CN101409211A - 基材处理设备以及清洁该基材处理设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基材处理设备和清洁该基材处理设备的方法。在该基材处理设备中，基材支撑件包括在其上安装基材的旋转头、转动连接件和供应溶液的供应管。该转动连接件接收由该供应管供应的溶液并将该溶液供应到该旋转头。该旋转头具有用于喷射该溶液的至少一个喷射孔，并在转动的同时轴向喷射该溶液。因此，基材支撑件可以向处理容器的内壁供应溶液，从而提高处理容器的清洁效率，并提高制造产率。

Description

基材处理设备以及清洁该基材处理设备的方法

相关申请的交叉参考

本专利申请要求2007年10月11日提交的韩国专利申请No.10-2007-0102489的优先权，在此引入该韩国专利申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种基材处理设备，更具体而言，涉及一种使用处理液处理半导体基材的基材处理设备，还涉及一种清洁该基材处理设备的方法。

背景技术

在制造半导体器件过程中需要诸如沉积、光刻、蚀刻和抛光等各种处理。

通常，在将晶片置于其内的预定容器内部进行半导体处理并用处理液或处理气处理。这种半导体处理的特点是产生易于粘附在容器内壁上的颗粒。具体而言，用作处理晶片的处理液的化学品溶液可以与空气反应，并产生盐，而这种盐会粘附在容器的内壁上。

当这种杂质不断积聚在容器的内壁上时，在后续的半导体处理中，杂质可能会在容器内部漂浮并粘附在晶片上，从而在晶片中造成缺陷。

为防止这种情况发生，容器的内部需要定期清洁。清洁容器的方法包括由操作者实施的人工清洁和使用测试晶片(dummy wafer)。人工清洁的方法包括首先由操作者拆卸所有容器，然后手动清洁各容器的内壁。当以这种方式对容器进行人工清洁时，清洁容器所需的时间延长，因而降低了工作效率和产率。产率降低是因为容器在被清洁的同时不能用于半导体处理。

在使用测试晶片的方法中，首先将测试晶片安装在旋转头上，然后旋转测试晶片，并将清洁液供应到测试晶片上。供应到测试晶片上的清洁液在旋转的测试晶片的离心力作用下喷射到容器的内壁上，从而清洁容器。然而，为增加产率，半导体处理系统设有多个容器，并且在各容器内同时进行半导体处理。因此，当在一个容器内使用测试晶片进行清洁时，其余的容器在按次序等待清洁时处于非生产状态。因此，清洁容器的时间长，工作效率和产率低。

发明内容

本发明提供一种基材清洁效率和产率改善的基材处理设备。

本发明还提供一种针对上述基材处理设备的清洁方法。

本发明的实施例提供包括旋转头、固定轴、供应管和转动连接件的基材支撑件。

所述旋转头在其上安装有基材，沿一个方向转动，并设有侧向喷射流体的至少一个喷射孔。所述固定轴与所述旋转头连接以支撑所述旋转头。所述供应管设在所述固定轴的内部以输送所述流体。所述转动连接件与所述旋转头和所述固定轴连接，用于接收由所述供应管输送的所述流体并向所述喷射孔供应所述流体。

具体而言，所述喷射孔可以设置成从所述旋转头的侧面向所述旋转头的中心轴延伸。

所述转动连接件可以包括主体部、转动部和至少一个轴承。所述主体部可以固定在所述固定轴上，并且可以包括至少一个供应孔，所述流体从所述供应管经所述供应孔流入。所述转动部可以与所述旋转头连接并一起转动，并且可以包括与所述固定轴连接并用于接收所述流体和排出所接收的流体的至少一个排出孔。所述轴承可以置于所述转动部和所述主体部之间，用于连接所述转动部与所述主体部。

所述基材支撑件还可以包括与所述转动部和所述旋转头连接的至少一个清洁管，用于向所述喷射孔供应从所述排出孔排出的所述流体。

所述基材支撑件还可以包括与所述主体部和所述供应管连接的至少一个连接管，用于向所述主体部供应从所述供应管排出的所述流体。

在本发明的其它实施例中，基材处理设备包括处理容器和基材支撑件。

所述处理容器提供于其内对基材进行处理的空间。所述基材支撑件设在所述处理容器内部并用于固定所述基材，并设有向所述处理容器喷射流体以清洁所述处理容器的至少一个喷射孔。

清洁根据上述实施例的基材处理设备的方法如下。首先，向设置在处理容器内部的基材支撑件供应流体；转动所述基材支撑件，同时从所述基材支撑件喷射所述流体来清洁所述处理容器。此处，所述流体从所述基材支撑件的侧面喷射。

可以在喷射所述流体时调节所述基材支撑件在所述处理容器内的垂直位置。

所述流体可以包括用于清洁所述处理容器的清洁液和用于干燥所述处理容器的干燥气。

具体地，就所述处理容器的清洁而言，首先，可以通过转动和喷射所述清洁液的所述基材支撑件来清洁所述处理容器。然后，可以通过转动和喷射所述干燥气的所述基材支撑件来干燥所述处理容器。

附图说明

附图用于进一步理解本发明，其并入本说明书中并构成它的一部分。附图阐明本发明的示例性实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据一个实施例的基材处理设备的立体图。

图2是图1中的处理容器和基材支撑件的剖视图。

图3是图2中所示的基材支撑件的剖视图。

图4是图3中所示的基材支撑件的立体图。

图5是图4中所示的旋转头的平面图。

图6是显示图3中所示的转动连接件和周围机构连接的立体图。

图7是图6中所示的转动连接件的详细立体图。

图8是剖视图，显示在图2的基材处理设备内清洁处理容器的过程。

图9是平面图，显示从图8所示的基材支撑件喷射清洁液的过程。

具体实施方式

下面参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。然而，本发明可以体现为不同形式，并且不应当认为本发明受限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明的公开内容彻底和完整，并向本领域技术人员全面地表达本发明的范围。

图1是根据一个实施例的基材处理设备的立体图。

参照图1，基材处理设备400包括处理容器100、基材支撑件200以及多个喷嘴310和320。

处理容器100是顶部开放的圆柱形容器，并提供处理晶片10的处理空间。处理容器100的开放顶部用于取出和放入整批的晶片10。处理空间容纳基材支撑件200。当在晶片10上进行处理时，基材支撑件200固定插在处理容器100内的晶片10。下面参照图2至图7详细说明处理容器100和基材支撑件200的结构。

多个喷嘴310和320设在处理容器100的外部。喷嘴310和320向固定在基材支撑件200上的晶片10供应用于清洁或蚀刻晶片10的处理液或处理气。

在图1中，尽管显示晶片10作为基材处理设备400所处理的基材的例子，但是本发明并不局限于此，基材可以是玻璃基材或任一种其它类型的基材。

下面，参照附图详细说明处理容器100和基材支撑件200。

图2是图1中的处理容器和基材支撑件的剖视图。

参照图2，处理容器100设有圆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。在本实施例中，尽管处理容器100由三个收集容器110、120和130形成，但是收集容器110、120和130的数量可以增加或减少。

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的处理中供应到晶片10的处理液。即，基材处理设备400使基材支撑件200与晶片10一起旋转，并使用处理液来处理晶片10。因而，供应到晶片10的处理液分散，第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130回收从晶片10散落的处理液。

具体而言，第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130均设有环形底面和从底面延伸的圆形侧壁。第二收集容器120包围第一收集容器110，并与第一收集容器110间隔开。第三收集容器130包围第二收集容器120，并与第二收集容器120间隔开。

第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130分别限定第一收集空间RS1、第二收集空间RS2和第三收集空间RS3，从晶片10散落的处理液进入第一收集空间RS1、第二收集空间RS2和第三收集空间RS3。第一收集空间RS1由第一收集容器110限定，用于回收在晶片10的第一处理中使用的第一处理液。第二收集空间RS2被限定在第一收集容器110和第二收集容器120之间的空间内，用于回收在晶片10的第二处理中使用的第二处理液。第三收集空间RS3被限定在第二收集容器120和第三收集容器130之间的空间内，用于回收在晶片10的第三处理中使用的第三处理液。此处，第三处理液可以是淋洗晶片10的淋洗液。

尽管在上文中，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根据晶片10的处理顺序而按序回收处理液的例子；然而，可以根据晶片10的处理顺序和晶片10的位置改变第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130回收处理液的顺序。

第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130均具有中央开口的上表面。上表面均是斜面，各斜面和相对底面之间的距离从它们在侧壁处的连接向开口逐渐增加。因此，从晶片10散落的处理液沿着第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130的上表面被导入收集空间RS1、RS2和RS3。

第一收集容器110与第一收集管线145连接。进入第一收集空间RS1的第一处理液通过第一收集管线145排到外部。第二收集容器120与第二收集管线143连接。进入第二收集空间RS2的第二处理液通过第二收集管线143排到外部。第三收集容器130与第三收集管线141连接。进入第三收集空间RS3的第三处理液通过第三收集管线141排到外部。

处理容器100与改变处理容器100垂直位置的升降装置330连接。升降装置330设在第三收集容器130的外壁上，用于在基材支撑件200的垂直位置固定的情况下提升/降低处理容器100。因此，改变了处理容器100与置于基材支撑件200上的晶片10的相对垂直位置。因而，处理容器100可以改变用来回收不同类型的处理液和污染气体的收集空间RS1、RS2和RS3。

在本实施例中，基材处理设备400垂直移动处理容器100，从而改变处理容器100与置于基材支撑件200上的晶片10的相对垂直位置。然而，基材处理设备400也可以垂直地移动基材支撑件200，从而改变处理容器100与置于基材支撑件200上的晶片10的相对垂直位置。

图3是图2中所示的基材支撑件的剖视图，图4是图3中所示的基材支撑件的立体图，图5是图4中所示的旋转头的平面图。

参照图2和图3，基材支撑件200被收容在处理容器100的内部。基材支撑件200包括旋转头210、转动轴220、固定轴230、转动连接件240以及多个清洁管250。

参照图4和图5，旋转头210呈圆板状，其顶面与晶片10相对。旋转头210的顶面设有多个支撑晶片10的夹持销211。夹持销211夹持晶片10，使得晶片10固定在旋转头210上。

多个喷射孔212设在旋转头210的侧面中。各喷射孔212彼此分开地设置成分别从旋转头210的侧面向旋转头210的中央延伸。因此，当从旋转头210的顶部观察时，各喷射孔呈放射状配置。

转动轴220与旋转头210的背面连接。转动轴220与旋转驱动装置340连接，并通过旋转驱动装置340产生的旋转力而转动。转动轴220的旋转力传递到旋转头210从而转动旋转头210，使得固定在旋转头210上的晶片10转动。

再参照图2和图3，转动轴220与固定轴230连接。固定轴230的一端插入转动轴220，并使用多个轴承361将固定轴230与转动轴220连接起来。因此，固定轴230不转动，仅仅转动轴220转动。固定轴230具有内置的供应管231。

供应管231沿固定轴230的长度延伸，并与外部的流体供应源350连接。流体供应源350供应用于清洁处理容器100的清洁流体CF。清洁流体CF包括用于清洁处理容器100的清洁液和用于干燥处理容器100的干燥气。去离子(DI)水是清洁液的一个例子，氮气是干燥气的一个例子。流体供应源350首先向供应管231供应清洁液以清洁处理容器100，并在完成处理容器100的清洁之后供应干燥气。

供应管231的排出端与转动连接件240连接，供应管231向转动连接件240供应清洁流体CF。

图6是显示图3中所示的转动连接件和周围机构连接的立体图，图7是图6中所示的转动连接件的详细立体图。

参照图3和图6，转动连接件240安装在转动轴220内，并与旋转头210和固定轴230连接。在本实施例中，转动连接件240呈圆柱状；然而，它也可以是另一种形状。

转动连接件240可以包括与固定轴230连接的主体部241和与旋转头210连接的转动部243。

参照图6和图7，主体部241设有至少一个供应孔241a，供应孔241a与供应管231的排出端连接。因此，清洁流体CF从供应管231供应到主体部241。

在本实施例中，主体部241在与固定轴230连接的下表面上设置供应孔241a(图3)，供应孔241a直接与供应管231连接。然而，供应孔241a也可以设在主体部241的侧面上。在这种情况下，基材支撑件200可以设有用于连接设在主体部241的侧面上的供应孔与供应管231的单独的连接管。

主体部241通过轴承(图未示)与转动部243连接。因而，在主体部241固定的情况下，仅仅是转动部243可以转动。在转动部243的侧面中设有多个排出孔243a。各排出孔243a彼此间隔开，并从主体部241排出清洁流体CF。各排出孔243a与多个清洁管250连接。

每个清洁管250与一个排出孔连接，并通过相应的排出孔243a接收清洁流体CF。在本实施例中，排出孔243a和清洁管250的数量由喷射孔212的数量确定。

再一次参照图2和图3，清洁管250的排出端与喷射孔212连接。各喷射孔212接收通过与其连接的清洁管而供应的清洁流体CF，并在处理容器100的内壁喷射清洁流体CF，从而清洁处理容器100。

具体而言，喷射孔212设在与第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130的侧壁相对的旋转头210的侧面中。因此，清洁流体CF从旋转头210的侧面喷向处理容器100的内壁，即，第一收集容器110和第二收集容器120的侧壁和上表面以及第三收集容器130的内壁。

此外，旋转头210在旋转驱动装置340的驱动下沿一个方向转动的同时喷射清洁流体CF。因此，增大了从旋转头210喷射的清洁流体CF的喷射压力，使得清洁流体CF均匀地喷射到第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130的内壁上。

在使用清洁流体CF对处理容器100进行清洁处理时，改变旋转头210与处理容器100底面的相对垂直高度。因而，从旋转头210供应的清洁流体CF均匀地喷射到第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130。

同样地，旋转头210在旋转的同时从其侧面喷射清洁流体CF，从而清洁处理容器100。因此，为了清洁基材处理设备400的处理容器100，不需要拆卸处理容器100或使用测试晶片。因此，基材处理设备400可以减少清洁处理容器100的时间，提高清洁效率，并提高生产力和产率。

虽然图中未示出，但是基材处理设备400还可以包括背面喷嘴。背面喷嘴可以设在基材支撑件200上，从而供应用于清洁晶片10背面的清洁液或处理气。

下面，参照附图详细说明清洁处理容器100的方法。

图8是剖视图，显示在图2的基材处理设备内清洁处理容器的过程，图9是平面图，显示从图8所示的基材支撑件喷射清洁液的过程。为清楚地描述从旋转头210喷射的清洁流体CF，图9显示了局部剖开的第三收集容器130。

参照图3和图8，首先通过操作升降装置330使处理容器100垂直地移动，使得旋转头210的上表面靠近第三收集容器130的上表面。

接下来，旋转驱动装置340使转动轴220转动，转动轴220的转动使旋转头210沿一个方向转动。同时，与旋转头210连接的转动连接件240的转动部243沿着与旋转头210相同的方向转动。

流体供应源350向供应管231供应清洁流体CF，供应管231向转动连接件240的主体部241供应清洁流体CF。此处，流体供应源350从清洁液和干燥气中首先供应清洁液。

转动连接件240的转动部243与旋转头210一起转动，并向清洁管250供应清洁液。由于转动连接件240的一部分固定在固定轴230上，另一部分与旋转头210一起转动，所以清洁液可以可靠地供应到转动的旋转头210。

清洁管250向喷射孔212供应清洁液，供应到喷射孔212的清洁液被喷向第三收集容器130的内壁。

参照图8和图9，旋转头210沿一个方向转动并喷射清洁液。因此，清洁液的喷射压力增加，清洁液被均匀地喷射到第三收集容器130的内壁上，由此提高了清洁效率。

清洁液从旋转头210的侧面喷射到第三收集容器130和第二收集容器120之间，由此清洁第三收集容器130的内壁和第二收集容器120的外部。

当使用清洁液完成第三收集容器130的清洁时，升降装置330提升处理容器100，使得旋转头210的上表面靠近第二收集容器120的上表面。因此，清洁液从旋转头210喷射到第二收集容器120的内壁和第一收集容器110的外部，从而清洁第二收集容器120。

当使用清洁液完成第二收集容器120的清洁时，升降装置330提升处理容器100，使得旋转头210的上表面靠近第一收集容器110的上表面。因此，清洁液从旋转头210喷射到第一收集容器110的内壁，从而清洁第一收集容器110。

在本实施例中，基材处理设备400将旋转头210的垂直位置从第三收集容器130顺序地移向第一收集容器110，从而清洁处理容器100。然而，旋转头210的垂直位置可以相反地从第一收集容器110移向第三收集容器130，从而清洁处理容器100。

当使用清洁流体完成第一收集容器110、第二收集容器120和第三收集容器130的清洁时，流体供应源350向基材支撑件200供应干燥气，然后旋转头210喷射干燥气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。

基材支撑件200喷射干燥气的处理与喷射清洁液的处理相同，因此，将省略对喷射干燥气的处理的详细说明。

基材支撑件200喷射干燥气的处理的简要说明如下。首先，流体供应源350向供应管231供应干燥气，然后供应管231向转动连接件240供应干燥气。转动连接件240通过清洁管250向转动的旋转头210供应干燥气。旋转头210在其转动的同时喷射干燥气，从而干燥处理容器100。

如上所述，根据本发明的基材处理设备使用在其上安装基材的基材支撑件来清洁处理容器的内壁。因此，由于基材处理设备可以在不拆卸处理容器或不使用测试晶片的情况下清洁处理容器，因此可以减少清洁时间，并可以提高清洁效率、生产力和产率。

上述公开的主题应被认为是说明性而不是限制性的，所附权利要求意图覆盖落入本发明的真正精神和范围内的所有修改、增加和其它实施方案。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范围由所附权利要求和其等同物的最宽可允许解释限定，并且不受上述详细说明的约束或限制。

Claims (18)

1.一种基材支撑件，其包括：

在其上安装基材并沿一个方向转动的旋转头，所述旋转头设有侧向喷射流体的至少一个喷射孔；

与所述旋转头连接的固定轴，用于支撑所述旋转头；

设在所述固定轴内部的供应管，用于输送所述流体；以及

与所述旋转头和所述固定轴连接的转动连接件，用于接收由所述供应管输送的所述流体并向所述喷射孔供应所述流体。

2.如权利要求1所述的基材支撑件，其中所述喷射孔设置成从所述旋转头的侧面向所述旋转头的中心轴延伸。

3.如权利要求1所述的基材支撑件，其中所述转动连接件包括：

固定在所述固定轴上的主体部，它包括至少一个供应孔，所述流体从所述供应管经所述供应孔流入；

与所述旋转头连接并一起转动的转动部，所述转动部包括与所述固定轴连接并用于接收所述流体和排出所接收的流体的至少一个排出孔；以及

置于所述转动部和所述主体部之间的至少一个轴承，用于连接所述转动部与所述主体部。

4.如权利要求3所述的基材支撑件，还包括与所述转动部和所述旋转头连接的至少一个清洁管，用于向所述喷射孔供应从所述排出孔排出的所述流体。

5.如权利要求4所述的基材支撑件，还包括与所述主体部和所述供应管连接的至少一个连接管，用于向所述主体部供应从所述供应管排出的所述流体。

6.一种基材处理设备，其包括：

处理容器，它提供于其内对基材进行处理的空间；以及

设在所述处理容器内部并用于固定所述基材的基材支撑件，它设有向所述处理容器喷射流体以清洁所述处理容器的至少一个喷射孔。

7.如权利要求6所述的基材处理设备，其中所述基材支撑件包括：

在其上安装基材并沿一个方向转动的旋转头，所述旋转头限定所述喷射孔；

与所述旋转头连接的固定轴，用于支撑所述旋转头；

设在所述固定轴内部的供应管，用于输送所述流体；以及

与所述旋转头和所述固定轴连接的转动连接件，用于从所述供应管接收所述流体并向所述喷射孔供应所述流体。

8.如权利要求7所述的基材处理设备，其中所述喷射孔设置成从所述旋转头的侧面向所述旋转头的中心轴延伸。

9.如权利要求7所述的基材处理设备，其中所述转动连接件包括：

固定在所述固定轴上的主体部，它包括至少一个供应孔，所述流体从所述供应管流入所述供应孔；

与所述旋转头连接并一起转动的转动部，所述转动部包括与所述固定轴连接并用于接收和排出所述流体的至少一个排出孔；以及

置于所述转动部和所述主体部之间的至少一个轴承，用于连接所述转动部与所述主体部。

10.如权利要求9所述的基材处理设备，还包括与所述转动部和所述旋转头连接的至少一个清洁管，用于向所述喷射孔供应从所述排出孔排出的所述流体。

11.如权利要求10所述的基材处理设备，还包括与所述主体部和所述供应管连接的至少一个连接管，用于向所述主体部供应从所述供应管排出的所述流体。

12.如权利要求6所述的基材处理设备，其中所述流体是用于清洁所述处理容器的清洁液。

13.如权利要求6所述的基材处理设备，其中所述流体是用于干燥所述处理容器的干燥气。

14.一种清洁基材处理设备的方法，所述方法包括：

向设置在处理容器内部的基材支撑件供应流体；以及

通过转动所述基材支撑件并同时从所述基材支撑件喷射所述流体来清洁所述处理容器。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述流体从所述基材支撑件的侧面喷射。

16.如权利要求15所述的方法，其中在喷射所述流体时调节所述基材支撑件在所述处理容器内的垂直位置。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述流体包括用于清洁所述处理容器的清洁液和用于干燥所述处理容器的干燥气。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述处理容器的清洁包括：

通过转动和喷射所述清洁液的所述基材支撑件来清洁所述处理容器；以及

通过转动和喷射所述干燥气的所述基材支撑件来干燥所述处理容器。

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