CN1507957A - 晶圆清洗的旋转湿制程及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶圆清洗的旋转湿制程及其设备，在用以承载基板的旋转台上，加入一加温装置，使得基板表面温度与喷嘴所喷洒的化学清洗剂温度相同。如此，基板表面具有黏度均匀的化学清洗剂，而可得到清洗效果均匀且稳定的清洗制程。

Description

晶圆清洗的旋转湿制程及其设备
技术领域
本发明涉及一种晶圆制作中的清洗制程与设备，特别是涉及一种利用旋转方式及化学品来进行清洗晶圆基材的湿制程与设备。
背景技术
近几年来高密度半导体组件正处于蓬勃地发展阶段，许多半导体组件是属于次微米(Submicron)技术范围。因此制程上常有一些独特的发展以迎合次微米的需求。半导体的制程中将使用到许多种不同的材料，在形成特定的膜层之后，通常为使用微影、蚀刻或平坦化制程等等来制作所需要的结构。在施以半导体制程之前，通常会进入化学站做清洗，将表面的杂物质清洗并去除去杂物质。
晶圆清洗制程占全部集成电路制程步骤中约30％，是集成电路制程中最常重复使用的步骤。由于每一道晶圆制程步骤都有潜在性的污染源，会导致缺陷的生成以及组件特性失效。虽然过去数十年半导体制程技术突飞猛进，但晶圆洗净的技术与设备并未有太大的改变。RCA(Radio Corporation ofAmerica)于1975年发表的洗净制程及其衍生的方法沿用至今，仍为最常用的洗净技术。大部分的晶圆清洗可简单归纳成湿式及干式清洗法。湿式清洗法为使用液态化学品，例如溶剂、酸、接口活性剂及水，以喷洒、刷洗、氧化、蚀刻及溶解污染物。在使用各种化学品之后还需经过超高纯水(Ultra-PureWater；UPW)的润湿清洁。干式清洗法则使用气相化学物，一般通过提供激发能量以促使清洁晶圆所需的化学反应发生，其中能量可以热、等离子或是辐射等型态来提供。此外，并可经由物理交互作用传输动能以达到清洁的目的。
几乎所有的集成电路制程步骤之后以及每一道高温制程操作之前都必需做晶圆基材的湿式清洗，例如初始清洗、扩散前清洗、闸极氧化前清洗、磊晶及镀膜前清洗、化学气相沉积前清洗、化学机械研磨后清洗等。清洗的目的是要去除基材表面的无机残留物、有机残留物及微粒子，并控制表面的化学性生成超薄氧化物。在经过湿式清洗法清洗后的晶圆，若要进行下一道制程前，必须将表面予以干燥。
利用化学品并使晶圆在清洗时旋转为晶圆湿式清洗的方式之一。图1所示为现有晶圆进行旋转清洗设备10示意图。此现有旋转清洗设备10包含：旋转台12，用以承载基板14；旋转装置(Rotation device)16，用以施加一适当旋转力于旋转台12上；喷嘴18，位于基板的正上方，用以将清洗基板14所需的化学药剂喷洒于基板14上；文件板侧壁20，用于在化学清洗过程中阻挡因基板旋转所溅甩出的化学清洗药剂；以及，导出管22，用以将废弃的化学清洗剂导出机台或反应室外。
在进行清洗步骤时，喷嘴18将化学清洗剂喷洒于基板14的表面，用以去除附着于基板表面的粒子，同时旋转装置16会以一预定旋转速度旋转，以带动旋转台12与基板14，利用旋转时的离心力清洗基板14。此时，在完成上述的清洗步骤化学清洗剂会通过导出管22的开启，将废化学清洗剂导出。
晶圆的清洗制程在集成电路制程中是一个不可或缺的步骤，不良的清洗制程很容易造成化学残留物粘滞在集成电路结构中，因此，晶圆清洗方法的发展在集成电路制程中也颇为重要。
发明内容
鉴于上述的先前技术中，晶圆清洗制程也是集成电路制造的重要一环，因此，本发明的目的是提供一种进行清洗的旋转湿制程及其设备，在夹盘中加装一加温装置，如此可使得用以清洗的化学品与基板的温度大致相同，所以喷洒在基板上的化学品可具有均匀的黏度，使得基板中心和边缘所遭受到的清洗程度相同，不会产生不均匀的现象。
为实现以上所述的目的，本发明的旋转湿制程包括：首先，将基板置于旋转台上，利用旋转台中的加温设备使基板达到与后续喷洒的化学品具有大约相同的温度；接着，使旋转台进行旋转，并藉以带动旋转台上的基板；之后，喷洒化学品至基板表面。
另外，本发明的旋转湿制程设备包括：用以承载基板的一旋转台；位于基板上方并用以喷洒化学品置基板表面的喷嘴；位于旋转台中的加温装置，此加温装置用以加热基板，使其温度约与化学品相同。在本发明较佳实施例中，是利用加热板或加热线圈作为上述加热装置。
利用本发明的旋转湿制程及其设备，由于化学药剂落到基板表面的温度和由喷嘴所喷出时的温度大致相同，因此可避免化学药剂的黏度降低，使清洁效果更均匀更稳定。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1所示为现有的进行旋转清洗的设备示意图；
图2所示为本发明进行旋转清洗的设备示意图。
具体实施方式
请参照图1，一般当晶圆清洗制程进行时，喷嘴18会将化学清洗剂喷洒于基板14的表面。同时，旋转装置16会以一预定旋转速度旋转，以带动旋转台12与基板14。由于利用化学清洗剂与旋转时的离心力，即可去除附着于基板表面的粒子。一般来说，由喷嘴18所喷洒的化学清洗剂所具有的温度大约为40℃，但是位于旋转台12上的基板14的温度却和无尘室里相同，大约为22℃。
所以，当40℃的化学清洗剂落到22℃的基板表面上时，化学清洗剂会因为基板表面温度低于位于喷嘴时的温度而黏度增加。随着化学清洗剂的黏度增加，虽然有旋转台的离心力的作用，但化学清洗剂在基板表面却呈现不均匀的状态。如此一来，基板表面可能会有部分区域的清洗效果不好，或者虽然在同样时间下，由于清洗速率的不同而影响清洗效果。基板清洗不均匀的状态将影响到后续制程进行或产品制造。
因此，本发明揭露一种用于清洗的旋转湿制程与设备，利用加温装置使得基板温度和化学清洗剂的温度相符，而保持化学清洗剂理想黏度，以获得良好的晶圆清洗效果。图2所示为本发明晶圆进行旋转清洗的设备示意图。
请参照图2，其中，本发明的旋转清洗设备100包括一旋转台102，此旋转台102用以承载基板104，此晶圆的基板104一般由硅材料所构成，但本发明不限于此。当基板104进行清洗时是位于旋转台102上。并且，旋转台102的中心点与一旋转装置106连接，此旋转装置106可施加一适当旋转力于旋转台102上，使旋转台102以一适当的旋转速度进行旋转。另外，上述旋转台102中，为具有一加温装置114，此加温装置为用以增加位于旋转台上的基板104。在本发明较佳实施例中，利用加热板或佳热线圈作为加温装置，而装设于旋转台104中。
除了上述装置外，在基板104正上方具有一喷嘴108，而用以清洗基板104所需的化学药剂则由喷嘴108所喷洒，化学药剂则落于基板104的表面上。并且，再旋转台四周具有档板侧壁110，此档板侧壁110的作用是在化学清洗过程中，用以阻挡因基板104旋转所喷出的化学药剂。而图2中的导出管112，则可将基板104清洗后所废弃的化学药剂排出旋转清洗设备100外。一般用于清洗的化学药剂可由三乙醇胺(Triethanolamine；TEA)或聚甲基二乙基三胺(Polymethyldiethylentriamine；PMDETA)所构成。
利用上述本发明旋转清洗设备进行清洗步骤时，由于用以清洗的化学药剂的温度与无尘室以及基板间的温度有落差，因此，首先将基板104置于旋转台102上，并激活加温装置114，藉以将基板104的温度提高到与喷嘴108所提供的化学药剂的温度大致相同。举例来说，因为一般由喷嘴108所提供的化学药剂的温度大约为40℃，而一般无尘室与位于旋转台102上的基板104温度却约为22℃，所以可利用旋转台102中的加温装置，使基板温度由约22℃提高到约40℃。
接着，激活喷嘴108，将化学药剂喷洒于基板104的表面，以去除附着于基板104表面的粒子。同时，激活旋转装置106，带动旋转台102与基板104以一预定旋转速度旋转，藉以利用旋转时的离心力清洗基板104。在完成上述的旋转清洗步骤后，废弃的化学药剂会通过导出管112的开启而排出。
或者，可视制程及产品特性并在不改变基板与化学药剂特性的情况下，使基板的温度高出或略低于化学药品由喷嘴所喷出的温度，本发明不限于此。
本发明的特点在于，由于利用加温装置先将基板的温度提高，因此，化学药剂落于基板表面时，可保持其在喷嘴中的黏度，而不致发生落于基板表面而黏度提高的现象。如此，可确保进行旋转清洗时，基板表面不论中心点或边缘等每个部分，受到化学药剂的清洗效果皆相同，而易于控制基板旋转清洗制程。并且，由于清洗制程的稳定，也有利于后续制程的进行。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转湿制程，至少包括如下步骤：
将一基板置于一旋转台上，其中该旋转台具有一加温设备，且该加温设备使该基板达到一第一温度；
使该旋转台进行旋转，并藉以带动位于该旋转台上的该基板；
喷洒一化学品至该基板的表面。
2.根据权利要求1所述的旋转湿制程，其特征在于，所述的化学品具有一第二温度，且该第一温度约与该第二温度相同。
3.根据权利要求1所述的旋转湿制程，其特征在于，所述的加温设备由加热板与加热线圈二者择一。
4.根据权利要求1所述的旋转湿制程，其特征在于，所述的化学品可选自于由三乙醇胺(TEA)与聚甲基二乙基三胺(PMDETA)所组成的一族群。
5.根据权利要求1所述的旋转湿制程，其特征在于，所述的化学品由一喷嘴所喷洒，且该喷嘴位于该晶圆的上方。
6.一种旋转湿制程设备，用以清洗一晶圆，其特征在于，该旋转湿制程设备至少包括：
一旋转台，其中该旋转台用以承载一晶圆；
一喷嘴；其中该喷嘴位于该晶圆的上方，并且该喷嘴喷洒一化学品于该晶圆的表面；
一加温装置位于该旋转台中，其中该加温装置用以加热该晶圆。
7.根据权利要求6所述的旋转湿制程设备，其特征在于，所述的加温装置使该晶圆的温度上升至约与该化学品相同。
8.根据权利要求6所述的旋转湿制程设备，其特征在于，还包括一旋转装置，其中该旋转装置与该旋转台连接，且使该旋转台以一旋转速度进行旋转。
9.根据权利要求6所述的旋转湿制程设备，其特征在于，还包括一导出管，其中该导出管用以该化学品导出该旋转湿制程设备外。
10.根据权利要求6所述的旋转湿制程设备，其特征在于，所述的加温装置由加热板与加热线圈二者择一。
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