TW201628081A

TW201628081A - 公自轉濕製程設備

Info

Publication number: TW201628081A
Application number: TW104103332A
Authority: TW
Inventors: shao-ting Cai; hong-zhi Wu
Original assignee: Semtek Corp
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-01
Also published as: TWI564952B

Abstract

本發明在於提供一種公自轉濕製程設備，其主要目的是利用公自轉原理讓濕製程有良好的均勻性蝕刻路線能有良好的對稱性，並且能同時放入多片晶圓同步進行濕製程，以節省生產時間、降低製造成本。其技術手段包括：一設於該收集裝置頂端的基座；數個設於該基座頂端、並能自轉以蝕刻或清洗或化鍍及旋乾該晶圓的承載盤；一設於該基座內、並與該承載盤連接、能帶動該承載盤進行自轉運行的第一驅動組；以及一與該基座連接、能帶動該該基座進行公轉運行的第二驅動組。

Description

公自轉濕製程設備

本發明涉及一種濕製程方式，尤指一種利用公自轉原理讓濕製程有良好的均勻性，且蝕刻路線能有良好的對稱性的公自轉濕製程設備。

濕式蝕刻是最早被使用的蝕刻技術，其為利用材料與特定溶液之間所進行的化學反應，以將材料中不需要的部分溶解而去除掉，而保留下需要的部分，其具有製程單純、產量速度快、成本低以及優異的蝕刻選擇比，因此在現今的半導體製程中，廣泛的用來作為矽基材的蝕刻方式，而成為許多廠商致力研究的目標。

在中華民國發明專利公告第380284號中，即揭示一種濕蝕刻製程中改善蝕刻均勻度的方法，其係在蝕刻液噴塗於晶圓之前，先以一道清洗程序在晶圓上形成一層水膜，此水膜可以使後續黏稠的酸液均勻地散佈在晶圓表面，因此可提高蝕刻均勻度。

然而，隨著半導體產業的進步，製程和元件的需求不斷提升，對於蝕刻的均勻度要求，也愈來愈高，而使得以上述方法進行的濕蝕刻製程，其所形成的均勻度仍有改善的空間。

有鑑於此，要如何解決上述問題，發展出一種利用公自轉原理讓蝕刻路線能有良好的對稱性，並且能同時放入多片晶圓同步進行蝕刻，以節省生產時間、降低製造成本的公自轉濕製程設備，便成為本發明創作者的意念與研究課題。

本發明目的在於提供一種利用公自轉原理讓濕製程能有良好的均勻性及對稱性，並且能同時放入多片晶圓同步進行濕製程，以節省生產時間、降低製造成本的公自轉濕製程設備。

為解決上述問題及達到本發明的目的，本發明的技術手段共有兩種，第一種技術手段：為一種公自轉濕製程設備，其包括：一晶圓承載裝置(100)；以及一設於該晶圓承載裝置(100)底端、用以承接藥液的收集裝置(200)：其特徵在於：所述晶圓承載裝置(100)包含有一設於該收集裝置(200)頂端的基座(1)；數個設於該基座(1)頂端、用以載放晶圓的承載盤(2)；一設於該基座(1)內、並與該承載盤(2)連接、能帶動該承載盤(2)進行自轉運行的第一驅動組(A)；以及一與該基座(1)連接、能帶動該該基座(1)進行公轉運行的第二驅動組(B)。

更優選的是，所述第一驅動組(A)，其更包含有數個設於該基座(1)內、各別與該承載盤(2)對應設置、並位於該承載盤(2)底端、能帶動該承載盤(2)自轉的第一驅動輪(3)；一設於該基座(1)內、位於該基座(1)中心處、並以皮帶(I)與該第一驅動輪(3)連接、能帶動該第一驅動輪(3)轉動的驅動輪組(4)；一設於該基座(1)中心處、且底端具有第二驅動輪(51)、與該驅動輪組(4)軸接、用以帶動該驅動輪組(4)轉動並接續帶動該承載盤(2)進行自轉運行的外驅動桿(5)；以及一設於該外驅動桿(5)一側、並以皮帶(I)與該第二驅動輪(51)連接、能帶動該外驅動桿(5)轉動的第一馬達(6)。

更優選的是，所述驅動輪組(4)，其更包含有三個第三驅動輪(41)，該第三驅動輪(41)是由該內驅動桿(7)的頂端向下依序排列與該內驅動桿(7)軸接，並且各別以皮帶(I)與該第一驅動輪(3)連接，以各別帶動該第一驅動輪(3)轉動。

更優選的是，所述第二驅動組(B)，其更包含有一與該基座(1)連接的內驅動桿(7)；以及一設於該內驅動桿(7)底端、用以帶動該內驅動桿(7)轉動並接續帶動該基座(1)進行公轉運行的第二馬達(8)。

更優選的是，所述承載盤(2)，其邊緣處更環設有數個能供該晶圓固定用的載盤飛扣(21)。

第二種技術手段：為一種公自轉濕製程設備，其包括：一晶圓承載裝置(100)；以及一設於該晶圓承載裝置(100)底端、用以承接藥液的收集裝置(200)；其特徵在於：所述收集裝置(200)包含有一設於該晶圓承載裝置(100)底端、且頂面呈斜面的蓋體(10)；一設於該蓋體(10)外圍的收集部(20)；以及一設於該收集部(20)底端的旋轉活動座(30)。

更優選的是，所述收集部(20)，其更包含有一外側緣(201)及一內側緣(202)，該內側緣(202)與該外側緣(201)之間圍構有一流道(203)，該流道(203)處，更分別間隔設置有一排液口(204)；所述旋轉活動座(30)，其更包含有一對應該外側緣(201)而設置的外壁(301)、一對應該內側緣(202)而設置的內壁(302)，該內壁(302)與該外壁(301)之間圍構有一收集空間(303)，該收集空間(303)對應該排液口(204)處，更各別設置有三格收納槽(304)，該收納槽(304)底端，更分別設有一排液管(305)。

更優選的是，所述旋轉活動座(30)，其外壁面底端，更設有一能控制該旋轉活動座(30)左、右轉動的驅動元件(9)。

根據上述兩種技術手段的實施，本發明能獲致的作用、功能及效果如下：本發明的重點一：本發明能同時放入多片晶圓同步進行濕製程，以節省生產時間。

本發明的重點二：本發明利用公、自轉原理，使晶圓於濕製程作用後，達到良好的均勻性及對稱性，以降低不良率。

本發明的重點三：本發明加工表面能同時均勻分佈藥液，以減少藥液的使用量，具有降低製造成本的優點。

本發明的重點四：可獨立做公轉及自轉動作，或同時做公自轉動作，可滿足不同濕製程需求動作特性。

本發明的重點五：可在同一槽內完成不同濕製程，增加不同濕製程良率。

1‧‧‧基座

2‧‧‧承載盤

21‧‧‧載盤飛扣

3‧‧‧第一驅動輪

4‧‧‧驅動輪組

202‧‧‧內側緣

203‧‧‧流道

204‧‧‧排液口

30‧‧‧旋轉活動座

301‧‧‧外壁

41‧‧‧第三驅動輪

5‧‧‧外驅動桿

51‧‧‧第二驅動輪

6‧‧‧第一馬達

7‧‧‧內驅動桿

8‧‧‧第二馬達

9‧‧‧驅動元件

10‧‧‧蓋體

20‧‧‧收集部

201‧‧‧外側緣

302‧‧‧內壁

303‧‧‧收集空間

304‧‧‧收納槽

305‧‧‧排液管

100‧‧‧晶圓承載裝置

200‧‧‧收集裝置

A‧‧‧第一驅動組

B‧‧‧第二驅動組

I‧‧‧皮帶

第1圖：本發明的立體示意圖。

第2圖：本發明的分解示意圖。

第3圖：本發明晶圓承載裝置的俯視示意圖。

第4圖：為第3圖P-P的剖面示意圖。

第5圖：本發明收集裝置的立體示意圖。

第6圖：本發明收集裝置的剖面示意圖。

第7圖：本發明收集裝置的實施示意圖。

第8圖：本發明晶圓承載裝置的實施示意圖。

以下依據圖面所示的實施例詳細說明如後：如第1~7圖所示，圖中揭示出，為一種公自轉濕製程設備，其包括：一晶圓承載裝置(100)；以及一設於該晶圓承載裝置(100)底端、用以承接藥液蝕刻物質的收集裝置(200)；其特徵在於：所述晶圓承載裝置(100)包含有一設於該收集裝置(200)頂端的基座(1)；數個設於該基座(1)頂端、用以載放晶圓、並能自轉以蝕刻、清洗、化鍍或旋乾該晶圓的承載盤(2)；一設於該基座(1)內、並與該承載盤(2)連接、能帶動該承載盤(2)進行自轉運行的第一驅動組(A)；以及一與該基座(1)連接、能帶動該該基座(1)進行公轉運行的第二驅動組(B)；所述第一驅動組(A)，其更包含有數個設於該基座(1)內、各別與該承載盤(2)對應設置、並位於該承載盤(2)底端、能帶動該承載盤(2)自轉的第一驅動輪(3)；一設於該基座(1)內、位於該基座(1)中心處、並以皮帶(I)與該第一驅動輪(3)連接、能帶動該第一驅動輪(3)轉動的驅動輪組(4)；一設於該基座(1)中心處、且底端具有第二驅動輪(51)、與該驅動輪組(4)軸接、用以帶動該驅動輪組(4)轉動並接續帶動該承載盤(2)進行自轉運行的外驅動桿(5)；以及一設於該外驅動桿(5)一側、並以皮帶(I)與該第二驅動輪(51)連接、能帶動該外驅動桿(5)轉動的第一馬達(6)；所述第二驅動組(B)，其更包含有一與該基座(1)連接的內驅動桿(7)；以及一設於該內驅動桿(7)底端、用以帶動該內驅動桿(7)轉動並接續帶動該基座(1)進行公轉運行的第二馬達(8)。

其中，當該外驅動桿(5)被該第一馬達(6)帶動轉動時，該承載盤(2)能被該外驅動桿(5)接續帶動，而產生自轉運行作用，除此之外，當該內驅動桿(7)被該第二馬達(8)帶動轉動時，該基座(1)能被該內驅動桿(7)接續帶動，而產生公轉運行作用，藉此該基座(1)公轉運行時，該承載盤(2)亦可同步進行自轉運行，由於該基座(1)與該承載盤(2)分別是由該第一馬達(6)與該第二馬達(8)分開帶動轉動，因此該基座(1)與該承載盤(2)兩者可單獨轉動運行。

其次，透過該基座(1)與該承載盤(2)利用公、自轉的原理，使任何設置於該承載盤(2)上的晶圓於濕製程作用後，濕製程能達到良好均勻性，且蝕刻深度及蝕刻路線都能達到良好的對稱性，以降低不量率。

上述承載盤(2)，其邊緣處更環設有數個載盤飛扣(21)。

其中，透過該載盤飛扣(21)能將設置於該承載盤(2)上的晶圓穩固地夾持住，以避免承載盤(2)自轉運行時晶圓滑脫掉落。

上述驅動輪組(4)，其更包含有三個第三驅動輪(41)，該第三驅動輪(41)是由該內驅動桿(7)的頂端向下依序排列與該內驅動桿(7)軸接，並且各別以皮帶(I)與該第一驅動輪(3)連接，以各別帶動該第一驅動輪(3)轉動。

其中，透過該第三驅動輪(41)與該第一驅動輪(3)的配合應用，使該承載盤(2)能各別自轉運行，以減少藥液的使用量，達到降低製造成本的功效。

上述收集裝置(200)，其更包含有一頂面呈斜面的蓋體(10)、一設於該蓋體(10)外圍的收集部(20)、及一設於該收集部(20)底端的旋轉活動座(30)，所述收集部(20)，其更包含有一外側緣(201)及一內側緣(202)，該內側緣(202)與該外側緣(201)之間圍構有一流道(203)，該流道(203)處，更分別間隔設置有一排液口(204)；所述旋轉活動座(30)，其更包含有一對應該外側緣(201)而設置的外壁(301)、一對應該內側緣(202)而設置的內壁(302)，該內壁(302)與該外壁(301)之間圍構有一收集空間(303)，該收集空間(303)對應該排液口(204)處，更各別設置有三格收納槽(304)，該收納槽(304)底端，更分別設有一排液管(305)。

其中，透過三格收納槽(304)的應用，當兩種不同的藥液對晶圓進行濕製程後，兩種不同的藥液會經由流道(203)中的排液口(204)處流入其中兩格收納槽(304)內，以供日後再利用，接著，灑水單元會對製程區進行灑水清洗，清洗後，該旋轉活動座(30)會將該收集空間(303)和另一格收納槽(304)旋轉至該排液口(204)處，再回收灑水清洗後的廢液，藉此降低製程成本，並減少浪費。

其次，該旋轉活動座(30)的外壁面底端，更設有一驅動元件(9)。藉此，能透過該驅動元件(9)去控制該旋轉活動座(30)轉動，使得各個收納槽(304)和收集空間(303)能同步進行回收廢液的動作。

如第8圖所示，於該晶圓承載裝置(100)的上方位置設有一噴頭組，該噴頭組噴灑藥液水膜時，該承載盤(2)會以該噴頭組為中心點而逆時針繞著自轉，使各晶圓表面能在短時間內產生藥液水膜，接著該噴頭組噴灑藥液時，該基座(1)會被該內驅動桿(7)帶動而以該噴頭組為中心點順時針繞著公轉，因此當藥液由上而下灑佈時，各晶圓的表面皆將覆蓋上極均勻的藥液塗層，以達到濕製程所需的均勻性效果。

其次，藥液灑佈結束後，該噴頭組會以大量的清水沖洗該承載盤上的晶圓，將各晶圓上的藥液蝕刻液沖洗乾淨，沖洗結束後，該噴頭組會噴出氮氣，並讓該承載盤(2)進行高速自轉，以達到快速旋乾各晶圓之目的。

以上依據圖式所示的實施例詳細說明本發明的構造、特徵及作用效果；惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，但本發明不以圖面所示限定實施範圍，因此舉凡與本發明意旨相符的修飾性變化，只要在均等範圍內都應涵屬於本發明專利範疇。