TW533497B - Cleaning method of wet cleaning device - Google Patents

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Hsuan-Shinan Dung
Jing-Yuan Chen
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Description

533497 五、發明說明（1) ------ 發明領域： 本發明係有關於一種半導體製程之清洗方法，特別是 有關於一種濕式洗淨裝置之清洗方法，以減少晶圓在濕式 洗淨裝置（wet bench )之作業時間而提昇生產能力 (throughput ) 〇 相關技術說明： 在半導體製造的濕製程（wet processing)中，包含 濕式化學洗淨（wet chemical cleaning)及濕式鍅刻 (wet etching )。其中濕式化學洗淨係特別的重要。洗 淨的目的在於去除金屬雜質、有機物及微粒（particle) 以增加元件之良率及可靠度。 目前的濕式化學洗淨技術所使用的設備為浸洗式 (immersion)化學洗淨設備或稱濕式洗淨槽（wet bench )。此設備包含複數個化學槽、複數個清洗槽、機械手臂 (robot)及乾燥裝置（dryer)等。在化學槽中，常使用 的化本液有石胤S夂與過氧化氫混合液— mixture，SPM)、緩衝氣化石夕|虫刻液（buffe]r 〇xide etcher, β〇Ε)、氣水與過氧化氫之混合液（amm〇nium — peroxide mixture, APM)及鹽酸與過氧化氫之混合液 (hydrochloric-peroxide mixture， HPM)。另外，清洗 槽通常為快速沖洗（quick dump rinse, QDR)槽、熱快 速冲洗（hot QDR，HQDR)槽、溢流洗淨（overfi〇w，〇F )槽及最後洗淨（final rinse, FR)槽。 第1圖係繪示出習知之濕式洗淨裝置方塊示意圖。rT 1
0702-7427TWF(N) ； 90P11V » spin.ptd
第4頁 533497 五、發明說明（2) 、RT2表示為機械手臂（未繪示），用以在第一化學洗淨 區1、快速沖洗/父接（QDR/Transferring)槽20、第二 化學洗淨區21、一最後洗淨/量測（FR/Measuring)槽“ 及乾燥槽28之間傳送複數晶圓（未繪示）。其中，第一化 學洗淨區1中具有複數第一化學洗淨槽，例如由一硫酸清 洗（SPM)槽10、一熱快速清洗（HQDR)槽12、一緩衝氧 化石夕#刻清洗（Β Ο E )槽1 4、一溢流洗淨（q ρ )槽1 6、一 氣驗清洗槽（A P Μ )槽1 8所構成。第二化學洗淨區2 1中具 有複數第一化學洗淨槽’例如由一鹽酸清洗（ΗΡΜ )槽22 及快速沖洗（QDR)槽24所構成。另外，最後洗淨測 (FR/Measuring)槽26設置有一水阻計（未繪示）以量測 晶圓之電阻值，且乾燥槽28係用以將晶圓脫水乾燥。 第2圖係繪示出習知之濕式洗淨裝置之清洗方法流程 圖。首先，進行第一步驟S20，藉由機械手臂RT1載入晶 圓。接著，進行第二步咖，藉由機械手臂Rn將晶圓置 入第一洗淨槽丨來進行第一洗淨程序。接著，進行第三
驟S24，決定是否需進行第二洗淨藉皮 ^ ^ H .— # , 九淨私序，若需進行第二洗 ㈣序’ 步_6’藉由機械手傾2將晶圓由交 接槽20載出並置入第二化學洗淨槽以 接著，進行第五步驟S28，II由擔从' χ上 ^ 稽由機械手臂RT2將晶圓載 =並置入量測槽26:利用水阻計量测 需進行第二洗淨程序，則不進行第m年 述第五步驟S28。最後，進行第驟⑽’而進行上 RT2將晶圓載出並置入乾燥槽28以二曰3〇 ’猎由機械手臂 Α將晶圓脫水乾燥。然 I画
533497 五、發明說明（3) 3^ :有些洗淨程式（reCipe )無須進行第二洗淨。 ，曰日圓部仍需在交接槽2〇中等待機械 ’程 槽26以進行量測。如此一來不 ：2父接置量 機械手臂m執行其他操作而降低生產能費力作“間且限制 ::監：二匕，本發明提供一種濕式洗淨裝 仪，、错由提供具有一水阻計之交接槽 巧/先方 供無須進行第二洗淨程序之晶圓進 乍為置剛槽，以 圓在濕式洗淨裝置之作f時 =剃。如此可減少晶 功能進而提高生產能:㈣間及增加傳送裝置之彈性運用 發明概述： 本發明之目的在於提供一種渴式洗 供具有一量測裝置之交接槽來進行晶圓之二，其藉由提 运裝置之彈性運用功能。 里測’以增加傳 方法’淨之清洗 根據上述之目的，本發明提供一種渴 用於複數晶圓之化學洗淨，至少复^乎较置，適 槽’用以對晶圓進行第一洗淨程 第：化學洗淨 第二j晶圓=第二洗淨程序；一交接^匕=淨槽 第及第一化學洗淨槽之間的交接區，且:為晶圓在 裝置以在完成第一洗淨程序之後，量測曰^ —第一量測 具有一第二量測裝置以在完成第二洗淨；序之；量；槽， 曰曰 ’量測 第6頁 0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.ptd 533497 五、發明說明（4) 圓；一第一傳送裝置，用以在第一化學洗淨槽及交接槽之 間載入、載出及傳送等晶圓；一第二傳送裝置，用以在交 接槽、第二化學洗淨槽及量測槽之間載入、載出及傳送晶 圓；以及一乾燥槽，用以對進行量測後之晶圓實施一乾燥 處理。上述第一及第二量測裝置係水阻計，以量測晶圓之 電阻值。另外，第一及第二傳送裝置係機械手臂。 又根據上述之目的，本發明提供一種濕式洗淨裝置之 清洗方法，適用於複數晶圓之化學洗淨，至少包括下列步 驟：提供一濕式洗淨裝置，其中濕式洗淨裝置具有複數第 一化學洗淨槽、複數第二化學洗淨槽、一具有一第一測量 裝置之交接槽、一具有一第二測量裝置之量測槽、一第一 傳送裝置、一第二傳送裝置及一乾燥槽；藉由第一傳送裝 置將晶圓載入第一化學洗淨槽，以進行第一洗淨程序；藉 由第一傳送裝置將晶圓自第一化學洗淨槽傳送至交接槽； 決定是否進行第二洗淨程序，當無需進行第二洗淨程序 時，在交接槽内量測晶圓；當需進行第二洗淨程序時，藉 由第二傳送裝置將晶圓自交接槽傳送至第二化學洗淨槽， 以進行第二洗淨程序；藉由第二傳送裝置將晶圓自第二化 學洗淨槽傳送至量測槽以量測晶圓；以及在進行晶圓量測 後，藉由第二傳送裝置傳送晶圓至乾燥槽以進行乾燥處 理。上述第一及第二量測裝置係水阻計（r e s i s t i v i t y meter )，以量測晶圓之電阻值。另外，第一及第二傳送 裝置係機械手臂。 較佳實施例之詳細說明：
0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.ptd 第7頁 533497 五、發明說明（5^ ' '~— =配合口及4圖說明本發明實施例之濕式洗淨裝置 /、4洗方法。 渴式ί ΐ駐ΐ參照第3圖，其繪示出根據本發明實施例之 第才褒置方塊示意圖。此濕式洗淨裝置包括有：複數 =學洗淨槽、複數第二化學洗淨槽、一快速沖洗/交 々置，（QDR/Transferring/ Measuring)槽4〇 (以下 7再為父接槽）、一最後洗淨/量測（FR/Measuring )槽 (以下簡稱為量測槽）、一第一傳送裝置rt 1、一第二 ，，裝置RT2及一乾燥槽48。在本實施例中，第一化學洗 ’争區1的複數第一化學洗淨槽3丨係用以對晶圓（未繪示） 進行第一洗淨程序，由至少一化學槽及至少一清洗槽所構 成:例如由一硫酸清洗（spM )槽3 〇 (亦即，内含硫酸與 過，化氫之混合液）、一熱快速清洗（HQDR )槽32、一緩 衝氧化石夕餘刻清洗（Β Ο E )槽3 4 (亦即，内含緩衝氧化石夕 餘刻液）、一溢流洗淨（OF )槽36、及一氨鹼清洗槽 (APM )槽38 (亦即，内含氨水與過氧化氫之混合液）所 構成。 第二化學洗淨區41的複數第二化學洗淨槽4 1係用以對 晶圓進行第二洗淨程序複數第二化學洗淨槽4丨。同樣由至 ^化予槽及至少一清洗槽所構成，例如由一鹽酸清洗 (HPM )槽42 (亦即，内含鹽酸與過氧化氫之混合液）及 快速沖洗（Q D R )槽4 4所構成。 父接槽40係作為晶圓在第一及第二化學洗淨區31及41 之間的交接區。不同於習知濕式洗淨裝置，此槽4〇具有一
533497 五、發明說明（6) _ ΐ測裝置（未緣示），例如水阳▲本 序之後，量測晶圓之電阻值：：：先：在完成第：洗淨程 ，量測槽46，轉接於快速沖；= 先，程度的依據。，外 裝置（未繪示），例如水阻計， 〜θ 44，具—I測 之德，吾、、目丨丨θ m〃 T 以在元成該第二洗淨程序 第,來作為洗淨程度的依據。 第傳迗虞置RT1，例如機械手臂 以在第一化學洗淨槽及交接槽4 〇 、n 、用 圓，且第二傳送I置J B载入、載出及傳送晶 衷置RT2，例如機械手臂（未洽示），在 用以在交接槽40、第二化學洗淨 6曰之 係 載出及傳送晶圓。 里列槽4b之間载入、 乾燥槽48係用以對進行|消丨接 ，例如旋乾法（Spi“rX里^ (Mwoni drying):叫）或馬南根尼乾燥法 接下來，請參照第4圖，其繪示出根 之濕式洗淨裝置之清洗方法流程圖 康本:月“:例 S40’藉由機械手侧載入晶圓。接著，進= 驟 S42」，由機械手臂RT1將晶圓置人第—洗淨槽以進二 洗淨程序。接著，進行第三步驟S44，藉 晶圓自第一化學洗淨槽載出並傳送至交曰接槽4:手1 $ 進行第二洗淨程序。當無需進行第二洗 ？：冗 "^ !i46 ^# #4° ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ® Λ Λ , 測。δ需進仃第一洗淨程序時’進行第五步： 機械手臂m將晶®由交接槽4 G載出 = 淨槽以進行第二洗淨程序。接著’進行第六步二：！
〇702-7427W(N)；90P117；spin.ptd 第9頁 533497 五、發明說明（7) 手臂m將晶圓自第二化學洗淨槽載出並傳送至量 *成曰旦W以利用水阻計量測晶圓之電阻值。最後，在晶圓 ΐ載Tif ί後，進行第七步·52 ’藉由機械手臂m將晶 馬南根尼乾燥法 進仃乾無處理，例如旋乾法或 由於濕式洗淨裝置通常合 洗晶圓，且一些製程f4二二门時進仃不同洗淨程式來清 較於習知之、青洗方法王1 &而進仃第一洗淨程序，所以相 序時，直接在交接槽40中量測而；灯苐二洗淨程 用機械手臂im交接至量測槽48a；®進之電旦阻值’晶圓無需利 少晶圓在濕式洗淨裝置的作業丁里® ’可減 之時間較長於交接時間，因此二：：外，由於量測晶圓 於交接槽4。中進行量測時==1則可在晶圓 :能。亦即，本發明之清洗；==加彈性運用 產能力。 j ^升濕式洗淨裝置之生 雖然本叙明已以較佳實施例 、 限定本發明’任何熟習此項技藝者，二 然其並非用以 神和範圍β，當可作更動與潤； ：脫離本發明之精 當視後附之申請專利範圍所界定者==本發明之保護範圍 0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.
Ptd 第10胃 533497 圖式簡單說明 為讓本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下： 第1圖係繪示出習知之濕式洗淨裝置方塊示意圖； 第2圖係繪示出習知之濕式洗淨裝置之清洗方法流程 圖； 第3圖係繪示出根據本發明實施例之濕式洗淨裝置方 塊不意圖， 第4圖係繪示出根據本發明實施例之濕式洗淨裝置之 清洗方法流程圖。 [符號說明] 1、3 1〜第一化學洗淨區； 1 0、3 0〜硫酸清洗槽； 1 2、3 2〜熱快速沖洗槽； 1 4、34〜緩衝氧化矽蝕刻清洗槽； 1 6、3 6〜溢流洗淨槽； 1 8、3 8〜氨鹼沖洗槽； 20〜快速沖洗/交接槽； 21、4卜第二化學清洗區； 2 2、4 2〜鹽酸清洗槽； 2 4、4 4〜快速沖洗槽； 2 6、4 6〜最後洗淨/量測槽； 2 8、4 8〜乾燥槽； 40〜快速沖洗/交接/量測槽；
0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.ptd 第11頁 533497 圖式簡單說明 RT1、RT2〜機械手臂。 第12頁 0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.ptd

Claims (1)

  1. 533497 六、申請專利範圍 1 · 一種濕式洗淨裝置，適用於複數晶圓之化學洗淨， 至少包括： 複數第一化學洗淨槽，用以對該等晶圓進行第一洗淨 程序； 複數第二化學洗淨槽，用以對該等晶圓進行第二洗淨 程序； 一交接槽，作為該等晶圓在該等第一及第二化學洗淨 槽之間的交接區，其具有一第一量測裝置以在完成該第一 洗淨程序之後，量測該等晶圓； 一量測槽，具有一第二量測裝置以在完成該第二洗淨 程序之後，量測該等晶圓； 一第一傳送裝置，用以在該等第一化學洗淨槽及該交 接槽之間載入、載出及傳送該等晶圓；以及 一第二傳送裝置，用以在該交接槽、該等第二化學洗 淨槽及該量測槽之間載入、載出及傳送該等晶圓。 2. 如申請專利範圍第1項所述之濕式洗淨裝置，更包 括一乾燥槽，用以對進行量測後之該等晶圓實施一乾燥處 理。 3. 如申請專利範圍第1項所述之濕式洗淨裝置，其中 該等第一化學洗淨槽，由至少一第一化學槽及至少一第一 清洗槽所構成。 4. 如申請專利範圍第1項所述之濕式洗淨裝置，其中 該等第二化學洗淨槽，由至少一第二化學槽及至少一第二 化學洗淨槽所構成。
    0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.ptd 第13頁 533497 六、^申請專利範i ~一 '— --- --- #楚t如申請專利範圍第1項所述之濕式洗淨裝置，其中 及第一'則1裝置係水阻計，以量測該等晶圓之電阻 值。 士申明專利範圍第1項所述之满式洗淨裝置，其中 該交接槽係一快速沖洗槽。、 、 •如申明專利範圍第1項所述之濕式洗淨裝置，其中 遠第-及第二傳送裝置係機械手臂。 \如申請專利範圍第2項所述之濕式洗淨裝置，其中 到用k乾法及馬南根尼乾燥法之任/種來進行該乾燥處 理。 9·如申請專利範圍第3項所述之濕式洗淨裝置，其中 該第一化學槽中之化學液係一硫酸與過氧化氫之混合液、 一緩衝氧化石夕餘刻液及一氨水與過氣化鼠之混合液之任一 種。 I 〇 ·如申請專利範圍第3項所述之濕式洗淨裝置，其中 該第一清洗槽係一熱快速沖洗槽、溢流洗淨槽及一快速沖 洗槽之任一種。 II ·如申請專利範圍第4項所述之濕式洗淨裝置，其中 該第二化學槽中之化學液係一鹽酸與過氧化氫之混合液。 1 2 ·如申請專利範圍第4項所述之濕式洗淨裝置，其中 該第二化學洗淨槽係一快速沖洗槽。 1 3 · —種濕式洗淨裝置之清洗方法’適用於複數晶圓 之化學洗淨，至少包括下列步雜： 提供一濕式洗淨裝置，其中該濕式洗淨裝置具有複數
    0702-7427TWF(N) ; 90P117 ; spin.ptd 第 14 買 533497 六、申請專利範圍 第一化學洗淨槽、複數第二化學洗淨槽、一具有一第一測 量裝置之交接槽、一具有一第二測量裝置之量測槽、一第 一傳送裝置及一第二傳送裝置； 藉由該第一傳送裝置將該等晶圓載入該等第一化學洗 淨槽，以進行第一洗淨程序； 藉由該第一傳送裝置將該等晶圓自該等第一化學洗淨 槽傳送至該交接槽； 決定是否進行第二洗淨程序； 當無需進行第二洗淨程序時，在該交接槽内量測該等 晶圓， 當需進行該第二洗淨程序時，藉由該第二傳送裝置將 該等晶圓自該交接槽傳送至該等第二化學洗淨槽，以進行 第二洗淨程序；以及 藉由該第二傳送裝置將該等晶圓自該等第二化學洗淨 槽傳送至該量測槽，以量測該等晶圓。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該濕式洗淨裝置更包括一乾燥槽。 1 5.如申請專利範圍第1 4項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，在進行該等晶圓量測後，更包括藉由該第二傳送 裝置傳送該等晶圓至該乾燥槽以進行乾燥處理之步驟。 1 6.如申請專利範圍第1 3項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該等第一化學洗淨槽，由至少一第一化學槽 及至少一第一清洗槽所構成。 1 7.如申請專利範圍第1 3項所述之濕式洗淨裝置之清
    0702-7427TWF(N) ； 90P117 ； spin.ptd 第15頁 533497 六、申請專利範圍 洗方法，其令該等第二化學洗淨槽，由至少一第二化學槽 及至夕苐一化學洗淨槽所構成。 1 8·如申請專利範圍第1 3項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法’其中該第一及第二測量裝置係水阻計，以量測該 等晶圓之電阻值。 σ 1 9·如申請專利範圍第丨3項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該交接槽係一快速沖洗槽。 2 0 ·如申請專利範圍第1 3項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該第一及第二傳送裝置係機械手臂。 2 1 ·如申請專利範圍第丨5項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法其中利用旋乾法及馬南根尼乾综法之任一種來進 行該乾燥處理。 2 2 ·如申請專利範圍第1 6項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該第一化學槽中之化學液係一硫酸與過氧化 氫之混合液、一緩衝氧化矽蝕刻液及一氨水與過氧化氫之 混合液之任一種。 23·如申請專利範圍第1 6項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該第一清洗槽係一熱快速沖洗槽、溢流洗淨 槽及一快速沖洗槽之任一種。 2 4 ·如申請專利範圍第1 7項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該第二化學槽中之化學液係一鹽酸與過氧化 氫之混合液。 2 5 ·如申請專利範圍第1 7項所述之濕式洗淨裝置之清 洗方法，其中該第二化學洗淨槽係一快速沖洗槽。
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