TWI446418B

TWI446418B - 液體處理裝置

Info

Publication number: TWI446418B
Application number: TW098125031A
Authority: TW
Inventors: Jiro Higashijima; Hiromitsu Namba
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2014-07-21
Also published as: US20100018557A1; JP2010028059A; TW201013762A; KR101377196B1; JP5355951B2; KR20100011909A; US8590547B2

Description

液體處理裝置

本發明係關於處理半導體晶圓等所構成之待處理體的底面與側面的液體處理裝置。

自以往，藉由對基板(待處理體)頂面供給氣體，同時對基板底面供給蝕刻液，用以對基板頂面之周緣部與底面選擇性施加蝕刻處理的斜角蝕刻裝置(液體處理裝置)為已知(參照專利文獻1)。專利文獻1所記載之斜角蝕刻裝置(液體處理裝置)包含：基板固持旋轉機構，一面將基板大致水平固持，一面使其旋轉；蝕刻液供給機構，向著該基板固持旋轉機構所旋轉之基板的底面，供給蝕刻液；隔離板(頂板)，以對基板之頂面空出既定間隔的間隙而相對的方式載置於基板固持旋轉機構上，而藉著基板固持旋轉機構與基板一同旋轉，且大致中央形成有開口部，該開口部對該基板之頂面供給用以控制該蝕刻液從基板之底面往頂面繞流的氣體。

【專利文獻1】日本特開2002-110626號公報

然而，專利文獻1之類的習知技術中，從基板底面往頂面繞流的防止、與蝕刻液從周緣部飛散的抑制並不充分。

本發明係考慮此點所設計，其目的為：提供液體處理裝置，可將往排出機構導引用以處理待處理體後之處理液的旋轉杯體設在接近於待處理體的位置，且可使支持部所支持之待處理體與旋轉杯體間的間隙均一；甚至抑制處理液從待處理體周緣部飛散，且可防止處理液從待處理體之底面往頂面繞流。

依本發明之液體處理裝置於處理待處理體之底面與側面的液體處理裝置中，包含：處理液供給機構，對該待處理體供給處理液；排出機構，將處理過該待處理體後之處理液排出；旋轉杯體，設於該待處理體之周緣外方，將處理過該待處理體後之處理液往該排出機構導引；支持部，設於該旋轉杯體，突出到周緣內方，支持該待處理體之周緣部；與旋轉驅動部，使該旋轉杯體旋轉。

依本發明之液體處理裝置中，較佳係更包含惰性氣體供給機構，設於該待處理體之頂面側，對該待處理體與該旋轉杯體之間的間隙供給惰性氣體。

於此種液體處理裝置中，較佳係更包含純水供給部，設於該待處理體之頂面側，對該待處理體與該旋轉杯體之間的間隙供給純水。

依本發明之液體處理裝置中，更包含頂板，設於該待處理體之頂面側，覆蓋該待處理體；該頂板包含延伸到該旋轉杯體之上方的周緣外方突出部，該周緣外方突出部較佳係設有包含抽吸附著於該周緣外方突出部之處理液的抽吸口的抽吸機構。

此種液體處理裝置中，該抽吸口較佳係包含第1抽吸口與第2抽吸口。

此種液體處理裝置中，該第1抽吸口抽吸再利用的處理液，該第2抽吸口較佳係抽吸處理作排放液的處理液。

如上述液體處理裝置中，從該處理液供給機構對該待處理體所供給之該處理液包含清洗液與沖洗液；該第1抽吸口抽吸清洗液，該第2抽吸口較佳係抽吸沖洗液。

依本發明之液體處理裝置中，該支持部與該旋轉杯體較佳係一體化構成。

依本發明之液體處理裝置中，更包含：底座，設於該旋轉杯體之下方側，以該旋轉驅動部旋轉；與間隔件，配置於該底板與該旋轉杯體之間，該間隔件與該旋轉杯體較佳係一體化構成。

依本發明，旋轉杯體設有突出到周緣內方，支持待處理體之周緣部的支持部。因此，可將往排出機構導引用以處理待處理體後之處理液的旋轉杯體設在接近於待處理體的位置。又，可使支持部所支持之待處理體與旋轉杯體間的間隙均一。藉此等事項，抑制處理液從待處理體周緣部飛散，可防止處理液從待處理體之底面往頂面繞流。

實施發明之最佳形態第1實施形態

以下參照圖式，說明依本發明之液體處理裝置的第1實施形態。在此，圖1至圖5顯示本發明的第1實施形態。

如圖1所示，本實施形態之液體處理裝置對待處理體，即半導體晶圓W(以下稱晶圓W)之底面與側面供給處理液，以清洗而處理該等晶圓W之底面與側面。又，本申請案中，處理液意味著化學藥液或純水(沖洗液)。另外，作為化學藥液，例如可使用氟酸、硝酸與氟酸的混合溶液等。

如圖1所示，液體處理裝置包含：處理液供給機構37、39，對晶圓W之底面供給處理液；排出機構20、21，將處理晶圓W後之處理液排出；與旋轉杯體10，設於晶圓W之周緣外方，將處理晶圓W後之處理液往排出機構20、21導引。

其中，處理液供給機構37、39如圖1所示，包含：處理液供給部39，供給處理液；處理液供給管37，將從處理液供給部39所供給之處理液導引到晶圓W的底面側。又，處理液供給管37之頂面構成處理液供給口37a。

又，排出機構20、21如圖1所示，包含：排放液杯體20，收納由旋轉杯體10所導引的處理液；排放液管21，排出由排放液杯體20所收納的處理液。又，排放液杯體20之周圍設有排氣杯體26，該排氣杯體26設有將排氣杯體26內之氮氣等氣體抽吸以排出的排氣管25。又，該排氣管25連結著賦予抽吸力的排出抽吸部(未圖示)。

又，如圖1至圖4所示，旋轉杯體10之下端設有複數個支持銷(支持部)15，該等支持銷突出到周緣內方，支持晶圓W之周緣部的底面。又，圖4顯示圖3之A處的放大立體圖。

又，如圖1所示，於支持銷15所支持之晶圓W的頂面側，以覆蓋該晶圓W之方式設有頂板40。又，於該頂板40內部，連結於惰性氣體供給部46的惰性氣體供給管47延伸其中，該惰性氣體供給部46供給氮氣或氬氣等惰性氣體(本實施形態中為氮氣)。又，惰性氣體供給管47中，頂板40之中心部為其端部，且該端部構成惰性氣體供給口47a。又，如圖1所示，頂板40連結著使頂板40沿上下方向移動的頂板驅動部49。

又，如圖1所示，旋轉杯體10之下方側設有構成中空形狀的底板(底座)30，該底板30設有向下方延伸之中空構造的旋轉軸31。另外，該旋轉軸31連結著使該旋轉軸31旋轉的旋轉驅動部60。又，藉由如此使旋轉軸31旋轉，可使底板30與旋轉杯體10旋轉，甚至可使得設於旋轉杯體10之支持銷15上的晶圓W旋轉。

旋轉驅動部60如圖1所示，包含：帶輪62，配置於旋轉軸31之周緣外方；驅動帶63，掛繞於該帶輪62；與馬達61，藉由對該驅動帶63賦予驅動力，以透過帶輪62使旋轉軸31旋轉。又，旋轉軸31之周緣外方配置有軸承32。

又，如圖1所示，旋轉杯體10與旋轉軸31之中空部分內配置有：升降銷板35，包含升降銷35a，構成中空形狀；升降軸36，從該升降銷板35往下方延伸，構成中空形狀。又，如圖1所示，於升降銷板35與升降軸36之內部(中空空間內)，處理液供給管37往上下方向延伸。又，升降軸36連結著使該升降軸36沿上下方向移動的升降軸驅動部(未圖示)。

又，如圖2所示，底板30與旋轉杯體10之間配置著間隔件11，該間隔件11內設有扣接旋轉杯體10與底板30之螺絲等扣接構件12。又，如圖3與圖4所示，旋轉杯體10設置著用以穿通扣接構件12的孔部10a。

又，本實施形態中，支持銷15與旋轉杯體10一體成形，一體化構成。又，間隔件11與旋轉杯體10也一體成形，一體化構成。

接著，敘述此種結構所構成之本實施形態的作用。

首先，以輸送機器人(未圖示)，將從載具(未圖示)所取出之晶圓W，載置到由升降軸驅動部(未圖示)定位於傳遞位置(上方位置)之升降銷板35的升降銷35a上。此時，頂板40由頂板驅動部49定位於比晶圓W之傳遞位置上方的位置。

再來，以升降軸驅動部(未圖示)，將升降銷板35移動到下方而定位於晶圓處理位置(參照圖1)。如此升降銷板35移動到下方之間，由設於旋轉杯體10的支持銷15支持晶圓W之底面。其後，由頂板驅動部49，將頂板40定位於下方位置。又，本實施形態中，旋轉杯體10之內周面10f向下方傾斜(參照圖2)。因此，即使是例如誤將晶圓W配置於旋轉杯體10上之情況，也可使晶圓W往下方滑動，能以支持銷15確實地支持晶圓W。

接著，藉由以旋轉驅動部60旋轉驅動旋轉軸31，以旋轉底板30與旋轉杯體10，其結果，設於旋轉杯體10之支持銷15上的晶圓W旋轉在此，旋轉軸31因著驅動力從馬達61經由驅動帶63被賦予到帶輪62，而旋轉驅動。

此時，對晶圓W之底面供給由處理液供給部39所供給之處理液(參照圖1)。然後，對晶圓W底面所供給之處理液因著晶圓W旋轉所產生的離心力，向周緣外方移動。

另一方面，從設於頂板40之中心部的惰性氣體供給口47a供給氮氣(參照圖1)。然後，該氮氣經過晶圓W之頂面後，被供給到晶圓W與旋轉杯體10之間的間隙D2(參照圖2)。因此，可防止已到達晶圓W之周緣部的處理液因毛細管現象而從晶圓W與支持銷15間以及晶圓W與旋轉杯體10間繞流至晶圓W的頂面側。

再者，依本實施形態，旋轉杯體10設有支持銷15，該支持銷突出到周緣內方，支持待處理體之周緣部的底面。因此，可將旋轉杯體10設在接近於晶圓W之周緣部的位置(參照圖2)。其結果，可防止所供給至晶圓W之底面的處理液從晶圓W之周緣部飛散。

又，也可使支持銷15所支持之晶圓W之頂面的位置對旋轉杯體10之底面均一(在晶圓W之周緣部的所有位置，可使晶圓W與旋轉杯體10之間的間隙D2均一)(參照圖2)。從而，由於可使流經晶圓W之頂面側的氮氣流均一，故可更確實地防止已到達晶圓W之周緣部的處理液因毛細管現象而從晶圓W與支持銷15及旋轉杯體10之間繞流至晶圓W的頂面側。亦即，依本實施形態，由於在晶圓W之周緣部的所有位置，可使晶圓W與旋轉杯體10間之間隙D2均一，因此可使得所供給至晶圓W與旋轉杯體10間之間隙D2的氮氣量均一。從而，可輕易地決定用以防止處理液繞流至晶圓W頂面側所需的氮氣量，可更確實地防止已到達晶圓W之周緣部的處理液繞流至晶圓W之頂面側。

又，如上述，由於可使支持銷15所支持之晶圓W之頂面的位置對旋轉杯體10之底面均一，故也可使得位於下方位置的頂板40之下端與晶圓W之頂面間的間隙D3於晶圓W之周緣部的所有位置均一(參照圖5及圖6)。因此，可使得經過頂板40之下端到達晶圓W之周緣部的氮氣更均一。

又，依本實施形態，由於支持銷15與旋轉杯體10一體化構成，故可確實地使得支持銷15所支持之晶圓W與旋轉杯體10之間的間隙D2均一。因此，可使流經晶圓W頂面側的氮氣流更均一，可更確實地防止已到達晶圓W之周緣部的處理液繞流至晶圓W之頂面側。

而且，依本實施形態，間隔件11與旋轉杯體10也一體化構成。因此，可使支持銷15所支持之晶圓W的高度位置對底板30的高度位置均一(於晶圓W之周緣部的所有位置，可維持既定之距離D1)(參照圖2)。其結果，由於可使流經晶圓W底面側的氮氣流均一，因此可更提高晶圓W之處理精度。

再者，本實施形態中，可將從處理液供給機構37、39對晶圓W底面所供給之處理液，加以適當變更。處理液供給機構37、39例如可先供給稀氟酸(SC1)，然後供給純水(DIW)。

當以如上述處理液清洗晶圓W的處理結束，停止從處理液供給部39供給處理液(例如純水)。

再來，以旋轉驅動部60高速旋轉旋轉軸31。其結果，高速旋轉支持銷15上之晶圓W，並乾燥晶圓W(參照圖1)。然後，停止旋轉驅動機構60的馬達61，也停止支持銷15上之晶圓W的旋轉(參照圖1)。

接著，以頂板驅動部49，將頂板40定位於比晶圓W之傳遞位置上方的位置。其後，以升降軸驅動部(未圖示)，將升降銷板35移動到上方位置，以將晶圓W定位於傳遞位置(上方位置)。

接下來，以輸送機器人(未圖示)將晶圓W從升降銷板35上去除。如此結束1片晶圓W的處理。

再者，上述說明中，已使用在頂板40之中心部設有惰性氣體供給口47a的態樣作說明。然而，並不限於此，如圖5所示，也可在頂板40周緣部，且與晶圓W周緣部相對的位置設置惰性氣體供給管47。

又，也可在晶圓W之頂面側進一步設置對晶圓W與旋轉杯體10間之間隙D2供給純水的純水供給部48。具體而言，如圖5所示，也可在頂板40周緣部，且與晶圓W周緣部相對的位置設置供給純水的純水供給部48。藉由如此設置純水供給部48，也可沖洗晶圓W之周緣部的頂面。

又，上述說明中，已使用支持銷15與旋轉杯體10一體化構成的態樣作說明。然而，並不限於此，支持銷15與旋轉杯體10個成一體而構成，支持銷15亦可形成安裝於旋轉杯體10的結構。

又，上述說明中，已使用間隔件11與旋轉杯體10一體化構成的態樣作說明。然而，並不限於此，間隔件11與旋轉杯體10個成一體而構成，間隔件11亦可形成安裝於旋轉杯體10的結構。

第2實施形態

接著，依圖6及圖7(a)、7(b)，說明本發明之第2實施形態。圖6及圖7(a)、7(b)所示之第2實施形態中，頂板40包含延伸到旋轉杯體10之上方的周緣外方突出部40p。又，周緣外方突出部40p內延伸著連結於賦予抽吸力之抽吸部70的抽吸管75，抽吸管75之與抽吸部70相反側的端部構成抽吸附著於周緣外方突出部40p之處理液的抽吸口75a。又，該等抽吸部70與抽吸管75構成抽吸機構。其他結構與圖1至圖5所示之第1實施形態大致相同。

圖6及圖7(a)、7(b)所示之第2實施形態中，與圖1至圖5所示之第1實施形態相同部分標註相同符號，省略詳細之說明。

如圖6所示，周緣外方突出部40p設有連結於抽吸部70之抽吸管75的抽吸口75a。另外，如圖7(a)所示，因著旋轉杯體10旋轉所產生之氣流的流動，將旋轉力賦予到附著於頂板40之周緣外方突出部40p底面或下方外側面40q(參照圖6)的純水(從處理液供給機構37、39所供給之純水)。因此，附著於周緣外方突出部40p之底面或下方外側面40q的處理液移動於該等周緣外方突出部40p之底面或下方外側面40q上，從抽吸口75a被抽吸。

又，附著於周緣外方突出部40p之周緣外方側(於頂板40之半徑方向從抽吸口75a脫離之位置)的處理液中，因著周緣外方突出部40p與旋轉杯體10間產生之氣流的流動向周緣外方突出部40p之周緣外方流動而被去除(參照圖6及圖7(a))。又，附著於旋轉杯體10之頂面的處理液因著旋轉杯體10旋轉所產生的離心力，從周緣外方突出部40p與旋轉杯體10之間向周緣外方流動而被去除。

依該等事項，即使是處理液從旋轉杯體10內周端與晶圓W外周端之間往晶圓W上方飛散，而附著到周緣外方突出部40p底面、下方外側面40q與旋轉杯體10頂面的情況(參照圖6)，也可確實地去除該處理液。

因此，可防止以輸送機器人(未圖示)將處理完畢之晶圓W移動於頂板40的下方時，附著於頂板40之周緣外方突出部40p之底面或下方外側面40q的處理液掉落到該晶圓W上。又，也可防止附著於周緣外方突出部40p之底面或下方外側面40q的處理液對下次以後所處理的晶圓W造成不良影響。

而且，以移動於周緣外方突出部40p之底面或下方外側面40q上的處理液，可清洗該等周緣外方突出部40p之底面或下方外側面40q。因此，能以潔淨的狀態維持周緣外方突出部40p之底面與下方外側面40q。

又，上述說明中，已使用周緣外方突出部40p設有1個抽吸口75a的態樣作說明。然而，並不限於此，如圖7(b)所示，也可在周緣外方突出部40p設置2個抽吸口(第1抽吸口76a及第2抽吸口77a)。

此時，在與抽吸部70相反側之端部構成第1抽吸口76a的第1抽吸管76設有可任意開闔的第1閥71，在與抽吸部70相反側之端部構成第2抽吸口77a的第2抽吸管77設有可任意開闔的第2閥72。

因此，藉由調整第1閥71與第2閥72的開闔狀態，可變更以第1抽吸口76a及第2抽吸口77a抽吸之處理液的種類。例如，可將第1抽吸口76a利用於抽吸再利用的處理液，第2抽吸口77a利用於抽吸處理作排放液的處理液。也可將第1抽吸口76a利用於抽吸化學藥液，第2抽吸口77a利用於抽吸純水。

又，以第1抽吸口76a抽吸處理液時，第1閥71成為打開狀態，第2閥72成為關閉狀態。另一方面，以第2抽吸口77a抽吸處理液時，第1閥71成為關閉狀態，第2閥72成為打開狀態。

再者，上述各實施形態中，已使用對晶圓W之底面的中心部供給處理液，處理晶圓W之底面整體與側面的態樣作說明；但不限於此，也可對晶圓W之底面的周緣部供給處理液，處理晶圓W之底面的周緣部與側面。

10．．．旋轉杯

10a．．．孔

10f．．．旋轉杯體之內周

11．．．間隔

12．．．扣接構件

15．．．支持銷(支持部)

20．．．排放液杯體

21．．．排放液管

25．．．排氣管

26．．．排氣杯體

30．．．底板(底座)

31．．．旋轉軸

32．．．軸承

35．．．升降銷板

35a．．．升降銷

36．．．升降軸

37．．．處理液供給管

37a．．．處理液供給口

39．．．處理液供給部

40．．．頂板

40p．．．周緣外方突出部

40q．．．下方外側面

46．．．惰性氣體供給部

47．．．惰性氣體供給管

47a．．．惰性氣體供給口

48．．．純水供給部

49．．．頂板驅動部

60．．．旋轉驅動部(旋轉驅動機構)

61．．．馬達

62．．．帶輪

63．．．驅動帶

70．．．抽吸部

71．．．第1閥

72．．．第2閥

75．．．抽吸管

75a．．．抽吸口

76．．．第1抽吸管

76a．．．第1抽吸口

77．．．第2抽吸管

77a．．．第2抽吸口

D1．．．晶圓W之高度位置對底板30之高度位置可維持的既定距離

D2．．．晶圓W與旋轉杯體10之間的間隙

D3．．．頂板40之下端與晶圓W之頂面間的間隙

W．．．晶圓(待處理體)

圖1係顯示依本發明之第1實施形態的液體處理裝置之結構的概略剖面圖。

圖2係依本發明之第1實施形態的液體處理裝置之旋轉杯體附近的放大概略剖面圖。

圖3係依本發明之第1實施形態的液體處理裝置之旋轉杯體的立體圖。

圖4係圖3之A處的放大立體圖。

圖5係依本發明之第1實施形態之變形例的液體處理裝置之旋轉杯體附近的放大概略剖面圖。

圖6係顯示依本發明之第2實施形態的液體處理裝置之旋轉杯體附近之處理液流的概略剖面圖。

圖7(a)(b)係依本發明之第2實施形態的液體處理裝置之旋轉杯體與抽吸機構的上方俯視圖。

10．．．旋轉杯體

11．．．間隔件

15．．．支持部