TWI324799B - Device and method for liquid treatment of wafer-shaped articles - Google Patents

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Description

1324799 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 5 本發明係與-種用於晶圓狀物件(尤其是— 主要表面之定區域的流體處理之裝置和方法。 C Λ*前好;3 晶圓）的該 G 10 15 傷Ο 20 發明背景 在下面將描述處理特別是一晶圓之晶圓狀物件的一定 區段(也就是位在該邊緣附近的部份）的緣由。 -例如-矽晶圓之晶圓’可以具有例如一二氧化矽或 是摻雜了碳的二氧化矽（舉例來說，Sic〇H，則扣匕 Diamond®)的塗層。在後來的製程中(舉例來說當其施加 了-層金或是-層多晶列多結晶％時）’並且為了要避免 此種塗層㈣’其需要至少把在主要表面的邊緣區域中現 有的塗層自該Baa 81移但是其也可以選擇性地把將其之 周圍表面及/或該等第二主要表面區域中者移除。其係藉由 可以主要地區分减核刻製程和濕式軸彳之製程侧來 達成。其也可以如所欲地自該半導體基材的該主要表面之 特定區域移除一已經被電鍍之金屬（舉例來說，銅卜在這種 情況中，這個區域可是位在一接近該邊緣的一環形部份， 或者就完全是該㈣主要表¢(料結構缝設置於其上 之主要表面=裝置側邊)的不具有結構之區域，也就是無晶 片區塊。 另-個應用是用於晶圓的清洗。至少清潔該晶圓之該
5 1324799 主要表面的邊邸域在此係必要的，衫討以任擇地清 潔其之週歧域及/或第二主要表面，也就是移除粒子及/ 或其他的污染。其係藉由濕式清潔製程來達成。 5 另—種流體處理是要失加層次，金屬流電施加作用（電 鑛卜其可以在具有或不具電流下進行，在後者情況中，其 被稱為”無電電錢"作用。 G 10 本發明係與層次的濕式㈣j作用、濕式清洗作用或者 濕式化學施加仙有關(在_錢處理之下概述)。欲被處 理的晶圓表面部份係以該處理流體來制，關此應被移 除之該層次或雜質將會被移除。在另外情況中，一層次會 在這個表面部份中形成。 在該流體處理期間，該晶圓狀物件可以被固定或者可 以被旋轉(舉例來說，沿著一垂直於該晶圓狀物件之軸卜 為了避免該處理流體以一不受控制的方式到達該不需 15 Ο 被處理的表面，美國專利第4,9〇3,717號教示一種會藉由— 氣體來清潔面對該載體而不要被處理之該表面的載體（夹 頭）。在如此進行下，該氣體會出現在該晶圓的邊緣和該裁 體之間。 為了選擇性地處理一晶圓狀物件的一週邊特定區域， 美國專利第6435200 B1號教示一種用於流體處理—晶圓狀 物件(尤其是晶圓）的特定區域之裝置，其中一光罩係被維持 在一距離該晶圓狀物件的特定之短距離，所以流體可以藉 著毛細作用力而維持在該晶圓狀物件的該特定區域與該^ 罩之間。 Λ 20 然而，如此的裝置首先必須使得被分配在該晶圓未面 對該光罩之表面上的流體圍繞在該晶圓的周圍，以使得誃 流體可以進入在該光罩和該晶圓面對光罩的表面之間的間 隙。如果該流體並未適當地濕潤該晶圓，這明確地會產生 〜問題。這可能發生在當該晶圓具有一厭水性表面（舉例來 說，裸矽晶、有機聚合物），而一被用來處理該表面之流體 是一親水性流體(舉例來說水溶液)時。 另一個問題會發生在當一非常小的邊緣區域需要被處 理時(舉例來說，距離該邊緣〇.3毫米）。在此一情況中，如 美國專利第6435200則號所描述的鮮可能無法阻擔該圍 繞在晶圓周圍的流體。 【發^明内容】 發明概要 本發明的目的是要提供一種用於克服上述問題的裝置 和方法。 —本發明係藉著提供-種用於濕式處理-晶圓狀物件的 特又周邊邊緣區域的裝置來達成該目的，該晶圓狀物件具 有第平®wi、-第二平eW2與一邊緣表面。該裝置 包含有： _ :支持件，其係用於握持該晶圓狀物件； 體刀配構件’其係用於將流體分配在該晶圓狀物 件的未面對支持件之第—平面，與 、 ？丨導構件，其係連接至該支持件以將至少一部 的圍堯在起®狀物件之邊緣表面周51的流體，引導至 S玄日日圓狀物件的面對該支持伴 < 6茨第二平面藉2!, 禽濕該邊緣表面，其中該户辦 至夕 藉由此-裝置，現在:=:件具有環狀的外形。 之流體也可達成此效果 狀物件的邊緣周圍。甚至於是不2該流體圍繞在該晶圓 ….i_. ·. 、不此或無法濡濕該物件表面
C 10 杈佳地，該凸緣係相對於 认咕τ '这支持件而從在晶圓狀物件 的第一平面和第二平面之間 叫對稱平―突出。這有助於 收集k過該晶圓狀物件的該第一平面之流體。 在本發明的一較佳具體 、瞪例中，該環具有一相對於該支 持件而從該第一平面W1突出的凸緣 件產生一較好的收集能力。 這使的該流體引導構 广有利的具體例中’該環具有-比該晶圓狀物件的 直kdw更大之直nil ’與—比該晶圓狀物件的直徑加更小 之内U2以及一形成在該環的表面之凸緣。該環形凸緣 .15 細係與該晶圓狀物件的第-表面面對相同的方向。這帶來 〇 +僅處理該物件的邊緣和斜®區域也會處韻物件表面平 面的該周圍區域之優點。 如果dw和d2的差值(dw · d2 $ 3毫米）不大於3毫米的 話’其係較為有利的。 在另一個具體例中，該環在處理時具有一面對晶圓狀 物件的該邊緣表面之内部表面，其中該内部表面會形成位 在該内部表面和該晶圓狀物件的邊緣表面之間的間隙’其 具有至多2毫米的間隙距離g(g$ 2毫米）。該環之面對該 曰曰圓狀物件的邊緣表面之内部表面，具有向内開放的環狀 8 通道形狀。 此—在處理時係面對該晶圓狀物件的該邊緣之内部表 面，係較佳地對應於該晶圓狀物件的該邊緣表面的形狀，t 因而在該内部表面和該邊,緣表面之間會形成一間隱：，其會 在該間隙上形成—朗介於㈣洲乃5丨關隙距離g。
在又另-具體例中’該環具有一面對該晶圓狀物件的 :,緣表面之第一環狀部分，與一面對該晶圓狀物件的第二 ^面W2之第二環狀部分。這可以提供該晶圓狀物件的該 —平面之邊緣和周圍區域都能被濡濕與處理的優點。X 在另 •個具體例中，該支持件储可旋轉地設置以將 ^曰曰圓狀物件沿著—垂直於_表面平面的軸來旋轉。如果 =支持件係接著被旋轉，該經分配的流體之徑向向外部運 動係被進一步增強。 ……I 、队风竑夂哥件中以將 2引至該晶圓狀物件的第二表面上。為了將該氣體弓i a®狀物件的邊緣例如位在該流體引導構件 "持件的基座之間的間隙氣體引導構件係被提供。 本發明的另—個態樣係為—種用於濕式處理一晶圓 —的特mu邊緣區域的方法，該晶圓狀物件具有一 一平面w卜—第二平面W2與_邊緣表面該方法包含 -以一支持件來握持該晶圓狀物件 -將流體分配在該第一平面W1上 體引ΓΓ繞該晶圓狀物件的邊緣表面關之該流體，以 4件導向該第二平面W2，並藉以潤濕該特定的周 丄j/4/yy 丄j/4/yy 5 邊緣區域。 較佳地， 環狀之外形， 狀物件的第一 一凸緣。 在該方法中所使用的該流體引導構件係且有 其中該環具有1對於該支持件而從在晶圓 平面和第二平面之間的對稱平面Μ突出的 在本發明的方法之-較佳具體例中，該晶圓 轉動該支持件而旋轉。 单精由 10 上述蝴的裝置和方法之每種可以想到的組合都應 視為被涵盍於本發明之範圍内。 ％ 本發月的方法之進一步細節和優點將藉著該等 下列描述而變得明顯β Μ八與 圖式簡單說明 ν 第1圖顯示本發明的具體例之—概要圖。 - 15 Ο 第2圖顯示第！圖的細糾之剖視圖。 第3圖顯示以如第2圖所顯示的具體例為基礎之另 種較佳具體例。 C實施方式】 較佳實施例之詳細說明 20 :較佳的具體例係在下述參照以圖和第2圖來推述。 第1圖顯示-種用於濕式處理一晶圓w的周圍邊緣區 域的裝置1。該裝置i包含有一用於握持晶圓侧支持件3， 該晶圓w可以藉由爽持元件26(第2_被穩固地握持於其 j。該支持件3係被安置於一旋轉轴(未顯示）上，並可以被 一驅機制(未顯示)所旋轉，且因此該支持件1可以被稱為旋 10 1324799 轉夹頭。在該旋轉夹頭上設有-流體分配器2以將流體分配 在藉以界定義該未面對該夾頭的晶圓表面之該第一與上端 晶圓表面上。 5 一環狀的流體引導構件10係被安裝該夹頭3上，並藉著 -距離套管23而將其維持在—距離該“的基座31二勺2 毫米的距離。為了要使該流體引導構件牢固地安置於該夹 頭3，至少六個輯套管雜用在該流體㈣環圓周 G 10 上。該流體引導環係藉由螺絲（未顯示）而安裝至該夹頭，或 者係被焊接或黏合到該炎頭。 換句話說’該凸緣U係相對於該支持件而從在晶圓狀 物件的第-平面和第二平面W2之間的對稱平㈣突 出。該流體引導構件_此係環繞地圍繞該晶_的邊緣。 . 15 c ‘ 20 該流體引導環10的朝向内部之面對表面13係對應於該 包括有欲被處理的該晶圓之斜面的邊緣之形狀。其係被形 成-形狀，以使得-距離為g之間隙係在晶㈣和流體引導 環10之間形成。該距離§係大約毫米。該朝向内部之面 對表面13與該上端表面12包含有大約為4()。的銳料，且因 此在該流㈣導環1G上端部分上形成—刀㈣向内部之面 對凸緣11。該凸緣11(流體引導凸緣）的直徑dL係比該晶圓 的直徑dW更大。這僅僅是@應於在晶圓被設置在該夹頭上 時所需要的間隙。如果該流體引導環1〇係被區分為可以徑 向地相對於該夾頭的旋轉抽A而移動之二或更多個節段(較 佳地為三個節段）’該凸緣u的直徑扎甚至可以被選擇成比 B曰圓的UW更小。如果此種節段係、被使用的^，該晶圓 11 可以藉由該等節段的朝向内部之面對凸緣來夾持。 該流體引導環1G的内徑d 2係比該晶圓w的内徑d w更 小。該内徑们會界定該下端晶圓表面W2(面對該夾頭)之欲 被處理的内部邊界。 5 胃朝向内部之面對表面13會在其之下端部分會成為面 對該晶圓W2的該第二平面之該向上地面對之内部表面16。 在該向上地面對之内部表面16中，排出開口 17係被形 成於該流體引導環中以將已經被導人位於該向内的面對表 面13和晶圓之間的該間隙内之流體，導引離開該晶圓的下 10 表面W2。 在運作期間，該晶圓係藉著夹持構件26而被牢固地握 持。在該夾頭的圓周上，設置有至少三個此種夾持構件。 較佳地，會使用六個夾持構件。為進行夾取與安置，該夾 持構件會如箭號F所示地徑向向外地移動。每個夾持構件26 15都會被一致動器25(偏心銷）所啟動，其係被偏離中心地設置 於一具有一齒輪22的垂直地設置之可以被旋轉（R1)的轴24 上。該齒輪22係被一與該夾頭3同心地設置於該夾頭3上的 齒輪環21所驅動。該齒輪環係藉由彈簧而維持在一通常為 關閉之位置中。該軸24係在該夾頭基座本體31中柩轉，並 20突出通過該距離套筒23而進入該流體引導環1〇内。 當該齒輪環22被相對於該夾頭基座本體31而扭轉時， 其會同時地驅動所有的軸24大約70。的角度，並致使該致動 器25將該夾持構件移動離開該晶圓的邊緣。 該夾頭基座本體31氣體開口 32係向内地形成，以將氣 12 1324799 體G1施加在晶圓的下表面W2上。這可以保護該不需以流體 處裡的下晶圓表面部分接觸濺出液滴，並在該晶圓被放置 於夾頭上於被夾持構件26所失持之前，維持一距離該夹頭 之一定距離。 5 該朝向該晶圓的邊緣流動之氣流G1，係藉由引導凸緣 15而自該晶圓邊緣導離時，並經過設立於該流體引導環與 夾頭10之間的間隙而遠離該夾頭。 c 10 在此之後將描述此一裝置的運作。 一半導體晶圓W係被設置在例如一真空夾持器之該旋 轉夾頭3上。同時地氮氣G1係經由開口 3 2導入以產生一氣體 緩衝墊，該晶圓會以距離該向上面對的内部表面16例如0.2 毫米之一定距離飄浮在其上。然後夾持構件26會關閉以牢 固地握持該晶圓並允許其以該旋轉夾頭來旋轉該晶圓。 15 Ο 20 流體係以0.5升/分鐘的流速施加至該晶圓（第一表面 W1)的上表面上。在該流體供給期間，該夾頭以係每分鐘60 轉的速度來旋轉。徑向地向外流動之流體係由沿著該流體 流L1之離心力所支持。在該凸緣11處，流體流L1係被區分 二個流體流L2和L3。流體流L2會流過該流體引導環1〇的上 表面12，而流體流L3則會被導入位在該流體引導環1〇的内 部表面13和晶圓W的該邊緣之間的間隙.内。藉此，該流體 將可潤濕並處理該晶圓邊緣。在已經被分配至該晶圓的第 一表面上之下端流體流過整個的流路時，其可能會被導入 該間隙。該間隙具有一g=〇.5mm之位介於該向内面對表面 13和該晶圓W的邊緣之間的距離g。 13 5 該流體藉著形成流體的流L4而經過排出開川離開該 間隙。由於毛細作用力，該流體會被拉入介於該向上地面 對之内部表面16與晶圓之間的間隙，並因此_並處理該 晶圓的下表面（第二表面W2)e無法通過開π而排出的過 置流體’可能會流過該氣體引導凸緣15。該流體會經過在 =引導⑽科㈣糊_峨體一起離 開該失頭。 c 10 =處理流體之後被以一清洗流體來取代，而且該清洗 系以，知的乾燥製程來移除，舉例來說快速旋轉乾 、=、以乾燥氣體(2~丙醇蒸汽、氮氣或其等之組合 疋其等之組合。 〆
- 15 G 第3圖顯示以如第2圖所顯示的具體例為基礎之另外一 =佳具體例，寺構件26a具有一傾斜表面以對該晶圓施 弓I向下的力。該晶圓因此被相對於該經修改的凸緣i5a 門屋擠，並被牢固地握持在該凸緣15a與該夾持構件恤之 ^該凸緣15a因此可以被用來作為―㈣。圍繞在該邊緣 周圍的流體會料凸緣15卿成的該密封雜I在這個 情況下甚至可以省略氮氣清除作用。 〔圖式簡單說明】 20 第1圖顯示本發明的具體例之一概要圖。 第2圖顯示第1圖的細節13之剖視圖。 第3圖顯示以如第2圖所顯示的具體例為基礎之另外一 種較佳具體例。 【主要元件符號說明】 14 1324799 1.. .裝置 2.. .流體分配器 3."支持件 10.. .流體引導構件 11.. .凸緣 12.. .上端表面 C 13...内部表面 15…引導凸緣 . 15a...凸緣 16…内部表面 出開口 21.. .齒輪環 - 22...齒輪 C1 -23…距離套筒 24.··旋轉軸 25.. .致動器 26…夾持元件 26a…夹持構件 31…夾頭基座 32.. .氣體開口 Μ…對稱平面 W1...第一平面 W2…第二平面 Α.··旋轉軸 d2…流體引導環内徑 dL...凸緣直徑 d\V…晶圓直徑 G1.··氣體 0，1^2，13认..流體流 W…晶圓 15

Claims (1)

  1. 種用於濕式處理-晶JU狀物件的特定周邊邊緣區域 的裝置’該晶圓狀物件具有_第—平s w卜一第二平 面W2與一邊緣表面，該裴置包含有： 用於握持該晶圓狀物件之支持件，_ 机體刀配構件，其係用於將流體分配在該晶圓狀 物件的未面對該支持件之該第一平面％上·與 連接至該支持件的流體引導構件，其係用於將至 少一部分的圍繞在該晶圓狀物件之該邊緣表面周圍之 流體’引導至該晶圓狀物件的面對該支持件之該第二 平面W2,藉此漂濕至少該邊緣表面，其中該流體引導 構件具有一環體，以及 其中該環體具有—4緣（lip)，該唇緣係相對於該支 持件而從在該晶圓狀物件的該第一平φ wi和該第二 平面W2之間的對稱平自M突出，其中該唇緣的内徑 dL係比該晶圓狀物件的直徑dw更大。 如申請專利範㈣i項的裝置，其巾該唇緣係相對於 該支持件而自該第一平面W1突出。 如申請專利範圍第丨項的裝置’其中該環體具有一比 該晶圓狀物件的直徑dw更大的外徑士，以及一比該 晶圓狀物件的直徑dw更小的内徑4，且面對與該晶 圓狀物件的該第-表面相同之方向的該唇緣係形成於 該環體的表面中。 4·請專利範圍第3項的裝置’其的差 值疋不多於3毫米（dw-d2$3毫米）。 5*如申請專利範圍第】項的裝置，其中該環體具有一在 處理時面對該晶圓狀物件的邊緣表面之内部表面，其 中該内邛表面會形成一位在該内部表面和晶圓狀物件 的該邊緣表面之間的間隙，該間隙具有-不大於2毫 米的間隙距離g(g$2毫米）。 如申請專利範圍第5項的裝置，其中在處理時面對該 晶圓狀物件的邊緣之該内部表面的形式係對應於該晶 圓狀物件的6亥邊緣表面之形狀以至於一間隙係形成 在該内部表面和該邊緣表面之間，其導致-在〇.8*g 到LPg的範圍内之間隙距離g。 7.如申請專利範圍第5項的裝置，其中該間隙距離§是 不多於1毫米。 15 8·如申請專利範圍第1項的裝置，其中該環體具有-面 對該晶圓狀物件的該邊緣表面之一第一環體部分，以 及一面對該晶圓狀物件的該第二平面W2之第二環體 部分。 20 6. 其·中該支持件係被可旋 面平面之軸來旋轉該晶 9.如申請專利範圍第1項裝置， 轉設置，以沿著一垂直於一表 圓狀物件。 如申請專利範圍第1 件中之氣體供給構件 狀物件之該第二平面W2上 項裝置’其具有被提供在該支持 ，以在處理時將氣體導至該晶圓 17 10. ……理—晶圓狀物件的特定周圍邊緣區域 . W方法，該晶圓狀物件具有-第-平面W1、—第二平 面W2與一邊緣表面，該方法包含有以下步驟 5 以一支持件來握持該晶圓狀物件； 將流體分配在該第一平面W1上； 以流體51導構件將圍繞該晶圓狀物件的該邊緣表 面周圍之該流體導向該第二平面W2，並藉以潤濕該特 % 疋的周圍邊緣區域，其中該流體引導構件具有一環 ι〇 體，其中該環體具有一唇緣，該唇緣係相對於該支持 • 件而從在該晶圓狀物件的該第一平面W1和該第二平 面W2之間的對稱平面M突出，其中該唇緣的内徑t 係比該晶圓狀物件的直徑dw更大。 15 12.如申請專利範圍第丨丨項的方法其中該晶圓係藉由 旋轉該支持件而旋轉。
    18
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