基板处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出基板处理装置及方法，涉及半导体设备技术领域，包括：夹持机构，喷头机构，旋转驱动机构，加热机构，控制机构。加热机构包括设置在基板下方的加热盘，加热盘沿径向方向开设至少两个空腔，每个空腔分布在不同半径上，在液体喷头沿基板的径向方向由基板中心向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，控制机构控制位于该区域对应半径上的空腔内的流体的热能，进而提高液体喷头下方基板的局部温度。本装置可以分区动态精确控制基板区域加热，实现干燥工艺过程中对基板表面液体的表面张力和蒸发速度的精确控制，避免干燥过程中基板表面的精细图案结构被损坏。坏。坏。

【技术实现步骤摘要】
基板处理装置及方法


[0001]本专利技术属于半导体设备
，特别涉及基板处理装置及方法。

技术介绍

[0002]集成电路制造，一般指基板加工制造，基板制造环节是将设计版图制成光罩，将光罩上的电路图形信息转移至硅片上，在硅片裸片上形成电路从而构建完整的电路芯片的过程。集成电路制造包括光刻、刻蚀、沉积、离子注入、化学机械抛光(CMP)、清洗等环节。其中清洗环节是为了去除基板加工生产中产生的各种沾污杂质，是集成电路制造中步骤最多的工艺，几乎贯穿整个作业流程。沾污杂质是指集成电路制造过程中引入的任何危害芯片成品率及电学性能的物质，具体的沾污包括颗粒、有机物、金属和自然氧化层等。
[0003]半导体清洗技术主要分为湿法清洗工艺和干法清洗工艺两种工艺路线。湿法清洗工艺一般将基板固定于可旋转的基板夹具上，工艺过程中使用化学药液和去离子水对旋转的基板表面进行工艺处理，在湿法刻蚀或清洗工艺结束后，再对基板进行干燥处理。
[0004]传统的干燥工艺大多采用氮气吹扫或者异丙醇(IPA)清洗配合基板高速旋转的方式进行干燥。然而，随着集成电路先进工艺技术的发展，特征尺寸不断微缩，在干燥过程中，基板上各处精细图案结构、尺寸、深宽、密度不同，距离旋转轴心的位置不同，附着在基板表面图案结构中液体流动和蒸发速率也不相同。各个精细图案结构中液体流动和蒸发速率的不同将导致同一时刻下不同图案内的液面高度不同，在液体表面张力的作用下，将造成相邻图案间的结构受力不均匀，最终导致基板上的精细图案结构倒塌、粘连、变形等损伤问题，进而造成器件失效，影响芯片良率，造成产品报废。
[0005]为了避免基板表面的精细图案结构在干燥过程中被损坏，干燥工艺过程中对基板表面的异丙醇(IPA)或其它干燥配方药液的表面张力和蒸发速度的精确控制尤为重要。为此本专利技术提出基板处理装置及方法。

技术实现思路

[0006]为了避免基板表面的精细图案结构在干燥过程中被损坏，提高干燥工艺过程中对基板表面的异丙醇或其它干燥配方药液的表面张力和蒸发速度的精确控制，本专利技术提出了基板处理装置及方法。
[0007]本专利技术提出的基板处理装置，包括：
[0008]控制机构；
[0009]夹持机构，被配置为保持基板；
[0010]喷头机构，包括液体喷头，液体喷头被配置为将液体分配至置于夹持机构上的基板表面；
[0011]旋转驱动机构，被配置为驱动夹持机构旋转；
[0012]加热机构，包括加热盘，加热盘设置在基板下方，加热盘沿径向方向开设至少两个空腔，每个空腔分布在不同半径上，空腔底部开设有流体进孔，空腔顶部开设有流体出孔，
流体进孔与流体输送管连接；
[0013]在液体喷头沿基板的径向方向由基板中心向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，控制机构控制位于该区域对应半径上的空腔内的流体的热能，进而提高液体喷头下方基板的局部温度。
[0014]本专利技术还提供一种基板处理方法，包括：
[0015]将基板保持在夹持机构上；
[0016]驱动夹持机构带动基板旋转；
[0017]通过喷头机构的液体喷头向基板表面分配液体，液体喷头在基板上方从基板中心沿径向方向向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，通过对基板下方喷射具有第二热能的流体的方式对基板上相同半径区域进行局部加热，提高液体喷头下方基板的局部温度。
[0018]综上所述，本专利技术提供的基板处理装置及方法，可以分区动态精确控制基板区域加热，精确控制基板及其表面液体的温度，进而达到控制干燥过程中基板表面各处的液体表面张力和蒸发速度的工艺目的，从而避免干燥过程中基板表面的精细图案结构被损坏。
[0019]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1示出了根据本专利技术实施例的基板处理装置的立体结构示意图；
[0022]图2示出了图1中的A处局部放大图；
[0023]图3示出了根据本专利技术实施例的基板处理装置的主视图；
[0024]图4示出了根据本专利技术实施例的基板处理装置的俯视图；
[0025]图5示出了图4中B
‑
B截面示意图；
[0026]图6示出了根据本专利技术实施例的4等份均分第一卡盘的布局方式俯视图；
[0027]图7示出了根据本专利技术实施例的4等份均分第一卡盘的布局方式仰视图；
[0028]图8示出了根据本专利技术实施例的第二卡盘内部第一流体输送通道布局结构示意图；
[0029]图9示出了根据本专利技术实施例的轴体俯视图；
[0030]图10示出了根据本专利技术实施例的第一卡盘与第二卡盘装配完成后的加热盘结构透视示意图；
[0031]图11示出了根据本专利技术实施例的第一卡盘与第二卡盘装配完成后的横截面结构示意图；
[0032]图12示出了根据本专利技术实施例的2等份均分第一卡盘的布局方式俯视图；
[0033]图13示出了根据本专利技术实施例3中的第一卡盘的布局方式俯视图；
[0034]图14a和图14b示出了根据本专利技术实施例的流体流速与加热面积关系示意图；
[0035]图15示出了根据本专利技术实施例1的基板处理方法控制通路图；
[0036]图16示出了根据本专利技术实施例4的基板处理方法控制通路图；
[0037]图17示出了根据本专利技术实施例5的基板处理方法控制通路图；
[0038]图18示出了根据本专利技术实施例6的基板处理方法控制通路图；
[0039]图19示出了根据本专利技术实施例7的基板处理方法控制通路图；
[0040]图20示出了根据本专利技术实施例8的第一卡盘与第二卡盘装配完成后的横截面结构示意图；
[0041]图21示出了根据本专利技术实施例9的第一卡盘与第二卡盘装配完成后的横截面结构示意图；
[0042]图22示出了本专利技术实施例9中冷却部为冷却管且位于第一卡盘内部时的结构示意图；
[0043]图23示出了本专利技术实施例9中冷却部为冷却管且位于第一卡盘上端面时的结构示意图；
[0044]图24示出了本专利技术实施例9中冷却管的结构示意图；
[0045]图25示出了本专利技术实施例9中冷却部为冷却腔的结构示意图；
[0046]图26示出了本专利技术实施例9中冷却部为冷却槽的结构示意图；
[0047]图27示出了根据本专利技术实施例的冷却机构冷却第二卡盘的示例性示意图；
[0048]图28示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基板处理装置，其特征在于，包括：控制机构；夹持机构，被配置为保持基板；喷头机构，包括液体喷头，液体喷头被配置为将液体分配至置于夹持机构上的基板表面；旋转驱动机构，被配置为驱动夹持机构旋转；加热机构，包括加热盘，加热盘设置在基板下方，加热盘沿径向方向开设至少两个空腔，每个空腔分布在不同半径上，空腔底部开设有流体进孔，空腔顶部开设有流体出孔，流体进孔与流体输送管连接；在液体喷头沿基板的径向方向由基板中心向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，控制机构控制位于该区域对应半径上的空腔内的流体的热能，进而提高液体喷头下方基板的局部温度。2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：加热机构还包括：流体输送单元，流体输送单元上设置有加热器，加热器用于对流体输送单元内的流体进行加热。3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：加热盘包括：第一卡盘和第二卡盘，所述第一卡盘设置于所述第二卡盘的上方，且所述第二卡盘与所述第一卡盘匹配设置；第一卡盘在沿径向方向上开设所述至少两个空腔，每个空腔分布在第一卡盘沿径向方向不同的半径上，空腔底部开设有流体进孔，空腔顶部开设有流体出孔；第二卡盘内部开设有与空腔数量相等的第一流体输送通道，第一流体输送通道通过流体进孔与空腔相连通。4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于：加热盘按角度被均分为n个等份，其中，n为大于或等于2的整数。5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于：每个等份内的空腔数量相等，且空腔分布于不同的半径上。6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：所述至少两个空腔的形状为圆形，且呈同心圆设置。7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：流经空腔的流体为气体或液体。8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：加热盘的每个空腔上所开设的流体出孔的密度相同。9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：与每一空腔相连接的流体输送管分别连通于同一路流体输送总管，每一流体输送管上分别配置一开关阀门、一加热器，流体输送总管上配置一质量流量控制器；其中，所述开关阀门被配置为打开或关断流经流体输送管的流体；所述质量流量控制器被配置为监控调节流经流体输送总管内流体的流量；所述加热器被配置为加热每个流体输送管内的流体。10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于：所述控制机构被配置为：
打开开关阀门；控制加热器加热流经流体输送管内的流体热能至第一热能，达到第一热能的流体通过每一空腔的流体出孔对基板进行加热至第一温度；在液体喷头沿基板的径向方向由基板中心向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，控制加热器加热位于该区域对应半径上的空腔内的流体至第二热能，达到第二热能的流体通过该空腔的流体出孔对基板对应区域进行加热至第二温度。11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：与每一空腔相连接的流体输送管上分别配置一开关阀门、一质量流量控制器及一加热器；其中，所述开关阀门被配置为打开或关断流经流体输送管的流体；所述质量流量控制器被配置为监控调节流经每个流体输送管内流体的流量；所述加热器被配置为加热流体输送管内的流体。12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于：所述控制机构被配置为：打开开关阀门；控制加热器加热流经流体输送管内的流体热能至第一热能，达到第一热能的流体通过每一空腔的流体出孔对基板进行加热至第一温度；在液体喷头沿基板的径向方向由基板中心向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，通过控制质量流量控制器调节位于该区域对应半径上的空腔内的流体流量和/或通过控制加热器调节位于该区域对应半径上的空腔内的流体温度，使位于该区域对应半径上的空腔内的流体达到第二热能，达到第二热能的流体通过该空腔的流体出孔对基板对应区域进行加热至第二温度。13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：与每一空腔相连接的流体输送管分别连接两路流体输送支管，每一路流体输送支管分别连通一路流体输送总管，每一流体输送支管上分别配置一开关阀门，每一流体输送总管上分别配置一质量流量控制器及一加热器；其中，所述开关阀门被配置为打开或关断流经流体输送支管的流体；所述质量流量控制器被配置为监控调节流经每个流体输送总管内流体的流量；所述加热器被配置为加热各流体输送总管内流体。14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于：所述控制机构被配置为：通过控制质量流量控制器调节流体流量和/或通过控制加热器调节流体温度，使流经第一流体输送总管内的流体热能达到第一热能和使流经第二流体输送总管内的流体热能达到第二热能；打开第一流体输送支管上的开关阀门，达到第一热能的流体通过每一空腔的流体出孔对基板进行加热至第一温度；在液体喷头沿基板的径向方向由基板中心向基板边缘移动的过程中，当液体喷头移动至基板上方的某一区域时，控制该区域对应半径上的空腔相连通的流体输送管连接的第一流体输送支管上的开关阀门关闭，同时打开该空腔所连通的流体输送管连接的第二流体输送支管上的开关阀门，第二流体输送总管中达到第二热能的流体通过该空腔流体出孔对基板对应区域进行加热至第二温度。
15.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：与每一空腔相连接的流体输送管分别连通三路流体输送支管，每一路流体输送支管分别连通一路流体输送总管，每一流体输送支管上分别配置一开关阀门，每一流体输送总管上分别配置一质量流量控制器，其中，与第一流体输送支管、第二流体输送支管所连接的流体输送总管上分别配置一加热器；其中，所述开关阀门被配置为打开或关断流经流体输送支管的流体；所述质量流量控制器被配置为监控调节流经每个流体输送总管内流体的流量；所述加热器被配置为加热各流体输送总管内流体。16.根据权利要求15所述的基板处理装置，其特征在于：将基板从夹持机构上取走后，关闭第一流体输送支管和第二流体输送支管上所设置的开关阀门，打开第三流体输送支管上所设置的开关阀门，向第三流体输送支管所连接的流体输送总管内通入低温流体，低温流体流经每一空腔对加热盘进行降温。17.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：与每一空腔相连接的流体输送管分别连通三路流体输送支管，第一流体输送支管连通第一流体输送总管，第二流体输送支管连通第二流体输送总管，第三流体输送支管连通第三流体输送总管，每一流体输送支管上分别配置一开关阀门，每一流体输送总管上分别配置一质量流量控制器及一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，贾社娜，陆寅霄，张晓燕，王文军，王俊，沈辉，王希，王坚，陈福平，韩阳，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：