TWI603168B - For semiconductor wafer removal photoresist device - Google Patents

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TWI603168B TW105120466A TW105120466A TWI603168B TW I603168 B TWI603168 B TW I603168B TW 105120466 A TW105120466 A TW 105120466A TW 105120466 A TW105120466 A TW 105120466A TW I603168 B TWI603168 B TW I603168B
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Description

用於半導體晶片去除光阻劑裝置
本發明是有關於半導體蝕刻製程領域，特別是有關於一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置。
在半導體蝕刻製程領域中，許多情況下，在蝕刻製程後需要對晶片進行蝕刻後處理，也即去光阻劑處理。現有製程中的系統設備中，僅具有蝕刻功能，經蝕刻的半導體晶片需要被移出上述系統設備後，放入另外用於去除光阻劑系統進行去光阻劑處理。現有製程的製程設備及方法，由於需要將蝕刻後的晶片進行轉移後完成去光阻劑處理，浪費了大量的時間，極大的影響了晶片的生產量。同時去光阻劑製程需要在高溫環境（200度以上）下進行，否則反應速度達不到經濟要求，所以去光阻劑反應腔內安裝晶片的機台內還還需要設置一個加熱器，以加熱剛完成電漿蝕刻製程的晶圓。但是傳統加熱器由於是從下向上傳遞熱量對晶片進行加熱的，所以需要隔一段時間才能使得晶片表面溫度達到要求，而且大量的熱量在傳遞過程中沒有向上到達晶片，而是向下或者向四周經過傳遞或者輻射到了光阻劑反應腔的其它部分，所以傳統的電阻加熱器在光阻劑反應腔中使用效率低下而且反應時間慢。
本發明的目的在於提供一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置，在處理腔上方設置加熱器，將處理腔與真空進樣腔連接，同時確保傳輸腔能夠分別與處理腔、真空進樣腔及蝕刻腔相互貫通，實現晶片的傳遞。本發明提供的用於半導體晶片去除光阻劑裝置能夠避免浪費晶片轉移的時間，提高晶片的生產量。本發明中，在進行晶片去光阻劑處理時，在處理腔上方設置加熱器，由於晶片表面積較小，採用燈加熱器直接加熱晶片表面能夠有效地實現去光阻劑處理，同時節約能源。
為了達到上述目的，本發明藉由以下技術手段實施：
一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置，包含支撐架。該裝置包含：至少一個處理腔，設置在所述支撐架上；至少一個真空進樣腔，與所述至少一個處理腔連接；至少一個加熱器，設置在對應所述至少一個處理腔的上方，所述至少一個加熱器為輻射加熱器；至少一個蝕刻腔，設置在所述支撐架上；傳輸腔，設置在所述支撐架上，並使得晶片在所述至少一個處理腔、所述至少一個真空進樣腔及所述至少一個蝕刻腔之間傳輸。
較佳者，所述至少一個加熱器的工作功率≥10Kw，使得所述晶片在燈加熱器的照射下在10s內該晶片表面達到200℃-270℃的溫度。
較佳者，所述真空進樣腔與所述處理腔相互連通。
較佳者，所述真空進樣腔靠近所述傳輸腔的一側設有第一真空傳遞門；所述真空進樣腔的另一側設有晶片送入門；該真空進樣腔內設有放置台，用於放置晶片。
較佳者，所述處理腔內包含：反應窗及隔板組件，設置在所述處理腔頂部；所述加熱器透過所述反應窗及隔板組件對放入所述處理腔內的晶片進行加熱；離子噴射器，設置在所述處理腔外部，向該處理腔內部噴射電漿反應氣體；基台，設置在所述處理腔內；晶片設置在所述基台上；第二真空傳遞門，設置在所述處理腔靠近所述傳輸腔的側壁上；所述傳輸腔藉由所述第二真空傳遞門將晶片送入所述處理腔的所述基台上。
較佳者，所述至少一個蝕刻腔設有第三真空傳遞門；所述傳輸腔藉由所述第一真空傳遞門與所述真空進樣腔進行晶片傳遞，所述傳輸腔藉由所述第二真空傳遞門與所述處理腔進行晶片傳遞，所述傳輸腔藉由所述第三真空傳遞門與所述至少一個蝕刻腔進行晶片傳遞。
較佳者，所述真空進樣腔分別設置在一對所述處理腔之間。
較佳者，所述真空進樣腔靠近所述傳輸腔的一側設有第一真空傳遞門；所述真空進樣腔的另一側設有晶片送入門；該真空進樣腔內設有一對放置台，所述一對放置台上下相疊設置，每個所述放置台用於放置晶片。
每個所述處理腔內包含：反應窗及隔板組件，設置在所述處理腔頂部；所述加熱器透過所述反應窗及隔板組件對放入所述處理腔內的晶片進行加熱；離子噴射器，設置在所述處理腔外部，向該處理腔內部噴射電漿反應氣體；基台，設置在所述處理腔內；晶片設置在所述基台上；第二真空傳遞門，設置在所述處理腔靠近所述傳輸腔的側壁上；所述傳輸腔藉由所述第二真空傳遞門將晶片送入所述處理腔的所述基台上。
較佳者，所述至少一個蝕刻腔設有第三真空傳遞門；所述傳輸腔藉由所述第一真空傳遞門與所述真空進樣腔進行晶片傳遞，所述傳輸腔藉由所述第二真空傳遞門與所述處理腔進行晶片傳遞，所述傳輸腔藉由所述第三真空傳遞門與所述所述至少一個蝕刻腔進行晶片傳遞。
本發明與現有技術相比具有以下優點：
本發明提供一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置，在處理腔上方設置加熱器，將處理腔與真空進樣腔連接，同時確保傳輸腔能夠分別與處理腔、真空進樣腔及蝕刻腔相互貫通，實現晶片的傳遞。本發明提供的用於半導體晶片去除光阻劑裝置能夠避免浪費晶片轉移的時間，提高晶片的生產量。本發明中，在進行晶片去光阻劑處理時，在處理腔上方設置加熱器，由於晶片表面積較小，採用燈加熱器直接加熱晶片表面能夠有效地實現去光阻劑處理，同時節約能源。同時，本發明中，真空進樣腔內可以設置上下對稱的放置台，能夠同時對兩片晶片進行處理，提高了該裝置的工作效率。
以下結合圖式，透過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置，該裝置包含：支撐架、至少一個處理腔1、至少一個真空進樣腔2、至少一個加熱器3、至少一個蝕刻腔4及傳輸腔5，傳輸腔5內包括至少一個用於傳輸晶圓的機械臂。
其中，至少一個處理腔1設置在支撐架上；至少一個真空進樣腔2與至少一個處理腔1連接；至少一個加熱器3設置在對應至少一個處理腔1的上方；至少一個蝕刻腔4設置在支撐架上；傳輸腔5設置在支撐架上，並分別與至少一個處理腔1、至少一個真空進樣腔2及至少一個蝕刻腔4相通。
本發明中，至少一個加熱器3為輻射加熱器，典型的如燈加熱器3，本發明的輻射加熱器包括一個或多個燈組或者與燈組匹配的反射聚焦裝置，將大部分可見光或者紅外光熱量向下照射到待處理晶片上。至少一個加熱器3的工作功率≥10Kw。本實施例中要求，燈加熱器3對晶片的照射要求在10s內使得該晶片表面達到200℃-270℃的溫度。
實施例一
如圖1、圖4所示，一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置中包含：一個處理腔1、一個真空進樣腔2、一個加熱器3、蝕刻腔4及傳輸腔5。
其中，處理腔1設置在支撐架上，真空進樣腔2與處理腔1連接，加熱器3設置在處理腔1的上方，蝕刻腔4設置在支撐架上，傳輸腔5設置在支撐架上，並分別與處理腔1、真空進樣腔2及蝕刻腔4相通。真空進樣腔2與處理腔1相互連通。其中，蝕刻腔4設有第三真空傳遞門41。本發明中處理腔1除了可以位於真空進樣腔2側面聯通到傳輸腔，也可以是如圖7半導體晶片去除光阻劑裝置的垂直剖面示意圖所示的結構，圖中處理腔和真空進樣腔兩者相互疊放，處理腔1設置在真空進樣腔上方，以節省空間提高整個晶圓處理系統的空間利用率。其中傳輸腔5藉由真空傳遞門22’與真空進樣腔2聯通，真空進樣腔2的另一端藉由傳遞門21’與外部大氣環境中的基片存儲和傳輸系統，處理腔1藉由傳遞門11’與傳輸腔5相聯通。 處理腔1與真空進樣腔2之間藉由共用的水準腔壁整合為一體。
真空進樣腔2靠近傳輸腔5的一側設有第一真空傳遞門22；真空進樣腔2的另一側設有晶片送入門21；該真空進樣腔2內設有放置台23，用於放置晶片。
如圖3所示，處理腔1內包含：反應窗及隔板組件12、離子噴射器13、基台14及第二真空傳遞門11。
其中，反應窗及隔板組件12設置在處理腔1頂部；離子噴射器13設置在處理腔1外部，向該處理腔1內部噴射反應離子；基台14設置在處理腔1內；第二真空傳遞門11設置在處理腔1靠近傳輸腔5的側壁上。
本實施例中，將晶片設置在基台14上進行去光阻劑處理。加熱器3能夠透過反應窗及隔板組件12對放入處理腔1內的晶片進行加熱。
傳輸腔5藉由第一真空傳遞門22與真空進樣腔2進行晶片傳遞，傳輸腔5藉由第二真空傳遞門11與處理腔1進行晶片傳遞，並將晶片送入處理腔1的基台14上或從基台14上取出，傳輸腔5藉由第三真空傳遞門41與至少一個蝕刻腔4進行晶片傳遞。
如圖6所示，本發明公開的一種用於半導體晶片去除光阻劑方法在本實施例的具體應用如下：
S1，晶片藉由真空進樣腔2的晶片送入門21送入真空進樣腔2內，將該真空進樣腔2內空氣抽出，並保持該真空進樣腔2內真空狀態時，將上述晶片藉由第一真空傳遞門22送入傳輸腔5內。
被處理晶片從外界大氣環境藉由晶片送入門21送入真空進樣腔2後，將晶片送入門21關閉，同時將該真空進樣腔2內空氣抽出，並保持該真空進樣腔2內真空狀態，打開第一真空傳遞門22，傳輸腔5將晶片進行轉移。
S2，晶片在傳輸腔5的帶動下，藉由第三真空傳遞門41送入蝕刻腔4內進行蝕刻。
S3，將蝕刻完成的晶片藉由第三真空傳遞門41再次送入傳輸腔5內，在該傳輸腔5的帶動下，藉由第二真空傳遞門11送入對應的處理腔1內，將上述晶片去除光阻劑。該步驟S3中：
S3.1，處理腔1頂部的燈加熱器3透過該處理腔1的反應窗及隔板組件12，對放置在基台14上的晶片進行照射加熱。
藉由第二真空傳遞門11傳輸腔5將完成蝕刻的晶片置於基台14上，由於晶片表面積較小，燈加熱器3對晶片的照射要求在10s內使得該晶片表面達到200℃-270℃的溫度。
S3.2，離子噴射器13向該處理腔1內噴射電漿，上述晶片在高溫下藉由電漿對其表面進行光阻劑剝落。
S4，當上述晶片在處理腔1內完成去除光阻劑後，再次藉由第二真空傳遞門11送入傳輸腔5內，在該傳輸腔5的帶動下，藉由第一真空傳遞門22送入真空進樣腔2。
當晶片完成處理後，藉由晶片送入門21將完成處理的晶片從上述系統中取出。
實施例二
如圖2、圖5所示，一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置包含：一對處理腔1、一個真空進樣腔2、一對加熱器3、至少一個蝕刻腔4及傳輸腔5。
其中，一對處理腔1設置在支撐架上，真空進樣腔2分別設置在一對處理腔1之間，每個加熱器3設置在對應處理腔1的上方，並與對應的處理腔1相互疊加設置，蝕刻腔4設置在支撐架上，傳輸腔5設置在支撐架上，並分別與一對處理腔1、真空進樣腔2及蝕刻腔4相通。其中，蝕刻腔4設有第三真空傳遞門41。
如圖3所示，每個處理腔1內包含：反應窗及隔板組件12、離子噴射器13、基台14及第二真空傳遞門11。
其中，反應窗及隔板組件12設置在處理腔1頂部；離子噴射器13設置在處理腔1外部，向該處理腔1內部噴射反應離子；基台14設置在處理腔1內；第二真空傳遞門11設置在處理腔1靠近傳輸腔5的側壁上。
本實施例中，晶片設置在基台14上；傳輸腔5藉由第二真空傳遞門11將晶片送入處理腔1的基台14上。每個加熱器3透過對應的反應窗及隔板組件12對放入處理腔1內的晶片進行加熱。
如圖2所示，真空進樣腔2靠近傳輸腔5的一側設有第一真空傳遞門22；真空進樣腔2的另一側設有晶片送入門21；蝕刻腔4設有第三真空傳遞門41。
如圖5所示，真空進樣腔2內設有一對放置台23，一對放置台23上下相疊設置，每個放置台23用於放置晶片。兩個放置台可以在真空進樣腔2內藉由隔離板互相隔離也可以互相聯通。
傳輸腔5藉由第三真空傳遞門與真空進樣腔2進行一片或一對晶片傳遞，傳輸腔5藉由第四真空傳遞門與處理腔1進行晶片傳遞，傳輸腔5藉由第三真空傳遞門41與至少一個蝕刻腔4進行晶片傳遞。
如圖6所示，本發明公開的一種用於半導體晶片去除光阻劑方法在本實施例的具體應用如下：
S1，晶片藉由真空進樣腔2的晶片送入門21送入真空進樣腔2內，將該真空進樣腔2內空氣抽出，並保持該真空進樣腔2內真空狀態時，將上述晶片藉由第一真空傳遞門22送入傳輸腔5內。
本實施例中，當一對晶片藉由真空進樣腔2的晶片送入門21送入真空進樣腔2時，將該真空進樣腔2內空氣抽出，並保持該真空進樣腔2內真空狀態後，藉由第一真空傳遞門22傳輸腔5將一對晶片同時進行轉移。
當一個被處理晶片從外界大氣環境藉由晶片送入門21送入真空進樣腔2後，將晶片送入門21關閉，同時將該真空進樣腔2內空氣抽出，並保持該真空進樣腔2內真空狀態，打開第一真空傳遞門22，傳輸腔5將晶片進行轉移。
S2，晶片在傳輸腔5的帶動下，藉由第三真空傳遞門41送入蝕刻腔4內進行蝕刻。
本實施例中，當傳輸腔5帶動一對晶片進行轉移時，則藉由第三真空傳遞門41將一對晶片依次送入蝕刻腔4內進行蝕刻。也即在其中一個晶片完成蝕刻後，再將另一個晶片放入蝕刻腔4進行蝕刻。或將一對晶片分別轉移至不同的蝕刻腔4進行蝕刻。
S3，將蝕刻完成的晶片藉由第三真空傳遞門41再次送入傳輸腔5內，在該傳輸腔5的帶動下，藉由第二真空傳遞門11送入對應的處理腔1內，將上述晶片去除光阻劑。該步驟S3中：
S3.1，處理腔1頂部的燈加熱器3透過該處理腔1的反應窗及隔板組件12，對放置在基台14上的晶片進行照射加熱。
傳輸腔5將完成蝕刻的一對晶片藉由一對處理腔1的第二真空傳遞門11，置於對應的基台14上，由於晶片表面積較小，燈加熱器3對晶片的照射要求在10s內使得該晶片表面達到200℃-270℃的溫度。
S3.2，離子噴射器13向該處理腔1內噴射電漿，上述晶片在高溫下藉由電漿對其表面進行光阻劑剝落。
S4，當上述晶片在處理腔1內完成去除光阻劑後，再次藉由第二真空傳遞門11送入傳輸腔5內，在該傳輸腔5的帶動下，藉由第一真空傳遞門22送入真空進樣腔2。
當一對或一個晶片完成處理後，藉由晶片送入門21將完成處理的晶片從上述系統中取出。
儘管本發明的內容已經藉由上述較佳實施例作了詳細介紹，但應當理解到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。
1‧‧‧處理腔
2‧‧‧真空進樣腔
3‧‧‧加熱器
4‧‧‧蝕刻腔
5‧‧‧傳輸腔
11‧‧‧第二真空傳遞門
11’、21’‧‧‧傳遞門
12‧‧‧反應窗及隔板組件
13‧‧‧離子噴射器
14‧‧‧基台
21‧‧‧晶片送入門
22‧‧‧第一真空傳遞門
22’ ‧‧‧真空傳遞門
23‧‧‧放置台
41‧‧‧第三真空傳遞門
S1~S4‧‧‧步驟
圖1為本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的整體結構示意圖之一。
圖2為本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的整體結構示意圖之二。
圖3為本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的整體結構示意圖之一。
圖4為本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的實施例示意圖之二。
圖5為本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的實施例示意圖之三。
圖6為本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的整體實施流程示意圖。
圖7是本發明之一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置的實施例垂直剖面示意圖。
1‧‧‧處理腔
2‧‧‧真空進樣腔
3‧‧‧加熱器
4‧‧‧蝕刻腔
5‧‧‧傳輸腔
11‧‧‧第二真空傳遞門
21‧‧‧晶片送入門
22‧‧‧第一真空傳遞門
41‧‧‧第三真空傳遞門

Claims (10)

  1. 一種用於半導體晶片去除光阻劑裝置，包含一支撐架，該裝置還包含： 至少一個處理腔，設置在該支撐架上； 至少一個真空進樣腔，與該至少一個處理腔連接； 至少一個加熱器，設置在對應該至少一個處理腔的上方，該至少一個加熱器為輻射加熱器； 至少一個蝕刻腔，設置在該支撐架上； 一傳輸腔，設置在該支撐架上，並使得晶片在該至少一個處理腔、該至少一個真空進樣腔及該至少一個蝕刻腔之間傳輸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該至少一個加熱器的工作功率≥10Kw，使得該晶片在燈加熱器的照射下在10s內該晶片表面達到200℃-270℃的溫度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該真空進樣腔與該處理腔相互連通。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該真空進樣腔靠近該傳輸腔的一側設有一第一真空傳遞門；該真空進樣腔的另一側設有一晶片送入門；該真空進樣腔內設有一放置台，用於放置一晶片。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該處理腔內包含： 一反應窗及隔板組件，設置在該處理腔頂部；該加熱器透過該反應窗及隔板組件對放入該處理腔內的晶片進行加熱； 一離子噴射器，設置在該處理腔外部，向該處理腔內部噴射電漿反應氣體； 一基台，設置在該處理腔內；該晶片設置在該基台上； 一第二真空傳遞門，設置在該處理腔靠近該傳輸腔的側壁上；該傳輸腔藉由該第二真空傳遞門將晶片送入該處理腔的該基台上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該至少一個蝕刻腔設有一第三真空傳遞門；該傳輸腔藉由該第一真空傳遞門與該真空進樣腔進行晶片傳遞，該傳輸腔藉由該第二真空傳遞門與該處理腔進行晶片傳遞，該傳輸腔藉由該第三真空傳遞門與該至少一個蝕刻腔進行晶片傳遞。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該真空進樣腔分別設置在一對該處理腔之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該真空進樣腔靠近該傳輸腔的一側設有一第一真空傳遞門；該真空進樣腔的另一側設有一晶片送入門；該真空進樣腔內設有一對放置台，該一對放置臺上下相疊設置，每個該放置台用於放置一晶片。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中每個該處理腔內包含： 一反應窗及隔板組件，設置在該處理腔頂部；該加熱器透過該反應窗及隔板組件對放入該處理腔內的晶片進行加熱； 一離子噴射器，設置在該處理腔外部，向該處理腔內部噴射電漿反應氣體； 一基台，設置在該處理腔內；該晶片設置在該基台上； 一第二真空傳遞門，設置在該處理腔靠近該傳輸腔的側壁上；該傳輸腔藉由該第二真空傳遞門將晶片送入該處理腔的該基台上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用於半導體晶片去除光阻劑裝置，其中該至少一個蝕刻腔設有一第三真空傳遞門；該傳輸腔藉由該第一真空傳遞門與該真空進樣腔進行晶片傳遞，該傳輸腔藉由該第二真空傳遞門與該處理腔進行晶片傳遞，該傳輸腔藉由該第三真空傳遞門與該至少一個蝕刻腔進行晶片傳遞。
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