TWI664672B - 基板洗淨裝置及基板洗淨方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可迅速從基板除去藉由滾筒洗淨工具洗淨時使用之洗淨液的基板洗淨裝置。基板洗淨裝置具備:保持基板W並使其旋轉之基板保持部71~74、75;在基板W之第一區域R1供給洗淨液的洗淨液供給噴嘴87;在洗淨液存在下,藉由滑動接觸於基板W而洗淨基板W的滾筒洗淨工具77;及在基板W之第二區域R2供給由純水或藥液構成之流體的流體供給噴嘴88。第二區域R2對滾筒洗淨工具77位於第一區域R1之相反側,流體之供給方向係從基板W之中心側朝向外周側的方向。
Description
本發明係關於一種在晶圓等基板上供給洗淨液,並以滾筒洗淨工具洗淨基板之基板洗淨裝置及基板洗淨方法。本發明之基板洗淨裝置及基板洗淨方法不僅適用於直徑為300mm的晶圓之外,亦可適用於洗淨直徑為450mm之晶圓,再者,亦可適用於平面板製造工序、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)及電荷耦合元件(CCD)等影像感測器製造工序、及磁性隨機存取記憶體(MRAM)之磁性膜製造工序等。
半導體元件之製造工序係在矽基板上形成物性不同之各種膜,藉由對此等膜實施各種加工而形成微細之金屬配線。例如在金屬鑲嵌配線形成工序中,係在膜上形成配線溝,在該配線溝中埋入銅(Cu)等金屬,其後,藉由化學機械研磨(CMP)除去多餘之金屬而形成金屬配線。研磨基板後,通常藉由基板洗淨裝置洗淨基板。基板之洗淨係使基板水平旋轉,且從供給噴嘴供給藥液等洗淨液至基板,並藉由使滾筒海綿等滾筒洗淨工具滑動接觸於基板來進行。
在洗淨液存在下藉由滾筒洗淨工具擦洗基板時,會產生微粒子等洗淨屑,結果會在基板上存在包含洗淨屑之洗淨液。此種洗淨液應儘早從基板排出。但是,因為基板係水平旋轉,所以藉由離心力從基板除去
洗淨液時花費某種程度之時間。基板上之洗淨液隨著基板旋轉再度接觸於滾筒洗淨工具,其後,藉由從供給噴嘴所供給之新的洗淨液又送回基板中心側。因而,包含洗淨屑之洗淨液長時間殘留在基板上,稀釋了新供給至基板的洗淨液,結果使洗淨效率降低。
習知過去之基板洗淨裝置係使基板以垂直姿勢旋轉,並藉由
使滾筒海綿接觸於基板表面來洗淨基板表面的裝置。第十四圖係示意顯示過去基板洗淨裝置之側視圖,而第十五圖係第十四圖所示之基板洗淨裝置的前視圖。如第十四圖及第十五圖所示,基板洗淨裝置具備:以垂直姿勢支撐基板W,且使其旋轉之2個輥101、102;與被輥101、102支撐之基板W的兩面接觸之2個滾筒海綿104、105;及在基板W之兩面供給洗淨液的洗淨液供給噴嘴106、107、108。
基板W之洗淨如下。以2個輥101、102使基板W旋轉,並且
使滾筒海綿104、105在其軸心周圍旋轉。在該狀態下,從滾筒海綿104、105上供給洗淨液至基板W。基板W之兩面在洗淨液存在下藉由滾筒海綿104、105擦洗。
第十四圖及第十五圖所示之過去的裝置,其滾筒海綿104、
105係在將基板W向下方推擠的方向旋轉,2個輥101、102支撐基板W向下之負載。但是,此種構造有以下的問題。因為基板W之表面係在洗淨液存在下藉由滾筒海綿104、105與基板W之滑動接觸而洗淨,所以基板W表面上洗淨效果最高之區域係滾筒海綿104、105與基板W之相對速度最高的區域C。
存在於該區域C上之洗淨液隨著基板W之旋轉再度於區域D接觸於滾筒海綿104、105。在區域C中使用於洗淨基板W的洗淨液中含有微
粒子等洗淨屑。因而,一旦使用於洗淨後之洗淨液再度於區域D接觸於滾筒海綿104、105時,洗淨屑可能附著在滾筒海綿104、105上。再者,包含洗淨屑之洗淨液藉由從基板W外側供給之新的洗淨液而送回基板W內側,難以從基板W排除。結果,新的洗淨液被使用後之洗淨液稀釋,導致洗淨效果降低。
本發明之第一目的為提供一種可迅速從晶圓等基板除去藉由滾筒洗淨工具洗淨時使用之洗淨液的基板洗淨裝置及基板洗淨方法。
本發明之第二目的為提供一種可使基板之洗淨效果提高,且可迅速從基板排除包含洗淨屑之洗淨液的基板洗淨裝置及基板洗淨方法。
本發明一種態樣之基板洗淨裝置的特徵為具備:基板保持部,其係保持基板並使其旋轉;洗淨液供給噴嘴,其係在前述基板之第一區域供給洗淨液;滾筒洗淨工具,其係在前述洗淨液存在下,藉由滑動接觸於前述基板而洗淨前述基板;及流體供給噴嘴,其係在前述基板之第二區域供給純水或藥液構成之流體;前述第二區域對前述滾筒洗淨工具位於前述第一區域之相反側,前述流體之供給方向係從前述基板之中心側朝向外周側的方向。
本發明適合之態樣的特徵為:前述第二區域係對前述基板之旋轉方向,在前述滾筒洗淨工具下游側之區域。
本發明適合之態樣的特徵為:前述流體之供給方向係沿著前
述滾筒洗淨工具而從前述基板中心側朝向外周側的方向。
本發明適合之態樣的特徵為:前述流體對前述基板表面之供給角度係在5度至60度的範圍內。
本發明適合之態樣的特徵為:前述基板之第一區域係對前述基板之旋轉方向,位於前述滾筒洗淨工具之上游側,且沿著前述滾筒洗淨工具而直線性延伸之區域。
本發明適合之態樣的特徵為:前述流體供給噴嘴係以橫跨垂直於前述滾筒洗淨工具之長度方向的前述基板中心線之方式,在前述基板之表面上形成流體之流動。
本發明適合之態樣的特徵為:前述基板保持部係在使前述基板對水平面傾斜指定角度之狀態下使前述基板旋轉。
本發明適合之態樣的特徵為:前述滾筒洗淨工具進一步具備洗淨工具旋轉機構,其係使前述滾筒洗淨工具在提升前述基板之方向旋轉。
本發明適合之態樣的特徵為:前述滾筒洗淨工具比前述基板之寬度長。
本發明適合之態樣的特徵為:前述基板保持部具備:至少3個保持輥,其係保持前述基板之周緣部;及基板旋轉機構,其係使前述保持輥中之至少1個旋轉;前述保持輥中之至少1個配置於支撐從前述滾筒洗淨工具傳導至前述基板的向上之力的位置。
本發明適合之態樣的特徵為:前述指定之角度係30度以上,且90度以下。
本發明其他態樣之基板洗淨方法的特徵為:保持基板並使其
旋轉,在前述基板之第一區域供給洗淨液,在前述洗淨液存在下,藉由使滾筒洗淨工具滑動接觸於前述基板而洗淨前述基板,於前述基板洗淨中,在前述基板之第二區域供給純水或藥液構成之流體,前述第二區域對前述滾筒洗淨工具位於前述第一區域之相反側,前述流體之供給方向係從前述基板之中心側朝向外周側的方向。
本發明適合之態樣的特徵為:前述第二區域係對前述基板之旋轉方向,在前述滾筒洗淨工具下游側之區域。
本發明適合之態樣的特徵為:前述流體之供給方向係沿著前述滾筒洗淨工具而從前述基板中心側朝向外周側的方向。
本發明適合之態樣的特徵為:前述流體對前述基板表面之供給角度係在5度至60度的範圍內。
本發明適合之態樣的特徵為:前述基板之第一區域係對前述基板之旋轉方向,位於前述滾筒洗淨工具之上游側,且沿著前述滾筒洗淨工具而直線性延伸之區域。
本發明適合之態樣的特徵為:係以橫跨垂直於前述滾筒洗淨工具之長度方向的前述基板中心線之方式,在前述基板之表面上形成前述流體之流動。
本發明適合之態樣的特徵為:在使前述基板對水平面傾斜指定角度之狀態下使前述基板旋轉。
本發明適合之態樣的特徵為:藉由使前述滾筒洗淨工具在提升前述基板之方向旋轉,而使前述滾筒洗淨工具滑動接觸於前述基板。
本發明適合之態樣的特徵為:前述指定之角度係30度以上,
且90度以下。
採用上述實施形態時,洗淨液接觸於滾筒洗淨工具後,藉由純水或藥液構成之流體的流動迅速從基板沖走。因此,新供給之洗淨液不致被使用後之洗淨液稀釋,結果可提高洗淨效率。
採用上述實施形態時,供給至滾筒洗淨工具與基板之相對速度最高的區域之洗淨液,隨著基板之旋轉而在基板表面上之下側區域移動。由於基板以指定角度傾斜,因而移動至下側區域之洗淨液藉由本身重量與離心力從基板迅速排除。因此可使基板之洗淨效果提高。
10‧‧‧殼體
12‧‧‧裝載埠
14a~14d‧‧‧研磨單元
16‧‧‧第一洗淨單元(基板洗淨裝置)
18‧‧‧第二洗淨單元
20‧‧‧乾燥單元
22‧‧‧第一基板搬送機器人
24‧‧‧基板搬送單元
26‧‧‧第二基板搬送機器人
28‧‧‧第三基板搬送機器人
30‧‧‧動作控制部
71~74‧‧‧保持輥
75‧‧‧基板旋轉機構
77、78‧‧‧滾筒海綿
80、81‧‧‧洗淨工具旋轉機構
82‧‧‧昇降驅動機構
85‧‧‧清洗液供給噴嘴
85A、85B‧‧‧上側清洗液供給噴嘴
85C‧‧‧下側清洗液供給噴嘴
87‧‧‧藥液供給噴嘴
87A、87B‧‧‧上側藥液供給噴嘴
87C‧‧‧下側藥液供給噴嘴
88、90、90A、90B‧‧‧流體供給噴嘴
89‧‧‧導軌
92‧‧‧藥液供給噴嘴
101、102‧‧‧輥
104、105‧‧‧滾筒海綿
106、107、108‧‧‧洗淨液供給噴嘴
C‧‧‧區域
CL‧‧‧中心線
D‧‧‧區域
R1~R4‧‧‧第一~第四區域
L‧‧‧中心線
W‧‧‧晶圓、基板
α‧‧‧角度
第一圖係顯示具備本發明實施形態之基板洗淨裝置的基板處理裝置之全體構成平面圖。
第二圖係顯示本發明實施形態之基板洗淨裝置的斜視圖。
第三圖係第二圖所示之基板洗淨裝置的俯視圖。
第四圖係流體供給噴嘴之側視圖。
第五圖係顯示使晶圓傾斜之例圖。
第六圖係顯示使晶圓傾斜之其他例圖。
第七圖係顯示基板洗淨裝置之其他實施形態的俯視圖。
第八圖係顯示基板洗淨裝置之又其他實施形態的俯視圖。
第九圖係顯示基板洗淨裝置之又其他實施形態的側視圖。
第十圖係第九圖所示之基板洗淨裝置的前視圖。
第十一圖係顯示基板洗淨裝置之其他實施形態的側視圖。
第十二圖係第十一圖所示之基板洗淨裝置的前視圖。
第十三圖係垂直保持晶圓之方式構成的基板洗淨裝置之側視圖。
第十四圖係顯示過去之基板洗淨裝置的側視圖。
第十五圖係第十四圖所示之過去的基板洗淨裝置之前視圖。
以下,參照圖式說明本發明之實施形態。第一圖係顯示具備本發明實施形態之基板洗淨裝置的基板處理裝置之全體構成平面圖。如第一圖所示,基板處理裝置具備概略矩形狀之殼體10、及放置貯存多數個晶圓等之基板的基板匣盒之裝載埠12。裝載埠12鄰接於殼體10而配置。裝載埠12中可搭載開放匣盒、SMIF(標準製造介面(Standard Manufacturing Interface))密閉容器、或FOUP(前開統一密閉容器(Front Opening Unified Pod))。SMIF、FOUP係在內部收納基板匣盒,藉由以分隔壁覆蓋,可保持與外部空間獨立之環境的密閉容器。
在殼體10之內部收容有複數個(本實施形態係4個)研磨單元14a、14b、14c、14d、洗淨研磨後之基板的第一洗淨單元16及第二洗淨單元18、以及使洗淨後之基板乾燥的乾燥單元20。研磨單元14a~14d沿著基板處理裝置之長度方向排列,洗淨單元16、18及乾燥單元20亦沿著基板處理裝置之長度方向排列。
在被裝載埠12、研磨單元14a及乾燥單元20包圍之區域配置第一基板搬送機器人22,並與研磨單元14a~14d平行地配置有基板搬送單元24。第一基板搬送機器人22從裝載埠12接收研磨前之基板而送交基板搬送單元24,並且從乾燥單元20接收乾燥後之基板而返回裝載埠12。基板搬送
單元24搬送從第一基板搬送機器人22接收之基板,與各研磨單元14a~14d之間進行基板交接。各研磨單元藉由在研磨面上供給研磨液(漿液),並使晶圓等基板滑動接觸於研磨面,來研磨基板表面。
位於第一洗淨單元16與第二洗淨單元18之間,配置有在此等
洗淨單元16、18與基板搬送單元24之間搬送基板的第二基板搬送機器人26;位於第二洗淨單元18與乾燥單元20之間,配置有在此等各單元18、20之間搬送基板的第三基板搬送機器人28。再者,位於殼體10之內部配置有控制基板處理裝置各單元之動作的動作控制部30。
本例之第一洗淨單元16係使用本發明實施形態之基板洗淨
裝置,其係在洗淨液存在下,於基板表面背面之兩面摩擦滾筒海綿等滾筒洗淨工具來洗淨基板。第二洗淨單元18係使用筆狀海綿型之基板洗淨裝置。此外,乾燥單元20係使用自旋乾燥裝置,其係保持基板並從移動之噴嘴噴出異丙醇(IPA)蒸汽使基板乾燥,進一步藉由高速旋轉之離心力使基板乾燥。
基板係藉由研磨單元14a~14d之至少1個研磨。研磨後之基板
藉由第一洗淨單元16與第二洗淨單元18洗淨,進一步藉由乾燥單元20將洗淨後之基板乾燥。
第二圖係顯示第一洗淨單元(基板洗淨裝置)16之斜視圖。
如第二圖所示,第一洗淨單元16具備:使晶圓W水平保持而旋轉之4個保持輥71、72、73、74、接觸於晶圓W之上下面的圓柱狀滾筒海綿(滾筒洗淨工具)77、78、使此等滾筒海綿77、78在其軸心周圍旋轉之洗淨工具旋轉機構80、81、在晶圓W之上面供給清洗液(例如純水)之上側清洗液供給
噴嘴85、及在晶圓W之上面供給藥液的上側藥液供給噴嘴87。並設有在晶圓W下面供給清洗液(例如純水)之下側清洗液供給噴嘴、及在晶圓W下面供給藥液之下側藥液供給噴嘴,不過無圖示。本說明書係將藥液及清洗液統稱為洗淨液,並將上側藥液供給噴嘴87及清洗液供給噴嘴85統稱為洗淨液供給噴嘴。
保持輥71、72、73、74藉由無圖示之驅動機構(例如空壓缸)可在接近及離開晶圓W之方向移動。4個保持輥中之2個保持輥71、74連結於基板旋轉機構75,此等保持輥71、74可藉由基板旋轉機構75而在相同方向旋轉。在4個保持輥71、72、73、74保持晶圓W之狀態下,藉由2個保持輥71、74旋轉,晶圓W在其軸心周圍旋轉。本實施形態之保持晶圓W而使其旋轉的基板保持部係由保持輥71、72、73、74與基板旋轉機構75構成。
使上側之滾筒海綿77旋轉的洗淨工具旋轉機構80安裝於引導其上下方向運動之導軌89上。又,該洗淨工具旋轉機構80支撐於昇降驅動機構82,洗淨工具旋轉機構80及上側之滾筒海綿77藉由昇降驅動機構82可在上下方向移動。另外,使下側之滾筒海綿78旋轉的洗淨工具旋轉機構81亦支撐於導軌,洗淨工具旋轉機構81及下側之滾筒海綿78藉由昇降驅動機構可上下運動,不過無圖示。昇降驅動機構例如使用利用滾珠螺桿之馬達驅動機構或空壓缸。晶圓W洗淨時,滾筒海綿77、78在彼此接近之方向移動而接觸於晶圓W的上下面。滾筒洗淨工具亦可使用滾筒刷來取代滾筒海綿。
第三圖係第二圖所示之基板洗淨裝置的俯視圖。在藉由保持輥71、72、73、74而保持之晶圓W的上方配置有用於在晶圓W之上面供給純
水的流體供給噴嘴88。流體供給噴嘴88鄰接於滾筒海綿77而配置,且與滾筒海綿77之長度方向平行,並以從晶圓W中心側朝向外周側供給純水之方式配置,該供給之該純水會沿著滾筒海綿77之長度方向流動。亦即,從流體供給噴嘴88供給之純水,係沿著滾筒海綿77在晶圓W上從其中心側朝向外周側流動。流體供給噴嘴88亦可供給藥液來取代純水。
流體供給噴嘴88對滾筒海綿77配置於藥液供給噴嘴87及清洗液供給噴嘴85(亦即洗淨液供給噴嘴)的相反側。如第三圖所示,藥液及清洗液(亦即洗淨液)供給至旋轉之晶圓W上面的第一區域R1,純水供給至第二區域R2。第一區域R1及第二區域R2定義為位於滾筒海綿77兩側之2個區域。亦即,第二區域R2對滾筒海綿77係位於第一區域R1之相反側。
供給至晶圓W第一區域R1之藥液及清洗液隨著晶圓W旋轉而接觸滾筒海綿77,其後轉送至第二區域R2。轉送至該第二區域R2之藥液及清洗液中含有藉由晶圓W之摩擦洗淨而產生的微粒子等洗淨屑。從流體供給噴嘴88供給之純水在第二區域R2中形成朝向晶圓W外側之水流,該水流從晶圓W沖走藥液及清洗液。因此,使用於晶圓W之摩擦洗淨的藥液及清洗液(亦即洗淨液)藉由純水迅速從晶圓W除去,可提高藥液及清洗液之洗淨效果。再者,由於減低貯存於滾筒海綿77中之洗淨屑的量,因此可大幅延長滾筒海綿77之壽命。
第四圖係流體供給噴嘴88之側視圖。如第四圖所示,流體供給噴嘴88對晶圓W表面傾斜。純水之供給角度(第四圖中以符號α表示)宜一定程度小。此因,為了防止純水碰撞晶圓W時飛濺,及朝向晶圓W外側形成純水之強水流。具體而言,純水對晶圓W表面之供給角度宜為5度以上且
60度以下。供給角度更宜為5度以上且30度以下。
為了確實達到除去洗淨液(藥液及清洗液)之效果,純水之流量宜為500mL/min~2L/min。純水之流量高時,亦可使從晶圓W上觀看時之純水供給方向不與滾筒海綿77平行。換言之,亦可使從晶圓W上觀看時之純水的供給方向對滾筒海綿77傾斜。
為了確實達到除去洗淨液(藥液及清洗液)之效果,如第三圖所示,供給純水之第二區域R2在晶圓W之旋轉方向,宜係滾筒海綿77之下游側。藉由在定義於該位置之第二區域R2供給純水,純水之水流從晶圓W沖走洗淨液時可確保足夠之時間。
如第三圖所示,流體供給噴嘴88宜以橫跨垂直於滾筒海綿77長度方向之晶圓W的中心線CL之方式在晶圓W表面上形成純水之水流。如此流動之純水可沖走存在於晶圓W中心區域的洗淨液。
其次說明洗淨晶圓W之工序。首先,藉由保持輥71、72、73、74使晶圓W在其軸心周圍旋轉。其次,從上側藥液供給噴嘴87及無圖示之下側藥液供給噴嘴供給藥液至晶圓W的上面及下面。在該狀態下,藉由滾筒海綿77、78在其水平延伸之軸心周圍旋轉,並滑動接觸於晶圓W之上下面,來摩擦洗淨晶圓W之上下面。滾筒海綿77、78比晶圓W之直徑(寬度)長,可接觸於晶圓W之整個上下面。在將藥液供給至晶圓W之期間,從流體供給噴嘴88供給純水至晶圓W。使用於摩擦洗淨之藥液藉由形成於晶圓W之第二區域R2上的純水水流而從晶圓W迅速排出。
摩擦洗淨後,藉由使滾筒海綿77、78滑動接觸於晶圓W之上下面,並在旋轉之晶圓W的上面及下面供給作為清洗液之純水,來進行晶
圓W之洗滌(清洗)。將清洗液供給至晶圓W之期間,同樣地從流體供給噴嘴88供給純水至晶圓W。使用於晶圓W清洗之清洗液藉由形成於晶圓W之第二區域R2上的純水水流而從晶圓W迅速排出。
為了以清洗液稀釋藥液,亦可將藥液與清洗液同時供給至晶圓W之第一區域R1。此時,亦在將藥液及清洗液供給至晶圓W之期間,從流體供給噴嘴88供給純水至晶圓W之第二區域R2。
如第五圖所示,保持輥71、72、73、74亦可將晶圓W在其表面從第一區域R1朝向第二區域R2傾斜於下方的狀態下保持並使其旋轉。或是,如第六圖所示,保持輥71、72、73、74亦可在晶圓表面沿著從流體供給噴嘴88吐出之純水流動方向而傾斜於下方的狀態下保持晶圓W並使其旋轉。採用第五圖及第六圖所示之此等例時,係將洗淨液藉由其本身重量與離心力而從晶圓W表面迅速排除。
如第七圖所示,亦可進一步設置在晶圓W之第三區域R3供給純水的流體供給噴嘴90。第三區域R3對滾筒海綿77位於與第一區域R1相同側,且對晶圓W之旋轉方向位於滾筒海綿77的下游側。再者,第三區域R3對晶圓W之旋轉方向位於第一區域R1之上游側。2個流體供給噴嘴88、90對晶圓W之中心對稱配置。第二流體供給噴嘴90與第一流體供給噴嘴88同樣地係以從晶圓W之中心側朝向外周側供給純水的方式配置。第七圖所示之實施形態可省略清洗液供給噴嘴。流體供給噴嘴90亦可取代純水而供給藥液。
第八圖係顯示又其他實施形態之圖。第八圖所示之實施形態與第七圖所示之實施形態的差異處為:將形成扁平扇狀之噴流的扁平噴嘴
使用於藥液供給噴嘴87,以及設有在第四區域R4供給藥液之藥液供給噴嘴92。第四區域R4對滾筒海綿77位於與第二區域R2相同側,並對晶圓W之旋轉方向位於滾筒海綿77之上游側。第八圖所示之實施形態未設清洗液供給噴嘴。
扁平噴嘴適合對直線性狹窄之區域供給液體。在第四區域R4供給藥液之藥液供給噴嘴92亦使用扁平噴嘴。該實施形態如第八圖所示,從藥液供給噴嘴87供給藥液之第一區域R1對晶圓W之旋轉方向位於滾筒海綿77的上游側,且係沿著滾筒海綿77而直線性延伸之狹窄區域。從藥液供給噴嘴92供給藥液之第四區域R4亦係對晶圓W之旋轉方向位於滾筒海綿77的上游側,且係沿著滾筒海綿77而直線性延伸之狹窄區域。
藉由使用扁平噴嘴作為藥液供給噴嘴87、92,可對沿著滾筒海綿77之長度方向的直線性區域供給藥液。供給至此種區域之藥液伴隨晶圓W之旋轉而均勻地接觸於滾筒海綿77,可實現均勻之晶圓洗淨。藥液供給噴嘴87、92不限於扁平噴嘴,只要是可對沿著滾筒海綿77之長度方向的直線性區域供給藥液者即可。例如,亦可使用具有縫隙狀之液體吐出口的縫隙噴嘴或是具有在直線上排列之複數個液體吐出口的多孔噴嘴作為藥液供給噴嘴87、92。
第九圖係顯示第一洗淨單元(基板洗淨裝置)16之又其他實施形態的側視圖,第十圖係第九圖所示之第一洗淨單元16的前視圖。第一洗淨單元16具備:保持晶圓W而使其旋轉之4個保持輥71、72、73、74、接觸於晶圓W之上下面的圓柱狀滾筒海綿(滾筒洗淨工具)77、78、使上側之滾筒海綿77在其軸心周圍旋轉的洗淨工具旋轉機構80、使下側之滾筒海
綿78在其軸心周圍旋轉的洗淨工具旋轉機構81、在晶圓W之上面供給清洗液(例如純水)的上側清洗液供給噴嘴85A、85B、及在晶圓W之上面供給藥液的上側藥液供給噴嘴87A、87B。
再者,第一洗淨單元16具備在晶圓W之下面供給清洗液(例如純水)的下側清洗液供給噴嘴85C、及在晶圓W之下面供給藥液的下側藥液供給噴嘴87C。本說明書係將藥液及清洗液統稱為洗淨液,並將藥液供給噴嘴87A~87C及清洗液供給噴嘴85A~85C統稱為洗淨液供給噴嘴。來自此等洗淨液供給噴嘴之洗淨液對晶圓面的入射角係銳角。具體而言,洗淨液供給噴嘴係以在晶圓面上形成流向下方之洗淨液的水流之角度配置。
保持輥71、72、73、74藉由無圖示之驅動機構(例如空壓缸)可在接近及離開晶圓W之方向移動。4個保持輥中之2個保持輥72、73連結於基板旋轉機構75,此等保持輥72、73可藉由基板旋轉機構75而在相同方向旋轉。在4個保持輥71、72、73、74保持晶圓W之周緣部的狀態下,晶圓W藉由2個保持輥72、73旋轉而在其軸心周圍旋轉。
本實施形態中,保持晶圓W而使其旋轉之基板保持部係由保持輥71、72、73、74與基板旋轉機構75構成。基板旋轉機構75由馬達、與將該馬達之驅動力傳達至保持輥72、73的皮帶等構成。本實施形態之基板旋轉機構75係連結於2個保持輥72、73,不過基板旋轉機構75亦可連結於保持輥71、72、73、74中之1個,此外亦可連結於3個以上的保持輥。
保持輥71、72、73、74之軸心對垂直方向傾斜,結果,保持於保持輥71、72、73、74之晶圓W對水平面以指定之角度α傾斜。晶圓W係在元件面(亦即形成有元件之面)朝上之狀態下保持於保持輥71、72、73、
74。
上側藥液供給噴嘴87A、87B及上側清洗液供給噴嘴85A、85B在傾斜之晶圓W上面的上側區域供給藥液及清洗液。同樣地,下側藥液供給噴嘴87C及下側清洗液供給噴嘴85C在傾斜之晶圓W下面的上側區域供給藥液及清洗液。供給至晶圓W之藥液及清洗液藉由其本身重量在晶圓W上流向下方而接觸於滾筒海綿77、78。此處所謂晶圓W上面之上側區域,係在晶圓W之上面上水平延伸的中心線(第十圖中以符號L表示)之上方區域,所謂晶圓W下面之上側區域,係在晶圓W之下面上水平延伸的中心線(無圖示)之上方區域。
如第九圖之箭頭所示,滾筒海綿77、78在提升保持於保持輥71、72、73、74之晶圓W的方向藉由洗淨工具旋轉機構80、81而旋轉。從旋轉之滾筒海綿77、78傳送至晶圓W的向上之力藉由上側之2個保持輥71、74而支撐。構成基板保持部之保持輥的數量及配置不限於第九圖及第十圖所示之實施形態。例如,亦可將3個保持輥配置於晶圓W之周圍,並將其中之1個配置於支撐上述向上之力的位置。保持輥之數量至少為3個,且宜為4個以上。
滾筒海綿77、78藉由無圖示之移動機構可在接觸及離開晶圓W之方向移動。此種移動機構例如使用運用了滾珠螺桿之馬達驅動機構或空壓缸。晶圓W洗淨時,滾筒海綿77、78在彼此接近之方向移動,而接觸於晶圓W之上下面。滾筒洗淨工具亦可使用滾筒刷來取代滾筒海綿。
其次,說明洗淨晶圓W之工序。首先,藉由保持輥71、72、73、74使晶圓W在其軸心周圍旋轉。其次,從上側藥液供給噴嘴87A、87B
及下側藥液供給噴嘴87C供給藥液至晶圓W之上面及下面。在該狀態下,藉由滾筒海綿77、78在其水平延伸之軸心周圍旋轉,並滑動接觸於晶圓W的上下面,來摩擦洗淨晶圓W之上下面。滾筒海綿77、78比晶圓W之直徑(寬度)長,可接觸於整個晶圓W之上下面。
摩擦洗淨後,藉由使滾筒海綿77、78滑動接觸於晶圓W之上下面,並從清洗液供給噴嘴85A~85C供給清洗液至旋轉之晶圓W的上面及下面,來進行晶圓W之洗滌(清洗)。晶圓W洗滌時,亦可使滾筒海綿77、78從晶圓W之上下面離開。晶圓W摩擦洗淨時,為了以清洗液稀釋藥液,亦可同時供給藥液與清洗液至晶圓W。
因為晶圓W之表面係在洗淨液存在下,藉由滾筒海綿77與晶圓W之滑動接觸而洗淨,所以在晶圓W表面上洗淨效果最高之區域係滾筒海綿77與晶圓W之相對速度最高的區域D(參照第十圖)。存在於該區域D之洗淨液(藥液及/或清洗液)伴隨晶圓W之旋轉而移動至其上面之下側區域。由於晶圓W以指定之角度α傾斜,因此,洗淨液藉由其本身重量及離心力而從晶圓W迅速排出。因此,洗淨液中所含之微粒子等洗淨屑不致附著於滾筒海綿77,再者,新的洗淨液不致被使用後之洗淨液稀釋。因而,可延長滾筒海綿77之壽命,再者,可使晶圓W之洗淨效果提高。晶圓W之下面亦可同樣獲得此種效果。
對晶圓W之水平面的角度α係比0度大,而在90度以下,且宜為30度以上,且90度以下,更宜為30度以上,且80度以下。
為了將包含洗淨屑之洗淨液(藥液及/或清洗液)確實從晶
圓W排除,如第十一圖及第十二圖所示,宜設置在晶圓W上面之下側區域供給純水的上側流體供給噴嘴90A、及在晶圓W下面之下側區域供給純水的下側流體供給噴嘴90B。流體供給噴嘴90A、90B係以在平行於滾筒海綿77、78之區域供給純水的方式構成。流體供給噴嘴90A、90B係使用扁平噴嘴。不過,流體供給噴嘴90A、90B不限於扁平噴嘴,只要是可在沿著滾筒海綿77、78之長度方向的直線性區域供給純水者即可。例如,亦可使用具有縫隙狀之液體吐出口的縫隙噴嘴或具有排列於直線上之複數個液體吐出口的多孔噴嘴作為流體供給噴嘴90A、90B。流體供給噴嘴90A、90B亦可供給藥液來取代純水。
流體供給噴嘴90A、90B對與晶圓面垂直之方向傾斜而配置。更具體而言,流體供給噴嘴90A、90B係以在晶圓面上形成流向下方之純水水流的角度而配置。純水供給至滾筒海綿77、78之正下方區域,並在晶圓W之上下面的下側區域上流向下方。此處,所謂晶圓W上面之下側區域,係在晶圓W之上面上水平延伸的中心線(第十二圖中以符號L表示)之下方區域,所謂晶圓W下面之下側區域,係在晶圓W之下面上水平延伸的中心線(無圖示)之下方區域。
存在於區域D之洗淨液(藥液及/或清洗液)伴隨晶圓W之旋轉而移動至其上面及下面的下側區域。洗淨液如第十二圖所示,藉由其本身重量、離心力及純水之水流而從晶圓W迅速排出。
第十三圖係垂直保持晶圓W之方式構成的基板洗淨裝置之側視圖。第十三圖所示之實施形態,對保持於保持輥71、72、73、74之晶圓W的水平面形成之角度α係90度。鄰接於滾筒海綿77、78分別配置有流體
供給噴嘴90A、90B。此等流體供給噴嘴90A、90B藉由將純水或藥液構成之流體供給至晶圓W兩面的下側區域,可將殘留於晶圓W表面之微粒子在再度接觸於滾筒海綿77、78之前沖走。
以上係說明本發明之實施形態,不過本發明不限定於上述實施形態,在其技術性思想之範圍內可以各種不同形態實施。
Claims (21)
- 一種基板洗淨裝置,其特徵為具備:基板保持部,其係保持基板並使其旋轉;洗淨液供給噴嘴,其係在前述基板之第一區域供給洗淨液;滾筒洗淨工具,其係在前述洗淨液存在下,藉由滑動接觸於前述基板而洗淨前述基板;及流體供給噴嘴,其係從前述基板之軸線之延長方向來看,鄰接於前述滾筒洗淨工具而配置,且與前述滾筒洗淨工具之長度方向平行,在前述基板之第二區域供給純水或藥液構成之流體,該供給之前述流體會沿著前述滾筒洗淨工具之長度方向流動;前述第二區域對前述滾筒洗淨工具位於前述第一區域之相反側,前述流體之供給方向係從前述基板之中心側朝向外周側的方向。
- 如申請專利範圍第1項之基板洗淨裝置,其中前述第二區域係對前述基板之旋轉方向,在前述滾筒洗淨工具下游側之區域。
- 如申請專利範圍第1項之基板洗淨裝置,其中前述流體之供給方向係沿著前述滾筒洗淨工具而從前述基板中心側朝向外周側的方向。
- 如申請專利範圍第1項之基板洗淨裝置,其中前述流體對前述基板表面之供給角度係在5度至60度的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項之基板洗淨裝置,其中前述基板之第一區域係對前述基板之旋轉方向,位於前述滾筒洗淨工具之上游側,且沿著前述滾筒洗淨工具而直線性延伸之區域。
- 如申請專利範圍第1項之基板洗淨裝置,其中前述流體供給噴嘴係以橫跨垂直於前述滾筒洗淨工具之長度方向的前述基板中心線之方式,在前述基板之表面上形成流體之流動。
- 如申請專利範圍第1項之基板洗淨裝置,其中前述基板保持部係在使前述基板對水平面傾斜指定角度之狀態下使前述基板旋轉。
- 如申請專利範圍第7項之基板洗淨裝置,其中前述滾筒洗淨工具進一步具備洗淨工具旋轉機構,其係使前述滾筒洗淨工具在提升前述基板之方向旋轉。
- 如申請專利範圍第7項之基板洗淨裝置,其中前述滾筒洗淨工具比前述基板之寬度長。
- 如申請專利範圍第8項之基板洗淨裝置,其中前述基板保持部具備:至少3個保持輥,其係保持前述基板之周緣部;及基板旋轉機構,其係使前述保持輥中之至少1個旋轉;前述保持輥中之至少1個配置於支撐從前述滾筒洗淨工具傳導至前述基板的向上之力的位置。
- 如申請專利範圍第7項之基板洗淨裝置,其中前述指定之角度係30度以上,且90度以下。
- 一種基板洗淨方法,其特徵為:保持基板並使其旋轉,在前述基板之第一區域供給洗淨液,在前述洗淨液存在下,使滾筒洗淨工具滑動接觸於前述基板,於前述基板洗淨中,在前述基板之第二區域供給純水或藥液構成之流體,該供給之前述流體會沿著前述滾筒洗淨工具之長度方向流動,前述第二區域對前述滾筒洗淨工具位於前述第一區域之相反側,前述流體之供給方向係從前述基板之中心側朝向外周側的方向。
- 如申請專利範圍第12項之基板洗淨方法,其中前述第二區域係對前述基板之旋轉方向,在前述滾筒洗淨工具下游側之區域。
- 如申請專利範圍第12項之基板洗淨方法,其中前述流體之供給方向係沿著前述滾筒洗淨工具而從前述基板中心側朝向外周側的方向。
- 如申請專利範圍第12項之基板洗淨方法,其中前述流體對前述基板表面之供給角度係在5度至60度的範圍內。
- 如申請專利範圍第12項之基板洗淨方法,其中前述基板之第一區域係對前述基板之旋轉方向,位於前述滾筒洗淨工具之上游側,且沿著前述滾筒洗淨工具而直線性延伸之區域。
- 如申請專利範圍第12項之基板洗淨方法,其中係以橫跨垂直於前述滾筒洗淨工具之長度方向的前述基板中心線之方式,在前述基板之表面上形成前述流體之流動。
- 如申請專利範圍第12項之基板洗淨方法,其中在使前述基板對水平面傾斜指定角度之狀態下使前述基板旋轉。
- 如申請專利範圍第18項之基板洗淨方法,其中藉由使前述滾筒洗淨工具在提升前述基板之方向旋轉,而使前述滾筒洗淨工具滑動接觸於前述基板。
- 如申請專利範圍第18項之基板洗淨方法,其中前述指定之角度係30度以上,且90度以下。
- 一種基板洗淨裝置,其特徵為具備:基板保持部,其係將基板在其對水平面傾斜之狀態下保持;洗淨液供給噴嘴,其係在前述基板供給洗淨液;滾筒洗淨工具,其係在前述洗淨液之存在下,藉由滑動接觸於前述基板而洗淨前述基板;及流體供給噴嘴,其係從前述滾筒洗淨工具朝向外側而配置,在前述基板供給純水或藥液構成之流體;前述流體供給噴嘴,係具有縫隙狀之液體吐出口的縫隙噴嘴或是具有在直線上排列之複數個液體吐出口的多孔噴嘴。
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