[发明专利]基片处理装置、基片处理方法和基片固定装置

说明书

本申请为分案申请，其原申请是于2004年7月28日向中国专利局提交的专利申请，申请号为200480022684.X，发明名称为“基片处理装置、基片处理方法和基片固定装置”。

技术领域

本发明涉及基片处理装置和基片处理方法，用于在旋转基片(例如半导体晶片或者液晶基片)的同时执行化学液体处理、清洗处理和干燥处理或类似处理。

本发明还涉及用于固定和旋转基片(例如半导体晶片)的基片固定装置，尤其涉及适合在清洗装置、蚀刻装置或类似装置中使用的基片固定装置。

背景技术

随着半导体器件集成度越来越高，在半导体制造工艺中要求半导体器件的高产量，以及要求高度集成。具体而言，为了实现高产量，基片(例如半导体晶片)的表面需要高度清洁，因此对清洁的要求提高了。在这种情况下，在半导体制造工艺中，用各种清洁工艺来清洁基片表面。近年来，为了减小绝缘膜的介电常数，往往使用低k膜(低介电膜)。由于低k膜的表面呈现疏水性，所以清洗具有疏水性表面的基片的工艺数量会增加。

在半导体制造工艺中，随着半导体晶片的直径变大，单晶片处理装置被引入到越来越多的湿法处理中。旋转型处理装置被广泛地认为是在湿法处理中使用的单晶片处理装置，并且应用于半导体晶片的清洗装置和干燥装置。

上述旋转型处理装置如下操作：由基片固定器(例如旋转卡盘)高速旋转基片，而且向旋转的基片提供化学液体以清洗基片。此后，提供清洗液(如超纯水)洗去化学液体，然后以更高的速度旋转基片以除去清洗液，从而干燥基片。

但是，在上述传统的处理装置中，液体(例如清洗液)很可能保留在基片固定器附近的基片部分上，因此基片固定器附近存在的液体不会快速地被新的液体代替。该液体还很可能从基片固定器扩散，引起基片的污染。

在用于通过高速旋转基片干燥基片的旋转干燥装置中，由于高速旋转而扩散大量的湿气，因此在基片表面产生水印。在这种旋转干燥装置中，尽管基片的周边部分很快干燥，但是位于基片中心部分处未干燥区域上的液体往往会粘附到干燥区域(即周边部分)。而且，已从基片周边部分扩散的液体弹回到容器(加工室)壁表面，然后再粘附到基片表面，因而引起水印。而且，由于离心力未作用于基片的中心部分，所以中心部分无法充分干燥。在用基片固定器(例如旋转卡盘)固定基片的情况下，靠近基片固定器的基片部分没有充分干燥，因此需要长的处理时间来干燥基片。

另一方面，也曾尝试在由基片固定器高速旋转基片的同时从气体供应单元向基片提供气体来干燥基片。但是，由于可以高速旋转基片的基片固定器(例如旋转卡盘)设置在基片下面，所以难以用气体等效地干燥基片的上表面和下表面。具体地，当气体供应给基片的下表面时，难以干燥基片而不在基片下表面上产生水印。如上所属，由于传统的旋转干燥装置通过利用离心力从基片除去液体(例如清洗液或漂洗液，所以难以在不高速旋转基片的情况下干燥基片。

而且，在低k膜用作绝缘膜时，引起以下问题：当在包括疏水性表面的基片表面上实施湿法处理(例如化学液体处理或者漂洗处理)时，不能用处理液体(例如化学液体或者漂洗液体)覆盖基片的整个表面，因此在基片的表面暴露出疏水性表面。在这种情况下，如果处理基片，一部分处理液体以液滴的形式粘附到疏水性表面，而且这种液滴在疏水性表面上移动，从而在移动液滴的轨迹上产生水印。而且，当基片高速旋转以干燥基片时，处理液体的液滴从基片抛出，撞在容器的壁表面上或者基片固定器上，然后在粘附到基片表面。处理液体的这种液滴随着基片旋转而在基片表面上移动，因而在移动液滴的轨迹上产生水印。这种水印导致产品的产量减小。

在传统的旋转型处理装置中，在用基片固定器部分夹紧基片的一些部分的同时，进行化学液体处理。因此，难以用化学液体处理这种部分，因而用作互连材料的金属保留在这些部分上，引起金属污染，导致产品可靠性降低。

传统的旋转型处理装置还在基片整个表面上均匀处理的方面存在问题，因为液体仅仅供应到一部分(例如基片的中心部分)，而且通过基片的旋转而在基片的整个表面上扩散。