隔离的斜角边缘的清洗设备及方法

专利名称：隔离的斜角边缘的清洗设备及方法
技术领域：
0001本发明大体涉及半导体基板的处理，特别地，涉及制造操
作之前、过程中以及之后清洗基板边缘的方法及设备。
背景技术：
0002半导体晶片的制造是复杂的过程，涉及一系列制造操作的 协调,，这些操作可广义的描述为包含例如分层、图案化、蚀刻、掺 杂、化学机械研磨(CMP)等等的步骤。众所周知，在这些操作的 各种步骤中，半导体基板(晶圓)的表面、边缘部、斜角以及缺口 均会被一层含有微粒、有机材料、金属杂质物等的残余物所污染。 因此需要清除基板表面上这些污染粒子以最大化地产出无污染晶 片。
0003这些操作的某些例子，例如包含等离子蚀刻以及CMP,将 会导致有害的基板污染。在进行等离子蚀刻时，基板放置在反应室 中，并暴露于带电的等离子中，该等离子可将基板表面上的材料层 物理性或化学性的去除。在蚀刻处理结束后，进行后蚀刻清洁步骤， 4普此爿夸蚀刻处理时沉积在基才反上的污染残余物移除。通常这会涉及 在清洗及干燥之前，施加在基+反前后表面的化学品。当4吏用最佳的 化学品及工具设定时，后蚀刻清洁步骤可显著地移除或降低基板上 的后蚀刻污染残余物的&量。0004然而，有一种后蚀刻残余物并不适合用传统的后蚀刻〗匕学 性清洁方法来去除，即发现于基板的斜角、缺口以及部分基板背面 中的有机斜角聚合物残余。斜角聚合物有其独特的特性，它们具有 相当的惰性，且以相对较强不易断裂的强键彼此相粘并黏附至基板 表面。当半导体制造者在寻求缩小半导体基板的边缘排除区以提高 基板晶片的产率时，移除这种残余物便越来越重要。
0005机械式清洗工具例如刷状洗涂器以及边缘洗涤器等，都有 着各种程度的成功使用。刷状洗涤器及边缘洗涤器均使用特殊设计 的柔软材料(例如聚乙烯醇PVA)以避免刮伤基板表面。这些工具 对于移除基纟反正面及背面上的某些污染物以及某些种类的残余物 非常有效，^旦却无法石皮坏沉积在基板边纟彖及缺口上的斜角聚合物的 强键。
0006有鉴于以上，需要一种基板边缘的强化清洗设备及方法。

发明内容
0007本发明通过提供一种改进的清洗沉积在基板边缘的斜角聚 合物的设备而满足前述需求。众所周知，本发明可以多种方式来应 用，包含用于一种设备、系统及方法。下面将描述本发明的多个发
明实施例。
0008在一个实施例中，揭露了一种基板边缘的清洗设备。该设 备包含可接收基板边缘的外框。具有多个向外延伸的叶片的硬毛刷 单元位于该外框内。该硬毛刷单元设置在外框内的旋转轴上且排列 成使向外延伸的叶片在旋转时接触到基板边缘，以便有效地清洗。
0009在另一实施例中，揭露一种基4反边桑彖的清洗系统。该系统 包含用来支撑基板的基板支撑装置。该系统还包含硬毛刷器。该硬毛刷器包含用于接收基板边缘的外框及帮助清洗基板边缘的硬毛 刷单元。该石更毛刷单元具有多个向外延伸的叶片JU殳置在S走转轴 上。该硬毛刷单元排列在外框内，使得在旋转时该向外延伸的叶片 与基板边缘4妻触。
0010在又一实施例中，揭露一种基板边纟彖的清洗方法。该方法
包括接收位于外框内的基板的边缘。位于该外框内的硬毛刷单元朝 着与该向外延伸叶片的弯曲角度相反的方向旋转。旋转硬毛刷单元 有助于清洗基板边缘。
0011经过下面的详细描述，并结合所附附图i兌明本发明的原理
之后，本发明的其它优点会更加明显。


0012参照上面i兌明并结合附图，本发明将更易于理解。这些附 图<义用于i兌明和理解，并非限制本发明〗又能适用于这些4交佳实施例。
0013图l是简化示意图，说明才艮据本发明一个实施例，在对基 板进行清洗工艺之前的基板边缘；
0014图2为简化示意图，-说明才艮据本发明一个实施例，具有石更 毛刷单元的基板，该硬毛刷容纳于该基板的缺口内；
0015图3说明根据本发明的一个实施例，夕卜框的空腔的横剖面 图，该外框包含该；更毛刷单元；
0016图4A为剖面图，说明根据本发明一个实施例，具有硬毛刷 单元以及位于该硬毛刷单元上方及下方的上排水道及下排水道于 其内的外框—；0017图4B为图4A的选择性的另一实施例，说明根据本发明的一 个实施例，石i
0018图5说明根据本发明的一个实施例，具有近接头的系统， 用以将弯液面引导至基一反的上表面处；
0019图6说明根据本发明 一 个实施例的基板边缘清洗系统。
具体实施例方式
0020下面将描述几个改进的且更有效的基并反边缘清洗i殳备、系 统及方法的实施例。然而，对本领域普通^支术人员而言，4艮明显地， 缺乏某些或全部这些特定细节，本发明仍可实施。在其4也情况中， 对于公知的处理操作并未详细说明，以避免对本发明造成非必要的模糊。
0021基板边缘清洗设备、系统以及方法对于生产的半导体产品 (例如微晶片)的最终品质是非常重要的。在本发明中，沉积在基
板边缘的斜角聚合物以枳4成式及化学式的洗涤来切断、撕裂并移除
基板边缘上的斜角聚合物。
0022在本申请文件中，基板指用以制作微晶片的半导体材料(通 常是珪)的薄片。该基才反还可为平才反基4反，通常采用长方形或正方
形的形状。
0023图1显示具有边纟彖101以及在夹口102的基才反100。々口图所示， 斜角聚合物103形成在缺口 102中，且位于边缘101的外侧弯曲及背 面下侧弯曲处，更集中于基^反100的边纟彖101的背面下侧弯曲处。斜 角聚合物103的集中很常见，是因为制造操作的本性以及在制造过
90024图2是该基板100简单示意图，说明该基板100的边缘101及 缺口 102放置为与装设于旋转轴202上的硬毛刷单元200相接触。当 绕着旋转轴的轴转动时，硬毛刷单元200的叶片便接触到基板100以 清洁基^反100的边缘101以及缺口 102。虽然图2显示^f又一个硬毛刷单 元20(H殳置在旋转轴202上，可在旋转轴202上i殳置多个石更毛刷单元 200以覆盖4交大的清洁范围并有助于有效的清洁。石更毛刷单元200可 以有效地清洁基板100的边缘IOI以及基板100的难以清洁到的任何 区域，如沉积斜角聚合物103的缺口 102。
00254艮据本发明一个实施例，图3显示位于外框205内的空腔210 的剖面图，该外框205含有硬毛刷单元200。夕卜框205用于(a)支 撑硬毛刷单元200,且(b)接收待清洗的基板100的边缘101。外框 2()5可用抗化学腐蚀材料制成，例如聚偏二氯乙烯(市售通称为 KYNAR)、聚四氟乙烯(市售通称为TEFLON)、聚丙稀、聚乙烯对 笨二甲酸酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸(Acrylic )、聚醚醚 fil司(PEEK)、聚曱醛、缩醛或者聚苯石危醚。其它抗化学腐蚀的材料 只要可与此处提供的清洗化学品相容的均可使用。外框205中的空 腔210为中空区域，其中设置有硬毛刷单元200。硬毛刷单元200确 定方向为使组成该硬毛刷单元200的向外延伸的部分叶片201与基 々反100^目4妄角虫，以、 <更*乡文6勺5青〉'吉。
0026如图3所示，外框205的空腔210中的硬毛刷单元200装设在 旋转轴202上。硬毛刷单元200的叶片201设置为与基板100的表面相 接触，当硬毛刷单元200转动时，叶片201便会石並撞基板100的下侧
表面边缘以强制性地擦掉任何沉积层。该硬毛刷单元200能够传送 流体如有助于清洁基4反边缘的清洁化学品。在一个实施例中，包含 叶片201的硬毛刷单元200是由多孔性材料制成，例如尼龙与浸渍在 尼龙中的l微米氧化铝。应注意，硬毛刷单元200位于外框205内，这样硬毛刷单元200可被移除并替换，因此硬毛刷单元200为消耗
口<formula>formula see original document page 11</formula>0027在一个实施例中，在进行清洗工艺时，磨粒材料分布在整 个硬毛刷单元200 (包含叶片201 )内，以提供较大的摩擦接触，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 以随机分布或者均匀分布。分布在整个硬毛刷单元200及叶片201的
磨粒材料的婆t量和性质可耳又决于沉积的斜角聚合物的性质以及将 斜角聚合物从基板边缘101和缺口 102刮除所需的摩一察才妾触的量。
0028选4奪磨粒材料以《更将基板100的边乡彖101上的斜角聚合物 103去除而不刮伤或-皮坏基板100表面。在一个实施例中，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。 将磨粒材料的硬度保持在大于斜角聚合物103的硬度便利了从基板 边缘101刮落及移除斜角聚合物103。依照本发明的该实施例，磨粒 材料的硬度介于莫氏硬度表中的约3Mohs至约7Mohs 。本实施例中 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)。在另一个实施例中， 显示硬度大于基板表面石更度的磨粒材料，以协助移除斜角聚合物而 不刮伤或破坏基板100的表面。在本发明的该实施例中，磨粒材料 的石更度介于莫氏石更度表中的约8 9Mohs。在本实施例〗吏用的磨粒材 料的例子包含氧化铝(8 9Mohs )。
0029参照图3，根据本发明的一个实施例，硬毛刷单元200的叶 片201设置成具有弯曲角度。在一个实施例中，硬毛刷单元200绕着 由旋转轴202所界定的旋转轴旋转而使硬毛刷单元200的旋转方向 与叶片201的弯曲角度的方向相反。可4吏硬毛刷单元与基板100的边 缘相接触并有效地清洗基板100的边缘的其它旋转方向也可以实 施。应理解，虽然此处指定了叶片201的角度以及旋转的方向，但并非限制，只要沉积在基板100的下侧表面上的斜角聚合物103可以 清洗干净，叶片201的任意形状及旋转方向均可实施。
0030如图3所示，外框205中的流体配送通道301将清洗化学品 引导至叶片201。在本发明的该实施例中，清洗化学品通过流体配 送通道301被引导进入空腔210中，并在旋转时直4妻喷于叶片201上。 在本发明的另 一 实施例中，流体配送通道301可以是》走转轴201的一 部分，并将清洗化学品直接引入硬毛刷单元200，而在旋转时直接 布满整个叶片201。应理解，只要能达成将清洗化学品引入至石更毛 屌'J单元200的口十片201的目的，；;充体酉己送通道301可以4立于夕卜冲匡205中 的任意位置。引入叶片201中的清洗化学品作为基一反表面上的润滑 剂，且有助于分解斜角聚合物103。持续暴露至清洗化学品以及石更 毛刷单元200所提供的研磨力，可破坏沉积在基板100表面的斜角聚 合物1(B。
0031可用于本实施例的基板边纟彖清洗工艺的清洗化学品的离子 包含约0.049% 49%重量百分比的氟化氢对去离子水、约1% 50%重 量百分比的氨对去离子水、约l % 100%重量百分比的含有三乙胺、 三乙醇胺、羟乙基吗;林、羟胺、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亚乙基三胺之一或多种胺类对去 离子水。氨溶液可包含约0 5%的氟化铵或0 50%的过氧化氢。胺溶 '液也可包含约0 70%的儿茶、 0 70%的酚、0 50%的氟化4妄或 0 10。/。的聚亚氨基酸。
0032如图3所示，位于外框205中的支撑硬毛刷单元200的空腔 21 ()还包含下排水道303用以接收并移除因清洗产生的化学品及微 粒。下排水道303位于空腔210内的石更毛刷单元200的下方，4吏清洗 工艺中产生的化学品及樣i粒均可直冲妄朝着下排水道303的开口朝M文 并且移除。在本发明的一个实施例中，下排水道303的位置可使空 腔210中的下排水道303的开口位于石更毛刷单元200的至少一部分的
12下方，这样使清洗工艺中产生的化学品及微粒均可被捕捉住并且移 除。下排水道303操作上与真空源相接，^吏得孩《粒及化学品可有效
移除。只要可达成清除清洗程序中从硬毛刷单元200下方释出的化 学品及微粒的功能，下排水道303可位于外框205中的任意位置。
框205中的支持硬毛刷单元200的空腔210还包含上排水道401用以
接收并移除因清洗产生的化学品及微粒。上排水道401位于空腔210 内的硬毛刷单元200的上方，使清洗工艺中释出的化学品及微粒均 可直^妄朝着上排水道401的开口排放并且移除。在本发明的一个实 施例中，上4非水道401的位置位于基才反表面的切线上方，这样-使清 洗工艺中释放的微粒及化学品可导向上排水道401的开口 。在本发 明的另 一实施例中，上排水道401的位置位于空腔210中的硬毛刷单 元200的上方，这样使空腔210中的上排水道401的开口可位于硬毛 刷单元200的至少一部分的上方。上排水道401操作上与真空源相 接，使得微粒及化学品可有效地移除。只要可达成清除在清洗工艺 中从硬毛刷单元200上方释出的化学品及微粒的功能，上排水道401 可位于外框205中的任意位置。
0034图4B说明图4A中外框的另一种变化。如图4B所示， 一对 上排水道401A及401B位于外框205中的空腔210内，并固定在硬毛刷 单元200的上方，使清洗工艺中产生的化学品及孩t粒均可直接朝着 每一上排水道401A及401B的开口排方欠并且移除。只要可达成清除清
水道401A及401B可位于外框205中的任意位置。可^f吏用额外的上排 水道来有效地移除来自硬毛刷单元200上方的化学品及微粒。
0035在本发明的一个实施例中，如图3及图4A中所示，喷嘴305 用以导入例如去离子水的流体或者例如氮气的气体至基板100的上表面。该导入至基纟反100的上表面的流体或气体用来移除在清洗工
艺时到基板100上表面的清洗化学品。在一个实施例中，该流体作
为流体帘，用来防止任何材津+移至清洗中的基板上表面。应理解， 当基板旋转时，离心力会协助将基板的上表面的清洗化学品移除。
在本发明 一个实施例中，喷嘴305可用来喷洒例如去离子水的流体 或者例如氮气的气体至基板的上表面。只要可与基板100的上表面 的流体、气体以及4吏用的清洗化学品相容的其它流体或气体均可用 来清洗基板100的上表面。只要能有效的导入流体或气体以协助移 除到基板100的上表面上的无用化学品，喷嘴305可位于该设备中的 任意位置。应理解，为了预防无用的化学品自斜缘移动至上表面，
的化学反应的可能性。
0036另 一个降低清洗化学品出现在基板1 OO上表面的方法是在 清洗工艺全程中提供弯液面障壁，如图5所示。图5显示出位于外框 205中的基板100上表面边缘101上的近接头500,其可协助导入弯液 面至基板100的紧邻上表面边缘上。近4妻头500的位置并不限于图5
上，近4妄头500可以位于外框205内的任意位置。在本发明的另一实 施例中，近接头500可以位于外框205内的任意位置。在本发明的另 一实施例中，近接头500可以位于基板100的表面边缘。弯液面可在 基板100的直接上表面形成连续障壁，且可预防任何清洗化学品或 其它纟設粒形态的杂质到达基板100的上表面边缘。因此，弯液面障 壁可防止清洗化学品以及基板100上方外露的金属线相互作用，借 此可降低对基板100的上表面的伤害。近接头500包含可持续导入例 如去离子水的流体的能力以形成弯液面。还包含助于形成弯液面的 真空源以及例如异丙醇的最佳干燥剂。近接头500已在本申请人的 另一审查中的案件里进行了详细描述，并参照如下。0037对于近接头的进一步资讯可参照描述于2003年9月9日申请 的美国专利号第6,616,772、发明名称为"method for wafer proximity cleaning and drying" 中的示范')"生近才妾头。
0038对于上下弯液面的进一步资讯可参照描述于2002年12月24 曰申"i青的美国专利申i青号第10/33,843 、发明名称"meniscus, vacuum, I PA vapor, drying manifold" 中的示范寸生弯液面。
0039对于弯液面的进一步资讯可参照描述于2005年1月24日申 请的美国专利号第6,998,327、发明名称"methods and systems for processing a substrate using a dynamic liquid menuscus，， 以及2005年1 月24日申i青的美国专矛J号第6,996,326、发明名考尔"phobic barrier meniscus separation and containment" 的i兑明。
0040对于近4妄头蒸汽清洗及千燥系统的进一 步资讯可参照描述 于2002年12月3曰申i青的美国专利号第6,488,040 、发明名称 "capillary proximity heads for single wafer cleaning and drying" 中的
示范性系统。
0041图6显示根据本发明的一个实施例中的边缘清洗系统。如 图6所示，该基板边缘清洗系统包含基板支撑装置以及应毛刷器。 该支撑装置用以接收并支撑特定平面上的基板。在本发明的一个实 施例中，基板支撑装置包含一对驱动滚專仑602,其沿着基板100的圓 周分布以接收基一反100的边纟彖101。这些驱动滚一仑602与基纟反边缘101 轮廓相称，并协助旋转基板100以便将基板边缘101的不同区域暴露 至硬毛刷单元200 。驱动滚轮602的不同配置以及位置均是可能的。 驱动滚轮602以及基板100可利用马达(未示)或其它机械装置驱动 而沿着它们的轴旋转。0042该基板支撑装置还包含一个或多个分布在基板IOO圓周的
稳定轮，以便在清洗工艺时将基板100稳定在选定的旋转平面上。 在此实施例中，使用一对稳定轮604。只要稳定轮604在进行清洗工 艺时可将基板100稳定且维持在所选定的旋转平面上，稳定專仑604可
以有不同的配置和^f立置。
0043硬毛刷器设置在基板100的下方。该硬毛刷器包含外框205 以及外语夕卜沖匡205中的空腔210内的石更毛刷单元200。如前所述，石更 毛刷单元200由多个向外延伸的叶片201所制成且装设在旋转轴202 上，^吏得硬毛刷单元200的叶片201与基一反100的边全彖101相冲妄触。应 注意硬毛刷单元200i殳置在外框205内，这样硬毛刷单元200可一皮 移除并更换成较新的硬毛刷单元200。
0044流体配送通道301将清洗化学品引入硬毛刷单元200的叶片 201。在一个实施例中，位于外框205内的喷嘴305将例如去离子水 的流体或者例如氮气的气体喷洒在基板100的上表面上。喷嘴305可
明的另一实施例中， <提供可导入弯液面层于基板100的直接上表面 边缘的近接头500 。位于硬毛刷单元200上方的上排水道401以及位 于硬毛刷单元200下方的下排水道303均连接到真空源以协助移除 在清洗工艺中从硬毛刷单元200上释放的清洗化学品以及^r吏粒。
0045选择性地，下方滚轮刷606位于基板100下方相连接的位置， 用以协助移除来自基板100下方的清洗化学品以及微粒。下方滚轮 刷606以例如PVA的多孔材料制成。下方滚轮刷606可利用马达(未 示)或其它机械装置驱动而绕着其沿着基板100的下表面的轴旋转，
606的旋转速度可力。以变化以4是供基板100下方的有效清洗。清洗化
16化学性分解。
0046参照图6所示的系统，下面将详细说明实施例中的基板IOO 的边纟彖101的清洗方法。在本实施例中，基才反由支撑装置所-接收并 #皮支撑于其上，而；更毛刷器则应用至该基一反IOO的边纟彖IOI。该^更毛 刷器包含外框205以接收在特定平面上的基板100的边缘101。该外 框还包含空腔201，其可接收具有向外延伸的叶片201的硬毛刷单元 200。硬毛刷单元200设置于旋转轴202上，使得当该硬毛刷器应用 至基板100的边缘101时，叶片201可与基板100的边缘101相接触。
0047该支撑装置还包含一对稳定轮604，用以沿着选定平面支 撑基板100 。 一对驱动滚4^602^妻收基板100的边纟彖101,并将基板100 沿着该选定平面转动。此处提供将流体或气体喷洒或导入至基板 10()的上表面的喷嘴305，或导入弯液面至该基板的直接上表面的近 -接头。清洗化学品透过流体则透过流体配送通道301施加于硬毛刷 单元200的叶片201上。将该清洗化学品导入至叶片201的步骤包含 将该清洗化学品透过流体配送通道301导入，并将该清洗化学品直 接喷洒至硬毛刷单元200的叶片201上。另 一种将清洗化学品施加于 叶片201的方法是清洗化学品透过流体配送通道301而直接导入至 硬毛刷单元200,之后再配送至整个叶片201处。该清洗化学品有助
聚合物103。
0048在清洗工艺中，石更毛刷单元200以速率V1而沿着其轴4^转， 其叶片201与以速率V2旋转的基板相接触，该基板随着所选定基板 的旋转平面旋转。在本发明的该实施例中，硬毛刷单元的旋转轴与 基板100的表面成垂直。稳定轮604可使基板100稳定地维持在所选 定地旋转平面上，而驱动滚轮602则提供驱动力使基板100顺着所选定平面^走转。基才反IOO、硬毛刷单元200以及驱动滚4仑602的^走转均
可利用一个或多个马达(未示)或其它任意机械装置来达成。
0049硬毛刷单元200的叶片201中的清洗化学品与基板100的边 缘101相接并提供对基板100的表面润滑。同时，清洗化学品并与基
100的边纟彖101的4建结力。分布在暴露于基—反100的边纟彖101的石更毛刷 单元200的叶片2 01中的磨粒材料在旋转时与基板100的边缘相接 触，且同时作用于切断及扭斤裂基+反100的边^彖101上的斜角聚合物 103。持续地暴露至清洗化学品可消弱斜角聚合物103对基板100的 边缘101的键结力，且暴露至基板100的边缘101的磨粒材料的持续 摩擦接触可擦掉基板100的边缘101上的斜角聚合物103 ，并产生实 质或全部无斜角聚合物的基板边缘IOI。石皮裂的斜角聚合物103及在 清洗工艺中释放的任何清洗化学品直冲妄朝着上方及下排水道排放， 并一皮口及出夕卜才匡205。
0050参见图6，喷嘴305利用可变动压力而将例如去离子水的流 体或例如氮气的气体导入至基板100的上表面。该利用可变动压力 导入的流体或气体更有助于产生清洗化学品及其它樣i粒碎片的障 壁，借此防止该清洗化学品及微粒到达基板的上表面并与基板100 的上表面上的金属线起化学反应。或者，也可透过近接头而将弯液 面导入至基板100的直4妄上表面而产生液体障壁。该弯液面可避免 清洗工艺中排出的清洗化学品及微粒碎片到达基板100的上表面。
且由例如尼龙的材料所形成。该实施例中所使用的磨粒材料由钛氧 化物、锆氧化物、非晶硅氧化物、硅以及氧化铝所组成的组中选才奪。 可施用至基板的清洗化学品包含约0.049% 49%重量百分比的氟化 氢去离子水、约1% 50%重量百分比的氨去离子水、约1% 100%重 量百分比的含有三乙胺、三乙醇胺、羟乙基吗琳、羟胺、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亚乙基
三胺之一种或多种胺类去离子水。氨水可包含约0 50%的氟化铵或 0 50%的过氧化氢。胺水也可包含约0 70。/。的儿茶酚、0 70%的酚、 0 50%的氟化铵或0 10%的聚亚氨基酸。外框205可以抗化学腐蚀材 料制成，例如聚偏二氟乙烯(市售通称为KYNAR)、聚四氟乙烯(市 售通称为TEFLON)、聚丙稀、聚乙烯对苯二曱酸酯(PET)、聚氯 乙烯(PVC)、丙烯酸、聚酸醚酮(PEEK)、聚曱醛、缩醛或者聚 乂于笨石克酸(PPS )。
0052图6所示的一个实施例中，该石更毛刷单元的速率V1介于约 每分钟5000转(rpm) 约20，000rpm,而沿着基i!100的^走转平面的 基板速率V2则是介于约lrpm 20rpm。本发明的一个实施例中来自 真空源的流速约为90每分钟标准升(slm )。
0053在另一个实施例中，基板100需经包含一系列清洗步骤的
清洗循环。此实施例中使用的系统与图6说明的系统相类似。在此 实施例的清洗工艺的第 一步骤中，使用调整过的下方滚轮刷606来 移除在制造过程中沉积在基板下方的斜角聚合物103。在此步骤中， 下方滚轮刷606的转动速率相应于该基板沿着基板的旋转轴转动的 速率而应用于基板100的下方表面。下方滚轮刷606协助移除在制造 及清洗过程中沉积在基4反100下方的斜角聚合物l(B 、化学品及微 粒 下方滚轮刷606由类似于前述硬毛刷单元200的多孔性材料所制 成。
0054在第二步骤中，该基板暴露于以每分钟约10,000转的速率 旋转的硬毛刷单元200。如前所述，该实施例中的含有叶片201的硬 毛刷单元200由多孔性材料制成，以l吏得清洗化学品可分布于整个 硬毛刷单元200中。硬毛刷单元200中的清洗化学品可在清洗工艺中 提供对基板的润滑。硬毛刷单元200作用于沉积在基板100的边缘以 及缺口的斜角聚合物103。该释;改的斜角聚合物、清洗化学品以及其它微粒均利用此系统中所设置的上排水道401和下排水道303来移除。
0055在下一步骤中，基板100需经过利用例如Rodel， Inc.市售的
SUBA研磨垫的多孔性充满聚氨酯的聚酯研磨垫的清洗。该研磨垫 的多孔性可让例如氢氧化铵的清洗化学品分布到整个研磨垫。该清 洗化学品可在清洗工艺时对基板表面纟是供润滑，且可帮助分解沉积 在基板边缘的斜角聚合物103。
0056该清洗循环的最后一个步骤是将清洗工艺中释出的包含斜 角聚合物103的化学品及纟敬粒移除。该化学品及孩i粒利用局限步骤 而从基板表面移除。在一个实施例中，该化学品以及微粒局限于基 板的下方及边缘，并且当它们—皮释出时，利用连4妾至外部真空源的 上排水道401以及下排水道303来移除。该真空源有助于吸取该化学 品以及微粒。在本实施例中，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艺中释出的化学品以及微粒来进行调 整。
0057在另一个选择性的实施例中，例如氮气、去离子水或弯液 面的障壁可导入至基板的直接上表面。该障壁作为帘幕而用以预防 清洗工艺中释出的化学品以及微粒移至基板100的上表面。在此清 洗循环结束时，基才反100应当实质干净。
0058虽然为了促进对本发明的完整了解，前面仅详细描述本发 明的某些特定细节，但很明显，在不背离所附权利要求的情形下， 对于前述各种变更及修改均可行。因此，目前的实施例应视为解说 性但并非限制性，且本发明并不限于此处提出的各种细节，而是在 所附的权利要求的等量范围内的各种变更及修改均可行。
20
权利要求
1. 一种基板边缘的清洗设备，包含用以容纳该基板边缘的外框；硬毛刷单元，其位于该外框内，该硬毛刷单元具有多个向外延伸的叶片，该硬毛刷单元装设在旋转轴上且排列成使向外延伸的叶片在旋转时与该基板边缘相接触。
2. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该外框还包含位于该硬毛刷单元上方的上排水道。
3. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该外框是由选自聚 偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二曱酸酯、聚 氯乙烯、丙烯酸、聚醚醚酮、聚甲搭、缩醛或者聚对笨石克醚所 组成的组的抗化学腐蚀的材冲牛所制成。
4. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该向外延伸的叶片 由多孔性材料制成，如尼龙与浸渍孩i米氧化铝。
5. 如权利要求4的基板边缘的清洗设备，其中磨粒材料分布在遍 及该石更毛刷单元的向外延伸的叶片内，该磨并立材冲+选冲奪为可避 免刮伤或损坏基板。
6. 如权利要求4的基板边缘的清洗设备，其中该外框还包含流体配送通道，用以一寻清洗化学品引导至该石更毛刷单元 的向外延伸的叶片。
7. 如权利要求5的基板边缘的清洗设备，其中该磨粒材料选自钬 氧化物、锆氧化物、非晶硅氧化物、石圭以及氧化铝所组成的组。
8. 如权利要求7的基板边缘的清洗设备，其中该磨粒材料的硬 度大于堆积在该基板边缘上的斜角聚合物的硬度。
9. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该多个叶片所具有 的弯曲角度与该硬毛刷单元的旋转方向朝向相反方向。
10. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该外框还包含界定于该^更毛刷单元下方的下纟非水道。
11. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该外框还包含多个石更毛刷单元，每个石更毛刷单元具有多个向外延伸的 叶片，该多个石更毛刷单元i殳置在该旋转轴上且排列成使每一个 向外延伸的叶片在S走转时与该基才反边乡彖相4妾触。
12. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该硬毛刷单元为可 一务4灸的单元。
13. 如权利要求1的基板边缘的清洗设备，其中该外框还包含近对妄头，用以将弯液面障壁引导至〗立于该基纟反的上表面 的外缘。
14. 一种基板边》彖的清洗系统，包含基板支持装置，用以支撑该基板；及硬毛刷器，其包含用以容纳该基板边缘的外框，以及<立于该外冲匡内的石更毛刷单元，该石更毛刷单元具有多个向外延伸的叶片，该硬毛刷单元设置于旋转轴上且排列成 v吏该向外延伸的叶片在旋转时与该基板边纟彖相4妄触。
15. 如4又利要求14的基板边《彖的清洗系统，其中该外框还包含上4非水道，其位于该;更毛刷单元的上方，该上4非水道连 才妻至真空源，以<更移除清洗过程中释出化学品及^敬粒。
16. 如权利要求14的基板边缘的清洗系统，其中该外框还包含界定于该硬毛刷单元下方的下排水道，该下排水道连接 至真空源以便排除清洗过程中释出的化学品及微粒。
17. 如权利要求14的基板边缘的清洗系统，其中该外框还包含近接头，用以将弯液面障壁引导至位于该基板的上表面 的外缘。
18. —种基板边缘的清洗方法，包括在界定于外才匡内的开口内4妻收该基4反边》彖；及<吏位于该外冲匡内且具有多个向外延伸的叶片的石更毛刷单 元绕着旋转轴旋转，使该向外延伸的叶片的 一部分与该基板边 乡彖相^妄触，以 <更清洗该基才反边舌彖。
19. 如权利要求18的基板边缘的清洗方法，还包括将清洗化学品透过流体配送通道施加于该^走转石更毛刷单 元的向外延伸的叶片。
20. 如权利要求18的基板边缘的清洗方法，还包括将清洗工艺中所释出的化学品及微粒通过该外框的上排 水道移除，该上排水道位于该硬毛刷单元的上方。
21. 如权利要求18的基板边缘的清洗方法，还包括将清洗工艺中释出的化学品以及孩i粒通过该外框的下排 水道移除，该下4非水道4立于该;更毛刷单元的下方。
22. 如权利要求18的基板边缘的清洗方法，还包括将弯液面障壁借由近接头引导至位于该基板的上表面的 外纟彖，以预防该上表面的污染。
全文摘要
本发明涉及基板边缘的清洗设备、系统及方法，其包含硬毛刷单元，可在清洗化学品存在下，利用摩擦接触而清洗沉积在基板边缘的斜角聚合物。该硬毛刷单元由多个向外延伸的叶片组成，且位于旋转轴上。磨粒材料分布在整个硬毛刷单元的向外延伸的叶片中以提供摩擦接触。在流体如清洗化学品存在下，该多个研磨微粒与基板边缘的摩擦接触可让硬毛刷单元清洗基板边缘，而将基板边缘的斜角聚合物加以切断、撕裂以及移除。
文档编号B08B11/02GK101437630SQ200780016056
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月4日 优先权日2006年5月5日
发明者A·赖德·杰森, 史蒂芬·P·霍夫曼, 安德鲁·D·贝利三世, 杰弗里·G·加斯帕里斯基, 约翰逊·兰迪, 衡石·亚历山大·尹, 马克·H·维尔科克森 申请人:朗姆研究公司