專利名稱：基材處理設備以及清潔該基材處理設備的方法
技術領域：
本發明涉及一種基材處理設備，更具體而言，涉及一種使用處理液 處理半導體基材的基材處理設備，還涉及一種清潔該基材處理設備的方 法。
背景技術：
在制造半導體器件過程中需要諸如沉積、光刻、蝕刻和拋光等各種 處理。
通常，在將晶片置于其內的預定容器內部進行半導體處理并用處理 液或處理氣處理。這種半導體處理的特點是產生易于粘附在容器內壁上 的顆粒。具體而言，用作處理晶片的處理液的化學品溶液可以與空氣反 應，并產生鹽，而這種鹽會粘附在容器的內壁上。
當這種雜質不斷積聚在容器的內壁上時，在后續的半導體處理中， 雜質可能會在容器內部漂浮并粘附在晶片上，從而在晶片中造成缺陷。
為防止這種情況發生，容器的內部需要定期清潔。清潔容器的方法 包括由操作者實施的人工清潔和使用測試晶片(dummy wafer)。人工清潔
的方法包括首先由操作者拆卸所有容器，然后手動清潔各容器的內壁。 當以這種方式對容器進行人工清潔時，清潔容器所需的時間延長，因而 降低了工作效率和產率。產率降低是因為容器在被清潔的同時不能用于 半導體處理。
在使用測試晶片的方法中，首先將測試晶片安裝在旋轉頭上，然后旋轉測試晶片，并將清潔液供應到測試晶片上。供應到測試晶片上的清 潔液在旋轉的測試晶片的離心力作用下噴射到容器的內壁上，從而清潔 容器。然而，為增加產率，半導體處理系統設有多個容器，并且在各容 器內同時進行半導體處理。因此，當在一個容器內使用測試晶片進行清 潔時，其余的容器在按次序等待清潔時處于非生產狀態。因此，清潔容 器的時間長，工作效率和產率低。
發明內容
本發明提供一種基材清潔效率和產率改善的基材處理設備。
本發明還提供一種針對上述基材處理設備的清潔方法。
本發明的實施例提供包括旋轉頭、固定軸、供應管和轉動連接件的 基材支撐件。
所述旋轉頭在其上安裝有基材，沿一個方向轉動，并設有側向噴射 流體的至少一個噴射孔。所述固定軸與所述旋轉頭連接以支撐所述旋轉 頭。所述供應管設在所述固定軸的內部以輸送所述流體。所述轉動連接
件與所述旋轉頭和所述固定軸連接，用于接收由所述供應管輸送的所述 流體并向所述噴射孔供應所述流體。
具體而言，所述噴射孔可以設置成從所述旋轉頭的側面向所述旋轉 頭的中心軸延伸。
所述轉動連接件可以包括主體部、轉動部和至少一個軸承。所述主 體部可以固定在所述固定軸上，并且可以包括至少一個供應孔，所述流 體從所述供應管經所述供應孔流入。所述轉動部可以與所述旋轉頭連接 并一起轉動，并且可以包括與所述固定軸連接并用于接收所述流體和排 出所接收的流體的至少一個排出孔。所述軸承可以置于所述轉動部和所 述主體部之間，用于連接所述轉動部與所述主體部。
所述基材支撐件還可以包括與所述轉動部和所述旋轉頭連接的至少 一個清潔管，用于向所述噴射孔供應從所述排出孔排出的所述流體。
所述基材支撐件還可以包括與所述主體部和所述供應管連接的至少 一個連接管，用于向所述主體部供應從所述供應管排出的所述流體。在本發明的其它實施例中，基材處理設備包括處理容器和基材支撐件。
所述處理容器提供于其內對基材進行處理的空間。所述基材支撐件 設在所述處理容器內部并用于固定所述基材，并設有向所述處理容器噴 射流體以清潔所述處理容器的至少一個噴射孔。
清潔根據上述實施例的基材處理設備的方法如下。首先，向設置在 處理容器內部的基材支撐件供應流體；轉動所述基材支撐件，同時從所 述基材支撐件噴射所述流體來清潔所述處理容器。此處，所述流體從所 述基材支撐件的側面噴射。
可以在噴射所述流體時調節所述基材支撐件在所述處理容器內的垂 直位置。
所述流體可以包括用于清潔所述處理容器的清潔液和用于干燥所述 處理容器的干燥氣。
具體地，就所述處理容器的清潔而言，首先，可以通過轉動和噴射 所述清潔液的所述基材支撐件來清潔所述處理容器。然后，可以通過轉 動和噴射所述干燥氣的所述基材支撐件來干燥所述處理容器。
附圖用于進一步理解本發明，其并入本說明書中并構成它的一部分。 附圖闡明本發明的示例性實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原 理。在附圖中
圖1是根據一個實施例的基材處理設備的立體圖。
圖2是圖1中的處理容器和基材支撐件的剖視圖。
圖3是圖2中所示的基材支撐件的剖視圖。 圖4是圖3中所示的基材支撐件的立體圖。 圖5是圖4中所示的旋轉頭的平面圖。
圖6是顯示圖3中所示的轉動連接件和周圍機構連接的立體圖。圖7是圖6中所示的轉動連接件的詳細立體圖。
圖8是剖視圖，顯示在圖2的基材處理設備內清潔處理容器的過程。
圖9是平面圖，顯示從圖8所示的基材支撐件噴射清潔液的過程。
具體實施例方式
下面參照附圖更詳細地描述本發明的優選實施例。然而，本發明可 以體現為不同形式，并且不應當認為本發明受限于在此提出的實施例。 相反，提供這些實施例是為了使本發明的公開內容徹底和完整，并向本 領域技術人員全面地表達本發明的范圍。
圖1是根據一個實施例的基材處理設備的立體圖。
參照圖1，基材處理設備400包括處理容器100、基材支撐件200以 及多個噴嘴310和320。
處理容器100是頂部開放的圓柱形容器，并提供處理晶片10的處理 空間。處理容器IOO的開放頂部用于取出和放入整批的晶片10。處理空 間容納基材支撐件200。當在晶片IO上進行處理時，基材支撐件200固 定插在處理容器100內的晶片10。下面參照圖2至圖7詳細說明處理容 器100和基材支撐件200的結構。
多個噴嘴310和320設在處理容器100的外部。噴嘴310和320向 固定在基材支撐件200上的晶片10供應用于清潔或蝕刻晶片10的處理 液或處理氣。
在圖1中，盡管顯示晶片10作為基材處理設備400所處理的基材的 例子，但是本發明并不局限于此，基材可以是玻璃基材或任一種其它類 型的基材。
下面，參照附圖詳細說明處理容器100和基材支撐件200。
圖2是圖1中的處理容器和基材支撐件的剖視圖。
參照圖2，處理容器100設有圓柱形的第一收集容器110、第二收集 容器120和第三收集容器130。在本實施例中，盡管處理容器100由三個 收集容器IIO、 120和130形成，但是收集容器110、 120和130的數量可以增加或減少。
第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130回收在 晶片10的處理中供應到晶片10的處理液。艮卩，基材處理設備400使基 材支撐件200與晶片IO—起旋轉，并使用處理液來處理晶片10。因而， 供應到晶片IO的處理液分散，第一收集容器IIO、第二收集容器120和 第三收集容器130回收從晶片10散落的處理液。
具體而言，第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器 130均設有環形底面和從底面延伸的圓形側壁。第二收集容器120包圍第 一收集容器110，并與第一收集容器110間隔開。第三收集容器130包圍 第二收集容器120，并與第二收集容器120間隔開。
第一收集容器iio、第二收集容器120和第三收集容器130分別限 定第一收集空間RS1、第二收集空間RS2和第三收集空間RS3，從晶片 10散落的處理液進入第一收集空間RS1、第二收集空間RS2和第三收集 空間RS3。第一收集空間RS1由第一收集容器110限定，用于回收在晶 片10的第一處理中使用的第一處理液。第二收集空間RS2被限定在第一 收集容器IIO和第二收集容器120之間的空間內，用于回收在晶片10的 第二處理中使用的第二處理液。第三收集空間RS3被限定在第二收集容 器120和第三收集容器130之間的空間內，用于回收在晶片IO的第三處 理中使用的第三處理液。此處，第三處理液可以是淋洗晶片10的淋洗液。
盡管在上文中，描述了第一收集容器110、第二收集容器120和第 三收集容器130根據晶片IO的處理順序而按序回收處理液的例子；然而， 可以根據晶片IO的處理順序和晶片IO的位置改變第一收集容器110、第 二收集容器120和第三收集容器130回收處理液的順序。
第一收集容器iio、第二收集容器120和第三收集容器130均具有 中央開口的上表面。上表面均是斜面，各斜面和相對底面之間的距離從 它們在側壁處的連接向開口逐漸增加。因此，從晶片10散落的處理液沿 著第一收集容器uo、第二收集容器120和第三收集容器130的上表面被
導入收集空間RS1、 RS2和RS3。
第一收集容器no與第一收集管線145連接。進入第一收集空間RS1的第一處理液通過第一收集管線145排到外部。第二收集容器120與第
二收集管線143連接。進入第二收集空間RS2的第二處理液通過第二收 集管線143排到外部。第三收集容器130與第三收集管線141連接。進 入第三收集空間RS3的第三處理液通過第三收集管線141排到外部。
處理容器100與改變處理容器100垂直位置的升降裝置330連接。 升降裝置330設在第三收集容器130的外壁上，用于在基材支撐件200 的垂直位置固定的情況下提升/降低處理容器100。因此，改變了處理容 器100與置于基材支撐件200上的晶片10的相對垂直位置。因而，處理 容器100可以改變用來回收不同類型的處理液和污染氣體的收集空間 RS1、 RS2和RS3。
在本實施例中，基材處理設備400垂直移動處理容器100，從而改 變處理容器100與置于基材支撐件200上的晶片10的相對垂直位置。然 而，基材處理設備400也可以垂直地移動基材支撐件200，從而改變處理 容器100與置于基材支撐件200上的晶片10的相對垂直位置。
圖3是圖2中所示的基材支撐件的剖視圖，圖4是圖3中所示的基 材支撐件的立體圖，圖5是圖4中所示的旋轉頭的平面圖。
參照圖2和圖3，基材支撐件200被收容在處理容器100的內部。 基材支撐件200包括旋轉頭210、轉動軸220、固定軸230、轉動連接件 240以及多個清潔管250。
參照圖4和圖5，旋轉頭210呈圓板狀，其頂面與晶片10相對。旋 轉頭210的頂面設有多個支撐晶片10的夾持銷211。夾持銷211夾持晶 片IO，使得晶片10固定在旋轉頭210上。
多個噴射孔212設在旋轉頭210的側面中。各噴射孔212彼此分開 地設置成分別從旋轉頭210的側面向旋轉頭210的中央延伸。因此，當 從旋轉頭210的頂部觀察時，各噴射孔呈放射狀配置。
轉動軸220與旋轉頭210的背面連接。轉動軸220與旋轉驅動裝置 340連接，并通過旋轉驅動裝置340產生的旋轉力而轉動。轉動軸220 的旋轉力傳遞到旋轉頭210從而轉動旋轉頭210，使得固定在旋轉頭210 上的晶片IO轉動。再參照圖2和圖3，轉動軸220與固定軸230連接。固定軸230的 一端插入轉動軸220，并使用多個軸承361將固定軸230與轉動軸220 連接起來。因此，固定軸230不轉動，僅僅轉動軸220轉動。固定軸230 具有內置的供應管231。
供應管231沿固定軸230的長度延伸，并與外部的流體供應源350 連接。流體供應源350供應用于清潔處理容器100的清潔流體CF。清潔 流體CF包括用于清潔處理容器100的清潔液和用于干燥處理容器100 的干燥氣。去離子(DI)水是清潔液的一個例子，氮氣是干燥氣的一個例子。 流體供應源350首先向供應管231供應清潔液以清潔處理容器100，并在 完成處理容器100的清潔之后供應干燥氣。
供應管231的排出端與轉動連接件240連接，供應管231向轉動連 接件240供應清潔流體CF。
圖6是顯示圖3中所示的轉動連接件和周圍機構連接的立體圖，圖 7是圖6中所示的轉動連接件的詳細立體圖。
參照圖3和圖6，轉動連接件240安裝在轉動軸220內，并與旋轉 頭210和固定軸230連接。在本實施例中，轉動連接件240呈圓柱狀； 然而，它也可以是另一種形狀。
轉動連接件240可以包括與固定軸230連接的主體部241和與旋轉 頭210連接的轉動部243。
參照圖6和圖7，主體部241設有至少一個供應孔241a，供應孔241a 與供應管231的排出端連接。因此，清潔流體CF從供應管231供應到主 體部241。
在本實施例中，主體部241在與固定軸230連接的下表面上設置供 應孔241a (圖3)，供應孔241a直接與供應管231連接。然而，供應孔241a 也可以設在主體部241的側面上。在這種情況下，基材支撐件200可以 設有用于連接設在主體部241的側面上的供應孔與供應管231的單獨的 連接管。
主體部241通過軸承(圖未示)與轉動部243連接。因而，在主體部 241固定的情況下，僅僅是轉動部243可以轉動。在轉動部243的側面中設有多個排出孔243a。各排出孔243a彼此間隔開，并從主體部241排出 清潔流體CF。各排出孔243a與多個清潔管250連接。
每個清潔管250與一個排出孔連接，并通過相應的排出孔243a接收 清潔流體CF。在本實施例中，排出孔243a和清潔管250的數量由噴射 孔212的數量確定。
再一次參照圖2和圖3，清潔管250的排出端與噴射孔212連接。 各噴射孔212接收通過與其連接的清潔管而供應的清潔流體CF，并在處 理容器100的內壁噴射清潔流體CF，從而清潔處理容器100。
具體而言，噴射孔212設在與第一收集容器110、第二收集容器120 和第三收集容器130的側壁相對的旋轉頭210的側面中。因此，清潔流 體CF從旋轉頭210的側面噴向處理容器IOO的內壁，即，第一收集容器 IIO和第二收集容器120的側壁和上表面以及第三收集容器130的內壁。
此外，旋轉頭210在旋轉驅動裝置340的驅動下沿一個方向轉動的 同時噴射清潔流體CF。因此，增大了從旋轉頭210噴射的清潔流體CF 的噴射壓力，使得清潔流體CF均勻地噴射到第一收集容器110、第二收 集容器120和第三收集容器130的內壁上。
在使用清潔流體CF對處理容器100進行清潔處理時，改變旋轉頭 210與處理容器IOO底面的相對垂直高度。因而，從旋轉頭210供應的清 潔流體CF均勻地噴射到第一收集容器110、第二收集容器120和第三收 集容器130。
同樣地，旋轉頭210在旋轉的同時從其側面噴射清潔流體CF，從而 清潔處理容器IOO。因此，為了清潔基材處理設備400的處理容器100， 不需要拆卸處理容器IOO或使用測試晶片。因此，基材處理設備400可 以減少清潔處理容器IOO的時間，提高清潔效率，并提高生產力和產率。
雖然圖中未示出，但是基材處理設備400還可以包括背面噴嘴。背 面噴嘴可以設在基材支撐件200上，從而供應用于清潔晶片IO背面的清 潔液或處理氣。
下面，參照附圖詳細說明清潔處理容器100的方法。圖8是剖視圖，顯示在圖2的基材處理設備內清潔處理容器的過程，
圖9是平面圖，顯示從圖8所示的基材支撐件噴射清潔液的過程。為清 楚地描述從旋轉頭210噴射的清潔流體CF，圖9顯示了局部剖開的第三 收集容器130。
參照圖3和圖8，首先通過操作升降裝置330使處理容器100垂直 地移動，使得旋轉頭210的上表面靠近第三收集容器130的上表面。
接下來，旋轉驅動裝置340使轉動軸220轉動，轉動軸220的轉動 使旋轉頭210沿一個方向轉動。同時，與旋轉頭210連接的轉動連接件 240的轉動部243沿著與旋轉頭210相同的方向轉動。
流體供應源350向供應管231供應清潔流體CF，供應管231向轉動 連接件240的主體部241供應清潔流體CF。此處，流體供應源350從清 潔液和干燥氣中首先供應清潔液。
轉動連接件240的轉動部243與旋轉頭210 —起轉動，并向清潔管 250供應清潔液。由于轉動連接件240的一部分固定在固定軸230上，另 一部分與旋轉頭210 —起轉動，所以清潔液可以可靠地供應到轉動的旋 轉頭210。
清潔管250向噴射孔212供應清潔液，供應到噴射孔212的清潔液 被噴向第三收集容器130的內壁。
參照圖8和圖9，旋轉頭210沿一個方向轉動并噴射清潔液。因此， 清潔液的噴射壓力增加，清潔液被均勻地噴射到第三收集容器130的內 壁上，由此提高了清潔效率。
清潔液從旋轉頭210的側面噴射到第三收集容器130和第二收集容 器120之間，由此清潔第三收集容器130的內壁和第二收集容器120的 外部。
當使用清潔液完成第三收集容器130的清潔時，升降裝置330提升 處理容器100，使得旋轉頭210的上表面靠近第二收集容器120的上表面。 因此，清潔液從旋轉頭210噴射到第二收集容器120的內壁和第一收集 容器110的外部，從而清潔第二收集容器120。當使用清潔液完成第二收集容器120的清潔時，升降裝置330提升 處理容器IOO,使得旋轉頭210的上表面靠近第一收集容器110的上表面。 因此，清潔液從旋轉頭210噴射到第一收集容器110的內壁，從而清潔 第一收集容器110。
在本實施例中，基材處理設備400將旋轉頭210的垂直位置從第三 收集容器130順序地移向第一收集容器110，從而清潔處理容器100。然 而，旋轉頭210的垂直位置可以相反地從第一收集容器110移向第三收 集容器130，從而清潔處理容器IOO。
當使用清潔流體完成第一收集容器110、第二收集容器120和第三 收集容器130的清潔時，流體供應源350向基材支撐件200供應干燥氣， 然后旋轉頭210噴射干燥氣以干燥第一收集容器110、第二收集容器120 和第三收集容器130。
基材支撐件200噴射干燥氣的處理與噴射清潔液的處理相同，因此， 將省略對噴射干燥氣的處理的詳細說明。
基材支撐件200噴射干燥氣的處理的簡要說明如下。首先，流體供 應源350向供應管231供應干燥氣，然后供應管231向轉動連接件240 供應干燥氣。轉動連接件240通過清潔管250向轉動的旋轉頭210供應 干燥氣。旋轉頭210在其轉動的同時噴射干燥氣，從而干燥處理容器100。
如上所述，根據本發明的基材處理設備使用在其上安裝基材的基材 支撐件來清潔處理容器的內壁。因此，由于基材處理設備可以在不拆卸 處理容器或不使用測試晶片的情況下清潔處理容器，因此可以減少清潔 時間，并可以提高清潔效率、生產力和產率。
上述公開的主題應被認為是說明性而不是限制性的，所附權利要求 意圖覆蓋落入本發明的真正精神和范圍內的所有修改、增加和其它實施 方案。因此，在法律所允許的最大程度上，本發明的范圍由所附權利要 求和其等同物的最寬可允許解釋限定，并且不受上述詳細說明的約束或 限制。
權利要求
1.一種基材支撐件，其包括在其上安裝基材并沿一個方向轉動的旋轉頭，所述旋轉頭設有側向噴射流體的至少一個噴射孔；與所述旋轉頭連接的固定軸，用于支撐所述旋轉頭；設在所述固定軸內部的供應管，用于輸送所述流體；以及與所述旋轉頭和所述固定軸連接的轉動連接件，用于接收由所述供應管輸送的所述流體并向所述噴射孔供應所述流體。
2. 如權利要求l所述的基材支撐件，其中所述噴射孔設置成從所述 旋轉頭的側面向所述旋轉頭的中心軸延伸。
3. 如權利要求l所述的基材支撐件，其中所述轉動連接件包括 固定在所述固定軸上的主體部，它包括至少一個供應孔，所述流體從所述供應管經所述供應孔流入；與所述旋轉頭連接并一起轉動的轉動部，所述轉動部包括與所述固 定軸連接并用于接收所述流體和排出所接收的流體的至少一個排出孔； 以及置于所述轉動部和所述主體部之間的至少一個軸承，用于連接所述 轉動部與所述主體部。
4. 如權利要求3所述的基材支撐件，還包括與所述轉動部和所述旋 轉頭連接的至少一個清潔管，用于向所述噴射孔供應從所述排出孔排出 的所述流體。
5. 如權利要求4所述的基材支撐件，還包括與所述主體部和所述供 應管連接的至少一個連接管，用于向所述主體部供應從所述供應管排出 的所述流體。
6. —種基材處理設備，其包括處理容器，它提供于其內對基材進行處理的空間；以及設在所述處理容器內部并用于固定所述基材的基材支撐件，它設有 向所述處理容器噴射流體以清潔所述處理容器的至少一個噴射孔。
7. 如權利要求6所述的基材處理設備，其中所述基材支撐件包括 在其上安裝基材并沿一個方向轉動的旋轉頭，所述旋轉頭限定所述噴射孔；與所述旋轉頭連接的固定軸，用于支撐所述旋轉頭； 設在所述固定軸內部的供應管，用于輸送所述流體；以及 與所述旋轉頭和所述固定軸連接的轉動連接件，用于從所述供應管 接收所述流體并向所述噴射孔供應所述流體。
8. 如權利要求7所述的基材處理設備，其中所述噴射孔設置成從所 述旋轉頭的側面向所述旋轉頭的中心軸延伸。
9. 如權利要求7所述的基材處理設備，其中所述轉動連接件包括 固定在所述固定軸上的主體部，它包括至少一個供應孔，所述流體從所述供應管流入所述供應孔；與所述旋轉頭連接并一起轉動的轉動部，所述轉動部包括與所述固定軸連接并用于接收和排出所述流體的至少一個排出孔；以及置于所述轉動部和所述主體部之間的至少一個軸承，用于連接所述 轉動部與所述主體部。
10. 如權利要求9所述的基材處理設備，還包括與所述轉動部和所 述旋轉頭連接的至少一個清潔管，用于向所述噴射孔供應從所述排出孔 排出的所述流體。
11. 如權利要求IO所述的基材處理設備，還包括與所述主體部和所 述供應管連接的至少一個連接管，用于向所述主體部供應從所述供應管 排出的所述流體。
12. 如權利要求6所述的基材處理設備，其中所述流體是用于清潔所述處理容器的清潔液。
13. 如權利要求6所述的基材處理設備，其中所述流體是用于干燥 所述處理容器的干燥氣。
14. 一種清潔基材處理設備的方法，所述方法包括 向設置在處理容器內部的基材支撐件供應流體；以及 通過轉動所述基材支撐件并同時從所述基材支撐件噴射所述流體來清潔所述處理容器。
15. 如權利要求14所述的方法，其中所述流體從所述基材支撐件的 側面噴射。
16. 如權利要求15所述的方法，其中在噴射所述流體時調節所述基 材支撐件在所述處理容器內的垂直位置。
17. 如權利要求15所述的方法，其中所述流體包括用于清潔所述處 理容器的清潔液和用于干燥所述處理容器的干燥氣。
18. 如權利要求17所述的方法，其中所述處理容器的清潔包括 通過轉動和噴射所述清潔液的所述基材支撐件來清潔所述處理容器；以及通過轉動和噴射所述干燥氣的所述基材支撐件來干燥所述處理容器。
全文摘要
本發明提供一種基材處理設備和清潔該基材處理設備的方法。在該基材處理設備中，基材支撐件包括在其上安裝基材的旋轉頭、轉動連接件和供應溶液的供應管。該轉動連接件接收由該供應管供應的溶液并將該溶液供應到該旋轉頭。該旋轉頭具有用于噴射該溶液的至少一個噴射孔，并在轉動的同時軸向噴射該溶液。因此，基材支撐件可以向處理容器的內壁供應溶液，從而提高處理容器的清潔效率，并提高制造產率。
文檔編號H01L21/00GK101409211SQ20081014889
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月9日 優先權日2007年10月11日
發明者吳來澤, 崔忠植 申請人:細美事有限公司