電鍍單元之1台或代替前處理單元 之1台而設置。在此情形，不用前處理單元，而於預電鍍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *-------訂·---------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度賴中關家標準（CNS)A4規格C 297公爱） 16 311902 —— __ _B7______ I五、發明說明（17 ) | 與電鍍之間·及/或於電鍍後設置為用以進行水洗的水洗單 元c 在此，作為前述搬運裝置Π. 7，係使用具有下垂式之2 只手把，上侧作為乾手把·下側作為濕手把者：作為搬運 裝置1 24 · 1 27，係使用具有下垂式之2只手把，雙側皆作 為濕手把者，惟當然不限定於此。 其次、說明於此實施形態中基板之流程概要。基板係 將表面;:元件形成面，處理靣）朝上而被收納於卡盒中並載 t於卡盒台i 1 5上·.繼而，第丨搬運裝置1 1 7將基板從卡 盒取出 '移動至第2基板台！ 2 6a上，並將基板載置於第2 基板台1 26a上。再且，第3搬運裝置丨2 7將置於第2基板 台）26a.上的基板移至第ΐ基板台丨23a。其次、第2搬運 裝置丨24將從第彳基板台丨23a接受之基板交給前處理單元 1 2 1 1俟於前處理單元1 2 1前處理終了之後，以基板表面朝 下之方式藉由反轉機]20使基板反轉.再歸還於第2搬運 裝置1 24 :繼而1第2搬運裝置丨24係即將基板交給電鍍 處理單元〗2 2之頂（h e a d)部： f 於電鍍處理單元丨22退Η基板之電鏑處理及除去液體 ί 後 '将基.板交給第：：搬運裝置；2 4，第_?搬運裝f 1 24則 .¾ ΐ ; 将基板交給第丨基板台1 b基板係籍由第！基板台mb
..¾ I ；| 戈轉機丨.10 .反轉為表面轵丄之方武 並籍由第 '搬運 ί ! 黑f ;。務至.基板清見装置；：、經於幕梅清洗裝置ί 2 < ♦ i .. ；;；τ玟藥滴廣π -μ. π，':ί. 托轉咛士敌體後的暴板 择 : π ΐ 搬連装置：： '搬運先弟.基板s 繼丨'弟： 請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) -- I L<.rtu · I 5— - 裝 訂 線丨丨 • ： 466561 A7 ________B7 五、發明說明（IS ) 搬運裝置117從第1基板台123b接受基板再將基板移送 至清洗·乾燥裝置116,並於清洗.乾燥裝置116進行使 用純水的沖洗與旋轉乾燥'經乾燥的基板，係經由第W 運裝置m收納於卡盒台115所載置的基板卡盒内。 在此，亦可省略在前處理單元的前處理。如設置有預 電鐘單元之情形，則從卡盒所取出的基板，將被預電銀單 元施予預電鍍，經過水洗過程，或不經過水洗過程，以電 鍍處理單元施予電鍍處理。電鍍後經過水洗過程或不經過 水洗過程，搬運至第1清洗裝置。 [發明之功效] 如上所說明，依據本發明，即使於基板表面之電路形 成部形成有銅等之自然氧化膜’此自然氧化膜係被酸溶液 去除，又經附著於基板之周緣部的銅等，於被氧化劑溶液 氧化後’被前述酸溶液姓刻而溶解去除。藉此，不必重新 去除基板表面所成長的自然氧化膜。 又，藉由同時或文互供給氧化劑溶液及酸溶液於基板 之背面側中央部’而可將附著於基板背面側的銅等，與基 板之表面侧同時予以蝕刻去除。 再者’當分別從中央喷嘴供給酸溶液，從邊緣喷嘴供 給氧化劑溶液’以進行基板周緣部之蝕刻時，藉由將邊緣 噴嘴構成可移動自在之方式並將此位置移動，而可自由調 整邊緣切削寬幅以應付多種基板。 [圖面之簡單說明] _第1圖係表示本發明之基板清洗方法所使用的裝置概 311902 f請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁} 裝·-------訂：---------I . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（·210 X 297公釐） 五、發明說明（〗9 ) Λ 7 Β7 要圖^ 第2圖係表示本發明實施形態之基板清洗裝置概要 圖， 第_3圖同樣為表示邊緣噴嘴之驅動機構概要圖： 第4圖同樣為表示邊緣喷嘴之固定部詳細剖面圖。 第5圖（a)、（b)為說明邊緣喷嘴對於基板平面的方向 (角度）圖3 第6圖為表示邊緣切削寬幅的基板平面圖。 第7圖為表示將出自邊緣噴嘴的液體對基板平面的角 度（9 :設定為45°時之邊緣喷嘴高度與邊緣切削寬幅之間的 關係圖形。 第8圖為表示使中央噴嘴與邊緣喷嘴以同時移動之方 式的驅動機構之概要圖 第9圖為表示依本發明之方法處理時，基板表面之蝕 刻輪廊圖。 第1 0圖同樣為表示基板背面之清洗結果圖」 第！！圖為具備有關本發明基板清洗裝置之施彳丁鑛銅 的電鍍裝置整體之圖、 (請先閒讀背面之注意事項再填冩本頁) 裝 線 Ϊ t 元件符號說明j 0 基板保持部 4 中央噴嘴 8.20後唷嘴 :丨 基板保持部 “ 邊緣喷嘴 6 旋轉士盤 邊緣嘖嘴 水蓋 矣：1丨嘴 zi b 65 6 1 A7 B7 五、發明說明（20 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 32 搖動臂 34 臂軸 36 台（stage) 38 搖動臂驅動用馬達 40 驅動用皮帶輪 42 從動用皮帶輪 44 定時皮帶 46 架台 48 驅動螺栓棒 50 上下動用馬達 52 驅動用皮帶輪 54 從動用皮帶輪 56 定時皮帶輪 60 球體 60a 藥液流路 62 藥液小軟管 64 框板 64a 貫通孔 66 裝配板 66a 貫通孔 68 鎖緊螺栓 110 設備 111 隔牆 112 電鍍空間 113 清洗空間 115 卡盒（cassette)台 116 清洗·乾燥裝置 117 第1搬運裝置 120 反轉機 121 前處理單元（unit) 122 電鍍處理單元 123a,123b 第1基板台 124 第2搬運裝置 125 基板清洗裝置 126 清洗·乾燥裝置 126a,126b 第2基板台 12 7 第3搬運裝置 128 容器 W 基板 Η 南度 c 邊緣切削寬幅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 *11 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 20 311902

Claims (1)

  1. 堙耷^"慧財產笱員工'.費合：1-----·" AS BS C8 DS t、申請專利範圍 1. 一種基板清洗方法，其特徵為： 邊使基板旋轉 '邊對該基板之表面侧中央部以連續 性的方式供給酸性溶液， 對前述基板之周緣部以連續性或間歇性的方式供 給氧化劑溶液。 2. 如申請專利範圍第1項之基板清洗方法，其中，對前述 基板之背面側以同時或交互之方式供給氧化劑與酸性 溶液。 1如申請專利範圍第1項或第2項之基板清洗方法5其 中 > 前述酸性溶液係包括鹽酸 '氟酸、琉酸、檸檬酸以 及草酸令至少】種，而前述氧化劑溶液則包括臭氧 < 過 氧化氫、硝酸以及次氣酸鹽中至少丨種。 4. 一種基板清洗裝置，其特徵為具有： 保持基板並使之旋轉的基板保持部； 配置為位於該基板保持部所保持的基板之表面側 中央部上方的中央噴嘴以及 位在 >」述基板保持部％保持的基板上方並從基板 疋周緣部對中弁都方向及/或相對於基板卓面α移動自 .&之方式配置於垂直方向的邊緣喷嘴、 ;办申諳專利範圍第4項之基板清洗裝置其Φ· ·莂述邊 緯噴嘴可自甴.改變.出自邊.緣噴嘴.的藥.液對..基板取面的 角度 &或..f i: a邊.緣嘴.嘴的液體.之ΐ句Λ景·;m. T': ® M --,¾ 4 M. Jl ά :¾ ii- t f- -¾ -¾ ^ ;ϊ π :¾ I板竦¥计:成的角巧 ：V:： ;V vi';：i ^ :...: W. .. .....-¾ .. ' !：'>>： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
    B8 8 4 6 6 5 6 1 々、申請專利範圍 6· —種基板清洗方法，其係於表面形成有電路並該電路 上成膜有銅的基板，其特徵為：使該基板旋轉，並於形 成有電路的該基板表面之周緣部供給氧化劑，以使該基 板周緣部所附著的銅氧化，同時，於形成有電路的該基 板表面之令央部供給酸溶液，去除成膜為電路狀的銅= 面之氧化膜，且去除附著於該基板周緣部的銅膜。 一種基板清洗方法，其係於表面形成有電路，並於該電 路上成膜有銅的基板之清洗方法，其特徵為··使該基板 旋轉，並藉由供給於形成有電路的該基板表面之中央部 並擴散至該基板表面全體的酸溶液，以溶解去除於該基 板周緣部之上面及端面成膜並氧化的銅膜。 如申請專利範圍第6項或第7項之基板清洗方法，其 中，前述酸溶液係非氧化性之酸。 9.如申請專利範圍第8項之基板清洗方法，其中，前述非 氧化f生之酸含有鹽酸、氟酸、硫酸、檸檬酸以及草酸中 至少1種。 切.如申請專利範圍第6項之基板清洗方法，其中，前述氧 化劑;谷液係包括臭氧、過氧化氫、碗酸以及次氯酸中至 少1種。 11·如申請專利範圍第6項或第7項之基板清洗方法其 中，對形成有前述基板之j路的面成相反侧之基板背面 侧供給溶液。 12‘一種基板清洗、辑置，其特徵為具有； 於I@上形成有電路’而於該電路上保持成膜有銅 311902 * ^--------^---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國g家標準（CNS)A4規格（21G χ挪公爱） Μ cs D8 ι.„ι··ι.Μ II — - —π_·—- 六、申請專利範圍 的基板並使之旋轉的基板保持部、 對以該基板保持部所保持而形成有核棊板之電路 的基板表面之中央部ί共給酸性溶液的中来嗔嘴 ' 以及 對前述基板之該基板表面周緣部供給氧化劑溶液 的邊緣嘴嘴。 1 3. —種電鍍裝置，其係於同—設備内進行電鍍處理及其所 附τ的處理，以在基板表面進行.金屬鍍膜、其特徵為： 前逃設備内具備有：載置收納基板的卡盒之卡盒 台：於基板之表面施予電鍍的電鍍處理單元：將電鍍後 之基板至 > 使用酸:容液清洗的第丨清洗裝置：將電鍍後 之基板使用純水清洗的第2清洗裝置及搬運基板的搬 運裝置，而 前述第1清洗裝置係具有：保持該基板並使之旋轉 的保持部；對被該基板保持部所保持而形成有該基板之 電路的基板表面之Φ央部供給酸溶液的中央嘴脅，以及 對m迷基板之該基板表面之周缘部供給氧化劑溶液的 邊緣喷嘴。 I丨 ____ ti ϋ ^1« ί n tt ------I dr---I ^_ - 1:1 —1 - ί m 一 口，Γ HI - - In HI i u {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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