TWI504449B - 晶圓洗滌器和晶圓洗滌程序 - Google Patents

晶圓洗滌器和晶圓洗滌程序 Download PDF

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TWI504449B TW101105748A TW101105748A TWI504449B TW I504449 B TWI504449 B TW I504449B TW 101105748 A TW101105748 A TW 101105748A TW 101105748 A TW101105748 A TW 101105748A TW I504449 B TWI504449 B TW I504449B
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Yi Nan Chen
Hsien Wen Liu
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Description

晶圓洗滌器和晶圓洗滌程序
本發明係有關於一種晶圓洗滌器，特別是有關於一種高速旋轉從晶圓表面移除水的洗滌器。
具有微結構之半導體元件製造需要高精密的技術。在製程中，半導體元件之電路上的微粒子會降低半導體元件成品的可靠度。即使製造過程中的微粒污染不會影響半導體元件電路的功能，其仍然會導致在製造上遇到困難。因此，半導體元件需要在無塵的環境中製造，且半導體元件之表面需要進行清洗，以移除製造過程中所產生的微細顆粒。
請參照第1圖，一傳統的晶圓洗滌器包括一支撐晶圓102之支托盤(holder)110和承軸(spindle)106。晶圓102係在前一製程階段以去離子水108潤濕，在此階段中，晶圓102和支托盤110係以高速旋轉，以從晶圓102表面移除水108。然而，在此步驟會造成水108以相當高的速度離開晶圓102表面，當晶圓和腔室的側壁相當近時，高速的水撞擊腔室側壁104會濺回至晶圓，而濺回的水108會對晶圓102造成不利的影響，產生微粒和晶粒破損的問題。
根據上述，本發明提供一種晶圓洗滌器，包括：一腔室；一支托盤，連接至一承軸，且位於腔室中，其中支托盤支撐晶圓；及一吹氣管，設置於腔室之側壁的頂部，其中吹氣管包括複數個面向下之氣體注射孔，以沿著腔室之側壁吹氣，使來自晶圓的水更平順地和迅速地沿著腔室之側壁流動，以避免水濺回至晶圓。
本發明提供一種晶圓洗滌程序，包括：提供一晶圓洗滌器，包括一腔室，一連接至一承軸且位於腔室中之一支托盤，其中支托盤支撐晶圓，及一設置於腔室之側壁頂部的吹氣管；及旋轉晶圓，以移除其上的水，其中吹氣管沿著腔室之側壁吹氣，使水更平順地和迅速地沿著腔室之側壁流動，以避免水濺回至晶圓。
為讓本發明之特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下詳細討論實施本發明之實施例。可以理解的是，實施例提供許多可應用的發明概念，其可以較廣的變化實施。所討論之特定實施例僅用來揭示使用實施例的特定方法，而不用來限定揭示的範疇。
以下內文中之「一實施例」是指與本發明至少一實施例相關之特定圖樣、結構或特徵。因此，以下「在一實施例中」的敘述並不是指同一實施例。另外，在一或多個實施例中的特定圖樣、結構或特徵可以適當的方式結合。值得注意的是，本說明書的圖式並未按照比例繪示，其僅用來揭示本發明。
第2圖顯示減少晶圓上水濺回之一種方法。請參照第2圖，由於內杯202(inner cup)內部的親水性表面可減少水濺回的問題。因此，此方法改變內杯側壁的材料，使其具有親水表面，以避免水204濺回至晶圓206，而產生微粒或晶粒破損的問題。然而，此方法不能完全解決水204濺回之問題。因此，需要一新穎的晶圓洗滌器和相關方法以解決水濺回的問題。
第3A圖顯示本發明一實施例晶圓洗滌器的剖面圖。第3B圖顯示本發明一實施例晶圓洗滌器的立體圖。請參照第3A圖和第3B圖，在一腔室310(chamber)中，一晶圓支托盤302(holder)連接一承軸304(spindle)。一晶圓306係位晶圓支托盤302上。晶圓306係在前一製程階段以去離子水316潤濕，在此階段中，晶圓306和支托盤302係以高速旋轉，以從晶圓306表面移除水316。在本發明一實施例中，晶圓306的旋轉速度可以為1500 rpm~4500 rpm。更甚者，晶圓306與腔室之側壁312相隔30mm~150mm之距離。在本發明一實施例中，支托盤302以電力或夾鉗之方式固定住晶圓306。在本發明一實施例中，腔室側壁312是由親水材料形成。
本發明一重要技術特徵為：一包括複數個氣體注射孔314之吹氣管308位於腔室側壁312之頂部，且一排氣管309位於腔室310之底部。更詳細地說明如下：吹氣管308和排氣管309皆為環狀，吹氣管308圍繞腔室側壁312之頂部，且吹氣管308包括複數個面向下且沿著腔室側壁312方向之氣體注射孔314。根據上述，吹氣管308可沿著腔室側壁312吹氣，使來自晶圓306的水316更平順地和迅速地沿著腔室側壁312流動(圖式中的箭號311係指氣流)。因此，腔室側壁312(可由親水性材料組成)可乾的更快，且腔室側壁312可捕獲更多的水316，以防止水濺回至晶圓306。在本發明一實施例中，排放之氣體包括氮氣或氬氣。
第4A圖顯示本發明另一實施例晶圓洗滌器的剖面圖。第4B圖顯示本發明另一實施例晶圓洗滌器的立體圖。請參照第4A圖和第4B圖，在一腔室406(chamber)中，一晶圓支托盤404(holder)連接一承軸402(spindle)。一晶圓412係位晶圓支托盤404上。晶圓412係在前一製程階段以去離子水408潤濕，在此階段中，晶圓412和支托盤404係以高速旋轉，以從晶圓412表面移除水408。在本發明一實施例中，晶圓412的旋轉速度可以為1500 rpm~4500 rpm。更甚者，晶圓412與腔室之側壁410相隔30mm~150mm之距離。在本發明一實施例中，支托盤404以電力或使用夾鉗414之方式固定住晶圓412。在本發明一實施例中，腔室側壁410是由親水材料形成。
在本實施例中，一包括複數個氣體注射孔420之吹氣管416包圍腔室側壁410之頂部，且一排氣管417位於腔室406之底部，其中吹氣管416和排氣管417皆為環狀，且吹氣管416包括複數個面向下且沿著腔室側壁410方向之氣體注射孔420(圖式中的箭號409係指氣流)。因此，吹氣管416可沿著腔室側壁410吹氣，使來自晶圓412的水408更平順地和迅速地沿著腔室側壁410流動。本實施例一重要技術特徵為：晶圓支托盤404包括複數個氣體注射孔418，將氣體排放至晶圓412之背面，以避免洗滌用的水408流至晶圓412的背面(圖式中的箭號411係指氣流)。由於於腔室側壁410上設置吹氣管416，且於晶圓支托盤404上設置複數個氣體注射孔418，本實施例可以氣流控制水408的流動，避免水408濺回至晶圓412。因此，可解決水408濺回之問題。
雖然本發明已以較佳實施例發明如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102．．．晶圓
104．．．腔室側壁
106．．．承軸
108．．．水
110．．．支托盤
202．．．內杯
204．．．水
206．．．晶圓
302．．．支托盤
304．．．承軸
306．．．晶圓
308．．．吹氣管
309．．．排氣管
310．．．腔室
311．．．氣流
312．．．腔室側壁
314．．．氣體注射孔
316．．．水
402．．．承軸
404．．．支托盤
406．．．腔室
408．．．水
409．．．氣流
410．．．腔室側壁
411．．．氣流
412．．．晶圓
414．．．夾鉗
416．．．吹氣管
417．．．排氣管
418．．．氣體注射孔
420．．．氣體注射孔
第1圖顯示傳統晶圓洗滌器的剖面圖。
第2圖揭示減少晶圓上水濺回之一種方法。
第3A圖顯示本發明一實施例晶圓洗滌器的剖面圖。
第3B圖顯示本發明一實施例晶圓洗滌器的立體圖。
第4A圖顯示本發明另一實施例晶圓洗滌器的剖面圖。
第4B圖顯示本發明另一實施例晶圓洗滌器的立體圖。
302．．．支托盤
304．．．承軸
306．．．晶圓
308．．．吹氣管
309．．．排氣管
310．．．腔室
311．．．氣流
312．．．腔室側壁
314．．．氣體注射孔
316．．．水

Claims (16)

  1. 一種晶圓洗滌器，包括：一腔室；一支托盤，連接至一承軸，且位於該腔室中，其中該支托盤支撐一晶圓；及一吹氣管，設置於該腔室之側壁的頂部，其中該吹氣管包括複數個面向下之氣體注射孔，以沿著該腔室之側壁吹氣，使來自該晶圓的水更平順地和迅速地沿著該腔室之側壁流動，以避免水濺回至該晶圓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓洗滌器，其中該支托盤包括複數個氣體注射孔，吹氣至該晶圓之背部，以避免水流至該晶圓之背部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓洗滌器，其中該腔室之側壁是以親水性材料形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓洗滌器，其中該支托盤是以電力或夾鉗之方式固定住該晶圓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓洗滌器，其中該晶圓與該腔室之側壁相隔的距離大體上為30mm~150mm。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓洗滌器，其中藉由該吹氣管之吹氣，該親水性材料形成之腔室的側壁乾的更快，且增加該腔室之側壁擷取的水量，以避免水濺回至該晶圓。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓洗滌器，其中該吹氣管包圍該腔室之側壁的頂部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓洗滌器，其中該水是去離子水。
  9. 一種晶圓洗滌程序，包括：提供一晶圓洗滌器，包括一腔室，一連接至一承軸且位於該腔室中之一支托盤，其中該支托盤支撐一晶圓，及一設置於該腔室之側壁頂部的吹氣管；及旋轉該晶圓，以移除其上的水，其中該吹氣管沿著該腔室之側壁吹氣，使水更平順地和迅速地沿著腔室之側壁流動，以避免水濺回至該晶圓。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓洗滌程序，更包括吹氣至該晶圓之背面，以避免水流至該晶圓之背面。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓洗滌程序，其中該腔室之側壁是由以親水性材料形成。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓洗滌程序，其中該支托盤是以電力或夾鉗之方式固定住該晶圓。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓洗滌程序，其中該晶圓與該腔室之側壁相隔的距離大體上為30mm~150mm。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之晶圓洗滌程序，其中藉由該吹氣管之吹氣，該親水性材料形成之腔室的側壁乾的更快，且增加該腔室之側壁擷取的水量，以避免水濺回至該晶圓。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓洗滌程序，其中該吹氣管包圍該腔室之側壁的頂部。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓洗滌程序，其中該水是去離子水。
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