CN101419930B - 晶片旋转夹盘及使用该夹盘的蚀刻器 - Google Patents

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Abstract

本发明可提供一种晶片旋转夹盘，及使用该夹盘的蚀刻器。根据本发明实施例，可提供一种晶片旋转夹盘装置，其可包含：旋转体，其旋转晶片；及固定体，其夹持该旋转体，且在该旋转体之下具有该旋转体与该固定体之间的空间，其中该固定体包括利用液体隔绝该空间的阻隔单元。

Description

晶片旋转夹盘及使用该夹盘的蚀刻器
技术领域
本发明涉及一种旋转夹盘。更特定而言，本发明涉及一种旋转夹盘，其隔绝该旋转夹盘的旋转体与固定体之间的空间，以及使用该旋转夹盘的蚀刻器。
背景技术
在半导体制造工艺中一般可使用多种制造工艺在半导体基板、玻璃面板或流体面板上形成所想要的图案。
总的来说，蚀刻制造工艺代表在旋转该晶片时根据在晶片上预定的图案移除金属层的程序。同时，蚀刻制造工艺可在晶片的背面上实施，以移除残留的化学物质或异常的物质。
在半导体制造工艺中也可通过在提供蚀刻剂时旋转晶片到每分钟一千转(Revolution(s)Per Minute)的程度来实施旋转作业。该旋转作业可包括清洗程序及光阻程序，并可用于其它半导体制造程序。
该晶片可使用旋转体来旋转。该晶片可使用真空吸附来固定到旋转体上，或该晶片的边缘可机械式地固定到该晶片的侧边。
但是，因为该晶片以高速旋转，蚀刻化学物质可快速地由该晶片射出，并射到制造工艺处理室的壁面。上述化学物质可能累积在该晶片上，或者该晶片物质可能因此接触或附着于旋转该晶片的机械作业零件，而增加该半导体制造工艺的错误率，并且合格率也可能会因此降低。因此，本发明提供一种可防止旋转晶片遭异常物质接触或附着的旋转夹盘，以及一种使用该旋转夹盘的半导体制造装置。
发明内容
本发明一实施例可通过封闭由流体旋转该晶片的旋转夹盘的旋转体与固定体之间的空间，来防止晶片式的粒子污染。
同时，可通过防止化学物质穿透旋转夹盘的旋转体与固定体之间的空间，来防止该旋转夹盘受到化学物质的侵蚀。
根据本发明一实施例可提供一种晶片旋转夹盘装置，其可包含：旋转体，其可旋转晶片；及固定体，其可夹持该旋转体，且在该旋转体之下可具有该旋转体与该固定体之间的空间，其中该固定体可包括利用流体隔绝该空间的阻隔单元。
根据本发明另一实施例可提供一种晶片旋转夹盘装置，其可包含：旋转体，其可旋转晶片；及固定体，其可夹持该旋转体，且在该旋转体之下可具有该旋转体与该固定体之间的空间，其中该固定体可包括隔绝该空间的突出部份中的至少一个。
根据本发明另一实施例可提供一种晶片蚀刻器，其可包含：制造工艺处理室，其可提供蚀刻制造工艺的空间；晶片旋转夹盘，其可在该制造工艺处理室中旋转晶片，其中该晶片旋转夹盘可包括旋转体，其可在当该晶片由惰性气体浮起时旋转该晶片，固定体，其可在该旋转体之下具有该旋转体与该固定体之间空间；及阻隔单元，其可利用流体隔绝该空间；及化学物质供应单元，其可喷洒化学物质到该晶片的表面。
本发明不应视为限定于以上的目的，而本发明的上述的目的以及其它目的、特征及优点将可由所属技术领域的技术人员在检视以下说明之后而更加理解。
附图说明
本发明上述以及其它特征与优点将可通过以下详细说明实施例并参照附图而了解，其中：
图1为典型的旋转夹盘装置的截面图；
图2为根据本发明一实施例的晶片旋转夹盘装置的截面图；
图3为根据本发明另一实施例的晶片旋转夹盘装置的平面图；
图4为根据本发明另一实施例的晶片旋转夹盘装置的截面图；以及
图5为根据本发明另一实施例的晶片蚀刻器的截面图。
主要元件标记说明
10   旋转体            20   固定体
40   旋转夹盘          50   轴承
100  旋转体            150  夹盘栓
160  滑块              200  固定体
230  突出部            240  空间
250  空洞              260  流体阻隔层
270  突出部            300  泵
330  喷洒渠道          370  收集渠道
400  旋转夹盘          500  晶片旋转夹盘
510  制造工艺处理室    530  化学物质供应单元
535  化学物质喷射器    550  晶片旋转夹盘
P    粒子              W    晶片
具体实施方式
当连同附图来进行阅读时，将可更好地理解以上概述以及以下对本发明的详细描述。出于说明本发明的目的，附图中展示了当前本发明较佳的实施例。然而，应了解，本发明不限于所示的精确设置及手段。
现将详细参照附图中所说明的本发明实施例。尽其可能，所有附图皆使用相同参考数字来指代相同或相似的部分。
图1为典型的旋转夹盘装置的截面图。
请参照图1，旋转夹盘装置可夹持晶片W，并旋转晶片W。该旋转夹盘装置可通过中央通道提供惰性气体，例如氮气。利用喷洒气体将晶片W浮起时，即可对晶片W实施如蚀刻或清洗等半导体制造工艺。
举例而言，晶片W的背侧可被蚀刻。蚀刻晶片W背面的装置称之为背侧蚀刻器。当蚀刻晶片W的背侧时，包括预定图案的晶片W的整个表面可能因为旋转夹盘的旋转体10接触到晶片W的整个表面而受到损害。因此，凭借通过该中央通道的惰性气体晶片W的背侧的中央可被蚀刻，而不需要将旋转体10接触整个表面。
旋转夹盘装置可提供惰性气体的通道，并可包括固定体20。固定体20不旋转，并可包括气体泵(图中未示)来提供惰性气体给内部通道。
固定体20可连接至旋转夹盘40，其通过轴承50支撑旋转体10。因此，通过使用圆形的轴承50，固定体20在当旋转夹盘40旋转时即维持不动。
因为旋转夹盘40与旋转体10可连接成一个单元，因此当旋转夹盘40旋转时旋转体10可与旋转夹盘40一起旋转。旋转夹盘40可通过驱动装置(图中未示)以高速旋转。因此，轴承50由于旋转夹盘40的高速旋转而也以高速旋转，因此会产生粒子P。此外，由于机械摩擦，固定体20或旋转夹盘40也会产生粒子。
所产生的粒子P会暂时停留在固定体20与旋转夹盘40之间的空间中。通过伯努利(Bernoulli)效应，当惰性气体穿过固定体20的中央时，固定体20的中央压力即会降低，且所产生的粒子可流经固定体20的中央处。因此，粒子可通过惰性气体移动到晶片W，并粘着到晶片W的表面。因此，由于未预期异常的物质粘着到晶片W，将会造成晶片W的缺陷。当粒子粘着到晶片W的整个表面时，其会在制造半导体时将可能会造成严重的缺陷。
图2为根据本发明的一实施例的晶片旋转夹盘装置的截面图。图3为根据本发明的另一示范性实施例的晶片旋转夹盘装置的平面图。
请参照图2，根据本发明的一实施例的晶片旋转夹盘装置可包括旋转体100、固定体200及旋转夹盘400。
旋转体100可设置成轮子的形状，并可与晶片旋转。
旋转体100可包括夹盘栓150，其可在固定间隔处暂时地夹持晶片。请参照图3，夹盘栓150以放射状放置在晶片的边缘处，并可朝向其中心进行直线运动。上述的夹盘栓150的该直线运动可使用滑块160来实施。
请参照图2，固定体200可置于旋转体100之下，并且在两者之间可具有空间240。固定体200可为静止状态，并可在中心处包括空洞250，以允许惰性气体穿过。
固定体200与旋转体100之间的空间240可包括突出部230、270，以阻隔微细异常物质构成的粒子运动。突出部230、270可包括一个以上的突出物件，并位在固定体200上。突出部230、270可包括具有圆角边缘的突出物件，并防止由轴承500的金属性接触产生的粒子移动到空洞250。
旋转夹盘400连接至旋转体100成为一个单元。旋转体100可由旋转夹盘400的旋转所旋转。旋转夹盘400通过驱动装置(图中未示)以高速旋转。旋转夹盘400可通过轴承500连接至固定体200。因此，由于轴承500，即使旋转夹盘400旋转时，固定体200仍可维持静止。
根据本发明的一实施例的晶片旋转夹盘装置的运作说明如下。
为了安全地承载晶片在旋转体100上，惰性气体可通过固定体200的空洞250喷洒。当晶片浮动在该旋转体之上时，该晶片可由移动夹盘栓150到旋转体100的中央来夹持。
当旋转夹盘400由驱动装置(图中未示)以高速旋转时，连接至旋转夹盘400的旋转体100也会旋转。当旋转体100旋转时，该晶片通过利用附加于旋转体100的夹盘栓150施加动力到该晶片而旋转。在实施例中，该晶片的旋转速率不同于旋转体100的旋转速率。
轴承500可于固定体200与旋转夹盘400之间进行相对运动，因此当固定体200保持静止时，旋转夹盘400可以旋转。当旋转夹盘400以高速旋转时，异常物质如粒子P会因而由轴承500、固定体200及旋转夹盘400所产生。
所产生的粒子可移动到低压空洞250，但是根据本发明的一实施例的该粒子运动可由一个以上的突出部230、270所阻隔。因此，通过阻隔粒子移动到空洞250，即可防止粒子粘着到晶片的表面。
图4为根据本发明的另一实施例的晶片旋转夹盘装置的截面图。
请参照图4，该晶片旋转夹盘装置可包括旋转体100、固定体200及旋转夹盘400。固定体200可包括阻隔单元，其隔绝旋转体100与固定体200之间的空间240。由于旋转体100、固定体200与旋转夹盘400已在先前实施例中说明，在此仅说明阻隔单元。
该阻隔单元可通过流体隔绝旋转体100与固定体200之间的空间240。该阻隔单元可通过将该流体喷洒到空间240中来形成流体阻隔层260。上述的该流体可为液体或气体，并且其中可包括去离子水。
该阻隔单元可包括喷洒渠道330来喷洒该流体，收集渠道来收集所喷洒的该流体，及泵300来提供该流体。因为该阻隔单元包括建构在固定体200内部的喷洒渠道330及收集渠道370，由喷洒渠道330喷洒的流体可使用收集渠道370来收集。
由所喷洒的该流体所形成的流体阻隔层260可封闭空间240，并阻隔粒子移动。如上所述，该阻隔单元可阻隔该粒子移动，其会在旋转体100与固定体200之间的空间240中产生，并且其实际上由形成该流体阻隔层来区隔，而不需要机械式地接触。因此，通过阻隔上述粒子移动到固定体200的空洞250中，粒子可防止累积在晶片的表面上。
图5为根据本发明的另一实施例的晶片蚀刻器的截面图。请参照图5，根据本发明另一实施例的晶片蚀刻器可包括制造工艺处理室510、晶片旋转夹盘550及化学物质供应单元530。
制造工艺处理室510提供蚀刻制造工艺的空间。制造工艺处理室510由圆柱体构成，其比基板的大小或具有多边形截面的容器要具有一个更大的截面积。制造工艺处理室510可包括排出口(图中未示)，用以在蚀刻制造工艺之后排出剩余的物质。
化学物质供应单元530可提供晶片表面的蚀刻剂。如果晶片蚀刻器为背侧蚀刻器，化学物质供应单元530提供该晶片的背侧的蚀刻剂。化学物质供应单元530与该晶片隔离，并可包括一种以上的化学物质喷射器535，以根据该晶片供应不同种类的化学物质。
晶片旋转夹盘550载入及旋转该晶片。晶片旋转夹盘550可包括旋转体100、固定体220、旋转夹盘400及阻隔单元。对于旋转体100、固定体200及晶片旋转夹盘500的旋转夹盘的说明即略过，因为它们已在先前实施例中说明。
如图4所示，该阻隔单元喷洒流体进入旋转体100与固定体200之间的空间240，以形成流体阻隔层260并隔绝空间240。上述的流体可为液体或气体，其中包括去离子水。
该阻隔单元可位在固定体200中，并可包括喷洒渠道330，其供应渠道给空间240来喷洒该流体；收集渠道370，其收集所喷洒的该流体；及泵300，其可提供该流体。因此，由泵300所供应的流体流经喷洒渠道330，并在空间240中形成流体阻隔层260。当该流体在空间240中溢流时，其自动通过收集渠道370收集。收集的该流体可再次地通过喷洒渠道330供应。
如上所述，通过在固定体200与旋转体100之间的空间240中形成该阻隔层，即可防止粒子移动。同时，使用圆角边缘突出部230、270，可实体上阻隔粒子移动。
当喷洒惰性气体，并通过固定体200的空洞250移动时，在该空洞中的压力即凭借通过该空洞的惰性气体的速率而降低。因此，粒子可被吸入到该空洞中。但是，通过形成流体阻隔层260，阻隔单元及突出部230、270的实体壁，即可阻隔粒子移动。此可防止粒子粘着到晶片的表面，并改善晶片合格率。
此外，如果惰性气体未通过空洞250喷洒，该化学物质可沿着空间240流动，并在轴承500的区域中流动。在此实施例中，轴承500可能受到侵蚀，并造成旋转夹盘500的平顺旋转与该驱动单元(图中未示)的高速旋转的困难。因此，由该阻隔单元形成流体阻隔层260可防止化学物质流入轴承500的区域中，并侵蚀到机械运作零件，包括轴承500。
如上所述，根据本发明实施例，利用流体通过阻绝旋转夹盘的旋转体及固定体之间的空间，即可防止晶片污染。同时，通过阻隔可在旋转夹盘中流动的污染物质，即可防止该旋转夹盘的侵蚀。
虽然本发明已参照附图配合本发明的实施例加以说明，所属技术领域的技术人员将可了解到其可进行多种修改与变化，而皆不背离本发明的范围与精神。因此，所属技术领域的技术人员将可了解到上述的实施例并非限制性，而是涵盖所有实施例的例示。

Claims (12)

1.一种晶片旋转夹盘装置，其特征在于包含：
旋转体，其旋转晶片；
固定体，其夹持该旋转体，且在该旋转体之下具有该旋转体与该固定体之间的空间，其中该固定体使得气体通过位于中央处的空洞，以防止该晶片接触该旋转体的表面，并且更包含阻隔单元，其利用流体隔绝该空间；以及
在该固定体上至少一突出部。
2.根据权利要求1所述的晶片旋转夹盘装置，其特征在于该阻隔单元通过喷洒去离子水到该空间中阻隔该空间。
3.根据权利要求1所述的晶片旋转夹盘装置，其特征在于该阻隔单元包括喷洒渠道，其用于喷洒该流体进入该空间，以及收集渠道，其用于通过该喷洒渠道收集该喷洒的流体。
4.根据权利要求1所述的晶片旋转夹盘装置，其特征在于还包含驱动单元，其可旋转该旋转体。
5.根据权利要求1所述的晶片旋转夹盘装置，其特征在于该旋转体包括多个夹盘栓，其可夹持该晶片。
6.根据权利要求5所述的晶片旋转夹盘装置，其特征在于该夹盘栓位于该旋转体的一周缘侧处，并通过移动到中央方向夹持该晶片。
7.一种晶片旋转夹盘装置，其特征在于包含：
旋转体，其旋转晶片；以及
固定体，其夹持该旋转体，且在该旋转体之下具有该旋转体与该固定体之间的空间，其中该固定体使得气体通过位于中央处的空洞，以防止该晶片接触该旋转体的表面，并且更包括隔绝该空间的突出部份中的至少一个。
8.一种晶片蚀刻器，其特征在于包含：
制造工艺处理室，其提供蚀刻制造工艺的空间；
晶片旋转夹盘，其在该制造工艺处理室中旋转晶片，
其中该晶片旋转夹盘包括：
旋转体，其在当该晶片由惰性气体浮起时旋转该晶片；
固定体，其在该旋转体之下具有该旋转体与该固定体之间的空间，其中该固定体使得气体通过位于中央处的空洞，以防止该晶片接触该旋转体的表面；
阻隔单元，其利用流体隔绝该空间，以及
在该固定体上至少一突出部；以及
化学物质供应单元，其喷洒化学物质到该晶片的表面。
9.根据权利要求8所述的晶片蚀刻器，其特征在于该化学物质供应单元喷洒该化学物质到该晶片的一背侧表面。
10.根据权利要求8所述的晶片蚀刻器，其特征在于该阻隔单元喷洒去离子水到该空间来阻隔该空间。
11.根据权利要求8所述的晶片蚀刻器，其特征在于该阻隔单元包括喷洒渠道，用于喷洒该流体进入该空间，以及收集渠道，用于通过该喷洒渠道收集该喷洒的流体。
12.根据权利要求8所述的晶片蚀刻器，其特征在于该晶片旋转夹盘包括夹盘栓，其位于该旋转体的一周缘侧处，并通过移动到中央方向夹持该晶片。
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