專利名稱：隔離的斜角邊緣的清洗設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明大體涉及半導體基板的處理，特別地，涉及制造操
作之前、過程中以及之后清洗基板邊緣的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
0002半導體晶片的制造是復雜的過程，涉及一系列制造操作的 協(xié)調(diào),，這些操作可廣義的描述為包含例如分層、圖案化、蝕刻、摻 雜、化學機械研磨(CMP)等等的步驟。眾所周知，在這些操作的 各種步驟中，半導體基板(晶圓)的表面、邊緣部、斜角以及缺口 均會被一層含有微粒、有機材料、金屬雜質(zhì)物等的殘余物所污染。 因此需要清除基板表面上這些污染粒子以最大化地產(chǎn)出無污染晶 片。
0003這些操作的某些例子，例如包含等離子蝕刻以及CMP,將 會導致有害的基板污染。在進行等離子蝕刻時，基板放置在反應室 中，并暴露于帶電的等離子中，該等離子可將基板表面上的材料層 物理性或化學性的去除。在蝕刻處理結(jié)束后，進行后蝕刻清潔步驟， 4普此爿夸蝕刻處理時沉積在基才反上的污染殘余物移除。通常這會涉及 在清洗及干燥之前，施加在基+反前后表面的化學品。當4吏用最佳的 化學品及工具設(shè)定時，后蝕刻清潔步驟可顯著地移除或降低基板上 的后蝕刻污染殘余物的&量。0004然而，有一種后蝕刻殘余物并不適合用傳統(tǒng)的后蝕刻〗匕學 性清潔方法來去除，即發(fā)現(xiàn)于基板的斜角、缺口以及部分基板背面 中的有機斜角聚合物殘余。斜角聚合物有其獨特的特性，它們具有 相當?shù)亩栊?，且以相對較強不易斷裂的強鍵彼此相粘并黏附至基板 表面。當半導體制造者在尋求縮小半導體基板的邊緣排除區(qū)以提高 基板晶片的產(chǎn)率時，移除這種殘余物便越來越重要。
0005機械式清洗工具例如刷狀洗涂器以及邊緣洗滌器等，都有 著各種程度的成功使用。刷狀洗滌器及邊緣洗滌器均使用特殊設(shè)計 的柔軟材料(例如聚乙烯醇PVA)以避免刮傷基板表面。這些工具 對于移除基纟反正面及背面上的某些污染物以及某些種類的殘余物 非常有效，^旦卻無法石皮壞沉積在基板邊纟彖及缺口上的斜角聚合物的 強鍵。
0006有鑒于以上，需要一種基板邊緣的強化清洗設(shè)備及方法。

發(fā)明內(nèi)容
0007本發(fā)明通過提供一種改進的清洗沉積在基板邊緣的斜角聚 合物的設(shè)備而滿足前述需求。眾所周知，本發(fā)明可以多種方式來應 用，包含用于一種設(shè)備、系統(tǒng)及方法。下面將描述本發(fā)明的多個發(fā)
明實施例。
0008在一個實施例中，揭露了一種基板邊緣的清洗設(shè)備。該設(shè) 備包含可接收基板邊緣的外框。具有多個向外延伸的葉片的硬毛刷 單元位于該外框內(nèi)。該硬毛刷單元設(shè)置在外框內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上且排列 成使向外延伸的葉片在旋轉(zhuǎn)時接觸到基板邊緣，以便有效地清洗。
0009在另一實施例中，揭露一種基4反邊桑彖的清洗系統(tǒng)。該系統(tǒng) 包含用來支撐基板的基板支撐裝置。該系統(tǒng)還包含硬毛刷器。該硬毛刷器包含用于接收基板邊緣的外框及幫助清洗基板邊緣的硬毛 刷單元。該石更毛刷單元具有多個向外延伸的葉片JU殳置在S走轉(zhuǎn)軸 上。該硬毛刷單元排列在外框內(nèi)，使得在旋轉(zhuǎn)時該向外延伸的葉片 與基板邊緣4妻觸。
0010在又一實施例中，揭露一種基板邊纟彖的清洗方法。該方法
包括接收位于外框內(nèi)的基板的邊緣。位于該外框內(nèi)的硬毛刷單元朝 著與該向外延伸葉片的彎曲角度相反的方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)硬毛刷單元 有助于清洗基板邊緣。
0011經(jīng)過下面的詳細描述，并結(jié)合所附附圖i兌明本發(fā)明的原理
之后，本發(fā)明的其它優(yōu)點會更加明顯。


0012參照上面i兌明并結(jié)合附圖，本發(fā)明將更易于理解。這些附 圖<義用于i兌明和理解，并非限制本發(fā)明〗又能適用于這些4交佳實施例。
0013圖l是簡化示意圖，說明才艮據(jù)本發(fā)明一個實施例，在對基 板進行清洗工藝之前的基板邊緣；
0014圖2為簡化示意圖，-說明才艮據(jù)本發(fā)明一個實施例，具有石更 毛刷單元的基板，該硬毛刷容納于該基板的缺口內(nèi)；
0015圖3說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，夕卜框的空腔的橫剖面 圖，該外框包含該；更毛刷單元；
0016圖4A為剖面圖，說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例，具有硬毛刷 單元以及位于該硬毛刷單元上方及下方的上排水道及下排水道于 其內(nèi)的外框—；0017圖4B為圖4A的選擇性的另一實施例，說明根據(jù)本發(fā)明的一 個實施例，石i
0018圖5說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，具有近接頭的系統(tǒng)， 用以將彎液面引導至基一反的上表面處；
0019圖6說明根據(jù)本發(fā)明 一 個實施例的基板邊緣清洗系統(tǒng)。
具體實施例方式
0020下面將描述幾個改進的且更有效的基并反邊緣清洗i殳備、系 統(tǒng)及方法的實施例。然而，對本領(lǐng)域普通^支術(shù)人員而言，4艮明顯地， 缺乏某些或全部這些特定細節(jié)，本發(fā)明仍可實施。在其4也情況中， 對于公知的處理操作并未詳細說明，以避免對本發(fā)明造成非必要的模糊。
0021基板邊緣清洗設(shè)備、系統(tǒng)以及方法對于生產(chǎn)的半導體產(chǎn)品 (例如微晶片)的最終品質(zhì)是非常重要的。在本發(fā)明中，沉積在基
板邊緣的斜角聚合物以枳4成式及化學式的洗滌來切斷、撕裂并移除
基板邊緣上的斜角聚合物。
0022在本申請文件中，基板指用以制作微晶片的半導體材料(通 常是珪)的薄片。該基才反還可為平才反基4反，通常采用長方形或正方
形的形狀。
0023圖1顯示具有邊纟彖101以及在夾口102的基才反100?！┛趫D所示， 斜角聚合物103形成在缺口 102中，且位于邊緣101的外側(cè)彎曲及背 面下側(cè)彎曲處，更集中于基^反100的邊纟彖101的背面下側(cè)彎曲處。斜 角聚合物103的集中很常見，是因為制造操作的本性以及在制造過
90024圖2是該基板100簡單示意圖，說明該基板100的邊緣101及 缺口 102放置為與裝設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸202上的硬毛刷單元200相接觸。當 繞著旋轉(zhuǎn)軸的軸轉(zhuǎn)動時，硬毛刷單元200的葉片便接觸到基板100以 清潔基^反100的邊緣101以及缺口 102。雖然圖2顯示^f又一個硬毛刷單 元20(H殳置在旋轉(zhuǎn)軸202上，可在旋轉(zhuǎn)軸202上i殳置多個石更毛刷單元 200以覆蓋4交大的清潔范圍并有助于有效的清潔。石更毛刷單元200可 以有效地清潔基板100的邊緣IOI以及基板100的難以清潔到的任何 區(qū)域，如沉積斜角聚合物103的缺口 102。
00254艮據(jù)本發(fā)明一個實施例，圖3顯示位于外框205內(nèi)的空腔210 的剖面圖，該外框205含有硬毛刷單元200。夕卜框205用于(a)支 撐硬毛刷單元200,且(b)接收待清洗的基板100的邊緣101。外框 2()5可用抗化學腐蝕材料制成，例如聚偏二氯乙烯(市售通稱為 KYNAR)、聚四氟乙烯(市售通稱為TEFLON)、聚丙稀、聚乙烯對 笨二甲酸酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸(Acrylic )、聚醚醚 fil司(PEEK)、聚曱醛、縮醛或者聚苯石危醚。其它抗化學腐蝕的材料 只要可與此處提供的清洗化學品相容的均可使用。外框205中的空 腔210為中空區(qū)域，其中設(shè)置有硬毛刷單元200。硬毛刷單元200確 定方向為使組成該硬毛刷單元200的向外延伸的部分葉片201與基 々反100^目4妄角蟲，以、 <更*鄉(xiāng)文6勺5青〉'吉。
0026如圖3所示，外框205的空腔210中的硬毛刷單元200裝設(shè)在 旋轉(zhuǎn)軸202上。硬毛刷單元200的葉片201設(shè)置為與基板100的表面相 接觸，當硬毛刷單元200轉(zhuǎn)動時，葉片201便會石並撞基板100的下側(cè)
表面邊緣以強制性地擦掉任何沉積層。該硬毛刷單元200能夠傳送 流體如有助于清潔基4反邊緣的清潔化學品。在一個實施例中，包含 葉片201的硬毛刷單元200是由多孔性材料制成，例如尼龍與浸漬在 尼龍中的l微米氧化鋁。應注意，硬毛刷單元200位于外框205內(nèi)，這樣硬毛刷單元200可被移除并替換，因此硬毛刷單元200為消耗
口<formula>formula see original document page 11</formula>0027在一個實施例中，在進行清洗工藝時，磨粒材料分布在整 個硬毛刷單元200 (包含葉片201 )內(nèi)，以提供較大的摩擦接觸，并 施加更大的研磨力至基板100表面上的斜角聚合物103。磨粒材料可 以隨機分布或者均勻分布。分布在整個硬毛刷單元200及葉片201的
磨粒材料的婆t量和性質(zhì)可耳又決于沉積的斜角聚合物的性質(zhì)以及將 斜角聚合物從基板邊緣101和缺口 102刮除所需的摩一察才妾觸的量。
0028選4奪磨粒材料以《更將基板100的邊鄉(xiāng)彖101上的斜角聚合物 103去除而不刮傷或-皮壞基板100表面。在一個實施例中，使用具有 硬度大于斜角聚合物103的硬度但小于基板100的硬度的磨粒材料。 將磨粒材料的硬度保持在大于斜角聚合物103的硬度便利了從基板 邊緣101刮落及移除斜角聚合物103。依照本發(fā)明的該實施例，磨粒 材料的硬度介于莫氏硬度表中的約3Mohs至約7Mohs 。本實施例中 使用的磨粒材料包括4太氧化物(5.5 6.5Mohs )、4告氧化物(6.5Mohs )、 非晶石圭氧^匕物(6.5 7Mohs)以及石圭(7Mohs)。在另一個實施例中， 顯示硬度大于基板表面石更度的磨粒材料，以協(xié)助移除斜角聚合物而 不刮傷或破壞基板100的表面。在本發(fā)明的該實施例中，磨粒材料 的石更度介于莫氏石更度表中的約8 9Mohs。在本實施例〗吏用的磨粒材 料的例子包含氧化鋁(8 9Mohs )。
0029參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，硬毛刷單元200的葉 片201設(shè)置成具有彎曲角度。在一個實施例中，硬毛刷單元200繞著 由旋轉(zhuǎn)軸202所界定的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而使硬毛刷單元200的旋轉(zhuǎn)方向 與葉片201的彎曲角度的方向相反。可4吏硬毛刷單元與基板100的邊 緣相接觸并有效地清洗基板100的邊緣的其它旋轉(zhuǎn)方向也可以實 施。應理解，雖然此處指定了葉片201的角度以及旋轉(zhuǎn)的方向，但并非限制，只要沉積在基板100的下側(cè)表面上的斜角聚合物103可以 清洗干凈，葉片201的任意形狀及旋轉(zhuǎn)方向均可實施。
0030如圖3所示，外框205中的流體配送通道301將清洗化學品 引導至葉片201。在本發(fā)明的該實施例中，清洗化學品通過流體配 送通道301被引導進入空腔210中，并在旋轉(zhuǎn)時直4妻噴于葉片201上。 在本發(fā)明的另 一 實施例中，流體配送通道301可以是》走轉(zhuǎn)軸201的一 部分，并將清洗化學品直接引入硬毛刷單元200，而在旋轉(zhuǎn)時直接 布滿整個葉片201。應理解，只要能達成將清洗化學品引入至石更毛 屌'J單元200的口十片201的目的，；;充體酉己送通道301可以4立于夕卜沖匡205中 的任意位置。引入葉片201中的清洗化學品作為基一反表面上的潤滑 劑，且有助于分解斜角聚合物103。持續(xù)暴露至清洗化學品以及石更 毛刷單元200所提供的研磨力，可破壞沉積在基板100表面的斜角聚 合物1(B。
0031可用于本實施例的基板邊纟彖清洗工藝的清洗化學品的離子 包含約0.049% 49%重量百分比的氟化氫對去離子水、約1% 50%重 量百分比的氨對去離子水、約l % 100%重量百分比的含有三乙胺、 三乙醇胺、羥乙基嗎;林、羥胺、二曱基甲醯胺、二曱基乙醯胺、甲 基二乙醇胺、二甘醇胺及聚曱基二亞乙基三胺之一或多種胺類對去 離子水。氨溶液可包含約0 5%的氟化銨或0 50%的過氧化氫。胺溶 '液也可包含約0 70%的兒茶、 0 70%的酚、0 50%的氟化4妄或 0 10。/。的聚亞氨基酸。
0032如圖3所示，位于外框205中的支撐硬毛刷單元200的空腔 21 ()還包含下排水道303用以接收并移除因清洗產(chǎn)生的化學品及微 粒。下排水道303位于空腔210內(nèi)的石更毛刷單元200的下方，4吏清洗 工藝中產(chǎn)生的化學品及樣i粒均可直沖妄朝著下排水道303的開口朝M文 并且移除。在本發(fā)明的一個實施例中，下排水道303的位置可使空 腔210中的下排水道303的開口位于石更毛刷單元200的至少一部分的
12下方，這樣使清洗工藝中產(chǎn)生的化學品及微粒均可被捕捉住并且移 除。下排水道303操作上與真空源相接，^吏得孩《粒及化學品可有效
移除。只要可達成清除清洗程序中從硬毛刷單元200下方釋出的化 學品及微粒的功能，下排水道303可位于外框205中的任意位置。
框205中的支持硬毛刷單元200的空腔210還包含上排水道401用以
接收并移除因清洗產(chǎn)生的化學品及微粒。上排水道401位于空腔210 內(nèi)的硬毛刷單元200的上方，使清洗工藝中釋出的化學品及微粒均 可直^妄朝著上排水道401的開口排放并且移除。在本發(fā)明的一個實 施例中，上4非水道401的位置位于基才反表面的切線上方，這樣-使清 洗工藝中釋放的微粒及化學品可導向上排水道401的開口 。在本發(fā) 明的另 一實施例中，上排水道401的位置位于空腔210中的硬毛刷單 元200的上方，這樣使空腔210中的上排水道401的開口可位于硬毛 刷單元200的至少一部分的上方。上排水道401操作上與真空源相 接，使得微粒及化學品可有效地移除。只要可達成清除在清洗工藝 中從硬毛刷單元200上方釋出的化學品及微粒的功能，上排水道401 可位于外框205中的任意位置。
0034圖4B說明圖4A中外框的另一種變化。如圖4B所示， 一對 上排水道401A及401B位于外框205中的空腔210內(nèi)，并固定在硬毛刷 單元200的上方，使清洗工藝中產(chǎn)生的化學品及孩t粒均可直接朝著 每一上排水道401A及401B的開口排方欠并且移除。只要可達成清除清
水道401A及401B可位于外框205中的任意位置?？蒦f吏用額外的上排 水道來有效地移除來自硬毛刷單元200上方的化學品及微粒。
0035在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3及圖4A中所示，噴嘴305 用以導入例如去離子水的流體或者例如氮氣的氣體至基板100的上表面。該導入至基纟反100的上表面的流體或氣體用來移除在清洗工
藝時到基板100上表面的清洗化學品。在一個實施例中，該流體作
為流體簾，用來防止任何材津+移至清洗中的基板上表面。應理解， 當基板旋轉(zhuǎn)時，離心力會協(xié)助將基板的上表面的清洗化學品移除。
在本發(fā)明 一個實施例中，噴嘴305可用來噴灑例如去離子水的流體 或者例如氮氣的氣體至基板的上表面。只要可與基板100的上表面 的流體、氣體以及4吏用的清洗化學品相容的其它流體或氣體均可用 來清洗基板100的上表面。只要能有效的導入流體或氣體以協(xié)助移 除到基板100的上表面上的無用化學品，噴嘴305可位于該設(shè)備中的 任意位置。應理解，為了預防無用的化學品自斜緣移動至上表面，
的化學反應的可能性。
0036另 一個降低清洗化學品出現(xiàn)在基板1 OO上表面的方法是在 清洗工藝全程中提供彎液面障壁，如圖5所示。圖5顯示出位于外框 205中的基板100上表面邊緣101上的近接頭500,其可協(xié)助導入彎液 面至基板100的緊鄰上表面邊緣上。近4妻頭500的位置并不限于圖5
上，近4妄頭500可以位于外框205內(nèi)的任意位置。在本發(fā)明的另一實 施例中，近接頭500可以位于外框205內(nèi)的任意位置。在本發(fā)明的另 一實施例中，近接頭500可以位于基板100的表面邊緣。彎液面可在 基板100的直接上表面形成連續(xù)障壁，且可預防任何清洗化學品或 其它纟設(shè)粒形態(tài)的雜質(zhì)到達基板100的上表面邊緣。因此，彎液面障 壁可防止清洗化學品以及基板100上方外露的金屬線相互作用，借 此可降低對基板100的上表面的傷害。近接頭500包含可持續(xù)導入例 如去離子水的流體的能力以形成彎液面。還包含助于形成彎液面的 真空源以及例如異丙醇的最佳干燥劑。近接頭500已在本申請人的 另一審查中的案件里進行了詳細描述，并參照如下。0037對于近接頭的進一步資訊可參照描述于2003年9月9日申請 的美國專利號第6,616,772、發(fā)明名稱為"method for wafer proximity cleaning and drying" 中的示范')"生近才妾頭。
0038對于上下彎液面的進一步資訊可參照描述于2002年12月24 曰申"i青的美國專利申i青號第10/33,843 、發(fā)明名稱"meniscus, vacuum, I PA vapor, drying manifold" 中的示范寸生彎液面。
0039對于彎液面的進一步資訊可參照描述于2005年1月24日申 請的美國專利號第6,998,327、發(fā)明名稱"methods and systems for processing a substrate using a dynamic liquid menuscus，， 以及2005年1 月24日申i青的美國專矛J號第6,996,326、發(fā)明名考爾"phobic barrier meniscus separation and containment" 的i兌明。
0040對于近4妄頭蒸汽清洗及千燥系統(tǒng)的進一 步資訊可參照描述 于2002年12月3曰申i青的美國專利號第6,488,040 、發(fā)明名稱 "capillary proximity heads for single wafer cleaning and drying" 中的
示范性系統(tǒng)。
0041圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的邊緣清洗系統(tǒng)。如 圖6所示，該基板邊緣清洗系統(tǒng)包含基板支撐裝置以及應毛刷器。 該支撐裝置用以接收并支撐特定平面上的基板。在本發(fā)明的一個實 施例中，基板支撐裝置包含一對驅(qū)動滾專侖602,其沿著基板100的圓 周分布以接收基一反100的邊纟彖101。這些驅(qū)動滾一侖602與基纟反邊緣101 輪廓相稱，并協(xié)助旋轉(zhuǎn)基板100以便將基板邊緣101的不同區(qū)域暴露 至硬毛刷單元200 。驅(qū)動滾輪602的不同配置以及位置均是可能的。 驅(qū)動滾輪602以及基板100可利用馬達(未示)或其它機械裝置驅(qū)動 而沿著它們的軸旋轉(zhuǎn)。0042該基板支撐裝置還包含一個或多個分布在基板IOO圓周的
穩(wěn)定輪，以便在清洗工藝時將基板100穩(wěn)定在選定的旋轉(zhuǎn)平面上。 在此實施例中，使用一對穩(wěn)定輪604。只要穩(wěn)定輪604在進行清洗工 藝時可將基板100穩(wěn)定且維持在所選定的旋轉(zhuǎn)平面上，穩(wěn)定專侖604可
以有不同的配置和^f立置。
0043硬毛刷器設(shè)置在基板100的下方。該硬毛刷器包含外框205 以及外語夕卜沖匡205中的空腔210內(nèi)的石更毛刷單元200。如前所述，石更 毛刷單元200由多個向外延伸的葉片201所制成且裝設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸202 上，^吏得硬毛刷單元200的葉片201與基一反100的邊全彖101相沖妄觸。應 注意硬毛刷單元200i殳置在外框205內(nèi)，這樣硬毛刷單元200可一皮 移除并更換成較新的硬毛刷單元200。
0044流體配送通道301將清洗化學品引入硬毛刷單元200的葉片 201。在一個實施例中，位于外框205內(nèi)的噴嘴305將例如去離子水 的流體或者例如氮氣的氣體噴灑在基板100的上表面上。噴嘴305可
明的另一實施例中， <提供可導入彎液面層于基板100的直接上表面 邊緣的近接頭500 。位于硬毛刷單元200上方的上排水道401以及位 于硬毛刷單元200下方的下排水道303均連接到真空源以協(xié)助移除 在清洗工藝中從硬毛刷單元200上釋放的清洗化學品以及^r吏粒。
0045選擇性地，下方滾輪刷606位于基板100下方相連接的位置， 用以協(xié)助移除來自基板100下方的清洗化學品以及微粒。下方滾輪 刷606以例如PVA的多孔材料制成。下方滾輪刷606可利用馬達(未 示)或其它機械裝置驅(qū)動而繞著其沿著基板100的下表面的軸旋轉(zhuǎn)，
606的旋轉(zhuǎn)速度可力。以變化以4是供基板100下方的有效清洗。清洗化
16化學性分解。
0046參照圖6所示的系統(tǒng)，下面將詳細說明實施例中的基板IOO 的邊纟彖101的清洗方法。在本實施例中，基才反由支撐裝置所-接收并 #皮支撐于其上，而；更毛刷器則應用至該基一反IOO的邊纟彖IOI。該^更毛 刷器包含外框205以接收在特定平面上的基板100的邊緣101。該外 框還包含空腔201，其可接收具有向外延伸的葉片201的硬毛刷單元 200。硬毛刷單元200設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸202上，使得當該硬毛刷器應用 至基板100的邊緣101時，葉片201可與基板100的邊緣101相接觸。
0047該支撐裝置還包含一對穩(wěn)定輪604，用以沿著選定平面支 撐基板100 。 一對驅(qū)動滾4^602^妻收基板100的邊纟彖101,并將基板100 沿著該選定平面轉(zhuǎn)動。此處提供將流體或氣體噴灑或?qū)胫粱?10()的上表面的噴嘴305，或?qū)霃澮好嬷猎摶宓闹苯由媳砻娴慕?-接頭。清洗化學品透過流體則透過流體配送通道301施加于硬毛刷 單元200的葉片201上。將該清洗化學品導入至葉片201的步驟包含 將該清洗化學品透過流體配送通道301導入，并將該清洗化學品直 接噴灑至硬毛刷單元200的葉片201上。另 一種將清洗化學品施加于 葉片201的方法是清洗化學品透過流體配送通道301而直接導入至 硬毛刷單元200,之后再配送至整個葉片201處。該清洗化學品有助
聚合物103。
0048在清洗工藝中，石更毛刷單元200以速率V1而沿著其軸4^轉(zhuǎn)， 其葉片201與以速率V2旋轉(zhuǎn)的基板相接觸，該基板隨著所選定基板 的旋轉(zhuǎn)平面旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的該實施例中，硬毛刷單元的旋轉(zhuǎn)軸與 基板100的表面成垂直。穩(wěn)定輪604可使基板100穩(wěn)定地維持在所選 定地旋轉(zhuǎn)平面上，而驅(qū)動滾輪602則提供驅(qū)動力使基板100順著所選定平面^走轉(zhuǎn)。基才反IOO、硬毛刷單元200以及驅(qū)動滾4侖602的^走轉(zhuǎn)均
可利用一個或多個馬達(未示)或其它任意機械裝置來達成。
0049硬毛刷單元200的葉片201中的清洗化學品與基板100的邊 緣101相接并提供對基板100的表面潤滑。同時，清洗化學品并與基
100的邊纟彖101的4建結(jié)力。分布在暴露于基—反100的邊纟彖101的石更毛刷 單元200的葉片2 01中的磨粒材料在旋轉(zhuǎn)時與基板100的邊緣相接 觸，且同時作用于切斷及扭斤裂基+反100的邊^(qū)彖101上的斜角聚合物 103。持續(xù)地暴露至清洗化學品可消弱斜角聚合物103對基板100的 邊緣101的鍵結(jié)力，且暴露至基板100的邊緣101的磨粒材料的持續(xù) 摩擦接觸可擦掉基板100的邊緣101上的斜角聚合物103 ，并產(chǎn)生實 質(zhì)或全部無斜角聚合物的基板邊緣IOI。石皮裂的斜角聚合物103及在 清洗工藝中釋放的任何清洗化學品直沖妄朝著上方及下排水道排放， 并一皮口及出夕卜才匡205。
0050參見圖6，噴嘴305利用可變動壓力而將例如去離子水的流 體或例如氮氣的氣體導入至基板100的上表面。該利用可變動壓力 導入的流體或氣體更有助于產(chǎn)生清洗化學品及其它樣i粒碎片的障 壁，借此防止該清洗化學品及微粒到達基板的上表面并與基板100 的上表面上的金屬線起化學反應。或者，也可透過近接頭而將彎液 面導入至基板100的直4妄上表面而產(chǎn)生液體障壁。該彎液面可避免 清洗工藝中排出的清洗化學品及微粒碎片到達基板100的上表面。
且由例如尼龍的材料所形成。該實施例中所使用的磨粒材料由鈦氧 化物、鋯氧化物、非晶硅氧化物、硅以及氧化鋁所組成的組中選才奪。 可施用至基板的清洗化學品包含約0.049% 49%重量百分比的氟化 氫去離子水、約1% 50%重量百分比的氨去離子水、約1% 100%重 量百分比的含有三乙胺、三乙醇胺、羥乙基嗎琳、羥胺、二曱基曱
18醯胺、二甲基乙醯胺、甲基二乙醇胺、二甘醇胺及聚甲基二亞乙基
三胺之一種或多種胺類去離子水。氨水可包含約0 50%的氟化銨或 0 50%的過氧化氫。胺水也可包含約0 70。/。的兒茶酚、0 70%的酚、 0 50%的氟化銨或0 10%的聚亞氨基酸。外框205可以抗化學腐蝕材 料制成，例如聚偏二氟乙烯(市售通稱為KYNAR)、聚四氟乙烯(市 售通稱為TEFLON)、聚丙稀、聚乙烯對苯二曱酸酯(PET)、聚氯 乙烯(PVC)、丙烯酸、聚酸醚酮(PEEK)、聚曱醛、縮醛或者聚 乂于笨石克酸(PPS )。
0052圖6所示的一個實施例中，該石更毛刷單元的速率V1介于約 每分鐘5000轉(zhuǎn)(rpm) 約20，000rpm,而沿著基i!100的^走轉(zhuǎn)平面的 基板速率V2則是介于約lrpm 20rpm。本發(fā)明的一個實施例中來自 真空源的流速約為90每分鐘標準升(slm )。
0053在另一個實施例中，基板100需經(jīng)包含一系列清洗步驟的
清洗循環(huán)。此實施例中使用的系統(tǒng)與圖6說明的系統(tǒng)相類似。在此 實施例的清洗工藝的第 一步驟中，使用調(diào)整過的下方滾輪刷606來 移除在制造過程中沉積在基板下方的斜角聚合物103。在此步驟中， 下方滾輪刷606的轉(zhuǎn)動速率相應于該基板沿著基板的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的 速率而應用于基板100的下方表面。下方滾輪刷606協(xié)助移除在制造 及清洗過程中沉積在基4反100下方的斜角聚合物l(B 、化學品及微 粒 下方滾輪刷606由類似于前述硬毛刷單元200的多孔性材料所制 成。
0054在第二步驟中，該基板暴露于以每分鐘約10,000轉(zhuǎn)的速率 旋轉(zhuǎn)的硬毛刷單元200。如前所述，該實施例中的含有葉片201的硬 毛刷單元200由多孔性材料制成，以l吏得清洗化學品可分布于整個 硬毛刷單元200中。硬毛刷單元200中的清洗化學品可在清洗工藝中 提供對基板的潤滑。硬毛刷單元200作用于沉積在基板100的邊緣以 及缺口的斜角聚合物103。該釋;改的斜角聚合物、清洗化學品以及其它微粒均利用此系統(tǒng)中所設(shè)置的上排水道401和下排水道303來移除。
0055在下一步驟中，基板100需經(jīng)過利用例如Rodel， Inc.市售的
SUBA研磨墊的多孔性充滿聚氨酯的聚酯研磨墊的清洗。該研磨墊 的多孔性可讓例如氫氧化銨的清洗化學品分布到整個研磨墊。該清 洗化學品可在清洗工藝時對基板表面纟是供潤滑，且可幫助分解沉積 在基板邊緣的斜角聚合物103。
0056該清洗循環(huán)的最后一個步驟是將清洗工藝中釋出的包含斜 角聚合物103的化學品及纟敬粒移除。該化學品及孩i粒利用局限步驟 而從基板表面移除。在一個實施例中，該化學品以及微粒局限于基 板的下方及邊緣，并且當它們—皮釋出時，利用連4妾至外部真空源的 上排水道401以及下排水道303來移除。該真空源有助于吸取該化學 品以及微粒。在本實施例中，基板的上表面保持干燥。真空源的力 可依照清洗需求以及清洗工藝中釋出的化學品以及微粒來進行調(diào) 整。
0057在另一個選擇性的實施例中，例如氮氣、去離子水或彎液 面的障壁可導入至基板的直接上表面。該障壁作為簾幕而用以預防 清洗工藝中釋出的化學品以及微粒移至基板100的上表面。在此清 洗循環(huán)結(jié)束時，基才反100應當實質(zhì)干凈。
0058雖然為了促進對本發(fā)明的完整了解，前面僅詳細描述本發(fā) 明的某些特定細節(jié)，但很明顯，在不背離所附權(quán)利要求的情形下， 對于前述各種變更及修改均可行。因此，目前的實施例應視為解說 性但并非限制性，且本發(fā)明并不限于此處提出的各種細節(jié)，而是在 所附的權(quán)利要求的等量范圍內(nèi)的各種變更及修改均可行。
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權(quán)利要求
1. 一種基板邊緣的清洗設(shè)備，包含用以容納該基板邊緣的外框；硬毛刷單元，其位于該外框內(nèi)，該硬毛刷單元具有多個向外延伸的葉片，該硬毛刷單元裝設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸上且排列成使向外延伸的葉片在旋轉(zhuǎn)時與該基板邊緣相接觸。
2. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該外框還包含位于該硬毛刷單元上方的上排水道。
3. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該外框是由選自聚 偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯對苯二曱酸酯、聚 氯乙烯、丙烯酸、聚醚醚酮、聚甲搭、縮醛或者聚對笨石克醚所 組成的組的抗化學腐蝕的材沖牛所制成。
4. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該向外延伸的葉片 由多孔性材料制成，如尼龍與浸漬孩i米氧化鋁。
5. 如權(quán)利要求4的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中磨粒材料分布在遍 及該石更毛刷單元的向外延伸的葉片內(nèi)，該磨并立材沖+選沖奪為可避 免刮傷或損壞基板。
6. 如權(quán)利要求4的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該外框還包含流體配送通道，用以一尋清洗化學品引導至該石更毛刷單元 的向外延伸的葉片。
7. 如權(quán)利要求5的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該磨粒材料選自鈥 氧化物、鋯氧化物、非晶硅氧化物、石圭以及氧化鋁所組成的組。
8. 如權(quán)利要求7的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該磨粒材料的硬 度大于堆積在該基板邊緣上的斜角聚合物的硬度。
9. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該多個葉片所具有 的彎曲角度與該硬毛刷單元的旋轉(zhuǎn)方向朝向相反方向。
10. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該外框還包含界定于該^更毛刷單元下方的下纟非水道。
11. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該外框還包含多個石更毛刷單元，每個石更毛刷單元具有多個向外延伸的 葉片，該多個石更毛刷單元i殳置在該旋轉(zhuǎn)軸上且排列成使每一個 向外延伸的葉片在S走轉(zhuǎn)時與該基才反邊鄉(xiāng)彖相4妾觸。
12. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該硬毛刷單元為可 一務4灸的單元。
13. 如權(quán)利要求1的基板邊緣的清洗設(shè)備，其中該外框還包含近對妄頭，用以將彎液面障壁引導至〗立于該基纟反的上表面 的外緣。
14. 一種基板邊》彖的清洗系統(tǒng)，包含基板支持裝置，用以支撐該基板；及硬毛刷器，其包含用以容納該基板邊緣的外框，以及<立于該外沖匡內(nèi)的石更毛刷單元，該石更毛刷單元具有多個向外延伸的葉片，該硬毛刷單元設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸上且排列成 v吏該向外延伸的葉片在旋轉(zhuǎn)時與該基板邊纟彖相4妄觸。
15. 如4又利要求14的基板邊《彖的清洗系統(tǒng)，其中該外框還包含上4非水道，其位于該;更毛刷單元的上方，該上4非水道連 才妻至真空源，以<更移除清洗過程中釋出化學品及^敬粒。
16. 如權(quán)利要求14的基板邊緣的清洗系統(tǒng)，其中該外框還包含界定于該硬毛刷單元下方的下排水道，該下排水道連接 至真空源以便排除清洗過程中釋出的化學品及微粒。
17. 如權(quán)利要求14的基板邊緣的清洗系統(tǒng)，其中該外框還包含近接頭，用以將彎液面障壁引導至位于該基板的上表面 的外緣。
18. —種基板邊緣的清洗方法，包括在界定于外才匡內(nèi)的開口內(nèi)4妻收該基4反邊》彖；及<吏位于該外沖匡內(nèi)且具有多個向外延伸的葉片的石更毛刷單 元繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使該向外延伸的葉片的 一部分與該基板邊 鄉(xiāng)彖相^妄觸，以 <更清洗該基才反邊舌彖。
19. 如權(quán)利要求18的基板邊緣的清洗方法，還包括將清洗化學品透過流體配送通道施加于該^走轉(zhuǎn)石更毛刷單 元的向外延伸的葉片。
20. 如權(quán)利要求18的基板邊緣的清洗方法，還包括將清洗工藝中所釋出的化學品及微粒通過該外框的上排 水道移除，該上排水道位于該硬毛刷單元的上方。
21. 如權(quán)利要求18的基板邊緣的清洗方法，還包括將清洗工藝中釋出的化學品以及孩i粒通過該外框的下排 水道移除，該下4非水道4立于該;更毛刷單元的下方。
22. 如權(quán)利要求18的基板邊緣的清洗方法，還包括將彎液面障壁借由近接頭引導至位于該基板的上表面的 外纟彖，以預防該上表面的污染。
全文摘要
本發(fā)明涉及基板邊緣的清洗設(shè)備、系統(tǒng)及方法，其包含硬毛刷單元，可在清洗化學品存在下，利用摩擦接觸而清洗沉積在基板邊緣的斜角聚合物。該硬毛刷單元由多個向外延伸的葉片組成，且位于旋轉(zhuǎn)軸上。磨粒材料分布在整個硬毛刷單元的向外延伸的葉片中以提供摩擦接觸。在流體如清洗化學品存在下，該多個研磨微粒與基板邊緣的摩擦接觸可讓硬毛刷單元清洗基板邊緣，而將基板邊緣的斜角聚合物加以切斷、撕裂以及移除。
文檔編號B08B11/02GK101437630SQ200780016056
公開日2009年5月20日 申請日期2007年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月5日
發(fā)明者A·賴德·杰森, 史蒂芬·P·霍夫曼, 安德魯·D·貝利三世, 杰弗里·G·加斯帕里斯基, 約翰遜·蘭迪, 衡石·亞歷山大·尹, 馬克·H·維爾科克森 申請人:朗姆研究公司