TWI820940B - 噴灑與清洗系統、基板處理裝置及其噴嘴的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本申請提供一種噴灑與清洗系統，包括：整合噴頭、第一供應系統和第二供應系統。該整合噴頭包括第一噴嘴、第二噴嘴和套管，其中該套管環繞地設置在該第一噴嘴和該第二噴嘴之外，以及該第二噴嘴連通該套管和該第一噴嘴之間的空間。該第一供應系統連接至該第一噴嘴，配置為提供製程液體。該第二供應系統連接至該第二噴嘴，配置為提供物質以清潔殘留在該第一噴嘴上的殘留物。

Description

噴灑與清洗系統、基板處理裝置及其噴嘴的清洗方法

本揭示是涉及一種半導體領域，特別是關於一種噴灑與清洗系統、基板處理裝置和基板處理裝置之噴嘴的清洗方法。

半導體基板可藉由單晶圓旋轉機台進行濕式蝕刻或清洗。然而，在噴灑完化學液體之後，化學液體容易殘留在噴嘴，使得後續進行基板的清洗時，殘留的該化學液體會污染清洗液，進而影響產品的品質。

有鑑於此，有必要提供一種基板處理裝置和清洗方法，以解決上述技術問題。

為解決上述習知技術之問題，本申請之目的在於提供一種噴灑與清洗系統、基板處理裝置和基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其將主要的噴嘴清洗部件與噴嘴整合在一起，避免噴嘴清洗部件與噴嘴分離設置而導致請洗時對位誤差，進而確保噴嘴可被確實地清潔。

為達成上述目的，本申請提供一種噴灑與清洗系統，包括：整合噴頭、第一供應系統和第二供應系統。該整合噴頭包括第一噴嘴、第二噴嘴和套管，其中該套管環繞地設置在該第一噴嘴和該第二噴嘴之外，以及該第二噴嘴連 通該套管和該第一噴嘴之間的空間。該第一供應系統連接至該第一噴嘴，配置為提供製程液體。該第二供應系統連接至該第二噴嘴，配置為提供物質以清潔殘留在該第一噴嘴上的殘留物。

在一些實施例中，該第二供應系統包括負壓供應裝置，配置為提供負壓以抽取出殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。

在一些實施例中，該第二供應系統包括清洗液體供應裝置，配置為提供清洗液體以沖洗並去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。

在一些實施例中，該第二供應系統包括氣體供應裝置，配置為提供乾燥氣體以去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物及吹乾該第一噴嘴。

在一些實施例中，在垂直方向上，該套管的長度大於該第一噴嘴的長度。

在一些實施例中，該第二噴嘴設置有複數個噴出口，並且該複數個噴出口環形地設置在該套管和該第一噴嘴之間的該空間中。

本申請還提供一種基板處理裝置，包括：基板保持部、如上所述的噴灑與清洗系統和移動裝置。該基板保持部用於保持基板。該移動裝置與該噴灑與清洗系統連接，用於控制該噴灑與清洗系統之整合噴頭在待機位置與該基板保持部之上方的位置之間移動。

本申請還提供一種基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，包括：提供基板處理裝置，該基板處理裝置包含基板保持部和如上所述的噴灑與清洗系統；在該基板保持部上放置基板；控制該噴灑與清洗系統之第一噴嘴在該基板上方沿一路徑噴灑製程液體；停止噴灑該製程液體；以及控制該噴灑與清洗系統之第二供應系統提供物質以清潔殘留在該第一噴嘴上的殘留物。

在一些實施例中，該第二供應系統包括負壓供應裝置，以及控制該供應系統提供該物質包括：藉由該負壓供應裝置提供負壓以抽取出殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。

在一些實施例中，該基板處理裝置還包含移動裝置，該移動裝置配置為控制該噴灑與清洗系統之整合噴頭在待機位置與該基板保持部之上方的位置之間移動。在噴灑該製程液體之前，該清洗方法還包括：藉由該移動裝置控制該噴灑與清洗系統之該整合噴頭從該待機位置移動至該基板保持部之上。在停止噴灑該製程液體之後啟動該負壓供應裝置，接著再藉由該移動裝置控制該噴灑與清洗系統之該整合噴頭移動至該待機位置。

在一些實施例中，該第二供應系統包括清洗液體供應裝置，以及控制該供應系統提供該物質包括：藉由該清洗液體供應裝置提供清洗液體以沖洗並去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。

在一些實施例中，該第二供應系統包括氣體供應裝置，以及控制該供應系統提供該物質包括：藉由該氣體供應裝置提供乾燥氣體以去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物及吹乾該第一噴嘴。

相較於先前技術，本申請提供了一種噴灑與清洗系統、基板處理裝置和基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其可將殘留在噴嘴上的殘留物清除，以避免基板汙染或過度蝕刻等。此外，藉由將提供製程液體的第一噴嘴與提供清洗物質的第二噴嘴整合在一起，使得兩者之間的距離保持固定。因此，當藉由第二噴嘴執行第一噴嘴的清潔操作時，確保了第一噴嘴能被第二噴嘴所對準並清洗乾淨，不會因為兩者之間對位偏移而導致清潔效果下降。

10:基板處理裝置

11:基板保持部

12:整合噴頭

121、221:第一噴嘴

122、222:套管

123、223:第二噴嘴

13:第一供應系統

14:第二供應系統

141:負壓供應裝置

142:清洗液體供應裝置

143:氣體供應裝置

15、25:第一管路

16、26:第二管路

17:移動裝置

171:旋轉升降柱

172:長臂

18:定位件

2:基板

P1:待機位置

A、B:點

O:中心點

R:路徑

V1:第一閥門

V2:第二閥門

V3:第三閥門

V4:第四閥門

圖1顯示本申請之第一實施例之基板處理裝置之示意圖；圖2顯示圖1之基板處理裝置之局部俯視圖；圖3顯示圖1之基板處理裝置之噴灑與清洗系統之整合噴頭之示意圖；圖4顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第一操作示意圖；圖5顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第二操作示意圖；圖6顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第三操作示意圖；圖7顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第四操作示意圖；圖8顯示本申請之第二實施例之噴灑與清洗系統之整合噴頭之示意圖。

為了讓本申請之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本申請較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照圖1和圖2，圖1顯示本申請之第一實施例之基板處理裝置之示意圖，以及圖2顯示圖1之基板處理裝置之局部俯視圖。基板處理裝置10是用於對基板進行各種處理，例如進行濕式蝕刻或者是去除基板表面的顆粒等。基板處理裝置10包括基板保持部11、整合噴頭12、第一供應系統13、第二供應系統14、第一管路15、第二管路16和移動裝置17。在本實施例中，整合噴頭12、第一供應系統13、第二供應系統14、第一管路15和第二管路16共同構成本申請之噴灑與清洗系統。應當理解的是，在圖2中，基板處理裝置10包含3個噴灑與清洗系統，然而，在其他實施例中可包含其他數量的噴灑與清洗系統，不侷限於此。

如圖1所示，基板保持部11包含用於保持基板2的旋轉盤。可選地，可藉由真空吸附的方式將基板吸附在旋轉盤，或者是藉由夾持機構將基板夾持固定在旋轉盤上，不局限於此。

請參照圖3，其顯示圖1之基板處理裝置之噴灑與清洗系統之整合噴頭之示意圖。整合噴頭12包括第一噴嘴121、套管122和第二噴嘴123。套管122套設在第一噴嘴121和第二噴嘴123之外。具體來說，第一噴嘴121和第二噴嘴123朝垂直方向延伸。套管122包含朝垂直方向延伸的環形壁以及位於環形壁相對兩側的第一端和第二端。套管122的第一端設置有頂壁，並且頂壁開設有兩個小開口。套管122的第二端為不具有物理遮蔽物的開口通道。套管122的環形壁環繞地設置在第一噴嘴121和第二噴嘴123之外。第一噴嘴121和第二噴嘴123分別藉由套管122的第一端的兩個小開口延伸至套管122的內部。第一噴嘴121和第二噴嘴123噴灑出的氣體或液體從套管122的第二端排出。第一噴嘴121設置在靠近套管122內的中心軸位置，以及第二噴嘴123設置在第一噴嘴121與套管122的環形壁之間。也就是說，第二噴嘴123連通套管122和第一噴嘴121之間的空間。應當注意的是，在垂直方向上，套管122的長度大於第一噴嘴121的長度，因此套管122的第二端的開口口徑可限制第一噴嘴121噴灑的範圍，避免噴灑出的製程液體在基板2上過度飛濺。再者，在套管122的內部，與第一噴嘴121的噴出口的位置相比，第二噴嘴123的噴出口相對靠近套管122的第一端。同樣地，與第二噴嘴123的噴出口的位置相比，第一噴嘴121的噴出口相對靠近套管122的第二端。因此，第二噴嘴123噴灑出的氣體或液體會到達第一噴嘴121的外側壁和末端。

如圖1和圖3所示，第一供應系統13藉由第一管路15連接至第一噴嘴121，以及第二供應系統14藉由第二管路16連接至第二噴嘴123。第一供應系統 13配置為提供製程液體，如蝕刻液等。第二供應系統14配置為提供一物質以清潔殘留在第一噴嘴121上的殘留物。如圖1所示，第二供應系統14包括負壓供應裝置141、清洗液體供應裝置142和氣體供應裝置143。負壓供應裝置141可提供負壓。清洗液體供應裝置142可提供清洗液體，如去離子水。氣體供應裝置143可提供乾燥氣體，如乾淨的乾空氣或氮氣等。

應當理解的是，第二噴嘴123作為主要施加清潔第一噴嘴121的物質的部件。也就是說，第一噴嘴121與第二噴嘴123兩者的相對距離會直接地影響第一噴嘴121的清洗效果。在本申請中，由於第一噴嘴121與第二噴嘴123整合在一起，使得兩者之間的距離保持固定。因此，當藉由第二噴嘴123執行第一噴嘴121的清潔操作時，確保了第一噴嘴121能被第二噴嘴123所對準並清洗乾淨，不會因為兩者之間對位偏移而導致清潔效果下降。

如圖1至圖3所示，移動裝置17與噴灑與清洗系統連接，用於控制噴灑與清洗系統之整合噴頭12在一待機位置P1與基板保持部11之上方的位置之間移動。移動裝置17包括旋轉升降柱171和長臂172。圖3所示，整合噴頭12藉由定位件18固定至長臂172的一端，以及長臂172的另一端連接至旋轉升降柱171。如圖2所示，旋轉升降柱171設置在基板保持部11的周圍外側，與基板保持部11相距一距離。當旋轉升降柱171轉動時，長臂172能帶動整合噴頭12一起移動。舉例來說，移動裝置17能控制整合噴頭12從待機位置P1移動至基板保持部11之上，始得第一噴嘴121在基板2上方沿一路徑R噴灑對應的製程液體。路徑R包含從基板2的邊緣上的一點A朝基板2的中心點O移動，並且接著從基板2的中心點O朝基板2的邊緣上的另一點B移動。在一些實施例中，旋轉升降柱171分別與旋轉驅動部以及升降驅動部連接，其中旋轉驅動部和升降驅動部可採用將旋轉升降柱171分 別與兩個不同的驅動裝置(例如馬達)連接來實施，或者是將旋轉驅動部和升降驅動部整合在同一驅動裝置上，並進一步與旋轉升降柱171連接來實施。藉由旋轉驅動部的驅動可驅使旋轉升降柱171繞著一轉軸轉動，進而驅使長臂172帶動整合噴頭12在水平面上沿路徑R移動。再者，藉由升降驅動部的驅動可驅使旋轉升降柱171沿著垂直於水平面的方向做垂直升降運動，連帶地改變整合噴頭12的水平高度。

本申請還提供一種基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其將主要的噴嘴清洗部件與第一噴嘴121整合在一起，並且藉由第二噴嘴123與第二供應系統14提供對應的物質來實現第一噴嘴121的清潔，具體噴灑與清洗步驟以及各部件的具體配置將詳述於後。

請參照圖1、圖2和圖4，圖4顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第一操作示意圖。當基板處理裝置10處理基板時，首先提供如圖1所示之基板處理裝置10。應當理解的是，基板處理裝置10之各部件的具體結構如上所述，在此不加以贅述。接著，在基板保持部11上放置基板2。如圖2所示，當將基板2保持在基板保持部11之後，藉由移動裝置17控制噴灑與清洗系統之整合噴頭12從待機位置P1移動至基板保持部11之上方，並且沿一路徑R進行往復運動。如圖4所示，此時，第一管路15上的第一閥門V1開啟，以及第二管路16上的第二閥門V2、第三閥門V3和第四閥門V4關閉。第一供應系統13通過第一管路15提供製程液體至第一噴嘴121，並且第一噴嘴121將製程液體噴灑至基板2上。此外，由於第二管路16上的閥門關閉，因此第二供應系統14不提供物質至第二噴嘴123。也就是說，在此步驟中，藉由移動裝置17控制第一噴嘴121在基板2上方沿路徑R噴灑製程液體，以對基板2進行各種處理，例如進行濕式蝕刻等。

請參照圖5，其顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第二操作示意圖。當第一噴嘴121噴灑一段時間後，第一管路15上的第一閥門V1關閉並且停止噴灑製程液體。此時，為了避免殘留在第一噴嘴121和套管122內壁的製程液體滴落在基板2上，啟動第二供應系統14的負壓供應裝置141。具體來說，第二管路16上的第二閥門V2開啟，以及第一管路15和第二管路16上的其餘閥門關閉。此時，由於套管122的長度大於第一噴嘴121的長度，藉由負壓供應裝置141提供負壓，進而可利用真空力順利地抽取出殘留在第一噴嘴121和套管122內壁上的殘留物，防止殘留物滴落於基板2表面，以及避免基板2遭受化學藥液污染或過度蝕刻。在此步驟中，殘留物包括製程液體和/或其他可能的汙染物質。

如圖2所示，當第一噴嘴121停止噴灑製程液體之後，移動裝置17控制整合噴頭12移動至待機位置P1。待機位置P1設置有一槽體。應當注意的是，整合噴頭12至待機位置P1的移動與負壓供應裝置141的啟動可同時開始，也可以彼此相隔一段時間依序進行。然而，當兩動作在不同時間點發生時，較佳地先啟動負壓供應裝置141再接著移動整合噴頭12，如此可避免因先移動整合噴頭12而導致殘留的製程液體被甩落。

請參照圖6，其顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第三操作示意圖。如圖6所示，當控制整合噴頭12定位至待機位置P1後，第一管路15上的第一閥門V1保持關閉，第二管路16上的第三閥門V3開啟，以及第二管路16上的其餘閥門關閉。此時，第二供應系統14的清洗液體供應裝置142開啟。清洗液體供應裝置142通過第二管路16提供清洗液體至第二噴嘴123，並且第二噴嘴123將清洗液體噴灑至第一噴嘴121和套管122內壁上，進而沖洗並去除殘留在第一噴 嘴121和套管122內壁上的殘留物。殘留物例如包括製程液體及其結晶等。可以理解的是，噴灑出的清洗液體和殘留物可藉由位於待機位置P1的槽體收集並排出。

請參照圖7，其顯示本申請之實施例之基板處理裝置之第四操作示意圖。清洗液體供應裝置142停止輸出清洗液體，並且將第二管路16上的第三閥門V3關閉。接著，第一管路15上的第一閥門V1保持關閉，第二管路16上的第四閥門V4開啟，以及第二管路16上的其餘閥門關閉。此時，第二供應系統14的氣體供應裝置143開啟。氣體供應裝置143通過第二管路16提供乾燥氣體至第二噴嘴123，並且第二噴嘴123將乾燥氣體施加至第一噴嘴121和套管122內壁上，進而去除殘留在第一噴嘴121和套管122內壁上的殘留物及吹乾第一噴嘴121。殘留物例如包括製程液體、清洗液體、異物微粒等。

請參照圖8，其顯示本申請之第二實施例之噴灑與清洗系統之整合噴頭之示意圖。本實施例的整合噴頭包括第一噴嘴221、套管222和第二噴嘴223。套管222環繞地設置在第一噴嘴221和第二噴嘴223之外。第一噴嘴221與第一管路25連接，以及第二噴嘴223與第二管路26連接。第二實施例之整合噴頭與第一實施例之整合噴頭大致相同，其區別在於，第二實施例之第二噴嘴223設置有複數個噴出口。該些噴出口環形地設置在套管222和第一噴嘴221之間的空間中。藉由多個噴出口的設計，第二噴嘴223可將物質均勻地施加至套管222和第一噴嘴221之間的空間，以提高清潔殘留物的效率。

相較於現有技術，本申請提供了一種噴灑與清洗系統、基板處理裝置和基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其可將殘留在噴嘴上的殘留物清除，以避免基板汙染或過度蝕刻等。此外，藉由將提供製程液體的第一噴嘴與提供清洗物質的第二噴嘴整合在一起，使得兩者之間的距離保持固定。因此，當藉由第二 噴嘴執行第一噴嘴的清潔操作時，確保了第一噴嘴能被第二噴嘴所對準並清洗乾淨，不會因為兩者之間對位偏移而導致清潔效果下降。

以上僅是本揭示的較佳實施方式，應當指出，對於所屬領域技術人員，在不脫離本揭示原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本揭示的保護範圍。

10:基板處理裝置

11:基板保持部

12:整合噴頭

13:第一供應系統

14:第二供應系統

141:負壓供應裝置

142:清洗液體供應裝置

143:氣體供應裝置

15:第一管路

16:第二管路

17:移動裝置

171:旋轉升降柱

172:長臂

2:基板

Claims (12)

1. 一種噴灑與清洗系統，包括：一整合噴頭，包括一第一噴嘴、一第二噴嘴和一套管，其中該套管環繞地設置在該第一噴嘴和該第二噴嘴之外，以及該第二噴嘴連通該套管和該第一噴嘴之間的空間，且該第二噴嘴對準該第一噴嘴；一第一供應系統，連接至該第一噴嘴，配置為提供一製程液體；以及一第二供應系統，連接至該第二噴嘴，配置為提供一物質以清潔殘留在該第一噴嘴上的一殘留物；其中，該製程液體為蝕刻液。
2. 如請求項1的噴灑與清洗系統，其中該第二供應系統包括一負壓供應裝置，配置為提供一負壓以抽取出殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。
3. 如請求項1的噴灑與清洗系統，其中該第二供應系統包括一清洗液體供應裝置，配置為提供一清洗液體以沖洗並去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。
4. 如請求項1的噴灑與清洗系統，其中該第二供應系統包括一氣體供應裝置，配置為提供一乾燥氣體以去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物及吹乾該第一噴嘴。
5. 如請求項1的噴灑與清洗系統，其中在一垂直方向上，該套管的長度大於該第一噴嘴的長度。
6. 如請求項1的噴灑與清洗系統，其中該第二噴嘴設置有複數個噴出口，並且該複數個噴出口環形地設置在該套管和該第一噴嘴之間的該空間中。
7. 一種基板處理裝置，包括： 一基板保持部，用於保持一基板；如請求項1至6任一項所述的噴灑與清洗系統；以及一移動裝置，與該噴灑與清洗系統連接，用於控制該噴灑與清洗系統之一整合噴頭在一待機位置與該基板保持部之上方的位置之間移動。
8. 一種基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，包括：提供一基板處理裝置，該基板處理裝置包含一基板保持部和如請求項1至6任一項所述的噴灑與清洗系統；在該基板保持部上放置一基板；控制該噴灑與清洗系統之該第一噴嘴在該基板上方沿一路徑噴灑該製程液體；停止噴灑該製程液體；以及控制該噴灑與清洗系統之該第二供應系統提供該物質以清潔殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。
9. 如請求項8的基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其中該第二供應系統包括一負壓供應裝置，以及控制該供應系統提供該物質包括：藉由該負壓供應裝置提供一負壓以抽取出殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。
10. 如請求項9的基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其中該基板處理裝置還包含一移動裝置，該移動裝置配置為控制該噴灑與清洗系統之一整合噴頭在一待機位置與該基板保持部之上方的位置之間移動；其中在噴灑該製程液體之前，該清洗方法還包括：藉由該移動裝置控制該噴灑與清洗系統之該整合噴頭從該待機位置移動至該基板保持部之上；以及 其中在停止噴灑該製程液體之後啟動該負壓供應裝置，接著再藉由該移動裝置控制該噴灑與清洗系統之該整合噴頭移動至該待機位置。
11. 如請求項8的基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其中該第二供應系統包括一清洗液體供應裝置，以及控制該供應系統提供該物質包括：藉由該清洗液體供應裝置提供一清洗液體以沖洗並去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物。
12. 如請求項8的基板處理裝置之噴嘴的清洗方法，其中該第二供應系統包括一氣體供應裝置，以及控制該供應系統提供該物質包括：藉由該氣體供應裝置提供一乾燥氣體以去除殘留在該第一噴嘴上的該殘留物及吹乾該第一噴嘴。

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